射流振荡器的制作方法

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的射流构件(fluidischebauteile)以及包括这种射流构件的设备。

射流构件被设置以用于产生可移动的流体射流。在此，期望的流体流动模式在构件出口处产生，而射流构件不包括可移动的元件。这种流体流动模式的示例是射流振荡、矩形的、锯齿形的或三角形的射流路径，空间的或时间的射流脉冲和开关操作。使用振荡的流体射流以便例如将流体射流(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(例如湿蒸汽)。

例如从us8,702,020b2或us8,733,401b2中已知射流构件。这些构件具有流动室该流动室可被流体的主流流过。流动室也被称之为交互室(wechselwirkungskammer)。

流动室具有至少一个进入口和至少一个排出口流体通过该至少一个进入口进入射流构件，流体通过该至少一个排出口从射流构件排出。为了在射流构件的排出口处产生振荡的射流偏转，设置了用于有针对性地改变流体流的方向的装置。在us8,702,020b2和us8,733,401b2的射流构件中，该装置被构造成作为至少一个附加的流动通道(也称之为反馈通道)。该反馈通道是用于使从进入口流经流动室至排出口的主流进行转向的装置。用于有针对性地改变方向的装置也可以被构造成袋状室(sackkammer)。

若射流构件被带有颗粒的流体流过，则颗粒(例如异物或污染物)能积聚在射流构件的部分中，从而使得射流构件不再能够完成其功能或仅能较差地完成其功能。为了避免颗粒在射流构件中的这种积聚，从现有技术中已知，要么在射流构件的进入口上游使用单独的过滤元件以屏蔽异物，要么直接在射流构件的进入口处使用集成的过滤元件。因此，带有颗粒的流体环流(通过)过滤元件，这些过滤元件位于射流构件的进入口上游或位于射流构件的进入口处，并且这些过滤元件在流体进入射流构件之前将颗粒过滤掉。

使用布置在进入口上游的附加的用于流体过滤的辅助装置一方面造成高于不具有过滤元件的射流构件的成本，且另一方面增加了系统的复杂性。若过滤元件被布置在(例如从ep1513711b1，ep1053059b1或ep1827703b1中已知的)射流构件的进入口处，那么当过滤元件因异物被堵塞时，射流构件可能会失去其功能。此外，与不具有过滤元件的射流构件相比，压力损失在这样的构件中或者通过布置在进入口下游的附加的用于流体过滤的辅助装置会增加。

本发明的任务在于，提供一种射流构件，该射流构件特别是相对于由来自带有颗粒或异物的流体中的颗粒或异物而造成的污染是耐用的。

根据本发明，该任务通过具有权利要求1的特征的射流构件得以实现。从属权利要求涉及有利的实施形式。

对此，射流构件包括具有至少一个进入口和至少一个排出口的流动室，其中流体的主流可从该至少一个进入口穿过该流动室流至该至少一个排出口。因此，主流具有基本方向，该基本方向被取向为从至少一个进入口至至少一个排出口。此外，射流构件还包括至少一个用于有针对性地改变主流的方向的装置。特别地，用于有针对性的改变方向的装置可以是用于对主流进行周期性转向的装置。该射流构件的特征在于，设置了至少一个过滤元件，该至少一个过滤元件被布置在流动室和用于有针对性地改变主流的方向的装置之间。特别地，该至少一个过滤元件可以被布置在流动室和用于产生针对主流的变化的流入方向的装置之间。因此，用于有针对性地改变主流的方向的装置可以是用于产生针对主流的变化的流入方向的装置。

因此，该至少一个过滤元件不布置在射流构件的进入口上游和射流构件的进入口处，从而使得仅流体流的一部分(即稍后将要阐述的旁流)通过至少一个过滤元件。如此一来，通过该至少一个过滤元件的存在可以避免过大的压力下降。该至少一个过滤元件通常不会阻止颗粒进入射流构件。然而，该至少一个过滤元件可以阻止/阻碍颗粒进入用于有针对性地改变主流的方向的装置。特别地，当用于有针对性地改变主流的方向的装置具有比流动室小的内径时，可以通过布置在流动室和用于有针对性地改变主流的方向的装置之间的该至少一个过滤元件来避免颗粒沉积/积聚在用于有针对性地改变主流的方向的装置中，并从而以如下方式影响该装置的功能，使得射流构件的排出口处的流体流不再作为运动的流体流排出。

为了维持用带有颗粒的流体流经的射流构件的功能，对用于有针对性地改变主流的方向的装置而言，过滤功能就足够了。因此，所有的流体流都通过至少一个过滤元件不是必需的。这可能至今尚未实现，原因在于若以此为出发点，则射流构件的功能很可能由此受到极大的影响。也许是以考虑附加的过滤元件致使表面积增加这一点为出发点，并从而使射流构件更快地变脏或发生钙化的风险增加。

在流动室和用于有针对性地改变主流的方向的装置之间的区域中，旁流从主流中分支出来，其中旁流和主流可以以不同的方向流动。当主流流经流动室时，旁流流经用于有针对性地改变主流的方向的装置。被旁流引导到至少一个过滤元件上并积聚在此的颗粒可以通过主流被携带走，并通过排出口离开射流构件。因此，可以防止至少一个过滤元件由于颗粒的积聚而被堵塞，并从而以如下方式影响用于有针对性地改变主流的方向的装置的功能，使得射流构件的排出口处的流体流不再作为运动的(振荡的)流体流排出来。

因此，特别地，该至少一个过滤元件可以以如下方式被布置在流动室和至少一个用于有针对性地改变主流的方向的装置之间，使得该至少一个过滤元件在运行中(即流体流流过射流构件期间)被暴露在具有变化的流动方向的流动下。特别地，该流动可以是由于用于有针对性地改变主流的方向的装置而振荡的主流。通过变化的流动方向可以实现对该至少一个过滤元件的冲洗。因此，该至少一个过滤元件在运行中受到自清洗作用。

