Przedmiotem wynalazku jest sposób suszenia niesezonowanego drewna i urzadzenie do suszenia drewna.Zawartosc wilgoci w swiezym drewnie wynosi zwykle 28—60% wagowo, zaleznie od rodzaju drewna i od warunków klimatycznych w czasie scinania drzew. Zmniejszenie zawartosci wilgoci w takim swiezym drewnie do —10% wagowo jest konieczne w celu zapewnienia stabilnosci wymiarowej drewna przy róznych procesach obróbki w czasie przetwarzania drewna w wyroby uzytkowe. Wlasciwe sezonowanie zmniejsza trudnosci produkcyjne, oszczedza czas i zmniejsza ilosc odpadów. Ponadto wlasciwa zawartosc wilgoci w drewnie jest konieczna aby wyroby drewniane nadawaly sie do klejenia i wykanczania, oraz aby ulatwic poslugiwanie sie wyrobami z drewna, na przyklad cienkimi okleinami.Swieze drewno suszy sie zwykle przy zastosowaniu pieców lub w tunelu powietrznym, co zasadniczo wymaga powyzej szesciu dni dla wiekszosci rodzajów drewna, aby zmniejszyc zawartosc wilgoci do wartosci mozliwej do przyjecia. Typowe czasy suszenia w piecu dla swiezej tarcicy o grubosci 2,54 cm do zawartosci wilgoci 6% wahaja sie w granicach 25—35 dni dla czarnego debu kalifornijskiego, co jest charakterystyczne dla pewnych rodzajów drewna twardego, w granicach 11—15 dni dla jasnego jesionu i w granicach 2—7 dni dla jodly Douglas, co jest charakterystyczne dla pewnych miekkich gatunków drewna.Zwykle sezonowanie takiego swiezego drewna przez suszenie powietrzem, uzyskiwane przez dlugie skladowanie na wolnym powietrzu wymaga od okolo trzech miesiecy do okolo trzech lat, zaleznie od warunków atmosferycznych i od gatunku drewna.Wedlug znanych sposobów suszenia drewna, dla ulatwienia ekstrahowania z niego wilgoci stosowano próznie. Jednakze przy jej stosowaniu wystepuja trudnosci zwiazane z równomiernym doprowadzaniem ciepla do swiezego drewna, co w polaczeniu z wysoka próznia powodowalo szybka, niekontrolowana i nierównomierna2 94 573 ekstrakcje substancji lotnych ze swiezego drewna, czego wynikiem byly odksztalcenia, paczenie sie, a w niektórych przypadkach nawet fizyczne uszkodzenia lub przemieszczenia czesci drewna, objawiajace sie przez rysy i inne uszkodzenia powierzchniowe.Celem wynalazku jest wyeliminowanie niedogodnosci znanych rozwiazan dotyczacych suszenia niesezonowanego drewna, a zadaniem wynalazku jest opracowanie sposobu i urzadzenia do suszenia niesezonowanego drewna, które pozwalalyby na stosunkowo szybkie suszenie drewna przy niskiej temperaturze, a jednoczesnie wilgoc i inne substancje lotne bylyby ekstrahowane bez powodowania odksztalcen i innych fizycznych uszkodzen drewna.Zgodnie z wynalazkiem sposób suszenia niesezonowanego drewna polega na tym, ze przeznaczone do suszenia drewno umieszcza sie w zamknietej przestrzeni, z której usuwa sie gazy i w ten sposób dziala sie na drewno cisnieniem nizszym od cisnienia atmosferycznego, oraz do drewna przyklada sie nie powodujacy wyladowan, przemienny potencjal elektryczny, powodujac grzanie dielektryczne drewna i wilgoci w nim zawartej, przy czym w zamknietej przestrzeni utrzymuje sie podcisnienie do momentu az zawartosc wody w drewnie osiagnie zadany poziom, a cieplo doprowadza sie do drewna z predkoscia w przyblizeniu równa cieplu parowania wody.Przeznaczone do suszenia drewno umieszcza sie pomiedzy dwiema elektrodami, do których przyklada sie potencjal elektryczny wysokiej czestotliwosci, Grzanie drewna i wytwarzanie podcisnienia przeprowadza sie w sposób ciagly i równoczesny, albo w sposób