DE102004005034A1

DE102004005034A1 - Production of fuel used as firewood comprises crushing wood, embedding wood particles into plastic matrix, and placing wood-plastic mixture into firewood mold

Info

Publication number: DE102004005034A1
Application number: DE200410005034
Authority: DE
Inventors: Jürgen BRUNING
Original assignee: FAWOWOOD GmbH
Current assignee: FAWOWOOD GmbH
Priority date: 2004-02-01
Filing date: 2004-02-01
Publication date: 2005-08-18

Abstract

The production of fuel comprises crushing wood, embedding the wood particles into a plastic matrix, and placing the wood-plastic mixture into a firewood mold.

Description

Die Erfindung betrifft die Herstellung von stückigem Brennholz, insbesondere Kaminholz. Stückiges Brennholz unterscheidet sich durch die größeren Abmessungen von Pellets. Pellets haben maximal eine Länge bis 100 mm. Stückiges Brennholz hat üblicherweise eine Länge von mehr als 150 mm, vorzugsweise von mehr als 200 mm. Kaminholz hat üblicherweise eine Länge von mehr als 250 mm.The The invention relates to the production of lumpy firewood, in particular Firewood. lumpy Firewood is differentiated by the larger dimensions of pellets. Pellets have a maximum of one length up to 100 mm. lumpy Firewood usually has a length of more than 150 mm, preferably more than 200 mm. Firewood usually has a length of more than 250 mm.

Als Kaminholz eignen sich nur bestimmte Holzsorten. Andere Holzsorten platzen mit beim Verbrennen im Kamin, so daß ein starker Funkenflug entsteht. Das ist nicht nur unangenehm, sondern auch gefährlich. Der Funkenflug wird durch Feuchtigkeit und durch die sogenannten flüchtigen Bestandteile im Holz gefördert. Die flüchtigen Bestandteile sind die Bestandteile, die bei Erwärmung des Holzes ausgasen. Je nach Art enthält das Holz mehr oder weniger flüchtige Bestandteile. Je nach Lagerzeit und Lagerart enthält das Holze mehr oder weniger Feuchtigkeit.When Firewood is only suitable for certain types of wood. Other types of wood Burst with when burning in the fireplace, so that a strong sparking occurs. This is not only unpleasant, but also dangerous. The flying sparks will by moisture and by the so-called volatile components in the wood promoted. The fleeting ones Ingredients are the components that outgas when the wood is heated. Depending on the type contains the wood more or less volatile Ingredients. Depending on the storage time and storage type contains the wood more or less moisture.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, obige Unannehmlichkeiten bei stückigem Brennholz, insbesondere bei Kaminholz, zu reduzieren. Nach der Erfindung wird das mit den Merkmalen der Patentansprüche erreicht. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich der Funkenflug mit zunehmender Zerkleinerung des Holzes reduziert und daß eine Trocknung des zerkleinerten Holzes wirtschaftlicher ist als eine Trocknung des unzerkleinerten Holzes, weil die Trocknung unter gleichen Umgebungsbedingungen wesentlich schneller bei zerkleinertem Holz als bei unzerkleinertem Holz erfolgt. Dabei fällt der Zerkleinerungsaufwand gegenüber den Vorteilen der schnelleren Trocknung kaum ins Gewicht. Durch langsame Trocknung werden nämlich für lange Zeit Lagerplatz und Witterungsschutz erforderlich. Außerdem wird Kapital gebunden.The Invention has set itself the task, above inconvenience in lumpy Firewood, especially in firewood to reduce. After the invention this is achieved with the features of the claims. That is the Understanding that the flying sparks reduced with increasing crushing of the wood and that one Drying the crushed wood is more economical than one Drying of the uncut wood, because the drying under the same Environmental conditions much faster with shredded wood takes place as unzerkleinertem wood. It falls the crushing effort across from the advantages of faster drying hardly significant. By slow Namely drying will be for long Time storage space and weather protection required. In addition, will Capital tied up.

Es hat sich gezeigt, daß eine extrem kurze Trocknung in einer Trocknungseinrichtung sich rechnet.It has been shown that a extremely short drying in a drying device pays off.

Die Zerkleinerung und Trocknung führt jedoch noch nicht zu einem geeigneten Brennholz. Vielmehr zeigt sich, daß eine Schüttlage von fein zerkleinertem Holz nicht ohne weiteres brennt. Es ist zur Verbesserung der Verbrennung bekannt, Holzpellets herzustellen.The Crushing and drying leads but not yet to a suitable firewood. Rather shows yourself, that one bulk location from finely chopped wood does not burn easily. It's for improvement Burning known to produce wood pellets.

