DE19522028C2 - Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen von Schnittholz bei Unterdruck - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrich­ tung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8.

Dieses Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens sind aus der EP 0 505 586 A1 bekannt ge­ worden. Um wirtschaftlich arbeiten zu können, werden Vorrichtungen dieser Art in so großen Abmessungen ge­ baut, daß mehrere. Stapel Holz hinter- und oder neben­ einander in die Trockenkammer dieser Vorrichtung hin­ eingefahren werden können. Die einzelnen Stapel können dabei in ihrem Feuchtigkeitsgehalt infolge unter­ schiedlicher Fäll- und Lagerzeiten, unterschiedlicher Lagerbedingungen und wegen anderer Faktoren durchaus unterschiedlich sein. In dieser Trocknungsvorrichtung werden alle Stapel in gleicher Weise behandelt. Daher wird man bei dieser Vorrichtung nach Möglichkeit Stapel von gleicher Holzart, gleichmäßiger Stärke und ähnli­ chem Feuchtigkeitsgrad zu einer Charge zusammenstellen.

Durch die DE 37 17 659 C3 ist eine Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen von Schnittholz bekannt gewor­ den, mit der auch verschiedenartige Hölzer mit Abwei­ chungen in der Stärke und/oder Trocknungseigenschaften gleichzeitig in einer einzigen Kammer wirtschaftlich bei guter Trocknungsqualität getrocknet werden können. Das erfolgt dadurch, daß durch eine Beeinflussung des Luftstromes mit Hilfe von Strömungslenkmitteln und/oder einer Drehung des Ventilators um eine quer zur Förder­ richtung verlaufende Achse eine Veränderung des Luftge­ schwindigkeitsprofiles in der Stapeleintrittsebene da­ hingehend vorgenommen wird, daß in zeitlicher Folge in unterschiedlichen Teilbereichen der Stapeleintrittse­ bene eine einstellbare Luftkonzentration bewirkt wird. Nur zieht es hier die Verstellung der Strömungslenkmit­ tel nach sich, daß die Erhöhung der Geschwindigkeit durch Konzentration und Bündelung des Trockenmittel­ stromes auf einen Teilbereich zwangsläufig zu einer Verlangsamung des Trockenmittelstromes in den benach­ barten, eventuell in allen übrigen Teilbereichen führt. Das macht die Steuerung des gesamten Trocknungsprozes­ ses schwierig.

Um allzu hohe Investitions- und Betriebskosten durch installierte Ventilatorkapazität, erhöhten Verschleiß und Stromverbrauch zu vermeiden, wird die Strömungs­ geschwindigkeit üblicherweise nicht auf das maximal be­ nötigte Maß ausgedehnt. Deshalb stellt die Übertragung der Verdampfungswärme besonders bei schnell trocknenden (Nadel-) Hölzern in der Anfangsphase der Trocknung, wenn noch reichlich leicht bewegliches, freies Wasser in den Zellzwischenräumen enthalten ist, im allgemeinen einen Engpaß dar, der mehr als alle übrigen Parameter den Trocknungsfortschritt bestimmt.

Auch die Einhaltung eines wichtigen Qualitätsmerkmals der Trocknung (geringe Streuung der Holzendfeuchten) bereitet bei der Vakuumtrocknung Probleme. In der Pra­ xis werden vor allem großräumige Trockner häufig mit unterschiedlichen Holzpartien beschickt, mit sägefri­ scher und vorgetrockneter Ware, z. B. nach Lagerung un­ ter Dach im Freien. Die anfangs vorhandenen Differenzen der Holzfeuchten einzelner Stapel oder Stapelteile, wo­ bei auch Differenzen in Längsrichtung der Bretter auf­ treten können, bleiben bei homogenen Trocknungsbedin­ gungen nahezu unverändert erhalten. Geringe Endfeuchte­ streuung wird nur dann - ohne zusätzliche Maßnahmen in einer zeitaufwendigen Konditionierphase - erreicht, wenn die Streuungen am Anfang nicht zu groß sind.

Diese Problematik tritt bei konventionellen Trocknungen nur in geringem Maße in Erscheinung. Das läßt sich folgendermaßen erklären:

Unter Atmosphärendruck und bei Trocknungstemperaturen unterhalb 100 Grad C findet die Feuchteabgabe durch Verdunstung an der Holzoberfläche und Diffusion in das Trockenmedium (Dampf-Luft-Gemisch) statt, das seiner­ seits die erforderliche Verdampfungswärme liefert. Für Holzfeuchten unterhalb der Fasersättigung, wenn das Holz hygroskopische Eigenschaften aufweist, wird die Trocknungsschärfe bei gegebener Temperatur und Luftge­ schwindigkeit durch das sogenannte Trocknungsgefälle (= Holzfeuchte/Gleichgewichtsfeuchte) bestimmt. Bei kon­ stantgehaltenem Klima (konstanter Gleichgewichtsfeuch­ te) ist das Trocknungsgefälle für die feuchtesten Holz­ partien am größten. Diese trocknen entsprechend ra­ scher, so daß sich anfangs vorhandene Feuchtedifferen­ zen bei homogener Durchströmung der Stapel im Verlauf der Trocknung ohne besondere Maßnahmen von selbst aus­ gleichen.

