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Erfindungsgebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Vernichtung von unerwünschten
Lebensformen in Felderde, besonders bodenbürtigen Pathogenen, Würmern oder Insekten
oder Schadpflanzen durch die Beaufschlagung mit Hitze.
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Allgemeiner Stand der
Technik
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Vor
dem Aussäen
von Saaten in die gepflügte
Erde ist es wünschenswert,
unerwünschte
und schädliche
Lebensformen wie bodenbürtige
Pathogene, Würmer,
Insekten und gewisse pflanzliche Lebensformen, die die Saaten vernichten
oder ihre ordnungsgemäße Keimung
beeinträchtigen
können,
zu vernichten. Die Praxis einer derartigen Vernichtung von unerwünschten
Lebensformen in Felderde, die hier kurz "Bodenentseuchung" genannt wird, ist schon sehr lange
bekannt, und zu ihrer Durchführung sind
verschiedene Mittel eingesetzt worden. Zu den bekannten Methoden
gehört
die Anwendung von Pestizidchemikalien oder im allgemeinen von Chemikalien,
die in die Erde eindringen können
und die Eliminierung von Schädlingen
bewirken. Der Einsatz solcher Chemikalien wird jedoch immer schwieriger, muß in einigen
Fällen
kontinuierlich reduziert werden und wird auf der Grundlage internationaler
Vereinbarungen über
die Vermeidung von ökologischen
Schäden
in ein paar Jahren völlig
eingestellt. Chemikalien können
allgemein ökologische
Schäden
anrichten. Bei einem anderen bekannten Verfahren wird Dampf verwendet,
der in die Erde eindringt und Würmer,
Insekten u.ä.
vernichtet. Angesichts der großen
Flächen,
die behandelt werden müssen,
ist die Verwendung von Dampf weder effektiv noch rationell. Bei
einem weiteren in der Technik verwendeten Verfahren wird die Sonnenstrahlung
genutzt. Zu diesem Zweck können
Kunststoffolien über
der Erde ausgebreitet werden, die von der Sonnenstrahlung erhitzt
werden und die Hitze zur Erde übertragen.
Auch dieses Verfahren ist ange sichts der sehr großen betroffenen Flächen weder
effektiv noch rationell und ist ohnehin nur zu gewissen Jahreszeiten
und an gewissen Orten mit ausreichend intensiver Sonnenstrahlung
praktikabel und kann daher nicht als allgemein zufriedenstellendes
Verfahren gelten.
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Aus
der US-PS 2,548,065 ist eine Brennvorrichtung für Pflanzenbeete bekannt, die
Unkraut und unterirdische Wurzeln vernichtet, die ansonsten das ordnungsgemäße Wachstum
der Pflanzen beeinträchtigen
würden.
Die Vorrichtung umfaßt
einen Wagen mit einem bodenlosen Ofen, der eine Querreihe von Füßen, die
die Erde aufbrechen, und mehrere Brennerdüsen trägt, die an der hinteren Wand
des Ofens montiert und so ausgerichtet sind, daß sie ihre Flammenstrahlen
(38) in Furchen werfen, die von den entsprechenden Füßen gezogen
wurden. Die Vorrichtung braucht einen pflugförmigen Fuß, um die Erde aufzubrechen
und im wesentlichen zu pflügen, bevor
ein Flammenstrahl in die von dem Fuß gezogene Furche gerichtet
wird. Ein Ebner folgt der Flamme und deckt die Furche ab oder ebnet
sie ein, wodurch der Vorgang abgeschlossen wird.
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Aus
der
FR 2,756,704 ist
eine Wärme-Unkrautvernichtungsmaschine
bekannt, die eine Reihe von Brennern und eine Walze umfaßt, die
hinter der Reihe von Brennern über
die Erde rollen soll. Zusätzlich
ist mit dem Vorrichtungsrahmen ein Pflugwerkzeug verbunden und vor
den Brennern angeordnet, das zur mechanischen Vernichtung von Unkraut
mit tiefen Wurzeln eingesetzt wird. Das Werkzeug kann die Erde auch
lockern. Eine Vorrichtung, die zwei Tragbalken umfaßt, dank
derer ein erster Satz Furchen durch einen ersten Satz Flammen erhitzt
und dann durch einen zweiten Satz Flammen wieder erhitzt werden
kann, dessen Hauptaufgabe die Erhitzung eines zweiten Satzes Furchen
ist, aber dessen Temperatur hoch genug ist, um die Erde des ersten Satzes
Furchen auf eine gewünschte
Minimaltemperatur zu bringen, wie sie in der vorliegenden Erfindung
offengelegt wird, wird in der
FR
2,756,704 nicht gelehrt.
