ES2241368T3 - Aparato y metodo para controlar malas hierbas y plagas de plantas. - Google Patents

Aparato y metodo para controlar malas hierbas y plagas de plantas.

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ES2241368T3 ES99970569T ES99970569T ES2241368T3 ES 2241368 T3 ES2241368 T3 ES 2241368T3 ES 99970569 T ES99970569 T ES 99970569T ES 99970569 T ES99970569 T ES 99970569T ES 2241368 T3 ES2241368 T3 ES 2241368T3
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Ian Johnstone
Robert Smith
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    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01MCATCHING, TRAPPING OR SCARING OF ANIMALS; APPARATUS FOR THE DESTRUCTION OF NOXIOUS ANIMALS OR NOXIOUS PLANTS
    • A01M21/00Apparatus for the destruction of unwanted vegetation, e.g. weeds
    • A01M21/04Apparatus for destruction by steam, chemicals, burning, or electricity

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Abstract

Un método para destruir o controlar vegetación indeseada y plagas agrícolas, que incluye las etapas de: - generar un gas precursor caliente, consistente esencialmente en gases de combustión, utilizando al menos un quemador de combustible de hidrocarburo y dentro de una carcasa o envuelta de alojamiento que tiene una entrada de respiradero o toma de aire, una cámara de mezcla y una salida de descarga; - generar un fluido precursor caliente, que incluye vapor húmedo, vapor saturado o mezclas de los mismos, en el interior de un generador de vapor que está conectado a una fuente de agua, de tal manera que el generador de vapor es calentado por los gases de combustión y/o por el quemador; - descargar el fluido precursor caliente al interior de la cámara de mezcla de la carcasa de alojamiento, y calentar adicionalmente este fluido a través del intercambio directo de calor, y mezclarlo con los gases de combustión para obtener un fluido de tratamiento caliente en el cual el componente de agua consiste sustancialmente en vapor sobrecalentado y/o seco; y - inducir al fluido de tratamiento caliente a fluir dentro de la abertura de descarga de la carcasa de alojamiento, y a salir de la misma, en forma de una corriente en chorro para su aplicación sobre un área de tratamiento, a fin de destruir con ello térmicamente la vegetación indeseada y las plagas agrícolas.

Description

Aparato y método para controlar malas hierbas y plagas de plantas.
La presente invención se refiere a dispositivos que generan un flujo de fluido calentado que puede ser utilizado en la agricultura y otras aplicaciones en las que se requiere elevar la temperatura de objetos o del entorno durante cortos periodos de tiempo. La invención concierne también a una implementación y a un método agrícolas mejorados para controlar o erradicar malas hierbas y plagas que afectan a la tierra arable y a las plantas de utilidad, por medio de la aplicación de un fluido calentado sobre las áreas afectadas por dichos agentes indeseados.
2. Antecedentes de la invención
La presente invención se ha desarrollado a la luz de las desventajas constatadas para los aparatos de combustión conocidos para el control de plagas de plantas y malas hierbas, en su uso para flamear o aplicar llamas a los cultivos. Si embargo, el concepto que subyace en la invención tiene usos en otros campos de aplicación, tal y como se expondrá más adelante. En consecuencia, si bien la siguiente descripción de antecedentes se refiere a las aplicaciones para el control de las malas hierbas en el sector agrícola, no se pretende que la invención quede limitada únicamente a dicho campo.
Dentro de la industria agrícola, se sabe de diversos métodos reconocidos para controlar el crecimiento de las malas hierbas, así como de otras plagas indeseables que afectan a cosechas y a plantas de utilidad, y erradicarlas.
Los herbicidas y los pesticidas son, con mucho, las armas utilizadas más comúnmente para el control de las malas hierbas y las plagas. Sin embargo, existe una preocupación siempre creciente por la degradación del medio ambiente, por los efectos adversos que tienen los herbicidas en las cosechas, así como por la creación de cepas de malas hierbas y de plagas nocivas que resisten a los herbicidas y pesticidas. En consecuencia, se han propuesto en el pasado diversas alternativas al uso (único) de agentes químicos.
Se han estudiado a lo largo de los años el flameo de los cultivos y otros métodos para el control de las malas hierbas basados en la energía térmica, como alternativas o complementos colaterales al uso de herbicidas y pesticidas.
El flameo de los cultivos implica la aplicación durante un tiempo corto de calor de elevada intensidad que se genera por medio de la combustión de gas licuado derivado del petróleo (LPG -"liquified petroleum gas"), o de otros combustibles de hidrocarburos, y que se transporta al área de tratamiento por los gases de combustión. La aplicación de calor ha de ser suficiente para generar un incremento súbito de la temperatura en las células de las hojas de las malas hierbas, hasta aproximadamente entre 50 y 70º, de tal manera que se ocasionen daños celulares en las hojas y en los tallos de las malas hierbas jóvenes y verdes, y se maten las plagas, tales como las bacterias, gorgojos, insectos o esporas de hongos y similares, que probablemente puedan atacar plantas de cultivo valiosas. Esto conduce, con el tiempo, al marchitamiento de las hojas y de los tallos de las malas hierbas y, finalmente, da lugar a la muerte de las malas hierbas sensibles a ello, sin destruir la planta de cultivo. La Patente norteamericana Nº 3.177.922 (de Pardee) describe un aparato de flameo de cultivos provisto de una batería de quemadores de LPG montados en una barra portaherramientas transportada por un tractor. Los quemadores individuales se montan de manera ajustable en la barra de soporte transversal, en disposición escalonada, de modo que coincidan con la distancia de separación entre las filas del cultivo, y de tal forma que dirijan los gases de combustión calientes a la base de las plantas de cultivo. Con el fin de aislar térmicamente y proteger las partes superiores de las plantas de cultivo, se ha propuesto el uso de cortinas de aire para confinar el calor de las llamas a la base de las plantas; véase la Patente norteamericana Nº 3.477.174 (de Lalor). Se aprecian también con los tratamientos de flameo problemas provocados por el sobrecalentamiento de la planta de cultivo, tales como daños en las hojas. La Patente norteamericana Nº 5.189.832 (de Hoek et al.) describe una propuesta para reducir el daño por calor ocasionado a la planta, al crear una cortina horizontal de aire frío en las proximidades de la base de la planta, a fin de limitar la ascensión de aire caliente que tiende a dañar las hojas. Otros dispositivos, tales como el que se describe en la Patente norteamericana Nº 5.020.510 (de Jones) y en el documento WO 97/03557 (de Waipuna), utilizan carcasas o envueltas rectangulares, abiertas por su fondo, arrastradas por un tractor y soportadas sobre ruedas, que son arrastradas sobre un área infestada de malas hierbas, de tal manera que el aire y una parte de los gases de combustión son hechos recircular dentro de la cámara de cavidad interior de la carcasa, utilizando ventiladores y manteniéndolos a temperaturas de en torno a 300ºC durante el tratamiento del suelo.
La Patente norteamericana Nº 213.255 (de Simpson) y el documento AU-B-50364/93 (de P.C. Wagner) describen un aparato que avanza sobre raíles y que utiliza vapor y/o agua caliente para matar la vegetación existente en los lechos de la vía férrea. El agua caliente / vapor destruye las células de las plantas, que finalmente se marchitan. Este principio ha encontrado también aplicación en dispositivos que pueden ser utilizados más fácilmente en la agricultura; compárense los dispositivos portados a mano del documento GB-A-2.306.151 (de Amold) y del documento JP-A-07-274798 (de Kubo). Algunos dispositivos se sirven de un calentador eléctrico para generar el vapor, como en el documento RU-A-2002410 (de Kerimova). Algunos dispositivos incorporan carcasas o construcciones de caja de aplicación para crear un entorno de aplicación del vapor más controlable; documento GB-B-2.122.511 (de Makar). Se han propuesto asimismo dispositivos que prolongan el tiempo de permanencia durante el cual el agua caliente / vapor ha de ocasionar los daños térmicos en las células de las malas hierbas indeseadas, al incluir estructuras de contacto superficial, tales como cintas sin fin y tableros o placas protectoras. Estos dispositivos retienen y/o "empujan" el calor al interior de las plantas, y mantienen temporalmente el área rodeada por la placa protectora aislada de las condiciones ambientales; compárense la Patente norteamericana Nº 5.430.970 (de Thompson) y el documento WO 94/11110 (de Aquaheat Technology), describiendo este último documento el uso de agua calentada, sola o en mezclas con herbicidas / pesticidas, para llevar a cabo la destrucción de las malas hierbas y las plagas.
En aún otra modificación del principio básico de utilizar agua caliente / vapor para matar las malas hierbas, así como los insectos y plagas que dañan las cosechas, se conoce por el documento WO 94/26102 (de Waipuna) la práctica de rociar el follaje de las malas hierbas con agua caliente y vapor a presión, a temperaturas comprendidas en el intervalo entre 75ºC y 120ºC. El fluido presurizado y caliente se aplica en estrecha proximidad con el terreno, a través de boquillas de chorro y con caudales de flujo de agua de entre aproximadamente 4 y 15 litros por minuto. El evaporador que genera calor, el tanque de suministro de agua y la bomba de presurización, son portados sobre una furgoneta o tractor, en tanto que se suministra al dispositivo de aplicación, que puede ser un simple cabezal de aplicación empujado a mano y provisto de eyectores de chorro de suministro de fluido, situados dentro de una caja abierta por su fondo, o un aplicador de barra o larguero distribuidor, remolcado y provisto de múltiples eyectores de chorro, el fluido de tratamiento caliente a través de mangueras aisladas. Se conoce por el documento NZ-A-237524 un dispositivo de mano que se sirve de un único eyector de chorro de agua presurizada y calentada eléctricamente.
En una modificación adicional del principio básico de utilizar fluidos calentados para destruir las malas hierbas, el documento DE A-3639705 describe un aparato móvil de destrucción de malas hierbas que incluye un tanque de agua y un generador de vapor, transportados sobre un vehículo adecuado. El generador de vapor, que es un evaporador con quemado de petróleo, se ha dispuesto de manera que suministre vapor sobrecalentado a presiones superiores a 10 bar y a temperaturas de más de 180ºC, a través de una manguera adecuadamente aislada y flexible, a un cabezal de rociado soportado manualmente, o de mano, que tiene una boquilla de descarga de chorro, dispuesta en el interior de una carcasa o envuelta deflectora de forma parabólica.
