JPH11223460A - 木材の高周波加熱極板及び乾燥方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 木材の高周波加熱乾燥方法とそれに用いる極
板に関し、積重した木材間に蒸散を促進するための間隙
を形成したときの加熱ムラやエネルギー効率の低下を抑
え、木材の積重作業等の作業性を向上させる技術手段を
得る。 【解決手段】 面直角方向に間隔Ｓを隔てて多数の上接
触面４と下接触面５とを備える凹凸形状に屈曲加工した
導電性金属板からなる高周波加熱極板を用い、この加熱
極板１の間に木材９をその長手方向が加熱極板の長手方
向と交叉する方向に配置して多層に積重し、多層にした
加熱極板１に交互にまたは一つおきに交互に高周波電圧
を印加する。極板の凹凸形状により木材表面との間に間
隙が形成され、かつ接触面４、５が木材と面接触するこ
とにより、エネルギー効率の低下を防止している。接触
面４、５が接触している部位と接触していない部位とに
おける乾燥中の木材の表面温度差は、桟木を挟んだ場合
よりはるかに少ない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、木材特に住宅用柱
材や梁材などの断面積の大きな木材を高周波加熱乾燥す
るのに用いる加熱極板と、そのような高周波加熱極板を
用いて行う柱材や梁材等の乾燥方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】木材を乾燥する手段として、自然乾燥、
熱風乾燥、高周波加熱乾燥などの手段が知られている
が、高周波加熱は木材を内部から加熱するので、特に内
部水分の取り除きが困難な柱材や梁材等の断面積の大き
な木材の乾燥に適している。通常木材は多層に積層した
状態で乾燥が行われるが、乾燥中に木材の表面から水分
が速やかに蒸散できるよう、各層の木材の間に桟木を挟
んで、木材表面相互が密着しないようにし、かつ熱風や
減圧を併用して、木材表面からの水分の蒸散を促進して
いる。すなわち従来の木材の高周波乾燥では、乾燥室な
いし乾燥容器内の上下の平板状の高周波極板の間に木材
を各層の間に桟木を挟んで多層に積重し、上下の高周波
極板に高周波電圧を印加するとともに、乾燥室に熱風を
送るかまたは容器内を真空ポンプで減圧して木材表面か
らの水分の蒸発を促進するという方法が採用されてい
る。

【０００３】しかし積重した木材の間に風を通すために
桟木を挟んで間隔をあけて積重（桟積み）すると、高周
波加熱の際にエネルギー効率が低下したり木材表面の桟
木を挟んだ位置と桟木のない位置との間での加熱ムラが
生じ、木材に局部的な割れや曲がりが生ずる原因とな
る。この問題の対処法として、桟木を非導電性の樹脂成
形品とすることで木材表面の温度ムラを減少させる手段
も提唱されている。しかし樹脂製の桟木を用いても、高
周波加熱する際のエネルギー効率の低下は防止すること
ができず、樹脂製の桟木は木材を積重する際に桟木が動
きやすく、作業性が悪いという問題がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記のよ
うな従来手段の種々な問題点に鑑みてなされたものであ
って、その目的とするところは、木材を高周波加熱と熱
風とを併用して、または高周波加熱と減圧（真空引き）
とを併用して加熱乾燥する際に、積重した木材間に熱風
を通すためないし蒸散を促進するための間隙を形成する
こと、このような間隙を形成した場合にも高周波加熱の
加熱ムラやエネルギー効率の低下を抑えること、さらに
乾燥しようとする木材の積重作業や、乾燥後の木材の搬
出作業の作業性を向上させることが可能な新たな技術手
段を得ることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この発明では、面直角方向に所定間隔Ｓを隔てた二
つの平面７、８上にそれぞれ位置する多数の上接触面４
及び下接触面５と、これら上下の接触面４、５の側辺相
互を繋ぐ段部６とを有する凹凸形状に屈曲加工した導電
性の金属板からなる高周波加熱極板を提唱している。

【０００６】上記極板は凹凸状とすることにより、当該
極板の上下に積重された木材表面との間に熱風ないし上
記の通路となる間隙を形成し、かつ上下の接触面４、５
で上下の木材と面接触することにより、高周波加熱にお
けるエネルギー効率の低下を防止している。接触面４、
５が接触している部位と接触していない部位とにおける
乾燥中の木材の表面温度の相違は、桟木を挟んだ場合よ
りはるかに少ないことが、この発明の発明者らの実験に
より認められた。

【０００７】上記この発明の高周波加熱極板を用いた木
材の乾燥方法は、上下の接触面４、５を帯状に形成した
請求項１の高周波加熱極板１の間に木材９をその長手方
向が前記帯の長手方向と交叉する方向に配置して多層に
積重し、多層にした高周波加熱極板１に交互にまたは一
つおきに交互に高周波電圧を印加するというものであ
る。

