01/29のツイートまとめ

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01-29 06:52

真・MFC千夜一夜物語 第178話 MFCに液体を流してはいけないの?その1

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>」という連載も2015年2月号で11回目を迎えさせて頂きました。
これも一重に、本ブログや連載をお読み頂いている皆様のおかげと思っております。
改めてお礼申し上げます。

さて、MFC(マスフローコントローラ)のお話しをつらつらと続けておりますが、今回からは今まであまり触れてこなかったお話しです。
それは「液体」です。
よく、圧縮空気をコンプレッサーでMFCに送り込んだり、低蒸気圧ガスをMFCのバルブオリフィスで断熱膨張により液化させてしまって、MFCの中に液体が偶発的に入り込んだ状態のお話はさせて頂いたかと思いますが、液体そのものをMFCで流量測定、制御するお話は未出かと思います。

液体用MFCというものは存在しています。
しかし、ここで言う液体用MFCには大きく分けると、多くのMFCが搭載している熱式(サーマル)センサーによるものと、コリオリ式センサーを搭載したものに別れます。
おさらいで両方式の原理を以下に挙げておきます。

150128_01.jpg
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140305_02.jpg
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真・MFC千夜一夜物語 第152話からの “MFCと質量流量計の関係”という記事の中でこの2種に関し少し触れました。
そして、各々の長所短所を説明したときに、以下のように図示しています。

140319_01.jpg

これだけ見ると、熱式センサーを積んだMFCは気体用で、液体用はコリオリの守備範囲だと理解されるかもしれません。
では、なぜ熱式は液体を苦手とするのでしょうか?
今回の連載はその内容にスポットを当てるとともに、液体用熱式センサーの最新の動向に関してもお話をしていこうと考えています。

【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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01/27のツイートまとめ

Kuroda_EZJ

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01/24のツイートまとめ

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真・MFC千夜一夜物語 第177話 ミライは水素社会、MFCと水素の関係 その2

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>」という連載も、2015年1月号で10回目を迎えさせて頂きました。
これも一重に、本ブログや連載をお読み頂いている皆様のおかげと思っております。
改めてお礼申し上げます。

さて、燃料電池(FC)評価装置の特に水素ガス制御でのMFC(マスフローコントローラ)で気をつけたいことをお話ししましょう。
半導体製造装置のようなMFCの二次側が真空チャンバーで真空条件の場合(一部例外もあります)と、FC評価装置のような大気圧以上、与圧条件の場合、気になるのは背圧が立った状態でMFCがちゃんと流量制御できるかという問題です。

「Decoさん、今頃何を言っているのですか?MFCには動作可能な差圧条件が定義されているのだから、それをクリアできるように、二次圧が与圧ならば、その分供給圧力を上げれば良いのでしょう?」
という声が聞こえてきそうな気もしますが、果たしてそれだけでいいのでしょうか?

以前お話しした内容の復習です。
例えば差圧は同じ49KPaでも、MFCの1次圧49kPa、2次圧0kPaの場合と、1次圧549kPa、2次圧500kPaの場合とではMFCのバルブ構造によっては、制御性能に差が出ることがあるというお話です。(詳しくは真・MFC千夜一夜物語第41話からお読みください。)
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具体的には、応答特性のオーバーシュート過多、ハンチングによる流量制御不良、バルブが閉まらず出流れが発生し、それよる低設定域の制御不良等の問題が生じる現象が生じる可能性があります。

しかも、相手はMFCにとって隠れた苦手ガス「水素」です。
水素は密度が小さく、拡散しやすい=小さな隙間からでも流れていきやすいガスですので、大流量MFCを作るには比較的楽なのですが、これを小流量で制御しようとしたり、高い圧力仕様で作ろうとすると、「流れやすい」という性質が仇になります。

