流路を開いたり閉じたりする開閉バルブには全開全閉、開度調節の２種類の役割に分かれます。
各種バルブには向き不向きがあります。
| 項目 | ボール | ゲート | バタフライ | ダイヤフラム | グローブ |
|---|---|---|---|---|---|
| 流量調節 | △ | × | △ | × | 〇 |
| コンパクトさ | 〇 | × | 〇 | △ | × |
| 大口径での使用 | △ | 〇 | 〇 | × | × |
| 全開時の圧力損失 | 小 | 中 | 中 | 中 | 大 |
| 温度範囲 | シール材次第 | 中低温 | シール材次第 | 膜材次第 | 広い |
| 圧力範囲 | シール材次第 | 広い | シール材次第 | 低圧のみ | 広い |
| 開閉トルク | 中 | 小 | 小 | 中 | 大 |
| 開閉速度 | 早 | 遅 | 早 | 遅 | 遅 |
| 開閉の見やすさ | 〇 | × | 〇 | × | × |
全開全閉するバルブ
基本的に半開できず全開全閉のみのオンオフ用バルブを紹介します。
ボールバルブ
ボールバルブは球状の弁体に流路が設けられており、球を90度回すことで流路を開閉します。
中途半端な開度でも使用されますが、液残りが目立つため全開全閉が望ましい使い方です。
90度のハンドル操作のみであるため開閉速度が速く開閉状態もわかりやすくなっています。
軟質のシール材を用いることもあり、高温で使えない場合もあります。
ゲートバルブ（仕切弁）
ゲートバルブは仕切りが上下することで流路を開閉します。
比較的大きなサイズのバルブが製作しやすく25Aより小さいようなサイズは製作しにくい特徴があります。
中途半端な開度で使用すると弁体を傷つけるため全開しか使用できません。
また急激な閉止はウォーターハンマーのリスクがあるため、全閉する直前はゆっくりと締める対応が必要です。
加えて上からゲートを閉じる要領で動作するため開閉時間が遅くなります。
バタフライバルブ（蝶形弁）
バタフライバルブは円盤状のボールを90度回すことで流路を開閉します。
90度のハンドル操作のみであるため開閉速度が速く開閉状態もわかりやすくなっています。
薄くコンパクトな構造にできることが特徴です。
軟質のシール材を用いることもあり、高温で使えない場合もあります。
ダイヤフラムバルブ
ダイヤフラムバルブは内部が逆V形構造をしており、そこにダイヤフラム（隔膜）を上から押さえつけて塞ぎます。
ダイヤフラムを外側から押さえつける方式であるため、流路に弁体開閉用の軸が残りません。
そのためパッキンレスのバルブとなります。
外からの異物混入やパッキンからの漏れを防ぎたい際に用いられます。
開度調節するバルブ
全開全閉のみならず半開にして流量調節できるバルブを紹介します。
グローブバルブ（玉形弁）
グローブバルブの中がS字の流路になっており、上下する弁体を用いて流路を上から押さえつけて塞ぎます。
開度調節がしやすく汎用性に優れています。
ただし内部構造が複雑なため全開でも圧力損失が大きくなってしまいます。
ニードルバルブ
ニードルバルブは弁体が針状になっているグローブバルブの類似品です。
流量の微調整が可能です。
オススメ書籍
・トコトンやさしいバルブの本
まずバルブを勉強するときにオススメの書籍です。
業種問わず、基本的なバルブに関する知識が得られます。
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トコトンやさしいバルブの本
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・はじめての配管技術
配管の構成要素と基本的な設計について1歩踏み込んだ学習ができます。
バルブに関しては構造や種類、材料、圧力/温度特性について解説されています。
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はじめての配管技術
・プラントレイアウトと配管設計
各種バルブの使い方や長所・短所を学ぶことができます。
その他にも石油化学・ガス処理・発電などプラント種別に応じた配管設計が詳しく解説されています。
初学者の方は本書の前に上記2冊を読んでから手に取ることをオススメします。
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プラントレイアウトと配管設計
