NO314856B1

NO314856B1 - Method and device for drying wood

Info

Publication number: NO314856B1
Application number: NO19963338A
Authority: NO
Inventors: Soeren Edmark; Birger Aastroem; Kenneth Soederlund; Goete Paeaejaervi; Tom Moren
Original assignee: Flaekt Ab
Priority date: 1994-02-11
Filing date: 1996-08-09
Publication date: 2003-06-02
Also published as: SE9400464D0; FI963118A0; EE03255B1; SE9400464L; FI112696B; CZ289967B6; ATE193939T1; CZ233996A3; DE69517515D1; LV11640A; NO963338D0; EP0744012A1; FI963118A; EP0744012B1; NO963338L; WO1995022035A1; AU1828495A; LV11640B; DK0744012T3; SE505655C2

Abstract

Method and arrangement for drying of wood by circulating hot air around and through one or more piles (3) of the wood, arranged in batches in one or more closed drying chambers (2 a-f) in a chamber drier (1), the circulating hot air being first caused, in a heating phase, to heat the wood to the starting temperature for drying, subsequently in one or more drying phases accomplishing the actual drying, and finally, in a conditioning phase having a specially adapted air moisture content and air temperature other than during the drying, water vapour being supplied at atmospheric pressure by means (9 a-f), during the heating phase and the conditioning phase, to the hot air circulating around the wood in the drying chamber (1). The water vapour, which is generated in a vapour generator (10) and stored in an accumulator connected thereto, is supplied at a vapour generating capacity of 2-28 kW/m<3>, preferably 10-15 kW/m<3>, batch volume of the wood. The vapour generator (10) can be arranged to be supplied, preferably via a hot water conduit (12), with energy from a solid fuel central boiler plant (13) which is adapted to work by burning sawmill refuse, mainly bark.

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for tørking av tre ved sirkulering av varmluft rundt og gjennom en eller flere trestabler, anordnet i lag i ett eller flere lukkede tørkekammere i en kammertørker, hvor den sirkulerende varmluft først i oppvarmingsfasen bevirkes til å oppvarme treet til starttemperaturen for tørking, deretter i én eller flere tørkefaser som gjennomfører selve tørkingen, og blir til slurt i en kondisjoneringsfase med et spesielt tilpasset luftfuktighetsinnhold og en lufttemperatur som er en annen enn under tørkingen, påvirket til å bli jevnet ut av fuktighetsforholdet og spenningene i treet etter tørking så fullstendig som tillatt av fremgangsmåten. Oppfinnelsen angår også en innretning for utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Denne omfatter en kammertørker som har minst ett tørkekammer og beregnet for tørking av tre i lag, anordninger for å bevege en eller flere lag av tre inn i og ut av tørkekammeret, anordninger for sirkulering av varmluft i tørkekammeret, og anordninger for kondisjonering av den varme sirkulasjonsluft og for transportering av den til og fra tørkekammret. The invention relates to a method for drying wood by circulating hot air around and through one or more stacks of wood, arranged in layers in one or more closed drying chambers in a chamber dryer, where the circulating hot air is first caused in the heating phase to heat the wood to the starting temperature for drying, then in one or more drying phases that carry out the drying itself, and become slurred in a conditioning phase with a specially adapted air humidity content and an air temperature that is different from that during drying, influenced to be smoothed out by the humidity conditions and the stresses in the wood after drying so completely as permitted by the procedure. The invention also relates to a device for carrying out the method according to the invention. This comprises a chamber dryer which has at least one drying chamber and is intended for drying wood in layers, devices for moving one or more layers of wood into and out of the drying chamber, devices for circulating hot air in the drying chamber, and devices for conditioning the hot circulation air and for transporting it to and from the drying chamber.

Ved tørking av tre i kunstig kammer blir varmluft i dag anvendt som varme- og fuktighetsledende medium. Dette betyr at varme overføres ved konveksjon til treoverflatene under oppvarmingsfasen så vel som tørkefasen. Det har også blitt gjort forsøk med alter-native oppvarmingsmetoder, f.eks. ved tilførsel ved mikrobølgeenergi av deri nødvendige termiske energi for oppvarming og avdampning. I dag er imidlertid luftsirkulasjonsprinsip-pet den fremherskende tørkemetode i sagbrukindustrien, bl.a. fordi bark og sagbrukavfall kan anvendes som rimelig brennstoff i sagbrukets eget sentrale kjeleanlegg. When drying wood in an artificial chamber, hot air is currently used as a heat- and moisture-conducting medium. This means that heat is transferred by convection to the wood surfaces during the heating phase as well as the drying phase. Attempts have also been made with alternative heating methods, e.g. by supplying the necessary thermal energy for heating and evaporation by means of microwave energy. Today, however, the air circulation principle is the predominant drying method in the sawmill industry, i.a. because bark and sawmill waste can be used as affordable fuel in the sawmill's own central boiler plant.

Da stadig mer tre tørkes til et lavere fuktighetsforhold som er tilpasset kravene fra treindustrien, er det også nødvendig å avslutte tørkingen med en såkalt kondisjoneringsfase. Denne avslutningsfase av tørkingen har som mål å utjevne forskjeller i fuktighetsforhold inne i såvel som mellom hvert treelement, og å fjerne spenningene i treet som bygger seg opp under tørkefasen. Dersom denne kondisjoneringsfase ikke blir utført eller utføres på en feilaktig måte vil treet bli deformert under bearbeiding og sprekke. As more and more wood is dried to a lower moisture content that is adapted to the requirements of the wood industry, it is also necessary to end the drying with a so-called conditioning phase. The aim of this final phase of drying is to equalize differences in moisture conditions within as well as between each wooden element, and to remove the tensions in the wood that build up during the drying phase. If this conditioning phase is not carried out or is carried out in an incorrect way, the wood will be deformed during processing and crack.