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Aus
der
CH 574,705 ist eine
Vorrichtung zur Dekontaminierung der Krumenschicht und zur Unkrautbekämpfung bekannt.
Eine Gitterwalze dringt in die Erde ein und hinterläßt eine
aufgelockerte Erdschicht. Das hinter der Walze angeordnete Schürfschar
hebt die aufgelockerte Erde an, und auf die obere gelockerte Erdschicht
gerichtete Gasbrenner erhitzen die Erde. Diese Vorrichtung unterscheidet sich
von der der vorliegenden Erfindung, deren Flamme auf die unmittelbar
hinter den Pflügen
und nicht auf ihnen liegende Erde geworfen wird. Außerdem wird
in der
CH 574 705 eine
Vorrichtung weder offen- noch nahegelegt, die zwei Tragbalken umfaßt, dank derer
ein erster Satz Furchen durch einen ersten Satz Flammen erhitzt
und dann durch einen zweiten Satz Flammen wieder erhitzt werden
kann, dessen Hauptaufgabe die Erhitzung eines zweiten Satzes Furchen
ist, aber dessen Temperatur hoch genug ist, um die Erde des ersten
Satzes Furchen auf eine gewünschte
Minimaltemperatur zu bringen.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein effizientes
Verfahren zur Desinfizierung von Erde und insbesondere für die Vernichtung
von bodenbürtigen
Pathogenen, Würmern
und Insekten u.ä.
und von Schadpflanzen bereitzustellen.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein solches Verfahren
bereitzustellen, das bis in eine bedeutende Tiefe der Felderde hinein sehr
effektiv ist.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein solches Verfahren
bereitzustellen, das auf Flächen
beliebiger Größe angewandt
werden kann.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein solches Verfahren
bereitzustellen, das in keiner Weise von Klimabedingungen oder von bestimmten
Jahreszeiten abhängig
ist.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein solches Verfahren
bereitzustellen, das wirtschaftlich keine Nachteile hat und bei
dem keine unerwünschten
Chemikalien in die Erde eingeführt
werden müssen.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung
zur Durchführung
des obigen Verfahrens bereitzustellen.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung
bereitzustellen, die sich leicht und kostengünstig bauen oder betreiben
läßt.
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Andere
Aufgaben und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung
hervor.
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
ist dadurch gekennzeichnet, daß Flammen
erzeugt werden, die bis zu einer gewünschten Tiefe und in vorbestimmten
Abständen
zueinander in die Erde gehen, so daß die Erde relativ einheitlich
erhitzt wird, und entlang gewünschten
Bahnen in der Erde fortbewegt werden, um einen beliebigen gewünschten
landwirtschaftlichen Bereich abzudecken.
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Vorzugsweise
wird das Verfahren durchgeführt,
indem schmale Furchen in der Erde gezogen und die Flammen gleichzeitig
erzeugt und entlang den Furchen vorwärtsbewegt werden. Üblicherweise handelt
es sich bei den Furchen um schmale, in der Erde erzeugte Spalte;
bei der Erde handelt es sich besonders um Kulturland, das daher
nicht fest ist, sondern in dem sich Spalte oder Furchen leicht erzeugen
lassen. Vorzugsweise werden die Flammen durch das Entzünden von
Strömen
flüssigen
oder gasförmigen
Brennstoffs erzeugt und werden kontinuierlich bis in die gewünschte Tiefe
in die Erde geführt.
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Die
Strömungsrate
des Brennstoffs ist so bestimmt, daß die Erde in der Nähe der durch
den entzündeten
Brennstoff erzeugten Flamme eine Temperatur von mindestens 600°C und vorzugsweise
zwischen 1000°C
und 1500°C
erreicht. Die in der Erde erzeugte Temperatur liegt vorzugsweise
zwischen 100°C
und 160°C.
