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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit zumindest einer Vorrichtung zur Flächen- und/oder Körperbeaufschlagung über ein mit einer Komponente in Richtung einer zu bearbeitenden Fläche oder eines zu bearbeitenden Körpers, zum Beispiel einer Straße, eines Bahndamms, einer Wandung, eines Randstreifens, eines Ackers oder eines Bauwerks, ausbringbares Liquid, insbesondere über eine Flüssigkeit, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Dabei können sowohl horizontale oder schräg stehende Böden, etwa Fahrbahnen und Fahrbahnränder, Parkplätze, Fuß- und Radwege, Bahndämme und ähnliches als auch aufrecht stehende Wände von Gebäuden oder Monumenten von unerwünschten Algen, Moosen, Flechten und ähnlichem, auch größeren Bewuchs befreit werden. Ebenso ist es möglich, daß die Vorrichtung über einen Acker bewegt wird und etwa zwischen mit Nutzpflanzen bepflanzten Reihen Unkrautbekämpfung durchführt.
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Es ist bekannt, zur Vegetationskontrolle, also zur Eindämmung von Unkrautwuchs, die zu bearbeitenden Flächen - und dahinter oder darunter liegende Bereiche - mit einem heißen Liquid zu beaufschlagen, beispielsweise Wasser, Heißluft oder Dampf. Damit sollen die Eiweiße in den Pflanzen, insbesondere im Wurzelbereich, derart verändert werden, daß die Pflanzen absterben. Hierzu werden an der Pflanze Temperaturen von über 42,5 °C benötigt. Dabei gilt, daß die nötige Einwirkzeit um so kürzer gewählt werden kann, je höher die Temperatur des einwirkenden Liquids ist.
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Um die Einwirkzeit des Liquids und das Halten der hohen Temperatur an der Pflanze zu verlängern, ist es weiter bekannt, thermisch isolierenden Schaum auf das ausgegebene Liquid gleichzeitig oder nachfolgend auszubringen. Dabei kann jedoch nur die Temperatur bewahrt werden, die vorher von dem Liquid in die Pflanze eingetragen wurde.
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Für den Erfolg der Maßnahme ist es jedoch von besonderer Bedeutung, daß das einwirkende Liquid mit hoher Temperatur auf den Wurzelbereich der zu beseitigenden Pflanzen einwirkt.
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Um das Liquid auf eine Temperatur von zum Beispiel 95°C bis 98 °C zu bringen und während des Einsatzes auch zu halten, ist ein hoher Energieaufwand erforderlich. Dennoch soll diese Art der Vegetationskontrolle ein besonders hohes Maß an ökologischer Verträglichkeit aufweisen, wozu insbesondere auch ein CO2-bewußtes Handeln gehört.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine besonders gute CO2-Bilanz bei einem Fahrzeug mit einer Vorrichtung der genannten Art zu erreichen.
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Die Erfindung löst dieses Problem durch ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung zur Flächen- und/oder Körperbeaufschlagung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Hinsichtlich vorteilhafter Ausbildungen und Weiterbildungen der Erfindung wird auf die weiteren Ansprüche 2 bis 17 verwiesen.
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Dadurch, daß mit der Erfindung bei einem Fahrzeug mit einer Vorrichtung zur Flächen- und/oder Körperbeaufschlagung mit zumindest einer Ausgabeeinrichtung für ausbringbares Liquid und einer Speichereinrichtung sowie einer Pumpeinrichtung für dieses Liquid und einer Heizvorrichtung zum Erreichen und/oder Erhalten einer für das Ausbringen des Liquids (4) geeigneten Temperatur die Heizvorrichtung und die Pumpeinrichtung von einem mitgeführten und mehrere Kilowattstunden fassenden Energiespeicher mit elektrischer Energie versorgbar sind, wobei der Energiespeicher während einer Fahrt des Fahrzeugs und/oder während eines Einsatzes der Vorrichtung von einem unter Nutzung von Wind- oder Solarenergie arbeitenden Energielieferanten nachladbar ist, kann die Vorrichtung zumindest weitgehend unabhängig von CO2-verursachenden Energielieferanten arbeiten.
