压缩脱水装置、木质原料加工车辆以及压缩木质原料的制造方法

技术领域

本公开涉及压缩脱水装置、木质原料加工车辆和制造压缩木质原料的方法。具体地，本公开涉及一种用于通过压缩使木质原料脱水的压缩脱水装置、包括该压缩脱水装置的木质原料加工车辆以及制造压缩木质原料的方法。

背景技术

木质原料，例如从树木上砍下的绿色木材，通常由卡车装载和运输。在这种情况下，专利文献1描述了通过使用移动式木材削片机将绿色木材(原木)切削成较小的块，以便于绿色木材的运输。此外，专利文献2描述了一种木材的压缩脱水方法和压缩脱水装置，并且描述了为了提高运输效率，对原木材料进行压缩和脱水以使原木材料变轻。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP 2001-205605 A

专利文献2：JP 2002-200607 A。

发明内容

然而，当从伐木区运输含水量高的原木时，不必要的水被一起运输，这可能降低运输车辆的装载效率并降低可运输性。此外，普通木材可能经历被切屑和放置干燥的方法，但是富含糖的木材，例如棕榈树，可能腐烂和/或被例如害虫侵扰，因此可能具有低的储存性能。

本公开的一个目的是提供一种被配置成改善木质原料的运输性和储存性能的压缩脱水装置、木质原料加工车辆和制造压缩木质原料的方法。

根据本公开的一个方面的压缩脱水装置是被配置成压缩木质原料以挤出木质原料中所含水分的压缩脱水装置。压缩脱水装置包括供给部和压缩部，所述供给部用于在压缩前将粘合组分供给到木质原料中，所述压缩部被配置成在木质原料被压缩的状态下硬化或固化所述粘合组分。

根据本公开的另一方面的木质原料加工车辆包括所述压缩脱水装置和放置所述压缩脱水装置的车辆。

根据本公开的又一方面的制造压缩木质原料的方法包括将粘合组分供给木质原料的步骤、压缩所述木质原料以从所述木质原料中挤出水分的步骤、以及硬化或固化粘合组分以使如此压缩的所述木质原料保持压缩状态的步骤。

附图说明

图1A是根据本实施例的木质原料加工车辆的透视图；

图1B是根据本实施例的压缩脱水装置的透视图；和

图1C是根据本实施例的压缩脱水装置的一部分的示意图。

具体实施方式

(第一实施例)

(1)概述

根据本实施例的压缩脱水装置压缩木质原料以从木质原料中挤出水分。因此，与压缩前的木质原料相比，压缩后的木质原料由于脱水而重量降低。因此，与压缩前的木质原料相比，压缩后的木质原料重量轻且易于运输，因此具有改善的运输性。

此外，根据本实施例的压缩脱水装置在木质原料的体积通过压缩而减小的状态下使粘合组分硬化或固化。因此，硬化或固化粘合组分抑制了已经被压缩的木质原料回复到其压缩前的状态。因此，木质原料容易保持其因压缩和脱水而减小的体积，从而增加装载量，这改善了运输性。

此外，根据本实施例的压缩脱水装置通过压缩使木质原料脱水，从而与木质原料放置并干燥的情况相比，在短时间内减少了木质原料中包含的水量。这可以减少木质原料被放置并干燥的情况，从而减少腐烂和/或害虫等的发生，这导致优异的储存性能。

(2)详情

(2.1)构造

图1A示出了根据本实施例的木质原料加工车辆10。木质原料加工车辆10包括压缩脱水装置1和车辆4。车辆4是卡车，并且包括驾驶室41、车轮42、卡车车厢43等。车辆4可以是普通乘用车，但优选具有压缩脱水装置1放置在其上的部位。在本实施例的车辆4中，压缩脱水装置1放置在卡车车厢43上。压缩脱水装置1被固定在卡车车厢43上，但必要时可拆卸。

图1B示出压缩脱水装置1。压缩脱水装置1包括供给部2、压缩部3、盖部5、前壁6、后壁7和底部部分8。前壁6和后壁7布置成在前后方向(对应于车辆4的前后方向)上彼此面对。此外，前壁6和后壁7各自具有在宽度方向(对应于车辆4的宽度方向)上延伸的矩形板形状。