优选地，该至少一个过滤元件可以沿着或平行于主流的流线之一布置。此外，当主流被压到流动室的侧壁时，或主流紧靠该侧壁时，可以沿着这样的流线来设置取向，这些流线位于主流的(靠近壁的)边缘区域中。主流的靠近壁的边缘区域被理解成主流的与轴线相比更靠近流动室的侧壁的区域，该轴线沿着主流的基本方向穿过流动室在中央延伸。

该至少一个过滤元件也可以沿着或平行于主流的流线被布置在区域中，在该区域中主流具有至少暂时比其它流线或区域大(或最大)的、基本上垂直于主流的基本方向(该基本方向由从射流构件的进入口至排出口定义)的流速分量。这样的区域例如是其中暂时(由于用于有针对性地改变主流的方向的装置所致)形成了再循环区域的区域，该再循环区域具有两个基本上垂直于主流的基本方向的流速分量，其中一个分量指向至少一个过滤元件且另一个分量背离至少一个过滤元件。由此一来，颗粒的积聚可以从至少一个过滤元件脱离。

该至少一个过滤元件也可以沿着或平行于主流的流线被布置在区域中，在该区域中主流具有至少暂时比其它流线或区域大(或最大)的、基本上沿着主流的基本方向的流速分量。这样的区域例如是其中主流暂时从射流构件的进入口流至排出口的区域。这样一来，从至少一个过滤元件脱离的颗粒能够被输送至射流构件的排出口。

术语“暂时”应理解为流速分量仅在有限的时间区间内存在，该时间区间例如在几毫秒的范围内。

优选地，该至少一个过滤元件可以被布置在(至少一个过滤元件和用于有针对性地改变主流的方向的装置之间的)区域中，在该区域中主流在第一时间区间内具有比其它区域大(或最大)的、基本上垂直于主流的基本方向的流速分量，并且在第二时间区间内具有比其它区域大(或最大)的、基本上沿着主流的基本方向的流速分量。在这种情况下，第一时间区间和第二时间区间可以(反复依次)交替。技术人员可以借助于现有技术中普遍已知的方法，例如用于不具有过滤元件的射流构件的方法来确定该区域。

(基本上)垂直于主流延伸的第一速度分量越大，对该至少一个过滤元件的清洗效果就能越好。对该至少一个过滤元件而言，该效果可以通过(基本上)沿着主流延伸的具有最大的振幅的第二(存在时间偏移的)速度分量得以增强，原因在于，该至少一个过滤元件因而从不同的方向被持续地冲洗。由于第一速度分量和第二速度分量的振幅高，因此干扰的颗粒在主流的方向上进行输送并通过主流从构件中被去除。

该至少一个过滤元件也可以被布置在流动室和至少一个用于有针对性地改变主流的方向的装置之间的位置处(区域中)，在该位置处绝对流速变化(横向于主流的基本方向)最大化地改变。最大值可以是局部最大值或总体最大值。此外，该至少一个过滤元件也可以布置在流动室和至少一个用于有针对性地改变主流的方向的装置之间的位置处(区域中)，在该位置处流动室或用于有针对性地改变主流的方向的装置的用于流动的有效横截面最小。这可以是局部最小值或总体最小值。相反，若对至少一个过滤元件进行错误地定位，则射流构件能丧失其功能。

根据一种实施形式，至少一个用于有针对性地改变主流的方向的装置可以具有一个或更多个反馈通道、可以被构造成反馈通道或可以被构造成袋状室。在此，反馈通道或袋状室与流动室流体连接。为此，反馈通道具有带有各自的开口的入口和出口。而袋状室具有构成入口和出口的开口。

根据一种实施形式，该至少一个过滤元件可以被布置在至少一个用于有针对性地改变主流的方向的装置(至少一个反馈通道或袋状室)的开口处。特别地，该至少一个过滤元件可以仅布置在至少一个用于有针对性地改变主流的方向的装置的入口处、仅布置在出口处或布置在入口处和出口处。例如，该至少一个过滤元件可以仅布置在反馈通道的入口处、仅布置在出口处或布置在入口处和出口处。在至少一个过滤元件被设置在反馈通道的入口处和出口处的这种情况下，过滤元件可以以如下方式彼此区分，即与至少一个出口侧的过滤元件对出口处反馈通道的开口的减小相比，至少一个入口侧的过滤元件更显著地减小了入口处反馈通道的开口。

例如，该至少一个过滤元件可以被构造成圆柱形的、金字塔形的或圆锥形的或者可以具有矩形的、三角形的、椭圆形的、圆形的或多边形的横截面。通过选择过滤元件的形状、尺寸、数量和排列紧密性，可以调节(反馈通道或袋状室的)各自的开口的横截面的减小。这些参数例如可根据流体的类型和流体带有的颗粒的量、形状和大小来进行选择。多个过滤元件可以在过滤元件的布置中彼此相邻地成行排列，其中分别在各个过滤元件之间设置间距，且过滤元件彼此相邻地成行排列。在此，过滤元件可以沿着直线延伸，可以遵循曲线或者可以具有其他任意的路径。该路径可以与射流构件的几何形状、流体的性质(例如粘度、密度、表面张力、温度)和/或颗粒的性质(例如大小、形状、可变形性)有关。过滤元件在反馈通道或袋状室的区域中的确切位置可以改变。

根据一种实施形式，在射流构件(流动室)的侧面界定的壁的假想延伸(gedanklichenfortführung)中，过滤元件的布置在流动室与至少一个用于有针对性地改变主流的方向的装置之间的位置处得以实现。

