JPH085237A - 木材の乾燥方法及びその乾燥装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 木材の表層側と中心層側との乾燥速度（含水
率の低下）を平衡、若しくは表層側に中心層側の乾燥速
度をできる限り近付ける乾燥条件を乾燥室に作りだして
割れの発生を防いだ丸太乾燥を可能にすることにある。 【構成】 内圧を常圧、若しくはそれに近い状態に維持
する排装装置５を有する乾燥室Ａに生蒸気のみを送り込
んで同室内を、常温から90以上〜 100℃まで加熱・昇温
せしめて木材（樹皮付き丸太１）の表層から中心層に至
る内部全域を前記90以上〜 100℃まで加熱処理する一次
乾燥を行なう。そして、ヒーター９により室内を一気に
100℃以上〜 200℃まで加熱・昇温せしめて木材内部の
水分を沸騰させて含水率を目標含水率に至る繊維飽和点
まで高温処理する二次乾燥を行なう。最後に、乾燥室Ａ
内の乾球温度及び湿球温度を木材の乾燥具合に応じて変
更し、その条件により目標含水率まで低温湿処理する三
次乾燥を行なうことで、割れを防いで木材を目標含水率
まで乾燥することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、木材の乾燥方法及びそ
の乾燥装置に係り、詳しくは丸太や角や板等に加工され
た製材等の生木材を乾燥室に収容して、該乾燥室内を適
宜の乾燥温度に昇温せしめて人工的に乾燥を行う乾燥方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及びその問題点】従来から知られている木
材の人工乾燥は、生木材を収容する乾燥室を40〜90℃程
度の乾燥温度に加熱・昇温せしめて行なう乾燥方法が一
般的であり、含水率が例えば140 ％の木材を17％の目標
含水率（仕上がり含水率）まで乾燥するには20日間位掛
かっていた。従って、従来法では乾燥が終了するまでの
日数が長く、生産効率が悪い。しかも、その乾燥は木材
表層からの水分の蒸発を主体としていることから、表層
側のみが乾燥してその乾燥が中心層（木部の中心）まで
は至らないと言った表層から中心層まで全体を均一に乾
燥することができない。即ち目標含水率の均一化が図れ
ず、木材の各種強度に大きく影響する完全な乾燥が望め
ないものであった。又、水分が蒸発する表層側から乾燥
が始まることから、その乾燥による収縮の異方性に伴っ
て割れが表層に発生し、実際に建築材、建具材として利
用できる部分が少なく無駄になる部分が多いと言ったそ
の利用価値が大幅に低減してしまうものである。いずれ
にせよ従来の乾燥技術では割れ発生を防いだ木材乾燥、
特に心持ち丸太や心持ち製材の乾燥は不可能とされてい
た。

【０００３】ちなみに、心持ち丸太や心持ち製材の場合
には性質上、人工乾燥する時に割れを表層から中心層に
向かって起こす傾向にある。詳しく述べると、乾燥（含
水率の低下）による木材各方向の収縮は表層から中心層
に向かうその半径方向よりも表層に沿うその周方向（年
輪との接線方向）が大きいことから、中心層側よりも早
めに表層側が乾燥すると、どうしても中心層側に比べて
年輪層の形成が粗く水分の含水率が高い表層に割れが起
こり易く、それが徐々に中心層に向かう半径方向に起こ
る傾向にあるからである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本願発明者らはこの様
な従来事情に鑑みて長年の経験と実績を基に種々の研究
を重ねた結果、木材を人工乾燥する時に表層側と中心層
側との乾燥速度（含水率の低下速度）を平衡、若しくは
表層側に中心層側の乾燥速度をできる限り近付ける乾燥
条件（乾燥雰囲気）を乾燥室に作ることが、割れ発生を
防ぐ上で最も重要であることに着目し、それを実現する
ために種々の研究を重ねて割れの発生を防ぎながら中心
層に至る完全乾燥を可能とし、しかも安価で実施し得る
様に開発した画期的な乾燥方法とその装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を達成するための手段】上記目的を達成するため
に本発明が講じる技術的手段は、多数本の木材を、各木
材間に熱が通る間隔をおいて多段状に積み重ねて収容す
ると共に、内圧を常圧、若しくはそれに近い状態に維持
する排気装置を有する乾燥室に生蒸気のみを送り込んで
同室内を、常温から90以上〜 100℃まで加熱・昇温せし
めて木材の表層から中心層に至る内部全域を前記90以上
〜 100℃まで加熱処理する一次乾燥、木材の中心層が90
℃以上〜 100℃に加熱された後、ヒーターにより室内を
一気に 100℃以上〜 200℃まで加熱・昇温せしめて木材
内部の水分を沸騰させて含水率を目標含水率に至る繊維
飽和点まで高温処理する二次乾燥、更に含水率が繊維飽
和点まで低下した時点で室内の乾球温度，湿球温度等の
温度条件を変更し、その条件により目標含水率まで低温
湿処理する三次乾燥からなることを要旨とする乾燥方法
である。

