PL176978B1 - Sposób i urządzenie do suszenia drewna - Google Patents

Abstract

19. Urzadzenie do suszenia drewna za- wierajace suszarke komorowa z co najmniej jedna komora suszaca do suszenia drewna partiami, srodki do przemieszczania co naj- mniej jednej sterty drewna do i z komory suszacej, srodki do wymuszania krazenia goracego powietrza wewnatrz komory suszacej w trakcie etapów, nagrzewania, su- szenia i kondycjonowania drewna, srodki do kondycj onowania krazacego goracego po- wietrza oraz do transportowania go do i z ko- mory suszacej, znamienne tym, ze komora suszaca (2,2a-f) zaopatrzona jest w srodki (9, 9a-f), do wprowadzania i rozpylania pary wodnej pod cisnieniem atmosferycznym do komory suszacej (2,2a-f), które sapolaczone z wytwornica pary (10). Fig. 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do suszenia drewna.

Przy sztucznym komorowym suszeniu drewna, jako czynnik przenoszący ciepło i wilgoć wykorzystuje się obecnie gorące powietrze. Oznacza to, że ciepło jest przenoszone konwekcyjnie do powierzchni drewna podczas fazy nagrzewania, jak również podczas fazy suszenia. Dokonywano również prób z innymi sposobami nagrzewania, na przykład przez doprowadzanie za pośrednictwem energii mikrofali, energii cieplnej niezbędnej do nagrzewania i odparowania. Jednakowoż w przemyśle tartacznym dominującym obecnie sposobem suszenia drewna jest suszenie na zasadzie krążenia gorącego powietrza, między innymi ze względu na możliwość wykorzystania kory i odpadów tartaczauyhjako niekosztownego paliwa w centralnej kotłowni tartaku.

Ponieważ coraz więcej drewna suszy się do niskiego poziomy zawartości wilgoci, odpowiadającego wymaganiom przemysłu drzewnego, to konieczne jest również kończenie suszenia drewna tak zwaaąfaząkondycjoaowania. Ta końcowa faza suszenia służy wyrównaniu różnic w wilgotności wewnątrz pojedynczych jednostek drzewnych, jak również pomiędzy nimi oraz eliminacji naprężeń w drewnie, powstałych podczas fazy suszenia. Jeżeli nie zrealizuje się fazy

176 978 kondycjonowania lub wykona się ją niepoprawnie, to podczas przeróbki i cięcia drewno będzie zdeformowane.

Prowadzone dotychczas opracowania zmierzające do udoskonalenia suszenia komorowego ukierunkowane były głównie na opracowanie programowego sterowania warunkami klimatycznymi podczas suszenia i kondycj onowania, dla danych podstawowych parametrów operacyjnych w postaci maksymalnej wydajności cieplnej, objętości partii, rozmiarów drewna itp. Z drugiej strony znacznie mniej włożono starań w badania faz krytycznych suszenia w odniesieniu do rozmiaru strat i czasochłonności/wydajności suszenia dla celów optymalizacji procesu suszenia. W tym kontekście można stwierdzić, że szczególnie zaniedbano fazy nagrzewania i kondycj onowania.

Przy suszeniu drewna mogą wyniknąć pewne uszkodzenia pogarszające jego jakość, co ma związek z metodą suszenia. Na przykład w przypadkach drewna o dużej grubości często powstająpęknięcia jako typowe uszkodzenia podczas suszenia. Jest to konsekwencja faktu, że mechanizmy stanowiące podstawową przyczynę powstawania pęknięć są silnie związane z warunkami wilgotności i naprężeniami na powierzchni drewna. Pęknięcie w zasadzie powstaje, kiedy naprężenie rozciągające w poprzek włókienjest większe od wytrzymałości na rozciąganie.

Jest rzeczą ogólnie znaną, że współzależność naprężenia i modułu sprężystości, które razem wyznaczają charakterystyczne wydłużenie zrywające, powoduje zmniejszenie się skłonności do pękania wraz ze wzrostem temperatury materiału. Poza tym, drewno ze wzrostem temperatury staje się coraz bardziej plastyczne, to znaczy ma skłonność do wykazywania właściwości niesprężystych. Na przykład drewno może pęcznieć, zwłaszcza pod działaniem naprężeń i zmian wilgotności. Takie pęcznienie, zwane często pęcznieniem mechanosorpcyjnym, stanowi w zasadzie warunek suszenia drewna o dużej grubości, bez powstawania pęknięć.

