1つのバルブで複数の流路を制御する必要がある場合、3方電動ボールバルブは便利な選択肢です。複数のバルブを使用する代わりに、1台の電動式3方ボールバルブで流路の切り替え、混合、分流をコンパクトな配管レイアウトで実現できます。

水処理、空調設備、薬品注入、食品加工、製薬システム、タンク移送、CIPラインなど、多くの自動化流体制御システムで広く使用されています。

ただし、すべての3方バルブが同じ動作をするわけではありません。最も重要な違いはボールポートの設計にあります。多くのプロジェクトでは、エンジニアはLポートとTポートのいずれかを選択します。この2つの流路設計は一見単純ですが、制御ロジックが大きく異なります。

3方電動ボールバルブとは

3方電動ボールバルブは、3方ボールバルブ本体と電動アクチュエータを組み合わせたものです。アクチュエータは通常90度または180度回転し、バルブ内部のボールを動かして流路を切り替えます。

バルブ本体には3つのポートがあり、A、B、C、または入口、出口1、出口2として表示されます。ボールの設計とアクチュエータ位置に応じて、あるポートから別のポートへの流体の供給、2つの流れの混合、特定の流路の遮断が可能です。

手動操作と比較して、電動制御には以下の利点があります。

遠隔での開閉制御

明確なバルブ位置のフィードバック

安定した再現可能な流路切り替え

大型システムでの人件費削減

PLCや制御盤との連携性向上

多くの産業ユーザーにとって、これらの利点は電動自動化への実用的なアップグレードとなります。

Lポート vs Tポート：基本的な違い

ボール内部のポート形状が流体の流れ方を決定します。

LポートボールはL字型の流路を持ち、通常、1つの共通ポートを2つの側面ポートのいずれかに接続します。そのため、主に2つのライン間の分流や選択に使用されます。

TポートボールはT字型の流路を持ち、複数の流路を同時に接続できます。このため、混合、バイパス、またはより柔軟な流路設定に使用されることが多いです。

簡単に言うと：

Lポート：1つのラインから別のラインへの流れの切り替えに最適

Tポート：混合、分配、または複数のラインの接続に最適

そのため、バルブを選択する前に、実際のプロセスの目的を明確にすることが重要です。

Lポート3方バルブの動作原理

Lポート電動3方ボールバルブは、通常2つの動作位置を持ちます。1つの位置では、共通ポートが最初の出口に接続され、もう1つの位置では、共通ポートが2番目の出口に接続されます。

例えば：

位置1：ポートAがポートBに接続

位置2：ポートAがポートCに接続

これにより、1つの入口から2つの異なる出口に流体を供給できます。また、設置方向によっては、2つの供給ラインから1つの出口に流体を供給することも可能です。

一般的なLポートの用途には以下が含まれます。

2つのタンク間での流体の切り替え

プロセスラインから排出ラインへの流れの変更

2つの供給源の選択

生産ラインまたは洗浄ラインへの流体の分流

温水と冷水の流路制御

ロジックが明確であるため、Lポートバルブは自動化システムで使いやすいです。

Lポート制御ロジック

ほとんどのLポートバルブは90度回転を使用します。アクチュエータは2つの端位置の間で移動し、一方の位置でA-Bの流路を開き、もう一方の位置でA-Cの流路を開きます。

これにより、制御ロジックは単純になります。

信号ON：アクチュエータが位置1に移動

信号OFF：アクチュエータが位置2に移動

フィードバック1：最初の流路を確認

フィードバック2：2番目の流路を確認

ただし、ユーザーはバルブに完全遮断位置があるかどうかを確認する必要があります。多くのLポートバルブは、バルブとアクチュエータが中央停止位置用に設計されていない限り、すべてのポートを完全に閉じることはできません。

プロセスで「ライン1」「ライン2」「全閉」が必要な場合、アクチュエータは180度動作または特殊な制御設定が必要になることがあります。

Tポート3方バルブの動作原理

TポートボールバルブはT字型のボアを持ち、ボールの位置に応じて2つまたは3つのポートを接続できます。

例えば、Tポートバルブは以下を可能にします。

ポートAがポートBに接続

ポートAがポートCに接続

ポートBがポートCに接続

3つのポートすべてが相互に接続

Tポートはより多くの流れのパターンを作成できるため、Lポートバルブよりも柔軟性があります。ただし、より明確な制御計画も必要です。

一般的なTポートの用途には以下が含まれます。

2つの流体を1つの出口に混合

1つの流れを2つの出口に分割

バイパスラインの作成

プロセス方向を切り替えながら循環を維持

3つの配管セクションを1つのバルブ本体に接続

プロセスが単純な流路選択以上のものを必要とする場合、Tポート電動3方ボールバルブは有用です。

Tポート制御ロジック

Tポート制御は、必要な流れのパターンに応じて90度または180度の回転を使用できます。一部のアプリケーションは2位置を必要とし、他のアプリケーションは3または4位置を必要とします。

例えば：

位置1：流体が直通する

位置2：流体が側面ポートに分流

位置3：すべてのポートが接続

位置4：1つの流路が遮断

可能な流路はバルブ設計、ポート表示、アクチュエータ設定によって異なるため、取り付け前に必ずバルブの流路図を確認してください。

また、制御システムは必要なアクチュエータ位置に一致している必要があります。PLCが2位置を想定しているが、バルブが3位置を必要とする場合、プロセスは計画通りに機能しない可能性があります。

サニタリーライン用トライクランプ3方ボールバルブ

トライクランプ3方ボールバルブは、清潔なプロセスシステムで広く使用されています。サニタリークランプ接続を使用するため、オペレーターはバルブを取り外して簡単に洗浄できます。

この設計は以下で一般的です。

食品・飲料加工

乳製品システム

醸造ライン

製薬加工

化粧品製造

CIP洗浄システム

純水システム

電動アクチュエータと組み合わせることで、トライクランプ3方ボールバルブは清潔な流路の自動化を実現できます。例えば、製品タンクと洗浄ループの間で流体を切り替えることができます。また、製品を異なる充填ラインに分流することも可能です。

サニタリー用途では、バルブ本体の材質、シール材質、表面仕上げ、洗浄方法も確認する必要があります。SS304やSS316Lなどのステンレス鋼本体が一般的な選択肢であり、シールの選択は温度、媒体、洗浄薬品に依存します。

主な選択要因

適切な3方電動ボールバルブの選択は、流路の用途から始まります。その後、アクチュエータとバルブの詳細を現場に合わせる必要があります。

重要なポイントには以下が含まれます。

ポートの種類
単純な分流にはLポートを選択します。混合、バイパス、または複数流路にはTポートを選択します。

バルブサイズ
バルブサイズは配管と流量に一致させます。

接続タイプ
ねじ接続、フランジ接続、溶接接続、トライクランプ接続が異なるシステムに適しています。

材質
腐食性、サニタリー、または清浄な媒体にはステンレス鋼がよく使用されます。真鍮または他の材料は、要求の低いシステムで使用されることがあります。

シール材質
シールを選択する前に、媒体、圧力、温度、洗浄薬品を確認してください。

アクチュエータトルク
アクチュエータは、実際の動作条件下でバルブをスムーズに動かすのに十分なトルクを持つ必要があります。

電源
制御盤または現場の電源に基づいてACまたはDC