专利名称：用于处理木材的方法
技术领域：
这里提出了一种用于流体处理木材的方法，包括在不同阶段提供真空、高压和加 热。另外，该方法能够用于木材的热处理，例如用于干燥目的。
背景技术：
在木材工业中，木材通常进行处理以便获得某种属性或特征，例如抗微生物、较低 天然流体含量、改变结构特性或特殊颜色。不过，在木材处理中的常见和高代价的问题是木 材的翘曲，这通过两个主要作用来解释。首先，翘曲可能由于各向异性收缩，从而导致成杯 形、弓形和扭曲。其次，翘曲可能由于非均勻干燥，从而导致结构损坏，例如断裂、外部和内 部干裂以及裂开。在木材处理中，一个常见步骤包括加热木制产品，这可以通过施加不同形式的电 磁辐射来实现。在最短的波长中，产品受到红外线辐射的照射，其中，热量通过对流或传导 而从表面到达产品的内部。也可以施加微波辐射来进行加热，其中，温度通过产品的直接电 介质加热而升高。这使得施加的能量穿透更深。在最长的波长中，产品可以受到高频无线 电辐射，这也通过电介质加热而升高温度，但是与微波辐射相比穿透更深，因此能够更均勻 地加热。当为金属时，高频无线电辐射可能引起涡电流，该涡电流将加热材料。当金属是铁 磁材料(这是几种工业类型钢的情况)时，这种电磁感应加热最高效。真空干燥是木材处理中的另一常见方法，其中，产品进行电介质加热。真空处理的 普通应用实例见美国专利NO. 5575083。真空降低了沸点温度，同时电磁场升高了温度，从而 导致在组合这些技术时更高效地干燥。在木材处理中的另一常见步骤包括在高压环境中用流体例如防腐剂来浸渍。这 里，提供了一种通过电磁辐射加热、真空处理和高压处理的组合步骤而允许向木材结构添 加相对大量流体的方法。发明目的本发明的目的是提供一种用于向木材的内部结构添加流体的方法。本发明的特 殊特征是在将流体供给木材之后进行加热，这使得更大量的流体能够添加给木材的内部结 构。本发明的优点是其能够将相对大量的防腐流体添加给木材。本发明的另一目的是提供 一种用热量来处理木材的方法，例如用于降低木材的水含量，从而能够将更大量的流体添 加给木材。本发明的另一特殊特征是它能够用于流体和/或热处理，而不会引起木材的翘 曲ο
发明内容
除了上述目的、上述优点和上述特征，通过下面对本发明优选实施例的总体详细 说明将清楚多个其它目的、优点和特征。根据本发明的第一方面，这些目的、优点和特征通 过一种用于流体处理木材的方法来获得，该方法包括以下步骤将木材置于气密储罐中；抽空气密储罐以便建立用于木材的真空环境；以及将流体施加给木材。当建立真空环境时，在木材内部和真空环境之间有压力差。天然流体(例如水和 空气)将由于压力差而从木材内部排出，其中，木材内的天然通路和脉管可以被清除障碍 物，从而使流体更容易流回木材中。而且，压力差可以在木材结构中产生微观断裂，这将使 得流体能够到达木材的、在其它情况下不能到达的部分。这些处理连续进行，直到木材内的 内部压力与真空环境的压力平衡。因为木材内的天然流体的量降低，因此木材吸收其它流 体的亲和力明显提高。当流体在真空环境中添加给木材时，流体可以到达并填充木材结构中的、在其他 情况下充满气体或液体(该气体或液体为木材天然有的)的空穴。这是明显的优点，因为 流体的渗透增加，从而使得在木材的结构内具有更大量的液体。木材可以构成多种零件，例如梁木、板条或板、心材或边材、精整板或非精整板、厚 平板或外侧板、一半或四分之一原木、和/或具有翘板的板。而且，木材可以布置成这样，一 件木材的平侧与另一件木材的平侧并置。木材可以堆垛成多层，其中，在各层中的木材件限 定了公共长度方向。该公共长度方向可以是所有层都相同，或者它可以与相邻层垂直。气密储罐可以为具有凸形端帽的圆柱体形式。这里，气密可以理解为具有能够维 持真空环境和增压环境较长时间段的能力。当然，气密储罐可以具有门或者具有类似功能 的装置，以便能够重复地将堆垛的木材置于储罐中和从该储罐中取出。当储罐应当维持增 压环境时，必须采取措施来使得门与储罐密封，例如通过螺母和螺栓，特别是当门从气密储 罐的内部向外打开时。应当强调，流体可以是液体或气体，但优选是液体。根据本发明第一方面的方法还可以包括增压气密储罐以便建立用于木材的增压 环境的步骤，其中，该增压步骤与施加流体的步骤同时进行和/或在施加流体之后进行。增 压环境可以具有等于或大于环境大气压力的压力。