应用在车辆上的雾产生装置的制作方法

本发明涉及在车辆上使用的雾产生装置,尤其但不排除地涉及一种用于为车辆上的内燃机产生雾的装置。

背景技术：

众所周知，车辆内燃机的废气排放对大气污染有着极其重大的影响。来自汽油和柴油发动机的废气包含各种燃烧副产物，例如烃、诸如一氧化碳的碳氧化物、以及已知有害于环境的氮和硫的氧化物，尤其是以微粒排放时。当内燃机在没有足够的氧气来完全燃烧它们的燃料的情况下运行时，这些特别有害的颗粒污染物处于其峰值。

同样周知的是，如果内燃机在低功率水平运行和/或在高温下运转，在此期间，内燃机的效率将会下降且有可能导致燃料的不完全燃烧，则这些有害燃烧副产物的量将会增多。为了减少这些有害副产物的产生和/或排放，并且同时提高内燃机的效率，开发出了诸如催化转化器和气喷系统的各种系统。在一些现代的发动机中，业已将湿气(例如蒸汽)喷射到内燃机中以改善内燃机的性能，从而减少有害物质的排放。

发明目的

本发明的一个目的在于提供一种用于产生应用在车辆上的雾的装置。

本发明的另一个目的在于在一定程度上减轻或消除与现有技术相关的一个或多个问题，或者至少提供一种有用的替代方案。

上述目的通过主要权利要求的特征组合来满足；从属权利要求公开了本发明的其他有利实施例。

本领域技术人员将从以下描述中得出本发明的其他目的。因此，前述声明的目的并非穷尽的，而仅用于示出本发明诸多目的中的一部分。

技术实现要素：

在第一主要方面，本发明提供了一种用于从液体中产生雾的装置，包括：支撑件；雾产生构件，该雾产生构件设置在支撑件下部且适配成浸没在液面下方；至少一个浮力构件，该浮力构件设置在支撑件上部用于在液面处浮力支撑所述装置，使得在使用时，所述雾产生构件适配为在离所述液面基本恒定的深度处产生雾；以及雾输送构件，该雾输送构件设置在支撑件处用于从所述雾产生构件向上输送所产生雾流；其中雾输送构件的位置与该至少一个浮力构件间隔开，从而减少所述至少一个浮力构件对向上输送的雾流的干扰。

在第二主要方面，本发明提供一种用于从液体中产生雾的装置，包括：支撑件；至少一个浮力构件，该至少一个浮力构件设置在所述支撑件上部，用于在液面处浮力支撑所述装置；雾产生构件，该雾产生构件设置在所述支撑件下部且适配成在使用时浸没在所述液面下方；壁构件，该壁构件设置在所述支撑件处以至少部分地围绕所述雾产生构件，在使用时该壁构件设置成延伸至液面上方；其中壁构件配置有至少一个通孔，以允许液体在雾产生构件和该壁构件外部之间通过，使得在使用时该雾产生构件连续地暴露于基本恒定体积的液体，并因此适配成在离所述液面基本恒定的深度处产生雾。

在第三主要方面，本发明提供一种在车辆上使用的设备，包括：用于容纳液体的箱体、和根据第一或第二方面的雾产生装置。

本发明内容不必公开所有用于限定本发明的必要特征，本发明可以存在于所公开特征的子组合中。

附图说明

从以下仅结合附图通过实例的方式示出的优选实施例的描述中，本发明的上述特征和进一步特征将会变得清晰明了，在附图中：

图1是示出本发明的雾产生设备的实施例的透视图；

图2是图1中设备的另一幅透视图；

图3是示出了在第一位置时本发明雾产生装置的实施例的图1中设备的剖面图；

图4是示出了在第二位置的图3中装置的图1中设备的剖面图；

图5是示出本发明的雾产生装置的实施例的透视图；

图6是图5中装置的顶部透视图；

图7是图5中装置的侧面透视图；

图8是图5中装置的顶部平面图；

图9是沿图8中剖面a-a的剖面图；和

图10是沿图8中剖面b-b的剖面图。

具体实施方式

以下描述仅作为示例的优选实施例，且不限于用于实现本发明所必需的特征的组合。

在本说明书中提及“一个实施例”或“一实施例”意为描述成与该实施例相关的特定特征、结构、或特性包括在本发明的至少一个实施例中。在说明书中各个位置出现的短语“在一个实施例中”不一定全都指代相同的实施例，也不是与其他实施例相互排斥的单独或替代实施例。此外，还描述了可由部分实施例展现而不能由另一部分实施例展现的各种特征。类似地，还描述了对于部分实施例可能是必要条件而对于另一部分则非必要条件的各种要求。

