(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄流体を洗浄流体タンクから導入する導入口と、洗浄流体を放出して、上記窓を洗浄するための導出口とを有する容器と、
上記容器内で上記洗浄流体を加熱する加熱素子と、
上記容器内の温度範囲を検出する温度センサーと、そして
上記容器を通る洗浄液体の流れを制御する制御装置とを有する車両の窓を洗浄する装置において、
上記制御装置を上記温度センサーに電気的に連絡し、上記温度センサーによって検出された温度に応答して、上記制御装置によって所望の温度で一定量の洗浄流体を自動的かつ間次的に放出することを特徴とする洗浄装置。
【請求項２】
ウインドシールドワイパーを間欠的に作動して、洗浄流体の間欠的放出に応じて窓を洗浄することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記制御装置は、所定のタイミングシーケンスに従って洗浄流体の間欠的放出を調節することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項４】
車両内の周囲温度に応じて上記タイミングシーケンスを変えることを特徴とする請求項３記載の装置。
【請求項５】
窓の外面温度に応じて上記タイミングシーケンスを変えることを特徴とする請求項３記載の装置。
【請求項６】
最初の一定量の洗浄流体を、以降の洗浄流体放出圧力よりも実質的に高い圧力で放出することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項７】
制御装置は、温度センサーからの信号を分析して、洗浄装置の誤動作を検出し、誤動作が検出された場合に、加熱素子の作動を中断することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項８】
洗浄すべき窓の外面に追加の温度センサーを固定したことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項９】
追加の温度センサーを、少なくとも一部が反射性のカバーによって被覆して、太陽放射線の作用を実質的に相殺したことを特徴とする請求項８記載の装置。
【請求項１０】
車両のユーザーによって作動されて、洗浄装置の作動を開始する遠隔入力装置を有することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１１】
遠隔入力装置がワイパーを作動して、窓から洗浄流体を拭き取ることを特徴とする請求項１０記載の装置。
【発明の詳細な説明】
関連出願
本出願は、本特許出願の譲受人に譲渡され、かつ本明細書に関連出願として組み込まれている米国仮特許出願第６０／０７６７３０号の優先権を主張するものである。
発明の分野
本発明は全体としては流体加熱に関し、特に自動車の窓を洗浄または除氷する目的で流体を加熱することに関する。
発明の背景
加熱された流体やその他の洗浄流体を車両の窓に噴霧するために各種の方法および装置が知られている。加熱流体は、寒冷期に車両のウインドシールドを除氷する際に特に有利である。この除氷方法の場合、操作者は、流体を加熱して、ウインドシールドを除氷できるまで、しばらく待つ必要がある。ところが、この目的からみた場合、従来公知な方法および装置は実際的ではない。なぜなら、熱や、車両に搭載したエンジン自体によって電気的に発生された熱を使用して流体を加熱するため、操作者は流体が好適な温度に達するまでに許容できない程長い時間待つ必要があるからである。
車両搭載電池を使用して、車両搭載エンジンとは無関係に、流体を加熱する場合にも問題がある。というのは、十分な量の流体を加熱して、ウインドシールドを効果的に除氷するためには大量の電流が必要になるからである。また、電池自体も無理のない時間内に洗浄流体の容器全体を加熱するのに十分な電流を発生できない。運転時に流体を加熱すると同時にこれをウインドシールドに噴霧する方法および装置も示唆されているが、いずれも十分な量の流体を効果的な除氷を達成するために十分高い温度に加熱するのに十分な電流を供給することができない。
ＵＳＰ５，５０９，６０６号には、自動車のウインドシールド用の高温洗浄装置が記載されている。この装置は、洗浄流体タンクから洗浄流体をポンプ供給する容器を備え、この流体をウインドシールドに噴霧する前に、電熱素子によって加熱する。この容器は絶縁されており、洗浄流体の温度が所定の最大温度を越えないようにするためにサーモスタットを備えている。容器に流体を満たし、容器にポンプ供給された低温流体を所望の温度にするために、必要に応じて熱が供給されるようになっている。
ＵＳＰ５，１１８，０４０号には、車両の窓ガラスを洗浄するための電気装置が開示されている。低温の洗浄流体タンクと車両の窓ガラスへの噴霧ノズルとの間であって、このタンクよりも低い位置に絶縁容器を設けて、流体を満たすようにしている。車両のイグニッションを点火すると、電熱器が容器内の流体を加熱し、車両が走行している間、加熱状態を維持する。なお、車両の窓を除氷するために、ただちに電熱器を始動し、加熱することについては何も開示はない。ＵＳＰ４，０９０，６６８号には、内部に密閉容器を備えたタンクをもつ、ウインドシールド用の洗浄兼除氷装置が開示されている。ポンプを使用して、洗浄流体をタンクから容器に、そしてこの容器から複数のノズルに供給する。加熱されたエンジン冷却液をタンクの導管により送る。温度がある最大温度以下になるたびに、電気抵抗ワイヤがタンク内の流体を加熱する。ソレノイド弁がタンクから流体を車両の前面窓または後面窓に噴霧する。なお、これら弁を他の流体制御の目的に適用することについては何も示唆がない。
ＵＳＰ５，０１２，９７７号公報には、車両の窓を洗浄するための洗浄装置が開示されている。この装置の場合、タンク内の洗浄流体を加熱する。また、車両の窓に流体を噴霧するためのポンプの噴出圧力は可変になっている。タンク内の流体温度を検出し、これに応じて、洗浄流体の温度とは逆な方法でポンプの噴出圧力を変更し、窓に付着する流体をより一定にする。というのは、流体粘度が温度変化するからである。
ＵＳＰ５，３５４，９６５号公報には、一定容量の自動車のウインドシールド洗浄流体を電気的に加熱する装置が記載されている。ＰＴＣサーミスタやその他の電熱素子を使用して加熱される一定容量の被加熱流体を容器に充填する。支配的な周囲温度に応じて、流体の加熱時間を制御回路により調節してから、流体をウインドシールドに噴霧する。この回路は、また、自動車のエンジンが作動していない時に、流体が加熱されないように制御するものである。
発明の要約
本発明の目的は、車両の窓を洗浄または除氷するための改良方法および装置を提供することである。
本発明の別な目的は、車両の窓の除氷をただちに開始できる装置および方法を提供することである。
本発明の好適な実施態様では、洗浄流体を加熱してから、流体を車両の窓に向けて噴出する容器を使用する。流体を容器に入れる前に、好ましくは容器内の加熱素子に電流を約１分間かそれより短い間流すことによって、容器を予熱する。予熱が済んだなら、流体を容器に入れ、接触させることによってただちに加熱する。これにより流体の一部が蒸発するため、容器内が昇圧する。すると、流体が所望の温度および圧力で放出され、窓を洗浄及び／又は除氷する。
