[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

CN109863315A - 射流构件 - Google Patents

射流构件 Download PDF

Info

Publication number
CN109863315A
CN109863315A CN201780062238.9A CN201780062238A CN109863315A CN 109863315 A CN109863315 A CN 109863315A CN 201780062238 A CN201780062238 A CN 201780062238A CN 109863315 A CN109863315 A CN 109863315A
Authority
CN
China
Prior art keywords
flow chamber
fluidic component
flow
angle
width
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201780062238.9A
Other languages
English (en)
Inventor
延斯·温特林
贝恩哈德·博布施
奥利佛·克鲁格
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fodis Fluid Power Co Ltd
FDX Fluid Dynamix GmbH
Original Assignee
Fodis Fluid Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fodis Fluid Power Co Ltd filed Critical Fodis Fluid Power Co Ltd
Publication of CN109863315A publication Critical patent/CN109863315A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/02—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape
    • B05B1/08—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape of pulsating nature, e.g. delivering liquid in successive separate quantities ; Fluidic oscillators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/02—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape
    • B05B1/04—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape in flat form, e.g. fan-like, sheet-like
    • B05B1/042—Outlets having two planes of symmetry perpendicular to each other, one of them defining the plane of the jet
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B3/00—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements
    • B05B3/14—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with oscillating elements; with intermittent operation
    • B05B3/16—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with oscillating elements; with intermittent operation driven or controlled by the liquid or other fluent material discharged, e.g. the liquid actuating a motor before passing to the outlet
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00—Cleaning of vehicles
    • B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/46—Cleaning windscreens, windows or optical devices using liquid; Windscreen washers
    • B60S1/48—Liquid supply therefor
    • B60S1/52—Arrangement of nozzles; Liquid spreading means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/12—Fluid oscillators or pulse generators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15C—FLUID-CIRCUIT ELEMENTS PREDOMINANTLY USED FOR COMPUTING OR CONTROL PURPOSES
    • F15C1/00—Circuit elements having no moving parts
    • F15C1/22—Oscillators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Nozzles (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于产生自由射束(15)的射流构件(1)，其中，所述构件(1)具有流动腔室(10)，所述流动腔室能够由流体流(2)穿流，所述流体流通过流入开口(101)进入到所述流动腔室(10)中并且通过流出开口(102)从所述流动腔室(10)中离开，并且所述流体流的流动方向基本上平行于所述流动腔室(10)的主延伸方向延伸，并且其中，在所述流动腔室(10)之内设置有主流动通道(103)和副流动通道(104)，其特征在于，所述主流动通道(103)沿着所述流动腔室(10)的主延伸方向的横截面变化在所述主流动通道(103)的整个长度上发散，或者部段地发散且部段地收敛。附加地或替选地，要求保护一种具有离开区域(108)的构件(1)，所述离开区域在流出开口(102)的下游是无阻碍的。

