開閉バルブの種類と使い分けの一覧

配管・材料/バルブバルブの1本目(全5本)公開更新広告

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。

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 × ×
各種バルブの特徴(太字が良い特徴)
この記事の内容
  1. 全開全閉するバルブ
  2. 開度調節するバルブ
  3. 関連記事

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。

ボール弁・仕切弁・蝶形弁・ダイヤフラム弁の全開時の断面を同じ縮尺で2×2に並べた図。ボール弁と蝶形弁は弁棒の上から見た断面、仕切弁とダイヤフラム弁は横から見た断面。ボール弁と仕切弁は流れがまっすぐ通り、蝶形弁は流れと平行に向いた円盤の両側を流れ、ダイヤフラム弁は堰を越えて流れる。
全開時の断面(同じ呼び径・同じ縮尺):緑が流れの道筋。ボールバルブとバタフライバルブは上から見た図

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。

真鍮の本体に赤い蝶形のレバーを付けたボールバルブが並ぶ。レバーを90度回して開閉する
蝶形レバー付きのボールバルブ(写真:Pixabay)

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。

ボールバルブのフルボアとレデューストボアの違い(ボア径・圧力損失)

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。

フランジ接続のゲートバルブ。ハンドルと上へ伸びる弁棒が見え、本体に5K-100の刻印がある
ゲートバルブ(仕切弁)の外観(写真:写真AC)

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長くなります。

バタフライバルブ(蝶形弁)

バタフライバルブは円盤状の弁体を90度回すことで流路を開閉します。

青く塗られた大口径のバタフライバルブ。円盤状の弁体が傾いて開き、上にギヤ式の操作部とハンドルが付く
大口径のバタフライバルブ。円盤が弁体になる(写真:Heather Smith/CC BY 3.0)

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。

ボール弁・仕切弁・蝶形弁・ダイヤフラム弁の全閉時の断面を同じ縮尺で並べた図。ボール弁と蝶形弁は上から見た断面で、ボールの穴と円盤が弁棒の周りに90度回って流れと直角になる。仕切弁は仕切りが下り、ダイヤフラム弁はダイヤフラムが堰に押し付けられて、それぞれ流れが止まる。
全閉時の断面:弁体の動き方で流れを止める。ボールバルブとバタフライバルブは上から見た図

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。

グローブ弁とニードル弁の断面を全開と半開で並べた図。流れはS字に曲がって弁座の穴を通り、半開では弁体と弁座の隙間が狭くなって流れが細くなる。ニードル弁は弁体が針状。
全開と半開:弁体と弁座の隙間(緑の細さ)で流量を絞る

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。

白く塗られたグローブバルブ。赤い手輪の下に丸くふくらんだ胴があり、左右にフランジが付いている
手輪で開け閉めするグローブバルブ。胴が丸くふくらんでいる(写真:LEE 003/CC BY 4.0・切り出し)

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。

関連記事

三方弁のLポートとTポートの流れの違い

自動ボールバルブの種類と使い分け(単作動と複作動)

ボールバルブのフルボアとレデューストボアの違い(ボア径・圧力損失)

バルブの前後の記事

ポッドキャストで聴く

技術者かねまるの「プラントライフ」(化学や工場の話をする番組。各回のページで聴けて、文字起こしも読めます)

関連する書籍

執筆・監修のご依頼は、ご相談のページで受け付けています。