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Antriebsmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsmaschine
und betrifft insbesondere eine solche für den Antrieb von Wasserfahrzeugen und betrifft
bestimmte Modifikationen der Antriebsmaschine, die in der britischen Patentschrift
1 232 171 beschrieben und nachfolgend als ursprüngliche Antriebsmaschine bzw0 Primärantrieb
bezeichnet wird.
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Der Primärantrieb zeichnet sich durch eine Konstruktion aus, gemäß
der der-beistungsausgang bzw. die Leistungsabgabe eine Funktion des Axiaidrucks
ist, der in einem Körper von Blüssigkeit erzeugt wird, die entlang einer Pipeline
bzw. eines Rohres strömt und dieses vollständig füllt, weiches an seinem Einlaß
mit einer außerhalb von diesem geeigenen Blüssigkeitsquelie in Verbindung steht,
durch Einspritzen von Gas unter Druck in das Rohr in der Strömungsrichtung der Flüssigkeit,
das in einer Gaserzeugungseinheit
produziert wira, die einen Teil
der Antriebsmaschine dar stellt und an ihrem Gasauslaß mit einer Leitung (nachfolgend
als "Gasleitung" bezeichnet) in Verbindung steht, die zu Düseneinrichtungen führt,
die in das Rohr entladen.
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In den Fig. 1 bis 14 der obengenannten britischen Satentschrift 1
232 171 ist eine mögliche Ausführungsform des Primärantriebs dargestellt und auf
diese Ausführungsform (die nachfolgend als "Grundform" bezeichnet wird) beziehen
sich die Modifikationen der Anmeldung.
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Die Grundform wird j jetzt anhand der Figuren a und b der Zeichnung
beschrieben. Diese Figuren sind Reproduktionen (bei denen bestimmte Einzelheiten
weggelassen sind) der Fig. 1 und 2 der britischen Patentschrift 1 232 171 und bei
deren Beschreibung werden ähnlich wie bei der Beschreibung der übrigen Figuren der
Zeichnung die gleichen Bezugszeichen und Ziffern wie in der Zeichnung der britischen
Patentschrift 1 232 171 verwendet.
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Die Antriebsmaschine umfaßt, wie es mehr im einzelnen in der Beschreibung
und Zeichnung der britischen Patentschrift 1 232 171 offenbart ist, die folenden
Komponenten bzw. Teile, nämlich (1) eine Verbrennungskammer A, (2) eine Luftspeicherkammer
B, die von einem Balggebläse bzw. Faltenbalg gebildet ist, (3) eine Rohrleitung
C, die das Rohr des Primärantriebs bildet, (4) eine Brennstoffzuführungs einheit
D, (5) eine Brennstoffeinspritzdüse E, die in der Kammer A gelegen ist, (6) einen
Brennstofftan@ @ @n Aut@@ matik-Br@nnstoff@@@eislauf-Besiehung mit der E@n@@it D
und (7) eine Einrichtung G, die nachf@lgend als die "@ren stoff-Zuführungs Steuereinrichtung"
bezeichnet wird, zur Betätigung der Einheit D.
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Flüssiger Brernstoff wird in die Verbrennungskammer A von der Einheit
D durch ein Rohr 1 eingespritzt, das zu der Düse E führt. Die Düse E ist in einem
zum Glühen bringbaren bzw.
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zur Weißglut erhitzbaren Käfig 2 gelegen, der in der Lage ist, eine
unmittelbare Verbrennung des eingespritzten Brennstoffes bei dessen Zuführung in
die Kammer A zu fördern bzw.
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hervorzurufen.
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Luft für die Verbrennung ist in die kammer A von dem Balg B durch
einen Lufteinlaß 3 gedrückt, der in der Kammer A gelegen ist, wobei die Luft so
während des Zusammenfallens bzw.
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Linfallens des Balgs gedrückt wird. Das Einfallen des Balgs wird durch
Gravitationskräfte hervorgerufen, die auf die Krone bzw. den Kopf und die anderen
beweglichen Teile des Balgs entgegen dem in der Kammer A erhaltenen bzw. entstehenden
Gasdruck wirkten, der bei dem Abschluß des Einfallens des Balgs im wesentlichen
bei Atmosphärendruck oder ein wenig unter Atmosphärendruck liegt. Die Luft von dem
Balg B strömt zu dem Lufteinlaß 3 durch eine erste Luftleitung 4 und eine zweite
Luftleitung 5, wobei die Strömung von der Leitung 4 zur Leitung 5 einer automatischen
steuerung durch eine Rückschlagklappe bzw. ein Rückschlagventil gesteuert ist, das
in das innere der Leitung 5 öffnet und wie durch eine Belastungsfeder bzw. Druckfeder
7 in einem solchen Umfang federvorgespannt ist, daß das Ventil öffnet, wenn nur.
ein sehr seines Druckdifferential an den beiden Seiten des Ventils vorhanden ist.
Die Luft strömt von dem Balg B in die Luftleitung 4 durch eine Öffnung U im Dach
bzw. in der Oberseite der Leitung 4. Diese Öffnung ist beständig offen.
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Der Balg B bläht sich auf und fällt zusammen einmal pro Arbeitszyklus
der Gaserzeugungseinheit. Das Aufblähen des balgs wird durch einen Aufwärts-Axialdruck
bzw. Aufwärtsdruck erzeugt, der auf die starre Krone 9 bzw. dem starren
Kopf
9 des Balgs durch einen Kolben 10 ausgeübt wird, der in einer Bohrung 11 arbeitet,
die an ihrem unteren Ende 12 zu dem Innenraum der Kammer A offen ist. Die Bohrung
11 steht an ihrem oberen Ende mit einer Luftleitung 13 durch eine Öffnung 14 in
Verbindung, die beständig offen ist.
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Die Luftleitung 13 führt von einem äußeren Lufteinlaß 14a weg, der
durch ein P.ückschlabventil 15 automatisch gesteuert ist, das in das Innere des
Einlasses öffnet. Nur ein leichtes bzw. geringes Druckdifferential auf den zwei
Seiten des Ventils ist erforderlich, um ein Öffnen des Ventils hervorzurufen. Das
Ventil 15 öffnet infolge bzw. im Gefolge der Abwärtsbewegung des Kolbens 10, d.h.
wenn der Balg B zusammen fällt, und schließt im Gefolge der Aufwärtsbewegung des
Kolbens 10, d.h. wenn sich der Balg B aufbläht. Luft strömt in den Balg B von der
äußeren Atmosphäre durch die Leitung 4 und die Öffnung 8, wobei die Luft in die
Leitung 4 durch einen Lufteinlaß 16 in dem Boden bzw. der Unterseite 4 eintritt,
der automatisch durch ein Rückschlag-Klappenventil 17 öffnet und schließt, das in
das Innere der Leitung unter dem Einfluß eines kleinen Druckdifferentials zwischen
der äußeren Atmosphäre und dem Innenraum der Leitung öffnet.
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Die Verbrennungskammer A weist einen aufwärts gedrehten Gasauslaß
18 auf, der mit einem Zylinder 19 in Verbindung steht, in dessen Bohrung ein Kolben
20 einmal pro Arbeitszyklus der Gaserzeugungseinheit hin und hergreht. Der Kolben
20 wird durch in der Kammer A erzeugte Verbrennungsgase aufwärts gedrückt und sinkt
unter den von auf ihn wirkenden Gravitationskräften hervorgerufenen Zug herab, wenn
der Druck der Verbrennungsgase im Verlauf des Arbeitszyklus der Gaserzeugungseinheit
fällt. Der Kolben 20 geht so hin und her zwischen einer unteren Stellung (Figur
a), in welcher er auf einen Riugsitz 21 aufgesetzt wird bzw. zur Auflage lLoLmt,
und einer oberen Stellung (h'iUur b), in welcher er nahe dem oberen Ende der Bohrung
des Zylinders 19 positioniert wird.
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Der Kolben 20 trägt in fester Verbindung mit diesem ein aufwärts vors1ringendes
Blatt bzw. eine solche Klinge 22 (im folgenden "Nockenschieber" genannt) das bzw.
die sich durch einen langgestreckten Schlitz im Kopf des Zylinders 19 erstreckt.
Wenn sich der Kolben 20 in der unteren Stellung (Figur a) befindet, dichtet er den
Gasauslaß 18 ab, und wenn er sich in der oberen Stellung (Figur b) befindet, öffnet
er eine Öffnung 24 in der Wand des Zylinders 19.
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Die Öffnung 24 setzt den Innenraum des Zylinders 19 in Verbindung
mit einer Leitung 25, die die "Gasleitung't der Antriebsmaschine bildet. Die Leitung
25 öffnet in einen ringförmigen Düsenring 26, von dem nach innen eine Reihe von
Einspritzdüsen 27 strahlt, die in die Bohrung einer Leitung C öffnen, die das "Rohr"
der Antriebsmaschine bildet. Die Düsen 27 sind im wesentlichen axial zu der Leitung
C in der Strömungsrichtung der Flüssigkeit dort entlang gerichtet. Wenn sich der
Kolben 20 in der unteren Stellung' (am unteren Ende des Hubs) befindet, ist die
Kammer A in bezug auf die Bohrung der Leitung C abgedichtet, und wenn sich der Kolben
20 in der oberen Stellung (an der Oberseite des Hubs) befindet, steht die Kammer
A in offener Verbindung mit der Bohrung. Der Kolben 20 bildet infolgedessen eine
Klappe bzw. einen Verschlußschieber für den Gasauslaß der Verbrennungskammer.
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Die Einzelheiten und die Betriebsweise der Brennstoffzuführungseinheit
D sind in der britischen Patentschrift 1 232 171 vollständig beschrieben.
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Die Einrichtung G umfaßt den Kolben 20 und zwei Nocken 55, 5Cu an
dem Nockenschieber 22. Wenn sich der Kolben 20 in seiner Stellung am unteren Ende
des Hubs (Fig. a) befindet, greift eine Nockenstößelrolle 57 an einem Plunger bzw.
Kolben 47, der einen Teil der Brennstoffzuführungseinheit D
bildet,
an einem ersten vertikalen Steg 58 an dem Nockenschieber 22 an, der unmittelbar
über dem Nocken 56 gelesen ist, und eine Nockenstößelrolle 59 an einen Plunger bzw.
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Kolben 80 eines Brennstoff-Steuerventils 46, das ebenfalls einen Teil
der Einheit D bildet greift an dem Nocken 55 an einer Stelle entlang diesem nahe
der Oberseite des Nockens an. Wenn der Kolben 20 ansteigt, gleitet die Rolle 57
entlang dem Nocken 56 auf einen zweiten vertikalen Stew 61, der unter dem Nocken
56 gelegen ist, und die Rolle 59 gleitet entlang dem Nocken 55 auf den Steg 58.
Wenn der Kolben 20 ansteigt, bewegt sich infolgedessen der Kolben 47 einwärts (d.h.
nach links) entlang der Bohrung 48 und der Kolben 80 bewegt sich auswärts (d.h.
nach rechts) entlang einer Bohrung in dem Gehäuse des Brennstoff-Steuerventils 46,
wie es mehr im einzelnen mit den daraus folgenden Konsequenzen in der britischen
Patentschrift 1 232 171 beschrieben ist.
