よくあるご質問｜フシマン株式会社

よくあるご質問

Frequently Asked Questions

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よくあるご質問

減圧弁の騒音について知りたい

減圧弁は、弁部分の絞りのためにエネルギーの一部が音に変換されます。
また、液体の場合減圧比が大きいとキャビテーションが発生して、急激に音が高くなります。
病院やホテルなどで音が問題になる場合は、予め減圧弁の予想騒音を確認し、適切な対策をとる必要があります。

■対策のポイント■
1.蒸気用減圧弁は、騒音レベルの目安を予め計算することができます。
2.水用減圧弁は、キャビテーションを発生する減圧比を予め確認することができます。
3.騒音対策としては、減圧弁を厚めに保温したり、部屋全体を防音材で囲むことが考えられます。
なお、配管のサポートを通して固体伝ぱんもありますので、場合によっては防振材の使用も考える必要があります。

キャビテーションとはどのような現象ですか

キャビテーションとは、水の運動等によって圧力が飽和蒸気圧力以下に低下し、気化による空洞を生じる現象です。
この現象は、沸騰しているやかんの中をのぞくと気泡が底からわいてくのが見えますが、これと同じものです。
減圧弁の場合、減圧比が限界以上になると弁の絞り部分で急激な圧力低下が起こり、キャビテーションによる気泡が発生します。この気泡は、弁の下流で圧が回復すると崩壊して消滅しますが、このとき強い衝撃力が発生し騒音の原因となります。また、この衝撃力によって物体表面（例えば、弁座、弁体の当たり面、弁箱など）に、損傷（エロージョン）を生じることがあります。

■対策のポイント■
水用減圧弁は、キャビテーション係数を考慮して、減圧比を余り大きくして使用しないでください。

中高層ビルのウォータハンマ現象の原因が知りたい

近年中高層ビルの特に衛生配管において、激しいウォータハンマの発生することがあります。このような配管に共通していることは、(1)縦配管の途中に水用減圧弁が設置され、P2設定が低いこと(2)大便器にフラッシュ弁が付いていることがあげられます。
このような配管の場合、減圧弁とフラッシュ弁の距離のため、フラッシュ弁による急激で多量の水の使用に減圧弁が応答しきれないため引き起こります。（減圧弁の二次側が一時的に負圧になり水柱分離が引き起こされているとも考えられます。）減圧弁の二次側及び一次側の一方又は両方でウォータハンマが発生します。対策としてはウォータハンマ防止器を減圧弁の入口側、出口側の一方又は両方に設置します。

■対策のポイント■
1. 中高層ビルで減圧弁を使用した衛生配管には、万一のことを考慮して減圧弁の前後に、ウォータハンマ防止器の設置用の取出口（ねじ込み3/4）を予め設けておくのが望ましい。（トラブルが発生した場合迅速に、かつ費用も安く対応が可能）
2. 減圧弁の設定は、0.15MPa程度以上とします。
3. 比較的検出穴の大きい減圧弁（当社製品、P100-3Y型、P100-3X型が該当）を使用するのも有効です。
（完全ではありません。）

蒸気における二段減圧方式のハンチング問題と対策について教えて欲しい

蒸気用減圧弁の二段減圧方式の場合、一段目と二段目の中間の配管ボリュームが十分でないと、この中間の圧力が変動して減圧弁の作動が干渉し合い、圧力が脈動（ハンチング）することがあります。
このような現象は、減圧弁の一次側に2方弁を設置したDHC方式の蒸気受入設備でもまれに発生することがあります。
根本対策としては、二段目の減圧弁を圧力変化に対して安定な構造にしたP260-DHC型減圧弁の使用をお勧め致します。
上記以外の対策としては、中間配管のボリュームを大きくする、減圧弁の弁体ばねなどを剛性の高いものにしてハンチングを発生にくくする、可能なら一段減圧にするなどの方法があります。
（いずれも十分な期待はできないことがあります。）

