Способ нагрева асфальтового покрытия и устройство для его осуществления

Способ нагрева асфальтового покрытия и устройство для его осуществления

Реферат

 

Изобретение относится к строительству, а именно к процессу нагрева асфальтового покрытия. Процесс содержит этапы: поджигания в горелке горючей смеси, состоящей из топлива и кислорода для получения горючего газа, и подачи горячего газа в камеру, имеющую излучающую поверхность со множеством отверстий, расположенную над асфальтовым покрытием. Устройство для нагрева асфальтового покрытия содержит горелку для получения горячего газа и камеру, имеющую входное отверстие для приема горячего газа от горелки и излучающую поверхность с множеством отверстий. Отверстия в излучающей поверхности имеют такие размеры, чтобы горячий газ нагревал излучающую поверхность для создания радиационного теплопереноса к асфальтовому покрытию и проходил сквозь отверстия для создания конвенционного теплопереноса к асфальтовой поверхности. Обеспечивается равномерный и эффективный нагрев асфальтового покрытия. 2 с. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способу нагрева асфальта и устройству для его осуществления.

Предшествующий уровень В данной заявке термин асфальт также включает макадам и тармак. Асфальтовое покрытие дорог обычно содержит смесь асфальтового связующего (обычно черное, липкое нефтехимическое связующее) и агрегатного наполнителя, содержащего калиброванные камни и/или щебень. Асфальтовую смесь обычно укладывают, уплотняют и выглаживают для создания асфальтового покрытия дороги.

Со временем качество асфальтового покрытия может ухудшиться под влиянием нескольких факторов. Например, сезонные колебания температур могут привести к растрескиванию и/или появлению выбоин. Эрозия или усадка дорожного основания под покрытием также может привести к растрескиванию. Кроме того, некоторые из химических составляющих, введенных в свежий асфальт, со временем постепенно теряются или изменяются их свойства, что также способствует появлению трещин и выбоин на дорожном покрытии. При возникновении концентрированного растрескивания могут появиться выбоины, которые представляют опасность для дорожного движения и ускоряют разрушение соседних участков покрытия и структуры шоссе. Даже если растрескивания и появления выбоин не происходит, движение транспорта может отполировать поверхность шоссе, и такая поверхность становится скользкой и опасной. Кроме того, движение транспорта может приводить к появлению колеи, впадин, борозд и трещин в покрытии шоссе. При мокром покрытии в этих дефектах может скапливаться вода, которая является причиной опасного явления аквапланирования автотранспорта. Собирающаяся вода также способствует ухудшению дорожного покрытия.

До 70-х к доступным способам ремонта старого асфальтового покрытия относились: точечный ремонт, например, наложение заплат или герметизация, укладка новых материалов поверх старого покрытия и удаление части первоначальной структуры и замена ее новыми материалами. Каждый из этих способов имеет присущие ему недостатки и ограничения.

Начиная примерно с первой половины 70-х с ростом стоимости сырья, нефти и энергии, возрос интерес к попыткам утилизации старого асфальта. Мировая сеть шоссейных дорог стала рассматриваться как очень существенный возобновляемый источник.

Первые способы утилизации заключались в удалении части старого покрытия и транспортировки его на централизованную стационарную утилизационную установку, где он смешивался со свежим асфальтом и/или обновленными химикатами. Затем обновленный материал покрытия транспортировался обратно на площадку и укладывался. Эти способы имели очевидные ограничения по затратам времени, транспортным расходам и пр.

В дальнейшем появилась технология, позволяющая утилизировать старый асфальт прямо на месте. Некоторые такие процессы требуют нагрева и часто называются "горячей утилизацией на месте" (ниже именуемые "ГУНМ").

Эта технология включает многие известные процессы и машины по предшествующему уровню техники для утилизации асфальтового покрытия дорог, при которых асфальт измельчается. В общем эти процессы и машины используют следующие операции: (i) нагрев асфальтового покрытия (обычно, с использованием набора горелок) для облегчения размягчения или пластификации верхнего слоя асфальта, (ii) механическое дробление нагретой поверхности (обычно, с использованием таких устройств, как вращающиеся зубчатые фрезы, винтовые шнеки/фрезы и реечные скарификаторы), (iii) подмешивание свежего или обновленного асфальта к измельченному асфальту, (iv) укладка смеси, полученной в шаге (iii) на поверхность дороги и (v) укатка или трамбовка уложенной смеси для получения дорожного покрытия из утилизированного асфальта. В некоторых случаях нагретый измельченный материал можно полностью удалять с поверхности дороги, обрабатывать вне дороги и затем возвращать на поверхность и укатывать в окончательное положение. Большая часть устройств по предшествующему уровню техники относится к тому или иному варианту этой технологии.

