本發(fā)明屬于B27M1/06：通過燃燒或焦化木材的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

木材主要由纖維素、半纖維素組成，纖維素在木材細胞壁中起骨架作用，其化學(xué)性質(zhì)和超分子結(jié)構(gòu)對木材的強度有重要影響。纖維素中的羥基和水分子也可形成氫鍵，不同部位的羥基之間存在的氫鍵直接影響著木材的吸濕和解吸過程。大量的氫鍵可以提高木材的強度，減少吸濕性，降低化學(xué)反應(yīng)性等，且纖維素的吸濕性直接影響到限位的尺寸穩(wěn)定性和強度。木材經(jīng)過碳化工藝后，使羥基的濃度減少，化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生復(fù)雜的變化，從而使木材的吸濕性降低，尺寸穩(wěn)定性提高。半纖維素是細胞壁中與細胞膜緊密聯(lián)結(jié)的物質(zhì)，起粘結(jié)作用，是基體物質(zhì)，半纖維素吸濕性強、耐熱性差、容易水解，在外界條件作用下易于發(fā)生變化，是木材中吸濕性最大的組分，是使木材產(chǎn)生吸濕膨脹、變形開裂的因素之一，通過碳化可以使半纖維素被破壞，因而可降低木材的吸濕性，減少木材的膨脹與收縮，提高了碳化木的尺寸穩(wěn)定性。

目前的木材炭化技術(shù)都是利用高溫水蒸汽作為直接加熱介質(zhì)和保護介質(zhì)，對一些含水率高的特殊木材如桉樹、樺樹等在炭化前的干燥階段，由于水蒸汽和氧氣的作用，在木材中會產(chǎn)生大量的霉菌斑點，影響了炭化后木材的外觀質(zhì)量，而且在碳化時的溫度較高，如果氧氣濃度過高，極易起火。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明意在提供一種木材的碳化工藝，以解決現(xiàn)有碳化技術(shù)中存在起火的安全隱患的問題。

本方案中的一種木材碳化的工藝，包括以下步驟：

第一步，切割，通過切割機將木材切割成長條形；

第二步，搭建碳化箱，選取一個圓柱形的箱體作為碳化箱，箱體上方連接一個電機，碳化箱的底部設(shè)有加熱通道，在碳化箱的頂端設(shè)置有吸盤，在碳化箱的下部設(shè)放置有收集箱，在加熱通道內(nèi)放置一個熱氣排放管，碳化箱的側(cè)壁周向設(shè)有環(huán)形氣體流動通道，氣體流動通道與加熱通道相通，在碳化箱的下部側(cè)方設(shè)有燃燒室，燃燒室中設(shè)有燃氣管，燃氣管靠近氣體流動通道的一端設(shè)有燃氣燃燒嘴，燃燒室與加熱通道之間通過導(dǎo)氣管連通；

第三步，帶電，用靜電發(fā)生器使鋁箔帶正電，并且用靜電發(fā)生器使吸水樹脂帶負電，用帶有正電的鋁箔吸附帶有負電的吸水樹脂；

第四步，包裹木材，將吸附有吸水樹脂的鋁箔包裹在木材上，鋁箔不封口，使吸水樹脂貼于木材外壁；

第五步，木材固定，將裹有鋁箔的木材用碳化箱頂端的吸盤吸附固定；

第六步，碳化，驅(qū)動電機使碳化箱勻速轉(zhuǎn)動，將燃燒室中的混合燃氣通入加熱通道內(nèi)，并采用階梯式連續(xù)升溫方法，將碳化箱內(nèi)的溫度先升溫至130℃，碳化1h后，再升溫至250℃，然后保持250℃恒溫碳化；

第七步，通風(fēng)，自碳化箱的頂部向碳化箱內(nèi)通入熱風(fēng)。

上述技術(shù)方案的工作原理及有益效果為：1.鋁箔具有防火和吸熱的性能，將鋁箔包裹在木材的外部，能夠防止碳化箱內(nèi)的氧氣濃度過高而起火，鋁箔能夠防火，防止木材燃燒。

