JP4848499B2 - タンデム式木材処理装置 - Google Patents
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Description
また、木材乾燥に必要な残留応力の除去には材内温度80℃以上で約40時間保持するという奥山理論に基づき、加熱処理室内に生蒸気を長時間、噴射し、加圧を行って室内温度を120〜140℃に上げる高温乾燥を行っているが、木材の内部割れや強度低下をまねいているので構造用材としては欠陥商品となるので問題である。また、熱源に木質燃料を用い、燃焼ガスを直接加熱処理室内に送給して、比較的低温(60〜80℃)処理をする燻製乾燥では火災や爆発の心配は少ないが残留応力の除去には不十分であり、長時間を要する欠点がある。また、材内温度80℃以上にするために加熱処理室内の高温加熱ガスの噴射口の温度が木材の発火温度以上になる燻煙熱処理炉においては火災や爆発が発生していた。
さらに、これらの提案に係る「木ガスによる木材生長応力除去装置」や「遠赤外線増殖による木材乾燥前処理炉」においては、燃焼ガス中に多量の水分が常に含有しているため、低含水率(9〜10%)の木材乾燥機としては使用が困難である。
また、本願請求項2に係る発明は、前記請求項1に係るタンデム式木材処理装置において、前記木材加熱処理室内に設けられる適宜の間隔で設けられた複数の熱風吹き出し口のうち、前記燃焼炉Nに最も近い吹き出し口上に設けられ、処理室内に蒸気を供給する蒸気発生槽及び同蒸気発生槽に水を補給する水槽(タンク)が設けられたことを特徴とする。
さらに、本願請求項3に係る発明は、前記請求項1に係るタンデム式木材処理装置において、前記加熱処理をしようとする木材を載貨するトロッコ台には、被処理木材の材内温度を計測する温度センサが配置されていることを特徴とする。
(1)低含水率の木材乾燥機としても使用が可能になる。
(2)熱風遮断板9(ダンパー)を開けたまま加熱処理室内熱風誘導管10の吹き出し口11、12、13を全部閉めて、排気用煙突20のダンパーを開き送風機を稼働させて排気を行い、木材乾燥機として機能させることができる。
(3)燃焼炉の耐用年数は炉体の温度変化が少ないほど長くなるので、加熱処理室を複数にすることにより、炉体温度差を少なくすることができ、耐用数をのばすことができる。また、複数個の加熱処理室に対して、一基の燃焼炉ですむことにより、コスト的には安価になる。
(5)また、加熱処理室内の熱風誘導管10にある吹き出し口を自由に塞鎖。開放操作ができて、熱風を煙突から排出させることにより、低含水率用の木材乾燥機としての機能を持つことができた。
(6)熱源はその国で最も安価で安定供給できるものならばどのような燃料であっても使用が可能であり、また、直接燃焼ガスで木材を加熱するため、熱効率は非常に高く、大幅なコスト軽減ができる。
(8)本発明による熱風直接加熱方式の場合は常圧のまま木材を高温加熱することができるため、強度は、低下することはなく、加熱処理室の構造駆体も耐圧補強の必要もないため、設備費を大幅に低減できた。
(9)また、加熱処理室内に蒸気発生槽を設置したことにより木材等の発火や爆発は皆無になった。
(10)さらに、木材乾燥には必須条件である、加熱と徐冷だが、加熱処理室を複数にしたことにより、蓄熱効果の大きい燃焼炉を徐冷させることはなく、加熱処理室だけを徐冷させることができるようになった。
(12)これらの効果によって、これまで難乾燥材として殆ど利用価値のなかった低質材においても、あらゆる木材乾燥スケジュールの設定が可能になり、高品質、高歩止まり、低コスト乾燥材の生産が可能になった。地球資源の有効活用と地球環境の保全等に大きく貢献する。
