NO162488B - Fremgangsm te og anordning for omdanning av en luftil en hydrokanon. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår marine kilder for seismisk, energi,

og mer spesielt slike kilder i hvilke et skudd av væske blir

i

drevet inn i vannet i omgivelsene av et utvidende volum av gass under trykk.

I seismisk oppmåling i vann, er luftkanoner neddykket

i vannet en vanlig anordning for å generere seismisk energi for å undersøke geologiske forhold og formasjoner i jorden nedenfor eller nær vannet. For dette formål blir én eller flere luftkanoner neddykket i vannet. Komprimert luft eller annen gass eller gass under trykk blit matet til de neddykkede kanoner og midlertidig lagret i disse. Ved det ønskede tidspunkt blir luftkanonene "kildene for seismikk-energi" aktivert, dvs. avfyrt, og gass under trykk, vanligvis høyt komprimert luft, blir plutselig utløst inn i omgivelsenes vann. På denne måten genereres kraftige akustiske bølger. Disse bølger er istand til å trenge dypt inn i materialet under jordens overflate, og blir reflektert og refraktert av de forskjellige strata og formasjoner.

De reflekterte eller refrakterte akustiske bølger blir oppfanget og registrert for å frembringe informasjon og data om de geologiske forhold og formasjoner.

For å unngå generering av sterke sekundære impulser, så

som kan skapes av den oscillerende boble av utladet luft fra en individuell luftkanon, har man benyttet seismikk-energi-kilder kjent som "vannkanoner". En slik vannkanon er beskrevet i en artikkel av P. Newman i tidsskriftet Oil and Gas Journal av 7. august 1978, sidene 138 - 150. I den anordningen blir vann skjøvet fra kanonen med et stempel som drives av ekspanderende gass under trykk. Etter en slik vannkanon er avfyrt,

blir den ekspanderte trykkgass utluftet inn i omgivelsenes vann over en forholdsvis lang tidsperiode, slik at den ut-

ladede luft ikke genererer noen betydningsfulle seismiske sig-naler som kunne virke forstyrrende på det seismiske signal som genereres av vannskuddet. Vannkanonen blir så tilbakestilt, og blir ladet ved å fylle kanonen med trykkluft.

En annen type vannkanon er beskrevet i US patent 4 234 052.

I den kanonen blir gass under trykk beholdt, og kanonen blir

ladet av en vannpumpe med høyt trykk.

Når det gjelder deres operasjon, ligger grunnforskjellen mellom luftkanoner og vannkanoner i den type akustisk "signa-tur" som hver genererer. Den første eksplosjon i en luftkanon blir fulgt av en stigende boble av luft, som periodisk utvider seg og trekker seg sammen mens den stiger mot overflaten. Dette resulterer i en komplisert "signatur"-fordeling. Vannkanonen, på den annen siden, utstøter et plutselig skudd

av forholdsvis usammenpressbart vann som genererer et hulrom som så imploderer. Denne implosjonen resulterer i en meget kortere rapport med færre og enklere bølgeformer. Følgelig kan man forstå at noen.forskere foretrekker vannkanoner.over luftkanoner, og noen foretrekker den ene eller den andre for spesielle anvendelser. Man bør også forstå, at for marin seismisk oppmåling, er luftkanonen den vanligste, og disse bind-es i store antall. Et enkelt system kan omfatte f.eks. 20-50 slike kanoner som slepes av et oppmålingsfartøy. Man vil således forstå at utskifting av vannkanoner med deres avfyrings-og styringssystemer for luftkanoner på skip kunne forventes å medføre store kostnader og betydelige forsinkelser og besvær fordi spesielt nytt system blir skiftet ut og installert ombord i skipet.

Det er følgelig et primært formål med den foreliggende oppfinnelse å frembringe en fremgangsmåte og et apparat for å om-danne en luftkanon til en hydrokanon bekvemt og pålitelig, mens man tillater luftkanonen å avfyres på normal måte med en sole-noidventil, mens man anordner automatisk tilbakestilling av vann-utskytningsstempelet til dets opprinnelige stilling etter hver avfyring. Omdanningen fra luftkanon til hydrokanon er med fordel bekvem og reverserbar fra en til en annen og tilbake igjen om ønsket, slik at et oppmålingsskip er istand til å om-danne raskt og lett frem og tilbake mellom luftkanon- og hydro-kanonaksjon. Store økonomiske besparelser og besparelser i tid blir oppnådd i sammenligning med vannkanon-installasjoner ifølge tidligere kjent teknikk, på grunn av det faktum at det vanlige avfyrings- og kontrollsystem kan beholdes ombord i skipet, og på grunn av det faktum at det eksisterende, kostbare luftkompressorutstyr også blir beholdt.

Dette formål oppnås ved en fremgangsmåte og et apparat som angitt i de etterfølgende, hhv krav 1 og 10. Fordelaktige utføringsformer av oppfinnelsen er angitt i de øvrige, etter-

følgende krav.

Ifølge oppfinnelsen blir således en luft-

kanon omdannet til en hydrokanon ved hjelp av et ytre, sylindrisk hus som er konsentrisk med og adskilt fra avfyringskammeret av en konvensjonell luftkanon. Inne i rommet mellom avfyringskammeret og det utvendige huset er det anordnet et ringformet vannstempel. Når vannkanonen blir avfyrt, driver den ekspanderende luft vannstempelet slik at de skyter ut skudd av vann fra porter i det ytre huset. En utløsningsventil, styrt av trykkluft koblet gjennom en adaptor-blokk fra avfyrings-ventilen blir holdt lukket under avfyring av luftkanonen. Etter at skuddene av vann er støtt ut, vil utløsningsventilen automatisk åpne for utlufting av det ringformede sylinderkammer til atmosfæren. Følgelig vil omgivelsenes vanntrykk tillates automatisk å tilbakestille det ringformede vannstempel til dets opprinnelige stilling etter hver avfyring.

Da denne utløsningsventil (også kalt utluftingsventil) automatisk blir holdt lukket av lufttrykk i en avfyrings-luftkanal i luftkanonen, kan den ikke åpnes før etter at luftkanonens

t sluttstykke har lukket og tettet avfyringskammeret. Følgelig blir luft i avfyringskammeret dermed automatisk spart.

I en modifisert utførelse av oppfinnelsen kan denne ut-luf tingsventil bli fullstendig utelatt fra konstruksjonen av hydrokanonen. Hensikten med utluftingsventilen er å hindre for tidlig utlufting av trykkluft fra hydrokanon-konstruksjonen gjennom en utluftingsventillinje under avfyring av hydrokanonen. På denne måten opprettholdes det ønskede høye lufttrykk inne i hydrokanonen under avfyring av hydrokanonen. Man har imidlertid funnet at tregheten av vannet i utluftingsventil-linjen er i seg selv for en kort tid tilstrekkelig til å hindre noe betydningsfullt tap av trykkluft opp i denne utluftings-ventil-linje under avfyring av hydrokanonen. Følgelig blir tilstedeværelsen av vann i utluftingsventil-linjen under avfyring med fordel benyttet til å unngå behovet for utluftingsventilen,

og reduserer dermed kostnadene og kompleksiteten ved å utstyre hydrokanonen med et slikt utluftingsventil-system.

For å hindre oppbygging av is inne i den nederste del av utluftingsventil-linjen fra den øvre ende av sylinder-ringrommet på grunn av nedkjøling som kommer av den plutselige ekspansjon av luften, er den nederste del av denne utluftingslinje laget av metall for lett å lede varme fra omgivelsenes vann inn i det indre av utluftingslinjen. Utsiden av metalldelen av ut-luf tingslinjen kan utstyres med finner for å forsterke varme-overføringen fra vannet.

Hvis operatørene av et skip ønsker å skifte over fra luftkanon til vannkanon, kan bruken av denne oppfinnelsen resultere i betydelige besparelser i tid og penger, og vil unngå besvær fordi det vanlige luftkanon avfyrings- og kontrollsystem kan bli brukt ombord i skipet selv om vannkanonaksjon blir brukt. Mannskapet er istand til å bruke det kjente luftkanon-avfyrings-system på skipet.

Dessuten blir det eksisterende, kostbare luftkompressorutstyr beholdt ombord på skipet, noe som skaper meget store økonomiske besparelser og besparelser i tid når et oppmålingsskip med luftkanoner blir omdannet til hydrokanondrift.

I tillegg er omdanningen fra luftkanondrift til hydrokanon-drif t bekvem og reverserbar. Operatørene av skipet er gitt evnen tii rask og lett endring fra luftkanondrift til hydrokanondrift når situasjonen forlanger en endring, og kan så raskt og lett endres tilbake til luftkanondrift når en ny situa-sjon dikterer dette, fordi omdanning i hver retning er fullstendig reverserbar.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til tegningene, hvor: Figur 1 er et oppriss av en hydrokanon omdannet fra en luftkanon i henhold til den foreliggende oppfinnelse, hvor det ytre huset er delvis skåret vekk for å illustrere dets innvendige konstruksjon; Figur 2 er et forstørret tverrsnitt tatt i hovedsak langs linjen 2-2 på figur 1; Figur 3 er et tverrsnitt tatt i hovedsak langs linjen 3-3 på figur 2, hvor halvparten av snittet ser i rett vinkler til den andre halvparten, for bedre og klarere å illustrere oppfinnelsen ; Figur 4 er et tverrsnitt tatt i hovedsak langs linjen 4-4 på figur 3; Figur 5 er et riss i likhet med figur 3 som illustrerer hydrokanonen under en del av dens avfyringsslag; Figur 6 er et delvis tverrsnitt som illustrerer dempe-operasjonen av det ringformede vann-utstøtingsstempel;

Figur 7 i likhet med figurene 3 og 5, som viser måten

med hvilken vannutstøtings-stempelet automatisk blir returnert til sin opprinnelige stilling ved å bruke omgivelsenes vanntrykk;

Figur 8 er et delvis tverrsnitt som viser en modifisert versjon av det ringformede vannutstøtingsstempel, og tilsvarer et snitt tatt tvers over figur 2 fra venstre mot høyre, slik at differensialflate-ventilen og slangelinjen til atmosfæren, som kan sees på figurene 3, 5 og 7, ikke kan sees på figur 8; Figur 9 er et delvis tverrsnitt tatt som på figur 8, som illustrerer et modifisert nedre hus og et nytt luftkanon-avfyringskammer som blir brukt istedenfor det vanlige luft-kanonavfyringskammer for å danne en utadvendt sylindervegg med utadvendte stasjonære stempelringer; Figur 10 viser den modifiserte adaptor-blokk montert mellom solenoidventilen og luftkanonen, pluss utluftingsventilen;

Figur 11 er en sideprojeksjon av en modifisert utførelse

i

av en hydro-kanon omdannet fra en luftkanon ifølge den foreliggende oppfinnelse, i hvilken utluftingsventilen er eliminert;

Figur 12 illustrerer en del av utførelsen av figur 11 i hvilken det ytre huset er delvis skåret bort for å illustrere interne komponenter i hydrokanonen, omfattende et modifisert avfyringskammer for luftkanonen som er inne i hydrokanonen; Figur 13 er et forstørret snitt av en del av hydrokanonen og den luftkanonen den inneholder, som illustrert på figur 12; og Figur 14 er et delvis snitt som viser en videre modifikasjon av hydrokanonen, omfattende avtagbare og utskiftbare vannut-støtnings-dyser som er forbundet med vannutstøtingsportene.