Utviklingen som har pågått hittil for å forbedre kammertørkingen har hovedsakelig vært rettet mot utvikling av den programmerte styring av klima under tørking og kondisjonering, som er gitt bestemte grunnleggende utførelsesegenskaper i form av maksimal termisk innvirkning, lagvolum, tredimensjoner osv. På den annen side er betydelig mindre gjennomført for å studere kritiske faser under tørking mht fordeling av tap og tidsforbruk-/tørkekapasitet med det formål å optimalisere tørkeprosessen. I denne sammenheng kan det fastslås at oppvarmingsfasen og kondisjoneirngsfasen har blitt spesielt neglisjert. The development that has taken place so far to improve chamber drying has mainly been aimed at developing the programmed control of climate during drying and conditioning, which is given certain basic performance characteristics in terms of maximum thermal impact, layer volume, wood dimensions, etc. On the other hand, significant less carried out to study critical phases during drying with regard to the distribution of losses and time consumption/drying capacity with the aim of optimizing the drying process. In this context, it can be stated that the warm-up phase and the conditioning phase have been particularly neglected.

US 3 468 036 angår en fremgangsmåte og en anordning for å tørke tre eller annet gods i en sirkulasjonsluftkrets med et kondensasjonssystem for avgivelse av vanndampen som avdunster fra det tørkede gods under tørkefasen. US 3,468,036 relates to a method and a device for drying wood or other goods in a circulating air circuit with a condensation system for releasing the water vapor that evaporates from the dried goods during the drying phase.

Morén, T.: "Steam conditioning after low temperature drying", Holz als Roh- und Werkstoff 52, side 77-78, Springer-Verlag 1994, beskriver tørking av tre ved hjelp av vanndamp i oppvarmingsfasen. Morén, T.: "Steam conditioning after low temperature drying", Holz als Roh- und Werkstoff 52, pages 77-78, Springer-Verlag 1994, describes the drying of wood by means of water vapor in the heating phase.

I forbindelse med tørking av tre kan bestemte kvalitetsreduserende skader påvirke treet, dette er relatert til tørketeknikken. F.eks. er dannelsen av brudd en type tørkeskade som ofte oppstår i tre med store tykkelser. Dannelsen av brudd i tre er tørkeskade som oppstår tidlig i tørkeprosessen. Dette er en konsekvens av det faktum at mekanismene som er grunnlag for bruddet oppstår i sterk tilknytning til fuktigheten og spenningsforholdene i treoverflaten. Et brudd oppstår hovedsakelig når strekkspenningene på tvers av fibrene overskrider strekkstyrken. In connection with drying wood, certain quality-reducing damages can affect the wood, this is related to the drying technique. E.g. the formation of fractures is a type of drying damage that often occurs in wood with large thicknesses. The formation of fractures in wood is drying damage that occurs early in the drying process. This is a consequence of the fact that the mechanisms that are the basis for the break occur in strong connection with the humidity and the tension conditions in the wood surface. A fracture mainly occurs when the tensile stresses across the fibers exceed the tensile strength.

Det er overveiende kjent at samvirkning mellom styrke og elastisitetsmodul, som sammen tilveiebringer egenskapen bruddforlengelse, fører til helningen til brudd som avtar med en økende temperatur i materialet. I tillegg virker tre mer og mer plastisk ved høyere temperaturer, dvs tre har tendens til å virke på en uelastisk måte. F.eks. kan tre krype, særlig under virkning av belastning og variasjon i fuktighet. Slik kryping, som ofte på engelsk kalles "mechanosorptive creeping" er i virkeligheten en tilstand av tørkende tre med stor tykkelse, uten noen dannelse av brudd. It is predominantly known that interaction between strength and modulus of elasticity, which together provide the property of elongation at break, leads to the tendency to fracture which decreases with an increasing temperature in the material. In addition, wood acts more and more plastically at higher temperatures, i.e. wood tends to act in an inelastic manner. E.g. wood can creep, especially under the influence of load and variation in humidity. Such creeping, which is often called "mechanosorptive creeping" in English, is in reality a state of drying wood of great thickness, without any formation of fractures.

Ved saging av treet før tørking er treoverflatene udekket, som så vil avgi vanndamp til omgivelsene, dvs en tørking av overflaten begynner. På dette stadium er denne tørking ukontrollert, dvs ytre forhold i form av "vind og vær" bestemmer tørkeintensiteten. Det har blitt funnet at tre som blir liggende på en trelasttomt vil allerede få overflatemerker etter noen dager, sannsynligvis tidligere i varmt og tørt vær. Disse merker vil så vokse under den fortsatte kunstige tørking på grunn av spenningskonsentrasjoner som oppstår i de begynnende brudd. I dette tilfelle er det derfor ikke mulig å tørke slikt tre uten forekomst av betydelige brudd. When sawing the wood before drying, the wood surfaces are uncovered, which will then emit water vapor to the surroundings, i.e. drying of the surface begins. At this stage, this drying is uncontrolled, i.e. external conditions in the form of "wind and weather" determine the drying intensity. It has been found that wood left in a lumber yard will already have surface marks after a few days, probably earlier in hot, dry weather. These marks will then grow during the continued artificial drying due to stress concentrations occurring in the incipient fractures. In this case, it is therefore not possible to dry such wood without the occurrence of significant fractures.

Imidlertid er det blitt funnet at slike overflatemerker også kan oppstå under oppvarmingsfasen i tørkeren. Formålet med denne fase er å oppvarme laget av tre til starttemperaturen for den virkelige tørkefase. Dersom oppvarming utføres ved konveksjon ved sirkulering av luft gjennom treet, vil denne luft bli avfuktet omtrent umiddelbart ved kondensering på den kalde treoverflate. Deretter begynner en ukontrollert tørking av den stadig varmere luft som absorberer fuktighet fra treoverflaten, som derfor vil tørke. På dette stadium vil overflaten allerede være så tørr at strekkspenninger oppstår tverrgående med retningen av fibrene, særlig dersom overflaten inneholder kjerneved med lavt vanninnhold, og brudd kan dannes. Treet har også en lav temperatur ved det begynnende stadium av oppvarmingen, som er ufordelaktig mht tendensen til dannelse av brudd. However, it has been found that such surface marks can also occur during the heating phase of the dryer. The purpose of this phase is to heat the layer of wood to the starting temperature for the real drying phase. If heating is carried out by convection by circulating air through the wood, this air will be dehumidified almost immediately by condensation on the cold wooden surface. Then an uncontrolled drying of the increasingly hot air begins, which absorbs moisture from the wood surface, which will therefore dry. At this stage, the surface will already be so dry that tensile stresses occur transverse to the direction of the fibers, especially if the surface contains heartwood with a low water content, and fractures can form. The wood also has a low temperature at the initial stage of heating, which is disadvantageous in terms of the tendency to form fractures.