Bei der Vakuumtrocknung gibt es unter normalen Bedin­ gungen diesen selbstregulierenden Mechanismus nur in geringem Umfang. Solange der Gesamtdruck in der Troc­ kenkammer unterhalb des (temperaturabhängigen) Wasser­ dampfsättigungsdrucks liegt (was gleichbedeutend mit der Überschreitung de Siedepunkttemperatur ist), kann Feuchtigkeit ohne Behinderung durch Diffusionsvorgänge verdampfen, wenn nur die erforderliche Wärme zugeführt wird. Die aktuelle Holzfeuchte hat nur geringen Einfluß auf die Feuchteabgabe pro Zeiteinheit, so daß die Holzfeuchten aller Partien in nahezu gleichem Ausmaß abnehmen und vorhandene Differenzen nicht verschwinden. Die verbliebenen Differenzen müssen in der Konditio­ nierphase mit zusätzlichem Zeit- und Energieaufwand auf zulässige Werte verringert werden.

Der beschriebene Effekt ist besonders ausgeprägt bei "Heißdampf"-Vakuumtrocknungen mit ungesättigtem Was­ serdampf (ohne wesentliche Anteile von Fremdgasen) als Trockenmedium, weil der Dampfdruck den Sättigungsdruck bei gegebener Temperatur nicht übersteigen kann. Heiß­ dampf-Trocknungen werden in der Praxis z. B. immer dann bevorzugt, wenn oxidationsbedingte Verfärbungen des Holzes vermieden werden sollen, oder wenn die Gefahr von Schimmelbildung besteht.

Ein weiterer Effekt, der bei konventionellen Trocknun­ gen eine wesentlich geringere Rolle spielt, ergibt sich aus lokalen Temperaturschwankungen zwischen einzelnen Kammerbereichen. Im Vakuum haben bereits geringfügige Abweichungen von z. B. ±1°C und die gemäß Zustandsdia­ gramm damit verbundenen Änderungen des relativen Dampf­ drucks einen spürbaren Einfluß auf die Trocknungsge­ schwindigkeit, der wiederum in reinem Heißdampf stär­ ker ausgeprägt ist. Der Einfluß ist umso bedeutungsvol­ ler, je rascher die Entfeuchtung abläuft, also beson­ ders in der Anfangsphase der Trocknung bei hohen Holz­ feuchten.

Durch diesen Effekt erhalten bei Vakuumtrocknungen un­ gleich verteilte Wärmeverluste durch die an sich gut isolierten Außenwände eine spezielle Bedeutung. Relativ hohe Wärmeverluste treten normalerweise in beiden End­ bereichen der Trockenkammer auf, da das umlaufende Trockenmedium mit einer erheblich größeren Außenwand­ fläche in Berührung kommt als es in anderen Bereichen der Fall ist. Zusätzlich gibt es noch die Auswirkungen von Wärmebrücken, z. B. an Torflanschen oder Rohrlei­ tungen, die durch die Wand führen. Es können aber auch durch äußere Bedingungen Inhomogenitäten der Wärmever­ luste erzeugt werden, z. B. durch ungleiche Sonnenbe­ strahlung oder Windeinwirkung. Lokale Temperaturschwan­ kungen können auch durch Inhomogenitäten der Wärmezu­ fuhr entstehen, z. B. wegen Streuungen des Wirkungsgrades der Heizregisterrohre oder der Ventilatoren.

Eine weitere Ursache für inhomogene Trocknungsbedingun­ gen bildet fehlerhafte, aber auch ungenaue Stapelung, die sich in der Praxis z. B. mit unbesäumter (nur zwei­ seitig geschnittener) Ware nicht völlig vermeiden läßt. Außerdem sind die Holzlängen im Stapel nicht immer gleich, was zu Hohlräumen zwischen benachbarten Stapeln führen kann, welche die Homogenität der Trockenmittel­ strömung stören. Die Auswirkungen ungleichmäßiger Sta­ pelung auf den Trocknungsprozeß sind wie bei den vorher genannten Einflüssen im Vakuum viel deutlicher zu spü­ ren als bei Atmosphärendruck.

Die Regelung des Dampfdrucks bzw. Dampfpartialdrucks erfolgt in der Vakuumtrockenkammer normalerweise mit­ tels der Kühlleistung des Kondensators. Verstärkte Küh­ lung verringert den Dampfdruck durch Kondensation; Druckerhöhung ergibt sich bei abgeschalteter Kühlung durch die aus dem Holz in Form von Dampf tretende Feuchte. In kritischen Situationen, wenn die Dampfab­ gabe des Holzes geringer ist als die Kondensation an der nicht vollkommen wärmeisolierten Kammeraußenwand, oder wenn die Wärmezufuhr an das Holz aus anderen Grün­ den gestoppt werden muß, kann es erforderlich sein, zur Druckerhöhung zusätzlichen Dampf zu erzeugen.