随着从真空环境压力的增压，流体将被 迫使进入木材结构的空穴中，由此，可以达到更高的木材饱和。自然地，压力越高，越多的流 体将被迫使进入到木材中。所述处理将会达到过饱和，这是可能的，这样，当增压环境的压 力等于环境大气压力时，流体将从木材中排出。根据本发明第一方面的方法还可以包括通过一个或多个电极进行电磁辐射而随 后加热木材的步骤，其中，该随后加热与施加流体的步骤同时进行和/或在该施加流体的 步骤之后进行。当执行增压气密储罐的步骤时，该随后加热可以在增压之前、同时和/或之 后进行。当流体是液体时，木材加热的优点可以是使得木材内的液体被加热，从而降低液体 的粘性，且使得液体甚至能够进一步透入木材结构中。自然地，该效果也可以通过预热液体 而获得。不过，这样可能有的缺点是在液体进入真空环境中时液体的蒸汽压力较大，这使得 很难保持合适的真空。该随后加热也可以增加木材的内部压力，这可以迫使液体进入到它 还没有到达的空穴内。当流体是液体时，该液体可以是能够通过加热而固化的物质，这明显增加了它的 粘性。自然地，对于这种液体，预热可能非常不利，因为增加粘性将降低液体透入木材表面 中的能力。通过所述方法，木材可以被液体浸透或灌注，然后该液体通过加热而在木材结构 中固化。该处理木材的方法还可以包括通过一个或多个电极进行电磁辐射而使木材进行
5预先加热的步骤，其中，该预先加热在施加流体的步骤之前和/或同时进行。该预先加热可 以在抽空气密储罐的步骤之前、同时和/或之后进行。该预先加热可以具有的优点是它相 对于环境的真空压力增加了木材的内部压力。由此，天然流体例如水和空气可以由于压力 差而从木材内部排出，其中，木材内用于流体的天然通路和脉管可以被清除障碍物，从而使 得流体更容易流回至木材内。而且，压力差可以在木材结构中产生微观断裂，天然流体可以 通过该微观断裂逸出，且其它流体可以通过该微观断裂进入。当木材内的天然流体的量降 低时，木材吸收其它流体的亲和力增加。当在真空环境中进行时，该预先加热可以特别有 利，因为低压力可以对于木材或多或少地产生与预先加热相同的效果，从而使得两个步骤 联合工作。而且，真空环境还降低了排出的天然液体的沸点，从而使它们更容易通过真空泵 的作用而从气密储罐除去。在所述随后加热中使用的一个或多个电极以及在所述预先加热中使用的电极可 以相同。也可选择，电极中的一些或全部可以不同。真空环境可以限定在施加流体之前的在先气体压力以及在施加流体的同时和/ 或之后的随后气体压力，且该随后气体压力与在该先气体压力的比率可以在大约1至2的 范围内。通过这样限制压力的增加，保证了天然流体(特别是空气和水)不会被压回至木 材的结构中，天然流体的压回将阻碍流体到达木材内的空腔中。增压环境可以具有大约1巴至大约12巴范围的气体压力，已经发现，这是在执行 根据本发明第一方面所述的流体处理方法时特别有利的参数范围。木材可以完全浸入流体中，这样可以具有的优点是使得流体能够从各侧进入到木 材中。当为机械加工的木材(例如锯、刨、或车削木材)时，可以在木材的所有机械加工表 面找到用于流体的毛细开口和天然通路。而且，机械加工可以在木材的各机械加工表面处 产生小或微观的断裂。因此，当木材完全浸没在流体中时，更多流体可以通过它的天然通路 和微观断裂而进入木材的结构中。也可选择，当流体为液体时，木材可以浸入到液体中，从 而使得木材的机械加工表面低于液体的表面。流体可以储存在与气密储罐相互连接的储存器中。这样的优点是气密储罐可以在 抽空时没有流体，否则，当流体为液体时，该液体的蒸汽将使得很难获得真空环境。而且，又 一优点是可以在气密储罐内没有任何流体的情况下进行所述预先加热，否则这可能有多个 缺点。例如，流体可能硬化，具有降低的粘性，或者开始沸腾，从而使得很难保持形成的真 空。另外，储存器可以被增压，以便建立和/或增强流体从储存器向气密储罐的流动。当流 体是液体时，这在液体的粘性较高时可能特别有利。另外，在储存器中形成的压力可以在增 压气密储罐的随后步骤中使用。流体可以是防腐剂流体、染料或特殊的化合物或者化合物的混合物。例如， 流体可以是八硼酸四硼酸二钠盐(dinatriumoctaborat-tetraborat)在单乙二醇 (monoetylenglycol)中的20%溶液，或者它可以是基于亚麻油的漆。