Po pocięciu drewna przed suszeniem, powierzchnie drewna pozostają zakryte, i mogą oddawać parę wodną do otoczenia, to znaczy rozpoczyna się schnięcie drewna. W tym etapie schnięcie to jest niekontrolowane, to znaczy zewnętrzne warunki w postaci „wiatru i pogody“ określają intensywność schnięcia. Stwierdzono, że na drewnie pozostawionym na placu składowym powstają pęknięcia powierzchniowe już po paru dniach, przypuszczalnie szybciej w pogodę ciepłą i suchą. Te pęknięcia powierzchniowe następnie powiększają się podczas sztucznego suszenia z powodu koncentracji naprężeń na wstępnych pęknięciach powierzchniowych. W tym przypadku nie jest możliwe wysuszenie takiego drewna bez wystąpienia poważnych pęknięć.

Jednakowoż stwierdzono, że takie spękania powierzchniowe mogą powstać również w fazie nagrzewania w suszarce. Zadaniem tej fazy jest nagrzanie partii drewna do temperatury początkowej fazy suszenia właściwego. Jeżeli odbywa się suszenie konwekcyjne w wyniku krążenia powietrza przez drewno, to powietrze będzie osuszane po prostu bezpośrednio przez kondensację na chłodnych powierzchniach drewna. W następstwie tego rozpoczyna się niekontrolowane suszenie coraz cieplejszym powietrzem wchłaniającym wilgoć z powierzchni drewna, które w wyniku tego schną. W tym etapie powierzchnie mogąbyć już na tyle suche, że spowodują naprężenia poprzeczne względem włókien i powstanie pęknięć, zwłaszcza jeżeli powierzchnię stanowi twardziel drzewna o niskiej zawartości wilgoci. Drewno na początku etapu nagrzewania ma niską temperaturę, co również jest niekorzystne, ze względu na tendencję do powodowania pęknięć.

Podsumowując, można stwierdzić że niekontrolowane suszenie wstępne i nagrzewanie drewna suchym powietrzem powoduje zapoczątkowanie pęknięć drewna, i narastanie tych pęknięć podczas dalszego suszenia.

Przy suszeniu z wykorzystaniem krążenia powietrza, gradient zawartości wilgoci zwiększa się począwszy od powierzchni. Powierzchnia zatem będzie bardziej sucha, niż wewnętrzne partie drewna, i ta różnica (gradient) zawartości wilgoci odpowiada sile powodującej przepływ wilgoci do powierzchni. Powstające przy tym naprężenie powoduje spęcznienie doprowadzające do naprężeń pod koniec suszenia. Powierzchnia będzie pod wpływem naprężeń ściskających, natomiast partie wewnętrzne drewna będą podlegały rozciąganiu. Ta różnica naprężeń powoduje odkształcenia, zwłaszcza przy piłowaniu drewna.

176 978

Poza różnicami naprężeń, które są konsekwencją suszenia w wyniku krążenia powietrza podczas suszenia, jak wspomniano powyżej, może powstawać gradient wilgotności. Największa wilgotność występuje w głębi drewna, natomiast powierzchnie są znacznie suchsze. Z tego powodu przy cięciu drewna może powstać niepożądane odkształcenie, ponieważ najbardziej wilgotne partie pozostają nieosłonięte i schną nadal kurcząc się i deformując. W obu przypadkach, j ak wspomniano, można stwierdzić, że suszenie kończy się bez wyrównania gradientu wilgotności prowadząc do problemów z deformacjami przy dalszej obróbce drewna.

Można stwierdzić, że wyrównywanie wilgotności w jednostkach drewna w niskiej temperaturze (temperaturze pokojowej) nie pozwala na otrzymanie drewna bez naprężeń. Jest tak ze względu na fakt, że niezbędne usunięcie naprężeń wymaga wysokiej temperatury materiału. Tak więc, konieczne jest kondycjonowanie drewna po fazie suszenia właściwego przy zasadzie możliwie wysokiej ze względów technologicznych temperaturze materiału, dla umożliwienia realizacji celu, którym jest otrzymanie „drewna o wyrównanej wilgotności, bez naprężeń“.

Jak wspomniano powyżej, ważne jest nagrzanie drewna bez inicjacji pęknięć powierzchniowych i zakończenie procesu suszenia skutecznym kondycjonowaniem. Obecnie stosuje się w wielu przypadkach programowe sterowanie nagrzewaniem bez zwracania znacznej uwagi na konsekwencje nagrzewania powietrzem zbyt suchym. Jeżeli, z drugiej strony, pożądane jest utrzymanie wilgotności powietrza na poziomie dostatecznie wysokim dla uniknięcia powstawania pęknięć, prowadzi to do wydłużania czasów suszenia, zmniejszającego przepustowość instalacji suszącej.

