TWI634300B - 用於製造熱改質窯的方法 - Google Patents

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Abstract

根據一個例示性實施例，本申請案係有關一種用於製造木材用熱改質窯之方法。本方法包括藉由從形成具有翼片(211、213、215、221、223、225、231、233、235、241、243、245)之板之邊緣(210、220、230、240)的鋼板(200)製造板模塊，其使相鄰之模塊能相互連接以構築窯構架。

Description

用於製造熱改質窯的方法
本申請案一般係有關用於製造熱改質窯的方法。
意圖用於木材熱改質之窯的製造傳統上利用機械工場方法，藉由訂購既定大小的不銹鋼製鋼板，並藉由在保持與窯用CAD繪圖一致時，壓彎該鋼板來進行。這些板已在當時於機械工場，藉梁系統組裝成完整的熱改質窯，從而使窯可具有必要強度及耐壓性，隨後將完整單元之窯運送至客戶。
由於窯的尺寸大，在長途運輸情況下，出口交貨的運輸成本構成投資成本的絕大部分。許多潛在的出口國家在道路上亦有很多障礙，像是橋樑、交通標誌和樹木，即使並非不可能，仍然很難運輸大的整座窯。
由於在運輸上困難，曾嘗試使窯在結構上輕盈，或替代地，在窯的最終目的地，由組件組裝該窯。將窯段熔接一起已導致不銹鋼翹曲而有結構尺寸和形狀變形的傾向。
因此，經察最佳係以窯組件首先與短斷續焊縫緊固在一起-所謂的粗縫-之形式，在機械工場完成窯結構，藉此，設法依其形式組裝整座窯。至此方開始將窯接頭熔接在一起，以使整座窯更佳地保持其形狀，惟如此構成之整座窯的運輸不方便且昂貴。
本發明之一目的在於減少關於目前可購得之熱木材改質窯之生產和運輸程序之問題。
本發明之一目的係藉請求項1之方法、請求項7之板模塊以及請求項8之熱改質窯達成。
意圖用於製造熱木材改質窯之根據一個實施例之方法包括藉由形成具有翼片之板緣，由鋼板構成板模塊，此等翼片使相鄰之模塊能相互連接以用於窯構架。
在意圖用於製造熱木材改質窯之根據一個實施例之板模塊中，由鋼板構成之模塊邊緣形成有翼片，此等翼片使相鄰之模塊能相互連接以用於窯構架。
在根據一個實施例之熱木材改質窯中，窯構架由板模塊製成，此等板模塊藉由形成具有翼片之板緣，由鋼板構成，此等翼片使相鄰之模塊能相互連接。
其他實施例出現在附屬請求項中。
200‧‧‧板
202、302‧‧‧板或安裝模塊
204‧‧‧面板部
210、230‧‧‧端緣
211、213、215、221、223、225、231、233、235、241、243、245‧‧‧翼片
212、232‧‧‧端部
214、224‧‧‧覆蓋層
216、226‧‧‧唇片
220、240‧‧‧側緣
222、242‧‧‧側部
228、248‧‧‧貫穿部
234、244‧‧‧覆蓋層
236、246‧‧‧唇片
260‧‧‧木材棧
300‧‧‧窯
350‧‧‧梁構架
352‧‧‧門
354‧‧‧進出口
356‧‧‧轉送線
圖式之詳細說明將參考附圖，更明確地處理本發明之例示性實施例，其中：第1圖顯示一種製造熱木材改質設備之方法的流程圖。
第2a-2f圖從各個不同角度顯示被切割來摺疊板模塊之鋼板，以及帶有摺疊翼片的完整模塊。
第3a-3b圖從側面及從斜前方顯示由板模塊構成之熱改質設備。
第1圖顯示用於製造第3a-3b圖中所示熱木材改質窯300之方法100。窯300之梁構架350由如於第2a-2f圖中所示之板或安裝模塊202、302組成。
在開始步驟102中，從窯300的訂購者收到有關哪種尺寸的窯300須依訂購者吩咐供應的消息。訂購的窯300可為預定標準尺寸，例如在容積上為8、18、28、44、60、120或240m3(立方米)，或可為訂購者所訂製。
在步驟110中所獲得的三維資料被用來作為模製窯300以及用於其製造之板模塊202、302的基礎。不管窯300的大小，模塊202、302具有不變的形狀，僅表面積，亦即，模塊202、302之長度及/或寬度及/或模塊202、302之摺疊端緣之角度α、β可因待製窯300之尺寸，以及模塊202、302在構架350中之位置而異。
3D建模以及計算流體動力學和最佳化的使用使得其可能製造窯結構300，其由結構上不變之模塊202、302構成，且其在經濟上對製造有吸引力，可只用一個船運貨櫃分幾次搬運，從而減少所需運輸空間，並可到用戶之建築物場所才組裝，從而使裝配工作可在具成本效益和高標準下進行。
步驟120包括藉根據設計之機器，例如由不銹鋼板200自動製造模塊202、302。替代地，板200可例如係鋼或鋁的包覆片或雙面板。第2a圖顯示已被切成所欲尺寸和形狀之板200的俯視圖。
在方法100中，模塊202、302可在具成本效益和尺寸精確方式下，藉由使用現代自動化機器，例如金屬板和雷射工作站製造。在製造中機器自動化的使用大幅降低製造成本，且尤其是，尺寸精密零件使得組裝能在安裝場所進行。
