CH635979A5

CH635979A5 - Device for heating vineyards and plantations

Info

Publication number: CH635979A5
Application number: CH1156878A
Authority: CH
Inventors: Hat Auf Nennung Verzichtet Erfinder
Original assignee: Berger Cornelia
Priority date: 1977-11-11
Filing date: 1978-11-10
Publication date: 1983-05-13
Also published as: FR2408297A1; FR2408297B3; DE2750465A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beheizung von Weinbergen und Freilandpflanzungen mit Gas- oder Ölbrenner. The invention relates to a device for heating vineyards and outdoor plantations with gas or oil burners.

Um im Freigelände einen ausreichenden Schutz vor Spätfrösten zu erreichen, müssen in kurzer Zeit grosse Wärmemengen zur Verfügung stehen und mit möglichst geringen Verlusten in die zu schützenden Kulturen verteilt werden, was zweckmässig mit Hilfe der Infrarot-Technik geschieht. Die in der Praxis für Erwärmungsprozesse verwendete Infrarotstrahlung beschränkt sich auf einen relativ kleinen Bereich und liegt bei Wellenlängen unter 10 jam. Es ist bekannt, dass Infrarot-Strahler mit Glühtemperaturen im Bereich von 400 bis 900 °C arbeiten. Bei den gebräuchlichen Strahlern liegt das Strahlungsmaximum immer im Infraroten. Da mit steigender Temperatur auch die spezifische Ausstrahlung eines «schwarzen» Körpers steigt, ist es zweckmässig, mit möglichst hoher Temperatur zu arbeiten. Das Stefan Boltz-mann'sche Gesetz besagt: «Die spezifische Ausstrahlung eines <schwarzen> Körpers ist proportional der vierten Potenz seiner absoluten Temperatur.» Die Reflektion von Infrarotstrahlung kann, wie beim Licht, gerichtet werden. Eine gerichtete Reflektion an Spiegeln oder poliertem Metall gehorcht den Gesetzen der geometrischen Optik. Unter dem Einfluss von Strahlung (Primärstrahlung) nimmt die Temperatur eines Körpers zu und er beginnt seinerseits zu strahlen (Sekundärstrahlung). Wird nun die Sekundärstrahlung auf den Primärstrahler reflektiert, erhöht sich dessen Temperatur und damit auch seine Strahlungsintensität. Die Ausnutzung dieses Effektes gestattet die Konstruktion eines Strahlers, der mit hoher Temperatur und hohem Strahlungs-fluss arbeitet. In order to achieve adequate protection against late frost in the open air, large amounts of heat must be available in a short time and distributed to the crops to be protected with as little loss as possible, which is expediently done with the aid of infrared technology. The infrared radiation used in practice for heating processes is limited to a relatively small area and is at wavelengths below 10 jam. It is known that infrared emitters work with annealing temperatures in the range from 400 to 900 ° C. With the usual emitters, the radiation maximum is always in the infrared. Since the specific radiation of a “black” body increases with increasing temperature, it is advisable to work at the highest possible temperature. Stefan Boltzmann's law states: "The specific radiation of a <black> body is proportional to the fourth power of its absolute temperature." As with light, the reflection of infrared radiation can be directed. A directed reflection on mirrors or polished metal obeys the laws of geometric optics. Under the influence of radiation (primary radiation) the temperature of a body increases and it in turn begins to radiate (secondary radiation). If the secondary radiation is now reflected on the primary radiator, its temperature and thus also its radiation intensity increase. The use of this effect allows the construction of a radiator that works with high temperature and high radiation flux.

Nach M. La Toison: «Infrarotstrahlung und ihre technische Anwendung» rechnet man für die Beheizung von Freigelände mit 250 bis 500 Watt/m2. Auch Werner Brügel: «Physik und Technik der Infrarotstrahlung» rechnet mit diesem Wert. Für den Schutz gegen Spätfröste ist eine Temperaturerhöhung von 3 bis 5 °C gegenüber der Aussentemperatur nach allen bisher vorliegenden Erfahrungen völlig ausreichend, so dass mit einem Energiebedarf von 2500 kw/h pro ha gerechnet werden kann. Dieser hohe Anschlusswert ist mit Elektrizität zu einem wirtschaftlichen Preis nicht erreichbar, so dass als Energieträger nur Gas oder Öl in Betracht zu ziehen sind. According to M. La Toison: “Infrared radiation and its technical application” is expected to heat 250 to 500 watts / m2 for the heating of outdoor areas. Werner Brügel also: “Physics and technology of infrared radiation” uses this value. For protection against late frosts, a temperature increase of 3 to 5 ° C compared to the outside temperature is completely sufficient according to all previous experience, so that an energy requirement of 2500 kw / h per ha can be expected. This high connected load cannot be achieved with electricity at an economical price, so that only gas or oil are to be considered as energy sources.