■対策のポイント■
二段減圧の二段目の減圧弁及びDHC方式の蒸気受入設備の減圧弁は、弊社P260-DHC型減圧弁を使用します。

減圧弁の二次圧上昇（以下、P2上昇という。）についてどのようなことが考えられますか

減圧弁の適用流体により、次のようなP2上昇の原因が考えられます。
1. 蒸気用減圧弁
（1）スケール・ごみ障害―P2上昇の大部分はこれが原因となります。配管の錆、ボイラ水の水質（制缶剤）の成分などが、減圧弁のパイロット弁の当り面に付着し、弁漏れが多くなることによりP2上昇が引き起こされます。
また、スケールやごみにより主弁やピストンの摺動部、通気穴に付着し主弁やピストンが動かなくなって弁漏れし、結果的にP2上昇となります。近年、貫流ボイラの普及に伴い極端なスケール障害の事例が見られます。
（2）デッドエンドサービス―蒸気用減圧弁の二次側に電磁弁等の閉止弁があり、減圧弁と電磁弁等の間にトラップが設置していない配管システムをいいます。

■対策のポイント■
スケール・ごみ障害の場合は、減圧弁の分解整備が必要です。ボイラ水の適切な管理が有効です。

2. 水用減圧弁
（1）水用減圧弁のP2上昇の第1原因は、スケール・ごみ障害です。使用始めの配管内のブロー不足によりストレーナを通過した泥・砂・切粉・シールテープ等が、弁体に付着し弁漏れによりP2上昇します。また、古い配管の場合、上流側の配管のもらい錆や錆こぶの塊が弁に挟まることがあります。
（2）第2の原因は、弁体の劣化となっています。水質、長期使用及びごくまれにキャビテーションにより弁体が徐々に劣化し、シール性が失われ弁漏れしてP2上昇となります。
（3）ごくまれに液体膨張によるP2上昇があります。

■対策のポイント■
P2上昇を発生した時点で減圧弁をオーバーホールします。長期使用の場合は、ゴム部品も交換します。
ゴム部品の交換は、温度、圧力、水質等により異なりますが、使用期間3～5年を目安とします。

3. 気体用減圧弁
気体用減圧弁のP2上昇のほとんどは、ごみ障害によるものです。
（ごくまれに気体膨張によるP2上昇があります。）

■対策のポイント■
通気前に十分な配管のブローを実施します。また、目の細かいフィルタを設置することも有効です。

デッドエンドサービスとはどのようなものですか

蒸気用減圧弁の弁は、金属タッチのため僅かな弁漏れがあります。この漏れは、二次側の配管の放熱によりドレン化しトラップから排出し、P2は設定値に維持されます。もしも、配管がデッドエンドサービスになっていると、減圧弁の漏れはドレン化し二次側配管に滞留し、ついには満杯になってP2上昇を引き起こします。

■対策のポイント■
デッドエンドサービスの配管を避けること即ち、減圧弁と電磁弁等の間の配管に必ずトラップを設置します。

液体膨張によるP2上昇とはどのようなものですか

水用減圧弁は、通常弁体にゴムを使用しているため完全閉止が可能です。したがって、例えば春先などの水温と外気温の差が大きくなる季節では、日中の水を頻繁に使用している時間は問題ないが、水使用が長時間停止する夜間にP2上昇が発生し、警報の出ることがあります。これは、配管中の低温の水に対して夜間に外気の熱が入り、水の膨張でP2上昇が発生しているものです。
ある文献によると密閉配管の水温20℃、0MPaのものが、30℃で5MPa、40℃で12MPa程度になるとしています。
（配管の材料や水中の気泡の混入で異なるようです。）

