DE2904243A1

DE2904243A1 - Verfahren und vorrichtung zum trocknen von bauholz

Info

Publication number: DE2904243A1
Application number: DE19792904243
Authority: DE
Inventors: Lee Sydney Barker; Richard Leslie Northway
Original assignee: Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization CSIRO
Current assignee: Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization CSIRO
Priority date: 1978-02-09
Filing date: 1979-02-05
Publication date: 1979-08-16
Also published as: US4261110A; CA1129638A; AU4395079A; AU533055B2; NZ189599A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen von Bauholz..

Unter den hier verwendeten Ausdruck "Bauholz" fallen keine gefertigten Materialien wie Hartfaserplatten, Spanplatten oder andere Tafeln auf Holzbasis.

Nutzholz, insbesondere Holz, das für Bauzwecke oder Gebäude verwendet wird, wird gewöhnlich so behandelt, daß der Feuchtegehalt auf einen Wert reduziert wird, der sehr weit unter dem Wert des lebenden Baumes liegt. Der Grund dafür besteht darin, daß man eine gute Maßstabilität gewährleisten und eine relativ gleichförmige Feuchteverteilung in dem Bauholz herbeiführen will. So kann der Feuchtegehalt auf 12 % bei für Böden verwendetem Bauholz oder auf 12 bis 15 % bei für Verbandholz verwendetem Bauholz verglichen mit dem Feuchtegehalt von grünem Holz von 100 % reduziert werden*. Der genaue gewünschte Feuchtegehalt wird entsprechend der Verwendung, der das Bauholz unterliegt, und der Umgebung, in der es angeordnet werden soll, bestimmt.

Eine Verringerung des Feuchtegehalts kann nach dem Sägen auf die annähernden Abmessungen, die das Bauholz für die Verwendung haben muß, dadurch bewirkt werden, daß es Atmosphärenbedingungen während eines relativ langen Zeitraums ausgesetzt wird. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß es sehr lange dauert. Man beschleunigt deshalb den Trocknungsprozeß üblicherweise dadurch, daß das Bauholz in beheizten öfen angeordnet wird, in denen die Temperatur und die relative Feuchte so reguliert werden kann, daß die Einstellung eines wiederholbaren Trocknungsfahrplans möglich ist, nach welchem der gewünschte Endfeuchtegehalt im Fertigprodukt erreicht werden kann. Das Bauholz wird normalerweise in diesen öfen in Schichten gestapelt, wobei jede Schicht aus einer Anzahl

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von nebeneinander 1-iegenden Bauholz stücken besteht. Die Schichten sind durch Distanzstücke, durch sogenannte Distanzlatten bzw. Distanzblöcke getrennt. Diese Art des Stapeins ermöglicht eine freie Zirkulation der Luft um . das Bauholz herum, wodurch der Trocknungsprozeß beschleunigt wird. Auf die Oberseite der Stapel werden gewöhnlich Haltegewichte aufgelegt, um die Verwerfung bzw. Verformung zu begrenzen, die sich während des Trocknens von . Bauholz, beispielsweise von Weichholz, bzw. Nadelholz häufig einstellt.

Gewöhnlich wird erhitzte Luft in den öfen umgewälzt, um das Erhitzen zu bewirken. Wenn Weichholz, wie Kiefernholz (pinus spp) behandelt wird, wird die Luft normalerweise auf eine Temperatur in der Größenordnung von 85 bis 9O°C erhitzt und mit einer Geschwindigkeit in der Größenordnung von 150 bis 180 m/min an dem Bauholz vorbeigeführt. Die Luft kann dabei eine Feuchttemperaturerniedrigung in der Größenordnung von 10 bis 20"C und eine relativ hohe Feuchte haben. Unter diesen Bedingungen braucht 2,5 cm starkes Bauholz 36 bis 48h für die Behandlung, wenn später nach dem Trocknen Zeit für eine Nachbehandlung bei hoher Feuchtigkeit berücksichtigt wird. Die Behandlung eines 5 cm starken Holzstücks erfordert 72 bis 96h. Obwohl man seit langem weiß, daß Zeiten dieser Größenordnung vom Gesichtspunkt der Fertigung zu lange sind, hat man berücksichtigt, daß jeder Versuch zur Beschleunigung der Trocknung unter Verwendung von erhitzter Luft mit einer Temperatur, die höher als die übliche Temperatur liegt, zu einer übermäßigen Trocknungsverwerfung des fertigen Holzes führen würde.

Das herkömmliche Trocknen im Ofen erfordert, wie erwähnt, sehr viel Zeit. Häufig möchte man das Holz auch einer weiteren Behandlung außer der Dampfbehandlung aussetzen, um Spannungen auszugleichen, die durch einen Feuchtegradienten erzeugt werden, der sich in dem Bauholz beim Trocknen einstellt. Durch Einsprühen von Dampf in

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eine Kammer kondensiert der Dampf auf der Außenfläche des Bauholzes. Eine "Oberflächenhärtung" wird dadurch beseitigt, daß die Feuchte neu verteilt wird, um die Spannungen in dem Bauholz freizugeben. Man möchte deshalb häufig das Bauholz aus dem Ofen in eine Dampfbehandlungszone überführen, was hinsichtlich Arbeit und Zeit sehr aufwendig ist.

