使用空气射流的用于透明表面的无雨刮器清洁系统的制作方法

文档序号:13985733阅读:517来源:国知局

本发明涉及一种使用空气射流的用于透明表面的无雨刮器清洁系统,以及控制这种无雨刮器清洁系统中的空气射流的气流的方法。



背景技术:

挡风玻璃雨刮器是1903年发明的,现在仍然是汽车和其他车辆的标准窗清洁装置。在20世纪,开发了一些对可用系统的改进并获得了专利;然而,包括旋转臂和橡胶刮刀、从玻璃表面推开水等原系统的主要理念仍与今天可用的商业化解决方案中的主要理念保持不变。

尽管几十年来传统的雨刮器一直是行业标准,但是使用这种清洁装置存在许多缺点。雨刮器并不总是能够推开玻璃表面上的所有水;经常会剩余一薄层的水,这可能会使被刮擦的区域模糊并降低可见性。这个问题在天黑后驾驶时特别重要,在橡胶刮刀不新的时候也是一个常见的问题。雨刮器需要定期更换。传统的雨刮器还可能会使驾驶员分心,并在使用时降低可见性。此外,如果橡胶下方有例如小石块,则它们可能会划伤玻璃表面。传统挡风玻璃雨刮器的另一个不便之处是它们不能清洁整个挡风玻璃。

已经有各种各样的尝试,力图用包括振动、加热、空气射流、声波、开发特殊材料甚至激光等替代解决方案来代替传统的清洁装置。然而,尽管传统的清洁装置有很多缺点以及全球市场的规模和价值,但这些想法迄今还没有取得任何商业上的成功。



技术实现要素:

因此,本公开涉及可以替代传统雨刮器的无雨刮器清洁系统。本公开的第一方案涉及一种基于空气射流来清洁汽车玻璃、灯和后视镜的系统,该清洁系统包括至少一个气流发生器、多个喷嘴以及用于将气流分配到喷嘴管和/或管子系统,该系统被构造成使得空气射流由喷嘴喷射并分配在表面上,其中,多个喷嘴在表面上形成弯曲的喷嘴阵列。该表面可以是待清洁的车辆的任何透明表面。弯曲的喷嘴阵列可被布置成使得在弯曲的喷嘴阵列中,喷嘴的大体上扁平的出口彼此邻接。多个喷嘴可形成椭圆体的一部分。本文公开的基于空气射流的清洁系统表示用于将流动的空气分配到例如汽车的挡风玻璃上的有效设计。汽车的挡风玻璃可具有不同的形状,但是可以简化为具有长的下边缘、长的上边缘和两个侧边缘的矩形。稍微弯曲的喷嘴阵列具有以下优点:其可将挡风玻璃上的水引向挡风玻璃的侧边缘,而不是直接引向上边缘。弯曲的喷嘴阵列的进一步使用将在详细描述中更详细地解释。替代地,多个喷嘴可被视为覆盖待清洁表面的一个宽喷嘴。这可以通过例如喷嘴彼此邻接(潜在地表现为一个宽喷嘴)而实现。替代地,清洁系统可被设计成只有一个宽喷嘴。

优选地疏水性液体被施加到清洁的表面上。这可以通过单独的施加来完成,或通过具有一个系统来完成,该系统还包括管和/或管子系统的入口、用于将疏水性液体混合到空气射流中的混合器,由此将疏水性液体分配到表面上。

本公开还涉及基于空气射流的清洁系统和诸如汽车的挡风玻璃的表面,其中挡风玻璃具有疏水性涂层。在这样的系统中,基于空气射流的清洁系统可以清洁准备好的防风罩,因为雨水将被更容易地去除。优选地,疏水性涂层对于水具有大于110°、或处于110°与150°之间的接触角。

另一方案涉及一种对基于空气射流的清洁系统中所使用的空气射流的气流进行调控的方法。

用于清洁挡风玻璃/窗/灯/镜子的基于空气射流的系统可以弥补上述传统雨刮器的所有不便和缺点。本文公开的系统中描述的系统还提供了其他优点。

本文公开的系统具有用于产生所需气流的装置和将空气分配到多个喷嘴的分配系统,多个喷嘴将空气分配到待清洁的表面上。这些喷嘴被安置的位置能够利用当车辆移动时相对于车辆出现的气流,即它们优选地产生空气射流的方向与相对于移动车辆的气流的方向相同,以获得相加的气流效果。此外,由喷嘴分配的空气射流与表面之间的角度已经被最佳化,以获得最大的清洁效果。

关于本公开的涉及对基于空气射流的清洁系统中所使用的空气射流的气流进行调控的方法的方案,发明人已经意识到,通过基于车辆的速度来调节气流,可以获得更高效的清洁系统。替代地,可以在待清洁的表面上测量风,这表示当车辆移动时相对于车辆出现的风和气流的相加效果。这代表了更复杂但更准确的解决方案。

