摘 要：文章通過對(duì)木材干燥技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠墨I(xiàn)的收集、標(biāo)引和梳理，分析了近年來木材干燥各項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展情況，并研究了主要木材干燥技術(shù)的演進(jìn)路線，可有助于提高本領(lǐng)域?qū)彶閱T的審查效率，使審查員向本領(lǐng)域技術(shù)人員更進(jìn)一步的靠近。

關(guān)鍵詞：木材；干燥；節(jié)能減排

中圖分類號(hào)：S784 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）15-0006-02

Abstract： Based on the collection， indexing and combing of patent documents in the field of wood drying technology， this paper analyzes the development of wood drying technology in recent years， and studies the evolution route of main wood drying technology. It can help to improve the efficiency of the examination of the examiner in the field and bring the examiner closer to the technician in the field.

Keywords： wood； drying； energy saving and emission reduction

引言

在木材各種形式的加工應(yīng)用中，干燥是一個(gè)必不可少的重要工藝環(huán)節(jié)，其是木制品生產(chǎn)過程中能耗最大的工序。迄今已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的常用人工木材干燥方法包括常規(guī)干燥、除濕干燥（又稱熱泵干燥）、太陽能干燥、真空干燥、高頻干燥、微波干燥、紅外干燥及其他干燥方法（主要是聯(lián)合干燥）等。常規(guī)干燥在木材干燥領(lǐng)域中占主導(dǎo)地位，而常規(guī)蒸汽干燥在其中又是占據(jù)主導(dǎo)地位，以爐氣、熱水、熱油為熱源的常規(guī)干燥則應(yīng)用較少。我國在常規(guī)干燥設(shè)備的技術(shù)水平與技術(shù)性能方面已接近國外先進(jìn)水平，某些方面還有自己的特點(diǎn)。除了常規(guī)的干燥方法外，真空、除濕、高頻、微波、紅外、太陽能也于20世紀(jì)70、80年代被成功的應(yīng)用于木材干燥中，均在各自適用范圍內(nèi)具有較好的發(fā)展前景。其他干燥方法主要是聯(lián)合干燥占據(jù)世界專利申請量的21%，因?yàn)槊恳环N干燥方法都有各自的優(yōu)點(diǎn)和適用范圍，聯(lián)合干燥可以達(dá)到揚(yáng)長避短的目的，故是今后的木材干燥發(fā)展重點(diǎn)。

1 木材干燥技術(shù)專利申請趨勢

1.1 專利申請人區(qū)域分析

圖1列出了中國各省份專利申請量的分布狀況，從圖中可以看出，北京木材干燥技術(shù)專利申請量是最多的，其中申請人主要是北京林業(yè)大學(xué)對(duì)于木材干燥的專利申請；并且相對(duì)來說，我國北方地區(qū)木材干燥技術(shù)專利申請量的總數(shù)要比南方地區(qū)多，由于我國北方木材資源相對(duì)較少、沙塵暴等天氣災(zāi)害對(duì)種植樹木數(shù)量要求較多，這就使得在北方合理有效利用較少的木材資源顯得更為重要。

1.2 木材干燥技術(shù)的歷年專利申請量變化趨勢

從圖2可看出，木材干燥技術(shù)方面的專利申請可追溯至20世紀(jì)70年代，專利申請量在90年代開始高速增長，進(jìn)入木材干燥技術(shù)方面的發(fā)展階段，這幾年來更是形成了專利申請的火熱局面并保持持續(xù)發(fā)展的態(tài)勢，這和人們生活水平的提高、現(xiàn)代人對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提升、能源消耗危機(jī)有很大的關(guān)系。

20世紀(jì)80年代以前各類木材干燥技術(shù)的專利申請量國內(nèi)外均較少，且以國外專利申請量居多；20世紀(jì)80年代開始各類木材干燥技術(shù)的國內(nèi)外專利申請較之前均有了明顯的增長，從20世紀(jì)90年代開始各類木材干燥技術(shù)的國內(nèi)外專利申請都出現(xiàn)了爆發(fā)式的增長，并且專利申請每五年的申請量總和在1999-2004年度達(dá)到高峰。

使用常規(guī)干燥方法來干燥木材在歷年專利申請量中均占有主要地位，而在2005-2010年期間，使用聯(lián)合干燥方法在專利申請量的比重首次超過常規(guī)干燥方法并保持其較大的比重，太陽能干燥方法在專利申請量的比重與常規(guī)干燥方法持平；之后常規(guī)干燥方法所占比重逐漸縮小，而除濕干燥、聯(lián)合干燥、真空干燥、太陽能干燥的專利申請量均呈現(xiàn)出比重保持一定增長的趨勢，這表明污染環(huán)境較嚴(yán)重、干燥效率較低的常規(guī)干燥方法已逐漸被上述節(jié)能環(huán)保且干燥質(zhì)量好的較新干燥方法所替代，采用聯(lián)合干燥方法是研究人員比較認(rèn)可的干燥方法。

2 木材干燥主要技術(shù)路線演進(jìn)