また、図3は、図2のA部横断面図、図4は、図2のB部横断面図、図5は、図2のC部横断面図、図6は、図2のD部横断面図であり、これらの図1ないし図6において、その余の符号1は、空気吸入口、2は送風機、3は火格子(ロストル)、4は燃料、5は燃料投入口、6は可燃ガスの二次燃焼補助塊(溶岩等)、7は蓄熱室、8は熱風誘導管、9は前記第一第二加熱処理室A・Bへの加熱処理を交互に行う熱風遮断板(ダンパー)、10は前記第一第二加熱処理室A・B内熱風誘導管、11、12、13は、前記処理室内の下方から熱風を吹き出す吹き出し口であり、前記燃焼炉Nに近い順に第一吹き出し口11,第二吹き出し口12、第三吹き出し口13の如く配置される。また、符号14は前記第一第二加熱処理室A・Bの外壁、15は同断熱材、16は同内壁、17、18,19は前記第一第二加熱処理室A・Bの排気管であり、前記吹き出し口11、12、13に対応して開閉自在に設けられる。さらに、符号20は燃焼ガスを前記第一第二加熱処理室A・B内に放出させずに室外に直接排気する煙突、21はトロッコ用レール、22はトロッコ台、23はトロッコの方立、24は加熱処理をしようとする木材、25は前記第一第二加熱処理室A・B内蒸気発生槽、26は同蒸気発生槽25に水を補給する水槽(タンク)である。また、27は第一第二加熱処理室A・Bの後部扉、28は同扉固定金具、29は排気管用送風機、30は煙用送風機である。
また、前記燃焼炉Nに最も近い第一吹き出し口11上には、前記処理室内に蒸気を供給する蒸気発生槽25及び同蒸気発生槽に水を補給する水槽(タンク)26が設けられる。
なお、本実施例では、二基の加熱処理室A・Bを配置したが、これは、一基以上であれば、二基、三基、四基等複数の加熱処理室を設けることを妨げず、木材の処理容量、処理時間を考慮に効率性の高まる処理室数を配置すればよいものである。
このようにしておいて、前記第二加熱処理室Bに対する加熱が経過したら、第一加熱処理室Aのダンパー9を全開し、さらに、前記第二加熱処理室Bのダンパー9を全閉して第二加熱処理室Bに対する放冷を行いつつ、第一加熱処理室Aの加熱に移行させる。
なお、上記の実施例においては、両処理室A及び処理室Bについて、前記両ダンパー9を全開・全閉、前記吹き出し口11、12、13の全開・全閉と前記煙突ダンパー30の全開・全閉及び前記煙突用送風機30の起動操作を組み合わせることにより、木材乾燥前処理と木材乾燥の前処理の放冷、木材乾燥処理と放冷等様々な処理の組み合わせが可能としたが、被処理材の処理量が少ない場合には、処理室A及び処理室Bの双方を用いることなく、いずれか一方の処理室を使用するだけでも良いことは当然である。
図7に示した処理方法においては、木材中心温度が80℃以上に達するまでに8〜10時間は、処理室内温度は120〜140℃まで一挙に昇温させ、その後は木材中心温度が約80℃以下に下らないよう、蓄熱又は燃料4の補給を行って約40時間保ってから熱風遮断板9(ダンパー)を閉めて徐冷を行った場合の処理時間に対する処理室内温度及び木材中心温度を示すものである。
また、可燃物燃料4を前記火格子(ロストル)3の上に燃料投入口5から送給し、下方より空気を送って高温燃焼ガス等を発生させ、隔壁32の上に可燃ガスの二次燃焼補助塊(溶岩等)6を並べて赤熱化させ、そこを不燃性木ガス(煙)が通過することにより再燃焼させ、高温になった熱風を直接木材加熱処理室A・Bに送ることにより、木材処理を行うが、この種の燃焼炉Nは高温に耐えられるように炉内は内壁16を耐火レンガ31で覆われるので、炉体が温まる迄に長時間を要する半面、木材加熱処理終了後の冷却には、2〜3日間の徐冷時間を必要としていた。
また、本実施例においては、前記第一吹き出し口11の上部に前記蒸気発生槽25を設け、急激な昇温に伴う大量の熱風に比例して、大量の水蒸気が発生するようにして、木材加熱処理室内の温度の急激な上昇(約70〜150℃)にも耐えうるようにした。
このことは耐火レンガ等の耐用年数の延長にもなる。また、燃焼ガスを直接木材等を加熱する乾燥方法の唯一の欠点としては、燃焼時に発生するススが木材の表面に付着して黒くなることであるが、これを回避できる。
