FR2529254A1 - Fail safe thermostat for engine cooling system - has holes in shut off element blanked by alloy which melts on thermostat failure to prevent overheating - Google Patents

Fail safe thermostat for engine cooling system - has holes in shut off element blanked by alloy which melts on thermostat failure to prevent overheating Download PDF

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Abstract

A frame (12) is fixed to a circular valve seat (14) forming an opening which allows coolant liquid to circulate. A shaft (16) is fixed to the frame and passes through the opening into a reservoir (18) containing a thermosensitive product. Contraction or expansion of the product causes relative movement between the shaft and reservoir. A shut off element (20) is fixed to the reservoir and moves with it. A coil spring (22) around the reservoir is in contact with the shut off element and the frame to return the shut off element to a closed position. In the event of failure of the reservoir to move the spring maintains the thermostat in the closed position. Orifices in the shut off element are blanked off with a fusible which melts alloy at a predetermined temperature. If the thermostat mechanism fails the alloy melts to allow circulation of coolant to prevent overheating of the engine.

Description

Dispositif immergé rusible nour pallier la défaillance d'un thermostat ou organe analogue défectueux dans un moteur.Rusible submerged device to compensate for the failure of a faulty thermostat or similar device in an engine.

Bien que généralement satisfaisants, les thermostats actuellement utilisés dans les moteurs d'automobiJes ou analogues présentent certains inconvénients. Tout d'abord, ils ne règlent pas la température du moteur à l'intérieur d'une plage suffisamment étroite pour garantir un rendement optimal du moteur. En second lieu, en cas de défaillance du mécanisme du thermostat, ce dernier est fermé pour empêcher le liquide de refroidissement de circuler et il en résulte que le moteur chauffe.Although generally satisfactory, thermostats currently used in automobile engines or the like have certain drawbacks. First of all, they do not regulate the engine temperature within a sufficiently narrow range to guarantee optimum engine performance. Second, if the thermostat mechanism fails, the thermostat is closed to prevent coolant from flowing and the engine will heat up.

En conséquence, on recherche un thermostat qui règle de façon étroite la température du moteur à des fins d'économie de combustible et (uui permette une circulation appropriée du liquide de refroidissement pour empêcher le moteur de chauffer en cas de défaillance du mécanisme du thermostat.Consequently, a thermostat is sought which tightly regulates the temperature of the engine in order to save fuel and which allows an adequate circulation of the coolant to prevent the engine from heating up in the event of a failure of the thermostat mechanism.

Le thermostat de la présente invention ne présente pas les inconvénients précités des thermostats connus. I1 comporte un élément de siège avec une ouverture de circulation traversante, un élément de fermeture pouvant se déplacer entre une position ouverte distante de l'élément de siège et une position fermée en prise avec cet élément de siège, position fermée dans laquelle il ferme l'ouverture de circulation, l'élément de fermeture ou l'élément de siège ayant un or± fice traversant, un dispositif pour rappeler l'élément de fermeture en position fermée, un dispositif thermosensible pour déplacer ltélément de fermeture et l'amener à sa position ouverte contre la force antagoniste du dispositif de rappel, et un bouchon fusible dans l'orifice de l'élément de fermeture ou de l'élément de siège, adapté pour fondre à une température prédéterminée. En cas de défaillance du dispositif thermosensible du thermostat, le bouchon fusible fond à la température prédéterminée et ouvre l'orifice dans l'élément de fermeture ou l'élément de siège pour permettre au liquide de refroidissement de circuler au droit de l'élément de fermeture lorsqu'il se trouve dans la position fermée.The thermostat of the present invention does not have the aforementioned drawbacks of known thermostats. I1 comprises a seat element with a through circulation opening, a closing element which can move between an open position distant from the seat element and a closed position engaged with this seat element, closed position in which it closes the circulation opening, the closing element or the seat element having a through hole, a device for returning the closing element to the closed position, a heat-sensitive device for moving the closing element and bringing it to its open position against the opposing force of the return device, and a fusible plug in the orifice of the closure element or of the seat element, adapted to melt at a predetermined temperature. In the event of failure of the thermosensitive device of the thermostat, the fuse plug melts at the predetermined temperature and opens the orifice in the closing element or the seat element to allow the coolant to circulate in line with the element of closing when in the closed position.

Dans une deuxième réalisation, l'élément de fermeture ou l'élément de siège présente une multiplicité d'orifices traversants dans lesquels sont placés des bouchons fusibles fondant à différentes températures prédéterminées, tour régler de façon plus étroite la température du moteur.In a second embodiment, the closure element or the seat element has a multiplicity of through holes in which are placed fusible plugs melting at different predetermined temperatures, in turn adjusting the temperature of the motor more closely.

