2021年7月28日

ある程度、情報がまとまったので、一端、ここで整理します。何か、必要な情報が、必要であれば、美粒までご連絡ください。美粒にとって一番重要な記事だけ、UPしておきます。

2021年7月20日ーその2

日本人が知らないDouble acting Dual piston Air Drive のすごさとは

アメリカでは当たり前に使われているダブルアクテング・デュアルピストン・エアードライブ、高圧ポンピングシステム。

美粒は、基本的に、量産用にはそのポンプを使用することにしている。高圧ポンピングシステムと分散技術に対しての費用対効果は世界一である。

企業の生産技術として、一番に考えなくてはならないのは、汎用性である。車でもコストをさげて、安全性を上げるには、今まで使用して、安全が確認されている部品を多く使う事である。つまり、共通化である。これは、汎用性を意味する。装置が特殊でなおかつ、装置メーカーの訳の分からない規格で作られるほど、嫌らしいものはない。つまり、いつも急所を装置メーカーに握られていることになる。最悪なのは、特殊な冶具がないと、分解組み立てができないことである。高圧ポンピングシステムにおいて、高圧シリンダーは、人がもてて、一人で分解組み立てができる大きさが上限である。そうなると、プランジャー径が25mmぐらいが妥当なところである。

なぜ、圧縮エアーを使うのが、いいのか。

その答えは、逆にいうと、どうして油圧だとまずいのかという問いになる。
① 油圧ピストンの温度は制御できない。
まず、油圧で問題になるのは、油圧シリンダーである。油圧では油圧の圧力を大体、7Mpaから15Mpaは上げることになる。油圧シリンダー内の油も仕事をするから油温が上がってくる。だいたい、オイルメーカーは、60度以下での使用を推奨する。当然にシステム内に、油圧の動力と同じくらいの冷凍機が必要になる。それで油を冷却するわけであるが、その冷やすところが、圧力制御でのリリーフバルブのリターン側の所の油を冷やしているから問題となる。重要なのは、油圧ピストンの内部の油の温度である。連続運転していると、油圧ピストン側など、触れることなどできない。最高圧で運転でもすれば、目立や焼きができる温度ぐらいの温度になる。当然に、油は劣化し、パッキンがおかしくなり、高圧プランジャーの芯ぶれが起き、高圧シリンダーのシール部もやられる。連続運転が必要になれば、複数台の装置が必要になる。運転用、トラブル回避用、メンテ用である。

② 自動運転が大変である。

油圧式で自動運転となれば、非常にシステムが厄介になる。油圧で自動運転する場合には、油量を自動で調整する必要がでてくる。比例制御弁が必要になる。それを動かすには、アナログ出力するシーケンサーが必要になる。問題になるのは、運転すると油温が上昇することである。だから、油圧の圧力センサーか製品圧力センサーが必要になる。自動運転とは、ある設定した圧力になるまで、油圧であれば、油量をその圧力になるまで、調整し維持することである。シーケンサーのプログラムであれば、設定した圧力Pまで、比例制御弁をあけて油量を上昇させることである。その設定した圧力Pと、油圧か製品圧力センサーからの送られてくる信号P1をシーケンサーの中で比べる。P=P1となるところの信号を保持し、それで補正をかける。非常に面倒なプログラムとなる。コストを下げるなら、手動のリリーフ弁が、圧力調整弁になる。油温度があがるから、常に人がついていないといけない。圧力が上がったら、リリーフ弁をあけ、油を逃がすことになる。それが、防爆なら、非常に難しい。今は、防爆の比例制御弁を入手することが困難とみていい。

エアーなら、どうだろうか、リリーフ弁を調整するだけである。エアーなら、一定である。使われるのも、基本的にエアーだけである。完全に防爆である。コンプレッサー側には圧力容器としての検査は必要であるが、ポンプ側には何も規制はない。構造は単純である。それと、完全に分解することが可能である。生産技術のプロなら、全部分解しても、部品さえあれば、この手のポンプなら、一日で分解組み立てができるはずである。

圧力比118-2Dが理想的なポンプである。

材料の特性から、大体、130Mpaぐらいから、耐久寿命が変わってくる。高圧配管も中圧と高圧との差が140Mpaからかわる。中圧と高圧仕様で外径が同じなら、内径比は5.16:3.18となる。40%近く変わることになる。だから、美粒システムも最大でも130Mpぐらいで収まるようにしている。BERYU MINIでいえば、空気圧0.5Mpaぐらいを上限とするのが理想的だと書いてある。美粒での実験はほとんどが、100Mpaで実験している。ナノカーボン乳化も基本的にすべて100Mpa運転である。

汎用のコンプレッサーも大体0.6-0.8Mpaでの運転である。つまり、0.55Mpaで、130Mpaの増圧比こそ、もっとも、効率的だということになる。つまり、デュアルピストンであれば、増圧比118ということになる。

このデュアルピストンという考え方は、日本にはない。まだ、この方式のポンプが一台も日本に納品された記録がない。

アメリカには、このような優れた高圧ポンピングシステムがあるにもかかわらず、分散技術手法がお粗末だから、CNTもCNFに関しても、乳化にしても、何一つ、まともなものはない。装置技術にしても、20年、30年、何も変わっていない。だから、日本も、何も変わらない。しかし、このポンプの考え方はすばらしい。構造は簡単なので、高圧シリンダー部は、日本でつくることも可能である。アイソレーター部があるので、シールフラッシングをつけることも構造上可能である。基本的にアメリカ製のポンプなので、アメリカでは絶対に改良などしない。インレットチャッキ、シールフラッシングは、改良した方がいい。特に、ダブルアクテングに関しては、チャッキ部が重要であるから、改良が必要である。構造が簡単なので、部品の予備さえあれば、どこの企業でも、自分たちでメンテができる。生産技術として、重要な分散室に、外部の人間、スパイになりえる人を容易に入れてはいけないのは当然である。

アメリカの分散技術がお粗末だから、日本も同様にお粗末だから、韓国、中国も同様にお粗末である。お粗末だから、台湾、香港、深圳にも、それをまねたポンプも出てこない。構造は非常に簡単である。台数がでてくれば、必ず、コピー品が出てくるはずである。コンプレッサーであるから、ミストは禁物である。だから、ドライヤーが重要である。連続運転の時、ミストがあれば、サイレンサー側での凍結がでてくるかもしれない。そうであれば、コンプレッサーのミストとの関係で装置が複数台必要かもしれない。それでも、構造をみれば、単純だから、ポンプコストも高くはならない。費用対効果からすれば、やはり、世界一であると思う。

Double acting dual pistonP1JAP

Double acting dual pistonP2JAP

Double acting dual pistonP3JAP