模切不銹鋼板200包括面板部204，端緣210、230以及側緣220、240。板200具有邊緣210、220、230、240，如於第2a圖中虛線所示，形成有翼片211、213、215、221、223、225、231、233、235、241、243、245，其與其他模塊202、302之翼片211、213、215、221、223、225、231、233、235、241、243、245配合，並使相鄰模塊202、302能相互連接以構築構架350。
翼片211、213、215、221、223、225、231、233、235、241、243、245同時形成在任一個或更多個邊緣210、220、230、240，以使得端/側部212、222、232、242首先向內沿虛線211、221、231、241摺疊成，該側部222、242例如實質上與面板部204成90°的角度提供翼片221、241。分別地，端部212、232於翼片211、231向內摺疊成，該等部212、232例如與部222、242所確立之角度α、β一致，且翼片211、231的角度為α、β。角度α，β依待製造之模塊202、302在構架350中的 位置而定，可相等或不相等。同樣地，角度α、β具有其依窯大小而定的大小。
下一個向內沿虛線213、223摺疊者係用於部212、222之覆蓋層214、224，以例如實質上平行於面板204安置，以及分別地，沿虛線233、243向外之用於部232、242之覆蓋層234、244，使得覆蓋層234、244之至少一個或兩者可例如實質上平行於面板204，即實質上垂直於邊緣230、240，或至少其中之一或兩者可如構架結構所要求，相對於邊緣230、240成某些角度。
最後向內沿虛線215、225摺疊者係唇片216、226，使得唇片216、226例如實質上垂直於面板204及覆蓋層214、224，以及分別地，唇片236、246沿虛線235、245向外，使得唇片236、246例如實質上垂直於覆蓋層234、244，亦即實質上成90°角，或使得唇片236、246平行於部232、242。
亦可行的是翼片211、213、215、221、223、225、231、233、235、241、243、245以異於上述之順序，例如以相反順序形成。
替代地，在用於窯300之例如角隅模塊202、302之製程中，可行的是模塊202、302之邊緣210、220、230、240中的一個或更多個根本不摺疊。
替代地，若欲加強邊緣210、220、230、240，翼片211、213、215、221、223、225、231、233、235、241、243、245即作成單一單元，使例如於第2c圖中可見之唇片246被垂直抵接覆蓋層244之底面，摺疊有兩 個額外翼片。替代地，藉由擴大覆蓋層214、224、234、244及唇片216、226、236、246之尺寸(表面積)，獲得更大強度。
模塊202、302之製程又包括對模塊202、302之邊緣210、220、230、240提供意圖用於緊固件之至少一個貫穿部228、248，此等緊固件用來於藉由熔接最後一體化之前，將模塊202、302相互鎖緊。而且，若特定模塊202、302意圖包含其他貫穿部228、248，即須對窯300之以下裝置之至少一者提供一貫穿部：至少一個風扇、至少一個溫度感測器、測量待乾燥木材之溫度之至少一個感測器、至少一個濕度感測器，至少一個加熱散熱器，其中至少一根蒸汽管，至少一根供水管以及至少一根通風管。
第2b圖以俯視圖顯示具有摺疊翼片之完整模塊202、302，其用於構築用於木材之熱改質窯300。由鋼板200製成之模塊202、302具備形成有翼片211、213、215、221、223、225、231、233、235、241、243、245之邊緣210、220、230、240，使相鄰模塊202、302能相互連接，以構築用於窯300之梁構架350。由邊緣210、220、230、240組成之梁系統與模塊202、302之面板部204一起構成用於窯300之承載結構。在圖中清晰可見的是邊緣210、220之向內摺疊之覆蓋層214、224，以及邊緣230、240之向外摺疊之覆蓋層234、244。
在根據一個實施例之模塊202、302中，摺疊邊緣210、220、230、240，例如部222、242設有意圖 用於緊固件之貫穿部228、248。此外，相對於第2a圖，亦可在端緣210、230及/或在面板204中設有至少一個貫穿部228、248。
在業已由模塊202、302構成之根據一個實施例之窯300中，該模塊202、302具備設有意圖用於緊固件之貫穿部228、248之邊緣210、220、230、240。
具有摺疊翼片之已完成模塊202、302進一步顯示在第2c圖中從邊緣210之方向、在第2d圖中從邊緣220之方向、在第2e圖中從邊緣230之方向、在第2f圖中從邊緣240之方向。
若在步驟122中還有待製模塊202、302，該方法100即返回到製造步驟120。
