JPH11257850A - 誘電加熱方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インピーダンス変化の大きい加熱対象物に対
する誘電加熱処理に当たり、人手も高価な電力計も不要
にし、処理時間の短縮と省電を図る。 【解決手段】 制御部４のデータ記憶部４０ａには木材
種類等の乾燥条件が設定された内容に基づく各乾燥パタ
ーンにおけるＬ長さデータが時間データとともに格納さ
れ、後の同じ乾燥パターンによる乾燥処理に当っては、
このＬ長さデータを経過時間に対応させて順次出力させ
て可変インダクタンス回路部４７のインダクタンスを常
時整合状態となるように自動補正させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、木材の乾燥、接着
剤による積層材の製造その他、冷凍食品（冷凍食肉や冷
凍惣菜、その他冷凍食材等）の解凍等、加熱に応じた水
分の蒸発や氷から水への相変移に起因して加熱対象物の
インピーダンスが大きく変化する加熱対象物の誘電加熱
方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】木材は自然乾燥の進行に伴って変形する
ことが知られており、したがって未乾燥の木材を加工し
てそのまま使用すると、後に寸法狂いが生じて工作物に
歪みを発生する虞れがあることから、使用に先立って乾
燥処理が施されるのが一般的である。未乾燥の木材の乾
燥処理に際しては、自然乾燥に対する時間的節約から今
日では数十時間〜数日程度の処理で済む人工乾燥処理が
採用されている。

【０００３】近年の木材乾燥は、製材された長尺の木材
を通風性確保用の桟木を介して積層した状態で乾燥炉
（ハウジング）内の一対の電極板間に挟持させて高周波
を印加する誘電加熱方式が提供されるに至っている。

【０００４】図９は、かかる高周波乾燥装置の概略構成
を示す。この図において、電源部１０１は商用交流電源
の３相２００Ｖから電力供給を受けて所望するレベルの
直流電源に変換するもので、高周波発振回路１０２は例
えば周波数１３．５６ＭＨｚ、２０ＫＷ（ＫＶＡ）の高
周波を出力するものである。生成された高周波出力は自
動同調回路１０３、インダクタンス部１０４を経て、一
対の電極板間１０５に供給されるようになっている。乾
燥対象の木材は両電極板１０５間に各層毎に桟木を介し
て積層された状態で加熱炉１０６内に装填される。この
状態で電極板１０６間に高周波が印加されると誘電加熱
によって木材内部の水分の加熱が進行し、材内部の水分
が表層部へ圧出され、その水分を所要の温度、湿度にコ
ントロールされた熱風にて蒸気させ乾燥が促進される。

【０００５】木材は種類にもよるが、一般的には初期含
水率が１００％程度乃至はそれ以上であり、乾燥処理で
含水率をユーザーの要求等に応じて１５％程度あるいは
それ以下にまで低下させるようにしている。初期含水率
が１００％を超える如き加熱対象物を１５％以下の含水
率まで低下させると、高周波発振回路１０２から見た負
荷側のインピーダンスが大きく変化することとなる。自
動同調回路１０３はＬＣ素子で構成され、インピーダン
ス変化に伴う整合ずれ（周波数ずれ）を自動補正するた
めに設けられており、インピーダンス変化に伴う整合ず
れを制御部１０３ａで検出し、可動部分に接触部を有し
ない可変コンデンサ１０３ｃの容量（キャパシタンス）
をモータ１０３ｂで調整（例えば離間状態で対向する電
極板の対向面積を変更）する整合用フィードバック制御
を実現している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ようにインピーダンスが大きく変化する木材乾燥におい
ては、キャパシタンスのみでは整合範囲を充分にカバー
することは容易ではない。図１０は、乾燥処理のタイム
チャートで、高い含水率を有する木材の乾燥が進行して
含水率が低下すると、インピーダンス整合が徐々に取り
づらくなるにしたがって電流が徐々に減少し、木材内部
に実効的な電力が供給され難くなって（反射電力の増
大）効率低下を招来していることが分かる。一方、これ
に伴って電極板間の電圧は上昇しており、スパーク発生
の危険性が高くなっている。

【０００７】しかも、誘電乾燥装置は、数〜数十キロワ
ット（ＫＷ）という大電力を必要とするものであること
から、この電力ロスは乾燥効率の低下に起因する乾燥時
間の長大化を伴い、さらなる電力料金を要し不経済であ
り、かつ電力生産に伴う環境問題にも派生する。

【０００８】そこで、インダクタンス部１０４を可変式
として整合補正可能な構成とすることが考えられる。可
変コンデンサのみによる補正に限界が存する要因として
は、さらに積層木材に対して各層毎に桟木を介在させた
桟組み構造としている結果、高周波（電界）的に誘電率
の異なる不連続な空間（すなわち木材と空間の交互配
置）が形成されており、この不連続空間の存在が不整合
をより助長するとも考えられる。

【０００９】したがって、加熱処理に際しインピーダン
スが徐々に変化して可変コンデンサの補正範囲を超える
頃から、作業者によるインダクタンス部のインダクタン
ス調整のための手作業が必要となる。そのために、高周
波発振回路１０２の負荷側に反射電力の検出が可能な公
知の電力計（ＳＷＲ）等を接続し、このメータを観察し
て、整合がずれて反射電力が大きくなることが観察され
ると、その都度（昼夜を問わず）反射電力を低減させる
方向にインダクタンスを調整しなければならないといっ
た煩雑かつ過酷な作業が強いられることとなると共に人
手も必要となる。