水素用のMFCは、窒素と比べてかなり小径のオリフィスを使って、バルブのリフト量も小さく抑えて、μmレベルの動きで「流れにくいように」調整したバルブをほんの少し動かして、ガスを漏らすように制御しているのですが、それでもアクチュエーターにかかる圧力(MFCの差圧ではない)が高くなってくると、少しバルブを動かしたら一気に水素ガスが流れることになり、容易に制御を失います。
また、締め切り性能もバルブシートの材質により漏れが発生してしまったりします。
*漏れに関してはSUS等のメタルバルブで大きく、PTFE等の樹脂、バイトンⓇ等のフッ素ゴム系の順番で小さくなっていきますが、温度変化による線膨張係数を考慮するとSUS-316Lで16.4、PTFE 10、バイトンⓇ15.8(いずれも記載数値×10-6/ ℃)となりますので微妙なところです。
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近年、MFCのカタログスペックで差圧以外に、最大動作(使用)圧力という項目が記載されるようになってきました。
これは最大動作(使用)圧力 450kPaとある場合、まず第1条件としてMFCへの供給圧力を450kPa以下にするという前提で、更に差圧条件を守って使ってくださいね、という意味合いです。
更に水素の場合は、MFCメーカーさんに事前に確認してみた方が良いかもしれません。
MFC調整時に使用されるガスは窒素の場合が多く、水素を使うケースは希です。
それは水素の危険性に拠ります。
閉鎖空間で使う場合、水素の爆発限界範囲、特に空気との混合では爆発下限4%という非常に爆発しやすい性質と、拡散しやすい性質の組み合わせは、取扱いを間違えば大きな事故に繋がるからです。
それだけに実際の水素を使用する条件を伝え、見解を確認することをお勧めします。

【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

01/19のツイートまとめ

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RT @hello_pantech: 本日のオススメはホットドックです♪味わい深いミニバケットにジューシーな沖縄産のブランドソーセージを挟みました(*´艸`) .+゚ 御昼食にもピッタリの一品( *`ω´) http://t.co/SZoE2syFV8
01-19 08:32

01/17のツイートまとめ

Kuroda_EZJ

田原章博様。今も携帯が鳴って「黒ちゃん、元気しとるかいな?」というお声が聞こえてくるような気がしています。ここに謹んで哀悼の意を表し、御冥福をお祈り致します。(ネットを調べたらDAPのHPに懐かしい写真がありました。)http://t.co/kOE3yqXDl6
01-17 14:32

RT @kimidoribot: こういうの作曲にもあるよね。っていうか年末に似たことあってクライアントさんと少し揉めたからすごいわかる。:デザイナー哀の劇場 R(リターンズ) (9) それは納品していません http://t.co/wrtZ3uoakc http://t.c
01-17 00:18

真・MFC千夜一夜物語 第176話 ミライは水素社会、MFCと水素の関係 その1

日本工業出版さんの「計測技術」での 「マスフロー千夜一夜物語<質量流量計の基礎>」という連載も、2015年1月号で10回目を迎えさせて頂きました。
これも一重に、本ブログや連載をお読み頂いている皆様のおかげと思っております。
改めてお礼申し上げます。

 トヨタが世界初の量産燃料電池車(FCV)「MIRAI(ミライ)」を、昨年12月15日に発売告知しましたね。更に今年になって、FCVの普及を促進するため、2020年までの期間は関連特許約5680件を、競合他社に無償でライセンスするとまで発表。
東京オリンピックを見据えて、一気にFCVへという戦略のようです。

 FCVは水素を元に発電するのが燃料電池を搭載していますので、今までのハイブリッド車やEVとは全く異なるインフラが必要になります。
そう「水素ステーション」です。
ガソリンスタンドがガソリンを車に給油する場所なのに対し、水素ステーションは、水素をFCVに充填します。このスタンドを2020年までに普及させたい思惑のようですが、建設費用5億円とも言われるこの設備を、既存のガソリンスタンド並みに普及させるには、コスト的、そして技術的な課題が色々とあると思えます。
そのお話はまた別の機会にするとして、今回はMFC(マスフローコントローラ)に絡むお話をさせて頂きましょう。

「水素スタンドにMFCが使われたら、これからガンガンマスフローメーカーさんは売れますか?」
という質問を頂きました。
水素スタンドが普及するという前提でも、充填した水素を計る行為=消費量を計る流量計に従来型の熱式MFC(MFM=マスフローメータ)が使われるとはDecoには考えにくいところがあります。
なぜなら現在のガソリンスタンドでの給油時間に匹敵する効率を得るためには、水素をかなり高い圧力(70MPa)まで圧縮昇圧した条件で、しかも水素冷却装置で-20℃を超える低温にして充填するという話も聞こえており、この状態で使用できる熱式流量センサーは難しい、としか言いようが無いからです。

