Rückstossmotor mit Treibstoffeinspritzung Es sind bereits Rückstossmotoren bekannt, die bei spielsweise zum Antrieb von Wasserfahrzeugen ver wendet werden können, bei denen innerhalb eines Kam mersystems ein Treibstoff/Luftgemisch periodisch zur Explosion gebracht und die Verbrennungsgase in ein Schubrohr gelangen, wo sie die dort befindliche Was sersäule wie einen Kolben ausstossen.
Ein derartiger Rückstossmotor für Bootsantrieb ist beispielsweise im deutschen Patent<B>1093</B> 690 und im schweizerischen Pa tent Nr. 398 352 beschrieben und besitzt einen Verga ser, welcher unter Ausnützung des nach jedem Ausstos- sen der Wassersäule entstehenden Unterdrucks, die Nachfüllung der Verbrennungskammer mit frischem Treibstoff/Luftgemisch 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 Brenn stoffpumpe angeschlossen ist. Ein derartiger Rückstoss- motor ist beispielsweise in der schweizerischen Patent schrift Nr. 424 520 beschrieben.
Beim Betrieb dieses Rückstossmotors wird also ein Teil der im Rückstoss- rohr zur Verfügung stehenden Energie zur Förderung des Treibstoffes in die Verbrennungskammer verwendet.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Rückstossmaschine, bei der in einer Verbrennungskam mer eingesaugte Füllungen eines Gemisches aus Luft und einem leicht und schnell explosiblen Treibstoff in aufeinander folgenden Explosionen entzündet und die Verbrennungsgase durch eine einseitig wirkende Rück schlagsicherung in ein Schubrohr eingelassen werden, welches eine mit einem nur einseitig wirkenden Einlass- organ versehene Wassereinlassöffnung sowie eine Aus- stossöffnung besitzt und bei welchem die Verbrennungs gase die im Schubrohr befindliche Wassersäule wie ei nen Kolben ausstossen.
Die Erfindung ist dadurch ge kennzeichnet, dass an der Ausstossöffnung des Rück- stossrohres ein Turbinenrad mit Schaufeln angeordnet ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachste hend anhand der Zeichnung näher erläutert. Von die sen zeigt: Fig. 1 und 2 einen Querschnitt bzw. einen Grund- riss eines Rückstossmotors in schematischer Wieder gabe aber ohne Turbinenrad und Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel für das Turbinenrad an der Austrittsöffnung des Rückstossrohres.
Bei dem nachstehend beschriebenen Ausführungs beispiel eines Rückstossmotors ist die Brennstoffpumpe mit 1 und die Vorkammer mit 2 bezeichnet. Diese Vor kammer 2 ist oberhalb der Verbrennungskammer 3 derart angeordnet, dass das Treibstoff/Luftgemisch durch das Einlassventil 4 in die Brennkammer 3 ge langen kann. In der Vorkammer 2 befindet sich ein Einspritzorgan 6, das hier beispielsweise als Düse aus gebildet ist, die über das Rohr 5 mit der Brennstoff pumpe 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 An saugzyklus den eingespritzten Treibstoff mit der Luft gut vermischt, sowie einen Teil des Treibstoffes auf fängt, aber andererseits auch eine Zerstäubung des auf gefangenen. Treibstoffes durch Wirbelbildung beim Gas durchtritt durch die Wirbelplatte 7 bewirkt. An der Vorkammer 2 ist eine Lufteinlassöffnung 8 zum An saugen der Verbrennungsluft von aussen vorgesehen, die durch eine Verschlusshülse 17 mehr oder weniger verschlossen werden kann.
Wie bei Rückstossmotoren der vorliegenden Bauart üblich, ist die Brennkammer 3 über eine Rückschlag sicherung 10 mit dem Rückstossrohr 9 verbunden. Die ses 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 Turbo ventile 11 ist beispielsweise aus den obengenannten schweizerischen Patenten bereits bekannt.
In der Wan dung des Rückstossrohres 9 befindet sich eine Öffnung, welche durch die unter dem Druck der Feder 13 ste hende Scheibe 12 verschlossen wird, solange die Feder kraft grösser als der auf die Scheibe 12 wirkenden Druck im Rückstossrohr 9 ist. Wird aber die im Rück- stossrohr 9 befindliche Wassersäule durch die Verbren nungsgase aus der Verbrennungskammer 3 in Pfeilrich tung ausgestossen, so wird die Scheibe samt der an ihr befestigten Pumpenstange 14 gegen die Wirkung der Feder 13 nach oben gedrückt.