Vergleichbare Maßnahmen bei der konventionellen Trock­ nung - Wassersprühung oder Dampfeinleitung - haben an­ dere Auswirkungen, weil sich dabei nur das Verhältnis von Luft- und Dampfpartialdruck ändert, nicht aber der Gesamtdruck.

Die genannten Probleme der Erzielung einer gleichmäßi­ gen Endfeuchte in den Stapeln einer Trocknungscharge, die mit erheblichen Anfangsfeuchteunterschieden in die Trockenkammer eingebracht wurden, führen entweder zu unterschiedlichen Endfeuchten oder zu einem erhöhten Energie- und Zeitaufwand beim Konditionieren des Hol­ zes. Ähnliche Auswirkungen ergeben sich bei ungleich verteilten Wärmeverlusten an den Kammerwänden, bedingt durch die Konstruktion der Kammer oder durch wechselnde äußere Einflüsse, oder bei unsachgerechter Stapelung, aber auch bei Inhomogenitäten der Wärmezufuhr an die Holzstapel. Die Erfindung vermeidet die Nachteile des Standes der Technik.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Wärme­ zufuhr zu einzelnen Stapelbereichen und damit die Feuchteabgabe des Holzes pro Zeiteinheit in diesen Bereichen unabhängig von anderen Bereichen derselben Trocknungscharge in ein- und derselben Trockenkammer zu regeln. Dadurch soll erreicht werden, daß sich Holz­ feuchtedifferenzen zwischen den Stapelbereichen bereits während der Trocknungsphase vor Erreichen der abschlie­ ßenden Konditionierphase ausgleichen, und daß die Ent­ stehung von zusätzlichen Holzfeuchtedifferenzen durch inhomogene Wärmeverluste an den Kammeraußenwänden oder durch inhomogene Wärmezufuhr so weit wie möglich ver­ hindert wird.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, daß für Vakuum­ trocknungen, bei denen Dampf benötigt wird, dieser Dampf auf kostensparende Weise erzeugt werden kann.

Dampferzeugung kann z. B. wichtig sein in der Aufheiz­ phase zu Beginn des Trocknungsablaufs, falls unsachge­ mäß vorgetrocknete Holzpartien bereits verschalt in die Trockenkammer eingebracht werden, so daß der erforder­ liche Dampfdruck in der Kammer nicht durch Feuchteabga­ be des Holzes in angemessener Zeit erreicht werden kann.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1.

Dabei beläßt man im allgemeinen eine Möglichkeit des Überganges des Trockenmediums zwischen den einzelnen Trocknungsbereichen.

Ein relatives Maß der an einzelne Stapelbereiche über­ tragenen Wärmemenge kann dabei aus den Temperaturmeß­ werten des Trockenmittels vor Stapeleintritt und nach Stapelaustritt gewonnen werden.

Der Druck in der Trocknungskammer, der neben anderen Parametern die Feuchtebeweglichkeit im Holz mitbe­ stimmt, läßt sich zwar nicht lokal variieren, ebensowe­ nig die Partialdrücke der vorhandenen Gase bzw. Dämp­ fe. Es war aber möglich, andere Parameter aufzufinden, mit denen sich unterschiedliche Stapelbereiche einer Charge in ein- und derselben Trocknungskammer indivi­ duell so behandeln lassen, daß trotz unterschiedlicher Anfangsfeuchten eine weitgehend gleiche Endfeuchte der Stapel erzielt wird, oder daß Beeinflussungen der Trocknungsgeschwindigkeit durch Wärmebrücken oder inhomogen verteilte Wärmezufuhr oder äußere Einflüsse vermieden werden.

Die gewünschte Teilung in Stapelbereiche läßt sich er­ findungsgemäß durch eine Vorrichtung erreichen, die sich dadurch auszeichnet, daß einzelne Abschnitte des Heizregisters mit einem separaten Ventil zur Drosselung oder Sperrung des Heizmediums ausgestattet sind.

Eine alternative Vorrichtung zur Erzielung einer Tei­ lung in Stapelbereiche besteht darin, daß einzelne Ventilatoren oder Gruppen benachbarter Ventilatoren ge­ trennt betrieben werden, indem jeder Ventilator oder jede Ventilatorgruppe mit Hilfe einer Steuervorrichtung unabhängig von den übrigen Ventilatoren im zeitlichen Verlauf beliebig ein- und ausgeschaltet werden kann. Es läßt sich auch eine individuelle Drehzahlregelung an­ wenden, wenn die erhöhten Investitionskosten durch zu­ sätzliche Frequenzumrichter in Kauf genommen werden.

Die Erfindung bevorzugt eine kombinierte Vorrichtung, bei der einem Heizregisterabschnitt zwei oder mehrere Ventilatoren zugeordnet sind, welche jeweils einzeln geschaltet werden können. Dadurch läßt sich die mittle­ re Geschwindigkeit der Trockenmittelströmung bis zu einem gewissen Grade unabhängig von der Trockenmittel­ temperatur einstellen.

