NL7905503A

NL7905503A - Werkwijze en inrichting voor het vrijmaken van energie door verharding van deuterium bevattend geioniseerd waterstofgas in een verbrandingskamer.

Info

Publication number: NL7905503A
Application number: NL7905503A
Authority: NL
Original assignee: Beeston Co Ltd
Priority date: 1978-07-14
Filing date: 1979-07-13
Publication date: 1980-01-16
Also published as: PT69905A; FR2431162B1; ATA486679A; LU81485A1; AT368313B; GB2025524A; BE877733A; SE7906097L; IT7924336A0; AU523583B2; FR2431162A1; PL123086B1; NO792304L; ES8101114A1; PL217115A1; AU4890179A; ZA793399B; FI792182A; ES482832A0; GR69119B

Description

> B. V. d-1 εΓ • 2 k AS». 1873 vo 8092 *—--

Beeston Company Limited Hong Kong, Hong Kong.

Werkwijze en inrichting voor het vrijmaken van energie door verbranding van deuterium-bevattend geïoniseerd waterstofgas in een verbran-dingskamer.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting door middel waarvan energie door een beheerste kemfusie-reactie, waarbij isotopen van waterstofgas zijn betrokken, kan worden vrijgemaakt. Het is bekend dat kernfüsiereacties in twee sterk uiteen-5 lopende situaties als energiebron fungeren. In de ene situatie produceren betrekkelijk langzame reacties de energie van de zon en andere sterren, terwijl in de andere situatie kernfüsiereacties verantwoordelijk zijn voor de explosieve kracht van thermonucleaire wapens. In beide gevallen verlopen de reacties echter bij extreem hoge tempera-10 turen en is de energie-afgifte niet regelbaar. Volgens de uitvinding is het mogelijk een kernfusiereactie tot stand te brengen onder omstandigheden waarbij energie op beheerste wijze kan worden vrijgemaakt. Volgens de uitvinding wordt voorzien in een werkwijze waarbij geïoniseerd waterstofgas tezamen met een oxyderend gas wordt geïntrodu-15 ceerd in een verbrandingskamer en een elektrische ontlading in de verbrandingskamer tot stand wordt gebracht voor het inleiden van de verbranding van waterstof met het oxyderende gas. Bij voorkeur veroorzaakt de elektrische ontlading in de kamer dissociatie van de wa-terstofmoleculen tot waterstofatomen, welke atomen exotherm worden 20 gerecombineerd onder afgifte van warmte in de kamer naast die afgegeven door de verbranding van waterstof.

Bij voorkeur is de in de kamer afgegeven warmte tevens voldoende om geïsonieerd deuterium in het waterstofgas een kernfusiereactie te doen ondergaan met een daarmee gepaard gaande vrij-25 making van warmte-energie. Voor dit doel heeft het de voorkeur dat de in de verbrandingskamer geïntroduceerde geïoniseerde waterstof een groter gehalte aan deuterium bezit dan de natuurlijk voorkomende waterstof. De uitvinding omvat aldus tevens een werkwijze die de vol- 7905503 .* 2 . I 1 ' gende trappen omvat:

Het vormen van geïoniseerd waterstofgas dat een grotere hoeveelheid deuterium dan het in de natuur voorkomende waterstofgas hevat; 5 het introduceren van dit geïoniseerde waterstofgas tezamen met een oxyderend gas in de verbrandingskamer, het sluiten van de verbrandingskamer en het in de verbrandingskamer tot stand brengen van een elektrische ontlading waardoor binnen de kamer door atomaire dissociatie en exotherme recombinatie van waterstofatomen 10 alsmede door verbranding van waterstof met het oxydegas warmte wordt opgewekt, waardoor het geïoniseerde deuterium in het waterstofgas een kernfusiereactie zal ondergaan met een daarmee gepaard gaande vrijmaking van warmte-energie.

Bij voorkeur worden het geïoniseerde waterstofgas en 15 het oxyderende gas v65r de verbranding in de kamer tot een superatmos-ferische druk gebracht. In het bijzonder dienen deze gassen een druk te hebben van tenminste b,2 bar.

De uitvinding voorziet tevens in een inrichting die in combinatie omvat: 20 een gasvormige brandstof verbrandende installatie met een verbrandingskamer voor het ontvangen van gasvormige brandstof, een orgaan voor het produceren van geïoniseerd waterstofgas, een orgaan voor het introduceren van het geïoniseerde waterstofgas tezamen met een oxyderend gas in de kamer en een orgaan voor het opwekken van 25 een elektrische ontlading in de kamer.

Deze brandstof verbrandende installatie kan in de vorm zijn van een inwendige verbrandingsmotor. Meer in het bijzonder kan deze motor van het type zijn met een in een cylinder heen en weer bewegende zuiger, in welk geval de verbrandingskamer een van een 30 veelvoud van dergelijke kamers kan zijn begrensd tussen de zuigers en een cilinderkop van de motor.

Het geïoniseerde waterstofgas kan door omzetting van water worden bereid volgens een methode waarin elektrolyse en radioly-se zijn betrokken, waarbij de elektrolyt met kortgolvige elektromagne-35 tische straling wordt bestraald, meer in het bijzonder met straling 7905503 4» 3 met een golflengte kleiner dan 10-^ meter. Een geschikte werkwijze en inrichting voor het produceren van waterstofgas in een geschikte vorm voor de uitvinding, alsmede zuurstof dat als tenminste een deel van het oxyderende gas in de werkwijze van de uitvinding kan funge-5 ren, wordt beschreven in het .Amerikaanse octrooischrift U.107-008.

Haar keuze kan waterstofgas in een vorm die geschikt is ten gebruike in de uitvinding worden geproduceerd door omzetting van normaal volgens gebruikelijke industriële methoden bereid waterstofgas, waarbij voor de omzetting bestraling van het gas met kort-10 golvige elektromagnetische straling nodig is bij voorkeur in aanwezigheid van een intens magnetisch veld. De uitvinding zal nu verder worden toegelicht door middel van een bepaalde uitvoeringsvorm, in bijzonderheden beschreven onder verwijzing naar de bijgevoegde tekeningen.

Figuur 1 is een schematisch bovenaanzicht van een 15 inwendige verbrandingsmotor voorzien van een brandstoffcoevoersysteem dat een waterstofomzettingsinrichting omvat voor het omzetten van normaal, commercieel beschikbaar waterstof in een vorm die geschikt is ten gebruike volgens de uitvinding, alsmede een gasmenger voor het mengen van het omgezette waterstofgas met lucht teneinde een brand-20 stofmengsel voor de motor te leveren; figuur 2 is een schema van de waterstofomzettingsinrichting en gasmenger; figuur 3 is een zij-aanzicht van de gasomzettings-inriehting en de gasmenger; 25 figuur U is een vertikale doorsnede door de horizon tale omzetinrichting genomen langs de lijn 17-17 in figuur 2; figuur 5 is een horizontale dwarsdoorsnede door de waterstofomzettingsinrichting in het algemeen genomen langs de lijn 7 - 7 in figuur k-3 30 figuur 6 is een deeldoorsnede langs de lijn 71 - 71 in figuur 5; figuur 7 is een deeldoorsnede in het algemeen langs de lijn 711 - 711 in figuur 2; figuur 8 is een dwarsdoorsnede in het algemeen langs 35 de lijn 7III- 7TII in figuur k; figuren 9-1^ zijn perspectivische aanzichten die 7905503

• I

k details van componenten in de waterstofomzettings-inrichtingen weergeven; figuur 15 is een vertikale doorsnede in lïet algemeen genomen langs de lijn XV - XV in figuur 5; 5 figuur 16 is een vertikale doorsnede door de vitale componenten van de waterstofomzettingsinrichting waarmede schematisch de banen van de elektromagnetische straling en de magnetische velden binnen de inrichting worden geïllustreerd; figuur 17 is een elektrisch ketendiagram voor de into richting geïllustreerd in de figuren 1 - 16; figuur 18 is een vertikale doorsnede door de gasmenger in het algemeen genomen langs de lijn XVIII - XVIII in fig. 2; figuur 19 is een dwarsdoorsnede langs de lijn XIX - XIX in figuur 18; 15 figuur 20 is een dwarsdoorsnede in het algemeen langs de lijn XX - XX in figuur 19; figuur 21 is een bovenaanzicht van een ondersectie van de gasmenger losgenomen van de bovensectie langs het grensvlak XXI - XXI van figuur 3; 20 figuur 22 is een overzicht van een lager deel van de gasmenger; figuren 23} 2h en 25 zijn perspectische aanzichten van componenten in de gasmenger; figuur 26 illustreert de verbinding van een oliedamp-25 extractiebuis aan het klephuis van de motor; en .

figuren 27 en 28 illustreren een elektrische ontla-dingsinrichting vastgemaakt aan de motor.

