JP3283129B2 - 遠赤外線増殖による木材乾燥前処理炉 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】我が国の人工造林面積は１０００
万ｈａに達し人工林率は５０％を越え、これらの人工林
は３０〜３５年生をピークとして年々成熟度を高めてい
る。しかし、この山林からは低質材の間伐小、中径材が
大量に生産され、殆どが芯持材である。今後１０〜１５
年たつと主伐期を迎えるようになり、国産材の生産は総
需要量の２分１以上を占め、国産材時代を目前にしてい
る。この国産材時代を現実のものにするには人工林の７
０％を占めているスギの需要拡大が優先されているが、
スギは材価がヒノキの２分の１ほどであり、これまでに
開発されている木材乾燥機や加熱処理施設はコスト的に
も採算割れをおこし、その上、生長応力を完全に除去す
ることができず、干割れや加熱による材固有の色彩や光
沢を失うため、化粧価値を重視する在来軸組み構法の住
宅部材としての利用価値をそこねていた。

【０００１】

【従来の技術】従来の乾燥機においては熱源としての石
油、ガス、電気、木質燃料等が用いられているが、熱の
不良導体である木材の内部まで生長応力の除去できる温
度まで加熱しようとすると室内温度を１００℃以上に加
熱しなければならなかった。そのため、木材の外周部が
過加熱により脱色してしまったり、加熱費も大幅にアッ
プするため、採算性が悪かった。また、従来の木材乾燥
機は干割れ防止のため、木材内部と外周部の水分傾斜を
できるだけゆるやかにするように長時間掛けてゆっくり
と水分を除去することに重点が置かれていて、乾燥コス
トを押し上げる結果となっていた。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は木材を乾燥さ
せる前の生長応力を除去するために、材色をそこなわな
い比較的低温（６０℃〜８０℃）の加熱室の温度でも、
その熱源に熱効率の高い遠赤外線をできるだけ多く発生
させることにより、２〜３日間で生長応力を除去し、コ
ストを大幅に引き下げようとしたものである。

【０００３】最近開発された、燃料直だきによる加熱乾
燥機は含水率のコントロールに矛盾があり、実用化は困
難である。本発明は加熱処理による生長応力を除去する
ための熱処理炉であり、木材乾燥は炉外に木材を取り出
してから、天然乾燥又は別の乾燥機を用いることに区別
している。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、木材の生長応
力を除去するのに必要な温度に木材の内部にまで短時間
で上げるため、熱効率の高い遠赤外線が３０％ほど占め
ている木質燃料２を燃焼させ炎の上部にはロストル４を
おき、その上に多孔質のセラミック又はそれに近い火山
溶岩等５をのせて赤熱させることにより、多くの遠赤外
線が発生する。その熱風は風道６を通って隣室遠赤外線
増殖室２２の中に遠赤外線増殖用のセラミックス又は高
密度の溶岩等２３を適度の空隙を作りながら堆積させた
中を通り抜け、蓄熱と更に遠赤外線の増殖をはかりなが
ら、加熱室２７の壁面８に設けられた風穴２０に白金網
又はステンレス網２１をくぐって加熱室２７に充満する
ようになっている。そこで、本願請求項１に係る発明
は、遠赤外線増殖による木材乾燥前処理炉に係り、空気
吸入口を備え、高効率に遠赤外線を放射する木質燃料を
投入し、燃焼させる燃焼用ロストルを有する燃焼室と、
該燃焼室と風道によって連結され、内部に高密度溶岩か
らなる遠赤外線増殖用セラミック材が充填され、前記木
質燃料の燃焼において発生する遠赤外線を高効率に増殖
させる遠赤外線増殖室と、前記木質燃料を燃焼させて発
生する木ガスで充満され、内部の温度を調節するための
換気扇を備える一方、内部の熱を外に逃がさないように
するガラスウール断熱材および遠赤外線に効率よく変換
するセラミックスボードを壁面に備え、前記木質燃料の
燃焼によって発生する木ガスからなる熱風を充満させた
加熱室とからなり、該加熱室と前記遠赤外線増殖室の間
には、熱風を通す風穴を有する隔壁および燃焼の火のこ
が前記加熱室２７内に入り込まないように設けられる白
金網またはステンレス網とを有し、前記換気扇の回転に
より、前記加熱室の熱風を外部に排出する風道管とを有
することを特徴とする。

