KR102322516B1 - Method for drying and high heat-treating wood to produce high-strength wood - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 목재를 건조 및 고열처리하기 위한 목재 건조 및 고열처리 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소프트우드를 건조 및 고열처리하여 하드우드와 유사한 강도를 가지도록 하여 생산된 목재의 실용성이 현저히 향상되도록 하는 고강도 목재 제조를 위한 목재 건조 및 고열처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for drying and high heat treatment of wood for drying and high heat treatment of wood, and more particularly, the practicality of wood produced by drying and high heat treatment of softwood to have a strength similar to that of hardwood. It relates to a method of drying and high heat treatment of wood for the production of high-strength wood that can be significantly improved.
일반적으로 목재는 벌목시 수분함량이 상대적으로 높다. 벌목한 목재를 그대로 이용하여 제품을 만들게 되면 시간이 지남에 따라 제품의 변형이 초래된다. 따라서, 벌목한 목재는 적절한 건조과정을 필요로 한다.In general, wood has a relatively high moisture content during logging. If a product is made using the felled wood as it is, the product will be deformed over time. Therefore, the harvested wood requires an appropriate drying process.
목재의 건조방법으로는 천연 건조와 열기 건조가 있는데, 천연 건조는 건조장에 목재를 쌓아두고, 대기의 온도, 습도와 바람을 이용하여 건조하는 방법으로 시설비가 적게 들고 작업이 비교적 간단하지만, 건조 소요 시간이 길고 넓은 건조장이 필요하며 기건(氣乾) 함수율 이하로는 건조할 수 없는 단점이 있다.There are two types of drying methods for wood, natural drying and hot air drying. Natural drying is a method of stacking wood in a drying field and drying it using atmospheric temperature, humidity and wind. It takes a long time, requires a large drying field, and has the disadvantage that it cannot be dried below the air-dry moisture content.
한편, 열기 건조는 건조실의 온도, 습도와 풍속 등의 건조 조건을 인공적으로 조절하여 건조하는 방법으로 건조 소요 시간이 상대적으로 짧고, 기건 함수율 이하로 건조할 수 있는 이점이 있다.On the other hand, hot air drying is a method of drying by artificially controlling drying conditions such as temperature, humidity and wind speed in a drying room, and has the advantage of relatively short drying time and drying below the air-drying moisture content.
목재가 건조 및 고열처리 과정을 거치게 되면, 함수율이 대폭 낮아지면서 수분 흡수력이 낮아지고, 목재를 구성하는 성분 중 세균의 먹이가 되는 헤미셀룰로오스가 분해되어 부패균이 서식하기 어렵게 된다. 이처럼, 고열처리 건조는 목재의 내구성을 대폭 향상시킬 수 있다. 최근에는 목재를 고열처리 건조하여 여러 가지 다양한 용도로 사용하고 있다.When the wood is dried and subjected to high heat treatment, the moisture content is greatly reduced and the water absorption capacity is lowered, and hemicellulose, which is a food for bacteria among the components of wood, is decomposed, making it difficult for putrefactive bacteria to live. As such, high heat treatment and drying can significantly improve the durability of wood. Recently, wood has been treated and dried at high heat and used for various purposes.
목재를 건조 및 고열처리하기 위한 종래의 장치로는 예를 들어, 전기 히터를 직접 건조챔버의 내에 설치하여 내부공기를 가열하는 장치나, 연소장치로부터 열을 얻는 열풍기를 통하여 가열한 공기를 건조챔버의 내로 주입하는 장치나, 연소장치에서 열매체를 가열한 후에 이를 건조챔버의 내로 주입하여 건조챔버 내의 공기를 간접 가열하는 장치나, 과열증기를 건조챔버의 내로 주입하는 장치 등이 있다.As a conventional apparatus for drying and high-temperature processing of wood, for example, an electric heater is installed directly in the drying chamber to heat the internal air, or the air heated through a hot air blower that obtains heat from a combustion apparatus is heated in the drying chamber. There are a device for injecting into the chamber, a device for indirectly heating the air in the drying chamber by injecting it into the drying chamber after heating the heating medium in the combustion device, and a device for injecting superheated steam into the drying chamber.
그런데, 상기와 같은 종래 기술에는 다음과 같은 문제점이 있었다.However, the prior art as described above has the following problems.
상기와 같은 종래의 건조 및 열처리 장치를 이용하여 생산된 건조 및 열처리 목재는 통상적으로 침엽수와 같은 소프트우드를 열처리하여 강도를 높이는 방법이지만, 인공적인 합성수지의 첨가 없이는 하드우드와 유사하거나 더 높은 강도를 가지는 목재를 생산하지 못하여 실용성이 저하되는 문제점이 있었다.Dry and heat-treated wood produced using the conventional drying and heat treatment apparatus as described above is a method of increasing the strength by heat-treating softwood such as conifers in general, but without the addition of artificial synthetic resin, similar or higher strength than hardwood Branches could not produce wood, so there was a problem in that practicality was lowered.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,Accordingly, the present invention has been devised to solve the various problems of the prior art,
본 발명의 목적은, 소프트우드를 건조 및 고열처리하여 하드우드와 유사한 강도를 가지도록 하여 생산된 목재의 실용성이 현저히 향상되도록 하는 고강도 목재 제조를 위한 목재 건조 및 고열처리 방법을 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a wood drying and high heat treatment method for manufacturing high-strength wood, in which the practicality of the produced wood is remarkably improved by drying and high heat treatment of softwood to have a strength similar to that of hardwood.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 "고강도 목재 제조를 위한 목재 건조 및 고열처리 방법"은, 목재를 수용하는 건조챔버와, 상기 건조챔버와 연결되는 증기주입관과, 상기 증기주입관과 연결되는 증기발생기와, 상기 건조챔버와 연결되는 가스배출관과, 상기 건조챔버에 설치되는 하중감지센서와, 상기 가스배출관에 연결되고 외부와 연결된 외부배출관이 구비되며 상기 증기발생기와 연결되는 재순환연결관이 구비되는 배출펌프를 포함하는 목재 건조 및 고열처리 장치를 이용하여 목재를 건조 및 고열처리하는 방법에 있어서; 함수율 20 내지 25% 사이이고 동일한 크기로 제재된 목재를 선별하여 준비하는 목재 선별 단계와; 목재를 탑재하지 않아 비어 있는 상태의 상기 건조챔버의 하중을 상기 하중감지센서로 측정하는 초기하중 측정 단계와; 선별된 목재를 상기 건조챔버에 탑재하고, 목재가 탑재된 상기 건조챔버의 하중을 상기 하중감지센서로 측정하는 탑재하중 측정 단계와; 상기 초기하중 측정 단계에서 측정된 건조챔버의 하중과 상기 탑재하중 측정 단계에서 측정된 건조챔버의 하중을 연산하여 탑재된 목재의 건조 전의 하중을 계산하는 목재하중 계산 단계와; 상기 건조챔버를 밀폐시키고, 상기 배출펌프를 작동시켜 상기 가스배출관을 통해 상기 건조챔버의 내부의 공기를 흡입하여 상기 외부배출관을 통해 외부로 배출시켜 진공 상태를 형성하는 진공 형성 단계와; 상기 건조챔버의 내부에 진공이 형성된 후에 상기 증기발생기를 작동시켜 상기 증기주입관을 통해 증기를 상기 건조챔버의 내부에 주입하여 상기 건조챔버 내부의 온도를 상온에서 섭씨 100도까지 상승시키고 상기 건조챔버의 내부에 수용된 목재를 예열하는 목재 예열 단계와; 상기 증기발생기를 작동시켜 상기 증기주입관을 통해 과열증기를 상기 건조챔버의 내부에 주입하여 상기 건조챔버 내부의 온도가 섭씨 140도 내지 170도 상태로 2시간 내지 4시간 동안 유지하면서 상기 건조챔버의 내부에 수용된 목재를 가열하여 건조 및 고열처리하는 과열증기 고열처리 단계와; 상기 목재를 가열하는 중에 상기 하중감지센서를 통해 상기 건조챔버의 전체 중량을 측정하여 목재의 건조 후의 중량을 도출하고, 목재의 건조 전 중량과 목재의 건조 후 중량을 비교하여 목재의 함수율의 변화를 연산하며, 연산을 통해 목재의 함수율이 목표하는 함수율에 도달할 때까지 고열처리를 유지하는 함수율 연산 및 유지 단계와; 상기 목재의 고열처리가 완료된 후에 상기 증기발생기를 