真・MFC千夜一夜物語 第164話 現場に立つことの重要さ 手を動かすことの重要さ

日本工業出版さんの「計測技術」で 「マスフロー千夜一夜物語<質量流量計の基礎>」という連載をさせて頂いています。これも一重に、本ブログに多数アクセスを頂いている皆様のおかげと思っております。
ありがとうございます!

今回は少しMFC(マスフローコントローラー)の技術論からは脱線します。

Decoがこの連載を書き始めた動機は、何度か触れましたが、MFCというマイナーで、世の中に入門書も技術書もないような機器のことを伝承したい、という思いからでした。
でも、反面、ただこのような解説を読むだけで耳年増になるのではなく、やはり現実に色んな現場に立つ事が一番大事なのだよね、という思いもあります。
自分自身に対して、そんな思いを強くする出来事が最近ありました。

先日、Decoは親族の家のクーラーが不調だと言うことで見に行きました。
水漏れと聞いたので、シールテープや排水パイプのゴミを取り除けるような道具を用意していったのですが、想定したような箇所の漏れや、詰まり等ではなかった為、事態は思ったより簡単ではなく、結局日を改めてメーカーのサービスさんに来て頂く事にしました。

当日朝、サービスさんから電話があり不具合の概要を説明して時間を打ち合わせ、その頃合いに親族の部屋で待っていると、かなり年配のサービスマンが来られました。
後でお歳を伺ったところ74才とのこと。
下手したらDecoとも親子くらいの年齢差です。

そのサービスの方は、一目で状況を把握して対処されました。
簡単に言うと、Decoは見た目で騙されていた(思い込んでいた)のです。
壁に厚みがあり、穴を開けて室外機へ向けて排水パイプが伸びているのですが、内部にあった排水パイプは水平に伸びており、そこでゴミが詰まっていました。
見えない部分の入口と出口位置を見て、傾斜はあるだろうと思い込んでいたのですが、それは排水パイプの外装の中にあるパイプ自身はどうだったか?は確認できてなかったのですね。
常に水が流れているパイプならば水平でもなんとか押し出してもらえますが、たまにしか水が流れないパイプですから、ゴミが堆積しやすい状況だったのです。

そして、その詰まりは空調から距離もあり、なかなか除去しにくいのですが、水も吸える掃除機を持ってこられて排水口からバキュームすることで詰まりを除去して頂きました。
その作業は無駄のないもので、30分ほどの時間と、出張費+αぐらいの価格だったので、親族も大変喜んでいました。

お聞きしたところ、朝の電話でだいたいの当たりを付けて装備をしてきたとのこと。
その想定を元に現状を観察し、テストし、確信してから、処理を施すまでの手際の良さは“さすがだなぁ~”と感心しました。

よく巷では「色々考えずに、とにかくやってみる」的なアプローチを励賛する向きもありますが、こと機械物に関する限りは、そうではないと思っています。
綿密な前準備=想定こそが大事だと。
ですが、“想定”と“思い込み”は紙一重です。
今回のDecoは思い込みが強すぎて、その部位ばかりに視点がいってしまっていました。
確度の高い想定を立てて、準備をしっかりする。
ここで現場作業の成否は決まると言っていいでしょう。
その後の冷静な判断と検証スキルも含めて、経験の賜なのでしょうか?


こうやって偉そうにブログを書いているDecoですが、“現場で常に手を動かしてこられた歴戦のベテランの前ではまだまだヒョッ子だなぁ“と思い、日頃の業務にも役立てることができるいい勉強をさせて頂きました。
MFCのトラブルなどへの対処に反映できればと思います。

【あなたにMFCの夜が来る~真・MFC千夜一夜物語】by Deco EZ-Japan

テーマ : ものづくり
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07/30のツイートまとめ

Kuroda_EZJ

RT @kikumaco: 特異な一例をもって全体を締め付けようとするのが日本流で、これでどんどん息苦しくなる。研究不正でもそう。不正が発覚したら厳しく罰すればいいので、「不正を未然に防ぐ」ことに血道を上げたって、ただ生きづらくなって、雑務が増えて、生産性が下がるだけ。なんでも…
07-30 11:38

