EP1300643A2 - Cellule mobile de séchage du bois - Google Patents

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EP1300643A2
EP1300643A2 EP02366007A EP02366007A EP1300643A2 EP 1300643 A2 EP1300643 A2 EP 1300643A2 EP 02366007 A EP02366007 A EP 02366007A EP 02366007 A EP02366007 A EP 02366007A EP 1300643 A2 EP1300643 A2 EP 1300643A2
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EP
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air
load
drying
technical module
enclosure
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EP02366007A
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Inventor
Claude Bertrand
Marc Bertrand
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Sa Des 3a
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Sa Des 3a
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    • F26B25/066—Movable chambers, e.g. collapsible, demountable
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
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    • 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
    • F26B21/004—Nozzle assemblies; Air knives; Air distributors; Blow boxes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
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    • F26B21/02—Circulating air or gases in closed cycles, e.g. wholly within the drying enclosure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F26B25/00—Details of general application not covered by group F26B21/00 or F26B23/00
    • F26B25/008—Seals, locks, e.g. gas barriers or air curtains, for drying enclosures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B2210/00—Drying processes and machines for solid objects characterised by the specific requirements of the drying good
    • F26B2210/16—Wood, e.g. lumber, timber

Definitions

  • the present invention relates to a device for pre-drying and / or drying of various materials, for example pieces of wood.
  • Wood pre-drying and drying operations are traditionally performed in the open air and therefore require a very long time.
  • the object of the invention is to propose a solution to this problem.
  • the air inlet (s) are placed at the bottom and laterally on the technical module, the air outlet (s) are placed on top of said module and the deformable sheath extends horizontally and longitudinally above the load so that apply pressure and seal on the upper surface of the load while the vertical walls of the enclosure serve as air return.
  • a drying device called cell (1) for the sake of simplification includes in a chamber (2) a drying chamber (3) proper in which is installed the load (4) of material to be dried and a technical module (5).
  • the primary objective is to produce a device that can be transported on the road and / or on railroad
  • the first constraints of the invention are constraints dimensional i.e. maximum height, length and width not to be exceeded and must remain below those imposed by road transport standards and / or rail.
  • the first difficulty to solve is therefore to achieve in a volume of dimensions imposed air circulation, as regular as possible, between and around objects to be dried, while keeping the largest possible capacity vis-à-vis said objects to be dried.
  • the simplest optimal shape of the enclosure (2) is the shape parallelepiped, although not mandatory.
  • the enclosure (2) can for example be produced from the structure of a refrigerated trailer, it can also be specially designed for drying destination according to the characteristics of this application for patent, it may or may not have wheels so as to be directly mobile or to be placed on a mobile platform.
  • the best possible arrangement for an air supply duct (11) connected at the output (7) of the technical module is the longitudinal arrangement in order to distribute the air as regularly as possible along the stacks of planks (8).
  • the border (17) is pivotally mounted with elastic return so that said rigid face can be retracted during loading and automatically return to its tilted position whereby the flexible wall applies to seal, its optimal inclination ⁇ is then between 40 and 60 °.
  • the sheath (11) is provided as close as possible to one of the lateral faces of the enclosure to reduce pressure losses, it extends over the entire length of the enclosure, and it is tightly connected to the air outlets (7) from the technical module.
  • the drying air after leaving the sheath 11, circulates between the boards or other objects, crosses the enclosure and is taken up by the air intakes (6) of the module technique arranged at the bottom of it.
  • the cell (1) is provided with one or more movable fronts on pivots or on rails on its two largest sides to allow front loading of great length and location of the technical module,
  • thermodynamic unit capable of allowing the temperature to rise (as example 50 ° C) by one or more electrical resistances; maintaining said temperature being ensured by energy recycling and put by the condenser of the compressor in dehumidification.
  • the temperature and humidity are managed by a hygrostat type regulator and thermostat, their probes are positioned in the cell,
  • Said probes placed regularly and judiciously along the length of the cell and allow the homogeneity of the air in the enclosure by means of one or several laminar flow and variable speed turbines to overcome disadvantages of the length of the cell.
  • the dehydrator of the technical module is composed of a refrigeration compressor, an evaporator-type exchanger in stainless materials, with a reduced exchange surface (for example: dimension of the exchanger length 600 mm 400 mm width 30 mm thick).
  • Said exchanger being equipped with high-efficiency stainless tubes, provided of stainless blades around their edges to avoid any corrosion with acids (with tanic acid).
  • the dehydrator being equipped with a second exchanger for the sub cooling of refrigerant gases which allows the energy emitted by the compressor in recycling having, for example, a closed U shape and respecting the different condensation temperatures as well as the air flow rates at least one tangential turbine for the dehydrator, in order to reduce the maximum size, weight, noise while having a large air flow.
  • This air flow being managed at its outlet from the dehydrator by a set of ducts flexible to prevent crushing (example: textile sheath, memory plastic), air can thus be regularly distributed on each variable speed turbine and at laminar flow located at the top point of the cell along the rigid wall of the sheath (wall made in one or more sections).
  • the temperature which may exceed the setpoint due to condensation is managed by a thermostat located in recovery controlling a turbine injecting air external overpressure in the dehydrator at the trap heat exchanger humidity, the additional volume of air injected or expanded being managed by one or several flaps opening on their own weight in proportion to the pressure exerted on their blades to desaturate the atmosphere of the enclosure if necessary for example for the treatment of delicate woods.
  • the walls of the enclosure are made of insulating material (for example: polyurethane foam and plastic panels).
  • the set can be maintained with metal frames and crutches stabilizers on a platform (by way of nonlimiting example, the cell will have dimensions of the order of 2.5 m for the width and for the height of 2.6 m and for the length of 13.50 m) these dimensions do not take into account a possible train of rolling.
  • the device according to the invention is particularly intended for pre-drying and drying of woody materials (such as textile wood, etc.) or others.
  • Provision on request is quick, (for example: a hour for example) as on natural disaster production sites, floods or any other conditions.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Drying Of Solid Materials (AREA)
  • Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)

