JP2002137208A - 燻煙熱処理炉装置 - Google Patents

燻煙熱処理炉装置

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JP2002137208A
JP2002137208A JP2000108697A JP2000108697A JP2002137208A JP 2002137208 A JP2002137208 A JP 2002137208A JP 2000108697 A JP2000108697 A JP 2000108697A JP 2000108697 A JP2000108697 A JP 2000108697A JP 2002137208 A JP2002137208 A JP 2002137208A
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processing chamber
heat treatment
chamber
combustion chamber
adjusting
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Akebono Toba
曙 鳥羽
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  • Drying Of Solid Materials (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】本発明は、木材の乾燥方法にあって、直接加熱
式の燻煙熱処理にあって、特にその炉の改良に関する。 【解決手段】内容積に対する処理材11の材質の割合
と、処理温度、処理時間および燃料の量との関係処理材
の含水率、径級に対する処理温度、と処理時間の関係か
ら求められる燻煙熱処理炉1内の全域あるいは一部分の
加熱温度を制御できるようにしたこと。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、木材等の乾燥方法
における、直接加熱式の燻煙熱処理にあって、特にその
炉の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】燻煙熱処理による木材等の処理材乾燥
は、温湿度の調節が困難で煙の循環の不均一による乾燥
ムラや、ススの付着による材表面の黒変や温度制御が困
難なことから敬遠されているのが実情のようである。
【0003】しかし燻煙で熱処理された木材は、これを
挽くと癖のない素直で害虫等が侵入しない良質な材料が
得られることも知られていることから、近頃燻煙熱処理
炉の需要も増大している。
【0004】この燻煙炉として代表的なものは、氏家式
燻煙熱処理炉とEDS(エコロジー・ドライ・システ
ム)などであるが、これらの最大の難点は、処理炉内の
雰囲気を常に最適な条件に保全することが困難なことで
あった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】而して本発明の目的と
するところは、内容積に対する処理材の材質の割合と、
処理温度,処理時間および燃料の量との関係処理材の含
水率、径級に対する処理温度と処理時間の関係から求め
られる燻煙熱処理炉内の全域あるいは一部分の加熱温度
を制御できるようにしたことであり、この結果処理炉内
は一定期間密閉され熱容量の大きい混合ガスで満たされ
た状態が作られ、この混合ガスは高濃度であるからカー
ボン濃度も高くなり、熱容量が大きくなることによって
熱放射効率も上り、木材の均一加熱に対する付与率を高
いものとすることができたのである。
【0006】
【発明の実施の形態】図で(1)は燻煙熱処理炉本体で
あって、処理室(2)と、燃焼室(3)と、複数の排煙
口(4)とからなり、前記処理室(2)と前記燃焼室
(3)とは仕切壁(5)により隔離されている。また、
前記燃焼室(3)を形成する前記炉本体(1)の一側部
(6)には、前記燃焼室(3)に薪のような木質系燃料
(7)を投入し、扉を有する投入口(8)と、前記燃焼
室(3)に空気を供給し、扉を有する空気口(9)とが
設けられている。
【0007】なお、(10)は上記処理室(2)の下方
に、水平に設けられ処理材(11)を戴置する為の格子
状床板であり、(12)は処理室(2)の上方に水平に
設けられたステンレス製の多孔板よりなる炉天板、(1
3)は炉本体(1)を囲う外装材であり、(14)は炉
