DE1072719B

DE1072719B - Device for limiting the drawn electricity for systems with two or more electricity consumers, especially for household systems

Info

Publication number: DE1072719B
Application number: DE1958L0030072
Authority: DE
Inventors: Hameln/Weser Dr.-Ing. Karl Roth
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1958-03-28
Filing date: 1958-03-28
Publication date: 1960-01-07

Description

Einrichtung zur Begrenzung des entnommenen Stromes für Anlagen mit zwei oder mehreren Stromverbrauchern, insbesondere für Haushaltsanlagen In Elektrizitätsversorgungsunternehmen ist man bestrebt, die elektrische Energie möglichst gleichmäßig zu verkaufen, d. h. etwaige Leistungsspitzen soweit wie möglich zu vermeiden. Man versucht, dies durch die Anwendung verschiedener Tarifformen, wie Tag-und Nachttarif, Leistungstarif, Überverbrauchstarif u. dgl., zu erreichen. Die Anwendung solcher Tarife erfordert aber komplizierte Meßgeräte und außerdem eine schwierige Abrechnung. Es ist daher schon insbesondere bei Haushaltsverbrauchern ein anderer Weg beschritten worden, bei dem über einen- einfachen Wechselstromzähler abgerechnet wird. Es ist dann lediglich ein selbsttätig arbeitendes Gerät vorhanden, das Haushaltsmaximumwächter genannt wird und verhindert, daß alle Geräte des Verbrauchers zu gleichen Zeiten eingeschaltet sind. Dabei werden vorzugsweise durch den Haushaltsmaximumwächter nur solche Geräte abgeschaltet, die ohne Behinderung des Abnehmers vorübergehend außer Betrieb sein können, wie beispielsweise Heißwasserspeicher. Auf diese Art und Weise läßt sich die Leistungsspitze in der Energieversorgung ebenfalls weitgehend herabsetzen.Device to limit the current drawn for systems with two or more electricity consumers, especially for household systems in electricity supply companies one strives to sell the electrical energy as evenly as possible, d. H. to avoid any power peaks as far as possible. One tries this by using different tariff types, such as day and night tariffs, performance tariffs, Overconsumption tariff and the like. The application of such tariffs requires but complicated measuring instruments and, moreover, difficult accounting. It is therefore a different path has already been taken, especially with household consumers, which is billed via a simple alternating current meter. It is then only an automatically working device is available, called the household maximum monitor is and prevents that all devices of the consumer switched on at the same time are. In this case, only such devices are preferably activated by the household maximum monitor that are temporarily out of service without hindrance to the customer such as hot water tanks. In this way you can also largely reduce the power peak in the energy supply.

Als Maximumwächter sind bereits Geräte bekanntgeworden, die nach dem Prinzip des Leistungs- oder Arbeitsvergleichs arbeiten. Bei solchen Geräten wird die Drehzahl eines Elektrizitätszählers mit der eines Synchronmotors verglichen, und in dem Zeitpunkt, wenn die Zählerdrehzahl die konstante Motordrehzahl erreicht, wird ein Kontakt geschlossen, der die Abschaltung eines Verbraucher, z. B. eines Heißwasserspeichers, bewirkt. Solche Geräte sind sehr teuer und verlangen außerdem eine gewisse Wartung. Für die Verwendung in Haushaltsanlagen kommen sie daher nicht in Frage. Weiterhin sind Geräte bekannt, bei denen ein vom Strom eines Stromkreises beheizter Bimetallstreifen einen Momentschalter, z. B. Mikroschalter, betätigt, der einen zweiten Stromkreis aus-und gegebenenfalls wieder einschaltet.Devices that operate after the Working principle of performance or work comparison. With such devices the speed of an electricity meter compared with that of a synchronous motor, and at the time when the counter speed reaches the constant engine speed, a contact is closed that disconnects a consumer, e.g. B. one Hot water storage tank, causes. Such devices are very expensive and also demanding some maintenance. They are therefore not intended for use in household systems in question. Furthermore, devices are known in which one of the current of a circuit heated bimetal strip a momentary switch, e.g. B. microswitch, actuated, which switches a second circuit off and, if necessary, on again.

