JP2002130940A

JP2002130940A - 木材の乾燥方法と乾燥装置

Info

Publication number: JP2002130940A
Application number: JP2000329606A
Authority: JP
Inventors: Kenji Nagai; 健二永井; Manabu Kamata; 学鎌田; Yoshimasa Nagai; 良昌永井
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-10-27
Filing date: 2000-10-27
Publication date: 2002-05-09
Anticipated expiration: 2020-10-27
Also published as: JP3517202B2

Abstract

(57)【要約】【課題】丸太のみでなく、太くて重い原木や角材を、
曲げることなく乾燥する。多量の木材を一緒に能率よく
乾燥する。多数の木材に均一にマイクロ波を照射して能
率よく乾燥する。木材の割れを極減しながら、木材全体
を均一に、しかも速やかに乾燥する。【解決手段】木材の乾燥方法は、木材１にマイクロ波
を照射して乾燥する方法であって、木材１を導管が鉛直
方向となるように吊下コンベア６で吊り下げて移送し、
この吊下コンベア６で移送される木材１に側面からマイ
クロ波を照射する。さらに、乾燥方法は、吊下コンベア
６で移送される木材１を、縦軸を中心として自転させな
がら移送している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として、原木や
柱状に製材された棒状の木材をマイクロ波で加熱して乾
燥する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】木材は、未乾燥な状態で使用されると、
経時的に大きく変形したり、あるいは収縮して隙間がで
きる等の種々の弊害がある。この弊害は、木材を乾燥し
て防止できる。木材を乾燥する最も一般的な方法は、木
材を放置して自然乾燥させる方法であるが、この方法
は、極めて時間がかかる。木材を短時間で乾燥する方法
として、木材を蒸気、遠赤外線、高周波で加熱する方法
が実用化されている。蒸気で加熱する方法は、木材に含
まれる水分を沸騰させて短時間に除去するために、木材
を１００℃以上に加熱する。このため、木材を圧力タン
クに入れて、１００℃以上の蒸気を供給する。この方法
は、木材を１００℃以上に加熱するために、圧力容器を
必要とし、設備コストが極めて高くなる欠点がある。ま
た、蒸気や遠赤外線で木材を加熱する方法は、木材の表
面から熱を伝導させて加熱するので、木材を内部まで加
熱するのに相当な時間がかかり、短時間に能率よく木材
を乾燥させるのが難しい。とくに、柱や原木等は、中心
部分の加熱に時間がかかり、短時間で乾燥できない。さ
らに、この方法は、木材が表面から乾燥されるので、表
面が収縮して割れやすい欠点もある。

【０００３】木材を内部から加熱する装置として、木材
を、高周波電極の間に挟んで加熱、乾燥する装置が実用
化されている。この装置は、電極間に配設する木材の高
周波損失で木材を加熱する。この装置は、板材のように
薄い木材を、比較的能率よく乾燥できる。ただ、柱のよ
うに表面積に対して厚い木材、あるいは、原木のように
丸い木材を能率よく加熱できない欠点がある。それは、
柱等は広い電極で挟着できず、丸太を平面状の電極で挟
着すると、能率よく木材に高周波を吸収できなくなるか
らである。さらに、この装置は、乾燥する木材の形状や
大きさによって、理想的な電極形状と大きさが異なり、
同じ装置で種々の木材を乾燥させるのが難しい欠点もあ
る。さらに、電極間から高周波が電波となって周囲に放
射される弊害もある。

【０００４】木材にマイクロ波を照射して乾燥させる装
置は、電極で挟着する装置にない優れた特長がある。と
くに、この乾燥装置は、マイクロ波を木材に放射し、木
材の誘電体損失で加熱するので、乾燥に時間がかかる木
材内部をより効率よく加熱できる。このため、太い木材
を内部まで短時間で加熱できる特長がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】マイクロ波で木材を加
熱する装置は、木材を内部加熱するので、マイクロ波の
出力を大きくして乾燥時間を短縮できる。通常の方法、
たとえば蒸気や赤外線で外部から加熱する方法に比較す
ると、太い木材の内部を速やかに加熱できるからであ
る。しかしながら、木材にマイクロ波を照射して乾燥す
る方法は、乾燥した木材が曲がりやすい弊害がある。そ
れは、マイクロ波加熱される木材は、内部が高温に加熱
されて軟化して変形しやすくなるからである。とくに、
原木や角材は、体積に対する表面積が小さいために、マ
イクロ波を照射すると内部の温度が高く上昇して軟化し
やすい性質がある。このため、木材を水平に保持してマ
イクロ波を照射すると、木材の自重で垂れ下がって曲が
ってしまう弊害がある。この欠点を解消するために、本
発明者は、図１と図２に示すように、木材１を回転させ
ながら乾燥する装置を開発した。この乾燥装置は木材１
を複数組のローラー３５に載せて回転しながら乾燥する
ので、木材１の曲がりを少なくできる。ただ、この構造
の乾燥装置は、多数の木材をシールドケース２に一緒に
入れて乾燥させることが難しく、能率よく多数の木材を
乾燥できない。また、構造が複雑で製造コストも高くな
る。さらに、この乾燥装置は、丸太のように円柱の木材
を回転して乾燥できるが、柱のような角材や外形が一定
でない原木を回転できない。このため、乾燥できる木材
が丸太に特定される欠点もある。

【０００６】本発明の第１の目的は、このような欠点を
解消すること、すなわち、丸太のみでなく、太くて重い
原木や角材を、曲がらず乾燥できる乾燥方法と装置を提
供することにある。また、本発明の他の大切な目的は、
多量の木材を一緒に能率よく乾燥できる乾燥方法と装置
を提供することにある。

【０００７】さらに、マイクロ波で木材を加熱する装置
は、マイクロ波をマグネトロンで発振し、導波管でシー
ルドケース内に放射する。導波管から放射されるマイク
ロ波は方向性があるので、シールドケースに入れている
木材の全体に均一にマイクロ波を照射するのが難しい。
図１と図２に示す乾燥装置は、木材１をローラー３５に
載せて回転させながらマイクロ波を照射するので、１本
の丸太には均一にマイクロ波を照射できる。ただ、この
構造の乾燥装置は、丸太ではない角材や原木等の多数本
の木材をシールドケースに一緒に入れ、各々の木材に均
一にマイクロ波を照射することはできない。このため、
多数の木材に均一にマイクロ波を照射して能率よく乾燥
できない欠点がある。

【０００８】本発明は、さらにこのような欠点を解消す
ることを目的に開発されたもので、本発明の第２の目的
は、多数の木材に均一にマイクロ波を照射して能率よく
乾燥できる乾燥方法と装置を提供することにある。

【０００９】さらに、木材をマイクロ波乾燥する方法
は、乾燥時間を短縮するためにマイクロ波の出力を大き
くすると、木材が割れやすくなる欠点がある。それは、
マイクロ波が木材を内部から加熱するので、木材の内部
で水が沸騰して内部圧力を異常に高くするからである。
乾燥工程での木材の割れは、木材の商品価値を著しく低
下させる。この欠点は、マイクロ波発生機の出力を小さ
くして解消できる。ただ、出力を小さくすると、乾燥時
間が長くなって、短時間で乾燥できなくなる。このた
め、マイクロ波で木材を乾燥する方法は、木材を割れな
いようにしながら速やかに乾燥するのが難しい。

【００１０】本発明者は、木材に連続的にマイクロ波を
照射するのではなく、たとえば１時間はマイクロ波を照
射するが、その後の１時間はマイクロ波の照射を中断
し、以後、マイクロ波の照射と中断を繰り返す方法で乾
燥する方法を開発して、木材の割れを防止することに成
功した。この乾燥方法は、マイクロ波の照射を中断する
工程で、木材内部の水分を表面に移行させて水分を木材
の全体に均一に分散できる。木材は、内部温度が高くな
ると、内部で水が沸騰して内圧が異常に上昇し、この状
態でさらにマイクロ波加熱すると木材が割れてしまう
が、マイクロ波の照射を停止すると、圧力が上昇した内
部の水分は速やかに表面に移行する。内部の水分が表面
に移行して内圧が低下すると水の沸点が低下し、さらに
水が沸騰しやすくなって、気化熱で木材の内部温度を低
下させる。また、水分が表面に移行すると木材の内圧が
低下するが、このとき表面移行する水分は、木材の導管
を通過してスムーズに外部に導かれる。したがって、木
材にマイクロ波の照射を一時的に中断する方法は、木材
の割れを少なくできる特長がある。

