MOGの開発・設計思想

MOG TECHNOLOGIES | DESIGN PHILOSOPHY

その窒素純度、いつまでも同じだと思っていませんか？

新品時の性能だけではなく、その性能を何年先まで維持できるか。

窒素ガス発生装置を選定する際、窒素純度・供給圧力・流量は重要な比較項目です。

しかし、それだけで装置の性能を判断することはできません。

MOGが重要だと考えているのは、新品時に必要な窒素純度・供給圧力・流量が出ること。

そして、その性能を、何年先まで安定して維持できるように設計されているか。

ということです。

窒素分離膜式窒素ガス発生装置の中心となるのが、窒素分離膜です。

窒素分離膜によって、圧縮空気から酸素などを分離し、必要な窒素濃度を作り出します。

そのため、窒素分離膜の性能が低下すれば、生成される窒素ガスの純度も低下します。

つまり、

新品時に同じ窒素純度を示す装置でも、その窒素純度を長く維持するための設計まで同じとは限りません。

ここが、MOGが非常に重要だと考えているポイントです。

 

窒素分離膜へ、よりクリーンな圧縮空気を。

窒素分離膜の性能を長期間維持するためには、窒素分離膜へ、どのような圧縮空気を送り続けるか。

これが重要です。

MOGでは、よりクリーンな圧縮空気を窒素分離膜へ供給し続けることで、窒素分離膜性能の著しい低下を防ぎ、その性能を長く守る。

この考え方を基本に製品を設計しています。

そのため、単に高性能なフィルターを採用するだけではありません。

コンプレッサーの選定から、圧縮空気の冷却、空気処理、結露対策、装置内部の温度管理まで、窒素分離膜へ、よりクリーンな圧縮空気を送り続けるための一つのシステムとして装置全体を設計しています。

フィルターには、微粒子やオイルミストなどを除去するための捕集性能があります。

しかし重要なのは、「フィルターでどれだけ除去できるか」だけではありません。

フィルターへ入る前の圧縮空気そのものが、どれだけクリーンであるか。

MOGでは、ここから考えます。

例えば、同じ捕集性能を持つフィルターであっても、入口側に存在する微粒子量が大きく異なれば、フィルター通過後に残る負荷にも差が生じます。

その差は短期間では小さく見えても、窒素ガス発生装置は毎日、長期間運転されます。

だからこそMOGでは、「フィルターでどれだけ除去するか」だけではなく、「そもそもフィルターへ入る圧縮空気を、どれだけクリーンにできるか」まで考えます。

そして、窒素分離膜へ到達するまでの空気の質を、装置全体で管理する。

これがMOGの考えるピュアクリーンガス設計です。

 

性能が低下してからではなく、低下する前に守る。

窒素分離膜は、性能が著しく低下した後に、簡単な洗浄やメンテナンスによって新品時の性能へ戻すことを前提とした部品ではありません。

だからこそMOGでは、性能が低下してから対処するのではなく、窒素分離膜性能の著しい低下を未然に防ぐことを重要だと考えています。

そのために重視しているのが、窒素分離膜へ供給する圧縮空気の品質です。

よりクリーンな圧縮空気を窒素分離膜へ供給し続けることで、窒素分離膜への負担を抑え、窒素分離膜性能の著しい低下を防ぎ、その性能を長く守る。

これが、MOGが「ピュアクリーンガスは、圧縮空気の入口から考える。」理由の一つです。

窒素分離膜の性能を長く維持することは、窒素ガス発生装置だけの問題ではありません。

窒素分離膜の性能が低下すれば、生成される窒素ガスの純度も低下します。

だからMOGでは、よりクリーンな圧縮空気を窒素分離膜へ供給し続け、窒素分離膜性能の著しい低下を防ぐ。

そして、窒素純度・供給圧力・流量を長期間安定して維持することで、分析機器へ安定したガスを供給し続け、安定した分析環境の維持に貢献する。

そこまでを、窒素ガス発生装置の役割だとMOGは考えています。

 

