流量調節計（フローコントローラ）

フローコントローラとは何か

フローコントローラは、気体、蒸気、または液体の形態の1つ以上の化合物の流量を制御し、その化合物をプロセスに投入します。これらのフローの表現には、化合物のグラム毎分などで表される質量流量（マスフロー）、または毎時リットルなどで表される体積流量（ボリュームフロー）が用いられます。

質量流量と体積流量は、温度と圧力に依存する化合物の密度を通じて互いに関係しているため、相互に変換できます。多くの研究および生産プロセスでは、体積ではなく質量が重要な変数であるため、体積流量制御よりも質量流量制御が好まれます。しかしながら、多くのユーザーは体積単位で考え、作業しており、そこでボリュームフローコントローラが登場します。

ブログ「流量計に用いられる制御バルブ（Which control valve to use for your flow meter）」では、マスフローコントローラに搭載される一体型の制御弁や、流量計と組み合わせて用いられる独立した制御弁についてご説明いたします。マスフローコントローラに搭載される一体型の直動型電磁弁は高速・低コストで、低消費電力での流量制御が可能です。より高圧・高差圧や大流量を取り扱うための、設計の異なるやや大きめの直動型バルブまたはパイロット駆動弁もございます。

フローコントローラにはどのような種類があるか

センサーのタイプによってフロー コントローラの種類が大まかに決まります。

サーマル原理（熱式）ベースのフローコントローラ

サーマル原理によって動作するフローコントローラは、気体または液体の熱容量を利用して質量流量を測定・制御します。ブロンコストでは、それぞれ独自のセンサ技術を備えたサーマルマスフローコントローラを複数ラインナップしております：

• バイパスセンサを採用したフローコントローラ（EL-FLOW SelectおよびIN-FLOWシリーズなど）。クリーンおよびドライガスの用途に最適です。
• 恒温風速計（Constant Temperature Anemometry：CTA）原理を非バイパス型のインラインセンサと組み合わせた堅牢なフローコントローラ（MASS-STREAMおよびMASS-VIEWシリーズなど）。たとえば、わずかに湿った気体や液体を用いる用途に適します。
• MEMSチップベースのセンサを採用したガス用フローコントローラ。FLEXI-FLOWシリーズはガス流量の測定・制御に加え、圧力や温度を測定します。非常にコンパクトなセンサを搭載したIQ+FLOWシリーズは、限られたスペースでの使用に最適です。

コリオリ原理採用のフローコントローラ

コリオリ原理によって動作するフローコントローラ（ブロンコストのmini CORI-FLOWシリーズなど）は、流体の質量流量と質量慣性の間の直接的な関係を使用します。これらは流体の性質に独立して動作するため、さまざまな未知のあるいは変動する混合物にも使用できます。さらに、これらのコリオリベースのフローコントローラを用いる場合、機器を他の液体に使用するときに換算（コンバージョン）の必要がありません。
 

超音波技術ベースのフローコントローラ

ブロンコストのES-FLOWフローコントローラは、超音波を用いて液体の体積流量を測定・制御します。センサは流体の流速を測定し、これにデバイス内のチューブ断面積を掛けると、液体の体積流量が求められます。
 

容積式のフローコントローラ

ギアポンプは、容積式原理に基づく体積流量コントローラと考えることができます。モーターが歯車を回転させ、連動して回転する2 つの歯車の歯間のスペースがストローク量を決定します。連続したストロークにより、連続的な流体の流れが生成されます。

一部のフローコントローラは特に気体に適しており、一部のそれは特に液体に適しています。さらに、流体の特性に依存せず、液体だけでなく気体の流量も測定・制御できるフローコントローラも入手可能です。

水素用途におけるフローコントローラ

金属水素化物コンテナ内での水素の貯蔵を調査するために、ドイツ航空宇宙センターは、コンテナ内への水素ガスの制御された導入のためのソリューションを求めていました。このアプリケーションではIN-FLOWシリーズのマスフローメータとVary-Pバルブの組み合わせが有効でした。水素吸蔵合金容器内の圧力制御には、IN-PRESSシリーズの圧力メータとVary-Pバルブを組み合わせた圧力コントローラを用いました。続きを読む…