CA2629992C - Systeme pour secher des morceaux de bois - Google Patents
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Abstract
L'invention est un récupérateur d'énergie qui sert à préchauffer l'air d'apport qui entre dans un séchoir à bois à partir de l'air chaud évacué. Le récupérateur est conçu de manière à ce que la température de l'air frais extérieur (air d'apport) soit préchauffée. L'effet généré par le préchauffage de l'air frais extérieur à travers le récupérateur d'énergie augmente le taux d'intégration de cette air (air d'apport) à l'air de circulation créant un mélange homogène et stable. Ce mélange crée une stabilité des conditions climatiques qui maintient le flux hydrique de la vapeur d'eau entre le bois et l'air qui circule le long des planches. Le micro climat créé par cet environnement améliore les performances de séchage sur un cycle complet pour la plupart des essences de bois. La vitesse générée par cet environnement permet de sécher plus rapidement en haut du point de saturation des fibres du bois que l'environnement crée par tous les séchoirs conventionnels connus sur le marché. Afin d'optimiser les performances thermiques du récupérateur d'énergie, ce dernier est fabriqué avec un écoulement de l'air de type à contre sens. Afin d' augmenter l'intégration de l'air d'apport préchauffé, l'air sera injecté dans l' air de recirculation via des orifices de pénétration.
Description
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 05 (p) INTRODUCTION :
------------------------Avant de parler de notre invention, nous vous fournissons un bref exposé sur le séchage du bois et nous annexons une description sommaire des équipements, des termes, des abréviations, et des informations utilisées dans ce type de procédé.
Équipements :
-----------------Système de chauffage : Système qui permet d'augmenter ou de contrôler la température sèche dans séchoir. Les plus couramment utilisés sont les échangeurs de chaleur à la vapeur ou au fluide thermique ou à gaz direct.
Système d'évacuation : Système qui évacue de l'air humide du séchoir afin d'abaisser l'humidité relative de l'air dans le séchoir.
Les plus couramment utilisés sont les volets motorisés ou les ventilateurs forcés.
t4 Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 06 Système d' admission : Système qui entre de l' air trais et sec dans le séchoir afin de remplacer l'air évacué et de contrôler la pression dans le bâtiment de séchage. Les plus couramment utilisés sont les volets motorisés ou les ventilateurs forcés.
Ventilation de recirculation : 5ystème de ventilation qui fait circuler un certain volume d'air en continu à travers la ou les piles de bois afin de collecter l'eau à la surface des planches pour sécher le bois.
'l'ransmetteur de pression diiférentielle : Appareil de contrôle qui permet de lire la pression différentielle entre la pression de l'intérieur d'une bâtisse et la pression atmosphérique.
Plaques de 'l'Hl3 : Yrocèdè de lecture de teneur en humiditè du bois qui sert à déterminer le taux d'humidité du bois sur base sèche.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 07 Récupérateur d'énergie : Échangeur de chaleur de type à plaques en aluminium conçu et développé par Yves Lacoursière. L'é-changeur sert à récupérer l' énergie contenu dans l' air chaud et humide qui sort par les évents positifs du séchoir à bois. Cette énergie est transférée via les plaques d'échange à l'air d'apport qui est froid. Avec un échangeur doté d'une capacité de chauffe importante, on peut préchauffer l'air d'apport jusqu' à environ 15 F près de la température humide de l'air chaud qui sort par les évents positifs.
Air d' apport : Air extérieur qui entre dans le séchoir selon les conditions extérieures du moment. Cet air est mélangé à l'air de recirculation dès son entrée dans le séchoir. Le mélange est fait lors du passage de cet air et de l'air de circulation à travers les ventilateurs de circulation. L'air d'apport est très froid en hiver au Canada.
Air de recirculation ou de séchage : Air qui est transporté par les ventilateurs de recirculation et qui passe à travers les planches pour sécher le bois.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 08 ABRÉVIATIONS :
------------------------T.H.B. : Teneur en humidité du bois.
H.E. : Humidité d'équilibre.
PMP : Pied mesure planche.
P.S.F. : Point de saturation des fibres.
VFA : Ventilateur forcé d'admission.
VFE : Ventilateur forcé d'évacuation.
TPD : Transmetteur de pression différentielle.
" H20 : Pouce de colonne d'eau.
T.S. : Température sèche.
T.H. Température humide.
DEP. : Dépression T.B. : Température du bois.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 09 INITIATION ET INFORMATIONS SUR LE SÉCHAGE :
------------------------------------------------------------------------La méthode habituelle utilisée pour sécher le bois est de disposer ce dernier dans une bâtisse de séchage appelé communément séchoir à bois.
Les séchoirs sont généralement très bien isolés (soit R28 et +) afin de limiter la dépense énergétique reliées aux pertes de chaleur.
Etant donné que la température dans le séchoir peut atteindre 180 F et plus dans le séchage des résineux et que la température extérieure l'hiver peut être sous les - 10 . F. L'isolation est un facteur important.
Le séchoir est pourvu d'équipements qui permettent de contrôler des conditions climatiques telles que la température (via le chauffage) et l'humidité (système évacuation - admission) afin de créer le climat propice au séchage du bois.
Ces conditions climatiques sont enregistrées via les différentes sondes telles que : température, humidité de l'air, humidité du bois, etc.... Dans un cycle complet de séchage, il y a plusieurs étapes ou séquences. Afin de comprendre les différences entre notre procédé
de séchage et les systèmes existants sur le marché, nous vous décrirons les principales étapes d'un cycle de séchage et le but recherché à chaque étape.
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Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 10 DESCRIPTION DES ÉTAPES D'UN CYCLE DE SÉCHAGE :
------------------------------------------------------------------------------Étape 1 :
Montée en température.
Cette étape à pour but de monter la temperature âans le sécnoir jusqu'à une consigne déterminée par l'opérateur.
Exemple dans les bois résineux :( sapin, épinette, pin gris, la température cible de la montée en température varie entre I bU " F
et 180 F pour les séchoirs qui opèrent à moyenne température.
Exemple dans les bois feuillus : ( érable, noyer, cerisier, la température cible de la montée en temperature varie entre 90 " r et 120 F pour les séchoirs qui opèrent à basse température.
A cette étape, les évents d'admission et d'évacuation sont fermés.
Donc il n'y a pas d'air d'apport qui entre dans le séchoir.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 11 Étape 2:
Étuvage ou conditionnement.
Cette étape à pour but de réchauffer le bois jusqu'au coeur avant de débuter le cycle de sécnage qui est l'étape 3. A cette étape, l'humidité d'équilibre est très haute créant un climat très humide qui fait en sorte que le bois ne sèche pas ou peu.
La température cible de I'étuvage est autour de 110 r' et 1'humi-dité d'équilibre est autour de 15. Le climat généré par ces conditions lait en sorte que le bois ne sécne pas ou peu. 1i n' y a généralement pas d'étuvage pour les bois feuillus.
A cette étape, -es évents d'admission et d'évacuation sont généralement fermés.
Donc il n'y a peu ou pas d'air d'apport qui entre dans le séchoir.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 12 Étape 3 :
Séchage au dessus du PSF.
Cette étape est le début du cycle de séchage. Les conditions climatiques sont contro-lées de maniére à créer un environnement qui donne une certaine vitesse au séchage du bois.