参照图1到图4，所示出的是用于产生雾的设备10的一个实施例，尤其是(但不排除)用于在内燃机驱动的车辆上使用。设备10适于从液体中产生雾，然后这些雾被传送或输送到车辆内燃机的燃烧室，但本领域技术人员可以理解的是，只要被认为是合适并且适用的，则所述设备10便可以用于产生在车辆的其他内部部件、构件或运转区域内使用的雾。

在本说明书的上下文中，术语“车辆”广义地指代适于传送人或货物的任何形式的移动机械装置，例如但不限于诸如轿车、卡车和巴士之类的汽车；诸如火车或电车之类的轨道车辆；诸如轮船和船艇之类的水上器械；以及航空器械，只要车辆适配为经由一个或多个内燃机通过燃料(比如汽油、油、或者其他燃料)的燃烧产生动力。此外，术语“雾”通常指代极度细微的液滴流或液滴云，液滴尺寸小到足以例如以气雾的形式悬浮在空气中。一般来说，雾的细微液滴的直径在约1微米到约5微米的范围内，这取决于液体的表面张力和密度、以及雾产生装置的激发频率。

在如图所示的实施例中，设备10包括适于容纳液体的箱体20。所述液体可以包括如蒸馏水和/或富氧水之类的水。或者，液体可以是水和任何已知的用于车辆的一种或多种水溶性性能增强剂的水性混合物。设备10还包括设置在箱体20内用于从液体中产生雾的雾产生装置100，参见图3和图4。装置100适配成被浮力支撑在液面处，使得雾将在离所述液面恒定深度d的液体中产生。在图5到图10中更清晰地示出了装置100的特征，并且这些特征将在以下说明中进行详细的论述。

具体地，箱体20通常可包括用于将液体引入箱体20的进液口22、和用于从箱体20排出所产生的雾的出雾口28。进液口22和出雾口28通过箱体20的内腔设置成流体连通，箱体20的内腔包括用于容纳液体的液体室12、和优选地用于在所产生雾被经由出雾口28排出之前暂时储存该雾的雾室14，参见图3和4中箱体20的内部视图。进液口22设置成与液体室12流体连通且液体室12和出雾口28通过雾室14流体连通，使得液体室12、雾室14、进液口22以及出雾口28全部流体连通。

任选地，雾室14可配置有用于控制和调节雾室14内雾流的一个或多个流量控制装置(未示出)。

进液口22可以设置成可由诸如螺旋盖24之类的盖子或盖24进行遮盖。任选地，螺旋盖24还可通过诸如连接在箱体20外壁的铰接罩之类的安全罩27来定位或固定。盖子24可进一步包括多个空气通道26，所述多个空气通道26适配成允许空气在箱体20内部和其外部之间通过。优选地，多个空气通道26可包括多个孔26，所述孔26允许箱体20内腔和外部之间的气体流通，从而平衡内部空气压力。

在一个实施例中，进液口22可由可置换的过滤件70进行遮盖，以防止污尘、粉尘或其他颗粒物进入箱体20。过滤件70可以由任意轻质多孔材料制成，例如但不限于合成海绵和/或泡沫材料。特别地，构成过滤件70的材料的孔径应该小到足以防止外界空气中的污尘、粉尘或其他颗粒物通过，但是允许箱体20的内腔和外部之间的气体连通。

优选地，进液口22设置在与箱体20的底部21间隔开的箱体20的侧壁处。特别地，进液口22不仅作为用于液体流入箱体20的开口，还用于在引入的液体的液位超过最大值时作为液体流出的开口。因此，如图3所示，箱体20内容纳的液体的最大容积由高度hmax限定，即进液口22和箱体20的底部21的内表面之间的垂直距离。

