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Procédé et dispositif pour le séchage de marchandises débitées.
Priorité d'Une demande de brevet déposée en Suisse le 23 décembre 1944 n 99238
L'objet de l'invention cl-exposée consiste en un procédé pour secher les matières telles que bois et autres ana- logues, qui sont déjà débitées sous forme de marchanalses com- merclales en morceaux, planches, rondins, etc., procédé par lequel on soumet la matière à des differences de température et courants calorifiques qui en parcourent la masse entière.
Des procédés de ce genre ont été déjà découverts précédemment par le même inventeur, Monsieur Georges Leischner, et l'on disposait alors des éléments réchauffants d'un côté des pièces à sécher et des éléments refroidissants au côte oppose, ce qui provoquait l'écoulement de l'humidité des élements chauds vers les éléments froids.
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Lorsque l'on utilise ce procédé connu pour sécher le bois, par exemple, et que l'on place celui-ci, débite sous forme ae planches, entre une paroi chaude et une paroi froide, lesdites planches sont chauffées sur une face et refroidies sur l'autre; il se produit, alors un entraînement de l'eau con- tenue dans le bois en direction de la paroi froide, ce qui fait gonfler le bois sur la face recueillant 1'humidité, pendant que la face dépourvue d'eau et aéjà sèche se rétracte. Il en resulte un cintrage prononce de la planche, pouvant même ame- ner un fissurage.
On peut lutter contre ce phénomène en retournant plu- sieurs fois les planches à secher, de façon que chacune des faces soit à son tour en contact avec une paroi chaude ; l'eau se diffuse alors en direction constamment modifiée et l'on evite ainsi de cintrer les bois. Ce procédé a cependant l'in- convénient d'occasionner des pertes de chaleur sensibles, car lors ae chaque retournement, la face froide doit être réchauf- fée et la face chaude refroidie avant que les courant/s de diffusion puissent se rétablir; hors même cette perte calorique, il y a également supplemen-t de travail et perte de temps.
L'objet de l'invention consiste donc en un procédé permettant de remédier à ces defauts en soumettant les pièces à sécher à des courants calorifiques de directions variées; l'objet est aussi de présenter des appareils destinés à la mise en pratique du procède.
Les dessins ci-joints montrent schématiquement des exemples d'installations pour l'exécution au procède conforme à cette invention.
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Les fig. 1 et 2 montrent, respectivement en éléva- tion et coupe horizontale, un dispositif pour le séchage des planches de bois ou d'autres matières débitées, conformément au procédé.
Les fig. 3 et 4 montrent, respectivement encore en élévation et coupe horizontale, un autre exemple d'installa- tion visant au même but.
Les fig.5et b montrent en coupe partielle en éleva- tion ou coupe horizontale, respectivement, une installation pour le séchage des billes de bois et rondins.
La fig. 7 est une coupe transversale par le travers d'un élément chauffant, et la fig. 8 met en lumière, en coupe partielle suivant l'élévation, une forme différente d'installation pour le sé- chage aes blocs et rondins-de bois.
L'installation représentee par les fig. 1 et 2 se compose d'un certain nombre d'éléments émetteurs de chaleur 1 et d'éléments refrodissants 2, qui sont disposes alternative- ment de chaque côte de la planche à sécher 3. Les éléments chauffants et les éléments refroidissants sont disposés en quinconce de part et d'autre de la planche, de telle façon qu'un élément chauffant place contre une des faces soit en regard de l'élément froid disposé contre l'autre face. Les élé- ments refrodissats 2 se trouvent à une légère distance de la surface' de la planche, afin que l'eau condensée puisse s'écou- ler dans le couloir formé par l'intervalle existant entre
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l'élément et la planche.
Les éléments chauffants 1 sont, par contre, complètement appuyes contre la planche, afin que la transmission (le chaleur ait lieu de la façon la plus efficace.
Il va de soi que l'on peut aussi rencontrer une disposition suivant laquelle les éléments chauffants 1 sont aussi placés à une légère distance de la surface, laissant ainsi place à une lame d'air à travers laquelle la chaleur est transmise par rayonnement. Il est alors recommandé de donner à la face de l'élément chauffant dirigée vers la planche un poli brillant, afin que la chaleur réfléchie puisse également exercer la meilleure influence. Les éléments refroidissants doivent tou- jours être maintenus à une certaine distance de la surface à sécher.
Les flèches dessinées sur la fig. 2 indiquent les directions des échanges caloriques s'effectuant entre les élé- ments chauffants et les éléments refroidissants; d'après ces flèches, on voit que, dans la masse en cours de séchage, des parties voisines entre elles sont exposées à des échanges de chaleur en directions non identiques, ce qui assure dans toute la masse une évacuation uniforme de l'humidité.
