JP2009522144A - 木材を乾燥させるシステム及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
−天然乾燥法(戸外での)では、数ヶ月、又は何年でも、(覆いをして又は覆いをしないで)ある区域に材木を保存する。所望の水分含量に達したら、木材を使用する。
−2つの方法論を含む人工乾燥法:
−大気圧又はそれをやや上回る圧での乾燥、
−真空下での乾燥。
−木材積荷体に必要な熱を与える熱発生手段、
−前記熱発生手段により生じた熱を、木材積荷体を処理するガス冷却剤流へ伝達させる熱交換手段、
−技術又は処理ボリューム(technical or treatment volume)として知られるユニットであって、木材乾燥のために設けられる部分である中央ボリューム(central volume)と、前記中央ボリュームの上流端及び下流端に位置する、各木材積荷体用の入口ハッチ及び出口ハッチとを備える、木材積荷体を処理するための前記ユニット、並びに
−乾燥サイクルの間で木材から抽出される水蒸気を脱水又は凝縮する熱的手段、
を備える、木材積荷体を乾燥させるシステムを提案する。
本発明による乾燥システムは、エネルギーを節約するものであり環境に配慮したものである。一方では、蒸発潜熱が冷却剤サイクルの最善の時点で回収されて、乾燥サイクル中で再使用される。技術領域の内部構造は、一般によく使われる各木材積荷体の寸法に応じて製造される。従って、これらの技術領域は、木材積荷体の寸法に合わせて、前記積荷体を処理するのに必要なガス容量のみを使用する。他方では、処理冷却剤ガスは、二酸化炭素CO2である。このガスは、乾燥システムに隣接する熱発生器中で、工業用O2下で植物バイオマスを燃焼させることにより製造される。
−流れ反転ケーソン、
−左手の壁の技術スペースと流れ反転ケーソンとを連結するダクト、
−右手の壁の技術スペースと流れ反転ケーソンとを連結するダクト、
−流れ反転ケーソンとガス処理流供給ラインとを連結するダクト、及び
−流れ反転ケーソンと使用済みガス抽出ラインとを連結するダクト、
を備えることができる。
流れ反転ケーソンは、冷却剤ガスの流れの方向、及び抽出されたガスの流れの方向を、プログラムされた通りに交互に、右手の隔壁から左手の隔壁に向かって及びその逆に、交替することを可能にする。
−熱発生手段からの熱発生、
−熱発生手段により産出される熱を、木材積荷体の処理用の冷却剤ガス流へ伝達をさせる熱交換、及び
−以下を含む、木材を乾燥させる段階:
−前記木材積荷体を木材処理ボリューム中に導入する段階、
−前記処理ボリュームにおいて前記木材積荷体を乾燥させる順序、
−前記乾燥された木材積荷体を処理ボリュームから取り出す段階、
を含む、木材積荷体を乾燥させる生物熱的方法が提示される。
−区画/トンネル22の幅に適している:この例では1.45m、
−材木標準に対応する長さである:長さ6.50メートル、
であることが好ましい。最も一般的な大きい標準的材木の長さは、6メートル〜6.40メートルである(輸送大型トラック上の積荷体の長さは12/13メートルである)。
−流れ反転ケーソン73:処理の流れを右手の壁46dから左手の壁46gへ交替して、木材積荷体23の乾燥の均質化を可能にする。流れ反転ケーソン73は、冷却剤ガス及び抽出されたガスの流れの方向を右手の隔壁46dから左手の隔壁46gの方に向かって及びその逆に、プログラミングに従い交互に交替することを可能にする、
−左手の壁46gの技術スペース47gと流れ反転ケーソンとを連結するダクト74、
−右手の壁46dの技術スペース47dと流れ反転ケーソンとを連結するダクト75、
−流れ反転ケーソンと、冷却剤、熱及び脱水されたCO2の供給ライン761とを連結するダクト76、
−流れ反転ケーソンと使用されたガス(CO2、更に木材から抽出された水蒸気)の抽出ダクト771とを連結するダクト77。図1に表されるように、脱水/凝縮熱交換器11(木材から抽出された水蒸気の凝縮を可能にする)及び抽出ファン(extraction fan)12を前記ダクト77上に設置する。