Obecnie fazę kondycjonowania realizuje się przez zwiększenie, w końcowym etapie suszenia, wilgotności powietrza przez wprowadzanie wody przez dysze, lub bezpośrednio w postaci pary ze specjalnych kotłów odparowujących. Najczęściej występującym problemem w tym przypadkujest to, że dysze wodne zapewniają zbyt małe ilości wilgoci, a jeżeli para jest wprowadzana bezpośrednio, to kocioł odparowujący znanej konstrukcji jest dużo za mały. W tych dwóch przypadkach podawanie pary pozwala na utrzymanie zrównoważonego klimatu w atmosferze suszącej, co daje stopień nawilgocenia powierzchni drewna do zaledwie kilku procent powyżej docelowej wilgotności końcowej (wartości średniej). W praktyce ten proces kondycjonowania wymaga przynajmniej 24 godzin dla wymiarów bala.

Zdecydowanie odmienną metodę stosuje się, przede wszystkim, w Nowej Zelandii, gdzie po suszeniu w wysokiej temperaturze sosny Pinus radiata (ang. radiata pine), drewno wprowadza się do specjalnych komór kondycjonujących, w których wytwarza się parę z otwartych zbiorników wodnych. Dokonuje się znacznego nawilżenia powierzchni drewna, co wyrównuje wilgotność i zapobiega tworzeniu wewnętrznych pęknięć przy chłodzeniu. Jednakowoż w celu zrealizowania tego, konieczne jest schłodzenie drewna na pewien czas do 70-80°C dla spowodowania kondensacji na drewnie.

Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie sposobu i urządzenia do suszenia drewna w komorze, które pozwalają skrócić czas nagrzewania drewna przed suszeniem, przy równoczesnym zapobieżeniu inicjalizacji pęknięć podczas nagrzewania oraz skrócić i uczynić bardziej efektywnym kondycjonowanie, wykonywane w celu wyrównania wilgotności i naprężeń w drewnie po fazie suszenia.

Sposób suszenia drewna, w którym wymusza się krążenie gorącego powietrza wokół i wskroś co najmniej jednego stosu drewna, rozmieszczonego partiami w co najmniej jednej zamkniętej komorze suszącej w suszarce komorowej, przy czym w fazie nagrzewania nagrzewa się drewno krążącym gorącym powietrzem do początkowej temperatury suszenia, a następnie w co najmniej jednej fazie suszenia realizuje się suszenie właściwe i na koniec, w fazie kondycjonowania, przy specjalnie dobranej zawartości wilgoci w powietrzu i w temperaturze innej, niż podczas suszenia, wyrównuje się wilgotność i naprężenia w drewnie po suszeniu, według wynalazku charakteryzuje się tym, że w fazie nagrzewania podaje się parę wodną pod ciśnieniem atmosferycznym do gorącego powietrza krążącego wokół drewna, w komorze suszącej wykorzystywanej w fazie nagrzewania.

176 978

Korzystnie, parę wodną do komory suszącej wprowadza się zasadniczo na samym początku fazy ogrzewania.

Korzystnie, parę wodną do komory suszącej wprowadza się zasadniczo do końca fazy nagrzewania.

Korzystnie, parę wodną do komory suszącej wprowadza się zasadniczo w sposób ciągły, bez przerw.

Korzystnie, parę wodnąwprowadzaną pod ciśnieniem atmosferycznym w fazie nagrzewania podaje się przy wydajności wytwornicy pary wynoszącej 6-28 kW/m3, korzystnie 10-15 kW/m3 objętości partii drewna.

Korzystnie, czas w fazie nagrzewania nagrzewa się drewno w czasie od 1,5 do 2,5 godziny/.

Korzystnie, podczas fazy nagrzewania nagrzewa się drewno do temperatury końcowej między 50°C a 65°C.

Korzystnie, fazę nagrzewania, fazę suszenia i fazę kondycjonowania przeprowadza się w tych samych komorach suszących.

Korzystnie, w fazie kondycjonowania podaje się parę wodną pod ciśnieniem atmosferycznym do gorącego powietrza krążącego wokół drewna w komorze suszącej stosowanej w fazie kondycjonowania, przy czym parę wodnąpodaje się natychmiast po rozpoczęciu fazy kondycjonowania i zasadniczo bezpośrednio po zakończeniu fazy suszenia.

Korzystnie, parę wodną wprowadzaną pod ciśnieniem atmosferycznym w fazie kondycjonowania podaje się z wydajnością wytwarzania wynoszącą 6-28 kW/m3, korzystnie 10-15 kW/m3 objętości partii drewna.

Korzystnie, fazę kondycjonowania przeprowadza się od 1 do 2 godzin.

Korzystnie, podczas fazy kondycjonowania nagrzewa się drewno do temperatury końcowej zawierającej się między 70°C a 98°C.