2.鋁箔能夠吸熱，能夠吸收碳化箱內(nèi)的熱氣，并將熱氣傳遞給木材，使木材均勻受熱，保證木材碳化更加均勻，有利于提高木材的防腐性能和防蟲性能。

3.將木材用吸盤吸附住，使木材呈圓周排列，能夠防止木材堆疊受熱不均，進一步提高木材碳化的均勻性。

4.由于碳化箱的外側(cè)方設(shè)有氣體流動通道，采用電機驅(qū)動碳化箱轉(zhuǎn)動后，使混合燃氣經(jīng)燃氣管送入燃燒室內(nèi)燃燒，燃燒后生成的二氧化碳經(jīng)過導(dǎo)氣管進入氣體流動通道內(nèi)加熱碳化箱，氣體首先經(jīng)過熱氣排放管，經(jīng)過熱氣排放管的過程能夠降低氣體的流動速度，首先使碳化箱的底部受熱，使熱氣逐漸向上傳遞，燃氣輸送時，通過控制燃燒嘴的火焰大小調(diào)節(jié)碳化箱內(nèi)溫度，碳化過程中，碳化箱轉(zhuǎn)動能夠使木材均勻轉(zhuǎn)動，進一步提高木材碳化的均勻性。

5.木材受熱后，木材內(nèi)部的水蒸氣會向外散發(fā)，從而被吸水樹脂吸收，從而使吸水樹脂膨脹，增大木材與鋁箔之間的間隙，從而使鋁箔逐漸展開。

6.給碳化箱內(nèi)通入熱風(fēng)，將被吸水樹脂撐開的鋁箔吹落，使鋁箔落入收集箱內(nèi)。

7.隨著木材內(nèi)部水蒸氣逐漸蒸發(fā)，吸盤內(nèi)部逐漸進入空氣，從而使木材漸漸從吸盤上脫離，最終落入收集箱內(nèi)，無需人工進行收集，極大提高木材碳化的效率。采用此方法，不僅能夠防止碳化箱內(nèi)溫度過高而起火，而且能夠極大提高了木材的碳化效率，提高了木材的受熱均勻性。

優(yōu)化方案一，作為對基礎(chǔ)方案的進一步優(yōu)化，所述碳化箱由銅制成。銅導(dǎo)熱性好，且銅的性價比較高。

優(yōu)化方案二，作為對優(yōu)化方案一的進一步優(yōu)化，所述碳化箱的外側(cè)設(shè)有一層保溫材料。碳化箱的外側(cè)設(shè)有保溫材料，能夠保持碳化箱內(nèi)部的溫度。

優(yōu)化方案三，作為對優(yōu)化方案二的進一步優(yōu)化，所述熱氣排放管為螺旋形。熱氣排放管為螺旋形能夠進一步降低氣體的流動速度，保證碳化箱的底部受熱充分，從而保證木材的下方能夠碳化充分。

優(yōu)化方案四，作為對優(yōu)化方案三的進一步優(yōu)化，所述吸盤采用真空吸盤。真空吸盤的吸附性更好，能夠保證木材能夠受熱更久。

優(yōu)化方案五，作為對優(yōu)化方案四的進一步優(yōu)化，第七步中，在碳化箱內(nèi)通入熱風(fēng)后，再向碳化箱內(nèi)通入100℃的飽和水蒸氣。利用100℃的飽和水蒸氣對炭化處理后的木材進行調(diào)濕回潮處理，可以快速有效的濕潤過干的板材，以利于后續(xù)加工過程順利進行。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種木材碳化的工藝實施例中碳化箱的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一種木材碳化的工藝實施例中碳化箱的俯視圖。

具體實施方式

下面通過具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明：

說明書附圖中的附圖標記包括：碳化箱1、電機2、加熱通道3、真空吸盤4、收集箱5、熱氣排放管6、氣體流動通道7、燃燒室8、燃氣管9、燃燒嘴10、導(dǎo)氣管11、閥門12。

本發(fā)明一種木材碳化的工藝，步驟如下：

第一步，切割，通過切割機將木材切割成長條形；

第二步，搭建碳化箱，選取一個圓柱形的銅制的箱體作為碳化箱，碳化箱的外側(cè)設(shè)有一層保溫材料，箱體上方連接一個電機，碳化箱的底部設(shè)有加熱通道，在碳化箱的頂端設(shè)置有真空吸盤，在碳化箱的下部設(shè)放置有收集箱，在加熱通道內(nèi)放置一個螺旋形的熱氣排放管，碳化箱的側(cè)壁周向設(shè)有環(huán)形氣體流動通道，氣體流動通道與加熱通道相通，在碳化箱的下部側(cè)方設(shè)有燃燒室，燃燒室中設(shè)有燃氣管，燃氣管靠近氣體流動通道的一端設(shè)有燃氣燃燒嘴，燃燒室與加熱通道之間通過導(dǎo)氣管連通；

