JP2002321203A - マイクロ波による木材乾燥方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、木材の蒸気乾燥装置において、木
材乾燥庫内にて乾燥時にマイクロ波照射を行い、加熱乾
燥を促進するマイクロ波による木材乾燥方法及び装置を
提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明のマイクロ波による木材乾燥方法
は、加湿モード制御、乾燥モード制御、冷却モード制御
を順次行うことからなるマイクロ波による木材乾燥方法にお
いて、前記加湿モード制御は、加湿器9による温度制御
を行い、前記乾燥モード制御は、マイクロ波発信器15をON/O
FF制御して乾燥室内にマイクロ波を照射して木材の水分を蒸
発させ、乾燥室内の湿度が一定値以上になったらブロワ
ー装置11をONして、また温度が設定値以下になれば加湿
器9をONして温度制御を行い、そして木材の芯と表面と
の水分傾斜が任意設定値以下になった場合、加湿器9、マ
イクロ波発信器15を停止させて冷却モード制御に移行し、
冷却モード制御は、乾燥室の湿度が設定値以下になった
時に噴霧スプレーをONして気化熱による温度低下を行
い、徐々に温度低下させることにより木材の芯の含水率
を任意の一定値に設定するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、木材を原木のまま
で乾燥することができるマイクロ波による木材乾燥方法
及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、木材にマイクロ波を照射してその
内部の温度及び圧力を上昇させる前処理を行った上で、
この木材を温度及び湿度制御可能な乾燥室内において乾
燥することが、特開平６−２９７４１１号公報により公
知となっている。この公知公報によれば、木材にマイク
ロ波を照射すると、マイクロ波の特性によって木材内部
の水分子が活性化され、ひいては木材内部の温度及び圧
力が上昇する。木材内部の温度及び圧力が上昇すると木
材の細胞弁が開かれるので、木材内部の水分は細胞弁か
ら流出して合流しあい、この合流し合った水がさらに木
口に向かって連なった状態に合流しあい、結局木材の内
部には、その中央部から木口に至って水路が形成された
状態となる。そして、このような前処理を行った上で、
温度及び湿度を制御可能な乾燥室内において熱風等を吹
き付けて木材を加熱すると、内部の水分は容易に木口に
向かって移動し、この木口を経て外部へ排出される。ま
た、このマイクロ波の照射を木材の中央部に対して強く
行うと、この中央部が最も加熱されてこの木材の内部に
は木口側ほど低温となる温度勾配が生じて、ひいては中
央部ほど高圧となる圧力勾配が生じることから、上記水
路の形成がより促進されて一層好ましい。このように、
木材内部の温度及び圧力を高めることにより、この木材
内部の水分を木口に導くための水路が形成された状態と
した上で乾燥する方法なので、従来のように樹皮剥ぎあ
るいは背割りといった処理を行う必要はなく、樹皮が付
いた原木のままであっても効率よく乾燥させることがで
きる。しかし、上記公知公報は、マイクロ波を前処理工
程で利用し、マイクロ波を直接木材乾燥に使用するもの
でなかった為、効率的でなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、木
材の蒸気乾燥装置において、木材乾燥庫内にて乾燥時に
マイクロ波照射を行い、加熱乾燥を促進するマイクロ波
による木材乾燥方法及び装置を提供することを目的とす
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明のマ
イクロ波による木材乾燥方法は、加湿モード制御、乾燥
モード制御、冷却モード制御を順次行うことからなるマ
イクロ波による木材乾燥方法において、前記加湿モード
制御は、乾燥室の温度が設定値以下の場合に加湿器をON
して高温蒸気による温度制御を行い、前記乾燥モード制
御は、木材の芯と表面との水分傾斜が任意設定値以上の
時、マイクロ波発信器をON/OFF制御して乾燥室内にマイ
クロ波を照射して木材の水分を蒸発させ、乾燥室内の湿
度が一定値以上になったらブロワー装置をONして、乾燥
室内の空気を屋外に排出すると共に屋外空気を乾燥室に
導入して湿度を低下させ、また温度が設定値以下になれ
ば加湿器をONして温度制御を行い、そして木材の芯と表
面との水分傾斜が任意設定値以下になった場合、加湿
器、マイクロ波発信器を停止させて冷却モード制御に移
行し、冷却モード制御は、前記乾燥室の湿度が設定値以
上の場合にはブロワー装置をONして乾燥室の庫内空気と
屋外空気とを熱交換しながら入れ換えて湿度低下を行
い、乾燥室の湿度が設定値以下になった場合には噴霧ス
プレーをONして気化熱による温度低下を行い、これを繰
り返しながら徐々に温度低下させることにより木材の芯
の含水率を任意の一定値に設定するものである。本発明
のマイクロ波による木材乾燥装置は、乾燥室の内部に
は、パレット上に段積みされた木材と側壁との間に所定
幅の隙間空間が形成され、前記隙間空間の乾燥室内壁の
中間高さ位置に、蒸気パイプは長手方向の両端で折り返
されて蛇行状に内側から外側へ進行するように内部側壁
に沿って循環配管されて乾燥室内に水蒸気を噴霧するよ
うになっており、前記乾燥室の外部両側壁面の中間高さ
位置には、防水カバー内に乾燥室内の空気を循環させる
ファンモーターとマイクロ波を照射するマイクロ波発信
器とを高さ位置を変えて隣接配置し、ファンモーター、
マイクロ波発信器、放熱ファンを一つのユニットとして
備える加熱ユニットを千鳥状に多数配置し、前記ファン
モーターはファンモーター軸の先端をほぼ段積みされた
木材付近まで延長し、ファンモーター軸先端にプロペラ
ファンを固定しているものである。