Skjønt uttrykket "luftkanon" er brukt i denne spesifika-sjonen, må det forstås at disse innretningene kan operere med enhver sammenpresset gass eller blanding av gasser, omfattende damp. Følgelig er uttrykket "luft" som brukt her å forstå som å omfatte alle slike gasser eller blandinger av gasser.

Det henvises spesielt til figurene 1 til 3, som illustrerer en hydrokanon i henhold til den foreliggende oppfinnelse. Ved dens kjerne er det en relativt konvensjonell luftkanon som om-

fatter et øvre hus 10 inneholdende et operasjons-kammer 12,

et senterhus 14 (figur 3) som omslutter sluttstykket 16, og et nedre hus 18 som definerer avfyringskammeret 20. Det må forstås at uttrykkene "øvre" og "nedre" som benyttes her hen-viser til tegningene, og ikke til den egentlige stilling i luftkanonen. I bruk kan en luftkanon være i enhver stilling, og vil faktisk, når den blir slepet gjennom vannet, bli i en generelt horisontal stilling.

De øvre, sentrale og nedre hus i luftkanonen er forsynt

med flenser ved hjelp av hvilke de normalt blir holdt sammen med klemringer. I den illustrerte utførelsen blir de tilstøt-ende flenser 15, 17 av det sentrale huset 14 og det nedre huset ]8 festet sammen med en ny klemring 22 som tjener til å montere en langstrakt lagerhylse konsentrisk rundt avfyringskammeret,

som skal forklares nedenfor. Dessuten blir flensene 19, 21 i det øvre huset 10 og den øvre ende av det sentrale huset 14 festet sammen ved hjelp av en klemring 24 av spesiell konstruksjon som skal beskrives. Som illustrert på figur 2 er klemringen 24 i to halvsirkelformede deler, festet sammen med boltene 26. De tilstøtende overflater i de halvsirkelformede delene danner sammenpassende lineære spor som omslutter elastomer-tettingsstrimler 27 orientert i en vinkel på omkring 45° med hydrokanon-aksen.

I oppsummering av det ovenstående avsnitt, har de vanlige to klemringer i luftkanonen blitt skiftet ut med de nye klem-rmqkonstruksjoner 22 og 24. Det skal bemerkes at der vanligvis ikke er noen tetting mellom en klemring og en luftkanon.

For å hjelpe i å rette den kraftige lufteksplosjon fra utstøt-ingsportene på luftkanonen nedover, er den spesielle klemring 24 tettet til flensen 21 med en O-ring 23 montert i et spor i denne klemring.

Den innvendige konstruksjon av luftkanon-delen av den foreliggende oppfinnelse er i hovedsak konvensjonell. Det øvre huset 10 omfatter således en foring 28 som danner operasjonskammeret 12, og omfatter to par diametralt motsatte utsparinger 30 i sideveggen. Det sentrale huset 14 har også en innvendig foring 32, og sammen danner de fire utstøtingsporter 3 4 adskilt langs omkretsen. Sluttstykket 16 omfatter et øvre stempel 36 og et nedre stempel 38, forbundet med en sentral aksel 40 med en gjennom-gående luftpassasje 42. Når sluttstykket 16 er i sin nederste posisjon som illustrert på figur 3, ligger det øvre stempel 36 an mot bunnen av operasjonskammeret 12 og dekker et ringformet spor 44. Sporet 44 er i forbindelse med et avføringsløp 46 som strekker seg gjennom sideveggen av det øvre huset 10 og ut i dets øvre overflate hvor det kommer ut nær et annet avføringsløp 48 som strekker seg inn i operasjonskammeret 12. Forbundet med operasjonskammeret 12 er det også, gjennom et lufttilførsels-løp 50, en lufttilførselslinje 52 for å levere luft under høyt trykk.

I en konvensjonell luftkanon er det en solenoid-ventil 54 montert direkte på det øvre huset 10, som tjener til selektivt å forbinde avfyringsløpene 48, 46. Ifølge den foreliggende oppfinnelse er det imidlertid mellom det øvre huset 10 og solenoidventilen 54 en adaptor-blokk 56. Som man kan se fra tverr-snittet på figur 5, skaper denne adaptor-blokken et hjelpe-løp 58 som er i forbindelse med avfyringsløpet 46.

Videre modifikasjoner som resulterer i omdanning fra luftkanon til hydrokanon omfatter innsetting av elementer i det nedre huset 18. Disse omfatter en lagerhylse 60 som strekker seg oppover, passser tett over klemringen 22 og ligger an mot bunnen av huset 18 ved en innadvendt skulder 62. Denne lagerhylsen 60 holder en stasjonær stempelring 76, og den øvre ende av lagerhylsen ligger an mot en ringformet skulder 63 som dannes rundt toppen av klemringen 22. Klemringen 22 er to generelt to halvsylindriske halvdeler festet sammen med par av nedre og øvre bolter 25 og 29. Lagerhylsen 60 blir holdt på plass med langstrakte maskinskruer 64 som er skrudd inn i borede og gjengede åpninger i bunnen av det nedre huset 18. Dette nedre huset 18 blir ofte kalt "avfyringskammeret" fordi det inneholder avfyringskammeret 20. Det bemerkes at den stasjonære stempelring 76 vender utover, og at lagerhylsen 60 danner en utadvendt sylindervegg-overflate 61.

Den øvre klemring 24 tjener flere funksjoner i denne oppfinnelsen. En av disse er gitt ved det faktum at den strekker seg radielt utover forbi veggene av det nedre huset 18. Det bærer en ringformet utsparing 66 som mottar toppkanten av en ytre sylinder 68 (også kalt det "ytre huset") som har en ringformet, nedre endevegg 70 som er festet til lagerhylsen 60 ved hjelp av maskinskruene 72. Denne ytre sylinder 68 er forseglet til den spesielle klemring 24 ved en O-ring 69 i et spor i ringen 24. Nær bunnen danner den ytre sylinder 68 et flertall av vannporter 74 langs omkretsen, f.eks. 8 porter adskilt ved en vinkel på 45° senter til senter. (Bruken av bare fire vannporter har i det. senere vist uventede fordeler, som skal forklares i forbindelse'med figur 9). Den ytre overflate av lagerhylsen 60 har spor for å motta de stasjonære stempelringer 76. Et annet spor 77 umiddelbart ovenfor ringene 76 tjener som et vann-returmanifold i samarbeid med flere adskilte, parallelle, vertikale kanaler 79, som skal forklares senere.

Glidbart montert mot ringene 76, og i det ringformede rommet 78 mellom hylsen 60 og sylinderen 68, er det et sammensatt ringformet vannstempel 80. Det ringformede stempelet 80 omfatter en indre, forholdsvis tynnvegget metallsylinder 82 med en øvre 84 og en nedre 86 trykkede flens som strekker seg radielt utover, til hvilke er montert en plastikk (Delrin eller Teflon) sylindrisk stempeldel 88. Stempeldelen 88 er festet til stempelsylinderen 82 ved hjelp av en holder-ring 90 og skruene 92. Den øvre ende av stempeldelen 88 bærer stempelringene 94, og en O-ring 95 er montert i et spor i den fortyk-kede øvre flens 84 for å tette det indre av det sammensatte ringformede stempel 80. Man vil se fra figur 3, at den øvre overflate 96 av det ringformede stempelhode 84 skråner nedover og innover av grunner som skal forklares. Det er en glidende O-ring 97 i tillegg til stempelringene 94.

Den øvre klemring 24 kan sees å bære en differensialflate-ventil 98. Ventilen 98 omfatter et ventilhus 100 med en port 102 forbundet med en eksosslange 104, og en port 106 forbundet via en passasje 108 med rommet 180 umiddelbart nedenfor klemringen. Den øvre ende av denne eksosslange 104 er- i forbindelse med atmosfæren ovenfor overflaten av det vann i hvilket hydrokanonen er neddykket, f.eks. båret av en flottør på overflaten. Følgelig er passasjen inne i eksosslangen 104 i forbindelse med atmosfærisk trykk. Ventilhuset 100 inneholder en ventilstamme 110 som er forspent oppover inn i ventilens åpne stilling ved hjelp av en fjær 112. Den øvre ende av ventilstammen 110 danner et stempel 111 som har en topp med større overflateområde enn ventilsetets område ved den nedre ende av stammen 110. En O-ring 113 ligger rundt stempelet som en stempelring. Når den nedre ende av ventilstammen 110 blir plassert, og dens to ender blir utsatt for like trykk, vil således den nedre ende av stammen bli plassert for å holde ventilen 98 stengt. Ventilen 98 blir styrt av en automatisk kontroll-linje 114 i forbindelse mellom stempelhodet 111 på ventilstammen 110 og hjelpepassasjen 58 i adaptor-blokken 56.

I tillegg til de strukturelle detaljer som er beskrevet ovenfor, er det visse andre som også spiller roller i den effektive funksjonering av hydrokanonen ifølge denne oppfinnelsen, som vil bli beskrevet nedenfor. Disse omfatter f.eks.

en liten utløpsventil 116 som forbinder det ringformede sporet 44 i bunnen av det øvre huset 10 med omgivelsene. En slik ut-løpsventil vil normalt finnes i en luftkanon for å hindre u-forvarende avfyring i tilfelle trykkluft siger inn i det ringformede spor 44. I denne utførelsen blir denne utløpsventil 116 brukt på en ny måte i forbindelse med operasjonen av differensialflate-ventilen 98. En annen konstruksjonsdetalj ligger i den koniske skråning 118 på den indre overflate av klemringen 24, som vender mot luft-utløpsportene 34. jDen nedre flens 86 på stempelet 82 danner et flertall av radielt orien-terte. L-formede vann-returløp 119 som forbinder sporet 77 med rommet 78 nedenfor vannstempelet 80.

Hensikten med vann-returløpene- 119, sporet 77 og kanalene 79 er å gjøre det mulig for omgivelsens vann å flyte oppover (figur 3) etter at det ringformede stempel 80 er automatisk skjøvet tilbake til sin opprinnelige stilling av omgivelsenes vanntrykk. Dette oppadstrømmede vann kommer tilbake inn i rommet 180 nær den øvre ende av det ringformede stempel 80, fyller luft-utløpsportene 34 og entrer regionen i det sentrale huset 14 av luftkanonen, rundt sluttstykket 16, og deplasserer dermed luft for å fylle med vann alt tilgjengelig volum i forbindelse med trykk-rommet 180 før den neste avfyring av luftkanonen. Den deplasserte luft blir luftet ut fra trykkrommet 180 ved å passere opp gjennom passasjen 108 (figur 3) som vist ved pilene, og luftes ut gjennom ventilen 98 som nå blir holdt åpen av springen 112.