Со временем технологии ГУНМ пришлось решать определенные проблемы, некоторые из которых встречаются и сегодня. Например, асфальтобетон (особенно находящийся в нем цемент) при нагреве разрушается. Поэтому поверхность дороги приходится нагревать до точки, при которой она размягчается в достаточной степени для размельчения, но не до точки, при которой она начинает повреждаться. Кроме того, известно, что асфальтобетон нагревать тем тяжелее, чем больше толщина нагреваемого слоя.

Попытки решения этих проблем приведены во многих патентах. См., например, следующие патенты, каждый из которых включен в настоящее описание путем отсылки: США 3361042 (Катлер) США 3970404 (Бенедетти) США 3843274 (Гутман и др.) США 3989410 (Моенч) США 4011023 (Катлер) США 4124325 (Катлер) США 4129398 (Шелкопф) США 4335975 (Шелкопф) США 4226552 (Моенч) США 4534674 (Катлер) США 4545700 (Йейтс) США 4711600 (Йейтс) США 4784518 (Катлер) США 4793730 (Батч) США 4850740 (Уайли) США 4929120 (Уайли и др.) Независимо от конкретного применяемого способа коммерчески успешная утилизация нагретого асфальтового покрытия в большой степени зависит от способности эффективного нагрева старого асфальтового покрытия, подлежащего утилизации. В общем, эффективный нагрев происходит, когда асфальтовое покрытие нагревается до требуемой температуры (например, 300^oF (184,4^oС) быстро и без значительного подгорания или перегрева.

Обычно для размягчения асфальта для его утилизации применяют нагреватели. Нагревателем может быть радиационный (например, инфракрасный нагреватель), нагреватель, в котором используется горячий воздух, конвекционный нагреватель, микроволновый нагреватель, пламенный нагреватель и пр.

Наиболее популярным коммерчески используемым нагревателем является радиационный нагреватель, излучающий в инфракрасном диапазоне. В общем, такой нагреватель работает путем поджигания топливовоздушной смеси на металлическом (или выполненном из другого подходящего материала) экране, что приводит к сгоранию смеси. Тепло, образующееся в процессе сгорания, поглощается металлическим экраном, что в большинстве случаев приводит к разогреву металла до красного свечения и облучению поверхности асфальта теплом (т.е., инфракрасным излучением). Одним из существенных ограничений обычных радиационных нагревателей является источник топлива. Более конкретно, поскольку топливовоздушная смесь должна сгорать на всей излучающей поверхности нагревателя, топливо должно относиться к типу, который позволяет ему легко смешиваться с воздухом и распределяться по существу равномерно по всей излучающей поверхности вплоть до точки поджигания. В результате почти во всех коммерчески доступных радиационных нагревателях в качестве топлива используется пропан или бутан. Пропан и бутан - это газы, которые легко смешиваются с воздухом для сжигания в данном устройстве.

К сожалению, пропан и бутан являются очень опасными в использовании материалами, поскольку их обычно хранят под давлением, что может приводить к опасным взрывам в случае появления случайной искры. Кроме того, есть несколько стран, в которых пропан и/или бутан (i) недоступны, (ii) запредельно дороги и/или (iii) неконкурентоспособны по сравнению с другими видами дешевого жидкого топлива, например дизельным топливом. В действительности одна иди более из этих проблем имеются в большинстве стран мира за пределами Северной Америки, Европы и Австралии. Что касается проблемы (iii), жидкое топливо (т.е. топливо, находящееся в жидкой фазе при нормальном давлении и температуре окружающей среды) непригодно для использования в обычных радиационных нагревателях из-за трудностей, связанных с распылением такого топлива в воздухе и распределением полученной топливовоздушной смеси по существу равномерно по излучающей поверхности нагревателя. В результате всего этого технология ГУНМ коммерчески непрактична в большинстве стран мира за пределами Северной Америки и Европы.