정지시키고 상기 배출펌프를 작동시켜 상기 재순환연결관을 통해 상기 증기발생기에서 증기주입관으로 증기주입관에서 건조챔버의 내부로 상기 건조챔버에서 상기 가스배출관으로 상기 가스배출관에서 상기 배출펌프로 내부 공기를 순환시켜 상기 건조챔버의 내부의 온도를 섭씨 80도 내지 100도까지 하강시키면서 목재의 온도를 하강시키는 온도 하강 단계와; 온도의 하강이 완료된 후에 상기 증기발생기를 작동시켜 상기 증기주입관을 통해 증기를 상기 건조챔버의 내부에 주입하는 상태로 상기 외부배출관을 통해 상기 건조챔버의 내부의 공기를 2 내지 3시간에 걸쳐 간헐적으로 배출시켜 상기 건조챔버의 내부 압력을 대기압까지 하강시키는 압력 하강 단계와; 압력의 하강이 완료된 후에 상기 건조챔버의 내부를 밀폐한 상태로 2일 내지 4일 동안 유지하여 상기 건조챔버의 온도를 상온 수준으로 자연 하강시키면서 목재를 숙성시키는 자연 냉각 및 숙성 단계를; 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the "wood drying and high heat treatment method for manufacturing high-strength wood" according to the present invention includes a drying chamber for accommodating wood, a steam injection pipe connected to the drying chamber, and the steam injection pipe A steam generator connected to, a gas discharge pipe connected to the drying chamber, a load sensor installed in the drying chamber, and an external discharge pipe connected to the gas discharge pipe and connected to the outside are provided, and a recirculation connection connected to the steam generator A method for drying and high heat treatment of wood using a wood drying and high heat treatment apparatus including a discharge pump provided with a pipe; A wood sorting step of selecting and preparing wood that has a moisture content between 20 and 25% and has the same size; an initial load measurement step of measuring the load of the drying chamber in an empty state by not mounting wood with the load sensor; a load measurement step of loading the selected wood in the drying chamber and measuring the load of the drying chamber on which the wood is mounted with the load sensor; a wood load calculation step of calculating the load before drying of the loaded wood by calculating the load of the drying chamber measured in the initial load measurement step and the drying chamber load measured in the payload measurement step; a vacuum forming step of sealing the drying chamber, operating the discharge pump, sucking air inside the drying chamber through the gas discharge pipe, and discharging it to the outside through the external discharge pipe to form a vacuum state; After a vacuum is formed in the drying chamber, the steam generator is operated to inject steam into the drying chamber through the steam injection pipe to raise the temperature inside the drying chamber from room temperature to 100 degrees Celsius, and the drying chamber A wood preheating step of preheating the wood accommodated in the interior; By operating the steam generator and injecting superheated steam into the inside of the drying chamber through the steam injection pipe, the temperature inside the drying chamber is maintained at 140°C to 170°C for 2 hours to 4 hours while the drying chamber A superheated steam high heat treatment step of heating the wood accommodated therein, drying and high heat treatment; While the wood is heated, the total weight of the drying chamber is measured through the load sensor to derive the weight after drying of the wood, and the weight before drying of the wood and the weight after drying of the wood are compared to determine the change in the moisture content of the wood. a moisture content calculation and maintenance step of calculating and maintaining high heat treatment until the moisture content of the wood reaches a target moisture content through the calculation; After the high heat treatment of the wood is completed, the steam generator is stopped and the discharge pump is operated, from the steam generator to the steam injection pipe through the recirculation connection pipe, from the steam injection pipe to the inside of the drying chamber, from the drying chamber to the gas discharge pipe a temperature lowering step of lowering the temperature of the wood while lowering the temperature inside the drying chamber to 80 to 100 degrees Celsius by circulating the internal air from the gas discharge pipe to the discharge pump; After the temperature drop is completed, the steam generator is operated to inject steam into the inside of the drying chamber through the steam injection pipe, and the air inside the drying chamber is intermittently supplied through the external discharge pipe over 2 to 3 hours. a pressure lowering step of lowering the internal pressure of the drying chamber to atmospheric pressure by discharging to the evaporator; A natural cooling and aging step of aging the wood while naturally lowering the temperature of the drying chamber to room temperature by maintaining the inside of the drying chamber in a sealed state for 2 to 4 days after the pressure drop is completed; characterized by including.
또한, 본 발명에 따른 "고강도 목재 제조를 위한 목재 건조 및 고열처리 방법"의 상기 과열증기 고열처리 단계는, 상기 배출펌프를 작동시켜 상기 재순환연결관을 통해 상기 증기발생기에서 증기주입관으로 증기주입관에서 건조챔버의 내부로 상기 건조챔버에서 상기 가스배출관으로 상기 가스배출관에서 상기 배출펌프로 내부 공기의 순환으로 상기 건조챔버로 주입된 과열증기를 순환시켜 에너지를 절감시키는 과열증기 순환 과정과, 상기 과열증기가 순환되는 중에 상기 건조챔버의 내부에서 목재의 고열처리에 의해 발생된 목초액을 상기 건조챔버의 외부로 빼내어 추출하는 목초액 추출 과정을, 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the superheated steam high heat treatment step of the "wood drying and high heat treatment method for manufacturing high strength wood" according to the present invention operates the discharge pump to inject steam from the steam generator to the steam injection pipe through the recirculation connection pipe A superheated steam circulation process for saving energy by circulating the superheated steam injected into the drying chamber from the pipe to the inside of the drying chamber, from the drying chamber to the gas discharge pipe, from the gas discharge pipe to the discharge pump, and circulating the internal air; It characterized in that it further comprises a wood vinegar extraction process of extracting the wood vinegar generated by the high heat treatment of wood inside the drying chamber while the superheated steam is circulated to the outside of the drying chamber.