~ cette étape, le bois achemine un certain volume d'eau vers la surtace, cette eau s'èvapore et est captee par 1'air qui s'humiditle et se refroidie. Afin de garder un climat stable, le système de cnauttage module atin de maintenir la consigne de temperature sèche au point de consigne et le système admission évacuation d"air module atin de maintenir la consigne c1'humidité relative de l'air au point de consigne.
L'ètape de sècnage au ciessus du point de saturation cles libres peut être divisée en sous étapes de manière à permettre à l'opérateur du sechoir a bois ci'avolr cies conditions cllmatiques ciittérentes en fonction de la teneur en humidité du bois. Donc il y a de l'air d'apport qui entre dans le séchoir à cette étape.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 13 !
Etape 4:
Séchage en dessous du PSF.
Cette étape est la fin du cycle de séchage. Les conditions climatiques sont controlées de maniére à créer un environnement qui donne une certaine vitesse au séchage du bois.
~ cette etape, le bois achemine un certain volume d'eau vers la surface, cette eau s'évapore et est captée par l'air qui s'humidifie et se retrolaie. Alin de garder un climat stable, le systéme àe chauffage module afm de maintenir la consigne de température séclle au point de consigne et le systéme admission evacuation d'air module afin de maintenir la consigne d'humidité relative de l'air au point de consigne.
L'étape de sècnage en dessous c-lu point de saturation cies tibres peut être divisée sous étapes de manière à permettre à l'opérateur du sécnoir a bois d'avoir des conclitions ciimatiques ciittérentes en fonction de la teneur en humidité du bois. A cette étape, l'eau est plus di#llcile a sortir du bois car c'est l'eau liée qui est dans le bois durant cette étape. . Donc il y a de l'air d'apport qui entre dans le séchoir à cette étape.
Il y a quelques autres etapes clont nous ne parlerons pas car leur importance est négligeable.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 15 MÉMOIRE DESCRIPTIF
NOUVEAUTÉ DE L'INVENTION :
---------------------------------------------Étant dans le domaine du séchage depuis plus de 22 ans, nous n'avons jamais vu de séchoirs à bois munis de récupérateurs d'énergie à plaques plates avec écoulement de l'air à contre sens qui utilise l'air chaud des évents pour préchauffer l'air d' apport. .
De plus, notre technologie est basée sur l'effet créé par la grande capacité thermique de notre concept. Les temps de séchage pour les bois tel que le sapin, l'épinette, érable et cerisier sont diminués de plus de 40 % dans certains cas et la qualité de séchage est égale ou supérieure.
De plus, le récupérateur permet de sécher à basse température car la plus grande partie de l'énergie requise pour préchauffer l'air d'apport est récupérée. L'avantage de sécher à basse température est que le pourcentage de pièces de bois rejeté pour les défauts di-minue de manière intéressante.
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Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 16 Les nouveautés reliées et ou perrnises par notre procédé de récupé-ration d'énergie et de création de micro climat sont les suivantes :
Économie d'énergie par 1000 PMP de bois séché.
(entre 8 et 25 % par 1000 PMP de bois selon l'essence et la tem-pérature de séchage) Diminution des VOC rejetés à l'atmosphère.
Diminution de la production C02 par 1000 PMP de bois séché.
Augmentation annuelle de la production de bois séché pour un séchoir de même capacité.
Contrôle de la pression différentielle du bâtiment de séchage qui maintient la pression interne autour de 0" H20 et augmente la durée de vie du bâtiment de séchage.
Uniformisation de la teneur en humidité du bois durant le cycle de séchage en bas du PSF.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 17 UTILITÉ DE L'INVENTION :
--------------------------------------La première utilité est l' augrnentation de production liée à la diminution des temps de séchage.
La deuxième utilité est reliée à l' augmentation de qualité et d'uniformité du bois séché.
La troisième utilité est l'économie d'énergie et les bienfaits pour l'environnement.
La quatrieme utilltè est l'unitormisatlon de ia demande d'énergle durant le cycle de séchage.
La cinquième utilité est en regard de la durèe de vie du bâtiment de séchage.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 18 APPORT INVENTIF :
----------------------------Il y a plusieurs aspects reliés à l'apport inventif.
Le premier aspect inventif est d'intégrer un récupérateur d'énergie à un séchoir à bois. Le principe de construction permet de construire un récupérateur d'énergie avec une capacité importante à de faibles coûts. L'augmentation de performance de séchage étant liée directement à l'augmentation de la température de l'air d'apport préchauffée, la surface de chauffe du récupérateur devient le facteur important dans ce procédé. Les méthodes de fabrication et d'assemblage sont simples et efficaces. Les entreprises qui fabriquent et vendent des séchoirs à bois n'ont et n'offrent pas ce genre d' équipements. Aucune n'intègrent de récupérateur d'énergie à leur concept de séchage. De plus, nous avons développé un programme informatique de calculs physiques qui permet de concevoir le récupérateur à partir des débits d'air d'apport et des débits d'air d'évacuation ainsi que du taux d'évaporation estimé de l'eau du bois. Ce logiciel permet de concevoir le récupérateur en fonction d'obtenir les performances recherchées pour la création du micro climat.
Le deuxième aspect inventif est relié à la méthode d'admission et d'évacuation de l'air du séchoir en lien avec le récupérateur d'énergie. Les conduites d'admission et d'évacuation sont intérieures et munies d'orifices de pénétration de l'air.
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Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 19 Les condultes interieures, ne necessitant pas de doubles parois isolées, permettent des économies importantes sur une partie des coù.ts du projet. Les oritices de pénétration augmentent l'intégration de l'air d'apport préchauffée â l'air de recirculation.
Le troisieme aspect est relie au lait qu'on utilise l'énergie contenue dans l'air chaud et humide des évents positifs pour préchauffer l'air d'apport troid et sec. Plus la temperature de l' aly d'admission ( ou d'apport ) est près de la température humide dans le séchoir, plus l' air d~ apport s' intégre bien à l' air de recirculation. Plus les conditions climatiques de l'air de recirculation sont uniformes et plus le bois sèche rapidement ern haut du point de saturation des fibres.
Un autre apport inventif est relié à la création et au maintien du micro climat. Les autres entreprises dans le domaine du sécnage n'utilisent pas de récupérateur d'énergie et de conduïtes internes munies d"oritices qui cree un micro climat tel que notre nouvelle technologie le permet.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 20 Un autre aspect inventit est relié au procédé de séchage global qui contrôle la dépense d'énergie de façon équilibrée et permet de sécher d'une façon différente des autres procédés sur le marché.
Les procédés généraiement utilisés dans le marctlé pour le séchage des résineux consomment beaucoup d'énergie lors des montées en température ( étape 1 ) en période froide soit l'hiver. Durée d'environ 10 heures.
Et puis, il n'en consomme pas ou peu à l'étape de l'étuvage ( étape l). Lela rend 1~opération cies chaudiéres instables et l'utilisation de l'énergie mal gérée.
Notre procédé fait en sorte que les montées en température ( étape 1) s'arrétent autour cie ( exemple U ' f ) et que Y étuvage ( étape 2 ) permettent le séchage du bois de ( exemple 90 F jusqu'à ( exemple 18U vt ). Lela crée une demande d'énergle plus stabie et permanente permettant aux autres séchoirs de continuer à recevoir une bonne partie de ia vapeur produite durant la montée en température de notre séchoir. Cela permet d'opérer les chaudières de façon plus égale et permanente.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 21 Les points intéressants dans cette partie du procédé sont les suivants ;
Les autres procédés dépensent plus ou moins 14 heures pour préparer le bois sans vraiment le sécher.
