專利名稱：超聲波液體傳輸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及用于傳輸噴霧液體的液體傳輸裝置，而且更具體地涉及一種超聲波液體傳輸裝置，其中，在液體排出所述裝置之前通過所述裝置將超聲波能量施加于液體。
背景技術(shù)：
超聲波液體傳輸裝置用于不同領(lǐng)域中，為液體供能而用于霧化此液體，從而提供液體的細(xì)霧或噴霧。例如，這樣的裝置用作霧化器以及其他藥物傳輸裝置，模制設(shè)備，加濕器，引擎的燃料注射設(shè)備，噴涂系統(tǒng)，墨水傳輸系統(tǒng)，混合系統(tǒng)，均勻化系統(tǒng)，等等。這種傳輸裝置通常包括具有流路的殼體，液體以加壓狀態(tài)流動通過所述流路而到達(dá)殼體的至少一個 且有時為多個的排放端口或孔。加壓液體在排放端口處被迫排出殼體。在一些結(jié)構(gòu)中，所述裝置可包括閥構(gòu)件以控制液體從所述裝置的流動。在一些傳統(tǒng)超聲波液體傳輸裝置中，超聲波激發(fā)構(gòu)件通常包含在所述裝置中，且更具體地形成了限定排放端口的殼體部分。激發(fā)構(gòu)件在液體排出排放端口時超聲振動以將超聲能量施加于排出液體。超聲能量易于霧化液體，從而使液體微滴噴霧從排放端口傳輸出來。作為示例，美國專利5，330，100 (Malinowski)公開了一種燃料注射系統(tǒng)，其中，燃料注射器噴嘴(例如，殼體的一部分)自身構(gòu)造為超聲振動，使得當(dāng)燃料經(jīng)由注射器排出口流出時將超聲能量施加于燃料。在這樣的結(jié)構(gòu)中存在風(fēng)險，即，嗔嘴自身振動將導(dǎo)致嗔嘴在排出口處的空隙腐蝕(例如，由于在排出口內(nèi)的燃料空隙所致的空隙腐蝕)。在其他超聲波液體傳輸裝置中，超聲波激發(fā)構(gòu)件可設(shè)置在使殼體內(nèi)的液體流動通過的流路中并處于排放端口的上游。這種裝置的示例在相關(guān)美國專利5，803, 106(Cohen etal. )、5，868, 153 (Cohen et al. )、6，053, 424 (Gipson et al.)和 6，380, 264 (Jameson etal.)中公開，在此以參見的方式引入各上述專利的公開內(nèi)容。這些引用文獻(xiàn)大致公開了一種裝置，其中，通過將超聲能量施加于加壓液體而增加加壓液體通過出口的流速。特別地，加壓液體被傳輸?shù)骄哂心Ｖ祈敹说臍んw腔中，所述模制頂端包括使加壓液體通過而排出所述腔的排出口(或多個排出口)。超聲揚(yáng)聲器部分地在所述腔內(nèi)而且部分地從所述腔向外而縱向延伸，并具有朝向設(shè)置于排出口附近的尖端而減小的直徑，以在揚(yáng)聲器尖端放大超聲波振動。換能器附接到揚(yáng)聲器的外端以超聲振動揚(yáng)聲器。這種裝置的一個潛在缺點(diǎn)在于，各種部件暴露于高壓環(huán)境導(dǎo)致在部件上產(chǎn)生顯著應(yīng)力。特別地，由于超聲揚(yáng)聲器的一部分置于所述腔中，而其他部分未置于所述腔中，因此，存在施加于揚(yáng)聲器不同節(jié)段的顯著壓力差，從而導(dǎo)致?lián)P聲器上的額外應(yīng)力。而且，這樣的設(shè)備不易于容納操作閥構(gòu)件，其中操作閥構(gòu)件在一些超聲波液體傳輸裝置中常用于控制液體從裝置中的傳輸。在另外的液體傳輸裝置中，特別是在包含操作閥構(gòu)件以控制液體從所述裝置的流動的液體傳輸裝置中，已知的是，當(dāng)液體排出所述裝置時超聲激發(fā)閥構(gòu)件自身。例如，在此以參見方式引入其公開內(nèi)容的美國專利6，543，700(JameSOn et al.)公開了一種燃料注射器，其中，注射器閥針至少部分地由磁致伸縮材料形成，該材料以超聲頻率響應(yīng)磁場變化。當(dāng)閥針定位而允許燃料從閥體(例如殼體)排放時，以超聲頻率變化的磁場施加于閥針的磁致伸縮部分。因此，閥針被超聲激發(fā)以當(dāng)燃料經(jīng)由排出口排出注射器時將超聲能量施加于燃料。

發(fā)明內(nèi)容
在一個實施例中，超聲波液體傳輸裝置通常包括殼體，其具有內(nèi)腔和與殼體的內(nèi)腔流體連通的至少一個排放端口，從而使腔內(nèi)的液體在至少一個排放端口處排出殼體。閥構(gòu)件能夠在關(guān)閉位置與開啟位置之間相對于殼體移動，其中，在關(guān)閉位置，內(nèi)腔內(nèi)的液體被阻止經(jīng)由至少一個排放端口從殼體排放，而在開啟位置，液體可經(jīng)由至少一個排放端口從殼體排放。超聲波波導(dǎo)分離于殼體和閥構(gòu)件，波導(dǎo)至少部分地設(shè)置在殼體的內(nèi)腔內(nèi)，從而當(dāng)液體在閥構(gòu)件處于開啟位置時經(jīng)由至少一個排放端口從殼體排放之前對處于內(nèi)腔內(nèi)的液體超聲供能。激發(fā)裝置能夠在閥構(gòu)件處于開啟位置時超聲激發(fā)超聲波波導(dǎo)。 在另一實施例中，超聲波液體傳輸裝置通常包括殼體，其具有內(nèi)腔和與內(nèi)腔流體連通的至少一個排放端口，從而使腔內(nèi)的液體在至少一個排放端口處排出殼體。超聲波波導(dǎo)分離于殼體，波導(dǎo)呈細(xì)長形并具有設(shè)置在殼體的內(nèi)腔內(nèi)的末端。波導(dǎo)具有周邊，其中周邊隨波導(dǎo)沿其縱向朝向其末端延伸而增大。激發(fā)裝置能夠超聲激發(fā)波導(dǎo)。在又一實施例中，超聲波液體傳輸裝置通常包括殼體，其具有內(nèi)腔和與殼體的內(nèi)腔流體連通的至少一個排放端口，從而使腔內(nèi)的液體在至少一個排放端口處排出殼體。超聲波波導(dǎo)組件包括超聲波波導(dǎo)，其分離于殼體并至少部分地設(shè)置在殼體的內(nèi)腔內(nèi)。波導(dǎo)組件的激發(fā)裝置能夠超聲激發(fā)殼體的內(nèi)腔內(nèi)的超聲波波導(dǎo)。波導(dǎo)組件呈細(xì)長形并具有大約半波長的總長度。在又一實施例中，超聲波液體傳輸裝置通常包括殼體，其具有用于在其中接納液體的內(nèi)腔和與內(nèi)腔流體連通的至少一個排放端口，從而使液體在至少一個排放端口處排出殼體。細(xì)長形超聲波波導(dǎo)分離于殼體，波導(dǎo)的至少一部分在殼體的內(nèi)腔內(nèi)縱向延伸并具有鄰近至少一個排放端口的末端。波導(dǎo)的部分呈管形并限定部分的內(nèi)部通路，波導(dǎo)的管形部分在其末端開放以允許殼體的內(nèi)腔中的液體在波導(dǎo)的管形部分的內(nèi)部通路內(nèi)流動。激發(fā)裝置能夠超聲激發(fā)超聲波波導(dǎo)。通常，根據(jù)另一實施例的超聲波液體傳輸裝置包括殼體，其具有用于將液體接納到殼體中的內(nèi)腔和與殼體的內(nèi)腔流體連通的至少一個排放端口，從而使內(nèi)腔內(nèi)的液體在至少一個排放端口處排出殼體。閥構(gòu)件能夠在關(guān)閉位置與開啟位置之間相對于殼體移動，其中，在關(guān)閉位置，內(nèi)腔內(nèi)的液體被阻止經(jīng)由至少一個排放端口從殼體排放，而在開啟位置，液體可經(jīng)由至少一個排放端口從殼體排放。超聲波波導(dǎo)分離于殼體和閥構(gòu)件，波導(dǎo)基本上完全設(shè)置在殼體的內(nèi)腔內(nèi)，從而當(dāng)液體在閥構(gòu)件處于開啟位置時經(jīng)由至少一個排放端口排出之前對處于內(nèi)腔內(nèi)的液體超聲供能。激發(fā)裝置能夠在閥構(gòu)件處于開啟位置時超聲激發(fā)超聲波波導(dǎo)。根據(jù)另一實施例的超聲波液體傳輸裝置通常包括殼體，殼體具有入口，用于將液體接納到殼體中；至少一個排放端口，用于使液體經(jīng)過而從殼體排放；和殼體內(nèi)的流路,其與入口和至少一個排放端口流體連通，用于引導(dǎo)液體在殼體內(nèi)從入口流動到至少一個排放端口。超聲波波導(dǎo)組件包括超聲波波導(dǎo)，其分離于殼體，用于在液體經(jīng)由至少一個排放端口排出殼體之前將超聲波能量施加于殼體內(nèi)的液體，波導(dǎo)呈細(xì)長形并且具有縱向相反端部。波導(dǎo)組件還包括激發(fā)裝置，激發(fā)裝置在端部之間與波導(dǎo)保持組裝在一起并能夠超聲激發(fā)超聲波波導(dǎo)。波導(dǎo)組件的長度由組件的縱向端部限定，超聲波波導(dǎo)組件基本上完全設(shè)置在殼體中的流路內(nèi)。 在又一實施例中，超聲波液體傳輸裝置通常包括殼體，其具有內(nèi)腔和與殼體的內(nèi)腔流體連通的至少一個排放端口，從而使液體在至少一個排放端口處排出殼體。超聲波波導(dǎo)分離于殼體，波導(dǎo)呈細(xì)長形并至少部分地設(shè)置在殼體的內(nèi)腔內(nèi)，從而在液體經(jīng)由至少一個排放端口排出殼體之前對處于內(nèi)腔內(nèi)的液體超聲供能。激發(fā)裝置能夠超聲激發(fā)超聲波波導(dǎo)。安裝構(gòu)件與波導(dǎo)和殼體相連，安裝構(gòu)件設(shè)置為使殼體在振動上基本上隔離于波導(dǎo)。根據(jù)另一實施例的超聲波液體傳輸裝置通常包括殼體，其具有入口，用于將液體接納到殼體中；至少一個排放端口，用于使液體經(jīng)過而排出殼體；和內(nèi)流路，其與入口和至少一個排放端口流體連通，用于引導(dǎo)液體在殼體內(nèi)流動到至少一個排放端口。超聲波波導(dǎo)分離于殼體，波導(dǎo)呈細(xì)長形并至少部分地設(shè)置在流路內(nèi)，從而在液體經(jīng)由至少一個排放端口排出之前對處于流路內(nèi)的液體超聲供能。激發(fā)裝置能夠超聲激發(fā)超聲波波導(dǎo)。安裝構(gòu)件與波導(dǎo)和殼體相連，安裝構(gòu)件至少部分地設(shè)置在流路內(nèi)并設(shè)置為使殼體在振動上基本上隔離于波導(dǎo)。在又一實施例中，超聲波液體傳輸裝置通常包括殼體，其具有內(nèi)腔和與殼體的內(nèi)腔流體連通的至少一個排放端口，從而使液體在至少一個排放端口處排出殼體。超聲波波導(dǎo)分離于殼體，波導(dǎo)呈細(xì)長形并至少部分地設(shè)置在殼體的內(nèi)腔內(nèi)，從而在液體經(jīng)由至少一個排放端口排出殼體之前對處于內(nèi)腔內(nèi)的液體超聲供能。激發(fā)裝置能夠超聲激發(fā)超聲波波導(dǎo)。安裝構(gòu)件與波導(dǎo)和殼體相連，安裝構(gòu)件完全由非彈性材料制成并設(shè)置為使殼體在振動上基本上隔離于波導(dǎo)。


圖I是本發(fā)明的超聲波液體傳輸裝置的一個實施例的縱截面，其中，超聲波液體傳輸裝置的形式為用于將燃料傳輸?shù)絻?nèi)燃機(jī)的燃料注射器；圖2是圖I的燃料注射器以不同于圖I所示截面的角度位置所取的縱截面；圖3是圖I的截面的第一部分的放大圖；圖4是圖I的截面的第二部分的放大圖；圖5是圖I的截面的第三部分的放大圖；圖6是圖I的截面的第四部分的放大圖；圖6A是圖I的截面中央部分的放大圖；圖7是圖I的截面的第五部分的放大圖；圖8是圖I的截面的局部放大圖；圖9是圖I的燃料注射器的波導(dǎo)組件和其他內(nèi)部件的立體圖；圖10是圖I的燃料注射器的燃料注射器殼體的一部分的局部截面，其中，燃料注射器的內(nèi)部件被略去以顯露出殼體的構(gòu)造；圖11是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的超聲波液體傳輸裝置的縱截面；和圖12是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的超聲波液體傳輸裝置的縱截面。對應(yīng)的附圖標(biāo)記在附圖中始終指示對應(yīng)的部分。