本发明的这些和其他方案将在本发明的下面的详细说明中阐述。

附图说明

下面将参照附图更详细地描述本发明。附图是示例性的,并旨在说明本方法和单元的一些特征,而不应被解释为限制本文公开的发明。

图1示出了基于空气射流的车辆清洁系统,其包括喷嘴、阀门、用于将空气分配到喷嘴的管道、空气压缩机油箱和空气压缩机。

图2示出了基于空气射流的车辆清洁系统,其包括被构造成在没有空气压缩的情况下进行高速空气射流的喷嘴。

图3示出了基于空气射流的车辆清洁系统,其具有允许系统将疏水性液体混合到空气射流中的管和/或管子系统的入口,以及控制空气和疏水性液体混合的控制器。

图4示出了喷嘴的示例。

图5示出了由喷嘴产生的空气锥的示例。

图6示出了基于空气射流的车辆清洁系统,其中喷嘴可以被枢转以改变空气射流的水平方向。

图7示出了在基于空气射流的车辆清洁系统中由喷嘴覆盖的挡风玻璃上的表面。

图8示出了在基于空气射流的车辆清洁系统中由喷嘴覆盖的车辆的侧窗上的表面。

图9示出了具有用于引导气流的引导叶片的喷嘴的示例。

图10示出了将空气分到两个出口中的管道,该管道具有引导叶片。

图11示出了用于引导流出喷嘴的空气的外部引导元件。

图12示出了出口的横截面细长且扁平的喷嘴。

图13示出了彼此邻接的两个相邻喷嘴。

图14示出了彼此邻接并形成椭圆体的一部分的喷嘴阵列。

图15示出了彼此邻接并在竖直平面中形成椭圆体的一部分的喷嘴阵列。

具体实施方式

本文公开的系统涉及一种清洁系统,其用于清洁车辆的挡风玻璃、窗、灯和后视镜(sidemirror)的表面或建筑物的窗的表面,其包括至少一个气流发生器、多个喷嘴以及将气流分配到喷嘴的管和/或管子系统,该系统被构造成使得空气射流由喷嘴喷射并分配在表面上。由于喷嘴可以被放置在挡风玻璃表面之外,所以它们不会使车辆的驾驶员分心,且不会妨碍驾驶员的可见性。此外,由喷嘴喷射的空气射流通常将水分散成滴状,因此不会如同传统雨刮器那样留下一薄层水。喷嘴不会如同传统的雨刮器(其需要更换)那样因与玻璃发生机械冲击而磨损,且不会擦伤玻璃。根据空气射流的力和它们的位置,由喷嘴喷射的空气射流能够清洁传统的枢转式雨刮器不可能到达的挡风玻璃的部分。与传统的雨刮器相比,该系统还具有可以从表面去除凝结物的优点。该系统还可用于清洁任何车辆的任何其他透明表面,包括例如船只和渡船、露营车、移动房屋和拖车。

优选地,多个喷嘴在表面上形成弯曲的喷嘴阵列。弯曲的喷嘴阵列可被布置成使得弯曲的喷嘴阵列中的喷嘴的大体上扁平的出口彼此邻接。多个喷嘴可形成椭圆体的一部分。本文公开的基于空气射流的清洁系统代表用于将流动的空气分配到例如汽车的挡风玻璃上的有效设计。

在一个实施例中,椭圆体具有平行于表面的一个组成部分(component)和/或垂直于表面的一个组成部分。挡风玻璃本身可具有弯曲的形状。在这种情况下,弯曲的喷嘴阵列可跟随弯曲的挡风玻璃。这可以说是表示垂直于表面的组成部分。然而,在本文公开的清洁系统中,也可能存在平行于表面的组成部分。典型地,这可以通过沿着挡风玻璃的下边缘布置的喷嘴阵列来表示,然而朝向挡风玻璃的中心弯曲(凸出)。凸出部分的中心的高度相对于挡风玻璃的下边缘可为例如1cm-25cm、或1cm-20cm、或1cm-15cm、或1cm-10cm。

这可提高驾驶员的可见性,因为雨水可以更多地吹向挡风玻璃的侧边缘。特别地,对于位于靠近侧边缘的区域,可能更有效的是吹向挡风玻璃的侧边缘而不是吹向上边缘。喷嘴阵列被构造成在表面上吹送以大致椭圆体分配方式进行分配的空气,或以如同圆形或椭圆的一部分的手持扇形的形式吹送。

喷嘴可被放置在距挡风玻璃10cm或8cm或6cm或4cm或2cm之处,例如大体上平行于挡风玻璃的下边缘和/或放置在挡风玻璃的下方朝向发动机盖或在发动机盖下方。弯曲的喷嘴阵列的凸出部分可在表面上延伸。

管和/或管子系统可以是连接气流发生器和喷嘴的管道。喷嘴可以是管和/或管子系统的组成部分。管/管子的横截面可以是圆形的,或具有任何其他合适的形状。

所产生的气流可基于系统,系统内部的压力低于10.000pa,优选地低于7.000pa,甚至更优选地低于5.000pa。使用相对低压和高流量的空气泵使系统高效。清洁系统可被构造成产生50-2000m3/小时、或100-1500m3/小时、或100-1000m3/小时或300-800m3/小时的气流,和/或被构造成产生10-200m/s、更优选地为30-150m/s、甚至更优选地为50-130m/s的气流,用于使空气流出喷嘴。

