DE2644170A1

DE2644170A1 - Verfahren und vorrichtung zur erzeugung eines akustischen unterwassersignals

Info

Publication number: DE2644170A1
Application number: DE19762644170
Authority: DE
Inventors: Alpheus Alonzo Franklin; Jack Edwin Hardison; Dale Hardy Reed
Original assignee: Atlantic Richfield Co
Current assignee: Atlantic Richfield Co
Priority date: 1975-10-06
Filing date: 1976-09-30
Publication date: 1977-04-14
Also published as: IT1068402B; JPS5245920A; AR213416A1; GB1554208A; SE7609901L; BR7606667A; BE846645A; AU1751876A; FR2327555A1; EG13208A; NO763395L; NL7610769A; NO146691C; AU505221B2; YU242476A; NO146691B; ES452164A1; FR2327555B1; CA1077166A

Description

DP 5O-6-295A

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RICHi¹IELD COMPANY Los Angeles, California, Y.St.A.

Yerfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines akustischen Unterwassersignals

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Verfahren und Vorrichtungen zum Erzeugen akustischer Unterwassersignale für seismische Untersuchungen und betrifft insbesondere eine unter Wasser benutzbare, zum Verpuffenlassen von Gas geeignete Vorrichtung der Bauart, bei der Kavitationsblasen erzeugt werden, die nach ihrer Erzeugung zusammenbrechen und die gewünschten Signale erzeugen.

Quellen für akustische Signale, z.B_o unter Wasser benutzbare Vorrichtungen zum Verpuffenlassen von Gas zur Durchführung seismischer Untersuchungen, werden gewöhnlich dadurch betätigt, daß auf elektrischem Wege ein explosives Gasgemisch gezündet wird, das unter Druck in eine erweiterbare Verbrennungskammer eingeschlossen ist, die zwei relativ zueinander bewegbare, gleitend geführte zylindrische Körper

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voneinander trennt. Wird mindestens einer dieser Körper bewegt, wird eine Masse, z.B. eine Platte, im Wasser mit einer Geschwindigkeit vorwärtsgetrieben, die ausreicht, um ein akustisches Signal zu erzeugen, wobei dieses Signal entweder durch eine positive Druckkraft oder durch das Zusammenfallen einer Kavitationsblase hervorgerufen wird.

Bei den bis jetzt bekannten Vorrichtungen der soeben geschilderten Art werden gewöhnlich einander gegenüberliegende flache Platten im Wasser im rechten Winkel zu den ebenen Hauptflächen der Platten schnell auseinanderbewegt. Photographische Untersuchungen zeigen, daß eine Kavitation nahe den beiden einander zugewandten Flächen auftritt, wenn die Platten in entgegengesetzten Richtungen bewegt werden. Hierbei unterscheiden sich die beiden Kavitationsblasen regelmäßig bezüglich ihrer Größe, und daher erscheinen die beim Zusammenfallen der Kavitationsblasen entstehenden Signale als durch einen endlichen Zeitabstand getrennt. Wird dagegen eine der Platten unverrückbar festgehalten, tritt eine Kavitation offenbar nahezu ausschließlich an der betreffenden Fläche der sich bewegenden Platte auf. Im Hinblick hierauf geht die Erfindung von der Annahme aus, daß es möglich sein müßte, die bekannten Vorrichtungen dieser Art dadurch wirkungsvoller zu machen, daß man eine der beiden einander zugewandten Platten vollständig fortläßt und lediglich eine einzige Platte bewegt, die allseitig von Wasser umgeben ist. Versuche haben die Richtigkeit dieser Annahme bestätigt. Bei einer entsprechenden Konstruktion ist es außerdem möglich, die Gestalt und die Abmessungen der Platte zu verändern, ohne daß größere Änderungen an der Betätigungseinrichtung erforderlich werden. Der Energiegehalt der zusammenfallenden Kavitationsblase und die Stärke des erzeugbaren akustischen Signals werden durch die Gestalt und die Abmessungen der Platte in einem erheblichen Ausmaß beeinflußt. Im Gegensatz hierzu ist es bei typischen Kolben- und Zylinderanordnungen bekannter Art zum schnellen Auseinanderbewegen einander gegenüberliegender

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Platten erforderlich, die gesamte Vorrichtung weitgehend abzuändern, wenn Änderungen bezüglich der Gestalt und der Abmessungen der Platten vorgenommen werden.

Gemäß der Erfindung hat es sich ferner gezeigt, daß eine Platte, die mittels einer unter V/asser zu benutzenden Vorrichtung zum Verpuffenlassen von Gas beschleunigt wird, in der Richtung ihrer Bewegung erheblichen Biegekräften ausgesetzt wird, die entweder auf die plötzliche Verzögerung am Ende der Vorwärtsbewegung oder auf die ungleichmäßige Druckverteilung auf der Rückseite der Platte beim Zusammenfallen der Kavitationsblase zurückzuführen sind. Diese Biegekräfte sind so groß, daß sie zum Entstehen von Rissen in der Platte oder zum vollständigen Bruch der Platte führen können, wenn die Platte aus unelastischen Materialien von geringer Festigkeit bestehtο

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahren und Vorrichtungen der eingangs allgemein geschilderten Art zum Erzeugen akustischer Unterwassersignale für seismische Untersuchungen zu schaffen, die eine maximale Ausnutzung der verfügbaren Energie zur Erzeugung einer Kavitationsblase ermöglichen, und bei denen sich der Energieinhalt der Kavitationsblase leicht nach Bedarf verändern läßt.

Bei den bekannten Vorrichtungen der genannten Art werden Sauerstoff und Propan in die Verbrennungskammer eines im Wasser angeordneten Zylinders unter einem entsprechenden Druck eingeleitet und dort mit Hilfe einer Zündkerze bekannter Art gezündet. Die hierbei entstehenden Verbrennungsprodukte werden über ein Auslaßrohr abgegeben, das in Verbindung mit der Verbrennungskammer steht.

Bekanntlich verbleibt in einer solchen Verbrennungskammer stets eine gewisse restliche Kondensatmenge. Der Hauptgrund hierfür besteht darin, daß eines der Nebenprodukte der chemi-

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sehen Reaktion zwischen dem Sauerstoff und dem Propan Wasser ist. Da die Vorrichtung von dem sie umgebenden Wasser ständig abgekühlt wird, kondensiert ein Teil dieses zunächst in Form von Dampf vorhandenen Wassers nach jeder Zündung auf den Wänden des Zylinders. Diese Kondensation führt zu einem Druckabfall in der Verbrennungskammer, und wenn die Auslaßleitung in Verbindung mit der Atmosphäre gebracht wird, wird Luft von außen angesaugt, um den vorhandenen Druckunterschied auszugleichen. Diese angesaugte Luft bildet eine weitere Quelle für Wasserdampf und daraus entstehendes Kondensat. Wird das Kondensat nicht aus der Verbrennungskammer entfernt, sammelt es sich zunehmend an, so daß es auf die Zündkerze gespritzt werden kann, wodurch Fehlzündungen hervorgerufen werden, und schließlich nimmt das Kondensat einen so großen Raum ein, daß sich die. bei den weiteren Zündvorgangen erzeugte Kraft erheblich verringert.