具體實施例方式現(xiàn)在參見附圖并具體參見圖1，根據(jù)本發(fā)明一個實施例的超聲波液體傳輸裝置圖示為用于內(nèi)燃機(jī)(未示出)的超聲波燃料注射器的形式，并總體上表示為21。不過可理解的是，在此所公開的與燃料注射器21相關(guān)的概念可應(yīng)用于其他超聲波液體傳輸裝置，其包括且不限于霧化器以及其他藥物傳輸裝置，模制設(shè)備，加濕器，噴涂系統(tǒng)，墨水傳輸系統(tǒng)，混合系統(tǒng)，均勻化系統(tǒng)，等等。
在此使用的術(shù)語“液體”是指介于氣體與固體之間的無定形(非晶質(zhì))形態(tài)的物質(zhì)，其中的分子的聚集程度比氣體中高得多，但比固體中低得多。液體可包括單組分或可包括多組分。例如，液體的特性是能夠在受力情況下流動。在受力時立即流動而且流速直接正比于所受力的液體通常是指牛頓液體。其他適合的液體在受力時具有反常的流動反應(yīng)并且呈現(xiàn)出非牛頓流動性能。例如，本發(fā)明的超聲波液體傳輸裝置可用于傳輸?shù)囊后w例如為但不限于熔融浙青，粘性漆，熱熔粘合劑，當(dāng)受熱時軟化為可流動形態(tài)并在冷卻時返回到相對固定或硬化狀態(tài)的熱塑性材料(例如生膠、蠟、聚烯烴，等)，漿汁，重油，墨水，燃料，液態(tài)藥劑，乳液，料漿，懸浮液，或它們的組合)。圖I中所示的燃料注射器21可用于陸地、高空、和水用運(yùn)載器、發(fā)電機(jī)和采用燃料操作引擎的其他裝置。特別地，燃料注射器21適用于使用柴油燃料的引擎。不過可理解的是，燃料注射器可用于使用其他類型燃料的引擎。因此，在此使用的術(shù)語“燃料”是指用于引擎操作中的任何可燃燃料，并且不限于柴油燃料。燃料注射器21包括總體上以23指示的殼體，用于接納來自燃料源(未示出)的加壓燃料并且將燃料微滴噴霧傳輸?shù)揭妫鐐鬏數(shù)揭嫒紵?。在所示實施例中，殼體23包括細(xì)長形主體25、噴嘴27 (有時也稱為閥體)和保持構(gòu)件29 (例如螺母)，將主體、噴嘴和螺母保持相互組裝在一起。特別地，主體25的下端31靠緊噴嘴27的上端33就位。保持構(gòu)件29適當(dāng)?shù)毓潭ǖ?例如，通過螺紋固定到)主體25的外表面，以促使主體和噴嘴27的配合端31和33在一起。在此使用的術(shù)語“上”和“下”與在不同附圖中所示燃料注射器21的豎直取向一致，且并非意在描述燃料注射器在使用中所必需的取向。也就是說，應(yīng)理解的是，燃料注射器21的取向可不同于圖中所示的豎直取向，這也仍處于本發(fā)明的范圍內(nèi)。在此的方向術(shù)語“軸向”和“縱向”是指燃料注射器的長度方向(例如，在所示實施例中的豎直方向)。在此的術(shù)語“橫向”、“側(cè)向”和“徑向”是指軸向(例如縱向)的法向。術(shù)語“內(nèi)”和“外”也基于橫向于燃料注射器軸向的方向而使用，其中，術(shù)語“內(nèi)”是指朝向燃料注射器內(nèi)部的方向，而術(shù)語“外”是指朝向注射器外部的方向。主體25具有沿其長度縱向延伸的軸向孔35?？?5的橫向或截面尺度(例如圖I中所示圓形孔的直徑)沿孔的不同縱向節(jié)段而變化，其目的將變得顯而易見。特別地，參見圖3，在主體25的上端37處，孔35的截面尺度形成臺階以形成座39，用于使傳統(tǒng)的電磁閥(未示出)就位在主體上，其中，電磁閥的一部分向下延伸到主體的中心孔內(nèi)。燃料注射器21和電磁閥通過適合的連接器(未示出)保持組裝在一起。適合的電磁閥的構(gòu)造和操作對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是已知的，因而如非必要，在此不再進(jìn)一步描述。適合電磁閥的示例在名稱為“用于控制內(nèi)燃機(jī)燃料注射器的電磁閥(Solenoid Valve for Controlling aFuel Injector of an Internal Combustion Engine)”的美國專利 6，688，579、名稱為“電磁閥(Solenoid Valve)”的美國專利6，827，332和名稱為“包括插入/旋轉(zhuǎn)連接器的電磁閥(Solenoid Valve Comprising a Plug-In/Rotative Connection)"的美國專利 6，874，706中公開。也可以使用其他適合的電磁閥。中心孔35當(dāng)其延伸到電磁閥座之下時在截面尺度上進(jìn)一步向內(nèi)形成臺階以限定肩45，從而使縱向延伸(并在所示實施例中為共軸延伸)的銷保持部47就位在中心孔內(nèi)。如圖4中所示，主體25的孔35當(dāng)其縱向延伸到銷保持部47延伸進(jìn)入的孔節(jié)段之下時在截面中進(jìn)一步變窄，并至少部分地限定注射器21的低壓腔49。在低壓腔49的縱向下方，主體25的中心孔35更進(jìn)一步變窄，以限定所述孔的引 導(dǎo)通道(及高壓頂部)節(jié)段51 (圖4和5)，用于至少部分地將注射器21的閥針53 (廣義上為閥構(gòu)件)適合定位在孔內(nèi)，這將在下文中描述。參見圖8，然后當(dāng)所述孔在引導(dǎo)通道節(jié)段51下方縱向延伸到主體25的開放下端31時，孔35的截面尺度增大，以部分地限定(即，與將描述的噴嘴27 —起限定)注射器殼體23的高壓腔55 (廣義上為內(nèi)燃料腔，并且更廣義地為內(nèi)液體腔)。燃料入口 57 (圖I和4)形成在主體25的上、下端37、31之間的一側(cè)中，并與在主體內(nèi)延伸的分叉的上、下分配通道59、61連通。特別地，上分配通道59在主體25內(nèi)從燃料入口 57向上延伸并大致在緊固于孔內(nèi)的銷保持部47附近開放向孔35中，且更具體地恰恰處于使銷保持部就位其上的肩45的下方。下分配通道61在主體25內(nèi)從燃料入口 57向下延伸并大致在高壓腔55處開放向中心孔35中。傳輸管63在燃料入口 57處向內(nèi)延伸穿入主體25并通過適合的套管65和螺紋配件67與主體保持組裝在一起。應(yīng)理解的是，在不背離本發(fā)明范圍的情況下，燃料入口 57可位于不同于圖I和4所示的其他部位。還應(yīng)理解的是，燃料可僅傳輸?shù)綒んw23的高壓腔55，這也仍處于本發(fā)明的范圍內(nèi)。主體25也可具有形成于其一側(cè)中的出口 69(圖I和4)，通過此出口 69，低壓燃料從注射器21排放以傳輸?shù)竭m合的燃料返回系統(tǒng)(未示出)。第一返回通道71形成在主體25中并在出口 69與主體中心孔35的低壓腔49之間提供流體連通。第二返回通道73形成在主體25中以在出口 69與主體的開放上端37之間提供流體連通。不過，應(yīng)理解的是，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，返回通道71、73中的一個或兩個可從燃料注射器21中略去。現(xiàn)在具體參見圖6 - 8，所示噴嘴27大致為細(xì)長形并與燃料注射器殼體23的主體25共軸對準(zhǔn)。特別地，噴嘴27具有與主體25的軸向孔35共軸對準(zhǔn)并且特別地處于主體下端31處的軸向孔75，使得主體和噴嘴一起限定燃料注射器殼體23的高壓腔55。噴嘴孔75在截面尺度上在噴嘴27的上端33處向外形成臺階以限定肩77，用于使安裝構(gòu)件79就位在燃料注射器殼體23中。噴嘴27的下端(也稱為尖端81)大致呈錐形。噴嘴孔75在其尖端81與上端33之間在截面尺度上(例如在所示實施例中的直徑)沿噴嘴的長度大致均勻，如圖8中所示。一個或多個排放端口 83 (在圖7的截面中可見兩個，而在圖10的截面中可見另外的端口)形成在嗔嘴27中，例如在所不實施例中在嗔嘴尖端81處，高壓燃料通過此排放端口從殼體23排放以傳輸?shù)揭?。作為示例，在一個適合的實施例中，噴嘴27可具有8個排放端口 83，每一排放端口具有大約O. 006英寸(O. 15_)的直徑。不過，應(yīng)理解的是，排放端口的數(shù)量及其直徑在不背離本發(fā)明范圍的情況下可改變。下分配通道61和高壓腔55 —起廣義上在此限定殼體23內(nèi)的流路，高壓燃料沿此流路從燃料入口 57流動到噴嘴27的排放端口 83?，F(xiàn)在參見圖I和3，銷保持部47包括細(xì)長的管形體85和頭部87，頭部87與管形體的上端整體形成，并在橫截面尺度上大于管形體，用于將銷保持部定位在其中心孔35內(nèi)的主體25的肩45上。在所示實施例中，銷保持部47與主體25的軸向孔35共軸對準(zhǔn)，銷保持部的管形體85在尺寸上設(shè)置為與主體軸向孔內(nèi)的主體大致密封接合。銷保持部47的管形體85限定了銷保持部的縱向延伸內(nèi)通道91，用于將細(xì)長的銷93可滑動地接納于銷保持部中。銷保持部47的頭部87具有在其上表面中居中形成的大致凹入或碟形的凹部95， 并具有從此凹部的中心縱向延伸到銷保持部的內(nèi)通道91的孔97。如圖3中所示，環(huán)形間隙99在主體的孔35的上部分處并在銷保持部47的側(cè)壁與主體25的內(nèi)表面之間形成。進(jìn)給通道101橫向延伸穿過銷保持部47的管形體85的側(cè)壁至內(nèi)通道91并大致處于此通道的上端處，進(jìn)給通道101在其橫向外端開放向環(huán)形間隙99。通過接納高壓燃料進(jìn)入進(jìn)給通道的環(huán)形間隙99、處于銷93上方的管形體85的內(nèi)通道、和在銷保持部47的頭部87內(nèi)縱向延伸的孔97，進(jìn)給通道101在主體25中與上分配通道59流體連通。銷93呈細(xì)長形，并在銷保持部通道91和主體25的軸向孔35內(nèi)適合地共軸延伸。銷93的上節(jié)段被可滑動地接納于銷保持部47的內(nèi)通道91內(nèi)并與內(nèi)通道91緊鄰分開，而銷的其余部分縱向向外延伸而從銷保持部向下進(jìn)入主體25的孔35的低壓腔49。如圖3中所示，銷93的上端103 (例如在銷保持部47的內(nèi)通道101的頂部處)呈錐形以允許高壓燃料接納于銷的上端上方的銷保持部內(nèi)通道內(nèi)。在主體孔35的低壓腔49內(nèi)還設(shè)置有管形套管107 (圖4)，其恰在銷保持部47下方(例如向上鄰接靠緊銷保持部底部)圍繞銷93并限定彈簧座；錘109，其鄰接靠緊銷的下端并與銷成共軸關(guān)系，其具有限定相反彈簧座的上端；和盤簧111，其保持在錘與彈簧套管之間，其中銷縱向穿過彈簧。閥針53 (廣義上為閥構(gòu)件)呈細(xì)長形并在主體25的孔35內(nèi)共軸延伸，從閥針的與錘109底部鄰接的上端113 (圖2)向下穿過主體孔的引導(dǎo)通道節(jié)段51 (圖8)，并進(jìn)一步向下穿入高壓腔55直至高壓腔內(nèi)的設(shè)置為與噴嘴27尖端81緊鄰的閥針末端115。