今日の世界で最も一般的なタイプのバルブはおそらくグローブバルブです。 何百万もの人が使用されていて、ほとんどがあなたの鼻の下にあるか、文字通りあなたの手の下にあります。 それは正しい - 蛇口バルブは、実際にはクロムメッキの光沢のあるコートの下に隠されたグローブバルブです。 これらの実用的なフロー制御装置は、すべてのホースビブの中心でもあります。 実際、配管業界では、他の業界セグメントよりも多くのグローブバルブが使用されています。
しかし、地球はまた、流速を規制する必要がある事実上すべての産業において嗜好の弁でもあります。 基本的なグローブバルブは、より複雑ないとこ、マルチターンコントロールバルブに似ています。 実際、制御バルブは、実際には、自動制御、バランス動作、ポジショナ、コントローラ、フィードバック回路などの形で取り付けられたベルとホイッスルを備えたグローブバルブです。
図1.ボルト付きボンネットグローブバルブ 
図2.鍛造鋼（FS）グローブバルブ 
図3.圧力シールグローブバルブ 
図4. Y型圧力シールグローブバルブ
グローブバルブは、ブロックまたはアイソレーションバルブとして使用することができますが、主に部分開放位置のフローを調整するように設計されていますが、ゲートバルブは全開位置または全閉位置用に設計されています。 オン・オフ・アイソレーション・サービス用のグローブ・バルブを検討する場合、ディスクを押し上げる強力な力に対して密閉を維持することは困難であるため、設計の選択は慎重に考慮する必要があります。
配管設計者は、バルブを指定するときに、開かれた状態で配管の直線をエミュレートすることを主に考慮します。 ゲート、バタフライ、フルポートボールタイプなどのバルブは、この点で非常に優れた仕事をします。 しかし、グローブバルブは、内部流路が畳み込まれているため、まっすぐなパイプランを模倣する上でうまく機能しません。 代わりに、傾斜したジグザグ流れは流体摩擦を生じ、弁を通る流体の流れを遅くする。 同じサイズのゲートバルブおよびグローブバルブの「Cv」（または流量係数の測定値）は、開いた状態ではほとんど流れ抵抗を持たないため、大幅に異なります。
ディスクまたはプラグと呼ばれるグローブバルブ閉鎖機構は、多くの異なる形状に機械加工することができる。 ディスクの形状を変えることによって、弁が開くときの弁を通る流量は、ステムの回転数に比例して大きく変えることができる。 ほとんどのサービスでは、より一般的な「従来の」ボールまたは球形のディスクデザインが使用されています。これは、ステムの任意の動きに対して他のデザインより多くを開くからです。 Vポートディスクのデザインは、幅広い開口率での細いスロットル用に使用され、グローブバルブのすべてのサイズに対応しています。 ニードルディスクの設計は、非常に微細な流量調整に使用されますが、通常はより小さいサイズの場合にのみ使用されます。 絶対シャットオフが必要な場合や、微小な浮遊粒子でシーリング流体に問題がある場合は、軟質シートのエラストマーインサートをディスクまたはシートに取り付けることができます。
トリム
グローブバルブでは、閉鎖操作の間に流体の流れに直面する構成要素をトリムと呼ぶ。 それらは、座席とディスクの向かい合っている、ステム、そして時にはステムをディスクに接続するハードウェアです。 適切なトリム設計と適切なトリム材の選択は、高い流体摩擦と複雑な流路を持つバルブ、特にグローブバルブの最大限の動作と寿命を得るために重要です。 シートとディスクが近づくにつれて、両方の速度と乱流が増加し、キャビテーションや浸食による損傷の可能性が生じます。 この上昇した速度は、トリムを食い止める原因となり、バルブを閉じた状態でひどく漏出させる結果となる。 グローブバルブを使用して腐食性の高い流体を制御すると、キャビテーションやエロージョンによる損傷が複合化する可能性があります。 この欠陥は、シートやディスクの薄いスライスのように見えることがあります。これはワイヤードローと呼ばれます。 しかし、迅速に修復されなければ、この最初の小さなリークパスが広がり、大きなリークパスになる可能性があります。
より小さなブロンズグローブバルブでは、トリムは残りのバルブと同じ材料か、より強度のある類似のブロンズ合金です。 アイアングローブバルブでは、通常のトリム材はブロンズです。 鉄バルブのこのトリムの指定は、 "鉄ボディ、ブロンズマウント"を意味する "IBBM"です。スチールバルブはさまざまなトリム材で提供されますが、通常、400シリーズのマルテンサイトステンレス鋼。 300シリーズのステンレス鋼および銅 - ニッケル合金だけでなく、ステライトなどの硬質フェーシングも使用されています。
パターンとデザイン
グローブバルブには3つの基本パターンがあります。 最も一般的なのは、ステムがパイプラインに対して垂直である「T」パターンです。 Tパターンと同様に、角度パターンは同様であるが、バルブは流れ制御装置と90度配管の両方として機能するように流れがバルブ内で90度回転される。 アングルパターングローブバルブは、ボイラーの上部で一般的に使用されており、クリスマスツリーと呼ばれる油井生産ユニットのほとんどのチョークに使用されるパターンです。