Ein bekanntes Verfahren zum Entfernen des Kondensats ist in der US-PS 3 509 962 beschrieben. Bei diesem Verfahren werden die flüssigen Verbrennungsprodukte in einer Unterwasservorrichtung zum Verpuffenlassen von Gas am geneigten unteren Ende der Verbrennungskammer gesammelt und dann durch einen Saugheber geleitet, der die flüssigen Verbrennungsprodukte in den Abgasstrom in einer Abgasleitung einleitete Das Ausstoßen der kondensierten Flüssigkeiten erfolgt hierbei nur während des Vorhandenseins des maximalen Verbrennungsdrucks, und es liegt auf der Hand, daß man auf die Abgasleitung ständig einen Unterdruck aufbringen muß, wenn die zerstäubte Flüssigkeit abgesaugt werden soll.

Im Hinblick hierauf soll durch die Erfindung eine Vorrichtung der genannten Art geschaffen werden, bei der das Kondensat automatisch in Abhängigkeit davon entfernt wird, daß die gasförmigen Verbrennungsprodukte aus der Verbrennungskammer ausströmen, und bei der das Kondensat beim Gebrauch der Vorrichtung automatisch bei jedem beliebigen von mehreren

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Betriebszuständen entfernt werden kann. In Verbindung hiermit soll eine Einrichtung geschaffen werden, die es ermöglicht, Feuchtigkeit unmittelbar von den Elektroden einer in der Verbrennungskammer angeordneten Zündkerze oder einer anderen Zündeinrichtung abzuführen.

Bei den bekannten Vorrichtungen der genannten Art ergibt sich ein weiteres Problem aus der Art und Weise, in der in die Verbrennungskammer getrennte Ströme von Propan und Sauerstoff eingeleitet werden. Beim getrennten Zuführen der beiden Gase wird das Entstehen eines explosionsfähigen Gemisches außerhalb der Verbrennungskammer verhindert, und außerdem ist es nicht erforderlich, Mischkammern oder andere Gemischbildungseinrichtungen vorzusehen. Normalerweise werden Sauerstoff und Propan in die Verbrennungskammer in einem Volumenverhältnis von etwa 5:1 eingeleitet, so daß sich das richtige stöchiometrische Gemisch ergibt. Wenn der Füllvorgang bei einer typischen Vorrichtung 1,5 bis 2 s dauert, ist jedoch anzunehmen, daß für eine gründliche Durchmischung der Gase in allen Teilen der Verbrennungskammer keine auspichende Zeit zur Verfügung steht. Wenn im Zeitpunkt des Zündens das die Elektroden der Zündkerze unmittelbar umgebende Gasgemisch zu mager ist, da vorherrschend Sauerstoff vorhanden ist, besteht die Gefahr, daß keine Zündung stattfindet. Ist das Gemisch dagegen zu fett, können die Elektroden der Zündkerze verbrennen. Daher ist anzunehmen, daß bei den bekannten Einrichtungen zum Zuführen von Brennstoff das Gasgemisch in der unmittelbaren Umgebung der Elektroden von Schuß zu Schuß regellos variieren kann, so daß entweder akustische Signale von unterschiedlicher Stärke erzeugt werden, oder daß Fehlzündungen auftreten.

Im Hinblick hierauf sollen nunmehr Verfahren und Vorrichtungen geschaffen werden, die gewährleisten, daß in der unmittelbaren Umgebung der Elektroden ein explosives Gasgemisch mit der richtigen Zusammensetzung vorhanden ist.

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Zu einer erfindungsgemäßen, unter Wasser zu benutzenden Vorrichtung zum Verpuffenlassen von Gas, die so unterstützt ist, daß sie allseitig von Wasser umgeben ist, gehören allgemein ein geschlossener äußerer Zylinder mit waagerecht angeordneter Achse, zwei in dem Zylinder gleitend geführte, durch eine dazwischen liegende erweiterbare Verbrennungskammer getrennte Kolben, zwei sich von den Kolben aus durch die voneinander abgewandten Stirnwände des Zylinders erstreckende Kolbenstangen zum Verbinden der Kolben mit zwei äußeren ringförmigen bzw. runden Platten, die im wesentlichen vollständig von Wasser umgeben und so angeordnet sind, daß sie jeweils durch einen Abstand von den Stirnwänden des Zylinders getrennt sind, wobei ihnen keine weiteren Platten von ähnlicher Gestalt benachbart sind oder gegenüberliegen, ferner Einrichtungen zum Einführen eines unter Druck stehenden explosiven Gasgemisches in die Verbrennungskammer sowie zum Zünden des Gasgemisches und Einrichtungen zum Austreiben der Verbrennungsprodukte. Wird die Vorrichtung gezündet, werden die Kolben auseinandergetrieben, so daß die ringförmigen Platten im sie umgebenden Wasser in entgegengesetzten Richtungen beschleunigt werden. Dies hat zur Folge, daß nahe den rückseitigen Flächen der Platten Kavitationsblasen erzeugt werden. Durch das Zusammenfallen dieser Kavitationsblasen wird ein einziger energiehaltiger akustischer Impuls erzeugt. Die ringförmigen Platten sind vorzugsweise tellerförmig ausgebildet, ihr Durchmesser ist erheblich größer als der Durchmesser des Zylinders, und sie sind so angeordnet, daß ihre konvexen Flächen den benachbarten Enden des von Wasser umgebenen Zylinders zugewandt sind«, Die Kavitationsblasen sind im wesentlichen ringförmig und entstehen an den äußeren Rändern der Platten.

Ein den Boden bzw_o den unteren Teil der Verbrennungskammer bildender Teil der Zylinderwand ist als Sumpf zum Sammeln des in der Kammer periodisch erzeugten Kondensats ausgebildet«, In die Verbrennungskammer ragt durch den oberen Teil der

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Zylinderwand ein Auslaßrohr so hinein, daß es sich nach unten in die Verbrennungskammer und den Sumpf hinein erstreckt. Der Sumpf ist in der Mitte mit einem nach oben ragenden konischen Bauteil versehen, das in das untere Ende des Auslaßrohrs hineinragt. Werden gasförmige Verbrennungsprodukte durch den Sumpf hindurch in das Auslaßrohr gedruckt, wird das in dem Sumpf vorhandene Kondensat von dem Gasstrom mitgerissen und zusammen mit dem Gas abgeführt.

Quellen für Propan und Sauerstoff sind durch getrennte Schlauchleitungen mit den zugehörigen Enden zweier kurzer Gaseinführungsrohre verbunden, die durch einander entsprechende Halterungen in ihrer Lage gehalten werden, welche durch die Seitenwand des Zylinders ragen und in Verbindung mit der Verbrennungskammer stehen. Jedes der beiden Gaseinführungsrohre ragt in die Verbrennungskammer hinein und ist nahe seinem verschlossenen inneren Ende mit einer Düsenöffnung versehen. Ferner sind Einrichtungen vorhanden, die es ermöglichen, die Gaseinführungsrohre so zu drehen, daß ihre Düsenöffnungen den Elektroden einer Zündkerze zugewandt sind, die in der Verbrennungskammer in einem Abstand von den Rohren angeordnet ist. Getrennte Ströme von Propan und Sauerstoff, die über diese Düsenöffnungen in die Verbrennungskammer eingeleitet werden, überstreichen die Elektroden, um im Augenblick der Zündung eine Trocknung zu bewirken. Da die beiden Düsenöffnungen im Vergleich zueinander so bemessen sind, daß Propan und Sauerstoff im gewünschten Mengenverhältnis zugeführt werden, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, daß das gewünschte Mischungsverhältnis in der unmittelbaren Nähe der Zündkerzenelektroden vorhanden sein wird, nachdem die zum Füllen der Verbrennungskammer mit Gas verfügbare Zeit abgelaufen ist.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist ein ortsfester, nach außen abgeschlossener Zylinder vorhanden, der so unterstützt ist, daß seine Achse senkrecht verläuft, und dessen Verbrennungskammer über einem einzigen bewegbaren

