JP3903007B2 - 木材乾燥方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波を印加することによる誘電加熱で木材を乾燥する木材乾燥方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、対向電極で木材を挟んで高周波電源からの高周波を供給することにより該木材の乾燥を行う木材乾燥方法が知られている。この木材乾燥方法では、両端に木口面を有する長尺の複数本の木材を木材の木口面が両端になるように縦横に桟積みして複数の木材からなる木材ブロックを作成し、当該木材ブロックに木材乾燥装置が高周波を印加することによって当該ブロックを構成する木材を乾燥させる。この方法を実施する木材乾燥装置は、上下方向から或いは左右方向から当該ブロックを長尺側の側面で陽極と陰極からなる対向電極によって挟持し、高周波電源から対向電極へ高周波が供給されることによって、当該ブロックに高周波を印加するように構成されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
かかる高周波を用いた木材乾燥方法においては、木材は誘電加熱によって内部から加熱されるため、乾燥炉内に蒸気や加熱空気などの高温熱媒体を導入して木材を乾燥処理するいわゆる熱気乾燥に比べて材心が有効に乾燥され、水分傾斜のない均一な乾燥が行われ、強度性能と寸法安定性の優れた乾燥木材が得られるため、現在では高周波乾燥が一般的になりつつあり、特に高周波乾燥及び熱気乾燥の双方を用いた複合乾燥が主流になっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２００６０６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の高周波を用いた木材乾燥方法では、熱気乾燥を用いた木材乾燥方法と比較すれば均一な乾燥を行うことができるものの、木材の部位によって乾燥状態にばらつきがあった。すなわち、木材の含有水分の蒸発方向を説明するための図である図８に示すように、樹木を長手方向に長尺寸法で切断して木材の両端を木口面Ｋとするのが一般的であるが、木材を高周波で乾燥させると、木材に含まれる水分が接線方向ｔや半径方向ｒから外方へ蒸発すると共に、一部は木材の繊維方向ｌに通っている導管や仮導管に移動する。一方、木材の端部では接線方向ｔや半径方向ｒからの蒸発に加えて繊維方向ｌの導管や仮導管を通って木口面Ｋからも外方へ勢いよく蒸発することとなる。従って、従来の高周波を用いた木材の乾燥方法では、木材の端部とそれよりも中央部側とで水分の蒸発量に差が生じ、すなわち乾燥後の木材の端部と中央部との乾燥状態に差が生じて木材の端部の含水率は木材の中央部の含水率と比べて小さくなっていた。
【０００６】
このように、木材の木口面部分が過乾燥になると、干割れである木口割れや異常収縮が木口面に生じ、更にはこの異常収縮によって凹凸が木口面に生じる場合がある。
【０００７】
更に、乾燥後における木材の含水率の差は木材にねじれ等の変形を生じさせる可能性もある。
【０００８】
本発明は上述のような課題を解決するためになされたものであり、木材の木口面部分と中央部とを均一に乾燥することができる木材乾燥方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、両端に木口面を有する長尺の木材を該長尺側の側面で挟む対向電極に高周波電源からの高周波を供給することにより前記対向電極に挟まれたままの木材に対し乾燥処理を施す木材乾燥方法において、前記対向電極のうちの少なくとも一方の電極であって乾燥対象木材の長尺寸法に比して所定寸法だけ短い長さを有する電極を乾燥対象木材の両端側を開けて配置する配置工程と、前記高周波電源からの高周波を前記対向電極に供給する乾燥工程とを含むことを特徴とする木材乾燥方法である。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、当該木材の端部は対向電極が挟持しない状態になるので、この状態で、高周波電源からの高周波が対向電極に供給されると、対向電極は木材の端部に高周波電力がほとんど供給されなくなる。その分、木口面の過乾燥が抑制される。したがって、木材の端部と中央部分とがより均一に乾燥されることとなる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の木材乾燥方法において、前記配置工程では、乾燥対象木材を長尺側の側面で挟むように、少なくとも一方の電極の長さが、木材の木口面からの蒸発量が全面からの総蒸発量における１０％以上を占めることとなるときの木材の長尺寸法分だけ乾燥対象木材に比して短尺である前記対向電極を配置することを特徴とする。
【００１２】
上記請求項２に記載の発明によれば、少なくとも一方の電極で木材の木口面からの蒸発量が全面からの総蒸発量における１０％以上を占めることとなるときの木材の長尺寸法分だけ短い対向電極が、両端に木口面を有する長尺の木材を該長尺側の側面で挟んだ状態で配設される。ここで、木材の木口面からの蒸発量が全面からの総蒸発量における１０％以上を占めることとなるときの木材の長尺寸法の半寸法分だけ、木材の両端からそれぞれ短い木材の端部（以下、半寸端部という。）においては、この木材と同寸法以上の対向電極を用いる場合には木口面からの水分の蒸発量が非常に多くなる。そこで、上記した短い対向電極で木材を挟持するようにすると、上記の半寸端部が対向電極で挟持されない状態になるため、この半寸端部に対しては、高周波電圧がほとんど供給されず、木材の長尺方向の全体に均一乾燥が行われる。
【００１３】
なお、木材の木口面からの蒸発量が全面からの総蒸発量における１０％以上を占めることとなるときの木材の長尺寸法とは、木材の木口面からの蒸発量が全面からの総蒸発量における１０％以上を占めることとなるときの木材の繊維方向における寸法のことであり、木口面の一辺よりも短尺である場合をも含む。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の木材乾燥方法において、前記配置工程では、乾燥対象木材を長尺側の側面で挟むように、少なくとも一方の電極の長さが２０ｃｍ以上５０ｃｍ以下の寸法だけ各端側で乾燥対象木材に比して短尺である前記対向電極を配置することを特徴とする。
【００１５】
上記請求項３に記載の発明によれば、少なくとも一方の電極の長さが２０ｃｍ以上５０ｃｍ以下の寸法だけ各端側で乾燥対象木材に比して短尺である木材の長尺寸法分だけ短い対向電極が、両端に木口面を有する長尺の木材を該長尺側の側面で挟んだ状態になる。なお、対向電極に挟持されない寸法が木材の端から２０ｃｍ以下になるときは、木口面からの水分の蒸発量が非常に多くなりすぎて端部が過乾燥となって干割れ異常乾燥を生じやすくなり、一方、５０ｃｍ以上になるときは木口面部の乾燥が充分に進行せず、逆に中央部分に比べて端部に含有水分が多く残留することになる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の木材乾燥方法において、前記配置工程では、乾燥対象木材を長尺側の側面で挟むように、少なくとも一方の電極が木口面部における含水率の差に応じて異なる長さを有する前記対向電極を配置することを特徴とする。
【００１７】
上記請求項４に記載の発明によれば、少なくとも一方の電極の長さが木口面部における含水率の差に応じて異なる対向電極が、両端に木口面を有する長尺の木材を該長尺側の側面で挟んだ状態になる。木材の端部の含水率が高低に応じて端部への高周波の供給量を調整する必要があることから、上記の対向電極はかかる木材の木口面における含水率に応じた長さを有したものとしている。かかる対向電極で木材を挟持すれば、含水率に対応した高周波電力が木材の端部に供給されるので、含水率の差が吸収されて均一乾燥が可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、（ａ）が本発明に係る木材乾燥装置の基本構造を示す図、（ｂ）が（ａ）に示す木材乾燥装置が木材Ｗの材内に発生させる電磁界を説明するための図である。図１において、電源Ｅは所要の高周波電力を出力するもので、対向電極Ｄに出力電力を供給する。（ａ）に示すように、対向電極Ｄは、この例では同一形状を有する上電極板Ｄ１と下電極板Ｄ２とから構成され、両電極板間に乾燥対象木材Ｗが挟持されている。木材Ｗは樹木を長手方向に所定寸法Ｌｗで切断した後、角材に製材したもので、長尺方向の両端が木口面とされている。上下電極板Ｄ１，Ｄ２は幅が木材の側面を覆う寸法に設定されている一方、長手寸法Ｌは、木材Ｗの長さＬｗに比べて（ｄ１＋ｄ２）だけ短寸法とされている。寸法ｄ１，ｄ２は、後述するように各木口面側（両端部）の含水量の差に応じて設定可能であるが、木材Ｗの長さ方向の含水量が実質的に一定である場合には、ｄ１＝ｄ２に設定される。なお、ｄ１、ｄ２の部分は上下電極板D１，D２と一体的な樹脂板等（図略）で所要圧で押圧挟持するようにしてもよい。
【００１９】
（ａ）に示す構成において、電源Ｅから所要の高周波電力を対向電極Ｄに供給すると、（ｂ）の一点鎖線で示すように、上下電極板Ｄ１，Ｄ２の対向領域に介在される部分の材内に電磁界が生じ、誘電加熱によって木材Ｗは内部から乾燥が進行される。この電磁界は、上下電極板Ｄ１，Ｄ２の端で広がりを持っており、木材Ｗのｄ１、ｄ２の部分には上下電極板Ｄ１，Ｄ２に挟持されている木材Ｗの材内に発生している電磁界と比較して弱い電磁界が発生している。ゆえに、上下電極板Ｄ１，Ｄ２の長手寸法Ｌが木材Ｗの長さＬｗに比べて（ｄ１＋ｄ２）だけ短寸法であるため、ｄ１、ｄ２の部分に供給される乾燥エネルギーが他の部分に供給される乾燥エネルギーより少なくなる。
【００２０】
上記のように上下電極板Ｄ１，Ｄ２の長手寸法Ｌが木材Ｗの長さＬｗに比べて（ｄ１＋ｄ２）だけ短寸法とされている理由は次のようなものである。すなわち、木材Ｗの両端に木口面Ｋが存在すると、木材Ｗを高周波で乾燥させたときには、木材Ｗに含まれる水分が木材Ｗの中央部分では接線方向ｔや半径方向ｒから蒸発しつつ木材の繊維方向へ移動する。一方、木材Ｗの端部では、木材に含まれる水分は接線方向ｔや半径方向ｒからの蒸発に加えて繊維方向ｌを通って木口面Ｋから外方へ勢いよく蒸発する。
【００２１】
従って、従来の高周波を用いた木材乾燥方法では、木材Ｗの長尺寸法以上の長尺寸法を有する対向電極６１を用いて、木材Ｗの端部までが、中央部分と同様に高周波が供給されて、木材の端部とそれより中央部側とで水分の蒸発量に差が生じ、乾燥後の木材の端部と中央部側との乾燥状態に差が生じて木材の端部の含水率は木材の中央部側の含水率と比べて小さくなる場合がある。
【００２２】
このように、木材Ｗの中央部分による水分の蒸発量に比して木材Ｗの端部による水分の蒸発量が過多になると、木材Ｗの両木口面が過乾燥になることによって、干割れである木口割れや乾燥による異常収縮が木口面に生じ、また当該異常収縮によって凹凸が木口面に生じる場合がある。更に、乾燥後の木材Ｗの中央部分の含水率が大きくなってしまい、当該中央部分の含有する水分の影響で乾燥後の木材Ｗがねじれ等の変形を生じる場合がある。
【００２３】
ゆえに、木材Ｗの木口面近傍に与える乾燥エネルギーをその中央部に与える乾燥エネルギーよりも小さくすることが好ましいが、木材Ｗの木口面近傍をシール部材で覆う方法は、木材Ｗのｄ１、ｄ２の部分に供給される高周波を妨げるようなシール部材はないため、採用することはできない。
【００２４】
従って、本実施の形態では、対向電極Ｄの長手寸法Ｌが木材Ｗの長さＬｗに比べて（ｄ１＋ｄ２）だけ短寸法であることによって、木材Ｗの中央部分より蒸発量の多い木材Ｗの端部に対して対向電極Ｄから印加される高周波を減少させ、木材Ｗの木口面近傍の部分を過不足なく乾燥させ、木材Ｗの木口面近傍とその他の部分とを均一に木材Ｗを乾燥させるようにしている。
【００２５】
なお、前述のように、電磁界は上下電極板Ｄ１，Ｄ２の端で広がりを持っているため、木材Ｗの上下電極板Ｄ１，Ｄ２で挟持されている部分と共に、挟持されていないｄ１、ｄ２の部分を乾燥させることができる。当該部分にも上下電極板Ｄ１，Ｄ２に挟持されている木材Ｗの材内に発生している電磁界と比較して弱い電磁界が発生しているため、当該部分の乾燥が不十分となることはない。
【００２６】
以下に、図２及び図３を用いて対向電極Ｄの長手寸法Ｌと木材Ｗの長さＬｗとの関係を説明する。図２は、木材の木口面からの水分の蒸発速度を調べるために実験した結果を示すグラフである。図３は、図２の実験を基にした木材の長尺方向の長さと当該木材の蒸発速度との関係を示すグラフである。当該実験においては、温度８０℃、湿度３０％ＲＨの環境下で放置した場合における、水の蒸発を妨げる材質を有するシール部材によって両木口面を覆ったサンプル木材ＷＳ１と両木口面が覆われていないサンプル木材ＷＳ２との重さ（ｋｇ）の経過時間に応じた変化を考察している。本実験において用いたサンプル木材ＷＳ１，ＷＳ２は、同一形状を有し、乾燥処理前の含水率が６０％以上７０％以下、繊維方向の寸法が２５ｃｍ、木口面の一辺の寸法が１０．５ｃｍであるスギである。
【００２７】
図２に示すグラフでは、縦軸方向はサンプル木材ＷＳ１，ＷＳ２の重さ（ｋｇ）を、横軸方向は経過時間（ｈ）を示しており、グラフ（ａ）は両木口面が覆われているサンプル木材ＷＳ１の、グラフ（ｂ）は両木口面が覆われていないサンプル木材ＷＳ２の、各重量の時間経過に応じた変化を示している。図２に示すように、グラフ（ａ）に示す時間経過に伴うサンプル木材ＷＳ１の重さの変化量は、グラフ（ｂ）に示すサンプル木材ＷＳ２の時間経過に伴う重さの変化量よりも小さい。
【００２８】
これは、サンプル木材ＷＳ１の水の蒸発量はサンプル木材ＷＳ２の水分の蒸発量よりも小さいことを示し、サンプル木材ＷＳ１とサンプル木材ＷＳ２との水の蒸発量の差は木口面からの水の蒸発量であると考えられる。サンプル木材ＷＳ１の乾燥初期（サンプル木材ＷＳ１の含水率が４０％以下になるまで）までの蒸発速度は０．２２ｋｇ／ｍ２ｈであり、サンプル木材ＷＳ２の乾燥初期までの蒸発速度は０．２６ｋｇ／ｍ２ｈであった。サンプル木材ＷＳ１の蒸発速度は両木口面以外である木材の長尺側の側面からのみの蒸発の速度であり、サンプル木材ＷＳ２の蒸発速度は両木口面を含めた全面からの蒸発の速度であると推測することができる。
【００２９】
ここで、両木口面からの蒸発速度をＫ１、木口面を除く木材の側面からの蒸発速度をＫ２、両木口面積をＳ１、木口面を除く木材の外面（長尺側側面）の面積をＳ２とすると、当該木材の総蒸発速度Ｐは下記（１）式で表現できる。
Ｐ＝（Ｋ１・Ｓ１＋Ｋ２・Ｓ２）／（Ｓ１＋Ｓ２）・・・（１）
上述の図２に示す実験から、サンプル木材ＷＳ１の蒸発速度０．２２ｋｇ／ｍ２ｈをＫ２と、サンプル木材ＷＳ２の蒸発速度０．２６ｋｇ／ｍ２ｈをＰとして式（１）に代入すると、Ｋ１＝０．４２７ｋｇ／ｍ２ｈが得られる。そこで、Ｋ１、Ｋ２を用いて、木材の長尺方向（繊維方向）の長さと当該木材の蒸発速度との関係を考察した。以下に、当該考察結果を図３を用いて説明する。
【００３０】
図３（ａ）は、木口面の一辺の寸法が１２ｃｍである正角のサンプル木材ＷＳ３の長尺方向の長さと蒸発速度との関係を示すグラフであり、（ｂ）は同木材の長尺方向の長さと蒸発速度とを数値で表した表である。なお、当該正角のサンプル木材ＷＳ３の両木口面はシール部材で覆われておらず開放されている。また、（ａ）において、縦軸は蒸発速度（ｋｇ／ｍ２ｈ）を示し、横軸はサンプル木材ＷＳ３の長尺方向の長さを示している。
【００３１】
図３（ａ）の曲線イは、サンプル木材ＷＳ３の長尺寸法を変え、各長さにつき、上記の式（１）を用いて求めた蒸発速度Ｐを示すものである。曲線ロは、サンプル木材ＷＳ３の長さを変えて、各長さにつき下記の式（２）を用いて求めたサンプル木材ＷＳ３の蒸発速度Ｐにおける両木口面からの蒸発量の割合Ｒを示すものである。
Ｒ＝Ｋ１・Ｓ１／（Ｋ１・Ｓ１＋Ｋ２・Ｓ２）・・・（２）
なお、式（１）、式（２）では、図２に示す実験で求めた、Ｋ１＝０．４２７ｋｇ／ｍ２ｈ、Ｋ２＝０．２２ｋｇ／ｍ２ｈを用いている。
【００３２】
曲線イは、サンプル木材ＷＳ３の長尺寸法１．０ｍ（点ｐ１）を境に、長尺寸法が短くなる程に従って蒸発速度が、増大していることを示している。蒸発状況は長尺方向で対称であると考えられるので、サンプル木材ＷＳ３の両端の５０ｃｍの部分で、サンプル木材ＷＳ３の長尺側の側面からの水分の蒸発だけでなく木口面からも多分に水分が蒸発していると推測される。そして、両端の５０ｃｍの部分よりも中央側の部分では長尺側の側面からの水分の蒸発がほとんどであると推測される。
【００３３】
また、曲線イでは、特にサンプル木材ＷＳ３の長尺寸法０．５ｍ（点ｐ２）を境に、サンプル木材ＷＳ３の長尺寸法が短くなるに従って蒸発速度が著しく大きくなり、サンプル木材ＷＳ３の長尺寸法０．４ｍ（点ｐ３）を境にして更に蒸発速度が著しく大きくなっている。
【００３４】
このことから、図１に示す木材Ｗにおいて、端から５０ｃｍまでの部分では特に長尺側の側面からの水分の蒸発だけでなく木口面からも多分に水分が蒸発し、そのうち特に端から２５ｃｍの長さの端部（特に２０ｃｍの長さの端部）では木口面からもさらに多量の水分が蒸発することが推測される。
【００３５】
従って、木材Ｗを端部側と中央部側とで乾燥状態に差を生じないように乾燥させるためには、端から５０ｃｍの両端部分に対して高周波電圧を印加することは好ましくないと推測される。また、特に木材Ｗの端から２５ｃｍ（そのうちでも特に２０ｃｍ）の端部に対して高周波の供給を行わないようにすることが好ましいと推測することができる。
【００３６】
そこで、対向電極Ｄは、その両端部が、木材Ｗの長尺寸法よりも２０ｃｍ以上５０ｃｍ以下の寸法だけ短尺であることが好ましく、特に２５ｃｍ以上短尺であることが好ましく、最も好ましくは、５０ｃｍ短尺であることが好ましい。従って、対向電極Ｄの長尺寸法Ｌは木材Ｗの長尺寸法Ｌｗよりも０．４ｍは短尺であることが好ましく、特に好ましくは少なくとも０．５ｍ以上短尺である方が、更に好ましくは少なくとも１．０ｍは短尺である方がよいことを導き出すことができる。
【００３７】
ここで、上述のように、サンプル木材ＷＳ３の端から５０ｃｍまでの端部以外の領域では、木口面からの水分の蒸発への寄与はほとんどないと推測されるため、対向電極Ｄの長尺寸法Ｌは木材Ｗの長尺寸法Ｌｗより１ｍを超えて短尺でない方がよい。これは、木材Ｗの端から５０ｃｍまでの端部以外の領域に高周波を供給しなければ、木材Ｗの当該箇所の乾燥が充分行われないこととなるからである。
【００３８】
そして、曲線ロでは、木口面蒸発割合Ｒが１０％である点ｐ４を境に木口面蒸発割合Ｒの値が大きくなっていることを示している。このことから、木材Ｗでは、その木口面からの蒸発量が全面からの総蒸発量における１０％以上を占めることとなるときの木材Ｗの長尺寸法の半分の寸法分だけ、端から短い両端部で、長尺側の側面からの水分の蒸発だけでなく木口面からも多分に水分が蒸発することが推測される。一方、当該端部以外の領域では、木口面からの水分の蒸発にほとんど寄与していないと推測することができる。
【００３９】
また、曲線ロは、木口面蒸発割合Ｒが２０％以上である点ｐ５を境に木口面蒸発割合Ｒの値が大きくなっていることを示している。そして、木口面蒸発割合Ｒが２２％以上である点ｐ６を境に木口面蒸発割合Ｒの値が特に著しく大きくなっていく。
【００４０】