最佳地如圖4和8中所示，閥針53在橫截面尺度上在軸向孔35的引導(dǎo)通道節(jié)段51中與主體25處于緊鄰且分開的關(guān)系，以使閥針相對于噴嘴27保持正確對準(zhǔn)。特別地參見圖7，所示閥針53的末端115呈與噴嘴27的尖端81的錐形形狀相符的大致錐形，并限定封閉表面117，封閉表面117適于當(dāng)閥針處于關(guān)閉位置(未示出)時大體上密封噴嘴尖端的內(nèi)表面。特別地，當(dāng)閥針53處于關(guān)閉位置時，閥針的封閉表面117靠緊噴嘴尖端81的內(nèi)表面密封，從而覆蓋排放端口 83以密封噴嘴(以及更廣義地為密封燃料注射器殼體23)，以防止燃料經(jīng)由排放端口從噴嘴排放。當(dāng)閥針處于開啟位置時(如圖7中所示)，閥針53的封閉表面117與噴嘴尖端81的內(nèi)表面分開以允許高壓腔55中的燃料在閥針53與噴嘴尖端81之間流動至排放端口 83而從燃料注射器21排放。通常，當(dāng)閥針處于開啟位置時，閥針末端115的封閉表面117與噴嘴尖端81的相對表面之間的間隙適于在大約O. 002英寸(O. 051mm)至大約O. 025英寸(O. 64mm)的范圍內(nèi)。不過應(yīng)理解的是，在不背離本發(fā)明范圍的情況下，所述間隙可大于或小于以上指定的范圍?？梢栽O(shè)想的是，噴嘴27，且更具體地為尖端81，可替代地構(gòu)造成使得排放端口 83不設(shè)置在當(dāng)閥針處于關(guān)閉位置時使閥針53的封閉表面117就位的噴嘴內(nèi)表面上。例如，排放端口 83可設(shè)置在使閥針53的封閉表面117就位的噴嘴表面的下游(沿燃料流向排放端口的方向)，這仍處于本發(fā)明范圍內(nèi)。這樣的閥針、噴嘴尖端和排放端口結(jié)構(gòu)的一個適合的示例在美國專利6，543，700中進(jìn)行了描述，在此以參見的方式引入該專利公開內(nèi)容的相應(yīng)部分。應(yīng)理解的是，銷93、錘109和閥針53因而能夠在燃料注射器殼體23內(nèi)沿共同軸 線在閥針的關(guān)閉位置與開啟位置之間相連地縱向移動。設(shè)置在套管107與錘109之間的彈簧111將錘以及閥針53朝向閥針的關(guān)閉位置偏置。應(yīng)理解的是，在不背離本發(fā)明范圍的情況下，其他適合的閥結(jié)構(gòu)也可以用于控制燃料從注射器流動傳輸?shù)揭?。例如，噴?7(在廣義上為殼體23)可具有開口，通過此開口，閥針53朝向噴嘴延伸且燃料排出噴嘴以傳輸?shù)揭妗Ｔ谶@樣的實施例中，當(dāng)閥針處于關(guān)閉位置時，閥針53的末端115可靠緊其外的噴嘴27密封。還應(yīng)理解的是，閥針53的操作可以不由電磁閥41控制，這也仍在本發(fā)明的范圍內(nèi)。應(yīng)進(jìn)一步理解的是，在不背離本發(fā)明范圍的情況下，閥針53或其他閥結(jié)構(gòu)可一同從燃料注射器21中略去?，F(xiàn)在具體參見圖8和9，超聲波波導(dǎo)121獨(dú)立于閥針53和燃料注射器殼體23而形成，并且在殼體的高壓腔55內(nèi)縱向延伸至恰在噴嘴27的尖端81上方設(shè)置的波導(dǎo)的末端123，從而在燃料經(jīng)由形成于噴嘴中的排放端口 83排出注射器21之前對燃料腔中的燃料進(jìn)行超聲供能。所示波導(dǎo)121適合地呈細(xì)長的管形，并具有側(cè)壁125以限定內(nèi)通路127，此內(nèi)通路127在縱向相反的波導(dǎo)上、下端(上端以129指示)之間沿其長度延伸。波導(dǎo)121的下端限定了波導(dǎo)的末端123。所示波導(dǎo)121具有大致環(huán)形(即圓形)的截面。不過，應(yīng)理解的是，在不背離本發(fā)明范圍的情況下，波導(dǎo)121可具有不同于環(huán)形的其他截面形狀。還可以設(shè)想的是，波導(dǎo)121可為沿小于其整個長度的管形，而且甚至可沿其長度大致實心。在其他實施例中，可以設(shè)想的是，閥針可大致為管形，且波導(dǎo)至少部分地設(shè)置在閥針的內(nèi)部內(nèi)。通常，波導(dǎo)可由具有適合的聲學(xué)和機(jī)械性能的金屬制成。用于制造波導(dǎo)的適合金屬的示例包括但不限于鋁，莫內(nèi)爾合金(monel)，鈦，和一些合金鋼。還可以設(shè)想的是，波導(dǎo)的全部或部分可涂覆以其他金屬。超聲波波導(dǎo)121通過安裝構(gòu)件79被緊固在燃料注射器殼體23內(nèi)，而且更適合地在所示實施例中被緊固在高壓腔55中。安裝構(gòu)件79在波導(dǎo)121的端123、129之間縱向設(shè)置，并且通常限定從安裝構(gòu)件79縱向向上(在所示實施例中)延伸到波導(dǎo)上端129的波導(dǎo)上節(jié)段131和從安裝構(gòu)件縱向向下延伸到波導(dǎo)末端123的下節(jié)段 133。雖然在所示實施例中波導(dǎo)121 (即，其上、下節(jié)段)完全設(shè)置在殼體的高壓腔55內(nèi)，但可以設(shè)想的是，在不背離本發(fā)明范圍的情況下，可僅將波導(dǎo)的一部分設(shè)置在高壓腔內(nèi)。例如，波導(dǎo)121僅有包括其末端123的下節(jié)段133可設(shè)置在高壓腔55內(nèi)，而波導(dǎo)的上節(jié)段131設(shè)置在高壓腔外，可以承受或不承受注射器殼體23內(nèi)的高壓燃料。波導(dǎo)121的內(nèi)截面尺度(例如在所示實施例中的內(nèi)直徑)(例如其內(nèi)通路127的截面尺度)沿波導(dǎo)長度大致均勻，并且在尺寸上適于容納閥針53，其中閥針沿波導(dǎo)的全長在波導(dǎo)的內(nèi)通路內(nèi)共軸延伸(并在所示實施例中處于波導(dǎo)上方而與錘109鄰接)。不過，應(yīng)理解的是，在不背離本發(fā)明范圍的情況下，閥針53可僅沿波導(dǎo)121的內(nèi)部通路127的一部分延伸。還應(yīng)理解的是，波導(dǎo)121的內(nèi)截面尺度可以沿波導(dǎo)長度不均勻。在所示實施例中，當(dāng)閥針處于開啟位置和關(guān)閉位置時，閥針53的末端115，且更適合地為閥針的封閉表面117，均縱向設(shè)置到波導(dǎo)121的末端123之外。但應(yīng)理解的是，閥針53的末端115的封閉表面117僅需要當(dāng)閥針處于關(guān)閉位置時延伸到波導(dǎo)121的末端123之外，并且可當(dāng)閥針處于開啟位置時完全或部分地設(shè)置在波導(dǎo)的內(nèi)部通路127內(nèi)。最佳地如圖7中所示，閥針53的在波導(dǎo)121的內(nèi)部通路127內(nèi)延伸的部分的截面尺度(例如在所示實施例中為直徑)在尺寸上略小于波導(dǎo)的內(nèi)部通路的截面尺度，以部分地在殼體內(nèi)限定用于高壓燃料的流路，且更適合地限定流路的在波導(dǎo)側(cè)壁125與閥針之間沿 閥針長度延伸的部分。例如，在一個實施例中，閥針53在波導(dǎo)內(nèi)部電路127內(nèi)與波導(dǎo)側(cè)壁125橫向分開(例如在所示實施例中徑向分開)，分開間隙在大約O. 0005英寸(O. 013mm)至大約O. 0025英寸(O. 064mm)的范圍內(nèi)。沿閥針53在通路127內(nèi)的一對縱向分開的節(jié)段(例如，一個節(jié)段137 (圖7)鄰近于波導(dǎo)121的末端123，而另一節(jié)段139 (圖6A)鄰近于安裝構(gòu)件79并恰在其上方)，閥針53的截面尺度增大，從而使閥針與通路內(nèi)的波導(dǎo)更緊鄰地分開或者甚至滑動接觸，以利于在其中正確對準(zhǔn)并且防止閥針在通路內(nèi)橫向移動。在這些節(jié)段處的閥針53的外表面具有在其中形成的一個或多個平坦部(未示出)以部分地限定流路在波導(dǎo)121的內(nèi)部通路127內(nèi)延伸的部分?？商娲?，在這些節(jié)段處的閥針53的外表面可縱向形成凹槽以允許燃料在波導(dǎo)121的內(nèi)部通路127內(nèi)流體通過這樣的節(jié)段。具體參見圖7，波導(dǎo)側(cè)壁125外表面與主體25和噴嘴27橫向分開，以進(jìn)一步限定使高壓燃料從燃料入口 57流到排放端口 83的流路，并更適合地形成流路外形或波導(dǎo)121外部的一部分。通常，波導(dǎo)側(cè)壁125的外截面尺度(例如，在所示實施例中為外直徑)沿其長度在波導(dǎo)的增大部分195與另一增大部分153之間均勻設(shè)置，其中，增大部分195在波導(dǎo)121的末端123之處和/或其鄰近處縱向設(shè)置，而增大部分153在波導(dǎo)上端129的鄰近處縱向設(shè)置。作為示例，波導(dǎo)側(cè)壁125與波導(dǎo)末端123上游(例如，相對于燃料從噴嘴上端33流向排放端口 83的方向)的噴嘴27之間的橫向(例如，在所示實施例中為徑向)間隙適合地在大約O. 001英寸(O. 025mm)至大約O. 021英寸(O. 533mm)的范圍內(nèi)。不過，在不背離本發(fā)明范圍的情況下，所述間隙可小于或大于上述范圍內(nèi)的值。波導(dǎo)121的下節(jié)段133的部分195的外截面尺度適合地增大，而且更適合地，所述尺度在波導(dǎo)末端123鄰近處且更適合地在波導(dǎo)末端123處橫向向外形成錐形或張開。例如，波導(dǎo)121的下節(jié)段133的此增大部分195的截面尺度在尺寸上與其中心孔75內(nèi)的噴嘴27更緊鄰地分開或者甚至滑動接觸，從而在高壓腔55內(nèi)保持波導(dǎo)(以及閥針53)的正確軸向?qū)?zhǔn)。結(jié)果，在波導(dǎo)121與噴嘴27之間的流路部分在波導(dǎo)末端123之處或其鄰近處相對于恰在波導(dǎo)末端上游的流路而通常較窄，從而基本上限制燃料流動通過波導(dǎo)末端至排放端口 83。波導(dǎo)121下節(jié)段133的增大部分195還提供增加的超聲激發(fā)表面區(qū)域，其中流經(jīng)波導(dǎo)末端123的燃料暴露于該表面區(qū)域。一個或多個平坦部197 (圖9)形成在下節(jié)段133的增大部分195的外表面中，以利于使燃料沿所述流路流經(jīng)波導(dǎo)121的末端123而流到噴嘴27的排放端口 83。應(yīng)理解的是，波導(dǎo)側(cè)壁125的增大部分195可向外形成臺階，而不是形成錐形或張開。還可以設(shè)想的是， 增大部分195的上、下表面可構(gòu)型為非筆直形狀，這也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在一個示例中，波導(dǎo)下節(jié)段133的增大部分195，例如在波導(dǎo)末端123之處和/或其鄰近處，具有大約O. 2105英寸(5. 35mm)的最大外截面尺度(例如在所示實施例中為外直徑),而恰在此增大部分上游的波導(dǎo)的最大外截面尺度能夠在大約O. 16英寸(4. 06mm)至略小于大約O. 2105英寸(5. 35mm)的范圍內(nèi)。