FR3019893A1 - IMPROVED PERFORMANCE TEMPERATURE PROBE FOR THERMOSTAT FOR THERMALLY REGULATING AN APPARATUS, PREFERABLY A WATER HEATER - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une sonde de température (2) pour thermostat (1) de régulation thermique d'un appareil, la sonde comprenant un premier élément (8) ainsi qu'un second élément filaire (18) placé à l'intérieur du premier élément et fixé à ce dernier à l'une (18a) de ses deux extrémités opposées, les premier et second éléments présentant des coefficients de dilatation thermique différents de sorte qu'en étant soumis à une hausse de température, la dilatation thermique différentielle des premier et second éléments (8, 18) génère, relativement au premier élément (8), un déplacement de l'autre (18b) des deux extrémités opposées du second élément, destinée à commander un circuit électrique (6) du thermostat.The invention relates to a temperature sensor (2) for a thermostatic thermostat (1) of an apparatus, the probe comprising a first element (8) and a second wire element (18) placed inside the first element (8). element and fixed to the latter at one (18a) of its two opposite ends, the first and second elements having different coefficients of thermal expansion so that being subjected to a rise in temperature, the differential thermal expansion of the first and second elements (8, 18) generates, relative to the first element (8), a displacement of the other (18b) of the two opposite ends of the second element, for controlling an electric circuit (6) of the thermostat.
Description
SONDE DE TEMPERATURE A PERFORMANCES AMELIOREES, POUR THERMOSTAT DE REGULATION THERMIQUE D'UN APPAREIL, DE PREFERENCE UN CHAUFFE-EAU DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention se rapporte au domaine des sondes thermiques pour thermostat de régulation thermique d'un appareil, de préférence un appareil destiné à chauffer de l'eau comme un chauffe-eau ou une chaudière. L'invention se rapporte également à un thermostat équipé d'une telle sonde thermique, ainsi qu'à un appareil destiné à chauffer de l'eau comprenant un tel thermostat. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Les thermostats de régulation thermique d'un chauffe-eau ou d'un appareil analogue remplissent habituellement plusieurs fonctions. La première est une fonction de sécurité conduisant à la coupure de l'alimentation électrique de la résistance électrique de l'appareil. La seconde fonction réside dans la régulation de la température, par ouverture et coupure du circuit électrique de chauffage. De nombreuses conceptions sont connues de l'art antérieur, par exemple celles décrites dans les documents FR 2 394 883 et FR 2 870 985. Généralement, la sonde thermique du thermostat se présente sous la forme d'un axe métallique rigide droit, d'environ 0,5 à 1 cm de diamètre extérieur et de longueur comprise entre 10 et plus de 50 cm. Plus précisément, la sonde comporte un tube en matériau à fort coefficient de dilatation thermique, formant l'élément extérieur de la sonde, fixé sur le corps du thermostat. Celle-ci comprend en outre une tige métallique en matériau à faible coefficient de dilatation thermique, située à l'intérieur du tube précité.IMPROVED PERFORMANCE TEMPERATURE SENSOR FOR THERMOSTAT FOR THERMAL CONTROL OF AN APPARATUS, PREFERABLY A WATER HEATER DESCRIPTION TECHNICAL FIELD The invention relates to the field of thermal probes for a thermal regulation thermostat of an apparatus, preferably an apparatus intended to heat water such as a water heater or boiler. The invention also relates to a thermostat equipped with such a thermal probe, as well as to an apparatus for heating water comprising such a thermostat. STATE OF THE PRIOR ART Thermal control thermostats of a water heater or similar apparatus usually fulfill several functions. The first is a safety function leading to the power failure of the electrical resistance of the device. The second function is the regulation of the temperature by opening and shutting down the electric heating circuit. Numerous designs are known from the prior art, for example those described in documents FR 2 394 883 and FR 2 870 985. Generally, the thermal probe of the thermostat is in the form of a straight rigid metal axis, about 0.5 to 1 cm outside diameter and length between 10 and more than 50 cm. More specifically, the probe comprises a tube of material with a high coefficient of thermal expansion, forming the outer element of the probe, fixed on the body of the thermostat. It further comprises a metal rod material of low coefficient of thermal expansion, located inside the aforementioned tube.
