チェックバルブ

ボールチェックバルブは、開位置では順方向の流れを許容し、閉位置では逆方向の流れを遮断します。

ボールチェックバルブは、流れを遮断する可動部である閉鎖部材がボールであるチェックバルブです。一部のボールチェックバルブでは、ボールがバネで保持され、閉じた状態を維持するようになっています。バネのない設計の場合、逆流によってボールがシートに向かって移動し、シールが形成されます。ボールチェックバルブのメインシートの内面は、ボールをシートに導き、逆流を遮断する際に確実なシールを形成するために、ほぼ円錐状にテーパー加工されています。

ボールチェックバルブは、多くの場合、非常に小さく、シンプルで安価です。液体またはゲルミニポンプディスペンサーのスピゴット、スプレー装置、空気をポンプするためのゴム球、手動エアポンプ、その他のポンプ、詰め替え可能なディスペンシングシリンジなどに一般的に使用されています。ボールはほとんどの場合金属で作られていますが、他の材料で作ることもできます。特殊なケースでは、サファイアなどの非常に耐久性のある材料または不活性材料で作られることもあります。高性能液体クロマトグラフィーポンプや同様の高圧アプリケーションでは、硬度と耐薬品性の両方のために、ボールが（人工）ルビー、シートがサファイア製の小型の入口および出口ボールチェックバルブ^{[ 6 ]}、またはボールとシートの両方がルビー製のもの^{[ 7 ]}がよく使用されます。長期間使用すると、このようなチェックバルブは最終的に摩耗したり、シートに亀裂が生じたりして、交換が必要になる場合があります。そのため、このようなバルブは交換可能なように作られており、高圧に耐えられる金属製の継手の中にぴったりと収まる小さなプラスチック製の本体に収められ、ポンプヘッドにねじ込まれる場合もある。

ディスクがボールではなく、バネで作動するポペットなどの別の形状をしている類似のチェックバルブも存在する。ボールチェックバルブは、ボールバルブと混同してはならない。ボールバルブは、ピン上で回転するボールが制御可能なローターとして機能し、流れを止めたり方向を変えたりする、別のタイプのバルブである。

ダイヤフラムチェックバルブは、通常閉状態のバルブを形成するように配置された柔軟なゴム製ダイヤフラムを使用します。チェックバルブが開いて流れを許容するには、上流側の圧力が下流側の圧力よりも一定量（圧力差と呼ばれる）大きくなければなりません。正圧がなくなると、ダイヤフラムは自動的に元の閉位置に戻ります。^{[ 8 ]}このタイプは、呼気弁付きの呼吸器（フェイスマスク）に使用されます。

スイングチェックバルブ（または傾斜ディスクチェックバルブ）は、流れを遮断する可動部品であるディスクがヒンジまたはトラニオンを中心に回転し、シート上に回転して逆流を遮断するか、シートから回転して順流を許容するチェックバルブです。シート開口部の断面は、2 つのポート間の中心線に対して垂直または角度をなす場合があります。スイングチェックバルブにはさまざまなサイズがありますが、大型のチェックバルブはスイングチェックバルブであることが多いです。スイングチェックバルブによって引き起こされる一般的な問題は、ウォーターハンマーとして知られています。これは、スイングチェックが閉じて流れが急停止すると、圧力の急上昇が発生し、配管やバルブに作用する高速の衝撃波が発生し、金属に大きなストレスがかかり、システム内で振動が発生するときに発生します。ウォーターハンマーが検出されないと、システム内のポンプ、バルブ、およびパイプが破裂する可能性があります。^{[ 9 ]}

水洗トイレの機構にあるフラッパーバルブは、このタイプのバルブの一例です。タンク内の圧力で閉じている状態は、フラッパーを手動で持ち上げることで解消されます。その後、タンクの水が抜けてフラッパーが重力で落下するまで開いたままになります。この機構の別のバリエーションとして、消火設備や火災時の人命安全システムなどで使用されるクラッパーバルブがあります。ヒンジ付きのゲートは流入方向にのみ開きます。クラッパーバルブには、前方圧力がないときにゲートを閉じたままにするバネが付いている場合もよくあります。別の例としては、下水の逆流による浸水を防ぐ逆流防止弁（衛生排水システム用）があります。このようなリスクは、合流式下水道システムに接続された衛生排水システムや雨水排水システムで最も頻繁に発生します。これは、激しい降雨、融雪、または洪水によって引き起こされる可能性があります。

バタフライチェックバルブは、スイングチェックバルブの一種で、逆流を防ぐためのチェックバルブとして機能する2枚のヒンジ付きフラップを備えています。流量調整に使用される同名のバタフライバルブと混同しないように注意が必要です。バタフライバルブは一方向の流れを制御する機能はありません。

ストップチェックバルブは、流れの方向や圧力に関係なく流れを止めるオーバーライド制御機能を備えたチェックバルブです。逆流や前方圧力不足に応じて閉じる（通常のチェックバルブの動作）だけでなく、外部機構によって意図的に閉じることもできるため、前方圧力に関係なくあらゆる流れを阻止できます。

リフトチェックバルブは、入口側または上流側の流体の高圧によってディスク（リフトとも呼ばれる）がシートから持ち上げられ、出口側または下流側への流れを可能にするチェックバルブです。ガイドによってディスクの動きは垂直方向に維持されるため、バルブは後で適切にシートに戻ります。圧力がなくなると、重力または下流側の圧力の上昇によってディスクがシートに下がり、バルブが閉じて逆流が止まります。

