NL9201049A

NL9201049A - METHOD AND SYSTEM FOR DRYING WOOD.

Info

Publication number: NL9201049A
Application number: NL9201049A
Authority: NL
Original assignee: Arnold Brookhuis Textiel Techn
Priority date: 1992-06-12
Filing date: 1992-06-12
Publication date: 1994-01-03
Also published as: DE4319603A1

Description

Werkwijze en systeem voor het drogen van houtMethod and system for drying wood

Voor het drogen van hout wordt gebruik gemaakt van een droogkamer, waarin te drogen hout kan worden geplaatst. Het hout wordt zodanig gestapeld, dat circulerende lucht het hout zoveel mogelijk kan bereiken. Voor het drogen wordt veelal verwarmde lucht in de droogkamer ingeblazen en wordt de tijdens het droogproces bevochtigde warme lucht uit de droogkamer afgevoerd. Desgewenst kan de instromende luchtstroom met de uitstromende luchtstroom in warmtewisselend contact staan, waardoor een zo hoog mogelijk thermisch rendement wordt verkregen en het energieverbruik wordt beperkt.For drying wood, a drying chamber is used, in which wood to be dried can be placed. The wood is stacked in such a way that circulating air can reach the wood as much as possible. Before drying, heated air is usually blown into the drying chamber and the warm air moistened during the drying process is discharged from the drying chamber. If desired, the inflowing airflow can be in heat-exchanging contact with the outflowing airflow, whereby the highest possible thermal efficiency is obtained and the energy consumption is limited.

Vaak vindt het drogen van hout op een zodanige wijze plaats, dat het gedroogde hout interne spanningen en zelfs scheuren vertoont. Dit is het gevolg van een onvoldoende beheersing van het droogproces. In de praktijk wordt dit veelal uitgevoerd door het inblazen van lucht die bijvoorbeeld is verwarmd tot een temperatuur van 70 a 80°C.Often the drying of wood takes place in such a way that the dried wood shows internal stresses and even cracks. This is the result of insufficient control of the drying process. In practice, this is often carried out by blowing in air that has been heated, for example, to a temperature of 70 to 80 ° C.

De ervaring leert dan dat na verloop van enige tijd, mede afhankelijk van de houtsoort, de gewenste vochtigheid is bereikt. Deze vochtigheid kan na enige tijd oriënterend worden bepaald door middel van een sensor met twee in het hout te drukken elektroden, waartussen de weerstandswaarde wordt bepaald.Experience shows that after some time, depending on the type of wood, the desired humidity is reached. After some time, this moisture can be determined in an orienting way by means of a sensor with two electrodes pressed into the wood, between which the resistance value is determined.

De uitvinding stelt zich ten doel, de beheersbaarheid van het houtdroogproces te verbeteren, waardoor de kwaliteit van het af te leveren hout beter beheersbaar en daardoor beter te garanderen is.The object of the invention is to improve the controllability of the wood-drying process, so that the quality of the wood to be delivered is more controllable and therefore better guaranteed.

Tevens stelt de uitvinding zich ten doel, door de beheersbaarheid van het droogproces mogelijk de energiekosten te verlagen. Tenslotte is een doel van de uitvinding, de te bereiken beheersbaarheid van het proces te bereiken met zeer geringe kosten.It is also an object of the invention to reduce the energy costs by controlling the drying process. Finally, an object of the invention is to achieve the controllability of the process at very low costs.

Met het oog op bovengenoemde doelstellingen verschaft de uitvinding een werkwijze voor het drogen van hout, omvattende de stappen: (1) het in een droogkamer brengen van te drogen hout; (2) het in die kamer brengen van tot een gekozen temperatuur verwarmde lucht (3) het ventileren van die kamer met een gekozen debiet; (4) het op ten minste één plaats door middel van een meetsensor meten van de vochtigheid van het hout; en (5) het aan de hand van de bij stap (4) verkregen meetresultaten successievelijk instellen van de temperatuur bij stap (2) en/of het debiet bij stap (3).In view of the above objects, the invention provides a method of drying wood, comprising the steps of: (1) placing wood to be dried in a drying chamber; (2) introducing into that room air heated to a selected temperature (3) ventilating that room at a selected flow rate; (4) measuring the moisture of the wood in at least one place by means of a measuring sensor; and (5) successively adjusting the temperature in step (2) and / or the flow rate in step (3) on the basis of the measurement results obtained in step (4).