Le tube extérieur et la tige interne sont liés ensemble à l'extrémité de la sonde, de manière conventionnelle, à savoir par exemple par brasure, collage, sertissage, vissage, etc. Lorsque la sonde est soumise à une hausse de température, la longueur du tube extérieur augmente plus que celle de la tige interne. Cela a pour conséquence de solliciter la tige interne en traction, lui permettant ainsi d'actionner une languette ou un élément similaire afin de provoquer une ouverture du circuit électrique du thermostat. Bien que les thermostats proposés dans l'art antérieur donnent satisfaction, il existe néanmoins toujours un besoin d'optimisation de la conception de tels thermostats, en particulier de façon à obtenir un meilleur compromis en termes d'encombrement, de performances et de propriétés mécaniques. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention vise à résoudre au moins partiellement les problèmes rencontrés dans les solutions de l'art antérieur, décrites ci-dessus.The outer tube and the inner rod are connected together to the end of the probe in a conventional manner, namely for example by brazing, gluing, crimping, screwing, etc. When the probe is subjected to an increase in temperature, the length of the outer tube increases more than that of the inner rod. This has the effect of soliciting the inner rod in traction, thereby allowing it to actuate a tongue or the like to cause an opening of the electric circuit of the thermostat. Although the thermostats proposed in the prior art are satisfactory, there is nevertheless still a need to optimize the design of such thermostats, in particular so as to obtain a better compromise in terms of size, performance and mechanical properties . DISCLOSURE OF THE INVENTION The invention aims to at least partially solve the problems encountered in the solutions of the prior art, described above.
Pour ce faire, l'invention a pour objet une sonde de température pour thermostat de régulation thermique d'un appareil, la sonde comprenant un premier élément ainsi qu'un second élément placé à l'intérieur du premier élément et fixé à ce dernier à l'une de ses deux extrémités opposées, les premier et second éléments présentant des coefficients de dilatation thermique différents de sorte qu'en étant soumis à une hausse de température, la dilatation thermique différentielle des premier et second éléments génère, relativement au premier élément, un déplacement de l'autre desdites deux extrémités opposées du second élément, destinée à commander un circuit électrique du thermostat. Selon l'invention, ledit second élément est filaire, et la différence entre le coefficient de dilatation thermique du premier élément et celui du second élément est comprise entre 5 et 100 um/m°C. A cet égard, il est noté que conventionnellement, un élément filaire est un composant dont l'une de ses dimensions est beaucoup plus grande que les deux autres dimensions, et dont la résistance à la compression est négligeable devant la résistance à la traction. L'invention est avantageuse en ce qu'elle rompt avec les conceptions conventionnelles, et permet ainsi de présenter un meilleur compromis en termes d'encombrement, de performances et de propriétés mécaniques. Plus précisément, la mise en oeuvre d'un élément filaire permet une réduction d'encombrement par rapport à une tige interne métallique classique. Puisque le premier élément est prévu pour être situé autour du second élément filaire, il peut également voir son encombrement réduit par rapport aux tubes extérieurs habituellement utilisés dans l'art antérieur. En outre, l'importante différence entre les coefficients de dilatation thermique des matériaux employés favorise l'étendue du déplacement relatif entre les premier et second éléments, par dilatation différentielle. Comme cela a été mentionné ci-dessus, la différence entre le coefficient de dilatation thermique du premier élément et celui du second élément est comprise entre 5 et 100 urn/m°C, et encore plus préférentiellement comprise entre 10 et 30 urn/m°C. Avec un tel mouvement différentiel accru, la précision du thermostat est augmentée et ses performances améliorées. Par exemple, le premier élément est réalisé en laiton, en aluminium ou dans l'un de ses alliages, et présente un coefficient de dilatation thermique de l'ordre de 20 urn/m°C. Par ailleurs, le coefficient de dilatation thermique du second élément peut être de l'ordre de 0,5 à 10 urn/m°C. L'invention présente par ailleurs au moins l'une des caractéristiques optionnelles suivantes, prises isolément ou en combinaison. Ledit second élément filaire est réalisé dans un matériau à base de fibres. Aussi, les caractéristiques mécaniques élevées de ce type de matériau, comme la contrainte à rupture en traction, sont judicieusement mises à profit pour l'obtention d'un thermostat fiable et performant. A titre d'exemples indicatifs, il peut s'agir de fibres d'aramides et/ou de fibres de carbone et/ou de fibres de verre et/ou des fibres céramiques.To do this, the subject of the invention is a temperature probe for a thermal regulation thermostat of an apparatus, the probe comprising a first element and a second element placed inside the first element and fixed thereto to one of its two opposite ends, the first and second elements having different thermal expansion coefficients so that, being subjected to a rise in temperature, the differential