調節弁

調節弁の流量特性とは、弁の両端の圧力差が一定である状態において、媒体が調節弁を通過する相対流量とその開度との関係のことです。調節弁の流量特性には、線形特性、等百分率特性、および放物線特性の3種類がある。 3つの流量特性の意味は以下の通りです：（1）等パーセンテージ特性（対数）——速い。等パーセンテージ特性では、相対的なストロークと相対的な流量は直線関係にありません。ストロークの各点において、単位ストロークの変化がもたらす流量の変化は、その点の流量に比例し、流量の変化率は一定です。したがって、その利点は、流量が少ないときは変動が小さく、流量が多いときは変動が大きくなることであり、つまり異なる開度においても同じ調整精度を持つということです。 （2）線形特性（線形）——開度が小さいときは速く、開度が大きいときは遅い。線形特性では、相対的なストロークと相対的な流量は直線関係にある。単位行程の変化によって引き起こされる流量の変化は一定である。流量が多いときは、流量の相対値の変化は小さく、流量が少ないときは、流量の相対値の変化は大きくなる。 （3）放物線特性――開度が小さいときは遅く、開度が大きいときは速い。流量はストロークの二乗に比例して変化し、全体的には線形性と等パーセント特性の中間的な特性を持つ。 一般的に液位を調整する際には線形特性のバルブが使用され、流量を調整する際には等比率のものが多く用いられる。 調節弁の流量特性は、制御対象の特性に応じて選択される。直線特性（線形）のバルブは、開度が小さいときに流量の変化が大きくなりすぎ、調節作用が強すぎるため、オーバーシュートを起こして振動しやすい；一方、開度が大きい場合、流量の相対的な変化は小さく、調整が不十分でタイムリーではない。上記の問題を解決するため、任意の開度において流量の相対変化が一定になるよう、対数特性が考案されました。 対数特性の増幅係数Kは開度が大きくなるにつれて増加するため、システムの調整に有利となる。開度が小さいときは流量が少なく、流量の変動も小さいため、調節弁の増幅係数も小さく、調節は安定して穏やかに行われる；開度が大きいときは流量が多く、流量の変動も大きくなり、調節弁の増幅係数が大きくなるため、調節が敏感かつ効果的に行われる。図からわかるように、対数特性は常に直線特性の下にあり、したがって同じストロークにおいて流量は直線特性よりも小さい。 上記の3つの特性の分析からわかるように、調節性能に関しては等百分率特性が最も優れており、調節が安定し、性能も良好である。また、放物線特性は線形特性よりも調整性能に優れており、使用場面の要求に応じて、これらの流量特性のいずれかを選択することができる。