Abstract

L'invention concerne un dispositif pour le pré-séchage et/ou le séchage d'un chargement d'objets, par exemple un chargement de pièces de bois, du type comportant une chambre de séchage (3) dans laquelle est placé le chargement d'objets à sécher, un module technique (5) comportant au moins des moyens de séchage d'air et de ventilation ainsi qu'au moins une entrée de reprise d'air (6) et au moins une sortie (7) d'air de séchage, caractérisé en ce que le module technique (5) et la chambre de séchage (3) sont placés dans la même enceinte (2) qui comporte une gaine (11) de soufflage d'air raccordée en sortie (7) du module technique qui est : o pour partie gonflable et déformable pour que, sous l'effet de la pression de l'air (21) issu du module technique, elle s'adapte à la conformation d'une surface du chargement, o et pour partie rigide pour diriger l'air sortant d'une pluralité d'ouies vers une des parois de l'enceinte utilisée comme renvoi d'air. Application : unité mobile de séchage <IMAGE>

Description

La présente invention concerne un dispositif pour le pré-séchage et/ou le séchage de divers matériaux, par exemple des pièces de bois.
Les opérations de pré-séchage et de séchage du bois sont traditionnellement effectuées à l'air libre et nécessitent par conséquent une durée très longue.
Elles peuvent être réalisées sur site et sous abris ou bien réalisées par des sous-traitants sur d'autres sites, ce qui implique de régler des problèmes de transport, gestion de stockage, manutention et concurrence (en raison du monopole des possesseurs d'installation de séchage en gros volumes fixés).
Pour pallier ces inconvénients certains utilisateurs, ayant des besoins annuels de séchage, ont investi dans des enceintes de séchage fixes et non démontables mais leurs principaux inconvénients sont une durée très longue de rentabilité et la nécessité d'une exploitation continue.
A ce jour, il n'existe aucune solution aux problèmes de l'art antérieur pour des utilisations occasionnelles et/ou des déplacements sur site de production.
Le but de l'invention est de proposer une solution à ce problème.
Ce but est atteint par l'invention qui consiste en un dispositif pour le pré-séchage et/ou le séchage d'un chargement d'objets, par exemple un chargement de pièces de bois, du type comportant une chambre de séchage dans laquelle est placé le chargement d'objets à sécher, un module technique comportant au moins des moyens de séchage d'air et de ventilation ainsi qu'au moins une entrée de reprise d'air et au moins une sortie d'air de séchage, caractérisé en ce que le module technique est placé à une extrémité de la chambre de séchage et dans la même enceinte, de manière que pendant une opération de séchage , l'air de séchage issu de la ou des sorties d'air soit :
  • conduit par une gaine déformable venant faire pression et étanchéité sur une surface du chargement,
  • distribué en flux réguliers répartis le long dudit chargement,
  • renvoyé par une paroi de l'enceinte vers le chargement de manière à le traverser ou à le parcourir puis,
  • renvoyé à nouveau par une autre paroi de l'enceinte pour pouvoir être repris par la ou les reprises d'air du module technique en l'absence de toute gaine ou canalisation.
Selon une variante préférée de mise en oeuvre la ou les entrées d'air sont placées en bas et latéralement sur le module technique, la ou les sorties d'air sont placées sur le dessus dudit module et la gaine déformable s'étend horizontalement et longitudinalement au dessus du chargement de manière à venir faire pression et étanchéité sur la surface supérieure du chargement tandis que les parois verticales de l'enceinte servent de renvoi d'air.
On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description ci-après faite en référence aux figures annexées suivantes :
  • figure 1 : vue schématique d'ensemble d'une chambre de séchage selon l'invention,
  • figure 2 : coupe verticale transversale d'une chambre de la figure 1,
  • figure 3 : coupe verticale longitudinale d'une cellule selon l'invention avec la chambre de séchage proprement dite selon la figure 1 et le module technique de séchage disposé à une extrémité.
Un dispositif de séchage selon l'invention, appelé cellule (1) par souci de simplification comporte dans une enceinte (2) une chambre de séchage (3) proprement dite dans laquelle est installée la charge (4) de matériau à sécher et un module technique (5).