thermal expansion of the first and second elements generates, relative to the first element, moving the other of said two opposite ends of the second member to control an electrical circuit of the thermostat. According to the invention, said second element is wireframe, and the difference between the coefficient of thermal expansion of the first element and that of the second element is between 5 and 100 μm / m ° C. In this regard, it is noted that conventionally, a wire element is a component whose one of its dimensions is much larger than the other two dimensions, and whose compressive strength is negligible in front of the tensile strength. The invention is advantageous in that it breaks with conventional designs, and thus allows to present a better compromise in terms of size, performance and mechanical properties. More specifically, the implementation of a wire element allows a reduction in size compared to a conventional metal inner rod. Since the first element is intended to be located around the second wire element, it can also see its reduced size compared to the outer tubes usually used in the prior art. In addition, the important difference between the thermal expansion coefficients of the materials employed favors the extent of the relative displacement between the first and second elements, by differential expansion. As mentioned above, the difference between the coefficient of thermal expansion of the first element and that of the second element is between 5 and 100 urn / m ° C, and even more preferably between 10 and 30 urn / m ° vs. With such increased differential movement, the thermostat's accuracy is increased and its performance improved. For example, the first element is made of brass, aluminum or one of its alloys, and has a coefficient of thermal expansion of the order of 20 urn / m ° C. Moreover, the coefficient of thermal expansion of the second element may be of the order of 0.5 to 10 μm / m ° C. The invention also has at least one of the following optional features, taken alone or in combination. Said second wire element is made of a material based on fibers. Also, the high mechanical characteristics of this type of material, such as the tensile breaking stress, are judiciously used to obtain a reliable and efficient thermostat. As indicative examples, it may be aramid fibers and / or carbon fibers and / or glass fibers and / or ceramic fibers.
Ledit second élément présente un diamètre compris entre 10 et 500 um, et de préférence entre 40 et 200 um. Ledit premier élément présente un diamètre extérieur compris entre 1 et 10 mm, et de préférence entre 1 et 3 mm.Said second element has a diameter of between 10 and 500 μm, and preferably between 40 and 200 μm. Said first element has an outer diameter of between 1 and 10 mm, and preferably between 1 and 3 mm.
Ledit premier élément présente une longueur comprise entre 10 et 50 cm, correspondant à la longueur de la sonde. Ledit second élément se présente sous la forme d'un fil continu entre ses deux extrémités opposées. Alternativement, la sonde comprend un premier élément additionnel logé dans ledit premier élément et dont le coefficient de dilatation thermique est également supérieur à celui du second élément, ce dernier comprenant deux fils sur lesquels sont respectivement prévues lesdites une et autre des extrémités opposées, dites première et seconde extrémités, les deux fils cheminant parallèlement sur au moins une partie de leur longueur et présentant également des extrémités dites première et seconde extrémités intermédiaires fixées au premier élément additionnel et opposées aux première et seconde extrémités, respectivement. Cette configuration particulière permet d'augmenter encore davantage la précision de la sonde, car la longueur des éléments en présence est supérieure à la longueur de la sonde. En effet, l'étendue du déplacement relatif par dilatation différentielle des éléments étant proportionnelle à leur longueur, cette étendue est alors accrue et la précision améliorée. Dans cette configuration, lesdites première et seconde extrémités intermédiaires sont de préférence fixées sur des extrémités opposées du premier élément additionnel.Said first element has a length of between 10 and 50 cm, corresponding to the length of the probe. Said second element is in the form of a continuous wire between its two opposite ends. Alternatively, the probe comprises a first additional element housed in said first element and whose coefficient of thermal expansion is also greater than that of the second element, the latter comprising two son on which are respectively provided said one and other opposite ends, said first and second ends, the two son running parallel over at least a portion of their length and also having ends said first and second intermediate ends attached to the first additional element and opposite to the first and second ends, respectively. This particular configuration makes it possible to further increase the accuracy of the probe, since the length of the elements present is greater than the length of the probe. Indeed, the extent of the relative displacement by differential expansion of the elements being proportional to their length, this range is then increased and the accuracy improved. In this configuration, said first and second intermediate ends are preferably attached to opposite ends of the first additional element.
