DE1917210A1 - Zuendvorrichtung - Google Patents

Description

_f iooo MLeh.» *o. 2.April 1969

Dlpl.-lng. Egon Prinz i_fm%k.rf,,u„>, ι»

Dr. Gertrud Hauser Dipl.-Ing. Gottfried Leiser

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Unser Zeichen: P 2020

THE PLESSEY COMPANY HMITED

56, Vicarage Lane, Hf014 Essex, Grossbritannten

Zündvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auslösen einer chemischen Reaktion, durch die mittels eines Brennstoffs, der ein Monobrennstoff sein, kann, eine unter Druck stehende Mischung aus einem heissen Gas erzeugt wird. Eine solche Reaktion kann die Verbrennung eines gewöhnlichen Brennstoffs, insbesondere eines flüssigen Brennstoffs oder die Zerlegung eines Monobrennstoffa sein. In der nachfolgenden Beschreibung soll der Ausdruck Brennstoff auch Monobrennstoff bedeuten, wenn der Zusammenhang nicht etwas anderes erfordert. In beiden Fällen erforuert das Auslösen der Reaktion, auf das auch unter der ... . ?. \ Bezeichnung Zünden des Brennstoffs Bezug genommen wird, :'··*' eine aumindset örtliche Erhöhung der Temperatur des Brenn- *; stoffe auf eine vorbestimmte , als Zündpunkt bezeichnete MinimaLtemperatur. Es ist das Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der dies erreicht wird, ohne dass die Erzeugung eines elektrischen Funkens oder die Verwendung eines auf die Glühtemperatur erhitzten Festkörpers notwendig ist.

Schw£Ba '-

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Geraäss der auf die Zündung eines Brennstoffs in Gegenwart eines Gases, das inert sein kann, und auf die Zündung einer Mischung eines anderen Brennstoffs mit Luft oder einen anderen sauersuoffhaltigen Gas anwendbaren Erfindung wird ein Laderaum mit dem Brennstoff in Gegenwart des Gases gefüllt, und das Brennstoff-Gas-Gemisch im Laderaua ' " wird dann zu Erzeugung der Selbstzündbedingungen mit Hilfe eines unter Federspannung stehenden, nachfolgend als Zündstift bezeichneten Kolbens unter Druck gesetzt. Dieser Kolben wird dabei durch die Betätigung eines so freigegeben, dass er sich nach der Zündung durch den" sich aus der Zündung ergebenden vergrösserten Laderauradruck zurückbewegen kann, und er ist vorzugsweise so angeordnet, dass er durch diese Rüc,kkehrbewegung wieder gespannt wird. Auf diese Weise ist die Volumenzunahme in der Zündkaamer nach der Zündung nicht wie bei einem Dieselmotor von einem Teil wie einem mit einer Kurbelwelle verbundenen Kolben begrenzt, dessen Bewegung in der Praxis entsprechend eines stetigen JJrklus vorbestimmt ist, da der Zündstift deoi als Folge der Zündung auftretenden Druck mit sehr geringer Trägheit nachgeben kann, wodurch eine übermä3sig grosse plötzliche Druckzunahme vermieden wird.

Insbesondere wird gemäss der Erfindung eine bestimmte Menge eines flüssigen Monobrennstoffs, beispielsweise Isopropylnitrat, in eine'i Spannvorgang von einem Behälter in einen Laderaum befördert, woxaui.' der Monobrennstoff im Laderaura durch Komprimieren des dort vorhandenen Gases infolge der schnellen Bewegung eines unter Federspannung stehenden Kolbens, der als Zündstift bezeichnet werden kann, gezündet wird,

■' * am,

wenn der Zündstift durch Betätigung eines Ausxös'ers". · aus einer gespannten Stellung freigegeben wird. Der" Zündstil't wird dabei unmittelbar nach der Zündung durch den durch den Laderaumdruck des sich zerlegenden

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8AD ORIGINAL

Monobrennatoffs zurückgepresst und auf diese Weise für den nächsten Zündvorgang gespannt. Vorzugsweise ist der Laderaum auch mit einet· Öffnung versehen, die unmittelbar nach der Zündung eine Verbindung zwischen dem Laderaum und einem weiteren Abschnitt der Reaktionskammer herstellt. . · Damit diese Wirkung erzielt wi.d, kann der Laderaum durch die Rückkehrbewegung des Zündstifte zu einem Hauptabschnitt der Reaktionskammer hin geöffnet werden, in der die Mischung dee Gases und des Brennstoffs oder Monobrennstoffs vor dir ZUndung unter einem wesentlich niedrigeren Druck als dem

