Znane sa juz piece indukcyjne, których mufla jest wykonana z metalu lub stopu magnetycznego. Wiadomo równiez, ze przy odpowiednim doborze metalu lub stopu magnetycznego, z którego wykonana jest mufla, oraz przy odpowiedniem regulowa¬ niu charakterystyk pieca i pradu indukuja¬ cego mozna uzyskac samoczynne utrzymy¬ wanie sie temperatury mufli na stalym po¬ ziomie.W istniejacych piecach tego typu wzrost temperatury mufli jest powodowany cze^ sciowo przez prady, indukowane w niej przez pole magnetyczne (wytwarzane zwy¬ kle zapomoca cewki, przez która przeply¬ wa prad zmienny o czestotliwosci, stoso¬ wanej w przemysle), w znacznie wiekszym jednak stopniu równiez przez hislereze.Natezenie pradów indukowanych oraz ilo¬ sci ciepla, wydzielane wskutek histerezy, sa funkcja przenikalnosci i spólczynnika hi¬ sterezy tworzywa mufli. Samoczynne regu¬ lowanie temperatury w tego rodzaju pie¬ cach jest oparte na tern, ze przenikalnosc i histereza tworzywa mufli zmniejszaja sie znacznie z chwila, gdy temperatura mufli równa sie temperaturze, w której zanikaja skuteczne wlasciwosci magnetyczne (ma¬ gnetyzm wlasny) tworzywa mufli.W mysl niniejszego wynalazku usilowa¬ no wykorzystac wlasnosc cial ferro-ma- gnetycznych, polegajaca na tern, ze ich indukcja zmniejsza sie znacznie z chwila osiagniecia i przekroczenia temperatury, w której zanika ich magnetyzm wlasny.Mufla z metalu ferro - magnetycznegopieca wedlug wynalazku jest. w tym celu zaopatuzoi^a w .oslone, wykonana z prze¬ wodzacego- metalu iiicnla^netycznego (lub takiego, którego magnetyzm wlasny zanika w temperaturze nizszej od tej, jaka sie chce osiagnac i utrzymac w piecu), w któ¬ rej ipod wplywem indukcyjnego pradu zmiennego, przeplywajacego przez mufle ferro-magnetyczna, powstaja prady indu¬ kowane, bedace funkcja indukcji mufli jak równiez charakterystyk elektrycznych ob¬ wodu przewodzacego (opornosci, samoin- dukcji, pojemnosci).Powstajace w ten sposób w oslonie prady indukowane wytwarzaja w niej cie¬ plo, a oslona zkolei cieplem tern ogrzewa mufle pieca, której tworzywo ferro-magne- tyczne jest w ten sposób dobrane, ze po¬ miedzy temperaturami poczatku i konca zaniku jego magnetyzmu wlasnego zawar¬ ta jest stala temperatura, jaka chce sie u- zyskac i utrzymac w piecu. Jezeli prady indukowane wydzielaja ilosc ciepla wiek¬ sza od strat ciepla, spowodowanych przez promieniowanie pieca i przenoszenie cie¬ pla, wówczas temperatura pieca wzrasta.Dopóki mufla pieca nie osiagnela tem¬ peratury, w której zanika magnetyzm wla¬ sny jej tworzywa, dopóty prady indukowa¬ ne w oslonie grzejnej zaleza w znacznym stopniu od indukcji mufli. Dlatego tez w chwili, gdy mufla osiaga temperature, w której zanika magnetyzm wlasny jej two¬ rzywa (przyczem przyjmuje sie, ze cha¬ rakterystyki elektryczne obwodu indukcyj¬ nego pozostaja stale w zakresie tempera¬ tury, w którym nastepuje zanik magne¬ tyzmu wlasnego), prady indukowane w o- slonie grzejnej, zmniejszaja sie znacznie wraz z indukcja mufli. Jezeli po zaniku magnetyzmu wlasnego tworzywa mufli prady, indukowane w oslonie grzejnej, sa w danej chwili niedostateczne do wytwo¬ rzenia ilosci ciepla, równej ilosci ciepla, jaka sie traci wskutek promieniowania i przewodzenia pieca (co zalezy od odpo¬ wiedniego doboru charakterystyk elek¬ trycznych obwodu indukcyjnego pieca), to wówczas temperatura pieca opada ponizej punktu zaniku magnetyzmu wlasnego mufli, a gdy magnetyzm wlasny pojawia sie ponownie, wówczas wzrasta indukcja mufli oraz dzialanie grzejne oslony prze¬ wodzacej. Temperatura mufli ustala sie wiec w granicach swej wartosci pomiedzy poczatkiem a koncem przemiany magne¬ tycznej tak, aby indukcja