Кроме того, при использовании обычных радиационных нагревателей температура излучающей поверхности легко может достичь температуры 2000^oF (1093,3^oC) или более. Это обусловлено необходимостью максимально быстрого нагрева поверхности асфальта, чтобы не задерживать работу всех остальных машин, связанных с системой утилизации. Этот факт в сочетании с тем, что поверхность асфальта нужно нагревать до температуры 300-400^oF (184,4-240^oC), чтобы в конечном итоге получить температуру приблизительно 250^oF (156,7^oC) на глубине по меньшей мере 2 дюйма (50,8 мм), часто может приводить к подгоранию или перегреву асфальтового покрытия. К сожалению, попытки устранить этот эффект простым понижением температуры излучающей поверхности ведут к еще худшей эффективности всего процесса утилизации и, следовательно, не являются коммерчески жизнеспособной альтернативой. Другой проблемой, связанной с обычными радиационными нагревателями, является высокая вероятность неравномерного нагрева. Типично это обусловлено тем, что определенные зоны асфальтового покрытия поглощают излучение (например, масляные пятна), а другие - отражают излучение (например, наполнитель светлого цвета). Проблема усугубляется в тех зонах асфальтового покрытия, которые поглощают излучение, поскольку это обычно приводит к сильному дымообразованию и/или воспламенению асфальтового покрытия, что создает угрозу для окружающей среды.

Как следует из вышеизложенного, обычным нагревателем асфальтового покрытия является нагреватель, в котором используется горячий воздух. Такой нагреватель описан в патенте США 4561800 (Хатакенака и др.), содержание которого включено в настоящее описание путем отсылки. Хатакенака раскрывает способ и устройство для нагрева дорожного покрытия, где горячий воздух, нагретый до заранее определенной температуры, вдувают на поверхность дорожного покрытия для его нагрева. Устройство содержит генератор горячего воздуха, оснащенный горелкой и блоком управления температурой, и несколько воздуховодов с соплами для направления горячего воздуха на дорожное покрытие. Хатакенака заявляет, что устройство снижает дымообразование при нагреве асфальтового покрытия. Основной задачей патента Хатакенака является возможность регулирования температуры горячего воздуха. Таким образом, суть патента Хатакенака заключается в подаче горячего воздуха с регулируемой температурой, при этом горячий воздух используется как средство нагрева дорожного покрытия. Хатакенака утверждает, что одним из преимуществ его изобретения является возможность регулировать "теплопроизводительность" нагревателя простой регулировкой температуры самого горячего воздуха. Это и лежит в основе того, что для всех целей и намерений Хатакенака ссылается на устройство, которое осуществляет практически весь теплоперенос путем конвекции.

Одной из принципиальных трудностей, связанных с конвекционными нагревателями и нагревателями, использующими горячий воздух, и, в частности, с устройством, раскрываемым Хатакенакой, используемым для утилизации асфальтового покрытия, является невозможность транспортировки достаточного количества горячего воздуха к асфальтовому покрытию для того, чтобы обеспечить теплоперенос до требуемой температуры и на желаемую глубину асфальтового покрытия. Принципиальная причина этого заключаются в том, что размер и расход горячего воздуха (например, кубометров в минуту, м³/мин), необходимые для того, чтобы асфальтовое покрытие подвергалось воздействию достаточного количества тепла в течение достаточного времени для нагрева покрытия при коммерчески разумной скорости (3-10 м/мин) делают создание коммерчески полезного устройства экономически нецелесообразным и/или запредельно дорогим. В результате, в области утилизации асфальтового покрытия конвекционные нагреватели и нагреватели на основе горячего воздуха неконкурентоспособны по сравнению с радиационными нагревателями.

Имеется потребность в способе и устройстве для нагрева асфальтового покрытия, которые устраняют или уменьшают по меньшей мере один ив вышеуказанных недостатков прототипа.

Описание изобретения Целью настоящего изобретения является создание нового способа нагрева асфальтового покрытия, который устраняет или уменьшает по меньшей мере один из недостатков прототипа.