Il est visible, sur la fig. l, que les éléments re- froidissants 2 sont prolongés à leur partie inférieure, de ma- nière que l'eau condensée qu'ils contiennent puisse s'écouler dans un bassin collecteur 4 disposé sous l'appareil. Une enve- loppe isolante b interdit un échange de chaleur entre l'appa- reil et l'air extérieur, tandis que les cloisons 22, également calorifugées, s'opposent aux échanges caloriques directs entre les éléments chauffants 1 et les éléments refroidissants 2.
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Sur la coupe horizontale représentée en fig. 2, on peut voir que l'installation est prévue pour disposer les mar- chandises à sécher en deux couches situées l'une au,dessus de l'autre, soit, par exemple, pour mettre deux rangées de plan- ches. Les éléments, tant chauffants que refroidissants, qui se trouvent entre les deux rangées de pièces à sécher, possèdent des surfaces actives tant à leur partie inférieure qu'à leur partie supérieure, et agissent donc en même temps sur les deux planches ; ces conditions, il est possible de dis- poser pour le séchage autant de couches qu'on le désire, en installant le nombre voulu de groupes d'éléments.
Un élément réchauffant et un élément refroidissant, montés ensemble d'un même côté de la pièce à sécher, constituent une batterie; l'écartement entre deux batteries prises separé- ment peut être adapté à l'épaisseur des pièces qui se présen- tent.
On a figuré, en ) et 4, un autre dispositif pour l'exploitation du procédé se rapportant à l'invention en ques- tion. Dans ce dispositif, les éléments refroidissants 2 sont formés de plaques dans lesquelles ont été ménagées des ouver- tures où viennent se placer les éléments réchauffants 1, ceux- ci devant être disposés de façon que leurs surfaces aci/tves soient en saillie en dehors des plaques froides; ces éléments réchauffants sont entourés d'enveloppes circulaires 5 en mati- ère calorifuge qui empêchent un échange direct de chaleur entre les éléments caloriquement opposés. Pour interdire également
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les échanges caloriques avec l'air ambiant, il est prévu un revêtement calorifuge b.
Comme cela a déjà été dit à propos de la fig. 2, un élément chauffant et un élément refroidissant, proches l'un de l'autre et disposés d'un même cô/té de la pièce à sécher, constituent encore ici une batterie, et l'on peut varier l'écartement entre deux batteries suivant l'é- paisseur des pièces.
La disposition des éléments chauffants à une certaine distance de la surface à sécher, à laquelle on a fait allusion à propos des fig. 1 et 2, peut encore être employée ici, auquel cas leurs surfaces doivent être soigneusement polies afin d'as- surer un bon rayonnement de chaleur vers les pièces à sécher.
De plus, les eléments chauffants peuvent être construits en forme de réflecteurs à miroir creux et, par exemple, ae mi- roirs paraboliques.
Il est avantageux que les éléments chauffants 1 ne soient pas mantés de façon rigide dans la plaque fommant élé- ment refroidissant,mais soient au contraire suspendus afin de reposer parfaitenent contre la surface des planches et d'épouser cette surface; il n'est pas nécessaire que lesdits éléments chauiiants affectent la forme circulaire qui est re- présentée sur fige ) et 4, et l'on peut à volonté leur donner une autre forme. Ici encore, le bac 4 sert à recueillir l'eau qui s'écoule des éléments refroidissants.
La fig. 4 montre la disposition pour une seule rangée de planches, mais ainsi qu'il a été ditpour les fig. 1 et 2
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on peut parfaitement adapter la disposition de la fig. 4 au séchage de plusieurs étages de bois à volonté.
Pour assurer de meilleurs échanges caloriques, les parties actives des éléments peuvent comporter de plus grandes surfaces utiles, par exemple en striant ou nervurant ces sur- faces.
Par suite de la résistance au passage de la chaleur qu'offre la lame d'air existant entre la matière à sécher et les élements refroidissants, il est évident que la transmission de chaleur par unité de surface est moindre entre la pièce et l'élément froid qu'entre l'élément chaud et la pièce, qui sont jointifs. De ce fait, on peut réduire les dimensions des élé- ments chauffants par rapport aux autres, et ceci permet de placer sur une même surface d'ensemble un plus grand nombre d'éléments chauffants et refroidissants que si tous ces élé- ments étaient semblables; pour une même surface totale, on par- vient ainsi à expulser par unité de temps une plus grande quan- tité d'humidité.