Figuur 1 toont schematisch een inwendige verbrandingsmotor 31 voorzien van een brandstoftoevoersysteem, in het algemeen 30 aangeduid als 32. Het brandstoftoevoersysteem cmvat een gastank 33 die industrieel waterstofgas ontvangt. Gas uit tank 33 passeert door een 'eerste drukregulator 3^ en een solenoxdeklep 35 die wordt samengedrukt door een vacuum bediende schakelaar i+0 gevoelig voor de vacuumdruk in het brandstof inlaat spruit stuk van de motor. Het gas passeert daar-35 na een waterstofgasomzettingsinrichting 36 die het in sterk geïsoni- 7905503 *· 5 seerd waterstofgas met een significant grote hoeveelheid deuterium omzet. Het aldus omgezette gas passeert naar een gasmenger 37 "waar het wordt gemengd met atmosferische lucht en het gasmengsel vormt dat als “brandstof in de motor wordt geïntroduceerd. De motor is van 5 het type met heen en weer gaande zuiger en cilinder. Deze kan een normale automotor zijn waarin het normale koolwaterstofbrandstoftoe-voersysteem (carburator of brandstofinjektiesysteem) is vervangen door het waterstofbrandstoftoevoersysteem en die is voorzien van speciaal elektrische ontladingsinrichtingen die hierna worden beschre-10 ven.

De waterstofgasomzettingsinrichting 36 vereist een olieeirculatiesysteem met geforceerde stroming, en dit systeem wordt in het algemeen aangeduid als 38 in figuur 1. Het omvat een pomp 39 die olie afgeeft door een pijp Ui aan de bodem van de cmzettings-15 inrichting 36. Zoals later zal worden beschreven stroomt de olie naar boven door de cmzettingsinrichting 36 en van daar door een verdere doorgang b2 naar een olie-reservoir UI en een oliekoelradiator UU en terug naar de pomp voor recirculatie.

Zoals het duidelijkst blijkt uit figuren 2 en 3 20 kunnen de waterstofgasomzettingsinrichting 36 en de gasmenger 37 geschikt zijn geconstrueerd als een enkele combinatie die rechtstreeks op de kop van de motor 31 is vastgemaakt door bouten.

De constructie van de gasomzettingsinrichting 36 wordt geïllustreerd in figuren 2-12. Deze omvat een buitenkast 51 25 met een gegoten buisvormig aluminiumlichaam h2 en top- en bodem-sluitingen 53, 5b. De omtrekswand van de kast omvat koelribben 55, terwijl de top- en bodemsluitingen gevormd worden met verlengingen van deze ribben.

De bodemsluiting 5b bestaat uit een niet-magnetische 30 roestvrijstalen bodemplaat 56 die is vastgeklemd aan het bodemeinde van het kastlichaam 52 door middel van klembouten 57 die geschroefd worden in met schroefdraad voorziene gaten in de wand van het huis.

Het grensvlak tussen bodemplaat 56 en huis 52 wordt afgedicht door een ringvormige pakking 58.

35 Topsluiting 53 bestaat uit een niet-magnetische 7905505 6 roestvrijstalen topplaat 59 en een kunststofdeksel 61, Topplaat 59 is vastgemaakt aan het "boveneinde van het huis 52 door middel van tien klembouten 62 die geschroefd worden in van schroefdraad voorziene gaten in het huis terwijl de kunststofdeksel 61 is vastgemaakt 5 aan de topplaat 59 door vier "bevestigingsschroeven 63 teneinde een centrale opening in de topplaat te "bedekken. Het grensvlak tussen topplaat 59 en huis 52 wordt afgedicht door een ringvormige pakking 6k terwijl het grensvlak tussen de topplaat en de kunststofdeksel 61 wordt afgesloten door een ringvormige pakking 65.

10 In de gasomzettingsinrichting wordt waterstofgas naar boven geleid door een ringvormige kamer gevormd tussen een buisvormige elektrische anode 60 en een buisvormige kathode TO die de anode omringt. Kathode TO die hierna in bijzonderheden zal worden beschreven past precies binnen de omtrekswand van het huis 52. Het bovenein-15 de daarvan is in aangrijping met pakking 6U terwijl het ondereinde daarvan steun biedt voor de buitenrand van een kunststofbodemschijf 6T die wordt vastgeklemd gehouden tegen de bodem van de kathode door de bodemplaat 56. Een afsluitpakking 68 is geplaatst tussen het bodem-einde van de kathodecombinatie en de kunststofbodemschijf 6J.

20 Kunststofbodemschijf 6T heeft een centraal naafge- deelte 69 dat voorzien is van vijf contactgaten om vijf pennen T-1 van een kortgolvige elektromagnetische stralingshuls algemeen aangeduid als T2 op te nemen, die centraal is opgesteld in de kast. Stralingshuls T2 omvat een gedeeltelijk geëvacueerde omhulling met glazen 25 wand T1 waarin zich een afgeschermde filamentwikkeling T^ en een.anode T5 met een wolframinzet stuk j6 dat een vlak trefplaat je-oppervlak biedt bevindt. Eén einde van de filamentwikkeling T^ is elektrisch aangesloten aan een van de vijf aansluitpennen J1 om een positieve stroomverbinding te leveren. Het andere einde van filamwnt T^· is be-30 bestigd aan al de vier achterblijvende pennen J1 teneinde een gemeenschappelijke negatieve of aardaansluiting te geven.

Als aangeduid in figuren H en 8, grijpen de vier aardpennen van buis T2 in gaten 80 in een hoefijzervormige metaalplaat TT voorzien binnen een uitsparing in de onderkant van de kunst-35 stofbodemschijf 6Τ· Plaat TT is in aangrijping met een veerbelaste 7905503 * τ elektrische kontakt-plunjer 78. Kontaktgever 78 is gemonteerd in een metalen buis 79 die de drukveer 81 draagt en is vastgemaakt aan een bodemdekselplaat 56 om een aardverbinding door de buitenkast te leveren. De enkele positief elektrische toevoerpen 71 van "buis J2 5 is in aangrijping met een gat 92 in een metalen plaatje 83 op de kunststofbodemschijf 67 en dit plaatje is in aangrijping met een veer-belaste kontaktplunjer 8b die gedragen wordt bij het inwendige einde van een elektrische aansluitcombinatie 85» die zich radiaal naar binnen door de buitenkast uitstrekt. Aansluitcombinatie 85 omvat 10 een centrale geleider 86 gevormd van een met goud gegalvaniseerde messing opgenomen binnen kunststofhuls 8j dat een uitwendig schroef-draadgedeelte 88 heeft dat kan worden geschroefd in een van schroefdraad voorziene opening in de zijde van het huis. Geleider 86 is aangesloten op een elektrische toevoer-leiding 89 die positieve DC span-15 ning aan de filamentwikkeling jb van de stralingshuls levert. De anode 75 van de stralingshuls is aangesloten door middel van een schroefverbinding 91 aan een met goud gegalvaniseerde messing eindklem 92, waarvan de construktie het best is te zien in figuren U en 1U. Deze eindklem dient als elektrische aansluiting waardoor de hoge spanning 20 aan de anode van de stralingshuls 72 wordt aangelegd en tevens als een varmtereservoir voor de stralingshuls. Het onderste deel van de eindklem 92 heeft omtreksgewijze op afstand geplaatste longitudinale ribben 93, terwijl daarentegen het bovenste deel een glad cilindrisch oppervlak 9b alsmede een reeks van zes longitudinaal zich uitstrek-25 kende inwendige passages 95 heeft, die zich naar beneden door het bovenste gedeelte uitstrekken en in verbinding staan met de ruimten tussen de ribben 93 in het onderste deel van die component. Het bovenste einde van eindklem 92 steekt in een gat 96 aan de onderkant van het kunststofdeksel 61.

30 Zoals blijkt uit figuur 7 is de stralingshuls eind klem 92 verbonden met een hoogspanningstoevoerleiding 136 via een elektrische aansluiting 137 die wordt geschorefd in een zijde van het kunststofdeksel 61 en is voorzien met een veerbelast elektrisch kon-takt 138 dat met het bovenste eindgedeelte van de eindklem 92 in aan-35 grijping is. Aansluiting 137 is gemaakt van twee stukken, het eerste 7905503 8 stuk omvat een geleider 139 die direkt wordt geschroefd in het kunststof deksel 61 en het veerhelaste kontact 138 draagt, en het tweede stuk omvat een met goud gegalvaniseerde geleider 1U1 die wordt geklemd tegen geleider 139 door een kunststofaansluitlichaam Tk2 vast-5 gemaakt aan een grotere van schroefdraad voorziene boring in het kunst-stofdeksel, waarbij de aansluiting 1H1 is verbonden aan het einde van de toevoer leiding 136. Twee olie-afsluitpakkingen 1^3 en 1½ zijn voorzien. De toevoerdraad 136 kan worden losgemaakt door lichaam lh2 uit de kunststofdeksel 61 te schroeven, waarbij de geleider 139 en 10 het veerbelaste kontakt 138 op hun plaats achterblijven waardoor de olieafdichting voorzien door pakking 1^3 wordt gehandhaafd.