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Arn Kopf bzw. an der Oberseite des Nockenschiebers 22 ist ein Nocken
70 gelegen. Dieser Nocken bildet einen Teil einer Arretierungs- bzw. Rastklinkeneinrichtung
zum automatlschen Arretieren bzw. Festhalten des Kolbens 20 an dem Ende seines Aufwärts-Arbeitshubes
bis zum vollstandigen Zusammenfallen des Balgs in den Zustand, in dem er in voll
durchgezogenen Linien in Fig. a dargestellt ist. Der vollständig aufgeblähte Zustand
des Balgs ist in strichpunktierten Linien in Fig. a dargestellt.
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Die Rastklinkeneinrichtung umfaßt in Zuordnung zu dem Nocken 70 einen
Plunger bzw. Kolben 71, derin einer festen Bohrung 72 arbeitet und in fester Verbindung
mit ich einen Greiffinger 73 trägt, dessen Arbeitsende so angeordnet ist, daß es
in der Bahn des Nockens 70 liegt, wobei der Nocken 70 nahe dem ide des Aufwärts-Arbeitshubes
des Kolbens 20 den Greiffinger 73 beiseite (nach links) bewegt mit der daraus folgenden
Bewegung des Kolbens 71 nech links entgegen der Gegenspannung
einer
Zugfeder 74, die immer dazu neigt, den kolben in die umgekehrte Richtung zu bewegen.
Die Anordnung ist so getroffen, daß, wenn der Kolben 20 eine Position an dem äußersten
Ende seines Aufwärts-Arbeitshubes (Fig. b) erreicht hat, der Kolben 71 automatisch
unter den Zug der Feder 74 zu einer Stellung zurückkehrt, in welcher das Arbeitsende
des Greiffingers 73 unter den Nocken 70 greift, um den Kolben' in seiner angehobenen
Stellung zu halten.
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Weiterhin bildet ein Teil der Rastklinkeneinrichtung eine Einrichtung,
die die Rastklinkeneinrichtung löst. Diese Einrichtung umfaßt einen Plunger bzw.
Kolben 80, der in einer festen Bohrung 81 arbeitet, die mit der Bohrung 72 durch
ein Rolle 82 verbunden ist, das mit einem hydraulischen Fluid gefüllt ist. Der Kolben
80 ist in der Bahn eines Anschlags 83 an dem Kopf 9 des Balgs D gelegen, so daß
er durch diesen gegen die Gegenspannung einer Druckfeder 84 niedergedrückt wird
nit der daraus folgenden Bewegung des plungers 71 in die Richtung zum Lösen des
Kolbens.20, d.h.
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in die Stellung, in der er in Big. a dargestellt ist. Der Plunger
30 wird in der niedergedrückten Stellung durch das Gewicht der beweglichen Teile
des Balgs starr gehalten bis zur nächsten Aufwärtsbewegung des Kopfs 9 des Balgs.
Während eines Anfangsteils dieser Aufwärtsbewegung des Kopfs 9 löst der Anschlag
33 den Plunger 80 bzw gibt diesen frei für eine Rück-(Aufwärts-)Bewegung in der
Bohrung 81 unter den Druck der weder o4, wodurch ermöglicht wird, daß die Feder
7t den Plunger 71 zurück (d.h. nach rechts) und mit diesem den Greiffinger 73 zu
den Kolben-Arretierungs-Stellungen dieser Teile zieht, in der diese in Fig. b dargestellt
sind.
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X Betrieb der Gaserzeugungseinheit tritt ein leistungsstarker und
schneller Druckaufbau in der Kammer A auf.
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Diese Hochdruckphase dauert nur für einen Augenblick fort, so daß
sie nahezu augenblicklich den Beginn der Aufwärtsbewegung
des liolbens
cO und gleichzeitig den Beginn der Aufwärtsbewegung des kolbens 10 ermöglicht mit
resultierendem Ansaugen von Luft von der äußeren Atmosphäre in die Luftleitung 4
durch die Binlaßöffnungen 16 (wobei sich das Klappenventil 17 in der offenen Stellung
befindet) und dann durch die Öffnung O in den Balg B. Dies bildet eine erste Phase
des Arbeitszyklus der Gaserzeugungseinheit.
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Dann folgt eine zweite Phase des Zyklus. In dieser Phase hat der Kolben
20 den Gasauslaß 1 der Verbrennungskammer teilweise geöffnet und so die Verbrennungsgase
darin freigegeben für eine Strömung unter Druck zu dem Düsenring 26 und somit in
die entlang der Leitung C strömende Flüssigheit durch die Strahldüsen 27 - wodurch
ein leistungsstarker Druckimpuls in der Flüssigkeit erzeugt wird. Der Balg B ist
in dieser Phase vollständig aufgebläht (Fig. a) mit der Folge, daß das Ansaugen
von Luft in den Balg beendet ist, das Ventil 17 sich im geschlossenen Zustand befindet
und das Ventil 6 noch geschlossen ist.
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Die zweite Phase dauert fort, bis in einer dritten Phase der Kolben
20 das Ende seines Aufwärts-Arbeitshubes erreicht hat und in dieser Stellung durch
die Tätigkeit der Sperrklinkeneinrichtung (Greiffinger 73 etc.) verriegelt worden
ist. In dieser Phase sind die Ventile 6 und 17 noch geschlossen und es werden noch
Verbrennungsprodukte aus der Verbrennungskainmer in das Rohr gedrückt.
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Dies dauert fort, bis zu Beginn einer vierten Phase des Zyklus damit
begonnen wird, Restgase in der Verbrennungskammer aus der Kammer durch Luft auszuspülen,
die in die Kammer von dem Balg B durch die Öffnung 8, die Leitung 4, die Leitung
5 und den Lufteinlaß 5 strömt, wobei durch den Druck der Luft strömung das Ventil
8 geöffnet und off engehalten
wird, bis der Balg B sich in seinem
vollständig zusammengefallenen Zustand befindet.
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Das Ventil 17 wird durch diese vierte Phase durch den Luftdruck in
der Leitung 4 geschlossen und geschlossen gehalten. Die Gaserzeugung in der Verbrennungskammer
A ist Setzt beendet worden und die Kammer ist gespült worden durch einen reichlichen
Einstrom von Luft von dem Balg B. Der Kolben 20 ist ebenfalls gelöst worden durch
die Sperrklinkeneinrichtung, wobei der Greiffinger 73 von seiner wirksamen Stellung
unter dem Nocken 70 an deia Nockenschieber 22 momentan zurückgezogen worden ist
durch Niederdrücken des Plungers 80 durch Druck von dem anschlag 83 an dem Kopf
9 des Balgs B während der abschließenden Phase des Zusammenfallens des Balgs, wie
es bereits beschrieben worden ist.
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In einer fünften Phase des Zyklus sinkt der Kolben 20 herab, der durch
die Zahnklinkeneinrichtung bzw. Verriegelungseinrichtung gelöst worden ist. Wenn
er herabsinkt, verschließt er progressiv die Öffnung 24 und schließt am Ende vollständig
die Öffnung, um die Kammer A von den Lösen 27 abzuschneiden. Das Absinken des Kolbens
dauert fort, bis der Kolben seine Position am Boden des iiubs (Fig.b) auf den Sitz
21 ereicht.
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Die @edingungen sind jetzt eine Wiederholung derer in der ersten Phase
des Arbeitszylklus der Gaserzeugungseinheit.
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Der Arbeitszyklus wiecRerholt sich infolgedessen.
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Die Kammer A ist groß, da die Verbrennung erfolgt mit der Luft in
der Kammer bei oder nahe bei Atmosphärendruck und der Betriebszyklus der Gaserzeugungseinheit
ist langsam @eispielsweise nur einige Zgklen pro Minute. Die lan'-samste Ph@se des
Zyklus ist die Spülphase, wenn sich der @berdr@ck in der Verbrennungskammer Null
nähert.
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Die oben erwähnten Modifikationen beziehen sich auf eine Antriebsmaschine
bzw. einen Primärantrieb, die bzw. der die folgenden Elemente umfaßt: A. Eine Gaserzeugungseinheit,
die intermittierend in einem Wiederholungszyklus arbeitet und umfaßt: (1) eine Verbrennungskammer
mit einem Gasausalß für das Entweichen von in der Kammer bei jeden Arbeitszyklus
der Einheit erzeugten Verbrennungsgasen, (2) eine automatische Einrichtung zum Pumpen
einer abgemessenen Menge von Luft in die Verbrennungskammer einmal pro Arbeitszyklus
der Einheit, (3) eine automatische Einrichtung zum Pumpen einer abgemessenen Menge
von flüssigem Brennstoff in die Verbrennungskammer einmal pro Arbeitszyklus der
Einheit, (4) eine automatische Verschlußklappeneinrichtung für ein augenblickliches
Schließen des Gasauslassss an dem Ende jedes Arbeitszyklus der Einheit, um einen
schnellen Druckaufbau in der Kammer bis auf einen hohen Wert bei Beginn des nächsten
folgenden Zyklus zu gewährleisten, und (5) eine Einrichtung, die die Einrichtungen
2, 3 und @ in einer solchen Weise verbinclet bzw. verliettet, daß sie alle in der
erforderlichen Sequenz bzw. Reihenfolge in Betrieb kommen, wobei die Reihenfolge
so vorgesehen ist, daß die Einrichtung 2 kurz vor dem Schließen des Gasauslasses
und die Einrichtung 3 unmittelbar auf das Schliessen des Gasauslasses folgend in
Betrieb kommt, die messene Menge an Luft eine Menge ist, die genügt, zuerst die
Verbrennungskammer zu spülen und dann die Kammer mit einer frischen Luftcharge für
eine Verbrennen nächsten folgenden Arbeitszyklus s wieder au füllen.
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B. binde Pipeline bzw. ein Rohr, entlang der bzw. dem während des
Betriebs des Primärantrieb£ ein Körper von Flüssigkeit, der das Rohr vollstandig
füllt, in einer einseitig gerichteten, relativen Strömungsbewegung in bezug auf
dieses durch aufeinanderfolgende Injektionen in diesen mittels Düseneinrichtungen
aufrechterhalten wird, die in das Rohr in der Verbrennungskammer erzeugte Verbrennungsgase
entladen, wobei eine solche Injektion in jedem einzelnen arbeitszyklus der Gaserzeugungseinheit
erfolgt und die Gase zu der Düseneinrichtung über eine Gasleitung gefördert werden,
die zu dieser von dem Gasauslaß der Verbrennungskammer führen.
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Eine solche Antriebsmaschine wird in der folgenden Beschreibung und
ebenfalls in den Ansprüchen mit t'Antriebsmaschine der spezifizierten Konstruktion'1
bezeichnet.
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Nach der britischen Patentschrift 1 232 171 kann die Antriebsmaschine
entweder die eine oder die andere von zwei Ausführungsformen aufweisen, wobei (1)
eine Ausführungsform ist, bei welcher eine einzige Gaserzeugungseinheit benutzt
wird, und (2) eine Ausführungsform ist, bei der zwei oder mehr identische Gaserzeugungseinheiten
benutzt werden, die aufeinanderfolgend in Verbindung mit einem einzigen Rohr arbeiten,
das diesen allen gemeinsam.