今週のEZ-Japan BLOG 更新は急用の為、7/31木曜とさせて頂きます。 http://t.co/T0mtIVJp6t
07-30 11:37

07/29のツイートまとめ

Kuroda_EZJ

RT @kakansaku: AIBOサポート打ちきり長年ソニーに勤めた乗松伸幸さんは早期退職し、株式会社ア・ファン〜匠工房〜を設立した以前1匹のAIBOを修理したことが口コミで広がり、現在、20匹が入院中だ。http://t.co/O8A9BRoDKn
07-29 12:02

07/25のツイートまとめ

Kuroda_EZJ

都内、木陰でこの温度です^^; http://t.co/ppUHODDgPk
07-25 14:06

真・MFC千夜一夜物語 第163話 MFCに異物が混入した場合 その6

日本工業出版さんの「計測技術」で 「マスフロー千夜一夜物語<質量流量計の基礎>」という連載をさせて頂いています。
これも一重に、本ブログに多数アクセスを頂いている皆様のおかげと思っております。
ありがとうございます!

さて、MFC(マスフローコントローラー)に異物が混入した場合に生じるトラブルを説明して参りました。
今回は流量制御を行うバルブ、オリフィス部分のバルブシートに異物が挟み込まれた場合です。
「バルブシートに異物と言われても、どこのことか想像がつかないよ!」とおっしゃる向きもあるかと思いますので、図を用意しました。
140723_01.jpg

MFCの流量制御バルブは、以前からご説明していますが非常に小さな隙間(ギャップ)でガスを流しています。
その制御はアクチュエーターがμm単位で行っているのです。
ですから、ここに些細な異物でも侵入して挟まってしまうと、バルブは完全に閉じなくなります。

「完全に締まらないぐらいならいいよ。そもそもMFCで完全なガスシャットオフはできないから、閉止弁を別に用意するよう、以前Decoさんが書いていたからね!」
と頼もしくおっしゃって頂けるかもしれませんが、それで済まない事態も発生します。
やや大げさなモデルですが、このような現象です。
140723_02.jpg

ある設定信号以下の流量を入力しても、MFCは一定の値から下を制御しようとせず、ひたすら流れっぱなしになるということなのです。
この現象は「出流れ」と呼称されます。
この制御不能エリアは挟まった異物の大きさに応じて拡大します。
F.S.(フルスケール)近辺だけを流量制御するなら問題ないかもしれませんが、流量設定を可変して下の流量域を使用するMFCの場合は大変です。

異物による出流れ症状が出たら、MFCを一度N2パージや真空引きして挟まった異物を除去しなくてはならないのですが、これがそう簡単にはパージされてくれません。
最終的にはMFCメーカーに修理に出して、分解洗浄をしてもらうことになります。
ただ、頑固に残った異物はバルブーシート面にも傷を残していることもあります。
そうすると異物を除去しても、その傷が原因で閉塞不良を起こし、やはり出流れが起きるので、そういったパーツを交換してもらう必要があります。

「修理から戻ってくるのを待っていられない!どうしても何とかしたい!」という場合、応急処置的には、MFCの供給圧をある程度下げてもらうことでこの出流れ量は小さくはなります。
隙間が一定なのですから流れる流体が同じなら、供給圧力を下げれば流量は小さくなりますから・・・

でも、異物がある状態で、プロセスを続けるのはお薦めできません。
いつその異物が下流のチャンバーやワークの方へ流れていくかわからないのですから・・・
あくまで緊急待避的な処置と考えて下さいね!