设备10可以设置成包括开关构件50，该开关构件50设置在箱体20的内底部表面，其适配为由装置100驱动。具体地，如图4所示，当开关构件50由例如装置100的下部的基部进行驱动时，开关构件50适配为通过切断从电源到装置100的电源供应来关断装置100。优选地，将开关构件50设置在箱体20的内底部表面，使得当液体消耗至其最低水平时，随着装置100朝向箱体20的底部21下降，装置100的基部与开关构件50接触并因此驱动开关构件50。因此，容纳在箱体20内的液体的最低容积可由高度hmin限定，即当装置100的下部的基部驱动开关构件50时的液面和箱体20的内底部表面之间的垂直距离。在一个实施例中，开关构件50适配成与电源和/或印刷电路板组件(pcba)40通过一个或多个已知的短程无线通讯技术(例如但不限于蓝牙^tm或wifi^tm)进行无线通讯。印刷电路板组件(pcba)40也可以设置成与装置100电连接，从而通过例如拖曳线41来控制雾产生构件110的运转。

优选地，箱体20由一个或多个轻质、刚性和耐腐蚀的材料制成，例如但不限于塑料、不锈钢、铝或其他轻质金属合金。此外，尽管在附图中包含了圆柱形箱体，但应当理解的是，任何其他形状的箱体都包括在本发明的范围之内，例如但不限于矩形棱柱的形状。优选地，箱体20构造成容纳大约1升的液体，但这可以根据诸如车辆的尺寸、发动机尺寸或类似的因素而进行变化。

任选地，设备10可进一步包括一个或多个传感器60，该传感器60用于感测所产生雾的一个或多个条件，比如雾的压力、温度以及流速。传感器60可设置成与pcba40进行通讯。任选地，也可以将一个或多个指示工具设置在箱体20处，以指示设备10的运行状态。

在另一个实施例中，设备10可进一步配置成包括运动传感器，该运动传感器适配成在运动传感器感测到车辆处于运动状态时触发雾产生装置100的运转。运动传感器可包括，例如，一个或多个加速度计，该加速度计适配成测量车辆的加速度和减速度。或者，运动传感器可以设置成远离于设备10进行定位但又可与设备10电连接的独立单元。

参见图5到图10，所示出的是雾产生装置100的一个实施例，该雾产生装置100适配成设置在设备10的箱体20的液体室12内。在使用中，装置100适配成被浮力支撑在箱体20内容纳的液面处。如图3和图4所示，装置100的浮力使得在离液面恒定的深度d的液体中产生雾成为可能，从而控制雾的产生速率，因此针对输入能量的给定量将雾的产生量控制为基本恒定。

如图中所示，雾产生装置100包括支撑件102和设置在支撑件102下部的雾产生构件110。在使用中，雾产生构件110适配成浸没在液面下方。装置100进一步包括至少一个设置在支撑件102上部的浮力构件120，用于在液面处浮力支撑该装置100，使得在使用时，雾产生构件适配为在离液面基本恒定的深度d处产生雾。

特别地，雾产生构件110可配置成包括振动工具，该振动工具适配成通过将电力转化成机械振动来进行振动。例如，该振动工具可包括至少一种压电材料，使得振动工具可以被设置为以一个或多个超声频率振动，例如任何超过20000hz的频率。超声振动激发周围的液体，其将高频振动传输到液体-空气分界处，在液面的紧邻处引起空化，从而引起许多雾状微细液滴的形成。压电材料可包括一种或多种诸如陶瓷或石英的材料。在这个实施例中，如图3和图4所示，恒定的深度d由液面和雾产生构件110的振动工具之间的距离来限定。优选地，装置100配置成使得恒定深度d的范围为约20mm至约40mm，这取决于雾产生装置100和雾产生设备10的尺寸和应用。

装置100可进一步包括设置在支撑件102处的雾输送构件130，用于将所产生的雾流从雾产生构件110向上输送。在一个实施例中，当装置100设置成被浮力支撑在液面处时，雾输送构件130构造成延伸至液面上方，并且与至少一个浮力构件120相间隔开地定位，从而减少该至少一个浮力构件120对向上输送雾流的干扰。