naprzemienny kiedy po okresie grzania drewna dziala sie na niego podcisnieniem w czasie ustalonego okresu czasu, po czym powtarza sie ten cykl tyle razy, ile jest niezbedne dla uzyskania zalozonej zawartosci wody w drewnie. Temperature drewna podczas calego cyklu suszenia utrzymuje sie w zakresie 38—88°C, natomiast wartosc podcisnienia ponizej 375 mm Hg.Wartosc stosowanego podcisnienia jest rózna w zaleznosci od gatunku suszonego drewna i zmienia sie ja podczas suszenia, aby zoptymalizowac usuwanie wilgoci i innych substancji lotnych nie przekraczajac temperatury, która spowodowalaby fizyczne uszkodzenie wewnetrznej struktury drewna oraz wywolalaby naprezenia w strukturze drewna, których wynikiem jest paczenie sie drewna.Urzadzenie do suszenia niesezonowanego drewna, zawierajace zamknieta szczelnie komore w której umieszcza sie drewno, zgodnie z wynalazkiem ma w tej komorze zespól elektrod do przykladania do drewna przemiennego potencjalu elektrycznego, wyposazony w elementy zapobiegajace wyladowaniom elektrycznym.W komorze sa usytuowane równiez elementy podpierajace drewno, korzystnie w postaci wózka jezdnego.Wnetrze komory jest polaczone z ukladem ssacym dla wytworzenia w niej podcisnienia. Zespól elektrod stanowia dwie elektrody, korzystnie w postaci plyt, pomiedzy którymi umieszcza sie drewno. Alternatywnie zespól elektrod stanowi wiele elektrod,korzystnie w potaci plyt, rozmieszczonych w odstepach od siebie i obejmujacych kolejne warstwy drewna, przy czym co druga elektroda jest dolaczona do bieguna zródla napiecia przemiennego o potencjale przeciwnym do potencjalu bieguna zródla napiecia, do którego sa dolaczone pozostale elektrody.Elementy zapobiegajace wyladowaniom elektrycznym stanowia warstwy materialu izolujacego, którymi sa pokryte nieuziemione elektrody.Jest korzystnym jesli co najmniej jedna elektroda zespolu elektrod jest polaczona z zespolem napedowym, na przyklad z silownikiem pneumatycznym lub hydraulicznym, dla jej przemieszczania wzgledem pozostalych elektrod. Szczególnie korzystne jest jesli platforme wózka jezdnego stanowi jedna z elektrod zespolu elektrod.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urzadzenie do suszenia niesezonowanego drewna w widoku z góry, fig. 2 — to samo urzadzenie w widoku z boku, ze szczególowym uwidocznieniem ukladu ssacego, fig. 3 — komore prózniowa z umieszczonym w niej wsadem swiezej tarcicy, w przekroju poprzecznym wzdluz linii 3—3 zaznaczonej na fig. 2, zas fig. 4 przedstawia drugie wykonanie komory prózniowej, równiez w jej przekroju poprzecznym.Przedstawione na fig. 1 i 2 urzadzenie do sterowanego, przyspieszonego suszenia swiezego drewna zawiera zbiornik cisnieniowy 10 o przekroju kolowym, zamkniety z jednej strony sciana 12 o ksztalcie misy, a z drugiej strony umocowana na zawiasach pokrywa 14. Zbiornik jest podparty w polozeniu poziomym za pomoca podpór , usytuowanych pod kazda czescia koncowa zbiornika.Wnetrze zbiornika 10 tworzy zamknieta komore prózniowa 16, w której umieszcza sie wsad swiezego lub czesciowo wysuszonego drewna 18, zaznaczony na fig. 3 i przetrzymuje sie go tam podczas cyklu suszenia. Deski lub bale 20 sa usytuowane wzdluznie w stosie, bezposrednio na wózku 22, który jest podparty ruchomo za pomoca kól 24 z rowkami, prowadzonych na szynach 26 o przekroju w ksztalcie litery V, przymocowanych do dna zbiornika, jak przedstawiono na Mg. 3. Wózek 22 na swym wierzchu ma platforme o postaci metalowej plyty, która stanowi