DE3641651C1

DE3641651C1 - Apparatus for aerating the ground

Info

Publication number: DE3641651C1
Application number: DE19863641651
Authority: DE
Inventors: Adolf Fieles-Kahl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-12-05
Filing date: 1986-12-05
Publication date: 1988-01-28

Abstract

Apparatus for aerating the ground, in particular in the root area of trees. Hollow bodies 1, which are fitted together, for example, to form a tree grating, are in connection with the atmosphere via inlet valves 3 and with probes 5, screwed into the earth, via outlet valves 4 and connecting lines 6. Owing to the heating and cooling of the air in the day and night cycle, the hollow bodies 1 act as a pump. When the air in the hollow bodies 1 heats up, said air expands and flows, when the inlet valve 3 is closed, through the outlet valve 4, via the connecting hose 6 and the probe 5, into the ground. When the air is cooled, the outlet valve 4 closes and, owing to the resulting subatmospheric pressure, missing air is sucked in through the inlet valve 3. The apparatus for aerating the ground thus operates automatically and without any additional energy supply. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bodenbelüftung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for floor ventilation according to the preamble of claim 1.

Es ist bekannt, daß die Bäume in den Städten durch Versiegelung des Wurzelbereichs sehr starke Mangelschäden aufweisen. Die Sauerstoffzufuhr ist mangelhaft oder fast nicht vorhanden. Ohne Sauerstoff kann aber eine ausreichende Wurzelbildung auf Grund des mangelhaften Bodenlebens nicht erfolgen. Die lebensnotwendigen Mikroorganismen und bodenfunktionale Zusammenhänge wie z. B. die Mykorrhizza benötigen Sauerstoff. Mikroorganismen und Mykorrhizza sind aber für die Pflanzen nicht nur lebensnotwendig, sondern sie erhöhen auch die Widerstandsfähigkeit der Wurzeln gegen Krankheitserreger, Schädlinge, Schadstoffe und Tausalze.It is known that the trees in cities Sealing the root area very bad damage exhibit. The oxygen supply is poor or almost unavailable. Without oxygen, however, can be sufficient Root formation due to poor soil life not done. The vital microorganisms and Soil-functional relationships such as B. Mycorrhizae need oxygen. Microorganisms and mycorrhizas are but not only essential for the plants, but also they also increase the resistance of the roots to Pathogens, pests, pollutants and de-icing salts.

Die Luftverschmutzung trägt weiter dazu bei, daß auch anfangs lockere Böden mit Ruß- und Staubteilchen "verstopft" werden und somit nicht mehr durchlässig und atmungsfähig sind.Air pollution further contributes to the fact that initially loose soils "clogged" with soot and dust particles become and therefore no longer permeable and are breathable.

Hand in Hand mit der fortschreitenden Bodensauerstoff-Verknappung wächst aber auch die Anzahl der Bäume, die unter akutem Wassermangel leiden, da die Wasserversorgung ebenso mangelhaft ist wie die Sauerstoffversorgung.Hand in hand with the progressive shortage of soil oxygen but also the number of trees grows, who suffer from acute water shortages because of the water supply is just as poor as the oxygen supply.

Beide Faktoren zusammen, Sauerstoff- und Wassermangel sind Gründe für unbefriedigendes Wachstum unserer Bäume. Um aber zu überleben und auch in Zukunft weiterzuleben müssen unsere Bäume wachsen, denn ein Stillstand des Wachstums ist gleichzusetzen mit dem Absterben der Bäume.Both factors together, lack of oxygen and water are reasons for unsatisfactory growth of our trees. But to survive and continue to live in the future our trees have to grow because growth stops is equivalent to the death of the trees.