Met de werkwijze volgens de uitvinding vindt door middel van een op tegenkoppeling gebaseerd elektronisch systeem permanent een bewaking van de bereikte resultaten met een corresponderende bijstelling van de in te stellen grootheden plaats. Deze grootheden zijn in het bijzonder luchtdebiet en temperatuur. De instelling dient tevens plaats te vinden aan de hand van de betreffende houtsoort en het gemiddelde vochtigheidsgehalte van een charge.With the method according to the invention, a permanent feedback monitoring of the results achieved is carried out by means of a corresponding adjustment of the parameters to be set, by means of a negative feedback-based electronic system. These quantities are in particular air flow and temperature. The setting must also be made on the basis of the relevant wood type and the average moisture content of a batch.

Tevens verschaft de uitvinding een systeem voor het drogen van hout met de hierboven gespecificeerde werkwijze. Dit systeem volgens de uitvinding omvat ten minste één sensor met twee in het hout te brengen elektroden, die zijn verbonden met een meetinrichting voor het meten van de weerstandswaarden tussen die elektroden en het op basis daarvan vaststellen van de vochtigheid van het hout en het afgeven van een voor die vochtigheid representatief signaal; een inrichting voor het toevoeren van lucht met een instelbaar debiet en/of een instelbare temperatuur aan een droogkamer, waarin te drogen hout kan worden geplaatst; en een besturingseenheid, die als ingangssignaal het voor de houtvochtigheid representatieve signaal ontvangt en als uitgangssignaal een besturingssignaal toevoert aan de luchttoevoerinrichting, die als reactie daarop het debiet en de temperatuur van de lucht instelt.The invention also provides a system for drying wood by the method specified above. This system according to the invention comprises at least one sensor with two electrodes to be introduced into the wood, which are connected to a measuring device for measuring the resistance values between those electrodes and, on the basis thereof, determining the moisture of the wood and delivering a signal representative of that humidity; a device for supplying air with an adjustable flow rate and / or an adjustable temperature to a drying chamber, in which wood to be dried can be placed; and a control unit which receives as input signal the signal representative of the wood moisture and supplies as output signal a control signal to the air supply device, which in response adjusts the flow rate and the temperature of the air.

Het systeem kan zodanig zijn uitgevoerd dat het ten minste twee elektroden omvat, die zijn ingericht om tot verschillende diepten in het hout te worden gebracht. Dergelijke elektroden kunnen in één stuk hout op betrekkelijk geringe afstand van elkaar worden geplaatst. Op deze wijze kan men de gradiënt van de vochtigheid tijdens het drogen vaststellen en mede aan de hand daarvan de relevante parameters instellen. Hierbij wordt opgemerkt, dat na beëindiging van het procédé het vochtigheidsgehalte tot in de kern van het gedroogde hout aan een gestelde norm moet voldoen. Daartoe kan dan gebruik worden gemaakt van een sensor, waarvan de elektroden tot de helft van de totale dikte van het hout daarin worden gebracht.The system may be configured to include at least two electrodes arranged to be introduced into the wood to different depths. Such electrodes can be placed in one piece of wood at a relatively small distance from each other. In this way, it is possible to determine the gradient of the moisture during drying and partly on the basis of this set the relevant parameters. It should be noted here that after completion of the process, the moisture content to the core of the dried wood must meet a set standard. For this purpose, use can be made of a sensor, the electrodes of which are introduced into half the total thickness of the wood.

In een andere uitvoering omvat het systeem volgens de uitvinding ten minste twee sensoren die zijn ingericht om tot gelijke diepten in het hout te worden gebracht. Dergelijke sensoren kunnen verspreid over de ruimte op verschillende plaatsen in het hout worden aangebracht, waardoor een goede indruk van de gemiddelde ontvochting kan worden verkregen.In another embodiment, the system according to the invention comprises at least two sensors arranged to be brought into the wood to equal depths. Such sensors can be placed in different places in the wood throughout the space, so that a good impression of the average dehumidification can be obtained.