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Günstig ist dabei die zumindest eine Speichereinrichtung über eine externe oder interne Hauptheizung bereits vor Beginn des eigentlichen Arbeitseinsatzes oder der Fahrt zum Arbeitsort stationär auf eine Temperatur von mehr als 85°C vorheizbar. Dann ist für das Nachheizen durch die Heizvorrichtung während der Fahrt oder am Einsatzort nur noch ein Bruchteil der gesamten Heizenergie erforderlich. Wenn das stationäre Aufheizen mit einer Hauptheizung vorgenommen wird, die von Wind- und/oder Sonnenergie mit Energie versorgbar ist, kann eine vollständige Freiheit von CO2-Ausstoß sowohl für das Heizen des Liquids als auch für das Pumpen erreicht werden.
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Diese stationäre Einheit kann auch für das erste vollständige Laden des Energiespeichers verwendet werden.
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Sowohl der Einsatz von Photovoltaik als auch von Solarthermie ist für das Erhitzen von Wasser günstig. Bei Photovoltaik kann zusätzlich eine Wärmepumpe vorgesehen sein, um die thermische Energie auf der Ausgangsseite gegenüber der elektrischen Energie auf der Eingangsseite zu vergrößern. Alle diese Anlagen können stationär auf einem Betriebshof oder Firmengelände stehen.
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Sofern das Fahrzeug mit zumindest einem Solarmodul als Energielieferanten belegt ist, von dem oder von denen bei Einstrahlung eines AM-1,5-Spektrums zumindest eine Leistung von mehreren 100 W lieferbar ist, kann damit ein Nachladen eines Energiespeichers sowohl während der Fahrt als auch während des Arbeitseinsatzes in einem Maß erfolgen, daß die gespeicherte und die nachgeladene Energie hinreichend groß für einen vollständigen Arbeitseinsatz bis zum Verbrauch des mitgeführten Liquids, insbesondere Wasser, ist. Ein solcher Arbeitseinsatz kann mehrere Stunden dauern. Typisch umfaßt eine Speichereinrichtung für Liquid mehrere 100 bis über 1000 Liter.
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Wenn die Heizvorrichtung einen der Speichereinrichtung nachgeschalteten Durchlauferhitzer umfaßt, wird immer nur unmittelbar vor dem Ausbringen Liquid erhitzt, so daß nur eine recht kleine Leistung hierfür erforderlich ist. Es muß dann nicht die gesamte Speichereinrichtung in ihrem Volumen nachgeheizt werden.
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Vorteilhaft ist von der Heizvorrichtung zumindest ein Nachheizen des von der Speichereinrichtung in die Ausbringeinrichtung eintretenden Liquids um zumindest 10 °C möglich, so daß dieses beispielsweise von ca. 80°C auf über ca. 90°C möglich, ehe das Liquid ausgebracht wird.
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Insbesondere ist sogar von der Heizvorrichtung zumindest ein Nachheizen des von der Speichereinrichtung in die Ausbringeinrichtung eintretenden Liquids um mehr als 15°C möglich. Dann wäre etwa bei einem Abkühlen des Liquids auf etwa 80°C ein Nachheizen auf mehr als 95°C möglich.
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Idealerweise ist die Heizvorrichtung allein durch von dem Energiespeicher lieferbare elektrische Energie betreibbar. Dann ist keine Zapfwelle oder irgendein anderer Abtrieb von einem Fahrzeug für den Betrieb der Vorrichtung erforderlich. Es ist optimal nur die gespeicherte und eventuell nachgeladene Energie (beides CO2-frei) sowohl für die Heizvorrichtung als auch für die Pumpe erforderlich.
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Die Speichereinrichtung kann je nach Stand der TEchnik unterschiedlich ausgebildet sein und zum Beispiel auch Wasserstoff und eine Brennstoffzelle oder einen Druckluftspeicher umfassen. Nach momentanem Stand der Technik kommen ein oder mehrere Akkumulatoren zum Einsatz.