Aus den DE-PS 27 42 606 und 34 19 530 ist es bekannt, zum Lockern landwirtschaftlich genutzter Bodenflächen eine Sonde mit einer Luftauslaßöffnung in ihrem unteren Bereich mittel eines an ihrer Außenseite angeordneten Schneckengewindes in den Boden einzubringen und dann Druckluft durch die Sonde in den Boden einzudrücken. Durch das Einblasen von Luft erfährt der Boden durchgreifend und tief eine starke Belüftung sowie eine hohe Sauerstoffgabe, ohne dabei die Bodenstruktur zu schädigen.From DE-PS 27 42 606 and 34 19 530 it is known to loosen agricultural land Probe with an air outlet opening in its lower area by means of a worm thread arranged on its outside into the ground and then compressed air through the Push the probe into the ground. By blowing in The ground experiences strong and deep air Ventilation as well as a high oxygen supply without losing the Damage soil structure.

Nachteilig an den bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur Bodenbelüftung ist, daß sie arbeits- und energieaufwendig sind. Arbeitsaufwendig sind sie deshalb, weil laufend Personal zu beschäftigen ist, um von Einsatzort zu Einsatzort zu fahren und dort die jeweils benötigte Druckluftgabe in den Boden einzubringen. Energieaufwendig sind die bekannten Verfahren und Vorrichtungen wegen der Notwendigkeit, Druckluft in ausreichender Menge bereitzustellen.A disadvantage of the known methods and devices for floor ventilation is that it is labor and energy consuming are. They are labor intensive because Continuous staffing is required to be from the site to drive to the place of use and there the required Introduce compressed air into the ground. Energy intensive are the known methods and devices because of Necessity to provide sufficient compressed air.

Aus der DE-PS 8 38 084 ist es bekannt, als Energiequelle für die künstliche Bodenbelüftung die Windenergie heranzuziehen, die aber gerade in Stadtgebieten, wo eine Bodenbelüftung am nötigsten ist, nur selten in ausreichendem Maße zur Verfügung steht.From DE-PS 8 38 084 it is known as an energy source to use wind energy for artificial floor ventilation, but especially in urban areas, where one Floor ventilation is most necessary, rarely in sufficient Dimensions is available.

Nach der DE-OS 34 41 098 sind im Wurzelbereich eines zu belüftenden Baumes Belüftungsrohre verlegt, deren Mündung in der Baumscheibe durch ein Kaminrohr in höhere Luftschichten verlängert ist. Bedingt durch die relativ niedrige Höhe ist aber die Saugwirkung gering.According to DE-OS 34 41 098 are one in the root area to ventilated tree laid ventilation pipes, the Mouth in the tree slice through a chimney pipe into higher Air layers is extended. Due to the relative low height, however, the suction effect is low.

Grundsätzlich sollte auch Druckbelüftung bevorzugt werden, da bei Verstopfung durch Ruß und Staub ein Öffnen der natürlichen Poren nur von innen erfolgen kann.In principle, pressure ventilation should also be preferred, there is an opening when clogged with soot and dust the natural pores can only take place from the inside.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Bodenbelüftung zu schaffen, die wirkungsvoll und im wesentlichen selbsttätig, d. h. im wesentlichen ohne Bedienungs- und Energieaufwand arbeitet.The invention has for its object a device to create floor ventilation that is effective and essentially automatic, d. H. essentially without operating and energy expenditure works.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung zur Bodenbelüftung gelöst, wie sie durch den Anspruch 1 gekennzeichnet ist. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.This object is achieved with a device for floor ventilation, as solved by the claim 1 is marked. Developments of the invention are described in the subclaims.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bodenbelüftung macht sich die Temperaturschwankungen im Tages- und Nachtrhythmus zunutze. Tagsüber wird ein in einem Hohlkörper gegenüber der Atmosphäre abgeschlossenes Luftvolumen durch die einwirkende Sonnenstrahlung erwärmt, was zur Folge hat, daß Luft auf Grund des Druckanstiegs durch eine an den Hohlkörper angeschlossene Bodensonde in den Boden gedrückt wird. Am Abend und in der Nacht bildet sich in dem Hohlkörper auf Grund des Temperaturrückgangs gegenüber der Atmosphäre ein Unterdruck aus, so daß Luft über ein Lufteinlaßventil aus der Atmosphäre nachgesogen wird. Dieses Lufteinlaßventil schließt spätestens bei Druckausgleich, so daß am nächsten Tag auf Grund der Sonneneinstrahlung sich erneut ein Überdruck aufbauen kann.The device for floor ventilation according to the invention makes the temperature fluctuations in the day and night rhythm advantage. During the day one is in a hollow body volume of air sealed off from the atmosphere the sun's rays are heated, which results in has that air due to the pressure increase by a the hollow body connected ground probe pressed into the ground becomes. In the evening and at night it forms in the Hollow bodies due to the drop in temperature the atmosphere from a negative pressure, so that air over a Air intake valve is sucked from the atmosphere. This Air inlet valve closes at the latest when the pressure is equalized, so the next day due to sun exposure an overpressure can build up again.

