(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発振室と、
一対の無振動の流体噴流を前記発振室に噴出するために加圧流体源に接続される一対のパワーノズルと、
流体の振動噴流を当該振動噴流を使用する場所に放出するために前記発振室に形成された少なくとも１つの出口と、を有する流体発振器。
【請求項２】
前記加圧流体源は、前記一対のパワーノズルに接続される単一の流体マニフォルドを有する請求項１に記載の流体発振器。
【請求項３】
前記発振室はドーム形を有し、前記一対のパワーノズルは、前記発振室のドーム形に向けて流体噴流を噴出する請求項１に記載の流体発振器。
【請求項４】
前記一対のパワーノズルは、前記発振室の前記出口の反対側に向けて配向され、前記振動噴流が低振動数を有する請求項１に記載の流体発振器。
【請求項５】
前記発振室は、中心軸線を有し、前記少なくとも１つの出口は、前記発振室から連続している出口スロート領域を有し、前記出口スロート領域は、前記中心軸線に対して片方の側にある請求項１に記載の流体発振器。
【請求項６】
前記一対のパワーノズルは、それぞれ前記中心軸線に対して異なる角度を有する請求項５に記載の流体発振器。
【請求項７】
前記発振室は、中心軸線を有し、前記一対のパワーノズルは、それぞれ前記中心軸線に対して異なる角度を有する請求項１に記載の流体発振器。
【請求項８】
前記少なくとも１つの出口は、前記発振室から連続している出口スロート領域を有し、前記出口スロート領域は、前記中心軸線に対して偏っている請求項７に記載の流体発振器。
【請求項９】
前記発振室は、中心軸線を有し、前記一対のパワーノズルの片方は、他方のパワーノズルに対して前記中心軸線方向で互いに偏っている請求項１に記載の流体発振器。
【請求項１０】
前記出口スロート領域は、前記中心軸線方向で互いに偏って対向する発振室壁によって画成されている請求項８に記載の流体発振器。
【請求項１１】
前記一対のパワーノズルの片方は、他方のパワーノズルより大きな幅を有する請求項１に記載の流体発振器。
【請求項１２】
前記一対のパワーノズルは、前記発振室で複数の渦を発生するように前記発振室内で互いに或る角度をなして配向され、前記複数の渦は、前記一対の流体噴流の方向を周期的に変化させ、前記出口で流体の振動噴流をつくる請求項１に記載の流体発振器。
【請求項１３】
前記発振室は、ドーム形の内面を有する請求項１２に記載の流体発振器。
【請求項１４】
前記発振室は、ドーム形の内面を有し、前記一対の流体噴流は、前記ドーム形内面から前記出口の方へ向けられている請求項１２に記載の流体発振器。
【請求項１５】
前記発振室は、ドーム形壁と直線的な壁とによって画成され、前記一対の流体噴流の軸線は、前記発振室の前記ドーム形壁の反対側で互いに交差する請求項１２に記載の流体発振器。
【請求項１６】
前記一対の流体噴流の軸線は、前記発振室内で交差する請求項１２に記載の流体発振器。
【請求項１７】
前記一対の流体噴流の軸線は、前記発振室の外側で交差する請求項１２に記載の流体発振器。
【請求項１８】
前記流体は液体であり、単一の加圧液体源と、前記一対のパワーノズルに前記液体源を接続する手段と、を有する請求項１２に記載の流体発振器。
【請求項１９】
前記発振室は、長円形である請求項１２に記載の流体発振器。
【請求項２０】
前記一対のパワーノズルは、前記発振室の前記出口の反対側を向いており、前記発振室の壁に設けられた偏向器が、前記パワーノズルからの流体を前記出口の方へ向ける請求項１２に記載の流体発振器。
【請求項２１】
ａ）中心軸線と出口とを有する発振室を形成することと、
ｂ）一対の無振動のパワー液体噴流を前記中心軸線に対して選択された角度で前記発振室に噴出させ、前記発振室に発振渦を発生させることと、
ｃ）前記発振室から１つまたは複数の振動噴流を放出することと、を有する液体噴流を発振する方法。
【請求項２２】
前記一対のパワー液体噴流の片方は、他片のパワー液体噴流と異なる流れ特性を有するようにされ、前記振動噴流が前記発振室から放出されるとき該振動噴流を選択された方向に偏らせる請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記一対のパワー液体噴流は前記発振室の前記出口の反対側に向けられ、前記発振室から低振動数の振動噴流が放出される請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体発振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