Pour alimenter les éléments chauffants ou refroidis- sants en fluide leur communiquant la température voulue, on peut à volonté les réunir ensemble, en munissant par exemple les éléments séparés de tubulures d'entrée et de sortie qui sont elles-mêmes branchées sur des tubes collecteurs; les élé- ments isolés d'un groupe peuvent être réunis en parallèle ou en série.
Un groupement en parallèle est représenté par les lignes en trait mixte de la fig. 2 ; une tuyauterie d'alimen- tation (7 pour les éléments chauffants, 8 pour les éléments
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refroidissants) comporte des dérivations , resp. 10, con- duisant à la partie supérieure des éléments chauffants, resp. refroidissants, tandis qu'à la partie inférieure des éléments chauffants 1 et refroidissants , des branchements 5 et 10 conduisent à la tuyauterie col/ecrice 7.
Un groupement en série est représenté par les lignes en trait mixte 11 de la fig. 4, ceci pour les éléments chauf- fants, et naturellement, une telle disposition peut remplacer celle indiquée sur la fig. 2, à la fois pour les éléments chauffants et les élements refroidissants.
Les fig. 5, b et 7 montrent une installation qui, par exemple, peut servir au sechage des troncs entiers fraîche- ment extraits. L'élément chauffant prend ici la forme d'un ser- pentin, entourant le tronc 12 maintenu aebout, et dont la sur- face active dirigée vers le tronc doit être en contact par- fait avec la surface extérieure de ce tronc, afin que le trans- port de chaleur soit le meilleur possible; la surface du corps chauffant 13 donnant vers l'extérieur est munie, comme le mon- tre la fig. '(, d'une couche d'isolation, afin que la chaleur rayonnée soit renvoyée vers le tronc 12. Ce tronc 12, muni de son corps de chauffe 13, est également entouré à distance par les éléments refroidissants, ceux-ci se présentant sous la forme d'un réservoir annulaire contenu dans l'enveloppe cylin- arique 15.
Cette enveloppe est à douole paroi, et le fluide destiné à refroidir circule dans l'espace libre 17 compris entre les deux parois 16; pour éviter les pertes de chaleur,
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l'appareil est clos aux deux extrémités, après introduction du tronc 12 et de son corps de chauffe 15, au moyen des cou- vercles 18. L'eau expulsée de la surface de la pièce se con- aense à la surface 15 de l'enveloppe réfrigérante, puis s'é- coule vers la partie inférieure où elle se rassemble dans la rigole 19, pour être évacuée à l'extérieur par le tube 20.
Les flèches de la fig. b montrent comment, ainsi qu'expliqué déjà à la fig. 5, les différentes parties voisines de la masse à sécher sont parcourues par des courants caloriques dans des directions différentes, si bien que l'humidité est attirée uniformément de tous côtés et que l'on évite ainsi les déformations du tronc soumis au séchage.
En lieu et place d'un corps de chauffe de forme hélicoïdale, on a représenté en fig. 8 des éléments chauffants annulaires ; ceci n'apporte, d'autre part, aucun changement sur la fig. 5 et la variation des directions suivant les- quelles s'exercent les courants caloriques a lieu exactement comme l'indique la fig. 6.
On peut encore remplacer l'élément chauffant héli- coïdal ou les éléments annulaires, par des éléments plats du genre représenté sur fig. 5 et 4, ou bien à volonté par une autre forme s'adaptant bien à la surface extérieure du tronc 12; ces corps chauffants peuvent être conçus sous forme de ré- flecteurs, placés à une certaine distance, et qui concentrent sur la surface du tronc la chaleur émise par rayonnement. Si l'on emploie un certain nombre d'éléments caloriques, par
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exemple des plaques émettrices de chaleur de dimensions ré- duites, il est nécessaire que ces plaques soient fortement appuyées contre la surface de la pièce 12 par un puissant système de ressorts, ceci afin d'assurer une transmission in- tégrale ae la chaleur par un excellent contact.
Il est égale- ment opportun que les surfaces des éléments chauffants qui portent contre la pièce à sécher 12 soient pourvus d'ondula- tions, de saillies ou de nervures. Ces éléments chauffants seront maintenus en direction radiale contre le corps à sé- cher 12, par un système réglable au moyen de/coulisses et de leviers, afin que l'on puisse les adapter immédiatement aux formes et dimensions du corps en question 12; les diverses parties des éléments chauffants qui ne touchent pas ce corps sont à munir de couches calorifuges afin d'éviter les pertes de chaleur.
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Method and device for drying debited goods.
Priority of a patent application filed in Switzerland on December 23, 1944 n 99238
The object of the present invention is a process for drying materials such as wood and the like, which are already cut into the form of commercial goods in pieces, boards, logs, etc., by process. which subjects matter to temperature differences and calorific currents which traverse the entire mass.