压缩部3包括压板。压缩部3设置在前壁6和后壁7之间，并且包括在宽度方向上彼此面对的一对压缩部3。该对压缩部3可以在该对压缩部3彼此靠近的方向和该对压缩部3彼此分离的方向上移动。该对压缩部3由提供给压缩脱水装置1或车辆4的驱动机器驱动。该对压缩部3由驱动机器驱动，从而沿该对压缩部3彼此靠近的方向和该对压缩部3彼此分离的方向运动。注意，驱动机器并不是必须提供给压缩脱水装置1或车辆4，例如，驱动机器可以设置在例如车辆4的外部。

底部部分8设置在一对压缩部3、前壁6和后壁7的下侧。即，压缩脱水装置1形成为包括一对压缩部3、前壁6、后壁7和底部部分8的有底容器。压缩脱水装置1在一个位置处具有供给部2，在此处供给部2面朝底部部分8。供给部2是由一对压缩部3、前壁6、后壁7和底部部分8包围的空间的向上开口。供给部2可通过盖部5打开和关闭。

压缩脱水装置1包括排水结构。排水结构将从木质原料T挤出的水排放到压缩脱水装置1的外部。排水结构的示例包括网状结构、以及排水槽和排水孔二者的组合。网状结构包括诸如金属网的网，其允许水通过所述网的网孔排出。网状结构可以设置到压缩脱水装置1的任何部分。例如，网状结构可以设置在底部部分8。也就是说，底部部分8可以由例如金属网形成。此外，前壁6和后壁7中的一个或两者可以包括网状结构。在这种情况下，前壁6和后壁7中的一个或两者可以由例如金属网形成。图1C示出了后壁7包括网状结构的示例。在这种情况下，后壁7由金属网形成。此外，排水管9的一端在后壁7的大致中心部分处连接到后壁7。排水管9的另一端连接到诸如泵的排水装置。排水装置的抽吸动作使得水能够通过后壁7从压缩脱水装置1排出。注意，网状结构可以部分地设置到底部部分8，并且网状结构也可以部分地设置到前壁6和后壁7。此外，当通过使用排水槽和排水孔的组合来排水时，在底部部分8中形成连接排水孔的多个排水槽，从木质原料T中挤出的水分被收集到排水槽中，并通过排水装置的抽吸动作从排水槽中通过排水孔排出。

(2.2)操作

木质原料T被压缩脱水装置1压缩。此外，压缩脱水装置1的压缩将水分从木质原料T中挤出并且水被排出。木质原料T例如是在伐木区砍伐的原木(圆木)。在这种情况下，木质原料T被切成小块，每个小块具有例如直径约30至60cm、长度约2m的柱状形状。此外，木质原料T的体积为0.14至0.56m

可选地，作为木质原料T，可以使用木质原料的碎片。木质原料T的碎片是通过切削所述原木获得的。木质原料T的每个碎片在每侧都具有例如约1至5cm的尺寸。

作为木质原料T，例如，可以使用针叶树，如松树、雪松和柏树，或者阔叶树，如榉树和橡树。备选地，作为木质原料T，可以使用棕榈科植物。棕榈科植物的示例包括油棕和椰子树。棕榈科植物具有100-300％的含水量、0.8-1.2的比重(含水状态)和0.2-0.6的比重(仅木质部分)，即具有特别高的含水量和含糖量，因此，运输效率可能降低和/或容易出现包括例如腐烂和/或害虫在内的问题，但是采用根据本实施例的制造方法特别改善了运输性和储存性能，因此是优选的。

木质原料T容纳在由一对压缩部3、前壁6、后壁7和底部部分8包围的空间中，并设置在压缩脱水装置1中。在这种情况下，提起压缩脱水装置1的盖部5以打开供给部2，并且经由如此打开的供给部2，木质原料T被放置在所述空间中。当木质原料T是原木时，多块木质原料T被设置成使得其长度方向处于前/后方向。当木质原料T是木质原料碎片时，大量木质原料T碎片被填充在空间中并随后设置在所述压缩脱水装置1中。

然后，向被容纳在所述空间中的木质原料T供给粘合组分。粘合组分通过从供给部2向木质原料T喷射来供给。粘合组分优选为可通过加热来硬化或固化的组分或可通过冷却来硬化或固化的组分。这种组分的示例包括淀粉、碳水化合物溶液、柠檬酸、酚醛树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂和热熔粘合剂。

当粘合组分为淀粉时，粘合组分对木质原料T的供给量可以是相对于木质原料T的木质部分(除去水分后的部分)高于或等于5质量％但低于或等于20质量％，并且粘合组分的加热温度优选地可以高于或等于100℃，但低于或等于150℃。

