JPH0798177A - 木材の乾燥装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多量の木材を廉価な乾燥装置で確実な乾燥制
御ができるようにする。 【構成】 ひとつの乾燥室を長手方向に任意の数の柱２
で仕切ることにより、乾燥房１Ａ・１Ｂを設ける。各乾
燥房１Ａ・１Ｂには温・湿度センサー８ａ・８ｂと送風
機３とその両側に一対の加熱管５、冷水噴霧管６、蒸気
噴射管９、吸排気ダクト７を設け、左右内壁及び柱２に
風向板１０を配設して、乾燥用空気が各乾燥房内を独立
して循環するようにする。また、プログラム制御により
房内温湿度に応じて冷水又は蒸気を噴霧させることで各
乾燥房内の温湿度を独立して調節する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、天然木からなる木材を
乾燥するために用いられる装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の乾燥装置としては、乾燥
室内に乾燥用空気の循環用送風機と空気加熱器のみを配
設したものや、循環用送風機と空気除湿器のみを配設し
たもの、またそれらに蒸気式の加湿器を加えたものが知
られている。更には、圧搾した冷水をセンサー制御によ
って噴霧状に噴射させる装置を備えたものが知られてい
る。（特開平２−１９２５８４）なお、乾燥処理の容量
が大規模になるものは、独立した乾燥室を数基設置する
か、乾燥室を長手方向に延長するものとなっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の乾燥装置におい
ては、乾燥装置一室のみでは、処理容量が不足の場合、
乾燥室の長さを延長するか、各々の乾燥房が隔壁で仕切
られ独立した乾燥房を数房併設するものであった。更
に、処理容量の不足に対しては、乾燥室の間口巾を広く
とって、乾燥室内容積を拡大する方法も考えられる。乾
燥室内に収納される被乾燥木材は、全に万遍なく乾燥用
空気が接触しながら通風するように、井桁状に組まれて
いるのが一般的であるが、間口巾を広くとる方法の場合
は、被乾燥木材の通風抵抗が通風方向に増大し、十分な
通風がなされずに乾燥むらを著しく生ずるために実用的
ではない。更には、乾燥室の長さを延長する場合におい
ては、乾燥室入口からの被乾燥木材の搬入搬出の手間を
著しく増大させるのみならず、乾燥装置の設置スペース
に対応し難い点でも問題がある。また、各々の乾燥房が
隔壁で仕切られ、独立した形の乾燥装置を数房併設する
場合においては、乾燥室の施工金額が甚だしく大きくな
り、施工期間も長くなっているのが実状である。更に、
上記従来の装置においては、乾燥温度だけでなく乾燥湿
度コントロールも蒸気のみによるために、例えば、木材
乾燥低温度域（５０℃程度）を一定時間維持する場合
や、仕上げ工程での調湿では不必要に熱量を与えてしま
い、加温加湿になってしまうという問題点がある。乾燥
終了時の被乾燥木材の冷却過程では大量の外気導入に頼
らざるを得ず、被乾燥木材の冷却に必要な調湿も行えな
いために、低湿度の外気に被乾燥木材を晒してしまい、
木材に反りや割れを生じるものであった。これらの問題
の解決を試みたものとして、圧搾した冷水をセンサー制
御によって噴霧状に噴射させる装置を備えたものがある
が、冷水の噴霧が乾燥終了時の冷却過程にしかなされ
ず、乾燥途中における加湿は蒸気の噴射によっていたた
めに、前記のように加湿が加湿加温作用となり、乾燥室
の温度制御を難しくしているものであった。本発明は、
従来技術における上記のような問題点に鑑み、施工金額
や施工期間を徒に増大させることがないと共に、装置の
設置スペースに対応しやすく、かつ木材に反りや割れ等
の狂いを生じることがない、確実な乾燥制御が可能な木
材の乾燥装置を提供することを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成した本発
明の木材の乾燥装置は、実質的に任意の数の柱のみによ
り仕切られた少なくともふたつの乾燥房を有する乾燥室
と、各乾燥房毎に設けられた送風方向反転可能な送風機
と、各送風機の両側に設けられた一対の加熱管、冷水噴
霧管、蒸気噴射管、吸排気ダクトと、乾燥室の両側壁及
び仕切り柱に任意の数配設され、各送風機からの乾燥用
空気が各乾燥房内を独立して循環するように案内する、
送風方向に応じて反転可能な風向板と、各乾燥房毎に取
り付けられた温度センサー及び湿度センサーと、温度セ
ンサー及び湿度センサーから得られた各乾燥房内の温度
及び湿度を設定値と比較して、加熱管、冷水噴霧管、蒸
気噴射管、吸排気ダクトを制御し、各乾燥房内の温度及
び湿度を独立して所望の範囲に維持する制御手段とによ
り構成されたことを特徴としている。また、制御手段か
らの信号により、送風機の送風方向を一定時間毎に反転
するとともに、送風方向の反転により不適正となった風
向板の傾き角度を送風機の反転に連動して適正方向に自
動的に調節するようにしてもよい。さらに、各乾燥房内
の温度が設定値上限近傍で湿度が低い場合は冷水噴霧管
が作動し、温度が設定値下限近傍で湿度が低い場合は蒸
気噴射管が作動して、各乾燥房内の調湿を行うように、
制御手段がプログラムされているのが望ましい。