过滤元件可以在其整个部件深度上延伸。在此，部件深度被定义成基本上垂直于排出的流体流在其中振荡的平面。过滤元件可以被布置成与流动室和用于有针对性地改变主流的方向的装置的侧壁间隔开。可以设置过滤元件的布置(一组过滤元件)，其例如在用于有针对性地改变流体流的方向的装置的开口的整个(或部分)宽度上延伸。过滤元件的布置基本上横向于(这里不是必须指90°的角度)旁流的流动方向延伸。在反馈通道中可以以如下方式选择过滤元件或过滤元件的布置，使得反馈通道在其入口处的横截面比反馈通道在其出口处的横截面更显著地减小。因此，例如在入口区域中的过滤元件之间的间距比在出口区域中的过滤元件之间的间距小。在反馈通道中也可以将过滤元件仅设置在入口区域(而不在出口区域)中。

替代地，该至少一个过滤元件可以具有网格结构和/或网状结构。该结构可以在反馈通道或袋状室的入口/出口处的整个开口上延伸，并且同时像筛子一样拦住颗粒。在此，通过选择至少一个过滤元件的网格线或网状线的密度和强度可以调节相应的开口的尺寸的减小。

该至少一个过滤元件可以根据流动室和用于有针对性地改变主流的方向的装置之间的精确定位(在装置的入口区域或出口区域)来影响射流构件的功能，并从而影响在射流构件的排出口处的流体路径。与没有过滤元件的射流构件相比，过滤元件可以改变排出的流体射流的出口角度和/或振荡频率。通过选择至少一个过滤元件或过滤元件的布置和/或射流构件的几何参数可以减少或制止流体流的频率变化和/或出口角度变化，在射流构件的排出口处的该频率变化和/或该出口角度变化可以由过滤元件所引起。过滤元件也可以主动地用于影响排出的流体流。因此，可以有针对性地影响流体射流的喷射特性(例如出口角度)或频率。

根据另一种实施形式，可以设置抗粘涂层(antihaftbeschichtung)，该抗粘涂层防止/阻碍颗粒沉积或更容易冲走颗粒。特别地，该抗粘涂层可以施加在至少一个过滤元件上。替代地或附加地，抗粘涂层也可以施加在流动室和/或用于有针对性地改变主流的方向的装置的内表面上。

根据另一种实施形式，该至少一个过滤元件可以被构造成刚性体。替代地，该至少一个过滤元件可以被构造为至少部分柔性的和/或可弹性变形的。

根据本发明的至少一种实施形式的射流构件可以用在各种设备中，特别是用在家用电器、工业设备或商业设备中。这样的设备例如是冲洗机(spülmaschine)、洗碗机、洗衣机、蒸汽清洁机、蒸汽锅、对流烤箱(konvektormat)、巴氏杀菌装置、烘衣机、具有蒸汽功能的设备、灭菌设备、消毒设备。此外，根据本发明的射流构件也可以用在清洗装置中，特别是用在湿法清洗工艺技术中，例如用在高压清洗机、低压清洗机、清洗线(waschstraβe)、喷射清洗装置、除垢装置、除冰装置中。

此外，例如在农业和农业技术中的灌溉设备、用于分配植物保护剂的设备、喷射技术设备(用于产生在所谓的喷丸加工处理时使用的喷丸的设备、用于产生co2、雪或干冰喷射、用矿物介质喷射、压缩空气喷射的设备)、喷涂装置和电镀装置中的表面处理设备、漩涡浴(whirlpool)、混合系统(燃烧装置、内燃机、加热装置、喷射系统，混合装置、生物/化学反应器)、冷却系统、灭火系统(特别是用于使用河水、海水或湖水工作的设施)和水处理系统是根据本发明的射流构件的潜在应用领域。

下面将参考几个实施例并参照附图对本发明进行更详细的阐述。图中显示：

图1以部分图a)、b)和c)示意性地示出了三个已知的射流构件，这三个已知的射流构件分别在每个射流构件的进入口的区域中具有附加的流动通道和集成的过滤元件；

图2以部分图a)、b)和c)示意性地示出了三个已知的射流构件，这三个已知的射流构件分别在每个射流构件的进入口的区域中具有集成的过滤元件；

图3示出了图4的射流构件的流动模拟，其中部分图a)示出了速度分布且部分图b)示出了流动分布和流动线；

图4示出了根据本发明的一种实施形式的射流构件的示意图；

图5示出了根据本发明的另一种实施形式的射流构件的示意图；

图6示出了根据本发明的另一种实施形式的射流构件的示意图；

图7示出了流体流的振荡周期内的三个瞬时摄影(图a)至c))，以示出图4的射流构件的过滤元件相关于主流、旁流和再循环区域的位置；

图8示出了根据本发明的另一种实施形式的射流构件的示意图；

图9示出了根据本发明的另一种实施形式的射流构件的示意图；

图10示出了根据本发明的另一种实施形式的射流构件的示意图；

图11示出了根据本发明的另一种实施形式的射流构件的示意图；

图12示出了根据本发明的其他实施形式的射流构件的三个示意图；

图13示出了根据本发明的另一种实施形式的射流构件的示意图；

图14示出了根据本发明的另一种实施形式的射流构件的示意图；

图15示出了根据本发明的另一种实施形式的射流构件的示意图；

图16示出了根据本发明的另一种实施形式的射流构件的示意图；

图17示出了根据本发明的其他实施形式的射流构件的两个示意图；

图18示出了根据本发明的另一种实施形式的射流构件的示意图；并且

图19示出了根据本发明的另一种实施形式的射流构件的示意图；并且

图20示出了流体流的振荡周期的三个瞬时摄影(图a)至c))，以示出流经图4的射流构件的流体流的流动方向。

图1和图2示出了从现有技术中已知的各种射流构件。图1的部分图a)中的射流构件在us8,702,020b2中公开，图1的部分图b)和c)和图2的部分图b)中的射流构件在ep1053059b1中公开，图2的部分图a)中的射流构件在ep1513711b1中公开，并且图2的部分图c)中的射流构件在ep2102922b1中公开。