Bei herkömmlichen Kammerofen wird das Bauholz im Chargenbetrieb getrocknet, wobei die Oberseiten der Stapel während des Prozesses mit Gewichten belastet sind. Versuche, Bauholz kontinuierlich entweder Schicht für Schicht oder Brett für Brett zu trocknen, wurden bisher durch die Schwierigkeiten vereitelt, die sich aus dem Vermeiden von Verwerfungen während des Prozesses ergeben.

In der australischen PS 481.539 ist bereits ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen von Bauholz beschrieben, bei denen das Bauholz dadurch getrocknet · ' wird, daß es horizontal durch eine Trocknungszone geführt wird. Es ist jedoch schwierig, Einrichtungen vorzusehen, die ein Verwerfen des Bauholz während des Trocknens verhindern. Die verwendete Vorrichtung benutzt einen komplizierten Rahmen, in dem das Bauholz während des Trocknens gehalten wird, um die Verformung auszuschließen. Solche Rahmen begrenzen die Größe der Hölzer, die getrocknet werden können, und machen die Vorrichtung unhandlich und aufwendig. Außerdem ist das Bauholzvolumen, das getrocknet werden kann, beschränkt.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die Nachteile der bekannten Einrichtungen zu vermeiden und ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen sich Bauholz auf einfache Weise verwerfungsfrei kontinuierlich trocknen läßt.

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Diese Aufgabe wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Trocknen von Holz durch folgende Maßnahmen gelöst:

a) es wird ein vertikaler Bauholzstapel gebildet,

der eine Vielzahl von Bauholzschichten aufweist, die durch Distanzeinrichtungen im Abstand gehalten sind;

b) die Bauholzschichten werden nacheinander von der Oberseite zur Unterseite des Stapels bewegt;

c) an wenigstens einem Teil des Stapels wird durch Umwälzung erhitzte Luft vorbeigeführt.

Vorzugsweise wird bei dem Verfahren-die erhitzte Luft in umgekehrten Strömen an den Bauholζschichten vor-, beigeführt.

Zweckmäßigerweise wird eine Bodenschicht des Bauholzes periodisch von der Basis des Stapels entfernt, während eine neue frische Schicht auf der Oberseite des Stapels aufgebracht wird. Das Verfahren kann auch das Führen des Bauholzes nacheinander durch eine Heizzone, in welcher die Schichten den Heißluftströmen ausgesetzt sind, durch eine Kühlzone, in welcher die Schichten zur Atmosphäre frei liegen, und durch eine Zone hoher Feuchte umfassen, in welcher Dampf auf den Bauholzschichten kondensiert.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich die Heizzone unter der Oberseite des Stapels an einer Stelle, die ausreichend weit unter der Oberseite liegt, so daß das Gewicht des Bauholzes und der Distanzeinrichtungen über dieser Stelle ein Verwerfen in der Heizzone verhindert. Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt auch das Halten des Bauholzstapeis auf einer Stützplattform-

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anordnung, die vertikal mit Hilfe von Hydraulikaggregaten verschiebbar ist, wobei die Stützanordnung abgesenkt und ein Stapelhaltemechanisraus so verschoben wird, daß Zinken des Mechanismus zwischen die Distanzeinrichtungen gelangen und den Bauholzstapel über die vorletzte Basisschicht des Bauholzes abstützen. Die untere Schicht des Bauholzes und die Distanzeinrichtungen unter den Zinken, die auf der Stützplattform ruhen, können aus dem Stapel entfernt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Trocken von Bauholz, das in einem vertikalen Stapel angeordnet ist, der aus einer Vielzahl von im Abstand angeordneten Bauholzschichten besteht, hat. eine Einrichtung, die für das Tragen des Stapels und für das aufeinanderfolgende Bewegen einer jeder der Schichten von der Oberseite des Stapels zur Unterseite angeodnet ist, sowie eine Einrichtung, um erhitzte Luft in umgekehrten Strö·*· men, bzw. Gegenströmen an den Bauhol ζ schichten an einem Teil des Stapels vorbeizuführen.

Die Vorrichtung kann eine Einrichtung aufweisen, um eine neue Bauholz schicht periodisch auf der Oberseite des Stapels anzuordnen, wobei Distanzeinrichtungen zwischen der neuen Schicht un d der vorletzten Schicht angeordnet werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat die Abstützeinrichtung eine Einrichtung zum periodischen Auswerfen einer Bauholzschicht von der Basis des Stapels, so daß die restlichen Schichten sich alle um einen Schichtstapel nach unten bewegen. Diese Einrichtungen umfassen nur eine Plattformanordnung, die vertikal verschiebbar ist, und die Basis des

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Stapels abstützt;, sowie einen zweiten Stützmechanismus, der durch Verschieben zwischen benachbarten Bauholzschichten positionierbar ist und den Stapel trägt, so daß wenigstens eine Bauholzschicht unter dem Mechanismus entfernt werden kann. Vorzugsweise wird unter der Plattformanordnung ein Förderer vorgesehen, so daß, wenn die Anordnung abgesenkt ist, die Bauholzschicht auf dem Förderer ruht und von dem Förderer von. der Basis des Stapels wegtransportiert werden kann. Die Abstütz- bzw. Tragplattformanordnung wird vorzugsweise durch Einsatz von Hydraulikaggregaten verschoben. Der zweite Stützmechanismus kann eine Vielzahl von Zinken aufweisen, die beim Tragen des Stapels so angeordnet sind, daß sie sich zwischen benachbarten Distanζstücken befinden.

