JPH10160349A - 木材乾燥装置及び木材乾燥方法、木材乾燥用電極 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 短期間での乾燥を可能にするとともに、乾燥
後のワレ、変色、及び芯材部に向かっての大きな水分傾
斜を防止し、更に、乾燥コストを低減できるとともに大
量処理を可能とする木材乾燥装置及び木材乾燥方法、木
材乾燥用電極を提供すること。 【解決手段】 木材乾燥装置は、加熱手段７と、加湿手
段８と、循環ファン１０及び吸排気手段５とを備える、
木材を収容する乾燥室１と、上記加熱手段７、加湿手段
８、循環ファン１０及び吸排気手段５とを制御する制御
手段２とにより構成される木材乾燥装置において、上記
乾燥室内に収容した木材に高周波を印可するための高周
波加熱手段３を備え、蒸気乾燥と高周波乾燥を並行して
行うことを特徴とし、木材乾燥用電極は、電極板１４１
上にガイド１４２を突設させたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、木材乾燥装置及び
木材乾燥方法、木材乾燥用電極に係り、より詳しくは、
建築構造材である柱、梁のような、大断面で心部までの
乾燥が非常に困難な芯持ち材などの乾燥装置及び乾燥方
法、乾燥用電極に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、木材を建築構造材や家具
等に適用するためには、その含有水分が一定値以下とな
るまで乾燥させ、後の収縮による変形や割れ等を防止す
る必要がある。特に最近のプレカットや大壁工法を前提
にした建築方式は建築構造材の収縮変形を極度にきらう
ため、建築構造材に乾燥材を使用するのが必須条件とな
っている。

【０００３】一方、建築構造材を乾燥させる方法として
は、古くは建築期間も含め自然乾燥による長期間の乾燥
が行われていたが、近年になって、工期の短縮が計られ
るに伴って、人工乾燥による短期間の乾燥が行われるよ
うになってきた。

【０００４】この人工乾燥の方法としては、ボイラーで
発生した蒸気をヒーターに送って通常６０〜８０度の温
度の乾燥室内に数日放置し、温度、湿度を適正に制御し
ながら乾燥させる蒸気乾燥法が一般的に普及している。

【０００５】また特殊な乾燥法としては、２枚の電極間
に木材をはさんだ後に高周波を印加して、木材中の水分
子間の摩擦により自己発熱をさせて乾燥させる高周波乾
燥法なども行われており、この場合は、機体内を真空に
減圧して水の沸点を下げて行われる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、柱材の断面
は通常１０５ｍｍ角以上の大きさを持ち、かつ、木の芯
部を持つのが一般的であり、従って、このような木材の
中心部まで含めた完全な乾燥は、現状の手段では多くの
日数を必要とし極めて困難である。例えば、厚みが１０
５ｍｍ以上もあるスギ柱材を上述した蒸気乾燥法を用い
て乾燥させる場合には、１５日以上もの日数を必要とし
ている。

【０００７】そのため最近では、この従来の蒸気乾燥法
の問題点を解決するため、１１０度以上の高温で乾燥さ
せ、乾燥日数を３〜４日に短縮する方法が試みられてい
る。しかしながらこの方法では、材外面のみが昇温過多
で、材内面は依然高い水分により１００度以上には上が
らない。そのため、乾燥中に材内外面の温度差は縮まら
ないまま推移し、その結果、外面の蒸発量が内部水分の
移動による水分供給量を超えることになり、材面に乾燥
ワレ、変色などが生じて品質確保が困難であると同時
に、乾燥後に、心材部に向かって大きな水分傾斜を形成
したり、材内部に巣状のワレが発生するという問題点が
ある。乾燥材としては材中心部の含水率として少なくと
も３０％以下であることが望ましいが、１００度以上の
高温で乾燥した場合において、特に水分傾斜が著しい場
合には、材表面の含水率が１０％近くを示しているのに
対し、材中心部は依然１００％以上の含水率を維持して
いることがある（図９参照）。

【０００８】一方、高周波を使用した乾燥方法を採用し
た場合には、短期間での乾燥が可能であるが、従来の高
周波乾燥法は減圧下での乾燥であり、かつ大容量の電力
を必要としたため、設備費と乾燥コストが高価になり汎
用性がなく、かつ、真空状態を維持する必要があるため
に機体を缶体にする必要があり、そのため、制作寸法に
限界があり、大量処理に適さないという問題点がある。