このことから、図１に示す木材Ｗは、その端から、木口面からの蒸発量が全面からの総蒸発量における１０％以上を占めることとなるときの木材Ｗの長尺寸法の半分の寸法までの部分では、特に長尺側の側面からの水分の蒸発だけでなく木口面からも多量に水分が蒸発し、そのなかでも特に、その端から、木口面からの蒸発量が全面からの総蒸発量における２０％以上（特に２２％以上）を占めることとなるときの木材Ｗの長尺寸法の半分の寸法までの部分では、木口面からも更に多量の水分が蒸発すると推測することができる。
【００４１】
従って、図１に示す木材乾燥装置において、乾燥対象である木材Ｗを端部と中央部とで乾燥状態に差が生じないように木材Ｗを乾燥させるためには、木材Ｗの木口面からの蒸発量が全面からの総蒸発量における１０％以上を占めることとなるときの木材Ｗの長尺寸法の半寸法分だけ木材Ｗの端から短尺である両端部に対して高周波を供給することは好ましくないと推測される。更に、特に木材Ｗの端から、木材の木口面からの蒸発量が全面からの総蒸発量における２０％以上（特に２２％以上）を占めることとなるときの木材Ｗの長尺寸法の寸法分の両端部に対しては、高周波を供給することは特に好ましくないと推測することができる。
【００４２】
そこで、対向電極Ｄは、両端部において、木材Ｗの長尺寸法よりも木材Ｗの木口面からの蒸発量が全面からの総蒸発量における１０％以上を占めることとなるときの木材Ｗの長尺寸法分の半寸法だけは短尺であることが好ましく、特に２０％以上、更に好ましくは２５％以上を占めることとなる木材Ｗの長尺寸法分の半寸法だけは少なくとも短尺であることであることが好ましい。
【００４３】
従って、対向電極Ｄの長尺寸法Ｌは木材Ｗの長尺寸法Ｌｗよりも、木材Ｗの木口面からの蒸発量が全面からの総蒸発量における１０％以上を占めることとなるときの木材Ｗの長尺寸法分だけは短尺であることが好ましい。特に２０％以上を占めることとなる木材Ｗの長尺寸法分だけは少なくとも短尺であることが好ましく、更に好ましくは２５％以上を占めることとなる木材Ｗの長尺寸法分だけは少なくとも短尺であることが好ましい。また、木材Ｗの木口面からの蒸発量が全面からの総蒸発量における１０％を占めることとなる木材Ｗの長尺寸法分だけ短尺であることが最も好ましいとの結論を導き出すことができる。
【００４４】
ここで、上述のように、サンプル木材ＷＳ３の木口面からの蒸発量が全面からの総蒸発量における１０％を占めることとなるときのサンプル木材ＷＳ３の長尺寸法の半寸法分の両端部以外の箇所では、木口面から水分が蒸発することはほとんどないと推測されるため、上記の対向電極Ｄの長さＬは、木材Ｗの長尺寸法Ｌｗと比較して、木材Ｗの木口面からの蒸発量が全面からの総蒸発量における１０％を占めることとなるときの木材Ｗの長尺寸法を超えて短尺でない方がよい。上記の両端部以外の領域に高周波を供給しなければ、木材Ｗの当該箇所の乾燥が充分行うことができないからである。
【００４５】
ここで図１に戻って、上述の長尺寸法Ｌを有する対向電極Ｄが乾燥対象である木材Ｗに対して配設される位置を説明する。上述のように対向電極Ｄの長尺方向の長さは、１端部で木材Ｗに比して長さｄ１だけ短く、他端部で木材Ｗに比して長さｄ２だけ短い。木材Ｗの両端部の含水率等を考慮せず寸法ｄ１と寸法ｄ２とが等しくなるようにしてもよいが、ここでは木材Ｗの両端部の含水率を考慮して寸法ｄ１とｄ２とをそれぞれ設定している。
【００４６】
具体的には、木材の両端部分の含水率がほぼ等しければ、寸法ｄ１と寸法ｄ２とは等しく設定される。例えば、対向電極Ｄの長尺寸法が木材Ｗと比較して１ｍ短尺である場合には、寸法ｄ１及び寸法ｄ２が共に５０ｃｍとなるように、下部プラス電極６４ａは乾燥対象である木材Ｗに対して配置される。一方、木材Ｗの両端部分の含水率が異なるとして扱う必要がある場合、寸法ｄ１及び寸法ｄ２のうち木材Ｗの両端部の含水率が高い方の寸法を他方より以下の理由から短く設定する。
【００４７】
すなわち、上述のように木口面を有する木材Ｗは木口面からも水分が蒸発するため、両端部に高周波を供給すると当該両端部が過乾燥になってしまうが、木材の含水率が高い場合には木口面から水分が蒸発しても、木材Ｗの端部が過乾燥になってしまうことはなく高周波を供給しなければかえって乾燥不十分になってしまう場合がある。従って、木材Ｗを均等に乾燥させるためには、かかる含水率を考慮して寸法ｄ１及び寸法ｄ２の値を設定することが好ましい。
【００４８】
具体的には、寸法ｄ２が設定される側の木材Ｗの端部が、寸法ｄ１が設定される側の木材Ｗの端部よりも含水率が高い元口であるときは、元口側を充分に乾燥させ、かつ、含水率の低い方の木材Ｗの端部側を過乾燥させないために、末口側の寸法ｄ１に比して元口側の寸法ｄ２を短く設定する。なお、元口は、木の根に近い方の端部であり、木の枝に近い方の端部である末口よりも一般的に含水率が高い。
【００４９】
ここでは、木材ブロックＢ１の両端部の含水率の比を求め、長さｄ１と長さｄ２との長さ関係が当該両端部の含水率の比と同じになるように対向電極Ｄが木材Ｗに対して配置される。すなわち、対向電極Ｄは、木材Ｗの長尺寸法ｄ１側の端部の含水率：木材Ｗの長尺寸法ｄ２側の端部の含水率＝長尺寸法ｄ２：長尺寸法ｄ１となるように配置される。
【００５０】
例えば、木材Ｗの長尺寸法ｄ１側の端部の含水率：木材Ｗの長尺寸法ｄ２側の端部の含水率＝４：５であり、長尺寸法ｄ１を５０ｃｍとする場合には、長尺寸法ｄ２が４０ｃｍと設定される。なお、ここでの木材Ｗの両端部の含水率の算出方法は、木材Ｗの端から長尺方向で所定の長さ（例えば５０ｃｍ）の部分の含水率を両端部それぞれについて求めて上記の木材Ｗの両端部の含水率として用いればよい。
【００５１】
上述のように、木材Ｗにおける両端部の含水率を考慮して、含水率の低い方の端部側より含水率が高い方の端部側の対向電極Ｄを長くすることで、過乾燥になりやすい含水率の低い方の端部に対して供給される高周波を少なくして過乾燥を防ぎ、当該含水率の低い方の端部よりも乾燥しにくい他方の端部に対して供給される高周波を多くして乾燥状態が不十分となることを防止することができる。特に木材Ｗがスギ材である場合には、スギ材は両端部（末口側端部及び元口側端部）の含水率の違いが他の木材Ｗに比較して大きいため、当該方法は非常に有効である。
【００５２】
図４は、本発明が適用される木材乾燥装置の一実施形態を示す構成図である。図４において、Ｘ−Ｘ方向を幅方向、Ｙ−Ｙ方向を前後方向といい、−Ｘ方向を左方、＋Ｘ方向を右方、−Ｙ方向を前方、＋Ｙ方向を後方という。木材乾燥装置１は、上記木材ブロックＢ１〜Ｂ４を収納する乾燥炉２と、この乾燥炉２の右方に付設され、乾燥炉２に収納されている木材に高周波電圧を印加する高周波部６とを備えている。
【００５３】
上記乾燥炉２は、２台の台車２２０が直列で収容され得る内容積を備えた乾燥室２０と、当該乾燥室２０を６面の壁で包囲する直方体状の箱状の構造体とを備えて構成されている。この乾燥炉２における６面の壁の稜線部分等には金属製のフレーム材２１が配設され、これらのフレーム材２１によって上記直方体状の箱状の構造体の骨格が直方体状に形成されている。
【００５４】
当該骨格の前方側の側面にはドアフレーム２２が設けられており、このドアフレーム２２によって乾燥室２０に対する出入口が形成されている。当該ドアフレーム２２には断熱構造のドア２３が開閉自在に取り付けられている。ドア２３には、換気用及び内部観察用の小孔２３ａが穿設されている。なお、ドアフレームが配設される位置は前記骨格上のいずれの側面でもよい。
【００５５】
そして、上記骨格には、金属製の薄板からなる外壁板２４及び内壁板２５が内壁板２５を内側にしてフレーム材２１を挟持するように取り付けられている。この外壁板２４及び内壁板２５の間には断熱材２６が充填されている。ここでは、外壁板２４及び内壁板２５には亜鉛メッキのカラー銅板が用いられ、断熱材２６には５０ｍｍ厚のグラスウールが用いられている。
【００５６】
上記の内壁板２５は、下方側内面である床面２ａ、左右側内面である内壁面２ｂ及び上方内面である天井面２ｃを有し、乾燥室２０は当該内壁板２５の各内面２ａ〜２ｃに囲まれることによって形成されている。乾燥室２０は、乾燥時に、上述の木材ブロックＢ１〜Ｂ４を収納するための空間である。乾燥室２０の左右側に形成されている内壁面２ｂのうちいずれか一方（ここでは、左方側の方）には、２対のファン３が、送風面を中央に向けた状態で前後方向に取り付けられている。
【００５７】
これら４台のファン３は、駆動されることによって乾燥室２０内の空気を強制的に循環移動させて乾燥室２０内の温度及び湿度を均一にする。ここではファン３は０．７５ＫＷのものが４台設けられ、一対のファン３で６０から１８０ｍ２／ｍｉｎの範囲内の送風量調整が可能になっている。また、乾燥室２０内のファン３真下の内壁面２ｂには４台のスチームヒータ４が前後方向に並設され、当該スチームヒータ４は乾燥室２０内を循環移動している空気を加熱する。
【００５８】
上記の乾燥炉２の外寸法は、間口（ドア２３が設けられている側）１．８ｍ、奥行き９．０ｍ、高さ１．８ｍに設定されている。また、上記乾燥炉２の後方側の外壁（外壁板２４の外面）には、ボイラ５が取り付けられている。ボイラ５は、乾燥室２０へ供給するための蒸気を発生し、当該蒸気によって乾燥室２０に収納されている木材ブロックＢ１〜Ｂ４を外面から加熱して含有する水分を蒸発させる。
【００５９】
ボイラ５の上方には、当該ボイラ５で発生した蒸気を乾燥炉２の上側の外壁（外側板２４の外面）に設けられた圧力ポンプ５２に導入するための蒸気配管５１が取り付けられている。圧力ポンプ５２には乾燥室２０に連結されている一対の蒸気支官５３が設けられており、圧力ポンプ５２が導入された蒸気を加圧することによって当該蒸気が蒸気支官５３を通って乾燥室２０に供給される。本実施の形態においては、ボイラ５には図略の安全弁が設けられており、ボイラ５の蒸気発生量が圧力ポンプ５２から乾燥室２０内に供給される蒸気量よりも多い場合には余剰の蒸気が安全弁から外部に放出される。
【００６０】
ここでは、上記ボイラ５には３．４ＫＷのヒータが内蔵されており、このヒータで水を加熱することによって、最大３ｋｇ／ｃｍ２Gの圧力の蒸気を１０．２ｋｇ／ｈｒの割合で発生させることができるようになっている。ボイラ５には、所定のホース等を介して水道水や井戸水が直接供給されるようになっているが、５〜１０リットルの容量を有するカートリッジ式の水槽を設けるようにしてもよい。また、ボイラ５内には軟水器が設けられており、この軟水器が所定の操作で水の軟水化を行うことによって、ボイラ５内での水垢の育成が抑止される。
【００６１】
また、乾燥炉２の天板における前方側及び後方側の隅部にはそれぞれ乾燥室２０内に連通した排気筒５４が設けられ、当該排気筒５４が乾燥室２０内の空気を排出する。排気筒５４の内部には、水平軸５１ａ回りに共回りして排気筒５４の開度を調整するダンパが設けられ、乾燥炉２の天板には水平軸５を軸心回りに回動させてダンパ５５の開度を変更するアクチュエータ５６が設けられており、このアクチュエータ５６を駆動させることによってダンパ５５の開度が調整される。各排気筒５４の下部には、排気ファン（不図示）がそれぞれ設けられ、この排気ファンが稼動されることによって乾燥室２０内の空気が強制排気される。ここでは、排気ファンにはそれぞれモータ容量が６４Ｗのものが用いられ、当該排気ファンは１８ｍ２／ｍｉｎの能力で換気する。
【００６２】
そして、本発明の第１の実施の形態においては、乾燥室２０の床面２ａには、木材ブロックＢ１〜Ｂ４が保管されている木材ヤードまで延びている左右方向一対のレール２７が、ドアフレーム２２で構成されている出入口を介して引き入れられる。当該レール２７上を、木材ブロックＢ１及びＢ２、Ｂ３及びＢ４を乗せた２台の台車２２０が走行することによって、乾燥室２０に木材ブロックＢ１〜Ｂ４を出し入れすることができる。
【００６３】
なお、上記の台車２２０は下面四隅部に上記のレール２７上の転動するように設けられた４つの車輪２２０ａを有しており、台車２２０が、乾燥室２０内へ向かって押圧されることによって、上記のレール２７に案内されつつ移動して乾燥室２０内に入れられる。２台の台車２２０は、木材ブロックＢ１及びＢ２を搭載したものが乾燥室２０内の前方側に、木材ブロックＢ３及びＢ４を搭載したものが後方側に入れられる。当該乾燥室２０に入れられた木材は高周波部６によって高周波電力が供給される。
【００６４】
上記高周波部６は、所定周波数の高周波電力を出力する高周波発振機６０と、この高周波発振機６０から乾燥室２０内に収納されている木材Ｗに高周波電力を供給する複数組の対向電極６１と、対向電極６１及び高周波発振機６０間に介設され、かつ、高周波発振機６０から対向電極６１に向けて出力される高周波電力量を木材Ｗの乾燥状態の経時的変化に整合させる整合回路部７と、複数組の対向電極６１への高周波電力の供給を経時的に順次切換える切換え回路部８とからなっている。ここでは、対向電極６１を構成する各電極板は、厚み寸法が略３ｍｍのアルミニウム製あるいはアルミニウム合金製の板材が採用されているが、図１では図示の都合上誇張して厚めに示している（図２、８、９においても同様である。）。
【００６５】
上記の高周波発振機６０は、保護管６０ｂに保護された同軸ケーブル６０ａによって整合回路部７に接続されており、高周波発振機６０によって出力された高周波電流は整合回路部７に入力される。この整合回路部７は、可変コンデンサ７１が設けられた可変コンデンサ部７ａと、可変インダクタンス７５が設けられた可変インダクタンス部７ｂとからなっている。
【００６６】
可変コンデンサ部７ａでは、高周波発振機６０からの高周波が入力され、木材Ｗの経時的な乾燥状態の変化によるインピーダンスの変化に応じて対向電極６１へ供給する電力量を調整する処理が行われる。可変インダクタンス部７ｂでは、可変コンデンサ部７ａから高周波が入力され、木材Ｗのインピーダンスの経時的変化によっても電流量を減少させないように調整する処理が行われる。
【００６７】
整合回路部７は切換え回路部８に接続されている。切換え回路部８では、整合回路部７から高周波が入力される。切換え回路部８は、複数のシリンダスイッチ８４（図５で示す）を有し、当該シリンダスイッチのスイッチングによって対向電極６１に接続されている接点部材８５にリード線（不図示）を介して接続又は離反する。切換え回路部８では、入力された高周波電力が複数の対向電極６１のうち接続されている対向電極６１に対して出力される。
【００６８】
上記の整合回路部７の可変コンデンサ部７ａ、可変インダクタンス部７ｂはそれぞれコンデンサ用ケーシング７０ａ、インダクタンス用ケーシング７０ｂに収納され、切換え回路部８は切換え回路部用ケーシング７０ｃに収納され、ユニット化されている。コンデンサ用ケーシング７０ａ、インダクタンス用ケーシング７０ｂ及び切換え回路部用ケーシング７０ｃは、いかなる配置で組み合わされてもよいが、ここでは下記の配置で組み合わされている。
【００６９】
すなわち、ケーシング７０（コンデンサ用ケーシング７０ａ、インダクタンス用ケーシング７０ｂ及び切換え回路部用ケーシング７０ｃ）を載置するための架台７０ｄが乾燥炉２の右側外壁の中央位置に沿うように接続されている。そして、切換え回路部用ケーシング７０ｃが乾燥炉２の右側外壁の壁面に当接するように架台７０ｄに載置され、切換え回路部用ケーシング７０ｃに当接するようにコンデンサ用ケーシング７０ａが並列載置されている。並列載置されているコンデンサ用ケーシング７０ａ及び切換え回路部用ケーシング７０ｃの上には、インダクタンス用ケーシング７０ｂが載置されている。
【００７０】
なお、高周波発振機６０及びケーシング７０の双方又はいずれか一方が乾燥炉２の天板上に載置されてもよい。この様に整合回路部７の可変コンデンサ部７ａ、可変インダクタンス部７ｂはそれぞれコンデンサ用ケーシング７０ａ、インダクタンス用ケーシング７０ｂに収納され、切換え回路部８は切換え回路部用ケーシング７０ｃに収納され、ユニット化されているため、高周波部６を乾燥炉２に対して付加的に施工することができ、付設施工が容易になる。
【００７１】
以下に対向電極の構成を説明する。上記の対向電極６１は、前方側に配置される台車２２０に搭載されている木材ブロックＢ１及びＢ２を対象とするものと、後方側に配置される台車２２０に搭載されている木材ブロックＢ３及びＢ４を対象とするものがある。ここでは、木材ブロックＢ１及びＢ２を対象とする対向電極６１について説明するが、木材ブロックＢ３及びＢ４を対象とする対向電極６１についても同様の構成である。
【００７２】
木材ブロックＢ１及びＢ２を対象とする対向電極６１には、木材ブロックＢ１を対象とする対向電極６１ａと木材ブロックＢ２を対象とする対向電極６１ｂがある。木材ブロックＢ１を対象とする対向電極６１ａは、台車２２０の表面に積層されて成る下部マイナス電極６２と、この下部マイナス電極６２の上方に搭載されている木材ブロックＢ１を挟んで上方に配置されている共用マイナス電極６３と、上記の下部マイナス電極６２及び共用マイナス電極６３間に挟まれている木材ブロックＢ１の間に配置されている下部プラス電極６４ａとで構成されている。
【００７３】
また、木材ブロックＢ２を対象とする対向電極６１ｂは、上記の共用マイナス電極６３と、この共用マイナス電極６３の上に搭載されている木材ブロックＢ２を挟んで上方に配置されている上部マイナス電極６５と、共用マイナス電極６３及び上部マイナス電極６５間に挟まれている木材ブロックＢ１の間に配置されている上部プラス電極６４ｂとで構成されている。
【００７４】
なお、ここでは上記対向電極６１はアルミニウム合金等の導電性の金属板からなる。また、ここでは下部マイナス電極６２は木材ブロックＢ１及びＢ２を乾燥室２０内に運び込む台車２２０の表面に積層して成るが、これに限定されず導電性の金属を材料とする台車２２０を用いて、台車２２０そのものが下部マイナス電極６２であってもよい。
【００７５】
この対向電極６１に対向するように、乾燥室２０内には右方側内壁面２ｂから突出された接点部材８５が設けられている。この接点部材８５は、プラス電極６４に対向したプラス接点部材８６と、下部マイナス電極６２に対向した下部マイナス接点部材８７と、上部マイナス電極６５に対向した上部マイナス接点部材８８と、共用マイナス電極６５に対向した共用マイナス接点部材８９とから成っている。
【００７６】
上記プラス接点部材８６としては、下部プラス電極６４ａに対向した下部プラス接点部材８６ａと、上部プラス電極６４ｂに対向した上部プラス接点部材８６ｂとが設けられている。各接点部材８５は、図１に示すように、弓なりに湾曲されたパンダグラフ８０を有しているとともに、各パンダグラフ８０が対向した図略の付勢手段の付勢力によって対向電極６１を押圧当接するように長さ寸法が設定されている。また、各接点部材８５は、乾燥炉２の内壁面に図略の構造によって高さ位置が調節可能に取り付けられ、これによって木材Ｗの断面高さ寸法が変更になることによる対向電極６１の高さ位置の変動に対応し得るようになっている。
【００７７】
そして、上述の切換え回路部８における複数のシリンダスイッチ８４のうちの１のスイッチ（以下、第１のシリンダスイッチ８４ａと記載する）の接点ロッド（不図示）は上部プラス接点部材８６ｂのパンダグラフ８０に接続され、上記複数のシリンダスイッチのうちの他の１のスイッチ（以下、第２のシリンダスイッチ８４ｂと記載する）の接点ロッド（不図示）は下部プラス接点部材８６ａのパンダグラフ８０に接続される。また、下部マイナス電極６３、上部マイナス電極６４および共用マイナス電極６５のパンダグラフ８０はそれぞれアースされている。
【００７８】
従って、第１のシリンダスイッチ８４ａがＯＮになっているときは、上部マイナス電極６５と共用マイナス電極６３との間に介在する木材Ｗに上部プラス接点部材８６ｂからの高周波が印加され、第２のシリンダスイッチ８４ｂがＯＮになっているときは、下部マイナス電極６２と共用マイナス電極６３との間に介在する木材Ｗに下部プラス接点部材８６ａからの高周波が印加されることになる。
