JP3844124B2 - 木材乾燥方法 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は木材乾燥方法に関し、特に間伐材などの未乾燥の木材、竹材あるいは類似の未乾燥植物を短時間で乾燥させる方法に係るものである。なお、本明細書において、木材には竹材や他の未乾燥植物も含まれる。
背景技術
従来のこの種の木材乾燥方法としては、乾燥室に未乾燥の木材を収容して密閉し、燃焼ガス発生炉の下部に設けた燃焼室内に廃木材等の木質系燃料を投入して密閉すると共に該木質系燃料を燃焼せしめ、この燃焼により発生する高温の燃焼ガスを上記乾燥室の上部に導入して、上記木材を乾燥せしめる木材乾燥方法において、上記乾燥室内の酸素濃度を低レベルに維持する方法があった。
上記従来の技術は、乾燥室内の雰囲気中の酸素濃度、すなわち燃焼ガス中の酸素含有量を殆ど零の低レベルに維持して、木材を安全かつ均質に乾燥するようにした木材乾燥技術である。しかしながら、このような酸素濃度を制御するだけでは、木材を短時間で効率良く乾燥させるには不十分であり、更に改良を要するという問題点があった。
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、木材乾燥に供する燃焼ガスの濃度を高濃度に維持したり、この燃焼ガスを含む乾燥室内雰囲気の圧力を高圧に保つことにより、さらに短時間で効率よく木材を乾燥することができる木材乾燥方法を提供することにある。
発明の開示
本発明の木材乾燥方法は、燃焼ガス発生炉の下部に設けた燃焼室内に廃木材等の木質系燃料を投入して燃焼せしめ、この燃焼により発生する高温の燃焼ガスを、未乾燥の木材を収容した乾燥室の上部に導入して、該木材を上記燃焼ガスにより加熱乾燥する木材乾燥方法において、上記乾燥室内の乾燥室内雰囲気に含まれる燃焼ガスを６０〜９５（容積）％の高濃度に保つと共に、上記乾燥室内雰囲気の圧力を１．５〜５気圧の高圧に保った状態で加熱乾燥することを特徴とする。また、煙突から大気中に排出する乾燥室内雰囲気の排出量および乾燥室内に導入する燃焼ガスの導入量を制御することにより、上記乾燥室雰囲気中の燃焼ガスを高濃度に保つことを特徴とする。さらに、上記乾燥室から上記燃焼室に回収する乾燥室内雰囲気の回収量および燃焼ガス発生炉から乾燥室内に導入する燃焼ガスの導入量を制御することにより、上記乾燥室雰囲気中の燃焼ガスを高濃度に保つことを特徴とする。また更に、上記木材乾燥室を密封すると共に、流量調節板により燃焼ガス導入路を閉じたり、燃焼ガス発生炉内を密封したり、あるいは新鮮空気供給口にファンを設けて新鮮空気を強制的に流入させることにより、乾燥室内雰囲気の圧力を高圧に保つことを特徴とする。更にまた、燃焼ガス発生炉内で過熱蒸気を発生させ、この過熱蒸気を燃焼ガスと共に乾燥室内に導入することを特徴とするものである。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１および図２において、１は、間伐材などの未乾燥の木材を収容する乾燥室、２は、木材を前記乾燥室１内に出し入れする際に開く開閉扉、３は、上記乾燥室１の床に敷設されると共に上記開閉扉２が設けられた木材出入口から外部に延設されているレールである。上記開閉扉２が閉じている時は、乾燥室１内は密封される。上記レール３上には台車（図示せず）が走行し、この台車に木材を積載するようになっている。該レール３や台車は、木材を乾燥室１内に出し入れする手段の一例であって、これらに限定するものではない。
４は、燃焼ガス発生炉であって、隔壁５を隔てて上記乾燥室１に隣接して配置されている。上記燃焼ガス発生炉４の下部は燃焼室４ａとなっている。上記燃焼ガス発生炉４にも開閉扉６が設けられていて、廃木材などの木質系燃料を上記燃焼室４ａ内に投入する際や、灰を排出する際に開くようになっている。開閉扉６は燃焼中に燃焼ガス発生炉４内を密封する。
上記隔壁５の上部には、燃焼ガス導入路７が開設されていて、燃焼ガス発生炉４内で発生する高温の燃焼ガスを上記乾燥室１の上部に導入するようになっている。上記燃焼ガス導入路７にダンパー等の流量調整板（図示せず）を設けて、上記乾燥室１に導入される燃焼ガスの流量を０〜１００％の間で調整するようにしてもよい。なお、乾燥室１内に導入される燃焼ガスは、その温度が低下しないうちに乾燥室１に導入することが好ましいので、上記燃焼ガス発生炉４は乾燥室１に隣接して設置するのが好ましいが、相互に離れた位置に設けてもよい。
