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その他機器など

減圧弁の締切昇圧

減圧弁では蒸気は止められない

減圧弁には締切昇圧と呼ばれる現象があります。締切昇圧とは、減圧弁二次側が締め切り状態になったことで発生する昇圧現象です。具体的には、減圧弁二次側の蒸気消費、つまり負荷をゼロにした際に、減圧弁二次側圧力が設定値を超えて上昇してしまう現象のことです。

減圧弁は、蒸気を閉止するための弁ではありません。減圧弁で蒸気を閉止したり、減圧弁二次側の負荷をゼロにしたりできないことは、カタログや仕様書のスペック上にも表れており、設定可能な二次圧力や調整可能な流量範囲の下限もゼロにはなっていません。

減圧弁の締切昇圧の解説

正常な減圧弁であっても締切昇圧が発生した結果、減圧弁二次側の安全弁が吹いてしまう(作動してしまう)ことの原因は、減圧弁二次側の安全弁トラブルで詳しくご説明しています。

締切昇圧の原因

締切昇圧が発生する原因は、減圧弁の弁漏れです。弁が全閉していても、弁漏れによって蒸気が一次側から二次側へ流れることで二次側圧力が上昇してしまい、締切昇圧が発生します。

減圧弁の締切昇圧の原因1

そのため、減圧弁の一次側で蒸気を遮断した場合には、締切昇圧は発生しません。

減圧弁の締切昇圧の原因2

また、調整可能な蒸気流量範囲では、正常な圧力制御が可能になるため減圧弁の故障ではありません。

減圧弁の締切昇圧の原因3

締切昇圧で安全弁が吹くのは当たり前

減圧弁を蒸気遮断のための弁として使おう、と考える人はあまりいないと思いますが、締切昇圧が起きて減圧弁二次側の安全弁が吹いてしまうと、問題視されることがあります。 繰り返しになりますが、減圧弁で蒸気を閉止することはできません。

減圧弁二次側の蒸気遮断による締切昇圧の発生は、本質的には減圧弁で蒸気を閉止しようとすることと同じです。これにより、安全弁が吹くことを問題視するのは、できないことを要求していると言えます。本件については、減圧弁二次側の安全弁トラブルで詳しくご説明しています。

減圧弁で弁漏れが発生する理由

減圧弁は蒸気の通り道である主弁と、圧力設定を行うための調整ねじが物理的に結合していない構造のため、強制的に閉弁状態を作り出せません。また、使用によって弁・弁座の傷や摩耗などによりシート部が劣化します。これらが減圧弁で弁漏れが発生する主な理由です。

減圧弁で弁漏れが発生する理由

とは言え、シート部の仕上げがよい機種は新品時にはかなりしっかり閉止することができます。そのため「当初はなかったが、使用を続けているうちに締切昇圧が発生するようになった」という声もよく耳にします。

残念ながら個体差もあり、弁・弁座の劣化の進行具合をコントロールすることはできないため、当初は閉止できたとしても、それを今後も期待したり、閉止を前提にしたりすることはできません。

締切昇圧が起こらない空気用減圧弁

「空気用減圧弁には締切昇圧はないけど」と思う方もおられるかもしれません。 空気用減圧弁(レギュレーター)の一部機種は、ブリード機構のような逃がし機構を備えているため、締切昇圧が起こることはありません。ブリード機構は減圧弁に内蔵された逃がし機構であり、昇圧分を安全弁のように外部へ逃がすことで減圧弁二次側の昇圧を防ぎます。

締切昇圧が起こらない空気用減圧弁

圧縮空気を大気へ逃がすことは容易ですが、高温の蒸気を大気へ逃がすことには安全面から慎重さが必要です。そのため、そのような逃がし機構を持つ蒸気用減圧弁はありません。