优选地，所述至少一个浮力构件120包括至少三个浮力构件120，这些浮力构件120以三角形的布置方式进行设置，以使装置100在液面上获得稳定的定位和支撑。雾输送构件130可以设置在装置100的基本上中心位置。更优选地，中心设置的雾输送构件130可由三个浮力构件120部分包围，但同时保持间隔。尽管在本说明书中将具有三个三角形设置的球状浮力构件120的装置100作为优选实施例进行描述和说明，本领域技术人员应当理解的是，只要结构布局在不偏离本发明范围的情况下是适用并且可行的，那么具有其他数量的浮力构件、其他形状的浮力构件、以及/或者其他位置布置方式的浮力构件的装置也应当被包括在本发明之中。

在一个实施例中，如图9的剖视图所示，雾输送构件130可包括通道132，该通道132具有第一开口端134和远离第一开口端134的第二开口端136。具体地，第一开口端134设置在与雾产生构件110相邻处以从该雾产生构件110接收所产生的雾，并且适于与支撑件102的下部连接。然后所产生的雾将沿着通道132进行输送，并通过第二开口端136被排至箱体20的内部。

在如图所示的实施例中，通道132可以构造成包括壁构件140，该壁构件140包括，例如，内圆柱形壁构件142和外圆柱形壁构件144，其中内壁构件142由外壁构件144至少部分地包围，以形成大致同心的布置。在此结构中，内壁构件142适配成与雾产生构件110一起限定出第一腔141，并且外壁构件144适配成与内壁构件142一起限定出第二腔143。从图8的顶部平面视图中可以更清晰地看见腔141、143。

优选地，内壁构件142和外壁构件144可分别包括至少一个内壁通孔145和至少一个外壁通孔147，以允许液体通过内、外壁构件。通孔145、147可以以例如一个或多个孔或狭槽的形式进行设置，以允许第一腔141、第二腔143以及通道132的外部(即在此实施例中的外壁构件144的外部)之间的流体连通。利用这种结构布局，雾产生构件110连续地暴露于第一腔141中基本恒定体积的液体，并且由于壁构件142、144所带来的屏蔽效应还经受减弱了的或最小的液体运动或湍流。这对确保屏蔽腔内的液面稳定尤其有利，并因此在基本恒定的深度d处通过构件110可实现雾的生成，从而得以以更精确的方式控制所产生雾量。更优选地，如图中所示，所述至少一个内壁通孔145和所述至少一个外壁通孔147将彼此径向错位设置，从而强化屏蔽效应，并因此确保基本恒定的雾产生深度d。

尽管在优选实施例中示例了双层同心圆柱形壁构件142、144的布置方式，但本领域技术人员可以理解的是，本发明不应受限于这些特定的实施例。相反，只要壁构件能够屏蔽或减少液体运动或湍流以提供更稳定的液面，并因此提供基本恒定的雾产生深度d，那么一个或多个壁构件的任意布置方式，包括，例如，带有一个或多个通孔以允许邻近壁的内部区域和外部区域之间进行流体连通的重叠或部分重叠的分区、单个或多个的连续壁等等，也均应当被包括在本发明之中。

支撑件102可进一步包括至少一个定位构件150，用于对所述至少一个浮力构件120进行定位，其中所述至少一个定位构件150的位置与雾输送构件130相间隔开地设置，从而减少所述至少一个浮力构件120对向上输送的雾流的干扰。在如图所示的实施例中，定位构件150构造成部分开口的笼子状，该部分开口的笼子适配成接纳其中相应的球状浮力构件120。定位构件150还可设置有一个或多个接合工具152，用于在定位构件150处支撑和固定浮力构件120。

任选地，支撑件102可进一步包括盖构件104，该盖构件104设置在支撑件102的下部，用于在适当位置对雾产生构件110进行遮盖或锁定。例如，如图9所示，盖构件104可以设置成能够与支撑件102的下部接合的螺旋或扭锁的形式，从而防止雾产生构件110脱落。

在另一个实施例中，雾产生装置100可包括支撑件102；至少一个浮力构件120，该浮力构件120设置在支撑件102的上部，用于将装置100浮力支撑在液面处；雾产生构件110，该雾产生构件110设置在支撑件102的下部，并适配成在使用时浸没在液面下方；壁构件140，该壁构件140设置在支撑件102处以至少部分包围雾产生构件110，在使用时，该壁构件140设置成延伸至液面上方。特别地，壁构件140构造有至少一个通孔149，以允许液体在雾产生构件110和壁构件140外部之间通过，使得在使用时，雾产生构件110连续地暴露于基本恒定容积的液体，并因此适配为在离液面基本恒定的深度d处产生雾。类似于前述实施例，承载壁构件140以至少部分包围雾产生构件110的通孔149的布置方式有利于允许雾产生构件110在壁构件140内连续地暴露于基本恒定容积的液体，并且还由于壁构件140所提供的屏蔽效应而经受减弱了的或最小的液体运动或湍流。因此，在离稳定液面基本恒定的深度d处通过雾产生构件110可实现雾的产生，从而得以以更精确的方式控制所产生的雾量。