８は新鮮空気供給口であって、上記燃焼室４ａの周囲の適当な位置に開設されており、外気などの新鮮な空気を燃焼室４ａ内に供給するようになっている。上記新鮮空気供給口８にファンおよびダンパー（図示せず）を設けて、燃焼室４ａ内の燃焼ガスの圧力が高くても、新鮮空気を確実かつ安定して供給することができるようにしたり、新鮮空気の供給量を調整できるようにする。
９は雰囲気回収路であって、上記乾燥室１の底部に形成されている。該雰囲気回収路９は溝状に形成されていて、その上部が上記乾燥室１に開放されていると共に、その排出口９ａは上記燃焼室４ａに開口している。上記雰囲気回収路９内には、ファン１０が設けられていて、乾燥室１内に導入された燃焼ガスと、木材から蒸発する水分や揮発性成分（これらの水分や成分を総称して木材蒸発気体という）と、の混合気体である乾燥室内雰囲気の一部を、燃焼室４ａ内に確実かつ安定して送ると共に、その回収量を制御するようになっている。上記ファン１０は雰囲気回収路９に沿って複数個配置されている。これらのファン１０を回転軸１０ａに取り付けて、電動モーター等の回転駆動手段１０ｂにより回転させる。これらのファン１０が位置する雰囲気回収路９の上部開放部には、例えば、鉄板等の覆板（図示せず）を敷設して、ファン１０による送風効率を向上せしめるのが好ましい。また、雰囲気回収路９の他の開放部には、メッシュや多孔板等の通気性覆い（図示せず）により覆うのが好ましい。なお、上記雰囲気回収路９は、上記溝状の構造に限定するものではなく、筒状回収路として形成すると共に、この筒状回収路を上記乾燥室１と適当な連通孔により連通せしめる構造にしてもよい。この場合、上記ファン１０は連通孔内に設けてもよい。上記雰囲気回収路９には、上記ファン１０と共に、あるいはファン１０に代えて、ダンパー（図示せず）を設け、乾燥室１内の雰囲気の回収量をコントロールするようにしてもよい。
１１は煙突であって、上記乾燥室１の底部に降下した低温の乾燥室内雰囲気の一部を大気中に排出するようになっている。上記煙突１１の下端の取入口は、上記乾燥室１の底部に形成された雰囲気排出路１２に連通している。煙突１１の取り入れ口にダンパーやファンを設けて、排出量をコントロールするとよい。該雰囲気排出路１２は、上記燃焼ガス導入路７から最も離れた底部に形成されるのが好ましい。本実施例の雰囲気排出路１２は、上記雰囲気回収路９に連通しているが、両者を連通させないで、それぞれ独立して形成してもよい。なお、上記雰囲気排出路１２は省略してもよく、要するに、上記煙突１１の下部の取入口が乾燥室１の底部であって、しかも、上記燃焼ガス導入路７から離れた位置にあればよい。
次に、上記実施例の木材乾燥装置による木材乾燥方法について説明する。まず、乾燥すべき間伐材等の未乾燥の木材を台車（図示せず）に積載し、この台車を上記レール３上を走行させて、上記乾燥室１内に収容する。木材の収容が完了したら、上記開閉扉２を閉じて、乾燥室１を密封する。一方、上記燃焼室４ａ内に廃木材などの木質系燃料を投入して、上記開閉扉６を閉じ、燃料に着火して燃焼させ、燃焼ガスを発生させる。
上記燃焼ガス発生炉４で発生した高温の燃焼ガスは、上記燃焼ガス導入路７を通って、乾燥室１の上部に導入される。燃焼ガスの導入に伴って、上記乾燥室１内に存在していた空気は、上記煙突１１を通じて大気中に排出されたり、上記雰囲気回収路９を通じて燃焼室４ａ内に回収されて燃焼用空気として消費される。このようにして、乾燥室１内に存在していた空気は、導入された燃焼ガスと入れ換わり、乾燥室１内は燃焼ガスにより満たされ、乾燥室１内は燃焼ガスにより高温となる。
高温の燃焼ガスは、乾燥室１内に積まれた木材の間を通って、木材を加熱乾燥処理する。加熱乾燥処理される木材からは、内部の水分が蒸発すると共に、揮発性成分などの木材蒸発気体が蒸発する。このような木材蒸発気体は、上記燃焼ガスと混合して乾燥室内雰囲気となり、乾燥室１内は乾燥室内雰囲気により満たされる。上記木材蒸発気体の混合に伴って、乾燥室内雰囲気の温度は低下し、重い雰囲気となって乾燥室１の底部に下降する。
上記低温で重くなった乾燥室内雰囲気の一部は、上記雰囲気排出路１２を経て煙突１１から大気中に排出されたり、上記雰囲気回収路９を通じて、上記燃焼室４ａに回収される。上記煙突１１から排出される乾燥室内雰囲気の排出量を制御すると、その排出流量に応じて、燃焼ガス発生炉４内の燃焼ガスが乾燥室１内に導入される。上記燃焼室４ａ内には上記新鮮空気供給口８から新鮮な空気が供給されて、燃焼が活発になり、多量の燃焼ガスが乾燥室１内に導入されて、乾燥室１内の燃焼ガスの濃度が高くなる。一方、上記乾燥室１から燃焼室４ａに回収される乾燥室内雰囲気の回収量が増加して、燃焼室４ａ内の酸素量が不足すると、燃焼速度が遅くなって燃焼ガスの発生が低調となり、乾燥室１に導入される燃焼ガスの導入量が少なくなり、かくて、乾燥室１内の燃焼ガスの濃度が低下する。従って、煙突１１からの乾燥室内雰囲気の排出量や雰囲気回収路９からの乾燥室内雰囲気の回収量を制御することにより、乾燥室１内の乾燥室内雰囲気中の燃焼ガスの濃度を、例えば、６０〜９５（容積）％程度の高濃度に保つことができる。
