JP2007112009A - 太陽熱パッシブ利用木材乾燥装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、太陽熱のパッシブ利用による低温乾燥にて、農業用ビニールハウスを改良して行う太陽熱パッシブ利用木材乾燥装置を提供することを目的とする。
【解決手段】農業用ビニールハウス枠を改良した乾燥室１は、北側を頂点として南側に緩やかに傾斜した屋根構造を持ち、北側壁を除き、屋根と３側壁の東側壁、西側壁、南側壁は２重の透明フイルム２で被われている。屋根と南側壁は仕切フイルム１９で東西に２分され、さらにそれらが透明フイルム２で南北方向に並列に６つの空気通路７に仕切られており、２重の透明フイルム２、２間に断熱材８を介して空気層９を形成して、その内側に集熱空間１０を空けてもう１枚の透明フイルム１１で被い、該透明フイルム１１の上に炭素繊維シート１２を浮かせて載せ、半透過性にしてある。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽熱のパッシブ利用を主とし、薪などの木質燃焼熱を床暖房とファンコンベクターで補完して、断熱円筒のドラフトで空気吸引する太陽熱パッシブ利用木材乾燥装置に関する。

従来、木材の乾燥は、灯油を用いた蒸気乾燥やヒーターを用いた電気乾燥で行われている。
従来の木材人工乾燥は、蒸気式、電気式等の方法による高温乾燥（１００℃以上）、急速乾燥（乾燥日数３〜４日）で行われており、これによる乾燥木材には曲がり、割れ、ひびなどの発生があって品質が良いとはいえない。
一方、太陽熱利用の木材乾燥は、強制循環式空気集熱器を設置してアクティブ利用による方法が試みられている（特許文献１を参照）。
この太陽熱乾燥技術は、図１０に示すように炭素繊維シート（ＣＦシート）を集熱材に使った集熱面積１２０ｍ^２の空気集熱器を屋根一杯に載せて、大型ファンで強力に集熱し、得られた温風を乾燥室に導き撹拌して行う太陽熱のアクティブ利用である。
これにより１１ｍ^３のエゾマツ製材を９日間で２０％の乾燥材に仕上げた実績がある。
この方法は当時でもコスト的に引き合い、乾燥材の材質も良好とされたが、電力消費が大きく、その後のエネルギー情勢の緩和もあって普及に至っていない。

特開昭６３−７００４８号公報

本発明は、太陽熱のパッシブ利用による低温乾燥にて、農業用ビニールハウスを改良して行う太陽熱パッシブ利用木材乾燥装置を提供することを目的とする。

本発明の太陽熱パッシブ利用木材乾燥装置は、農業用ビニールハウスを改良したハウス枠に透明フイルムを２重に張ってできた屋根及び南側面に炭素繊維シートを上張りしたフイルムをもう一枚内側に張り、３重の透明フイルムとした日射の半透過性の温室構造の乾燥室とし、該乾燥室内に入射した日射による太陽熱ふく射乾燥及び太陽熱で温められた空気を乾燥室床上に送風する温風乾燥との複合で、桟積みされた木材等、木質材料の乾燥を行い、そこで生じた湿潤空気を強いドラフト力で吸引して排気する北側面の断熱円筒と、曇天日や夜間など太陽不照時には、薪などの木質バイオマスを燃料とする燃焼熱を用いて床暖房により太陽熱を補完するふく射乾燥を行う温水床暖房パネル及び該燃焼熱を用いて温風乾燥を行うファンコンベクターとから構成されるものである。

本発明の太陽熱パッシブ利用木材乾燥装置は、太陽熱を利用して低温（５０〜６０℃）で、７〜１０日かけてゆっくり乾燥することにより、乾燥木材の材質の向上がもたらされる。
本発明の太陽熱パッシブ利用木材乾燥装置は木材以外に、例えば農産物の乾燥にも適用できる。