Description

射流构件
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1所述的射流构件、根据权利要求15所述的射流构件、具有权利要求29的特征的包括这种射流构件的设备。
背景技术
射流构件设置用于产生运动的流体射束。这种流体流动模式的例子是射束振荡，矩形的、锯齿形的或三角的射束延伸，空间的或时间的射束脉冲和切换过程。使用振荡的流体射束，以便例如使流体射束(或流体流)均匀地分配到目标区域上。流体流可以是液体流、气体流或多相流(例如湿蒸气)。
由现有技术、例如由US 8,702,020 B2已知用于产生运动的流体射束的射流构件。现今，在不具有值得一提的发散部分的情况下使用所述射流构件，因为射束质量从构件的流出端开始例如对于流动控制不起重要作用。此外，振荡角度或也已知为喷射角度现今限制到低于60°的角度上，并且此外，负责流体分配的随时间的射束延伸起次要的作用。
发明内容
因此，本发明涉及射流构件，所述射流构件具有更高的射束质量和或产生更大的振荡角度和或具有均匀的流体分配。这一方面通过发散部分实现用于提高射束质量和/或另一方面实现用于影响喷射角度。此外，以本发明也可以实现高于60°直至160°的振荡角度。在此，射束质量意味着尽可能长的紧凑的振荡的流体射束。现今，导致，使离开的流体射束尽可能快地绽开，以便因此产生尽可能大的喷射角度和或生成尽可能小的液滴，如其例如借助干扰元件在流动引导中执行的，如由US 5,035,361 A已知的。
此外，为了产生可运动的流体流(或流体射束)，已知射流构件。射流构件不包括用于产生可运动的流体流的可运动的部件。由此，所述部件与现今已知的喷嘴相比不具有由可运动的部件得出的缺点。
本发明基于如下任务：提出一种射流构件，其构成优选地具有大的喷射角度的可运动的流体射束。
可以将所述射流构件使用于不同的设备中，在这些设备中，现今应用喷嘴。典型的设备在农业中，例如在用于液态肥料或例如用于植物保护剂或也用于灌溉系统的喷射设备中。射流构件所应用的另外的典型设备是清洁设备或清洁装置，例如清洗设备，餐具清洗设备，带式传送冲洗设备，工业部件清洁装置，冲刷设备，高压清洁设备、中压清洁设备和低压清洁设备，地面清洁设备，洗车装置，油罐清洁装置，蒸气清洁设备，CO2清洁设备，或也是吹雪设备或一般而言的设备洗涤装置，或也是窗玻璃清洁设备，用于清洁测量仪器、照明系统或测量传感器的设备。射流构件使用在其中的其他设备类型是需要均匀地分配流体的设备，例如在电镀中，在胶粘剂分配设备、流体润湿设备或工业化生产技术或工艺流程中或在食品工业中的其他设备的情况下。所述构件也应用于卫生领域中。为此的典型示例是淋浴头、漩涡浴、按摩喷头或集成在水龙头中或作为水龙头帽或作为洗菜机(Salatdusche)。所述喷头集成在设备中的附加的应用领域是混合设备、冷却设备或加热设备。但是，射流构件也适合于例如在构件的冷却中或在空气调节中减少温度分层。本发明尤其在用于消防的设备中适用。通过将射流构件集成在消防设备、例如自动灭火装置或灭火系统中。
由于宽的应用领域，也产生对于射流构件的非常不同的要求。根据要求，对构件提供不同的入流压力或体积流。所述构件相对于传统喷嘴的优点是：所述构件具有在大的过程窗上的相对不变的喷射角度α。因此，对于喷嘴的设计和描述基本上需要喷射角度α。根据应用，需要具有5°至160°喷射角度的射流构件。为了产生所述所期望的角度，内部几何参数必须相应地匹配。因此，在所述步骤中，根据所期望的喷射角度α表达几何的尺寸。
所述任务通过具有权利要求1的特征的射流构件解决。
射流构件用于产生自由射束，其中，构件具有流动腔室，所述流动腔室可以由流体流穿流，所述流体流通过流入开口进入到流动腔室中并且通过流出开口从流动腔室中离开，并且所述流体流的流动方向基本上平行于流动腔室的主延伸方向延伸，并且其中，在流动腔室之内设置有主流动通道和副流动通道。这种构件由现有技术原则上已知。
在这里要求保护的射流构件中，主流动通道朝向流动腔室的主延伸方向的横截面变化在主流动通道的整个长度上发散，或部段地发散且部段地收敛。
所述任务通过具有权利要求15的特征的射流构件解决。
在此，原则上已知的射流构件附加地具有离开区域、尤其在流出开口下游的通道或区域，所述离开区域是无阻碍的。
有利的实施方式是从属权利要求的主题。
附图说明
根据附图阐述实施例。
具体实施方式
在图1中示意性地示出根据本发明的实施方式的射流构件1。图2和图3示出所述射流构件1沿线A'-A”或B'-B”的截面图。射流构件1包括流动腔室10，所述流动腔室可以由流体流2穿流。所述流动腔室10也已知为相互作用腔室。
流动腔室10包括流入开口101和流出开口102，流入开口具有流入宽度bIN，通过所述流入宽度，流体流2进入到流动腔室10中，所述流出开口具有流出宽度bEX，通过所述流出宽度，流体流2从流动腔室10中离开。流出宽度bEX大于流入宽度bIN。
流入开口101和流出开口102设置在射流构件1的在流动方面相对置的两个侧上。流体流2在流动腔室10中基本上沿射流构件1的纵轴线(纵轴线使流入开口101和流出开口102彼此连接)从流入开口101运动至流出开口102。
