CH96553A - Device for limiting the consumption of electrical energy in lighting installations using metal filament lamps. - Google Patents

Device for limiting the consumption of electrical energy in lighting installations using metal filament lamps.

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CH96553A
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Cleary James
Philpott George Joseph
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Cleary James
Philpott George Joseph
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Description

  

  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.

 

Claims (1)

REVENDICATION Dispositif limitateur de consommation d'énergie électrique clans les installations d'éclairage à lampes à filaments électriques, comportant une résistance métallique de bar rage identique, au point de vue électrique, pour ce qui concerne le coefficient de tem pérature, avec la charge à contrôler et com binée avec un interrupteur à électro-aimant de commande, disposé de manière à l'insérer automatiquement dans le circuit en série avec la charge lorsque la consommation d'énergie dépasse une limite prédéterminée. CLAIM Device for limiting the consumption of electrical energy in lighting installations using lamps with electric filaments, comprising a metallic barrier resistor identical, from the electrical point of view, as regards the temperature coefficient, with the load at control and combined with a control electromagnet switch, arranged so as to automatically insert it into the circuit in series with the load when the power consumption exceeds a predetermined limit. SOUS-REVENDICATIONS: 1 Dispositif suivant la revendication, carac térisé en ce que l'électro-aimant de com mande de l'interrupteur comporte une armature mobile reliée par un levier coudé d'accouplement à un levier de contact qui, lors de l'attraction de l'armature, est dé connecté de l'armature par la butée du levier coudé contre un arrêt réglable et dont le déplacement, résultant de cette dé connexion, produit l'ouverture d'un contact pour insérer la résistance de barrage dans le circuit. 2 Dispositif suivant la revendication, carac térisé en ce que l'interrupteur et son élec tro-aimant de commande ainsi que la ré sistance de barrage, sont enfermés sous une boîte-enveloppe fermée. SUB-CLAIMS: 1 Device according to claim, charac terized in that the control electromagnet of the switch comprises a movable armature connected by an elbow coupling lever to a contact lever which, during the attraction of the armature, is disconnected from the armature by the stop of the angled lever against an adjustable stop and whose displacement, resulting from this disconnection, produces the opening of a contact to insert the barrier resistor into the circuit. 2 Device according to claim, charac terized in that the switch and its control electromagnet as well as the barrier resistance, are enclosed in a closed envelope box. 3 Dispositif suivant la revendication, pour courant alternatif, caractérisé par la com binaison de l'électro-aimant de commande de l'interrupteur avec une bande d'encer clement en métal convenable pour lui per mettre de fonctionner comme s'il était excité par du courant continu. 3 Device according to claim, for alternating current, characterized by the combination of the control electromagnet of the switch with a suitable metal encirclement strip to allow it to operate as if it were excited by direct current.
CH96553D 1920-05-27 1921-05-26 Device for limiting the consumption of electrical energy in lighting installations using metal filament lamps. CH96553A (en)

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