【００１０】また、木材乾燥では数ＫＷ〜数十ＫＷの大
電力を使用することから、かかる大電力用の反射電力が
測定可能な大型の反射型電力計が必要であるが、このよ
うな大型の電力計が高価であるといった問題もある。

【００１１】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
例えば乾燥用木材等のようにインピーダンス変化の大き
い加熱対象物に対する誘電加熱処理に当たり、人手も高
価な電力計も不要し、さらに処理時間の短縮と省電を可
能にする誘電加熱方法及びその装置を提供することを目
的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
インピーダンス変化の大きい加熱対象物に電磁波発生部
からの電磁波を、ＬＣ素子の一方の素子を可変式として
構成された自動同調回路を介して印加部より印加するこ
とにより誘電加熱を施す誘電加熱装置であって、前記電
磁波発生部と印加部間に前記ＬＣ素子の他方の素子と同
一種類の素子がその成分を変化可能にして介設された可
変回路部と、加熱対象物に対して設定された加熱条件に
応じて加熱中における経時方向の加熱対象物のインピー
ダンス変化分を前記可変回路部の可変量データとして時
間に対応させて格納した記憶部と、加熱時間を計測する
タイマと、設定された加熱条件で加熱対象物を加熱する
ときは前記タイマからの加熱時間に応じて読み出される
前記記憶部からの可変量データに応じて前記可変回路部
の成分を可変させる駆動部とを有するものである。

【００１３】また、請求項７記載の方法発明は、インピ
ーダンス変化の大きい加熱対象物に電磁波発生部からの
電磁波を、ＬＣ素子の一方の素子を可変式として構成さ
れた自動同調回路を介して印加部より印加して誘電加熱
を施す誘電加熱方法であって、前記電磁波発生部と印加
部間に前記ＬＣ素子の他方の素子と同一種類の素子がそ
の成分を変化可能にして介設された可変回路部と、前記
可変回路部の成分を可変させる駆動部と、加熱時間を計
測するタイマと、記憶部とを有してなり、加熱対象物に
対して設定された加熱条件に応じて加熱中における経時
方向の加熱対象物のインピーダンス変化分を前記可変回
路部の可変量データとして時間に対応させて予め得て前
記記憶部に取り込み、設定された加熱条件で加熱対象物
を加熱するときは前記タイマからの加熱時間に応じて前
記記憶部から可変量データを読み出して前記駆動部に導
き、前記可変回路部の成分を可変させるものである。

【００１４】これらの構成によれば、まず、加熱対象物
に応じて設定された加熱条件で加熱対象物に誘電加熱処
理を行う。この加熱処理は実験的に行うものでも、ある
いはある種の加熱対象物に対する最初の乾燥処理の際で
もよい。そして、この処理の際に加熱中における経時方
向の加熱対象物のインピーダンス変化分をＬＣ素子から
なりその一方の素子（キャパシタンス素子又はインダク
タンス素子）がその成分を変更可能にされた前記可変回
路部の可変量データとして時間に対応させて予め得る。
すなわち、例えば木材の種類に応じて乾燥処理を施すに
際し、その時に反射型電力計を観察しながらメータの振
れ（デジタル式では数値）が最小となるように可変回路
部の成分を最適状態に逐次調整し、その調整量を時間デ
ータと対応付けて記憶部に取り込む。後に、同種の加熱
対象物に、既に設定された加熱条件で加熱処理を施する
ときは、タイマからの加熱時間に応じて前記記憶部から
前記調整量つまり可変量データが読み出されて駆動部に
導かれ、この可変量データに従って可変回路部の成分が
可変され、これにより加熱処理中適正な整合状態で効率
良い加熱処理が行われる。適用分野として、木材の乾
燥、接着剤を介在した積層材の接着による積層材の製
造、あるいは解凍用の冷凍食品、食材の解凍等に適用し
て好適である。乾燥木材や積層材の生成では内部水分や
接着剤の水分の蒸発によるインピーダンスの変化が大き
く、食材解凍では氷から水への相変移に伴う氷と水の誘
電率（すなわちインピーダンス）の大幅な変化に対応可
能となる。

【００１５】請求項２、８記載の発明は、前記一方の素
子はキャパシタンス素子であり、前記他方の素子はイン
ダクタンス素子である。自動同調はキャパシタンス素子
で行われる一方、インダクタンスを可変することで適正
な整合が維持される。

【００１６】請求項３記載の発明は、前記可変回路部
は、互いに離間して配設され、一方が電磁波発生部側に
接続され、他方が加熱対象物側に接続された導電部材
と、両導電部材に接した導電材からなる中継部材とから
構成され、前記駆動部は前記中継部材の少なくとも一方
の導電部材との接部分を該導電部材上で移動させてイン
ダクタンスを可変するものであることを特徴とする。こ
の構成によれば、可変回路部は両導電部材間の短絡位置
が中継部材の移動に伴って変化し、すなわち電磁波発生
部と電極部材間の長さが変化し、これによってインダク
タンスの変更が行われる。

【００１７】請求項４記載の発明は、上記両導電部材は
板材であって互いに平行配置され、前記中継部材は両導
電板間にＵ字状に弾性変形された状態で介設され、前記
駆動部は、前記中継部材を導電板の面に平行な正逆方向
に摺動させてインダクタンスを増減可変するものである
ことを特徴とする。この構成によれば、単に中継部材を
平行移動させるという簡易な作動により整合を得ること
が可能となる。