For å oppsummere kan det fastslås at ukontrollert fortørking og oppvarming av tre med tørr luft bevirker begynnelse av bruddannelse i treet, og disse brudd vokser under den fortsatte tørking. To summarize, it can be stated that uncontrolled pre-drying and heating of wood with dry air causes the initiation of cracks in the wood, and these cracks grow during the continued drying.

Ved tørking med luftsirkulasjon oppstår det en gradient i fuktighetsforhold hele tiden fra overflaten. Overflaten vil derfor bli tørrere enn de indre deler av et stykke av tre, og denne differanse (gradient) i fuktighetsforhold svarer til drivkraften som fører til fuktighetsstrømning til overflaten. Spenningene som oppstår bevirker kryping, hvilket resulterer i en spenningstilstand ved slutten av tørkingen. Overflaten vil så være i en tilstand med trykkspenning, mens de indre deler av treet vil være i en tilstand med strekkspenning. Disse forskjeller i spenning fører til deformasjoner, særlig når treet kløyves. When drying with air circulation, a gradient in moisture conditions occurs at all times from the surface. The surface will therefore be drier than the inner parts of a piece of wood, and this difference (gradient) in moisture conditions corresponds to the driving force that leads to moisture flow to the surface. The resulting stresses cause creep, resulting in a state of stress at the end of drying. The surface will then be in a state of compressive stress, while the inner parts of the wood will be in a state of tensile stress. These differences in tension lead to deformations, especially when the wood is split.

I tillegg til forskjellene i spenning, som er konsekvensen av tørking med luftsirkulasjon, vil også en fuktighetsforholdsgradient som nevnt ovenfor utvikles under tørkingen. Det høyeste fuktighetsforhold kan finnes i sentrum av treet, mens overflatene er betydelig tørrere. Når treet kløyves vil det oppstå en uønsket deformasjon også av denne grunn, da de fuktigste deler vil være udekket og tørke ytterligere under krymping, og følge-lig deformeres. I begge tilfeller som det er vist til kan det fastslås at tørking som er avsluttet uten at fuktighetsforholdsgradienten i tverrsnittet av treet som skal utjevnes fører til deformasjonsproblemer ved den ytterligere bearbeiding av treet. In addition to the differences in tension, which are the consequence of drying with air circulation, a humidity ratio gradient as mentioned above will also develop during drying. The highest humidity can be found in the center of the tree, while the surfaces are significantly drier. When the wood is split, an unwanted deformation will also occur for this reason, as the moistest parts will be uncovered and dry further during shrinkage, and consequently deform. In both cases as shown, it can be determined that drying which has been completed without the moisture ratio gradient in the cross-section of the wood to be equalized leads to deformation problems during the further processing of the wood.

Det kan også fastslås at utjevning av fuktighetsforholdet i treet individuelt ved lave temperaturer (romtemperatur) ikke gir spenningsfritt tre. Dette er på grunn av det faktum at den nødvendige avspenning krever en høy temperatur i materialet. Derfor må en kondisjonering av treet etter den aktuelle tørkefase grunnleggende utføres ved en slik høy temperatur i materialet som er mulig mht produksjonsteknikk, for derved å gjøre det mulig å fullføre målet som er "spenningsfritt tre som har et utjevnet fuktighetsforhold". It can also be established that equalizing the moisture ratio in the wood individually at low temperatures (room temperature) does not produce stress-free wood. This is due to the fact that the necessary relaxation requires a high temperature in the material. Therefore, a conditioning of the wood after the relevant drying phase must basically be carried out at such a high temperature in the material as is possible in terms of production technology, in order to thereby make it possible to complete the goal of "stress-free wood that has an equalized moisture ratio".

Som angitt ovenfor er det derfor viktig å oppvarme treet uten begynnende overflatemerker og å avslutte tørkeprosessen med en effektiv kondisjonering. I dag blir den programmerte styring av oppvarmingen i mange tilfeller ikke vist noen oppmerksomhet, som kan medføre at oppvarmingen utføres med luft som er for tørr. Dersom det på den annen side er ønskelig å holde luftfuktigheten på et tilstrekkelig høyt nivå for å unngå dannelse av brudd, resulterer dette i forlengede oppvarmingstider, som reduserer kapasiteten av tørkeanlegget. As stated above, it is therefore important to heat the wood without incipient surface marks and to end the drying process with an effective conditioning. Today, the programmed control of the heating is in many cases not given any attention, which can result in the heating being carried out with air that is too dry. If, on the other hand, it is desirable to keep the humidity at a sufficiently high level to avoid the formation of fractures, this results in extended heating times, which reduces the capacity of the drying plant.