容器の予熱で消費される車両電池からの電気入力はごく普通程度であるが、窓を除氷するのに十分な量の高温流体を発生できるため、従来から公知な窓洗浄装置の場合より迅速に車両を始動することができる。さらに、流体蒸発により発生する圧力により、流体を窓に噴霧する配管やノズルに付着することがある氷やその他の妨害物も除去できる。なお、窓の外面に加熱流体を噴霧すると、同時に窓内面の曇りや水滴を効果的に除去することもできる。
本発明の好適な実施態様では、まず一定の量の流体を加熱し、容器から放出した後に、さらに一定量の流体を追加し、ただちに加熱する。この追加量の流体が所望の温度に達したならば、好ましくは数秒の遅れをもって追加流体も放出する。窓が完全に洗浄、除氷されるまで、この加熱／放出サイクルを繰り返す。放出時間、放出間隔などのパラメータを車両の周囲温度や未加熱流体に応じて変更するシーケンスで加熱／放出サイクルのタイミングを決定するのが好ましい。
なお、本明細書および特許請求の範囲で使用する「車両」とは、自動車、トラックなどの任意のタイプの、窓を備えた車輪駆動車両だけでなく、船舶や航空機なども指す用語である。また、「窓」とは、代表的には車両のウインドシールドを指す用語であるが、側窓、後面窓や外部ミラーを始めとする任意の透明な表面だけでなく、ヘッドライトなどのカバーなども指す述語である。加熱された流体を窓に噴霧することを含む作用に関連して、本明細書および特許請求の範囲で「洗浄」を使用する際には常に除氷も念頭においてある。当業者ならば、本発明の原理が、内側窓やミラーなどを始めとする他の表面の洗浄、除氷のみならず、別な目的のために供給される加熱水および流体にも適用できることを理解できるはずである。
すなわち、本発明の好適な実施態様によれば、車両の窓を洗浄する装置において、
洗浄流体を洗浄流体タンクから導入する導入口と、洗浄流体を放出して、上記窓を洗浄するための導出口とを有する容器と、および
上記容器内で上記洗浄流体を加熱する加熱素子とを有し、
上記加熱素子により上記容器を予熱してから、上記洗浄流体を上記容器に導入し、これによって少なくとも最初の一定量の洗浄流体をただちに加熱し、上記容器から放出する、車両の窓を洗浄する装置が提供される。
上記容器内部に導入した洗浄流体の少なくとも一部を抜いてから、加熱素子によって上記容器を予熱することが好ましい。この場合、上記容器は、加熱素子の作動と連動して始動し、上記容器から洗浄流体の少なくとも一部を抜き取るドレン弁を有する。このドレン弁が一方向弁を有するのが好ましい。さらに好ましくは、上記容器に対するタンクの高さに実質的に無関係に、洗浄流体をタンクに抜き取る。
上記本発明装置の場合、加熱素子が上記容器を予熱した後に、洗浄流体をタンクから上記容器に送るポンプを有するのが好ましい。この場合、ポンプと上記容器とが車両の既に存在する窓洗浄装置の要部を構成するのが好ましく、この要部に上記容器と加熱素子とを組み込む。あるいは、装置全体をポンプを含む一体的装置として構成することも可能である。好ましくは、最初の一定量の洗浄流体をただちに加熱して、ポンプによって上記容器の導入口に発生した圧力よりも実質的に高い圧力で洗浄流体を放出する。
また、上記本発明装置の場合、加熱素子の作動に応答して上記容器を流れる洗浄流体の流れを調節する一つかそれ以上の弁を有するのが好ましい。この場合、これら一つかそれ以上の弁は加熱素子の作動と連動して開閉する。これら一つかそれ以上の弁がソレノイド弁、あるいは油圧式、空気圧式または減圧式の作動する弁を有するのが好ましい。好ましくは、上記一つかそれ以上の弁のうち少なくとも一つの弁を上記容器の導入口及び／又は上記容器の導出口に固定する。この場合、導出口に固定された上記の少なくとも一つの弁は、洗浄流体と予熱された容器との接触による容器内圧上昇に応答して開く。
本発明の好適な実施態様では、洗浄装置は装置の作動温度に応答して信号を発信する一つかそれ以上の温度センサーと、信号を受信し、これに応答して上記容器からの流体の放出を調節する制御装置とを有する。好ましくは、最初の一定量の流体を放出した後、一回か二回の追加量の流体を上記容器に再充填し、温度信号に応答して間欠的に上記容器から放出する。この場合、温度信号が上記容器内の流体温度が所定の限界値を超えたことを示した時にこれら追加量の流体を放出し、流体温度が上記の限界値以下になった時に放出を中断する。あるいは、またはさらに、温度信号に応答して選択される所定タイミングシーケンスに従って追加流体量を制御する。なお、この温度限界値は上記シーケンスにおける追加流体量に応じて変わるものである。
別な好適な実施態様では、上記制御装置が信号を分析して装置の誤動作を検出し、誤動作が検出された場合には、加熱素子の作動を中断する。
好ましくは、上記の一つかそれ以上の温度センサーのうち少なくとも一つを上記容器の内部に設ける。この場合、少なくとも一つの温度センサーを上記容器内の洗浄流体中に実質的に浸漬するのが好ましい。あるいは、加熱素子が上記容器を予熱している間、上記容器内の洗浄流体外に実質的に位置するように上記の少なくとも一つの温度センサー設定することも可能である。また、上記容器内の温度が所定の最大値を超えた時に、加熱素子の作動を中断するのが好ましい。
好適な実施態様では、一つかそれ以上の温度センサーのうち少なくとも一つを上記容器の外面に固定する。あるいは、またはさらに、一つかそれ以上の温度センサーうち少なくとも一つを上記タンクに、あるいは車両の外側に、そして最適には少なくとも一部が反射性のカバーによって被覆されて、太陽放射線の作用を実質的に相殺する、洗浄すべき窓の外面に固定することも可能である。また、車両の外側に固定された少なくとも一つの温度センサーが発生する信号、あるいは車両外部の温度に応答して変化する温度まで上記容器内の洗浄流体を加熱するのが好ましい。
好ましくは、上記容器は導出口に連絡し、加熱素子が設けられる内側区画部と、全体として内側区画部を取り囲み、導入口に連絡する外側区画部とを有する。また、上記容器が外側区画部を実質的に取り囲む絶縁外側囲み体と、内側区画部と外側区画部との間にあって、加熱素子によって予熱される壁部とを有するのが好ましい。あるいは、外側区画部の外側を一つかそれ以上の追加流体区画部で取り囲んでもよい。
好ましくは、洗浄装置は圧力逃がし弁を有する。
さらに好ましくは、洗浄装置は洗浄流体を加熱することなく、洗浄流体を送って窓を洗浄する、上記容器を迂回するバイパス管を有する。すなわち、加熱素子により上記容器を予熱している間に窓を洗浄する必要がある場合に、洗浄流体をバイパス管により迂回させる。洗浄装置の動作を停止する場合に、洗浄流体がバイパス管により送られるように、車両操作者が加熱素子を始動するかどうかを選択するのが好ましい。さらに好ましくは、洗浄装置が上記容器の加熱サイクルに応答して、洗浄流体の上記容器への給送とバイパス管への給送とを自動的切り換える。上記容器から洗浄流体を利用できない場合には、好ましくは自動的に、未加熱流体をバイパス管を介して送る。
好適な実施態様では、洗浄装置は、車両を始動する前に上記容器の予熱を開始するために車両操作者によって始動される遠隔入力装置を有する。