Diese Einstellung bzw. Regelung erfolgt in Abhängigkeit von Meßwerten der Holzfeuchte und/oder des Holzfeuchte­ gefälles (-gradienten) und/oder der Holztemperatur, die durch getrennte Meßfühler in jedem Stapelbereich gewon­ nen werden. Dabei läßt sich die Wärmeübertragung in vielen Fällen schon aufgrund der Meßwerte der Trocken­ mitteltemperatur regeln.

Auf diese Weise läßt sich in einem Vakuumtrockner Holz unterschiedlicher Anfangsfeuchte schon vor der Konditi­ onierung mit relativ wenig Energie- und Zeitaufwand auf die gewünschte Endfeuchte mit einer zulässigen Streuung bringen. Dabei läßt sich auch die Entstehung von Holz­ feuchtedifferenzen, die durch holz- oder kammerspezifi­ sche Einflüsse, durch Einwirkungen der Außenwelt oder durch ungenaue Stapelung entstehen können, weitgehend vermieden.

Aus der Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ergibt sich auch die Möglichkeit, Hölzer unter­ schiedlicher Art und Stärke gleichzeitig in einer Char­ ge ohne Qualitätseinbußen zu trocknen, sofern sie ähn­ liche Trocknungseigenschaften besitzen.

Die Praxis der Vakuumtrocknung hat bezüglich Temperatur und Strömungsgeschwindigkeit gezeigt, daß sich die zu­ einander parallelen und gleichgerichteten Trockenmit­ telströme benachbarter Ventilatoren bei einem Umlauf in der Kammer, bzw. beim Durchgang durch die Stapelzwi­ schenräume nur geringfügig miteinander vermischen. Es ist also auch ohne innere Trennwände möglich, räumlich getrennte Trockenbereiche mit unterschiedlichen Zustän­ den des Trockenmediums zu beaufschlagen.

Die Menge der pro Zeit abgegebenen Feuchte wird im Va­ kuum durch die übertragene Verdampfungswärme bestimmt, solange die Feuchtebeweglichkeit im Holz ausreicht, um einen genügenden Feuchtetransport aus dem Holzkern auf­ recht zu erhalten. Der entstehende Feuchtegradient zwi­ schen Kern und Oberfläche darf dabei einen spezifischen Grenzwert nicht übersteigen, damit das Holz nicht durch Verschalung gefährdet wird und der Trocknungsvorgang praktisch zum Stillstand kommt.

Es ist erfindungsgemäß hinreichend, allein die übertra­ gene Wärmemenge zu regeln, sofern der Druck so gewählt wird, daß für jeden Stapelbereich der entsprechende Feuchtetransport aus dem Holzkern gewährleistet ist. Das läßt sich jederzeit überprüfen, wenn in allen Sta­ pelbereichen Meßstellen für den Holzfeuchtegradienten angebracht sind.

Dabei kann man so vorgehen, daß die Wärmezufuhr für einzelne Stapelbereiche durch die Heizleistung räumlich den jeweiligen Stapelbereichen zugeordneter Teile des Gesamtheizregisters eingestellt wird. Das kann selbst­ tätig mit einer nach einem bestimmten Programm arbei­ tenden Steuerungsvorrichtung und/oder einer vorzugswei­ se auch nach einem Programm gesteuerten Regelvorrich­ tung erfolgen.

Man kann aber auch einen anderen bzw. zusätzlichen Weg gehen und die Wärmezufuhr für einzelne Stapelbereiche durch die Drehzahl und/oder die Lauf- und Pausendauer und/oder die Anzahl der im Betrieb befindlichen, räum­ lich zugeordneten Ventilatoren einstellen.

Treten über die Breite eines Trocknungsbereiches, also in Strömungsrichtung des Trockenmittels, abweichende Holzfeuchten an den beiden Stapelseiten auf, ist es möglich, unter Anwendung einer unterschiedlichen Be­ handlung eine Verringerung der Abweichungen dadurch zu erreichen, daß durch zeitlich unsymmetrischen Ventila­ tor-Reversiertakt an die (bezüglich der im Zeitmittel bevorzugten Trockenmittelströmungsrichtung) eintritts­ seitige Stapelhälfte mehr Wärme übertragen wird als an die austrittsseitige. In diesem Falle läßt man somit in der einen Durchströmungsrichtung länger als in der Ge­ genrichtung das Trockenmittel strömen.

Alternativ bzw. zusätzlich kann es vorteilhaft sein, für jede der beiden Drehrichtungen eine andere Venti­ latordrehzahl zu wählen. Mit diesen Maßnahmen lassen sich auch konstruktionsbedingte Eigenschaften handels­ üblicher Ventilatoren kompensieren, die im allgemeinen keinen identischen Wirkungsgrad (Förderleistung in Ab­ hängigkeit von der Drehzahl) für beide Drehrichtungen besitzen.