【００７９】
以下に対向電極６１の木材に対する長さ関係を説明する。ここでは対向電極６１ａと木材ブロックＢ１との長さ関係について説明するが、対向電極６１ｂ、木材ブロックＢ３及びＢ４とこれらを対象とする対向電極６１との長さ関係についても、対向電極６１ａと木材ブロックＢ１との長さ関係と同様である。
【００８０】
なお、本実施の形態では、木材Ｗは１２０ｍｍ×２００ｍｍ×４０００ｍｍのスギの平角であり、各木材ブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４それぞれは、上面及び下面の面積がそれぞれ幅１０００ｍｍ×長さ４０００ｍｍである。なお、木材Ｗは、当然に上記に限定されず、樹種についてはヒノキ，マツ等の他の針葉樹等でもよく、寸法についても長尺であればどのような寸法であってもよい。また、各木材ブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４それぞれの寸法についても、当然に上記に限定されない。
【００８１】
木材ブロックＢ１は、両端部に木口面を有する複数の長尺の木材Ｗが縦方向（上下方向）及び横方向（左右方向）に複数本積み上げられて構成されている。木材ブロックＢ１において縦方向に積み上げられている木材Ｗの間には、当該木材Ｗの間に空間を作るためのスペーサーとして複数本の桟木Ｑが、同列に並ぶ複数の木材Ｗを横断するように介在されている。一般に上記のような木材ブロックＢ１における複数の木材Ｗの構成は桟積と呼ばれる。
【００８２】
このように桟積されている長尺の木材ブロックＢ１を長尺側の側面で桟木Ｑを介して上下方向から挟むように、下部マイナス電極６２及び共用マイナス電極６３が対向して台車２２０の上に配置されている。また、木材ブロックＢ１の中間付近には、桟木Ｑを介して下部プラス電極６４ａが下部マイナス電極６２及び共用マイナス電極６３と対向して配置されている。
【００８３】
ここでは、共用マイナス電極６３及び下部マイナス電極６２の長尺寸法は木材Ｗの長尺寸法とほぼ同一であるのに対し、下部プラス電極６４ａの長尺寸法（ここでは前後方向の寸法）は木材Ｗの長尺寸法よりも短尺であるが、木材Ｗの端部近傍における電磁界を考慮すると、共用マイナス電極６３及び下部マイナス電極６２の長尺寸法も下部プラス電極６４ａの長尺寸法と同じである方が好ましい。従来は、木材Ｗより長尺である対向電極（例えば、ここでは幅１０００ｍｍ×４２００ｍｍ）を用いて木材を乾燥させていたが、図１〜図３を示して上述したように木材Ｗの両端部が過乾燥になることを防ぐため、木材Ｗの端部に電圧を印加しないように短尺の対向電極を用いるのである。
【００８４】
本実施の形態では、木材ブロックＢの両端部の含水率がほぼ同じである場合には、長尺寸法が木材Ｗの長尺寸法よりも１ｍ短尺である下部プラス電極６４ａが、木材Ｗに対して端から長尺寸法で５０ｃｍづつ両端部において短尺となるように配置される。図１〜図３を示して前述したように、乾燥対象である木材Ｗの端から５０ｃｍの両端部からは木口面からの含有水分の蒸発が多いと推測されるため、乾燥対象である木材Ｗを端部と中央部とで乾燥状態に差がないように木材Ｗを均一に乾燥させるには、乾燥対象である木材Ｗの端から５０ｃｍの両端部に対して高周波電圧を印加することは好ましくないからである。また、木材Ｗの端から長尺寸法で５０ｃｍの端部以外の領域では、木口面から水分が蒸発することはほとんどないと推測されるため、木材Ｗの端から長尺寸法で５０ｃｍの端部以外の領域に高周波を印加しなければ、木材Ｗの当該箇所の乾燥が充分行うことができないからである。
【００８５】
一方、木材ブロックＢの両端部の含水率が異なる場合には、長さの異なる下部プラス電極６４を複数枚用意しておき、含水率の小さい方の木材ブロックＢ１の端部側を所定寸法（ここでは５０ｃｍ）だけ木材Ｗより短尺とし、他端部では、当該所定寸法と比較して、木材ブロックＢ１における両端部の含水率の比と同じ長さ関係となる寸法分だけ短尺である下部プラス電極６４を当該木材ブロックＢ１に対して配置する。なお、ここでの木材ブロックＢ１の両端部の含水率は、木材Ｗの端から長尺方向で所定の長さ（例えば５０ｃｍ）の部分の含水率を求めて上記の木材ブロックＢ１の両端部の含水率として算出すればよい。
【００８６】
例えば、木材ブロックＢ１の前方側端部が後方側端部よりも含水率の小さい場合であり、かつ、木材ブロックＢ１の前方側端部の含水率：木材ブロックＢ１の後方側端部の含水率＝４：５である場合には、後方側端部の長尺寸法が４０ｃｍだけ木材Ｗより短くなるように設定される。従って、長尺寸法が木材Ｗと比較して０．９ｍ短尺である下部プラス電極６４を選択し、当該選択した下部プラス電極６４が前方側端部で５０ｃｍだけ短尺であり、かつ、後方側端部で４０ｃｍだけ短尺となるように木材Ｗに対して配置される。
【００８７】
このように木材Ｗの両端部の含水率を考慮して下部プラス電極６４aの長尺寸法を設定するのは、次の理由による。すなわち、図１を用いて前述したように木口面を有する木材Ｗはその両端部において木口面からも水分が蒸発するため、当該両端部に高周波電圧を印加すると当該両端部が過乾燥になってしまうが、木材Ｗの含水率が高い場合には木口面から水分が蒸発しても、木材Ｗの端部が過乾燥になってしまうことはなく高周波電圧を印加しなければかえって乾燥不十分になってしまう場合があるからである。
【００８８】
なお、含水率の小さい方の木材ブロックＢ１の端部側を所定寸法（ここでは５０ｃｍ）だけ木材Ｗより短尺とし、他端部では木材Ｗの端まで届くような長さの下部プラス電極６４を選定し、このように下部プラス電極６４を木材Ｗに配置してもよい。
【００８９】
上記の本実施の形態の変形例として、長尺寸法が木材Ｗと比較して所定寸法分（ここでは０．４ｍ）だけ短尺である下部プラス電極６４ａを用いて、下部プラス電極６４ａの含水率の小さい方の端部において短尺である寸法と、他端部において短尺である寸法との比が、木材ブロックＢ１における両端部の含水率の比に合致するように配置することもできる。例えば、木材ブロックＢ１の前方側端部が後方側端部よりも含水率の小さい場合であり、かつ、木材ブロックＢ１の前方側端部の含水率：木材ブロックＢ１の後方側端部の含水率＝２：３である場合には、前方側端部の長尺寸法が２４ｃｍ、後方側端部の長尺寸法が１６ｃｍだけ木材Ｗより短くなるように設定される。
【００９０】
上述のように、木材ブロックＢ１における両端部の含水率を考慮して、含水率の高い方の端部側より含水率が低い方の端部側の下部プラス電極６４を短くすることで、過乾燥になりやすい含水率の低い方の端部に対して印加される高周波電圧を少なくして過乾燥を防ぎ、当該含水率の低い方の端部よりも乾燥しにくい他方の端部に対して印加される高周波電圧を多くして乾燥状態が不十分となることを防止することができる。特に本実施の形態においては、木材Ｗはスギ材であり、スギ材は両端部（末口側端部及び元口側端部）の含水率の違いが他の木材に比較して大きいため、当該方法は非常に有効である。
【００９１】
なお、上記では木材ブロックＢ１の両端部の含水率から下部プラス電極６４ａの両端部での長尺寸法をそれぞれ求めたが、木材Ｂ１を構成する全ての木材Ｗの含水率が同じ方向へ向くように配設されるようにし、この木材ブロックＢ１を構成する木材Ｗのうち任意に選択した一本の含水率から下部プラス電極６４ａの両端部での長尺寸法を求めても良い。
【００９２】
上記した高周波部６の回路構成を説明する。図５は、図４に示す高周波部６の回路構成の一例を示す図である。なお、図５では木材ブロックＢ１及びＢ２用、木材ブロックＢ３及びＢ４用と二組ある対向電極６１のうちの一組を代表して説明しているが、当該一組の他の一組についても回路構成は同じである。
【００９３】
高周波発振機６０は高周波電流の発生源であり、発生させた高周波電流を整合回路部７に出力する。整合回路部７は、コンデンサ用ケーシング７０ａに収納されてユニット構成された可変コンデンサ部７ａと、インダクタンス用ケーシング７０ｂに収納されてユニット構成された可変インダクタンス部７ｂとからなっている。可変コンデンサ部７ａには可変コンデンサ７１が内装されているとともに、可変インダクタンス部７ｂには可変インダクタンス７５が内装されている。
【００９４】
可変コンデンサ７１は、乾燥されつつある木材Ｗのインピーダンスの経時変化に整合して容量を変化させるものであり、可変インダクタンス７５は、木材Ｗのインピーダンスの経時変化によっても電流値を減少させないように自身のインダクタンスを調節するものである。これら可変コンデンサ７１および可変インダクタンス７５によるコンデンサ容量およびインダクタンスの調整が乾燥過程の木材Ｗのインピーダンスと対向電極６１に供給する高周波電力量とを整合させ、効率的な乾燥処理が実現する。
【００９５】
整合回路部７で調整された高周波電流は切換え回路部８に出力される。切換え回路部８は、整合回路部７と接続されているコ字状リード線板８３と、このコ字状リード線板８３に電気的に離接する第１のシリンダスイッチ８４ａおよび第２のシリンダスイッチ８４ｂとからなっている。なお、コ字状リード線板８３は、切換え回路部用ケーシング７０ｃの右側壁に所定の金具を介して上下方向に延びるように絶縁状態で固定されている。
【００９６】
第１および第２のシリンダスイッチ８１，８２は、第１および第２ブロックＢ１，Ｂ２用のものと第３および第４ブロックＢ３，Ｂ４用のものとがあるが、図５では図示の都合上第１および第２ブロックＢ１，Ｂ２のものだけが示されている。各シリンダスイッチ８４は接点ロッドを有しており、当該接点ロッドはシリンダスイッチ８４本体から出没して上述のコ字状リード線板８３に対して離接する。
【００９７】
前述したように、乾燥炉２内には、対向電極６１に対向して右側の内壁面２ｂから突設された接点部材８５が設けられており、各接点部材８５は図略の付勢手段の付勢力によって対向電極６１を押圧当接するように長さ寸法が設定されているパンダグラフ８０を有している。
【００９８】
上述の第１のシリンダスイッチ８４ａの接点ロッドは、当該接点部材８５における上部プラス電極６２ｂに対向した上部プラス接点部材８６ｂのパンダグラフ８０と、上述の第２のシリンダスイッチ８４ｂの接点ロッドは、下部プラス電極６２ａに対向した下部プラス接点部材８６ａのパンダグラフ８０とにそれぞれ接続されている。また、下部マイナス電極６３、上部マイナス電極６４および共用マイナス電極６５に対向するパンダグラフ８０はそれぞれアースされている。
【００９９】
従って、第１シリンダスイッチ８１の接点ロッド８４がコ字状リード線板８３に接続されているときは、上部マイナス電極６４と共用マイナス電極６５とに高周波発振機６０から出力された高周波電流が流れ、当該電極間に介在する木材Ｗに高周波電圧が印加され、第２シリンダスイッチ８２の接点ロッド８４がコ字状リード線板８３に接続されているときは、上記同様に下部マイナス電極６３と共用マイナス電極６５との間に介在する木材Ｗに高周波電圧が印加されることになる。
【０１００】
上記のような木材乾燥装置１の設営方法を以下に説明する。木材乾燥装置１は、まず乾燥炉２を所定の敷地内に構築すると同時に高周波発振機６０を適所に配設した後、乾燥炉２の長尺側の壁面外方にケーシング７０を隣接することによって構築される。乾燥炉２の構築時には、予め対向電極６１と切換え回路部８を接続するための接続板を通すための配設孔が穿設され、この配設孔が穿設されている箇所に切換え回路部用ケーシング７０ｃが隣接配置されている。
【０１０１】
そして、絶縁板に指示されて絶縁状態で当該配設孔を通って、接続板が対向電極６１に取り付けられているパンタグラフ８０と切換え回路部８の接続ロット８４とを接続させることによって、切換え回路部用ケーシング７０ｃの乾燥炉２への隣接施工が完了する。更に、切換え回路部用ケーシング７０ｃにコンデンサ用ケーシング７０ａおよびインダクタンス用ケーシング７０ｂを隣接配置し、各ケーシング部７０間に所定の配線を施す。また、高周波発振機６０と可変コンデンサ７１の中央電極板とが同軸ケーブルを介して接続する。これによって、木材乾燥装置１の施工が完了する。
【０１０２】
上記木材乾燥装置１を用いた本発明の第１の実施の形態にかかる木材乾燥方法を図４及び図６を用いて説明する。図６は、図４に示す木材乾燥装置１を用いた木材乾燥方法における乾燥工程を自動的に実行するための制御機構の一例を示すブロック図である。なお、ここでは本発明方法は自動で実行されるが、必ずしも自動で実行される必要はなく人が手動で実行してもよい。
【０１０３】
冒頭で説明したように、本発明の第１の実施の形態にかかる木材乾燥方法は、木材ブロックＢ１〜Ｂ４を形成し、当該木材ブロックＢ１〜Ｂ４それぞれを長尺側で挟むように対向電極６１を配設する配設工程と、木材乾燥装置１が高周波を印加することによって対向電極６１に挟持された木材ブロックＢ１〜Ｂ４を乾燥させる乾燥工程とからなっている。
【０１０４】
まず、配設工程では、２台の台車２２０における下部マイナス電極６２上に８本の木材Ｗを下部マイナス電極６２の長手方向に向くように幅方向にそれぞれ並列載置し、ついで、各木材Ｗを横断するように複数本の桟材Ｑを架け渡す。そして、これらの桟材Ｑ上に上記同様に８本の木材Ｗを載置し、更に、各木材Ｗを横断するように複数本の桟材Ｑを架け渡す。そして、これら２段の木材列の上に当該複数本の桟材Ｑを介して下部プラス電極６４ａが被せられることによって、上記のように下部プラス電極６４ａ及び下部マイナス電極６２間に２段の木材Ｗが挟み込まれるようになっている。
【０１０５】
ここで、下部プラス電極６４ａが配置される位置は、上述のように木材Ｗに対して、一方の端部で長さｄ１だけ他端部で長さｄ２だけ短尺となるように設定される。上述のように木材Ｗの両端部では、木材Ｗの両木口面からも水蒸気が蒸発するため乾燥後の木材Ｗの端部が過乾燥となりやすい。従って、当該端部が過乾燥になることを防ぐために、当該端部に対しては高周波電圧を多く印加しないように下部プラス電極６４ａが配設されないのである。
【０１０６】
そして、この下部プラス電極６４ａの上に上記同様に２段の木材列が２台の台車２２０を対象としてそれぞれ形成される。そして、これらの木材列の頂部に桟材Ｑを介して共用マイナス電極６３がそれぞれ積層されることによって、乾燥炉２における乾燥室２０の前方側に入れられる台車２２０上には木材ブロックＢ１が、後方側に入れられる台車２２０上には木材ブロックＢ３が形成される。
【０１０７】
引き続き、２台の台車２２０の共用マイナス電極６３の上に上記と同様に２段の木材列がそれぞれ形成され、それらの上に上述のような理由から、木材Ｗに対して一方の端部で長さｄ１だけ他端部で長さｄ２だけ短尺となるように上部プラス電極６４ｂが積層される。そして、この上部プラス電極６４ｂの上にも、２段の木材列がそれぞれ形成される。そして、最後に、最上部の木材列の頂部に上部マイナス電極６５が載置されることによって、乾燥炉２における乾燥室２０の前方側に入れられる台車２２０上には木材ブロックＢ１上に木材ブロックＢ２が、後方側に入れられる台車２２０上には木材ブロックＢ３上に木材ブロックＢ４が形成される。
【０１０８】
なお、本実施の形態においては木材ブロックＢ１〜Ｂ４を構成する木材Ｗの長尺寸法は全てほぼ同一であり、各木材ブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４では、全ての木材Ｗの端がそろうように桟積されているが、必ずしもこれに限定されない。例えば、長尺寸法の異なる木材Ｗを複数用いて各木材ブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４が構成される場合では当該木材Ｗの平均長尺寸法を基準として、又は木材Ｗのうち任意で選択した一本の長尺寸法を基準として短尺のプラス電極６４を用いてもよい。
【０１０９】
ついで、乾燥炉２のドア２３を開放し、２台の台車２２０がレール２７を走行することによって乾燥室２０内に運び込まれる。そうすると、それぞれの下部マイナス電極６２、下部プラス電極６４ａ、共用マイナス電極６３、上部プラス電極６４ｂ、および上部マイナス電極６５が、それぞれ下部マイナス接点部材８７、下部プラス接点部材８６ａ、共用マイナス接点部材８９、上部プラス接点部材８６ｂ、および上部マイナス接点部材８８の各パンダグラフ８０に当接して互いに接続状態になる。これによって、配設工程は終了する。
【０１１０】
次に、図４及び図６を参照して乾燥工程について説明する。乾燥工程では、木材ブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４及び対向電極６１を乾燥室２０内へ装入した後、ドア２３を閉め、電源スイッチ（不図示）をＯＮして乾燥炉２内へ電力供給可能状態にする。その後、上述した乾燥装置１が、下記のように制御装置３００によって熱気乾燥の制御と高周波順次印加の制御とを行い、乾燥室２０内に入れられた上記木材ブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４を乾燥させる。
【０１１１】
すなわち、上記制御装置３００は、記憶されている制御プログラムに基づいて各種の制御信号をファン３、ボイラ５、圧力ポンプ５２、アクチュエータ５６、整合回路部７および切換え回路部８に出力することによって熱気乾燥の制御や高周波印加の制御とを行い、これに基づく機器の駆動で木材Ｗに対する熱気乾燥処理およびこれに続く複合乾燥処理（熱気乾燥処理及び高周波印加処理）が施されるようになっている。なお、制御装置３００には当然のことながら乾燥操業を実行するために必要な各種のデータを記憶する記憶部が設けられている。
【０１１２】
具体的には、上記の熱気乾燥の制御では、制御装置３００はボイラ５を稼動させるとともにファン３を回転駆動させる。一定時間経過後、高周波印加の制御が実行され、当該高周波印加の制御では、制御装置３００は高周波発振機６０を駆動させて高周波発振機６０からの高周波を整合回路部７及び切換え回路部８を介して対向電極６１に供給する。ここで、制御装置３００は、予め設定された時間ごとに切換え回路部８に切換え操作させることによって、各木材ブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４毎に高周波の供給を行わせる。
【０１１３】
まず、上記熱気乾燥の制御について説明する。この制御を行うために、乾燥室２０内には乾球温度計９１および湿球温度計９２が設けられているとともに、高周波回路の適所には反射型電力計からなる負荷状態検出部９３が設けられ、これら検出手段が検出した乾燥室２０内の乾球温度、湿球温度および反射電力量が制御装置３００に入力されるようになっている。なお、本実施の形態においては、乾球温度計９１として白金抵抗体を用いた温度センサーを使用しているとともに、湿球温度計９２として白金抵抗体に湿ったガーゼを巻き付けたものを使用している。
【０１１４】
本実施の形態においては、乾燥室２０内の経時的な温度変化が、制御装置３００に予め設定入力されており、常にこの設定値と乾球温度計９１が検出した検出値との比較演算が行われるようになっている。この比較演算の結果、温度が設定値よりも低いときは、制御装置３００からスチームヒータ４への蒸気供給量を増加させる信号が出力され、温度が設定値よりも高いときは同蒸気供給量を減少させる信号が出力されるようになっている。
【０１１５】