【００１１】さらに、木材は、マイクロ波の照射と中断
とを一定の時間で繰り返す方法ではなくて、マイクロ波
出力を木材の加熱状態でオンオフに制御し、あるいはマ
イクロ波出力を木材温度で連続的に制御する方法によっ
ても、木材の割れを少なくして速やかに乾燥できる。こ
の乾燥方法は、たとえば木材の温度を検出して、木材の
温度が設定温度になるとマイクロ波の出力を停止し、あ
るいは出力を低下させて、木材の内部の水分を表面に移
行させる。この方法も速やかに水分を表面移行すること
で、木材の割れを有効に防止できる。

【００１２】マイクロ波の出力を停止し、あるいは制御
することで木材の割れを防止しながら乾燥する方法は、
内圧が上昇した状態で内部の水分をいかに速やかに表面
に移行できるかが大切である。水分を速やかに表面移行
できないと、マイクロ波の照射を停止し、あるいは出力
を小さくする時間が長くなって、全体の乾燥時間が長く
なり、あるいは内圧の上昇を速やかに低下できないため
に、木材に割れが発生するからである。

【００１３】本発明者は、さらに実験を繰り返した結
果、木材を鉛直に吊り下げて移送しながらマイクロ波を
照射する簡単な方法で、木材内部の水分を導管に沿って
速やかに流下させることに成功した。したがって、本発
明の第３の大切な目的は、木材の割れを極減しながら、
木材全体を均一に、しかも速やかに乾燥できる木材の乾
燥方法と乾燥装置とを提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の乾燥方法は、木
材１をマイクロ波乾燥する。マイクロ波で加熱されて内
部温度が高くなった木材１は、内部の水分を木材１の導
管に沿って速やかに表面に移行させる。水分をよりスム
ーズに排出するために、木材１は、導管を鉛直方向とし
て吊り下げて移送される。さらに、吊下コンベア６で鉛
直姿勢に吊り下げられて移送される木材１は、縦軸を中
心として自転される。

【００１５】自転する木材１には、側面からマイクロ波
が照射される。自転する木材１は、マイクロ波発生機３
のアンテナと対向する位置が変化する。アンテナから木
材１に向かって照射されるマイクロ波は、図１５に示す
ように、木材１を透過し、透過するときに一部が木材１
に吸収されて木材１を加熱する。木材１に吸収されて加
熱ながら透過するマイクロ波は、次第に減衰して木材１
を透過する。したがって、木材１のアンテナ３６と対向
する部分は、強いマイクロ波で加熱されるが、その反対
側は木材１を透過して減衰したマイクロ波で弱く加熱さ
れる。木材１が太くなると、アンテナ３６の反対側は減
衰された弱いマイクロ波で加熱されることになる。この
ため、自転される木材１は、木材１の一部（図において
アンテナと対向するＡ部分）を、あるときは強いマイク
ロ波で加熱するが、木材が１８０度回転されると、アン
テナ３６の反対側になって、弱いマイクロ波で照射され
る。すなわち、木材１は、部分的に、強いマイクロ波が
照射される照射部分と、弱いマイクロ波が照射される非
照射部分ができる。そして、木材１は自転しながら移送
されるので、照射部分と非照射部分は自転速度に同期し
て変化する。このため、照射部分で高温に加熱された木
材１の一部は、非照射部分となったときに、高温高圧に
加熱された水分を表面に移行させる。したがって、本発
明の木材の乾燥方法は、木材１の全体を均一にマイクロ
波加熱するが、つねに木材全体に均一にマイクロ波を照
射するのではなく、部分的に照射部分と非照射部分とを
設けながら、トータルでは全体を均一に加熱乾燥する。

【００１６】この独特の乾燥状態は、木材を割れないで
乾燥するために大切である。それは、木材が連続してマ
イクロ波加熱されると、木材内部で加熱された水分が蒸
発し、蒸発した水分が気化して木材内部の圧力を上昇
し、上昇した内圧が木材を膨張させて割れの原因となる
からである。照射部分と非照射部分とを繰り返しながら
マイクロ波される本発明の乾燥方法は、非照射部分とな
るときに、内部の水分を表面に移行させて内圧の上昇を
有効に防止する。このため、木材を割れないで速やかに
乾燥できる。本発明の乾燥方法は、自転する木材１が１
回転する時間を、１分〜１時間とすることができる。

【００１７】さらに、本発明の乾燥方法は、木材１にマ
イクロ波を照射するマイクロ波照射工程と、木材１にマ
イクロ波の照射するのを中断するマイクロ波中断工程と
を繰り返しながら乾燥することもできる。この乾燥方法
は、木材１にマイクロ波照射するときに、照射部分と非
照射部分とを設けて加熱しながら、さらに、マイクロ波
の照射を中断する時間を設けるので、マイクロ波で加熱
された木材１の内圧上昇をより確実に低下して割れを少
なくできる。

【００１８】さらに、本発明の乾燥方法は、木材センサ
４でマイクロ波の出力を制御することができる。この乾
燥方法は、木材センサ４でもって、木材１の温度と含水
率と重量のいずれかを検出して、マイクロ波の出力を制
御することができる。また、この乾燥方法は、木材セン
サ４でもって木材１から発生する煙を検出して、マイク
ロ波の出力を制御することもできる。

【００１９】本発明の乾燥装置は、乾燥する木材１を入
れるシールドケース２と、このシールドケース２内で複
数の木材１を吊り下げて移送する吊下コンベア６と、こ
のシールドケース２の側面から内部の木材１に向かって
マイクロ波を照射複数のマイクロ波発生機３とを備え
る。複数のマイクロ波発生機３は、吊下コンベア６が木
材１を移送する方向に離されて所定の間隔で配設され
て、移送される木材１にマイクロ波を照射する。吊下コ
ンベア６は、吊り下げて移送する木材１を、縦軸を中心
として回転する回転機構２３を備えている。吊下コンベ
ア６が回転機構２３で木材１を回転しながら移送すると
共に、マイクロ波発生機３が側面から木材１にマイクロ
波を照射して乾燥する。

【００２０】乾燥装置は、マイクロ波発生機３を木材セ
ンサ４で制御することができる。この木材センサ４は、
木材１の加熱状態を検出して、マイクロ波出力を制御し
て、木材１をマイクロ波の照射状態と、マイクロ波の照
射を中断ないし制限する状態とすることができる。さら
に、乾燥装置は、シールドケース２の内部にシールド板
８を配設して、木材１にマイクロ波を照射する状態と、
マイクロ波を照射しない状態とすることができる。この
乾燥装置は、シールド板８でもって、シールドケース２
の内部を、マイクロ波照射のシールドされるシールド領
域１０と、マイクロ波が照射されるマイクロ波照射領域
９に区画する。この乾燥装置は、吊下コンベア６で木材
１をシールド領域１０とマイクロ波照射領域９とに移送
し、マイクロ波照射領域９で木材１を加熱して、シール
ド領域１０で木材１の含有水分を導管に沿って流下させ
る。

【００２１】さらにまた、乾燥装置は、マイクロ波発生
機３を制御して、吊下コンベア６で移送される木材１に
一定時間はマイクロ波を照射して一定時間はマイクロ波
の照射を停止または制限する制御回路５とを備えてい
る。この乾燥装置は、吊下コンベア６で木材１を移送し
て、マイクロ波を照射する状態では木材１を加熱して、
マイクロ波の照射が停止あるいは制限される状態では木
材１の含有水分を導管に沿って流下させる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明
の技術思想を具体化するための木材の乾燥方法と乾燥装
置を例示するものであって、本発明は乾燥方法と装置を
下記のものに特定しない。

【００２３】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を
理解し易いように、実施例に示される部材に対応する番
号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決す
るための手段の欄」に示される部材に付記している。た
だ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に
特定するものでは決してない。

【００２４】図３及び図４の平面図と、図５の正面図に
示す木材の乾燥装置は、木材１を搬入するシールドケー
ス２と、このシールドケース２の内部で木材１を鉛直に
吊り下げて移送する吊下コンベア６と、シールドケース
２内の木材１にマイクロ波を照射する複数のマイクロ波
発生機３と、マイクロ波で加熱される木材１の加熱状態
を検出する木材センサ４と、この木材センサ４からの信
号で、各々のマイクロ波発生機３の出力を制御する制御
回路５とを備える。

【００２５】シールドケース２は、柱や原木等の細長い
棒状の木材１を、吊下コンベア６で鉛直に吊り下げて移
送できる箱形で、マイクロ波が漏れないように、鉄等の
金属シールド材で製作されている。図に示すシールドケ
ース２は、長い原木や柱である角材を鉛直に立てた姿勢
で移送できる高さと、水平面内で閉ループとなる吊下コ
ンベア６で木材１を２列に並べて移送できる幅と、多数
の木材１を吊り下げて移送できる長さとを有する。乾燥
される柱や原木等の木材１の全長は３〜８ｍである。し
たがって、シールドケース２の高さは４〜１０ｍであ
る。シールドケース２は、木材１を２列に並べて移送す
るのでその幅は約１〜５ｍである。さらに、１００〜５
００本の棒状の木材１を吊り下げて移送するシールドケ
ース２は、全長が１０〜３０ｍである。