也可选择，流体可以 是液体水，该液体水被供给用于增加木材的水含量。根据本发明的第二方面，这些目的、优点和特征通过一种用于热处理木材的方法 来获得，该方法包括以下步骤将木材置于气密储罐中；抽空气密储罐以便建立用于木材 的真空环境；以及通过一个或多个电极进行电磁辐射来加热木材。该方法的直接优点是可 以降低木材的水含量。这通过真空环境和加热的组合来实现。这两者都有利于增加在木材内部和气密储罐内部之间的压力差。天然流体例如水和空气将由于该压力差而从木材内 排出，其中，木材内的天然通路和脉管可以被清除障碍物，从而使天然流体更容易从木材逸 出。而且，该压力差可以在木材结构中产生微观断裂，天然流体可以通过该微观断裂而逸 出。这些处理持续进行，直到木材内的内部压力与真空环境的压力平衡。它自身内的加热 可以很有利，因为它可以改变木材的结构和化学特性，这又可以使得木材更不招虫子，或者 可以使得木材更有利于湿度平衡。根据本发明第一和第二方面的方法可以具有多个附加特征或元素。真空环境可以 具有大约0.04巴至大约0. 1巴范围内的气体压力。该压力范围显示出特别有利于流体和 热处理。木材可以包括多个层，且所述一个或多个电极中的电极布置在该多个层中的两个 相邻层之间。这能够将电极布置在堆垛的木材件的本体之间。因为电磁辐射通常在最靠近 发射电极处最强，因此这可以使得加热更高效。而且，将多个电极布置在堆垛的木材件的本 体中可以优化成获得均勻加热，即全部木材件都进行基本相同的加热。电极可以为矩形形 状，并布置成与多层木材共面，或者它们可以具有狭窄的细长形状。另外或者也可选择，木 材可以包括多个层，且所述一个或多个电极中的电极可以布置在该多个层中的每两个相邻 层之间，这能够均勻和高效地加热。电极可以具有在该多个层之间的隔离物的附加功能。而 且，电极可以限定矩形表面，该矩形表面基本等于或者小于限定于两个相邻的木材层之间 的平面表面。该一个或多个电极可以构成具有相反极性的两组电极。这种特殊特征的一个优点 可以是可以避免或减少在电极和相关电源/频率源中以及在导电气密储罐的限定空间中 的不希望的共振。自然地，共振还取决于在堆垛木材件的三维本体中的几何布置以及电极 和气密储罐的形状。而且，具有相反极性的电极可能导致电流通过木材，这可以引起木材的 电阻加热(除了由电磁辐射来加热之外)。另外或者也可选择，所述一个或多个电极中的两 个相邻电极可以具有相反的极性。该特殊特征的一个优点是其增加了电流通过木材的可能 性，特别是当气密储罐和用于木材的支承件接地时。具有相反极性的电极可以布置成在它 们之间具有木材件，这将特别高效地加热该木材件。如果全部电极都具有相同极性，很可能 电流沿接地的最小电阻通路，这并不有利于电阻加热。电磁辐射可以具有大约IOMHz至大约30MHz的范围的频率，优选是大约13. 56MHz 或27. 12MHz的频率。已经显示，木材的加热在这些频率处特别地高效。根据本发明第一和第二方面的方法还可以包括通过压缩系统在木材上建立机械 压力的步骤，用于防止木材变形。该特殊步骤可以在所述方法的任意前述步骤之前、同时或 之后进行。该建立机械压力的步骤可以在预先加热之前，和/或在施加流体步骤之前。另 外或者也可选择，机械压力可以保持至在随后加热之后的一个时间点。机械压力的一个优 点是其防止了木材在特别是通过加热进行处理时翘曲。机械压力的另一优点是可以提高木 材的机械特性，例如拉伸强度。而且，机械压力可以用于减小木材的容积。已经显示，木材 可以沿其一个物理尺寸压缩直至50%。优选是，压缩的方向垂直于木材纤维的总体方向。木材可以布置成限定平侧面，压缩系统包括平压缩板，用于将机械压力分配至平 侧面的一部分或整个上。该特殊特征的优点是其可以防止木材沿一个方向翘曲。优选是， 平压缩板与木材纤维的总体方向平行。另外或者也可选择，木材可以布置成限定出成直角的四个平侧面，压缩系统包括多个平压缩板，用于通过四个平侧面建立机械压力。例如，一 对水平压缩或支承板在木材中限定了具有基本垂直法线的机械压力分量，而一对垂直压缩 或支承板在木材中限定了具有水平法线的机械压力分量。该特殊特征的优点是其能够防止 沿木材的两个方向翘曲。优选是，平压缩板平行于木材纤维的总体方向。压缩系统可以包括用于形成部分或全部机械压力的夹具。该特征使得机械压力并 不取决于在气密储罐上的任意永久性安装的装置。