【０００９】また、高周波を使用した木材乾燥方法を採
用した場合には、木材に高周波を印加するための電極を
配置するための特別な部材を必要としていた。更に、高
周波を印加するために用いられる電極は桟積面積を一様
に覆う盤状のものである必要があるが、一方、従来のよ
うに被乾燥木材に密着した電極を使用したのでは、桟木
間に熱風を通すことができず、木材を有効に乾燥させる
ことが困難になってしまう。

【００１０】そこで、本発明においては、短期間での乾
燥を可能にするとともに、乾燥後のワレ、変色、及び芯
材部に向かっての大きな水分傾斜を防止し、更に、設備
コスト並びに乾燥コストを低減できるとともに大量処理
を可能とする木材乾燥装置及び木材乾燥方法を提供する
ことを課題としており、また、高周波を印加して木材を
乾燥させる際に、電極を配置する部材を不要とするとと
もに、熱風による乾燥と高周波による乾燥を同時に行え
る木材乾燥用電極を提供することを課題としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の木材乾燥装置
は、加熱手段と、加湿手段と、循環ファン及び吸排気手
段とを備える、木材を収容する乾燥室と、前記加熱手
段、加湿手段、循環ファン及び吸排気手段とを制御する
制御手段とにより構成される木材乾燥装置において、前
記乾燥室内に収容した木材に高周波を印可するための高
周波加熱手段を備えたことを特徴とする。

【００１２】また、本発明の木材乾燥方法は、木材を乾
燥室内で乾燥させる木材の乾燥方法であって、蒸気によ
る加熱手段を介して温湿度を制御された熱風により木材
を乾燥させるとともに、木材に適宜高周波を印加して乾
燥させることを特徴とする。

【００１３】さらに、本発明の木材乾燥方法は、複数段
にわたって桟積した木材を乾燥室内で乾燥させる木材の
乾燥方法であって、加熱手段を介して熱風の循環により
木材全体を乾燥させるとともに、複数段にわたって桟積
した木材の各ブロック単位に一定のサイクルタイムをも
って、順次高周波を印加して乾燥させることを特徴とす
る。

【００１４】更にまた、本発明の木材乾燥用電極は、高
周波を印加することにより木材を乾燥させるための木材
乾燥用電極であって、電極板上にガイドを突設させたこ
とを特徴とする。

【００１５】従って、本発明の木材乾燥装置及び木材乾
燥方法によれば、比較的含水率の高い材中心部に集中的
に作用して発熱させる高周波照射を行うことにより、材
中心部から表面への水分移動を速やかに行うとともに、
材表面は循環熱風により昇温して乾燥させるため、材表
面からの蒸発量に見合った水分の移動が材内部から供給
され、中心部まで乾燥が促進する。従って、乾燥に要す
る日数を短縮することが可能となるとともに、１００度
以上の高温で乾燥させた場合においても、材面の蒸発速
度に内部の水分移動が追いつかないという従来の蒸気乾
燥法の問題点を解決することができ、従って、乾燥後の
ワレ、変色を防止することができる。

【００１６】また、本発明の木材乾燥方法では、常圧下
において、かつ、複数段にわたって桟積した木材に順次
高周波を印加する方法を採用するため、従来の高周波乾
燥法と異なり、設備費と乾燥コストを押さえることが可
能となるとともに、機体を缶体にする必要が無くなり、
大量処理も可能となる。

【００１７】更に、本発明の木材乾燥用電極は、被乾燥
木材を桟積可能であることを特徴とするため、電極を配
置する特別な部材を必要とすることが無くなった。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の木材乾燥装置では、木材
を収容する乾燥室内に、蒸気発生器からの蒸気を乾燥室
内に供給して木材を乾燥させるための加熱管と、乾燥室
内の湿度保持のための加湿管、及び加熱管により熱交換
された熱風を乾燥室内に循環させるための循環ファンを
備えるとともに、吸排気筒を設ける。

【００１９】また、前記乾燥室内に収容した木材に高周
波を印加して高周波乾燥を行うための高周波加熱手段を
備えるとともに、これらの作動を制御するための制御部
を備える。