−前記ガス混合物の冷却。この温度低下の程度は、「一般的なシステムのCO2再循環」サイクルの全体の関数である。それは好ましくは、約10℃にプログラムされる、
−木材23から抽出された水蒸気の凝縮、これは重力によりコレクターで回収される、
−冷却剤処理CO2の脱水、これは再循環されて新しいサイクルのために準備される。
−出口ハッチ25と関係する区画/トンネル22の連絡ドア53Sが開かれる;
−ドア53Sが開いたとき、それが側方移動システムにより妨げられることなく、出口ハッチ25中への前方キャリジ30の移動を保証するように、2つの格納式レール64は関係している区画/トンネル22の壁のガイドレール31のレベルに位置づけられる;
−前方キャリジ30は、チェーンシステムにより関係している区画/トンネル22から取り出されるか、又は同様に、それは連絡ドア53Sが開くとすぐに自動的に位置づけられる。前記前方キャリジ30はドア53Sが閉じるとすぐに格納される。前方キャリジ30の取り出しのための機構がキャリジ30の列を区画/トンネル22から取り出さない場合、その他のものはそれらの位置にとどまる。前方キャリジ30の取り出し機構を使用して、キャリジ30の列を動かすように選択がなされた場合、新しい前方キャリジ30がその宛先(ターミナル領域)にあることをシステムが検出するまで、全体の列が引かれる。次いで、取り出されるキャリジ30は、列から切り離されて、その取り出しが終了する。
−2つの格納式レール64(格納式レール64の上で、キャリジ30は、関係している区画/トンネルの壁のレール/ガイドレール31の高さで位置づけられている)が下げられて、格納される。次いでキャリジ30は、ハッチ25の側方配置機構(lateral displacement mechanism)50上に位置づけられる。入口24及び出口ハッチ25において、キャリジ30は側方に配置される;
−関係している区画/トンネル22の出口ハッチ25との連絡ドア53Sは、再び閉じられる;
−関係している区画/トンネル22の入口/供給ハッチ24との連絡ドア53Eが、開かれる。前記ドアは、(入口/供給)ハッチ24の外への連絡ドア(単数又は複数)27が閉じている場合のみ開くことができる;
−ドア53Eが開く場合、2つの格納式レール64は、対応するキャリジ30(入口/供給ハッチ24に置かれる)の側方ローリング機構の下に位置づけられる;
−図5次いで図6に示されるように、処理される新しい木材積荷体23Eを運ぶキャリジ30は、キャリジの側方ローリング機構の下に位置づけられている2つの格納式レール64によりわずかに上げられて、ハッチ24の側方移動機構50から解放されて、関係している区画/トンネル22の壁のガイドレール31のレベルに位置づけられる。区画22中に導入される目的で入口ハッチ24に存在する新しい木材積荷体23E、及び既に導入されている木材積荷体23を、図5に示す。矢印54は、入口ハッチ24及び/又は出口ハッチ25にある各木材積荷体の移動方向を示す;
−処理される新しい木材積荷体を運ぶキャリジ30を導入することができる。次いでキャリジ30は、いったん区画/トンネル22への連絡ドア53Eが開くと自動的に位置づけられる公知の導入システム(チェーン、コンベヤウォーム、で引かれる又は押されるキャリジなど)により運ばれる。それはドアが閉じるとすぐに格納される;
−処理される新しい木材積荷体を運ぶキャリジ30は、それが列の後部のキャリジに接触するまで、区画/トンネル中に導入される。
−導入システムは解放されて、その出発位置に戻る、
−入口/供給ハッチ24にあるキャリジ30の位置決めレール64は、解放されて静止する、