【０００６】又、上記三次乾燥により木材が目標含水率
まで乾燥処理された時点で、室内の湿球温度のみの温度
条件を変更し、その条件により木材に残留する乾燥応力
と水分傾斜を取り除く乾燥処理を行うことを要旨とする
乾燥方法である。

【０００７】一側面に扉により密閉される木材の出入口
を有する平面略矩形状の乾燥室と、この乾燥室脇に設置
されるボイラー室とで構成され、乾燥室の内部上方に前
記ボイラー室から配管されて同室内に生蒸気を送り込ん
で加熱・昇温せしめる蒸射管と、同室内を熱交換により
加熱・昇温せしめるヒーターとを配備し、且つ乾燥室の
適所には室内の前記加熱・昇温時に自然排気せしめて同
室内の内圧を常圧、若しくはそれに近い状態に維持する
排気装置と、前記蒸射管、ヒーターによる前記加熱・昇
温時にその熱を室内全域に循環する循環装置とを設置
し、更に乾燥室の床には多数本の木材を多段状に積み重
ね搭載せしめた台車を乾燥室内に搬入、そして乾燥終了
後に搬出させる走行レールを敷設したことを要旨とする
乾燥装置である。

【０００８】又、上記循環装置は天井から垂れ下げた支
持具の下端に耐熱性軸受けを介してプロペラシャフトを
水平に軸支せしめてその一端を側壁に開口した口縁に耐
熱性シール部材を有する貫通孔を通して乾燥室外に突出
させると共に、該シャフトの軸芯上における側壁外部に
はモーターを設置せしめて、このモーターにシャフトの
前記突出一端側を接続し、且つ乾燥室内に内在する同シ
ャフトの他端にプロペラファンを取り付けたことを要旨
とする乾燥装置である。

【０００９】更に、上記排気装置は乾燥室の適所に開設
した排気通路に、乾燥室内の内圧に押されて一方向に自
動解放する開閉ダンパーを配備して構成したことを要旨
とする乾燥装置である。

【００１０】

【作 用】而して、上記した本発明請求項１に記載に
よれば、乾燥室を生蒸気のみにて常温から90℃以上〜 1
00℃まで加熱・昇温せしめて維持することで、熱が通る
間隔をおいて多段状に積み重ね収容されている木材に前
記熱を万弁に行き渡らせて各木材を加熱する。この際、
室内の湿度は前記温度の上昇と共に徐々に上がって温度
が90℃以上〜 100℃に達した時点で 100％になることか
ら、木材の表層部の乾燥は 100％の湿度雰囲気により抑
えられた状態で熱が木材の中心層へと徐々に伝達されて
行く。それにより、木材表層部の乾燥が抑えられて内部
全域が水分が沸騰する直前の90℃以上〜 100℃に近い温
度に均一且つ平衡に加熱される。即ち温度と湿度との組
み合わせにより温湿度のバランスを図る所謂乾燥スケジ
ュールにて表層から中心層に至る内部全域を均一且つ平
衡に加熱する一次乾燥を行なう。

【００１１】木材を90℃以上〜 100℃まで十分に加熱せ
しめた後、ヒーターにより一気に室内を 100℃以上〜 2
00℃まで加熱・昇温せしめて維持することで、木材内部
を一気に 100℃以上〜 200℃に加熱せしめて木材内部の
水分を一気に沸騰せしめると共にそれに伴い増圧せしめ
た内圧より両端の木口から吹き出させて繊維飽和点まで
乾燥させる二次乾燥を行なう。この際、室内温度の上昇
に伴う乾燥室内の内圧は排気装置から乾燥室外に排気さ
れることで、室内は常圧、若しくはそれに近い状態に維
持されることから、沸騰せしめた木材内部の水分は木口
から一気に吹き出す。それにより、表層側と中心層側と
の乾燥速度（含水率の低下速度）を平衡、若しくは表層
側に中心層側の乾燥速度をできる限り近付けて内部全域
を均一且つ平衡に乾燥させることができる。そして、含
水率が繊維飽和点に到達した時点で、室内の乾球温度、
湿球温度等の乾燥条件を木材の乾燥具合に応じて変更せ
しめてその乾燥条件を所定の時間維持することで、木材
内部の含水率を目標含水率まで乾燥させる三次乾燥を行
なう。

【００１２】請求項２に記載によれば、木材が目標含水
率まで乾燥された時点で、三次乾燥における湿球温度の
みの乾燥条件を変更せしめてその条件を所定の時間維持
する乾燥を行う。これにより、目標含水率（仕上がり含
水率）まで乾燥された木材の内部に残留している乾燥応
力と水分傾斜が取り除かれる。