Die Schaltleistungen dieser Momentschalter reichen aber in den meisten Fällen nicht aus, beispielsweise einen Heißwasserspeicher von 6 kW oder ein Gerät noch höherer Leistungsaufnahme zu schalten. Für die Schaltung des eigentlichen Stromkreises müßte dann ein Zwischenschütz vorgesehen werden, welches die Anlage wieder verteuert und außerdem nicht geräuschlos arbeitet. Es sind zwar auch Momentschalter größerer Leistung bekannt, jedoch sind im allgemeinen die erforderlichen Betätigungsdrücke und -wege so groß, daß die Betätigung dieser Schalter durch Bimetallstreifen überhaupt nicht oder nur mit Hilfe komplizierter Übersetzungen möglich ist.The switching capacities of these momentary switches are sufficient in most of them Do not fail, for example a hot water tank of 6 kW or a device to switch even higher power consumption. For switching the actual circuit an intermediate contactor would then have to be provided, which makes the system more expensive again and also does not work silently. There are also momentary switches larger Performance known, but generally the required actuation pressures and paths so large that the actuation of these switches by bimetallic strips at all is not possible or only possible with the help of complicated translations.

Es sind zwar auch schon Maximumwächter bekannt, die mit einer von zwei gegeneinander wirkenden Spiralfedern gesteuerten Quecksilberschaltröhre arbeiten, jedoch befriedigt die Konstruktion dieser Maximumwächter wegen der damit erreichten geringen Empfindlichkeit nicht restlos.There are already maximum monitors known that are equipped with one of two counter-acting spiral springs controlled mercury interrupter work, however, the construction of this maximum guard is satisfactory because of the values achieved with it low sensitivity not completely.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung der zuletzt beschriebenen Art, und sie hat sich zur Aufgabe gestellt, die hierbei bestehenden Mängel _ zu beseitigen. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß Spiralfedern aus Bimetall verwendet werden, die mit ihren inneren Enden frei tragend eine Achse halten, auf der die Quecksilberschaltröhre angebracht ist. Durch die Verwendung von Bimetallstreifen wird eine wesentliche Steigerung der Empfindlichkeit erreicht, die noch dadurch erhöht wird, daß durch die frei tragende Lagerung der Schaltröhrenwellen Lagerreibungen vollkommen entfallen. Außerdem ist der Maximumwächter nach der Erfindung deshalb besonders vorteilhaft, weil kein Verschleiß auftritt und keine Wartung des Gerätes nötig ist.The invention relates to a device of the last described Art, and it has set itself the task of addressing the existing shortcomings remove. According to the invention this is achieved in that spiral springs made of bimetal are used, which hold an axis in a cantilevered manner with their inner ends to which the mercury interrupter is attached. By using bimetal strips a substantial increase in sensitivity is achieved, which is further enhanced by this is increased that bearing friction due to the self-supporting storage of the interrupter shafts completely omitted. In addition, the maximum guard according to the invention is therefore particularly advantageous because there is no wear and tear and no maintenance of the device is necessary.

Zweckmäßigerweise wird die eine der Bimetallspiralen vom Strom eines ersten Stromkreises über einen Stromwandler beheizt, der bei Überschreitung des Nennstromwertes des ersten Stromkreises im Sättigungsgebiet arbeitet. Das ist insofern günstig, als die vom Strom des ersten Stromkreises durchflossene Bimetallspirale praktisch nicht mehr weiter aufgeheizt wird, selbst wenn der Strom im ersten Stromkreis unverhältnismäßig groß wird. Die zweite Bimetallspirale dient zur Temperaturkompensation. Wird also das gesamte Gerät von der Umgebungstemperatur erwärmt, so wird trotzdem der Ansprechstrom für den Quecksilberschalter nicht oder nur unwesentlich geändert, da die durch die Erwärmung in den Bimetallspiralen auftretenden Kräfte sich gegenseitig aufheben.-Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.Appropriately, one of the bimetallic spirals is from the flow of a first circuit heated by a current transformer, which when the Rated current value of the first circuit works in the saturation area. That is so favorable than the bimetallic spiral through which the current of the first circuit flows is practically no longer heated up, even if the current in the first circuit becomes disproportionately large. The second bimetal spiral is used for temperature compensation. So if the entire device is heated by the ambient temperature, it will still the response current for the mercury switch is not changed or is only changed to an insignificant extent, because the warming in the bimetallic spirals occurring Forces cancel each other out.-The invention is explained in more detail with reference to the drawing explained.