另一方面，若準備使用用於窯300之所有模塊202、302，即在步驟130中，將模塊202、302搬運至窯300的組裝場所。
方法100之一優點在於能分幾次搬運窯300至其最終目的地，且無須作窯300的最後組裝，直到在訂購者的工作場所才進行。因此，模塊202、302可藉由雇用當地勞力安裝，且方法100的工作步驟可每次都在最謹慎處進行。
於步驟140中，模塊202、302在組裝場所相互連接，使得相鄰模塊202、302之邊緣210、220、230、240之翼片211、213、215、221、223、225、231、233、235、241、243、245相互配合，且相互連接之相鄰模塊202、302之摺疊邊緣220、240之貫穿部228、248設定成相互對齊。
在將模塊202、302相互連接之程序中，有可能使用支撐件，例如配合摺疊邊210、220、230、240並裝配於模塊202、302之翼片間之支撐件。支撐件可由與模塊202、302相同之材料，例如由不銹鋼、鋼或鋁之包覆片，或雙面板製成。任選地，支撐件可包括管梁，它被放置在特定模塊202、302之邊緣210、220、230、240處之內翼片211、213、215、221、223、225、231、233、235、241、243、245中，於模塊202、302被連接時，該特定模塊之202、302之翼片211、213、215、221、223、225、231、233、235、241、243、245被留在最下方位置。支撐件使得可提高構架350之強度和耐久性。
在根據一個實施例之模塊202、302中，板200之模切邊緣210、220、230、240被摺疊成，翼片211、213、215、221、223、225、231、233、235、241、243、245配合其他模塊202、302的翼片211、213、215、221、223、225、231、233、235、241、243、245，則分別地，邊緣230能置於邊緣210之頂部上，邊緣240置於邊緣220之頂部上。
根據已由模塊202、302所構成之窯300中的一個實施例中，該等模塊202、302具有邊緣210、220、230、240，其模切並摺疊成，該等翼片211、213、215、221、223、225、231、233、235、241、243、245配合其他模塊202、302的翼片211、213、215、221、223、225、231、233、235、241、243、245。
在已由模塊202、302構成之根據一個實施例之窯300中，該等模塊202、302相互連接成，相鄰模塊202、302之邊緣210、220、230、240處之翼片211、213、215、221、223、225、231、233、235、241、243、245相互配合，且相互連接之相鄰模塊202、302之摺疊邊緣210、220、230、240中之貫穿部302被設定成相互對齊。
若在步驟142中，更多模塊202、302仍須相互連接及/或配合，方法100即返回步驟140。
另一方面，若模塊202、302業已以所欲方式相互連接，相互連接之相鄰模塊202、302即在步驟150中，以能夠被裝配在貫穿部228、248中之緊固件裝接。已初步裝接緊固件之模塊202、302仍未熔接固定定位，從而使構架350可在模塊202、302藉由熔接在相互最終裝接之前，以緊固件完整組裝。
替代地，模塊202、302可裝接成，相鄰模塊202、302藉翼片211、213、215、221、223、225、231、233、235、241、243、245相互連接，且在連接下一個模塊202、302之前，以緊固件一個接一個相互裝接。
有用的緊固件可包括以下類型之緊固件中的至少一個：空心鉚釘(盲鉚釘)、傳統T鉚釘、鉚螺帽、鉚釘螺栓、螺釘/螺帽組合以及錨定螺栓。
替代地，在步驟150中，模塊202、302之初始裝接可無需貫穿部228、248，藉焊鉗等緊固件，或藉由點焊或縫焊來實施。
在已由模塊202、302構成之根據一個實施例之窯300中，相互連接之模塊202、302以緊固件裝接，此等緊固件能夠被裝配入貫穿部228、248中。
步驟160包括將最初以緊固件裝接之模塊202、302之邊緣210、220、230、240相互牢固熔接，以構築氣密梁構架350。對窯300提供緊密內表面所需之長熔接頭例如設在翼片211、221、231、241與模塊202、302之面板部204所確立之角隅上。因此，即使模塊202、302以長熔接接頭相互裝接，例如相互，亦即面板部204與邊緣210、220、230、240成90°度角的那些表面仍排除模塊202、302之尺寸變化。相對於傳統製造，模塊202、302保持外部尺寸不變，於傳統製造中，金屬片因殘餘熔接應力而變形。
