減圧弁 vs 安全弁 vs オーバーフローバルブ：違い、動作原理、選定ガイド

減圧弁 vs 安全弁 vs オーバーフローバルブ：何が違う？

減圧弁、安全弁、オーバーフローバルブはいずれも圧力制御弁に分類されますが、互換性はありません。それぞれが制御する圧力の位置（上流／下流）、作動条件、設置場所が異なります。

選定時に混同すると、下流圧力の不安定化、ポンプの継続的な過負荷、バルブの頻繁な作動（サイクリング）といった問題が生じる可能性があります。本ガイドでは、実際の運用条件を踏まえ、各弁の動作原理、設置位置、実用的な選定ポイントを平易な言葉で解説します。

迅速比較表

素早く選ぶには

バルブの下流側で圧力を低下・安定化させる必要がある場合は、減圧弁を選んでください。

入口側の圧力を制限する必要がある場合、まずバルブが異常な過圧時のみ開くのか、それとも頻繁または連続的に排出する必要があるのかを確認してください。

異常な過圧時のみの使用であれば、安全弁（リリーフ弁）が通常最も適した選択です。

頻繁または連続的な液体排出には、通常、オーバーフローバルブの方が適しています。

1. 減圧弁：下流側の圧力を低下・安定化

パイロット式減圧弁（球状黒鉛鋳鉄製、フランジ接続、25P）、下流側の圧力を低下・安定化するために直列に設置。

動作原理

減圧弁は配管内に直列に設置されます。流体は弁内部の絞り口を通過することで圧力降下を生じます。下流側の圧力はダイアフラムまたはピストンを介してフィードバックされ、スプリングの設定力と釣り合いがとられます。入口圧力や下流側の流量が変化した場合、弁のプラグが自動的に開度を調整し、出口圧力を所定の範囲内に維持します。

種類

ダイアフラム式：摩擦抵抗が小さく、高精度の制御感度や高速応答性が求められる用途に適しています。高精度減圧弁の試験データに基づく制御精度は2～3％です。

ピストン式：高入口圧力に適しています。高圧減圧弁は、最大350バールの入口圧力に耐えられます。

選定のポイント

流量：接続口径のみでサイズを選定しないでください。実際の流量が弁の制御能力を上回ると、二次側圧力が著しく低下する場合があります。その場合は、より大きなサイズの弁、または流量特性の優れた弁を選定してください。逆に弁が大きすぎると、長時間にわたり極めて小さな開度で動作することになり、制御の安定性が低下します。

フィルター：固形粒子を含む流体では、減圧弁の直前にフィルターを設置してください。入口に内蔵ストレーナーを備えた弁を推奨します。多くの高精度・高圧用減圧弁には、25μmのフィルターが装備されています。

2．安全弁：異常時の過圧保護

異常な過圧時に備えて、並列に設置されたスプリング式安全弁（赤色、フランジ接続）

動作原理

安全弁は、保護対象の機器または配管に並列に設置されます。圧力が設定圧力より低い場合、ばねの力で弁栓がシートに押し付けられ、弁は閉じた状態を保ちます。入口圧力が開放圧力範囲に達すると、弁が開いて流体を放出します。その後、圧力が低下すると再び閉じます。

応募

安全弁には、通常、ゴム製のソフトシールが用いられます。これは通常閉じている状態での密閉性が優れています。誤ったバルブの閉鎖、流体の熱膨張、または圧力調整部品の故障など、異常な状況による過圧保護に適しています。ただし、ソフトシールは長期間にわたる頻繁な開閉には不向きであるため、安全弁を通常のプロセス圧力制御や連続的なバイパス放出用の部品として使用してはなりません。

選定のポイント

設定圧力：通常の作業圧力に近すぎないように設定してください。そうでないと、弁が頻繁に開閉するおそれがあります。

放流能力：システム内で発生しうる最大過圧流量に基づき、適切なサイズを選定してください。弁が十分な量の媒体を所定の時間内に放出できることを確認してください。放流流量がシステムへの流入流量より小さい場合、圧力は引き続き上昇する可能性があります。