【００１３】請求項３によれば、木材を多段状に搭載し
た台車を走行レールにより扉が開けられた出入口から乾
燥室内に走行搬入せしめて同室内に木材を収容し、出入
口を扉により閉じた後、ボイラーを運転させて同ボイラ
ー室から配管せる乾燥室内上部の蒸射管に生蒸気を送り
込む。生蒸気は乾燥室の内部上方から同室内に蒸射せし
められて同室内を常温から90℃以上〜 100℃まで加熱・
昇温する。すると、熱が通る間隔をおいて多段状に積み
重ねられて収容されている台車上の木材に循環装置によ
り生蒸気熱が万弁に行き渡り、各木材を加熱する。この
時、生蒸気による室内温度の加熱・昇温により内圧が上
がると排気装置を通して乾燥室外に排気されることで、
同乾燥室室内は常圧、若しくはそれに近い状態に維持さ
れる。乾燥室内の温度が生蒸気により徐々に90℃以上〜
100℃に達するとその時点で湿度も温度の上昇と共に徐
々に上がって 100％になり、木材表層部の乾燥が 100
％の湿度雰囲気により抑えられた状態で熱が中心層へと
徐々に伝達されて水分が沸騰する直前の90℃以上〜 100
℃に近い温度に内部全域が均一且つ平衡に加熱されて行
く。即ち温度と湿度との組み合わせにより温湿度のバラ
ンスを図る所謂乾燥スケジュールにて表層から中心層に
至る内部全域が均一且つ平衡に加熱される。

【００１４】木材の内部全域が沸騰する直前の上記90℃
以上〜 100℃に近い温度に加熱されると次に、ボイラー
室から乾燥室内上部のヒーターに高温蒸気が送り込まれ
て同ヒーターから放射される熱により同室内を一気に 1
00℃以上〜 200℃まで加熱・昇温せしめる。すると、木
材内部は一気に 100℃以上〜 200℃に加熱されて木材内
部の水分は一気に沸騰を開始して木材両端の木口（切
口）から吹き出す。それにより、木材は繊維飽和点まで
乾燥される。この際、乾燥室内の内圧は排気装置から自
然排気されて常圧、若しくはそれに近い状態に維持され
ることから、一気に沸騰せしめた木材内部の水分は両端
木口から一気に吹き出して表層側と中心層側との乾燥速
度（含水率の低下速度）を平衡、若しくは表層側に中心
層側の乾燥速度をできる限り近付けて内部全域を均一且
つ平衡に乾燥する。

【００１５】そして、木材内部の含水率が繊維飽和点に
到達した時点で、乾燥室内の乾球温度、湿球温度等の乾
燥条件を木材の乾燥具合に応じて変更せしめてその乾燥
条件を所定の時間維持する乾燥を行って木材内部の含水
率を目標含水率まで乾燥させる。

【００１６】請求項４に記載の技術的手段によれば、モ
ーターを外部に設置せしめて乾燥室内のプロペラファン
に回転動力を伝える外部設置型としたことで、 100℃以
上の乾燥温度になる室内熱からモーターが保護される。

【００１７】請求項５によれば、乾燥室上部の蒸射管か
ら蒸射される生蒸気、そしてヒーターから放射される熱
により乾燥室内が加熱・昇温するに伴い内圧が常圧以上
になると、排気通路の開閉ダンパーが内圧に押されて開
く。それにより、常圧を越える乾燥室内の内圧は排気通
路を通って乾燥室外に自然排気されることから、沸騰す
る木材内部の水分をその両端木口から一気に吹き出させ
る条件、即ち乾燥室の内圧は常圧、若しくはそれに近い
状態に維持される。

【００１８】

【実 施 例】本発明の実施の一例を図面に基づいて以
下説明すると、図１乃至図５は樹皮付き生丸太１（以
下、単に丸太と称する）の乾燥方法（以下、本工法と称
する）を実施する乾燥装置の一例を示し、Ａは波形鋼板
からなる外壁材2-1 と、ステンレス板にセラミックスコ
ーテング処理（表面処理）を施してなる内壁材2-2 との
間に断熱材2-3 を装填して構設した床A-1 、側壁A-2 、
天井A-3 から平面略横長矩形状にを組み立てた乾燥室で
あり、熱が通る間隔をおいて横数列で多段状に積み重ね
られた多数本の丸太１を、乾燥室Ａ内の床A-1 からその
一側の出入口Ｐより室外に向けて敷設したステンレス製
のレール３上を走行する台車４上に載せて搬入収容し得
る様に構成してなる。そして、乾燥室Ａの側壁A-2 の適
所には室内温度の昇温に伴う内圧上昇を防ぐ排気装置５
が設けられており、この排気装置５から自然排気される
ことにより乾燥室Ａ内が常圧、若しくはそれに近い状態
に維持される様になっている。

【００１９】因みに、本実施例の乾燥室Ａは工場におい
て床A-1 全面とその周囲から立ち上がる側壁A-2 の高さ
途中までを一体に組立構設した下側ユニットＡ’と、残
りの側壁A-2 と天井A-3 全面を一体に組立構設した上側
ユニットＡ”とを現場まで運搬せしめて、現場において
下側ユニットＡ’の側壁A-2 上端と上側ユニットＡ”の
側壁A-2 下端とを溶接等により接続することで構築する
構成としてなる（図３参照）。