本発明の太陽熱パッシブ利用木材乾燥装置の実施の形態を図面に基づいて、以下に説明する。
本発明の太陽熱パッシブ利用木材乾燥装置は、農業用ビニールハウスを改良した乾燥室内において行う太陽熱パッシブ利用の乾燥装置である。
図１に温室構造の太陽熱パッシブ利用木材乾燥装置の概略側面図を示し、図２に概略背面図、図３に概略平面図を示す。
図１に示すように、農業用ビニールハウス枠を改良した乾燥室１は、北側を頂点として南側に緩やかに傾斜した屋根構造を持ち、北側壁を除き、屋根と３側壁の東側壁、西側壁、南側壁は２重の透明フイルム２で被われている。
なお、北側壁は断熱性の不透明シート（図示せず）で被われている。
図１及び図４に示すように、前記乾燥室１の地面を掘り下げて形成した基礎に断熱材３を敷設し、該断熱材３の内側にコンクリートブロック４を介して土間５及び基礎壁６を設けたもので、前記乾燥室１の土間５及び基礎壁６はコンクリート製で外断熱構造となっている。
図３に示すように、屋根と南側壁は仕切フイルム１９で東西に２分され、さらにそれらが透明フイルム２で南北方向に並列に６つの空気通路（チャンネル）７に仕切られており、図３のＡ−Ａ断面図である図５に示すように、２重の透明フイルム２、２間に断熱材８を介して空気層９を形成して、その内側に集熱空間１０を空けてもう１枚の透明フイルム１１で被い、該透明フイルム１１の上に炭素繊維シート（ＣＦシート）１２を浮かせて載せ、半透過性にしてある。
すなわち、屋根と南側壁は２重の透明フイルム２で薄い空気層９を作り断熱作用をもたせ、更に２重の透明フイルム２の下に集熱空間１０を空けて透明フイルム１１を張って３重の透明フイルムとし、集熱空間１０で加熱された空気の空気通路７を形成し、さらに３重とした透明フイルム１１側の空気通路７に炭素繊維シート１２を挿入する。
前記炭素繊維シート１２は日射に半透過性で、炭素繊維シート１２をサンドイッチにした３重の透明フイルムは入射光に半透明で、かつ室内からの赤外放射には不透明となり、室内は保温される。

６つの空気通路７を仕切る仕切壁を詳細に説明すると、図３、図５に示すように、南北方向に上下並列に集熱空間１０を空けてステイ１７により保持された上下２本の上下パイプ１３，１４と、図５のＢ−Ｂ断面図である図６に示すように、上パイプ１３に被せた透明フイルム２の上に断熱材８を載せ、さらに透明フイルム２を被せ、あて板１５を当てて留め金１６で前記上パイプ１３に固定すると共に下パイプ１４の下方に炭素繊維シート１２を敷き、透明フイルム２を被せ、あて板１５を当てて留め金１６で前記下パイプ１４に固定し、断熱材８を介して前記上下パイプ１３，１４のステイ１７，１７間には筋交い１８を設けて仕切フイルム１９を施して形成する。
また、東側壁、西側壁の２重の透明フイルム２は、図７に示すように、柱パイプ２０を挟んで両側に断熱材８を介して透明フイルム２で被い、あて板１５を当てて留め金１６で前記柱パイプ２０に固定し、前記透明フイルム２，２間に空気層９を形成するものである。
前記炭素繊維シート１２はそれ自身で太陽光線を吸収して空気通路７を通過する空気を温め集熱し、乾燥室１内中央に桟積された木材の温風乾燥に用いられる。
前記炭素繊維シート１２は太陽光を３割透過し、透過光は直接室内に照射され木材のふく射乾燥に用いられる。
これによって受光日射の50％が透過光と温風となって室内に取り込まれて、乾燥熱源として有効利用される。
なお、図３に示すように屋根の棟部両側面には６つの並行の空気通路７に連通する送風機Ｆ1、Ｆ2が設けられ、外気を高密度ダンパーＤ1から屋根の６つの空気通路７に均等に供給するようになっており、また図１に示すように空気通路７の南側壁の裾部には、空気吹出し口２１が設けられて温風を乾燥室１内に排出するようになっている。