Zünddruck steht, worauf die als Folge der Zufuhr der gezündtttn Gase aus dem Laderaum auftretende Druck- und Temperaturzunahme bewirkt, dass die in diesem Hauptabschnitt der Reaktionskammer vorhandene Mischung ebenfalls zündet. Die Energie des sich zersetzenden Monobrennstoffs kann zur Betätigung eines Stosskolbens verwendet werden, der gegen eine Druckfeder wirkt, durch die der Kolben nach iöder Zündung in seine Ausgangsstellung zurückbewegt wird. Dabei ist vorzugsweise eine zur Umgebungsluft geöffnete Durchführung vorgesehen, damit die Beaktionskammer am Ende jedes Arbeitshubes belüftet wird. Das Laden der Brennkammer mit flüssigem Monobrennstoff aus einem Monobrennstoffvorratsböhältei. erfolgt vorzugsweise durch eine von Hand durchgeführte Vorwärtsbewegung und eins nachfolgende federbetätigte Rückkehrbewegung eines Purapenkolbens in einem Pumpenzylinder, der durch Rückschlagventile mit dem Vorratsbehälter und der Reaktionskannner verbunden ist. Damit eine leichte Einstellung der Monobrennstoi'fmenge erzielt wird, die' zur Anpassung des gewünschten Stosses eingespritzt wird, ist ein Endanschlag für den Kolbenhub vorzugsweise mit dei Ladepumpe tcombiniert, deren Kolben vorzugsweise so angeordnet ist, dass er während seines von Hand ausgeführten, nach innen gerichteten Hubes Monobrennstoff ansaugt, während

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eine Rückholfeder zusammengedrückt wird, wobei der Zollten ' während des von der Feder ausgelösten Rüekkehrhubes die ^₁

- . gleiche Monobrennstoffmenge aus dem Ladepumpenzylinder über die Durchführung im Kolben ausstoßest, die ein Rüok-

·;. eehlagventil enthält utu die am Ende des Rückkehrhubes '-"'V-" mit einer Luftöffnung in Verbindung steht, -damit J«glioh* f Übertragung von Druck aus der Reaktionskammer aä den . ^: ->■ j Rückschlagventilen vorbei in die Zuführung θ- und in die . -''.^ Vorratsbehälterleitung zum Monobrennstoffvorratebehälte|· ■

zuverlässig verhindert wird. . · j .;

Die Reaktionskammer kann nach Wunsch auch so angeordnet ' sein, dass sie .Gas an eine Gasturbine, insbesondere an eine Anlassergasturbine abgibt. In diesem Fail wird der Reaktionskammer nach der Zündung fortgesetzt in gleichbleibender Menge solange Monobrennstoff zugeführt, wie die Anlassergasturbine in Betrieb sein soll. . ..

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargeetell-t. Darin zeigen: .

Plg.1 eine Axialechnittansicht einer Aueführungsform einer Zündvorrichtung für Monobrennstoff mit einem von sich

. zersetzenden Gasen zu betätigenden Einhubkolben und > . mit einer lade- und/oder Zündpumpe, . _r '.;&

;·;- fig.2 eine Axialschnittansicht einer weiteren Ausführung»- > ' form einer Vorrichtung nach der Erfindung mit einem v monobrennstoff betätigten Kolben, *. . ;■ '-"■■

Fig.3 eine Axialschnittansicht einer in dieser Ausführungsform zu verwendenden Ladepumpe und ■/

Fig.4 eine vergrösserte Axialschnittansicht des Einlass., ventils mit der Gegendruckschutzeinrichtung.

