CZ31951U1 - Krabice přenosného ohřívacího/zakuřovacího ohniště, náplň krabice přenosného ohřívacího/zakuřovacího ohniště a přenosné ohřívací/zakuřovací ohniště - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká přenosného ohřívacího/zakuřovacího ohniště v podobě krabice a jeho náplně. Obecně se jedná o náhradu parafinových svící umisťovaných v ovocnářských sadech za účelem omezení škod způsobených jarnímu mrazy. Technické řešení patří do oblasti zemědělství, zejména ovocnářství a vinohradnictví.

Dosavadní stav techniky

Předjarní a jarní mrazy působí zemědělcům, jmenovitě ovocnářům a vinohradníkům velké škody. Opatření proti mrazům je vhodné provádět od začátku dubna do začátku května. Je známo a uplatňuje se několik prostředků ochrany ovocných dřevin Kvetoucí ovocné stromy a keře lze přímo chránit zakuřováním, zamlžováním, přitápěním, zakrýváním a stměním. Zamlžování rosení je efektivní opatření při teplotách pod 0 °C. Stříkání čisté vody do korun kvetoucích stromů patří mezi nej spolehlivější ochranné prostředky, zejména stříkání vody s přídavkem potravinářsko-kosmetického glycerinu. Rosení je třeba ukončit teprve tehdy, když teplota stoupne nad bod mrazu a ledový obal je již rozpuštěný. Nevýhodou tohoto opatření je lámání větví obalených ledem. U malých stromků a keříků je účinná ochrana zakrýváním plachtou, slaměnými rohožemi nebo tmavou netkanou textilií. Zakuřování ohrožené zahrady se provádí jen tehdy, pokud je bezvětří. Spalují se vlhké organické látky, jako dřevo, roští, staré seno apod., které spíše doutnají, než hoří, což je účinnější. Samotné zakuřování se míjí účinkem při nízkých teplotách. Ve vinicích se za tím účelem spaluje odřezané réví. Nevýhodou spalování dřeva, roští, starého sena a odřezaného réví je pracnost přípravy ohniště a jeho poměrně rychlé vyhoření.

V posledních letech se prosadilo pálení parafinových svící v počtu stovek až tisíců na hektar. Nevýhodou těchto přenosných topenišť je jejich poměrně malá účinnost, neboť tepelný tok z nich směřuje převážné vzhůru. To lze kompenzovat pouze hustším rozmístěním svící. Další nevýhoda ohřevu svícemi vyplývá z jejich obalů, které neshoří a zůstávají ležet v sadech. Likvidace stovek až tisíců plechových obalů klade nároky na lidskou práci a logistiku. Nezanedbatelným faktorem je i vysoká jednotková cena parafinových svící, a to 8 až 14 EUR. Parafin, jako těžká frakce ropy, navíc kontaminuje prostředí. V USA je rozšířeno užívání plynových hořáků v kovových pyramidách, které se horkým plynem rozžhaví a vyzařují teplo do stran. Zde je nevýhodou nutný rozvod plynu, koroze kovových krytů, jejich manipulace a skladování.

V oblasti cestovního ruchu jsou známa sofistikovaná přenosná ohniště, např. přenosné ohniště určené k zahřátí turistu, sušení oděvů nebo opékání špekáčků.

Jsou tvořena jen jedním kusem dřeva širokým 25 cm, vysokým 30 cm a hlubokým 25 cm s vertikálním a horizontálním centrálním otvorem. Jedná se v podstatě o blok dřeva, který umožňuje rozdělat oheň všude tam, kde je to třeba. Není nutno hledat dřevo v okolí; jednoduše se dřevěný blok zapálí ve středové trubici. Cena jednoho kusu je cca 23 EUR. Dřevěný blok je na jedné straně opatřen rukojetí tvořenou lanem, jež usnadňuje jeho přenášení.