【０００５】

【作用】木質燃料を用いることにより、遠赤外線は他の
エネルギーの約２倍含まれており、更に炉内のセラミッ
クスや溶岩等を加熱することにより、遠赤外線の比率が
高まり、加熱室内に断熱材１０を入れ、その内側にはセ
ラミックス板をはり付けてあるので、熱源の５０％以上
が遠赤外線となり、夜間は加熱室内の温度が降下しても
木材内の温度の方が高いため、木材内部の水分がふき出
してくる傾向があり、木材の外周部は水分が過飽和状態
にあり、干割れは皆無である。

【０００６】

【実施例】本発明に係る一実施例を図面にもとづいて説
明すると、図１は、本発明の遠赤外線増殖による木材熱
処理炉の側横断面図であり、図１中、符号１は、空気吸
入口、２は、木質燃料、３は燃料投入口、４は、ロスト
ル、５は、高密度溶岩等の材質からなる遠赤外線増殖用
セラミックス材、６は、熱風を通す風道、７は、全体を
風雨から守る屋根、８は、燃焼室側加熱室２７の壁面、
９は、炉壁体を構成するコンクリート製のボックスカル
バート、１０は、加熱室２７内の熱を外に逃がさないよ
うにするガラスウール断熱材、１１は、加熱室２７内の
熱を遠赤外線に効率よく変換するセラミックスボード、
１２は、木材の間に熱の伝達をよくするために被処理木
材１６間に入れられる棧、１３は、加熱室２７内の温度
を調節するための換気扇、１４は、前記換気扇１３の回
転により、前記加熱室２７の熱風を外部に排出する風道
管、１５は、被処理木材１６を搬入、搬出する後部扉、
１６は、被処理木材である。

【０００７】また、１７は、トロッコ台に設けられ、被
処理木材１６の荷崩れを防ぐ方立て、１８は、同トロッ
コ用レール、１９は、同トロッコ台である。さらに、２
０は、前記燃焼室側加熱室側面に開けられた熱風を通す
風穴、２１は、燃焼の火のこが、前記加熱室２７内に入
り込まないように設けられた白金網またはステンレス網
である。また、２２は遠赤外線増殖室であり、内部に高
密度溶岩等の遠赤外線増殖用セラミック材２３を充填し
て、高効率に遠赤外線が発生し、前記被処理木材１６に
効率よく幅射されるように構成される。２４は、燃焼用
ロストルであり、２５は、耐火レンガ、２７は、加熱
室、２８は、燃焼室である。

【０００８】なお、本実施例においては、木質燃料の火
炎が、上記セラミックや白金網等を通過させることによ
り、木質燃料の火のこをろ過して、加熱処理木材の着火
を未然に防ぐ働きをしている。このために、加熱室２７
の壁面８に設けた風穴は下部ほど大きくしてあり、加熱
室内の温度が、上部と下部が同じようになるように工夫
したものであり、形や大きさ、位置、数等は特定したも
のではない。

【０００９】次に、この炉を用いて、木材の熱処理の過
程を説明する。前記加熱室２７の後方部扉１５を開けて
トロッコ１９に棧積みした木材１６を収納して扉を閉
め、換気扇１３を回転させながら、木質燃料に着火し、
ロストル４上にあるセラミックス等５を赤熱させる。遠
赤外線を多く含んだ熱風は風道６を通って隣室の遠赤外
線増殖室２２の中におかれた、セラミックス等２３の空
隙を通り抜けながら、加熱室２７の風穴２０を通り抜け
て、加熱室にたまり、木材を加熱する炉内に差し込んだ
温度センサー２７を見ながら木質燃料の補給を空気吸入
口１の開閉を行って、加熱室の温度を所望の温度範囲に
調節を行う。

【００１０】本実施例の処理炉によれば、遠赤外線増殖
用のセラミック又は密度の高い溶岩等２３に蓄熱させる
こととしたので、木質燃料による加熱むらを防ぎ、夜間
における燃料の補給をしなくても、加熱室内の温度降下
を最小限に留めることができ、間欠運転が可能になっ
た。したがって、夕方退社する際に丸太の切れ端等の火
持ちのよい燃料を補給し、火が消えない程度に空気吸入
口の開きを小さくして退社する。翌朝出社時には、６０
℃前後に加熱室内の温度になっているが、燃料を補給す
ると直ちに８０℃前後に上昇し、日中は２時間おき位に
センサー温度を確認する程度ですむ。図５は、この状態
を行ったときの加熱室内の温度の状態を示す図である。

