JP2012202673A - Heat treatment wooden material producing device utilizing superheated vapor and heat treatment wooden material producing method - Google Patents

Heat treatment wooden material producing device utilizing superheated vapor and heat treatment wooden material producing method Download PDF

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Minoru Yasujima
稔 安島
Takafumi Ito
貴文 伊藤
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Yasujima:Kk
株式会社ヤスジマ
Nara Prefecture
奈良県
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat treatment wooden material producing device and a heat treatment wooden material producing method which can obtain constant quality heat treatment wooden materials.SOLUTION: The heat treatment wooden material producing device which execute heat treatment to wooden materials includes a constant quantity feed unit 11 which supplies wooden materials of a predetermined quantity, a first accommodation inlet 31a, and a first ejection outlet 31b, and equipped with a first processing room 31 which stores the wooden materials supplied from the constant quantity feed unit 11 through the first accommodation inlet 31a and then conveys the materials to the first ejection outlet 31b while agitating them by a first screw 32, a vapor generating device 41 which makes vapor, a vapor heating device 42 which heats the vapor supplied from the vapor generating device 41 to make superheated vapor for supply to the inside of first processing room 31, a first auxiliary heating device 44 which heats the first processing room 31, and a control device 21 which controls the first auxiliary heating device 44 to set the first processing room 31 to a predetermined temperature, while controlling the vapor heating device 42 to set superheated vapor to a predetermined temperature.

Description

本発明は、木質材料を過熱蒸気で熱処理することにより、木質材料の耐久性、耐蟻性、寸法安定性を向上させる熱処理木質材料製造に関する技術である。   The present invention relates to a technique for manufacturing a heat-treated wood material that improves the durability, ant resistance and dimensional stability of the wood material by heat-treating the wood material with superheated steam.
従来、腐朽耐久性、防蟻性や寸法安定性の効果を木材に付加する為の熱処理装置は公知となっている。特許文献1に示すバッチ式の過熱蒸気処理装置では、板状の木材を加熱室内へと収容して、加熱室内へ蒸気を導入するとともに、導入された蒸気の一部を加熱して過熱蒸気として過熱室内を還流させ、加熱室内の蒸気を過熱状態に一定時間保持するものである。そうすることで、木材中の水分を蒸発させ、木材を乾燥させる。   Conventionally, heat treatment apparatuses for adding the effects of decay durability, ant repellency and dimensional stability to wood have been known. In the batch-type superheated steam treatment apparatus shown in Patent Document 1, plate-like wood is accommodated in a heating chamber, steam is introduced into the heating chamber, and a part of the introduced steam is heated to form superheated steam. The interior of the heating chamber is refluxed, and the steam in the heating chamber is maintained in a superheated state for a certain period of time. By doing so, moisture in the wood is evaporated and the wood is dried.
しかしながら、上記のようなバッチ式の過熱蒸気処理装置を用いてチップ状の木質材料を乾燥する場合、かご等に木質材料を詰め、それを処理室(加熱室)内に載置し、過熱蒸気処理を行うと過熱蒸気により木質材料に付与する熱のムラが生じるため、木質材料の加熱温度にばらつきが発生してしまう。すなわち、かごの中心部付近の木質材料が十分に加熱されなかったり、かごの表面に近い木質材料が過剰な加熱により自己発熱したりし、均一な加熱ができず、安定した性能が木質材料に付与されなかったり、処理時間が非常に長くかかったりしていた。   However, when the chip-like woody material is dried using the batch-type superheated steam treatment apparatus as described above, the woody material is packed in a basket or the like and placed in the treatment room (heating room), and the superheated steam is placed. When the treatment is performed, unevenness of heat applied to the wood material due to the superheated steam is generated, so that the heating temperature of the wood material varies. That is, the wood material near the center of the car is not heated enough, or the wood material near the car surface is self-heated due to excessive heating, and uniform heating is not possible, and stable performance is achieved in the wood material It was not granted or the processing time was very long.
特開2007−263409号公報JP 2007-263409 A
そこで本発明の課題は、品質が一定の熱処理木質材料を得ることができる熱処理木質材料製造装置及び熱処理木質材料製造方法を提供することである。   Therefore, an object of the present invention is to provide a heat-treated wood material manufacturing apparatus and a heat-treated wood material manufacturing method capable of obtaining a heat-treated wood material having a constant quality.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。   The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
即ち、請求項1においては、木質材料に対して熱処理を行う熱処理木質材料製造装置であって、所定量の木質材料を供給する定量供給装置と、第一収容口と第一排出口とを有し、前記定量供給装置から供給される前記木質材料を前記第一収容口より収容し、第一スクリューによって攪拌しながら前記第一排出口へと搬送する第一処理室と、蒸気を作る蒸気発生装置と、該蒸気発生装置から供給される蒸気を加熱して、前記第一処理室内に供給する過熱蒸気とする蒸気加熱装置と、前記第一処理室を加熱する第一補助加熱装置と、前記蒸気加熱装置を制御して前記過熱蒸気を所定温度に設定するとともに、前記補助加熱装置を制御して前記第一処理室を所定温度に設定する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記第一処理室内に前記過熱蒸気を供給することによって前記第一処理室内を低酸素雰囲気とし、前記第一スクリューを所定の回転速度で回転させることで、前記第一処理室内の前記木質材料を攪拌しながら前記第一収容口から前記第一排出口へと搬送するとともに、前記補助加熱装置により前記第一処理室を所定温度に加熱しながら前記所定温度の過熱蒸気にて前記木質材料に熱処理を行うものである。   That is, in claim 1, there is provided a heat-treated wood material manufacturing apparatus for heat-treating a wood material, comprising a quantitative supply device that supplies a predetermined amount of wood material, a first storage port, and a first discharge port. A first processing chamber for storing the wood material supplied from the quantitative supply device through the first storage port and transporting it to the first discharge port while stirring with a first screw; and steam generation for generating steam An apparatus, a steam heating apparatus that heats the steam supplied from the steam generation apparatus to form superheated steam supplied into the first processing chamber, a first auxiliary heating apparatus that heats the first processing chamber, A control device for controlling the steam heating device to set the superheated steam to a predetermined temperature, and controlling the auxiliary heating device to set the first processing chamber to a predetermined temperature, the control device comprising: The superheated steam in the first treatment chamber The first processing chamber is made to be in a low oxygen atmosphere and the first screw is rotated at a predetermined rotation speed, so that the wood material in the first processing chamber is stirred from the first storage port. While conveying to the said 1st discharge port, heat-treating the said wooden material with the superheated steam of the said predetermined temperature, heating the said 1st processing chamber to the predetermined temperature with the said auxiliary heating apparatus.
請求項2においては、第二収容口と第二排出口を有し、前記第一処理室の前記第一排出口から排出される前記木質材料を前記第二収容口より収容し、第二スクリューによって攪拌しながら前記第二排出口へと搬送する第二処理室と、前記第二処理室を加熱する第二補助加熱装置と、をさらに備え、前記制御装置は、前記第一処理室内と前記第二処理室内とに前記過熱蒸気を供給することによって前記第一処理室内と前記第二処理室内とを低酸素雰囲気とし、前記第二スクリューを所定の回転速度で回転させることで、前記第一排出口から前記第二処理室内に供給された前記木質材料を攪拌しながら第二収容口から前記第二排出口へと搬送するとともに、前記第二補助加熱装置により前記第二処理室を所定温度に加熱しながら前記所定温度の過熱蒸気にて前記木質材料に熱処理を行うものである。   In Claim 2, It has a 2nd accommodation port and a 2nd discharge port, The said wooden material discharged | emitted from said 1st discharge port of said 1st processing chamber is accommodated from said 2nd accommodation port, A 2nd screw And a second auxiliary heating device that heats the second processing chamber while stirring, and the control device includes the first processing chamber and the second processing chamber. By supplying the superheated steam to the second processing chamber, the first processing chamber and the second processing chamber are brought into a low oxygen atmosphere, and the second screw is rotated at a predetermined rotation speed, thereby While the wooden material supplied from the discharge port to the second processing chamber is agitated, it is transported from the second storage port to the second discharge port, and the second auxiliary heating device is used to bring the second processing chamber to a predetermined temperature. The predetermined temperature is exceeded while heating. And it performs heat treatment on the wood-based materials in the vapor.
請求項3においては、前記木質材料は、予め繊維飽和点以下に乾燥した木質材料である。   According to a third aspect of the present invention, the wood material is a wood material previously dried to a fiber saturation point or lower.
請求項4においては、前記木質材料は、乾燥処理が成されていない木質材料である。   According to a fourth aspect of the present invention, the wood material is a wood material that has not been dried.
請求項5においては、前記熱処理は、低温炭化処理である。   In the present invention, the heat treatment is a low temperature carbonization treatment.
請求項6においては、前記請求項1に記載の熱処理木質材料製造装置を用いて、木質材料に対して熱処理を行う熱処理木質材料製造方法であって、前記定量供給装置により前記第一処理室に所定量の木質材料を供給する工程と、前記第一処理室内に前記過熱蒸気を供給することによって前記第一処理室内を低酸素雰囲気とする過熱蒸気供給工程と、前記第一処理室内において、前記第一スクリューを所定の回転速度で回転させることで、前記第一処理室内の前記木質材料を攪拌しながら前記第一収容口から前記第一排出口へと搬送するとともに、前記第一補助加熱装置により前記第一処理室を前記所定温度に加熱しながら前記所定温度の過熱蒸気にて前記木質材料に熱処理を行う第一熱処理工程と、を有する熱処理木質材料製造方法である。   In Claim 6, it is the heat processing wood material manufacturing method which heat-processes with respect to wood material using the heat processing wood material manufacturing apparatus of the said Claim 1, Comprising: In said 1st process chamber by the said fixed supply apparatus A step of supplying a predetermined amount of woody material, a superheated steam supply step of providing the first processing chamber with a low oxygen atmosphere by supplying the superheated steam into the first processing chamber, and in the first processing chamber, By rotating the first screw at a predetermined rotational speed, the wood material in the first processing chamber is conveyed from the first storage port to the first discharge port while stirring, and the first auxiliary heating device The first heat treatment step of heat-treating the wood material with the superheated steam at the predetermined temperature while heating the first treatment chamber to the predetermined temperature.
