CH524117A - Procédé de séchage de planches de bois de charpente et appareil pour sa mise en oeuvre - Google Patents

Description

  
 



  Procédé de séchage de planches de bois de charpente
 et appareil pour sa mise en oeuvre
 La présente invention a pour objets un procédé de séchage de planches de bois de charpente et un appareil pour la mise en   oeuvre    de ce procédé.



   Il est bien connu qu'un des problèmes qui se posent dans le séchage du bois de charpente (par exemple des planches coupées dans des poutres de charpente) est dû aux différences de vitesse de séchage à travers tout le volume du bois, qui peut entraîner la formation de cloques dans le bois ou produire le cintrage, la torsion ou l'éclatement de ce dernier. Dans les procédés au four connus pour sécher le bois, ces déformations sont combattues en plaçant les planches sous de lourds poids dans le four. Cela revient à dire que le bois disposé au fond de la pile est soumis à une pression supérieure à celle du bois disposé à la partie supérieure de la pile.

   Bien que ce procédé puisse être satisfaisant pour le bois du fond de la pile (une pratique courante consiste à placer les meilleures pièces de bois au fond de la pile), il est certain que ce procédé n'est pas entièrement satisfaisant et on a trouvé que les déformations ne sont pas complètement éliminées du bois à la partie supérieure de la pile. En outre, ce procédé ne peut être appliqué aux méthodes de séchage à haute vitesse les plus récentes où le bois est déplacé de façon continue le long d'un transporteur à travers un tunnel de séchage comprenant des chambres de chauffage munies d'un moyen de chauffage à haute fréquence.



   Le procédé selon l'invention, dans lequel on chauffe le bois pour réduire sa teneur en humidité, est caractérisé en ce qu'on fait passer le bois entre des paires de rouleaux agencés pour maintenir le bois dans un plan fixe pendant une partie au moins du séchage après que le point de saturation des fibres a été atteint, la longueur de bois non supportée entre les paires de rouleaux adjacentes ne dépassant pas 152 cm, les rouleaux de chaque paire étant fixes ou sollicités   l'un    vers l'autre, et l'espacement entre les rouleaux de chaque paire ou la force de sollicitation poussant les rouleaux   l'un    contre l'autre étant tel qu'aucune force de compression n'est pratiquement appliquée au bois se déplaçant entre les rouleaux, dans le but d'obtenir que le bois prenne une condition rectiligne et que les cloques, le cintrage,

   la torsion ou l'éclatement soient évités. Le point de saturation des fibres est le point du procédé de séchage pour lequel pratiquement toute l'eau a été éliminée des cellules dont le bois est formé, mais où l'humidité est encore retenue dans les parois des cellules. La teneur en humidité au point de saturation des fibres est en général de 25 % environ.



   Il est bien connu qu'au cours des procédés de séchage au four conventionnels, il devient de plus en plus difficile de réduire la teneur en humidité au-dessous du point de saturation des fibres puisque l'humidité est présente au niveau des parois des cellules, et que le bois doit être par conséquent abandonné au séchage pendant des jours supplémentaires si une faible teneur en humidité est requise.



  Bien qu'il soit évidemment avantageux d'obtenir du bois plus sec, on sait que le séchage par convexion conventionnel au-dessous du point de saturation des fibres produit un fendillement superficiel parce que l'humidité est retirée par action capillaire et que la surface du bois est toujours séchée avant le centre. Les cellules du bois adjacentes à la surface tendent à se contracter quand leurs parois ont abandonné leur humidité, et des forces de distorsion s'établissent ainsi entre la surface et le centre du bois qui produisent le fendillement superficiel.

   Ce problème peut être résolu par l'emploi des techniques de chauffage à haute fréquence, au moins pendant la partie du séchage après que le point de saturation des fibres a été atteint, ou en modifiant le séchage au four par convexion conventionnel en pulvérisant une substance sur la surface du bois tout en maintenant une température beaucoup plus élevée que cela n'est possible dans un four conventionnel (puisque l'humidité relative peut être  réduite), ou en soumettant le bois à un traitement alterné avec de l'air sec à une température supérieure à 1000 C et avec de la vapeur humide.



   Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil selon l'invention.



   La fig. 1 est une vue latérale schématique de cette forme d'exécution, et
 la fig. 2 est une vue en perspective d'un organe représenté à la fig. 1.



   Le bois de charpente est amené dans un tunnel de séchage 1 sur un transporteur 2. La partie initiale du tunnel comprend une chambre de préchauffage 9 dans laquelle le bois est porté à une température d'environ   95-100oC. C. Le tunnel se divise ensuite en des sections    beaucoup plus courtes comprenant alternativement des chambres de chauffage 3 à une fréquence comprise entre 1000 et   30 000Mc/s    et des chambres de commande 4.