例如，夹具可以在木材被置于气密储罐 之前用于木材上，并在完成一个前述处理方法之后首先除去。也可选择，该夹具可以在完成 后的几小时、几天或几周后除去。因此，当木材并不处于气密储罐中时也可以在很长时间段 内防止木材的翘曲。作为夹具的可选方式或者除了该夹具，压缩系统可以包括液压或气动压缩器，用 于提供机械压力。这样的优点是机械压力可以在木材的处理过程中变化。在木材处理中， 木材的收缩或膨胀是常见现象，包括液压或气动的压缩系统可以调节这些效果。例如，当木 材收缩时，平压缩板可以运动成保持与木材物理接触，这能够有恒定的机械压力。而且，至少一个平压缩板可以额外地具有所述一个或多个电极的电极功能。如果 优选是从木材的边界加热，例如如果木材只限定了很少数量的层或者为单层，该特征可以 是优点。压缩系统可以包括气动泵，用于提供机械压力和另外地用于抽空气密储罐。另外 地或者也可选择，压缩系统可以包括可充气袋，用于形成和分配机械压力，或者压缩系统可 以选择包括活塞或风箱，用于建立机械压力。本发明的一个目的是提供一种新颖的多步骤方法，用于产品(特别是木材)的处 理和干燥。在各步骤中，木材受到⑴交变磁场、(2)高频无线电辐射和(3)微波辐射。在 步骤(2)和(3)中，木材元件可以布置在真空储罐中。所述步骤以所述顺序进行，不过，可 以从该方法中排除这些步骤中的一个或多个。这种新方法优于现有技术的优点是它更高效和均勻地加热木材，从而缩短了处理 或干燥所需的时间，而不会对最终产品产生任何不利的结构影响。该方法可以通过在各上 述步骤中改变时间和施加的功率而对于不同木材特性进行优化，例如尺寸、水含量和增强 件间隔。而且，在步骤⑴和(2)中的感应场(即磁场和高频无线电场)的频率可以变化， 以便更有利地加热以便处理和干燥。当钢条增强件布置成靠近产品的中心时，磁感应(1)将从元件的中心加热该元 件。高频无线电辐射(2)将通过在增强件中的电磁感应和通过产品的直接电介质加热而引 起加热。前者将从元件的中心加热该元件，而对于后者，在元件的表面处的加热最强。微波 辐射(3)将引起电介质加热，该电介质加热在靠近表面处最强。显然，即使是非常不均勻的 介质，钢条增强产品的温度可以通过上面提出的多步骤方法而均勻地增加。对于在整个产品上均勻伸展且由导电材料(例如钢或碳)制造的其它类型的增强 件(例如小纤维、钩和环)，在步骤(1)和(2)中的加热可以以更均勻的方式来分布，从而使 得所述步骤中的一个可放弃。在稍微不同方面，本发明的一个目的是提供一种新颖的用于通过使产品在真空环 境中受到高频无线电辐射来干燥该产品的方法。该新颖的方法优于现有技术的优点在于它 提供了更高效的干燥，从而缩短了处理所需的时间。该方法可以通过改变加热的时间和施
8加的功率而对于不同产品特性进行优化，例如尺寸、水含量、金属含量和金属件的存在。而 且，高频无线电辐射的频率可以变化，以便更有利地加热。 当产品中有金属部件时，高频无线电辐射将通过金属中的电磁感应和通过直接电 介质加热来弓丨起加热。前者将从布置金属部件的位置处加热产品，而对于后者，在产品的表 面处的加热最强。金属部件可以是小物体，例如纤维、钩和环，它们可以在整个产品上均勻 地伸展，从而使得加热以更均勻的方式来分配。
通过下面的结合附图进行的详细说明和附属权利要求将更清楚本发明的附加目 的和特征，在附图中图1显示了用于流体处理木材的方法的第一优选实施例。图2显示了用于干燥木材的方法的第二实施例。图3显示了用于干燥木材的方法的第三实施例。图4概述地显示了干燥的优选方法；以及图5概述地显示了干燥的另一优选方法。
具体实施例方式图1显示了根据本发明优选实施例的、用于干燥木材的第一装置的剖视图。为板 94形式的一批堆垛木材通过用于装载的开口 82布置在储罐90中。该批堆垛木材限定了上 部平侧面，平的上部支承板95靠在该上部平侧面上。类似的，该批堆垛木材限定了下部平 侧面，该下部平侧面靠在平的下部支承板96上。在储罐90内部，下部支承板又置于辊式传 送器97上，从而使得该批木材能够滑入到储罐90中。储罐90可以通过布置在用于装载的开口 82之上的储罐门80和0形环81而与环 境密封分离。流出管92使得气密储罐90与气动真空泵93连接，由此可以在气密储罐90 内部建立真空。流出阀91布置在流出管92中，以便即使在真空泵93关闭时也能够使储罐 90保持低于环境压力。