請求項7においては、前記請求項2に記載の熱処理木質材料製造装置を用いて、木質材料に対して熱処理を行う連続式の熱処理木質材料製造方法であって、前記定量供給装置により前記第一処理室に所定量の木質材料を供給する工程と、前記第一処理室内と前記第二処理室内とに前記過熱蒸気を供給することによって前記第一処理室内と前記第二処理室内とを低酸素雰囲気とする過熱蒸気供給工程と、前記第一処理室内において、前記第一スクリューを所定の回転速度で回転させることで、前記第一処理室内の前記木質材料を攪拌しながら前記第一収容口から前記第一排出口へと搬送するとともに、前記第一補助加熱装置により前記第一処理室を前記所定温度に加熱しながら前記所定温度の過熱蒸気にて前記木質材料に熱処理を行う第一熱処理工程と、該第一熱処理工程により熱処理された前記木質材料を前記第二処理室に供給し、当該第二処理室内において、前記第二スクリューを所定の回転速度で回転させることで、前記第二処理室内の前記木質材料を攪拌しながら前記第二収容口から前記第二排出口へと搬送するとともに、前記第二補助加熱装置により前記第二処理室を前記所定温度に加熱しながら前記所定温度の過熱蒸気にて前記木質材料に熱処理を行う第二熱処理工程と、を有する請求項7に記載の熱処理木質材料製造方法である。   According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a continuous heat treated wooden material manufacturing method for performing a heat treatment on a wooden material using the heat treated wooden material manufacturing apparatus according to the second aspect, wherein the first quantity is supplied by the quantitative supply device. A step of supplying a predetermined amount of woody material to the processing chamber, and supplying the superheated steam to the first processing chamber and the second processing chamber to reduce low oxygen in the first processing chamber and the second processing chamber The superheated steam supply step as an atmosphere, and in the first processing chamber, the first screw is rotated at a predetermined rotation speed, so that the wooden material in the first processing chamber is stirred from the first storage port. A first heat treatment is carried out to the first discharge port and heat-treats the wood material with superheated steam at the predetermined temperature while heating the first treatment chamber to the predetermined temperature by the first auxiliary heating device. And supplying the wood material heat-treated in the first heat treatment step to the second treatment chamber, and rotating the second screw at a predetermined rotation speed in the second treatment chamber. The wooden material in the processing chamber is conveyed from the second storage port to the second discharge port while stirring, and the second processing chamber is heated to the predetermined temperature by the second auxiliary heating device, and the predetermined temperature is maintained. A heat treatment wood material manufacturing method according to claim 7, further comprising a second heat treatment step of heat treating the wood material with superheated steam.
請求項8においては、前記木質材料は、予め繊維飽和点以下に乾燥した木質材料である。   In the present invention, the wood material is a wood material previously dried to a fiber saturation point or less.
請求項9においては、前記木質材料は、乾燥処理が成されていない木質材料である。   In the present invention, the wood material is a wood material that has not been subjected to a drying treatment.
請求項10においては、前記第一熱処理工程は、低温炭化処理を行う工程である。   In Claim 10, said 1st heat treatment process is a process of performing a low temperature carbonization process.
請求項11においては、前記第一熱処理工程は、前記木質材料を繊維飽和点以下にする乾燥処理を有する工程である。   In Claim 11, said 1st heat treatment process is a process which has a drying process which makes the said woody material below a fiber saturation point.
請求項12においては、前記第二熱処理工程は、低温炭化処理を行う工程である。   In Claim 12, said 2nd heat treatment process is a process of performing a low temperature carbonization process.
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。   As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
本発明によれば、処理室を加熱することで処理室内の温度ムラを防止しながら、処理室内のスクリューによって木質材料を攪拌しながら搬送して、処理室内に供給される過熱蒸気の熱を木質材料に対して均一に伝えることができるため、品質が一定の熱処理木質材料を得ることができる。   According to the present invention, the heat of the superheated steam supplied into the processing chamber is conveyed by stirring the wooden material while stirring the wooden material by the screw in the processing chamber while preventing the temperature unevenness in the processing chamber by heating the processing chamber. Since it can transmit uniformly with respect to material, the heat-treated wood material with fixed quality can be obtained.
本発明の第一実施形態に係る熱処理木質材料製造装置の全体の構成を示す模式図。The schematic diagram which shows the whole structure of the heat-processed wood material manufacturing apparatus which concerns on 1st embodiment of this invention. 本発明の第二実施形態に係る熱処理木質材料製造装置の全体の構成を示す模式図。The schematic diagram which shows the whole structure of the heat-processed wood material manufacturing apparatus which concerns on 2nd embodiment of this invention.
まず、本発明の第一実施形態に係る連続式の熱処理木質材料製造装置1の全体構成について図1を用いて説明する。   First, the whole structure of the continuous heat processing wood material manufacturing apparatus 1 which concerns on 1st embodiment of this invention is demonstrated using FIG.
尚、第一実施形態、及び、後述する第二実施形態における連続式の熱処理木質材料製造装置1・100は、木質材料に対して所定の熱処理工程を行い、熱処理された木質材料を製造する装置である。   Note that the continuous heat treatment wood material manufacturing apparatuses 1 and 100 according to the first embodiment and the second embodiment to be described later perform a predetermined heat treatment process on the wood material and manufacture the heat treated wood material. It is.
ここで、本発明の連続式の熱処理木質材料製造装置1・100で熱処理される木質材料であるが、建築資材用に伐採された生木だけではなく、建築廃材や林地残材などの廃材、未利用資源を原料としたチップ材も含まれる。また、熱処理された木質材料は、屋上敷設資材や舗装材等の土木資材、木材プラスチック複合材の原料、および、燃料としての利用が可能である。   Here, although it is a wood material heat-processed with the continuous heat treatment wood material manufacturing apparatus 1/100 of this invention, not only the raw tree felled for building materials, but waste materials, such as a building waste material and a forest land residual material, This includes chip materials made from unused resources. Further, the heat-treated wood material can be used as a civil engineering material such as a roof laying material or a paving material, a raw material of a wood plastic composite material, and a fuel.
第一実施形態において、チップ状の木質材料は、予め繊維飽和点以下(通常、含水率30%以下)に乾燥された状態で、定量供給装置11により第一処理室31内へ送られてくる。   In the first embodiment, the chip-like woody material is sent into the first processing chamber 31 by the quantitative supply device 11 in a state of being dried in advance to a fiber saturation point or lower (usually a moisture content of 30% or lower). .
定量供給装置11は、定量タンク12と繰出装置13からなり、定量タンク12内には、繊維飽和点以下の木質材料が収容される。繰出装置13はロータリーバルブ14を図示しないモーターによって駆動して内容物である木質材料を排出できるように構成されている。モーターは制御装置21と接続されて所定のタイミングで駆動するようにインバータ制御されている。つまり、制御装置21によるインバータ制御によって目的に応じた量の木質材料が定量タンク12から第一処理室31へと送られてくる。   The fixed amount supply device 11 includes a fixed amount tank 12 and a feeding device 13, and the fixed amount tank 12 contains a wood material below the fiber saturation point. The feeding device 13 is configured to drive the rotary valve 14 by a motor (not shown) to discharge the wood material as the contents. The motor is connected to the control device 21 and is inverter controlled so as to be driven at a predetermined timing. That is, the amount of wood material corresponding to the purpose is sent from the metering tank 12 to the first processing chamber 31 by inverter control by the control device 21.
前記定量供給装置11の吐出側は、第一処理室31の上流側の第一収容口31aに連結されており、定量供給装置11の下部に固設された繰出装置13によって、適宜のタイミングと投入量で木質材料を第一処理室31へ供給するようになっている。   The discharge side of the quantitative supply device 11 is connected to the first storage port 31a on the upstream side of the first processing chamber 31, and the delivery device 13 fixed at the lower portion of the quantitative supply device 11 is set to an appropriate timing. The wood material is supplied to the first processing chamber 31 by the input amount.
第一処理室31は、円筒状のケース体(本実施形体において内径200mm、長さ2000mm)であり、その内部に第一スクリュー32が設けられている。該第一スクリュー32は駆動軸33を有し、該駆動軸33は、第一処理室31の上流端部および下流端部に回動可能に支持される。駆動軸33の一端には、動力伝達手段34を介してモーター35が連結されている。モーター35は制御装置21と接続され、制御装置21によって所定のタイミングで駆動されるように制御されている。この第一スクリュー32の回動は、繰出装置13によって第一処理室31内に送られてきた木質材料を第一処理室31内の上流(第一収容口31a側)から下流(第一排出口31b側)へと攪拌しながら搬送して、後述する所定温度の過熱蒸気の熱を木質材料に対して均一に伝えることが可能となるように構成されている。このとき、モーター35がインバータ制御されていることで、第一スクリュー32の回転速度が制御されており、第一処理室31内での木質材料の滞留時間が制御可能になっている。   The first processing chamber 31 is a cylindrical case body (in this embodiment, an inner diameter of 200 mm and a length of 2000 mm), and a first screw 32 is provided therein. The first screw 32 has a drive shaft 33, and the drive shaft 33 is rotatably supported at the upstream end portion and the downstream end portion of the first processing chamber 31. A motor 35 is connected to one end of the drive shaft 33 via a power transmission means 34. The motor 35 is connected to the control device 21 and controlled to be driven at a predetermined timing by the control device 21. This rotation of the first screw 32 causes the wood material sent into the first processing chamber 31 by the feeding device 13 to flow downstream from the upstream (first storage port 31a side) in the first processing chamber 31 (first exhaust port). It is configured so that it can be conveyed to the outlet 31b side while stirring, and the heat of superheated steam having a predetermined temperature, which will be described later, can be uniformly transmitted to the wood material. At this time, since the motor 35 is controlled by the inverter, the rotation speed of the first screw 32 is controlled, and the residence time of the wood material in the first processing chamber 31 can be controlled.
第一処理室31の内部には、蒸気ボイラで構成された蒸気発生装置41によって作られた蒸気が送りこまれてくる。該蒸気は蒸気加熱ヒーターにより構成された蒸気加熱装置42によって加熱されて、所定温度の過熱蒸気となって第一処理室31内へと送られる。蒸気加熱装置42の出口付近には、温度センサー43が配置されており、前記蒸気加熱装置42とともに制御装置21と接続されている。制御装置21は、前記温度センサー43により検出される蒸気加熱装置42出口付近の過熱蒸気の温度検出値をもとに、蒸気加熱装置42の出口付近において過熱蒸気が所定温度となるように蒸気加熱装置42を制御することが可能である。つまり、制御装置21は、蒸気加熱装置42を制御して、第一処理室31内に供給する過熱蒸気を所定温度に設定することが可能である。   Steam produced by a steam generator 41 composed of a steam boiler is sent into the first processing chamber 31. The steam is heated by a steam heating device 42 constituted by a steam heater, and is sent into the first processing chamber 31 as superheated steam having a predetermined temperature. A temperature sensor 43 is disposed near the outlet of the steam heating device 42 and is connected to the control device 21 together with the steam heating device 42. Based on the detected temperature value of the superheated steam near the outlet of the steam heating device 42 detected by the temperature sensor 43, the control device 21 heats the steam so that the superheated steam reaches a predetermined temperature near the outlet of the steam heating device 42. The device 42 can be controlled. That is, the control device 21 can control the steam heating device 42 to set the superheated steam supplied into the first processing chamber 31 to a predetermined temperature.
尚、蒸気加熱装置42は、電気式のヒーターとしているが限定するものではなく、バーナーに、LPGガスや天然ガス、灯油、軽油、重油等の燃料が供給されて燃焼されるようにして、蒸気発生装置41からの蒸気を加熱してもよい。つまり、制御装置21は、バーナーに供給される燃料を調整することで過熱蒸気の温度が任意の温度となるように構成してもよい。   The steam heating device 42 is an electric heater, but is not limited. The steam heating device 42 is supplied with fuel such as LPG gas, natural gas, kerosene, light oil, heavy oil, etc., and burned. Steam from the generator 41 may be heated. That is, the control device 21 may be configured such that the temperature of the superheated steam becomes an arbitrary temperature by adjusting the fuel supplied to the burner.