Korzystnie, steruje się fazą nagrzewania i. fazą kondycjonowania za pomocą wzrostu temperatury, który mierzy się zwykłym przetwornikiem temperatury używanej komory suszącej, który następnie przetwarza się na wartość przyrostu wilgotności drewna.

Korzystnie, parę wysokiej jakości wytwarza się w wytwornicy pary i przetrzymuje się ją pod ciśnieniem w akumulatorze oraz parę z akumulatora rozprowadza się do połączonych komór suszących poprzez uruchomienie zaworów.

Korzystnie, energię pierwotną do wytwarzania pary w wytwornicy pary pobiera się z własnej centralnej kotłowni tartaku na paliwo stałe, w postaci odpadów tartacznych, głównie kory.

Korzystnie, centralną wytwornicę pary stosuje się kolejno do obsługi wielu komór suszących zarówno w fazie nagrzewania, jak i w fazie kondycjonowania.

Korzystnie, w fazie suszenia, między faząnagrzewania a fazą kondycjonowania, nagrzewa się drewno do temperatury od 50°C do 90°C oraz fazę suszenia przeprowadza się przez okres od 2 do 14 dni.

Korzystnie, parę wodnąpodaje się w stanie od nasycenia do lekkiego przegrzania, korzystnie przy nadwyżce ciśnienia od 0 do 1,0 atm. nadciśnienia.

Urządzenie do suszenia drewna zawierające suszarkę komorowąz co najmniej jedną komorą suszącą do suszenia drewna partiami, środki do przemieszczania co najmniej jednej strefy drewna do i z komory suszącej, środki do wymuszania krążenia gorącego powietrza wewnątrz komory suszącej w trakcie etapów, nagrzewania, suszenia i kondycjonowania drewna, środki do kondycjonowania krążącego gorącego powietrza oraz do transportowania go do i z komory suszącej, według wynalazku charakteryzuje się tym, że komora susząca zaopatrzona jest w środki do wprowadzania i rozpylania pary wodnej pod ciśnieniem atmosferycznym do komory suszącej, które są połączone z wytwornicą pary.

Korzystnie, środki do wprowadzania i rozpylania pary wodnej sąrozmieszczone w jednym położeniu w komorze suszącej.

Korzystnie, środki do wprowadzania i rozpylania pary wodnej są rozmieszczone w wielu położeniach w komorze suszącej.

176 978

Korzystnie, środki do wprowadzania i rozpylania pary wodnej są połączone ze środkami do wymuszania krążenia gorącego powietrza.

Korzystnie, wytwornica pary zaopatrzona jest w akumulator dla pary utrzymywanej pod ciśnieniem oraz wytwornica pary jest połączona ze środkami do wprowadzania i rozpylania pary wodnej za pośrednictwem przewodów.

Korzystnie, wytwornica pary jest połączona, korzystnie za pośrednictwem przewodu gorącej wody, z centralną kotłownią na paliwo stałe.

Korzystnie, w skład środków do wprowadzania i rozpylania pary wodnej wchodzą elementy zaworowe zaopatrzone w dysze.

Według niniejszego wynalazku założony cel osiąga się w sposobie charakteryzującym się tym, że w fazie nagrzewania podaje się parę wodnąpod ciśnieniem atmosferycznym do gorącego powietrza krążącego wokół drewna w komorze suszącej wykorzystywanej na nagrzewania. Według korzystnej odmiany tego sposobu, podawanie pary do komór suszących odbywa się niezwłocznie począwszy od rozpoczęcia fazy ogrzewania i dalej prowadzone jest, korzystnie w sposób ciągły, bez przerw i korzystnie, do końca fazy nagrzewania.

Optymalne nagrzewanie drewna przed suszeniem sprzyja zapobieżeniu powstawania pęknięć w drewnie, przy czym nagrzewanie powinno odbywać się w czasie możliwie krótkim. Według wynalazku realizuje się to, jak wspomniano powyżej, przez podawanie pary wodnej pod ciśnieniem atmosferycznym do komory suszącej w fazie nagrzewania. Para wodna wtedy kondensuje się na chłodniejszych powierzchniach drewna. W wyniku tego są one zabezpieczone przed niekontrolowanym schnięciem i spowodowanym nim powstawaniem pęknięć. Ponadto, następuje przekazanie ciepła kondensacji w miarę skraplania się pary wodnej na drewnie, co daje w wyniku znacznie silniejsze przekazywanie ciepła niż w przypadku z nagrzewaniem wyłącznie przez konwekcję. Innymi słowy, oznacza to znacznie szybsze nagrzewanie drewna przed suszeniem.

