CH667324A5

CH667324A5 - METHOD FOR DRYING WOOD AND WOOD DRYING DEVICE.

Info

Publication number: CH667324A5
Application number: CH1950/86A
Authority: CH
Inventors: Josef Wild; Hans Nyfeler
Original assignee: Josef Wild & Co Maschinenfabri
Priority date: 1986-05-13
Filing date: 1986-05-13
Publication date: 1988-09-30
Also published as: IT1215479B; IT8720483A0; DE3715511A1; FR2598791A1

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Trocknen von Holz nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie auf eine Holz-Trocknungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 7. DESCRIPTION The invention relates to a method for drying wood according to the preamble of claim 1 and to a wood drying device according to the preamble of claim 7.

Es sind bereits verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zum künstlichen Trocknen von Holz bekannt. Für die gewerbliche und industrielle Weiterverarbeitung bilden die sich beim Trocknen entstehenden Risse im Holz ein grosses Problem. Various methods and devices for artificially drying wood are already known. For commercial and industrial processing, the cracks in the wood that form during drying are a major problem.

Bei der in einem drucklosen Behälter durchgeführten Verdunstungstrocknung wird das Holz bei einer Temperatur etwas unter 100°C im Umluftverfahren getrocknet. Diese Trocknungsart erfordert viel Energie und ist relativ langsam. Die Rissbildung kann nicht verhindert werden und bei etwas einseitiger Wärmeeinwirkung verwindet sich das zu trockene Holz. When evaporative drying is carried out in a pressureless container, the wood is dried at a temperature slightly below 100 ° C using the forced air method. This type of drying requires a lot of energy and is relatively slow. Crack formation cannot be prevented and the wood, which is too dry, twists when exposed to heat from one side.

Ferner ist es bekannt, Holz in sog. Vakuumtrocknern unter erhöhter Temperatur zu trocknen. Nachteilig ist dabei, dass vor dem Einfahren des zu trocknenden Holzes in die Trocknungskammer zwischen die einzelnen Holzlagen je eine beheizbare It is also known to dry wood in so-called vacuum dryers at elevated temperatures. The disadvantage here is that before the wood to be dried is moved into the drying chamber, there is a heatable one between the individual wood layers

Wärmeplatte eingelegt werden muss, die über Schläuche mit einer Heizquelle verbunden werden müssen, um eine gleichmäs-sige Erwärmung sicherzustellen. Ein erheblicher Arbeitsaufwand entsteht dabei durch das Umschichten des Holzes, weil die üblichen mit Zwischenlagen versehenen Bretterstapel nicht direkt in das Behälterinnere eingefahren werden können. Auch hier lässt sich eine Rissbildung und ein Verziehen des Holzes kaum vermeiden. Heat plate must be inserted, which must be connected to a heat source via hoses to ensure even heating. A considerable amount of work is involved in the layering of the wood, because the usual stack of boards provided with intermediate layers cannot be moved directly into the interior of the container. Here too, cracking and warping of the wood can hardly be avoided.

Mit der Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, ein Verfahren und eine Trocknungseinrichtung zu schaffen, mit dem bzw. mit der ein wirkungsvoller Feuchtigkeitsentzug möglich ist, ohne dass das Holz zur Rissbildung oder zum Verziehen neigt. The object of the invention is to provide a method and a drying device with which effective moisture removal is possible without the wood tending to crack or warp.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren und eine Trocknungseinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 1 und 7. This object is achieved by a method and a drying device with the characterizing features of claims 1 and 7.