L'invention sera bien comprise à la lecture de la description détaillée, donnée ci-après à titre d'exemple seulement, de plusieurs réalisations, en liaison avec le dessin joint sur lequel : la figure 1 est une vue en élévation latérale du thermostat de la présente invention la figure 2 est une vue en élévation latérale explosée de l'élément de fermeture et du ressort de rappel du thermostat représenté sur la figure 1 la figure 3 est une vue en plan de dessus de l'élément de fermeture représenté sur la figure 2, avec des tampons fusibles placés dans les orifices -traversants la figure 4 est une vue similaire à la figure 3, montrant les tampons fusibles retirés des orifices à travers l'é é- ment de fermeture ; et la figure 5 est une vue partielle en élévation latérale à grande échelle du thermostat représenté sur la figure 1, avec les orifices et les tampons fusibles placés dans ces orifices dans l'élément de siège au lieu de l'être dans l'élément de fermeture.The invention will be clearly understood on reading the detailed description, given below by way of example only, of several embodiments, in conjunction with the attached drawing in which: FIG. 1 is a view in side elevation of the thermostat the present invention FIG. 2 is an exploded side elevation view of the closing element and of the return spring of the thermostat shown in FIG. 1 FIG. 3 is a top plan view of the closing element shown in the Figure 2, with fuse pads placed in the through holes - Figure 4 is a view similar to Figure 3, showing the fuse pads removed from the holes through the closing element; and FIG. 5 is a partial view in side elevation on a large scale of the thermostat represented in FIG. 1, with the orifices and the fuse pads placed in these orifices in the seat element instead of being in the element of closing.

La figure 1 représente un thermostat 10 pour le système de refroidissement par liquide d'un moteur ou analogue, ayant un cadre 12 avec un élément annulaire de siège de soupape 14, ayant une ouverture traversante de circulation (non représentée). Une tige 16 est fixée sur le cadre 12 et s'étend à travers l'ouverture de circulation formée par le siège de soupape 14.Figure 1 shows a thermostat 10 for the liquid cooling system of an engine or the like, having a frame 12 with an annular valve seat member 14, having a through-flow opening (not shown). A rod 16 is fixed to the frame 12 and extends through the circulation opening formed by the valve seat 14.

Une partie de la tige 16 est disposée dans un réservoir 18, qui contient un produit thermosensible pouvant se dilater et se contracter (non représenté). La tige 16 et le réservoir 18 peuvent être du type décrit dans les brevets des
Etats-Unis d'Amérique n" 2 806 375 et 2 806 376, ou ils peuvent être de tout autre type approprié bien connu dans la technique. Lors de la dilatation du produit thermosensible dans le réservoir 18, il y a un déplacement relatif entre la tige 16 et le réservoir 18 dans une direction qui les éloigne l'un de l'autre.Part of the rod 16 is placed in a reservoir 18, which contains a heat-sensitive product which can expand and contract (not shown). The rod 16 and the reservoir 18 can be of the type described in the patents of
United States of America Nos. 2,806,375 and 2,806,376, or they may be of any other suitable type well known in the art. Upon expansion of the heat-sensitive product in reservoir 18, there is a relative displacement between the rod 16 and the reservoir 18 in a direction which moves them away from one another.

Un élément de fermeture 20 est fixé sur le réservoir 18 et se déplace avec lui. Un ressort hélicoïdal 22 entoure le réservoir 18 et a une portion terminale en prise avec l'élément de fermeture 20 et l'autre portion terminale en prise avec le cadre 12. En conséquence, le ressort 22 sert à rappeler l'élément de fermeture 20 en une position fermée en prise avec le siège de soupape 14 pour fermer l'ouverture de circulation, comme on le voit sur la figure 1.A closing element 20 is fixed on the tank 18 and moves with it. A helical spring 22 surrounds the reservoir 18 and has an end portion engaged with the closure element 20 and the other end portion engaged with the frame 12. Consequently, the spring 22 serves to return the closure element 20 in a closed position engaged with the valve seat 14 to close the circulation opening, as seen in Figure 1.

