Rüekstossmotor mit Treibstoffeinspritzung Es sind bereits Rückstossmotoren bekannt, die bei spielsweise zum Antrieb von Wasserfahrzeugen verwen det werden können, bei denen innerhalb eines Kammer systems ein Treibstoff/Luft-Gemisch periodisch zur Ex plosion gebracht und die Verbrennungsgase in ein Schubrohr gelangen, wo sie die dort befindliche Wasser säule wie einen Kolben ausstossen.
Ein derartiger Rück- stossmotor für Bootsantrieb ist beispielsweise im deut schen Patent 1 093 690 und im schweizerischen Patent Nr. 398 352 beschrieben und besitzt einen Vergaser, welcher unter Ausnützung des nach jedem Ausstossen der Wassersäule entstehenden Unterdruckes, die Nach füllung der Verbrennungskammer mit frischem Treib stoff/Luft-Gemisch bewirkt.
Ferner wurden bereits Rückstossmotoren vorgeschla gen, bei denen mit der Brennkammer für das explosible Gemisch eine Vorkammer, versehen mit einem Ein- spritzorgan verbunden ist, das seinerseits an einer auf den Druck im Rückstossrohr ansprechenden Brennstoff pumpe angeschlossen ist. Ein derartiger Rückstossmotor ist beispielsweise in der schweizerischen Patentschrift Nr. 424 520 beschrieben.
Beim Betrieb dieses Rück- stossmotors wird also ein Teil der im Rückstossrohr zur Verfügung stehenden Energie zur Förderung des Treib stoffes in die Verbrennungskammer verwendet.
Bei den Rückstossmotoren dieser und ähnlicher Bauart muss zwischen der Brennkammer, in welcher das Gemisch zur Explosion gebracht wird und dem Rück- stossrohr ein einseitig wirkendes Ventil vorgesehen sein, damit einerseits das expandierende Gas aus der Brenn- kammer in das # Rückstossrohr gelangen kann, aber andererseits das Eindringen von Wasser aus dem Rück- stossrohr in die Brennkammer verhindert wird.
Solche Rückschlagventile mit beweglichen Klappen oder federn den Flügeln sind in vielen Ausführungsformen bekannt, besitzen aber alle mechanisch bewegliche Teile, die infolge ihrer Trägheit bei steigenden Explosionsfrequen zen zu Schwierigkeiten führen.
Bei dem erfindungsgemässen Rückstossmotor ist dieser Mangel beseitigt, indem die einseitig wirkende Rückschlagsicherung zwischen Brennkammer und Rück- stossrohr aus einer Vielzahl in einer Dimension sehr enger Kanäle besteht, welche die Brennkammer mit dem Rückstossrohr verbinden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachste hend anhand der Fig. 1-4 näher erläutert. Von diesen zeigt: Fig. 1 und 2 einen Querschnitt bzw. einen Grundriss eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen Rückstossmotors in schematischer Wiedergabe;
Fig. 3 einen Längsschnitt durch das Rückstossrohr des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 und 2 in Blickrich tung auf die Rückschlagsicherung zwischen Brennkam- mer und Rückstossrohr; Fig. 4 ein anderes Ausführungsbeispiel einer Rück schlagsicherung.
Bei dem nachstehend beschriebenen Ausführungs beispiel eines Rückstossmotors ist die Brennstoffpumpe mit 1 und die Vorkammer mit 2 bezeichnet. Diese Vorkammer 2 ist oberhalb der Verbrennungskammer 3 derart angeordnet, dass das Treibstoff/Luft-Gemisch durch das Einlassventil 4 in die Brennkammer 3 gelan gen kann. In der Vorkammer 2 befindet sich ein Einspritzorgan 6, das hier beispielsweise als Düse ausge bildet ist, die über das Rohr 5 mit der Brennstoffpumpe 1 verbunden ist. Über die Düse 6 wird der Brennstoff unter hohem Druck in die Vorkammer 2 eingespritzt.
In dieser Vorkammer befindet sich ferner eine sogenannte Wirbelplatte 7, die einerseits beim Ansaugzyklus den eingespritzten Treibstoff mit der Luft gut vermischt, sowie einen Teil des Treibstoffes auffängt, aber anderer seits auch eine Zerstäubung des aufgefangenen Treib stoffes durch Wirbelbildung beim Gasdurchtritt durch die Wirbelplatte 7 bewirkt. An der Vorkammer 2 ist eine Lufteinlassöffnung 8 zum Ansaugen der Verbrennungs luft von aussen vorgesehen, die durch eine Verschluss- hülse 17 mehr oder weniger verschlossen werden kann.