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ist. Die Ausführungsform 1 wird mit "Antriebsmaschine mit einer Einheit"
und die Ausführungsform 2 mit "Antriebsmaschine mit mehreren Einheiten11 bezeichnet.
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An Modifikationen sind fünf an der Zahl vorgesehen und werden bezeichnet
mit "Modifikation A", "Modifikation B", Modifikation C", "Modifikation D" bzw. "Modifikation
E".
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Diese werden jetzt erläutert.
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Gemäß der Modifikation A umfaßt eine Antriebsmaschine der spezifizierten
Konstruktion eine Einrichtung (die nachfolgend als die '13eschleunigereinrichtungX
bezeichnet wird7 zum Entlüften der Verbrennungskammer der Gaserzeugungseinheit eInmal
pro Arbeitshub der Einheit, w&nn immer während der Kammer-Spülphase des Zyklus
der Gasdruck in der Kammer auf einen Wert unter einen vorbestimmten Wert fällt,
wobei die Entlüftungseinrichtung automatisch arbeitet und auf Gasdruckänderungen
in der Verbrennungskammer anspricht.
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Dank dieser Modifikation sind zwei wesentliche Effekte erreicnbar.
Diese sind: 1. Die Gewährleistung eines vollständigen Spülens, was notwenig ist
für ein wirkungsvolles und gleichförmiges Arbeiten der Antriebsmaschine.
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2. Eine Einstellung, wie sie erforderlich ist, der Betriebsgeschwindigkeit
der Antriebsmaschine für eine gegebene Rate bzw. Geschwindigkeit der Zuführung von
Brennstoff und Luft zu der Verbrennungskammer -- dieser zweite Effekt ist dabei
leicht erreichbar nt einer nachfolgend mehr im einzelnen beschriebenen Anordnung,
bei der die Entlüftungseinrichtung einen EQtlüftungsdurchgang, der zur Atmosphäre
führt, und ein Gasablaßventil in steuernder Beziehung zu dem Entlüftungsdurchgang
umfaßt, wobei das Ventil in die Richtung zum Öffnen. des Durchgangs federbelastet
und in die entgegengesetzte Richtung pneumatisch belastet ist durch eine druckempfindliche
Einrichtung, die kontinuierlich durch den in der Verbrennungskammer erhaltenen Gasdruck
belastet ist.
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Beispielsweise besteht, was den Effekt 1 betrifft, wenn die Antriebsmaschine
für den Antrieb eines Wasserfahrzeugs benutzt wird, eine Tendenz, das der Wasserdruck
außerhalb des Wasserfahrzeuges ein Gegengewicht zu dem Druck des Gases in
der
Verbrennungskammer bildet bzw. diesen ausgleich, wenn dieser Druck auf einen niedrigen
Wert gefallen ist - mit der Folge, daß ein vollständiges Spülen der Kammer verhindert
wird. Durch die Modifikation Ä wird diese Schwierikeit vollständig und in einer
sehr einfachen Weise iiberwunden.
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Der Effekt 2 ist leicht erreichbar auf grund der Tatsache, daß innerhalb
von Grenzen die Betriebsgeschwildigkeit der Antriebsmaschine der spezifizierten
Konstruktion für eine gegebene Rate bzw. Geschwindigkeit der Zuführung von Brennstoff
und Luft zu der Verbrennungskammer der Gaserzeugungseinheit mit der Dauer der Spülphase
des Arbeitszyklus der Einheit variiert, die als ein Verhältnis der Gesamtdauer eines
vollständigen Zyklus berechnet wird. Infolgedessen ist durch Steuern der Einstellung
der Belastungsfeder des Gasablaßventils - wodurch die Größe des Gasdrucks in der
Verbrennungskammer erhöht oder reduziert wird, bei der das Ventil zum Ablassen von
Gas aus der Kammer in die Atmosphäre öffnen soll - die Dauer der Spülphase und infolgedessen
die Gesamtdauer eines vollständigen Arbeitszyklus der Einheit entsprechend verlängerbar
oder verkürzbar - in Abhängigkeit von der richtung, in der die Binstellung der Belastungsf
eder des Ventils gesteuert bzw. eingestellt wird.
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Die hodifikation B betrifft eine Antriebsmaschine der spezifizierten
Konstruktion mit mehreren Einheiten, bei welcher in dem Fall j jeder Gaserzeugungseinheit
die Einrichtung 5 der Einheit umfaßt: eine Nockeneinrichtung an einem Nockenträger,
der mit der Verschlußklappe der Einrichtung 4 fest verbunden ist, wobei der Nockenträger
zwischen einer ersten Stellung, In der die Verschlußklappe sich in ihrer geschlossenen
Stell@ng befindet, und einer zweiten Stellung, in der sich die Ve:üschlußklappe
in der offenen Stellung befindet, hin- und
herbewegbar ist, eine
Sperrklinkeneinrichtung bzw. Verriefielungseinrichtung zum jlialten des Nockenträgers
In der ersten Stelle bis zu einer solchen Zeit, zu der in den Arbeitszyklus der
Einheit der Gasauslaß der Verbrennungskammer @eschlossen werden muß, und ein hydraulisches
Gestänge bzw. eine @ydrau lische Kopplung zwischen der Verriegelungseinrichtung
@nd der Einrichtung 2 derart, daß die Verriegelungseinrichtung aut@-matisch in den
unwirksamen Zustand unter der Steuerung der Einrichtung 2 betätigt wird, wobei die
Steuerung druch die hydraulische Kopplung ausgeübt wird.
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Gemäß der Modifikation zeichnet sich eine Antriebsmaschine mit mehreren
Einheiten aus durch eine Anordnung, gemäß der in dem Fall einer jeden Gaserzeugungseinheit
ein Rohr, das mit hydraulischem Fluid gefüllt ist und einen Teil der hydraulischen
Kopplungskomponente der Einrichtung 5 der Gaserzeugungs einheit bildet, eine Abzweigung
umfaßt, die von diesem abstaut (steeming therefrom) und durch einen Kolben beendet
bzw. abgeschlossen ist, der in einen Zylinder arbeitet, der mit d£½ Kolben einen
Teil einer Zeittakteinheit bzw. Taktsteuereinheit für die Gaserzeugungseinheiten
bildet, wobe~ die Takt steuereinheit die hydraulischen Kopplungen der jeweiligen
Gaserzeugungseinheiten in vorbestimmter Sequenz bzw. Reihenfolge und zu vorbestimmten
Zeitintervallen in Fun@tion setzt und die Anordnung so getroffen ist, daß in dem
Fall jeder Gas erzeugunseinheit ein hin- und herbewegliches Glied, das einen Teil
der Einrichtung 2 bildet, während der Pumpp@ase der Lin richtung den Abzweigkelben
in eine Stellung in se@nen Zylinder drückt, in der er in der Sahn eines Nockens
an eine@ kraftgetriebenen Nockenträger liegt, der ebenfalls einen Teil der Taktsteuereinheit
bildet; der Nockenträger wir@ dabei mit einer vorbestimmten @eschwindlgkeit bzw.
Drehzahl angetrieben und seine Lage ist so vorgesehen, da@ er, wenn er seine Arbeitsbewegung
ausführt, den Nocken in Eingriff mit den Abzweigkolben in vorbestirjli,lter Sequenz
bringt, diese
in dieser Sequenz in die Anfangsstellung in dem Relativzylinder
gegen den Widerstand des hin- und herbeweglichen Gliedes drückt und folglich den
erforderlichen Betrieb der Veniegelungseinrichttuig der Einrichtung 5 in der Richtung
zum Lösen der Verschlußklappe für ein Rückführen in deren geschlossene Stellung
hervorruft.
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sei einer solchen Anordnung sind die zwei nachfolgend angegebenen
Ba*rtoren 1 und 2 beide in einer willkürlichen bzw. beliebigen Weise (in an arbitrary
manner) einer Steuerung unterworfen: 1. Die Betriebssequenz der zwei oder mehr Gaserzeugungseinheiten
und 2. das Zeitintervall zwischen aufeinanderfolgenden Betriebszuständen bzw. Tätigkeiten
Jeder Einheit.
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Dank einer solchen beliebigen Steuerung des Faktors 2 ist es möglich,
bei der Benutzung einer Konstruktion, bei der der Nockenträger mit einer Geschwindigkeit
bzw. Drehzahl beweglich -ist, die nach Wunsch variabel ist, in der erforderlichen
Weise die Rate bzw. Geschwindigkeit, mit der Gas in dem Aggregat bzw. Zusammenbau
zweier oder mehrerer Einheiten in das Rohr entladen wird, und infolgedes-sen in
dem Ball einer für den Antrieb eines Wasserfahrzeuges benutzten Antriebsmaschine
die Geschwindigkeit des Fahrzeuges einzustellen.
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Die Kodifikation C eignet sich für einen Fall, in welchem die Antriebsmaschine
für den Antrieb eines Wasserfahrzeuges benutzt wird; Ziel dieser Modifikation ist
die Schaffung einer Linrichtung in einer solchen Antriebsmaschine, durch die vernindert
wird, däß Wasser von dem Rohr zu der Verbrennungskammer der Gaserzeugungseinheit
gelangt - was möglicherweise auftreten kann, wenn die Gaserzeugungseinheit auf einem
Pegel in dem Wasserfahrzeug in der Nähe der Wasserlinie gelegen ist.
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Die Modifikation besteht darin, in die Gasleitung der Antriebsmaschine
eine Wasserauffangeinrichtung bzw. einen Wasserabscheider einzusetzen - eine geeignete
Anordnung wird später beschrieben.
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Ziel bei der Modifikation D ist es, das Problem zu lösen, ein unmittelbares
Zünden und schnelles Verbrennen des Brennstoff-Luft-Gemischs bei der Zuführung zu
der Verbrennungsk&m'ner zu gsewahrleisten - ebenfalls davon wird eine geeignete
Anordnung später beschrieben.
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Es kann festgestellt werden, daß im Betrieb einer Antriebsmaschine
der spezifizierten Konstruktion ein bestimmter anteil an Energie, die bei jedem
Arbeitszyklus der Gaserzeugungs@ einheit durch den flüssigen Brennstoff in der Verbrennungskammer
in der Form von Wärme abgegeben wird, durch die Flüssiggleit in dem Rohr wiederum
in Form von Wärme absorbiert wird, was zu einem Verlust an Energie führt, die andernfalls
in den Gasen für die Leistungserzeugung zur Verfügung stünde. Es kann ebenfalls
festgestellt werden, daß ein weiterer Betrieb ein er anders zur Verfügung stehenden
Energie in den Verbrennungsgasen verlorengeht durch Reibungseffekte in dem Rohr
aufgrund von Turbulenz in der FlüssIgkeit, die durch die Ein spritzung der Hochdruckgase
in die Flüssigkeit erzeugt wird.