好ましくは、加熱素子は抵抗加熱ワイヤを有する。あるいは、またはこれに加えて、加熱素子は車両内の熱源から熱を車両内の洗浄流体に伝達する。
また本発明の好適な態様によれば、車両の窓を洗浄する装置において、
洗浄流体を洗浄流体タンクから導入する導入口と、洗浄流体を放出して、上記窓を洗浄するための導出口とを有する容器と、
上記容器内で上記洗浄流体を加熱する加熱素子と、
上記容器内の温度を検出する温度センサーと、そして
温度センサーによって検出された温度に応じて、所望の温度で導出口から所定量の洗浄流体を間欠的に放出する、上記容器を流れる洗浄流体の流れを制御する弁とを有する洗浄装置が提供される。
好ましくは、ウインドシールドワイパーを間欠的に作動させて、洗浄流体の間欠的な放出に応じて窓を洗浄する。
好ましくは、洗浄装置は所定のタイミングシーケンス、好ましくは予め決められた、あるいはプログラム式のタイミングシーケンスに従って洗浄流体の間欠的な放出を調節する制御装置を有する。このタイミングシーケンスは、車両内の周囲温度に応じて、あるいは、またはこれに加えて、窓外面の温度に応じて変更するものである。
最初の所定量の洗浄流体については、以降の放出量の場合に比べて実質的に高い圧力で放出するのが好ましい。
また本発明の好適な態様によれば、洗浄流体を使用して車両の窓を洗浄する方法において、
容器を予熱し、
予熱された容器に一定量の洗浄流体を導入し、これによって洗浄流体の温度および圧力を高くし、そして
上記高温および高圧で予熱された容器に向けて洗浄流体を放出することからなる洗浄方法が提供される。
上記容器を予熱する前に、この容器から洗浄流体を抜き取るのが好ましい。
さらに好ましくは、ポンプを使用し、ポンプ圧力で洗浄流体を上記容器に導入する。この場合、洗浄流体を放出する上記高圧はポンプ圧力より実質的に高い。
洗浄方法の好適な実施態様では、洗浄流体の温度を測定する。この場合、測定された温度に応じて洗浄流体の放出を制御する。あるいは、またはこれに加えて、車両外面の温度を測定し、測定された外面温度に応じて洗浄流体の放出を制御する。
また本発明の好適な態様によれば、洗浄流体を使用して車両の窓を洗浄する方法において、
一定量の洗浄流体を加熱する工程、
この一定量の洗浄流体の温度をモニターする工程、および
洗浄流体の加熱時に所定の条件が満足された時に、上記一定量の洗浄流体を放出する工程を複数のタイミングシーケンスで繰り返すことからなる洗浄方法が提供される。
上記一定量の洗浄流体の温度が設定レベルに達した時に、上記所定の条件が満足されるのが好ましい。あるいは、またはこれに加えて、加熱開始後所定の時間が経過した時に、所定の条件が満足されるのが好ましい。
さらに本発明の好適な実施態様によれば、車両のウインドシールドを除氷する装置において、複数の独立した加熱ユニットと多数のジャケットからなるハウジングとを有し、加熱ユニットのそれぞれを各ジャケットが取り囲み、入り口と出口とを備えた洗浄流体導管によって各ジャケットを接続し、ハウジングを入り口においてウインドシールド洗浄流体源に接続するとともに、出口においてウインドシールド噴霧ヘッドに接続し、各加熱ユニットを作動して、ウインドシールド噴霧ヘッドに洗浄流体が流れている間に、洗浄流体を加熱し、加熱された噴霧洗浄流体によりウインドシールド除氷作用を達成する除氷装置が提供される。
さらに本発明の好適な実施態様によれば、車両を対象とする電動式ウインドシールド除氷装置において、ウインドシールド洗浄流体タンクとウインドシールドに対向する噴霧ヘッドとの間に接続可能で、洗浄流体の導入口および導出口を設けた、ウインドシールド洗浄流体の加熱式容器を有し、加熱式容器内部に電熱素子を設け、加熱式容器の残留液容量が３００ｍｌを超えないようにし、電熱素子を車両電池に接続可能にするとともに、加熱式容器内の洗浄流体を一分以内の作動時間で除氷温度に加熱できるような大きさにした電動式ウインドシールド除氷装置が提供される。
図面を参照して、本発明の好適な実施態様の以下の詳細な説明を読めば、本発明を十分に理解できるはずである。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の好適な実施態様による、自動車のウインドシールドを加熱した洗浄流体で洗浄する装置の絵入りの概略図である。
図２は、本発明の好適な実施態様による、図１の洗浄装置の細部を示す概略線図である。
図３は、本発明の好適な実施態様による、図１の自動車ウインドシールドにおける温度センサーを示す概略図である。
図４は、本発明の好適な実施態様による、図１の洗浄装置における電子制御装置の機能を示す概略ブロック線図である。
図５は、本発明の好適な実施態様による、図１の洗浄装置を動作を示すタイミング線図である。
図６は、本発明の別な好適な実施態様による、ウインドシールド洗浄装置の細部を示す概略線図である。
図７は、本発明の好適な実施態様による、ウインドシールド洗浄装置に使用する加熱式容器の断面図である。
図８は、本発明の別な好適な実施態様による、ウインドシールド洗浄装置に使用する加熱式容器の断面図である。
図９は、本発明のさらに別な好適な実施態様による、ウインドシールド洗浄装置に使用する加熱式容器の断面図である。
図１０は、本発明の好適な実施態様による、図９に示した加熱式容器における加熱ユニットの接続状態を示す概略電気線図である。
図１１は、本発明の好適な実施態様による、図１０に示した加熱式容器の内部の側面図である。
図１２は、図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線についてみた加熱式容器の横断面図である。
図１３Ａおよび図１３Ｂは、それぞれ図１１の加熱式容器の上面図および断面側面図で、ＸＩＩＩＢ−ＸＩＩＩＢ線についての断面図である。
図１４は、本発明の好適な実施態様による、窓洗浄装置の別な構成を示す絵画的な性質の概略図である。
図１５は、本発明の好適な実施態様による、窓洗浄装置に使用する加熱容器を示す概略図である。
図１６は、本発明の好適な実施態様による、図１５の加熱容器に使用する加熱ワイヤを示す概略図である。
図１７Ａ〜図１７Ｌは、本発明の好適な実施態様による、図１５の加熱容器およびこの加熱容器を使用した洗浄装置の作動を示す概略図である。
好適な実施態様の詳細な説明
まず、図１について説明する。ウインドシールド２４に氷２６が付着した自動車２２に使用した状態を示す、本発明の好適な実施態様による、車両を対象とした電動式窓除氷／洗浄装置２０の絵画的性質をもつ概略図である。
ウインドシールド洗浄流体の加熱式容器２８を自動車２２の洗浄流体タンク３０と噴霧ヘッド３２との間に接続する。自動車の操作者２５によって始動されると、洗浄流体が噴霧ヘッドによりウインドシールド２４に噴霧される。図示のように、また後程説明するように、操作者は自動車２２の内外から洗浄装置を始動することができる。加熱式容器２８の導入口３４がタンク３０から洗浄流体を受け取り、そしてその導出口３６から加熱された洗浄流体が噴霧ヘッド３２に放出される。洗浄流体は、未加熱流体を噴霧して、ウインドシールド２４を洗浄するために一般的に既に自動車２２に搭載されているポンプ４０によって送られる。電池４２が装置２０に電力を供給し、既に知られているように、ワイパー４４がウインドシールドから溶けた氷やゴミを除去する。制御装置４６により装置２０の作動を調節し、場合によっては装置の作動と連動するワイパー４４をも制御する。装置の上記以外の細部については、以下説明する。