【０００５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明に係る乾燥装置の正面における断面
図、図２は側面における断面図、図３は全体の斜視図、
図４は図１の温・湿度と送風及び乾燥時間の設定をプロ
グラム制御するためのフローシート図である。

【０００６】図１に示すように、この乾燥装置１の中央
には、乾燥室の長手方向に沿って乾燥室を二分する形で
柱２が実質的に任意の数設けられいる。循環送風機３は
二分された乾燥室の各々の乾燥房１Ａ・１Ｂの上部中央
に、送風が風向４の方向に正転または逆転できるよう
に、乾燥室の長手方向に沿って少なくとも１個望ましく
は５〜６個配設されており、循環送風機３を介してその
送風方向の前後には循環空気を加温するための加熱管５
及び循環空気を加湿するための冷水噴霧管６と蒸気噴射
管９が各一対配設されている。これにより、循環送風機
３によって送風された乾燥用の空気は、加熱管５に接触
通過することによって必要な温度に加温され、さらに冷
水噴霧管６または蒸気噴射管９によって適切な湿度に加
湿されて乾燥室に送られるようにされている。７は乾燥
の過程で多湿となった乾燥室内空気を排気し、低温低湿
度の外気を乾燥室内に導入するための吸排気ダクトであ
る。乾燥の当初には、被乾燥木材１１から多量の水分が
排出されるため、乾燥室内の循環空気は多量の除湿を必
要とする。吸排気ダクト７にはダンパー１６が設けられ
ており、乾燥当初の多湿な循環空気を排気し、低湿の外
気を吸入するためにダンパー１６が自動的に開くように
されている。以後乾燥の過程において、ダンパー１６は
プログラム制御により設定された湿度と温度を維持する
ように自動的に開閉を行うように工夫されており、さら
に、加熱管５及び冷水噴霧管６、蒸気噴射管９もプログ
ラム制御による設定値を維持すべく作動するようになさ
れている。乾燥室内の温度及び湿度は各乾燥房内に設け
られた温度センサー８ａ及び湿度センサー８ｂが検出
し、プログラム制御を行わせるための制御盤１２（図４
参照）に現状値を送信し、制御盤１２が制御値を加熱管
５と冷水噴霧管６と蒸気噴射管９と吸排気ダクト７のダ
ンパー１６に送信し制御するようにされている。

【０００７】風向板１０は乾燥室内の左右壁面及び乾燥
室中央の柱２に配設されており、循環送風機３によって
送風され、加熱管５によって加温され、さらに冷水噴霧
管６及び蒸気噴射管９を通って調湿された乾燥用の循環
空気を被乾燥木材１１の間に万遍なく通風させると同時
に、当該循環空気が隣接する乾燥房の循環空気に干渉し
ないように配置及び傾き角度が工夫されており、隣接す
る乾燥房との実質的な仕切りを構成している。循環送風
機３の回転方向を変えることによって送風方向４を一定
時間毎に反転させる方式の場合には、風向板１０に連結
された駆動機１７によって、反転した風向４に適した傾
き角度に、風向板１０を自動的に調節するようにしてい
るものである。乾燥房の数が二房を越える場合の構成に
おいては、右端と左端の乾燥房にはさまれた形となる一
房ないし数房は風向板１０を配設した柱２によってのみ
左右の隣房と隔てられるような構成となる。

