Thomson's elektrischer Ofen.The Engineering and Mining Journal, 1894. Mit Abbildungen. Thomson's elektrischer Ofen. Thomson hat bei dem neuen elektrischen Ofen seine Aufmerksamkeit daraufgerichtet, möglichst wenig Hitze zu verlieren und in kurzer Zeit durch den elektrischen Strom eine grosse Wärmemenge aufzuspeichern, während zur gleichen Zeit die allmähliche Verkohlung oder Temperatursteigerung von aussen beobachtet werden kann. Der Ofen ist für Gleich- und Wechselstrom zu gebrauchen. Fig. 1 stellt einen Verticalschnitt dar; Fig. 2 eine Ansicht von oben, Fig. 3 einen Verticalschnitt einer Modifikation von Fig. 1. Fig. 4 ist ein Schnitt von Fig. 3. Fig. 5 bis 10 zeigen verschiedene Anordnungen der im Ofen befindlichen Theile. In Fig. 11 ist ein selbsthätiger Melder abgebildet, der für eine beliebige Temperatur eingestellt werden kann. Fig. 12 stellt einen Verticalschnitt von Fig. 11 dar. In Fig. 1 bedeuten BB die äusseren Wände, bestehend aus Thon, Metall, Backstein oder aus einem anderen Material; der dadurch gebildete Trog wird mit einem gut passenden, leicht abnehmbaren Deckel C verschlossen, der den Ofen von der Aussenluft abschliesst. Die Stromzuführung geschieht folgendermaassen: Durch zwei parallele Wände hindurch werden isolirte Metallstücke GG1 eingesteckt, in denen die verdickten Enden AA der Kohlen R befestigt sind. An die Metallstücke GG1 werden die Kabel WW1 angeschlossen und mit der Stromquelle verbunden. Die Kohlen R sind umgeben von Kohlenpulver N, einem im Vergleich zu den massiven Kohlenstäben R schlechten Elektricitätsleiter. Anstatt der Kohle kann jeder andere schlechte Wärmeleiter benutzt werden. F ist der zu erhitzende Gegenstand, z.B. eine Graphitplatte zur Verkohlung von Glühlampenfäden o. dgl. Das Kohlenpulver füllt den ganzen Raum um die Kohlenstäbe R und den Gegenstand F aus. Im Deckel C befindet sich eine Röhre T aus Graphit, Platin oder anderem feuerbeständigen Material. Dieselbe wird zur Abhaltung der Luft durch eine Kappe aus Metall oder Glimmer geschlossen. Die Röhre dient dazu, um jederzeit die Höhe des Hitzegrades beobachten zu können. Bei den Kohlenden AA mit den Metallstücken GG1 ist für eine gute Leitung Sorge zu tragen, um dem Strom beim Uebergang von Metall zur Kohle einen kleinen Widerstand entgegen zu setzen. Statt der starren Verbindung der Kohlen A und der Metallstücke G lässt sich eine bewegliche gute Verbindung mittels einer Feder S erzielen. Es ist selbstverständlich, dass der Leiter R grösseren Widerstand besitzt als die anderen Theile, so dass er beim Stromdurchgang mehr oder weniger schnell Hitze erzeugt. Bei der Erhitzung des Gegenstandes F, den man so nah als möglich an den Leiter R bringt, ist darauf zu achten, dass die Temperatur nicht zu sehr steigt, jedenfalls nicht über den Hitzegrad, bei welchem der Stab R, falls er aus Kohle besteht, zu verdampfen, falls er aus Metall besteht, zu schmelzen beginnt. Als bestes Material für den Leiter R wählt man Kohle, da dieselbe sehr schwer verbrennbar ist und selbst bei starker Benutzung nicht zerbröckelt. Das Graphitrohr T kann nach Bedarf geöffnet werden, um die Temperatur der den Gegenstand F umgebenden Masse beobachten zu können; man hat dabei aber zu sorgen, dass möglichst wenig Luft eintrete, damit eine Verbrennung vermieden werde. Es soll ausserdem die Röhre T sehr eng sein, um unnöthige Wärmeverluste zu verhüten, auch ist es sehr zweckmässig, die Röhre an ihrem oberen Ende mit einem Kohlenpfropfen zu schliessen. Textabbildung Bd. 292, S. 253Thomson's elektrischer Ofen. In der in Fig. 3 und 4 gezeichneten Abänderung kommen zwei Leiter RR1 zur Anwendung, die dem Strom zwei parallele Wege bieten und an den Stromzuführungen AA befestigt