■対策のポイント■
減圧弁の二次側にサーマルレリーフ弁又は膨張タンクを設置します。

気体膨張によるP2上昇とはどのようなものですか

気体用減圧弁は、通常水用と同じく弁体にゴムを使用しているため完全閉止が可能です。しかし、次のような条件でP2上昇が発生します。
超高差圧で減圧するとき、流体が断熱膨張をするため減圧弁の二次側で流体が冷却します。減圧弁の負荷が0となり長時間経過すると、周囲の熱が配管内に入り気体が膨張してP2上昇が引き起こされます。
また、タンクシールの場合、夜間に冷えたタンクに、日中の外気温の熱が入りタンク内の気体が膨張してP2上昇が引き起こされます。

■対策のポイント■
周囲から入熱しないように、減圧弁も含め配管に十分な保温を行います。
タンクシールの場合、タンクにブリーザバルブを設置します。

スチームハンマはなぜ発生するのですか

スチームハンマは、特にトラップに関連して次のような条件のとき発生します。
1. 熱交換器の入口側に温調弁があり、トラップの出口が立ち上がってトラップに背圧がかかっている場合、温度制御によって熱交換器内の圧力（＝トラップの入口圧）がトラップの出口圧より低下すると、ドレンが熱交換器内に滞留しそのドレンが冷却します。その後温調弁が開き蒸気が熱交換器に入ると、蒸気と冷却したドレンが接触しスチームハンマが発生します。

2. 管末トラップの出口が立ち上がっていたり、U字配管になっていてドレンが滞留している場合、春先の蒸気負荷の少ないときトラップの作動頻度が少ないため、滞留ドレンが冷却します。長時間経過してトラップが作動するとドレンのフラッシュ蒸気（再蒸発蒸気）と冷却したドレンが接触しスチームハンマが発生します。

3. 蒸気の元弁を急に開けると蒸気が急速に流れ、凝縮してドレンになります。このドレンは急速に流れる蒸気に押され、ドレン（液体）の速度としては異常な高速度で流れ、配管の曲がりやバルブに衝突し、スチームハンマが発生します。

■対策のポイント■
個々の配管によって適切な対策が異なります。配管状況を明示してメーカにご相談ください。

伸縮管継手の固定点の強度は、どのぐらいに設計すればよいのですか

伸縮管継手の反力は、メーカのカタログ等に表示されています。この反力に対して固定点は、十分な強度を有していることが必要です。十分な強度とは、固定点の材料・構造に対して十分な安全率を考慮するということです。通常、材料の引張り強さが、伸縮管継手の反力がかかったとして計算した固定点の応力の3倍以上あれば問題ありません。固定点の強度計算式によっては、材料の許容応力で判断するケースがあります。この場合は、許容応力に既に安全率が含まれていますので、さらに3倍以上の安全率を考慮する必要はありません。なお、耐震継手（免震継手）の場合、安全率は耐震設計に関する設計指針等に従います。

■対策のポイント■
固定点の構造は、配管と溶接するなどにより確実に行います。また、固定点のチャンネル等が長いと変形も考えられますので、チャンネル等の剛性も考慮して設計します。

伸縮管継手の破損トラブル

鋳鉄（FC）製バルブの弁箱が割れたが、考えられる原因はありますか

鋳鉄の中でもねずみ鋳鉄（FC）は、脆（もろ）いため、次のような条件で破損することがあります。
1. 水用配管では、水の凍結によって内容積が膨張し、弁箱の強度が耐えられず割れることがあります。なお、材料を青銅や鋳鋼に変更しても、内部部品が変形し、作動不良となることがあり注意が必要です。

2. 蒸気配管では、スチームトラップの不良（内蔵ストレーナのごみ詰り、エレメントの破損など）によって、ドレンが配管やバルブの弁箱内に滞留するとスチームハンマが発生し、衝撃で弁箱がこわれることがあります。

3. 蒸気配管では、熱膨張によって伸びた配管の力が、弁箱にくり返し作用したり、2のスチームハンマと複合したりして、弁箱がこわれることがあります。

■対策のポイント■
1. 凍結する可能性のある水用配管は、水抜き、ヒータの巻付け、不凍弁の取付け等の対策を行います。
2. 蒸気用配管は、トラップの点検、伸縮管の取付け、弁箱材料の変更（鋳鋼等にする）を行います。