図２は、本発明の好適な実施態様による、装置２０の容器２８およびその他の素子の細部を示す一部断面を含む概略図である。全体として円筒形である容器２８は、内側室５２を有し、これを取り囲んで外側室５４がある。内側室５２は、好ましくはステンレス鋼などの金属を素材とする内壁５６によって形成する。外側室５４は、好ましくはプラスチックなどの絶縁材を素材とする容器の外壁５８によって取り囲む。内側室５２内部の加熱素子５０によって容器２８内の洗浄流体を加熱する。内側室５２および外側室５４を同心円状に構成してあるため、容器２８からの熱損失が最小限になる。というのは、内側室５２内の高温流体によって失われる熱の多くは、外側室５４内の低温流体を予熱するために使用されるからである。また、外側室５４内の流体が低温であるため、外壁５８による熱損失が比較的小さい。
加熱素子５０については、抵抗加熱式電気素子で構成するのが好ましく、以下に説明する加熱シーケンスに従って制御装置４６を介して電池４２により電力をこの素子に供給する。あるいは、またはこれに加えて、素子５０は、エンジン冷却液や排気ガスなどの自動車２２の熱源との熱交換によって加熱してもよい。ただし、電池４２による電熱が有利である。というのは、自動車を始動する前でも、これによって容器２８をただちに加熱できるからである。素子５０には、代表的な自動車用電池が容易に供給できるほぼ４００Ｗを給電するのが好ましい。さらに、容器２８の大きさについては、約１分以内の作動時間で、氷２６を溶かすのに十分な量および温度の流体を加熱し、放出できる程度の大きさが好ましい。このため、約５０ｍｌの流体を内側室５２に充填するのが好ましい。なお、必要な容量に応じて容器２８の容量および素子５０の電力を増減するならば、本発明の原理は任意に適用することができる。特に、トラックや船舶などの大型の車両に装置２０を使用する場合には、容器の容量および電力は自動車２２に比較してかなり大きくなる。
自動車２２の操作者２５が装置２０を始動すると、制御装置４６が電池４２から加熱素子５０に電流を流すため、容器２８への加熱が開始する。ドレン弁６２を開くことによって、容器内の流体をドレン口６０から抜き取るのが好ましい。弁６２については、また以下に説明するような、装置２０に使用する他の弁についても同様に、制御装置４６によって制御され、従来公知な適当なタイプのソレノイド弁で構成するのが好ましい。好ましくは、この制御装置によって比較的高い初期電流を流して、弁を開き、次に電流レベルをより低いレベルに下げ、弁を開放状態に維持する。このようにして、素子５０によって、特に内壁５６を含む容器を予熱する。容器に蓄積した熱によって、容器内に残っている流体が蒸発し、容器２８がタンク３０より高い位置にあるか、あるいは低い位置にあるかに関係なく、流体をドレン口６０から押し出す圧力が発生する。温度センサー６４によって容器２８内の温度を測定し、測定値を制御装置４６にフィードバックするのが好ましい。
好ましくは加熱素子５０が数百度（℃）の温度に達した状態で、容器が所望の温度に達した後、ドレン弁６２を閉じ、入り口弁６６を開く。あるいは、これら弁については、所定の時間の経過後に、単に開くだけでもよい。というのは、容器２８の底部にある量の流体が残存していると、容器の大きな過熱を有効に防止できるからである。ポンプ４０を作動して、タンク３０から最初の一定量の、好ましくは３０ｍｌ〜５０ｍｌの流体を導入口３４に送る。好ましくは、一方向弁６８を使用して、流体のドレン口６０への逆流を防止する。出口弁７４としては、三方向弁、即ち入り口が２つで、出口が一つあるタイプ（流体が出口から入り、入り口に逆流する）で、入り口のいずれかが出口で連絡できる弁が好ましい。弁７４は、出口３６から噴霧ヘッド３２に流体が流れ、そしてバイパス管７６を通る流れを防止するようになっている。あるいは、出口およびバイパス管について別々に弁を設けてもよい。
外側室５４を満たした洗浄流体が、内壁５６の開口７０を通って内側室５２に流入する。内壁５６付近に設けた開口７２によって、内側室と外側室との間の圧力が等しくなる。高温の素子５０および内壁５６に接触するとただちに、流体が加熱され、その一部が蒸発する。蒸発圧力によって、高温および高圧で高温流体が導出口３６および噴霧ヘッド３２から押し出される。場合にもよるが、入り口弁６６を開いた後でも、出口弁７４を閉じたままにしておき、十分な圧力が容器２８に蓄積した後に始めて出口弁７４を独立した状態、あるいは制御装置４６によって制御した状態で開くことも可能である。高温の加熱された流体はウインドシールド２４に付着した氷２６をただちに溶かすだけでなく、出口３６と噴霧ヘッド３２との間の流体管に、氷やゴミなどによって付着した妨害物を吹き飛ばすことができる。一方向弁７８によって出口３６を周囲空気に連絡して、生じる恐れのある減圧状態を解除するのが好ましい。
最初の一定量の加熱流体の放出後、ポンプ４０および入り口弁６６を作動して、容器２８に流体を再充填する。加熱素子５０および内壁５６は、最初の一定量の流体を容器に導入する前程高温にはないが、依然としてある程度の残留熱を保持しているため、再充填された流体もただちに加熱されることになる。再充填された流体が所望の温度に達した場合に、及び／又は所定時間経過後に、この流体を弁７４および噴霧ベッド３２を介して放出する。以下に述べるように、放出の全シーケンスが完了するまで、あるいはウインドシールドの洗浄及び／又は除氷が終わるまで、あるいは容器２８内の温度が所定の最小値未満になるまで、あるいは操作者２５が操作を中断するまで、この操作を順次所望の回数繰り返す。なお、正常条件下では、容器の温度は、一般的には、ある一定量の流体の処理から次の処理にかけて次第に低下する。制御装置４６が温度上昇を示す信号を受信した場合、一般的には、このような上昇は誤作動、例えば流体の容器への再充填の失敗を示すものであり、制御装置によって素子５０への給電を中断するのが好ましい。この場合には、操作者が装置２０を再始動し、新しいサイクルの加熱／流体放出を行なえばよい。
好ましくは、容器２８に再充填するたびに、一般的に流体が所望の温度に達するまでに必要な時間によって決まる、約５秒かそれ以上の充填間隔で、約３秒間噴霧ヘッドから加熱された流体を放出する。２回目以降の放出流体の温度は、最初の放出流体あるいはその前の放出流体の温度よりも低くなっていることがある。さらに好ましくは、装置２０からの流体の放出に連動してワイパー４４を作動するが、ワイパーの作動は流体放出時か、放出後の短時間だけである。あるいは、ワイパーの作動を遅らせてもよい。すなわち、氷２６がまだ溶けていない場合には、最初の放出時にワイパーを作動せず、２回目以降の放出から開始する。
加熱された流体の放出サイクルが終了したなら、弁６６および７４を（容器２８に対して）閉じ、そして好ましくはドレン弁６２を開き、容器内に流体が残っている場合には、これをタンク３０に戻す。一般に、ポンプ４０は逆流に対して封鎖されていない。内側室５２の底部に対してドレン口６０の上端６１を高くしておくと、流体抜き取り後であっても、容器２８に残留する流体量が最小になるので好ましい。こうしておくと、次に装置２０を始動する場合に、容器がただちに使用できる状態になっている。