L'objectif premier étant de réaliser un dispositif transportable sur route et/ou sur voie ferrée, les premières contraintes de l'invention sont des contraintes dimensionnelles à savoir hauteur, longueur et largeur maximales à ne pas dépasser et devant rester inférieures à celles imposées par des normes de transport routier et/ou ferroviaire.
La première difficulté à résoudre est donc de réaliser dans un volume de dimensions imposées une circulation d'air, la plus régulière possible, entre et autour des objets à sécher, tout en conservant la plus grande capacité possible vis à vis desdits objets à sécher.
La forme optimale la plus simple de l'enceinte (2) est la forme parallélépipédique, bien que non obligatoire.
L'enceinte (2) peut par exemple être réalisée à partir de la structure d'une remorque frigorifique, elle peut également être spécialement conçue pour la destination de séchage selon les caractéristiques de la présente demande de brevet, elle peut comporter ou non des roues de façon à être directement mobile ou à être placée sur une plateforme mobile.
Afin de gagner le plus possible en capacité de séchage l'idée inventive a consisté à concevoir un circuit de circulation nécessitant le moins possible de canaux ou tubulures de circulation.
Pour atteindre la solution, l'idée a ensuite consisté à placer le module technique (5) à l'intérieur même de l'enceinte (2) et à utiliser les parois de ladite enceinte comme renvois d'air de séchage.
Cela a conduit à prévoir dans l'enceinte une chambre de séchage (3) proprement dite avec en extrémité un module technique contenant le ou les échangeurs-déshydrateur d'air.
Afin d'optimiser encore la disposition relative chambre-module technique et gagner en longueur de stockage on prévoit de placer une ou des reprises d'air humide (6) sur le côté du module technique et de placer une ou des sorties d'air (7) sec et réchauffé sur le dessus dudit module.
Les objets ou matériau à sécher présentés à titre d'exemple sur les figures sont des planches de bois (8) séparées par des plots (9).
La meilleure disposition possible pour une gaine (11) de soufflage d'air raccordée en sortie (7) du module technique est la disposition longitudinale afin de répartir l'air le plus régulièrement possible le long des empilements de planches (8).
A ce stade un nouveau problème devait être résolu.
En effet, s'il paraít simple de répartir les flux d'air (10) régulièrement le long de la gaine (11) au moyen d'ouies (12) calculables par l'homme du métier, il fallait trouver le moyen de forcer les flux (10) à glisser le long d'une des parois verticales(13) de l'enceinte et à s'infiltrer entre les planches (8), c'est à dire qu'il fallait trouver le moyen d'empêcher tout passage d'air entre la gaine (11) et la partie supérieure (14) du chargement.
La solution à ce problème est de concevoir une gaine qui est à la fois :
  • gonflable et déformable pour que sous l'effet de la pression de l'air (15) issu du module technique, elle s'adapte à la conformation de la partie supérieure (14) du chargement et fasse étanchéité à l'air,
  • et rigide pour que les ouies dirigent les flux d'air (10) vers une des parois de l'enceinte par exemple la paroi verticale (13) qui fait alors office de réflecteur.
Conformément à l'invention la gaine (11) comporte
  • une face en matériau rigide (15) comportant une pluralité d'ouies (12) et fixée en sous face du toit de l'enceinte par une de ses bordures (17) et inclinée d'un angle prédéterminé α par rapport au dit toit (16)
  • une paroi souple (20) fixée d'une part sur l'autre bordure (18) de la paroi rigide et, d'autre part, en sous face du toit et à une distance prédéterminée (19) de la bordure (17) de la face rigide.
Préférentiellement la bordure (17) est montée pivotante avec retour élastique de façon à ce que ladite face rigide puisse être escamotée pendant le chargement et revenir automatiquement à sa position inclinée selon laquelle la paroi souple s'applique pour faire étanchéité, son inclinaison optimale α est alors comprise entre 40 et 60°.
Préférentiellement, la gaine (11) est prévue le plus près possible d'une des faces latérales de l'enceinte pour diminuer les pertes de charge, elle s'étend sur toute la longueur de l'enceinte, et elle est raccordée de façon étanche à la ou aux sorties d'air (7) du module technique.