【００２０】排気装置５は、乾燥室Ａ内の加熱・昇温に
伴い上昇する内圧が常圧を越えた時点で解放せしめてそ
の内圧を乾燥室Ａ外に自然排気せしめて同室内の内圧を
常圧、若しくはそれに近い状態に維持する役目を成すも
ので、図６に示した様に乾燥室Ａの側壁A-2 に開設した
排気通路5-1 内に、内圧に押されてその排気方向のみに
解放する動きを成す開閉ダンパー5-2 を配備せしめて、
内圧により開閉ダンパー5-2 が自動的に解放せしめる様
にしてある。開閉ダンパー5-2 は乾燥室Ａ内の内圧に押
されて解放し得る軽量部材にて形成し、その上辺を軸支
せしめて排気通路5-1 に開閉自在に垂設する。そして、
開閉ダンパー5-2 が垂直に垂れ下がった状態（閉鎖状
態）で乾燥室Ａ側への動きを止めるシール枠5-3 を排気
通路5-1 の周囲壁に取り付けて排気方向のみに解放する
動きを成す様にしてある。又、この排気装置５の排気通
路5-1 には本発明乾燥装置を低温乾燥により使用する時
に開閉ダンパー5-2 を強制的に解放させて内圧を排気す
る排気ファン６を適宜差込み接続し得る様にしてある
（図７参照）。

【００２１】図中７は図５に示した如く、乾燥室Ａの床
A-1 の適所に外部に向けて通路状に設けた水抜き孔であ
り、丸太１から吹き出した水分が床A-1 に溜まることな
く外部に速かに抜ける様になっている。尚、この水抜き
孔７は丸太１から出た水分を外部に排出する役目に加え
て、室内温度の昇温に伴う内圧の上昇を抑えるべく同圧
を外部に自然排気する役目を成す排気を兼ねた水抜き兼
排気孔となり、上記排気装置５と共に乾燥室Ａ内を常
圧、若しくはそれに近い状態に維持する役目を成す。

【００２２】そして、乾燥室Ａ上部の天井A-3 近傍には
乾燥室Ａ脇のボイラー室Ｂから配管されてきた蒸射管８
とヒーター９とが長手方向に亘り設置されており、蒸射
管８から蒸射される生蒸気により室内を常温から90℃以
上〜 100℃まで加熱・昇温せしめる一次乾燥を行なうと
共に、ヒーター９から放射される熱により室内を一気に
100℃以上〜 200℃まで加熱・昇温せしめる二次乾燥を
行なうことで、含水率が例えば 140％の丸太１を17％の
目標含水率に至る25〜28％の繊維飽和点まで乾燥する様
になっている。尚、本実施例使用のボイラーの最大能力
は常用圧力が７〜８Kg／cm² の場合で飽和温度が約 164
〜 170℃であり、16Kg／cm² の場合で飽和温度が約 204
℃である。

【００２３】蒸射管８は、乾燥室Ａの天井A-3 付近にお
いて左右に分けられて複数本配管され、ボイラー室Ｂか
ら送られてくる生蒸気を蒸射口から乾燥室Ａに蒸射せし
めて同室内を常温から90℃以上〜 100℃まで加熱・昇温
せしめる様に構成してなる。

【００２４】ヒーター９は、乾燥室Ａの天井A-3 に左右
に分けて蒸気を通す多数本のフィン付き加熱管9-1 を上
下並列状に配管せしめてこの加熱管9-1 との熱交換によ
り乾燥室Ａを加熱する熱交換器であり、蒸気を各加熱管
9-1 内を通して乾燥室Ａ内との熱交換を行ない、該乾燥
室Ａ内を上記蒸射管８から蒸射される生蒸気と共に一気
に 100℃以上〜 200℃まで加熱・昇温せしめる様に構成
してなる。

【００２５】更に、乾燥室Ａ上部の天井A-3 近傍には蒸
射管８から蒸射させる生蒸気や加熱管9-1 との熱交換に
よる熱を室内全域に万弁に行き渡らせる数基の循環装置
10が設置されており、数台の台車４に分けられて乾燥室
Ａ内に搬入収容された各台車４上の丸太１全てを均等に
加熱し得る様にしてある。

【００２６】循環装置10は、図５に示した様に天井A-3
から垂れ下げた支持具11の下端に耐熱性軸受け12を介し
てプロペラシャフト10-1を水平に軸支せしめてその一端
を側壁A-2 に開設した貫通孔13を通して乾燥室Ａ外に突
出させると共に、該シャフト10-1の軸芯上における側壁
A-2 外部にはモーター10-2を設置せしめて、このモータ
ー10-2にシャフト10-1の前記突出一端側をカップリング
14により直結接続せしめる。そして、乾燥室Ａ内に内在
するプロペラシャフト10-1の他端にプロペラファン10-3
を取り付ける。