또한, 본 발명에 따른 "고강도 목재 제조를 위한 목재 건조 및 고열처리 방법"의 상기 온도 하강 단계는, 상기 목초액 추출 과정에서 추출된 목초액을 상기 외부배출관을 통해 주입하여 상기 건조챔버의 내부에서 내부 공기와 함께 목초액이 증발로 순환되어 상기 목재에 도포되면서 상기 목재를 냉각시키는 목초액 도포 및 냉각 과정과, 상기 건조챔버의 외부로 상기 재순환연결관의 관로에 필터를 설치하여 내부 공기와 목초액이 상기 배출펌프에 의해 강제로 순환되는 중에 목초액과 내부 공기에 포함된 이물질을 필터링하여 제거하는 이물질 제거 과정을, 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the temperature lowering step of the "wood drying and high heat treatment method for manufacturing high-strength wood" according to the present invention is performed by injecting the wood vinegar extracted in the wood vinegar extraction process through the external discharge pipe, and internal air inside the drying chamber The wood vinegar application and cooling process for cooling the wood while the wood vinegar is circulated by evaporation and applied to the wood, and a filter is installed in the conduit of the recirculation connection pipe to the outside of the drying chamber so that the internal air and wood vinegar are discharged from the pump It characterized in that it further comprises a foreign matter removal process of filtering and removing foreign substances contained in wood vinegar and internal air while being forcibly circulated by the.
또한, 본 발명에 따른 "고강도 목재 제조를 위한 목재 건조 및 고열처리 방법"의 상기 자연 냉각 및 숙성 단계는, 상기 건조챔버가 밀폐된 상태에서 상기 건조챔버의 내부로 천연 살균제를 분무시켜 상기 목재에 도포시키는 살균제 도포 과정을, 더 포함하고, 상기 천연 살균제는, 편백나무 추출물, 레몬 추출물, 마늘 추출물, 생강 추출물, 은행잎 추출물, 청미래덩굴잎 추출물, 오동나무잎 추출물, 님나무 오일, 소나무 오일을 함유하는 것을 특징으로 한다.In addition, the natural cooling and aging step of the "wood drying and high heat treatment method for manufacturing high-strength wood" according to the present invention is performed by spraying a natural disinfectant into the inside of the drying chamber while the drying chamber is closed to the wood. Further comprising the process of applying a disinfectant to be applied, the natural disinfectant contains cypress extract, lemon extract, garlic extract, ginger extract, ginkgo leaf extract, Smilax china L. leaf extract, paulownia leaf extract, neem oil, and pine oil characterized in that
상술한 바와 같은 본 발명은, 소프트우드를 건조 및 고열처리하여 하드우드와 유사한 강도를 가지도록 하여 생산된 목재의 실용성이 현저히 향상되고, 그에 따라 외부 환경에 노출되어 높은 강도가 필요한 데크, 디자인형 울타리, 목재펜스 등으로 적절히 사용될 수 있는 효과를 갖는다.The present invention, as described above, by drying and high heat treatment of softwood to have a strength similar to that of hardwood, the practicality of the produced wood is significantly improved, and thus the deck, design type, which is exposed to the external environment and requires high strength. It has the effect that it can be appropriately used as a fence, a wooden fence, and the like.
도 1은 본 발명에 따른 목재 건조 및 고열처리 방법에 사용되는 목재 건조 및 고열처리 장치의 개략적인 종단면도,
도 2는 본 발명에 따른 목재 건조 및 고열처리 방법을 보인 단계도.1 is a schematic longitudinal cross-sectional view of a wood drying and high heat treatment apparatus used in a wood drying and high heat treatment method according to the present invention;
Figure 2 is a step diagram showing a wood drying and high heat treatment method according to the present invention.
이하 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시예에 제한되지 않음을 이해하여야 한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, it should be understood that the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the described embodiments.
도 1은 본 발명에 따른 목재 건조 및 고열처리 방법에 사용되는 목재 건조 및 고열처리 장치의 개략적인 종단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 사용되는 목재 건조 및 고열처리 장치는 목재(W)를 수용하는 건조챔버(10)와, 상기 건조챔버(10)와 연결되는 증기주입관(20)과, 상기 증기주입관(20)과 연결되는 증기발생기(30)와, 상기 건조챔버(10)와 연결되는 가스배출관(40)과, 상기 건조챔버(10)에 설치되는 하중감지센서(50)와, 상기 가스배출관(40)에 연결되는 배출펌프(60)를 포함한다.1 is a schematic longitudinal sectional view of a wood drying and high heat treatment apparatus used in a wood drying and high heat treatment method according to the present invention. As shown in this figure, the wood drying and high heat treatment apparatus used in the present invention includes a
상기 건조챔버(10)는 중공된 원통형으로 형성되고 지면에 지지되도록 하면에 다수의 다리(11)가 구비되는 것으로, 목재(W)를 밀폐된 상태로 수용하는 역할을 한다. 상기 다리(11)는 상기 건조챔버(10)를 지면에서 지지하면서 동시에 상기 하중감지센서(50)가 설치되는 장소를 제공하는 역할을 한다. 이와 같은 구조의 상기 건조챔버(10)는 도시된 바와 같은 원통형뿐만 아니라 목재를 수용할 수 있는 다양한 형태의 입방체로 구비될 수 있다.The
상기 증기주입관(20)은 상기 건조챔버(10)의 일측에 연결되고 관로상에 제1 개폐밸브(21)를 가지는 것으로, 상기 증기발생기(30)에 의해 생성된 증기가 상기 건조챔버(10)의 내부로 주입되는 통로를 제공하는 역할을 한다. 상기 제1 개폐밸브(21)는 상기 증기주입관(20)의 관로를 필요에 따라, 즉 증기의 공급 또는 증기 공급의 중지에 따라, 개방 또는 폐쇄시키는 밸브이며 상기 증기주입관(20)을 통해 증기의 역류를 방지하는 체크밸브이다.The
상기 증기발생기(30)는 상기 증기주입관(20)에 연결되는 것으로, 내부에 수용된 물을 가열하여 증기를 만드는 공지의 장치이며, 상기 건조챔버(10)에 수용된 목재(W)를 증기로 건조시키기 위해 공급되는 가열원에 해당한다.The
상기 증기발생기(30)에 의해 생성된 증기는 그 자체의 유동성에 의해 별도의 이송수단이 없이 자연적으로 상기 증기주입관(20)을 통해 상기 건조챔버(10)의 내부로 유입된다.The steam generated by the
즉, 상기 증기발생기(30)를 통해 상기 건조챔버(10)의 내부로 공급된 증기는 계속된 공급에 의해 과열증기가 되고, 그에 따라 상기 건조챔버(10)의 내부에서 고압 및 고온의 상태가 되어 목재(W)를 가열할 수 있게 된다.That is, the steam supplied to the inside of the
이때, 상기 건조챔버(10)의 내부의 온도와 압력은 상기 건조챔버(10)에 설치된 온도계(T)와 압력계(P)에 의해 측정되고 작업자에 의해 인지된다.At this time, the temperature and pressure inside the
상기 가스배출관(40)은 상기 건조챔버(10)의 타측에 연결되고, 관로상에 제2 개폐밸브(41)를 가지는 것으로, 상기 건조챔버(10) 내부의 가스를 외부로 배출 가능하게 하는 것이다.The