I dag utføres kondisjoneringsfasen ved økning av luftfuktigheten ved sluttstadiet av tørkingen ved å tilføre vann gjennom dyser, eller direkte som damp fra spesielle for-dampnmgskjeler. Det mest vanlige problem i dette tilfelle er at vanndysene tilfører for små mengder fuktighet, og at dersom dampen tilføres direkte, er fordampningskjeler fra den kjente teknikk kraftig underdimensjonert. I disse to tilfeller har tilførselen av damp som. formål å innstille et balansert klima i tørkeatmosfæren, som resulterer i en fuktighet av treoverflatene som svarer til bare noen få prosent over det tilsiktede endelige fuktighetsforhold (middelverdi). I praksis krever denne kondisjoneringsprosess minst 24 timer for plankedimensjoner. En helt forskjellig teknikk blir anvendt fremfor alt i New Zealand, hvor treet etter høy-temperaturtørking av "Pinus radiata (furu) blir treet innført i spesielle kondi-sjoneringskammere hvor damp genereres fra åpne vanntanker. Det oppnås en betydelig tukting av treoverflatene som utjevner fuktighetsforholdet og hindrer dannelse av innvendige brudd i forbindelse med kjølingen. For å fullføre dette må imidlertid treet av-kjøles en viss tid til 70 - 80° C for å fremkalle kondensering på treet. Today, the conditioning phase is carried out by increasing the air humidity at the final stage of drying by supplying water through nozzles, or directly as steam from special evaporation boilers. The most common problem in this case is that the water nozzles add too little moisture, and that if the steam is added directly, evaporation boilers from the known technique are severely undersized. In these two cases, the supply of steam which. purpose of setting a balanced climate in the drying atmosphere, which results in a humidity of the wood surfaces that corresponds to only a few percent above the intended final humidity ratio (mean value). In practice, this conditioning process requires at least 24 hours for plank dimensions. A completely different technique is used above all in New Zealand, where, after high-temperature drying of "Pinus radiata (pine), the wood is introduced into special conditioning chambers where steam is generated from open water tanks. A significant chastening of the wood surfaces is achieved, which equalizes the humidity ratio and prevents the formation of internal fractures in connection with the cooling.To complete this, however, the wood must be cooled for a certain time to 70 - 80° C to induce condensation on the wood.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en slik fremgangsmåte og en slik innretning for tørking av tre i en kammertørker slik at The purpose of the present invention is to provide such a method and such a device for drying wood in a chamber dryer so that

oppvarmingstiden før tørking kortes ned, samtidig som starting av brudd under oppvarmingen hindres, og at the heating time before drying is shortened, while the initiation of breakage during heating is prevented, and that

kondisjoneringen som utføres for utjevning av fuktighetsforholdet og spenningene i treet etter tørkefasen kortes ned og gjøres mer effektiv. the conditioning that is carried out to equalize the humidity and the stresses in the wood after the drying phase is shortened and made more efficient.

Ifølge oppfinnelsen oppnås dette formål av en fremgangsmåte av typen nevnt i innledningen og som er kjennetegnet ved at mettet vanndamp under oppvarmingsfasen til-føres ved atmosfære trykk til varmluften som sirkulerer rundt treet, i tørkekammeret som anvendes for oppvarmingsfasen, idet vanndampen tilføres med en dampgeneratorhastighet på 6-28 kW/m<3>, fortrinnsvis 10-15 kW/m<3> lagvolum av treet, slik at vanndampen kondenseres på de kaldere treflater og dermed overfører kondensasjonsvarme til treet. Ifølge en foretrukket utførelsesform av denne fremgangsmåte skjer tilførselen av damp til tørke-kammeret direkte fra begynnelsen av oppvarmingsfasen og blir deretter fortsatt fortrinnsvis kontinuerlig uten avbrudd og fortrinnsvis frem til avslutningen av oppvarmingsfasen. According to the invention, this purpose is achieved by a method of the type mentioned in the introduction and which is characterized by the fact that during the heating phase, saturated water vapor is supplied at atmospheric pressure to the hot air that circulates around the tree, in the drying chamber used for the heating phase, the water vapor being supplied at a steam generator speed of 6-28 kW/m<3>, preferably 10-15 kW/m<3> layer volume of the wood, so that the water vapor condenses on the colder wood surfaces and thus transfers condensation heat to the wood. According to a preferred embodiment of this method, the supply of steam to the drying chamber takes place directly from the beginning of the heating phase and then continues preferably continuously without interruption and preferably until the end of the heating phase.

Optimal oppvarming av treet før tørkingen har som siktemål å unngå starting av brudd i treet, samtidig som oppvarmingen skal utføres på så kort tid som mulig. Ifølge oppfinnelsen blir dette oppnådd, som nevnt ovenfor, ved tilførsel av vanndamp ved atmosfæretrykk til tørkekammeret under oppvarmingsfasen. Vanndampen vil så kondensere på de kaldere treoverflater. Som resultat blir disse beskyttet mot ukontrollert tørking og dannelse av brudd som resultat av dette. Dessuten overføres kondensasjonsvarme når vanndampen kondenserer på treet, som gir en betydelig større varmeoverføring sammen-liknet med oppvarming bare ved konveksjon. M.a.o. betyr dette en vesentlig hurtigere vanning av treet før tørkingen. Optimum heating of the wood before drying aims to avoid the initiation of breakage in the wood, while the heating must be carried out in as short a time as possible. According to the invention, this is achieved, as mentioned above, by supplying water vapor at atmospheric pressure to the drying chamber during the heating phase. The water vapor will then condense on the colder wooden surfaces. As a result, these are protected against uncontrolled drying and the formation of fractures as a result of this. In addition, condensation heat is transferred when the water vapor condenses on the wood, which gives a significantly greater heat transfer compared to heating only by convection. m.a.o. this means significantly faster watering of the tree before drying.

Selv om formålet med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er å tørke treet, begynner denne tørkeprosess overraskende ved kraftig tukting av treet med kondenserende damp under oppvarmingsfasen. Dersom damp tilføres direkte fra starten av oppvarmingsfasen vil det oppnås en hurtig oppvarming ved den varme sirkulasjonsluft, og dessuten en fullstendig fukting av treoverflatene selv fra begynnelsen ved overføring av kondensasjonsvarme i tillegg til oppvarming ved konveksjon. Som resultat unngås begynnelse av brudd i treet, som tillater en tørkeprosess ifølge oppfinnelsen for fremstilling av tre som i størst mulig utstrekning er fritt for brudd. Although the purpose of the method according to the invention is to dry the wood, this drying process surprisingly begins by strongly chastising the wood with condensing steam during the heating phase. If steam is supplied directly from the start of the heating phase, a rapid heating will be achieved by the hot circulating air, and also a complete wetting of the wooden surfaces even from the beginning by the transfer of condensation heat in addition to heating by convection. As a result, the onset of breakage in the wood is avoided, which allows a drying process according to the invention to produce wood that is free from breakage to the greatest extent possible.