−区画/トンネル22の入口ドア53Eは、再び閉じる。処理ボリュームの入口53E及び出口53Eドアが側方開口を有する場合、それらは熱的に絶縁されている。ドアは、閉じるために、フレームから解放されて、隣接する区画22のドアの前方でスライドする。従って、隙間及びベアリング構造について以外は、2つ又は3つの平行な区画22を含むボリューム上に、一度に1つのドアが存在できるだけである。処理ボリュームの入口53E及び出口53Sドアは、ハッチ24及び25の断熱材並びにそれらのドア蓋が十分に断熱されているという条件で、「ローリングスラットブラインド」型であることができる。
−ユニットの修正済みの操作に必要な熱を産出すること、
−本方法により使用されるCO2を産出すること、及び
−処理CO2の流れを再生して、精製すること。
−本乾燥方法の冷却剤ガスへの熱の伝達、及び
−液体酸素への気化潜熱の伝達による冷却。発生器中のバイオマスの燃焼のために液体酸素は気相中になければならない。
−木材処理のための冷却剤流の脱水、
−処理ユニット20の安全性(環境を中和し、固体炭酸を産出する防災安全性)、
−速やかな冷却を必要とする本方法の全ての使用のため、
−本方法の特定のシステムへ機械的圧力を与えるため、など。
Claims (51)
- 木材積荷体(23)を乾燥させるシステムであって、
−木材積荷体(23)を乾燥させるのに必要な熱を提供する熱発生手段(191)、
−熱発生手段(191)により産出される熱を、木材積荷体(22)を処理するガス冷却剤流へ伝達させる熱交換手段(17)であって、木材積荷体を処理する前記ガス流が本質的に中性のガス流により構成される前記熱交換手段(17)、
−技術又は処理ボリュームとして知られる処理/乾燥のためのユニット(20)であって、木材乾燥のために使用される中央ボリューム(21)と、前記中央ボリューム(21)の上流端及び下流端に設置される各木材積荷体(23)の入口(24)ハッチ及び出口(25)ハッチとを備える、木材積荷体(23)の処理/乾燥のための前記ユニット(20)、並びに
−乾燥サイクルの間に木材から抽出される水蒸気を脱水及び凝縮する熱的手段(11)、
を備える前記システム。 - ガス冷却剤流を発生させる手段を更に備えることを特徴とする、請求項1に記載のシステム。
- 木材積荷体(23)を処理するガス流を、連続的に再循環させる手段を更に備えることを特徴とする、請求項1〜2のいずれか一項に記載のシステム。
- 処理ユニット(20)の中央ボリューム(21)が、トンネルを形成する実質的に同一の乾燥区画(22)に分けられ、ここで、処理されるべき木材積荷体(23)が前記トンネル内で連続的なサイクルに従うことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載のシステム。
- 各処理区画/トンネル(22)が自律的であり、個別にプログラムすることができることを特徴とする、請求項4に記載のシステム。
- 各処理区画/トンネル(22)が実質的に同一の乾燥領域に分けられ、ここで、処理されるべき木材積荷体(23)が、処理区画/トンネル(22)のためにプログラムされたサイクルの一部を受けることを特徴とする、請求項4に記載のシステム。
- 乾燥される木材積荷体(23)が、キャリジ手段(30)上でトンネル(22)中に輸送されることを特徴とする、請求項4〜6のいずれか一項に記載のシステム。
- キャリジ手段(30)が、乾燥サイクルの間に木材積荷体(23)の連続的モニタリングを可能にする温度及び湿度プローブを備えていることを特徴とする、請求項7に記載のシステム。
- 中央ボリューム(21)の区画/トンネル(22)の側壁(41)が金属製二重隔壁を備えており、ここで前記金属製二重隔壁は、木材積荷体(23)を処理するためのガス流が導かれる技術スペース(42)を構成することを特徴とする、請求項4〜8のいずれか一項に記載のシステム。
- 中央処理ボリューム(21)の側壁41の内部隔壁(46d、46g)が、縦型ルーバー(71)を備えることを特徴とする、請求項9に記載のシステム。
- 中央処理ボリューム(21)の側壁(41)の内部表面(46g、46d)上に設置されるルーバー(71)が、木材積荷体(23)へのガス処理流の拡散、又は、処理後のガス混合物の抽出を可能にすることを特徴とする、請求項10に記載のシステム。