Die verschiedenen Arten der Frostbekämpfung sind ausführlich beschrieben von Fritz Schneller: «Frostschutz im Pflanzenbau», so dass auf den derzeitigen Stand der Technik nur kurz einzugehen ist. The various types of frost control are described in detail by Fritz Schneller: “Frost protection in crop production”, so that the current state of the art is only briefly discussed.

Bisher war es üblich, pro ha 200 Ölöfen aufzustellen, und damit in einer Frostnacht etwa 3000 Liter Heizöl offen zu verbrennen. Die sich bildenden Rauch- und Russwolken wirken in der Flur als Deckel und halten die Erdwärme und die erzeugte Wärme in den Kulturen fest. Bei auftretenden Winden werden die Wolken fortgetragen und die Beheizung ist unwirksam. Die Umweltverschmutzung ist beträchtlich und stellt eine starke Belästigung der Bürger und des Strassenverkehrs dar. Until now, it was common to set up 200 oil stoves per hectare, and thus burn about 3000 liters of heating oil open on a frosty night. The smoke and soot clouds that form act as lids in the hallway and hold the geothermal energy and the heat generated in the crops. When winds occur, the clouds are carried away and the heating is ineffective. Pollution is significant and is a major nuisance to citizens and road traffic.

Frostschutz-Beregnungen sind nur bei Temperaturen bis ca. —4 °C wirksam, bei tieferen Temperaturen kann die Beregnung schädlich werden und zum Totalverlust der Ernte führen. Versuche, die Kulturen durch Einblasen von Heiss-luft zu schützen, waren bisher wenig erfolgreich. In letzter Zeit wurden verschiedentlich sogenannte Ölverdampfungs-brenner in Verbindung mit Wärmeleitrohren (Offenlegungsschrift 2 453 539) eingesetzt. Diese Brenner arbeiten ohne Steuerstrom und ohne Flammenüberwachung. Bei einem Verlöschen der Flammen gelangen grosse Ölmengen in die Kulturen und in das Grundwasser. Die Rohrleitung liegt dicht über dem Erdboden, so dass nur wenig Strahlung in die Kulturen gelangt. Die Heizleistung ist wegen der benachbarten Reben begrenzt. Rohrleitungen und Brenner müssen nach der Gebrauchszeit demontiert und auf Lager genommen werden. Zur Zeit werden diese Heizungen auch für den Betrieb mit Flüssiggas angeboten. Frost protection sprinkling is only effective at temperatures down to approx. -4 ° C. At lower temperatures the sprinkling can become harmful and lead to a total loss of the harvest. Attempts to protect the cultures by blowing hot air have so far been unsuccessful. Recently, so-called oil evaporation burners have been used in connection with heat pipes (laid-open specification 2 453 539). These burners work without control current and without flame monitoring. When the flames go out, large amounts of oil get into the cultures and into the groundwater. The pipeline is located close to the ground, so that little radiation gets into the cultures. The heat output is limited due to the neighboring vines. Pipelines and burners must be dismantled after use and put in stock. At the moment these heaters are also offered for operation with liquid gas.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Brenner die zugeführten Brennstoffe umweltfreundlich verbrennen und deren Brennkammern so gestaltet sind, dass ein möglichst hoher Anteil der Energie in Infrarotstrahlung umgewandelt und diese Strahlung mittels Reflektoren gerichtet in die zu schützenden Kulturen gesendet wird. Da die Brennstellen in den Weinbergen, besonders nachts, oft nur schwer zugänglich sind, ist es weiterhin Aufgabe der Erfindung, die Brenner so zu gestalten, dass alle Brennstelîen halb- oder vollautomatisch gezündet, gesteuert, überwacht und abgeschaltet werden können. Es muss sichergestellt sein, dass keinerlei Fremdstoffe in die Kulturen oder in das Grundwasser gelangen können. Über den Brennstoffdruck soll auch die Leistung reguliert und den veränderten Aussentemperaturen angepasst werden können. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, die Vorrichtung so zu gestalten, dass ein jährlicher Auf- und Abbau nicht mehr nötig wird und dass die Investi-tions- und Betriebskosten in wirtschaftlich vertretbaren Grenzen bleiben. The invention has for its object to provide a device of the type mentioned, the burners burn the supplied fuels in an environmentally friendly manner and the combustion chambers are designed in such a way that the highest possible proportion of the energy is converted into infrared radiation and this radiation directed into the by means of reflectors protective cultures. Since the burners in the vineyards are often difficult to access, especially at night, it is still an object of the invention to design the burners in such a way that all the burners can be ignited, controlled, monitored and switched off semi-automatically or fully automatically. It must be ensured that no foreign substances can get into the cultures or into the groundwater. The power should also be regulated via the fuel pressure and adapted to the changed outside temperatures. Furthermore, it is an object of the invention to design the device in such a way that annual assembly and disassembly is no longer necessary and that the investment and operating costs remain within economically justifiable limits.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruches 1 gelöst. The object is achieved according to the invention by the features of the characterizing part of claim 1.