Omdat de sensoren geschikt moeten zijn voor toepassing onder condities van hoge vochtigheid, hoge temperaturen en veelal een agressieve omgeving dient elke sensor tegen dergelijke extreme condities bestand te zijn. Volgens de uitvinding wordt de voorkeur gegeven aan een systeem, waarin de sensor van het type is dat in de handel verkrijgbaar is onder de aanduiding FMD of de aanduiding FME van de Nederlandse firma Brookhuis Micro Electronics.Because the sensors must be suitable for application under conditions of high humidity, high temperatures and often an aggressive environment, each sensor must be able to withstand such extreme conditions. According to the invention, preference is given to a system in which the sensor is of the type commercially available under the designation FMD or the designation FME from the Dutch company Brookhuis Micro Electronics.

In een bepaalde uitvoering, waarin het aantal sensoren ten minste twee bedraagt, kan het systeem volgens de uitvinding de bijzonderheid vertonen dat de meetinrichting via een multiplex-ingang met die sensoren verbonden is.In a particular embodiment, in which the number of sensors is at least two, the system according to the invention can have the special feature that the measuring device is connected to those sensors via a multiplex input.

De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van bijgaande tekening. Hierin tonen: een sterk vereenvoudigde blokschematische weergave van een mogelijke uitvoering van het systeem volgens de uitvinding; figuur 2 een zijaanzicht van een sensor van een eerste type; figuur 3 een zijaanzicht van een sensor van een tweede type.The invention will now be elucidated with reference to the annexed drawing. Herein show: a highly simplified block schematic representation of a possible embodiment of the system according to the invention; Figure 2 shows a side view of a sensor of a first type; figure 3 shows a side view of a sensor of a second type.

Figuur 1 toont een houtdroogkamer 1, waar doorheen lucht kan circuleren. Deze lucht 2wordt door een bestuurbare ventilator 3 toegevoerd door een instelbare verwarmingsinrichting 4. Via een invoeropening 5 treedt dè aldus verwarmde lucht met een gekozen debiet de houtdroogkamer 1 binnen. Niet-getekend is in de kamer 1 aanwezig, opgestapeld hout dat door de verwarmde lucht dient te worden gedroogd. Af te voeren lucht verlaat de kamer 1 via een afvoer 6.Figure 1 shows a wood drying chamber 1 through which air can circulate. This air 2 is supplied by a controllable fan 3 by an adjustable heating device 4. The air thus heated enters the wood-drying chamber 1 via an input opening 5 at a selected flow rate. In the chamber 1, not drawn, is stacked wood which is to be dried by the heated air. Exhaust air leaves room 1 via a discharge 6.

In de droogkamer zijn een aantal sensoren aangebracht, zodanig dat zij met hun gepunte elektroden in het te drogen hout steken. Door middel van een elektronische schakeling, die buiten het kader van deze uitvinding valt, wordt de tussen de elektroden bepaalde weerstandswaarde omgezet in een meetsignaal, dat representatief is voor het vochtigheidsgehalte van het hout, gegeven een specifieke houtsoort. Ter toelichting: de weerstandswaarde en de houtsoort zijn samen met de temperatuur maatgevend voor het vochtigheidsgehalte.A number of sensors are arranged in the drying chamber, such that they stick with their pointed electrodes into the wood to be dried. By means of an electronic circuit which falls outside the scope of this invention, the resistance value determined between the electrodes is converted into a measuring signal, which is representative of the moisture content of the wood, given a specific type of wood. For explanation: the resistance value and the type of wood, together with the temperature, determine the moisture content.

