ES2880287T3

ES2880287T3 - Aparato de termostato

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Publication number: ES2880287T3
Application number: ES17809876T
Authority: ES
Original assignee: Nippon Thermostat Co Ltd
Current assignee: Nippon Thermostat Co Ltd
Priority date: 2016-06-07
Filing date: 2017-02-22
Publication date: 2021-11-24
Anticipated expiration: 2037-02-22
Also published as: JP6744137B2; CN109154405A; JP2017219112A; EP3467365A1; TW201742980A; CN109154405B; US20190153927A1; CA3022774C; EP3467365A4; CA3022774A1; EP3467365B1; WO2017212692A1; US10767547B2; TWI703264B

Abstract

Un dispositivo de termostato (10) provisto de un saliente cilíndrico (20) que sobresale en un flujo de fluido que fluye desde una entrada de fluido (12) dentro de una carcasa (11) del dispositivo desde una dirección que obstruye el flujo de fluido, en donde una parte de una superficie periférica exterior del saliente cilíndrico (20) que mira hacia la entrada de fluido (12) está provista de una pared rectificadora (30), caracterizado por que la pared rectificadora (30) tiene un borde delantero a lo largo de una dirección del flujo de fluido formado para tener una forma ahusada inclinada desde una punta del saliente que mira hacia la entrada de fluido, y por que la pared rectificadora (30) tiene la forma de una placa que aumenta gradualmente de espesor desde el lado de entrada de fluido (12) hacia el saliente.

Description

DESCRIPCIÓN

Aparato de termostato

Antecedentes

Campo técnico

La presente invención se refiere a un dispositivo de termostato utilizado para controlar de forma variable la temperatura del fluido en un sistema de control de la temperatura del refrigerante para controlar de forma variable la temperatura del refrigerante de un motor de combustión interna (en lo sucesivo denominado "motor") utilizado en automóviles, y más particularmente, a un dispositivo de termostato capaz de reducir la pérdida de presión causada por un saliente que sobresale para bloquear el flujo de refrigerante dentro de la carcasa del dispositivo.

Antecedentes de la técnica

Convencionalmente, como dispositivos de termostato de este tipo, se han propuesto los que tienen diversas estructuras. Por ejemplo, un dispositivo de termostato dispuesto en un sistema de refrigerante de un motor incorpora cera (un cuerpo de expansión térmica) que se expande y contrae al detectar el cambio de temperatura del refrigerante que fluye a través de las trayectorias de flujo de circulación. A continuación, el dispositivo de termostato realiza la abertura y el cierre del elemento de válvula mediante cambios volumétricos debido a la expansión y contracción de la cera para mantener el refrigerante a una temperatura predeterminada.

En este tipo de dispositivo de termostato, se conoce un tipo de calentador de pistón controlado electrónicamente. Es decir, el dispositivo de termostato tiene un pistón montado fijamente en el interior de la carcasa del dispositivo, pero tiene una estructura y un recipiente cilíndrico que se mueve hacia adelante y hacia atrás con respecto al pistón encapsulando el cuerpo de expansión térmica en su interior. El calentador se proporciona dentro del pistón. La activación del calentador y la generación de calor hace que la cera se expanda térmicamente independientemente de la temperatura del refrigerante para controlar el flujo del refrigerante. (Véase, por ejemplo, el Documento de Patente 1).

Este tipo de dispositivo de termostato controlado electrónicamente tiene típicamente una estructura en la que un saliente cilíndrico sobresale hacia el interior de la carcasa del dispositivo para la conexión externa del calentador provisto dentro del pistón, y el extremo de base del pistón está sujeto a este saliente cilíndrico.

Documentos de la técnica anterior

Documentos de Patente

Documento de Patente 1: WO 2010/004606

Documento de Patente 2: Solicitud de patente japonesa

N.° de publicación 2013-124618

Sumario de la invención

Problema técnico

Sin embargo, en la estructura del Documento de Patente 1 descrito anteriormente, el refrigerante que fluye desde el lado del radiador choca con el saliente que sobresale en el interior de la carcasa del dispositivo, provocando turbulencias que aumentan la resistencia al flujo en el dispositivo del termostato y provocando una gran pérdida de presión en la trayectoria de flujo del refrigerante. Cuando aumenta tal pérdida de presión, también existe el problema de que el tamaño de la bomba de agua del sistema de refrigerante también aumenta y la libertad de diseño se ve afectada.