本体(1)の他側部にあって処理材(11)の出入用扉
である。
【0008】また、図3で(A)乃至(E)は、それぞ
れ調整ダンパである。
【0009】而して(A)は上記炉天板(12)の左右
方向に取付けられた調整ダンパで、処理室(2)内の奥
行方向に対する温度分布の均等を計るための可動式とな
っている。
【0010】(B)は、仕切壁(5)の上方に穿った通
路(15)に設けられた調整ダンパで、上記燃焼室
(3)より処理室(2)に流入する熱風および燃焼ガス
量の調整及び両室(2),(3)を閉鎖、即ち処理室
(2)を密閉する為のものである。
【0011】(C)は燃焼室(3)の上方に設けられ、
燃焼室(3)排気調整用のダンパであり、(D)は上記
仕切壁(5)の下方に穿たれた循環路(16)の調整ダ
ンパで、燃焼室(3)内の対流による熱風が循環路(1
6)を通って再び燃焼室(3)に入る流量を調整するこ
と及び処理室(2)を密閉するためのものである。
【0012】なお(E)は、処理室(2)内の排気を調
節するための排気口(4)と連なって設けられた調整ダ
ンパである。
【0013】これらの調整ダンパは、いずれも勿論可動
式であるがその操作は通常自動的に行われる。この手段
は種々考えられるが、図3,4の構成が簡単である。
【0014】即ち、図で(17)は中央制御システムで
あり、(M)は調整ダンパ(A)乃至(E)を駆動させ
る電動器、(S)は各調整ダンパ(A)乃至(E)の近
傍に設けられたサーモスタットである。
【0015】而して、上記各調整ダンパ(A)乃至
(E)は、電動器(M)その他の手段で駆動するもので
あり、該ダンパ(A)乃至(E)のそれぞれの近傍には
サーモスタット(S)が取付けられている。即ち、該サ
ーモスタット(S)が予め定められた設定温度より上昇
あるいは下降したときは当該サーモスタット(S)が感
知し、その情報を中央制御システム(17)に伝え、同
システムからの信号が電動器(M)に伝えられる。この
結果調整ダンパ(A)乃至(E)を開放角度を調整する
ことで、該ダンパ(A)乃至(E)の通過する風量を調
節することになり、処理室(2)や燃焼室(3)内の温
度を調整したり、処理室(2)を密閉したり排気を促進
させたりすることが遠隔の地からできるようになったの
である。
【0016】なお、図4のように上記調整ダンパ(A)
乃至(E)の電動器(M)、サーモスタット(S)は、
それぞれ別の回路で図示しない操作盤などと連結し、そ
れぞれを個別の操作で行ってもよいこと勿論である。
【0017】
【実施例】本発明の一実施例を詳細に述べてみる。
【0018】この発明において実施をされた燻煙処理炉
本体(1)は、炉内寸法が、巾1,200mm,奥行
1,200mm,高さ1,000mmのものを用いた。
念の為処理材の出入扉は片開き式断熱扉で開口寸法75
0mm,高さ1,200mmである。
【0019】床板(10)は、対流空気の流通を行うた
め75%以上が開口された格子状などであり、同天井板
(12)は、ステンレス製の多孔板で開口度は50%以
上である。
【0020】上記燃焼室(3)は、燃料の燃焼による3
00℃程度の熱風と、燃焼ガスの発生用であり、燃料投
入口(8)に開口寸法は、400mm×300mmで、
排気口(4)は燃焼室(3)に1本と処理室(2)に2
本とに設けられている。
【0021】続いて処理材(11)として長さ1,00
0mm,直径150φを12乃至15本収納する。さて
従来からこの種装置で重大な問題の1つは、この処理材
(11)(多くは丸太)の初期含水量が、40%から2
00%とその都度異ることである。而してこれらを同じ
条件で処理すれば当然ながら、その品質はバラバラなも
のとなる。
【0022】具体的に表1は、同一の処理材(11)を
縦に半割し、一方を無処理、他方を燻煙熱処理して、含
水率のばらつきを比較したものである。
【0023】而して生材丸太を処理後、5か月放置した
後、それぞれの含水率を比較した。半割丸太から採取直
後の試料の含水率は無処理では辺材で最大、最少の差が
153.5%心材のそれは96.2%にもなる。心辺材
の平均値は105%と伐採後5か月を経過したにもかか
わらず材重量の半分の水を保持している。処理材ではそ
れぞれ10.1%、10.9%、36.3%とばらつき
が著しく減少し、含水率も1/3となる。これらの試料
を温室で20日間放置した後のものが気乾材含水率であ
るが、表1の下段に示されるように処理の効果は歴然と
しており、標準偏差、分散を比較しても燻煙熱処理によ
