配管バルブの種類: 給水システムの実践ガイド

施設管理者はかつて、新しい飲料水ラインのすべての分岐にゲート バルブを設置しました。バルブは完全に開くと完全に密閉されるため、乗組員は 3 つのディスペンサー全体の流れのバランスを保つためにバルブを半分に絞りました。 3 か月以内に座席が侵食され、2 本の幹がしだれ始め、緊急修理のために全線が停止しなければなりませんでした。交換セットでは使用圧力に応じたボールバルブを使用したため、問題は解消されました。

このポイントは、ほぼすべての配管や給水装置の購入に当てはまります。 パイプのサイズだけでなく、作業に合わせてバルブを選択してください。 配管バルブのタイプは、遮断、絞り、一方向流、圧力リリーフ、レベル制御の 5 つの機能ファミリーに分類されます。各ファミリには、異なる内部形状、故障モード、およびメンテナンス プロファイルがあります。このガイドでは、最も一般的なタイプについて説明し、その動作を比較し、同じ原理がウォーター ディスペンサー、飲料用の蛇口、分配栓の内部でどのように現れるかを示します。

遮断弁の種類: ボール、ゲート、バタフライ、プラグ

遮断バルブは遮断コンポーネントです。これらは、全開または全閉で動作するように設計されており、開位置での圧力損失は最小限に抑えられます。無理に途中まで開いた状態で操作すると、腐食、騒音、シートの早期破損が発生することがよくあります。

ボールバルブ

ボール バルブは、4 分の 1 回転ハンドルを使用して、ドリル加工された球を回転させます。穴がパイプと一致すると、流れは非常に低い抵抗で通過します。 90 度回転するとボアが完全に閉じます。ツーピースおよびスリーピースのボディ構成により、さまざまなメンテナンス レベルが可能になり、ボールはフルボアまたはレデュースボアにすることができます。フルボアバージョンはパイプと同じ断面を持ち、これは高流量のディスペンシングラインにとって重要です。ボールバルブは、操作のたびにシール面が拭き取られるため、浄水回路で頻繁にオン/オフを繰り返すサービスには第一の選択肢です。

ゲートバルブ

ゲート バルブは、マルチターン ステムを使用して、くさび形のディスクを流路から持ち上げます。全開時には制限がほとんどないため、長時間開いたままの主供給ラインに便利です。この弱点は、誰かが流れを絞るためにゲートバルブを部分的に開けたときに現れます。ウェッジを通過した水が勢いよくシートを侵食し、振動が発生します。ゲートバルブが損傷すると、完全に閉じていても漏れが始まることがよくあります。ゲートバルブは厳密に隔離装置として扱ってください。

バタフライバルブ

バタフライ バルブは、中心シャフトの周りを回転する薄いディスクです。小型・軽量・素早い操作性を備えているため、大口径の水道本管や機器マニホールドに多く使用されています。完全に開いたときでもディスクがボア内に留まるため、圧力損失はフルボアのボールバルブよりわずかに高くなりますが、それでもほとんどの商用水回路では許容可能です。

プラグバルブ

プラグバルブは、通路を備えた円筒形または先細りのプラグを使用します。プラグを回転させると、4 分の 1 回転で流れが開閉します。この設計は、まっすぐな開口部に固形物が閉じ込められないため、食品サービス機器のシロップやソースなどの濃い液体をうまく処理できます。プラグバルブは、細かい流量制御よりもシンプルで信頼性の高い遮断が重要な小さな飲料栓にも使用されます。

絞り弁の種類: グローブ型、アングル型、減圧型、ニードル型

スロットルバルブは、部分的に開いた位置を保持し、妥当な精度で流量を制御するように作られています。内部通路により、変化するギャップに水を強制的に通させるため、圧力降下が生じますが、オペレータは単純な遮断バルブよりもはるかに優れた制御を行うことができます。

グローブバルブ

グローブ バルブには、本体の中央にあるシートに対して閉じる可動ディスクが付いています。水路の方向が変わるため、流れの抵抗は大きくなりますが、ステムが回転するたびに、流れに緩やかな予測可能な変化が生じます。このため、グローブ バルブは、オペレータが手動で供給量を調整する必要がある給水ラインや分配装置での手動絞りの標準的な選択肢となっています。

アングルバルブ

アングル バルブは基本的に、入口と出口が 90 度の位置にある球形または遮断バルブです。直角の本体はスペースを節約し、供給パイプが壁の出口、シンクの蛇口、または飲料機械の入口に接続する場所で広く使用されています。内部機構は絞ることができますが、急旋回により余分な圧力損失が発生するため、その損失を考慮してバルブサイズを選択する必要があります。