【００１８】請求項５記載の発明は、前記前記電磁波発
生装置は、高周波電界を２枚の電極板間に発生させるも
ので、加熱対象物は前記２枚の電極板間に介設されるも
のであることを特徴とする。この構成によれば、加熱対
象物が例えば一対の電極板間に挟持状態で介設される
と、例えば数１００ＫＨｚ〜数１００ＭＨｚ程度の高周
波電界によって誘電加熱が行われる。

【００１９】請求項６記載の発明は、加熱対象物を収納
する加熱用ハウジングと、該加熱用ハウジング内に高温
多湿雰囲気を生成する手段とをさらに有し、上記加熱対
象物は前記２枚の電極板間に積層状態で介在され、乾燥
処理を施される木材であることを特徴とする。高温多湿
雰囲気内で誘電加熱を施すことで好適な木材乾燥が可能
となる。温度湿度は加熱対象物に応じて適宜設定され
る。温度は５０℃〜１００℃前後の範囲が好ましく、湿
度も６０％〜９０％程度が好ましく、また乾燥の進捗に
応じて適宜微調整されるのも好ましい。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る誘電加熱装
置が適用される木材乾燥装置の一例を示す一部切欠き斜
視図で、図中、高周波発生装置は省略してある。また、
図２は図１のＡ−Ａ線断面図で、図中、ファン部分は省
略してある。図３は本装置のブロック構成図である。

【００２１】これらの図に示すように、木材乾燥装置１
は、好ましくは運搬可能なユニット構造物２からなる構
造を備えている。このユニット構造物２は、図１に示す
ように、６面が壁で包囲された直方体状の箱体によって
形成されている。ユニット構造物２の稜線部分およびそ
の他の適所には金属製のフレーム材２１が配筋され、こ
れらのフレーム材２１によって直方体の骨格が形成され
ている。上記骨格の一側部にはドアフレーム２２が設け
られており、このドアフレーム２２によってユニット構
造物２に対する製材（木材）Ｒの出入口が形成されてい
る。またこのドアフレーム２２に断熱構造のドア２３が
開閉自在に取り付けられている。ドア２３には換気用の
小孔２３ａが穿設されている。そして、上記骨格にはフ
レーム材２１を挟持するように金属製の薄板からなる外
壁板２４および内壁板２５が取り付けられており、これ
ら外壁板２４および内壁板２５間に断熱材２６が充填さ
れている。本実施形態おいては、上記外壁板２４および
内壁板２５に亜鉛メッキのカラー鋼板が適用されている
とともに、断熱材２６としては５０ｍｍ厚のグラスウー
ルが用いられている。

【００２２】ユニット構造物２の内部には、床面２ａ、
内壁面２ｂおよび天井面２ｃに囲まれた乾燥室２０（乾
燥ハウジング）が形成され、この乾燥室２０のドア２３
の上縁部よりも上方に機器配置室２０ａが設けられてい
るとともに、この機器配置室２０ａの下部に製材Ｒを乾
燥処理するための乾燥空間２０ｂが設けられている。ユ
ニット構造物２の外寸法は、例えば間口（ドア２３が設
けられている側）１．８ｍ、奥行き４．５ｍ、高さ１．
８ｍに設定され、乾燥空間２０ｂの高さは１ｍに設定さ
れている。

【００２３】機器配置室２０ａには、天井面２ｃから仕
切り板２７が垂下され、この仕切り板２７によって機器
配置室２０ａが長手方向に二等分され、それぞれに分室
２００ａが形成されている。そして、各分室２００ａに
は内壁面２ｂ間に、中央部には送風口２８ａの穿設され
た遮蔽板２８が立設されている。

【００２４】遮蔽板２８には送風口２８ａに対向して送
風用のファン３が取り付けられている。ファン３を駆動
させることによって、後述する蒸気は送風口２８ａから
乾燥空間２０ｂ内に吹き出され、乾燥空間２０ｂ内で桟
木で形成された製材Ｒの隙間を通り抜けた後、遮蔽板２
８の裏側に戻され乾燥室２０内を循環する。本実施形態
においては、上記ファン３は０．７５ＫＷのものが２台
設けられ、２台で６０〜１８０ｍ³／ｍｉｎの範囲内の
送風量調節が可能になっている。

【００２５】本装置には、高周波による誘電加熱用とし
ての高周波発生装置４が設けられている。この高周波発
生装置４の構成は図４に詳細を示されている。ユニット
構造部２の内部には、高周波発生装置４からの高周波出
力が出力線を介して供給される一対の電極板４１、４２
が装填可能にされており、電極板４１、４２間に製材Ｒ
が積層状態で挟持されるようになっている。製材Ｒは一
段毎に井桁状に桟木Ｒｓで桟組みされて通風性が確保さ
れている。下側の電極板４２は製材Ｒの搬入搬出の便利
を考慮して下面にコロ（キャスタ）４２ａ（図１参照）
等が必要に応じて設けられ、あるいは取付け可能にされ
ている。

【００２６】また、ユニット構造物２の外部適所には、
電気加熱方式のボイラ５が取り付けられている。このボ
イラ５から発生した蒸気は蒸気配管５１を通ってユニッ
ト構造物２の上面部中央に設けられた圧力ポンプ５２に
導入され、この圧力ポンプ５２で加圧され、一対の蒸気
支管５３を介して各機器配置室２０ａ内に供給され、乾
燥室２０内を高温高湿度の雰囲気（例えば、温度７０〜
１００℃前後、湿度５０〜９０％程度）にするようにな
っている。なお、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ときは余剰の
蒸気が安全弁から外部に放出されるようになっている。
本実施形態の場合、ボイラ５には３．４ＫＷの容量のヒ
ータが内蔵されており、このヒータで水を加熱すること
により、最大３ｋｇ／ｃｍ²Ｇの圧力の蒸気を５．１ｋ
ｇ／ｈｒの割合で発生させることができるようになって
いる。このようなボイラ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。
なお、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。

