EP0142071A2 - Verfahren zum Trocknen von Schnittholz - Google Patents

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EP0142071A2
EP0142071A2 EP84112676A EP84112676A EP0142071A2 EP 0142071 A2 EP0142071 A2 EP 0142071A2 EP 84112676 A EP84112676 A EP 84112676A EP 84112676 A EP84112676 A EP 84112676A EP 0142071 A2 EP0142071 A2 EP 0142071A2
Authority
EP
European Patent Office
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air flow
fans
drying
sawn timber
reversing
Prior art date
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Granted
Application number
EP84112676A
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English (en)
French (fr)
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EP0142071B1 (de
EP0142071A3 (en
Inventor
Horst Klinkmüller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lignomat GmbH
Original Assignee
Lignomat GmbH
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Publication date
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Publication of EP0142071A3 publication Critical patent/EP0142071A3/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/02—Circulating air or gases in closed cycles, e.g. wholly within the drying enclosure
    • F26B21/022—Circulating air or gases in closed cycles, e.g. wholly within the drying enclosure with provisions for changing the drying gas flow pattern, e.g. by reversing gas flow, by moving the materials or objects through subsequent compartments, at least two of which have a different direction of gas flow
    • F26B21/026—Circulating air or gases in closed cycles, e.g. wholly within the drying enclosure with provisions for changing the drying gas flow pattern, e.g. by reversing gas flow, by moving the materials or objects through subsequent compartments, at least two of which have a different direction of gas flow by reversing fan rotation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/06—Controlling, e.g. regulating, parameters of gas supply
    • F26B21/12—Velocity of flow; Quantity of flow, e.g. by varying fan speed, by modifying cross flow area
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/02—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air
    • F26B3/04—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour circulating over or surrounding the materials or objects to be dried

Definitions

  • the invention relates to a method for drying sawn timber, in which, by means of fans driven by frequency converter-controlled three-phase gates, an air stream is passed through sawn timber layers stacked at intervals in a drying room, this air stream is conditioned by a heating and a dehumidifying device and in each case after a predetermined reversing time Reversing the fans is reversed.
  • Dryers with which such a method can be carried out are known in isolated cases; They have a drying room, which can accommodate several stacks of sawn timber layers next to each other, a fan room in which several axial fans are arranged next to each other, which are driven by three-phase motors fed by frequency converters.
  • the fan speed can be controlled by changing the frequency of the supply current, and the direction of rotation by changing the phase.
  • the air flow generated by the fans is circulated through the fan and the drying room in such a way that, with a certain direction of rotation of the fans, it exits into the drying room on one side and out of the drying room on the opposite side and then back into the Fan room to enter; the stack of sawn timber layers arranged side by side in the drying room are traversed by the air flow in the transverse direction.
  • sensors for measuring the wood equilibrium moisture and the temperature of the air flow On each side of the drying room there are sensors for measuring the wood equilibrium moisture and the temperature of the air flow; In addition, sensors for measuring the wood moisture are used in some of the sawn timber with the help of a program control device and the data recorded by the various sensors, a heating device located above one side of the drying room through which the air flow flows when it is introduced into the drying room, spray nozzles on both sides of the drying room for moistening the circulating air flow, supply air and exhaust air flaps in the ceiling of the fan room to reduce the humidity of the circulating air flow as well as the three-phase motors of the axial fans.
  • dehumidifying devices can also be used to dehumidify the circulating air flow; it is known, for example, to direct part of the circulating air flow over a cooled surface in order to extract part of its moisture from the air flow by condensing out the water vapor.
  • the humidification of the air flow required in certain phases of the drying process can either be carried out by atomizing water through spray nozzles in the air flow or being introduced into this water vapor.
  • the invention had for its object to provide such a process control that it is possible to achieve a relatively cheap homogenization of the drying process along the path of the air flow through the sawn timber layers.
  • this object is achieved according to the invention in that the air flow after a reversing time of at most approx. 30 M-in. is reversed.
  • the starting point was the knowledge that the above-described processes and disadvantages of the prior art are all the greater the longer an air flow direction is maintained, i.e. the longer the reversal periods are. It was also recognized that shorter reversing times can easily be achieved with frequency converter-fed three-phase motors, which would not be the case when switching on and off via the still widely used contactors: since each fan motor has a power of around 3 KW, for example Not all fans are switched on at the same time by contactors, because otherwise an impermissibly high current peak would result.
  • the reversing time in the method according to the invention is only a fraction of the reversing time in known drying processes, a substantially more uniform drying can be achieved along the path of the air flow through the sawn timber layers and moisture transport from one side to the other of the sawn timber stack and back is largely avoided , so that when using the inventive Process uses less energy and shorter drying times.