상기 제2 개폐밸브(41)는 상기 가스배출관(40)의 관로를 필요에 따라, 즉 가스의 배출 또는 가스의 배출 중지에 따라, 개방 또는 폐쇄시키는 밸브이다. 아울러, 상기 제2 개폐밸브(41)는 가스의 배출 또는 중지를 통해 상기 건조챔버(10)의 내부로 증기에 의한 압력의 하강 또는 상승을 유발하여 상기 건조챔버(10) 내부의 온도의 하강 또는 상승을 조절하는 역할도 한다.The second opening/
상기 하중감지센서(50)는 상기 다리(11)에 설치되는 것으로, 중량의 측정하는 공지의 로드셀로써 상기 건조챔버(10)의 내부로 수용되는 목재(W)의 중량을 측정하는 역할을 한다. 보다 구체적으로는, 상기 하중감지센서(50)는 목재(W)가 탑재되기 전의 상기 건조챔버(10)의 전체 중량과 상기 목재(W)가 탑재된 후의 상기 건조챔버(10)의 전체 중량을 통해 상기 건조챔버(10)의 탑재된 목재(W)의 중량을 측정하거나 건조된 후의 목재(W)의 중량을 측정할 수 있도록 하는 것이다.The
이와 같이 목재(W)의 중량을 측정할 수 있는 상기 하중감지센서(50)를 통해 작업자의 목재(W)의 건조 후의 함수율을 인지할 수 있게 되고, 그에 따라 상기 하중감지센서(50)에 측정된 중량을 통해 작업자는 목재(W)가 특정한 함수율을 갖도록 손쉽게 조절할 수 있게 되고, 그에 따라 본 장치를 통한 건조 및 고열처리를 통해 특정한 함수율을 갖는 목재의 생산이 용이하게 이루어진다.As described above, through the
상기 배출펌프(60)는 상기 가스배출관(40)의 끝에 설치되는 것으로, 상기 가스배출관(40)을 통해 상기 건조챔버(10)의 내부의 공기를 흡입하여 상기 외부배출관(61)을 통해 외부로 강제로 배출시킬 수 있도록 하는 것이다.The
상기 배출펌프(60)에 설치되는 재순환연결관(62)은 상기 배출펌프(60)와 증기발생기(30) 사이에 설치되는 것으로, 상기 가스배출관(40)을 통해 상기 배출펌프(60)로 유입된 고온 고압의 가스를 상기 증기발생기(30)로 유입시켜 에너지 절감이 이루어진 상태로 증기를 생성할 수 있도록 하는 것이다.The
도 2는 본 발명에 따른 목재 건조 및 고열처리 방법을 보인 단계도이다. 도 1을 참조하여 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 고강도 목재 제조를 위한 목재 건조 및 고열처리 방법은 목재를 선별하는 목재 선별 단계(S1)와, 목재 탑재전의 건조챔버의 하중을 측정하는 초기하중 측정 단계(S2)와, 상기 건조챔버에 선별된 목재를 탑재하고 상기 건조챔버의 하중을 측정하는 탑재하중 측정 단계(S3)와, 하중 연산으로 상기 건조챔버에 탑재된 목재의 하중을 계산하는 목재하중 계산 단계(S4)와, 상기 건조챔버에 진공을 형성하는 진공 형성 단계(S5)와, 상기 건조챔버의 목재를 예열하는 목재 예열 단계(S6)와, 상기 건조챔버의 내부에 과열증기를 주입하여 목재를 건조 및 고열처리하는 과열증기 고열처리 단계(S7)와, 상기 건조챔버의 내부의 목재의 하중을 측정하여 함수율을 연산하고 유지하는 함수율 연산 및 유지 단계(S8)와, 상기 건조챔버의 내부의 온도를 일정한 범위로 하강시키는 온도 하강 단계(S9)와, 상기 건조챔버의 내부의 압력을 하강시키는 압력 하강 단계(S10)와, 상기 건조챔버의 목재를 자연 냉각시키면서 숙성시키는 자연 냉각 및 숙성 단계(S11)를 포함하며, 이와 같은 단계가 순차적으로 이루어져 목재의 건조 및 고열처리가 이루어진다.2 is a step diagram showing a wood drying and high heat treatment method according to the present invention. As shown in FIG. 2 with reference to FIG. 1, the wood drying and high heat treatment method for manufacturing high-strength wood according to the present invention includes a wood sorting step (S1) of sorting wood, and measuring the load of the drying chamber before loading the wood The initial load measurement step (S2), the mounted load measurement step (S3) of mounting the selected wood in the drying chamber and measuring the load of the drying chamber, and the load of the wood mounted in the drying chamber by the load calculation The wood load calculation step (S4) to calculate, the vacuum forming step (S5) of forming a vacuum in the drying chamber, the wood preheating step (S6) of preheating the wood in the drying chamber, and overheating in the drying chamber Superheated steam high heat treatment step (S7) of drying and high heat treatment of wood by injecting steam, and calculating and maintaining water content by measuring the load of wood inside the drying chamber to calculate and maintain water content (S8), and A temperature lowering step (S9) of lowering the internal temperature of the drying chamber to a certain range, a pressure lowering step (S10) of lowering the internal pressure of the drying chamber, and natural aging while naturally cooling the wood in the drying chamber It includes a cooling and aging step (S11), and these steps are sequentially performed to dry and heat the wood.
본 발명에 따른 목재 건조 및 고열처리 방법에는 상술한 바와 같이 목재를 수용하는 건조챔버와, 상기 건조챔버와 연결되는 증기주입관과, 상기 증기주입관과 연결되는 증기발생기와, 상기 건조챔버와 연결되는 가스배출관과, 상기 건조챔버에 설치되는 하중감지센서와, 상기 가스배출관에 연결되고 외부와 연결된 외부배출관이 구비되며 상기 증기발생기와 연결되는 재순환연결관이 구비되는 배출펌프를 포함하는 목재 건조 및 고열처리 장치가 이용된다.As described above, in the wood drying and high heat treatment method according to the present invention, a drying chamber for accommodating wood, a steam injection pipe connected to the drying chamber, a steam generator connected to the steam injection pipe, and the drying chamber are connected Wood drying and A high heat treatment device is used.
상기 목재 선별 단계(S1)는 함수율 20 내지 25% 사이이고 동일한 크기로 제재된 목재를 선별하여 준비하는 단계를 말한다. 이 단계는 동일한 크기이고 특정한 범위의 함수율을 가지는 목재를 선별하여 생목 상태의 목재의 최초 함수율을 인지할 수 있도록 하면서 건조 및 열처리 후에 일정한 함수율을 가지면서 균일한 강도를 가지는 목재를 생산할 수 있도록 하기 위한 것이다.The wood selection step (S1) refers to a step of selecting and preparing wood that has a moisture content between 20 and 25% and has the same size. This step is to select wood having the same size and moisture content in a specific range so that the initial moisture content of the raw wood can be recognized, and after drying and heat treatment, to produce wood with a constant moisture content and uniform strength. will be.
상기 초기하중 측정 단계(S2)는 목재를 탑재하지 않아 비어 있는 상태의 상기 건조챔버의 하중을 상기 하중감지센서로 측정하는 단계를 말한다. 이 단계는 목재가 탑재되지 않은 상기 건조챔버 자체의 하중을 측정하여 추후 목재의 하중을 계산하기 위한 자료로 활용할 수 있도록 하는 것이다.The initial load measurement step (S2) refers to a step of measuring the load of the drying chamber in an empty state because no wood is mounted with the load sensor. This step is to measure the load of the drying chamber itself in which the wood is not mounted, so that it can be used as data for calculating the load of the wood later.