De sensoren, die allen zijn aangeduid met het verwijzingsgetal 7, bevatten, behalve twee elektroden, (zie de figuren 2 en 3) ook een elektronische schakeling, die is ingericht voor het uitvoeren van een weerstandsmeeting en het omzetten van de gemeten waarde in een voor die waarde representatief meetsignaal. Deze meetsignalen worden toegevoerd aan respectieve schakelaars 8, die elk deel uitmaken van een relais, waarvan de wikkeling 9 wordt bekrachtigd via een relais besturingseenheid 10. Deze besturingseenheid omvat een timing schakeling, die de wikkelingen 9 één voor één bekrachtigt, waardoor de bijbehorende schakelaars 8 één voor één worden gesloten. De via de schakelaars 8 beschikbare signalen worden toegevoerd aan een microprocessor 11, die bestuurbaar is via een invoereenheid 12, waarin ondermeer bijvoorbeeld de houtsoort kan worden ingevoerd. De microprocessor bevat in tabelvorm verder gegevens met betrekking tot temperatuurcompensatie, alsmede tabellen voor het omrekenen van de gemeten weerstandswaarde voor een aantal houtsoorten op basis van de voor al die houtsoorten vooraf bepaalde ijkkromme. Aan de uitgang van de microprocessor is een meetinstrument 13 aanwezig, waarop de gebruiker desgewenst steeds de gemiddelde vochtigheid kan aflezen.The sensors, which are all indicated with the reference numeral 7, contain, in addition to two electrodes, (see figures 2 and 3) also an electronic circuit, which is arranged for carrying out a resistance measurement and converting the measured value into a that value representative measurement signal. These measuring signals are applied to respective switches 8, each of which forms part of a relay, whose winding 9 is energized via a relay control unit 10. This control unit comprises a timing circuit, which energizes the windings 9 one by one, whereby the associated switches 8 be closed one by one. The signals available via switches 8 are supplied to a microprocessor 11, which is controllable via an input unit 12, into which, for example, the type of wood can be input. The microprocessor further includes tabular data on temperature compensation, as well as tables for converting the measured resistance value for a number of wood species based on the calibration curve predetermined for all those wood species. A measuring instrument 13 is present at the output of the microprocessor, on which the user can read the average humidity if desired.

De microprocessor is verder ingericht voor het besturen van de ventilator 3, waardoor het debiet van de lucht kan worden vastgesteld. Het debiet komt overeen met het volume of de massa verplaatste lucht per tijdseenheid en kan bijvoorbeeld worden uitgedrukt in het aantal kubieke meters per seconde of het aantal kilogrammen per seconde. De van de ventilator afkomstige lucht wordt via een leiding 14 toegevoerd aan de verwarmingsinrichting, die op zijn beurt via een besturingseenheid 15 vanuit de microprocessor 11 wordt bestuurd. Aldus kan op deze wijze de via de opening 5 ingevoerde lucht op twee wijzen worden beïnvloed, namelijk de hoeveelheid lucht per tijdseenheid en de temperatuur.The microprocessor is further adapted to control the fan 3, so that the flow rate of the air can be determined. The flow rate corresponds to the volume or mass of air displaced per unit time and can be expressed, for example, in the number of cubic meters per second or the number of kilograms per second. The air from the fan is supplied via a conduit 14 to the heating device, which in turn is controlled via a control unit 15 from the microprocessor 11. Thus, in this way, the air introduced through the opening 5 can be influenced in two ways, namely the amount of air per unit time and the temperature.

Uit figuur 1 zal duidelijk zijn, dat het systeem volgens de uitvinding in wezen gebaseerd is op een dynamisch instellen van de relevante parameters. Het is een tegengekoppeld systeem, dat op basis van de gemeten grootheden, in het bijzonder de weerstandswaarden, via relevante omrekeningstabellen de nominale waarden nastreeft.It will be clear from Figure 1 that the system according to the invention is essentially based on a dynamic adjustment of the relevant parameters. It is a counter-coupled system which, based on the measured quantities, in particular the resistance values, pursues the nominal values via relevant conversion tables.

In de microprocessor kunnen verder gegevens zijn opgenomen met betrekking tot de snelheid, waarmee de diverse instellingen kunnen worden gewijzigd.The microprocessor may further include data regarding the speed at which the various settings can be changed.