Die Einrichtung, für die Umwälzung erhitzter Luft umfaßt wenigstens ein Gebläse, das mit einer Leitung verbunden ist. Die Leitung ist so angeordnet, daß sie die Luft an den Bauholzschichten vorbeiführt. Die Leitung ist so ausgelegt, daß sie die Strömungsrichtung der Heißluft umkehrt, so daß, wenn der Stapel durch die Vorrichtung geht, das Bauholz nacheinander den Heißluftströmen aus entgegengesetzten Richtungen ausgesetzt wird.

Die Vorrichtung hat vorzugsweise eine Vielzahl von Zonen, die aufeinanderfolgend im Abstand von der Oberseite des Stapels aus beginnend mit der Vorbelastungszone angeordnet sind. Es schließen sich eine Trocknungszone, in welcher das Bauholz der erhitzten Luft ausgesetzt wird, eine Kühlzone, in welcher die Bauholzschichten zur Atmosphäre hin offen sind, eine Zone hoher Feuchtigkeit, in welcher die Bauholζschichten dem kondensierten Dampf ausgesetzt werden, und schließlich eine Auswerfzone an, in welcher die Bauholzschichten von der Unterseite des Stapels entfernt werden.

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Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert:

Es zeigt:

Fig. 1 perspektivisch eine Vorrichtung zum Trocknen

von Bauholz;

Fig. 2 eine Ansicht der Vorrichtung in Richtung des Pfeils C von Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie A-A von Fig. 2;

Fig. 4A bis 4F

Ansichten der Basis des Bauholzstapels zur Erläuterung des Entfernens einer Bauholzschicht; und

Fig. 5 eine Einzelheit der Basis des in Fig.4C gezeigten Stapels.

Eine Vorrichtung zum Trocknen von Bauholz, wie sie in den Fig. 1 bis 3 gezeigt ist, besteht aus einem vertikalen Ofen, der von einem Rahmen gehalten ist, welcher sechs sich vertikal erstreckende I-Träger 10 aufweist, welche den Boden des Raums, in dem das Bauholz getrocknet wird, mit der Decke verbinden, so daß man eine äußerst feste und starre Abstützung für den Ofen erhält. Bei einer alternativen Anordnung kann'die gesamte Vorrichtung auch freistehend ausgebildet werden. Am oberen Ende 11 der Träger ist eine Plattform aus sich quer erstreckenden Trägern 12 und 13 vorgesehen. Diese Plattform bildet das Bauholzbeschickungsende des Ofens. Angrenzend an das untere Ende der Träger 10 befindet sich eine ähnliche Plattform, welche von Querelementen 14 gebildet wird. Diese Plattform ist das Auswerf- bzw. Abführende 34 des Ofens. Vier vertikale Träger bilden eine

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Zone 16, in welcher das Bauholz während des Trocknens gestapelt ist. Der restliche Raum 17, der von dem Rahmenwerk der Träger gebildet wird, nimmt Gebläse 20 und Luftleitungen 21 zusammen mit einem Beschickungsfördersystem 22 und einer Abführeinrichtung 23 auf.

Der Stapel 19 aus zu trocknendem Bauholz hat im Abstand angeordnete Bauholzschichten. Jede Schicht hat eine Vielzahl von Bändern bzw. Brettern aus anfänglich frischem Holz mit einer Länge von etwa 4 bis 6 m, zusammengeschnitten auf eine im wesentlichen konstante Breite, die gewöhnlich zwischen 20 und 50 mm liegt. Diese Bänder oder Bretter werden nebeneinander so gelegt, daß ihre Längsachse parallel zur längsten Seite des Stapels ist, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Der Stapel wird an der Basis von einer vertikal verschiebbaren Trägerplattformanordnung 40 getragen. Jede Schicht ist durch Verwendung von Distanzstücken 5 oder Distanzlatten 5 aus Holz im Abstand angeordnet, wobei die Distanzstücke im Abstand auf der Holzschicht quer zur Längsachse der Bänder angeordnet sind. Eine Vielzahl von Distanzblöcken sind in gleichem Abstand auf der Oberseite der angrenzenden Schicht vorgesehen. Sie ergeben einen Abstand der Schichten der Bauholzbretter von etwa 20 bis 30 mm. Anschließend wird die nächste Bretterschicht auf die Oberseite der Distanzstücke aufgelegt, bis der Stapel 6 m hoch ist. Wenn sich eine Distanzschicht zwischen jeder Schicht befindet hat der Stapel der Fig. 1 bis 3 vierundneunzig Bauholzlagen.

In Fig. 3 sind die verschiedenen Arbeitszonen innerhalb des Stapels dargestellt. Auf der Oberseite des Stapels befindet sich eine Vorbelastungszone 30,

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die sich über etwa 1 m erstreckt und in welcher die frischen Bauholzbretter durch die Säulen 10 gestapelt und auf den Stapel geführt werden. Die Vorspannungsbzw. Vorbelastungszone 30 geht in die Trocknungszone 31 über, die sich über 3 m im Stapel nach unten erstreckt und in einer Kühlzone 32 endet, welche eine Dampfbehandlungszone 33 aufweist. Die Kühlzone mit der Dampfbehandlungszone erstreckt sich über etwa 1 1/2 m. Die Dampfbehandlungszone geht in eine Auswerf- bzw. Abführzone von etwa 1 m Länge über, welche in der Stützplattformanordnung 40 endet.