インラインチェックバルブは、リフトチェックバルブに似たチェックバルブです。ただし、このバルブには通常、バルブの上流側に圧力がかかると「持ち上がる」スプリングがあります。スプリングの張力に打ち勝つためにバルブの上流側で必要な圧力は「開弁圧力」と呼ばれます。バルブを通過する圧力が開弁圧力を下回ると、スプリングがバルブを閉じて逆流を防ぎます。^{[ 10 ]}

ダックビルバルブは、下流側に突き出た柔らかいチューブを通って流体が流れる逆止弁の一種です。背圧がかかるとこのチューブが潰れ、流体の流れが遮断されます。

空気圧式逆止弁は、弁をロックする機能を備えているため、どちらの方向にも流れを遮断できます。これは、例えば危険物を保管する場所を洪水から保護する必要がある場合などに使用できますが、同時に、例えば容器間の移送中に危険物が漏れないようにすることも重要です。

リードバルブは、オリフィスプレートをシールする柔軟な平板で形成されたチェックバルブです。開弁圧力は非常に低く、可動部の質量が小さいため、素早い動作が可能で、流体抵抗は中程度であり、背圧によってシール性が向上します。これらは、2 ストローク内燃機関のクランクケース容積の吸気バルブとして、また空気圧縮機のシリンダーの吸気バルブと排気バルブの両方として一般的に使用されています。リードバルブは通常、液体ではなく気体に使用されますが、Autotrol ブランドの水処理制御バルブは、シール特性を利用して、一部のリードを選択的に開いて流路を確立する一連のリードバルブとして設計されています。^{[ 11 ]}

フローチェックは、水力暖房および冷房システムで使用される逆止弁で、不要な受動重力流を防ぎます。フローチェックは、流量抵抗が低く、何十年にもわたる連続使用が可能で、水力システムによく見られる微粒子をシール面から自己洗浄するように設計された、単純な流れ持ち上げ式重力閉鎖型の重金属ストッパーです。自己洗浄を実現するために、ストッパーは通常円錐形ではありません。オリフィスの縁にある対応する狭い隆起に合う重りの円形のくぼみが一般的な設計です。この用途では、本質的にわずかな逆漏れ率が許容されるため、完全なシールは必要ありません。フローチェックには、システムへの充填やシステムからの空気の排出を補助するために、バルブを開いたままにできる操作ネジがあり、これはストップチェックバルブの制御とは逆です。^{[ 12 ]}

逆止弁は、一部のポンプでよく使用されます。計量ポンプやクロマトグラフィー用ポンプなどのピストン式ポンプやダイヤフラム式ポンプでは、入口側と出口側にボール逆止弁がよく使用されます。これらの弁は、入口側と出口側のポンプヘッドに取り付けられた小さな円筒形をしています。流体を移動させるための同様のポンプのような機構の多くは、ボール逆止弁などの逆止弁を使用しています。蒸気ボイラーに水を供給する給水ポンプやインジェクターには、逆流を防ぐために逆止弁が取り付けられています。

逆止弁は、ウォータースライダーに水を供給するポンプにも使用されています。スライダーへの水は、スライダーの階段を支える塔を兼ねたパイプを通って流れます。スライダーのある施設が夜間閉鎖されると、逆止弁がパイプを通る水の流れを止めます。施設が翌日再開すると、弁が開かれて水の流れが再開し、スライダーが再び使用できるようになります。^{[ 13 ]}

逆止弁は、化学プラントや発電所などの流体システム、およびその他多くの工業プロセスで使用されています。

原子力産業における典型的な用途としては、給水制御システム、ダンプライン、補給水、各種プロセスシステム、N2 システム、監視およびサンプリングシステムなどがあります。^{[ 14 ]}航空機および航空宇宙では、高振動、極端な温度、腐食性流体が存在する場所でチェックバルブが使用されます。たとえば、宇宙船およびロケットの推進剤制御、リアクションコントロールシステム (RCS) および姿勢制御システム (ACS)、航空機の油圧システムなどです。^{[ 15 ] [ 16 ]}

逆止弁は、複数のガスを混合して1つのガス流を作る場合にもよく使用されます。逆止弁は、それぞれのガス流に取り付けられ、元の供給源のガスが混ざり合うのを防ぎます。例えば、燃料と酸化剤を混合する場合、燃料と酸化剤の両方の供給源に逆止弁を取り付けることで、元のガスボンベが純粋な状態を保ち、不燃性を維持することができます。

2010年、NASAのジェット推進研究所は、火星の生命を示す液体サンプルを相互汚染の恐れなく装置の別々の貯蔵庫に保存することを目的として、単純な逆止弁の設計をわずかに変更した。^{[ 17 ]}

衛生的な飲料水供給設備が、芝生散水器、食器洗い機、洗濯機などの不衛生な設備に接続される場合、汚染された水が家庭用水供給設備に逆流するのを防ぐために、逆流防止弁と呼ばれる逆止弁が使用されます。

灌漑用スプリンクラーや点滴灌漑用エミッターの中には、システムが停止したときに配管内の水が流れ出ないように、小型の逆止弁が内蔵されているものがあります。

家庭用暖房システムにおいて、垂直方向の対流を防ぐために使用される逆止弁は、特に太陽熱設備と組み合わせて使用​​される場合、重力ブレーキとも呼ばれる。

水道事業者の主要給水管に接続されている雨水利用システムには、雨水による主要給水管の汚染を防ぐために、1つ以上の逆止弁の設置が義務付けられる場合があります。

油圧ジャッキは、ボールチェックバルブを使用してジャッキの持ち上げ側に圧力を発生させます。

逆止弁は、おもちゃ、マットレス、ボートなどの空気注入式製品によく使用されます。これにより、連続的または途切れることのない空気圧をかけずに、対象物を膨らませることができます。