Notre procédé ( séchoir à bois muni d'un récupérateur d'énergie ) permet de sécher durant une période de plus ou moins 9 heures sur les 14 heures perdues dans les autres façons de faire.
Les autres procédés ne peuvent utilisés cette façon de sécher le bois résineux sans l'ajout du récupérateur d'énergie car la con-sommation d'énergie lorsqu'on fait du séchage à basse température est trop grande.
L'avantage du récupérateur d'énergie est qu'il augmente de beaucoup la performance de séchage à basse température lorsque le bois est au dessus du point de saturation des fibres.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 22 Lorsqu'on regarde uniquement les 2 premières étapes de séchage qui ont une durée de temps d'environ 14 heures en hiver, on peut s' apercevoir que notre procédé aura enlevé environ 10 points de teneur en humidité du bois sur un total à extraire d'environ 30 points. Durant cette même période, les autres procédés auront enlevés à peine 1 point de THB. De plus, le fait de sécher à des températures aussi basses diminue le rétrécissement et augmente la qualité du bois séché.
Si on inclut les autres étapes de séchage au dessus du point de saturation des fibres ainsi que les étapes de séchage en dessous du point de saturation des fibres. Les performances de séchage sont plus qu'intéressantes lorsque le séchoir est muni du récupérateur d'énergie et de la nouvelle logistique de séchage que l'ajout de ce dernier permet.
Le quatrième aspect est relié au procédé de séchage en bas du point de saturation des fibres qui permet en fonction de la lecture de la teneur en humidité du bois de corriger la vitesse de séchage des piles de bois les plus humides. Les autres entreprises dans ce domaine n'ont pas cette logistique de procédé dans le cycle de séchage.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 23 Le cinquieme aspect est reiie au contrôle de la pression différentielle du bâtiment de séchage. Cela permet de garder le batiment en pression pres de ü'' tilU. Cela lait en sorte que i'air chaud et humide ne sort pas par les joints mal scellés ou autres ouvertures pour aller se condenser sur l' a.iuminium exterieur qui est froid. Le fait de garder la pression de la bâtisse près ou autour de U climinue les extiltrations. Cela diminue la condensation de l'air humide et corrosif sur la tôle de revêtement ce qui en allonge la ciurée de vie. Les autres entreprises dans ce domaine n'ont pas cette logistique de procédé dans le cycle de séchage.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 26 Segment 1 Utilisation d'un récupérateur d'énergie intégré à un séchoir à bois qui préchauffe l'air froid et sec d'apport à partir de l'air chaud et humide des évents d'évacuation.
L'étendue de la protection pour ce segment est basée sur le concept du récupérateur d'énergie qui préchauffe l'air d' apport à partir de l'air chaud et humide de l'évacuation. Les performances de sécha-ge liées à l'augmentation de température de l'air extérieur qui est préchauffée par le récupérateur d'énergie crée un micro climat qui augmente la vitesse de séchage.
Ce segment est un des plus importants pour son potentiel de production de bois séché de qualité, pour le haut pourcentage d'économie d'énergie et pour les performances environnementales de réduction des VOC.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 27 Nous demandons que la protection s'applique à l'utilisation d'un récupérateur d'énergie intégré à un séchoir à bois qui préchauffe l'air d'apport à partir de l'air chaud et humide de l'évacuation.
Nous demandons que la protection s'applique au simple fait que le préchauffage de l'air frais extérieur à partir du récupérateur d'énergie intégré au séchoir à bois soit considérée comme l'effet majeur dans la génération du micro climat qui augmente la production de bois séché.
Segment 2 Le préchauffage de l'air d'apport dans les procédés de séchage des bois francs et résineux à l'aide d'un récupérateur d'énergie à
plaques en aluminium et ou en acier inoxydable avec écoulement de l'air à contre sens intégré à un séchoir à bois.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 28 L'étendue de la protection pour ce segment est basée sur le pré-chauffage de l' air d'apport dans les procédés de séchage des bois feuillus et résineux à l'aide d'un récupérateur d'énergie à plaques en aluminium et ou en acier inoxydable.
Ce segment est un des plus importants pour son potentiel de production de bois séché de qualité.
Nous demandons que la protection s'applique au simple fait de préchauffer l'air d'apport dans les procédés de séchage des bois feuillus et résineux à l'aide d'un récupérateur d'énergie à plaques en aluminium et ou en acier inoxydable.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 29 Segment 3 Le séchage à basse température avec montée de température lente en début de cycle et préchauffage de l'air frais extérieur dans les bois résineux à l'aide d'un récupérateur d'énergie intégré à un séchoir à bois.
L'étendue de la protection pour ce segment est basée sur le fait que le récupérateur d'énergie permet de débuter le séchage des bois résineux à des températures aussi basses sans que la consommation d'énergie ne soit démesurée. Les performances de séchage sont liées à l' augmentation de température de l'air préchauffée et l'économie d'énergie au récupérateur. Le préchauffage de l'air frais extérieur à comme effet de générer un micro climat qui augmente la production de bois séché.
Ce segment est important pour son potentiel de production de bois séché de qualité.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 30 Nous demandons que la protection s'applique au fait que le préchauffage de l'air frais extérieur via un récupérateur d'énergie intégré au séchoir à bois soit considérée comme l'effet majeur dans la possibilité de sécher à basse température en générant le micro climat qui augmente la production de bois séché.
De plus, le fait de sécher des résineux à des basses températures diminue le % de bois déclassé par gauchissement, cambrage, torsion ou autres défauts. Cela permettra d'augmenter le % de pièces de bois de qualité sur une base annuelle.
Actuellement aucun manufacturier ne fournit et ou ne fabrique de séchoirs à bois pour le séchage des résineux en partant du principe de débuter le cycle de séchage à des températures aussi basses que 90 ou 100 F. Les cycles de séchage débutent au minimum à 150 F et plus. La majorité débute le cycle à des températures supérieures à 170 F.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 31 Segment 4 Le secliage des bois résineux en bas du YSr avec le système de gestion de la dépression selon la teneur en humidité du bois par zone de lecture de THB afin d'uniformiser le THB des zones de séchage.
L'étendue de la protection pour ce segment est basée sur le talt que la logistique de contrôle permettra d'égaliser la teneur en humidité
du bois en cours de séctiage. Les pertormances de sécilage sont liées à l'uniformité de la teneur en humidité des pièces de bois et à
la vitesse de séchage.
Le segment est important pour son potentiel de proâuction de bois séché uniforme et de qualité.
Nous demandons que la protection s'applique au simple fait que la logistique oe contrôle demande âes âépressions ctlttérentes en fonction des différentes teneurs en humidité du bois par zone. Au-cun manutacturier ne possede cette logistique dans le procédé de séchage.
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Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 33 INTÉGRATION DU RÉCUPÉRATEUR
D'ÉNERGIE A UN SÉCHOIR EXISTANT :
-------------------------------------------------------Notre récupérateur d'énergie est conçu de manière à s'intégrer à la plupart des séchoirs à bois existants qui sont en opération actuellement.