在该实施变型方案中，纵轴线A构成射流构件1的对称轴线。纵轴线A处于两个彼此垂直的对称平面S1和S2中，相对于所述对称平面，射流构件1镜像对称。替选地，射流构件1可以不(镜像)对称地构造。
为了流体流的有针对性的方向变化，流动腔室10除了主流动通道103之外包括两个副流动通道104a、104b，其中，主流动通道103(横向于纵轴线A观察)设置在两个副流动通道104a、104b之间。直接在流入开口101后面，流动腔室10划分成主流动通道103和两个副流动通道104a、104b，主流动通道和副流动通道直接在流出开口102之前再次汇合。
两个副流动通道104a、104b相对于对称轴线S2对称地设置(图3)。根据一个未示出的替选方案，副流动通道不对称地设置。所述副流动通道也可以定位在所示出的流动平面之外。这些通道例如可以借助软管在通过S1构成的平面之外实现，或通过相对于流动平面成角度的通道延伸。
主流动通道103基本上直线地将流入开口101与流出开口102彼此连接，使得流体流2基本上沿射流构件1的纵轴线A流动。副流动通道104a、104b从流入开口101出发在第一部段中相应地首先以相对于纵轴线A基本上90°的角度朝向相反方向延伸。接着，副流动通道104a、104b弯曲，使得所述副流动通道分别基本上平行于纵轴线A(朝向流出开口102)延伸(第二部段)。为了使副流动通道104a、104b和主流动通道103再次汇合，副流动通道104a、104b在第二部段的端部处又改变其方向，使得所述副流动通道相应地基本上朝向纵轴线A指向(第三部段)。在图1的实施方式中，副流动通道104a、104b的方向在从第二部段过渡到第三部段时以大约120°的角度改变。然而，对于副流动通道104a、104b的这两个部段之间的方向改变也可以与在此所提及的角度不同地选择。
副流动通道104a、104b是用于影响穿流流动腔室10的流体流2的方向的机构。副流动通道104a、104b为此具有各一个入口104a1、104b1以及各一个出口104a3、104b3，所述入口通过副流动通道104a、104b的朝向流出开口102的端部构造，所述出口通过副流动通道104a、104b的朝向流入开口101的端部构造。通过入口104a1、104b1，流体流2的一小部分、副流23a、23b(图4)流入到副流动通道104a、104b中。流体流2的剩余部分(所谓的主流24)通过流出开口102从射流构件1中离开(图4)。副流23a、23b在出口104a3、104b3处从副流动通道104a、104b离开，在那里，所述副流可以将侧向(横向于纵轴线A)的冲量施加到通过流入开口101进入的流体流2上。在此，影响流体流2的方向，使得在流出开口102处离开的主流24在空间上振荡，更确切地说，在如下平面中振荡：主流动通道103和副流动通道104a、104b设置在所述平面中。主流24在其中振荡的平面相应于对称平面S1或平行于对称平面S1。之后更详细地阐述示出振荡的流体流2的图4。
副流动通道104a、104b相应地具有横截面，所述横截面在副流动通道104a、104b的整个长度(从入口104a1、104b1直至出口104a2、104b2)上近似恒定。与此对应，主流动通道103的横截面的尺寸沿着主流23的流动方向(即沿着从流入开口101至流出开口102的方向)基本上连续增加，其中，主流动通道103的形状相对于对称平面S1和S2镜面对称。
主流动通道103可以在内部块体11a、11b之间在下游变细。但是为了实现大于60°和尤其高于80°的振荡角度α，主流动通道103的内部块体11a与11b之间的单调发散的形状是有利的。替选地或附加地，有利的是：在流出端102附近不存在装入件，以便因此实现高的射束质量。由技术已知如下解决方案：在所述解决方案中，在流出端附近定位有干扰体，以便增大喷射角度，在所述喷射角度中，所述干扰体绽开。所述装入件具有如下缺点：振荡的自由射束15的射束质量(比较图4)降低。
主流动通道103与每个副流动通道104a、104b通过块体11a或通过块体11b分离。在所述实施方式中，两个块体11a、11b相对于镜像平面S2对称地设置。然而，原则上，块体也可不同地构造并且不对称地定向。在不对称的定向中，主流动通道103的形状也相对于镜像平面S2不对称。在图1中示出的块体11a、11b的形状是仅示例性的并且可以改变。图1中的块体11a、11b具有倒圆角的边。也可以实现尖锐的边。但是，在所述实施变型方案中，块体11a、11b构造为，使得由此构成三角的或楔形的流动腔室103。流动腔室的形状主要通过块体11a、11b的向内指向的面形成，并且在此以数字110表示。在此，由面围成的角度也描述为γ。为此，通过所示出的线和构件深度t形成的面110具有轻微的弯曲，或通过一个或多个半径、多项式或/和一个或多个直线或通过混合形式构造。为了实现高于60°尤其高于80°的大的喷射角度α，有利的是：在形状中注意：主流动通道103在内部块体11a、11b之间的宽度b103在下游单调变大。当不期望大的喷射角度α时，主流动通道103的局部不扩宽的形状是有利的。