【０００５】

【実施例】本発明のマイクロ波による木材乾燥方法に使
用される木材乾燥庫を図面に基づいて説明すると、木材
乾燥庫は、図１(a)の正面図に示すように、機械室１と
乾燥室２とからなり、前記機械室１は、横長直方体の一
方に矩形状をなして設けられ、また前記乾燥室２は横長
直方体の他方に、該機械室１と隔壁により区画され、該
機械室１を除く内壁全面を断熱材で形成すると共に、図
１(b)の側面図に示すように、横長端面の全面に開閉扉
３を設け、該開閉扉３を閉鎖することにより乾燥室２内
に密閉空間が形成される。

【０００６】前記機械室１の内部には、図２の平面図に
示すように、水道立上げ４、給水ユニット５、軟水ユニ
ット６、薬注装置７、ボイラー８がそれぞれ設けられ、
それらを経て蒸気が製造され、後述の蒸気パイプ１０に
蒸気を供給する加湿器９（スーパーチャージャー）と、
屋外空気を前記乾燥室２の庫内空気と熱交換しながら入
れ換えるブロワー装置１１と、前記給水ユニット５、前
記軟水ユニット６、前記薬注装置７、前記ボイラー８に
それぞれ電気を配電する受電盤１２と、該受電盤１２、
ブロワー装置１１、ファンモーター１３、放熱ファン１
４、マイクロ波発信器１５を制御する操作盤１６とを具
備する。

【０００７】前記乾燥室２の内部には、図２に示すよう
に、蒸気パイプ１０が配管され、前記加湿器９（スーパ
ーチャージャー）に供給口を接続されると共にボイラー
８に排出口を接続され、図４の縦断側面図に示すよう
に、内部側壁の中間高さ位置に循環配管される。パレッ
ト上に段積みされた木材と側壁との間に所定幅の隙間空
間が形成され、前記蒸気パイプ１０は、前記乾燥室２内
壁の中間高さ位置に、図２に示すように、前記隙間空間
に長手方向の両端で折り返されて蛇行状に内側から外側
へ進行するように、内部側壁に沿って循環配管されて乾
燥室２内に水蒸気を噴霧するようになっている。また、
蒸気パイプ１０に沿って噴霧スプレー（図示せず）を配
管して、水を噴霧できるようにする。