Von den beschriebenen Einflüssen machen sich kammer­ spezifische Gegebenheiten oder äußere Bedingungen durch Störung der homogenen Temperaturverteilung am stärksten bei hohen Holzfeuchten am Anfang der Trocknung und bei schwierig zu trocknenden Hölzern bemerkbar. In dieser Phase spielen vorhandene Holzfeuchtedifferenzen eine geringere Rolle. Ein gleichmäßiger, rascher Trocknungs­ fortschritt bei homogener Temperaturverteilung kann in dieser Phase anstelle durch bereichsspezifische Rege­ lung der Wärmeabgabe auch durch gezielte Vermischung des Trockenmittels zwischen benachbarten Bereichen oder in der gesamten Kammer erreicht werden. Für diesen Zweck sind Strömungslenkelemente oder zusätzliche Ven­ tilatoren geeignet, die in Längsrichtung der Kammer eine Trockenmittelströmung bewirken, welche sich der dazu senkrecht verlaufenden Hauptströmung überlagert.

Mit sinkender Holzfeuchte gewinnen die holzbezogenen Gegebenheiten (z. B. Feuchtedifferenzen, Genauigkeit der Stapelung) zunehmend an Bedeutung; eine anhaltende Ver­ mischung des Trockenmittels kann dann nicht mehr zur Lösung der Aufgabenstellung beitragen.

In einem Vakuumtrockner mit einer Einrichtung zur Dampferzeugung innerhalb oder außerhalb der Kammer ist es für die individuelle Trocknungsbehandlung der ein­ zelnen Trocknungsbereiche nicht notwendig, den Zufluß von Verdampfungsflüssigkeit individuell zu steuern, da sich Dampf stets gleichmäßig über die gesamte Kammer verteilt, unabhängig davon, an welchem Ort er erzeugt wird. Die Dampferzeugung erfolgt derart, daß zur Ver­ dampfung bestimmte Flüssigkeit über die gesamte Kammer­ länge gleichmäßig auf wärmere und kühlere Heizregister­ abschnitte aufgebracht wird.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn die zur Verdampfung be­ nötigte Flüssigkeit einem Reservoir des aus dem Holz stammenden Kondensats entnommen wird. Dadurch wird ge­ genüber alternativ möglicher Frischwasserzufuhr Energie eingespart, da sich das Reservoir stets auf einem höhe­ ren Temperaturniveau befindet als Leitungswasser. Es braucht auch keine Enthärtung des Wassers vorgenommen zu werden, um eine Verkalkung der Wärmetauscherrippen des Heizregisters zu vermeiden. Zusätzlich verringert sich durch die Verwendung von Kondensat mit holzeigenen Inhaltsstoffen die Gefahr von Fleckenbildung auf dem Holz.

Das Reservoir wird am Ende einer Trocknung nicht voll­ ständig entleert, damit auch für die Anfangsphase der nächsten Trocknung ein Vorrat an Kondensat vorhanden ist.

Es ist zweckmäßig, daß die an Heizregisterabschnitten, insbesondere kühleren Heizregisterabschnitten, nicht verdampfte Flüssigkeit aufgefangen und in das Reservoir zurückgeleitet wird. Dadurch wird eine andauernde, un­ kontrollierbare Verdampfung der überschüssigen Flüssig­ keit vermieden, sofern diese im Bereich der Trockenmit­ telströmung verbliebe.

Für Vakuumtrockner mit einem externen Kondensator, der über eine hermetisch dichte Rohrleitung mit der Troc­ kenkammer verbunden ist, gestaltet sich die Entnahme und Rückführung von Kondensat durch eine zusätzlich be­ nötigte Rohrleitung etwas aufwendiger. Im allgemeinen kann aber auch für einen solchen Trockner zur Dampfer­ zeugung die im Bodenbereich vorhandene Kondensatmenge ausreichen, die durch Kondensation von Dampf an den Innenseiten, der Kammerwände, insbesondere an Wärmebrü­ chen, entsteht.

Die erfindungsgemäße Möglichkeit zum Trocknen von mit Zwischenleisten gestapeltem Schnittholz bei Unterdruck in einer vakuumfesten Trockenkammer, welche mit Venti­ latoren zur Umwälzung eines gasförmigen Trockenmedi­ ums, deren Wirkungsrichtung quer zur Längsachse der Kammer verläuft, mit einer Entfeuchtungseinrichtung (Kondensator), und mit einem oder mehreren Heizregi­ stern ausgestattet ist, die sich über die Länge der Trockenkammer erstrecken, zeichnet sich dadurch aus, daß die Trockenkammer, vorzugsweise in Richtung ihrer Längsachse und/oder in Höhenrichtung in mehrere Sta­ pelbereiche geteilt ist, und daß jedem Stapelbereich Mittel in Form von Meßwertgebern, Steuerungs- und/oder Regelapparaturen zur Einstellung einer individuellen Wärmezufuhr für den jeweiligen Stapelbereich zugeordnet sind.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung teilt die Trocknungs­ kammer bevorzugt in Richtung ihrer Längsachse und/oder Höhe in mehrere Stapelbereiche, wobei diese Teilung je­ doch nicht durch mehr oder weniger hermetisch abtren­ nende Zwischenwände erreicht ist, sondern eine Möglich­ keit des Druckausgleichs durch Übergang des Trockenme­ diums zwischen den einzelnen Stapelbereichen belassen ist. Die Teilung ist vielmehr durch abschnittsweise wirksame Steuerungen der Ventilatoren und/oder der Heizregister erreicht. Für diese abschnittsweise Steu­ erung sind jedem Stapelbereich Mittel in Form von Meß­ gebern, Steuerungs- und/oder Regelapparaturen zur Ein­ stellung eines individuellen Wärmestroms für den jewei­ ligen Stapelbereich zugeordnet.