Pro účely grilování se užívají briketové náplně do grilu dodávané v papírovém obalu. Ty umožňují rychlou, jednoduchou a čistou přípravu ohniště. Stačí jen položit karton s briketami do ohniště a zapálit jej. Asi po 20 minutách jsou dřevěné brikety rozpáleny a připraveny ke grilování. Jiné využití této náplně není známo.

Ze stavu techniky nejsou známa další opatření, která by umožnila efektivně zamezit škodám předjarních a jarních mrazů v zemědělství, jmenovitě v ovocnářství a vinohradnictví. Nevýhody

- 1 CZ 31951 Ul zmíněných opatření daly podnět k řešení tohoto problému novými vhodnými technickými prostředky.

Podstata technického řešení

Nevýhody známých opatření do značné míry odstraňuje krabice přenosného ohřívacího/zakuřovacího ohniště, ohniště tvořené touto krabicí a jeho náplň. Podstata technického řešení spočívá v tom, že dává k dispozici samostatnou krabici přenosného ohřívacího/zakuřovacího ohniště, kterou si sám spotřebitel naplní vhodnou ohřívací/zakuřovací náplní, jíž si může nezávisle zakoupit ve větším množství. Je zde ovšem možnost, že si spotřebitel zakoupí kompletní ohniště, tj. krabici přenosného ohniště již naplněnou ohřívací/zakuřovací náplní. Krabice přenosného ohniště je pak tvořena vertikálně orientovaným pláštěm a dnem z lepenky, silného lisovaného papíru nebo dřevěné dýhy, přičemž plášť a/nebo dno mají soustavy průduchu. Plášť muže být nahoře otevřený nebo zakrytý víkem z lepenky, silného lisovaného papíru nebo z dřevěné dýhy, výhodně s obsahem např. kukuřičného škrobu.

V rozšířeném provedení na dno navazuje ve svislém směru komín z lepenky, silného lisovaného papíru nebo dřevěné dýhy, který má soustavu průduchu.

Obdobný komín muže být umístěn i vodorovně napříč vnitřkem pláště.

Plášť a dno mohou být tvarově řešeny jako hranol o n stranách. Alternativně může být plášť stočen do válce o kruhovém nebo oválném půdorysu a dno má pak kruhový nebo oválný tvar.

Je výhodné, jestliže je dno osazeno nad spodní hranou pláště, přičemž spodní hrana pláště nebo dno mají vytvarovány výstupky pro styk s podložkou. Spodní hrana pláště, dno nebo výstupky jsou s výhodou impregnovány vodě odolnou látkou.

V úvahu přichází různý lepenkový materiál - karton. Muže to být třívrstvá, pětivrstvá nebo hladká lepenka. Přitom je též důležitá orientace vzduchových kanálů mezi vrstvami papíru v lepence. Za účelem regulace hoření je výhodné, má-li plášť navíc předražené doplňkové průduchy, které se v případě potřeby jednoduše protlačí prstem.

Ke splnění účelu ohřívacího/zakuřovacího zařízení je rozhodující i samotná náplň ohniště. Taje tvořena peletami a/nebo briketami. Pokud se použijí pelety, muže být náplň jen z jednoho druhu pelet, avšak je výhodné, jestliže se vespod nachází vrstva pelet s nižší hořlavostí a nahoře vrstva pelet s vyšší hořlavostí. Důležitý je i tvar pelet. Výhodný je poměr průměrů k délce 1:4. Pelety by neměly mít výrazný podíl prachu.

Popsaná krabice spolu s náplní tvoří komplexní přenosné ohřívací/zakuřovací ohniště, které je podstatou technického řešení.