Gleichwohl werden offene Feuer mit Brennholz betrieben. Traditionell wird an der Auswahl besonderer Holzsorten und deren besonderer Trocknung festgehalten.nevertheless Open fires are operated with firewood. Traditionally is on the selection of special types of wood and their special drying recorded.

Die Erfindung löst sich davon und ersetzt das bekannte stückige Brennholz für offene Feuerungen, insbesondere auch das Kaminholz durch Holz nach den Merkmalen der Patentansprüche.The Invention solves away from it and replace the familiar lumpy firewood for open ones Firings, especially the firewood by wood after the Features of the claims.

Dabei wird eine wesentliche bessere Verbrennung dadurch erreicht, daß die feinen Holzpartikel durch Kunststoff miteinander verbunden werden. Besonders bietet sich dabei die Verwendung von Abfallkunststoffen an.there a significant better combustion is achieved in that the fine Wood particles are joined together by plastic. Especially lends itself to the use of waste plastics.

Nach der Erfindung werden die Holzpartikel zu stückigem Brennholz miteinander verbunden.To According to the invention, the wood particles become lumpy firewood with each other connected.

Für die erfindungsgemäße Verwendung stehen eine Vielzahl von Kunststoffen zur Verfügung, deren Verbrennung völlig unbedenklich ist. Das gilt zum Beispiel für Polyethylen, weil aus der Verbrennung von Polyethylen nur Wasser und Kohlendioxid anfällt.For the use according to the invention A variety of plastics are available, their combustion completely harmless is. This applies, for example, to Polyethylene, because from the burning of polyethylene only water and carbon dioxide is produced.

Für die erfindungsgemäße Verwendung des Polyethylens ist auch recyceltes Polyethylen geeignet. Vorteilhafterweise wird dabei kein Reinheitsgrad gefordert, der sonst das Recycling von Kunststoffen teuer macht.For the use according to the invention Polyethylene is also suitable for recycled polyethylene. advantageously, No purity is required, otherwise recycling of plastics makes expensive.

Vorzugsweise bildet der Kunststoff eine Matrix, in welche die Holzpartikel eingebettet werden. Überraschenderweise ist die notwendige Kunststoffmenge für die Matrix verhältnismäßig gering. Ausreichend können bereits 10 Vol% bis 20 Vol% Kunststoff sein, bezogen auf die Menge aus Holz und Kunststoff. Höchstens soll der Kunststoffanteil 50 Vol%, vorzugsweise höchstens 40% und noch weiter bevorzugt höchstens 30 Vol% betragen.Preferably The plastic forms a matrix into which the wood particles are embedded become. Surprisingly the necessary amount of plastic for the matrix is relatively low. Sufficient already 10 vol% to 20 vol% plastic, based on the amount made of wood and plastic. at the most the proportion of plastic should be 50% by volume, preferably at most 40% and even more preferably at most 30% by volume.

Wegen der Einzelheiten des Einsatzmateriales, insbesondere der Holzpartikel und geeigneter Kunststoffe sowie des Extrudierens einer Holz-Kunststoffmischung wird auf die EP0201527A, US5997784A, US5985429A, US6003277A, US5932334A, EP0028775A, US5518677A, DE19737647 Bezug genommen.Because of the details of the feedstock, especially the wood particles and suitable plastics and extruding a wood-plastic mixture is directed to EP0201527A, US5997784A, US5985429A, US6003277A, US5932334A, EP0028775A, US5518677A, DE19737647.

Weitere wesentliche Vorteile ergeben sich bei der Verwendung eines Extruders für die Mischung von Holz und Kunststoff bzw. für die Einarbeitung des Holzes in den Kunststoff.Further Significant advantages arise when using an extruder for the Mix of wood and plastic or for the incorporation of wood in the plastic.

Vorteilhafterweise erlaubt der Extruder durch Entgasung der Holz-Kunststoffschmelze auf einfache Weise eine weitere Trocknung der Holzparikel.advantageously, allows the extruder by degassing the wood-plastic melt in a simple way, a further drying of the wood particles.

Günstig ist auch, das Holz-Kunststoffschmelze-Gemisch unter erheblichem Druck zu verarbeiten. Das intensiviert die Vernetzung noch weiter.Cheap is Also, the wood-plastic melt mixture under considerable pressure to process. This intensifies networking even further.