【００２６】シールドケース２は、木材１を搬入し、ま
た取り出すために一部を開口して、この開口部をシール
ドシャッタ７で閉塞している。シールドシャッタ７は、
開いた状態で、木材１をシールドケース２の吊下コンベ
ア６に供給でき、また、乾燥された木材１を吊下コンベ
ア６から外部に排出できる。シールドシャッタ７が閉じ
られると、シールドケース２の開口部からマイクロ波が
漏れないようにシールドして閉塞される。図のシールド
ケース２は、図において、左端を開口してシールドシャ
ッタ７を設けている。シールドシャッタ７は、シリンダ
ー（図示せず）等で左右方向に移動されてシールドケー
ス２の開口部を開閉する。

【００２７】図３に示すシールドケース２は、内部にシ
ールド板８を配設して、シールドケース２の内部を、木
材１がマイクロ波照射からシールドされるシールド領域
１０と、木材１にマイクロ波を照射するマイクロ波照射
領域９とに区画している。この図のシールドケース２
は、長手方向に延長して鉛直にシールド板８を配設して
いる。シールド板８は、シールドケース２のほぼ中央に
配設されて、シールドケース２の片側をシールド領域１
０とし、他の片側をマイクロ波照射領域９としている。
シールド領域１０にはマイクロ波発生機３が固定され
ず、マイクロ波発生機３は、マイクロ波照射領域９にの
み配設している。マイクロ波照射領域９から放射される
マイクロ波は、シールド板８に反射されて、シールド領
域１０を通過する木材１をマイクロ波からシールドす
る。したがって、シールドケース２内を吊下コンベア６
で移送される木材１は、マイクロ波照射領域９を通過す
るときにマイクロ波で加熱され、シールド領域１０を通
過するときはマイクロ波に加熱されない。

【００２８】ただ、シールド板８は、マイクロ波を完全
にはシールドしないので、減密にはシールド領域１０を
通過する木材１も微弱なマイクロ波で照射される。た
だ、微弱なマイクロ波では木材１を過熱することがな
く、ここを通過する木材１は、温度が低下して含有水分
を導管に沿って流下させる。したがって、本明細書にお
いて、シールド領域は、木材に照射されるマイクロ波を
完全に０にするものには特定しない。シールド領域は、
微弱なマイクロ波が照射されることがあるからである。

【００２９】図４のシールドケース２は、シールド板８
を配設していない。このシールドケース２は、マイクロ
波発生機３の出力を制御して、木材１に照射するマイク
ロ波を調整する。

【００３０】シールドケース２は、木材１を鉛直に吊り
下げて移送するために、上部に水平に吊下コンベア６を
配設している。吊下コンベア６は、無端のチェーンと、
チェーンの駆動機構と、チェーンを水平に配設している
チェーンガイドとを備える。チェーンは、所定の間隔で
木材１を吊り下げる吊下具を連結している。チェーン１
１とチェーンガイド１２を図６の横断面図に示してい
る。この図のチェーン１１は、ローラー軸１１Ａの両端
に回転できるように車輪１１Ｂを連結している。車輪１
１Ｂは、Ｃ型鋼であるチェーンガイド１２の内面を転動
して、チェーンガイド１２に沿ってチェーン１１をスム
ーズに移動させる。

【００３１】チェーン１１のローラー軸１１Ａには、吊
下具１３の上端を連結している。吊下具１３は、ローラ
ー軸１１Ａに連結される本体部１３Ａと、この本体部１
３Ａに水平面内で回転できるように連結される吊下部１
３Ｂとからなる。吊下部１３Ｂは、ピン１４を介して上
端を本体部１３Ａに連結している。ピン１４は、本体部
１３Ａの下端に垂直にねじ込んで連結される。

【００３２】さらに、吊下コンベア６は、吊り下げて移
送する木材１を回転させる回転機構２３を備える。図に
示す回転機構２３は、吊下部１３Ｂに固定された歯車１
５と、この歯車１５に噛み合うように、シールドケース
２の側面に配設されたラック１６とを備える。歯車１５
は、吊下部１３Ｂの上部に、水平の姿勢で固定されてい
る。ラック１６は、シールドケース２の側面に、水平方
向に延長されて固定されている。ラック１６は、チェー
ン１１を直線状に移動させるシールドケース２の内面
に、連続して、あるいは部分的に断続的に固定される。
この構造の回転機構２３は、チェーン１１が移動される
と、吊下部１３Ｂに固定された歯車１５がラック１６と
噛み合って回転し、吊下部１３Ｂを回転させる。回転す
る吊下部１３Ｂは、吊り下げられた木材１を縦軸を中心
として回転させる。

【００３３】回転機構２３が木材１を回転させる自転周
期は、歯車１５の歯数とチェーン１１の移動速度で決定
される。たとえば、歯車の歯数を少なくして、チェーン
の移動速度を速くすると、木材の回転周期が小さくな
る。これに対して、歯車の歯数を多くして、チェーンを
ゆっくりと移動させると木材の回転周期は大きくなる。
したがって、回転機構２３は、チェーン１１の移動速度
と歯車１５の歯数を最適となるように調整する。回転機
構２３は、たとえば、木材１が１回転する時間が１分〜
１時間になるように調整する。

【００３４】吊下部１３Ｂは、木材１の上端の連結部１
７に連結される。図に示す木材１の連結部１７は、木材
１の上端面に打ち込んで固定しているＵ金具である。こ
の連結部１７は、先端を木材１に打ち込んで固定してお
り、吊下具１３のフック状の吊下部１３Ｂに連結され
る。この連結部１７は、太い金属ロッドをＵ曲して両端
を木材１に打ち込みできる形状としている。木材１は、
図７に示すように、上端部の両側に溝１７Ａを設けてい
る連結部１７を設けることもできる。この構造の連結部
１７に連結される吊下部１３Ｂは、開閉できる一対のア
ーム１８を有し、アーム１８の下端を溝１７Ａに入れ、
木材１の上端を挟着して吊り下げる。

【００３５】チェーン１１に連結される吊下具１３の間
隔は、約２０〜５０ｃｍである。この間隔は、乾燥する
最も太い木材の外形よりも長くする。木材を水平面内で
回転させながら吊り下げて移送するためである。

【００３６】チェーン１１の駆動機構は、図示しない
が、チェーン１１に噛み合うスプロケットと、このスプ
ロケットを回転させるモーターと、モーターをスプロケ
ットに連結する減速機構とを備える。駆動機構は、チェ
ーン１１の１周期が、好ましくは約２時間となる速度で
チェーン１１を移動させる。図に示すように、シールド
ケース２の内部をシールド領域１０とマイクロ波照射領
域９とに区画する乾燥装置は、チェーン１１の移動速度
で、木材１にマイクロ波を照射するマイクロ波照射工程
の時間と、マイクロ波を照射しないマイクロ波中断工程
の時間とを調整できる。たとえば、チェーン１１が１周
する時間、すなわちチェーン１１の１周期を２時間とす
る乾燥装置は、マイクロ波照射工程とマイクロ波中断工
程の時間を各々１時間にできる。それは、木材１がマイ
クロ波照射領域９を通過する時間が１時間で、シールド
領域１０を通過する時間が１時間となるからである。

【００３７】木材乾燥において、マイクロ波の照射を中
断して木材内部の水分を表面に移行させる時間は、１〜
２時間が最適である。したがって、図３に示すように、
シールドケース２の一部にシールド領域１０を設ける構
造は、木材１がシールド領域１０を通過する時間が１〜
２時間となるように、チェーン１１の移動速度を決定す
るのが理想である。ただ、木材１は、マイクロ波の照射
を中断するマイクロ波中断工程の時間を、たとえば１０
分〜１０時間とし、好ましくは２０分〜６時間とし、さ
らに好ましくは３０〜３時間として乾燥することもでき
る。したがって、図３の装置は、木材１がシールド領域
１０を通過する時間が１０分〜１０時間、好ましくは２
０分〜６時間、さらに好ましくは３０〜３時間となるよ
うにチェーン１１の速度を決定することもできる。マイ
クロ波の照射を中断する時間が１０分よりも短いと、内
部で加圧された水分を有効に表面に移行できなくなり、
反対にマイクロ波を照射しない時間が１０時間を越える
と、乾燥に要する時間が長くなってしまう。