Den ytre sylinder 68 omfatter luft-avløpsporter 120 i siden for å slippe ut luft som kan ha samlet seg opp i det ringformede sylinderrom 78 nedenfor det ringformede stempelet 80. Det oppadstrømmende vann (figur 3) deplasserer luften ut gjennom portene 120. Som man kan se på figur 6, definerer den nedre ende av den ytre sylinder 68 en indre, konisk skråning 122, mens den nedre ende av vannstempelet 80 omfatter en avstås 124 ved sin nedre ende, og ender i en avkortet konisk ende 126. Denne avsatsen 124 tillater oppadflytende vann å deplassfere luft gjennom portene 120..

I modifikasjonen på figur 8 er de fleste elementene iden-tiske med de som er beskrevet ovenfor, og er følgelig gitt iden-tiske henvisningstall. Unntagelsen er vannstempelet 128 som erstatter vannstempelet..80.. Istedenfor å være sammensatt.av stål og plastikk, er stempelet 128 i ett stykke. For å oppnå den ønskede lave masse og høye styrke er det imidlertid laget av et sterkt metall, f.eks. titan, og har en tynn sylindrisk vegg 130. Den øvre ende av veggen 130 ender i en ringformet boss eller tykkere flens 132 med spor til å bære et par stempelringer 94 og en O-ring 97 som bærer mot den indre overflate av sylinderen 68. Den nedre ende av det ringformede stempels vegg 130 ender med en stempelskjørt-flens 138 adskilt fra sylinderen 68 med en kort avstand. Den indre overflate av stempelskjørtet 138 har spor for å bære en lagerring 140. Vann-returportene 142 rundt stempelet 128 er på linje med sporet 77 når stempelet er i den illustrerte, opprinnelig hevede stilling. Vann kan således flyte opp gjennom kanalene 79 for å deplassere vann fra trykkrommet 180 som blir utluftet gjennom differensialflate-ventilen 98 på samme måte som forklart i forbindelse med figur 3 .

Den indre sylindriske overflate 129 i vannstempelet 80 eller 128 er i glidende kontakt med de stasjonære stempelringer 76. Lagerringen 140 på stempelet 128 er i glidende kontakt med den ytre sylindriske overflate 61 av lagerhylsen 60.

Figur 9 illustrerer en annen hydrokanon, og denne er oppfinnerens nåværende foretrukne utførelse, for grunner som vil bli forstått fra den følgende diskusjon. Stempelet 128 er likt stempelet på figur 8. Det nedre huset 18 som inneholder avfyringskammeret har imidlertid blitt erstattet med et avfyringskammer-hus 154, karakterisert ved et nedadgående sylindrisk skjørt 156 som bærer en utvendig flens 158 ved dets nedre ende.

Den ytre hus-sylinder 68 er noe modifisert til å omfatte en indre rand 162 som er festet til flensen 158 med boltene 164. Avfyringskammeret 166, dannet ved det nedre hus 154 er av en lagvis, eller "bryilupskake"-utforming for å oppnå maksimum volum for nødvendig styrke i sideveggene samt nødvendig klarering.

Dette avfyringskammer-hus 154, som erstatter det vanlige luftkanon-avfyringskammer 18, frembringer flere fordelaktige trekk, nemlig ved å definere den utadvendte sylinderoverfiate 61 og å bære de utadvendte stasjonære stempelringer 76. På grunn av det faktum at dette nye avfyringskammer-hus 154 frembringer disse tilleggstrekk, er lagerhylsen 60 (figurene 3, 5,

6, 7, 8) utelatt. Dette avfyringskammer-hus 154 er utformet i to stykker, sveise^ sammen som vist ved 168.

Når det ringformede vannstempelet 128 er i sin opprinnelige stilling, er vann-returportene 142 på linje med en region 170 med mindre ytre diameter av avfyringskammer-huset 154 ovenfor de stasjonære ringene 76 for å tillate oppadgående strøm av vann forbi den nye klemring 22 for å deplassere luft fra trykk-roramet 180 nær den øvre ende av det ringformede vannstempel,

som blir forklart ovenfor i forbindelse med figur 3.

Den nye klemmering 22 strekker seg oppover slik at dens øvre ende er nær den nedre kant av luft-utløpsportene 34 for å minimalisere tilgjengelig volum i trykkrommet 180 rundt luft-utiøpspcrtene. Hensikten ved å minimalisere tilgjengelig volum 180 er å minimalisere tiden som er nødvendig for å fylle dette volumet med vann ved returstrøm (figur 3) før avfyring. Lufte.;. 150, 152 (figur 5) som slippes ut ved avfyring av luftkanonen blir således begrenset av forholdsvis usammenpressbare media (faste materialer og vann) for å konsentrere dens utvidelse til å drive det ringformede vannstempel 80 eller 128 nedover.

Den ytre hus-sylinder 68 er også modifisert til å omfatte fire vann-utstøtningsporter 74, likt fordelt 90° senter til senter. Nye eksperimenter har vist at et mindre antall enn åtte likt fordelte vannporter genererer et kraftigere seismisk signal. Oppfinnerens nuværende teqri for å forklare dette resultat er

at de åtte portene 74 er vinkelmessig adskilt bare ved 45°. Derfor er de utstøtte skudd av vann for nær hverandre, og forårsaker turbulens og interferens i de ønskede hulrom-implosjoner.

På den annen side later fire porter til å være optimum, fordi de genererer relativt store skudd av vann adskilt ved 90°.

Hver av de fire skuddene er derfor omgitt av tilstrekkelig klarering for omgivelsenes vann til å skape en kraftig hulroms-implosjon. Eksperimenter har også vist at to diametralt motsatte porter 74 er et for lite antall for å oppnå optimale resultater.

En annen viktig distinksjon ved modifikasjonen ifølge figur 9 ligger i den modifiserte foring 168 av det sentrale huset 14. Denne foring definerer trekantede luf-t-utløpsporter 172 som ligger over de rektangulære utløpsporter 34 i huset 14. Portene 172 er plassert med spissene nedover og meget nær bunnen av det nedre stempel 38 på sluttstykket 16 når sluttstykket er i sin opprinnelige lukkede stilling.

Figur 10 er et forstørret, delvis snitt som viser differensialflate-ventilen 98 og adaptor-blokken 56 i fremgangsmåten og systemet for omdannelse av luft- til hydrokanon som illustrert på figur 9. Adaptor-blokken. 56 ligger som i en sandwich mellom basen på solenoid-ventilen 54 og toppen av luftkanonens hus 10. Solenoid-ventilen 54 er festet til det øvre hus 10

med en passende monteringsanordning, f.eks. omfattende skruer 57 som går gjennom hull i adaptor-blokken og er skrudd inn i gjengede sokler 174 i det øvre huset 10. Det øvre huset 10 på luftkanonen omfatter den vanlige beleilige monteringsflens 175.

For å forbinde forgrensingsløpet 58 i adaptor-blokken 54 med den automatiske kontroll-linje 114 som fører til differensialflate-ventilen 98, er adaptor-blokken strukket ut forbi sideveggen av luftkanonens øvre hus 10. En sokkel 176 i den over-hengende del av denne adaptor-blokken mottar den øvre ende av et sterkt rør 114 hvis nedre ende holdes i en innrettet sokkel 178 i toppen av ventilen 98. O-ringer 179 forsegler rørendene i sokler 176, 178.

Ventilstammen 110 i ventilen 98 er vist på figur 10 i sin

lukkede stilling. Man kan se at fjæren 112 ligger rundt skaftet av ventilstammen 110 og presser oppover mot den nedre overflate av det forstørrede stempelhode 111. En avrundet, avkortet kjegle 182 ved grunnen av ventilstammen 110 danner ventiloverflaten og stenger mot det tilsvarende avkortede, koniske ventilsetet 109, konsentrisk med passasjen 106 i ventilhuset 100.

For å montere den nedre ende av ventilhuset 100, har den

en flens 184 i en sokkel 185 i den spesielle klemmering 24, tettet med en O-ring 186. Denne monterings-sokkel 185 strekker seg nedover til trykkrommet 108 (fiaur 9) nær det ringformede stempelhodet 84 på det ringformede vannutstøtnings-stempel 128. Passasjen 106 i flensen 184 er således i direkte forbindelse med trykkrommet 180, og det er ikke noe behov for den diagonale passasje 108 som er vist på figurene 3, 5 og 7.

Man vil forstå at alle komponenter fortrinnsvis er fabri-kert av korrosjons-motstandige materialer. De fleste komponenter er f.eks. laget av rustfritt stål av høy kvalitet. Komponenter som er i glidende kontakt er laget av lagermateriale, f.eks. bronse eller Delrin. De forskjellige tetninger er utformet av et sterkt, holdbart, elastisk materiale, f.eks. polyuretan. Den ytre hus-sylinder 68 på figur 9 er fortrinnsvis laget i to

deler, sveiset sammen ved 188.

En forholdsvis konvensjonell marin luftkanon er omdannet til en hydrokanon ved å erstatte den øvre klemme som holder det øvre hus 10 til det sentrale hus 14 med den spesialiserte klemmering 24 som bærer differensialflate-ventilen 98. Klemméringen som normalt forbinder det sentrale huset 14 med det nedre huset 18 er erstattet med den nye klemmering 22, og der er i tillegg lagt inn i konstruksjonen lagerhylsen 60 som bærer stasjonære stempelringer, vannstempelet 80 eller 128, og den ytre sylinder 68. Adaptor-blokken 56 er montert mellom solenoid-ventilen 54 og luftkanonens øvre hus 10. Linjen 114 er forbundet mellom adaptor-blokken 56 og differensialflate-ventilen 98, og eksoslinjen 104 er forbundet fra ventilen 98 til overflatens atmos-fære. I den foretrukne hydrokanon-omdannelsesmetode som vist på figur 9, er det vanlige luftkanon-avfyringskammer 18 erstattet med det nye avfyringskammer 154.

Operasjonen av hydrokanonen ifølge denne oppfinnelse kan

nå forstås ved spesiell henvisning til figurene 3 til 7. Det henvises først til figur 3. Luftkanonen er illustrert i sin utgangsstilling, og det er forstått at kanonen er neddykket i vann, mens eksoslinjen 104 strekker seg til overflaten. Trykkluft eller en annen gass (f.eks. 36 til 432 kg/cm2) blir til-ført gjennom luft-tilførselslinjen 52 og luft-tilførselses-passasjen 50 inn i operasjonskammeret 12, mens sluttstykket 16

er i sin nederste posisjon med det øvre stempel 36 plassert i bunnen av_operasjonskammeret 12. Trykkluften fyller kammeret 12 og passerer nedover gjennom luftpassasjen 42 i skaftet av sluttstykket 16 for å fylle avfyringskammeret 20. Da flaten av det øvre stempel 36 er større enn flaten av det nedre stempel 38, som er utsatt for trykkluft i avfyringskammeret 20, holder sluttstykket 16 seg i den illustrerte, opprinnelig lukkede stilling. Under denne ladningsperiode, og også etter at avfyringskammeret 20 er ladet til fullt trykk, blir differensialflate-ventilen 98 holdt åpen under påvirkning av fjæren 112. Solenoidventilen 54 holder seg lukket slik at det ikke er noen forbindelse mellom operasjonskammeret 12 og verken avfyringspassasjen 46 eller den automatiske kontrollpassasje og linje 58, 114.

