专利名称：产生喷射水滴的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于产生喷射流体的喷头，本发明特别适用于淋浴喷头。
背景已经开发出各种喷头来产生喷射流体，在农业、工业上以及家用设施特别是家用淋浴设施上，已经应用各种喷头，在淋浴设施上已经提出了各种淋浴喷头设计，以便提供更令人愉快的淋浴感觉。
一些现有淋浴喷头的问题包括不能满意地克服供水的压力变化。因此装在压力不同系统中，同一种淋浴喷头可能造成很不相同的喷射流体特性，有些特性是不令人满意的。此问题已造成设计特定的高压喷头和低压喷头。然而至少为了方便起见，最好具有这样的喷头，这种喷头可以在很宽的系统压力范围内获得令人满意的淋浴感受。
水的贮存也是一种重要的考虑。低流量的淋浴头进行水的贮存。然而使用人通常更喜欢感受高流量的淋浴头。因此需要一种淋浴头，这种淋浴头的流量低，但是可以使人感觉到高流量。
另外，还要求这样一种淋浴头，这种淋浴头与现有淋浴头比较，可以改进现有淋浴头的淋浴感觉。
因此本发明的目的是提供一种喷头，该喷头可以克服和消除现有喷头中一个或者多个问题和/或者对现有喷头进行改进，或者至少可以为公众提供一种有用的选择。
发明概要按照本发明的一方面，提供一种喷头或者喷头嵌入件，用在淋浴喷头、工业用喷头和农用喷头中的至少一种喷头上，该喷头或者喷头嵌入件包括多个组喷嘴，各组喷嘴具有至少两个喷嘴，这些喷嘴适合于从喷头或者喷头嵌入件的表面射出喷射流体，其尺寸和取向定为，至少在使用时，使得在压力作用下射出上述至少两个喷嘴的两股流体可以碰撞，并相互作用，基本上不受周围结构的阻挡，破碎成液滴。
该至少两个喷嘴这样取向比较好，使得其夹角在约40°-140°之间。该至少两个喷嘴最好这样取向，使得其夹角在约70°-85°之间。
上述多个喷嘴组中的至少一个组最好是非对称的，以便在使用时形成这样的喷射流，在选定的喷嘴组上该喷射流的方向不是沿垂直于喷头或者喷头嵌入件表面的一条想象线的方向。对于上述多个喷嘴组中的至少一个喷嘴组，该至少两个喷嘴最好这样取向，使得相对于该喷嘴组上垂直于喷头或者喷头嵌入件表面的想象线，形成不同的角度，从而可以在使用期间，不是沿上述想象线的方向喷射喷射流。
上述多个喷嘴组的该至少一个喷嘴组具有横截面积不同的喷嘴。
该喷头或者喷头嵌入件最好包括对称配置在喷头或者喷头嵌入件一个或者多个预定区域上的喷嘴组和非对称配置在喷头或者喷头嵌入件一个或者多个其他预定区域上的喷嘴组。
靠近喷头外周的喷嘴组最好这样成型，使得射出该喷嘴组的喷射流，在射出喷嘴组后，偏离喷头的中心射出。
在一个实施例中，该喷嘴组配置在非平面的底座上。
至少选出的喷嘴组可以这样成型，使得在上述至少选出的喷嘴组上，在压力作用下射出喷嘴的流体，以小于100％的相交碰撞率相碰撞。在一个实施例中，从喷头或者喷头嵌入件的所有喷嘴组，在压力作用下喷出的流体，以小于100％的相交碰撞率发生碰撞。相交碰撞率约在20％-80％之间，最好在40％-50％之间。
在各个喷嘴组中喷嘴的射出口直径为0.8-1.0mm。
各个喷嘴组中，喷嘴射出口的中心最好分开约1.5mm。
在一个实施例中，该喷头或者喷头嵌入件包括至少两种喷嘴组，该喷嘴组具有不同尺寸的喷嘴喷出口直径，其中具有较大喷嘴喷出口直径的喷嘴组，其相交碰撞率小于喷射口直径较小的喷嘴组。
在各个喷嘴组中的喷嘴，最好至少部分由柔性或者弹性材料上形成的孔构成。形成上述孔的该柔性或者弹性材料最好突出于喷头表面。
各个喷嘴组最好由两个喷嘴组成。
在至少选出的喷嘴组上喷嘴的入口和出口最好彼此相对错开。可以这样错开喷嘴的入口和出口，使得流体从该至少选出的喷嘴组以这样角度喷出，该角度与该喷嘴组上垂直于喷头或者喷头嵌入件表面的想象线形成约为6°-8°的角度。
各个喷嘴组最好由一个或者多个孔和一个或者多个互补突出部形成，该互补突出部一起形成各个喷嘴的流体流路。各个喷嘴组可以由两个孔和互补突出部形成，其中凸出部起各个孔的间隔作用，由此可以增加从喷嘴组中喷嘴射出的喷射流夹角。
各个孔基本上为圆锥形。突出部可以相对于孔活动，从而控制由喷头和喷头嵌入件产生的喷射流特性。