【００３８】図３に示す乾燥装置は、シールドケース２
の内部を、シールド板８でもって、ひとつのシールド領
域１０と、ひとつのマイクロ波照射領域９とに区画して
いるが、シールド板は、複数のシールド領域と複数のマ
イクロ波照射領域とに区画することもできる。この乾燥
装置は、チェーンで木材をシールドケース内に一周させ
ると、複数のシールド領域とマイクロ波照射領域を通過
する。したがって、ひとつのシールド領域を通過する時
間が短くなる。このため、シールドケースの内部を複数
のシールド領域とマイクロ波照射領域とに区画する乾燥
装置は、木材がひとつのシールド領域を通過する時間
が、前述の時間となるようにチェーンの移送速度を特定
する。

【００３９】図４の乾燥装置は、シールドケース２の内
部を、シールド領域１０とマイクロ波照射領域９とに区
画することなく、全体をマイクロ波照射領域９としてい
る。この乾燥装置は、マイクロ波発生機３の出力を停止
して、木材１のマイクロ波照射を中断する。この図の装
置は、チェーン１１の移送速度でマイクロ波の照射を中
断する時間を特定しない。マイクロ波発生機３がマイク
ロ波の出力を停止する時間で、マイクロ波の照射を中断
する時間を特定できるからである。したがって、この装
置は、チェーン１１の速度を、木材１を理想的な状態で
移送できる速度として、木材１を効率よく乾燥できる。

【００４０】図３と図４に示す乾燥装置は、タイマーを
木材１の乾燥時間に設定して、タイマーがセットアップ
すると、マイクロ波発生機３の出力を停止して木材１を
乾燥することもできるが、好ましくは、マイクロ波で加
熱される木材１の加熱状態を木材センサ４で検出し、木
材センサ４でマイクロ波の出力をオンオフに制御し、あ
るいは平均出力を連続的に制御しながら乾燥することも
できる。木材センサ４でマイクロ波発生機３の出力を制
御する乾燥装置は、木材１の加熱状態でマイクロ波の出
力をコントロールするので、図３の装置においては、マ
イクロ波発生機３の出力をオンオフに制御して、マイク
ロ波照射領域９を通過する木材１にマイクロ波を照射し
ない状態にできる。このため、この図３の装置におい
て、マイクロ波の照射を中断する時間を、木材１がシー
ルド領域１０を通過する時間よりも短くできる。このた
め、木材１を遅くゆっくりと移送して、マイクロ波中断
工程の時間を短縮することもできる。また、図４に装置
においては、マイクロ波発生機３の平均出力を制御し
て、木材１が加熱されないように連続してマイクロ波を
照射しながら乾燥することができる。

【００４１】チェーンガイド１２は、シールドケース２
の天井部分に水平に配設される。図のチェーンガイド１
２は、２列の直線部分の両端を半円で連結する閉ループ
形状としている。チェーンガイド１２は、下面にスリッ
ト１２Ａを開口しているＣ型鋼である。このチェーンガ
イド１２は、内部にチェーン１１を移動させ、スリット
１２Ａから吊下具１３を外部に突出させる。

【００４２】複数のマイクロ波発生機３は、図３に示す
ように、シールドケース２の垂直面に、木材１の移送方
向と上下方向に離して固定される。各々のマイクロ波発
生機３は、シールドケース２のマイクロ波照射領域９を
通過する木材１に均一にマイクロ波を照射できる間隔に
配設される。マイクロ波発生機３からシールドケース２
内に放射されるマイクロ波は、シールドケース２の内面
とシールド板８とで反射して木材１を均一に加熱する。
マイクロ波発生機３がシールドケース２にマイクロ波を
放射する導波管の開口部の中心間隔は、たとえば、３０
〜１００ｃｍとする。隣接する導波管の間隔を狭くする
と、木材１をより均一に乾燥できる。また、導波管の間
隔を広くすると、隣接するマイクロ波発生機３から放射
されるマイクロ波の干渉を少なくできる。

【００４３】各々のマイクロ波発生機３は、図８に示す
ように、マイクロ波を発生するマグネトロン３１と、こ
のマグネトロン３１で発生するマイクロ波をシールドケ
ース２に供給する導波管３０と、マグネトロン３１のプ
レートに高電圧の直流を供給する高圧電源３２と、ヒー
タに加熱するヒータ電源３３とを備える。各々のマイク
ロ波発生機３は、好ましくは、それぞれがマグネトロン
３１と高圧電源３２とヒータ電源３３とを備えるが、ヒ
ータ電源は、複数台のマグネトロンにヒータ電力を供給
するように設計することもできる。ヒータ電源は、たと
えば、全てのマイクロ波発生機に共通として、１台で全
てのマグネトロンにヒータ電力を供給することができ
る。

【００４４】各々のマイクロ波発生機３が、それぞれマ
グネトロン３１と高圧電源３２とを備える乾燥装置は、
各々のマイクロ波発生機３の平均出力を独立して調整で
きる。このため、木材１をより理想的な環境で乾燥でき
る。独立して出力を制御できるマイクロ波発生機３は、
たとえば、シールドケース２の上部と下部に配設してい
るマイクロ波発生機３の出力を小さく制御して木材１の
全体を均一に乾燥できる。

【００４５】マグネトロン３１は、導波管３０を介して
シールドケース２内の側面から、周波数を２〜４ＧＨｚ
とするマイクロ波、たとえば、２４５０ＭＨｚのマイク
ロ波を照射する。導波管３０は、シールドケース２の垂
直面に水平向きに開口されて木材１にマイクロ波を照射
する。高圧電源３２は、入力される１００または２００
Ｖの商用電源をトランスで昇圧し、トランスの２次側の
交流を２０００〜４０００Ｖの直流に整流してマグネト
ロン３１に供給する。ヒータ電源３３は、入力される交
流を、マグネトロン３１のヒータ電圧に降圧するトラン
スを備えている。マグネトロン３１は、ヒータ電源３３
から供給される電力でヒータを加熱する状態で、高圧電
源３２から高電圧が入力されるとマイクロ波を発振して
導波管３０から出力する。

【００４６】このマイクロ波発生機３は、高圧電源３２
からマグネトロン３１に供給される平均電圧でマグネト
ロン３１の出力を制御できる。平均電圧を低くすると、
マグネトロン３１の出力は低下し、平均電圧を高くする
とマグネトロン３１の出力は増加する。高圧電源３２
は、トランスの２次側に接続しているコンデンサーの静
電容量で高圧電源３２の平均電圧を調整できる。コンデ
ンサーの静電容量を大きくすると平均電圧が上昇し、静
電容量を小さくすると平均電圧は低下する。

【００４７】さらに、マイクロ波発生機３は、マイクロ
波の出力をオンオフするスイッチ３４を高圧電源３２の
入力側または出力側に接続している。スイッチ３４をオ
ンにするとマグネトロン３１は動作状態となってマイク
ロ波を出力する。スイッチ３４がオフに切り換えられる
と、マイクロ波は出力されなくなる。したがって、この
スイッチ３４をオンオフして、マイクロ波の出力を制御
できる。さらに、スイッチ３４は、短い周期でオンオフ
させて、マイクロ波の平均出力を調整することもでき
る。オフ時間に対するオン時間のデューティー比を大き
くすると、マイクロ波の平均出力は大きくなる。スイッ
チ３４は、制御回路５でオンオフに制御されて、マグネ
トロン３１の出力をオンオフする。

【００４８】マイクロ波発生機３のマイクロ波出力は、
制御回路５で制御される。制御回路５は、木材センサ４
またはタイマーでマイクロ波発生機３を制御する。木材
センサ４は、木材１の加熱状態を検出するセンサで、好
ましくは、温度を検出する温度センサが使用される。温
度センサは、移動する木材温度を検出するために、非接
触式の赤外線センサを使用する。温度センサは、理想的
には木材１の木口温度を検出する。木材１は、マイクロ
波で内部加熱されると、導管を通じて外部に加圧蒸気を
噴射するので、蒸気を噴射する木口の温度が最も高くな
るからである。

【００４９】温度センサでマイクロ波発生機３の出力を
制御する制御回路５は、木材温度が設定温度になるとマ
イクロ波発生機３の出力を停止し、あるいは出力を小さ
く制御する。図３の乾燥装置は、マイクロ波照射領域９
に温度センサを配設して、ここを通過する木材１の温度
を検出する。温度センサは、マイクロ波照射領域９に複
数個設けられ、あるいはひとつ設けられる。複数の温度
センサで木材温度を検出する装置は、最高温度を検出す
る温度センサの信号でマイクロ波発生機３の出力を制御
する。ただ、複数の温度センサの平均値でマイクロ波発
生機の出力を制御することもできる。

【００５０】図３と図４の乾燥装置であって、温度セン
サの信号でマイクロ波発生機３の出力を制御する制御回
路５は、温度センサから木材１が最高温度に上昇したこ
とを検出する信号が入力されると、マイクロ波発生機３
の出力をオフに制御し、あるいは平均出力が小さくなる
ように制御する。温度センサの信号で平均出力を小さく
制御する制御回路５は、木材温度が最高温度にならない
ように、平均出力を小さくする。木材温度が最高温度に
なることを検出して、マイクロ波発生機３の出力をオフ
に切り換える制御回路５は、木材１の温度が設定温度ま
で低下することを温度センサで検出して、マイクロ波発
生機３の出力をオンに切り換える。また、タイマーで所
定時間経過した後に、マイクロ波発生機３の出力をオン
に切り換える。