Die abwechslungsweise auf das Holz einwirkende Druck/ Wärmephase und Unterdruckphase bewirkt, dass sich vorerst unter dem Einfluss des Überdruckes und der Wärme die Poren öffnen, so dass in der Holzmasse gebundene Feuchtigkeit an die Oberfläche durchdringen kann und die Luft infolge der Kompression zusammen mit der Feuchtigkeit eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist. Beim Aufheizen baut sich der Überdruck im Holzinnern auf und beim nachfolgenden Evakuieren wird dem Holz Feuchtigkeit durch die noch geöffneten Poren entzogen. Durch diese abwechselnden Über- und Unterdruckphasen kann das Wasser aus den Zellhohlräumen und Kapillaren der innern Holzschichten besser nach aussen diffundieren und das Feuchtegefälle innerhalb einer Schichtstärke wird geringer. Zudem wird der Feuchtigkeitsaustausch nicht durch eine bereits verkrustete Aussenschicht behindert oder stark verlangsamt. Auf diese Weise wird überraschenderweise eine praktisch rissfreie schonende Trocknung des Holzes — auch von Hartholz — erreicht. Ausserdem verzieht sich das auf diese Weise getrocknete Holz wesentlich weniger als nach konventionellen Trocknungsverfahren. Auch neigt das so getrocknete Holz hernach, wenn es unterschiedlichen Luftfeuchtigkeiten ausgesetzt wird, weniger zum Quellen. The pressure / heat phase and vacuum phase, which act alternately on the wood, initially cause the pores to open under the influence of overpressure and heat, so that moisture bound in the wood mass can penetrate to the surface and the air as a result of the compression together with the moisture has a higher thermal conductivity. When heating up, the overpressure builds up inside the wood and during the subsequent evacuation, moisture is removed from the wood through the still open pores. As a result of these alternating overpressure and underpressure phases, the water can diffuse outwards from the cell cavities and capillaries of the inner layers of wood better and the moisture gradient within a layer thickness becomes smaller. In addition, the moisture exchange is not hindered or greatly slowed down by an already encrusted outer layer. In this way, a surprisingly practically crack-free, gentle drying of the wood - including hardwood - is achieved. In addition, the wood dried in this way warps much less than with conventional drying processes. The wood dried in this way also tends to swell less when exposed to different atmospheric humidity.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen: In the drawing, an embodiment of the subject of the invention is shown. Show it:

Fig. 1 eine Seitenansicht der Trocknungseinrichtung bei entfernter Mantelverschalung, in schematischer Darstellung, 1 is a side view of the drying device with removed casing, in a schematic representation,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Trocknungseinrichtung in schematischer Darstellung. Fig. 2 shows a cross section through the drying device in a schematic representation.

Die Trocknungseinrichtung nach den Fig. 1 und 2 dient zum schonenden Trocknen von Holz, wobei abwechslungsweise eine Druckphase mit erhöhter Temperatur und eine Vakuumphase stattfindet, wobei dies ein- oder mehrmals wiederholt wird, je nach Holzart und Holzdicke. The drying device according to FIGS. 1 and 2 is used for gentle drying of wood, alternating between a pressure phase with elevated temperature and a vacuum phase, this being repeated one or more times, depending on the type of wood and thickness.

Das zu trocknende Holz 11, beispielsweise Schnittholz, wird in gestapelter Lage, auf einem Wagen 8 liegend, auf Schienen 9 in eine Trockenkammer 5 eingeschoben. Die Trocknungseinrichtung enthält einen druckfähigen etwa zylindrischen Behälter 1, der beidseitig durch je einen gewölbten Deckel 2, 3 druckdicht verschliessbar ist. Dieser auf Füssen 4 ruhende Behälter 1 ist als Druckgefäss dimensioniert und enthält an seinem Mantel — mit Ausnahme des bodennahen Bereiches — Heizkörper 7 oder Heizschlangen, die entweder durch Heisswasser, Dampf oder elektrische Heizkörper beheizbar sind. Die Wärmebestrahlung nach aussen ist durch eine reflektierende Folie und eine Isolierschicht abgeschirmt. Diese Heizung wird durch ein Ventil 16 oder einen Schalter in und ausser Betrieb gesetzt. Im bodennahen Bereich der Innenkammer 5 befinden sich mehrere Kühlrohre oder eine Kühlschlange, die sich praktisch über die ganze Länge des Behälters 1 erstrecken. Durch ein Ventil 30 kann der Durchfluss eines Kühlmediums, beispielsweise Leitungswasser üblicher Temperatur, geöffnet oder geschlossen werden, womit ein schnelles oder langsames schonendes Trocknen im Verhält5 The wood 11 to be dried, for example sawn timber, is pushed into a drying chamber 5 in a stacked position, lying on a carriage 8, on rails 9. The drying device contains a printable, approximately cylindrical container 1, which can be closed on both sides by a domed lid 2, 3 in a pressure-tight manner. This container 1 resting on feet 4 is dimensioned as a pressure vessel and contains on its jacket - with the exception of the area near the ground - heating elements 7 or heating coils which can be heated either by hot water, steam or electric heating elements. The heat radiation to the outside is shielded by a reflective film and an insulating layer. This heater is switched on and off by a valve 16 or a switch. In the area of the inner chamber 5 near the bottom there are several cooling tubes or a cooling coil which extend practically over the entire length of the container 1. The flow of a cooling medium, for example tap water of customary temperature, can be opened or closed by means of a valve 30, with which rapid or slow gentle drying in a ratio

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

667 324 667 324

nis zur Heizleistung gesteuert werden kann, je nach Holzart. Für den Abfluss von Kondensat ist ein Ventil 20 mit Abflussrohr vorhanden. Zur Begrenzung des Druckes im Innenraum 5 ist oben ein Überdruckventil 24 angeordnet. Heating power can be controlled depending on the type of wood. A valve 20 with a drain pipe is provided for the drainage of condensate. To limit the pressure in the interior 5, a pressure relief valve 24 is arranged at the top.