- 中央処理ボリューム(21)の側壁(41)の外部隔壁(44a、44b)が、全面的であることを特徴とする、請求項9〜11のいずれか一項に記載のシステム。
- 中央処理ボリューム(21)の側壁(41)の外部隔壁(44a、44b)を配置して、(i)処理ボリュームを外側で閉鎖すること(ここで、前記外部隔壁(44a)は熱遮蔽体により断熱される)、あるいは、(ii)処理ガスが運ばれる2つの平行な区画/トンネル(22)を分離し、そして、2つの対応する技術スペース(42)を分離すること、のいずれかを実施することを特徴とする、請求項12に記載のシステム。
- ガス処理流が運ばれる壁の技術スペース(42)が、段階/領域又は技術/領域として知られている処理領域の境界を定める内部垂直隔壁(28)により、区画/トンネル(22)の長手方向で分離されていることを特徴とする、請求項9〜13のいずれか一項に記載のシステム。
- 区画/トンネル(22)少なくとも1つの天井が、技術スペース(72)を形成する2つの重ね合わせた金属板を含んでおり、処理領域の境界を定めるために、前記記述スペースは垂直隔壁により分離することができることを特徴とする、請求項4〜14のいずれか一項に記載のシステム。
- 少なくとも1つの区画/トンネル(22)が、木材積荷体(23)処理用のガス流を分配する手段と、処理後にガス混合物を抽出する手段とを備えることを特徴とする、請求項4〜15のいずれか一項に記載のシステム。
- 木材積荷体(23)処理用のガス流を分配する手段と、及び処理後にガス混合物を抽出する手段とが、区画(22)の天井に設置される技術スペース(72)に配置されることを特徴とする、請求項16に記載のシステム。
- 分配/抽出手段が、
−流れ反転ケーソン(73)、
−左手の壁(46g)の技術スペース(47g)と流れ反転ケーソン(73)とを連結するダクト(74)、
−右手の壁(46d)の技術スペース(47d)と流れ反転ケーソン(73)とを連結するダクト(75)、
−流れ反転ケーソン(73)とガス処理流供給ダクト(761)とを連結するダクト(76)、及び
−流れ反転ケーソンと使用済みガス流抽出ダクト(771)とを連結するダクト(77)、
を備えることを特徴とする、請求項16又は17のいずれか一項に記載のシステム。 - 流れ反転ケーソン(73)を配置して、冷却剤ガス及び抽出されたガスの流れ方向を交替することを特徴とする、請求項18に記載のシステム。
- 流れ反転ケーソン(73)と使用済みガス抽出ダクト(771)とを連結するダクト(77)上に、加熱脱水又は凝縮手段(11)を設置することを特徴とする、請求項18又は19のいずれか一項に記載のシステム。
- 加熱脱水又は凝縮手段(11)が液体CO2拡散器(78)を備えることを特徴とする、請求項1〜20のいずれか一項に記載のシステム。
- 処理後にガス流を集めるためのファン/エクストラクター(12)を備えることを特徴とする、請求項1〜21のいずれか一項に記載のシステム。
- ファン/エクストラクター(12)を、前記ガス流の凝縮/冷却の段階の下流で、処理後の低温ガス流中に設置することを特徴とする、請求項22に記載のシステム。
- 凝縮又は脱水手段(11)からの出口で、ガス流をガス処理流と混合するための手段を更に備えることを特徴とする、請求項1〜23のいずれか一項に記載のシステム。
- 凝縮及び脱水手段(11)中で凝縮した水を、タンク内に集めて増圧する手段を更に備えることを特徴とする、請求項1〜24のいずれか一項に記載のシステム。
- 熱発生手段が固体燃料の燃焼手段(191)を備えることを特徴とする、請求項1〜25のいずれか一項に記載のシステム。
- 固体燃料が植物バイオマスを含むことを特徴とする、請求項26に記載のシステム。
- 固体燃料の燃焼がO2下に行なわれることを特徴とする、請求項26又は27のいずれか一項に記載のシステム。
- 熱交換手段が少なくとも1つの熱交換器(17)を備えることを特徴とする、請求項1〜28のいずれか一項に記載のシステム。
