CN106766700A - 一种利用光热和超声干燥木材用的温室 - Google Patents

一种利用光热和超声干燥木材用的温室 Download PDF

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Abstract

本发明主要涉及木材干燥、烘干设备。主要由集光透镜，焦点集光块，光纤，漫射光纤，吸热板，外壳，烟囱组成。通过集光透镜将阳光聚焦在焦点集光块上，光通过光纤传播至漫射光纤。漫射光纤内部掺杂反射亮片，可以将光折射到吸热板上加热吸热板，对木材进行烘干作业。木材在吸热板和/或超声波发射装置两侧布局。两者可共同对木材起作用，也可以单独对木材烘干起作用。这拓展了本发明的应用范围，提高了木材干燥的效率。直接将阳光进行聚焦，提高了利用阳光的量。聚焦光通过光纤传播到烘干温室中，再进行光热转换，提高了太阳能的利用效率。使用了光纤，使得吸热板的布局更为方便。本发明在光照足够的情况下，可以零能耗运行。

Description

一种利用光热和超声干燥木材用的温室
技术领域
本发明主要涉及木材干燥、烘干设备，尤其是一种利用光热和超声干燥木材用的温室。
背景技术
树木从砍伐到最终利用的过程中，由于新砍伐的木材的含水率往往很高，一个必不可少的步骤就是将木材进行干燥处理。木材干燥是木材加工生产中的关键工序，对提高木制品的质量和加工过程中的节能降耗起到至关重要的作用。
为了节约干燥时的能耗，常常要对其进行大气干燥（简称为气干）预处理，使得木材的含水率降低到一定程度。而气干预处理方法，往往需要花费数月的时间。还需要占用很多的储存空间。
现在较大规模的木制品厂，都将木材放到干燥器中，通过加热等方法达到快速的效果，但是此种方法一般也要耗费数周的时间才能获得足够干燥的木材。现有技术中，不但对木材进行加热，还进行加压，在木材被干燥的同时，还能提高木材的密度，从而提高木材的强度和硬度，具有一定的先进性。在申请号为201310121210.1的发明专利中，采用的方法是将木材进行一定比例的压缩，比如40%，从而将水分从中挤压出来。
但木材干燥能耗太高，占木材加工能耗的40-70%，而干燥的热效率普遍偏低，通常仅在30-40%之间；此外，干燥过程造成的污染又常常是中国环境污染的一个重要来源。
利用超声波进行物料干燥是一门新兴的干燥技术，可以在较低温度下更快第干燥物料。例如：专利号ZL200920047237.X的实用新型专利公开了一种超声波热风联合干燥装置，该装置适用于污泥、煤炭、农产品、食品及药品的干燥。但该装置只能用于干燥体积小，颗粒状或粉末状物料，而且在处理过程中超声波能量利用率低，不利于物料内部水分蒸发。
利用清洁能源进行干燥，一个重要方面是利用太阳能。利用太阳能的重要途径，是利用光电转换，利用太阳能电池板产生电能，从而再次利用电能转换为热能。在200810085104.1专利中，通过太阳能将流体加热，在通过流体将热量传递到木材待加热烘干区，从而完成对木材的加热，但需要一次光热转换，转换完成后，还需要流体介质完成热量的传输，系统比较复杂。专利号为201010252779.8的专利，利用集热器，将照射在干燥室外的阳光进行光热转换再传递给干燥室，但存在的问题是，阳光照射面积有限，集热能量有限，不能满足烘干需求。
上述现有技术，存在的问题，主要有：能耗高；利用太阳能效率低，多为二次利用；太阳能利用量小，不能满足烘干需求。
发明内容
本发明的目的是针对上述背景技术中提到的技术问题和需求，提供一种利用光热和超声干燥木材用的温室。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种利用光热和超声干燥木材用的温室，主要由集光透镜（1），焦点集光块（3），光纤（4），漫射光纤（5），吸热板（6），外壳（13），烟囱（14）组成；集光透镜（1）是菲涅尔透镜；焦点集光块（3）位于集光透镜（1）的焦点位置；光纤（4）一端连接焦点集光块（3），另一端连接漫射光纤（5），三者组成光的通路；用于光纤（4），漫射光纤（5）的材质的光透射率大于等于98%；漫射光纤（5）内部掺杂反射亮片（11），反射亮片（11）为片状反射片；每一枚反射亮片（11）的反射面表面积小于或等于漫射光纤的1/20；两块吸热板（6）倾斜相对，组成下部开有抽风口（7）、上部与烟囱（14）相通的强光腔（18），至少一条漫射光纤（5）位于其中。
还包括超声波发射装置（8），超声波发射装置（8）与强光腔（18）同在一条中轴线上时，两者交错布置；超声波发射装置（8）主要由超声波发生器（21），基板（22），耦合剂均布基板（23），耐磨基板（24），耦合剂喷入连接头（25）组成；超声波发生器（21）固定于基板（22）上，耦合剂均布基板（23），耐磨基板（24）依次布置在基板（22）上。
通过集光透镜（1）将阳光聚焦在焦点集光块（3）上，光通过光纤（4）传播至漫射光纤（5）。漫射光纤（5）内部掺杂反射亮片（11），可以将光折射到吸热板（6）上，从而加热了吸热板（6）。对木材进行烘干作业。
烘干温室（20）空气加热，与室外空气产生温差，空气开始流动。空气依次经过进风口（10）、烘干温室（20）、抽风口（7）、烟囱（14）排入大气。
