CZ291922B6 - Způsob ohřevu asfaltového povrchu a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Abstract

Vyn lez se t²k zp sobu oh°evu asfaltov ho povrchu a za° zen k prov d n tohoto zp sobu. Zp sob obsahuje n sleduj c kroky: podp len ho°lav sm si z p° vodu (50) paliva a p° vodu (60) kysl ku v ho° ku (30) pro vytvo°en hork ho plynu, veden hork ho plynu do prostoru opat°en ho s lavou v²h°evnou plochou (200) um st n ho nad asfaltov²m povrchem (280). Za° zen na oh°ev asfaltov ho povrchu obsahuje ho° k (30) na v²robu hork ho plynu a sk° (25) obsahuj c sk° (120) oh° t ho plynu od ho° ku (30) a s lavou v²h°evnou plochu (200) opat°enou n kolika otvory. Otvory v s lav v²h°evn ploÜe (200) maj takov rozm ry, e hork² plyn oh° v s lavou v²h°evnou plochu (200) pro p°enos s lan ho tepla na asfaltov² povrch a proch z p°es otvory pro proveden b n ho p°enosu tepla konvekc na asfaltov² povrch.\

Description

Způsob ohřevu asfaltového povrchu a zařízení k provádění tohoto způsobu

Oblast techniky

Uvedený vynález se týká způsobu ohřevu asfaltového povrchu a zařízení k provádění tohoto způsobu.

Dosavadní stav techniky

Pojem asfalt v tomto případě zahrnuje rovněž makadam a Tarmac. Asfaltový povrch cesty obvykle obsahuje směs asfaltového pojivá, obvykle černého, hustého petrochemického pojivá, a plniva, obsahujícího hrubé kamenivo a/nebo drť odpovídající velikosti. Asfaltový beton je obvykle položen, uválcován a zarovnán pro zhotovení cesty s asfaltovým povrchem.

Během času může být asfaltový povrch porušen v důsledku mnoha faktorů. Například, změna teploty během ročního období může způsobit, že povrch vozovky zkřehne a/nebo popraská. Eroze nebo stlačení podkladu povrchu cesty může rovněž způsobit narušení asfaltového povrchu. Navíc chemické složení čerstvého asfaltu se postupně během času mění nebo se během času mění vlastnosti jednotlivých příměsí, což rovněž přispívá ke zkřehnutí a/nebo porušení povrchu vozovky. V místě, kde se koncentruje výskyt poruch, může docházet k odlamování kusů povrchu. Toto vylomení může způsobit nebezpečí provozu a je začátkem narušování okolního povrchu a konstrukce cesty. I když se porušení a vypadnutí kusů nevyskytuje, může přejíždění po narušených místech způsobit uhlazení vrchního povrchu a takovýto povrch může být kluzký a nebezpečný. Dále může při provozu dojít k vyjetí kolejí, žlábků, drah a trhlin na povrchu vozovky. Při navlhnutí vozovky se může voda nashromáždit v těchto narušeních a způsobit nebezpečný efekt aquaplaningu. Nashromážděná voda rovněž přispívá k dalšímu narušování vozovky.

Okolo roku 1970 se objevily způsoby pro opravu starých asfaltových povrchů cest spočívající v lokálním ošetření, jako je nahrazení nebo zaplnění cesty novým materiálem na povrch původního materiálu a v odstranění části původního povrchu a jeho nahrazení novým materiálem. Všechny tyto způsoby mají značné nedostatky a jsou omezené.

Od přibližně počátku sedmdesátých let se zvýšením cen surovin, pohonných hmot a energie zvýšil zájem o možnost recyklovat původní asfalt. Obnova světových dálnic byla shledána jako velmi podstatný obnovitelný zdroj.

Počáteční recyklační technologie předpokládaly sejmutí části původního povrchu a jeho dopravu do centrální stacionární recyklační stanice, kde mohl být smíchán snovým asfaltem a/nebo s omlazovacími chemikáliemi. Omlazený materiál mohl být poté vrácen na opravované místo a zaválcován. Tyto technologie byly obvykle omezeny časem, cenou dopravy a podobně.

Další technologie byly založeny na recyklaci starého asfaltu přímo na místě. Všechny tyto způsoby vyžadují ohřev a jsou obvykle nazývány jako „místní tepelná recyklace“.