バイパス管７６を設けてあるので、未加熱流体をタンク３０から、容器２８を介することなく、噴霧ヘッド３２に直接ポンプにより供給できる。既に述べたように三方向弁であるのが好ましい弁７４が導出口３６に対して閉じている時には、バイパス管７６は必ず噴霧ヘッドに対して開いている。バイパス管７６を使用するのは、温暖な時期か、除氷が必要ない場合か、あるいは洗浄噴霧が間欠的に必要なため、流体を加熱する時間がない場合である。弁７４をバイパス管７６に対して開いたままにしておくと、加熱素子が作動していない時に、このバイパス管から流体を必ず噴霧ヘッド３２に供給できるので、好ましい。バイパス管７６に一方向弁８０を設けておくと、このバイパス管への流体の逆流を防止できるので、好ましい。
このように、装置２０は、比較的低いコストで、しかも既存の窓洗浄能力を阻害することなく、自動車２２に対して追加の窓洗浄機能を与えるものである。この装置は新車における窓洗浄システムの要部として設置してもよく、あるいは既存の洗浄システムに組み込む場合にも、簡単に組み込むことができる。図１および図２の場合、装置２０の各部分は自動車２２およびその内部の洗浄システムに対してある一定の位置および方向に設けてあるが、他の位置や方向であってもよいのは明らかである。例えば、導入口３４、導出口３６およびドレン口６０が容器内の好適な位置および方向にある限り、図示の方向とは異なる角度で容器２８を設けることも可能である。
図２に示した好適な実施態様による装置２０の場合、弁６２、６６および７４、そして容器２８の導入口３４、導出口３６およびドレン口６０はある一定の流体流動構成としているが、他の構成ももちろん使用可能である。特に、３つの弁すべてを必ずしも使用する必要はない。例えば、容器２８内の流体流れを駆動かつ制御するために使用する管７６およびポンプ４０とともに、弁６６および７４は省略することができる。さらに、図示を明瞭にするために、装置２０の各部は配管によって接続した独立ユニットとして図示してあるが、実際には、熱損失を最小限に抑えるために、装置の少なくとも一部をブロックとして構成するのが好ましい。さらに、このような構成において、低温の洗浄流体をソレノイド弁の近くを通るようにすると、これらから熱を取り去ることができ、従って流体加熱工程の効率を改善することができる。いずれにせよ、装置２０は大部分が密閉され、一連の短い加熱／充填／放出サイクルで作動するため、漏れや流体損失があっても、その作動への影響は一般的には最小である。
以上、制御装置４６による装置２０の制御については、センサー６４による制御装置へのフィードバックとして説明してきたが、図２に示すこのセンサーは、容器２８の上端に設けてある。そして、内側室５２が空であるか、充填されているかに応じて、内側室５２内の蒸気または流体いずれかの温度を測定する。この場合、容器２８の加熱／充填／放出サイクルの間、センサー６４によって検出された温度の変化を制御装置４６によって追跡モニターするのが好ましい。温度が所定の最大値を上回るか、あるいは温度変化が所定の正常な形に従っていない場合には、制御装置は導入口３４または導出口３６の詰りやセンサー６４の故障などの誤作動が生じていると判断し、好ましくは装置の作動を中断して、操作者２５に適当な信号によってこれを知らせる。
センサー６４に加えて、あるいはこの代わりとして、容器内の流体温度を測定するために、容器底部のより近くに温度センサーを設けることも可能である。制御装置４６にフィードバックするために、圧力センサー、プレッシャースタットや液面センサーなどの他のセンサーを容器内に設置することも可能である。容器２８の外面のセンサー８２、タンク３０内の流体温度を測定するために設けたタンク内センサー８４、自動車２２の外面、特にウインドシールド２４に設けたセンサー８６を始めとする他の温度センサーも使用することができる。これらセンサーは制御装置４６に入力を与え、これに応じて素子５０に加える電圧及び／又は容器２８内の素子および流体を加熱する時間などのパラメータを設定する。
好ましくは、例えばセンサー８６によって表示される、支配的な周囲条件下において氷２６をただちに溶かすのに十分に高い温度ではあるが、ウインドシールド２４に亀裂を入れたり、あるいはこの点に関する安全基準に違反する恐れをもたらす程（ウインドシールドの温度に対して）高くはない温度で流体がウインドシールド２４に噴霧されるように制御装置によってパラメータを設定するのが好ましい。所望に応じて装置２０を始動または奪動する場合を除いて、操作者２５の手をわずらわすことなく自動的にパラメータの設定を行なうのが好ましい。図３は、本発明の好適な実施態様による、ウインドシールド２４への温度センサー８６の設置を示す概略図である。制御装置４６によって流体を加熱すべき温度を正確に決定するためには、ウインドシールド２４の外面温度を知る必要がある。ところが、センサー８６がウインドシールドに露出状態で設けられ、太陽に暴露された場合、例えば、温度読取り値が透明なウインドシールド自体の温度より高くなる。従って、センサー８６を反射性カバー８８によって被覆することによって、温度読取り値への太陽放射線の作用を大幅に相殺するのが好ましい。
操作者２５が自動車２２内に居る場合には、ダッシュボードのスイッチか、あるいは既に自動車内に設けられている既存の洗浄／ワイパースイッチを使用して制御装置４６に発信するかのいずれかの手段によって装置２０を始動する。例えば、操作者が既設のスイッチを素早く連続して２、３回押すか引っ張ると、装置２０をオンまたはオフすることができる。
さらに、図１に示すように、操作者２５がオプションとしてのリモコン９０を使用すると、自動車２０に乗り込む前に装置２０を始動することができる。また、リモコン９０を使用して、ワイパー４４を自動的に始動できるため、ウインドシールド２４を洗浄、除氷することができる。リモコンとしては、従来公知な適当なタイプのものであればよく、ＲＦトランスミッターなどのアクティブな装置、あるいは光学的逆反射器または赤外線逆反射器などのパッシブな装置を含む。自動車に乗り込む前に装置を始動すると、流体の加熱を待つ無駄な時間を短縮できる。
図４は、本発明の好適な実施態様による、制御装置４６の作動を説明する概略ブロック線図である。制御装置４６は、リモコン９０からの信号を受信するアンテナ９２に接続するのが好ましい。上述したように、制御装置は温度センサー６４からの信号だけでなく、センサー８４などの他のセンサーからの信号も受信する。また、この制御装置は電池４２から電力を受け取り、好ましくはリレー（図示せず）によって、弁６２、６６および６７に、そしてポンプ４０および加熱素子５０に配電する。
また、アンテナ９２を使用すると、操作者２５が車内に居る時に、装置２０を無線制御できるため、自動車２２のダッシュボードに余計なワイヤやスイッチを接続する必要がない。あるいは、ワイヤによって制御装置４６を操作スイッチやインジケータランプ（図示せず）に接続すると、これによって操作者が装置２０を始動でき、適正な動作や、場合によっては誤作動を知らせることができる。