波導(dǎo)121末端123與噴嘴27之間的橫向間隙限定了使燃料經(jīng)由而沿流路流過波導(dǎo)末端的開放區(qū)域。一個或多個排放端口 83限定了使燃料經(jīng)由而排出殼體23的開放區(qū)域。例如，當(dāng)提供一個排放端口時，使燃料經(jīng)由而排出殼體23的開放區(qū)域被限定為排放端口的截面區(qū)域(例如，在燃料進(jìn)入排放端口的區(qū)域)，而當(dāng)存在多個排放端口 83時，使燃料經(jīng)由而排出殼體的開放區(qū)域被限定為各排放端口的截面區(qū)域的總和。在一個實施例中，波導(dǎo)121的末端123和噴嘴27處的開放區(qū)域與使燃料經(jīng)由而排出殼體23的殼體區(qū)域(例如在排放端口 83處)的比率適合地在大約4:1至大約20:1的范圍內(nèi)。應(yīng)理解的是，在其他適合實施例中，在不背離本發(fā)明范圍的情況下，波導(dǎo)121的下節(jié)段133可以具有沿其整個長度大致均勻的外截面尺度(例如，使其不形成增大部分)，或可以在外截面尺度中減小(例如，朝向其末端123顯著變窄)。再次參見圖8和9，適于為波導(dǎo)121供能以機(jī)械地超聲振動的激發(fā)裝置，適合地與波導(dǎo)一起被完全設(shè)置在高壓腔55內(nèi)，并總體上以145指示。在一個實施例中，激發(fā)裝置145適合地響應(yīng)于高頻(例如超聲頻率)電流以使波導(dǎo)超聲振動。作為示例，激發(fā)裝置145可以適合地從能夠?qū)⒏哳l交流傳輸?shù)郊ぐl(fā)裝置的適合的發(fā)生系統(tǒng)(未示出)接收高頻電流。在此所使用的術(shù)語“超聲”是指其頻率在大約15kHz至大約IOOkHz的范圍內(nèi)。作為示例，在一個實施例中，所述發(fā)生系統(tǒng)可適合地以超聲頻率將交流傳輸?shù)郊ぐl(fā)裝置，所述超聲頻率在大約15kHz至大約IOOkHz的范圍內(nèi)，并且更適合地在大約15kHz至大約60kHz的范圍內(nèi)，而且進(jìn)一步適合地在大約20kHz至大約40kHz的范圍內(nèi)。這樣的發(fā)生系統(tǒng)對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是公知的，因而不需在此進(jìn)一步描述。在所示實施例中，激發(fā)裝置145包括壓電裝置，且其更適合地為多個堆疊壓電環(huán)147(例如，至少兩個，且在所示實施例中為四個)，壓電環(huán)147圍繞波導(dǎo)121的上節(jié)段131并在由安裝構(gòu)件79形成的肩149上就位。環(huán)形領(lǐng)部151在壓電環(huán)147上方圍繞波導(dǎo)121的上節(jié)段131，并向下壓緊最上面的環(huán)。適合地，領(lǐng)部151由高密度材料制成。例如，可制造領(lǐng)部151的一種適合材料為鎢。不過，應(yīng)理解的是，領(lǐng)部151可由其他適合材料制成，這也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。鄰近于波導(dǎo)121的上端129的增大部分153具有增加的外截面尺度(例如，在所示實施例中為增加的外直徑)，并且沿此節(jié)段具有螺紋。領(lǐng)部151具有內(nèi)螺紋以通過螺紋方式將領(lǐng)部固定到波導(dǎo)121上。領(lǐng)部151適合地向下壓緊堆疊的壓電環(huán)147，從而將所述環(huán)壓在領(lǐng)部與安裝構(gòu)件79的肩149之間。所示實施例中的波導(dǎo)121和激發(fā)裝置145 —起在廣義上限定了總體上以150指示的波導(dǎo)組件，其用于在高壓腔55中對燃料進(jìn)行超聲供能。相應(yīng)地，整個波導(dǎo)組件150完全設(shè)置在燃料注射器21的高壓燃料腔55內(nèi)，并因而大致均勻地暴露于燃料注射器內(nèi)的高壓環(huán)境。作為示例，所示波導(dǎo)組件被特別地構(gòu)造以用作超聲揚(yáng)聲器并用作超聲振動該超聲揚(yáng)聲器的換能器。特別地，如圖8中所示的波導(dǎo)121下節(jié)段133通常以超聲揚(yáng)聲器方式起作用；而波導(dǎo)上節(jié)段131，且更適合地為大致從安裝構(gòu)件79延伸到領(lǐng)部151被固定于波導(dǎo)上節(jié)段的位置的上節(jié)段部分，與激發(fā)裝置(例如壓電環(huán))一起以換能器的方式起作用。在將電流(例如，以超聲頻率傳輸?shù)慕涣?傳輸?shù)剿粚嵤├膲弘姯h(huán)147時,壓電環(huán)以電流被傳輸?shù)剿霏h(huán)所采用的超聲頻率膨脹和收縮(特別是沿燃料注射器21的縱向)。由于環(huán)147被壓在領(lǐng)部151 (其被固定到波導(dǎo)21的上節(jié)段131)與安裝構(gòu)件79之間，因而所述環(huán)的膨脹和收縮導(dǎo)致波導(dǎo)上節(jié)段隨超聲頻率伸長和縮短(例如，大致以壓電環(huán)膨脹和收縮的頻率)，例如采用換能器的方式。波導(dǎo)121的上節(jié)段131以這種方式伸長和縮短，激發(fā)了波導(dǎo)的共振頻率，且特別地沿波導(dǎo)下節(jié)段133進(jìn)行，其導(dǎo)致波導(dǎo)沿下節(jié)段超聲振動，例如，米用超聲揚(yáng)聲器的方式。
作為示例，在一個實施例中，波導(dǎo)121下節(jié)段133由于其超聲激發(fā)所致的位移可高達(dá)大約六倍于壓電環(huán)和波導(dǎo)上節(jié)段的位移。不過，應(yīng)理解的是，下節(jié)段133的位移可被放大超過六倍，或可根本不放大，這也在本發(fā)明的范圍內(nèi)?？梢栽O(shè)想的是，波導(dǎo)121的一部分(例如，波導(dǎo)上節(jié)段131的一部分)可以可替代地由響應(yīng)于磁場而改變超聲頻率的磁致伸縮材料制成。在這樣的實施例(未示出)中，激發(fā)裝置可包括磁場發(fā)生器，該磁場發(fā)生器完全或部分地設(shè)置在殼體23內(nèi)并能夠響應(yīng)于接收電流而將磁場施加于磁致伸縮材料，其中，磁場以超聲頻率改變(例如，從開到關(guān)，從一種磁場到另一種磁場，和/或改變方向)。例如，適合的發(fā)生器可包括連接到發(fā)生系統(tǒng)的電線圈，所述發(fā)生系統(tǒng)以超聲頻率將電流傳輸?shù)骄€圈。在這樣的實施例中，波導(dǎo)的磁致伸縮部分和磁場發(fā)生器由此一起用作換能器，而波導(dǎo)121的下節(jié)段133仍用作超聲揚(yáng)聲器。適合的磁致伸縮材料和磁場發(fā)生器的一個示例在美國專利6，543，700中公開，在此以參見的方式引入該專利公開內(nèi)容的相應(yīng)部分。雖然波導(dǎo)組件150例示為完全設(shè)置在燃料注射器殼體23的高壓腔55內(nèi)，不過應(yīng)理解的是，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，波導(dǎo)組件的一個或多個部件可完全或部分地設(shè)置在高壓腔之外，而且甚至可設(shè)置在殼體之外。例如，當(dāng)使用磁致伸縮材料時，磁場發(fā)生器(在廣義上為激發(fā)裝置)可設(shè)置在主體25或燃料注射器殼體23的其他部件中，并且僅部分地暴露于高壓腔55或完全密封于高壓腔55。在另一實施例中，在不背離本發(fā)明范圍的情況下，只要波導(dǎo)末端123設(shè)置在高壓腔內(nèi)，則波導(dǎo)121的上節(jié)段131和壓電環(huán)147 (以及領(lǐng)部151)可一起位于高壓腔之外。通過將壓電環(huán)147和領(lǐng)部151圍繞波導(dǎo)121的上節(jié)段131設(shè)置，波導(dǎo)組件150整體上需要不長于波導(dǎo)自身(例如，不同于以傳統(tǒng)的端對端方式或稱“堆疊”結(jié)構(gòu)設(shè)置換能器和超聲揚(yáng)聲器的組件的長度)。作為一個示例，適合地，波導(dǎo)組件150具有的整體長度可以等于波導(dǎo)的共振波長的大約一半(或者統(tǒng)稱為半波長)。特別地，波導(dǎo)組件150適合地設(shè)置為以超聲頻率共振，此超聲頻率在大約15kHz至大約IOOkHz的范圍內(nèi)，更適合地在大約15kHz至大約60kHz的范圍內(nèi)，且進(jìn)一步適合地在20kHz至大約40kHz的范圍內(nèi)。以這樣的頻率工作的半波長波導(dǎo)組件150的相應(yīng)的整體長度(對應(yīng)于半波長)在大約133_至大約20_的范圍內(nèi)，更適合地在大約133mm至大約37. 5mm的范圍內(nèi)，且進(jìn)一步適合地在大約IOOmm至大約50mm的范圍內(nèi)。作為更具體的示例，圖8和9中所示波導(dǎo)組件150被設(shè)置為以大約40kHz的頻率工作并具有大約50mm的整體長度。不過，應(yīng)理解的是，殼體23在尺寸上可以足以允許具有全波長的波導(dǎo)組件設(shè)置在其中。還應(yīng)理解的是，在這樣的結(jié)構(gòu)中，波導(dǎo)組件可包括米用堆疊結(jié)構(gòu)的超聲揚(yáng)聲器和換能器。非導(dǎo)電性套管155 (其在所示實施例中為柱形，但可為其他形狀)在領(lǐng)部151的上端上就位并從領(lǐng)部向上延伸到高壓腔55的上端。套管155還適合地由大致柔性的材料制成。作為示例，可制造套管155的一種適合材料為非晶熱塑性聚醚酰亞胺材料制成，該材料可為美國通用電器公司的商標(biāo)名稱為ULTEM的材料。不過，其他適合的非導(dǎo)電性材料，例如陶瓷材料，可用于制造套管155，這也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。套管155的上端具有從其徑向向外延伸的整體形成的環(huán)形法蘭157，和在套管上端限定四個大致柔性的接片161的一組四 個縱向延伸縫159。第二環(huán)形法蘭163與套管155整體形成并恰在縱向延伸縫159下方從套管徑向向外延伸，即，與設(shè)置在套管上端的環(huán)形法蘭157縱向分開。由導(dǎo)電性材料制成的接觸環(huán)165環(huán)繞處于套管155的縱向分開的環(huán)形法蘭157和163之間的套管部分。在一個實施例中，接觸環(huán)165適合地由黃銅制成。不過，應(yīng)理解的是，在不背離本發(fā)明范圍的情況下，接觸環(huán)165可由其他適合的導(dǎo)電性材料制成。還應(yīng)理解的是，在不背離本發(fā)明范圍的情況下，可使用非環(huán)形的接觸裝置，例如單一點(diǎn)接觸裝置、柔性和/或彈簧載荷接片、或其他適合的導(dǎo)電性裝置。在所示實施例中，接觸環(huán)165的內(nèi)截面尺度(例如直徑)在尺寸上略小于套管155在環(huán)形法蘭157和163之間延伸的縱向節(jié)段的外截面尺度。通過將接觸環(huán)套疊向下壓裝在套管的上端上，接觸環(huán)165被插到套管155上。