【あなたにMFCの夜が来る~真・MFC千夜一夜物語】by Deco EZ-Japan

テーマ : ものづくり
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07/19のツイートまとめ

Kuroda_EZJ

RT @sennmusann: 今日フェイスブックで発信したら知らない人が多かったので、滋賀県長浜の海洋堂フィギュアミュージアムに展示中の映画ジュラシックパークに使用されたトリケラトプス。 http://t.co/Qv6FMl5sn0
07-19 19:41

RT @cyclist_sanspo: 普通のシティサイクルに見えますが、災害時に変形して車椅子に活用できる画期的な自転車が登場しました。http://t.co/WhIbqS9Uk6工具不要で、わずか2分あれば傷病者を搬送できる状態に。まさに自転車版トランスフォーマー。 h…
07-19 10:10

07/16のツイートまとめ

Kuroda_EZJ

RT @Yam_eye: バッティングのときの「引き手が大事」みたいな話を裏付ける。→両腕動作中のみ発動する「左腕の優越」。東大から発表 : http://t.co/POh9e155p0
07-16 19:50

赤ん坊猫がやってきた!<センシリオン 温湿度センサーでの環境管理>

我が家に2匹の赤ん坊ネコが来ました。

事の起こりは2週間前、娘の友達が段ボールに8匹の赤ん坊ネコが捨てられていたのを、不憫に思い拾ってきて里親捜しを始めたことからでして・・・
猫が大好きな我が家の住人が見過ごせるはずもなく・・・
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義姉の家とうちで1匹ずつもらうことになり、とは言っても義姉の家でまだミルクで下の世話もしないといけない赤ん坊ネコは育てられず、実績のある(1回だけなのですが・・)我が家で2匹を育てることに^^;
ひとまずケージを用意して、3~4時間毎にミルクと下の世話をします。
ミルクを飲ませたら、だいたい寝てしまうので、下の世話をしてからミルクが順番です。
ケージの中には、40℃くらいの温水をいれたペットボトルにタオルで巻いただけの簡易型ヒーターをいれます。
これは母ネコのぬくもりを疑似再現しているのですね。
今は夏ですが、夜や、昼間でもリビングでクーラーを付けると、結構赤ん坊ネコの体感温度としては寒くなってしまうこともありますので室温管理は気を使います。

また、義姉家に一度顔見せに連れて行った際は、車にケージを積んでつれていきましたが、この季節では曇った比較的熱くない日を選んでも、車内温度がかなり上がります。
体温管理ができない赤ん坊猫にとっては、熱中症のピンチです。
車中の空調は、場所により結構温度ムラがあるので、ケージ内部の温度がどうなっているのかがわからないと大変心配でした。短時間でも家より過酷な環境ですから、温度だけではなく、湿度も計って、ケージ内部の乾燥状態もチェックしたいですし・・・
そこで新兵器!

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と言うか、先日 センシリオン社から頂いた"CMOS温湿度センサー”のデモ品(写真左)とセンシリオン製温湿度センサー内蔵のBraveridge社”ワイヤレス温湿度センサーモジュール”(写真右)を使わせて頂く事にしました。
このセンサー、スマホにも搭載され世界的なヒットになってるそうです。
とにかくセンサー部分が小さい!2mm角程度です。
詳しくはこちらで→CMOSens®技術

このサイズで、温度、湿度、そして露点を表示できます。
で、このデモユニットが秀逸なのは、Bluetooth4.0でiPhoneと通信して複数のセンサーから信号を受信できるのです。

ここで閃いたDecoは、早速ケージ内部に、こんな感じで2つ配置してみました。
140713_04.jpg

iPhoneで拾ったデータは、こんな感じの画面で表示されます。
140713_05.jpg

センサーモジュールに、好きな名前を付けることもできるので、管理しやすいですね。
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こんな風に一画面で複数のセンサーデータを表示させることもできます。
140713_06.jpg

更にこんな感じでログを取る事もできるので、環境温湿度変化を追うこともできます。
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我が家に来てから早いもので2週間が経ち、お陰様で赤ん坊ネコ2匹はすくすくと大きくなっています。
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なかなか面白いアイテムを提供頂いたセンシリオンさんに、この場をお借りして御礼を申し上げたいと思います。
この温湿度センサー、他にも色々と用途がありそうですね。
読者の皆さん、何かアイデアがあったら教えて下さいね。

