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消火設備システムにおける電動蝶形弁の動作原理
電動蝶形弁の作動メカニズム
電動蝶形弁は、電動機に接続された回転円盤を使ったシンプルなメカニズムを通じて、消火システム内の水流を管理します。通電後、このモーターは軸を約90度回転させ、円盤をパイプに平行になるように配置して最大流量を許容するか、直角に配置して流れを完全に遮断します。このシステム全体は「クォーターターン方式」と呼ばれる仕組みに基づいており、このため、これらの弁は作動が非常に迅速です。火災の緊急時においては迅速性が非常に重要であり、消防士が貴重な時間を無駄にすることなく、迅速に設備を停止したり、必要に応じて水流を転回させることが求められます。
主要構成部品：円盤、軸、シート、タンパースイッチ
- ディスク ：耐久性を考慮して通常はステンレス鋼またはニッケル・アルミニウムブロンズ製で作られており、アラインメントと厚みによって流量容量を調整
- 幹 ：電動アクチュエーターからのトルクを伝達し、圧力下での剪断力に耐えながら円盤を回転
- 座席 ： 閉じた状態でディスクに対して水密性のシールを形成し、一般的にはEPDMまたは他の耐火性エラストマーが使用される
- タンパースイッチ ： ドライコンタクト（NO/NC構成）を通じてバルブの不正な操作を検出し、NFPA 72で要求されるように火災報知盤を通じてアラームをトリガーする
防火設計およびフェールセーフ機能
耐火蝶形弁は、1,200°F（華氏）を超える温度でも構造的な完全性を維持するために、EPDMシートやステンレス鋼部品などの耐熱性材料を使用している。フェールセーフモデルは、停電時に自動的に開位置に移行し、スプリンクラーへの水供給を途絶えさせない。冗長性のあるシールシステムにより、長時間にわたる熱ストレス下でも漏れを防止する。
位置表示およびシステム監視機能
統合リミットスイッチにより、バルブの状態（開／閉／部分開）をリアルタイムで火災報知制御盤に直接伝達します。監視回路によりアクチュエータの状態を監視し、24Vの低電圧や機械的な障害などの問題を30秒以内に検出可能で、火災抑制システムにおける自動監視に関するNFPA 72の要件を満たしています。
防火における電動蝶形弁の主な利点
遠隔操作および自動化機能
電動アクチュエータにより、火災報知盤やビル管理システム（BMS）と統合することで中央集中制御が可能となり、遠隔操作および継続的な監視を実現します。この自動化により、手動システムと比較して人的誤りを68％削減（NFPA 2022年調査）し、複雑な施設全体での連携した対応を支援します。
緊急時の迅速な応答性
直動式電動アクチュエータは、フルストロークを2秒未満で達成します。これはギア駆動式の代替製品より400ミリ秒高速です。このような速度は初期火災段階において重要であり、スプリンクラー作動の遅れにより炎の広がりリスクが34％増加します（Fire Protection Engineering 2023）.
効果的な水配分のための精密流量制御
設計されたディスクプロファイルにより、50～300PSIの作動圧力範囲で±5％の流量精度を実現しています。この高精度により、スプリンクラーネットワーク内の低圧区域を排除し、全負荷作動時にゲート弁でよく見られる急激な圧力上昇によるウォーターハンマーのリスクを軽減します。
エネルギー効率と運用信頼性
低消費電力アクチュエータ（10～24W）により、定期テストおよび非常作動時のエネルギー消費を削減します。フェールセーフ設計により、停電時に自動的に初期設定位置に戻ります。IP67評価の部品は100,000回以上の作動サイクルに対応し、UL 429耐久基準を満たしています。
NFPA基準への準拠とシステム統合
スプリンクラーおよびスタンパイプシステムにおけるバタフライ弁のNFPA 13およびNFPA 25の要件
電動バタフライ弁においては、業界規格への準拠が何よりも重要です。設置にあたってはNFPA 13のガイドラインに従う必要があり、定期的な点検・試験・保守作業はNFPA 25の要件を満たす必要があります。規格では、3ヶ月ごとに部品点検を実施し、1年ごとにタンパースイッチ試験を実施し、さらにNFPA 25の第5.3.4.1項で言及された重要な1.2％の基準値以下に漏洩量を抑えるための圧力試験を行うことが求められています。また、これらの弁はNFPA 13の第6.4.4.1項で規定された少なくとも175psiの耐圧性能を備えている必要があり、スプリンクラーシステムでもスタンパイプ構成でもフルフロー能力を発揮しなければなりません。これらの仕様を満たすことは単なる書類上の手続きではなく、火災防止システムの信頼性と安全性に直接影響を与えるのです。
接続タイプ：ウェーハ形、ラグ形、ダブルフランジ形、溶接形
