EZ-Japan BLOG since 2017 真・MFC千夜一夜物語

EZ-Japanブログは、真・MFC千夜一夜物語という流体制御機器=マスフローコントローラ(MFC)の解説記事をメインに、闘病復帰体験、猫達との生活が主なコンテンツです

MFC豆知識

面間寸法ってなんですか?

久しぶりのMFC豆知識のコーナーです。

今使っているマスフローコントローラー(MFC)が古くなってきたし、新しいMFCへ置き換えを検討しえて、MFCメーカーさんに見積もらおうとしたら、「面間寸法がわかりませんか?」と言われてしまったことありませんか?

面間寸法って、どこの寸法だろう?とお悩みの貴兄へ・・・ずばり!ここの事です。
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MFCの入口側継手の再突出部と出口側のそれとの間の距離の事なのです。

今のMFCは、1/4”VCR(フェイスシール)タイプならば面間寸法は124mmでどのメーカーもほぼ統一されてきたかな?と思うのですが、古いMFCですとそうもいかないのです。
例えば、少し前までコンパクトサイズという1/4”VCRタイプならば面間寸法は106mmというちょっと小さいサイズのMFCが国産では見られました。
更に124mmよりも大きなサイズも過去には色々とメーカーごとにありました。

それと面間寸法程知られていませんが、「芯高」という寸法もあります。

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芯高とは読んで字の通り、MFC底面から継手の中心点(芯)までの高さを言います。
これが1mmでも違うとVCRでは絶対接続できませんし、融通が利きそうなSWL(=LOK継手 食い込み継手 コンプレッション継手)でも厳しいです。
ここでいやらしい話なのですが、昔の装置では、この芯高が入口と出口で違うMFCが使われていたことがあったのでした。
もしこのタイプの置換となるとスーパーハードモード決定ですね。
諦めて配管を再施工していただく事が多かったですね。
さすがにもうないでしょうが・・・

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最近はIGS(Integrated Gas System)対応のMFCが増えました。
継手が無くなった筈のIGS用ですが、実は面間寸法に似た規格があります。
ポート間寸法(ピッチ)です。

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IGS対応機器はダウンポートと言って、機器の底面に入口出口があります。
下図を見て頂ければお判りいただけると思いますが、今までの継手ではサイドにあったポートが、底面にあるのです。
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ここでも92mm79.8mmというピッチの異なる規格がありますし、更にMFCでいう奥行方向も1.5”インチ1.125”インチという規格があります。
(IGSの他の機器はMFCと異なり、スクエアな底面デザインなので、1.5インチ角、1.125インチ角になrってます。MFCだけ仲間外れですね。)
えーっとさらに最近では10mmという規格もあります。
更にIGSでVCRやSWLに匹敵する部分としてシール形状、WシールとかCシールというものがあり、同じ92mmピッチ、1.125インチIGSでもここが共通でなければ接続できません。

やれやれ、IGSになってもやはり色々と覚えることは多いものなのです。

【MFC豆知識】 by Deco EZ-Japan




アクチュエーターの性能の違いが、MFCの決定的差ではないということを教えてやる!

MFC豆知識のコーナーです。

前回と違って、えらく長いタイトルですが、某ロボットアニメの赤い人のセリフ モビルスーツの性能の違いが、戦力の決定的差ではないということを教えてやる”のパロディです。

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よくこのMFCはピエゾだから応答が早いという話をされるお客様がおられますが・・・
間違いではないけど、正解でもありません。
確かに第1世代のサーマル(=熱膨張式)アクチュエーターと比較すれば早いでしょうが、そもそもMFCの応答性能はアクチュエーターの性能だけでは決まらないからです。

MFCとしての応答性能は下図のようなプロセスを経て、流量が制御されるまでの時間を表しています。

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この中で圧倒的に遅いのは、実は初段の部分=センサーでの熱移動の感知です。
そもそも熱というものは、そんなに素早く移動しません。
熱式流量計というものは、数ある流量センサーの中でも鈍いセンサーなのです。
例えば歪を捉える圧力センサーと比べたら10倍は遅いでしょうね。

「あっ!だから圧力式MFCの方が応答が早いんですね!」
というご意見も、あまり当たっていません。

MFCの応答性、それはPVを出力する流量センサー、SV=PVとなるよう比較・判断・操作する調整計、調整計からのMVで動く流量制御バルブ(アクチュエーターを含む)、この3つが積み上げた結果の値なのです。

MFC千夜一夜物語 第301夜からのお話は、この辺りをお話ししてみましょうか?
このお話の終着駅にある結論は、いささかとんでもないものになりそうなのですが・・・
下手するとMFC不要論にもなりかねない、マスフローマイスターが廃業しなくてはならないような怖いお話かもです。

お楽しみに!