Weiter bevorzugt liegen die Spalte oder Furchen, entlang denen die
Flammen getrieben werden, ausreichend nahe beieinander, so daß die Mindesttemperatur
der Erde an intermediären
Punkten zwischen ihnen mindestens 120°C betragen sollte. Unter den
vorherrschenden Bedingungen und abhängig von klimatischen und jahreszeitlichen
Bedingungen umfaßt
die Menge an Wärme,
die an die Erde übertragen
wird, zwischen 1.000.000 und 1.400.000 Kalorien pro Quadratmeter
Erde. Die Menge an eingesetztem Brennstoff wird unter Berücksichtigung der
Brennstoffart so berechnet, daß die
gewünschte Wärmemenge
bereitgestellt wird. Die Geschwindigkeit, mit der sich die Flammen
entlang den Spalten oder Furchen fortbewegen, sollte ausreichend
gering sein, damit sich die Wärme
zwischen benachbarten Furchen so ausbreiten kann, daß die Erde
zwischen Furchen die gewünschten
Mindesttemperaturen erreicht. Mit dem Gebrauch des Wortes "Furchen" zur Bezeichnung
der Erdspalte, durch die die Flammen fortbewegt werden, soll die
Form oder die Abmessungen dieser Spalte, die von Fall zu Fall verschieden sein
können
und von der Form und der Größe der Werkzeuge,
die zu ihrer Erzeugung verwendet werden, sowie vom Zustand der Erde
vor dem Ziehen der Furchen abhängen
können,
in keiner Weise eingeschränkt
werden. Sie können
daher vertikal mit geraden Seiten sein oder einen V-förmigen Querschnitt haben
oder ihre Form kann variieren, und zwar von scharfen Spalten bis
zu Furchen wie sie von Pflügen gezogen
werden.
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Die
Vorrichtung zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
umfaßt
einen Rahmen, der mehrere Werkzeuge zum Ziehen der Furchen in der
Erde, die im weiteren "Pflüge" genannt werden, ohne
daß durch
den Gebrauch dieses Begriffs ihre Form oder Abmessungen oder mechanische
Struktur eingeschränkt
werden sollen, sowie eine entsprechende Zahl von Brennern trägt, die
unmittelbar hinter den Pflügen
angeordnet sind. Das Wort "hinter" bezieht sich hier
auf die Bewegungsrichtung, die der Vorrichtung auferlegt wird und
deutet lediglich an, daß sich
der Brenner entlang einer Furche, die gezogen wird, und vorzugsweise
unmittelbar hinter dem Pflug, der sie zieht, bewegt. Die Vorrichtung
kann von Rädern
getragen werden und ist mit Mitteln versehen, mit denen sie mit
einem Fahrzeug, vorzugsweise einem Traktor, verbunden werden kann.
Bei einer wahlweisen Form der Erfindung ist der den Pflug und die
Brenner tragende Balken mit zwei ausklappbaren Flügeln versehen,
die ausgebreitet werden können, wenn
er in Gebrauch ist, um eine größere Breite
zu bedecken als wenn er nicht in Gebrauch ist. Bei einer bevorzugteren
Ausführungsform
der Erfindung sind ferner zwei Tragbalken vorgesehen, die hintereinander
angeordnet sind und Pflüge
und Brenner so tragen, daß die,
die von einem Balken getragen werden, Furchen ziehen und erhitzen,
die zwischen den Furchen liegen, die von den Pflügen und Brennern gezogen und
erhitzt werden, die vom anderen Balken getragen werden. Die Balken
brauchen nicht gleich breit zu sein, und es kann sein, daß die Vorrichtung
Furchen zieht, die in der Mitte des behandelten Bereichs näher sind
als an den Seiten. Es kann sein, daß die Vorrichtung in diesem
Fall in aufeinanderfolgenden Behandlungsstadien vorwärtsbewegt
wird, so daß in einem
zweiten Stadium zumindest an den Seiten der behandelten Bereiche
Furchen zwischen jenen gezogen werden, die im ersten Stadium gezogen
wurden, so daß am
Ende der relevante Erdbereich einheitlich behandelt wurde.