また、制御装置３００に乾燥室２０内の経時的な乾球温度（本実施形態においては一定値）が入力されており、この設定値と湿球温度計９２が検出した検出値との比較演算が行われ、比較演算の結果、乾球温度の実測値が乾球温度設定値よりも低いとき（すなわち湿度が低いとき）は、制御装置３００からボイラ５および圧力ポンプ５２への電力供給量を増加させる信号が出力され、乾球温度の実測値が設定値よりも高いとき（すなわち湿度が高いとき）は同電力供給量を減少させたり電力供給を遮断する信号が出力されるようになっている。かかる制御を行うことによって乾燥室２０内は所定の温度が維持されるとともに、乾湿温度差は漸増するようになされている。
【０１１６】
本実施の形態においては、制御装置３００に負荷状態検出部９３からの検出信号が入力され、これに基くフィードバック制御で反射電力（反射波の電圧値に電流値を乗じて得られる値）が常に最小になるようにアクチュエータ７１ｄが駆動されて第１可変コンデンサ７１ａおよび第２可変コンデンサ７１ｂの容量が調節され、これによって木材Ｗに供給される高周波の出力はエネルギー伝達が効率的に行われるように常に木材Ｗのインピーダンスの経時変化に追随したものになるようにしている。
【０１１７】
また、本実施の形態においては、予め実験的に求められた速度勾配で可変インダクタンス７５の摺接架橋部材（不図示）を下降させるようにしており、これによって木材Ｗの乾燥進行に伴うインピーダンスの減少に追随させて高周波のエネルギーがより効率的に木材Ｗに供給されるようにしている。従って、乾燥室２０内の温度および湿度は常に適正に制御されて最適の外部加熱環境になるとともに、高周波印加により木材Ｗに内部加熱が施されることから、木材Ｗの内部の温度分布は常に均一に制御された状態になり、木材Ｗの理想的な乾燥処理が実現する。
【０１１８】
さらに、木材Ｗの樹木の種類毎に予め設定された時間を制御装置３００に入力しておき、この時間が経過したときに制御装置３００から高周波発振機６０に駆動信号が出力されるようにしている。このようにされるのは以下の理由による。すなわち、乾燥室２０内はすでに予め所定の乾燥環境に設定されており、乾燥前の１００％前後の高含水率を有する木材Ｗは、乾燥の初期においては、わざわざ高周波を供給しなくても、所定の含水率になるまでは速やかに含水率が低下するのであるが、樹種に応じて熱気乾燥のみでは水が飛び難いものがある反面、極めて速やかに含水率が低下するものもあるため、予め樹種毎に熱気乾燥の時間を決めることが可能であるからである。
【０１１９】
もっとも、木材Ｗの含水率の経時的な低下曲線は、過去の多くの操業実績や試験によって熱気乾燥の条件に応じて略定まっていることが判っているため、上記低下曲線の式を制御装置３００に入力しておくことにより、上記のような樹種毎の熱気乾燥の時間を予め入力しておかなくても、初期の熱気乾燥の時間を設定することができる。従って、乾燥前における木材Ｗのおよその含水率さえが判れば、所定の乾燥条件において含水率が所定の値にまで低下する時間を相当の精度で予測することが可能である。
【０１２０】
各木材ブロックＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４に対する高周波印加制御については、各木材ブロックＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４毎の高周波印加の合計電力量を予め設定しておく。この算出された各電力量を各ブロックＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４に与えられる高周波出力の値で除することにより、各ブロックＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４それぞれに対する合計の高周波印加時間が算出される。合計の高周波印加時間の算出方法は、これに限定されず、出願人が先に出願した特願２００２−２００６０６号に記載されている方法等によってもよい。
【０１２１】
そして、このようにして得られた各木材ブロックＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４を対象とした高周波印加の合計の印加時間は、間欠印加の各回に平均的に印加されるのではなく、高周波印加の当初は未だに木材Ｗの含水率が相当高いため、印加時間は多めに設定され、含水率の減少に応じて漸減される。具体的に各回毎の高周波印加時間がどのようにして設定されるかについては種々の方法があり、例えば、当初は６０分等の長い時間を設定しておいて、それを所定の割合で順次減じていく方法を採用してもよい。
【０１２２】
また、出願人が先に出願した特願平１１−２５９４１５号に記載されている、所定の計算式により各回の高周波印加時間を計算する方法を採用してもよい。この特願平１１−２５９４１５号に記載した計算方法は、所定の条件で実行される木材の複合乾燥において、過去の多くのデータを統計的に解析することにより木材の初期含水率に応じた標準的な含水率低減曲線を予め求めておくとともに、この含水率低下曲線により演算された高周波印加開始時点での木材の含水率を基準にして高周波印加による材内の昇温曲線の一般式を予め求めておき、この昇温曲線の一般式に基づいて高周波間欠印加における印加時間を求めるものである。
【０１２３】
そして、上記昇温曲線の一般式を用いた演算処理において、材内温度が１００℃になった時点で高周波の印加を停止するように条件付ける演算が行われるようにしているため、材内温度が１００℃を越えた状態で木材Ｗに高周波が印加され続けるような不都合は起こらない。なお、この計算方法の詳細についてはここでは省略する。
【０１２４】
さらに本実施形態においては、高周波発振機６０と可変コンデンサ７１との間に積算電力計３１０が介設され、各木材ブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４に供給された高周波電力量を積算するようになっている。この積算電力計３１０によって検出された積算電力量も制御装置３００に逐一入力されるようになっており、この値が入力された制御装置３００は、その時点までに高周波発振機６０から出力された演算上の高周波電力量と比較するようになっている。そして、制御装置３００を、この比較結果が予め設定された許容値を越えているか否かを常にチェックし、越えていないときはそのまま操業を継続する一方、越えているときは所定の出力装置を介して警報を出力するようになっている。
【０１２５】
上記のような高周波印加時間で、制御装置３００は切換え回路部８をスイッチングさせることによって対向電極６１をして木材ブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４に対して順番に電圧を印加させる。
【０１２６】
本発明の第１の実施の形態にかかる木材乾燥方法では、長尺側の長さで比較して木材Ｗの長さよりも短尺であるプラス電極６４を用いるため、木口面からも含有水分が蒸発することによって他の部位に比べて乾燥しやすい木材Ｗの端部に対して、高周波電圧をほとんど印加しないことが可能となる。これによって、乾燥後の木材Ｗの端部が過乾燥になることを防ぎ、木材Ｗにおける端部と中央部とで均一に乾燥することができる。かかる効果を実証するために、出願人は図７に示すように、木材を数種類の木材乾燥方法によって乾燥をさせ、当該乾燥後の木材における木口面の異常収縮の出現率を調べて統計を出した。
【０１２７】
図７は、木材乾燥方法の違いによる乾燥後の木材の木口面における異常収縮の出現率の違いを示すグラフである。（ａ）は、高温（１００℃〜１２０℃）の熱気乾燥のみを行った場合における木口面の異常収縮の出現率を示すグラフである。（ｂ）は、短尺ではない対向電極（４２００ｍｍ）を用いて高周波乾燥と熱気乾燥の複合乾燥を行った場合における木口面の異常収縮の出現率を示すグラフである。（ｃ）は、短尺である対向電極（３４００ｍｍ）を用いて高周波乾燥と熱気乾燥の複合乾燥を行った場合における木口面の異常収縮の出現率を示すグラフである。
【０１２８】
ここでは、４０００ｍｍの長尺寸法を有する正角の木材において、木口面における一辺と、当該正角の木材の長尺方向における中心で木口面と切り口が平行になるように裁断した場合の当該切り口の一辺との差を収縮量差（切り口の一辺−木口面の一辺）として、当該収縮量差（ｍｍ）が横軸に表されている。
【０１２９】
当該収縮量差は、０．０ｍｍの場合、０．０ｍｍより大きく１．０ｍｍ未満の場合、１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ未満の場合、２．０ｍｍ以上３．０ｍｍ未満の場合、３．０ｍｍ以上４．０ｍｍ未満の場合、４．０ｍｍ以上５．０ｍｍ未満の場合、５．０ｍｍ以上６．０ｍｍ未満の場合、６．０ｍｍ以上７．０ｍｍ未満の場合が示されている。また、縦軸は、各図７（ａ）〜（ｃ）の木材乾燥方法において上記横軸に示す収縮量差を有する木材の出現率（％）を示している。
【０１３０】
図７（ａ）に示すグラフでは、２．０ｍｍ以上３．０ｍｍ未満が２５％を超えており最も多く、ついで３．０ｍｍ以上４．０ｍｍ未満の収縮量差が多い。また、木材の短部が著しく過乾燥である６．０ｍｍ以上７．０ｍｍ未満の収縮量差を有する木材も５％未満であるが存在する。従って、複合乾燥を行わない熱気乾燥のみの場合では木材の異常収縮の出現率は高いといえる。熱気乾燥のみでは、木材の外部から内部へと熱が伝わる時間がかかるため、木材の内部まで充分に乾燥させようとすると、複合乾燥と比較して長時間に渡って乾燥処理を施す必要がありその間に木口面等の木材の外部の乾燥が進んで過乾燥になってしまうためであると推測される。
【０１３１】
対して図７（ｂ）に示すグラフでは、図７（ａ）に示すグラフと比較して、４．０ｍｍ以上７．０ｍｍ未満の異常収縮を有する木材の出現はないため木口面に著しい異常収縮を有する木材は出現しにくいといえるが、１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ未満及び２．０ｍｍ以上３．０ｍｍ未満の異常収縮は３０％近く出現している。ここでは、長尺寸法４２００ｍｍである対向電極を用いた複合乾燥を行っているが、図７（ａ）に示す木材の外部からの熱気乾燥のみによる木材乾燥方法とは異なり、高周波乾燥によって木材の内部から加熱されるため、短時間で内部まで木材の加熱を行うことができ、木材乾燥を行うことができ、木材の内部と外部との温度が均一な状態になり、木材の木口面の著しい異常収縮はなくなると推測される。ゆえに、複合乾燥の方が、熱気乾燥よりも木材の木口面の異常収縮を抑えることができることが伺える。
【０１３２】
一方、図７（ｃ）に示すグラフでは、収縮量差０．０ｍｍの出現率が４０％を超えている。また、収縮量差が０．０より大きく１．０未満のものがやはり４０％を超えており、少なくとも全ての木材の収縮量差が２．０未満に収まっていることが示されている。収縮量差０．０ｍｍは乾燥後の木材の端部と中央部分の乾燥状態に差がほとんどないことを示しており、ここでは４０％以上の木材が収縮量差０．０ｍｍであり、８０％以上の木材は収縮量差１．０未満であり、収縮量差２．０ｍｍ以上の木材は存在しないため、他の図７（ａ）、（ｂ）の各グラフでの木材乾燥方法と比較して乾燥後の木材の端部と中央部分の乾燥状態の差は非常に小さいといえるであろう。
【０１３３】
ここでの、木材乾燥方法は４０００ｍｍの長尺の木材を当該長尺側の側面で長尺寸法３４００ｍｍである対向電極が挟んで行う高周波乾燥と熱気乾燥との複合乾燥である。すなわち、図７（ｂ）に示すグラフでの木材乾燥方法とは対向電極の長さが長尺寸法で比較して木材よりも６００ｍｍ短尺であるという点が異なっている。従って、木材の端部が過乾燥にならず木材の中央部分と端部との乾燥状態がほぼ均一になった理由は、対向電極の長尺寸法が木材の長尺寸法よりも短いため、木口面からも含有水分が蒸発するため過乾燥になりやすい木材の端部に高周波電圧をほとんど印加しなかったためであると推測できる。
【０１３４】
上述の図７に示すグラフからも、乾燥対象木材よりも長尺寸法で短尺である対向電極を用いて高周波乾燥する木材乾燥方法は木材を均一に乾燥できることが実証されている。なお、複合乾燥によって熱気乾燥も行う方が木材を均一に乾燥できることが実証されたが、勿論、高周波乾燥のみで木材を乾燥させる木材乾燥方法であっても、乾燥対象木材よりも長尺寸法で短尺である対向電極を用いた方が木材を均一に乾燥することができる。
【０１３５】
なお、本発明の第１及び第２の実施の形態にかかる木材乾燥方法において、対向電極６１の構成は、各マイナス電極６２，６３，６５の長尺寸法は木材Ｗの長尺寸法とほぼ同一であり、各プラス電極６４の長尺寸法は木材Ｗの長尺寸法より短尺であるが、逆に各マイナス電極６２，６３，６５の長尺寸法が木材Ｗの長尺寸法よりも所定寸法だけ短尺であってもよく、対向電極６１の対向部分が木材Ｗの長尺寸法より短尺であればよい。従って、各マイナス電極６２，６３，６５又は各プラス電極６４の長尺寸法が所定寸法だけ短尺である場合は、他方の電極の長尺寸法は、当該所定寸法だけ短尺である方の電極の長尺寸法より長ければよい。
【０１３６】
また、木材乾燥装置１では、３枚で一組の対向電極６１を用いて各木材ブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４をそれぞれ上下方向から挟持しているが、必ずしもこれに限定されず、木材乾燥装置１ａのように左右方向から３枚で一組の対向電極６１によって挟持する等してもよい。また、２枚で一組の対向電極を用いて各木材ブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４を左右方向又は上下方向から挟持する等してもよい。
【０１３７】
なお、木材乾燥装置１では、乾燥炉２内の圧力は制御されておらず常圧であるが、真空ポンプ等で乾燥炉２内を減圧して、低圧の乾燥炉２において木材Ｗへの高周波電力の供給を行っても良い。この場合には、木材Ｗの蒸発温度が下がり、効率よく木材乾燥を行うことができる。
【０１３８】
【発明の効果】
請求項１に記載の本発明に従えば、木材の端部と中央部分とがより均一な乾燥状態で乾燥対象木材を乾燥することができるため、木材の端部の過乾燥を原因とした木口割れ、木口面の落ち込み、木口面の異常乾燥、中央部分のねじれを防止し、歩留まりを向上することができる。また、木材の端部に対して高周波電力が供給されないため、木材を乾燥させるための消費電力を削減することができる。
【０１３９】
請求項２に記載の本発明に従えば、乾燥対象木材を長手方向の全体に均一に乾燥させることができるため、特に過乾燥になりやすい半寸端部の過乾燥を原因とした木口割れ、木口面の落ち込み、木口面の異常乾燥、中央部分のねじれを防止し、歩留まりを向上することができる。
【０１４０】
請求項３に記載の本発明に従えば、対向電極は木材の端から２０ｃｍ以上５０ｃｍ以下の両端部に対して高周波電力をほとんど供給しないことができるため、特に過乾燥になりやすい木材の端から２０ｃｍ以上の端部に対して木材過乾燥にすることを防ぎ、かつ、木口からの水分の蒸発がほとんどない木材の端から５０ｃｍを超える中央部分に対して充分に高周波電力を供給することができ、乾燥対象木材を長手方向の全体に均一に乾燥させることができる。
【０１４１】
請求項４に記載の本発明に従えば、乾燥対象木材の両端部の含水率に差があっても含水率の差が吸収されて乾燥対象木材を長手方向の全体に均一に乾燥させることができるため、木材における両端部の含水率に差がある場合でも木材の端部の過乾燥を原因とした木口割れ、木口面の落ち込み、木口面の異常乾燥、中央部分のねじれを防止し、歩留まりを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）は本発明に係る木材乾燥装置の基本構成を示す図、（ｂ）は（ａ）に示す木材乾燥装置が木材Ｗの材内に発生させる電磁界を説明するための図である
【図２】 木材の木口面からの水分の蒸発速度を調べるために実験した結果を示すグラフである。
【図３】 図２の実験を基にした木材の長尺方向の長さと当該木材の蒸発速度との関係を示すグラフである。（ａ）は木材の長尺方向の長さと当該木材の蒸発速度との関係を示すグラフである。（ｂ）は木材の長尺方向の長さと当該長さに対応する当該木材の蒸発速度とを数値で表した表である。
【図４】 本発明が適用される木材乾燥装置の一実施形態を示す構成図である。
【図５】 図４に示す高周波部の回路構成の一例を示す図である。
【図６】 図４に示す木材乾燥装置を用いた木材乾燥方法における乾燥工程を自動的に実行するための制御機構の一例を示すブロック図である。
【図７】 木材乾燥方法の違いによる乾燥後の木材の木口面における異常収縮の出現率の違いを示すグラフである。（ａ）は、短尺ではない対向電極（４２００ｍｍ）を用いて高周波乾燥のみを行った場合における木口面の異常収縮の出現率を示すグラフである。（ｂ）は、短尺ではない対向電極（４２００ｍｍ）を用いて高周波乾燥と熱気乾燥の複合乾燥を行った場合における木口面の異常収縮の出現率を示すグラフである。（ｃ）は、短尺である対向電極（３６００ｍｍ）を用いて高周波乾燥と熱気乾燥の複合乾燥を行った場合における木口面の異常収縮の出現率を示すグラフである。
【図８】 木材の含有水分の蒸発方向を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 木材乾燥装置
２ 乾燥炉
２ａ 床面 ２ｂ 内壁面
２ｃ 天井面 ２ｄ 側壁
２０ 乾燥室 ２１ フレーム材
２２ ドアフレーム ２３ ドア
２３ａ 小孔 ２４ 外壁板
２５ 内壁板 ２６ 断熱材
２７ レール ３ ファン
４ スチームヒータ ５ ボイラ
５１ 蒸気配管 ５２ 圧力ポンプ
５３ 蒸気支管 ５４ 排気筒
５４ａ 水平軸 ５５ ダンパ
５６ アクチュエータ ５７ 排気ファン
６ 高周波部 ６０ 高周波発振機
６１ 対向電極 ６１ａ，６１ｂ 対向電極
６２ 下部マイナス電極 ６３ 共用マイナス電極
６４ プラス電極 ６４ａ 下部プラス電極
６４ｂ 上部プラス電極 ６５ 上部マイナス電極
７ 整合回路部 ７ａ 可変コンデンサ部
７ｂ 可変インダクタンス部 ７０ ケーシング
７０ａ コンデンサ用ケーシング
７０ｂ インダクタンス用ケーシング
７０ｃ 回路部用ケーシング ７０ｄ 架台
７１ 可変コンデンサ ７１ａ 第１可変コンデンサ
７１ｂ 第２可変コンデンサ
７５ 可変インダクタンス ８ 切換え回路部
８０ パンダグラフ ８３ コ字状リード線板
８４ シリンダスイッチ ８５ 接点部材
８６ プラス接点部材
８６ａ 下部プラス接点部材 ８６ｂ 上部プラス接点部材
８７ 下部マイナス接点部材 ８８ 上部マイナス接点部材
８９ 共用マイナス接点部材 ９１ 乾球温度計
９２ 湿球温度計 ９３ 負荷状態検出部
２２０ 台車 ２２０ａ 車輪
３００ 制御装置 Ｂ１〜Ｂ４ 木材ブロック
Ｑ 桟材 Ｗ 木材
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波を印加することによる誘電加熱で木材を乾燥する木材乾燥方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、対向電極で木材を挟んで高周波電源からの高周波を供給することにより該木材の乾燥を行う木材乾燥方法が知られている。この木材乾燥方法では、両端に木口面を有する長尺の複数本の木材を木材の木口面が両端になるように縦横に桟積みして複数の木材からなる木材ブロックを作成し、当該木材ブロックに木材乾燥装置が高周波を印加することによって当該ブロックを構成する木材を乾燥させる。この方法を実施する木材乾燥装置は、上下方向から或いは左右方向から当該ブロックを長尺側の側面で陽極と陰極からなる対向電極によって挟持し、高周波電源から対向電極へ高周波が供給されることによって、当該ブロックに高周波を印加するように構成されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