【００２７】なお、ユニット構造物２の上面一隅部に
は、乾燥室２０内に連通した排気筒（排気孔）６０が設
けられ、乾燥室２０内の雰囲気空気を排出するようにな
っている。排気筒６０の内部には、水平軸６１回りに共
回りして排気筒６０の開度を調節するダンパ６２が設け
られている。また、ユニット構造物２の上面部には、上
記水平軸６１を軸心回りに回動させてダンパ６２の開度
を変更するアクチュエータ６３が設けられており、この
アクチュエータ６３を作動させることによりダンパ６２
の開度が調節されるようになっている。そして、排気筒
６０の下部には、排気ファン６が設けられており、この
排気ファン６を稼働させることによって乾燥室２０内の
雰囲気空気を強制排気することができるようになってい
る。本実施形態では、排気ファン６はモータ容量が６５
Ｗのものが設けられ、１８ｍ³／ｍｉｎの能力で排気す
るようになっている。

【００２８】また、上記ユニット構造物２の上面部には
制御装置７が設けられ、この制御装置７によって、経時
的に乾燥空間２０ｂ内の湿度が所定値に、あるいは予め
記憶された所定の制御プログラムに基づいて自動制御さ
れるようになっている。

【００２９】リード線８は先端にコンセント８１を有
し、コンセント８１を現場に設けられた所定の電源に接
続することにより木材乾燥装置１が稼働するのに必要な
エネルギーが賄えるようになっている。その他、ガスや
石油等のエネルギー源を利用して発電するようにしても
よい。

【００３０】乾燥室２０内の湿度はユニット構造物２に
付設された制御装置７によって自動的に制御される。自
動制御を行うために、乾燥室２０内には図略の温度セン
サや湿度センサが設けられ、これらセンサが検出した温
度、湿度は常に制御装置７に入力されるようになってい
る。制御装置７は制御プログラムに基づいてファン３、
ボイラ５、圧力ポンプ５２およびアクチュエータ６３に
制御信号を出力する。

【００３１】次に、高周波発生装置について図４のブロ
ック図を用いて説明する。高周波発生装置４はコンピュ
ータを内蔵する制御部４０を有してなり、制御部４０は
乾燥条件（加熱条件）等を入力するために必要なキー、
例えば指示用キーやテンキー等を備えた制御装置７の操
作部７１からの入力内容を受け取り可能にされ、あるい
は高周波部専用の操作部を具備しており、乾燥予定の木
材４に対する乾燥条件をこの操作部７１等を介して入力
する。

【００３２】乾燥条件としては少なくとも初期含水率
（１２０〜８０％等）や乾燥時間（５０〜２００ｈ「時
間」等）が採用され、さらに仕上含水率（２０〜１５％
等）が重要である。木材の種類は、材種により含水率に
多少の違いがあり、また内部組織や形状に多少の差異が
あって水分の通路径が違う等も考えられるが、一概には
言えないことから、乾燥条件として必ずしも採用しなく
てもよい。電力は処理期間中一定（例えば定格値）であ
る必要はなく、時間経過に応じて変更設定されているも
のでもよい。その他の要因として木材の段面積、長さ、
本数（以上をまとめて積載量として扱ってもよい）、乾
燥用ハウジング（加熱炉）内で乾燥する装置にあって
は、積層段数、湿度（蒸気供給量）、温度も採用可能で
ある。同種木材間でも産地等に起因する初期含水率の差
によって異なる可変量データを取得する場合には、より
効率良い乾燥処理が提供可能となる。

【００３３】このようにして設定された内容に対して連
続番号（記号でもよい）等を付して制御部４０内又は付
設された書込可能なＲＯＭやＲＡＭ等のデータ記憶部４
０ａに登録（格納）できるようになっている。また、Ｃ
ＲＴやＬＣＤ（液晶）表示部を設け、登録内容をデータ
記憶部４０ａから読み出して視認可能に表示するように
してもよく、このようにすれば登録内容を必要時に確認
することができるという利点がある。

【００３４】電源回路４４は例えば３相２００Ｖ等の商
用電源から供給を受け、この電力を所要レベルの直流に
変換して出力するものである。高周波発振回路４５は内
部に発振器等を有し、電源回路４４からの直流電源を所
要周波数の高周波に変換して例えば定格パワーとして出
力するものである。自動同調回路４６はＬＣ素子から構
成され、ＬＣ素子の少なくとも一方の素子がその成分を
調整可能に構成されており、負荷（製材Ｒ）との整合を
図って所定の整合状態で電力供給を行わせるものであ
る。すなわち、木材の乾燥に伴い内部水分が蒸発して外
部に抜け出すと、これにより負荷側の誘電率が変化すな
わちインピーダンスが変化するので、この時の電力（陽
極電流レベル）の変化を検出して例えば可変コンデンサ
のキャパシタンスを調整して整合条件を維持するように
フィードバック補正させるものである。制御部４０は乾
燥室２０内部に温度センサが設けられている態様では、
検出した内部温度から高周波の印加をオンオフ制御して
材の過加熱の防止を効果的に図れるようにすることが好
ましい。

【００３５】可変インダクタンス回路４７は高周波発振
回路４５と電極板４１（印加部）との間に少なくとも介
設され、自動同調回路４６の補正範囲外に対しても整合
維持を可能にするためのもので制御部４０からの作動信
号に基づいてインダクタンスの変更が行われるように構
成されている。