【０００８】図４のフローシート図に示す通り、冷水噴
霧管６は冷水噴霧用の電磁弁１８を介して冷水圧搾装置
１３に連通されており、制御盤１２からの信号によって
電磁弁１８が開閉を行い、冷水を噴霧するようにされて
いる。蒸気噴射管９は蒸気噴射用の電磁弁１９を介して
蒸気ボイラー１４に連通されており、制御盤１２からの
信号によって電磁弁１９が開閉を行い、蒸気を噴射する
ようにされている。加熱管５は加熱用蒸気の電磁弁２０
を介して蒸気ボイラー１４に連通されており、制御盤１
２からの信号によって電磁弁２０が開閉を行い、加熱管
内への蒸気の送気を制御することで間接的に乾燥室内空
気を加温するようにされている。乾燥室内循環空気の換
気のための吸排気ダクト７に設けられたダンパー１６は
ダンパー駆動機１５に連結されており、制御盤１２から
の信号によってダンパーを開閉させるようになってい
る。送風機３は制御盤１２からの信号によって、運転停
止、正転逆転を行うようになっており、それに連動し
て、風向板駆動機１７に連結された風向板１０が適切な
傾き角度をなすようにされている。乾燥室内に配設され
た温度センサー８ａ及び湿度センサー８ｂは乾燥室内の
現状値を制御盤１２に送信するようにされている。

【０００９】具体的なプログラム制御の例として、木材
の人工乾燥において一般的に最も難しいとされている、
背割りを施さない建築用杉心持ち柱材の乾燥工程につい
て説明する。木材の人工乾燥は、加熱温度が高温で相対
湿度が低いほど乾燥は早い。しかし、割れや狂いが多く
発生することから、被乾燥木材の材種と断面規格寸法及
び乾燥を始める時点の含水率状態によって、乾燥初期か
ら終了までの温・湿度条件は概略決められる。例えば、
杉の心持ち丸太から、長さ３ｍで巾及び厚さを１０．５
ｃｍの正角に製材後、直ちに本発明の乾燥装置によっ
て、人工乾燥を実施した場合の乾燥初期から終了までの
乾燥室内の温度と相対湿度の設定値は次の通りである。
因みに、乾燥初期における被乾燥木材の各々の含水率は
１００％から１５０％程度である。乾燥初期、常温か
ら７０℃までの立ち上げに必要な時間は約８時間であ
り、この間の相対湿度は９５％に維持する。次に、乾
燥室内温度７０℃、相対湿度９１％で２０時間維持。更
に、室内温度７０℃、相対湿度８７％で２４時間維
持。室内温度７０℃、相対湿度８３％で５６時間維
持。室内温度７５℃、相対湿度８４％で７２時間維
持。室内温度７５℃、相対湿度８０％で９６時間維
持。ここから乾燥室内の冷却工程に入る。室内の相対
湿度を７９％に維持した状態で約１０時間の所要時間で
室内温度を３５℃まで下げる。その後、被乾燥木材の材
中心部温度が３５℃から４０℃になった時点で、被乾燥
木材を乾燥装置から搬出する。

【００１０】

【作用】次に本実施例の作用について説明する。まず、
直方体形状の密閉式の乾燥室１の全面または後面に設け
られた木材の搬入搬出口より被乾燥木材１１を搬入す
る。木材１１の搬入後、搬入口は密閉度の良い扉によっ
て閉塞される。次いで、制御盤１２の全自動スイッチを
入れると乾燥装置はプログラム制御によって、被乾燥木
材１１の材種に適合したプロセスに温度と湿度を制御し
ながら設定された乾燥時間内に全自動で被乾燥木材１１
を乾燥させるように作動する。乾燥当初は、木材内部の
水分が多量に出るため、吸排気ダクト７のダンパー１６
は室内温度を低下させない程度に開かれ、乾燥室内の多
湿空気を排気すると同時に低湿度の新鮮外気を導入する
ように作動する。乾燥の当初及び途中においては、乾燥
室内の循環空気は加熱管５によって加温されているが、
さらに、プログラム制御による乾燥室内の温度設定値に
対して、現状温度が高めで加湿を必要とする場合には、
冷水噴霧管６による冷水の噴霧によって加湿されるが、
現状温度が低めで加湿を必要とする場合には、蒸気噴射
管９の蒸気噴射によって加湿を行う。除湿の際は前記の
ように吸排気ダクト７の給排気作用によって室内湿度を
低下させるようになっている。乾燥室内の循環空気はプ
ログラム制御によって一定時間毎に循環送風機３の回転
方向を変えることで送風方向４を反転させるようになっ
ており、それに連動して、風向板１０に連結された駆動
機１７によって風向板１０は、反転した風向４に適した
傾き角度に自動的に調節されるようになっている。