Además, en la estructura del Documento de Patente 1 descrito anteriormente, debido a que el conector externo sobresale en gran medida fuera de la carcasa del dispositivo, es difícil hacer que el dispositivo sea compacto.

Además, en el dispositivo de termostato descrito anteriormente, además del saliente, el flujo de fluido golpea el pistón también directamente (con una presión excesiva), haciendo que el pistón se mueva e interfiriendo con el buen funcionamiento del termoelemento, de modo que la válvula principal se incline y no selle correctamente.

Además, el saliente descrito anteriormente tiende a estar en una posición de colisión (soldadura) del material de resina que fluye hacia el molde cuando se está moldeando la carcasa, por lo que también existe el problema de que la resina tiende a debilitarse.

Como se divulga en el Documento de Patente 2, también se conoce una estructura en la que se adopta un saliente cilindrico para sujetar el extremo de base del pistón para sobresalir fuera de la carcasa del dispositivo. Sin embargo, en tal estructura, el dispositivo tiende a agrandarse debido a la existencia del saliente que sobresale fuera de la carcasa.

Asimismo, para proporcionar el saliente en el exterior de la carcasa, existen restricciones en la longitud del calentador, la longitud total del pistón no se puede cambiar libremente y el conector del calentador sobresale hacia el exterior de la carcasa de la misma manera que se describió anteriormente, tendiendo así a invitar a la formación de un gran dispositivo de termostato.

La técnica anterior adicional se divulga en los documentos EP 2295 839 A1 y US 4 288 033 A. Los dispositivos de termostato divulgados en ellos son dispositivos de termostato de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. Estos documentos, sin embargo, no divulgan una solución satisfactoria para los problemas mencionados anteriormente.

La presente invención se concibe a la luz de las circunstancias descritas anteriormente, y tiene como objetivo obtener un dispositivo de termostato provisto de un medio rectificador en un lado aguas arriba de un saliente utilizado para insertar y sujetar un pistón que se proyecta hacia el interior de un carcasa del dispositivo, de manera que el flujo de fluido hacia el interior de la carcasa del dispositivo evite el saliente y fluya suavemente hacia la válvula principal, para que el dispositivo de termostato pueda promover un flujo suave de un fluido y proporcionar un efecto rectificador, reduciendo la pérdida de presión dentro de los pasos de fluido.

Además, proporcionando un medio rectificador en el lado de entrada del saliente que sobresale en el interior de la carcasa del dispositivo junto con un nervio proporcionado en el lado opuesto del saliente, la presente invención tiene por objeto minimizar los defectos de moldeo que surgen al formar el saliente de la carcasa y obtener un dispositivo de termostato menor y más compacto.

Solución al problema técnico

Para lograr tal objeto, el dispositivo de termostato de acuerdo con la presente invención es un dispositivo de termostato provisto de un saliente cilíndrico que sobresale en un flujo de fluido que fluye desde una entrada de fluido dentro de una carcasa del dispositivo desde una dirección que obstruye el flujo de fluido, en donde una parte de una superficie periférica exterior del saliente que mira hacia la entrada de fluido está provista de un medio rectificador constituido por una pared rectificadora.

Dicha pared rectificadora tiene un borde delantero a lo largo de una dirección del flujo de fluido formado para tener una forma ahusada inclinada desde la punta del saliente que mira hacia la entrada de fluido.

Y la pared rectificadora tiene la forma de una placa que aumenta gradualmente de espesor desde el lado de entrada de fluido hacia el saliente.

En el dispositivo de termostato de acuerdo con la presente invención, la placa sobresale hacia un lado aguas arriba del flujo de fluido desde la parte de la superficie periférica exterior del saliente que mira hacia la entrada de fluido. En el dispositivo de termostato de acuerdo con la presente invención, se proporciona un nervio en un lado del saliente opuesto al lado que mira hacia la entrada de fluido, en una posición axisimétrica con respecto a la pared rectificadora. Efecto de la invención

Como se ha descrito anteriormente, proporcionando la pared rectificadora, que se extiende en la dirección aguas arriba del flujo de fluido dentro de la carcasa del dispositivo y actúa como un medio rectificador que divide el flujo de fluido en dos, en la superficie periférica exterior del saliente que sobresale hacia el interior de la carcasa del dispositivo, el dispositivo de termostato de acuerdo con la presente invención puede evitar las turbulencias causadas por la presencia del saliente que sobresale en el interior de la carcasa, proporcionan un efecto rectificador y reducen la pérdida de presión a pesar de su estructura simple.