Tuto technologii využívá mnoho způsobů a zařízení známých z dosavadního stavu techniky pro recyklaci asfaltového povrchu vozovky u nichž je asfalt odstraněn. Obecně, tyto postupy a zařízení pracují na předpokladu (i) ohřevu povrchu vozovky (obvykle s použitím skupiny podlouhlých ohřívačů) pro zajištění změknutí nebo plastičnosti ohřívané vrstvy asfaltu, (ii) mechanickém odstranění (obvykle při použití zařízení jako jsou rotující brusné válce, spirálové vrtáky, šroubové vrtáky a škrabáky v podobě shmovačů) ohřátého povrchu, (iii) doplnění čerstvého asfaltu nebo omlazeného asfaltu k ohřátému, poškozenému asfaltu, (iv) dodávání směsi z (iii) na povrch vozovky, (v) válcování nebo udusávání dodané směsi pro zhotovení opravy asfaltového povrchu vozovky. Stejným způsobem může být ohřátý poškozený materiál odstraněn zcela z povrchu cesty, zpracován mimo povrch silnice a poté vrácen na povrch a uválcován do konečné podoby. Většina stávajících řešení popisuje různé varianty založené na stejném principu.

Během času se u místní tepelné recyklace objevily určité problémy, některé z nich existují doposud. Například asfaltový beton (zejména asfaltové pojivo v něm obsažené) je náchylný k poškození za tepla. Vzhledem k tomu lze povrch cesty ohřívat pouze na teplotu při které je dostatečně měkký pro praktické narušení, ale nedochází kjeho porušení. Dále bylo zjištěno, že ohřevem se zvyšuje tvrdost asfaltového betonu v závislosti na hloubce prohřáté vrstvy.

Mnoho patentů se pokoušelo vyřešit tyto problémy. Dále jsou uvedeny příkladné patentové spisy, týkající se této problematiky:

US 3 361 042 (Cutler)

US 3 843 274 (Gutman a kol.)

US 4 011 023 (Cutler)

US 4 129 398 (Schoelkopf)

US 4 226 552 (Moench)

US 4 545 700 (Yates)

US 4 784 518 (Cutler)

US 4 850 740 (Wiley)

US 3 970 404 (Benedetti)

US 3 989 401 (Moench)

US 4 124 325 (Cutler)

US 4 335 975 (Schoelkopf)

US 4 534 674 (Cutler)

US 4 711 600 (Yates)

US 4 793 730 (Butch)

US 4 929 130 (Wiley a kol.).

Bez ohledu na použitou konkrétní technologii je komerční úspěch recyklace asfaltového povrchu nejvíce závislý na schopnosti ohřevu starého asfaltového povrchu, určeného k recyklaci účinným způsobem. Obecně, účinný ohřev je docílen, pokud je asfaltový povrch ohřát na požadovanou teplotu (to jest 165 °C (300 °F)) velkou rychlostí a bez podstatného přehřátí a přepálení.

V dosavadní praxi se běžně užívá ohřívání do změknutí asfaltu, které usnadňuje jeho recyklaci. Ohřívákem může být sálavý ohřívák, infračervený ohřívák, ohřívák s teplým vzduchem, klasický ohřívák, mikrovlnný ohřívák, přímotopný ohřívák a podobně.

Nejobvyklejším komerčně využívaným ohřívákem je sálavý ohřívák emitující infračervenou radiaci. Obecně, takovéto ohříváky pracují na základě vzplanutí směsi palivo/vzduch na kovové (nebo z jiného vhodného materiálu) příčce, čehož výsledkem je hoření směsi. Teplo ze spalování je absorbováno kovovou příčkou, která se ve většině případů rozžhaví do červena a sálá na asfaltový povrch teplo (to jest infračervenou radiaci). Jedním podstatným omezením obvyklých sálavých ohříváků je zdroj plamenu. Zejména, vzhledem k tomu, že směs palivo/vzduch musí hořet v celém sálavém povrchu ohříváků, musí být palivo ve skutečnosti schopné se snadno promíchat se vzduchem a dopravováno v podstatě pouze přes sálavý povrch nad bodem vzplanutí. Výsledkem je to, že prakticky všechny komerčně dostupné sálavé ohříváky jsou plněny propanem nebo butanem. Pro užití v tomto případě jsou propan a butan plyny, které se snadno mísí se vzduchem.

