Ignitron. Bekannte Ignitrons weisen in der Regel einen Teich aus Quecksilber auf, in den der durch einen Hilfskreis erregte Ignitor (Zünd- elektrode) eintaucht.
Zufolge dieser Teichkathode können be kannte Ignitrone nicht allgemein verwendet werden, sondern müssen in einer festen Stel lung verharren, um die Lage der Teichober fläche in bezug auf andere Elektroden in der Vorrichtung konstant, zu halten. Es war des halb bis jetzt nicht möglich, ein Ignitron in Wasser-, Land- oder Luftfahrzeugen zu ver wenden, bei denen der Quecksilberteich in folge der Bewegungen des Fahrzeuges Störun gen in seiner Lage erfährt.
Demgegenüber behält beim erfindungsge mässen Ignitron der Ignitor in allen Bewe gungszuständen und in jeder Stellung des lgnitrons eine gleichbleibende räumliche Be ziehung zur Kathode.
Das erfindungsgemässe Ignitron ist da durch gekennzeichnet, dass im Gehäuse ein Schwammkörper befestigt und ein Ignitor an geordnet ist, der mit einem Oberflächenteil des genannten Schwammkörpers in Berüh rung steht, und dass in dem Schwammkörper wiederholt verdampf- und kondensierbares, flüssiges Kathodenmaterial vorhanden ist und aus dem Kondensationsvorgang fortwährend absorbiert wird.
Ausführungsbeispiele sind in der Zeich nung veranschaulicht. Es zeigen Fig.1 einen Längsschnitt durch ein erstes Beispiel des Ignitrons, Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein zwei tes Beispiel, Fig.3 einen Querschnitt nach der Linie II-II der Fig. 2, Fig. 4:
im Schnitt die Schwammkathode der Fig. 2, Fig. 5 und 6 je eine abgeänderte Schwamm kathode im Schnitt und Fig.7 einen Schnitt durch eine abgeän derte Scheibenkonstruktion für die Kathoden- brennfläche.
Das feste zylindrische Gehäuse 10, das zum Beispiel aus Stahl besteht, besitzt einen Boden 12 und einen luftdicht in den obern Rand des Gehäuses eingesetzten Deckel 13, so dass im Gehäuseinnern ein Vakuum aufrecht, erhalten werden kann.
Auf dem Deckel 13 sind luftdicht ver schliessende Einführungstüllen 14, 15 für Elektrodenzuleitungen 16 bzw. 17 für eine Anode 18 bzw. einen Ignitor 19 montiert, wo bei letztere durch die Zuleitungen vom Dek- kel 13 getragen werden. Jede Tülle 14, 15 weist einen Isolierring 20, z. B. aus Glas, auf, durch den die Zuleitungen voneinander und vom Gehäuse 10 isoliert sind. Die Anode 18 ist im. obern Gehäuseteil angeordnet. und der Ignitor 19 unterhalb der Anode.
Der Ignitor 19 ist gegen den Gehäuseboden 12 gerichtet, ist relativ schlank und läuft nach unten ko nisch zu, wobei die Kegelspitze ziemlich aus- geprägt und halbkugelig oder abgerundet ist. Dieser Ignitor besteht zum Beispiel aus denn gleichen Material wie bekannte Ignitore.
Am Boden 12 des Gehäuses 10 ist ein aus einem porösen Material bestehender Körper 2.1 vorgesehen. Dieses Material besitzt die Eigen schaften eines Schwammes und kann Queck silber oder anderes wiederholt verdampf- und kondensierbares flüssiges Kathodenmaterial, z. B. Caesium oder Gallium, absorbieren. Ein geeignetes Sehwammaterial ist zum Beispiel gesintertes Eisen oder Molybdän. Der Körper 21 ist. flach und relativ dünn und wird am Boden 12 durch Reibung mit dem zylindri schen Gehäuse oder auf andere Art und Weise an Ort und Stelle gehalten .