Wie bei Rückstossmotoren der vorliegenden Bauart üblich, ist die ein Auslassventil 16 aufweisende Brenn- kammer 3 über eine Rückschlagsicherung 10 mit dem Rückstossrohr 9 verbunden. Dieses Rückstossrohr 9 wird vom Wasser in Pfeilrichtung durchströmt und besitzt an seiner Einlassöffnung ein Turboventil 11, welches zwar den Eintritt von Wasser in Pfeilrichtung in das Rückstossrohr 9 gestattet, nicht aber den Rückfluss von Wasser in entgegengesetzter Richtung.
Die Bauweise derartiger rotierender Turboventile 11 ist beispielsweise aus den obgenannten schweizerischen Patenten bereits bekannt. In der Wandung des Rückstossrohrs 9 befindet sich eine Öffnung, welche durch die unter dem Druck der Feder 13 stehende Scheibe 12 verschlossen wird, so lange die Federkraft grösser als der auf die Scheibe 12 wirkenden Druck im Rückstossrohr 9 ist.
Wird aber die im Rückstossrohr 9 befindliche Wassersäule durch die Verbrennungsgase aus der Verbrennungskammer 3 in Pfeilrichtung ausgestossen, so wird die Scheibe samt der an ihr befestigten Pumpenstange 14 gegen die Wirkung der Feder 13 nach oben gedrückt. Herrscht aber im Rückstossrohr 9 wieder normaler Druck oder Unter druck, so wird durch die Feder 13 die Scheibe 12 und die Pumpenstange 14 wieder in die gezeichnete Ruhe stellung gebracht. Beim Betrieb des Rückstossmotors bewegt sich also die Pumpenstange 14 im Pumpenraum 19 auf und ab.
Dieser Pumpenraum 19 ist über ein Rückschlagventil bekannter Bauart mit der Rohrleitung 18 verbunden, die ihrerseits an einem Brennstoffbehälter (nicht gezeichnet) angeschlossen ist. Über ein zweites Rückschlagventil ist der Pumpenraum 19 mit der Zulei tung 5 zur Düse 6 verbunden.
Soll der beschriebene Rückstossmotor angelassen werden, so muss zunächst über eine besondere Zuleitung 20 ein explosibles Gemisch in die Verbrennungskammer 3 gebracht und dort gezündet werden, entweder mittels einer elektrischen Zündkerze 15 bekannter Bauart oder auch mittels einer Platzpatrone oder auf eine ähnliche Weise. Diese erste Explosion verursacht innerhalb der Verbrennungskammer 3 und des Rückstossrohrs 9 einen hohen Überdruck, der auch auf die Platte 12 wirkt und diese samt der Pumpenstange 14 nach oben drückt.
Dadurch wird der im Pumpenraum 19 befindliche Brennstoff, da er über das Rückschlagventil am Eingang der Leitung 18 nicht in den Brennstoffbehälter zurück- fliessen kann, über das sich öffnende zweite Rückschlag ventil am Eingang des Verbindungsrohres 5 und über dieses Rohr zur Düse 6 gedrückt und über dieselbe in der Vorkammer 2 versprüht. Die Menge an zugeführtem Treibstoff ist derart bemessen,
dass ein gut brennbares Treibstoff/Luft-Gemisch entstehen kann. Während die ses Einspritzvorganges ist die Vorkammer 2 durch das Rückschlagventil 4 bekannter Bauart von der Verbren nungskammer 3 abgeschlossen, da der dort herrschende Explosionsdruck dieses Ventil 4 verschliesst. Durch die Wirbelplatte 7 wird der in die Vorkammer 2 eingespritz te Treibstoff mit der dort befindlichen Luft gut vermischt und dadurch eine genügende Menge eines Brennstoffge- misches von bestimmter Zusammensetzung geschaf fen.
Nach jeder Explosion entsteht in der Verbrennungs kammer 3 und im anschliessenden Teil des Rückstoss- motores 9 nach dem Ausstossen der Wassersäule aus diesem Rückstossrohr 9 ein Unterdruck, der ein Öffnen des Ventils 4 und das Einsaugen des Gemisches aus der Vorkammer 2 in die Brennkammer 3 bewirkt. Nunmehr kann über die Zündkerze 15 die nächste Explosion in der Verbrennungskammer 3 veranlasst werden, so dass die Verbrennungsgase erneut das unterdessen in das Rückstossrohr 9 eingedrungene Wasser in Pfeilrichtung ausstossen.