Výhody popsané krabice, náplně a přenosného ohřívacího/zakuřovacího ohniště jako celku jsou zřejmé z jejich účinku. Obecně lze konstatovat, že infračervené záření vycházející z hořícího přenosného ohnišíě výrazně ohřívá povrchy objektu, na něž dopadne, a to i na poměrně velkou vzdálenost. Znamená to, že i při poměrně nízké teplotě vzduchu bude teplota větví a půdy okolo ohniště výrazně vyšší než teplota vzduchu, a to až do vzdálenosti 20 m. U ohniště s náplní 10 kg dřevěných pelet ukazuje termokamera následující hodnoty:

Teplota objektů se po dobu 4,5 hod. měření zvýší během prvních 4 hodin výrazně, a to ve vzdálenosti od ohnišť cca 2,5 až 3 m o 7 až 9 °C. Ve vzdálenosti do 20 m pak o 2 až 3 °C. Po 4 hodinách zůstávají v ohništi uhlíky, které ještě výrazně sálají teplo po dobu 1 hodiny, jejich tepelný výkon ale postupně slábne. Teplota ohřívaných objektů kulminuje v době 2,5 až 3 hod, od zapálení. Přitom se vyvíjí přiměřené množství kouře, který přispívá k udržení vyšší teploty

-2CZ 31951 U1 zakouřeného prostředí. Infračervené záření kouř absorbuje, případně je odráží k zemskému povrchu Ke zvýšení výkonu a prodloužení doby hoření je možno zvýšit hmotnost pelet z 10 kg na 15 kg. Efektivní doba hoření se pak předpokládá 6 hodin s tím, že další 2 hodiny budou uhlíky sálat teplo do okolí. Rovněž se zvýší účinná vzdálenost záření z 5 m na 7 m a teplota ohřívaných objektu o 2 °C. Ohniště by měla být od objektu (stromu) vzdálena minimálně 2 m a nesmí být umístěna přímo pod jejich korunami.

Přenosné ohřívací/zakuřovací ohniště umožňuje čistou manipulaci při relativně dlouhé době hoření (při 10 kg náplně cca 3 až 4 hodiny), a to bez nutnosti manipulace během této doby. Po dohoření není nutno odklízet zbytky hoření, tak jak je to u parafinových svící, po kterých zůstávají plechové nádoby. Po dohoření přenosného ohřívacího/zakuřovacího ohniště zůstane jen malé množství popela bohatého na draslík, tedy kvalitní hnojivo.

Podstatnou výhodou přenosného ohniště je, že se sálavé teplo šíří převážné do stran a šikmo vzhůru, protože v důsledku konstrukce krabice a průduchů v ní vytvořených se krabice během hoření tvaruje do pyramidy, resp. jehlanu. Při tomto geometrickém tvaru je využití vyzařované energie k ohřevu stromu nej efektivnější; tepelný tok směřuje především kolmo ze stěny jehlanu. Pro porovnání je třeba uvést, že při hoření parafinových svící se vyvíjí méně sálavého tepla, a i tak většina tohoto tepla směřuje z kovové nádoby otvorem kolmo vzhůru. Stěnami plechové nádoby se do stran vyzařuje jen mizivý podíl vyvíjeného tepla. Proto svíce nejsou tak efektivní, energie uvolněná hořením parafinu není dostatečně využita. Během 6 hodin hoření svíce uvolní tepelnou energii okolo 90 MJ, zatímco 15 kg náplně přenosného ohniště v daném čase uvolní okolo 260 MJ, tedy téměř třikrát více. Proto je možno, ve srovnání s klasickými parafinovými svícemi, počet instalovaných zařízení podstatně snížit. Ohřívání přenosným ohřívacím/zakuřovacím ohništěm má vysokou energetickou účinnost, neboť největšího účinku se dosáhne po 2 až 5 hodinách hoření (kulminace mezi 3,5 až 4 hodinami od zapálení 15 kg náplně), tedy v době, kdy jsou teploty vzduchu nejnižší (ráno mezi 3. a 5. hodinou). K rozhoření ohniště se použije víko, které se roztrhá a zapálí.