dolna elektrode 28 dla dielektrycznego ogrzewania drewna podczas cyklu suszenia prózniowego. Odpowiednia konstrukcja kratownicowa 30, której czesci jest przedstawiona na fig. 1 # jest umieszczona na zewnatrz zbiornika 10, zgodnie z usytuowaniem szyn 26 w zbiorniku, w celu ulatwienia ruchu94 573 3 wózka i zaladowywania oraz rozladowywania urzadzenia po zakonczeniu cyklu suszenia.Jak przedstawiono na fig. 3 konstrukcja kratownicowa 32 o ksztalcie litry U jest przymocowana do górnej czesci wnetrza zbiornika 10, a na niej zamocowany jest zespól 34 elektrody górnej, ruchomy pionowo pomiedzy polozeniem opuszczonym, pokazanym linia ciagla na fig. 3 a polozeniem podniesionym. Zespól 34 elektrody górnej zawiera plyte stanowiaca elektrode górna 36 o wielkosci równej wielkosci dolnej elektrody 28, która stanowi górna platforma wózka. Trzy czlony pionowe 38 wystaja wzdluznie z elektrody górnej 36 i sa przymocowane za pomoca katownikowych podluznie stalowych 40 do jej górnej powierzchni. Górne czesci koncowe pionowych czlonów 38 sa przymocowane do poziomego czlonu podporowego 42, który jest wykonany z materialu izolujacego, takiego jak zywica fenolowa. Czlony pionowe 38 sa podobnie wykonane ze wzmocnionej zywicy fenolowej, aby odizolowac elektrycznie elektrode górna 36 od górnej konstrukcji kratownicowej 32.Czlon podporowy 42 zespolu 34 elektrody górnej jest przymocowany wzdluz swej dlugosci do szeregu przebiegajacych pionowo drazków 44, które sa popychane do góry przez sprezyny srubowe 46. Odpowiednia liczba nadmuchiwanych worków powietrznych 48 jest umieszczona pomiedzy powierzchnia górna czlonu podporowego 42 a powierzchnia dolna konstrukcji kratownicowej 32 o ksztalcie litery U, przy czym worki te po nadmuchaniu sluza do poruszania zespolu 34 elektrody górnej do dolu przeciwko sile sprezyn srubowych 46.Doprowadzanie odpowiedniego czynnika napedowego, takiego jak powietrze, do kazdego z worków powietrznych 48 odbywa sie za pomoca gietkich wezy 50, polaczonych poprzez sciane zbiornika z zasilajacym przewodem rozgaleznym 52.Cisnienie wewnatrz worków powietrznych 48 kasuje sie aby umozliwiac podniesienie zespolu 34 górnej elektrody w stosunku do wsadu drewna, w celu ulatwienia ladowania i rozladowania zbiornika cisnieniowego.Gdy wózek wraz ze wsadem drewna znajda sie w odpowiednim polozeniu, do worków powietrznych doprowadzane jest powietrze pod cisnieniem, na skutek czego elektroda górna 36 porusza sie do dolu, az do styku z górna powierzchnia wsadu drewna, albo w poblize tej powierzchni.Powierzchnie elektrod górnej i dolnej sa wyposazone w cienka warstwe substancji izolujacej, takiej jak na przyklad pokrycie polietylenowe, aby uniemozliwic powstawanie wyladowan lukowych podczas operacji suszenia, w wyniku skraplania sie wody na powierzchniach elektrod i sasiadujacych z nimi powierzchniach drewna.Elektroda górna jest polaczone ze zródlem energii elektrycznej, jak pokazano schematycznie na fig. 3 przez przewód zasilajacy 54. W celu zapewnienia wlasciwego uziemienia elektrody dolnej, wózek przed rozpoczeciem cyklu ogrzewania dielektrycznego jest polaczony elastycznym przewodem wielozylowym 56 z konstrukcja zbiornika. Zródlo energii elektrycznej jest umieszczone w bloku 58, usytuowanym przy zbiorniku , a przewody zasilajace przechodza przez krociec 60. Sterowanie elektrycznie wytwarzanego pola ogrzewczego, jak równiez podcisnienia wywieranego na drewno podczas cyklu suszenia, jest regulowane za pomoca bloku sterowania 