气流发生器可以是一台或多台离心式鼓风机,这提供了系统可以在静态压力下以相对较低的能量水平运行的优点。

该系统一般包括通常安装在车辆的引擎盖或发动机盖下的多个管道形式的管道系统。管道和/或喷嘴可包括用于引导气流的引导叶片。由于一些原因,控制气流方向的可能性可能是有用的。它可以用于补偿其他空气动力效应,例如侧风和/或用于将气流更均匀地分配在表面上或者将更强大的气流引导到需要更彻底清洁的区域。在一个实施例中,引导叶片是可调节的。

另外的引导元件可安装在喷嘴与表面之间,其中,引导元件被构造为补偿喷嘴相对于表面的定位,使得气流被更均匀地分配和/或补偿侧风或其他空气动力效应。引导元件可例如被放置在挡风玻璃下方/前方的空间中。

为了产生强大的气流,喷嘴可以是尖的和/或尖锥形的。在替代实施例中,喷嘴具有出口,该出口的横截面是细长、扁平且较低的,例如高度小于10mm、更优选地小于8mm、甚至更优选地小于5mm、最优选地小于2mm。扁平且细长的喷嘴可能适用于将流动的空气分配到例如汽车的挡风玻璃之上。喷嘴的这种细长出口的形状可被进一步成形,以产生特别适于表面形状的气流。这可以通过细长出口的弯曲形状和/或不规则形状来实现。如图12所示,喷嘴的横截面也可具有大体上尖角的形状。在该实施例中,横截面的形状大体上是锥形的,使得朝向表面的细长部分是扁平的,而远离出口的部分具有较大直径。在一个实施例中,从侧面观察的喷嘴因此可具有锥形形状,但从上方观察不一定是锥形的。

此外,相邻的喷嘴可被构造成彼此邻接,从而产生连续形状的气流。尤其是具有大体扁平且细长出口的弯曲的喷嘴阵列,其中喷嘴彼此邻接,可以是用于本文公开的清洁系统的有效设计。此外,喷嘴可被布置成使得它们的远端部分、即朝向出口的部分被连接,使得空气能够在喷嘴之间流动。从表面的角度来看,几个相邻出口的出口可因此呈现为一个喷嘴。

在车辆中,电力的供应是有限的,且电力可能是实现本文公开的清洁系统的最佳功能的关键。即使车辆能够实现必要的电力供应,最小化本文公开的系统的能量消耗也是令人满意的。通过将喷嘴放置在本文公开的系统中,使得表面与空气射流的出口方向之间的角度为15度或更小,例如15度、14度、13度、12度、11度、10度、9度、8度、7度、6度、5度、4度、3度、2度或1度或0度(平行),实现空气射流的最大延伸,其被测量为喷嘴的轴线(图5中的轴线18)在表面上的投影。在一个实施例中,喷嘴被构造成使得表面与空气射流的出口方向之间的角为0°~15°或1°~15°。空气射流的出口方向被限定为在空气离开喷嘴时空气的移动方向。通过放置喷嘴使得所产生的空气锥的径向展开(radialspread)的一半等于表面与空气射流的出口方向之间的角度,空气锥的一侧平行于表面。

通过使待清洁的表面疏水或自清洁,需要不太强的空气射流来从表面除去水。本文公开的发明还涉及一种基于空气射流的清洁系统,其被构造成使得疏水性液体以预定间隔自动地施加到表面。这确保了表面总是疏水的,且因此需要不太强的空气射流,这最终节约了能量。疏水性液体可以是例如纳米喷雾,即超疏水性喷涂。疏水性液体也可以在由使用者手动控制的过程中被施加到表面上。通过使用已经混合有uva和/或uvb保护液的疏水性液体,本文公开的系统还可以保护驾驶员和乘客免受来自太阳的不希望得到的uv辐射。

如果待清洁的部分表面或整个表面具有需要从表面清洁掉的灰尘或碎屑,那么清洗液也可以自动地或在使用者手动控制的过程中施加到表面上。清洗液可通过清洁系统(例如通过将清洗液混合到空气射流中)而施加。

本发明的另一方案涉及从喷嘴喷射热空气的能力。通过加热离开系统的空气,系统也可以从表面除去冰。该加热通过电加热管道和/或喷嘴或替代地使用产生进入系统的空气的蒸汽发生器来实现。

发明人也已经认识到,如果到喷嘴的气流是可变的,那么可以获得适于每个时刻的清洁所需要的空气射流。例如,如果需要对表面进行彻底的清洁,则可以暂时性地将气流增加到最大气流量。这样的气流水平不适于正常的运行条件,因为它消耗额外的能量,但是优选地使用较短的时间周期以彻底地清洁表面。通过允许所产生的气流被引导到所选择的喷嘴,能够为需要彻底清洁的一个或多个选定区域获得额外的气流。该理念在于,通过将总气流量引导到仅一个(或有限数量的)喷嘴,可以获得这些喷嘴的临时性增加的气流量。