憑藉初始緊固以及在翼片211、221、231、241之角隅上進行之熔接程序，模塊202、302及/或邊緣210、220、230、240之熔接順序是無關緊要的。由尺寸精確之模塊202、302組裝而成之窯結構300，變成堅固到足以承受由窯300之風扇和過濾器所產生的壓力。
此外，可在由模塊202、302之邊緣210、220、230、240之部212、222、232、242所構成之角隅219、239上形成熔接接頭，及/或從構架350外側，將相互連接的模塊202、302之至少一組覆蓋層214、224、234、244牢固地相互連接。
當模塊202、302之邊緣210、220、230、240例如在翼片211、221、231、241及在角隅219、239相 互牢固熔接時，模塊202、302保持外部尺寸及供連接到下一個模塊202、302之筆直表面不變-即模塊202、302不發生變形-並有助於窯300的組裝。
此外，部212、222、232、242構成用於熔接接頭之「根背襯」(root backing)，從而使得能於製造窯300中，使用更薄板200，且基於此原因，亦減少窯300的製造成本。
在已由模塊202、302構成之根據一個實施例之窯中，相鄰之緊固件裝接之模塊202、302之邊緣210、220、230、240已被牢固地相互熔接，以製造氣密梁構架350。
藉助於模塊202、302則窯300無須使用昂貴的梁結構，因為，在由模塊202、302構成之較佳結構中，邊緣210、220、230、240本質上構成用於窯300之堅固「梁支撐結構」。
拼組用於窯300之模塊化梁構架350費時平均每一模塊202、302約一分鐘，因此構架350之初始緊固可約24小時內達成。構架350藉由熔接所作之最終緊固費時大約一星期，藉此相對於目前組裝模式省下之時間至少在兩個月之譜，這不僅代表節省時間，亦節省成本，因為拼組構架350在組裝場所只要求才一星期多的勞動力。
在步驟162中，方法100將會結束。
第3a-3b圖顯示由模塊202、302組成之窯300及其梁構架350，包括配設門352之進出口354，藉此， 待熱改質之木材棧260藉轉送線356送進送出窯300。在第3b圖中清晰可見具有下部較上部窄之構架350之窯300的形狀。構架350之該特定形狀可藉助於模塊來實施。
以上介紹僅顯示本發明的幾個例示性實施例。關於例如實現細節和應用領域，根據本發明之原理可在申請專利範圍所界定之保護範圍內自然地變化。

Claims (8)

  1. 一種用於製造熱木材改質窯之方法(100)，其特徵在於，該方法包括：從鋼板(200)製造(120)板模塊(202、302)，該等模塊包括面板部(204)及邊緣(210、220、230、240)，該等邊緣包括端部及側部(212、222、232、242)、在該面板與該等部之間的第一翼片(211、221、231、241)及覆蓋層(214、224、234、244)，且在該面板與該等部之間的第一翼片係被形成，使得該等部被朝內摺疊，以使經摺疊的部造成該等第一翼片與該面板呈某些角度，其中第二翼片(233、243)係被形成在該等部與該等覆蓋層(234、244)之間，使得該等覆蓋層被朝外摺疊，以使經折疊的覆蓋層與該面板實質平行並造成該等第二翼片與該等部呈某些角度，且該等第一及第二翼片使相鄰之模塊能相互連接以構築窯構架(350)。
  2. 如請求項1之方法，其中該模塊之製作包括將板切割成所欲形狀，以及形成具有多數翼片之板的模切邊緣，該等翼片配合位於其他模塊之邊緣上的多數翼片。
  3. 如請求項1或2之方法，其中該模塊之製造又包括形成具有意圖用於緊固件之貫穿部(228、248)之摺疊邊緣。
  4. 如請求項3之方法，其又包括將模塊相互連接(140)成相鄰模塊的摺疊邊緣相互配合，且相互連接之相鄰模塊之邊緣中的該等貫穿部設定成相互對齊。
  5. 如請求項4之方法，其又包括藉能配合該等貫穿部之緊固件緊固(150)相互連接之模塊。
  6. 如請求項5之方法，其又包括將相鄰之緊固件固定之模塊的邊緣相互牢固熔接(160)，以構築氣密窯構架。
  7. 一種用於熱木材改質窯(300)之板模塊(202、302)，其包括：面板部(204)及邊緣(210、220、230、240)，該等邊緣包括端部及側部(212、222、232、242)、在該面板與該等部之間的第一翼片(211、221、231、241)及覆蓋層(214、224、234、244)，且該等部被朝內摺疊，使得經摺疊的部造成該等第一翼片與該面板呈若干角度，該等覆蓋層(234、244)被朝外摺疊，使得經折疊的覆蓋層與該面板實質平行並造成第二翼片(233、243)與該等部呈若干角度，且該等第一及第二翼片使相鄰之模塊能相互連接以構築窯構架(350)。
  8. 一種熱木材改質窯(300)，其具有由板模塊(202、302)組成之構架(350)，且藉由如請求項1至6中任一項之方法製造。
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