优选地，壁构件140可包括内壁构件142和外壁构件144。内壁构件142适配成至少部分地包围雾产生构件110并限定第一腔141。外壁构件144适配成至少部分地包围内壁构件142并限定第二腔143。内壁构件142和外壁构件144可分别包括至少一个内壁通孔145和至少一个外壁通孔147，使得第一腔141、第二腔143和壁构件140的外部流体连通。更优选地，所述至少一个内壁通孔145和所述至少一个外壁通孔147彼此径向错位设置，以进一步提高屏蔽效果，从而使更稳定的液面成为可能，并因此使基本恒定的雾产生深度d成为可能。

本发明的雾产生装置和/或设备的优点在于，当在具有内燃机的燃料动力车辆中使用时，该雾产生装置和/或设备有助于通过，例如，降低运行温度从而提升车辆在污染物排放的减少上更进一步的性能表现，来提高内燃机的效率。容纳在箱体中的液体可任选地包括一个或多个性能增强剂和/或富氧溶液，以进一步改善车辆的性能，尤其是在为显著增加表面积而将液体雾化之后。与应用来自蒸汽中的湿气的现有技术相反，因为不需要加热，所以本发明需要更少的功率消耗。此外，本发明的雾产生装置和/或设备提供了节能冷却的效果，众所周知，这种效果在提高内燃机的效率方面起到了重要的作用。此外，一旦装置被驱动，几乎可以立即产生雾，而没有任何显著的延迟，而在现有技术中一般需要显著的延迟，以为系统预热或对水加热。最后，可以通过，例如，调节电源的电压和/或振动的频率等来精确地控制所产生的雾量。

本说明书阐述了本发明的原理。因此，应当理解的是，本领域技术人员将能够设计各种虽然并未在此明确描述或说明但着实体现了本发明之原理且包括在其精神和范围之内的结构布置。

此外，本文中所记载的本发明的原理、方面、实施例，以及其特定示例的所有陈述，均旨在包括其结构和功能等同方案。另外，这样的等同方案旨在包括全部目前已知等同方案以及未来将开发出的等同方案，即，开发出的执行相同功能的任意元件，而无论其结构如何。

尽管在附图和上述说明中已经对本发明进行了详细地阐述和说明，但这些阐述和说明在特征上应当视为示例性的而非限制性的，应当理解的是，所示出和描述的实施例仅是作为示例，并不以任何方式限制本发明之范围。可以理解的是，在此所描述的任意特征均可与任意实施例一起使用。所阐述的实施例并不彼此排斥，也不排斥未在本文中述及的其他实施例。相应地，本发明还提供包括上述实施例中一个或多个的组合的实施例。在不脱离本发明之精神和范围的条件下，还可以对本文所阐述的发明进行修改和变化。因此，应当仅根据所附权利要求所指示的那样对本发明施行限制。

在权利要求书中，作为实现特定功能而描述成工具的任意元件旨在包括实现该功能的任何途径，例如包括，a)实现此功能的电路元件的结合，或者b)任何形式的软件，因此，包括与适当的电路相结合用于使软件执行功能的固件、微码或其他类似物。这些权利要求所限定的发明寓于这样的事实，由所记载的各种方法提供的功能度是以权利要求所要求的方式组合和结合到一起。因此，认为能提供这些功能度的任何手段为这里所示哪些的等同方案。

除非在上下文中由于语言表达或必要含义而另有要求，否则在本发明说明书之后的权利要求中，词语“包括”或者其变型如“包含”或“含有”均为包括性词义，即意在具体说明所述特征的存在，但不排除本发明的各种实施例中其他特征的存在或增添。

应当理解的是，如果本文中引用了任何现有技术的公开文件，这样的引用并非就此认为这些公开文件构成本领域中的公知常识。