Другой целью настоящего изобретения является создание нового устройства для нагрева асфальтового покрытия, которое устраняет или уменьшает по меньшей мере один из недостатков прототипа.

Соответственно, согласно одному из аспектов настоящего изобретения, предлагается способ нагрева асфальтового покрытия, при котором: воспламеняют в горелке горючую смесь, состоящую из топлива и кислорода для получения горячего газа; подают горячий газ в камеру, имеющую излучающую поверхность, расположенную над асфальтовым покрытием, при этом в излучающей поверхности выполнено множество отверстий; выбирают размер отверстий так, чтобы горячий газ (i) нагревал излучающую поверхность для обеспечения радиационного теплопереноса к асфальтовому покрытию, и (ii) проходил сквозь отверстия для обеспечения конвекционного теплопереноса к асфальтовому покрытию.

Согласно другим аспектам настоящего изобретения предлагается устройство для нагрева асфальтового покрытия, содержащее горелку для получения горячего газа и камеру, содержащую входное отверстие для приема горячего газа от горелки и излучающую поверхность со множеством отверстий, при этом отверстия имеют такой размер, чтобы горячий газ (i) нагревал излучающую поверхность для обеспечения радиационного теплопереноса к асфальтовому покрытию, и (ii) проходил сквозь отверстия для обеспечения конвекционного теплопереноса к асфальтовому покрытию.

Было обнаружено, что, согласно настоящему изобретению, имеется возможность достигнуть по существу равномерного, быстрого и эффективного нагрева асфальтового покрытия путем использования устройства для нагрева асфальтового покрытия, способного осуществлять совокупный теплоперенос (Q_total), включающий конвекционный теплоперенос (Q_c) и радиационный теплоперенос (Q_R) Q_total = Q_c + Q_R.

Предпочтительно, Q_c составляет от приблизительно 20% до приблизительно 80%, более предпочтительно, от приблизительно 35% до приблизительно 65%, и еще более предпочтительно от приблизительно 40% до приблизительно 60% и наиболее предпочтительно от приблизительно 45% до приблизительно 55% от Q_total, а остальное - Q_R.

Для настоящих целей Ос можно легко рассчитать эмпирически по следующему уравнению: Q_c = hA(T₁ - T₂), где h - коэффициент конвекционного теплопереноса; A - общая площадь поверхности нагревателя; T₁ - температура горячего газа; T₂ - температура асфальтового покрытия.

Кроме того, Q_R легко можно рассчитать эмпирически по следующему уравнению: Q_R= (T⁴₁-T⁴₂), где - общая излучающая способность излучающей поверхности; - постоянная пропорциональности (Стефана-Больцмана); A - общая площадь поверхности нагревателя; T₁ - температура излучающей поверхности камеры, и T₂ - температура асфальтовой поверхности.

Эти уравнения и их применение находятся в пределах компетенции специалиста в данной области и более подробно описаны в работе HEAT TRANSFER, J.P. Holman (7th Edition, 1992), содержание которой включено в настоящее описание путем отсылки.

Например, работоспособное устройство для нагрева асфальтового покрытия имеет излучающую поверхность, выполненную из оксидированной стали, работающую при температуре приблизительно 1200^oF (648,9^oC). Излучающая поверхность располагается на высоте приблизительно 3 дюйма (76,2 мм) от асфальтового покрытия. Излучающая поверхность имеет приблизительно 12 футов (3,6576 м) в ширину и 26 футов (7,9248 м) в длину и в ней выполнено приблизительно 15500 круглых отверстий диаметром 0,25 дюйма (6,35 мм). Для такого устройства специалист легко может рассчитать, что Ос приблизительно равно 480 кВт (48% от общего теплопереноса), тогда как Q_R приблизительно равно 520 кВт (52% от общего теплопереноса).

Одним из принципиальных преимуществ устройства для нагрева асфальтового покрытия является то, что оно не зависит от применения топлива конкретного типа. Таким образом, представляется, что предлагаемое устройство для нагрева асфальтового покрытия является первым устройством такого рода, в котором объединены по меньшей мере частичный радиационный теплоперенос с гибкостью применения жидкого топлива, например дизельного.

