Dispositif limitateur de consommation d'énergie électrique dans les installations d'éclairage à lampes à filaments métalliques. La présente invention se rapporte à un dispositif pour limiter la consommation d'énergie électrique dans les installations d'éclairage à lampes à filaments métalliques, de telle façon qu'il empêche le consommateur de consommer pour l'éclairage une quantité d'énergie électrique dépassant une limite maxima prédéterminée.
Ce dispositif s'emploie avantageusement dans les installations d'éclai rage de petites maisons, de maisons de cam pagne etc., on l'on veut économiser les frais d'installation de compteurs de kilowattheures ou d'ampères-heures, et son emploi est basé sur l'obligation du consommateur de ne pas dépasser une certaine limite de consommation, par exemple celle correspondant à l'usage si multané de 6 lampes de 50 watts chacune (300 watts), pour laquelle il aura à payer un montant à forfait hebdomadaire, mensuel ou annuel.
Le dispositif limitateur de consommation d'énergie électrique qui fait l'objet de cette invention comporte une résistance métallique de barrage identique au point de vue élec trique, pour ce qui concerne le coefficient de température, avec la charge à contrôler et ayant de préférence une résistance égale à celle du circuit à la demande de consocn- mation maximum allouée, cette résistance de barrage étant disposée pour être automati quement insérée dans le circuit en série avec la charge par un interrupteur à électro aimant de commande lorsque la consomma tion d'énergie électrique dépasse une limite prédéterminée.
Cette disposition a pour effet que, si, par exemple par inadvertance, on intercalait plus de lampes dans le circuit qu'il n'est permis, il se produit automatique ment l'insertion de la résistance de barrage pour affaiblir la lumière, avertissant ainsi le consommateur. Aussitôt que le consommateur met l'excédent des lampes hors circuit, la résistance de barrage est retranchée du cir cuit et les lampes restantes regagnent leur voltage normal et leur éclat brillant.
S'il néglige de mettre les lampes en surplus hors circuit, la lumière reste affaiblie, mais l'énergie effective consommée sera encore limitée ap proximativement à la valeur maximum auto risée, le rendement lumineux étant simple ment inférieur à la valeur normale.
L'effet du dispositif est basé sur le fait que la valeur de résistance à froid de la résistance métallique de barrage est considé rablement inférieure à sa valeur à l'état chaud; de cette façon, le courant maximum est sensiblement maintenu jusqu'à ce que l'interrupteur ait complété son mouvement et c'est seulement quand la résistance de bar rage est devenue chaude que se manifeste l'effet de réduction en plein.
Dans le dessin annexé, donné à titre d'exemple La fig. 1 montre le schéma d'ensemble d'une forme d'exécution de l'objet de l'in vention pour courant continu; La fig. 2 montre, à titre de variante, l'interrupteur à commande électromagnétique dans le cas de courant alternatif; Les fig. 3 et 4 sont des vues de bout de l'interrupteur à commande électromagné tique représenté à la fig. 2.
La forme d'exécution représentée à la fig. 1 comporte un électro-aimant à noyau a et une armature pivotante b, le noyau et l'ar mature étant larnellés. L'enroulement a' de l'électro-aimant se trouve normalement en série avec le circuit d'éclairage, relié aux conducteurs iii, de façon à être parcouru par le courant passant dans ces conducteurs. L'armature b est ajustée de manière à pou voir être soulevée par l'électro-aimant sous l'effet d'un courant dépassant une limite prédéterminée, suivant le maximum de con sommation d'énergie demandé ou autorisé.
Lorsque le consommateur demande plus de courant qu'il ne lui est alloué, en insérant plus de lampes dans le circuit, ce courant traversant l'enroulement a' provoquera le re- lùvement de l'armature b jusqu'à ce que le levier coudé d porté par celle-ci vienne buter contre la vis c, ce qui a pour effet de dé clencher le crochet e du levier d, d'une goupille el prévue sur un levier<B>de</B> I contact inférieur f relié, avec interposition d'une iso lation, à l'armature b pour permettre à ce levier de s'abaisser sur la vis .i et de dé charger l'armature de son poids.
