チェックバルブ種類、利点、用途

油圧・空圧システムは、私たちの日常生活に幅広く応用されている。住宅やオフィス、ショッピングモールなどでは水を使用するため、組織的な水管理システムが必要です。また、重機や自家用車を動かすには油圧システムが必要である。空気圧システムは、HVACシステム、ガス作動の製造装置などに見られます。つまり、これらのシステムはなくてはならないものなのです。さて、これらのシステムで重要な役割を果たすのがコントロールバルブです。そのため、逆止弁は最も広く使われている部品の一つです。

一方向バルブには様々なタイプがあります。これらのタイプは、異なる構成やユニークなアプリケーションに基づいて異なる場合があります。詳しく見ていきましょう。

チェックバルブとは？

逆止弁はワンウェイバルブとしても有名である。また、逆流防止弁とも呼ばれることもある。逆止弁は、一方向への流体の流れを可能にするために特別に設計された機械装置である。つまり、反対方向への流体や気体の逆流を防ぎます。これらのバルブは、様々な流体システムの効率を確保するために特に重要である。

いくつかの例を考えてみよう。一般的な水管井戸の仕組みを見たことがあるだろうか。分解してみると、管井とパイプの間にゴム製の逆止弁があるのを発見するかもしれない。この逆止弁は通常、ポンプ作動中に水が上方へ流れるようになっている。同様の用途は、配管システムにも見られる。その他の油圧システムには、水処理プラント、防火システムなどがある。空気圧システムでは、HVAC機器、ガス、製造業が一般的である。

ワンウェイバルブの仕組み

前述の通り、一方向弁は流体や気体の逆流を防ぐ。従って、一方向の流体の流れのみを可能にする自動作動メカニズムが必要です。この自動機能により、手動による介入の必要性が減少します。その結果、オペレーターは流体システムの効率と信頼性を確実に向上させることができます。

さらに、この機構は通常、流体圧力と内部部品のバランスに依存している。注目すべき部品には、ディスク、ボール、フラップなどがある。これらの部品は、流体または気体が所望の方向に動くと持ち上がったり、揺動したりして、流れを許容する。流体が逆流しようとすると、自動的に閉じます。バルブの効果的なシールは、汚染や混合を防ぎます。

チェックバルブの種類

チェックバルブは通常、デザイン、作動メカニズム、アプリケーションの点で異なる。それぞれが他のものと区別する特定の品質を持っています。動作メカニズム、デザイン＆構造、およびアプリケーションは、それらを区別する本質的な側面である。それは時々設置条件、フロー制御および長所及び短所によって定まる。  

したがって、これらの違いを理解することは、プロジェクトに適した製品を選択するのに役立ちます。以下では、多くの用途でよく見られる11種類の最も一般的な逆止弁についてお話します。わかりやすくするため、それぞれの動作原理、長所、短所について言及する。

Type#1 ボールチェックバルブ

その名の通り、ボールチェックバルブは通常ボールによって機能します。このボールは通常、バルブの内部で上下に動く。これらのバルブに使用されているシートは、ボールのための所定の経路を持っています。その結果、前方の流れがあるとき、ボールはバルブシートに対して流体によって押されます。その結果、流体が逆流するのを防ぐシールを作ることができます。

長所

1. ほとんどの用途で効率的かつ便利
2. 低メンテナンス
3. 他のタイプよりもコスト効率の高いソリューション
4. 堅牢で、低圧および高圧用途に適しています。

短所

1. 詰まりやすい
2. 長期的なスロットリングには適さないかもしれない。

Type#2 スイングチェックバルブ

スイングチェックバルブは、スイングディスクが開いて流れを許容し、閉じて逆流を防ぐのが特徴です。スイングチェックバルブの主要部品には、スイングディスク、ヒンジ機構、ボディが含まれます。スイングディスクは平らな円筒形の構造をしています。本体に取り付けられたヒンジでスイングします。流体が正しい方向に流れると、ディスクはスイングして開き、通過を許可します。逆に、ディスクはスイングして閉じた位置に戻り、逆流を防ぎます。