「今の性能」ではなく、「性能の持続性」まで設計する。

MOGが考える製品性能とは、単に新品時に、窒素純度・供給圧力・流量を満たすことだけではありません。

重要なのは、その性能を、1年後、3年後、5年後、さらにその先まで、できる限り安定して維持すること。

そこまでを製品性能として考えています。

だからMOGでは、良いガスを作ることと、窒素分離膜の性能を守ることを別々には考えません。

よりクリーンな圧縮空気を作る。

その空気を窒素分離膜へ送り続ける。

窒素分離膜性能の著しい低下を防ぐ。

そして、窒素純度・供給圧力・流量を長く維持する。

そこまでを一つのシステムとして設計しています。

MOGが目指しているのは、「今、必要な窒素が出る装置」だけではありません。

私たちが目指しているのは、

その性能を、長く守ること。

今、何％の窒素が出ているか。

それだけではなく、

その窒素純度を、何年先まで守るための設計がされているか。

そこまで考える。

だからMOGは、出口の窒素ガスだけではなく、入口の圧縮空気から考えます。

よりクリーンな圧縮空気を作り、窒素分離膜の性能を守り、安定した窒素ガスを長く供給する。

そして、その先にある、安定した分析環境を支える。

性能を出すだけではなく、その性能を長く守る。

それがMOG Technologiesの考える、

Pure Clean Gas Solutions

です。

 

 

ピュアクリーンガスは、装置全体から設計する。

MOGが目指しているのは、単に「窒素ガスを発生させる装置」をつくることではありません。

分析機器へ安定したガスを供給するためには、窒素純度や流量、圧力といった目に見える出口性能だけでなく、圧縮・冷却・除湿・清浄化・ガス分離・流量制御・安全監視・排熱・騒音・省エネルギー・メンテナンス性まで含めて考える必要があります。

MOGでは、用途、設置環境、必要流量、分析装置側の要求条件から逆算し、コンプレッサーの選定から、空圧回路、内部構成、冷却、清浄化、制御、安全機能、保守性までを一つのシステムとして設計します。

ガスの出口性能だけでなく、ガスをつくる過程までクリーンに。

どのような空気から、どのような部品と工程を経てガスがつくられるのか。 
そこまで考えることが、MOGの「ピュアクリーンガス」の出発点です。

ピュアクリーンガスの品質は、窒素分離膜だけで決まるものではありません。

コンプレッサーから供給される圧縮空気には、熱、水分、微粒子などが含まれます。

MOGでは、その圧縮空気をどのように冷却し、どの段階で水分を分離し、どのように清浄化してガス分離工程へ送るのかまでを重要な設計要素と考えます。

どのような空気から、どのような工程を経てガスがつくられるのか。

MOGは、入口から出口までのガス生成プロセス全体を一つのシステムとして捉えます。

 

分析用ガス発生装置では、必要な流量や圧力を満たすだけで、最適なコンプレッサーを選定したことにはなりません。

コンプレッサーは圧縮方式によって、発熱特性、発塵特性、振動、騒音、吐出特性、連続運転性、耐久性、消費電力、メンテナンス性などが大きく異なります。

特に、オイルフリーのレシプロ方式とスクロール方式では、圧縮機構そのものが異なります。

公開されている医療用酸素濃縮器に関する特許資料では、ピストン方式について、シール材の接触面積が小さく、シール材の摩耗粉量が少ないと記載されています。

一方、スクロール方式については、圧縮部に長いチップシールを使用する構造上、シール材の摩耗粉量が多く、その摩耗粉が二次側へ侵入することによる周辺機器への影響が技術課題として記載されています。

これは、コンプレッサーを単なる「空気を圧縮する部品」としてではなく、下流のフィルター負荷やガス清浄性まで左右する装置の起点として考える必要があることを示しています。

ただし、MOGは「レシプロ方式であれば何でも同じ」とは考えていません。

同じレシプロ方式でも、メーカーや型式によって、吐出特性、発熱、発塵、振動、騒音、耐久性、消費電力、シール構造、メンテナンス性などは異なります。

信頼性の高い部品を選ぶだけでは、良い装置にはならない。

MOGでは、医療・分析機器分野で採用実績のあるオイルレスレシプロコンプレッサーを選定しています。

採用している系統のコンプレッサーは、メーカー公式資料でも血液・研究所向け分析装置などを用途例として掲げ、オイルレス運転、実証されたピストン技術、メンテナンス性などを特長としています。