Når man ønsker å avfyre kanonen, blir et elektrisk av-fyringssignal sendt til solenoidventilen 54 på samme måte som når man avfyrer en konvensjonell luftkanon. I en konvensjonell luftkanon vil aktivering av solenoid-ventilen resultere i sammen-kobling av avfyringspassasje-delen 48 med avfyringspassasjen 46. I hydrokanon-omdannelsen vil tilstedeværelsen av adaptor-blokken 56 resultere i at hjelpe-passasjen 58, som leder til linjen 114 og til toppen av differensialflate-ventilen 98, også blir sam-menkoblet med passasjen 48. Følgelig vil det under avfyring av luftkanonen automatisk tilføres høyt trykk til toppen av ventilen 98 for å tvinge ventildammen 110 til å lukkes mot kraften av fjæren 112. Samtidig kommer trykkluft inn i avfyringspassasjen 4 6 og deretter inn i det ringformede spor 44 som ligger under det øvre stempel 36. Dette begynner å jevne ut trykket på de to sidene av det øvre stempel 36, og tillater dermed trykket i avfyringskammeret 20 å tvinge sluttstykket 16 oppover. Når kantene på det. øvre stempel 36 passerer de nedre kanter av ut-sparingen 30, vil en resterende trykkdifferanse som har en tendens til å forsinke den oppadgående bevegelse av det øvre stempel rakst bli redusert, og sluttstykket 16 blir slått oppover med stor hastighet. Modifikasjonen ifølge figur 9 opererer på den samme måten. Da de nedre ender av de trekantede utløps-portene 172 begynner å avdekkes nesten med det samme sluttstykket 16 begynner å løftes, begynner luftutblåsningen snarere og mer gradvis, for grunner som skal forklares nedenfor.

Det henvises nå til figur 5. Man vil se at sluttstykket

16 er vist i sin øvre (luftkanonavfyrt) stilling med det nedre

i

stempel 38 klar av utløpsportene 34. Denne åpne sluttstykke-

stilling tillater den komprimerte luft iller annen gass 150 å

blåse raskt ut gjennom utløpsporten 34. Tetningsstrimlene 27

hindrer at den unnslipper mellom de halvsirkelformede deler av klemmeringen 24. Tettingene 23 og 69 hindrer også at gass under høyt trykk 150 unnslipper når.den blåser ut gjennom de fire luftkanon-utløpsporter 34 som vist ved pilene 150. Tilstedeværelsen av skråningen 118 på den indre overflate av klemmeringen 24

retter luften 150 nedover som vist ved pilene 152, og den skrånende overflate 96 ved den øvre ende av det sammensatte ringformede vann-utstøtingsstempel 80 mottar den ekspanderende luft og venter med å starte vannstempelet 80 nedover. Som tid-

ligere forklart er vannstempelet 80 et sammensatt stempel, med sine indre deler av metall og forholdsvis tynne, mens dets ytre del 88 er av plastikk såsom Delrin eller Teflon, slik at det har forholdsvis liten masse. Denne beskjedne masse reduserer tregheten av stempelet 80 og tillater det å aksellerere og desellerere forholdsvis lett og å unngå for høye påkjenninger under demping ved slutten av slaget. Figur 5 viser dette vann-utstøtingsstempel 80 omtrent halvveis ned langs dets nedad-

gående slag 154. Mens det beveger seg nedover deplasserer det den masse av vann som opprinnelig fylte det ringformede sylinder-

rom 78, og støter vannet kraftig ut som et flertall av skudd 160 gjennom de respektive vannporter 74, f.eks. 8, 6 eller 4

vannskudd 160, og genererer dermed den ønskede seismiske impuls i det omliggende vann.

For å hindre at vannstempelet 80 slår med stor kraft mot

bunnen av enheten, er det anordnet, som vist på figur 6, en hydraulisk dempeaksjon. Vannportene 74 er adskilt ovenfor den nedre endevegg 70, slik at det levnes et "basseng" av vann i det resulterende rom. Demping er en følge av interaksjon av skråningen 122 i den ytre sylinder 68 med den koniske skråning 126 på stempelet. Da disse skråninger er like, vil fortsatt nedadgående bevegelse av vannstempelet 80 inn i "bassenget"

resultere i at vann støtes ut gjennom en kontinuerlig smalnende kanal og ut gjennom kontinuerlig minkende utløpsåpninger defi-

nert ved avsatsen 124 og portene 74. (Interaksjon mellom skrå-

ningene 122 og skjørtene 138 på stemplene 128 på figur 8 og 9 tjener et lignende hydraulisk dempingsformål.)

De endelige automatiske sekvenser i oppfinnelsens opera-sjonssyklus skal nå illustreres under henvisning til figur 7. Luftkanonen har gjennomgått sin avfyring, og sluttstykket 16

har returnert tilbake til sin opprinnelige lukkede og for-seglede stilling. Siden avfyringspulsen er avsluttet, er solenoid-ventilen 54 stengt, og har dermed avbrutt forbindelsen mellom operasjonskammeret 12 og begge differensialflate-ventilene 98 og avfyringspassasjen 46. Forbindelse mellom ventilen 98 og avfyringspassasjen 46 holdes imidlertid åpen som følge av passa-sjene inne i adaptorblokken 56. Følgelig vil fjæren 112 åpne ventilen 98 etter at innestengt luft siver ut fra toppen av ventilen 98, som vist ved pilene 170, gjennom linjen 114 og passasjen 58 og avfyringspassasjen 56, rundt det ringformede spor 44, og ut utløpsventilen 116. Denne utløpsventilen blir således brukt for en ny hensikt, nemlig å tillate trykkluft 170

å unnslippe fra toppen av ventilen 98 for å tillate dens fjær 112 automatisk å åpne denne ventilen. Det må forstås at ut-løpsventilen 116 holdes åpen hele tiden. På grunn av dens lille størrelse har den imidlertid ubetydelig effekt på operasjonen av luftkanonen under dens avfyringssyklus.

Differensialflate-ventilen 98, som nå er åpen, forbinder volumet 180 i den ringformede sylinder ovenfor vannstempelet 80 med atmosfæren. Følgelig vil den utblåste luft fra luftkanonen, som var innestengt inne i sylindervolumet 180, nå automatisk bli istand til å begynne å unnslippe som vist ved eksos-strøm-pilene 181. Denne eksos-strøm fortsetter gjennom passasjen 108

i klemmeringen 24 og gjennom bunnporten 106 i ventilen 98, forbi ventil-leiet 109 og ut gjennom utløpsporten 102 og opp gjennom slangelinjen 104 til atmosfæren. Som følge av denne eksos-strøm vil trykket inne i sylindervolumet 180 ovenfor vannstempelet 80 hurtig avta mot atmosfærisk trykk. Denne avtagning i trykk i volumet 180 fordelaktig gjør omgivelses-vanntrykket 190, som er større enn atmosfærisk trykk istand til automatisk å skyve det ringformede srempel 80 tilbake opp til dets opprinnelige, helt hevede stilling. Der er ikke noe behov for komplisert kontrollsystem ombord på skipet til å forårsake at det ringformede vannstempel returnerer til sin opprinnelige

stilling. Omgivelses-vanntrykket 190 forårsaker den innkommende vannstrøm gjennom portene 74, som virker mot den nedre ende av stempelet 80, til å tvinge dette oppover og inn i dets opp-

rinnelige stilling som er illustrert ved pilene 192 på figur 7. Resterende innestengt luft i volumet 180 ovenfor stempelet 80,

som forblir der mens stempelet nærmer seg sin øverste stilling,

blir deplassert av det oppadstrømmende vann (figur 3) og til-

lates å unnslippe gjennom den åpne utluftingsventil 98. Det oppadstrømmede vann entrer gjennom kanalene 79 fra det ring-

formede spor 77, idet det kommer opp gjennom de L-formede passa-

sjene 119 fra rommet 78 nedenfor stempelet. Innestengt luft inne i rommet 78 slipper ut gjennom portene 120. Disse portene 120 er plassert i en stilling hvor de bevegelige stempelringene 94 ikke vil bevege seg forbi portene når stempelet 80 går ned-

over 154 (figur 5) til sin nederste stilling (figur 6). Portene 120 på figur 8 er også plassert hvor stempelringene 134 ikke vil passere portene.

Et antall viktige trekk er tilstede i denne oppfinnelsen.

F.eks. er klemmeringen 24, som erstatter den konvensjonelle luftkanon-klemmering innfelt ved boltområdet som vist 'spesielt på figur 2. Dette holder hodene og mutterne av boltene 26 fra å stikke ut. Følgelig er boltene ingen hindring mot håndtering av kanonen langs dekket på et skip. Klemmeringen 24 utfører flere funksjoner. En av disse er at den skrånende overflate 118 tjener som en reflektor for luftutblåsningen 150 fra ut-

løpsportene 34. For det annet tjener klem-ringene 24 til å

montere differensialflate-ventilen 98 på vannkanonen. For det tredje tjener den samme klemringen 24 som sylinderhode for den ringformede vannsylinder. Den er stopperen mot hvilken vann-

stempelet støtter ved toppen av sitt returslag. Den nye klem-

ringen 24 tjener således minst 4 funksjoner i tillegg til å

holde delene av kanonen sammen.

De langstrakte maskinskruer 64 blir brukt til å feste den forholdsvis lange lagerhylse 60 som gjør det mulig at det ringformede vannkammeret kan bli lengre enn avfyringskammeret 20. Denne ekstra lengde er ønsket fordi man har oppdaget, når det opereres med komprimert luft i området 140 kg/cm2 til 162

kg/cm2, at det er mest fordelaktig at det vannvolumet som skal deplasseres er omtrent likt volumet av avfyringskammeret 20.

(Volumet av vann som skal deplasseres fra det ringformede sylinderrdm 78 er med andre ord omtrent likt det opprinnelige volum av trykkluftladningen i avfyringskammeret 20.) Det modifiserte avfyringskammer 166 i den foretrukne fremgangsmåte og apparat for hydrokanon-omdanning ifølge figur 9 tilsvarer omtrent volumet av det utstrømmende vannet.

Det skal bemerkes at bunnen av den ytre sylinder 68 er åpen inne i den ringformede endevegg 70, og hjelper således til å redusere totalvekten av hydrokanonen. På figur 9 er behovet for de langstrakte skruene 64 eliminert, og de er erstattet med bolter 164 for å feste det ytre sylinderhuset 68 til det nye avfyringskammer-huset 154.