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Nach der Modifikation E werden solche möglichen Energieverlute in
einer einfachen und wirkungsvollen Weise vermieden durch Benutzung einer Anordnung,
bei der die Flüssigkeit in dem Rohr in einseitig gerichteter relativer Strömungsbewegung
auf dieses gehalten wird durch aufeinanderfolgende Einspritzun@ gen eines flüssigen
Mediums in diese mittels in das Rohr entla@ender Düseneinrichtungen, wobei das flüssige
Medium in das Rohr über die Düseneinrichtungen mittels einer Pumpeneinrichtung eingespritzt
wird, die durch Verbrennungsgase von der Gaserzeugungseinheit betätigt wird, und
eine solche Injektion
bzw. Einspritzung in jedem Arbeitszyklus
der Gaserzeugungseinheit erfolgt; die Gase werden dabei zu der Pumpeneinrichtung
über eine Gasleitung befördert, die von dem Gasauslaß der Verbrennungskammer der
Gaserzeugungseinheit zu dieser führt - dabei bleibt das Element A der Antriebsmaschine
das gleiche, d.h. wie es oben bei--der Definition der ?1Antri ebsinaschine der spezifizierten
Konstruktion" angegeben ist.
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Zusätzlich zu dieser Modifikation kann die Antriebsmaschine die konstruktiven
merkmale der Modifikation A enthalten - wie es bei der nachfolgend beschriebenen
besonderen Ausführungsform der Modifikation A der Fall ist.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beispielsweise
beschrieben; in dieser zeigen: Fig. il bis A8 die Modifikation A, in welchen zeigt:
die Fig. Al bis A4 fragmentarische Aufrisse der teile der Antriebsmaschine, mit
denen sich die Modifikation befaßt, wobei in den Figuren verschiedene Phasen im
Betriebsablauf der Einrichtung dargestellt sind, Fig. A5 eine fragmentarische Draufsicht
dieser Teile, Fig. A6 eine Ansicht ähnlich Fig. Al in einem verkleinerten Maßstab,
in der bestimmte zusätzliche in den vorhergehenden Figuren nicht gezeigte Teile
gezeigt sind, Fig. A7 eine Draufsicht, in der eine Anordnung dargestellt ist, in
welcher eine Gruppe von sechs identischen Gaserzeugungseinheiten kollektiv und gleichzeitig
durch eine zentrale Steuereinheit für die sechs Gasablaßventile gesteuert wird,
Fig.
B1 bis B11 die Modifikation B, in der zeigt: Fig. B1 einen Aufriß, in welchem die
wesentlichen Teile der Taktsteuereinheit dargestellt sind, Fig. B2 einen Schnitt
entlang Linie 2-2 in Fig. EI, Fig. B3 einen Aufriß eines der wesentlichen (später
erläuterten) Teile, wobei die Ansicht in Richtung des Pfeiles A in Fig. B1 gesehen
ist, Fig. B4 einen Vertikalschnitt eines anderen (ebenfalls später erläuterten)
der Teile, Fig. 5B einen Schnitt entlang Linie 5--5 in Fig.
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B4, Fig. B6 bis B10 aufeinanderfolgende, nachfolgend mit a, b, c,
d und e bezeichnete Phasen im Betriebsablauf der Taktsteuereinkieit und Fig. B11
einen schematischen Plan der verschiedenen Rohrverdbindungen in der Taktsteuereinheit,
Fig. C1 bis C5 die Modifikation a, in denen zeigt: Fig. C1 einen Aufriß des Heckendes
eines Waserfahrzeuges, das mit einer Antriebsmaschine gemäß der Erfindung ausgerüstet
ist, die die Antriebsanlage des Fahrzeuges bildet, Fig. C2 eine Draufsicht des Fahrzeuges,
Fig. C3 einen Aufriß eines Teils der Antriebsanlage des Fahrzeuges, Fig. C4 eine
Ansicht ähnlich iQg. C2, in der ein Fall dargestell-t ist, in welchem die Antrieksanlage
eine Mehrzahl von identischen Gaserzeugungs anlagen umfaßt, die in Verbindung mit
eineii gemeinsamen Rohr arbeiten (die Anlage stellt infolgedessen
eine
Antriebsmaschine mit mehreren einheiten dar), und Fig. C5 einen aufriß eines Teils
des Rohres der Antriebsanlage des Fahrzeuges in Fig.04, Fig. D1 bis D10 die Modifikation
D, in denen zeigt: Fig. D1 einen Aufriß der Gaserzeugungseinheit, i; D2 bis D5 ähnliche
Ansichten, in denen die von den beweglichen Teilen der in Fig. D1 dargestellten
Einheit in vier aufeinanderfolgenden (später beschriebenen) Phasen des Betriebs
der Gaserzeugungseinheit eingenommenen Stellungen dargestellt sind, 'ig. DG einen
Axialschnitt eines (nachfolgend "Brennstoff-Heißluft-Einspritzventil" genannten)
Ventils, das vorgewärmte komprimierte i;uft von einer (nachfolgend beschriebenen)
Vorwärmkammer freigibt und sie in inniger Vermischung mit flüssigem Brennstoff in
die Verbrennungskammer der Gaserzeugungseinheit über eine (nachfolgend "Brennstoff-Heißluft-Einspritzdüse"
genannte) Düse liefert, Fig. D7 einen Querschnitt entlang Linie 6-6 in Fig. DC,
Fig. D@ eine fragmentarische Draufsicht des Brennstoff-Heißluft-Einspritzventils
an dessen Ende zu dem Nockenschieber der Brennstoff-Zuführungs-Steuereinrichtung
der Gaserzeugungseinheit, Fig. D9 einen fragnentarischen Aufriß des Brennstoff-Heißluft-Einspritzventils
an dessen Ende und
Fig0 D10 eine Stirnansicht des gleichen Ventils
in der Richtung des Pfeiles 10 in Fig. D9 gesehen, Fig. EI bis E21 die Modifikation
E, in denen zeigt: Fig. EI einen fragmentarischen Aufriß der Antriebsmaschine, in
dem (a) die oben erwähnte Punpeneinrichtung und (b) die Beschleunigereinrichtung
der Modifikation A dargestellt ist, wobei die Pumpeneinrichtung allgemein mit Lili
und die Beschleunigereinrichtung mit AM bez ei ehnet ist, Fig. E2 bis E8 Yier aufeinanderfolgende
Phasen 1,2,3,4 in dem Arbeitszyklus der Antriebsmaschine, wobei Fig. E2 einen Schnitt
längs Linie 2-2 in Fig. El, Fig. E5 einen Schnitt längs Linie 4-4 in Fig. E4 und
Fig. E7 einen Schnitt längs Linie 7-7 in Fig. E6 zeigt, Fig. E9 eine schematische
Draufsicht des Heckendes des Wasserfahrzeuges, Fig. EIO einen Fig. E9 entsprechenden
Aufriß, Fig. Ell und E12 eine Draufsicht und einen entsprechenden Aufriß eines stromlinienförmigen
Ruders zum Steuern des Wasserfahrzeuges, Fig. E13 und E14 eine Draufsicht und einen
entsprechenden Aufriß eines Def@ektors zum Steuern des Wasserfahrzeuges und ebenfalls
zur Fahrtrichtung s-Umkehrung, Fig. E15 eine Ansicht ähnlich Fig. E9, in der eine
Anordnung dargestellt ist, bei welcher sechs identische Gaserzeugungseinheiten und
zugeordnete Beschleunigungseinrichtungen AM und Pumpeneinrichtungen LIM in Verbindung
mit einem einzigen Rohr verwendet werden, das diesen allen gemeinsam ist,
Fig.
E16 und E17 Ansichten ähnlich den Fig. E4 bzw. E6, in denen eine Anordnung dargestellt
ist, bei welcher das Wasser, das in das Rohr gedrückt wird, von der Wasseraußenseite
des Wasserfahrzeuges genommen wird, Fig. E18 bis E20 eine Ausführungsform der Nodifikation
E, die im allgemeinen ähnlich der in den-Fig. E16 und E17 dargestellten Ausführungsform
ist, bei der j jedoch Kugelventile benutzt werden zur Steuerung der Wasser-Einströmungs-und
-Ausströmungs-Durchgänge, die zu bzw. von dem Innenraum des "später beschriebenen"
Zylinders der Pumpeneinrichtung führen? und Fig. E21 ein später beschriebenes Detail,
das beiden oben erwähnten Ausführungsformen der Modifikation E gemeinsam ist.
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In den verschiedenen Figuren sind die gleichen Bezugsbuchstaben und
-ziffern benutzt wie in den Fig. a und b.
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Gemaß der Modifikation A führt ein Entlüftungsdurchgang aus der Gasleitung
25 zur Außenatmosphäre. Dieser Durchgang umfaßt einen ersten Abschnitt 100 und einen
zweiten Abschnitt 101. Die zwei Abschnitte sind durch eine lokale Vergrößerung bzw.
Verbreiterung 102 des Durchgangs verbunden.
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Aufrecht von der Verbreiterung 102 erstreckt sich ein Zylinder 103,
der an seinem unteren Ende durch eine Wand 104 und an seinem oberen Ende durch einen
Gewindestopfen 105 verschlossen ist, der in die Bohrung des Zylinders 103 geschraubt
ist, so daß er entlang diesem einstellbar ist.
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In dem Zylinder 103 ist ein Paar von Kolben 106, 107 gelegen, die
in einem Paar von Zylinderbüchsen 108, 109 arbeiten. Die Zylinderbüchse 108 weist
in ihrer Wand an dem unteren Ende eine Öffnung 110 auf. Die Zylinderbüchse 109 weist
eine ähnliche Öffnung 111 auf. Die Öffnung 110 steht über eine Leitung 112, die
von einer weiteren Leitung 113 abzweigt, mit dem Innenraum der Verbrennungskammer
A ständig in Verbindung. Die Öffnung 111 steht ebenfalls über eine Leitung 114,
die ebenfalls von der Leitung 113 abzweigt, mit dem Innenraum ständig in Verbindung.
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In dem Zylinder 103 ist ebenfalls ein Sitz 115 für eine Schraubenfeder
116 untergebracht, die in Kompression zwischen dem Sitz 115 und das Dach bzw. die
Oberseite einer aussparung 117 in der Unterseite des Stopfens 105 eingesetzt ist.
Die Feder 116 drückt die Kolben 106, 107 in Abwärtsrichtung.
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Zwischen den Abschnitten 100 und 1G1 des Entlüftungsdurchganges ist
ein Ventil 118 angeordnet Dieses Ventil ist das "Gasablaßventil". Es weist einen
Schaft 119 auf, der sich frei durch eine-Bohrung 120 in der Wand 114 und ebenfalls
durch den Stopfen 105 erstreckt. Der Sitz 115 ist an dem Schaft 119 mittels Kontermuttern
121, 122 fest angebracht.
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Fig. Al zeigt die Stellungen der Teile bei Beginn der Verbrennungsphase.
Der Kolben 20 befindet sich in seiner Stellung am Boden des Hubs und das Ventil
118 in der geöffneten Stellung.
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Fig. A2 zeigt die Stellungen der Teile kurz nach Beginn der Verbrennungsphase.
Der Kolben 20 hat begonnen, sich anzuheben, jedoch ist der Gasauslaß 18 ncc durch
den Kolben 20 geschlossen und das Ventil 11@ befindet sich in der geschlossen@n
Stellung.
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Fig. A3 zeigt die Stellungen der Teile nach Abschluß der Verbrennungsphase.
Der Kolben 20 befindet sich in seiner Stellung am Kopf des Hubes und das Ventil
118 noch in der geschlossenen Stellung.