Processes of this kind have already been discovered previously by the same inventor, Mr. Georges Leischner, and heating elements were then available on one side of the parts to be dried and cooling elements on the opposite side, which caused the flow to flow. from the humidity of the hot elements to the cold elements.
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When this known method is used to dry wood, for example, and when the latter is placed, fed in the form of boards, between a hot wall and a cold wall, said boards are heated on one side and cooled. on the other; the water contained in the wood is then entrained in the direction of the cold wall, which causes the wood to swell on the moisture-collecting face, while the water-free and already dry face sets. retracts. This results in a pronounced bending of the board, which can even lead to cracking.
This phenomenon can be combated by turning the boards several times over, so that each side is in turn in contact with a hot wall; the water is then diffused in constantly modified direction and one thus avoids bending the woods. However, this process has the disadvantage of causing significant heat losses, because during each turning, the cold face must be reheated and the hot face cooled before the diffusion currents / s can be reestablished; apart from this calorie loss, there is also additional work and loss of time.
The object of the invention therefore consists of a method making it possible to remedy these faults by subjecting the parts to be dried to heat currents of various directions; the object is also to present devices intended for the practice of the procedure.
The accompanying drawings schematically show examples of installations for carrying out the process according to this invention.
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Figs. 1 and 2 show, respectively in elevation and horizontal section, a device for drying wooden boards or other cut materials, in accordance with the process.
Figs. 3 and 4 show, respectively still in elevation and horizontal section, another example of an installation aimed at the same purpose.
Figs. 5 and b show in partial section in elevation or horizontal section, respectively, an installation for drying logs and logs.
Fig. 7 is a cross section taken through a heating element, and FIG. 8 shows, in partial section following the elevation, a different form of installation for drying blocks and logs.
The installation represented by FIGS. 1 and 2 consists of a number of heat emitting elements 1 and cooling elements 2, which are arranged alternately on each side of the drying board 3. The heating elements and cooling elements are arranged alternately. staggered on either side of the board, such that a heating element placed against one of the faces is opposite the cold element placed against the other face. The cooling elements 2 are located at a slight distance from the surface of the board, so that the condensed water can flow into the passage formed by the gap existing between
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the element and the board.
The heating elements 1 are, on the other hand, completely pressed against the board, so that the transmission (the heat takes place in the most efficient way.
It goes without saying that one can also meet an arrangement according to which the heating elements 1 are also placed at a slight distance from the surface, thus leaving room for an air space through which the heat is transmitted by radiation. It is then recommended to give the face of the heating element facing the board a high polish, so that the reflected heat can also exert the best influence. Cooling elements should always be kept a certain distance from the surface to be dried.
The arrows drawn in fig. 2 indicate the directions of the heat exchange taking place between the heating elements and the cooling elements; from these arrows, it can be seen that, in the mass during drying, parts adjacent to each other are exposed to heat exchanges in non-identical directions, which ensures uniform evacuation of moisture throughout the mass.
It is visible, in fig. 1, that the cooling elements 2 are extended at their lower part, so that the condensed water they contain can flow into a collecting basin 4 placed under the apparatus. An insulating casing b prevents heat exchange between the appliance and the outside air, while the partitions 22, also insulated, oppose direct heat exchange between the heating elements 1 and the cooling elements 2.
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On the horizontal section shown in fig. 2, it can be seen that the installation is designed to arrange the goods to be dried in two layers located one above the other, that is, for example, to place two rows of boards. The elements, both heating and cooling, which are located between the two rows of parts to be dried, have active surfaces both in their lower part and in their upper part, and therefore act at the same time on the two boards; Under these conditions, it is possible to arrange for drying as many layers as desired, by installing the desired number of groups of elements.
A heating element and a cooling element, mounted together on the same side of the part to be dried, constitute a battery; the distance between two batteries taken separately can be adapted to the thickness of the parts present.
There is shown, in) and 4, another device for using the method relating to the invention in question. In this device, the cooling elements 2 are formed of plates in which have been formed openings where the heating elements 1 are placed, the latter having to be arranged so that their active surfaces protrude outside the holes. cold plates; these heating elements are surrounded by circular envelopes 5 of heat insulating material which prevent a direct exchange of heat between the calorically opposed elements. To also prohibit
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heat exchange with the ambient air, a heat-insulating coating is provided b.
As has already been said in connection with fig. 2, a heating element and a cooling element, close to each other and arranged on the same side of the part to be dried, again constitute a battery here, and the spacing between two can be varied. batteries according to the thickness of the parts.