第一処理室31には、その外壁を包み込むように電気ヒーターで構成された第一補助加熱装置44が巻かれ、第一処理室31の内部には、第一処理室31内の温度を検出する温度センサー(図示省略)が複数箇所に設けられている。第一補助加熱装置44および温度センサーは、それぞれ制御装置21と接続されている。制御装置21は、前記複数の温度センサーにより検出される第一処理室31内の各温度検出値をもとに、蒸気加熱装置42と連動して、第一補助加熱装置44を作動させることで第一処理室31内を加熱し、第一処理室31内の過熱蒸気の温度ムラをなくすようになっている。すなわち、制御装置21は、蒸気加熱装置42を制御して、第一処理室31内に供給する過熱蒸気を所定温度に設定するとともに、前記第一補助加熱装置44を制御して前記第一処理室31を所定温度に設定することで、第一処理室31内の過熱蒸気の温度ムラをなくすことができる。
なお、第一補助加熱装置44としては、第一処理室31の外壁において、複数の電気ヒーターを第一処理室31の長さ方向に沿って並べるように複数箇所に巻回し、当該複数の電気ヒーターをそれぞれ独立して加熱するように制御する構成としてもよい。このように第一補助加熱装置44を構成した場合、複数の電気ヒーターによりそれぞれ独立して第一処理室31の加熱温度を制御することで、第一処理室31内をより均一に加熱することができるため、第一処理室31内の過熱温度の温度ムラをなくすことができる。
The first processing chamber 31 is wound with a first auxiliary heating device 44 composed of an electric heater so as to wrap the outer wall, and the temperature inside the first processing chamber 31 is detected inside the first processing chamber 31. Temperature sensors (not shown) are provided at a plurality of locations. The first auxiliary heating device 44 and the temperature sensor are each connected to the control device 21. The control device 21 operates the first auxiliary heating device 44 in conjunction with the steam heating device 42 based on each temperature detection value in the first processing chamber 31 detected by the plurality of temperature sensors. The inside of the first processing chamber 31 is heated, and the temperature unevenness of the superheated steam in the first processing chamber 31 is eliminated. That is, the control device 21 controls the steam heating device 42 to set the superheated steam supplied into the first processing chamber 31 to a predetermined temperature, and also controls the first auxiliary heating device 44 to perform the first processing. By setting the chamber 31 to a predetermined temperature, the temperature unevenness of the superheated steam in the first processing chamber 31 can be eliminated.
As the first auxiliary heating device 44, a plurality of electric heaters are wound around a plurality of locations on the outer wall of the first processing chamber 31 so as to be arranged along the length direction of the first processing chamber 31. It is good also as a structure which controls so that a heater may each heat independently. When the first auxiliary heating device 44 is configured in this manner, the inside of the first processing chamber 31 is heated more uniformly by controlling the heating temperature of the first processing chamber 31 independently by a plurality of electric heaters. Therefore, the temperature unevenness of the overheating temperature in the first processing chamber 31 can be eliminated.
第一処理室31の上出口には、蒸気排出管51が接続されており、該蒸気排出管51の下流には、制御装置21と接続されているダンパー52が配置されている。つまり、制御装置21による制御によって、ダンパー52は駆動され、第一処理室31内で利用し終わった過熱蒸気(余剰の過熱蒸気)が所定の量だけ熱処理木質材料製造装置1の外部へ排出できるようになっている。   A steam exhaust pipe 51 is connected to the upper outlet of the first processing chamber 31, and a damper 52 connected to the control device 21 is disposed downstream of the steam exhaust pipe 51. That is, the damper 52 is driven by the control by the control device 21, and the superheated steam (excess superheated steam) that has been used in the first processing chamber 31 can be discharged outside the heat-treated wood material manufacturing apparatus 1 by a predetermined amount. It is like that.
第一処理室31の下部には、木質材料に過熱蒸気が熱を伝えることでドレン化した結露を第一処理室31の外部へと排出するためのドレン配管53が設置されている。   In the lower part of the first processing chamber 31, a drain pipe 53 is provided for discharging the condensation formed by draining the superheated steam to the wood material to the outside of the first processing chamber 31.
第一処理室31の下部の第一排出口31bには、接続管61を介して出口タンク62が接続されており、熱処理された木質材料が所定の量だけ貯められる構造となっている。出口タンク62には、図示しない蒸気噴出口が設置され、さらに冷却用の蒸気が供給可能となっており、出口タンク62内で木質材料は有酸素下で発火しない温度域まで冷却される。また、出口タンク62は第一処理室31と運転中(木質材料が熱処理中)は連結されているが、運転終了後には取り外し可能な構造になっている。   An outlet tank 62 is connected to the first discharge port 31b in the lower part of the first processing chamber 31 via a connecting pipe 61, and a heat-treated wood material is stored in a predetermined amount. The outlet tank 62 is provided with a steam outlet (not shown) and can supply cooling steam, and the wood material is cooled to a temperature range where it does not ignite under aerobic conditions in the outlet tank 62. The outlet tank 62 is connected to the first processing chamber 31 during operation (the wood material is being heat-treated), but has a structure that can be removed after the operation is completed.
次に、第一実施形態に係る熱処理木質材料製造装置1に適用する熱処理木質材料製造方法について説明する。熱処理木質材料製造方法は、過熱蒸気供給工程と、木質材料供給工程と、第一熱処理工程と、冷却工程と、を主とし、それら工程を連続的に行う。以下において、各工程について説明する。   Next, the heat-treated wood material manufacturing method applied to the heat-treated wood material manufacturing apparatus 1 according to the first embodiment will be described. The heat-treated wood material manufacturing method mainly includes a superheated steam supply step, a wood material supply step, a first heat treatment step, and a cooling step, and these steps are continuously performed. Below, each process is demonstrated.
過熱蒸気供給工程では、第一処理室31内に過熱蒸気を供給することによって第一処理室31内を低酸素雰囲気とする。つまり、予め設定した第一処理室31内における過熱蒸気の温度となるように、制御装置21が、蒸気加熱装置42を作動させ、蒸気発生装置41から供給される蒸気を加熱し、第一処理室31内へと過熱蒸気を供給する。そして、制御装置21によって、木質材料の熱処理が終了するまでこの状態が保持するように制御される。   In the superheated steam supply step, the inside of the first process chamber 31 is made a low oxygen atmosphere by supplying superheated steam into the first process chamber 31. That is, the control device 21 operates the steam heating device 42 to heat the steam supplied from the steam generating device 41 so that the temperature of the superheated steam in the first processing chamber 31 set in advance is reached, and the first processing Superheated steam is supplied into the chamber 31. And it is controlled by the control apparatus 21 so that this state is hold | maintained until the heat processing of a wooden material is complete | finished.
次に、木質材料供給工程が開始される。   Next, the wood material supply process is started.
木質材料供給工程では、定量タンク12内に木質材料をセットし、そして、制御装置21の制御によって、ロータリーバルブ14が駆動し、定量タンク12内の木質材料を所定量だけ第一処理室31内へ供給するものである。本実施形態における木質材料としては、予め繊維飽和点以下に乾燥したものを対象とするが限定するものではない。   In the wood material supply process, the wood material is set in the metering tank 12, and the rotary valve 14 is driven by the control of the control device 21, so that a predetermined amount of the wood material in the metering tank 12 is in the first processing chamber 31. To supply. The wood material in the present embodiment is intended to be a material dried in advance below the fiber saturation point, but is not limited thereto.
木質材料供給工程が、終了した木質材料は、第一熱処理工程へと進む。   The wood material for which the wood material supply process has been completed proceeds to the first heat treatment process.
第一実施形態の第一熱処理工程は、木質材料に対して腐朽耐久性、防蟻性や寸法安定性の効果を付加する為の熱処理を行う工程である。   The first heat treatment step of the first embodiment is a step of performing a heat treatment for adding the effects of decay durability, ant repellency and dimensional stability to the wood material.
すなわち、第一熱処理工程では、予め設定した第一処理室31内における過熱蒸気の温度となるように、制御装置21が、蒸気加熱装置42を作動させ、蒸気発生装置41から供給される蒸気を加熱し、第一処理室31内へと過熱蒸気を供給する。この蒸気加熱装置42の作動と連動して、制御装置21は、第一補助加熱装置44も作動させる。つまり、設定された過熱蒸気の温度となるように、制御装置21は、温度センサー43及び第一処理室31内の温度センサーの検出値をもとに、第一処理室31内の過熱蒸気の温度ムラを防止するように制御する。そして、過熱蒸気の設定温度を保つとともに、第一補助加熱装置44により第一処理室31内を所定温度に加熱しながら、第一処理室31内の過熱蒸気の温度ムラも防止するように、制御装置21が自動制御を行う。   That is, in the first heat treatment step, the control device 21 operates the steam heating device 42 so that the temperature of the superheated steam in the first processing chamber 31 is set in advance, and the steam supplied from the steam generating device 41 is supplied. Heat and supply superheated steam into the first processing chamber 31. In conjunction with the operation of the steam heating device 42, the control device 21 also operates the first auxiliary heating device 44. That is, the control device 21 controls the temperature of the superheated steam in the first processing chamber 31 based on the detected values of the temperature sensor 43 and the temperature sensor in the first processing chamber 31 so that the set temperature of the superheated steam is obtained. Control to prevent temperature unevenness. And while maintaining the setting temperature of superheated steam and heating the inside of the first processing chamber 31 to a predetermined temperature by the first auxiliary heating device 44, so as to prevent temperature unevenness of the superheated steam in the first processing chamber 31, The control device 21 performs automatic control.
さらに、制御装置21は、予め設定した熱処理時間(滞留時間)となるように、モーター35を作動させることで、第一スクリュー32を所定の回転速度となるように回転させる。これにより、木質材料は、第一収容口31aから第一排出口31bへと搬送される。   Further, the control device 21 operates the motor 35 so as to have a preset heat treatment time (residence time), thereby rotating the first screw 32 at a predetermined rotational speed. Thereby, the wood material is conveyed from the 1st accommodation port 31a to the 1st discharge port 31b.
しがたって、第一処理室31内の木質材料は、過熱蒸気に晒され、さらに第一スクリュー32によって攪拌されながら下流へと搬送される過程で徐々に熱処理される。第一処理室31内の木質材料は、攪拌されることで過熱蒸気に効率よく晒されるため、均一に熱処理することができる。   Therefore, the wood material in the first processing chamber 31 is exposed to superheated steam and gradually heat-treated in the process of being conveyed downstream while being stirred by the first screw 32. Since the wood material in the first treatment chamber 31 is efficiently exposed to superheated steam by being stirred, it can be uniformly heat-treated.
また、第一処理室31内の結露は、ドレン配管53を介して装置外部に排出される。第一処理室31内の余剰の過熱蒸気は、制御装置121によって、ダンパー52を作動させることで、装置外部に所定の量だけ排出される。   Further, the dew condensation in the first processing chamber 31 is discharged to the outside of the apparatus through the drain pipe 53. Excess superheated steam in the first processing chamber 31 is discharged by a predetermined amount to the outside of the apparatus by operating the damper 52 by the control device 121.