【猫と暮らす】 by Deco EZ-Japan


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ジャンル : ペット

07/14のツイートまとめ

Kuroda_EZJ

7/16 EZ-Japan BLOG 更新予告 突然 我が家に 赤ん坊猫がやってきました!この夏場、子育て環境管理に悪戦苦闘する中、Sensirion社のCMOSセンサーとiPhoneを使った思わぬ救いの手が・・・ http://t.co/SwdMbwt1uq
07-14 15:00

RT @FlashNewsJP: 指揮者ロリン・マゼールさん死去 クラシック界の巨匠 - 朝日新聞デジタル http://t.co/hOFbO0h2Gc 世界的指揮者で作曲家のロリン・マゼールさんが13日、肺炎による合併症のため米バージニア州キャッスルトンの自宅で死去した。84…
07-14 07:26

RT @nikkei: 「出来すぎ」富士重が悩む市場との付き合い方 http://t.co/u8blQ3Wsmh
07-14 07:24

RT @nikkei: サンリオ、市場が気にする「不動のセンター」の後継 http://t.co/uuWk2Puhpv
07-14 07:24

07/09のツイートまとめ

Kuroda_EZJ

RT @nikkei: 動く実物大ガンダム、19年お披露目 実現へ技術公募 http://t.co/DW0U4Ru0UR
07-09 22:39

今日は事務所で原稿の校正をしていたら、突然の来客!驚いたけど、久しぶりにお会いできてうれしかったです。わざわざお立ち寄って下さり、感謝です^^
07-09 19:01

RT @AIST_JP: 材料フェスタ in 仙台(7/28-29開催)では、「プロが語る未来のマテリアル~これから生み出されようとしている夢の素材~」と題したシンポジウムを開催します。リンク先ページ下部で詳細をご確認いただけます。 #材料フェスタ http://t.co/D
07-09 18:59

RT @nikkei_bizdaily: ルネサスエレクトロニクスは9日、設計開発部門の子会社3社の組織体制を8月1日付で再編すると発表しました。併せて早期退職者を8月7日から募集します。設計開発部門の再編にかかわる子会社3社とルネサス本体の従業員約800人が対象です。http…
07-09 18:58

真・MFC千夜一夜物語 第162話 MFCに異物が混入した場合 その5

日本工業出版さんの「計測技術」で 「マスフロー千夜一夜物語<質量流量計の基礎>」という連載をさせて頂いています。
これも一重に、本ブログに多数アクセスを頂いている皆様のおかげと思っております。ありがとうございます!


さて、MFC(マスフローコントローラー)に異物が混入した場合に生じるトラブルを説明して参りました。
今回は流量制御を行うバルブ、オリフィス部分です。
この物語でも、何度かMFCの流量制御バルブの図解をしております。その際には以下のようなデフォルメした絵を見て頂いていますが、実際は少し異なります。

140709_02.jpg

それはオリフィス部分の描画省略です。
MFCの制御流量は、このオリフィス径で決定されています。
毎分数十ccしかガスを流さない場合、その径は1mm未満に設定されることが多いのです。

140709_01.jpg

この狭い部分に異物が詰まるとどうなるでしょうか?
当然MFCは設定信号と流量信号を合致させるよう制御しますので、狭くなった分だけ減った流量を、バルブの開度でまかなうようバルブアクチュエーターをもっと開く制御をして対応します。
ですから、少々の詰まりだけでは特に問題はありません。
でも、それは当然つまりの程度により限界があります。

MFCのバルブ開度は、製作条件、F.S.(フルスケール)流量、ガス種、圧力条件等に応じて、少々の余裕は見て設定されます。
ただ、あまりに余裕を見過ぎると、制御性能=バルブ開度の分解能の問題があるので、5SCCMのMFCのバルブが同じ条件で5SLMまで流せるような開度の余裕を持つことはありません。
つまり、がんばって開度を大きくしていっても、いつかは限界が来るよ、ということです。

