JPH0127355B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、入荷した原料木材を順次圧力容器型
乾燥機内へ入れ、短時間ごとに一定の数量を乾燥
材として取り出し、従来、乾燥材にするために大
量の原料在庫を必要としていた不合理をなくすこ
とを目的として開発された木材の乾燥機に関する
ものである。

木材の業界では、被乾燥木材を移動させながら
乾燥しているものは、ロータリ単板やスライス単
板のような薄い木材だけであつて、製材品のよう
な厚い木材を移動させながら乾燥を行うことはで
きず、製材品の乾燥は開始から終了まで被乾燥木
材を移動することはなかつた。

鉄鋼業では原料品質が同じのため、大量に流す
生産工法が取りうるが、木材業では、天然材のた
め木目が存在し、木材加工工場の入口で、原料で
ある乾燥材を一枚づつ見ながら木取りせねばなら
ない状況である。そのため、加工工場ラインの出
発点に少しづつ続けて乾燥材が送られてきてもこ
とたりるにかかわらず、現状の乾燥工法では、被
乾燥木材を移動させながら乾燥することができな
いので、乾燥日数と生産量を勘案して、乾燥設備
を大型にする必要があつた。被乾燥木材が移動し
ながら乾燥でき、加工工場の生産量に見合つた乾
燥材が出てくるものなら、大型設備を作らねば木
材加工工場が出来ないとする不便がなくなること
を考想に入れ、その上、木材は含水率の低下する
につれ、含有水の発散状況が異なつてくる特殊物
質であることも考慮し、本願は、一つの乾燥機内
に種々の乾燥方法を同時に取れるようになし、製
材品の被乾燥材を、その含水率低下状態に見合つ
た乾燥方法の取れる場所に順次移動させて乾燥し
て行く手段が取れるようにした世界で最初の提案
である。

過去に、本発明と異なり、本発明のように乾燥
レベルに応じ気体の気流のある所へ、順次乾燥進
行レベルに応じて、積載している木材を移動して
ゆく手段を取らずに、積載した木材を最初から最
終に至るまで移動することなく、蒸気噴射による
加熱と、熱風による気流にての加熱を加え、その
後減圧する方法の組み合せを繰り返えして行う工
法が、多数提案され、試作されたことがあつたが
下記の理由により、乾燥木材の品質の劣化が甚し
く、これらのすべては実用されることなく、消滅
してしまつた。

木材乾燥するにあたつて、乾燥処理を行つてい
る木材に対して、均一な加熱分布と、均一な風速
風量を与えなければ、乾燥品質に割れ・歪が大量
に発生することは常識である。そして木材には、
含有水の発散を阻害している樹脂の存在や、発散
が困難である細胞腔内の含有水の存在が、いずれ
の木材にも存在しており、発散が困難である状況
を是正することなく、急激な乾燥方法である真空
乾燥法を行えば、割れ・歪みの欠点が大量に出や
すく、木材品質が甚しく劣化してしまうこととな
るのも常識である。

真空乾燥を行えるようにするには、乾燥機を円
筒状にしなければならない。円筒状の乾燥機内に
蒸気を噴射して、100℃の加圧状態とならない木
材加熱を行つても、蒸気のあたる場所と、あたら
ない場所が存在し、積載している木材の場所ごと
に温度むらがあるだけでなく、個々の木材にも蒸
気噴射の方向と反対側とに温度むらが生ずる。円
筒状の乾燥機を圧力容器にして、蒸気加圧すれ
ば、積載されている木材の周辺の温度分布は、す
べて均一となるが、加圧状態に木材を置くことに
よつて、木材内に当初からある含有水は、圧力に
より、木材の中心部に押し込まれ、押し込まれて
いつた含有水が対流をおこしうる場所がないため
に、低温の水塊が生じ、いつまで加熱しても木材
の厚さ方向に温度分布むらが生じる。この厚さ方
向の温度むらのあるまま、減圧し真空乾燥すれば
水分傾斜が大となり、割れ・歪みが大量発生する
原因となる。又、円筒形の乾燥機内に熱風を送り
込んだり、その容器内に扇風機を取り付けても、
風は、桟積みされた木材の間を通り抜けたら、壁
面が円形となつているため、桟積みされた木材の
円囲のみ回転するようになり、桟積している木材
の外周部のみ過乾燥となつてしまい、その後、減
圧し、真空乾燥すれば、含水率分布むらが、ます
ます増大し、割れ・歪みの損傷が甚しくなる欠点
がでてきた。そして、これらの工法では、木材内
の樹脂の除去は均一にできず、細胞腔内の含有水
の発散を容易にならしめることはできないので、
真空乾燥のような急激な含水率抵下させる乾燥法
を行えば、割れ・歪みの発生を増大させてしまう
欠点を有している。以上の種々の問題点を総て解
消し、割れ・歪みの損失を完全に防止し、高品質
の乾燥材を、短時間で順次取り出す方法を開発し
たのが、本発明である。