Die ca. 3 m lange, rohrähnliche Brennkammer wird vorteilhaft etwa 2 m über dem Erdboden, oberhalb der Rebzeilen, auf die bereits vorhandenen Rebpfahle montiert. Um eine optimal grosse, auf die zu schützenden Kulturen gerichtete Strahlfläche zu erhalten, ist es zweckmässig, der vorzugsweise aus Stahlblech bestehenden Brennkammer einen Querschnitt zu geben, der einem auf der Spitze stehenden, gleichschenklichen Dreieck ähnlich ist. Mit den geneigten, glatten Strahlflächen wird die Brennkammer zu einem The approx. 3 m long, tube-like combustion chamber is advantageously mounted on the already existing vine piles about 2 m above the ground, above the rows of vines. In order to obtain an optimally large jet surface directed towards the crops to be protected, it is expedient to give the combustion chamber, which is preferably made of sheet steel, a cross section which is similar to an isosceles triangle standing on the tip. With the inclined, smooth jet surfaces, the combustion chamber becomes one

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

635 979 635 979

«schwarzen» Strahler. Vorzugsweise oberhalb und gegebenenfalls unterhalb der Brennkammer werden aus poliertem ALU-Blech bestehende Reflektoren angebracht, die als «weisse» Strahler wirken, wobei der obere Reflektor die nach oben gerichtete Strahlung in den Weinberg reflektiert und der untere Reflektor die darunterstehenden Reben vor Verbrennungen schützt. Um in der Brennkammer eine Kaminwirkung zu erzielen, wird die Vorrichtung mit dem Berg ansteigend und der Brenner an der tiefer liegenden Öffnung der Brennkammer montiert. Die Grösse und der Querschnitt der Brennkammer und die Brennerleistung sind vorteilhaft so abgestimmt, dass eine stöchiometrische Verbrennung der Brennstoffe möglich ist, und dass die Strahlfläche auf der gesamten Länge von ca. 3 m hellrot (850 °C) bis dunkelrot (680 °C) zum Glühen gebracht wird. Die Anzahl der Brennstellen, die pro ha installiert werden müssen, ist abhängig von der Leistung eines Strahlers. Um die gewünschte Leistung von 2500 kw/ha zu installieren, können z.B. 10 Strahler à 250 kw bis 50 Strahler à 50 kw Leistung gewählt werden, wobei aus verschiedenen, vorwiegend wirtschaftlichen Gründen, etwa 25 Strahler à 100 kw eine gute Lösung bieten. Ein besonderer Vorzug der Erfindung besteht darin, «Black» spotlights. Preferably, above and possibly below the combustion chamber, reflectors made of polished aluminum sheet are attached, which act as “white” emitters, the upper reflector reflecting the upward radiation into the vineyard and the lower reflector protecting the vines underneath from burns. In order to achieve a chimney effect in the combustion chamber, the device is mounted with the mountain rising and the burner is mounted on the lower opening of the combustion chamber. The size and cross-section of the combustion chamber and the burner output are advantageously coordinated in such a way that stoichiometric combustion of the fuels is possible and that the jet surface is light red (850 ° C) to dark red (680 ° C) over the entire length. is made to glow. The number of burners that need to be installed per hectare depends on the output of one heater. To install the desired output of 2500 kw / ha, e.g. 10 spotlights with a capacity of 250 kw to 50 spotlights with a power of 50 kw each can be selected, with around 25 spotlights each with 100 kw offering a good solution for various, mainly economic reasons. A particular advantage of the invention is

