グローブバルブゲートバルブ、バタフライバルブ、チェックバルブ、ボールバルブなどは、様々な配管システムに欠かせない制御部品です。それぞれのバルブは、外観、構造、さらには機能的な用途も異なります。しかし、グローブバルブとゲートバルブは外観に類似点があり、どちらも配管内の遮断機能を備えているため、バルブにあまり馴染みのない人は混同しがちです。しかし、よく観察してみると、グローブバルブとゲートバルブの違いはかなり大きいことがわかります。

1 構造

設置スペースが限られている場合は、選定に注意する必要があります。ゲートバルブは、中圧によってシール面をしっかりと閉じることで、漏れのない効果を実現します。開閉時には、バルブコアとバルブシートシール面常に接触して擦れ合うため、シール面が摩耗しやすいです。ゲートバルブが閉まりかけているとき、パイプラインの前後の圧力差が非常に大きく、シール面の摩耗がより深刻になります。ゲートバルブの構造はグローブバルブよりも複雑です。外観上、同じ口径の場合、ゲートバルブはグローブバルブよりも高く、グローブバルブはゲートバルブよりも長くなります。また、ゲートバルブは上昇ステムと隠れたステムに分かれています。グローブバルブにはそれがありません。

2 動作原理

ストップバルブの開閉は上昇バルブステムタイプで、ハンドホイールを回すと、ハンドホイールもバルブステムとともに回転して上下します。ゲートバルブはハンドホイールを回してバルブステムを上下させますが、ハンドホイール自体の位置は変わりません。流量が異なります。ゲートバルブは全開または全閉が必要ですが、ストップバルブは必要ありません。ストップバルブには入口と出口の方向が指定されていますが、ゲートバルブには入口と出口の方向の要件はありません。また、ゲートバルブには全開または全閉の2つの状態しかありません。ゲートの開閉ストロークは大きく、開閉時間は長くなります。ストップバルブのバルブプレートの移動ストロークははるかに小さく、ストップバルブのバルブプレートは移動中に特定の場所で停止して流量を調整できます。ゲートバルブは遮断にのみ使用でき、他の機能はありません。

3 パフォーマンスの違い

ストップバルブは切断とオフと流量調整。ストップバルブの流体抵抗は比較的大きく、開閉に手間がかかりますが、バルブプレートがシール面から短いため、開閉ストロークが短くなります。ゲートバルブは全開と全閉のみしかできないため、全開時にはバルブ本体の流路内の媒体流動抵抗がほぼ0になり、ゲートバルブの開閉は非常に省力化されますが、ゲートがシール面から遠く離れているため、開閉時間が長くなります。

4 設置と流れ方向

ゲートバルブは双方向で同じ効果を発揮し、設置時に入口と出口の方向を問う必要がなく、媒体は双方向に流れます。一方、ストップバルブは、バルブ本体に表示されている矢印の方向に厳密に設置する必要があります。ストップバルブの入口と出口の方向についても明確な規定があります。我が国のバルブ「三合一」では、ストップバルブの流れ方向は常に上から下であると規定されています。

ストップバルブは入口が低く出口が高く、外から見ると配管が同一水平線上にないことが一目瞭然です。ゲートバルブの流路は同一水平線上にあり、ゲートバルブのストロークはストップバルブのストロークよりも大きいです。

流動抵抗の観点から見ると、ゲートバルブは全開時の流動抵抗が小さく、チェックバルブは流動抵抗が大きいです。一般的なゲートバルブの流動抵抗係数は約0.08～0.12で、開閉力が小さく、媒体は双方向に流れます。一般的なストップバルブの流動抵抗はゲートバルブの3～5倍です。開閉時には、シールを実現するために強制的に閉じる必要があります。ストップバルブのバルブコアは、完全に閉じた状態でのみシール面に接触するため、シール面の摩耗は非常に小さいです。主な流動力が大きいため、アクチュエータを必要とするストップバルブでは、トルク制御機構の調整に注意する必要があります。

ストップバルブの取り付け方法は2種類あります。1つは、バルブコアの下部から媒体が入る方法です。利点は、バルブが閉じているときにパッキンに圧力がかかっていないため、パッキンの耐用年数が延び、バルブ前の配管に圧力がかかっているときにパッキンを交換できることです。欠点は、バルブの駆動トルクが大きく、上からの流入の約1倍になり、バルブステムにかかる軸力が大きく、バルブステムが曲がりやすいことです。そのため、この方法は一般に小径ストップバルブ（DN50以下）にのみ適しており、DN200以上のストップバルブでは上から媒体が流入する方法を採用しています。（電動ストップバルブでは、一般的に上から媒体が流入する方法を採用しています。）上から媒体が流入する方法の欠点は、下から流入する方法の逆です。