Swagelokエンジニア、ガス分配の専門知識で人工呼吸器生産を加速

Swagelokフィールドエンジニアがガス分配知識を人工呼吸器生産に活用した方法

Alex Chu、エンジニアリングマネージャー、Swagelok Bristol

産業用ガス分配は複雑で精巧なプロセスです。潜在的に危険なガスを使用ポイントまで、正しい圧力で、漏れなく効率的に供給するには、特定のエンジニアリングスキルと知識が必要です。

一般的にはそう考えられていませんが、過去1年間で公共の意識の中心に浮上したガス供給アプリケーションの一種があります。医療用人工呼吸器は、パンデミック発生以来、重篤なCOVID-19患者の治療に不可欠であり、人間の呼吸器系に酸素を供給します。2020年、パンデミックの規模が拡大するにつれ、医療専門家は、一部の患者が必要な治療を受けられなくなる可能性のある人工呼吸器不足を警告しました。

英国人工呼吸器チャレンジは、この潜在的な不足に対抗する取り組みの一つでした。英国の産業、テクノロジー、エンジニアリング企業のグループが協力し、病院システムがより多くの人工呼吸器を必要とする事態に備えて生産を加速させました。Swagelok Bristolはその企業の一つであり、社内フィールドエンジニアのチームがチャレンジへの対応策を協議し、その結果、200台以上の救命用人工呼吸器の設計と組み立てに至りました。

ここでは、Swagelok Bristolチームが産業用ガス分配に関する知識をいかに重要な目的に活用したか、そしてその知識が特定のニーズに応じて幅広いカスタムアプリケーションにさらに応用できるかを紹介します。

アプリケーションの本質を見極める

人工呼吸器生産の課題に取り組むにあたり、フィールドエンジニアリングチームはまず人工呼吸器の本質的な機能を調査しました。その核心において、人工呼吸器は、加圧源から使用ポイントへ、適切な流量、圧力、濃度で酸素と空気を供給する自動ガス分配システムです。この場合、患者への供給となります。ガス混合・分配システムは、Swagelokフィールドエンジニアが精通している超高純度ガス供給、有毒ガス輸送など、幅広いハイステークスなアプリケーションで使用されています。

その核心において、人工呼吸器は加圧源から使用ポイントへ、適切な流量、圧力、濃度で酸素と空気を供給する自動ガス分配システムです。この場合、患者への供給となります。

次に、Swagelok Bristolチームは、アプリケーションにおける空気と酸素の流れを適切に制御する方法を調査しました。選択した解決策には、質量流量計と特殊なドームロード型バックプレッシャーレギュレーターの併用が含まれていました。一般的なレギュレーター設計（通常、高いばね定数を持つ）は、人工呼吸器に求められる繊細な圧力制御要件には適していませんでした。マン島を拠点とする設計エンジニアによって短期間で開発されたカスタムレギュレーターにより、患者ケアに必要な一貫した圧力レベルを提供する動的圧力制御が可能になりました。その他のSwagelokコンポーネントとともに、チームは救命用人工呼吸器のすべての機能を実行できるシステムを設計することができました。

真にクリティカルなアプリケーションでの性能実現

設計を確立した後は、検証と妥当性確認が続きました。そして、世界中の産業の中で、クラスIII医療機器に求められるものほど高いレベルの妥当性確認はないかもしれません。人工呼吸器や同様のクリティカルな医療機器は、デバイスが何らかの理由で故障すると死傷を引き起こす可能性がある状況で頼りにされます。その結果、テストは厳格です。

Swagelokエンジニアが精通している多くのアプリケーションも同様にクリティカルです。人工呼吸器で使用される同じ酸素は、さまざまな産業施設で一般的なユーティリティガスです。酸素は、同じ産業施設によくある他の材料や化学物質と相互作用すると高度に可燃性になります。産業用酸素分配システムでの漏れは、プラント要員にとって重大な安全リスクになり得ます。Swagelokがガス分配サービスを提供する産業全体で、ガスがシステムから環境に漏れると、同様に有害またはコストがかかる可能性があります。

Swagelokがクリティカルなガス分配アプリケーションでどのように支援できるかをご覧ください。

信頼性を確保するため、クラスIII医療機器の承認には、堅牢な品質管理措置、妥当性確認手順、完全なトレーサビリティ、材料認証、および高度なコンポーネント清浄度の実証が求められます。これらすべてをチームは提供できました。Swagelokは、同様の認証と妥当性確認の期待を持つ多様な業界で、ガス分配サービスと構成可能なガスパネルを提供しています。当社の材料は、日常業務の一環として、同様の品質管理、トレーサビリティ、認証要件の対象となっています。

あらゆるアプリケーションに対応するガス分配の知識

Swagelokエンジニアが新しくユニークなアプリケーションに知識を適用する能力が、人工呼吸器生産プロジェクトの成功を支えました。その結果、失敗が許されないクリティカルなアプリケーションにおいて、高信頼性で精密なガス供給が実現しました。ガス分配サービスを提供するすべての業界で、当社の目標は、お客様のガス分配ニーズが何であれ、この同じレベルの性能を提供することです。

さらに詳しく知りたい方は、ガス分配プログラムを活用して漏れを減らし、コストを最小限に抑え、安全性を向上させ、計画外のダウンタイムを回避する方法について、以下のリンクからお読みください。または、直面しているガス分配の課題について、今すぐ当社チームと会話を始めてください。