鋳鉄製バルブの破損トラブル

基礎的な用語

減圧弁に関する用語

用語	対応英語	定義
減圧弁	Pressure Reducing Valve	〔バ〕通過する流体そのものの圧力エネルギにより、弁体の開度を変化させ、一次側圧力から所定の二次側圧力に減圧するバルブ
直動式	Direct Action Type	〔バ〕二次側圧力の検出部そのものが直接弁体を作動させる操作部となる形式
パイロット作動式	Pilot Operated Type	〔バ〕二次側圧力を検出して作動する直動式減圧弁をパイロット部として主弁体操作部の圧力を調整することにより、主弁体を作動させる形式
内部検出形	Internal Sensing Type	〔バ〕二次側圧力を弁箱内から検出する形式
外部検出形	External Sensing Type	〔バ〕二次側圧力を出口側配管内から検出する形式
一次側圧力	Inlet Pressure (Upstream Pressure)	〔バ〕弁箱の入口側圧力又は弁箱に近い入口配管内の圧力
二次側圧力	Outlet Pressure (Downstream Pressure)	〔バ〕弁箱の出口側圧力又は弁箱に近い出口配管内の圧力
差圧	Differential Pressure	〔バ〕一次側圧力と二次側圧力との圧力差
締切昇圧	Lockup Pressure	〔バ〕二次側のバルブを締め切ることによって、設定圧力から上昇する圧力
オフセット	Offset Pressure	〔バ〕一次側圧力を一定に保持した状態で、流量を最小調整可能流量又は流量ゼロから定格流量まで暫時増加させた場合、変化する二次側圧力と設定圧力との差
減圧比	Reducing Rate	〔バ〕一次側圧力と二次側圧力との比。一般的に最大減圧比で表示される。
流量特性	Flow Characteristic	〔バ〕一次側圧力を一定に保持したときの、二次側圧力の流量変化に対する圧力変化
圧力特性	Pressure Characteristic	〔バ〕一次側圧力を一定に保持し、二次側圧力設定した後、一次側圧力変化に対する二次側圧力の変化
定格流量	Rated Flow Rate	〔バ〕一次側圧力を一定とした場合、所定のオフセット内において保証し得る最大流量
最小調整可能流量	Minimum Controllable Flow	〔バ〕安定な流れの状態を維持することができる最小流量
Cv値	Cv Value	〔バ〕弁の容量係数の1つで、任意のトラベル（弁開度）において、圧力差が１ lb/in2で通過する60°Fの水の1分間当りの流量をUS gal/minで表した値。通常単位を付けない。
弁座漏れ量	Seat Leakage Volume	〔バ〕所定の液圧又は気圧を加えたとき弁座部から漏れる量。

定義欄の〔バ〕〔JIS〕は、用語の引用文献を示す。
〔バ〕：自動弁用語集。社団法人日本バルブ工業会 1996.5発行
〔JIS〕：JIS B 0100-1995。財団法人日本規格協会発行

