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はじめに
バルブは流体制御システムの必須コンポーネントであり、パイプライン内の流体またはガスの流れを調整、指示、または制御するために使用されます。利用可能なバルブの種類は数多くありますが、バタフライ バルブとボール バルブの 2 つは最も一般的に使用されています。どちらも基本的な機能は同じですが、設計、操作、理想的なアプリケーションが大きく異なります。この記事では、これら 2 つのタイプのバルブを、構造、機能、長所、短所、適切な使用シナリオなどのさまざまな要素に基づいて比較します。
1. 建設と設計
バタフライバルブ
バタフライ バルブは、回転ディスクまたは「バタフライ」を使用して流体の流れを制御する 4 分の 1 回転バルブです。ディスクはシャフトに取り付けられており、バルブが回転するとディスクが開いたり閉じたりして、流体の流れを許可または遮断します。バタフライ バルブは通常軽量で、さまざまな業界の流量調整用に大きなパイプで使用できます。
バタフライ バルブの主な特徴は次のとおりです。
シャフトを中心に回転する薄くて平らなディスク。
コンパクトな設計なので、限られたスペースへの設置に適しています。
ウエハースタイルとラグスタイルの両方の構成が用意されており、さまざまな配管システムに簡単に設置できます。
ボールバルブ
ボール バルブは、中心に穴 (またはポート) のある球形のボールを使用するもう 1 つの 4 分の 1 回転バルブです。ボールがバルブ内で回転して流体の流れを制御します。バルブが開いていると、ポートがパイプと整列し、流れが可能になります。閉じるとボールが流れを妨げます。
ボールバルブの主な特徴は次のとおりです。
バルブ本体内で回転する球状のボール。
堅牢な構造で、多くの場合ステンレス鋼などの耐久性のある金属で作られています。
フルボアまたはレデュースボア設計があり、さまざまな流量特性を提供します。
2. 操作とパフォーマンス
バタフライバルブ Operation
バタフライバルブは、4分の1回転で素早く動作することで知られており、素早い開閉が可能です。バルブディスクの回転により生じる圧力降下は非常に低く、流量調整に効率的です。ただし、流量制御はグローブ バルブなどの他のタイプのバルブほど正確ではありません。
バタフライ バルブの主な利点は、液体と気体の両方の用途に対応できることであり、特定のモデルは高圧および高温環境で動作することができます。バルブ本体は多くの場合、アルミニウム、鋳鉄、ステンレス鋼などの軽量な材料で作られているため、取り扱いや取り付けが簡単です。
ボールバルブ Operation
ボールバルブは、バルブ内の固体の球形ボールにより、正確で信頼性の高い流量制御を実現します。ボールの回転により密閉性が確保され、漏れ経路が最小限に抑えられるため、ボールバルブは遮断用途に非常に効果的です。バタフライ バルブとは異なり、ボール バルブは全流量または全閉のシナリオでの使用に最適で、より簡単な開閉操作を実現します。
ボールバルブは、厳密な遮断が必要な用途に適しており、ガスパイプラインや危険物の取り扱いなど、漏れが懸念される業界でよく使用されます。しかし、ボールバルブは一般にバタフライバルブに比べて作動トルクが高く、またサイズも大きいため設置スペースが必要となります。
3. メリットとデメリット
バタフライバルブのメリット
コンパクトな設計: バタフライ バルブは軽量でコンパクトなので、スペースが限られた場所での設置に最適です。
低い圧力降下: バタフライ バルブはその設計により、流れに対する抵抗が最小限に抑えられるため、大規模な配管システムで有利です。
費用対効果が高い: 一般に、バタフライ バルブはボール バルブよりも安価であるため、さまざまな業界にとって経済的な選択肢となっています。
幅広い用途: バタフライ バルブは、液体や気体などのさまざまな流体を処理でき、低圧システムと高圧システムの両方で効果的です。
素早い開閉: 4 分の 1 回転操作により、素早い開閉が可能です。
バタフライバルブのデメリット
制御の精度が低い: バタフライ バルブは、グローブ バルブなどの他のタイプのバルブに比べて、流量を調整する効果が低くなります。
漏れの可能性: 用途によっては、特に高圧を扱う場合、バタフライ バルブはボール バルブほど密閉性が低い場合があります。
摩耗と損傷: バタフライ バルブ内のディスクは時間の経過とともに摩耗し、漏れや故障の可能性が生じる可能性があります。
ボールバルブのメリット
信頼性の高い遮断: ボールバルブは、高圧および高温でもしっかりと遮断し、漏れを防止する点で優れています。
耐久性: ボールバルブは可動部品が少ないため耐久性が高く、長期にわたるメンテナンスの必要性が少なくなる傾向があります。
正確な流量制御: ボールバルブはバタフライバルブと比較して、より優れた流量調整とより正確な遮断を実現します。
幅広いサイズ: ボールバルブは、小さなパイプから大規模な産業システムまで、さまざまなサイズで入手可能です。
ボールバルブのデメリット
高コスト: ボール バルブは、特にサイズが大きい場合、一般にバタフライ バルブよりも高価です。
大きくて重い: バタフライ バルブに比べて、設置に多くのスペースが必要であり、重いです。
動作が遅い: ボールバルブに必要な回転トルクはバタフライバルブよりも大きく、場合によっては動作が遅くなります。
4. アプリケーション
バタフライバルブs
水処理プラント: バタフライ バルブはコンパクトなサイズと大量の液体を処理できるため、上下水システムでよく使用されます。
HVAC システム: バタフライ バルブは、効率的な流量制御のため、空気処理システムによく使用されます。
化学処理: 中圧、大口径パイプラインの場合、バタフライ バルブはコスト効率の高いソリューションを提供します。
防火システム: 防火システムの水やその他の液体を迅速に遮断するために使用されます。
ボールバルブs
石油とガス: ボールバルブは、パイプライン内の石油と天然ガスの流れを制御し、漏れを防ぐためにしっかりと遮断するために重要です。
医薬品: 医薬品処理などの高純度環境では、ボールバルブは汚染を防ぐための清潔で信頼性の高いシールを提供します。
食品および飲料: ボールバルブは、その衛生的な特性と信頼性の高い遮断機能により、食品製造における液体とガスの流れを制御するために使用されます。
船舶用途: ボールバルブは船舶の流体制御システムとして頻繁に使用され、過酷な条件下でも信頼性の高い性能を発揮します。
5. 結論
バタフライ バルブとボール バルブはどちらも、アプリケーションの特定の要件に応じて、明確な利点を提供します。バタフライ バルブは、スペースが重要視される大規模でコスト重視の低圧システムに最適ですが、ボール バルブは、正確な流量制御と厳密な遮断が不可欠な用途に優れています。
最終的に、バタフライ バルブとボール バルブのどちらを選択するかは、次のような要因によって決まります。
流量要件 (精度と一般的な流量制御)
圧力と温度の条件
スペースと設置に関する考慮事項
コストの制約
設計、操作、アプリケーションの適合性の違いを理解することで、エンジニアやシステム設計者はニーズに最適なバルブを選択できます