Es ist daher zweckmäßig, daß das Heizregister aus zwei oder mehreren Teilregistern besteht, von denen jeder Teil ein separates Ventil zur Drosselung oder Sperrung des Heizmedium-Flusses in das Teilregister aufweist.

Für einen Trockner mit Verdampfungseinrichtung ist es zweckmäßig, wenn für die den Heizregistern zuzuführende Verdampfungsflüssigkeit mindestens ein mit Austritts­ öffnungen versehenes Rohr, das sich über die Kammerlän­ ge erstreckt, in der Nähe von den Teilregistern ange­ ordnet ist und diese mit der Verdampfungsflüssigkeit versorgt, wenn der Dampfdruck in der Kammer erhöht werden soll.

Bei obenliegenden Heizregistern kann auch die ohnehin vorhandene Zwischendecke als Auffangvorrichtung für überschüssige Flüssigkeit verwendet werden. Mit seit­ lich angeordneten Heizregistern kann auch der Zwischen­ boden diese Funktion erfüllen.

Für die Wiederverwendung des Kondensates als Verdamp­ fungsflüssigkeit und für die Zirkulation dieser Ver­ dampfungsflüssigkeit ist es vorteilhaft, wenn das Rohr für die Zuführung von Verdampfungsflüssigkeit über eine Motorpumpe mit einem Reservoir des aus dem Holz stam­ menden Kondensats verbunden ist.

Für die Zirkulation der Verdampfungsflüssigkeit ist es weiterhin zweckmäßig, wenn eine oben offene Auffang­ wanne unterhalb des Verdampfungsflüssigkeit dem benach­ barten Heizregister zuführenden Rohres angebracht ist, und wenn diese Wanne an einem Ende eine Öffnung auf­ weist, durch welche überschüssige Flüssigkeit in das Reservoir zurückfließen kann.

Wenn die Beeinflussung der individuellen Trocknungs­ vorgänge ganz oder teilweise über, die Ventilatoren vor­ genommen wird, ist es notwendig, daß für jeden Trock­ nungsbereich mindestens ein Ventilator vorgesehen ist, und daß es Steuerungs- oder Regelungsvorrichtungen gibt, welche die Lauf- und Pausendauer und/oder die Drehzahl der jedem Trocknungsbereich zugeordneten Ventilatoren kontrollieren.

Die Steuerung einzelner Ventilatoren erfolgt vorzugs­ weise durch einen zentralen Prozeßrechner.

Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbei­ spielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längschnitt durch eine Trocknungskammer,

Fig. 2 einen Querschnitt durch diese Trocknungskammer

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine andere Trocknungs­ kammer

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine weitere Trock­ nungskammer

Die in der Zeichnung abgebildete vakuumfeste Trock­ nungskammer zum Trocknen von mit Zwischenleisten ge­ stapeltem Schnittholz bei Unterdruck besteht aus einem langgestreckten zylindrischen Kessel 1, der an minde­ stens einer Stirnseite mit einem Tor 2 verschlossen ist. In diesem Kessel 1 sind Schienen 3 für Gleiswagen 4 eingebaut, welche die zu trocknenden Schnittholzsta­ pel 5 tragen. Oberhalb der Schnittholzstapel 5 befindet sich eine Zwischendecke 6, unterhalb der Schnittholz­ stapel 5 ein Zwischenboden 7, der von den Plattformen der Wagen 4 und seitlich an die Kesselwandungen an­ schließenden Bodenteilen gebildet ist. Zwischen den Plattformen der Wagen 4 und diesen Bodenteilen verblei­ ben Spalte. Die Zwischendecke 6 erstreckt sich in ihrer Länge von einem Ende der Trocknungskammer 1 zum anderen Ende, an ihren Seiten reicht sie jedoch nicht an die Wandung des Trocknungskessels 1 heran, sondern beläßt soviel Platz, daß eine ringförmige Strömung des Trock­ nungsmediums um die Längsachse des Kessels herum mög­ lich ist. Diese Strömung verläuft durch die Stapel 5 entlang der Kesselwandung in den Raum 8 oberhalb der Zwischendecke 6 und von dort wieder entlang der Kessel­ wand in den eigentlichen Trocknungsraum 9. Der Zwi­ schenboden 7 erstreckt sich ebenfalls von einem Ende bis zum anderen Ende des Trocknungskessels 1 und reicht seitlich bis an die Kesselwandung heran. Der Raum 10 unterhalb des Zwischenbodens 7 ist jedoch nicht herme­ tisch von dem eigentlichen Trocknungsraum 9 abgetrennt, vielmehr kann das Trocknungsmedium aus dem Raum 9 in den Raum 10 durch die Spalte seitlich der Plattformen der Wagen 4 eintreten. In diesem Raum 10 unterhalb des Zwischenbodens 7 befindet sich der Kondensator 12, der Raum 10 selbst dient als Reservoir für das am Kondensa­ tor 12 erhaltene Kondensat.