상기 탑재하중 측정 단계(S3)는 선별된 목재를 상기 건조챔버에 탑재하고 목재가 탑재된 상기 건조챔버의 하중을 상기 하중감지센서로 측정하는 단계를 말한다. 이 단계는 목재가 탑재된 상태에서 상기 건조챔버 자체의 하중을 측정하여 추후 목재의 하중을 계산하기 위한 자료로 활용할 수 있도록 하는 것이다.The loading measurement step (S3) refers to a step of mounting the selected wood in the drying chamber and measuring the load of the drying chamber on which the wood is mounted with the load sensor. In this step, the load of the drying chamber itself is measured in a state where the wood is mounted so that it can be used as data for calculating the load of the wood later.
상기 목재하중 계산 단계(S4)는 상기 초기하중 측정 단계(S2)에서 측정된 건조챔버의 하중과 상기 탑재하중 측정 단계(S3)에서 측정된 건조챔버의 하중을 연산하여 탑재된 목재의 건조 전의 하중을 계산하는 단계를 말한다. 이 단계는 상기 건조챔버에 탑재된 목재의 순수 하중을 계산하여 도출하는 역할을 하고, 여기서 도출된 목재의 초기 하중은 함수율 변화를 측정하기 위한 기준 자료로 활용된다.The wood load calculation step (S4) calculates the load of the drying chamber measured in the initial load measurement step (S2) and the drying chamber load measured in the payload measurement step (S3), and the load before drying of the mounted wood steps to calculate This step serves to calculate and derive the net load of the wood loaded in the drying chamber, and the initial load of the wood derived here is used as reference data for measuring the change in moisture content.
상기 진공 형성 단계(S5)는 상기 건조챔버를 밀폐시키고 상기 배출펌프를 작동시켜 상기 가스배출관을 통해 상기 건조챔버의 내부의 공기를 흡입하여 상기 외부배출관을 통해 외부로 배출시켜 진공 상태를 형성하는 단계를 말한다. 이 단계는 상기 건조챔버의 내부에 진공도를 형성하여 목재에 함유된 수분이 신속하게 배출될 수 있는 환경을 조성하면서 상기 건조챔버의 내부 공기에 잔류하는 이물질을 제거하는 역할을 한다. 이러한 잔류 이물질은 목재의 건조 및 열처리 중에 목재의 외면에 점착되어 목재 자체의 불량을 유발할 수 있다.The vacuum forming step (S5) is a step of sealing the drying chamber, operating the discharge pump, sucking air inside the drying chamber through the gas discharge pipe, and discharging it to the outside through the external discharge pipe to form a vacuum state say This step serves to remove foreign substances remaining in the air inside the drying chamber while creating an environment in which the moisture contained in the wood can be quickly discharged by forming a degree of vacuum inside the drying chamber. These residual foreign substances adhere to the outer surface of the wood during drying and heat treatment of the wood, and may cause defects in the wood itself.
상기 목재 예열 단계(S6)는 상기 건조챔버의 내부에 진공이 형성된 후에 상기 증기발생기를 작동시켜 상기 증기주입관을 통해 증기를 상기 건조챔버의 내부에 주입하여 상기 건조챔버 내부의 온도를 상온에서 섭씨 100도까지 상승시키고 상기 건조챔버의 내부에 수용된 목재를 예열하는 단계를 말한다. In the wood preheating step (S6), after a vacuum is formed in the drying chamber, the steam generator is operated to inject steam into the drying chamber through the steam injection pipe to increase the temperature inside the drying chamber at room temperature in degrees Celsius. It refers to the step of raising to 100 degrees and preheating the wood accommodated in the drying chamber.
이 단계는 목재를 고열처리하기 전에 목재를 서서히 승온시켜 급격한 온도 상승에 따른 목재의 할열이나 뒤틀림을 방지하는 역할을 하고 상기 건조챔버의 내부를 수증기로 채워서 외부의 산소 유입을 차단하는 역할을 하며 수증기를 통해 목재를 증숙(증기로 찜)하여 이후 고열처리시 고온에 의한 할열이 극소화되도록 하는 것이다.In this step, the temperature of the wood is gradually raised before the wood is subjected to high heat treatment to prevent splitting or distortion of the wood due to the rapid temperature rise, and the inside of the drying chamber is filled with water vapor to block the inflow of oxygen from the outside. This is to minimize the splitting heat caused by high temperature during high heat treatment by steaming the wood (steam with steam).
상기 과열증기 고열처리 단계(S7)는 상기 증기발생기를 작동시켜 상기 증기주입관을 통해 과열증기를 상기 건조챔버의 내부에 주입하여 상기 건조챔버 내부의 온도가 섭씨 140도 내지 170도 상태로 2시간 내지 4시간 동안 유지하면서 상기 건조챔버의 내부에 수용된 목재를 가열하여 건조 및 고열처리하는 단계를 말한다. 이 단계는 특정 온도와 시간으로 과열증기를 통해 건조 및 고열처리하여 고강도의 목재를 생성하는 역할을 한다.In the superheated steam high heat treatment step (S7), the steam generator is operated to inject superheated steam into the drying chamber through the steam injection pipe, and the temperature inside the drying chamber is 140 degrees Celsius to 170 degrees Celsius for 2 hours. It refers to the step of drying and high heat treatment by heating the wood accommodated in the drying chamber while maintaining for 4 hours. This step serves to produce high-strength wood by drying and high heat treatment through superheated steam at a specific temperature and time.
여기서, 상기 과열증기는 증기를 가열하여 섭씨 100도 이상의 고온 상태로 형성한 것으로, 섭씨 100도 이상의 고온으로 목재를 건조 및 열처리할 수 있도록 하는 것이다.Here, the superheated steam is formed by heating the steam to a high temperature of 100 degrees Celsius or more, so that the wood can be dried and heat treated at a high temperature of 100 degrees Celsius or more.
상기 과열증기 고열처리 단계(S7)는 상기 배출펌프를 작동시켜 상기 재순환연결관을 통해 상기 증기발생기에서 증기주입관으로 증기주입관에서 건조챔버의 내부로 상기 건조챔버에서 상기 가스배출관으로 상기 가스배출관에서 상기 배출펌프로 내부 공기의 순환으로 상기 건조챔버로 주입된 과열증기를 순환시켜 에너지를 절감시키는 과열증기 순환 과정과, 상기 과열증기가 순환되는 중에 상기 건조챔버의 내부에서 목재의 고열처리에 의해 발생된 목초액을 상기 건조챔버의 외부로 빼내어 추출하는 목초액 추출 과정을 더 포함한다.The superheated steam high heat treatment step (S7) is performed by operating the discharge pump, from the steam generator to the steam injection pipe through the recirculation connection pipe, from the steam injection pipe to the inside of the drying chamber, and from the drying chamber to the gas discharge pipe. A superheated steam circulation process for saving energy by circulating the superheated steam injected into the drying chamber by circulating the internal air with the discharge pump, and high heat treatment of wood inside the drying chamber while the superheated steam is circulated. It further includes a wood vinegar extraction process of extracting the generated wood vinegar to the outside of the drying chamber.