Jakkolwiek celem sposobu według wynalazku jest suszenie drewna, ten proces suszenia w sposób nieoczywisty rozpoczyna się od silnego nawilgocenia drewna skraplającąsię parąw fazie nagrzewania. Jeżeli parę podaje się bezpośrednio po rozpoczęciu fazy nagrzewania, to można osiągnąć szybkie nagrzewania gorącym krążącym powietrzem i poza tym pełne nawilżenie powierzchni drewna nawet od początku, przez przekazywanie ciepła kondensacji, poza ogrzewaniem konwekcyjnym. W wyniku tego unika się inicjowania pęknięć w drewnie, co pozwala na realizację sposobu według wynalazku służącego do wytwarzania drewna możliwie całkowicie pozbawionego pęknięć.

Jak wspomniano powyżej, nie jestj ednakowoż możliwe pełne uniknięcie pęknięć, j eżeli po piłowaniu dokonywanym przed „sztucznym suszeniem drewnojest przechowywane w taki sposób, na przykład na placu, że powstająjuż w tym etapie drobne pęknięcia powierzchniowe, które następnie powiększają się. Przy właściwym przechowywaniu drewna po jego cięciu, możliwe jest otrzymanie gotowego, wysuszonego drewna o bardzo wysokiej jakości w sposób oszczędzający czas, a zatem efektywny ekonomicznie.

Prędkość nagrzewania w stopniach na jednostkę czasu jest ostatecznie ograniczona tylko ilością ciepła, którą można dostarczyć do powierzchni, ponieważ drewno ma właściwość przewodzenia do partii wewnętrznych. W praktyce oznacza to, że prędkość nagrzewania silnie zależy od wymiarów i ostatecznie jest uzależniona od stosunku powierzchnia/objętość drewna. Jednakowoż warunkiem jest dysponowanie dostateczną entalpią odparowania.

W przypadku komory suszącej objętości partii 150 m³, dostarczenie około 2 MW entalpii odparowania wystarcza do zapewniania czasu nagrzewania wynoszącego około 2 godzin. Odpowiada to zdolności wytwarzania pary około 13 kW/m3 objętości partii. Czas trwania fazy nagrzewania zwykle zawiera się między 1,5 a 2,5 godziny, i pod koniec fazy nagrzewania otrzymuje się drewno o temperaturze między 50°C a 65°C. Taki czas nagrzewania w normalnych warunkach występuje najczęściej i jest oczywiste, że zimą, kiedy drewno może być nawet zamarznięte, czas nagrzewania będzie znacznie dłuższy.

176 978

Objętość partii może być różna dla różnych suszarek. Współczesne suszarki często mają pojemność 150 m³, natomiast starsze majązwykle mairjsząpojemaość, na przykład 60-70 m³.

Po fazie nagrzewania, suszenia drewna dokonuje się w jednej lub wielu fazach suszenia, w których zapewnia się krążenie gorącego powietrza przez sterty drewna. W tym okresie do komory suszenia podaje się suche powietrze i usuwa się powietrze wilgotne. Po zakończeniu fazy suszenia, kiedy drewno jest poddawane działaniu temperatury od 50°C do 90°C, rozpoczyna się faza kondycjonowania.

Korzystna odmiana wykonania wynalazku charakteryzuje się tym, że w fazie kondycjonowania do gorącego powietrza krążącego wokół drewna w komorze suszenia wykorzystywanej w fazie koadycJonowaaia, podaje się parę wodną pod ciśnieniem atmosferycznym, przy czym podawanie pary rozpoczyna się natychmiast po rozpoczęciu fazy koadycjoaowania i w zasadzie bezpośrednio po zakończeniu fazy (faz) suszenia. Korzystne jest wykorzystanie tej samej komory w fazie nagrzewania, w fazie (fazach) suszenia i w fazie kondycjonowania.

Skuteczne koadycjoaowaaie drewna po suszeniu należy wykonywać tak, aby temperatura drewna była możliwie wysoka. Wtedy następuje szybkie usunięcie naprężeń i wyrównanie różnic wilgotności. Przy podawaniu pary wodnej do komory suszarki bezpośrednio po zakończeniu suszenia, nastąpi kondensacja pary na powierzchniach drewna. Ponieważ, przy tym wydziela się ciepło, to temperatura drewna się podnosi, co jest korzystne ze względu na eliminację naprężeń. Następuje równocześnie nawilgocenie powierzchni drewna i zmniejszenie gradientu wilgotności.