Bei der in den Fig. 1 und 2 abgebildeten Ausführungsform sind reversierbare Ventilatoren 13 zur Umwälzung des gasförmigen Trockenmediums in dem Raum 8 oberhalb der Zwischendecke 6 angeordnet, ihre Wirkungsrichtung ver­ läuft quer zur Längsachse des Kessels 1. Der Innenraum des Kessels 1 ist in mehrere Stapelbereiche A, B, C, D und E geteilt. Ein mit Sprühvorrichtungen versehenes Rohr 15 erstreckt sich parallel zum Heizregister über die Länge der Trocknungskammer. Über ein oder mehrere Ven­ tile 11 wird die Temperatur der Heizregisterabschnitte 14 eingestellt.

Die Ventilatoren sind in gleichmäßigen Abständen ober­ halb der Zwischendecke angeordnet. Dabei ist jeweils mindestens ein Ventilator einem Trocknungsbereich zuge­ ordnet.

Meßstellen für die Holzfeuchte und/oder den Holzfeuch­ tegradienten sowie die Holztemperatur sind im Stapel vorgesehen. Weiter sind Meßfühler für die Trockenmit­ teltemperatur in der Trockenkammer an einer oder beiden Seiten des Stapels angeordnet.

Unterhalb der Heizregister 14 und des Sprührohres 15 ist eine Auffangwanne 16 für nicht verdunstete Verdamp­ fungsflüssigkeit angeordnet, von der ein Rohr 17 in den als Reservoir für Verdampfungsflüssigkeit und Kondensat dienenden Raum 10 führt. Aus diesem Raum 10 wird dann wieder die zur Verdampfung benötigte Flüssigkeit ent­ nommen und mittels einer Pumpe 18 in das Sprührohr 15 gepumpt.

Die Heizregister 14 sind im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 im Raum 8 vor den reversierbaren Ventila­ toren 13 angeordnet. Zu ihnen wird das Heizmedium über Ventile 11 zugeführt, die an ein Heizmittelzuführungs­ rohr 22 angeschlossen sind.

Im Holzstapel 5 und im Raum 9 ist jeweils ein Meß­ wertgeber 20 angeordnet, um dem als Regler dienenden Prozessor die für die Prozeßführung erforderlichen Wer­ te zu geben. Weitere nicht dargestellte Meßwertgeber sind vorgesehen, um die verschiedenen genannten Meß­ werte zu erhalten.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 sind die Heizregister 14 in der horizontalen Mittelebene des Kessels 1 ange­ ordnet. Die Ventilatoren 13 sind seitlich vor den Schnittholzstapeln 5 angeordnet, sie können auch in zwei Ebenen übereinander angeordnet sein.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 sind die Heizregister 14 seitlich vor den Schnittholzstapeln 5 in zwei Ebenen übereinander angeordnet. Mit dieser Anordnung lassen sich Stapel in zwei Höhenbereiche teilen. Zusätzliche Ventilatoren 23, die nicht unbedingt notwendig sind, können bei Bedarf auch eine Strömungskomponente in Längsrichtung der Kammer erzeugen.

Bezugszeichenliste

1

Kessel

2

Tor

3

Schiene

4

Wagen

5

Schnittholzstapel

6

Zwischendecke

7

Zwischenboden

8

Raum oberhalb der Zwischendecke

9

Trocknungsraum

10

Kondensationsraum und Reservoir

11

Ventil für Heizung

12

Kondensator

13

Ventilator

14

Heizregister

15

Rohr mit Sprühvorrichtungen

16

Auffangwanne

17

Rohr

18

Pumpe für Kondensat

19

Kondensat

20

Meßwertgeber

21

Zuführungsrohr für Verdampfungsflüssigkeit

22

Heizmittelzuführungsrohr

23

Zusatzventilator
AStapelbereich
BStapelbereich
CStapel bereich
DStapelbereich
EStapelbereich

Claims (14)