3. オーバーフローバルブ：過圧保護およびポンプ吐出側圧力制御

液体用ポンプ吐出側バイパスおよび圧力制御向けステンレス鋼ねじ式オーバーフローバルブ。

動作原理

オーバーフローバルブ（別名：圧力バイパスバルブ）は、主に液体系で使用され、固定容量ポンプの吐出側に設置されることが一般的です。作動機器の流量需要が減少したり、制御弁が閉じたり、システムの抵抗が増加したりすると、ポンプ吐出側の圧力が上昇します。このときオーバーフローバルブが開き、一部の液体をタンク、ポンプ吸込側、または他の低圧部へ戻すことで、ポンプ吐出側の圧力を制限します。

安全弁は異常な過圧を解消することに重点を置いていますが、オーバーフローバルブは、頻繁または連続的に液体を排出する必要があるポンプ吐出圧制御に適しています。両者は単に設定圧力が一致しているからといって、互いに置き換えられるものではありません。

主な用途（2つ）

1．システム圧力が異常に上昇した場合、オーバーフローバルブが開いて液体を放出し、最大圧力を制限します。

2．定量ポンプが連続的に流量を供給する場合、オーバーフローバルブはシステムの需要に応じて余剰流量を放出し、ポンプ吐出圧の制御にも関与します。

選定のポイント

圧力および流量：設定圧力、ポンプの最大吐出流量、通常のシステム需要流量、最大余剰流量、バルブ前後の圧力差を確認してください。

構造および作動頻度：バルブが偶発的に開くか、頻繁に作動するか、あるいは連続してオーバーフローするかに応じて、シート構造、シール材質、振動耐性、流量能力、寿命などを確認してください。

戻り配管と発熱：戻り配管の内径および出口側の背圧を確認してください。連続オーバーフロー時に液体が絞られることで発熱します。媒体の温度上昇、タンク容積、システムの冷却能力を評価してください。

用途別選定

選定を迅速に行うため、実際の使用条件に応じてバルブの種類を適切に選びます：

蒸気または圧縮ガスの圧力安定化 → パイロット式減圧弁（常時開放、直列設置）

配管・容器の過圧保護（排気頻度が極めて低い場合） → 弾簧式安全弁（常時閉止、並列設置）

容積式ポンプの吐出側で頻繁または連続的な液体バイパスが必要な場合 → ステンレス鋼製オーバーフローバルブ（並列設置、ポンプ吐出側）

4.常見問題

ポンプ吐出側の圧力制御に、安全弁をオーバーフローバルブの代わりに使用できますか？

安全弁は、適切な用途において異常な過圧を処理できますが、頻繁な作動や連続的な放流には必ずしも適していません。定量ポンプによる長時間のバイパス圧力制御が必要な場合、通常はオーバーフローバルブが適切な選択となります。

オーバーフローバルブを過圧保護に使用できますか？

オーバーフローバルブは、適切な液体システムにおいて最大圧力を制限できます。ただし、適用される規格または設計基準で明示的に「 安全弁 」の設置が要求されている場合は、汎用のオーバーフローバルブを代用することはできません。

減圧バルブには下流側の圧力解放保護が必要ですか？

これは、下流機器の許容圧力およびシステムの故障リスクによって異なります。減圧バルブの故障により下流圧力が機器の許容限界を超える可能性がある場合、独立した圧力解放装置を設置する必要があります。

5．バルブ選定に必要な情報

エンジニアやサプライヤーが適切なバルブの種類および製品適合性を判断できるよう、以下の情報をご準備ください。

流体の種類、腐食性、粘度、清浄度

入口圧力および目標出口圧力

通常時の流量、最大流量、または異常時における必要放流流量

使用温度、接続方式、作動頻度、出口側の背圧

まとめ

減圧弁、安全弁（リリーフ弁）、オーバーフローバルブはいずれも圧力を制御しますが、それぞれ異なる課題に対応しています。重要なのは、圧力制御が必要なシステムのどの部位か、バルブが通常開き（ノーマルオープン）か通常閉じ（ノーマルクローズド）か、また放流が偶発的か継続的かを明確にすることです。

海外のお客様およびエンジニアの皆様には、名称のみで選定するのではなく、使用条件に基づいて選定することが最も確実です。流体の種類、圧力、流量、温度、作動頻度をご提示いただければ、適切なバルブの種類をより容易に特定できます。