ニードルバルブは、クリーンな気体や液体の流量を正確に制御するために使用されます。ステムとプランジャーを段階的に調整することで、スムーズな流量制御が可能です。これらのバルブは一般に流量が少なく、入口から出口までの圧力降下が比較的大きくなります。ニードル バルブの標準ポート サイズは、1/8 インチから 2 インチ (2 から 12 mm) です。ニードル バルブの最も一般的な用途は、タンク内のプロパンなどのガスの流れを制御することです。
• ニードル バルブの仕組み
ニードル バルブのプランジャーは先が細くなっており、ハンドルを回すと上下してオリフィスを開閉します。図 2 は、ニードル バルブ、その設計、およびさまざまなコンポーネントの断面図を示しています。ハンドル (図 2 A のラベル) は、ステム (図 2 B のラベル) と呼ばれるプランジャーに接続されています。ハンドルを回すと、プランジャーがねじ山を通って上下に移動します (図 2 C のラベルが付いています)。ロッキング ナット (図 2 の D) は、プランジャーが完全に外れるのを防ぎます。プランジャーが下に移動すると、尖った (テーパーが付いた) 端 (図 2 E のラベル) がバルブ シートに接触し、オリフィスを完全に密閉します (図 2 F のラベル)。多くの場合、バルブ シートも先細になっています。これにより、正確な流量制御が可能になります。
入力および出力のポート接続 (図 2 の G のラベル) を介してニードル バルブをパイプまたはホースに接続するために利用できるさまざまなオプションとサイズがあります。たとえば、ねじ込み、フランジ、溶接などです。ボンネットはバルブ ハウジング (図 2 の H のラベル) に接続されており、真鍮やステンレス鋼などのさまざまな材料で作ることができます。
さまざまなタイプのニードルバルブ
手動式のねじ付きニードル バルブ (前のセクションで説明) は、最も一般的なタイプのニードル バルブです。 2 つの追加のバリアントは次のとおりです。
• 電動ニードル バルブ: これらのニードル バルブは、電動または空圧アクチュエータを使用してプランジャに接続し、回転させます。これらは、リモートで制御したり、クローズド ループ システムで使用したり、タイマーを取り付けて流量をリモートで正確に制御したりできます。
• アングル ニードル バルブ: これらのニードル バルブは、インライン フローではなく、インレットからの流れを 90 度回転させます。同じ操作コンセプトが適用されますが、90 度の角度によりシステム統合が向上します。図 3 にアングル ニードル バルブの例を示します。
ニードルバルブの選択
ニードル バルブを選択するときは、材料、圧力、サイズ、および温度の 4 つの主な特性および/またはアプリケーション要件を考慮する必要があります。
素材
ニードル バルブ ハウジングの材質 (図 2 のラベル I) は、用途に応じて指定されます。最も一般的なバルブ ハウジングの材質は、耐薬品性の範囲から真鍮とステンレス鋼です。ただし、特別な用途に使用できる他の材料もあります。
真鍮
真鍮ニードル バルブは、油圧システム、飲料水、高温用途、およびガス配管に適しています。これらは中性で非腐食性の媒体に最適であり、飲料水用途で最も一般的に実装されています。ただし、塩水（海水）、蒸留水、酸、塩化物には使用しないでください。
ステンレス鋼
ステンレス製のニードル バルブは、ほぼすべての媒体に対して全体的に優れた耐薬品性を備えています。この素材は非常に耐久性があり、高温や高圧に耐えることができます。ステンレス鋼が腐食するために塩水に継続的にさらされる場合を除き、海水のような攻撃的で腐食性の媒体に適しています。
プラスチック
プラスチックニードルバルブは、純粋で腐食性の流体を微調整するために使用されます。ただし、プラスチックは高温や高圧に耐えることができず、通常は摂氏 60 度未満の用途に使用されます。
プレッシャー
システム内の圧力のアプリケーション要件を理解することは、正しいニードル バルブを選択するために重要です。堅牢なニードル バルブは、華氏 100° (摂氏 38°) で最大 4,000 ～ 5,000 psi (275 ～ 413 bar) の圧力を処理できます。高圧油圧アプリケーションのように、より高い圧力が必要な場合は、華氏 100° (摂氏 38°) で最大 10000 psi (689 バール) の圧力を処理できる高性能バルブを利用できます。真空ニードル設計により、低圧に対応できます。
ポートとオリフィスのサイズ
ニードル バルブは、さまざまなポートおよびオリフィス サイズで利用できます。接続ポートには、オスまたはメスの端があります。使用される一般的なねじ規格は、NPT (National American Pipe Thread)、BSP (British Standard Pipe)、またはメートル法 (ISO 規格) です。最も一般的に使用されるニードル バルブは、2 ～ 12 mm または 1/8 ～ 2 インチの範囲です。適切なポート サイズとオリフィス サイズを確保することで、摩耗や漏れの可能性を減らしながら、効率的な流れとシステム操作が保証されます。
温度
ニードルバルブは、高温または低温用途に適しています。特に極端な温度の場合は、バルブ ハウジングとパッキン/シーリング材を適切に指定して、要件に耐えられるようにしてください。最も一般的な 2 つのシーリング材料は、華氏 -65° から華氏 450° (摂氏 -54°) の温度範囲に対応する PTFE (テフロン) です。