此外，在副流动通道104a、104b的入口104a1、104b1处，设置有呈弯部形式的分离器105a、105b。在此，在每个副流动通道104a、104b的入口104a1、104b1处，各一个弯部105a、105b在副流动通道104a、104b的环周边的部段上伸入到相应的副流动通道104a、104b中，并且在所述部位处改变所述副流动通道的横截面形状，以使横截面积减小。在图1的实施方式中，所述环周边的部段选择为，使得每个弯部105a、105b(此外也)(基本上平行于纵轴线A定向地)指向流入开口101。替选地，分离器105a、105b可以不同地定向。通过分离器105a、105b，影响并且控制副流23a、23b从主流24的分离。通过分离器105a、105b的形状、尺寸和定向，影响从流体流2中流入到副流动通道104a、104b中的量以及副流23a、23b的方向。这又引起对主流24在射流构件1的流出开口102处的离开角度的影响(并且借此引起对振荡角度α的影响)，借助所述影响，主流24在流出开口102处振荡。因此，通过选择分离器105a、105b的尺寸、取向和/或形状，可以有针对性地影响在流出开口102处离开的主流24的轮廓。替选地，也可以仅在两个副流动通道中的一个的入口处设置分离器。特别有利地，分离器105a、105b的位置处于最大宽度b11amax、b11bmax之上。
在流动腔室10的流入开口101上游连接有漏斗形的延长部106，所述延长部朝向流入开口101(向下游)变细。流动腔室10更确切地说在流出开口102的区域中在内部块体11a、11b之后也向下游变细。变细部由流出通道107构成，所述流出通道在流出开口102的分离器105a、105b之间延伸。在不具有分离器105a、105b的构件中，流出通道107在副流动通道流入端104a1、104b1处开始。在此，漏斗形的延长部106和流出通道107变细，使得仅流出通道的宽度、也就是说流出通道在对称平面S1中垂直于纵轴线A的延展相应地向下游减小。变细不影响延长部106和流出通道107的深度、也就是说在对称平面S2中垂直于纵轴线A的延展(图2)。替选地，延长部106和流出通道107也可以相应地在宽度中和在深度中变细。此外，延长部106可以仅在深度中或在宽度中变细，而流出通道107不仅在宽度中而且在深度中变细，以及反之也可以。流出通道107的变细的程度影响从流出开口102中离开的流体流2的方向特性，并且因此影响流体流的振荡角度α。漏斗形的延长部106和流出通道107的形状在图1中仅示例性地示出。在此，延长部和流出通道的宽度向下游相应地线性地减小。变细部的另外的形状也是可行的。在所述实施方式中，漏斗形的延长部的长度I106至少相应于流入宽度bIN，即适用I106>bIN。
流入开口101和流出开口102分别具有矩形的横截面。所述横截面相应地具有相同的深度(在对称平面S2中垂直于纵轴线A的延展，图2)，但与其宽度bIN、bEX(在对称平面S1中垂直于纵轴线A的延展，图1)不同。尤其地，流出开口102比流入开口101宽。
流出宽度bEX大于在流动腔室上游最窄的横截面变窄部。最窄的横截面变窄部可以要么是流动腔室的最小宽度b11要么是流入宽度bIN。典型地，两个长度尺寸在0.01mm至250mm的区域中变动。所述几何尺寸取决于需要的体积流或取决于如下边界条件：多少流体要流过构件。因此，在此，可以不说明其他进行限制的尺寸。但是，所述尺寸可以与所说明的尺寸不同。典型地，宽度bIN与b11之间的差是最大40％。也就是说，宽度b11比bIN大或小直至40％。优选地，宽度b11小于或等于宽度bIN。
为了将处理区域108连接到功能几何结构上，有利的是两个变型方案。
一方面具有半径109，所述半径小于bIN或b11的最小宽度。由此产生尖棱的流出端102的极值是半径为零。
由于更高的机械稳定性，半径109可以是优选的。在该半径后跟随近似直线的部段。也可以通过多项式形成的、该近似直线或直线的部段彼此成角度δ。
所述角度δ可以具有不同的大小。优选地，角度δ从所期望的振荡角度α推导出。在此，振荡角度的+12°和-40°的偏差是可能的，即α-40°<δ<α+12°。特别优选的偏差是+7°和-30°，即α-30°<δ<α+7°。由此，可以在自由振动的振荡角度α过大的情况下通过更小的角度δ将振荡角度α减小到角度δ。
但是，也可以将角度δ用于，在自由振动的振荡角度α不足时，增大喷射角度α。当角度δ确定为以该最大12°的角度大于振荡角度α时，可以增大喷射角度直至12°。尤其优选从自由振动的离开的自由射束15增加最大4°的角度δ。
对于尤其期望更均匀分配的一些应用，有利的是：如示例性地在图4c)中示出，近似直线的部段在直径109之后不接触振荡的自由射束15。那么，应该将角度δ选择为显著大于振荡角度α、例如180°。
通过离开区域的长度I108，正面地影响振荡的流体射束的射束质量。离开区域的长度I108的长度越长，则离开的流体射束越聚束。在期望提高的流体射束质量的情况下，为半径109的至少一半的长度I108是必要的。特别优选的是：I108至少相应于流出宽度bEX。最大长度I108相应于构件长度I。