本発明の説明にあたり、構成図による説明から
始める。圧力容器内を、、、、、、
のセクシヨンに分け、ボイラー４から減圧弁６を
通つた飽和蒸気が、それぞれのセクシヨンについ
ている飽和蒸気噴射管１０，１１，１２，１３，
１４，１５、より噴射できるようにする。セクシ
ヨンはこの飽和蒸気のみを加熱源としている。
ボイラー４からの飽和蒸気を減圧弁６を通してか
ら加熱炉５にて過熱蒸気（以後、過熱蒸気を一般
に言われてるスーパー蒸気で記載する）となしス
ーパー蒸気噴射管１６，１７，１８，１９、よ
り、セクシヨン、、、、に噴射できるよ
うにする。セクシヨン、、、、は、飽和
蒸気とスーパー蒸気を熱源としている。ボイラー
からの飽和蒸気を、減圧弁７を通して、途中から
送風機８からの空気を入れて、加熱炉５にて、ス
ーパー蒸気と空気との混合気体とし、噴射管２６
より、セクシヨンに噴射できるようにする。セ
クシヨンは、飽和蒸気と混合気体を熱源として
いる。セクシヨン、、、のスーパー蒸気
噴射管のついている壁面の反対側に、スーパー蒸
気吸出管２０，２１，２２，２３、を取り付け、
被乾燥木材の間を通つた加圧スーパー蒸気を圧力
容器より吸出し、スーパー蒸気集中管２４を通
り、保温庫９の中についているスーパー蒸気放出
管２５より噴射させ、飽和蒸気にして発散させ
る。セクシヨンの混合気体噴射管のついている
壁面の反対側に混合気体吸出管を取り付け、被乾
燥木材の間を通つた加圧混合気体を圧力容器より
吸出し、保温庫９の中についている混合気体放出
管２８より噴射させ、発散させる。被乾燥木材を
積載しているトロ２の前後に、ほぼ圧力容器内の
天井にとどく巾約50cmのついたて３を取り付けた
形状のトロにする。圧力容器内にたまるドレン水
は、ドレンパイプ２９より外部に放出される。

図面第１図の各トロの説明を行う。保温庫より
取り出された未処理の木材はセクシヨンにあ
る。セクシヨンの木材は、セクシヨンの工程
を終えたものである。セクシヨンの木材は、セ
クシヨンとの工程を終えたものである。セク
シヨンの木材は、セクシヨン、、の各工
程を終えたものである。以下、それぞれの工程を
終えたものが次のセクシヨンに移動している。セ
クシヨンは飽和蒸気の変動圧（加圧状況下での
圧力変動、以後の変動圧も同様である）で加圧加
熱した後減圧（大気圧以下の圧力低下、以後の減
圧も同様である）する工程である。セクシヨン
、、、は、飽和蒸気で温度上昇させてか
らスーパー蒸気の変動圧で加圧加熱した後減圧す
る工程の場所であるセクシヨンは、飽和蒸気で
温度上昇させてからスーパー蒸気と空気との混合
気体の変動圧で加圧加熱した後減圧する工程の場
所である。

次に本願の圧力容器の運転方法の実施例を述べ
る。各セクシヨンにそれぞれの工程をすました木
材を積載しているトロが移動してきて、全部つま
つている状況と仮定する。

まず、圧力容器に飽和蒸気を各飽和蒸気噴射管
より噴射して、ドレンパイプ２９を開放して加圧
状態とならないようにして、容器内全体の温度が
100℃になるようにする。その後、ドレンパイプ
の開放状態を少なくして、ドレン水と飽和蒸気の
一分を放出させながら、全体を大気圧以上の所定
圧になるまで飽和蒸気を注入しつづける。圧力容
器内が所定圧なれば、飽和蒸気噴射管１１，１
２，１３，１４，１５を閉じ、飽和蒸気の噴射は
１０のみとしスーパー蒸気噴射管１６，１７，１
８，１９よりスーパー蒸気の噴射を開始し、桟積
みした木材の間を通して、それぞれの反対側のス
ーパー蒸気吸出管２０，２１，２２，２３より圧
力容器外のスーパー蒸気廃気集中管に廃出させ、
又、混合気体噴射管２６よりスーパー蒸気と空気
との混合気体を噴射し、桟積みした木材の間を通
して、反対側の混合気体吸出管２７より圧力容器
外に放出させる。ドレンパイプ２７についている
バルブ、スーパー蒸気廃気集中管についているバ
ルブ、混合気体吸出管に接続するバルブを、それ
ぞれコントロールして、それぞれの気体の噴射量
より放出量を少なくし、それぞれの気体の噴射停
止時も放出量は同じにして、それぞれの気体を同
時に噴射と、同時に噴射停止を繰り返えせば、圧
力容器内全体が、同じ加圧圧力で、所定の圧力の
巾で圧力が頻繁に変動しうるようになる。所定の
時間数をそれぞれの気体の変動圧で加圧加熱を行
つた後、それぞれの気体の噴射を同時に停止し、
容器内よりそれぞれの気体を放出し、容器内を所
定時間減圧し、減圧時間が終れば、容器内に空気
を入れ常圧にした後、前後の扉をあけ、出口側よ
りセクシヨンのトロを外部に出し、保温庫９内
の未処理の木材を積んでトロを、入口側のセクシ
ヨンに入れ、セクシヨンからまでのトロ
を、１セクシヨンずつ移動させて、前後の扉をし
め、上記の工程を繰り返えして行う。