Stralingsbuis 72 is omringd door de buisvormige anode 60 waarin met kracht een dikke kunststofvoeringbus 106 is geperst, welke construktie van deze componenten wordt geïllustreerd in figuren 15 9 en 10. Anode 60 is geklemd tussen de bodemkunststofschijf 67 en de bovenste kunststofschijf 102 door middel van acht lagere klembou-ten 103 en acht bovenste klembouten 10U. De stelen van de bouten 103, die gemaakt zijn van een antimagnetisch roestvrij staal, kunnen worden geschroefd in van schroefdraad voorziene gaten in de bodem van 20 anode 105 en de koppen daarvan steunen tegen een met goud gegalvaniseerde glasring 107 voorzien aan de onderkant van de kunststof-bodemschijf 67. Zoals aangeduid in figuur 8 is ring 107 voorzien van een oor 108 dat in aangrijping is met een veerbelast elektrisch kontakt 109 gesteund door het inwendige einde van een elektrische aan-25 sluiting 111, die zich radiaal naar binnen door de buitenkast uitstrekt. Aansluitstuk 111 omvat een centrale met goud gegalvaniseerde messinggeleider 112 opgesteld binnen een kunststofhuls 110 die wordt geschroefd in een van schroefdraad voorzien gat in de buitenkast. Geleider 112 verbindt kontakt 109 met een elektrische leiding 113 die 30 is verbonden met een toevoer van een positieve gelijkspanning. Deze spanning wordt aldus toegevoerd via kontakt 109, ring 107 en bouten 103 aan anode 60. Een pakking 11U is samengeperst tussen de onderste kunststofschijf 67 en de bodemeinden van de anode 105 en de anode-voering 106, terwijl een soortgelijke pakkingring 115 is samengeperst 35 tussen de buitenrand van de bovenste kunststofdeksel 102 en de boven- 7905503 9 einden van de anode en de anodevoering. De "bovenste klembouten 10mstrekken zich uit door kunststofhulsen 116 en de koppen daarvan, die passen in tegenboringen in de "bovenste metalen dekselplaat 59, steunen tegen elektrisch isolerende vezelsluitringen 117· De anode is aldus 5 elektrisch geïsoleerd van de bovenste metaaldekselplaat.

Een paar O-ringpakkingen 118 zijn opgesteld in om-treksgroeven in de buitenomtrek van de anodevoering 106 grenzend aan de top- en bodemeinden van de anodeeombinatie teneinde afdichtingen tegen olielekkage te vormen, welke olie door het inwendige van de 10 anode stroomt.

Anode 60 is gemaakt van met goud gegalvaniseerd mes-‘sing en zoals het beste blijkt uit figuren 5 en 9 is de buitenomtrek ervan machinaal bewerkt ter vorming van acht langs de omtrek op afstand geplaatste groeven 121 die boogvormige oppervlakken hebben die 15 samenkomen met scherpe ruggen 122 vastgelegd tussen de groeven.

Het gehele buitenomtreksoppervlak van de anode is gegroefd ter vorming van kleine pyramidale uitsteeksels ter verhoging van het effectieve specifieke oppervlak van de anode.

De buisvormige wand van de anode is geperforeerd 20 door acht gaten of vensters 123 centraal opgesteld ten opzichte van de groeven (d.w.z. midden tussen de ruggen 122) en bij benadering midden tussen de einden van de anode. In figuren U en 10 heeft de buitenomtrek van de anodevoering 106 acht blinde gaten 12U die overeenstemmen met gaten 123 in de anode wanneer de voering in de anode wordt 25 vastgemaakt. De voering kan aldus dienen voor het vasthouden van olie binnen de anode maar de wanddikte van de voering wordt bij de anode-gaten 123 tot een minimum teruggebracht teneinde minimale belemmering voor de kortgolvige elektromagnetische straling te bieden die wordt opgewekt door stralingshuls 72 wanneer deze straling zich uit buis 72 30 uitspreidt door de anodegaten.

Anodevoeringbuis 106 heeft een inwendige omtreksflens 125 die een ringvormig kunststofhuis 126 steunt dat een stapeling van drie ringvormige permanente magneten 127 bevat. Deze magneten worden stevig op hun plaats vastgehouden binnen het bovenste deel van de 35 anode door zes rubberkussens 128, die worden samengeperst tussen de 7905503 10 bovenste magneet en de bovenste kunststofschijf 102. Zoals hierna beschreven produceren magneten 127 een sterk magnetisch veld binnen de gasomzettingsinrichting. Teneinde de hoogst mogelijke fluxdicht-heid te produceren zijn zij bij voorkeur van het kobalt-samarium-type.

5 De buitenomtrek van de kathode 70 is voorzien van uitsparingen die loden ringen 132, 133 ontvangen die dienen als stra-lingsafscherming. Anders dan de anode is de kathode gemaakt van een magnetisch materiaal. Bij voorkeur is deze geconstrueerd van een met nikkel gegalvaniseerd mild staal. Het bodemgedeelte daarvan -wordt ge-10 vormd met acht langs de omtrek op afstand geplaatste sleuven die acht rechthoekige magneten 13^ opnemen, in positie gehouden door de klemplaten 135· Magneten 13^ zijn tevens bij voorkeur van het kobalt-s amarium-type.

Kathode J0 past precies binnen de ringvormige wand 15 van de buitenkast en is zodanig geïnstalleerd dat de acht kathode-magneten 13^ radiaal in lijn zijn met de centra van de anode-groeven 121, d.w.z. zij zijn radiaal naar buiten en vertikaal naar beneden vanaf de anodegaten 123 opgesteld. De kathode wordt geaard door het kon-takt daarvan met de buitenkast.

20 De gasomzettingsinrichting 36 heeft een geforceerd oliecirculatiesysteem waardoor olie wordt gepasseerd in de bodem van de inrichting en naar boven door het inwendige van de anodecombinatie om stralingsbuis 72 geheel te omringen, vanwaar deze uit de top van de inrichting passeert en wordt gerecirculeerd. De olie verplaatst 25 lucht uit het inwendige van de inrichting, dat anders vonkvorming zou kunnen veroorzaken tussen de stralingsbuis 72 en andere componenten van de inrichting, en dient tevens voor het wegvoeren van warmte uit de inrichting, waardoor oververhitting van de stralingsbuis wordt voorkomen. De olie wordt afgegeven uit pomp 39 via pijp ^1 aan een olie-30 inlaatpassage 1^-5 in de metalen bodemdekplaat 56 van de buitenkast 51. De olie wordt aldus afgeleverd aan de holte 1hè tussen de bodemplaat 56 en de bodemkunststofschijf 67 van waar deze naar boven stroomt door zes oliestroomgaten 17^ in het centrale naafgedeelte van schijf 67 in het inwendige van de anode. De olie stroomt naar boven 35 door de anode en om de stralingsbuis en vandaar naar boven door het 7905503

1T

inwendige van de bovenste kunststofschijf 102. De olie stroomt aldus rond het met ribben voorziene onderste deel van het stralingsbuis-eindorgaan 92 en wordt door ribben 93 naar boven gericht door de passages 95 in het bovenste gedeelte van orgaan 92 naar een olie uit-5 laatpassage 1^-8 in kunststof deksel 61 en vandaar naar de olie-uit-laatpijp k2. Zoals reeds beschreven in figuur 1 richt pijp k2 de olie terug naar pomp 39 via reservoir U3 en koelradiator Ui)·. In verband van zijn met ribben voorziene en met goud gegalvaniseerde messing-construktie levert het stralingsbuiseindorgaan 92 een uitstekende 10 warmte-uitwisseling van de stralingsbuis naar de circulerende olie.

Waterstofgas uit tank 33 wordt afgeleverd aan de om-zettingsinrichting 36 via de primaire drukregulator 3^- en de solenoxde-klep 35· De primaire drukregulator 3^ verlaagt de druk van het gas tot bij benadering 5,6 - 7 bar. Solenoxdeklep 35 wordt geregeld door een 15 met vacuum bediende schakelaar to ten antwoord op de vacuumdruk binnen het inlaat spruit stuk van motor 31. Dit garandeert dat de toevoer van waterstofgas wordt afgesneden wanneer de motor wordt gestopt.

Het waterstofgas dat uit klep 35 via een pijp 1^9 naar een gas inlaatpas sage 151 in de buitenkast 51 van de omzetin-20 richting wordt afgevoerd, vanwaar het in een tweede drukregulator 152 voorzien aan huis 52 stroomt. De secondaire drukregulator 1b2 omvat een door middel van een diafragma bediende inlaatklep 153 die bij een gasuitlaat 15^ een stroom waterstofgas met een verlaagde druk van ca. 0,1 bar boven-atmosferische druk levert. Regulator 152 omvat 25 een diafragmahuis gevormd door twee komvormige metalen organen 155, 156 waartussen een flexibel diafragma 157, dat het inwendige van het huis in afzonderlijke kamers 158 en 159 verdeelt, wordt "gesandwiched".