第三步，帶電，用靜電發(fā)生器使鋁箔帶正電，并且用靜電發(fā)生器使吸水樹脂帶負電，用帶有正電的鋁箔吸附帶有負電的吸水樹脂；

第四步，包裹木材，將吸附有吸水樹脂的鋁箔包裹在木材上，鋁箔不封口，使吸水樹脂貼于木材外壁；

第五步，木材固定，將裹有鋁箔的木材用碳化箱頂端的吸盤吸附固定；

第六步，碳化，驅(qū)動電機使碳化箱勻速轉(zhuǎn)動，將燃燒室中的混合燃氣通入加熱通道內(nèi)，并采用階梯式連續(xù)升溫方法，將碳化箱內(nèi)的溫度先升溫至130℃，碳化1h后，再升溫至250℃，然后保持250℃恒溫碳化；

第七步，通風(fēng)，自碳化箱的頂部向碳化箱內(nèi)通入熱風(fēng)，再向碳化箱內(nèi)通入100℃的飽和水蒸氣。

搭建完成后的碳化箱如附圖1、圖2所示，包括銅制的碳化箱1，碳化箱1的外側(cè)設(shè)有一層保溫材料，碳化箱1由電機2驅(qū)動，碳化箱的底部設(shè)有加熱通道3，在碳化箱1的頂端設(shè)置有真空吸盤4，在碳化箱1的下部設(shè)放置有收集箱5，在加熱通道3內(nèi)放置一個螺旋形的熱氣排放管6，碳化箱1的側(cè)壁周向設(shè)有環(huán)形氣體流動通道7，氣體流動通道7與加熱通道3相通，在碳化箱1的下部側(cè)方設(shè)有燃燒室8，燃燒室8中設(shè)有燃氣管9，燃氣管9靠近氣體流動通道7的一端設(shè)有燃燒嘴10，燃燒室8與加熱通道3之間通過導(dǎo)氣管11連通，導(dǎo)氣管上設(shè)有閥門12。

首先將木材裹好鋁箔，然后將木材用真空吸盤吸附固定，啟動電機，使碳化箱轉(zhuǎn)動，然后使混合燃氣經(jīng)燃氣管送入燃燒室內(nèi)燃燒，燃燒后生成的二氧化碳經(jīng)過導(dǎo)氣管進入氣體流動通道內(nèi)加熱碳化箱進行碳化，由于鋁箔具有防火和吸熱的性能，鋁箔包裹在木材的外部，能夠防止碳化箱內(nèi)的氧氣濃度過高而起火，鋁箔能夠防火，防止木材燃燒；而且鋁箔能夠吸熱，能夠吸收碳化箱內(nèi)的熱氣，并將熱氣傳遞給木材，使木材均勻受熱，保證木材碳化更加均勻，有利于提高木材的防腐性能和防蟲性能，木材受熱后，木材內(nèi)部的水蒸氣會向外散發(fā)，從而被吸水樹脂吸收，從而使吸水樹脂膨脹，增大木材與鋁箔之間的間隙，從而使鋁箔逐漸展開，隨著木材內(nèi)部水蒸氣逐漸蒸發(fā)，吸盤內(nèi)部逐漸進入空氣，從而使木材漸漸從吸盤上脫離。

然后向碳化箱內(nèi)通入熱風(fēng)，將被吸水樹脂撐開的鋁箔吹落，使鋁箔落入收集箱內(nèi)，隨著木材內(nèi)部水蒸氣逐漸蒸發(fā)，吸盤內(nèi)部逐漸進入空氣，從而使木材漸漸從吸盤上脫離，最終也落入收集箱內(nèi)，采用此方法，不僅能夠防止碳化箱內(nèi)溫度過高而起火，而且能夠極大提高了木材的碳化效率，提高了木材的受熱均勻性。

以上所述的僅是本發(fā)明的實施例，方案中公知的具體結(jié)構(gòu)和/或特性等常識在此未作過多描述。應(yīng)當指出，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明結(jié)構(gòu)的前提下，還可以作出若干變形和改進，這些也應(yīng)該視為本發(fā)明的保護范圍，這些都不會影響本發(fā)明實施的效果和專利的實用性。本申請要求的保護范圍應(yīng)當以其權(quán)利要求的內(nèi)容為準，說明書中的具體實施方式等記載可以用于解釋權(quán)利要求的內(nèi)容。