【００３６】図５は、可変インダクタンス回路部の一実
施形態を示す構成図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面
図である。可変インダクタンス回路部４７は樹脂から構
成されるハウジング４７１内に所定距離だけ離間して平
行配置された所要厚みを有する樹脂板４７２が上下側か
ら樹脂性のネジによって固定配置され、この樹脂板４７
２の対向面に、本実施形態では並列に導電材としての３
列の帯状のアルミ材板４７３がその上下位置でビス等に
よって固設されている。図５（ａ）において、対向する
アルミ板材４７３のうち、左側のアルミ板材４７３の３
本は上部適所Ｐ１（接位置）で自動同調回路４６の出力
側に接続され、右側のアルミ板材４７３の３本は上部適
所Ｐ２（接位置）で電極板４１に接続されている。

【００３７】また、これら対向するアルミ板４７３の両
内面に摺接する形で、例えば断面視Ｕ字状に弾性変形さ
れた導電性を有するアルミ材からなる中継片４７４（中
継部材）が介設されている。中継片４７４は３本のアル
ミ板材４７３に摺接する幅を有している。また、中継片
４７４の下端位置には幅方向に少なくとも中継片４７４
の幅以上に延設された非導電性の支持部材４７５が固定
され、その両端には雌ネジが螺設された噛合部４７５ａ
が形成されている。

【００３８】一方、ハウジング４７１の幅方向両側に
は、図５（ｂ）に示すように一対の雄ネジが螺設された
ネジ棒４７６が上下に亘って回動自在に軸支状態で配設
され、上記支持部材４７５の両端の噛合部４７５ａがこ
のネジ棒４７６に螺合されている。従って、ネジ棒４７
６が正逆方向に回動すると、支持部材４７５すなわち中
継片４７４が連動的に昇降するようになっている。例え
ば、中継片４７４が上昇すると、中継片４７４を介して
位置Ｐ１と位置Ｐ２間の短絡長が短くなってインダクタ
ンスが小さくなる方に変化し、逆に中継片４７４が下降
すると、中継片４７４を介しての位置Ｐ１と位置Ｐ２間
の短絡長が長くなってインダクタンスが大きくなる方に
変化し、これによってインダクタンスを可変することが
可能とされている。ネジ棒４７６の上端は主にギア群か
ら構成される回動伝達機構部４７７（破線で示す）及び
その伝達最上流位置の回動軸にモータ軸が噛合等によっ
て連結された駆動源としてのモータ４７８がハウジング
４７１に配設されている。モータ４７８は制御部４０か
らの作動信号によって回動量が設定され、このモータ４
７８が所定量だけ正、逆方向回転することによって一対
のネジ棒４７６が対応して正逆回転するようにされ、こ
の結果、中継片４７４を所定量だけ昇降させるようにな
っている。

【００３９】次に、インダクタンス調整について図６を
用いて説明する。図６は、木材乾燥処理における木材の
含水率、入射（入力）電力と反射電力及びインダクタン
ス調整量（移動量）の関係を示すタイムチャートであ
る。

【００４０】図６において、横軸に乾燥時間（ｈ
「時」）を、左縦軸に電力（ＫＷ）を、右縦軸に中継片
４７４の移動量（ｃｍ「Ｌ長さ」）を設定している。こ
の実施形態では、乾燥予定の木材の種類は「杉」で、１
００％を多少超えた初期含水率を有するものが採用さ
れ、それぞは小口面形状が１２０ｍｍ×１２０ｍｍ、長
さ１７０ｃｍ、一段に６個を並べ、積層段数８段とし、
さらに入力電力として１０ＫＷ程度を、乾燥時間として
８０ｈを設定している。

【００４１】図６を参照して移動量データの取得手順に
ついて説明する。このときは、反射型の電力計を回路に
接続してメータの振れを観察している。なお、インダク
タンス長（Ｌ長さ：可変量データ）の初期位置は０ｃｍ
であり、乾燥開始の初期の所定時間位置（図６では開始
から１６時間程度を経過した頃）から、すなわちリアク
タンス分による補正による整合調整が好適な範囲を超え
ると見做せる手前頃からインダクタンス補正が作動する
ようにしている。

【００４２】まず、乾燥対象となる木材を本木材乾燥装
置１の電極板４１、４２間に装填して乾燥動作を開始す
る。この開始によって内蔵するタイマ４０ｂが経時動作
を開始する。

【００４３】高周波の印加初期では木材の内部温度上昇
に高周波電力が消費され、含水率はさほど低下しないた
め、入射電力も反射電力もさほどの変化は見られない。
なお反射電力が多少に高いのは、初期の過渡期特有のも
のと思われる。ある程度の時間経過後から含水率が低下
し始めると、これに応じて反射電力が漸増し始め、Ｌ長
さの調整動作が開始される。Ｌ長さの調整時点は所定時
間間隔、例えば１時間とか３０分間隔でもよいが、整合
精度を上げるために１０分間隔等の細かい時間間隔に設
定してもよい。この調整時間の間隔は固定でもよいが、
電力計の変動が大きい時はその都度設定するようにすれ
ばより整合精度がアップするし、逆に変動が微量の期間
は設定を保留してデータ数を少なくすることもできる。
いずれにしても調整時点におけるタイマ４０ｂの時間情
報が調整データと共に、図７に示すデータ記憶部４０ａ
に取り込まれる。Ｌ長さの調整は、電力計の振れを見な
がら（デジタル表示の場合には数値を見ながら）操作部
７１あるいは高周波部側の所定の操作部からモータ４７
８に正逆方向の作動信号を伝送して中継片４７４を正逆
方向に移動させることで可能である。

