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手動バルブ
メーカー15社・22製品一覧【2024年】

手動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、手動バルブのメーカー15社一覧や企業ランキングも掲載しておりますので是非ご覧ください。手動バルブ関連企業の2024年3月注目ランキングは1位:株式会社キッツ、2位:積水化学工業株式会社、3位:株式会社フジキンとなっています。

手動バルブとは？
手動バルブのメーカー15社一覧
手動バルブの製品22件一覧

監修者: 廣木洋一

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

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手動バルブとは

手動バルブ

手動バルブ (Manual Valve, Manual Operated Valve, Hand Operated Valve) とは、人的な操作 (手動操作) によって、開閉もしくは開度調整を行うバルブです。

一般的に手動バルブは、構造によってグローブバルブ、ボールバルブ、ゲートバルブ、バタフライバルブ、ダイヤフラムバルブなどの種類があります。バルブは流路の開閉によって流体を遮断し、「流す」「止める」を行い、また流量を調節するために用いられます。

手動バルブの使用用途

手動バルブ_図1

図1. 手動バルブの使用例

手動バルブの使用用途は、一般的に流体の遮断または流量・圧力の調整です。流体の遮断を行う場合は、ボールバルブやゲートバルブを使用します。一般的には、構造上の強度が高く、流路に弁体 (ボール、ディスク) が残らず、簡単に開閉できるため、こボールバルブが使用されています。

どちらのバルブも、途中開度で利用することはできません。途中開度のまま弁体を全開にしない状態で使用すると、キャビテーションが発生するため注意が必要です。

なお、キャビテーションとは、液体が低圧状態になり気化して気泡が発生する現象です。キャビテーションが発生すると、振動・騒音・流れの脈動が増大し、配管や機器の損傷にいたる可能性があります。

流量・圧力の調整を行う場合は、グローブバルブやバタフライバルブを使用します。一般的には、ハンドル操作で流量・圧力調整が容易なグローブバルブが使用されています。しかし、グローブバルブは弁箱 (ボディ) 内の流路が入り組んだ構造をしているため、流体の圧力損失が大きくなります。

手動バルブの原理

手動バルブは、弁箱 (ボディ)　内に弁体 (ボール、ディスクなど) を備え、弁体を上下・回転させることで、弁体が弁箱内の弁座に密着し流路を遮断します。弁体を上下・回転させるための操作を手動で行うのが手動バルブです。

流体がバルブを通過する際の圧力損失は、バルブの構造によって異なります。圧力損失はバルブ選定において重要な要因です。圧力損失の計算は、下記のファニングの式を用いて計算します。

ΔP=4f (ρμ²L/2d)

ΔP:圧力損失 (Pa)、f:摩擦係数、ρ:流体の密度 (kg/m3)、μ:流体の平均速度 (m/sec)、L:配管長さ (m)、d:内管内径 (m)

手動バルブの種類

手動バルブの種類は、構造や機能によって幾つかあります。手動バルブを選定する際は、使用流体の種類 (水、蒸気、空気、ガス、薬品など) 、流体の圧力・温度、腐食性の有無、および使用目的 (閉止、流量・圧力調整など) を考慮することが大切です。

1. グローブバルブ

手動バルブ_図2

図2. グローブバルブ

グローブバルブは、玉形弁とも呼ばれています。流体の遮断と流量・圧力調整に優れているため、止弁や絞り弁として使用されます。

弁箱 (ボディ) 部分が丸みを帯びていて、内部の流路は曲線を描いています。弁箱内の弁体 (ディスク) は、弁軸 (ステム) に取り付けられたハンドルを回転させ上下動します。

これにより弁体が弁座に密着し流体を遮断します。ハンドルを回転させる程度で、弁体と弁座の距離で変わり、流量・圧力調整を行うことが可能です。流量・圧力調整が必要な蒸気、冷却水、温水、圧縮空気、真空ラインなどユーティリティの量を調整する弁として用いられます。