Herrscht aber im Rück- stossrohr 9 wieder normaler Druck oder Unterdruck, so wird durch die Feder 13 die Scheibe 12 und die Pumpenstange 14 wieder in die gezeichnete Ruhestel lung gebracht. Beim Betrieb des Rückstossmotors be wegt 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 Brennstoftbehäl- ter (nicht gezeichnet) angeschlossen ist. Über ein zwei tes Rückschlagventil ist der Pumpenraum 19 mit der Zuleitung 5 zur Düse 6 verbunden.
Soll der beschriebene Rückstossmotor angelassen werden, so muss zunächst über eine besondere Zulei tung 20 ein explosibles Gemisch in die Verbrennungs kammer 3 gebracht und dort gezündet werden, ent weder mittels einer elektrischen Zündkerze 15 bekann ter Bauart oder auch mittels einer Platzpatrone oder auf eine ähnliche Weise. Diese erste Explosion verur sacht innerhalb der Verbrennungskammer 3 und des Rückstossrohres 9 einen hohen Überdruck, der auch auf die Platte 12 wirkt und diese samt der Pumpen stange 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 zurückfliessen kann, über das sich öffnende zweite Rückschlagventil am Eingang des Verbindungsrohres 5 und über dieses Rohr zur Düse 6 gedrückt und über dieselbe in der Vorkammer 2 ver sprüht. Die Menge an zugeführtem Treibstoff ist der art bemessen, dass ein gut brennbares Treibstoff/Luft- gemisch entstehen kann.
Während dieses Einspritzvor- ganges ist die Vorkammer 2 durch das Rückschlagventil 4 bekannter Bauart von der Verbrennungskammer 3 abgeschlossen, da der dort herrschende Explosionsdruck dieses Ventil 4 verschliesst. Durch die Wirbelplatte 7 wird der in die Vorkammer 2 eingespritzte Treibstoff mit der dort befindlichen Luft gut vermischt und da durch eine genügende Menge eines Brennstoffgemisches von bestimmter Zusammensetzung geschaffen.
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 öff nen 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 Ex plosion in der Verbrennungskammer 3 veranlasst wer den, so dass die Verbrennungsgase erneut das unter- dessen in das Rückstossrohr 9 eingedrungene Wasser in Pfeilrichtung ausstossen.
Gleichzeitig wird der im Rückstossrohr 9 herrschende Überdruck zur Betätigung der Einspritzpumpe 1 benützt und damit in der Vor kammer 2 auf die oben beschriebene Weise das für die nächstfolgende Explosion bestimmte Treibstoff/Luftge- misch erzeugt.
Zur Rückgewinnung eines Teils der im Rückstoss- rohr 9 durch die ausgestossene Wassersäule frei wer denden Energie wird an der Ausstossöffnung des Rück- stossrohres 9 ein Turbinenrad angeordnet. Ein Aus führungsbeispiel hierfür zeigt die Fig. 3. Dieses Turbi nenrad 30 ist auf einer Welle 31 befestigt, die in den stromlinienförmig ausgebildeten Lagerkörpern 32, 33, die ihrerseits mit den Streben 34 bzw. 35 gegen die Innenwandung des Rückstossrohres 9 abgestützt sind, drehbar gelagert ist. Das Turbinenrad 30 ist auswech selbar mittels der Endkappe 36 auf der Welle 31 bzw.
an einem Vierkantansatz 37 dieser Welle 31 ange schraubt. Das in Pfeilrichtung aus dem Rückstossrohr 9 über das Turbinenrad 30 bzw. dessen Schaufeln 38 austretende Wasser lässt die Welle 31 rotieren, die, falls erwünscht, eine rotierende Brennstoffpumpe an treiben kann, die zum Beispiel im Lagerkörper 32 oder 33 angeordnet ist.
Diese Austrittsturbine kann aber auch, wie in Fig. 3 dargestellt, zum Antrieb eines Pumpenrades 39 mit den Schaufeln 40 dienen, damit die Füllung des Rückstoss- rohres 9 mit Wasser nach jeder einzelnen Explosion rascher erfolgt. Das Pumpenrad 39, 40 ist mittels der stromlinienförmig gestalteten Mutter 41 auf der Welle 31 festgeschraubt.
Durch die Verwendung eines Teils der Energie der aus dem Rückstossrohr 9 zyklisch aus- gestossenen Wassersäule zur schnelleren Ansaugung von Wasser durch ein Pumpenrad 39, 40 am Eingang des Rückstossrohres 9, wird das dort üblicherweise be findliche Turboventil 11 (Fig. 1) überflüssig.
Die An- saugung des Wassers über das Pumpenrad 39, 40 er leichtert vor allem den Anfahrvorgang bei einem ruhen den, mit einem derartigen Rückstossmotor versehenen Wasserfahrzeug, da dann die Füllung des Rückstoss- rohrs nach dem Ausstossen der Wassersäule nur durch den im Rückstossrohr kurzzeitig auftretenden Unter druck bewirkt wird.