Bohužel, propan a butan jsou velmi nebezpečné látky při vlastním používání a vzhledem k tomu, že jsou obvykle skladovány pod tlakem, mohou způsobit nebezpečné výbuchy i od jiskry. Dále, je mnoho zemí na světě, kde propan a/nebo butan jsou: (i) nedostupné, (ii) příliš drahé a/nebo (iii) nevýhodné vzhledem k dostupnosti dalších levnějších kapalných paliv jako je nafta. Ve skutečnosti se jeden nebo více těchto problémů vyskytuje ve většině zemí na světě mimo Severní Ameriku, Evropu a Austrálii. S ohledem na (iii), kapalná paliva (to jest paliva, která jsou kapalná při běžné teplotě a tlaku) jsou nevhodná pro použití v běžných sálavých ohřívácích vzhledem ke své zhoršené schopnosti rozprašování tohoto paliva ve vzduchu a dopravě paliva/směsi v podstatě pouze po sálavém povrchu ohříváku. Výsledkem je to, že místní tepelná recyklace je komerčně nevýhodná ve většině zemí na světě mimo Severní Ameriku a Evropu.

Dále, u běžných sálavých ohříváků může být teplota sálavého povrchu snadno vyšší než 1111 °C (2000 °F) nebo více. Toto způsobuje, vzhledem k nutnosti ohřát povrch tak rychle jak je to možné, že využití většiny automobilů opatřených recyklačním zařízením je nemožné. Uvedené, dohromady s nutností ohřátí asfaltového povrchu na teplotu od 166 °C (300°F) do 222 °C (400 °F) s konečným dosažením průměrné teploty okolo 139 °C (250 °F) do hloubky nejméně 5 cm (2 palců), může často způsobit spálení nebo přehřátí asfaltového.povrchu. Bohužel pokusy obejít tyto vlastnosti jednoduše snížením teploty sálavého povrchu vykázaly malé výsledky v celkovém recyklačním postupu a tak nenašly komerčně vhodnou alternativu. Další problém spojený s obvyklým sálavým ohřívákem je vysoký podíl nestejnoměrného hoření. Typické jsou tyto výsledky na určitých asfaltových plochách zvyšujících sálání (jako jsou olejové skvrny) a další plochy odrážející sálání (jako jsou lehce barvené přísady). Problém je vážný v oblastech s asfaltovým povrchem zvyšujícím sálání vzhledem k tomu, že obvykle těžce hoří a/nebo zapaluje asfaltový povrch což způsobuje vážné problémy týkající se životního prostředí.

Jak je uvedeno výše, stávající ohříváky asfaltového povrchu jsou ohříváky s horkým vzduchem. Takovýto ohřívák je popsán v patentu US 4 561 800 /Hatakenaka a kolektiv (Hatakenaka)/, na jehož obsah je zde uveden odkaz. Hatakenaka popisuje způsob a zařízení pro ohřev povrchu vozovky, ve kterém je horký vzduch, ohřátý na předem stanovenou teplotu, foukán proti povrchu vozovky tak, že ohřívá povrch vozovky. Zařízení obsahuje generátor horkého vzduchu, opatřený hořákem a jednotkou řídící teplotu a několika kanálky, opatřenými foukacími štěrbinami, pro foukání horkého vzduchu proti povrchu vozovky. Hatakenaka prohlašuje, že zařízení zlepšuje omezení množství kouře, vzniklého během ohřívání asfaltového povrchu. Základním momentem v řešení podle Hatakenaka je možnost kontroly teploty horkého vzduchu. Podstatou Hatakenaka je tedy výroba horkého vzduchu s kontrolovanou teplotou, přičemž horký vzduch je užit jako prostředek, kterým je ohříván povrch vozovky. Hatakenaka tvrdí, že jednou z výhod jeho vynálezu je možnost nastavení tepelného potenciálu ohříváku jednoduše pomocí nastavení teploty vlastního horkého vzduchu. Podstatou zdokonalení a výhod Hatakenaka je zařízení, které umožňuje provádět v podstatě celý ohřev konvenčním způsobem.

Jednou základní nevýhodou horkého vzduchu a konvenčních ohříváků obecně a zejména zařízení popisovaného Hatakenakou při užití pro recyklaci asfaltového povrchu je nemožnost rozvedení celého množství horkého vzduchu na asfaltový povrch pro umožnění přenosu tepla na dané místo s požadovanou teplotou a do požadované hloubky asfaltového povrchu. Základním důvodem tohoto je velikost a průchod horkého vzduchu (to jest metrů kubických za minutu) nutných pro nanesení na asfaltový povrch v dostatečné teplotě v potřebném čase pro ohřev povrchu v komerčně výhodném poměru rychlosti (to jest 300 až 900 cm/minutu (10 až 30 stop/minutu)) způsobující nepraktické a/nebo poměrně drahé vytvoření komerčně použitelného zařízení. Výsledkem tohoto je to, že v oblasti recyklace asfaltového povrchu jsou horký vzduch a konvenční ohříváky komerčně nevýhodné pokud jsou porovnávány se sálavými ohříváky.