62 zaznaczonego na fig. 1.Wnetrze komory prózniowej 16, jest polaczone za pomoca dwóch krócców 64, usytuowanych na koncach zbiornika 10,z dwiema glównymi rurami ssacymi 66, których konce sa dolaczone do dwóch rur rózgaleziacza krzyzakowego 68. Górna rura rózgaleziacza krzyzakowego jest zamknieta na koncu pokrywa 70, natomiast przeciwlegla do niej dolna rura 72 jest swym koncem polaczona z przewodem odplywowym 74, w który jest wlaczona pompa 76 przeznaczona do odpompowywania wody gromadzacej sie w rozgaleziaczu krzyzakowym 68. W srodkowej czesci dlugosci dolnej rury 72 jest wprowadzony do jej wnetrza koniec rury ssacej 78, skosnie scietej na tym koncu, przeznaczonej do odprowadzania powietrza i innych produktów gazowych z wnetrza komory prózniowej 16 poprzez glówne rury ssace 66.Dzialanie pompy prózniowej 80 wlaczonej w rure ssaca 78 jest sterowane czujnikiem polaczonym z ukladem sterowania w bloku sterowania 62, tak aby wewnatrz komory podczas cyklu suszenia utrzymywac podcisnienie przynajmniej w przyblizeniu 375 mm Hg.Przy podcisnieniu o powyzszej wartosci wewnetrzne ogrzewanie struktury drewna do temperatur zwykle w zakresie 38-88°C zapewnia stosunkowo szybkie wyparowanie wody zawartej w drewnie, nie powodujac rozkladu cieplnego lub cieplnego zmiekczenia struktury celulozowej i skladników zywicznych drewna. Gdy zacznie sie juz wyparowywanie i ekstrakcja wody, podcisnienie jest przynajmniej czesciowo utrzymane przez skraplanie pary wodnej, a pompa prózniowa jest odpowiednio wykorzystywana do utrzymywania prózni w zalozonym zakresie.W celu ulatwienia skraplania wody ekstrahowanej z suszonego drewna, przynajmniej wzdluz czesci dlugosci zbiornika cisnieniowego rozciaga sie otaczajacy,go obwodowo plaszcz 82, przedstawiony na fig. 2 i 3, który ma w swym dnie przewód odplywowy 84. Przebiegajaca wzdluznie szczelina 86 jest wykonana w górnej czesci plaszcza. W szczelinie tej jest usytuowana rura rozdzielcza 88, polaczona z przewodem 90, zasilajacym rure woda.4 94 573 Rura rozdzielcza 88 jest wyposazona w wiele przebiegajacych katowo otworów dyszowych 89 do wyprowadzania wielu strumieni wody chlodzacej, uderzajacych w zewnetrzna powierzchnie zbiornika 10, aby spowodowac chlodzenie zbiornika i odprowadzanie ciepla uwolnionego przez skraplanie ekstrahowanej wilgoci na wewnetrznych powierzchniach zbiornika.Koncentrat ekstrahowanej cieczy, powstaly we wnetrzu zbiornika jest odprowadzany, jak pokazano na fig. 2, za pomoca przewodu 92, dolaczonego jednym koncem do dolnej czesci koncowej sciany 12 zbiornika 10/ zas drugim koncem do rury ssacej 78, przed strona wlotowa pompy prózniowej 80. Przy tym pierwszy koniec przewodu 92 jest usytuowany na nizszym poziomie niz drugi koniec tego przewodu.W pewnych warunkach ilosc pary wodnej ekstrahowanej z suszonego drewna moze przewyzszyc wydajnosc chlodzenia ukladu chlodzacego otaczajacego zbiornik, na skutek czego nieskroplona para wodna ma tendencje do zwiekszania cisnienia wewnatrz komory prózniowej. Aby zapobiec takiemu wzrostowi cisnienia, w rozgaleziaczu krzyzakowym 68 jest zawarty dodatkowy, natryskowy uklad chlodzenia, jak to przedstawiono na fig. 2 i 3 w celu chlodzenia i powodowania skraplania pary wchodzacej do dolnej rury 72 tego rozgaleziacza 68. Pierwsza dysza tego dodatkowego ukladu chlodzenia 94 jest osadzona centralnie w pokrywie 70 i jest przystosowana do wytwarzania strumienia 96 wody chlodzacej o ksztalcie stozka, skierowanego ku koncowi dolnej rury 