dass der für die Verteilung der Brennstoffe in den Zuleitungen erforderliche Überdruck wesentliche Funktionen am Brenner übernimmt und Zündung, Flammenüberwachung sowie Regulierung der Leistung und das Abschalten pneumatisch oder hydraulisch gesteuert werden. Es ist damit also möglich, Freilandheizungen, ohne Zuführung von Elektrizität, pneumatisch oder hydraulisch zu steuern und unter Beachtung der Sicherheits- und Umweltschutzbestimmungen halb- oder vollautomatisch zu betreiben. Vorteilhaft ist auch, dass die Brenner sowohl mit Propan- und Erdgas als auch mit Heizöl und dem bei Kältegraden noch flüssigen Butan betrieben werden können. In den Raffinerien fallen Flüssiggas als Beiprodukt im Verhältnis 1/3 Propan und 2/3 Butan an. Propan ist teurer als Heizöl - Butan dagegen wesentlich billiger. Butan hat den Nachteil, dass der Siedepunkt bei 0 °C liegt. Durch die besondere Ausbildung des Brenners wird der o.a. Nachteil zum Vorteil umgemünzt. Das Butan wird in flüssigem Zustand durch die Rohrleitung gedrückt. Auf eine aufwendige Verdampfereinrichtung kann verzichtet werden, denn das Flüssiggas wird erst im Brennergehäuse -in der «Vorwärmleitung» - erwärmt, bzw. verdampft. Der für die Brennstoffverteilung erforderliche Arbeitsdruck wird mittels Pumpe erreicht. Den Druck kann man aber auch dadurch erreichen, dass man den Tank zunächst mit dem schwereren Butan (C4 H10) füllt und darüber eine Schicht mit leichterem Propan (C3 H8) legt, was man dadurch erreicht, dass der Druck einer Propanflasche in den Butan-Tank geleitet wird. Da Propan auch bei Frost verdampft, steht der Arbeitsdruck für den Transport von Flüssiggas und für die pneumatische Steuerung zur Verfügung. that the overpressure required for the distribution of the fuels in the supply lines takes over essential functions on the burner and that ignition, flame monitoring, regulation of the output and shutdown are controlled pneumatically or hydraulically. It is therefore possible to control outdoor heaters pneumatically or hydraulically without the supply of electricity, and to operate them semi-automatically or fully automatically, taking into account safety and environmental protection regulations. It is also advantageous that the burners can be operated with propane and natural gas as well as with heating oil and butane, which is still liquid at low temperatures. In the refineries, liquefied petroleum gas is produced as a by-product in a ratio of 1/3 propane and 2/3 butane. Propane is more expensive than heating oil - butane is much cheaper. Butane has the disadvantage that the boiling point is 0 ° C. The special training of the burner means that the above The disadvantage turned into an advantage. The liquid butane is forced through the pipeline. There is no need for a complex evaporator device, because the liquid gas is only heated or evaporated in the burner housing - in the «preheating line». The working pressure required for fuel distribution is achieved by means of a pump. The pressure can also be achieved by filling the tank with the heavier butane (C4 H10) and laying a layer of lighter propane (C3 H8) on top of it, which is achieved by pushing the pressure of a propane bottle into the butane Tank is directed. Since propane also evaporates in frost, the working pressure is available for the transport of liquid gas and for pneumatic control.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht auch darin, dass bei vorausgesagtem Nachtfrost die Brenner zunächst bei niedrigem Druck von etwa 0,8 atü gezündet und mit kleiner Flamme brennend, in Bereitschaft gehalten werden. Erst bei stärker werdendem Frost wird auf Normaldruck von 1,5 atü geschaltet. Durch die zentrale Druckregulierung wird die Leistung der Anlage den sich ändernden Kältegraden ange-passt und den Brennstellen nur die Energiemengen zugeführt, die tatsächlich erforderlich sind, um einen ausreichenden Frostschutz zu gewährleisten. Dadurch kann eine Freilandheizung ausserordentlich anpassungsfähig und energiesparend betrieben werden. Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen beispielsweise beschrieben. In den Zeichnungen zeigt: A particular advantage of the invention is that when the night frost is predicted, the burners are initially ignited at a low pressure of about 0.8 atm and kept on standby with a small flame. It is only when the frost increases that the pressure is switched to normal pressure of 1.5 atm. The central pressure regulation adjusts the performance of the system to the changing degrees of cold and only supplies the burners with the amounts of energy that are actually required to ensure adequate frost protection. This means that outdoor heating can be operated in an extremely adaptable and energy-saving manner. The invention will now be described, for example, with reference to the accompanying drawings. In the drawings:

Fig. 1 den Brenner mit Zünd- und Überwachungsautomatik, 1 the burner with automatic ignition and monitoring,

Fig. 2 das Heizgerät mit Brennkammer, einem oberen Reflektor, einem unteren Reflektor, Brenner, Abluftkrümmer, Befestigungsgelenke und Weinbergpfahlen. Fig. 2 shows the heater with the combustion chamber, an upper reflector, a lower reflector, burner, exhaust manifold, fastening joints and vineyard posts.

Fig. 3 einen Schnitt durch das Heizgerät gemäss Fig. 2, 3 shows a section through the heater according to FIG. 2,

Fig. 4 zwei Brennkammerformen mit Strahlflächen, 4 two combustion chamber shapes with radiant surfaces,

Fig. 5 einen Verlegeplan für Heizgeräte. Fig. 5 shows a laying plan for heaters.