環(huán)165的壓向套管155上端處環(huán)形法蘭157的力促使接片161徑向向內(nèi)撓曲(例如彎曲)，以允許所述環(huán)向下滑動經(jīng)過形成于套管上端處的環(huán)形法蘭并使所述環(huán)在第二環(huán)形法蘭163上就位。接片161朝向其初始位置彈性向外回移，從而在接觸環(huán)165與套管155之間提供摩擦接合并將接觸環(huán)保持在套管的環(huán)形法蘭157和163之間。由非導(dǎo)電性材料制成的引導(dǎo)環(huán)167環(huán)繞接觸環(huán)165并使其電絕緣。作為示例，引導(dǎo)環(huán)167可(但不是必需)由與套管155相同的材料制成。在一個實施例中，通過將引導(dǎo)環(huán)夾緊或摩擦組裝在接觸環(huán)上，引導(dǎo)環(huán)167適合地保持在套管上且更適合地保持在接觸環(huán)165上。例如，引導(dǎo)環(huán)167可以是沿一縫斷開的非連續(xù)環(huán)，如圖9中所示。引導(dǎo)環(huán)167因而在所述縫處沿周向可膨脹以使引導(dǎo)環(huán)在接觸環(huán)165上實現(xiàn)組裝，并且在隨后松開時圍繞接觸環(huán)彈性地且牢固地閉合。在一個特別適合的實施例中，環(huán)形定位節(jié)169從引導(dǎo)環(huán)167徑向向內(nèi)延伸并可承接于在接觸環(huán)165中形成的環(huán)形槽171中，以將引導(dǎo)環(huán)正確定位在接觸環(huán)上。不過，應(yīng)理解的是，在不背離本發(fā)明范圍的情況下，接觸環(huán)165和引導(dǎo)環(huán)167可不同于如圖8和9中所示地安裝到套管155上。至少一個且更適合地為多個錐形或截錐形開口 173徑向穿過引導(dǎo)環(huán)167而形成，從而允許通入接觸環(huán)165以將電流傳輸?shù)浇佑|環(huán)。最佳地如圖5中所示，由適合的非導(dǎo)電性材料制成的絕緣套管175延伸穿過主體25側(cè)面中的開口，并具有大致錐形的末端177，末端177設(shè)置為在引導(dǎo)環(huán)167的開口 173之一內(nèi)就位。絕緣套管175通過適合的配件179保持就位，配件179通過螺紋方式固定到開口 173內(nèi)的主體25并具有使絕緣套管延伸穿過的中心開口。適合的電引線181延伸穿過絕緣套管175，從而在所述引線的一端與接觸環(huán)165電接觸，并在其相反端(未示出)與電流源(未示出)電連通。另外的電引線183從接觸環(huán)165沿套管155的外側(cè)在高壓腔55內(nèi)向下延伸，并與電極(未示出)電連通，所述電極設(shè)置在最上面的壓電環(huán)147與其下方相鄰的壓電環(huán)之間。分離的引線184將所述電極電連接到另一電極(未示出)，所述另一電極設(shè)置在最下面的壓電環(huán)147與其上方相鄰的環(huán)之間。安裝構(gòu)件79和/或波導(dǎo)121為傳輸?shù)綁弘姯h(huán)147的電流提供接地。特別地，接地引線185連接到安裝構(gòu)件79并且延伸到中間的兩個壓電環(huán)147之間而與設(shè)置在其間的電極(未示出)接觸。另外可選地，第二接地引線(未示出)可從中間的兩個壓電環(huán)147中間延伸以與又一電極(未示出)接觸，所述又一電極處于最上面的壓電環(huán)與領(lǐng)部151之間?，F(xiàn)在具體參見圖6、6A、8和9，安裝構(gòu)件79適合地連接到波導(dǎo)的端123和129之 間的波導(dǎo)121。更適合地，安裝構(gòu)件79在波導(dǎo)的結(jié)區(qū)域連接到波導(dǎo)121。在此使用的波導(dǎo)121的“結(jié)區(qū)域”是指波導(dǎo)的一縱向區(qū)域或節(jié)段，沿所述縱向區(qū)域或節(jié)段，在波導(dǎo)超聲振動過程中縱向位移很小(或沒有)，而且橫向(例如，在所示實施例中為徑向)位移基本上最大化。波導(dǎo)121的橫向位移適合地包括波導(dǎo)的橫向膨脹，但也可包括波導(dǎo)的橫向移動(例如彎曲)。在所示實施例中，波導(dǎo)121的結(jié)構(gòu)使得不出現(xiàn)結(jié)平面(即橫向于波導(dǎo)的平面，在此平面上，縱向位移不產(chǎn)生而橫向位移基本上最大化)。而是，所示波導(dǎo)121的結(jié)區(qū)域大致呈拱頂形，使得當(dāng)給定了結(jié)區(qū)域內(nèi)任何縱向部位時，仍可存在一些縱向位移，而波導(dǎo)的主要位移則是橫向位移。不過，應(yīng)理解的是，波導(dǎo)121可適合地設(shè)置為具有結(jié)平面(或有時被稱為結(jié)點(diǎn))，而且這種波導(dǎo)的結(jié)平面被認(rèn)為包含于在此限定的結(jié)區(qū)域的含義內(nèi)。還可以設(shè)想的是，在不背離本發(fā)明范圍的情況下，安裝構(gòu)件79能夠在波導(dǎo)121的結(jié)區(qū)域的上方或下方縱向設(shè)置。安裝構(gòu)件79適合地設(shè)置和布置在燃料注射器21中，以使波導(dǎo)121在振動上隔離于燃料注射器殼體23。也就是說，安裝構(gòu)件25阻止波導(dǎo)121的縱向和橫向(例如徑向)機(jī)械振動傳遞到燃料注射器殼體23，而同時保持波導(dǎo)在高壓腔55內(nèi)的所希望的橫向位置并允許波導(dǎo)在燃料注射器殼體內(nèi)縱向位移。作為一個示例，所示實施例的安裝構(gòu)件79通常包括從波導(dǎo)121橫向(例如，在所示實施例中為徑向)向外延伸的環(huán)形內(nèi)節(jié)段187，橫向于波導(dǎo)延伸并與內(nèi)節(jié)段橫向分開的環(huán)形外節(jié)段189，和在內(nèi)、外節(jié)段之間橫向延伸并將二者相連的環(huán)形相連腹部191。雖然內(nèi)、外節(jié)段187、189和相連腹部191圍繞波導(dǎo)121的周邊連續(xù)延伸，不過，應(yīng)理解的是，在不背離本發(fā)明范圍的情況下，這些元件中的一個或多個可以圍繞波導(dǎo)不連續(xù)，例如采用輪輻的方式。在圖6A所示的實施例中，安裝構(gòu)件79的內(nèi)節(jié)段187具有限定肩149的大致平坦的上表面，其中諸如壓電環(huán)147之類的激發(fā)裝置145在肩149上就位。內(nèi)節(jié)段187的下表面193適合地構(gòu)型為從波導(dǎo)121附近延伸到其與相連腹部191連接的部分，且其更適合地具有混合半徑構(gòu)型。特別地，下表面193在安裝構(gòu)件79的腹部191與內(nèi)節(jié)段187的結(jié)合部的構(gòu)型適合地為具有較小半徑(例如，較尖、錐度較小或更呈角狀)的構(gòu)型，以利于腹部在波導(dǎo)121的振動過程中變形。下表面193在安裝構(gòu)件79的內(nèi)節(jié)段187與波導(dǎo)121的結(jié)合部的構(gòu)型適合地為具有相對較大半徑(例如，錐度較大或較平滑)的構(gòu)型，以當(dāng)相連腹部191在波導(dǎo)振動過程中變形時減少安裝構(gòu)件的內(nèi)節(jié)段中的應(yīng)力。安裝構(gòu)件79的外節(jié)段189設(shè)置為向下靠緊由噴嘴27形成的大致鄰近噴嘴上端33的肩而就位。最佳地如圖6中所示，噴嘴27的內(nèi)截面尺度(例如內(nèi)直徑)在噴嘴上端33的鄰近處，例如在安裝構(gòu)件79的縱向下方，向內(nèi)形成臺階，使得噴嘴與內(nèi)節(jié)段187的構(gòu)型的下表面193以及安裝構(gòu)件的相連腹部191縱向分開，以允許在波導(dǎo)121的超聲振動過程中安裝構(gòu)件的位移。安裝構(gòu)件179適合地在橫截面尺寸上使得至少外節(jié)段189的外邊緣在噴嘴27的肩與燃料注射器殼體23的主體25的下端31 (即，主體靠緊噴嘴上端33就位的表面)之間縱向設(shè)置。燃料注射器21的保持構(gòu)件29促使噴嘴27與主體25在一起，以將安裝構(gòu)件外節(jié)段189的邊緣緊固到二者之間。相連腹部191構(gòu)造為相對薄于安裝構(gòu)件79的內(nèi)節(jié)段187和外節(jié)段189，以利于腹部響應(yīng)于波導(dǎo)121的超聲振動而撓曲和/或彎曲。作為示例，在一個實施例中，安裝構(gòu)件79的相連腹部191的厚度可以在大約O. 2mm至大約Imm的范圍內(nèi)，且更適合地大約為O. 4mm。安裝構(gòu)件79的相連腹部191適合地包括至少一個軸向部件192和至少一個橫向(例如，在 所示實施例中為徑向)部件194。在所示實施例中,相連腹部191具有通過橫向部件194相連的一對橫向分開的軸向部件192，使得腹部在截面中大致為U形。不過應(yīng)理解的是，在不背離本發(fā)明范圍的情況下，具有至少一個軸向部件192和至少一個橫向部件194的其他結(jié)構(gòu)也是適合的，例如，L形、H形、I形、倒U形、倒L形，等等。適合的相連腹部191結(jié)構(gòu)的其他示例在美國專利6，676，003中例示和描述，在此以參見的方式引入該專利公開內(nèi)容的相應(yīng)部分。腹部191的軸向部件192從安裝構(gòu)件的相應(yīng)內(nèi)節(jié)段187和外節(jié)段189延伸，并大致伸展到橫向部件194。相應(yīng)地，軸向部件192能夠響應(yīng)安裝構(gòu)件內(nèi)節(jié)段187的橫向振動位移而相對于安裝構(gòu)件外節(jié)段189動態(tài)彎曲和/或撓曲，使得殼體23隔離于波導(dǎo)的橫向位移。腹部191的橫向部件194伸展到軸向部件192，使得橫向部件能夠響應(yīng)內(nèi)節(jié)段187的軸向振動位移而相對于軸向部件(并因而相對于安裝構(gòu)件外節(jié)段189)動態(tài)彎曲和撓曲，從而使殼體23隔離于波導(dǎo)的軸向位移。在所示實施例中，當(dāng)波導(dǎo)超聲激發(fā)時，波導(dǎo)121徑向膨脹并在結(jié)區(qū)域(例如，安裝構(gòu)件79連接到波導(dǎo)之處)略微軸向位移。作為響應(yīng)，U形相連構(gòu)件191 (例如，其軸向部件192和橫向部件194)通常彎曲和撓曲，且更具體地相對于安裝構(gòu)件79的固定外節(jié)段789卷曲，例如，其方式類似于當(dāng)馬桶疏通揣子手柄軸向位移時揣子頭部卷曲的方式。因此，相連腹部79使燃料注射器殼體23隔離于波導(dǎo)的超聲振動，而且在所示實施例中更具體地使安裝構(gòu)件外節(jié)段189隔離于其內(nèi)節(jié)段187的振動位移。這樣的安裝構(gòu)件79結(jié)構(gòu)還提供足夠的帶寬以補(bǔ)償在通常操作中可能發(fā)生的結(jié)區(qū)域漂移。特別地，安裝構(gòu)件79可補(bǔ)償在超聲波能量通過波導(dǎo)121的實際傳遞過程中出現(xiàn)的結(jié)區(qū)域?qū)崟r位置變化。這樣的變化或漂移可能例如由于在高壓腔55內(nèi)的溫度和/或其他環(huán)境條件的變化而發(fā)生。