Les deux fils cheminent parallèlement sur une longueur de recouvrement représentant 75 à 95% de la longueur de la sonde. Le premier élément et le premier élément additionnel sont réalisés dans le même matériau, le premier élément et le premier élément additionnel étant de préférence deux tubes agencés l'un dans l'autre.The two wires run parallel to a lap length of 75 to 95% of the length of the probe. The first element and the first additional element are made of the same material, the first element and the first additional element being preferably two tubes arranged one inside the other.
Comme évoqué ci-dessus, le premier élément est de préférence métallique, en laiton ou en aluminium. Ledit second élément filaire comprend quant à lui une matrice ainsi qu'un renfort formé par les fibres, de préférence des fibres d'aramides. La sonde présente une forme générale sensiblement droite.As mentioned above, the first element is preferably metal, brass or aluminum. Said second wire element comprises a matrix and a reinforcement formed by the fibers, preferably aramid fibers. The probe has a generally straight shape.
Alternativement, elle présente une forme générale de spirale, d'axe droit ou s'enroulant autour d'une ligne non droite, s'inscrivant ou non dans un plan. Cette spécificité permet non seulement de s'adapter au mieux à l'environnement dans lequel la sonde est destinée à être placée, mais permet aussi, de par la forme générale de spirale, d'augmenter la précision de la sonde tout en conservant un encombrement réduit. En effet, comme évoqué ci-dessus, l'étendue du déplacement relatif par dilatation différentielle des éléments étant proportionnelle à leur longueur, cette étendue est alors accrue par la forme générale de spirale, et la précision de la sonde améliorée. L'invention a également pour objet un thermostat de régulation thermique d'un appareil, comprenant une telle sonde de température.Alternatively, it has a general shape of spiral, straight axis or wrapping around a line not right, registering or not in a plane. This specificity not only makes it possible to adapt as best as possible to the environment in which the probe is intended to be placed, but also makes it possible, by the general spiral shape, to increase the accuracy of the probe while maintaining a bulk reduced. Indeed, as mentioned above, the extent of the relative displacement by differential expansion of the elements being proportional to their length, this extent is then increased by the general shape of spiral, and the accuracy of the improved probe. The invention also relates to a thermal control thermostat of an apparatus, comprising such a temperature sensor.
Enfin, l'invention a pour objet un appareil destiné à chauffer de l'eau, de préférence un chauffe-eau, comprenant un tel thermostat de régulation thermique. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS Cette description sera faite au regard des dessins annexés parmi lesquels ; - la figure 1 représente une vue schématique de côté d'un thermostat de régulation thermique, selon un mode de réalisation préféré de l'invention ; - la figure 2 représente une vue agrandie en coupe de la sonde thermique équipant le thermostat montré sur la figure précédente ; - la figure 3 est une vue similaire à celle de la figure 2, avec la sonde thermique se présentant sous la forme d'un autre mode de réalisation préféré de l'invention ; - la figure 4 est une vue similaire à celle de la figure 3, avec la sonde thermique se présentant sous la forme d'un autre mode de réalisation préféré de l'invention ; - la figure 5 est une vue schématique d'une alternative pour le mode de réalisation préféré montré sur la figure précédente ; et - la figure 6 représente est une vue similaire à celle de la figure 3, avec la sonde se présentant selon un autre mode de réalisation préféré. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS En référence tout d'abord aux figures 1 et 2, il est représenté un thermostat 1 de régulation thermique d'un appareil, comprenant une sonde de température 2 selon un mode de réalisation préféré de l'invention. La sonde 2 du thermostat est destinée à être plongée dans l'eau qui doit être chauffée par l'appareil concerné, qui est de préférence un chauffe-eau. L'application de l'invention à d'autres appareils que le chauffe-eau est possible, sans sortir du cadre de l'invention.Finally, the invention relates to an apparatus for heating water, preferably a water heater, comprising such a thermal control thermostat. Other advantages and features of the invention will become apparent in the detailed non-limiting description below. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS This description will be made with reference to the appended drawings among which; - Figure 1 shows a schematic side view of a thermal control thermostat, according to a preferred embodiment of the invention; - Figure 2 shows an enlarged sectional view of the thermal probe equipping the thermostat shown in the previous figure; FIG. 3 is a view similar to that of FIG. 2, with the thermal probe being in the form of another preferred embodiment of the invention; FIG. 4 is a view similar to that of FIG. 3, with the thermal probe being in the form of another preferred embodiment of the invention; FIG. 5 is a schematic view of an alternative for the preferred embodiment shown in the preceding figure; and FIG. 6 represents a view similar to that of FIG. 3, with the probe according to another preferred embodiment. DETAILED DESCRIPTION OF PARTICULAR EMBODIMENTS Referring firstly to FIGS. 1 and 2, there is shown a thermostat 1 for the thermal regulation of an apparatus, comprising a temperature probe 2 according to a preferred embodiment of the invention. The probe 2 of the thermostat is intended to be immersed in the water to be heated by the apparatus concerned, which is preferably a water heater. The application of the invention to other devices than the water heater is possible, without departing from the scope of the invention.