【００４４】この後、含水率が時間の経過とともに減少
し、Ｌ長さを調整せずそのままにしておけば、従来の図
１０に示すように整合が徐々にずれることによって供給
電流が減少かつ印加電圧が増大、すなわち反射電力が増
大し、入力電力が減少することとなるが、Ｌ長さをその
都度、電力計において反射電力が最小となる位置にＬ長
さを設定調整する。そして、８０（ｈ）後に、目的に近
いほぼ１５％の含水率の乾燥木材が得られた。このよう
に逐次調整を行ったＬ長さの結果は図６に示すように、
時間に応じて右上がり（インダクタンスを減少させる方
向）となる。

【００４５】操作部７１または他の作動部で指示した作
動量がＬ長さデータとしてデータ記憶部４０ａに逐次取
り込まれる。あるいは調整時間と調整量とを対応させて
記録を取っておき、後にこの記録をデータ記憶部４０ａ
に１つのパターンナンバーを付してマニュアルで入力す
るようにしてもよい。

【００４６】図７は、データ記憶部４０ａに記録された
Ｌ長さデータのデータマップの一例を示している。図７
では設定された乾燥条件に基づく乾燥パターンを示す各
パターンナンバーに対応して逐次時間と移動量とが関連
して書き込まれている。パターンナンバー１では、Ｌ長
さを初期位置（０ｃｍ）からの長さ寸法として、ｔ１〜
ｔｉまでは０ｃｍ、ｔ（ｉ＋１）で初めて調整されたデ
ータである０．５ｃｍ、最終のｔｎでは２８．０ｃｍと
なっており、パターンナンバー２では、τ１〜τｎに対
応するＬ長さが記憶されている。各パターンナンバーに
おける時間は同一タイミングでもよいが、各乾燥パター
ン毎に独自であってもよい。なお、Ｌ長さデータは初期
位置からの長さで規定してもよいが、モータ４７８が例
えばパルスモータ等である場合、直前の位置と次位置と
の長さを例えばパルス数で規定してもよい。

【００４７】この後、例えば後日において乾燥作業を行
うに当っては、作業は以下の手順で実行される。図８
は、乾燥作業の手順を示すフローチャートである。

【００４８】電源が投入されると、本フローチャートが
スタートし、先ず、操作部７１の所定のキーが操作され
たかどうかが判断される（ステップＳ１）。所定のキー
が操作されず、他のキーがオンされたのであれば、登録
された乾燥パターンを用いない通常の乾燥処理であると
してコンピュータは特別な関与はしない。但し、図略の
温度センサや湿度センサ等を利用してボイラ５の動作の
オンオフ制御等の通常の制御は制御装置７が実行する。
データ記憶部４０ａを利用しない場合の入力内容として
は、より簡単な条件（例えば供給電力と乾燥時間）であ
ってもよく、さらには条件無設定（この場合は、装置に
設定された定格出力が供給され、乾燥時間は作業者がパ
ワーオフ操作をするまで継続される）であってもよい。

【００４９】また、新たな加熱パターンによるデータ取
得も兼ねて乾燥処理を行うためのキー入力の受付も行わ
せるようにしてもよい。また、既に加熱パターンが登録
されたものと同一の乾燥条件で乾燥処理を行う場合であ
っても、通常の乾燥処理で乾燥を行えるように両者を選
択可能としても良い。このようにして、スタートキーが
オンされて通常乾燥が実行される。

【００５０】ステップＳ１において、所定のキーが押さ
れ（操作され）たのであれば、続いて操作部７１から該
当するパターンナンバーをテンキーを押して入力指示す
る（ステップＳ３）。あるいは所定キーと共にテンキー
を押してもよい。パターンナンバーの指示によってパタ
ーンナンバーのデータがセットすなわち読出可能な状態
に設定され、あるいは処理用のＲＡＭに逐次読出可能に
するべく転送される（ステップＳ５）。続いて、スター
トキーがオンされたかどうかが判断され（ステップＳ
７）、オンされると、本パターンナンバーの乾燥パター
ンのうちの電力等を用いて乾燥処理が開始されるととも
に、タイマ４０ｂがオンする（ステップＳ９）。次い
で、タイマ４０ｂが設定されたパターンナンバーの最初
の調整時間に達したかどうかが判断される。

【００５１】今、ステップＳ３でパターンナンバー１が
指定されたものとして説明する。乾燥開始から時間ｔ１
が経過すると（ステップＳ１１でＹＥＳ）、Ｌ長さ０ｃ
ｍが読み出されて作動信号として出力される（ステップ
Ｓ１３）。そして、乾燥終了かどうかが判断され（ステ
ップＳ１５）、終了でなければ、ステップＳ１１に戻っ
て、次の調整時間に達したかどうかが判断され、前述と
同様にＬ長さデータが読み出され、以後、ステップＳ１
１〜ステップＳ１５のループが繰り返され、乾燥時間が
乾燥条件の１つであるときは（乾燥条件でないときは別
途入力されている）、乾燥時間に達すると、ステップＳ
１５で乾燥終了と判断し（ステップＳ１５でＹＥＳ）、
電源オフされて乾燥処理が終了する。なお、乾燥終了の
条件として含水率が設定されている態様では、含水率セ
ンサを設けておき、センサ出力から乾燥終了制御すれば
よい。含水率センサとしては重量計等があり、初期重量
に対する変化分に基づいて抜けた水分を計測することで
含水率を求めることができる。

