空気圧ボールバルブとは?自動流量制御に好まれる理由は?

July 10, 2025

空気圧ボールバルブは、ボールバルブの堅牢な四半回転機構と、空気圧アクチュエータの迅速かつ信頼性の高い作動を組み合わせた、洗練された流量制御デバイスです。開閉に人間の介入を必要とする手動バルブとは異なり、空気圧ボールバルブは圧縮空気を使用してアクチュエータを作動させるため、流体流量の迅速、正確、かつ遠隔制御が不可欠な自動化システムに最適です。

その核心となるのは、ボールバルブは、中心に穴が開いた球状の閉鎖要素、つまり「ボール」を利用しています。バルブが開いているとき、この穴はパイプラインと一直線になり、流体が自由に流れることができます。ボールを90度回転させると、流れが完全にブロックされます。このシンプルな四半回転操作は本質的に効率的で、摩耗を最小限に抑え、優れたシール性能を提供します。

「空気圧」という側面は、圧縮空気で駆動される付属のアクチュエータから来ています。このアクチュエータは通常、シリンダー内のピストンまたはダイヤフラムで構成されています。圧縮空気がピストンの片側に導入されると、圧力が生じ、ピストンが動き、それがバルブ内のボールに接続されたシャフトを回転させます。スプリングは、空気圧が除去されたり、反対側に加えられたりすると、バルブを元の開閉位置に戻すためによく使用されます。このシンプルでありながら強力なメカニズムにより、バルブを迅速に操作でき、多くの場合、数秒以内に操作できます。

では、なぜ空気圧ボールバルブが数えきれないほどの産業用途で自動流量制御に好まれるのでしょうか?

 

迅速な操作:空気圧アクチュエータは非常に高速で、バルブをほぼ瞬時に開閉できます。これは、安全のために迅速な遮断が必要なプロセスや、プロセスの安定性を維持するために即座に流量調整が必要なプロセスで重要です。

 

高トルク出力:圧縮空気は大きな力を発生させることができ、空気圧アクチュエータは、大きなボールバルブや高差圧下にあるボールバルブでも容易に操作できます。

 

信頼性と耐久性:空気圧システムは一般的に堅牢で、一部の電気部品と比較して、温度の極端さ、ほこり、湿気などの環境要因の影響を受けにくいです。他の種類のアクチュエータよりも可動部品が少ないため、長い耐用年数と一貫した性能を提供します。

 

危険な環境での安全性:電気アクチュエータとは異なり、空気圧アクチュエータは火花を発生させないため、化学プラント、石油・ガス施設、塗料製造など、爆発性または可燃性雰囲気での使用に本質的に安全です。

 

シンプルさと費用対効果(基本的な自動化の場合):単純なオン/オフ(開/閉)アプリケーションの場合、空気圧アクチュエータは多くの場合、非常に費用対効果が高く、簡単な自動化ソリューションです。その制御には、基本的な空気圧回路が含まれます。

 

フェイルセーフオプション:空気圧アクチュエータは、「フェイルセーフ」に簡単に構成できます。つまり、電源または空気供給が故障した場合、事前に決定された安全な位置(たとえば、全開または全閉)に自動的に移動します。これは、プロセスの安全性を維持するために重要です。

 

遠隔制御機能:空気圧アクチュエータを制御システム(PLC、DCS)に接続することにより、バルブを遠隔操作でき、危険な可能性のある場所での手動介入の必要性をなくすことで、運用効率と安全性を向上させます。

 

水処理プラントや化学処理から、食品・飲料製造、製薬、石油・ガス産業まで、空気圧ボールバルブは自動流体処理の主力製品です。その速度、信頼性、堅牢な設計、および本質的な安全性は、現代の産業自動化において不可欠なコンポーネントであり、複雑なプロセスを効率的かつ正確に制御することを保証します。