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Die in- Fig.1 dargestellte Vorrichtung besitzt ein Zylinderrohr 1 mit einer Bohrung 5» in der ein Arbeitskolben 6 mit einer Kolbenstange 8 aus seiner dargestellten Normaleteilung gegen eine Rückholfeder 7 verschiebbar ist. Im Betrieb wird der Arbeitekolben vom Zersetzungsgas eines Kernbrennstoff· betätigt, das In einer zylindrischen Reaktionekaamer 17 erzeugt wird, die koaxial zur Bohrung 5 verläuft, aber durch «ine Trennwand 14 von ihr abgeteilt iat. Dos Ztr- ■■> eetsungsgaa gelangt dabei über eine Bohrung 15 in '·■ ^! "Φηϊ der Trennwand 14 von der Reaktionskammer in das Ende der'"·"*', * Bohrung 5. Die Reaktionakammer 17 ist in axialer Richtung _;' des Zylinderrohre 1 durch einen Laderaum 16 mit kleinerem : Durchmesser verlängert. In der Reakt^onskammer 17 ist ein Vordruckkolben 21 verschiebbar angebracht, an dem ein zylindrischer Kolben, der in der folgenden Beschreibung als Zündstift 1β bezeichnet wird, gegen den Laderaum 16 in deaeen Richtung ragt, so dass er sich In den Laderaum bewegen kann, intern er eine dichtende Passung bildet. ..,.. Der Vordruckkolben 21 ist In- seiner gespannten Stellung dargestellt, in der eine als Schraubenfeder ausgebildete Zündfeder 19 axial zusamtnengedrUcfeist, und in der er von einem Sperrad 22 zurückgehalten wird, das von einem Auslöeehebel 20 so freigegeben werden kann, dass es sioh um einen Schritt vorwärtsbewegt, damit der·Vordruckkolben freigegeben wird, wobei es aber sofort wieder bereit let, '

. diesen Vordruckkolben zu sperren, wenn er sich nach der Auslösung der Zersetzung des Monobrennstoffs Wieder . ''' zurückbewegt. Wenn der Arbeltskolben 6 durch das · .; Zerlegungegas eines Monobrennstoffs betätigt werden soll, wird eine geeignete Menge eines flüssigen . / Monobrennstoffs, beispielsweise Isopropylnitrat, . mit Hilfe einer Ladepumpe 4- zum Vorratsbehälter 3 in die Reaktionskammer 17 befördert. Diese Ladepumpe ist

.so ausgebildet, dass sie während eines ersten Teils ihres Axbeitshubo3 üb,er eine Leitung 39 eine vorbestimmte Menge

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des Monobrennstoffs in die eigentliche Reaktionskammer einführt un-ji nahezu am Ende ihres Arbeitshubes eine bestimmte weitere Menge des Monobrennscoffs über eins zweite leitung 40 in den Laderaum 1 β einführt. Wenn nun. der Vordruckkolben 2T durch Betätigung des AuBiöeehebels freigegeben wird, bewegt dl· Zündfeder 19 den Vordruckkolben rasch vorwärts, so d-aas sich der Druck des in der Reaktionskamraer 17 enthaltenen Gases erhöht. Wenn dann ein geeignet erhöhter Druck in der Reaktionskammer erreicht worden 1st, dringt der Zündstift 18 in den laderaum 16 ein, so dass ein Mengenanteil des auf diese Weise vorkomprimierten Gases im Laderaum

" eingesperrt wird, dessen Restlänge beträchtlich kleiner als die verbleibende Länge der Reaktionskammer 17 ist. Eine weitere Bewegung des Vordruckkolbens 21 und des zugehörigen Zündstifts 18 verursacht daher während des nun folgenden Teils der Bewegung des Vordruckkolbens 21 eine wesentlich raschere Druckzunahme im Lader.:-ui 16 als in der Reaktionskammer 17. Wegen der im Vergleich' zur Reaktionskammyr 17 kleinen Querschnittfläche des Laderaums 16 verursache dieser letzte Teil der Vorwärtsbewegung der Anordnung auj den Vordruckkolben 21 und den Zündstift 18, die zu diesem Zeitpunkt eine beträchtliche kinetische Energie angenommen hat, einen raschen Anstieg des Drucks und der Temperatur im Laderaum 16 auf den

Zündpunkt. Die darauf folgende Zerlegung des Monobrennstoffs bewirkt, dass der Druck im Laderaum weiter sehr stark ansteigt, wodurch der Zündstift mit einer so grossen Geschwindigkeit zurückgeworfen wird, dass er eine Energie annimmt, die ausreicht, dass der Vordruckkoiben vom Druck in der Reaktionskamnier unterstützt in seine dargestellte Lage zurückkehrt, wo er erneut vom Sperrad 22 festgehalten wird. Sobald der Zündstift 18 im Verlaufe dieser Rückkehrbewegung den Laderaum 16 verlässt, . dringen die Zersetzungsga3e aus dem Laderaum in die

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Reaktionskammer 17 ein, wo die sich ergebende Druck- und Temperaturzunahme die Zersetzung des in dieser Kammer enthaltenen Monobrennstoffs auslöst. Auf diese Weise wird in der Reaktionskammer 17 ein hoher Druck erzeugt, der aber nicht so hoch, wie der momentan