【MFC豆知識】 by Deco EZ-Japan



MFCとは?

久しぶりのMFC豆知識のコーナーです。

マスフローコントローラー(MFC)とは何でしょうか?
実は11/15のNMIJ流量計測クラブの年会での講演でもお話しさせて頂いたのですが、
マスフローメーター(MFM)が純粋な質量流量計、つまり流量計なのに対して、MFCは複雑なのです。


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MFCとは流量センサー(熱式やコリオリ式)と流量制御バルブで構成されると書かれることがありますが、正確には違います。
MFCは 流量センサー、調整計、流量制御バルブ の3つから成り立つことを覚えておいてください。

流量センサー  流量を測定し測定値(PV)を出力する
調整計     外部から目標値(SV)を受け、流量センサーPVと比較・判断し
        操作量(MV)を決定し、流量制御バルブを操作する
流量制御バルブ MVを受けバルブ開度を調整する(=圧損を可変することで流量を調整する。)

これを上図の左側で人間が手動流量制御を行っているのになぞらえると

①流量計を目視して流量を知る 
②流したい流量値と比較して判断する 
③ニードルバルブの開度を手で調整する

という作業を、小さなMFCが代わりに引き受けて、24時間、夏でも冬でも、供給圧力が乱れても、同じ流量を流し続けることができる自動流量制御を実現してくれる便利なツールなのですね!

そう考えると、マスフローコントローラーは質量流量計なだけでなく、流量の自動流量制御を可能にするマルチファンクションツールなのです。
実はすごいと思いませんか?

【MFC豆知識】 by Deco EZ-Japan

MFCのKv値(Cv値)を聞いても意味がありません

徒然日記なのですが、本人が思ったより扱いが難しくて、そのまま放置していました。

本音をぼやくと言いながら、いやいやなかなか難しいものだなぁと・・・

 

さて、流体制御システムを組まれる方ならバルブ関連の用語 Kv もしくは Cv という言葉を御存知かもしれません。

本ブログでも、MFC豆知識“【用語解説】Cv値とKv値” で解説しています。

 

ここの最後の文で、
“でも、マスフローコントローラ(MFC)の場合、これらの容積係数の分だけ必ず流量が取れるわけではないので、そこのところは要注意です。”  
と書いたのですが・・・

この後も結構、聞かれることが多いのです。

それも、流体制御の初心者ではないような方々から・・・

 

これは書こうかなと思ったので、ここで簡単にお話ししておきます。

 

MFCKv値(Cv値)を聞いても、意味はありません!」

 

全く意味はない事はないのですが、それはMFCを全開にしてパージするときくらいで、それすらソレノイドアクチュエーターのMFCなら、経時的にコイルから発熱が大きくなることで、アクチュエーターの推力がダウンするので、やはり正確な値とは言えなくなります。
ピエゾの場合は、熱へ変換される事がほとんどないのでいいのですが、そもそもリフト量が小さいアクチュエーターなのでバルブ全開モードでもそのKv値(Cv値)分で流せる流量はたかが知れています。

パージが必要ならば、かならずMFCをバイパスする配管を設置してください。

 

では、通常制御時になぜKv値(Cv値)の情報が役に立たないか?というと、先ほどの文章に答が書いてあるのですが、MFC通常流量制御時はKv値(Cv値)よりはるかに下の流量レンジで制御しているからです。

 

「では、この設定流量時のKv値(Cv値)なら出せるだろう!」


と、お聞きになる方もおられます。

出せない事はありませんが、やはりあまり意味はないかと・・・

MFCに搭載される流量制御バルブは、ある電圧信号VS開度での流量曲線を示す比例制御弁、電動モーターバルブとは異なった配管制御部品です。

異なるのは構造のことではなく、その役割の事です。

 