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Kolben liegt. Der Kolben wird dadurch nach unten getrieben, daß ein explosives Gasgemisch gezündet wird, wodurch in der Verbrennungskammer sich entspannende Verbrennungsprodukte entstehen, wodurch im die Vorrichtung umgebenden Wasser eine einzige ringförmige äußere Platte bewegt wird, die mit dem Kolben starr verbunden ist. Ebenso wie bei der vorstehend kurz geschilderten Ausführungsform ist auch die einzige vorhandene Platte im wesentlichen vollständig von Wasser umgeben, sie ist in einem Abstand vom zugehörigen Ende des Zylinders angeordnet, und es liegt ihr keine andere Platte von ähnlicher Größe gegenüber. Ein Sumpf zum Sammeln flüssiger Verbrennungsprodukte ist in der der Verbrennungskammer zugewandten Fläche des Kolbens ausgebildet, und ein Auslaßrohr zum Abführen der Verbrennungsgase ragt so durch die obere Stirnwand des Zylinders, daß sein unteres Ende mit dem Sumpf zusammenarbeiten kann. Nach einer Betätigung der Vorrichtung wird ein Gemisch aus gasförmigen und flüssigen Verbrennungsprodukten von unten nach oben in das Auslaßrohr gedruckt, um aus der Vorrichtung abgeführt zu werden.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung sind zwei Gaseinführungsrohre ähnlich den vorstehend beschriebenen so unterstützt, daß sie durch die obere Stirnwand des Zylinders ragen und sich in einem Abstand von den Elektroden der Zündkerze in die Verbrennungskammer hinein erstrecken. Diese Gaseinführungsrohre entsprechen bezüglich ihrer Konstruktion und Wirkungsweise den vorstehend beschriebenen.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen axialen Schnitt durch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

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Fig. 1A eine perspektivische Darstellung der Brennstoffzu-

führungs- und Zündeinrichtungen der Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 2 einen axialen Schnitt einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3a, 3b und 3c jeweils einen axialen Schnitt einer anderen Ausführungsform äußerer Platten der in Fig. 1 und 2 dargestellten Art;

Fig. 4 einen vergrößerten Teilschnitt längs der Linie 4-4
in Fig. 1 eines mit einem Auslaßrohr kombinierten
Sumpfes;

Fig. 5 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig_e 2 mit Einzelheiten des Kolbens und des Auslaßrohrs;

Fig. β in einem Teilschnitt eine Weiterbildung der Sumpf- und Auslaßrohranordnung nach Fig. 4;

Fig. 7 einen vergrößerten Teilschnitt eines Gaseinführungsrohrs mit der zugehörigen Halterung;

Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie 8-8 in Fig. 1, der die Innenansicht der Brennstoffeinführungseinrichtung nach Fig. 1A darstellt;

Fig. 9 in einer Stirnansicht das obere Ende eines erfindungsgemäßen Gaseinführungsrohrs; und

Fig.10 einen axialen Schnitt eines Zündkerzengehäuses nach
der Erfindung.

Zu der in Fig. 1 und 1A dargestellten, insgesamt mit 10 bezeichneten, unter Wasser zu benutzenden Vorrichtung zum Ver-

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puffenlassen von Gas gehört ein allseitig verschlossener Zylinder 12, der im Wasser an beiden Enden mit Hilfe von Seilen 13 und 14 von einer nicht dargestellten ortsfesten oder bewegbaren Unterstützung, z.B. von einem Schwimmkörper aus unterstützt werden kann, welcher die üblichen Betätigungseinrichtungen, eine Stromquelle und die Einrichtung zum Zuführen von Brennstoff tragen kann. In dem Zylinder 12 sind zwei gleichartige Kolben 16 und 18 in entgegengesetzten Richtungen bewegbar. Die Kolben 16 und 18 sind durch zugehörige Kolbenstangen 20 und 22 mit ringförmigen äußeren Platten 24 und 26 verbunden, die nahe den beiden Enden des Zylinders 12 angeordnet sind. Der Raum zwischen den Kolben 16 und 18 in dem Zylinder 12 bildet eine Verbrennungskammer 28, der ein explosives Gasgemisch unter einem entsprechenden Druck zugeführt werden kann, damit sich die Kolben 16 und 18 nach außen treiben lassen. Das explosive Gasgemisch kann z.B_o aus getrennten Strömen von Sauerstoff und Propan entstehen, die über Schlauchleitungen 29 und 30 zugeführt werden. Zum Zünden des explosiven Gasgemisches in der Kammer 28 dient eine Zündkerze 31 bekannter Art, die durch isolierte Kabel 32 und 33 in Verbindung mit einer Spannungsquelle steht. Gemäß Fig. 1A ist eine Tragplatte 34 vorhanden, die über einer Öffnung im oberen Teil der Wand des Zylinders 12 angeordnet und mit zwei Gasleitungshaltern 35 und 36 versehen ist, welche die Schlauchleitungen 29 und 30 mit der Kammer 28 verbinden,, Die Zündkerze 31 ist auf ähnliche Weise in ein an der Tragplatte 34 befestigtes Gehäuse 37 eingebaut,, Auf weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Anordnung nach Fig„ 1A wird weiter unten näher eingegangen _a

Durch die Tragplatte 34 ragt in die Kammer 28 hinein ein Auslaßrohr 38 von geschlossener oder offener Bauart₉ damit die gasförmigen Verbrennungsprodukte aus der Kammer abgeführt bzw. ausgetrieben werden können_o Da die Vorrichtung 10 durch das sie umgebende Wasser ständig gekühlt wird, kondensiert jeweils ein Teil des bei dem Verbrennungsvorgang entstehenden

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Wassers. Wird das Kondensat nicht periodisch entfernt, sammelt es sich an, wodurch sich der wirksame Rauminhalt der Kammer 28 verkleinert, was wiederum zu einer "Verringerung der Energie der darin stattfindenden Explosionen bzw. Verpuffungen führt. Damit das Kondensat entfernt werden kann, ist in der Wand 39 des Zylinders 12 im unteren Teil der Verbrennungskammer 28 ein Sumpf 40 ausgebildet. Das aus dem Wasserdampf entstandene Kondensat sammelt· sich unter dem Einfluß der Schwerkraft in dem Sumpf 40 und wird dann von den verbrauchten Verbrennungsgasen mitgerissen, die von der Kammer 28 aus in das untere Ende des Auslaßrohrs 38 einströmen, das in den Sumpf 40 hineinragt.

Ist das Auslaßrohr 38 als offenes Auslaßrohr ausgebildet, steht die Verbrennungskammer 28 ständig in Verbindung mit der Atmosphäre, In diesem Fall bildet der Wasserdampf, der in der restlichen Luft in der Kammer 28 vorhanden ist, welche beim Füllen und Entleeren der Kammer nicht auf andere Weise entfernt wird, eine Kondensatquelle, die zusätzlich zu deai als Nebenprodukt der Explosion entstehenden Kondensat weiteres Kondensat liefert. Auf die ebenfalls einen Gegenstand der Erfindung bildenden Einrichtungen zum Entfernen dieses Kondensats wird im folgenden näher eingegangen.