Przez analogię z warunkami w fazie nagrzewania, wydajność generacji pary dobiera się na podstawie prędkości nagrzewania. Można sprawdzić, że nagrzewania wstępne wymaga największej wydajności/kg drewna, i można stwierdzić, że wydajność generacji pary wynosząca około 2MW/150 m3 drewna podczas fazy kondu^joaowaniajrst dostateczna dla wyrównania wilgotności i naprężeń w drewnie w ciągu 1-2 godzin. Podawanie pary wodnej podczas trwania tej fazy powiaao odbywać się z wudajnościąwuaoszącą6-28/m3, korzystnie 10-15 kW/m3 objętości partii drewna. Podczas fazy kondycJonowaaia, drewno poddaje się działaniu temperatury końcowej od 70°C do 98°C.

Jedna z odmian wykonania wynalazku charakteryzuje się tym, że faza nagrzewania sterowana jest wzrostem temperatury, który w fazie konaucjonowania można mierzyć za pomocą zwykłego przetwarzania temperatury stosowanej komory suszącej z następnym przetworzeniem na wartość przyrostu wilgotności drewna. Umożliwia to związek między przyrostem temperatury a ilością kondensatu. Ponieważ skuteczne jest przenoszenie ciepła, to temperatura drewna będzie zbliżona do temperatury zapisanej przez zwykły przetwornik temperatury suszarki. Przez nadążanie za tym wzrostem temperatury możliwe jest przetworzenie przyrostu temperatury na wartość średniego przyrostu wilgotności drewna. Tak więc nie jest konieczne wyposażenie w tym celu suszarki w specjalne układy przetworników.

Korzystna odmiana wykonania sposobu według wynalazku charakteryzuje się tym, że w wytwornicy pary generuje się parę wysokiej jakości, przetrzymywaną pod ciśnieniem w akumulatorze, i że przez uruchamianie zaworów parę z akumulatora kieruje się do dołączonych komór suszących.

Według korzystnej odmiany wykonania sposobu według wynalazku, energia pierwotna do generacji stosowanej pary pobieranajest z własnej centralnej kotłowni tartaku na stałe paliwo tartaczne. Znaczy to, że do wytwarzania pary wysokiej j akości można wykorzystać odpadki tartaczne, przede wszystkim korę.

Gorąca woda z centralnej kotłowni na paliwo stałe doprowadzana jest do czatralazj wytwornicy pary. W tej wytwornicy pary gorąca woda przez rury wprowadzana jest do cylindrycznego zbiornika, częściowo wypełnionego wodą. Ciepło przekazywane jest wodzie powodując jej wrzenie i wytworzenie pewnej ilości pary w górnej części cylindra. System utrzymuje się pod ciśnieniem, tak że możliwe jest szybkie wyprowadzenie pary do elementu wykonanego ze stali nierdzewnej, który służy do kierowania pary do dołączonych komór suszących. Kierowanie pary do i z komór odbywa się przez uruchamianie zaworów.

176 978

Zaletą takiego urządzenia jest to, że centralna wytwornica pary może obsługiwać kolejno kilka komór zarówno w fazie nagrzewania, jak i w fazie kondycjonowania. Ponadto sposób umożliwia skrócenie czasów przełączania, gdyż podawanie pary do komory rozpoczyna się natychmiast po przełączeniu zaworów.

Parę podaje się do komory suszącej w stanie nasycenia lub lekkiego przegrzania. Jeżeli parę podaje się za pośrednictwem układu rur, to koniecznejest pewne przegrzanie (a zatem i pewne podniesienie ciśnienia) pary w celu przetłoczenia jej z wytwornicy przez układ rozprowadzania. Nadwyżka ciśnienia może wynosić od 0 do 1 atm nadciśnienia. Jednakowoż niedopuszczalne jest zbytnie przegrzanie pary, ponieważ przy tym nagrzewanie jest zbyt suche. Według niniejszego wynalazku decydujące jest, aby punkt rosy pary, zarówno w fazie nagrzewania, jak i w fazie kondycjonowania znajdował się powyżej punktu rosy drewna, zapewniając tym samym kondensację na jego powierzchniach. W przypadku generowania pary bezpośrednio w komorze suszącej, w otwartym układzie parownikowym, parę podaje się w stanie nasycenia.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój pionowy suszarki komorowej, w widoku z boku, a fig. 2 przedstawia przekrój poziomy suszarki komorowej, w widoku z góry.