Som tidligere forklart gjør både det sammensatte vannstempelet 80 og stempelet 128 som er i ett stykke bruk av forholdsvis tynne indre sylindriske vegger som er istand til å motstå sjokket av den ekspanderende luften, men som samtidig er av redusert masse for å redusere tregheten. For å oppnå dette resultatet er stempelringene 76, istedenfor å være plassert på det bevegelige stempelet, isteden holdt i spor på den stasjonære lagerhylsen 60 eller blir båret i spor på det nye avfyringskammer-huset 154 (figur 9).

Som tidligere påpekt, tror man at den optimale tilstand er at det ringformede vannkammeret har omtrent like stort volum som avfyringskammeret 20 eller 166. Lufttrykk blir brukt til å drive det ringformede stempelet til å støte vannet ut, og det er ønskelig at vannstempelet beveger seg så fort som mulig. Det later til å være; et optimalt kompromiss hvor volumet av vannet som skal deplasseres (utstøtes) er omtrent likt volumet av avfyringskammeret, slik at den utstrømmende gass 150, 152 ekspanderer til dens trykk over det ringformede stempelhode 84 har falt ned i området av 3/5 til 2/5 (fortrinnsvis omkring 1/2 av dets opprinnelige verdi, som later til å maksimalisere vannstempelets drivkraft. Dette optimale forhold synes å skape den raskeste og mest effektive vannskudd-utskyting, og dermed den mest brå og kraftige kavitering på enden av vannslaget. Slik brå og kraftig kavitering er ønskelig.

I modifikasjonen ifølge figur 9 er behovet for de langstrakte maskinskruene 64 (figur 3) unngått ved å erstatte det opprinnelige nedre hus 18 med det langstrakte nedre avfyrings-kammerhus 154 som tjener som lagersylinder 61 for det nedre lager 140 i vannstempelet 128, og som også tjener til å holde de stasjonære stempelringene 76.

De trekantede utløpsportene 172 i den modifiserte foring 168 i det sentrale luftkanonhuset 14 tillater høykomprimert luft fra avfyringskammeret 166 å slippe ut med en fra begynnelsen økende mengde, heller enn med en plutselig overgang fra helt lukkede til helt åpne utløpsporter 34. Denne økende utblåsning har en tendens til fra begynnelsen å redusere den oppadgående aksellerasjon av sluttstykket 16, og har en tendens til å endre den nedadvendte kraft mot stempelet 128 fra et plutselig sjokk til en progressivt økende skyvekraft, og reduserer således den fysiske påkjenning og forbedrer effektiviteten av drivkraften.

Den plutselige, eksplosjonslike utløsning av luft fra en luftkanon direkte inn i vannet er ønskelige når man bruker en luftkanon for å generere seismisk energi i vannet. Eksperimenter har imidlertid vist, i tilfelle av en hydrokanon, at en slik plutselig sluttstykke-bevegelse med plutselig, overgang fra helt lukkede til helt åpne luft-utløpsporter 34 fiorårsaker at sprøyt av vann kommer for tidlig ut av portene 74, før det ringformede vannstempel 80 eller 128 har beveget seg vesentlig. Slike tidlige sprøyt av vann kan på en uønsket måte forvirre

den totale seismiske energi-"signatur" som genereres i vannet. Ved å frembringe nedadrettede, smalnende utløpsporter 172 i foringen, f.eks. trekantede porter utformet som forholdsvis lange likebenede trekanter som vist på figur 9, plassert inne i de vanligvis rektangulære utløpsportene 34 i det sentrale huset 14, begynner trykkluften å utløses nesten med det samme sluttstykket 16 begynner å aksellerere oppover. Luftutblåsningen gjennom portene 34 begynner således med en myk, kraftig crescendo-lik økning, mens sluttstykket aksellererer oppover. Tidlige vannspruteffekter er i hovedsak eliminert for å maksimalisere det ønskede brå og kraftige signal som genereres ved kavitasjon etter utskytning av vannskuddene.

Toppkantene av de likebenet triangelformede foringsportene 172 er vist på linje med toppkantene av de rektangulære utløps-portene 34. i

Det er fordelaktig at den foreliggende oppfinnelse vurderer bruken av utskiftbare sentralhushylser 168 med forskjellige former av utløpsporter 172 for å modifisere utslippshastig-heten av den ekspanderende trykkluft for å modifisere drivkraften av det ringformede vannstempel for å variere vannskudd-utskytingen, noe som kan være ønskelig for å generere forskjellige seismiske energi-"signaturer" av hydrokanonen under forskjellige seismiske oppmålings-tilstander.

Differensialflate-utløpsventilen 98 er proporsjonert slik at den vil holdes lukket til etter (a) luftkanonen er avfyrt, og (b) vannutstøterstempelet 80 eller 128 har beveget seg ned hele sin slaglengde, og (c) sluttstykket 16 er returnert til sin opprinnelige lukkede stilling. På grunn av det faktum at denne ventilen 98 er styrt av lufttrykket i kontroll-linjen 114 forbundet med avfyringspassasjen 46, skal det nå forklares hvordan og hvorfor denne ventilen blir automatisk hindret fra å åpne seg før sluttstykket har returnert og tettet avfyringskammeret, som spesifisert under (c) ovenfor. Man kan se på figur 5, at så lenge sluttstykket er borte fra sin utgangsstilling, forblir avfyringspassasjen 46 i direkte forbindelse med operasjonskammeret 12, fordi det ringformede sporet 44 er

fullt utsatt for dette operasjonskammeret. Trykket i avfyringspassasjen 46 (og således i kontroll-linjen 114) blir således sammenlignbar med trykket i operasjonskammeret 12, uansett om solenoidventilen 54 holdes åpen eller lukket.

Det er derfor bare etter at sluttstykket har returnert til sin lukkede utgangsstilling (som vist på figur 7) at trykket i kontroll-linjen 114 kan sive nedover som indikert ved pilene 170. Deretter, bare etter at denne utsivningen har skjedd i betydelig grad kan differensialflate-ventilen åpnes. Følgelig blir den utløste og ekspanderte luft 150, 152 innesteng (ved å hindre dens utlufting) til etter at vannstempelets fulle slag har funnet sted, og at avfyringskammeret er blitt stengt av sluttstykket. Lufttrykk i avfyringskammeret blir derfor spart. Når f.eks. volumet av utstøtt vann er lik avfyringskammerets volum, ekspanderer den utløste luft 150, 152 til det dobbelte av sitt volum. Trykket i avfyringskammeret 20 eller 166 umiddelbart etter avfyring er 50% av trykket før avfyring. Videre trykkfall kan ikke forekomme fordi den utløste luft holdes innestengt av den lukkede utløpsventil. Tetningene 23, 27, 69, 97 og stempelringene 76, 94 virker sammen til å inneslutte og oppbevare denne avfyringskammer-luft.

Det må forstås at det ringformede vannstempel 80 jeller

128 er tenkt å bli styrt nær sin øvre og nedre ende ved en egnet glidelager-anordning. I det sammensatte vannstempel 80 (figurene 1, 3, 5, 6 og 7) tjener f.eks. den glatte, stive plastdelen 88 som et lager, og det glir langs den indre sylindriske overflate av den ytre hus-sylinder 68. Denne delen 88 tjener således som en glidlageranordning for å styre både den øvre og den nedre ende av vannstempelet 80.

I luft/hydrokanon-omdanningsmetoden og apparatet vist på figurene 8 og 9, er den nedre ende av det ringformede vannstempel 128 styrt av lagerringen 140 som glir langs den sylindriske ytre overflate 61 på lagerhylsen 60 (figur 8) eller på erstatnings-avfyringskammeret 154 (figur 9). Ved den øvre ende av vannstempelet 128 er en av stempelringene 94 (fortrinnsvis den nedre) en lagerring som glir langs den indre sylindriske overflate av den ytre hus-sylinder 68, og dermed styrer den øvre ende av stempelet 128.

Det har vært forklart at utluftingsslangen 104 strekker seg ovenfor overflaten av vannet i forbindelse med atmosfæren. Det må forstås at hensikten med denne slang-linjen 104 er å plassere utløpsporten 102 i utløpsventilen 98 i forbindelse med en region av betydelig lavere trykk enn vanntrykket i omgivelsene 190 (figur 7) i den umiddelbare nærhet av vannportene 74. Den resulterende trykkforskjell gjør omgivelsestrykket 190 istand til å entre vannportene 74 for å skyve vannstempelet 80 eller 228 tilbake, som vist ved pilene 192, for å returnere det automatisk til sin utgangsstilling. Denne trykkforskjell gjør det også mulig for vannet å returnere inn i trykkrommet 180 for å deplassere den utvidede utløpsluft som vist ved pilene 18.1 (figur 7). Det atmosfæriske trykk ved havflaten er omtrent 1 kg/cm2, og trykket i sjøvannet øker omtrent 0,07 kg/cm2 for hver 60 cm av økende dybde. Når hydrokanonen er på en dybde av ca. 10 meter i havet, er vannets trykk 190 2 kg/cm2, nemlig en forskjell på 1 kg/cm2 over atmosfærisk trykk.

I tilfeller hvor hydrokanonen er ved større dybder enn

10 meter, slik at omgivelsens vanntrykk 190 er større, eller i tilfeller hvor en mindre trykkforskjell vil være tilstrekkelig til returnering av stempelet og utlufting av luft fra trykk-rommet og gjenoppfylling med vann, er det ikke nødvendig for utluftingsslangen å strekke; seg hele veien opp til atmosfæren. Den trenger bare å strekke seg til et område med tilstrekkelig redusert trykk i forhold til omgivelsestrykket 190 for å gi det ønskede resultat.

I de fleste tilfeller foretrekker oppfinneren å oppnå så stor trykkforskjell mellom omgivelsenes vanntrykk 190 og regionen med redusert, trykk som mulig uten å ta drastiske skritt, fordi jo større denne trykkforskjellen er, jo raskere vil den automatiske retur av vannstempelet og deplassementet 181 av don utvidede luften bli., og jo raskere vil hydrokanonen bli klar for den neste avfyring av luftkanonen.

Uttrykket "en region med redusert trykk i forhold til trykket av omgivelsenes vann" er tenkt å tolkes i vid forstand til å omfatte operative alternativer for å oppnå de ønskede resultater.

Figurene 11 til 13 illustrerer en modifisert utførelse av den foreliggende oppfinnelsen. Deler og komponenter i denne modifiserte utførelse er merket med det samme henvisningstall som er brukt til å merke de tilsvarende deler og elementer i de utførelser som er illustrert på figurene 1 til 10.