【０００８】図2に示すように、前記乾燥室２の外部両
側壁面の中間高さ位置には、防水カバー１７内にファン
モーター１３、マイクロ波発信器１５、放熱ファン１４
を一つのユニットとして備える加熱ユニットを、図４に
示すように、前記蒸気パイプ１０を挟んで上下に千鳥状
に長手方向に多数配置する。前記加熱ユニットは、図３
の電気系統図に示すように、乾燥室２内の空気を循環さ
せるファンモーター１３とマイクロ波を照射するマイク
ロ波発信器１５とを高さ位置を変えて隣接配置し、ファ
ンモーター１３はファンモーター１３軸の先端をほぼ段
積みされた木材付近まで延長し、ファンモーター１３軸
先端にプロペラファン１８を固定してマイクロ波の撹拌
と循環送風を兼ねている。また、図５の右側断面図に示
すように、前記乾燥室２の上下の隅部には、空気循環を
促すための湾曲した風向板１９を長手方向に沿って設け
る。したがって、ファンモーター１３を駆動することに
よりプロペラファン１８が回転して、蒸気パイプ１０側
の空気を段積みされた木材側へ送風し空気循環させ、さ
らに蒸気パイプ１０の隙間を上下に庫内空気が通過する
ことができる。

【０００９】本発明のマイクロ波による木材乾燥方法
は、加湿モード、乾燥モード、冷却モード制御を順次行
うことからなり、以下、これを説明すると、まず最初
に、乾燥室２端面の全面の開閉扉３を開放して、段積み
された木材を乾燥室２内に搬送して乾燥室２内に段積み
された木材を収納し、前記開閉扉３を閉じて乾燥室２を
密閉する。つぎに、加湿モード制御をスタートさせて、
前記加湿器９（スーパーチャージャー）をONさせて蒸気
パイプ１０から乾燥室２内に高温蒸気を噴霧して乾燥室
２内の温度及び湿度を上昇させ、乾燥室２内の温度が一
定温度、例えば８０℃に達したら、乾燥モード制御に移
行する。この時、乾燥室２は通常の蒸気乾燥と同様にし
て行われるので、乾燥室２内の温度は急速に上昇させる
ことができる。

【００１０】乾燥モード制御は、従来の蒸気乾燥とマイ
クロ波加熱を組み合わせたものであり、乾燥室２の温度
制御は、高温蒸気の噴霧／停止を前記加湿器９（スーパ
ーチャージャー）のON/OFFによって行い、木材の乾燥
は、マイクロ波加熱の作動／停止を前記マイクロ波発信
器１５のON/OFFによって行う。すなわち、乾燥モード制
御に移行すると、木材に差し込まれている水分計が木材
の芯と表面との水分傾斜を測定し、水分傾斜が任意設定
値以上の時、マイクロ波発信器１５をONしてマイクロ波
を発生させ、マイクロ波照射により木材の内部の水分を
加熱して水蒸気を発生させる。その場合、マイクロ波の
照射時間は、秒単位で任意に設定できるものとし、連続
照射はしない、即ちマイクロ波を一定時間、例えば３０
秒照射し、マイクロ波の停止のあとに水分の測定開始
し、その後水分の測定を停止し、またマイクロ波を照射
する。このようなマイクロ波発信器１５のON/OFF制御を
繰り返し、マイクロ波照射により、木材からの水蒸気に
より乾燥室２の湿度が上昇した場合には、ブロワー装置
１１をONして、乾燥室２の庫内空気を屋外に排出すると
共に屋外空気を乾燥室２に導入して湿度を低下させる。
これによって、乾燥室２内の温度が低下するので、前記
加湿器９（スーパーチャージャー）をONして蒸気パイプ
１０から乾燥室２内に高温蒸気を噴霧して乾燥室２内の
温度を上昇させる。なお、乾燥モード制御で温湿度の上
限及び下限設定の繰り返しが顕著な場合、繰り返しのプ
ログラムを簡単操作してパターンの繰り返しモードを作
り、温湿度制御の時間刻みは分単位とする。

【００１１】これを繰り返すことによって、木材の芯の
水分が任意の一定値以下になった時、加湿器、マイクロ
波発信器を停止する。したがって、乾燥モード制御で
は、マイクロ波発信器１５のON/OFFと、加湿器９（スー
パーチャージャー）のON/OFF及びブロワー装置１１のON
/OFFも同時に行われているので、木材の芯の含水率が任
意の一定値に速やかに設定することができる。木材の芯
の含水率が任意の一定値になれば、乾燥モード制御の終
了で冷却モード制御に入る。