長所

1. 低乱流・低圧力損失
2. シートリングは交換可能。そのため、耐久性に優れ、長期間使用できる。
3. 低圧でもより楽にバルブが開く

短所

1. 脈動流には適さない。そうでなければ、材料の流れは連続的である必要があります。
2. 高圧用途には適さないかもしれない。
3. クラックの影響を受けやすい

#3型 リフトチェックバルブ

リフトチェックバルブは、流体の流れに応じてリフトまたは移動するディスクまたはピストン機構を介して動作します。順方向の流れの場合、通過を許可します。逆に、逆流を阻止するために閉じます。これらのノン・リターン・バルブに使用される主要部品は、可動ディスクまたはピストンとボディである。ディスクは通常、バルブ内のヒンジまたはピボットに取り付けられている。これは、順方向の流れの間に上向きの動きを容易にします。

長所

1. 外部可動部品なし
2. コストパフォーマンスと信頼性
3. フレキシブルで優れたコントロール性

短所

1. 時間が経てば、高いエネルギーコストが必要となる。

タイプ#4バタフライチェックバルブ

バタフライ逆止弁は、2枚のディスクのうちの1枚を使用して、パイプラインを通る流体の流れを調整します。これがバタフライチェックバルブの重要な構成要素です。蝶の羽に似ています。その他の主要部品には、バルブ本体と、ディスクをアクチュエータに接続するシャフトがあります。アクチュエーターは自動と手動の両方があります。通常、ディスクの回転を制御し、流体の流れ方向をシームレスに制御します。

まあね、 バタフライチェックバルブ にはさまざまなタイプがある。一般的なタイプには、ウェハータイプ、ラグタイプ、フランジタイプ、突き合わせ溶接タイプなどがある。これらの種類は通常、異なる用途に基づいていることに注意してください。  

長所

1. 軽量・コンパクト設計
2. コストパフォーマンスと信頼性
3. 迅速かつ効率的
4. 流暢な圧力制御

短所

1. 高圧絞りには適さない
2. キャビテーションとチョックド・フロー

Type#5 ウェーハタイプチェックバルブ

このノンリターンバルブはスリムで軽量です。ウェハータイプのチェックバルブは、特にそのウェハータイプの薄さが特徴です。これは、追加のガスケットなしでフランジの間にそれらを簡単にインストールすることができます。ウェハータイプチェックバルブの主要部品はディスクとバルブボディです。ディスクは、技術的には逆流を防止しながら一方向に流体を流すことができます。一方、バルブは一般的にコンパクトで、様々な用途に適した材料で作られています。

長所

1. 高速：流れの方向の変化に素早く反応します。そのため、大流量のシステムに最適です。

短所

1. 急激なバタつきによるノイズが発生することがある。
2. 効果的なシーリングができない可能性がある。そのため、ほとんどの場合、漏れが生じる可能性がある。

タイプ#6ティルティングディスクチェックバルブ

ティルティングディスクチェックバルブは、特殊な一方向弁です。これらのバルブは、流体に順方向圧力がかかると流路から離れるように傾くディスクを含んでいます。逆に、流れが逆流するとディスクは閉位置に戻り、逆流を防ぎます。その他の重要な部品には、ヒンジピンとボディがある。ヒンジピンは枢動運動を提供します。一方、頑丈なバルブ本体は、効率的な流体の通過を容易にします。

長所

1. ディスクの両面を通過できるように設計されている。その結果、ヘッドロスが極めて少なくなっている。
2. 高圧用途に適している
3. 柔軟性と制御性

短所

1. 廃水用途には適さないかもしれない。
2. 他のタイプのワンウェイバルブより比較的高価

Type#7 サイレントチェックバルブ

これらのバルブはノンスラムバルブとしても有名です。騒音や振動の原因となる水のハンマーを防ぐために設計された特殊な一方向弁です。サイレントチェックバルブは、流れの反転の影響を減らすことが必要なアプリケーションに最適です。最も一般的な用途としては、給水システムや工業プロセスなどがあります。

サイレントチェックバルブの主要部品には、弾力性のあるヒンジ機構、ディスク、頑丈なボディが含まれる。ヒンジ機構は通常、ゴムやエラストマーのような材料で作られています。サイレントチェックバルブの設計は、閉鎖動作を減衰させることにより、静かな動作を保証します。ウォーターハンマーの影響による騒音や損傷を軽減します。

長所

1. 騒音とバタつきを低減
2. 高揚程の清浄水用途に最適

短所

1. 他のタイプのノン・リターン・バルブよりも高価である。

Type#8 ダックビルチェックバルブ

これらのワンウェイバルブには、柔軟なエラストマー製の「ダックビル」形状のスリットまたはノズルが付属しています。これはアヒルの梁に似ています。実はこれがダックビルチェックバルブの重要な部品なのです。圧力がかかると開き、圧力がなくなると閉じます。このノズルは通常、柔軟性のあるシリコン製かゴム製である。軽量でコンパクトなデザインです。