rdzenia magne¬ tycznego w tej temperaturze stala sie do¬ stateczna do wywolania w oslonie grzejnej pradów indukowanych, wydzielajacych ilosc ciepla, równa stratom cieplnym pie¬ ca. W ten sposób nastepuje samoczynne re¬ gulowanie pieca.Na rysunku przedstawiono schematy¬ cznie przyklad wykonania pieca wedlug niniejszego wynalazku.Wewnatrz cewki 1, przez która prze¬ plywa prad zmienny, znajduje sie mufla 2, wykonana z metalu lub stopu ferro-ma- gnetycznego i posiadajaca odpowiedni przekrój i grubosc. Tworzywo mufli dobiera sie w ten sposób, aby pomiedzy poczatko¬ wa i koncowa temperatura zaniku jego ma¬ gnetyzmu wlasnego znajdowala sie stala temperatura, jaka chce sie uzyskac i utrzy¬ mac w piecu. W celu uzyskania dobrych wyników mufla magnetyczna nie powinna posiadac zupelnie lub prawie zupelnie szczelin w kierunku poprzecznym, to zna¬ czy w kierunku prostopadlym do osi cew¬ ki solenoidu, moze jednak posiadac szcze¬ liny podluzne.Korzystne jest równiez zamknac na- zewnatrz obwód magnetyczny zapomoca mas metalowych 3, utworzonych najlepiej z blachy zelaznej.Mufla na calej swej wysokosci uzytko¬ wej jest otoczona w swem bezposredniem sasiedztwie oslona grzejna 4, przewodza¬ ca prad, lecz niemagnetyczna w tempera¬ turach uzytkowania mufli.Przestrzen miedzy cewka / i oslona 4 — 2 —jest wypelniona odpowiednim materjalem izolacyjnym 5.Charakterystyki pieca dobiera sie w ten sposób, aby ilosci ciepla, wydzielajace sie w oslonie grzejnej 4, byly wieksze od ilosci ciepla, które sie traci przez promie¬ niowanie pieca i przewodzenie ciepla je¬ szcze przed osiagnieciem temperatury przemiany magnetycznej, i mniejsze od tych samych strat po calkowitym zaniku magnetyzmu wlasnego.W tym celu nalezy odpowiednio usta¬ lic napiecie i czestotliwosc pradu u zaci¬ sków cewki 1, okreslic mase i rodzaj ma¬ terjalu mufli magnetycznej 2, rodzaj ma¬ terjalu i grubosc oslony ogrzewczej 4, oraz rodzaj materjalu i grubosc warstwy izola¬ cyjnej 5, nieprzewodzacej ciepla.Przy lepszym doborze charakterystyk pieca w praktyce mozna uzyskac lepsze wyniki, niz w przykladzie podanym. Piec taki moze posiadac mufle 2, wykonana z zelazo-kobaltu, zawierajacego 30% kobal¬ tu, 70% zelaza oraz niewielkie slady weg¬ la. Grubosc mufli wynosi 12 mm, przy¬ czem wewnetrzna srednica mufli równa sie okolo 150 mm. Na wysokosci 350 mm mu¬ fla moze byc otoczona przewodzaca prad oslona o grubosci 3 mm, wykonana z niklu.Poniewaz temperatura równowagi mufli wynosi 960°C, a temperatura zaniku ma¬ gnetyzmu wlasnego niklu okolo 350°C, wiec mozna przyjac, ze w zakresie tempe¬ ratur od 350° do 960°, co jest w praktyce zakresem uzytkowym pieca, oslona z niklu jest przewodnikiem, ale nie jest magne¬ tyczna.Obwód indukcyjny tworzy cewka, skla¬ dajaca sie z czterech warstw tasmy mie^ dzianej o szerokosci 10 mm i grubosci 3 mm, izolowanych od siebie zapomoca tasm azbestowych i platków miki.Przestrzen pomiedzy cewka a oslona niklowa jest wypelniona odpowiednia ma¬ sa izolacyjna (np. azbestem lub magnezja).Obwód magnetyczny jest nazewnatrz zamkniety szescioma rdzeniami z cienkiej blachy zelaznej, analogicznej do mas 3.Jezeli do zacisków obwodu indukcyj¬ nego zalaczyc stale napiecie 130 woltów, wówczas oslona niklowa i mufla ogrzewa¬ ja sie; krzywa wzrostu temperatury (rzedne)r bedaca funkcja czasu (odciete), jest przedstawiona na fig. 2 linja ciagla.Z wykresu tego wynika, ze temperatura mufli wzrasta szybko i ustala sie na wyso¬ kosci 960°. Samoczynne regulowanie usta¬ la sie w tej temperaturze, gdyz indukcja rdzenia jest wtedy wystarczajaca, aby wywolac w oslonie niklowej prady grzej¬ ne, wytwarzajace ilosc ciepla, równa ilosci ciepla, jakie