雖然在所示實施例中安裝構(gòu)件79的內(nèi)節(jié)段187和外節(jié)段189大致在相對于波導(dǎo)相同的縱向部位設(shè)置，但應(yīng)理解的是，在不背離本發(fā)明范圍的情況下，內(nèi)、外節(jié)段可以縱向錯開。還可以設(shè)想的是，相連腹部191可僅包括一個或多個軸向部件192 (例如，可省略橫向部件194)，這也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，當(dāng)波導(dǎo)121具有結(jié)平面且安裝構(gòu)件79位于結(jié)平面上時，安裝構(gòu)件僅需要設(shè)置為隔離波導(dǎo)的橫向位移。在可代替實施例(未示出)中，可以設(shè)想的是，安裝構(gòu)件可設(shè)置在波導(dǎo)的反結(jié)區(qū)域之處或其鄰近處，例如在波導(dǎo)的相反端123和129之一處。在這樣的實施例中，相連腹部191可僅包括一個或多個橫向部件194以隔離波導(dǎo)的軸向位移(即，在反結(jié)區(qū)域處的橫向位移很小或沒有)。在一個特別適合的實施例中，安裝構(gòu)件79具有單件結(jié)構(gòu)。更適合地，安裝構(gòu)件79可與如圖6中所示的波導(dǎo)121整體形成。不過，應(yīng)理解的是，安裝構(gòu)件79可構(gòu)造為分離于波導(dǎo)121，這也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。還應(yīng)理解的是，安裝構(gòu)件79的一個或多個部件可獨(dú)立構(gòu)造并適合地連接或以其他方式組裝在一起。在一個適合的實施例中，安裝構(gòu)件79進(jìn)一步構(gòu)造為基本上剛性(例如，在載荷下抗靜態(tài)位移)，以使波導(dǎo)121 (以及閥針53)在高壓腔55內(nèi)保持正確對準(zhǔn)。例如，在一個實施例中，剛性安裝構(gòu)件的制造材料可為非彈性材料，更適合地為金屬，且進(jìn)一步適合地為與波導(dǎo)的制造金屬相同的金屬。不過，術(shù)語“剛性”不是指安裝構(gòu)件不能響應(yīng)于波導(dǎo)的超聲振動而動態(tài)撓曲和/或彎曲。在其他實施例中，剛性安裝構(gòu)件可由彈性材料制成，所述材料足以在載荷下抵抗靜態(tài)位移，但也能夠響應(yīng)于波導(dǎo)的超聲振動而動態(tài)撓曲和/或彎曲。雖然 在圖6中所示安裝構(gòu)件79由金屬制成，且更適合地由與波導(dǎo)121相同的材料制成，但可以設(shè)想的是，在不背離本發(fā)明范圍的情況下，安裝構(gòu)件可由其他適合的大致剛性的材料制成。返回參見圖6和8，使燃料在燃料注射器殼體23的高壓腔55內(nèi)流動的流路，部分地通過在噴嘴27的內(nèi)表面與波導(dǎo)121的下節(jié)段133的外表面之間的橫向間隙(例如，在安裝構(gòu)件79下方)、以及在主體25的內(nèi)表面與激發(fā)裝置145、領(lǐng)部155和套管155的外表面之間的橫向間隙(例如，在安裝構(gòu)件上方)。燃料流路大致在套管155處與注射器殼體23主體25的燃料入口 57流體連通，使得從燃料入口進(jìn)入流路的高壓燃料沿流路朝向噴嘴尖端81向下流動(在所示實施例中)，以經(jīng)由排放端口 83從噴嘴27排放。如前所述，另外的高壓燃料在波導(dǎo)內(nèi)部通路127內(nèi)在波導(dǎo)與閥針53之間流動。由于安裝構(gòu)件79在高壓腔55內(nèi)橫向于波導(dǎo)121延伸，因此，主體25的下端31和噴嘴27的上端33適合地設(shè)置為允許燃料流路當(dāng)燃料在高壓腔內(nèi)流動時大致在安裝構(gòu)件附近轉(zhuǎn)向。例如，最佳地如圖10中所示，適合的通道199在主體25的下端31中形成，并與安裝構(gòu)件79上游的流路流體連通，且對準(zhǔn)在噴嘴27的上端33中形成并與安裝構(gòu)件下游的流路流體連通的對應(yīng)通道201。因此，從燃料入口 57沿安裝構(gòu)件79上游的流路(例如，在主體25與套管155/領(lǐng)部151/壓電環(huán)147之間)向下流動的高壓燃料，沿路經(jīng)過主體中在安裝構(gòu)件附近的通道199并經(jīng)過噴嘴27中的通道210而至安裝構(gòu)件下游的流路(例如，在噴嘴與波導(dǎo)121之間)。在一個實施例中，燃料注射器通過適合的控制系統(tǒng)(未示出)能夠控制電磁閥的操作和激發(fā)裝置145的操作。這樣的控制系統(tǒng)對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是已知的，因此除非必要，在此不需要進(jìn)一步描述。除非進(jìn)行注射操作，否則閥針53通過主體25的孔35中的彈簧111被偏置到其關(guān)閉位置，其中，閥針末端115與噴嘴尖端81密封接觸以關(guān)閉排放端口 83。電磁閥在形成于銷保持部47的頭部87中的凹部95處提供封閉，以封閉縱向延伸穿過銷保持部的孔97。當(dāng)閥針53處于關(guān)閉位置時，控制系統(tǒng)不向波導(dǎo)組件提供電流。高壓燃料從燃料源(未示出)在殼體23的燃料入口 57處流入到燃料注射器21中。用于將加壓燃料從燃料源傳輸?shù)饺剂献⑸淦?1的適合的燃料傳輸系統(tǒng)在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的，因而在此不需要進(jìn)一步描述。在一個實施例中，高壓燃料能夠在大約8，OOOpsi(550bar)至大約30，OOOpsi (2070bar)的壓力范圍內(nèi)被傳輸?shù)饺剂献⑸淦?1。高壓燃料流動通過主體25的上分配通道59至主體與銷保持部47之間的環(huán)形間隙99，并通過銷保持部進(jìn)給通道101進(jìn)入銷93上方的銷保持部內(nèi)通道91中，且向上通過銷保持部中的孔97。高壓燃料還流動通過高壓流路，即，通過主體25的下分配通道61至高壓腔55以填充高壓腔，即，在波導(dǎo)121之外且在波導(dǎo)內(nèi)部通路127之內(nèi)。在在這情況下，處于銷93上方的高壓燃料以及彈簧111的偏置，共同防止高壓腔55中的高壓燃料促使閥針53至其開啟位置。當(dāng)注射器控制系統(tǒng)確定需要將燃料注射到燃機(jī)時，控制系統(tǒng)啟動電磁閥而打開銷保持部孔97，使得高壓燃料從銷保持部流出至主體25上端37處的燃料返回通道71而作為低壓燃料，從而降低了銷保持部內(nèi)的銷93之后(例如上方)的燃料壓力。因此，高壓腔55中的高壓燃料現(xiàn)在能夠促使閥針53克服彈簧111的偏置而至閥針開啟位置。當(dāng)閥針53處于開啟位置時，閥針末端115與排放端口 83處的噴嘴尖端充分分開，以允許高壓腔中的燃料經(jīng)由排放端口排放。
當(dāng)啟動電磁閥以允許閥針53移動到其開啟位置時，例如幾乎與此同時地，控制系統(tǒng)也命令高頻電流發(fā)生器將電流通過接觸環(huán)165和使接觸環(huán)電連接到壓電環(huán)的適合引線183傳輸?shù)郊ぐl(fā)裝置145，即，在所示實施例中的壓電環(huán)147。如前所述，壓電環(huán)147大致以電流傳輸?shù)郊ぐl(fā)裝置145的超聲頻率發(fā)生膨脹和收縮(特別是沿燃料注射器21的縱向)。環(huán)147的膨脹和收縮導(dǎo)致波導(dǎo)121的上節(jié)段131隨超聲波伸長和縮短(例如，以與壓電環(huán)膨脹和收縮大致相同的頻率伸長和縮短)。波導(dǎo)121的上節(jié)段131以這種方式伸長和縮短，激發(fā)了波導(dǎo)(例如，適合地以波導(dǎo)的共振頻率激發(fā))，特別是沿波導(dǎo)下節(jié)段133進(jìn)行，導(dǎo)致沿下節(jié)段的波導(dǎo)超聲振動，且特別是在其末端123處的下節(jié)段增大部分195處。當(dāng)閥針53處于其開啟位置時，高壓腔55中的高壓燃料沿流路流動，特別是經(jīng)過波導(dǎo)121的超聲振動末端123，而至噴嘴尖端81的排放端口 83。超聲波能量通過波導(dǎo)121末端123施加于恰在排放端口 83上游(沿流路)的高壓燃料，以使燃料基本霧化(例如，減小微滴尺寸并使排出注射器21的燃料的微滴尺寸分布變窄)。在燃料排出排放端口 83之前對燃料進(jìn)行超聲供能，產(chǎn)生脈動的大致為錐形的噴霧液態(tài)燃料，所述燃料傳輸?shù)接扇剂献⑸淦?1提供服務(wù)的燃燒室。在圖I 一 10所示的實施例中，如前所述，銷93以及閥針53的操作由電磁閥(未示出)控制。不過，應(yīng)理解的是，在不背離本發(fā)明范圍的情況下，其他裝置，例如但不限于凸輪致動裝置、壓電或磁致伸縮操作裝置、液壓操作裝置或其他適合的機(jī)械裝置，無論是否具有流體放大閥，均可用于控制閥針的操作。圖11例示了本發(fā)明的超聲液態(tài)傳輸裝置的第二實施例，總體上以421指示。此第二實施例的裝置421廣義上在此描述為任意超聲驅(qū)動裝置，其中，在將超聲波能量應(yīng)用于液體之后，將液體的加壓噴霧從所述裝置排放，可以設(shè)想的是，這樣的裝置可應(yīng)用于多種設(shè)備中，所述應(yīng)用例如但不限于霧化器以及其他藥物傳輸裝置，模制設(shè)備，加濕器，引擎的燃料注射設(shè)備，噴涂系統(tǒng)，墨水傳輸系統(tǒng)，混合系統(tǒng)，均勻化系統(tǒng)，噴涂干燥系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，和其中采用超聲發(fā)生液體噴霧的其他應(yīng)用。所示裝置421包括殼體，該殼體總體上以423表示并具有用于將液體接納在殼體中的入口 457。所述液體適合地在略高于O. Opsi (O. Obar)至大約50，OOOpsi (3, 450bar)的范圍內(nèi)被加壓。在所示實施例中，殼體423至少包括上殼體構(gòu)件425和下殼體構(gòu)件(相對于圖11中所不裝置421的豎直取向)。上殼體構(gòu)件425的下端431靠緊下殼體構(gòu)件427的上端433就位，且所述殼體構(gòu)件通過適合的螺紋連接器429緊固到一起。上、下殼體構(gòu)件425、427 —起限定與入口 457流體連通的內(nèi)腔455。下殼體構(gòu)件427具有形成于其底部中的軸向延伸螺紋孔480，用于通過螺紋將插件482接納于其中，使得此插件進(jìn)一步限定裝置421的殼體423。排放端口 483軸向延伸穿過插件482，從而廣義上限定殼體423的排放端口，液體經(jīng)由排放端口從殼體排放。雖然圖11中所示插件482具有單一的排放端口 483，不過可以設(shè)想的是，插件可包括多于一個的排放端口。還可以設(shè)想的是，插件483可完全省略，而下殼體構(gòu)件427的底部大致封閉，其中形成一個或多個排放端口。所示實施例的殼體423大致為柱形，但其可適合地為任何形狀，并且能夠在尺寸上至少部分地根據(jù)在傳輸前將被設(shè)置在殼體內(nèi)的所需液體量、排放端口的數(shù)量和尺寸、以及所述裝置操作的操作頻率。