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Fig. h4 zeigt die Stellungen der Teile, die sie zu dem Ende der Spülphase
hin einnehmen. Der Gasdruck in der Verbrennungskammer ist auf einen Wert unter den
vorbestimmten Wert gefallen, bei dem das Ventil 118 taktgesteuert öffnet. Der Kolben
20 befindet sich noch in seiner Stellung am Kopf des kubes und das Ventil 118 hat
zu öffnen begonnen - wodurch die Verbindung zwischen dem Innenraum der Verbrennungskammer
undder Außenatmosphäre über den Gasauslaß 18, die Gasleitung 25 und den Entlüftungsdurchgang
100, 102 und 101 wieder hergestellt wird. Wenn diese Verbindung wieder vollständig
hergestellt ist (strichpunktiert dargestellte Stellung desVentils 118 in Fig. A4)
strömt Niederdruckgas frei von dem Innenraum zur Außenatmosphäre - dadurch wird
ein vollständiger ibschluß der Spülphase gefördert bzw. herbeigeführt.
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Das Ventil 118 wird in die geschlossene Stellung durch den Gasdruck
in der Verbrennungskammer gedrückt, der zu dem Ventil über Leitungen 113, 112, 114,
die Innenräume unter den Kolben 106, 107 der Zylinderbüchsen 108, 109, die Xolben
108, 107, den Federsitz 115, die Eontermuttern 121, 122 und den Ventilschaft 119
übertragen wird und gegen den Abwärtsdruck von der Feder 116 wirkt, der zu den Kolben
106, 107 über den Sitz 115 und zu dem Ventil 118 über den Sitz 115, die Kontermuttern
121, 122 und den Ventilschaft 119 übertragen wird. Die Anordnung ist folglich so
getroffen, daß das Ventil 118 in der Richtung zum Öffnen des Ventils federbelastet
und in der entgegengesetzten Richtung pneuratisch belastet ist - wie es oben erläutert
worden ist.
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In den Fig. A7 und AS sind die Einstellstopfen der Gasablaßventile
der sechs Gaserzeugungseinheiten mit 125, 126, 127, 128, 129 und 130 bezeichnet.
Die sechs Stopfen sind arbeitsmäßig durch ein Getriebe bzw. Zahnräder mit einer
zentralen Steuerwelle 131 verbunden. Das Getriebe umfaßt in dem Fall jedes Stopfens
ein mit dem Stopfen fest verbundenes Kegelrad 132 ein Kegelritzel bzw. Antriebskegelritzel
133, das mit dem Kegelrad 132 kämmt, eine mit dem Kegelritzel 133 fest verbundene
Übertragungswelle 134 und ein zweites ebenfalls mit der Welle 134 fest verbundenes
Kegelritzel 135.
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Das Getriebe umfaßt weiterhin ein zweites mit der Welle 131 fest verbundenes
Kegelrad 136. Durch eine Drehung der Welle 131 wird eine gleichzeitige und identische
Drehung der Stopfen 125-130 mit nachfolgender gleichzeitiger und gleicher Einstellung
der belastungskraft der Federn 116 hervorgerufen.
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Es wird jetzt die Modifikation B beschrieben.
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Nach Fig. Ei ist eine Anordnung vorgesehen, bei der sechs Gaserzeugungseinheiten
benutzt werden. Die Einheiten sind identisch und jede entspricht der oben erwähnten
Grundform des Primärantriebs. Die Figur zeigt jedoch nur die folgenden Teile von
einer der Einheiten: den Balg B, den den Nocken 70 tragenden Nockenschieber 22,
den Greiffinger 73, den Plunger 71, die Bohrung 72, die Zugfeder 74, das Rohr 82,
den Plunger CO, die Bohrung 81, die Druckfeder 84 und den Anschlag 83.
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Zunächst wird die 'Daktsteuereinheit beschrieben.
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Diese Einheit besteht aus den folgenden Teilen: einem stationären
Block 200, der in fester Beziehung mit scn eine von dem Block aufrecht stehende
Spindel 201 trägt, wobei die allgemeine Szene bzw. lIauptebene des Blockes horizontal
bald die Achse des Spindels 201 vertikal liegt, sechs Plunger 202-207,
von
denen jeder seinerseits in einem von sechs Zylindern 208 bzw. 213 in fester Beziehung
zu dem Block 200 hin-- und herbeweglich ist - wobei die sechs Plunger und deren
entsprechende Zylinder mit ihren Achsen vertikal ausgerichtet und in gleichen Winkelabständenum
die Achse der Spindel 201 und ebenfalls auf dem gleichen Grundkreis bzw.
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Teilkreis pc angeordnet ist, sechs Nockenstößelrollen 214-219, von
denen eine an jedem der Kolben 2-02-207 drehbar angebracht ist, eine kraftangetriebene
sich drehende Scheibe 220, die drehbar an der Spindel 201 angebracht und auf dieser
axial zu der Spindel durch einen Ringflansch 221 daran lokalisiert ist, und einen
gekrümmten Nocken 222 an der Unterseite der Scheibe 220, wobei der Itrümmungsmittelpunkt
des Nockens auf der Achse der Spindel 201 und die Längs-Hittellinie des Nockens
in einem Abstand von der Achse der Spindel 201, der gleich dem Radius des Teilkreises
pc ist, gelegen ist.
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Jeder der Zylinder 208-213 weist in seiner Wand unter dem zugeordneten
Kolben (202 etc.) eine Öffnung ,223 auf und von Jeder Öffnung 223 führt eine Abzweigleitung
224 von dem Rohr bzw. der Leitung 82. Diese Abzweigleitungen und die entsprechenden
Zylinder 208-213 sind mit hydraulisiem Fluid in Kontinuität mit dem hydraulischen
Fluid in der Leitung 82 gefüllt.
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Eine weitere Abzweigleitung 225 führt von der Leitung 82 zu einem
pneumatischen Puffer bzw. Dämpfungsglied. Dieses Dämpfungsglied besteht aus einem
Stopfen 226, der in das äußere Ende einer Büchse 227 geschraubt ist, die eine Lufttasche
128 zwischen dem Stopfen 226 und dem das Rohr 82 und die Abzweigleitung 225 füllenden
hydraulischen Fluid 229 enthält. Der Stopfen 226 ist entlang der Bohrung der Büchse
227 einstellbar, um im erforderlichen Maß die effektive Pufferwirkung bzw. Dämpfungswirkung
der Lufttasche 228 zu variLere.
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An dem Kopf des Zylinders 231, in dem der Plunger 80 arbeitet, ist,
in fester Verbindung mit diesem ein Bundring 232 vorgesehen, der die Bahn bzw. den
Hub T des Plungers SO begrenzt, wobei die hbmessungen der Teile so vorgesehen sind,
daß die Fläche bzw. der Stirnbereich (face area) des Plungers 80 der gleiche ist
wie der des Plungers 71, und die Distanz des wirksamen Hubes des Plungers 80 ist
ebenfalls die-gleiche wie die des Plungers 71. Zusätzlich ist der Stirnbereich jedes
der Plunger 202-207 zweimal der der Plunger 80 und 71 und die Bahn bzw. der Hub
der Plunger 202-207 und infolgedessen die Höhe des Nockens 222 ist 1 mal der Hub
der Plunger 80 und 71.
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Die Plunger 202-207 werden in ihrer Arbeitsbewegung durch eine-Stange
233 von langgestrecktem Querschnitt geführt, die sich durch eine Öffnung 234 von
gleichem Querschnitt im Zentrum eines limkreuzes 235 erstreckt, das sich quer über
die Bohrung des Zylinders (wie 208), in welchem der Plunger (wie 202) arbeitet,
erstreckt.
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In der in Fig. B11 gezeigten Anordnung ist die Taktsteuereinheit mit
TU bezeichnet. Fragmentarische Darstellungen der sechs Bälge der entsprechenden
sechs Gaserzeugungseinheiten sind bei Ba-Bf gezeigt. Die Greiffinger-Plunger 73
der entsprechenden GaserzeuguRgseinheiten sind bei TFPa-TFPf gezeigt. Die Nockenschieber
22 der entsprechenden Gaserzeugungseinheiten sind bei 3La-BLf gezeigt. Die sechs
Leitungen 82 der entsprechenden Gaserzeugungseinheiten sind bei-PLa-PLf gezeigt.
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Die sechs von den Leitungen 82 zu der Taktsteuereinheit TU führenden
Abzweigleitungen sind bei 224a-224f gezeigt. Die sechs Anschläge 83 der entsprechenden
Gaserzeugungseinheiten sind mit Aa-ßf bezeichnet.
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In den Fig. B6 bis B10 sind die gleichen Bezugsziffern wie in Fig.
31 benutzt und es wird angenommen, daß die Figuren sich selbst erläutern bezüglich
der darin dargestellten verschiedenen Phasen a, b, c, d und e, außer daß hinzuzufügen
ist, daß die Figuren die Positionen veranschaulichen, die in den aufeinanderfolgenden
Phasen a-e durch die beweglichen Komponententeile (Plunger 80, Greiffinger 73, Nockenschieber
22 und Balg B) von einer der gleichen Gaserzeugungseinheiten eingenommen werden,
welche Teile schraffiert sind, und dass der Taktsteuerplunger (beispielsweise Plunger
205) und seine zugeordneten Nockenstößelrolle (217), die in diesen Figuren gestrichelt
sind, die gleichen Plunger und Nockenstößelrollen wie in allen den Figuren sind.
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Es wird jetzt die Modifikation C beschrieben.
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Die in den Fig. C1 und C2 dargestellte Ausführuügsform.ist ähnlich
der in den Fig. 15 und 16 der britischen Patentschrift 1 232 171 beschriebenen.
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So ist das Rchr C an zwei Stellen verzweigt, von denen eine AA linker
den Strahldüsen 27 und eine BB vor diesen gegen ist.
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Die zwei Abzweigungen b1 und b2 hinter der Stelle AS führen zi' dieser
von den zwei Seiten des Wasserfahrzeuges. Die zwei Abzweigungen cl, c2 vor der Stelle
BB führen davon stromabwärts we@ und enden in gleichen Abständen von der Längsmittellinle
CL des Wasserfahrzeuges.
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An der Stelle @@ befindet sich ein Deflektor DF, der winkel-@ä@ig
um eine vertikale Achse AX zwischen zwei Grenzstellungen p1, p2 bew@glich ist. Wenn
sich der Deflektor DF in der @n durchgezoge@en Linien dargestellten Mittelstellung
befindet, wird die Wasserströmung entlang dem Rohr zwischen den @bzweigungen c1
und c2 gleich verteilt mit der Folge, daß
das Wasserfahrzeug entlang
einem Gradlinienvorwärtskurs vorbetrieben wird. Wenn sich der Deflektor DF in der
Stellung p1 befindet, wird die Wasserströmung vollständig in die Abzweigung c2 abgeleitet.
Wenn sich der Defeltor DF in der Stellung p2 befindet, wird die Wasserströmung vollständig
in die Abzweigung cl abgeleitet. Bei Einstellungen des Reflektors zwischen den Stellungen
P1 und p2 erfolgt die Wasserströmung teilweise entlang der abzweigung cl und teilweise
entlang der Abzweigung c2, wobei die entsprechenden Anteile der zwei Strömung steile
und die Zuteilung bzw. Bestimmung der Abzweigungen, entlang der der größere bzw.
kleinere Teil der Strömung erfolgt, durch die Winkeleinstellung des Reflektors bestimmt
sind. Durch geeignete Wahl der Einstellung des Deflektors kann das Wasserfahrzeug
entweder in Vorwärtsrichtung oder nach Backbord oder nach Steuerbord gesteuert werden.