traci sie przez straty cieplne pieca. Na fig. 3 krzywa, nakreslona linja ciagla, przedstawia spólczynnik mocy jako funkcje czasu, przyczem na osi rzednych odklada sie wartosci cos q. Z wykresu wy¬ nika, ze wartosc cos cp wzrasta szybko od 0,57 i ustala sie na wysokosci 0,72, co w zestawieniu z krzywa na fig. 2 daje zakres od 350°C (temperatura zaniku magnetyz¬ mu wlasnego niklu) do okolo 950°C, to jest do temperatury poczatku zaniku ma¬ gnetyzmu wlasnego zelazo-kobaltu.Przyklad ten wykazuje korzysc, która daje niniejszy wynalazek w porównaniu z piecem, wykorzystywajacym jako zródlo ciepla mufli jedynie zjawiska histerezy i pradów grzejnych w mufli ferro-magne- tycznej.W celu otrzymania danych porównaw¬ czych uzyskano w tym samym piecu rów¬ nowage temperatury (960°) w tym samym okresie czasu, usuwajac przytem oslone niklowa, przyczem mufle ogrzewano jedy¬ nie zapomoca pradów Foucaulfa i zjawisk histerezy.Krzywa, przedstawiona linja przerywa¬ na, podaje na fig. 2 zmiany temperatury, jako funkcji czasu, a na fig. 3 — wartosci cos cp w tych samych czasach.Aby osiagnac temperature równowagi w tym samym czasie, a wiec aby uzyskac — 3 —te same ilosci ciepla w mufli, trzeba bylo jednak u zacisków cewki indukcyjnej za¬ stosowac napiecie 165 woltów zamiast 130 woltów.Latwo zrozumiec przyczyne tego zja¬ wiska porównywa jac krzywe cos op\ war¬ tosci cos cp wedlug krzywej, wykreslonej linja przerywana, stale opadaja od 0,52 i sa znacznie mniejsze od odpowiednich war¬ tosci cos q? na krzywej, wykreslonej linja ciagla i odpowiadajacej dzialaniu mufli, otoczonej oslona niklowa.Na fig. 2 przedstawiono krzywa, na¬ kreslona linja przerywana, która znajduje sie nieco nad krzywa, nakreslona linja cia¬ gla, przyczem te dwie krzywe schodza sie nieco ponizej temperatury równowagi. Da sie to latwo wytlómaczyc, jezeli sie wezmie pod uwage, ze cos cp krzywej, nakreslonej linja przerywana, stale sie zmniejsza. Na¬ lezy wiec na poczatku zastosowac wieksza moc, niz w przypadku, gdy cos cp jest prak¬ tycznie wielkoscia stala, w celu osiagnie¬ cia tej samej temperatury w ciagu tego sa¬ mego czasu.Z powyzszego wynika, ze piec wedlug niniejszego wynalazku jest znacznie ko¬ rzystniejszy od dotychczasowych pieców o muflach ferro-magnetycznych, ogrzewanych zapomoca pradów Foucault'a i zjawisk hi- sterezy, gdyz umozliwia uzyskanie nawet w malych muflach znacznie wiekszego spól- czynnika mocy.Aby uzyskac dokladne regulowanie temperatury pieca nalezy dobrac takie ciala ferro-magnetyczne, których indukcja zmienia sie szybko w zaleznosci od tempe¬ ratury wpoblizu punktu przemiany ma¬ gnetycznej. Szczególnie ciekawe jest za¬ stosowanie do tego celu cial ferro-magne¬ tycznych (np. niektórych zelazo-kobal- tów), które wykazuja gwaltowny spadek indukcji wpoblizu temperatury przemiany, dzidki zmianie zachodzacej w ich wlasno¬ sciach ferro-magnetycznych i para-magne- tycznych w tej temperaturze.Jezeli chce sie uzyskac wewnatrz £ieca zgóry okreslony rozklad temperatur, wów¬ czas piec moze byc utworzony w sposób znany z wielu czesci, wykonanych z meta¬ lu lub stopów magnetycznych, posiadaja¬ cych odmienne temperatury zaniku magne¬ tyzmu wlasnego. Dzieki temu, poniewaz kazda czesc mufli .posiada w ten sposób odmienna temperature równowagi, mozna uzyskac pozadany rozklad temperatury wzdluz mufli bez potrzeby zmiany pola in¬ dukcyjnego na tym poziomie. Mozna rów¬ niez podzielic oslone ogrzewcza na czesci rozmaitego rodzaju1 i rozmaitej grubosci, co równiez wraz z mufla dzielona zmienia wa¬ runki równowagi wzdluz mufli. Jest to ko¬ rzystne, gdy warunki oziebiania lub wa¬ runki stalej temperatury zmieniaja sie wzdluz mufli. PL