  Chaque chambre 3 comprend son propre guide d'ondes 5 et son propre générateur 6. L'énergie à cette fréquence est lancée à travers le toit ou le plancher de chaque chambre de manière que le bois soit soumis à un chauffage quand il se déplace à travers la chambre. Au lieu d'un chauffage par une fréquence de cet ordre on peut utiliser des fréquences comprises entre 10 Kc/s et   30000 Mc/s    et le bois est alors déplacé entre deux électrodes dans chaque chambre de chauffage. La consommation d'énergie électrique par mètre cube varie selon la densité et l'épaisseur du bois et se situe entre 70 et 530   kW/ms.    On envoie dans chaque chambre autant d'énergie qu'il est possible sans endommager le bois.

   La concentration en énergie maximale permise est préalablement calibrée en utilisant un bois ayant une densité, une épaisseur et une teneur en humidité connues. Audessus du maximum autorisé. la pression de vapeur dans le bois devient trop forte et le bois se rompt.



   Pour un bois tendre de 2,5 cm présentant une teneur en humidité de 20   % , la    concentration de puissance maximale est de 425kW/m3 pendant une minute. Par ailleurs, pour un bois dur de 7,5 cm avec une teneur en   humidité de 70 %, , la concentration de puissance maxi-    male est seulement de 70 à 140kW/m3. Cela provient du fait que le bois tendre est plus perméable à l'échappement de la vapeur et qu'il s'établit par conséquent une pression inférieure. Toutefois, une exposition prolongée aux concentrations de puissance maximales permises produit à nouveau la rupture du bois, et il est par conséquent essentiel que les chambres de commande 4 soient situées entre les chambres à hyperfréquence, les chambres de commande ayant de préférence une longueur égale à trois fois celle des chambres à hyperfréquence.



   Ces chambres de commande contiennent des rouleaux de commande 7. Si par exemple, des planches de 2,5 cm de pin de Perana sont envoyées dans le four, la distance maximale entre des paires de rouleaux adjacentes ne dépassera pas 91,5 cm. Par ailleurs, pour des planches de 5 cm de sapin du Canada, les paires de rouleaux adjacentes peuvent être séparées d'une distance allant jusqu'à 152 cm. Le rôle des rouleaux est de maintenir les planches dans un plan fixe pendant le procédé de séchage. Avant d'entrer dans le tunnel, les planches ont déjà été séchées jusqu'au voisinage du point de saturation des fibres et les rouleaux de commande agissent par conséquent sur les planches seulement dans les derniers stades du procédé de séchage.

   On a trouvé que ces rouleaux éliminent presque complètement les cloques, le cintrage, la torsion ou l'éclatement du bois après qu'il a été amené hors du tunnel.



   Dans un cas particulier, un rouleau formé d'un tube d'acier de   92 cm    de longueur présente un diamètre de 6,3 cm. Un tel rouleau est capable de résister à des pressions de 157 000 kg/cm2 et par conséquent tout bois présentant une dimension supérieure est écrasé entre les rouleaux pendant son passage dans le four. Normalement cependant, la pression sur le bois est très faible, les rouleaux agissant simplement pour maintenir le bois rectiligne quand il prend sa condition finale.



   Les chambres de commande peuvent comprendre aussi des pulvérisateurs d'eau pour pulvériser la surface du bois afin de commander la vitesse d'évaporation. La surface est ainsi maintenue humide jusqu'à ce que le centre du bois se sèche. D'autres produits peuvent être pulvérisés, par exemple un produit retardant la diffusion de la flamme, un fongicide ou des solutions destinées à préserver le bois.



   Des tuyaux de vapeur 8, dont un seul est visible au dessin, courent sur toute la longueur du tunnel et maintiennent une température ambiante élevée. On peut utiliser d'autres formes de chauffage, et comme le séchage est effectué par chauffage à haute fréquence qui entraîne la vapeur d'eau depuis le centre du bois, la température ambiante élevée aide à minimiser la puissance consommée en réduisant la teneur en humidité à un niveau donné.



   Les rouleaux sont disposés de préférence dans un tunnel de séchage qui comprend les chambres de chauffage à haute fréquence, mais ils peuvent être placés vers l'extrémité d'une installation de séchage par convexion modifiée par   l'un    des moyens indiqués plus haut. Les chambres de chauffage peuvent comprendre des électrodes entre lesquelles les planches de bois de charpente passent et qui sont connectées à une source de puissance à haute fréquence. De préférence cependant, les chambres sont simplement remplies d'une radiation à hyperfréquence. Les rouleaux sont faits d'un matériau plus dur que le bois passant entre les rouleaux, par exemple en ciment, en pierre, en porcelaine, en verre ou en métal.