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Die
Pflüge,
die Teil der Vorrichtung sind, können
beliebiger Art oder Gestalt sein. Ihre Gestalt ähnelt im allgemeinen der herkömmlicher
Pflüge
oder es handelt sich einfach um gekrümmte Schneidemesser, wie im
weiteren dargestellt; ihre Gestalt und Größe hängt jedoch vom Zustand der
behandelten Erde ab. Wenn die Erde bereits gepflügt wurde und daher schon aufgebrochen
ist und der Vorwärtsbewegung
der Pflüge
sehr geringen Widerstand entgegensetzt, können diese im wesentlichen
als Schutz der Brenner fungieren, so daß diese sich in der Erde vorwärtsbewegen
können,
ohne Grund verdrängen und
so auf mechanischen Widerstand treffen zu müssen. Wenn die Erde jedoch
kompakter ist, müssen stärkere Pflüge bereitgestellt
werden, und es kann sogar notwendig sein, Drehmesser vorzusehen,
die unter Umständen
vom Traktor, der die Vorrichtung zieht, angetrieben werden. Die
Brenner sollten so schmal sein oder mit einem ausreichend schmalen Auslaßrohr enden,
daß sie
sich hinter den Pflügen vorwärtsbewegen,
ohne daß der
Boden ihnen bedeutenden Widerstand entgegensetzt. Ansonsten können sie
beliebiger Art sein, wie sie herkömmlich zur Verfügung stehen,
und brauchen nicht weiter beschrieben zu werden. Brennstofftanks
können
für jeden
Brenner an der Vorrichtung selbst vorgesehen sein oder vom Traktor
oder einer anderen Zugvorrichtung getragen werden, und Brennstoff
kann durch beliebige praktische Pumpenmittel zu den Brennern gepumpt
werden.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Draufsicht auf die Hauptbauteile einer Vorrichtung
nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform;
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2 eine
Ansicht der Vorrichtung aus 1 von hinten
in der Richtung A von 1;
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3 einen
schematischen Querschnitt eines Betriebsfußes der obigen Vorrichtung
in der Ebene X-X von 1;
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4 eine
schematische Ansicht des Betriebsfußes von hinten in der Richtung
B von 3 und
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5 eine
schematische Perspektivansicht des Betriebs des Fußes aus 3 und 4.
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Ausführliche Beschreibung bevorzugter
Ausführungsformen
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In 1 und 2 werden
zwei Balken, der vordere und der hintere, mit 10 bzw. 11 bezeichnet. Der
hintere hat zwei Flügel 12 und 13,
die um Drehzapfen 14 bzw. 15 um 90° zurückgeklappt
werden können,
so daß die
Vorrichtung, wenn sie sich nicht in Betrieb befindet, nur etwas
breiter als der hintere Balken 11 ist. Bei einer optionalen
Struktur der Vorrichtung können
die Flügel
jedoch weggelassen werden. Mit 16 werden Ansätze bezeichnet,
um die Vorrichtung mit dem symbolisch mit 17 bezeichneten Traktor,
der sie zieht, zu verbinden. Die Verbindung zwischen dem Traktor
und der Vorrichtung, die die Betriebsanordnung genannt wird und
allgemein mit dem Bezugszeichen 20 versehen ist, kann durch
beliebige herkömmliche
mechanische Mittel erfolgen, die daher nicht im Einzelnen beschrieben
werden.
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Die
Balken 10 und 11 werden von Füßen 21 und 22 getragen,
die an ihren unteren Enden Räder 23 und 24 aufweisen.
Es können
mehr Füße und Räder vorgesehen
sein, aber jeweils zwei sind ausreichend, da die Vorrichtung 20 an
ihrer Vorderseite durch die Anbringung 16 an den Traktor
getragen wird. Der Zweck der obengenannten Räder besteht darin, die Vorrichtung
auf einer gewünschten
Höhe zu
halten; sie können
jedoch weggelassen werden. Die Balken 10 und 11 tragen
nach unten ragende Vorsprünge 25 und 26,
die jeweils als Betriebsfüße bezeichnet
werden. 3 und 4 zeigen
im Einzelnen einen Betriebsfuß 26;
was in bezug auf Füße 26 erwähnt wird,
gilt auch für
Füße 25.