В настоящем описании упоминается сжигание смеси топлива и кислорода. Хорошо известно, что чистый кислород чрезвычайно воспламеняем и опасен в использовании. Поэтому, в большинстве случаев, для подмешивания к топливу удобно использовать окружающий воздух. Однако следует понимать, что настоящее изобретение относится к газам, не являющимся воздухом, но содержащим кислород.

Предпочтительно, устройство для нагрева асфальтового покрытия по настоящему изобретению далее содержит средство для установки камеры над асфальтовым покрытием на расстоянии от приблизительно 1 до приблизительно 6 дюймов (25,4 - 153,6 мм) и, более предпочтительно, от приблизительно 2 до приблизительно 4 дюймов (50,8 - 101,6 мм) и, наиболее предпочтительно, от приблизительно 2 до приблизительно 3 дюймов (50,8 - 76,2 мм) над нагреваемым асфальтовым покрытием. Оно служит для оптимизации облучения асфальтового покрытия излучающей поверхностью камеры.

Предпочтительно, камера в предлагаемом устройстве для нагрева асфальтового покрытия содержит множество расположенных по существу рядом друг с другом камер, каждая из которых имеет излучающую поверхность. Особенно предпочтительно располагать эти камеры так, чтобы между соседними парами трубок имелся зазор. Наличие такого зазора обеспечивает утилизацию горячих газов, попадающих на асфальтовое покрытие. Более конкретно, горячие газы могут засасываться обратно в горелку через зазоры между соседними парами камер. Идеально, зазор между соседними парами камер имеет такой размер, чтобы скорость утилизируемого горячего газа составляла от приблизительно 20% до приблизительно 80%, предпочтительно от приблизительно 30% до приблизительно 70%%, более предпочтительно, от приблизительно 40% до приблизительно 60%, и наиболее предпочтительно от приблизительно 45% до приблизительно 55% от скорости газа, проходящего сквозь отверстия в трубках.

Температура горячего газа и излучающей поверхности камеры приблизительно одинакова, хотя это не существенно. Предпочтительно, эта температура находится в диапазоне от приблизительно 700^oF (371^oC) до приблизительно 1600^oF (871^oC), более предпочтительно от приблизительно 900^oF (532^oC) до приблизительно 1400^oF (760^oC), и наиболее предпочтительно от приблизительно 1000^oF (537,8^oC) до приблизительно 1200^oF (648,9^oC). Идеально, температура составляет приблизительно 1100^oF (593,3^oC).

Краткое описание чертежей Ниже следует описание вариантов настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых одинаковыми позициями обозначены одинаковые детали, и на которых: фиг. 1 - схематический вид сбоку устройства для нагрева асфальтового покрытия по настоящему изобретению; фиг. 2 - вид снизу части устройства по фиг. 1, и фиг. 3 - вид спереди устройства, показанного на фиг. 1.

Наилучший способ реализации настоящего изобретения На фиг. 1-3 показано устройство 10 для нагрева асфальтового покрытия. Устройство 10 выполнено мобильным и установлено на соответствующем транспортном средстве (не показано), имеющем колеса 20 (показаны пунктиром).

Устройство 10 содержит корпус 25 с горелкой 30, выходной конец которой расположен в камере 40 сгорания. Горелка 30 содержит отверстие 50 для подачи топлива, отверстие 60 для подачи кислорода в камеру 70 для смешивания/распыления. Горелка 30 далее содержит сопло 80, расположенное в корпусе 25. Как показано, выходной конец сопла 80 окружен входным концом камеры сгорания 40. Несмотря на то, что можно устанавливать конец сопла 80 с уплотнением во входном отверстии камеры сгорания 40, предпочтительно сохранять зазор между концом сопла 80 и камерой сгорания 40.

Корпус 25 разделен стенкой 100 на камеру 110 выхлопных газов и камеру 120 горячего газа. Как показано на чертеже, камера сгорания 40 содержит множество отверстий 90, расположенных так, что они расположены и в камере 110 выхлопных газов и в камере 120 горячего газа. Камера выхлопных газов соединена с выхлопной трубой 130, оснащенной заслонкой 140. Предпочтительным признаком камеры сгорания 40 является то, что размер и число отверстий 90 выбирают так, чтобы от приблизительно 5% до приблизительно 20%, более предпочтительно от приблизительно 5% до приблизительно 15% и наиболее предпочтительно от приблизительно 8% до приблизительно 10% по объему общего объема горячего газа, полученного в камере сгорания 40, направлялось в камеру 110 выхлопных газов, а остальное направлялось в камеру 120 горячего воздуха. На практике это приводит к тому, что большая часть площади поверхности отверстия (т.е. общей площади отверстий 90) представлена отверстиями, расположенными в камере 120 горячего газа.