Der Druck kann zugleich zum Aufschmelzen von Kunststoff genutzt werden, wenn der Kunststoff nicht schmelzflüssig sondern in Granulatform oder anderen Partikelformen fest mit dem Holz in den Extruder eingetragen wird. Die gleiche Wirkung hat die Erwärmung des Kunststoffes.The pressure can be used at the same time for melting of plastic, if the plastic is not molten but in granular form or other particle shapes firmly with the wood in the Ex is entered. The same effect has the heating of the plastic.

Unter dem erfindungsgemäßen Druck lassen sich Materialdichten erzeugen, die über der natürlichen spezifischen Dichte von Holz liegen. Die höhere Dichte wird nicht allein durch den Kunststoffanteil sondern zusätzlich durch eine Verdichtung der Holzpartikel bewirkt. Mit dem Extruder lassen sich Dichten von mindestens 0,9 kg pro Kubikdezimeter, vorzugsweise mindestens 1,0 kg pro Kubikdezimeter und noch weiter bevorzugt von mindestens 1,1 kg pro Kubikdezimeter erreichen. Gegenüber üblichen Dichten 0,5 kg pro Kubikdezimeter für Holz ist das eine substantielle Erhöhung der Dichte.Under the pressure according to the invention can produce material densities above the natural specific gravity of wood lie. The higher density is not only due to the plastic content but also through causes a compression of the wood particles. Leave with the extruder densities of at least 0.9 kg per cubic decimeter, preferably at least 1.0 kg per cubic decimeter and even more preferably from reach at least 1.1 kg per cubic decimeter. Opposite usual Densities 0.5 kg per cubic decimeter for wood is a substantial increase the density.

An sich brennen dichtere Holzsorten schlechter als weniger dichte Holzsorten.At denser wood types burn worse than less dense types of wood.

Bei der Befeuerung von offenen Kaminen ist es eine bekannte Erfahrung, daß ältere großvolumige Eichenhölzer nicht vollständig verbrennen.at the firing of open fires it is a well-known experience that older large-volume oak woods not completely burn.

Überraschender Weise verbrennt das noch dichtere großvolumige erfindungsgemäße Kaminholz gleichwohl vollständig.surprisingly Way burns the even denser bulky firewood invention still Completely.

Eine weitere überraschende Wirkung ist eine günstige Verbrennungsgeschwindigkeit. Das erfindungsgemäße Kaminholz verbrennt mit langsamer Geschwindigkeit, so daß das Kaminfeuer nicht ständig gewartet werden muß.A more surprising Effect is a favorable one Combustion rate. The firewood invention burns with Slow speed, so that the fire is not constantly maintained must become.

Vorteilhafterweise erlaubt ein Extruder eine naturähnliche Herstellung von erfindungsgemäßen Holzscheiten. Dabei wird ein Extruder mit einer den Holzscheiten angepaßten Düse verwendet. Sogar die Jahresringe des Holzes lassen sich mit einem Extruder durch partielle (ringförmig bzw. bogenförmig verlaufenden) Druckänderung in der Düse andeuten, denn die Druckänderung führt zu einer sichtbaren Änderung des Materials.advantageously, allows an extruder a nature-like Production of logs according to the invention. In this case, an extruder is used with a nozzle adapted to the logs. Even the annual rings of the wood can be treated with an extruder by partial (annular or arcuate) pressure change in the nozzle suggest, because the pressure change leads to a visible change of the material.

Damit es durch die Holzpartikel nicht zu einer Blockierung des Extruders kommt, ist zwischen den Extruderteilen vorzugsweise ein Mindestabstand vorgesehen, der größer als der übliche Abstand ist, der sich aus dem notwendigen Spiel zwischen bewegten Extruderteilen bzw. zwischen festen und bewegten Extruderteilen ergibt. Nach der Erfindung ist der Mindestabstand den Abmessungen der Holzpartikel angepaßt, so daß die Holzpartikel zwischen den Zähnen des Extruders durchwandern können, ohne den Extruder zu blockieren. Die betroffenen Extruderteile unterscheiden sich je nach Extruderbauart. Es gibt Einschneckenextruder, Doppelschneckenextruder und Planetwalzenextruder. Üblicherweise besteht jeder Extruder aus Abschnitten. Zum Beispiel gibt es den Einzugbereich, den Aufschmelzbereich, den Dispergierungsbereich, den Homogenisierungsbereich und den Kühlbereich. Die Bauarten können auch von Bereich zu Bereich wechseln.In order to it does not block the extruder due to the wood particles comes, is preferably a minimum distance between the extruder parts provided that is greater than the usual Distance is the result of the necessary clearance between moving extruder parts or between fixed and moving extruder parts. After Invention is the minimum distance to the dimensions of the wood particles customized, So that the Wood particles between the teeth of the extruder, without blocking the extruder. Distinguish the affected extruder parts depending on the extruder type. There are single screw extruders, twin screw extruders and Planetary roller extruder. Usually Each extruder consists of sections. For example, there is the Intake area, the melting area, the dispersion area, the homogenization area and the cooling area. The types can also switch from area to area.