多个喷嘴组的突出部整个形成在单一的底座部件上。多个喷嘴组的孔整个形成在单个底板部件上。
这些突出部最好可以从相应的孔中取出，从而可以接近突出部和孔的表面，进行清洁。
在各个喷嘴组上的喷嘴可以由孔或者突出部二者之一或者二者上的槽或者沟槽构成。
喷头或者喷头嵌入件的尺寸和形状最好这样选择，使得在应用时，可以在各个喷嘴中形成涡流。各个喷嘴包括至少一个隔板以形成涡流。
在喷头或者喷头嵌入件包括构成淋浴喷头的喷头部件时是特别有利的。
按照本发明的第二方面，对淋浴流程、工业用流程或者农用流程中至少一种流程，提供一种、产生由液滴形成的喷射流的方法，该方法包括使流体流过多个彼此相邻配置的喷嘴组，各个喷嘴组包括至少两个彼此相对取向的喷嘴，使得射出各个喷嘴组上喷嘴的流体碰撞，基本上不受到周围结构阻碍地相互作用，然后破裂成液滴。
该方法最好包括在上述喷嘴组中形成喷嘴，该喷嘴的取向使得它们的夹角在约40°-140°之间。
该方法还包括在上述喷嘴组中形成喷嘴，该喷嘴的取向使得它们的夹角在约70-85°之间。
该方法最好包括使流体流过至少选出的不对称的喷嘴组，以便使从该选定喷嘴组喷出的流体形成要求的角度。
各个喷嘴组最好由两个喷嘴组成。
该方法最好包括使涡流流体流过各个喷嘴。
该方法最好包括使喷出各个喷嘴组中喷嘴的流体这样取向，使得这些流体以小于100％交叉碰撞相碰撞。
该交叉碰撞率最好在约20％和80％之间。
该交叉碰撞率最好在约40％和50％之间。
该方法最好用于淋浴喷头。
以下参考附图，说明优选实施例的例子，由此可以看出本发明的其他方面。
附图的简要说明图1示出本发明第一实施例的喷头嵌入件。
图2A、B分别示出图1所示喷头嵌入件上内侧喷嘴组和外侧喷嘴组中喷嘴的相对取向。
图3示出由本发明喷嘴组产生的喷射流示意图。
图4A、B示出本发明第二实施例喷头的喷嘴嵌入件。
图5是分解等角视图，示出本发明第三实施例的喷嘴嵌入件结构以及喷嘴的外壳。
图6示出图5所示喷嘴嵌入件结构一部分的横截面。
图7是截面图，示出本发明第四实施例的由面板和嵌入件形成的喷嘴结构。
图8是截面图，示出本发明第五实施例的由面板和嵌入件构成的喷嘴结构。
图9是通过图7所示喷嘴结构嵌入件的截面图。
图10示出获得垂直于面板喷射流的可能嵌入件，该嵌入件可得到小于100％的交叉碰撞率。
图11A、B分别是透视图和平面图，示出交叉碰撞率(见下面说明)小于100％的一种可能的嵌入件结构。
图12是透视图，示出用复合角的嵌入件可能结构，由此可以得到射出的喷射流与面板形成一个角。
图13是透视图，示出本发明第六实施例的喷头的嵌入件、面板和喷嘴结构。
图14是平面图，示出从喷嘴入口侧看到的图13所示的面板。
图15是平面图，示出从喷嘴出口侧看到的图13所示的面板。
实施本发明的模式本发明涉及淋浴喷头，特别适合于用作家庭淋浴的淋浴喷头。本发明的淋浴喷头的优点是使用人具有高质量淋浴的感受、感觉的流量高于淋浴头实际的出水量和/或者在一定供水压力的范围内，具有高质量的淋浴感觉。
参考附图中的图1，图中示出本发明第一实施例的喷头嵌入件，该嵌入件总的用箭头100表示。该喷头嵌入件100特别适用于淋浴头，其优点是特别适合于作淋浴头，但是本发明不仅仅应用于淋浴头。例如本发明的淋浴头可以用在工业流程中，包括喷漆或者喷粘合剂，和/或者应用于农业流程，包括喷喷洒除草剂和/或者除虫剂。应当认识到，本发明还可以用在需要软喷射流而不是由多个喷射柱构成的喷射流的地方。该喷头100还可以用作紧急喷头，以便在火灾事故发生后，紧接着处置受难人员。
图3示出水的形态，这种形态是由于从底板10上会聚的第一和第二喷头24和25喷出的两股流体喷射流会聚造成的。该水开始形成火焰式形态F，然后破裂成小的液滴R。这些液滴R改进了淋浴的感觉和/或者形成适合于某些工业用或者农用的喷射流。另外，本发明的喷头本质上能够自动补偿水压的变化，因为水压的变化引起的喷射液滴的变化与由同一种水压变化引起的水柱喷射流的变化相比，不是太明显。