なお、上記第一熱処理工程においては、材種、初期含水率、寸法に応じて適宜の乾燥条件を決定すればよい。   In the first heat treatment step, appropriate drying conditions may be determined according to the material type, initial moisture content, and dimensions.
第一熱処理工程が終了した木質材料は、接続管61を介して、出口タンク62へと供給され、冷却工程に進む。   The wood material for which the first heat treatment process has been completed is supplied to the outlet tank 62 via the connection pipe 61 and proceeds to the cooling process.
冷却工程は、熱処理工程の終了後の木質材料が有酸素下で発火しない温度域まで下げるための工程である。   The cooling step is a step for lowering the temperature after the heat treatment step to a temperature range where the woody material does not ignite under aerobic conditions.
すなわち、第一熱処理工程では、熱処理直後の木質材料が、制御装置121によって出口タンク62内に所定量だけ貯められるように制御される。出口タンク62には、図示しない蒸気噴出口が設置され、さらに冷却用の蒸気が供給可能となっている。木質材料温度センサーにより木質材料温度が所定温度を下回ったことが検知されると、排出装置が作動し、出口タンク62内の木質材料(木材)が取り出され、冷却工程は終了とする。   That is, in the first heat treatment step, the control unit 121 controls the wood material immediately after the heat treatment to be stored in the outlet tank 62 by a predetermined amount. The outlet tank 62 is provided with a steam outlet (not shown) so that cooling steam can be supplied. When the wood material temperature sensor detects that the wood material temperature has fallen below a predetermined temperature, the discharge device is activated, the wood material (wood) in the outlet tank 62 is taken out, and the cooling process is terminated.
以上が第一実施形態に係る熱処理木質材料製造装置の構成及び熱処理木質材料製造方法である。
なお、第一実施形態においては、木質材料の投入から冷却を一連の工程の中で行う例を挙げたが、特に限定するものではなく、生木などの乾燥処理が成されていない木質材料を用いて、乾燥工程と熱処理工程を第一熱処理工程で行うようにして熱処理木質材料製造方法を構成することも可能である。
The above is the configuration of the heat treated wood material manufacturing apparatus and the heat treated wood material manufacturing method according to the first embodiment.
In the first embodiment, an example is given in which cooling is performed in a series of steps from the introduction of the wood material, but there is no particular limitation, and a wood material that has not been subjected to a drying treatment such as a raw tree is used. It is also possible to configure the heat-treated wood material manufacturing method so that the drying step and the heat treatment step are performed in the first heat treatment step.
次に、本発明の第二実施形態に係る連続式の熱処理木質材料製造装置100の全体構成について図2を用いて説明する。   Next, the whole structure of the continuous heat treatment wood material manufacturing apparatus 100 which concerns on 2nd embodiment of this invention is demonstrated using FIG.
第二実施形態に係る熱処理木質材料製造装置100は、第一実施形態に係る熱処理木質材料製造装置1の第一処理室31と出口タンク62との間に第二処理室131が介在するように構成されている。尚、説明を容易とするため、第一実施形態と同様の部分については、同じ符号を付し、説明は省略する。また、制御装置21に接続されたものは第二実施形態において制御装置121に接続されるものとする。   The heat-treated wood material manufacturing apparatus 100 according to the second embodiment is configured such that the second process chamber 131 is interposed between the first processing chamber 31 and the outlet tank 62 of the heat-treated wood material manufacturing apparatus 1 according to the first embodiment. It is configured. For ease of explanation, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. Moreover, what is connected to the control apparatus 21 shall be connected to the control apparatus 121 in 2nd embodiment.
第二処理室131は、円筒状のケース体(本実施形体において内径200mm、長さ2000mm)であり、第一処理室31の下方に所定間隔をおいて平行に設けられている。第二処理室131の上流側の第二収容口131aは、第一処理室31の下流側にある第一排出口31bと連結管36を介して連結されている。第二処理室131には、第二スクリュー132が設けられ、第一処理室31内の第一スクリュー32による木質材料の進行方向とは逆の進行方向となるように配置される。該第二スクリュー132は駆動軸133を有し、該駆動軸133は、第二処理室131の上流端部および下流端部に回動可能に支持される。駆動軸133の一端には、動力伝達手段134を介してモーター135が連結されている。モーター135は制御装置121と接続され、制御装置121によって所定のタイミングで駆動されるように制御されている。この第二スクリュー132の回動は、第一処理室31から連結管36を介して第二処理室131内に送られてきた木質材料を第二処理室131内の上流(第二収容口131a側)から下流(第二排出口131b側)へと攪拌しながら搬送する。このとき、モーター135がインバータ制御されていることで、第二スクリュー132の回転速度が制御されており、第二処理室131内における木質材料の滞留時間が制御可能になっている。   The second processing chamber 131 is a cylindrical case body (in this embodiment, the inner diameter is 200 mm and the length is 2000 mm), and is provided below the first processing chamber 31 in parallel with a predetermined interval. The second storage port 131 a on the upstream side of the second processing chamber 131 is connected to the first discharge port 31 b on the downstream side of the first processing chamber 31 via a connecting pipe 36. The second processing chamber 131 is provided with a second screw 132 and is disposed in a direction opposite to the direction of travel of the wood material by the first screw 32 in the first processing chamber 31. The second screw 132 has a drive shaft 133, and the drive shaft 133 is rotatably supported by the upstream end portion and the downstream end portion of the second processing chamber 131. A motor 135 is connected to one end of the drive shaft 133 via a power transmission means 134. The motor 135 is connected to the control device 121 and controlled to be driven by the control device 121 at a predetermined timing. The rotation of the second screw 132 causes the wood material sent from the first processing chamber 31 to the second processing chamber 131 via the connecting pipe 36 to be upstream (second storage port 131a) in the second processing chamber 131. From the side) to the downstream (second discharge port 131b side) while being stirred. At this time, since the motor 135 is controlled by the inverter, the rotation speed of the second screw 132 is controlled, and the residence time of the wood material in the second processing chamber 131 can be controlled.
第一処理室31と第二処理室131の内部には、蒸気発生装置41によって作られた蒸気が送りこまれてくる。該蒸気は蒸気加熱装置142によって加熱されて、それぞれの所定温度の過熱蒸気となって二つの供給管142a・142bを介して第一処理室31と第二処理室131内へと送られる。供給管142a・142bには、それぞれに温度センサー43・143が配置されており、蒸気加熱装置142とともに制御装置121と接続されている。制御装置21は、温度センサー43・143により検出される過熱蒸気の温度検出値をもとに、蒸気加熱装置142の出口付近における過熱蒸気が所定温度となるように蒸気加熱装置142を制御することが可能である。つまり、制御装置121は、蒸気加熱装置142を制御して、第一処理室31に供給する過熱蒸気の温度と、第二処理室131に供給する過熱蒸気の温度を別途に設定することができる。   Steam produced by the steam generator 41 is sent into the first processing chamber 31 and the second processing chamber 131. The steam is heated by the steam heating device 142 and becomes superheated steam having a predetermined temperature, and is sent into the first processing chamber 31 and the second processing chamber 131 through the two supply pipes 142a and 142b. Temperature sensors 43 and 143 are disposed in the supply pipes 142a and 142b, respectively, and are connected to the control device 121 together with the steam heating device 142. The control device 21 controls the steam heating device 142 so that the superheated steam near the outlet of the steam heating device 142 reaches a predetermined temperature based on the detected temperature value of the superheated steam detected by the temperature sensors 43 and 143. Is possible. That is, the control device 121 can set the temperature of the superheated steam supplied to the first processing chamber 31 and the temperature of the superheated steam supplied to the second processing chamber 131 separately by controlling the steam heating device 142. .
第二処理室131の外壁には電気ヒーターによって構成された第二補助加熱装置144が巻かれ、第二処理室131の内部には、第二処理室131内の温度を検出する温度センサー(図示省略)が複数箇所に設けられている。第二補助加熱装置144および温度センサーは、制御装置121と接続されている。制御装置21は、前記複数の温度センサーにより検出される第二処理室131内の各温度検出値をもとに、蒸気加熱装置142と連動して、第二補助加熱装置144を作動させることで第二処理室131内を加熱し、第二処理室131内の過熱蒸気の温度ムラをなくすようになっている。すなわち、制御装置121は、蒸気加熱装置142を制御して、第二処理室131内に供給する過熱蒸気を所定温度に設定するとともに、前記第二補助加熱装置144を制御して前記第二処理室131を所定温度に設定することで、第二処理室131内の過熱蒸気の温度ムラをなくすことができる。
なお、第二補助加熱装置144としては、第二処理室131の外壁において、複数の電気ヒーターを第二処理室131の長さ方向に沿って並べるように複数箇所に巻回し、当該複数の電気ヒーターをそれぞれ独立して加熱するように制御する構成としてもよい。このように第二補助加熱装置144を構成した場合、複数の電気ヒーターによりそれぞれ独立して第二処理室131の加熱温度を制御することで、第二処理室131内をより均一に加熱することができるため、第二処理室131内の過熱温度の温度ムラをなくすことができる。
A second auxiliary heating device 144 constituted by an electric heater is wound around the outer wall of the second processing chamber 131, and a temperature sensor (not shown) for detecting the temperature in the second processing chamber 131 is provided inside the second processing chamber 131. Are omitted). The second auxiliary heating device 144 and the temperature sensor are connected to the control device 121. The control device 21 operates the second auxiliary heating device 144 in conjunction with the steam heating device 142 based on each temperature detection value in the second processing chamber 131 detected by the plurality of temperature sensors. The inside of the second processing chamber 131 is heated so that the temperature unevenness of the superheated steam in the second processing chamber 131 is eliminated. That is, the control device 121 controls the steam heating device 142 to set the superheated steam supplied into the second processing chamber 131 to a predetermined temperature, and also controls the second auxiliary heating device 144 to perform the second processing. By setting the chamber 131 to a predetermined temperature, the temperature unevenness of the superheated steam in the second processing chamber 131 can be eliminated.
As the second auxiliary heating device 144, a plurality of electric heaters are wound around the outer wall of the second processing chamber 131 at a plurality of locations so as to be arranged along the length direction of the second processing chamber 131. It is good also as a structure which controls so that a heater may each heat independently. When the second auxiliary heating device 144 is configured in this way, the inside of the second processing chamber 131 is heated more uniformly by controlling the heating temperature of the second processing chamber 131 independently by a plurality of electric heaters. Therefore, the temperature unevenness of the overheating temperature in the second processing chamber 131 can be eliminated.
第二処理室131内の余剰の過熱蒸気は、連結管36を介して第一処理室31内に移動し、制御装置21による制御によって、ダンパー52が駆動され、第一処理室31内の余剰の過熱蒸気とともに所定の量だけ熱処理木質材料製造装置1の外部へ排出するようになっている。   The surplus superheated steam in the second processing chamber 131 moves into the first processing chamber 31 via the connecting pipe 36, and the damper 52 is driven by the control of the control device 21, so that the surplus in the first processing chamber 31. A predetermined amount together with the superheated steam is discharged outside the heat-treated wood material manufacturing apparatus 1.
