ブラジルの大豆農場が大規模農業灌漑マニホールド向けにYシリーズ2インチフランジ電磁弁を指定

要約：ブラジルの大豆農場では、大規模農業生産のためにピボット式および中央ピボット式の灌漑システムを使用しており、Yシリーズの2インチフランジを指定しています。 ソレノイドバルブ マニホールド構成については、灌漑システムの主供給ラインが複数の側線に分岐するポイントです。2 インチ フランジ接続 (DN50、PN10 定格) により、大豆灌漑に必要な流量容量 (3～5 bar の作動圧力で 25～45 m³/h) と圧力定格が確保され、ソレノイド パイロット バルブにより、灌漑コントローラーから遠隔操作が可能になります。この記事では、農業灌漑用のソレノイド バルブの仕様、ブラジルの水質 (高堆積物負荷、変動する pH) に対する材料選択、大規模大豆灌漑用のマニホールド設計原則、および灌漑機器販売業者向けの OEM 調達構造について説明します。76 か国に供給してきた 20 年近い灌漑機器製造経験を持つ Sun-rainman チームは、農業販売業者や農業経営とのパートナーシップを通じて得た実践的な現場知識に基づいて執筆しています。

Yシリーズ2インチフランジ型電磁弁 ― ブラジルの大規模大豆農場の灌漑マニホールド向けに指定されている。

灌漑マニホールドバルブの課題：ブラジルの大豆農場が2インチフランジソレノイドバルブを必要とする理由

ブラジルの大豆栽培は、4,500万ヘクタール以上の耕作地で年間1億5,000万トン以上を生産しており、セラード地域（ブラジル中西部）では、乾季（5月～9月）が二期作（サフリンハ）の大豆栽培サイクルと重なるため、灌漑に大きく依存している。マットグロッソ州、ゴイアス州、バイーア州の大規模大豆農場では、センターピボット式およびラテラルムーブ式の灌漑システムが運用されており、主配管の直径は6～10インチ（150～250 mm）で、水源から毎時200～500 m³の水を供給している。マニホールド（主配管が複数の側管に分岐し、個々のピボットスパンまたは圃場ゾーンに水を供給する分岐点）では、ゾーン制御の標準仕様として2インチ（DN50）フランジソレノイドバルブが使用されている。

ブラジルの大豆灌漑システムにおけるマニホールドの機能は、主配管の流れを複数のゾーンに分配し、各ゾーンを順番に灌漑することです（コントローラーは一度に1つのゾーンバルブを開き、システム全体の流量をそのゾーンに送ります）。2インチバルブが標準となっているのは、流量容量（一般的な運転圧力3～5バールで25～45m³/h）と経済的なバルブ間隔のバランスが取れているためです。40ヘクタールのゾーンが30ある農場では30個のマニホールドバルブが必要となり、2インチバルブはゾーンあたりのバルブコストとマニホールド配管あたりのパイプコストの最も費用対効果の高い組み合わせを提供します。

フランジ接続（ねじ込み式やスリップフィット式ではなく）が指定されているのは、ブラジルの大豆栽培条件に特有の3つの理由による。 耐圧性能： フランジ接続部（PN10 - EN 1092-1 に基づく定格圧力 10 bar）は、システム作動圧力 3～5 bar に対して 2～3 倍の安全率を提供し、ポンプの起動時やバルブの閉鎖時に発生する圧力サージに対応します。 堆積物耐性： ブラジルの大豆栽培地域にある地表水源（河川、貯水池）は、高濃度の堆積物（雨季には浮遊物質濃度200～500ppm）を運搬します。ねじ込み接続部では、ねじ溝に堆積物が蓄積し、メンテナンスのための分解が困難になります。一方、平型ガスケットを備えたフランジ接続部は、堆積物の侵入を防ぎ、標準的な工具で分解できます。 灌漑システム全体の標準化： 複数のピボット灌漑システムを共通の給水源に接続するブラジルの大豆農場では、スペアパーツの在庫を標準化するため、すべてのマニホールドバルブにフランジ接続を採用することが好まれている。つまり、すべてのゾーンでガスケットの種類、ボルトセット、バルブ交換手順が統一されるということだ。

私たちの Yシリーズ電磁弁製品ライン 変更しました （サンレインマン）には、ブラジルの農業販売業者や農業経営者が必要とする材質仕様とソレノイドオプションを備えた2インチフランジ構成が含まれています。

農業灌漑用電磁弁の仕様：流量、圧力、および電気的パラメータ

大豆灌漑用2インチフランジソレノイドバルブの技術仕様には、油圧性能（流量、圧力損失）、電気作動（ソレノイドコイル電圧および消費電力）、および灌漑用水の化学組成との材料適合性が含まれます。