本文公开的系统的另一方案涉及可以覆盖用传统的枢转式雨刮器不可能到达的表面的部分。通过构造喷嘴使得来自每个喷嘴的空气射流覆盖表面的预定区域,可以覆盖表面的任何区域。在放置喷嘴时的典型策略是覆盖整个表面,但也可以仅覆盖表面的某些部分,例如以减少系统或材料的能量损耗和系统的制造成本。

本公开还涉及将喷嘴放置在待清洁表面附近的任何位置的自由性。这种自由性有一些优点。例如,喷嘴可以被放置在车辆的发动机盖的上部之下,这使得喷嘴较少地使驾驶员分心。由于在车辆移动时产生的自然气流,喷嘴也可以被放置成靠近其他情况下较难以清洁的表面。喷嘴也可以被放置成从两个方向或部分地从两个方向产生空气射流,这意味着它们可以在同一表面上从不同的角度操作。喷嘴的定位因此可以通过在较不重要的区域中放置较少的喷嘴来提高清洁效率并最小化系统的能量消耗。

产生的空气射流也可以利用在车辆移动时产生的自然气流。如果喷嘴被构造成使得喷射的空气射流与突出到由喷嘴覆盖的表面的方向(车辆沿该方向移动)平行,则自然气流和来自喷嘴的气流,实现更好的清洁效果。还可以想象,所产生的气流可以相应地减少,以降低系统的能量消耗。在一个实施例中,清洁系统形成或放置成使得当车辆向前移动时产生的气流与由清洁系统产生的气流一起工作。这允许清洁系统中的流量随着车辆速度的增加而减小。在该构造中,可施加诸如清洗液和/或疏水性液体的液体。然后,液体将跟随由移动车辆产生的组合气流和由清洁系统产生的流动。

重要的是,系统不仅能够清洁靠近喷嘴的表面的部分,而且还能够清洁邻近挡风玻璃/窗的另一端的部分。从喷嘴出来的空气锥通常是窄的长延伸,或是较宽的短延伸。发明人已经认识到,通过选择用于该系统的喷嘴使得由离开喷嘴的空气射流所产生的空气锥的径向展开相对较小、且空气射流的延伸相对较长,诸如挡风玻璃的大区域就可以被清洁。在本文中,例如15度的喷射角可以被认为相对较窄。在本文中,例如90度的喷射角可以被认为相对较宽。基于适合于在本文公开的系统中运行的高压气流的喷嘴可以使用100kpa-2000kpa范围内的空气压力。此外,通过选择具有较小径向展开的喷嘴用于较短但更宽的表面,这些表面可以用较少的喷嘴清洁。如果空气锥的径向展开是可变的,则延伸和径向展开可以根据风的情况和车辆移动时产生的自然气流而构造。

本文公开的发明的另一方案涉及一种系统,其中喷嘴可以被枢转以改变空气射流的水平和/或竖直方向。如果使用可枢转的喷嘴,则由于可枢转的喷嘴覆盖比固定的喷嘴更大的表面,因此可减少喷嘴的数量。

疏水性液体可以被施加到待清洁的表面上,这使得从表面上去除水更容易。喷嘴以及用于将空气分配到喷嘴的管和/或管子系统也可以用于将疏水性液体分配在表面上。如果本文公开的系统装备有管和/或管子系统的入口以及用于将疏水性液体混合到空气射流中的混合器,则可以节约用于施加疏水性液体的单独的系统。

亥姆霍兹共振是空腔中的空气共振现象。当空气被迫进入空腔时,内部的压力增加。当将空气推入空腔中的外力去除时,内部的高压空气将流出。最后空腔的压力将会稍低于外部,导致空气被吸回。该过程会随着每次压力变化的幅度减小而重复。亥姆霍兹共振器可以用于减少(例如在建筑声学、飞机发动机和风扇中的)特定频率的声音。通过使用经调整以抑制本发明的气流发生器的声音的亥姆霍兹共振器,可以获得明显更加安静的基于空气射流的车辆清洁系统。

根据待清洁表面的尺寸、每个气流发生器的容量和系统的总容量,喷嘴和管/管子系统具有不同的分组可能性。所有喷嘴连接到相同的管和/或管子系统的系统是简单且高效的。但是,如果将喷嘴分组为可以独立管理或作为一个大系统管理的子系统,则该系统可考虑附加信息,例如车辆一侧的风相比于其他侧的风较小,或传感器显示,相对于其他表面,某些表面对清洁的需求更为迫切。可以在本文公开的系统中使用的传感器的一个示例是在一个或一些表面上的雨水传感器,其显示清洁需求。来自这种雨水传感器的下雨指示也可以被用于激活用于特定表面或整个系统的空气射流。

本文公开的系统的另一方案涉及点检测,即至少一个传感器能够识别和显示待清洁表面的区域上的灰尘和/或碎屑。通过指出需要清洁的特定区域,能够将系统的气流量引导至特定的喷嘴和待清洁的表面的特定区域。由于只有一个子组(部分)的喷嘴处于活动状态,因此可以将该特征看作是增加特定区域的清洁能力的手段或节约能源的手段。