【００５１】さらに、木材センサ４には、木材１から排
出される煙を検出する煙センサも使用できる。木材１が
マイクロ波で内部加熱されると、内部温度が局部的に高
くなって内部で煙が発生する。この煙は、導管を通じて
木材１の外部に噴射される。木材１から煙が噴射される
状態は、木材１の内部温度が相当に高くなっている状態
であるから、煙は木材１の内部が高温に加熱されたこと
を検出するパラメーターとなる。したがって、木材１か
ら噴射される煙を検出して、マイクロ波発生機３の出力
を制御することもできる。

【００５２】図３と図４の乾燥装置であって、煙センサ
の信号でマイクロ波発生機３の出力を制御する制御回路
５は、煙センサがシールドケース２の煙を検出すると、
マイクロ波発生機３の出力をオフに制御し、あるいは平
均出力が小さくなるように制御する。煙センサの信号で
平均出力を小さく制御する制御回路５は、シールドケー
ス２に煙が発生しないように、平均出力を小さくする。
シールドケース２の煙を検出して、マイクロ波発生機３
の出力をオフに切り換える制御回路５は、シールドケー
ス２の煙がなくなること検出して、マイクロ波発生機３
の出力をオンに切り換え、あるいは、タイマーで所定時
間経過した後に、マイクロ波発生機３の出力をオンに切
り換える。シールドケース２は、図示しないが、連続し
て運転している排気ファンで内部空気を排気している。
このため、シールドケース２内に木材１から煙が噴出さ
れても、マイクロ波発生機３の出力をオフにすると、木
材１から煙が噴出されない状態になるので、シールドケ
ース２内の煙は排出してなくなる。

【００５３】温度センサ等の木材センサ４と煙センサの
両方でマイクロ波発生機３の出力を制御する制御回路５
は、温度センサ等の木材センサ４でマイクロ波発生機３
の出力を制御し、煙センサがシールドケース２の煙を検
出すると、マイクロ波発生機３の出力をオフに切り換
え、その後マイクロ波発生機３をオフ状態に保持する。

【００５４】さらに、木材センサ４は、木材１の含水率
や重量を検出することもできる。含水率を検出するセン
サーは、直接に木材１の含水率を検出し、あるいは、木
材１の重量を測定して、この重量から含水率を検出する
こともできる。含水率センサーは、木材１の表面に接近
されて、あるいは接触して木材１の含水率を測定する。
木材の表面に接触する含水率センサーは、吊下コンベア
６で移送される木材が定位置に移送された状態で、木材
の表面に接触して含水率を検出する。吊下コンベア６
は、ゆっくりと木材を移送するので、定位置に移送され
た木材の表面に、シリンダー等で含水率センサーを押し
付けて含水率を検出する。含水率センサーは、すでに市
販されているもの、たとえば、木材の電気抵抗や誘電率
を測定して含水率を検出するものが使用できる。含水率
センサーは、木材の含水率を測定するときに木材の表面
に向かって接近し、木材の含水率を測定しないときは、
木材から離れて待機する。

【００５５】含水率センサーは、図示しないが、出入シ
リンダーの先端に固定されて、木材の表面に接触され
る。出入シリンダーは、シールドケースの外部から木材
に向かって含水率センサーを接近させるために、ロッド
の先端に含水率センサーを固定している。さらに、シー
ルドケースは、含水率センサーが出入りする部分に貫通
孔を設けて、ここに開閉蓋を設けている。

【００５６】以上の含水率のセンサーは、以下のように
して木材の含水率を検出する。 (1) マイクロ波発生機３の発振を一時的に停止させ
る。マイクロ波発生機３は、高圧電源３２をオフにして
発振を停止する。 (2) 出入シリンダーで含水率センサーを木材１の表面
に接触させる。 (3) 含水率センサーが木材１の含水率を検出し、検出
した含水率の信号を制御回路５に出力する。 (4) 出入シリンダーを伸縮させて、含水率センサーを
木材１の表面から離してシールドケース２の外部に引き
出す。 (5) その後、シールドケース２からマイクロ波が漏れ
ないように貫通孔を閉塞する。 (6) その後、マイクロ波発生機３でマイクロ波を木材
１に照射する。

【００５７】木材センサ４は、木材１の重量を検出する
こともできる。木材１の重量を検出する重量センサ１９
を、図９の平面図と図１０の正面図とに示す。これ等の
図に示す重量センサ１９は、チェーン１１の吊下具１３
が移動する両側に、一対の載せ台２０を配設しており、
この載せ台２０に重量を検出するセンサー素子２１を固
定している。この重量センサ１９は、一対の載せ台２０
に吊下具１３を載せて木材１の重量を検出する。載せ台
２０に吊下具１３が載ると、木材１の重量は載せ台２０
に作用する。したがって、この状態で載せ台２０の重量
をセンサー素子２１で検出して、木材１の重量を検出で
きる。載せ台２０は、吊下具１３の両側に配設している
ので、載せ台２０の間を吊下具１３が移動するとき、吊
下具１３の歯車１５が載せ台２０の上を摺動しながら通
過する。すなわち、載せ台２０に吊下具１３が載る状態
となる。載せ台２０に載せられる歯車１５は、ピン１４
を介して多少は上下に移動できるように、吊下具１３の
本体部１３Ａに連結している。重量センサ１９が木材１
の重量を検出するとき、吊下コンベア６の移動を一時的
に停止して、より正確に木材１の重量を検出できる。吊
下コンベア６が移動する状態では、歯車１５が吊下具１
３の本体部１３Ａに引っ張られて、この引張力が木材重
量を検出する誤差の原因となるからである。吊下コンベ
ア６を停止すると、歯車１５が本体部１３Ａに引っ張ら
れなくなり、木材１の重量が載せ台２０に作用して正確
に重量が検出される。

【００５８】図９と図１０に示す重量センサ１９は、吊
下具１３の両側に位置する、一対の載せ台２０の両端の
下面にセンサー素子２１を固定している。すなわち、こ
れらの図に示す重量センサ１９は、４基のセンサー素子
２１で木材１の重量を測定している。この重量センサ１
９は、より正確に木材１の重量を検出できる特長があ
る。ただ、重量センサ１９は、図１１に示すように、一
対の載せ台２０の中央部の下面に、各１基のセンサー素
子２１を配設することもできる。この重量センサ１９
は、２基のセンサー素子２１で木材１の重量を検出する
ので、低コストにできる特長がある。さらに、この図に
示す重量センサ１９は、載せ台２０の一端を回転軸２５
を介して支持プレート２４に連結すると共に、他端を上
下に移動できるように支持プレート２４に連結してい
る。載せ台２０の上下移動する端部が連結される支持プ
レート２４は、上下方向に長孔２４Ａを開口しており、
この長孔２４Ａの内側に、載せ台２０の側面から突出す
るガイド突起２０Ａを挿入している。この重量センサ１
９は、載せ台２０の上に歯車１５が乗って木材１の荷重
がかかると、載せ台２０が傾動して中央部分に配設され
たセンサー素子２１に荷重が作用するので、木材１の重
量を正確に検出できる。

【００５９】さらに、図１２は、より正確に木材重量を
検出する重量センサ１９を示す。この重量センサ１９
は、押上シリンダー２２の先端に載せ台２０を固定して
いる。載せ台２０の上面にセンサー素子２１を固定して
いる。この重量センサ１９は、センサー素子２１の上方
を吊下具１３が移動するとき、押上シリンダー２２が載
せ台２０をわずかに押し上げて、吊下具１３の歯車１５
をセンサー素子２１の上に載せる。したがって、この状
態では、吊下具１３は、チェーン１１に吊り下げられる
ことがなくなり、木材１の全重量が歯車１５を介してセ
ンサー素子２１を押し下げる。

【００６０】以上の重量センサ１９は、吊下具１３の歯
車１５を載せ台２０に載せて木材重量を検出している
が、吊下具に載せ台の上に載せる部材を設け、あるいは
木材の上端に固定する連結部に、載せ台の上に載せる持
上部を設けることもできる。木材に持上部を設ける構造
は、必ずしも歯車と吊下部を多少は上下に移動できるよ
うに連結する必要はない。吊下部と木材の連結部との間
に、多少上下に移動できる遊びがあるので、持上部を載
せ台に載せる状態で、木材の全重量を持上部から載せ台
にかけることができるからである。