当粘合组分是碳水化合物溶液时，粘合组分对木质原料T的供给量可以相对于木质原料T的木质部分(除去水后的部分)高于或等于5质量％且低于或等于10质量％，并且加热温度可以高于或等于150℃且低于或等于220℃。碳水化合物溶液是在木质原料T是棕榈科植物时，通过压缩棕榈科植物而挤出的榨汁的浓缩物。在这种情况下，碳水化合物溶液中含有的糖分会发生反应，从而起到粘合剂的作用。

当木质原料T是棕榈科植物并且粘合组分是柠檬酸时，粘合组分对木质原料T的供给量可以相对于木质原料T的木质部分(除去水后的部分)高于或等于5质量％且低于或等于10质量％，并且加热温度可以高于或等于150℃且低于或等于220℃。在这种情况下，棕榈科植物中含有的糖分与柠檬酸反应，从而起到粘合剂的作用。

当粘合组分是酚醛树脂、尿素树脂或三聚氰胺树脂时，粘合组分对木质原料T的供给量可以相对于木质原料T的木质部分(除去水后的部分)高于或等于5质量％且低于或等于10质量％，并且加热温度可以高于或等于130℃且低于或等于180℃。

当粘合组分是热熔粘合剂时，粘合组分对木质原料T的供给量可以相对于木质原料T的木质部分(除去水后的部分)高于或等于2质量％且低于或等于5质量％，并且通过加热熔化的热熔粘合剂被供给，然后通过冷却进行固化。

然后，将粘合组分供给木质原料T后，放下盖部5以关闭供给部2。这抑制了容纳在所述空间中的木质原料T在木质原料T被压缩时也从所述空间中飞出。

接着，使这对压缩部3移动以彼此靠近以压缩所述空间中的木质原料T。当木质原料T是原木时，木质原料T通过受到来自其周边表面的压力而被压缩。在这种情况下，水分通过这样压缩的木质原料T的横断面(切断面)被挤出。通过木质原料T的横断面挤出的水从被设置在前壁6、后壁7和底部部分8的排水结构中排出。通过压缩部3的简单按压，由于压缩，水通过切断的横断面端面被挤出，但是由于在释放按压时的回弹，水可能被重新吸收，因此，排水结构从压缩脱水装置1排出水，从而抑制木质原料T重新吸收水。

然后，粘合组分被硬化或固化，同时木质原料T保持在压缩状态。在通过加热使粘合组分可硬化或可固化的情况下，加热可以通过例如包括在压缩部3中的加热器来执行。备选地，设置在压缩脱水装置1外部的加热器可以通过前壁6、后壁7和底部部分8加热木质原料T。在通过冷却可硬化或固化的粘合组分的情况下，可以由压缩部3进行冷按压。

压缩部3的压缩时间(按压时间)不限于特定时间，而是例如短于或等于5分钟，并且压缩部3优选压缩木质原料T，直到粘合组分硬化或固化。此外，压缩部3施加的按压压力可以是例如1至10MPa。

在粘合组分硬化或固化后，木质原料T从压缩部3产生的压缩中释放，从而获得压缩的木质原料。压缩的木质原料是与木质原料T相比由于脱水而具有降低的水含量并且已用粘合组分硬化或固化的材料。注意，从压缩中释放的压缩木质原料的形状可以比压缩期间的形状稍微膨胀，只要它小于压缩前木质原料T的形状。

当使用棕榈科植物的原木作为木质原料T时，由此获得的压缩木质原料具有例如宽约5至20cm、厚约45至55cm、长约2m的四边形棱柱形状，并且还具有0.045至0.22m

当使用木质原料的碎片作为木质原料T时，由此获得的压缩木质原料具有块状形状，例如宽度为35至60cm，厚度为35至60cm，长度为35至60cm。

通过根据本实施例的压缩脱水装置1可获得的压缩木质原料与压缩前的木质原料T相比具有减小的体积和提高的装载效率，因此具有改善的运输性。此外，当运输已经脱水的木质原料T时，木质原料T中包含的水分的运输量减少，从而提高运输效率。注意，从压缩部3中取出的压缩木质原料块可以结合到其相邻的压缩木质原料块上，但是压缩木质原料块之间可以容易地彼此分离，因此，装载到例如卡车上的可加工性不太可能降低。此外，根据本实施例的木质原料加工车辆10可以将压缩脱水装置1运输到原木采伐区附近，并且可以通过在采伐区附近使用压缩脱水装置1来压缩和脱水木质原料T，这提高了运输效率。