各个喷嘴组可选择性包括个两个或者三个喷嘴，但是优选实施例在各个喷嘴组中只有两个喷嘴。如果在喷头100的后面配置旋转盘，则这种旋转盘将依次地或者局部地或者完全地打开和关闭喷嘴组中选择的喷嘴，可以达到脉动效果，或者改变从各个喷嘴组喷出的喷射流的方向。
如在下面将详细说明的，可以根据喷头的具体应用要求改变喷嘴组在整个淋浴头上的具体图案、在各个喷嘴组中喷嘴的数目和结构以及喷嘴的大小和取向。图1所示的喷头嵌入件100具有底盘1，在此实施例中，在该底盘上配置45个喷嘴组。底盘1的表面形状可以是平面，或者可以选择性地包括非平面形状，例如凸形形状，以便于提供要求的喷射流状态。该底盘1可以是环形，例如图1所示，或者是其他形状，例如为长方形，该底盘可以用任何合适的材料例如塑料、橡胶，或者适合的金属和合金制作。
在此实施例中，各个喷嘴组由两个喷嘴组成。为清楚起见，在图1中仅用编号表示两个喷嘴组，即喷嘴组2a和2b。该喷嘴组分布在喷头嵌入件100上，并位于5组4根弧形线的交点，这些弧形线在图中用虚线示出，这些组弧形线对喷头嵌入件100的中心具有相同的距离。如图1所示，各个喷嘴组这样取向，使得一个喷嘴位于喷嘴组中另一喷嘴的径向外侧。在本发明的一个实施例中，这些喷嘴由底盘1上的简单孔形成。
喷头嵌入件100的中心包括信息单元3，该信息单元在水压加到喷头100上时将产生脉动喷射流。该信息单元是众所周知的，因此在本文中不再进一步说明该信息单元3的操作和实施。另外，喷头嵌入件100的中心可以是固定的或者与底盘1形成一体。喷射头嵌入件的中心不一定没有喷嘴组。
喷头嵌入件100在使用时，通常固定于其外壳(未示出)，并围绕其外周密封于该外壳，一起形成喷头。或者该喷头嵌入件100可以与其外壳形成一体。该外壳包括或者连接于流体通道，流体可以从流体源经该流体通道流到外壳内，该外壳可以成形为在喷头嵌入件100的后面形成水池W(见图3)。
喷头嵌入件100可以用注射模制法生产，在模制工艺结束后，从模具中拔出成孔针便形成喷嘴。
通过改变喷嘴组的几何形状可以控制喷射流射出喷嘴组的方向。例如，在某一直径D外侧的喷嘴组例如喷嘴组2b可以从喷嘴中喷出具有径向向外分量的喷射流，而在该直径D内侧的喷嘴例如喷嘴组2a则可以基本上沿垂直于喷头嵌入件100的轴线喷出喷射流。通过改变喷嘴特性可以改变喷射方向，可以利用这种改变来代替配置喷嘴的底盘1表面轮廓的任何改变，或者进行这两种改变，以改变喷射方向。
参考图2A，该图是示意横截面图，示出喷嘴组2a，该喷嘴组2a包括分开距离S的第一和第二喷嘴20和21。虽然S可以等于0，但是本申请人发现，最好将S定为喷嘴直径的至少一半。喷嘴组在淋浴头上占据的空间应使得不与其他喷嘴组中喷嘴喷出的流体碰撞，这种空间的大小一般限制了喷嘴组中喷嘴的最大距离。另外，喷嘴分开约大，由喷头产生的喷射方向偏差其公差越小。喷嘴20和21均相对于垂直于淋浴喷头嵌入件100的轴线形成同样的角度φ1，在图2A和2B中，定中于喷嘴组2a和2b上的该垂直轴线由直线AA表示。该角度φ1是25°比较好，因此喷嘴20和21的取向彼此形成50°角(即其夹角为50°)。角度φ1最好为35°，使得夹角达到70°。各个喷嘴沿其纵轴的直径d1为0.8mm。由于喷嘴组2a的对称特性，水将沿W1表示的方向围绕垂直轴AA喷出。
图2B示出喷嘴组2b的示意图，该喷嘴组2b包括两个喷嘴22和23。喷嘴23的尺寸和相对于垂直轴AA的方向与喷嘴组2a中的喷嘴21相同，在这种情况下，d3＝d1＝0.8mm，而φ3＝φ1＝35°。喷嘴22具有加大的直径d2，例如该直径约0.9mm或者1mm，和/或者相对于垂直轴线AA具有加大的角度φ2。该角度φ2可以是例如40°。因此，由于喷嘴组2b的非对称性，所以从喷嘴组2b喷出的水将近似地沿箭头W2的方向喷出。如果需要，可以这样取向选出的喷嘴组，使得从该喷嘴组喷出的水具有垂直于方向W1和W2的分量。例如，对于图1的喷嘴组2a，从喷嘴组2a喷出的水喷射方向在方向W3上具有分量。在形成喷嘴时，采用复合角可以作到这一点。在这种情况下，喷嘴的入口和出口沿W3的方向位于不同的位置。如果成对的两个喷嘴均具有同样的附加的复合角，则喷射流将碰撞，并使得这种喷射流具有这种增加的复合角。