流体発振器は公知であり、側壁付着効果を有し、または有しないフィードバック通路を使用するものは公知である（側壁付着効果を使用する流体発振器については米国特許第4,463,904号参照。また、側壁付着効果に依存しないまたは使用しない流体発振器については米国特許第4,508,267号参照）。フィードバック通路を使用しない、または備えていない、大気にスプレイを放出する流体発振器がある（発振出力を発生するためにアイランドを使用するStoufferに付与された米国特許第4,151,955参照、反転室型発振器である、Bauerに付与された米国特許第4,184,636号参照）。Stoufferに付与された米国特許第5,213,270号及び米国特許第5,213,269号において、フィードバックまたは制御通路のない他の型式の発振器が開示されており、この発振器において、発振室は、その幅より大きい長さを有し、一対の補完的な形状の対向する側壁を有し、この側壁は、出口で発振するために流れの両側で交互に振動するキャビテーションのない渦を形成する。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、フィードバックまたは制御通路のないタイプの流体発振器に関し、この発振器は、少なくとも１つの出口を有する成形された発振室と、発振室内で互いに所定の角度の向きを有する一対の液体噴流を形成する少なくとも一対のパワーノズルとを有し、一対の噴流は相互に作用し発振室内に複数の渦を発生する。複数の渦は、液体噴流の対の方向を周期的に変化させ、出口で液体の掃引（振動）噴流を生じるように組み合わされる。好ましい実施形態において、発振室は、ドーム形またはマッシュルーム形の内面を有し、パワーノズルに接続されるマニフォルド及び大気への出口は、ドーム形またはマッシュルーム形の内面と反対側の壁にある。
【０００４】
動作的には、本装置は、キャビティ内の２つの液体噴流の内部不安定性に基づいている。２つの噴流は、相互作用（発振）室において適当な大きさ及び向きを有し、結果として生じる流れパターンは、本来的に不安定な渦を生成し、２つの噴流の方向を周期的に変化させる。これは、室の出口で掃引噴流を提供する。出口即ち開口は、或る領域をカバーする発振シートか、または平坦な扇形タイプのスプレーのいずれかを生じる構成とすることができる。パワーノズルは、発振室の中心軸線に対して対称的に配向する必要はない。さらに、出口及び出口スロートは、偏揺れ角が変化する掃引噴流を放出するようにすることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、改良された流体発振器、さらに詳細には、流体または液体の掃引（振動）噴流を放出する流体発振器を提供することに関する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
本発明の流体発振器は、キャビティの２つの液体または流体の噴流の内部不安定性に基づいている。２つの液体噴流または流れは、相互作用領域（発振室とも呼ばれる）の中で適当なサイズと方向を有し、結果として生じる流れパターンは、本来的に不安定な２つの噴流の方向を周期的に変化させる渦装置である。これは、発振室の出口即ち出力部で掃引噴流を生成する。出口即ち出力部ＥＸの形状、寸法は、領域をカバーする発振シートか、または扇形の平坦なスプレイのいずれかを生成するように構成されている。
【０００７】
基本的な形状は、図１に示されており、複数のパワーノズルＰＮ１及びＰＮ２を有する相互作用室（発振室）ＩＣを有する。相互作用室の流れは、本来的に不安定な４つの渦をつくる（図２参照）。これは、図２に示すように出口即ち出口開口で掃引噴流ＳＪを生じる。
【０００８】
図３においては、相互作用室ＩＣは、図示したように直線的とされ、図４においては、相互作用室ＩＣ″は長円形に変形されている。
図５及び図６においては、単一の供給マニフォルドＳＦが、内部通路とともに使用される（すなわち、複数の内部通路が流れを２つの噴流に分割する）。
【０００９】
図７においては、２つのパワーノズル７ＰＮ１、７ＰＮ２は、それぞれ噴流Ｊ１及びＪ２を噴出し、これは、ドーム形発振室に向かって傾斜して配置され、偏向器Ｄ１、Ｄ２が、要求された条件で発振流をつくるように出口ＥＸ７に流れを向けるように付加されている。
【００１０】
図８は、図７に示す実施例の変形例であり、内部通路とともに使用する単一の供給マニフォルドＳＦＭを備えている。
図７及び図８に示す実施例は、図１−図６及び図１０Ａ−図１０Ｅに示す流体発振器より著しく低い振動数を有する。その結果、振動の波長は、著しく長く、複数のパワーノズルを有する比較可能な発振器より約５倍長い。この構成においては、複数の入力パワーノズルＰＮ１″及びＰＮ２″は、出口ＥＸ７の反対側で発振室に衝突して出力噴流の振動を生じる。
【００１１】
すべての出口形状は、全体または領域をカバーするか、扇形スプレーを得るために変形することができる。この装置は、広範囲な大きさの構造において作動する。また、噴流の場所と向きまたは噴流の寸法のずれかにおいてわずかに非対称とすることによってスプレイは、種々の偏揺れ角度を有するように構成することができる。
【００１２】