También, configurando el dispositivo de termostato para proporcionar un nervio en el lado opuesto del saliente además de la parte rectificadora provista en el lado aguas arriba (lado de entrada) del saliente, la presente invención puede minimizar los defectos de moldeo generados durante el moldeo y eliminar defectos como los de la técnica anterior. Es decir, proporcionar solo la pared rectificadora en el lado aguas arriba del saliente podría hacer que el saliente se incline debido a la contracción de la resina durante el enfriamiento de la pared rectificadora después de la formación y descentrar la abertura del saliente, haciendo imposible insertar el calentador en el pistón. Como alternativa, dado que el termoelemento no funciona correctamente, operar el elemento de válvula principal en un estado inclinado puede causar problemas tales como la degradación del sello y un aumento en las fugas de fluido.

Además, en un caso en el que solo se proporcione el medio rectificador descrito anteriormente, incluso si el termoelemento y la válvula principal pueden funcionar sin inclinarse, el pistón está inclinado de modo que el sellado de la abertura en el sello de empaque en U en el termoelemento se vuelve inadecuado, o puede inducir un desgaste desigual de la abertura, dando como resultado la entrada de fluido en el termoelemento y provocando la falla del termoelemento.

En contraposición, se proporciona un nervio en una posición axisimétrica con respecto al medio rectificador con el saliente interpuesto entre ellos, por lo que la presente invención puede prevenir el debilitamiento debido a la aparición de una soldadura en el saliente, eliminando los problemas de desalineación axial y sellado inadecuado.

Además, dado que no hay ninguna parte que sobresalga del exterior de la carcasa del dispositivo, la presente invención puede hacer que todo el dispositivo sea más compacto.

Asimismo, el borde delantero de la pared rectificadora a lo largo de la dirección del flujo de fluido está formado para tener una forma ahusada inclinada desde la punta del saliente hacia la base del saliente, en forma de placa que gradualmente se vuelve más gruesa desde el lado de entrada de fluido hasta el saliente, de modo que la presente invención puede proporcionar incluso más del efecto rectificador descrito anteriormente y prometer una reducción drástica de la pérdida de presión.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 ilustra una realización de un dispositivo de termostato de acuerdo con la presente invención, y es una vista en sección transversal de una parte principal para describir una configuración esquemática de todo el dispositivo; la figura 2 es una vista en sección transversal de una parte principal que ilustra una sección transversal en otra posición del dispositivo de termostato de la figura 1; y

la figura 3 ilustra una realización de un dispositivo de termostato de acuerdo con la presente invención Descripción detallada de las realizaciones

Primera realización

Las figuras 1 a 3 ilustran una realización de un dispositivo de termostato de acuerdo con la presente invención. En estas figuras, lo que se indica con el número de referencia 10 en su totalidad es un dispositivo de termostato controlado electrónicamente, que se proporciona, por ejemplo, en el sistema de refrigerante de un motor, instalado en la intersección del paso de refrigerante del lado del radiador y el paso de derivación del lado de salida del motor, de tal manera que, mediante la conmutación selectiva del flujo de refrigerante en la primera y segunda trayectoria de flujo de fluido constituida por estos pasos, el dispositivo de termostato se utiliza para controlar la temperatura del refrigerante hasta la parte de entrada del motor.

El dispositivo de termostato 10 incluye un pistón 18 cilíndrico sustancialmente en el fondo que está sujeto a un saliente cilíndrico 20 (que se describirá más adelante) dentro de la carcasa 11 del dispositivo y está suspendido dentro de esta, y un termoelemento 17 montado alrededor del exterior del pistón 18 como para ser deslizable en la dirección axial. Un elemento de válvula principal 15 que controla la apertura y el cierre de los pasos de fluido formados dentro de la carcasa 11 del dispositivo se proporciona en la parte superior del termoelemento 17 en la dirección axial.

Como es bien sabido en la técnica, un material de expansión térmica, como cera, está sellado dentro del termoelemento 17. La punta del pistón 18 está dispuesta mirando hacia el interior del cuerpo de expansión térmica y se proporciona un calentador (no mostrado en el dibujo) dentro del pistón 18 y, así, está configurado para permitir el control de la temperatura.