通过本实施例的压缩脱水装置1可获得的压缩木质原料是生物质压缩材料，并且该生物质压缩材料可用作例如燃料芯块的材料和纤维板的材料。

(3)变型

第一实施例仅仅是本公开的各种实施例的示例。相反，第一实施例可以根据设计选择或任何其他因素以各种方式容易地修改，而不脱离本公开的范围。

上述压缩脱水装置1包括作为压缩部3的板状平压机，但不限于本例。例如，压缩脱水装置1可以包括作为压缩部3的辊形压辊。当使用压辊时，与平压机相比，木质原料T易于连续压缩，从而提高了挤压效率。

此外，可以在木质原料T被放置在压缩脱水装置1中之后、压缩之前向木质原料T供给粘合组分，或者可以在由压缩部3压缩的过程中向木质原料T供给粘合组分。备选地，在通过压缩部3压缩和脱水之后，可以释放压缩，然后，可以将粘合组分供给到从压缩中释放的木质原料T，并且此后，可以再压缩木质原料T。当粘合组分被供给到压缩后的木质原料T时，压缩部3优选地保持木质原料T被压缩直到粘合组分被硬化或固化的状态。备选地，压缩后处于压缩状态的木质原料T可以用带等捆缚，并且可以使其自然干燥，直到粘合组分硬化或固化。

(总结)

本实施例的压缩脱水装置(1)包括以下特征。

第一方面是压缩脱水装置(1)，其被构造成压缩木质原料(T)以从木质原料(T)中挤出水分。压缩脱水装置(1)包括供给部(2)和压缩部(3)。供给部(2)是在压缩前通过其向木质原料(T)供给粘合组分的部分。压缩部(3)被配置成在木质原料(T)被压缩的状态下硬化或固化粘合组分。

采用第一方面，已经硬化或固化的粘合组分有利于保持木质原料(T)被压缩并具有高比重的状态，从而改善木质原料(T)的运输性和储存性能。

第二方面是参照第一方面的压缩脱水装置(1)，并且包括将从木质原料(T)挤出的水分通过其排出的网状结构。

采用第二方面，从木质原料(T)挤出的水分通过网状结构排出，因此，即使当木质原料(T)响应于压缩部(3)的压缩释放而弹回时，木质原料(T)也被抑制再吸收水。

第三方面是木质原料加工车辆(10)，其包括第一或第二方面的压缩脱水装置(1)，以及在其上放置压缩脱水装置(1)的车辆(4)。

采用第三方面，车辆(4)将压缩脱水装置(1)运输到木质原料(T)的供应区(例如，原木的采伐区)，并且可以在供应区从木质原料(T)中除去水分，从而提高运输效率。

第四方面是制造压缩木质原料的方法，该方法包括将粘合组分供给到木质原料(T)的步骤，压缩木质原料(T)以从木质原料(T)中挤出水分的步骤，以及硬化或固化粘合组分以使如此压缩的木质原料(T)保持在压缩状态的步骤。

采用第四方面，已经硬化或固化的粘合组分有利于保持木质原料(T)被压缩的状态，从而改善木质原料(T)的运输性和储存性能。

第五方面是参照第四方面的制造压缩木质原料的方法，并且在该方法中，粘合组分包括淀粉。

采用第五方面，已经硬化或固化的淀粉有利于保持木质原料(T)被压缩的状态，从而改善木质原料(T)的运输性和储存性能。

第六方面是参照第四或第五方面的制造压缩木质原料的方法，并且在该方法中，木质原料(T)是棕榈科植物。

棕榈科植物具有高含水量和高含糖量，因此，运输效率可能降低和/或包括例如腐烂和/或害虫在内的问题可能容易出现。但是采用第六方面，已经硬化或固化的粘合组分有利于保持棕榈科植物被压缩的状态，从而改善棕榈科植物的运输性和储存性能。

第七方面是参照第六方面的制造压缩木质原料的方法，并且在该方法中，粘合组分是通过压缩从木质原料(T)中挤出的榨汁的浓缩物。

采用第七方面，通过硬化从棕榈科植物获得的榨汁的浓缩物，有利于保持棕榈科植物被压缩的状态，从而改善棕榈科植物的运输性和储存性能。

附图标记列表

1压缩脱水装置

2供给部

3压缩部

4车辆

10木质原料加工车辆

T木质原料。