En cas de non fonctionnement du réservoir d'actionnement ou du produit thermosensible qu'il contient, le ressort 22 maintient l'élément de fermeture 20 dans sa position ferlée contre le siège de soupape 14, empêchant ainsi le liquide de circuler au droit du thermostat 10. Dans ce cas, la température du liquide de refroidissement en contact avec le thermostat peut s'élever de facon excessive du fait de l'absence de circulation du liquide à travers le système de refroidissement du moteur ou analogue.In the event that the actuating reservoir or the thermosensitive product it contains does not work, the spring 22 maintains the closing element 20 in its closed position against the valve seat 14, thus preventing the liquid from flowing in line with the thermostat. 10. In this case, the temperature of the coolant in contact with the thermostat may rise excessively due to the lack of circulation of the coolant through the engine cooling system or the like.

Une caractéristique importante de la présente invention est un thermostat qui peut régler de façon étroite la tempéra ture du liquide de refroidissement et qui permet à celuici de circuler au travers en cas de défaillance du mécanisme de thermostat. Ce but est atteint en prévoyant au moins un orifice F2 traversant l'élément de fermeture 20, comme on le voit sur la figure 4. L'orifice F2 est fermé par un bouchon fusible Fl (figure 3), qui est adapté pour fondre à une température prédéterminée.Dans le cas d'une défaillance du mécanisme de thermostat, la température du liquide de refroidissement en contact avec ce dernier s'élève jusqu'à atteindre la température prédéterminée et faire fondre le bouchon fusible F1 ce qui ouvre l'orifice F2 et permet au liquide de refroidissement de circuler au travers, et de ce fait au travers du thermostat, empêchant ainsi le moteur, dans lequel le thermostat est utilisé, de chauffer.An important feature of the present invention is a thermostat which can narrowly adjust the temperature of the coolant and which allows it to flow through if the thermostat mechanism fails. This object is achieved by providing at least one orifice F2 passing through the closing element 20, as can be seen in FIG. 4. The orifice F2 is closed by a fusible plug F1 (FIG. 3), which is adapted to melt at in the event of a failure of the thermostat mechanism, the temperature of the coolant in contact with it increases until it reaches the predetermined temperature and the fuse plug F1 melts, which opens the orifice F2 and allows coolant to flow through, and thereby through the thermostat, thereby preventing the engine, in which the thermostat is used, from heating up.

Comme on le voit sur la figure 5, on peut prévoir au moins un orifice FF2 et un bouchon fusible FF1 dans le siège de soupape 14 au lieu de les prévoir dans l'élément de fermeture 20 ; on atteint ainsi le même but qu'avec l'orifice
F2 et le bouchon fusible F1 dans l'élément de fermeture 20, tel que décrit précédemment.As can be seen in FIG. 5, at least one orifice FF2 and a fuse plug FF1 can be provided in the valve seat 14 instead of being provided in the closing element 20; we thus reach the same goal as with the orifice
F2 and the fuse plug F1 in the closing element 20, as described above.

Selon la présente invention, on peut prévoir dans l'élément de fermeture 20 ou le siège de soupape 14 une multiplicité d'orifices à l'interieur desquels sont logés des bouchons fusibles, ces derniers fondant à la même température prédéterminée ou à des températures prédéterminées différentes.According to the present invention, there can be provided in the closing element 20 or the valve seat 14 a multiplicity of orifices inside which are housed fusible plugs, the latter melting at the same predetermined temperature or at predetermined temperatures different.

Lorsque les bouchons fondent à des températures prédéterminées différentes, on peut régler de façon plus étroite la température du liquide de refroidissement et du moteur, ce-qui permet d'économiser du carburant.When the plugs melt at different predetermined temperatures, the temperature of the coolant and the engine can be adjusted more closely, thereby saving fuel.

Dans des essais effectués par un organisme indépendant sur un moteur d'automobile 6 cylindres de 3 687 cm3, tournant respectivement à 2000 tours/minute et à 2200 tours/minute, on a trouvé que la consommation augmentait de façon notable lorsque la température de fonctionnement du moteur s'écartait de la température de rendement optimal. Par exemple, la consommation de combustible peut augmenter de plus de 6 % pour un écart de 30C par rapport à la température de rendement optimal.In tests carried out by an independent body on a 6-cylinder automobile engine of 3,687 cc, rotating at 2000 rpm and 2200 rpm respectively, it was found that consumption increased significantly when the operating temperature engine deviated from the optimum efficiency temperature. For example, fuel consumption can increase by more than 6% for a deviation of 30C from the optimum efficiency temperature.

Les bouchons fusibles F1, FFl peuvent être en tout produit approprié, par exemple en alliage d'indium, de bismuth et d'étain ou en alliage de cadmium, de bismuth et de plomb. The fusible plugs F1, FFl can be made of any suitable product, for example an alloy of indium, bismuth and tin or a alloy of cadmium, bismuth and lead.