図８に示すように、蓄熱タンクを前記乾燥室１に隣接して配置し、木質燃料（おが粉、木質ペレット、バーク、間伐材、廃材等）を燃焼するペレットボイラーにより前記蓄熱タンクの温水（６５〜７５℃）を加熱し、前記蓄熱タンク内に熱交換器を設けて該熱交換器から配管を介して不凍液を前記空気吹出し口２１のファンコンベクターＦ3、Ｆ4のファンコイルユニットに連通し、さらにファンコイルユニットから前記土間５の床暖房パネルに連通して前記熱交換器に戻る温水循環回路を設ける。
太陽不照時や夜間には木質燃料の燃焼熱によって補完するため、木質燃料をペレットボイラーで燃焼させて得られた温水を熱源とし、前記乾燥室１の南側壁の空気吹出し口２１にファンコンベクターＦ3、Ｆ4を配置してファンコンベクターＦ3、Ｆ4のファンコイルユニットによる温風乾燥と床暖房パネルによるふく射乾燥を行う。
図１、２に示すように北側壁側に設置された２本の断熱円筒２２は、下部に送出口２３を有し、断熱円筒２２の強力なドラフトで高密度ダンパーＤ3から乾燥室１内の湿潤空気を吸引し、乾燥室１内の湿潤空気は断熱円筒２２から室外にパッシブ排気される。
木材の搬入、搬出などの出し入れは、図１、２に示すように北側壁の断熱気密構造の観音開きドア２４を開閉して行う。

次に、本発明の太陽熱パッシブ利用木材乾燥装置の操作動作を図面に基づいて、以下に説明する。
日中、炭素繊維シートサンドイッチ構造の３重フィルムで覆われた半透過性の屋根部からの日射を受けて、常時太陽熱ふく射乾燥を行う。
日射を受けて、図３に示すように屋根に設置された送風機Ｆ1、Ｆ2が回りだし、5分経って高密度ダンパーＤ1が開き出して外気を導入し、その分高密度ダンパーＤ2は連動して閉じて内気を制限し、外気と内気を混合して日射を集熱して温風を得て乾燥を行う。
高密度ダンパーＤ1の開度は日射に比例するが、高密度ダンパーＤ1は集熱部出口温度、すなわち空気吹出し口２１の出口温度が室温より高くないと開かない。
高密度ダンパーＤ1が開いたら断熱円筒２２の高密度ダンパーＤ3は開き、外気を取り入れただけ高密度ダンパーＤ3から断熱円筒２２の吸引力で湿潤空気を排気する。その際、開度はお互いに比例する。
なお、南壁側の透明フイルム２の内側に設けた高密度開閉ダンパー（電動シャッター付き）Ｄ4、直接外気に通じる高密度開閉ダンパー（電動シャッター付き）Ｄ5は閉じたままである。
日射がなくなって高密度ダンパーＤ1を閉じ、高密度ダンパーＤ2を全開の状態で5分間回り、やがて送風機Ｆ1、Ｆ2が止まる。
そのとき高密度開閉ダンパー（電動シャッター付き）Ｄ4が開いて屋根天井の攪拌機Ｆ5、Ｆ6の作動で、空気は室内循環する。
ファンコンベクターＦ3、Ｆ4は常に回転して乾燥室内に送風する。

さらに、温水の循環が開始し、ファンコンベクターＦ3、Ｆ4による温風乾燥と床暖房パネル２５によるふく射乾燥が行われる。
日射に関係なく高密度開閉ダンパー（電動シャッター付き）Ｄ5及びＤ6の開閉を手動で行い、室内の飽和湿り空気を適宜に排出する。
室内空気の不足分は高密度ダンパーＤ1を手動で開いて補充する。
翌朝、日射を受けて燃焼熱の温水は停止し、上記の作動を繰り返して太陽熱のみの乾燥が開始される。
日中の日射の変動に対しては30分の緩衝時間をおいて順応する。
ペレットボイラーは季節に合わせたタイマーで作動をＯＮ、ＯＦＦし、夜間に温水を供給し、日照とともに供給を停止する。
温水は常備熱交換兼用の蓄熱タンクに貯湯されており、乾燥室１床下に蓄熱ブロックがあるので、それらの蓄熱効果でボイラーＯＮ、ＯＦＦの切り替えの際に給湯が停止する時間帯（30分から1時間程度）があってもかまわない。
送風機Ｆ1、Ｆ2、ファンコンベクターＦ3、Ｆ4、攪拌機Ｆ5、Ｆ6及び高密度ダンパーＤ1〜Ｄ3、高密度開閉ダンパー（電動シャッター付き）Ｄ4、Ｄ5は原則として自動作動するが、個々に手動操作も可能とする。
緊急排気または緊急冷却の場合は高密度手動ダンパーＤ6（常時閉鎖）を手動で開け、高密度開閉ダンパー（電動シャッター付き）Ｄ5、高密度ダンパーＤ3も手動で開ける。