Das auf Grund des beschriebenen "Pumpmechanismus" in den Boden einbringbare Luftvolumen berechnet sich nach der FormelThe due to the described "pump mechanism" Air volume that can be brought into the ground is calculated of the formula

wobeiin which

v₀= Hohlkörpervolumen T= Tagestemperatur in Grad Kelvin T₀= Nachttemperatur in Grad Kelvin. v ₀ = hollow body volume T = daytime temperature in degrees Kelvin T ₀ = nighttime temperature in degrees Kelvin.

Bei einem Hohlkörpervolumen V₀ von 120 Liter ergibt sich somit bei einer Temperaturdifferenz zwischen Tag und Nacht von 20 Grad C ein verdrängtes Luftvolumen von etwa 9 Liter täglich.With a hollow body volume V ₀ of 120 liters, this results in a displaced air volume of about 9 liters per day with a temperature difference between day and night of 20 degrees C.

Bei schönem Wetter, d. h. bei direkter Sonneneinstrahlung am Tag und kühler Nacht, können wesentlich höhere Temperaturdifferenzen mit entsprechend höherer Luftverdrängung auftreten, insbesondere wenn die Oberflächen des Hohlkörpers wärmeabsorbierend ausgebildet sind.When the weather is fine, i.e. H. in direct sunlight during the day and cool night, can be much higher Temperature differences with a correspondingly higher air displacement occur, especially when the surfaces of the hollow body are heat-absorbing.

Die Verbindung vom Hohlkörper zur Bodensonde kann ständig offen sein, so daß durch den Unterdruck im Hohlkörper infolge Temperaturabfalls am Abend und in der Nacht Luft auch über die Bodensonde in den Hohlkörper zurückgesaugt werden könnte. Auf Grund des geringeren Luftwiderstands am Lufteinlaßventil wird jedoch Luft im wesentlichen über dieses nachgesaugt werden. Wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ein Luftauslaßventil zwischen Hohlkörper und Bodensonde angeordnet, so wird Luft ausschließlich über das Lufteinsaugventil in den Hohlkörper einfließen.The connection from the hollow body to the soil probe can be constantly open, so that due to the negative pressure in the hollow body due to drop in temperature in the evening and at night Air is also sucked back into the hollow body via the soil probe could be. Due to the lower air resistance however, air becomes essentially at the air inlet valve be sucked over this. Will according to an advantageous Development of the invention an air outlet valve arranged between the hollow body and the soil probe, so Air only through the air intake valve into the hollow body flow in.

Die Bodensonde ist in ihrem unteren Bereich zweckmäßig von einer Bohrschnecke umgeben, die einerseits das Eindringen der Sonde in den Boden erleichtert und diese gut im Boden verankert und andererseits verhindert, daß Luft, die aus dem unteren Ende der Sonde austritt, unmittelbar längs der Sonde hochsteigt.The bottom probe is useful in its lower area surrounded by a auger, which on the one hand the Penetration of the probe into the ground eases it well anchored in the ground and on the other hand prevents Air exiting the lower end of the probe immediately rises along the probe.

