HU226253B1 - Wood drying method - Google Patents

Description

A találmány tárgya eljárás fa szárítására, pontosabban eljárás frissen kivágott fa, például gyérítésből származó hulladék fa, frissen kivágott bambusz vagy más zöld növények rövid idő alatt történő szárítására.

A jelen leírásban a „fa” kifejezésbe beleértjük a bambuszt és a többi zöld növényt is.

Hagyományosan különféle eljárásokat használnak fa szárítására, ezek között van az az eljárás is, amelynek során a frissen kivágott fát egy lezárásra kerülő szárítókamrába rakják, és fa tüzelőanyagot, például hulladékfát, faforgácsot raknak egy égési gázt létrehozó kemence alsó részében kialakított lezárásra kerülő égetőkamrába, majd a fa tüzelőanyagot elégetik, amit követően az égésből származó magas hőmérsékletű égési gázt a szárítókamra felső részébe vezetik, és ezzel a fát szárítják, amikor is az oxigén koncentrációját a szárítókamrában alacsony szinten tartják.

A fa szárítására szolgáló fent leírt hagyományos eljárás esetén a fa azáltal szárítható biztonságosan és egyenletesen, hogy az oxigén koncentrációját a szárítókamrában, azaz az égési gáz oxigéntartalmát olyan alacsony szinten tartják, amely szinte nullával egyenlő. Mindazonáltal a hagyományos fa szárítására szolgáló eljárás, amikor is az oxigén koncentrációját szabályozzák, nem kielégítő a fa rövid idő alatt történő hatékony szárítása szempontjából, és továbbfejlesztést igényel.

A JP 8-210772 számú szabadalmi leírás (Yukio ISHll) egyenletes minőségű szárított fa előállítására alkalmas berendezést ismertet. A berendezés lezárható faszárító kamrát; égési gázt előállító, a faszárító kamra felső részével égésigáz-járaton keresztül összeköttetésben álló, alsó részében égetőkamrával ellátott kemencét; környezeti friss levegőt beszívó, és azt az égetőkamrába juttató égési levegőt betápláló járatot; az égési gázokat a faszárító kamra alól összegyűjtő, és azokat az égetőkamrába juttató égési gázokat visszaforgató árkot; valamint a faszárító kamra aljából az égési gázok egy részét a környezetbe elvezető kéményt tartalmaz. A berendezés el van még látva a kéményből kibocsátott égési gázok mennyiségét szabályozó eszközzel, valamint az égési gázokat visszaforgató árokból az égetőkamrába visszavezetett égési gázok mennyiségét szabályozó eszközzel. Ilyen eszközökül például csappantyúk vagy ventilátorok szolgálhatnak.

A JP 6-213568 számú szabadalmi leírás (Yukio ISHll) fa minőségének javítására szolgáló olyan berendezést ismertet, amely forró gáz felhasználásával végzi a szárítást. A berendezés hermetikusan lezárható fatároló helyiséget; égési levegőt bevezető járattal ellátott égésigáz-fejlesztőt; legalább az égésigáz-fejlesztő felső részéből a helyiség felső részébe vezető égési gázt betápláló járatot; a helyiség aljától egy kéményig vezető gázkivezető járatot; valamint a helyiség aljától az égési levegőt bevezető járatig vezető gázvisszaforgató járatot foglal magában. Ezen túlmenően az égésigázfejlesztőben gőzfejlesztő van elrendezve.

Célunk a jelen találmánnyal fa szárítására szolgáló olyan eljárást megalkotni, amely lehetővé teszi a fa hatékony szárítását rövidebb időtartam alatt azáltal, hogy a fa szárítására használt égési gáz koncentrációját nagy értéken tartjuk, és azáltal, hogy az égési gázt tartalmazó szárítókamra-gázközeg nyomását nagy értéken tartjuk.