バルブの設計者は、基本的なグローブバルブの設計に満足していません。 ゲートやプラグのタイプなどの他の古いバルブの設計は100年前とほぼ同じですが、設計者はグローブのバルブの限界を広げて高性能な流量制御デバイスにしています。
第3の最新の設計である「Y」パターンは、より剛性の高い設計を提供するとともに、グローブバルブの本体内で発生する乱流を低減するために開発されました。 このタイプのグローブでは、ボンネット、ステム、ディスクが30度から45度の角度で傾斜しているため、流路がよりストレートになり、流体摩擦が少なくなります。 この減少した摩擦は、配管システムの全体的な流れ特性と同様に、バルブに対する腐食による損傷の可能性を低減することを意味する。
グローブバルブには様々なボンネットデザインがあり、それぞれのデザインには独自の目的があります。 小型のブロンズ製バルブの場合、内ネジ式立上りステーが最も人気があります。 この設計では、ステム・スレッドは、弁ボンネットの圧力/流体包絡線内に収容される。 このような設計は製造が容易であるが、糸がプロセス流体にさらされるという欠点がある。 その結果、腐食性流体に晒されると危険なステム・スレッドが損傷する可能性があります。 しかしながら、このタイプの弁は、通常、水または低圧蒸気に使用される。
約NPS 2以上のバルブや腐食性のあるバルブでは、ボンネットデザイン（ステムスレッドが圧力/流体エンベロープの外側にある）が非常に好まれます。 これらの設計の最も一般的なものは、大型の産業用グローブバルブの最も一般的な設計であるOS＆Yとも呼ばれる外ねじとヨークと呼ばれています。
グローブバルブのボディ/ボンネット接続にはさまざまなデザインがあります。 ボルト接続されたボンネットはほとんどのスチールとアイアングローブバルブにありますが、ネジ接続とユニオンボンネットの両方が小さなブロンズバルブにあります。 圧力シールボンネットは、Yパターン設計のような高圧、高温グローブバルブで使用されます。
ボイラーコネクション
グローブバルブとボイラーは、文字通り、比喩的に150年以上にわたりつながっています。 事実、地球儀バルブはボイラーにとって非常に重要です。アメリカ機械学会（ASME）のボイラーと圧力容器コードは、ボイラーのサービスでどのようにバルブを使用すべきかを規定しています。 ボイラー出力ラインの最初のバルブは、通常、ストップ・チェック・バルブで、ノンリターン・ストップ・バルブまたはボイラー・ストップ・バルブとも呼ばれます。 ストップ・チェックは、実際には、流れを調整するためのグローブ・バルブと逆流防止用のチェック・バルブの2つのバルブです。 ストップチェックのディスクはステムに取り付けられていませんが、バルブボンネットでガイドされ、ステムを上げると自由に上下に動くことができます。 これにより流量を調節することができますが、逆流が発生すると、ディスコネクトされたディスクはピストンチェックバルブとして機能し、迅速に閉じてボイラーへの逆流を防止します。 より緊密な遮断のために必要な場合、ストップチェックステムを下げて、ディスクが全開位置に動くのを防ぐことができます。
ボイラーの出力を調節することに加えて、ストップ・チェック・バルブは、チェックバルブとグローブ・バルブを組み合わせることが配管設計者にとって理にかなっている他の用途にも使用されます。
もう一つのボイラー・グローブ・バルブ・アプリケーションは、その遺産を鉄馬に戻します。 巨大な蒸気が蒸気の入った機関車の写真を見ると、仕事場のボイラブローダウングローブバルブが見えます。 ブローダウンバルブは、時に必要とされるボイラーから余分な水を除去することを可能にする。 ブローダウングローブバルブは、静止型ボイラーではまだ使用されています。
適応可能な設計
グローブバルブは、バルブ業界全体をキックスタートさせただけでなく、今日存在する巨大なコントロールバルブセグメントを作り出しました。 制御システム設計者は元のグローブバルブを取って自動制御装置に変えて、より生産的な方法で流体制御問題を解決しました。 当初、これらの圧力調整グローブバルブは、ボイラーおよびポンプの蒸気を制御するために開発されました。 ガバナとも呼ばれるこれらの早期制御バルブは現在、制御バルブと呼ばれ、流体制御を必要とするほぼすべての業界で世界中で使用されています。
グローブバルブの設計は、ハンドホイールやアクチュエータの調整やブロッキング以外のサービスにも非常に適しています。 標準のグローブバルブを取り、ハンドホイールとヨークブッシュを取り外し、校正されたスプリングまたはカウンターウェイトでそれらを交換すると、グローブは圧力リリーフバルブになります。 同じハンドホイールとヨークブシュを取り外してフロートとレバーに交換すると、レベルコントロールバルブになります。 おそらく最も目に見えるグローブバルブの適応は、ハンドホイールとヨークブッシングが長い延長チューブと火災の帽子で置き換えられたグローブバルブである消火栓です。