Gleichzeitig wird der im Rückstossrohr 9 herrschende Überdruck zur Betätigung der Einspritz pumpe 1 benützt und damit in der Vorkammer 2 auf die oben beschriebene Weise das für die nächstfolgende Explosion bestimmte Treibstoff/Luft-Gemisch er zeugt.
Die Rückschlagsicherung 10 zwischen der Brenn- kammer 3 und dem Rückstossrohr 9 muss so ausgebildet sein, dass sie einerseits dem Durchtritt der Gase von der Brennkammer 3 in das Rückstossrohr 9 einen möglichst geringen Widerstand entgegensetzt, andererseits aber ein Eindringen von Wasser aus dem Rückstossrohr 9 in die Brennkammer 3 hinein sicher verhindert. Üblicherweise werden hierzu Rückschlagventile mit beweglichen Ven tilklappen bekannter Bauweise vorgesehen;
beim vorlie genden Ausführungsbeispiel eines Rückstossmotors ge- mäss Fig. 1 und 2 ist aber eine Rückschlagsicherung 10 ohne bewegliche Teile vorgesehen.
Diese Rückschlagsi- cherung besteht, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, aus einer Anzahl scheibenförmiger, flacher Lamellen 10a-10f, die in geringem Abstand parallel zueinander in der die Brennkammer 3 mit dem Rückstossrohr 9 verbindenden Öffnung angeordnet sind und mit ihren Längskanten parallel zur Strömungsrichtung des Wassers im Rück- stossrohr 9 verlaufen.
Hierdurch werden eine Anzahl flacher und enger Verbindungskanäle zwischen der Brennkammer 3 und dem Rückstossrohr 9 gebildet, die zwar für den Durchtritt von Gas aus der Brennkammer 3 in das Rückstossrohr 9 nur einen geringen Reibungswi derstand aufweisen, aber natürlich einen sehr viel höhe ren Reibungswiderstand bilden, falls Wasser aus dem Rückstossrohr 9 in diese engen Kanäle eintritt.
Der hohe Strömungswiderstand gegenüber eindringendem Wasser erzwingt eine derart kleine Strömungsgeschwindigkeit des Wassers in der Rückschlagsicherung, dass noch vor dem Eintreten von Wasser in die Brennkammer 3 dort die nächstfolgende Explosion stattfindet die alles Was ser aus der Rückschlagsicherung 10 wieder heraus in das Rückstossrohr 9 hineindrückt.
Eine solche Rückschlagsicherung 10 gemäss Fig. 3 hat sich im Betrieb gut bewährt. Es besteht auch die Möglichkeit, wie in Fig. 4 dargestellt, die Brennkammer 3 über ein rechtwinklig umgebogenes Druckrohr 22 mit dem Rückstossrohr 9 zu verbinden und an der Öffnung dieses Druckrohrs 22 eine derartige Rückschlagsiche- rung anzubringen. Diese besteht hier beispielsweise aus einer Anzahl Scheiben 24. mit der Mittelachse 23 als gemeinsame Schnittlinie. Die Zwischenräume zwischen den Scheiben 24 bilden die engen Durchtrittskanäle für das Gas aus der Brennkammer 3.
Die- Scheiben sind an einem stromlinienförmig gestalteten Körper 25 befestigt, der seinerseits über Stützen 26 an der Wandung des Rückstossrohrs 9 angebracht ist. Der Körper 25 ist teilweise von einigen konzentrisch ineinander angeordne- ten Rohrstücken 27a, 27b, 27c, usw. umschlossen, die zur Führung des Wasserstromes zweckmässig sind. Bei geeigneter Gestaltung des Austritts der Brenn- kammer 3 in das Rückstossrohr 9 kann auch eine Rückschlagsicherung aus konzentrisch ineinander ange ordneten Rohrstücken an der Austrittsöffnung der Brennkammer 3 vorgesehen werden.
Im Prinzip sind alle Bauarten von derartigen Rückschlagsicherungen geeig net, die genügend enge und lange Kanäle besitzen, welche zwar dem Gas aus der Brennkammer 3 keinen unzulässig hohen Widerstand entgegensetzen, wohl aber durch ihren hohen Strömungswiderstand beim Durchtritt von Flüssigkeiten eine ausreichende Bremswirkung ge gen den Eintritt von Wasser in die Brennkammer 3 bilden.