しかし、メーカーの実績だけで採用を決めるわけではありません。

MOGでは、採用する型式ごとの特性を評価したうえで、そのコンプレッサーに合わせて、熱交換面積、冷却風量、内部エアフロー、除湿・ドレン処理、フィルター構成、配管経路、ガス分離、流量・圧力制御、安全監視、省エネルギー制御までを一体で設計します。

どのコンプレッサーを選ぶか。 
そのコンプレッサーを、装置全体でどう活かすか。

その両方が、MOGの開発・設計力です。

※圧縮方式、シール摩耗、摩耗粉発生等に関する記載には、公開されている特許資料、コンプレッサーメーカー公式技術資料・保守資料等に確認可能な情報源があります。

出典：特開2004-261223「医療用酸素濃縮器」特許記載の方式比較は、すべての現行機種の性能を一律に示すものではありません。

https://patents.google.com/patent/JP2004261223A/ja

圧縮空気をアフタークーラーで冷却すると、水分が凝縮し、ドレン水が発生します。

一般的なアフタークーラーや配管には、銅などの金属が使用される場合があります。

01｜ドレンに腐食生成物が混入 冷却時に発生したドレン水へ、緑青などの腐食生成物が混入する場合があります。

02｜銅配管などからCu²⁺がドレンへ 溶出 使用環境によっては、銅配管などから銅イオン（Cu²⁺）がドレン水へ溶出する場合があります。

03｜銅由来成分を含む微細水滴・粒子が 下流へ 銅由来成分を含む微細な水滴や粒子がガス流に同伴し、下流へ移動する可能性があります。

※図は概念図です。銅そのものや銅イオンが気化することを示すものではありません。銅由来成分を含む微細水滴・粒子がガス流に同伴して下流へ移動する可能性を示します。

銅由来成分による「銅害」

銅イオンや銅腐食生成物は、材料や使用条件によってはゴム・樹脂の酸化劣化を促進し、硬化・脆化・ひび割れなどの早期劣化につながる場合があります。

MOGでは、こうした下流部品への長期的な負担まで考慮します。

取り除くだけではなく、汚染原因そのものをできるだけ発生させない。

その考え方から採用しているのが、MOG独自設計のフッ素樹脂製アフタークーラーです。

フッ素樹脂は、熱交換材料として有利な材料ではありません。

一般的な参考値では、

材料	熱伝導率（参考値）
銅	約398 W/(m・K)
フッ素樹脂	約0.17〜0.30 W/(m・K)

であり、フッ素樹脂の熱伝導率は、銅と比較しておよそ1/1,300〜1/2,400です。

つまり、材料単体の熱伝導性能だけを考えれば、フッ素樹脂は高温の圧縮空気を冷却する材料として明らかに不利です。

それでもMOGがフッ素樹脂を採用したのは、冷却性能だけでなく、金属由来成分の発生リスク低減と長期的な清浄性を両立させるためです。

熱交換では不利な材料をあえて選び、その弱点をシステム設計によって補う。

MOGでは、その低い熱伝導率を前提に、

熱交換面積、冷却風量、流路、形状、配置、装置内部の冷却フロー、コンプレッサーの発熱特性、ドレン分離、清浄化構成

までを一つのシステムとして設計します。

冷却性能 × 清浄性 × 長期信頼性

材料単体のスペックではなく、装置全体で必要な性能を成立させる。 
そこにMOGの開発・設計思想があります。

※熱伝導率は代表値・参考値であり、温度や材料グレード等によって異なります。また、熱交換器全体の性能が同じ倍率で低下することを意味するものではありません。実際の熱交換性能は、肉厚、表面積、流速、空気側熱伝達率、冷却風量、温度差などにも左右されます。

※銅由来成分、腐食、材料劣化、熱伝導率等に関する記載には、公開されている材料物性資料、技術文献、研究資料等に確認可能な情報源があります。

後段の清浄化：0.01 μm級の微粒子・オイルミスト除去／窒素ガスの最終露点−60℃以下。詳しくは04章をご参照ください。

 