【００２０】また、本発明の木材乾燥方法は、乾燥室内
において加熱手段を介して木材を常時熱風乾燥させると
ともに、木材に高周波を適宜印加して高周波乾燥を同時
に行う。

【００２１】ここで高周波の印加は、複数段にわたって
桟積した木材について、順次行っていくのが良い。これ
によって、乾燥コストを低くすることが可能となる。

【００２２】また、高周波の印加を常圧下かつ最少電力
容量で行うのを特徴とする。これによって、機体を缶体
にする必要が無くなり、従って、電機容量を大きくする
ことなく、乾燥室を大型化でき、大量処理が可能とな
る。その結果、木材単位当たり設備費を大きく押さえる
ことが可能となる。

【００２３】本発明の木材乾燥用電極では、被乾燥木材
を桟積可能な電極板上にガイドが突設されている。

【００２４】

【実施例】本発明の実施例について図面を参照して説明
すると、図１及び図２は本実施例の木材乾燥装置であ
り、図において１は木材を収容して乾燥するための乾燥
室である。

【００２５】図からも明らかなように、本実施例の木材
乾燥装置では、乾燥室１内に中天井１６を備えている。
そして、中天井１６の上部に、蒸気供給管９を介して、
蒸気発生機よりの蒸気を熱風に変換して乾燥室１内で循
環させるための加熱管７が備えられている。

【００２６】また、同じく中天井１６の上部には、乾燥
室１内の湿度を保持するための加湿管８を備え、必要に
応じ、前記加熱管７により乾燥室１内に供給された熱風
の湿度を調整し、この湿度熱風を、中天井１６の上部に
設けられた循環ファン１０により、桟積された乾燥材間
に循環させる。

【００２７】更に乾燥室１には、吸排気筒５が備えら
れ、該吸排気筒５内にはダンパ６が設けられている。

【００２８】一方、前記中天井１６の下部には、台車１
１上に、被乾燥木材１５が複数段にわたって桟積される
とともに、該複数段にわたって桟積された木材間には、
高周波を印加するための電極１４が、複数対配置されて
いる。

【００２９】また乾燥室としては、内面がステンレス製
の断熱パネルを用いている。

【００３０】また、乾燥室１内には、乾燥室１内の乾球
温度及び湿球温度を観測するための乾球温度センサ１２
及び湿球温度センサ１３が設けられている。

【００３１】なお、図において２は制御部であり、乾燥
室１内の加熱管７、加湿管８への蒸気の供給、循環ファ
ン、吸排気筒５、及び高周波発振機３の作動を制御す
る。

【００３２】また、図において３は高周波発振機であ
り、前記電極１４を介して木材１５に高周波を印加す
る。

【００３３】次に、図３を用いて、本実施例の木材乾燥
装置の制御について説明すると、図において、１７は処
理部であり、該処理部１７は、乾球温度センサ１２及び
湿球温度センサ１３を介して乾燥室１内の乾球温度及び
湿球温度を観測し、電磁弁１８を制御して乾燥室１内の
加熱管７への蒸気の供給量を調整するとともに、吸排気
筒５内のダンパ６の開閉を調整する。

【００３４】また一方、循環ファン１０の駆動モータを
制御して、乾燥むらを無くすために、一定時間ごとに風
向きを切り替える。

【００３５】更に、高周波発振機３を制御し、複数段に
わたって桟積した木材１５間に配置した電極へ順次印加
を行う。

【００３６】次に図４乃至図６を用いて本発明の木材乾
燥用電極の実施例を説明すると、図において１４は本実
施例の木材乾燥用電極であり、１４１は電極板、１５は
電極１４上に桟積する被乾燥木材である。

【００３７】ここで、前記電極板１４１は、肉厚０．５
ｍｍで、１５００×３０００程度のアルミ製の薄板を用
いており、また、該電極上には、図４にも示されている
ように、その一端が中央部に向かうように、一対のガイ
ド１４２が長手方向に対して傾斜して複数突設されて第
一の通風溝１４３が複数個形成されているとともに、長
手方向に沿って略中央部には第二の通風溝１４４が形成
されている。これにより、被乾燥木材はガイド１４２の
突起で支えられるため、木材の桟積面積全体に高周波を
印加可能であるとともに、電極板１４１とガイド１４２
上に桟積された被乾燥木材との間隙（通風溝１４３、１
４４）を熱風が通過でき、被乾燥木材を有効に乾燥可能
となる。なお、ガイド１４２の高さとしては、７ｍｍ以
下にするのが望ましい。