射流构件通常用参考标记1表示。射流构件1各自具有流动室mc，该流动室可被(带有颗粒的)流体流过。流体经由进入口pn进入流动室mc并经由排出口ex从流动室mc中再次流出。图1的射流构件1分别具有两个反馈通道fc作为用于有针对性地改变流体流的主流的方向的装置。图2的射流构件1分别具有两个碰撞通道作为用于有针对性改变流体流的主流的方向的装置，这两个碰撞通道以如下方式相互对准，使得从碰撞通道排出的流相互碰撞，以便因此产生振荡。

为了过滤进入射流构件1的流体可能带有的颗粒，在图1和图2的射流构件1的进入口pn的区域中分别布置了过滤元件fe。在此，过滤元件fe具有各种形状和布置。然而，图1和图2的射流构件1的共同之处在于，过滤元件fe总是以如下方式布置，使得所有流体必须穿过过滤元件fe，以便能够到达排出口。

下面借助图3至图19来描述本发明的各种实施形式。

图4示出了根据本发明的实施形式的射流构件1。图3在部分图a)中示出了流过图4的射流构件1的流体流的速度分布。图3的部分图b)还另外示出了流体流的流动线。

图4的射流构件1包括可被流体流10、20流过的流动室mc(图3，图7和图20)。流动室mc也被称之为交互室。

流动室mc包括进入口pn和排出口ex，流体流经由该进入口进入流动室mc，流体流经由该排出口从流动室mc中排出。进入口pn和排出口ex被布置在射流构件1的两个相对侧上。流体流在流动室mc中基本上沿着射流构件1的纵向轴线a(该流动室将进入口pn和排出口ex彼此连通)从进入口pn运动至排出口ex。

纵向轴线a形成射流构件1的对称轴线。纵向轴线a是两个相互垂直的对称平面的相交线，射流构件1相对于这两个相互垂直的对称平面呈镜像对称。在此，对称平面中的一个平行于图4的图平面。替代地，射流构件1的几何形状可以不构造成(镜像)对称的或轴对称的。

为了有针对性地改变流体流的方向，除了流动室mc外，还设置了两个旁流通道(反馈通道)fc，其中流动室mc(横向于纵向轴线a来看)被布置在这两个旁流通道fc之间。替代地，也可以仅设置一个旁流通道，或者也可以设置两个以上的旁流通道。这两个旁流通道fc直接在进入口pn后面(下游)从流动室mc分支。这两个旁流通道之后直接在排出口ex前面(上游)重新合并起来。这两个旁流通道fc相对于纵向轴线a对称布置。根据未示出的替代形式，旁流通道被布置成非对称的。

流动室mc基本上直线地将进入口pn和排出口ex彼此连通，使得流体流基本上沿着射流构件1的纵向轴线a流动。旁流通道fc从进入口pn开始在第一区段中分别首先以与纵向轴线a大致成90°的角度在相反的方向上延伸。随后，旁流通道fc弯曲，使得旁流通道分别基本上平行于纵向轴线a(在朝向排出口ex的方向上)延伸(第二区段)。为了使旁流通道fc和流动室mc重新合并起来，旁流通道fc在第二区段的端部处再次改变其方向，使得旁流通道分别基本上指向朝向纵向轴线a的方向(第三区段)。在图4的实施形式中，在从第二区段过渡到第三区段时，旁流通道fc的方向改变了约120°的角度。但是，针对旁流通道fc的这两个区段之间的方向变化，也可以选择不同于这里提到的角度。

旁流通道fc是用于影响流过流动室mc的流体流的方向的装置。为此，旁流通道fc分别具有由旁流通道fc的面向排出口ex的端部构成的入口6a、6b，并且分别具有由旁流通道fc的面向进入口pn的端部构成的出口8a、8b。流体流的一小部分，即旁流20(图20)通过入口6a、6b流进旁流通道fc。流体流的其余部分(所谓的主流10)经由排出口ex从射流构件1中排出(图20)。排出的流体流在图20中用参考标记15表示。旁流20在出口8a、8b处从旁流通道fc中排出，在出口8a、8b处这些旁流可以向通过进入口pn进入的流体流施加侧向(横向于纵向轴线a)的冲击。因此，流体流的方向以这样的方式受到影响，使得在排出口ex处排出的流体流15在空间上振荡，更确切地说是在流动室mc和旁流通道fc布置在其中的平面内振荡。示出了振荡的流体流的图20将在后面进行更详细的阐述。

旁流通道fc分别具有在旁流通道fc的整个长度(从入口6a、6b直至出口8a、8b)上几乎恒定的横截面。相反，流动室mc的横截面的尺寸在主流10的流动方向上(即在从进入口pn至排出口ex的方向上)不断增加，其中流动室mc的形状与两个对称平面镜像对称。

流动室mc通过块11a、11b与每个旁流通道fc分开。这两个块11a、11b在图4的实施形式中在形状和尺寸上相同，并相对于纵向轴线a对称地布置。但原理上也可以将这两个块构造成不相同的且为非对称取向。在非对称取向时，流动室mc的形状也是不对称的。图4中示出的块11a、11b的形状仅仅是示例性的且可以改变。图4中的块11a、11b具有被倒圆角的边缘。