【００１２】冷却モード制御は、乾燥室２が設定湿度以
上の場合にはブロワー装置１１をONして乾燥室２の庫内
空気と屋外空気とを熱交換しながら入れ換えて湿度低下
を行い、乾燥室２が設定湿度以下の場合には水の噴霧ス
プレーをONして気化熱による温度低下を行う。水分の蒸
発による気化熱により温度低下するが、同時に湿度が上
昇するため、乾燥室２が設定湿度以上になった場合には
ブロワー装置１１をONして乾燥室２の庫内空気と屋外空
気とを熱交換しながら入れ換えて湿度低下を行い、これ
を繰り返しながら徐々に温度低下させることにより木材
の芯の含水率を任意の一定値に保持することが出来る。

【００１３】

【効果】本発明のマイクロ波による木材乾燥方法は、蒸
気乾燥とマイクロ波照射を同時に行うことができ、木材
の芯の含水率を速やかに一定値にすることができ、また
水の噴霧スプレーを行うことにより、一定湿度を保ちな
がら温度低下をさせ、木材の芯の含水率を一定に保持す
ることが出来る。本発明のマイクロ波による木材乾燥装
置は、乾燥室内にて乾燥時にマイクロ波照射を行い、木
材を原木のままで乾燥することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に使用される木材乾燥装置の(a)正面図
及び(b)右側面図である。

【図２】本発明に使用される木材乾燥装置の平面図であ
る。

【図３】本発明に使用される木材乾燥装置の電気系統図
である。

【図４】本発明に使用される木材乾燥装置の垂直断面図
である。

【図５】本発明に使用される木材乾燥装置の右側断面図
である。

【符号の説明】

１ 機械室 ２ 乾燥室 ３ 開閉扉 ４ 水道立上げ ５ 給水ユニット ６ 軟水ユニット ７ 薬注装置 ８ ボイラー ９ 加湿器 １０ 蒸気パイプ １１ ブロワー装置 １２ 受電盤 １３ ファンモーター １４ 放熱ファン １５ マイクロ波発信器 １６ 操作盤 １７ 防水カバー １８ プロペラファン １９ 風向板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加湿モード制御、乾燥モード制御、冷却
   モード制御を順次行うことからなるマイクロ波による木
   材乾燥方法において、 前記加湿モード制御は、乾燥室の温度が設定値以下の場
   合に加湿器をONして高温蒸気による温度制御を行い、 前記乾燥モード制御は、木材の芯と表面との水分傾斜が
   任意設定値以上の時、マイクロ波発信器をON/OFF制御し
   て乾燥室内にマイクロ波を照射して木材の水分を蒸発さ
   せ、乾燥室内の湿度が一定値以上になったらブロワー装
   置をONして、乾燥室内の空気を屋外に排出すると共に屋
   外空気を乾燥室に導入して湿度を低下させ、また温度が
   設定値以下になれば加湿器をONして温度制御を行い、そ
   して木材の芯と表面との水分傾斜が任意設定値以下にな
   った場合、加湿器、マイクロ波発信器を停止させて冷却
   モード制御に移行し、 冷却モード制御は、前記乾燥室の湿度が設定値以上の場
   合にはブロワー装置をONして乾燥室の庫内空気と屋外空
   気とを熱交換しながら入れ換えて湿度低下を行い、乾燥
   室の湿度が設定値以下になった場合には噴霧スプレーを
   ONして気化熱による温度低下を行い、これを繰り返しな
   がら徐々に温度低下させることにより木材の芯の含水率
   を任意の一定値に設定することを特徴とするマイクロ波
   による木材乾燥方法。
2. 【請求項２】 乾燥室の内部には、パレット上に段積み
   された木材と側壁との間に所定幅の隙間空間が形成さ
   れ、前記隙間空間の乾燥室内壁の中間高さ位置に、蒸気
   パイプは長手方向の両端で折り返されて蛇行状に内側か
   ら外側へ進行するように内部側壁に沿って循環配管され
   て乾燥室内に水蒸気を噴霧するようになっており、 前記乾燥室の外部両側壁面の中間高さ位置には、防水カ
   バー内に乾燥室内の空気を循環させるファンモーターと
   マイクロ波を照射するマイクロ波発信器とを高さ位置を
   変えて隣接配置し、ファンモーター、マイクロ波発信
   器、放熱ファンを一つのユニットとして備える加熱ユニ
   ットを千鳥状に多数配置し、前記ファンモーターはファ
   ンモーター軸の先端をほぼ段積みされた木材付近まで延
   長し、ファンモーター軸先端にプロペラファンを固定し
   ていることを特徴とするマイクロ波による木材乾燥装
   置。