以上の概念にもとづいた太陽熱パッシブ利用木材乾燥装置の具体的な実施例を示す。
乾燥室１の大きさは幅5ｍ×奥行5ｍ×高さ2.5〜3.5ｍで、室内の桟積製材の量は2ｍ×3ｍ×3.8ｍ（嵩容積約24ｍ³）、実容積12ｍ³である。
乾燥室１の構造は屋根、南側壁、東西側壁は透明または半透明で、北側壁のみが不透明である。北側壁にはパッシブ排気用に2本の断熱円筒２２が設置され、かつ木材搬入搬出用に断熱機密性のある観音開きドア２４（2ｍ×4ｍ）が設置されている。
床には温水床暖房パネル２５が張られ、その下にコンクリートブロック４が埋め込まれ、外断熱の蓄熱層を形成している。
屋根と南側壁は二重透明フイルム２（30ｍｍ空気層）で覆い、屋根はその下にさらに透明フィルム１１を1枚張りその上に炭素繊維シート１２を浮かせて敷き、200ｍｍ厚さの6本の空気通路７を設けて集熱回路とする。
日中、送風機Ｆ1、Ｆ2で押し込まれた空気（高密度ダンパーＤ1、Ｄ2の開度により外気と内気が一定の割合で混合）は空気通路７を通過する間に透明フイルム２を透過した日射を炭素繊維シート１２が集熱した熱を空気に伝熱し温風（50℃以上）になる。
温風は乾燥室１の南側壁の裾部からファンコンベクターＦ3、Ｆ4（夜間は温水で温風送風）によって室内の桟積製材に送風されてこれを乾燥する。
湿り空気は北側壁の断熱円筒２２の強いドラフトで下部の高密度ダンパーＤ3から吸い込まれて大気に排気される。
日射のある間はこのサイクルを繰り返すが、日射の無い夜間は高密度ダンパーＤ1、Ｄ2が閉じ高密度ダンパーＤ4が開いて撹拌機Ｆ5、Ｆ6で内気を循環させる。

屋根天井の常時運転の攪拌機Ｆ5、Ｆ6は室内上部の空気を右回りに循環させるが、夜間は高密度開閉ダンパー（電動シャッター付き）Ｄ4が開いて室内空気を導入し、空気は集熱回路、すなわち３重フイルムを通過することなく、外部への放熱が抑制される。
飽和湿り空気が充満するときは高密度ダンパーＤ1、高密度開閉ダンパー（電動シャッター付き）Ｄ5を手動で開き送風機Ｆ1、Ｆ2を回して外気を吸入することにより湿潤空気を強制的に一時排出し、室内空気を除湿して乾燥を促進させる。さらに緊急の排気、冷却には高密度手動ダンパー（常時閉鎖）Ｄ6を手動で開いて対応する。
このようにパッシブ太陽熱木材乾燥法の原理は、日中は日射による太陽熱の集熱による温風乾燥と、室内への直射入射光によるふく射乾燥を、一方夜間はペレットボイラーの燃焼熱を温水にしてファンコンベクターＦ3、Ｆ4による温風乾燥と床暖房パネル２５のふく射乾燥を組み合わせて室温を常に50℃に保って行うものである。
室内温度は50℃を維持する。
送風機Ｆ1、Ｆ2、ファンコンベクターＦ3、Ｆ4は150Ｗ程度、送風量は40ｍ³/min，攪拌機Ｆ5，Ｆ6は送風量30ｍ³/minとする。
高密度ダンパーＤ1、Ｄ2、Ｄ3は口径300ｍｍ、高密度開閉ダンパー（電動シャッター付き）Ｄ4、Ｄ5は口径400ｍｍ（角形）、高密度手動ダンパーＤ6は400ｍｍ（角形）である。