Kamer 159 is in kontakt met de atmosferische druk via een opening 161 en kamer 158 is in kontakt met de regulator-uitlaatdruk via een gat 30 162 in orgaan 155· Het centrale deel van membraan 157 draagt een ver stevigende metaalschijf 163 en een klep-bedienende metalen strip 16^· tezamen verbonden door bouten 165 -

De regulatorinlaatklep 153 omvat een inlaatklepzit-ting 166 en een ertegenover opgestelde klepplaat 167 gemonteerd op 35 een buigbare strip 168 die kan worden gebogen door de beweging van een 7905503

* I

12 veerbelaste plunjer 169 om de klepplaat 167 naar de zitting 166 toe en van de zitting 16 af te bewegen. Plun jer 169 wordt voorgespannen door een veer 171 tegen de metaalstrip 16U op diafragma 157· De verstevigingsschijf 163 op het diafragma is in aangrijping met een 5 naaf 172 op orgaan 156 dat als draaipunt dient waarom het diafragma kan draaien onder invloed van de gasuitlaatdruk in kamer 158. Toename in de gasuitlaatdruk doet het diafragma draaien waardoor klepplaat 167 tegen de klepzitting 166 wordt bewogen en daardoor de gas-stroom wordt beperkt en derhalve de druktoename wordt tegengewerkt.

10 De druk aan waterstofgas afgeleverd door de regulatoruitlaat 15^ wordt aldus vrijwel constant op ca. 0,10 bar boven de atmosferische druk gehouden.

De gasuitlaat 15^· uit de secondaire regulator 152 levert waterstofgas aan een ringvormige ruimte 173 gevormd tussen de 15 kathode en de buitenkast vanwege de uitwendige omtreksuitsparing in de kathode. Het gas stroomt uit de bodem van ruimte 173 door acht gaten 17^ die zich naar beneden en naar binnen door het bodemgedeelte van de kathode uitstrekken en zodoende het gas af leveren in de bodem van de ringvormige ruimte 175 tussen de anode en kathode. Het gas 20 stroomt door deze ringvormige ruimte naar boven in een ringvormige gas-verzamelende groef 176 gevormd in de onderkant van de bovenste metaal-dekselplaat 59. Als blijkt uit figuur 11 staat groef 176 in verbinding met een paar naar buiten zich uitstrekkende verlengde sleuven 177 aan een zijde van de inrichting. Deze verlengde sleuven zijn in 25 lijn met naar beneden hellende passages 178 in het huis 52 en het gas wordt naar beneden door deze passages afgeleverd aan een gasuitlaatkamer 179 a vanwaar het via een eenrichtingsklep 181 passert door de gasmenger 37.

Alvorens de elektrische keten voor de waterstofgas-30 omzettingsinrichting te beschrijven zal de algemene werking van die inrichting worden beschreven. Er wordt een constante gelijkspanning van 12 volt tussen anode βθ en kathode 70 aangelegd. De filamentwikke-ling 7^ van de stralingshuls 72 wordt voorzien van een gereguleerde positieve spanning van 2,65 volt en een zeer sterk pulserende gelijk-35 spanning wordt aangelegd tussen het filament en de anode 75 van de stralingshuls. De spanning tussen het filament en de anode zal type- 7905503 13 ί rend Uo kV zijn met een ge super poneer de rimpelspanning van 2 - k kV.

Onder deze omstandigheden produceert het elektronenbombardement van de anode een 360° stralingsband aangewezen door de stippellijnen 182 in figuur 1¼. Als aangewezen door de stippellijnen waaiert de stra- 5 lingsband naar beneden vanuit het horizontale vlak van het vlakke trefplaatjesoppervlak van de stralingsbuisanode door een verstrooi- ingshoek van bij benadering 15°· De straling omvat hoge anergiefoto- -10 nen met een golflengte kleiner dan 10 meter. Proeven hebben aangewezen dat de stralingsintensiteit van de buis van de orde van 3000 10 Röntgen/uur is. De vorming van deze hoge flux fotonen gaat gep-aard met de afgifte van grote hoeveelheden neutronen binnen het wolfraam-plaatje van de stralingshuls, zodat de buis derhalve werkt als een pulserende bron van neutronen die met de hoge energiefotonen in de stralingsbundel worden uitgestraald. De stralingsbundel strekt zich 15 naar buiten uit door de gaten 123 in anode 60 in een ringvormige gasstroompassage 175, waardoor vanwege de reflekties van de kathode een barid van het gas binnen die kamer intens wordt bestraald. Aldus wordt het waterstofgas dat naar boven door de ringvormige kamer 175 passeert onderworpen aan een intense kortgolvige elektromagnetische 20 straling en een daarmee verbonden gepulseerde stroom neutronen.

De anodemagneten 127 en de kathodemagneten 13¼ produceren een intens magnetisch veld waarvan de vorm wordt aangewezen door de stippellijnen 183 en 18U. De lijnen 183 wijzen magnetische veldlijnen met een gesloten lus aan die zich naar beneden vanaf de 25 anodemagneten 127 uitstrekken é.n de stralingsbundel snijden met bij benadering 90° en daarna binnen draaien en naar boven zich vertikaal uitstrekken door de kathode van stralingsbuis 72 en het metaalorhaan 92, waarna zij naar buiten en naar beneden naar de boveneinden van de anodemagneten draaien. In het gebied tussen het stralingsbuisfila-30 ment en de anode dient het magnetische veld ter versnelling van de elektronen die de stralingsbuisanode bombarderen en zo bijdragen tot de stralingsenergie die in de buis wordt geproduceerd.

Lijnen 18¼ tonen de buitenveldlussen die zich uitstrekken vanaf de bodem van de anodemagneten 127 en door de kathode-35 magneten 13k, vanwaar zij naar boven passeren door de kathode en terug 7905503

* I

in een gesloten lus naar het boveneinde van de anodemagneten. Katho-demagneten 13^ dienen ter zodanige vorming van deze magnetische veld-lijnen dat zij naar buiten door de ringvormige waterstofgasstroomka-mer 175 passeren in het gebied waar het waterstof wordt onderworpen 5 aan een intense straling. Het magnetische veld in dit gebied levert derhalve voorkeursbanen voor de stralingsfotonen die dan door de waterstofkamer in radiale richtingen blijken te passeren waarbij de interactie van het magnetische veld met de stralingsfotonen een "spin flip" effekt in de protonen binnen het waterstof produceert die de 10 energie-niveau's daarvan doet toenemen.

Vanwege de intense straling met kortgolvige magnetische straling en het potentiaalverschil aangelegd tussen de anode en de kathode wordt het waterstofgas sterk geïoniseerd. Bovendien zal door het met de stralingsbundel epaard gaande nucleaire invangen van 15 neutronen het geproduceerde geïoniseerde waterstofgas een veel grotere hoeveelheid deuterium (d.w.z. deuteronen) omvatten dan in natuurlijk voorkomend waterstof (d.w.z. meer dan 0,0156%)· Aldus wordt in de waterstofgasomzettingsinrichting 36 het normale industriële waterstofgas omgezet in een sterk geïoniseerd gas met een significant gro-20 te hoeveelheid deuterium.

Teneinde de bovengenoemde resultaten te bereiken dient het door de magneten 127 en 13^ voorziene magnetische veld binnen de gasstroomkamer 175 een fluxdichtheid te hebben groter dan 500 Gauss en bij voorkeur van de orde van 1800 Gauss.

25 De elektrische keten voor de inrichting wordt weer gegeven in figuur 17. Zoals blijkt uit die figuur wordt de keten bekrachtigd door een 12 volt batterij 201. Een eenvoudige aan-uit hoofdregels chakelaar 202 levert een positieve spanning aan een stralings-buisfilament spanningsregulator, algemeen aangeduid als 203 en aan 30 een tijdsbesturingsketen algemeen aangeduid als 20U. De filament- spanningsregulator levert een beheerste positieve spanning aan filament 7^ van stralingshuls 72. Tijdbesturingsketen 20^· bekrachtigt een hoofd-regelrelais 205-

Leiding 208 levert een beheerste positieve spanning 35 aan een invertor algemeen aangeduid als 211 die op zijn beurt een 7905503 15 > vierkante wisselspanningsgolfvorm aan een spanningsmultiplieatorketen 212 levert teneinde liet hoge gelijkspanningspotentiaalversch.il, dat aan stralingshuls J2 wordt aangelegd, te leveren. Deze spanning is hij benadering 40 kV gelijkspanning met een gesuperponeerde scherp 5 gepunte rimpel van 2 - h kV.