在图4中，示出流体流2的三个瞬间拍摄图像(图a)至图c))，所述瞬间拍摄图像用于直观表示流体流2在射流构件1中在振荡周期期间的流动方向(流线)。图4中的射流构件1与图1至3中的射流构件1的区别尤其在于，不设置分离器105。图4中的射流构件1的构件长度I是22mm并且构件宽度b＝20mm。流入开口101的宽度bIN是3.2mm并且宽度b11是2.8mm。流出宽度bEX是5mm。在所述实施例中，构件深度t是恒定的并且是2mm。主流动通道103具有13.07mm的最大宽度b103max，所述宽度处于块体11a、11b之间。在此，在所述实施例中，所述最大宽度b103max在如下位置处定义：从所述位置起，具有半径的弯曲部转变为内部块体面110的直线。穿流射流构件1的流体在流入开口101处具有0.11bar的压力以及1.5l/min的体积流，其中，流体是具有20℃的温度的水。然而，所示出的射流构件1原则上也适合于气态流体。
在图示a)和c)中，示出对于离开的主流24的两种偏转的流线，所述流线近似地相应于最大偏转。离开的主流24在所述两个最大值之间掠过的角度是振荡角度α。图示b)示出对于离开的主流24的位置的流线，所述位置大约处于图示a)和c)中的两个最大值之间的中间。以下，描述射流构件1之内的在振荡周期期间的流动。
通过引入一次性偶然的或有针对性的干扰，流体流2侧向地朝向块体11a的朝向主流动通道103的侧壁110a偏转，使得流体流2的方向越来越多地偏离于纵轴线A，直至流体流最大地偏转。通过所谓的康达效应，流体流2的最大的部分、所谓的主流24在此靠到块体11b的侧壁处并且然后沿所述侧壁110b流动。在此，角度γ与角度β互相配合地随后确定振荡角度α。根据边界条件或射流构件1的使用领域相应改变角度γ。主流动通道103的内侧110以及流出通道107的内侧彼此形成角度ε。在所示出的实施方式中，角度ε大约是90°。在另外的实施方式中，角度ε可以处于80°至110°的范围中。由此，当涉及具有至少60°的大的喷射角度的射流构件时，角度γ和角度β也处于直接相关。由于流动的非线性特性，在此，详细说明是不实际的。
在主流24与另外的块体11a之间的区域中构成再循环区域25a。在此，主流24越靠块体11b的侧壁，则再循环区域25a越大。主流24在关于纵轴线A的、随时间变化的角度下从流出开口102中离开。在图4c)中，主流24靠在一个块体11a的侧壁处，并且再循环区域25a具有其最大尺寸。此外，主流24以近似最大可能的偏转从流出开口102中离开。
流体流2的小部分、所谓的副流23a、23b从主流24分离并且通过副流动通道的入口104a1、104b1流到副流动通道104a、104b中。在图4c中示出的情况中，(由于流体流2朝向块体11a的偏转)流体流2的流到副流动通道104b中的部分明显大于流体流2的流到副流动通道104a中的部分，所述副流动通道104b与块体11b邻接，主流103不靠在块体11b的侧壁处，而所述副流动通道104a与块体11a邻接，主流103靠在块体11a的侧壁处。那么，在图4c)中，副流23b明显大于近似可忽略的副流23a。通常，可以借助分离器影响并且控制流体流2到副流动通道104a、104b中的偏转。副流23a、23b(尤其副流23b)通过副流动通道104a或104b流动至这些副流动通道的相应的出口104a2、104b2，并且借此给在流入开口101处进入的流体流2提供冲量。因为副流23b大于副流23a，由副流23b得出的冲量组成部分占主要。
那么，主流24通过(副流23b的)冲量挤压到块体11a的侧壁处。同时，再循环区域25b朝向副流动通道104b的入口104b1运动，由此，干扰流体到副流动通道104b中的输送。由副流23b得出的冲量组成部分借此减小。同时，再循环区域25b减小，而在主流24与块体11a的侧壁之间形成另一(增长的)再循环区域25a。在这种情况下，流体到副流动通道104a中的输送也增加。由副流23a得出的冲量组成部分由此增加。副流23a、23b的冲量组成部分在进一步的变化过程中越来越接近，直至所述冲量组成部分一样大并且相互抵消。在该情况中，进入的流体流2不偏转(图a)，使得主流24大致居中地在两个块体11a、11b之间运动并且在不偏转的情况下从流出开口102离开。
在另一变化过程中，流体到副流动通道104a中的输送越来越增加，使得由副流23a得出的冲量组成部分超过由副流23b得出的冲量组成部分。主流24由此越来越从块体11a的侧壁挤远，直至主流由于康达效应处于相对置的块体11b的侧壁处(图4c))。在此，再循环区域25b分解，而再循环区域25a增长至其最大尺寸。主流24现在以与相比于图4b中的情况具有相反正负号的最大偏转从流出开口102中离开。
接着，再循环区域25a移动并且阻挡副流动通道104a的入口104a1，使得流体的输送在此再次下降。结果，副流23b提供主要的冲量组成部分，使得主流24又从块体11b的侧壁挤远。现在以相反的顺序实现所述变化。
通过所述过程，在流出开口102处离开的主流24围绕纵轴线A在设置有主流动通道103和副流动通道104a、104b的平面中振荡，使得产生来回漫游的流体射束。为了实现所述效果，不强制性地需要射流构件1的对称的结构。
在图5中示出不具有流动分离器105的射流构件1。此外，在此，内部块体11a、11b之间的最窄的横截面处于宽度b11处。此外，所述构件不具有半径109或者说在流出端102处具有无限小的半径。这在所述构件处示出几何特征的示例性重要的关系，需要所述关系来产生高于60°尤其高于80°的大的喷射角度α。