安全弁に関する用語

用語	対応英語	定義
安全弁	Safety Valve	〔バ〕バルブの入口側の圧力が上昇して予め定められた圧力になったとき自動的に作動し、弁体が開き、流体（気体）を排出し、圧力が所定の値に降下すれば再び弁体が閉じる機能を持つバルブ。備考蒸気・ガスなどの気体に用いるものを安全弁という。
安全逃し弁	Safety Relief Valve	〔バ〕バルブの入口側の圧力が上昇して予め定められた圧力になったとき自動的に作動し、弁体が開き、流体（気体又は液体）を排出し、圧力が所定の値に降下すれば再び弁体が閉じる機能を持つバルブ。備考気体又は液体に用いるものを安全逃し弁という。
逃し弁	Relief Valve	〔バ〕バルブの入口側の圧力が上昇して予め定められた圧力になったとき自動的に作動し、弁体が開き、流体（液体）を排出し、圧力が所定の値に降下すれば再び弁体が閉じる機能を持つバルブ。備考水・油などの液体に用いるものを逃し弁という。
全量式	Full Bore Type	〔バ〕弁座流路面積が弁体と弁座との当り面より下部におけるノズルののど部の面積より十分大きなものとなるようなリフトが得られる構造の形式。
揚程式	Lift Type	〔バ〕リフトが弁座口の径の1/40以上1/4未満で、弁体が開いたときの流路面積が最小となる構造の形式。
リフト	Lift	〔バ〕閉弁位置から、安全弁吹出し中の開弁位置までの弁体の軸方向の移動量。
定格リフト	Rated Lift	〔バ〕公称吹出し量が得られる設計上のリフト。
弁座口の径	Seat Diameter	〔バ〕弁体と弁座との当り面の内径。
のど部の径	Throat Diameter	〔バ〕流体取入口から弁座面に至るノズルの最狭部分の内径
のど部の面積	Throat Area	〔バ〕のど部の径による流路面積。
設定圧力	Set Pressure	〔バ〕設計上定めた吹出し圧力又は吹始め圧力。
吹始め圧力	Start to Discharge Pressure	〔バ〕入口側の圧力が増加して、出口側で流体の微量な流出が検知されるときの入口側の圧力。この場合の微量な流出とは目視、聴音、石鹸水などによって検知されるときの流出であって、弁座漏れによる流出ではない。
吹出し圧力	Opening Pressure	〔バ〕安全弁がポッピング作動するときの入口側の圧力。備考ポッピング作動（Popping）とは、安全弁のリフトが瞬間的に増大し、内部の流体を吹き出す作用。
前漏れ	Simmer	〔バ〕蒸気・ガス用ガスでポッピング作動する前に目視又は聴音で確認できる程度の流出が起こっている現象。
吹止り圧力	Closing Pressure	〔バ〕入口側の圧力が減少して、弁体が弁座と再着座するとき、即ちリフトがゼロとなったときの入口側の圧力。
吹下り	Blow down	〔バ〕吹出し圧力と吹止り圧力との差、又は吹始め圧力と吹止り圧力との差。
超過圧力	Over Pressure	〔バ〕安全弁の設定圧力を超えて増加する圧力。
背圧	Back Pressure	〔バ〕安全弁の出口側圧力で、累積背圧と既存背圧の二つがある。
吹出し量	Discharge Capacity	〔バ〕安全弁が吹出し、規定の圧力で吹出しを継続しているときにおける単位時間当りの流体吹出し量。

