三方弁

三方弁とは何ですか？ 

三方弁は3つのポートを持つ弁である。これらのバルブは、流体を混合または分流するために、さまざまな用途で一般的に使用されます。流体を混合するために使用される場合、2つの流体の流れが組み合わされ、1つの流出ストリームを形成します。流体の分流に使用される場合、1つの流体の流れは2つの流出流に分離されます。三方弁は、スプールの形状に応じて制御されます。これらのバルブは、主に流体の流れ方向を変えるために使用されます。三方弁にはTポートとLポートの2種類があります。Lポートバルブは、一方向の流れを強めるだけでなく、流れを完全に遮断することもできます。一方、T-ポートはL-ポートバルブと同じような流れのタスクを実行できますが、遮断することはできません。三方バルブは、1つのバルブ本体で流路と流体の遮断を簡単に制御できるため、市場では非常に一般的です。また、これらのバルブは、流体の流れと遮断を指示する上で費用対効果が高い。三方弁は一般的に、流れを完全に制限したり、流れを混合したり、流れを分流させたりするために使用されます。三方弁は、蒸気発電所で使用されるボイラー給水、食品加工、石油・ガス分離などの高圧用途で主に使用されます。 

図：三方弁。

三方バルブの仕組みは？ 

一般的な三方弁にはL型とT型がある。三方弁のL型は、切替三方弁としても知られています。この弁は、ハンドルを回転させることによって（手動弁の場合）、または回転アクチュエータを使用して、あるポートから別のポートに流れを分流させます。^o.左ポートとボトムポートが最初に開放された場合、バルブを反時計方向に1/4回転させると、三方弁は流体の流れをアウトレットポートに迂回させます。ハンドルまたはアクチュエータを180度回転させると、三方弁は流体の流れを出口ポートに迂回させます。^o 回転させると、流体の流れを妨げる。また、270度回転させると^o を回しても、流体の流れは遮断される。バルブが360^o 回すと元の位置に戻る。これにより、三方弁のLタイプは、一度に2つのポートを利用でき、3つの流量と2つの遮断位置を選択できる。三方弁のTタイプは混合タイプです。このバルブは入口からの2つの流れを混合する働きをします。Tタイプは一度に3つのポートを開くことができます。これはバルブが流体を2つの反対方向に分離するのに役立ちます。T型三方弁のデザインは、流れを分けたり、直進性のある流体の流れを作ります。 

図．T型とL型の三方弁の構成。

三方バルブの種類 

L型三方弁 

これは、単一の入口ポートから2つの出口ポートのいずれかに流体の流れを強化するために主に使用される三方弁です。このタイプの三方弁は、ダイバータ三方弁として知られるようにする流体の流れを迂回させるのに役立ちます。 

図：L型三方弁の構成。  

T型三方弁 

三方弁のT型は、一般的に、入口からの2つの流体の流れを、出口ポートへの1つの流れに混合するために使用されます。これらのバルブはまた、三方弁のLタイプと同様に流体の分流を行うように設計されています。T型三方弁の設計は、ハンドルの許容される動きによって、混合流、分流流、直進流を持つこともできます。 

図：T型三方弁の構成。

フローティング三方弁 

三方バルブの一種で、フローティングボールを使用する。ボールは2つのシートの圧縮によって定位置に保持される。ボールはバルブ本体内で自由に回転します。フローティング 三方ボールバルブ は双方向の遮断が可能である。しかし、上流に高い圧力がかかると、バルブの操作が難しくなる。 

鍛造三方弁 

これは鍛造製法で作られた三方弁です。鍛造三方弁メーカーは、これらのバルブを作るために鋼合金のような材料を使用します。鍛造プロセスは、バルブ材料の強度を向上させるのに役立ちますより洗練された材料結晶粒構造になります。これらのバルブは、高温高圧用途に適した非常に高い強度を持っています。また、鍛造法を使用することにより、これらのバルブは、収縮、気孔率、および亀裂のような一般的な問題に対する耐性を強化しています。 

鋳造三方弁

鋳造法で作られた三方弁である。この方法では、バルブを製造するために溶融金属を使用します。溶けた金属を様々な大きさや形の型に流し込みます。鋳型は冷却固化する時間が与えられ、冷却後バルブが製造されます。この鋳造三方バルブの製造方法は、複雑なデザイン、形状、サイズのバルブを製造する利点があります。この方法は、三方弁のような重要な部品を持つバルブを作るのに役立ちます。 