Die Anordnung des Trocknungsofens ist derart, daß die untere Schicht des getrockneten Bauholzes durch die Abführeinrichtung alle 3 bis 10 Minuten abgeführt bzw. ausgeworfen wird, was von der Geschwindigkeit abhängt, mit der die Vorrichtung arbeitet. Wenn die untere Schicht abgeführt wird, bewegt sich der ganze Stapel um eine Schicht nach unten und es wird eine neue Schicht auf die Oberseite aufgebracht. Auf diese Weise läuft das Bauholz von der Oberseite zur Unterseite des Stapels und wird dort im Normalbetrieb nach etwa 7 Stunden ausgeworfen.

Das Bauholz wird in der Trocknungszone 31 durch einen Heißluftstrom getrocknet, der aus vier elektrisch angetriebenen Gebläsen 20 stammt, die mit einer Leitung 21 verbunden sind, welche die durch einen nicht gezeigten Gasbrenner erhitzte Luft durch die. Trocknungszone treibt. Wie aus dem Schnitt längs der Line A-A von Fig. 2 zu ersehen ist, der in Fig. 3 mit dem Gebläse 2OA und der zugeordneten Leitung 21A gezeigt ist, treibt das Gebläse die Luft durch eine Leitung 50 hoch um eine Ecke 51 über Leitplatten 52 und längs eines sich horizontal erstreckenden oberen Rohres 33 und dann durch

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einen oberen Bereich der Trocknungszone 31 an den aneinanderliegenden Bauholzschichten vorbei. Der Luftstrom wird dann durch die Leitplatten 56 und 57 so umgedreht, daß er längs seines horizontalen Weges in umgekehrter Richtung durch eine untere Gruppe von Bauholzschichten weitergeführt und schließlich wieder in dem nächstunteren Durchlaß 60 durch die Leitplatten 59 und 61 umgekehrt wird, ehe er zu der Luftzuführung zurückkehrt und wieder erhitzt wird. Innerhalb der Trocknungszone 31 geht somit der Heißluftstrom durch den Bauholzstapel hindurch und wird auf konstante "Waise umgekehrt, um das Bauholz aus zwei entgegengesetzten Richtungen zu trocknen. Dadurch wird eine besonders wirksame Trocknung des gesamten Bauholzstapels in der Trocknungszone gewährleistet. Die jedem Gebläse zugeordnete Leitung arbeitet derart, daß gewährleistet ist, daß die Trocknungszone über der gesamten Länge des Stapels wirksam ist. Es können verschiedene andere Leitungsarten verwendet werden, wenn mit ihnen entgegengesetzte Heißluftströme erzeugt werden können. Außerdem können in der Leitung das Trocknen des Bauholzes unterstützende zusätzliche Heizelemente vorgesehen werden.

Wenn das Bauholz die Trocknungszone verläßt, kann es sich in der Kühlzone 32 abkühlen. Die Kühlzone ist entweder ein Bereich des Stapels, der zur Atmosphäre offen ist oder der einem Zwangskühlstrom ausgesetzt ist. Das Bauholz wird dann mit kondensierten Dampftröpfchen in einer Zone 33 hoher Feuchtigkeit behandelt und erreicht schließlich das Abführende 34 :des Ofens.

Am Beschickungsende 22 des Ofens werden anfänglich Holzbretter in die obere Plattform 13 des Aufbaus über einen Zuführungsförderer 72 eingeführt, der eine Vielzahl

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von im Abstand angeordneten Rollen 70 hat. Das Einführen geht so lange vor sich, bis das Ende eines Bretts an einem Anschlag am Rand des Rahmens anschlägt. Dann wird ein Brett mit einem Fördersystem 71, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, überführt, welches eine Vielzahl von im Abstand angeordneten Bändern hat, die von einem Paar von Scheiben 74 und 75 angetrieben werden. Das Bauholzstück 2, welches eine Neigung 110 von dem Zuführungsfördersystem 72 herabgleitet, landet auf den Bändern 77. Die Bänder überführen dann dieses Brett bzw.jede Leiste zu der Stapelzone 16, bis das Brett in Berührungskontakt mit anderen Brettern bzw. Leisten 110 kommt, die die nächste Schicht bilden und auf die Überführung zum Stapel 19 warten. Die Bretter werden Rand an Rand gegen feste Anschläge liegend durch den Förderer angesammelt. Anschließend hebt eine Anzahl von Hubträgern 120, die sich quer über den Rahmen erstrecken, eine Schicht der Bretter aus dem Anschlag an den Anschlägen ab, so daß sie automatisch zum Stapel überführt werden kann. Inzwischen wurde eine Schicht Distanzstücke oder Distanzleisten 5 auf die angrenzende Schicht in dem Stapel angeordnet, so daß die neue Schicht darauf positioniert werden kann. Die Distanzblöcke können von Hand positioniert werden. Alternativ kann eine automatische Einrichtung verwendet werden, um die Distanzblöcke auf die angrenzende Bauholzschicht aufzubringen. Da die Bauholzlatten bzw. -bretter unterschiedliche Länge haben, ist der Zuführungsförderer 72 mit einer nicht gezeigten "Abstoß"-Einrichtung an jedem Ende versehen, die alternativ von den gegenüberliegenden Enden der Bretter betätigt wird, so daß die Bretter von den Rollen 7O zu den Bändern 77 überführt werden. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß lange und kurze Bretter

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gleichförmig in den Schichten verteilt sind, die an die abwechselnden Enden der Schicht anstoßen, so daß die Schichten in dem Stapel gleichförmig gehalten werden, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist.