発生源対策だけで、すべての汚染物質をなくせるわけではありません。

そのためMOGでは、発生源をできるだけ抑えたうえで、残留する水分、微粒子、オイル成分などを段階的に除去します。

発生させない × 分離する × ろ過する × 乾燥する × 仕上げる

水滴・固形物を分離した後、0.01 μm級の微粒子やオイルミストを高効率に除去。

さらにドライヤによる水分低減と、最終段でのオイル蒸気・臭気除去を組み合わせ、粒子・水分・オイルを段階的に清浄化します。

窒素ガスでは、最終露点−60℃以下の高い乾燥度を確保します。

採用する高性能フィルターには、国際規格ISO 12500に基づき第三者機関による性能検証を受けた製品を使用しています。

上流で汚染負荷を抑え、残ったものを段階的に取り除く。

それがMOGの清浄化設計です。

※フィルター性能および圧縮空気清浄化に関する記載には、公開規格、メーカー公式資料、第三者性能検証資料等に確認可能な情報源があります。

 

圧縮空気は高温になり、その空気を冷却するとドレン水が発生します。

MOGでは、

圧縮 → 発熱 → 冷却 → ドレン分離 → 乾燥・気化 → 排熱

までを、個別の処理として切り離さず、一つの装置内部フローとして設計します。

選定したコンプレッサーの発熱特性を前提に、熱交換面積、冷却風量、吸気、排気、配管経路、部品配置を総合的に検討します。

また、熱が特定箇所に滞留しないこと、水分を装置内部へ残さないこと、冷却風が必要な部品へ適切に流れることまで考えて内部構成を決定します。

熱を逃がす。水分を残さない。空気の流れを整える。

その積み重ねが、安定したガス品質、部品寿命、長期信頼性につながります。

 

異常を検知するだけでなく、安全側への動作まで設計する。

LC/MSなどの分析機器へ供給するガスでは、純度、流量、圧力だけでなく、水分管理も重要です。

通常の運転では、冷却、ドレン分離、フィルター、ドライヤ等によって水分を低減します。

しかし、ドレン分離、フィルター、ドライヤ等に異常が生じた場合、通常より多くの水分が下流へ流れ込む可能性があります。

MOGでは、圧縮空気中の水分状態を監視し、設定値を超える湿度異常を検知すると安全機能が作動し、コンプレッサーを非常停止させます。

通常運転時は、装置正面パネルのLEDランプが緑色で点灯します。

水分異常によって保護停止した場合は、LEDランプが赤色へ変わり、装置が停止します。

LED表示	装置の状態
緑	正常運転
赤	水分異常による保護停止

したがって、正面パネルを閉じた状態でも、装置の状態を外観から確認できます。

監視 → 異常検知 → 非常停止 → 状態表示

MOGは、異常を検知するだけではありません。

異常な水分を含むガスを分析機器へ送り続けないこと。　 そして、何が原因で装置が停止しているのかを外観から確認できること。

そこまで含めて安全システムとして設計します。

水分異常は、分析安定性への影響、下流配管・分析機器への水分持ち込み、部品への長期的負担、確認・乾燥・復旧に伴うダウンタイムにつながる可能性があります。

※水分・湿度・露点監視に関する一般的な技術事項には、公開規格・技術資料等に確認可能な情報源があります。非常停止条件、設定値、安全回路、制御ロジックはMOGの非公開技術情報です。

 

MOG Intelligent Eco Control ― MIEC

窒素ガス発生装置では、最大流量へ対応するため複数のコンプレッサーを搭載する場合があります。

しかし、実際のガス使用量が常に最大とは限りません。

必要流量が少ないときまで全てのコンプレッサーを同じように運転すれば、消費電力、発熱量、騒音、累積運転時間は必要以上に増加します。

流量監視、圧力監視、タンク蓄圧、複数コンプレッサー制御などは、産業用圧縮空気システムで広く使われている一般技術です。

MOGは、それら一つ一つを「独自技術」と称するのではありません。

分析機器への安定したガス供給を最優先条件として、空圧回路まで含めてどう統合するか。

そこにMIECの設計思想があります。

MIECでは、必要な供給能力を判断し、コンプレッサーの運転状態と空圧回路を連動させます。

必要な流量・圧力の維持を前提に、コンプレッサー、空気回路、冷却、ガス供給を一つのシステムとして捉えます。

MIECが目指すのは、

消費電力の低減　 発熱量の低減　 騒音の低減　 コンプレッサー負荷の低減　 安定したガス供給　 空圧回路まで含めた統合制御

です。

必要なときに、必要な能力を、必要なだけ使う。

必要なガス性能を維持しながら、必要のないエネルギーを使わない。 
それがMIECの基本思想です。

※需要追従制御、蓄圧利用、複数コンプレッサー制御等の一般技術には、公的機関・公開技術資料等に確認可能な情報源があります。MIECの詳細な判定条件、制御順序、再起動条件、空圧回路ロジックは公開していません。