かかる高周波を用いた木材乾燥方法においては、木材は誘電加熱によって内部から加熱されるため、乾燥炉内に蒸気や加熱空気などの高温熱媒体を導入して木材を乾燥処理するいわゆる熱気乾燥に比べて材心が有効に乾燥され、水分傾斜のない均一な乾燥が行われ、強度性能と寸法安定性の優れた乾燥木材が得られるため、現在では高周波乾燥が一般的になりつつあり、特に高周波乾燥及び熱気乾燥の双方を用いた複合乾燥が主流になっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２００６０６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の高周波を用いた木材乾燥方法では、熱気乾燥を用いた木材乾燥方法と比較すれば均一な乾燥を行うことができるものの、木材の部位によって乾燥状態にばらつきがあった。すなわち、木材の含有水分の蒸発方向を説明するための図である図８に示すように、樹木を長手方向に長尺寸法で切断して木材の両端を木口面Ｋとするのが一般的であるが、木材を高周波で乾燥させると、木材に含まれる水分が接線方向ｔや半径方向ｒから外方へ蒸発すると共に、一部は木材の繊維方向ｌに通っている導管や仮導管に移動する。一方、木材の端部では接線方向ｔや半径方向ｒからの蒸発に加えて繊維方向ｌの導管や仮導管を通って木口面Ｋからも外方へ勢いよく蒸発することとなる。従って、従来の高周波を用いた木材の乾燥方法では、木材の端部とそれよりも中央部側とで水分の蒸発量に差が生じ、すなわち乾燥後の木材の端部と中央部との乾燥状態に差が生じて木材の端部の含水率は木材の中央部の含水率と比べて小さくなっていた。
【０００６】
このように、木材の木口面部分が過乾燥になると、干割れである木口割れや異常収縮が木口面に生じ、更にはこの異常収縮によって凹凸が木口面に生じる場合がある。
【０００７】
更に、乾燥後における木材の含水率の差は木材にねじれ等の変形を生じさせる可能性もある。
【０００８】
本発明は上述のような課題を解決するためになされたものであり、木材の木口面部分と中央部とを均一に乾燥することができる木材乾燥方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、両端に木口面を有する長尺の木材を該長尺側の側面で挟む対向電極に高周波電源からの高周波を供給することにより前記対向電極に挟まれたままの木材に対し乾燥処理を施す木材乾燥方法において、前記対向電極のうちの少なくとも一方の電極であって乾燥対象木材の長尺寸法に比して所定寸法だけ短い長さを有する電極を乾燥対象木材の両端側を開けて配置する配置工程と、前記高周波電源からの高周波を前記対向電極に供給する乾燥工程とを含むことを特徴とする木材乾燥方法である。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、当該木材の端部は対向電極が挟持しない状態になるので、この状態で、高周波電源からの高周波が対向電極に供給されると、対向電極は木材の端部に高周波電力がほとんど供給されなくなる。その分、木口面の過乾燥が抑制される。したがって、木材の端部と中央部分とがより均一に乾燥されることとなる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の木材乾燥方法において、前記配置工程では、乾燥対象木材を長尺側の側面で挟むように、少なくとも一方の電極の長さが、木材の木口面からの蒸発量が全面からの総蒸発量における１０％以上を占めることとなるときの木材の長尺寸法分だけ乾燥対象木材に比して短尺である前記対向電極を配置することを特徴とする。
【００１２】
上記請求項２に記載の発明によれば、少なくとも一方の電極で木材の木口面からの蒸発量が全面からの総蒸発量における１０％以上を占めることとなるときの木材の長尺寸法分だけ短い対向電極が、両端に木口面を有する長尺の木材を該長尺側の側面で挟んだ状態で配設される。ここで、木材の木口面からの蒸発量が全面からの総蒸発量における１０％以上を占めることとなるときの木材の長尺寸法の半寸法分だけ、木材の両端からそれぞれ短い木材の端部（以下、半寸端部という。）においては、この木材と同寸法以上の対向電極を用いる場合には木口面からの水分の蒸発量が非常に多くなる。そこで、上記した短い対向電極で木材を挟持するようにすると、上記の半寸端部が対向電極で挟持されない状態になるため、この半寸端部に対しては、高周波電圧がほとんど供給されず、木材の長尺方向の全体に均一乾燥が行われる。
【００１３】
なお、木材の木口面からの蒸発量が全面からの総蒸発量における１０％以上を占めることとなるときの木材の長尺寸法とは、木材の木口面からの蒸発量が全面からの総蒸発量における１０％以上を占めることとなるときの木材の繊維方向における寸法のことであり、木口面の一辺よりも短尺である場合をも含む。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の木材乾燥方法において、前記配置工程では、乾燥対象木材を長尺側の側面で挟むように、少なくとも一方の電極の長さが２０ｃｍ以上５０ｃｍ以下の寸法だけ各端側で乾燥対象木材に比して短尺である前記対向電極を配置することを特徴とする。
【００１５】
上記請求項３に記載の発明によれば、少なくとも一方の電極の長さが２０ｃｍ以上５０ｃｍ以下の寸法だけ各端側で乾燥対象木材に比して短尺である木材の長尺寸法分だけ短い対向電極が、両端に木口面を有する長尺の木材を該長尺側の側面で挟んだ状態になる。なお、対向電極に挟持されない寸法が木材の端から２０ｃｍ以下になるときは、木口面からの水分の蒸発量が非常に多くなりすぎて端部が過乾燥となって干割れ異常乾燥を生じやすくなり、一方、５０ｃｍ以上になるときは木口面部の乾燥が充分に進行せず、逆に中央部分に比べて端部に含有水分が多く残留することになる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の木材乾燥方法において、前記配置工程では、乾燥対象木材を長尺側の側面で挟むように、少なくとも一方の電極が木口面部における含水率の差に応じて異なる長さを有する前記対向電極を配置することを特徴とする。
【００１７】
上記請求項４に記載の発明によれば、少なくとも一方の電極の長さが木口面部における含水率の差に応じて異なる対向電極が、両端に木口面を有する長尺の木材を該長尺側の側面で挟んだ状態になる。木材の端部の含水率が高低に応じて端部への高周波の供給量を調整する必要があることから、上記の対向電極はかかる木材の木口面における含水率に応じた長さを有したものとしている。かかる対向電極で木材を挟持すれば、含水率に対応した高周波電力が木材の端部に供給されるので、含水率の差が吸収されて均一乾燥が可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、（ａ）が本発明に係る木材乾燥装置の基本構造を示す図、（ｂ）が（ａ）に示す木材乾燥装置が木材Ｗの材内に発生させる電磁界を説明するための図である。図１において、電源Ｅは所要の高周波電力を出力するもので、対向電極Ｄに出力電力を供給する。（ａ）に示すように、対向電極Ｄは、この例では同一形状を有する上電極板Ｄ１と下電極板Ｄ２とから構成され、両電極板間に乾燥対象木材Ｗが挟持されている。木材Ｗは樹木を長手方向に所定寸法Ｌｗで切断した後、角材に製材したもので、長尺方向の両端が木口面とされている。上下電極板Ｄ１，Ｄ２は幅が木材の側面を覆う寸法に設定されている一方、長手寸法Ｌは、木材Ｗの長さＬｗに比べて（ｄ１＋ｄ２）だけ短寸法とされている。寸法ｄ１，ｄ２は、後述するように各木口面側（両端部）の含水量の差に応じて設定可能であるが、木材Ｗの長さ方向の含水量が実質的に一定である場合には、ｄ１＝ｄ２に設定される。なお、ｄ１、ｄ２の部分は上下電極板D１，D２と一体的な樹脂板等（図略）で所要圧で押圧挟持するようにしてもよい。
【００１９】
（ａ）に示す構成において、電源Ｅから所要の高周波電力を対向電極Ｄに供給すると、（ｂ）の一点鎖線で示すように、上下電極板Ｄ１，Ｄ２の対向領域に介在される部分の材内に電磁界が生じ、誘電加熱によって木材Ｗは内部から乾燥が進行される。この電磁界は、上下電極板Ｄ１，Ｄ２の端で広がりを持っており、木材Ｗのｄ１、ｄ２の部分には上下電極板Ｄ１，Ｄ２に挟持されている木材Ｗの材内に発生している電磁界と比較して弱い電磁界が発生している。ゆえに、上下電極板Ｄ１，Ｄ２の長手寸法Ｌが木材Ｗの長さＬｗに比べて（ｄ１＋ｄ２）だけ短寸法であるため、ｄ１、ｄ２の部分に供給される乾燥エネルギーが他の部分に供給される乾燥エネルギーより少なくなる。
【００２０】
上記のように上下電極板Ｄ１，Ｄ２の長手寸法Ｌが木材Ｗの長さＬｗに比べて（ｄ１＋ｄ２）だけ短寸法とされている理由は次のようなものである。すなわち、木材Ｗの両端に木口面Ｋが存在すると、木材Ｗを高周波で乾燥させたときには、木材Ｗに含まれる水分が木材Ｗの中央部分では接線方向ｔや半径方向ｒから蒸発しつつ木材の繊維方向へ移動する。一方、木材Ｗの端部では、木材に含まれる水分は接線方向ｔや半径方向ｒからの蒸発に加えて繊維方向ｌを通って木口面Ｋから外方へ勢いよく蒸発する。
【００２１】
従って、従来の高周波を用いた木材乾燥方法では、木材Ｗの長尺寸法以上の長尺寸法を有する対向電極６１を用いて、木材Ｗの端部までが、中央部分と同様に高周波が供給されて、木材の端部とそれより中央部側とで水分の蒸発量に差が生じ、乾燥後の木材の端部と中央部側との乾燥状態に差が生じて木材の端部の含水率は木材の中央部側の含水率と比べて小さくなる場合がある。
【００２２】
このように、木材Ｗの中央部分による水分の蒸発量に比して木材Ｗの端部による水分の蒸発量が過多になると、木材Ｗの両木口面が過乾燥になることによって、干割れである木口割れや乾燥による異常収縮が木口面に生じ、また当該異常収縮によって凹凸が木口面に生じる場合がある。更に、乾燥後の木材Ｗの中央部分の含水率が大きくなってしまい、当該中央部分の含有する水分の影響で乾燥後の木材Ｗがねじれ等の変形を生じる場合がある。
【００２３】
ゆえに、木材Ｗの木口面近傍に与える乾燥エネルギーをその中央部に与える乾燥エネルギーよりも小さくすることが好ましいが、木材Ｗの木口面近傍をシール部材で覆う方法は、木材Ｗのｄ１、ｄ２の部分に供給される高周波を妨げるようなシール部材はないため、採用することはできない。
【００２４】
従って、本実施の形態では、対向電極Ｄの長手寸法Ｌが木材Ｗの長さＬｗに比べて（ｄ１＋ｄ２）だけ短寸法であることによって、木材Ｗの中央部分より蒸発量の多い木材Ｗの端部に対して対向電極Ｄから印加される高周波を減少させ、木材Ｗの木口面近傍の部分を過不足なく乾燥させ、木材Ｗの木口面近傍とその他の部分とを均一に木材Ｗを乾燥させるようにしている。
【００２５】
なお、前述のように、電磁界は上下電極板Ｄ１，Ｄ２の端で広がりを持っているため、木材Ｗの上下電極板Ｄ１，Ｄ２で挟持されている部分と共に、挟持されていないｄ１、ｄ２の部分を乾燥させることができる。当該部分にも上下電極板Ｄ１，Ｄ２に挟持されている木材Ｗの材内に発生している電磁界と比較して弱い電磁界が発生しているため、当該部分の乾燥が不十分となることはない。
【００２６】
以下に、図２及び図３を用いて対向電極Ｄの長手寸法Ｌと木材Ｗの長さＬｗとの関係を説明する。図２は、木材の木口面からの水分の蒸発速度を調べるために実験した結果を示すグラフである。図３は、図２の実験を基にした木材の長尺方向の長さと当該木材の蒸発速度との関係を示すグラフである。当該実験においては、温度８０℃、湿度３０％ＲＨの環境下で放置した場合における、水の蒸発を妨げる材質を有するシール部材によって両木口面を覆ったサンプル木材ＷＳ１と両木口面が覆われていないサンプル木材ＷＳ２との重さ（ｋｇ）の経過時間に応じた変化を考察している。本実験において用いたサンプル木材ＷＳ１，ＷＳ２は、同一形状を有し、乾燥処理前の含水率が６０％以上７０％以下、繊維方向の寸法が２５ｃｍ、木口面の一辺の寸法が１０．５ｃｍであるスギである。
【００２７】
図２に示すグラフでは、縦軸方向はサンプル木材ＷＳ１，ＷＳ２の重さ（ｋｇ）を、横軸方向は経過時間（ｈ）を示しており、グラフ（ａ）は両木口面が覆われているサンプル木材ＷＳ１の、グラフ（ｂ）は両木口面が覆われていないサンプル木材ＷＳ２の、各重量の時間経過に応じた変化を示している。図２に示すように、グラフ（ａ）に示す時間経過に伴うサンプル木材ＷＳ１の重さの変化量は、グラフ（ｂ）に示すサンプル木材ＷＳ２の時間経過に伴う重さの変化量よりも小さい。
【００２８】
これは、サンプル木材ＷＳ１の水の蒸発量はサンプル木材ＷＳ２の水分の蒸発量よりも小さいことを示し、サンプル木材ＷＳ１とサンプル木材ＷＳ２との水の蒸発量の差は木口面からの水の蒸発量であると考えられる。サンプル木材ＷＳ１の乾燥初期（サンプル木材ＷＳ１の含水率が４０％以下になるまで）までの蒸発速度は０．２２ｋｇ／ｍ２ｈであり、サンプル木材ＷＳ２の乾燥初期までの蒸発速度は０．２６ｋｇ／ｍ２ｈであった。サンプル木材ＷＳ１の蒸発速度は両木口面以外である木材の長尺側の側面からのみの蒸発の速度であり、サンプル木材ＷＳ２の蒸発速度は両木口面を含めた全面からの蒸発の速度であると推測することができる。
【００２９】
ここで、両木口面からの蒸発速度をＫ１、木口面を除く木材の側面からの蒸発速度をＫ２、両木口面積をＳ１、木口面を除く木材の外面（長尺側側面）の面積をＳ２とすると、当該木材の総蒸発速度Ｐは下記（１）式で表現できる。
Ｐ＝（Ｋ１・Ｓ１＋Ｋ２・Ｓ２）／（Ｓ１＋Ｓ２）・・・（１）
上述の図２に示す実験から、サンプル木材ＷＳ１の蒸発速度０．２２ｋｇ／ｍ２ｈをＫ２と、サンプル木材ＷＳ２の蒸発速度０．２６ｋｇ／ｍ２ｈをＰとして式（１）に代入すると、Ｋ１＝０．４２７ｋｇ／ｍ２ｈが得られる。そこで、Ｋ１、Ｋ２を用いて、木材の長尺方向（繊維方向）の長さと当該木材の蒸発速度との関係を考察した。以下に、当該考察結果を図３を用いて説明する。
【００３０】
図３（ａ）は、木口面の一辺の寸法が１２ｃｍである正角のサンプル木材ＷＳ３の長尺方向の長さと蒸発速度との関係を示すグラフであり、（ｂ）は同木材の長尺方向の長さと蒸発速度とを数値で表した表である。なお、当該正角のサンプル木材ＷＳ３の両木口面はシール部材で覆われておらず開放されている。また、（ａ）において、縦軸は蒸発速度（ｋｇ／ｍ２ｈ）を示し、横軸はサンプル木材ＷＳ３の長尺方向の長さを示している。
【００３１】
図３（ａ）の曲線イは、サンプル木材ＷＳ３の長尺寸法を変え、各長さにつき、上記の式（１）を用いて求めた蒸発速度Ｐを示すものである。曲線ロは、サンプル木材ＷＳ３の長さを変えて、各長さにつき下記の式（２）を用いて求めたサンプル木材ＷＳ３の蒸発速度Ｐにおける両木口面からの蒸発量の割合Ｒを示すものである。
Ｒ＝Ｋ１・Ｓ１／（Ｋ１・Ｓ１＋Ｋ２・Ｓ２）・・・（２）
なお、式（１）、式（２）では、図２に示す実験で求めた、Ｋ１＝０．４２７ｋｇ／ｍ２ｈ、Ｋ２＝０．２２ｋｇ／ｍ２ｈを用いている。
【００３２】
曲線イは、サンプル木材ＷＳ３の長尺寸法１．０ｍ（点ｐ１）を境に、長尺寸法が短くなる程に従って蒸発速度が、増大していることを示している。蒸発状況は長尺方向で対称であると考えられるので、サンプル木材ＷＳ３の両端の５０ｃｍの部分で、サンプル木材ＷＳ３の長尺側の側面からの水分の蒸発だけでなく木口面からも多分に水分が蒸発していると推測される。そして、両端の５０ｃｍの部分よりも中央側の部分では長尺側の側面からの水分の蒸発がほとんどであると推測される。
【００３３】
また、曲線イでは、特にサンプル木材ＷＳ３の長尺寸法０．５ｍ（点ｐ２）を境に、サンプル木材ＷＳ３の長尺寸法が短くなるに従って蒸発速度が著しく大きくなり、サンプル木材ＷＳ３の長尺寸法０．４ｍ（点ｐ３）を境にして更に蒸発速度が著しく大きくなっている。
【００３４】
このことから、図１に示す木材Ｗにおいて、端から５０ｃｍまでの部分では特に長尺側の側面からの水分の蒸発だけでなく木口面からも多分に水分が蒸発し、そのうち特に端から２５ｃｍの長さの端部（特に２０ｃｍの長さの端部）では木口面からもさらに多量の水分が蒸発することが推測される。
【００３５】
従って、木材Ｗを端部側と中央部側とで乾燥状態に差を生じないように乾燥させるためには、端から５０ｃｍの両端部分に対して高周波電圧を印加することは好ましくないと推測される。また、特に木材Ｗの端から２５ｃｍ（そのうちでも特に２０ｃｍ）の端部に対して高周波の供給を行わないようにすることが好ましいと推測することができる。
【００３６】
そこで、対向電極Ｄは、その両端部が、木材Ｗの長尺寸法よりも２０ｃｍ以上５０ｃｍ以下の寸法だけ短尺であることが好ましく、特に２５ｃｍ以上短尺であることが好ましく、最も好ましくは、５０ｃｍ短尺であることが好ましい。従って、対向電極Ｄの長尺寸法Ｌは木材Ｗの長尺寸法Ｌｗよりも０．４ｍは短尺であることが好ましく、特に好ましくは少なくとも０．５ｍ以上短尺である方が、更に好ましくは少なくとも１．０ｍは短尺である方がよいことを導き出すことができる。
【００３７】
ここで、上述のように、サンプル木材ＷＳ３の端から５０ｃｍまでの端部以外の領域では、木口面からの水分の蒸発への寄与はほとんどないと推測されるため、対向電極Ｄの長尺寸法Ｌは木材Ｗの長尺寸法Ｌｗより１ｍを超えて短尺でない方がよい。これは、木材Ｗの端から５０ｃｍまでの端部以外の領域に高周波を供給しなければ、木材Ｗの当該箇所の乾燥が充分行われないこととなるからである。
【００３８】
そして、曲線ロでは、木口面蒸発割合Ｒが１０％である点ｐ４を境に木口面蒸発割合Ｒの値が大きくなっていることを示している。このことから、木材Ｗでは、その木口面からの蒸発量が全面からの総蒸発量における１０％以上を占めることとなるときの木材Ｗの長尺寸法の半分の寸法分だけ、端から短い両端部で、長尺側の側面からの水分の蒸発だけでなく木口面からも多分に水分が蒸発することが推測される。一方、当該端部以外の領域では、木口面からの水分の蒸発にほとんど寄与していないと推測することができる。
【００３９】
また、曲線ロは、木口面蒸発割合Ｒが２０％以上である点ｐ５を境に木口面蒸発割合Ｒの値が大きくなっていることを示している。そして、木口面蒸発割合Ｒが２２％以上である点ｐ６を境に木口面蒸発割合Ｒの値が特に著しく大きくなっていく。
【００４０】
このことから、図１に示す木材Ｗは、その端から、木口面からの蒸発量が全面からの総蒸発量における１０％以上を占めることとなるときの木材Ｗの長尺寸法の半分の寸法までの部分では、特に長尺側の側面からの水分の蒸発だけでなく木口面からも多量に水分が蒸発し、そのなかでも特に、その端から、木口面からの蒸発量が全面からの総蒸発量における２０％以上（特に２２％以上）を占めることとなるときの木材Ｗの長尺寸法の半分の寸法までの部分では、木口面からも更に多量の水分が蒸発すると推測することができる。
【００４１】
従って、図１に示す木材乾燥装置において、乾燥対象である木材Ｗを端部と中央部とで乾燥状態に差が生じないように木材Ｗを乾燥させるためには、木材Ｗの木口面からの蒸発量が全面からの総蒸発量における１０％以上を占めることとなるときの木材Ｗの長尺寸法の半寸法分だけ木材Ｗの端から短尺である両端部に対して高周波を供給することは好ましくないと推測される。更に、特に木材Ｗの端から、木材の木口面からの蒸発量が全面からの総蒸発量における２０％以上（特に２２％以上）を占めることとなるときの木材Ｗの長尺寸法の寸法分の両端部に対しては、高周波を供給することは特に好ましくないと推測することができる。