Ein Elektromotor 12 treibt über Riemen 14 eine Drehschieber-Pumpe 18, die durch Umschaltorgane 28 wahlweise entweder als Kompressor oder als Vakuumpumpe wirken kann und über eine Rohrleitung 26 mit der Trockenkammer verbunden ist. Es wäre indessen auch möglich, zu diesem Zweck zwei verschiedene Aggregate zu verwenden, nämlich einen Kompressor zur Erzeugung des Überdruckes und eine Vakuumpumpe zur Erzeugung des Unterdruckes. An electric motor 12 drives a rotary vane pump 18 via belt 14, which can act either as a compressor or as a vacuum pump by means of switching elements 28 and is connected to the drying chamber via a pipe 26. However, it would also be possible to use two different units for this purpose, namely a compressor for generating the overpressure and a vacuum pump for generating the underpressure.

Zur Erzeugung einer Luftströmung im Innenraum 5 ist am einen Deckel ein Umluftventilator 22 vorhanden, der eine ständige Luftumwälzung bewirkt. Dem Ventilatorausgang ist ferner eine elektrische Heizung 23 zugeordnet. Die Steuerung der ganzen Trocknungseinrichtung kann durch an sich bekannte Steuerorgane von Hand oder automatisch erfolgen, wobei das Steuerprogramm an unterschiedliche Holzarten und Holzdicken an-gepasst wird. To generate an air flow in the interior 5, a circulating air fan 22 is provided on a cover, which causes constant air circulation. An electric heater 23 is also assigned to the fan outlet. The entire drying device can be controlled manually or automatically by control devices known per se, the control program being adapted to different types of wood and wood thicknesses.

Die Wirkungsweise der Einrichtung zum Trocknen von Holz ist folgende: Das Holz 11 wird mit Zwischenlagen in Form von Distanzklötzchen od. dgl. auf einen Wagen 8 so aufgeschichtet, dass eine gute, vorzugsweise horizontale Zirkulati<?n von Luft durch einen Stapel hindurch erfolgen kann. Der Wagen 8 wird samt dem Stapel 11 in die Innenkammer 5 eingefahren und der Deckel 2 druckfest verschlossen. Hernach wird im Innern des Behälters mittels einer Pumpe bzw. eines Kompressors 18 ein Überdruck von 0,5-1,5 bar erzeugt. Aus Gründen einer wirtschaftlichen Dimensionierung des Druckbehälters wird der Druck auf etwa 1,5 bar beschränkt; wenn höhere Anlagekosten in Kauf genommen werden, können auch grössere Drücke zum Beispiel bis etwa 10 bar angewendet werden, bei entsprechend kürzerer Druckperiode. Gleichzeitig erfolgt eine Aufheizung durch die Heizrohre 7 auf eine Temperatur von höchstens 80°C, mindestens aber 47°C, vorzugsweise etwa 50°C. Dies bewirkt eine Öffnung der Poren des Holzes, so dass bei der nach-s folgenden Evakuierung die Feuchtigkeit im Holzinnern gut diffundieren kann. Die Druckperiode wird etwa 2-3 Stunden aufrechterhalten. Hernach wird der Überdruck von etwa 0,7-0,8 bar während etwa 21-22 Stunden erzeugt. Durch die Kühlrohre 10 am Behältergrund wird ein Kühlmedium, beispielsweise io Kühlwasser üblicher Leitungstemperatur durchgeführt. Der Ventilator 22 im Behälterinnern bewirkt eine Umwälzung der Restluft. Das sich bildende Kondenswasser am Behälterboden wird spätestens vor Beginn einer nachfolgenden Druck/Heizperiode über den Kondenswasserablauf 20 abgelassen. Bei genü-15 gender Luftumwälzung kann am Ausgang des Ventilators 22 auch eine elektrische Heizung zugeschaltet werden, um in der Innenkammer 5 die gewünschte Temperatur aufrechtzuerhalten, um der Verdampfungskühlung entgegen zu wirken und so eine Temperatur von mindestens 47°C halten zu können. In der In-2o nenkammer 5 wird eine Luftfeuchtigkeit angestrebt, die etwa 5% tiefer liegt als die Holzfeuchtigkeit. Für Möbel und andere sich in Innenräumen befindliche Holzprodukte wird eine Holzrestfeuchte von etwa 7-8% angestrebt. Für Hölzer die der Aus-senluft ausgesetzt sind, zum Beispiel Gebäudeverschalungen, 25 genügt eine Restfeuchte von 16-18%. The mode of operation of the device for drying wood is as follows: The wood 11 is layered on a trolley 8 with intermediate layers in the form of spacer blocks or the like such that good, preferably horizontal, circulation of air can take place through a stack . The carriage 8 is moved together with the stack 11 into the inner chamber 5 and the lid 2 is closed pressure-tight. An excess pressure of 0.5-1.5 bar is then generated in the interior of the container by means of a pump or a compressor 18. For reasons of economical dimensioning of the pressure vessel, the pressure is limited to approximately 1.5 bar; If higher system costs are accepted, larger pressures, for example up to about 10 bar, can be used with a correspondingly shorter pressure period. At the same time, the heating tubes 7 heat up to a temperature of at most 80 ° C., but at least 47 ° C., preferably about 50 ° C. This causes the pores of the wood to open so that the moisture that is inside the wood can diffuse well during the subsequent evacuation. The printing period is maintained for approximately 2-3 hours. The overpressure of about 0.7-0.8 bar is then generated for about 21-22 hours. A cooling medium, for example io cooling water of the usual line temperature, is passed through the cooling pipes 10 at the bottom of the container. The fan 22 in the interior of the container causes the residual air to circulate. The condensate that forms on the tank bottom is drained via the condensate drain 20 at the latest before the beginning of a subsequent pressure / heating period. With sufficient air circulation, an electric heater can also be switched on at the outlet of the fan 22 in order to maintain the desired temperature in the inner chamber 5 in order to counteract the evaporative cooling and thus to be able to maintain a temperature of at least 47 ° C. In the In-2o nenkammer 5, a humidity is sought which is about 5% lower than the wood moisture. For furniture and other indoor wood products, a residual moisture content of about 7-8% is aimed for. For woods that are exposed to the outside air, for example building cladding, 25 a residual moisture of 16-18% is sufficient.