关闭的流出阀91还允许打开储罐90，而不会在有效的气动真空泵 93上施加太大应变。在气密储罐90内的压力可以降低至大约IOmmHg至大约IOOmmHg的通 常范围内。平的上部支承板95和下部支承板96通过夹具88和89连接，该夹具88和89建 立了压缩力，该压缩力作用成将两个支承板95和96拉向一起。该压缩力随后转变成在该 批堆垛木材的上侧面和下侧面上的机械压力，该机械压力将在木材板94通过所述方法进 行处理时抵制木材板94的变形(例如扭转和弯曲)。夹具88和89以及上部支承板95和 下部支承板96构成压缩系统，用于防止木材在干燥时变形。两组电极沿垂直方位布置成靠近该批堆垛木材和/或在由板94限定的列之间。该 两组电极通过电缆99和100而与HF发生器98连接，从而当操作发生器98时，第一组101 的极性与第二组102的极性相反。电极布置成使得两个相邻电极具有相反的极性。电极 101和102、相关的电缆99和100以及HF发生器98构成电极系统，该电极系统适用于产生 在大约IOMHz至大约30MHz的频率范围内的电磁辐射。用于防腐流体的储存器105通过流入管108与储罐90相互连接。储存器阀106控制防腐流体从储存器105流出。在该特殊实施例中，防腐流体为液体，且流动通过储存器 105内的静液压来实现。当打开储存器阀106时，防腐液体将通过流入管108流向储罐90， 从而到达木制板94。压缩机103通过压缩机阀104与流入管108相互连接。压缩机103可 以在储罐90内部建立增压环境，该增压环境优选地具有大约1巴至大约12巴的流体压力。在优选的防腐处理中，储罐90首先通过真空泵93而被抽空至大约IOmmHg至大约 40mmHg范围内的压力。当形成该压力时，木材94置于真空环境中，以便排出包含于其结构 内的它的一些自然流体，然后，它通过来自电极101和102的电磁辐射来进行加热。防腐液 体再通过打开储存器阀106而从储存器105排出至储罐90，从而到达板94，在该过程中，在 储罐90内的气体压力保持在大约IOmmHg至大约40mmHg的范围内，也可选择在大约0. 04 和大约0. 1巴的范围内。在板94已经完全浸没在液体中之后，通过关闭储存器阀106而中 断该排出。这里的基本特征是液体在真空环境中供给木材94。通向真空泵93的阀91被关 闭，且储存器阀106被打开，以便能够通过液体来平衡压力。储存器阀106被关闭，且压缩 机阀104打开，以便使得压缩机103能够形成在大约1巴至大约12巴范围内的增压环境。 所述优选实施例可以使得木材中的防腐流体的浓度比通过普通方法可能获得的高可达大 约20倍。图2中显示了根据本发明特殊实施例的用于干燥木材的第二装置的剖视图。为板 34形式的一批堆垛木材通过用于装载的开口 22而被置于储罐30内。该批堆垛木材限定了 上部平侧面，平的上部支承板35靠在该上部平侧面上。类似的，该批堆垛木材限定了下部 平侧面，该下部平侧面靠在平的下部支承板36上。在储罐30内部，下部支承板又置于辊式 传送器37上，从而使得该批木材能够滑入到储罐30中。储罐30可以通过布置在用于装载的开口 22之上的储罐门20和0形环21而与环 境密封分离。流出管32使得气密储罐30与气动真空泵33连接，由此可以在气密储罐30 内部建立真空。流出阀31布置在流出管32中，以便即使在真空泵33关闭时也能够使储罐 30保持低于环境压力。关闭的流出阀31还允许打开储罐30，而不会在有效的气动真空泵 33上施加太大应变。在气密储罐30内的压力可以降低至大约IOmmHg至大约IOOmmHg的通 常范围内。液压压缩系统由活塞29、安装在储罐30的壁上的缸28、管27和液压压缩机24限 定。该活塞与平的上部支承板35连接，且当致动液压压缩机24时，形成的液压压力转变成 在该批堆垛木材的上侧面上的机械压力。该机械压力将抵制木材板34在处理时的变形(例 如扭转和弯曲)。两组电极已插入该批堆垛木材中。该两组电极通过电缆39和40而与HF发生器 38连接，这样，当操作发生器38时，第一组41的极性与第二组42的极性相反。电极布置 成使得两个相邻电极具有相反的极性。电极41和42、相关的电缆39和40以及HF发生器 38构成电极系统，该电极系统适用于产生在大约IOMHz至大约30MHz的频率范围内的电磁辐射。当根据该特殊实施例操作用于干燥木材的该第二装置时，木材布置在储罐30内， 通过真空泵33建立真空，木材通过压缩系统而受到机械压力，且木材通过由电极系统对它 进行的电磁辐射而被加热。图3中显示了根据本发明特殊实施例用于干燥木材的第三装置的剖视图。为板64