  L'espacement entre les rouleaux de chaque paire est déterminé par l'épaisseur standard du bois destiné à subir le séchage, et le nombre de paires de rouleaux dépend de la vitesse à laquelle le bois est déplacé et de la distance entre chaque paire de rouleaux. La longueur des rouleaux dépend du nombre de pièces de bois se dépla çant côte à côte et de la largeur de chaque pièce.



   Si les rouleaux sont fixes, les rouleaux de chaque paire sont espacés   l'un    de l'autre juste suffisamment pour que le bois de dimension standard passe entre eux et qu'ainsi tout bois de dimension supérieure soit comprimé entre les rouleaux. Si les rouleaux sont sollicités élastiquement   l'un    vers l'autre, la pression entre ces rouleaux est maintenue suffisamment basse pour ne pas comprimer le bois de dimension standard. Une pression excessive doit être évitée aux faibles teneurs en humidité car le bois a perdu une partie de son élasticité et de sa condition, et une pression excessive peut produire le fendillement du bois.



   Les rouleaux sont de préférence entrainés et agissent ainsi pour déplacer le bois pendant le procédé de séchage. Le mouvement peut se faire en avant et en arrière dans le tunnel de séchage ou entre les chambres de vapeur et d'air sec d'un procédé par convexion. La distance entre les rouleaux de chaque paire peut être telle qu'un contact à frottement suffisant entre les rouleaux et le bois se produise pour éviter le glissement. 

Claims (1)

1. REVENDICATION I

   Procédé de séchage de planches de bois de charpente, dans lequel on chauffe le bois pour réduire sa teneur en humidité, caractérisé en ce qu'on fait passer le bois entre des paires de rouleaux agencés pour maintenir le bois dans un plan fixe pendant une partie au moins du séchage après que le point de saturation des fibres a été atteint, la longueur du bois non supportée entre les paires de rouleaux adjacentes ne dépassant pas 152 cm, les rouleaux de chaque paire étant fixes ou sollicités l'un vers l'autre, et l'espacement entre les rouleaux de chaque paire ou la force de sollicitation poussant les rouleaux l'un contre l'autre étant tel qu'aucune force de compression n'est pratiquement appliquée au bois se déplaçant entre les rouleaux.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que les rouleaux sont disposés dans des chambres d'un tunnel de séchage, ces chambres de rouleaux alternant avec des chambres de chauffage à une fréquence comprise entre 10 Kcls et 30 000 Mc/s telles que le bois est exposé par intermittence à une énergie à cette fréquence, la longueur des chambres de rouleaux dans la direction du mouvement du bois étant au moins égale à la longueur des chambres de chauffage.

   2. Procédé selon la sous-revendication 1, caractérisé en ce que les chambres de chauffage produisent une radiation à une fréquence comprise entre 1000 et 30 000 Mc/s qui remplit les chambres.

   3. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que les rouleaux sont disposés vers l'extrémité d'une installation de séchage par convexion et en ce que la surface du bois est traitée par pulvérisation d'une solution aqueuse pour empêcher le fendillement de la surface.

   4. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que les rouleaux sont disposés vers l'extrémité d'une installation de séchage par convexion dans laquelle le bois est soumis à un traitement alterné avec de l'air sec à une température supérieure à 100o C et avec de la vapeur humide.

   REVENDICATION II Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'il comprend un tunnel divisé en sections à travers lesquelles le bois est transporté, les cloisons de division s'étendant transversalement à la direction de déplacement du bois et comprenant des fentes à travers lesquelles le bois passe d'une section à l'autre, les sections comprenant alternativement des chambres de chauffage à haute fréquence et des chambres disposées entre les chambres de chauffage et comprenant des paires de rouleaux agencés pour maintenir le bois dans un plan fixe pendant son passage à travers le tunnel, la longueur non supportée du bois entre les paires de rouleaux adjacentes ne dépassant pas 152 cm,

   les rouleaux de chaque paire étant fixes ou sollicités élastiquement l'un vers l'autre et l'espacement entre les rouleaux de chaque paire ou la force de sollicitation poussant les rouleaux l'un contre l'autre étant tel qu'aucune force de compression n'est pratiquement appliquée au bois se déplaçant entre les rouleaux.

   SOUS-REVENDICATIONS 5. Appareil selon la revendication II, caractérisé en ce que chaque chambre de chauffage est connectée à un générateur à une fréquence comprise entre 1000 et 30 000 Mc/s.

   6. Appareil selon la revendication II, caractérisé en ce que la longueur des chambres contenant les rouleaux est égale à trois fois la longueur des chambres de chauffage.

   7. Appareil selon la revendication II, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour effectuer une pulvérisation sur le bois passant à travers le tunnel pour humidifier la surface du bois et commander ainsi la vitesse d'évaporation.

   8. Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour chauffer l'air dans les sections du tunnel afin de maintenir une température d'au moins 1200 C et une humidité relative d'au moins 35 %.