【００３８】次に、上記のように構成される木材乾燥装
置及び木材乾燥用電極を用いて木材を乾燥させる方法に
ついて説明する。

【００３９】本実施例の木材乾燥方法によれば、まず、
蒸気発生機４において発生した蒸気を、蒸気供給管９を
介して乾燥室１内の加熱管７に供給する。

【００４０】そしてそれと並行して、常圧下において、
高周波発振機により発生させた高周波を複数対配置され
た電極１４を介して、順次木材１５に印加して乾燥させ
る。

【００４１】ここで高周波の印加の方法を説明すると、
まず、電極１４ｂに高周波を印加し、木材１５ａ、１５
ｂ、図におけるブロックの乾燥を行う。

【００４２】次に、電極１４ｄに印加し、木材１５ｃ、
１５ｄ、図におけるブロックの乾燥を行う。

【００４３】そして次に、電極１４ｆに高周波を印加
し、木材１５ｅ、１５ｆ、図におけるブロックの乾燥
を行う。

【００４４】そしてその後に、電極１４ｈに高周波を印
加し、木材１５ｇ、１５ｈ、図におけるブロックの乾
燥を行う。

【００４５】本発明の木材乾燥方法では、このように、
蒸気による乾燥と並行し、適当な間隔の印加ローテーシ
ョンにより、複数段にわたって桟積した木材に順次高周
波を印加して乾燥を行う。そのため、高周波発振機の電
気容量は、従来必要な出力３００ＫＷに比し２０ＫＷ程
度の最少単位で十分となる。

【００４６】また、高周波の印加に使用する電極は電極
板上に複数のガイドを突設しており通風溝を形成してあ
るため、該通風溝を熱風が通過可能であり、具体的には
図４におけるＣ方向に熱風が通過可能なため、熱風によ
る乾燥と高周波による乾燥をより有効に行うことが可能
となった。

【００４７】なお、図７は、本発明による木材乾燥を行
った場合と、従来の蒸気乾燥法による木材乾燥を行った
場合の含水率を比較したグラフであり、本実施例におい
ては、１１０ｍｍ×１１０ｍｍ×３，０００ｍｍのスギ
構造材を使用した。

【００４８】また、図８は、本発明による木材乾燥方法
により乾燥させた場合における、乾燥前の含水率分布と
乾燥後の含水率分布を示す図である。

【００４９】

【発明の効果】本発明は以上説明したようなものである
ため、以下に記載するような効果を奏する。

【００５０】本発明の木材乾燥装置は、加熱手段と、加
湿手段と、循環ファン及び吸排気手段とを備える、木材
を収容する乾燥室と、前記加熱手段、加湿手段、循環フ
ァン及び吸排気手段とを制御する制御手段とにより構成
される木材乾燥装置において、更に、前記乾燥室内に収
容した木材に高周波を印可するための高周波加熱手段を
備えているため、蒸気による乾燥と高周波による乾燥を
並行して行うことができる。そのため、比較的含水率の
高い材中心部に集中的に作用して発熱させる（内部加
熱）高周波照射を行うことにより、材中心部から表面へ
の水分移動を速やかに行うとともに、材表面は熱風接触
により昇温（外部加熱）して乾燥させるため、材表面か
らの蒸発量に見合った水分の移動が材内部から供給さ
れ、中心部まで乾燥が促進する。従って、乾燥に要する
日数を短縮することが可能となるとともに、１００度以
上の高温で乾燥させた場合においても、材面の蒸発速度
に内部の水分移動が追いつかないという従来の蒸気乾燥
法の問題点を解決することができ、従って、乾燥後のワ
レ、変形を効果的に防止することができる。

【００５１】また、本発明の木材乾燥方法では、加熱手
段を介して蒸気により木材を乾燥させるとともに、木材
に高周波を印加して乾燥させることを特徴としているた
め、比較的含水率の高い材中心部に集中的に作用して発
熱させる高周波照射を行うことにより、材中心部から表
面への水分移動を速やかに行うとともに、材表面は蒸気
により昇温して乾燥させるため、材表面からの蒸発量に
見合った水分の移動が材内部から供給され、中心部まで
乾燥が促進する。従って、乾燥に要する日数を短縮する
ことが可能となるとともに、１００度以上の高温で乾燥
させた場合においても、材面の蒸発速度に内部の水分移
動が追いつかないという従来の蒸気乾燥の問題点を解決
することができ、従って、乾燥後のワレ、変形を効果的
に防止することができる。