Kitűzött célunk elérése érdekében fa szárítására szolgáló olyan eljárást alkottunk meg, amelynek során fa tüzelőanyagot, például hulladék fát helyezünk el égési gázt létrehozó kemence alsó részén kialakított égetőkamrába; azt elégetjük; és az égéssel létrehozott magas hőmérsékletű égési gázt bevezetjük frissen kivágott fának helyet adó szárítókamra felső részébe, és ezáltal az égési gázzal szárítjuk a fát; továbbá a szárítókamrában lévő égési gáz koncentrációját a 60 térfogat%-95 térfogat% tartományban lévő nagy értéken tartjuk; és a szárítókamra-gázközeg nyomását a légköri nyomás másfélszeresétől ötszöröséig terjedő tartományban lévő nagy értéken tartjuk. Az eljárás egy kedvező foganatosítási módja esetén az égési gáz koncentrációjának fenntartása során egy kéményen kivezetett szárítókamra-gázközeg kivezetésének mértékét, valamint a szárítókamrába bevezetett égési gáz bevezetésének mértékét szabályozzuk. Az eljárás egy kedvező foganatosítási módja esetén továbbá az égési gáz koncentrációjának fenntartása során a szárítókamrából az égetőkamrába visszaforgatott szárítókamragázközeg visszaforgatásának mértékét, valamint a szárítókamrába bevezetett égési gáz bevezetésének mértékét szabályozzuk. Az eljárás egy kedvező foganatosítási módja esetén továbbá a szárítókamra-gázközeg nyomásának nagy értéken való tartása során hermetikusan lezárjuk a szárítókamrát. Az eljárás egy kedvező foganatosítási módja esetén továbbá az égési gázt létrehozó kemencében túlhevített gőzt hozunk létre, és azt az égési gázzal együtt bevezetjük a szárítókamrába.

A jelen találmány tárgyát képező megoldás és a találmányból származó előnyök könnyebb megértése érdekében a találmány egy foganatosítási módját részletesen leírjuk. A rajzokon az

1. ábra oldalnézetben, metszetben mutat be egy, a találmány szerinti fa szárítására szolgáló eljárás egy változatának foganatosítását lehetővé tevő berendezés felépítését, és a

2. ábra az 1. ábra A-A vonala mentén vett metszet, amely a berendezés felépítését felülről, metszetben mutatja be.

A találmány egy foganatosítási módjának részletes leírását a rajzra hivatkozva egy 1 szárítókamra bemutatásával kezdjük, amely mind az első, mind a második ábrán látható, és amelyben frissen kivágott fát, például gyérítésből származó hulladék fát lehet elhelyezni. A 2. ábrán egy 2 ajtó mind nyitott, mind csukott állapotban látható, ez a 2 ajtó nyílik ki, amikor a fát berakjuk az 1 szárítókamrába, illetve, amikor azt eltávolítjuk az szárítókamrából. Az 1 szárítókamra padlójára 3 sínek vannak fektetve, és ezek a fa azon berakodónyílása felé nyúlnak, amelynél a nyitható és csukható 2 ajtók el vannak rendezve. Az 1 szárítókamra belseje hermetikusan lezárható akkor, amikor a nyitható és csukható ajtókat becsukjuk. Egy (nem ábrázolt) targonca köz2

HU 226 253 Β1 lekedik a 3 síneken, és erre a targoncára rakodható fel a fa. Ezzel kapcsolatban megjegyezzük, hogy a 3 sínek és a targonca csak egy példa olyan eszközre, amely az 1 szárítókamrába berakodja, és onnan kirakodja a fát, és így ez az eszköz nem korlátozódik ezekre a példákra.

Az ábrákon látható egy olyan 4 égési gázokat létrehozó kemence, amely az 1 szárítókamrával szomszédosán van elrendezve úgy, hogy közöttük egy 5 válaszfal van. A 4 égési gázt létrehozó kemence az alsó részén egy 4a égetőkamrával rendelkezik. A 4 égési gázt létrehozó kemence olyan nyitható és csukható 6 ajtókkal rendelkezik, amelyek kinyílnak, amikor a fa tüzelőanyagot, például a hulladék fát berakjuk a 4a égetőkamrába, vagy amikor a hamut eltávolítjuk. A nyitható és csukható 6 ajtókat bezárjuk azért, hogy hermetikusan lezárják a 4 égési gázt létrehozó kemencének a belsejét az égetés közben.

Az 5 válaszfal 7 égési gázt szolgáltató járatokkal rendelkezik, ezek az 5 válaszfalban, annak felső részén vannak kialakítva azért, hogy magas hőmérsékletű, a 4 égési gázt létrehozó kemencében létrehozott égési gázt juttassanak az 1 szárítókamra felső részébe. Minden egyes 7 égési gázt szolgáltató járat (nem ábrázolt) áramlási intenzitást szabályozó lemezzel, például csappantyúval lehet ellátva az 1 szárítókamrába vezetett égési gáz áramlási intenzitásának a 0%-100% tartományban való szabályozására. Előnyös, hogyha az égési gáz azelőtt kerül az 1 szárítókamrába, mielőtt annak hőmérséklete lecsökkenne, és ezért a 4 égési gázt létrehozó kemence előnyösen az 1 szárítókamra szomszédságában van elrendezve, de ez nem szükségszerű. Más módon, a 4 égési gázt létrehozó kemence és az 1 szárítókamra egymástól elválasztva lehet elrendezve.