Le thermostat 2 comporte un corps 4 ou boîtier, à l'intérieur duquel se trouvent différents composants conventionnels, comme par exemple un circuit électrique 6 représenté uniquement schématiquement. De façon connue, ce circuit 6 commande le chauffage résistif du chauffe-eau. Il est lui-même commandé par la sonde 2, qui est montée à l'extérieur du corps 4 et qui adopte ici une forme générale sensiblement droite, comme celle d'un doigt. Pour ce faire, la sonde de température 2 comprend un premier élément 8, correspondant à l'élément extérieur creux de cette sonde. Ce premier élément 8 est un tube réalisé dans un matériau à fort coefficient de dilatation thermique, par exemple en laiton, en aluminium ou dans l'un de ses alliages. Il est de préférence cylindrique et de section circulaire, avec un diamètre extérieur 10 réduit par rapport aux réalisations de l'art antérieur, par exemple de l'ordre de 1 à 3 mm. Son épaisseur est quant à elle de l'ordre de plusieurs centaines de micromètres. Le premier élément 8 s'étend sur une longueur 12 correspondant ici sensiblement à la longueur de la sonde en saillie à partir du boîtier. Cette longueur 12 est de préférence comprise entre 10 et 50 cm, mais peut être supérieure. Il s'agit bien évidemment de la longueur du tube selon son axe longitudinal, sur lequel est centrée la sonde 2. A son extrémité distale, le premier élément 8 est obturé par un bouchon 14, rapporté ou réalisé d'une seule pièce avec le tube. Ce bouchon 14 permet la fixation d'un second élément de la sonde 18, correspondant à l'élément intérieur de cette sonde. Ce second élément 18 est filaire, au sens défini ci-dessus, et à base de fibres. Ce second élément 18, souple, est réalisé dans un matériau à très faible coefficient de dilatation thermique, tel que par exemple dans un matériau à base de fibres d'aramides. Plus précisément, il s'agit d'un matériau souple, composé d'un ou plusieurs brins de fibres d'aramides, de préférence du Kevlar, également dénommé PPD-T, mais ces fibres peuvent être également des fibres de verre, de carbone, etc. Plus généralement, le second élément 18 comprend au moins un brin de fibres du type de celles mentionnées ci-dessus. Lorsque plusieurs brins sont mis en oeuvre, ils peuvent être positionnés parallèlement les uns aux autres, ou être entrelacés. Des exemples de matériaux pour le second élément filaire, à base de fibres, sont mentionnés ci-après. Il peut tout d'abord s'agir de matériaux à base de fibres de verre, comme Si02, A1203, CaO, MgO, Na203, B203, Fe203, T102, Zr02.The thermostat 2 comprises a body 4 or casing, inside which there are different conventional components, such as for example an electric circuit 6 shown only schematically. In a known manner, this circuit 6 controls the resistive heating of the water heater. It is itself controlled by the probe 2, which is mounted outside the body 4 and which here adopts a substantially straight overall shape, such as that of a finger. To do this, the temperature sensor 2 comprises a first element 8, corresponding to the hollow outer element of this probe. This first element 8 is a tube made of a material with a high coefficient of thermal expansion, for example brass, aluminum or in one of its alloys. It is preferably cylindrical and of circular section, with a reduced outer diameter compared to the embodiments of the prior art, for example of the order of 1 to 3 mm. Its thickness is in turn of the order of several hundred micrometers. The first element 8 extends over a length 12 corresponding here substantially to the length of the probe projecting from the housing. This length 12 is preferably between 10 and 50 cm, but may be greater. This is obviously the length of the tube along its longitudinal axis, on which is centered the probe 2. At its distal end, the first element 8 is closed by a plug 14, reported or made in one piece with the tube. This plug 14 allows the attachment of a second element of the probe 18, corresponding to the inner element of this probe. This second element 18 is wired, in the sense defined above, and based on fibers. This second flexible element 18 is made of a material with a very low coefficient of thermal expansion, such as for example in a material based on aramid fibers. More specifically, it is a flexible material, consisting of one or more strands of aramid fibers, preferably Kevlar, also called PPD-T, but these fibers can also be glass fibers, carbon fibers. etc. More generally, the second element 18 comprises at least one strand of fibers of the type mentioned above. When several strands are used, they can be positioned parallel to each other, or be interlaced. Examples of materials for the fiber-based second wire element are given below. It may first be glass fiber materials, such as SiO 2, Al 2 O 3, CaO, MgO, Na 2 O 3, B 2 O 3, Fe 2 O 3, TiO 2, ZrO 2.