Камера 120 горячего газа содержит входное отверстие 150 для рециркуляции горячего газа и выпускное отверстие 160 для горячего газа. Выходное отверстие 160 для горячего газа соединено с распределительной камерой 170. Распределительная камера 170 содержит камеру 180 подачи горячего газа, соединенную с множеством камер 190 выпуска горячего газа. Камера 180 подачи горячего газа и камеры выпуска горячего газа содержат излучающую поверхность 200. Каждая излучающая поверхность 200 содержит множество отверстий 210. Камеры 190 выпуска горячего газа расположены так, что между соседними парами камер расположен зазор 210.

Распределительная камера 170 далее содержит камеру 230 возвращающегося газа, соединенную с рециркуляционным вентилятором 240, имеющим расположенный в нем нагнетатель (не показан). Рециркуляционный вентилятор 240 соединен с корпусом 25 через камеру 250 подачи рециркуляционного газа с расположенной в ней заслонкой 260.

При работе топливо и кислород подаются в отверстия 50 и 60, соответственно, горелки 30, где они смешиваются и распыляются (если топливо находится в жидкой фазе при температуре и давлении окружающей среды) в камеру 70, где они образуют горючую смесь. Затем горючая смесь подается на сопло 80, где происходит ее поджигание, и в результате образуется факел 270 и горячие газы. Горячий газ движется в целом в направлении, показанном стрелкой A и выходит из камеры сгорания 40 через отверстия 90 двумя потоками. Большая часть горячего газа выходит по стрелке B, а меньшая часть - по стрелке C.

Горячий газ, показанный стрелкой B попадает в распределительную камеру 170 через выходное отверстие 160, откуда он поступает в камеру 180 подачи горячего газа и в камеры 190 выпуска горячего газа. Затем горячий газ выходит из камер 180 и 190 через отверстия 210 в излучающей поверхности 200, выполненной в каждой камере 180 и 190. За счет соответствующей конструкции излучающих поверхностей 200 в камерах 180 и 190 и путем подбора количества и размера отверстий 210 излучающие поверхности 200 обеспечивают как радиационный, так и конвекционный теплоперенос. Поэтому горячий газ служит для нагрева излучающих поверхностей 200 до температуры, при которой они начинают излучать, предпочтительно, энергию в инфракрасном диапазоне. Одновременно горячий газ проходит сквозь отверстия 210 с высокой скоростью и обдувает поверхность нагреваемого асфальтового покрытия 280, обеспечивая конвекционный теплоперенос.

Рециркуляционный вентилятор 240 служит дли рециркуляции газа, как показано стрелкой D через зазоры 220 между соседними парами выпускных камер 190. Рециркуляционный вентилятор 240 подает рециркулирующий газ в камеру 250, как показано стрелкой E. Рециркулирующий газ, попадающий в камеру 250, либо (i) попадает в камеру сгорания 40, как показано стрелкой F, где дожигаются не полностью сгоревшие или не сгоревшие частицы топлива, либо (ii) протекает вокруг камеры сгорания 40, как показано стрелкой G, после чего он смешивается с горячим газом, выходящим из камеры сгорания 40, как показано стрелкой B.

Настоящее устройство для нагрева асфальтового покрытия можно с успехом использовать в любых технологиях горячей утилизации асфальта на месте, включая описанные в вышеупомянутых патентах США. Однако настоящее устройство для нагрева асфальтового покрытия будет особенно полезно в сочетании со способами и устройствами, описанными в параллельных канадских заявках на патент 2061682 и 2102090 и международной заявке на патент WO 93/17185, содержание каждой из которых включено в настоящее описание путем отсылки.

