制御弁

【制御弁】電動式と空動式はどちらがいいの?

比例制御弁やオンオフ弁を選ぶとき、電動式と空動式のどちらがいいのかわからないことってありますよね?

そもそも電気や空気の力でどうやってバルブの開度を調整しているのでしょうか?今回の記事では、制御弁やオンオフ弁の作動原理や使い分けについて書いてみたいと思います。

こちらの記事は動画でも解説しているので、動画の方がいいという方はこちらもどうぞ。

1. 制御弁とは

比例制御弁は、プロセスやユーティリティの流量や温度、圧力を制御するときに利用されます。オンオフ弁で制御するのに比べ、高精度な制御を行うことが出来ます。

実際には調節計を経由させてセンサーと信号のやり取りを行うことで制御を行います。比例制御弁を使った代表的な制御方法にPID制御があります。

制御弁は大きく分けて、電気で動く電動式と空気で動く空動式の2種類があります。どちらも自動でバルブの開度を調整するのは同じですが、バルブを動かすための力のかけ方が違います。

【自動制御】PID制御とは?P、I、Dの意味と調整方法

流量、温度、圧力などの調整を行うために、いろいろな自動制御パターンがありますが、その中で最もよく使わ ...

1-1. 電動式制御弁

電動式の制御弁は、電気の力でバルブの開度を調整します。具体的には、上部に電気エネルギーを回転エネルギーに変換するアクチュエーターが取り付けられており、それが回転することで開度を調整します。

電圧をかける向きによって反対に回転させたり、電圧を変更することで回転スピードを変更させることが出来ます。

電動式は電源があれば稼働するので利便性は高いですが、引火性の物質が近くに存在する工場などでは利用されません。また、空気動式に比べ、応答速度が遅い場合が多いです。

1-2. 空動式制御弁

(参照:制御弁の構成部品の故障を検出するための診断方法

空動式の制御弁は、空気の力でバルブの開度を調整します。少しイメージしにくいかもしれませんが、バルブの弁体がダイアフラムと呼ばれる薄い金属の膜と結合されており、そのダイアフラムが下に押し下げられることによってバルブを閉弁させます。

つまり、ダイアフラム上部に供給する空気の圧力によってバルブの位置を調整します。

ここで、空気の圧力を調整するのがポジショナーと呼ばれる機器です。調節計からの信号をポジショナーが受け取り、ダイアフラムにかかる空気の圧力を調整することでバルブの位置を調整します。

電動式は作動するときにモーター音がしますが、空動式はプシュプシュという空気の漏れる音がします。

【制御弁】電動式と空動式はどちらがいいの?

比例制御弁やオンオフ弁を選ぶとき、電動式と空動式のどちらがいいのかわからないことってありますよね? ...

2. オンオフ弁の電動と空動は?

オンオフ弁の場合も電動式と空動式があります。

電動式は制御弁と同様にモーターに電圧がかかることで回転し、バルブを開閉させます。

空動式の場合は、制御弁とは作動が変わります。空気動式のオンオフ弁はいくつかのタイプがありますが、代表的なものでは空気の圧力がかかれば閉弁、空気が抜ければバネの力で戻ってきて開弁などという動きをします。

このようなバルブをノーマルオープン(空気圧がかかっていない状態で開弁)、逆のバルブをノーマルクローズと呼びます。

3. 電動式と空動式はどっちがいいの?

では、電動式と空動式はどちらが優れているのでしょうか?

結論から言うと場面によって最適なものが変わるので一概にどうとは言えません。例えば、制御スピードを早めるために空動式を選んだが、近くに高圧空気がないのでコンプレッサーを設置しなければいけないとか、電気しかないので電動式を選んだら頻繁に開け閉めがあったためモーターが壊れたとかいうこともあります。

電動と空動のどちらがいいかは、過去の実績やその現場のルールなどに従って決めることになります。

4. まとめ

  • 電動はアクチュエーターによって弁の位置を決める
  • 空動はダイアフラムによって弁の位置を決める
  • どちらがいいかは場面によって変わる

電動にしようか空動にしようかは、実際に納入するときになると結構迷います。一般的には大きい工場ではすでに高圧空気配管が張り巡らされていたりするので空動式、小さい工場や商業設備などでは電動式が用いられることが多いです。

どちらがいいという正解はないので、メーカーと相談しながら決めていきましょう。

制御弁

2021/8/29

【制御弁】並列に設置する理由は?

大型の生産ラインなどを見ていると、制御弁が並列に数台設置されているのを見たことがないでしょうか? 制御弁は流量を自動で制御してくれるので、大きいものを1台つけておけば問題なさそうですが、あえて並列設置をしているのには理由があります。 今回は制御弁を並列設置する理由について解説します。こちらの記事は動画でも解説しているので、動画の方がいいという方はこちらもどうぞ。 制御弁を並列設置する目的 制御弁を並列に設置するのは次のような理由からです。 制御性を上げる 立ち上げ速度を緩やかにする 制御弁を並列に設置する ...