Wird das Gasgemisch in der Kammer 28 gezündet, werden die Kolben 16 und 18 entgegen dem Widerstand von Luftfedern 41 und 42 in entgegengesetzten Richtungen nach außen bewegt, um die Platten 24 und 26 im Wasser in einem solchen Ausmaß zu beschleunigen, daß auf der Rückseite der Platten Kavitationsblasen entstehen. Das annähernd gleichzeitig erfolgende Zusammenfallen dieser Kavitationsblasen führt zur Erzeugung eines akustischen Signals der gewünschten Stärke, das bei seismischen Untersuchungen oder zu anderen Zwecken verwendet werden kann. Da sich die Reaktionskräfte der Kolben 16 und ausgleichen, ist es nicht erforderlich, einen Schwimmkörper od.dgl. von großem Gewicht vorzusehen, um die Vorrichtung 10 im wesentlichen in einer ortsfesten Lage zu halten.

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Die Platten 24 und 26, die z.B. aus Stahl oder Aluminium bestehen können, sind mit den äußeren Enden der Kolbenstangen 20 und 22 fest verbunden und werden im gewünschten Abstand von den zugehörigen Stirnwänden 43 und 44 des Zylinders 12 durch in diese Stirnwände eingebaute Buchsen 45 und 46 aus Messing gehalten. Es ist wichtig, daß vor dem Zünden des Gasgemisches in der Vorrichtung 10 die Platten 24 und 26 in ihrer inneren Ausgangsstellung im wesentlichen vollständig von Wasser umgeben sind, abgesehen von denjenigen Teilen ihrer inneren Flächen 47 und 48, die an den Buchsen 45 und 46 anliegen. ¥erden die Platten 24 und 26 in entgegengesetzten Richtungen beschleunigt und in ihre in Fig. 1 mit gestrichelten Linien angedeu-'tete äußere Stellung gebracht, zeigen unter "Wasser hergestellte Lichtbilder, daß an den Innenflächen 47 und 48 ring- oder torusförmige Kavitationsblasen 49 entstehen, deren Außendurchmesser mindestens ebenso groß ist wie der Durchmesser der Platten. Beim Zusammenfallen erzeugen diese torusförmigen Kavitationsblasen 49 das gewünschte akustische oder seismische Signal. Da der Zylinder 12 im Wasser im wesentlichen im Ruhezustand verbleibt, tritt nahe den Außenflächen der Stirnwände 43 und 44 keine nachweisbare Kavitation auf.

Da bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung keine einander gegenüberliegenden ebenen Platten oder sonstigen Flächen auseinanderbewegt werden, besteht keine bestimmte Beziehung zwischen dem Durchmesser der Platten 24, 26 und dem Durchmesser des Zylinders 12_O Beispielsweise kann bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Vorrichtung 10 der Zylinder 12 einen Durchmesser von etwa 150 mm haben, während der Durchmesser der kreisrunden Platten 24 und 26 etwa 300 bis 400 mm betragen kann, um die Abmessungen der erzeugten Kavitationsblasen zu vergrößern, so daß sich ein entsprechend hoher Spitzenwert des erzeugten akustischen Signals ergibt. Wird der Durchmesser der Platten vergrößert, muß man die Füllzeit beim Einführen des explosiven Gasgemisches in die Verbrennungskammer 28 entsprechend verlängern, damit für die erforderliche Beschleuni-

nigung der Platten eine ausreichende Menge an Explosionsenergie verfügbar ist. Ein Vorteil einer Vergrößerung des Durchmessers der Platten 24 und 26 besteht jedoch darin, daß der Rückprallwirkung der Luftfedern 41 und 42 ein größerer Widerstand entgegengesetzt wird als bei Platten von kleinerem Durchmesser, so daß unerwünschte Schwingungen gedämpft werden. Ferner braucht die Umrißform der Platten 24 und 26 nicht derjenigen der Zylinderstirn wände 43 und 44 zu entsprechen. Somit kann man an den äußeren Enden der Kolbenstangen 20 und 22 Platten von unterschiedlicher Größe und Umrißform anbringen, ohne daß sich hieraus irgendwelche Veränderungen bezüglich anderer Merkmale der Vorrichtung 10 ergeben.

In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform einer insgesamt mit 50 bezeichneten erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verpuffenlassen von Gas unter Wasser dargestellt, zu der ein äußerer, stehend angeordneter Zylinder 51 gehört, der mit seiner oberen Stirnwand 52 ähnlich wie die vorstehend beschriebene Vorrichtung 10 an Seilen 53 und 54 aufgehängt ist. Der Kolben 56 ist durch eine Stange 57 mit einer äußeren Platte 58 verbunden, die nahe der unteren Stirnwand 59 des Zylinders angeordnet ist und in einem Abstanddavon gehalten wird. Der Raum in dem Zylinder 51 oberhalb des Kolbens 56 bildet eine Verbrennungskammer 60« In die Verbrennungskammer können getrennte Ströme von Propan und Sauerstoff über flexible Schlauchleitungen 62 und 63 eingeführt werden. Die Elektroden einer Zündkerze 64, zu der ein Kabel 67 gehört, sind so angeordnet, daß sie vom Inneren der Kammer 60 aus zugänglich sind. Damit die Verbrennungsgase aus der Kammer 60 abgeführt, ausgetrieben oder auf andere Weise entfernt werden können, ist ein Auslaßrohr 65 vorhanden, das von oben nach unten durch die Stirnwand 52 in die Kammer 60 hineinragt.

Die Vorrichtung 50 arbeitet auf ähnliche Weise wie die be-

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schriebene Vorrichtung 10, abgesehen davon, daß nur eine einzige äußere Platte 58 benutzt wird, Beim Zünden des Gasgemisches wird die Platte 58 entgegen dem Gegendruck einer Luftfeder 69 sehr schnell nach unten beschleunigt, bis sie die in Fig. 2 mit gestrichelten Linien angedeutete Lage erreicht. Bei dieser Ausführungsform entsteht eine allgemein torusförmige Kavitationsblase 70 nahe der Oberseite bzw. der Innenfläche 71 der Platte 58. Es wird angenommen, daß wegen der torusförmigen Gestalt der Blase 70 beim Zusammenfallen der Blase am äußeren Rand der Platte 58 eine vergleichsweise größere Kraft auftritt als bei der Achse der Vorrichtung näher benachbarten Teilen der Platte. VersuchsZündungen, bei denen die Vorrichtung 50 mit Platten 58 von verschiedenen Abmessungen und unterschiedlicher Festigkeit versehen war, deuten darauf hin, daß in der Beschleunigungsrichtung starke Biegekräfte auftreten. Diese Annahme hat zur Schaffung anderer Formen akustisch wirksamer Platten beigetragen, auf die im folgenden näher eingegangen wird.

In Fig. 3a ist eine Platte 80 dargestellt, die aus mehreren Schichten aufgebaut und an einer Kolbenstange 82 befestigt ist, welche durch die untere Stirnwand 84 des Zylinders einer Vorrichtung ragt, die den beschriebenen Vorrichtungen 10 und 50 ähnelt. Es sei bemerkt, daß die nachstehende Beschreibung der Wirkungsweise dieser Ausführungsform der Erfindung in gleicher Weise für Vorrichtungen mit nur einer Platte oder mit zwei Platten sowie für stehend oder liegend angeordnete Vorrichtungen gilt.

Die Platte 80 nach Fig. 3a kann zweckmäßig aus mehreren gekrümmten kreisrunden Scheiben 86, 87 und 88 bestehen, die aus dünnem Fedörstahlblech von hoher Festigkeit hergestellt sindo Um die Platte 80 am unteren Ende der Kolbenstange 82 zu befestigen, ist ein Zwischenstück 90 durch eine Flachgewindeverbindung mit der Kolbenstange verbunden und mit einem Schaftabschnitt 92 von kleinerem Durchmesser versehen, auf

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den die mehrschichtige Platte 80 aufgeschoben ist, die mittels einer Ringmutter 94 eingespannt ist. Das untere Ende der Kolbenstange 82 v/eist eine Gewindebohrung auf, in die eine Stiftschraube 9o eingeschraubt ist, welche nach unten aus dem Zwischenstück 90 herausragt und eine Beilegscheibe 97 sowie eine Gegenmutter 98 trägt.