完全に閉塞に近いツマリの場合は、ほとんどガスが流れない現象も発生します。
140709_03.jpg

また、流量設定の低いところは流れるが、F.S.付近は流量がある値で頭うちして流れない現象が発生する可能性があるのです。そして詰まった異物はなかなか除去できません。
運良く圧を上げたパージで飛んでくれることもありますが、たいていの場合MFCメーカーに返却して頂いて、オリフィス交換、再調整などの作業が必要になります。

次回はバルブに異物の話の続きで、今度はバルブシートに異物が挟み込まれた際の問題に関してお話しします。

【あなたにMFCの夜が来る~真・MFC千夜一夜物語】by Deco EZ-Japan

テーマ : ものづくり
ジャンル : ビジネス

07/08のツイートまとめ

Kuroda_EZJ

慌てて出掛けて、PHSを忘れてしまったぁ(−_−;)スマホあるからいいけどさ。
07-08 16:41

07/04のツイートまとめ

Kuroda_EZJ

EZ-Japanブログに辿り着かれた検索ワード1位は、コンバージョンファクター。いつかはもう一度ちゃんと書かないといけないんですよね。業界の大先輩の言葉を借りるなら「パンドラの箱」。開けて最後に希望が残るなら、開ける勇気が必要なんだろうなぁ。
07-04 15:29

RT @Nikkan_BizLine: 日本精線、最高450度Cの高温領域で使用できるバネ用ステンレス鋼線「タフステン」を開発 http://t.co/DXbYafWCoO
07-04 12:18

今日はこれから市ヶ谷です。雨でなんか涼しい…上着を着てくるべきだったかな?
07-04 11:46

07/02のツイートまとめ

Kuroda_EZJ

RT @AIST_JP: 毎夏恒例の産総研つくばセンター一般公開。今年は7/19(土)開催です。 特別講演では、情報処理技術が変えていく音楽の新しい楽しみ方を紹介。全国のジオパークと筑波山の特別企画や、ふだん見れない研究現場の見学ツアーなど企画もりだくさん。 http://t…
07-02 17:22

我が家に登場した新しい小さな家族です^^ http://t.co/lsv8uEyOgM
07-02 15:26

四国計測工業株式会社 高効率熱交換器 EXシリーズPart3

讃岐国=香川県にある 四国計測工業株式会社(本社:香川県仲多度郡多度津町南鴨200番地1代表取締役社長 津田 富造さん)の製品 高効率熱交換器 EXシリーズ のご紹介Part3です。

 この四国計測工業さん(以下四計さん)のEXシリーズ、このブログでは勝手に「必要な時に、必要な温度の、必要な量の流体を送り込む」というキャッチフレーズをつけていますが、今までの熱交換器と言われる機器とは一線を画す存在だと思います。

140630_01.jpg

それを端的に表すのは、対象流体の拡張です。
今までの熱交換器では、空気、窒素等を温めるためのものでした。こういった用途では、厳密な温度制御が必要ではないことも多く、必要な温度までヒーターでガンガン温度を上げて、ガスを垂れ流しで使ってもコスト的にそれほど圧迫されないような用途が多かったかと思います。

でも、このEXシリーズならば、全く違うビジョンが見えてきます。
それは、稀少で高価でガス=プロセスガスの正確で効率のいい昇温制御と、無駄のないガス消費で、トータルコストの大幅削減が可能になるのです。
前回の四国計測工業株式会社 高効率熱交換器 EXシリーズPart2 でご紹介した流量変動データを一覧頂けますと、ガスをオンオフ制御することで、バッチ処理にも対応できるなと想像されたかと思います。