弁、ポンプおよび加熱素子に給電する前に、制御装置４６によって自己テストを行なうのが好ましい。このテストでは、（１２ボルトの電池を搭載した代表的な自動車２２の場合には、好ましくは、少なくとも９ボルトでなければならない）電池４２からの入力電圧を測定するだけでなく、加熱素子５０の電気抵抗が所定範囲にあることを確認する。この自己テストの何かがうまくいかない場合には、制御装置４６は装置の始動を許さず、操作者２５に誤作動があることを指示するのが好ましい。
図５は、本発明の好適な実施態様による、装置２０の加熱／充填／放出サイクルのシーケンス９６を示すタイミング線図である。まず、上述したように、ドレン弁６２を開き、加熱素子５０を付勢して、容器２８を予熱する。好ましくは約１５秒後に、ドレン弁６２を閉じる。あるいは、ドレン弁を、好ましく約２０秒間の短い間閉じたままにしておき、容器２８内の流体を高温に加熱してから、このドレン弁を開くようにしてもよい。後者の方法は、弁の一つが、特に入り口弁６６が動かず、従って開かない場合に特に有用である。この場合には、加熱された流体を使用して、弁を強制的に開く。
温度が目標温度に達しない場合には、内側室５２内のセンサー６４がこの目標温度、好ましくは（センサーの正確な位置に依存する）約８５℃に、約７０秒間で達するまで加熱を続ける。この時点で、ポンプ４０、そして入り口弁６６および出口弁７４が開き、最初の一定量の流体を導入、放出する。内側室５２内の温度の低下後、好ましくは約６０℃に再加熱して、２回目の一定量の流体を導入、放出する。この再加熱、充填および放出のプロセスは所定のサイクル数か、あるいは操作者２５が中断するまで続ける。
シーケンス９６における最後の放出が終わったなら、ドレン弁６２を開き、シーケンス全体を通じて実質的に連続付勢される加熱素子５０を約１５秒間かそれ以上付勢状態にしておき、容器２８加熱して、残留している流体があるならば、これをできるだけ抜き取り、上端６１のレベルまで下げる。このようにすると、ユーザーが必要とする時に、装置は次のシーケンスを開始できる状態になっている。
図６は、本発明の好適な実施態様による装置２０の別な構成を示す概略図である。以下に説明する点を除けば、図６に示す装置各部は図２に示し、かつ図２について説明した装置各部と実質的に同様であるか同一である。この実施態様は図２とは以下の点で異なっている。すなわち、図６の場合、出口弁７４を省略するとともに、上述したように、入り口弁６６として三方向弁を使用し、この弁によって導入口３４またはバイパス管７６を交互にポンプ４０に接続する。出口弁７４の代わりに、一方向弁９８、好ましくはバネ負荷式一方向弁を使用して、バイパス管７６を流れる流体が、弁６６がバイパス管の方向に開いた時に、容器２８に導出口３６を介して逆流することを防止する。一方、弁６６が導入口３４の方向に開いた時に、容器２８に発生した圧力が弁９８を強制的に開くため、加熱された流体が噴霧ヘッド３２を介して放出される。
次に、図７は、本発明の別な実施態様による、装置２０に使用する加熱式容器１２８の断面図である。構造的には容器１２８と容器２８とは若干異なっているものの、使用方法は実質的に同様である。この場合、導出口３４はドレン口としても使用することができる。
図８は、本発明の好適な実施態様による、形状が円筒形の別な加熱式容器１３０を示す図である。容器１３０は、剛性のあるプラスチック管からなり、２つの離間壁の一方を形成する外側囲み体１３２を有するのが有利である。内壁１３４は金属管１３８内部にプラスチック管１３６を埋め込んで構成する。金属のなかでは伝熱性が低いが、熱損失を抑えられるステンレス鋼で金属管１３８を構成するのが好ましい。また、プラスチック管１３２および１３６については、作動温度範囲の広い材料、例えばポリエーテルエーテルケトンまたはポリフェニレンスルフィドで構成する。エポキシを充填した一対のエンドキャップ１４０および１４２を使用すると、管１３２、１３６および１３８の位置決め、保持が容易になる。図示の実施態様は、工具費を高くせずに普通程度の量を製造するのに特に有利である。
導入口３４および導出口３６は、好ましくは装置２０の取り付け時に切断することによって分断された、洗浄流体タンク３０と噴霧ヘッド３２との間を接続するために使用するプラスチック管（全体は図１および図２に示されている）の端部をそれぞれ取り付けるためのニップルを有する。装置の使用後、上述したように、ドレン口６０により流体がタンク３０に戻る。
図８に示した実施態様では、加熱素子５０は、並列接続された３つの電気抵抗素子の組合せで構成する。従って、一つの電気抵抗素子が焼損しても、この加熱素子は、小さい電力で機能し続ける。
図９は、本発明の好適な実施態様による、装置２０に使用する別な加熱式容器１５０の斜視図である。それぞれが洗浄流体が通過する外側ジャケットを有する、一組の加熱ユニット（図１１参照）の内部に端子１５２を接続する。ブリッジコネクター１５４および容器１５０を自動車２２に固定する固定バンド（図示せず）によって、内部に加熱ユニットを取り付けた本体に直接容器を１５０を負接続、すなわち接地接続する。例えば軽量の伝熱性の低い材料などの絶縁材料１５６によって容器を断熱する。
図１０以降について説明するように、容器１５０は、それぞれが流体を洗浄流体タンク３０からウインドシールド噴霧ヘッド３２に流すハウジングジャケット内に設けられた、３つのそれぞれ独立した加熱ユニットを有する。加熱ユニットおよび流体ジャケットの新規な構成配置によって、流体を流動時に予熱し、再循環して、噴霧ヘッドから噴出する際に、最大の有効温度を得ることができる。加熱ユニットは電熱式で、装置内を流体が流動している間、ただちに十分な温度が達成できるように、十分な熱容量を与えるように設計されている。このように、本発明構成は、車両エンジン熱に基づく従来装置の場合にみられる長い遅れを必要とせずに、ウインドシールド２４を除氷する洗浄流体装置を提供する際に有効である。従来の装置とは異なり、洗浄流体の予熱が必要なく、ただちに得られる高温洗浄流体の容量は流体タンクの大きさによってのみ制限される。本発明装置は、既存の洗浄技術、ホースおよび電力源を使用するものである。容器１５０が、流れている間に加熱される、実質的な連続的な流体流れを与えるように設計されているため、例えば、容器２８からの高温流体の速い噴出速度よりも遅い速度で高温流体をウインドシールド２４に噴出できる。
図１０は、容器１５０における加熱ユニットの接続を示す概略電気線図である。１００ワットの、一つの加熱ユニット１６０を１５０ワットの、二つの加熱ユニット１６２および１６４を並列接続して、全体で４００ワットになるように構成する。この加熱容量があると、洗浄流体をほぼ即座に加熱できる。このようにすると、ウインドシールド洗浄装置を作動する時点から高温流体を噴霧するまでに有意な時間的な遅れはない。これは、装置の流量および圧力を変更しなくても、装置に流体が流れている間に加熱を達成できるからである。比較的低い温度が必要な時には、従ってより小さい加熱電力が必要な時には、加熱ユニット１６２、１６４および１６６のうち一つか二つの加熱ユニットのみを使用すればよい。