【００５２】本発明は、さらに以下の実施形態も適用可
能である。 （１）上記実施形態では、高温蒸気による外部加熱と誘
電加熱とを併用したものであるが、本発明は真空乾燥炉
（乾燥ハウジング）を用いて脱気状態で乾燥処理するタ
イプの木材乾燥装置にも適用可能である。この場合に
は、材によって真空度が設定される場合には設定真空度
も乾燥条件とすればよい。

【００５３】（２）本発明は乾燥処理に限定されず、単
板積層材の製造にも適用可能である。単板積層材は所要
厚みの単板に接着剤を介在させて所要枚数積層した状態
とし、これをプレス状態で誘電加熱することによって接
着剤で一体化させるものである。この場合の加熱条件と
しては単板の厚み、積層段数、接着剤（硬化温度や含水
率）の種類等が考えられる。

【００５４】（３）本発明はまた、冷凍食材の解凍のた
めの誘電加熱装置にも適用可能である。例えばハンバー
グの原料となる牛肉、豚肉、鶏肉等は−２０〜−２５℃
程度で冷凍保管されており、これを誘電加熱装置を用い
て−３〜＋３℃程度まで解凍して、次の製造工程で下降
され最終製品であるハンバーグとなる。この場合、冷凍
状態では含水水分が凍結して氷となっており、これが解
凍によって水分に戻ることとなるが、氷の誘電率と水の
誘電率とが大きく異なることから、解凍処理が進行する
に従って整合ずれが顕著であり、インダクタンスの自動
補正を行うことで効率の高い解凍処理が可能となる。

【００５５】（４）可変インダクタンス回路部の構成は
上記実施形態に限定されず、導電板４７３は少なくとも
各１本あればよい。また、中継片４７４は両端移動対応
に限定されず、一端側は固定されているものでもよく、
要するに２枚の導電板４７３間で中継片が両者に接続し
た状態で位置移動した結果インダクタンス長さが可変で
きる構造であればよい。さらに、一枚の導電性平板とそ
の一面上を長手方向に摺動する導電性摺動子とからな
り、導電性平板の一端が自動同調回路４６に、導電性摺
動子を電極板４１に接続した構成をなすものでもよい。

【００５６】（５）本発明は、対向電極を用いた高周波
によるものに限定されず、一方向に平行配設されたグリ
ッド電極に交互に正負極の高周波を供給して主に薄い積
層材（木材その他）を、介在された接着剤で一体に接着
させて製造するものにも適用でき、またマイクロ波照射
室にマイクロ波を照射するものでもよい。

【００５７】（６）本実施形態では、桟木を介設して木
材を積層しているが、これに限定されず、そのまま積層
したものにも適用可能である。なお、桟木を設けた構成
では高周波電界が桟木部分に多少集中する可能性がある
が、整合が高精度で確保されている場合には、そうでな
い場合に比して電力ロスはかなり低減されるという利点
がある。

【００５８】（７）また、電極板も積層材の上下側にも
に配設したものに限定されず、途中に所要枚数の電極板
を介設し、互いに隣接する電極板間に所定時間ずつ順番
に高周波を印加する動作を繰返すものにも適用可能であ
る。

【００５９】（８）Ｌ長さ（インダクタンス）の調整は
コンピュータ制御によらず、シーケンス処理によって実
現することも可能である。

【００６０】（９）本実施形態では、Ｌ長さは時間方向
に比例したものとなっており、乾燥条件によってその勾
配が異なるものになっているが、加熱対象物によっては
必ずしも線形変化するとはいえず、本発明はそのような
ものにも十分適用可能である。

【００６１】（１０）上記実施形態では、自動同調回路
４６の調整可能な素子をコンデンサとし、加熱条件で調
整される素子をインダクタンス素子（可変回路部）とし
て採用したが、この加熱条件で調整される可変回路部
は、自動同調回路４６の可変素子と必ずしも異なる種類
の成分素子とする必要はなく、同一種類の成分素子であ
ってもよい。可変インダクタンス回路部４７に変えて可
変コンデンサを採用する態様では、高周波発振回路４５
と電極（印加部）間に直列あるいは並列に介在させても
よい。

【００６２】（１１）また、本実施形態では、インダク
タンス回路部４７として板材としてのアルミ材板４７３
を採用したが、本発明はかかるインダクタンス回路の構
成に限定されず、導電性のパイプ状部材を所要間隔だけ
離間して平行配置し、その間を電気的に接続した状態で
中継棒材で掛け渡した構造を採用し、この掛け渡し棒材
をパイプ長手方向に移動可能にすることでインダクタン
スを変更調整可能にしたものでもよい。

【００６３】

【発明の効果】本発明によれば、インピーダンス変化の
大きい加熱対象物に対する誘電加熱処理を予め得た可変
量データで自動補正できるようにしたので、加熱作業に
人手を要することなく、かつ高価な電力計も不要とし、
さらに処理時間の短縮化、省電化が図れる。

【００６４】請求項２、８記載の発明によれば、インダ
クタンス素子のインダクタンスを調整することで整合ず
れの補正が可能となる。

【００６５】請求項３、４記載の発明によれば、中継部
材の移動させることでインダクタンス変更を行うことが
できる。

【００６６】請求項５記載の発明によれば、高周波を用
いた装置に適用でき、加熱対象物を電極板間に介設する
ことで加熱処理が施せる。

【００６７】請求項６記載の発明によれば、高温多湿雰
囲気内で積層木材を効率良く乾燥させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る誘電加熱装置が適用される木材乾
燥装置の一例を示す一部切欠き斜視図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】木材乾燥装置の制御ブロック図である。

