ガスキャビネット

ガスキャビネットは、半導体、太陽光、MEMS、ナノ、太陽光発電、製造、その他の先進技術で使用または生成されるほぼすべてのガスに対して局所排気換気システムを提供するために使用される金属製の筐体です。^[1]

ガスキャビネットの主な目的は、シリンダー接続部の配管や継手からの潜在的な漏れを封じ込めることです。キャビネットは、特別に設計されたファンと排気システムによって排気する必要があります。キャビネットの排気システムは、漏れた危険なガスをキャビネットから排出します。可燃性ガスの場合、キャビネットは一定期間炎を封じ込めます。^[2]必要に応じて、新しく再生されたキャビネットだけでなく、再生されていない中古のガスキャビネットも使用できます。^[3]

特徴

市場には、1 本、2 本、3 本ボトル設計など、さまざまなガスシリンダー構成のガスキャビネットが販売されています。新品、中古、再生品のいずれかです。ガスシリンダーキャビネットには、特定のガスに応じてさまざまな機能があります。これらの機能には、ガスセンサー、スプリンクラーヘッド、過剰流量センサー、自動パージによる自動操作、過剰圧力センサーなどがあります。^{[引用が必要]}

これらは、統一消防法規および全米防火協会の基準を満たしている必要があります。また、圧縮ガス協会および半導体機器材料協会の基準にも従う必要があります。キャビネットが OSHA に準拠しているかどうかも重要です。OSHA は、ガスキャビネットの使用に関する追加の安全対策を提供しています。仕様が明確でない場合や不明な点がある場合は、ユーザーまたは設計者は公平なコンサルタントの支援を求める必要があります。^[4]

再生ガスキャビネットは、すべてのシステムがメーカーの仕様を満たしていることを確認するために専門家による再生とテストの徹底したプロセスが採用されているため、再生されていない中古ガスキャビネットよりも便利です。シリンダー内のガスの種類に応じて、さまざまな種類のガスキャビネットを使用できます。複数のセンサーを備えた自動ガスキャビネットは便利で、他の多くの要件を満たします。

ガスキャビネットは、企業のニーズに合わせて低コストで特別に製造することもできます。ガスシリンダーの火災安全のためにガスキャビネットを使用する必要があります。要件は州によって異なります。多くの州では、危険な工業用ガスの使用がほとんどまたはまったくないため、危険な工業用ガスに関する高度な規制はありません。 ^[5]

種類

ガスキャビネットは、ガスの種類に基づいて4つの一般的なタイプに分類されます。^[6]分類は次のとおりです。

マニュアル

これらのガスキャビネットは、不活性、非反応性、非毒性のガスに使用されます。自動ガスキャビネットも利用可能であるため、これらのキャビネットは自動キャビネットと比較するとあまり役に立ちません。

完全自動

これらのキャビネットは、腐食性、毒性、反応性ガスに使用できます。超高純度ガスを安全かつクリーンに供給します。このようなシステムは、要件に応じて膨大な数の施設入力とプロセスセンサーを監視するように設計されています。

自動切り替え

これらのガスキャビネットは、中断のないガスの流れが必要な場合に便利です。自動切り替えガスキャビネットは、質量または圧力入力によって定義できます。各ジョイントまたはバンクに複数のシリンダースケール用のソフトウェアも用意されています。接続されたシリンダーを中断することなく、パージダウンおよびパージアッププロセスを実行することもできます。^{[引用が必要]}

バルブポート

ガスキャビネットと配管システムのポートとバルブの仕様は、選択プロセスの重要な部分です。

バルブの種類

ガスキャビネットは、流量を制御するために使用されるバルブの種類によって区別できます。手動バルブ。バルブは、コントロールノブ、レバー、またはその他の手動デバイスを使用して手動で調整または展開されます。ソレノイドバルブ。バルブは、電気信号によって展開されるソレノイドマグネットによって開閉されます。エアパイロットバルブ。バルブは、空気圧信号によって展開されます。

ポートの種類

ポートは、入口と出口の接続が行われるマニホールドまたは分配システムの開口部です。各開口部は、入口 (供給) ポートまたは出口ポートのいずれかです。それぞれの数は、アプリケーションの要件に対応します。供給ポートの数は、マニホールドまたはマニホールドシステムとインターフェイスできる独立した流体供給の数を指定します。

出口ポートの数によって、システム内の出口の数が決定されます。これは、マニホールドに取り付けられている、または取り付けられるポートまたはバルブの数として指定されることがよくあります。たとえば、8 ポイントマニホールドには 8 つのポートまたはバルブがあります。ポートのサイズは、いくつかの重要な選択肢に基づいて、チューブまたはパイプのサイズに基づいて決まります。工業用ガスの場合、ステンレス鋼パイプまたは銅と真鍮で作られたマニホールドを購入できますが、これらの材料は両方ともステンレス鋼チューブに取って代わられています (チューブとパイプの違いに注意してください)。接続の選択肢は、NPT、VCO、フレア、またはその他のタイプです。