Fig. 1 zeigt das Gerät in perspektivischer Darstellung, während in Fig. 2 ein Schaltungsbeispiel dargestellt ist.Fig. 1 shows the device in perspective, while in Fig. 2 shows a circuit example.

Der ganze Maximumwächter ist in einem Wechselstromzählergehäuse untergebracht. In Fig.1 bedeutet 1 die Grundplatte des Zählergehäuses, auf der eine Platte 2 mit den Tragsäulen 3 und 4 befestigt ist. An den Tragsäulen 3 und 4 sind zwei Winkel 5 und 6 verstellbar angebracht. An diesen Winkeln sind die Bimetallspiralen 7 und 8 mit ihren äußeren Enden festgeklemmt. Die Spirale 7 dient als Arbeitsspirale und ist mit dem Winkel 5 leitend verbunden, während die Spirale 8 zur Temperaturkompensation dient und an dem Winkel 6 isoliert befestigt ist. Zwischen den inneren Enden der Bimetallspiralen 7 und 8 ist die Ouecksilberschaltröhre 9 auf einer Welle 19 frei gelagert. Die flexiblen Zuleitungen 20 und 21 führen von der Ouecksilberschaltröhre zu den Anschlußklemmen 14 und 15 des Klemmenblocks. Die Anschlußklemmen 12 und 13 des Klemmenblocks sind mit der Primärwicklung 22 eines Stromwandlers verbunden. Die Sekundärwicklung 11 des Stromwandlers ist mit ihrem einen Ende an dem Winkel 5 angeschlossen, während das andere Ende mit der Stromzuführungsspirale 10 verbunden ist, die den Strom zu dem inneren Ende der Arbeitsspirale 7 führt. Die Sekundärwicklung des Wandlers speist somit einen Stromkreis, der vom äußeren Ende der Stromzuführungsspirale 10 über ihr inneres Ende zum inneren Ende der Arbeitsspirale 7 und über deren äußeres Ende und den Winkel 5 führt.The entire maximum monitor is housed in an alternating current meter housing. In Fig.1, 1 means the base plate of the meter housing, on which a plate 2 with the support columns 3 and 4 is attached. There are two angles on the support pillars 3 and 4 5 and 6 adjustable. The bimetallic spirals 7 and are at these angles 8 clamped with their outer ends. The spiral 7 serves as a working spiral and is conductively connected to the angle 5, while the spiral 8 for temperature compensation serves and is attached to the angle 6 in an isolated manner. Between the inner ends of the Bimetallic spirals 7 and 8, the mercury interrupter 9 on a shaft 19 is free stored. The flexible leads 20 and 21 lead from the mercury interrupter to terminals 14 and 15 of the terminal block. Terminals 12 and 13 of the terminal block are connected to the primary winding 22 of a current transformer. One end of the secondary winding 11 of the current transformer is at the angle 5 connected, while the other end is connected to the power supply spiral 10 which leads the flow to the inner end of the working spiral 7. The secondary winding of the converter thus feeds a circuit from the outer end of the current supply spiral 10 over its inner end to the inner end of the working spiral 7 and over its outer End and the angle 5 leads.

Bei der Schaltung nach Fig. 2 sind die Anschlüsse 12 und 14 direkt mit einem Pol der Wechselspannungsquelle U verbunden. Von der Klemme 12 führt eine Leitung über die Primärwicklung 22 des Wandlers zur Klemme 13 und von dort zu Stromverbrauchern 16 und 17. Die Stromverbraucher 16 und 17 liegen in einem Stromkreis, der vom Maximumwächter nicht ausgeschaltet werden kann. In einem weiteren Stromkreis ist der Stromverbraucher 18 geschaltet, von dein eine Stromzuführungsleitung über die Klemme 14 die Schaltröhre 9 und die Klemme 15 führt.In the circuit of FIG. 2, connections 12 and 14 are direct connected to one pole of the AC voltage source U. One leads from terminal 12 Line via the primary winding 22 of the converter to terminal 13 and from there to power consumers 16 and 17. The power consumers 16 and 17 are in a circuit, that of the maximum monitor cannot be turned off. The electricity consumer is in another circuit 18 switched, from your a power supply line via the terminal 14, the interrupter 9 and terminal 15 leads.