あくまで流量センサーからの流量信号(PV値)と設定信号(SV値)を比較し、それらが同値になるようバルブ制御信号(MV)を可変させるのがMFCなので、MFCの役割は流量を制御する事であり、そこに搭載されている流量制御バルブに求められるのは、ある値のバルブ制御信号を得たら器差なく同じKv値(Cv値)になるようにそれを制御する事ではないからなのです。

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MFCMFCの中で調整計をもっており、自身でフィードバック制御をするものであること、
MFCPID制御を活かしたまま、外部からPID制御でSV値を与えて制御しようとする間違いをおかした際にも直面する理屈なのですが、MFCが何たるか?を、理解いただく上で一番重要なところです。

 

マスフロー徒然日記 by Deco EZ-Japan

最近の若いマスフローの営業は・・・

はい、久しぶりのDecoの言いたい放題”マスフロー徒然日記”です。


Decoもデビューして二十数年、気が付くと「最近のマスフローの営業はたるんどるよ」等とジジイ臭い独り言を言ったりするようなったのですが、「一線から離れたロートルが、偉そうに何言ってんだかw」と笑い飛ばしておいてください。

先週末、知り合いと昔話をする機会がありまして、そこで思ったのですが、
「最近の若いマスフローの営業は・・・正直大変です。」

Decoが若いころは、マスフローのマの字もわからず、お客さんのところに飛び込んだものでした。
なにせ眠くなる質量流量だの、PID制御だの、WF6だの色んな知識をざーーっと座学しただけですから、お客様との会話はちんぷんかんぷんです。

「お前なんか、俺と話すのは10年早い!」

と怒鳴られて、しょぼくれて帰った記憶を思い出します。
(悪いのはDecoなんです。何もわからず液晶工場でWF6の話をしてしまったのですから・・・)

当時は半導体メーカー(エンドユーザー)には熱いハートの(こわい)技術さんが多くおられました。
各半導体工場の設備技術やプロセス技術には、

「俺を通さずに、この工場にMFCを採用してもらえると思うな!」

という、ゲームで言うところのボスキャラがおられたのです。

「俺の前でプレゼンを最後までやり遂げることができた奴は、今までほとんどいない。」

もう完全に脅しwを食らって、ビビりながら説明をしたこともありました。

でも、皆さん優しかったのです。
当時の半導体工場の技術さんは、皆さん多忙な毎日を送っておられました。
MFCメーカーの新人営業マンに、貴重な時間をさけるようなそんな暇な人は一人もいなかったはずなのに、皆さんDecoの拙い説明に付き合ってくださいました。
そして、ダメ出しをしてもらい、もう一度出直すことになるのですが、何度も繰り返した後である日・・

「少しはできるようになったじゃないか・・・」

と、ジャブローでアムロのガンダムと再戦したシャア大佐みたいなセリフをかけてくれたのです。
うれしかったですね。
よし、もっと頑張ろう!と、初回しょげて帰った道をルンルンで帰った記憶が今でも残っています。

Decoのデビューした時代は、お客様が先生になっていただける幸せな時代でした。
自社の社員だけでなく、業界の人間の底上げを真摯に考えて頂いていた諸先輩方がおられたからです。

でも、今の時代は違うとよく聞かされます。
半導体製造装置の技術も確立し、お客様もMFCそのものへの関心が低下しているこの時代に、時間を割いてよその会社の人材育成に手を貸すような人は少ないですし、ましてや社内外のハラスメントに対する対応や、コンプライアンスを強く求められる世の中なのです。

今の日本は「触らぬ神に祟りなし・・・」になっている気がします。

だから、
「最近の若いマスフローの営業は・・・正直大変です。」

身体を壊したこともあり、メーカーサイドでの貢献ができなくなったDecoなのですが、お世話になった業界に少しでも恩返しをしたくて、”MFC千夜一夜物語”という世にも珍しいマスフロー専門ブログを書き始めました。
次世代の人たちに少しでも役に立てばなぁ・・・と思っています。

「一線から離れたロートルはさっさと引っ込め!」
と、後進に言ってもらえる日が早く来ますように・・・

マスフロー徒然日記 by Deco EZ-Japan


EZ-Japan(イージージャパン)Deco こと 黒田です。 2014年6月開業です。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”として情報発信しています。 日本工業出版「計測技術」誌で”マスフロー千夜一夜物語”の連載中です。
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