空气射流的气流可以基于车辆的速度来调控。基于速度调控气流的优点在于,通过使用在车辆移动时产生的自然气流,能够以较低的效果运行本文公开的系统,从而降低能量消耗。例如可能的是,系统以小于预定极限的速度在其最大容量下运行,且系统完全不会以大于另一预定极限的速度运行。在这两个极限之间,气流可以与速度成反比,或与具有负变常数的速度成正比。发明人还意识到,如果这些计算替代地基于由风传感器测量的表面处的实际测量气流,则系统的运行更有效,因为其考虑了车辆和风的速度的组合效果。

本发明的一个方案涉及一种控制器,该控制器可以控制在表面上的液体施加、疏水性液体到空气射流中的混合以及空气射流的气流。通过在基于计算机的系统中实施这些功能,可以实现快速、可靠和灵活的控制。优选地,用于自动使用的参数可以在任何时候由使用者通过车辆中的界面来改变,或作为替代方案,系统可以通过相同的界面被手动控制。

本文公开的发明还涉及一种结合有用于清洁如上所述的挡风玻璃、窗、灯和后视镜的表面的整体清洁系统的车辆。待清洁的车辆的表面可包括疏水性材料,这减少了在系统运行期间对于疏水性液体的施加的需要。在系统运行之前,车辆的表面也已经涂覆有疏水性液体,如果产品具有长的耐久能力,则其可在系统运行期间省去疏水性液体的施加。

在一个实施例中,清洁系统还包括车辆的挡风玻璃、窗、灯或后视镜,其中挡风玻璃、窗、灯或后视镜具有疏水性涂层。因此表面可看作系统的组成部分。发明人已经认识到,处理作为整体的系统(其中表面具有疏水性涂层)有益于基于空气射流的清洁系统的运行。优选地,疏水性涂层对于水的接触角大于110°、或在110°与150°之间,和/或对于十六烷的接触角大于70°、或在70°与100°之间。在一个实施例中,表面为0.5m2-2m2,其可对应于汽车的挡风玻璃。表面也可以是0.5m2-5m2或0.5m2-4m2。因此,基于空气射流的清洁系统可以如本公开中所描述的那样被设定尺寸,以能够清洁这样的表面。

本发明的另一方案涉及基于车辆的速度来调控气流的方法。一个解决方案是,对于超过最大预定水平(例如30km/h、40km/h、45km/h、46km/h、47km/h、48km/h、49km/h、50km/h、51km/h、52km/h、53km/h、54km/h、55km/h,60km/h、70km/h、80km/h、90km/h或100km/h)的速度,空气射流清洁系统被关闭,替代地,自然气流被用于清洁表面。这也可以部分地完成,即暴露于更强的自然气流的表面的空气射流被关闭,而其他表面仍可用本文公开的系统清洁。对于低于预定最低水平(例如2km/h、4km/h、6km/h、8km/h、10km/h、12km/h、14km/h、16km/h、18km/h或20km/h、25km/h)的速度,假定由该速度产生的自然气流可以忽略不计,因此基于空气射流的清洁系统可以在不考虑自然气流的情况下运行。在最大和最小预定速度水平之间,空气射流的气流可以与速度成反比,或与具有负变常数的速度成正比。

例如,如果上限为50km/h,则对于大于50km/h的速度,系统以其容量的0%运行。如果下限是10km/h,则系统如同车辆静止时那样运行。在该示例中,最简单的方法意味着对于速度小于10km/h,系统以其容量的100%运行。在这种情况下,“与具有负变常数的速度成正比”的含义是比例公式y=a+bx可以写作p=125-2.5v,其中p是系统以其最大容量的每百分数计算,v是速度。该公式仅适用于10km/h到50km/h之间的速度。例如,如果速度是30km/h,则系统以其容量的125-2.5×30=50%运行。

该方法涉及直接从车辆的计速器中提取车辆的速度,或间接地从车辆的电气系统或内置计算机中提取车辆的速度。替代地,速度可以借助例如gps应用来测量。

如果在待清洁的表面上使用替代的风传感器,使用能够测量表面上的风的方向和速度的传感器,能够使用作为风和车辆的速度的组合而不是如上所述的仅仅是速度来产生的实际气流。对于在与来自喷嘴的气流相同的方向上大于预定极限(例如30km/h、40km/h、45km/h、46km/h、47km/h、48km/h、49km/h、50km/h、51km/h、52km/h、53km/h、54km/h、55km/h、60km/h、70km/h、80km/h、90km/h或100km/h)的组合测量的气流,该方法的原理与上述方法中的原理相同,从而有助于清洁,本文公开的系统的空气射流可以被关闭。类似地,对于在与来自喷嘴的气流相同的方向上小于预定极限(例如2km/h、4km/h、6km/h、8km/h、10km/h、12km/h、14km/h、16km/h、18km/h或20km/h、25km/h)的组合测量的气流,基于空气射流的车辆清洁系统可以在不将风速传感器数据进一步计算的情况下运行,并且对于在预定极限水平之间的所测量的气流,空气射流的气流可以与所测量的气流成反比,或者与具有负变常数的所测量的气流成正比。