Es común a todos los dispositivos y métodos anteriores el hecho de utilizar generadores de vapor o evaporadores de uso específico, ya sea calentados eléctricamente o de quemado de combustible, para la generación del fluido de tratamiento (ya sea agua caliente, mezclas de agua / vapor calientes, vapor húmedo o vapor sobrecalentado). Los generadores de vapor calentados eléctricamente requieren una fuente de potencia independiente, como una batería o un generador eléctrico accionado por el motor del vehículo que arrastra o transporta el generador de vapor, por lo que se incrementan los costes de inversión para tales dispositivos. Los evaporadores de quemado de combustible son ineficientes energéticamente, ya que generan una cantidad sustancial de calor residual.
Otros dispositivos y métodos que se basan en el choque térmico para controlar o destruir las malas hierbas y los parásitos, se sirven simplemente de una bocanada o soplo de aire calentado eléctricamente, por ejemplo, el del documento GB-A-2.278.988 (de Morgan), o de una mezcla de gases de combustión y aire presurizados, por ejemplo, el del documento AU-B-10256/83 (de Morris). En él, el flujo de aire calentado es dirigido sobre un área de tratamiento que se cubre con una visera o carcasa móvil de la forma adecuada, que se hace desplazar sobre el área de tratamiento y que incrementa el tiempo de permanencia de que disponen los gases calentados para dañar las células de las malas hierbas o plagas de las plantas.
Uno de problemas principales que requieren ser acometidos en el flameo de cultivos es la tendencia de la vegetación seca a la ignición incluso en el caso de que las llamas de quemador del aparato de flameo de cultivos se mantengan bien distanciadas de la zona de tratamiento. Otro problema es la tendencia de los gases de combustión calientes a elevarse alejándose de la zona de tratamiento, es decir, que el tiempo de permanencia es a menudo insuficiente para conseguir el aumento requerido en la temperatura de las malas hierbas. Se ha tratado de acometer este último problema mediante el uso de cajas y placas protectoras de tratamiento, de una forma similar a los dispositivos anteriormente descritos que emplean vapor como fluido de tratamiento. Otras soluciones comprenden el uso de disposiciones de quemador especializadas, tales como las descritas en el documento WO 98/01031 (de Johnstone et al.).
El documento WO 96/03036 (de Adey et al.) describe un dispositivo y un método para matar malas hierbas, que combina los principios del flameo puro de los cultivos (que tan solo utiliza gases de combustión calientes como fluido de tratamiento) y de matar las malas hierbas con agua caliente. El dispositivo de Adey acomete los problemas de ignición de la vegetación presentes en algunos dispositivos de flameo de cultivos. En el dispositivo de Adey, impulsado manualmente, el agua procedente de un recipiente transportado por un vehículo es introducida, en forma de gotitas de agua libres o de una fina neblina de agua, en una cámara de quemador tubular, soportada sobre ruedas. Las gotitas de agua son calentadas y transportadas lejos por medio de un soplo de aire que se calienta mediante un quemador de gas; la mezcla de aire, agua y gases de combustión sale por el extremo de fondo abierto del alojamiento del quemador, en dirección al área de tratamiento. Se afirma que el agua puede llegar a ser calentada lo suficiente como para formar vapor de agua caliente, vapor saturado o aire de elevada humedad. Adey requiere específicamente el suministro de grandes volúmenes de aire calentado a la zona de tratamiento. Para conseguir los elevados caudales de flujo requeridos, de 600 a 5.000 litros / minuto de aire pasando a través del alojamiento del quemador, Adey sugiere el uso de un ventilador soplante o de una fuente de aire comprimido, por medio de la cual se suministre aire a entre 0,5 y 10 bar, a través de un orificio de entrada de aire dotado de dimensiones adecuadas, al interior del alojamiento del quemador. La necesidad de grandes volúmenes de aire a presión incrementa sustancialmente los costes de equipo y el tamaño de los equipos. El método para matar malas hierbas de Adey requiere también que el follaje de las malas hierbas se moje lo suficiente como para que sea visible a simple vista, y se afirma que el consumo de agua es de entre 30 y 60 litros por hora, lo que no sería un problema para un dispositivo aplicador empujado manualmente y con sólo un quemador. Sin embargo, para aplicaciones que requieren una batería de quemadores para tratar grandes áreas de tierra, el consumo de agua limitará seriamente al alcance operativo de dicho dispositivo, debido a la necesidad de rellenar frecuentemente el tanque de suministro transportado por el vehículo. Si se utilizan grandes tanques, la contrapartida es la compactación del suelo, debido al peso incrementado del aparato.
3. Propósito de la invención
La presente invención se propone proporcionar una alternativa viable a los dispositivos y métodos de combustión conocidos para matar malas hierbas.
En particular, sería ventajoso si se acometiesen algunas o todas las desventajas anteriormente mencionadas del dispositivo y del método de Adey. En otras palabras, sería ventajoso que la presente invención proporcionase, en uno de sus aspectos, una unidad básica de destrucción de malas hierbas que se sirviese de un combustible de hidrocarburo, por ejemplo, LPG, como fuente de energía de calentamiento, para generar un gas caliente al que se añadiera agua con el fin de crear con ello un fluido de tratamiento caliente que pudiera ser aplicado a la vegetación no deseada y a las plagas de las cosechas sin que existiera el riesgo de llevar a ignición las malas hierbas y plantas indeseables similares secas, de tal manera que la unidad estuviera optimizada con respecto a la cantidad de calor útil que se pudiese suministrar a las plantas indeseables con el fin de destruirlas.
La presente invención, en otro aspecto de la misma, se propone también proporcionar un dispositivo que pueda suministrar un vapor o fluido calentado para uso en otras áreas de la agricultura, por ejemplo, la fumigación térmica de silos de grano, la esterilización de los suelos, la defoliación térmica de los cultivos y de otra vegetación, a fin de contrarrestar la congelación localizada en huertas y similares, el calentamiento de invernaderos u otras áreas cerradas o semiabiertas, o el calentamiento general de espacios y superficies.
4. Sumario de la invención
En un primer aspecto, la presente invención proporciona un método para destruir o controlar vegetación no deseada y plagas de la agricultura, el cual incluye las etapas de:
- generar, preferiblemente en el interior de una carcasa o envuelta de alojamiento que tiene una cámara de mezcla y está provista de al menos un quemador de combustible de hidrocarburo, un gas precursor caliente que consiste esencialmente en gases de combustión procedentes de un combustible de hidrocarburo, preferiblemente LPG;
- utilizar el gas precursor caliente y/o las llamas del quemador para calentar un generador de vapor que está conectado a una fuente de agua, en una magnitud tal como sea necesario para que el agua se transforme en vapor saturado, vapor húmedo o una mezcla de los mismos, de tal modo que este fluido precursor se suministre al interior de la cámara de mezcla;
- hacer pasar el gas precursor caliente a través de la cámara de mezclado, a fin de mezclarlo con el fluido precursor para efectuar con ello un intercambio de calor directo con el fluido precursor y formar un fluido de tratamiento caliente que incluye gases de combustión, aire y agua en forma de vapor seco, vapor sobrecalentado o una mezcla de tales vapores;
- inducir el flujo del fluido de tratamiento a través de la cámara de mezcla y su salida de la misma a través de una abertura de descarga existente en la carcasa de alojamiento, en forma de una corriente en chorro; y
- aplicar la corriente en chorro del fluido de tratamiento caliente sobre un área de tratamiento en la que se pretende destruir térmicamente la vegetación no deseada, en particular malas hierbas y plagas agrarias.
Preferiblemente, la etapa de inducción del flujo se lleva a cabo presurizando el fluido precursor y eyectando el fluido precursor presurizado, a través de un orificio eyector de chorro, al interior de la cámara de mezcla, y con el uso de boquilla(s) de chorro de quemador dotadas de dimensiones adecuadas, para generar una corriente en chorro de gas que es dirigida al interior de la cámara de mezcla en una dirección sustancialmente orientada hacia la abertura de descarga de la carcasa de alojamiento, con lo que se aspira aire adicional al interior de la cámara de mezcla, el cual es también calentado y expelido.
Con este método, es posible utilizar una parte mayor del contenido energético del combustible de hidrocarburo en la destrucción de las malas hierbas, que la que es posible con técnicas convencionales de flameo de cultivos por combustión. En éste último caso, la transferencia del calor a las malas hierbas y plagas se lleva cabo únicamente por medio de una mezcla de aire y gases de combustión. Se producen pérdidas sustanciales en la transferencia de calor, asociadas a este tipo de transferencia de calor. Con el método de la presente invención se utiliza una parte del contenido energético del combustible para generar los gases de combustión, inicialmente muy calientes, y una parte del mismo para generar el fluido precursor, menos caliente. Parte del contenido calorífico de los gases muy calientes se transfiere entonces al agua, esto es, a través de la generación de vapor seco (o incluso vapor parcialmente sobrecalentado) a partir del vapor previo, húmedo o saturado. El calor (o energía) latente de evaporación se "almacena" en el agua durante el procedimiento de generación de vapor en dos etapas, por lo que la toma o captación de calor se lleva a cabo en dos etapas, es decir, a través del intercambio indirecto de calor en el generador de vapor, y, subsiguientemente, en el intercambio directo de calor con los gases de combustión calientes. El coeficiente de transferencia de calor del fluido de tratamiento resultante se ve incrementado en comparación con el de los gases calientes únicamente. Al entrar en contacto con las malas hierbas, el componente de vapor seco del fluido de tratamiento se condensará (al menos parcialmente) y transferirá, en consecuencia, parte o todo el contenido de calor latente a las malas hierbas y las plagas de las plantas, de tal manera que dicho contenido de calor se añadirá al transferido por los gases de combustión al entrar en contacto con las malas hierbas. Esta medida incrementará la cantidad total de calor transferido a las malas hierbas a partir de su contacto inicial con el fluido de tratamiento, debido a que el agua de condensación libera su contenido de calor a lo largo de un periodo de tiempo mayor que el que emplean los gases de combustión puros para hacerlo, ya que éstos últimos no mantienen fácilmente un contacto íntimo con el follaje u hojas de las malas hierbas (los gases calentados no se "adhieren" al follaje); se mejora de esta forma la captación o toma de calor por parte del follaje de las malas hierbas.
La generación de vapor húmedo y/o saturado en un elemento generador de vapor de uso específico o dedicado, por ejemplo, un serpentín calentador o un elemento de placa situado en el interior de la carcasa de alojamiento, y la subsiguiente generación de vapor seco mediante el intercambio de calor directo con los mismos gases de combustión, reducirá la temperatura del gas precursor de manera tal, que la reducción de la temperatura será dependiente de la cantidad de agua añadida. Esto proporciona un mecanismo eficaz para rebajar las que de otro modo serían elevadas temperaturas de los gases de combustión (entre aproximadamente 900ºC y 1.000ºC), de tal manera que la temperatura del fluido de tratamiento puede ser mantenida a un nivel que es seguro, a fin de reducir la probabilidad de ignición de los objetos secos presentes en la zona de tratamiento, al tiempo que se garantiza que es lo suficientemente alta, preferiblemente entre 300ºC y 450ºC, y contiene la suficiente energía como para destruir térmicamente las malas hierbas y las plagas.