In Fällen, wo der Boden zu fest ist und der aus dem unteren Ende der Sonde austretenden Luft einen zu großen Widerstand entgegensetzt, ist es zweckmäßig, den Boden durch einen kurzen Druckluftstoß aufzulockern. Hierzu ist ein Druckluftanschluß vorgesehen, wobei vorteilhafterweise der bereits vorhandene Lufteinlaß mit Lufteinlaßventil als dieser Druckluftanschluß ausgebildet ist.In cases where the bottom is too firm and the bottom is off air exiting the lower end of the probe is too large Opposed to resistance, it is appropriate to the floor loosened up with a short burst of compressed air. This is a compressed air connection is provided, advantageously the already existing air inlet with air inlet valve as this compressed air connection is formed.

Um zu vermeiden, daß der Hohlkörper als störender Fremdkörper wirkt, bildet er vorteilhaft allein oder in Verbindung mit anderen Hohlkörpern einen bei Straßenbäumen sowieso benötigten Gegenstand, wie beispielsweise eine Baumverankerung, einen Baumrost, einen Baum-Anfahrschutz, einen Bordstein oder dergleichen.To prevent the hollow body from being bothersome Foreign body acts, it advantageously forms alone or in Connection with other hollow bodies in street trees item needed anyway, such as a Tree anchoring, a tree grate, a tree crash protection, a curb or the like.

Wie eingangs ausgeführt, ist bei vielen Bäumen in Städten nicht nur die Sauerstoffversorgung, sondern auch die Wasserversorgung mangelhaft. Deshalb ist es zweckmäßig, die erfindungsgemäße Vorrichtung für Bodenbelüftung mit einer Wasserversorgung zu kombinieren. Hierzu ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Bodensonde in ihrem oberen Bereich von einem gelochten Vorratsbehälter mit einem Wasseranschluß umgeben. Der Vorratsbehälter enthält beispielsweise Düngemittel, Fungizide oder Insektizide. Bei Bedarf wird der Vorratsbehälter mit Wasser z. B. aus einem Tankwagen beschickt, wobei gleichzeitig eine Dosis der genannten Vorratsstoffe mit ausgespült wird.As stated at the beginning, many trees are in Cities not only the oxygen supply, but also the water supply is poor. Therefore it is advisable the device according to the invention for floor ventilation to combine a water supply. This is according to a development of the invention, the soil probe in your with a perforated storage container surrounded by a water connection. The reservoir contains for example fertilizers, fungicides or insecticides. If necessary, the reservoir with water z. B. from loaded into a tanker, taking a dose at the same time of the above-mentioned stock materials is also rinsed out.

Damit im Falle des Zusammenschlusses einer Vielzahl von Sonden mit Hohlkörpern zu einer Einheit, wie einer Baumverankerung oder eines Baumrostes, nicht jeder Hohlkörper mit einem Lufteinlaß- und einem Luftauslaßventil ausgerüstet sein muß, sind die Hohlkörper einer solchen Einheit zweckmäßig über Verbindungsleitungen zusammengeschlossen. Ebenso genügt für eine solche Einheit ein einziger Druckluftanschluß für eine Druckluftgabe von Fall zu Fall. Auch die Vorratsbehälter sind in einer solchen Einheit zweckmäßig über gelochte Verbindungsleitungen zusammengeschlossen, wobei die Wasserzufuhr über einen einzigen Wasseranschluß erfolgen kann.So in the event of a merger of a large number from probes with hollow bodies to a unit like one Tree anchoring or a tree grate, not every hollow body equipped with an air inlet and an air outlet valve must be the hollow body of such a unit expediently connected via connecting lines. A single compressed air connection is also sufficient for such a unit for compressed air supply on a case-by-case basis. Also the storage containers are useful in such a unit interconnected via perforated connecting lines, the water supply through a single water connection can be done.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt The invention is explained below with reference to Drawings explained in more detail. It shows

Fig. 1 in perspektivischer Ansicht eine Vorrichtung zur Bodenbelüftung in Form einer Baumverankerung; Figure 1 is a perspective view of a device for ground ventilation in the form of a tree anchor.