'.im Laderaum erzeugte Druck ist, da die Anfängekompreasion der Oase in der Reaktionskaramer 17 niedriger als die ist, die im Laderaum im Zeitpunkt der spontanen Zündung erreicht wird. Diese?Druck in der Reaktionskammer wirkt über eine

, Durchführung 15 auf die Fläche einer ringförmigen Ausnehmung

* iO im Arbeitskolben 6. Wenn der auf diese Fläche wirkende

• .Druck gross genug ist, um die Kraft der Rückhol-feder 7

zu überwinden, beginnt- der Arbeitskolben 6 sich von der * Trennwand 14 wegzubewegen,, die den Zylinder 5 von der Reaktionskammeι 17 trennt, so dass der Druck in der - · Reaktionakammer die gesamte Fläche des Arbeitskolbens 6 erreichen kann. Dieser Kolben wird auf diese Weise stark ' beschleunigt, so dass er eine hohe Geschwindigkeit erreicht,; die in irgendeiner bekannten Weise ausgenützt werden kann. ·

Die Ladepumpe 4 besitzt eine Kolbenstange 23 » die mit einem gestuften Pumpenkolben 26 ausgestattet ist. Dieser gleitet in einem Pumpenzylinder 25, und er wird von einer Vorspannfeder 27 gegen die dargestellte Endlage gadrückt. . ' Wenn die Vorrichtung geladen werden soll, wird der Pumpenkolben 26 durch Drüeken eines am ,Ende der Kolbenstange 23 angebrachten Knopis 24 gegen die V_orspannfeder 27 bewegt. -...-Dieser nach innen gerichtete Hub des Pumpenkolben 26 ist dadurch begrenzt, dass eine einstellbare A_nschlagmutter 38 gegen das Ende des Pumpenzylinders 25 stösst,-wobei die Elnstsllung des Knopfs dazu dient, die bsi jeder Hin- und Herbewegung eingespritzte Monobreflnstoffmenge entsprechend den momentanen Anforderungen an die

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Torrichtuag festzulegen. Der Pumpenzylinder 25 besitzt drei öffnungen 2<i, 29 und 29a. Die erste Öffnung 28 • steht über ein Rückschlagventil 35 mit dem Monobrenn stoffvorratsbehälter 3 in Verbindung, während die öffnungen 29 und 29a über eine Leitung 39 zur Reaktionskammer 17 bzw. über eine Leitung 40 zum Laderaum 16 führen. Jede der Leitungen 39 und 40 ist alt einem Rückschlagventil 37 bzw. 37« ausgestattet. Ia Pumpenkolben 26 und in der Kolbenstange 23 ist eine Lgngebohrung 31 angebracht, die mit drei Radialbohrungen 32, 33 und 33a verbunden 1st. Die Bohrung steht über die Endkammer 25a der B_ohrung des Pumpenzylinder· 25 dauernd mit der öffnung 28 im Pumpenzylinder in Verbindung, wahrend die Radialbohrungen 33 und 33a des Pumpenkolbens 25 mit Längskanälen 36 bzw. 36a am Umfang des Pumpenkolbens 26 so in Verbindung stehen, dass der Längskanal 36 bei. der

Rückkehr des Pumpenkolbens 26 in seine dargestellte Stellung, rachdem der Knopf 24 niedergedrückt worden ist, zuerst ermöglicht, dass der vom Pumpenkolben aus der Bndkammer 25a des Pumpenzylinder 25 verdrängte Monobrennsfcoff in die Reaktionskammer 17 strömt, während der Kanal 36 an einem vorbestimmten, kurz vor dem-Ende des Rückkehrhubes des Pumpenkolbens liegenden Punkt die zweite Öffnung 29 verlässt, wobei aber nun der andere Kanal 36a dLe Verbindung mit der dritten öffnung 29a beginnt, wodurch sichergestellt wird, dass der Laderaum 16 unabhängig von der Arbeitemenge, die die Zersetzungeprodukte leiscen sollen, stets mit ainer bemessenen Menge des Monobrennstoffβ beschickt wird, die zur Erzielung optimaler Zündbedmgungen ausreicht, während eine Veränderung der Ausgangsenergie der Vorrichtung dadurch erzielt wird, dass die Menge des Mono- ^} ' ;^:rl brennstoff3 geändert wird, die der Reaktionskammer 17 -. zugeführt wird. " ;

kann leicht erkennen ,dass das Betriebsprinzip der * •Erfindung, das hier in seiner Anwendung auf einen Stoes-kolben beschrieben worden ist, auch auf andere Verwendungszwecke ,beispielsweise auf die Betätigung eine« hin- und