Het is verder mogelijk, dat de van de diverse sensoren afkomstige signalen niet allen gelijkwaardig worden behandeld, maar dat verschillende sensoren op basis van hun verschillende positie een andere status bezitten. Dit zal hierna duidelijk worden aan de hand van de korte bespreking van de figuren 2 en 3.It is further possible that the signals originating from the various sensors are not all treated equally, but that different sensors have a different status on the basis of their different position. This will become apparent hereafter from the brief discussion of Figures 2 and 3.

Figuur 2 toont een schematische voorstelling van een meetzone 16. Deze omvat een huis 17 met een handgreep 18 en twee gepunte elektroden 18, 19. De elektroden 18, 19 worden in het hout gestoken en een niet-getekende schakeling, die in het huis 17 aanwezig kan zijn of extern geplaatst, bepaald de waarde van de weerstand tussen de elektroden 18 en 19. Een dergelijke elektrode 16 is geschikt voor oppervlakkige meetingen. De elektroden 7 volgens figuur 1 kunnen van het type 16 volgens figuur 2 zijn, in welk geval de sensoren 16 verspreid zijn geplaatst en equivalent worden behandeld.Figure 2 shows a schematic representation of a measuring zone 16. It comprises a housing 17 with a handle 18 and two pointed electrodes 18, 19. The electrodes 18, 19 are inserted into the wood and a circuit, not shown, which is in the housing 17 may be present or placed externally, determines the value of the resistance between the electrodes 18 and 19. Such an electrode 16 is suitable for superficial measurements. The electrodes 7 of Figure 1 may be of the type 16 of Figure 2, in which case the sensors 16 are scattered and treated equivalent.

Figuur 3 toont een sensor 20, die elektroden 18, 19 bezit, die uitsteken aan de einden van geïsoleerde pennen 21, 22. De sensor 20 is daardoor geschikt voor het uitvoeren van weerstandsmetingen op een grotere diepte in het hout. Bijvoorbeeld kan een dergelijke sensor worden gebruikt voor het meten van de vochtigheid in de kern van het hout. Ook kunnen dergelijke sensoren worden gebruikt om op verschillende diepten van het hout te worden ingebracht, waardoor de gebruiker tijdens het droogprocédé een indruk kan krijgen van het gedrag in de tijd van de vochtigheid als functie van de plaats in hout.Figure 3 shows a sensor 20 having electrodes 18, 19 protruding from the ends of insulated pins 21, 22. The sensor 20 is therefore suitable for taking resistance measurements at a greater depth in the wood. For example, such a sensor can be used to measure the moisture in the core of the wood. Also, such sensors can be used to be introduced at different depths of the wood, allowing the user to get an idea of the moisture behavior over time as a function of the position in wood during the drying process.

Claims

A method for drying wood, comprising the steps of: (1) placing wood to be dried in a drying chamber; (2) introducing into that room air heated to a selected temperature (3) ventilating that room at a selected flow rate; (4) measuring the moisture of the wood in at least one place by means of a measuring sensor; and (5) successively adjusting the temperature in step (2) and / or the flow rate in step (3) on the basis of the measurement results obtained in step (4).

System for drying wood by the method according to claim 1, comprising: at least one sensor with two electrodes to be introduced into the wood, which are connected to a measuring device for measuring the resistance value between said electrodes and the basis thereof determining the moisture of the wood and issuing a signal representative of that moisture; a device for supplying air with an adjustable flow rate and / or an adjustable temperature to a drying chamber, in which wood to be dried can be placed; and a control unit which receives as input signal the signal representative of the wood moisture and supplies as output signal a control signal to the air supply device, which in response adjusts the flow rate and the temperature of the air.

System according to claim 2, comprising at least two sensors, which are adapted to be introduced into the wood to different depths.

System as claimed in claim 2, comprising at least two sensors arranged to be brought into the wood to equal depths.

System according to claim 2, wherein the sensor is of the type which is commercially available under the designation FMD or the designation FME of the Dutch company Brookhuis Micro Electronics.

System as claimed in claim 2, wherein the number of sensors is at least two and the measuring device is connected to said sensors via a multiplex input.