シャトル弁 – metoree本番管理

シャトル弁とは

シャトル弁 (英: shuttle valve) とは、2つ以上の入り口と、1つの出口を持っている弁です。

油圧機器や空圧機器で広く活用されています。圧力の大きさによって、どの入口が出口と接続されるかが決まるバルブです。より高い圧力側と接続する製品と、低い圧力側と接続する製品があります。

シャトル弁は、流体の方向を制御するのに非常に有用です。入口ポートを簡単に切り替えることが可能で、特定のプロセスに適した流体方向を選択できます。また、一般的に単純な構造を持っており、故障が少なく、保守が比較的容易な点も特徴です。

シャトル弁は流体制御においてさまざまな使用用途があり、特定の用途において流体の方向制御を実現します。以下はシャトル弁の主な使用用途です。

油圧システムでは、シャトル弁が流体の方向制御を担当します。具体的には、油圧ポンプからの流体を油圧シリンダーや油圧モーターなどに送るために使用されます。シャトル弁によってアクチュエータの動きを制御し、特定の操作を実行することが可能です。

油圧ブレーキシステムは自動車や鉄道車両などの多くの輸送機器で広く使用されており、シャトル弁は油圧流体の方向制御に役立ちます。制動ペダルを踏んだ際、シャトル弁が制動圧力をブレーキシリンダーに伝え、ブレーキディスクに制動力をかけます。これにより、車両が制動することが可能です。

特定の化学プロセスや製造プロセスにおいて、必要な液体の配合を調整するのに役立ちます。化学プラントで異なる化学物質を混合して特定の反応を促進する場合に使用されることも多いです。異なる流体源からの液体を正確に混合するために使用され、所定の割合で混合された流体を提供します。

シャトル弁は、通常はシャトルと呼ばれる移動可能なバルブ要素、および2つ (ポートA、ポートA) の入力ポートと1つの出力ポートから構成されます。シャトル弁が初期状態ではシャトルが中立位置にあり、ポートAと出力ポートが接続され、ポートBは閉じられています。

ポートAから流体が流れてくる場合、シャトルが流体に押されてAと出口ポートが流通する仕組みです。ポートBから流体が流れてくる場合、シャトルが流体に押されてBと出口ポートが流通します。このような仕組みで、流体供給方向に応じて出力ポートへの流れを切り替えることが可能です。

材質はアルミなどが使用され、弁体にはナイロンや合成ゴムが使用されます。弁からは少量の漏れが発生する場合があるため、ストップ弁としての使用は不適です。単純な構造で信頼性が高く、制御プロセスの柔軟性を提供するため、さまざまな産業で広く使用されています。

シャトル弁を選ぶ際には、使用環境や要件に合わせて慎重に選択する必要があります。以下は、シャトル弁の選定要素一例です。

シャトル弁は、使用する流体に対応している製品を選定することが必要です。腐食性化学物質や高温流体など、特定の特性を持つ流体に適した材質を選択する必要があります。また、高粘度の流体では適切な製品が必要であるため、対応できるバルブを選ぶことが重要です。

シャトル弁は、特定の圧力範囲で安全に運用する必要があります。選択するシャトル弁が、使用環境の最大圧力に耐えられるものである必要があります。シャトル弁の許容圧力を超過した場合、破損や人身災害の危険があるため注意が必要です。

接続口径は、シャトル弁を取り付ける配管に合わせて選定する必要があります。一般的にはRcやNPTなどのねじ込み接続の製品が多いです。レデューサなどを使用せずに接続できる口径を選定する方が経済的です。

材質は、使用流体や周囲配管との適合性に関係します。一般的な材質にはステンレス鋼や真鍮、アルミニウム、プラスチックなどがあります。適切な材質を選ぶことで、耐食性や耐摩耗性を向上させることが可能です。

参考文献
https://ja.finotek.com/shuttle-valve-structure-application/