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hergehenden Kolbens angewendet werden kann, wobei Einrichtungen, "beispielsweise mechanische Einrichtungen, vorgesehen sind, die die periodische tfiederbettitigung der Pumpe 4 und die anschliessende Freigabe dea Kolbens sicherstellen. Die Erfindung kann andererseits auch zur AuSi-ösung des Betriebs einer kontinuierlich arbeitenden Vorrichtung, wie etwa einer Anlassergasturbine verwandet werden. Zu diesem Zweck kann der Arbeitskolben 6 ala Druckabsperrorgan ausgeführt sein oder durch ein solches ersetzt sein, das solange geschlossen bleibt, bis der Druck in der Reaktionskaramer 17 einen vorbestimmten Wert erreicht. Dabei wird eine zusätzliche Brennstoffpumpe, die eine kontinuier*· liehe gleichmäaige Konobrennstoffzufuhr zur Reaktionskammer 17 erzeugen kann, vorgesehen und so*angeordnet, dass sis gleichzeitig oder kurz vorher zu arbeiten beginnt, bevor der Vordruckkolben 21 und der Zündstift 2.aar Auslösung der Zersetzung des Konobrennstoffs im Laderaum 16 freigegeben werden. .

Wenn in den. Vorratsbehälter 3 wieder Monobrennstoff nachge- · lullt werden mus3, kann dies durch Öffnen eines seitlich angebrachten Deckels 41 durchgeführt werden, der zu diesem Zweck vorgesehen ist. Schliesslich sei bemerkt, dass die erfindungsgemässe Vorrichtung, obwohl sie hauptsächlich für. die Verwendung mit einem Monobrennstoff wie Isopropylnitrat gedacht ist, auch mit anderen Brennstoffen wie Benzin oder Dieselöl, die zur Verbrennung.Sauerstorf benötigen, verwendet werden kann,- vorausgesetzt, dass in diesem Pa-1 Vorkehrungen getroffen sind, die bei federn Arbeitsgang sicherstellen, dass in der ReaktioBkammer 17 ein in einem geeigneten Mengenverhältnis zum Monobrennstoff · stehendes, die Verbrennung unterhaltendes das ,üblicherweise Luft, vorhanden ist.

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Eine andere Auoführun^sfprm der Erfindung ist. in den ' !Figuren 2 bis 4 dargestellt. , _r

In Pig.2 erkennt man unter Beachtung der von Fig.1 verschiedenen Wterlmale, dass der Zündstiit 18 nicht an einem Vordruckkoibon, wie dem Voxdruckkolben.21 von Pig. 1 Sündern on einer -."'uhrungsstange 25 befestigt ist, die mit einem _ Federandchlag 42 versehen ist, auf den die Feder 19 einwirkt. Die Führungsstange 43 kann sich frei in einer belüfteten Bohrung bewegen. Die Bewegung des Federanichlaga 42 wird von einem Ansatz 4-4-'auf seiner Führungsstange 43 so begrenzt, dass das Ende des Zündstift? /Io ständig in fc Eingriff mix einem Laderaum 45 wie dem !Laderaum 1.6 von Fig. •bleibt, der in der Trennwand H angebracht ist. die die Stirnwand des Arbeitszylinders 5 bildet. Im Gegensatz zur ' Konstruktion von Fig.1 ist der Laderaun 45 jedoch als eine durchgehende Bohrung ausgebildet. Als Vorrichtung, die den Zündstift in der gespannten/Stellung zurückhält, wirkt ein einfacher uncer Federdruck stehender, Abzugsstift, , 32 , der jedoch, wenn β3 erwünscht ist, mit einer Einrichtung ausgestattet sein kann, die sein rfMereingreifeu sicherstellt, sobald der Zündstift-Tb und der Federanschlag 42 nach der'Zündung wieder in die dargestellte Stellung zurückkehren. ■ . ■«_·., ,

f Die FÜhrungsstange 43 kann gemäss der Darstellung von. Hand zurückgezogen werden, damit der Zündstift. Io von.Jiand gespannt wird, wenn er losgelassen worden ist ohne dass eine Ladung vorhanden war. Der Arbeitsko.lben,- 6 ist pit _. einer Mittelerhebung 46. ausgestattet, die den Ausgang. ^ . des als durchgehende Bohrung au-sgeführten Laderäume 45 ,. . ₄:- in die Zylinderbphrijng 5 des Arbeitazylinders abdichtet, wenn, der Arbeit3kolben von,der. Feder 7 in seiner darge- . stelltan Endstel^ung gehalten wird.. Sin JJntfangsring .47 . ^ * des Arbeitakolbens 6 hält dabei die Stirnfläche des Kolbens