Je žádoucí získat způsob a zařízení pro ohřev asfaltového povrchu, které odstraní nebo omezí alespoň některé z nevýhod dosavadních řešení.

Podstata vynálezu

První předmět podle předloženého vynálezu navrhuje nový způsob ohřevu povrchu asfaltového potahu, prostřednictvím kterého se odstraňuje nebo alespoň zmírňuje nejméně jedna z nevýhod současného stavu techniky.

Další předmět podle předloženého vynálezu navrhuje nové zařízení pro ohřev povrchu asfaltového potahu, prostřednictvím kterého se odstraňuje nebo alespoň zmírňuje nejméně jedna z nevýhod současného stavu techniky.

-3CZ 291922 B6

Prvním předmětem podle předloženého vynálezu je tudíž navržení způsobu ohřevu asfaltového povrchu, který sestává z následujících kroků:

zažehnutí hořlavé směsi, obsahující palivo a kyslík, v hořáku pro vytváření ohřátého plynu;

přivádění uvedeného ohřátého plynu do krytu, opatřeného sálavou výhřevnou plochu účelně umístěnou nad asfaltovým povrchem, přičemž uvedená sálavá výhřevná plocha je opatřena množstvím otvorů; a volby rozměrů uvedených otvorů tak, že ohřátý plyn:

(i) ohřívá sálavou výhřevnou plochu pro zajištění přenosu tepla sáláním na asfaltového povrchu; a (ii) prochází skrze otvory pro zajištění přenosu tepla konvekcí na asfaltový povrch.

Druhým předmětem podle předloženého vynálezu se navrhuje zařízení pro ohřev asfaltového povrchu, které zahrnuje hořák pro vytváření ohřátého plynu a kryt, který obsahuje vstup pro přivádění ohřátého plynu z hořáku a sálavou výhřevnou plochu opatřenou množstvím otvorů, přičemž rozměry uvedených otvorů jsou takové, že ohřátý plyn:

(i) ohřívá sálavou výhřevnou plochu pro zajištění přenosu tepla sáláním na povrch asfaltového potahu; a (ii) prochází skrze otvory pro zajištění přenosu tepla prouděním konvekcí na asfaltový povrch.

Původci přihlašovaného řešení bylo zjištěno, že v podstatě rovnoměrného, rychlého a účinného ohřevu asfaltového povrchu lze dosáhnout za použití zařízení pro ohřev opatřeného ohřívacími prvky, které umožňují vytvářet celkový přenos tepla (Qtotal) součtem dvou složek a to jednak z přenosu tepla konvekcí (Qc) a jednak z přenosu tepla sáláním (Qr) podle následujícího vztahu:

Qtotal ⁼ Qc + Qr

Přenos tepla konvekcí Q_c je s výhodou v rozmezí od asi 20 % do asi 80 %, výhodněji v rozmezí od asi 35 % do asi 65 %, ještě výhodněji v rozmezí od asi 40 % do asi 60 % a nejvýhodněji v rozmezí od asi 45 % do 55 % celkového přenosu tepla Qtotal, přičemž zbytek v každém případě tvoří přenos tepla sáláním Q_R.

Pro navržené účely lze přenos tepla konvekcí Q_c poměrně snadno vypočítat podle následujícího empirického vztahu:

Qc = n.A.(T,-T₂) kde:

h = koeficient přenosu tepla konvekcí;

A = celkový specifický povrch ohřívacího prvku;

Ti = teplota ohřátého plynu; a

T₂ = teplota asfaltového povrchu.

Výpočet přenosu tepla sáláním Q_c lze rovněž provést poměrně snadno, a to podle následujícího empirického vztahu:

Q_r = εσΑ(Τ]⁴-Τ₂ ⁴) kde:

ε = celková intenzita vyzařování sálavé výhřevné plochy;

-4CZ 291922 B6 σ = Stefanova-Boltzmannova konstanta úměrnosti;

A = celkový specifický povrch ohřívacího prvku;

Ti = teplota ohřátého plynu; a

T? = teplota asfaltového povrchu.

Uvedené empirické vztahy a jejich praktické použití, které jsou osobám obeznámeným se stavem techniky dostatečně zřejmé a srozumitelné, jsou podrobněji pojednány v publikaci „Heat transfer“ (Přenos tepla) autora J.P. Holmana (7. vydání, 1992), na jejíž obsah se tímto v předloženém textu rovněž odvolává.