より小さい
ゲートやバタフライのような他のバルブデザインとは異なり、グローブは一般に非常に大きなサイズで製造されていません。 これは、ステム上に直接作用する円板の広い領域が、同じサイズのゲートまたは他の開閉弁に対して生成されるものよりもはるかに大きな力を生成するためである。 高差圧で作動するより大きなグローブバルブは、ほとんどの場合、通常は手動または電動歯車オペレータの形式で、または場合によってはハンマーブローハンドホイールの形で、圧力下で閉鎖するための機械的援助をほとんど必要とする。 バルブディスクの表面積が大きく、下からディスクに加えられる圧力のため、大型の低圧グローブバルブは、ボンネットの設計において、閉位置にあるときにシートが撓んでシートから漏れないようにするために、さらなる強度を必要とします。
非常に大きなグローブバルブは一般的ではありませんが、手のひらに収まる小さなグローブバルブがあります。 これらの小型バルブは、通常、固体のバーストックから製造され、科学的環境、流体サンプリングアプリケーション、または小径の流体調整が必要な場所で、計器バルブに幅広く使用されています。 多くはニードルディスクタイプであり、非常に正確なフロー制御を提供します。 いくつかのものは、チューブラインへの接続を容易にするために様々なチューブ接続部を備えています。 大部分のグローブバルブステムは回転式であるが、一部のステムは回転しないため、ステムのかじりの可能性が少なくなる。
大部分のグローブバルブは流れを調整するように設計されていますが、特別に設計された高圧Yタイプのタイプは、ブロックまたはオン/オフサービスで流体の流れをしっかりとシールするのに適しています。 ディスクがシート上で直接下に動くので、ステム上の推力は座席の力に直接伝達される。 これにより、実質的にすべてのアクチュエータ出力が、漏れに対してバルブをシールするために使用される。 多くの場合、これらの高圧グローブは、ボルト締めボンネットの代わりに圧力シールで作られています。 圧力シールボンネットは、内部流体圧力が増加するにつれてそのシール性を増加させる。
グローブバルブは、典型的には、好ましい流れ方向を有し、これは、通常、バルブ本体の外側に打ち抜かれ又は鋳込まれた矢印によって確認される。 最も一般的な配管および産業用の用途では、主要な流れの方向はディスクに対して上向きである。 この上向きの流れは、円板上および円周上でより滑らかであり、ステム上のディスクの自由回転をもたらし、バルブが適切なシートを見つけること、または閉じるときに「フィット」することを可能にする。 高圧ブロッキングまたはオン・オフ・サービスのようないくつかの用途では、流れの好ましい方向は、その下ではなく、ディスクの頂部に向かって下がる。 しかし、これらの状況はまれです。
スタンダードとマテリアル
グローブバルブの設計と施工には、多くの業界仕様があります。 不思議にも、他の主要なバルブタイプの基準を持つAmerican Petroleum Institute（API）には、NPS 2より大きいグローブバルブの標準がありません。表1に、グローブバルブのより一般的な基準の一部を示します。
グローブバルブの建設に使用される材料は、基本的な青銅から高ニッケルの超合金までの範囲を実行します。 ブロンズは依然として最も使用されているグローブバルブ材料であり、鉄と鋳鋼に密接に従っています。 極低温用途では、ステンレス鋼およびブロンズグローブバルブが一般的であり、パッキングランドの凍結を防ぐために延長ボンネットのみが必要です。
表1.一般的なグローブバルブ規格
MSS SP-42 - クラス150、耐食性、ゲート、グローブおよびチェックバルブ
MSS SP-80 - ブロンズゲート、グローブ、アングルバルブおよびチェックバルブ
MSS SP-85 - 灰色の鉄球とアングルバルブ、フランジ付きおよびネジ山付きの端
MSS SP-118 - コンパクトなスチールグローブとチェックバルブ（化学および石油精製サービス）
API 602 - 石油および天然ガス産業用の、サイズdn 100（NPS 2）以下のスチールゲート、グローブおよびチェックバルブ
BSI 1873 - 石油、石油化学および関連業界向けのスチールグローブおよびグローブストップ/チェックバルブ（フランジ付きおよび突合せ溶接用）
ISO 12149 - 汎用アプリケーション用のボルト付きボンネットスチールグローブバルブ
MSS - バルブ＆継手業界のメーカー標準化協会
API - アメリカ石油協会
BSI - 英国規格協会
ISO - 国際標準化機構
蛇口の風呂水、製油所の石油や発電所の蒸気を制御しているかどうかに関わらず、グローブバルブは「兵士」を24時間稼働させます。 150年後には基本設計が大きく変わったわけではありませんが、これらのバルブ・シリーズの高貴なメンバーは引き続き良好に機能し、今後150年間フロー制御工業に貴重なサービスを提供するはずです。