Som tidligere diskutert, omfatter utførelsene på figurene 1 til 10 en differensialflate-ventil 98 koblet mellom trykk-rommet 180 i den ytre ringformede sylinder og bunnen av utluftingslinjen 104 i forbindelse med atmosfærens trykk. De hydro-kanonutførelsene som er beskrevet i forbindelse med figurene 1 til 10 omfatter et system, f.eks. som vist tydeligst på figur 10, for å sikre at denne ventilen 98 forblir i en lukket stilling under avfyring for med fordel å beholde den ønskede høy-trykks luft inne i den øvre del 180 av sylinderrommet 78 ovenfor vannstempelet 80 eller 128 under avfyring.

Etter avfyring (figur 5), åpnes utløpsventilen automatisk (figur 7) for å tillate utlufting av luft til atmosfæren og følgelig innløp av vann (figur 7) gjennom portene 78 for å returnere det ringformede vannstempel 80 eller 128 til sin utgangsstilling før avfyring.

En fundamental forskjell mellom hydrokanonen ifølge de tidligere beskrevne utførelser og den utførelsen som er illustrert på figurene 11 til 13, er at utluftingsventilen 98 og de tilhørende anordninger for å styre stillingen av denne ven-

tilen er totalt, eliminert. I utførelsene på figurene 11 til 13, er den nedre ende av utluftingslinjen 104 i direkte for-

bindelse med den øvre del 180 av det ringformede sylinderrom 78, som huser det ringformede vannstempelet 80 eller 128, og som blir fyllt med vann før avfyring.

Før avfyring av hydrokanonen, er utluftingslinjen 104

fyllt med vann, som vist med vannstrømspilene 190, 181 på

figur 7. Denne vannstrømning 190, 181 fyller lengden av ut-luf tingslin jen 104 opp til overflatenivået av det vann hvori hydrokanonen er neddykket, eller opp til toppen av utluftingslinjen, hvis den ikke strekker seg hele veien opp til over-

flaten. Det er således en betydelig lengde av vann i denne utluftingslinjen, som utgjør en betydelig masse, f.eks. omtrent 10 meter lang eller mer.

Som vist på figur 11 passerer utluftingsslangen 104 gjen-

nom en elastisk og fleksibel, smalnende hylse 200 for å mini-

malisere vibrasjon og stress. Denne hylsen 200 er festet med en brakett 202 til et langt og stivt beskyttelseshus 204 som er montert på den bakre (venstre) ende av luftkanondelen!i hydrokanonen. Dette beskyttelseshus 204 ligger rundt og beskytter solenoid-ventilen 54 (figurene 1, 3, 5, 7 og 8), og beskytter den elektriske kabel 206 som er forbundet med solenoid-ventilen,

og høytrykks-lufttilførselsslangen 52. Elastiske, fleksible hylser 208 som strekker seg inn i huset 204 tjener til å be-

skytte kabelen 206 og tilførselslinjen 52. De langstrakte beskyttelseshus 204 er festet med en monterings-klemring 210 til en monteringsflens 175 (figurene 8 og 10) på det øvre huset 10.

Denne klemmen 210 kan ha et slepebuffertøye 212 festet til den. Slepekabler eller lenker 214 er festet til dette buffertøye 212 og

til et annet buffertøye 216 på en monterings-klemring 218 som er festet med bolter 219 og plassert på den fremre (høyre) ende av hydrokanonen.

Utluftings-slangelinjen 204 er forbundet med fittings ved

220 med en lengde av metallrør 222 hvis andre ende mottas i sok-

kelen 185 (se også figur 10) i den spesielle klemring 24A. Røret 222 er forseglet til sokkelen 185 med en O-ring 224 i et spor som ligger rundt endedelen av røret.

Sokkelen 185 danner en utløpsport 102 i direkte forbindelse med trykkrommet 180 ovenfor enkeltstykke-vannstempelet 128A. Dette vannstempel 128A er modifisert og forbedret i sammenligning med vannstempelet 128 vist på figurene 8 og 9 som skal forklares nedenfor. Røret 222 danner den nedre del av utluftingslinjen 104. Hensikten med metallrør-seksjonen 222

er å gi god varmeledning for å lede varme-energi fra omgivelsenes vann og inn i utboringen 223 i denne rørseksjon 222 for hindre isdannelse i utboringen. Den raske ekspansjon av den fuktig-hetsladede luft som kommer ut fra den øvre ende 180 forårsaker ekspansjons-kjøling som har en flens til å bevirke at fuktig-heten kondenserer og fryser i den nedre del av utluftingslinjen 104. Varmen som ledes inn fra omgivelsenes vann gjennom veggen av rørseksjonen 222 inn i dens utboring 223 hindrer slik frysing. Hvis ytterligere varmestrøm er nødvendig, avhengig av tempera-turen i omgivelsenes vann og mengden av ekspansjons-kjøling som finner sted, kan varmeledende finner av metall sveises på pipe-seksjonen 222 for å øke overflateområdet som er tilgjengelig for varmeoverføring.

På grunn av det faktum at utløpsporten 102 er åpen, kan omgivelses-vannstrømmen 190 (figur 7) som returnerer 192

(figur 7) vannstempelet 128A (figur 13) til sin utgangsstilling (figur 13) fylle 181 (figur 7) utluftingslinjen 104. Som vist på figur 13 er det vann-returporter 14 2 i veggen av den ytre sylinder 68 som er i forbindelse med en ringformet returpassasje 119 utformet av et sylindrisk bånd 226 som er sveiset rundt den ytre sylinder 68, som i sin tur er i forbindelse med andre returporter 143 som mater inn i trykkrommet 180 ovenfor vannstempelet 128A. Det er stoppere 228 som hindrer stempelhodet 132A på vannstempelet 128A fra å komme i kontakt med den spesielle klemring 24A. Det er således klaring i trykkrommet 180 for at retur-strøm av vann kan skje automatisk fra vann-sylinderrommet 78 gjennom portene 142, gjennom en ringformet passasje 119, gjennom portene 143 gjennom trykkrommet 180, og gjennom utløpsporten 102 gjennom røret 222 og gjennom slangelinjen 104, for derved å fylle utluftingslinjen 104 mea vann.

Man har funnet at tregheten av dette vannet i utluftingslinjen 104 med fordel kan bli brukt til å eliminere behovet for utluftingsventilen 98 som er beskrevet i tidligere utførelser av hydrokanoner. Mer spesielt er tregheten av denne lange masse av vann som strekker seg opp omkring 10 meter gjennom ut-luf tingslin jen i seg selv tilstrekkelig til for øyeblikket å hindre noe betydningsfullt utslipp av høytrykks luft gjennom utluftingslinjen umiddelbart mens hydrokanonen blir avfyrt.

Når hydrokanonen blir avfyrt, blir høytrykks luft sluppet ut

150, 152 (figur 5) fra avfyringskammeret 20. Som forklart ovenfor blir denne utslippsluft rettet nedover ved en skrånende overflate 118 av den spesielle klemring 24A for å drive det ringformede vannstempel 128A nedover og å drive vannet fra det ringformede sylinderrommet 78 ut gjennom vannutløpsportene 74. Tilstedeværelsen av den vannmassen som fyller utluftingslinjen

104 frembringer tilstrekkelig treghet til for øyeblikket å

hindre noen betydningsfull utlufting av høytrykksluft umiddelbart etter avfyring, noe som er fordelaktig i å forsinke betydningsfull utblåsning av trykkluft gjennom utluftingslinjen 104 for å beholde den utslupne trykkluft inne i den øvre del 180 av sylinderrommet 78 for en kort tid som er tilstrekkelig til å fullføre hele utstøtningslaget 154 (figur 5) av ;vann-

i

stempelet 128A, og å tillate luftkanonens sluttstykke !16 å returnere til sin utgangsstilling i lukket tilstand før utlufting skjer.

Derfor kan vannet som fyller utluftingslinjen 104 under avfyring i seg selv bli brukt til å utføre funksjonen av en lukket ventil, og dermed gjøre utluftingsventilen 98 unødvendig for en vellykket operasjon av hydrokanonen. Denne eliminering av ventilen 98 og dens tilhørende trykk-kontroll-systemkomponenter 56, 114 osv. med fordel reduserer hydrokanonens kompleksitet,

og øker derfor den totale pålitelighet.

Denne utførelse av figurene 11 til 13 omfatter et antall

av interessante modifikasjoner. Avfyringsstempelet 38 omfatter et periferisk skjørt 230 som innvendig dekker den indre aksielle, langstrakte utløpsport 172 som er nær hoved-utløpsportene 34. Dette avfyrings-stempelskjørt 230 hindrer vann fra å entre det indre av foringen 32 i det sentrale huset 14. Følgelig, når sluttstykket 16 beveger seg under dets avfyringsslag, er det ikke noe vann foran avfyringspistolen som må utstøtes gjennom utløpsportene 172-34.

I motsetning til dette, på figurene 3, 8 eller 9 kan omgivelsenes vann når det entrer trykkrommet 180 entre gjennom utløpsportene 34 (eller 34-172) og fylle foringen 32 (eller 168). Dette vannet er således plassert foran avfyringsstempelet 38, og blir støtt ut gjennom utløpsportene 34 (eller 34-172) når sluttstykket beveger seg i sitt avfyringsslag.

Vannstempelet 128A i ett stykke er konstruert med enda mindre masse enn vannstempelet 128 på figurene 8 og 9,"for å høyne den hastighet og kraft med hvilken vannet blir støtt ut av stempelet 128A gjennom portene 74. Dets stempelhode 132A har en forholdsvis tynn toppvegg 232 i sammenligning med dets sylindriske sidevegg 130. Et stempelskjørt 234 strekker seg nedover fra perimetre av denne tynne toppvegg 232. Både lagerringene 94 og O-ringen 97 eller andre typer av tettinger, blir båret i et enkelt, grunt spor som går rundt skjørtet 234 på stempelhodet 132A. O-ringen 97 ligger som i en sandwich mellom de to lagerringene 94 for å øke tetningsaksjonen, selv om lagerringene 94 er forholdsvis tynne i sine radielle dimensjoner. Som vist på figur 12 er også det nederste stempelet 138A med utvidet flens tynnere og mindre massivt enn stempelet 138 med utvidet flens på figurene 8 og 9. Dessuten, istedenfor en enkelt lagerring 140 (figurene 8 og 9) har stempelet 128A et par lagerringer 140 med en O-ring 97, eller annen type tetting, liggende som i en sandwich mellom dem, båret i et forholdsvis grunt spor inne i den nedre stempelflens 138A på vannstempelet 128A.

Avfyringskammeret 20 har et hus 154A som er modifisert fra avfyringskammer-huset 154 på figur 9. Dette nyere hus 154A

har et klemring-monteringsspor 236 istedenfor en monteringsflens 158 (figur 9), og den ytre sylinder 68 er festet til avfyringskammer-huset 154" ved klemringen 218 istedenfor med bolter 164 og en indre ram 162.