De positieve spanning voor anode 60 van de gasomzet-tingsinrichting wordt geleverd via een sehakelenergietoevoerketen, algemeen aangeduid als 213 die wordt bekrachtigd door het hoge ener-gierelais 209· 10 De hoofdcomponenten van de elektrische keten zullen nu achtereenvolgens in bijzonderheden worden beschreven. Filaraent-spanningsregulator (203)

Wanneer een positieve spanning wordt toegevoerd via de hoofdregelschakelaar 202 en relais EL1 wordt bekrachtigd zal 15 dit stroom aan de spanningsregulator IC1 via het vaste kontakt van het relais toevoeren. Hetzelfde kontakt zal stroom toevoeren aan tijdsbesturingsketen 20k via het normaal gesloten kontakt van relais RL2. 'Condensator C1 is geschakeld tussen de negatieve en positieve toevoerleidingen en levert een vertraging van 1,5 sec. wanneer relais 20 .EL1 uitschakelt om te verzekeren dat de hoge spanning toegevoerd aan stralingshuls J2 wordt uitgeschakeld voordat de gereguleerde filament-spanning wordt uitgeschakeld.

De uitgangsspanning van regulator IC1 wordt geregeld door het ingestelde weerstandsniveau van een eerstandsnetverk R1, R2 25 en RV1 (variabele weerstand). Condensator C2 heeft als functie de keten te stabiliseren tegen de voorbijgaande invoerspanningsschommelin-gen. Weerstand R3 isoleert condensator C3 van de uitgang van de regulator IC1 en brengt de ingangsverdeler in evenwicht’. Condensator C3 wordt toegepast voor het compenseren van de foutversterker in regula-30 tor IC1 en om freauentiecompensatie te leveren. Indien het filament breekt wordt transistor Q1 geactiveerd door een stroom geleverd door weerstand Rh en R5 en het relais RL2 voor het stoppen van de toevoer-stroom naar de tijdsbesturingsketen 2Qh. De waarden van weerstand R^ en R5 worden zodanig gekozen dat voorkomen wordt dat voldoende stroom 35 wordt toegevoerd voor het bekrachtigen van relais RL2 gedurende het 7905503 16 normale bedrijf van de stralingshuls. Wanneer transistor Q1 en relais RL2 worden geactiveerd doet een weerstand R6 de 12 volt toevoer dalen tot een niveau waar dit het 6 volt relais R2 niet overbelast. Tijdschakeling (20k) 5 De tij dvertragingsketen 20U levert stroom aan het hoofdregelrelais 205· Wanneer energie wordt toegevoerd door het normaal gesloten kontaktpunt van relais RL2 wordt condensator CA geladen door weerstand RT tot de spanning over condensator CA de trekker-spanning van de 'uni-junctie transistor Q2 bereikt. De tijdsvertraging 10 wordt geregeld door de verhouding van condensator CA en weerstand R7 en levert een vertraging van 2 tot 3 sec. Wanneer de -uni-junctie transistor Q2 wordt geactiveerd en condensator CA via weerstand R8 wordt ontladen levert deze een spanningspuls die wordt aangelegd aan de poort van SCR1 die SCR1 zal bekrachtigen. De weerstand R9 zal de 15 gepulseerde stroom toegevoerd aan de poort van SCR1 regelen. Het hoofdregelrelais RlA werkt als een belasting voor de inrichting zodat derhalve wanneer SCR1 wordt ingeschakeld, het hoofdregelrelais RL3 omschakelt en door zijn kontaktpunt een positieve spanning levert voor het besturen van de invertor spanningsregulator 208 en het hoge ener-20 gierelais RlA bekrachtigt.

Invertor spanningsregulator (208)

De serie-doorlaatspanningsregulator 208 is gevoelig voor veranderingen in de uitgangsspanning door de differentiële versterkingstransistors Q3 en QU en de daarmee verbonden ketenweer-25 standen R10, R11, R12 en R13 en zenerdiode ZD1. Weerstand R13 levert een grote stroom door ZD1 en aangezien deze veel groter is dan de stroom die vloeit door weerstanden R10 en R11 wordt de referentie-spanning opgewekt door zenerdiode ZD1 bij punt A praktisch onafhankelijk van de spanningsveranderingen.

30 Indien er derhalve een verandering in de spanning is veroorzaakt dit een complementaire verandering in de basisstroom naar transistor Q5· Dit wordt bereikt door transistor QU te gebruiken ter regeling van de stroom door transistor 5* Transistor Q5 wordt toegepast als een gebruikelijke emitterbesturing en reguleert de basis-35 stroom naar transistor Q6. Zenerdiode ZD2 levert de referentiespan- 7905503 17 ning voor deze opstelling van transistoren Q5 en Qö en houdt de spanning "bij de basis van Q6 constant, zodat alleen de regelstroom door transistor Q5 varieert. Weerstanden Ril· en R15 leveren een correctie stelspaxming van de transistors Q5 en QjS.

5 Condensator C5 handhaaft een lage uitgangsimpedantie bij hoge frequenties waar de versterking van de transistor Q3 en laag is. Be waarde van de weerstand R12 wordt zodanig gekozen dat voldoende stroom wordt getrokken door transistors Q3 en Q^·, zodanig dat transistor Q^· in zijn actieve gebied is voor eventuele grote va-10 riaties in de spanning. De invertor spanningsregulator ontvangt 12 volt positieve toevoer door het hoofdregelrelais 205 en levert een gereguleerde spanning van bij benadering 8 volt aan de invertor 211. Invertor (211)

De invertor is een gelijk- of wisselstroomomzetter 15 die gebruik maakt van een transistor-oscillator. De transistors Q7 en Q2 zijn hoge snelheidsschakelinrichtingen en zijn werkzaam ter levering van een alternerende hoogfrequente stroom, frequentie 3KHz- 25 kHz, in de primaire spoelen T1 en T2. Het startsignaal aangelegd aan de centrale aftakking van spoel T3 wordt geregeld door het weerstands-20 netwerk geleverd door weerstanden R15 en R16 zodanig dat de grootte daarvan een voldoende basisbesturing aan de transistors Q7 en Q3 zal leveren waardoor deze in staat zijn afwisselend te trekken. Transistoren Q7 en Q8 zullen tegengestelde stromen in de spoelen T1 en T2 leveren die de flux in de ferrietkern FC1 van positief naar negatief 25 zullen doen wisselen. De secondaire spoel genereert een hoge spannings-uitgang door middel van de grote wikkelverhouding tussen de primaire en secondaire spoelen. De condensator C6 werkt als een filter en voorkomt ïngangsspannings-overgangsverschijnselen.

Spanningsmultiplic at or (212) 30 De ingangsspanning aan de spanningsmultiplicator is de hoge wisselspanningsgolfvorm van de secondaire invertor-wikkeling ïU. Dit zal typerend ongeveer 18 kV zijn. De werking van de keten kan worden beschreven door afwisselende positieve en negatieve cyclussen van de hoge wisselspanningsgolfvorm te beschouwen. Bij de eerste posi-35 tieve halve cyclus hebben de dioden D1 en D2 een voorwaartse voor- 7905503 18 spanning en laden condensator C7 tot de piekwaarde van de positieve cyclus op. Bij de volgende negatieve cyclus wordt aan de dioden D1 en D2 een tegengestelde voorspanning gegeven en wordt aan dioden D3 en DU een voorwaartse voorspanning gegeven. Condensator C7 ontlaadt zich 5 door dioden D3 en DU en laadt condensator C8 op. Bij de volgende positieve halve cyclus wordt condensator CJ opnieuw geladen door dioden D1 en D2 terwijl de spanning over condensator C8 als voorwaartse voorspanning voor dioden D5 en Dö fungeert, waardoor condensator C8 condensator C9 kan opladen.

10 Dit proces wordt bij de volgende negatieve halve cyclus herhaald waarbij condensator C10 wordt opgeladen en op soortgelijke wijze wordt condensator Cl 1 opgeladen bij de volgende positieve halve cyclus. Op dit punt (2 1/2 volledige cyclussen sinds het begin van de requentie) zijn condensatoren C7, C9 en C11 elk opgela-15 den tot de volledige nul- tot-positieve piekspanning van de secondaire wikkeling TU en aangezien de condensatoren met elkaar in serie zijn verbonden is de spanning ten opzichte van aarde bij de uitgangs-klem van de spanningsmultiplicator driemaal de nul-tot-piekwaarde.

Dit proces gaat zo lang door als de ingangsspanning 20 aanwezig is en vanwege de rectificerende werking van dioden D1 - D6.

De uitgangsspanning wordt, behalve dat deze tot driemaal de ingangs spanning is vermenigvuldigd, tevens gerectificeerd van een wisselspanning tot een gelijkspanning. De regulering van dit type keten is echter zodanig dat de gelijkspanningsgolfvorm een betrekke-25 lijk grote gesuperponeerde rimpelwisselspanning heeft. Dit is typerend 2 - ij· kV in een totale uit gangs spanning van hG kV.