【００４２】
そこで、対向電極Ｄは、両端部において、木材Ｗの長尺寸法よりも木材Ｗの木口面からの蒸発量が全面からの総蒸発量における１０％以上を占めることとなるときの木材Ｗの長尺寸法分の半寸法だけは短尺であることが好ましく、特に２０％以上、更に好ましくは２５％以上を占めることとなる木材Ｗの長尺寸法分の半寸法だけは少なくとも短尺であることであることが好ましい。
【００４３】
従って、対向電極Ｄの長尺寸法Ｌは木材Ｗの長尺寸法Ｌｗよりも、木材Ｗの木口面からの蒸発量が全面からの総蒸発量における１０％以上を占めることとなるときの木材Ｗの長尺寸法分だけは短尺であることが好ましい。特に２０％以上を占めることとなる木材Ｗの長尺寸法分だけは少なくとも短尺であることが好ましく、更に好ましくは２５％以上を占めることとなる木材Ｗの長尺寸法分だけは少なくとも短尺であることが好ましい。また、木材Ｗの木口面からの蒸発量が全面からの総蒸発量における１０％を占めることとなる木材Ｗの長尺寸法分だけ短尺であることが最も好ましいとの結論を導き出すことができる。
【００４４】
ここで、上述のように、サンプル木材ＷＳ３の木口面からの蒸発量が全面からの総蒸発量における１０％を占めることとなるときのサンプル木材ＷＳ３の長尺寸法の半寸法分の両端部以外の箇所では、木口面から水分が蒸発することはほとんどないと推測されるため、上記の対向電極Ｄの長さＬは、木材Ｗの長尺寸法Ｌｗと比較して、木材Ｗの木口面からの蒸発量が全面からの総蒸発量における１０％を占めることとなるときの木材Ｗの長尺寸法を超えて短尺でない方がよい。上記の両端部以外の領域に高周波を供給しなければ、木材Ｗの当該箇所の乾燥が充分行うことができないからである。
【００４５】
ここで図１に戻って、上述の長尺寸法Ｌを有する対向電極Ｄが乾燥対象である木材Ｗに対して配設される位置を説明する。上述のように対向電極Ｄの長尺方向の長さは、１端部で木材Ｗに比して長さｄ１だけ短く、他端部で木材Ｗに比して長さｄ２だけ短い。木材Ｗの両端部の含水率等を考慮せず寸法ｄ１と寸法ｄ２とが等しくなるようにしてもよいが、ここでは木材Ｗの両端部の含水率を考慮して寸法ｄ１とｄ２とをそれぞれ設定している。
【００４６】
具体的には、木材の両端部分の含水率がほぼ等しければ、寸法ｄ１と寸法ｄ２とは等しく設定される。例えば、対向電極Ｄの長尺寸法が木材Ｗと比較して１ｍ短尺である場合には、寸法ｄ１及び寸法ｄ２が共に５０ｃｍとなるように、下部プラス電極６４ａは乾燥対象である木材Ｗに対して配置される。一方、木材Ｗの両端部分の含水率が異なるとして扱う必要がある場合、寸法ｄ１及び寸法ｄ２のうち木材Ｗの両端部の含水率が高い方の寸法を他方より以下の理由から短く設定する。
【００４７】
すなわち、上述のように木口面を有する木材Ｗは木口面からも水分が蒸発するため、両端部に高周波を供給すると当該両端部が過乾燥になってしまうが、木材の含水率が高い場合には木口面から水分が蒸発しても、木材Ｗの端部が過乾燥になってしまうことはなく高周波を供給しなければかえって乾燥不十分になってしまう場合がある。従って、木材Ｗを均等に乾燥させるためには、かかる含水率を考慮して寸法ｄ１及び寸法ｄ２の値を設定することが好ましい。
【００４８】
具体的には、寸法ｄ２が設定される側の木材Ｗの端部が、寸法ｄ１が設定される側の木材Ｗの端部よりも含水率が高い元口であるときは、元口側を充分に乾燥させ、かつ、含水率の低い方の木材Ｗの端部側を過乾燥させないために、末口側の寸法ｄ１に比して元口側の寸法ｄ２を短く設定する。なお、元口は、木の根に近い方の端部であり、木の枝に近い方の端部である末口よりも一般的に含水率が高い。
【００４９】
ここでは、木材ブロックＢ１の両端部の含水率の比を求め、長さｄ１と長さｄ２との長さ関係が当該両端部の含水率の比と同じになるように対向電極Ｄが木材Ｗに対して配置される。すなわち、対向電極Ｄは、木材Ｗの長尺寸法ｄ１側の端部の含水率：木材Ｗの長尺寸法ｄ２側の端部の含水率＝長尺寸法ｄ２：長尺寸法ｄ１となるように配置される。
【００５０】
例えば、木材Ｗの長尺寸法ｄ１側の端部の含水率：木材Ｗの長尺寸法ｄ２側の端部の含水率＝４：５であり、長尺寸法ｄ１を５０ｃｍとする場合には、長尺寸法ｄ２が４０ｃｍと設定される。なお、ここでの木材Ｗの両端部の含水率の算出方法は、木材Ｗの端から長尺方向で所定の長さ（例えば５０ｃｍ）の部分の含水率を両端部それぞれについて求めて上記の木材Ｗの両端部の含水率として用いればよい。
【００５１】
上述のように、木材Ｗにおける両端部の含水率を考慮して、含水率の低い方の端部側より含水率が高い方の端部側の対向電極Ｄを長くすることで、過乾燥になりやすい含水率の低い方の端部に対して供給される高周波を少なくして過乾燥を防ぎ、当該含水率の低い方の端部よりも乾燥しにくい他方の端部に対して供給される高周波を多くして乾燥状態が不十分となることを防止することができる。特に木材Ｗがスギ材である場合には、スギ材は両端部（末口側端部及び元口側端部）の含水率の違いが他の木材Ｗに比較して大きいため、当該方法は非常に有効である。
【００５２】
図４は、本発明が適用される木材乾燥装置の一実施形態を示す構成図である。図４において、Ｘ−Ｘ方向を幅方向、Ｙ−Ｙ方向を前後方向といい、−Ｘ方向を左方、＋Ｘ方向を右方、−Ｙ方向を前方、＋Ｙ方向を後方という。木材乾燥装置１は、上記木材ブロックＢ１〜Ｂ４を収納する乾燥炉２と、この乾燥炉２の右方に付設され、乾燥炉２に収納されている木材に高周波電圧を印加する高周波部６とを備えている。
【００５３】
上記乾燥炉２は、２台の台車２２０が直列で収容され得る内容積を備えた乾燥室２０と、当該乾燥室２０を６面の壁で包囲する直方体状の箱状の構造体とを備えて構成されている。この乾燥炉２における６面の壁の稜線部分等には金属製のフレーム材２１が配設され、これらのフレーム材２１によって上記直方体状の箱状の構造体の骨格が直方体状に形成されている。
【００５４】
当該骨格の前方側の側面にはドアフレーム２２が設けられており、このドアフレーム２２によって乾燥室２０に対する出入口が形成されている。当該ドアフレーム２２には断熱構造のドア２３が開閉自在に取り付けられている。ドア２３には、換気用及び内部観察用の小孔２３ａが穿設されている。なお、ドアフレームが配設される位置は前記骨格上のいずれの側面でもよい。
【００５５】
そして、上記骨格には、金属製の薄板からなる外壁板２４及び内壁板２５が内壁板２５を内側にしてフレーム材２１を挟持するように取り付けられている。この外壁板２４及び内壁板２５の間には断熱材２６が充填されている。ここでは、外壁板２４及び内壁板２５には亜鉛メッキのカラー銅板が用いられ、断熱材２６には５０ｍｍ厚のグラスウールが用いられている。
【００５６】
上記の内壁板２５は、下方側内面である床面２ａ、左右側内面である内壁面２ｂ及び上方内面である天井面２ｃを有し、乾燥室２０は当該内壁板２５の各内面２ａ〜２ｃに囲まれることによって形成されている。乾燥室２０は、乾燥時に、上述の木材ブロックＢ１〜Ｂ４を収納するための空間である。乾燥室２０の左右側に形成されている内壁面２ｂのうちいずれか一方（ここでは、左方側の方）には、２対のファン３が、送風面を中央に向けた状態で前後方向に取り付けられている。
【００５７】
これら４台のファン３は、駆動されることによって乾燥室２０内の空気を強制的に循環移動させて乾燥室２０内の温度及び湿度を均一にする。ここではファン３は０．７５ＫＷのものが４台設けられ、一対のファン３で６０から１８０ｍ２／ｍｉｎの範囲内の送風量調整が可能になっている。また、乾燥室２０内のファン３真下の内壁面２ｂには４台のスチームヒータ４が前後方向に並設され、当該スチームヒータ４は乾燥室２０内を循環移動している空気を加熱する。
【００５８】
上記の乾燥炉２の外寸法は、間口（ドア２３が設けられている側）１．８ｍ、奥行き９．０ｍ、高さ１．８ｍに設定されている。また、上記乾燥炉２の後方側の外壁（外壁板２４の外面）には、ボイラ５が取り付けられている。ボイラ５は、乾燥室２０へ供給するための蒸気を発生し、当該蒸気によって乾燥室２０に収納されている木材ブロックＢ１〜Ｂ４を外面から加熱して含有する水分を蒸発させる。
【００５９】
ボイラ５の上方には、当該ボイラ５で発生した蒸気を乾燥炉２の上側の外壁（外側板２４の外面）に設けられた圧力ポンプ５２に導入するための蒸気配管５１が取り付けられている。圧力ポンプ５２には乾燥室２０に連結されている一対の蒸気支官５３が設けられており、圧力ポンプ５２が導入された蒸気を加圧することによって当該蒸気が蒸気支官５３を通って乾燥室２０に供給される。本実施の形態においては、ボイラ５には図略の安全弁が設けられており、ボイラ５の蒸気発生量が圧力ポンプ５２から乾燥室２０内に供給される蒸気量よりも多い場合には余剰の蒸気が安全弁から外部に放出される。
【００６０】
ここでは、上記ボイラ５には３．４ＫＷのヒータが内蔵されており、このヒータで水を加熱することによって、最大３ｋｇ／ｃｍ２Gの圧力の蒸気を１０．２ｋｇ／ｈｒの割合で発生させることができるようになっている。ボイラ５には、所定のホース等を介して水道水や井戸水が直接供給されるようになっているが、５〜１０リットルの容量を有するカートリッジ式の水槽を設けるようにしてもよい。また、ボイラ５内には軟水器が設けられており、この軟水器が所定の操作で水の軟水化を行うことによって、ボイラ５内での水垢の育成が抑止される。
【００６１】
また、乾燥炉２の天板における前方側及び後方側の隅部にはそれぞれ乾燥室２０内に連通した排気筒５４が設けられ、当該排気筒５４が乾燥室２０内の空気を排出する。排気筒５４の内部には、水平軸５１ａ回りに共回りして排気筒５４の開度を調整するダンパが設けられ、乾燥炉２の天板には水平軸５を軸心回りに回動させてダンパ５５の開度を変更するアクチュエータ５６が設けられており、このアクチュエータ５６を駆動させることによってダンパ５５の開度が調整される。各排気筒５４の下部には、排気ファン（不図示）がそれぞれ設けられ、この排気ファンが稼動されることによって乾燥室２０内の空気が強制排気される。ここでは、排気ファンにはそれぞれモータ容量が６４Ｗのものが用いられ、当該排気ファンは１８ｍ２／ｍｉｎの能力で換気する。
【００６２】
そして、本発明の第１の実施の形態においては、乾燥室２０の床面２ａには、木材ブロックＢ１〜Ｂ４が保管されている木材ヤードまで延びている左右方向一対のレール２７が、ドアフレーム２２で構成されている出入口を介して引き入れられる。当該レール２７上を、木材ブロックＢ１及びＢ２、Ｂ３及びＢ４を乗せた２台の台車２２０が走行することによって、乾燥室２０に木材ブロックＢ１〜Ｂ４を出し入れすることができる。
【００６３】
なお、上記の台車２２０は下面四隅部に上記のレール２７上の転動するように設けられた４つの車輪２２０ａを有しており、台車２２０が、乾燥室２０内へ向かって押圧されることによって、上記のレール２７に案内されつつ移動して乾燥室２０内に入れられる。２台の台車２２０は、木材ブロックＢ１及びＢ２を搭載したものが乾燥室２０内の前方側に、木材ブロックＢ３及びＢ４を搭載したものが後方側に入れられる。当該乾燥室２０に入れられた木材は高周波部６によって高周波電力が供給される。
【００６４】
上記高周波部６は、所定周波数の高周波電力を出力する高周波発振機６０と、この高周波発振機６０から乾燥室２０内に収納されている木材Ｗに高周波電力を供給する複数組の対向電極６１と、対向電極６１及び高周波発振機６０間に介設され、かつ、高周波発振機６０から対向電極６１に向けて出力される高周波電力量を木材Ｗの乾燥状態の経時的変化に整合させる整合回路部７と、複数組の対向電極６１への高周波電力の供給を経時的に順次切換える切換え回路部８とからなっている。ここでは、対向電極６１を構成する各電極板は、厚み寸法が略３ｍｍのアルミニウム製あるいはアルミニウム合金製の板材が採用されているが、図１では図示の都合上誇張して厚めに示している（図２、８、９においても同様である。）。
【００６５】
上記の高周波発振機６０は、保護管６０ｂに保護された同軸ケーブル６０ａによって整合回路部７に接続されており、高周波発振機６０によって出力された高周波電流は整合回路部７に入力される。この整合回路部７は、可変コンデンサ７１が設けられた可変コンデンサ部７ａと、可変インダクタンス７５が設けられた可変インダクタンス部７ｂとからなっている。
【００６６】
可変コンデンサ部７ａでは、高周波発振機６０からの高周波が入力され、木材Ｗの経時的な乾燥状態の変化によるインピーダンスの変化に応じて対向電極６１へ供給する電力量を調整する処理が行われる。可変インダクタンス部７ｂでは、可変コンデンサ部７ａから高周波が入力され、木材Ｗのインピーダンスの経時的変化によっても電流量を減少させないように調整する処理が行われる。
【００６７】
整合回路部７は切換え回路部８に接続されている。切換え回路部８では、整合回路部７から高周波が入力される。切換え回路部８は、複数のシリンダスイッチ８４（図５で示す）を有し、当該シリンダスイッチのスイッチングによって対向電極６１に接続されている接点部材８５にリード線（不図示）を介して接続又は離反する。切換え回路部８では、入力された高周波電力が複数の対向電極６１のうち接続されている対向電極６１に対して出力される。
【００６８】
上記の整合回路部７の可変コンデンサ部７ａ、可変インダクタンス部７ｂはそれぞれコンデンサ用ケーシング７０ａ、インダクタンス用ケーシング７０ｂに収納され、切換え回路部８は切換え回路部用ケーシング７０ｃに収納され、ユニット化されている。コンデンサ用ケーシング７０ａ、インダクタンス用ケーシング７０ｂ及び切換え回路部用ケーシング７０ｃは、いかなる配置で組み合わされてもよいが、ここでは下記の配置で組み合わされている。
【００６９】
すなわち、ケーシング７０（コンデンサ用ケーシング７０ａ、インダクタンス用ケーシング７０ｂ及び切換え回路部用ケーシング７０ｃ）を載置するための架台７０ｄが乾燥炉２の右側外壁の中央位置に沿うように接続されている。そして、切換え回路部用ケーシング７０ｃが乾燥炉２の右側外壁の壁面に当接するように架台７０ｄに載置され、切換え回路部用ケーシング７０ｃに当接するようにコンデンサ用ケーシング７０ａが並列載置されている。並列載置されているコンデンサ用ケーシング７０ａ及び切換え回路部用ケーシング７０ｃの上には、インダクタンス用ケーシング７０ｂが載置されている。
【００７０】
なお、高周波発振機６０及びケーシング７０の双方又はいずれか一方が乾燥炉２の天板上に載置されてもよい。この様に整合回路部７の可変コンデンサ部７ａ、可変インダクタンス部７ｂはそれぞれコンデンサ用ケーシング７０ａ、インダクタンス用ケーシング７０ｂに収納され、切換え回路部８は切換え回路部用ケーシング７０ｃに収納され、ユニット化されているため、高周波部６を乾燥炉２に対して付加的に施工することができ、付設施工が容易になる。
【００７１】
以下に対向電極の構成を説明する。上記の対向電極６１は、前方側に配置される台車２２０に搭載されている木材ブロックＢ１及びＢ２を対象とするものと、後方側に配置される台車２２０に搭載されている木材ブロックＢ３及びＢ４を対象とするものがある。ここでは、木材ブロックＢ１及びＢ２を対象とする対向電極６１について説明するが、木材ブロックＢ３及びＢ４を対象とする対向電極６１についても同様の構成である。
【００７２】
木材ブロックＢ１及びＢ２を対象とする対向電極６１には、木材ブロックＢ１を対象とする対向電極６１ａと木材ブロックＢ２を対象とする対向電極６１ｂがある。木材ブロックＢ１を対象とする対向電極６１ａは、台車２２０の表面に積層されて成る下部マイナス電極６２と、この下部マイナス電極６２の上方に搭載されている木材ブロックＢ１を挟んで上方に配置されている共用マイナス電極６３と、上記の下部マイナス電極６２及び共用マイナス電極６３間に挟まれている木材ブロックＢ１の間に配置されている下部プラス電極６４ａとで構成されている。
【００７３】
また、木材ブロックＢ２を対象とする対向電極６１ｂは、上記の共用マイナス電極６３と、この共用マイナス電極６３の上に搭載されている木材ブロックＢ２を挟んで上方に配置されている上部マイナス電極６５と、共用マイナス電極６３及び上部マイナス電極６５間に挟まれている木材ブロックＢ１の間に配置されている上部プラス電極６４ｂとで構成されている。
【００７４】
なお、ここでは上記対向電極６１はアルミニウム合金等の導電性の金属板からなる。また、ここでは下部マイナス電極６２は木材ブロックＢ１及びＢ２を乾燥室２０内に運び込む台車２２０の表面に積層して成るが、これに限定されず導電性の金属を材料とする台車２２０を用いて、台車２２０そのものが下部マイナス電極６２であってもよい。
【００７５】
この対向電極６１に対向するように、乾燥室２０内には右方側内壁面２ｂから突出された接点部材８５が設けられている。この接点部材８５は、プラス電極６４に対向したプラス接点部材８６と、下部マイナス電極６２に対向した下部マイナス接点部材８７と、上部マイナス電極６５に対向した上部マイナス接点部材８８と、共用マイナス電極６５に対向した共用マイナス接点部材８９とから成っている。
【００７６】
上記プラス接点部材８６としては、下部プラス電極６４ａに対向した下部プラス接点部材８６ａと、上部プラス電極６４ｂに対向した上部プラス接点部材８６ｂとが設けられている。各接点部材８５は、図１に示すように、弓なりに湾曲されたパンダグラフ８０を有しているとともに、各パンダグラフ８０が対向した図略の付勢手段の付勢力によって対向電極６１を押圧当接するように長さ寸法が設定されている。また、各接点部材８５は、乾燥炉２の内壁面に図略の構造によって高さ位置が調節可能に取り付けられ、これによって木材Ｗの断面高さ寸法が変更になることによる対向電極６１の高さ位置の変動に対応し得るようになっている。
【００７７】
そして、上述の切換え回路部８における複数のシリンダスイッチ８４のうちの１のスイッチ（以下、第１のシリンダスイッチ８４ａと記載する）の接点ロッド（不図示）は上部プラス接点部材８６ｂのパンダグラフ８０に接続され、上記複数のシリンダスイッチのうちの他の１のスイッチ（以下、第２のシリンダスイッチ８４ｂと記載する）の接点ロッド（不図示）は下部プラス接点部材８６ａのパンダグラフ８０に接続される。また、下部マイナス電極６３、上部マイナス電極６４および共用マイナス電極６５のパンダグラフ８０はそれぞれアースされている。
【００７８】
従って、第１のシリンダスイッチ８４ａがＯＮになっているときは、上部マイナス電極６５と共用マイナス電極６３との間に介在する木材Ｗに上部プラス接点部材８６ｂからの高周波が印加され、第２のシリンダスイッチ８４ｂがＯＮになっているときは、下部マイナス電極６２と共用マイナス電極６３との間に介在する木材Ｗに下部プラス接点部材８６ａからの高周波が印加されることになる。
【００７９】
以下に対向電極６１の木材に対する長さ関係を説明する。ここでは対向電極６１ａと木材ブロックＢ１との長さ関係について説明するが、対向電極６１ｂ、木材ブロックＢ３及びＢ４とこれらを対象とする対向電極６１との長さ関係についても、対向電極６１ａと木材ブロックＢ１との長さ関係と同様である。
【００８０】