INTÉGRATION DU RÉCUPÉRATEUR
D'ÉNERGIE A UN SÉCHOIR NEUF :
------------------------------------------------Notre récupérateur d'énergie est conçu de manière à s'intégrer à la plupart des futurs séchoirs à bois qui pourraient être installés dans le futur incluant nos propres séchoirs à bois.
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Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 34 INFORMATIONS SUPPLÉMENTAIRES :
-----------------------------------------------------Nous vous joignons un document qui provient de l'université de l'état de l'Iowa en regard de taux de perte de % d'eau par jour permis pour différentes essences de bois à sécher.
Nous avons surligné en jaune les taux de perte pour le ( cerisier ) Cherry dans ce document. ( annexé à la fin du présent document ) Vous pouvez voir que le taux de perte d'eau maximal permis par jour est de 5. 8%.
Cela veut dire que si I'on sèche cette essence de bois plus rapide-ment que le taux indiqué, la qualité du bois diminuera par l'appa-rition de défauts.
Cette théorie est basée sur le rétrécissement du bois et le stress imposé au bois lors du séchage.
Notre récupérateur d'énergie vient changer ce principe qui ne tient pas compte de la création d'un micro climat dans le séchoir.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 35 En effet, le stress imposé au bois est basé sur une limite de gradient maximal entre la vapeur d'eau qui est la surface du bois et la capacité d'absorption de l'air en temps réel.
Si le gradient est trop élevé sur une période définie, l'air absorbe beaucoup d'eau ce qui augmente le gradient et crée un stress élevé
au bois générant les défauts qui cause le déclassement du bois.
Étant donné que les séchoirs qui sont sur le marché actuellement ne sont pas munis de récupérateurs d'énergie, l'air qui entre dans le séchoir est froid et ne s'intègre pas bien à l'air chaud et humide de recirculation.
Cela fait que le climat intérieur du séchoir est instable. Si le climat est instable, le gradient l'est aussi. Les défauts du bois étant causés par un gradient trop élevé. Il est à peu près impossible pour un séchoir qui n'est pas muni d'un récupérateur d'énergie d'accélérer la cadence de séchage car des conditions climatiques plus sévères augmenteraient la valeur de gradient élevé sur des périodes de temps définies causant ainsi des dommages irréparables au bois.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 36 Calculs de contenance de l'air en eau :
----------------------------------------------Lorsqu'on fait les calculs de poids d'eau contenu dans l'air avant d'entrer dans les piles de bois soit le débit d'air multiplier par le poids d'eau par pied cube d'air. On obtient un poids d'eau dans l'air de recirculation par minute à l'entrée des piles de bois.
Si l'on fait les mêmes calculs de poids d'eau contenu dans l'air à la sortie de l'air dans les piles de bois soit le nouveau débit d'air mul-tiplier par le poids d'eau par pied cube d'air. On obtient un poids d'eau dans l'air de recirculation par minute à la sortie des piles de bois.
La différence entre ces 2 poids d'eau est le volume d'eau que l'air a absorbée en passant à travers les piles de bois.
Lorsqu'on compare la chute de température entre un séchoir muni de récupérateur et un autre séchoir qui n'en est pas muni, on constate que la chute de température à travers les piles de bois ne peut expliquer la différence d'eau enlevée dans les piles de bois sur une période de 24 heures entre les 2 séchoirs.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 37 Cette méthode de calcul confirme notre théorie à savoir que l'uniformité des conditions climatiques dans un séchoir à bois qui n'est pas muni de récupérateur d'énergie est déficiente et instable.
Si on appliquerait la chute de température à l'ensemble du volume d'air de recirculation dans un séchoir sans récupérateur, on obtiendrait des volumes d'absorption d'eau bien supérieurs au volume d'eau enlevé réellement dans le bois. On obtient le volume d'eau enlevé réellement dans le bois à l'aide des pesées échantillon effectuées à chaque jour à la même heure.
Lorsqu'on applique la chute de température à la plus grande partie du volume d'air de recirculation dans un séchoir muni d'un récupérateur d'énergie, on obtient un volume d'absorption bien plus près du volume d'eau enlevé réellement dans le bois.
Si on ajoute les orifices de pénétration â injection latérales, on obtient un meilleur mélange de l'air d'apport à l'air de recirculation. Cela optimise l'effet du récupérateur d'énergie sur le procédé de séchage.
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Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 38 Nous avons installé un récupérateur d'énergie prototype sur un séchoir conventionnel.
Ce séchoir ( avant modifications et les autres ( le client en a plusieurs de la même marque ) séchoirs de ce client sèchent le cerisier à une vitesse de perte de THB d'environ 6 % par jour. Ce qui est la norme selon les valeurs de l'Université de l'Iowa. Ce même séchoir avec des conditions climatiques identiques sèche à
une vitesse de perte de TIHB d'environ 18 % par jour soit autour de 3 fois plus rapide que le taux permis par jour selon les données de l'université de l'Iowa. C'est aussi 3 fois plus rapide que le même séchoir sans le récupérateur d'énergie. La qualïté du bois qui en sort est égale ou supérieure à la qualité des autres séchoirs qui sèchent moins rapidement.
Les conditions climatiques crées par le récupërateur d'énergie génèrent un micro climat stable et constant.
Ce micro climat permet de générer un gradient stable convenable au stress permis par le bois.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 39 En effet, le micro climat crée par le récupérateur d'énergie maintient une vitesse de séchage stable et uniforme contrairement aux séchoirs qui n'en sont pas munis. Ces derniers génèrent des conditions défavorables et instables qui diminuent la production de bois séché.
DESSINS ET FIGURES :
-------------------------------Le document inclut 2 dessins.
Le premier qui s'intitule récupérateur d'énergie intégré à un séchoir à bois est le dessin pour l'abrégé. Ce dessin représente un séchoir à bois muni d'un récupérateur d'énergie.
Le deuxième qui s'intitule récupérateur d'énergie contient 2 vues.
- Une vue isométrique du récupérateur assemblé.
- Une vue isométrique du détail des plaques qui sont séparées.
t~î
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 40 Cette vue montre aussi le parcours emprunté par l'air chaud et humide et par l'air d'apport préchauffé.
Si le récupérateur est muni de 40 plaques. Il y aura 20 corridors d'air chaud et humide. ( Exemple les corridors pairs ) Et il y aura 20 corridors pour l'air d'apport qui sera préchauffé. ( Exemple les corridors impairs ) Dans un concept ou le récupérateur est muni de 40 plaques. Ce sont les 40 plaques qui servent de préchauffeur. Car lorsque l'air froid passe entre 2 plaques, ce sont les 2 plaques qui sont chaudes.
ves acoursière, inventeur et demandeur.
------------------------Avant de parler de notre invention, nous vous fournissons un bref exposé sur le séchage du bois et nous annexons une description sommaire des équipements, des termes, des abréviations, et des informations utilisées dans ce type de procédé.
Équipements :
-----------------Système de chauffage : Système qui permet d'augmenter ou de contrôler la température sèche dans séchoir. Les plus couramment utilisés sont les échangeurs de chaleur à la vapeur ou au fluide thermique ou à gaz direct.
Système d'évacuation : Système qui évacue de l'air humide du séchoir afin d'abaisser l'humidité relative de l'air dans le séchoir.