可以在最小角度和最在角度之间选择一个喷嘴组中喷嘴之间的相对夹角，该最小夹角也可以达到将各个喷嘴中射出的喷射流破碎成液滴，而最大夹角仍然可以提供要求的射出喷头的喷射流速度。可以预料到，喷嘴之间的夹角可以为约40°和140°之间的任何角度，同时仍然可以在上述要求之间达到适当平衡。虽然希望本发明的喷头能够在大的压力范围内应用，例如对图1所示的喷嘴，可以在25-1000kPa的压力内应用，但是如果需要，可以制造高压和低压喷头，这些喷头在各个喷头组的喷嘴之间具有不同的夹角。在整个喷头上可以形成具有不同会聚角度的喷嘴组，这样，可以在整个喷头上，从喷头射出的喷射流具有不同的速度。
虽然对于喷头嵌入件100，只说明和示出两种不同的类型的喷嘴组，但相关的技术人员应当看到，可以采用其他类型的喷嘴组，使喷嘴组射出的喷射流达到其他要求角度，并且一个单一的喷头可以包括两种、三种或者更多种不同的喷嘴组。可以改变喷嘴角和喷嘴直径中的一个或者两个参数来改变喷射流方向。
可以采用以下方法取得不同的喷射流形态，这些方法是改变喷嘴组的分布图案、改变喷嘴的尺寸、喷嘴彼此的取向以及相对于在喷嘴组中垂直于喷头垂直轴线的取向、改变喷嘴组之间喷嘴的取向以及改变喷头底盘的表面形状。另外，可以改变喷嘴组相对于喷头中心的取向。例如，在长方形喷头上，可以使所有喷嘴组对齐，平行于喷头的纵轴线。在设计需要特殊喷射流形态的喷头时，可以考虑使用所有这些变数，除用上述变数来确定从喷头喷出的喷射流形态外，还可以用同样的参数控制在该喷射状态中的流体浓度。例如，可以生产这样的喷射头，这种喷射头可以在喷射形态的横方向形成均匀的水浓度，或者换一种方式，在某些区域中与其他区域相比形成较高浓度的流体，例如与喷射流形态的四周相比，在中心形成较高的流体浓度。
流体液滴的尺寸受到喷嘴出口直径、在各个喷嘴组中喷嘴的夹角以及交叉碰撞率的影响。交叉碰撞率是指从一个喷嘴组中的喷嘴喷出的喷射流彼此碰撞的程度。完全对齐的喷嘴其交叉碰撞率为100％，而彼此完全没有击中的喷射流其交叉碰撞率为0％。
虽然在底盘1上可以简单地用圆孔来形成喷嘴，但这不是重要的。例如，该喷嘴可以形成为在靠近其出口处具有节流部分。
在本发明的第二实施例中，该喷嘴可以是与喷头的其余部分结合的单独部件。另外，该喷嘴可以由啮合于底盘1的分立喷嘴形成。这种实施例的例子示于图4A和4B。图4A和4B示出包含两个喷嘴26和27的喷嘴组2c。该喷嘴组2c是形成一体的由模制橡胶构成的模制部件，并且反向插入到底盘10(见图4B)的孔11中，该底盘10构成喷头的一部分。中心支承部分28在两个喷嘴26和27之间形成距离S1。该喷嘴26和27以及支承件28从底座29伸出，该底座靠着底盘10的内侧表面，从而有助于防止喷嘴26和27被推出孔11。可以从同一底座29上伸出多个喷嘴组2c，并且可以在一个单一的底座上形成喷头的所有喷嘴，从而形成喷头底座的嵌入件。
图4B所示实施例的优点是喷头的制造简单，另外，与孔形成在刚性底座材料上的喷嘴相比，可以相对容易地清除喷嘴26和27中聚积的碎碴，在本发明的喷头中，可以清洗喷头是一个优点，因为这些碎碴可能造成射出喷嘴的喷射流改变方向，造成低于要求的交叉碰撞率，或者在最极端的情况下，造成喷射流彼此完全不击中。
第三实施例示于图5，在此实施例中，喷头101具有两个嵌入件，包括第一嵌入件40和第二嵌入件42，该第一和第二嵌入件40和42配置在外壳41中。该第一嵌入件40具有多个孔44，这些孔对应于在外壳41上形成的孔。第二嵌入件42具有多个突出部46，各个突出部在使用时，配置在第一嵌入件40的孔44中。
参考图6可以容易看出组装的组件。突出部46是锥形的，形成大体楔形形状，该突出部可以局部或者整个形成锥形。相应的缩孔或者锥形孔44包括两个形成喷嘴的沟槽48，该孔或是圆筒孔，或者由平行的壁形成，因而形成稍微不同的喷射特性。制造第一嵌入件40的材料最好是弹性材料，或者软的弹性材料，或者能够在突出部46和孔44侧壁之间进行适当密封的类似材料。
突出部46的中心部分和孔44可以成型为使突出部46适当地定位在孔44中，由此保持沟槽48要求的横截面积。为了确保达到和保持特定的喷射流形态，以及在该喷射流形态横向的流体浓度，这是重要的。