  • the air flow is reversed when the wood equilibrium moisture content on the exhaust air side of the sawn timber piles reaches a value which is approximately 1% higher than the value measured on the supply air side, and / or when the temperature of the air flow on the Exhaust air side has dropped more than approx. 2 ° C below the temperature on the supply air side.
  • the aim is to largely avoid laminar flow conditions, by repeatedly bringing the fans to working speed and then stopping them again within a reversing time period, thus generating a pulsating air flow.
  • the duration of an air flow pulse is expediently chosen so that the fans are braked again when a laminar air flow begins to form between the sawn timber layers.
  • the speed of drying wood naturally depends on the type of wood and the thickness of the lumber; with slow-drying types of wood, the moisture takes more time to diffuse through the wood, and with thicker sawn timber it takes longer for the moisture from the core of the sawn timber to reach its surface.
  • slow-drying types of wood because the surfaces of the sawn timber layers have already dried, but the moisture from the inside of the sawn timber cannot reach its surface quickly enough the drying of slow-drying types of wood or thicker lumber, to allow a pause between the air flow impulses during which the fans stop.
  • the slower a type of wood dries and the thicker the sawn timber, the longer you will choose this break time.
  • FIG. 1 shows a dryer 10 with a housing, which encloses a drying chamber 12 and a fan chamber 14 arranged above it.
  • the dimensions of the dryer which lie in the drawing plane of FIG. 1, should be the width and height of the dryer.
  • three stack of sawn timber layers 16, 18 and 20 are arranged side by side, which extend in the longitudinal direction of the dryer and whose sawn timber layers 22 are stacked on top of one another in such a way that there are intermediate spaces 24 which extend in the transverse direction through the respective sawn timber stack.
  • each of the side walls 26, 28 of the dryer 10 are at least one temperature sensor 30 for measuring the air temperature and a humidity speed sensor 32 arranged to measure the so-called wood equilibrium moisture Ug l (as is known, the wood equilibrium moisture is a function of the air humidity);
  • wood moisture sensors 34 are used in various layers of lumber, with which the actual wood moisture can be measured.
  • the fan chamber 14 has a bottom 38 which separates it from the drying chamber 12, and a vertical transverse wall 40 which divides the fan chamber 14 into two chambers and which has a plurality of openings 42 for receiving an axial fan 44 in each case.
  • Three-phase motors 46 are used to drive the fans.
  • the flaps 50 which can be pivoted about rectified axes 56, are all coupled to one another via a linkage 58.
  • a servomotor 62 acts on this linkage 58, as a result of which all the flaps 50 can be opened and closed.
  • Air passage openings 66 are provided between the floor 38 of the fan chamber 14 and the side walls 26 and 28, a heating device 68 being arranged in at least one of these passage openings, which can be an electric heater operated with hot steam or a heat transfer oil.
  • humidification devices 70 are arranged beneath the passage openings 66 along both side walls 26, 28, through which water can be sprayed and atomized into the drying room 12 or low-pressure saturated steam can be introduced into the drying room.
  • the block diagram shown in FIG. 1 shows a three-phase source 100 for supplying the three-phase motors 46 via a frequency converter 102, via which the speed of the three-phase motors 46 can be controlled by changing the frequency of the three-phase current fed in; In addition, the phase of the three-phase current and thus the direction of rotation of the three-phase motors 46 can be changed by the frequency converter 102.
  • Such frequency converters are available on the market, so that their structure and mode of operation need not be described in detail.
  • the frequency converter 102 is controlled by a pulse programmer 104, by means of which the reversing time segments, the air flow pulses and the pause times are predetermined for the frequency converter 102. This will expediently be a microprocessor.
  • a control system 106 is provided, which is via a control line 108 and others controls the pulse programmer 104. This in turn is connected via a control line 110 to the frequency converter 102, which feeds the three-phase motors 46 via lines 112, 112a, 112b, 112c.
  • the control system 106 is also expediently a microprocessor with a first input 114, via which data relating to the type of wood to be dried can be entered into the control system.
  • a multi-channel input 116 is connected to the various wood moisture sensors 34 via a multi-channel line 116a, two inputs 118 and 120 via lines 118a and 120a to the moisture sensors 32 and two inputs 122 and 124 via lines 122a and 124a to the temperature sensors 30.
  • the control system 106 controls the heating device 68 via an output 126 and a control line 128, and a multi-channel output 130, together with a multi-channel control line 132, serves to control the humidification devices 70 and the servomotor 62 for the flaps 50.
  • Fig. 1 the area of the drying room 12, which is to the left of the lumber stack 16, 18, 20, was designated "A”, the area to the right of it was designated “B”, while the path of the air flow through the lumber stack through a Double arrow C was indicated.