次に、一般的に行なわれる運転に必要な数値を
記載する。セクシヨン以降の飽和蒸気の噴射を
停止するときの圧力は１Kg／cm²（ゲージ圧、以後
同様）とし、変動圧で加熱する所定の圧力の巾は
１Kg／cm²〜0.8Kg／cm²とする。スーパー蒸気の温
度は、１Kg／cm²の飽和蒸気の温度である約120℃
より20℃以上の高い温度を必要とする。スーパー
蒸気と空気との混合気体の温度は、スーパー蒸気
の温度より低い方が良い結果が得られる。変動圧
の加熱を実施する時間は、処理木材の厚さをmm数
であらわし数の1.5倍の数の分数以上の時間を必
要とする。即ち厚さ40mmの木材であれば60分以上
の時間が必要となる。この時間は、セクシヨン
〜までの含水率低下状況に含せて時間を延長さ
れる。変動圧を繰り返えされる一単位の時間は40
秒から120秒の間で、樹種によつて異なる。減圧
される時間は30分から40分の間である。

この運転で特に注意する必要があるのは、運転
開始初期において、それぞれの気体での加圧圧力
を同じにするため、それぞれの気体の圧力容器内
へ注入するまでの圧力（約２Kg／cm²以上が望まし
い。）をほぼ同じ圧力にし、それぞれの噴射管と
放出管に接続するバルブの開放状態に注意するこ
とと、スーパー蒸気と、混合気体は、加圧中は無
色であり、圧力がなくなれば白色の飽和蒸気にな
つてしまうものであるが、大気に放出した直後は
無色のため危険であるから、加圧状態にならない
保温庫内に放出する方が安全であることである。

次に各セクシヨンごとの効能についての説明を
行う。各セクシヨンとも加圧気体で加熱するため
桟積みの状況の如何に問わず、木材の全周が同じ
温度で加熱しうるが、加圧されているために、木
材内に当初からある含有水は、それぞれの木材の
中心に押し込まれて行き、比熱の関係上、木材の
中心温度の上昇を妨げる現象が生じる欠点があ
る。その欠点をなくすために、各セクシヨン共、
加熱気体の圧力を変動させて、加圧圧力が低下す
るときに、加圧圧力によつて木材中心部に押し込
まれて行つた含有水を表層方向へ引き戻す運動を
起こさせ、木材の中心部に含有水が凝縮してしま
う現象をなくしている。セクシヨンの飽和蒸気
のみの変動圧の加圧加熱によつて、木材表面に発
生した高温のドレン水と、当初からある低温の含
有水がまざり、上記の変動圧の加熱時間の所定時
間たてば、含有水の温度は飽和蒸気温度と同一に
なる。上記にこの所定時間をセクシヨン以降の
状況により延長しても良いと記載したが、延長す
ることによつて、若干木材に生ずる含有水の量が
増加するだけで、本機にはセクシヨン以降の工
程がついているために大局には影響がない。その
後、飽和蒸気の放出と減圧の工程で、木材内の全
含有水が同時に沸騰し、含有水の移動の妨害にな
つていた樹脂が除去され、全細胞腔に含有水の一
部が発散した空洞部分を有する状態が作り出さ
れ、以後の含有水の移動が容易になる木材を作り
出される。セクシヨンからまでのスーパー蒸
気による変動圧の加圧加熱の場所では、スーパー
蒸気の噴射管のある圧力容器の壁面と桟積みされ
た木材とにかこまれた部分は、他より若干圧力が
高くなり、スーパー蒸気吸出管のある圧力容器の
壁面と桟積みされた木材とにかこまれた部分は、
他より若干圧力が低いために、桟積みされた木材
の間は、ほぼ同様の状況でスーパー蒸気が流れ
る。スーパー蒸気の温度が飽和蒸気の温度より20
℃以上高いために、加圧圧力の沸騰点以上の温度
で加熱されるようになり、飽和蒸気の加熱であれ
ば加圧中の含有水の低減がはかれないのと違い、
含有水はたえず沸騰している状況となり、加圧中
も含水率低下がおこなわれる。その上、セクシヨ
ンの工程により含有水の移動が容易になつてい
る木材のためと、スーパー蒸気の変動圧による加
圧加熱のためにより、木材の中心部にある含有水
も表層へ移行しやすく沸騰発散が容易になつてい
る。スーパー蒸気の変動圧による加圧加熱の所定
時間を経たのち、スーパー蒸気の注入を停止し、
スーパー蒸気を放出し、減圧することによつて、
木材の中心部の含有水の沸騰も促進され水分傾斜
の発生を是正される。その後、次のセクシヨンに
移行した直後に、飽和蒸気による加圧加熱を初め
に実施することによつて、木材表面の甚しい含水
率低下を防ぎ、処理木材の損傷を防止している。
スーパー蒸気処理のセクシヨンを４ケ所設置した
理由は、スーパー蒸気の変動圧の加圧加熱だけで
含水率は低下して行くから、処理工程中の水分傾
斜の発生を大にならしめずに、木材の損傷を防ぐ
ためで、必ずしもこの実施例のように４セクシヨ
ン必要であると言う意味ではない。この実施例の
最後のセクシヨンにおいて、スーパー蒸気と空
気との混合気体の変動圧による加圧加熱を実施す
るセクシヨンを設けたのは、スーパー蒸気の変動
圧による加圧加熱による含水率低下では、平衡含
水率のレベルまで含水率低下して行くと、スーパ
ー蒸気と言え蒸気であるために、平衡含水率近辺
まで含水率低下すると、含水率低下のスピードは
甚しく低下するために、蒸気量の少ない気体の変
動圧による加圧加熱が必要となるからである。