附图的详细说明

下面将参照附图更详细地描述本发明。附图是示例性的,且旨在说明本文公开的基于空气射流的清洁系统的一些特征,而不应被解释为限制所公开的本发明。

图1示出了本文公开的基于空气射流的清洁系统1的实施例。该系统包括多个喷嘴2,其产生覆盖待清洁表面的部分的空气射流3。空气射流可以一起覆盖整个待清洁的表面或所选择的部分。在图1的实施例中,每个喷嘴具有一阀门4,该阀门可以用于启用和禁用各个喷嘴。喷嘴与一个共用管5连接,该共用管将空气分配到各个喷嘴。在该实施例中,气流借助空气压缩机6和压缩机箱(compressortank)7产生。

与图1相比,图2中的不同之处在于,喷嘴2是能够在低气压的情况下产生高气流的类型。从图2中可以看出,这意味着不需要空气压缩机,作为替代,低压高流量空气泵8用于产生气流。

图3示出了疏水性液体如何被混合到空气分配系统中。混合器9混合来自管10中的气流和来自容器11中的疏水性液体。然后,混合物可以被施加到待清洁的表面13上。控制器12控制疏水性液体的混合和施加。

图4示出了产生强大、高效的吹送力的扁平喷嘴2的示例。

图5示出了图4中的喷嘴的吹送图案(空气锥)。自然地,用距离表示的展开越远离喷嘴出口点14则越大。因此,展开15大于展开16。径向展开更常用角度表示。图中围绕轴线18的径向展开17对于空气射流的延伸也很重要。较小的径向展开通常意味着空气射流沿着轴线18的较长延伸。

在图6中,喷嘴2是可枢转的。空气管18与前面附图中的管相同。在该实施例中,为了使空气射流延伸到挡风玻璃的上限,径向展开17可以相对较小。由于喷嘴是可枢转的,所以每个喷嘴可以覆盖扇形19内的表面,从而挡风玻璃可以仅用两个喷嘴覆盖。

图7示出了空气射流的形状如何可被构造成有效地覆盖待清洁的表面(挡风玻璃)。喷嘴2覆盖表面20的一部分,而另一个喷嘴2覆盖表面20的另一部分。通过改变空气射流的宽度21和高度22,可以覆盖不同的尺寸和形状的表面。而且可以选择喷嘴的数量,从而实现最佳的覆盖范围、清洁效率和能量消耗。

图8示出了侧窗的类似设置。在该实施例中,喷嘴2被放置在侧窗的最前部,从而产生覆盖区域20的空气射流。喷嘴2被放置在侧窗的最前部,以便利用当车辆向前移动时产生的自然气流。

图9示出了具有用于引导气流的引导叶片21的喷嘴2的示例。引导叶片可以是可调整的,例如以使气流适应外部条件或将较强的气流引导到空气必须覆盖的较长区域或表面上的区域。

图10示出了将空气分到两个出口23中的管道22。管道22具有可配置的引导叶片23,该可配置的引导叶片用于调节气流如何被引导到两个出口23。

图11示出了用于引导流出喷嘴的空气的外部引导元件26。而25是朝向挡风玻璃24的气流的图示。引导元件26可用于引导来自本文公开的清洁系统的空气和当车辆移动时相对于车辆出现的气流两者,使得两股气流一起工作。引导元件26可以是固定的引导元件或可配置的引导元件。

图12示出了出口大体上细长且扁平的喷嘴2。在本文公开的清洁系统的范围内,该喷嘴设计可以是用于在表面上分配空气的有效选项。在图12的第二部分中,示出了喷嘴的横截面,其具有用于将气流分配到特定表面或挡风玻璃的弯曲且不规则的上边缘。

图13示出了彼此邻接的两个相邻喷嘴2。这些喷嘴具有大体上扁平且细长的出口,其被集成到共同的出口。彼此邻接的喷嘴的侧面形成为使得喷嘴在朝向出口的节段中流体地连接,从而多个出口表现为朝向表面或挡风玻璃的一个连续出口。

图14示出了彼此邻接并形成椭圆体的部分31的喷嘴2的阵列。椭圆体的部分31可在表面之上弯曲以进行清洁,使得空气也向侧面展开。椭圆体的部分31可以在与待清洁的表面大体相同的平面中弯曲。

图15示出了彼此邻接并在垂直平面中形成椭圆体的部分32的喷嘴2的阵列。

本发明的进一步细节

1.一种用于清洁车辆的挡风玻璃、窗、灯和后视镜的表面或建筑物的窗户的表面的清洁系统,其包括至少一个气流发生器、多个喷嘴以及用于将气流分配到喷嘴的管和/或管子系统,该系统被构造成使得空气射流由喷嘴喷射并分配在表面上。

2.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,其中,管和/或管子系统是连接气流发生器和喷嘴的管道。