Beim Einschneckenextruder ist eine Schnecke vorgesehen, die in einem zylindrischen Gehäuse umläuft.At the Single-screw extruder is a screw provided in one cylindrical housing rotates.

Die Schnecke besteht üblicherweise aus einer zentrisch angeordneten Stange. Auf der Stange sitzen eine Vielzahl auswechselbarer Schneckenteile, die mit Hilfe der Stange gegeneinander verspannt werden. Durch Auswechseln der Einzelteile läßt sich der richtige Abstand der Schnecke von der umgebenden Gehäusewandung mit einigen Versuchen weitgehend optimieren.The Snail usually exists from a centrically arranged pole. One is sitting on the pole Variety interchangeable snail parts, with the help of the rod be braced against each other. By replacing the items can the correct distance of the screw from the surrounding housing wall Optimize extensively with a few experiments.

Beim Doppelschneckenextruder sind zwei umlaufende Schnecken in einem gemeinsamen Gehäuse so eng nebeneinander angeordnet, daß sich mit ihren Zähnen ineinander greifen. Die einzelnen Schnecken des Doppelschneckenextruders sind genauso aufgebaut wie die Schnecke des Einschneckenextruders. Durch ähnlichen Auswechselvorgang kann auch hier eine Optimierung vorgenommen werden.At the Twin screw extruders are two rotating screws in one common housing arranged so close together that their teeth mesh with each other to grab. The individual screws of the twin-screw extruder are just like the screw of the single screw extruder. By similar Replacement process can also be made here an optimization.

Beim Planetwalzenextruder ist eine umlaufende Zentralspindel vorgesehen. Auf der Zentralspindel laufen Planetenspindeln um. Die Planetenspindeln greifen mit ihren Zähnen zugleich in die Zähne der Zentralspindel und in die Zähne einer Innenverzahnung des umgebenden Gehäuses. Die Zentralspindel ist zumeist ebenso aufgebaut wie die Schnecken oder Doppelschnecken. Die Planetspindeln sind dagegen immer einstückig, desgleichen ist die Innenverzahnung immer einstückig. Zum Optimieren lassen sich die Planetspindeln und die Teile der Zentralspindel wechseln.At the Planetary roller extruder is provided a rotating central spindle. On the central spindle planetary spindles run around. The planetary spindles grab with her teeth at the same time in the teeth the central spindle and teeth an internal toothing of the surrounding housing. The central spindle is mostly as well as the screws or twin screws. The planetary spindles, however, are always in one piece, as is the internal toothing always in one piece. To optimize the planetary spindles and the parts of the Change central spindle.

Günstig ist es, unterschiedliche Formate miteinander zu mischen und/oder die aus dem Extruder austretenden Holzscheite vor der abschließenden Verfestigung zu verformen. Die Verformung kann durch Verbiegen und/oder Verdrehen erfolgen. Durch Steuerung der Biegung und/oder Drehung mit einem Rechner kann jedem erfindungsgemäßen Holzscheit ein mehr oder weniger individuelles Aussehen gegeben werden.Cheap is it to mix different formats together and / or the logs leaving the extruder before final solidification to deform. The deformation can be caused by bending and / or twisting respectively. By controlling the bending and / or rotation with a computer can each Holzscheit invention be given more or less individual appearance.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.In the drawing is an embodiment of Invention shown.