設置場所を北海道十勝管内の帯広に想定して、１年間を四季に分けて（1）冬期12〜2月、（2）春期3〜5月、（3）夏期6〜8月及び（4）秋期9〜11月の4つの期間ごとの平均値として熱計算する。傾斜面日量はＮＥＤＯ月平均/傾斜面日射量表示システム及び月平均気温は気象庁の値を用いた。以下に熱計算の方法及び結果を示す。
1） 日射量と気温
帯広（42゜ 55′Ｎ，143° 13′E）の日射量及び気温の季節平均値は表1に示すとおりである。

2）受光面積と受光量
ハウス各面の面積及び受光量を算出する。図９より屋根面Ａ_Ｒ＝25.5ｍ²、南面Ａ_ＷＳ＝12.5ｍ²、東西面Ａ_ＷＥＷ＝15ｍ²+15ｍ²。
これに表１の各面への水平面及び傾斜面日射量を掛けて各期間のハウス受光量Ｑ₀を求める。その結果を表２に示す。

3）ハウス熱特性
ハウス透過率τ_ｈは、フィルム透過率τ_ｆ（1枚）＝0.9、τ_ｆ（2枚）＝0.9×0.9＝0.81、枠通過率τ_Ｆ＝0.9〔（1-枠遮蔽率Ｂ_Ｆ（＝0.1）〕、屋根面・南面のフィルム透過率τ_ｆ（2枚）＝0.70、ハウス透過率τ_ｈ＝0.81×0.9＝0.73→0.65（もれ損失含む）とする。ハウス熱通過率ｈ_ｗは、ｈ_ｗ＝0.75ｋcal/ｍ²ｈを用いる。
集熱量（日射捕集量）はハウス透明壁面の透過率τ_ｈとし、Ｑ_SOL＝Ｑ₀×τ_ｈから算出する。
4）内外空気割合と集熱温度
屋根部の集熱器での空気の集熱温度：
実空気流量（送風機容量の1/2）Ｖ_ａ＝40ｍ³/min＝2400ｍ³ｈ、空気流速ｖ_ａ＝40ｍ/min＝2400ｍ/ｈ＝0.67ｍ/ｓ。ＣＦシートブロック率Ｂ_ＣＦ＝0.7、ＣＦシート熱交換率Ｃ_ＣＦ＝0.9、ＣＦシート集熱効率η_ＣＦ＝Ｂ_ＣＦ・Ｃ_ＣＦ＝0.7×0.9＝0.63→0.6。
空気受熱量＝｛Ｉ_0.0×0.7×Ａ_Ｒ＋Ｉ_0.90×0.7×Ａ_ＷＳ｝×η_ＣＦ＝ｖ_ａ×γ_ａ×ｃ_ａ〔ｔ_ｅｘ-（ｔ_ａｉ＋ｔ_ａｏ）/2〕（1）
ここで、ｔ_ｅｘ；空気出口温度℃、（ｔ_ａｉ＋ｔ_ａｏ）/2；室内外空気の平均温度、Ｉ_0.0；α＝0°、θ＝0°、Ｉ_0.90；α＝0°、θ＝90°の日射量ｋcal/ｍ²ｈ。
式（1）より集熱器出口空気温度が50℃以上になる外気と内気の割合とそのときの出口空気温度は（1）期 1：4、ｔ_ｅｘ＝53.1℃、（2）期 1：3、ｔ_ｅｘ＝53.0℃、（3）期 1：3、ｔ_ｅｘ＝51.1℃、（4）期 1：2、ｔ_ｅｘ＝54.8℃、となる。
排気損失Ｑ_Ｌｅｘは外気の吸気量＝排気量から、換気損失Ｑ_Ｌｖｎは換気回数2/ｈとして、また伝熱損失Ｑ_Ｌｈｔはフィルム壁構造の熱通過率ｈ_Ｗからそれぞれ算出される。