Pour les matériaux à base de fibres d'aramides, il peut s'agir des références suivantes (marques déposées) : - Nomex (méta-aramide)- Du Pont de Nemours - Teijinconnex(méta-armide) - Teijin - Kevlar (para-aramide) - Du Pont de Nemours - Twaron (para-aramide) - Akzo - Technora (para-aramide) - Teijin De par les propriétés mécaniques performantes du matériau à base de fibres, en particulier lorsque celles-ci sont en Kevlar, le second élément filaire 18 peut présenter un diamètre réduit, de préférence de l'ordre de 40 à 200 um. C'est d'ailleurs cette réduction de diamètre du second élément 18, situé à l'intérieur du tube 8, qui permet la réduction du diamètre de ce dernier. Le second élément 18 s'étend donc à partir du bouchon 14, sur une longueur supérieure à celle du tube 8 pour pouvoir pénétrer à l'intérieur du boîtier 4 et commander le circuit électrique 6. Sur la figure 2, il a été représenté une coopération schématique entre l'extrémité de l'élément intérieur filaire 18, et le circuit électrique 6. Néanmoins, il est noté que la coopération entre ces éléments peut être directe ou indirecte, par exemple par l'intermédiaire d'un levier ou d'éléments de transmission mécaniques similaires, comme cela est connu des réalisations de l'art antérieur.For materials based on aramid fibers, these may include the following references (registered trademarks): - Nomex (meta-aramid) - Du Pont de Nemours - Teijinconnex (meta-armide) - Teijin - Kevlar (para aramid) - Du Pont de Nemours - Twaron (para-aramid) - Akzo - Technora (para-aramid) - Teijin Due to the powerful mechanical properties of the fiber-based material, especially when these are made of Kevlar, the second Wire element 18 may have a reduced diameter, preferably of the order of 40 to 200 μm. It is also this reduction in diameter of the second element 18, located inside the tube 8, which allows the reduction of the diameter of the latter. The second element 18 thus extends from the plug 14, over a length greater than that of the tube 8 to be able to penetrate inside the casing 4 and to control the electric circuit 6. In FIG. 2, there is shown a schematic cooperation between the end of the wire inner element 18, and the electrical circuit 6. Nevertheless, it is noted that the cooperation between these elements can be direct or indirect, for example by means of a lever or similar mechanical transmission elements, as is known from the embodiments of the prior art.
Aussi, l'élément intérieur filaire 18 comporte une première extrémité 18a fixée à l'extrémité distale du tube 8, via le bouchon 14, et une seconde extrémité 18b opposée à la première et coopérant avec le circuit électrique 6, de manière à le commander. En effet, puisque les premier et second éléments 8, 18 présentent des coefficients de dilatation thermique très différents, lorsqu'ils sont soumis à une hausse de température au contact de l'eau chauffée par l'appareil, la dilatation thermique différentielle génère un déplacement conséquent de la seconde extrémité 18b relativement au premier élément 8. Il est noté que la différence entre les deux coefficients de dilatation thermique est de préférence comprise entre 10 et 30 urn/m°C, ce qui produit un déplacement relatif important. C'est ce déplacement qui permet de commander le circuit électrique 6 du thermostat. En d'autres termes, la longueur du tube 8 augmente plus que celle de l'élément intérieur filaire 18, ce qui a pour conséquence de solliciter ce dernier en traction et de permettre ainsi de provoquer une ouverture du circuit électrique 6.Also, the wired inner element 18 has a first end 18a fixed to the distal end of the tube 8, via the plug 14, and a second end 18b opposite to the first and cooperating with the electric circuit 6, so as to control it . Indeed, since the first and second elements 8, 18 have very different thermal expansion coefficients, when they are subjected to an increase in temperature in contact with the water heated by the apparatus, the differential thermal expansion generates a displacement Therefore, the difference between the two coefficients of thermal expansion is preferably between 10 and 30 μm / m ° C, which produces a significant relative displacement. It is this displacement which makes it possible to control the electric circuit 6 of the thermostat. In other words, the length of the tube 8 increases more than that of the wired inner element 18, which has the effect of urging the latter in tension and thus to cause an opening of the electrical circuit 6.
