新しい珈琲焙煎機(2) エアポンプの特性

　　前回お話しした私の開発した「空気吹き込み焙煎法」において
　吹き込まれる空気の風量をもう少し正確に知りたいと思った。
　それで、風量とそれを支配する空気抵抗の関係を測定してみた。
　本メールは、そのお話です。

　　下図(図1)に示す様な系において、風量と空気抵抗の関係は(1)式
　の様に記述できる筈である。


　　圧力計の示す大気との差圧　ΔP KPa
　 風量　　　　　　　　　　　F　 L/min
とすると
ΔP = a - b・F　　　(1)

　使用したエアポンプNIP-40L (日本電興製)について測定した結果を下図(図2)に示す。
　尚圧力計は、デジタルマノメーター(FUSO)(★)

　　　　　エアポンプNIP-40L　の吹き出し風量の差圧依存性

　測定のやや詳細
　　　　図中➀～③の測定条件についてやや詳細に説明する。
　　①　空気抵抗はドライ・テスト・ガスメーター　DC-2((株)シナガワ製)。
　　　　ガスメータで直接風量が測定出来る。
　　②　ガスメータの前に内径4mm、長さ25cmのアルミ管を繋いだ値。
　　③　この値の測定は、やや複雑である。
　　　　空気抵抗として手持ちの　テドラ―・ガス採取バッグ　30L 2口付き(★)
　　　　を用いた。
　　　　これへエアポンプから直接1分間吹き込み、吹き込まれた風量を
　　　　ガスメータを経由して、これも手持ちの吸引も出来る小型のエアポンプ
　　　　(テクノ高槻のHIBLOW AIR PUMP SPP-3EBS)(★)で吸引することによって
　　　　測定したもの。　　　　

　　　　この図より、この差圧範囲では(1)式が成立しているらしいことが分かる。
　　　　このポンプは公称能力が40L/min だから、この一次式のΔP=0 への
　　　　外挿は40L/min になるべきだと思うが、、完全には一致していない。
　　　　これは実験の精度によるものかも知れない。

　　　　因みに、このあたりの関係を日本電興に電話で聞いてみたが、
　　　　ΔP=0に対応する値は、40～50L/minになる筈だという事であった。

　焙煎釜への吹き込み風量の推定
　　次に焙煎釜に吹き込まれた風量の推定を行ってみた。
　　　　吹き込み1/3, 1/2, 全量の場合のΔPをそれぞれ求めたのが
　　　　図2の横軸に示した　(a)、(b)、(c)である。
　　　　これより、実際に吹き込まれた風量は
　　　　(a)　で　27/3 =　　 9L/min
　　　　(b)　で　25/2 =　　 12.5L/min
　　　　(c)　で　　　　　　20L/min
　　　　となる。

　　またより大きな風量の吹き込みを行うには、
　　現在は、かって代謝測定装置の開発をやっていた時のバイブ類、
　　内径4mm程度のもの、を利用してシステムを構築しているのだが、
　　それらを内径10mm程度のもので組みあげれば、30L/min程度には
　　なりそうと推定出来る。


　(★)：何れも代謝測定装置の開発時に集めたもの