って材の含水率の均一化が顕著であることがわかる。
【0024】しかるに、前述したように処理材の初期含
水率がバラバラのものを処理してしまうことが多いた
め、内部応力が発生しこの技術の優れた点が生かされな
いままになっていたのである。
【0025】即ち、個々の細胞での内部応力の発生原因
となる細胞壁のセルロース・ミクロフィブリルの傾きに
よって生ずる歪みと、このセルロース・ミクロフィブリ
ルの形を固定するリグニンの沈着による歪みの固定、も
うひとつは細胞の膨圧も含めた含水率の樹幹内の分布変
動のふたつが重要である。成長応力はこれら一個一個の
細胞の歪みが組織全体の歪みとして加算され、樹木全体
の内部応力を形成することになる。
【0026】そこで、細胞壁や細胞間層に存在するリグ
ニンの乾燥状態での熱による軟化点は134〜235℃
であるが、湿潤状態では77〜108℃に低下するとい
われている。セルロースは乾燥状態で231〜253
℃、湿潤状態で222〜250℃とほとんど差はない。
【0027】而して処理材(11)の本実施例にあって
燻煙熱処理において、材温は80℃〜100℃の間で4
0〜80時間処理される。
【0028】いいかえれば、処理材(11)は上記温度
の範疇内で保全されることが肝要である。
【0029】即ち、燃焼室(3)内で、木質系燃料
(7)を燃すことによって発生した熱風(この実施例で
は300℃)は、燃焼室(3)と処理室(2)を隔てる
仕切壁(5)の上方の通路(15)から、燃焼室(3)
(この実施例では150℃)に入り、天井板(12)を
通って処理材(11)に作用し、床板(10)を通って
循環路(16)から再び燃焼室(3)に入る対流を構成
するのである。
【0030】しかし乍ら燃焼室(3)の温度を燃焼室
(3)全部でなくとも部分的でも上記設定温度の一定に
保つことは、ほとんど不可能に近い。
【0031】そこで、図4にあって(A)乃至(E)の
調整ダンパ近くに設けたサーモスタット(S)がその温
度を感知し、上記の一定温度以外にあれば、自動的に電
動器(M)を駆動させて処理室(2)全体あるいは部分
的に温度を調節することによって、結局は処理室(2)
の温度を所定のものとするのである。
【0032】よってこの熱風対流によって処理材(1
1)のリグニンは十分な湿潤状態で熱軟化を起こし、セ
ルロース・ミクロフィブリルに生じていた歪みを固定す
るリグニンの拘束は取り除かれるか緩和し、個々の細胞
の歪みが減少する。この結果、木材全体の成長応力に基
づく変形は軽減することになる。
【0033】処理材(11)を縦割りにした際の外側に
反る量は、燻煙熱処理材では無処理材の半分以下とな
り、製材後のそりを修正するための二度挽きの手間も大
幅に軽減し、歩留が向上することになる。それゆえ、内
部応力の緩和あるいは除去処理は含水率の高い生材状態
で燻煙熱処理することによって、湿潤状態でのリグニン
の熱軟化を促し、セル・ルーズニングによって個々の細
胞に生じた歪みを緩和させるのに効果があるのである。
【0034】なお(C)は、処理室(2)内の温度が所
定のものより上昇した場合は自動的に閉じ、逆に処理室
(2)内の温度が下降したときは開くよう、サーモスタ
ット(S)の情報により作動させるようにしたことによ
り、該処理室(2)の奥行方向に対する温度分布の均等
が計れたのである。またこの場合調整ダンパ(A)は天
井板(12)の左右に一対設けると、さらに処理室
(2)の温度均一が計られること当然である。
【0035】また仕切壁(5)の上方に設けた通路(1
5)に、燃焼室(3)から処理室(2)に流入する熱風
及び燃焼ガス量の調整及び処理室(2)を密閉する為の
調整ダンパ(B)を設けることによって、該ダンパ
(B)の操作のみで、あるいは上記調整ダンパ(A)と
の相乗効果で、処理室(2)内の流量及び温度を所定の
ものとすることができたのである。なお、このダンパ
(B)は、上記仕切壁(5)の下方の循環路(16)に
設けた調整ダンパ(D)との共動で、両者を閉れば処理
室(2)を密閉することができるのである。
【0036】さらに上記燃焼室(3)の排煙口(4)
に、設けた調整ダンパ(C)で燃焼室(3)の排気量を
調整でき、続いて調整ダンパ(E)で処理室(2)内の
熱風の対流を促進させたり調整させたりすることができ
るものである。
【0037】
【発明の効果】以上のように本発明には、処理炉本体
(1)内に1乃至数個の調整ダンパを設けたことによ
り、該炉内の熱風の対流を促進させかつ炉内の温度を所