72. Druga dysza 98 jest umieszczona pomiedzy pierwsza dysza a skosnie zakonczona rura ssaca 78 i podobnie jest przystosowana do wytwarzania stozkowego strumienia 100 wody chlodzacej, w celu zapewnienia skroplenia wszelkich resztek wystepujacej pary wodnej. Obydwie dysze sa polaczone linia zasilania 102, przez która woda chlodzaca pod cisnieniem jest dostarczana, gdy nastepuje otwarcie sterowanego zdalnie zaworu 104, pod dzialaniem bloku sterowania 62.Typowy cykl suszenia w opisanym urzadzeniu sprowadza sie do ladowania surowej, swiezo cietej tarcicy w postaci desek ukladanych w stos o wysokosci ok. 150 m na wózek, jak pokazano na fig. 3, pomijajac stosowana dotychczas kosztowna i czasochlonna praktyke ukladania wsadu z zachowaniem oddzielenia sasiednich bali w celu umozliwienia ekstrahowania z nich wilgoci. Wózek wprowadza sie natepnie do wnetrza zbiornika cisnieniowego i dolacza sie gietki przewód elektryczny 56. Zamyka sie zbiornik pokrywa 14 i uruchamia zespól 34 elektrody górnej, tak aby elektroda górna 36 zostala przemieszczona do dolu w poblizu górnej powierzchni wsadu. Nastepnie wlacza sie pompe prózniowa 80, powodujac stopniowe usuwanie powietrza z komory, az zostanie osiagniete podcisnienie o wartosci w przyblizeniu 88 mg Hg. Podczas odpompowywania rozpoczyna sie grzanie dielektryczne wsadu drewna przez przylozenie napiecia elektrycznego o wysokiej czestotliwosci 2-5 MHz, pomiedzy elektrody górna i dolna w taki sposób, aby spowodowac wewnetrzne ogrzewanie wsadu drewna i przeplyw czastek wody do szpar miedzy deskami.Poczatkowo przyklada sie napiecie 600 V. Temperatura wsadu moze byc odpowiednio kontrolowana za pomoca nie uwidocznionych sond cieplnych, wchodzacych we wsad, a grzanie dielektryczne z uwagi na panujace podcisnienie jest sterowane w zakresie temperatury 38—68°C.Podczas gdy para wodna jest ekstrahowana z drewna, z rury rozdzielczej 88 wyplywa woda chlodzaca, aby wspomóc skraplanie pary wodnej na powierzchniach wewnetrznych zbiornika. Dzialanie pompy prózniowej jest sterowane tak, aby nie dopuscic do zmniejszenia wartosci podcisnienia wywolanego skraplaniem sie substancji gazowych. Operacja suszenia jest kontynuowana az zawartosc wody we wsadzie drewna znajdzie sie w okreslonych granicach ustalanych przez pomiar ilosci uzyskanego kondensatu. Przykladowo, wsad desek o grubosci 25,4 mm, z czerwonej olszyny, zawierajacych w przyblizeniu 49% wody wagowo, umieszczony w urzadzeniu przedstawionym na fig. 1—3, jest sezonowany w celu zmniejszenia zawartosci wody do poziomu w przyblizeniu 6-9% przy temperaturze 43-68°C i przy podcisnieniu 88 mm Hg w okresie w przyblizeniu 3 godzin. Suszenie podobnego wsadu w konwencjonalnym, powietrznym piecu tunelowym wymaga zwykle okresu w przyblizeniu 10 dni.Na fig. 4 rysunku jest przedstawiony inny przyklad wykonania komory prózniowej. Komora ta zawiera wiele elektrod usytuowanych w odstepach jedna nad druga. Komora 158 ma ksztalt cylindryczny, jest wsparta na podporach 160, oraz otacza ja obwodowo plaszcz 162, rozciagajacy sie przynajmniej na czesci dlugosci komory. Plaszcz 162 sluzy do ograniczania przestrzeni rozplywania sie strumieni wody kierowanych na zewnetrzna powierzchnie komory w celu chlodzenia przez otwory dyszowe 164 wykonane promieniowo w rurze rozdzielczej 166, usytuowanej w szczelinie wykonanej w górnej czesci plaszcza 162.Wewnatrz komory jest wytwarzane podcisnienie, przez polaczenie krócców 168 ze zródlem podcisnienia, identycznym