【００６１】重量センサ１９は、たとえば、図３と図４
の平面図に示すように、シールドケース２の内側であっ
て、木材１の出入口の近傍に配設される。図に示す乾燥
装置は、木材１の出入口であるシールドシャッタ７の近
傍に、２基の重量センサ１９を配設している。２基の重
量センサ１９は、一方が木材１の供給側に、他方が、木
材１の排出側に配置されている。木材１の供給側に配置
される重量センサ１９は、シールドケース２内を１周し
て乾燥される前の木材１の重量を検出する。ここで検出
された重量は、木材の初期重量として、制御回路５に入
力される。木材１の排出側に配置される重量センサ１９
は、シールドケース２内を１周して乾燥された木材の重
量を検出する。ここで検出された重量は、木材の乾燥重
量として制御回路５に入力される。制御回路５は、たと
えば、吊下具ごとに木材の重量を記憶しており、重量セ
ンサ１９から入力される初期重量と乾燥重量の差から、
除去された水分量である水分減少量を演算する。とく
に、木材がシールドケース２内を１周する間に除去され
た水分減少量を検出できる。

【００６２】制御回路５は、重量センサ１９から入力さ
れる重量から、木材１が乾燥されているかどうかを判定
する。制御回路５には、たとえば、乾燥を終了させると
きの木材の重量が、ある程度の幅のある乾燥終了重量領
域として設定される。この制御回路５は、重量センサ１
９で検出された乾燥重量を、この乾燥終了重量領域に比
較して、木材の乾燥状態を判定する。乾燥終了重量領域
は、木材の種類と形状、寸法等によって決定される重量
領域で、あらかじめ演算されて制御回路に入力されてい
る。ただ、乾燥終了重量領域は、木材がシールドケース
内に供給された時の最初の初期重量から演算して設定す
ることもできる。制御回路５は、木材の乾燥重量がこの
領域内にあると、その木材が所定重量まで乾燥されたと
して、シールドケース２から排出して乾燥を終了する。
乾燥された木材は、マイクロ波発生機３を停止した後、
シールドシャッタ７を開いて排出される。木材の排出
は、制御回路５で制御して行うことも、作業者が直接に
手で操作して行うこともできる。さらにこのとき、所定
の重量まで乾燥されていない木材は、排出することな
く、さらにもう１周移送されて乾燥される。ただ、所定
の重量まで乾燥されていない木材であっても、さらにも
う１周移送して乾燥されるときの水分減少量によって、
所定の重量以下に乾燥されると推測できる場合は、移送
することなく排出して乾燥を終了する。木材の過乾燥を
防止するためである。

【００６３】以上の乾燥装置は、木材１の供給側と排出
側にそれぞれ重量センサ１９を配設している。ただ、重
量センサは、図示しないが、木材の供給側、あるいは排
出側にのみに配設して、木材の乾燥状態を判定すること
もできる。この重量センサは、前回検出された重量と今
回検出された重量から、シールドケース内を１周する間
に除去される水分減少量を演算できる。排出側にのみ重
量センサが配設される乾燥装置は、検出した重量を乾燥
終了重量領域に比較して、木材の乾燥状態を判定する。
また、供給側にのみ重量センサが配設される乾燥装置
は、水分減少量から１周移送した後の木材重量を推測
し、推測される木材重量を乾燥終了重量領域に比較し
て、木材の乾燥状態を判定する。

【００６４】さらに、制御回路５は、重量センサ１９の
出力でマイクロ波発生機３の出力を制御し、あるいは、
重量センサ１９で検出された木材１の重量を演算回路で
含水率に換算して、含水率でマイクロ波発生機３の出力
を制御する。木材重量から含水率を演算する演算回路
は、重量センサ１９で検出した木材の重量（Ｗ）から含
有水分を全部除去した状態、すなわち絶乾状態の重量
（Ｗ_０）を減算して、木材の含水量（ｘ）を算出し、絶
乾状態の重量（Ｗ_０）に対する含水量（ｘ）の割合を含
水率として演算する。すなわち、木材の含水率は、以下
の式で求められる。含水率［％］＝ｘ／Ｗ_０×１００（ただし、ｘ＝Ｗ−
Ｗ_０）

【００６５】絶乾状態の木材の重量（Ｗ_０）は、乾燥す
る木材の体積（Ｖ）に、その木材の絶乾状態での比重
（ρ）を掛けて求めることができる。木材の体積は、た
とえば、角材の場合には、断面の縦横の辺の長さと全長
から求めることができ、原木の場合には、直径と全長か
ら求めることができる。絶乾状態での比重（ρ）は、木
材の種類によって異なるので、スギ、マツ、ヒノキ等の
ように、種類別に演算回路に入力しておく。以上の含水
率検出器は、木材を乾燥するときに、木材の寸法と種類
とが演算回路に入力されて、絶乾状態の木材の重量（Ｗ
_０）を演算回路で算出する。さらに、含水率検出器は、
演算回路が、算出した絶乾状態の木材の重量（Ｗ_０）
と、重量センサ１９で検出した木材の重量（Ｗ）とから
木材の含水率を演算する。この構造の含水率検出器は、
木材全体の含水率を検出できる。

【００６６】含水率センサー又は重量センサ１９で検出
した木材１の含水率、あるいは木材１の重量でマイクロ
波発生機３の出力を制御する制御回路５は、木材１の含
水率をパラメーターとし、あるいは重量をパラメーター
として、マイクロ波出力を制御する。この制御回路５を
備える図３または図４の乾燥装置は、マイクロ波出力の
平均出力を連続的に制御して木材１を乾燥し、あるいは
マイクロ波出力をオンオフに切り換えて、マイクロ波照
射工程とマイクロ波中断工程とを繰り返しながら木材１
を乾燥する。

【００６７】マイクロ波出力を連続的に変化させて、木
材１を乾燥する制御回路５が、マイクロ波出力を制御す
る状態を図１３に示している。この制御回路５は、木材
１の含水率が所定の範囲においては直線的にマイクロ波
の出力を制御し、木材１の含水率が所定の含水率よりも
大きいときにマイクロ波を最大出力とし、さらに、木材
１が所定の含水率まで乾燥されると、マイクロ波出力を
０に、すなわちマイクロ波を照射しないようにする。制
御回路５は、図１４に示すように、木材１の含水率が所
定の範囲においては段階的にマイクロ波の出力を制御
し、木材１の含水率が所定の含水率よりも多いときにマ
イクロ波を最大出力とし、さらに、木材１が所定の含水
率まで乾燥されると、マイクロ波出力を０に、すなわち
マイクロ波を照射しないようにすることもできる。

【００６８】図３の乾燥装置は、シールド領域１０にお
いては、木材１にマイクロ波を照射しないので、マイク
ロ波照射領域９において木材１に照射するマイクロ波出
力を制御回路５で制御する。

【００６９】制御回路５が、図１３と図１４に示すよう
にマイクロ波出力を制御して木材１を乾燥させると、、
時間と共に木材１の含水率が減少して乾燥される。最初
は、マイクロ波出力が大きいので、急激に木材１の含水
率が低下する。マイクロ波出力を直線的に、あるいは段
階的に減少すると、木材１の含水率の低下は次第に少な
くなる。木材１が乾燥されて所定の含水率になると、マ
イクロ波出力が０になって木材１の含水率は変化しなく
なる。マイクロ波の出力を０にする含水率は、木材１が
所定の含水率に乾燥された含水率とする。

【００７０】制御回路５は、木材１の含水率が最初に多
く減少して次第に少なく減少するように、あるいは、木
材１の含水率が直線的に減少するようにマイクロ波出力
を制御することもできる。このように木材１の含水率を
減少させる方法も、木材１が所定の含水率まで乾燥され
ると、マイクロ波出力を０にして、マイクロ波の照射を
停止する。

【００７１】木材１の含水率を検出してマイクロ波出力
を制御する制御回路５は、木材１の含水率が、あらかじ
め記憶している記憶関数で示す値よりも大きくなると、
マイクロ波の出力を増加させて木材１の含水率を記憶関
数に接近させる。また、木材１の含水率が記憶関数で示
す値よりも小さくなるとマイクロ波出力を減少させて、
含水率を記憶関数に接近させる。

【００７２】最も簡単な制御回路５は、複数のマイクロ
波発生機３のマイクロ波出力が同じになるように制御す
る。複数の木材センサ４で複数のマイクロ波発生機３の
マイクロ波出力を制御する制御回路５は、各々のマイク
ロ波発生機３のマイクロ波出力を別々に独立して制御す
ることもできる。