In Fig. 1 ist ein einflammiger Brenner dargestellt, der die besonderen Eigenschaften von Butan berücksichtigt. In einem Weinberg können, je nach der Höhenlage, sehr verschiedene Temperaturen auftreten. Während z. B. am Berg noch eine Temperatur von +2 °C gemessen wird, kann die Temperatur im Tal schon bei —2 bis — 3 °C liegen. Da die Siedetemperatur für Butan bei 0 °C liegt, kann der Brennstoff in der Rohrleitung und an der Brennstelle sowohl gasförmig als auch flüssig sein. Auch bei einem Gemisch von Butan und Propan können ähnliche Verhältnisse auftreten. Daraus folgt, dass die Brennerdüse 2 und die Abmessung der Brennstoffleitungen 3 beiden Aggregatzuständen Rechnung tragen muss. Um flüssiges Gas einwandfrei zünden zu können, muss die Flüssigkeit fein zerstäubt und gut mit Luft gemischt sein, d.h. die Brennerdüse 2 muss als Zerstäuberdüse 4 ausgebildet sein. Um der Flamme 5 die erforderlichen Luftmengen zuzuführen, ist die Zerstäuberdüse 4 von einem Bunsenbrennergehäuse 6 umgeben. Zur vollkommenen Verbrennung von 1 m3 Butan werden 31,1 m3 Luft und bei Propan 23,9 m3 Luft benötigt. Da beide Gase selten rein, sehr häufig aber als Gemisch angeboten und geliefert werden, ist die Luftzufuhr 7 mittels Stellring 8 regulierbar. 1 shows a single-burner burner which takes into account the special properties of butane. Depending on the altitude, very different temperatures can occur in a vineyard. During e.g. For example, if a temperature of +2 ° C is measured on the mountain, the temperature in the valley can be as low as -2 to -3 ° C. Since the boiling temperature for butane is 0 ° C, the fuel in the pipeline and at the burning point can be both gaseous and liquid. Similar ratios can also occur with a mixture of butane and propane. It follows that the burner nozzle 2 and the dimensions of the fuel lines 3 must take into account both states of aggregation. In order to ignite liquid gas properly, the liquid must be atomized and mixed well with air, i.e. the burner nozzle 2 must be designed as an atomizer nozzle 4. In order to supply the flame 5 with the required amounts of air, the atomizing nozzle 4 is surrounded by a Bunsen burner housing 6. 31.1 m3 of air are required for the complete combustion of 1 m3 of butane and 23.9 m3 of air for propane. Since both gases are rarely pure, but are very often offered and supplied as a mixture, the air supply 7 can be regulated by means of the adjusting ring 8.

Die Vorwärmleitung 9 ist um die Achse der Gelenke 10 und 11 schwenkbar und wird bei Verwendung von Butan oder einem Propan-Butan-Gemisch soweit an die Flamme 5 herangeschwenkt, dass das Flüssiggas verdampft zur Zerstäuberdüse 4 oder an nachfolgend angeschlossene Brennstellen 12 gelangt. The preheating line 9 can be pivoted about the axis of the joints 10 and 11 and, when using butane or a propane-butane mixture, is pivoted so far towards the flame 5 that the liquefied gas evaporates and arrives at the atomizing nozzle 4 or at subsequent burning points 12.

Kernstück des Brenners 1 ist eine pneumatische Steuerung 13 mit Sicherheitsventil 14 und Zündeinrichtung 15. Die Funktion und das Zusammenspiel dieser Elemente wird wie folgt erläutert: The heart of the burner 1 is a pneumatic control 13 with a safety valve 14 and an ignition device 15. The function and interaction of these elements is explained as follows:

Bei Inbetriebsetzung des Brenners 1 baut sich, am Tank entsprechend eingestellt, in der Brennstoffleitung 3 ein Druck von 1 atü auf. Der quellbeständige Ventilsitz 16 bleibt geschlossen. Über den geöffneten Durchgangshahn mit Entlastungsbohrung 17 gelangt der Brennstoff durch Kanal 18 in den Zylinderraum 19. Die vorgespannte Druckfeder 20 gibt erst bei einem aufgebauten Druck von etwa 0,8 atü nach und Kolben 21 und Kolbenzahnstange 22 setzen sich in Bewegung. Der Kanal 18 ist so bemessen, dass der Brennstoff-zufluss klein bleibt und der Kolben etwa 20 bis 30 sec. benötigt, um die Endstellung 34 zu erreichen. Mit Beginn der Kolbenbewegung drückt die Kolbenstangenspitze 23 den Druckknopf 24 mit Stössel 25 um ca. 5 mm in Richtung Ventilteller 26. Damit wird der Ventilsitz 16 geöffnet, und der unter einem Druck von ca. 1 atü stehende Brennstoff tritt an der Zerstäuberdüse 4 aus. Mit dem herabgedrückten Ventilteller 26 wird eine im Magneteinsatz 27 befindliche Ankerplatte gegen den Weicheisenkern einer Magnetspule gedrückt. Da es sich hierbei um handelsübliche Teile handelt, wird auf eine nähere Beschreibung verzichtet. Mit einsetzender Kolbenbewegung verleiht die Kolbenzahnstange 22 dem Ritzel 28 eine Drehbewegung, womit ein Schlagmechanismus 29 in Gang gesetzt wird. Die piezoelektrischen Elemente 30 und 31 werden mit ca. 3 kg starken Schlägen aufeinander geschlagen, wobei ein Zündfunken von 15 KV erzeugt wird, der an den Zündelektroden 32 und 33 das bereits ausströmende, zerstäubte Brennstoff-Luftgemisch zur Entzündung bringt. Zur Sicherheit wird nicht nur ein Funke, sondern über den Zeitraum der Kolbenbewegung von 20 bis 30 sec. eine Funkenserie von ca. 10 Einzelfunken erzeugt. When the burner 1 is started, a pressure of 1 atm builds up in the fuel line 3, set accordingly on the tank. The swell-resistant valve seat 16 remains closed. The fuel passes through channel 18 into the cylinder chamber 19 via the open through-cock with relief bore 17. The prestressed compression spring 20 only yields when the pressure of about 0.8 atm is built up and piston 21 and piston rack 22 start to move. The channel 18 is dimensioned so that the fuel inflow remains small and the piston needs about 20 to 30 seconds to reach the end position 34. At the beginning of the piston movement, the piston rod tip 23 presses the push button 24 with the plunger 25 by approximately 5 mm in the direction of the valve plate 26. This opens the valve seat 16 and the fuel, which is under a pressure of approximately 1 atm, exits the atomizer nozzle 4. With the valve plate 26 pressed down, an anchor plate located in the magnet insert 27 is pressed against the soft iron core of a magnet coil. Since these are commercially available parts, no further description is given. With the onset of piston movement, the piston rack 22 gives the pinion 28 a rotary movement, with which a striking mechanism 29 is started. The piezoelectric elements 30 and 31 are struck with each other with approx. 3 kg strong impacts, whereby an ignition spark of 15 KV is generated, which ignites the already flowing, atomized fuel-air mixture at the ignition electrodes 32 and 33. For safety, not only a spark is generated, but a series of sparks of approx. 10 individual sparks over the period of the piston movement of 20 to 30 seconds.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

635979 635979

4 4th

Sobald die Kolbenstangenspitze 23 die Endstellung 34 erreicht hat, stellt sich im Zylinderraum 19, wie bereits in der Brennstoffleitung 3 ein Druck von etwa 1 atü ein. Mit dem Vorschub des Kolbens 21 ist die in der Kolbenzahnstange 22 befindliche Aussparung 35 über den Druckknopf 24 gewandert und gibt diesen sowie den Stössel 25 frei. Durch die Druckfeder 24 A werden Stössel 25 und Druckknopf 24 in die Ausgangsstellung gebracht und der Druck des Stössels 25 auf den Ventilteller 26 aufgehoben. Wenige Sekunden nach der Zündung der Flamme 5 wird bei einer Flammentemperatur von ca. 600 °C in dem Thermoelement 37 eine Spannung von 30 bis 35 mV erzeugt. Durch Schliessung des Stromkreises über einen Magneteinsatz 27 fliesst ein Strom von 0,8 bis 1,2 A, der ausreichend ist, die durch den Stössel 25 gegen den Weicheisenkern der Magnetspule gedrückte Ankerplatte magnetisch festzuhalten. Mit Verlöschen der Flamme 5 endet der Stromfluss im Magneteinsatz 27 und die Druckfeder 36 schliesst den Ventilsitz 16. Bei Druckwegnahme in der Brennstoffleitung 3 geht der Kolben 21 in seine Ausgangsstellung zurück und die Flamme brennt, solange ausreichend Brennstoff nachfliesst. Mit Verlöschen der Flamme 5 schliesst auch das Sicherheitsventil 14 und verhindert ein Leerlaufen der Brennstoffleitung 3. Bei einer Fehlzündung würde das Sicherheitsventil 14 wieder geschlossen, sobald die Kolbenstangenspitze 23 die Endstellung 34 erreicht und die Aussparung 35 den Druckknopf freigibt. Soll an einem Brenner 1 der Zündvorgang wiederholt werden, wird der Druchgangshahn 17 geschlossen. Der im Zylinderraum 19 befindliche Brennstoff entweicht über die Entlastungsbohrung, der Kolben 21 geht in seine Ausgangsstellung zurück und der Zündvorgang kann durch Öffnung des Druchgangshahnes 17 wiederholt werden. As soon as the piston rod tip 23 has reached the end position 34, a pressure of approximately 1 atm occurs in the cylinder chamber 19, as already in the fuel line 3. With the advance of the piston 21, the recess 35 located in the piston rack 22 has moved over the push button 24 and releases it and the plunger 25. The compression spring 24 A brings the tappet 25 and the push button 24 into the starting position and the pressure of the tappet 25 on the valve plate 26 is released. A few seconds after the ignition of the flame 5, a voltage of 30 to 35 mV is generated in the thermocouple 37 at a flame temperature of approximately 600 ° C. By closing the circuit via a magnet insert 27, a current of 0.8 to 1.2 A flows, which is sufficient to magnetically hold the armature plate pressed by the plunger 25 against the soft iron core of the magnet coil. When the flame 5 goes out, the current flow in the magnet insert 27 ends and the compression spring 36 closes the valve seat 16. When the pressure in the fuel line 3 is removed, the piston 21 returns to its starting position and the flame burns as long as sufficient fuel continues to flow. When the flame 5 is extinguished, the safety valve 14 also closes and prevents the fuel line 3 from running empty. In the event of a misfire, the safety valve 14 would be closed again as soon as the piston rod tip 23 reached the end position 34 and the recess 35 released the push button. If the ignition process is to be repeated on a burner 1, the flow valve 17 is closed. The fuel in the cylinder chamber 19 escapes through the relief bore, the piston 21 returns to its starting position and the ignition process can be repeated by opening the through tap 17.