【００２７】プロペラシャフト10-1は、耐熱性に優れた
ステンレスから一端側を側壁A-2 の貫通孔13から外部に
突出臨ませた状態で他端側が乾燥室Ａ上部の両側の蒸射
管８及びヒーター９間に位置する長さに形成され、その
他端側を両側の蒸射管８及びヒーター９間における天井
A-3 に垂設された支持具14の下端に耐熱性軸受け12を介
して軸支せしめると共に、外部に突出させた一端側はモ
ーター10-2を設置したベース15上に取り付けた軸受け16
に軸支させる事で、両軸受け12，16間に亘り水平に架設
し、外部に突出臨ませた一端側をモーター10-2にカップ
リング14により直結接続すると共に、乾燥室Ａ上部の両
側の蒸射管８及びヒーター９間に位置させた他端側には
プロペラファン10-3を取り付ける。そして、プロペラシ
ャフト10-1を乾燥室Ａ内から外部に向けてステンレス製
パイプを挿通してなる貫通孔13の外部口縁には耐熱性シ
ール部材17を取り付けて、室内熱が外部に流出（放出）
するのを防ぐ様にしてある。

【００２８】因みに、耐熱性軸受け12とはステンレスか
らなるベアリングケースと軸支持ケースとの間にセラミ
ックスからなるボールを介在して構成したもので、室内
の熱影響を受けずにプロペラシャフト10-1を円滑に支持
する様にしてある。

【００２９】而して、循環装置10はプロペラシャフト10
-1を介してプロペラファン10-3を駆動回転させるモータ
ー10-2を外部に設置した外部設置構造を採用すること
で、100℃を越える室内の熱影響を直接受けない様に考
慮し、室内熱から熱に弱いモーター8-2 を保護すること
で耐用年数の延長を図る様にしてある。

【００３０】次に、以上の如く構成された乾燥装置を用
いた本工法による丸太の乾燥を説明すると、まず始めに
ボイラー室Ｂから乾燥室Ａ上部の蒸射管８に蒸気を送り
込んで該蒸射管８から吹き出す生蒸気のみにて乾燥室Ａ
を常温から90℃以上〜 100℃まで加熱・昇温せしめて桟
木等の角材18により熱が通る間隔をおいて多段状に積み
重ねられ且つ最上段の丸太１上には乾燥時のそり防止用
の重り19が載せられた状態で乾燥室Ａ内に搬入収容され
た台車４上の丸太１に前記90℃以上〜 100℃の熱を循環
装置10により万弁に行き渡らせて各丸太１を加熱処理す
る一次乾燥が行なわれる。次にボイラー室Ｂから乾燥室
Ａ上部のヒーター９に蒸気を送り込んで該ヒーター９の
過熱管9-1 から放熱される熱との熱交換により室内を一
気に 100℃以上〜 200℃まで加熱・昇温せしめて丸太１
を一気に 100℃以上〜 200℃に高温処理する二次乾燥が
行なわれることで、含水率が例えば 140％の丸太１を17
％の目標含水率まで丸太乾燥の最大の課題である割れを
発生させずに乾燥するものである。そして、丸太１が17
％の目標含水率まで乾燥された時点で、室内の湿球温度
のみの温度条件を変更し、その条件により木材１に残留
する乾燥応力と水分傾斜を取り除く乾燥処理を行う。

【００３１】而して、本工法における乾燥室Ａの乾燥条
件として、一次乾燥時においては90℃以上〜 100℃の範
囲に抑える。二次乾燥時においては 100℃以上〜 200℃
の範囲に抑える。三次乾燥時においては乾球温度を70
℃、丸太１の乾燥具合に応じて湿球温度を64〜69℃（関
係湿度約76〜96％）の範囲に抑えることが必要である。

【００３２】その理由は、以下の通りである。一次乾燥
の場合、乾燥室Ａ内の乾燥温度が90℃以下では内部の水
分が沸騰する温度域直前まで丸太１内部をその中心層ま
で十二分に且つ均一に加熱することができない。即ち二
次乾燥に入って前記乾燥温度を一気に 100℃以上〜 200
℃まで加熱・昇温せしめた際、それと略同時位に丸太１
内部の水分が一気に沸騰を開始して内部乾燥が速かに行
なわれないと、中心層側に比べて水分の含水率が高く、
割れが起こり易い丸太１の表層部が前記 100℃以上〜 2
00℃の高温熱により先に乾燥を開始して中心層に向かう
半径方向の割れが表層部に発生する。更に詳しく述べる
と、二次乾燥に入ってから内部の水分が沸騰を開始する
まで時間が掛かると、丸太１表層部の水分蒸発が先に進
行して内部の水分が沸騰を開始する前に表層部の乾燥が
行なわれて、当該表層部に周方向への収縮により割れが
発生してしまうからである。