sind. Zwischen den beiden Stangen RR1 ist genügend Raum vorhanden, um den zu erhitzenden Gegenstand F zwischen sie zu legen. Das Ganze liegt in einem Trog aus Backsteinen NN1, die sowohl einen schlechten Strom- als Wärmeleiter bilden. Der offene Raum wird mit einer unverbrennbaren Masse angefüllt. Das Beobachtungsrohr T kann an irgend einer passenden Stelle eingesetzt werden; statt dessen genügt oft eine Oeffnung T1 im Trog, indem man an dieser Stelle einen Theil der Backsteine entfernt; es ist dabei zu beachten, dass beim Nichtgebrauch die Oeffnung mit einem Kohlenpfropfen zu schliessen ist. Im Uebrigen ist die Anordnung die gleiche, wie die in Fig. 1 dargestellte. Sobald der Gegenstand die nöthige Temperatur erreicht hat, ist der Strom zu unterbrechen, und man lässt den Gegenstand im Ofen abkühlen, bevor man diesen öffnet. In Fig. 5 ist ein Leiter R in Spiralform abgebildet; die Spiralen sind so weit zu wählen, dass der Gegenstand F von denselben umfasst wird. Es ist vorzuziehen, diesen Leiter aus Metall zu machen, da Kohle in dieser gebogenen Form leicht bricht. Fig. 6 zeigt eine Anordnung von drei Stäben, Fig. 7 einen S-förmigen Leiter. Die in Fig. 9 dargestellte Form des Leiters wird bei hoher Spannung und niederem Strom angewendet. Wenn grosse Stromstärken zur Verfügung stehen, gibt man dem Leiter zweckmässig die Form eines Tiegels (Fig. 8). Die Stromleitungen erfolgen einerseits am Boden, andererseits am Rand des Tiegels. Der zu erhitzende Gegenstand kann direct in den Tiegel gelegt oder im Kohlenpulver, mit welchem der Tiegel ausgefüllt ist, eingebettet werden. In Fig. 11 besteht der Leiter aus einer Platte, die in der Mitte mit einem Loch versehen ist. Die Theile RR, die in Folge dessen einen kleinen Querschnitt besitzen, bieten genügenden Widerstand. Der zu erhitzende Gegenstand findet seinen Platz in dieser Oeffnung. Anstatt den Gegenstand in den die Hitze erzeugenden Widerstand zu setzen, kann man ihn rings um denselben legen (siehe Fig. 11 und 12), wobei der Leiter die Form eines Bügels wie in den Glühlampen besitzt. Ueber diesen Bügel legt man die zu verkohlenden Pflanzenfasern F, ausserdem wird das Ganze mit einer Hülle nichtleitenden Materials umgeben. Oft ist es wünschenswerth, bei einer ganz bestimmten Temperatur den Process zu unterbrechen, z.B. beim Schmelzpunkt des Eisens oder Platins u.s.w.; man erreicht dies z.B. dadurch, indem man in den Ofen einen Abschmelzdraht bringt, der aus einem Metall besteht; das bei der gewünschten Temperatur schmilzt. Diesen Draht legt man in den Stromkreis einer Batterie K und eines Elektromagneten M. In dem Augenblicke, wo der Draht schmilzt, wird der Strom unterbrochen, der Elektromagnet M lässt den Anker los und der Hammer H schlägt gegen die Glocke und gibt damit das Zeichen, dass die gewünschte Temperatur erreicht ist. Ausser Gleichstrom verwendet man mit Vortheil Wechselstrom, indem man hochgespannten Wechselstrom in die Primärwickelung eines Transformators schickt und aus den wenigen secundären Windungen Wechselstrom mit niedriger Spannung und hoher Stromstärke entnimmt. Sollten in Folge sehr starken Stromes die Zuleitungen oder die sonstigen Verbindungen zu warm werden, so empfiehlt sich eine Wasserkühlung, auf jeden Fall aber ist es rathsam, den Querschnitt der einzelnen Theile sehr reichlich zu wählen, denn jede Erwärmung dieser Theile bedingt einen Energieverlust. Es ist nicht nöthig, dass der Leiter R aus einem einzigen Stück bestehe; er kann vielmehr aus einzelnen fest an einander gepressten Stücken gebildet sein. Da der Widerstand eines solchen getheilten Leiters sehr gross ist, empfiehlt sich hierfür die Anwendung eines Stromes mit hoher Spannung und geringer Stromstärke. R. L.