此外，在旁流通道fc的入口6a、6b处还设置了凹部形式的分离器105a、105b。在此，在每个旁流通道fc的入口6a、6b处，凹部105a、105b分别超出旁流通道fc的周边边缘的一部分突出到相应的旁流通道fc中，并在该位置处通过减小横截面改变其横截面形状。在图4的实施形式中，周向边缘的该一部分被这样选择，使得每个凹部105a、105b(此外还)指向进入口pn(基本上平行于纵向轴线a取向)。替代地，分离器105a、105b可以为另外的取向。通过分离器105a、105b影响和操纵旁流20与主流10的分离。通过分离器105a、105b的形状、尺寸和取向可以影响从流体流中流入旁流通道fc的量以及旁流20的方向。这又导致对在射流构件1的排出口ex处排出的流体流15的排出角度(并从而影响振荡角度)以及频率造成影响，在排出口ex处排出的流体流15以该频率振荡。因此，通过选择分离器105a、105b的尺寸、定向和/或形状，可以有针对性地影响排出口ex处排出的流体流15的轮廓(profil)。替代地，也可以仅在两个旁流通道中的一个的入口处设置分离器。

进入口pn上游前置有漏斗形附件(ansatz)106，该漏斗形附件在朝向进入口pn的方向上(下游)逐渐变细。流动室mc也逐渐变细，更确切地说是在排出口ex的区域中逐渐变细。该变细部由在分离器105a、105b与排出口ex之间延伸的排出通道107构成。在此，漏斗形附件106和排出通道107以如下方式逐渐变细，使得仅其宽度(即其在图4的图平面中垂直于纵向轴线a的延伸)在下游分别减小。该变细部不影响附件106和排出通道107的深度(即垂直于图4中图平面的延伸)。替代地，附件106和排出通道107也可以分别在宽度上和在深度上逐渐变细。此外，可以仅附件106在深度上或在宽度上逐渐变细，而排出通道107在宽度上和在深度上都逐渐变细，反之亦然。排出通道107的变细部的尺寸影响从排出口ex排出的流体流15的方向特性并因此影响其振荡角度。漏斗形附件106和排出通道107的形状在图4中仅示例性地示出。在这里，漏斗形附件和排出通道的宽度在下游分别线性地减小。变细部的其它形状是可行的。

在旁流通道fc的入口6a、6b和出口8a、8b的区域中分别布置了过滤元件fe。在此，入口6a、6b的区域中的过滤元件fe在旁流的流动方向上看在分离器105a、105b之前延伸。在图4中示意性地画出了虚线，该虚线表示在每个入口区域和出口区域6a、6b、8a、8b中的各个过滤元件fe的大致线性的布置。在此，虚线中的每一个点并非必然与一个过滤元件fe对应。更确切地说，虚线应当仅示出了过滤元件fe的原则上的路径(在图4的实施例中是线性的)。过滤元件fc在整个构件深度上延伸。过滤元件fe被布置成与块11a、11b以及与流动室mc和旁流通道fc的侧壁间隔开。过滤元件的布置(一组过滤元件)在旁流通道fc的整个宽度上延伸，但是也可以不太宽。过滤元件的布置基本上横向于(这里不是必须指90°的角度)旁流20的流动方向延伸。过滤元件fe的形状、尺寸和数量可根据各种标准来选择。因此，流体的类型以及流体所带有的颗粒的量、形状和大小可以影响过滤元件fe的形状、尺寸和数量。优选地，入口区域6a、6b中的过滤元件fe之间的间距小于出口区域8a、8b中的过滤元件fe之间的间距。替代地，过滤元件fe仅被设置在入口区域6a、6b中且不被设置在出口区域8a、8b中。

过滤元件fe可以根据块11a、11b(或流动室mc)的侧壁4a、4b的假想延伸进行定位。不同于示出的过滤位置，过滤元件fe也可以沿着在流动状况中产生的流线进行定位，在该流动状况中主流紧靠着块11a、11b(或流动室mc)的侧壁4a、4b中的一个。此外，过滤元件fe可以在旁流通道fc的入口6a、6b的区域中和/或在旁流通道fc的出口8a、8b的区域中布置在(主流的)最大流速分量出现的位置上，该最大流速分量交替地沿着主流和横向于主流。技术人员可以借助于通常从现有技术中已知的方法(例如用于不带过滤元件的射流构件的方法)确定该位置。过滤元件fe被定位在旁流通道fc的最窄的横截面的区域中也是可行的。在具有分离器105a、105b的射流构件中，该位置通常位于分离器105a、105b和将流动室与旁流通道fc分离的块11a、11b之间。

图20示出了流体流的三个瞬时摄影，以示出在振荡周期期间在图4的射流构件1中的流体流的流动方向(流线)(图a)至c))。图a)和c)示出了排出的流体流15的两个偏转的流线，其大致对应于最大偏转。排出的流体流15在这两个最大值之间扫过的角度为振荡角度α(图20)。图b)示出了排出的流体流15的位置的流线，该位置大约位于图a)和c)的两个最大值之间的中间。下面将对振荡周期期间射流构件1内的流动进行描述。在此使用术语“上部旁流通道”和“下部旁流通道”。这些术语仅涉及图4中的两个旁流通道的相对布置(不涉及强制性必需的布置)并且是为了更好地理解。

首先，流体流在压力下经由进入口pn被引导到射流构件1中。流体流在进入口pn的区域中几乎不经受压力损失，因为该流体流可以不受干扰地流入流动室mc。流体流的主流10首先沿着纵向轴线a在朝向排出口ex(图a))的方向上流动。

通过引入一次随机的或有针对性的干扰，流体流在朝向一个块11a的面向流动室mc的侧壁的方向上侧向地偏转，从而使流体流的方向逐渐偏离纵向轴线a直到流体流被最大程度地偏转。在此，通过所谓的柯恩达效应(-effekt)，流体流的最大部分，即所谓的主流10紧靠一个块11a的侧壁，并随后沿着该侧壁流动。在主流10和另一个块11b之间的区域中形成再循环区域30。在此，再循环区域30扩大的越多，主流10越紧靠着一个块11a的侧壁。主流10以相对于纵向轴线a的随时间变化的角度从排出口ex排出。在图20a)中，主流10紧靠着一个块11a的侧壁，且面向块11b的再循环区域30具有其最大尺寸。此外，流体流15以几乎尽可能大的偏转从排出口ex排出。