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Insbesondere kann es die Speichereinrichtung auch erlauben, daß sie gleichzeitig nachladbar ist, während ihr Energie entnommen wird. Damit ist eine maximale Flexibilität möglich.
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Günstig kann zwischen Speichereinrichtung und dem Energielieferanten ein Wechselrichter und/oder ein anderes Ladegerät für die Speichereinrichtung angeordnet sein.
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Weiter kann dem Fahrzeug eine zentrale Steuereinheit zur Verteilung von Energie zwischen dem zumindest einen Energiespeicher, der Pumpeinrichtung und der Heizvorrichtung zugeordnet sein. Damit ist auch eine Vorrangschaltung möglich, so daß etwa immer genug Energie für die Pumpe bereitsteht,
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Insbesondere ist das ausbringbare Liquid heißes Wasser, das frei von chemischen Zusätzen ist und damit ökologisch unbedenklich auch an Gewässerrändern oder in Schutzgebieten ausgebracht werden kann.
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Der Wirkungsgrad der Vegetationskontrolle kann erheblich verbessert werden, wenn das ausbringbare Liquid derart mit Schaum versetzbar und derart ausbringbar ist, daß über das ausgebrachte Liquid Schaum zur thermischen Isolierung gelegt wird. Die Einwirkzeit der Wärmeenergie durch das heiße Wasser an den jeweiligen Pflanzen läßt sich damit deutlich verlängern.
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Für eine hohe Effizienz der Unkrautbekämpfung weist das ausbringbare Liquid beim Ausbringen eine Temperatur zwischen 85°C und 98°C auf. Ein Nachheizen bis in diesen Temperaturbereich ist daher ggf. sinnvoll.
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Sofern die zumindest eine Ausbringeinrichtung eine mobile Lanze umfaßt, lassen sich die zu bekämpfenden Pflanzen gezielt ansteuern. Auch am Austritt der Lanze liegt dann die Temperatur noch oberhalb von 70°C, um so die Eiweißgerinnung an der Pflanze in hohem Maße erreichen zu können, auch wenn das Liquid dann noch längere Wege durch die Luft bis zur Pflanze zurücklegen muß.
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Dabei kann die zumindest eine Ausgabeeinrichtung das Liquid in gebundener Form oder tröpfelnd auf und in den zu bearbeitenden Boden oder andere Fläche und/oder Körper aufbringen, so daß auch der Wasserverbrauch entsprechend variieren kann.
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Die Vorrichtung kann insbesondere Bestandteil eines selbstfahrenden oder gezogenen Fahrzeugs sein, das mit mehreren Kilometern pro Stunde vorwärts bewegt werden kann, zum Beispiel an Straßenrändern, auf Bahndämmen oder auf Äckern und Feldern.
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Ein Wechselrahmen für die Vorrichtung ist möglich, so daß sie auf verschiedenen Fahrzeugen plaziert werden kann, wie etwa einem Multicar, einem Unimog, einem Anhänger....
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus in der Zeichnung dargestellten und nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen des Gegenstandes der Erfindung.
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In der Zeichnung zeigt:
- 1 eine grobschematische perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs, das hier beispielhaft als gezogener Anhänger ausgebildet ist,
- 2 eine detailliertere Darstellung der auf dem Fahrzeug gehaltenen Vorrichtung 2 in ihrer Funktion.
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Ein Fahrzeug 1 mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 kann sehr unterschiedliche Ausmaße aufweisen und beispielsweise in einer kleinen Ausbildung handgeführt sein. Hierfür kann die Vorrichtung 2 beispielsweise zumindest eine Handlanze als Ausgabeeinrichtung 3 für heißes Liquid zur Führung von Hand umfassen.
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Auf der anderen Seite ist auch ein großes, selbstfahrendes schienen- oder straßenfahrendes, selbstfahrendes Fahrzeug 1 möglich, das mit einer oder mehreren automatisiert arbeitenden Ausgabeeinrichtungen 3 versehen ist.