Überschreitet der von den Verbrauchern 16 und 17, die beispielsweise die Widerstände eines Elektroherdes bedeuten, aufgenommene Strom einen bestimmten Wert, so wird die Bimetallspirale 7 so weit aufgeheizt, daß die Schaltröhre 9 ihre Lage ändert und den Stromkreis mit dem Stromverbraucher 18, beispielsweise einen Heißwasserspeicher, ausschaltet. Auch bei weiterer Erhöhung des von den Stromverbrauchern 1 und 17 aufgenommenen Stromes lenkt sich die Bi metallspirale 7 nur unwesentlich weiter aus, da de Wandler -nun- im Sättigungsgebiet arbeitet und de Strörn@ -iri der Sekundärwicklung und damit in de Bimetallspirale weniger als proportional dem Primär Strom ansteigt. Bei wieder abnehmendem Strom wird bei Unterschreiten einer bestimmten Grenze de Stromkreis für den Stromverbraucher 18 wieder eingeschaltet. Da die Bimetallspirale 7 infolge der Sättigung des Stromwandlers nur wenig überhitzt war, erfolgt die Wiedereinschaltung in genügend kurzer Zeit.Exceeds that of consumers 16 and 17, for example the resistances of an electric cooker mean a certain current drawn Value, the bimetallic spiral 7 is heated so far that the interrupter 9 is their Changes location and the circuit with the power consumer 18, for example one Hot water tank, switches off. Even with a further increase in electricity consumers 1 and 17 absorbed current, the bi-metal spiral 7 steers only insignificantly further out, since the converter -nun- works in the saturation area and de Strörn @ -iri the secondary winding and thus in the bimetallic spiral less than proportional to the Primary current increases. When the current decreases again, if the value falls below a certain limit de circuit for the power consumer 18 switched on again. Since the bimetallic spiral 7 overheats only a little as a result of the saturation of the current transformer it is switched on again in a sufficiently short time.

Es sei auch noch eine weitere Einsatzmöglichkeit solcher Haushaltsmaximumwächter vorgeschlagen. Will beispielsweise ein Verbraucher einen Elektroherd und eine elektrisch beheizte Waschmaschine in dem bleichen Raum gleichzeitig betreiben, so reicht in vielen Fällen der in der Wohnung verlegte Leitungsquerschnitt nicht aus, so daß eine zweite Leitung gelegt werden müßte. Mit dem Haushaltsmaxiinumwächter ist es jedoch ohne Schwierigkeiten möglich, eine Sicherung dafür zu geben, daß jeweils nur eines der beiden Geräte eingeschaltet sein kann, wofür dann der, vorhandene Leitungsquerschnitt ausreicht.There is also another possible use of such household maximum monitors suggested. For example, a consumer wants one electric stove and one electric Running a heated washing machine in the pale room at the same time is enough In many cases, the cable cross-section laid in the apartment is not sufficient, so that a second line would have to be laid. With the household maximum guard it is however, it is possible without difficulty to give a guarantee that each only one of the two devices can be switched on, for which the existing one Cable cross-section is sufficient.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for limiting the current drawn for systems with two or more electricity consumers, in which several circuits monitored and one of them as a function of the currents flowing in the other is switched on or off, especially for household systems, with a mercury interrupter tube, which is controlled by two helical springs working against each other, characterized in that that the spiral springs are made of bimetal and are cantilevered with their inner ends hold an axis on which the Oueckilbauströhre is arranged.

2. Establishment according to claim 1, characterized in that one of the bimetallic spirals from the flow of the first circuit is heated by a current transformer, which when exceeded of the nominal current value of the first circuit works in the saturation area.

3. Establishment according to claim 1 and 2, characterized in that the second bimetal spiral for Temperature compensation is used. Publications considered: German Auslegeschriften No. 1020 096, 1015 907; French patent specification No. 473 967.