流体流的一小部分，即所谓的旁流20与主流10分离并经由旁流通道fc的入口6a、6b流入旁流通道fc。在图20a)所示的情况下(由于流体流在块11a的方向上的偏转)，流入毗邻块11b(主流10不紧靠其侧壁)的旁流通道fc中的流体流的部分明显多于流入毗邻块11a(主流10紧靠其侧壁)的旁流通道fc的流体流的部分。因此，在图20a)中，上部旁流通道fc中的旁流20明显多于下部旁流通道fc中的旁流20，下部旁流通道fc中的旁流20几乎可忽略不计。通常，可以通过分离器来影响和操纵流体流至旁流通道fc的偏转。旁流20(特别是下部旁流通道fc中的旁流20)通过旁流通道fc流到旁流通道的各个出口8a、8b，并从而向在进入口pn处进入的流体流提供冲击。由于下部旁流通道fc中的旁流20多于上部旁流通道fc中的旁流20，因此，由下部旁流通道fc中的旁流20中产生的冲击分量占主导地位。

因此，主流10通过(下部旁流通道fc中的旁流20的)冲击被压靠到块11a的侧壁上。同时，面向块11b的再循环区域30在朝向下部旁流通道fc的入口8b的方向上移动，由此妨碍了流体进入下部旁流通道fc。由下部旁流通道fc中的旁流20产生的冲击分量随之减小。同时，面向块11b的再循环区域30减小，而在主流10与块11a的侧壁之间形成另一个(扩大的)再循环区域30。在这种情况下，进入到上部旁流通道fc中的流体增加。由上部旁流通道fc中的旁流20产生的冲击分量随之增加。这些旁流20的冲击分量在进一步流动中越来越接近，直到它们一样大且相互抵消。在这种情况下，进入的流体流未被偏转，从而使得主流10大约在两个块11a、11b之间中间地移动，并且流体流15几乎没有偏转地从排出口ex排出。图20b)并没有准确地示出这种情况，而是示出了在此之前不久的情况。

在进一步流动中，进入上部旁流通道fc中的流体一直继续增加，从而使得由上部旁流通道fc中的旁流20产生的冲击分量超过由下部旁流通道fc中的旁流20产生的冲击分量。如此一来，主流10被一直继续挤压离开块11a的侧壁，直到该主流由于柯恩达效应紧靠在相对的块11b的侧壁上(图20c))。面向块11b的再循环区域30在此消失，而面向块11a的再循环区域30扩大到其最大尺寸。主流10现在以最大偏转从排出口ex排出，与图20a)的情况相比，该最大偏转具有相反的符号。

随后，面向块11a的再循环区域30将移动并堵塞上部旁流通道fc的入口6a，从而使得在此处流体的流入再次减少。结果是，下部旁流通道fc中的旁流20提供主要的冲击分量，从而使得主流10又被挤压离开块11b的侧壁。所描述的变化现在以相反的顺序来实现。

通过射流构件的结构和描述的过程，排出口ex处排出的流体流15在流动室mc和旁流通道fc布置在其中的平面中绕着纵向轴线a振荡，从而产生周期性来回摆动的流体射流。为了达到所描述的效果，射流构件1的对称结构不是强制性必需的。

图3的部分图a)和b)分别示出了图4的射流构件1内的短暂的流动过程的瞬时摄影，其中两个部分图中拍摄的时间点是相同的。射流构件内的流体流的速度由灰度来编码。在此，射流构件内的速度场以主流方向上的最大速度表示在主流方向(从进入口pn到排出口ex)上的流体流的标准化速度。黑色对应于标准化速度u/umax0，且白色对应于标准化速度u/umax1并从而对应于主流方向上的最大速度。

此外，图3的部分图b)还示出了流线以用于附加的可视化。在排出口ex和图3右边的旁流通道fc的入口6b处的过滤元件fe之间可识别出区域，在该区域处流线形成闭合曲线(再循环区域)。在这种瞬时的流动情况下，横向力作用在过滤元件fe上，或者这里的流动具有相对于主流方向的较高的横向分量。图3所示的再循环区域由于振荡机制而分解，其中在排出口ex和图3左边的旁流通道fc的入口6a处的过滤元件fe之间产生了另一个再循环区域。通过这种动力学，各个过滤元件fe相对于主流方向被横向地交替地流过。这种流动情况确保可能紧靠过滤元件fe的颗粒再次在主流的方向上进行传送，并随后被主流携带走。从而可以实现射流构件的自清洗效果。

图7以部分图a)至c)示出了振荡周期期间的三个瞬时摄影。在此，并非示出了所有流线，而是仅示出了具有高流速的流线。原则上，过滤元件fe可以通过主流10(在入口6a、6b处)、旁流20(在出口8a、8b处)以及通过不断变化的再循环区域30(在入口6a、6b处)进行清洗。部分图b)和c)示例性地示出了再循环区域30如何在反馈通道fc的入口6a、6b处沿着过滤元件fe移动并且同时改变其形状。在这种情况下，过滤的异物经受来自不同的方向作用的力。这种力可以确保异物再次脱离，并随后被主流10或被再循环区域30自身导走。在反馈通道fc的出口8a、8b处过滤的异物可以通过从反馈通道fc中排出的旁流20被去除。因此，出口区域8a、8b中的过滤元件fe的间距可以设置得比入口区域6a、6b中的大，以便能流经入口区域6a、6b中的过滤元件fe的异物也可以离开反馈通道。