減圧弁

減圧弁 (PRV と略されることもよくあります) は、上流圧力を設定された下流レベルまで自動的に下げます。バネ仕掛けのダイヤフラムまたはピストンが出口圧力を感知し、開口部を調整して圧力を一定に保ちます。商業用水道システムでは、PRV が下流の電磁弁、蛇口、シリコン チューブを過剰な入口圧力から保護します。たとえば、建物のメイン圧力が 6 bar の場合、供給ステーションは 2.5 bar で稼働する必要があります。 PRV はその差を吸収し、使用時のウォーターハンマーを防ぎます。

ニードルバルブ

ニードルバルブは、対応するシートにスライドするテーパーコーンを使用しており、非常に細かい調整範囲を生み出します。これは、ユーザーが流量を毎分リットルではなくミリリットルで測定する計装、小口径配管、香料注入システムで一般的です。ニードルバルブは、狭い通路が詰まる可能性があり、フルライン圧力下では細かいテーパーがすぐに摩耗するため、一般的な遮断装置として使用してはなりません。

一方向保護: 逆止弁と逆流防止装置

逆止弁は水が一方向にのみ流れることを許可します。彼らの主な仕事は、ポンプが停止したとき、供給圧力が低下したとき、または下流の容器が背圧を生成したときに逆流を止めることです。

スイングチェックバルブ

スイング逆止弁にはヒンジ付きディスクがあり、順方向の流れで開き、流れが止まると重力によって閉じます。水平パイプまたは上向きの流れのある垂直パイプに最適です。ポンプ吐出ラインでは、スイングチェックにより、停止後に加圧水がポンプを逆回転させるのを防ぎます。

スプリング式チェックバルブ

バネ式逆止弁は、バネを使用してディスクまたはボールをシートに押し込みます。あらゆる方向に取り付けることができ、低いクラック圧力で開き、重力スイング バルブよりも速く反応します。コンパクトなスプリングチェックは、スペースが狭いディスペンサー、ポンプヘッド、小径の飲料ライン内でよく使用されます。

逆流防止装置

逆流防止装置は単一のバルブではなく、完全な保護アセンブリです。通常、2 つの逆止弁と中間リリーフ ポートを組み合わせます。両方のチェックが失敗した場合、または圧力異常が現れた場合は、リリーフポートが開き、疑わしい水がきれいな供給源に逆流するのではなく排出されます。調剤装置を飲料水ラインに直接接続する施設では、逆流防止装置を使用して装置回路を飲料水ネットワークから分離します。

安全性とレベル制御: リリーフバルブ、エアリリースバルブ、フロートバルブ

安全弁は、過剰な圧力や閉じ込められたガスから機器を保護します。これらは通常の動作を規制するものではありません。彼らは状態が異常になった場合にのみ介入します。

ライン圧力が事前設定されたスプリング張力を超えると、圧力リリーフバルブが自動的に開き、圧力が安全なレベルに戻るまで水または空気を放出します。温度と圧力のリリーフバルブは両方の感知機能を兼ね備えており、通常は温水タンクやボイラーに取り付けられます。エアリリースバルブはパイプシステムの高い位置に設置されており、ゴロゴロ音や誤った圧力測定値、ポンプのキャビテーションの原因となる閉じ込められた空気を排出します。

フロートバルブは機械式レベルコントロールです。中空のフロートが水槽内の水面に乗ります。レベルが設定値まで上昇すると、フロートが入口バルブを閉じます。水が下に下がるとフロートが下がり、入口が再び開きます。フロート バルブは、正確な化学薬品の投与よりも一定の液面を維持することが重要な冷却塔、洗浄タンク、および飲料調製リザーバーで使用されます。

ウォーターディスペンサーおよび飲料機器内の配管バルブの種類

同じバルブ工学原理が、ウォーター ディスペンサー、コーヒー瓶、ボトルトップ ポンプの内部にはるかに小さな形で現れています。メーカーはこれらのエンドポイント バルブを「蛇口」、「スピゴット」、または「タップ」と呼んでいますが、それぞれは定義された内部機構を備えた本物のバルブです。ファミリを理解すると、購入者がさまざまなサプライヤーのモデルを比較し、分注される液体に対するバルブの不一致を回避するのに役立ちます。

温水および冷水用のプラスチック製ディスペンサー蛇口は、通常、コンパクトなボールまたはリフトバルブを使用します。ステムシールとハンドルを戻すスプリングが寿命を決める部品です。頻繁に使用する場合、より大きなシール面とステンレス製のスプリングによりメンテナンスの間隔が短縮されます。 4 つの基本的なディスペンサー蛇口のレイアウトについては、ガイドで詳しく説明されています。 ウォーターディスペンサーの蛇口のバルブ構成 、ブランド間で交換部品を比較する場合に便利です。

給湯ステーションには、偶発的な火傷からの保護という 2 番目の要件が追加されます。火傷防止栓は2段階開閉機構を採用。ユーザーは最初にインターロックを解除し、次にハンドルを回転させる必要があります。これにより、子供が 1 つの動作でバルブを開けることができなくなります。一部の設計では、バルブ本体内に流量制限装置が組み込まれているため、完全に開いたホットタップでも危険な水の噴射ができなくなります。