Az ábrákon látható még a 4a égetőkamra külsejére nyíló több 8 frisslevegő-bevezető nyílás, amelyek azon alkalmas helyen vannak elrendezve ahhoz, hogy friss levegővel lássák el a 4a égetőkamrát. A 8 frisslevegőbevezető nyílások (nem ábrázolt) ventilátorral és csappantyúval vannak ellátva. Ez az intézkedés lehetőséget nyújt arra, hogy a 8 frisslevegő-bevezető nyílások biztosítsák szabályozott mennyiségű friss levegő bejuttatását, még akkor is, ha az égési gáz nyomása a 4a égetőkamrában nagy.

Az ábrákon látható több, az 1 szárítókamra alján kialakított 9 gázközeg-visszaforgató vezeték. A 9 gázközeg-visszaforgató vezeték olyan csatorna formájában van kialakítva, amelynek felső része nyitott az 1 szárítókamra felé, és amelynek 9a kilépőnyílása a 4a égetőkamrába nyílik. A 9 gázközeg-visszaforgató vezeték több, benne elrendezett 10 ventilátorral rendelkezik, ezek mindegyike biztosan kikényszeríti a szárítókamragázközeg továbbítását a 4a égetőkamrába, és szabályozza az szárítókamra-gázközeg visszaforgatásának mértékét. A szárítókamra-gázközeget az 1 szárítókamrába bevezetett égési gáz, valamint a fából elpárolgó nedvesség és illékony anyagok keverékének egy része képezi (a nedvességre és az elpárolgó anyagokra általában „a fából elpárolgó gázokként” fogunk hivatkozni).

A 10 ventilátorok a 9 gázközeg-visszaforgató vezetékek mentén van elrendezve. A 10 ventilátorok mindegyike egy-egy 10a tengelyhez van erősítve, amelyeket 10b hajtóeszköz, például elektromos motor forgat. Előnyös, hogyha (nem ábrázolt) fedőlemez, például vaslemez van részben a 9 gázközeg-visszaforgató vezeték felső részére fektetve ott, ahol a 10 ventilátorok vannak elhelyezve, és így a 10 ventilátorok kifújásának hatékonysága megnő. Ezen túlmenően az egyes 9 gázközeg-visszaforgató vezetékek további nyitott részei előnyösen (nem ábrázolt) légáteresztő burkolattal, például hálóval vagy perforált lemezzel vannak borítva. A 9 gázközeg-visszaforgató vezetékek nem korlátozódnak a fent leírt csatomaszerkezetre, hanem azok hengeres visszaforgató vezetékként is ki lehetnek képezve, amelyek megfelelő átjárható nyílásokon keresztül közlekednek az 1 szárítókamrával. Ebben az esetben a 10 ventilátorok az átjárható nyílásokban lehetnek elrendezve. A 9 gázközeg-visszaforgató vezetékek (nem ábrázolt) csappantyúkat foglalhatnak magukban a 10 ventilátorok mellett, vagy 10 ventilátorok helyett, így szabályozva a szárítókamra-gázközeg visszaforgatásának mértékét.

Az ábrákon látható 11 kémények a környezeti levegőbe kibocsátják a szárítókamra-gázközeg azon alacsony hőmérsékletű részét, amely az 1 szárítókamra aljára leereszkedett. A 11 kémények alsó részén olyan belépőnyílás van kialakítva, amely egy, az 1 szárítókamra alján kialakított 12 gázközeg-kivezető vezetékkel közlekedik. A belépőnyílás csappantyút vagy ventilátort foglalhat magában, így szabályozva a kivezetett gáz mennyiségét. Előnyös, hogyha a 12 gázközeg-kivezető vezeték olyan helyen van alul kialakítva, amely leginkább elkülönül a 7 égési gázt szolgáltató járatoktól. A jelen kiviteli alaknál a 12 gázközeg-kivezető vezeték a 9 gázközeg-visszaforgató vezetékekkel közlekedik, de ez nem szükségszerű a fentiek alapján. Más módon, különállóan is kialakítható a két elem közötti közlekedőkapcsolat nélkül. Ezen túlmenően a 12 gázközeg-kivezető vezeték nélkülözhető is lehet. Más szavakkal, a 11 kémények alsó végén kialakított belépőnyílások tekintetében csak arra van szükség, hogy azok az 1 szárítókamra alján legyenek elrendezve olyan helyen, amely elkülönül a 7 égési gázt szolgáltató járatoktól.

Az alábbiakban a fa szárítására szolgáló eljárást ismertetjük, amelynél a fenti kiviteli alaknak megfelelő fa szárítására szolgáló berendezést használjuk fel.