The arrangement of the heating elements at a certain distance from the surface to be dried, alluded to in connection with Figs. 1 and 2, can still be used here, in which case their surfaces must be carefully polished in order to ensure a good radiation of heat towards the parts to be dried.
In addition, the heating elements can be constructed in the form of hollow mirror reflectors and, for example, parabolic mirrors.
It is advantageous that the heating elements 1 are not mounted rigidly in the plate forming a cooling element, but on the contrary are suspended in order to rest perfectly against the surface of the boards and to conform to this surface; it is not necessary for said heating elements to affect the circular shape which is shown on fig) and 4, and we can give them another shape at will. Here again, the tank 4 serves to collect the water which flows from the cooling elements.
Fig. 4 shows the arrangement for a single row of boards, but as has been said for FIGS. 1 and 2
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one can perfectly adapt the arrangement of FIG. 4 drying several floors of wood at will.
To ensure better caloric exchange, the active parts of the elements can have larger useful surfaces, for example by striating or ribbing these surfaces.
Due to the resistance to the passage of heat offered by the air gap between the material to be dried and the cooling elements, it is obvious that the heat transmission per unit area is less between the part and the element. cold between the hot element and the room, which are contiguous. As a result, the dimensions of the heating elements can be reduced with respect to the others, and this makes it possible to place on the same overall surface a greater number of heating and cooling elements than if all these elements were similar. ; for the same total surface, it is thus possible to expel a greater quantity of humidity per unit of time.
In order to supply the heating or cooling elements with fluid communicating the desired temperature, they can be brought together at will, for example by providing the separate elements with inlet and outlet pipes which are themselves connected to collecting tubes. ; the isolated elements of a group can be joined in parallel or in series.
A grouping in parallel is represented by the dashed lines of FIG. 2; a supply pipe (7 for the heating elements, 8 for the heating elements
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cooling) has derivations, resp. 10, leading to the upper part of the heating elements, resp. cooling, while at the lower part of the heating and cooling elements 1, connections 5 and 10 lead to the neck / ecrice piping 7.
A series grouping is represented by the dashed lines 11 of FIG. 4, this for the heating elements, and of course, such an arrangement can replace that indicated in fig. 2, for both the heating elements and the cooling elements.
Figs. 5, b and 7 show an installation which, for example, can be used for drying whole freshly extracted trunks. The heating element here takes the form of a serpentine, surrounding the trunk 12 kept upright, and whose active surface directed towards the trunk must be in perfect contact with the outer surface of this trunk, so that the heat transfer is the best possible; the surface of the heating body 13 facing outwards is provided, as shown in FIG. '(, an insulating layer, so that the radiated heat is returned to the trunk 12. This trunk 12, provided with its heating body 13, is also surrounded at a distance by the cooling elements, these appearing in the form of an annular reservoir contained in the cylindrical casing 15.
This casing has a double wall, and the fluid intended to cool circulates in the free space 17 between the two walls 16; to avoid heat loss,
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the apparatus is closed at both ends, after introduction of the trunk 12 and its heating body 15, by means of the covers 18. The water expelled from the surface of the part is condensed on the surface 15 of the piece. cooling envelope, then flows to the lower part where it collects in the channel 19, to be evacuated outside through the tube 20.
The arrows in fig. b show how, as already explained in FIG. 5, the various neighboring parts of the mass to be dried are traversed by caloric currents in different directions, so that the humidity is attracted uniformly from all sides and thus deformation of the trunk subjected to drying is avoided.
Instead of a helical-shaped heating body, there is shown in FIG. 8 annular heating elements; on the other hand, this does not bring any change to FIG. 5 and the variation of the directions in which the caloric currents are exerted takes place exactly as shown in FIG. 6.
It is also possible to replace the helical heating element or the annular elements by flat elements of the type shown in fig. 5 and 4, or else at will by another shape which adapts well to the outer surface of the trunk 12; these heaters can be designed in the form of reflectors, placed at a certain distance, and which concentrate on the surface of the trunk the heat emitted by radiation. If we use a number of caloric elements, for example
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example of heat-emitting plates of reduced dimensions, it is necessary that these plates be strongly pressed against the surface of the part 12 by a powerful system of springs, in order to ensure an integral transmission of the heat by a excellent contact.
It is also expedient that the surfaces of the heating elements which bear against the piece to be dried 12 be provided with corrugations, protrusions or ribs. These heating elements will be held radially against the body to be dried 12, by a system adjustable by means of slides and levers, so that they can be immediately adapted to the shapes and dimensions of the body in question 12; the various parts of the heating elements which do not touch this body must be provided with heat-insulating layers in order to avoid heat loss.
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