Som nevnt ovenfor er det imidlertid ikke mulig å unngå helt dannelsen av brudd dersom treet etter saging, som utføres før den "kunstige" tørking, lagres på en slik måte på f.eks. en trelasttomt hvor det allerede på dette stadium oppstår overflatebrudd som så vil vokse. Dersom treet lagres riktig etter saging kan det ferdigtørkede tre av meget høy kvalitet ifølge oppfinnelsen fremstilles med en fremgangsmåte som er tidseffektiv og følgelig kostnadseffektiv. As mentioned above, however, it is not possible to completely avoid the formation of fractures if the wood after sawing, which is carried out before the "artificial" drying, is stored in such a way, e.g. a timber lot where surface cracks already occur at this stage which will then grow. If the wood is stored correctly after sawing, the fully dried wood of very high quality according to the invention can be produced with a method that is time-efficient and consequently cost-effective.

Oppvarmingshastigheten i grader pr tidsenhet er totalt begrenset til forholdet til dampingen av treet slik at bare en slik varmemengde kan tilføres til overflaten som treet er i stand til å lede til de indre deler. I praksis betyr dette at oppvarmingshastigheten er sterkt avhengig av dimensjonene og avhenger totalt av overflate/volumforholdet av treet. En betingelse er imidlertid at tilstrekkelig entalpi av fordampning er tilgjengelig. The heating rate in degrees per time unit is totally limited to the ratio of the steaming of the wood so that only such an amount of heat can be supplied to the surface as the wood is able to conduct to the inner parts. In practice, this means that the heating rate is strongly dependent on the dimensions and totally depends on the surface/volume ratio of the wood. A condition, however, is that sufficient enthalpy of vaporization is available.

For et tørkekammer som har et lagvolum på 150 m3 er en effekt på omkring 2 MW overført til entalpi av fordampning tilstrekkelig til å tilveiebringe oppvarmingstider på omkring 2 timer. Dette svarer til en dampgenereringskapasitet på omkring 13 kW/m<3 >lagvolum av treet. Ifølge oppfinnelsen bør dampgenereringskapasiteten holdes i området med et lagvolum på 6 - 28 kW/m , fortrinnsvis 10-15 kW/m . Varigheten av oppvarmingsfasen er vanligvis mellom 1,5 og 2,5 timer, og ved slutten av oppvarmingsfasen har treet fått en temperatur på mellom 50 °C og 65 °C. Denne oppvarmingstid er fremherskende under vanlige forhold, og det vil være klart at om vinteren, når treet til og med kan være frosset, vil oppvarmingstiden være betydelig lengre. For a drying chamber that has a layer volume of 150 m3, an effect of about 2 MW transferred to enthalpy of evaporation is sufficient to provide heating times of about 2 hours. This corresponds to a steam generation capacity of around 13 kW/m<3 >layer volume of the wood. According to the invention, the steam generation capacity should be kept in the area with a layer volume of 6-28 kW/m, preferably 10-15 kW/m. The duration of the heating phase is usually between 1.5 and 2.5 hours, and at the end of the heating phase the wood has reached a temperature of between 50 °C and 65 °C. This heating time is prevalent under normal conditions, and it will be clear that in winter, when the wood may even be frozen, the heating time will be considerably longer.

Lagvolumet kan variere mellom forskjellige tørkere, dagens tørkere kan i mange tilfeller ha et lagvolum på 150 m , mens eldre tørkere overveiende har et mindre lagvolum, f.eks. 60-70m<3.>The layer volume can vary between different dryers, today's dryers can in many cases have a layer volume of 150 m, while older dryers predominantly have a smaller layer volume, e.g. 60-70m<3.>

Etter oppvarmingsfasen utføres tørkingen av treet i én eller flere tørkefaser, under hvilke varm tørkeluft bevirkes til å sirkulere gjennom stablene av tre. Tørkefasen kan vare mellom 2 og 14 dager. Under denne perioden blir tørr luft tilført tørkekammeret, og fuktig luft fjernes. Etter tørkefasen, når treet har fått en sluttemperatur på mellom 50 °C og 90 °C, starter kondisjoneirngsfasen. After the heating phase, the drying of the wood is carried out in one or more drying phases, during which hot drying air is caused to circulate through the stacks of wood. The drying phase can last between 2 and 14 days. During this period, dry air is supplied to the drying chamber, and moist air is removed. After the drying phase, when the wood has reached a final temperature of between 50 °C and 90 °C, the conditioning phase begins.

En vanlig utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at vanndamp under kondisjoneringsfasen tilføres ved atmosfæretrykk til varmluften som sirkulerer rundt treet i tørkekammeret som anvendes for kondisjoneirngsfasen, og at denne tilførsel av damp begynner umiddelbart ved starting av kondisjoneirngsfasen og i det vesentlige direkte etter fullføring av tørkefasen(e). Fortrinnsvis bør det samme tørkekammer anvendes for oppvarmingsfasen, tørkefasen(e) og kondisjoneirngsfasen. A common embodiment of the method according to the invention is characterized by the fact that during the conditioning phase water vapor is supplied at atmospheric pressure to the hot air that circulates around the wood in the drying chamber used for the conditioning phase, and that this supply of steam begins immediately at the start of the conditioning phase and essentially directly after completion of the drying phase(s). Preferably, the same drying chamber should be used for the heating phase, the drying phase(s) and the conditioning phase.