定なものと調整できるようになったのである。この結
果、処理された材料からは、その応力がとり去られ,処
理の際の変形や歪みがなくなるから、加工に秀れた素材
を得ることができたのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】処理炉本体全体の平面図
【図2】同正面図
【図3】図2の3〜3線拡大図
【図4】サーモスタットの仕組みを示した図
【表1】スギ燻煙熱処理における処理、無処理材の試験
材から採取直後の含水率および気乾含水率の比較
【符号の説明】
1, 燻煙熱処理炉 2, 処理室 3, 燃焼室 4, 排煙口 5, 仕切壁 6, 燻煙熱処理炉の一側部 7, 木質系燃料 8, 投入口 9, 空気口 10, 格子状床板 11, 処理材 12, ステンレス製の多孔板 13, 外装材 14, 燻煙熱処理炉の他側部 15, 通路 16, 循環路 17, 中央制御システム A, 調整ダンパ B, 調整ダンパ C, 調整ダンパ D, 調整ダンパ E, 調整ダンパ M, 電動器 S, サーモスタット
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成13年12月18日(2001.12.
18)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0022
【補正方法】変更
【補正内容】
【0022】具体的に表1は、同一の処理材(11)を
縦に半割し、一方を無処理、他方を燻煙熱処理して、含
水率のばらつきを比較したものである。表1
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】処理炉本体全体の平面図
【図2】同正面図
【図3】図2のX〜X線拡大図
【図4】サーモスタットの仕組みを示した図
フロントページの続き Fターム(参考) 2B230 AA04 AA15 EA30 EB15 3L113 AA01 AB02 AC03 AC50 AC74 BA05 CA08 CB32 4K061 AA01 CA29 DA07 DA10 4K063 AA09 AA15 BA09 CA03 DA08 DA26 DA28

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 仕切壁で隔離された処理室と、燃焼室
    と、それぞれの室に設けた排煙口と、上記仕切壁の上方
    にあって燃焼室から処理室に熱風を送る通路及び同下方
    にあって処理室から燃焼室に熱風が流れる循環路とより
    なり、少なくとも上記処理室内に該室の奥行方向に対す
    る温度分布の均等を計るための調整ダンパを設けたこと
    が特徴の燻煙熱処理炉装置。
  2. 【請求項2】 少なくとも上記通路に、燃焼室から処
    理室に流入する熱風及び燃焼ガス量の調整及び処理室を
    密閉する為の調整ダンパを設けたことが特徴の請求項1
    に示す燻煙熱処理炉装置。
  3. 【請求項3】 少なくとも上記燃焼室の排煙口にあっ
    て、燃焼室の排気量を調整するために設けられた調整ダ
    ンパを有することが特徴の請求項1および2に示す燻煙
    熱処理炉装置。
  4. 【請求項4】 少なくとも上記循環路に処理室から燃
    焼室に循環する熱風の流量を調整及び処理室を密閉する
    為の調整ダンパを設けたことが特徴の請求項1および2
    乃至3に示す燻煙熱処理炉装置。
  5. 【請求項5】 少なくとも上記処理室の排煙口にあっ
    て、処理室内の排気を調整する調整ダンパを設けたこと
    が特徴の請求項1および2乃至4に示す燻煙熱処理炉装
    置。
  6. 【請求項6】 上記請求項1にあって、処理室の上方
    に水平な多孔枝を設け、その両側方に調整ダンパを設け
    たことが特徴の燻煙熱処理炉装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008173904A (ja) * 2007-01-19 2008-07-31 Matsushita Electric Works Ltd 木質合板
JP2009522144A (ja) * 2006-01-10 2009-06-11 ビオ トロワデ アプリカシオン 木材を乾燥させるシステム及び方法
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