本実施例では３種類の気体の同時注入を実施し
ているが、その３種類の気体が圧力容器内で混合
しないのは、各セクシヨンは各トロのついたてに
よつて、各木材の間に約１ｍの気体の流れない場
所が存在することで仕切られていることと、３種
類の気体の圧力容器への注入圧力が同じであり、
各セクシヨンごとの圧力は同じ加圧圧力で変動し
ており、各セクシヨンごとに噴射管と、加圧状態
となつていない空間に放出するドレンパイプ・蒸
気吸収管が対応していることとで、各セクシヨン
ごとの加圧気体は、それぞれのセクシヨンごとの
外部に接続しているパイプに向つて流れ、ついた
ての僅かな隙き間を通つて、他のセクシヨンの吸
収管へ流れることはないからである。

以上実施例にもとづき説明したように、本発明
は、飽和蒸気加熱と減圧とをしうる圧力容器の中
を被乾燥木材が順次移動しうるようにし、移動し
てきた被乾燥木材の乾燥レベルに応じ、性質の異
なる二つ以上の気体で加圧状況下での変動圧によ
る加圧と大気圧以下での減圧を同時に行えるよう
にしたことを特徴としているため、その時々の乾
燥レベルに応じた最適な気体を使用して加圧状況
下での変動圧による加圧と大気圧以下の減圧を行
うことができ、今迄長い日数を必要としていた木
材が、入荷次第順次本発明の乾燥機に入れて行き
さえすれば、約２時間ごとに割れ・歪みのない高
品質の乾燥材となつて出てくるため、在庫量が１
月分あればことたり、在庫量の資産や金利、乾燥
のため用地確保に悩まされていた業界に益する所
大となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は圧力容器内にトロが入つている状態の
断面図。第２図は、本発明を実施するための構成
図。 １……圧力容器、２……トロ、４……ボイラ
ー、５……加熱炉、６，７……減圧弁、８……送
風機、１０，１１，１２，１３，１４，１５……
飽和蒸気噴射管、１６，１７，１８，１９……ス
ーパー蒸気噴射管、２０，２１，２２，２３……
スーパー蒸気吸出管、２６……混合気体噴射管、
２７……混合気体放出管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 順次移動しうる被乾燥木材を積載しているト
   ロを在中している隔壁のない一つの圧力容器の、
   入口側に飽和蒸気、中間部に過熱蒸気、出口側に
   過熱蒸気と加熱空気の混合気体を噴射しうる噴射
   管を有し、それぞれの気体を噴射して桟積みした
   木材の材間を通して反対側より放出できるように
   なして、それぞれの気体による小規模の加圧と減
   圧とを繰り返えして加圧加熱を行つた後、該容器
   内よりそれぞれの気体を放出し、該容器内を減圧
   した後空気を入れて常圧とし、該木材を積載して
   いるトロを、一セクシヨン前進させて、該木材の
   乾燥レベルに応じ、性質の異なる気体による加圧
   と減圧を同時に行えるようにした構造を有するこ
   とを特徴とする木材の乾燥機。