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in einem gewissen Abstand von der Trennwand 14, so dass eine ringförmige Kammer 9 gebildet wird, die die Kittelerhebung 46 umgibt. BIe Durchführung 40, durch dia die Ladepump· 4 etir Betätigung des Arbeitskolbens 6 den veränderlichen grösseren Anteil des Monobrennstoffs zuführt, 1st so angeordnet» dass sie über ein Einlassventil 43 in diese ringförmige Kammer 9 führt, während ein gleichartiges Einlassventil 48a in die Durchführung 39 eingeschaltet ist, über die eine konstante kleine Honobrennstoffmenge zur Zündung In den Laderaum 45 eingeführt wird. Wie aus Fig.4 hervorgeht« besitzt das Gehäuse' des EInIaSS* ventile 43 an der Rückseite seines Ventilsitzes 49 eine Querbohrung 50, die eich mit der zum Ventilsitz 49 führenden 8tr8mungsdurcb.führung 51 überschneidet. Diese Querbohrung 50 ist normalerweise' mit einer Zerreiesscheibe 52 verschlossen. Sollte aus irgendeinem Grund das Einlassventil 43 einmal nicht verhindern, dass der Rückschlagdruck aus dem Laderaum 45.oder aus dem Arbeitsonde der Zylinderbohrttng 5 die StrömunKsdurchführunß 51 erreicht, die vom Konobrennstoffvorratsbehälter durch eines der Rückschlagventile 3/ und 3/a der Ladepumpe 4 getrennt ist, dann zerreisst der sich ergebende Druckanstieg in der Strömungsdurchführung 51. die Zerreisacheibe 52, so dass die Strömungsdurchführung 51 mit einem Funkt niedrigen Drucks -verbunden wird, wodurch jede Gefahr des Zurückschlagens des Zünddrucks zum Monobrennstoffvorratsbehälter vermieden wird.

Die in Pig.3 dargestellte Ladepumpe ist in anderertfeiee konstruiert₍ als die In Pig.1 dargestellte Ladepumpe. Im Betätigungsknopf 54 nach Flg.3 sind daher die Funktionen des Betätigungsknopfs 24 und der Anschlagmutter 38 von Fig.1 .kombiniert. Anstelle eines einzelnen Pumpenkolbens 26, der nacheinander zuerst eine veränderliche Monobrennstoffmenge

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in die Hauptreakt ions !rammer und dann eine kleinere feste Monobrennstoffmenge in den Laderaura einführt, ist ein Hauptpumpenkolben 52 angebracht worden, der der ringförmigen Kammer 9, die die Mittelerhebung 46 des Arbeitskolbens 6 umgibt, 'über die Durchführung 40 , Monobrenns»off zuführt. Dieser Hauptpumpenkolben 52 besitzt dabei eine koaxiale Bohrung 53, In der-sich ein Hilfskolben 54 relativ zum Hauptpumpenkolben 53 zwischen einer Normalstellung, in die er von einer Feder 55 gedrückt ..' wird,und einer zweiten Stellung bewegen kann. In der ■ Normalsteilung Wi.rd der Hilfskolben 54 von einem * vom Hauptpumpenkolben in eine Nut 57 am Hilfskolben ragenden Stift 56 festgehalten, der in das Ende dieser Nut eingreift, und in der zweiten Ste.lung wii.d die nach innen gerichtete Bewegung des Hillskolbens 54 in die koaxiale Bohrung 53 von einer Schulter 5ö an der Kolbenstange 23 begrenzt. Brennstoff aus den Monobrennstoffvorratsbehäiter wird über das Rückschlagventil 35 in eine ringförmige Kammer 59 eingelassen, die die Kolbenstange 23 umgibt und über sich übernchnoldendc Bohrungen 60,61 und ein Rückschlagventil 62 mit der koaxialen Bohrung 53 in Verbindung steht, in der der Hiliekolben 54 angebracht ist. Au3serdem steht die r " ringförmige Kammer 59 über eine Bohrung 63 und eine ¹V Längenut 64 im Hauptpumpenkolben 52 mit dem Rückschlag- ' ventil 37 in Verbindung, das über die Durchführung 39 zum Laderaum 45 führt. Die Vorspannung der Feder 27, die den Hauptpumpenkolben 52 in seiner Normalstellung hälw, ist so gewühlt, dass der Hauptpumpenkolben 52 bei Bewegung der Kolbenstange 23 durch Niederdrücken des Besitigungsknopfs 34 zurückgehalten wird, bis der Hilfskolben.54 seinen zugelassenen Hub vollständig ausgeführt .hut,* so dass dem Laderaum 45 eine vorbestimmte Monobimnstoffmenge zugeführt wird. Die weitere nach innen gerichtete