10形式的一批堆垛木材通过用于装载的开口 52而被置于储罐60中。该批堆垛木材限定了上 部平侧面，平的上部水平支承板65靠在该上部平侧面上。类似的，该批堆垛木材限定了下 部平侧面，该下部平侧面靠在平的下部水平支承板66上。在储罐60内部，下部支承板又置 于辊式传送器67上，从而使得该批木材能够滑入到储罐60中。储罐60可以通过布置在用于装载的开口 52之上的储罐门50和0形环61而与环 境密封分离。流出管62使得气密储罐60与气动真空泵63连接，由此可以在气密储罐60 内部建立真空。流出阀61布置在流出管62中，以便即使在真空泵63被关闭时也能够使储 罐60保持低于环境压力。关闭的流出阀61还允许打开储罐60，而不会在有效的气动真空 泵63上施加太大应变。在气密储罐60内的压力可以降低至大约IOmmHg至大约IOOmmHg 的通常范围内。平的上部支承板65和下部支承板66通过夹具58和59连接，该夹具58和59建 立压缩力，该压缩力作用成将两个支承板65和66拉向一起。该压缩力随后转变成在该批 堆垛木材的上侧面和下侧面上的机械压力，该机械压力将在木材板64进行加热和干燥时 抵制它的变形(例如扭转和弯曲)。夹具58和59以及上部支承板65和下部支承板66构 成压缩系统，用于防止木材在干燥时变形。在可选实施例中，设置有附加的垂直支承板，其 能够提供具有基本水平法线的机械压力。两组电极已插入该批堆垛木材中。该两组电极通过电缆69和70而与HF发生器 68连接，这样，当操作发生器68时，第一组71的极性与第二组72的极性相反。电极布置 成使得两个相邻电极具有相反的极性。电极71和72、相关的电缆69和70以及HF发生器 68构成电极系统，该电极系统适用于产生在大约IOMHz至大约50MHz的频率范围内的电磁辐射。当根据该特殊实施例操作用于干燥木材的该第三装置时，木材布被置于储罐60 内，通过真空泵63建立真空，木材通过压缩系统受到机械压力，且木材通过由电极系统对 它进行的电磁辐射而被加热。为了给出所述方法的原理说明，在图4中概述了该方法的示意说明。在该多步骤方法中的第一部分是具有可变输出频率和功率的感应单元1。也可选 择，输出频率是固定的。该感应单元1装备有线圈，该线圈设计成适用于磁感应加热例如螺 旋环绕产品。可变磁场的频率通常在20kHz至150kHz的范围内。在初始加热(对应于上 述步骤(1))之后，传送器带、小车系统或类似装置2使得产品在该方法中进一步运动。该方法中的第二部分是具有可变输出功率和频率的高频无线电单元3，其中，前者 为至少30kW，或者更优选是至少lkW，后者通常在3MHz至30MHz的范围内，或者最优选是 13.56MHz。该高频无线电单元3具有适用于感应和电介质加热产品的结构和电极设计。电 极布置在可密封的气密储罐内，产品的加热在该气密储罐内进行。储罐的目的为双重的，即 包含无线电辐射和提供用于低压环境的壳体。真空泵7通过管路系统4降低腔室3内部的压力。从产品内部3排出的水气和空 气将通过该相同管路系统4除去。为了防止水气到达真空泵7，干燥器5使得水与空气分 离。然后，水从干燥器5导出，以便收集在容器6中，然后水可以从该容器6回收。在高频 无线电加热和真空处理(对应于上述步骤(2))之后，传送器带、小车系统或类似装置8使 得产品运动至该方法中的下一个步骤。