5）ハウス内湿り空気特性（50℃、ψ＝100％）
送風機（Ｆ1、Ｆ2） 40ｍ³/min、150Ｗ×2台 50℃の飽和湿り空気 ｘ＝0.075ｋｇ
乾燥空気の比熱 ｃ_ａ＝1.007×10³ｋJ/ｋｇ℃（ｘ＝0）
蒸気の比熱 ｃ_ｗ＝1.846×10³ｋJ/ｋｇ℃
（1＋ｘ）ｋｇの湿り空気の比熱
ｃ_{ａ（1＋ｘ）}＝ｃ_ａ×1＋ｃ_ｗ×0.075
＝1.007＋1.846×0.075＝1.007＋0.138
＝1.145ｋJ/ｋｇK＝0.273ｋcal/ｋｇ℃
飽和湿り空気の比体積 ｖ_{（1＋ｘ）}＝0.97ｍ³/ｋｇ
飽和湿り空気の密度 γ_{（1＋ｘ）}＝1.03ｋｇ/ｍ³
6）ハウス設計条件
乾燥材；カラマツ、エゾマツ、トドマツなど
桟積木材容積 Ｖ＝12ｍ³/回（嵩容積48ｍ³＝2ｍ×3ｍ×4ｍ）
含水率（初期） 50％；ｕ₅₀＝0.5
含水率（仕上り）20％；ｕ₂₀＝0.2
比重（50％） γ₅₀＝600ｋｇ/ｍ³
比重（全乾；0％） γ₀＝400ｋｇ/ｍ³
質量 Ｗ_ｕ50＝720ｋｇ ｗ_ｕ20＝560ｋｇ ｗ_ｕ0＝480ｋｇ（全乾質量）
比熱 ｃ_ｕ50＝0.55，ｃ_ｕ0＝0.32ｋcal/ｋｇ℃
水分除去量（50→20％）；ｗ_ｕ50−ｗ_ｕ20＝ｗ₀（ｕ₅₀−ｕ₂₀）＝1440ｋｇ
含水率；ｕ＝（ｗ_ｕ−ｗ_ｕ0）/ｗ_ｕ0×100％
ここで、ｗ_ｕ；含水試材質量ｋｇ
ｗ_ｕ0；全乾（ｕ＝0）試材質量ｋｇ

7）木材乾燥熱量Ｑ_Ｄ（7日）
50℃の室内空気のもとで7日間で50％から20％まで乾燥させ、その水分蒸発熱量（潜熱）Ｑ_ｕ＝1440ｋｇ×570ｋcal/ｋｇ（蒸発の潜熱）＝820000ｋcalである。
図5に示す熱収支を参照して、木材乾燥に関する各熱量から全熱負荷Ｑ_Ｔを求める。
つぎに太陽熱依存率Ｄ_sol、補助熱量Ｑ_axを算出する。その際、木材の純乾燥熱量Ｑ_Ｄを基準に、乾燥工程における無効に捨てられる熱量を想定して全負荷をこれに10、50、100％上乗せして求め、それぞれＱ_Ｄ（1.1）、Ｑ_Ｄ（1.5）、Ｑ_Ｄ（2.0）と表示して比較した。表3及び表4に計算結果を示す。

8）むすび
表３から全熱負荷Ｑ_ＴはＱ_Ｄ（1.1）で2.0〜2.4×10³ｋcal/7ｄ、Ｑ_Ｄ（1.5）で2.1〜2.5×10³ｋcal/7ｄ、Ｑ_Ｄ（2.0）で2.3〜2.7×10³ｋcal/7ｄとなる。過去の実証試験の結果では全負荷は1.5〜.0×10⁶ｋcal/9ｄ（11ｍ³）を得ており、本研究開発においてはＱ_Ｄ（1.1）〜Ｑ_Ｄ（1.5）の範囲に収まるものと考える。これは石油換算で20Ｌ/ｍ³で、主流の蒸気乾燥（乾燥日数3〜4日）の半分以下の熱消費量である。
本装置の太陽熱依存率及び補助熱量は表4に期間平均値で示してある。太陽熱依存率Ｄ_Ｓは期間平均で0.20〜0.35、年間平均で0.25〜0.30と、各期間及び年間を通じて良い値が期待できる。そのためにはハウス屋根、周壁を構成する透明フィルムの高い透過率の維持及びハウスの高い断熱・気密性の維持、さらにはシステム制御が重要なポイントになると思われる。補助熱量は少なく、余裕をみて給湯量20,000ｋcal/ｈ程度の小型の木質燃料ボイラーが2台あれば十分間に合う。
ファン等の電力は合計で1ｋＷ程度に抑えてあり、従来のアクティブ利用の1/8に低減され、太陽熱のパッシブ利用の意味合いが叶えられている。