【００７３】以上の制御回路５は、含水率や重量を検出
する木材センサ４で、マイクロ波出力を連続的に変化さ
せるが、含水率や重量を検出して、マイクロ波発生機３
の出力をオンオフに切り換える、すなわち、マイクロ波
照射工程とマイクロ波中断工程とで乾燥させることもで
きる。この乾燥装置は、マイクロ波出力をオフに切り換
える含水率や重量を、複数の設定値として記憶してお
り、あるいは、マイクロ波発生機３の出力をオフに切り
換える含水率や重量の変化値を記憶している。

【００７４】複数の設定値を記憶している制御回路５を
備える図３と図４に示す乾燥装置は、木材１の乾燥が進
んで含水率または重量が設定値まで低下すると、マイク
ロ波発生機３の出力をオフにする。その後、タイマーの
設定時間が経過すると、ふたたびマイクロ波発生機３を
オンに切り換える。また、含水率と重量の変化値を記憶
している制御回路５は、木材１が乾燥されて、含水率や
重量が記憶している変化値まで変化すると、制御回路５
がマイクロ波発生機３の出力をオフに切り換える。その
後、タイマーの設定時間が経過すると、マイクロ波発生
機３をオンに切り換える。

【００７５】乾燥装置は、以下の工程で木材を乾燥す
る。（１）木材センサを使用しないで木材を乾燥する方法図３の乾燥装置は、マイクロ波照射領域９を通過する木
材１にマイクロ波を照射し、シールド領域１０を通過す
る木材１にマイクロ波を照射しない状態で木材１を乾燥
する。マイクロ波発生機３は、木材１が乾燥される時間
が経過すると、制御回路５でオフに切り換えられる。木材搬入工程シールドケース２を開いて吊下コンベア６に木材１を供
給する。このとき、マイクロ波発生機３は、オフ状態に
保持される。吊下コンベア６は、木材１が吊下具１３に
供給されると移送して、次の吊下具１３に木材１を供給
する。全ての吊下具１３に木材１が供給されると、シー
ルドケース２を閉塞して、マイクロ波が漏れないように
する。マイクロ波発生機３をオンに切り換えて、マイクロ
波照射領域９を通過する木材１にマイクロ波を照射す
る。シールドケース２の内部を吊下コンベア６で移送さ
れる木材１は、マイクロ波照射領域９を通過するときが
マイクロ波照射工程となり、シールド領域１０を通過す
るときがマイクロ波中断工程となる。したがって、木材
１は、マイクロ波照射工程とマイクロ波中断工程を繰り
返して乾燥される。マイクロ波照射工程で、木材１は内
部から加熱される。したがって、木材１は内部の温度が
高く、表面温度が低い状態となる。また、表面には水分
が速やかに除去されるので、表面は含水率が低く、内部
は含水率が高い状態となる。その後、マイクロ波の照射
が中断されるマイクロ波中断工程になると、高温高圧に
なっている内部から、水分が導管に沿って流下して表面
に移行される。水分が表面移行されると、木材１の含水
率が均一化されると共に、内部の圧力と温度が低下す
る。内部の水分が排出されることによって内圧が低下
し、また、内圧が低下して水の沸点が低下して水が速や
かに気化され、水が気化されて気化熱で木材１の内部が
冷却されるからである。マイクロ波照射工程とマイクロ波中断工程が繰り返
されて、木材１の含水率が少なくなって所定の含水率ま
で乾燥される。木材１が乾燥されると、マイクロ波発生機３をオフ
に切り換え、シールドケース２を開いて木材１を取り出
す。

【００７６】以上の乾燥方法は、タイマーを使用しない
で木材１を乾燥できるが、木材１が所定の含水率まで乾
燥されたことを、温度センサ、含水率センサ、煙センサ
で検出して、マイクロ波発生機３を停止することもでき
る。

【００７７】図４の乾燥装置は、タイマーでマイクロ波
発生機３をオンにする時間とオフにする時間を設定し
て、木材１をマイクロ波照射工程とマイクロ波中断工程
を繰り返す状態で乾燥できる。タイマーは、木材１が乾
燥する時間も記憶しており、このタイマーがセットアッ
プして木材１が乾燥されると、マイクロ波発生機３を停
止させる。この乾燥方法も、木材１の乾燥を木材センサ
４で検出して、マイクロ波発生機３を停止することもで
きる。

【００７８】（２）木材センサを使用して、制御回路
が木材センサの信号でマイクロ波発生機を制御しながら
木材を乾燥する方法図３の乾燥装置は、木材センサ４の信号で制御回路５が
マイクロ波発生機３を制御する方法においても、マイク
ロ波照射領域９を通過する木材１にはマイクロ波が照射
され、シールド領域１０を通過する木材１にはマイクロ
波が照射されない。ただ、制御回路５がマイクロ波発生
機３の出力を制御するので、マイクロ波照射領域９を通
過する木材１は、必ずしもマイクロ波が照射されない。
木材１の加熱状態が木材センサ４で検出されて、マイク
ロ波発生機３が制御されるからである。したがって、マ
イクロ波照射領域９を通過する木材１は、マイクロ波が
定格出力で照射され、あるいは平均出力が小さく調整さ
れたマイクロ波に照射され、あるいはマイクロ波が照射
されない状態となる。ただ、シールド領域１０を通過す
る木材１は、マイクロ波が照射されず、この工程では内
部の含有水分が導管に沿って流下される。

【００７９】図４の乾燥装置は、シールドケース２の内
部全体をマイクロ波照射領域９とする。この乾燥装置
は、制御回路５でマイクロ波の平均出力を連続的に調整
しながら乾燥する方法と、吊下コンベア６で移送される
木材１を、マイクロ波照射工程とマイクロ波中断工程を
繰り返しながら乾燥する方法とがある。マイクロ波の平
均出力を連続的にコントロールする方法は、温度センサ
で木材温度を検出して木材１が異常に高温にならないよ
うマイクロ波出力を制御し、あるいは図１３や図１４に
示すように、含水率をパラメーターとしてマイクロ波出
力を制御し、あるいは含水率や重量が記憶された関数に
したがって減少するようにマイクロ波出力を制御して木
材１を乾燥する。

【００８０】また、図４の乾燥装置で、マイクロ波発生
機３をオンオフに切り換えて、木材１をマイクロ波照射
工程とマイクロ波中断工程を繰り返しながら乾燥する方
法は、木材センサ４の信号、さらに木材センサ４とタイ
マーの信号で、マイクロ波発生機３をオンオフに切り換
え、マイクロ波照射工程とマイクロ波中断工程を繰り返
して木材１を乾燥する。

【００８１】図４の乾燥装置が、マイクロ波発生機３を
オンオフに切り換えて、木材１をマイクロ波照射工程と
マイクロ波中断工程を繰り返して乾燥する方法は、複数
のマイクロ波発生機３の全体を一緒にオンオフに切り換
える方法と、複数のマイクロ波発生機３を複数のブロッ
クに分割し、分割された各ブロックのマイクロ波発生機
３を別々にオンオフに切り換える方法とがある。

【００８２】複数ブロックのマイクロ波発生機３を別々
にオンオフに切り換える方法は、木材１が吊下コンベア
６に移送されるのに同期して、順番に各ブロックのマイ
クロ波発生機３をオンオフに切り換える。この方法は、
たとえば、木材１が移送されるに従って、マイクロ波発
生機３をオン又はオフに切り換えることができるので、
吊下コンベア６の移送速度に関係なく、マイクロ波照射
工程とマイクロ波中断工程の時間を設定できる。この方
法は、各々の木材１の加熱状態を木材センサ４で独立し
て検出し、あるいは、木材全体を複数のブロックに区分
して、区分された木材１の加熱状態を木材センサ４で検
出し、マイクロ波の照射を停止する必要がある木材、あ
るいはブロックが通過する部分のマイクロ波発生機３を
オフに順番に切り換えることもできる。したがって、こ
の方法は、シールドケース２に部分的に木材を搬入し
て、全ての木材を理想的な状態で乾燥できる。

【００８３】

【発明の効果】本発明の請求項１の乾燥方法と請求項６
の乾燥装置は、太くて重い原木や角材を、曲げることな
く直線状に伸ばして乾燥できる特長がある。それは、マ
イクロ波で加熱される木材を鉛直に吊り下げて移送しな
からマイクロ波乾燥するからである。マイクロ波は、木
材を内部から加熱することに加えて、木材自体を発熱し
て加熱するので、原理的に加熱温度に上限がない。この
ため、マイクロ波で加熱乾燥される木材は、内部の温度
が非常に高くなり、木材が軟化して変形しやす状態とな
る。本発明は、この状態を利用して、木材の曲がりを防
止するよりもさらに、進んで曲がった木材を自重で直線
状に伸ばす働きがある。