【００３３】他方、 100℃を越えると、内部水分の沸騰
が中途半端に開始して木口からの水分の一気の吹き出し
が望めず、同時に表層部の水分蒸発が進行して表層側と
中心層側との乾燥速度（含水率の減少速度）を平衡、若
しくは表層側に中心層側の乾燥速度をできる限り近付け
る乾燥条件（乾燥雰囲気）を作ることができないからで
ある。一次乾燥の乾燥温度を90℃以上〜 100℃の範囲に
設定することで、二次乾燥に入ってから即座に丸太１両
端の木口からの一気の沸騰吹き出しが図られ、その分、
乾燥時間が更に短縮され、しかも、中心層側の乾燥速度
を表層部側に平衡、若しくはより近付けた前記乾燥条件
を乾燥室Ａに作ることができる。

【００３４】二次乾燥の場合、乾燥室Ａ内の乾燥温度が
100℃以下では上記した一次乾燥の100℃を越えた場合
の内容と同様の不具合が起こり、内部水分の一気且つ速
かな沸騰吹き出しが望めない。

【００３５】他方、 200℃を越えると、内部水分の速か
な沸騰、木口から一気の吹き出しが望める反面、丸太１
の表層部の水分蒸発がそれよりも速めに進行して、内部
水分が目標含水率に至る含水率が25〜28％の繊維飽和点
まで低下する前に表層部の水分が完全に蒸発し、乾燥を
越えて炭化する虞れがあるからである。二次乾燥におけ
る乾燥温度は 100以上〜 200℃の範囲に設定すること
で、一次乾燥時において内部水が沸騰する直前まで加熱
された丸太１内部を一気に沸騰点まで加熱せしめて表層
部の乾燥が進行する前に木口から水分を一気に吹き出さ
せて内部乾燥を速かに行うことができる。即ち、丸太１
の表層側と中心層側との乾燥速度（含水率の減少速度）
を平衡、若しくは表層側に中心層側の乾燥速度をできる
限り近付けることができる最も好ましい乾燥条件（乾燥
雰囲気）を乾燥室Ａに作ることができる。

【００３６】以上の乾燥条件から本工法の実験例を以下
に説明する。 室内温度 一次乾燥 90〜 100℃ 二次乾燥 100以上〜 200℃ 三次乾燥 乾球温度70℃、湿球温度64〜69℃（関係湿度約76〜96％） 使用丸太 種 類 樹皮付き針葉樹（丸太） 形 状 末口径級20cm以下、長さ３ｍ 多数本の丸太１を桟木16を介在させながら各丸太１間に
熱が通る間隔をおいて数台の台車４上に多段状に載せて
乾燥室Ａ内に搬入収容し、扉A-4 及び点検扉A-5 を閉じ
て乾燥室Ａに蒸射管８から生蒸気を送り込んで該生蒸気
のみにて常温から90〜 100℃まで乾燥室Ａ内を加熱・昇
温せしめて室内が90〜 100℃に達した時点から６〜８時
間維持する一次乾燥を行なった。

【００３７】尚、室内を常温から90〜 100℃まで加熱・
昇温するには略２〜３時間要する。この際、循環装置10
の運転を起動させて生蒸気を室内全体に万弁に攪拌させ
て熱が通る間隔をおいて収容されている丸太１に熱を万
弁に行き渡らせながら各丸太１を加熱する。室内温度が
90〜 100℃に到達すると、室内の湿度は温度の上昇と共
に徐々に上がって 100％になり、丸太の表層部位の乾燥
は100 ％の湿度雰囲気により抑えられた状態で熱が丸太
１の中心層へと徐々に伝達されて、丸太１はその表層の
乾燥が抑えられた状態で内部全域の水分が沸騰する直前
の90〜 100℃に近い温度に均一且つ平衡に加熱される。

【００３８】そして、６〜８時間掛けて中心層まで 100
℃に近い温度に丸太１内部が十分に加熱した後、循環装
置10により熱を室内全体に撹拌するその室内攪拌を継続
させながら、ヒーター９により室内温度を90〜 100℃か
ら一気に 100以上〜 200℃まで昇温せしめて室内が 100
以上〜 200℃に達した時点から該室内温度を略24時間維
持する二次乾燥を行なった。

【００３９】尚、室内を90〜 100℃から 100以上〜 200
℃まで加熱・昇温するには略３時間要する。室内温度が
100以上〜 200℃に到達すると、丸太１内部は水分が沸
騰する 100℃以上に一気に加熱され、丸太１内部の水分
は一気に沸騰せしめると共にそれに伴い増圧せしめた丸
太１内部の内圧より押し出されて両端の木口から一気に
吹き出す。24時間経過後の丸太１内部の含水率を見る
と、図９から明らかである様に含水率 140％の丸太１が
25〜28％位の繊維飽和点まで略４日間で乾燥されたこと
が分かる。この二次乾燥において室内温度が 100以上〜
200℃まで上昇しても乾燥室Ａ内の内圧は排気装置５の
開閉ダンパー5-3 の自動解放により排気通路5-1 から外
部に自然排気されることで、同室内は常時、常圧、若し
くはそれに近い状態に維持され、沸騰せしめた丸太１内
部の水分はその両端の木口から一気に吹き出して表層側
と中心層側との乾燥速度（含水率の低下速度）が平衡、
若しくは表層側と中心層側との乾燥速度ができる限り近
付いて内部全域が均一且つ平衡に乾燥させることが確認
された。それにより、全く割れを起さずに丸太１内部の
含水率の低下が確認された。