Een volledige lijst van componenten voor de geïllustreerde keten is als volgt: R^ 10K ohm 1/k watt 1000 piF electrolytic 30 Rg 3K ohm 1 /h watt 1 yuF tantalum

Rg 5,6k ohm 1/2 watt 2000 pF polyester R^ 0,68 ohm 5 watt 10 ^uF tantalum R^ 12K ohm 1/2 watt 2500 ^uF electrolytic

Rg 68 ohm 1/2 watt Cg 0,002 piF polycarbonaat

35 Εγ 1 megohm 1/2 watt Cj 1800 fF 30KVWDC

7905503 19 ^'

Eg 220 olm 1/2 watt Cg 1800 yF 30KVWDC

Eg U70 ohm 1/2 watt Cg 1800 pF 30KVWDC

E 0 2,2K ohm 1/2 watt C1Q 1800 j)F 30 KVWDC

En 2,7K ohm 1/2 watt 1800 j^F 30EVWDC

5 E12 680 ohm 1/2 watt 2K ohm 1/2 watt R^ 33 ohm 5 watt R 100 ohm 1/2 watt O, 2R3568 R 18 ohm 5 watt 2N26U7 15A ^ 10 R^g 1,5 ohm 5 watt Qg 217130¾ 217130¾ Q? 2R3055

Qg 211627¾ 2R3773 15 R^1 10K ohm Trimpot Qg 2R3773 12V DC Relay IC. MPC 1000 volt Regulator - HL1 ETO 6v DC Relay lid RLg 12V DC Relay

SCR1 G.E. C106D

20 D1 ED1 7639 35KV

D2 EDI 7639 35KV FC1 ferriet "E" Core

Dg ED1 7639 35KV

D^ ED1 7639 35KV

D5 ED1 7^39 35KV ZD1 B27 96 C6V2 105W

25 Dg ED1 7639 35KV

D7 ED1 7639 35KV ZD2 6,2V 10 watt

Dg ED1 7639 35KV

D1q ED1 7639 35KV

gQ Het sterk, geïoniseerde waterstofgas dat door omzet- tingsinrichting 3^ wor(3t geleverd passeert rechtstreeks in gasmenger 37 die de aatersÏof met de atmosferische lucht mengt en een brandstof- 7905503 * 20 mengsel voor de motor levert. De konstruktie van gasmenger 36 wordt weergegeven in figuren 2, 3 en 18 - 25· Deze omvat een bovendeel 301 dat een luchtfiltercombinatie 302 draagt; een tussenstuk 303 dat met schroeven is vastgemaakt aan het huis van de gasomzettingsinrich-5 ting 36 door middel van bouten 30^+, en achtereenvolgende lagere delen 305» 306 draagt. Het allerlaagste deel wordt met bouten vastgemaakt aan het inlaatspuitstuk 307 wan motor 31 door middel van vier klampen 308.

De geïoniseerde gasvormige brandstof uit de uitlaat-10 kamer 179 van de gasomzettingsinrichting 36 wordt toegelaten via een eenrichtingsklep 181 in een gasinlaatkamer 309 gevormd binnen het tussenstuk 303 van de gasmenger. De eenrichtingsklep 181 omvat een roestvrijstalen klepzitting 311 vastgeklemd tussen het tussenstuk 303 van de gasmenger en het buitenstuk van de gasomzettingsinrichting 15 36 en een komvormig kleporgaan 312 dat tegen de klepzitting wordt aangedrukt door een lichte voorgespannen veer 313. Veer 313 is stijf genoeg om de klep tegen de waterstofgas stroom in te sluiten wanneer de motor wordt gestopt maar wanneer de motor wordt gedraaid wordt de klep door de motorzuiging geopend en kan geïoniseerde waterstof in 20 de gasmenger stromen.

De geïoniseerde waterstofstroom van de inlaatkamer 309 stroomt naar boven door de inwendige passage 31U van een inlaat-pijp 315 waarvan de konstruktie het best kan worden gezien in fig. 23. De inlaatpijp 315» die gevormd kan zijn als een eluminiumgietstuk, 25 heeft een dikke bodemflens 316 voorzien van boutgaten 317 voor het opnemen van bouten 320, waardoor deze wordt vastgemaakt aan het tussenstuk 303 met het lagere einde van passage 31^ in lijn met kamer 309. Een pakking 318 is vastgemaakt tussen deze twee componenten. De inlaatpijp 315 is voorzien van langs de omtrek op afstand geplaatste 30 vertikale ribben 319 en het boveneinde daarvan is voorzien van een roestvrijstalen bus 312 die dient als een klepzitting voor een konisch kleporgaan 322 dat een deel vormt van een vertikaal beweegbare klep-combinatie 323 gedragen op een flexibel diafragma 32k.

Het bovendeel 301 van de gasmenger heeft een cilin-35 drisehe boring 325 en nabij zijn boveneinde een radiaal naar buiten 7905503 21 uitstekende omtreksflens 326. Deze is vastgemaakt aan het tussenstuk 303 door klemstangen 327 en een pakking 328 wordt tussen deze twee delen gesandwichd.

De "buitenste rand van het flexibele diafragma 32^ 5 wordt vastgehouden tussen een ring 329 en de buitenrand van een koepelvormig orgaan 333· Ring 329 heeft vijf langs de omtrek op afstand geplaatste, afhangende poten 332 die stuiten op het bovenvlak van flens 326. Koepelvormig orgaan 333 en ring 329 worden tegen elkaar geklemd en tegen flens 326 van deel 301 door een reeks van langs de 10, omtrek op afstand geplaatste klembouten 33^·.

De luchtfiltercombinatie 302 omvat een bodempan 335 die zetelt op de buitenrand van flens 326, een ringvormig luehtfilter-element 337 en een bovenpan 338 die benedenwaarts wordt vastgeklemd tegen het koepelvormig orgaan 333 door een centrale klemschroef 339· 15 De vertikale beweegbare klepeombinatie 323 gesteund op diafragma 32U omvat een kaporgaan 3^-1 dat past over het boveneinde van een gasinlaatpijp 31^, een ringvormige metalen plaat 3^2 die het kaporgaan 3^1 aan de onderzijde van het diafragma omringt, een metalen schijf 3^-3 aan de bovenzijde van het diafragma en het konische 20 kleporgaan 322. Het kleporgaan 322 heeft een opstaande met schroefdraad voorziene stang die zich naar boven door een gat in de topwand van kaporgaan 3^-1 uit strekt en is voorzien van een klemmoer 3¼¼ teneinde deze aan het kaporgaan vast te maken. Vier langs de omtrek op afstand staande klemstijlen 3^-5 bevestigen het kaporgaan 3^-1, ring 25 3^2 en schijf 3^3 aan een centraal deel van diafragma 32U, zodanig dat de gehele combinatie vertikaal door buiging van het diafragma kan bewegen. De combinatie wordt naar beneden voorgespannen door een schroefvormige drukveer 3^-6 die werkt tussen kaporgaan 3^1 en koepelvormig orgaan 333.

30 Zoals hierna zal worden toegelicht werkt kleporgaan 322 samen met de klepzitting-naaf 321 op het boveneinde van de gas-inlaat 315 ter dosering van de waterstofstroom door de menger terwijl metaalplaat 3^2 samenwerkt met de rand 3^-7 "bij het boveneinde van het deel 301 ter dosering van de instroming van lucht naar de men-35 ger.

7905503 * i 22

Kaporgaan 3^1 dat gevormd kan zijn als een aluminium gietstuk heeft een reeks van vier doorgangen 3^8 die zich naar hoven daardoorheen uitstrekken en deze staan in verbinding met een diafrag-makamer 3^-9 gevormd tussen diafragma 32b en koepelvormig orgaan 333, 5 d.w.z. de kamer hoven het diafragma» Twee van deze doorgangen zijn voorzien van roestvrijstalen buisvormige verlengingen 351 die zich naar beneden uirstrekken door het mengerhuis 301 en in het tussenstuk 303, zoals het best blijkt uit figuren 19 en 20. Het tussenstuk 303 wordt gevormd met tweevoudige venturi-vormige vernauwingen 352 en de 10 ondereinden van buizen 351 zijn opgesloten binnen de kleinste opper-vlakte-gebieden van deze twee vernauwingen.

Fanneer de motor in bedrijf is wordt zuigdruk opgewekt in de venturi-vernauwingen 352 aangelegd via buizen 351 en doorgangen 3^8 in kaporgaan 3^1 aan de bovendiafragmakamer 3^9 teneinde 15 het diafragma en de klepeombinatie 323 op te tillen. Het konische kleporgaan 322 wordt van de klepzittingnaaf 321 van het boveneinde van de gaslnlaatpijp 315 opgetild en metalen schijf 3^-3 wordt opgetild van de rand 3^7 van het bovenste deel 301 waardoor waterstofgas naar beneden tussen kaporgaan en pijp 315 kan stromen (via passages 20 vastgelegd tussen de pijpribben 319) en lucht naar beneden kan stromen over het verwijde buitenoppervlak van kaporgaan 3^1» Faterstof en lucht stromen aldus naar beneden in het inwendige van deel 301 en vormen een mengsel dat passeert naar de tweevoudige vernauwingen 352 van deel 303. Het doseren van zowel waterstofgas als lucht maakt het op 25 deze wijze mogelijk een mengsel van een constante verhouding te handhaven ongeacht de regeling van de vernauwing.