Die Druck/Heizperiode und die Unterdruckperiode werden abwechslungsweise wiederholt, beispielsweise 1-7 Mal. Eine Unterdruckperiode kann auch länger gewählt werden, beispielsweise über ein Wochenende. Die Anzahl der Druck/Heizperioden 30 abwechselnd mit Unterdruckperioden richtet sich nach der Holzart und nach der Holzdicke. Beispiel: Hartholz, insbesondere Eiche wird auf eine Temperatur von 50-60° erhitzt und bei einer Brettdicke von etwa 50 mm wie der Druck-Unterdruckwechsel 4-5 Mal wiederholt. The pressure / heating period and the vacuum period are repeated alternately, for example 1-7 times. A vacuum period can also be selected longer, for example over a weekend. The number of pressure / heating periods 30 alternating with negative pressure periods depends on the type of wood and the thickness of the wood. Example: Hardwood, especially oak, is heated to a temperature of 50-60 ° and repeated at a board thickness of approximately 50 mm like the pressure-vacuum change 4-5 times.

v v

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

667 324

1. A method for drying wood in a drying chamber, characterized in that the wood to be dried (11) is heated under pressure in the interior of the drying chamber (5), after which a negative pressure is generated in the interior of the drying chamber (5), which condensate is removed is selected, the pressure / heating period is significantly shorter than the vacuum period and these processes are repeated one or more times until the wood has reached the desired residual moisture.

2. The method according to claim 1, characterized in that the temperature during the pressure / heating period is at most 80 ° C, preferably above 47 ° C, and the pressure inside the drying chamber 0.5-10 bar, preferably 1-1, Is 5 bar.

2nd

PATENT CLAIMS

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a permanent air circulation is generated inside the drying chamber.

4. The method according to any one of claims 1-3, characterized in that the drying chamber (5) is also heated during the vacuum period.

5. The method according to any one of claims 1-4, characterized in that the pressure and vacuum periods per drying chamber loading are repeated at least three times for hardwood and the temperature is kept below 65 ° C.

6. The method according to any one of claims 1-5, characterized in that the vacuum period is at least 6 times longer, preferably 8-12 times longer than the pressure / heating period.

7. Wood drying device with a drying chamber inside a container, a heating device for heating the drying chamber and a vacuum pump for evacuating the drying chamber, characterized in that the container (1) is designed as a pressure container for receiving an excess pressure in the drying chamber (5) , a pressure generator (18) for generating an overpressure in the drying chamber (5) is present, heating elements (7) are arranged along the container wall and cooling elements (10) and a drain valve (20) for the condensed water and control elements are provided in the region of the container bottom .

8. Wood drying device according to claim 7, characterized in that the heating elements (7) are radiators, which are arranged in a ring shape along the cylindrical jacket - seen in cross section.