Am anderen Ende des Stapels ist die Auswerfbzw. Abführeinrichtung 23 vorgesehen, die die unterste Bauholzschicht mit den Distanzblöcken 5 periodisch aus dem Stapel entfernt. Die Abführeinrichtung umfaßt die Stützplattformanordnung 40, welche sich über die Breite und Länge des Stapels erstreckt und vertikal durch Fig. 3 gezeigte Schraubspindeln 100 so verschiebbar ist, daß sie an der Basis der unteren Schicht 130 des Holzstapels anliegt. Obwohl in Fig. 3 Schraubspindeln gezeigt sind, können auch andere Hubeinrichtungen verwendet werden, nämlich hydraulische Heber oder Scherenheber. Wie in den Fig..2, 4 und 5 gezeigt ist, besteht die Stützplattformanordnung 40 aus einem im Abstand angeordneten Paar von Längsträgern 160, die sich über der Länge eines jeden Stapels erstrecken, und aus einer Vielzahl von im Abstand angeordneten in Querrichtung verlaufenden I-förmigen Brückenträgern 161, die sich in Querrichtung von den Längsträgern 160 aus so erstrecken, daß die I-Träger 161 direkt unter den Distanzstücken oder Distanzblöcken 5 liegen. Ein Abführungsförderer 120, der ein Paar von im Abstand angeordneten Treibketten 129 (Fig. 5) aufweist, ist so angeordnet, daß er parallel zu den beiden Paaren von sich quer erstreckenden I-Trägern 161 und zwischen ihnen verläuft.

Die Arbeitsweise der Abführeinrichtung wird anhand der Fig. 4A bis 4F erläutert. Während des Betriebs der

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Vorrichtung liegt die Stützplattformanordnung 40 an der unteren Schicht 130 an, bis eine neue Schicht aus frischem Bauholz auf die Oberseite des Stapels 19 (Fig. 4A) aufgelegt wird- In diesem Stadium wird der gesamte Stapel 19 dadurch abgesenkt, daß die Stützplattformanordnung 40 unter Einsatz der Hubeinrichtungen 100 gesenkt wird (Fig. 4B).

Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, ist ein Stapelstützmechanismus 115 mit einem Längsträger 112, an welchem eine Vielzahl von im Abstand angeordneten Zinken 113 befestigt sind, die sich über die Breite des Stapels erstrecken, so angeordnet, daß er horizontal durch einen herkömmlichen Antriebsmechanismus 119 in Richtung des Pfeiles B von Pig* 3.angetrieben wird, wodurch sich die Zinken 113 zwischen einer Schicht 130 und einer Schicht 131 aus Bauholz über der unteren Schicht 130 befinden. Jede Zinke liegt dabei zwischen einem Paar von benachbarten Distanzblöcken (Fig. 4C). Die Position der Zinken 113 zwisehen den Distanzblöcken ist im einzelnen in Fig. 5 gezeigt. In dieser Stellung trägt der Stapelstützmechanismus 115 den Stapel, so daß die Plattformanordnung 40 abgesenkt werden kann, wodurch die untere Schicht 130 von Brettern und Distanzblöcken 150 auf die Ketten 129 des Abführförderers 120 fallen kann, der die trockenen Bretter und Distanzstücke von dem Ofen weg transportiert (Fig. 4D and 4E). Die Plattformanordnung 40 steigt dann hoch zum Abstützten des Stapels 19_r während der Stapelstützmechanismus 115 dadurch entfernt wird, daß er horizontal entgegengesetzt zum Pfeil A bewegt wird (Fig.4F). Die Tragplattformanordnung 40 trägt dann das Gewicht des Stapels weiter, bis auf der Oberseite eine neue

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Frischholzschicht abgelegt worden ist und sich der Zyklus wiederholt, wobei die Schicht 131 die untere Schicht wird, die zu entfernen ist.

Die beschriebene Abführeinrichtung kann auch umgekehrt für die Beschickung der Vorrichtung mit Bauholz und Distanzblöcken verwendet werden. Jede Bauholzschicht und die Distanzblöcke können auf der Unterseite der Vorrichtung durch einfache Umkehr der Beschriebenen Verfahrensschritte zugeführt werden.

Die Schichten können nacheinander eingebracht werden, bis der Stapel voll ist. Zu diesem Zeitpunkt werden Betrieb und Richtung der Einrichtung umgekehrt, wobei Trocknen, Kühlen und Befeuchten in der üblichen Weise vor sich geht. Da die unteren Schichten des Bauholzes, wenn sie frisch sind, nicht getrocknet würden, können sie wieder zugeführt werden. Alternativ kann die Vorrichtung mit Bauholz in verschiedenem Trocknungszustand beschickt werden, wobei das stärker getrocknete Bauholz an der Unterseite des Stapels angeordnet wird.