  • FIG. 2 shows a diagram for a first type of process control with the representation of the speed of the fans 44 as a function of time. It should be assumed that the airflow is directed from A to B during three airflow pulses 140 and the reversing time e.g. 15 minutes. This is followed by three air flow pulses 142 with air flow directed from B to A.
  • the edges 140a of the airflow pulses should only be so steep that the current consumption of the fans 44 during acceleration to the working or nominal speed does not lead to undesired current peaks and in particular does not exceed the nominal or full-load current.
  • the fans stand still for a certain time (pause time), which is chosen the longer, the slower the type of wood in question dries and the thicker the sawn timber.
  • Fig. 3 shows a corresponding diagram for a very fast drying type of wood. As a result, pause times between the airflow pulses 140 and 142 are not required.
  • FIG. 4 shows a diagram for a corresponding procedure with air flow pulses 144, during which the air flow is directed from A to B, and air flow pulses 146, during which the air flow is directed from B to A.
  • the periods during which the fans 44 are switched on are expediently increased, i.e. expediently the duration of the air flow impulses and / or the reversing time segments are increased. This can be achieved by means of the wood moisture sensors 34 and the control system 106, which controls the pulse programmer 104 as a function of the measured wood moisture.

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Abstract

Verfahren zum Trocknen von Schnittholz, bei dem mittels durch Frequenzwandler-gesteuerte Drehstrommotoren angetriebener Ventilatoren ein Luftstrom durch in einem Trocknungsraum mit Abständen aufeinander gestapelte Schnittholzlagen hindurchgeleitet, dieser Luftstrom durch eine Heiz- sowie eine Entfeuchtungsvorrichtung konditioniert sowie jeweils nach Ablauf einer vorgegebenen Reversierzeit durch Umsteuerung der Ventilatoren umgekehrt wird, wobei zur Reduzierung des Energieaufwandes sowie der Erzielung einer gleichmässigen Trocknung der Luftstrom nach einer Reversierzeit von höchstens ca. 30 Minuten umgekehrt und in Luftstrom-impulse aufgegliedert wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen von Schnittholz, bei dem mittels durch Frequenzwandler-gesteuerte Drehstrommtoren angetriebener Ventilatoren ein Luftstrom durch in einem Trocknungsraum mit Abständen aufeinandergestapelte Schnittholzlagen hindurchgeleitet, dieser Luftstrom durch eine Heiz- sowie eine Entfeuchtungsvorrichtung konditioniert sowie jeweils nach Ablauf einer vorgegebenen Reversierzeit durch Umsteuerung der Ventilatoren umgekehrt wird.
  • Trockner, mit denen sich ein derartiges Verfahren durchführen lässt, sind vereinzelt bekannt; sie besitzen über einem Trocknungsraum, der nebeneinander mehrere Stapel von Schnittholzlagen aufnehmen kann, einen Ventilatorraum, in dem nebeneinander mehrere Axialventilatoren angeordnet sind, die durch über Frequenzwandler gespeiste Drehstrommotoren angetrieben werden. Durch Änderung der Frequenz des Speisestroms lässt sich so die Ventilatordrehzahl steuern, durch Anderung der Phase die Drehrichtung. Der von den Ventilatoren erzeugte Luftstrom wird so durch den Ventilator- und den Trocknungsraum im Kreislauf geführt, dass er bei einer bestimmten Drehrichtung der Ventilatoren auf der einen Seite des Trocknungsraums in diesen hinein und auf der gegenüberliegenden Seite aus dem Trocknungsraum austritt, um wieder in den Ventilatorraum zu gelangen; dabei werden die im Trocknungsraum nebeneinander angeordneten Schnittholzlagenstapel vom Luftstrom in Querrichtung durchströmt. Auf jeder Seite des Trocknungsraums befinden sich Sensoren für die Messung der Holzgleichgewichtsfeuchte sowie der Temperatur des Luftstroms ; ausserdem werden in einige der Schnitthölzer Sensoren zur Messung der Holzfeuchte eingesetzt, um mit Hilfe eines Programmsteuergeräts und der durch die verschiedenen Sensoren erfassten Daten eine über der einen Seite des Trocknungsraums liegende Heizvorrichtung, durch die der Luftstrom beim Einleiten in den Trocknungsraum hindurchströmt, Sprühdüsen an beiden Seiten des Trocknungsraums zur Befeuchtung des umlaufenden Luftstroms, Zuluft-und Abluftklappen in der Decke des Ventilatorraums zur Verminderung der Feuchtigkeit des umlaufenden Luftstroms sowie die Drehstrommotoren der Axialventilatoren zu steuern. Zur Entfeuchtung des umlaufenden Luftstroms können aber auch andere Entfeuchtungsvorrichtungen herangezogen werden; so ist es z.B. bekannt, einen Teil des umlaufenden Luftstroms über eine gekühlte Fläche zu leiten, um dem Luftstrom einen Teil seiner Feuchtigkeit durch Auskondensieren des Wasserdampfs zu entziehen. Die in bestimmten Phasen des Trockungsprozesses, so z.B. während des Aufheizens des Luftstroms oder am Ende der Trocknung,erforderliche Befeuchtung des Luftstroms kann entweder dadurch erfolgen, dass Wasser durch Sprühdüsen im Luftstrom zerstäubt oder in diesen Wasserdampf eingeleitet wird.
