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2014年1月 8日 (水)

真・MFC千夜一夜物語 第146話 MFC最大の弱点とは・・・ その10

新年明けましておめでとうございます。
昨年から始めました真・MFC千夜一夜物語も、お陰様で146話を迎えております。
思えば昨年2月、病のリハビリ中に始めたブログ連載でしたが、ここまで続ける事ができましたのも、ひとえにアクセス頂いている皆様方のお陰と感謝いたしております。

本ブログでは、週一ペースで更新しております真・MFC千夜一夜物語ですが、本年は新しい媒体での展開も予定されております。時期が参りましたら、皆様にご報告申し上げますので、宜しくお願いいたします。

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MFC(マスフローコントローラー)もう一つの最大の弱点は急峻な圧力変動でした。
この問題への対策その1はラインレギュレーターを設置することというお話でしたが、
「調圧器(レギュレーター)の仕組みが今ひとつよくわからないです。」という声を頂きましたので、今回は脱線してレギュレーターの構造のお話です。

 

調圧器=レギュレーター(regulator)は、電気回路にもあります。
入力されてきた直流電源の電圧を平滑化して供給する素子です。
安定化電源として用いられます。
リニアレギュレーターのように、入力される電圧と出力される電圧の差分を熱として消費して放出するイメージが近いと思います。(熱に変換しているわけではありませんが・・・)

 流体制御で用いられるレギュレーターは、バネの力のバランスで減圧・調圧を行っています。
下の図を見て頂くとわかりやすいかと思います。

140108_01

 入口側から高い圧力のガスが入ってくる部屋があります。
その部屋には弁があり、その弁で下流の低圧部屋と繋がっています。
調圧ハンドルを締め付けるとスプリング(大)が圧縮され弁を押し開ける力が働きます。
高圧側の部屋にはバランス用のスプリング(小)があり、部屋の高い圧力と一緒になって弁を閉める力として、押し開けようとする方向の力に対抗してバランスします。
この仕組みで低圧側の部屋はある一定の圧力になるのです。

 これが普通のニードルバルブやオリフィスのような単純な絞りでは、入口側圧力から絞りの圧力損失分を差し引いて得られる圧力には、それほど大きな減圧降下を産めません。
そもそも内圧が14.7MPaもあるガスボンベから0.3MPaくらいの圧力を取り出す仕組みとしては、こういったブースター機構を組み込んだ弁構造でないとその任を果たせないわけです。
レギュレーターには、この仕組みを直列二段式にしてボンベ圧力の変化に対しての出口圧力の変動を極力抑えた構造のモデルもあります。

 こういった”圧力の門番”を置くことで急峻な圧力変動が上流で生じても、それを緩和してMFCに入る圧力の変動を柔らかくしてあげることで、MFCが追従しやすくしてあげるのが上策なのですね。

次回ご紹介する「急峻な圧力変動への対策その2」もこれと同じ考え方になります。

 

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

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