突出部46的底座47可以与孔44的出口45对齐。或者该底座47可以突出于孔44，或者如图6所示可以凹进到孔44中。另外，沟槽48的出口可以与外壳41对齐，或者突出于该外壳，或者缩到该外壳中，如果该底座47缩到外壳中，则孔44和外壳41不应约束由射出沟槽48的喷射流碰撞而形成的喷射流形态的形状，因为这种约束可能产生喷射的水流而不是喷射的水滴。同样，不管底座47是否缩入，在沟槽48出口外的区域应当保持空旷，使其不能约束由碰撞喷射流形成的喷射形态。
这种实施例的优点是，喷嘴的几何形状可以在制造时固定在模具上，这样，在制造时，可以得到更为准确和可靠的几何形状，使得在最后的产品上，从喷嘴中喷出的碰撞喷射流体更可靠地达到要求结果。另一个优点是，不再需要从模具中孔形成针。采用可取出的孔形成针来制造多对流路很近的喷头时，例如制造图1所示的喷头时，可能出现很多困难。可以用单独的模具制造第一和第二嵌入件40和42。
图7和图8两个图示出本发明的第四和第五实施例的喷头结构。图8是分解图。该喷头结构总的用箭头200和300表示，该喷头结构由面板60A、60B和嵌入件61A、61B组成，由此分别形成沟槽62A和62B。图7和图8二者均是面板和嵌入件的截面图，是经沟槽62A和62B两个出口中心截取的截面图。
喷嘴结构200的面板60A由弹性材料，或者软的弹性材料制造，装在(或者模制在)刚性板600的后面。沟槽62A的出口伸出刚性板600，因而使用人可以擦洗，可以很快清除沟槽62A中沉积在沟槽壁上的沉积物，例如水碱。
参考图8，面板60B包括两个圆锥形孔63B和64B，这两个孔由中心柱65B分开。嵌入件61B包括两个圆锥形突出部66B和67B，该突出部分别封闭一部分孔63B和64B。圆锥突出部66B和67B的形状，与没有形成圆锥突出部66B和67B的情况相比，形成的喷射流以更大的相对角度彼此碰撞。圆锥突出部66B和67B的尖头被倒圆，从而增加其耐用性。该倒圆的头部如果配置合适，还可以增加从沟槽62B射出喷射流的相对角度。图7具有同样结构，但是具有稍微不同的尺寸。面板60B可以选择性用柔性材料制作，该面板装在刚性板的后面，安装方式与图7面板60A相同。
在本发明的优选形式中，流体沟道62A、62B的夹角在70°和85°之间，孔出口的直径为1mm，交叉碰撞率为40％。孔出口中心之间的距离为1.5mm，圆锥孔的垂直长度为4mm。此实施例可以进行某些改型，使得流体可以垂直于所在的喷射表面喷射，然而通过将复合角加在喷嘴的结构上，可以使流体的射出角偏离垂直方向若干度。本申请人已经发现，为了优化喷射流的尺寸和均匀性，最好在面板的一些喷嘴组上，采用6-8°角的偏离。
图9示出面板60A的横截面图，该面板包括两个由中心柱65A分开的圆锥孔63A和64A。
图10示出另一种嵌入件61C的视图，图中仅示出一个喷嘴组。该嵌入件61C包括两个圆锥形突出部66A和67A，这些突出部由4个连接部分68-71支承。第五连接部分72连接两个圆锥形突出部。连接板68-71除支承圆锥形突出部66A和67A之外，还起流体流路中挡板的作用。连接板68-71因此在流体中形成涡流。本申请从已经发现，这种涡流有助于在喷射流碰撞之后形成液滴，至少对于一些喷嘴结构是这样。本申请人认为，在喷射流中的层流容易使火焰式形态F(见图3)返回汇合成连续流，而喷射流中的涡流可以使这种火焰式形态粉碎成液滴。因此，如果按另一种方式设计流体流过通道，使其形成涡流，则不需要采用连接板和其他的适合板来形成涡流。图7中所示的嵌入件61A和图8中的嵌入件61B其作用与嵌入件61C的作用相似，只是有一些几何尺寸的差别。
图7-10所示喷嘴结构的优点仍然是容易制造。与用可取下的孔形成针进行模制的方法相比，孔63A、64A、63B和64B的制造相当容易。另外，可以在相当小的空间内形成多个对碰撞的喷射流。另一个优点是清洗简单，因为面板和嵌入件是分开的，可以接近各个部件的表面。当需要更耐用的嵌入件时，图7和10所示的喷头结构是最好的，该嵌入件可以用连接两个圆锥形突出部的连接板增加强度，这样的嵌入件也容易制造和组装。