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In allen Fällen ist die Vorrichtung 2 zur Beaufschlagung von Flächen und/oder Körpern vorgesehen, etwa einer gepflasterten Fläche, eines Randstreifens neben einer Straße oder eines Bahndamms oder einer aufrechten Wandung eines Gebäudes oder Monuments oder eines bebauten oder noch unbebauten Ackers, und dient zur Vegetationskontrolle in diesem Flächen- und/oder Körperbereich.
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Hier ist in 1 ein Anhänger als Fahrzeug 1 dargestellt, der als Energielieferanten 9 ein oder mehrere Solarmodule umfaßt, die insgesamt zum Beispiel 1 bis 2 Meter breit und 1 bis 4 Meter lang sind. Hier sind ca. drei Quadratmeter Fläche für Solarmodule vorgesehen, so daß sich bei einem AM-1,5-Spektrum eine Nennleistung von ca. 600 bis 800 Watt für die so gebildete mitführbare Photovoltaikanlage ergibt. Eine Sonnenstandsnachführung kann überdies durch entsprechende Schrägstellung der Solarmodule möglich sein. Auch ein Kleinwindkraftwerk kann zusätzlich oder alternativ auf dem Fahrzeug 1 montiert sein. Sofern das Fahrzeug 1 wie in 1 außen verkleidet ist, kann etwa ein Solarmodul als Energielieferant 9 direkt auf die Verkleidung aufmontiert werden.
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Die in 2 näher gezeigte Vorrichtung 2 zur Flächen- und/oder Körperbeaufschlagung ist mit zumindest einer Ausgabeeinrichtung 3 für ein mit einer Komponente in Richtung einer zu bearbeitenden Fläche oder eines zu bearbeitenden Körpers, etwa einer Straße, eines Bahndamms, einer Wandung, eines Randstreifens, eines Ackers oder eines Bauwerks, ausbringbares Liquid 4 versehen. Wie oben beschrieben, sind auch mehrere Ausbringeinrichtungen 3 möglich. Hier ist eine handgeführte Lanze vorgesehen, die neben dem Liquid 4, hier sehr heißes Wasser, über eine Pumpeinrichtung 6 optional auch noch mit einem Schaum 12 gespeist werden kann, um so das ausgebrachte heiße Wasser oberseitig abdecken und gegen die Luft thermisch isolieren zu können. Der Schaum 12 zerfällt dann nur langsam, so daß die Einwirkzeit des Liquids 4 auf zu bearbeitende Pflanzen P, hier am Boden B, erheblich verlängert ist.
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Die zumindest eine Ausgabeeinrichtung 3 ist zum Ausbringen eines heißen Liquids 4, hier einer Flüssigkeit oder auch eines heißen Gases oder Dampfs, vorgesehen. Auch eine Mischung hiervon ist möglich. Diese Ausgabe ist mit einer Komponente in Richtung der unerwünschten Pflanzen P an einem Boden B (oder einer anderen Fläche und/oder Körpers) vorgesehen. Der oder jeder Strahl des Liquids 4 kann vertikal abwärts oder horizontal oder aufwärts oder auch schräg stehend, ausgegeben werden. Insbesondere wird eine Mehrzahl von Strahlen nebeneinander und ggf. auch hintereinander ausgegeben.
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Das Liquid 4 der Speichereinrichtung 5 ist zunächst stationär über eine externe Leitung 14 elektrisch vorheizbar auf eine möglichst hohe Temperatur dicht unter dem Siedepunkt, zum Beispiel ca. 95°C bis 98°C.
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Für dieses Vorheizen ist die Speichereinrichtung 5 über eine externe oder interne Hauptheizung 13 stationär auf eine Temperatur von mehr als 85°C erhitzbar, insbesondere auf die genannten 95°C bis 98°C. Die Hauptheizung 13 ist hier intern in der isolierten Speichereinrichtung 5 eingezeichnet, sie könnte jedoch auch extern sein. Insbesondere ist die Hauptheizung 13 von Wind- und/oder Sonnenergie mit Energie versorgbar, so daß für dieses erste Heizen des Liquids 4, das insbesondere reines Wasser ist, auf Betriebstemperatur kein CO2 generiert werden muß.