1 zeigt eine Extruderanlage 1 mit einem Einfülltrichter 1. Darin werden Holzpartikel aus einer vorhergehenden Holzzerkleinerung und Trocknung eingefüllt. Im Ausführungsbespiel wird durch Zerkleinerung eine Partikelgröße kleiner 1 mm erreicht. Die Trocknung erfolgt in einer Wirbelschichtanlage, die mit einem inerten erwärmten Gas betrieben wird. In dem inerten Gasstrom werden die Holzpartikel mitgeführt und erwärmt. Dadurch wird die Feuchtigkeit aus den Holzpartikeln ausgetrieben. Es ist vorteilhaft, die Holzpartikel danach in einem Trockenraum zu bevorraten, bis die Holzpartikel im Extruder eingesetzt werden. 1 shows an extruder plant 1 with a hopper 1 , In it, wood particles from a previous wood shredding and drying are filled. In the exemplary embodiment, a particle size of less than 1 mm is achieved by comminution. The drying takes place in a fluidized-bed plant which is operated with an inert heated gas. In the inert gas stream, the wood particles mitge leads and heats. As a result, the moisture is expelled from the wood particles. It is advantageous to then store the wood particles in a drying room until the wood particles are used in the extruder.

Die Holzpartikel werden zusammen mit PE-Granulat in den Extruder 1 geführt. Dort erfährt die Einsatzmischung eine starke Kompression und Erwärmung. Das PE-Granulat schmilzt und benetzt die Holzpartikel intensiv.The wood particles are put into the extruder together with PE granules 1 guided. There, the feed mixture undergoes strong compression and heating. The PE granulate melts and wets the wood particles intensively.

Der Extruder besitzt austrittsseitig eine Düse. Die Düse formt aus der Holz-Kunststoffschmelze einen Strang 5. Der Strang tritt danach in einen Kühler mit Metallplatten 3 und 4 und weiteren nicht dargestellten Metallplatten. Die Metallplatten geben dem Strang durch Abkühlung eine ausreichende Festigkeit um auf einem Rollgang geführt zu werden. Der Rollgang besteht aus Rollen 6, die mit einer Mechanik 7 höheneinstellbar sind.The extruder has a nozzle on the outlet side. The nozzle forms a strand from the wood-plastic melt 5 , The strand then enters a cooler with metal plates 3 and 4 and other metal plates, not shown. The metal plates give the strand by cooling sufficient strength to be performed on a roller table. The roller table consists of rollers 6 that with a mechanics 7 are height adjustable.

Wahlweise sind über den Rollen 6 noch weitere Rollen 8 vorgesehen, die mit einer Anstellung 9 versehen sind, so daß nach Beliebigen eine Biegung in dem Strang verursacht werden kann.Optionally, over the roles 6 even more roles 8th provided with a job 9 are provided so that any bending can be caused in the strand.

Nach ausreichender weiterer Abkühlung für eine Ablängung des Stranges zu Kaminholz-Scheiten erfolgt die Ablängung mit einer Säge, die während des Schneidvorganges in nicht dargestellter Weise mit dem Strang bewegt nach dem Schneidvorgang wieder in die Ausgangsstellung zurückbewegt wird.To sufficient further cooling for one cutting to length of strand to firewood logs the cut is done with a saw, the while the cutting process in a manner not shown with the strand moved back to the starting position after the cutting process.

Die 2 und 3 zeigen den Kaminholzscheit 15 in zwei Ansichten, einer Vorderansicht und einer Seitenansicht.The 2 and 3 show the firewood log 15 in two views, a front view and a side view.

Claims

Process for the production of fuel, in particular Firewood, partly made of wood, characterized in that the wood is crushed and the wood particles in a plastic matrix embedded and the wood-plastic mixture in a lumpy firewood shape, in particular, a firewood mold is brought.

Method according to claim 1, characterized in that that the Plastic is liquefied to embed the wood particles, in particular under Pressure and temperature.

Method according to claim 2, characterized in that that one Wood-plastic mixture is produced with a density of matter, which is at least 0.9 kg per cubic decimeter, preferably at least 1.0 kg per cubic decimeter and even more preferably at least 1.1 kg per cubic decimeter and / or a plastic content of at most 50% by volume, preferably at most 40% by volume and even more preferably at most 30% by volume.

A method according to claim 1 or 2, characterized through the use of polyethylene as a plastic.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized by preparing the mixture in an extruder.

Method according to claim 5, characterized in that that the Wood particles dried in a fluidized bed and stored in a drying container and be fed in a dry line to the extruder.

Method according to claim 5 or 6, characterized that the Wood particles are dried by degassing the plastic-wood melt.

Method according to one of claims 5 to 7, characterized that the Melt is driven out of the extruder in a cooler and the emerging strand is then cut to firewood length.