Přenosné ohřívací/zakuřovací ohniště lze použít i v režimu zakuřování tak, že se proces hoření zpomalí omezením přístupu vzduchu - víko krabice se neroztrhá, ale podloží se pod krabici, resp. krabice se vloží do obráceného víka.

Objasnění výkresů

Konstrukce krabice přenosného ohřívacího/zakuřo vacího ohniště a charakter její náplně budou objasněny pomocí výkresů, kde je na obr. 1 v axonometrickém pohledu v rozloženém stavu výhodné řešení krabice bez komínu, ale s víkem, na obr. 2 rozložená krabice bez víka a se svislým komínem a na obr. 3 krabice se zasunutým dnem opatřená náplní.

Příklady uskutečnění technického řešení

Následující příklady provedení slouží pouze k objasnění předloženého technického řešení a nikterak neomezují rozsah ochrany. Odborníci znalí stavu techniky mohou nalézt prostřednictvím rutinních experimentů řadu řešení ekvivalentních k těm, jež jsou zde popsána. I taková řešení zůstávají v rozsahu následujících patentových nároku. Pro odborníky znalé stavu techniky není problém dimenzovat taková zařízení a zvolit pro ně vhodný materiál a konstrukční uspořádání, což jsou znaky, které zde nebyly detailně řešeny.

Příklad 1

Krabice přenosného ohřívacího/zakuřo vacího ohniště, znázorněná na obr. 1 v rozloženém stavu, je tvořena svislým pláštěm 2 z lepenky a dnem 2 rovněž z lepenky, přičemž plášť 2 a dno 2 jsou

-3 CZ 31951 Ul opatřeny soustavami průduchů 4. Plášť j_ je nahoře zakryt víkem 10 z lepenky, která může být impregnována kukuřičným nebo jiným škrobem Ve složeném stavu jsou plášť 1_ a dno 2 uspořádány do čtyřhranného útvaru. Dno 2 je pak osazeno nad spodní hranou pláště 1, přičemž spodní hrana pláště 1 a dna 2 mají vyseknuty výstupky 5 pro styk s podložkou. Tím jsou zároveň vytvořeny průduchy pro přívod vzduchu pod dno 2. Je výhodné, jsou-li spodní hrany pláště 1, dno 2 a výstupky 5 impregnovány, aby lépe odolávaly vlhkosti. Lepenkový materiál, zvaný též karton, je pětivrstvý, přičemž orientace vzduchových kanálů mezi vrstvami papíruje vertikální.

Alternativně lze pro výrobu krabice použít silný lisovaný papír nebo dřevěnou dýhu. Dalším alternativním materiálem je třívrstvá nebo hladká lepenka.

Příklad 2

Na krabici přenosného ohřívacího/zakuřovacího ohniště znázorněné na obr. 2 v rozloženém stavu se v podstatě vztahuje již popis uvedený v příkladu 1. Novým konstrukčním znakem je komín 3 z pětivrstvé lepenky se soustavou průduchů 4 navazující vertikálně na dno 2. Alternativně může být komín 3 z třívrstvé nebo hladké lepenky, případně silného lisovaného papíru nebo dřevěné dýhy. Komín však může být umístěn i vodorovně uvnitř pláště T

V jiném provedení muže být plášť 1 stočen do válce s kruhovým nebo eliptickým půdorysem.

Za účelem regulace hoření je výhodné, jestliže plášť 1 je navíc opatřen předraženými doplňkovými průduchy 9, které se v případě potřeby jednoduše protlačí prstem.

Příklad 3

Komponenty přenosného ohřívacího/zakuřovacího ohniště 8 bez víka podle obr. 3 byly uvedeny již v komentáři k obr. 1 a 2. Krabice 6 přenosného ohřívacího/zakuřovacího ohniště se zasunutým dnem 2 je zde vyplněna výše popsanou ohřívací/zakuřovací náplní 7. Z hlediska účelu zařízení je tato náplň 7 specifická; Je tvořena peletami a/nebo briketami. Pokud se použijí pelety, muže být náplň jen z jednoho druhu pelet, avšak je výhodné, jestliže se vespod nachází vrstva pelet s nižší hořlavostí a nahoře vrstva pelet s vyšší hořlavostí. Důležitý je i tvar pelet. Výhodný je poměr průměrů k délce 1:4 až 10.