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Die Antriebskraft, die das Wasserfahrzeug durch das Wasser treibt,
ist die leistungsstarke Strahlreaktion der Düsen 27, die üblicherweise subsidiäre
Strahlreaktionen an den Auslässen des Rohres erzeugt, die von dem wasser in dem
Rohr resultieren, das auf das sich relativ langsamer bewegende Wasser außerhalb
auftrifft.
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Die Gas erz eugungseinheit P umfaßt die Verbrennungskammer A, den
Balg B, den Gasauslaß 18 der Verbrennungskammer, die Gasleitung 25, den Düsenring
26 und die die Verbrennungsgase in das Rohr liefernden Düsen 27.
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GemäL der Modifikation C weist die Gasleitung 25 in ihrer Wand einen
hohen U-Krümmer UB auf, der sich aufwärts bis auf eine Höhe gut über dem Pegel der
Ladelinie PL des Wasserfahrzeuges erstreckt.
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In dem U-Krümmer UB ist nahe dessen Kopf und in dem Bogen des Krümmers
abgelegen von dem Gasauslaß 18' eine örtliche Verbreiterung 240 vorgesehen.
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In der Verbreiterung 240 ist ein schwerkraftbelastetes Ventil 241
angeordnet. Dieses Ventil ist normalerweise offen (in durchgezogenen Linien in Fig.
C3 dargestellte Stellung) und es schließt automatisch (in strichpunktierten Linien
dargestellte Stellung), wann immer ein Wasseranstieg bzw. eine Wasserwelle in dem
U-Krümmer UB auftreten sollte, die in die Verbrennungskammer A einzudringen droht.
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Das Ventil 241 wird in die geschlossene (strichpunktierte) Stellung
durch Aufwärtsdruck von einem Auftriebsschwimmer 242 bewegt, der an dem Ventil durch
einen Schaft 243 starr betestigt ist. Die das Ventil 241, den Schwimmer 242 und
den schaft 243 umfassende Einheit wird für eine Aufwärts- und Abwärtsbewegung" durch
Führungen 244, 244a geführt, die sich quer durch den Innenraum der Verbreiterung
240 erstrecken.
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Das Ventil 241 tritt, wenn es sich in der geschlossenen (anbehobenen)
Position befindet, mit einem Ringsitz 245 in Eingriff, der an dem Boden einer zylindrischen
Leitung 246 gelegen ist, die sich koaxial mit der Verbreiterung 240 von dem Sitz
245 zu einer Abflußrinne 247 erstreckt, die rund um die Wand der Verbreiterung 240
auf deren Innenseite verlauft und abwärts (Fig. C3) zu einer Ausflußleitung 248
geneigt ist, die zu einem Sumpf 249 führt, der mit einem Standglas bzw. Pegelmesser
250 ausgerüstet ist.
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In der Bodenwand des Sumpfes 249 befindet sich eine Auslaßöffnung
251, die mit der Bohrung eines Zylinders 252 in Verbindung steht, in welcher ein
Plunger 253 mit einer Stange 254 fest verbunden ist, die sich durch-eine Stopfbüchse
(stuffing
gland) 255 erstreckt und zu der in durchgezogenen Linien dargestellten Stellung
(Fig. C3) durch eine Druckfeder federvorgespannt ist. In dieser Stellung, die die
Nornalstellung des Plungers ist, schließt der letztere die Öffnung 251 und wenn
der Plunger nach links (in iS. G3) durch Druck von eine Handhebel 257 bewegt wird,
der bei 250 angelenkt ist und an das äußere Ende der Stange 254 stößt, öffnet die@
ser die Öffnung 251 und ebenfalls eine Öffnung 259 gegenüber dieser in der Wand
des Zylinders 252, so daß ein Ausströmen des Wassers von dem Sumpf 249 zu einer
Abflußleitung 260 möglich ist.
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In Fig. C4 ist eine Anordnung dargestellt, die dc» in Fig.17 der britischen
Patentschrift 1 232 171 gez@@@ten in all@n D" ziehungen ähnlich ist bi@ auf die
die erfindungsg@@@@@ Modi fikation C enthaltende Kenstruktion.
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So sind dort sechs identische Gaserzeugung@@inh@@ten G1 G6 und sechs
zugeordnete Düssnringe j1-j6 dargestellt, wobei die sechs Düsenringe jeweils mit
den Gasauslässen der sechs Gaserzeugungseinheiten durch sechs Gasleitungen verbunden
sind, wie sie alle in der in Fig. 17 gezeigten Anordnung vorgesehen sind. Ebenfalls
ist wie bei der in Fig.17 gezeigten Anordnung das Rohr der Antriebsmaschine an der
Stelle BB in zwei Abzweigungen cl und verzweigt.
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Gemäß Modifikation C weist jede der sechs Gasleitungen 25 einen U-Krümmer
UB in sich auf, der durch ein Wasserabfang-bzw. -Ableitventil gesteuert wird der
angeordnet und be tätigbar ist, wie es oben in bezug auf Fig. C3 erläutert worden
ist.
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In Fig. C5 ist ein konstruktives Detail dargestellt, gemäß dem das
Rohr entlang seinem Abschnitt, wo die Düsenringe gelegen sind, durch eine Ringverstärkung
CR-verstärkt ist.
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Die gleiche Figur zeigt ein weiteres konstruktives Detail, gemäß dem
das Rohr mit dem Rahmen des Wassertirzeuges (mit FM bezeichnet) durch Halterungen
DM starr verbunden ist, die die Reaktion der Strahldüsen durch die Wand des Rohres
auf den Rahmen übertragen.
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Es wird jetzt die Modifikation D beschriden.
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Die Fig. D1-D5 zeigen die folgenden Komponenten der Gaserzeugungseinheit:
(1) die Verbrennungskammer A, (2) die Brennstoff-Zuführ-Steuereinrichtung G, (3)
die Brennstoff-Zuführeinheit D, (4) den Luftspeicherbalg B, (5) die Brennstoff-Heißluft-Einspritzdüse,
(6) das Brennstoff-Heißluft-Einspritzventil, (7) die Luftvorwärinkammer, (8) die
Einrichtung, die eine abgemessene Luftmenge aus der äußeren Atmosphäre ansaugt und
dann die angesaugte Luft in die Luftvorwärmkammer einmal pro Arbeitszyklus der Gaserzeugungseinheit
drückt, und (9) die Einrichtung, die die so in die Vorwärmkammer gedrückte Luft
aufheizt und synchron mit der Komponente 8 arbeitet.
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Die Komponenten 5 bis 9 gehören zu der Modifikation D. Bezüglich der
verbleibenden Komponenten 1 bis 4 entspricht die in den Fig. D1-D5 gezeigte Gaserzeugungseinheit
vollständig in der Konstruktion und Betriebsweise der Gaserzeugungseinheit der Grundform
des Primärantriebs nach der britischen Patentschrift 1 232 171.
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Gemäß der Modifikation D ist in die Wand der Verbrennungskammer A
an einer Stelle entlang dieser von dem Gasaustrittsdurchgang 18 nach innen versetzt
eine Öffnung 300 vorgesehen.
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Von dieser Öffnung erstreckt sich aufrecht ein Zylinder 301 mit einem
Wärmeisoliermantel 302. In dem Zylinder 301 ist in einem fluiddichten Paßsitz mit
diesem ein schwerkraftbelasteter Kolben 303 hin- und herbeweglich. Dieser Kolben
wird
aufwärts gedrückt durch einen Gasdruckaufbau in der Verb rennungskammer folgend
auf die Zündung des Brennstoff-Luft-Gemischs, das in diese durch die Brennstoffzuführeinheit
D eingespritzt wird, und sinkt unter der auf ihn einwirkenden Schwerkraft ab, wenn
dies durch einen Abfall des Gasdruckes zugelassen wird. Dieser Abfall dauert fort,
bis der Gasdruck in der Kammer einen Wert bei oder nahe bei AtmospEtendruck erreicht,
wenn der Kolben sich wieder auf seinem Sitz 304 befindet.
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Vber den Zylinder 301 hinaus ragt eine zylindrische Kammer 305, deren
Innenraum von der Bohrung des Zylinders 301 durch eine Zwischenwand 306 getrennt
ist. Die Kammer 305 ist an dem oberen Ende durch einen Stopfen 307 verschlossen,
der im Gewindeeingriff mit einem Muttergewinde an der Wand der Kammer 305 steht,
so daß er entlang dieser einstellbar ist.
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In der Zwischenwand 306 ist eine Öffnung 308 vorgesehen, die durch
ein schwerkraftbelastetes Ventil 309 gesteuert wird.
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Der Innenraum des Zylinders 301 steht über eine Luftleitung 310 in
kontinuierlicher offener Verbindung mit einem Lufteinlaß 311, der durch ein schwerkraftbelastetes
Kugelventil 312 gesteuert wird. Die Anordnung ist so getroffen, daß, wenn sich der
Kolben 303 in dem Zylinder 301 aufwärts bewegt, er es gegen das Ventil 312 mit der
Folge tut, daß das Ventil 309 öffnet, um den Druc,kaufbau in dem Teil des Innenraums
des Zylinders 301 über dem Kolben 303 zu entspannen, so daß Luft in diesem Teil
von diesem in den Innenraum der Kammer 305 übertragen wird.
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Die Kammer 305 steht in kontinuierlicher offener Verbindung mit einer
Luftleitung 313 die von einer Öffnung 314 in der Wand der Kammer zu einer Öffnung
315 in der Wand eines Zglinders 316 führt, der einen Teil des Brennstoff-Heißluft-Einspritzventils
bildet.
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Diametral entgegengesetzt zu der Offnung 315 befindet sich eine zweite
Öffnung 317 in der Wand des Zylinders 316. Diese Öffnung steht über eine Luftleitung
318 in kontinuierlicher offener Verbindung mit einer Düse 319, die in der Verbrennungskammer
A gelegen ist. Diese Düse nimmt den Platz der Düse E der Gaserzeugungseinheit ein,
die in den Fig. a und b dargestellt ist.
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Entlang der Bohrung des Zylinders 316 ist ein Plunger 320 hin- und
herbewegbar, der nach rechts (in Fig. D1) durch eine Druckfeder 321 vorgespannt
ist.
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In dem Plunger 320 befinden sich zwei Öffnungen 322 und 323.
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Die offnung 322 ist mit Öffnungen 315 und 317 in der Wand des Zylinders
316 ausgerichtet, wenn sich der Plunger 320 in seiner linken (Fig. D1) Grenzstellung
befindet, wenn er in diese Stellung durch Druck von dem Nocken 55 an den Nockenscheber
22 gebracht worden ist. Die Öffnung 323 ist mit zwei weiteren Öffnungen 324 und
325 in der Wand des Zylinders 316 ausgerichtet, wenn sich der Plunger 320 in dieser
linken Grenzstellung befindet. Die -Öffnung 324 steht über eine Leitung 326 in kontinuierlicher
offener Verbindung mit einer Öffnung 40 der Brennstoffzuführeinheit D. Die Öffnung
325 steht über eine Leitung 327 in kontinuierlicher offener Verbindung mit der Düse
319. Die Leitungen 326 und 327 entsprechen den Leitungen 65 bzw. 66 der Gaserzeugungseinheit
in den Fig. a und b.
