バタフライバルブとは何ですか?
A バタフライバルブ1/4回転バルブです。パイプライン内の流体の流れを調節または遮断するために使用されます。バタフライバルブは、そのシンプルな設計と効率的な性能により、あらゆる分野で使用されています。
バタフライバルブの名前の由来：バルブのフラップが蝶のような形をしていることがその名の由来です。
1. 構造
バタフライバルブは次の主なコンポーネントで構成されています。
- 本体: すべての内部部品を収容し、パイプラインに接続するハウジング。
- ディスク: バルブ本体内部にある平らな円形のプレートで、回転することで流体の流れを制御します。
- ステム: アクチュエータをバルブフラップに接続し、回転を可能にするシャフト。
- シート: バルブ本体内部のシール面。閉じたときにフラッパーがシートを圧迫して密閉シールを形成し、流体の流れを止めます。
- アクチュエータ: ハンドル、ウォームギアなどの手動アクチュエータだけでなく、電動および空気圧アクチュエータもあります。
これらのコンポーネントを組み合わせることで、設置とメンテナンスが容易なコンパクトで軽量なバルブが構成されます。
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2. 動作原理
バタフライバルブの動作は、トルクと流体力学に基づいています。必要なトルクは、バタフライバルブの両側の圧力差とバルブフラップの位置によって異なります。興味深いことに、流体の動トルクにより、バルブ開度の70～80%でトルクが最大になります。この特性により、アクチュエータの正確なマッチングが求められます。
さらに、バタフライバルブはイコールパーセンテージフロー特性曲線を有しており、フラップの微調整が、全開に近い状態よりも低開度での流量に大きく影響します。そのため、バタフライバルブは、オン/オフ制御のみに適しているという一般的な認識とは異なり、特定の状況における絞り制御に最適です。
バタフライバルブは操作が簡単で効率的です。
- 開位置: バルブフラップが流体の方向と平行に回転し、流体がほとんど抵抗なく通過できるようになります。
- 閉位置: バルブは流体の方向に対して垂直に回転し、流体を完全に遮断します。
クォーターターンバルブなので、わずか 90 度回転するだけで全開と全閉を迅速かつ効率的に切り替えます。
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3. メリットとデメリット
3.1 バタフライバルブの利点
- コンパクトで軽量：ゲートバルブやグローブバルブなどの他のバルブよりも小型で取り付けが簡単です。
- 経済的かつ効率的: 構造が簡単で材料が少ないためコストが低くなります。
- 素早い操作: 1/4 回転で開閉でき、要求に素早く対応するのに最適です。
- メンテナンスコストが低い: 可動部品が少ないため、摩耗が少なくなり、メンテナンスが簡単になります。
3.2 バタフライバルブの欠点
- 制限されたスロットル: 乱流や摩耗を引き起こす可能性があるため、特に高圧時の正確な流量制御には適していません。
- 漏れの危険性: 一部の設計では他のタイプのバルブほどしっかりと密閉されない場合があり、漏れの危険性があります。
- 圧力低下: バルブフラップが開いているときでも、流路内に残っているため、圧力がわずかに低下します。
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4. アプリケーション
バタフライ バルブは、最小限の圧力損失で大量の流体を処理できるため、多くの業界で広く使用されており、大規模なパイプラインに最適です。
例：
- 水処理：水処理プラントおよび配水ネットワークにおける水の流れを管理します。
- HVAC システム: 暖房、換気、空調システムの空気の流れを制御します。
- 化学処理：材質適合性により、幅広い化学薬品の取り扱いが可能です。
- 食品および飲料: 清掃が簡単なので衛生的なプロセスに適しています。
- 石油とガス: パイプラインと製油所の流れを制御および分離します。
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要するに、バタフライバルブ実用的かつコスト効率に優れた流体制御オプションであり、そのシンプルさと汎用性が評価されています。