サイズ選び

バタフライ弁のサイズを決めるには?

バルブのサイズを決める要素

バタフライ弁のバルブのサイズを決めるのは、「流れやすさ(CV値)」「流量」「圧力」などの要素です。以下に各要素について解説します。

流れやすさ(Cv値)

流体の流れやすさを表す固有係数として「Cv値」があります。Cv値では大きいほど圧力損失が少なく、小さいと圧力損失が大きいとされています。
圧力損失とは、配管を流体が通過するときに失うエネルギーのこと。たとえば配管の流路の一部が絞られている場合、絞られた箇所を通過した流体の圧力は低下します。

また、流れ始めと比較すると、流路の終わりに近づくほど圧力は低下していきます。圧力が低下する=エネルギーを失うということであり、流量や流速も減少していくのです。つまりCv値が大きい(圧力損失が少ない)と流体が流れやすく、Cv値が小さい(圧力損失が大きい)と流体は流れにくくなります。

なお、JIS規格におけるCv値は「特定の動作範囲において圧力差が1psiのとき、バルブを流れる15.6℃の清水を流した時の流量をUSガロン/minで表す数値」とされています。

流量

そもそも流量とは、水路に流れる水が1秒間に移動する量(体積)のこと。質量で表す(質量流量)こともありますが、体積で扱う場合が多いようです。

流量は「流積(水路に水が流れる範囲の断面積)×流速」で求められます。そのため、バルブの流量を求めるときはバルブの内径だけではなく水の流れる速さも関係するということです。流量は流体の特性やバルブの材質、形状などでも異なります。

圧力

バルブのサイズ選定では、使用圧力も考慮する必要があります。圧力は流体の特性によって異なり、また圧力によって各バルブで使用できる流体温度範囲が限定されます。

自動弁のサイズを決める場合

自動弁のサイズ選定では、各バルブに示された適応流体を確認する必要があります。たとえば冷水・温水・油、気体、蒸気、科学薬品、海水、スラリーなど、流体のもつ特性によってバルブに適さない場合がありますので注意しましょう。

加えて流体やバルブの特性によって圧力損失も異なるため、自動弁のサイズ選定時は適応流体や圧力損失も考慮しましょう。

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バルブの「A呼称」「B呼称」とは

バルブのサイズ選定時にサイズ表の読み方がわからなくて困ってしまうケースがまれにあります。バルブのサイズを表す「A呼称」と「B呼称」が混在している場合もあるため、違いをわかっていないとサイズ選びに迷う可能性も。

A呼称はミリメートルを基準にした単位です。一方B呼称はインチを基準としています。「1インチ=25.4mm」であり、B呼称の1インチをA呼称で表した場合は25Aとなります。現場では基本的にB呼称を使用するケースが多いようです。

1インチ以下を表す場合、B呼称では1/8単位で区切って(1インチである25.4mmを8等分する)考え、分子を呼び名として「○○分(ブ)」と呼ぶことが多いようです。

  • A呼称「25」=B呼称「1インチ」
  • A呼称「20」=B呼称「3/4」「6分(ロクブ)※3/4=6/8」
  • A呼称「15」=B呼称「1/2」「4分(ヨンブ)※1/2=4/8」
  • A呼称「10」=B呼称「3/8」「3分(サンブ)」
  • A呼称「8」=B呼称「1/4」「2分(ニブ)※1/4=2/8」
  • A呼称「6」=B呼称「1/8」「1分(イチブ)」

以下に、配管サイズをA呼称とB呼称で表したサイズ表をまとめました。

A呼称(A) B呼称 外径 ※参考:配管用炭素鋼鋼管(SGP)
6 1/8(1分) 10.5mm
8 1/4(2分) 13.8mm
10 3/8(3分) 17.3mm
15 1/2(4分) 21.7mm
20 3/4(6分) 27.2mm
25 1(1インチ) 34.0mm
32 1 1/4(インチ2分、インチクォータ) 42.7mm
40 1 1/2(インチ半、インチハーフ) 48.6mm
50 2(2インチ、フタインチ) 60.5mm
65 2 1/2(2インチ半、フタインチ半、フタハン) 76.3mm
80 3(3インチ) 89.1mm
90 3 1/2(3インチ半) 101.6mm
100 4(4インチ) 114.3mm

参照元:菱光産業株式会社(https://plant-comics.net/2019/12/13/comics03/)

配管との相性を考えて設置するべき

バタフライ弁のサイズ選定時には、Cv値や流量、圧力などを考慮することが大切です。また、流体の性質を踏まえ、配管との相性や口径なども加味したうえで適切なサイズを選びましょう。

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