第二処理室131の下部には、結露を第二処理室131の外部へと排出するためのドレン配管153が設置されている。   A drain pipe 153 for discharging condensation to the outside of the second processing chamber 131 is installed at the lower part of the second processing chamber 131.
第二処理室131の下部の第二排出口131bには、接続管61を介して出口タンク62が接続されており、所定量の熱処理された木質材料が貯められる構造となっている。   An outlet tank 62 is connected to a second discharge port 131b at the lower part of the second processing chamber 131 via a connecting pipe 61, and a predetermined amount of heat-treated wood material is stored.
尚、第一実施形態および第二実施形態の熱処理木質材料製造装置1・100には、木質材料を冷却するため出口タンク62を設置しているが限定するものではなく、第一処理室31と同様に室内を攪拌可能なスクリューを付けた冷却室を設けてもよい。該冷却室は、その内部に生蒸気を充満させたり、冷水のミストを噴射したりして、冷却室内の木質材料を冷却するように構成してもよい。   In addition, in the heat treatment wood material manufacturing apparatuses 1 and 100 according to the first embodiment and the second embodiment, an outlet tank 62 is installed to cool the wood material, but is not limited. Similarly, a cooling chamber with a screw capable of stirring the chamber may be provided. The cooling chamber may be configured to cool the wood material in the cooling chamber by filling the inside with live steam or spraying a mist of cold water.
次に、第二実施形態に係る熱処理木質材料製造装置100に適用する熱処理木質材料製造方法について説明する。熱処理木質材料製造方法は、過熱蒸気供給工程と、木質材料供給工程と、第一熱処理工程(乾燥工程)と、第二熱処理工程と、冷却工程と、を主とし、それら工程を連続的に行う。以下において、各工程について説明する。   Next, a heat treated wood material manufacturing method applied to the heat treated wood material manufacturing apparatus 100 according to the second embodiment will be described. The heat-treated wood material manufacturing method mainly includes a superheated steam supply step, a wood material supply step, a first heat treatment step (drying step), a second heat treatment step, and a cooling step, and these steps are continuously performed. . Below, each process is demonstrated.
過熱蒸気供給工程では、第一処理室31内と第二処理室131内に過熱蒸気を供給することによって第一処理室31内と第二処理室131内を低酸素雰囲気とする。つまり、予め設定した、第一処理室31内と第二処理室131内における過熱蒸気の温度となるように、制御装置121が、蒸気加熱装置142を作動させ、蒸気発生装置41から供給される蒸気を加熱し、第一処理室31内と第二処理室131内へと過熱蒸気をそれぞれ供給する。そして、制御装置121によって、木質材料の熱処理が終了するまでこの状態が保持するように制御される。   In the superheated steam supply step, the superheated steam is supplied into the first process chamber 31 and the second process chamber 131 so that the first process chamber 31 and the second process chamber 131 have a low oxygen atmosphere. That is, the control device 121 operates the steam heating device 142 so that the temperature of the superheated steam in the first processing chamber 31 and the second processing chamber 131 is set in advance, and is supplied from the steam generation device 41. Steam is heated and superheated steam is supplied into the first processing chamber 31 and the second processing chamber 131, respectively. And it is controlled by the control apparatus 121 so that this state is hold | maintained until the heat processing of a wooden material is complete | finished.
次に、木質材料供給工程が開始される。   Next, the wood material supply process is started.
木質材料供給工程では、定量タンク12内に木質材料をセットし、そして、制御装置121の制御によって、ロータリーバルブ14が駆動し、定量タンク12内の木質材料を所定量だけ第一処理室31内へ供給するものである。
なお、上記木質材料供給工程においては、木質材料の材種、初期含水率、寸法に応じて適宜の乾燥条件を決定すればよい。例えば、スギチップを木質材料とした場合、好ましい乾燥条件としては、1時間当たりの木質材料の供給量は約7kg〜9.5kgである。
In the wood material supply process, the wood material is set in the metering tank 12, and the rotary valve 14 is driven by the control of the control device 121, so that a predetermined amount of the wood material in the metering tank 12 is in the first processing chamber 31. To supply.
In the wood material supplying step, appropriate drying conditions may be determined according to the wood material type, initial moisture content, and dimensions. For example, when a cedar chip is used as a wood material, a preferable drying condition is that the supply amount of the wood material per hour is about 7 kg to 9.5 kg.
木質材料供給工程が、終了した木質材料は、第一熱処理工程である乾燥工程へと進む。   The wood material for which the wood material supply process has been completed proceeds to the drying process, which is the first heat treatment process.
乾燥工程は、前記第一処理室31内に供給される過熱蒸気にて低酸素雰囲気(無酸素雰囲気)とし、定量供給装置11によって所定量だけ供給された木質材料を第一スクリュー32によって攪拌しながら移動させることで、第一処理室31内の木質材料を所定の含水率(本実施形態では、15%以下)まで乾燥させる工程である。   In the drying step, the superheated steam supplied into the first processing chamber 31 is changed to a low oxygen atmosphere (oxygen-free atmosphere), and the wood material supplied by a predetermined amount by the quantitative supply device 11 is stirred by the first screw 32. This is a step of drying the wood material in the first processing chamber 31 to a predetermined moisture content (15% or less in the present embodiment) by moving the material.
すなわち、乾燥工程では、予め設定した第一処理室31内における過熱蒸気の温度となるように、制御装置121が、蒸気加熱装置142を作動させ、蒸気発生装置41から供給される蒸気を加熱し、第一処理室31内へと過熱蒸気を供給する。この蒸気加熱装置142の作動と連動して、制御装置121は、第一補助加熱装置44も作動させる。つまり、設定された過熱蒸気の温度となるように、制御装置121は、温度センサー43及び第一処理室31内の温度センサーの検出値をもとに、第一処理室31内の過熱蒸気の温度ムラを防止するように制御する。そして、過熱蒸気の設定温度を保つとともに、第一補助加熱装置44により第一処理室31内を所定温度に加熱しながら、第一処理室31内の過熱蒸気の温度ムラも防止するように、制御装置121が自動制御を行う。   That is, in the drying process, the control device 121 operates the steam heating device 142 so as to heat the steam supplied from the steam generating device 41 so that the temperature of the superheated steam in the first processing chamber 31 is set in advance. Then, superheated steam is supplied into the first processing chamber 31. In conjunction with the operation of the steam heating device 142, the control device 121 also operates the first auxiliary heating device 44. That is, the control device 121 sets the temperature of the superheated steam in the first processing chamber 31 based on the detected values of the temperature sensor 43 and the temperature sensor in the first processing chamber 31 so that the set temperature of the superheated steam is obtained. Control to prevent temperature unevenness. And while maintaining the setting temperature of superheated steam and heating the inside of the first processing chamber 31 to a predetermined temperature by the first auxiliary heating device 44, so as to prevent temperature unevenness of the superheated steam in the first processing chamber 31, The control device 121 performs automatic control.
さらに、制御装置121は、予め設定した乾燥時間(滞留時間)となるように、モーター35を作動させることで、第一スクリュー32を所定の回転速度となるように回転させる。これにより、木質材料は、第一収容口31aから第一排出口31bへと搬送される。   Furthermore, the control device 121 operates the motor 35 so as to have a preset drying time (residence time), thereby rotating the first screw 32 so as to have a predetermined rotation speed. Thereby, the wood material is conveyed from the 1st accommodation port 31a to the 1st discharge port 31b.
しがたって、第一処理室31内の木質材料は、過熱蒸気に晒され、さらに第一スクリュー32によって攪拌されながら下流へと搬送される過程で徐々に熱処理(本実施形態においては、乾燥処理)される。第一処理室31内の木質材料は、攪拌されることで過熱蒸気に効率よく晒されるため、均一に熱処理(本実施形態においては、乾燥処理)することができる。   Accordingly, the wood material in the first processing chamber 31 is exposed to superheated steam and gradually heat-treated in the course of being conveyed downstream while being stirred by the first screw 32 (in this embodiment, a drying process). ) Since the woody material in the first processing chamber 31 is efficiently exposed to superheated steam by being stirred, it can be uniformly heat-treated (in this embodiment, a drying process).
また、第一処理室31内の結露は、ドレン配管53を介して装置外部に排出される。第一処理室31内の余剰の過熱蒸気は、制御装置121によって、ダンパー52を作動させることで、装置外部に所定の量だけ排出される。   Further, the dew condensation in the first processing chamber 31 is discharged to the outside of the apparatus through the drain pipe 53. Excess superheated steam in the first processing chamber 31 is discharged by a predetermined amount to the outside of the apparatus by operating the damper 52 by the control device 121.
なお、上記乾燥工程においては、材種、初期含水率、寸法に応じて適宜の乾燥条件を決定すればよい。好ましい乾燥条件としては、例えば、スギチップを木質材料とした場合、第一処理室31内に供給される過熱蒸気の設定温度が360℃、乾燥時間が45分〜1時間、第一補助加熱装置44の設定温度が310℃として、第一処理室31内の過熱蒸気の温度を約220℃とするものである。   In the drying step, appropriate drying conditions may be determined according to the material type, initial moisture content, and dimensions. As preferable drying conditions, for example, when cedar chips are made of wood, the set temperature of superheated steam supplied into the first processing chamber 31 is 360 ° C., the drying time is 45 minutes to 1 hour, and the first auxiliary heating device 44. The set temperature is 310 ° C., and the temperature of the superheated steam in the first processing chamber 31 is about 220 ° C.
乾燥工程が終了した木質材料は、連結管36を介して、第二処理室131へと供給され、第二熱処理工程に進む。   The wood material after the drying process is supplied to the second processing chamber 131 via the connecting pipe 36 and proceeds to the second heat treatment process.
第二熱処理工程は、前記乾燥工程終了後の木質材料に対して腐朽耐久性、防蟻性や寸法安定性の効果を付加する為の熱処理を行う工程である。また、第二処理室内の過熱蒸気の温度を所定範囲に設定することよって、低温炭化処理を行う工程でもある。   The second heat treatment step is a step of performing a heat treatment for adding the effects of decay durability, ant repellency and dimensional stability to the woody material after completion of the drying step. Moreover, it is also a step of performing low-temperature carbonization treatment by setting the temperature of the superheated steam in the second treatment chamber to a predetermined range.
すなわち、第二熱処理工程では、予め設定した第二処理室131内における過熱蒸気の温度となるように、制御装置121が、蒸気加熱装置142を作動させ、蒸気発生装置41から供給される蒸気を加熱し、第二処理室131内へと過熱蒸気を供給する。この蒸気加熱装置142の作動と連動して、制御装置121は、第二補助加熱装置144も作動させる。つまり、設定された過熱蒸気の温度となるように、制御装置121は、温度センサー143及び第二処理室131内の温度センサーの検出値をもとに、第二処理室131内の過熱蒸気の温度ムラを防止するように制御する。つまり、過熱蒸気の設定温度を保つとともに、第二補助加熱装置144により第二処理室131内を所定温度に加熱しながら、第二処理室131内の過熱蒸気の温度ムラも防止するように、制御装置121が自動制御を行う。   That is, in the second heat treatment step, the control device 121 operates the steam heating device 142 so that the temperature of the superheated steam in the second processing chamber 131 is set in advance, and the steam supplied from the steam generating device 41 is supplied. Heat and supply superheated steam into the second processing chamber 131. In conjunction with the operation of the steam heating device 142, the control device 121 also operates the second auxiliary heating device 144. That is, the control device 121 sets the temperature of the superheated steam in the second processing chamber 131 based on the detection values of the temperature sensor 143 and the temperature sensor in the second processing chamber 131 so that the set temperature of the superheated steam is obtained. Control to prevent temperature unevenness. That is, while maintaining the set temperature of the superheated steam and heating the inside of the second processing chamber 131 to a predetermined temperature by the second auxiliary heating device 144, the temperature unevenness of the superheated steam in the second processing chamber 131 is also prevented. The control device 121 performs automatic control.