3.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,其中,喷嘴是管和/或管子系统的组成部分。

4.根据前述项中任一项所述的清洁系统,其中,系统内的压力低于10.000pa、优选地低于7.000、甚至更优选地低于5.000pa。

5.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,其中,清洁系统被构造为产生50-2000m3/小时、或100-1500m3/小时、或100-1000m3/小时或300-800m3/小时的气流。

6.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,其中,系统被构造为使流出喷嘴的空气产生10-200m/s、更优选地30-150m/s、甚至更优选地50-130m/s的气流。

7.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,其中,气流发生器是一台或多台离心式鼓风机。

8.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,管道和/或喷嘴包括用于引导气流的引导叶片。

9.根据项目8所述的清洁系统,其中,引导叶片被构造成补偿喷嘴相对于表面的放置,使得气流更均匀地分配。

10.根据项目8所述的清洁系统,其中,引导叶片被构造成补偿侧风或其他空气动力效应。

11.根据项目8-10中任一项所述的清洁系统,其中,引导叶片是可调整的,用于使气流适应外部条件。

12.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,还包括安装在喷嘴与表面之间的至少一个引导元件,引导元件被构造为补偿喷嘴相对于表面的放置,使得气流更均匀地分配,和/或补偿侧风或其他空气动力效应。

13.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,其中,喷嘴是尖角的,优选地为尖锥形。

14.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,其中,喷嘴的出口的横截面是细长且较低的,例如高度小于10mm、更优选地小于8mm、甚至更优选地小于5mm、最优选地小于2mm。

15.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,其中,喷嘴的出口的横截面具有弯曲的形状和/或不规则的形状,该形状被布置成产生尤其适于表面的形状的气流。

16.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,其中,相邻喷嘴被构造成彼此邻接,从而产生连续形状的气流。

17.根据项目16所述的清洁系统,其中,多个喷嘴的远端部分形成为使得空气能够在喷嘴之间流动。

18.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,其中,喷嘴被构造成使得表面与空气射流的出口方向之间的角度为15度、14度、13度、12度、11度、10度、9度、8度、7度、6度、5度、4度、3度、2度或1度或0度(平行)。

19.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,其中,喷嘴被放置成距挡风玻璃10cm、或8cm、或6cm、或4cm或2cm。

20.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,其中,喷嘴被构造成使得表面与出口方向之间的角度等于所生成的空气锥的径向展开的一半。

21.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,被构造为使得疏水性液体通过清洁系统以预定的间隔被自动地施加到表面。

22.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,被构造成使得疏水性液体在由使用者手动控制的过程中被施加到表面。

23.根据项目22的清洁系统,其中,疏水性液体包括uva和/或uvb保护液。

24.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,被构造成使得来自每个喷嘴的空气射流覆盖表面的预定区域。

25.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,被构造成使得清洗液被自动地施加到表面,或在由使用者手动控制的过程中施加到表面。

26.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,被构造成使得喷射的空气射流中的空气是热的。

27.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,其中,所产生的气流是可变的。

28.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,被构造成使得所产生的气流被引导到有限选择的喷嘴。

29.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,其中,指定用于在挡风玻璃上操作的喷嘴被构造成放置在挡风玻璃下方,例如藏在车辆的发动机盖的上部下方。

30.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,其中,多个喷嘴沿着挡风玻璃形成弯曲的喷嘴阵列。

31.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,其中,多个喷嘴形成椭圆体的一部分。

32.根据项目30-31中任一项所述的清洁系统,其中,椭圆体具有平行于表面的一个组成部分和/或垂直于表面的一个组成部分。

33.根据项目30-32中任一项所述的清洁系统,其中,椭圆体在表面上弯曲。

34.根据项目30-33中任一项所述的清洁系统,其中,椭圆体大体上沿着和/或平行于向挡风玻璃的中心凸出的挡风玻璃的下边缘布置。

35.根据项目30-34中任一项所述的清洁系统,其中,凸出的高度为1-25cm、或1-20cm、或1-15cm、或1-10cm。

36.根据项目30-35中任一项所述的清洁系统,其中,喷嘴阵列被构造成在表面上吹送以大致椭圆体的分配方式进行分配的空气。

37.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,其中,指定用于在挡风玻璃上操作的喷嘴被构造为放置在挡风玻璃上方。

38.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,其中,指定用于在挡风玻璃上操作的喷嘴被构造成放置在挡风玻璃的下方和上方。

39.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,其中,指定用于在挡风玻璃上操作的喷嘴被构造成放置在挡风玻璃的任何边缘处。

40.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,其中,指定用于在车辆的后窗上操作的喷嘴被构造成放置在后窗上方。

41.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,其中,指定用于在车辆的后窗上操作的喷嘴被构造成放置在后窗的任何边缘处。

42.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,其中,指定用于在车辆的侧窗上操作的喷嘴被构造成放置在侧窗的上方。

43.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,其中,指定用于在车辆的侧窗上操作的喷嘴被构造成放置在侧窗的前边缘(最靠近车辆的前部的边缘)处。

44.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,其中,指定用于在车辆的侧窗上操作的喷嘴被构造为放置在侧窗的上方和前边缘(最靠近车辆前方的边缘)处。