Für einen zufriedenstellenden Betrieb muß die Vorrichtung eine Anzahl von Steuermechanismen haben, um den synchronen Betrieb der Maschine zu gewährleisten. Solche Elemente sind Grenzschalter, hydraulische Mechanismen, Zeitsteuermechanismen, um zu gewährleisten, daß jede Betriebsphase der Vorrichtung zur richtigen Zeit beginnt und endet, ehe die nächste Phase anläuft. Die. Vorrichtung kann einen herkömmlichen Steuermechanismus aufweisen, wie er bei einer automatischen Anlage der beschriebenen Art üblicherweise verwendet wird. Der Steuermechanismus ist so angeordnet, daß die Geschwindigkeit der Maschine verändert werden kann, um die Häufigkeit zu erhöhen oder zu verringern, mit welcher eine untere Schicht getrockneten Holzes entfernt und

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durch eine neue Frischholzschicht auf der Oberseite des Stapels ersetzt wird. Im Normalzustand wird die untere Bauholzschicht alle 3 bis 10 Minuten entfernt, was von der ausgewählten Trocknungsgeschwxndigkeit abhängt. Die Vorrichtung kann auch eine Einrichtung zum Ändern der Temperatur und der Geschwindigkeit der umlaufenden Heißluft aufweisen. Die Geschwindigkeit, Temperatur und relative Feuchte der Luft und die Bewegungsgeschwindigkeit der Bauholzschichten können überwacht werden, damit die Bedienungspersonen jeden der verschiedenen Parameter nach Wunsch ändern können.

Die Erfindung wird im folgenden anhand zweier Beispiele für ein Trocknungsverfahren näher erläutert, bei welchem eine Vorrichtung verwendet wird, die so ausgelegt ist, daß sie Zustände simuliert, denen das Bauholz ausgesetzt wäre, wenn die Vorrichtung in einem vertikalen Ofen der beschriebenen Art verwendet würde.

Beispiel 1:

Hundertzwexunddreißig Bretter aus dem Holz der Pinus Radiata in einer Länge von 3 m und einem Querschnitt von 42 mm χ 102 mm werden in einer Vorrichtung getrocknet, die so ausgelegt ist, daß sie die Zustände simuliert, in denen das Material in dem vertikalen Ofen mit kontinuierlicher Beschickung ausgesetzt wäre.

Die Bretter werden in einem Stapel, der aus sechs Schichten zu zweäundzwanzig Brettern besteht, die durch 25 mm starke Distanzblöcke getrennt sind, auf einem starren Stahlbasisrahmen angeordnet.

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Auf den Stapel wird ein zweiter Stahlrahmen aufgebracht. Daran befestigte Hydraulikzylinder sind mit Stäben verbunden, die durch den Stapel hindurchgehen und an dem Basisrahmen befestigt sind. Der Hydraulikdruck in den Zylindern übt eine Belastung auf den Stapel aus. Diese Belastung wird während des Trocknungszyklus derart gesteigert, daß die zunehmende Belastung simuliert wird, der ein Element des Stapels im vertikalen Ofen mit kontinuierlicher Beschickung ausgesetzt ist, wenn es nach unten durch den Ofen läuft.

Bei diesem Versuch ist der Tunnelofen mit einem einzigen Erdgasbrenner versehen, so daß die Richtung des Luftstroms nicht umkehrbar ist. Um die Richtung des :Stroms durch den Stapel umkehren zu können, wird in der Mitte des Trocknungsvorgangs die Stapelanordnung entfernt, um 180* um eine verticale Achse gedreht und wieder in den Ofen eingesetzt. Die Luftgeschwindigkeit durch den Stapel beträgt 10 m/s. Die Temperatur der umlaufenden Luft erreicht in einer halben Stunde 120*C, in zwei Stunden 150°C und in drei dreiviertel Stunden 180°C. Die Trocknungszeit beträgt vier Stunden. Am Ende der Trocknungsphase wird die Stapelanordnung aus dem Ofen entfernt. Man läßt den Stapel eineinhalb Stunden abkühlen und unterwirft ihn dann eine Stunde lang einer Dampfbehandlung. Die Dampfbehandlung wird dadurch erreicht, daß die Seiten und Enden der Stapelanordnung mit Tafeln umschlossen werden, welche Dampfeinlässe aufweisen.

Der mittlere Feuchtegehalt der Bretter beträgt am Anfang 67 %, wobei die Feuchte der einzelnen Teile zwischen 30% und 173% schwanken. Die mittlere Feuchte am Ende liegt bei 11%.

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Das Maß der Verformung der gewünschten Bretter ist extrem niedrig, nämlich wesentlich niedriger als das Maß bei ähnlichen Brettern, die nach herkänmlichen Prozessen oder in früheren Versuchen mit einem horizontalen kontinuierlich arbeitenden Ofen getrocknet wurden.

Beispiel 2

Hundertacht Bretter aus dem Holz der Pinus

Radiata werden in sechs Schichten zu achtzehn ·

Brettern gestapelt und wie in Beispiel 1 behandelt.

Der Tunnelofen ist reversibel dadurch gestaltet, daß ein zweiter größerer Gasbrenner vorgesehen wird. Durch Umschalten der Gebläse und Änderung der Brenner erhält man dreimal während der Trocknungsphase einen Umkehrluftstrom. Nach jeder Umkehrung wird die Temperatur der Luft, die in den Stapel eintritt, so reguliert, daß sie etwa gleich der Temperatur der Luft ist, die aus dem Stapel vor der Umkehrung austritt. Dies ist erforderlich um die Simulierung einer überhitzung zwischen den vier Luftdurchgängen durch den Stapel in der vertikalen Ofenauslegung zu verhindern.