Wie aus 3 und 4 ersichtlich,
trägt jeder
Fuß 26 (oder 25)
einen Pflug 31 und Mittel zum Werfen einer Flamme auf die
Erde, die in diesem Beispiel einen Kanal 40 umfassen, um
der Erde unmittelbar hinter dem Pflug die durch einen nicht gezeigten
Brenner erzeugte Flamme zuzuführen.
Es ist nicht nötig,
einen Brenner für
jeden Fuß vorzusehen,
da ein einzelner Brenner mehr als einen Kanal 40 speisen
kann. Als Alternative könnte
jedoch von jedem Fuß ein
Brenner direkt getragen werden und seine Flamme direkt auf den Boden
werfen.
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Während der
Traktor 17 die Anordnung 20 zieht, zieht jeder
Pflug 31 eine schmale Furche in der Erde, und der am selben
Fuß wie
der Pflug angebrachte Kanal 40 oder als Alternative der
Brenner erzeugt eine Flamme und erhitzt den Boden und die Seiten
der Furche auf die gewünschte
Temperatur.
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5 veranschaulicht
diesen Vorgang schematisch; die Furche wird dabei allgemein mit 35 bezeichnet,
die Seiten mit 36 und der Boden mit 37, während die
Flamme schematisch mit 38 bezeichnet wird. In 5 wird
die Furche 35 am Boden eines Grabens 39 dargestellt,
der zuvor durch die allgemeine Bearbeitung des Feldes, in dem die
Erfindung durchgeführt
wird, erzeugt worden war, und entsprechend ähnelt der Pflug nur einem vorwärts geneigten Messer.
Der Pflug könnte
jedoch anders strukturiert sein, und bei ungepflügtem Boden könnte er
auch wie ein sich drehendes Rad strukturiert sein. Drehwerkzeuge
zum Vertiefen oder Ziehen von Furchen in der Erde sind wohlbekannt
und können
von Fachleuten leicht vorgesehen werden, da sie in der Landwirtschaft
herkömmlich
sind. Der Antrieb für
diese Werkzeuge kann an der Anordnung 20 montiert und mittels
eines geeigneten Getriebes mit den verschiedenen Drehwerkzeugen
verbunden sein oder kann, wie in der Technik üblich, vom Traktor stammen.
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Wie
aus 1 und 2 ersichtlich, sind die verschiedenen
Füße 25–26 mit
ihren Pflügen
und Brennern so an den Balken 10 und 11 montiert,
daß die
von einem Balken getragenen Pflüge
bei der Vorwärtsbewegung
der Anordnung 20 Furchen ziehen, die zwischen den Furchen
liegen, die von den am hinteren Balken montierten Pflügen gezogen
wurden. Bei der besonderen, in 1 gezeigten
Ausführungsform
können
die Füße 25 und 26 beispielsweise von
50 cm plaziert werden, und die Füße 25 werden an
Längslinien
plaziert, die zwischen angrenzenden Füßen 26 in gleichem
Abstand von diesen Füßen verlaufen.
Die Flügel 12 und 13 tragen
Füße 28 und 29,
die den Füßen 25 und 26 ähneln, ziehen
aber selbstverständlich
Furchen, die weit von denen getrennt sind, die von den Pflügen der
Füße 25 und 26 gezogen
wurden. Zur Erzielung eines einheitlichen Abstands zwischen angrenzenden
Furchen wird die Anordnung 20 in aufeinanderfolgenden Durchgängen gezogen,
so daß die
Füße 25 und 26 Furchen ziehen,
die zwischen den Furchen liegen, die zwischen den Füßen 26 und 28 oder 25 und 29 in
einem früheren
Durchgang der Vorrichtung gezogen wurden.
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Bei
der beschriebenen Ausführungsform wird
davon ausgegangen, daß die
Brenner mit einem Strahl flüssigen
Brennstoffs gespeist werden, der von auf dem Traktor getragenen
Pumpen erzeugt und von ebenfalls auf dem Traktor getragenen Brennstofftanks
zugeführt
wird, wobei die Pumpen und die Tanks nicht gezeigt werden. Der Strahl
wird über
allgemein bei 40 angedeuteten Leitungen zu den Brennern
geführt.
Jeder Brenner oder jede Brennergruppe könnte jedoch auch von Tanks
und Pumpen gespeist werden, die von der Anordnung 20 getragen werden.