该方法的第三部分是微波单元9，该微波单元9具有适于加热产品的结构。它的实 例可以是这样的结构，其中，一组磁电管同时从几个不同方向照射产品。微波辐射的典型频 率在0. 3GHz至30GHz的范围内，或者最优选为900MHz。该微波单元9被屏蔽，这样，有害的 微波辐射不能逸出至周围环境。在该微波单元9中的加热对应于上述步骤(3)。由上述说明可知，在三个步骤中的各步骤中，产品的加热通过不同的电磁现象来 提供，而在实际加热元件(例如线圈和电极)和产品之间没有任何物理接触。上述频率的 给出是为了清楚说明，应当知道，所述多步骤方法也将用于与所述值明显不同的频率。应当知道，在步骤(1)和(2)中的感应加热并不必须通过在产品内部的导电元件 来施加。相反地，感应加热可以通过例如金属形式的导电材料来施加，该导电材料与产品接 触或紧邻该产品。所述方法可以应用的产品的实例是木材、谷物和砖。为了给出所述方法的可选的另一原理说明，在图5中概述了该方法的示意说明。传送器带、小车系统或类似装置12使得产品运动至高频无线电单元13，该高频无 线电单元13具有可变的输出功率和频率，其中，前者为至少30kW，或者更优选为至少lkW， 后者通常在3MHz至30MHz的范围内，或者最优选为13. 56MHz。该高频无线电单元13具有 适于感应和电介质加热所述产品的结构和电极设计。电极布置在可密封的气密储罐内，产 品的加热在该气密储罐内进行。储罐的目的为双重的，即包含无线电辐射和提供用于低压 环境的壳体。真空泵17通过管路系统14降低腔室13内部的压力。从产品内部13排出的水气 和空气将通过该相同管路系统4除去。为了防止水气到达真空泵17，干燥器15使得水与 空气分离。然后，水从干燥器15导出，以便收集在容器16中，然后水可以从该容器16回 收。在高频无线电加热和真空处理后，传送器带、小车系统或类似装置18使得产品进一步 运动。由上述说明可知，产品通过电磁现象来加热，而在实际加热元件(例如线圈和电 极)和产品之间没有任何物理接触。上述频率的给出是为了清楚说明，应当知道，所述干燥 方法也将用于与所述值明显不同的频率。所述方法可以应用的产品实例是木材、谷物和砖。应当知道，感应加热并不必须通 过产品内部的导电部件(例如增强混凝土内部的钢条)来施加。相反地，感应加热可以通 过例如金属形式的导电材料来施加，该导电材料与产品接触或紧邻该产品。术语表
1感应单元
2传送器带
3高频无线电单元
4管路系统
5干燥器
6容器
7真空泵
8小车系统
9微波单元
12传送器带
120087]13高频无线电单元0088]14管路系统0089]15干燥器0090]16容器0091]17真空泵0092]18小车系统0093]20储罐门0094]210形环0095]22用于装载的开口0096]24液压压缩机0097]25压缩机阀0098]26流入阀0099]27流入管0100]28缸0101]29活塞头0102]30储罐0103]31真空泵阀0104]32流出管0105]33真空泵0106]34木材板0107]35上部支承板0108]36下部支承板0109]37辊式传送器0110]38HF发生器0111]39第一极性电缆0112]40第二极性电缆0113]41第一极性夹层电0114]42第二极性夹层电0115]50储罐门0116]510形环0117]52用于装载的开口0118]58夹具0119]59夹具0120]60储罐0121]61真空泵阀0122]62流出管0123]63真空泵0124]64木材板0125]65上部支承板
66下部支承板67辊式传送器68HF 发生器69第一极性电缆70第二极性电缆71第一极性夹层电极72第二极性夹层电极80储罐门810 形环82用于装载的开口88夹具89夹具90真空储罐91真空泵阀92流出管93真空泵94木材板95上部支承板96下部支承板97辊式传送器98HF 发生器99第一极性电缆100第二极性电缆101第一极性夹层电极102第二极性夹层电极103压缩机104压缩机阀105防腐流体储存器106储存器阀108流入管
权利要求
一种用于流体处理木材的方法，包括以下步骤将所述木材置于气密储罐中；抽空所述气密储罐以便建立用于所述木材的真空环境；以及将流体施加给所述木材。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括增压气密储罐以便建立用于所述木材的增压环 境的增压步骤，其中，所述增压步骤与所述施加流体的步骤同时进行和/或在该施加流体 的步骤之后进行。