還可以設(shè)想的是，下殼體構(gòu)件427可設(shè)置為類似于圖I 一 10所示實施例中的噴嘴27，其中噴嘴27在噴嘴尖端81中形成有一個或多個排放端口 83。 液體入口 457橫向延伸穿過下殼體構(gòu)件427的側(cè)壁552與殼體423的內(nèi)腔455流體連通。不過，可以設(shè)想的是，液體入口 457可設(shè)置在沿下殼體構(gòu)件427側(cè)面或沿上殼體構(gòu)件425側(cè)面的基本上任何部位，或者甚至軸向延伸穿過上殼體構(gòu)件的頂部，這也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。這樣，如圖11中所示的內(nèi)腔455廣義上限定液體流路，使液體在殼體423內(nèi)沿此流路流動到排放端口 483，以將液體從殼體排放。圖11中所示裝置423沒有閥構(gòu)件(例如,類似于圖I 一 10所示實施例中的閥針53的閥構(gòu)件)或設(shè)置在殼體內(nèi)的其他部件以控制液體流動到排放端口 483。而是，在此第二實施例中，液體能夠在內(nèi)腔455內(nèi)連續(xù)流動到排放端口 483。不過，應(yīng)理解的是，在不背離本發(fā)明范圍的情況下，在殼體423之外的適合的控制系統(tǒng)(未示出)可控制液體流動到殼體入口457，從而控制液體傳輸?shù)脚欧哦丝?483?？傮w上以550指示的細(xì)長形傳輸波導(dǎo)組件沿殼體423的軸向延伸(例如，沿圖11中所示殼體的縱向或豎直方向)，并完全設(shè)置在殼體的內(nèi)腔455內(nèi)。特別地，波導(dǎo)組件550可適合地以與圖I 一 10所示實施例中的燃料注射器21的波導(dǎo)組件150大致相同的方式構(gòu)造。組件550的波導(dǎo)521的末端523適合地鄰近于排放端口 483設(shè)置。在此使用的術(shù)語“鄰近于”實質(zhì)上僅意味著，恰在液體進(jìn)入排放端口 483之前，通過波導(dǎo)521的末端523將超聲波能量施加于內(nèi)腔455中的液體，而不是指在排放端口與波導(dǎo)末端之間設(shè)置特定間隙。如圖11中所示，下殼體構(gòu)件427的側(cè)壁552的內(nèi)截面尺度朝向下殼體構(gòu)件的下端481而減小。在波導(dǎo)521的末端523之處和/或其鄰近處的增大部分695因而與朝向下殼體構(gòu)件427下端481的側(cè)壁552緊鄰分開或甚至滑動接觸，例如，恰在排放端口的上游(相對于加壓液體在內(nèi)腔455內(nèi)流向排放端口 483所沿的方向)，使得液體在殼體內(nèi)的流路在波導(dǎo)末端之處和/或其鄰近處變窄。不過，應(yīng)理解的是，波導(dǎo)521的末端523 (或其他節(jié)段)不需與下殼體構(gòu)件427側(cè)壁552緊鄰分開，這也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，波導(dǎo)521的外截面尺度可沿其長度大致均勻，而不是具有增大部分695，或者，其可朝向波導(dǎo)末端523變窄。可替代地或另外地，下殼體構(gòu)件427的側(cè)壁552的內(nèi)截面尺度朝向下殼體構(gòu)件的下端481可不減小。
波導(dǎo)521適合地在內(nèi)腔455內(nèi)通過橫向延伸的安裝構(gòu)件479連接到殼體423，其中安裝構(gòu)件479構(gòu)造為大致類似于圖I 一 10所示實施例中的安裝構(gòu)件79。相應(yīng)地，安裝構(gòu)件479使殼體423在振動上隔離于波導(dǎo)521的機(jī)械振動。安裝構(gòu)件479的外節(jié)段689緊固到上殼體構(gòu)件425的下端431與下殼體構(gòu)件427的上端433之間。適合的端口(未示出，但其類似于圖I 一 10的實施例中所示端口 199、201)可形成在上、下殼體構(gòu)件425、427中，在此端口形成處，安裝構(gòu)件479的外節(jié)段689緊固到上、下殼體 構(gòu)件425、427之間以允許液體在內(nèi)腔內(nèi)縱向流過安裝構(gòu)件。波導(dǎo)組件550還包括激發(fā)裝置545 (例如，在所示實施例中為壓電環(huán)547)，激發(fā)裝置545通過領(lǐng)部551壓靠安裝構(gòu)件479，其中領(lǐng)部551通過螺紋被固定到波導(dǎo)521的上節(jié)段531。通過延伸穿過殼體423側(cè)面并電連接到內(nèi)腔455內(nèi)的接觸環(huán)683的適合引線(未示出，但類似于圖I 一 10的實施例中的引線181、183)，將電流提供到激發(fā)裝置545。在操作中，液體被傳輸?shù)綒んw423的液體入口 457，用于沿流路(例如在內(nèi)腔455內(nèi))流動到排放端口 483。當(dāng)加壓液體流過波導(dǎo)521的末端523至排放端口 483時，波導(dǎo)組件450以與圖I 一 10所示燃料注射器21的波導(dǎo)組件150大致相同的方式操作以超聲振動波導(dǎo)末端，例如采用超聲揚(yáng)聲器的方式。因此，超聲波能量恰在液體進(jìn)入排放端口 483之前通過波導(dǎo)521的末端523施加于液體，從而使液體基本上霧化(例如，使排出裝置421的液體微滴的尺寸減小且尺寸分布變窄)。在液體排出排放端口 483之前對液體進(jìn)行超聲供能，大致產(chǎn)生從裝置421傳輸?shù)拿}動的大致為錐形的液體噴霧。圖12例示了根據(jù)本發(fā)明第三實施例的以821指示的超聲波液體傳輸裝置。此第三實施例的裝置821類似于第二實施例的裝置，其不同在于，此第三實施例的波導(dǎo)組件950例示為僅部分地設(shè)置在殼體823的內(nèi)腔855內(nèi)。此第三實施例的殼體823包括限定內(nèi)腔855的殼體構(gòu)件825和封閉物826 (例如，在所示實施例中為環(huán)形封閉物)，其中封閉物826通過螺紋被固定到殼體構(gòu)件的開放上端837上，以進(jìn)一步限定殼體并將安裝構(gòu)件879的外節(jié)段1089緊固到封閉物與殼體構(gòu)件之間，從而將安裝構(gòu)件(以及波導(dǎo)組件850)緊固就位。安裝構(gòu)件879因而使殼體823在振動上隔離于波導(dǎo)921的機(jī)械振動，如上文中結(jié)合第一實施例和第二實施例所述。此第三實施例的插件882例示為具有多個排放端口 883。在圖12中所示實施例中，波導(dǎo)921的下節(jié)段933完全在內(nèi)腔855內(nèi)延伸，而波導(dǎo)上節(jié)段931從安裝構(gòu)件879向上并沿殼體823的軸向向外延伸。激發(fā)裝置945，例如壓電環(huán)947，相應(yīng)地與領(lǐng)部951 —起被設(shè)置在殼體423之外，其中領(lǐng)部951使所述環(huán)壓靠安裝構(gòu)件879的上表面。電流可通過適合的引線(未示出)傳輸?shù)郊ぐl(fā)裝置945，而不需要圖I 一 10中所示的與燃料注射器21相關(guān)的套管155、接觸環(huán)165和引導(dǎo)環(huán)167。不過應(yīng)理解的是，在不背離本發(fā)明范圍的情況下，這樣的套管、接觸環(huán)和引導(dǎo)環(huán)可包括在圖12中所示裝置821中。當(dāng)介紹本發(fā)明的各元件和優(yōu)選實施例時，用詞“一”、“一種”、“此”和“所述”用于
表示存在一個或多個元件。術(shù)語“包括”、“包含”和“具有”用于表示包含在其中并意味著可能存在不同于所列元件的其他元件。由于在不背離本發(fā)明范圍的情況下能夠在上述結(jié)構(gòu)和方法中進(jìn)行各種改變，因此，包含于上述描述中和顯示于附圖中的所有內(nèi)容均應(yīng)被解釋為示例性的并且不用于限制本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種超聲波液體傳輸裝置,包括 殼體，具有內(nèi)腔和與所述內(nèi)腔流體連通的至少一個排放端口，從而使所述腔內(nèi)的液體在所述至少一個排放端口處排出所述殼體； 超聲波波導(dǎo)，分離于所述殼體，所述波導(dǎo)呈細(xì)長形并具有設(shè)置在所述殼體的內(nèi)腔內(nèi)的末端，所述波導(dǎo)具有周邊，其中所述周邊隨所述波導(dǎo)沿其縱向朝向其末端延伸而增大；和 激發(fā)裝置，能夠超聲激發(fā)所述波導(dǎo)。
2.權(quán)利要求I的液體傳輸裝置，其中，所述波導(dǎo)在所述殼體的內(nèi)腔內(nèi)大致縱向延伸，所述波導(dǎo)在所述內(nèi)腔內(nèi)與所述殼體橫向分開以在所述波導(dǎo)與所述殼體之間限定一流路，液體在所述殼體的內(nèi)腔內(nèi)沿所述流路朝向所述至少一個排放端口流動，所述流路隨著所述流路朝向所述波導(dǎo)的末端延伸而變窄。
3.權(quán)利要求I的液體傳輸裝置，其中，所述波導(dǎo)在所述殼體的內(nèi)腔內(nèi)大致縱向延伸，所述波導(dǎo)在所述內(nèi)腔內(nèi)與所述殼體橫向分開，所述橫向分開朝向所述波導(dǎo)的所述末端變窄。
4.權(quán)利要求I的液體傳輸裝置，其中，所述波導(dǎo)大致呈柱形并在所述殼體的內(nèi)腔內(nèi)縱向延伸，所述波導(dǎo)的末端具有第一外直徑，所述波導(dǎo)的與所述波導(dǎo)的所述末端鄰近的節(jié)段具有第二外直徑，所述第二外直徑明顯小于所述波導(dǎo)末端的所述第一外直徑。
5.權(quán)利要求I的液體傳輸裝置，其中，所述波導(dǎo)具有長度，并沿其大致整個長度設(shè)置在所述殼體的內(nèi)腔內(nèi)。
6.權(quán)利要求I的液體傳輸裝置，其中，所述波導(dǎo)和所述激發(fā)裝置一起限定超聲波波導(dǎo)組件，所述超聲波波導(dǎo)組件具有長度并沿其大致整個長度設(shè)置在燃料腔內(nèi)。
7.權(quán)利要求I的液體傳輸裝置，進(jìn)一步包括閥構(gòu)件，能夠在關(guān)閉位置與開啟位置之間相對于所述殼體移動，其中，在所述關(guān)閉位置，所述殼體的內(nèi)腔內(nèi)的液體被阻止經(jīng)由所述至少一個排放端口從所述殼體排放，而在所述開啟位置，液體可經(jīng)由所述至少一個排放端口從所述殼體排放，所述超聲波波導(dǎo)分離于所述閥構(gòu)件。
8.—種超聲波液體傳輸裝置,包括 殼體，具有內(nèi)腔和與所述殼體的內(nèi)腔流體連通的至少一個排放端口，從而使所述腔內(nèi)的液體在所述至少一個排放端口處排出所述殼體；和 超聲波波導(dǎo)組件，包括超聲波波導(dǎo)，分離于所述殼體并至少部分地設(shè)置在所述殼體的內(nèi)腔內(nèi)；和激發(fā)裝置，能夠超聲激發(fā)所述殼體的所述內(nèi)腔內(nèi)的所述超聲波波導(dǎo)；所述波導(dǎo)組件呈細(xì)長形并具有大約半波長的總長度。
9.權(quán)利要求8的液體傳輸裝置，其中，所述激發(fā)裝置是壓電裝置。
