空気圧調節弁はどのように動作するのでしょうか？

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　　空気圧調節弁は、多くの調節弁の中でも特によく使われるタイプで、圧縮空気を動力源として利用するため、使いやすく簡単であるため、広く人々に好まれています。ここでは、その動作原理や分類についてご紹介しましょう。 　　どんな機械の動作にも動力が必要で、外部の燃料を動力源とするものもあれば、エネルギー変換を利用して動力を得るものもあります。機械のバルブは、エネルギー変換を利用して機械を動かすための道具の一種です。その中で、空気駆動バルブとは、圧縮空気を利用して機械を駆動する装置で、その仕組みは非常に巧妙です。 空気圧式調節バルブの動作原理：
空気圧式調節バルブとは、空気源を動力とし、シリンダーをアクチュエーターとして使用し、4～20mAの信号を駆動信号として用いるものです。また、電気式バルブポジショナー、コンバーター、電磁弁、保持弁などの付属機器を利用してバルブを駆動し、バルブが線形または等割り流量特性で調節動作を行うようにします。これにより、配管内の媒体の流量、圧力、温度など、さまざまなプロセスパラメータをオンオフ制御や比例制御で調整することができます。 　　空気圧式調節弁は、制御が簡単で反応が速く、本質的に安全であるといった利点があり、可燃性・爆発性のある場所で使用しても、別途防爆対策を講じる必要がありません。 　　空気圧調節バルブは、通常、空気圧アクチュエータと調節バルブが接続されて設置・調整されることで構成されます。空気圧アクチュエータには単動式と双動式の2種類があり、単動式アクチュエータにはリセットスプリングが内蔵されているのに対し、双動式アクチュエータにはリセットスプリングがありません。その中の単動アクチュエータは、電源が切れたり突然故障したりした場合に、バルブが元々設定されていた開放または閉鎖状態に自動的に戻ります。 　　空気圧調節弁は動作形態によってオープン型とクローズ型の2種類に分かれ、いわゆる常開型と常閉型です。空気圧調節弁のオープンまたはクローズは、通常、アクチュエーターの正逆作用とバルブ構造の異なる組み立て方法によって実現されます。 空気圧調節バルブの動作には、オープン型とクローズ型の2種類があります。空気圧調節バルブの動作には、オープン型とクローズ型の2種類があります。 　　エアトーオープン型（Air to Open）とは、膜弁の上の空気圧が上昇すると、バルブが開度を増す方向に動き、入力される空気圧が上限に達するとバルブは全開状態になります。逆に、空気圧が低下すると、バルブは閉じる方向に動き、空気が供給されないとバルブは完全に閉じます。したがって、時々気開型バルブは故障閉鎖型（Fail to Close FC）とも呼ばれる。エアクローズ型（Air to Close）の動作方向は、エアオープン型と正反対です。空気圧が上昇すると、バルブは閉じる方向に動作する；空気圧力が低下するかない場合、バルブは開放方向へ、または全開になるまで動きます。故に時として故障開放型（Fail to Open FO）とも呼ばれる。 　　空気式調節弁のオープンまたはクローズは、通常、アクチュエータの逆方向作用とバルブ構造の異なる組み立て方法によって実現されます。気の開閉の選択は、工程生産の安全性の観点から検討されます。ガス供給が遮断されたとき、調整弁を閉じた状態にしておく方が安全か、開いた状態にしておく方が安全か？例えば、加熱炉の燃焼制御では、調節弁が燃料管に設置され、炉内の温度や加熱炉の出口にある加熱対象物の温度に応じて燃料の供給を制御します。この場合、ガスオンバルブを使用する方がより安全です。なぜなら、ガス供給が止まった場合、バルブを全開にしておくよりも閉じた状態の方が適切だからです。ガス供給が途絶え、燃料バルブが全開になると、過剰加熱による危険が生じます。また、冷却水を用いて冷却する熱交換装置の場合、加熱された物質が熱交換器内で冷却水と熱交換を行い冷却される。調節弁は冷却水配管に取り付けられ、熱交換後の物質の温度によって冷却水の流量を制御する。ガス供給が途絶えた際には、調節弁を開いた状態にしておく方が安全であり、ガス遮断型（すなわちFO型）の調節弁を使用するのが適している。オン型をオフ型に、またはオフ型をオン型に切り替える場合、調節弁にスマートバルブポジショナーが取り付けられていれば、現場で簡単に切り替えることができます。しかし、故障時にバルブを全開または全閉の位置にしておきたくない場合もあり、その操作は許可されず、故障時には遮断前の元の位置のままでいてほしいとされる。この場合、保持弁の使用や事故用の空気タンクの設置など、他の対策を講じることで確実にすることができる。バルブポジショナーは、調節バルブの主要な付属品であり、空気圧式調節バルブと**一緒に使用されます。これは調節器からの出力信号を受け取り、その信号を使って空気圧式調節バルブを制御します。調節バルブが動作すると、バルブロッドの変位が機械的な装置を通じてバルブポジショナーにフィードバックされ、バルブの位置状態は電気信号として上位システムに送信されます。 　　バルブポジショナーは、その構造形態と動作原理によって、空気式バルブポジショナー、電気・空気式バルブポジショナー、およびインテリジェント型バルブポジショナーに分けられる。 バルブポジショナーは、調節バルブの出力を高め、調節信号の伝達遅れを減少させ、バルブステムの移動速度を速めることができます。また、バルブの線形性を向上させ、バルブステムの摩擦力を克服し、不均衡な力の影響を排除することで、調節バルブが正しく位置決めされるようにします。 一般的なアクチュエータには、空気圧式アクチュエータと電動式アクチュエータがあり、直動型と回転型に分かれます。各種の扉や風除けなどを自動・手動で開閉するために使用される