【００１１】このくりかえしを２〜３日間行ってから、
空気口を密閉し、約２日間位かけて徐冷して木材の内部
温度が常温に近づいた時に、室外に取り出し、必要に応
じて小割り製材を行い、天然乾燥又は人工乾燥機に入れ
て乾燥させる。

【００１２】

【発明の効果】現在は外材率が７０％以上を占めている
が、地球環境問題から、外材の輸入も永続性が薄れ、当
分の間は低質で小径芯持材の国産材を活用するほかない
が、それらの木材から生長応力を簡単にしかも低コスト
で除去できるようになったので、木材資源の有効利用と
高付加価値により木材産業の活性化ができる。

【００１３】本発明により、熱源となる木質燃料は林地
内の残材及び製材工場の廃材を用いるので殆ど燃費がか
からず、炉壁体は耐熱用鉄筋コンクリート製のボックス
カルバートを連結して設置する簡易なものであり、又熱
焼室２８及び遠赤外線増殖室２２内のセラミック又はそ
れに類似の高密度の溶岩等は安価で容易に入手できるた
め、低価格で各地に設置ができ、自動制御装置を用いな
くても簡単に操作ができるようになり、低質材を低コス
トで生長応力を除去することが可能になった。利用分野
としては木材の生長応力除去のほかに、レンガ焼き、瓦
焼き、素焼の土管等の、製造においての熱処理炉として
応用範囲は広い。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、木材熱処理炉の側断面図

【図２】図２は、同正面図

【図３】図３は、図１の側断面中のＡーＡ線縦断面図

【図４】図４は、木材熱処理炉後方部開扉図

【図５】図５は、間欠運転による加熱室内の温度変化を
示す図

【符号の説明】

１・・・空気吸入口 ２・・・木質燃料 ３・・・燃料投入口 ４・・・ロストル ５・・・遠赤外線増殖用セラミック等 ６・・・風道 ７・・・屋根 ８・・・加熱室の壁面 ９・・・ボックスカルバート １０・・・ガラスウール断熱材 １１・・・セラミックスボード １２・・・棧 １３・・・換気扇 １４・・・風導管 １５・・・後部扉 １６・・・木材 １７・・・方立て １８・・・トロッコ用レール １９・・・トロッコ台 ２０・・・風穴 ２１・・・白金網（又はステンレス網） ２２・・・遠赤外線増殆室 ２３・・・遠赤外線増殖用セラミックス（又は高密度溶
岩等） ２４・・・燃焼用ロストル ２５・・・耐火レンガ ２６・・・扉 ２７・・・加熱室 ２８・・・燃焼室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F26B 23/04 F26B 3/30 F26B 9/06

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気吸入口を備え、高効率に遠赤外線を
   放射する木質燃料を投入し、燃焼させる燃焼用ロストル
   を有する燃焼室と、該燃焼室と風道によって連結され、
   内部に高密度溶岩からなる遠赤外線増殖用セラミック材
   が充填され、前記木質燃料の燃焼において発生する遠赤
   外線を高効率に増殖させる遠赤外線増殖室と、前記木質
   燃料を燃焼させて発生する木ガスで充満され、内部の温
   度を調節するための換気扇を備える一方、内部の熱を外
   に逃がさないようにするガラスウール断熱材および遠赤
   外線に効率よく変換するセラミックスボードを壁面に備
   え、前記木質燃料の燃焼によって発生する木ガスからな
   る熱風を充満させた加熱室とからなり、該加熱室と前記
   遠赤外線増殖室の間には、熱風を通す風穴を有する隔壁
   および燃焼の火のこが前記加熱室２７内に入り込まない
   ように設けられる白金網またはステンレス網とを有し、
   前記換気扇の回転により、前記加熱室の熱風を外部に排
   出する風道管とを有することを特徴とする遠赤外線増殖
   による木材乾燥前処理炉。