Először is a szárítani kívánt, frissen kivágott fát, például gyérítésből származó hulladék fát máglyába rakjuk a (nem ábrázolt) targoncára, majd a targoncát a 3 síneken közlekedtetjük, hogy így a fát elhelyezzük az 1 szárítókamrában. Amikor a fa elhelyezése megtörtént, akkor a nyitott 2 ajtókat bezárjuk, és ezzel hermetikusan lezárjuk az 1 szárítókamrát. Másrészről, fa tüzelőanyagot, például hulladék fát, faforgácsot rakunk a 4a égetőkamrába, és a nyitható és csukható 6 ajtókat bezárjuk, majd ezt követően begyújtjuk és elégetjük a tüzelőanyagot, hogy ezzel égési gázt hozzunk létre.

A 4 égési gázt létrehozó kemencében létrehozott magas hőmérsékletű égési gázt bevezetjük a 7 égési

HU 226 253 Β1 gázt szolgáltató járatokon keresztül az 1 szárítókamra felső részébe. Az égési gáz bevezetésének megfelelően az 1 szárítókamrában lévő levegő kerül kivezetésre a 11 kéményén keresztül a környezeti levegőbe, vagy a 9 gázközeg-visszaforgató vezetékeken keresztül betáplálásra kerül a 4a égetőkamrába, ahol égést tápláló levegőként kerül felhasználásra. Ezen a módon az 1 szárítókamrában jelen lévő levegőt kicseréljük a bevezetett égési gázra, és (gy az 1 szárítókamra belsejét megtöltjük az égési gázzal, aminek következtében az 1 szárltókamra belsejének hőmérséklete megnő az égési gáz jelenléte miatt.

A nagy hőmérsékletű égési gáz keresztülhalad az

I szárítókamrába bemáglyázott fán, és így a fát szárítókezelésnek vetjük alá. Az így szárított fából a benne lévő nedvesség elpárolog, valamint a fából elpárolgó gázok, például az illékony anyagok elpárolognak belőle. Az égési gáz összekeveredik a fából elpárolgó gázokkal, és így szárítókamra-gázközeg alakul ki, amely megtölti az 1 szárítókamra belsejét. Az égési gáz fából elpárolgó gázokkal való összekeveredése miatt a szárítókamra-gázközeg hőmérséklete csökken, aminek következtében az 1 szárítókamra aljára áramlik.

A szárítókamra-gázközegnek egy része, amely az alacsony hőmérséklet miatt nehezebb, keresztülhalad a 12 gázközeg-kivezető vezetéken, és kivezetésre kerül a

II kéményből a környezeti levegőbe. A szárítókamragázközeg egy része visszaforgatásra kerül a 9 gázközeg-visszaforgató vezetéken keresztül a 4a égetőkamrába. Amikor a szárítókamra-gázközeg 11 kéményből kivezetett mennyisége szabályozott, akkor égési gáz kerül bevezetésre az 1 szárítókamrába a 4 égési gázt létrehozó kemencéből a szárítókamra-gázközeg kivezetett mennyiségétől függően. Friss levegőt vezetünk be a 4a égetőkamrába a 8 frisslevegő-bevezető nyílásokon át, és ezzel aktivizáljuk az égetést. Ezután nagy mennyiségű égési gázt vezetünk be az 1 szárítókamrába, aminek következtében az égési gáz koncentrációja az 1 szárítókamrában nagy lesz. Másrészről, amennyiben a szárítókamra-gázközegnek az 1 szárítókamrából a 4a égetőkamrába való visszaforgatásának mértékét megnöveljük, és így a 4a égetőkamrában az oxigén mennyiségét csökkentjük, akkor az égés intenzitását csökkentjük, ami visszaszorítja az égési gáz létrehozását, és ezzel az égési gáz koncentrációja az 1 szárítókamrában alacsony lesz. Ezen a módon az égési gáz 11 kéményből való kivezetése mértékének szabályozásával vagy az égési gáz 9 gázközeg-visszaforgató vezetékkel való visszaforgatása mértékének szabályozásával az égési gáz koncentrációja a szárítókamra-gázközegben nagy értéken, például a 60 térfogat%-95 térfogattá tartományban tartható.