1. Verfahren zum Trocknen von mit Zwischenleisten ge­ stapeltem Schnittholz oder anderen hygroskopischen platten- oder stabförmigen Gütern bei Unterdruck in einer vakuumfesten Trockenkammer, welche mit Ventilatoren, deren Wirkungsrichtung quer zur Längsachse der Kammer verläuft, zur Umwälzung eines gasförmigen Trockenmediums, mit einem oder mehreren Heizregistern, die sich über die Länge der Trockenkammer erstrecken, und mit einer Ent­ feuchtungseinrichtung (Kondensator) innerhalb oder außerhalb der Trockenkammer ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß man die Trockenkammer, vorzugsweise in Rich­ tung ihrer Längsachse und/oder in Höhenrichtung in mehrere Stapelbereiche teilt,
und daß man die Wärmeübertragung von den Heizregi­ stern in den einzelnen Bereichen jeweils gesondert in Abhängigkeit von Meßwerten der Trockenmittel­ temperatur und/oder der Holzfeuchte und/oder des Holzfeuchtegradienten und/oder der Holztemperatur regelt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmezufuhr für einzelne Stapelbereiche durch die Heizleistung räumlich den jeweiligen Stapelbereichen zugeordneter Teile des Gesamtheiz­ registers eingestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmezufuhr für einzelne Stapelbereiche durch die Drehzahl und/oder die Lauf- und Pausen­ dauer und/oder die Anzahl der im Betrieb befind­ lichen, räumlich zugeordneten Ventilatoren einge­ stellt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch zeitlich unsymmetrischen Ventilator-Re­ versiertakt und/oder durch drehrichtungsabhängige Drehzahlen die (bezüglich der im Zeitmittel bevor­ zugten Trockenmittel Strömungsrichtung) eintritts­ seitige Stapelhälfte mehr Wärme übertragen wird als an die austrittsseitige.

5. Verfahren nach Anspruch 1, zur Durchführung in einem Vakuumtrockner mit Verdampfungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verdampfung bestimmte Flüssigkeit über die gesamte Kammerlänge gleichmäßig auf wärmere und kühlere Heizregisterabschnitte aufgebracht wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Verdampfung benötigte Flüssigkeit einem Reservoir des aus dem Holz stammenden Kon­ densats entnommen wird.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die an Heizregisterabschnitten, insbesondere kühleren Heizregisterabschnitten, nicht verdampfte Flüssigkeit aufgefangen und in das Reservoir zu­ rückgeleitet wird.

8. Vorrichtung zum Trocknen von mit Zwischenleisten gestapeltem Schnittholz oder anderen hygroskopi­ schen platten- oder stabförmigen Gütern bei Unter­ druck in einer vakuumfesten Trockenkammer, welche mit Ventilatoren zur Umwälzung eines gasförmigen Trockenmediums, deren Wirkungsrichtung quer zur Längsachse der Kammer verläuft, mit einer Ent­ feuchtungseinrichtung (Kondensator), mit einer Verdampfungseinrichtung und mit einem oder mehre­ ren Heizregistern ausgestattet ist, die sich über die gesamte Länge der Trockenkammer erstrecken, dadurch gekennzeichnet,
daß die Trockenkammer (1), vorzugsweise in Rich­ tung ihrer Längsachse und/oder in Höhenrichtung in mehrere Stapelbereiche (A, B, C, D, E) geteilt ist,
daß dabei eine Möglichkeit des Überganges des Trockenmediums zwischen den einzelnen Stapelberei­ chen (A, B, C, D, E) belassen ist,
und daß jedem Stapelbereich (A, B, C, D, E) Mittel in Form von Meßwertgebern, Steuerungs- und/oder Re­ gelapparaturen zur Einstellung einer individuellen Wärmezufuhr für den jeweiligen Stapelbereich (A, B, C, D, E) zugeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizregister (14) aus zwei oder mehreren Teilregistern besteht, von denen jeder Teil ein separates Ventil (11) zur Drosselung oder Sperrung des Heizmedium-Flusses in das Teilregister auf­ weist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß jedem Stapelbereich (A, B, C, D) mindestens ein Ventilator (13) zugeordnet ist
und daß mittels einer geeigneten Steuer- oder Re­ gelvorrichtung jederzeit die Einstellung des ge­ wünschten Betriebszustandes der einem Trocknungs­ bereich zugeordneten Ventilatoren ermöglicht wird, unabhängig von den Betriebszuständen der Ventila­ toren in anderen Bereichen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, ausgeführt als Vaku­ umtrockner mit Verdampfungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß für die den Heizregistern (14) zuzuführende Verdampfungsflüssigkeit mindestens ein mit Aus­ trittsöffnungen versehenes Rohr (15), vorzugsweise ein mit Sprühdüsen oder Bohrungen bestücktes Rohr, das sich über die Kammerlänge erstreckt, in der Nähe von Teilregistern angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (15) für die Zuführung von Verdamp­ fungsflüssigkeit über eine Motorpumpe (18) mit einem Reservoir (10) des aus dem Holz stammenden Kondensats verbunden ist.

13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet,
daß eine oben offene Auffangwanne (16) unterhalb des von Verdampfungsflüssigkeit besprühten Heiz­ registers (14) angebracht ist,
und daß diese Wanne (16) an einem Ende eine Öff­ nung aufweist, durch welche überschüssige Flüssig­ keit in das Reservoir (10) zurückfließen kann.

14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein zusätzlicher Ventilator 23, dessen Wirkungsrichtung sich in Längsrichtung der Trockenkammer erstreckt, seitlich neben dem Stapel (5) angeordnet ist.