Le levier f porte deux lames de contact élastiques f 1 f z, l'une avec une pièce de contact métallique, l'autre avec une pièce de contact en charbon, et l'armature b porte, sur un prolongement isolé b', deux pièces de contact correspon dantes, les pièces de contact en charbon formant contact préparatoire pour empêcher une formation d'étincelles aux pièces de con tact métalliques.
L'abaissement du levier f, dont on a parlé plus haut et qui est limité par la vis i, produit par suite l'ouverture de l'interrupteur aux pièces de contact signalées pour insérer une résistance métallique de barrage g, une lampe à filament métallique, par exemple, en série entre les conducteurs ni de l'installation d'éclairage, cette résis tance de barrage ayant été jusqu'à présent en court-circuit.
A la charge du circuit d'éclairage s'ajoutera donc la résistance de barrage g, qui, lorsqu'elle est devenue chaude, se manifestera en plein pour affaiblir la lu mière des lampes. (quand le consommateur, ainsi rendu attentif à l'irrégularité de con sommation, met les lampes en surplus hors circuit, l'électro-aimant relâche l'armature b qui, en retombant, produit par son propre poids la fermeture des contacts en venant appuyer sur les lames de contact f' f', tout en permettant au crochet e de s'enclencher à la goupille e' et de verrouiller l'interrup teur dans la position de service normale.
Ce verrouillage se maintient jusqu'au moment d'une nouvelle irrégularité de consommation, où l'armature, nouvellement attirée, produit par le levier d le déclenchement du levier f, qui, retombant sur la, vis i, entraîne les lames f l f pour ouvrir les contacts. Les vis c et i sont réglables en position et per mettent de régler la sensibilité du fonction nement du dispositif. En les ajustant, le montant de courant alloué peut être aug menté ou diminué en faisant varier la lon gueur de l'entrefer magnétique entre l'électro aimant et l'armature. Un commutateur rotatif à double pôle j est prévu pour isoler le dispositif du circuit d'alimentation.
L'ensemble du dispositif, com prenant l'interrupteur, son électro-aimant de commande et la résistance de barrage, est logé dans une boîte-enveloppe fermée o, dont le couvercle est fixé de préférence par un plombage et présente une ouverture pour donner accès à la poignée de manoeuvre j' du commutateur<I>j.</I> Des fusibles<I>k,</I> également logés dans cette boîte-errveloppe, produisent, à la manière connue, l'isolement du dispositif dans des conditions de service dangereuses et servent, par leurs bornes 7c', à l'intercon nexion des conduites d'alimentation n de maison en maison.
Pour le cas de courant alternatif (fig. 2 à 4), le dispositif est pourvu d'une bande d'encerclement 1, en cuivre, ou en métal analogne, fermée sur elle-même et passant autour de l'interrupteur et de sa commande électro-ma.gnétique sans toutefois gêner le mouvement des parties mobiles.
Le but de cette bande d'encerclement est de polariser fortement l'armature b de l'électro-aimant par utilisation de la force inductive créée par le courant alternatif, réduisant ainsi au minimum la selfinduction de l'enroulement de l'électro-aimant et occasionnant le fonc tionnement de l'interrupteur de la même manière que si son électro-aimant était excité par du courant continu. L'adjonction de cette bande d'encerclement permet, d'ailleurs, d'em ployer l'équipement tant pour du courant continu que pour du courant alternatif.
Device for limiting the consumption of electrical energy in lighting installations using metal filament lamps. The present invention relates to a device for limiting the consumption of electrical energy in lighting installations with lamps with metal filaments, in such a way that it prevents the consumer from consuming for lighting an amount of electrical energy exceeding a predetermined maximum limit.
This device is advantageously used in lighting installations in small houses, country houses, etc., we want to save the costs of installing kilowatt-hour or ampere-hour meters, and its use. is based on the consumer's obligation not to exceed a certain consumption limit, for example that corresponding to the multi-year use of 6 lamps of 50 watts each (300 watts), for which he will have to pay a fixed amount weekly, monthly or yearly.
The device for limiting the consumption of electrical energy which is the subject of this invention comprises a metallic barrier resistor which is identical from an electrical point of view, as regards the temperature coefficient, with the load to be controlled and preferably having a resistance equal to that of the circuit at the maximum allowed consumption demand, this barrier resistor being arranged to be automatically inserted into the circuit in series with the load by a control electromagnet switch when the energy consumption electrical exceeds a predetermined limit.