なお、本実施の形態では、木材Ｗは１２０ｍｍ×２００ｍｍ×４０００ｍｍのスギの平角であり、各木材ブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４それぞれは、上面及び下面の面積がそれぞれ幅１０００ｍｍ×長さ４０００ｍｍである。なお、木材Ｗは、当然に上記に限定されず、樹種についてはヒノキ，マツ等の他の針葉樹等でもよく、寸法についても長尺であればどのような寸法であってもよい。また、各木材ブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４それぞれの寸法についても、当然に上記に限定されない。
【００８１】
木材ブロックＢ１は、両端部に木口面を有する複数の長尺の木材Ｗが縦方向（上下方向）及び横方向（左右方向）に複数本積み上げられて構成されている。木材ブロックＢ１において縦方向に積み上げられている木材Ｗの間には、当該木材Ｗの間に空間を作るためのスペーサーとして複数本の桟木Ｑが、同列に並ぶ複数の木材Ｗを横断するように介在されている。一般に上記のような木材ブロックＢ１における複数の木材Ｗの構成は桟積と呼ばれる。
【００８２】
このように桟積されている長尺の木材ブロックＢ１を長尺側の側面で桟木Ｑを介して上下方向から挟むように、下部マイナス電極６２及び共用マイナス電極６３が対向して台車２２０の上に配置されている。また、木材ブロックＢ１の中間付近には、桟木Ｑを介して下部プラス電極６４ａが下部マイナス電極６２及び共用マイナス電極６３と対向して配置されている。
【００８３】
ここでは、共用マイナス電極６３及び下部マイナス電極６２の長尺寸法は木材Ｗの長尺寸法とほぼ同一であるのに対し、下部プラス電極６４ａの長尺寸法（ここでは前後方向の寸法）は木材Ｗの長尺寸法よりも短尺であるが、木材Ｗの端部近傍における電磁界を考慮すると、共用マイナス電極６３及び下部マイナス電極６２の長尺寸法も下部プラス電極６４ａの長尺寸法と同じである方が好ましい。従来は、木材Ｗより長尺である対向電極（例えば、ここでは幅１０００ｍｍ×４２００ｍｍ）を用いて木材を乾燥させていたが、図１〜図３を示して上述したように木材Ｗの両端部が過乾燥になることを防ぐため、木材Ｗの端部に電圧を印加しないように短尺の対向電極を用いるのである。
【００８４】
本実施の形態では、木材ブロックＢの両端部の含水率がほぼ同じである場合には、長尺寸法が木材Ｗの長尺寸法よりも１ｍ短尺である下部プラス電極６４ａが、木材Ｗに対して端から長尺寸法で５０ｃｍづつ両端部において短尺となるように配置される。図１〜図３を示して前述したように、乾燥対象である木材Ｗの端から５０ｃｍの両端部からは木口面からの含有水分の蒸発が多いと推測されるため、乾燥対象である木材Ｗを端部と中央部とで乾燥状態に差がないように木材Ｗを均一に乾燥させるには、乾燥対象である木材Ｗの端から５０ｃｍの両端部に対して高周波電圧を印加することは好ましくないからである。また、木材Ｗの端から長尺寸法で５０ｃｍの端部以外の領域では、木口面から水分が蒸発することはほとんどないと推測されるため、木材Ｗの端から長尺寸法で５０ｃｍの端部以外の領域に高周波を印加しなければ、木材Ｗの当該箇所の乾燥が充分行うことができないからである。
【００８５】
一方、木材ブロックＢの両端部の含水率が異なる場合には、長さの異なる下部プラス電極６４を複数枚用意しておき、含水率の小さい方の木材ブロックＢ１の端部側を所定寸法（ここでは５０ｃｍ）だけ木材Ｗより短尺とし、他端部では、当該所定寸法と比較して、木材ブロックＢ１における両端部の含水率の比と同じ長さ関係となる寸法分だけ短尺である下部プラス電極６４を当該木材ブロックＢ１に対して配置する。なお、ここでの木材ブロックＢ１の両端部の含水率は、木材Ｗの端から長尺方向で所定の長さ（例えば５０ｃｍ）の部分の含水率を求めて上記の木材ブロックＢ１の両端部の含水率として算出すればよい。
【００８６】
例えば、木材ブロックＢ１の前方側端部が後方側端部よりも含水率の小さい場合であり、かつ、木材ブロックＢ１の前方側端部の含水率：木材ブロックＢ１の後方側端部の含水率＝４：５である場合には、後方側端部の長尺寸法が４０ｃｍだけ木材Ｗより短くなるように設定される。従って、長尺寸法が木材Ｗと比較して０．９ｍ短尺である下部プラス電極６４を選択し、当該選択した下部プラス電極６４が前方側端部で５０ｃｍだけ短尺であり、かつ、後方側端部で４０ｃｍだけ短尺となるように木材Ｗに対して配置される。
【００８７】
このように木材Ｗの両端部の含水率を考慮して下部プラス電極６４aの長尺寸法を設定するのは、次の理由による。すなわち、図１を用いて前述したように木口面を有する木材Ｗはその両端部において木口面からも水分が蒸発するため、当該両端部に高周波電圧を印加すると当該両端部が過乾燥になってしまうが、木材Ｗの含水率が高い場合には木口面から水分が蒸発しても、木材Ｗの端部が過乾燥になってしまうことはなく高周波電圧を印加しなければかえって乾燥不十分になってしまう場合があるからである。
【００８８】
なお、含水率の小さい方の木材ブロックＢ１の端部側を所定寸法（ここでは５０ｃｍ）だけ木材Ｗより短尺とし、他端部では木材Ｗの端まで届くような長さの下部プラス電極６４を選定し、このように下部プラス電極６４を木材Ｗに配置してもよい。
【００８９】
上記の本実施の形態の変形例として、長尺寸法が木材Ｗと比較して所定寸法分（ここでは０．４ｍ）だけ短尺である下部プラス電極６４ａを用いて、下部プラス電極６４ａの含水率の小さい方の端部において短尺である寸法と、他端部において短尺である寸法との比が、木材ブロックＢ１における両端部の含水率の比に合致するように配置することもできる。例えば、木材ブロックＢ１の前方側端部が後方側端部よりも含水率の小さい場合であり、かつ、木材ブロックＢ１の前方側端部の含水率：木材ブロックＢ１の後方側端部の含水率＝２：３である場合には、前方側端部の長尺寸法が２４ｃｍ、後方側端部の長尺寸法が１６ｃｍだけ木材Ｗより短くなるように設定される。
【００９０】
上述のように、木材ブロックＢ１における両端部の含水率を考慮して、含水率の高い方の端部側より含水率が低い方の端部側の下部プラス電極６４を短くすることで、過乾燥になりやすい含水率の低い方の端部に対して印加される高周波電圧を少なくして過乾燥を防ぎ、当該含水率の低い方の端部よりも乾燥しにくい他方の端部に対して印加される高周波電圧を多くして乾燥状態が不十分となることを防止することができる。特に本実施の形態においては、木材Ｗはスギ材であり、スギ材は両端部（末口側端部及び元口側端部）の含水率の違いが他の木材に比較して大きいため、当該方法は非常に有効である。
【００９１】
なお、上記では木材ブロックＢ１の両端部の含水率から下部プラス電極６４ａの両端部での長尺寸法をそれぞれ求めたが、木材Ｂ１を構成する全ての木材Ｗの含水率が同じ方向へ向くように配設されるようにし、この木材ブロックＢ１を構成する木材Ｗのうち任意に選択した一本の含水率から下部プラス電極６４ａの両端部での長尺寸法を求めても良い。
【００９２】
上記した高周波部６の回路構成を説明する。図５は、図４に示す高周波部６の回路構成の一例を示す図である。なお、図５では木材ブロックＢ１及びＢ２用、木材ブロックＢ３及びＢ４用と二組ある対向電極６１のうちの一組を代表して説明しているが、当該一組の他の一組についても回路構成は同じである。
【００９３】
高周波発振機６０は高周波電流の発生源であり、発生させた高周波電流を整合回路部７に出力する。整合回路部７は、コンデンサ用ケーシング７０ａに収納されてユニット構成された可変コンデンサ部７ａと、インダクタンス用ケーシング７０ｂに収納されてユニット構成された可変インダクタンス部７ｂとからなっている。可変コンデンサ部７ａには可変コンデンサ７１が内装されているとともに、可変インダクタンス部７ｂには可変インダクタンス７５が内装されている。
【００９４】
可変コンデンサ７１は、乾燥されつつある木材Ｗのインピーダンスの経時変化に整合して容量を変化させるものであり、可変インダクタンス７５は、木材Ｗのインピーダンスの経時変化によっても電流値を減少させないように自身のインダクタンスを調節するものである。これら可変コンデンサ７１および可変インダクタンス７５によるコンデンサ容量およびインダクタンスの調整が乾燥過程の木材Ｗのインピーダンスと対向電極６１に供給する高周波電力量とを整合させ、効率的な乾燥処理が実現する。
【００９５】
整合回路部７で調整された高周波電流は切換え回路部８に出力される。切換え回路部８は、整合回路部７と接続されているコ字状リード線板８３と、このコ字状リード線板８３に電気的に離接する第１のシリンダスイッチ８４ａおよび第２のシリンダスイッチ８４ｂとからなっている。なお、コ字状リード線板８３は、切換え回路部用ケーシング７０ｃの右側壁に所定の金具を介して上下方向に延びるように絶縁状態で固定されている。
【００９６】
第１および第２のシリンダスイッチ８１，８２は、第１および第２ブロックＢ１，Ｂ２用のものと第３および第４ブロックＢ３，Ｂ４用のものとがあるが、図５では図示の都合上第１および第２ブロックＢ１，Ｂ２のものだけが示されている。各シリンダスイッチ８４は接点ロッドを有しており、当該接点ロッドはシリンダスイッチ８４本体から出没して上述のコ字状リード線板８３に対して離接する。
【００９７】
前述したように、乾燥炉２内には、対向電極６１に対向して右側の内壁面２ｂから突設された接点部材８５が設けられており、各接点部材８５は図略の付勢手段の付勢力によって対向電極６１を押圧当接するように長さ寸法が設定されているパンダグラフ８０を有している。
【００９８】
上述の第１のシリンダスイッチ８４ａの接点ロッドは、当該接点部材８５における上部プラス電極６２ｂに対向した上部プラス接点部材８６ｂのパンダグラフ８０と、上述の第２のシリンダスイッチ８４ｂの接点ロッドは、下部プラス電極６２ａに対向した下部プラス接点部材８６ａのパンダグラフ８０とにそれぞれ接続されている。また、下部マイナス電極６３、上部マイナス電極６４および共用マイナス電極６５に対向するパンダグラフ８０はそれぞれアースされている。
【００９９】
従って、第１シリンダスイッチ８１の接点ロッド８４がコ字状リード線板８３に接続されているときは、上部マイナス電極６４と共用マイナス電極６５とに高周波発振機６０から出力された高周波電流が流れ、当該電極間に介在する木材Ｗに高周波電圧が印加され、第２シリンダスイッチ８２の接点ロッド８４がコ字状リード線板８３に接続されているときは、上記同様に下部マイナス電極６３と共用マイナス電極６５との間に介在する木材Ｗに高周波電圧が印加されることになる。
【０１００】
上記のような木材乾燥装置１の設営方法を以下に説明する。木材乾燥装置１は、まず乾燥炉２を所定の敷地内に構築すると同時に高周波発振機６０を適所に配設した後、乾燥炉２の長尺側の壁面外方にケーシング７０を隣接することによって構築される。乾燥炉２の構築時には、予め対向電極６１と切換え回路部８を接続するための接続板を通すための配設孔が穿設され、この配設孔が穿設されている箇所に切換え回路部用ケーシング７０ｃが隣接配置されている。
【０１０１】
そして、絶縁板に指示されて絶縁状態で当該配設孔を通って、接続板が対向電極６１に取り付けられているパンタグラフ８０と切換え回路部８の接続ロット８４とを接続させることによって、切換え回路部用ケーシング７０ｃの乾燥炉２への隣接施工が完了する。更に、切換え回路部用ケーシング７０ｃにコンデンサ用ケーシング７０ａおよびインダクタンス用ケーシング７０ｂを隣接配置し、各ケーシング部７０間に所定の配線を施す。また、高周波発振機６０と可変コンデンサ７１の中央電極板とが同軸ケーブルを介して接続する。これによって、木材乾燥装置１の施工が完了する。
【０１０２】
上記木材乾燥装置１を用いた本発明の第１の実施の形態にかかる木材乾燥方法を図４及び図６を用いて説明する。図６は、図４に示す木材乾燥装置１を用いた木材乾燥方法における乾燥工程を自動的に実行するための制御機構の一例を示すブロック図である。なお、ここでは本発明方法は自動で実行されるが、必ずしも自動で実行される必要はなく人が手動で実行してもよい。
【０１０３】
冒頭で説明したように、本発明の第１の実施の形態にかかる木材乾燥方法は、木材ブロックＢ１〜Ｂ４を形成し、当該木材ブロックＢ１〜Ｂ４それぞれを長尺側で挟むように対向電極６１を配設する配設工程と、木材乾燥装置１が高周波を印加することによって対向電極６１に挟持された木材ブロックＢ１〜Ｂ４を乾燥させる乾燥工程とからなっている。
【０１０４】
まず、配設工程では、２台の台車２２０における下部マイナス電極６２上に８本の木材Ｗを下部マイナス電極６２の長手方向に向くように幅方向にそれぞれ並列載置し、ついで、各木材Ｗを横断するように複数本の桟材Ｑを架け渡す。そして、これらの桟材Ｑ上に上記同様に８本の木材Ｗを載置し、更に、各木材Ｗを横断するように複数本の桟材Ｑを架け渡す。そして、これら２段の木材列の上に当該複数本の桟材Ｑを介して下部プラス電極６４ａが被せられることによって、上記のように下部プラス電極６４ａ及び下部マイナス電極６２間に２段の木材Ｗが挟み込まれるようになっている。
【０１０５】
ここで、下部プラス電極６４ａが配置される位置は、上述のように木材Ｗに対して、一方の端部で長さｄ１だけ他端部で長さｄ２だけ短尺となるように設定される。上述のように木材Ｗの両端部では、木材Ｗの両木口面からも水蒸気が蒸発するため乾燥後の木材Ｗの端部が過乾燥となりやすい。従って、当該端部が過乾燥になることを防ぐために、当該端部に対しては高周波電圧を多く印加しないように下部プラス電極６４ａが配設されないのである。
【０１０６】
そして、この下部プラス電極６４ａの上に上記同様に２段の木材列が２台の台車２２０を対象としてそれぞれ形成される。そして、これらの木材列の頂部に桟材Ｑを介して共用マイナス電極６３がそれぞれ積層されることによって、乾燥炉２における乾燥室２０の前方側に入れられる台車２２０上には木材ブロックＢ１が、後方側に入れられる台車２２０上には木材ブロックＢ３が形成される。
【０１０７】
引き続き、２台の台車２２０の共用マイナス電極６３の上に上記と同様に２段の木材列がそれぞれ形成され、それらの上に上述のような理由から、木材Ｗに対して一方の端部で長さｄ１だけ他端部で長さｄ２だけ短尺となるように上部プラス電極６４ｂが積層される。そして、この上部プラス電極６４ｂの上にも、２段の木材列がそれぞれ形成される。そして、最後に、最上部の木材列の頂部に上部マイナス電極６５が載置されることによって、乾燥炉２における乾燥室２０の前方側に入れられる台車２２０上には木材ブロックＢ１上に木材ブロックＢ２が、後方側に入れられる台車２２０上には木材ブロックＢ３上に木材ブロックＢ４が形成される。
【０１０８】
なお、本実施の形態においては木材ブロックＢ１〜Ｂ４を構成する木材Ｗの長尺寸法は全てほぼ同一であり、各木材ブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４では、全ての木材Ｗの端がそろうように桟積されているが、必ずしもこれに限定されない。例えば、長尺寸法の異なる木材Ｗを複数用いて各木材ブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４が構成される場合では当該木材Ｗの平均長尺寸法を基準として、又は木材Ｗのうち任意で選択した一本の長尺寸法を基準として短尺のプラス電極６４を用いてもよい。
【０１０９】
ついで、乾燥炉２のドア２３を開放し、２台の台車２２０がレール２７を走行することによって乾燥室２０内に運び込まれる。そうすると、それぞれの下部マイナス電極６２、下部プラス電極６４ａ、共用マイナス電極６３、上部プラス電極６４ｂ、および上部マイナス電極６５が、それぞれ下部マイナス接点部材８７、下部プラス接点部材８６ａ、共用マイナス接点部材８９、上部プラス接点部材８６ｂ、および上部マイナス接点部材８８の各パンダグラフ８０に当接して互いに接続状態になる。これによって、配設工程は終了する。
【０１１０】
次に、図４及び図６を参照して乾燥工程について説明する。乾燥工程では、木材ブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４及び対向電極６１を乾燥室２０内へ装入した後、ドア２３を閉め、電源スイッチ（不図示）をＯＮして乾燥炉２内へ電力供給可能状態にする。その後、上述した乾燥装置１が、下記のように制御装置３００によって熱気乾燥の制御と高周波順次印加の制御とを行い、乾燥室２０内に入れられた上記木材ブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４を乾燥させる。
【０１１１】
すなわち、上記制御装置３００は、記憶されている制御プログラムに基づいて各種の制御信号をファン３、ボイラ５、圧力ポンプ５２、アクチュエータ５６、整合回路部７および切換え回路部８に出力することによって熱気乾燥の制御や高周波印加の制御とを行い、これに基づく機器の駆動で木材Ｗに対する熱気乾燥処理およびこれに続く複合乾燥処理（熱気乾燥処理及び高周波印加処理）が施されるようになっている。なお、制御装置３００には当然のことながら乾燥操業を実行するために必要な各種のデータを記憶する記憶部が設けられている。
【０１１２】
具体的には、上記の熱気乾燥の制御では、制御装置３００はボイラ５を稼動させるとともにファン３を回転駆動させる。一定時間経過後、高周波印加の制御が実行され、当該高周波印加の制御では、制御装置３００は高周波発振機６０を駆動させて高周波発振機６０からの高周波を整合回路部７及び切換え回路部８を介して対向電極６１に供給する。ここで、制御装置３００は、予め設定された時間ごとに切換え回路部８に切換え操作させることによって、各木材ブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４毎に高周波の供給を行わせる。
【０１１３】
まず、上記熱気乾燥の制御について説明する。この制御を行うために、乾燥室２０内には乾球温度計９１および湿球温度計９２が設けられているとともに、高周波回路の適所には反射型電力計からなる負荷状態検出部９３が設けられ、これら検出手段が検出した乾燥室２０内の乾球温度、湿球温度および反射電力量が制御装置３００に入力されるようになっている。なお、本実施の形態においては、乾球温度計９１として白金抵抗体を用いた温度センサーを使用しているとともに、湿球温度計９２として白金抵抗体に湿ったガーゼを巻き付けたものを使用している。
【０１１４】
本実施の形態においては、乾燥室２０内の経時的な温度変化が、制御装置３００に予め設定入力されており、常にこの設定値と乾球温度計９１が検出した検出値との比較演算が行われるようになっている。この比較演算の結果、温度が設定値よりも低いときは、制御装置３００からスチームヒータ４への蒸気供給量を増加させる信号が出力され、温度が設定値よりも高いときは同蒸気供給量を減少させる信号が出力されるようになっている。
【０１１５】
また、制御装置３００に乾燥室２０内の経時的な乾球温度（本実施形態においては一定値）が入力されており、この設定値と湿球温度計９２が検出した検出値との比較演算が行われ、比較演算の結果、乾球温度の実測値が乾球温度設定値よりも低いとき（すなわち湿度が低いとき）は、制御装置３００からボイラ５および圧力ポンプ５２への電力供給量を増加させる信号が出力され、乾球温度の実測値が設定値よりも高いとき（すなわち湿度が高いとき）は同電力供給量を減少させたり電力供給を遮断する信号が出力されるようになっている。かかる制御を行うことによって乾燥室２０内は所定の温度が維持されるとともに、乾湿温度差は漸増するようになされている。
【０１１６】