木材在吸热板（6）和/或超声波发射装置（8）两侧布局。两者可以共同对木材起作用，也可以单独对木材烘干起作用。
木材表面与耐磨基板（24）相接触，超声波穿过基板（22）上，耦合剂均布基板（23），耐磨基板（24），最终少量喷涂于木材表面与耐磨基板（24）相接触之处。使得超声波能够高效地传入木材中。
选择的耦合剂最好为含水量较小甚至是不含水的耦合剂，以降低对木材含水量的影响。由于耦合剂是处于木材表面，且有热烘干作用，因此不会对木材的含水量产生实质性的影响。
本发明的有益效果是，将超声波干燥与太阳能干燥有机结合起来，能够在光源充足的情况下，仅利用太阳能进行烘干操作，在光源不充足的情况下，利用超声波发射装置来进行辅助加热，更加拓展了本发明的应用范围。两者相互辅助，提高了木材干燥的效率。
直接将阳光进行聚焦，提高了利用阳光的量。聚焦后的光，通过光纤传播到烘干温室中，再进行光热转换，提高了太阳能的利用效率。使用了光纤，使得吸热板的布局更为方便。本发明在光照足够的情况下，可以零能耗运行。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
附图1是本发明的典型实施例的示意图。
附图2是本发明的俯视图。
附图3是本发明的右视图。
附图4是本发明的漫射光纤的局部剖视图。
附图5是本发明的超声波发射装置剖面详图。
其中：
1-集光透镜，2-支撑架，3-焦点集光块，4-光纤，5-漫射光纤，6-吸热板，7-抽风口，8-超声波发射装置，9-发生器支架，10-进风口，11-反射亮片，12-木材，13-外壳，14-烟囱，15-电加热护板，16-强制通风扇，17-平板车，18-强光腔，19-散光头,20-烘干温室，21-超声波发生器，22-基板，23-耦合剂均布基板，24-耐磨基板，25-耦合剂喷入连接头，26-耦合剂入口，27-耦合剂通道，28-耦合剂喷射口。
具体实施方式
下面结合附图1至附图4对本发明的典型实施方式进行说明：
一种利用光热和超声干燥木材用的温室，主要由集光透镜（1），焦点集光块（3），光纤（4），漫射光纤（5），吸热板（6），外壳（13），烟囱（14）组成；集光透镜（1）是菲涅尔透镜；焦点集光块（3）位于集光透镜（1）的焦点位置；光纤（4）一端连接焦点集光块（3），另一端连接漫射光纤（5），三者组成光的通路；用于光纤（4），漫射光纤（5）的材质的光透射率大于等于98%；漫射光纤（5）内部掺杂反射亮片（11），反射亮片（11）为片状反射片；每一枚反射亮片（11）的反射面表面积小于或等于漫射光纤的1/20；两块吸热板（6）倾斜相对，组成下部开有抽风口（7）、上部与烟囱（14）相通的强光腔（18），至少一条漫射光纤（5）位于其中。
还包括超声波发射装置（8），超声波发射装置（8）与强光腔（18）同在一条中轴线上时，两者交错布置；超声波发射装置（8）主要由超声波发生器（21），基板（22），耦合剂均布基板（23），耐磨基板（24），耦合剂喷入连接头（25）组成；超声波发生器（21）固定于基板（22）上，耦合剂均布基板（23），耐磨基板（24）依次布置在基板（22）上。
烟囱（14）底部的外壁包裹一层电加热护板（15），散光头（19）正对加热护板（15），烟囱上部内安装有强制通风扇（16）。漫射光纤（5）内部还可以有小气泡，任一气泡的最大截面积小于或等于漫射光纤的1/20。烘干温室（20）的进风口（10）等间距排列，任一进风口（10）正对对面两个相邻进风口（10）的中间位置。集光透镜（1）是凸透镜。
通过集光透镜（1）将阳光聚焦在焦点集光块（3）上，光通过光纤（4）传播至漫射光纤（5）。漫射光纤（5）内部掺杂反射亮片（11），可以将光折射到吸热板（6）上，从而加热了吸热板（6）。对木材进行烘干作业。
烘干温室（20）空气加热，与室外空气产生温差，空气开始流动。空气依次经过进风口（10）、烘干温室（20）、抽风口（7）、烟囱（14）排入大气。
木材在吸热板（6）和/或超声波发射装置（8）两侧布局。两者可以共同对木材起作用，也可以单独对木材烘干起作用。
木材表面与耐磨基板（24）相接触，超声波穿过基板（22）上，耦合剂均布基板（23），耐磨基板（24），最终少量喷涂于木材表面与耐磨基板（24）相接触之处。使得超声波能够高效地传入木材中。
选择的耦合剂最好为含水量较小甚至是不含水的耦合剂，以降低对木材含水量的影响。由于耦合剂是处于木材表面，且有热烘干作用，因此不会对木材的含水量产生实质性的影响。
直接将阳光进行聚焦，提高了利用阳光的量。聚焦后的光，通过光纤传播到烘干温室中，再进行光热转换，提高了太阳能的利用效率。使用了光纤，使得吸热板的布局更为方便。本发明在光照足够的情况下，可以零能耗运行。
本发明的有益效果是，将超声波干燥与太阳能干燥有机结合起来，能够在光源充足的情况下，仅利用太阳能进行烘干操作，在光源不充足的情况下，利用超声波发射装置来进行辅助加热，更加拓展了本发明的应用范围。两者相互辅助，提高了木材干燥的效率。
另外，本发明的实施方式是表示本发明的内容的一例，可以进一步与其它的公知技术组合，也可以在不脱离本发明的主旨的范围内省略一部分等进行变更来构成。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (5)