jak przedstawione na fig. 1 —3.Regulacje wartosci podcisnienia i temperatury, do której drewno jest nagrzewane podczas suszenia, uzyskuje sie w taki sam sposób jak opisano poprzednio.Zasadnicza róznica pomiedzy urzadzeniem pokazanym na fig. 4 a pokazanym na fig. 3, polega na zastosowaniu wielu tworzacych stos elektrod, o zmieniajacej sie na przemian biegunowosci, takich jak94573 5 elektrody 170, 172 z których kazda stanowi pólke, na której umieszcza sie swieza tarcice 174. Elektrody sa zaopatrzone w cienka warstwe materialu izolujacego,tak jak elektrody urzadzenia przedstawionego na fig. 1 i 3.Konstrukcja z fig. 4 jest szczególnie przydatna do suszenia tarcicy uzyskiwanej ze wstepnej operacji ciecia swiezych klód, po czym wysuszone bale sa poddawane dalszym operacjom tartacznym w celu ciecia na tarcice o mniejszym przekroju, z mozliwoscia stosowania znacznie cienszych ostrzy, co zmniejsza odpady.Pary elektrod 170, 172, sa utrzymywane w pionowych odstepach wzgledem siebie za pomoca czlonów rurowych 176, które sa umieszczone przesuwnie wokól pionowych drazków 178. Dolne konce tych drazków sa przymocowane do wewnetrznych konstrukcji zbiornika. Najnizsza elektroda jest przymocowana sztywno do pomostu 180, który jest równiez przymocowany do wewnetrznej strony konstrukcji zbiornika/Najwyzszej polozona elektroda jest przymocowana do górnych konców czlonów rurowych 176 za pomoca par pierscieni 182. Elektrody posrednie pomiedzy elektroda polozona najwyzej i najnizej sa podparte przesuwnie na rurowych czlonach 176 i sa utrzymywane w pionowych odstepach wzgledem siebie za pomoca pierscieniowych zderzaków 184, przymocowanych w odstepach na obwodzie czlonów rurowych.Koniec silownika hydraulicznego 186 lub innego zespolu napedowego o ruchu posuwisto-zwrotnym, jest przymocowany do wierzcholka wewnetrznej konstrukcji zbiornika, . a koniec tloczyska silownika jest przymocowany do srodka najwyzszej elektrody w celu powodowania jej ruchu posuwisto-zwrotnego w pionie, a przy tym ruchu posuwisto-zwrontego czlonów rurowych 176 wzdluz drazków 178.W polozeniu ze* lu elektrod przedstawionym na fig. 4, elektroda górna i czlony rurowe sa calkowicie podniesione, a elektrody posrednie maja maksymalne odstepy wzgledem siebie, zapewniajac przeswit pomiedzy klodami swiezej tarcicy 174 a sasiednimi powierzchniami par elektrod, z których kazda tworzy pólke na tarcice.Tak uzyskany przeswit pomiedzy parami elektrod dopuszcza niewielkie róznice grubosci klód 174 swiezej tarcicy, umozliwiajac ich swobodne ladowanie i wyladowywanie. Po zaladowaniu tarcicy pomiedzy pary elektrod uruchamiany jest silownik hydrauliczny 186, powodujacy ruch najwyzszej elektrody i polaczonych z nia czlonów rurowych do dolu do polozenia pokazanego linia przerywana na fig. 4, na skutek czego pozostale elektrody równiez przemieszczaja sie do dolu i opieraja sie o powierzchnie górne drewna usytuowanego pod nimi.Zasilanie elektrod energia elektryczna jest uzyskiwane w sposób podobny jak opisano poprzednio w zwiazku z rozwiazaniem przedstawionym na fig. 3. Kabel 188 przechodzacy przez króciec wejsciowy 190, jest dolaczony do najwyzej polozonej elektrody 170, a pozostale elektrody 170 sa polaczone kablami 192.Natomiast elektrody 172 sa polaczone ze soba kablami 194 i sa uziemione za pomoca kabla uziomowego 196.Suszenie tarcicy 174 jest przeprowadzane w warunkach identycznych jak opisane poprzednio w zwiazku z urzadzeniem przedstawionym na fig. 1—3 rysunku. PL PL PL