Effektiv kondisjonering av tre etter tørking bør utføres på en slik måte at temperaturen av treet er så høy som mulig. Da avtar spenningene hurtig og variasjoner i fuktighet utjevnes. Ved tilføring av vanndamp til tørkekammeret direkte etter fullføring av tørkingen vil damp kondensere på treoverflatene. Da varme så frigjøres vil temperaturen i treet stige, hvilket er gunstig for avspenningen, samtidig som den tørre treoverflate fuktes og fuktighetsgradienten utjevnes. Effective conditioning of wood after drying should be carried out in such a way that the temperature of the wood is as high as possible. Then the tensions decrease quickly and variations in humidity are evened out. If water vapor is supplied to the drying chamber directly after completion of drying, steam will condense on the wood surfaces. When heat is then released, the temperature in the wood will rise, which is beneficial for relaxation, at the same time as the dry wood surface is moistened and the moisture gradient is evened out.

Med analogi til forholdene ved oppvarmingsfasen er dampgenereringskapasiteten ved kondisjoneringen dimensjonert på grunnlag av oppvarmingshastigheten. Det kan sørges for at startoppvarmingen trenger den høyeste kapasitet/kg av tre, og på den måten kan det fastslås at en dampgeneringskapasitet på omkring 2 MW/150 m<3> av tre under kondisjoneringsfasen er tilstrekkelig for å jevne ut fuktighetsforholdet og spenninger i tre i 1 - 2 timer. Vanndampen som er tilført under denne fase bør tilføres med en kapasitet på 6 - 28 kW/m<3>, fortrinnsvis 10 - 15 kW/m<3> lagvolum av treet. Under kondisjoneringsfasen blir en sluttemperatur på mellom 70 °C og 98 °C overført til treet By analogy with the conditions during the heating phase, the steam generation capacity during conditioning is dimensioned on the basis of the heating rate. It can be ensured that the initial heating needs the highest capacity/kg of wood, and in this way it can be determined that a steam generation capacity of about 2 MW/150 m<3> of wood during the conditioning phase is sufficient to equalize the humidity ratio and stresses in wood for 1 - 2 hours. The water vapor supplied during this phase should be supplied with a capacity of 6 - 28 kW/m<3>, preferably 10 - 15 kW/m<3> layer volume of the wood. During the conditioning phase, a final temperature of between 70 °C and 98 °C is transferred to the wood

En utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at oppvarmingsfasen og/eller kondisjoneirngsfasen reguleres av temperaturøkningen som under kondisjoneringsfasen kan måles ved hjelp av den vanlige temperaturtransduser i tørkekammeret som brukes, som blir fulgt og omformet til middels fuktighets-forholdsøkning av treet. Forbindelsen mellom temperaturøkning og mengde av kondensat gjør dette mulig. Da varmeoverføringen er effektiv vil temperaturen av treet derfor være tett ved temperaturen registrert av den vanlige temperaturtransduser i tørkeren. Ved å følge denne temperaturutvikling er det mulig å omforme temperaturøkningen til en middels fuktighetsforholdsøkning i treet, som tillater en fordelaktig regulering av den betingede prosess. Derfor behøver ikke tørkeren være forsynt med spesielle transdusersystemer for dette formål. An embodiment of the method according to the invention is characterized by the fact that the heating phase and/or the conditioning phase is regulated by the temperature increase which during the conditioning phase can be measured with the help of the usual temperature transducer in the drying chamber used, which is followed and transformed into an average moisture-ratio increase of the wood. The connection between temperature rise and amount of condensate makes this possible. As the heat transfer is efficient, the temperature of the wood will therefore be close to the temperature registered by the usual temperature transducer in the dryer. By following this temperature development, it is possible to transform the temperature increase into a moderate increase in the humidity ratio in the wood, which allows a beneficial regulation of the conditional process. Therefore, the dryer does not need to be equipped with special transducer systems for this purpose.

En foretrukket utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at damp av høy kvalitet genereres i en dampgenerator og holdes under trykk i en akkumulator, og at dampen fra akkumulatoren fordeles til tilsluttede tørkekammere ved betjening av ventiler. A preferred embodiment of the method according to the invention is characterized in that high-quality steam is generated in a steam generator and kept under pressure in an accumulator, and that the steam from the accumulator is distributed to connected drying chambers by operation of valves.

Ifølge en annen foretrukket utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen blir primærenergien for generering av den brukte damp tatt fra sagbrukets eget sentrale kjeleanlegg for fast brennstoff. Dette betyr at sagbrukavfall, vanligvis bark, kan benyttes for produksjon av høykvalitetsdamp. According to another preferred embodiment of the method according to the invention, the primary energy for generating the used steam is taken from the sawmill's own central boiler plant for solid fuel. This means that sawmill waste, usually bark, can be used for the production of high-quality steam.

Varmtvannet ledes fra det sentrale kjeleanlegg for fast brensel til en sentral dampgenerator. I denne dampgenerator ledes vannet gjennom rør til en sylindrisk tank, del-vis fylt med vann. Varmen overføres til vannet som påvirkes til å koke, slik at det genereres et dampvolum i den øvre del av sylinderen. Systemet holdes under trykk, slik at dampen lett kan avgis til hovedledningene laget av rustfritt stål, som tjener til å fordele dampen til de tilsluttede tørkekammere. Fordelingen av dampen til hvert kammer blir til slutt utført ved aktiviseringen av ventiler. The hot water is led from the central boiler system for solid fuel to a central steam generator. In this steam generator, the water is led through pipes to a cylindrical tank, partially filled with water. The heat is transferred to the water which is affected to boil, so that a volume of steam is generated in the upper part of the cylinder. The system is kept under pressure, so that the steam can easily be released to the main pipes made of stainless steel, which serve to distribute the steam to the connected drying chambers. The distribution of the steam to each chamber is finally carried out by the activation of valves.