Además, si bien el vapor seco y el vapor sobrecalentado tienen la tendencia a elevarse de manera similar a los gases de combustión calientes al entrar en contacto con superficies más frías, el vapor se condensará con facilidad sobre las malas hierbas, garantizando con ello una transferencia de calor más eficaz al seno del follaje de las malas hierbas. En consecuencia, no es un problema tan acusado el del ascenso del calor desde la zona de tratamiento en la base de los cultivos de utilidad, como en el caso de los métodos normales de flameo por combustión, según se han descrito en lo anterior. Esto evita la necesidad de cortinas de aire frío y de medios similares para aislar las regiones superiores de las plantas.
El fluido de tratamiento caliente se prepara, ventajosamente, dentro de una carcasa o envuelta "en línea", de configuración tubular, que aloja, en o cerca de un extremo terminal de la misma, al menos una boquilla de quemador que tiene un orificio de suministro de chorro de un tamaño predeterminado, a fin de generar una llama de alta velocidad.
Hidrocarburos adecuados como combustible incluyen diesel y LPG, si bien puede preferirse éste último por razones medioambientales, ya que su quemado es más limpio que el del diesel. Asimismo, el uso del diesel como fuente combustible requerirá generalmente la disposición de una bomba independiente con el fin de efectuar una inyección a alta presión, a través de un órgano de suministro con unas dimensiones apropiadas, al interior de la carcasa de quemador, al objeto de generar una llama en chorro.
En el caso de que se utilice gas licuado derivado del petróleo (LPG -"liquified petroleum gas"), el LPG es, ventajosamente, vaporizado a partir de su estado de almacenamiento líquido durante el funcionamiento normal del quemador, antes de ser suministrado a la boquilla de chorro del quemador. De manera ventajosa, la vaporización del LPG líquido se lleva a cabo dentro de un sencillo tubo vaporizador, dispuesto en el interior de una carcasa del propio quemador. El LPG puede ser suministrado desde un cilindro de almacenamiento al quemador, a presiones operativas de entre 50 y 130 PSI de presión de gas (entre 3.450 hPa y 8.960 hPa de presión de gas), sin requerir ninguna bomba de presurización. Se ha establecido que la adición de entre 5 y 15 litros de agua por hora, preferiblemente de 10 litros de agua por hora, a la corriente en chorro de gas precursor, que consiste en gases de combustión y aire caliente, dará lugar a un fluido de tratamiento que se suministra a través de la abertura de descarga existente en el extremo terminal de la carcasa tubular, a temperaturas de aplicación de entre aproximadamente 380ºC y aproximadamente 400ºC.
De manera preferida, el fluido de tratamiento se suministra al área de tratamiento desplazando la abertura de descarga de la carcasa o envuelta sobre el terreno, al tiempo que se mantiene a una distancia predeterminada del terreno. Es también posible conectar una manguera de suministro flexible y aislada térmicamente a la abertura de descarga de la carcasa tubular, de tal manera que el fluido de tratamiento caliente pueda ser suministrado para su aplicación tópica en una posición que no se encuentre en las proximidades inmediatas del dispositivo.
Una característica adicional importante de la invención reside en la provisión de una construcción de carcasa auto-aspiradora en la que el fluido precursor es descargado, a través de un pequeño orificio, al interior de la carcasa de alojamiento tubular, a fin de crear con ello una aspiración o arrastre y un flujo de gas inducido desde una zona posterior del interior de la carcasa, en la que se encontrarán situadas, idealmente, la boquilla del quemador y las aberturas de entrada del aire de combustión, o desde una(s) abertura(s) de respiradero o toma de aire, situada(s) más hacia delante en el quemador, en dirección a la abertura de descarga situada en la parte frontal de la carcasa. En otras palabras, se prefiere un dispositivo o unidad para la generación de fluido de tratamiento caliente que sea de auto-aspiración, en lugar de alimentado de manera forzada con aire de combustión para el quemador, y con aire adicional (excedente). Esta medida elimina la necesidad de equipos adicionales para incrementar la masa de flujo de aire a través de la carcasa, como es necesario con el dispositivo de Adey que se ha explicado en lo anterior. La auto-aspiración genera también un incremento en el flujo másico o gasto de gases calientes (excedente de aire y gases de combustión), que toman energía calorífica para suministrarla a las malas hierbas.
Existen diferentes modos como se puede conseguir la auto-aspiración, por ejemplo, creando un paso de Venturi en el interior de la carcasa, en una zona en la que se suministra el vapor húmedo o saturado al interior de la cámara de mezcla, a fin de acelerar con ello el fluido de tratamiento, así como proporcionar una fuerza de succión que arrastre al interior aire adicional, a través de aberturas apropiadamente situadas en la carcasa.
En otro aspecto de la presente invención, se proporciona un dispositivo para generar un flujo de fluido calentado, con propósitos de calentamiento, el cual incluye:
- al menos un quemador de gas, dispuesto de manera que sea conectado a una fuente de combustible de hidrocarburo fluido, y genere una llama de combustión y gases de combustión;
- un miembro de carcasa o envuelta hueca, en el cual es recibido el quemador o los quemadores, de tal modo que la carcasa tiene al menos una abertura de respiradero o toma de aire a través de la cual puede entrar el aire al interior de la cavidad de la carcasa, una cámara de mezcla y una salida de descarga, destinada a suministrar una corriente en chorro de fluido caliente; y
- un generador de vapor, dispuesto dentro de la carcasa de alojamiento para ser calentado por medio de las llamas de combustión, de tal modo que el generador de vapor está dispuesto para el suministro de vapor húmedo y/o saturado, y tiene una entrada dispuesta para ser conectada a una fuente de agua, y una salida de suministro de chorro, destinada a suministrar una corriente en chorro calentada de vapor de agua, en una dirección generalmente orientada hacia la salida de descarga de la carcasa, al ser calentado el generador de vapor por las llamas de combustión, estando dispuesta la cámara de mezcla de tal manera que recibe las corrientes en chorro de vapor de agua, de gases de combustión y de aire excedente aspirado al interior de la carcasa de alojamiento, con lo que estos fluidos se mezclan dentro de ella para formar dicha corriente en chorro de fluido caliente, en la que el componente de agua es calentado adicionalmente por intercambio directo de calor con dichos gases de combustión, a fin de formar al menos vapor seco antes de la expulsión de la corriente en chorro de fluido caliente a su paso por dicha salida de descarga.
El miembro de carcasa o envuelta puede ser, preferiblemente, una simple sección de tubo de acero inoxidable de pequeño grosor de pared, en la que, o en cuyo interior, se montan el (los) quemador(es) y el generador de vapor.
Preferiblemente, se sitúa un quemador, que tiene una boquilla de chorro para llamas de quemador de elevada velocidad, en el interior de la carcasa.
De manera ventajosa, el dispositivo incluye medios para generar un diferencial de presión entre el exterior y el interior de la carcasa, a fin de proporcionar con ello una configuración de dispositivo de auto-aspiración. Esto puede conseguirse formando y ubicando adecuadamente una estructura de Venturi en el interior del miembro de carcasa tubular.
Sin embargo, es también posible la dispensación, en el interior de la carcasa, con cuerpos aerodinámicos para la generación de un flujo de aire (tales como una estructura de Venturi), al dotar al generador de vapor, que, preferiblemente, es un simple serpentín de generación de vapor, de una porción terminal de tubo, preferiblemente recta, que incorpora o forma la salida de suministro de chorro, la cual está dispuesta, de manera preferida, coaxialmente en el interior de la carcasa tubular, en una posición de aguas abajo con respecto a la(s) boquilla(s) de chorro del quemador. Con dicha disposición, la descarga de la corriente en chorro de vapor de agua en una configuración de flujo de fluido sustancialmente en un solo eje y con alta velocidad, en dirección al extremo frontal de la carcasa tubular (en el que se encuentra situada la salida de descarga), creará una aspiración o arrastre que succiona el aire al interior de la cavidad de la carcasa, ya sea a través del extremo trasero abierto de la carcasa, ya sea a través de unas aberturas existentes en la pared circunferencial de la carcasa, que están, preferiblemente, situadas aguas arriba con respecto a la salida de suministro. El tamaño de las aberturas de toma de aire y/o del extremo trasero abierto deberá ser, preferiblemente, ajustable para controlar la entrada de aire al interior de la carcasa y regular, en consecuencia, la estequiometría de la llama de combustión y la cantidad de aire que es succionado al interior de la carcasa y se descarga de la misma a velocidad elevada.
El generador de vapor es, preferiblemente, del tipo de serpentín, en el que el serpentín se ha dimensionado, y tiene un número predeterminado de vueltas de espira suficiente, para garantizar que el agua que entra en el serpentín con un caudal de flujo y una temperatura dados, es calentada en el curso de su paso a través del mismo en tal grado, que el agua, en la salida de suministro del serpentín calentador, es descargada en la forma de un chorro a presión de vapor saturado, o de una mezcla de vapor húmedo y vapor saturado. Este fluido puede ser entonces fácilmente calentado de manera adicional, a fin de generar vapor seco (o sobrecalentado) cuando se exponga subsiguientemente a un contacto de intercambio de calor directo con los gases de combustión calientes.
El serpentín puede fabricarse utilizando tubos o conducciones de acero inoxidable lisas, o, para lograr un coeficiente de transmisión de calor incrementado, tubos de superficie corrugada, en particular, tubos corrugados espiralmente de un material adecuado.
La salida de suministro de vapor puede estar formada en un miembro de medición independiente, montado en el extremo de una porción recta del serpentín calentador, o al dotar de dimensiones adecuadas al ánima del serpentín calentador, a fin de garantizar que es del tamaño adecuado para generar un chorro de descarga presurizado de vapor húmedo, por ejemplo, un serpentín con un diámetro de ánima de entre aproximadamente 3 y 4 mm. Esta medida permite que el dispositivo se haga funcionar con agua que puede contener pequeñas partículas suspendidas, sin que exista el riesgo de bloqueo del serpentín calentador.