今度は、別の切り口のデータを御紹介しましょう。
これはEXに一定のガスを流した状態でヒーターをオンにした際の応答特性データです。

140630_02.jpg

当ブログではMFC(マスフローコントローラの略)をメインで扱いますので、よく応答性データをご覧になったことのある方が多いかもしれませんが、それと似たものです。
当然、MFCの制御特性と比べれば設定値に到達する時間は熱交換器であるEXは時間を要します。(10分弱)
なにせこのデータは150L/minという大流量に対する昇温ですからね。
注目頂きたいのは流量ヒーター温度に対する出口ガス温度の追従性です。
グラフの赤線(ヒーター温度)青線(出口ガス温度)がほぼ重なっていますね。
緑線で従来構造品でのデータを見て頂くと、安定するまでに要する時間が1/3になっていますし、追従性にも大きな差があります。

もう一つヒーターのオンオフを行った際のデータを見て頂きましょう。

140630_03.jpg

先ほどと同じく150L/minの流量を流しながら、300℃のヒーターを1分間隔でオンオフすることで、繰り返し応答性を検証しています。
ヒーターをオフにすれば当然ガス温度は低下し、再度オンすればまた上昇する、これは当たり前ですが、熱容量が大きく温めにくく醒めにくいステンレスのボディは、なかなかそう簡単にはいきません。
効率よく熱を与える構造=伝熱ピンを持つEXでは、ヒーターを再度オンにしてから30秒程度で再び流体に熱を与え、ヒーター温度に出口ガス温度が追いつきます。
そして、繰り返し性能を見て頂くと、オンオフ毎にきれいにデータが並んでいるのが、おわかり頂けるかと思います。バッチ処理の場合、この繰り返し性能こそが一番の評価項目かと思いますが、いかがでしょうか?

このEXシリーズの傑出した性能を実現させた技術、それがTJC(Through Jet Course)&ZIGZAG構造です。
特許出願中と言うこともあり、構造に関してはEZ-Japanで製作した以下のポンチ絵を公開させて頂くに留めますが、これがEXシリーズ全てに共通する昇温技術の中核です。

140630_04.jpg

前回Part2の内容とあわせると、必要な時にガスを流して使用する、必要な時にヒーターをオンにして使用する、こういった使い方がEXの本領な事がおわかり頂けましたでしょうか?
ガスと電力の省エネルギーに直結する四計さんの高効率熱交換器 EXシリーズ、EZ-Japanでは短期連載記事でご紹介させて頂きます。
次回はさらにその構造の謎に迫りましょう。(本連載は短期集中で隔週掲載予定です。)

四国計測工業株式会社HP 高効率熱交換器 EXシリーズ も併せてご覧になって下さい。

【EZ-Japan ここでもう一押し!】by Deco EZ-Japan

テーマ : ものづくり
ジャンル : ビジネス

07/01のツイートまとめ

Kuroda_EZJ

RT @gizmodojapan: 【200+Tweet】VAIOの歴史が記された、VAIO株式会社のプレスキット :http://t.co/7I7gtehmtT @gizmodojapan
07-01 21:01

今月も無事脱稿しました!
07-01 20:16

06/30のツイートまとめ

Kuroda_EZJ

EZ-Japan BLOG 今週水曜日更新は、”四国計測工業株式会社 高効率熱交換器 EXシリーズPart3” です。必要な時に、必要な温度の、必要な量の流体を送り込む事こそが流体制御ですが、更に「どんなプロセスガスでも」を付けられるのが四計さんのHeatExchangerです!
06-30 22:01

あっという間に開業して1ヶ月です。今日もまたブログを読んで頂いているお客様に出会えました。開業してから、お声がけ頂く機会が増えました。ありがとうございます!
06-30 21:55

プロフィール

EZ-Japan(イージージャパン)代表 黒田 誠

Author:EZ-Japan(イージージャパン)代表 黒田 誠
MFC千夜一夜物語のDeco こと 黒田 誠 です。
2014年6月より流体制御機器マスフローコントローラーを中心に”流体制御関連の万(よろず)屋”EZ-Japan(イージージャパン)として開業いたしました。

流体の流量・圧力・温度に関わる計測・制御技術の伝承と、新技術のご紹介を行うエバンジェリスト(伝道師)の仕事を生業といたしております。

日本工業出版さんの「計測技術」誌で”マスフロー千夜一夜物語”の連載を続けさせて頂いています。

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