ボール弁とは、配管内の流体の流れを制御するためのバルブの一種です。ボール弁は、高い密封性と操作性を持ち、さまざまな用途に適しています。しかし、ボール弁にもTSボール弁とF型ボール弁という二つの形式があり、その特徴や用途は異なります。そこで、この記事では、ボール弁の種類と特徴について、わかりやすく解説していきます。
ボール弁の構造と原理
ボール弁は、孔の開いた球形の弁体と、それを支持するステムと、それを密封するシートとから構成されます。ステムは、ハンドルやアクチュエータと連結され、90度回転することで弁体の開閉を行います。シートは、弁体と密接に接触し、流体の漏れを防ぎます。
図1 ボールバルブの構造 ：日本ダイヤバルブ株式会社
TSボール弁とは
TSボール弁とは、トラニオン式（Trunnion）とスプリング式（Spring）の略称で、トラニオン式スプリングロードボール弁とも呼ばれます。このバルブは、弁体が上下に固定されたステムによって支持されており、スプリングで押し付けられたシートが密封性を保ちます。この構造により、以下のような利点があります。
- 高圧・高温・大口径でも使用可能：弁体がステムに固定されているので、流体の圧力や温度に影響されにくく、大口径の配管でも使用できます。
- 流体の圧力や温度変化に対応できる：スプリングでシートを押し付けるので、流体の圧力や温度が変化してもシートの隙間を自動的に補正できます。
- 自動補正機能によりシートの摩耗や隙間を防ぐ：スプリングでシートを押し付けるので、シートが摩耗してもシートの隙間を自動的に補正できます。
- 開閉トルクが小さく操作が容易：弁体がステムに固定されているので、流体の圧力による弁体の変形やシートの摩耗による開閉トルクの増加を防ぎます。
TSボール弁は、石油・ガス・化学などの高圧・高温・大口径の流体を扱う場合に適しています。また、流体中に不純物が含まれる場合や、頻繁に開閉する場合にも優れた耐久性を発揮します。
F型ボール弁とは
F型ボール弁とは、フローティング式（Floating）の略称で、フローティング式ボール弁とも呼ばれます。このバルブは、弁体が上下に自由に動くことができるステムによって支持されており、流体の圧力で押し付けられたシートが密封性を保ちます。この構造により、以下のような利点があります。
- 構造が簡単でコストが低い：弁体がステムに固定されていないので、構造が簡単で、製造や保守が容易です。
- 軽量でコンパクトで設置スペースが小さい：弁体がステムに固定されていないので、重量が軽く、サイズが小さくなります。
- 全開時には流路が一直線になるので圧力損失が小さい：弁体の孔が配管の内径と同じになるので、流体の流れがスムーズになります。
- 90度回転するだけで開閉できる：弁体がステムに固定されていないので、開閉時に弁体が動くことがなく、操作が簡単です。
F型ボール弁は、低圧・低温・小口径の流体を扱う場合に適しています。また、急速な開閉や流量調整が必要な場合にも便利です。
TSボール弁とF型ボール弁の違いを表で比較
TSボール弁とF型ボール弁の違いを表で比較すると以下のようになります。
| 項目 | TSボール弁 | F型ボール弁 |
|---|---|---|
| 弁体の支持方法 | 上下に固定されたステムによって支持される | 上下に自由に動くステムによって支持される |
| シートの密封方法 | スプリングで押し付けられる | 流体の圧力で押し付けられる |
| 使用可能な圧力・温度・口径 | 高圧・高温・大口径でも使用可能 | 低圧・低温・小口径に限られる |
| 流体の圧力や温度変化への対応性 | 高い | 低い |
| 自動補正機能の有無 | 有り | 無し |
| 開閉トルクの大きさ | 小さい | 大きい |
| 設置スペースの大きさ | 大きい | 小さい |
| 圧力損失の大きさ | 大きい | 小さい |
| 適している用途 | 高圧・高温・大口径の流体や不純物が含まれる流体、頻繁に開閉する場合など | 低圧・低温・小口径の流体や急速な開閉や流量調整が必要な場合など |
以上が、ボール弁の種類と特徴についての解説です。これらの用語を理解することで、ボール弁の重要性やプロセスについてより深く理解することができるでしょう。清潔で安全な水環境を維持するためには、適切な排水処理が欠かせません。今後も技術の進歩により、より効率的で持続可能な排水処理システムが開発されることでしょう。私たちの日常生活において、水質保護に対する意識を高め、適切な排水処理に貢献していきましょう。