操作時、電気スイッチ１６８が閉じた時に、容器１５０がただちに作動して、装置内の洗浄流体を加熱するため、高温の流体が噴霧ヘッド３２から噴出され、ワイパー４４の正常な作動によりウインドシールド２４を洗浄し始める。加熱を連続的にする必要がないため、電気スイッチ１６８として間欠型のスイッチを使用して、電流を周期的に中断できる。代表例としては、耐腐食タイプの電気スイッチを使用する。
操作者２５は、スイッチ２６８を押して閉じる以外には、何もする必要はない。というのは、装置が、周囲温度よりも約５０℃高い温度（または作動条件によっては他の適当な温度）で洗浄流体を噴霧し、ワイパーの作動とともに、流体が氷を溶かし、これをウインドシールドから取り去るからである。通常は約１５秒間程度の時間内で、ウインドシールドを洗浄、除氷できるため、運転を開始できる。このような非常に短い時間では流体の再凍結が起こる可能性はほとんどない。
図１１および１２は、それぞれ本発明の好適な実施態様による容器１５０の側面図および断面図である。容器１５０は三つの加熱ユニット２３２、２３４および２３６からなる一組の加熱ユニットを有する。図１０の概略線図に示すように、加熱ユニット２３２−２３６それぞれを例えば抵抗負荷式加熱器として設ける。加熱ユニット２３２−２３６それぞれの周囲に個々の外側ジャケット２３８、２３９および２４０を構成して、それぞれが内部の加熱素子を取り囲むようにし、洗浄流体が外側ジャケット２３８−２４０に流れている間に洗浄流体が迅速に吸熱できるようにする。
上述したように、加熱ユニットとしては１２ボルトで作動するように設計し、密閉された耐腐食性ユニットとして構成する。あるいは、これら加熱ユニットは２４ボルトまたはその他の適当なＤＣまたはＡＣ電圧で作動するように設計することも可能である。加熱ユニットの寸法については、各ユニットとその外側ジャケットの間に環状の流路が形成する寸法で、車両の製造メーカーによって設定された所望の装置流体圧力を維持できる寸法とする。
流体入り口管３４については、加熱ユニット２３２〜２３６の全長にそって延長するように構成するとともに、その下端２４４で加熱ユニット２３４の外側ジャケット２３９に接続する。このように構成すると、予熱機能が得られるため、導入管３４に流入する洗浄流体が、外側ジャケット２３９に入る前に、加熱ユニット２３２〜２３６から発生した熱を吸収できる。
洗浄流体がジャケット２３９に流れると、加熱素子からの吸熱によって、洗浄流体が加熱ユニット２３４によって加熱される。洗浄流体がジャケット２３９の上部に達した後は、接続管２４６を介して流れ、外側ジャケット２４０の下端において容器１５０に再流入し、容器１５０を流れている間に加熱ユニット２３６によって加熱される。ジャケット２４０の上部に達すると、洗浄流体は接続管２４８により再度方向を変え、外側ジャケット２３８の下端において容器１５０に再流入する。
外側ジャケット２３８の上部に流体出口管３６を接続する。外側ジャケット２３８を流れて、加熱ユニット２３２によって加熱された洗浄流体は、次にこの出口管３６を介して容器１５０を出る。このように、外側ジャケット２３８〜２４０を出た洗浄流体は、ウインドシールド２４に対向して取り付けられた噴霧ヘッド３２に流入する前に、可能な限り最大の熱レベルになっている。噴霧ヘッド３２としては、ウインドシールドの最も有効な点に流体を噴霧できるように角度を調節できる特別設計の噴霧ヘッドを使用することができる。
図１２は、図１１の断面線ＸＩＩ−ＸＩＩでみた容器１５０の横断面図であり、加熱ユニット２３２〜２３６および外側ジャケット２３８〜２４０をさらに詳しく説明するものである。また、この図には、流体入り口管３２と、そして接続管２４６および２４８の構成とが示されている。相互に近接している加熱ユニット２３２〜２３６および外側ジャケット２３８〜２４０の構成により、容器設計の熱効率がさらに改善する。
設計上熱効率を考慮すると、容器１５０に使用する材料の選択にも影響が出る。例えば、銅管や真鍮管を入り口管３４として選択すると、高い伝熱性を確実に得ることができるが、熱損失を確実に最小限に抑えるためには、管２４６、２４８および３６には伝熱性の低い材料を選択する必要がある。接続を容易にするために、管３４および３６の端部を歯形状にする。外側ジャケット２３８〜２４０についても、伝熱性を低くするために、熱効率を考慮して材料を選択する。
図１３Ａおよび１３Ｂは、それぞれ容器１５０の上面図および断面側面図であり、この断面図は断面線ＸＩＩＩＢ−ＸＩＩＩＢについての断面図である。加熱ユニット２３２〜２３６の各周囲に形成した環状流路２４９および容器１５０の下端に形成した回収室２５２を含む外側ジャケット２３８〜２４０の構成を詳細に示す図である。
上記と同様に、容器１５０は長さがほぼ２００ｍｍのステンレス鋼で設計構成し、各外側ジャケットの全径は１２〜１３ｍｍで、壁厚は１ｍｍである。また、加熱ユニット２３２−２３６の直径は例えばそれぞれ８ｍｍである。容器の全径はほぼ５１ｍｍである。流体入り口管３４および出口管３６については、例えば、３／１６インチ径の管で構成する。このように設計すると、コンパクトな熱効率の良い構成が得られ、流量および圧力に制限がなくなる。当業者ならば理解できるように、各寸法については、流体の公称流量および圧力を維持するために、既存の洗浄装置の設計に従って、あるいは特定の車両メーカーが設計できるものである。
同様に当業者ならば理解できるように、装置を流れている間に洗浄流体を加熱できることが、容器１５０の大きな作用である。というのは、加熱が生じるのは流体流動時であって、流体静止時ではないからである。特定の流量および設計寸法については、当業者が知悉している設計技術によって容易に確定できるものである。さらに、トラックやバスなどの特定車両に応じて加熱ユニット容量を選択できる。
図１４は、本発明の好適な実施態様による、噴霧ヘッド３２をウインドシールドワイパー４４自体に設ける容器１５０を含む窓洗浄装置２２０の別な取り付け方法を示す図である。この構成では、ワイパー４４の下側に形成したスロット２５８内にそれぞれ固定した可撓管２５５−２５６によって噴霧ヘッド３２を接続する。このようにすると、ワイパー４４が氷を物理的に破砕するため、除氷効果が最大になる位置のウインドシールドに直接を高温流体を噴霧できる。なお、噴霧ヘッド３２から流体が噴霧されている間に、ワイパー４４を作動する必要がある。
要約すると、本発明の装置２２０は既存のウインドシールド洗浄／ワイパ装置の低コストで、製造が容易な付属品として提供できるものである。あるいは、この装置２２０は新車設計の場合にも適用できる。容器１５０は、耐久性のある簡単な構成のため、ウインドシールドの氷結問題を有効かつ手軽に解決でき、快適性および安全性を改善する魅力のある追加付属品として提供できるものである。装置２２０は、単純かつ取り付けが容易なだけでなく、車両製造メーカーの新車組み立てラインを複雑にするものではない。ましてや、「５分間取り付け方法」で取り付けることができるため、既存の洗浄装置に対して負担になるものでもない。ワイパー用流体ポンプを作動するためには、車両に既設のユーザー手動制御装置を使用するのが好ましい。
