Результат интеллектуальной деятельности: ИНДУКТОР ДЛЯ ИНДУКТИВНОГО НАГРЕВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ

Предметом изобретения является индуктор для индукционного нагревания изделий в электромагнитном поле высокой частоты.

При высоких частотах и больших токах в индукторе ревность потенциалов на его зажимах может достигать высоких значений, способных вдевать пробой. Чтобы избежать чрезмерно высоких напряжений на индукторе, предлагается составлять его из последовательного ряда окружающих изделие проводников, каждый длиной менее периметра изделия, и электрических емкостей, включенных между проводниками для компенсации их индуктивных сопротивлений.

Для возбуждения безэлектродного разряда в газе индуктор может иметь такую форму, благодаря которой он образует колебательную систему о распределенными постоянными, на которой укладывается целое число полуволн тока, выполненную так, что участки, окружающие нагреваемое газовое пространство, имеют большое отношение (индуктивности к емкости), а остальные участки имеют малое отношение .

На фиг. 1 показана принципиальная электрическая схема включения описываемого индуктора и построена кривая изменения потенциала вдоль индуктора; на фиг. 2 - то же, для индуктора, состоящего из двух отрезков; на фиг. 3 - то же, для индуктора, состоящего из трех отрезков; на фиг. 4 показав пример выполнения индуктора, форма которого обеспечивает возбуждение вихревого безэлектродного разряда в газе.

При разделении индуктора на частей и величинах индуктивных сопротивлений отдельных участков индуктора, равных сопротивлению компенсирующих емкостей:

максимальная разность напряжений, которая может существовать между двумя точками индуктора, будет в раз меньше, чем при неразделенном индукторе, обтекаемом тем же током.

Описываемый принцип конструирования индуктивных нагревателей особенно аффективен при таких высоких частотах, когда дайна волны сравнима с размерами нагреваемого объекта. Тогда невозможно выполнить колебательный контур в виде системы, состоящей из сосредоточенных самоиндукции и емкости. Необходимо переходить к системам с распределенными постоянными.

Однако обычные колебательные системы с распределенными постоянными мало пригодны в качестве индуктивных нагревателей.

Описываемый индуктор может быть выполнен с высоким к.п.д. нагрева при любых высоких частотах. Он представляет собой как бы промежуточный тип между системами о сосредоточенными и С и линиями с равномерно распределенными емкостью и самоиндукцией.

Индуктор, состоящий из двух отрезков, показан на фиг. 2, там же приведены кривые распределения напряжений. Индуктор из трех отрезков и кривая распределения напряжений в нем показаны на фиг. 3. Буквой А здесь обозначен нагреваемый объект, римскими цифрами обозначены отдельные отрезки индуктора.

На каждом отрезке индуктора укладывается половина волны тока высокой частоты. Таким образом, весь вибратор в целом представляет собой двухпроводную линию, по длине которой укладывается целое число полуволн. При этом линия является неоднородной: на одних ее участках отношение возможно велико, на других, наоборот, возможно мало. Участки о большим и малым С окружают нагреваемый объект, образуя в совокупности нагревательный индуктор. Участки с большим С и малым служат для компенсации напряжений, развивающихся на индуктивных участках.

В неоднородных линиях геометрическая скорость распространения электромагнитной волны меньше скорости света, поэтому в описываемых системах длина отдельных отрезков индуктора всегда меньше, чем .

Предлагаемый индуктор пригоден для возбуждения вихревого безэлектродного разряда. Безэлектродный вихревой разряд может быть удобным средством дли ведения ряда химических реакций в газовой среде. Некоторые реакции требует небольших концентраций анергии в разряде. Для получения устойчивого горения разряда при малых мощностях необходимо повышать частоту питающего тока. Желательно получать такие частоты, ори которых длина разрядного пути в газе окажется одного порядка или даже больше длины волны.

Преимущество индуктора, пригодного для возбуждения вихревого безэлектродного разряда (см. фиг. 4, где Б - труба из диэлектрика, в которой происходит разряд) состоит в том, что у него отношение градиента напряжения вдоль пути вихревого разряда к градиенту напряжения между отдельными участками индуктора больше, чем в простых многовитковых индукторах.