【０００８】多段に積重した木材の各層の間に、凹凸状
の極板１が介在することにより、各層の木材表面の間に
熱風ないし水蒸気が通過する間隙が形成され、極板の凹
凸が桟木の作用をなしている。また各極板は連続した板
状のものであるため、複数本の桟を木材の間に配置して
いく作業に比較して、木材の積重作業や積み降ろし作業
がはるかに容易になり、また積重作業時に合成樹脂製桟
木を使用した場合のように、桟木（この場合は凹凸状の
極板）や木材が滑ったり移動したりすることも起こりに
くい。そして桟木の機能をも兼ね備えたこの発明の高周
波加熱極板１を積重した各層の木材の間に介装して及び
積重した木材の最上部と最下部とに配置して、それらの
極板の間に交互にあるいは一つおきに交互に（極板間隔
が広くなる場合）高周波電圧を印加してやることによ
り、エネルギー効率の高い高周波加熱が可能である。

【０００９】

【発明の実施の形態】図２はこの発明の高周波加熱極板
の一実施例を示した斜視図である。この発明の高周波加
熱極板１は、銅板やアルミニウム板などの導電性の金属
板を平行な山折り線２と谷折り線３とで略直角に折り曲
げていくことより、多数の帯状の上接触面４と下接触面
５とを形成している。上接触面４及び下接触面５は等し
い形状とし、上下の接触面の側縁相互は段部６で繋がれ
ており、かつ多数の上接触面４と下接触面５とはそれぞ
れが同一の平面７、８上に位置している。平面７と８と
の間隔Ｓは、その上下に積重した表面相互の間に熱風な
いし水蒸気の通路が確保されることを条件として、狭い
寸法とするのが好ましい。

【００１０】図１はこの発明の方法で多数本の柱用木材
９を積重して乾燥している状態を示す側面図、図３はそ
の状態を木材の小口側から見た正面図である。図１及び
３には乾燥容器１１、熱風ヒータ１２、送風機１３、熱
風の案内板１４及び高周波発振器１５が模式的に示され
ている。

【００１１】図の例では車輪１６付きの台車１７の上に
図２に示した極板１と木材９とが交互に積重されてい
る。極板１は台車１７と略等しい面積を備えており、台
車１７の上面に電気的に絶縁された状態で極板１を配置
し、その上に木材９と極板１とを交互に積重する。極板
１の帯状の接触面４、５の長手方向はすべて同一とし、
木材９の長手方向をこの帯の長手方向と直交する方向に
して積重する。各層には複数本の木材が熱風ないし水蒸
気の通路となる間隔Ｓを隔てて横に並べて配置されてい
る。図３では極板１または木材９が間隙を隔てて浮き上
がっているような状態で図示されているが、この間隙Ｓ
は極板１の凹凸の屈曲により形成された間隙であって、
実際には各極板の上接触面４が上層の木材と接触し、下
接触面５が下層の木材と接触している。図３をこのよう
に図示したのは、積重した木材と極板との間に極板の凹
凸に起因する間隙Ｓが形成されることを分かりやすいよ
うに図示したためである。

【００１２】木材９及び極板１は、台車１７を乾燥容器
１１から引き出した状態で積重され、台車１７を乾燥容
器１１内に収容し、極板１を高周波発振器１５に接続し
て、送風機１３で乾燥室内の空気を流動させながら乾燥
を行う。図の例では下層に設けた高周波加熱極板１に一
つおきに交互に高周波発振器のプラス極板とマイナス極
板とを接続している。図３に示した装置では、送風機１
３の前後に熱風ヒータ１２を配置し、送風機１３を一定
時間間隔で正逆運転することにより乾燥容器１１内の空
気を交互に循環させて、高周波加熱により木材内部を加
熱するとともに、熱風による木材表面からの加熱をも行
い、かつ当該熱風により木材の水分が速やかに蒸散して
搬出されるようにしている。案内板１４は乾燥室内の空
気流を整流するために設けられたものである。