角度β应选择为等于或大于所期望的振荡角度α。优选的是：角度β大于所期望的振荡角度α。在此，角度β比待实现的振荡角度α大直至70％。
流动腔室的长度I103尤其对于具有高于0.005bar入流压力的射流构件而言大于等于或优选大于流动腔室的最大宽度b103max。为了提高射束质量，提高长度I108(参见图1)是有利的。在具有流入端处的高于0.05bar的入流压力的这种射流构件中，长度I108应该至少是bIN/4。特别优选地，长度I108是至少bEX。
处于流出端102与内部块体11之间的几何尺寸b107大于或等于bIN或b11中的较小的尺寸。b107的长度可以比bIN或b11中的较小的尺寸大直至100％。所述尺寸取决于所期望的振荡角度α。振荡角度α越大，则宽度b107越大。
流出宽度bEX也取决于所期望的振荡角度α。在这里示出的实施方式中，流出宽度bEX通过以下规则确定：bEX＝min(b11,bIN)/[sin(90°-α/2)]±30％。在具有流动分离器105的射流构件中，能够实现45％的更高的偏离。在此，由于流动的非线性的特性，不能够实现具体的说明，但是对于本领域技术人员而言能够以已知的流动设计工具测得。
在所述构件处，宽度b103max相应于在流动方面重要的尺寸b103oben。尺寸b103oben处于上三分之一中，即处于在主流动通道103的最下游处的三分之一中。所述宽度b103oben在如下位置处测量：在所述位置处，主流动通道103以直的壁侧向于副流动通道104a、104b地转变成弯曲部，更确切地说在弯曲面的转折点处转变成弯曲部。所述转折点也可以描述为拐点。在所述部位处，切线的方向从一点至下一点改变。在图5中，所述点的标记也是主流动通道103在流动腔室10中朝向流出开口102的最大纵向延伸。
对于尺寸b103oben适用以下关系bEX<b103oben<3·bEX。这例如通过小的半径、即小于bIN/2、例如小于3.5mm的半径是所述情况。
在图6中示出的射流构件1以如下区别对应于图1中的射流构件：处于内部的面110与块体11不同地成型并且离开区域108显著更长地形成。具有和不具有离开区域108的这种构件尤其对于清洁应用或对于流体分配应用是有利的。在这里示出的射流构件1中，主流动通道103在内部块体11a、11b之间具有隆起的结构。在上游，从流动腔室103在第一部分中单调地变大，并且在后面部分中，流动腔室103又变窄。在此，流动腔室103的由此产生的最小宽度b103min应该具有以下尺寸：b11<b103min<3·bEX。在此，b103min也相应于在流动方面重要的宽度b103oben。上宽度b103oben在内部块体11a、11b的向内指向的形状的转折点处测得。在另外的实施方式中，在此也适用以下关系：bEX<b103oben<3·bEX。
在所述构件中，振荡机制不同于在图4中描述的振荡机制。区别在于，替代流入到副流动通道104b1中，流体从内部块体11b首先流入到副流动通道流入端104a1中。
图7中的射流构件1相对于其他构件的区别在于，流动腔室103在上三分之二中、即在下游最后三分之二区域中具有近似保持不变的流动腔室宽度b103。因此，在流动方面重要的宽度b103oben在如下位置处测得：在所述位置中，块体11a、11b的指向流动腔室103的内面110a和110b朝向副流动通道流入端经历方向改变、也就是说转折点。换言之，用于测得在流动方面重要的宽度b103oben的位置在如下部位处测得：在所述部位处，面110a、110b的曲率突然以如下程度改变，使得在所述位置处，主流24不再跟随表面。例如在沿0.5mm的部段至少3°的曲率变化时是这种情况。在所述射流构件中，喷射角度α决定性地由角度β确定。
为了使发散部分连接到流动几何结构处，已知的两个来自图1的变型方案两个都是有利的。为了实现良好的喷射特性，发散部分的最大长度I106是I108<I。特别优选地，长度I108是bEX<I108<I/3。
具有离开区域108的射流构件的另一实施变型方案在图8中示出。图8中的射流构件1的实施变型方案与图6的射流构件在如下方面不同：使得隆起的结构不处于流动腔室103的上三分之一、即下游处，而是处于流动腔室103的下三分之一中。液滴形的流动腔室103引起非常均匀的流动分配。液滴形状通过流动腔室103在流动腔室的最小宽度b11之后向下游非常强烈发散的增大、在流动腔室的下半部分中跟随着流动腔室的变窄形成。特别有利的是，近似直线的或部段地直的面110a、110b。所述面110a、110b围成角度γ。
与其他已知的构件相反，振荡角度α直接通过角度γ确定。因此，以下关系适用于角度γ：α-10°<γ<α+10°。在所述构件中，与其他构件相反，主流24不通过流出通道107离开，而是直接从流出端bEX离开。因此，角度β在此对于振荡角度α没有大的影响。与在其他构件中相同地，流出宽度b103min大于bEX。在此，流出宽度b103min相应于最上部的宽度b103oben。特别优选地，适用：流出宽度bEX大于宽度b103min与流入宽度bIN的一半相加，即bEX>b103min+bIN/2。