また、1MPaを超える高圧でガスを消費する場合、高圧ガス保安法に基づき、地方自治体に申請をするのですが、他の配管機器、例えばバルブのように“経済産業大臣認定品”のMFCであるかというと、Decoの知る限る現在はどこにも存在していないはずです。
海外メーカーで耐圧1MPa以上を謳うメーカーはありますが、それらも日本国内法である高圧ガス保安法に基づいた認定品ではありません。
あくまで内部構造図面、強度計算書、材質証明書、耐圧試験結果等必要書類を添えて、都道府県にユーザーが設備申請をして頂き、完成検査をして頂く必要があるのが実体です。
昨今、特に完成検査における最薄部位の肉厚の実測確認が厳しいとも聞いていますので、なおのことです。
「高圧」「低温」状態の水素ガスを測定するのは、おそらくは同じ質量流量計でもコリオリ流量計の得意なカテゴリーになってしまうと思えます。

では、MFCとFCが無関係かというと、そうでもありません。
もっと研究の前段階、”FC評価装置“では、よくMFCが使用されています。
以下のようなフローで、加湿したガス(水素や空気)をセルの入っている容器に送り込みます。
(一般的なフローを示したもので、特定の企業・団体のものを表しているわけではありません。)
150113_04.jpg

このようなフローですのでMFCにとって、先ほどの高圧、低温といった条件ではなく、楽に見えますが、実は水素特有の落とし穴があります。
さて、どのような落とし穴でしょうか?それは次回、お話しましょう。

【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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01/12のツイートまとめ

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RT @kitamoto_nikki: 【上尾・カフェ】「アウトドアカフェ山小屋」でひつじのカップケーキ食べためぇ♪ – 北本日記http://t.co/YLzz5m2tuX http://t.co/otw2RxZCUi
01-12 11:37

RT @tamai1961: 「新聞記事だと「さらっ」と読めてしまうのですが、全袋検査では「1075万袋」を、新生児の検査では「2万人」を検査しているわけです。まさの気の遠くなるような検査。この結果には、医療に携わる方々、そして農業や食品に携わる方々、皆さんの執念と言っていい尽…
01-12 11:37

01/11のツイートまとめ

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【SUBARU東京オートサロン2015 出展】LEGACY B4 BLITZEN CONCEPT 特設サイトで今すぐチェック!http://t.co/Jdd8D0Iw65 http://t.co/mg7s8dttIt #subaru こいつを買えるようにがんばろう!
01-11 20:37

01/10のツイートまとめ

Kuroda_EZJ

【MFC千夜一夜物語mini】番外編 よく"水素爆発"と"水素爆弾"を同一視されている方がおられるのですが、全く原理が異なります。水素爆弾は高圧水素タンクに火を付ける爆弾ではありませんから、念の為…
01-10 16:50

【MFC千夜一夜物語mini】クリーンエネルギーとして注目されるガスですが、実はMFCにとってはなかなか難敵です。特に高い供給圧力での水素の微小流量制御は。小さなギャップでもどんどん流れていってしまうので、オリフィスを絞り、リフト量を小さくしたピーキーなセッティングを強いられます
01-10 16:46

RT @petMignon: 明日1/11(日)12:00-16:00 ミグノンいぬねこうさぎ譲渡会です。家族をさがしている動物たちがおめかしをして集まります。東京都渋谷区千駄ヶ谷4-3-5 “北参道”徒歩1分 http://t.co/kWkHdy9g4I http://t.c
01-10 16:31

RT @yabu999: 生まれてはじめて海外に向けて年賀状を書く機会があったんですけど、差額18円で全世界どこの国のどの地域にも送れるみたいなんですよ〜すごい安くないですか!?あとその18円切手がジャパニーズ感あって喜ばれる感じのナイスなデザインでした! http://t.c
01-10 13:49