Puede situarse una válvula de medición en la conducción o línea de suministro desde el depósito de agua al cual puede conectarse el serpentín generador de vapor. El depósito de agua puede ser un simple tanque de plástico con una capacidad de 250 litros, que, para un caudal de consumo de agua de entre 8 y 15 litros por hora por cada generador de vapor, evitará la necesidad de un rellenado constante. El agua se suministra al generador de vapor con la suficiente presión para mantener un caudal de flujo de agua deseado, por ejemplo, a una presión de línea de entre 2,81 kg/cm^{2} y 5,62 kg/cm^{2} (entre 40 y 80 Psi). Hasta ahora se colocaban una bomba y una válvula mecánicas o eléctricas adecuadas entre el tanque de suministro de agua y el acoplamiento de entrada del serpentín calentador, a fin de garantizar un caudal y una presión adecuados en el suministro de agua.
Con el fin de mejorar adicionalmente la eficacia de la transferencia de calor y, en particular, minimizar las pérdidas de calor asociadas a la radiación térmica procedente de las superficies calientes de la carcasa durante el funcionamiento del dispositivo, es posible montar una envoltura o camisa intercambiadora de calor adicional, con el fin de cubrir la superficie exterior de la carcasa, de tal manera que la camisa tiene una entrada conectada a la fuente de suministro de agua, y una salida conectada a la entrada del serpentín calentador. La camisa intercambiadora de calor puede proporcionarse con la forma de un tubo arrollado espiralmente, que el soldado, con material interpuesto o sin él, sobre la carcasa tubular, de tal modo que la entrada de la camisa queda situada más cerca del extremo frontal (de descarga) de la carcasa. De este modo, el calor de radiación, que, de otra forma, podría sencillamente perderse hacia las inmediaciones, puede utilizarse de manera eficaz para precalentar el agua antes de que entre en el generador de vapor. De manera adicional, la camisa aumenta la seguridad por cuanto que cubre la carcasa caliente.
Ventajosamente, el dispositivo puede incorporar una unidad vaporizadora destinada a transformar el LPG líquido en LPG gaseoso antes de que sea suministrado a la(s) boquilla(s) de chorro del quemador. En una realización sencilla, el vaporizador puede adoptar la forma de un tubo doblado en U de material conductor pero resistente al calor, una de cuyas patas puede conectarse, a través de miembros de acoplamiento adecuados, térmicamente aislantes, a una línea o conducción de suministro de LPG, de tal manera que la otra de las patas recibe en acoplamiento de obturación un tubo capilar con un diámetro de ánima reducido, que actúa como un miembro de medición de flujo de gas discreto (es decir, sin partes móviles). Los principios de dichos miembros de medición discretos se explican con mayor detalle en el documento WO 98/01031 anteriormente mencionado, y habrá de hacerse referencia a este documento para detalles adicionales referentes a la regulación del LPG gaseoso en el vaporizador. En el caso de que el tubo capilar presente un diámetro de su ánima o cavidad interior que sea lo suficientemente pequeño como para generar un chorro de suministro de combustible, no se requiere ninguna boquilla de chorro de quemador adicional; en caso contrario, es posible incorporar dicho miembro de boquilla en el extremo libre del tubo capilar. Pueden lograrse valores concretos de caudal de flujo y velocidad de descarga para el LPG gaseoso en la boquilla del quemador, mediante el dimensionado apropiado de los componentes de la unidad vaporizadora y de la boquilla del quemador, dependiendo de la temperatura de la llama de combustión y de la entrega de calor requeridos en un caso concreto; compárese de nuevo con el documento WO 98/01031.
El dispositivo de la invención puede ser incorporado en una implementación agrícola para la destrucción térmica de la vegetación indeseada. Dicha implementación agrícola puede adoptar un cierto número de formas, por ejemplo, una implementación sencilla y accionada a mano, similar a la descrita en el documento WO 96/03036 anteriormente mencionado. Sin embargo, ha de destacarse el hecho de que, en contraste con el dispositivo aquí descrito, el dispositivo de la presente invención no requiere el suministro de aire forzado al interior del miembro de carcasa (ya sea por medio de un ventilador, ya sea con cilindros de aire comprimido) para crear un flujo volumétrico sustancial de gases calentados que abandonan la salida de la carcasa.
En aún otro aspecto adicional de la presente invención, se proporciona una implementación o aparato agrícola para destruir térmicamente la vegetación no deseada, en particular, las malas hierbas y las plantas de las plantas presentes en la tierra arable, de tal modo que el aparato incorpora una pluralidad de dispositivos o unidades para la generación de fluido de tratamiento caliente, tal y como se ha descrito anteriormente, de tal manera que los dispositivos están dispuestos en baterías de unidades separadas entre sí y que están montadas en una barra portaherramientas o estructura de bastidor de soporte, transportada en la parte trasera o frontal de un tractor o dispositivo agrícola similar (de manera análoga a los aparatos descritos en la Patente norteamericana Nº 3.177.922 (de Pardee), en la Patente norteamericana Nº 3.543.436 (de Baxter) o en la Patente norteamericana Nº 5.030.086 (de Jones), cuyos contenidos, en tanto en cuanto sean relevantes por lo que respecta al método de montaje de dichos dispositivos y de su infraestructura acompañante de tanques de almacenamiento de agua y de LPG sobre un vehículo agrícola autopropulsado, se incorporan aquí a modo de referencia cruzada de primera mano).
En aún otro aspecto adicional de la presente invención, se proporciona una implementación o aparato agrícola para destruir térmicamente la vegetación no deseada, en particular las malas hierbas y las plagas de las plantas presentes en la tierra arable, de tal modo que el aparato incorpora una pluralidad de dispositivos o unidades para la generación de fluido de tratamiento caliente, tal como se ha descrito en lo anterior, de modo que las unidades están montadas en una unidad de contacto de superficie móvil que puede ser arrastrada por un vehículo de servicio agrícola, y de modo que las unidades están montadas en baterías en una estructura de soporte que, tal como para dirigir las corrientes en chorro de fluido de tratamiento caliente respectivamente generadas, al interior de una cavidad interna definida dentro de una estructura de visera o de caja aplicadora de fondo abierto, siendo la estructura de caja mantenida a una pequeña distancia sobre el terreno que se ha de tratar, a fin de crear con ello una zona de tratamiento sustancialmente aislada del entorno circundante, zona de tratamiento que se mueve a una velocidad de desplazamiento predeterminada durante una operación de tratamiento del terreno.
De manera preferida, la estructura de caja incluye una placa superior en la que se ha dispuesto una pluralidad de aberturas, correspondientes en número al de las unidades, de tal forma que las unidades están montadas con sus carcasas tubulares inclinadas con respecto a la vertical, de manera que las corrientes en chorro de fluido de tratamiento caliente son dirigidas en la dirección de desplazamiento del dispositivo agrícola. Esta medida incrementa el tiempo de permanencia de que dispone el fluido de tratamiento antes de que la visera despeje la zona de tratamiento cubierta.
En otra realización, se disponen dos baterías de manera que se intercalen de un modo tal, que las corrientes de fluido procedentes de las unidades adyacentes sean dirigidas en direcciones en direcciones opuestas, a modo de V.
La estructura de caja puede incluir un tablero o placa protectora de arrastre, hecha de plástico o materiales textiles resistentes al calor, que es remolcada sobre la zona de tratamiento con el fin de alargar el tiempo que transcurre antes de que la zona de tratamiento pueda intercambiar calor con el entorno circundante.
En una variación de la estructura de visera con forma de caja, esta estructura puede ser completamente reemplazada por una sencilla placa protectora a modo de manta, hecha de materiales resistentes al calor y de peso ligero, por ejemplo, fibra de vidrio, que es remolcada detrás de las baterías de unidad de generación de fluido de tratamiento caliente. En contraste con los aparatos convencionales de flameo de cultivos, que emplean únicamente gases calientes para infligir daños térmicos a la vegetación que se ha de destruir, debido a la mejor capacidad de transmisión del calor del fluido de tratamiento caliente, es posible simplificar y reducir, si se requiere, el tamaño de la estructura de visera.
Las estructuras de visera y de fondo abierto que pueden utilizarse con la invención se describen en el documento WO 98/03031 (de Johnstone), en la Patente norteamericana Nº 3.698.380 (de Cook) y en el documento AU-A-42024/96 (de Ecrowed), cuyos contenidos se incorporan aquí a modo de referencia de primera mano.
Una construcción o estructura de visera sencilla y empujada a mano se describe en el documento AU-B-10256/83 (de Morris). El dispositivo puede ser modificado sin dificultad de manera que transporte unidades de generación de fluido de tratamiento caliente, de acuerdo con la invención.
Otras aplicaciones de la invención incluyen la defoliación térmica utilizando la corriente en chorro de fluido caliente. Para este fin, es posible montar en la salida de descarga de la carcasa una manguera flexible y resistente al calor que es capaz de dirigir selectivamente la corriente de fluido caliente a una posición deseada.
De manera similar, es posible utilizar una o más unidades de generación de vapor de fluido caliente con el fin de calentar huertas y viñedos durante los días en que hay riesgo de heladas ligeras. Con este propósito, se conecta un conducto alargado y de una longitud sustancial, por ejemplo, un tubo de acero no aislado de 50 metros, a la salida de descarga de la unidad (o a un colector que se conecta a un cierto número de unidades), a fin de caldear con ello toda la longitud del conducto conforme el fluido calentado fluye a lo largo de su extensión. El calor es irradiado hacia la atmósfera y es el suficiente como para incrementar ligeramente la temperatura ambiente en una zona en torno al tubo y los árboles.
Análogamente, puede utilizarse una unidad de generación de fluido caliente (o una batería de dichas unidades) para llevar a cabo una fumigación térmica de silos y tanques destinados a albergar productos y granos, una desinfectación de pilas de grano y una esterilización de equipos y aparatos agrícolas, incluyendo tiestos para plantas y botes o cestos de fruta.
A continuación se describirán realizaciones de la presente invención para uso en lugar de los dispositivos y aparatos de tratamiento de flameo con combustión convencionales, a modo únicamente de ejemplo ilustrativo y haciendo referencia a los dibujos que se acompañan.
5. Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es una vista lateral esquemática de una implementación o aparato de control de malas hierbas y de plagas de plantas, que incorpora un cierto número de unidades de generación de fluido de tratamiento caliente de acuerdo con la invención, montadas en la parte trasera de un tractor y arrastradas por éste;
la Figura 2 es un corte longitudinal aumentado que muestra detalles de una de las unidades generadoras de fluido de tratamiento caliente, según se emplea en el aparato de control de malas hierbas y plagas de plantas mostrado en la Figura 1;
la Figura 3 es un corte transversal tomado a lo largo de la línea B-B de la Figura 2;
la Figura 4 es un corte transversal tomado a lo largo de la línea A-A de la Figura 2;
la Figura 5 es un corte longitudinal de una realización alternativa de la unidad generadora de fluido de tratamiento caliente, empleada en el aparato de control de malas hierbas y plagas de plantas mostrado en la Figura 1;
la Figura 6 es una vista simplificada y en perspectiva de una caja de cubierta deslizable o capota que se utiliza en el aparato de control de malas hierbas y plagas de plantas ilustrado en la Figura 1, y que muestra con mayor detalle la disposición de montaje de tres unidades generadoras de fluido de tratamiento como las mostradas en la Figura 2;
la Figura 7 la caja de capota que se ilustra en la Figura 6, con la batería de unidades generadoras de fluido de tratamiento caliente giradas para descargar el fluido de tratamiento caliente lateralmente con respecto a la caja de capota, en lugar de al interior de la cavidad interna abierta por debajo de la caja de
capota; y
la Figura 8 es un corte longitudinal y esquemático de aún otra realización adicional de una unidad generadora de fluido de tratamiento caliente de acuerdo con la invención.
6. Descripción de modos para llevar a cabo la invención
Haciendo referencia a las Figuras 1, 6 y 7, se muestra en ellas una implementación o aparato 10 de control de malas hierbas y plagas de plantas que puede montarse en la parte trasera de un tractor agrícola 8 mediante el uso de barras de amarre al tractor y de pivotamiento con forma adecuada, 12, 14. Éstas permiten que el aparato 10 sea levantado del terreno y sea hecho descender para ser arrastrado tras el tractor durante el tratamiento de un área infestada de malas hierbas. El aparato 10 incluye una bandeja o plataforma de soporte 15, sobre la cual es recibido un tanque 16 de almacenamiento de agua de 200 litros, provisto, integralmente, de una bomba de agua 17 y de un cilindro 18 de almacenamiento de LPG, con un accesorio de válvula de salida integral 19. La bomba 17 del tanque de agua se ha diseñado para proporcionar un flujo medido de agua, por ejemplo, agua de pozo o de presa, a presiones de suministro de aproximadamente 5,62 kg/cm^{2} (80 Psi). El tanque de agua 16 y el cilindro de LPG 18 se han asegurado de forma adecuada sobre una bandeja 15, a fin de evitar el desplazamiento de los mismos durante el desplazamiento del tractor 8. Se han omitido en la Figura 1 los detalles estructurales específicos relativos al modo como el aparato 10 se ha asegurado para hacerlo descender y elevarse con respecto al terreno, ya que no forman parte de la invención.
Suspendida de la bandeja 15 por medio de cuatro cadenas 25, existe una visera o capota de aplicación 24, la cual consiste, en esencia, en una estructura de caja rectangular de fondo abierto, que puede ser unida adicionalmente a una barra de conexión 12, de una manera que no se ilustra con mayor detalle. La visera de aplicación 24 incorpora ruedas 46 de contacto con superficie, a fin de mantener con ello un espacio de separación predeterminado (o ajustable) con respecto al terreno, al objeto de evitar que se creen surcos en el terreno sobre el que se está arrastrando el aparato 10.
La visera 24 está compuesta de una placa superior 40, fabricada de un metal en lámina resistente al calor y de un espesor adecuado. Unos faldones laterales 42, de materiales de metal en lámina resistente al calor, de fibra de vidrio o de caucho al silicio, se sujetan en ambos bordes laterales de la placa superior 40. Una placa de faldón de extremo frontal (no ilustrada) se ha asegurado en el borde anterior o delantero de la placa 40, en tanto que la abertura trasera de la visera 24 se ha cerrado por medio de una placa protectora de arrastre 44, fabricada de materiales plásticos o textiles resistentes al calor, a fin de crear con ello una cavidad interna o recinto en el interior de la estructura de caja, que se abre únicamente hacia el terreno y que, en cualquier otra dirección, está aislado del entorno exterior.
Como se ilustra adicionalmente en las Figuras 1, 6 y 7, el aparato 10 incorpora adicionalmente una batería de unidades 22 generadoras de fluido de tratamiento (a las que se hace referencia en lo sucesivo sencillamente como unidades generadoras), que son alimentadas, a través de respectivas líneas o conducciones colectoras 20, 21, con agua y LPG líquido procedentes, respectivamente, de un recipiente de agua 16 y de un cilindro de gas 18. Las unidades 22 generan un fluido de tratamiento caliente que consiste sustancialmente en gases de combustión de LPG calientes, aire excedente calentado y agua en la forma de vapor seco o sobrecalentado, tal como se explicará con mayor detalle más adelante. Es posible incorporar reguladores de flujo adecuados, no ilustrados, en las líneas colectoras 20, 21, a fin de permitir el control del aporte de fluido a las unidades generadoras individuales 22. La batería o conjunto ordenado de unidades generadoras 22 está soportado sobre la visera 24 de tal manera que dirige las corrientes de fluido en chorro individuales, que tienen una temperatura de aplicación de, preferiblemente, en torno a 450ºC, hacia el terreno, a fin de destruir térmicamente la vegetación indeseada, en particular las malas hierbas y otras plagas de las plantas que pueden afectar adversamente a plantas de cultivo útiles, como el algodón, la vid y similares.
Las unidades generadoras individuales 22 de la batería, que tienen un aspecto generalmente tubular cilíndrico, se montan de forma retirable o desmontable, en posiciones relativas separadas entre sí, a lo largo de la extensión de una barra de montaje recta (de sección en L) 32, de modo que sus ejes longitudinales se extienden sustancialmente perpendiculares al eje longitudinal de la barra de montaje 32. Las unidades se aseguran sobre la barra 32 mediante el uso de pernos de sujeción con forma de U convencionales 34, que se acoplan sobre las carcasas de alojamiento tubulares 70 de las unidades de una manera conocida y, por tanto, no ilustrada.
Dos miembros de barra horizontal 38 se encuentran soldados sobre la placa superior 40, de tal modo que se extienden en prolongación hacia atrás desde la misma. En los extremos terminales de cada miembro de barra horizontal 38 se han soldado unas vigas de pata 36 que se extienden verticalmente, cada una de las cuales porta, en su extremo inferior, un cojinete adecuado para el montaje de las ruedas 46 de acoplamiento con el terreno, anteriormente mencionadas. Una barra 33 de sección cuadrada y hueca actúa como tirante de los extremos terminales superiores de las vigas verticales 36. La barra 33 proporciona un soporte o receptáculo sobre el cual puede asegurarse de forma desmontable la batería de unidades 22 en dos posiciones diferentes.
En la primera posición, la barra de montaje 32 de la batería se sitúa de manera que se extienda paralelamente sobre la barra de receptáculo 33, y se fija de forma segura en ella por medio de pernos u otro tipo de miembros de sujeción desmontables (no mostrados). En esta posición, las unidades generadoras tubulares 22 se extienden con sus ejes longitudinales inclinados con respecto al terreno y de cara conforme a una dirección hacia delante con respecto a la placa protectora de arrastre 44. Los extremos delanteros de las unidades generadoras tubulares 22 son, con ello, recibidas con un espacio de separación radial mínimo, en unas aberturas 39 de la forma apropiada, situadas en la placa superior 40, de tal manera que pueden descargar el fluido de tratamiento caliente que generan al interior de la cámara interna formada dentro de la visera 24.
En la segunda posición, la barra de montaje 32 se asegura de manera que su eje longitudinal se extiende perpendicular a la barra de soporte 33, con lo que se permite a las unidades 22, separadas preferiblemente de forma equidistante entre sí, dirigir el fluido de tratamiento hacia una zona lateral adyacente al lado de la visera 24, tal como se observa en la Figura 7.
Una sección o tramo en L 49, sujeto adecuadamente sobre la placa superior 40, soporta un faldón de deflexión elástico, fabricado de materiales plásticos o metálicos resistentes al calor, que sirve para proteger la batería de unidades generadoras 22 de ser dañada por objetos duros en el curso del movimiento de la visera de aplicación 24, cuando la batería está soportada sobre la misma en la segunda posición, que se ilustra en la Figura 7, y actúa también como un cortavientos.
Haciendo referencia, a continuación, a las Figuras 2 a 4, se ilustra en ellas una primera realización de unidad 22 para la generación del fluido caliente para matar malas hierbas. La unidad 22 incluye una carcasa o envuelta tubular 70, fabricada de acero inoxidable resistente al calor y que tiene un espesor de pared de aproximadamente 1,6 mm, una longitud de aproximadamente 700 mm y un diámetro de 100 ó 125 mm. Recibido dentro de la abertura enfrentada hacia delante 71 de la carcasa 70, en alineación coaxial, se encuentra un tubo de descarga 74 de un material similar al de la carcasa 70 pero que tiene un diámetro reducido de 75 mm y una longitud de aproximadamente 95 mm, el cual es asegurado en el interior de la parte delantera de la carcasa 70 por cualquier tipo de separadores fijos adecuados para el mantenimiento de la distancia, soldados a los tubos o dispuestos de una manera desmontable con el uso de pernos adecuados 75, resistentes a las altas temperaturas.
Recibida en el interior de la sección trasera abierta de la carcasa 70, se encuentra una unidad combinada 52 de vaporizador y quemador de LPG, que tiene un alojamiento tubular 53, fabricado de acero inoxidable resistente a las altas temperaturas y con un espesor de pared de 1,6 mm, un diámetro de aproximadamente 50 mm y una longitud de aproximadamente 130 mm. El alojamiento 53 es recibido completamente dentro de la carcasa 70, con respecto a la que se fija de forma desmontable con el uso de pernos de sujeción 57a resistentes a las altas temperaturas, de tal modo que se mantiene una abertura anular (irregular) 72 entre las superficies enfrentadas de la carcasa 70 y del alojamiento tubular 53; compárese con la Figura 3.