Les plus couramment utilisés sont les volets motorisés ou les ventilateurs forcés.
t4 Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 06 Système d' admission : Système qui entre de l' air trais et sec dans le séchoir afin de remplacer l'air évacué et de contrôler la pression dans le bâtiment de séchage. Les plus couramment utilisés sont les volets motorisés ou les ventilateurs forcés.
Ventilation de recirculation : 5ystème de ventilation qui fait circuler un certain volume d'air en continu à travers la ou les piles de bois afin de collecter l'eau à la surface des planches pour sécher le bois.
'l'ransmetteur de pression diiférentielle : Appareil de contrôle qui permet de lire la pression différentielle entre la pression de l'intérieur d'une bâtisse et la pression atmosphérique.
Plaques de 'l'Hl3 : Yrocèdè de lecture de teneur en humiditè du bois qui sert à déterminer le taux d'humidité du bois sur base sèche.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 07 Récupérateur d'énergie : Échangeur de chaleur de type à plaques en aluminium conçu et développé par Yves Lacoursière. L'é-changeur sert à récupérer l' énergie contenu dans l' air chaud et humide qui sort par les évents positifs du séchoir à bois. Cette énergie est transférée via les plaques d'échange à l'air d'apport qui est froid. Avec un échangeur doté d'une capacité de chauffe importante, on peut préchauffer l'air d'apport jusqu' à environ 15 F près de la température humide de l'air chaud qui sort par les évents positifs.
Air d' apport : Air extérieur qui entre dans le séchoir selon les conditions extérieures du moment. Cet air est mélangé à l'air de recirculation dès son entrée dans le séchoir. Le mélange est fait lors du passage de cet air et de l'air de circulation à travers les ventilateurs de circulation. L'air d'apport est très froid en hiver au Canada.
Air de recirculation ou de séchage : Air qui est transporté par les ventilateurs de recirculation et qui passe à travers les planches pour sécher le bois.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 08 ABRÉVIATIONS :
------------------------T.H.B. : Teneur en humidité du bois.
H.E. : Humidité d'équilibre.
PMP : Pied mesure planche.
P.S.F. : Point de saturation des fibres.
VFA : Ventilateur forcé d'admission.
VFE : Ventilateur forcé d'évacuation.
TPD : Transmetteur de pression différentielle.
" H20 : Pouce de colonne d'eau.
T.S. : Température sèche.
T.H. Température humide.
DEP. : Dépression T.B. : Température du bois.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 09 INITIATION ET INFORMATIONS SUR LE SÉCHAGE :
------------------------------------------------------------------------La méthode habituelle utilisée pour sécher le bois est de disposer ce dernier dans une bâtisse de séchage appelé communément séchoir à bois.
Les séchoirs sont généralement très bien isolés (soit R28 et +) afin de limiter la dépense énergétique reliées aux pertes de chaleur.
Etant donné que la température dans le séchoir peut atteindre 180 F et plus dans le séchage des résineux et que la température extérieure l'hiver peut être sous les - 10 . F. L'isolation est un facteur important.
Le séchoir est pourvu d'équipements qui permettent de contrôler des conditions climatiques telles que la température (via le chauffage) et l'humidité (système évacuation - admission) afin de créer le climat propice au séchage du bois.
Ces conditions climatiques sont enregistrées via les différentes sondes telles que : température, humidité de l'air, humidité du bois, etc.... Dans un cycle complet de séchage, il y a plusieurs étapes ou séquences. Afin de comprendre les différences entre notre procédé
de séchage et les systèmes existants sur le marché, nous vous décrirons les principales étapes d'un cycle de séchage et le but recherché à chaque étape.
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Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 10 DESCRIPTION DES ÉTAPES D'UN CYCLE DE SÉCHAGE :
------------------------------------------------------------------------------Étape 1 :
Montée en température.
Cette étape à pour but de monter la temperature âans le sécnoir jusqu'à une consigne déterminée par l'opérateur.
Exemple dans les bois résineux :( sapin, épinette, pin gris, la température cible de la montée en température varie entre I bU " F
et 180 F pour les séchoirs qui opèrent à moyenne température.
Exemple dans les bois feuillus : ( érable, noyer, cerisier, la température cible de la montée en temperature varie entre 90 " r et 120 F pour les séchoirs qui opèrent à basse température.
A cette étape, les évents d'admission et d'évacuation sont fermés.
Donc il n'y a pas d'air d'apport qui entre dans le séchoir.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 11 Étape 2:
Étuvage ou conditionnement.
Cette étape à pour but de réchauffer le bois jusqu'au coeur avant de débuter le cycle de sécnage qui est l'étape 3. A cette étape, l'humidité d'équilibre est très haute créant un climat très humide qui fait en sorte que le bois ne sèche pas ou peu.
La température cible de I'étuvage est autour de 110 r' et 1'humi-dité d'équilibre est autour de 15. Le climat généré par ces conditions lait en sorte que le bois ne sécne pas ou peu. 1i n' y a généralement pas d'étuvage pour les bois feuillus.
A cette étape, -es évents d'admission et d'évacuation sont généralement fermés.
Donc il n'y a peu ou pas d'air d'apport qui entre dans le séchoir.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 12 Étape 3 :
Séchage au dessus du PSF.
Cette étape est le début du cycle de séchage. Les conditions climatiques sont contro-lées de maniére à créer un environnement qui donne une certaine vitesse au séchage du bois.
~ cette étape, le bois achemine un certain volume d'eau vers la surtace, cette eau s'èvapore et est captee par 1'air qui s'humiditle et se refroidie. Afin de garder un climat stable, le système de cnauttage module atin de maintenir la consigne de temperature sèche au point de consigne et le système admission évacuation d"air module atin de maintenir la consigne c1'humidité relative de l'air au point de consigne.
L'ètape de sècnage au ciessus du point de saturation cles libres peut être divisée en sous étapes de manière à permettre à l'opérateur du sechoir a bois ci'avolr cies conditions cllmatiques ciittérentes en fonction de la teneur en humidité du bois. Donc il y a de l'air d'apport qui entre dans le séchoir à cette étape.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 13 !
Etape 4:
Séchage en dessous du PSF.
Cette étape est la fin du cycle de séchage. Les conditions climatiques sont controlées de maniére à créer un environnement qui donne une certaine vitesse au séchage du bois.
~ cette etape, le bois achemine un certain volume d'eau vers la surface, cette eau s'évapore et est captée par l'air qui s'humidifie et se retrolaie. Alin de garder un climat stable, le systéme àe chauffage module afm de maintenir la consigne de température séclle au point de consigne et le systéme admission evacuation d'air module afin de maintenir la consigne d'humidité relative de l'air au point de consigne.
L'étape de sècnage en dessous c-lu point de saturation cies tibres peut être divisée sous étapes de manière à permettre à l'opérateur du sécnoir a bois d'avoir des conclitions ciimatiques ciittérentes en fonction de la teneur en humidité du bois. A cette étape, l'eau est plus di#llcile a sortir du bois car c'est l'eau liée qui est dans le bois durant cette étape. . Donc il y a de l'air d'apport qui entre dans le séchoir à cette étape.