Der Aufbau der Platte 80 aus mehreren Schichten soll der Platte eine gewisse Elastizität bzw. ein Federungsvermögen verleihen, so daß sich die Platte an ihrem äußeren Rand in der Bewegungsrichtung durchbiegen kann, ohne zu brechen. Hierbei ist es möglich, die gesamte Platte 80 dünner auszubilden, als es anderenfalls zulässig sein würde, wenn die Platte den erheblichen Beanspruchungen standhalten soll, die beim Zünden der Vorrichtung durch die erzeugte große Energiemenge hervorgerufen werden.

Gemäß der Erfindung hat es sich überraschenderweise gezeigt, daß sich die Spitzenamplitude des erzeugten akustischen Signals erheblich vergrößert, wenn man mindestens den Rand der Platte 80 in der Richtung ihrer Vorwärtsbewegung gekrümmt ausbildet. Da hierdurch der hydrodynamische Widerstand vergrößert wird, könnte man annehmen, daß sich die Beschleunigung verringern würde, und daß auch die entstehende Kavitationsblase eine geringere Größe annehmen würde. In der Praxis zeigt es sich jedoch, daß die Platte 80 in ihrer Form nach Fig. 3a zur Entstehung einer größeren Kavitationsblase führt. Offenbar kommt der Krümmung der Platte 80 an der konvexen Fläche der obersten bzw. hintersten Scheibe 86 eine besondere Bedeutung zu. Beispielsweise führt eine Durchbiegung des Randes der Platte 80 nach vorn um einen Betrag, der etwa einem Zehntel ihres Durchmessers entspricht, zu guten Ergebnissen«, Im Vergleich zu einer ebenen Platte ähnlicher Größe und von ähnlichem Gewicht führt die Verwendung der Platte 80 nahezu zu einer Verdoppelung des erzielbaren Spitzenwertes des akustischen Signals_o Zwar wurde keine Obergrenze

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für eine zweckmäßige Krümmung der Platte ermittelt, doch dürfte eine solche Obergrenze existieren.

Fig. 3b zeigt eine weitere Ausführungsform einer Platte zum Erzeugen akustischer Signale. Die aus mehreren Schichten aufgebaute ebene Platte 100 ist fest mit dem unteren Ende der Kolbenstange 57 einer stehend angeordneten Vorrichtung der in Fig_o 2 dargestellten Art verbunden. Die Platte 100, die z.B. aus Aluminium hergestellt sein kann und daher ein geringes Gewicht hat, kann sich aus zwei dickeren Scheiben, und zwar einer vorderen Scheibe 103 und einer hinteren Scheibe 104, sowie zwei dünneren Scheiben, d.h. mittleren Scheiben 104 und 106, zusammensetzen. Dieser geschichtete Aufbau der zusammengesetzten Platte 100 verleiht der Platte eine vorbestimmte Elastizität, so daß sie Kräften besser standhält, die in der Bewegungsrichtung auf ihren Rand wirken. Ggf. könnte man jede der beschriebenen Platten 24, 26, 58 und aus Berylliumkupfer von geeigneter Dicke herstellen, um ihre Elastizität zu steigern.

Fig. 3c zeigt eine weitere Ausführungsform einer bewegbaren Platte 200 mit einer hohlen, konischen Kappe 201, die sich in der Richtung der Vorwärtsbewegung verjüngt. Eine solche Platte 200 kann mit Hilfe von Flachgewinde auf das untere Ende einer Kolbenstange 202 aufgeschraubt sein, die hinsichtlich ihrer Konstruktion und Wirkungsweise den vorstehend beschriebenen Kolbenstangen ähnelt. Bevor die Kappe oder Abdeckung 201 angebracht wird, kann man die Platte 200 durch Festziehen der Mutter 204 mit der in das untere Ende der Kolbenstange 202 eingeschraubten Stiftschraube 205 verbinden. Die gesamte Baugruppe kann aus leichtem Aluminium bestehen, und die Kappe 201 kann mit einer Füllung 205 aus Polyurethanschaum versehen sein, um das Gewicht weiter zu verringern. Diese Konstruktion ermöglicht es in Verbindung mit der hydrodynamisch günstigen Form der konischen Kappe 201, im Vergleich zur chemischen Energie der hervorgerufenen Explosion eine hohe

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Beschleunigung der Platte 200 herbeizuführen. Somit erzeugt eine solche Platte nach Fig. 3c eine Kavitation in einem hinreichenden Ausmaß, obwohl die besonderen Vorteile der Ausführungsform nach Fig. 3a nicht gegeben sind.

Im folgenden werden Einrichtungen zum Beseitigen des Kondensats behandelt. Fig. 4 zeigt einen Sumpf 40, der maschinell vorzugsweise so bearbeitet ist, daß er eine allgemein kreisrunde Form mit den gewünschten Abmessungen hat, wobei seine Tiefe annähernd der Stärke der Wand 39 entspricht; jedoch sind die Einzelheiten der Formgebung des Sumpfes nicht von ausschlaggebender Bedeutung. Man kann eine Mutter 122 nahe dem Sumpf 40 mit der Außenfläche des Zylinders 12 verschweissen, damit sich ein mit Außengewinde versehener, spitz zulaufender Stopfen 123 einschrauben läßt, um das Eintreten von Wasser in die Kammer 28 zu verhindern. In die am oberen Teil der Wand 39 befestigte Tragplatte 34 ist ein Auslaßrohr 38 so eingebaut, daß es sich durch die Kammer 28 erstreckt und in den Sumpf 40 hineinragt. Das obere Ende des Stopfens 123 kann so bearbeitet sein, daß eine konische Spitze 124 vorhanden ist, die in das offene untere Ende des Auslaßrohrs 38 hineinragt, um die Strömungsgeschwindigkeit der abzuführenden gasförmigen und flüssigen Verbrennungsprodukte zu erhöhen. Um diese Venturiwirkung zu steigern, kann das Auslaßrohr 38 an seinem unteren Ende mit einer sich erweiternden Lippe 126 versehen sein, die sich bis in die Nähe des Bodens des Sumpfes 40 erstreckt. Bei einer praktisch erprobten Vorrichtung ist ein senkrechter Abstand von etwa 3»2 mm zwischen der Lippe 126 und der Innenfläche des Sumpfes 40 vorhanden.

Beim Gebrauch der Vorrichtung sammelt sich unter dem Einfluß der Schwerkraft Flüssigkeit 128 in dem Sumpf 40. Wegen der beschriebenen Anordnung der Lippe 126 gegenüber dem Sumpf müssen alle in das Auslaßrohr 38 eintretenden gasförmigen Verbrennungsprodukte den Sumpf 40 durchströmen. Liegt die

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Oberfläche der Flüssigkeit 128 über der Lippe 126, ist der Gasstrom anfänglich bestrebt, die Flüssigkeit vor sich her zu bewegen und sie in Form relativ großer Tropfen in das Auslaßrohr 34 hineinzudrücken. Liegt der Flüssigkeitsspiegel tiefer als die Lippe 126, besteht eine höhere Wahrscheinlichkeit dafür, daß die Flüssigkeit 128 zerstäubt und von dem Gasstrom mitgerissen wird, bevor dieser in das Auslaßrohr 38 eintritt. In beiden Fällen führt das Auslaßrohr ein Gemisch aus gasförmigen und flüssigen Verbrennungsprodukten aus der Kammer 28 ab. Gemäß Fig. 1 ist in die Auslaßleitung 38 ein Kondensatfänger 130 bekannter Art eingeschaltet, um ein Zurückströmen der abgeführten Flüssigkeit zu verhindern.