3.根据权利要求1至2中的任意一项所述的方法，还包括通过一个或多个电极进行电 磁辐射而使所述木材进行随后加热的步骤，其中，所述随后加热与所述施加流体的步骤同 时进行和/或在该施加流体的步骤之后进行。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的方法，还包括通过一个或多个电极进行电 磁辐射而使所述木材进行预先加热的步骤，其中，所述预先加热在所述施加流体的步骤之 前和/或同时进行。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的方法，其中所述真空环境限定在施加所 述流体之前的在先气体压力以及在施加所述流体的同时和/或之后的随后气体压力，且所 述随后气体压力与所述在先气体压力的比率在大约1至大约2的范围内。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的方法，其中所述增压环境具有在大约1巴 至大约12巴范围内的气体压力。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的方法，其中所述木材被完全浸入所述流 体中。
8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的方法，其中所述流体储存在与所述气密 储罐相互连接的储存器中。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述储存器被增压，用于形成和/或增加流体从 所述储存器向所述气密储罐的流动。
10.根据权利要求1至9所述的方法，其中所述流体是防腐剂流体和/或染料。
11.一种用于热处理木材的方法，包括以下步骤将所述木材置于气密储罐中；抽空所 述气密储罐以便建立用于所述木材的真空环境；以及通过一个或多个电极进行电磁辐射来 加热所述木材，从而降低所述木材的水含量。
12.根据权利要求1至11中的任意一项所述的方法，其中所述真空环境具有在大约 0. 04巴至大约0. 1巴范围内的气体压力。
13.根据权利要求3至12中的任意一项所述的方法，其中所述木材包括多个层，且所 述一个或多个电极中的电极布置在所述多个层中的两个相邻层之间。
14.根据权利要求3至13中的任意一项所述的方法，其中所述木材包括多个层，且所 述一个或多个电极中的电极布置在所述多个层中的每两个相邻层之间。
15.根据权利要求3至14中的任意一项所述的方法，其中所述一个或多个电极构成 具有相反极性的两组电极。
16.根据权利要求3至15中的任意一项所述的方法，其中所述一个或多个电极中的 两个相邻电极具有相反的极性。
17.根据权利要求3至16中的任意一项所述的方法，其中所述电磁辐射具有在大约 IOMHz至大约30MHz范围内的频率。
18.根据权利要求3至17中的任意一项所述的方法，其中所述电磁辐射具有大约`13. 56MHz或大约27. 12MHz的频率。
19.根据权利要求1至18中的任意一项所述的方法，还包括通过压缩系统在所述木材 上建立机械压力的步骤，用于防止所述木材的变形。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述木材布置成限定平侧面，所述压缩系统包 括平压缩板，用于将所述机械压力分配至所述平侧面的一部分或整个上。
21.根据权利要求19至20中的任意一项所述的方法，其中所述木材布置成限定了成 直角的四个平侧面，所述压缩系统包括多个平压缩板，用于通过所述四个平侧面建立所述 机械压力。
22.根据权利要求19至21中的任意一项所述的方法，其中所述压缩系统包括用于形 成部分或全部所述机械压力的夹具。
23.根据权利要求19至22中的任意一项所述的方法，其中所述压缩系统包括液压或 气动压缩器，用于提供所述机械压力。
24.根据权利要求19至23中的任意一项所述的方法，其中至少一个平压缩板额外地 具有所述一个或多个电极中的电极的功能。全文摘要
本发明涉及一种用于流体处理木材的方法，该方法包括以下步骤将木材置于气密储罐中；抽空气密储罐以便建立用于木材的真空环境；以及将流体施加给木材。另外，该方法还可以包括增压该气密储罐以便建立用于木材的增压环境的随后步骤。该方法还可以包括使木材进行随后加热的随后步骤，和/或通过一个或多个电极进行电磁辐射而使所述木材进行预先加热的步骤。
文档编号F26B3/347GK101918184SQ200880116728
公开日2010年12月15日 申请日期2008年9月29日 优先权日2007年9月28日
发明者C·L·E·霍尔姆, S·伯奇-拉斯穆森 申请人:Gaia木专利股份公司