Il y a quelques autres etapes clont nous ne parlerons pas car leur importance est négligeable.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 15 MÉMOIRE DESCRIPTIF
NOUVEAUTÉ DE L'INVENTION :
---------------------------------------------Étant dans le domaine du séchage depuis plus de 22 ans, nous n'avons jamais vu de séchoirs à bois munis de récupérateurs d'énergie à plaques plates avec écoulement de l'air à contre sens qui utilise l'air chaud des évents pour préchauffer l'air d' apport. .
De plus, notre technologie est basée sur l'effet créé par la grande capacité thermique de notre concept. Les temps de séchage pour les bois tel que le sapin, l'épinette, érable et cerisier sont diminués de plus de 40 % dans certains cas et la qualité de séchage est égale ou supérieure.
De plus, le récupérateur permet de sécher à basse température car la plus grande partie de l'énergie requise pour préchauffer l'air d'apport est récupérée. L'avantage de sécher à basse température est que le pourcentage de pièces de bois rejeté pour les défauts di-minue de manière intéressante.
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Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 16 Les nouveautés reliées et ou perrnises par notre procédé de récupé-ration d'énergie et de création de micro climat sont les suivantes :
Économie d'énergie par 1000 PMP de bois séché.
(entre 8 et 25 % par 1000 PMP de bois selon l'essence et la tem-pérature de séchage) Diminution des VOC rejetés à l'atmosphère.
Diminution de la production C02 par 1000 PMP de bois séché.
Augmentation annuelle de la production de bois séché pour un séchoir de même capacité.
Contrôle de la pression différentielle du bâtiment de séchage qui maintient la pression interne autour de 0" H20 et augmente la durée de vie du bâtiment de séchage.
Uniformisation de la teneur en humidité du bois durant le cycle de séchage en bas du PSF.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 17 UTILITÉ DE L'INVENTION :
--------------------------------------La première utilité est l' augrnentation de production liée à la diminution des temps de séchage.
La deuxième utilité est reliée à l' augmentation de qualité et d'uniformité du bois séché.
La troisième utilité est l'économie d'énergie et les bienfaits pour l'environnement.
La quatrieme utilltè est l'unitormisatlon de ia demande d'énergle durant le cycle de séchage.
La cinquième utilité est en regard de la durèe de vie du bâtiment de séchage.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 18 APPORT INVENTIF :
----------------------------Il y a plusieurs aspects reliés à l'apport inventif.
Le premier aspect inventif est d'intégrer un récupérateur d'énergie à un séchoir à bois. Le principe de construction permet de construire un récupérateur d'énergie avec une capacité importante à de faibles coûts. L'augmentation de performance de séchage étant liée directement à l'augmentation de la température de l'air d'apport préchauffée, la surface de chauffe du récupérateur devient le facteur important dans ce procédé. Les méthodes de fabrication et d'assemblage sont simples et efficaces. Les entreprises qui fabriquent et vendent des séchoirs à bois n'ont et n'offrent pas ce genre d' équipements. Aucune n'intègrent de récupérateur d'énergie à leur concept de séchage. De plus, nous avons développé un programme informatique de calculs physiques qui permet de concevoir le récupérateur à partir des débits d'air d'apport et des débits d'air d'évacuation ainsi que du taux d'évaporation estimé de l'eau du bois. Ce logiciel permet de concevoir le récupérateur en fonction d'obtenir les performances recherchées pour la création du micro climat.
Le deuxième aspect inventif est relié à la méthode d'admission et d'évacuation de l'air du séchoir en lien avec le récupérateur d'énergie. Les conduites d'admission et d'évacuation sont intérieures et munies d'orifices de pénétration de l'air.
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Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 19 Les condultes interieures, ne necessitant pas de doubles parois isolées, permettent des économies importantes sur une partie des coù.ts du projet. Les oritices de pénétration augmentent l'intégration de l'air d'apport préchauffée â l'air de recirculation.
Le troisieme aspect est relie au lait qu'on utilise l'énergie contenue dans l'air chaud et humide des évents positifs pour préchauffer l'air d'apport troid et sec. Plus la temperature de l' aly d'admission ( ou d'apport ) est près de la température humide dans le séchoir, plus l' air d~ apport s' intégre bien à l' air de recirculation. Plus les conditions climatiques de l'air de recirculation sont uniformes et plus le bois sèche rapidement ern haut du point de saturation des fibres.
Un autre apport inventif est relié à la création et au maintien du micro climat. Les autres entreprises dans le domaine du sécnage n'utilisent pas de récupérateur d'énergie et de conduïtes internes munies d"oritices qui cree un micro climat tel que notre nouvelle technologie le permet.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 20 Un autre aspect inventit est relié au procédé de séchage global qui contrôle la dépense d'énergie de façon équilibrée et permet de sécher d'une façon différente des autres procédés sur le marché.
Les procédés généraiement utilisés dans le marctlé pour le séchage des résineux consomment beaucoup d'énergie lors des montées en température ( étape 1 ) en période froide soit l'hiver. Durée d'environ 10 heures.
Et puis, il n'en consomme pas ou peu à l'étape de l'étuvage ( étape l). Lela rend 1~opération cies chaudiéres instables et l'utilisation de l'énergie mal gérée.
Notre procédé fait en sorte que les montées en température ( étape 1) s'arrétent autour cie ( exemple U ' f ) et que Y étuvage ( étape 2 ) permettent le séchage du bois de ( exemple 90 F jusqu'à ( exemple 18U vt ). Lela crée une demande d'énergle plus stabie et permanente permettant aux autres séchoirs de continuer à recevoir une bonne partie de ia vapeur produite durant la montée en température de notre séchoir. Cela permet d'opérer les chaudières de façon plus égale et permanente.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 21 Les points intéressants dans cette partie du procédé sont les suivants ;
Les autres procédés dépensent plus ou moins 14 heures pour préparer le bois sans vraiment le sécher.
Notre procédé ( séchoir à bois muni d'un récupérateur d'énergie ) permet de sécher durant une période de plus ou moins 9 heures sur les 14 heures perdues dans les autres façons de faire.
Les autres procédés ne peuvent utilisés cette façon de sécher le bois résineux sans l'ajout du récupérateur d'énergie car la con-sommation d'énergie lorsqu'on fait du séchage à basse température est trop grande.
L'avantage du récupérateur d'énergie est qu'il augmente de beaucoup la performance de séchage à basse température lorsque le bois est au dessus du point de saturation des fibres.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 22 Lorsqu'on regarde uniquement les 2 premières étapes de séchage qui ont une durée de temps d'environ 14 heures en hiver, on peut s' apercevoir que notre procédé aura enlevé environ 10 points de teneur en humidité du bois sur un total à extraire d'environ 30 points. Durant cette même période, les autres procédés auront enlevés à peine 1 point de THB. De plus, le fait de sécher à des températures aussi basses diminue le rétrécissement et augmente la qualité du bois séché.
Si on inclut les autres étapes de séchage au dessus du point de saturation des fibres ainsi que les étapes de séchage en dessous du point de saturation des fibres. Les performances de séchage sont plus qu'intéressantes lorsque le séchoir est muni du récupérateur d'énergie et de la nouvelle logistique de séchage que l'ajout de ce dernier permet.