Fordelen med et slikt arrangement er at en sentral dampgenerator kan betjene flere kammere fortløpende både for oppvarmingsfasen og kondisjoneringsfasen. Dessuten medfører fremgangsmåten at omstillingstider vil være korte da damp tilføres til kammeret så snart ventilen åpner. The advantage of such an arrangement is that a central steam generator can operate several chambers continuously both for the heating phase and the conditioning phase. In addition, the method means that changeover times will be short as steam is supplied to the chamber as soon as the valve opens.

Damp tilføres til tørkekammeret i den mettede tilstand eller litt overhetet. Dersom dampen tilføres via et rørsystem vil det være nødvendig med en viss overheting (og følgelig overtrykk) av damp for å produsere det nødvendige trykk gjennom fordelingssystemet fra dampgeneratoren. Overtrykket kan være mellom 0 og 1 atm. Imidlertid må dampen ikke tillates å bli for overhetet, da for mye tørr varme da vil tilføres. Avgjørende for oppfinnelsen er at duggpunktet for dampen både under oppvarmingsfasen og under kondisjoneringsfasen er over duggpunktet for treet, som derved sikrer kondensering på treoverflatene. I tilfelle hvor damp genereres direkte i tørkekammeret i et åpent fordampningssystem tilføres dampen i den mettede tilstand. Steam is supplied to the drying chamber in the saturated state or slightly superheated. If the steam is supplied via a pipe system, a certain amount of superheating (and consequently overpressure) of steam will be necessary to produce the necessary pressure through the distribution system from the steam generator. The overpressure can be between 0 and 1 atm. However, the steam must not be allowed to become too superheated, as too much dry heat will then be supplied. Crucial to the invention is that the dew point of the steam both during the heating phase and during the conditioning phase is above the dew point of the wood, which thereby ensures condensation on the wood surfaces. In the case where steam is generated directly in the drying chamber in an open evaporation system, the steam is supplied in the saturated state.

En utførelsesform av oppfinnelsen skal nå beskrives i det følgende under hen-visning til tegningene, der fig. 1 er et skjematisk snittriss sett fra siden av en kammertørker, og fig. 2 er et skjematisk planriss av kammertørkeren. An embodiment of the invention will now be described in the following with reference to the drawings, where fig. 1 is a schematic sectional view seen from the side of a chamber dryer, and fig. 2 is a schematic plan view of the chamber dryer.

Fig. 1 viser en kammertørker 1 som har et tørkekammer 2 beregnet for tørking av tre i lag, hvor treet er i tørkekammeret i form av en eller flere stabler 3. Stablene av tre er anordnet på en vogn e.l., og anordninger (ikke vist) er tilgjengelig for å bevege en eller flere stabler 3 av tre inn i og ut av tørkekammeret 2 igjennom en dør 5. Tørkekammeret rommer videre anordninger 6 (skjematisk vist) for sirkulering av varmluft i tørkekammeret for å transportere ut alle eller i det minste ett av trinnene oppvarming, tørking og kondisjonering av treet, og anordninger (ikke vist) for tilførsel av tørr luft og avgivelse av fuktig luft som transporteres til og fra tørkekammeret gjennom kanaler 7, 8. Innretningen ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at tørkekammeret videre omfatter anordninger 9 for innføring og spredning av vanndamp ved atmosfæretrykk i tørkekammeret, og at en dampgenerator 10 er anordnet for å tilføre vanndamp til disse anordninger gjennom ledningsrør 11. Fig. 1 shows a chamber dryer 1 which has a drying chamber 2 intended for drying wood in layers, where the wood is in the drying chamber in the form of one or more stacks 3. The stacks of wood are arranged on a cart or the like, and devices (not shown) is available to move one or more stacks 3 of wood into and out of the drying chamber 2 through a door 5. The drying chamber further accommodates devices 6 (shown schematically) for circulating hot air in the drying chamber to transport out all or at least one of the steps of heating, drying and conditioning the wood, and devices (not shown) for supplying dry air and releasing moist air which is transported to and from the drying chamber through channels 7, 8. The device according to the invention is characterized in that the drying chamber further comprises devices 9 for introduction and spread of water vapor at atmospheric pressure in the drying chamber, and that a steam generator 10 is arranged to supply water vapor to these devices through conduit 11.

Anordningene 9 kan bestå av innstillbare ventiler med dyser og kan være anordnet i en eller flere posisjoner i tørkekammeret for innføring av vanndamp direkte inn i det frie luftvolum av tørkekammeret. Alternativt kan de være anordnet til å innføre vanndampen inn i den varme sirkulasjonsluft i forbindelse med sirkulasjonsanordningen 6. De kan også være anordnet til å forsyne vanndamp både direkte til tørkekammeret og til sirkulasjonsanordningen. The devices 9 can consist of adjustable valves with nozzles and can be arranged in one or more positions in the drying chamber for the introduction of water vapor directly into the free air volume of the drying chamber. Alternatively, they can be arranged to introduce the water vapor into the hot circulation air in connection with the circulation device 6. They can also be arranged to supply water vapor both directly to the drying chamber and to the circulation device.

Fig. 2 viser en utførelsesform som har flere tørkekammere 2 a-f forsynt med anordninger 9 a-i* for tilførsel av damp til hvert kammer. Dampgeneratoren 10 betjener alle tørkekammere fortløpende både for oppvarmingsfasen og kondisjoneringsfasen. Dampgeneratoren bør være forsynt med en akkumulator (ikke vist) for damp og være konstruert til å holde overtrykk for å tilføre damp, via anordningene 9 a-f, til hvert tørkekammer. Anordningene 9 a-f består passende av dyser med ventiler som kan fjernstyres. Takket være dampakkumulatoren kan det sikres at tilstrekkelig dampkapasitet er tilgjengelig for hvert tørkekammer både under oppvarmingsfasen og under kondisjoneringsfasen. Fig. 2 shows an embodiment which has several drying chambers 2 a-f provided with devices 9 a-i* for supplying steam to each chamber. The steam generator 10 serves all drying chambers continuously both for the heating phase and the conditioning phase. The steam generator should be provided with an accumulator (not shown) for steam and be designed to maintain excess pressure to supply steam, via the devices 9 a-f, to each drying chamber. The devices 9 a-f suitably consist of nozzles with valves that can be controlled remotely. Thanks to the steam accumulator, it can be ensured that sufficient steam capacity is available for each drying chamber both during the heating phase and during the conditioning phase.