Gemäß der Erfindung kann dieses Gemisch aus Gas und Flüssigkeit durch die Kraft der Explosion der Kammer 28 ausgestoßen oder teilweise dadurch herausgedrückt werden, daß die Kolben 16 und 18 unter der Wirkung des Gegendrucks der Luftfedern 41 und 42 wieder in ihre ursprüngliche innere Lage zurückgeführt werden. Auch das Füllen der Verbrennungskammer mit frisch zugeführten Gasen bewirkt das Herausdrücken des Gemisches. Ggf. könnte man auf nicht dargestellte bekannte Weise zum gleichen Zweck ein gesondertes Spülmittel in die Kammer einleiten. Schließlich könnte man die Auslaßleitung 38 mit einer ebenfalls nicht dargestellten äußeren Einrichtung bekannter Art zum Absaugen des Inhalts der Kammer 28 versehen» Somit wird das Ausströmen der gasförmigen Verbrennungsprodukte ohne Rücksicht auf das Betriebsstadium der Vorrichtung 1O₉ bei dem das Ausströmen stattfindet, automatisch von der Beseitigung des angesammelten Kondensats begleitet.

Bei der Ausführungsform nach Fig₀ 2 ragt die mit einer Flüssigkeitsfalle 66 versehene Auslaßleitung 65 zum Entlüften, Austreiben oder anderweitigen Entfernen d©r verbrauchten Verbrennungsgas© aus der Kammer 60 von oben nach unten durch die Stirnwand 52 des Zylinders 51 und in die Kammer 60 hinein₀

Fig. 5 zeigt weitere Einzelheiten des Kolbens 56 nach Figo 2. Die sich nach außen erweiternde Lippe 132 am unteren Ende des Auslaßrohrs 65 wird in die unmittelbare Nähe der Basis des Sumpfes 133 gebracht. Die Oberseite des Kolbens 56 ist in der Mitte des Sumpfes 133 mit einer nach oben ragenden konischen Spitze 134 versehen, die in das untere Ende des Auslaßrohrs 65 eintreten kann.

Bei der Vorrichtung 50 nach Fig. 2 und 5 arbeitet die Einrichtung zum Entfernen des Kondensats im wesentlichen in der weiter oben beschriebenen Weise. Die Schwerkraft veranlaßt das in der Kammer 60 entstehende Kondensat 135, sich in dem Sumpf 133 zu sammeln, aus dem es in der vorstehend beschriebenen Weise durch den Strom der verbrauchten Verbrennungsgase herausgespült werden kann. Wie zuvor erleichtert die sich nach unten erweiternde■Lippe 132 am unteren Ende des Auslaßrohrs 65 in Verbindung mit dem konischen Ansatz 134 das Einströmen des Gemisches aus gasförmigen und flüssigen Verbrennungsprodukten in das Auslaßrohr.

Fig. 6 zeigt eine weitere Möglichkeit, ein Auslaßrohr auszubilden. In diesem Fall ist das Auslaßrohr 38 der Vonichtung 10 nach Fig. 1 durch einen flexiblen Schlauch 137 ersetzt, der sich von einem die Vorrichtung tragenden, hier nicht dargestellten Schwimmer od.dgl. aus so nach unten erstreckt, daß er zur Unterseite der Vorrichtung 10 führt. Das untere Ende des Schläuche 137 ist mit einem Schwenkanschluß 133 versehen, der auf ein konisches Anschlußstück 139 aufschraubbar ist, welches eine unmittelbar zur Basis des Sumpfes 40 führende Bohrung aufweist«, Beim Betrieb der Vorrichtung läuft das sich in dem Sumpf 40 sammelnde Kondensat direkt zu dem Auslaßrohr bzw. dem Schlauch 137 ab. Das Mitreißen von Kondensat durch den Strom der gasförmigen Verbrennungsprodukte erfolgt wiederum in der weiter oben beschriebenen ¥eise, d.h. es ist möglich, gleichzeitig gasförmige und flüssige Verbrennungsprodukte aus der Kammer 28 auszustoßen.

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Es sei bemerkt, daß dem Entfernen des Kondensats bei erfindungsgemäßen Vorrichtungen dann besondere Bedeutung zukommt, wenn die Vorrichtungen unter Wasser betrieben werden, da sie hierbei der Kühlwirkung des Wassers ausgesetzt sind. Jedoch lassen sich Vorrichtungen von gleicher Art auch an Land benutzen, wenn dies für erforderlich oder erwünscht gehalten wird.

Im folgenden sind Einrichtungen zur Verhinderung von Fehlzündungen beschrieben. Gemäß Fig. 1 ist der Zylinder 12 in seiner Seitenwand 39 mit einer rechteckigen Öffnung 146 zum Herstellen einer Verbindung zu der Verbrennungskammer 28 versehen. Gemäß Fig.1A ist mit der Außenfläche der Zylinderwand 39 in Deckung mit der Öffnung 146 ein rechteckiger Zwischenrahmen 147 durch Schrauben oder auf andere Weise verbunden. Die Tragplatte 34 ist ihrerseits an der Oberseite des Zwischenrahmens 147 befestigt, um die nachstehend beschriebenen Einrichtungen in ihrer Lage zu halten»

Die beiden einander ähnelnden Gasleitungshalter 35 und 36 sind mit den Leitungen oder Schläuchen 29 und 30 verbunden und in durch einen Abstand getrennte Gewindebohrungen nahe einem Ende der Tragplatte 34 eingeschraubt. Die Halter 35 und 36 dienen zum Befestigen nochzu beschreibender Gaszuführungsrohre sowie zum Anschließen der Schläuche 29 und 30 zum Zuführen von Propan und. Sauerstoff. Das wasserdichte Zündkerzengehäuse 37 zum Anschließen des elektrischen Kabels 32 für die Zündkerze 31 ist an der Tragplatte 34 nahe ihrem anderen Ende befestigt. Außerdem weist die Tragplatte zwischen dem Zündkerzengehäuse 37 einerseits und den Schlauchhaltern 35 und 36 andererseits eine Öffnung zum Aufnehmen des Auslaßrohrs 38 auf.

Bei den Schlauchhaltern 35 und 36 handelt es sich vorzugsweise um handelsübliche Schlauchkupplungen für Leitungen zum Zuführen von gasförmigem Brennstoff und Sauerstoff, die gemäß der Erfindung auf die nachstehend erläuterte Weise abgeändert

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sind. Der Einfachheit halber wird nur der Halter 35 im einzelnen beschriebene Mit einer Ausnahme ist der Halter 35 ebenso ausgebildet wie der Halter 36. Gemäß Fig. 7 ist ein Gaszuführungsrohr 150 zum Zuführen von Fropan vorhanden, das in ein hohles, allgemein zylindrisches Bauteil eingebaut ist, z.B. ein abgeändertes Innenteil 152 einer Schlauchkupplung, das in ein Schlauchanschlußstück 153 eingeschraubt ist. Das Gaszuführungsrohr 150 weist an seinem oberen Ende einen Kopf 155 von größerem Durchmesser auf, der so bemessen ist, daß er sich an einer Ringschulter 156 abstützen kann, die in der Bohrung des Anschlußstücks 152 durch eine maschinelle Bearbeitung ausgebildet worden ist. Das obere Ende des Gaszuführungsrohrs 150 steht in Verbindung mit der Bohrung 158 des Zwischenstücks 153» während sein unteres Ende, das gegenüber der Tragplatte 34 nach unten in die Verbrennungskammer 28 ragt und verschlossen ist. Jedoch ist in die dünne Wand des Rohrs 150 eine Düsenöffnung 160 von vorbestimmter Größe nahe dem verschlossenen Ende eingebohrt, um die Zufuhr von Propan zu der Verbrennungskammer zu regeln.