2. ボールバルブ

手動バルブ_図3

図3. ボールバルブ

ボールバルブは、弁箱 (ボディ) 内の弁体 (ディスク) が球状 (ボール形) であることが特徴です。弁体は弁軸 (ステム) に取り付けられたハンドルを90度回すことで、弁体が回転し流路の遮断を行います。ボールバルブは、開弁中に弁体が流路に残らないため、圧力損失が小さくなります。

基本的には、途中開度では使用せず、流量・圧力調整には使用しません。比較的コンパクトで安価なものも多く、ハンドルを90度回転させるだけで閉弁できるため、小型の止弁として多く使用されています。

3. ゲートバルブ

手動バルブ_図4

図4. ゲートバルブ

ゲートバルブは、流体の遮断に特化して使用されるバルブです。弁箱 (ボディ) 内の弁体 (ディスク) は、弁軸 (ステム) に取り付けられたハンドルを回転させ上下動します。

これにより弁体が弁座に密着し流体を遮断します。弁箱内の流路が真っすぐで圧力損失が小さくなります。途中開度では使用せず、開弁・閉弁で使用するため、止弁として使用します。

4. バタフライバルブ

手動バルブ_図5

図5. バタフライバルブ

バタフライバルブは、弁箱 (ボディ) 内の弁体 (ディスク) が円盤状であることが特徴です。弁体は弁軸 (ステム) に取り付けられたハンドルを回すことで、弁体が回転し流路の遮断を行います。

また、弁体が半円状で蝶の羽のように回転する形のものあります。バタフライバルブは、弁体の回転角度を調整することで、流量・圧力調整が可能です。

5. ダイヤフラムバルブ

手動バルブ_図6

図6. ダイヤフラムバルブ

ダイヤフラムバルブは、ゴムやフッ素樹脂などの隔膜 (ダイヤフラム) で流路を遮断します。弁箱 (ボディ) 内の弁体 (ダイヤフラム) は、弁軸 (ステム) に取り付けられたハンドルを回転させ、ダイヤフラムが上下に変形します。これにより弁体が弁座に密着し流体を遮断します。

他のバルブに比べて構造がシンプルで、流路と駆動部分がダイヤフラムで隔離されているため、腐食性の高い流体に優れています。そのため、薬品・食品・医療などの分野使用される場合が多いです。また、高圧流体では使用できず、主に0.5 MPa以下の低圧で使用します。

手動バルブの選び方

目的や圧力損失、コストなどを考えて適したバルブを選択します。手動バルブは、駆動装置用の電気配線や空気配管が不要で、より低コストにバルブ操作を行うことができます。

手動バルブに対して自動バルブがあり、駆動装置 (アクチュエータ) によって遠隔もしくは規則で開閉もしくは開度調整を行います。駆動装置 (アクチュエータ)　は、圧縮空気や電気駆動で行われます。

圧縮空気駆動の場合は、開動作のみ空気駆動で閉動作をスプリングなどで行う単動式と、開閉動作どちらも空気駆動で行う複動式があります。電気駆動の場合は、電動機 (モーター) 付きスクリュージャッキや、電磁コイルで開閉動作を行うものがあります。

手動バルブのその他情報

手動バルブの記号

手動バルブを使用するとき、非常に大きい設備や広範囲な場所になることが多いです。そのため、図面などはとても複雑なものとなります。

通常は、図面に手動バルブの完全な形状を書かずに、手動バルブの記号を記入します。

手動バルブの記号は、下記JIS規格に示されています。

JIS Z8204 計装用記号
JIS Z8207 真空装置用図記号
JIS Z8209 化学プラント用配管図記号

参考文献
https://j-valve.or.jp/valve/automatic/
https://j-valve.or.jp/valve/letslearn/
https://kenchiku-setsubi.biz/valve-kigo/

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二次圧変動型気体用フローコントローラ　MODEL 2203 SERIESのカタログ

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マルチダイヤル付精密ニードルバルブ　MODEL 2412M SERIESのカタログ

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