L'air de séchage, après sa sortie de la gaine 11, circule entre les planches ou autres objets, traverse l'enceinte et il est repris par les reprises d'air (6) du module technique disposées en bas de celui-ci.
On décrit encore à titre d'exemple divers aménagements préférentiels pouvant être remplacés par des équivalents techniques :
La cellule (1) est munie d'une ou plusieurs façades mobiles sur pivots ou sur rails sur ses deux plus grands côtés afin de permettre les chargements frontaux de grande longueur et l'emplacement du module technique,
Ce module technique permet l'extraction de l'humidité et il est pourvu d'une unité thermo-dynamique pouvant permettre la montée en température (à titre d'exemple 50°C) par une ou plusieurs résistances électriques ; le maintien de la dite température étant assuré par recyclage de l'énergie et mise par le condenseur du compresseur en déshumidification.
La température et l'hygrométrie sont gérées par un régulateur de type hygrostat et thermostat, leurs sondes sont positionnées dans la cellule,
Lesdites sondes placées régulièrement et judicieusement sur la longueur de la cellule et permettent l'homogénéabilité de l'air dans l'enceinte au moyen d'une ou plusieurs turbines à flux laminaires et à vitesse variable pour pallier aux inconvénients de la longueur de la cellule.
Selon un mode particulier de réalisation, le déshydrateur du module technique est composé d'un compresseur frigorifique, d'un échangeur type évaporateur en matériaux inoxydables, d'une surface d'échange réduit (à titre d'exemple : dimension de l'échangeur longueur 600 mm 400 mm largeur 30 mm d'épaisseur).
Ce dit échangeur étant équipé de tubes inoxydables à haut rendement, munis de lames inoxydables sur leurs pourtours afin d'éviter toute corrosion aux acides (à titre d'exemple l'acide tanique).
Le déshydrateur étant équipé d'un deuxième échangeur pour le sous refroidissement des gaz frigorifiques ce qui permet de réutiliser l'énergie émise par le compresseur en recyclage ayant, par exemple, une forme en U fermé et respectant les différentes températures de condensation ainsi que les débits d'air d'au moins une turbine tangentielle pour le déshydrateur, afin de réduire au maximum l'encombrement, le poids, le bruit tout en ayant un débit d'air important.
Ce débit d'air étant géré à sa sortie du déshydrateur par un ensemble de gaines souples afin d'éviter tout écrasement (exemple : gaine textile, plastique à mémoire), l'air peut être ainsi diffusé régulièrement sur chaque turbine à vitesse variable et à flux laminaire situées en point haut de la cellule le long de la paroi rigide de la gaine (paroi réalisée en un ou plusieurs tronçons).
La température pouvant dépasser la consigne du fait de la condensation est gérée par un thermostat situé en reprise commandant une turbine injectant de l'air extérieur en surpression dans le déshydrateur au niveau de l'échangeur piège à humidité, le surcroít de volume d'air injecté ou dilaté étant géré lui par un ou plusieurs volets s'ouvrant sur leur propre poids en proportion de la pression exercée sur leurs lames pour désaturer l'atmosphère de l'enceinte si nécessaire par exemple pour le traitement de bois délicats.
Les parois de l'enceinte sont réalisées en matière isolante (à titre d'exemple : mousse polyuréthane et panneaux plastiques).
L'ensemble peut être maintenu avec des armatures métalliques et des béquilles stabilisatrices sur une plate-forme (à titre d'exemple non limitatif la cellule aura des dimensions de l'ordre de 2.5 m pour la largeur et pour la hauteur de 2.6 m et pour la longueur de 13.50 m) ces dimensions ne tiennent pas compte d'un éventuel train de roulement.
Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné au pré-séchage et séchage de matériaux ligneux (comme par exemple : le bois textile, etc) ou autres.
La mise à disposition sur simple demande est rapide, (à titre d'exemple : une heure par exemple) comme sur les sites de productions catastrophes naturelles, les inondations ou toutes autres conditions.
Ce type de sécheur mobile et déplaçable n'existant pas à ce jour permet une utilisation dans des demandes ponctuelles et problématiques, et directement sur site.