En este dispositivo de termostato 10 controlado electrónicamente, se proporcionan un resorte 16 que empuja el elemento de válvula principal 15 y un asiento de resorte 16a, junto con un segundo elemento de válvula que se convierte en válvula de derivación y un resorte de derivación. Estas configuraciones son bien conocidas en la técnica y aquí se omiten una ilustración y una explicación detalladas.

En la figura, el número de referencia 12 indica una entrada de fluido para refrigerante desde el radiador, 13 indica una entrada de fluido en el lado del circuito de derivación, 13a indica una parte de admisión de fluido desde la entrada de fluido en el lado del circuito de derivación hasta el lado aguas abajo del elemento de válvula principal 15, y 14 indica una abertura para el paso que conduce a la entrada del motor. El número de referencia 19 indica un conector para conectar externamente el calentador provisto en el pistón 18.

De acuerdo con la presente invención, en el dispositivo de termostato 10 que tiene la configuración descrita anteriormente, una pared rectificadora 30 en forma de placa delgada se proporciona como un medio rectificador en una parte de la superficie circunferencial exterior del saliente cilíndrico 20 y sobresale de modo que se oriente hacia el interior del lado de entrada de fluido 12 en una dirección que bloquea el flujo del fluido (refrigerante) que fluye desde la entrada de fluido 12 en la carcasa 11 del dispositivo, es decir, desde una dirección ortogonal al flujo de fluido.

Aquí, la pared rectificadora 30 en forma de placa delgada se extiende desde la parte de la superficie periférica exterior del saliente cilíndrico 20 que mira hacia la entrada de fluido 12 hacia el lado aguas arriba del flujo de fluido.

Es decir, proporcionando la pared rectificadora 30, que se extiende en la dirección aguas arriba del flujo de fluido dentro de la carcasa 11 del dispositivo y actúa como un medio rectificador que divide el flujo de fluido en dos, en la superficie periférica exterior del saliente 20 que sobresale hacia el interior de la carcasa 11 del dispositivo, una pérdida de presión se puede reducir evitando la aparición de una colisión, turbulencia o similar debido a la existencia del saliente 20 que sobresale dentro de la carcasa 11 y, por lo tanto, proporciona un efecto rectificador.

Tal como se ilustra en la figura 1, un borde delantero de la pared rectificadora 30 a lo largo de la dirección del flujo de fluido está formado para tener una forma ahusada inclinada desde la punta del saliente a la base, y esta forma ahusada está configurada para provocar que el flujo de fluido desde la entrada de fluido 12 fluya suavemente hacia la parte de apertura y cierre creada por el elemento de válvula principal 15. De esta manera, el fluido de la entrada de fluido 12 fluye suavemente, sin chocar con el saliente 20, y no se producen turbulencias, por lo que se puede reducir la pérdida de presión.

Tal como se ilustra en la figura 3, la pared rectificadora 30 tiene forma de placa que gradualmente se vuelve más gruesa desde el lado de entrada de fluido 12 hasta el saliente 20. De esta manera, el fluido que fluye desde la entrada de fluido 12 se divide en la parte del borde de punta de la pared rectificadora 30 y además fluye suavemente a lo largo de la superficie ahusada creada a medida que aumenta el espesor de la pared rectificadora 30, proporcionando así aún más del efecto rectificador descrito anteriormente y reduciendo la pérdida de presión.

Además, tal como se ilustra en la figura 1 y la figura 2, de acuerdo con la presente invención, se proporciona un nervio 31 al saliente 20 en el interior de la carcasa 11 del dispositivo en una parte del saliente 20 opuesta al lado en el que fluye el fluido hacia adentro, es decir, en una posición axialmente simétrica a la pared rectificadora 30. Como resultado, es posible eliminar los defectos de moldeo que se producen cuando se moldea el saliente 20 de la carcasa 11, y es posible eliminar los defectos que han sido un problema en el pasado.

Es decir, proporcionar solo la pared rectificadora 30 en el lado aguas arriba del saliente 20 podría hacer que el saliente 20 se incline debido a la contracción de la resina durante el enfriamiento de la pared rectificadora 30 después de la formación y, por lo tanto, descentrar la abertura del saliente 20, imposibilitando la inserción del calentador en el pistón 18. En ese caso, dado que el termoelemento 17 no funciona correctamente, hacer funcionar el elemento de válvula principal 15 en un estado inclinado puede causar un problema tal como la degradación del sello y un aumento en las fugas de fluido.