Eintrittsluft- Austrittslufttemperatur in "C temperatur in ⁰C

Nach 1/2 h Heizen -174 131

Vor der ersten Umkehrung .197 · 153

Vor der zweiten Umkehrung 165 140

Vor der dritten Umkehrung 126 118

Endzustände 126 119

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Nach einem Trocknen über drei dreiviertel Stunden wird der Holzstapel eine halbe Stunde lang mit einem Zwangsstrom von Umgebungsluft gekühlt und dann eine Stunde lang dampfbehandelt. Das hydraulische Belastungssystem wird dazu verwendet, die Last am Stapel fortlaufend zu steigern, bis der Stapel sich eine Stunde lang nach der Dampfbehandlung abgehkühlt hat, wenn die Last vollständig entfernt ist.

Die Bretter werden ausgehend von einer mittleren Feuchte von 77 % mit Extremwerten von 2 6 und 1 65 % auf einen mittleren Endwert von 15 % getrocknet.

Das Maß der Verwerfung bzw. Verformung der getrockneten Bretter ist wieder extrem gering.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann somit frisches Bauholz wirksam und schnell in einem einzigen Stapel getrocknet und einer Dampfbehandlung und Abkühlung unterworfen werden, wobei die Schichten des vollständig behandelten Holzes von der Basis des Stapels entfernt werden können. In anderen Hochtemperatur-Kühlöfen wird das Holz in Chargen getrocknet und dann zu verschiedenen Bereichen für die Dampfbehandlung und Abkühlung bewegt. Darüber hinaus geht immer dann, wenn eine Holzcharge in den Ofen eingebracht oder daraus entfernt wird, in dem Ofen gespeicherte Wärem für die Trocknung verloren, so daß Schwankungen der Wärmezuführung erforderlich sind, um die Temperatur auf dem gewünschten Wert zu Beginn, der Trocknung einer jeden Holzcharge zu bringen.

Der erfindungsgemäße Ofen mit kontinuierlicher Beschickung der beschriebenen Art hat den Vorteil, daß eine Hochtemperaturtrocknung ohne die dem Chargenbetrieb

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anhaftenden Nachteile ausgeführt werden kann. Das Bauholz wird Schicht für Schicht der Oberseite eines hohen Stapels zugeführt. Für jede der Oberseite zugeführte Schicht wird von der Unterseite eine Schicht entfernt, so daß sich das Bauholz fortlaufend nach unten durch den Stapel bewegt und getrocknet, gekühlt, dampfbehandelt und dann wieder abgekühlt wird, ehe es entfernt wird. Da die Schichten dem Stapel kontinuierlich zugeführt werden, ergibt sich ein gleichförmiger Wärmebedarf. Der hohe Wärmeverlust, der sich jedesmal ergibt, wenn eine ganze Charge aus dem Ofen entfernt wird, oder in ihn eingebracht wird, wie dies herkömmlicherweise der Fall ist, entfällt. Durch Stapeln des Bauholzes Schicht auf Schicht, werden keine Gewichte auf der Oberseite des Stapels benötigt, um ein Verwerfen zu verhindern. Die Trocknungszone kann in einem bestimmten Abstand unter der Oberseite des Stapels so angeordnet werden, daß durch die grünen Bauholzschichten über der Trocknungszone eine ausreichende Kraft infolge der Gravitation vorhanden ist, die ein Verwerfen der in der Trocknungszone befindlichen Schichten während des Trocknens verhindert. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß .

das Abkühlen und die Dampfbehandlung in ein und derselben Vorrichtung erfolgen, so daß ein Transport der Bauholzstapel von dem Ofen zu einem Bereich für das Abkühlen und dann für die Dampfbehandlung oder zu einer Kammer mit hoher Feuchte entfallen kann. Da die Distanzblöcke in einem Stapel während des gesamten Prozesses und über einer wesentlich längeren Zeit als bei einem herkömmlichen System bleiben, benötigt der Ofen erheblich weniger Distan2blöcke.

Dieser reduzierte Bedarf ermöglicht den Einsatz eines dauerhaften Materials bei sehr viel niedrigeren

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wiederkehrenden Kosten. Wenn bei der beschriebenen Vorrichtung eine Bauhol2schicht von dem. Stapel entfernt wird, erhält man eine Schicht von Distanzblöcken, die auf der Oberseite des Stapels angeordnet werden kann, um die auf der Oberseite aufzubringende Grünholzschicht zu tragen. So ist nur ein Satz von Distanzblöcken für jede Vorrichtung erforderlich. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das Bauholz in dem Stapel frei steht, die Stärke der Bauholzschicht geändert werden kann, wobei die Vorrichtung so lange zufriedenstellend arbeitet, so lange jede Schicht eine gleichförmige Stärke hat. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das Bauholz auf konstante Stärke und Länge geschnitten. Die Vorrichtung kann auch zum aufeinanderfolgenden Trocknen von Bauholz zwei verschiedener Stärken verwendet werden, so lange jede Schicht eine konstante Stärke hat und die variablen Parameter so einstellbar sind, daß die Trennfläche zwischen den Stärken im Ofen nach unten fortschreitet.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung ergeben somit ein verbessertes und wirksameres System zum Trocknen von Bauholz. Die Vorrichtung arbeitet im Grunde automatisch und erfordert nur eine Oberwachungsperson. Frisches, bzw. grünes Bauholz kann schnell und wirksam getrocknet werden. Es verläßt den Ofen getrocknet, dampf behandelt und auf den gewünschten Zustand abgekühlt mit einem Minimum an Verwerfung oder anderer Verformung.