Příklad 4

Zařízení podle obr. 1 resp. 3 bylo testováno v ovocném sadu. Teploměry ve sledované oblasti měřily teplotu vzduchu. Jelikož bylo poměrně větrno, neměla tato teplota významnou vypovídací hodnotu Vypovídací hodnotu mělo spíše měřené radiační teplo vycházející z ohniště. Toto infračervené záření významně ohřívalo všechny povrchy, na něž dopadalo, a to i na poměrně velké vzdálenosti. Přestože teplota vzduchu byla poměrně nízká, teplota větví a půdy kolem ohniště, resp. uhlíků byla výrazně vyšší než teploty vzduchu, a to až do vzdálenosti 20 m. Měřením na referenčním teploměru během testu se dokumentuje stav 1 hod po zapálení náplně krabic ve vzdálenosti 5 řádků (cca 25 m) vpravo směrem na východ. Severozápadní vítr měl rychlost 8 až 12 m/s. Měření probíhalo 1 hod. 45 min. po západu slunce.

V době měření byla teplota na referenčním teploměru -9,5 °C a teplota půdy -8 °C. Teplota slabých větví v korunách stromů se pohybovala kolem -7,5 °C. Teplota kmenů cca -2 až -4 °C Stromy byly během dne ohřívány slunkem; slabé větve v koruně mají malou tepelnou kapacitu a chladnou proto rychleji než silné větve a kmeny. Při ranním ohřevu to bude naopak - rychleji se ohřejí slabé větve v korunách než silné větve a kmeny

Dále se uvádějí hodnoty uprostřed sledované oblasti 2,5 hod po zapálení náplně:

Teplota vzduchu měřená referenčním teploměrem -11 °C a teplota vzduchu ve sledované oblasti

-4CZ 31951 U1

-9 °C. Teplota pudy -6,2 °C, teplota kmenů +2 až -0,5 °C a teplota větví -1 až -4 °C.

Obecně se teplota objektu po dobu 4,5 hod. měření zvýšila během prvních 4 hodin výrazně, a to ve vzdálenosti od ohnišť cca 2,5 až 3 m o 7 až 9 °C. Ve vzdálenosti do 20 m od ohnišť pak o 2 až 3 °C. Po 4 hodinách zůstaly v ohništi uhlíky, které ještě výrazně sálaly teplo po dobu 1 hodiny. Jejich tepelný výkon ale postupně slábl. Teplota ohřívaných objektů kulminovala v době od 2,5 až 3 hod, od zapálení náplně krabic. V té době byl dosažen největší tepelný výkon. Byly použity čtyři různé vzorky krabic, u kterých probíhal proces hoření různě s odlišným množstvím vyvíjeného kouře. Přiměřené množství kouře přispívá k udržení vyšší teploty zakouřeného prostředí. Kouř absorbuje infračervené záření, případně je odráží zpět. Jako vhodná konstrukce krabice se jeví ta, která při hoření vytvoří pyramidu, jež sálá do stran šikmo vzhůru. Ke zvýšení výkonu a prodloužení doby hoření je možno zvýšit hmotnost pelet z 10 kg na 15 kg. Efektivní doba hoření se pak předpokládá 6 hodin s tím, že další 2 hodiny budou uhlíky sálat teplo do okolí. Rovněž se zvýší teplota ohřívaných objektů o 2 °C a účinná vzdálenost záření z 5 m na 7 m.