Además, en un caso en el que solo se proporciona la pared rectificadora 30 como se describió anteriormente, incluso si el termoelemento 17 y el elemento de válvula principal 15 pueden funcionar sin inclinarse, el sellado de la abertura en el saliente 20 por el sello de empaque en U dentro del termoelemento 17 se vuelve inadecuado y el fluido entra en el termoelemento 17, posiblemente conduciendo a una falla del termoelemento 17.

En contraposición, si la pared rectificadora y el nervio 31 se proporcionan en lados axial y simétricamente opuestos del saliente 20 como se describió anteriormente, es posible prevenir el debilitamiento debido a la aparición de una soldadura en el saliente, eliminando los problemas de desalineación axial y sellado inadecuado.

De acuerdo con el dispositivo de termostato 10 configurado como se ha descrito anteriormente, al moldear la carcasa 11 del dispositivo es posible formar fácilmente la pared rectificadora 30 y el nervio 31 en el lado de entrada de fluido 12 del saliente cilíndrico 20 y en una posición axialmente simétrica al lado de entrada de fluido 12 junto con la carcasa 11 del dispositivo, y con esta estructura simple obtener un flujo de fluido adecuado y suave dentro de la carcasa 11 del dispositivo, prevenir la colisión con el saliente 30 y la consiguiente turbulencia como en el pasado, proporcionar el efecto rectificador y reducir la pérdida de presión.

El efecto funcional de este tipo de pared rectificadora 30, confirmado por experimento, consiste en dividir el fluido que fluye desde la entrada de fluido 12 a medida que fluye hacia el saliente cilíndrico 20 con la parte del borde delantero de la pared rectificadora 30 y hacer que fluya suavemente a lo largo de las superficies ahusadas en ambos lados de la pared rectificadora 30 y hacia la válvula creada por el elemento de válvula principal 15, sin la creación de un depósito de fluido inútil, al tiempo que previene la aparición de turbulencias.

De manera adicional, dado que el nervio 31 está provisto en el lado opuesto a la entrada de fluido 12 del saliente cilíndrico 20 y no obstruye el flujo de fluido, los experimentos confirman que no plantea ningún problema para el funcionamiento del dispositivo de termostato 10. Siempre que proporcione los efectos de la presente invención, el nervio 31 puede tener cualquier forma.

Cabe señalar que la presente invención no se limita a la estructura descrita en la realización anterior, y la forma, estructura, etc., de cada parte que constituye el dispositivo de termostato 10 puede modificarse y variarse adecuadamente según sea apropiado.

Aunque en la realización descrita anteriormente el dispositivo de termostato 10 se ha descrito como un dispositivo de termostato controlado electrónicamente del tipo de calentador de pistón, la presente invención no se limita a ello, sino que es aplicable a dispositivos de termostato formados como una sola unidad con la carcasa y no controlados electrónicamente, y puede reducir la pérdida de presión en el saliente que es el punto débil del termostato tipo válvula de tulipa.

Descripción de los caracteres de referencia

10 Dispositivo de termostato controlado electrónicamente

11 Carcasa del dispositivo

12 Entrada de fluido

13 Salida de fluido

14 Abertura de salida

15 Primer elemento de válvula

16 Resorte

17 Termoelemento

18 Pistón

19 Conector externo

20 Saliente cilíndrico

30 Pared rectificadora (medio rectificador)

31 Nervio

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo de termostato (10) provisto de un saliente cilindrico (20) que sobresale en un flujo de fluido que fluye desde una entrada de fluido (12) dentro de una carcasa (11) del dispositivo desde una dirección que obstruye el flujo de fluido,

en donde una parte de una superficie periférica exterior del saliente cilíndrico (20) que mira hacia la entrada de fluido (12) está provista de una pared rectificadora (30),

caracterizado por que la pared rectificadora (30) tiene un borde delantero a lo largo de una dirección del flujo de fluido formado para tener una forma ahusada inclinada desde una punta del saliente que mira hacia la entrada de fluido, y por que la pared rectificadora (30) tiene la forma de una placa que aumenta gradualmente de espesor desde el lado de entrada de fluido (12) hacia el saliente.

2. El dispositivo de termostato (10) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la placa sobresale hacia un lado aguas arriba del flujo de fluido desde la parte de la superficie periférica exterior del saliente cilíndrico (20) que mira hacia la entrada de fluido (12).

3. El dispositivo de termostato (10) de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que se proporciona un nervio (31) en un lado del saliente opuesto al lado que mira hacia la entrada de fluido (12), en una posición axisimétrica con respecto a la pared rectificadora.