In der vorstehenden Beschreibung wurde davon ausgegangen, dass als Brennstoff Butan oder ein Butan-Propan-Gemisch verwendet wird. Bei Verwendung von Propan oder Erdgas kann auf die Vorwärmleitung 9 verzichtet werden. Hinter dem Sicherheitsventil 14 können eine oder mehrere Brennstellen 12, bestehend aus Bunsenbrennern oder sonstigen Gasbrennern angeschlossen werden. In the above description it was assumed that butane or a butane-propane mixture is used as fuel. When using propane or natural gas, the preheating line 9 can be dispensed with. One or more burning points 12, consisting of Bunsen burners or other gas burners, can be connected behind the safety valve 14.

Bei der Verwendung von Heizöl als Brennstoff sind Zerstäuberdüsen 4 erforderlich. Die Vorwärmleitung 9 wird soweit in die Flamme hineingeschwenkt, dass das Öl stark erhitzt und teilweise verdampft zur Verbrennung gelangt, was zu einer umweltfreundlichen Verbrennung beiträgt. Während bei Propan und Butan der normale Betriebsdruck bei 1,5 atü liegt, ist es zweckmässig bei Heizöl den Betriebsdruck auf 6 bis 7 atü zu erhöhen, wobei der Zündvorgang bei 5 atü When using heating oil as fuel, atomizing nozzles 4 are required. The preheating line 9 is pivoted into the flame to such an extent that the oil is heated to a great extent and partially evaporated and burns, which contributes to environmentally friendly combustion. While the normal operating pressure for propane and butane is 1.5 atü, it is advisable to increase the operating pressure for heating oil to 6 to 7 atü, the ignition process being 5 atü

in Gang gesetzt und die Druckfeder 20 entsprechend verstärkt sein muss. started and the compression spring 20 must be reinforced accordingly.

In Fig. 1 ist ein Brenner 1 mit nur einer Flamme 5 beschrieben. Für eine Freilandheizung kann es zweckmässig 3 sein, der Flamme nur eine kleine Leistung zu geben und sie ähnlich wie beim Gasbadeofen als Bereitschaftsflamme zu zünden. A burner 1 with only one flame 5 is described in FIG. 1. For outdoor heating, it can be useful 3 to give the flame only a small power and to ignite it as a standby flame, similar to the gas bath oven.