Při pokusu s krabicemi s 10 kg náplní byly krabice umístěny 8 m od sebe a 7 m po úhlopříčce (vzdálenost mezi řádky 5 m). Krabice s větší náplní se doporučuje umístit ve vzdálenosti 10 m od sebe (pokud předpokládáme noční teplotu do -5 °C) a ve vzdálenosti 12 m od sebe (při noční teplotě do -3 °C) - při arktickém proudění. Pokud se očekává jen přízemní mráz do -3 °C, postačí vzdálenost krabic 14 m. Pokud je mráz jen těsně u země a ve výšce 20 až 30 m je nad nulou, vytvoří výkonná ohniště na velké ploše stoupavé vzdušné proudy a vyvolají vertikální cirkulaci. Pak je ale zapotřebí zvýšit hustotu ohnišť na okrajích vyhřívaných ploch na úkor středu, protože dochází k nasávání studeného přízemního vzduchu z boků.

Vzhledem k tomu, že se měření prováděla při extrémních podmínkách - dlouhodobě nízké teploty vzduchu, zamrzlá půda, vítr - budou se měření opakovat na počátku jara. Při tom bude přesněji vymezena poloha přenosných ohnišť.

Technické řešení najde využití především v oblasti zemědělství, zejména v ovocnářství, vinohradnictví a při pěstování jahod.

NÁROKY NA OCHRANU

Claims (12)

1. Krabice přenosného ohřívacího/zakuřovacího ohniště, vyznačující se tím, že je tvořena vertikálně orientovaným pláštěm (1) a dnem (2) z lepenky, silného lisovaného papíru nebo dřevěné dýhy, přičemž v plášti (1) a/nebo dně (2) jsou soustavy průduchů (4) a přičemž plášť (1) je nahoře otevřený nebo zakrytý víkem (10) z lepenky, silného lisovaného papíru nebo dřevěné dýhy, případně obsahujícím škrob.

2. Krabice podle nároku 1, vyznačující se tím, že na dno (2) ve svislém směru navazuje komín (3) z lepenky, silného lisovaného papíru nebo dřevěné dýhy, který má soustavu průduchů (4).

3. Krabice podle nároku 1, vyznačující se tím, že komín (3) z lepenky, silného lisovaného papíru nebo dřevěné dýhy, který má soustavu průduchů (4), je umístěn vodorovně napříč vnitřkem pláště (1).

4. Krabice podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že plášť (1) a dno (2) jsou poskládány do útvaru o n hranách.

5. Krabice podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že plášť (1) je stočen do válce o kruhovém nebo oválném půdorysu a dno (2) má pak kruhový nebo oválný tvar.

-5 CZ 31951 U1

6. Krabice podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že dno (2) je osazeno nad spodní hranou pláště (1), přičemž spodní hrana pláště (1) a/nebo dno mají vytvarovány výstupky (5) pro styk s podložkou.

7. Krabice podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že spodní hrana pláště (1), dno (2) nebo výstupky (5) jsou impregnovány vodě odolnou látkou.

8. Krabice podle některého z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že lepenkový plášť (1), ío lepenkové dno (2) a lepenkový komín (3) mají tří až pět vrstev nebo jsou zhotoveny z hladké lepenky

9. Krabice podle některého z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že plášť (1) má navíc předražené doplňkové průduchy (9).

10. Náplň krabice přenosného ohřívacího/zakuřovacího ohniště podle některého z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že je tvořena peletami a/nebo briketami.

11. Náplň podle nároku 10, vyznačující se tím, že horní vrstva náplně je tvořena peletami

20 nebo briketami se zvýšenou hořlavostí.

12. Náplň podle nároku 10 nebo 11, vyznačující se tím, že její součástí je nahoře umístěný podpalovač.

25 13. Přenosné ohřívací/zakuřovací ohniště, vyznačující se tím, že je tvořeno krabicí (6) podle některého z nároků 1 až 9, vyplněnou ohřívací/zakuřovací náplní podle některého z nároků 10 až 12.