Dampgeneratoren 10 kan anordnes til å bli tilført energi, fortrinnsvis via en varmtvannsledning 12, fra et sentralt kjeleanlegg for fast brennstoff, skjematisk vist med henvisningstall 13, som virker ved brenning av sagbrukavfall, hovedsakelig bark. The steam generator 10 can be arranged to be supplied with energy, preferably via a hot water line 12, from a central boiler plant for solid fuel, schematically shown with reference number 13, which works by burning sawmill waste, mainly bark.

Claims

1. Method for drying wood by circulating hot air around and through one or more stacks of wood arranged in layers in one or more closed drying chambers (2) in a chamber dryer (1), where the circulating hot air is first effected in a heating phase to heat the wood to the starting temperature for drying, then in one or more drying phases that carry out the actual drying, and finally in a conditioning phase with a specially adapted air moisture content and an air temperature different from that during drying caused to equalize the moisture conditions and stresses in the wood after drying, as completely as permitted by the method, characterized in that during the heating phase, saturated water vapor is supplied at atmospheric pressure to the hot air that circulates around the wood, in the drying chamber (2) used for the heating phase, the water vapor being supplied with a steam generator capacity of 6 - 28 kW/m<3>, preferably 10-15 kW/m3 layer volume of the wood, so that the water vapor can are seen on the colder wood surfaces and thus transfer condensation heat to the wood.

2. Method according to claim 1, characterized in that the water vapor is supplied to the drying chamber (2) essentially directly from the start of the heating phase.

3. Method according to claim 1, characterized in that water vapor is supplied to the drying chamber (2) essentially towards the end of the heating phase.

4. Method according to claim 1, characterized in that the supply of water vapor to the drying chamber during the heating phase takes place essentially continuously without interruption.

5. Method according to claims 1 - 4, characterized in that the duration of the heating phase is between 1.5 and 2.5 hours.

6. Method according to claims 1 - 5, characterized in that during the heating phase the wood is given a final temperature of between 50 °C and 65 °C.

7. Method according to claims 1 - 6, characterized in that during the conditioning phase water vapor is supplied at atmospheric pressure to hot air circulation around the tree, in the drying chamber (2) used for the conditioning phase, and that this supply of steam begins immediately at the start of the conditioning phase and essentially immediately after the end of the drying phase(s), and that the water vapor supplied at atmospheric pressure during the conditioning phase is supplied at a steam generation capacity of 6 - 28 kW/m<3>, preferably 10 - 15 kW/m3 layer volume of the wood.

8. Method according to claim 1 or 7, characterized in that the same drying chambers are used for the heating phase, the drying phase(s) and the conditioning phase.

9. Method according to claims 7-8, characterized in that the duration of the conditioning phase is between 1 and 2 hours.

10. Method according to claims 7-9, characterized in that during the conditioning phase the wood is given a final temperature of between 70 °C and 98 °C.

11. Method according to claim 1 or 7, characterized in that the heating phase and/or the conditioning phase is regulated by the temperature increase, which can be measured by the usual temperature transducer in the used drying chamber (2), which is followed and transformed into a moderate increase in the humidity of the wood.

12. Method according to claim 1 or 7, characterized in that high-quality steam is generated in a steam generator (10) and kept under pressure in an accumulator, and that the steam from the accumulator is distributed to the connected drying chambers by activation of valves.

13. Method according to claim 12, characterized in that the primary energy for generating the used steam in the steam generator (10) is taken from the sawmill's own central boiler plant for solid fuel from sawmill waste, mainly bark.

14. Method according to claim 13, characterized in that a central steam generator (10) serves several drying chambers continuously both for the heating phase and the conditioning phase.

15. Method according to claim 1, characterized in that during the drying phase(s) between the heating phase and the conditioning phase, the tree is given a temperature of between 50 °C and 90 °C, and that the drying phase has a duration of between 2 and 14 days.

16. Method according to one of claims 1-15, characterized in that the steam is supplied with an overpressure of between 0 and 1 atm.

17. Device for carrying out the method according to claim 1, comprising a chamber dryer (1) with at least one drying chamber (2) and intended for drying wood in layers, devices for moving one or more layers of wood into and out of the drying chamber (2), devices (6) for circulating hot air in the drying chamber for carrying out all or at least one of the steps of heating, drying and conditioning the wood, and devices for conditioning the hot circulating air and transporting it to and from the drying the chamber, characterized in that the drying chamber (2) further comprises devices (9) for introducing and spreading saturated water vapor at atmospheric pressure in the drying chamber (2), and that the steam generator (10) is arranged to supply water vapor to the devices (9).

18. Device according to claim 17, characterized in that the devices (9) for introducing and dispersing water vapor are arranged in one or more positions in the drying chamber (2) for introducing water vapor directly into the free air volume of the drying chamber.

19. Device according to claim 17, characterized in that the devices (9) for introducing and dispersing water vapor are arranged for introducing the water vapor in connection with the devices (6) for circulating the hot air.

20. Device according to claim 17, characterized in that the steam generator (10) is provided with an accumulator for steam and intended to be kept under pressure, and to supply steam to each drying chamber (2) via conduits (11) and devices (9 a-f) a - f).

21. Device according to claim 17, characterized in that the steam generator (10) is arranged to be supplied with energy, preferably via a hot water line (12), from a central boiler plant (13) for solid fuel designed to operate by burning waste from sawmilling, mainly bark.

22. Device according to claim 21, characterized in that the steam generator (10) is arranged to operate several drying chambers (2 a-f) consecutively both for the heating phase and the conditioning phase.

23. Device according to claims 17-22, characterized in that the devices (9, 9 a-f) consist of valve devices provided with nozzles.