Vhodné zařízení pro ohřev povrchu asfaltového povrchu je například konstruováno tak, že je opatřeno sálavou výhřevnou plochou, která je vytvořena z kyslíkové oceli a která je činná při teplotě přibližně 666 °C (1200 °F). Sálavá výhřevná plocha je vzdálená od povrchu asfaltového potahu přibližně 7,5 cm (3 palce). Sálavá výhřevná plocha je asi 360 cm (12 stop) široká a 780 cm (26 stop) dlouhá a je opatřena celkem přibližně 15 500 kruhovými otvory, které mají průměr, 0,63 cm (0,25 palce). Osoba obeznámená se stavem techniky může poměrně snadno na základě shora uvedených empirických vztahů pro takto konstruované zařízení vypočítat, že přenos tepla konvekcí Q_c je přibližně 480 kW (což představuje 48 % celkového přenosu tepla Qtotal), zatímco přenos tepla sáláním Q_R je přibližně 520 kW (což představuje 52 % celkového přenosu tepla Qtotal)·

Jednou ze základních a nejdůležitějších výhod zařízení pro ohřev povrchu asfaltového potahu podle předloženého vynálezu je skutečnost, že není závislé na použití konkrétního specifického typu paliva. Takto lze zařízení pro ohřev asfaltového povrchu podle předloženého vynálezu považovat za první zařízení takového typu, které slučuje výhody alespoň částečného přenosu tepla sáláním s výhodami flexibility používání kapalného paliva takového jako motorová nafta.

V celém předloženém popisu se odvolává na spalování směsi paliva a kyslíku. Ze stavu techniky je velmi dobře známo, že čistý kyslík je extrémně hořlavý a manipulace s ním a jeho používání je velmi nebezpečné. Z tohoto důvodu je pro většinu aplikací příhodné používat jako přísadu pro palivo okolní vzduch. Z předloženého popisu však musí být naprosto zřejmé, že rozsah předloženého vynálezu zahrnuje i plyny neobsahující vzduch, které kyslík tvoří nebo kyslík obsahují.

Zařízení pro ohřev asfaltového povrchu podle předloženého vynálezu dále zahrnuje prostředky pro účelné umístění krytu nad asfaltovým povrchem s výhodou ve vzdálenosti v rozmezí od asi 2,5 do asi 15 cm (od asi 1 do asi 6 palců), výhodněji v rozmezí od asi 5 do asi 10 cm (od asi 2 do asi 4 palců) a nejvýhodněji v rozmezí od asi 5 do asi 7,5 cm (od asi 2 do asi 3 palců) nad asfaltovým povrchem, který má být ohříván. Takové uspořádání optimalizuje vystavování asfaltového povrchu vlivu radiace vyzařované sálavou výhřevnou plochou krytu.

Prostor, který je uspořádán v zařízení pro ohřev asfaltového povrchu podle předloženého vynálezu s výhodou sestává z množství v podstatě k sobě přilehlých trubek, přičemž každá z uvedených trubek je opatřena sálavou výhřevnou plochou. Zejména výhodné je uspořádání těchto trubek takové, aby byla mezi každou dvojící přilehlých trubek vytvořena štěrbina nebo mezera. Vytvoření takové štěrbiny nebo mezery usnadňuje recirkulaci ohřátého plynu dopadajícího na asfaltový povrch. S výhodou může být ohřátý plyn, který prochází skrze otvory v trubkách, nasáván skrze štěrbiny nebo mezery mezi přilehlými dvojicemi trubek zpět do ohříváku. Ideální velikost štěrbiny nebo mezery mezi dvěma přilehlými trubkami je taková, aby rychlost ohřátého plynu, který má být recirkulován, byla v rozmezí od asi 20 do asi 80 %, výhodně v rozmezí od asi 30 do asi 70 %, výhodněji v rozmezí od asi 40 do asi 60 %, nejvýhodněji od v rozmezí asi 45 do asi 55 % rychlosti ohřátého plynu procházejícího skrze otvory v trubkách.

Teplota ohřátého plynu a sálavé výhřevné plochy krytu je přibližně stejná, přestože tato skutečnost není podstatná. S výhodou je uvedená teplota v rozmezí od asi 390 do asi 890 °C (od asi 700 do asi 1600 °F), výhodněji v rozmezí od asi 500 do asi 780 °C (od asi 900 do asi

-5CZ 291922 B6

1400 °F), nejvýhodněji v rozmezí od asi 555 do asi 670 °C (od asi 1000 do asi 1200 °F). Ideální teoretickou teplotou je teplota 610 °C (1100 °F).