Cet agencement spécifique à l'invention permet de présenter un excellent compromis en termes d'encombrement, de performances et de propriétés mécaniques, en particulier grâce à l'utilisation du Kevlar. Dans le mode de réalisation de la figure 2, le second élément 18 est un fil souple, à un ou plusieurs brins, qui s'étend de manière continue entre ses deux extrémités 18a, 18b. Un autre mode de réalisation est néanmoins possible, avec deux fils qui cheminent parallèlement sur au moins une partie de leur longueur, comme cela va être décrit en référence à la figure 3. Sur cette figure, le second élément filaire 18 est en effet divisé en deux fils 18', 18" qui se chevauchent sur une distance de recouvrement 20 représentant 75 à 95% de la longueur 12 de la sonde, en saillie du boîtier 4. De plus, ces fils 18', 18" cheminent parallèlement au travers d'un premier élément additionnel 8' en forme de tube, logé dans le tube 8 formant toujours l'élément extérieur de la sonde 2. Le coefficient de dilatation thermique du tube additionnel 8' est également supérieur à celui des fils 18', 18", puisque les tubes 8, 8' sont de préférence réalisés dans le même matériau. Le fil 18' définit la première extrémité 18a qui est fixée sur le bouchon 14, et présente à l'opposé une première extrémité intermédiaire 18'a fixée à une extrémité du tube additionnel 8'. Le fil 18" définit la seconde extrémité 18b qui coopère avec le circuit électrique 6, et présente à l'opposé une seconde extrémité intermédiaire 18"b fixée à l'autre extrémité du tube additionnel 8'.This specific arrangement of the invention makes it possible to present an excellent compromise in terms of size, performance and mechanical properties, in particular thanks to the use of Kevlar. In the embodiment of Figure 2, the second member 18 is a flexible wire, with one or more strands, which extends continuously between its two ends 18a, 18b. Another embodiment is nevertheless possible, with two wires running parallel over at least a part of their length, as will be described with reference to FIG. 3. In this figure, the second wire element 18 is in fact divided into two overlapping yarns 18 ', 18 "overlapping 75 to 95% of the length 12 of the probe, projecting from the housing 4. In addition, these wires 18', 18" run parallel to each other through the housing. a first tube-shaped additional element 8 'housed in the tube 8 still forming the outer element of the probe 2. The coefficient of thermal expansion of the additional tube 8' is also greater than that of the wires 18 ', 18 " since the tubes 8, 8 'are preferably made of the same material, the wire 18' defines the first end 18a which is fixed on the plug 14, and has on the opposite side a first intermediate end 18'a fixed to a end The wire 18 "defines the second end 18b which cooperates with the electric circuit 6, and has on the opposite side a second intermediate end 18" b fixed to the other end of the additional tube 8 '.