Het deel 305, dat is vastgemaakt aan deel 303 door klemstijlen 35^- draagt smoorklepapparaturen ter regeling van de motor-snelheid. Deze heeft twee vertikale boringen 355, 358, die dienen als 30 voortzettingen van de tweeledige vernauwingen die begonnen bij deel 303 en deze zijn voorzien met smoorklepschuiven 357, 358 vastgemaakt aan een gemeenschappelijke smoorklepas 359 door fixeerschröeven 381.

As 359 is voorzien van klem 362 (fig. 2) via welke deze is verbonden, zoals in een gebruikelijke benzinecarburateur, aan de motorsmoorka-35 bel 363 en tevens aan een automatische transmissiepedaaltrap-rege-lingskoppeling SSk. Een voorspanningsveer 365 werkt op as 359 om de 7905503 23 · » smoorschuiven onder voorspanning te “brengen naar gesloten standen zoals “bepaald door aangrijping van een stelschroef 366 gedragen door klem. 362 met een plaat 367 die uit deel 305 uitsteekt.

Deel 305 is vastgemaakt aan het bodemdeel 306 door 5 vier klemstijlen 368 (fig. 2). Het bodemdeel heeft twee gaten 369 die voortzettingen van de tweevoudige vernauwingen vormen en die divergeren in benedenwaartse richting teneinde het brandstof-luchtmengsel dat door deze vernauwingen wordt afgeleverd naar buiten in het inlaatspruitstuk van de motor te richten.

10 Zoals blijkt uit figuur 20 heeft het bovendeel 301 een opening 371 waardoor een luchtafvoer bij stationair lopen van de motor wordt voorzien, welke luchtafvoer wordt geregeld door het instellen van een veerbelaste instelschroef 372.

Aangezien waterstofgas in droge toestand is, wordt 15 een kleine hoeveelheid oliedamp getrokken uit het klephuis van de motor toegelaten in de gasmenger om gemengd te worden met de brandstof en bovencilindersmering te geven. De oliedamp wordt geïntroduceerd via een passage 373 gevormd in het deel 305 die de oliedamp naar beneden op het. bovenvlak van onderste deel 306 richt grenzend aan de 20 brandstof-stroomgaten 369 zodat deze in de brandstofstroom door een vernauwde opening wordt ingezogen. De oliedamp wordt gezogen door een buis 37^ die aan een uiteinde bevestigd is aan het gasmengerdeel 305 met een sehroefkoppeling 375 en die aan het andere einde daarvan bevestigd is aan het klephuis 376 van de motor door het aansluit-25 stuk 377 geïllustreerd in figuur 26. Aansluiting 377 is voorzien van een door zuiging bediende eenrichtingsklep 378 die door zuiging vanuit de gasmenger wordt bediend wanneer de motor in werking is en die sluit wanneer de motor stopt.

Motor 31 kan van een conventionele konstruktie zijn 30 en kan b.v. een normale V8 automotor zijn met uitzondering dat deze voorzien is van speciale elektrische ontladingsinrichtingen in plaats van normale vonkbougies. Deze speciale ontladingsinrichtingen, waarvan de konstruktie wordt weergegeven in figuren 27 en 28, zijn ontworpen om een elektrische ontlading te creëren die binnen elke ver-35 brandingskamer van de motor zal leiden tot dissociatie van waterstof- 79 05 5 ? 5 « 2k gas waardoor atomaire waterstof wordt geproduceerd dat bij kontakt met metaaloppervlakken van de verbradingskamer zal exotberm zich weer associëren onder afgifte van warmte, op soortgelijke wijze als de warmteproduktie in atomaire lasprocessen. De ontladingsinrichting wordt 5 op soortgelijke wijze gevormd als een gebruikelijke vonkbougie en onnrat een buitenste metaalhuis 381 dat een buitenste algemeen koni-sche wolframelektrode 382 draagt en die een inwendige isolator 383 omringt die een centrale staafvormige wolframelektrode 384 draagt. De buitenelektrode 382 heeft drie langs de omtrek op afstand staande 10 sleuven om te verzekeren dat waterstofgas vrij tussen de twee elektroden kan passeren en om drie buitenste elektrodetoppen voor vonk-ontlading te geven Het konisch toelopen van de buitenelektrode 382 verzekert duidelijk vastgelegde ontladingen bij de buiteneinden van de elektroden en een maximaal kontakt van waterstofgas met deze ont-15 ladingen. De ontladingsinrichtingen worden met schroeven vastgemaakt in de motorcilinderkop 385 en kunnen worden bekrachtigd door een normaal auto-ontstekingssysteem dat een hoge spanning van de orde van 30.000 volt levert. De spleet tussen de twee elektroden is echter significant groter dan de spleet van de normale vonkbougie en kan van 20 de orde van 0,10 cm zijn.

De brandstof die in elke cilinder van de motor wordt toegelaten omvat sterk geïoniseerd waterstofgas met een significante grote hoeveelheid deuterium. Nadat het gas in de cilinder is geïntroduceerd wordt de verbrandingskamer 340 door gebruikelijke kleppen 25 gesloten en wordt het gas door de zuiger samengeperst tot een druk, groter dan 4,1 bar. Een elektrische vonkontlading wordt daarna geproduceerd door de resp. ontladingsinrichtingen waardoor warmte wordt opgewekt door dissociatie van waterstofmoleculen onder vorming van atomaire waterstof en aansluitende exotherme recombinatie gepaard met 30 normale verbranding van de waterstof met zuurstof in de verbrandingskamer. De elektrische ontlading veroorzaakt tevens een versnelling van de geïoniseerde deuteronen in de waterstof waardoor de energie daarvan wordt vermeerderd. Bovendien is er een schokgolf in de verbrandingskamer die ontstaat door de snelle samenpersing van het gas 35 door de zuiger en de vorm van de verbrandingskamer. De aldus verkregen 7905503 25 totale hoeveelheid energie is voldoende om het sterk geïoniseerde deuterium in het waterstofgas een geregelde nucleaire fusie-reactie te laten ondergaan onder daarmee gepaard geaande vrijmaking van energie waardoor hij gevolg het hrandstofgehruik veel kleiner is dan men 5 zou bereiken met een normale verbrandingsmethode.

De kernfusiereacties die plaats kunnen vinden zijn D-D-reacties: ^ 2 1D + 1D —? He3 + n1 + 3,27 Mev 2 2 3 1 T> TT φ-5 tr1 1 + 1 —f 1+1 + ^,03 Mev ♦ 10 Deze reacties worden resp. genoemd de "neutronen- tak11 en de "protonentak". Het tritium in de protonentak geproduceerd kan aanzienlijk sneller reageren met deuteriumkernen in de D-T-reactie: 1D + 1T —> 2He + Qn1 + 17,6 Mev 3

Het He gevormd m de eerste D-T reactie kan tevens · 15 op de volgende wijze reageren met deuterium: + 2He3 —> + Η1 + 18,3 Mev

De door kernfusie vrijgemaakte energie komt extra op de energie geleverd door de normale verbranding van waterstof, die een regeling van de fusiereactie oplevert door verwijdering van 20 waterstof voordat zich potentieel gevaarlijke kettingreacties kunnen ontwikkelen.

De inrichting die volgens de tekeningen is gebouwd is vervaardigd en opgesteld in een Ford-auto gemotoriseerd met een inwendige verbrandingsmotor met de 7-8 configuratie (model nr. 2^-337, 25 motor Y, transmissie R). De motor werd oorspronkelijk voorzien van een carburateur voor benzinebedrijf en met gebruikelijke vonkbougie-ontsteking maar deze werden verwijderd en vervangen door de geïllustreerde inrichting voor bedrijf volgens de uitvinding. Het voertuig is op de weg beproefd en effect iviteitsproeven zijn uitgevoerd met een dyna-30 mometer voor zowel bedrijf met benzine als bedrijf met waterstof-brandstof volgens de uitvinding. Hierna worden typerende resultaten van de dynamometerproeven aangegeven: 7905503 * 26

Bij rijden op benzine

Equivalente wegsnelheid 6h hm/uur

Motorsnelheid 1500 toeren/min

Benzineverbruik 328.2k0 BTU/uur 5 (2,2 imp.gallon/uur)

Vermogen van de motor gemeten door dynamometer 23 BHP

Aangezien 1 BHP = 25^+5 BTU ia het thermisch rendement van de machine 17,87$.

10 Waterstofbedrijf

Equivalente wegsnelheid 6k km/uur

Motorsnelheid 1500 toeren/min

Waterstofverbruik 200880 BTU/uur (720 cub.ft/uur) 15 Vermogen van de motor gemeten

door dynamometer 30,7 BHP

Thermisch rendement van de motor 38,89%

Men zal begrijpen dat het hoge thermische rendement van 38,98% dat bereikt werd bij bedrijf van de motor met de inrich-20 ting van de uitvinding met geen enkele motor kan worden bereikt die zijn energie ontleent aan de normale chemische verbranding van waterstof. Voor een normale waterstofverbranding is het theoretische maximale rendement bij benadering 25% en in een praktische motor van het beproefde type kon een maximaal rendement van ongeveer 15% worden 25 verwacht.