「クリーン酸素サービス (CFOS)」または超高純度サービスのガスサービスの場合、マニホールドと切り替えアセンブリは通常、外径 1/4 インチ、長さ 316 L、電解研磨チューブ (ID は電解研磨) で作られています。ポートやその他の接続に使用されるフィッティングは、「VCR」フィッティングのみです。さまざまな再利用不可能な粉砕可能な金属ガスケット材料を使用した VCR 接続を適切に処理およびインストールするには、トレーニングが必要です。金属ガスケットは、高いヘリウム漏れ定格を実現するために不可欠です。

仕様

ガスキャビネットの仕様には、ガスの流量からシステムの物理的なサイズまで、あらゆる詳細が記載されています。^{[引用が必要]}

最大圧力

圧力とは、封入された加圧ガスがシステムに加える力の大きさを表します。ほとんどの圧縮ガスは 2,000 ～ 2,640 ポンド/平方インチゲージ (psig) を超えませんが、中には 6,000 psig に達するものもあります。システムの最も弱い部分によって圧力の限界が決まるため、熱、腐食、または応力によって弱くなった部品があると、システムの最大圧力が低下したり、容器が破裂したりする可能性があります。多くの場合、これは溶接部分で発生します。^{[引用が必要]}

最大流量

流量は、操作中のガスの最大流量の詳細を示し、通常は標準立方フィート/分 (scfm) で測定されます。

温度範囲

温度範囲は、安全な周囲温度または流体の動作温度の規定された全範囲であり、華氏または摂氏で表されます。

寸法

サイズ寸法は、ガスキャビネット、配管システム、またはそのコンポーネントの物理的なサイズを指定します。キャビネットサイズ - ガスキャビネットまたは配管システム本体の物理的なサイズを示します。ポート/チューブサイズ - システム内のチューブまたは排気ポート接続の物理的なサイズを示します。通常は、National Pipe Thread (NPT) などのサイズ標準に基づいてインチで示されます。チューブラインのサイズが小さすぎると圧力降下が大きくなり、大きすぎると設置に不必要なコストがかかるため、サイズ設定は重要です。

材料

ガスキャビネットの製作に使用する材料は、適切なシステムを選択する上で重要な要素です。ケースと外側の部品に使用する材料は十分な構造強度を備えている必要があり、ガス処理コンポーネントに使用する材料は、漏れ、破裂、汚染を防ぐために、媒体、温度要件、圧力定格に適合している必要があります。

アルミニウム

軽量でかなり耐食性のある金属で、耐食性と耐摩耗性を高めるために陽極酸化処理されることが多い。316L ステンレス鋼 (最適な選択肢) が入手可能なため、現代の工業用ガス制御および分配システムの配管や継手にはアルミニウムは使用されません。アルミニウムは純度の点で理想的な選択肢ではありません。いかなる形態のアルミニウムも、超高純度工業用ガスシステムには使用されません。

銅

硬度が低く、耐腐食性に優れた、柔らかく延性のある金属です。銅は不活性で耐腐食性があるため、チューブやパイプによく使用されます。銅は、医療用 CFOS システムなど、空気、酸素、その他の不活性で非臨界のガスに使用できます。超高純度ガスの場合、316L ステンレス鋼はさまざまな理由から最適な選択肢です。

プラスチック

高分子量の熱可塑性または熱硬化性ポリマーのいずれか。グレード (ナイロン、アセタール、ポリカーボネートなど) によって特性は異なりますが、ほとんどのグレードは耐薬品性と耐腐食性に優れています。

鋼鉄

高い物理的強度と硬度を備えた汎用工業用金属。鋼鉄は通常、耐腐食性を高めるためにコーティングまたは仕上げが施されます。鋼鉄は石油産業および石油化学産業で使用されます。

ステンレス鋼

316L ステンレス鋼は、1980 年代初頭にガスキャビネットや配管システムの継手、配管、制御装置の業界標準となりました。この材料は電解研磨によってさらに改良され、濡れた表面は最も反応性の高いガスに対して極めて不浸透性となり、剥離しない表面となります。これらの極めて特殊な部品や材料を供給する大規模な産業が成長しました。

参照

参考文献

^ NA Downie (1996年12月31日). 工業用ガス. Springer Science & Business Media. pp. 219–. ISBN 978-0-7514-0352-7。
^ 「圧縮ガスの安全性」ノースカロライナ州立大学。 2015年2月21日閲覧。
^ 「有毒ガスキャビネット」。カリフォルニア大学バークレー校環境健康安全局。 2015年2月21日閲覧。
^ 「OSHA安全予防措置」。USA Safety 。 2015年2月21日閲覧。
^ 「連邦ガス内閣の機会」。Fed Biz Opps 。 2015年2月21日閲覧。
^ 「ガス配給システム」 Global Spec 2015年2月21日閲覧。

[Downie1996-1] NA Downie (1996年12月31日). 工業用ガス. Springer Science & Business Media. pp. 219–. ISBN 978-0-7514-0352-7。

[2] 「圧縮ガスの安全性」ノースカロライナ州立大学。 2015年2月21日閲覧。

[3] 「有毒ガスキャビネット」。カリフォルニア大学バークレー校環境健康安全局。 2015年2月21日閲覧。

[4] 「OSHA安全予防措置」。USA Safety 。 2015年2月21日閲覧。

[5] 「連邦ガス内閣の機会」。Fed Biz Opps 。 2015年2月21日閲覧。

[6] 「ガス配給システム」 Global Spec 2015年2月21日閲覧。