Technologijos



Mamuto akmuo

Muilo akmuo, iš kurio gaminami židiniai, tokį pavadinimą gavo dėl to, kad jo sudėtyje yra labai daug talko - minkšto riebaus mineralo. Šis akmuo aptinkamas ne tik Suomijoje, bet ir Rusijoje, Norvegijoje, Švedijoje, Brazilijoje, Indijoje. 

Tačiau ne visos muilo akmens rūšys tinkamos židiniams. Išskirtinių savybių turi akmuo, pavadintas mamuto akmeniu, kasamas būtent Nunnanlahden miestelyje, Šiaurės Karelijoje, esančioje kasykloje, kur įsikūrusi NunnaUuni židinių gamykla.

Mamuto akmuo yra tinkamiausia medžiaga židiniams gaminti. Ji palyginti ilgą laiką išlaiko aukštą temperatūrą, todėl net ir židiniui užgesus, patalpoje galima mėgautis natūralia akmens skleidžiama šiluma.

Kurą deginant "Auksinės liepsnos" metodu degimo kamera turi atlaikyti itin aukštą temperatūrą, bei ne tik sukaupti itin didelį šilumos energijos kiekį, bet ir pasibaigus degimo procesui jį lėtai ir tolygiai atiduoti aplinkai.  



Mamuto akmenį sudaro 45 proc. talko, 45 proc. magnezito ir 10 proc. kitų mineralų. Šis akmuo labiausiai tinka židiniams, nes dėl sluoksniuoto talko ir tolygiai pailgais grūdeliais išsidėsčiusio magnezito sandaros nesuirdamas išlaiko daugkartinių kaitinimų ir atvėsimų ciklus.


Dėka naudojamos specialios cirkuliacinės sistemos, mamuto akmuo kambariui šiluma atiduoda ilgai ir tolygiai.


Karščiausioje židinio vietoje, degimo kameroje, sukaupiama nuo 60 iki 70 proc. šilumos energijos. Likę 30 - 40 proc. kaupiami kitose židinio dalyse.




Mokslinių tyrimų pionierius

NunnaUuni ištyrinėjo ir įsisavimo kaujos kartos kuro deginimo metodą, kurį užpatentavo "Auksinės ugnies" pavadinimu. Šis kuro deginimo metodas išsiskirai iš kitų tuo, kad kuras dega itin aukštoje temparetūroje, todėl degimo pakuros medžiaga taip pat turi atlaikyti ypač didelį karštį, taip pat turėtų kaupti ir saugoti šiluminę energiją bei ją laikui bėgant tolygiai atiduoti aplinkai.

NunnaUuni yra muilo akmens tyrimų pradininkas. 1993 metais mes pradėjome mokslinius tyrimus Oulu universiteto geologijos departamente. Iki to laiko nebuvo niekas tyres muilo akmens įvairių rūšių šiluminio atsparumo, akumuliacinių sąvybių, ir struktūros pokyčių aukštoje temperatūroje.

Tyrimai parodė, kad NunnaUuni muilo akmuo yra sudarytas iš labai sluoksniuoto talko ir smulkiagrūdžio magnezito. Ši muilo akmens rūšis buvo pavadinta mamuto akmeniu (MammuttiStone).

Mamuto akmuo taip pat buvo tirtas ir pagal DIN 51 068 atsparumo kaitrai testą. Naudojant matavimo skale nuo 0 iki 30. Buvo maksimaliai įkaitinamas mamuto akmuo ir staigiai atšaldomas tekančiu vandeniu. Mamuto akmuo visus nustebino surinkęs 28 reitingo taškus, taip įrodydmas, kad yra pati tinkamiausia medžiaga židinių statymui.


Sluoksniuotasis talkas
 
Sluoksniuotas talkas užtikrina itin gerą šilumos laidumą bei gali ilgą laiką būti pastovioje 14000 C temperatūroje. Tyrimai parodė, kad talko sluoksnius jungia maži magnezito grūdeliai, kurie yra labai atsparūs aukštoms temperatūroms. Sluoksniuota talko struktūra užtikrina, kad mamuto akmens židinio struktūros sugeba greitai priimti šilumą, ją kaupti ir letai bei tolygiai atiduoti aplinkai.


 
Iš mamuto akmens klodų buvo paimtas gryno talko akmuo ir kaitintas 7500 C temperatūroje 10 valandų. Po šio eksperimento nepastebėta jokių pokyčių talko struktūroje. Talko dehidratacija prasideda 8200 C emperatūroje. Jos metu iš talko pasišalina vandens molekulės, tačiau sluoksniuotas talkas puikiai praleidžia šilumą iki itin aukštų temperatūrų (14000 C).


Mamuto akmuo tarnauja daug metų


Temperatūrai pasiekus 5200 C mamuto akmens paviršiaus magnezito (MgCO3) nuo 5 iki 10 milimetrų storio paviršiaus sluoksnis pavirsta į magnio oksidą, taip įgaudamas dar tvirtesnę struktūrą. Degimo pakuroje su "Auksinės liepsnos" technologija temperatūra gali viršyti net 12000 C, tačiau talko, esančio toliau nuo krašto, struktūra nesikeičia ir jis kuo puikiausiai praleidžia ir kaupia šilumą.  













Mamuto akmens paslaptys
 
Mes atlikome tyrimus, kurių metu buvo analizuojamos skirtingos muilo akmens rušys. Visos jos buvo šildomos 10 valandų 7000 C temperatūroje. 
 
Mamuto muilo akmuo prieš ir po bandymo
 
Mamuto akmuo dėka sluoksniuoto talko ir smulkiagrūdžio magnezito įrodė, kad jis yra tinkamiausias židinių statymui, nes jo savybės nekito net ir esant ekstremalioms sąlygoms.


Šiluminis laidumas
 
Muilo akmens šilumos laidumas labai priklauso nuo stalko sluoksniuotumo krypties. Ši priežastis lemia, kad galime be didelių pastangų pasirinkti ko mums reikia, ar gero laidumo ar gero šiluminės energijos kaupimo. Šiluminis mamuto akmens laidumas statmenai talko sluoksniams yra apie 50 kartų mažesnis nei išigia talko sluoksnių. Dėl stipriai orentuotų talko sluoksnių šis laidumas lieka nepakitęs temperatūroje net iki 14000 C.


 
Šiluminis laidumas židiniuose yra labai svarbu, nes 60-70 % visos šilumos yra degimo pakuroje ir ją reikia perduoti į židinio konstrukciją.


Šilumos pasiskirstymas židinyje



Šiluminis talpumas

Lyginamasis mamuto akmens svoris yra 70% didesnis nei keramikos, o tai reiškia kad jis gali akumuliuoti daug didesnius šiluminės energijos kiekius, be to šiluminis mamuto akmens laidumas talko sluoksniuotumo kryptimi yra iki 5 kartų geresnis nei keramikos, tad mamuto muilo akmuo gali ne tik sukaupti didesnį šilumos kiekį, bet ir padaryti tą greičiau.

Šios priežastys įtakoja, kad mamuto akmens židinys nebus toks masyvus kaip keramikos, tačiau išgaus tokį patį galingumą.


Paveikslėlyje pavaizduota tokio pat galingumo keramikinis (kairėje) ir mamuto muilo akmens (dešinėje) židiniai.