さらに、制御装置121は、予め設定した熱処理時間(滞留時間)となるように、モーター135を作動させることで、第二スクリュー132を所定の回転速度となるように回転させる。これにより、木質材料は、第二収容口131aから第二排出口131bへと搬送される。   Further, the control device 121 operates the motor 135 so as to have a preset heat treatment time (residence time), thereby rotating the second screw 132 so as to have a predetermined rotation speed. Thereby, the wood material is conveyed from the second storage port 131a to the second discharge port 131b.
しがたって、第二処理室131内の木質材料は、過熱蒸気に晒され、さらに第二スクリュー132によって攪拌されながら下流へと搬送される過程で徐々に熱処理される。第二処理室131内の木質材料は、第一処理室31と同様に、攪拌されることで過熱蒸気に効率よく晒されるため、均一な熱処理を行うことができる。   Therefore, the wood material in the second processing chamber 131 is exposed to superheated steam and is gradually heat-treated in the process of being conveyed downstream while being stirred by the second screw 132. Similar to the first processing chamber 31, the wood material in the second processing chamber 131 is efficiently exposed to superheated steam by being stirred, so that uniform heat treatment can be performed.
また、第二処理室131内の結露は、ドレン配管153を介して装置外部に排出される。第二処理室131内の余剰の過熱蒸気は、第一処理室31の余剰の過熱蒸気とともに、制御装置121によって、ダンパー52を作動させることで、装置外部に所定の量だけ排出される。   Further, the condensation in the second processing chamber 131 is discharged to the outside of the apparatus through the drain pipe 153. Excess superheated steam in the second processing chamber 131 is discharged together with the excess superheated steam in the first processing chamber 31 by a predetermined amount by operating the damper 52 by the control device 121.
なお、上記第二熱処理工程においては、第一熱処理工程である乾燥工程と同様、材種、初期含水率、寸法に応じて適宜の乾燥条件を決定すればよい。好ましい乾燥条件としては、例えば、スギチップを木質材料とした場合、第二処理室131内に供給される過熱蒸気の温度が360℃、乾燥時間が45分〜1時間、第二補助加熱装置144の設定温度が300℃として、第二処理室131内の過熱蒸気の温度を約240℃とするものである。   In the second heat treatment step, appropriate drying conditions may be determined according to the material type, initial moisture content, and dimensions, as in the drying step that is the first heat treatment step. As preferable drying conditions, for example, when cedar chips are made of wood material, the temperature of the superheated steam supplied into the second processing chamber 131 is 360 ° C., the drying time is 45 minutes to 1 hour, and the second auxiliary heating device 144 The set temperature is 300 ° C., and the temperature of the superheated steam in the second processing chamber 131 is about 240 ° C.
第二熱処理工程が終了した木質材料は、接続管61を介して、出口タンク62へと供給され、冷却工程に進む。   The wood material for which the second heat treatment process has been completed is supplied to the outlet tank 62 via the connection pipe 61 and proceeds to the cooling process.
冷却工程は、熱処理工程の終了後の木質材料が有酸素下で発火しない温度域まで下げるための工程である。   The cooling step is a step for lowering the temperature after the heat treatment step to a temperature range where the woody material does not ignite under aerobic conditions.
すなわち、冷却工程では、熱処理直後の木質材料が、制御装置121によって出口タンク62内に所定量だけ貯められるように制御される。出口タンク62には、図示しない蒸気噴出口が設置され、さらに冷却用の蒸気が供給可能となっている。木質材料温度センサーにより木質材料温度が所定温度を下回ったことが検知されると、排出装置が作動し、出口タンク62内の木質材料(木材)が取り出され、冷却工程は終了とする。   That is, in the cooling process, the control unit 121 controls the wood material immediately after the heat treatment so as to be stored in the outlet tank 62 by a predetermined amount. The outlet tank 62 is provided with a steam outlet (not shown) so that cooling steam can be supplied. When the wood material temperature sensor detects that the wood material temperature has fallen below a predetermined temperature, the discharge device is activated, the wood material (wood) in the outlet tank 62 is taken out, and the cooling process is terminated.
以上が第二実施形態に係る熱処理木質材料製造装置の構成及び熱処理木質材料製造方法である。
なお、第二実施形態においては、木質材料の投入から冷却を一連の工程の中で行う例を挙げたが、特に限定するものではなく、第一実施形態のように、予め乾燥が行われた乾燥木質材料(例えば、含水率15%以下)を用いて、前述した熱処理木質材料製造方法における第一熱処理工程で行った乾燥工程を省き、第一熱処理工程と第二熱処理工程とを二段階の熱処理工程として行うようにして熱処理木質材料製造方法を構成することも可能である。
The above is the configuration of the heat treated wood material manufacturing apparatus and the heat treated wood material manufacturing method according to the second embodiment.
In the second embodiment, an example is given in which cooling is performed in a series of steps from the introduction of the wood material, but there is no particular limitation, and drying was performed in advance as in the first embodiment. Using a dry wood material (for example, a moisture content of 15% or less), the drying process performed in the first heat treatment step in the heat treated wood material manufacturing method described above is omitted, and the first heat treatment step and the second heat treatment step are performed in two stages. It is also possible to configure the heat-treated wood material manufacturing method so as to be performed as a heat treatment step.
次に、第二実施形態の熱処理木質材料製造装置100を用いて実際に熱処理木質材料を試験的に製造した実施例について説明する。   Next, an example in which heat-treated wood material is actually produced on a trial basis using the heat-treated wood material manufacturing apparatus 100 of the second embodiment will be described.
(木質材料の寸法及び装置への1回あたりの供給量)
熱処理木質材料製造装置100に、以下の条件の供試材(木質材料)を供給し、供試材の熱処理を行う。
供試材の寸法としては、長さ約20〜35mm、幅約20〜35mm、厚さ約5mmの気乾状態にあるスギチップを用いた。熱処理木質材料製造装置100への供試材(木材)の供給量(1回分)は、28kg(全乾ベースで約25kg)である。
(Dimensions of wood materials and supply amount per time)
A heat-treated wood material manufacturing apparatus 100 is supplied with a test material (wood material) under the following conditions, and heat-treats the test material.
As the dimensions of the test materials, cedar chips in an air-dried state having a length of about 20 to 35 mm, a width of about 20 to 35 mm, and a thickness of about 5 mm were used. The supply amount (one time) of the test material (wood) to the heat-treated wood material manufacturing apparatus 100 is 28 kg (about 25 kg on a completely dry basis).
連続式の熱処理木質材料製造装置100の設定条件は次のとおりであった。
第一処理室31及び第二処理室131内に導入する過熱蒸気の温度は365℃、上段の第一処理室31の第一補助加熱装置44の温度は310℃、下段の第二処理室131の第二補助加熱装置144の温度は300℃に設定した。このとき、上段の第一処理室31の内部温度は約220℃、下段の第二処理室131の内部温度は240℃であった。
The setting conditions of the continuous heat-treated wood material manufacturing apparatus 100 were as follows.
The temperature of the superheated steam introduced into the first processing chamber 31 and the second processing chamber 131 is 365 ° C., the temperature of the first auxiliary heating device 44 of the upper first processing chamber 31 is 310 ° C., and the lower second processing chamber 131. The temperature of the second auxiliary heating device 144 was set to 300 ° C. At this time, the internal temperature of the upper first processing chamber 31 was about 220 ° C., and the internal temperature of the lower second processing chamber 131 was 240 ° C.
供試材のロット間でのばらつきを調べるために、同じ試験を3回行った。そのうち1回は、チップの中に含水率と重量が既知のスギ辺材試験体(気乾状態で、接線方向と放射方向がそれぞれ20mm、繊維方向さが10mm)を30体入れておき、処理後にスギチップの中から取り出して、全乾状態での重量と寸法を測定した。そのうち6体については30℃で相対湿度が95%の雰囲気下において平衡状態に達したときに再び重量と寸法を測定し、含水率および、全乾からその状態に至るまでの膨潤率を求めた。残りの24体についてはJIS K1571に基づいて、室内腐朽試験を実施した。耐候操作の後、オオウズラタケならびに、カワラタケを供試菌とする抗菌操作に供し、重量減少率を求めた。ただし、重量減少率を求める際には、60℃恒量に代えて、105℃での全乾重量を用いた。   The same test was performed three times in order to examine the variation between lots of the specimens. At one time, 30 cedar sapwood specimens with known moisture content and weight (in the air-dried state, 20 mm in the tangential direction and 10 mm in the radial direction and 10 mm in the fiber direction) were placed in the chip. Later, it was taken out from the cedar chip, and the weight and dimensions in a completely dry state were measured. Six of them were weighed and measured again when they reached equilibrium in an atmosphere of 95% relative humidity at 30 ° C., and the moisture content and the swelling rate from completely dry to that state were determined. . The remaining 24 bodies were subjected to an indoor decay test based on JIS K1571. After the weathering operation, it was subjected to antibacterial operation using Oozuratake and Kawaratake as test bacteria, and the weight reduction rate was determined. However, when determining the weight reduction rate, the total dry weight at 105 ° C. was used instead of the constant weight at 60 ° C.
条件Aにおいて、ロータリーバルブ14の駆動による定量供給装置11からの木質材料の投入量は、1時間当たりの投入量を約7kgとした。上下段の第一処理室31及び第二処理室131内に滞在する時間(以降、処理時間という)の合計は1時間として熱処理を行った。
条件Bにおいて、ロータリーバルブ14の駆動による定量供給装置11からの木質材料の投入量は、1時間当たりの投入量は約9.5kgとした。処理時間の合計は45分として熱処理を行った。
Under condition A, the input amount of the wood material from the quantitative supply device 11 by driving the rotary valve 14 was about 7 kg per hour. Heat treatment was performed with the total time spent in the upper and lower first processing chambers 31 and second processing chamber 131 (hereinafter referred to as processing time) being one hour.
Under the condition B, the input amount of the wood material from the quantitative supply device 11 by driving the rotary valve 14 was about 9.5 kg per hour. The heat treatment was performed with a total treatment time of 45 minutes.
その結果、処理に伴う重量減少率は、投入したチップ全体で見た場合、
条件Aでは、平均29.9%(29.5〜30.4%)、
条件Bでは、平均18.0%(17.4〜18.7%)であり、
ロットごとでのばらつきは極めて少なかった。
As a result, the weight reduction rate associated with the treatment is
In condition A, the average is 29.9% (29.5-30.4%),
In condition B, the average is 18.0% (17.4 to 18.7%),
There was very little variation from lot to lot.