【００４０】含水率が25〜28％の繊維飽和点まで低下し
た時点で、丸太１の乾燥具合に応じて室内の乾球温度を
70℃、湿球温度を68℃（関係湿度約91％）の条件に変更
し、その条件を略１日程度維持した後、更に湿球温度の
みを66℃（関係湿度約83％）の条件に変更して、略１日
程度維持する三次乾燥を行なった。この場合、室内温度
の低下に合わせながら湿度も徐々に下げていくことで、
割れのない状態で丸太１内部の含水率を17％の目標含水
率まで乾燥することができた。

【００４１】そして最後に、乾燥丸太１に残留している
乾燥応力と水分傾斜（表層と中心層との含水率の差）を
取り除く処理として、湿球温度のみを69℃（関係湿度約
96％）の乾燥条件に変更して、その乾燥条件を略１日程
度維持する乾燥を行なった後、扉A-4 を開けて丸太１を
乾燥室Ａから取り出す。

【００４２】尚、、本発明の乾燥方法では上述した樹皮
付き丸太１の乾燥の他に、剥皮丸太を製材して角や板に
した所謂角材や板材等をも乾燥することが可能である。
即ち上記した樹皮付き丸太１の乾燥と同様に割れの発生
を防いで内部全域を目標含水率まで完全乾燥することが
可能である。乾燥を対象とする木材としては針葉樹の中
からカラマツ、エゾマツ、アカマツ等、広葉樹の中から
ナラ、カツラ、シオジ等が挙げられるが、これらに限定
されるものではなく、本発明は構造材（建材），造作
材，家具材として用いられる全ての木材を乾燥対象材と
しているものである。

【００４３】

【発明の効果】本発明の乾燥方法及びその装置は叙上の
如く構成してなるから、下記の作用効果を秦する。 ．一次乾燥において生蒸気のみによる室内の90℃以上
〜 100℃の加熱・昇温により室内は100 ％の湿度雰囲気
に保たれ、その雰囲気の中で丸太は90℃以上〜 100℃に
加熱されることから、表層部の乾燥が抑えられて木材の
中心層に向かう内部全域が、水分が沸騰する直前の90℃
以上〜 100℃に近い温度に均一且つ平衡に加熱される。
そして、二次乾燥において室内が一気に 100℃以上〜 2
00℃まで加熱・昇温されることで、一次乾燥において沸
騰する直前まで加熱された丸太の内部は一気に 100℃以
上〜 200℃まで加熱されて内部の水分は一気に沸騰せし
めて木口から一気に吹き出す。それにより、木材の表層
側と中心層側との乾燥速度（含水率の低下速度）を平
衡、若しくは表層側に中心層側の乾燥速度をできる限り
近付けて内部全域を均一且つ平衡に繊維飽和点まで乾燥
させることができる。最後に、三次乾燥において室内の
乾球温度、湿球温度等の乾燥条件を木材の乾燥具合に応
じて変更せしめてその乾燥条件を所定の時間維持するこ
とで、木材の含水率を目標含水率、例えば含水率が140
％の木材を17％の目標含水率まで乾燥させる乾燥仕上げ
を行なうことができる。

【００４４】従って、本発明によれば、木材を人口乾燥
する時に割れを防ぐ上で重要とされる表層側と中心層側
との乾燥速度（含水率の低下速度）を平衡、若しくは表
層側に中心層側の乾燥速度をできる限り近付ける乾燥条
件（乾燥雰囲気）を作りながら、木材の乾燥を行なうこ
とができることから、割れの発生を防いで木材を目標含
水率まで完全乾燥することができる。よって、従来乾燥
の様に割れによる乾燥木材の無駄がなくなることから、
資源不足によるコスト高、特に建築資材の不足が騒が
れ、そのためにやむ得ず高騰を招いている近年の建築事
情にあって乾燥木材を安く供給することができ、これか
らの建築事情を繁栄する画期的な乾燥方法となる。しか
も、内部の水分を木口から一気に吹き出させて行なう乾
燥であるから、木材の表層部から徐々に水分を蒸発させ
ながら行なう従来の乾燥技術に比べて乾燥期間の大幅な
短縮化が実現でき、ひいては生産効率の向上が図られ、
乾燥コストの大幅な削減が図られる。

【００４５】．モーターを外部に設置せしめて乾燥室
内のプロペラファンに回転動力を伝える外部設置型とし
たことで、 100℃以上の乾燥温度になる室内熱からモー
ターが保護される。従って、 100℃を越える室内の熱影
響を直接受けない様に考慮し、熱に弱いモーターを保護
することでその耐用年数の延長を図る事ができる。