【図４】高周波発生装置のブロック図である。

【図５】可変インダクタンス回路部の一実施形態を示す
構成図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。

【図６】木材乾燥処理における木材の含水率、入射（入
力）電力と反射電力及びインダクタンス調整量（移動
量）の関係を示すタイムチャートである。

【図７】Ｌ長さデータのデータマップを示す図である。

【図８】乾燥作業の手順を示すフローチャートである。

【図９】従来の高周波乾燥装置の概略構成を示す図であ
る。

【図１０】従来装置による乾燥処理のタイムチャートで
ある。

【符号の説明】

１ 木材乾燥装置 ２ ユニット構造物 ２０ 乾燥室 ３ ファン ５ ボイラ ７ 制御装置 ７１ 操作部 ４ 高周波発生装置 ４０ 制御部 ４０ａ データ記憶部 ４０ｂ タイマ ４１，４２ 電極板 ４４ 電源回路 ４５ 高周波発振回路 ４６ 自動同調回路 ４７ 可変インダクタンス回路部（可変回路部） ４７３ アルミ材板４７３（導電部材、導電板） Ｐ１，Ｐ２ 上部適所（接位置） ４７４ 中継片（中継部材） ４７５ 支持部材 ４７５ａ 噛合部 ４７６ ネジ棒 ４７７ 回動伝達機構部 ４７８ モータ（駆動部） Ｒ 製材（木材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 康二 大阪市天王寺区上汐６丁目３番12号 山本 ビニター株式会社内 (72)発明者 永田 恒雄 大阪市天王寺区上汐６丁目３番12号 山本 ビニター株式会社内 (72)発明者 児玉 順一 大阪市天王寺区上汐６丁目３番12号 山本 ビニター株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インピーダンス変化の大きい加熱対象物
   に電磁波発生部からの電磁波を、ＬＣ素子の一方の素子
   を可変式として構成された自動同調回路を介して印加部
   より印加することにより誘電加熱を施す誘電加熱装置で
   あって、前記電磁波発生部と印加部間に前記ＬＣ素子の
   他方の素子と同一種類の素子がその成分を変化可能にし
   て介設された可変回路部と、加熱対象物に対して設定さ
   れた加熱条件に応じて加熱中における経時方向の加熱対
   象物のインピーダンス変化分を前記可変回路部の可変量
   データとして時間に対応させて格納した記憶部と、加熱
   時間を計測するタイマと、設定された加熱条件で加熱対
   象物を加熱するときは前記タイマからの加熱時間に応じ
   て読み出される前記記憶部からの可変量データに応じて
   前記可変回路部の成分を可変させる駆動部とを有するこ
   とを特徴とする誘電加熱装置。
2. 【請求項２】 前記一方の素子はキャパシタンス素子で
   あり、前記他方の素子はインダクタンス素子であること
   を特徴とする請求項１記載の誘電加熱装置。
3. 【請求項３】 前記可変回路部は、互いに離間して配設
   され、一方が電磁波発生部側に接続され、他方が加熱対
   象物側に接続された導電部材と、両導電部材に接した導
   電材からなる中継部材とから構成され、前記駆動部は前
   記中継部材の少なくとも一方の導電部材との接部分を該
   導電部材上で移動させてインダクタンスを可変するもの
   であることを特徴とする請求項２記載の誘電加熱装置。
4. 【請求項４】 上記両導電部材は板材であって互いに平
   行配置され、前記中継部材は両導電板間にＵ字状に弾性
   変形された状態で介設され、前記駆動部は、前記中継部
   材を導電板の面に平行な正逆方向に摺動させてインダク
   タンスを増減可変するものであることを特徴とする請求
   項３記載の誘電加熱装置。
5. 【請求項５】 前記前記電磁波発生装置は、高周波電界
   を２枚の電極板間に発生させるもので、加熱対象物は前
   記２枚の電極板間に介設されるものであることを特徴と
   する請求項１〜４のいずれかに記載の誘電加熱装置。
6. 【請求項６】 加熱対象物を収納する加熱用ハウジング
   と、該加熱用ハウジング内に高温多湿雰囲気を生成する
   手段とをさらに有し、上記加熱対象物は前記２枚の電極
   板間に積層状態で介在され、乾燥処理を施される木材で
   あることを特徴とする請求項５記載の誘電加熱装置。
7. 【請求項７】 インピーダンス変化の大きい加熱対象物
   に電磁波発生部からの電磁波を、ＬＣ素子の一方の素子
   を可変式として構成された自動同調回路を介して印加部
   より印加して誘電加熱を施す誘電加熱方法であって、前
   記電磁波発生部と印加部間に前記ＬＣ素子の他方の素子
   と同一種類の素子がその成分を変化可能にして介設され
   た可変回路部と、前記可変回路部の成分を可変させる駆
   動部と、加熱時間を計測するタイマと、記憶部とを有し
   てなり、加熱対象物に対して設定された加熱条件に応じ
   て加熱中における経時方向の加熱対象物のインピーダン
   ス変化分を前記可変回路部の可変量データとして時間に
   対応させて予め得て前記記憶部に取り込み、設定された
   加熱条件で加熱対象物を加熱するときは前記タイマから
   の加熱時間に応じて前記記憶部から可変量データを読み
   出して前記駆動部に導き、前記可変回路部の成分を可変
   させることを特徴とする誘電加熱方法。
8. 【請求項８】 前記一方の素子としてキャパシタンス素
   子を用い、前記他方の素子としてインダクタンス素子を
   用いていることを特徴とする請求項７記載の誘電加熱方
   法。