[发明专利]冷态性能改进了的流体振荡器

说明书

技术领域

本发明涉及流体处理过程和装置。具体来说，本发明涉及一可在较低温度下操作的流体振荡器(fluidic oscillator)，该较低温度通常与较高粘度流体相联系。

背景技术

在现有技术中，流体振荡器因其通过循环地偏转液体喷射从而提供大范围液体喷射型式的能力而为大家所周知。大多数流体振荡器操作的特征在于，使流体喷射循环地偏转而无需使用机械的移动零件。因此，流体振荡器的一个优点在于，它们不经受会对其它喷射装置可靠性和操作性产生不利影响的磨损和撕扯。

流体振荡器的实例可见于许多专利，其中包括美国专利Nos.3,185,166(Horton&Bowles)、3,563,462(Bauer)、4,052,002(Stouffer&Bray)、4,151,955(Stouffer)、4,157,161(Bauer)、曾重新发表为RE 33,158的4,231,519(Stouffer)、4,508,267(Stouffer)、5,035,361(Stouffer)、5,213,269(Srinath)、5,971,301(Stouffer)、6,186,409(Srinath)以及6,253,782(Raghu)。

从从这样的装置排出到一气体环境内的液体流动中的典型振荡特性的简化形式显示在图1A-1C中。对这一被假定为二维的流动，可见振荡器交互作用腔室内的漩涡交替地形成，致使流动在一特定的瞬间从其出口向下(图1A)或向上(图1B)交替地扫过，以使流体振荡器的输出散布在近似为2θ的扇形角上(图1C)。

该类型的振荡液体喷射可产生液体液滴下游分布的多种型式，当该液体喷射在周围气体环境中散开时，形成所述的液体液滴。一个此类可能的分布型式显示在图1C中。

对于喷射某些高粘度的液体(例如15-20厘泊)，揭示在美国专利No.6,253,782中并显示在图2中的“蘑菇形振荡器”业已被发现特别有用。然而，还发现，当如此液体的温度继续下降而致使其粘度增加(例如25厘泊)时，该类型振荡器的特性可变劣到这样的程度，即，它不再提供特性上足够振荡而允许它的喷射被分配在一合适的扇形角上的喷射。该情形在利用此类流体振荡器的挡风玻璃刮水器的应用中特别地成问题。

尽管许多现有技术涉及到流体振荡器，但在设计用于较冷环境中的流体振荡器时仍然需要进一步在技术上改进。

发明内容

以上颇广泛地概括了与本发明有关的现有技术，以便可更好地理解和认识本发明的内容。在这一点上，建议还考虑本发明的目的和优点。

本发明的一目的是提供新的改进的流体振荡器以及流体流动方法，它能够产生振荡的流体喷射，该喷射在宽的操作温度范围中具有在空间上均匀的液滴分布。

本发明的另一目的是提供改进了的流体振荡器以及流体流动方法，它能够产生振荡的、具有高粘度液体的流体喷射。

本发明的还有另一目的是提供改进的流体振荡器以及流体流动方法，它产生流体喷射和液滴的喷雾，所述液滴具有使其更有效地用于表面清洁应用中的特性。

当参照以下的发明概述、附图和详细的描述来更好地理解本发明时，本发明的上述和其它目的和优点将会变得容易明白。

因为认识到需要开发能够用较低温度下的液体操作的改进的流体振荡器，本发明总体上旨在满足以上所阐述的需要并克服现有技术装置和方法中的诸多缺点。

根据本发明，以上的需要可通过提供一流体振荡器得到满足，该流体振荡器包括以下元件：(a)一用于加压流体的入口，(b)一对被构造成用来加速加压流体的运动的动力喷嘴(power nozzle)，(c)一流体路径，该路径连接其入口和动力喷嘴，并允许入口和动力喷嘴之间的加压流体流动，(d)一交互作用腔室，其附连到喷嘴上并接受来自喷嘴的流体流，(e)一流体出口，流体从交互作用腔室通过该出口排出，以及(f)一用来提高从动力喷嘴流出的流动不稳定性的装置，该装置位于以下组群中选择出来的一位置内，该组群由流体路径内或接近动力喷嘴的一位置组成。

在第一优选的实施例中，流动不稳定性的产生装置包括一突出部，该突出部从流体路径各侧向内延伸，从而造成突出部下游的一流动分离区域。

在第二优选的实施例中，流动不稳定性产生装置包括一台阶，其高度是动力喷嘴的底板相对于毗邻的交互作用腔室底板而升高的高度。