[发明专利]电气化木材干燥系统

说明书

本发明涉及木材干燥技术领域。

木材干燥是木材加工过程中的一个必不可少的重要环节，也是木材加工工业中的一个薄弱环节。我国目前人工干燥木材的能力，仅占全国锯材的15-20%;每年大约有800万m³湿材亟需干燥、实际干燥量不足180万m³。大量湿材调发，增加了运输负担，造成木材降等损失。经过人工有效干燥处理的木材，不易开裂起皱，变形变色，霉变生虫。可提高木材的使用价值和经济价值，对国民经济建设和人民生活有着重要意义。

目前，主要采用的木材干燥技术有：1.天然干燥法：缺点是干燥周期长，一般需半年至一年时间，难于满足社会生产实际需要。2.真空干燥法：利用水的沸点与水面上压力成正比例关系，在真空条件下使木材中的水分子始终处于沸腾状态，通过汽化、蒸发方式达到干燥目的。这种方法干燥质量较高、周期短;同时也存在真空排气、加热回湿等工艺矛盾，使生产过程复杂化，难于掌握控制;这种方法干燥薄或超厚板材也不够理想，使推广应用受到一定局限。3.除湿干燥法：采用热空气对流把木材中的水分通过冷凝方式进行排除的木材干燥技术。在干燥标准要求终含水率＜12%时，除湿干燥技术表现的力不从心。4.间接旋风燃烧炉。适用于针叶林木如泡桐材干燥。5.常规干燥法：是一种热源主要来源于蒸汽（热水或热油）的干燥方法。在生产过程中常要采用强制循环和回湿工艺、方法复杂难以控制;在干燥硬阔叶林木时，周期较长、效果不甚理想。此外还有太阳能、热压、红外等干燥技术。以上技术各有特色和一定的适用范围。共同特征是：都一致采用加温、加热、汽化、蒸发的方法达到干燥木材地目的。发明技术（中国87.103989.3）、实用新型（中国87205548.5）把蒸汽干燥和真空干燥技术水平提高了一步。从而使我国木材干燥技术可与先进水平的德国技术相当，具有世界一流的水平。但究其本质、主要是控制方法和结构上的改进。终究没有摆脱传统加温、加热、汽化、蒸发干燥木材的传统方式。

木材在加热干燥过程中，由于热惯性木材内部沿厚度（径向与弦向）方向将产生一个温度梯度;含水率愈大，梯度越大，同时，木材内部温度的上升也受到自身特性（树种、材质）的影响。因此，温度梯度及含水率梯度的影响，造成木材中水分移动汽化和蒸发在不同层面的速率不同，因而容易产生由于热惯性作用产生温度梯度和含水率梯度造成的变形变色，炸裂起皱等严重影响木材质量现象的发生。使木材降等损失增大。为了保证干燥质量，现有干燥技术中，生产上常常采用回湿工艺和延长干燥周期的方法。从而增加了工艺复杂性，减少了生产量，增加了生产成本。

相比其它技术，高频感应和微波干燥技术在木材干燥质量和干燥周期上有绝对优势。高频感应技术采用非接触方式把木材放在电容器两极之间，加上高频电源（电压等级0.1-1kV    频率10-1000MHz）。利用电磁波在导电介质（水）中传播时，其邻近效应产生涡流，电磁能转化成热能进行感应加热干燥，干燥效果比较理想。但本质上仍就是加热汽化蒸发的干燥方法。由于大功率高频感应设备制造极为困难，系统投资巨大，成本昂贵、能耗高、维护困难等，加工企业实际上无力接受。同时电磁波幅射干扰亦是不良因素。所以这种干燥技术在木材加工中很少得到应用。微波（10000MHz）干燥技术在木材干燥领域中同样存在着类似问题。

现有技术的一个明显缺陷，就是一般只能干燥厚度＜10cm以下的木材。因此只能采用先开锯后干燥的工艺路线，容易产生变形变色、开裂起皱现象。

本发明的目的是为了克服现有技术上的不足与缺陷。由电力升压变压器产生中频高强电压，通过金属极板加在木材上下表面，其集肤效应及邻近效应使离子水从木材外表面溢出，挥发的一种新型电气化木材干燥系统技术。是机电（信）一体化的电力电子系统应用技术。

本发明方法如下：

一种电气化木材干燥系统。其机理建立在阿仑尼乌兹电离理论和电磁场麦克斯韦方程组基本关系的基础上。

把木材锯成方木或板材整齐地叠放在一起。用两个相互平行且对称的金属板把木材夹持在中间。在上极板上施加一定重量，使极板与木材尽量接触。当给金属极板施加一定电压时，极板间电介质（含水木材）建立起电场。根据电场与电势关系，外加电压越高，电场愈强。设极板面积为S，内表面距离为d，并使两板面线度远大于两极内表面距离。这时两极间是均匀电场，且限于两极之间。如图三电势差示意图

高斯定理E= (δ)/(B_O)

δ为任一极板所带电荷密度。

两极间电势差U_A-U_B＝E·d