  • Aus Gründen einer günstigeren Relation des nutzbaren Trockungsraums zur Grösse der erforderlichen Inyestitionen werden immer grössere Trockner gebaut, wobei die Höhe des Trocknungsraums nicht beliebig gesteigert werden kann, weil sich das Schnittholz aus Gründen der Standfestigkeit der Stapel nicht zu beliebig hohen Stapeln aufeinanderschichten lässt. Infolgedessen können nur die Kammerlänge und die Kammerbreite vergrössert werden. Bei grossen Kammerbreiten, die zur Erzielung eines kompakten Trocknergehäuses angestrebt werden, treten jedoch Probleme auf, die im folgenden geschildert werden sollen:
    • Bei der Trocknung von Holz wird Luft mit definierter Temperatur und Feuchtigkeit durch einen oder durch mehrere, hintereinander bzw. nebeneinander angeordnete Stapel von . Schnittholzlagen hindurchgeblasen, wobei die Luftgeschwindigkeit je nach Bauart des Trockners zwischen 0,5 und ca. 10 m/s liegt. Beim Durchgang durch die Schnittholzlagenstapel nimmt die Luft von der Holzoberfläche Feuchtigkeit auf, leistet dabei Verdunstungsarbeit und kühlt sich infolgedessen ab. Wenn der Weg des Luftstroms durch den Schnittholzlagenstapel bzw. die Schnittholzlagenstapel hindurch lang ist, erreicht die Luft irgendwo zwischen den Schnittholzlagen ihren Taupunkt und nimmt auf ihrem weiteren Weg durch die Schnittholzlagen hindurch keine Feuchtigkeit mehr auf, sondern gibt im Gegenteil Wasser ab. Man hat deshalb schon versucht, durch zwischen den Schnittholzlagenstapeln angeordnete Heizvorrichtungen den Luftstrom wieder aufzuheizen, was jedoch nicht zu zufriedenstellenden Ergebnissen führt, da dadurch die Luft nicht entfeuchtet wird und sich in Luftströmungsrichtung hinter der Zwischenheizvorrichtung andere Trocknungsbedingungen ergeben als für die vor der Zwischenheizvorrichtung liegenden Schnittholzlagen.
  • Um bei Trocknern mit in Luftstromrichtung grosser Breite eine möglichst gleichmässige Trocknung des Schnittholzes zu erzielen, sind bereits Verfahren der eingangs erwähnten Art bekanntgeworden, bei denen der Luftstrom jeweils nach Ablauf einer vorgegebenen Reversierzeit von 4 bis 12 Stunden umgekehrt wird. Damit wurde versucht, die zunächst an der Luftaustrittsseite der Schnittholzlagenstapel liegenden und schlecht trocknenden Schnitthölzer nach dem Umkehren des Luftstroms der frisch aufgeheizten und entfeuchteten Luft auszusetzen, um so doch zu einem einigermassen gleichmässigen Fortschritt des Trocknungsvorgangs zu kommen. Aber auch diese bekannte Verfahrensführung hat verschiedene Nachteile: Werden die Schnittholzlagenstapel vom Luftstrom in einer ersten Richtung durchströmt, kehrt sich der Trocknungseffekt längs des Wegs des Luftstroms durch die Schnittholzlagen allmählich in einen Befeuchtungsvorgang um; nach einer Umkehr des Luftstroms muss dann zunächst in demjenigen Bereich der Schnittholzlagenstapel, in dem der Luftstrom zwischen die Schnittholzlagen eintritt, die zuvor abgeladene Feuchtigkeit von der Luft aufgenommen werden, und von dieser Feuchtigkeit schlägt sich dann längs des Wegs des Luftstroms infolge seiner Abkühlung wiederum ein Teil an den Schnittholzlagen nieder, so dass ein Teil der Feuchtigkeit nur hin und her transportiert wird, was den Energieaufwand erhöht und die Trocknungszeit verlängert. Diese Betrachtung gilt natürlich nur für relativ hohe Holzfeuchten oberhalb des Sättigungsbereichs der Holzfaser. Ferner stellt sich einige Zeit nach dem Einschalten des Luftstroms zwischen den Schnittholzlagen eine quasi laminare Strömung ein, die zu einer langsameren Feuchtigkeitsaufnahme der Luft vom Holz führt als eine turbulente Luftströmung, bei der sich nicht in gleichem Masse wie bei einer laminaren Strömung Grenzschichten ausbilden können, die den Feuchtigkeitsaustausch verlangsamen. Schliesslich wird bei der Umkehrung der Luftstromrichtung ein grosser Sprung der im Trocknungsraum gemessenen Temperatur nach unten und der Luftfeuchtigkeit nach oben festgestellt, was entsprechend grosse Änderungen der Temperatur- und der Luftentfeuchtungs-Regelgrössen zur Folge hat.
  • Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine solche Verfahrensführung zu schaffen, dass sich verhältnismässig billig eine Vergleichmässigung des Trocknungsvorgangs längs des Wegs des Luftstroms durch die Schnittholzlagen hindurch erreichen lässt.
  • Ausgehend von einem Verfahren der eingangs erwähnten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Luftstrom nach einer Reversierzeit von höchstens ca. 30 M-in. umgekehrt wird. Ausgangspunkt war dabei die Erkenntnis, dass sich die vorstehend geschilderten Vorgänge und Nachteile des Standes der Technik umsomehr verstärken, je länger eine Luftströmungsrichtung beibehalten wird, d.h. je länger die Reversierzeitabschnitte sind. Ferner wurde erkannt, dass sich kürzere Reversierzeiten mit Frequenzwandler-gespeisten Drehstrommotoren ohne weiteres realisieren lassen, was beim Ein- und Ausschalten über die noch weit verbreiteten Schaltschütze nicht der Fall wäre: Da jeder Ventilatormotor eine Leistung in der Grössenordnung von beispielsweise 3 KW besitzt, können durch Schaltschütze nicht alle Ventilatoren gleichzeitig eingeschaltet werden, weil sich sonst eine unzulässig hohe Stromspitze ergeben würde.
  • Bei den bekannten Trocknern mit Schaltschütz-gesteuerten Ventilatormotoren müssen deshalb die letzteren nacheinander eingeschaltet werden, was allein eine Gesamteinschaltzeit von mehreren Minuten bedingt. Ausserdem laufen die Ventilatoren nach dem Abschalten der Motoren noch einige Minuten nach, ehe sie zum Stillstand kommen. Schon diese beiden Tatsachen stehen einer Verkürzung der Reversierzeit entgegen, denn es geht natürlich nicht an, dass ein nennenswerter Teil des Reversierzeitabschnitts allein dazu benötigt wird, die Ventilatoren auf Arbeitsdrehzahl und dann wieder zum Stillstand zu bringen. Ausserdem hätte aber auch die aus wirtschaftlichen Gründen erforderliche Lebensdauer der Schaltschütze nicht erreicht werden können, wenn man eine Reversierzeit von mehreren Stunden Dauer unterschritten hätte. Erst die Verwendung von Drehstrommotoren für den Antrieb der Ventilatoren und den Betrieb dieser Drehstrommotoren durch Frequenzwandler machen es möglich, die vorstehend erläuterten Schranken für eine Verminderung der Reversierzeit zu unterschreiten, da sich die Ventilatoren unter Vermeidung von Stromspitzen gesteuert und alle gleichzeitig auf Arbeitsdrehzahl bringen und verhältnismässig schnell wieder abbremsen lassen.
  • Dadurch, dass bei dem erfindungsgemässen Verfahren die Reversierzeit nur noch einen Bruchteil der Reversierzeit bei bekannten Trocknungsverfahren beträgt, lässt sich längs des Wegs des Luftstroms durch die Schnittholzlagen eine wesentlich gleichmässigere Trocknung erreichen und ein Feuchtigkeitstransport von der einen zur anderen Seite der Schnittholzlagenstapel und zurück weitgehendst vermeiden, so dass man bei Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens mit weniger Energie und kürzeren Trocknungszeiten auskommt.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird der Luftstrom umgekehrt, wenn die Holzgleichgewichtsfeuchte an der Abluftseite der Schnittholzlagenstapel einen Wert erreicht, der um ca.1 % höher ist als der auf der Zuluftseite gemessene Wert, und/öder wenn die Temperatur des Luftstroms auf der Abluftseite um mehr als ca. 2° C unter die Temperatur auf der Zuluftseite abgefallen ist.