In Fig. 2 ist das Heizgerät 38 dargestellt, welches mit seinen Befestigungsgelenken 43 auf die Weinbergpfähle 44 fest 10 montiert wird. Eine Demontage der Heizgeräte ist nicht mehr erforderlich. Die durch den Brenner 1 zugeführte Wärme erhitzt mit Flamme 5 die Brennkammer 38 in voller Länge auf 680 bis 850 °C, so dass die seitlichen, dem Weinberg 51 zugeneigten Strahlflächen 49 und 50 Infrarotstrahlen 52 15 senden. Der obere Reflektor 40 verhindert, dass Strahlen nach oben entweichen können und reflektiert diese in die Kulturen. Der untere Reflektor 41 verhindert, dass die unter dem Heizgerät 38 liegenden, zurückgeschnittenen Reben 53 zu stark erhitzt und beschädigt werden. Mit dem Krümmer 20 54 wird die heisse Abluft 55 in die Kulturen geleitet. In Fig. 2 the heater 38 is shown, which is fixed 10 with its fastening joints 43 on the vineyard posts 44. Disassembly of the heaters is no longer necessary. The heat supplied by the burner 1 uses flame 5 to heat the combustion chamber 38 in its full length to 680 to 850 ° C., so that the lateral beam surfaces 49 and 50 inclined towards the vineyard 51 send infrared rays 52 15. The upper reflector 40 prevents rays from escaping upwards and reflects them into the cultures. The lower reflector 41 prevents the cut back vines 53 lying under the heater 38 from being overheated and damaged. With the manifold 20 54, the hot exhaust air 55 is conducted into the cultures.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt 56-57 durch das Heizgerät 38 mit Brennkammer 39, oberen Reflektor 40, unteren Reflektor 41 und die auf die Kulturen gerichteten Strahlflächen 49 und 50. FIG. 3 shows a section 56-57 through the heater 38 with the combustion chamber 39, upper reflector 40, lower reflector 41 and the beam surfaces 49 and 50 directed at the crops.

25 25th

In Fig. 4 wird gezeigt, dass die rohrähnliche Brennkammer 39 ohne Mehraufwand von Energie eine bis 50% höhere Strahlfläche 49 und 50 und höhere Strahlleistung erreichen kann, wenn bei gleich bleibendem Volumen 58 und 59 der 30 Brennkammern 39 von einem kreisrunden Querschnitt 60 auf einen dreieck-ähnlichen Querschnitt 61 übergegangen wird. In Fig. 4 it is shown that the tube-like combustion chamber 39 can achieve up to 50% more radiant area 49 and 50 and higher beam power without additional expenditure of energy if, with the volume 58 and 59 of the 30 combustion chambers 39 remaining the same, from a circular cross section 60 to one triangle-like cross section 61 is passed.

Fig. 5 soll zeigen, dass es nicht zweckmässig ist, die Heizgeräte 38 gleichmässig im Gelände zu verteilen. Bei Strah-35 lungsfrost wird sich die Kaltluft zunächst im Tal 62 sammeln. Da für die Verbrennung von 1 kg Flüssiggas etwa 450 m3 Frischluft erforderlich sind, sollten im Tal mehr Heizgeräte aufgestellt werden, als auf der Höhe, denn am Berg kann sich kaum Kaltluft halten, weil diese durch den hohen 40 Luftverbrauch an den Brennstellen ständig in Richtung Tal rutscht. Durch Beobachtung über lange Zeiträume ist bekannt, aus welchen Himmelsrichtungen (meistens NO) ortsfremde Kaltluft eintreten kann. Auch hier ist es zweckmässig, Heizgeräte zu konzentrieren und den Weinberg gegen 45 zuströmende Kaltluft abzuriegeln, was in Fig. 5 gezeigt wird. Auf die Darstellung des Energie-Verteilernetzes wird verzichtet. FIG. 5 is intended to show that it is not expedient to distribute the heaters 38 evenly across the terrain. In the case of radiation frost, the cold air will initially collect in valley 62. Since around 450 m3 of fresh air are required to burn 1 kg of liquefied gas, more heating devices should be installed in the valley than at altitude, because hardly any cold air can stay on the mountain, because the 40 air consumption at the burning points means that it is constantly moving in the direction Valley slips. Through observation over long periods of time it is known from which directions (mostly NO) alien cold air can enter. Here, too, it is expedient to concentrate heating devices and to seal off the vineyard against incoming cold air, which is shown in FIG. 5. The energy distribution network is not shown.

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3 Blatt Zeichnungen 3 sheets of drawings

Claims

635 979 PATENT CLAIMS

1. Device for heating vineyards and open field plantings with gas or oil burners, characterized in that it has a tube-like combustion chamber (39) which can be heated by the burner (1) and whose beam surfaces (49, 50) point to the crops to be protected an incandescent temperature between 500 and 900 "C send directed infrared rays (52) in the range from 1 to 5 µm, and that reflectors (40) for guiding and delimiting the rays and pneumatic or hydraulic means (13) for controlling the intensity and duration of the rays are provided which can be controlled by the excess pressure in the energy distribution network (3).

2. Device according to claim 1, characterized in that the cross section of the combustion chamber (39) corresponds approximately to a triangle (61) standing on the tip.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that a reflector (40) is provided for reflecting the infrared rays (52) directed upwards from the combustion chamber (39) into the crops to be protected.

4. The device according to claim 1, characterized in that a device for regulating and changing the amount of energy supplied and thus also the radiation intensity of the beam surfaces (49, 50) via pressure changes in the energy distribution network (3) is provided.