En plasseringspinne 238 (figur 12) orienterer den ytre sylinder 68 i forhold til klemringen 218 for å orientere vann-utløpsportene 74 horisontalt for grunner som skal forklares nedenfor. Enden av den ytre sylinder 68 er plassert inne i en ram-leppe 240 på klemringen 218. Den ytre overflate 61 av avfyringskammer-huset 154A danner den indre sylindriske overflate av det ringformede sylinder-kammer 78 på hvilket stempelringene 140 pluss O-ringen 97 glir.

På grunn av at man bruker disse to lagerringene 140 med

en O-ring eller annen tetningsanordning som i en sandwich mellom dem inne i den utvidede stempelflens 138A, er 'de to stasjonære stempelringene 76 (figur 9V eliminert. Begge endene av vannstempelet 128A bærer således to lagerringer med en O-ring mellom dem, nemlig de to ytre ringene 94 pluss O-ringen 97 (figur .13), og de to indre ringene 140 pluss O-ring eller annen tetteanordning 97 (figur 12).

Som forklart ovenfor later det til at fire vann-utløpsporter 74 er optimum. Det ble tidligere forklart at eksperimenter har vist at to diametralt motsatte porter lot til å være for få for å kunne oppnå optimale resultater.

Videre eksperimenter har siden vist at orientering av de

to diametralt motsatte vann-utløpsporter 74, vendt horisontalt utover på motsatte sider av hydrokanonen, som vist på figurene 11 og 12, genererer en kavitasjons-implesjon av øket kraft. Derfor er på dette tidspunkt to motsatte, horisontalt rettede vannutløpsporter 74 oppfinnerens foretrukne optimal-anordning. Piasseringspinnen 238 tjener til å orientere de to vannportene 74 horisontalt i forhold til det oppadrettede slepeutistyr 216, 214.

Teorien for å forklare denne optimale horisontal-orientering av vannportene 74 er at trykket i omgivelsenes vann nær motsatte sider av hydrokanonen i den samme dybde nedenfor vannoverflaten er det samme. Derfor skjer kavitasjons-implosjonene som genereres av de to store skuddene av vann som støtes ut gjennom portene 74 (figurene 11 og 12) samtidig, slik at toppen av deres trykkpulser adderer seg direkte i fjern-feltstyrken av deres seismikk-trykksignal. Fjern-felt seismikk-signalet forekommer (som en tommelfinger-regel) ved en avstand nedenfor hydrokanonen som er lik eller større enn 10 bølgelengder ved den aktuelle frekvens.

Oppfinnerens teori er, at hvis én vannport vendes vertikalt oppover og den andre vertikalt nedover, vil den nedre kvalita-sjons-implosjon skje før den øvre kavitasjons-implosjon, fordi omgivelses-vanntrykket nedenfor hydrokanonen er større enn ovenfor. Derfor skjer ikke de to trykk-toppene samtidig, og følge-lig adderer de seg ikke i det resulterende fjern-felt maksimums-styrke av det seismiske signal.

Uansett om den ovenstående teori er korrekt eller ikke, skjer den optimale maksimum pulsstyrke i fjern-feltsignalet når to vannutløpsporter 74 med hensikt er orientert slik at de vender horisontalt, som vist på figurene 11 og 12.

Det forstørrede del snitt på figur 14 viser en avtagbar, utskiftbar dyse 242 forbundet med en forstørret vann-utløpsport 74. Denne dysen 242 omfatter en flens 244 som er festet til den ytre sylinder 68 med et flertall påsveisede bolter 246 med muttere 245 og skrånende skiver 246. Denne dysen har en innadvendt knott 248 som passer inn i den forstørrede port 74 for å danne en avrundet, konvergerende strømlinjet hals-åpning 250

som leder inn i utboringen 252 i dysen.

Operatøren er nå istand til å fjerne dysene 242 og å erstatte dem med andre, lengre eller kortere dyser med større eller mindre utboringer 252, og med forskjellige former og stør-relser av de konvergerende halsåpninger 250 for å oppnå forskjellige karakteristikker som kan være ønsket i vannskuddene for å endre karakteristikkene av de resulterende seismiske energi-pulser som genereres i omgivelsenes vann.

Det henvises igjen til figur 11. Det bemerkes at det lange og stive beskyttelseshuset 204 har den effekt at det danner en generelt smalnende hale som slepes bak hydrokanonen 260 i forhold til den horisontale sleperetningen. Dette langstrakte huset 204 beskytter derfor ikke bare lufttilførselslinjen 52 og den elektriske kabel 206,.og gir ikke bare en støtte for utluftings-lin jens hylse 200 og monteringsbrakett 202, men den tjener også som en stabiliseringsfase for hydrokanonen 260 som blir tauet horisontalt med enden først gjennom vannet.

Man tror at de mange fordeler ved denne oppfinnelsen nå må være åpenbare for fagfolk på området. Det bør også være åpen-bart at et antall variasjoner og modifikasjoner kan bli utført i denne oppfinnelsen uten å avvike fra dens ånd og omfang. Følgelig skal den foregående oppfinnelsen bli betraktet bare

som illustrerende, og ikke begrensende. Oppfinnelsen er begrenset bare ved omfanget av de følgende krav.

Claims (36)

1. Fremgangsmåte for bruk av en neddykkbar luftkanon som plutselig avgir gjentatte støt av høytrykksluft fra et avfyringskammer gjennom minst én luftkanon-utløpsport (34) som en hydrokanon for plutselig og gjentatt å utstøte vann (160, figur 5) inn i det omliggende vann for å generere seismiske energi-pulser i dette, karakterisert ved de følgende trinn: dannelse av et sylinderrom (78) med en første og en annen ende; opprettelse av forbindelse mellom den første ende (180) av sylinderrommet og den nevnte luftkanon-utløpsport; opprettelse av forbindelse mellom sylinderrommet og det omliggende vann gjennom minst én (74) nær den andre enden av sylinderrommet; plassering i det nevnte sylinderrom av et fritt bevegelig stempel (80 eller 128 eller 128A) som fra begynnelsen er plassert nær den første ende av sylinderrommet for å bevirke at trykkluft som er strømmet ut (150, 152) gjennom den nevnte utløpsport under avfyring av luftkanonen driver stemplet mot den annen ende av sylinderrommet for plutselig å støte vann ut fra sylinderrommet inn i det omgivende vann; oppretting av forbindelse (104 eller 222 og 102) som strekker seg oppover fra den første ende av sylinderrommet til en region av lavere trykk enn omgivelsenes vanntrykk; og utlufting (181, figur 7) av den utslupne luft fra den første ende av sylinderrommet gjennom det nevnte løp for å forårsake at omgivelsens vanntrykk (190, figur 7) automatisk skyver (192) stempelet tilbake til dets utgangsstilling og klar til å støte vann ut gjennom vannportene under den neste avfyring av luftkanonen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det nevnte trinn av å anordne forbindelse som strekker seg oppover fra den første ende (18 0) av sylinderrommet (78) til en region med lavere trykk enn omgivelsenes vanntrykk omfatter det trinn å utvide den nevnte forbindelse (104 eller 222 og 104) hele veien opp til atmosfæren.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller krav 2, karakterisert ved de følgende trinn: at det anordnes vann-returløp (119, 77, 79, fig. 3; eller 142, 77, 79, figur 8; eller 142, 170, figur 9; eller 142, 119, 142, figur 13) som er i forbindelse både med den første ende (180) av sylinderrommet (78) og med den region i det nevnte sylinderrom som ligger nedenfor stempelet når stempelet er returnert til sin utgangsstilling for å tillate omgivelsens vann (190) til igjen å entre den første ende (18 0) av sylinderrommet for å deplassere (181) utløst luft fra nærheten av luftkanon-utløs-ningsportene (34) for å minimalisere tilgjengeligheten av rom som ikke er fylt med vann inne i hvilket den utløste trykkluft kan ekspandere under den neste avfyring av luftkanonen, for å forbedre driveffekten på stempelet som skal genereres under den neste avfyring av luftkanonen.

4. Fremgangsmåte for bruk av en neddykkbar luftkanon som en hydrokanon ifølge; krav 1 eller krav 2, karakterisert ved de følgende trinn: vann fra omgivelsene (190) tillates å flomme inn i den første ende (180) i det nevnte sylinderrom (78) mellom stempelet (80 eller 128 eller 128A) i dettes utgangsstilling, og luftkanonen-utløsningsportene (34), for å minimalisere tilgjengeligheten av volum som ikke er fylt med vann inn i hvilket den utløste trykkluft (150, 152) kan ekspandere under den neste avfyring av luftkanonen for å forbedre driveffekten (154) mot stempelet som genereres av den utløste ekspanderende trykkluft.

5. Fremgangsmåte for bruk av en neddykkbar luftkanon som hydrokanon ifølge kravene 1, 2, 3 eller 4, karakterisert ved at luftkanonen blir avfyrt på samme måte som den ble avfyrt før den var omdannet for bruk som hydrokanon, slik at den fordelaktig gjør personellet ombord i skipet istand til å benytte kjente prosedyrer og utstyr, og at det dermed sparer tid og kostnader for å utstyre skipet med forskjellig utstyr.

6. Fremgangsmåte ifølge kravene 1, 2, 3, 4 eller 5, karakterisert ved at det nevnte trinn, etter at luftkanonen er avfyrt, å anordne forbindelse fra den øvre ende av sylinderrommet til en region med lavere trykk enn omgivelsenes vanntrykk omfatter det trinn at man benytter tregheten av vannet i forbindelsesbanen til å blokkere forbindelsen til det nevnte området med lavere trykk under avfyring av luftkanonen.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, 2, 3, 4, 5 eller 6, karakterisert' ved at det nevnte trinn å definere et sylinderrom (78) med en første og en annen ende omfatter det trinn å definere et ringformet sylinderrom (78) som ligger rundt en del av luftkanonen, og å plassere et fritt bevegelig ringformet stempel i det nevnte ringformede sylinderrom.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at den nevnte del av luftkanonen som er omgitt av det ringformede sylinderrom omfatter et avfyringskammer (18, 20, 154, 154A) i luftkanonen, og det ringformede stempel ligger rundt avfyringskammeret.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 1, 2, 3, 4 eller 5, karakterisert ved at det nevnte trinn, etter at luftkanonen er avfyrt, å danne forbindelse fra den første ende (180) av sylinderrommet (78) til en region med lavere trykk enn omgivelsenes vanntrykk blir oppnådd ved: at det anordnes en forutbestemt kraft (112) som normalt holder forbindelsen åpen; at luftkanonen, når den blir utløst for avfyring, tilfører (58, figur 10) kraften av trykkluften ved et forutbestemt sted som motstand fra den nevnte forutbestemte kraft for å overvinne den forutbestemte kraft og for automatisk å stenge forbindelsen et øyeblikk; og at etter at luftkanonen er avfyrt, ledes (170) trykkluften bort fra det forutbestemte sted for å tillate den forutbestemte kraft automatisk å gjenåpne forbindelsen fra den øvre ende av sylinderrommet til regionen med lavere trykk enn omgivelsenes vanntrykk.