Figura 1 przedstawia suszarkę komorową 1 z komorą suszącą 2 przeznaczoną do suszenia drewna partiami, przy czym drewno znajduje się w komorze suszącej 2 w postaci jednej lub wielu stert 3. Sterty 3 drewna rozmieszczone są na wózku 4 lub podobnym urządzeniu, i dostępne są środki (nie przedstawione) do wprowadzenia stert 3 drewna z komory suszącej 2 przez otwierane drzwiczki 5. Komora susząca 2 ponadto zaopatrzonajest w środki 6 (przedstawione w uproszczeniu) zapewniające krążenie gorącego powietrza w komorze suszącej w celu realizacji przynajmniej jednego z etapów, nagrzewania, suszenia lub kondycjonowania drewna, oraz środki (nie przedstawione) do podawania do komory suchego powietrza i odprowadzania z komory powietrza wilgotnego przez kanały 7, 8. Urządzenie według wynalazku charakteryzuje się tym, że komora susząca 2 dodatkowo zaopatrzona jest w środki 9 do wprowadzania i rozpylania pary wodnej pod ciśnieniem atmosferycznym do komory suszącej 2, i że wytwornica pary 10 dostosowana jest do podawania pary wodnej do tych środków 9 przewodami 11.

Środki 9 mogą obejmować regulowane zawory z dyszami i mogąbyć ustawione w jednym lub wielu położeniach w komorze suszącej 2, w celu wprowadzania pary wodnej bezpośrednio do wolnej przestrzeni powietrznej komory suszącej 2. Alternatywnie, mogą one być umieszczone tak, aby wprowadzać parę wodną w obieg powietrza gorącego w połączeniu ze środkami 6 zapewniającymi krążenie. Mogą one być dostosowane również do podawania pary wodnej zarówno bezpośrednio do komory suszącej, jak i do środków zapewniających krążenie.

Na fig. 2 przedstawiono odmianę wykonania zawierającą zespół komór suszących 2a-f, zaopatrzonych w środki 9a-f do podawania pary do odpowiednich komór suszących 2a-f. Wytwornica 10 pary obsługuje kolejno wszystkie komory suszące 2a-f zarówno w fazie nagrzewania, jak i w fazie kondycjonowania. Wytwornica 10 pary może być zaopatrzona w akumulator (nie przedstawiony) dla pary, przeznaczony do utrzymywania pod ciśnieniem pary w celu podawaniajej, za pośrednictwem środków 9a-f do odpowiedniej komory suszącej 2a-f. Korzystne jest, jeżeli środki 9a-f obejmują dysze z zaworami umożliwiającymi zdalne ich sterowanie. Dzięki akumulatorowi pary można zapewnić dostateczną wydajność pary dla każdej komory suszącej 2a-f, zarówno podczas fazy nagrzewania, jak i podczas fazy kondycjonowania.

Wytwornica 10 może być dostosowana do zasilania jej energią, korzystnie za pośrednictwem przewodu 12 gorącej wody, z centralnej kotłowni na paliwo stałe 13, pracuj ącej przy spalaniu odpadów tartacznych, głównie kory.

176 978

Fig 1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (25)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób suszenia drewna, w którym wymusza się krążenie gorącego powietrza wokół i wskroś co najmniej jednego stosu drewna, rozmieszczonego partiami w co najmniej jednej zamkniętej komorze suszącej w suszarce komorowej, przy czym w fazie nagrzewania nagrzewa się drewno krążącym gorącym powietrzem do początkowej temperatury suszenia, a następnie w co najmniej jednej fazie suszenia realizuje się suszenie właściwe i na koniec, w fazie kondycjonowania, przy specjalnie dobranej zawartości wilgoci w powietrzu i w temperaturze innej, niż podczas suszenia, wyrównuje się wilgotność i naprężenia w drewnie po suszeniu, znamienny tym, że w fazie nagrzewania podaje się parę wodną pod ciśnieniem atmosferycznym do gorącego powietrza krążącego wokół drewna, w komorze suszącej wykorzystywanej w fazie nagrzewania.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że parę wodną do komory suszącej wprowadza się zasadniczo na samym początku fazy ogrzewania.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że parę wodną do komory suszącej wprowadza się zasadniczo do końca fazy nagrzewania.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że parę wodną do komory suszącej wprowadza się zasadniczo w sposób ciągły, bez przerw.
5. 5. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, znamienny tym, że parę wodną wprowadzaną pod ciśnieniem atmosferycznym w fazie nagrzewania podaje się przy wydajności wytwornicy pary wynoszącej 6-28 kW/m³, korzystnie 10-15 kW/m³ objętości partii drewna.
6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że czas w fazie nagrzewania nagrzewa się drewno w czasie od 1,5 do 2,5 godziny.
7. 7. Sposób według zastrz. 1 albo 6, znamienny tym, że podczas fazy nagrzewania nagrzewa się drewno do temperatury końcowej między 50°C a 65°C.
8. 8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że fazę nagrzewania, fazę suszenia i fazę kondycj onowania przeprowadza się w tych samych komorach suszących.
9. 9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że w fazie kondycjonowania podaje się parę wodną pod ciśnieniem atmosferycznym do gorącego powietrza krążącego wokół drewna w komorze suszącej stosowanej w fazie kondycjonowania, przy czym parę wodną podaje się natychmiast po rozpoczęciu fazy kondycjonowania i zasadniczo bezpośrednio po zakończeniu fazy suszenia.
10. 10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że parę wodną wprowadzaną pod ciśnieniem atmosferycznym w fazie kondycjonowania podaje się z wydajnością wytwarzania wynoszącą 6-28 kW/m³, korzystnie 10-15 kW/m³ objętości partii drewna.
11. 11. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że fazę kondycjonowania przeprowadza się od 1 do 2 godzin.
12. 12. Sposób według zastrz. 9 albo 10, albo 11, znamienny tym, że podczas fazy kondycjonowania nagrzewa się drewno do temperatury końcowej zawierającej się między 70°C a 98°C.
13. 13. Sposób według zastrz. 1 albo 9, znamienny tym, że steruje się fazą nagrzewania i fazą kondycjonowania za pomocą wzrostu temperatury, który mierzy się zwykłym przetwornikiem temperatury używanej komory suszącej, który następnie przetwarza się na wartość przyrostu wilgotności drewna.
14. 14. Sposób według zastrz. 1 albo 9, znamienny tym, że parę wysokiej jakości wytwarza się w wytwornicy pary i przetrzymuje się jąpod ciśnieniem w akumulatorze oraz parę z akumulatora rozprowadza się do połączonych komór suszących poprzez uruchomienie zaworów.
15. 15. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że energię pierwotną do wytwarzania pary w wytwornicy pary pobiera się z własnej centralnej kotłowni tartaku na paliwo stałe, w postaci odpadów tartacznych, głównie kory.