在面板上的孔不一定是圆锥形的。在另一实施例中，该孔的入口可以为长方形，向下到孔的出口逐渐减小，该孔的出口这样定位，使得流体通道形成要求的倾斜度。嵌入件上也可以形成长方形孔，形成方式与形成圆锥形孔的方式相同。
图11A和11B详细示出嵌入件80的两个部分。该嵌入件80具有从嵌入件底座83伸出的两个突出部81和82。两个孔84和85形成穿过嵌入件底座83的流体通道。突出部81和82二者均包含分别用编号86和87表示的沟槽，流体沿这些沟槽流动，然后作为喷射流射出。这种结构使得突出部81和82可以对接在相应面板上形成的孔的内表面，与没有形成沟槽86和87的情况相比，这样可以确保各个喷嘴流路通道的横截面积更一致。
如果各个通道对穿过其所占位置的中心线是对称的，则由碰撞喷射流形成的液滴喷射流将基本上垂直于嵌入件底座83喷出。喷嘴还具有附加的复合角，从而可以改变总的液滴喷射流方向。使沟槽86和87与具有作为转动中心的中心线CC和DD(见图11B)的平面叠合便可以作到这一点，这些平面对于在喷嘴出口的以同样交叉碰撞率碰撞的喷射流必须平行。复合角也适用于本文所述其他实施例，在这些情况下，从喷嘴出口射出的喷射流平行于在喷嘴入口和出口中心之间的直线。因此，通过改变孔入口相对于孔出口的位置便可以控制由喷射流碰撞形成的扇面角。
图12示出另一种应用上述复合角的嵌入件90。该嵌入件90包括从嵌入件底座93倾斜伸出的两个突出部91和92。由于形成倾斜突出部91和92，所以可以控制从喷嘴射出的喷射流方向。
本申请人已经发现，图11和12示出的实施例可以在流体穿过喷嘴时形成涡流，从而不需要另外的连接板来形成涡流。
图11A和11B两个图表示，在图11B中用符号CC和DD表示的由嵌入件80形成的喷嘴的中心线不完全准直，因而造成交叉碰撞率小于100％。同样，由嵌入件90形成的喷嘴(见图12)也不完全准直。本申请人还发现，如果喷嘴准直，基本上达到100％交叉碰撞率，则除产生液滴外还可以产生细的喷雾。这种细的喷雾存在于由液滴形成的喷射区的外面。这种细的喷雾不是优化的喷雾，它可能刺激淋浴人的面部和/或者眼睛。如果交叉碰撞率小于100％，则会减少这种细雾的出现。交叉碰撞率最好在约20％-80％之间。对于图7-10所述的实施例，降低交叉碰撞率还可以改进喷流特性。
最优选的喷嘴实施例是图9和10所示的形式。形成的流体沟槽夹角在约70-85°之间。孔出口的直径约为1mm，交叉碰撞率为40％。孔出口中心之间的距离约为1.5mm。圆锥形孔的垂直长度约为4mm。尽管此实施例中的一些喷嘴作成为，使得流体一旦发生碰撞，便基本上平行于淋浴头轴线的方向喷出，但是在优选实施例中的一些喷头包括复合角。现在优选的复合角形成与喷头的垂直线偏离6-8°角的喷射角。
在另一实施例中，可以改变交叉碰撞率和/或者改变喷嘴的出口直径。例如一半的喷嘴组其喷嘴的喷射直径为0.8mm，交叉碰撞率为50％，而其他喷嘴的喷射直径为1mm，交叉碰撞率为40％。1mm和0.8mm的喷嘴可以均匀分布在整个喷嘴上。在此实施例中，所产生的喷射流包括不同的水滴尺寸，虽然本申请人认为，在喷射流中淋浴的人，感觉到的是平均效果。
图13示出嵌入件61和面板60的整个视图。嵌入件61插入面板60中。虽然在图12中表示为一个单一的单元，但是嵌入件61还可以由多个部分形成。图14示出面板60的平面图。
在一个实施例中，嵌入件61可相对于面板60活动，因此使用人可通过改变流体通道中的流通面积，因而改变整个系统的液压降，调节喷射流的特性。也可以改变喷射流的碰撞角和流体中的涡流。因此使用人能够控制喷射流的质量，包括控制这样一些因素，例如液滴的尺寸、液体浓度和速度，以及总的喷淋面积。
图15是平面图，示出喷嘴出口侧的面板60。作为淋浴喷头，图15的所示的喷嘴图案是最优选的图案。具有3个同心环的喷嘴组，总共有30个喷嘴组。内环喷射流垂直于面板的轴线，中间环的喷射流与该垂直轴线成6°角，具有径向向外的分量。外环喷射流与该垂直线成8°角，具有径向向外的分量。各个环的喷嘴与相邻环的喷嘴错开半角距，从而可以减小喷射流之间的干扰。所有孔的出口直径为1mm，所有喷嘴对的交叉碰撞率为40％。