Quecksilber oder ein anderes flüssiges Ka thodenmaterial wird auf den Sehwammkörper \_,#1 gebracht, bis dieser das Material ohne auf der Oberfläche zurückbleibenden Überschuss absorbiert hat. Eine Art, den Schwammkörper mit Quecksilber zu sättigen, besteht darin, Schwammaterial zu reinigen, bis es genügend rein ist, um vorn Quecksilber benetzt tverden zu können, und dann Quecksilber im Über schuss in das Gehäuse einzubringen, worauf dann der Schwamm sich sofort mit Queeksil- ber füllt.
Das freie, vom Schwamm nicht ab sorbierte Quecksilber kann dann abgegossen werden. Der Schwammkörper 21 mit, dem ab sorbierten Quecksilber bildet, die Kathode des Ignitrons.
Das erwähnte abgerundete Fussende des Imnitors .10 ruht auf der Oberfläche des Sehwammkörpers 21 in Berührung mit die sem. Ein Miktel, um diese Berührung ohne Schaden für die Zuleitungsabdiehtung 1.5 aufrechtzuerhalten, besteht darin, die Igni- torzuleitung 17 zwischen dieser Abdichtung und dein Ignitor in eine Schleife 22 zu legen. Letztere besitzt genügend Federung, unter stützt durch das Gewicht des Ignitors, diesen Zweck zu erfüllen.
Der Ignitor ragt von sei ner wenigstens annähernd Einpunktberüh- rung mit dem Schwammkörper rechtwinklig von letzterem und längs des Gehäuses weg.
LTnerwarteterweise ergab sich, dass ein Igni- tron mit einer quecksilberhaltigen Schwamm- kathode ans gesintertem Metall und mit einem auf dieser Kathode in wenigstens annähernd Einpunktberührung ruhenden Ignitor be trächtlich weniger Leistung zum Zünden be nötigt als ein Ignitron mit einem Quecksilber teich,
in den der Ignitor einta-LLieht. Infolge dieses Vorteils allein ist das vorliegende Igni- tron den herkömmlichen Ignitronen mit Quecksilberteieh überlegen. Ein weiterer Vor teil ist, da.ss das Ignitron dort gebraucht wer den kann, wo die Lage des Teiches durch Er sehütterungen oder die Veränderung der Fahrzeuglage geändert wird, wie z. B. auf Schiffen, Eisenbahnzügen und andern Fahr zeugen.
Weitere Vorteile werden erhalten, wenn die Schwammkathode an verschiedenen Stel len aus verschiedenen Sehwammaterialien besteht, wie in Fig. 2 bis 7 gezeigt ist. Diese Vorteile ergeben sieh aus der Verwertung der Erscheinung, dass zum Beispiel ein Schwamm aus gesintertem Eisen das Quecksilber leichter absorbiert Lind von diesem unter ungünstigen Bedingungen länger benetzt bleibt als Molyb- dän. Anderseits ist.
Eisen unter der Wirkung des Liehtbogens und des notwendigerweise hohen Durehschnittstromes einer schnelleren Erosion unterworfen. Molybdän wiederum trocknet an seiner freien Oberfläche schneller aus als Eisen und absorbiert Quecksilber nicht leicht, das heisst es können gelegentlich Queck- silbertröpfehen auf der Oberfläche einer Mo lybdänsehwammelektrode zurückbleiben.
Die Erfahrung zeigt, dass die Oberfläche eines Molybdänsehwammes während Bereitschafts perioden anftroeknen kann, und ebenso unter Bedingungen eines vorübergehenden Gas druelzanstieges, der im Gefolge einer Über lastung eintreten kann. Überschüssiges Queck silber auf der Sehwammaussenseite ist uner wünscht und schädlich, da es ein Rück- oder Sponta.nzünden des Liehtbogens verursachen kann.