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In der Kammer 305 befindet sich eine elektrische Heizeinheit 328 einschließlich
eines elektrischen Versorgungskreises 329 für diese, der eine Batterie 330 und einen
Schalter 331 umfaßt. Kontakte 332, 333 dieses Schalters befinden sich normalerweise
in der kreisunterbrechenden bzw. offenen Stellung (i?ig. D) und werden periodisch
einmal pro Arbeitszytlus der Gaserzeugungseinheit durch die Spitze 70a des Nockens
70 an
dem Nockenschieber 22 geschlossen, wobei das Schließen der
Kontakte erfolgt, wenn der Nockenschieber 22 seine oberste Stellung an dem Ende
des Arbeitshubes des Kolbens 20 erreicht.
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Der Zylinder 316 und der Plunger 320 bilden Teile des Brenn stoff-Heißluft-Einspritzventils,
die Düse 319 bildet die Brennstoff-Heißluft-Einspritzdüse, die Kammer 305 die Luftvorwärmkammer,
der Zylinder 301, der Kolben 303, das Luftventil 311 mit dem Ventil 309 die Komponente
8 und die Heizspule 328 und ihre Stromversorgungseinrichtung die Komponente 9.
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Das System-arbeitet in der folgenden Weise: Zur Vereinfachung wird
die den Zylinder 301, den Kolben 303, die Kammer 305, den Lufteinlaß 311, das Ventil
312, das Ventil 309 und die Heizspule 328 umfassende Einheit die 'tZuSühreinheit
für vorgewärmte Luft bezeichnet. Diese Einheit ist allgemein mit F in den Fig. D1-D5
markiert.
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Die Fig. D1 zeigt die Stellungen der Teile bei Beginn des Druckaufbaus
in der Verbrennungskammer A. Der Kolben 20 hat sich von seinem Sitz 21 abgehoben,
der Kolben 303 hat sich ebenfalls von seinem Sitz 304 abgehoben, der Plunger 320
befindet sich noch in seiner Ventilschließstellung (rechten Grenzstellung), das
Ventil 309 befindet sich noch in seiner geschlossenen Stellung, das Kugelventil
312 ist ebenfalls noch in seiner geschlossenen Stellung und der Schalter 321 ist
noch geöffnet.
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In Fig. D2 ist der Kolben 20 weiter angehoben, der Plunger 47 ist
mit dem Nocken 56 in Eingriff getreten, der Kolben 303 ist ebenfalls weiter angehoben
worden, das Ventil 309 ist durch den Luftdruck in dem Zylinder 301, der gegen das
Ventil 312, das sich in der geschlossenen Stellung befindet, und
gegen
den Plunger 320, der sich ebenfalls noch in der geschlossenen Stellung befindet,
arbeitet, in die offene Stellung gedrückt worden und der Schalter 331 ist noch geöffnet.
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In Fig. D3 hat der Kolben 20 seine oberste Stellung erreicht, der
Kolben 303 ist ebenfalls an seiner obersten Stelle angelangt, wobei die gesamte
Luft, die in den Zylinder 301 während des vorhergehenden Abwärtshubes des Kolbens
303 gesaugt worden ist, in die Kammer 305 gegen den Plunger 320 komprimiert worden
ist, das Ventil 309 ist geschlossen und die Spitze 70a des Nockens 70 hat die Schaltkontakte
332, 333 geschlossen. Die Luft in der Kammer 305 wird infolgedessen durch die heizspule
328 erhitzt und vorbereitet, l1m in einem hocherhitzten komprimierten Zustand von
der Kammer 305 über die Luftleitung 313, die Öffnung 322 im Plunger 320 und die
Luftleitung 318 zur Düse 319 entladen zu werden.
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In Fig. 54 ist der Kolben 20 zu einer Stellung nahe dem Sitz 21 abgesunken,
der Kolben 303 ist auf seinen Sitz 304 abgesunken, das Ventil 309 ist noch geschlossen
und die Bewegung des Plungers 320 zu seiner Ventilöffnungsstellung durch den Nocken
55 steht bevor.
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In Fig. D5 befindet sich der Kolben 20 auf seinem Sitz 21, der Kolben
303 befindet sich ebenfalls noch auf seinem Sitz 304, das Ventil 309 ist noch geschlossen
und der Plunger 320 ist in die Ventilöffnung sstellung durch den Nocken 55 bewegt
worden, so daß die Verbindung zwischen der Kammer 705 und der Düse 319 und gleichzeitig
zwischen der Öffnung 40 und der Düse 319 vollständig hergestellt ist. Eine innige
Vermischung von Brennstoff unter Druck und hocherhitzter Luft, die sich ebenfalls
unter Druck befindet, wird folglich in die Verbrennungskammer A eingespritzt. In
diesem Stadium in dem
Arbeitszyklus der Gaserzeugungseinheit ist
das Spülen der Verbrennungskammer ausgeführt worden und der Gasdruck in der Kammer
befindet sich bei oder nahe bei Atmosphärendruck.
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Wenn Brennstoff und vorgewärmte Luft in die Verbrennungskammer eingespritzt
worden sind, erfolgt unmittelbar eine Zündung des brennbaren Gemischs, das teilweise
aus dem eingespritzten Gemisch von Brennstoff und vorgewärmter Luft und teilweise
aus Restluft in der Kammer (vom Balg B) gebildet ist, und der Arbeitszyklus der
Gaserzeugungseinheit beginnt.
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Im Hinblick auf die Beschreibung der Fig. D1-D5 wird angenommen, daß
die Fig. D6 und D7 und die Betriebsweise des in diesen Biguren gezeigten Ventils
nicht erforderlich sind.
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In den Big. D8 bis D10 ist eine mögliche Weiterbildung des in den
Big. D6 und D7 gezeigten Ventils dargestellt, gemäß der die zwei Grenzstellungen
des Plungers 320 durch zwei Paare von Anschlägen 340, 341 und 342, 343 im Zylinder
316 bestimmt sind, die in Verbindung mit zwei Ansätzen 344, 345 an den Enden von
zwei Zungen 346, 347 am plunger 320 im Rücken einer Rolle r arbeiten. Die Anschläge
340, 341 arbeiten mit den Ansätzen 344, 345 zusammen, um die linke (in den Fig.
D6, D8 und D9 gesehen) Grenzstellung des Plungers, d.h.
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dessen Stellung, in welcher die Luftöffnung 322 sich in Ausrichtung
mit den Luftöffnungen 315, 317 und die Brennstofföffnung 323 in Ausrichtung mit
den Brennstofföffnungen 324, 325 befinden, zu bestlmmen, und die Anschläge 342,
343 arbeiten mit den Ansätzen 344, 345 zusammen, um die rechte Grenzstellung des
Plungers, d.h. dessen Stellung, in welcher die zwei Luftöffnungen 315, 317 und die
zwei Brennstofföffnungen 324, 325 durch den Kolben abgesperrt sind, wobei sich das
Ventil jetzt im geschlossenen Zustand befindet, zu bestimmen.
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Es wird jetzt die Hodifikation E beschrieben.
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Die Fig. EI bis E17 und in ähnlicher Weise die Fig. E18 bis E20 zeigen
das Rohr C, den Düsenring 26, den Gasauslaß 18, den Verschlußklappenkolben 20 und
die Gasleitung 25 der Antriebsmaschine. Die Wasserlinie des Wasserfahrzeuges ist
mit WL im Bereich mehrerer der Figuren markiert.
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Ein Abgas-Auslaßdurchgang 100 führt von der Gasleitung 25 zu dem 'GaseinLaß
der Beschleunigereinrichtung AM. Ein Gasdurchgang 113 führt von der nicht gezeigten
Verbrennungskammer zu dem Raum unter den Kolben 106, 107 der Beschleunigereinrichtung
AM. Ein Abgas-Auslaß 101 von der Beschleunigereinrichtung führt zur Außenatmo sphäre.
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Nach der in den Fig. EI bis E14 dargestellten Ausführungsform der
Modifikation E umfaßt eine Pumpeneinrichtung LIM, einen vertikal angeordneten Zylinder
400, der mit dem Düsenring 26 über einen Flüs sigkeits-Einströmung s-/-Aus strömung
s-Durchgang 401, der von dem Innenraum des Zylinders wegführt, und mit einer Gasleitung
25 über einen Gas-Einströmungs-/-Ausströmungs-Durchgang 402, der von dem Innenraum
wegführt, in Verbindung.
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Die Pumpeneinrichtung umfaßt weiterhin einen Kolben 403, der in einem
Zylinder 400 mit einem fluiddichten Paßsitz mit dessen Wand hin- und herbeweglich
ist. Der Kolben 403 ist hohl und leichter als Wasser. Er schwimmt deshalb auf dem
(mit w bezeichneten) Wasser, das den Innenraum des Zylinders 400 einnimmt. Dieses
Wasser ist unter dem Wassersäulendruck (head pressure) des (mit ww bezeichneten)
Wassers, das das Rohr C füllt, in den Zylinder eingeströmt bzw. geflutet worden.
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Der Kolben 403 weist ein spezifisches Gesamtgewicht von (bei: spielsweise)
0,7 auf. Er schwimmt in Wasser mit näherungsweise 3/4 seiner Höhe untergetaucht.
Der Zylinder 400 ist von großem Volumen. Wenn vorausgesetzt wird, daß sein Innendurchmesser
und
infolgedessen der Außendurchnesser des Kolbens 403 D ist und
der maximale Hub des Kolbens 403 H ist, ist das Volumen H x w t D2 die Menge an
Wasser, die von dem Zylinder über den Düsenring 26 in das Rohr ausgestoßen wird,
wenn die Gaserzeugungseinheit die maximale Menge an Hochdruckgas liefert. Wenn die
Gaslieferung Icleiner als diese Menge ist, ist der Abwärtshub des Kolbens 403 kleiner
als H. Wenn der Leistungsantrieb in dem System abgeschlossen ist und die Beschleunigereinrichtung
AM beginnt, Abgas in die Atmosphäre auszublasen, bewirkt der Wasserdruck in dem
Rohr (aufgrund der Wasserstauhöhe außerhalb des Wasserfahrzeuges), daß der Kolben
403 sich anhebt aufgrund einer Einströmung von Wasser von dem Rohr über den Düsenring
26 in den Zylinder 400. Dies dauert fort, bis das Wasser in den Zylinder 400 mit
dem Wasserstaudruck außerhalb des Wasserfahrzeuges in Giichgewicht steht. Dieser
Prozeß beginnt, sobald die Beschleunigereinrichtung AM Niederdruckgas in die Atmosphäre
auszublasen beginnt, und dauert fort, während die Verbrennungskammer gespült wird,
und noch weiter, bis früh in dem nächsten Arbeitszyklus der Gaserzeugungseinheit
der Kolben 20 sich anzuheben beginnt und den Gasauslaß 18 öffnet.
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Die verschiedenen Phasen 1, 2, 3 und 4 des Betriebszyklus der Antriebsmaschine
werden jetzt beschrieben.
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Die Phase 1 ist in Fig. E3 dargestellt, nach der die Verbrennung beginnt.