また、そのうち1回の処理では上述したとおり、チップの中にスギ辺材試験体30体をランダムに混ぜたが、この試験体の重量減少率は、
条件Aでは、28.2〜31.4%(平均29.5%)、
条件Bでは、16.8〜18.7%(平均17.7%)であり、
ロット間だけではなく、ロット内でもほぼ均一な処理ができていることを確認した。
In addition, as described above, in one process, 30 cedar sapwood specimens were randomly mixed in the chip.
In condition A, 28.2 to 31.4% (average 29.5%),
In condition B, it is 16.8 to 18.7% (average 17.7%),
It was confirmed that processing was almost uniform not only between lots but also within lots.
30℃・95%での含水率は、無処理のスギ辺材試験体が22.5%であったのに対して、条件Aでは11.5%、条件Bでは9.6%で吸湿性の顕著な低下が観察された。   The moisture content at 30 ° C. and 95% was 21.5% for the untreated cedar sapwood specimen, whereas it was 11.5% for Condition A and 9.6% for Condition B, which was hygroscopic. A marked decrease in was observed.
また、同条件での膨潤率は、無処理のスギ辺材試験体が9.7%であったのに対して、条件Aでは4.47%、条件Bでは4.51%となり、処理によって寸法変化が半分以下になった。   In addition, the swelling rate under the same conditions was 9.7% for the untreated cedar sap specimen, whereas it was 4.47% for condition A and 4.51% for condition B. The dimensional change is less than half.
JIS K1571に基づく室内腐朽試験では、無処理のスギ辺材試験体の重量減少率がオオウズラタケで62.9%、カワラタケで40.7%であったが、条件Aでは前者で1.2%、後者で0.1%、条件Bでは前者で2.7%、後者で0.2%となり、木材保存剤を含浸したときと同程度の高い耐朽性が、熱処理により付与されたことが確認できた。   In the indoor decay test based on JIS K1571, the weight reduction rate of the untreated cedar sapwood specimens was 62.9% for Ouzuratake and 40.7% for Kawaratake, but under condition A, 1.2%, The latter was 0.1%, the condition B was 2.7% for the former, and 0.2% for the latter. It was confirmed that the heat resistance was as high as when impregnated with a wood preservative. It was.
次に、上記の熱処理によって得られたスギチップを粉砕後に全乾状態として、JIS M 8814に準拠した熱量測定を行った。   Next, the cedar chip obtained by the above heat treatment was crushed and completely dried, and calorimetric measurement was performed in accordance with JIS M 8814.
その結果、無処理のスギチップでは18.8MJ/kgであったが、条件Aのスギチップでは22.5MJ/kg、条件Bのスギチップでは21.3MJ/kgとなり、それぞれ約20%、13%の単位重量当たりの熱量が増加した。つまり、本装置で低温炭化処理を行うことができることを確認した。   As a result, it was 18.8 MJ / kg for the untreated cedar chips, but 22.5 MJ / kg for the condition A cedar chips and 21.3 MJ / kg for the condition B cedar chips, which are units of about 20% and 13%, respectively. The amount of heat per weight increased. That is, it was confirmed that low-temperature carbonization can be performed with this apparatus.
なお、条件Aのとき、熱処理木質材料製造装置100に投入した(電気)エネルギーは、処理後のスギチップの総発熱量のおよそ20%であり、エネルギー的にもバランスが取れることも分かった。併せて若干の成分分析を実施したが、熱処理に伴い減少するのはヘミセルロースのみであり、セルロースは変化がなく、クラーソン法で定量されるリグニン量はむしろ微増した。このような成分変化が、吸湿性の低下、耐朽性の発現や発熱量の増加に関連していることは確実と思われた。   In addition, under the condition A, the (electrical) energy input to the heat-treated wood material manufacturing apparatus 100 is about 20% of the total calorific value of the cedar chips after the processing, and it was also found that energy can be balanced. In addition, some component analysis was performed, but only hemicellulose decreased with the heat treatment, the cellulose was unchanged, and the amount of lignin quantified by the Klarson method slightly increased. It seemed certain that such a component change was related to a decrease in hygroscopicity, the appearance of decay resistance, and an increase in calorific value.
次に、比較例として従来の木質材料の熱処理装置を用いて実際に熱処理木質材料を試験的に製造した比較例について説明する。   Next, a comparative example in which a heat-treated wood material is actually manufactured on a trial basis using a conventional wood-material heat treatment apparatus will be described as a comparative example.
バッチ式の過熱蒸気処理装置(内寸法約40cm(幅)×40cm(高さ)×45cm(奥行き)を用い、以下に示すような方法によって実施例で説明した供試材であるスギチップを処理した。なお、同装置は、上記の連続式の熱処理木質材料製造装置100と同様に、ボイラで発生させた蒸気を電気ヒーターで加熱して、過熱蒸気として処理室内に導入する仕組みで、壁体内に電気ヒーターを備え、設備の性能(処理室内温度調節の能力)としては、連続式過熱蒸気処理装置と同等である。   Using a batch-type superheated steam treatment apparatus (inner dimensions of about 40 cm (width) x 40 cm (height) x 45 cm (depth)), the cedar chips, which are test materials described in the examples, were treated by the following method. In the same way as the above-described continuous heat treatment wood material manufacturing apparatus 100, the apparatus heats the steam generated in the boiler with an electric heater and introduces it into the processing chamber as superheated steam. Equipped with an electric heater, the performance of the facility (the ability to adjust the temperature in the processing chamber) is equivalent to that of a continuous superheated steam processing device.
内寸法約35cm(幅)×30cm(高さ)×35cm(奥行き)のステンレス製のかごに気乾状態にあるスギチップ(長さ20〜35mm、幅約20〜35mm、厚さ約5mm)を詰めたところ、約4.5kg(全乾ベースで約4kg)であった。なお、そのチップの中に重量が既知のスギ辺材試験体(気乾状態で、接線方向と放射方向がそれぞれ20mm、繊維方向さが10mm)を72体入れておき、処理後にスギチップの中から取り出して、全乾状態での重量を測定して、加熱処理に伴う重量減少率を求めた。さらに、それらの試験体は、JIS K1571に基づく室内腐朽試験に供した。耐候操作の後、オオウズラタケならびに、カワラタケを供試菌とする抗菌操作に供し、重量減少率を求めた。ただし、重量減少率を求める際には、60℃恒量に代えて、105℃での全乾重量を用いた。   Packed with cedar chips (length: 20-35mm, width: about 20-35mm, thickness: about 5mm) in an air-dry state in a stainless steel basket with inner dimensions of about 35cm (width) x 30cm (height) x 35cm (depth) As a result, it was about 4.5 kg (about 4 kg on a completely dry basis). In addition, 72 cedar sap material specimens having a known weight (air-dried, tangential direction and radial direction 20 mm and fiber direction 10 mm, respectively) are placed in the chip, and after processing, from the cedar chip It was taken out and the weight in a completely dry state was measured, and the weight reduction rate accompanying the heat treatment was determined. Further, these specimens were subjected to an indoor decay test based on JIS K1571. After the weathering operation, it was subjected to antibacterial operation using Oozuratake and Kawaratake as test bacteria, and the weight reduction rate was determined. However, when determining the weight reduction rate, the total dry weight at 105 ° C. was used instead of the constant weight at 60 ° C.
スギチップの処理を行う前に、装置の空運転を行い、室内温度が240℃となる条件を求めた結果、過熱蒸気の温度を420℃、壁内の電気ヒーター温度を245℃に設定すれば良いことが分かったので、スギチップが詰まったかごを処理室内に入れ、扉を閉めた後、同条件で加熱処理を行った。   Before processing the cedar chip, the apparatus is idled and the conditions for the room temperature to be 240 ° C. are obtained. As a result, the temperature of the superheated steam is set to 420 ° C., and the electric heater temperature in the wall is set to 245 ° C. As a result, a basket filled with cedar chips was placed in the processing chamber, the door was closed, and then heat treatment was performed under the same conditions.
その結果、処理室内の温度は、加熱開始から2時間以内に240℃に達し、かごの表面に近いスギチップもそれより遅れること約1時間で同温度に到達したが、かごの中心付近のチップが240℃に達したのは加熱開始から8時間以上経過してからであり、そのとき、かごの表面に近いスギチップは過剰な加熱により自己発熱して、機械で制御できず、310℃に達した。かごの中心付近に入れたスギチップの温度が240℃に達した後、2時間処理を行い、放冷をした後かごを取り出し、全乾状態でのチップ全体の重量と、スギ辺材試験体個別の全乾重量を測定した。   As a result, the temperature in the processing chamber reached 240 ° C. within 2 hours from the start of heating, and the cedar chip close to the surface of the car reached the same temperature in about 1 hour later than that, but the chip near the center of the car The temperature reached 240 ° C. after more than 8 hours had passed since the start of heating. At that time, the cedar chip close to the surface of the car self-heated due to excessive heating and could not be controlled by the machine, and reached 310 ° C. . After the temperature of the cedar chip placed near the center of the car reaches 240 ° C, it is treated for 2 hours, allowed to cool, then the car is taken out, and the weight of the whole chip in the completely dry state and the cedar sap material specimen individually The total dry weight of was measured.
処理に伴う重量減少率は、チップ全体の重量から求めたとき20.3%であったが、個別のスギ辺材試験体から求めた重量減少率は9.0〜30.4%(平均19.9%)であり、かなりのばらつきが見られた。また、そのスギ辺材試験体を用いて行った室内腐朽試験の結果、腐朽に伴う重量減少率はオオウズラタケでは1.2〜39.6%(平均14.3%)、カワラタケでは0〜8.2%(同3.3%)であり、腐朽が見られない試験体もあれば、顕著に腐朽した試験体もあり、処理の不均一さが際だった。   The weight reduction rate associated with the treatment was 20.3% when determined from the weight of the entire chip, but the weight reduction rate determined from individual cedar sapwood specimens was 9.0 to 30.4% (average 19 9%), and considerable variation was observed. Moreover, as a result of the indoor decay test conducted using the cedar sapwood specimen, the weight reduction rate due to decay was 1.2-39.6% (average 14.3%) for Prunus japonica, and 0-8. It was 2% (3.3%), and there were some specimens that did not show decay, and some specimens that were significantly decayed.
本発明の連続式の熱処理木質材料製造装置100と比較すると、バッチ式の装置では、処理時間が非常に長くかかること、および、木質材料に対する均一な加熱ができず、安定した性能が付与されていないことが明確であり、本発明の連続式の熱処理木質材料製造装置100における優位性は自明であった。   Compared with the continuous heat-treated wood material manufacturing apparatus 100 of the present invention, the batch-type apparatus takes a very long treatment time and does not allow uniform heating of the wood material, giving stable performance. It is clear that there is no advantage, and the superiority in the continuous heat treatment wood material manufacturing apparatus 100 of the present invention is obvious.