Claims (6)

RevendicationsClaims 1. Thermostat pour un système de refroidissement par liqui de, caractérisé en ce qu'il | l comporte un élément de siège (14) avec une ouverture de circulation traversante, un élément de fermeture (20) pouvant se déplacer entre une position ouverte distante de l'élément de siège et une position fermée en prise avec cet élément de siège, position fermée dans laquelle il ferme l'ouverture de circulation, cet élément de fermeture ayant ure orifice traversant (F2) des moyens (18) pour rappeler l'élément de fermeture en position fermée, des moyens thermosensibles (18) pour déplacer l'élément de fermeture et l'amener à sa position ouverte contre la force antagoniste des moyens de rappel, et des moyens fusibles (F1) dans l'orifice adaptés pour fondre à une température prédéterminée, grâce à quoi les moyens fusibles fondent et ouvrent l'orifice à la température prédéterminée pour permettre au liquide de refroidissement de circuler au droit de l'élément de fermeture lors.u'il est dans sa position fermée.1. Thermostat for a liquid cooling system, characterized in that it | l comprises a seat element (14) with a through circulation opening, a closing element (20) which can move between an open position distant from the seat element and a closed position engaged with this seat element, position closed in which it closes the circulation opening, this closing element having a through orifice (F2) means (18) for returning the closing element to the closed position, heat-sensitive means (18) for moving the closing and bring it to its open position against the opposing force of the return means, and of the fusible means (F1) in the orifice adapted to melt at a predetermined temperature, whereby the fusible means melt and open the orifice to the predetermined temperature to allow the coolant to flow in line with the closure member when it is in its closed position. 2. Thermostat selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens fusibles sont en un alliage d'indium, de bismuth et d'étain, et/ou en tout autre alliage approprié.2. Thermostat according to claim 1, characterized in that the fusible means are made of an alloy of indium, bismuth and tin, and / or any other suitable alloy. 3. Thermostat selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens fusibles comportent un alliage comprimé à l'intérieur de l'orifice de l'élément de fermeture.3. Thermostat according to claim 1, characterized in that the fusible means comprise an alloy compressed inside the orifice of the closing element. 4. Thermostat selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de fermeture comporte une multiplicité d'orifices traversants, et des moyens fusibles placés dans ces orifices adaptés pour fondre à des températures prédéterminées différentes pour régler étroitement la température du liciuide de refroidissement.4. Thermostat according to claim 1, characterized in that the closing element comprises a multiplicity of through orifices, and fusible means placed in these orifices adapted to melt at different predetermined temperatures to closely regulate the temperature of the cooling liquid. . 5. Thermostat pour un système de refroidissement par liquide, caractérisé en ce qu'il comporte un élément de siège (14) ayant une ouverture de circulation traversante, un élément de fermeture (20) pouvant se déplacer entre une position ouverte distante de l'élément de siège et une position fermée en prise avec cet élément de siège, position dans laquelle il ferme l'ouverture de circulation, des moyens (22) pour rappeler l'élément de fermeture en position fermée, des moyens thermosensibles (18) pour déplacer l'élément de fermeture et l'amener en position ouverte contre la force antagoniste des moyens de rappel, l'élément de siège ayant un orifice traversant (FF2) et des moyens fusibles (fa1) placés dans cet orifice et adaptés pour fondre à une température prédéterminée, grâce à quoi les moyens fusibles fondent et ouvrent l'orifice à la température prédéterminée pour permettre au liquide de refroidissement de circuler au droit de l'élément de siège lorsque l'élément de fermeture est en position fermée.5. Thermostat for a liquid cooling system, characterized in that it comprises a seat element (14) having a through circulation opening, a closing element (20) which can move between an open position distant from the seat element and a closed position engaged with this seat element, position in which it closes the circulation opening, means (22) for returning the closing element to the closed position, heat-sensitive means (18) for moving the closing element and bring it into the open position against the opposing force of the return means, the seat element having a through orifice (FF2) and fusible means (fa1) placed in this orifice and adapted to melt at a predetermined temperature, whereby the fusible means melt and open the orifice at the predetermined temperature to allow the coolant to flow in line with the seat element when the closing element is in closed position. 6. Thermostat selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément de siège comporte une multiplicité d'orifices traversants, et des moyens fusibles disposés dans ces orifices et adaptés pour fondre à des températures prédéterminées différentes pour régler étroitement la température du liquide de refroidissement. 6. Thermostat according to claim 5, characterized in that the seat element comprises a multiplicity of through orifices, and fusible means arranged in these orifices and adapted to melt at different predetermined temperatures to closely regulate the temperature of the liquid of cooling.
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