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Das Fahrzeug 1 weist neben der Speichereinrichtung 5 zumindest eine Pumpeinrichtung 6 für dieses Liquid 4 auf, um dieses durch die Ausgabeeinrichtung 3 ausbringen und ggf. mit dem bereits genannten Schaum 12, der ebenfalls von der Pumpeinrichtung 6 förderbar ist, abdecken zu können.
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Weiter ist der Speichereinrichtung 5 eine Heizvorrichtung 7 zum Erreichen und/oder Erhalten einer für das Ausbringen des Liquids 4 geeigneten Temperatur zugeordnet. Diese Heizvorrichtung 7 kann in die Speichereinrichtung 5 integriert sein oder, wie hier gezeichnet, einen nachgeschaltete Einheit bilden, zum Beispiel einen Durchlauferhitzer.
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Sowohl die Heizvorrichtung 7 als auch die Pumpeinrichtung 6 sind von einem mitgeführten und mehrere Kilowattstunden fassenden Energiespeicher 8 mit elektrischer Energie versorgbar. Dieser ein- oder mehrgliedrige Energiespeicher 8 ist während einer Fahrt des Fahrzeugs 1 und/oder während eines Einsatzes der Vorrichtung 2 (der je nach Ausbildung auch bei zwischenzeitlichem Stillstand des Fahrzeugs 1 erfolgen kann) von einem unter Nutzung von Wind- oder Solarenergie arbeitenden Energielieferanten 9 nachladbar.
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Ein kurzes Rechenbeispiel:
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Wenn etwa ein Arbeitseinsatz von drei Stunden und einer Fahrtdauer von zwei Stunden anstehen, kann dies bei dem beispielhaften Energielieferanten 9 mit 600 W Nennleistung eine Nachladung von ca. 3 kWh Energie bedeuten. Wenn die Erwärmung von einem Liter Wasser um 1°C etwa 1,16 Wh benötigt, bedeutet das, daß 800 Liter Wasser damit um mehr als 3°C erwärmt werden können. Zusätzlich wäre dann noch Energie für die Pumpeinrichtung 6 vorhanden.
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Es ist daher in jedem Fall signifikant günstig, wenn das Fahrzeug 1 mit zumindest einem Solarmodul als Energielieferanten 9 belegt ist, von dem oder von denen bei Einstrahlung eines AM-1,5-Spektrums zumindest eine Leistung von mehreren 100 W lieferbar ist. Bei einem hochisolierten Tank der Speichereinrichtung 5 ist damit dem Wärmeverlust des Liquids 4 zuverlässig bis zum Schluß des Arbeitseinsatzes entgegengewirkt. Dies gilt erst recht, als die Arbeitseinsätze zur Unkrautbekämpfung sich in der Regel auf die Sommer- und Übergangsmonate beschränken und nicht im kalten Winter stattfinden. Zudem liefert der Energiespeicher 8 einen Energieeinhalt von mehr als 10 kWh, die ebenfalls CO2-frei stationär und/oder mobil nachgeladen werden können, so daß auch für stark bewölkte Tage vorgesorgt ist.
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Sofern die Heizvorrichtung 7 einen der Speichereinrichtung 5 nachgeschalteten Durchlauferhitzer umfaßt, muß zu keinem Zeitpunkt der gesamte Tankinhalt der Speichereinrichtung 5 nachgeheizt werden.
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Wenn von der Heizvorrichtung 7 zumindest ein Nachheizen des von der Speichereinrichtung 5 in die Ausbringeinrichtung 6 eintretenden Liquids 4 um zumindest 10°C oder sogar 15°C möglich ist, kann jeder Eventualität auch bei längeren Arbeitseinsätzen und niedriger Außentemperatur vorgebeugt werden.