Um den Halter 35 mit dem Zuführungsrohr 150 einzubauen, wird das Innenteil 152 in die zugehörige Gewindebohrung der Tragplatte 34 eingeschraubt, das Zuführungsrohr 150 wird in das Innenteil eingeführt, bis sein Kopf 155 zur Anlage an der Ringschulter I56 kommt, und schließlich wird das Zwischenstück 153 auf das Innenteil 152 aufgeschraubt, das ein Linksgewinde hat, um anzuzeigen, daß es sich um eine Leitung für brennbares Gas handelt, so daß die konischen Ränder 162 und 164 der beiden Teile der Schlauchkupplung zur Anlage aneinander gebracht werden und eine Abdichtung zu bewirken. Um zu gewährleisten, daß keine strömungsfähigen Stoffe längs der Bohrung des Innenteils 152 in die Kammer 28 eindringen, kann man einen O-Ring 165 vorsehen, der die Umfangsflache des Kopfes 155 umschließt. Nunmehr wird das obere Ende des Zwischenstücks 153 mit dem Rohr 29 verschraubt und mit einem Rückschlagventil I67 bekannter Art versehen, das als Flammensperre zur Wirkung kommt bzw. ein Zurückströmen von Gasen aus

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der Kammer 28 verhindert. Gemäß Fig. 1A ist der Halter 36 von ähnlicher Konstruktion wie der Halter 35» abgesehen davon, daß seine nicht dargestellten, dem Innenteil 152 und dem Zwischenstück 153 entsprechenden Teile nicht durch Linksgewinde, sondern durch Rechtsgewinde verbunden sind, um anzuzeigen, daß es sich um eine Leitung für Sauerstoff handelt. Gemäß Fig. 8 enthält der Halter 36 ein Zuführungsrohr 151, das in jeder Beziehung dem Zuführungsrohr 150 nach Fig. 7 entspricht, jedoch eine größere Düsenöffnung 161 zum Zuführen von Sauerstoff aufweist.

Gemäß Fig. 8, wo die Unterseite der Tragplatte 34 nach Fig. dargestellt ist, sind die verschlossenen unteren Enden der Zuführungsrohre 150 und 151 in einem Abstand voneinander und nahe einem Ende der Tragplatte angeordnet. Die zugehörigen Düsenöffnungen i60 und 161 sind so orientiert, daß die in die Verbrennungskammer 28 eingeleiteten Propan- und Sauerstoffströme auf die Elektroden der Zündkerze 31 gerichtet werden. Der Querschnitt der Düsenöffnung 161 ist etwa um das Fünf- bis Sechsfache größer als derjenige der* Düsenöffnung 160, so daß die Kammer 28 im richtigen stöchiometrischen Verhältnis mit den beiden Gasen gefüllt wird. Es wurde eine Vorrichtung nach der Erfindung hergestellt, bei der die Düsenöffnungen 160 und 161 einen Durchmesser von etwa 2,0 bzw. etwa 5₉3 mm haben. Um die richtige Winkelstellung der Düsenöffnungen nach dem Einbau der Zuführungsrohre 150 und 151 zu gewährleistens, kann man entsprechende Markierungen vorsehen. Beispielsweise zeigt Fig_s 9 eine Anordnung ₉ bei der der Kopf 155 des Zuführungsrohrs 150 mit Hilfe eines Schlitzes 170 zum Aufnehmen eines Schraubendrehers gedreht werden kann₂ um einen Pfeil 171 gemäß Figo 1A auf einen zugehörigen Pfeil 175 auf der Oberseite der Tragplatte 34 auszurichten. Entsprechende Einrichtungen zum Einstellen sind bei dem Zuführungsrohr 151 vorhandene Da die Rohre 150 und 151 fest in die zugshörigen Halter 35 und 36 eingebaut sind₉ kann die

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Kraft der Explosion des Gasgemisches in der Kammer 28, die gleichmäßig in allen Richtungen zur V/irkung kommt, normalerweise nicht zu einer Verlagerung der Düsenöffnungen 160 und 161 führen. Somit brauchen die Düsenöffnungen auch bei wie derholter Benutzung der Vorrichtung 10 nicht nachgestellt zu werden.

Die Zündkerze 31 ist gemäS Fig. 10 in die Tragplatte 34 eingeschraubt und in ein wasserdichtes Gehäuse 37 eingeschlossen. Mit der Außenfläche der Tragplatte 34 ist ein inneres Anschlußteil 176 zum Aufnehmen der Zündkerze 31 verschweißt» "ine Abdeckung 177 aus Kunststoff oder einem anderen Isoliermaterial ist auf ein konisches Außengewinde des Anschlußteils

176 aufgeschraubt, uni ein Deckel 178 ist mit der Abdeckung

177 durch Schrauben verbunden, um einen O-Ring 179 gegen die Außenfläche des isolierten Kabels 32 der Zündkerze zu drükken. Im Rahmen der Erfindung ist es natürlich auch möglich, die Zündkerze 31 auf andere TJeise so einzubauen, daß das Sindringen von !'.'asser in die Verbrennungskammer 28 verhindert wird.

Uird die Vorrichtung ^O gefüllt, um sie betriebsbereit zu machen, werden getrennte Ströme von Propan und Sauerstoff in die Verbrennungskammer 2S über die zugehörigen Düsen und 161 so eingeleitet, daß sie sich in Richtung auf die Elektroden der Zündkerze 31 bewegen. Dies hat zur Folge, daß alle etwa auf den Elektroden noch vorhandene Feuchtigkeit vor der Erzeugung eines Zündfunkens v/eggeblasen oder zum Verdampfen gebracht wird» Außerdem besteht hierbei eine hohe Wahrscheinlichkeit, daß das Gasgemisch in der unmittelbaren Umgebung der Elektroden Propan und Sauerstoff im richtigen Mischungsverhältnis enthält, so daß es nach der Beendigung der Füllperiode gezündet werden kann. Durch die beschriebene Anordnung werden daher zwei Hauptursachen für das Auftreten von Fehlzündungen bei Vorrichtungen der beschriebenen Art ausgeschaltet.

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Eine andere Ausführungsform einer solchen erfindungsgemäßen Einrichtung ist bei der Vorrichtung 50 nach Fig. 2 vorhanden, die im Wasser so unterstützt wird, daß ihre Längsachse senkrecht verläuft.