 

装置性能は、部品単体の性能だけで決まるものではありません。

同じコンプレッサー、フィルター、ドライヤ、センサーを使用しても、

どこに配置するか。　 どうつなぐか。　 どこへ熱を逃がすか。　 どこで水分を分離するか。　 どの部品から点検・交換できるようにするか。

によって、装置としての性能、安全性、メンテナンス性は変わります。

MOGでは、冷却効率、エアフロー、配管経路、排熱、ドレン処理、安全性、部品アクセス、交換作業性、点検性までを総合的に検討して部品配置を決定します。

交換頻度の高い部品は、工具不要でアクセス・交換可能。

主要部品にもアクセスしやすく、日常点検、部品交換、異常確認、復旧作業の時間短縮と作業負担の低減を図ります。

部品を選ぶことだけが、設計ではない。

その部品を、どこに配置し、どうつなぎ、どう冷却し、どう守り、どうメンテナンスするか。

そこまで考えることが、MOGのオリジナル設計です。

 

試作・評価・改良を繰り返して製品にする。

MOG製品は、図面を作成しただけで製品化するものではありません。

要求仕様 → 部品選定 → 設計 → 試作 → 評価 → 改良

という開発サイクルを繰り返します。

評価では、流量・圧力、温度・排熱、湿度・結露、安全機能、連続運転などを確認します。

実際の使用環境を想定して評価し、その結果を次の設計へフィードバックします。

設計だけでは終わらない。 
評価結果を、次の設計へ戻す。

設計・試作・評価・改良を繰り返し、一つの製品として完成させます。

 

一般技術を、独自技術と呼ばない。 
公開する技術と、守る技術を正しく分ける。

コンプレッサー、タンク、圧力スイッチ、流量監視、フィルター、ドライヤ、安全監視。

これら一つ一つは、産業機器の世界で広く使われている一般技術です。

MOGは、一般技術や市販部品そのものを「独自技術」と表現することはしません。

MOGの設計力は、

何を選ぶか。　 どう組み合わせるか。　 どこに配置するか。　 どう冷却するか。　 どう清浄化するか。　 どう制御するか。　 何を監視するか。　 異常時にどう安全側へ移行させるか。　 どう保守するか。　 どう評価し、改良するか。

という、用途に合わせて装置全体を成立させるための選定・統合・最適化にあります。

個々の技術が一般技術であっても、それらを一つの装置として成立させるための組み合わせ・配置・制御・評価に、MOGの設計力があります。

一方で、MOGは製品の設計思想や性能について、公開できる技術情報は積極的に説明します。

その一方、詳細な空圧回路、電気回路、制御プログラム、制御ロジック、運転切替条件、詳細設定値、部品型式・調達情報、内部配置寸法、試験条件・評価ノウハウなど、製品競争力、安全性、品質維持に直結する技術情報は適切に管理します。

説明できる技術は、誠実に説明する。 
守るべき技術は、責任を持って守る。

一般技術と独自設計を正しく切り分けることも、MOGのものづくりの一部です。

 

高性能をつくるだけでなく、その性能を長く安定して維持する。

MOGは、ガスをつくる入口から、

選定・配置・冷却・清浄化・制御・監視・保護・保守・評価・改良

までを、一つの開発・設計プロセスとして考えます。

発生させない。取り除く。監視する。守る。必要なだけ動かす。

清浄性 × 安全性 × 省エネルギー × 排熱低減 × メンテナンス性 × 長期信頼性

ガスをつくる過程から、運転・保護・保守、そしてその先の長期性能まで。

それが、MOGの「ピュアクリーンガス」を支える開発・設計思想です。

MOG Technologies Engineering Philosophy

お客様第一主義 × 唯一無二の設計力 × 誠実なものづくり

Customer First × Unique Engineering × Honest Manufacturing

「信頼は技術と誠実さから生まれる。」

Trust is Built Through Technology and Integrity.