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Claims

PATENTANWALT E

_SCH|_{FF v}. püNER STREHL SCHÜBEL-HOPF EBBINGHAUS FINCK

MARIAHILFPLATZ 2 & 3, MÖNCHEN 90 fc V V *? fc *t W

POSTADRESSE: POSTFACH 95Q16O, D-8OOO MÖNCHEN 95

Commonwealth Scientific and
Industrial Research Organization

Campbell, Australien

5. Febr. 1979 Fi/rö

DEA-5816

Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen von Bauholz

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Trocknen von Bauholz, das in einem vertikalen Stapel angeordnet ist, welcher von einer Vielzahl von im Abstand angeordneten Bauholzschichten gebildet wird, gekennze ichnet durch eine Einrichtung zum Tragen des Stapels (19) und zum aufeinanderfolgenden Bewegen einer jeden Schicht von der Oberseite des Stapels zur Unterseite und durch eine Einrichtung (20, 21} zum Richten von erhitzter Luft in Umkehrströmen vorbei an den Bauholzschichten an einem Abschnitt (31) des Stapels.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützeinrichtung eine Plattenanordnung (40), die vertikal zum Abstützen der Basis des Stapels (19) verschiebbar ist, und einen zweiten Abstützmechanismus (115) aufweist, der so verschiebbar ist, daß er zwischen benachbarten Bauholzschichten positioniert werden kann, um den Stapel (19) zu tragen und um dadurch zu ermöglichen, daß wenigstens eine Schicht des Bauholz unter dem Mechanismus entfernt 1ο wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß unter der Plattenanordnung (40) ein Förderer (120) so angeordnet ist, daß, wenn die Anordnung abgesenkt ist, wenigstens eine Bauholzschicht auf dem Förderer (120) ruht, so daß der Förderer die Schicht von der Basis des Stapels (19) weg transportieren kann.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abstützmechanismus (115) eine Vielzahl von Zinken (113) hat, die so angeordnet sind, daß sie sich beim Abstützen des Stapels zwischen benachbarte Distanzstücke erstrecken.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Richten von erhitzter Luft wenigstens ein Gebläse (20) aufweist, das mit einer Leitung (21) verbunden ist, welche so angeordnet ist, daß die Luft durch die Holzschichten gerichtet'wird.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (21) so ausgelegt ist, daß sie die Richtung des Heißluftstroms so umkehrt, daß, wenn die Holzschichten von der Oberseite zur Unterseite der Vorrichtung geführt werden, das Holz nacheinander den Heißluftströmen aus entgegengesetzten Richtungen ausgesetzt wird.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von sich vertikal erstreckenden Zonen, die aufexnanderfolgend im Abstand von-(der Oberseite des Stapels (19) angeordnet sind und mit einer Beschickungszone (30) beginnen, auf die eine Trocknungszone (31), in welcher das Bauholz der Heißluft ausgesetzt wird, eine Kühlzone (32), in welcher die Bauholzschichten zur Atmosphäre frei sind/ eine hochfeuchte Zone (33), in welcher die Bauholzschichten kondensiertem Dampf ausgesetzt sind, und schließlich eine Auswerfzone folgen, in welcher die Bauholzschichten von der Unterseite des Stapels entfernt werden.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Trocknungszone in einem solchen Abstand von der Oberseite des Stapels befindet, daß das Gewicht des Bauholz über der Trocknungszone ein Verwerfen des Bauholzes in der Trocknungszone wirksam verhindert.

9. Verfahren zum Trocknen von Bauholz, bei welchem ein vertikaler Bauholzstapel mit einer Vielzahl von Bauholzschichten gebildet wird, die durch Distanzeinrichtungen im Abstand gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauholzlagen von der Oberseite zur Unterseite des Stapels nacheinander bewegt werden und daß Heißluft durch wenigstens einen Teil des Stapels umgewälzt wird.

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10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß erhitzte Luft in Gegenströmen durch den Abschnitt des Stapels gerichtet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch" gekennzeichnet, daß die untere Bauholzschicht periodisch von der Basis des Stapels entfernt wird und daß eine neue Schicht auf der Oberseite des Stapels angeordnet wird, so daß jede Schicht von der Oberseite nach unten zur Unterseite des Stapels bewegt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauholz nacheinander durch eine Erhitzungszone, in welcher die Schichten erhitzten Luftströmen ausgesetzt werden, durch eine Kühlzone und durch eine Zone hoher Feuchtigkeit, in welcher Dampf auf den Bauholzschichten kondensiert wird, sowie durch eine Auswerfzone geführt wird, in welcher das Bauholz von dem Stapel entfernt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauholz den erhitzten Luftströmen an einer Stelle ausgesetzt wird, die ausreichend weit unter der Oberseite des Stapels liegt, so daß das Gewicht des Bauholzes über dieser Stelle ein Verformen des Bauholzes in der Heizzone wirksam verhindert.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Bauholzstapel auf einer Stützplatfcformanordnung getragen wird, daß ein zweiter Stützmechanismus so verschoben wird, daß Zinken des Mechanismus zwischen die Distanzeinrichtungen zwischen der unteren und der vorletzten Bauholzschicht . gelangen, so daß der Stützmechanismus den Stapel über die vorletzte Bauholzschicht abstützt, daß die untere Schicht des Bauholzes und die Distanzeinrichtungen unter den Zinken

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entfernt werden, und daß nachexnander die Stützplafcform angehoben wird um die vorletzte Schicht abzustützen, die jetzt die untere Schicht des Stapels bildet.

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