虽然上述说明中涉及具体的部件或者具有已知等效部件的整个发明，但是这些等效装置包含在本说明中，正像这些等效装置已经被单独说明一样。
虽然已作为举例参考可能的实施例说明本发明，但是应当明白，可以进行改型或者改进，而不违背由所附权利要求确定的本发明的范围。
权利要求
1.一种喷头或者喷头嵌入件，用于淋浴喷头、工业用喷头和农用喷头中的至少一种喷头上，该喷头包括多个喷嘴组，各个喷嘴组具有至少两个喷嘴，该喷嘴适合于从喷头或者喷头嵌入件的表面上喷射液体喷射流，并且至少在使用中这样选定喷嘴尺寸和取向，使得在压力作用下，从上述至少两个喷嘴射出的流体碰撞，基本上不受周围结构阻挡地相互作用，并破碎成水滴。
2.如权利要求1所述的喷头或者喷头嵌入件，其特征在于，该至少两个喷嘴形成约40-140°之间的夹角。
3.如权利要求1所述的喷头或者喷头嵌入件，其特征在于，该至少两个喷嘴形成约70-85°之间的夹角。
4.如权利要求1-3中任一项所述的喷头或者喷头嵌入件，其特征在于，上述多个喷嘴组中的至少一个组是非对称的，从而可以在使用时形成向一个方向的喷射流，该方向不是沿在选出喷嘴组上的垂直于该喷头或者喷头嵌入件表面的想象线方向。
5.如权利要求1-3中任一项所述的喷头或者喷头嵌入件，其特征在于，对于上述多个喷嘴组中的至少一个喷嘴组，该至少两个喷嘴相对于该喷嘴组上垂直于喷头或者喷头嵌入件表面的想象线形成不同的角度，从而在使用时，形成不是沿想象线的方向的喷射流。
6.如权利要求4或5所述的喷头或者喷头嵌入件，其特征在于，上述多个喷嘴组的至少一个喷嘴组具有横截面积不同的喷嘴。
7.如权利要求4所述的喷头或者喷头嵌入件，其特征在于，包括配置在喷头或者喷头嵌入件一个或者多个预定区域上的对称的喷嘴组和配置在喷头或者喷头嵌入件一个或者多个其他预定区域上的非对称的喷嘴组。
8.如权利要求7所述的喷头或者喷头嵌入件，其特征在于，靠近喷头外周配置的喷嘴组做成为，使得射出该喷嘴组的喷射流在射出该喷嘴组之后，偏离该喷头的中心喷射。
9.如上述权利要求中任一项所述的喷头或者喷头嵌入件，其特征在于，该喷嘴组位于非平面的底座上。
10.如上述权利要求中任一项所述的喷头或者喷头嵌入件，其特征在于，至少选出的喷嘴组被成形为，使得在压力作用下从上述至少选出的喷嘴组喷嘴中射出的流体以小于100％的交叉碰撞率碰撞。
11.如权利要求10所述的喷头或者喷头嵌入件，其特征在于，喷头或者喷头嵌入件的所有喷嘴组在压力作用下以小于100％的交叉碰撞率碰撞。
12.如权利要求10或11所述的喷头或者喷头嵌入件，其特征在于，该交叉碰撞率在约20％-80％之间。
13.如权利要求10或11所述的喷头或者喷头嵌入件，其特征在于，该交叉碰撞率在约40％-50％之间。
14.如权利要求13所述的喷头或者喷头嵌入件，其特征在于，各个喷嘴组中喷嘴的出口直径在约0.8-1.0mm之间。
15.如权利要求14所述的喷头或者喷头嵌入件，其特征在于，各个喷嘴组中喷嘴出口的中心分开约1.5mm。
16.如权利要求10-15中任一项所述的喷头或者喷头嵌入件，其特征在于，包括至少两种喷嘴出口直径不同的喷嘴组，其中，具有较大喷嘴出口直径的喷嘴组其交叉碰撞率小于较小出口直径喷嘴组的交叉碰撞率。
17.如上述权利要求中任一项所述的喷头或者喷头嵌入件，其特征在于，各个喷嘴组中的喷嘴至少部分地由形成在柔性材料或者弹性材料中的孔构成。
18.如权利要求17所述的喷头或者喷头嵌入件，其特征在于，形成上述孔的柔性或者弹性材料突出于喷头的表面。
19.如上述权利要求中任一项所述的喷头或者喷头嵌入件，其特征在于，各个喷嘴组由两个喷嘴组成。
20.如权利要求19所述的喷头或者喷头嵌入件，其特征在于，在至少选出的喷嘴组中的喷嘴进口和出口彼此相对错开。
21.如权利要求20所述的喷头或者喷头嵌入件，其特征在于，喷嘴的出口和入口这样错开，使得从至少选定的喷嘴组射出的流体与想象线形成约6-8°之间的角度，该想象线位于该喷嘴组上，垂直于喷头或者喷头嵌入件的表面。