RT @hello_pantech: 3連休1日目は天気も良く、お出掛け日和ですね♪そんな日にオススメ!当店のソフトチャパタで挟んで作りました、ポテトサンドウィッチはいかがでしょう(´∀`)?ハムも挟んでおりますのでお手頃価格で満腹感を得られますよ〜! http://t.co/
01-10 13:12

01/09のツイートまとめ

Kuroda_EZJ

うむ、この時間で空いてる訳は無いのですが、ここに来られただけでいいのです。 http://t.co/kJDDJk2aOY
01-09 18:33

01/07のツイートまとめ

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RT @Yam_eye: これ欲しい。RT @wakusei2nd: ヤマト運輸 ミニカー ウォークスルーW8010号車 最新型。トミカサイズでリリースされた公式ミニカー。トミカタウンのジオラマにこっそり忍ばせるが吉。#今日の宇野コレクション http://t.co/o
01-07 05:26

01/05のツイートまとめ

Kuroda_EZJ

RT @hidetoga: 放射能恐怖という民主政治の毒 (1)放射線と政治http://t.co/WYTLismRXC イギリス在住の免疫学者・医師、小野昌弘氏による論考。的確であり、示唆に富んでいると思いました。(5)まであります。
01-05 18:28

2015 年頭のご挨拶

EZ-Japan 黒田 誠 です。
個人的に、昨年10月に親族に不幸が御座いました関係で、年賀は欠礼させて頂いております。

旧年中はEZ-Japan ならびに本BLOGに対しまして、色々とご支援、ご声援を頂きましたこと、改めて御礼申し上げます。
どうか本年も、宜しくお願い申し上げます。

今年は年頭から寒波で各地で大雪となり、小生の故郷滋賀県でも50cm以上の積雪だそうです。
幸い関東は雪がちらついた程度ですが、このままですと昨年の大雪を更に超える積雪も懸念されます。
また、空気も大変乾燥しておりますので、インフルエンザに罹患したり、年明け風邪で体調を崩しておられる方もお見受けします。
このような時期ですので、どうぞ皆様ご自愛下さい。

2015年が、皆様にとってよい年でありますことをお祈りしいたします。

簡単ではありますが、年頭のご挨拶まで。

2015年1月5日 仕事始めに EZ-Japan 黒田 誠
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テーマ : ものづくり
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01/04のツイートまとめ

Kuroda_EZJ

ドイツワインを頂きました!暖めてホットワインで頂くと美味しいそうです!楽しみ^_^ http://t.co/1rksU0LBnp
01-04 13:28

RT @hello_pantech: 明けましておめでとうございます٩(ˊᗜˋ*)و 今年もよろしくお願い致します!パンテック、本日は14時まで営業致します(*´ω`*)福袋もご用意しております!商品券やパンが入って1000円ですよ(๑´ڡ`๑)ぜひお待ちしております✰ htt…
01-04 13:26

パンテックさんで、初売りでパンの福袋買ってきました! http://t.co/OtejxCwXTs
01-04 13:21

01/03のツイートまとめ

Kuroda_EZJ

RT @Yam_eye: サラリーマンからフリーになって良かったなと思うのは、自分が行動しないと何も起こらないという、当たり前のことに気づけたことだ。その頃から、些細なことでも自分が起こそうとしている行動の意味を、いちいち考えるようになったと思う。
01-03 10:21

01/01のツイートまとめ

Kuroda_EZJ

紅白の影響もあり・・・引っ張り出してきた中森明菜の好きなアルバム"stock" I missed "the shock"とTABNGO NOIRを聴きたくなったので、密林でSACD紙ジャケ仕様の"BEST2"をポチってしまいました^^ http://t.co/ir4hykYsXX
01-01 19:45

お正月は雑煮ですね^_^ http://t.co/WmMDpHQfzm
01-01 12:10

新年明けました。喪中のため、年賀失礼いたします。皆様にとってよい2015年でありますように・・・ http://t.co/Cukc4718Sr
01-01 00:39

12/31のツイートまとめ

Kuroda_EZJ

あっというまの2014年でした。EZ-Japanも開業7ヶ月、なんとか離陸する事ができました。お世話になりまして、ありがとうございます。喪中の為、年賀欠礼いたしますが、2015年が皆様にとって良い年になることをお祈りいたしております。 http://t.co/Suyix6YU9b
12-31 12:51

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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