Cet agencement particulier permet avantageusement d'augmenter l'effet de dilatation différentielle entre les éléments en présence, sans pour autant augmenter la longueur de la sonde. En effet, dans ce mode de réalisation, il est réalisé une sorte de dédoublement des premier et second éléments 8, 18 qui permet d'obtenir un déplacement accru de l'extrémité de commande 18b, pour une même hausse de température. La précision et les performances de la sonde sont ainsi augmentées, avec pour seule contrainte la faible augmentation du diamètre extérieur 10 du tube 8, pour le logement du tube additionnel 8'. Pour l'obtention d'effets similaires, le mode de réalisation de la figure 4 propose une sonde de température 2 en forme générale de spirale, à savoir que le tube 8 et l'élément intérieur filaire 18 se présentent chacun sous la forme d'une spirale. Aussi, cette forme hélicoïdale permet l'obtention d'une sonde 2 dont la longueur 12 en saillie à partir du boîtier 4 est bien inférieure à sa longueur développée. Les spires peuvent d'ailleurs être bien plus serrées les unes autres que dans la réalisation montrée sur la figure 4. La nature souple et flexible de l'élément intérieur 18 en Kevlar autorise une telle conception en spirale, qui est ici prévue pour s'enrouler autour d'un axe droit 30, correspondant à l'axe de la sonde. Néanmoins, comme cela a été schématisé sur la figure 5, la ligne 32 autour de laquelle s'enroule la spirale pourrait être non droite, par exemple courbe, en arc de cercle. Pour s'adapter au mieux à la géométrie de l'environnement dans lequel est placée cette sonde, la ligne 32 pourrait même cheminer autrement que dans un plan unique, pour donner lieu à une sonde dite « 3D ». Selon encore un autre mode de réalisation représenté sur la figure 6, la sonde 1, de préférence droite, est conçue de manière à conférer une amplification de déplacement relatif par enroulement de l'élément intérieur filaire souple 18 au sein du tube 8. Plus précisément, au lieu de cheminer sur une seule ligne droite entre ses extrémités 18a, 18b, le fil 18 s'enroule sur un ou plusieurs tours à l'intérieur du tube 8, par exemple en passant autour de deux axes intérieurs 36 placés à proximité respectivement des deux extrémités opposées du tube 8. Ces axes 36, formant amplificateurs de déplacement, sont préférentiellement fixés au tube 8. Ils sont écartés d'une longueur représentant 75 à 95% de la longueur de la sonde, ce qui permet de bénéficier d'une amplification substantielle. Aussi, cette configuration particulière permet d'augmenter encore davantage la précision de la sonde, car la longueur des éléments en présence est supérieure à la longueur de la sonde, avec un encombrement global restant sensiblement identique. En effet, l'étendue du déplacement relatif par dilatation différentielle des éléments étant proportionnelle à leur longueur, cette étendue est alors accrue et la précision améliorée. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier à l'invention qui vient d'être décrite sans sortir du cadre de l'exposé de l'invention.This particular arrangement advantageously makes it possible to increase the differential expansion effect between the elements in the presence, without increasing the length of the probe. Indeed, in this embodiment, it is realized a kind of duplication of the first and second elements 8, 18 which provides an increased displacement of the control end 18b, for the same rise in temperature. The accuracy and the performances of the probe are thus increased, with the only constraint being the slight increase in the outside diameter of the tube 8, for the housing of the additional tube 8 '. For obtaining similar effects, the embodiment of FIG. 4 proposes a temperature probe 2 in the general spiral shape, namely that the tube 8 and the wire inner element 18 are each in the form of a spiral. Also, this helical shape makes it possible to obtain a probe 2 whose length 12 protruding from the casing 4 is well below its developed length. The turns may also be much tighter than the other in the embodiment shown in FIG. 4. The flexible and flexible nature of the Kevlar inner element 18 allows such a spiral design, which is here provided for wrap around a straight axis 30, corresponding to the axis of the probe. Nevertheless, as shown schematically in FIG. 5, the line 32 around which the spiral is wound could be non-straight, for example a curve, in an arc of a circle. To best adapt to the geometry of the environment in which this probe is placed, the line 32 could even walk differently than in a single plane, to give rise to a probe called "3D". According to yet another embodiment shown in FIG. 6, the probe 1, preferably straight, is designed so as to impart a relative displacement amplification by winding the flexible wire element 18 inside the tube 8. More precisely instead of walking on a single straight line between its ends 18a, 18b, the wire 18 is wound on one or more turns inside the tube 8, for example by passing around two inner axes 36 placed respectively close the two opposite ends of the tube 8. These axes 36, forming displacement amplifiers, are preferably attached to the tube 8. They are separated by a length representing 75 to 95% of the length of the probe, which allows to benefit from substantial amplification. Also, this particular configuration makes it possible to further increase the precision of the probe, since the length of the elements in presence is greater than the length of the probe, with overall dimensions remaining substantially identical. Indeed, the extent of the relative displacement by differential expansion of the elements being proportional to their length, this range is then increased and the accuracy improved. Of course, various modifications may be made by those skilled in the art to the invention which has just been described without departing from the scope of the disclosure of the invention.
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