1.一种利用光热和超声干燥木材用的温室，主要由集光透镜（1），焦点集光块（3），光纤（4），漫射光纤（5），吸热板（6），外壳（13），烟囱（14）组成；
集光透镜（1）是菲涅尔透镜；
焦点集光块（3）位于集光透镜（1）的焦点位置；
光纤（4）一端连接焦点集光块（3），另一端连接漫射光纤（5），三者组成光的通路；用于光纤（4），漫射光纤（5）的材质的光透射率大于等于98%；
漫射光纤（5）内部掺杂反射亮片（11），反射亮片（11）为片状反射片；每一枚反射亮片（11）的反射面表面积小于或等于漫射光纤的1/20；
两块吸热板（6）倾斜相对，组成下部开有抽风口（7）、上部与烟囱（14）相通的强光腔（18），至少一条漫射光纤（5）位于其中；
其特征在于：还包括超声波发射装置（8），超声波发射装置（8）与强光腔（18）同在一条中轴线上时，两者交错布置；
超声波发射装置（8）主要由超声波发生器（21），基板（22），耦合剂均布基板（23），耐磨基板（24），耦合剂喷入连接头（25）组成；
超声波发生器（21）固定于基板（22）上，耦合剂均布基板（23），耐磨基板（24）依次布置在基板（22）上；
耦合剂均布基板（23）内设置耦合剂通道（27），耦合剂通过耦合剂喷入连接头（25）上的耦合剂入口（26）进入耦合剂通道（27），并最终通过耦合剂喷射口（28）溢出耐磨基板（24）表面。
2.根据权利要求1所述的一种利用光热和超声干燥木材用的温室，其特征在于烟囱（14）底部的外壁包裹一层电加热护板（15），散光头（19）正对加热护板（15），烟囱上部内安装有强制通风扇（16）。
3.根据权利要求1所述的一种利用光热和超声干燥木材用的温室，其特征在于漫射光纤（5）内部还可以有小气泡，任一气泡的最大截面积小于或等于漫射光纤的1/20。
4.根据权利要求1所述的一种利用光热和超声干燥木材用的温室，其特征在于烘干温室（20）的进风口（10）等间距排列，任一进风口（10）正对对面两个相邻进风口（10）的中间位置。
5.根据权利要求1所述的一种利用光热和超声干燥木材用的温室，其特征在于集光透镜（1）是凸透镜。
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