    176 978
16. 16. Sposób wedhig zasto. 15, znamienny tym, że centralną wytwornicę pary stosuje się kolejno do obsługi wielu komór suszących zarówno w fazie nagrzewania, jak i w fazie kondycjonowania.
17. 17. bposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w fazie suszenia, między fazą nagrzewania a fazą kondycj onowania, nagrzewa się drewno do temperatury od 50°C do 90°C oraz fazę suszenia przeprowadza się przez okres od 2 do 14 dni.
18. 18. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 9, albo 10, albo 11, znamienny tym, że parę wodaąpodaje się w stanie od nasycenia do lekkiego przegrzania, korzystnie przy nadwyżce ciśnienia od 0 do 1,0 atm. nadciśnienia.
19. 19. Urządzenie do suszenia drewna zawierające suszarkę komorowąz co najmniej jedną komorą suszącą do suszenia drewna partiami, środki do przemieszczania co najmniej jednej sterty drewna do i z komory suszącej, środki do wymuszania krążenia gorącego powietrza wewnątrz komory suszącej w trakcie etapów, nagrzewania, suszenia i konducjonowaaia drewna, środki do kondycjonowaaia krążącego gorącego powietrza oraz do transportowania go do i z komory suszącej, znamienne tym, że komora susząca (2,2a-f) zaopatrzona jest w środki (9,9a-f), do wprowadzania i rozpylania pary wodnej pod ciśnieniem atmosferycznym do komory suszącej (2, 2a-f), które są połączone z wytwornicą pary (10).
20. 20. Urządzenie według zastrz. 19, zaamrzaaz tym, że środki (9,9a-f) do wprowadzania i rozpylania pary wodnej są rozmieszczone w jednym położeniu w komorze suszącej (2, 2a-f).
21. 21. Urządzenie według zastrz. 19, znamienne tym, że środki (9,9a-f) do wprowadzania i rozpylania pary wodnej są rozmieszczone w wielu położeniach w komorze suszącej (2, 2a-f).
22. 22. Urządzenie według zastrz. 19, znamienne tym, że środki (9,9a-f) do wprowadzania i rozpylania pary wodnej są połączone ze środkami (6) do wymuszania krążenia gorącego powietrza.
23. 23. Urządzenie według zastrz. 19, znamienne tym, że wytwornica pary (10) zaopatrzona jest w akumulator dla pary utrzymywanej pod ciśnieniem oraz wytwornica pary (10) jest połączona ze środkami (9, 9a-f) do wprowadzania i rozpylania pary wodnej za pośrednictwem przewodów (11).
24. 24. Urządzenie według zastrz. 19, znamienne tym, że wytwornica pary (10) jest połączona, korzystnie za pośrednictwem przewodu (12) gorącej wody, z centralnąkotłownią(13) na paliwo stałe.
25. 25. Urządzenie według zastrz. 19 albo 20, albo 21, albo 22, albo 23, zaamrzaaz tym, że w skład środków (9,9a-f) do wprowadzania i rozpylania pary wodnej wchodzą elementy zaworowe zaopatrzone w dysze.