En el interior de la carcasa 53 se recibe un tubo metálico con forma de u y de 6,4 mm de diámetro de ánima, que forma parte del vaporizador de combustible de LPG. El tubo 54 está asegurado de forma desmontable, por medio de unos miembros de montaje 57 resistentes a las altas temperaturas, a la carcasa 70. El extremo en u del tubo 54 sobresale hacia delante a través de la abertura frontal del alojamiento 53, en tanto que una de las patas del tubo que se extienden hacia atrás se ajusta en un miembro de acoplamiento adecuado 51 que permite una unión de presión a prueba de fugas del tubo 54 con una línea o conducción colectora 21 de LPG (que se muestra en la Figura 1). Recibido y soldado con material interpuesto dentro de la otra pata del tubo que está doblada de tal manera que sobresale por su extremo libre delantero o distal en el interior del alojamiento 53, existe un tubo de medición capilar metálico 55. El orificio situado en el extremo frontal del tubo de medición 55 de ánima de 0,9 mm, está dispuesto de manera que dirige una corriente de LPG coaxialmente al interior del tubo de alojamiento 53. El extremo libre del tubo capilar 55 puede ser acoplado ( aunque no necesita serlo) con una boquilla de quemador que tiene un orificio dotado de un tamaño apropiado para suministrar un chorro de LPG gaseoso a alta velocidad al interior del alojamiento 53 (que hace las veces de carcasa del quemador), de tal manera que se genera una llama de chorro de alta temperatura una vez que se ha provocado la ignición del LPG suministrado desde la línea colectora, a través del tubo 54 y del capilar de medición 55. La longitud y el diámetro de ánima del tubo capilar 55 se escogen de tal modo que este elemento actúa como un miembro discreto de reducción de la presión, a fin de prescindir, gracias a él, de los miembros de medición y de regulación de flujo ajustables convencionales. Una vez que se ha alcanzado un estado de funcionamiento estacionario de la unidad de quemador 52, se generará LPG gaseoso suficiente, dentro del tubo vaporizador 54, y se suministrará en un flujo medido por medio del tubo capilar 55, al orificio de quemador 56, a fin de mantener la llama de chorro. Un encendedor piezoeléctrico, no ilustrado, puede situarse adecuadamente y asegurarse en el interior de la carcasa de quemador 53, a fin de llevar a cabo la ignición del quemador. Pueden también utilizarse otros sistemas de ignición de LPG conocidos.
Una sencilla unidad 58 de generación de vapor está situada en el interior del tubo de carcasa 70, en posición hacia delante, aguas abajo de la unidad de quemador 52. Aquélla incluye un alojamiento tubular 59, fabricado de acero inoxidable resistente a las altas temperaturas y con un espesor de pared de 1,6 mm, un diámetro de 75 mm y una longitud de entre 110 y 140 mm. El alojamiento 59 de generador de vapor está asegurado en el tubo de carcasa 70 mediante el uso de pernos de montaje 67 resistentes a las altas temperaturas, de tal manera que se extiende de manera substancialmente coaxial con el alojamiento 53 de quemador tubular. Un serpentín generador de vapor 60, metálico, fabricado de tubo liso o corrugado helicoidalmente con un espesor de pared de 1,65 mm, un diámetro exterior de 6,4 mm, y que tiene aproximadamente 15 vueltas dentro de una evolvente exterior de 60 mm, es recibido coaxialmente dentro del alojamiento tubular 59. Una porción de tubo recta 61, que se extiende hacia atrás y perteneciente al serpentín 60, pasa a través del espacio anular existente entre el alojamiento 53 de quemador tubular y la carcasa 70 de alojamiento tubular, y se acopla por su extremo terminal, con una tuerca de acoplamiento adecuada 62, a fin de obturar la unión con la línea colectora de agua 20 que se muestra en las Figuras 1, 6 y 7. Una porción de tubo recta 63, que se extiende hacia delante y perteneciente al serpentín 60, es recibida de forma deslizante en el interior de una montura de collar 65, que se fija en un soporte de trípode 66, soldado en el exterior del tubo de descarga 74 de una forma tal, que se extiende en prolongación hacia atrás con respecto al mismo. La montura de collar 65 y el soporte de trípode 66 aseguran el extremo delantero libre de la porción de tubo 63 con su salida terminal 64 en alineación coaxial dentro de la carcasa tubular 70 y con respecto al tubo de descarga 74. Este tipo de estructura de soporte está destinado fundamentalmente a evitar las vibraciones excesivas de la porción de tubo delantera 63 durante la emisión de la corriente en chorro de vapor caliente en el curso del funcionamiento de la unidad 22.
El funcionamiento de las unidades 22 de generación de fluido caliente del aparato 10 es como sigue. Se establece el aporte de fluido a todas las unidades vaporizadoras 52 por medio de la apertura de la válvula de servicio de salida 19 situada en el cilindro de LPG 18, con lo que se suministra el LPG en estado líquido bajo la presión del tanque (dependiendo de la temperatura ambiente) a la línea de gas colectora 21, a entre 5,62 kg/cm^{2} y 9,49 kg/cm^{2} (entre 80 y 135 Psi). Con el fin de evitar las variaciones de presión, se utiliza una válvula de regulación para ajustar la presión de suministro a cada tubo vaporizador 54, a aproximadamente 5,62 kg/cm^{2} (80 Psi). En el caso de que el aparato comprenda un número mayor de unidades 22 que el ilustrado (por ejemplo, hasta 32 unidades en bancos o grupos de 8 cada uno, en los que se montan dos grupos de 8 unidades en paralelo, uno detrás del otro), es deseable disponer de válvulas de corte o interrupción, o reguladoras, dispuestas en las líneas de suministro de combustible de las unidades individuales, o bien disponer de una única válvula reguladora que sirva a una batería de unidades 22. Durante un corto periodo de tiempo, el LPG líquido se vaporizará libremente conforme sale a la presión del tanque desde el orificio de chorro 56 del tubo de medición capilar 55, al interior de la carcasa de quemador 53, puesto que puede extraerse inicialmente el suficiente calor de vaporización de la zona que rodea al tubo capilar. Este periodo de tiempo puede durar varios segundos. Durante este tiempo, resulta fácil hacer que entre en ignición el combustible mediante el encendedor piezoeléctrico, ya que el LPG gaseoso es susceptible de entrar en ignición más fácilmente que cuando se encuentra en su estado líquido. Una vez que se ha puesto en ignición cada quemador 52, el calor será transferido al interior del respectivo tubo vaporizador 54, con lo que se garantiza el subsiguiente suministro de combustible gaseoso de una manera medida discretamente por medio de tubos capilares 55 y de orificios de chorro 56. El combustible será suministrado a la suficiente presión para crear una llama en chorro. El aporte de aire de combustión se realiza principalmente a través de la abertura trasera 72 de la carcasa tubular 70, en un modo de auto-aspiración.
Una vez que las unidades de quemador 52 funcionan en un estado o régimen estacionario, se activa o pone en funcionamiento el suministro de agua a las unidades generadoras de vapor 58 de las unidades 22, con lo que se suministra agua a través de la línea colectora 20 desde el tanque 16, a una presión de línea de aproximadamente 5,62 kg/cm^{2} (proporcionada por la bomba 17), a todas las unidades 22. Es posible incorporar reguladores de flujo adecuados (ya sean ajustables o fijos) en las líneas de suministro de agua, a fin de ajustar individualmente el caudal y la presión del flujo de agua a las unidades individuales 22. La cantidad de agua que se suministra a cada unidad 22 puede ajustarse de manera independiente, de acuerdo con la cantidad de humedad que se requiere incorporar al seno del fluido de tratamiento caliente generado por las unidades 22, y con la temperatura que ha de tener el fluido de tratamiento. El contenido de energía de la llama de combustión de LPG variará dependiendo de la cantidad de combustible y de aire suministrada al quemador, así como, en cierta medida, de la configuración de la boquilla del quemador, encontrándose el intervalo de temperaturas aproximadamente entre 950ºC y 1.200ºC. Si se permiten las pérdidas en la transferencia de calor, se prefiere que el fluido de tratamiento (aire, gases de combustión, vapor) abandone el tubo de descarga 74 a temperaturas de entre 350ºC y 450ºC, que se encuentran por debajo de la temperatura de auto-ignición de las hierbas y malas hierbas comunes. Se ha establecido en pruebas de unidades 22 de generación de fluido de tratamiento caliente, provistas de un único quemador 52 de 80 megajulios, que un único suministro de agua de entre 8 y 14 litros por hora conseguirá una temperatura de descarga del agua en torno a 450ºC, dependiendo de la temperatura inicial del agua.
Las unidades 58 de generación de vapor se conciben de tal manera, y se dotan de unas dimensiones tales, que las llamas de combustión de las unidades de quemador 52 generarán vapor húmedo o saturado. El vapor es descargado en forma de una corriente en chorro algo divergente, a través del orificio de chorro 64, en dirección al tubo de descarga. Este "soplo" o corriente en chorro de vapor creará un arrastre considerable (es decir, una baja presión) en el interior de la carcasa tubular 70, con lo que se aspirará el aire suficiente a través de la abertura 72 de carcasa situada hacia atrás (que representa, en consecuencia, una abertura de respiradero o toma de aire), para proporcionar no sólo el aire de combustión requerido por los quemadores, sino también el aire adicional que es calentado por los gases de combustión conforme fluye a través de la carcasa 70, en dirección al tubo de descarga 74. Se ha observado que se aspira también aire al interior de la carcasa 70 a través del espacio vacío anular existente en la abertura delantera 71, en contracorriente con respecto a la corriente de fluido caliente que sale de la unidad 22. Se ha apreciado que esta corriente contraria anular enfría parcialmente la sección o tramo delantero de las paredes de la carcasa 70 y del tubo de descarga 74.
Al ser descargada al interior de la cavidad formada entre el tubo de descarga 74 y la unidad generadora de vapor 58 situada dentro de la carcasa 70, que forma una cámara de mezcla, la corriente en chorro de vapor húmedo y/o saturado se calienta adicionalmente conforme entra en contacto directo con los gases de combustión calientes, y se genera, en consecuencia, vapor seco y parcialmente sobrecalentado. De acuerdo con ello, el fluido de tratamiento que sale de la unidad está compuesto esencialmente de gases de combustión, aire caliente y vapor de agua en estado seco o sobrecalentado. Se ha observado que la temperatura de dicho fluido de tratamiento seguirá siendo de una magnitud entre 300ºC y 350ºC en el extremo de un tubo aislado y de 5 metros de largo, montado en prolongación del tubo de salida 74, lo cual constituye una indicación de las buenas cualidades de retención del calor que ofrece dicho fluido de tratamiento, al tiempo que es transportado a distancias más largas desde la unidad generadora 22. Asimismo, el cono de calor del fluido de tratamiento expelido es sustancialmente más ancho que en el caso en que únicamente los gases de combustión y el aire caliente forman el fluido de tratamiento.
Se apreciará que la cantidad real de calor que es transferida al interior de la zona de tratamiento situada por debajo de la visera 24 del aparato 10 dependerá del número de unidades 22 montadas en él, de tal manera que los gradientes de densidad de calor dentro de la cavidad interna de la visera 24 son una función de la distancia de separación entre unidades adyacentes 22 y de la orientación con la que es dirigido el fluido de tratamiento caliente hacia el suelo, prefiriéndose una disposición de unidades 22 intercaladas, dispuestas de modo que dirijan las corrientes de fluido de tratamiento en una configuración opuesta en V.