상기 과열증기 순환 과정은 상기 증기발생기에 의해 생성된 과열증기를 순환시켜 상기 증기발생기로 다시 주입함으로써, 과열증기 생성에 필요한 에너지를 절감시키는 역할을 한다. 상기 목초액 추출 과정은 목재의 고열처리 중에 발생된 목초액을 추출하여 추후 공정에서 목재의 냉각제 및 살균제로 재사용할 수 있도록 하는 것이다.The superheated steam circulation process circulates the superheated steam generated by the steam generator and injects it back into the steam generator, thereby reducing energy required for generating the superheated steam. The wood vinegar extraction process is to extract wood vinegar generated during high heat treatment of wood so that it can be reused as a coolant and disinfectant for wood in a later process.
상기 함수율 연산 및 유지 단계(S8)는 상기 목재를 가열하는 중에 상기 하중감지센서를 통해 상기 건조챔버의 전체 중량을 측정하여 목재의 건조 후의 중량을 도출하고 목재의 건조 전 중량과 목재의 건조 후 중량을 비교하여 목재의 함수율의 변화를 연산하며 연산을 통해 목재의 함수율이 목표하는 함수율에 도달할 때까지 고열처리를 유지하는 단계를 말한다.In the water content calculation and maintenance step (S8), the total weight of the drying chamber is measured through the load sensor while the wood is heated to derive the weight after drying of the wood, and the weight before drying and the weight after drying of the wood It refers to the step of maintaining high heat treatment until the moisture content of the wood reaches the target moisture content through the calculation by comparing the moisture content of the wood.
이 단계는 함수율 연산을 통해 목재의 함수율이 특정한 수치로 예를 들어 5 내지 10% 사이의 어느 수치의 함수율이 되도록 유지하는 역할을 하고, 5 내지 10%의 함수율에서 함수율이 낮을수록 목재의 강도가 높아지고 함수율이 높을수록 목재의 인성(질김)이 높아진다. 이와 같은 고열처리되는 목재의 함수율은 사용자의 필요나 선택에 따라 결정된다.This step serves to maintain the moisture content of the wood to a specific value, for example, between 5 and 10%, through the calculation of the moisture content, and the lower the moisture content at the moisture content of 5 to 10%, the lower the strength of the wood. The higher the moisture content, the higher the toughness (toughness) of the wood. The moisture content of such high heat-treated wood is determined by the user's need or choice.
상기 온도 하강 단계(S9)는 상기 목재의 고열처리가 완료된 후에 상기 증기발생기를 정지시키고 상기 배출펌프를 작동시켜 상기 재순환연결관을 통해 상기 증기발생기에서 증기주입관으로 증기주입관에서 건조챔버의 내부로 상기 건조챔버에서 상기 가스배출관으로 상기 가스배출관에서 상기 배출펌프로 내부 공기를 순환시켜 상기 건조챔버의 내부의 온도를 섭씨 80도 내지 100도까지 하강시키면서 목재의 온도를 하강시키는 단계를 말한다.In the temperature lowering step (S9), after the high heat treatment of the wood is completed, the steam generator is stopped and the discharge pump is operated to pass from the steam generator to the steam injection pipe through the recirculation connection pipe from the steam injection pipe to the inside of the drying chamber. By circulating internal air from the gas discharge pipe to the discharge pump from the drying chamber to the gas discharge pipe, lowering the temperature of the wood while lowering the temperature inside the drying chamber to 80 to 100 degrees Celsius.
이 단계는 상기 증기발생기에 의한 과열증기 공급을 중지한 상태에서 상기 건조챔버의 내부 공기를 순환시켜 내부 공기의 분사와 순환에 의해 상기 건조챔버의 내부 온도(고열처리후 섭씨 150도 내지 170도)를 섭씨 100도 이하로 서서히 낮추어 급격한 온도 하강에 따른 목재의 할열이나 손상을 방지시키는 역할을 한다.In this step, in a state in which the supply of superheated steam by the steam generator is stopped, the internal air of the drying chamber is circulated, and the internal temperature of the drying chamber by injection and circulation of the internal air (150 to 170 degrees Celsius after high heat treatment) It serves to prevent splitting or damage to wood due to sudden temperature drop by gradually lowering the temperature to 100 degrees Celsius or less.
이와 같은 상기 온도 하강 단계(S9)는 상기 목초액 추출 과정에서 추출된 목초액을 상기 외부배출관을 통해 주입하여 상기 건조챔버의 내부에서 내부 공기와 함께 목초액이 증발로 순환되어 상기 목재에 도포되면서 상기 목재를 냉각시키는 목초액 도포 및 냉각 과정과, 상기 건조챔버의 외부로 상기 재순환연결관의 관로에 필터를 설치하여 내부 공기와 목초액이 상기 배출펌프에 의해 강제로 순환되는 중에 목초액과 내부 공기에 포함된 이물질을 필터링하여 제거하는 이물질 제거 과정을 더 포함한다.In the temperature lowering step (S9), the wood vinegar extracted in the wood vinegar extraction process is injected through the external discharge pipe, and the wood vinegar is circulated by evaporation together with the internal air inside the drying chamber and applied to the wood. The process of applying and cooling wood vinegar to cool, and installing a filter in the conduit of the recirculation connection pipe to the outside of the drying chamber so that the wood vinegar and foreign substances contained in the internal air are forcibly circulated by the discharge pump. It further includes a process of removing foreign substances by filtering.
상기 목초액 도포 및 냉각 과정은 상기 건조챔버의 내부로 목초액을 주입하여 상기 건조챔버와 목재의 냉각시키는 역할을 하면서 목재의 외면에 목초액이 도포되어 목초액을 통해 살균성을 가지되도록 하는 것이다. 여기서, 목초액은 살균 및 소독 기능을 가지는 것으로, 목재의 외면에 도포되면서 목재의 부패에 의한 수명 저하를 방지시키는 역할을 한다.The wood vinegar application and cooling process is to inject wood vinegar into the drying chamber to cool the drying chamber and the wood, while the wood vinegar is applied to the outer surface of the wood to have sterilization through the wood vinegar. Here, the wood vinegar has a sterilization and disinfection function, and serves to prevent deterioration of the lifespan due to decay of the wood while being applied to the outer surface of the wood.
상기 이물질 제거 과정은 목초액과 내부 공기에 포함된 이물질을 필터링으로 제거함으로써, 오일이나 탄화물 등의 이물질이 상기 목재의 외면에 점착되지 않아 고열처리 후에 생산되는 목재의 품질을 향상시키는 역할을 한다.The foreign matter removal process removes foreign substances contained in the wood vinegar and the internal air by filtering, so that foreign substances such as oil or carbide do not adhere to the outer surface of the wood, thereby improving the quality of wood produced after high heat treatment.
상기 압력 하강 단계(S10)는 온도의 하강이 완료된 후에 상기 증기발생기를 작동시켜 상기 증기주입관을 통해 증기를 상기 건조챔버의 내부에 주입하는 상태로 상기 외부배출관을 통해 상기 건조챔버의 내부의 공기를 2 내지 3시간에 걸쳐 간헐적으로 배출시켜 상기 건조챔버의 내부 압력을 대기압까지 하강시키는 단계를 말한다. 이 단계는 상기 건조챔버의 내부의 압력을 서서히 하강시켜 급격한 압력 하강이나 변화에 따른 목재의 할열이나 손상을 방지시키는 역할을 한다.In the pressure lowering step (S10), after the temperature drop is completed, the steam generator is operated to inject steam into the inside of the drying chamber through the steam injection pipe, and the air inside the drying chamber through the external discharge pipe. It refers to the step of lowering the internal pressure of the drying chamber to atmospheric pressure by intermittently discharging over 2 to 3 hours. In this step, the pressure inside the drying chamber is gradually lowered to prevent splitting or damage to the wood caused by a sudden pressure drop or change.