Gedurende verschillende proefritten van de motor onder toepassing van waterstofbrandstof werd het heliumgehalte van de uitlaatgassen gemeten door een VARIAU PORTA-TEST 925-^-0 Mass Spectrometer Leak Detector, van Varian/lexington Vacuum Division van Lexing-30 ton, U.S.A. Het heliumgehalte werd steeds gemeten als 18 delen per miljoen, met inbegrip van 5,2 delen per miljoen in de atmosfeer voorkomend helium. Dit significant hoge heliumgehalte geeft aan dat door de kernfusie een omzetting van deuterium is bereikt.

Proeven zijn tevens uitgevoerd om de aanwezigheid van 7905505 27 binnen de motor gevormde neutronen te detecteren.

Gedurende de verschillende proefritten van de motor werd indium 115 dolie (0,5 mm dik) gemonteerd op plaatsen met aangewezen minimale afscherming. Statistisch significante gamma-activiteit 5 die ontstaat door het verval van indium 116 m werd gedetecteerd onder toepassing van een loodafgeschermd natriumjodide scintillatiekristal. Tegelijkertijd werd een neutrongevoelige film (kodak LR115 type 2B en 80-15 type 1B) aan soortgelijke belangrijke plaatsen van de motor bevestigd. Bij de ontwikkeling van de films was neutron-activiteit over 10 de zones van de aangewezen minimale afscherming duidelijk zichtbaar..

Tritium-metingen aan gecondenseerde stoom uit de uitlaat, geteld door vloeistof-scintillatietechnieken, wezen detecteerbare telniveau's in het condensaat aan. De geïllustreerde inrichting is slechts als voorbeeld gegeven en de uitvinding is uiteraard niet 15 beperkt tot die bijzondere inrichting noch tot het specifieke terrein van auto-motoren. De uitvinding heeft een brede toepassing voor mobiele en statische energie-opwekkingsinstallaties of fabrieken met inbegrip van elektrische centrales. Hoewel de geïllustreerde inrichting een passende vorm van waterstofbrandstof oplevert door omzetting van 20 industrieel waterstofgas is het ook mogelijk een dergelijke brandstof te produceren door omzetting van water met een inrichting van het type beschreven in het .Amerikaanse octrooischrift 107.668. Deze inrichting zet water om in waterstofgas geschikt voor de uitvinding, alsmede zuurstof dat als tenminste een deel van het oxyderende gas 25 in de werkwijze van de uitvinding kan fungeren.

7905503

Claims

1. Werkwijze voor het combineren van waterstof met een oxyderend gas door verbranding binnen een verbrandingskamer, met het kenmerk, dat men uitgaat van waterstofgas in sterk geïoniseerde toestand dat een grotere hoeveelheid deuterium dan in natuurlijk voor- 5 komende waterstof bevat.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, .dat men het geïoniseerde deuterium in het waterstofgas een kernfusie-reactie laat ondergaan met daarmee gepaard gaande "vrijmaking van warm-te-energie terwijl de rest van het waterstofgas in het oxyderende gas 10 wordt verbrand.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de kernfusiereactie en de verbranding van waterstof worden ingeleid door binnen de verbrandingskamer een elektrische ontlading tot stand te brengen die binden de. kamer opwekking van warmte veroorzaakt door 15 atomaire dissociatie en exotherme recombinatie van waterstofatomen, k. Werkwijze volgens conclusies 1-3, met het kenmerk, dat het waterstofgas en het oxyderende gas in de verbrandingskamer voor de verbranding tot een druk van tenminste i+,1 bar worden gebracht.

5. Werkwijze volgens conclusies 1 - H, met het kenmerk, 20 dat het geïoniseerde waterstofgas wordt gevormd volgens een methode omvattende het bestralen van waterstof met elektromagnetische stra- -10 ling met een golflengte kleiner dan 10 meter.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de waterstof wanneer deze wordt bestraald met de elektromagnetische 25 straling tegelijkertijd wordt bestraald met een bundel neutronen.

7· Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de stroom neutronen een gepulseerde neutronenstroom is verbonden met de elektromagnetische straling.

8. Werkwijze volgens conclusies 5 - T3 met het kenmerk, 30 dat de waterstof wanneer déze wordt bestraald, wordt onderworpen aan een elektromagnetisch veld, welk magnetisch veld een "spinflip" effekt op de protonen in de waterstof produceert.

9· Werkwijze volgens conclusies 5-8, met het kenmerk, 7905503 dat de waterstof wordt bestraald met de elektromagnetische straling terwijl deze tussen een paar elektroden waartussen een elektrisch potentiaal verschil is aangelegd passeert.

10. Inrichting omvattende een gasvormige brandstof ver-5 brandende installatie met een verbrandingskamer voor het ontvangen van een gasvormige brandstof en een elektrische ontladingsinrichting voor het tot stand brengen van elektrische ontlading in de kamer, met het kenmerk, dat deze een orgaan omvat voor het produceren van waterstofgas in een sterk geïoniseerde toestand en voor het in de kamer 10 introduceren van het gas tezamen met een oxyderend gas.

11. Inrichting volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat het orgaan voor het produceren van het geïoniseerde waterstofgas een vat met een gasstroompassage voor het doorstromen van waterstofgas, een bestralingsbuis en een elektrisch toevoerorgaan voor het toevoeren 15 van energie aan de bestralingsbuis ter vorming van elektromagnetische 10 straling met een golflengte kleiner dan 10 meter per bestraling van de waterstof die door de genoemde passage stroomt, omvat.

12. Inrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de gasstroompassage een ringvormige passage is die de bestralings- 20 buis omringt,

13. Inrichting volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de passage wordt vastgelegd tussen inwendige en uitwendige buisvormige elektroden en het elektrische toevoerorgaan tevens aan die elektroden is verbonden voor het daartussen aanleggen van een elek- 25 trisch potentiaal verschil. 1^. Inrichting volgens conclusies 11 - 13, met het ken merk, dat de bestralingsbuis tevens een stroom neutronen produceert waarmee de waterstof in de stroompassage tegelijkertijd met de bestraling daarvan door de elektromagnetische bestraling wordt bestraald. 30 15- Inrichting volgens conclusies 11 - 14, met het ken merk, dat deze een orgaan omvat voor het opwekken van een elektromagnetisch veld dat zich langs de gasstroompassage uitstrekt.

16. Inrichting volgens conclusies 10 - 15, met het ken merk, dat het orgaan voor het in de kamer introduceren van het gexoni-35 seerde waterstofgas tezamen met een oxyderend gas een gasmenger omvat 7905503 ' 30 die in staat is het geïoniseerde waterstofgas te mengen met atmosferische lucht.

17· Inrichting volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat de gasvormige waterstofverbrandingsinstallatie een brandstofinlaat 5 heeft waardoor brandstof bij bedrijf van die installatie wordt ingezogen en dat de gasmenger een gasmengpassage in verbinding met de brandstofinvoer, een gasinlaat voor het ontvangen van het geïoniseerde waterstofgas die in verbinding staat met de gasmengpassage, en een luchtinlaat die in verbinding staat met de gasmengpassage om-10 vat waardoor bij bedrijf van de installatie het geïoniseerde waterstofgas en de atmosferische lucht door de gasmengpassage in de brandstofinlaat worden gezogen.

18. Inrichting volgens conclusie 17, met het kenmerk, dat de gasmenger een smoorkleporgaan omvat voor het variëren van de gas-15 stroomsnelheid door de gasmengpassage en een verder kleporgaan dat gelijktijdig de stromen geïoniseerde waterstofgas en atmosferische lucht in de gasmengpassage doseert waardoor een vrijwel constante waterstof tot luchtverhouding in het hele gebied van smoorklepinstellingen wordt gehandhaafd. 20 19· Inrichting volgens conclusies 10 - 18, met het ken merk, dat de elektrische ontladingsinrichting een paar elektroden bezit die opgesteld zijn binnen de verbrandingskamer alsmede een orgaan voor het aanleggen van een elektrisch spanningsverschil tussen de elektroden voor het produceren van een vonkontlading die voldoende is om 25 dissociatie van waterstofgas in de verbrandingskamer ter vorming van atomaire waterstof tot stand te brengen.

20. Inrichting volgens conclusie 19» met het kenmerk, dat de elektroden een inwendige elektrode binnen de kamer omvatten met een algemeen cilindrische top en een buitenelektrode die de binnen-30 elektrode omringt en voorzien is van een veelvoud van toppen die op afstand langs de omtrek om de top van de binnenelektrode zijn geplaatst teneinde een veelvoud van vonkontladingen te produceren. 7905503