This arrangement has the effect that, if, for example, inadvertently, more lamps are inserted in the circuit than is permitted, the insertion of the barrier resistor automatically occurs to weaken the light, thus warning the consumer. As soon as the consumer turns off the excess lamps, the barrier resistor is removed from the circuit and the remaining lamps return to their normal voltage and bright glow.
If he neglects to switch off the surplus lamps, the light remains weakened, but the effective energy consumed will still be limited to approximately the maximum permitted value, the light output being simply lower than the normal value.
The effect of the device is based on the fact that the cold resistance value of the metal barrier resistance is considerably lower than its value in the hot state; in this way, the maximum current is substantially maintained until the switch has completed its movement and it is only when the barrier resistor has become hot that the full reduction effect is manifested.
In the accompanying drawing, given by way of example, FIG. 1 shows the overall diagram of an embodiment of the object of the invention for direct current; Fig. 2 shows, alternatively, the electromagnetically controlled switch in the case of alternating current; Figs. 3 and 4 are end views of the electromagnetically controlled switch shown in FIG. 2.
The embodiment shown in FIG. 1 comprises a core electromagnet a and a pivoting armature b, the core and the mature ar being larnellées. The winding a 'of the electromagnet is normally in series with the lighting circuit, connected to the conductors iii, so as to be traversed by the current flowing in these conductors. The armature b is adjusted so as to be able to be lifted by the electromagnet under the effect of a current exceeding a predetermined limit, according to the maximum energy consumption requested or authorized.
When the consumer asks for more current than it is allotted, by inserting more lamps in the circuit, this current crossing the winding a 'will cause the raising of the armature b until the cranked lever d carried by it abuts against the screw c, which has the effect of releasing the hook e of the lever d, from a pin el provided on a lever <B> of </B> I lower contact f connected , with the interposition of an insulation, to the frame b to allow this lever to be lowered on the screw .i and to unload the frame of its weight.
The lever f carries two elastic contact blades f 1 fz, one with a metal contact piece, the other with a carbon contact piece, and the armature b bears, on an isolated extension b ', two pieces contact pieces, the carbon contact pieces forming preparatory contact to prevent the formation of sparks at the metallic contact pieces.
The lowering of the lever f, which we spoke about above and which is limited by the screw i, consequently produces the opening of the switch at the contact parts indicated to insert a metallic barrier resistor g, a filament lamp metallic, for example, in series between the conductors or the lighting installation, this barrier resistor having hitherto been short-circuited.
To the load of the lighting circuit will therefore be added the barrier resistor g, which, when it has become hot, will appear in full to weaken the light of the lamps. (when the consumer, thus made aware of the irregularity of consumption, switches off the surplus lamps, the electromagnet releases the armature b which, by falling, produces by its own weight the closing of the contacts on coming press the contact blades f 'f', while allowing the hook e to engage with the pin e 'and lock the switch in the normal service position.
This locking is maintained until the moment of a new consumption irregularity, when the armature, newly attracted, produces by the lever d the release of the lever f, which, falling on the, screw i, drives the blades flf to open contacts. The screws c and i are adjustable in position and allow the sensitivity of the operation of the device to be adjusted. By adjusting them, the amount of current allocated can be increased or decreased by varying the length of the magnetic air gap between the electromagnet and the armature. A double pole rotary switch j is provided to isolate the device from the power supply circuit.
The entire device, comprising the switch, its control electromagnet and the barrier resistor, is housed in a closed enclosure-box, the cover of which is preferably fixed by a seal and has an opening to give access to the operating handle j 'of the switch <I> j. </I> Fuses <I> k, </I> also housed in this casing-box, produce, in the known manner, the isolation of the device in dangerous operating conditions and are used, via their terminals 7c ', for the interconnection of supply pipes n from house to house.
For the case of alternating current (fig. 2 to 4), the device is provided with an encircling band 1, made of copper, or of similar metal, closed on itself and passing around the switch and its electro-magnetic control without however hindering the movement of the moving parts.
The purpose of this encircling tape is to strongly bias the armature b of the electromagnet by using the inductive force created by the alternating current, thus minimizing the selfinduction of the electromagnet winding and causing the switch to function in the same way as if its electromagnet were energized by direct current. The addition of this encircling band makes it possible, moreover, to employ the equipment both for direct current and for alternating current.