(1)石油の高騰
(2)代替エネルギとしての木質ボイラー設備の高騰
(3)ステンレスの高騰等による乾燥設備の高騰
(4)人件費の節減に伴う自動化設備の高騰
(5)品確法等による性能保証の要求が高まる(歩止まりの低下)
(6)木材価格(約5万円)に占める乾燥コスト(約1万円)の比率が高い(20%)
これらの要件を満たして乾燥コストを1m3当たり3000〜5000円に納めるためにはダンテム式木材処理装置が最適であり、更に本装置を用いることにより、木材乾燥材の生産のみではなく、スギ材を用いた「不燃木材」や「結合梁」等の高付加価値製品の実用化も行われている。
2・・・送風機
3・・・火格子(ロストル)
4・・・燃料
5・・・燃料投入口
6・・・二次燃焼補助塊
7・・・蓄熱室
8・・・熱風誘導管
9・・・熱風遮断板(ダンパー)
10・・・加熱処理室内熱風誘導管
11・・・第一吹き出し口
12・・・第二吹き出し口
13・・・第三吹き出し口
14・・・加熱処理室外壁
15・・・同上断熱材
16・・・同上内壁
17〜19・・・排気管
20・・・燃焼ガス等排気用煙突
21・・・トロッコ用レール
22・・・トロッコ台
23・・・方立
24・・・木材
25・・・加熱処理室内蒸気発生槽
26・・・同上用水槽(タンク)
27・・・後部扉
28・・・扉固定金具
29・・・排気管用送風機
30・・・煙突用送風機
31・・・耐火レンガ
32・・・隔壁
33・・・煙突用ダンパー
34〜36・・・加熱処理室内温度センサ
101・・・空気吸入口
102・・・木質燃料
103・・・燃料投入口
104・・・ロストル
105・・・遠赤外線増殖用セラミック等
106・・・風道
107・・・屋根
108・・・加熱室の壁面
109・・・ボックスカルバート
110・・・ガラスウール断熱材
111・・・セラミックスボード
112・・・棧
113・・・換気扇
114・・・風導管
115・・・後部扉
116・・・木材
117・・・方立て
118・・・トロッコ用レール
119・・・トロッコ台
120・・・風穴
121・・・白金網(又はステンレス網)
122・・・遠赤外線増殖室
123・・・遠赤外線増殖用セラミックス(又は高密度溶岩等)
124・・・燃焼用ロストル
125・・・耐火レンガ
126・・・扉
127・・・加熱室
128・・・燃焼室
Claims (3)
- 少なくとも単一の燃焼炉と、被処理木材の加熱処理を行う一または二以上の木材加熱処理室とからなり、
前記単一の燃焼炉Nは少なくとも燃料投入口、火格子(ロストル)、空気吸入口を備え、可燃ガスの二次燃焼補助塊(溶岩等)を内包する蓄熱室と前記木材加熱処理室に連なり、開閉自在の熱風遮断板(ダンパー)を有する熱風誘導管を備え、
前記木材加熱処理室は、断熱材を介在した外壁・内壁を貫通して露出する処理室内の温度を計測する温度センサと、加熱処理をしようとする木材を載貨するトロッコ台を引き込むトロッコ用レールと、該トロッコ用レールの間から前記熱風誘導管に連なる適宜の間隔で設けられた複数の熱風吹き出し口と、該熱風吹き出し口に対応して適宜の間隔で設けられる開閉自在の複数の乾燥前処理用排気管と、前記処理室後方に前記熱風を処理室内に放出させずに直接室外に排気する加熱乾燥用煙突とからなることを特徴とするタンデム式木材処理装置。 - 前記木材加熱処理室内に設けられる適宜の間隔で設けられた複数の熱風吹き出し口のうち、前記燃焼炉Nに最も近い吹き出し口上に設けられ、処理室内に蒸気を供給する蒸気発生槽及び同蒸気発生槽に水を補給する水槽(タンク)が設けられたことを特徴とする請求項1に記載のタンデム式木材処理装置。
- 前記加熱処理をしようとする木材を載貨するトロッコ台には、被処理木材の材内温度を計測する温度センサが配置されていることを特徴とする請求項1に記載のタンデム式木材処理装置。
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