- 乾燥ストレスを調節するために、乾燥されるべき木材積荷体(23)にわたって低圧水蒸気を分配する手段を更に備えることを特徴とする、請求項1〜29のいずれか一項に記載のシステム。
- 産出されるガス流の一部を凝縮する手段を更に備えることを特徴とする、請求項26〜28のいずれか一項に記載のシステム。
- 水注入手段を少なくとも1つの区画(22)に配置することを特徴とする、請求項4〜31のいずれか一項に記載のシステム。
- 頭上の技術スペースが熱的に絶縁された屋根(48)により覆われることを特徴とする、請求項15〜32のいずれか一項に記載のシステム。
- 区画(22)が、キャリジ手段(30)の位置のセンサーを備えることを特徴とする、請求項7〜33のいずれか一項に記載のシステム。
- 入口(24)及び出口(25)ハッチが、キャリジ(30)を側方移動させる手段(50)を備えることを特徴とする、請求項1〜34のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記システムの異なる構成要素間の情報伝達手段を更に備えることを特徴とする、請求項1〜35のいずれか一項に記載のシステム。
- 請求項1〜36のいずれか一項に記載のシステムにおいて実施される、木材積荷体(23)を乾燥させる生物熱的方法であって、
−熱発生手段(191)からの熱の発生、
−熱発生手段(191)により産出される熱を、木材積荷体(23)を処理するガス流へ伝達させる熱交換であって、木材積荷体を処理する前記ガス流が中性のガス流により本質的に構成される前記熱交換、並びに
−以下を含む、木材を乾燥させる段階:
−前記木材積荷体(23)を処理ボリューム(21)中に導入する段階、
−前記処理ボリューム(21)において前記木材積荷体(23)を乾燥させる順序、及び
−前記乾燥された木材積荷体(23)を処理ボリューム(21)から取り出す段階、
を含む、前記方法。 - 木材積荷体(23)の処理後に、ガス処理流の回収又は再循環を更に含むことを特徴とする、請求項37に記載の方法。
- 木材積荷体(23)を処理するガス状冷却剤流の発生を更に含むことを特徴とする、請求項37又は38のいずれか一項に記載の方法。
- バイオマスの燃焼により熱の発生を行うことを特徴とする、請求項37〜39のいずれか一項に記載の方法。
- 熱発生に使用されるバイオマスが植物質であることを特徴とする、請求項40に記載の方法。
- バイオマスの燃焼がO2下に行なわれることを特徴とする、請求項40又は41のいずれか一項に記載の方法。
- 燃焼により発生するガスからの熱(その後の液体O2の蒸発に使用することができる)の回収を更に含むことを特徴とする、請求項42に記載の方法。
- 燃焼により発生するガスの一部が、圧縮されて、貯蔵されることを特徴とする、請求項39〜43のいずれか一項に記載の方法。
- 木材積荷体(23)の乾燥を保証するためのデバイスにより貯蔵されたガスの使用を更に含むことを特徴とする、請求項44に記載の方法。
- 木材積荷体(23)を処理するガス流が、熱発生手段(191)の出口で得られるガスにより完成されることを特徴とする、請求項37〜45のいずれか一項に記載の方法。
- 中性の冷却剤ガス流がCO2を含むことを特徴とする、請求項37〜46のいずれか一項に記載の方法。
- 木材積荷体(23)を処理するガス流が、連続的に再循環される閉回路中に存在することを特徴とする、請求項38〜47のいずれか一項に記載の方法。
- ガス処理流からの未燃焼炭素を濾別することを更に含むことを特徴とする、請求項37〜48のいずれか一項に記載の方法。
- ガス処理流の再循環が、脱水及び/又は凝縮相を含むことを特徴とする、請求項38〜49のいずれか一項に記載の方法。
- 処理ボリュームの技術領域が、一定の負圧下にあることを特徴とする、請求項38〜50のいずれか一項に記載の方法。
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