チェックバルブの分類と設置方向
チェックバルブの概要
チェックバルブは重要な流体制御装置であり、水利プロジェクト、石油化学、環境保護などの分野で広く使用されています。その主な機能は、流体の逆流を防ぎ、パイプラインシステムにおける流体の流れを一方向に維持することです。チェックバルブの分類と設置方向は、その性能と耐用年数に直接影響します。この記事では、チェックバルブの種類と設置方向に関する考慮事項について詳しく説明します。
チェックバルブの主な種類
チェックバルブは、その構造と動作原理に応じて、主に以下のタイプに分類されます。
1. ダブルプレートチェックバルブ
2. チェックバルブを持ち上げる
3. ボールチェックバルブ
4. スイングチェックバルブ
チェックバルブの取り付け方向の種類
1. 水平設置：水平方向のパイプラインにチェックバルブを設置する方法を指します。低圧パイプラインシステムでよく使用され、バルブフラップの直径はパイプラインの直径よりも大きくなります。
2. 垂直設置：垂直のパイプラインにチェックバルブを設置する方法を指します。高圧パイプラインシステムでよく使用され、バルブフラップの直径はパイプラインの直径よりも小さくなります。
1. ダブルディスクチェックバルブ
デュアルディスクチェックバルブ通常、2枚の半円板で構成され、流体の中心線に垂直にステムの周囲を回転します。ダブルディスクチェックバルブは、長さが短いコンパクトなバルブです。2つのフランジの間に設置され、通常はクランプまたはフランジで固定されます。通常、直径1200mm以下の配管に使用されます。
ダブルディスクチェックバルブの取り付け方向
ダブルディスクチェックバルブは、配管に水平または垂直に設置できます。水平設置の場合、チェックバルブの開閉が重力の影響を受けるため、開弁速度がより安定し、配管の圧力損失を効果的に低減できます。垂直設置の場合、バルブが閉弁時に重力の影響を受けるため、密閉性が向上します。さらに、垂直設置は、流体の急激な変化時にチェックバルブのディスクが急激に振動するのを防ぎ、ディスクとバルブシートの振動摩耗を軽減し、バルブの寿命を延ばします。
2. スイングチェックバルブ
スイングチェックバルブ弁体を有します。媒体が前方に流れると弁体が押し開かれ、媒体が逆方向に流れると弁体が弁座に押し戻されて逆流を防止します。このタイプのバルブは、構造がシンプルで抵抗が少ないため、大口径のパイプラインでよく使用されます。
スイングチェックバルブの取り付け方向
スイングチェックバルブは水平または垂直に設置できますが、一般的には水平配管への設置が推奨されます。実際の状況に応じて、スイングチェックバルブは斜めに設置することもできます。設置角度が45度を超えず、設置位置が適切であれば、バルブの正常な開閉機能に影響を与えません。
3. 水平リフトチェックバルブ
水平リフト式チェックバルブの弁体は、バルブ本体内のガイドレールに沿って上下に動きます。媒体が前方に流れると弁体が上昇し、逆方向に流れると弁体が弁座に下降して逆流を防止します。
水平リフトチェックバルブの取り付け方向
水平リフト式チェックバルブは、水平配管に設置する必要があります。垂直に設置すると、バルブコアが水平状態になるため、自重によってバルブシートとの芯出し性能が低下し、バルブコアのシール性能に影響を与えます。
4. 垂直リフトチェックバルブ
垂直の場合リフトチェックバルブバルブコアの移動方向は配管方向と平行であり、バルブコアの中心は流路の中心と一致します。
垂直リフトチェックバルブの取り付け方向
垂直チェックバルブは、流れが止まると重力によってバルブディスクがすぐに閉じるため、媒体が上向きに流れるパイプに垂直に設置する必要があります。
5. ボールチェックバルブ
ボールチェックバルブは、バルブ本体内で上下に移動するボールを使用します。媒体が前方に流れると、ボールはバルブシートから押し出され、流路が開いて媒体が通過します。一方、媒体が逆方向に流れると、ボールはバルブシートに戻り、逆流を防ぎます。
ボールチェックバルブの取り付け方向
ボールチェックバルブは水平配管にも設置できますが、特に流体が上向きに流れる場合は、垂直配管の方が適しています。ボールの自重により、流体が停止した際にバルブがしっかりと密閉されます。
チェックバルブの垂直設置に影響を与える要因
チェックバルブを垂直に設置する場合、効果的な動作を確保するためにいくつかの要素を考慮する必要があります。
1. 流れの方向
垂直設置の場合、媒体の流れ方向が非常に重要です。上向きに流れる場合、媒体の圧力によってバルブディスクが開き、重力によってバルブディスクが元の位置に戻ります。一方、下向きに流れる場合、バルブが確実に閉じるように追加の対策が必要になる場合があります。
2. 重力の影響
重力はバルブの開閉に影響します。ダブルプレート式チェックバルブやリフトチェックバルブなど、重力を利用して密閉するバルブは、垂直上向きの流れのときにより効果的に機能します。
3. メディアの特性
媒体の特性（粘度、密度、粒子含有量など）はバルブの性能に影響を与えます。粘性媒体や粒子含有媒体の場合、バルブの確実な動作を確保するには、より強固な設計と頻繁なメンテナンスが必要になる場合があります。
4. 設置環境
設置環境（温度、圧力、腐食性物質の存在など）は、バルブの性能と寿命に影響を与えます。特定の環境に適した材料と設計を選択することで、バルブの寿命を延ばすことができます。
垂直設置の利点 チェックバルブの
1. 重力の利用
媒体が上向きに流れる場合、重力によってバルブが閉じ、密閉性能が向上するため、外部からの援助は必要ありません。
2. 摩耗を減らす
媒体とバルブプレートの重力を利用してチェックバルブを閉じると、振動が低減され、摩耗が軽減され、バルブの耐用年数が延び、メンテナンスの頻度が減ります。
垂直設置のデメリットチェックバルブの
1. 流動抵抗
垂直設置は、特に垂直リフト式チェックバルブの場合、バルブプレートの重量だけでなく、バルブプレート上部のスプリングからの圧力にも耐える必要があるため、流動抵抗が増加する可能性があります。その結果、流量が減少し、エネルギー消費量が増加します。
2. ウォーターハンマー現象
媒体が上向きに流れると、チェックバルブの力と媒体の重力により配管内の圧力が高まり、ウォーターハンマー現象が発生しやすくなります。