Fig. 2 in Vogelperspektive eine Vorrichtung zur Bodenbelüftung in Form eines Baumrostes; Fig. 2 in bird's-eye view to an apparatus for aerating the soil in form of a tree grate;

Fig. 3 und 4 zwei Varianten einer Vorrichtung zur Bodenbelüftung in Form eines auch als Sitzgelegenheit benutzbaren Baum-Anfahrschutzes; und Fig. 3 and 4 show two variants of a device for aerating the soil in the form of a usable as a seat tree docking buffer; and

Fig. 5 in perspektivischer Ansicht eine Vorrichtung zur Bodenbelüftung in Form eines Bordsteins beispielsweise zur Begrenzung eines Hochbeets. Fig. 5 is a perspective view of a device for aerating the soil in the form of a curb, for example, to limit a raised bed.

Die Baumverankerung nach Fig. 1 setzt sich aus vier Hohlkörpern 1 und 2 zusammen, die über Kreuzgelenke 7 auf in den Boden einzubringenden Sonden 5 sitzen. Jeder Hohlkörper besitzt eine obere Querstrebe 1 und eine Längsstrebe 2, die ebenfalls durch Kreuzgelenke 7 zusammengeschlossen sind, so daß jede Schrägstellung der Längsstreben 2 möglich ist. Die Innenräume der Querstreben 1 und Längsstreben 2 sind durch Verbindungsschläuche 6 A miteinander verbunden.The tree anchorage according to Fig. 1 consists of four hollow bodies 1 and 2 together, sitting on universal joints 7 to be introduced into the ground probes. 5 Each hollow body has an upper cross strut 1 and a longitudinal strut 2 , which are also connected by universal joints 7 , so that any inclination of the longitudinal struts 2 is possible. The interiors of the cross struts 1 and longitudinal struts 2 are connected to one another by connecting hoses 6 A.

Die Hohlkörper 1, 2 besitzen je ein Lufteinlaßventil 3 und ein Luftauslaßventil 4, welch letzteres durch einen Verbindungsschlauch 6 mit der zugehörigen Sonde 5 verbunden ist.The hollow bodies 1, 2 each have an air inlet valve 3 and an air outlet valve 4 , the latter being connected to the associated probe 5 by a connecting hose 6 .

Bei Erwärmung der Luft in den Hohlkörpern 1 und 2 dehnt sich diese bei geschlossenem Einlaßventil 3 aus und strömt durch das Auslaßventil 4 über den Verbindungsschlauch 6 und die Sonde 5 in den Boden. Eine Bohrschnecke 10 am unteren Ende der Sonde 5 verhindert das Entweichen der Luft entlang der Sonde 5 und dient zugleich als Verankerung. Bei Abkühlung der Luft schließt das Auslaßventil 4 durch den entstehenden Unterdruck und öffnet sich das Einlaßventil 3. Somit kann die fehlende Luft wieder angesaugt werden. Dieser Pumpeffekt wird allein durch die Erwärmung bzw. Abkühlung der Luft im Tages-Nachtrhythmus bewirkt und wird ohne weitere Energieversorgung erreicht. When the air in the hollow bodies 1 and 2 is heated, it expands when the inlet valve 3 is closed and flows through the outlet valve 4 via the connecting hose 6 and the probe 5 into the ground. A auger 10 at the lower end of the probe 5 prevents the air from escaping along the probe 5 and also serves as an anchor. When the air cools, the outlet valve 4 closes due to the resulting negative pressure and the inlet valve 3 opens. The missing air can thus be sucked in again. This pumping effect is caused solely by the warming or cooling of the air in the daily night rhythm and is achieved without further energy supply.

Als Einlaß- und Auslaßventile können an sich bekannte Klappen- oder Membranventile Verwendung finden.Known as intake and exhaust valves Flap or diaphragm valves are used.

Über einen Druckluftanschluß 12 kann von Fall zu Fall Druckluft zur Bodenlockerung eingegeben werden.Compressed air for loosening the soil can be entered from case to case via a compressed air connection 12 .