トラップに関する用語

用語	対応英語	定義
蒸気トラップ	Steam Trap	〔バ〕蒸気機器、配管などに用いられるトラップ。
メカニカルトラップ	Mechanical Trap	〔バ〕弁箱内のドレンの水位が変動することにより、バルブが開閉作動する蒸気トラップ。ボールフロート式とバケット式がある。
サーモスタチックトラップ	Thermo-static Trap	〔バ〕ドレンの温度によって作動する蒸気トラップ。蒸気圧式、バイメタル式、液体膨張式、固体膨張式がある。
サーモダイナミックトラップ	Thermo-dynamic Trap	〔バ〕流体の力学的特性によって作動する蒸気トラップ。ディスク式、インパルス式、ラビリンス式、オリフィス式がある。
ボールフロート式トラップ	Ball Float Trap	〔バ〕ドレンの水位をボールフロートと呼ばれる密閉フロートによって検出し、ボールフロートの浮力でバルブを開閉する構造のトラップ。機構上、レバーフロート式とレバーなしフロート式に分けられる。一般に補助の空気抜き弁を組み合わせて用いる。
バケット式トラップ	Bucket Trap	〔バ〕ドレンの水位をバケットと呼ばれる開放フロートによって検出しバケットに作用する浮力でバルブを開閉する構造のメカニカルトラップ。機構上、上向きバケット式と下向きバケット式に分けられる。
ディスク式トラップ	Disc Trap	〔バ〕ドレンと蒸気の熱力学特性と流体力学特性の違いによって作動するサーモダイナミックトラップ。
バイメタル式トラップ	Bimetallic Trap	〔バ〕温度変化によるバイメタルの伸縮によってバルブを開閉するサーモスタチックトラップ。
ベローズ式トラップ	Bellows Trap	〔バ〕温度変化によるベローズの伸縮によってバルブを開閉するサーモスタチックトラップ。
液体膨張式又は固体膨張式トラップ	Liquid or Solid Expansion Trap	〔バ〕温度変化による感熱部品の伸縮によってバルブを開閉するサーモスタチックトラップ。感熱部品の種類によってサーモワックス式、メンブレン式などがある。
排出量	Capacity	〔バ〕トラップの使用圧力の範囲内で一次側圧力を指定圧力として、ドレンを大気に連続排出する場合の1時間当りの排出量。
ドレン発生量	Condensate Road	〔バ〕蒸気配管又は蒸気使用機器から発生するドレン量。
空気障害	Air Binding	〔バ〕トラップの一次側又はトラップ内に存在する空気がドレンの流出を阻害している状態。
蒸気障害	Steam Locking	〔バ〕トラップの一次側又はトラップ内に存在する蒸気がトラップを閉弁させ、作動させない状態。
吹放し	Steam Blowing	〔バ〕弁が連続して開弁状態にある不良の状態。
空打ち	Chattering	〔バ〕弁体が繰返し弁座をたたく不安定な状態。
閉塞	Blocking Up	〔バ〕弁が連続して閉弁状態にある不良の状態。
蒸気損失	Steam Loss	〔バ〕吹き放し、蒸気漏れ、空打ちなどにより漏洩する損失蒸気
ドレン	Condensate	〔バ〕蒸気管系の蒸気が復水したもの。
生蒸気	Live Steam	〔バ〕ボイラから発生したまだ使用していない蒸気。
再蒸発蒸気	Flash Steam	〔バ〕高圧域のドレンが低圧域に排出したとき、再蒸発によって発生する蒸気。

その他の用語

用語	対応英語	定義
調節弁	Control Valve	〔JIS〕調節部の信号を受け、バルブの作動に必要な動力を補助動力源から受けるバルブの総称。
調整弁	Regulating Valve	〔JIS〕バルブの作動に必要な動力を検出部を通して制御対象から受けるバルブの総称。
背圧弁	Back Pressure Regulating Valve	〔JIS〕一次側の流体圧力を、ある一定圧力に保持するため、一次側の圧力の変化に応じ流体を放出する調整弁。
差圧弁	Differential Pressure Regulating Valve	〔JIS〕一次側と二次側圧力又はそれぞれの圧力と系の異なる圧力との差を、ある値に保持する調整弁。
温度調整弁	Temperature Regulating Valve	〔JIS〕温度を検出する機構によって、熱媒又は冷媒流体を調整し、温度を一定に保持する調整弁。
逆止め弁	Check valve (Non-Return Valve)	〔JIS〕弁体が流体の背圧によって逆流を防止するように作動するバルブの総称。ぎゃくどめべんと読む。
放熱器弁	Radiator Valve	〔JIS〕暖房用放熱器に取り付けて用い、流量を加減する手動式のバルブ。蒸気用と温水用がある。
バキュームブレーカ	Vacuum Breaker	〔JIS〕給水・給湯系統において負圧が生じた場合、衛生器具、水受け容器中に吹き出した水・湯又は使用した水・湯が逆サイフォン作用によって逆流するのを防止するために、負圧部分へ自動的に空気を導入する機能を持つバルブ又は機器。
伸縮管継手	Expansion Joint	温度や地盤沈下等によって生じた配管の変位を吸収する管継手。しんしゅくくだつぎてと読む。構造上、大きく分けてベローズ形、スリーブ形、ボール形があり、それぞれ吸収できる変位の形態が異なる。