4種類の主要接続タイプがさまざまな設置ニーズに対応します：
- ウェーハー式 バルブ（現代の設置案件の85%で使用）はコンパクトなスペースに適合し、改修プロジェクトに最適です
- ラグ形 配管区間の分離が可能で、システム全体の排水を必要としません
- ダブルフランジ形 接続は大口径（直径8インチ以上）の産業用途に標準です
- 溶接端面形 永久的で漏れのない継ぎ手を提供します。現場調査では、振動の大きい環境において、ネジ式の代替継手に比べて継ぎ手の故障率を63%削減することが示されています
防水および危険な環境での使用に適したIP67/IP68の保護等級
IP68評価の封止構造を備えたアクチュエータは、最大3メートルの水深に72時間耐えることができ、豪雨時や洗浄作業時の確実な動作を保証します。これらの評価は、化学的に腐食性のある環境や高湿度環境など、頻繁な高圧洗浄を必要とする区域においてNFPA 484第10章の適合性をサポートします。
火災報知設備および建物管理システムとの連携
最新の電動蝶形弁はModbus RTUまたはBACnetプロトコルをサポートしており、火災報知制御盤およびBMSプラットフォームとのシームレスな通信を可能にします。この連携により、自動的な区域の遮断機能を実現し、NFPA 72に準拠した監視信号の維持が可能となります。第三者機関の試験により、アドレス指定可能な火災報知システムと接続した際の応答時間は50ミリ秒未満であることが確認されています。
耐久性、メンテナンス性および長期性能
持続的な火災保護サービスに耐える頑丈な構造
ダクタイル鋳鉄またはステンレス鋼で構成され、耐火性エラストマー座面を備えたこれらのバルブは、250 psiを超える水圧および華氏400°F（摂氏204°C）までの温度に耐えることができます。UL/FM規格に認定されており、いたずら防止設計のステムと補強ディスクを備え、50,000回以上の作動サイクルにも劣化することはありません。
低メンテナンス性と高信頼性
エポキシコーティング仕様のボディとシールドベアリングにより、潤滑の必要性を排除し、市水供給におけるミネラル堆積に抵抗します。NSF/ANSI 61認定素材を使用することで、設置済みバルブの98%が年に1回の点検だけで済み、ライフサイクルコストを従来のゲートバルブと比較して30～45%削減します。
極限条件下での耐用年数と性能
加速老化試験の結果、NFPA 25準拠モデルは、サイクリックな熱ストレス（-40°F～500°F）や化学汚染物質にさらされても、25年以上にわたって完全な機能を維持することが確認されています。待機状態後の評価では漏洩率が1％未満であり、必要時に即時かつ確実に作動することが保証されています。
コストパフォーマンスと用途の汎用性
ライフサイクルコストの削減と運用コストの節減
ニッケル・アルミニウムブロンズ製ディスクとEPDM製シートにより、摩耗が最小限に抑えられ、15～20年の長寿命を実現します。自動ポジション検証機能により、手動でのバルブ点検が必要なくなり、大規模な商業・工業施設における点検作業コストを40％削減します。
設置の容易さと操作性の向上
標準化されたフランジインターフェースにより、ゲートバルブ交換に通常8～12時間かかるところを、3～5時間という大幅に短縮された時間で据え付けが可能です。プラグアンドプレイ式のアクチュエータ接続と防犯配線により、専用工具なしに既存の火災報知システムに簡単に統合できます。
さまざまな火災保護システム構成での多用途な使用
90°回転設計により、スプリンクラーシステムや立て管、フォーム消火ネットワークにおける垂直または水平配管レイアウトに対応できます。UL認証モデルは極端な温度条件（-40°F～300°F）でも信頼性を持って動作するため、駐車場、化学工場、高層ビルなどに適しています。
よくある質問
防火システムにおいてバタフライバルブとは何か、その用途は？
電動バタフライバルブは、防火システム内で水流を制御するために使用され、火災発生時の必要に応じて水の方向を変更したり、該当区画を迅速に停止したりできます。
電動バタフライバルブの作動速度はどのくらいですか？
バタフライ弁における直動式電気アクチュエーターは、2秒未満で全開閉ストロークを達成でき、火災時の迅速な対応において重要です。
バタフライ弁はどのような素材で作られていますか？
バタフライ弁のディスクには一般的にステンレス鋼やニッケル・アルミニウムブロンズが、シートには耐久性と水密性を確保するためにEPDMまたは同様のエラストマーが使用されます。
電気式バタフライ弁は火災報知システムとどのように連携しますか？
電気式バタフライ弁はModbus RTUやBACnetなどのプロトコルを使用し、火災報知制御盤や建物管理システムと通信することで、監視および迅速な対応機能を実現します。