本実施の形態においては、制御装置３００に負荷状態検出部９３からの検出信号が入力され、これに基くフィードバック制御で反射電力（反射波の電圧値に電流値を乗じて得られる値）が常に最小になるようにアクチュエータ７１ｄが駆動されて第１可変コンデンサ７１ａおよび第２可変コンデンサ７１ｂの容量が調節され、これによって木材Ｗに供給される高周波の出力はエネルギー伝達が効率的に行われるように常に木材Ｗのインピーダンスの経時変化に追随したものになるようにしている。
【０１１７】
また、本実施の形態においては、予め実験的に求められた速度勾配で可変インダクタンス７５の摺接架橋部材（不図示）を下降させるようにしており、これによって木材Ｗの乾燥進行に伴うインピーダンスの減少に追随させて高周波のエネルギーがより効率的に木材Ｗに供給されるようにしている。従って、乾燥室２０内の温度および湿度は常に適正に制御されて最適の外部加熱環境になるとともに、高周波印加により木材Ｗに内部加熱が施されることから、木材Ｗの内部の温度分布は常に均一に制御された状態になり、木材Ｗの理想的な乾燥処理が実現する。
【０１１８】
さらに、木材Ｗの樹木の種類毎に予め設定された時間を制御装置３００に入力しておき、この時間が経過したときに制御装置３００から高周波発振機６０に駆動信号が出力されるようにしている。このようにされるのは以下の理由による。すなわち、乾燥室２０内はすでに予め所定の乾燥環境に設定されており、乾燥前の１００％前後の高含水率を有する木材Ｗは、乾燥の初期においては、わざわざ高周波を供給しなくても、所定の含水率になるまでは速やかに含水率が低下するのであるが、樹種に応じて熱気乾燥のみでは水が飛び難いものがある反面、極めて速やかに含水率が低下するものもあるため、予め樹種毎に熱気乾燥の時間を決めることが可能であるからである。
【０１１９】
もっとも、木材Ｗの含水率の経時的な低下曲線は、過去の多くの操業実績や試験によって熱気乾燥の条件に応じて略定まっていることが判っているため、上記低下曲線の式を制御装置３００に入力しておくことにより、上記のような樹種毎の熱気乾燥の時間を予め入力しておかなくても、初期の熱気乾燥の時間を設定することができる。従って、乾燥前における木材Ｗのおよその含水率さえが判れば、所定の乾燥条件において含水率が所定の値にまで低下する時間を相当の精度で予測することが可能である。
【０１２０】
各木材ブロックＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４に対する高周波印加制御については、各木材ブロックＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４毎の高周波印加の合計電力量を予め設定しておく。この算出された各電力量を各ブロックＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４に与えられる高周波出力の値で除することにより、各ブロックＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４それぞれに対する合計の高周波印加時間が算出される。合計の高周波印加時間の算出方法は、これに限定されず、出願人が先に出願した特願２００２−２００６０６号に記載されている方法等によってもよい。
【０１２１】
そして、このようにして得られた各木材ブロックＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４を対象とした高周波印加の合計の印加時間は、間欠印加の各回に平均的に印加されるのではなく、高周波印加の当初は未だに木材Ｗの含水率が相当高いため、印加時間は多めに設定され、含水率の減少に応じて漸減される。具体的に各回毎の高周波印加時間がどのようにして設定されるかについては種々の方法があり、例えば、当初は６０分等の長い時間を設定しておいて、それを所定の割合で順次減じていく方法を採用してもよい。
【０１２２】
また、出願人が先に出願した特願平１１−２５９４１５号に記載されている、所定の計算式により各回の高周波印加時間を計算する方法を採用してもよい。この特願平１１−２５９４１５号に記載した計算方法は、所定の条件で実行される木材の複合乾燥において、過去の多くのデータを統計的に解析することにより木材の初期含水率に応じた標準的な含水率低減曲線を予め求めておくとともに、この含水率低下曲線により演算された高周波印加開始時点での木材の含水率を基準にして高周波印加による材内の昇温曲線の一般式を予め求めておき、この昇温曲線の一般式に基づいて高周波間欠印加における印加時間を求めるものである。
【０１２３】
そして、上記昇温曲線の一般式を用いた演算処理において、材内温度が１００℃になった時点で高周波の印加を停止するように条件付ける演算が行われるようにしているため、材内温度が１００℃を越えた状態で木材Ｗに高周波が印加され続けるような不都合は起こらない。なお、この計算方法の詳細についてはここでは省略する。
【０１２４】
さらに本実施形態においては、高周波発振機６０と可変コンデンサ７１との間に積算電力計３１０が介設され、各木材ブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４に供給された高周波電力量を積算するようになっている。この積算電力計３１０によって検出された積算電力量も制御装置３００に逐一入力されるようになっており、この値が入力された制御装置３００は、その時点までに高周波発振機６０から出力された演算上の高周波電力量と比較するようになっている。そして、制御装置３００を、この比較結果が予め設定された許容値を越えているか否かを常にチェックし、越えていないときはそのまま操業を継続する一方、越えているときは所定の出力装置を介して警報を出力するようになっている。
【０１２５】
上記のような高周波印加時間で、制御装置３００は切換え回路部８をスイッチングさせることによって対向電極６１をして木材ブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４に対して順番に電圧を印加させる。
【０１２６】
本発明の第１の実施の形態にかかる木材乾燥方法では、長尺側の長さで比較して木材Ｗの長さよりも短尺であるプラス電極６４を用いるため、木口面からも含有水分が蒸発することによって他の部位に比べて乾燥しやすい木材Ｗの端部に対して、高周波電圧をほとんど印加しないことが可能となる。これによって、乾燥後の木材Ｗの端部が過乾燥になることを防ぎ、木材Ｗにおける端部と中央部とで均一に乾燥することができる。かかる効果を実証するために、出願人は図７に示すように、木材を数種類の木材乾燥方法によって乾燥をさせ、当該乾燥後の木材における木口面の異常収縮の出現率を調べて統計を出した。
【０１２７】
図７は、木材乾燥方法の違いによる乾燥後の木材の木口面における異常収縮の出現率の違いを示すグラフである。（ａ）は、高温（１００℃〜１２０℃）の熱気乾燥のみを行った場合における木口面の異常収縮の出現率を示すグラフである。（ｂ）は、短尺ではない対向電極（４２００ｍｍ）を用いて高周波乾燥と熱気乾燥の複合乾燥を行った場合における木口面の異常収縮の出現率を示すグラフである。（ｃ）は、短尺である対向電極（３４００ｍｍ）を用いて高周波乾燥と熱気乾燥の複合乾燥を行った場合における木口面の異常収縮の出現率を示すグラフである。
【０１２８】
ここでは、４０００ｍｍの長尺寸法を有する正角の木材において、木口面における一辺と、当該正角の木材の長尺方向における中心で木口面と切り口が平行になるように裁断した場合の当該切り口の一辺との差を収縮量差（切り口の一辺−木口面の一辺）として、当該収縮量差（ｍｍ）が横軸に表されている。
【０１２９】
当該収縮量差は、０．０ｍｍの場合、０．０ｍｍより大きく１．０ｍｍ未満の場合、１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ未満の場合、２．０ｍｍ以上３．０ｍｍ未満の場合、３．０ｍｍ以上４．０ｍｍ未満の場合、４．０ｍｍ以上５．０ｍｍ未満の場合、５．０ｍｍ以上６．０ｍｍ未満の場合、６．０ｍｍ以上７．０ｍｍ未満の場合が示されている。また、縦軸は、各図７（ａ）〜（ｃ）の木材乾燥方法において上記横軸に示す収縮量差を有する木材の出現率（％）を示している。
【０１３０】
図７（ａ）に示すグラフでは、２．０ｍｍ以上３．０ｍｍ未満が２５％を超えており最も多く、ついで３．０ｍｍ以上４．０ｍｍ未満の収縮量差が多い。また、木材の短部が著しく過乾燥である６．０ｍｍ以上７．０ｍｍ未満の収縮量差を有する木材も５％未満であるが存在する。従って、複合乾燥を行わない熱気乾燥のみの場合では木材の異常収縮の出現率は高いといえる。熱気乾燥のみでは、木材の外部から内部へと熱が伝わる時間がかかるため、木材の内部まで充分に乾燥させようとすると、複合乾燥と比較して長時間に渡って乾燥処理を施す必要がありその間に木口面等の木材の外部の乾燥が進んで過乾燥になってしまうためであると推測される。
【０１３１】
対して図７（ｂ）に示すグラフでは、図７（ａ）に示すグラフと比較して、４．０ｍｍ以上７．０ｍｍ未満の異常収縮を有する木材の出現はないため木口面に著しい異常収縮を有する木材は出現しにくいといえるが、１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ未満及び２．０ｍｍ以上３．０ｍｍ未満の異常収縮は３０％近く出現している。ここでは、長尺寸法４２００ｍｍである対向電極を用いた複合乾燥を行っているが、図７（ａ）に示す木材の外部からの熱気乾燥のみによる木材乾燥方法とは異なり、高周波乾燥によって木材の内部から加熱されるため、短時間で内部まで木材の加熱を行うことができ、木材乾燥を行うことができ、木材の内部と外部との温度が均一な状態になり、木材の木口面の著しい異常収縮はなくなると推測される。ゆえに、複合乾燥の方が、熱気乾燥よりも木材の木口面の異常収縮を抑えることができることが伺える。
【０１３２】
一方、図７（ｃ）に示すグラフでは、収縮量差０．０ｍｍの出現率が４０％を超えている。また、収縮量差が０．０より大きく１．０未満のものがやはり４０％を超えており、少なくとも全ての木材の収縮量差が２．０未満に収まっていることが示されている。収縮量差０．０ｍｍは乾燥後の木材の端部と中央部分の乾燥状態に差がほとんどないことを示しており、ここでは４０％以上の木材が収縮量差０．０ｍｍであり、８０％以上の木材は収縮量差１．０未満であり、収縮量差２．０ｍｍ以上の木材は存在しないため、他の図７（ａ）、（ｂ）の各グラフでの木材乾燥方法と比較して乾燥後の木材の端部と中央部分の乾燥状態の差は非常に小さいといえるであろう。
【０１３３】
ここでの、木材乾燥方法は４０００ｍｍの長尺の木材を当該長尺側の側面で長尺寸法３４００ｍｍである対向電極が挟んで行う高周波乾燥と熱気乾燥との複合乾燥である。すなわち、図７（ｂ）に示すグラフでの木材乾燥方法とは対向電極の長さが長尺寸法で比較して木材よりも６００ｍｍ短尺であるという点が異なっている。従って、木材の端部が過乾燥にならず木材の中央部分と端部との乾燥状態がほぼ均一になった理由は、対向電極の長尺寸法が木材の長尺寸法よりも短いため、木口面からも含有水分が蒸発するため過乾燥になりやすい木材の端部に高周波電圧をほとんど印加しなかったためであると推測できる。
【０１３４】
上述の図７に示すグラフからも、乾燥対象木材よりも長尺寸法で短尺である対向電極を用いて高周波乾燥する木材乾燥方法は木材を均一に乾燥できることが実証されている。なお、複合乾燥によって熱気乾燥も行う方が木材を均一に乾燥できることが実証されたが、勿論、高周波乾燥のみで木材を乾燥させる木材乾燥方法であっても、乾燥対象木材よりも長尺寸法で短尺である対向電極を用いた方が木材を均一に乾燥することができる。
【０１３５】
なお、本発明の第１及び第２の実施の形態にかかる木材乾燥方法において、対向電極６１の構成は、各マイナス電極６２，６３，６５の長尺寸法は木材Ｗの長尺寸法とほぼ同一であり、各プラス電極６４の長尺寸法は木材Ｗの長尺寸法より短尺であるが、逆に各マイナス電極６２，６３，６５の長尺寸法が木材Ｗの長尺寸法よりも所定寸法だけ短尺であってもよく、対向電極６１の対向部分が木材Ｗの長尺寸法より短尺であればよい。従って、各マイナス電極６２，６３，６５又は各プラス電極６４の長尺寸法が所定寸法だけ短尺である場合は、他方の電極の長尺寸法は、当該所定寸法だけ短尺である方の電極の長尺寸法より長ければよい。
【０１３６】
また、木材乾燥装置１では、３枚で一組の対向電極６１を用いて各木材ブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４をそれぞれ上下方向から挟持しているが、必ずしもこれに限定されず、木材乾燥装置１ａのように左右方向から３枚で一組の対向電極６１によって挟持する等してもよい。また、２枚で一組の対向電極を用いて各木材ブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４を左右方向又は上下方向から挟持する等してもよい。
【０１３７】
なお、木材乾燥装置１では、乾燥炉２内の圧力は制御されておらず常圧であるが、真空ポンプ等で乾燥炉２内を減圧して、低圧の乾燥炉２において木材Ｗへの高周波電力の供給を行っても良い。この場合には、木材Ｗの蒸発温度が下がり、効率よく木材乾燥を行うことができる。
【０１３８】
【発明の効果】
請求項１に記載の本発明に従えば、木材の端部と中央部分とがより均一な乾燥状態で乾燥対象木材を乾燥することができるため、木材の端部の過乾燥を原因とした木口割れ、木口面の落ち込み、木口面の異常乾燥、中央部分のねじれを防止し、歩留まりを向上することができる。また、木材の端部に対して高周波電力が供給されないため、木材を乾燥させるための消費電力を削減することができる。
【０１３９】
請求項２に記載の本発明に従えば、乾燥対象木材を長手方向の全体に均一に乾燥させることができるため、特に過乾燥になりやすい半寸端部の過乾燥を原因とした木口割れ、木口面の落ち込み、木口面の異常乾燥、中央部分のねじれを防止し、歩留まりを向上することができる。
【０１４０】
請求項３に記載の本発明に従えば、対向電極は木材の端から２０ｃｍ以上５０ｃｍ以下の両端部に対して高周波電力をほとんど供給しないことができるため、特に過乾燥になりやすい木材の端から２０ｃｍ以上の端部に対して木材過乾燥にすることを防ぎ、かつ、木口からの水分の蒸発がほとんどない木材の端から５０ｃｍを超える中央部分に対して充分に高周波電力を供給することができ、乾燥対象木材を長手方向の全体に均一に乾燥させることができる。
【０１４１】
請求項４に記載の本発明に従えば、乾燥対象木材の両端部の含水率に差があっても含水率の差が吸収されて乾燥対象木材を長手方向の全体に均一に乾燥させることができるため、木材における両端部の含水率に差がある場合でも木材の端部の過乾燥を原因とした木口割れ、木口面の落ち込み、木口面の異常乾燥、中央部分のねじれを防止し、歩留まりを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）は本発明に係る木材乾燥装置の基本構成を示す図、（ｂ）は（ａ）に示す木材乾燥装置が木材Ｗの材内に発生させる電磁界を説明するための図である
【図２】 木材の木口面からの水分の蒸発速度を調べるために実験した結果を示すグラフである。
【図３】 図２の実験を基にした木材の長尺方向の長さと当該木材の蒸発速度との関係を示すグラフである。（ａ）は木材の長尺方向の長さと当該木材の蒸発速度との関係を示すグラフである。（ｂ）は木材の長尺方向の長さと当該長さに対応する当該木材の蒸発速度とを数値で表した表である。
【図４】 本発明が適用される木材乾燥装置の一実施形態を示す構成図である。
【図５】 図４に示す高周波部の回路構成の一例を示す図である。
【図６】 図４に示す木材乾燥装置を用いた木材乾燥方法における乾燥工程を自動的に実行するための制御機構の一例を示すブロック図である。
【図７】 木材乾燥方法の違いによる乾燥後の木材の木口面における異常収縮の出現率の違いを示すグラフである。（ａ）は、短尺ではない対向電極（４２００ｍｍ）を用いて高周波乾燥のみを行った場合における木口面の異常収縮の出現率を示すグラフである。（ｂ）は、短尺ではない対向電極（４２００ｍｍ）を用いて高周波乾燥と熱気乾燥の複合乾燥を行った場合における木口面の異常収縮の出現率を示すグラフである。（ｃ）は、短尺である対向電極（３６００ｍｍ）を用いて高周波乾燥と熱気乾燥の複合乾燥を行った場合における木口面の異常収縮の出現率を示すグラフである。
【図８】 木材の含有水分の蒸発方向を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 木材乾燥装置
２ 乾燥炉
２ａ 床面 ２ｂ 内壁面
２ｃ 天井面 ２ｄ 側壁
２０ 乾燥室 ２１ フレーム材
２２ ドアフレーム ２３ ドア
２３ａ 小孔 ２４ 外壁板
２５ 内壁板 ２６ 断熱材
２７ レール ３ ファン
４ スチームヒータ ５ ボイラ
５１ 蒸気配管 ５２ 圧力ポンプ
５３ 蒸気支管 ５４ 排気筒
５４ａ 水平軸 ５５ ダンパ
５６ アクチュエータ ５７ 排気ファン
６ 高周波部 ６０ 高周波発振機
６１ 対向電極 ６１ａ，６１ｂ 対向電極
６２ 下部マイナス電極 ６３ 共用マイナス電極
６４ プラス電極 ６４ａ 下部プラス電極
６４ｂ 上部プラス電極 ６５ 上部マイナス電極
７ 整合回路部 ７ａ 可変コンデンサ部
７ｂ 可変インダクタンス部 ７０ ケーシング
７０ａ コンデンサ用ケーシング
７０ｂ インダクタンス用ケーシング
７０ｃ 回路部用ケーシング ７０ｄ 架台
７１ 可変コンデンサ ７１ａ 第１可変コンデンサ
７１ｂ 第２可変コンデンサ
７５ 可変インダクタンス ８ 切換え回路部
８０ パンダグラフ ８３ コ字状リード線板
８４ シリンダスイッチ ８５ 接点部材
８６ プラス接点部材
８６ａ 下部プラス接点部材 ８６ｂ 上部プラス接点部材
８７ 下部マイナス接点部材 ８８ 上部マイナス接点部材
８９ 共用マイナス接点部材 ９１ 乾球温度計
９２ 湿球温度計 ９３ 負荷状態検出部
２２０ 台車 ２２０ａ 車輪
３００ 制御装置 Ｂ１〜Ｂ４ 木材ブロック
Ｑ 桟材 Ｗ 木材
Claims (4)
- 両端に木口面を有する長尺の木材を該長尺側の側面で挟む対向電極に高周波電源からの高周波を供給することにより前記対向電極に挟まれたままの木材に対し乾燥処理を施す木材乾燥方法において、
前記対向電極のうちの少なくとも一方の電極であって乾燥対象木材の長尺寸法に比して所定寸法だけ短い長さを有する電極を乾燥対象木材の両端側を開けて配置する配置工程と、
前記高周波電源からの高周波を前記対向電極に供給する乾燥工程とを含むことを特徴とする木材乾燥方法。 - 前記配置工程では、乾燥対象木材を長尺側の側面で挟むように、少なくとも一方の電極の長さが、木材の木口面からの蒸発量が全面からの総蒸発量における１０％以上を占めることとなるときの木材の長尺寸法分だけ乾燥対象木材に比して短尺である前記対向電極を配置することを特徴とする請求項１に記載の木材乾燥方法。
- 前記配置工程では、乾燥対象木材を長尺側の側面で挟むように、少なくとも一方の電極の長さが２０ｃｍ以上５０ｃｍ以下の寸法だけ各端側で乾燥対象木材に比して短尺である前記対向電極を配置することを特徴とする請求項１に記載の木材乾燥方法。
- 前記配置工程では、乾燥対象木材を長尺側の側面で挟むように、少なくとも一方の電極は、両木口面部における含水率の差に応じて両端において異なる寸法だけ乾燥対象木材に比して短尺とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の木材乾燥方法。
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