【００４６】．乾燥室上部の蒸射管から蒸射される生
蒸気、そしてヒーターから放射される熱により乾燥室内
が加熱・昇温するに伴い内圧が常圧以上になると、外部
に通じる排気通路の開閉ダンパーが内圧により自動解放
せしめて常圧を越えた内圧を排気通路を通して乾燥室外
に自然排気される様にしたから、沸騰する木材内部の水
分をその両端木口から一気に吹き出させる条件、即ち乾
燥室の内圧は常圧、若しくはそれに近い状態に維持され
る。従って、木材内部の沸騰した水分を木口から一気に
吹き出させて内部乾燥を速かに行う乾燥条件を乾燥室に
作り出すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明乾燥方法を実施する乾燥装置の一例を
示した正面図で、一部を切欠断面して示す

【図２】 同平面図で、一部を切欠断面して示す

【図３】 乾燥室を構設する下側ユニットと上側ユニッ
トを示した分解斜視図

【図４】 図１のIV−IV線に沿わせた縦断側面図

【図５】 図１のＶ−Ｖ線に沿わせた拡大断面図

【図６】 図２のVI−VI線に沿わせた拡大断面図

【図７】 排気装置の貫通孔に排気ファンを接続した状
態を示した同拡大断面図

【図８】 図１のVIII−VIII線に沿わせた拡大断面図

【図９】 末口径級20cm以下で含水率が 140％の樹皮付
き針葉樹（丸太）を使用した場合の乾燥実験例を示した
グラフ

【符号の説明】

Ａ…乾燥室 A-1 …床面 A-2
…側壁 A-3 …天井 １…樹皮付き丸太（木材）
５…排気装置 5-1 …排気孔 5-2 …開閉ダンパー
８…蒸射管 ９…ヒーター 10…循環装置 10-1
…プロペラシャフト 10-2…モーター 10-3…プロペラファン
Ａ’…下側ユニット Ａ”…上側ユニット

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数本の木材を、各木材間に熱が通る間
   隔をおいて多段状に積み重ねて収容すると共に、内圧を
   常圧、若しくはそれに近い状態に維持する排気装置を有
   する乾燥室に生蒸気のみを送り込んで同室内を、常温か
   ら90以上〜 100℃まで加熱・昇温せしめて木材の表層か
   ら中心層に至る内部全域を前記90以上〜100℃まで加熱
   処理する一次乾燥、木材の中心層が90℃以上〜 100℃に
   加熱された後、ヒーターにより室内を一気に 100℃以上
   〜 200℃まで加熱・昇温せしめて木材内部の水分を沸騰
   させて含水率を目標含水率に至る繊維飽和点まで高温処
   理する二次乾燥、更に含水率が繊維飽和点まで低下した
   時点で室内の乾球温度，湿球温度等の温度条件を変更
   し、その条件により目標含水率まで低温湿処理する三次
   乾燥からなる木材の乾燥方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の乾燥方法において、 木材の乾燥が目標含水率まで処理された時点で室内の湿
   球温度のみの温度条件を変更し、その条件により木材に
   残留する乾燥応力と水分傾斜を取り除く乾燥処理を行う
   ことを特徴とした木材の乾燥方法。
3. 【請求項３】 一側面に扉により密閉される木材の出入
   口を有する平面略矩形状の乾燥室と、この乾燥室脇に設
   置されるボイラー室とで構成され、乾燥室の内部上方に
   前記ボイラー室から配管されて同室内に生蒸気を送り込
   んで加熱・昇温せしめる蒸射管と、同室内を熱交換によ
   り加熱・昇温せしめるヒーターとを配備し、且つ乾燥室
   の適所には室内の前記加熱・昇温時に自然排気せしめて
   同室内の内圧を常圧、若しくはそれに近い状態に維持す
   る排気装置と、前記蒸射管、ヒーターによる前記加熱・
   昇温時にその熱を室内全域に循環する循環装置とを設置
   し、更に乾燥室の床には多数本の木材を多段状に積み重
   ね搭載せしめた台車を乾燥室内に搬入、そして乾燥終了
   後に搬出させる走行レールを敷設したことを特徴とする
   木材の乾燥装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の乾燥装置において、 循環装置は天井から垂れ下げた支持具の下端に耐熱性軸
   受けを介してプロペラシャフトを水平に軸支せしめてそ
   の一端を側壁に開口した口縁に耐熱性シール部材を有す
   る貫通孔を通して乾燥室外に突出させると共に、該シャ
   フトの軸芯上における側壁外部にはモーターを設置せし
   めて、このモーターにシャフトの前記突出一端側を接続
   し、且つ乾燥室内に内在する同シャフトの他端にプロペ
   ラファンを取り付けて構成したことを特徴とする木材の
   乾燥装置。
5. 【請求項５】 請求項３に記載の乾燥装置において、 排気装置は乾燥室の適所に開設した排気通路に、乾燥室
   内の内圧に押されてその排気方向に自動解放する開閉ダ
   ンパーを配備して構成したことを特徴とする乾燥装置。