このように、本発明の太陽熱パッシブ利用木材乾燥装置は、農業用ビニールハウス枠に透明フイルム２を２重に張ってできた屋根及び南側面に炭素繊維シート１２を上張りした透明フイルム１１をもう一枚内側に張り集熱する空気通路７を形成し、日射の半透過性の温室構造の大型乾燥室１とし、該乾燥室１内に入射した日射による太陽熱ふく射乾燥及び太陽熱で温められた空気を乾燥室１床上に送風する温風乾燥との複合で、桟積みされた木材等、木質材料の乾燥を行い、乾燥室１内で生じた湿潤空気を強いドラフト力で吸引して排気する北側面の断熱円筒２２と、曇天日や夜間など太陽不照時には、薪などの木質バイオマスを燃料とする燃焼熱を用いて床暖房により太陽熱を補完するふく射乾燥を行う温水床暖房パネル２５及び該燃焼熱を用いて温風乾燥を行うファンコンベクターから構成されるものである。

このようにして、吸入された外気は太陽熱を集熱して温風となり、木質材を乾燥後、断熱円筒２２のドラフトで大気に捨てられる（空気貫流方式）。
例えば、送風機Ｆ1、Ｆ2から速度1.3ｍ/ｓで送られる吸入空気は、湿潤空気となり、断熱円筒２２から最大で３ｍ/ｓで排気される。
一方、木質燃料を用いてペレットボイラーで65〜75℃の温水を作り、この温水を床に敷いた温水床暖房パネル２５に供給し、低温ふく射暖房により桟積木材の乾燥を行う。
温水はファンコンベクターで温風発生後、温水床暖房パネル２５（2系統）に分流されカスケード式に利用される。

本発明の温室構造の太陽熱パッシブ利用木材乾燥装置の概略側面図である。 本発明の温室構造の太陽熱パッシブ利用木材乾燥装置の概略背面図である。 本発明の温室構造の太陽熱パッシブ利用木材乾燥装置の概略平面図である。 本発明の温室構造の太陽熱パッシブ利用木材乾燥装置の基礎の概略説明図である。 図３のＡ−Ａ断面図である。 図５のＢ−Ｂ断面図である。 東西側壁の横断面図である。 木質燃料燃焼熱供給装置の説明図である。 ハウス各面の面積を示す説明図である。 従来の太陽熱乾燥技術を示す説明図である。

符号の説明

１ 乾燥室
２ 透明フイルム
３ 断熱材
４ コンクリートブロック
５ 土間
６ 基礎壁
７ 空気通路
８ 断熱材
９ 空気層
１０ 集熱空間
１１ 透明フイルム
１２ 炭素繊維シート
１３ 上パイプ
１４ 下パイプ
１５ あて板
１６ 留め金
１７ ステイ
１８ 筋交い
１９ 仕切フイルム
２０ 柱パイプ
２１ 空気吹出し口
２２ 断熱円筒
２３ 排出口
２４ 観音開きドア
２５ 床暖房パネル

Claims (1)

1. 農業用ビニールハウスを改良したハウス枠に透明フイルムを２重に張ってできた屋根及び南側面に炭素繊維シートを浮かして置いたフイルムをもう一枚内側に張り、３重の透明フイルムとした日射の半透過性の温室構造の乾燥室を作製し、該乾燥室内に入射した日射による太陽熱ふく射乾燥及び太陽熱で温められた空気を乾燥室床上に送風する温風乾燥との複合で、桟積みされた木材等、木質材料の乾燥を行い、そこで生じた湿潤空気を強いドラフト力で吸引して排気する北側面の断熱円筒と、曇天日や夜間など太陽不照時には、薪などの木質バイオマスを燃料とする燃焼熱を用いて床暖房により太陽熱を補完するふく射乾燥を行う温水床暖房パネル及び該燃焼熱を用いて温風乾燥を行うファンコンベクターとから構成されることを特徴とする太陽熱パッシブ利用木材乾燥装置。
   
   

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