ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ Советский патент 1945 года по МПК H05B6/00 

В основном авторском свидетельстве №63262 описан высокочастотный нагреватель тонких проволок или лент, в котором подвод тока к проволоке осуществляется через емкость между электродами и нагреваемыми изделиями, причем, согласно изобретению, электроды и соединяющие их проводники образуют контур с распределенными постоянными, возбуждаемый на основной частоте или на гармонике.

Мощность, выделяющаяся на проволоке, пропорциональна напряжению и емкости между проволокой и электродами. Напряжение между проволокой и электродами нельзя брать слишком большим, так как при этом может возникнуть разряд с поверхности проволоки. Поэтому для повышения мощности необходимо увеличивать емкость между проволокой и электродами.

Увеличивать емкость за счет уменьшения зазора между проволокой и электродами нельзя, так как возникает опасность касания проволоки и электрода или пробоя между ними. Таким образом, для повышения передаваемой проволоке мощности необходимо увеличить длину электрода. Здесь возникает то затруднение, что применявшиеся до сего времени электроды нельзя было выполнить длиннее четверти волны, так как на этих электродах укладывалась стоячая волна.

Согласно настоящему изобретению, с целью выполнения электродов по размеру большими четверти длины волны, каждый из электродов выполнен составным из отдельных секций, расположенных вдоль нагреваемых проволок и соединенных между собой через емкости или активные сопротивления, рассчитанные так, чтобы на обращенных к проволокам участках электродов протекали одинаково направленные токи.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена конструкция предлагаемого нагревателя.

Здесь 1 - кожух из листовой меди или алюминия, экранирующий все устройство и не допускающий излучения электромагнитной энергии в окружающее пространство, 2 - нагреваемые проволоки, 3 - трех-электродная генераторная лампа; анод ее соединен с кожухом и находится под потенциалом земли; колебательный контур лампы образован емкостью сетка - анод, индуктивностью сеточного вывода и емкостью между присоединенными к сетке и к аноду пластинами, 4 - трансформатор накала генераторной лампы, 5-10 пластины - секции электродов; каждая из этих пластин имеет емкость по отношению к соседней пластине, причем размеры пластин и частота тока так подобраны, что емкостное сопротивление между пластинами равно их индуктивному сопротивлению.

Весь электрод в целом представляет собою как бы компенсированную линию, вдоль которой индуктивное падение напряжения равно емкостному.

В приведенной конструкции отдельные пластины электродов изолированы друг от друга; их можно было бы замкнуть металлическими перемычками, если размеры этих перемычек так подобрать, чтобы на них укладывалась пол-волны тока высокой частоты.

Таким образом, весь электрод можно выполнять из гребенчатой или гофрированной медной ленты так, что ее участки, обращенные к нагреваемым проволокам, будут нести токи одного направления и на всех этих участках будет одно и то же напряжение. Токи обратного направления будут циркулировать на заэкранированных от нагреваемой проволоки участках.

По идее вся конструкция в целом несколько напоминает направленную антенну (например, типа лучевой антенны Маркони), в которой имеются проводники с длиной, превышающей длину электромагнитной волны, несущие всюду одинаково направленный ток.

Ток высокой частоты, наведенный на нагреваемой проволоке, может распространяться вдоль нее в обе стороны от нагревательной камеры. Чтобы этот ток затухал возможно скорее и не мог вызвать искрения на направляющих роликах или какого-нибудь другого вредного эффекта, предлагается установить на входе и на выходе нагревательной камеры фильтры, которые поглощали бы распространяющуюся, вдоль проволок электромагнитную энергию.

На чертеже представлена одна из форм выполнения такого фильтра. Он состоит из отдельных пластин, расположенных вдоль проволоки; между каждой парой пластин включено активное сопротивление (это могут быть, например, сопротивления типа Каминского).

Максимальное затухание волны, распространяющейся вдоль проволок, будет иметь место, когда величина омического сопротивления, приходящегося на единицу длины фильтра, будет равна учетверенному емкостному сопротивлению, приходящемуся на эту длину.

1. Форма выполнения высокочастотного нагревателя по авт. свид. №63262, отличающаяся тем, что, с целью выполнения электродов, наводящих в нагреваемых проволоках высокочастотный ток, по размеру большими, чем четверть длины волны, каждый из электродов выполнен составным из отдельных секций, расположенных вдоль указанных проволок и соединенных между собой через емкости или активные сопротивления, рассчитанные так, чтобы на обращенных к проволокам участках электродов протекали одинаково направленные токи.

2. Форма выполнения нагревателя по п. 1, отличающаяся тем, что, в случае выполнения электродов из отдельных изолированных друг от друга пластин, емкостное сопротивление между ними выбрано равным их индуктивному сопротивлению.

3. Форма выполнения нагревателя по п. 1, отличающаяся тем, что электроды выполнены в виде гофрированной ленты, изгибы которой соразмерены таким образом, чтобы обращенные к нагреваемым проволокам участки несли токи одного направления, а токи обратного направления циркулировали на удаленных от проволок участках.

4. Форма выполнения нагревателя по п. 1-3, отличающаяся тем, что на входе и выходе нагревательной камеры расположены электромагнитные фильтры о большим затуханием, препятствующие распространению электромагнитной волны вдоль проволок.

5. Форма выполнения нагревателя по п. 4, отличающаяся тем, что фильтры выполнены в виде ряда расположенных вдоль нагреваемой проволоки металлических пластин, соединенных между собой активными сопротивлениями.