Le quatrième aspect est relié au procédé de séchage en bas du point de saturation des fibres qui permet en fonction de la lecture de la teneur en humidité du bois de corriger la vitesse de séchage des piles de bois les plus humides. Les autres entreprises dans ce domaine n'ont pas cette logistique de procédé dans le cycle de séchage.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 23 Le cinquieme aspect est reiie au contrôle de la pression différentielle du bâtiment de séchage. Cela permet de garder le batiment en pression pres de ü'' tilU. Cela lait en sorte que i'air chaud et humide ne sort pas par les joints mal scellés ou autres ouvertures pour aller se condenser sur l' a.iuminium exterieur qui est froid. Le fait de garder la pression de la bâtisse près ou autour de U climinue les extiltrations. Cela diminue la condensation de l'air humide et corrosif sur la tôle de revêtement ce qui en allonge la ciurée de vie. Les autres entreprises dans ce domaine n'ont pas cette logistique de procédé dans le cycle de séchage.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 26 Segment 1 Utilisation d'un récupérateur d'énergie intégré à un séchoir à bois qui préchauffe l'air froid et sec d'apport à partir de l'air chaud et humide des évents d'évacuation.
L'étendue de la protection pour ce segment est basée sur le concept du récupérateur d'énergie qui préchauffe l'air d' apport à partir de l'air chaud et humide de l'évacuation. Les performances de sécha-ge liées à l'augmentation de température de l'air extérieur qui est préchauffée par le récupérateur d'énergie crée un micro climat qui augmente la vitesse de séchage.
Ce segment est un des plus importants pour son potentiel de production de bois séché de qualité, pour le haut pourcentage d'économie d'énergie et pour les performances environnementales de réduction des VOC.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 27 Nous demandons que la protection s'applique à l'utilisation d'un récupérateur d'énergie intégré à un séchoir à bois qui préchauffe l'air d'apport à partir de l'air chaud et humide de l'évacuation.
Nous demandons que la protection s'applique au simple fait que le préchauffage de l'air frais extérieur à partir du récupérateur d'énergie intégré au séchoir à bois soit considérée comme l'effet majeur dans la génération du micro climat qui augmente la production de bois séché.
Segment 2 Le préchauffage de l'air d'apport dans les procédés de séchage des bois francs et résineux à l'aide d'un récupérateur d'énergie à
plaques en aluminium et ou en acier inoxydable avec écoulement de l'air à contre sens intégré à un séchoir à bois.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 28 L'étendue de la protection pour ce segment est basée sur le pré-chauffage de l' air d'apport dans les procédés de séchage des bois feuillus et résineux à l'aide d'un récupérateur d'énergie à plaques en aluminium et ou en acier inoxydable.
Ce segment est un des plus importants pour son potentiel de production de bois séché de qualité.
Nous demandons que la protection s'applique au simple fait de préchauffer l'air d'apport dans les procédés de séchage des bois feuillus et résineux à l'aide d'un récupérateur d'énergie à plaques en aluminium et ou en acier inoxydable.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 29 Segment 3 Le séchage à basse température avec montée de température lente en début de cycle et préchauffage de l'air frais extérieur dans les bois résineux à l'aide d'un récupérateur d'énergie intégré à un séchoir à bois.
L'étendue de la protection pour ce segment est basée sur le fait que le récupérateur d'énergie permet de débuter le séchage des bois résineux à des températures aussi basses sans que la consommation d'énergie ne soit démesurée. Les performances de séchage sont liées à l' augmentation de température de l'air préchauffée et l'économie d'énergie au récupérateur. Le préchauffage de l'air frais extérieur à comme effet de générer un micro climat qui augmente la production de bois séché.
Ce segment est important pour son potentiel de production de bois séché de qualité.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 30 Nous demandons que la protection s'applique au fait que le préchauffage de l'air frais extérieur via un récupérateur d'énergie intégré au séchoir à bois soit considérée comme l'effet majeur dans la possibilité de sécher à basse température en générant le micro climat qui augmente la production de bois séché.
De plus, le fait de sécher des résineux à des basses températures diminue le % de bois déclassé par gauchissement, cambrage, torsion ou autres défauts. Cela permettra d'augmenter le % de pièces de bois de qualité sur une base annuelle.
Actuellement aucun manufacturier ne fournit et ou ne fabrique de séchoirs à bois pour le séchage des résineux en partant du principe de débuter le cycle de séchage à des températures aussi basses que 90 ou 100 F. Les cycles de séchage débutent au minimum à 150 F et plus. La majorité débute le cycle à des températures supérieures à 170 F.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 31 Segment 4 Le secliage des bois résineux en bas du YSr avec le système de gestion de la dépression selon la teneur en humidité du bois par zone de lecture de THB afin d'uniformiser le THB des zones de séchage.
L'étendue de la protection pour ce segment est basée sur le talt que la logistique de contrôle permettra d'égaliser la teneur en humidité
du bois en cours de séctiage. Les pertormances de sécilage sont liées à l'uniformité de la teneur en humidité des pièces de bois et à
la vitesse de séchage.
Le segment est important pour son potentiel de proâuction de bois séché uniforme et de qualité.
Nous demandons que la protection s'applique au simple fait que la logistique oe contrôle demande âes âépressions ctlttérentes en fonction des différentes teneurs en humidité du bois par zone. Au-cun manutacturier ne possede cette logistique dans le procédé de séchage.
~~
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 33 INTÉGRATION DU RÉCUPÉRATEUR
D'ÉNERGIE A UN SÉCHOIR EXISTANT :
-------------------------------------------------------Notre récupérateur d'énergie est conçu de manière à s'intégrer à la plupart des séchoirs à bois existants qui sont en opération actuellement.
INTÉGRATION DU RÉCUPÉRATEUR
D'ÉNERGIE A UN SÉCHOIR NEUF :
------------------------------------------------Notre récupérateur d'énergie est conçu de manière à s'intégrer à la plupart des futurs séchoirs à bois qui pourraient être installés dans le futur incluant nos propres séchoirs à bois.
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Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 34 INFORMATIONS SUPPLÉMENTAIRES :
-----------------------------------------------------Nous vous joignons un document qui provient de l'université de l'état de l'Iowa en regard de taux de perte de % d'eau par jour permis pour différentes essences de bois à sécher.
Nous avons surligné en jaune les taux de perte pour le ( cerisier ) Cherry dans ce document. ( annexé à la fin du présent document ) Vous pouvez voir que le taux de perte d'eau maximal permis par jour est de 5. 8%.
Cela veut dire que si I'on sèche cette essence de bois plus rapide-ment que le taux indiqué, la qualité du bois diminuera par l'appa-rition de défauts.
Cette théorie est basée sur le rétrécissement du bois et le stress imposé au bois lors du séchage.
Notre récupérateur d'énergie vient changer ce principe qui ne tient pas compte de la création d'un micro climat dans le séchoir.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 35 En effet, le stress imposé au bois est basé sur une limite de gradient maximal entre la vapeur d'eau qui est la surface du bois et la capacité d'absorption de l'air en temps réel.
Si le gradient est trop élevé sur une période définie, l'air absorbe beaucoup d'eau ce qui augmente le gradient et crée un stress élevé
au bois générant les défauts qui cause le déclassement du bois.
Étant donné que les séchoirs qui sont sur le marché actuellement ne sont pas munis de récupérateurs d'énergie, l'air qui entre dans le séchoir est froid et ne s'intègre pas bien à l'air chaud et humide de recirculation.