图4的射流构件也可以被看作射流振荡器(fluidischeroszillator)，其中(一次)有针对性地对主流10进行方向改变导致流动室mc中的主流10和排出的流体流15的振荡。尽管存在流经射流构件1的流体带有的颗粒或异物，但图4的射流构件1并没有丧失其功能。另一个正面的副效应是，图4的射流构件中的压力损失比具有位于进入区域pn的区域中的过滤元件fe(图1和2)的已知的射流构件小，因为在已知的结构形式中所有流体流都必须流经过滤元件fe。

通过过滤元件fe可以在反馈通道fc的入口6a、6b处或/和在反馈通道fc的出口8a、8b处产生横截面缩窄部。过滤元件可以由彼此间隔开的各个主体构成，由此产生减小的反馈通道fc的横截面，以便实现过滤功能。各个(过滤)主体可以具有相互之间的间距，该间距不会小到以至于不再有流体能通过，和/或不会大到以至于不能实现过滤效果。通过反馈通道fc的区域中的过滤元件fe防止更大量的颗粒或异物能够进入反馈通道fc。因此，异物在反馈通道fc中的沉积得以减少或被阻止。若没有过滤元件，很可能产生在反馈通道fc中沉积的风险，原因在于反馈通道fc中的流速通常大大低于流动室mc中的流速。因此，异物可能会附着在反馈通道中，并且有可能不会被冲掉。

通过将过滤元件fe布置在例如具有周期性方向变化的流动的区域中，流体可以独立地清洗过滤元件fe。通过再循环区域30(在旁流通道的入口处)和/或通过旁流20(在旁流通道的出口处)使颗粒或沉积物从过滤元件fe脱离，这些颗粒或沉积物随后可以通过主流10被运走。

特别地，图5的射流构件1通过过滤元件fe的布置不同于图4的射流构件。在这里，过滤元件fe也分别被布置在旁流通道fc的入口6a、6b和出口8a、8b的区域中。然而，图5中的过滤元件fe不被布置成直线的(线性的)，而是遵循各自的弯曲路径(图5中的虚线)。在此，两个入口6a、6b和两个出口8a、8b处的路径分别呈镜面对称，其中入口6a、6b处的路径与出口8a、8b处的路径不同。因此，在入口6a、6b处的过滤元件fe在旁流20的流动方向上看(即在从入口6a、6b至相应的出口8a、8b的方向上看)根据凹曲线布置，并且在出口8a、8b处的过滤元件fe在旁流20的流动方向上看根据凸曲线布置。凸曲线和凹曲线的曲率半径不同并在图5中仅示例性地示出。根据应用实例(流体的性质(例如粘度、密度、表面张力、温度)、颗粒的性质(大小、形状、可变形性)和颗粒的量)可以有区别地选择曲率半径。因此，例如在两个入口6a、6b和两个出口8a、8b处，曲率半径可以相同或各自不同(例如射流构件为非对称的结构形式时)。所有的曲线也可以是凸的或凹的。

图6示出了过滤元件fe的路径的其它实施例。图6的射流构件1也特别地通过过滤元件fe的布置与图4的射流构件不同。因此，在入口6a、6b处的过滤元件fe在旁流20的流动方向上看(即在从入口6a、6b到相应的出口8a、8b的方向上看)分别根据凸曲线布置，其中这两个凸曲线却彼此不同。出口8a处的过滤元件fe在旁流20的流动方向上看根据凹曲线布置。出口8b处的过滤元件fe根据锯齿形线布置。用于布置过滤元件fe的其它的几何形状是可设想的。根据应用实例(流体的性质(例如粘度、密度、表面张力、温度)、颗粒的性质(大小、形状、可变形性)和颗粒的量)可以选择不同的几何形状。在此，例如以如下方式选择用于布置过滤元件fe的几何形状，使得过滤元件fe沿着流体流的流线延伸。

图8和图10示出了射流构件1的两种其它的实施形式。这两种实施形式特别地通过在排出通道107中设置流动分配器3(也称分流器)与图4中的实施形式区分开来。在图8的射流构件1的旁流通道fc的入口6a、6b处不设置分离器。在图10中，分离器105a、105b(与图4的实施形式相比)在朝向进入口pn的方向上具有逐渐变尖的形状。块11a、11b的形状也与图4的形状不同。但是这两种实施形式的基本几何特性与图4的射流构件1的基本几何特性一致。

流动分配器3分别具有在流体流方向上变宽的三角形楔体的形状。排出通道107也在流体流方向上变宽。楔体具有对应于构件深度的深度。(构件深度在整个射流构件1上是恒定的)。在此，流动分配器3将排出通道107分成具有两个排出口ex的子通道并且将流体流分成两个从射流构件1中排出的子流。通过结合图4所描述的振荡机制，这两个子流脉冲地从这两个排出口ex中排出。

在图8的实施形式中，流动分配器3基本上在排出通道107中延伸，而在图10的实施形式中，该流动分配器伸入流动室mc。流动分配器3的形状和尺寸原则上可根据所期望的应用自由选择。此外，也可以设置多个流动分配器(横向于振荡平面中的纵向轴线a或者也横向于流体流的振荡平面)，以便将排出的流体射流分成两个以上的子流。

图8和图10也示出了用于块11a、11b的两种其他的实施形式。然而，这些形式仅是示例性的且应理解为不仅与流动分配器3相关。同样，在使用流动分配器3时，块11a、11b可以构造得不同。图8的块11a、11b具有大致为梯形的基本形状，该基本形状在下游(在宽度上)逐渐变细并且三角形的突出部分别从该基本形状的端部伸入流动室mc。图10的块11a、11b类似于图4的块，但却没有被倒圆的角。