상기 자연 냉각 및 숙성 단계(S11)는 압력의 하강이 완료된 후에 상기 건조챔버의 내부를 밀폐한 상태로 2일 내지 4일 동안 유지하여 상기 건조챔버의 온도를 상온 수준으로 자연 하강시키면서 목재를 숙성시키는 단계를 말한다.In the natural cooling and aging step (S11), after the pressure drop is completed, the inside of the drying chamber is kept sealed for 2 to 4 days, and the temperature of the drying chamber is naturally lowered to room temperature while aging the wood. say step.
이 단계는 목재의 온도를 서서히 상온으로 하강시켜 급격한 온도 변화에 따른 목재의 할열을 방지하고 목재를 숙성하여 목재에 잔류하는 내부 응력을 해소하면서 목재가 외부 환경에 노출되더라도 적절히 적응할 수 있도록 하는 것이다.In this step, the temperature of the wood is gradually lowered to room temperature to prevent splitting of the wood due to a sudden temperature change, and by resolving the internal stress remaining in the wood by aging the wood, it is possible to properly adapt even if the wood is exposed to the external environment.
이와 같은 상기 자연 냉각 및 숙성 단계(S11)는 상기 건조챔버가 밀폐된 상태에서 상기 건조챔버의 내부로 천연 살균제를 분무시켜 상기 목재에 도포시키는 살균제 도포 과정을 더 포함한다. 상기 살균제 도포 과정은 천연 살균제를 목재의 외면에 도포하여 목재의 부패에 의한 수명 저하가 적절히 방지될 수 있도록 하는 것이다.The natural cooling and aging step (S11) further includes a disinfectant application process of spraying a natural disinfectant into the inside of the drying chamber while the drying chamber is closed and applying it to the wood. The disinfectant application process is to apply a natural disinfectant to the outer surface of the wood so that the deterioration of the lifespan due to the decay of the wood can be properly prevented.
이와 같은 상기 천연 살균제는 편백나무 추출물, 레몬 추출물, 마늘 추출물, 생강 추출물, 은행잎 추출물, 청미래덩굴잎 추출물, 오동나무잎 추출물, 님나무 오일, 소나무 오일을 함유할 수 있다.Such a natural disinfectant may contain a cypress extract, a lemon extract, a garlic extract, a ginger extract, a ginkgo leaf extract, a S. asiatica leaf extract, a paulownia leaf extract, neem oil, and pine oil.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.Although preferred embodiments of the present invention have been described above, various changes, modifications and equivalents may be used in the present invention. It is clear that the present invention can be equally applied by appropriately modifying the above embodiments. Accordingly, the above description is not intended to limit the scope of the present invention, which is defined by the limits of the following claims.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함을 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다할 것이다.On the other hand, although specific embodiments have been described in the detailed description of the present invention, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications are possible without departing from the scope of the present invention.
10 : 건조챔버
11 : 다리
20 : 증기주입관
21 : 제1 개폐밸브
30 : 증기발생기
40 : 가스배출관
41 : 제2 개폐밸브
50 : 하중감지센서
60 : 배출펌프
61 : 외부배출관 62 : 재순환연결관10: drying chamber
11: Legs
20: steam injection pipe
21: first on-off valve
30: steam generator
40: gas discharge pipe
41: second on-off valve
50: load sensor
60: discharge pump
61: external discharge pipe 62: recirculation connection pipe
Claims (4)
함수율 20 내지 25% 사이이고 동일한 크기로 제재된 목재를 선별하여 준비하는 목재 선별 단계(S1)와;
목재를 탑재하지 않아 비어 있는 상태의 상기 건조챔버의 하중을 상기 하중감지센서로 측정하는 초기하중 측정 단계(S2)와;
선별된 목재를 상기 건조챔버에 탑재하고, 목재가 탑재된 상기 건조챔버의 하중을 상기 하중감지센서로 측정하는 탑재하중 측정 단계(S3)와;
상기 초기하중 측정 단계에서 측정된 건조챔버의 하중과 상기 탑재하중 측정 단계에서 측정된 건조챔버의 하중을 연산하여 탑재된 목재의 건조 전의 하중을 계산하는 목재하중 계산 단계(S4)와;
상기 건조챔버를 밀폐시키고, 상기 배출펌프를 작동시켜 상기 가스배출관을 통해 상기 건조챔버의 내부의 공기를 흡입하여 상기 외부배출관을 통해 외부로 배출시켜 진공 상태를 형성하는 진공 형성 단계(S5)와;
상기 건조챔버의 내부에 진공이 형성된 후에 상기 증기발생기를 작동시켜 상기 증기주입관을 통해 증기를 상기 건조챔버의 내부에 주입하여 상기 건조챔버 내부의 온도를 상온에서 섭씨 100도까지 상승시키고 상기 건조챔버의 내부에 수용된 목재를 예열하는 목재 예열 단계(S6)와;
상기 증기발생기를 작동시켜 상기 증기주입관을 통해 과열증기를 상기 건조챔버의 내부에 주입하여 상기 건조챔버 내부의 온도가 섭씨 140도 내지 170도 상태로 2시간 내지 4시간 동안 유지하면서 상기 건조챔버의 내부에 수용된 목재를 가열하여 건조 및 고열처리하는 과열증기 고열처리 단계(S7)와;
상기 목재를 가열하는 중에 상기 하중감지센서를 통해 상기 건조챔버의 전체 중량을 측정하여 목재의 건조 후의 중량을 도출하고, 목재의 건조 전 중량과 목재의 건조 후 중량을 비교하여 목재의 함수율의 변화를 연산하며, 연산을 통해 목재의 함수율이 목표하는 함수율에 도달할 때까지 고열처리를 유지하는 함수율 연산 및 유지 단계(S8)와;
상기 목재의 고열처리가 완료된 후에 상기 증기발생기를 정지시키고 상기 배출펌프를 작동시켜 상기 재순환연결관을 통해 상기 증기발생기에서 증기주입관으로 증기주입관에서 건조챔버의 내부로 상기 건조챔버에서 상기 가스배출관으로 상기 가스배출관에서 상기 배출펌프로 내부 공기를 순환시켜 상기 건조챔버의 내부의 온도를 섭씨 80도 내지 100도까지 하강시키면서 목재의 온도를 하강시키는 온도 하강 단계(S9)와;
온도의 하강이 완료된 후에 상기 증기발생기를 작동시켜 상기 증기주입관을 통해 증기를 상기 건조챔버의 내부에 주입하는 상태로 상기 외부배출관을 통해 상기 건조챔버의 내부의 공기를 2 내지 3시간에 걸쳐 간헐적으로 배출시켜 상기 건조챔버의 내부 압력을 대기압까지 하강시키는 압력 하강 단계(S10)와;
압력의 하강이 완료된 후에 상기 건조챔버의 내부를 밀폐한 상태로 2일 내지 4일 동안 유지하여 상기 건조챔버의 온도를 상온 수준으로 자연 하강시키면서 목재를 숙성시키는 자연 냉각 및 숙성 단계(S11)를;
포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 목재 제조를 위한 목재 건조 및 고열처리 방법.