22.如上述权利要求中任一项所述的喷头或者喷头嵌入件，其特征在于，各个喷嘴组由一个或者多个孔以及由一个或多个互补的突出部构成，该孔和突出部相配合在它们中间形成各个喷嘴的流体通道。
23.如权利要求22所述的喷头或者喷头嵌入件，其特征在于，各个喷嘴组由两个孔和互补的突出部形成；该突出部起各个上述孔间隔件的作用，由此可以增加从该喷嘴组中喷嘴喷出的喷射流夹角。
24.如权利要求22或23所述的喷头或者喷头嵌入件，其特征在于，各个孔的形状基本上为圆锥形。
25.如权利要求22-24中任一项所述的喷头或者喷头嵌入件，其特征在于，该突出部可相对于孔活动，从而可以控制由喷头或者喷头嵌入件产生的喷射流特性。
26.如权利要求22-25中任一项所述的喷头或者喷头嵌入件，其特征在于，上述多个喷嘴组的突出部整个形成在单一的底座部件上。
27.如权利要求25所述的喷头或者喷头嵌入件，其特征在于，多个喷嘴组的孔都形成在上述单一的底座部件上。
28.如权利要求22-27中任一项所述的喷头或者喷头嵌入件，其特征在于，该突出部可以从其相应的孔中取下来，从而可以接近该突出部的表面，清洗这些孔。
29.如权利要求22-28中任一项所述的喷头或者喷头嵌入件，其特征在于，各个喷嘴组中的喷嘴由孔和突出部中一个部件或者两个部件上的沟槽形成。
30.如上述权利要求中任一项所述的喷头或者喷头嵌入件，其特征在于，选择尺寸和形状，使其在应用时，在各个喷嘴中形成涡流。
31.如权利要求30所述的喷头或者喷头嵌入件，其特征在于，各个喷嘴包括至少一个挡板，以形成涡流。
32.如上述权利要求中任一项所述的喷头或者喷头嵌入件，其特征在于，该喷头包括一形成淋浴喷头的喷头部件。
33.一种产生由液滴形成的流体喷射流的方法，用于淋浴、工业用工艺或者农用工艺中的至少一种工艺，该方法包括，使流体流过多个彼此靠近配置的喷嘴组，各个喷嘴组包括至少两个彼此相对取向的喷嘴，使得从各个喷嘴组中喷嘴射出的流体可以相互碰撞，基本上不受到外围结构阻碍地相互作用，然后破碎成液滴。
34.如权利要求33所述的方法，其特征在于，包括在上述喷嘴组中形成喷嘴，这些喷嘴配置成其夹角在约40°-140°之间。
35.如权利要求33所述的方法，其特征在于，包括在上述喷嘴组中形成喷嘴，这些喷嘴配置成其夹角在约70°-85°之间。
36.如权利要求33-35中任一项所述的方法，其特征在于，包括使流体流过至少选出的喷嘴组，这些喷嘴组是不对称的，以便使该选定喷嘴组以要求的角度喷出喷射流。
37.如权利要求33-36中任一项所述的方法，其特征在于，各个喷嘴组由两个喷嘴构成。
38.如权利要求36-37中任一项所述的方法，其特征在于，包括使流体的涡流通过各个喷嘴。
39.如权利要求33-38中任一项所述的方法，其特征在于，包括控制从各个喷嘴组喷嘴喷出的流体，使得喷出的流体以小于100％的交叉碰撞率碰撞。
40.如权利要求39所述的方法，其特征在于，该交叉碰撞率在约20％-80％之间。
41.如权利要求39所述的方法，其特征在于，该交叉碰撞率在约40％-50％之间。
42.如权利要求33-41中任一项所述的方法，其特征在于，适用于淋浴喷头。
43.一种如本文中参考
的具体实施例中任一实施例所述的喷头或者喷头嵌入件。
44.一种如权利要求33所述的以及本文中具体说明的产生喷射流体的方法。
全文摘要
提供一种喷头或者喷头嵌入件(1)，用于淋浴喷头、工业用喷头和农用喷头中的至少一种喷头，该喷头包括多个喷嘴组(2)，各个喷嘴组(2)具有至少两个喷嘴，该喷嘴适合于从喷头或者喷头嵌入件(1)的表面喷射液体喷射流，该喷嘴的尺寸和取向定为，使得至少在使用时，在压力作用下从上述至少两个喷嘴中射出的流体可以碰撞，基本上不受外围结构阻碍地相互作用，随后破碎成液滴。
文档编号B05B7/08GK1697708SQ200480000541
公开日2005年11月16日 申请日期2004年5月14日 优先权日2003年5月14日
发明者罗伯特·N·E·博卢斯, 罗杰·A·惠特, 马尔科姆·S·克雷尔, 苏珊·M·布朗利, 内尔·法拉格, 格雷格·N·布鲁金, 斯蒂芬·P·莫里斯 申请人:米思文有限公司