図９に示す発振器の実施形態は、単一の供給源９ＣＳから流体が供給される複数のパワーノズル９ＰＮ１、９ＰＮ２を有する。マッシュルーム形の発振室９ＯＣは、複数の出口ポート９ＯＰ１、９ＯＰ２を有する。
【００１３】
この装置は、９ＯＰ−１、９ＯＰ−２の各々において、互いに位相のずれた脈動性の流れを生じる。寸法、角度Θ１，Θ２及び長さ「１」を変化させることによって、２つの出口において種々の出力流を得ることができる。例示として、２つの出口ポートとの間に異なる質量流量比で脈動流を得るために装置を作動することができる。
【００１４】
図面に示すように、回路は、種々の長さ及び幅を有することができる。いくつかの場合において、パワーノズルの長さは、流体回路の他の部分と比較して非常に小さくすることができる。回路の最大幅は、パワーノズルの幅Ｗを単位として測定され、例えば約１５Ｗの幅である。パワーノズルのマニフォルドの形状は、相互作用室または発振室の一方の壁を形成するものである。いくいつかの回路において、長さは、既存のハウジングに適合するように合わせることができる。図１１Ａ及び図１１Ｂにおいては、回路は、パワーノズルのマニフォルドに続く「供給入口ノズル」１１ＦＮと称されるものを有する。
【００１５】
いくつかの実施形態において、パワーノズルの幅は、異なる幅及び形状とすることができる（図１０Ｂ）。一対のパワーノズルは、互いにくい違いを有し（図１０Ｃ参照）、このくい違いは、扇形角度の偏揺れ角度を所望の方向に依存して左または右に偏向させる。いくつかの実施形態において、出口スロートは、スプレーの左側または右側の偏揺れ角度を移動させるために対称中心軸線からわずかに偏っている。いくつかの実施形態において、スロートは、所望のように左または右に所定の偏揺れ角度を生じるために長手軸線方向で少し喰違っている（図１０Ｅ）。したがって、上述した技術の組み合わせを使用して大部分の用途に適合する偏揺回路を設計することができる。
【００１６】
通常、流体回路または輪郭は、射出成形プラスチック製のチップからなり、このプラスチック製チップは、Merkeらへ付与された米国特許第5,845,845号またはBauerに付与された米国特許第4,185,777号に開示されるような流体入力突起部ＦＣＣＢを有する成形ハウジングに押し込まれる。図１２は、面１２Ｆを有し、図示した輪郭または回路の一つが成形された流体回路チップＦＣＣを示しており、このチップには、加圧流体源へ接続されるホース又は他の接続部材を受ける入力突起部ＦＣＣＢを有するハウジングＦＣＣＨに挿入される。これは種々のフィルタ及びチェック弁等（図示せず）を含むこともできる。装置の通常の用途は、流動性材料、液体及びガスのスプレー及び放出を含む。１つの特に有利な用途は、ウインドシールド、自動車のリヤウインドウ、自動車のヘッドランプのようなガラス表面へのウオッシャ液のスプレーである。
【００１７】
本発明の好ましい実施形態を図示し説明したが、当業者には本発明の他の実施形態、用途が容易に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の基本的な構成を示す図である。
【図２】  図２Ａ、２Ｂ及び図２Ｃは、図１に示す流体発振器の出口での掃引噴流を示す図である。
【図３】  発振室のコーナが直線になっている本発明の他の実施形態を示す図である。
【図４】  発振室が長円形になっている本発明の他の実施形態を示す図である。
【図５】  図５Ａは、単一の供給源からの流れを二つの噴流に分割される実施形態を示す図であり、図５Ｂは、図５Ａの斜視図である。
【図６】  単一の供給源からの流れを二つの噴流に分割する実施形態を示す図である。
【図７】  ドーム形の壁の方向へ傾斜して向いている噴流の場所と、振動流を生じるために必要な条件で出口に向かうように流れを向けるために追加された偏向器とを示す図である。
【図８】  図７に示す実施例の変形例を示す図である。
【図９】  本発明による複数の出口を有する複数のパワーノズルを示す図である。
【図１０】  図１０Ａは、本発明の他の実施形態を示す図である。
図１０Ｂは、一方のパワーノズルがスプレイの大気への出力の偏揺れ角度を調整するために他方のパワーノズルより広い幅を備えた複数パワーノズルの発振器を示す図である。
図１０Ｃは、各パワーノズルの軸線が異なる位置で発振器の中心軸線と交差する発振器を示す図である。
図１０Ｄは、出口スロートが右に偏っている同様の発振器を示す図である。
図１０Ｅは、スロートの両側の対向部分が長手方向中心軸線方向に喰違ったスロートを示す図である。
【図１１】  図１１Ａは、単一のパワーノズル供給口を備えた複数のパワーノズル用のマニフォルドを示す図である。図１１Ｂは、図１１Ａの斜視図である。
【図１２】  成形流体回路または輪郭チップ、ハウジング及び流体源の通常の組立工程を示す図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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