  • Ferner ist es zweckmässig, die Steilheit des Anstiegs der Frequenz des Drehstroms für die Speisung der Ventilatormotoren und damit die Steilheit des Anstiegs der Ventilatordrehzahl nur so gross zu wählen, dass die Stromaufnahme der Drehstrommotoren niemals grösser wird als die Stromaufnahme bei Vollast unter Arbeitsdrehzahl.
  • Als besonders vorteilhaft haben sich Reversierzeiten zwischen ca. 10 und ca. 20 Min. und insbesondere zwischen ca. 10 und ca. 15 Min. herausgestellt.
  • Wie bereits erwähnt, stellt sich einige Zeit nach dem Einschalten der Ventilatoren zwischen den Schnittholzlagen eine quasi laminare Strömung ein, die infolge der mit ihr verbundenen Grenzschichten den Feuchtigkeitsaustausch zwischen Holz und Luftstrom verlangsamt. Deshalb wird bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung angestrebt, laminare Strömungsverhältnisse weitgehendst zu vermeiden, indem die Ventilatoren innerhalb eines Reversierzeitabschnitts mehrfach auf Arbeitsdrehzahl und dann wieder zum Stillstand gebracht werden und so ein pulsierender Luftstrom erzeugt wird. Zweckmässigerweise wählt man die Dauer eines Luftstromimpulses so, dass die Ventilatoren wieder abgebremst werden, wenn sich zwischen den Schnittholzlagen eine laminare Luftströmung auszubilden beginnt.
  • Die Geschwindigkeit der Trocknung von Holz hängt natürlich von der Holzart und der Dicke des Schnittholzes ab; bei langsam trocknenden Holzarten braucht die Feuchtigkeit mehr Zeit, um durch das Holz hindurchzudiffundieren, und bei dickerem Schnittholz dauert es länger, bis die Feuchtigkeit aus dem Kern des Schnittholzes an dessen Oberfläche gelangt. Um bei langsam trocknenden Holzarten und dickerem Schnittholz nicht unnötig Energie für die Aufheizung umd Umwälzung der Trocknungsluft aufzuwenden, weil die Oberflächen der Schnittholzlagen bereits getrocknet sind, die Feuchtigkeit aus dem Innern des Schnittholzes aber nicht rasch genug an dessen Oberflächen gelangen kann, empfiehlt es sich bei der Trocknung langsam trocknender Holzarten oder dickeren Schnittholzes, zwischen den Luftstromimpulsen jeweils eine Pausenzeit vorzusehen, während der die Ventilatoren stillstehen. Je langsamer eine Holzart trocknet und je dicker die Schnitthölzer sind, umso länger wird man diese Pausenzeit wählen.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie der beigefügten zeichnerischen Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines neuen Trockners zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens; in der Zeichnung zeigen:
    • Fig. 1: eine schematische Darstellung des Trockners zusammen mit einem Blockschaltbild der zugehörigen Steuerung und
    • Fig. 2 bis 4: Betriebsdiagramme für die Ventilatoren des Trockners für verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemässen Trocknungsverfahrens.
  • Die Fig. 1 zeigt einen Trockner 10 mit einem Gehäuse, welches einen Trocknungsraum 12 und einen darüber angeordneten Ventilatorraum 14 umschliesst. Bei den Abmessungen des Trockners, die in der Zeichnungsebene der Fig. 1 liegen, soll es sich um die Breite und Höhe des Trockners handeln. Im Trocknungsraum 12 sind nebeneinander drei Schnittholzlagenstapel 16, 18 und 20 angeordnet, die sich in Längsrichtung des Trockners erstrecken und deren Schnittholzlagen 22 derart aufeinandergestapelt sind, dass sich dazwischen Zwischenräume 24 ergeben, die sich in Querrichtung durch den jeweiligen Schnittholzlagenstapel hindurch erstrecken.
  • An der Innenseite einer jeden der Seitenwände 26, 28 des Trockners 10 sind jeweils mindestens ein Temperatursensor 30 zur Messung der Lufttemperatur und ein Feuchtigkeitssensor 32 zur Messung der sogenannten Holzgleichgewichtsfeuchte Ugl angeordnet (wie bekannt, ist die Holzgleichgewichtsfeuchte eine Funktion der Luftfeuchtigkeit); ausserdem sind in verschiedene Schnittholzlagen Holzfeuchtesensoren 34 eingesetzt, mit denen sich die tatsächliche Holzfeuchtigkeit messen lässt.
