3 つの共通のアプリケーション

さまざまな産業用途で流体の流れを管理するには、流体の流れを開始、停止、または方向転換する複数のバルブを使用する必要があります。 これらのバルブのほとんどは双方向であり、入口ポートと出口ポートを備えています。

ただし、一部の流れアプリケーションでは、2 つの入口ポートと 1 つの出口、または 2 つの出口と 1 つの入口ポートを備えた 3 番目のポートが必要です。 これは、これらのバルブが二方バルブと同じ機能を実行でき、より優れた性能特性を示すことを意味します。

三方バルブは、特定の操作で複数の二方バルブを最小限に抑えるか排除することで、さまざまな用途で流体の流れを制御するための費用対効果の高い手段を提供します。 たとえば、三方バルブは、さまざまな物理的および化学的特性を持つ流体を混合したり、ポートの構成に応じて流れの方向を変更したりできます。 さまざまな産業用途の流量制御ニーズを満たすために、数種類の三方弁が市場に存在しています。 これらには、三方ボールバルブ、三方ソレノイドバルブ、三方バタフライバルブ、マルチパスプラグバルブが含まれます。 この記事では、三方ボールバルブに焦点を当てます。 これらのバルブには、A、B、AB として識別される 3 つのポートが含まれています。

三方弁は、工業用ボイラー、化学物質混合パイプライン、蒸気収集および分配システム、空調装置、および一次および二次ループを含む複雑な配管システムでよく使用されます。 これらのバルブは 2 つの内部構成で利用でき、前述のアプリケーションでのパフォーマンスに影響します。

三方弁には大きく分けて L ポートと T ポートの 2 つのカテゴリがあります。 L および T の命名法は、ポートの構成と隣接するパイプラインへの接続に応じて、3 つのポートを通る流体の流路を表します。

Lポート弁はダイバータ弁、L型弁とも呼ばれます。 L パターンは、入口から出口まで流れる流体の流路を表します。 通常、L ポート バルブには 2 つの出口ポートと 1 つの入口ポートがあります。

ポートは A、B、AB として識別されます。 したがって、ポート A が入口として使用される場合、ポート B と AB は出口になります。 ポート B が主入口の場合、ポート A と AB が出口になります。 他の構成では、ポート AB が入口ポートとなり、ポート A と B が出口ポートとして機能します。

L ポートがどのように動作するかを説明するために、入口としてポート AB を持つ 3 方ボール バルブを考えてみましょう。 以下に示すように、流体が入口ポートから流れ、出口ポート B に向かって右方向に移動すると仮定します (位置 A)。 三方バルブには、流体の流れの方向を変えるために 90 度動くレバーまたはアクチュエーターが含まれています。 レバーが時計回りに 90 度動くと、ボールがポート B を通る流体の流れをブロックし、新しい出口となる左のポート A に向かって流体の流れを変えます。

さらに 4 分の 1 回転すると、バルブが元の位置から 180 度移動します。 この時点で、ボールは両方の出口ポートを通る流体の流れを遮断し、流体の流れが完全に遮断されます。 特定の L ポート バルブは 360 度回転でき、2 つの遮断位置があります。 L ポートは水平および垂直構成で設置できます。 L ポート バルブが垂直パイプ構成に取り付けられている場合、ポート AB は開いたままになります。

T ポート バルブは、2 つの供給源からの流体を合流 (混合) し、共通の出口を通して供給するために不可欠です。 バルブは、1 つのソースからの流体を 2 方向に分割するために不可欠です。 したがって、これらのバルブには 2 つの入口と 1 つの出口ポート、または 1 つの入口と 2 つの出口を設けることができます。 工業プロセスで流体制御に T ポートを使用する場合、すべてのポートが同時に開いた位置になります。 これは、バルブがサービス流体の中断のない直進流を実現できることを意味します。 L ポートと同様に、T ポート バルブは垂直および水平に構成されたパイプラインに適合します。

T ポート バルブを 90 度作動させると、L ポートの三方バルブと同様の性能特性が得られます。 流体は共通の入口から流れ、1 つの出口ポートだけを通過します。 バルブを 180 度作動させても、流体の流れには影響しません。 T ポート バルブの欠点の 1 つは、気泡を遮断できないことです。 これらのバルブは、漏れや漏洩排出の厳密な制御が要求されるパイプラインには適していません。 T ポート バルブには、流量制御機構の 4 分の 1 回転の移行を制御するロック ハンドルが取り付けられています。 この機能により、サービス流体を混合または分流する際の容積制御が容易になります。

T ポート バルブは、主に産業用途での混合サービスに使用されます。 バルブは、さまざまな流体組成物を輸送するパイプラインに接続されています。 さまざまなソースからの流体がバルブで合流すると、後続のパイプセクションまたはプロセスに移動する前に、制御された割合で混合されます。 T ポート バルブは通常、一定の流量制御を提供し、エンジニアがさまざまなパイプ セクションで流体を混合およびサンプリングするのを支援します。

LポートバルブとTポートバルブを使用して流体の流れを変更することができます。 L ポート バルブは、特定の時点で流体を一方向に分流します。 ただし、T ポート バルブは流体を一度に 2 つの目的地に流すことができます。 T ポート バルブでは、直流の流れ (入口ポート A から出口ポート B へ) も可能で、これを 90 度方向転換して 2 番目の出口ポート AB に流すことができます。 これは、L ポート構成では実現できないため、分流用途で使用される T ポート バルブでは一般的な設定です。 L ポート バルブは、2 つの貯蔵タンク間で流体を迂回させることができます。 1 つのタンクが満杯になると、バルブ (自動の場合) の位置が変わり、入ってくる液体が空のタンクに送られます。 構成に応じて、T ポート バルブは L ポート バルブのように機能して、貯蔵タンク間の流体の流れを変えることもできます。

三方バルブは手動で操作することも、電気、空気圧、または油圧アクチュエータを使用して自動化することもできます。 使用されるアクチュエータのタイプは、バルブの自動化の望ましいレベル、応答性のレベル、および必要な作動力によって異なります。

空気圧アクチュエータは、費用対効果が高く、複数のバルブサイクルを維持できるため、推奨されます。 油圧アクチュエータは、より優れた作動トルクを提供できますが、空気圧アクチュエータよりも高価です。 一部の 3 方バルブは電気アクチュエータを使用して作動します。電気アクチュエータは精度が高くなりますが、空気圧アクチュエータよりもデューティ サイクルが低くなります。 三方バルブは、さまざまな用途で柔軟な流量制御を提供します。 複数のポートにより、プロセス エンジニアはより少ないバルブを使用して工業プロセスをカスタマイズできます。

ギルバート・ウェルスフォード・ジュニアは、www.valveman.com の創設者であり、第 3 世代のバルブ起業家です。