Der Gasauslaß 18 ist geschlossen. Der Kolben 403 befindet sich am Kopf des Zylinders
400. Insoweit erfolgt keine Einspritzung von Wasser von dem Zylinder 400 in den
Düsenring 26 und somit in das Rohr C. Somit hat der Kraftantrieb in dem System,
der in dem Ausstoßen von Hochdruckstrahlen von Wasser aus dem Rohr C in das Wasser
außerhalb des Wasserfahrzeuges resultiert, noch nicht begonnen.
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Die Phase 2 ist in den Fig. B4 und E5 dargestellt. Die Verbrennung
ist vollständig bzw. vollendet. Der Kolben 20 befindet sich am Kopf seines Arbeitshubes.
Der Kolben 403 sinkt unter dem Druck der Verbrennungsgase ab, die ihn über den Gasauslaß
18 und die Gasleitung 25 erreichen. Wasser w wird durch den Kolben 403 in den Düsenring
26 und somit in das Rohr C eingespritzt, wodurch eine Hochgeschwindigkeitsströmung
des Wassers ww entlang dem Rohr hervorgerufen wird. Der Kraftantrieb geht nun weiter.
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Die Phase 3 ist in den Fig. E6 und E7 dargestellt. Der Kraftantrieb
ist beendet. Niederdruckgas (Abgas)-wird durch die Beschleunigereinrichtung AM in
die Atmosphäre ausgeblasen mit der Folge, daß der Gasdruck auf dem Kolben 403 sich
bei oder nahe bei Null befindet Wasser von dem Rohr C strömt in den Zylinder 400
über den Düsenring 26 mit einer daraus folgenden Aufwärtsbewegung des Kolbens 403
auf seine Stellung am Kopf des Zylinders hin lud gegebenenfalls bis zudieser.
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Es wird jetzt die Phase 4 beschrieben. Der Kolben 403 befindet sich
in seiner Stellung am Kopf des Zylinders. Der Gasdruck in der Verbrennungskammer
und infolgedessen in der Gasleitung 25 ist praktisch Null und der Kolben 20 beginnt
zu seiner Stellung am Boden des Hubs abzusinken, in welcher er in den Fig. EI und
E2 und ebenfalls in Fig. E3 erscheint.
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Der Wiederbeginn des Verbrennungszyklus ¢Arbeitszyklus der Gaserzeugungseinheit)
steht jetzt bevor.
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Der Körper bzw. Rumpf des Wasserfahrzeuges ist in den Fig.
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E9 und E10 bei 410 dargestellt, während die Gaserzeugungseinheiten
mit GGU, das Rohr mit C und der Düsenring mit 26 bezeichnet sind. Das Rohr C ist
sowohl hinter als auch vor dem Dusenring 26 verzweigt. Die Abzweigungen 411, 412
im Rücken des Düsenrings sind Einströmungsabzweigungen, während
die
Abzweigungen 413, 414 vor dem Düsenring Ausströmungsabzweigungen sind. Die Abzweigungen
411, 412 weisen verkleidete Einlässe 415, 416 auf. In den Abzweigungen 413, 414
sind die Ruder untergebracht. Diese sind mit 417 in den Fig. E9, Ell und B12 bezeichnet.
Alternativ können in diesen die Steuern/ Umkehr-Deflektoren untergebracht sein,
diese sind mit 418 in den Fig. E13 und E14 bezeichnet.
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Fig. EIS zeigt den Rumpf des Wasserfahrzeuges 420, die sechs Gaserzeugungseinheiten
GGU, die sechs Gasleitungen 25 und die sechs Düsenringe 26. Diese Figur zeigt ebenfalls
das Rohr C, das sowohl rückwärts als auch vorwärts der Düsenringe 26, wie bei der
in den Fig. E9 und 210 dargestellten Anordnung verzweigt ist.
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Die Fig. E16 und E17, die, was die Darstellung der aufeinanderfolgenden
phasen des Arbeitszyklus der Antriebsmaschine betrifft, den Fig. E4 bzw. E5 und
E6 bzw. E7 entsprechen, zeigen eine Konstruktion, bei welcher das in den Zylinder
400 gesaugte Wasser in diesen von dem Wasser außerhalb des Wasserfahrzeuges durch
einen Einströmdurchgang 421 gesaugt wird, der durch ein Absperrventil bzw. Klappenventil
bzw. Rückschlagventil 422 gesteuert wird, das unter dem Staudruck (head pressure)
des Wassers in dem Durchgang 421 auf den Pegel, auf den das Ventil 422 unter der
Wasserlinie WL des Wasserfahrzeuges gelegen ist, in die Richtung zu dem Inneren
des Zylinders 400 öffnet. Bei dieser Konstruktion wird auch das über den Düsenring
in das Rohr gespritzte Wasser aus dem Zylinder 400 (durch den auf den Kolben 403
wirkenden Gasdruck) über einen Auslaßdurchgang 423 gedrückt, der durch ein federbelastetes
Ventil 424 gesteuert wird, das in der Richtung zu dem Düsenring unter dem Druck
des auf den Kolben 403 wirkenden Kochdruckgases öffnet, wobei dieser Druck zu dem
Ventil 424 mittels des Wassers w in dem Zylinder 400 übertragen wird. In Fig'. EIG
ist
der Kolben 403, wie er abwärts durch das Hochdruckgas, das ihn über die Gasleitung
25 erreicht, gedrückt wird, und das Ventil 424 in der offenen Stellung gezeigt.
Wasser wird jetzt in das Rohr C über den Düsenring 26 eingespritzt.
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In Fig. E17 ist der Kolben 403 gezeigt, wie er sich unter dem Druck
des in den Zylinder 400 von außerhalb des Wasserfahrzeuges über den Einströmdurchgang
421 einströmenden Wassers aufwärts bewegt, wobei das Absperrventil 422 Jetzt in
der offenen Stellung und das Ventil 422 in der geschlossenen Stellung ist.
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In den Fig. EIS bis E20 sind die oben erwähnten Eugelventile mit vl
und v2 bezeichnet. Das Ventil v1 steuert den Ausströmdurchgang 401 des Zylinders
400, während das Ventil v2 den Elnströmungsdurchgang 421 des Zylinders 400 steuert.
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Das Ventil v1 wird, wenn es sich in der geschlossenen Stellung befindet
(Fig. E18 und E20) auf einem kegelstumpfförmigsphärischen Sitz sl, der den Hals
eines stromlinienförmigen, begrenzten bzw. verengten Durchganges s2 definiert, der
nahe dem unteren Ende des Innenraums des Zylinders 400 unmittelbar unter der untersten
durch den Kolben 403 im Betrieb der Pumpeneinrichtung erreichten Stellung gelegen
ist. Das Ventil ist ein durch Anftriebskraft belastetes Ventil, das in geeigneter
Weise leichter als Wasser ist, so daß es die geschlossene Stellung automatisch aufgrund
seiner Auftriebskraft einnehmen kann, sobald der Kraftantrieb endet, und in dieser
Stellung bleiben kann bis zum Beginn des nächst folgenden Kraftantriebs. Von dem
Ventil sitz s1 hängt ein uelgekehrter Käfig s3 herab, der das Ventil v1 lokalisiert,
wenn das letztere sich in der offenen Stellung (Fig. E19) befindet.
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Das Ventil v2 sitzt, wenn es sich in der geschlossenen Stellung befindet
(Fig. E18) auf einem kegelstumpfförmig-sphärischen Sitz s4, der den Hals eines stromlinienförmigen,
verengten Durchgangs s5 definiert, der den Einströmungsdurchgang 421 in einen äußeren
von dem Innenraum des Zylinders 400 abgelegenen Teil 421a und einen inneren Teil
421b im Bereich von diesem teilt.
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Das Ventil ist ein schwerkraftbelastetes Ventil, das in geeigneter
Weise schwerer als Wasser ist, so daß es die geschlossene Stellung (Fig.EI£ und
E19) automatisch aufgrund der auf es wirkenden Schwerkraft einnehmen kann, sobald
der Kraftantrieb endet, und danach in dieser Stellung bis zu der Zeit verbleiben
kann, bis der Staudruck des Wassers außerhalb des Wasserfahrzeuges auf der Höhe
des Ventils beginnt, den Wasserdruck zu übersteigen, der auf das Ventil unter dem
in der Gasleitung 25 vorhandenen Gasdruck wirkt, wobei der Gasdruck zu dem Ventil
mittels des Kolbens 403 und des Wasserkörpers w übertragen wird, der den Teil des
Innenraums des Zylinders 400 unter dem Kolben einniniu-'it. Über dem Sitz s4 ist
ein Käfig s6 angeordnet, der das Ventil v2 lokalisiert, wenn das letztere sich ihrer
offenen Stellung (Fig. E20) befindet.
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In Fig. 18 ist die Stellung der Teile gerade vor Beginn eines Kraftantriebs
gezeigt. Die Ventile v1 und v2 befinden sich beide in der geschlossenen Stellung
und der Kolben 403 in seiner obersten Stellung in dem Zylinder 400.
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In Fig. E19 ist die Position der Teile gezeigt, wenn der lur&ftantrieb
erfolgt. Hochdruckgas drückt den Kolben 403 abwärts und Wasser w in den Zylinder
400 wird an dem Ventil v1 (das jetzt in der offenen Stellung ist) vorbei in das
Rohr C gedrückt, während das Ventil v2 sich noch in der Oesclilossenen Stellung
befindet und dort durch den Druck des auf den jw-lben 403 wirkenden Gases gehalten
wird.
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In Fig. E20 ist die Stellung der eile gezeigt, wenn der Kraftantrieb
geendet hat. Niederdruckgas wird über die Beschleunigereinrichtung AM in die Atmosphäre
ausgeblasen.
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Der Kolben 403 steigt an, der aufwärts durch den Druck von Wasser
gedrückt wird, das in den Zylinder 400 von außerhalb des Wasserfahrzeuges über den
Einströmungsdurchgang 421 an dem Ventil v2 vorbeiströmt.
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Lin wesentlicher Vorteil der in den Fig. 18 bis 20 dargestellten Anordnung
im Vergleich zu der in den Fig. El bis E14 dargestellten Anordnung besteht darin,
daß sie Turbulenz in dem Rohr, wenn der Schwimmkolben 403 aufsteigt und Wasser bei
der in den Fig. El bis E14 dargestellten Anordnung durch Düsen 27 zu der Strahleinrichtung
zurückfließen würde, vermeidet.
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Durch Verwendung von Kugelventilen, wie es in der in den Fig. E18
bis E20 dargestellten Anordnung gezeigt ist, insbesondere wenn diese mit einer stromlinienförmigen
Ausbil dung der durch die Ventile gesteuerten Öffnungsdurchgänge benutzt werden,
ist es möglich, eine Minimierung der Interferenz bzw. Störung mit einer Stromlinienströmung
der Flüssigkeit an den Ventilen vorbei leicht zu gewährleisten.
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In Fig. E21 ist eine Anordnung dargestellt, bei der ein Abflußdurchgang
425, um jegliches Wasser, das am Kolben 403 vorbei geleckt sein kann,-in das Rohr
zurückfließen zu lassen, vorgesehen ist, der abwärts durch den Kolben von einem
flachen Sumpf 426 im Kopf des Kolbens führt.
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- Patentansprüche -