コーヒー壺やドリンクディスペンサーには、覗き窓付きの蛇口が使用されることがよくあります。バルブ本体には骨壷内の液面を表示する垂直ガラス管が内蔵されており、蓋を開けずに残量を確認することができます。バルブコア自体は通常、プッシュアクションのグローブまたはプラグ設計であり、きれいに遮断され、次の食事の間に液だれすることはありません。

電気めっきの栓、金属ジュースディスペンサーの蛇口、およびビアスタイルの蛇口はすべて同じファミリーに属しており、トリム素材や表面仕上げが異なるボール、プラグ、またはグローブ機構です。内部形状は流れの動作を定義します。仕上げは、耐食性と、キッチン環境でバルブをどれだけ簡単に拭き取れるかを定義します。新しい製品ラインを計画する場合、または摩耗したコンポーネントを交換する場合は、バルブ機構を液体の粘度、動作温度、洗浄サイクルの頻度に合わせてください。

選択方法: 圧力、温度、流量、および接続端

実際の選択手順は、バルブのブランドではなく流体から始まります。次のチェックリストを使用して、特定のプロジェクトの配管バルブ タイプのリストを絞り込みます。

• 作動圧力: ポンプからの一時的なピークを含む、バルブ入口の最大圧力を確認します。
• 媒体温度: 冷水、温水、蒸気ごとに必要なシール材質が異なります。
• フロー要件: バルブが定格容量の 20 ～ 80% で動作するように呼びサイズを選択してください。
• 粘度: シロップ、濃縮果汁、ソースには、ボールバルブやプラグバルブなどのストレートスルーデザインが必要です。
• 接続を終了します: ねじのタイプ、プッシュフィット、クランプ、またはフランジは、既存の配管システムと一致する必要があります。
• メンテナンスアクセス: 毎日清掃されるバルブは、表面が滑らかで、内部が取り外し可能である必要があります。

以下の表は、一般的な水と飲料の用途の出発点を示しています。ライン圧力や温度によって推奨値が変わる可能性があるため、これは判断マトリクスであり、固定ルールではありません。

新しいディスペンサーの設計またはアップグレード プロジェクトを評価している場合、 現在のタップとポンプのカタログ は、サンプルを注文する前に並べて比較できる寸法図とモデルコードを提供します。

メンテナンスと障害モード: クイックリファレンス

Even a correctly selected valve will wear if its environment changes.以下の表は、給水システムにおける一般的な症状とその一般的な原因を示しています。症状が現れた場合は、ポンプやソレノイドを交換する前に、まずバルブを点検してください。

交換を決定する前に、洗浄頻度と水質を追跡します。大規模地域では 6 か月ごとにバルブが故障しても、軟水では 5 年間持続する可能性があります。 The failure pattern is a more reliable indicator than the calendar.

Frequently Asked Questions about Plumbing Valve Types

配管バルブの主なカテゴリは何ですか?

配管バルブは機能別にグループ化されています。遮断バルブはセクションを分離し、絞りバルブは流量を調整し、チェックバルブは逆流を防止し、安全バルブは過剰な圧力を解放し、フロートバルブは液面を制御します。 Each category contains two or three common geometries, such as ball and gate for shut-off, or globe and needle for throttling.

What is the difference between a ball valve and a gate valve?

ボール バルブはドリル加工された球体を 4 分の 1 回転させると閉じますが、ゲート バルブはネジ付きステムを複数回転させてウェッジを下げることによって閉じます。ボールバルブはより速く動作し、頻繁な操作をより適切に処理します。 gate valves offer lower pressure drop when fully open, but they must not be used for throttling.

水流調整に最適なバルブはどれですか?

A globe valve is the most common manual choice for regulating water flow.必要な流量が非常に少ない場合、または調整を非常に細かくする必要がある場合は、ニードルバルブの方が精度が高くなります。 Ball and gate valves are not designed for sustained throttling.

Are dispenser faucets considered plumbing valves?

はい。 A dispenser faucet or spigot is a compact valve body with a ball, plug, globe, or lift mechanism. The same selection rules apply: match the internal geometry to the fluid, the pressure range, and the operating duty cycle.

Why should a gate valve never be partially opened?

A partially open gate valve leaves the wedge edge in fast-moving water. High-velocity flow erodes the seat and the disc, creates vibration, and can eventually prevent the valve from sealing even when fully closed.

How often should valves in beverage equipment be inspected?

Quarterly inspection is a practical baseline for commercial beverage equipment.給水の硬度が高い場合や、1日10時間以上運転する場合は、間隔を2か月に1回に短くし、ステムシール、シートの状態、スプリングの戻り具合を点検してください。