【００５２】更に、前記高周波の印加は、常圧下におい
て、かつ、複数段にわたって桟積した木材について、順
次行っていくことを特徴としているため、従来の高周波
乾燥法と異なり、設備費と乾燥コストを押さえることが
可能となるとともに、機体を缶体にする必要が無くな
り、大量処理も可能となる。

【００５３】更にまた、本発明の木材乾燥用電極では、
被乾燥木材を桟積可能としているため、電極を複数対配
置するための部材を用いることなく、木材に高周波を印
加することが可能となった。また、本発明の木材乾燥用
電極は電極板上にガイドを突設させて通風溝を形成して
おり、該通風溝に熱風が通過可能であるため、高周波に
よる乾燥と熱風による乾燥を有効に行うことが可能とな
った。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の木材乾燥装置の構成を示した図であ
る。

【図２】本発明の木材乾燥装置の構成を示した図であ
る。

【図３】本発明の木材乾燥装置の制御を説明するための
ブロック図である。

【図４】本発明の木材乾燥用電極の平面図である。

【図５】図４におけるａ−ａ矢視図である。

【図６】図４におけるｂ−ｂ矢視図である。

【図７】本発明による木材乾燥を行った場合と、従来の
蒸気乾燥法による木材乾燥を行った場合の含水率を比較
したグラフである。

【図８】本発明による木材乾燥方法により乾燥させた場
合における、乾燥前の含水率分布と乾燥後の含水率分布
を示す図である。

【図９】従来の蒸気乾燥法を採用した場合の水分傾斜の
モデルを示した図である。

【符号の説明】

１ 乾燥室 ２ 制御部 ３ 高周波発振機 ４ 蒸気発生器 ５ 吸排気筒 ６ ダンパ ７ 加熱管 ８ 加湿管 ９ 蒸気供給管 １０ 循環ファン １１ 台車 １２ 乾球温度センサ １３ 湿球温度センサ １４ 電極 １４１ 電極板 １４２ ガイド １５ 被乾燥木材 １６ 中天井 １７ 処理部 １８ 電磁弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 管野 晴夫 大阪府大阪市北区中之島３−３−22 関西 電力株式会社内 (72)発明者 中谷 勧 大阪府大阪市北区中之島３−３−22 関西 電力株式会社内 (72)発明者 樫原 正規 東京都足立区千住仲町19−７ 住金ヒルデ ブランド株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加熱手段（７）と、加湿手段（８）と、循
   環ファン（１０）及び吸排気手段（５）とを備える、木
   材を収容する乾燥室（１）と、前記加熱手段（７）、加
   湿手段（８）、循環ファン（１０）及び吸排気手段
   （５）とを制御する制御手段（２）とにより構成される
   木材乾燥装置において、前記乾燥室内に収容した木材に
   高周波を印可するための高周波加熱手段（３）を備えた
   ことを特徴とする木材乾燥装置。
2. 【請求項２】木材を乾燥室内で乾燥させる木材の乾燥方
   法であって、加熱手段を介して蒸気により木材を乾燥さ
   せるとともに、木材に高周波を印加して乾燥させること
   を特徴とする木材乾燥方法。
3. 【請求項３】複数段にわたって桟積した木材を乾燥室内
   で乾燥させる木材の乾燥方法であって、加熱手段を介し
   て蒸気により木材を乾燥させるとともに、複数段にわた
   って桟積した木材について、一段、一桟積毎順次高周波
   を印加して乾燥させることを特徴とする木材乾燥方法。
4. 【請求項４】前記高周波の印加は、常圧下で行うことを
   特徴とする請求項２又は請求項３に記載の木材乾燥方
   法。
5. 【請求項５】高周波を印加することにより木材を乾燥さ
   せるための木材乾燥用電極であって、電極板（１４１）
   上にガイド（１４２）を突設させたことを特徴とする木
   材乾燥用電極。