Ferner erschöpft sieh, wenn kein Queck silber in den Schwamm zuriickkehrt, der Vor rat des Quecksilbers im Schwamm, wo es doch zum Zünden des Liehtbogerns nötig ist. Molyb- dän ist. dagegen von längerem Bestand gegen Erosion als ein Eisensehwamm, Die brauchbaren Eigenschaften der ver- sehiedenen Materialien kann man sich nun gut zunutze machen.
So zeigen zum Beispiel Fig. 2 bis 6 ein Ignitron mit einer Schwammkathode, die teilweise aus einem Körper 23 von gesin tertem Eisen oder einem andern Material mit Absorptionsaffinität für das Kathodenmate rial, z. B. Quecksilber, und teilweise aus einem. den. Liehtbogen ziehenden Körper 24 aus ge sintertem Molybdän oder äquivalentem Mate rial besteht.
In Fig. 2 bis 5 ist der den Lichtbogen zie- liende Teil 24 kleiner als der Teil 23 und ist in letzterem eingeschlossen, so dass die Ober flächen beider Teile in einer gemeinsamen Ebene liegen. Die Scheibe 24 liegt vorzugs weise konzentrisch im Teil 23, ist von kleine rer Dicke als letzterer und besteht aus gesin tertem, komprimiertem Molybdän oder dessen Äquivalent, hat die Eigenschaft eines Schwam mes und bietet der Erosion hohen Widerstand. Durch Verwendung kleiner Körner von wenig stens annähernd derselben Grösse und durch Anwendung von gleichmässig verteiltem Druck kann der Teil 24 durchwegs homogen gemacht werden.
Die Kapillarität des Teils 24 ist durch den Dichtheitsgrad bestimmt; aber auch wenn das Material unter einem Pressdruck von meh reren Atmosphären komprimiert worden ist, so besitzt es genügend Schwammcharakter.
Der Teil 23 der Schwammkathode kann wenigstens teilweise aus komprimierten, gesin terten Eisenkörnchen hergestellt werden. Eine Eigenschaft dieses Materials ist eine aktivere Absorption von Quecksilber als ein ähnlich komprimierter, gesinterter Körper aus Molyb- dänkörnehen. Im Betrieb des Ignitrons wird auf der Behälterwand Quecksilberdampf kon densiert und fliesst daran in Tröpfchen nieder auf die Sehwammkathodenoberfläche. Der ge sinterte Eisenschwamm nimmt in der Nähe der Behälterwand diese Quecksilbertröpfchen auf und absorbiert sie, wodurch die Gegen wart von Quecksilber auf der zentralen, den Liehtbogen tragenden Oberfläche vermieden wird.
Da sich der Teil 23 unter die Molybdän- scheibe erstreckt, gibt er während des Betrie bes des Ignitrons das absorbierte Quecksilber an die Scheibenunterseite ab. Infolge der Ka pillarität des Molybdäns wird Quecksilber vom Eisenteil 23 an die den Lichtbogen tragende Fläche der Molybdänscheibe abgegeben.
Falls erwünscht und als vorbeugende Mass nahme kann die Oberseite des Teils 23 um die zentrale ylolybdänscheibe herum aus einer gradierten Dicke von Molybdänschwamm 25 bestehen. Dies hat den Vorteil, dass, wenn der Lichtbogen über die Scheibenfläche heraus springt, sich immer noch eine der Erosion wi derstehende Oberfläche in Berührung mit dem Lichtbogen befindet. Gemäss Fig. 5 nimmt die Dicke des Molybdäns 25 vorzugsweise von innen nach aussen ab. Die Abstufung des Mo lybdäns bietet somit einen maximalen.
Kor rosionswiderstand in demjenigen Teil, der sehr wahrscheinlich vom Lichtbogen getroffen wird, und bietet gleichzeitig maximale Absorp tion gegen den Umfang, wo das kondensierte Quecksilber zur Kathode zurückfliesst.