【００１３】所定時間の乾燥工程が終了したら、極板１
に接続した高周波電流のケーブル１８を外し、台車１７
を乾燥容器外へ引き出して、乾燥した木材を搬出する。

【００１４】図４ないし６はこの発明の方法による乾燥
と、従来方法による乾燥とを比較した結果を示したもの
である。この発明の凹凸状（キーストンプレート状）に
屈曲した銅板を極板１にした場合（図４）、桟木１９を
使用した場合（図５）及び従来用いられている平板状の
極板２１を使用した場合（図６）について、杉柱材の高
周波加熱乾燥を比較検討した。乾燥条件は乾燥時間を通
じて被乾燥材の材温の最高値を１００ないし１１０℃に
なるように制御して行った。凹凸状極板１の上下の接触
面４、５の幅は１６ｃｍ、木材９の寸法は断面が１１ｃ
ｍ×１１ｃｍの正方形断面で長さが５０ｃｍである。ま
た凹凸状の極板１の段の高さ（木材との間に形成される
隙間）は２ｃｍである。木材９には図４ないし６に丸印
で示す同一の位置に孔をあけ、その孔にアルコール温度
計を差し込んで、木材の温度を計測した。図７は凹凸状
の極板１を用いた場合の木材の表層部分ａ、ｃにおける
温度と木材の中心部ｂ、ｄにおける温度とを経時的に計
測した結果である。ここでａは当該木材と極板との間に
間隙が空いている部分の表層部の位置であり、ｃは木材
と極板とが密着している部分における表層部の温度であ
る。図７より明らかなように、木材の厚さ中央部の温度
が表層部より高温であり、高周波による内部加熱の効果
が確認される。また極板１が接触している部分ｃにおけ
る表層部の温度と、接触していない部分ａにおける表層
部の温度とはほとんど同じ温度で、大きな差は認められ
ない。

【００１５】図８は木材９と極板１との間に桟木１９を
挟んだ図５に示す方法で木材を加熱したときの木材表層
部ａ、ｃと、木材中央部ｂ、ｄの温度の経過時間との関
係を示した図である。ここでａは桟木１９が配置されて
いる部分の表層部の位置、ｃは桟木が存在しない部分の
表層部の位置である。図８より明らかなように、桟木を
用いた場合、桟木がある部分の表層部の温度は、桟木が
ない部分の表層部の温度より高温となり、両者の間に大
きな温度差が生じていることが分かる。この木材の長手
方向の表面温度のムラは、材面割れに大きく影響する水
分の表面蒸発ムラを引き起こす要因となる。

【００１６】図９は含水率４５％〜２０％まで乾燥する
のに必要な電力量を比較したものである。同図中Ａは凹
凸状極板を用いた図４の場合に対応する電力量であり、
Ｂ及びＣは桟木を用いた図５の場合に対応する電力量で
あり、Ｄは平板状極板を用いた図６の場合に対応する電
力量である。図に示すように凹凸状の極板を用いたこの
発明の方法では、平板状の極板を用いた場合とほとんど
同程度の電力消費量であるのに対し、桟木を用いた場合
は平板状極板を用いた場合及び凹凸状極板を用いた場合
に比較して、３割程度乾燥に要する電力消費量が大きく
なる。

【００１７】以上のように熱風乾燥や減圧乾燥との併用
を目的に積層した木材間に間隙をあけた状態での高周波
加熱乾燥について比較検討した結果、凹凸状極板を用い
たこの発明の方法は、加熱ムラ及び高周波加熱効率の低
下を抑える点で、従来の桟木を用いる方法に比べて、極
めて有効であることが認められる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法の実施状態を示す側面図

【図２】本発明の高周波加熱極板の斜視図

【図３】本発明方法の実施状態を示す正面図

【図４】凹凸状極板を使用した本発明の乾燥方法を示す
模式図

【図５】桟木を使用した従来の乾燥方法を示す模式図

【図６】平板状極板を使用した従来の乾燥方法を示す模
式図

【図７】凹凸状極板を用いたときの木材の温度推移を示
すグラフ

【図８】桟木を用いたときの木材の温度推移を示すグラ
フ

【図９】含水率４５％から２０％までの電力消費量を示
すグラフ

【符号の説明】

２ 高周波加熱極板 ４ 上接触面 ５ 下接触面 ６ 段部 ７ 平面 ８ 平面 ９ 柱用木材 Ｓ 間隔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 面直角方向に所定間隔(S) を隔てた二つ
   の平面(7,8) 上にそれぞれ位置する多数の上接触面(4)
   及び下接触面(5) と、これら上下の接触面(4,5) の側辺
   相互を繋ぐ段部(6) とを有する凹凸形状に屈曲加工した
   導電性の金属板からなる高周波加熱極板。
2. 【請求項２】 上下の接触面(4,5) を帯状に形成した請
   求項１の高周波加熱極板(1) の間に木材(9) をその長手
   方向が前記帯の長手方向と交叉する方向に配置して多層
   に積重し、多層にした高周波加熱極板(1) に交互にまた
   は一つおきに交互に高周波電圧を印加することを特徴と
   する、木材の乾燥方法。