Přehled obrázků na výkresech

Konstrukční provedení podle předloženého vynálezu budou nyní popsána s odvoláním na připojenou výkresovou dokumentaci, kde podobné nebo stejné vztahové značky jsou použity pro podobné nebo stejné součásti a ve které:

Obr. 1 představuje schematický bokorysný pohled na zařízení pro ohřev asfaltového povrchu podle předloženého vynálezu;

Obr. 2 představuje pohled zdola na spodní část zařízení znázorněného na obr. 1.; a

Obr. 3 představuje čelní pohled na zařízení znázorněné na obr. 1.

Příklady provedení vynálezu

S odvoláním na přiložené obr. 1 až obr. 3 je na uvedených obr. znázorněno zařízení 10 pro ohřev asfaltového povrchu. Zařízení 10 pro ohřev je mobilní a je upevněno na vhodné vozidlo nebo je připojeno ke vhodnému vozidlu pro požadovanou provozní činnost, (které na přiložených obrázcích není znázorněno) upevněného na kolech 20 (která jsou na přiložených obrázcích znázorněna pouze v náznaku přerušovanou čárou).

Zařízení 10 pro ohřev zahrnuje skříň 25, ve které je uspořádán hořák 30, jehož výstupní konec je umístěn ve spalovací komoře 40. Hořák 30 obsahuje přívod 50 paliva, přívod 60 kyslíku a směšovací a rozprašovací komoru 70. Hořák 30 dále obsahuje trysku 80 uspořádanou ve skříni 25. Jak je znázorněno na přiložených obr., je konec trysky 80 ve směru proudu obklopen vstupním otvorem spalovací komory 40. Pokud je možné uspořádat uvedený konec trysky 80 v těsném sousedství se vstupním otvorem spalovací komory 40, je zvláště výhodné, aby byla mezi uvedeným výstupním koncem trysky 80 a spalovací komorou 40 vytvořena mezera.

Skříň 25 je prostřednictvím stěny 100 rozdělena na jednu skříň 110 pro odtah výfukových plynů a další skříň 120 ohřátého plynu. Jak je znázorněno na přiložených obr., obsahuje spalovací komora 40 množství spalovacích otvorů 90, rozmístěných tak, aby se tyto otvory 90 vyskytovaly jak v jedné skříni 110 pro odtah výfukových plynů, tak v další skříni 120 ohřátého plynu. Jedna skříň 110 pro odtah výfukových plynů je připojena na výfuk 130, který je vybaven kouřovým hradítkem 140. Zvláště výhodným charakteristickým znakem spalovací komoiy 40 je, že velikost a počet spalovacích otvorů 90 se volí tak, aby byl objem ohřátého plynu v rozmezí od asi 5 do asi 20 %, výhodněji v rozmezí od asi 5 do asi 15 % a nejvýhodněji v rozmezí od asi 8 do asi 10 % z celkového objemu ohřátého plynu vytvářeného ve spalovací komoře 40 odváděn do jedné skříně 110 pro odtah výfukových plynů, přičemž zbývající objem ohřátého plynu je usměrňován do další skříně 120 ohřátého plynu. Z uvedeného vyplývá, že převážnou část spalovacích otvorů 90 (z celkového počtu spalovacích otvorů 90) představují spalovací otvory 90, které se vyskytují v další skříni 120 ohřátého plynu.

Další skříň 120 ohřátého plynu zahrnuje vstup 150 recirkulujícího horkého plynu a výstup 160 horkého plynu. Výstup 160 horkého plynu je spojen s přetlakovým krytem 170. Přetlakový kryt 170 zahrnuje komoru 180 pro přivádění ohřátého plynu, která je spojena s množstvím komor 190 pro vytékání ohřátého plynu. Jak komora 180 pro přivádění ohřátého plynu, tak komory 190 pro vytékání ohřátého plynu jsou všechny opatřeny sálavou výhřevnou plochu 200. Každá sálavá výhřevná plocha 200 obsahuje množství otvorů 210. Komory 190 pro vytékání horkého plynu jsou uspořádány tak, aby mezi každou z dvojic přilehlých komor 190 byla vytvořena mezera 220.

-6CZ 291922 B6

Přetlakový kryt 170 dále zahrnuje vratnou komoru 230 recirkulujícího plynu, která je spojena s recirkulačním ventilátorovým agregátem 240. ve kterém je uspořádán výtlačný ventilátor (který na připojených obrázcích není znázorněn). Recirkulační ventilátorový agregát 240 je prostřednictvím komory 250 pro přivádění recirkulujícího plynu, ve které je uspořádáno kouřové hradítko 260, spojen se skříní 25.