  • Der Ventilatorraum 14 besitzt einen Boden 38, der ihn vom Trocknungsraum 12 trennt, sowie eine vertikale Querwand 40, die den Ventilatorraum 14 in zwei Kammern unterteilt und die mehrere öffnungen 42 zur Aufnahme jeweils eines Axialventilatores 44 aufweist. Dem Antrieb der Ventilatoren dienen Drehstrommotoren 46. Über den beiden Kammern des Ventilatorraums 14 befinden sich in einer Decke 48 des Trocknergehäuses jeweils mehrere, durch bewegliche Klappen 50 verschliessbare Öffnungen 52, über denen sich Kamine 54 befinden. Die um gleichgerichtete Achsen 56 schwenkbaren Klappen 50 sind über ein Gestänge 58 sämtlich miteinander gekoppelt.
  • An diesem Gestänge 58 greift ein Stellmotor 62 an, durch den sich infolgedessen alle Klappen 50 öffnen und schliessen lassen.
  • Zwischen dem Boden 38 des Ventilatorraums 14 und den Seitenwänden 26 und 28 sind Luftdurchtrittsöffnungen 66 vorgesehen, wobei in mindestens einer dieser Durchtrittsöffnungen eine Heizvorrichtung 68 angeordnet ist, bei der es sich um eine elektrisch, mit Heissdampf oder einem Wärmeträgeröl betriebene Heizvorrichtung handeln kann. Schliesslich sind unterhalb der Durchtrittsöffnungen 66 längs beider Seitenwände 26, 28 Befeuchtungsvorrichtungen 70 angeordnet, durch die Wasser in den Trocknungsraum 12 eingesprüht und zerstäubt oder Niederdrucksattdampf in den Trocknungsraum eingeleitet werden kann.
  • Das in Fig. 1 enthaltene Blockschaltbild zeigt eine Drehstromquelle 100 zur Speisung der Drehstrommotoren 46 über einen Frequenzwandler 102, über den sich die Drehzahl der Drehstrommotoren 46 durch Änderung der Frequenz des eingespeisten Drehstroms steuern lässt; ausserdem kann durch den Frequenzwandler 102 die Phase des Drehstroms und damit die Drehrichtung der Drehstrommotoren 46 geändert werden. Derartige Frequenzwandler sind auf dem Markt erhältlich, so dass ihr Aufbau und ihre Wirkungsweise nicht näher beschrieben zu werden braucht. Der Steuerung des Frequenzwandlers 102 dient ein Impulsprogrammgeber 104, durch den dem Frequenzwandler 102 die Reversierzeitabschnitte, die Luftstromimpulse und die Pausenzeiten vorgegeben werden. Hierbei wird es sich zweckmässigerweise um einen Mikroprozessor handeln. Um den vom Impulsprogrammgeber 104 ausgegebenen Zeitplan für die Reversierzeitabschnitte, die Luftstromimpulse und die Pausenzeiten der Art und Feuchtigkeit des zu trocknenden Holzes sowie der Temperatur und Feuchtigkeit des von den Ventilatoren 44 erzeugten Luftstroms anpassen zu können, ist ein Kontrollsystem 106 vorgesehen, welches über eine Steuerleitung 108 u.a. den Impulsprogrammgeber 104 steuert. Dieser ist seinerseits über eine Steuerleitung 110 mit dem Frequenzwandler 102 verbunden, der über Leitungen 112, 112a, 112b, 112c die Drehstrommotoren 46 speist.
  • Auch bei dem Kontrollsystem 106 handelt es sich zweckmässigerweise um einen Mikroprozessor mit einem ersten Eingang 114, über den die Art des zu trocknenden Holzes betreffende Daten in das Kontrollsystem eingegeben werden können. Ein mehrkanaliger Eingang 116 ist über eine mehrkanalige Leitung 116a mit den verschiedenen Holzfeuchtesensoren 34 verbunden, zwei Eingänge 118 und 120 über Leitungen 118a und 120a mit den Feuchtigkeitssensoren 32 und zwei Eingänge 122 und 124 über Leitungen 122a und 124a mit den Temperatursensoren 30. Das Kontrollsystem 106 steuert über einen Ausgang 126 und eine Steuerleitung 128 die Heizvorrichtung 68, und ein mehrkanaliger Ausgang 130 dient zusammen mit einer mehrkanaligen Steuerleitung 132 der Steuerung der Befeuchtungsvorrichtungen 70 sowie des Stellmotors 62 für die Klappen 50. Werden diese geöffnet, so tritt ein Teil des mit Feuchtigkeit beladenen Luftstroms auf der Druckseite der Ventilatoren 44 über die Kamine 54 aus dem Ventilatorraum 14 aus, während über die auf der Saugseite der Ventilatoren 44 liegenden Kamine 5.4 trockene Frischluft aus der Umgebung des Trockners angesaugt wird, die dann durch die Heizvorrichtung 68 erwärmt wird, so dass ihre relative Luftfeuchtigkeit noch weiter absinkt.