10.權(quán)利要求8的液體傳輸裝置，進(jìn)一步包括閥構(gòu)件，能夠在關(guān)閉位置與開啟位置之間相對于所述殼體移動，其中，在所述關(guān)閉位置，所述殼體的內(nèi)腔內(nèi)的液體被阻止經(jīng)由所述至少一個排放端口從所述殼體排放，而在所述開啟位置，液體可經(jīng)由所述至少一個排放端口從所述殼體排放，所述超聲波波導(dǎo)分離于所述閥構(gòu)件。
11.一種超聲波液體傳輸裝置，包括 殼體，具有用于在其中接納液體的內(nèi)腔和與所述內(nèi)腔流體連通的至少一個排放端口，從而使液體在所述至少一個排放端口處排出所述殼體；和 細(xì)長形超聲波波導(dǎo)，分離于所述殼體，所述波導(dǎo)的至少一部分在所述殼體的內(nèi)腔內(nèi)縱向延伸并具有鄰近所述至少一個排放端口的末端，所述波導(dǎo)的所述部分呈管形并限定所述部分的內(nèi)部通路，所述波導(dǎo)的所述管形部分在其末端開放以允許所述殼體的內(nèi)腔中的液體在所述波導(dǎo)的所述管形部分的內(nèi)部通路內(nèi)流動；和 激發(fā)裝置，能夠超聲激發(fā)所述超聲波波導(dǎo)。
12.權(quán)利要求11的液體傳輸裝置，其中，所述波導(dǎo)呈細(xì)長形并且具有長度，所述波導(dǎo)沿其整個長度呈管形，使得所述波導(dǎo)的內(nèi)部通路沿所述波導(dǎo)的整個長度延伸。
13.權(quán)利要求12的液體傳輸裝置，其中，所述波導(dǎo)被完全設(shè)置在所述殼體的內(nèi)腔內(nèi)并具有與所述末端相反的端部，所述相反的端部開放以允許所述殼體的內(nèi)腔中的液體在所述波導(dǎo)的內(nèi)部通路內(nèi)沿所述波導(dǎo)的大致整個長度流動。
14.一種超聲波液體傳輸裝置,包括 殼體，具有用于將液體接納到所述殼體中的內(nèi)腔和與所述殼體的內(nèi)腔流體連通的至少一個排放端口，從而使所述內(nèi)腔內(nèi)的液體在所述至少一個排放端口處排出所述殼體； 閥構(gòu)件，能夠在關(guān)閉位置與開啟位置之間相對于所述殼體移動，其中，在所述關(guān)閉位置，所述內(nèi)腔內(nèi)的液體被阻止經(jīng)由所述至少一個排放端口從所述殼體排放，而在所述開啟位置，液體可經(jīng)由所述至少一個排放端口從所述殼體排放； 超聲波波導(dǎo)，分離于所述殼體和所述閥構(gòu)件，所述波導(dǎo)基本上完全設(shè)置在所述殼體的內(nèi)腔內(nèi)，從而當(dāng)所述液體在所述閥構(gòu)件處于開啟位置時經(jīng)由所述至少一個排放端口排出之前對處于所述內(nèi)腔內(nèi)的液體超聲供能；和 激發(fā)裝置，能夠在所述閥構(gòu)件處于開啟位置時超聲激發(fā)所述超聲波波導(dǎo)。
15.權(quán)利要求14的液體傳輸裝置，其中，所述波導(dǎo)和所述激發(fā)裝置一起限定波導(dǎo)組件，所述波導(dǎo)組件基本上完全設(shè)置在所述殼體的內(nèi)腔內(nèi)。
16.權(quán)利要求15的液體傳輸裝置，其中，所述波導(dǎo)和所述激發(fā)裝置相互組裝在一起地保持在所述殼體的內(nèi)腔內(nèi)。
17.權(quán)利要求14的液體傳輸裝置，進(jìn)一步包括用于將所述波導(dǎo)安裝在所述殼體內(nèi)的安裝構(gòu)件，所述安裝構(gòu)件與所述殼體內(nèi)腔內(nèi)的波導(dǎo)接觸并在與所述波導(dǎo)分開的部位緊固到所述殼體。
18.—種超聲波液體傳輸裝置,包括 殼體，包括入口，用于將液體接納到所述殼體中；至少一個排放端口，用于使液體經(jīng)過而從所述殼體排放；和所述殼體內(nèi)的流路，與所述入口和所述至少一個排放端口流體連通，用于引導(dǎo)所述液體在所述殼體內(nèi)從所述入口流動到所述至少一個排放端口 ；和 超聲波波導(dǎo)組件，包括超聲波波導(dǎo)，分離于所述殼體，用于在液體經(jīng)由所述至少一個排放端口排出所述殼體之前將超聲波能量施加于所述殼體內(nèi)的液體，所述波導(dǎo)呈細(xì)長形并且具有縱向相反端部；和激發(fā)裝置，在所述端部之間與所述波導(dǎo)保持組裝在一起并能夠超聲激發(fā)所述超聲波波導(dǎo)；所述波導(dǎo)組件的長度由所述組件的縱向端部限定，所述超聲波波導(dǎo)組件基本上完全設(shè)置在所述殼體中的流路內(nèi)。
19.一種超聲波液體傳輸裝置,包括 殼體，具有內(nèi)腔和與所述殼體的內(nèi)腔流體連通的至少一個排放端口，從而使液體在所述至少一個排放端口處排出所述殼體； 超聲波波導(dǎo)，分離于所述殼體，所述波導(dǎo)呈細(xì)長形并至少部分地設(shè)置在所述殼體的內(nèi)腔內(nèi)，從而在所述液體經(jīng)由所述至少一個排放端口排出所述殼體之前對處于所述內(nèi)腔內(nèi)的液體超聲供能； 激發(fā)裝置，能夠超聲激發(fā)所述超聲波波導(dǎo)；和 安裝構(gòu)件，與所述波導(dǎo)和所述殼體相連，所述安裝構(gòu)件設(shè)置為使所述殼體在振動上基本上隔離于所述波導(dǎo)。
20.權(quán)利要求19的液體傳輸裝置，其中，所述波導(dǎo)具有結(jié)區(qū)域，所述安裝構(gòu)件大致在所述波導(dǎo)的所述結(jié)區(qū)域連接到所述波導(dǎo)。
21.權(quán)利要求19的液體傳輸裝置，其中，所述安裝構(gòu)件為單件結(jié)構(gòu)。
22.權(quán)利要求21的液體傳輸裝置，其中，所述安裝構(gòu)件與所述波導(dǎo)整體形成。
23.權(quán)利要求19的液體傳輸裝置，其中，所述安裝構(gòu)件包括連接到所述波導(dǎo)的內(nèi)節(jié)段；與所述內(nèi)節(jié)段橫向分開并緊固到所述殼體的外節(jié)段；和在所述安裝構(gòu)件的內(nèi)節(jié)段與外節(jié)段之間橫向延伸并使其相連的相連腹部，所述相連腹部使所述安裝構(gòu)件的外節(jié)段在振動上隔離于所述內(nèi)節(jié)段，從而使所述殼體在振動上隔離于所述波導(dǎo)。
24.權(quán)利要求19的液體傳輸裝置，其中，所述殼體具有縱向和橫向，所述波導(dǎo)沿所述殼體的縱向延伸，所述安裝構(gòu)件包括至少一個部件，所述部件大致沿所述殼體的縱向延伸并能夠在振動上使所述殼體隔離于所述波導(dǎo)的橫向移位。
25.權(quán)利要求24的液體傳輸裝置，其中，所述安裝構(gòu)件進(jìn)一步包括至少一個部件，所述部件大致沿所述殼體的橫向延伸并能夠在振動上使所述殼體隔離于所述波導(dǎo)的縱向移位。
26.權(quán)利要求19的液體傳輸裝置，其中，所述傳輸裝置具有縱向和橫向，所述波導(dǎo)沿所述傳輸裝置的縱向延伸，所述安裝構(gòu)件包括至少一個部件，所述部件大致沿所述傳輸裝置的橫向延伸并能夠在振動上使所述殼體隔離于所述波導(dǎo)的縱向移位。
27.權(quán)利要求19的液體傳輸裝置，其中，所述相連腹部大致為U形。
28.權(quán)利要求19的液體傳輸裝置，其中，所述安裝構(gòu)件和所述波導(dǎo)以相同的材料制成。
29.—種超聲波液體傳輸裝置,包括 殼體，包括入口，用于將液體接納到所述殼體中；至少一個排放端口，用于使液體經(jīng)過而排出所述殼體；和內(nèi)流路，與所述入口和所述至少一個排放端口流體連通，用于引導(dǎo)液體在所述殼體內(nèi)流動到所述至少一個排放端口； 超聲波波導(dǎo)，分離于所述殼體，所述波導(dǎo)呈細(xì)長形并至少部分地設(shè)置在所述流路內(nèi)，從而在所述液體經(jīng)由所述至少一個排放端口排出之前對處于所述流路內(nèi)的液體超聲供能； 激發(fā)裝置，能夠超聲激發(fā)所述超聲波波導(dǎo)；和 安裝構(gòu)件，與所述波導(dǎo)和所述殼體相連，所述安裝構(gòu)件至少部分地設(shè)置在所述流路內(nèi)并設(shè)置為使所述殼體在振動上基本上隔離于所述波導(dǎo)。
30.權(quán)利要求29的液體傳輸裝置，其中，所述波導(dǎo)具有結(jié)區(qū)域，所述安裝構(gòu)件大致在所述波導(dǎo)的所述結(jié)區(qū)域連接到所述波導(dǎo)。
31.權(quán)利要求29的液體傳輸裝置，其中，所述安裝構(gòu)件包括連接到所述波導(dǎo)的內(nèi)節(jié)段；與所述內(nèi)節(jié)段橫向分開并緊固到所述殼體的外節(jié)段；和在所述安裝構(gòu)件的內(nèi)節(jié)段與外節(jié)段之間橫向延伸并使其相連的相連腹部，所述相連腹部使所述安裝構(gòu)件的外節(jié)段在振動上隔離于所述內(nèi)節(jié)段，從而使所述殼體在振動上隔離于所述波導(dǎo)，所述相連腹部至少部分地設(shè)置在所述殼體中的流路內(nèi)。
32.權(quán)利要求29的液體傳輸裝置，其中，所述波導(dǎo)具有縱向，所述安裝構(gòu)件大致沿所述波導(dǎo)的橫向延伸并具有上表面和下表面，所述安裝構(gòu)件的所述上表面和下表面設(shè)置在所述流路內(nèi)。
33.一種超聲波液體傳輸裝置,包括 殼體，具有內(nèi)腔和與所述殼體的內(nèi)腔流體連通的至少一個排放端口，從而使液體在所述至少一個排放端口處排出所述殼體； 超聲波波導(dǎo)，分離于所述殼體，所述波導(dǎo)呈細(xì)長形并至少部分地設(shè)置在所述殼體的內(nèi)腔內(nèi)，從而在所述液體經(jīng)由所述至少一個排放端口排出所述殼體之前對處于所述內(nèi)腔內(nèi)的液體超聲供能； 激發(fā)裝置，能夠超聲激發(fā)所述超聲波波導(dǎo)；和 安裝構(gòu)件，與所述波導(dǎo)和所述殼體相連，所述安裝構(gòu)件完全由非彈性材料制成并設(shè)置為使所述殼體在振動上基本上隔離于所述波導(dǎo)。
34.權(quán)利要求33的液體傳輸裝置，其中，所述安裝構(gòu)件由金屬制成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種超聲波液體傳輸裝置，其中，裝置的殼體具有內(nèi)腔和與殼體內(nèi)腔流體連通的至少一個排放端口。閥構(gòu)件能夠在關(guān)閉位置與開啟位置之間相對于殼體移動，其中，在關(guān)閉位置，液體被阻止經(jīng)由所述至少一個排放端口從殼體排放，而在開啟位置，液體可經(jīng)由所述至少一個排放端口從殼體排放。超聲波波導(dǎo)分離于殼體和閥構(gòu)件，所述波導(dǎo)至少部分地設(shè)置在殼體內(nèi)腔內(nèi)，從而當(dāng)液體在閥構(gòu)件處于開啟位置時經(jīng)由所述至少一個排放端口從殼體排放之前對處于內(nèi)腔內(nèi)的液體超聲供能。激發(fā)裝置能夠在閥構(gòu)件處于開啟位置時超聲激發(fā)超聲波波導(dǎo)。
文檔編號F02M69/04GK102937062SQ20121021868
公開日2013年2月20日 申請日期2007年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月23日
發(fā)明者T·D·埃勒特, P·S·麥尼科爾斯, T·R·齊爾克, A·E·邁爾, G·布羅姆菲爾德 申請人:金伯利-克拉克環(huán)球有限公司