【００１１】

【発明の効果】以上のように本発明では、冷水噴霧管６
を配設することによって、乾燥終了時のように室内温度
の冷却過程にある時においても、蒸気だけの加湿のよう
に高いエンタルピではなく、冷水噴霧による低いエンタ
ルピを乾燥室内に吹き込むことができることから、乾燥
室内温度を高めることなく必要な量の加湿が行えるもの
である。木材の乾燥においては、木材の平衡含水率（あ
る温度と湿度のもとで、木材の含水率が平衡し変化しな
くなった時の含水率）を念頭において乾燥処理を行う必
要があるが、冷水噴霧管６を配設することによって、乾
燥室内の木材を外気における木材の平衡含水率と同程度
になるように乾燥を終了させることが容易にできるた
め、乾燥を終了した木材を直ちに建築等に使用しても、
反りや割れが生じないものとなる。また、乾燥が終了し
たら直ちに木材を外気における平衡含水率と同等にする
ことができるため、乾燥過程における乾燥温度も従来以
上に高くすることが可能となり、乾燥所要日数も大幅に
短縮することができるものである。さらに、複数の乾燥
房とする場合には、各乾燥房を仕切る隔壁を廃止し、風
向板を取り付けた柱のみとしたことによって、乾燥装置
の施工期間のみならず施工金額をも著しく減ずることが
できるものである。風向板は乾燥室仕切り部の柱だけに
ではなく、乾燥室内の左右の壁面にも設けたことによっ
て、乾燥房内を循環する乾燥用の空気は、隣房の循環空
気に干渉せず独立して各々の乾燥房内を有効に循環し、
あたかも各々の乾燥房が隔壁で仕切られているように機
能するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る乾燥装置の正面における断面図

【図２】側面における断面図

【図３】全体の斜視図

【図４】図１の温・湿度と送風及び乾燥時間の設定をプ
ログラム制御するためのフローシート図

【符号の説明】

１ 乾燥装置 ２ 柱 ３ 循環送風機 ４ 風向 ５ 加熱管 ６ 冷水噴霧管 ７ 吸排気ダクト ８ａ 温度センサー ８ｂ 湿度センサー ９ 蒸気噴射管 １０ 風向板 １１ 被乾燥木材 １２ 制御盤 １３ 冷水圧搾装置 １４ 蒸気ボイラー １５ 吸排気ダクトダンパーの駆動機 １６ 吸排気ダクトのダンパー １７ 風向板駆動機 １８ 冷水噴霧用電磁弁 １９ 蒸気噴射用電磁弁 ２０ 加熱用蒸気電磁弁 １Ａ 乾燥房 １Ｂ 乾燥房

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 実質的に任意の数の柱のみにより仕切ら
   れた少なくともふたつの乾燥房を有する乾燥室と、各乾
   燥房毎に設けられた送風方向反転可能な送風機と、各送
   風機の両側に設けられた一対の加熱管、冷水噴霧管、蒸
   気噴射管、吸排気ダクトと、乾燥室の両側壁及び仕切り
   柱に任意の数配設され、各送風機からの乾燥用空気が各
   乾燥房内を独立して循環するように案内する、送風方向
   に応じて反転可能な風向板と、各乾燥房毎に取り付けら
   れた温度センサー及び湿度センサーと、温度センサー及
   び湿度センサーから得られた各乾燥房内の温度及び湿度
   を設定値と比較して、加熱管、冷水噴霧管、蒸気噴射
   管、吸排気ダクトを制御し、各乾燥房内の温度及び湿度
   を独立して所望の範囲に維持する制御手段とからなる木
   材の乾燥装置。
2. 【請求項２】 制御手段からの信号により、送風機の送
   風方向を一定時間毎に反転するとともに、送風方向の反
   転により不適正となった風向板の傾き角度を送風機の反
   転に連動して適正方向に自動的に調節する請求項１記載
   の木材の乾燥装置。
3. 【請求項３】 各乾燥房内の温度が設定値上限近傍で湿
   度が低い場合は冷水噴霧管が作動し、温度が設定値下限
   近傍で湿度が低い場合は蒸気噴射管が作動して、各乾燥
   房内の調湿を行うように、制御手段がプログラムされて
   いる請求項１記載の木材の乾燥装置。