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In jedem Fall ist die mobil mit dem Fahrzeug 1 mitgeführte Heizvorrichtung 7 allein durch von dem Energiespeicher 8 lieferbare elektrische Energie betreibbar, wobei der Energiespeicher 8 ggf. sowohl während der Fahrt als auch während des Arbeitseinsatzes nachladbar ist. Das heißt, daß der Energiespeicher 8 auch gleichzeitig nachladbar ist, während ihm Energie entnommen wird. Hier umfaßt der Energiespeicher 8 einen oder mehrere Akkumulatoren, beispielsweise die üblichen LiFePO4-Akkus.
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Wie in 2 zu erkennen ist, kann zwischen dem Energiespeicher 8 und dem Energielieferanten 9 ein Wechselrichter 10 oder auch nur ein Ladegerät angeordnet sein.
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Weiter ist dem Fahrzeug 1 eine zentrale Steuereinheit 11 zur Verteilung von Energie zwischen dem zumindest einen Energiespeicher 8, der Pumpeinrichtung 6 und der Heizvorrichtung 7 zugeordnet. Damit kann etwa die Pumpeinrichtung 6 eine Vorrangschaltung erhalten, um sicherzustellen, daß diese bis zum Ende des Arbeitseinsatzes genug Energie hat.
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Im Idealfall weist zwar das ausbringbare Liquid 4 beim Ausbringen eine Temperatur zwischen 85°C und 98°C auf, wenn jedoch nicht mehr genug Energie zur Verfügung steht, kann die Temperatur auch etwas tiefer liegen, ggf. muß dann die Arbeitsgeschwindigkeit und die pro Zeiteinheit ausgebrachte Menge von Liquid verlangsamt werden. Dies ist ohne weiteres möglich, beispielsweise von 10 auf 3 Liter pro Minute. Eine entsprechende Steuerung oder automatische Regelung kann an der zumindest einen Ausgabeeinrichtung 3, hier einer mobilen Lanze, vorgesehen sein.
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Wie oben bereits beschrieben, kann optional und sehr vorteilhaft das ausbringbare Liquid 4 mit Schaum 12 versetzbar und derart ausbringbar sein, daß über das auf die Pflanzen P ausgebrachte Liquid 4 Schaum 12 zur thermischen Isolierung legbar ist, um so die Wärmeeinwirkung länger zu halten.
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Die Ausgabeeinrichtung 3 kann unterschiedlich arbeiten und zum Beispiel einen Strahl (oder mehrere) in gebundener Form oder tröpfelnd auf und in den zu bearbeitenden Boden B oder andere Fläche und/oder Körper aufbringen. Wenn mehrere Ausgabeeinrichtungen 3 vorgesehen sind, können diese insbesondere einzeln schaltbar sein, um damit sehr sparsam und punktgenau arbeiten und Pflanzen P abtöten zu können. Die Temperatur des ausgebrachten Liquids 4 am Austritt aus der Vorrichtung 2 liegt insbesondere bei über 70°C. Insbesondere ist eine hohe Temperatur von ca. 95°C anzustreben, mit der ein Eindringen des dann immer noch heißen Liquids 3 bis tief in den Wurzelbereich der zu regulierenden Pflanzen P möglich wird.
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Die gesamte Vorrichtung 2 kann mit der Erfindung sowohl in der Vorheizung als auch im Betrieb CO2-frei arbeiten.
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Bezugszeichenliste:
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- 1
- Fahrzeug,
- 2
- Vorrichtung,
- 3
- Ausgabeeinrichtung,
- 4
- Liquid,
- 5
- Speichereinrichtung,
- 6
- Pumpeinrichtung,
- 7
- Heizvorrichtung,
- 8
- Energiespeicher,
- 9
- Energielieferant,
- 10
- Wechselrichter,
- 11
- Steuereinheit,
- 12
- Schaum,
- 13
- Hauptheizung,
- 14
- externe Leitung,
- B
- Boden,
- P
- zu regulierende Pflanzen