10. Hydrokanon-apparat for neddykking i vann, omfattende luftkanonapparat med minst én trykkluft-utløsningsport (34) gjennom hvilken trykkluft (eller annen gass eller gasser under trykk) plutselig blir utløst under avfyring av hydrokanonen, karakterisert ved en sylinder (78) med en første og en annen ende; at rommet (180) inne i den første ende av sylinderen er i forbindelse med utløsningsporten; at rommet inne i sylinderen er i forbindelse med vannet i omgivelsene gjennom minst én vannport (74) nær dens annen ende; et fritt bevegelig vannstempel (80 eller 128 eller 128A) i sylinderen, opprinnelig plassert nær den første ende av sylinderen for å forårsake at trykkluft (150, 152) som utløses gjennom utløsningsporten (34) under avfyring av luftkanonapparatet driver stempelet mot sin annen ende for plutselig å støte ut vann (160) fra rommet inne i sylinderen (78) gjennom vannporten (74) og inn i vannet i omgivelsene, for å generere en seismisk impuls i vannet; og en passasje (104 eller 222 og 104) i forbindelse med rommet (180) inne i den første ende av sylinderen (78) og gående oppover til den region med lavere trykk enn omgivelsenes vanntrykk for å slippe ut (181, figur 7) luft fra den første ende av sylinderrommet gjennom den nevnte passasjen for å forårsake at vann fra omgivelsene (190) som kommer inn i vannporten (74) automatisk skyver (192) vannstempelet tilbake til dens utgangsstilling, klar for igjen å støte ut vann gjennom vannporten under den neste avfyring av luftkanonen.

11. Hydrokanon-apparat ifølge krav 10, karakterisert ved at passasjen (104 eller 222 og 104) strekker seg opp til forbindelse med atmosfæren.

12. Hydrokanon-apparat ifølge krav 10 eller 11, karakterisert ved at innretninger (119, 77, 79, figur 3; eller 142, 77, 79, figur 8; eller 142, 170, figur 9; eller 142, 119, 143, figur 13) er anordnet for å tillate vann å flyte inn i rommet (180) i den første ende av sylinderen (78) når vannpistolen (80 eller 128 eller 128A) er blitt returnert til sin utgangsstilling for å tillate vann å deplassere luft fra utslippsporten (34) for å fylle området i nærheten av utslippsporten med vann før den neste avfyring av luftkanonen.

13. Hydrokanon-apparat ifølge et av kravene 10 - 12 karakterisert ved: at den nevnte passasje (104 eller 222 og 104) blir fylt med vann etter utluftingen (181, figur 7) av luft, og at tregheten av vannet i den nevnte passasje et øyeblikk hindrer noe betydelig utslipp (181) av trykkluft (150, 152) gjennom passasjen mens vannstempelet (80 eller 128 eller 128A) blir drevet (154, figur 5) av den utslupne luft (150, 152).

14. Hydrokanon-apparat ifølge kravene 10, 11, 12 eller 13, karakterisert ved: at utluftingspassasjen (104) omfatter materiale (222) med god varmelederevne i kontakt med omgivelsenes vann, og plassert nær sylinderen for å hindre frysing av fuktighet i utboringen (223) i den nevnte passasjen (104).

15. Hydrokanon-apparat ifølge et av kravene 10 - 12, karakterisert ved: en ventilanordning (98) plassert mellom en første ende (180) av sylinderen (78) og den nevnte passasjen (104) for å hindre utlufting (181) av trykkluft (150, 152) gjennom passasjen (104) under avfyring av luftkanonapparatet.

16. Hydrokanon-apparat ifølge krav 15, karakterisert ved at den nevnte ventilanordning (98) omfatter en innretning (112) for normalt å holde ventilanordningen (98) åpen, og en innretning (56, 58, 114, 111) som for et øyeblikk lukker den nevnte ventilanordningen under avfyring av luftkanonen.

17. Hydrokanon-apparat ifølge krav 16, hvor luftkanonapparatet omfatter en utløsningspassasje (46) inn til hvilken trykkluft plutselig blir ført inn for å forårsake at luftkanon-apparatet slipper trykkluft gjennom utløsningsporten (34), karakterisert ved: at de nevnte innretninger (56, 58, 114, 111) som for et øyeblikk stenger ventilanordningen (98) under avfyring av luftkanonen, omfatter en del (111) av ventilanordningen (98) og innretningene (56, 58, 114) som danner en passasje mellom den nevnte utløsningspassasje (46) og den nevnte del (111) av ventilanordningen.

18. Hydrokanon-apparat ifølge krav 12 karakterisert ved at den nevnte anordning for å la vann flyte inn i rommet (180) i den første ende av sylinderen (78) omfatter minst én åpning (119 eller 142) i vannstempelet (80 eller 128).

19. Hydrokanon-apparat ifølge et av kravene 10 til 18, karakterisert ved: at sylinderen (78) er definert ved et sylindrisk hus (68) som ligger rundt minst en del av luftkanon-apparatet, og er adskilt fra dette for å danne et ringformet sylinderrom (78), at vannporten (74) er adskilt i en aksiell retning fra utslippsporten (34) og ac det fritt bevegelige vannstempel (80 eller 128 eller 128A) har en ringformet utforming.

20. Hydrokanon-apparat ifølge krav 19, karakterisert ved: at en ende av det nevnte sylinderhuset (68) er montert på luftkanon-apparatet nær utslippsporten (34) ved en klemring-enhet (24 eller 24A) som er tettet (27) og som er forseglet (23) til luftkanonapparatet.

21. Hydrokanon-apparat ifølge krav 20, karakterisert ved : at en indre overflate (118) av den nevnte klemring-enhet (24 eller 24A) er adskilt utover fra den nevnte utslipps-port (34) og vender innover mot utslippsporten, og skråner mot det ringformede sylinderrom (78) for å avbøye den utslupne luft (150, 152, figur 5) i en aksiell retning inn i det ringformede sylinderrom (78).

22. Hydrokanon-apparat ifølge krav 20 eller 21, karakterisert ved at passasjen (104 eller 222 og 104) er i forbindelse gjennom klemring-enheten (24 eller 24A) med rommet (180) inne i den første ende av sylinderen (78).

23. Hydrokanon-apparat ifølge krav 19, 20, 21 eller 22, karakterisert ved: at det sylindriske huset (68) strekker seg forbi vannporten (74), og dets indre overflate skråner innover (122) forbi den nevnte vannporten, og den nedre ende av det ringformede vannstempelet beveger seg forbi vannporten og nærmer seg den nevnte innover-skrånende overflate (122) og anordner hydraulisk dempning for å redusere bevegleseshastigheten av det nevnte vannstempel (80, 128 eller 128A).

24. Hydrokanon-apparat ifølge krav 19, 20, 21, 22 eller 23, karakterisert ved: at luftkanonapparatet omfatter et sentralt hus (14) med et flertall av utslippsporter (34) i veggen av huset (14) i forbindelse med den første ende (180) av det nevnte ringformede sylinderrom (73), at der er en foringshylse inne i huset (14) med spesielle langstrakte porter (172, figur 9, 12 og 13) på linje med utslippsportene (34) og at de spesielle langstrakte portene (172) har større aksiell lengde enn utslippsportene (34) som fra begynnelsen forårsaker en økning i utslippet (150, 152) av trykkluft for å påføre en progressivt økende skyvekraft på vannstempelet (128, 128A).

25. Hydrokanon-apparat ifølge krav 24, karakterisert ved: at luttkanon-apparatet omfatter et sluttstykke med et stempelskjørt (230, figur 13) på avfyringsstempelet (38), og at det nevnte stempelskjørt er nær de spesielle langstrakte portene (172) for å hindre at vann entrer gjennom de langstrakte portene før avfyring av luftkanon-apparatet.

26. Hydrokanon-apparat ifølge et av kravene 17 - 25, karakterisert ved: at det er en innadvendt sylindrisk overflate (61) på luftkanon-apparatet, definert ved en lagerhylse (60) montert rundt luftkanon-apparatet.

27. Hydrokanon-apparat ifølge et av kravene 17 - 26, karakterisert ved: at der er en utadvendt sylindrisk overflate (61) på luftkanon-apparatet, definert ved utsiden av et spesielt avfyrings-kammerhus (154, 154A).

28. Hydrokanon-apparat ifølge krav 26, karakterisert ved at enden (70) av det sylindriske huset (63) nær vannporten (74) er festet (72) til en ende av den nevnte lagerhylsen (60).

29. Hydrokanon-apparat ifølge krav 27, karakterisert ved at enden av det nevnte sylindriske huset (68) nær vannporten (74) er festet (164 eller 218) til en ende (158 eller 236) av det spesielle avfyringskammer-huset (154, 154A).

30. Hydrokanon-apparat ifølge krav 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29. karakterisert ved: at vannstempelet (80, 12 8 eller 128A) omfatter en forholdsvis tynn sylindrisk vegg (82 eller 130) med en øvre flens (84 eller 132 eller 132A) som strekker seg utover, og som har en nedre flens (86 eller 138 eller 138A) som strekker seg utover.

31. Hydrokanon-apparat ifølge krav 30, karakterisert ved at den øvre flens (132 eller 132A) bærer én eller flere utadvendte ringer (94, 97) i glidende kontakt med den indre overflate av det nevnte sylindriske huset (68).

32. Hydrokanon-apparat ifølge krav 31, karakterisert ved at det sylindriske huset (68) omfatter en passasje-anordning (142, 119, 143) som tillater vann fra omgivelsene å entre rommet (180) i den første ende av sylinderen (78) når vannstempelet (178A) er i sin utgangsstilling, at passasjeanordningene (142, 119, 143) er i forbindelse med sylinderen (78) nedenfor og ovenfor de utadvendte ringene (94, 97) når vannstempelet er i sin utgangsstilling.

33. Hydrokanon-apparat ifølge krav 26, 27, 28 eller 29. karakterisert ved: at den nedre ende av det ringformede vannstempel bærer minst én innadvendt ring (97, 140) i glidende kontakt med den utadvendte sylindriske overflate (61).

34. Hydrokanon-apparat ifølge krav 30 eller 31, karakterisert ved: at luftkanon-apparatet har påmontert minst én utadvendt ring (76) i et stasjonært forhold til luftkanon-apparatet, og at den nevnte forholdsvis tynne sylindriske vegg (82 eller 130) i vannstempelet (80 eller 128) har en innadvendt sylindrisk overflate (129) i glidende kontakt med den nevnte stasjonære ring (76).

35. Hydrokanon-apparat ifølge et av kravene 17 - 34, karakterisert ved: at der er to vannporter (74) plassert på motsatte sider av det sylindriske huset (68), og at der er anordninger (233 216 ) for å orientere de nevnte to vannporter (74) slik at de vendes utover i motsatte retning-er i vannet.

36. Hydrokanon-apparat ifølge krav 35, karakterisert ved at vannportene (74) omfatter utskiftbare dyser (242) for å endre karakteristikkene av de seismiske impulsene som genereres.