Claims (29)

1.一种用于产生自由射束(15)的射流构件(1)，其中，所述构件(1)具有流动腔室(10)，所述流动腔室能够由流体流(2)穿流，所述流体流通过流入开口(101)进入到所述流动腔室(10)中并且通过流出开口(102)从所述流动腔室(10)中离开，并且所述流体流的流动方向基本上平行于所述流动腔室(10)的主延伸方向延伸，并且其中，在所述流动腔室(10)之内设置有主流动通道(103)和副流动通道(104)，
其特征在于，
所述主流动通道(103)沿着所述流动腔室(10)的主延伸方向的横截面变化在所述主流动通道(103)的整个长度上发散，或者部段地发散且部段地收敛。
2.根据权利要求1所述的射流构件，其特征在于，所述流动腔室(10)的横截面变化的发散部分是单调的、尤其线性单调的。
3.根据权利要求1或2所述的射流构件，其特征在于，所述流动腔室(10)的横截面变化无弯折地构成。
4.根据前述权利要求中至少一项所述的射流构件，其特征在于，所述流动腔室(10)具有在流动方面重要的宽度b103oben，所述宽度大于流出开口(102)的流出宽度bEX，但是尤其小于3·bEX，其中，所述宽度b103oben处于如下位置处：在所述位置处，所述主流动通道(103)以直的壁侧向于所述副流动通道(104a，104b)地转变为弯曲部，更确切地说在所述弯曲部的转折点处转变到弯曲部中。
5.根据前述权利要求中至少一项所述的射流构件，其特征在于，为了产生具有大于60°并且尤其高于80°的振荡角度α的自由射束(15)，所述流动腔室(10)的壁设置为，使得所述流动腔室(10)沿所述流动腔室(10)的主延伸方向的、尤其在内部块体(11a，11b)之间的横截面变化具有单调发散的形状，使得所述流动腔室具有三角的或楔形的流动腔室(10)，其中，尤其所述主流动通道(103)的宽度(b103)在所述内部块体(11a，11b)之间向下游单调地变大。
6.根据前述权利要求中至少一项所述的射流构件，其特征在于，所述主流动通道(103)的内侧(110)与引导至所述流出开口(102)的流出通道(107)的内侧彼此形成角度(ε)，其中，所述角度处于80°至100°之间、尤其处于90°。
7.根据前述权利要求中至少一项所述的射流构件，其特征在于，引导至所述流出开口(102)的流出通道(107)的内侧处于如下角度(β)下：所述角度等于或大于所选择的振荡角度(α)，所述角度尤其大于所述振荡角度(α)。
8.根据前述权利要求中至少一项所述的射流构件，其特征在于，所述主流动通道(103)的长度(I103)等于或大于所述主流动通道(103)的最大宽度(b103max)。
9.根据前述权利要求中至少一项所述的射流构件，其特征在于，横向于流动方向、在流出端(102)与所述内部块体(11)的出口之间的间距(b107)等于或大于bIN或b11中的较小的尺寸，所述间距(b107)尤其可以比bIN或b11中的较小的尺寸大直至100％。
10.根据前述权利要求中至少一项所述的射流构件，其特征在于，所述流出开口(102)的流出宽度(bEX)是bEX＝min(b11,bIN)/[sin(90°-α/2)]±30％，其中，在存在流动分离器(105)的情况下由于流体的非线性的特性需要更高的偏差，并且适用bEX＝min(b11,bIN)/[sin(90°-α/2)]±45％。
11.根据前述权利要求中至少一项所述的射流构件，其特征在于，对于由所述内部块体(11a，11b)的内壁围成的角度(γ)适用：α-10°<γ<α+10°，其中，α作为所述振荡角度。
12.根据前述权利要求中至少一项所述的射流构件，其特征在于，对于流出宽度bEX适用bEX>b103min+bIN/2，其中，b103min是主流动通道(103)的最小宽度并且bIN是流动腔室(10)的流入宽度。
13.根据前述权利要求中至少一项所述的射流构件，其特征在于，所述主流动通道(103)具有液滴形状，所述液滴形状通过所述流动腔室(103)在流动腔室(103)的最小宽度b11之后向下游发散的增大、在流动腔室(103)的下半部分中跟随着所述流动腔室(103)的变窄形成。
14.根据权利要求13所述的射流构件，其特征在于，对于由所述内部块体(11a，11b)的内壁的直的部分形成的角度(γ)适用：α-10°<γ<α+10°，其中，α作为所述振荡角度。
15.一种用于产生自由射束(15)的射流构件，其中，所述构件(1)具有流动腔室(10)，所述流动腔室能够由流体流(2)穿流，所述流体流通过流入开口(101)进入到所述流动腔室(10)中并且通过流出开口(102)从所述流动腔室(10)中离开，并且所述流体流的流动方向基本上平行于所述流动腔室(10)的主延伸方向延伸，并且其中，在所述流动腔室(10)之内设置有主流动通道(103)和副流动通道(104)，
其特征在于，离开区域(108)、尤其所述流出开口(102)下游的通道或区域是无阻碍的。
16.根据权利要求15所述的射流构件，其特征在于，所述离开区域(108)沿流动方向在侧向上由壁限界，所述壁成角度(δ)地设置，其中，所述角度(δ)的大小取决于预确定的振荡角度(α)：α-40°<δ<α+12°、尤其α-30°<δ<α+7°。
17.根据权利要求15或16所述的射流构件，其特征在于，所述角度(δ)大于所述振荡角度α、尤其180°。
18.根据权利要求15至17中至少一项所述的射流构件，其特征在于，所述流出区域(108)沿流动方向的长度(I108)至少相应于在所述流动腔室(10)的出口处以及在通到所述离开区域(108)的入口处的圆角半径(109)的一半，或所述流出区域(108)沿流动方向的长度(I108)至少相应于所述流动腔室(10)的流出宽度(bEX)。
19.根据权利要求15至18中至少一项所述的射流构件，其特征在于，所述流出区域(108)沿流动方向的长度(I108)是至少bIN/4，尤其是至少bEX。
20.根据权利要求15至19中至少一项所述的射流构件，其特征在于，对于所述离开区域(108)沿流动方向的最大长度(I108)适用I108<I、尤其bEX<I108<I/3。
21.根据权利要求15至20中至少一项所述的射流构件，其特征在于，所述流动腔室(10)的流出宽度(bEX)大于所述流动腔室(10)的流入宽度(bIN)，所述流出宽度(bEX)尤其大于在所述流动腔室(10)下游的最窄的横截面变窄部，其中，最窄的横截面变窄部是所述流动腔室(10)的最小宽度(b11)或所述流入宽度(bIN)。
22.根据权利要求1至14中至少一项以及权利要求15至21中至少一项所述的射流构件。
23.根据前述权利要求中至少一项所述的射流构件，其特征在于，漏斗形的延长部的长度(I106)沿所述流动方向处于所述流入开口(101)的上游，所述漏斗形的延长部的长度与流入宽度bIN至少一样大：I106>bIN。
24.根据前述权利要求中至少一项所述的射流构件，其特征在于，所述主流动通道(103)或所述流动腔室(10)的最小宽度(b11)小于或等于流入端的宽度(bIN)。
25.根据前述权利要求中至少一项所述的射流构件，、其特征在于，设有副流动通道(104a，104b)的入口(104a1，104b1)处的分离器(105a，105b)，所述分离器尤其呈弯部形式，其中，所述分离器(105a，105b)设置在最大宽度b11amax、b11bmax之上，其中，所述最大宽度b11amax、b11bmax是内部块体11之间的最大宽度。
26.根据前述权利要求中至少一项所述的射流构件，其特征在于，所述流动腔室(10)的出口处以及在通到所述离开区域(108)的入口处的圆角半径(109)小于最小宽度bIN或b11。
27.根据前述权利要求中至少一项所述的射流构件，其特征在于，所述流动腔室的长度(I103)等于、但是尤其大于所述流动腔室的最大宽度(b103max)。
28.根据前述权利要求中至少一项所述的射流构件，其特征在于，在基本上花瓶状的流动通道(103)的情况下适用：b11<b103min<bEX。
29.一种具有至少一个根据前述权利要求中至少一项所述的射流构件的设备，尤其用于水、肥料或植物保护剂的喷射设备，用于餐具、货物或部件的清洁设备，压力清洁设备，洗车装置，用于传感器、片或面的清洁设备，流体分配设备，卫生设备，消防设备，尤其自动灭火装置或灭火系统。
CN201780062238.9A 2016-10-06 2017-10-05 射流构件 Pending CN109863315A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016219427.5 2016-10-06
DE102016219427.5A DE102016219427A1 (de) 2016-10-06 2016-10-06 Fluidisches Bauteil
PCT/EP2017/075383 WO2018065533A1 (de) 2016-10-06 2017-10-05 Fluidisches bauteil

