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ゲートバルブについての概要、用途、原理などをご説明します。また、ゲートバルブのメーカー61社一覧や企業ランキングも掲載しております。ゲートバルブ関連企業の2025年3月注目ランキングは1位:株式会社昭和バルブ製作所、2位:株式会社大和バルブ、3位:株式会社日邦バルブとなっています。
1985年-2014年: アルストム株式会社、ABB 株式会社 およびガデリウス株式会社にて、ユングストローム空気予熱器の設計、 ダイアモンドスートブロワの機械設計に従事。(ABB株式会社: https://new.abb.com/jp)2014年-2021年: アルヴ
ゲートバルブ (英: Gate Valve) とは、液体や気体などの流体をディスク (弁体) で仕切るように遮断して、流路を閉止するバルブです。
一般的に、「仕切弁」「スルースバルブ」も同義語として扱われています。ゲートバルブは、JIS B0100 バルブ用語 Glossary of terms for valves で、「弁体が流体の流路を垂直に仕切って開閉を行い、流体の流れが一直線上になるバルブの総称 」と規定されています。
水門のゲートのようにディスク (弁体) が流路内に滑り込んで遮断するので、ゲートバルブはと呼ばれるようになったと言われています。
図1. ゲートバルブの使用例
ゲートバルブは、流体の流れを広い圧力・温度範囲において制御できるため、家庭用から一般産業用、学術研究用に至るまで幅広く利用されています。身近な使用例は、水道メータやガスメータ、給湯器の配管などです。
特にゲートバルブは、ディスクの中間開度で使用するとディスクが振動するため、通常は全開もしくは全閉で使用します。したがって、止弁として遮断目的で使用されるバルブです。
一般的に、パイプラインの止弁や水道などの給水配管の仕切弁として、常時開弁もしくは閉弁目的で設置されます。手動ゲートバルブの場合は、ハンドルを多く回す必要があり開閉操作に時間がかかります。
そのため、非常に頻繁に開閉したり、遠隔操作したりする場合は、自動開閉用アクチュエータが装備されたゲートバルブを使用します。
図2. ゲートバルブの開閉弁状態と流体の流れ
ゲートバルブの原理は非常にシンプルで、開弁はボディ (弁箱) でディスク (弁体) を下降させ、流路を遮断し流体を閉止します。閉弁はその逆にディスクを上昇させ流路を開放し流体を流します。
ディスクの上昇下降は、ハンドルやアクチュエータによりステムを回転させ、ステムのねじ機構により行われます。
ゲートバルブはフルポートバルブと設計されていることが多く、ボディ内部と出入口配管の流路面積に差が少なく流路はほぼ直線のため、全開時の圧力損失が極めて小さいことが特徴です。
また、ゲートバルブと同様に止弁として使用することの多いグローブバルブは、ボディ内の流路がS字状なので、ゲートバルブと比べて全開時の圧力損失は大きくなります。
なお、圧力損失とは、流体が配管を通過するときに失われるエネルギー量のことです。配管内壁面による摩擦損失や乱流の生成によって引き起こされます。
ゲートバルブは、開閉時のストロークが比較的大きく、急な開閉ができないため、ウォーターハンマー現象が発生しにくいバルブです。ウォーターハンマーとは、バルブを急速に開閉したときに、流速の急激な変化により管内圧力が過渡的に上昇または下降する現象を指します。
ウォーターハンマーによる圧力変動で、下記のような問題が発生します。
図3. ゲートバルブの構造
ゲートバルブは主に、ボディ (弁箱) 、ディスク (弁体) 、ステム (弁軸) 、ハンドルなどで構成されています。ゲートバルブは、ハンドルまたはアクチュエータによって操作可能です。
ハンドルはステムに取り付けられ、回転をステムに伝達します。開弁時はハンドルの回転でステムねじがディスクを上昇させる方向に回転し、閉弁はその逆回転でディスクを下降させます。
図4. ゲートバルブの操作・駆動方式
ゲートバルブは、主に下記3種類の開閉させるための操作・駆動方式があります。
ゲートバルブは、下記のようなディスクの形状と構造による種類があります。
ゲートバルブは、ディスクを上下動させるためにステムを回転させますが、ステム回転に伴い位置が変化かしないかの種類があります。
ステム上昇式
ステム上昇式はステムの回転に伴い、ステムもしくはハンドルの位置が上昇もしくは下降します。ステムやハンドルの位置で開閉度合いが判別できるため、状態を目視などで確認できます。
また、ステムやハンドルが上昇するため、ハンドル操作のため空間が必要です。
ステム非上昇式
ステム上昇式はステムの回転に伴い、ステムもしくはハンドルの位置が上昇もしくは下降しません。ステムやハンドルの位置で開閉度合いが判別できないため、状態を目視などで確認できません。
また、ステムやハンドルが上昇しないため、ハンドル操作のため空間は小さくなります。
ゲートバルブの材質は、ボディの材質で種類を分けることができます。一般的なボディ材質は、下記の通りです。
ボディ材質は、下記のような要件に基づき選定します。詳細は各メーカのカタログ等を参照してください。
参考文献
https://www.kitz-valvesearch.com/kiso/type_index.html
http://www.yamatovalve.co.jp/products/gate-v.html
http://www.cgc.co.jp/tomoe/products/pdf/precautions/precautions5.pdf
*一部商社などの取扱い企業なども含みます。
| 順位 | 会社名 | クリックシェア |
|---|---|---|
| 1 | 株式会社昭和バルブ製作所 |
12.2%
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| 2 | 株式会社大和バルブ |
7.1%
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| 3 | 株式会社日邦バルブ |
7.1%
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| 4 | 株式会社フジキン |
6.1%
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| 5 | 株式会社ブイテックス |
5.1%
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| 6 | 前澤工業株式会社 |
4.1%
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| 7 | 株式会社TVE |
3.1%
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| 8 | パーカー・ハネフィン日本株式会社 |
3.1%
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| 9 | 旭有機材株式会社 |
3.1%
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| 10 | 株式会社カワムラ |
3.1%
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