Cela fait que le climat intérieur du séchoir est instable. Si le climat est instable, le gradient l'est aussi. Les défauts du bois étant causés par un gradient trop élevé. Il est à peu près impossible pour un séchoir qui n'est pas muni d'un récupérateur d'énergie d'accélérer la cadence de séchage car des conditions climatiques plus sévères augmenteraient la valeur de gradient élevé sur des périodes de temps définies causant ainsi des dommages irréparables au bois.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 36 Calculs de contenance de l'air en eau :
----------------------------------------------Lorsqu'on fait les calculs de poids d'eau contenu dans l'air avant d'entrer dans les piles de bois soit le débit d'air multiplier par le poids d'eau par pied cube d'air. On obtient un poids d'eau dans l'air de recirculation par minute à l'entrée des piles de bois.
Si l'on fait les mêmes calculs de poids d'eau contenu dans l'air à la sortie de l'air dans les piles de bois soit le nouveau débit d'air mul-tiplier par le poids d'eau par pied cube d'air. On obtient un poids d'eau dans l'air de recirculation par minute à la sortie des piles de bois.
La différence entre ces 2 poids d'eau est le volume d'eau que l'air a absorbée en passant à travers les piles de bois.
Lorsqu'on compare la chute de température entre un séchoir muni de récupérateur et un autre séchoir qui n'en est pas muni, on constate que la chute de température à travers les piles de bois ne peut expliquer la différence d'eau enlevée dans les piles de bois sur une période de 24 heures entre les 2 séchoirs.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 37 Cette méthode de calcul confirme notre théorie à savoir que l'uniformité des conditions climatiques dans un séchoir à bois qui n'est pas muni de récupérateur d'énergie est déficiente et instable.
Si on appliquerait la chute de température à l'ensemble du volume d'air de recirculation dans un séchoir sans récupérateur, on obtiendrait des volumes d'absorption d'eau bien supérieurs au volume d'eau enlevé réellement dans le bois. On obtient le volume d'eau enlevé réellement dans le bois à l'aide des pesées échantillon effectuées à chaque jour à la même heure.
Lorsqu'on applique la chute de température à la plus grande partie du volume d'air de recirculation dans un séchoir muni d'un récupérateur d'énergie, on obtient un volume d'absorption bien plus près du volume d'eau enlevé réellement dans le bois.
Si on ajoute les orifices de pénétration â injection latérales, on obtient un meilleur mélange de l'air d'apport à l'air de recirculation. Cela optimise l'effet du récupérateur d'énergie sur le procédé de séchage.
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Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 38 Nous avons installé un récupérateur d'énergie prototype sur un séchoir conventionnel.
Ce séchoir ( avant modifications et les autres ( le client en a plusieurs de la même marque ) séchoirs de ce client sèchent le cerisier à une vitesse de perte de THB d'environ 6 % par jour. Ce qui est la norme selon les valeurs de l'Université de l'Iowa. Ce même séchoir avec des conditions climatiques identiques sèche à
une vitesse de perte de TIHB d'environ 18 % par jour soit autour de 3 fois plus rapide que le taux permis par jour selon les données de l'université de l'Iowa. C'est aussi 3 fois plus rapide que le même séchoir sans le récupérateur d'énergie. La qualïté du bois qui en sort est égale ou supérieure à la qualité des autres séchoirs qui sèchent moins rapidement.
Les conditions climatiques crées par le récupërateur d'énergie génèrent un micro climat stable et constant.
Ce micro climat permet de générer un gradient stable convenable au stress permis par le bois.
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 39 En effet, le micro climat crée par le récupérateur d'énergie maintient une vitesse de séchage stable et uniforme contrairement aux séchoirs qui n'en sont pas munis. Ces derniers génèrent des conditions défavorables et instables qui diminuent la production de bois séché.
DESSINS ET FIGURES :
-------------------------------Le document inclut 2 dessins.
Le premier qui s'intitule récupérateur d'énergie intégré à un séchoir à bois est le dessin pour l'abrégé. Ce dessin représente un séchoir à bois muni d'un récupérateur d'énergie.
Le deuxième qui s'intitule récupérateur d'énergie contient 2 vues.
- Une vue isométrique du récupérateur assemblé.
- Une vue isométrique du détail des plaques qui sont séparées.
t~î
Demande de brevet, Yves Lacoursière, suite, page 40 Cette vue montre aussi le parcours emprunté par l'air chaud et humide et par l'air d'apport préchauffé.
Si le récupérateur est muni de 40 plaques. Il y aura 20 corridors d'air chaud et humide. ( Exemple les corridors pairs ) Et il y aura 20 corridors pour l'air d'apport qui sera préchauffé. ( Exemple les corridors impairs ) Dans un concept ou le récupérateur est muni de 40 plaques. Ce sont les 40 plaques qui servent de préchauffeur. Car lorsque l'air froid passe entre 2 plaques, ce sont les 2 plaques qui sont chaudes.
ves acoursière, inventeur et demandeur.
Claims
page 24 REVENDICATIONS SUR L'ÉTENDUE DE LA
PROTECTION CONFÉRÉE PAR LE BREVET :
------------------------------------------------------------L' étendue de la protection conférée par notre demande de brevet pour le présent document est divisée en cinq (5) segments différents soient ;
Segment 1 Utilisation d'un récupérateur d'énergie intégré à un séchoir à bois qui préchauffe l'air froid et sec d'apport à partir de l'air chaud et humide des évents d'évacuation.
Segment 2 Le préchauffage de l'air d'apport dans les procédés de séchage des bois francs et résineux à l'aide d'un récupérateur d'énergie à
plaques en aluminium et ou en acier inoxydable avec écoulement de l'air à contre sens intégré à un séchoir à bois.
page 25 Segment 3 Le séchage à basse température avec montée de température lente en début de cycle et préchauffage de l'air frais extérieur dans les bois résineux à l'aide d'un récupérateur d'énergie intégré à un séchoir à bois.
Segment 4 Le séchage du bois en bas du PSF avec le système de gestion de la dépression selon la teneur en humidité du bois par zone de lecture de THB afin d'uniformiser le THB des zones de séchage.
Segment 5 Le contrôle de la pression différentielle du bâtiment de séchage.
PROTECTION CONFÉRÉE PAR LE BREVET :
------------------------------------------------------------L' étendue de la protection conférée par notre demande de brevet pour le présent document est divisée en cinq (5) segments différents soient ;
Segment 1 Utilisation d'un récupérateur d'énergie intégré à un séchoir à bois qui préchauffe l'air froid et sec d'apport à partir de l'air chaud et humide des évents d'évacuation.
Segment 2 Le préchauffage de l'air d'apport dans les procédés de séchage des bois francs et résineux à l'aide d'un récupérateur d'énergie à
plaques en aluminium et ou en acier inoxydable avec écoulement de l'air à contre sens intégré à un séchoir à bois.
page 25 Segment 3 Le séchage à basse température avec montée de température lente en début de cycle et préchauffage de l'air frais extérieur dans les bois résineux à l'aide d'un récupérateur d'énergie intégré à un séchoir à bois.
Segment 4 Le séchage du bois en bas du PSF avec le système de gestion de la dépression selon la teneur en humidité du bois par zone de lecture de THB afin d'uniformiser le THB des zones de séchage.
Segment 5 Le contrôle de la pression différentielle du bâtiment de séchage.
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| CA2629992A1 CA2629992A1 (fr) | 2008-10-11 |
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