【００８４】さらに、本発明の請求項１の乾燥方法と請
求項６の乾燥装置は、木材を吊り下げて移送しながらマ
イクロ波を照射し乾燥するので、多量の木材を一緒に能
率よく乾燥できる。それは、木材を鉛直に吊り下げてマ
イクロ波を照射するので、マイクロ波で高温高圧に加熱
された木材内部の水分を、鉛直な導管に沿って速やかに
外部に排出できるからである。さらに、長い木材を鉛直
に吊り下げるので水平面積が極めて小さく、据え付け面
積の小さい装置に多量の木材を搬入して、一緒に能率よ
く乾燥できる特長がある。

【００８５】さらにまた、本発明の請求項１の乾燥方法
と請求項６の乾燥装置は、木材の割れを極減しながら、
木材全体を均一に、しかも速やかに乾燥できる特長があ
る。それは、木材を鉛直方向に吊り下げてマイクロ波を
照射するために、高温高圧になった水分を、鉛直方向の
導管に沿ってスムーズに排出して、内圧上昇に起因する
木材の膨れを防止し、さらに、速やかに水分を排出して
乾燥時間を短縮できるからである。

【００８６】さらにまた、本発明の請求項１の乾燥方法
と請求項６の乾燥装置の特筆すべき特長は、多数の木材
に均一にマイクロ波を照射して能率よく乾燥できること
である。本発明の乾燥方法と乾燥装置は、吊下コンベア
で移送される木材に側面からマイクロ波を照射すると共
に、吊り下げた木材を、縦軸を中心として自転させなが
ら移送して乾燥している。このように、自転しながら移
送される木材は、強いマイクロ波が照射される部分と弱
いマイクロ波が照射される部分とが、回転によって変化
しながら乾燥される。とくに、強いマイクロ波で高温に
加熱された部分が、木材の回転によって、弱いマイクロ
波が照射される状態になると、高温高圧に加熱された水
分が表面に移行される。したがって、木材内部で加熱さ
れた水分をスムーズに表面移行させながら、しかも、木
材全体を均一に加熱できる。このことは、木材の割れを
極減することにも効果が大きい。

【００８７】また、本発明の請求項３の乾燥方法と請求
項１１の乾燥装置は、木材をマイクロ波照射工程とマイ
クロ波中断工程とで繰り返して乾燥するので、マイクロ
波中断工程において、木材内部で加熱加圧された水分
を、鉛直方向の導管に流下させてスムーズに表面に移行
して排出し、さらに、含水率の高い木材内部から表面に
水分を移行させて、全体の含水率を均一化する。このた
め、マイクロ波中断工程において、木材内部の水分をよ
り速やかに排出して、内圧を速やかに低下させる。この
ため、木材の割れがさらに有効に防止される。

【００８８】さらにまた、本発明の請求項１０の乾燥装
置は、シールドケース内を、シールド板でマイクロ波照
射のシールドされるシールド領域と、マイクロ波が照射
されるマイクロ波照射領域とに区画しており、木材をシ
ールド領域とマイクロ波照射領域とに移送しながら乾燥
するので、マイクロ波照射領域で高温に加熱された木材
内部の水分を、シールド領域において、鉛直方向の導管
に流下させてスムーズに表面に移行して排出して、全体
の含水率を均一化できる。この乾燥装置も、木材内部の
水分を速やかに排出して、内圧を速やかに低下できるの
で、木材の割れを有効に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明者が先に開発した木材の乾燥装置の概略
断面図

【図２】図１に示す乾燥装置の横断面図

【図３】本発明の実施例の木材の乾燥装置の平面図

【図４】本発明の他の実施例の木材の乾燥装置の平面図

【図５】図１に示す木材の乾燥装置の正面図

【図６】吊下コンベアが木材を吊り下げる状態を示す拡
大断面図

【図７】木材を吊り下げる吊下具の他の一例を示す断面
図

【図８】マイクロ波発生機の概略構成図

【図９】木材の重量を検出する重量センサを示す平面図

【図１０】図９に示す重量センサの正面図

【図１１】木材の重量を検出する重量センサの他の一例
を示す平面図

【図１２】木材の重量を検出する重量センサの他の一例
を示す正面図

【図１３】木材の含水率でマイクロ波出力を制御する一
例を示すグラフ

【図１４】木材の含水率でマイクロ波出力を制御する他
の一例を示すグラフ

【図１５】木材にマイクロ波が照射される状態を示す概
略水平断面図

【符号の説明】

１…木材２…シールドケース３…マイクロ波発生機４…木材センサ５…制御回路６…吊下コンベア７…シールドシャッタ８…シールド板９…マイクロ波照射領域１０…シールド領域１１…チェーン１１Ａ…ローラー軸１
１Ｂ…車輪１２…チェーンガイド１２Ａ…スリット１３…吊下具１３Ａ…本体部１
３Ｂ…吊下部１４…ピン１５…歯車１６…ラック１７…連結部１７Ａ…溝１８…アーム１９…重量センサ２０…載せ台２０Ａ…ガイド突起２１…センサー素子２２…押上シリンダー２３…回転機構２４…支持プレート２４Ａ…長孔２５…回転軸３０…導波管３１…マグネトロン３２…高圧電源３３…ヒータ電源３４…スイッチ３５…ローラー３６…アンテナ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者永井良昌徳島県徳島市春日１丁目７番地株式会社永井機械製作所内Ｆターム(参考） 2B230 AA16 BA01 BA17 EA19 EB05 EB07 EB12 EC14 EC17 EC21 EC22 EC24 3L113 AA04 AB07 AC12 AC35 AC42 AC69 AC75 AC77 BA05 CA02 CA03 CA04 CB07 CB22 DA01 DA08 DA10 DA11 DA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】木材(1)にマイクロ波を照射して乾燥す
る方法であって、木材(1)を導管が鉛直方向となるよう
に吊下コンベア(6)で吊り下げて移送し、この吊下コン
ベア(6)で移送される木材(1)に側面からマイクロ波を照
射し、さらに、吊下コンベア(6)で移送される木材(1)
を、縦軸を中心として自転させながら移送する木材の乾
燥方法。
【請求項２】自転する木材(1)が１回転する時間が１
分〜１時間である請求項１に記載される木材の乾燥方
法。
【請求項３】木材(1)にマイクロ波を照射するマイク
ロ波照射工程と、木材(1)にマイクロ波の照射を中断す
るマイクロ波中断工程とを繰り返して乾燥する請求項１
に記載される木材の乾燥方法。
【請求項４】木材(1)の温度と含水率と重量のいずれ
かを木材センサ(4)で検出し、この木材センサ(4)の信号
でマイクロ波の出力を制御する請求項１に記載される木
材の乾燥方法。
【請求項５】木材(1)から発生する煙を木材センサ(4)
で検出し、この木材センサ(4)の出力でマイクロ波の出
力を制御する請求項１に記載される木材の乾燥方法。
【請求項６】乾燥する木材(1)を入れるシールドケー
ス(2)と、このシールドケース(2)内で複数の木材(1)を
吊り下げて移送する吊下コンベア(6)と、このシールド
ケース(2)の側面から内部の木材(1)に向かってマイクロ
波を照射する複数のマイクロ波発生機(3)とを備え、複数のマイクロ波発生機(3)は、吊下コンベア(6)が木材
(1)を移送する方向に離されて所定の間隔で配設され
て、移送される木材(1)にマイクロ波を照射し、かつ、吊下コンベア(6)は、吊り下げて移送する木材(1)
を、縦軸を中心として回転する回転機構(23)を備えてお
り、吊下コンベア(6)が回転機構(23)で木材(1)を回転しなが
ら移送すると共に、この木材(1)にマイクロ波発生機(3)
が側面からマイクロ波を照射して乾燥するようにしてな
る木材の乾燥装置。
【請求項７】シールドケース(2)内の木材(1)の加熱状
態を検出する木材センサ(4)を備え、この木材センサ(4)
でマイクロ波発生機(3)を制御する請求項６に記載され
る木材の乾燥装置。
【請求項８】木材センサ(4)が、木材(1)の温度と含水
率と重量のいずれかを検出するセンサーである請求項７
に記載される木材の乾燥装置。
【請求項９】木材センサ(4)が、木材(1)から発生する
煙を検出する煙センサーである請求項７に記載される木
材の乾燥装置。
【請求項１０】シールドケース(2)にシールド板(8)を
配設しており、このシールド板(8)は、シールドケース
(2)内をマイクロ波照射のシールドされるシールド領域
(10)と、マイクロ波が照射されるマイクロ波照射領域
(9)とに区画しており、吊下コンベア(6)が木材(1)をシ
ールド領域(10)とマイクロ波照射領域(9)とに移送して
乾燥する請求項６に記載される木材の乾燥装置。
【請求項１１】マイクロ波発生機(3)を制御して、吊
下コンベア(6)で移送される木材(1)に一定時間はマイク
ロ波を照射して一定時間はマイクロ波の照射を停止また
は制限する制御回路(5)とを備える請求項６に記載され
る木材の乾燥装置。