Claims (9)

  1. Dispositif pour le pré-séchage et/ou le séchage d'un chargement d'objets, par exemple un chargement de pièces de bois, du type comportant une chambre de séchage (3) dans laquelle est placé le chargement d'objets à sécher, un module technique (5) comportant au moins des moyens de séchage d'air et de ventilation ainsi qu'au moins une entrée de reprise d'air (6) et au moins une sortie (7) d'air de séchage, caractérisé en ce que le module technique (5) et la chambre de séchage (3) sont placés dans la même enceinte (2) qui comporte une gaine (11) de soufflage d'air raccordée en sortie (7) du module technique qui est :
    pour partie gonflable et déformable pour que, sous l'effet de la pression de l'air (21) issu du module technique, elle s'adapte à la conformation d'une surface du chargement,
    et pour partie rigide pour diriger l'air sortant d'une pluralité d'ouies vers une des parois de l'enceinte utilisée comme renvoi d'air.
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la ou les entrées d'air (6) sont placées en bas et latéralement sur le module technique (5), la ou les sorties d'air (7) sont placées sur le dessus dudit module et la gaine déformable s'étend horizontalement et longitudinalement au dessus du chargement de manière à venir faire pression et étanchéité sur la surface supérieure (14) du chargement tandis que les parois verticales (13) et (13') de l'enceinte servent de renvoi d'air.
  3. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que la gaine déformable (11) comporte
    une face en matériau rigide (15) comportant une pluralité d'ouies (12) et fixée en sous face du toit de l'enceinte par une de ses bordures (17) et inclinée d'un angle prédéterminé α par rapport audit toit (16)
    une paroi souple (20) fixée d'une part sur l'autre bordure (18) de la paroi rigide et, d'autre part, en sous face du toit et à une distance prédéterminée (19) de la bordure (17) de la face rigide.
  4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la bordure (17) est montée pivotante avec retour élastique de façon à ce que ladite face rigide puisse être escamotée pendant le chargement et revenir automatiquement à sa position inclinée α selon laquelle la paroi souple s'applique sur le chargement pour faire étanchéité.
  5. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 4, caractérisé en ce que α est compris entre 40 et 60°.
  6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le module technique comporte au moins une unité thermo-dynamique avec déshydrateur et au moins une turbine à flux laminaire.
  7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le déshydrateur du module technique est composé d'un compresseur frigorifique, d'un échangeur type évaporateur en matériaux inoxydables, d'une surface d'échange réduit.
  8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le déshydrateur est équipé d'un deuxième échangeur pour le sous refroidissement des gaz frigorifiques ce qui permet de réutiliser l'énergie émise par le compresseur en recyclage.
  9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'enceinte peut être maintenue avec des armatures métalliques et des béquilles stabilisatrices sur une plate-forme.
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