ReadMore

制御弁

2021/8/31

【制御弁】Cv値の選定方法は?基準をまとめてみた

現場で制御弁の選定を行うとき、必ず出てくるCv値。詳しい原理はよく分からなくても、仕事で使っていると慣れてくるものだと思います。ですが、Cv値の選び方はいつも迷ってしまう方が多いのではないでしょうか? 今回はCv値の選定基準と、選定間違いをしてしまった際に生じる問題をまとめました。 目次Cv値とはCv値の選定方法流量・圧力差を確認するバルブCv値を選定するCv値の選定を間違えた場合選定したCv値が小さすぎた場合選定したCv値が大きすぎた場合まとめ Cv値とは バルブは配管サイズによって内径が当然変化します ...

ReadMore

制御弁

2021/9/2

【制御弁】イコールパーセント特性とリニア特性の使い分けは?

制御弁には、バルブの固有特性としてイコールパーセント特性とリニア特性、クイックオープン特性があります。 一般的には、イコールパーセント特性が使用されることが多いですが、流量特性のグラフを見るとリニアの方が分かりやすくていいように見えます。では、なぜイコールパーセント特性が使用されるのでしょうか? 今回は、イコールパーセント特性とリニア特性の違いや使い分けについて解説したいと思います。 目次イコールパーセント特性とリニア特性とは?イコールパーセント特性が利用される理由イコールパーセント特性とリニア特性の使い ...

ReadMore

制御弁

2021/8/29

【制御弁】ポジショナーって何?原理は?

空気動式の制御弁を選ぶときには、必ずポジショナーのタイプも選ばなければいけません。 しかし、制御弁についてあまり詳しくないうちは、ポジショナーが何のために必要なのか分からず何を選べばいいのかわからないという方も多いと思います。ネットで調べてみてもポジショナーがなぜ必要なのかを説明する分かりやすいサイトがなかったので、ここで簡単に解説してみたいと思います。 目次ポジショナーとは?電空ポジショナーと空空ポジショナーの使い分けまとめ ポジショナーとは? ポジショナーは、調節計から送られてきた信号を機械的に制御弁 ...

ReadMore

制御弁

2021/9/3

【制御弁】制御弁が動く仕組みとは?

生産ラインの自動化には欠かすことの出来ない制御弁。今も多くの工場で、温度や圧力を一定にするために動いています。 工場の自動化が進む昨今では、手動でバルブを切り替えていたものに制御弁を導入して自動化するという事も多いのではないでしょうか? 今回は、制御弁がどのようにして動くのか。制御弁の仕組みについて解説してみたいと思います。 目次制御弁とは?空動式の制御弁が動く仕組み電動式の制御弁が動く仕組みまとめ 制御弁とは? 制御弁は空気や電気の力でバルブの弁開度を調整することが出来る自動弁です。電動バルブを利用した ...

ReadMore

公式スポンサー

生産工程の見える化なら

【Proceedクラウド】

・現場の写真が整理出来ていない
・外注先の状況が分からない
・技能伝承を効率的に行いたい

そんな悩みを全て解消できます!


Webマガジン

  • この記事を書いた人

エコおじい

プラントエンジニアです。工業技術をどこよりも分かりやすく解説するをテーマに2017年からブログ、Youtubeで情報発信をしています。工業系エンジニアの副業に関してnoteも書いています。是非、Twitterのフォローお願いします。

note書いてます

技術ブログのマネタイズ方法や毎月の収益レポートをnoteにまとめています。
工業系エンジニアの副業に興味のある方はおすすめの内容です。

詳しくはコチラ

技術系資格取得を目指す方必見!おすすめ通信講座

最短で資格を取得するためには、いかに効率よく学習するかが重要です。モチベーションを維持しながら最短で資格取得を目指すなら通信講座を利用するのもおすすめです。

超シンプルで分かりやすいSAT『エネルギー管理士熱分野』

現場技術系専門の通信講座です。イラストを多用したシンプルで分かりやすいテキストと動画がセットになっています。

価格もお手頃で、特に熱力学などを学んだことのない初学者におすすめの通信講座です。

エネルギー管理士以外にも電験や衛生管理者など25の資格の通信講座を展開しています。

最短で電験取得を目指すならSAT『第三種電気主任技術者講座』

イメージしにくい交流回路についても多様なイラストと解説動画で詳しく解説してくれます。独学ではなかなか勉強が進まないという方に特におすすめの講座です。電気について詳しく学べるので実務で電気を使うという方には最適な教材です。※無料サンプルあります!

技術系資格の最高峰SAT『技術士合格講座』

論文添削やZOOMマンツーマン指導が付いており、面接対策もWeb上で行うことが出来ます。また、テキストは毎年改定されているので常に最新の教材で勉強することが出来ます。

おすすめ記事

1

これからエネルギー管理士試験を受けるあなたのために、最短時間でエネルギー管理士に合格する方法を紹介し ...

2

エネルギー管理士資格はもちろん独学でも取得できますが、ある程度の前知識がないと分厚い参考書を前に挫折 ...

3

電験三種は合格率が10%未満の大変難しい資格です。また、範囲が非常に広いので普段の業務で電気を扱わな ...

4

電験三種は毎年受験者が4万人以上の資格で出題範囲が広く、合格率も10%以下と低いので色々な会社が通信 ...

-制御弁

© 2021 エネ管.com Powered by AFFINGER5