Соответственно, несмотря на то, что настоящее изобретение было описано со ссылками на иллюстративные примеры воплощения, оно не должно толковаться в ограничительном смысле. Различные модификации описанного варианта, а также другие варианты воплощения настоящего изобретения для специалистов очевидны. Например, можно построить устройство для нагрева асфальтового покрытия по настоящему изобретению так, чтобы оно обеспечивало радиационный и конвекционный теплоперенос последовательно или, предпочтительно, циклически и последовательно. Это может быть достигнуто различными путями, например, установкой трубок, расположенных по существу поперек асфальтового покрытия. Эти трубки, по желанию, могут иметь отверстия, подобные описанным выше, и между ними может располагаться обычный радиационный нагреватель. Альтернативно, можно построить поезд из устройств, в котором чередуются конвекционные и радиационные нагреватели. Такой поезд будет осуществлять теплоперенос и конвекционным, и радиационным способом. Таким образом, прилагаемая формула изобретения охватывает любые подобные модификации и варианты.

Формула изобретения

1. Способ нагрева асфальтового покрытия, включающий поджиг в горелке (30) горючей смеси, содержащей топливо и кислород, для получения горячего газа и подачи горячего газа к асфальтовому покрытию для его нагрева, отличающийся тем, что подают горячий газ в, по меньшей мере, одну камеру (190) выпуска горячего газа, имеющую излучающую поверхность (200), расположенную над асфальтовым покрытием, при этом излучающая поверхность (200) имеет множество отверстий (210), и выбирают размер отверстий (210) таким образом, что горячий газ одновременно (i) нагревает излучающую поверхность (200) для создания радиационного теплопереноса к асфальтовому покрытию и (ii) проходит сквозь отверстия (210) для создания конвекционного теплопереноса к асфальтовой поверхности.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что радиационный теплоперенос составляет приблизительно 20 - 80% от общего теплопереноса, а остальное - конвекционный теплоперенос.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одну камеру (190) выпуска горячего газа размещают над асфальтовым покрытием на расстоянии приблизительно 1 - 6 дюймов (25,4 - 152,4 мм).

4. Способ по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что горячий газ подают во множество камер (190) выпуска горячего газа, разнесенных друг от друга с зазором между каждой парой смежных камер (190), причем каждая из камер (190) имеет излучающую поверхность (200).

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что он содержит этап, при котором выбирают размер зазора так, чтобы скорость рециркулируемого горячего газа составляла приблизительно 20 - 80% от скорости горячего газа, проходящего сквозь отверстия (210) в множестве камер (190) выпуска горячего газа.

6. Устройство (10) для нагрева асфальтового покрытия, содержащее горелку (30) для получения горячего газа, имеющую выходное отверстие (160), связанное с, по меньшей мере, одной камерой (190) выпуска горячего газа для получения горячего газа от горелки (30), причем, по меньшей мере, одна камера (190) выпуска горячего газа содержит множество отверстий (210) для переноса горячего газа к асфальтовой поверхности для ее нагрева, отличающееся тем, что, по меньшей мере, одна камера (190) выпуска горячего газа содержит излучающую поверхность (200), в которой расположено множество отверстий (210), при этом отверстия (210) имеют такие размеры, чтобы горячий газ одновременно (i) нагревал излучающую поверхность (200) для создания радиационного теплопереноса к асфальтовому покрытию и (ii) проходил сквозь отверстия (210) для создания конвекционного теплопереноса к асфальтовой поверхности.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что множество отверстий (210) имеет такой размер, что радиационный теплоперенос составляет приблизительно 20 - 80% от общего теплопереноса, а остальное - конвекционный теплоперенос.

8. Устройство по п.6 или 7, отличающееся тем, что дополнительно содержит средство для установки, по меньшей мере, одной камеры (190) выпуска горячего газа над асфальтовым покрытием на расстоянии приблизительно 1 - 6 дюймов (25,4 - 152,4 мм).

9. Устройство по любому из пп.6 - 8, отличающееся тем, что содержит множество камер (190) выпуска горячего газа, разнесенных друг от друга с зазором между каждой парой смежных камер (190), причем каждая из камер (190) имеет излучающую поверхность (200).

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что размер зазора имеет такой размер, чтобы скорость рециркулируемого горячего газа составляла приблизительно 20 - 80% от скорости горячего газа, проходящего сквозь отверстия (210) в множестве камер (190) выпуска горячего газа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3