A drying chamber for accommodating wood, a steam injection pipe connected to the drying chamber, a steam generator connected to the steam injection pipe, a gas discharge pipe connected to the drying chamber, and a load sensor installed in the drying chamber; , A method of drying and high heat treatment of wood using a wood drying and high heat treatment apparatus including a discharge pump connected to the gas discharge pipe and provided with an external discharge pipe connected to the outside and a recirculation connection pipe connected to the steam generator. in;
A wood sorting step (S1) of selecting and preparing wood that has a moisture content between 20 and 25% and has the same size;
an initial load measurement step (S2) of measuring the load of the drying chamber in an empty state by not mounting wood with the load sensor;
a mounted load measuring step (S3) of loading the selected wood in the drying chamber and measuring the load of the drying chamber on which the wood is mounted with the load sensor;
a wood load calculation step (S4) of calculating the load before drying of the mounted wood by calculating the load of the drying chamber measured in the initial load measurement step and the drying chamber load measured in the payload measurement step (S4);
a vacuum forming step (S5) of sealing the drying chamber, operating the discharge pump, sucking air inside the drying chamber through the gas discharge pipe, and discharging it to the outside through the external discharge pipe (S5);
After a vacuum is formed in the drying chamber, the steam generator is operated to inject steam into the drying chamber through the steam injection pipe to raise the temperature inside the drying chamber from room temperature to 100 degrees Celsius, and the drying chamber A wood preheating step (S6) of preheating the wood accommodated in the interior of the;
By operating the steam generator and injecting superheated steam into the inside of the drying chamber through the steam injection pipe, the temperature inside the drying chamber is maintained at 140°C to 170°C for 2 hours to 4 hours while the drying chamber A superheated steam high heat treatment step (S7) of heating the wood accommodated therein, drying and high heat treatment;
While heating the wood, the total weight of the drying chamber is measured through the load sensor to derive the weight after drying of the wood, and the weight before drying and the weight after drying of the wood are compared to determine the change in the moisture content of the wood. a moisture content calculation and maintenance step (S8) of calculating and maintaining high heat treatment until the moisture content of the wood reaches a target moisture content through the calculation;
After the high heat treatment of the wood is completed, the steam generator is stopped and the discharge pump is operated to pass from the steam generator to the steam injection pipe through the recirculation connection pipe. a temperature lowering step (S9) of lowering the temperature of the wood while lowering the temperature inside the drying chamber to 80 to 100 degrees Celsius by circulating the internal air from the gas discharge pipe to the discharge pump;
After the temperature drop is completed, the steam generator is operated to inject steam into the interior of the drying chamber through the steam injection pipe, and the air inside the drying chamber is intermittently supplied through the external discharge pipe over 2 to 3 hours. a pressure lowering step (S10) of lowering the internal pressure of the drying chamber to atmospheric pressure by discharging to the air;
A natural cooling and aging step (S11) of aging the wood while naturally lowering the temperature of the drying chamber to room temperature by maintaining the inside of the drying chamber in a sealed state for 2 to 4 days after the pressure drop is completed;
Wood drying and high heat treatment method for manufacturing high strength wood, characterized in that it comprises.
상기 과열증기 고열처리 단계(S7)는,
상기 배출펌프를 작동시켜 상기 재순환연결관을 통해 상기 증기발생기에서 증기주입관으로 증기주입관에서 건조챔버의 내부로 상기 건조챔버에서 상기 가스배출관으로 상기 가스배출관에서 상기 배출펌프로 내부 공기의 순환으로 상기 건조챔버로 주입된 과열증기를 순환시켜 에너지를 절감시키는 과열증기 순환 과정과,
상기 과열증기가 순환되는 중에 상기 건조챔버의 내부에서 목재의 고열처리에 의해 발생된 목초액을 상기 건조챔버의 외부로 빼내어 추출하는 목초액 추출 과정을,
더 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 목재 제조를 위한 목재 건조 및 고열처리 방법.
According to claim 1,
The superheated steam high heat treatment step (S7),
By operating the discharge pump, from the steam generator to the steam injection pipe through the recirculation connection pipe, from the steam injection pipe to the inside of the drying chamber, from the drying chamber to the gas discharge pipe, from the gas discharge pipe to the discharge pump. A superheated steam circulation process for saving energy by circulating the superheated steam injected into the drying chamber;
A wood vinegar extraction process of extracting wood vinegar generated by high heat treatment of wood from the inside of the drying chamber while the superheated steam is circulated to the outside of the drying chamber,
Wood drying and high heat treatment method for manufacturing high-strength wood, characterized in that it further comprises.
상기 온도 하강 단계(S9)는,
상기 목초액 추출 과정에서 추출된 목초액을 상기 외부배출관을 통해 주입하여 상기 건조챔버의 내부에서 내부 공기와 함께 목초액이 증발로 순환되어 상기 목재에 도포되면서 상기 목재를 냉각시키는 목초액 도포 및 냉각 과정과,
상기 건조챔버의 외부로 상기 재순환연결관의 관로에 필터를 설치하여 내부 공기와 목초액이 상기 배출펌프에 의해 강제로 순환되는 중에 목초액과 내부 공기에 포함된 이물질을 필터링하여 제거하는 이물질 제거 과정을,
더 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 목재 제조를 위한 목재 건조 및 고열처리 방법.
3. The method of claim 2,
The temperature lowering step (S9) is,
The wood vinegar extracted in the wood vinegar extraction process is injected through the external discharge pipe, the wood vinegar liquid is circulated by evaporation together with the internal air inside the drying chamber, and the wood vinegar application and cooling process for cooling the wood while being applied to the wood;
A process of removing foreign substances by filtering and removing foreign substances contained in the wood vinegar and the internal air while the internal air and the wood vinegar are forcibly circulated by the discharge pump by installing a filter in the conduit of the recirculation connection pipe to the outside of the drying chamber,
Wood drying and high heat treatment method for manufacturing high-strength wood, characterized in that it further comprises.
상기 자연 냉각 및 숙성 단계(S11)는,
상기 건조챔버가 밀폐된 상태에서 상기 건조챔버의 내부로 천연 살균제를 분무시켜 상기 목재에 도포시키는 살균제 도포 과정을, 더 포함하고,
상기 천연 살균제는,
편백나무 추출물, 레몬 추출물, 마늘 추출물, 생강 추출물, 은행잎 추출물, 청미래덩굴잎 추출물, 오동나무잎 추출물, 님나무 오일, 소나무 오일을 함유하는 것을 특징으로 하는 고강도 목재 제조를 위한 목재 건조 및 고열처리 방법.According to claim 1,
The natural cooling and aging step (S11),
A disinfectant application process of spraying a natural disinfectant into the inside of the drying chamber while the drying chamber is closed and applying it to the wood, further comprising,
The natural disinfectant is
Wood drying and high heat treatment method for manufacturing high-strength wood, characterized in that it contains cypress extract, lemon extract, garlic extract, ginger extract, ginkgo leaf extract, Smilax china L. leaf extract, paulownia leaf extract, neem oil, and pine oil .
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| KR20230174057A (en) * | 2022-06-20 | 2023-12-27 | 백지곤 | A method of manufacturing firewood for camping using fruit trees and a set of firewood for camping manufactured thereby |
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