三偏心バタフライバルブの発展と応用

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　　三偏心バタフライバルブの発展と応用？アジア太平洋地域の多くでは、国内のバルブ設計・製造技術の限界や、従来の教科書の影響により、バタフライバルブに対する偏見が依然として根強い。一方で、欧米の先進的な工業国では、バタフライバルブの積極的な導入と利用が進められている。 　　理由は簡単で、バターフライバルブはもはや昔とは違うのだ。三偏心バタフライバルブの適用範囲は、耐圧が2500ポンド級に達し、耐温性はマイナス196℃から700℃まで、シール性能は漏れゼロを実現し、制御比は100:1以上にもなります。つまり、さまざまな厳しい条件のプロセス制御配管ラインにおいて、切替弁であれ調節弁であれ、適切に選定すれば、現在では蝶弁を安心して使用でき、しかもコストも低いのです。 　　バタフライバルブの優れた性能は、その自己の絶え間ない偏心、進化、発展と密接に関連している。さまざまな運転条件に対応するため、バタフライバルブは同心式から単偏心式、双偏心式、三偏心式へと進化してきました。バタフライバルブの進化過程および三偏心バタフライバルブの開発と応用について、簡単に説明します。１、同心バタフライバルブこの種のバタフライバルブの構造的特徴は、バルブシャフトの軸心、バタフライプレートの中心、本体の中心が同一位置にあることです。構造がシンプルで、製造が容易です。一般的なライニング付きバタフライバルブは、この種類に属します。欠点は、バタフライプレートとバルブシートが常に圧迫されたり擦れたりする状態にあるため、抵抗が大きく、摩耗が早いことです。圧迫や擦り傷を防ぎ、密封性能を確保するために、バルブシートには主にゴムやポリテトラフルオロエチレンなどの弾性材料が使用されるが、そのため使用時に温度の制限を受ける。これが、従来からバタフライバルブは高温に耐えられないと考えられてきた理由である。 2、単偏心バタフライバルブは、同心バタフライバルブにおけるバタフライプレートとバルブシートの圧迫問題を解決するために生まれました。その構造的特徴は、バルブシャフトの軸心がバタフライプレートの中心からずれていることで、これによりバタフライプレートの上下端が回転軸心とならなくなり、バタフライプレートの上下端とバルブシートとの過度な圧迫が緩和されます。しかし、単一偏心構造ではバルブの開閉全過程においてディスクとバルブシートのこすれがなくならず、適用範囲も同心蝶弁と大差ないため、あまり採用されていない。 ３、単偏心バタフライバルブを基にさらに改良されて作られたのが、現在広く使用されている双偏心バタフライバルブです。その構造的特徴は、バルブシャフトの軸心がバタフライプレートの中心からも本体の中心からもずれていることである。二重偏心の効果により、バルブが開くと蝶板が迅速にバルブシートから離れ、蝶板とバルブシートの不必要な過度な圧迫や擦れが大幅に軽減される。これにより開閉時の抵抗が低減し、摩耗が抑えられ、バルブシートの寿命が延びる。こすりによる損傷が大幅に低減されると同時に、両偏心バタフライバルブでも金属製のバルブシートを使用できるようになり、高温環境でのバタフライバルブの利用が促進されました。しかし、そのシール原理は位置シール構造であり、すなわちバタフライプレートとバルブシートのシール面が線接触し、バタフライプレートによるバルブシートの圧縮によって生じる弾性変形によってシール効果が得られるため、閉止位置に高い要求が課せられる（特に金属製のバルブシートの場合）。また耐圧力も低いため、従来からバタフライバルブは高圧に耐えられず、漏れ量が多いと考えられてきたのである。 ４、三偏心バタフライバルブは高温に耐える必要があり、硬質シールを使用するが、漏れ量が多い；漏れをゼロにするにはソフトシールが必要だが、高温には耐えられない。二重偏心バタフライバルブという問題を解決するため、バタフライバルブに三度目の偏心が施された。その構造的特徴は、二重偏心のバルブシャフトの軸心位置が偏心すると同時に、バタフライプレートのシール面の円錐状の軸線が本体の円筒軸線から傾くことであり、つまり三度目の偏心を経た後、バタフライプレートのシール断面は真円ではなく楕円となり、その結果シール面の形状も非対称となり、一方は本体の中心線に対して傾き、もう一方は本体の中心線に平行になる。 　　三偏心バタフライバルブの特徴は、密封構造を根本的に変更した点にあります。位置密封ではなくトルク密封となっており、つまりバルブシートの弾性変形に頼るのではなく、バルブシートの接触面圧によって密封効果を得るのです。そのため、金属製バルブシートによる漏れゼロという課題を一気に解決しました。また、接触面圧が媒体圧力と比例するため、高圧・高温環境にも容易に対応できます。