手動三方弁 

これらは、手動ハンドルを使用するか、ハンドレバーを使用して手動で操作するバルブです。機械的なレバーまたはハンドホイールは、バルブ操作部からステムへ、そして最終的にバルブの開閉機構へとトルクを伝達するのに役立ちます。 

作動三方弁 

これらのバルブは、バルブを閉じたり開いたりするためにトルクを提供する機械的システムを使用することによって動作する三方弁です。これらのバルブの動力源には、空気圧、油圧、電気があります。

三方バルブの構成部品

バルブ本体 

三方弁の構成部品で、弁の種類によってシート、ボール、ディスクのような弁の内部部品を収納するために使用される。バルブボディはバルブの強度を高めるのに役立ちます。媒体の流れはバルブボディを通して制御されます。三方弁のパイプは、バルブボディを介してバルブに接続されています。バルブ本体は、流体や媒体の流れに伴う高圧や高温を封じ込めるため、非常に強度が必要です。バルブ本体の強度は、使用される材料によって異なります。スチールのような金属材料は、PFTE のような他の材料に比べて非常に強いことで知られています。バルブ本体は、ステンレス鋼、鋳鋼、合金鋼などの材料を用いて、鋳造や鍛造などの製造方法で作られます。 

ボンネット 

ボンネットは、圧力を保持するために使用される三方弁のもう一つの部品です。ボンネットは、流体の漏れを防ぐために、弁の密閉性を高めるために弁本体部に接続されています。ボンネットは、ボルトまたはネジを使ってバルブ本体に取り付けられます。ボルト式ボンネットは、三方弁が非常に高い圧力で作動する場合に使用され、ネジ式ボンネットは、流体の漏れを防ぐために密閉性を高めるために使用されます。 

ステム 

ステムは三方弁の構成部品で、弁体、ディスク、またはボールに動力を伝達し、流体制御のためにバルブを開閉するために使用されます。ステムは、バルブ操作部、ハンドル、またはレバーから動力を得ます。グローブ弁や仕切弁のような三方弁では、ステムは弁の開閉に直線運動を用います。他の三方弁では、ステムはボール弁やゲート弁のような回転運動を用います。 3方プラグ弁 でバルブを開閉します。 

バルブシート 

バルブシートは、三方弁のタイプによって、プラグ/ボールとステムの間の空間を密閉するのに役立つ部品である。 

トリム 

トリムとは、流体と接触する三方弁の内部部品を指す用語である。三方弁の部品には、シート、グランド、ディスク、ブッシング、スペーサー、ボールなどがあります。これらの部品がないとバルブが機能しないため、三方バルブの種類によって重要な役割を果たします。 

アクチュエータ 

操作部は、バルブを操作するための機構と動力を提供する三方弁のコンポーネントです。操作部は弁軸と弁体に接続されています。操作部は、手動ハンドル、ギア、レバー、チェーン、または電動モーター、空気圧、または油圧によって駆動されます。

三方バルブの特徴・特性 

• 摩擦なしで閉じたり開いたりできる。 
• 点検やメンテナンスが容易なトップエントリー設計を採用。 
• 小さなハンドルで操作するには低トルクが必要。 
• セルフクリーニング。
• ウェッジシール設計。 
• 流体の流れを迂回させることができる。 
• 温度と圧力の異なる流体を一つの流れに混合する。 
• 高い流体流動性を高めるバランスの取れたトリム。 
• 液体の流れを止める。 

三方バルブの選定／購入とサイズ決定 

三方弁の選択は、以下に述べる特定のパラメータ／要因に依存する。

制御される流体 

流体には、酸のような腐食性など、さまざまな化学的性質がある。そのような流体には腐食に強い三方弁が必要です。使用されるバルブが腐食に耐えられなければ、流体と接触する内部部品は容易に腐食し、結果的にバルブを破壊してしまいます。 

最高圧力 

これは三方弁が経験すると予想される最高圧力です。圧力はバルブにダメージを与え、漏れを引き起こしやすいパラメーターの一つであるため、圧力は非常に重要な考慮事項です。使用されるバルブが最大圧力に耐えられない場合、バルブ本体が損傷する可能性があります。さらに、過剰な圧力は流体の漏れを引き起こす可能性があります。流体の中には非常に破壊的なものがあり、そのような流体を環境に漏らすと、そのバルブを使用している組織が訴追される可能性があります。 