Gemäß der Erfindung kann man Propan und Sauerstoff mit Hilfe von Schläuchen 62 und 63 durch die obere Stirnwand 52 der Verbrennungskammer 60 leiten. Die Stirnwand 52 kann so bearbeitet bzw. mit Senklöchern versehen sein, daß sie zwei Halter 180 und 181 für Gaszuführungsleitungen aufnehmen kann, wobei diese Halter in jeder Hinsicht den Haltern 35 und 36 nach Fig. 1A ähneln und es ermöglichen, zwei mit Düsenöffnungen versehene Gaszuführungsrohre 183 und 184 in die Kammer 60 hineinragen zu lassen. Entsprechend kann man die Elektroden der Zündkerze 64 in der Kammer 60 zwischen den Zuführungsrohren 183 und 184 anordnen, wobei die Zündkerze durch ein wasserdichtes Gehäuse 187 geschützt wird und über ein isoliertes Kabel 67 mit Strom versorgt werden kann. Propan und Sauerstoff werden über entsprechend bemessene Düsenöffnungen der Rohre 183 und 184 so eingeleitet, daß die Gasströme über die Elektroden der Zündkerze 64 geblasen werden. Die hierdurch erzielten vorteilhaften Wirkungen entsprechen in jeder Beziehung denjenigen, welche in Verbindung mit der Vorrichtung 10 beschrieben wurden. Im Rahmen der Erfindung wäre es natürlich auch möglich, entsprechende Anschlüsse für die Gasleitungen und das Zündkabel in die Seitenwand des Zylinders 51 im Bereich der Verbrennungskammer 60 statt in die Stirnwand 52 einzubauen. Ferner würde es ggf. möglich sein, eine Vorrichtung zu benutzen, bei der die zu verwendenden Gase in einer Mischkammer oder Gemischbildungseinrichtung bekannter Art vorgemischt werden, bevor sie in die Kammer 60 eingeleitet werden. Bei einer solchen Anordnung könnte man einen einzigen, sowohl Propan als auch Sauerstoff enthaltenden Gasstrom auf die Elektroden der Zündkerze richten, um sie zu trocknen.

Ansprüche:

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Claims

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1. Verfahren zur Erzeugung akustischer Unterwassersignale, zur Verwendung bei seismischen Forschungen, dadurch, gekennzeichnet , daß eine vollständig vom Wasser umschlossene, freiliegende, ringförmige Platte im rechten Winkel zu ihrer Rückseite mit einer Geschwindigkeit vorwärtsgetrieben wird, die ausreicht, um nahe ihrer Rückseite in einem erheblichen Ausmaß Kavitation hervorzurufen, daß die Vorwärtsbewegung der Platte so geregelt wird, daß sie eine vorbestimmte Strecke zurücklegt, und daß der freiliegenden Rückseite der Platte anfänglich keinerlei andere benachbarte oder an sie angrenzende Fläche von ähnlicher Umrißform und Größe gegenüberliegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte durch eine Explosionskraft vorwärtsgetrieben wird, die mit Hilfe einer mit inerer Verbrennung arbeitenden Vorrichtung, z.B. einer Vorrichtung zum Verpuffenlassen von Gas, erzeugt wird.

3. Vorrichtung zur Erzeugung seismischer Unterwassersignale, gekennzeichnet durch einen allseitig verschlossenen Zylinder (12, 51), der in Wasser untergetaucht unterstützbar ist, ein oder zwei in dem Zylinder bewegbare, einer erweiterbaren Verbrennungskammer (28, 60) ausgesetzte Kolben (16, 18), sich von den zugehörigen Kolben aus durch Stirnwände (43, 44) des Zylinders erstreckende Kolbenstangen (20, 22, 57), zwei freiliegende, ringförmige Platten (24, 26) 58), die an den äußeren Enden der Kolbenstangen in axialer Fluchtung damit befestigt sind, Einrichtungen (30, 32,oder 62, 63) zum Erzeugen eines explosiven Gasgemisches in der Verbrennungskammer, eine in der Verbrennungskammer angeordnete Einrichtung (31, 64) zum elektrischen Zünden des Gasgemisches, derart, daß der Kolben oder die Kolben angetrieben werden, um die Platte oder die Platten im Wasser vom Zylinder weg vorzutreiben, sowie durch in dem Zylinder zwischen jedem der Kolben und den zugehörigen Stirnwänden des Zylinders angeordnete Einrichtungen (41, 42) zum Djtfämpfen der Platten,

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bewegung, wobei die freiliegenden Platten im wesentlichen vollständig von Wasserumgeben und in einem Abstand von den Stirnwänden des Zylinders angeordnet sind, und wobei die Bewegungsgeschwindigkeit der Kolben ausreicht, um auf der Rückseite der Platten in einem erheblichen Ausmaß Kavitation hervorzurufen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß die Platten (80) eine konkav-konvexe Form haben und so orientiert sind, daß ihre konkaven Flächen durch ihre vorderen Flächen gebildet werden, und daß die Platte so ausgebildet ist, daß sie sich in der Richtung ihrer Bewegung in Abhängigkeit von der Verteilung des Drucks, der infolge des Zusammenfaliens der erzeugten Kavitationsblase oder -blasen auf ihrer Rückseite wirkt, elastisch durchbiegen läßt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Platten (24, 26) einen mindestens doppelt so großen Durchmesser haben wir der Zylinder (12).

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß im untersten Teil der Verbrennungskammer (28) ein Sumpf (40) vorhanden ist, der geeignet ist, unter dem Einschluß der Schwerkraft nach unten fließendes Kondensat zu sammeln, und daß ein Auslaßrohr (38) zum Abführen verbrauchter Verbrennungsgase vorhanden ist, das in die Verbrennungskammer hineinragt, und dessen offenes unteres Ende innerhalb des Sumpfes angeordnet ist, so daß das Kondensat von den verbrauchten Gasen mitgerissen wird, wenn die Gase in das Auslaßrohr hineingesaugt werden, so daß das Kondensat entfernt wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Sumpf (40) in seinem mittleren Teil mit einem konischen Ansatz (124) versehen ist, der von unten nach oben in das untere Ende des Auslaßrohrs (38) hineinragt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß ein Auslaßrohr (137) vorhanden ist, das sich von unten nach oben durch die Seitenwand (39) des Zylinders in den Sumpf (40) hinein erstreckt, damit sich das Kondensatz mit Hilfe des Auslaßrohrs ableiten läßt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß eine einzige ringförmige Platte (58) im Betrieb vertikal unterhalb der unteren Stirnwand (59) des Zylinders (51) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e η n- zeichnet , daß die der Verbrennungskammer (60) zugewandte Fläche des Kolbens (56) mit einem Sumpf (133) versehen ist, der geeignet ist, unter der Wirkung der Schwerkraft herabfließendes Kondensat (135) zu sammeln, und daß ein Auslaßrohr (65) zum Abführen verbrauchter Verbrennungsgase vorhanden ist, das in die Verbrennungskammer hineinragt und in den Sumpf endet, so daß das Kondensatz von den verbrauchten Gasen mitgerissen und zusammen mit ihnen aus der Verbrennungskammer in das Auslaßrohr überführt wird.

11. Vorrrichtung nach Anspruch 3 oder 9, gekennzeichnet durch Einrichtungen (160, 161), die geeignet sind, einen Strom aus explosivem Gas oder Gasgemisch so in die Verbrennungskammer einzuleiten, daß er über die Elektroden der Zündkerze (31, 64) geblasen wird, um hierdurch vor der Zündung etwa noch vorhandenes Kondensatz von den Elektroden zu entfernen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 9, gekennzeichnet durch zwei Gaszuführungsrohre (29, 30 oder 150, 151) zum Aufnehmen getrennter Ströme eines als Brennstoff verwendeter. Gases und Sauerstoff, wobei die Zuftihrungsrohre durch einen Abstand getrennt in die Verbrennungskammer (28) hineinragen, wobei ihre Düsenöffnungen (160, 161) derart ausgebildet sind, daß sie getrennte: Ströme des Gases und des Sauerstoffs so in die Verbrennungskammer einleiten, daß sie über die Zündelektroden geblasen werden, um vor der Zündung etwa noch vorhandenes Kondensatz von den Elektroden zu entfernen.

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