ソレノイドバルブとは何ですか?

ソレノイドバルブとは？

ソレノイドバルブは磁気で作動するバルブです。電気機械式バルブと呼ばれることもあります。電気的な部分はソレノイドを指します。ソレノイドは円筒形のコイル状の電線で、通電すると磁場を発生させます。この磁場は鉄製のプランジャーを動かすために使用され、プランジャーは直接的または間接的にバルブを開閉します。

ソレノイドバルブは、いくつかの異なるパラメータに基づいて分類されます。1つ目は、動作メカニズムに基づいています。

直動型 - 直動型ソレノイドバルブは、プランジャーを使用してオリフィス（小さな開口部）を直接閉じます。大型の直動式バルブには非常に大きなソレノイドが必要となるため、これらのバルブはほぼすべて小型です。これらのソレノイドは高価になるため、代わりにパイロット操作式ソレノイドバルブが使用されます。

パイロット操作式 - パイロット操作式バルブは、流体の圧力を利用してオリフィスを閉じて密閉します。これにより、ソレノイドを大型化することなく、より大きなオリフィスを実現できます。

2つ目の分類は、バルブの休止状態に基づいています。

ノーマリークローズ（N.C.） - ノーマリークローズバルブは、休止状態（非通電状態）では閉じています。これは最も一般的なバルブです。

ノーマリーオープン（N.O.） - ノーマリーオープンバルブは、休止状態（非通電状態）で開いています。

最後に、バルブは物質の流れの方向によって分類することもできます。

単方向 - 物質は指定された方向に流れなければなりません。通常、矢印で示されます。

双方向 - 物質はどちらの方向にも流れます。

図1.1は、典型的な直動式バルブを示しています。このバルブは2つの異なる部分で構成されています。ネジ付きメス接続部を持つ金属本体は、ガスケットで密閉する 2 つの真鍮部品からできています。ガスケットの材質は、バルブの用途を決定する主な要因です。NBR 製のガスケットは石油化学製品には使用できません。VITON 製のガスケットはどのような用途にも安全です。バルブの 2 番目の部分は、開閉を司る部分です。黒い筐体にはソレノイドが収納されており、通電すると磁場が生成されます。磁場は鉄製プランジャーに作用し、プランジャーが小さなオリフィスを開きます。直動式バルブの場合、これがメイン オリフィスになります。パイロット操作式バルブの場合、小さなオリフィスはガスケット上の液体の圧力を解放するだけです。圧力が解放されると、ガスケットは自由に動き、大きなオリフィスの詰まりを効果的に解消します。パイロット操作弁は、効果的に作動するために圧力が必要です。

 

前述のように、ソレノイドバルブの有効径は、パイロット操作またはサーボ操作によって増加させることができます。サーボ操作弁は、入口圧力と出口圧力がバルブの動作に不可欠であるため、一方向弁です。

図1.3に示すように、サーボダイヤフラムには小さな穴があります。動作原理は以下のとおりです。

バルブが閉じているとき、流体はダイヤフラムの穴から漏れ出します（図1.3および1.4）。そして、入口圧力がダイヤフラムに作用し、ダイヤフラムを閉位置に保持します。つまり、入口圧力が高いほど、ダイヤフラムを閉じる力も高くなります。これは直動式バルブには当てはまりません。

バルブが開位置にあるとき（NCバルブの場合は通電状態）、小さなプランジャーだけが入口圧力に逆らって動き、ダイヤフラム全体が動くことはありません。そのため、ダイヤフラムを押し出していた流体は、小さなオリフィスから漏れ出します（図1.2）。この動作によりダイヤフラムにかかる圧力が低下し、最終的にコイルはオリフィス全体を開くエネルギーを得ます。

最後に、ソレノイドバルブは配管ねじ山によって分類されます。つまり、¾インチソレノイドバルブは通常、¾インチのNPTねじ山です。世界各地で使用されている規格もありますが、NPTは米国の標準であるため、米国で販売されるバルブの標準規格とされています。当社のブランドであるU.S. Solidは、ほぼすべてNPTねじ山を使用しており、他の種類のねじ山が使用されている場合は明確に表示します。

ソレノイドバルブは驚異的な技術の結晶です。自動車、灌漑システム、その他数多くの用途で使用されています。そのシンプルさとコストパフォーマンスは、DIY愛好家にとって最適な製品となっています。近日中に、ソレノイドバルブの実世界における活用例や使用例をご紹介いたします。近日中にブログでお知らせいたしますので、ぜひご覧ください。