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Bewegung des Betätigungeknopfs 34 bewirkt dann, dass sich der Hauptpurapenkolben 52 gemeinsam mit der fortgesetzten Vorwärtsbewegung dee Hilfskolben? 54 bewegt, wodurch der ' . \ Iahalt der die Kolbenstange 23 umgebenden ringförmigen Kammer 59 vergrössert wird, so dass über das Rückschlag- , ■ -ventil 35 Monobrennatoff aus dem Vorratsbehälcer angesaugt wird. Wenn der Betätigungsknopf 34 nun freigegeben wird, bewegt die Feder 27 den Hauptpumpenkolben 52 zurück, und die Feder 55 bewegt gleichzeitig den Hilfskolben 54 in.. seine Ausgangsstellung relativ zum Hauptpumpenkolben .zurück, so dass anfänglich Monobrennatoff aus der ringförmigen Kammer 59 in die Bohrung 53 transportiert wird, die den Hilfszylinder' bildet, In dem der .Hilfskolben arbeitet. Venn dieser Hilfezylinder voll geladen worden, ist, bewirkt die weitere Rückkehrbewegung des Hauptpumpenkolbens 52 das Ausstoseen ,_jM_ des restlichen angesaugten Monobrennstoffs über das Rück- ' " ' echlagventil 37a und die Durchführung 40 in die Ringkammer 9«.: die die Raaktionekammer in der Hauptzylinderbohrung 5 des · Zylinderrohre 1 bildet. Ei sei beachtet, dass die Ladung des Laderaum· auf diese Weise während des Niederdrücktne . / des Betätigungsknopfa 34 erfolgt während die Ringkaomer 9 während der Rückkehrbewagung des Betätigungsknopfs 34 und A-. . der Kolbenstange 23geladenwird.

.Wenn der Hilfskolben 54 in seine, Ausgangsetellung relativ zum Hauptpuaptnkolben 52 aurückgekehr-fc tat,.der seine , .. Rückkehrbewegung weiter fprteetzc, könnte ein Teil des aus der ringförniigen Kammer. 59 ausgestossenen· Brennstoffs Übe χ ^l te Bohrungen 60 ,und 61, das Rückschlagventil 62, .... die Bohrung 53 und das Rückschlagventil 37 in den Laderautn 45 ε trögen. Damit, dlos verhindert wird, ist..der Druckabfall . an den zwei-in Serie geschalteten Rüc.kschlagyentiien 6^ ... .'* und 37 so ausgebildet,, dass, er beträchtlich grosser ale,. ,.·..-'».·. ·. der Druckabfall an 4em einen.Rückschlagventil 37a ist, \- d'ae in der Leitung zur Ringkammer 9 angebracht ist. .. .

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Wenn der Abzugsstift 33 nach Betätigung der Ladepumpe 4 gebogen wird, lsi. die Spannfeder 19 frei,:so dass sie den Zündstift Ί-8 rasch in den Laderaum 45 treiben kann.* . « da<nifc da3 darin enthaltene Gas komprimiert wird, bis Brück und Temperatur im Laderaum eine spatane Zersetzung des» Monobrennstoffs bewirken. Der sich daraus ergebeöde.Druckanstieg im Laderaum 45 bewegt nicht nur den Zündstift ' zuxück, so dass er zu einem erneuten Zündvorgang gespannt ν ist, sondern wirkt auch so auf die Mittelerhebung 4-6 de* Arbeitskolbens 6 ein, dass sich diese^Aittelerhebung aus ' dem Laderaum 45 bewegt. Auf diese Weise wird die Verbindung zwischen dem Laderaum und der Ringkammer 9 hergestellt, damit der Hauplanteil des Monobrennstoffs, der der Ringkammer über die Durchführung 40 zugeführt worden ist, gekündet wird. Darüber hinaus wirkt der Druck der Zersetzungsgaae nun auf die gesamte Fläche de3 Kolbens 6 im Gegensatz zur Einwirkung auf die daa Querschnitt der Mittelerhebung entsprachende Fläche, wie es vor der Herstellung der Verbindung zwischen dem Laderaum 45 und der Ringkammar 9 der Pai.l war.