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109863315A true CN109863315A (zh) 2019-06-07

Family

ID=60153272

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780062238.9A Pending CN109863315A (zh) 2016-10-06 2017-10-05 射流构件

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20200038884A1 (zh)
EP (1) EP3523543A1 (zh)
CN (1) CN109863315A (zh)
DE (1) DE102016219427A1 (zh)
WO (1) WO2018065533A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111271346A (zh) * 2020-01-23 2020-06-12 上海交通大学 一种子母流体振荡器
CN111577657A (zh) * 2020-04-29 2020-08-25 南京工业大学 带有无源自激励扫掠射流流动控制装置的压气机叶片

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019108628A1 (en) 2017-11-28 2019-06-06 Ohio State Innovation Foundation Variable characteristics fluidic oscillator and fluidic oscillator with three dimensional output jet and associated methods
US11865556B2 (en) * 2019-05-29 2024-01-09 Ohio State Innovation Foundation Out-of-plane curved fluidic oscillator
JP7143540B1 (ja) 2022-02-03 2022-09-28 日本タングステン株式会社 ファインバブル生成器

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3432102A (en) * 1966-10-03 1969-03-11 Sherman Mfg Co H B Liquid dispensing apparatus,motor and method
US5906317A (en) * 1997-11-25 1999-05-25 Bowles Fluidics Corporation Method and apparatus for improving improved fluidic oscillator and method for windshield washers
JP2002067887A (ja) * 2000-08-30 2002-03-08 Nippon Vinylon Kk 噴射方向可変拡散ノズルと液体噴射装置
US20040050980A1 (en) * 2002-06-25 2004-03-18 Hydrosystem Project A.S. Fluidic nozzle with stream deflector
US20040251315A1 (en) * 2002-08-22 2004-12-16 Akira Maruyama Washer nozzle and washer apparatus
US20050214147A1 (en) * 2004-03-25 2005-09-29 Schultz Roger L Apparatus and method for creating pulsating fluid flow, and method of manufacture for the apparatus
US20080277506A1 (en) * 2007-05-11 2008-11-13 Hall David R Diamond Nozzle
JP2009227209A (ja) * 2008-03-25 2009-10-08 Mitsuba Corp ノズルおよびその製造方法、ならびにウォッシャノズル

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5035361A (en) 1977-10-25 1991-07-30 Bowles Fluidics Corporation Fluid dispersal device and method
DE3400934A1 (de) * 1983-03-31 1984-12-06 Knorr-Bremse Fluidics GmbH, 8000 München Koerperpflege- und koerperreinigungsgeraet, insbesondere zahn- und gesichtsreinigungsbuerste oder munddusche und fluidischer oszillator, insbesondere zur verwendung in solchen geraeten
DE102007053986A1 (de) * 2007-11-13 2009-05-14 Volkswagen Ag Düseneinrichtung zum Reinigen einer Fahrzeugscheibe
US8702020B2 (en) 2008-05-16 2014-04-22 Bowles Fluidics Corporation Nozzle and fluidic circuit adapted for use with cold fluids, viscous fluids or fluids under light pressure

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3432102A (en) * 1966-10-03 1969-03-11 Sherman Mfg Co H B Liquid dispensing apparatus,motor and method
US5906317A (en) * 1997-11-25 1999-05-25 Bowles Fluidics Corporation Method and apparatus for improving improved fluidic oscillator and method for windshield washers
JP2002067887A (ja) * 2000-08-30 2002-03-08 Nippon Vinylon Kk 噴射方向可変拡散ノズルと液体噴射装置
US20040050980A1 (en) * 2002-06-25 2004-03-18 Hydrosystem Project A.S. Fluidic nozzle with stream deflector
US20040251315A1 (en) * 2002-08-22 2004-12-16 Akira Maruyama Washer nozzle and washer apparatus
US20050214147A1 (en) * 2004-03-25 2005-09-29 Schultz Roger L Apparatus and method for creating pulsating fluid flow, and method of manufacture for the apparatus
US20080277506A1 (en) * 2007-05-11 2008-11-13 Hall David R Diamond Nozzle
JP2009227209A (ja) * 2008-03-25 2009-10-08 Mitsuba Corp ノズルおよびその製造方法、ならびにウォッシャノズル

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111271346A (zh) * 2020-01-23 2020-06-12 上海交通大学 一种子母流体振荡器
CN111577657A (zh) * 2020-04-29 2020-08-25 南京工业大学 带有无源自激励扫掠射流流动控制装置的压气机叶片
CN111577657B (zh) * 2020-04-29 2021-10-29 南京工业大学 带有无源自激励扫掠射流流动控制装置的压气机叶片

Also Published As

Publication number Publication date
US20200038884A1 (en) 2020-02-06
EP3523543A1 (de) 2019-08-14
DE102016219427A1 (de) 2018-04-12
WO2018065533A1 (de) 2018-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109863315A (zh) 射流构件
JP5188961B2 (ja) 流動体流の相互衝突による流動体の噴霧化方法、そのためのノズル、およびそれを含むシステム
US10427175B2 (en) Spout apparatus causing reciprocal oscillations
US20170087570A1 (en) Spout apparatus
JP6699071B2 (ja) 吐水装置
JPH02273565A (ja) 二流体ノズル
CA3033710A1 (en) Fluidic component
JP3856210B2 (ja) ノズル
JP2018167164A (ja) 吐水装置
JP4649214B2 (ja) 二流体用スリットノズル
JP2017064099A5 (zh)
US10272450B2 (en) Spout apparatus
JP6004184B2 (ja) シャワーヘッドとシャワーヘッド用吐水ブロック
JP6688455B2 (ja) シャワーヘッド
US20170087568A1 (en) Spout apparatus
US6357482B1 (en) Surge suppression apparatus
JP2017108832A (ja) 吐水装置
JP2015175166A (ja) 吐水装置
RU2273527C1 (ru) Распылитель жидкости
US20220299146A1 (en) Fluid monitor elbow
JP2011196893A (ja) 噴霧試験用ミストマイザー
US20220339644A1 (en) Fluidic oscillator
JPH0751280Y2 (ja) 高圧水噴射ノズル
JP2007152169A (ja) 液体吐出ノズル
WO2017057327A1 (ja) 吐水装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20190607