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蝶形弁が防火システムで信頼性の高い遮断を実現する仕組み
緊急時における迅速な作動のためのクォーターターン機構
バタフライバルブはわずか90度回転するだけで、1秒未満で完全に閉止します。そのため、火災時に水の流れをすばやく遮断することが最も重要な防火システムに非常に適しています。火災が発生した際、スプリンクラーや立管設備内の水流を即座に制御できれば、建物が甚大な被害を受けるのを防ぐことができます。多くの人が気づいていませんが、従来のゲートバルブを正しく閉じるには6回から10回の完全な回転が必要です。火災と闘っている最中にそれを想像してみてください！ バタフライバルブのシンプルなクォーターターン設計により、緊急時にストレスで手が震えているような状況でも操作ミスを大幅に減らすことができます。
高圧および高流量条件下での密封性能
現代のバタフライバルブは、最大250PSIまでの圧力を処理できるように設計されており、状況が非常に過酷になっても漏れを確実に防ぎます。これらのバルブ内部のシートには、強化EPDMゴムやPTFEなど高度な素材が使用されており、温度変化があっても劣化することなく対応できます。またディスク自体も極めて高い精度で機械加工されているため、圧力が急激に上昇しても歪んだり曲がったりしません。ULおよびFMの認定を受けた試験機関が独立してテストを行い、NFPA 25規格に従って10,000サイクルの試験を実施しましたが、まったく漏れは確認されませんでした。このような長期間にわたる性能は、実際の現場での信頼性の高さを物語っています。
耐久性と漏れのない作動を保証する設計上の特徴
持続的な性能を保証する3つの主要な特徴：
- 湿潤環境下で50年以上の耐食性を有するステンレス鋼製ディスク
- シャフトインターフェースからの漏れを防止するデュアルシールステムパッキング
- 耐火性で30分間1500°F耐えるように検証された防火構造 (API607/BS6755に従って)
この特性により,蝶閥は,長期間にわたって無効に残る消防システム部品にとって,メンテナンスなしで継続的に動作できます.
耐久性座席と高性能蝶閥の比較
| 特徴 | 柔軟性のある座席バルブ | 高性能バルブ |
|---|---|---|
| 圧力評価 | 150 PSI (クラス150) | 300 PSI (クラス300) |
| 温度範囲 | -20°Fから200°F | -50°Fから450°F |
| シール材質 | EPDM/NBR エラストメア | グラフィット/金属座席 |
| 典型的な用途 | 標準的な商業用建物 | 高層／工業施設 |
弾性座形バルブはほとんどの商業用途に適していますが、化学工場や75フィートを超える建物など、耐火性と耐久性がより高いことが求められる場所では高性能モデルが必要です。
消火設備用途におけるNFPAおよび業界規格への適合
スプリンクラーおよびスタンドパイプシステムに関するNFPA 14およびNFPA 25の要件を満たす
バタフライバルブは、立管およびホースシステムに関するNFPA 14の要件や、水系消火設備の点検および保守を規定するNFPA 25の要件を満たすのに役立ちます。これらの規格では、確実な流量遮断手段と定期的な圧力点検が求められています。本製品のバルブは耐久性に優れたシール構造を備えており、摩耗しにくく、過酷な環境下でも錆びにくい特性を持つため、緊急時にも確実に水を供給できます。2025年の業界調査によると、消火システムの問題の約9割が実は不良バルブに起因しているとのことです。そのため、NFPAガイドラインに準拠したバルブを選定することは、書類上の対応以上の意味を持ち、重大な局面において建物の安全を実際に守ることにつながるのです。
危険区域向け材質認証およびANSI/API 607に準拠した火災安全試験
危険な作業エリアでは、バタフライバルブはANSI/API 607の耐火試験基準に合格する必要があります。これらの試験では、バルブを30分間直接炎にさらし、シールが依然として機能するかを確認します。部品自体も重要です。球状黒鉛鋳鉄製ボディとEPDM製シートを組み合わせたものは、約400華氏度（204摂氏度）までの高温に耐えられ、さらに175ポンド毎平方インチを超える圧力にも対応可能です。これにより、化学薬品を取り扱うまたは製造する場所での使用に適しています。ULまたはFM認証を取得することも重要であり、これは炭素鋼やCPVCなどの材料で作られた耐火性パイプとの互換性があることを示しています。このような互換性は、爆発や火災が予期せず発生する可能性のある環境での作業における全体的な安全性を大幅に高めます。
ウエハー式と溝付き式バタフライバルブ：消火用配管への選定
システム設計における設置上の考慮点とスペース効率
ウエハータイプの蝶形弁は非常にコンパクトな設計となっており、フランジ間のスペースがほとんどない（通常2〜3インチ程度）ような狭い場所での設置に最適です。通常の配管フランジ間にこれらのバルブを設置する際、配管工はボルトを締めるときにシートが歪まないように、正しいクロスパターンで締め付けることを忘れてはいけません。一方、グローブ端面タイプのバルブは、工場で製造されたカップリングがパイプの転圧溝に簡単に取り付けられる構造になっています。この構成により、据付時間はNFPA 25規格（昨年版）によると約35％短縮されます。確かにウエハータイプは初期コストが約15〜20％低価格ですが、作業スピードが最も重要な場合にはグローブタイプが優れています。そのため、正確なアライメント調整が難しいリニューアル工事では、多くの施工業者がこちらを好んで採用しています。
重要用途におけるメンテナンス性と修理の利点