長所

1. 開閉に介入不要
2. 多様な圧力範囲で作動できる。
3. 低ノイズ動作
4. 費用対効果

短所

1. 流量制御の制限
2. 使用されている素材のほとんどがエラストマーであるため、攻撃的な化学薬品を使用する際には問題になるかもしれない。  
3. 限られた調整機能

Type#9ダイヤフラムチェックバルブ

その名の通り、一方向バルブの主要部品はダイヤフラムである。これはバルブ本体内に配置された柔軟な膜である。バリアとして機能し、流体が一方向に通過することを可能にします。逆に、逆流を防ぐためにしっかりとシールします。この重要な部品はゴムや合成ポリマーで作られていることが多い。ダイヤフラム逆止弁は、逆流防止が懸念される用途で広く普及しています。一般的な用途としては、廃水処理や工業プロセスなどがあります。

長所

1. これらのノン・リターン・バルブは高圧・高温に対応できます。
2. ダイヤフラムチェックバルブはまた、腐食や摩耗に対して優れた耐性を発揮します。

短所

1. 限られたサイズ範囲
2. ダイヤフラムチェックバルブは真空サービスには理想的ではありません。

タイプ#10フートチェックバルブ

フートチェックバルブはボトムバルブとしても人気があります。これらの一方向弁は、ポンプの吸入口に設置するように設計されています。逆流を防ぎ、吸込ラインのプライムを維持します。フートチェックバルブの重要なコンポーネントは、ボディ、シート、およびヒンジ付きディスクです。バルブ本体は、取り付けが簡単なように、ネジ式またはフランジ式の接続部を持っています。弁座は適切な密閉を確保し、ヒンジ付きディスクは必要に応じて開閉します。

長所

1. サクション・リフト用途に最適
2. 軽量・コンパクト設計
3. 他のタイプより安い

短所

1. 素材の選択肢が限られている
2. ポンプのサクションラインの末端にのみ使用できる。

タイプ#11 空気式チェッキ弁

その名が示すように、これらの一方向弁は空気圧システムでの使用に最適です。その主な目的は、逆流を阻止しながら空気を一方向に通過させることである。空気圧チェックバルブは、スプリング、ポペットまたはディスク、ボディの3つの主要部品で構成されています。これらの要素が組み合わさって、空気の流れの方向を制御します。

長所

1. エネルギー効率
2. 高圧用途に適している
3. 空圧制御装置は、優れた作動圧調整機能を備えています。
4. 迅速な対応

短所

1. 空気が漏れやすい
2. 運転中に騒音が発生する場合があります。そのため、騒音に敏感な場所には適さない場合があります。

専門家のアドバイス

逆止弁には、さまざまな機構を持つ多様なタイプがあることが分かってきた。また、材質やサイズも様々です。したがって、あなたのアプリケーションに適したノンリターンバルブを選択することは困難になります。このような問題を解決するには、いくつかの考慮事項に焦点を当てる必要があります。さて、これらの考慮事項は、適切な製品を選択する際に情報に基づいた意思決定を行うのに役立ちます。

Tip#1 フロー特性

逆止弁の種類によって流量特性が異なることに注意。例えば、ボールバルブは抵抗が小さく、大流量に適している。一方、スイングバルブは不規則な流れのシステムで逆流を防ぎます。

チップ#2 流体タイプ

バルブの中には、腐食性の化学薬品やスラリーなど、特定の流体を扱うように設計されているものもある。そのため、流体の適合性をチェックすることは不可欠です。

Tip#3 圧力に関する考慮事項

圧力条件によってチェックバルブの種類が決まることが多い。例えば、バタフライバルブは高圧用途には適さないかもしれない。逆に高圧用途にはボールバルブが選ばれることが多い。したがって、適切な製品を選択する際には、圧力条件を評価することが重要です。

Tip#4 ノンスラム特性

逆止弁の閉まるスピードが速すぎると、運動エネルギーが高圧に変わってしまいます。この状態はパイプにストレスを与え、高い騒音を引き起こす可能性があります。

ヒント#5 コストとパフォーマンスのバランス

最後に、設置の全体的なコストとシステムの全体的な性能のバランスを取りましょう。高品質の逆止弁に投資すれば、初期費用は高くなるかもしれませんが、長期的なメリットは保証されます。