过滤元件fe在图8和图10(也如在图4中)中沿着直线(虚线)被布置在旁流通道fc的入口6a、6b和出口8a、8b的区域中。

图9的射流构件对应于图10的射流构件，并且与后者的不同之处特别在于，没有设置流动分配器。

图11示出了本发明的另一种实施形式。在该实施形式中，旁流通道fc通过块11a、11b与流动室mc分开，其中块11a、11b大致为矩形且分别具有三角形的突出部，该突出部在块11a、11b的面向进入口pn的端部处伸入流动室mc。在此，流动室(除其中形成了三角形突出部的区域之外)具有基本上恒定的宽度。由于块11a、11b的形状，旁流通道fc的各个部分基本平行于或垂直于流动室mc延伸。在图11的实施形式中不设置分离器。在旁流通道fc的入口6a、6b的区域中设置分别沿着弯曲的线布置的过滤元件fe。在此，该线在旁流20的流动方向上看(即从入口6a、6b至相应的出口8a、8b的方向上看)根据凸曲线布置。在旁流通道fc的出口8a、8b的区域中设置分别沿着直线布置的过滤元件fe。该过滤元件的布置基本上横向于(这里不是必须为90°的角度)旁流20的流动方向延伸。

在图12至图19中示出了各种已知的、附加地具有过滤元件fe的射流构件。根据本发明，过滤元件fe在此被布置在旁流通道fc的入口处和出口处(图12-图17、图19)。在图15中，旁流通道fc被短接(kurzschlieβen)。因此，旁流通道的开口随时间变化作为入口和出口。在第一步骤中，例如图15示出的旁流通道fc的上部开口为入口，且因此图15示出的旁流通道fc的下部开口为出口，更确切地说，直至(主)流被压到流动室mc的其它壁侧上。随后，各个开口互换其功能。

在图17的部分图b)中设置了多个反馈通道fc。在排出口ex的区域中的反馈通道fc增强了时间的脉动，但在这里不作为用于改变主流的方向的装置起作用。过滤元件fe确保附加的反馈通道fc的功能。

在图18中设置了袋状室sk作为用于有针对性地改变主流的方向的装置。在该实施例中，袋状室sk的入口同时也是袋状室sk的出口。过滤元件fe被布置在袋状室sk的入口区域/出口区域中。

没有过滤元件的(或具有在射流构件的进入口的区域中/进入口下游的过滤元件的)图12至图19的射流构件从下列公布中已知：ep1053059b1(图12中的部分图a)和b))，wo80/00927(图12中的部分图c)、图13)，ep1658209b1(图14)，de2051804(图15)，de2414970(图16)，us8,733,401b2(图17中的部分图a)和b))，哈里·戴蒙德实验室(harrydiamondlaboratories)于1969年在华盛顿发表的reviewofsomefluidoscillators(图18)，2013年6月24日至27日召开的第43届流体动力学会议(43rdfluiddynamicconference)上发表的areviewoffluidicoscillatordevelopmentandapplicationforflowcontrol。

根据本发明的射流构件(1)适合于带有颗粒或异物的或污染的流体，其中尽管存在进入射流构件的颗粒或异物，但射流构件的功能(形成振荡的流体流)被保留并且不会被颗粒堵塞。另外，根据本发明的射流构件(1)还具有自清洗效果，因为过滤元件被(处于压力下的)流体再次冲洗。因此，过滤元件fe可以通过主流10、旁流20以及通过不断变化的再循环区域30来清洗。主流10的改变的方向，且特别是再循环区域30的改变的方向在振荡过程期间相应地冲刷并清洁过滤元件fe。因此，过滤的异物经受来自不同方向作用的力。该力可以确保异物再次脱离并随后被主流10或被再循环区域30引导走。特别地，该效果在反馈通道fc的入口6a、6b处特别显著(参考图7)。在反馈通道fc的出口区域8a、8b中被过滤的异物可以通过旁流20来去除。

由于基本上只有旁流必须流过横截面缩窄部，因此过滤元件的存在仅导致压力损失更少。由于集成的过滤元件(以及旁流通道或袋状室)不会堵塞，因此射流构件具有更长的使用寿命。此外，与具有前置的(布置在射流构件的进入口上游的)过滤系统的系统相比，通过根据本发明的过滤元件的布置还可以减少成本和复杂性。

根据本发明的射流构件适用于使用流体工作的任何应用领域。例如，根据本发明的射流构件可以用于清洗技术。另一个应用领域是表面润湿、表面处理或通过施加粉末或通过颗粒与表面进行碰撞而改变表面特性。对此，典型的方法是喷射法，例如喷丸法(喷丸)。然而，根据本发明的射流构件也可以应用在与含有纤维的流体有关的应用领域中，例如应用在造纸工业中。

对本发明的所有实施形式都适用的是：过滤元件fe可以用于影响排出的流体流的喷射特性(排出的流体流的出口角度、排出的流体流的振荡频率)。在用于有针对性地改变主流的方向的装置的各个入口区域和/或出口区域中的过滤元件的间距应相同，但也允许不同。例如反馈通道fc的入口6a、6b处的过滤元件fe的间距可以小于位于该反馈通道fc的出口8a、8b处的过滤元件fe之间的间距。射流构件的几何形状基本上可自由地设计。本发明可应用在具有至少一个反馈通道fc或袋状室的所有射流构件上。

参考标记列表

1射流构件

3流动分配器(分流器)

4流动室的侧壁

6a、6b反馈通道的入口

8a、8b反馈通道的出口

10主流

11a、11b块

15出口处的流体射流

20旁流

30再循环区域

105a、105b分离器

106漏斗形附件

107排出通道

ex排出口

fc反馈通道(旁流通道)，用于有针对性地改变主流的方

向的装置

fe过滤元件

mc流动室

pn进入口