45.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,其中,指定用于在车辆的侧窗上操作的喷嘴被构造成放置在侧窗的任何边缘处。

46.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,其中,喷嘴被构造成使得所喷射的空气射流平行于投射到由喷嘴覆盖的表面的方向,车辆沿该方向移动。

47.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,其中,喷嘴被构造成相对于喷嘴的指向方向的轴线小于15度的径向展开来喷射空气射流。

48.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,其中,喷嘴被构造成喷射的空气射流的径向展开是可变的。

49.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,其中,喷嘴可以被枢转以改变空气射流的水平方向。

50.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,其中,喷嘴可以被枢转以改变空气射流的竖直方向。

51.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,还包括管和/或管子系统的入口,用于将疏水性液体混合到空气射流中的混合器,从而将疏水性液体分配在表面上。

52.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,还包括至少一个亥姆霍兹共振器,其附接到气流发生器或与气流发生器一体成型,至少一个亥姆霍兹共振器被构造成减小所产生的气流的音量。

53.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,其中,所有喷嘴被连接到相同的管和/或管子系统。

54.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,其中,喷嘴被分组以连接到管和/或管子的单独的子系统。

55.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,还包括在表面上的至少一个雨水传感器。

56.根据项目55所述的清洁系统,被构造为使得当雨水传感器指示下雨时,空气射流开始自动地操作。

57.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,还包括至少一个传感器,其显示表面的所选的预定区域上存在灰尘和/或碎屑。

58.根据项目57所述的清洁系统,被构造为使得系统自动地清洁传感器显示存在灰尘和/或碎屑的区域。

59.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,清洁系统被构造为使得空气射流的气流基于车辆的速度而被调控,从而对于小于预定极限的速度产生气流的预定最大水平。

60.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,被构造为使得空气射流的气流基于车辆的速度而被调控,使得在比预定极限更大速度的情况下,空气射流的气流与速度成反比,或与具有负变常数的速度成正比。

61.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,还包括至少一个风传感器,其能够测量表面上的风的方向和速度。

62.根据项目61的清洁系统,被构造成使得空气射流的气流基于所测量的风而调控,使得对于小于预定极限的风产生预定的最大气流水平,且对于大于预定极限的风,空气射流的气流与速度成反比,或与具有负变常数的速度成正比。

63.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,还包括控制器,其被构造成控制液体的施加、疏水性液体到空气射流中的混合以及空气射流的气流。

64.根据前述项目中任一项所述的清洁系统,还包括车辆的挡风玻璃、窗、灯或后视镜,其中挡风玻璃、窗、灯或后视镜具有疏水性涂层。

65.根据项目64所述的清洁系统,其中,疏水性涂层对于水具有大于110°或在110°与150°之间的接触角。

66.根据项目64-65中任一项所述的清洁系统,其中,疏水性涂层对于十六烷具有大于70°或70°与100°之间的接触角。

67.根据项目64-66中任一项所述的清洁系统,其中,表面为0.5-5m2、或0.5-4m2或0.5-2m2

68.一种车辆,其包括和/或结合有用于清洁根据前述项目中任一项所述的挡风玻璃、窗、灯和后视镜的表面的清洁系统。

69.根据项目68所述的车辆,其中,表面已经涂覆有疏水性液体。

70.根据项目68-69中任一项所述的车辆,其中,表面包括疏水性材料。

71.一种对在用于清洁挡风玻璃、窗、灯或后视镜的表面的车辆清洁系统中所使用的空气射流的气流进行调控的方法,通过基于车辆的速度来调控空气射流的气流,使得在小于预定极限的速度的情况下,产生气流的预定的最大水平。

72.根据项目71所述的方法,其中,通过使用控制器,在速度大于预定极限的情况下,空气射流的气流与速度成反比,或与具有负变常数的速度成正比。

73.根据项目71-72中任一项所述的方法,其中,当雨水传感器指示下雨时,启用气流。

74.根据项目71-73中任一项所述的方法,其中,车辆的速度从车辆的计速器中提取。

75.根据项目71-74中任一项所述的方法,其中,车辆的速度从gps接收器中提取。

76.根据项目71-75中任一项所述的方法,其中,风传感器数据被用于计算车辆速度与风的组合效果。

77.根据项目71所述的方法,其中,空气射流的气流由使用者从车辆中的控制面板手动地控制。

78.根据项目71所述的方法,其中,空气射流的气流由使用者从诸如移动智能手机应用等移动应用手动地控制。

79.一种用于根据项目71-78所述的方法、使用根据项目1-67所述的系统来控制在车辆清洁系统中使用的空气射流的气流的系统。

80.一种使用包括至少一个气流发生器、多个喷嘴以及管和/或管子系统的清洁系统来清洁挡风玻璃、窗、灯和后视镜的表面的方法,将气流分配到喷嘴,该系统被构造为使得空气射流由喷嘴喷射并被分配在表面上。

81.根据项目80所述的方法,其中,疏水性液体通过将疏水性液体混合到空气射流中而被施加到待清洁的表面,从而将疏水性液体分配在表面上。

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