溝付きバタフライバルブの設計により、修理が必要な際のメンテナンスがはるかに容易になります。技術者はカップリングを外すためにバルブ本体全体を分解する必要がなく、下流の配管を交換してもシステム全体の信頼性を損なうことはありません。これは建物内でまだ火災のリスクが残っているような状況では特に重要です。一方、ウエハータイプのバルブは事情が異なります。これらにアクセスするにはフランジボルトをすべて外す必要があり、現場での経験からすると、これにより約30分から50分の余分な停止時間が生じます。振動に対する耐性が求められる高層建築物においては、溝付き継手は地震による動きや急激なウォーターハンマー衝撃に対して、他の選択肢よりも優れた性能を発揮します。さらに、こうした接続方式は極めて厳しい条件下でも漏れることなく正常に機能し続けます。
既存の配管システムとの互換性と振動耐性
溝付きバタフライバルブは、昨年の防火材料レポートによると、現代のCPVCおよび鋼製スプリンクラーラインに対して90％前後の良好な互換性を示しています。主な理由は、それらの継手が標準サイズに適合するためです。これらのバルブの設計方式は、振動をかなり低減するもので、剛性フランジ接続と比較して約40％振動が少なくなります。そのため、特に振動が問題となるポンプ吐出管路に適しています。ウェーハー式バルブは、古いフランジ式システムを改造する際に概ね問題なく機能しますが、保守担当者は通常、年に1回ボルトの点検と締め直しが必要です。都市部の環境では、時間の経過とともに1つのバルブあたりおおよそ2〜3回のサービス訪問が必要になると考えられます。両方のバルブ形式とも、NFPA 14のスタンドパイプに対する最低250ポンド毎平方インチ（psi）の要件を満たしていますが、設置業者は地震の多い地域では地盤の動きに耐える性能が高いことから、一般的に溝付きタイプを選択します。
バタフライバルブとゲートバルブ：火災安全における性能とコストメリット
軽量設計、小型サイズ、および低ライフサイクルコスト
2023年の流量制御分野の最近のデータによると、従来のゲートバルブの代わりにバタフライバルブを設置することで、コストを30～50％削減できる。コンパクトなウェーハー設計は、標準的な代替品と比べて約3分の2少ないスペースしか占めないため、機器が密集している狭い場所に最適である。現代のポリマーシートや優れたエンジニアリング技術のおかげで、重量も大幅に削減され、最大75％の軽量化が実現することもある。維持管理費も長期的に大きく低下する。2019年にFM Globalが実施した研究では、これらのバルブは古いタイプのゲートバルブシステムのように常に調整や潤滑を必要としないため、保守メンテナンスの頻度がはるかに少なくなり、10年間で約45％の維持費削減が可能であることが分かった。
使用頻度の低い消火設備システムにおいても優れた運転信頼性を発揮
クォーターターン機構により、長期間使用されないゲートバルブで頻繁に発生するステムの固着（ seizing ）を防止します。独立系研究機関による試験結果によると、5年間使用しなくてもバタフライバルブは約98.6％の確率で正常作動可能状態を維持するのに対し、ゲートバルブは約82％の信頼性にとどまります（NFPA Journal 2022年報告より）。耐久性のあるエラストマー製のゴムシートは、温度変動や振動が発生しても密封性能を保ち続けます。これは、非常時にのみ使用されるため長期間放置される消火設備におけるゲートバルブの主要な課題の一つを実際に解決しています。
事例研究：高層市営ビルにおけるゲートバルブからバタフライバルブへの更新工事
40階建ての市庁舎タワーでは、システム全体の古いゲートバルブをルグ式バタフライバルブに交換しました。メンテナンス担当者は、アップグレード前と比較して、これらの部品の修理に年間で72％少ない時間しか費やさなくなりました。昨年第3四半期に行われた緊急時のシミュレーションでは、消防士が各バルブ設置地点での問題箇所に到達する時間が、1か所あたり28秒短縮されたことに気づきました。業界団体IAFFの2021年のデータによると、設置後、水道事業者からの漏水による損失は40％減少しました。建物の構造を調べたところ、重量のあるバルブを交換したことで機械室の重量が約2.1トン軽減されていたことがわかりました。この余剰スペース 덕분に、施設の大規模な改修を行わずに追加の防火ポンプを設置することができ、非常に価値があることが判明しました。
よくある質問
防火システムでバタフライバルブを使用する主な利点は何ですか？
バタフライバルブは、四分の一回転で素早く動作する機構を備えており、火災時などの緊急時に水の流れを迅速に遮断できます。このような高速作動により、従来のゲートバルブ（複数回の完全回転が必要）と比べて建物の重大な損傷を防ぐことができます。
高圧条件下でのバタフライバルブの性能はどうですか？
現代のバタフライバルブは最大250PSIの圧力に耐えながらも漏れのない運転を維持するように設計されています。突然の圧力上昇が発生しても耐久性を高めるために、強化EPDMゴムやPTFEなどの先進素材が使用されています。
長期間使用しなくてもバタフライバルブは耐久性がありますか？
はい、バタフライバルブは腐食や摩耗に抵抗する素材で構成されており、長期間メンテナンスなしでも正常に作動し続けます。使用停止後5年経過しても、約98.6%という優れた作動信頼性を維持しています。
ウエア型とグーブド型のバタフライバルブの違いは何ですか？
ウエハータイプのバタフライバルブはコンパクトで狭いスペースに適していますが、取り付け時に変形を避けるため注意が必要です。溝付き（グローブド）バタフライバルブは工場製の継手を備えており、素早い設置と容易なメンテナンスが可能で、改造システムや地震発生地域に最適です。
防火用途ではなぜゲートバルブよりもバタフリバルブが好まれるのでしょうか？
バタフライバルブはコスト削減、小型設計、信頼性の向上が可能です。メンテナンス頻度が少なく、設置時間が短縮でき、軽量設計によりスペースや重量への影響を最小限に抑えるため、従来のゲートバルブよりも優れた利点があります。