図１５は、本発明の好適な実施態様による、装置２０または２２０に必要に応じて変更を加えて使用する容器３００を示す概略図である。この容器３００の場合、一つのジャケット３１２を使用して、三つの独立した加熱素子を保持する。これら加熱素子のうち一つを、すなわち素子３０４を容器を縦断する方向において図示してある。ジャケット３１２については、全体として円筒形で、対向端部を備えた鋼などの部材で構成するのが好ましい。一端にキャップ３２０を設けて、取り付ける車両の大きさに応じて２４〜４０ｍｌの容量をもつキャップ室３２２を形成する。導入口３４および導出口３４がこのキャップ室に連絡する。なお、後述するように、ある時点において、洗浄流体が導出口に流入し、そして導入口から流出することもある。
図１６は、本発明の好適な実施態様による、加熱素子３０４を引き出して巻き付けるワイヤ３１０を示す概略断面図である。このワイヤ３１０は横断面が実質的に円形で、酸化マグネシウムコア３０６をセラミックスリーブまたは被覆３０８で取り囲んで構成する。コア径が０．０７〜０．１４ｍｍの範囲にあるのが好ましい。例えば、標準車の場合には、５００ワットユニットがあれば十分であるため、ワイヤ３１０のコア径は０．０７ｍｍであればよい。トラックなどのより大型の車両の場合には、７００ワットまでの熱を発生するため０．１４ｍｍのコアが必要なこともある。従来公知な高密度セラミック粉末を使用する標準レーザー法によってスリーブまたは被覆３０８を設けるのが好ましい。被覆３０８の厚さとしては約０．１０ｍｍが好ましい。
素子３０４の両端３１４に酸化マグネシウムコネクターを設け、上述したように、制御装置４６によって給電するように結合する。この実施態様では、制御装置４６によって、例えば電池４２からの電圧におけるＡＣリプルを検出することによって自動車２２のモーターが作動しているかどうかを検出し、電池放電を避けるために、モーターが作動していない場合には、容器３００に給電しないようにするのが好ましい。
７００℃までの高温に耐えることができるエポキシやその他の材料をキャップ３２０に充填する。好ましい実施態様では、図１５に示すように、キャップ内に制御装置４６を装填する。さらに、導入口３４および導出口３６に弁３６６および３７４を設ける。これら弁は７００℃の高温で作動でき、シリコーンゴムで構成するのが好ましい。また、これら弁の位置を表示し、動作を制御するために、（図示しない）ワイヤによって制御装置４６に弁を結合する。この種の弁としては、Ｏｈｉｏ州ＬｉｍａのＵ．Ｓ．Ｐｌａｓｔｉｃｓ社の弁が使用できる。
図１７Ａ〜図１７Ｌは、本発明の好適な実施態様による、容器３００と弁３６６の状態および容器３００の作動を示す概略線図である。作動前は、容器３００の容器室３２２は空であり、弁は開いている。操作者２５が自動車２２に乗り込み、エンジンを始動する。ウインドシールド２４を除氷するためには、次に、操作者２５がポンプ４０を作動する。すると、ポンプが導入口３４に圧力を発生する。この圧力を弁３６６が検出すると、制御装置４６からの指示がなくても、弁が自動的に閉じる。この位置は図１７Ａに示されている。
次に、弁３６６が制御装置４６を起動し、除氷プロセスを開始する。このプロセスの第一工程では、素子３０４の両端に電池４２を接続することによって素子３０４を加熱する。容器室３２２に水が無い場合には、容器室は非常に高い温度まで加熱される。容器室内のセンサー６４などのセンサーによって容器室の温度をモニターする。センサーが予め設定されたレベル、好ましくは約６００℃に達すると、制御装置４６が弁３６６を開き、短時間経過した後、弁３７４を閉じるため、洗浄流体が容器室３２２に流入する（図１６Ｂ）。
次に、制御装置が容器室内の流体温度をモニターする。この温度が約５８℃に達すると、制御装置が電池から素子３０４を接断し、操作者がポンプ４０が再起動するまで待つ（図１７Ｃ）。ポンプが再起動すると、弁３６６が圧力を検出し、弁が開く。弁が開くと、制御装置４６がこの開きを検出し、弁３７４も開く。この結果、温水が容器室３２２から導出口３６を介してウインドシールド２４に放出される（図１７Ｄ）。最初に噴出するのは、実際は温水と水蒸気との混合物である。噴霧ヘッド３２に氷がある場合には、この混合物により氷が溶け、噴霧ヘッドのノズルが洗浄される。図１７Ａの位置でも、これ以前の作動からの温水が若干容器室３２２に残っているため、水蒸気が発生する。
ポンプ４０が圧力パルスを止めた後も、弁３６６および３７７は開いたままになっているため、温水が容器室３２２の導出口３６から逆流し、再度導入口３４からタンク３０に戻る（図１７Ｅ）。この逆流が停止し、これが弁３７４によって検出されると、この後者の弁が閉じる（図１７Ｆ）。次に、制御装置４６によって弁３６６も強制的に閉じる（図１７Ｇ）。このようにして、一定量の流体が容器室３２２に確保され、素子３０４が流体の加熱を開始する。流体が５８℃に達すると、素子３０４がオフになり、容器３００がポンプ４０の次の作動を待機する状態になる（図１７Ｈ）。この作動の検出（図１７Ｉ）後、プロセス全体を再度繰り返す（図１７Ｊ）。
制御装置４６が、最後の逆流とポンプ４０からの次の圧力噴出との間の間隔を決める。一分以上が検出された場合には、圧力は検出されず、制御装置４６によりまず弁３６６および３７４（図１７Ｋ）を閉じ、素子３０４を始動することによって容器室３２２をパージし、容器室内の流体温度を非常に高い温度まで昇温する。この後、弁が開き（図１７Ｌ）、流体が水蒸気として逃げ出す。この後、制御装置４６が電源を切り、次の作動の待機状態になる。同様なプロセスは容器１５０に適用することができる（図９〜図１３Ｂに図示）。
なお、以上の好適な実施態様は例示のみを目的とし、従って本発明の全範囲は特許請求の範囲によってのみ制限されるものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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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１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１７Ｄ】
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【図１７Ｅ】
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【図１７Ｆ】
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【図１７Ｇ】
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【図１７Ｈ】
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【図１７Ｉ】
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【図１７Ｊ】
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【図１７Ｋ】
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【図１７Ｌ】
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