1 熱処理木質材料製造装置
11 定量供給装置
21 制御装置
31 第一処理室
31a 第一収容口
31b 第一排出口
32 第一スクリュー
41 蒸気発生装置
42 蒸気加熱装置
44 第一補助加熱装置
100 熱処理木質材料製造装置
121 制御装置
131 第二処理室
131a 第二収容口
131b 第二排出口
132 第二スクリュー
142 蒸気加熱装置
144 第二補助加熱装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat processing wood material manufacturing apparatus 11 Fixed supply apparatus 21 Control apparatus 31 1st processing chamber 31a 1st accommodating port 31b 1st discharge port 32 1st screw 41 Steam generating apparatus 42 Steam heating apparatus 44 1st auxiliary heating apparatus 100 Heat processing wood material Manufacturing device 121 Control device 131 Second processing chamber 131a Second storage port 131b Second discharge port 132 Second screw 142 Steam heating device 144 Second auxiliary heating device

Claims (12)

  1. 木質材料に対して熱処理を行う熱処理木質材料製造装置であって、
    所定量の木質材料を供給する定量供給装置と、
    第一収容口と第一排出口とを有し、前記定量供給装置から供給される前記木質材料を前記第一収容口より収容し、第一スクリューによって攪拌しながら前記第一排出口へと搬送する第一処理室と、
    蒸気を作る蒸気発生装置と、
    該蒸気発生装置から供給される蒸気を加熱して、前記第一処理室内に供給する過熱蒸気とする蒸気加熱装置と、
    前記第一処理室を加熱する第一補助加熱装置と、
    前記蒸気加熱装置を制御して前記過熱蒸気を所定温度に設定するとともに、前記補助加熱装置を制御して前記第一処理室を所定温度に設定する制御装置と、を備え、
    前記制御装置は、
    前記第一処理室内に前記過熱蒸気を供給することによって前記第一処理室内を低酸素雰囲気とし、
    前記第一スクリューを所定の回転速度で回転させることで、前記第一処理室内の前記木質材料を攪拌しながら前記第一収容口から前記第一排出口へと搬送するとともに、前記補助加熱装置により前記第一処理室を所定温度に加熱しながら前記所定温度の過熱蒸気にて前記木質材料に熱処理を行う、ことを特徴とする熱処理木質材料製造装置。
    A heat-treated wood material manufacturing apparatus that performs heat treatment on a wood material,
    A quantitative supply device for supplying a predetermined amount of woody material;
    It has a first storage port and a first discharge port, stores the wood material supplied from the quantitative supply device from the first storage port, and conveys it to the first discharge port while stirring with a first screw A first processing chamber to perform,
    A steam generator for producing steam;
    A steam heating device that heats the steam supplied from the steam generation device to form superheated steam supplied into the first processing chamber;
    A first auxiliary heating device for heating the first treatment chamber;
    A control device for controlling the steam heating device to set the superheated steam to a predetermined temperature, and controlling the auxiliary heating device to set the first processing chamber to a predetermined temperature,
    The controller is
    By supplying the superheated steam into the first processing chamber, the first processing chamber is a low oxygen atmosphere,
    By rotating the first screw at a predetermined rotational speed, the wood material in the first processing chamber is conveyed from the first storage port to the first discharge port while being stirred, and by the auxiliary heating device A heat-treated wood material manufacturing apparatus, wherein the wood material is heat-treated with superheated steam at the predetermined temperature while heating the first processing chamber to a predetermined temperature.
  2. 第二収容口と第二排出口を有し、前記第一処理室の前記第一排出口から排出される前記木質材料を前記第二収容口より収容し、第二スクリューによって攪拌しながら前記第二排出口へと搬送する第二処理室と、
    前記第二処理室を加熱する第二補助加熱装置と、をさらに備え、
    前記制御装置は、
    前記第一処理室内と前記第二処理室内とに前記過熱蒸気を供給することによって前記第一処理室内と前記第二処理室内とを低酸素雰囲気とし、
    前記第二スクリューを所定の回転速度で回転させることで、前記第一排出口から前記第二処理室内に供給された前記木質材料を攪拌しながら第二収容口から前記第二排出口へと搬送するとともに、前記第二補助加熱装置により前記第二処理室を所定温度に加熱しながら前記所定温度の過熱蒸気にて前記木質材料に熱処理を行う、ことを特徴とする請求項1に記載の熱処理木質材料製造装置。
    A second storage port and a second discharge port, wherein the wooden material discharged from the first discharge port of the first processing chamber is stored from the second storage port, and the second material is stirred while being stirred by a second screw. A second processing chamber to be transported to the second discharge port;
    A second auxiliary heating device for heating the second processing chamber,
    The controller is
    By supplying the superheated steam to the first processing chamber and the second processing chamber, the first processing chamber and the second processing chamber are in a low oxygen atmosphere,
    By rotating the second screw at a predetermined rotation speed, the wood material supplied from the first discharge port to the second processing chamber is stirred and conveyed from the second storage port to the second discharge port. And heat-treating the wood material with superheated steam at the predetermined temperature while heating the second processing chamber to the predetermined temperature by the second auxiliary heating device. Wood material manufacturing equipment.
  3. 前記木質材料は、予め繊維飽和点以下に乾燥した木質材料であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の熱処理木質材料製造装置。   The heat-treated wood material manufacturing apparatus according to claim 1 or 2, wherein the wood material is a wood material previously dried to a fiber saturation point or less.
  4. 前記木質材料は、乾燥処理が成されていない木質材料であることを特徴とする請求項1から請求項3の何れか一項に記載の熱処理木質材料製造装置。   The heat-treated wood material manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the wood material is a wood material that has not been dried.
  5. 前記熱処理は、低温炭化処理であることを特徴とする請求項1から請求項4の何れか一項に記載の熱処理木質材料製造装置。   The heat-treated wood material manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the heat treatment is a low-temperature carbonization treatment.
  6. 前記請求項1に記載の熱処理木質材料製造装置を用いて、木質材料に対して熱処理を行う熱処理木質材料製造方法であって、
    前記定量供給装置により前記第一処理室に所定量の木質材料を供給する工程と、
    前記第一処理室内に前記過熱蒸気を供給することによって前記第一処理室内を低酸素雰囲気とする過熱蒸気供給工程と、
    前記第一処理室内において、前記第一スクリューを所定の回転速度で回転させることで、前記第一処理室内の前記木質材料を攪拌しながら前記第一収容口から前記第一排出口へと搬送するとともに、前記第一補助加熱装置により前記第一処理室を前記所定温度に加熱しながら前記所定温度の過熱蒸気にて前記木質材料に熱処理を行う第一熱処理工程と、を有する熱処理木質材料製造方法。
    A heat-treated wood material manufacturing method for performing heat treatment on a wood material using the heat-treated wood material manufacturing apparatus according to claim 1,
    Supplying a predetermined amount of woody material to the first processing chamber by the quantitative supply device;
    A superheated steam supply step of providing the first process chamber with a low oxygen atmosphere by supplying the superheated steam into the first process chamber;
    By rotating the first screw at a predetermined rotation speed in the first processing chamber, the wood material in the first processing chamber is conveyed from the first storage port to the first discharge port while stirring. And a first heat treatment step of heat-treating the wood material with superheated steam at the predetermined temperature while heating the first treatment chamber to the predetermined temperature by the first auxiliary heating device. .
  7. 前記請求項2に記載の熱処理木質材料製造装置を用いて、木質材料に対して熱処理を行う連続式の熱処理木質材料製造方法であって、
    前記定量供給装置により前記第一処理室に所定量の木質材料を供給する工程と、
    前記第一処理室内と前記第二処理室内とに前記過熱蒸気を供給することによって前記第一処理室内と前記第二処理室内とを低酸素雰囲気とする過熱蒸気供給工程と、
    前記第一処理室内において、前記第一スクリューを所定の回転速度で回転させることで、前記第一処理室内の前記木質材料を攪拌しながら前記第一収容口から前記第一排出口へと搬送するとともに、前記第一補助加熱装置により前記第一処理室を前記所定温度に加熱しながら前記所定温度の過熱蒸気にて前記木質材料に熱処理を行う第一熱処理工程と、
    該第一熱処理工程により熱処理された前記木質材料を前記第二処理室に供給し、当該第二処理室内において、前記第二スクリューを所定の回転速度で回転させることで、前記第二処理室内の前記木質材料を攪拌しながら前記第二収容口から前記第二排出口へと搬送するとともに、前記第二補助加熱装置により前記第二処理室を前記所定温度に加熱しながら前記所定温度の過熱蒸気にて前記木質材料に熱処理を行う第二熱処理工程と、を有する熱処理木質材料製造方法。
    A continuous heat treated wood material manufacturing method for performing heat treatment on a wood material using the heat treated wood material manufacturing apparatus according to claim 2,
    Supplying a predetermined amount of woody material to the first processing chamber by the quantitative supply device;
    A superheated steam supply step in which the superheated steam is supplied to the first process chamber and the second process chamber so that the first process chamber and the second process chamber have a low oxygen atmosphere;
    By rotating the first screw at a predetermined rotation speed in the first processing chamber, the wood material in the first processing chamber is conveyed from the first storage port to the first discharge port while stirring. And a first heat treatment step of heat-treating the wood material with superheated steam at the predetermined temperature while heating the first treatment chamber to the predetermined temperature by the first auxiliary heating device,
    The wood material heat-treated in the first heat treatment step is supplied to the second treatment chamber, and the second screw is rotated at a predetermined rotation speed in the second treatment chamber, thereby While stirring the wooden material from the second storage port to the second discharge port, the second auxiliary heating device is used to heat the second processing chamber to the predetermined temperature while heating the predetermined temperature. And a second heat treatment step for heat-treating the wood material.
  8. 前記木質材料は、予め繊維飽和点以下に乾燥した木質材料であることを特徴とする請求項6または請求項7に記載の熱処理木質材料製造方法。   The method for producing a heat-treated wood material according to claim 6 or 7, wherein the wood material is a wood material previously dried to a fiber saturation point or less.
  9. 前記木質材料は、乾燥処理が成されていない木質材料であることを特徴とする請求項6または請求項7に記載の熱処理木質材料製造方法。   The heat-treated wood material manufacturing method according to claim 6 or 7, wherein the wood material is a wood material that has not been dried.
  10. 前記第一熱処理工程は、低温炭化処理を行う工程であることを特徴とする請求項6から請求項9の何れか一項に記載の熱処理木質材料製造方法。   The heat-treated wood material manufacturing method according to any one of claims 6 to 9, wherein the first heat treatment step is a step of performing low-temperature carbonization treatment.
  11. 前記第一熱処理工程は、前記木質材料を繊維飽和点以下にする乾燥処理を有する工程であることを特徴とする請求項6から請求項9の何れか一項に記載の熱処理木質材料製造方法。   The method for producing a heat-treated wood material according to any one of claims 6 to 9, wherein the first heat treatment step is a step having a drying treatment for bringing the wood material to a fiber saturation point or less.
  12. 前記第二熱処理工程は、低温炭化処理を行う工程であることを特徴とする請求項7から請求項11の何れか一項に記載の熱処理木質材料製造方法。   The heat-treated wood material manufacturing method according to any one of claims 7 to 11, wherein the second heat treatment step is a step of performing low-temperature carbonization treatment.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104964546A (en) * 2015-07-08 2015-10-07 凯姆德(北京)能源环境科技有限公司 Spiral-transporting averaging drying device

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