Při provozní činnosti zařízení pro ohřev se palivo a kyslík, v uvedeném pořadí, zavádí do přívodu 50 paliva a přívodu 60 kyslíku hořáku 30, kde ve směšovací a rozprašovací komoře 70 dochází ke směšování a rozprašování paliva a kyslíku (pro případ, že palivem je kapalina o teplotě a tlaku okolí) za účelem vytváření hořlavé směsi. Hořlavá směs pak postupuje do trysky 80, kde dochází k zážehu a zapálení plamenu 270, čímž dochází k vytváření ohřátého plynu. Ohřátý plyn se obecně pohybuje ve směru šipky A, přičemž postupuje ze spalovací komory 40, prochází přes spalovací otvory 90 a rozděluje se do dvou proudů. Převážná část objemu ohřátého plynu postupuje ve směru, který je znázorněn na přiložených obr. prostřednictvím šipky B a zbývající část objemu ohřátého plynu vychází směrem znázorněným prostřednictvím šipky C.

Ohřátý plyn postupující ve směru šipky B vstupuje skrze výstup 160 ohřátého plynu do přetlakového krytu 170, odkud je dodáván do komory 180 pro přivádění ohřátého plynu a do další komory 190 pro vytékání ohřátého plynu. Z komory 180 a další komory 190 následně ohřátý plyn vystupuje skrze otvory 210, uspořádané v sálavé výhřevné ploše 200 každé z komor 180 a dalších komor 190. Vhodné uspořádání sálavých výhřevných ploch 200 komor 180 a dalších komor 190 a vhodná volba počtu a velikosti otvorů 210, kterými jsou sálavé výhřevné plochy 200 opatřeny, usnadňují přenos tepla jak sáláním, tak konvekcí. Ohřátý plyn slouží tudíž pro ohřev sálavých výhřevných ploch 200 na teplotu, při které uvedené plochy sálání vyzařují, s výhodou infračervené záření. Současně ohřátý plyn prochází velkou rychlostí skrze otvory 210 a dopadá na asfaltový povrch 280, který má být ohříván, prostřednictvím čehož je zabezpečován přenos tepla konvekcí.

Recirkulační ventilátorový agregát 240 slouží pro recirkulaci plynu skrze mezery 220 mezi každou z dvojic přilehlých komor 190 pro vytékání ohřátého plynu, která je na přiložených obr. znázorněna prostřednictvím šipky D. Recirkulační ventilátorový agregát 240 dodává recirkulující plyn, jak je na přiložených obrázcích znázorněno prostřednictvím šipky E, do komory 250 pro přivádění recirkulujícího plynu. Recirkulující plyn, vstupující do skříně 25, buď: (i) postupuje do spalovací komory 40, ve které je každé v něm přítomné částečně spálené nebo nespálené palivo úplně spáleno, jak je na přiložených obr. znázorněno prostřednictvím šipky F; nebo (ii) proudí kolem spalovací komory 40 a ohřívá se výměnou tepla s vnější stranou jejího pláště, jak je na přiložených obr. znázorněno prostřednictvím šipek G a následně se směšuje s ohřátým plynem, který vystupuje ze spalovací komory 40 a je na přiložených obr. znázorněn prostřednictvím šipky B.

Zařízení pro ohřev asfaltového povrchu podle předloženého vynálezu může být ve skutečnosti s výhodou použito ve všech technologických postupech pro ohřev v prostoru, zahrnujících i technologické postupy popsané v US patentových spisech zmíněných shora v předloženém popisu. Zařízení pro ohřev asfaltového povrchu podle předloženého vynálezu nachází konkrétní výhodně uplatnění i ve spojení se způsoby a zařízeními, které jsou popsány jak v kanadských patentových přihláškách č. 2 061 682 a č. 2 102 090, tak v mezinárodní patentově přihlášce WO 93/17185, o nichž dosud nebylo pravomocně rozhodnuto a na jejichž obsah se tímto v předloženém popisu rovněž odvolává.

Vzhledem k tomu, ačkoli byl předložený vynález popsán s odvoláním na znázorněná ilustrační konstrukční provedení, předložený popis žádným způsobem neomezuje skutečný rozsah vynálezu. Osobám obeznámeným se stavem techniky a s odvoláním na předložený popis budou různé další modifikace popsaných ilustračních konstrukčních provedení, jakož i různá další konstrukční provedení vynálezu zřejmá. Je například možné zkonstruovat takové zařízení pro ohřev asfaltového povrchu podle předloženého vynálezu, které zabezpečí přenos tepla sáláním