La Figura 5 ilustra una unidad modificada 22', y en ella se han utilizado los mismos números de referencia que en las Figuras 2 a 4 para designar componentes similares. La unidad combinada 52' de vaporizador-quemador es esencialmente idéntica a la de la realización anteriormente descrita, si bien el tubo de medición capilar 55 incorpora, sin embargo, una porción bobinada 55a, situada en el exterior de la carcasa tubular 70. La porción bobinada 55a sirve como una sección o tramo de enfriamiento, a fin de evitar el sobrecalentamiento del gas LPG durante el funcionamiento del quemador 52', si bien contribuye de forma similar a la vaporización del LPG líquido en el caso de que el tubo vaporizador este infra-calentado.
La carcasa 70 tiene un recorte 73 en la pared de su región media, hacia delante con respecto a la unidad generadora de vapor 58. El recorte 73 sirve como una entrada de aire adicional (abertura de respiradero o toma de aire) para el tubo de descarga modificado 74'. El tubo de descarga modificado 74' es recibido completamente dentro de la carcasa 70 y se fija en alineación coaxial con la misma por medio de cuatro pernos de sujeción liberables o desmontables 75, que se extienden radialmente entre los dos componentes. El extremo delantero de la porción de tubo recta 63 del serpentín de generación de vapor 60, es recibido en el interior de una porción de faldón 78 en estrechamiento gradual o abocinada, del tubo de descarga 74', y se asegura apropiadamente impidiendo su movimiento radial, por medio de un casquillo de montaje 65, soportado coaxialmente dentro del tubo 74' por medio de cuatro tabiques radiales 65', soldados al casquillo 65 y al tubo 74'. La salida de descarga 64 del serpentín 60 se ha dispuesto de manera que suministre la corriente en chorro de vapor directamente al interior del tubo 74'. Se apreciará adicionalmente que la porción abocinada 78 tiene un diámetro máximo que se corresponde sustancialmente con el diámetro interior de la carcasa 70, de tal modo que una pluralidad de aberturas 79, equidistantes radialmente y separadas entre sí de manera equidistante periféricamente, permiten el paso del gas desde la abertura trasera 77 del tubo 74' en dirección hacia la parte frontal de la carcasa 70, a fin de que salga a través de la abertura frontal anular 71.
Esencialmente, la unidad modificada 22' incluye un paso de Venturi que induce el flujo de gas dentro de la carcasa 70 (por medio del tubo de descarga 74'), a fin de generar el fluido de tratamiento caliente. La corriente de vapor de agua caliente descargada dentro del tubo 74' creará un efecto de Venturi que permitirá la aspiración del aire secundario, a través del recorte 73, al interior del tubo 74', así como al interior del espacio vacío anular formado entre el tubo 74' y la carcasa 70. Con dicha disposición se crean dos zonas de flujo diferentes, una zona exterior anular que suministra un fluido esencialmente consistente en aire de enfriamiento aspirado, mezclado con gases de combustión, y una zona de núcleo circular, que suministra un fluido esencialmente consistente en gases de combustión, aire calentado, aire secundario, así como vapor de agua, el cual se transforma en vapor seco antes de alcanzar la abertura de descarga 76 del tubo 74'.
La Figura 8 es una ilustración altamente esquemática de otra unidad modificada 122, generadora de fluido de tratamiento, de acuerdo con la presente invención. La carcasa de alojamiento 170 es un tubo de acero inoxidable de 150 mm de diámetro, que tiene una longitud de aproximadamente 600 mm. Un codo de descarga 174, que sirve como desviador de la corriente, está soldado al extremo de terminal frontal de la carcasa de alojamiento 170.
Con la referencia 152 se muestran, en ilustración esquemática, dos de cuatro unidades de quemador, las cuales son similares en construcción o estructura a las anteriormente descritas, según se han ilustrado en la Figura 2 ó en la Figura 5, de tal manera que los quemadores 152 están montados y asegurados en el exterior de la carcasa tubular 70 (dentro de faldones 171 con forma de semi-cono, que sobresalen desde la superficie exterior cilíndrica de la carcasa 170), separados en posiciones radialmente equidistantes del eje longitudinal de la carcasa 70, y separados entre sí de forma equidistante en torno a la periferia de la carcasa 170, y de modo que los alojamientos 153 de quemador tubular encierran o subtienden un ángulo agudo entre sus respectivos ejes longitudinales y el eje longitudinal de la carcasa 170.
Las aberturas de descarga de las carcasas de quemador 153 se extienden parcialmente a través de unas aberturas adecuadamente dimensionadas 172, existentes en la pared periférica de la carcasa de alojamiento 170, de tal manera que las respectivas llamas de combustión convergen dentro de la carcasa de alojamiento 170, en dirección hacia el serpentín generador de vapor 160 de la unidad generadora de vapor modificada 158 que es recibida dentro de la carcasa de alojamiento 170.
El serpentín generador de vapor 160 está fabricado, preferiblemente, de un tubo de acero inoxidable resistente a las altas temperaturas y corrugado helicoidalmente, cuya porción terminal recta (de descarga) 163 se encuentra radialmente asegurada en el collar de retención 165, que se ha fijado dentro de la cámara de mezcla de la carcasa de alojamiento 170 por medio de cuatro patas de soporte 166, de manera similar a como se ha descrito anteriormente en relación con la Figura 5.
El generador de vapor 158 incluye también una sección o tramo precalentado 161a, que consiste en un cierto número de vueltas de espira, soldadas con material interpuesto / soldadas de una forma conductora del calor, sobre la superficie externa de la carcasa de alojamiento 170, y que está situado en una zona en la que se encuentra la concentración de calor más alta generada por las unidades de quemador 152. La línea de suministro de agua 161 está conectada de manera conocida al extremo más delantero de la sección precalentadora 161, de tal manera que el agua pasa por la sección precalentadora 161 en contracorriente, antes de pasar a través de la sección de tubo de conexión 161b, al interior de la sección de alta temperatura 160 del generador de vapor 158.
El funcionamiento de la unidad 122 generadora de fluido de tratamiento es muy similar al de las unidades anteriormente descritas, pero su instalación con cuatro unidades de quemador presenta ciertas ventajas. En primer lugar, al proporcionar cuatro unidades de quemador en lugar de una unidad generadora de vapor de mayor capacidad de producción, es posible simplificar la ignición y la disposición de la llama piloto (en caso de estar incluida), puesto que los quemadores pueden encender en disposición cruzada en caso de extinciones de quemador individuales. También, es posible utilizar generadores de vapor de alta capacidad que permiten un mayor tránsito de agua (y, por tanto, captación de energía calorífica), en comparación con las unidades de quemador único. Con el uso de una sección precalentadora de generador de vapor, que rodea la carcasa de alojamiento, es posible hacer uso de parte del calor de radiación que emite la superficie de la carcasa de alojamiento tubular caliente y que, de otro modo, se perdería en la atmósfera. Esta medida incrementa también la seguridad del funcionamiento, ya que la sección precalentadora cubre una parte de la superficie exterior caliente de la carcasa de alojamiento. La sección precalentadora puede disponerse de manera que cubra la mayor parte de la carcasa de alojamiento, si se desea, teniendo en cuenta las caídas en la presión del agua. En esencia, la sección precalentadora actúa, de esta forma, como una camisa refrigeradora para una parte o la totalidad de la carcasa de alojamiento.
Otra ventaja de dicha unidad generadora de fluido de tratamiento modificada, se pone de manifiesto cuando dichas unidades se utilizan en un aparato agrícola motorizado, tal como se ilustra en la Figura 1. El espacio requerido para cuatro (4) unidades generadoras 122 de cuatro quemadores, de 150 mm de diámetro, se reduce en comparación con dieciséis (16) unidades generadoras 22 de un único quemador, de 100 mm de diámetro, siendo la salida total de calor de los quemadores la misma. Puede suministrarse la misma cantidad de calor a un área más concentrada, o bien una cantidad de calor más elevada a la misma área superficial, como es el caso con una unidad de un solo quemador. El control del flujo de agua de 16 generadores de vapor individuales, suministrado desde una fuente común y calentado por medio de quemadores individuales, puede simplificarse sustancialmente si se utilizan tan solo cuatro generadores de vapor (que tienen aproximadamente la misma capacidad que los 16 generadores de las unidades individuales), particularmente en el caso de una llamarada o combustión exterior de quemadores individuales. Dicha llamarada o combustión exterior afecta a la distribución uniforme de las cantidades de agua aportadas a las unidades individuales (debido a las variaciones de presión de retroceso en las líneas o conducciones de suministro a las unidades individuales). También, las pérdidas de calor de una única unidad provista de cuatro quemadores pueden minimizarse en comparación con cuatro quemadores (suponiendo el mismo gasto de aislamiento).
Se ha encontrado también, con una unidad generadora de fluido de tratamiento estacionaria que tiene cuatro quemadores, que es posible suministrar de manera eficaz hasta 100 l/h de agua. Esto permite el acoplamiento de, por ejemplo, una "tubería de distribución de calor" de 150 m de larga con propósitos de calentamiento de una huerta, de manera que la caída de la temperatura entre la entrada y la salida de la tubería es entre aproximadamente 300ºC y 350ºC, y la unidad produce el suficiente flujo o gasto másico de fluido calentado (gases de combustión, aire secundario y vapor de agua) para elevar la temperatura de la tubería hasta un nivel para el que se irradia desde la misma al seno del aire ambiente circundante el suficiente calor como para evitar daños de congelación en los árboles de la huerta en el curso de condiciones de helada suave.
El aparato agrícola 10 descrito, así como las realizaciones específicas de las unidades generadoras 22 de fluido de tratamiento caliente, son representativas de la invención aquí descrita pero no la limitan. Se han de considerar también como parte de la invención, en tanto en cuanto se reivindica aquí en lo que sigue, las modificaciones de las realizaciones descritas que constituirían una cuestión rutinaria para el profesional experto en el sector.