また、乾燥室１内は密閉されているので、燃焼ガスを強制的に導入することにより乾燥室１内の圧力は高くなり、その結果、上記加熱乾燥処理が更に促進される。なお、流量調整板により燃焼ガス導入路７を閉じることにより、乾燥室１内を例えば、約１．５〜５気圧の高圧に保つことができる。さらに、上記燃焼ガス発生炉４内を密封したり、新鮮空気供給口８にファンを設けて、新鮮空気を強制的に流入させることによっても、乾燥室１内を高圧に保つことができる。
上記燃焼室４ａ内に供給される新鮮空気は、以上のように、その流入量が制御されて、そのほぼ１００％が燃焼のために消費され、その結果、乾燥室１内に流入する燃焼ガスには酸素がほとんど含まれない。従って、乾燥室１内の高温の燃焼ガスにより、内部の木材が発火して火災事故を起こす心配はない。
乾燥処理中に木材から発生する揮発性成分は、乾燥室１内で熱分解されるだけでなく、その大部分が燃焼ガスと共に燃焼室４ａに回収されて分解燃焼されるので、上記煙突１１から大気中に排出されるガスによる環境汚染は著しく軽減される。
なお、上記実施例には図示していないが、上記燃焼ガス発生炉４内に鉄製格子などで構成された水蒸気発生器を設けると共に、その直上に水供給口を設けて、燃焼により加熱された水蒸気発生器に水を滴下供給して過熱蒸気を発生させ、この過熱蒸気を燃焼ガスと共に乾燥室１内に導入して、乾燥処理される木材の辺部の乾燥硬化が進むのを防止し、木材の周囲部と芯部を均質に乾燥処理できるようにしてもよい。
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明の精神や思想の範囲以内であらゆる改変が可能である。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明の木材乾燥方法は、乾燥室内雰囲気中の燃焼ガスを高濃度に保った状態で加熱乾燥することにより、木材を短時間で効率よく乾燥することができる。また、乾燥室を密封して乾燥室内雰囲気の圧力を高圧に保つことにより、さらに短時間で効率よく木材を乾燥することができる。さらに、燃焼ガス発生炉内で過熱蒸気を発生させ、この過熱蒸気を燃焼ガスと共に乾燥室内に導入することにより、乾燥処理される木材の辺部の乾燥硬化が進むのを防止し、木材の周囲部と芯部を均質に乾燥処理することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の木材乾燥装置の一実施例を示す側断面図であり、第２図は、第１図のイ−イ線に沿った平断面図である。

Claims (5)

1. 燃焼ガス発生炉の下部に設けた燃焼室内に廃木材等の木質系燃料を投入して燃焼せしめ、この燃焼により発生する高温の燃焼ガスを、未乾燥の木材を収容した乾燥室の上部に導入して、該木材を上記燃焼ガスにより加熱乾燥する木材乾燥方法において、上記乾燥室内の乾燥室内雰囲気に含まれる燃焼ガスを６０〜９５（容積）％の高濃度に保つと共に、上記乾燥室内雰囲気の圧力を１．５〜５気圧の高圧に保った状態で加熱乾燥することを特徴とする木材乾燥方法。
2. 煙突から大気中に排出する乾燥室内雰囲気の排出量および乾燥室内に導入する燃焼ガスの導入量を制御することにより、上記乾燥室内雰囲気中の燃焼ガスを高濃度に保つことを特徴とする請求項１記載の木材乾燥方法。
3. 上記乾燥室から上記燃焼室に回収する乾燥室内雰囲気の回収量および燃焼ガス発生炉から乾燥室内に導入する燃焼ガスの導入量を制御することにより、上記乾燥室内雰囲気中の燃焼ガスを高濃度に保つことを特徴とする請求項１または２記載の木材乾燥方法。
4. 上記木材乾燥室を密封すると共に、流量調節板により燃焼ガス導入路を閉じたり、燃焼ガス発生炉内を密封したり、あるいは上記燃焼室の周囲に開設され、該燃焼室に外気などの新鮮な空気を供給する新鮮空気供給口にファンを設けて新鮮空気を強制的に流入することにより、乾燥室内雰囲気の気圧を高圧に保つことを特徴とする請求項１、２または３記載の木材乾燥方法。
5. 燃焼ガス発生炉内で過熱蒸気を発生させ、この過熱蒸気を燃焼ガスと共に乾燥室内に導入することを特徴とする請求項１、２、３または５記載の木材乾燥方法。

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