Der Hauptzylinder 5 ist mit einer Auslassöffnung 45 versehen, die freigegeben wird,'wenn 3ich der Arbeitskolben 6 um eine vorbe3timmte Strecke aus seiner dargestellten Normalstellung bewegt hat. Diese Auslassöffnung 65 wird gemäss der Deratellung von einer Luftöffnung 66 zur Umgebungsluft geöffnet, wenn der Kolben als Sosskolb&n oder als hin- und hergehender Kolben arbeitet und ein Ausgangsglied bildet. Vis durch die Einfügung des Dreiweggschiebers 67 angegeben ist kann die Auslass- ^;. öffnung 65 aber auch mit einer AusgQngsieitung 6<3 . ■■ verbunden werden, in der die kontinuierliche Zufuhr von Zeraetzungegasen erforderlich sein kann, wenn sie, wie als Beispiel dargestellt ist, zu einer Gasturbine 69 führt. Um eine solche kontinuierliche Gaezufuhr zu

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erzeugen.wirddia zur Ringkammer 9 führende Durchführung nach der Zündung mit einer kontinuierlich liefernden I'ionobrennstoffquelle verbunden, die in der Zeichnung ala geeignet angetriebene Getriebepumpe 70 dargestellt ist. Solange die Monobrennstoffzufuhr aufrechterhalten wird, hält der Druck der Zersetzungsgase dann den Arbeit3-kolbeti 6 in einer Stellung, in der er das Ausströmen der Gase durch die Auslassöffnung 65 zulässt.

Patentansprüche

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Claims (1)

1. Fa t e η t an s ρ r ü c h e

   1. Zündvorrichtung zur Zündung eines Brennstoff-Gas-Gemisches, dadurch gekennzeichnet dass ein Laderaum in Gegenwart des Gases mit dem Brennstoff geladen wird, und dass die Brennstoff-Gas-Mischung im Laderaum zur Erzeugung von Spontanzündbeindungen mittels eines durch Auslöserbetätigung freigegebenen federbelasteten Zündstifts komprimiert wird, der sich als Folge des sich aus der Zündung.^ ergebenden erhöhten Laderaumdrucks nach der Zündung frei zurückbewegen kann,

   2. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,. . dass der Zündstift durch die unter dem Einfluss dee . gezündeten Brennstoff-Gaa-Gemieches erfolgende' Rückkehr* bewegung wieder spannbar 1st.

   3., Zündvorrichtung nach Anspruch 1 zur Zündung eines Monobrennstoff-Gas-Gemisches, dadurch gekennzeichnet, dass eine beetimmte Menge eines flüssigen Monobrennstoffe in einem äpannvorgang von einem Vorratsbehälter in einen Laderaum transportiert wird, dass der Monobrenn- ■ stoff in dem Laderaum durch eine als folge der schnellen ■ Bewegung eines federbelasteten, durch Auelöeerbetätigung . au» einer gespannten Stellung freigegebenen Zitndlsjtlfts " durch Kompression des Gases im Laderaum gezündet wird, und dass der Zündstift unmittelbar nach der Zündung vom Laderaumdruck des sich zersetzenden MonobrennstofJs suiüekgedrückt und auf diese Weise fur den n&ehsß&a fund-Vorgang gescannt wird.

   4. Zündvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck der gezündeten Mischung im Laderaum 30 besessen ist, dass eine Verbindung, entsteht, über die die gezündete Mischung ajus dem Laderaum in eine Reaktionskammer gelangt, damit ein zusätzlicher,

   der Reaktionskammer zugeführter Brennstoff gezündet wird.

   5* Zündvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck der gesundeten Mischung so bemessen 1st, dass eine Arbeitsauslassöffnung für die gezündete Mischung geöffnet wird. , '*'·

   6. Zündvorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, . dass die Arbeitsauslassöffnung in einen Zylinder führt, der einen gegen eine Federbelastung verschiebbaren Kolben- _venthält, und dass der Zylinder eine zweite Auslassöffnung · besitzt, die vom Kolben nach Zurücklegen einer bestimmten Strecke bei seiner Bewegung gegen die Federbelastung freigegeben wird. ' " .

   7. Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einhubladepumpe vorgesehen ist, die sowohl dem Laderaum als auch der Reaktionskammer in einzeln bemessenen Mengen Brennstoff zuführt.

   8. Zündvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einhubladepumpe Vorrichtungen zur Einstellung der der Reaktionskanmer zugeführten Brennstoffmenge ohne Beeinflussung der den Laderaum zugeführten Brennstoffmenge

   ^: enthält. '

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