-7CZ 291922 B6 a přenos tepla konvekcí postupným, nebo s výhodou cyklickým a postupným způsobem. Uvedená skutečnost může být dosažena prostřednictvím mnoha způsobů, například takovým jako je opatření zařízení pro ohřev trubkami, které jsou uspořádány v podstatě transverzálně na asfaltový povrch. Trubky, volitelně opatřené otvory, jak bylo popsáno v předloženém popisu shora, mohou být uspořádány mezi konvekčními sálavými topnými články. Alternativně je možné vytvořit sled zařízení, která alternují mezi zařízením pro ohřev s přenosem tepla konvekcí a zařízením pro ohřev s přenosem tepla sáláním. Výsledkem je kombinované zařízení, které předává celkové teplo potřebné pro ohřev asfaltového povrchu jak sáláním, tak konvekcí. Z uvedeného důvodu se předpokládá, že připojené patentové nároky budou pokrývat kteroukoli z takto vytvořených modifikací nebo konstrukčních provedení.

Claims (10)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob ohřevu asfaltového povrchu, vyznačující se tím, že sestává z následujících kroků:

   zažehnutí hořlavé směsi, obsahující palivo a kyslík, v hořáku (30) pro vytváření ohřátého plynu;

   přivádění ohřátého plynu do krytu (170), opatřeného sálavou výhřevnou plochou (200) umístěnou nad asfaltovým povrchem (280), přičemž uvedená sálavá výhřevná plocha (200) je opatřena množstvím otvorů (210);

   a volby rozměrů otvorů (210) tak, že ohřátý plyn:

   (i) ohřívá sálavou výhřevnou plochu (200) pro zajištění přenosu tepla sáláním na asfaltový povrch (280); a (ii) prochází skrze otvory (210) pro zajištění přenosu tepla konvekcí na asfaltový povrch (280), přičemž rozměry otvorů (210) se zvolí tak, že přenos tepla sáláním je v rozmezí od 35 % do 65 % celkového přenosu tepla, zbytek je přenos tepla konvekcí.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že přenos tepla sáláním jev rozmezí od asi 40 % do asi 60 %, celkového přenosu tepla, zbytek je přenos tepla konvekcí.
3. 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že dále obsahuje krok umístění krytu (170) nad asfaltový povrch (280) ve vzdálenosti od asi 2,5 do asi 15 cm (asi od 1 do 6 palců).
4. 4. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že kryt (170) je opatřen několika v podstatě sousedícími komorami (190), umístěnými do prostoru tak, že vytvářejí mezeru mezi každým párem sousedních komor (190), přičemž každá komora (190) tvoří část sálavé výhřevné plochy (200).
5. 5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že dále obsahuje krok selekce velikosti mezery tak, že rychlost recirkulujícího horkého plynuje v rozsahu od asi 20 do asi 80 % rychlosti horkého plynu procházejícího otvory (210) v několika komorách (190) pro vytékání ohřátého plynu.
6. 6. Zařízení na ohřev asfaltového povrchu, vyznačující se tím, že obsahuje hořák (30) pro ohřev plynu a kryt (170) obsahující vstup pro přivádění ohřátého plynu z hořáku (30) a sálavou výhřevnou plochu (200) opatřenou množstvím otvorů (210), přičemž rozměry uvedených otvorů (210) jsou takové, že ohřátý plyn:

   -8CZ 291922 B6 (i) ohřívá sálavou výhřevnou plochu (200) pro zajištění přenosu tepla sáláním na asfaltový povrch; a (ii) prochází skrze otvory (210) pro zajištění přenosu tepla prouděním konvekcí na asfaltový povrch, přičemž rozměry otvorů (210) jsou takové, že přenos tepla sáláním je v rozmezí od 35 % do 65 % celkového přenosu tepla, zbytek je přenos tepla konvekcí.
7. 7. Zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že otvoiy (210) mají takové rozměry, že přenos tepla sáláním je v rozmezí od asi 40 % do asi 60 %, celkového přenosu tepla, zbytek je přenos tepla konvekcí.
8. 8. Zařízení podle nároku 6 nebo 7, vyznačující se tím, že dále obsahuje zařízení pro umístění krytu (170) nad asfaltový povrch ve vzdálenosti od asi 2,5 do asi 15 cm (od asi 1 do 6 palců).
9. 9. Zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že kryt (170) je opatřen několika v podstatě sousedícími komorami (190), umístěnými do prostoru tak, že vytvářejí mezeru mezi každým párem sousedních komor (190), přičemž každá komora (190) tvoří část sálavé výhřevné plochy (200).
10. 10. Zařízení podle nároku 9, vyznačující se tím, že mezera má takovou velikost, že rychlost recirkulujícího horkého plynu je v rozsahu od asi 20 % do asi 80 % rychlosti horkého plynu procházejícího otvory (210) v několika komorách (190) pro vytékání ohřátého plynu.