Emellett, mivel az 1 szárítókamra belseje hermetikusan le van zárva, így az égési gáz kikényszerített bevezetése megnöveli az 1 szárítókamrában a nyomást, ami a hőszárító kezelés további felgyorsítását eredményezi. Azáltal, hogy az áramlási intenzitást szabályozó lemezek segítségével lezárjuk a 7 égési gázt szolgáltató járatokat, az 1 szárítókamra belseje nagy nyomáson, a légköri nyomás másfélszeresétől ötszöröséig terjedő tartományban lévő nyomáson tartható. Ezen túlmenően azáltal, hogy a 4 égési gázt létrehozó kemence belsejét lezárjuk azzal, hogy bezárjuk a 8 frisslevegőbevezető nyílásokat, vagy azzal, hogy friss levegőt kényszerítünk a 4 égési gázt létrehozó kemencébe való beáramlásra egy, a 8 frisslevegő-nyílásban elrendezett (nem ábrázolt) ventilátor segítségével, az 1 szárítókamra belseje a fentinek megfelelő nagy nyomáson tartható.

Ily módon a 4a égetőkamrába beáramoltatott friss levegő mennyisége a beáramlási mennyisége tekintetében szabályozott, és a beáramoltatott levegőnek csaknem 100%-a az égés során kerül felhasználásra. Ennek eredményeképpen az 1 szárítókamrába áramló égési gáz oxigéntől csaknem mentes lesz. Ennek megfelelően az égési gáz 1 szárítókamrabeli magas hőmérsékletével együtt az 1 szárítókamrában nem fenyeget a fa begyulladásának, és így tűzesetnek a veszélye.

A szárítókezelés során a fából eltávozó illékony anyagok nemcsak a hő hatására bomlanak le az 1 szárítókamrában, hanem ugyanakkor nagyobb részük tekintetében visszaforgatásra kerülnek a 4a égetőkamrába az égési gázzal együtt, és ezután lebontásra és elégetésre kerülnek. Ennek eredményeként a 11 kéményből a levegőbe kivezetett gázok következményének betudható környezetszennyezés nagymértékben csökkenthető.

Mindemellett 4 égési gázt létrehozó kemence benne elrendezett nem ábrázolt gőzfejlesztővel rendelkezhet, amelyet például egy vasrács alkot. Ezen intézkedés esetén közvetlenül a gőzfejlesztő fölött egy vízbebocsátó nyílás lehet kialakítva, és vizet juttathatunk csepegtetéssel a gőzfejlesztőre, amelyet fűtve túlhevített gőzt hozhatunk létre. Az így létrehozott túlhevített gőzt az égési gázzal együtt juttatjuk be az 1 szárítókamrába azért, hogy ott megelőzze a külső részeken elhelyezkedő fa túlzott mértékű kiszáradását és kikeményedését. Ennek eredményeképpen a külső részeken elhelyezkedő, valamint a középső részen elhelyezkedő fa ugyanolyan mértékben kerül szárításra.

Mivel a fa szárítására használt égési gáz koncentrációját nagy értéken tartjuk, valamint az égési gázt tartalmazó szárítókamra-gázközeg nyomását nagy értéken tartjuk, ezért a fa jó hatékonysággal szárítható rövid időtartam alatt.

Claims (5)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Eljárás fa szárítására, amelynek során: fa tüzelőanyagot, például hulladék fát helyezünk el égési gázt létrehozó kemence (4) alsó részén kialakított égetőkamrába (4a);

   azt elégetjük; és az égéssel létrehozott magas hőmérsékletű égési gázt bevezetjük frissen kivágott fának helyet adó szárítókamra (1) felső részébe, és ezáltal az égési gázzal szárítjuk a fát;

   azzal jellemezve, hogy a szárítókamrában (1) lévő égési gáz koncentrációját a 60 térfogat%-95 térfogat% tar4

   HU 226 253 Β1 tományban lévő nagy értéken tartjuk; és a szárítókamra-gázközeg nyomását a légköri nyomás másfélszeresétől ötszöröséig terjedő tartományban lévő nagy értéken tartjuk.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, 5 hogy az égési gáz koncentrációjának fenntartása során egy kéményen (11) kivezetett szárítókamra-gázközeg kivezetésének mértékét, valamint a szárítókamrába (1) bevezetett égési gáz bevezetésének mértékét szabályozzuk. 10
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az égési gáz koncentrációjának fenntartása során a szárítókamrából (1) az égetőkamrába (4a) visszaforgatott szárítókamra-gázközeg visszaforgatásának mértékét, valamint a szárítókamrába (1) bevezetett égési gáz bevezetésének mértékét szabályozzuk.
4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szárítókamra-gázközeg nyomásának nagy értéken való tartása során hermetikusan lezárjuk a szárítókamrát (1).
5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az égési gázt létrehozó kemencében (4) túlhevített gőzt hozunk létre, és azt az égési gázzal együtt bevezetjük a szárítókamrába (1).