In ihrem oberen Bereich sind die Sonden 5 von gelochten Vorratsbehältern 8 umgeben, die untereinander durch eine ebenfalls gelochte Ringleitung 9 verbunden sind. Durch einen Wasseranschluß 11 kann Wasser zugeführt werden, das dann durch die Löcher in den Vorratsbehältern 8 und in der Ringleitung 9 in den Boden austritt. Damit ist eine gleichmäßige Bewässerung der Baumwurzel möglich. Die Vorratsbehälter 8 können mit einem Düngemittel, mit Fungiziden oder Insektiziden gefüllt sein, von denen bei jeder Bewässerung eine bestimmte Dosis mit ins Erdreich gelangt.In its upper region, the probes 5 are surrounded by perforated storage containers 8 , which are connected to one another by a ring line 9, which is likewise perforated. Water can be supplied through a water connection 11 , which then exits through the holes in the storage containers 8 and in the ring line 9 into the ground. This enables uniform watering of the tree root. The storage containers 8 can be filled with a fertilizer, with fungicides or insecticides, of which a certain dose reaches the soil with each irrigation.

Beim Baumrost der Fig. 2 entsprechen die als Hohlkörper 1 ausgebildeten Rostelemente den Hohlkörpern 1 und 2 der Baumverankerung nach Fig. 1. Die Funktion des Baumrostes nach Fig. 2 ist die gleiche wie die der Baumverankerung nach Fig. 1. Entsprechende Teile wurden mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the tree grate of FIG. 2, the grate elements designed as hollow bodies 1 correspond to the hollow bodies 1 and 2 of the tree anchorage according to FIG. 1. The function of the tree grate according to FIG. 2 is the same as that of the tree anchorage according to FIG. 1. Corresponding parts have been given the same Provide reference numerals.

Bei den Ausführungsvarianten nach Fig. 3 und 4 bilden die Hohlkörper einen auch als Sitzgelegenheit verwendbaren Baum-Anfahrschutz 13 bzw. 14.In the embodiments according to FIGS. 3 and 4, the hollow bodies form a usable as a seat tree-collision 13 and 14 respectively.

Bei der Ausführungsvariante nach Fig. 5 bilden die Hohlkörper Winkelsteine 15 bzw. Bordsteine 16 zur Begrenzung eines Hochbeets zwischen zwei Straßen 17 oder zwischen einer Straße 17 und einem Gehweg 18. Die Wirkungsweise der Ausführungsvarianten nach Fig. 3 bis 5 ist die gleiche wie bei den Ausführungsformen nach Fig. 1 und 2.In the embodiment of FIG. 5, the hollow body forming angle blocks 15 and 16 curbs for limiting a raised bed between two blocks 17 or 17 between a road and a sidewalk 18th 3 to 5, the operation of the embodiments according to Fig., The same as in the embodiments of FIGS. 1 and 2.

Claims

1. A device for soil ventilation, in particular in the root area of trees, with a probe to be introduced into the ground with a compressed air supply and with an air outlet at the lower end, characterized in that the probe ( 5 ) is exposed to a hollow body exposed to atmospheric temperature fluctuations during the day and night ( 1, 2 ) is connected to the atmosphere via an air inlet valve ( 3 ), which air inlet valve is closed at a pressure of the air volume enclosed in the hollow body equal to or greater than the atmospheric pressure.

2. Device according to claim 1, characterized in that the hollow body ( 1, 2 ) is connected via an air outlet valve ( 4 ) to the probe ( 5 ), which air outlet valve is closed at a pressure of the air volume enclosed in the hollow body equal to or less than the atmospheric pressure is.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the hollow body ( 1, 2 ) is provided with highly heat-absorbing surfaces.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the probe ( 5 ) is surrounded in its lower region by a auger ( 10 ).

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized by an additional compressed air connection ( 12 ) with an air inlet valve ( 3 ).

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the hollow body ( 1 ) forms a tree anchorage, a tree grate, a tree collision protection, a curb or a part of these.

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the probe ( 5 ) has in its upper region a perforated storage container ( 8 ) for fertilizers, fungicides, insecticides and the like with a water connection ( 11 ).

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that a plurality of probes ( 5 ) with hollow bodies ( 1, 2 ) and / or a plurality of storage containers ( 8 ) via connecting lines ( 6 A , 9 ) to form a unit are united.