  • In Fig. 1 wurde derjenige Bereich des Trocknungsraums 12, der links von den Schnittholzlagenstapeln 16, 18, 20 liegt, mit "A" bezeichnet, der rechts davon liegende Bereich mit "B", während der Weg des Luftstroms durch die Schnittholzlagenstapel hindurch durch einen Doppelpfeil C angedeutet wurde.
  • Die Fig. 2 zeigt für eine erste Art der Verfahrensführung ein Diagramm mit der Darstellung der Drehzahl der Ventilatoren 44 in Abhängigkeit von der Zeit. Dabei soll angenommen werden, dass der Luftstrom während dreier Luftstrom- impulse 140 von A nach B gerichtet ist und die Reversierzeit z.B. 15 Min. beträgt. Dann folgen drei Luftstromimpulse 142 mit von B nach A gerichteter Luftströmung. Die Flanken 140a der Luftstromimpulse sollen nur so steil sein, dass die Stromaufnahme der Ventilatoren 44 während des Beschleunigens auf Arbeits- oder Nenndrehzahl nicht zu unerwünschten Stromspitzen führt und insbesondere den Nenn- oder Vollaststrom nicht überschreitet. Zwischen den Luftstromimpulsen 140 bzw. 142 stehen die Ventilatoren jeweils für eine bestimmte Zeit still (Pausenzeit), die umsolänger gewählt wird, je langsamer die betreffende Holzart trocknet und je dicker das Schnittholz ist.
  • Die Fig. 3 zeigt ein entsprechendes Diagramm für eine sehr schnell trocknende Holzart. Infolgedessen sind Pausenzeiten zwischen den Luftstromimpulsen 140 und 142 nicht erforderlich.
  • Je grösser der Anstieg des Klimas, d.h. der Luftfeuchtigkeit, und/oder der Abfall der Temperatur des Luftstroms auf dem Weg von A nach B bzw. von B nach A ist, umsokürzer werden die Reversierzeitabschnitte gewählt. Unterschreitet die Reversierzeit einen Wert von z.B. ungefähr 3 Min., sollten die Ventilatoren nicht mehr impulsweise betrieben werden. Die Fig. 4 zeigt ein Diagramm für eine entsprechende Verfahrensführung mit Luftstromimpulsen 144, während welcher der Luftstrom von A nach B gerichtet ist, und Luftstromimpulsen 146, während welcher der Luftstrom von B nach A gerichtet ist.
  • Mit fortschreitender Trocknung. des Holzes werden die Zeitabschnitte, während der die Ventilatoren 44 eingeschaltet sind, zweckmässigerweise vergrössert, d.h. man vergrössert zweckmässigerweise die Dauer der Luftstromimpulse und/oder die Reversierzeitabschnitte. Dies lässt sich durch die Holzfeuchtesensoren 34 und das Kontrollsystem 106 erreichen, welches in Abhängigkeit von der gemessenen Holzfeuchte den Impulsprogrammgeber 104 steuert.

Claims (7)

1. Verfahren zum Trocknen von Schnittholz, bei dem mittels durch Frequenzwandler-gesteuerte Drehstrommotoren angetriebener Ventilatoren ein Luftstrom durch in einem Trocknungsraum mit Abständen aufeinander gestapelte Schnittholzlagen hindurchgeleitet, dieser Luftstrom durch eine Heiz- sowie eine Entfeuchtungsvorrichtung konditioniert sowie jeweils nach Ablauf einer vorgegebenen Reversierzeit durch Umsteuerung der Ventilatoren umgekehrt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftstrom nach einer Reversierzeit von höchstens ca. 30 Min. umgekehrt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reversierzeit ca. 10 bis ca. 20 Min. beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilatoren innerhalb eines Reversierzeitabschnitts mehrfach auf eine Arbeitsdrehzahl und dann wieder zum Stillstand gebracht werden und so ein pulsierender Luftstrom erzeugt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Luftstromimpulsen jeweils eine Pausenzeit vorgesehen wird, während der die Ventilatoren stillstehen.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass für langsam trocknende Hölzer und für dickere Schnitthölzer die Pausenzeit länger gewählt wird als für schneller trocknende Hölzer und für dünnere Schnitthölzer.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge eines Luftstromimpulses höchstens ungefähr gleich derjenigen Zeitdauer ist, innerhalb welcher sich nach dem Einschalten der Ventilatoren zwischen den Schnittholzlagen eine laminare Strömung ausbildet.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit fortschreitender Trocknung des Holzes die Zeitabschnitte, während der die Ventilatoren eingeschaltet sind, vergrössert werden.
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