94736. lajstromszámú szabadalom • Berendezés indukciós kemecékkel magas hőmérsékletre való hevítésre
Ha. az áram a (J) csévében zérótól egy legmagasabb értékig növekszik, akkor az (M) masszán átmenő mágnestér erős elektromos áramokat idéz, elő az (M) masszá-5 ban, mely áramok rendszerint kerületi irányban haladnak és hőt lejlesztenek. Ezen áramok sűrűsége a ielületen a legnagyobb és a felülettől való távolság nagyobbodásával kisebbedik. Ha a massza 10 jó vezetőképességgel bír ós átmérője ele,. gendő nagy, akkor az áramsűrűség a tengely elérése előtt zéróvá válik és az egész elektromágneses energia hő alakjában közöltetik a masszával. 15 A massza felhevítésének foka a cséve bizonyos számú ampertekerülete mellett arányos a frekvenciával. A frekvencia növekedésével és a massza vezetőképességének nagyobbodásával a 20 masszán átfolyó áramok mindinkább a massza kerülete közelében iparkodnak koncentrálódni. Ha a vezetési ellenállás és az átmérő kicsi, akkor igen magas frekvenciákat 25 kell alkalmazni, ha az elektromágneses energiát egészben hővé akarjuk átalakítani, mielőtt a belépő energia a massza tengelyét elérte. Ha megkísérelték a. kemencét túlkicsi frekvenciákkal működ-30 tetni, akkor a hatásfok és a teljesítményfaktor rendkívül csökkent, amiből arra következtettek, hogy alacsony frekvenciák nem mágneses fémeknek transzformátorvas nélkül magas hőfokra való 35 hevítésre nem alkalmasak. Egy graűtrúd, melynek átmérője egy hüvelyk, legalább 5000 periódust igényel, míg csekély vezetőellenállással bíró ötvözetnél, mint pl. sárgaréznél, melynek átmérője nem 40 sokkal többször nagyobb, az energia másodpercenkint 500 vagy még kevesebb periódusnál teljes egészében hővé alakul, amikor azonban az induktor ampértekerületeinek számát jelentékenyen nagyob-45 bítani kell, hogy ugyanazon fűtőhatás éressék el. Erősebb áramoknál a csévének nagyobb keresztmetszettel kell bírnia, mert különben a teljesítmény-veszteségek a csévében növekednek. Jelentékeny nagy-50 ságú harántmetszetet azáltal érhetünk el, hogy széles vezetőt élreállítottan alkalmaznak. Ha a szükségelt frekvencia növekszik, akkor a magas frekvenciájú áram fejleszté-55 sére szolgáló váltakozó áramú gépnek előállítási költségei növekednek és a költségeknek ugrásszerű növekedése következik be a hatásfok egyidejű csökkenésével, ha a frekvencia oly magas, hogy a többpólusú generátornak forgó típusa nem 60 alkalmazható. A 3. ábrában oly masszának részleges metszete van íeltüntetve, melynek legnagyobb hossza, (1) és legnagyobb vastagsága (q), míg szabad felülete a—a és a 65 rajzlap síkjára merőleges terjedelme igen jelentékeny. A felülettől jobbra egy váltakozó mágneses mező van, melynek irányát a (p) vonal jelzi. Ezen váltakozó mágneses térnek fővonalai az, (M) masz- 70 szába nyúlnak be, amint azt a szakadozott (g') vonalak jelölik. A mágneses tér a masszába bal felé való behatolásának mérvéten gyengül. Minthogy a mágneses tér váltakozó, a masszában elektromos 75 áramok indukálta,tnak, melyeknek áramlási iránya a rajzlap síkjára merőleges. Az áramsűrűség és a felhevítés a maszszába való behatolás mérvében bizonyos törvény szerint kisebbedik. A 4. ábrában 80 a (c) és (c') vonalak az áramnak ill. az i2 r értéknek csökkenését mutatják az a—a felülettől a 3. ábra szerint a maszszába balra való behatolásnál. Ha a 4. ábrában a. 2—4 függélyes vona- 85 lat húzzuk meg oly módon, hogy a 0—1— —2—4—0 négyszög által bezárt felület egyenlő legyen a (c) görbe alatti sraffozott felülettel, akkor az említett négyszögnek 1—2 szélessége megadja az áram- 90 nak a masszába való úgynevezett „behatolási mélységét". Az ordináták az áramsűrűséget, az abseissák pedig a massza felületétől való távolságokat jelölik, míg a sraffozott felület az egész in- 95 dukált áramot adja meg. Steinmetznek „Transient Electric Phenomena" című művében a VI. és VII. fejezet 383. oldalán meg van adva, hogy nem mágneses anyagnál a behatolási 100 mélység a következőképen fejezhető ki: ep = 5030|/-J 1. ahol is c az anyag vezetői ellenállása és (N) az indukáló váltakozó mágneses térnek frekvenciája. f05 Ez a képlet sík felületű masszára vonatkozik. A felület homorúsága csökkenti és domborúsúga fokozza a mélységet. Minthogy a jelen esetben mérsékelt átmérőjű hengerről van szó domború felület mel- 110 lett, a valóságot jól megközelítjük a fenti képletnek következő alakja mellett: eP = 6000j/^ 2. A 4. ábrában a (c.) görbe mutatja, hogy a masszába, a „behatolási mélységnek" 115
