グローブバルブの基礎

グローブバルブ200年にわたり流体制御の主流であり、今やあらゆる場所で見かけるようになりました。しかし、用途によっては、グローブバルブの設計は流体の完全な遮断にも利用されます。グローブバルブは通常、流体の流量を制御するために使用されます。グローブバルブのオン/オフや調節機能は、住宅や商業施設の外装によく見られ、バルブはこうした場所によく設置されています。

蒸気と水は産業革命に不可欠でしたが、これらの潜在的に危険な物質は抑制する必要がありました。グローブバルブこの課題を効果的に達成するために必要な最初のバルブです。グローブバルブの設計は非常に成功し、好評を博したため、従来の主要なバルブメーカー(クレーン、パウエル、ランケンハイマー、チャップマン、ジェンキンス)の大半が最初の特許を取得しました。

ゲートバルブグローブバルブは全開または全閉のいずれかの位置で使用することを目的としていますが、グローブバルブはブロックバルブまたは遮断弁として使用できますが、流量調整時には流量を制御するために部分的に開くように設計されています。遮断弁やオンオフ弁にグローブバルブを使用する場合は、ディスクに大きな圧力がかかるため、密閉性を維持するのが困難であるため、設計上の決定には注意が必要です。流体の力は確実な密閉を実現し、流体が上から下へ流れる際の密閉を容易にします。

グローブバルブは、その調整機能により、ボンネットとステムに連結されたポジショナーとアクチュエーターによる極めて微細な圧力調整を可能にするため、コントロールバルブ用途に最適です。様々な流体制御用途で優れた性能を発揮し、これらの用途では「最終制御エレメント」と呼ばれています。

間接流路

グローブバルブは、その本来の丸い形状から、グローブバルブとも呼ばれています。この形状は、流路の特異で複雑な構造を隠しています。上下の流路が鋸歯状になっているため、全開状態のグローブバルブでも、ゲートバルブやボールバルブの全開状態とは対照的に、流体の流れに対して大きな摩擦、つまり障壁が生じます。傾斜した流れによって生じる流体摩擦は、バルブを通過する速度を低下させます。

バルブの流量係数(Cv値)は、バルブを通過する流量を計算するために使用されます。ゲートバルブは開弁時の流動抵抗が極めて小さいため、同じサイズのゲートバルブとグローブバルブではCv値が大きく異なります。

グローブバルブの閉鎖機構として機能するディスクまたはプラグは、様々な形状に製造できます。ディスクの形状を変えることで、バルブが開いているときのステムの回転数に応じて、バルブを通過する流量を大幅に変えることができます。より一般的または「伝統的な」湾曲したディスク設計は、バルブステムの特定の動き(回転)に他の設計よりも適しているため、ほとんどの用途で使用されています。Vポートディスクは、あらゆるサイズのグローブバルブに適しており、さまざまな開度にわたって微細な流量制限を行うように設計されています。ニードルタイプの目的は絶対的な流量制御ですが、多くの場合、より小さな直径でしか提供されていません。完全なシャットダウンが必要な場合は、柔らかく弾力性のあるインサートをディスクまたはシートに挿入することができます。

グローブバルブトリム

グローブ バルブの実際のコンポーネント間の閉鎖は、スプールによって行われます。シート、ディスク、ステム、バックシート、および場合によってはステムをディスクに接続するハードウェアによって、グローブ バルブのトリムが構成されます。バルブの優れたパフォーマンスと寿命はトリムの設計と材料の選択によって決まりますが、グローブ バルブは、流体摩擦が高く、流路が複雑なため、より脆弱です。シートとディスクが互いに近づくと、速度と乱流が増大します。流体の腐食性と速度の増加により、バルブ トリムが損傷する可能性があり、そうするとバルブが閉じているときの漏れが大幅に増加します。ストリングリングとは、シートまたはディスク上に小さな薄片として時々現れる欠陥のことです。小さな漏れ経路として始まったものが、タイムリーに修理されなければ、拡大して重大な漏れになる可能性があります。

小型の青銅製グローブバルブのバルブプラグは、多くの場合、本体と同じ材料で作られていますが、場合によってはより堅牢な青銅のような合金で作られることもあります。鋳鉄製グローブバルブの最も一般的なスプール材料は青銅です。IBBM(Iron Body, Bronze Mounting)は、この鉄製トリムの名称です。スチール製バルブには様々なトリム材料が使用されていますが、多くの場合、1つまたは複数のトリム要素は400シリーズのマルテンサイト系ステンレス鋼で作られています。さらに、ステライト、300シリーズのステンレス鋼、モネルなどの銅ニッケル合金などの硬質材料も使用されています。

グローブバルブには3つの基本的な形状があります。最も一般的なのは、ステムがパイプの流れに対して垂直になる「T」型です。

T型バルブと同様に、アングルバルブはバルブ内部の流れを90度回転させ、流量制御装置と90度エルボの両方の役割を果たします。石油・ガス業界の「クリスマスツリー」に見られるように、アングルグローブバルブはボイラー上部で今でも頻繁に使用される最終出力調整弁の一種です。

3つ目の設計である「Y」型は、オン/オフ用途において設計をタイト化すると同時に、グローブバルブ本体内で発生する乱流を低減することを目的としています。このタイプのグローブバルブでは、ボンネット、ステム、ディスクが30~45度の角度で配置されており、流路をより直線的にすることで流体摩擦を低減します。摩擦が低減することで、バルブが侵食損傷を受ける可能性が低くなり、配管システム全体の流動特性が向上します。


投稿日時: 2023年4月11日

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