在木材干燥技術(shù)領(lǐng)域，聯(lián)合干燥占據(jù)該領(lǐng)域世界專利申請量的比重逐年增加，是需要重點(diǎn)關(guān)注的熱點(diǎn)技術(shù)；而太陽能因其廉價(jià)潔凈可再生從而能夠緩解近年來的能源危機(jī)，得到人們的重視并充分加以利用；除濕干燥因其在干燥質(zhì)量、干燥效率和節(jié)能方面具有的較大優(yōu)勢，符合干燥技術(shù)發(fā)展要求，從而在世界各地得到廣泛應(yīng)用。

2.1 太陽能干燥技術(shù)路線演進(jìn)

太陽能干燥是把太陽能轉(zhuǎn)換為熱能用于木材干燥，一般有溫室型和集熱器型兩種。2007年之前涉及太陽能干燥的專利申請絕大部分為國外申請；從2008年開始隨著中國科技的日益發(fā)展，出現(xiàn)了大量關(guān)于太陽能干燥并以北京林業(yè)大學(xué)為代表的中國申請，同時(shí)，為了克服太陽能能流密度低、受氣候季節(jié)影響大、有效低成本貯能尚未解決的技術(shù)問題，采用其他能源與太陽能結(jié)合使用作為木材干燥的雙熱源，將顯著提高干燥的速度和生產(chǎn)力，是未來太陽能干燥研究的重要方向。

2.2 除濕干燥技術(shù)路線演進(jìn)

除濕干燥是由專用除濕機(jī)（熱泵）的冷端將窯內(nèi)部分空氣冷凝除濕，并經(jīng)除濕機(jī)熱端及輔助加熱器加熱后，再與窯內(nèi)其余空氣混合所進(jìn)行的低溫、低風(fēng)速的對(duì)流干燥。我國在20世紀(jì)80年代后期開始研究除濕干燥技術(shù)，1998年專利文獻(xiàn)CN2336303Y選用熱管輔助加熱器作為前期預(yù)熱，在除濕機(jī)冷凝器上設(shè)計(jì)熱管散熱器，從而改變現(xiàn)有木材干燥成本高、能耗大、周期長、干燥質(zhì)量不能保證的技術(shù)問題，為熱泵除濕提供了新的研究方向。2003年張璧光的專利文獻(xiàn)CN2593142Y提出了一種多功能熱泵干燥裝置，其采用一套制冷系統(tǒng)利用轉(zhuǎn)換風(fēng)閥位置來實(shí)現(xiàn)空氣除濕、熱泵供熱和干燥室排濕三種功能，從而克服了現(xiàn)有雙熱源熱泵干燥機(jī)性能單一、成本高的缺陷，對(duì)除濕干燥技術(shù)起到了推動(dòng)作用。

2.3 聯(lián)合干燥技術(shù)路線演進(jìn)

聯(lián)合干燥技術(shù)已在許多木材干燥企業(yè)被采用，比如，2006年日本專利文獻(xiàn)JP2006044135A將高頻干燥方法與熱風(fēng)常規(guī)干燥方法結(jié)合，既加快干燥速度、縮短干燥周期又節(jié)省成本，為木材干燥聯(lián)合方法提供了很好的技術(shù)途徑。2009年專利文獻(xiàn)CN102052823A將太陽能干燥方法與微波干燥、熱泵干燥方法相結(jié)合，是目前人們解決太陽能干燥受氣候影響的主要途徑。近年來，由于今后工業(yè)用材中硬闊材、難干木材和容易出現(xiàn)干燥缺陷的速生材將逐漸增多，而高頻和微波干燥均勻、溫度梯度較小、應(yīng)力和變形也小，將其用于干燥大斷面的這類木材更具有優(yōu)越性，故微波-真空、高頻-真空這兩種聯(lián)合干燥的世界專利文獻(xiàn)量日益增加，具有很好的工業(yè)應(yīng)用發(fā)展前景。

3 總結(jié)和展望

綜上，從時(shí)間上看，1987年之前的木材干燥技術(shù)還處于初級(jí)萌芽階段，申請量還比較少， 1987年開始，木材干燥技術(shù)漸漸得到研究人員的重視，申請量逐年增加，其中中國專利申請量趨勢變化尤為顯著。

從區(qū)域上看，中國在常規(guī)干燥、除濕干燥、真空干燥、微波干燥、太陽能干燥、聯(lián)合干燥等各個(gè)技術(shù)主題下均有研究，并且北京木材干燥技術(shù)專利申請量是最多的，其申請人主要是北京林業(yè)大學(xué)對(duì)于木材干燥的專利申請，相對(duì)來說，我國北方地區(qū)木材干燥技術(shù)專利申請量的總數(shù)要比南方地區(qū)多。

從技術(shù)主題上看，常規(guī)干燥由于技術(shù)成熟、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)在目前相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)占據(jù)主要地位，而除濕干燥、真空干燥、太陽能干燥都以清潔能源作為熱源又各具特點(diǎn)，都將在各自不同的適用范圍內(nèi)得到不同程度的持續(xù)發(fā)展，各種聯(lián)合干燥技術(shù)將是今后木材干燥發(fā)展的重點(diǎn)，是科研人員研究的重要方向。

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