最高温度 

三方弁を購入／選択する前に使用温度を知る必要がある。三方弁は使用温度に耐えられる材料で作られていれば、最もよく機能します。PFTE のような素材は鋳鉄やステンレスのような金属素材と比較すると温度が低い。そのため、PFTEやその他のプラスチック、ゴムのような低温で内部部品が作られるバルブは、最高温度が材料を溶かしたり破損させたりしない場所でのみ使用する必要があります。温度が高ければ、材料に熱歪みが生じ、バルブの損傷を引き起こす。 

アクチュエータ 

アクチュエーターのタイプは、三方弁に様々な次元で影響を与える。あるアクチュエーターは、圧縮空気を使用する空気式アクチュエーターのように安価です。手動ハンドホイールのような他のアクチュエータは、電動アクチュエータのようなランニングコストがかからないため、最も安価である。電動アクチュエータは、設置費用は安いが、ランニングコストが高い。空気圧式、油圧式、電気式アクチュエータのように、自動化または半自動化が可能なアクチュエータもあり、手作業を減らすことができる。 

三方バルブの用途 

• 水処理。 
• 食品・飲料加工 
• 製薬業界。 
• 天然ガスの処理 
• 空気分離。 
• 水処理。 
• 暖房、換気、空調に使用される。 
• 木材加工。 

三方バルブの利点 

• 流体抵抗が低い。 
• 軽量、シンプルなデザイン、低容量。 
• 信頼性の高いシーリング。 
• 素早く閉じたり開いたりできるので、操作が便利。 
• シンプルな設計のため、メンテナンスに便利。 
• 幅広い用途 
• 腐食に強い。 
• 広い動作温度範囲。 
• 広い使用圧力範囲。 
• 手動、空気圧、油圧、電気アクチュエータの操作。 
• できる仕事に対して費用対効果が高い。 

三方バルブの欠点 

• 他のバルブに比べて重量が重い傾向がある。 
• 三方バルブの製造コストは、他のバルブに比べて高くなる傾向がある。 
• 高圧力降下。 

三方バルブのトラブルシューティング 

三方バルブの漏れ 

• シートが破損している。シートを交換する。 
• ボール表面の損傷。ボールを交換する。 
• バルブの閉鎖が不完全。開閉設定とリミットを確認します。 
• ボンネットが緩んでいる。ボンネットのナットまたはネジを締める。 

不規則なボールの動き 

• シートとボールの間の汚れ。バルブ内部を数回洗浄し、汚れを 取り除く。 

バルブのトルクが非常に高い 

• シートが破損している。シートを交換する。 
• 過度の温度または圧力。作業条件が三方活栓の推奨通りであることを確認する。 バルブメーカー. 
• シートとボールの間の汚れ。バルブ内部を洗浄して汚れを除去する。 

ステム漏れ 

• ステムナットが緩んでいる。ステムナットを締める。
• ステムシールが損傷している。シールを交換するか、シーラントグリースでシールする。 
• シール面が損傷している。シール面を交換する。 
• ステムの機械的損傷。ステムを交換する。 

ボディシールの漏れ

• ガスケットが破損している。ガスケットを交換する。 
• 配管からの余分な負荷。三方弁メーカーが推奨する配管構造をチェックする。 
• 過度の温度または圧力。使用温度/圧力が三方バルブの製造元が推奨する温度/圧力であることを確認してください。 

三方弁からの過剰なノイズ  

• バルブのサイズの間違い。バルブのサイズが配管と負荷に合っていることを確認する。 
• 不完全な開放。開閉設定とリミットを確認する。

概要 

三方弁は3つのポートを持つバルブである。これらのポートは、三方弁が配管システム内の可変流量を強化するのに役立ちます。これらのバルブは、配管システムの流体のオン／オフ、分流、混合に使用されます。 混合弁として使用される場合、これらの弁は 2 つの流体流を結合して 1 つの流体流を形成する。分流弁として使用される場合、三方弁は1つの流体流を2つの流体流に分離します。

三方弁にはいくつかの種類があるが、主にL型ポートとT型ポートがある。L型バルブは流体の分流に使用される。T型バルブは、流体の流れを混合し遮断するために使用されます。三方弁は、蒸気発電所の給水、製薬、石油・ガス分離、水処理、食品加工など多くの用途で使用されています。 

三方弁に共通する特徴・特性は、シンプルで軽量な設計、セルフクリーニング、幅広い温度・圧力範囲です。三方弁を選択する際には、使用温度、流体の性質、定格圧力、アクチュエーターのタイプなどの重要な点を考慮することが重要です。