Falls erwünscht, kann das abgestufte Mo lybdän durch den ganzen Zentralteil des Teils 23 in geeigneter Dicke und Teilchenfeinheit verwendet werden, wie in Fig. 6 gezeigt, um so die separat gebildete Scheibe aus Molybdän ganz zu ersetzen.
Beim Beispiel nach Fig.7 ist die Scheibe 24 gemäss der Dicke der feinen und gröberen Teilchen abgestuft. Die obere Schicht 26 be sitzt feine, der untere Teil grobe Teilchen, und der Zwischenteil ist abgestuft von den feinen Teilchen oben zu den groben Teilchen unten. Diese Konstruktion hat den Vorteil, dass die dem Lichtbogen widerstehende Fläche oben ist und reichlicher mit Quecksilber versorgt wird, und zwar infolge der Kapillarität der gegen den Scheibenboden grösseren Zwischen räume, die ihrerseits vom Quecksilberreservoir in den Zwischenräumen des Teils 23 gespiesen werden.
Obschon Fig. 2 im allgemeinen der Fig.1 ähnlich ist, so erkennt man doch, dass die Schleife 22 der Ignitorzuleitung 17 durch eine horizontal laufende Strecke 22a ersetzt ist, die - zusammen mit dem Rest der Leitung 17 genügend Federung besitzt, um zusammen mit dem Gewicht des Ignitars 19 einen ausreichen- den Kontakt zwischen Ignitor und Kathode herzustellen. Ein weiterer Unterschied ist, dass das Fussende des Ignitors nicht abgerundet ist. Ferner besteht ein Teil der Schwamm kathode wenigstens zum grösseren Teil ans einem Metall der Platingruppe. Der Katho denteil 23 besteht vorzugsweise aus gesinter tem Eisen.
Der den Lichtbogen tragende Teil 24 besteht wenigstens zum Teil aus einem ge sinterten Metall der Platingruppe. Sowohl Platin wie Ruthenium, insbesondere das letz tere, haben sich als ausgezeichnet erwiesen. Es hat sich gezeigt, dass diese Metalle sieh sehr gut als lichtbogentragende Materialien eig nen, da sie vom Quecksilber leicht benetzt werden und beim Gebrauch zusammen mit üblichen in Ignitronen verwendeten Ignito- ren keine ungünstigen mechanischen oder che mischen Wirkungen zeigen. Sie sichern einen bemerkenswert gleichmässigen Betrieb und wenig oder überhaupt kein Spritzen.
Ein wei terer und hochwichtiger Vorteil dieser Platin metalle ist, dass sie auch nach langen Ruhe pausen des Ignitrons den Lichtbogen nicht. verfehlen, sondern diesen, wie erforderlich, augenblicklich und unveränderlich zünden las sen. Infolge des hohen. Preises der Metalle der Platingruppe kann das gewählte Metall in Pulverform mit einem pulverförmigen, weni ger teuren Metall öder Nichtmetall, das als Füller dient, gemischt werden. Es können zum Beispiel Metalle, wie Molybdän oder Wolfram, und Nichtmetalle, z. B. keramische Stoffe, ver wendet werden, um das gewünschte Volumen bzw. die gewünschten Abmessungen des den Lichtbogen tragenden Teils 24 zu erhalten. Letzterer besteht aber immer noch zur Haupt sache aus Metall der Platingrüppe.
Das ver wendete Pulver, ob nun einzig ein Metall der Platingruppe oder eine mechanische Mischung desselben mit andern Stoffen, wird kompri miert und gesintert und unmittelbar an den Teil 23 gelegt, der übrigens auch aus einer mechanischen Mischung bestehen kann, deren Hauptteil Eisen ist.
Der den Lichtbogen bildende Teil, der zur Hauptsache aus einem Metall der Platin- gruppe besteht, ist felnhörniger, besitzt weni- ger Zwischenräume als der Eisenschwamm des Teils 23 und besitzt die gewünschten Ei genschaften des schnellen Überganges durch Kapillarwirhung des vom Schwammteil an ihn reichlich abgegebenen Quecksilbers.