Claims (24)

1. Un método para destruir o controlar vegetación indeseada y plagas agrícolas, que incluye las etapas de:
- generar un gas precursor caliente, consistente esencialmente en gases de combustión, utilizando al menos un quemador de combustible de hidrocarburo y dentro de una carcasa o envuelta de alojamiento que tiene una entrada de respiradero o toma de aire, una cámara de mezcla y una salida de descarga;
- generar un fluido precursor caliente, que incluye vapor húmedo, vapor saturado o mezclas de los mismos, en el interior de un generador de vapor que está conectado a una fuente de agua, de tal manera que el generador de vapor es calentado por los gases de combustión y/o por el quemador;
- descargar el fluido precursor caliente al interior de la cámara de mezcla de la carcasa de alojamiento, y calentar adicionalmente este fluido a través del intercambio directo de calor, y mezclarlo con los gases de combustión para obtener un fluido de tratamiento caliente en el cual el componente de agua consiste sustancialmente en vapor sobrecalentado y/o seco; y
- inducir al fluido de tratamiento caliente a fluir dentro de la abertura de descarga de la carcasa de alojamiento, y a salir de la misma, en forma de una corriente en chorro para su aplicación sobre un área de tratamiento, a fin de destruir con ello térmicamente la vegetación indeseada y las plagas agrícolas.
2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual la inducción del flujo del fluido de tratamiento caliente incluye las etapas de:
- presurizar y expeler el fluido precursor caliente así presurizado, a través de un orificio de chorro, al interior de la cámara de mezcla, en una dirección orientada generalmente hacia la salida de descarga; e
- inyectar combustible de hidrocarburo en una dirección generalmente orientada hacia la cámara de mezcla, utilizando una boquilla de gas de quemador dispuesta para la generación de llamas de combustión a alta velocidad.
3. Un método de acuerdo con la reivindicación 2, que incluye adicionalmente la etapa de aspirar aire excedente al interior de la cámara de mezcla, calentar y mezclar el aire aspirado con el fluido de tratamiento caliente, a fin de incrementar con ello la masa de gas caliente en el fluido de tratamiento que es expelido a través de la salida de descarga de la carcasa de alojamiento.
4. Un método de acuerdo con las reivindicaciones 1, 2 ó 3, en el cual el combustible de hidrocarburo es LPG (gas licuado derivado del petróleo).
5. Un dispositivo para generar una corriente de fluido caliente para propósitos de calentamiento de espacios y objetos, que incluye:
- al menos un quemador, dispuesto de manera que sea conectado a una fuente de combustible de hidrocarburo fluido o gaseoso, y para la generación de una llama de combustión, preferiblemente en forma de chorro;
- una carcasa o envuelta de alojamiento hueca, que tiene una abertura de respiradero o toma de aire a través de la cual puede entrar aire al interior de la cavidad de la carcasa, una cámara de mezcla y una salida de descarga, destinada a suministrar la corriente en chorro de fluido caliente, de tal manera que el al menos un quemador está montado en la carcasa de alojamiento de tal modo que las llamas de combustión se extienden en el interior de la cavidad de la carcasa; y
- un generador de vapor, dispuesto en el interior de la carcasa de alojamiento para ser calentado por medio de las llamas de combustión, estando dispuesto el generador de vapor de modo que suministre vapor húmedo y/o saturado y teniendo una entrada, que está dispuesta para ser conectada a una fuente de agua, y una salida de suministro, destinada a suministrar una corriente en chorro de vapor de agua húmedo y/o saturado en una dirección generalmente hacia la salida de descarga de la carcasa de alojamiento, al ser calentado el generador de vapor por las llamas de combustión, de tal manera que la cámara de mezcla está dispuesta dentro de la carcasa de alojamiento de modo que reciba las corrientes de vapor de agua, gases de combustión y aire excedente aspirado al interior de la cámara de mezcla, por lo que estos fluidos se mezclan en ella para formar dicha corriente en chorro de fluido caliente, en la que el componente de agua es calentado adicionalmente a través del intercambio de calor directo con dichos gases de combustión, a fin de formar al menos vapor seco antes de la aplicación de la corriente de fluido caliente tras pasar por dicha salida de descarga.
6. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 5, que incluye adicionalmente medios para generar un vacío parcial dentro de la cámara de mezcla, a fin de aspirar con ello el aire excedente al interior de la cámara de mezcla.
7. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 6, en el cual dichos medios para generar un vacío parcial incluyen un cuerpo de Venturi, formado por la carcasa de alojamiento o dentro de la misma.
8. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 5 ó la reivindicación 6, en el cual dichos medios para generar un vacío parcial incluyen dicho generador de vapor, por cuanto el generador de vapor está provisto de una salida de suministro de chorro, a través de la cual es eyectado el vapor de agua a una velocidad y a una presión elevadas, de tal modo que la aspiración de dicho aire excedente a través de la abertura de toma de aire se lleva a cabo como resultado de dicha expulsión a alta velocidad del vapor de agua al interior de dicha cámara de mezcla y desde la misma.
9. Un dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, en el cual el generador de vapor incluye un elemento de serpentín tubular que tiene un número predeterminado de vueltas de bobina que es suficiente para garantizar que el agua que entra en el serpentín, a un caudal de flujo y a una temperatura dados, es calentada por el al menos un quemador en un grado tal, que el agua, en la salida de suministro situada en el extremo del serpentín calentador, es suministrada en forma de un chorro presurizado de vapor saturado o húmedo, o bien de una mezcla de vapor húmedo y saturado.
10. Un dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 9, que incluye adicionalmente una camisa de enfriamiento que rodea al menos parcialmente la carcasa de alojamiento.
11. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 10, en el cual la camisa de enfriamiento se encuentra en comunicación de fluido con el generador de vapor y se ha dispuesto de manera que forme una sección o tramo de precalentamiento del mismo.
12. Un dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 9, 10 u 11, en el cual el generador de vapor incluye un serpentín generador de vapor, fabricado de un tubo corrugado helicoidalmente.
13. Un dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 12, de tal manera que el dispositivo incorpora una unidad vaporizadora destinada a transformar el LPG líquido en LPG gaseoso.
14. Un dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 13, en el cual el (los) quemador(es) incluye(n) una boquilla de suministro de chorro de combustible para la generación de llamas de combustión de alta velocidad.
15. Un aparato agrícola para destruir térmicamente la vegetación indeseada, que incorpora una pluralidad de dispositivos de generación de fluido de tratamiento caliente, según se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 14, en una o más baterías en posiciones relativas separadas entre sí y montadas sobre una barra portaherramientas o una estructura de bastidor de soporte, transportada en la parte trasera de un tractor o vehículo agrícola similar.
16. Un aparato agrícola para la destrucción térmica de la vegetación indeseada, que incorpora una pluralidad de dispositivos de generación de fluido de tratamiento caliente, según se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 14, de tal manera que los dispositivos son transportados sobre una estructura de soporte que puede ser arrastrada o remolcada por un vehículo de servicio agrícola, estando los dispositivos incorporados en una o más baterías, en posiciones relativas separadas entre sí, y montados sobre la estructura de soporte de modo que dirijan las respectivas corrientes en chorro de fluido de tratamiento caliente, generadas por ellos, al interior de una cavidad interna definida dentro de una estructura de visera o de caja de aplicación de fondo abierto, de tal modo que la estructura de caja se mantiene a una pequeña distancia sobre el terreno que se ha de tratar, y encierra una zona de tratamiento sustancialmente aislada del entorno circundante, de manera que dicha zona de tratamiento es desplazada a una velocidad de desplazamiento predeterminada durante el tratamiento térmico del terreno.
17. Un aparato agrícola de acuerdo con la reivindicación 16, en el cual la estructura de caja incluye una placa superior en la que se han proporcionado una pluralidad de aberturas, correspondientes en número al de los dispositivos, de tal modo que los dispositivos están montados con sus carcasas tubulares inclinadas con respecto a la vertical, de manera que las corrientes en chorro de fluido de tratamiento caliente son dirigidas según la dirección de desplazamiento del vehículo agrícola.
18. Un aparato agrícola de acuerdo con la reivindicación 17, en el cual se han dispuesto dos baterías que tienen dispositivos separados entre sí lateralmente, de modo que se intercalen de tal forma que las corrientes de fluido procedentes de unidades adyacentes sean dirigidas en forma de V, en direcciones opuestas, ya sea convergentes o paralelas lateralmente.
19. Un aparato agrícola de acuerdo con las reivindicaciones 16, 17 ó 18, en el cual la estructura de caja con forma de visera incluye un tablero o placa protectora de arrastre, hecha de materiales plásticos o textiles resistentes al calor, que es arrastrada o remolcada sobre la zona de tratamiento con el fin de alargar el tiempo transcurrido antes de que la zona de tratamiento pueda intercambiar calor con el entorno circundante.
20. Un aparato agrícola para destruir térmicamente la vegetación indeseada, que incorpora:
- una pluralidad de dispositivos de generación de fluido de tratamiento caliente, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 14, de tal manera que los dispositivos están montados sobre una estructura de soporte que puede ser fijada de modo que sea arrastrada por un vehículo de servicio agrícola, estando las unidades montadas en una o más baterías sobre la estructura de soporte de tal forma que dirigen las respectivas corrientes en chorro de fluido de tratamiento caliente, generadas por ellas, hacia el terreno; y
- una placa protectora con forma de manta, que es arrastrada o remolcada detrás de las baterías de dispositivos de generación de fluido de tratamiento caliente.
21. Un método para destruir térmicamente la vegetación indeseada, en particular malas hierbas o plagas de las plantas, en viñedos, de tal modo que el método incluye:
- montar sobre un vehículo agrícola auto-propulsado o remolcado, una o más baterías consistentes en una pluralidad de dispositivos para generar un fluido de tratamiento caliente de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 14, de modo que los dispositivos se monten en posiciones relativas separadas entre sí lateralmente, con sus ejes longitudinales respectivos dirigidos en una dirección lateral e inclinada hacia abajo con respecto a la dirección de desplazamiento del vehículo;
- suministrar LPG, desde un cilindro de LPG transportado sobre el vehículo, al quemador, encender todos los quemadores y suministrar agua a todos los generadores de vapor desde un tanque de agua transportado por el vehículo; y
- desplazar el vehículo a una velocidad predeterminada a lo largo de una hielera de vides, con lo que las corrientes en chorro de fluido de tratamiento caliente son dirigidas hacia el terreno en las proximidades de las vides.
22. El método de acuerdo con la reivindicación 1, aplicado en el calentamiento de huertas y viñedos, en el cual el fluido de tratamiento caliente es dirigido al interior de un conducto no aislado y de una longitud sustancial, que se dispone de manera que incremente ligeramente la temperatura ambiental en una zona en torno a las vides o árboles, por irradiación de calor.
23. El método de acuerdo con la reivindicación 1, aplicado en la fumigación térmica de silos y tanques en los que se almacenan productos agrícolas, incluido grano.
24. El método de acuerdo con la reivindicación 1, aplicado en la esterilización térmica de equipos y aparatos agrícolas.
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