流量容量（Kv係数）： バルブの流量容量はKv係数で表され、これはバルブが全開になったときの圧力降下が1バールのときの水の流量（m³/h）です。Yシリーズの2インチフランジバルブの場合、Kv定格は35～45 m³/h/barです。これは、バルブが1バールの圧力降下で35～45 m³/hの流量を流すことを意味します。4バールで動作する典型的なブラジルの大豆灌漑システムでは、マニホールドバルブは0.2～0.4バールの圧力降下（システム圧力の約5～10%）をもたらします。これは許容範囲内の損失であり、ピボットのエンドガン圧力に大きな影響を与えません。バルブは、設計流量での圧力降下がシステム動作圧力の10%を超えないように選択する必要があります。このしきい値を超えると、圃場端でのピボットの到達範囲が狭くなります。

動作圧力範囲： Yシリーズの2インチフランジバルブは、0.5～10バールの作動圧力に対応しています。下限の0.5バールは、灌漑システムを通して肥料や農薬を散布するケミゲーション（化学肥料散布）のために減圧運転を行う大豆灌漑システムに適用されます。0.5バール未満の圧力では、ソレノイドパイロットバルブが確実に閉じない場合があります（パイロットバルブの閉鎖力は圧力に依存します）。0.5バール未満の圧力でケミゲーションを行う農場では、構成オプションとして低圧パイロットソレノイド（最小0.2バール）を指定することをお勧めします。

ソレノイドの電気的仕様： 農業用灌漑バルブのソレノイドコイルの動作電圧は24V AC（50/60Hz）です。全製品ラインナップについては、当社のウェブサイトをご覧ください。 ミニバルブシリーズ そして 灌漑用アクセサリーおよびOEMゾーン. — ほとんどの灌漑コントローラーの標準出力電圧です。Yシリーズ24V ACソレノイドの突入電流（ソレノイド作動時の電流）は0.5～0.6A、保持電流（ソレノイドが通電状態にある間の電流）は0.2～0.25Aです。消費電力は5～8VAと低く、コントローラーのトランス容量を超えずに6～8個のバルブを同時に操作できます。DC電源コントローラーを使用する農場（オフグリッド地域の太陽光発電灌漑システム）向けには、突入電流1.2A、保持電流0.4Aの12V DCソレノイドオプションをご用意しています。

手動オーバーライド: Yシリーズの2インチフランジバルブにはすべて、手動ブリードスクリューが付属しています。これはソレノイド本体に取り付けられたプラスチック製のネジで、反時計回りに回すとパイロットチャンバーの圧力が抜けて、電源なしでバルブが開きます。この手動オーバーライド機能は、システムの試運転（灌漑技術者がピボットを接続する前にすべてのゾーンバルブを開けてマニホールドを洗浄する）、コントローラー故障時の緊急操作、および凍結地域での冬季対策に不可欠です。ブリードスクリューは手動操作（工具不要）で、紛失防止のためプラスチック製のストラップで固定されています。

ブラジルの農業用水条件に適した材料選定

ブラジルの大豆灌漑用水は、特有の化学的・物理的特性を有しており、それがバルブの材質選定に影響を与えます。Yシリーズバルブの材質は、こうした条件に合わせて設計されています。

バルブ本体材質： Yシリーズの2インチフランジバルブ本体は、PA66+GF30（30%ガラス繊維強化ナイロン66）で鋳造されています。この材料は、機械的強度（引張強度160～190MPa）、耐紫外線性（バルブはマニホールド設置時に日光にさらされるため）、および農業用水に対する耐薬品性を兼ね備えていることから選定されました。ガラス繊維強化材により、フランジ面の平面度（シール面全体で0.5mm以下）に必要な寸法安定性が確保されています。Yシリーズでは、ポリプロピレン（PP）やPVC製のバルブ本体は使用していません。PPはPN10定格のフランジ接続には強度不足であり、PVCはブラジルの強い日射環境下で紫外線にさらされると脆くなるためです。

ダイヤフラムの材質： バルブの開閉を担う柔軟なゴム部品であるバルブダイヤフラムは、農業用灌漑バルブにおいて最も重要な材料選定です。ダイヤフラムは、バルブの耐用期間中に50万～100万回の屈曲に耐え、ひび割れを起こさず、バルブシートに対してシール形状を維持し、灌漑水による化学的攻撃にも耐えなければなりません。Yシリーズのダイヤフラムには、EPDM（エチレンプロピレンジエンモノマー）ゴムを採用しています。EPDMは、オゾン（日照量の多い環境で紫外線によって生成されるオゾン）に対する優れた耐性を持ち、-30℃～+120℃の温度範囲で柔軟性を維持するため、農業用灌漑に最適な材料です。EPDMの吸水率は1%未満（ASTM D471による24時間浸漬試験）であるため、ダイヤフラムは水と継続的に接触しても膨張したり寸法が変化したりしません。

パイロットバルブ内部構造： ソレノイドパイロットバルブの内部部品（プランジャー、スプリング、オリフィス）は、パイロット回路を流れる灌漑用水にさらされます。プランジャーは、ソレノイド動作に必要な磁性グレードの430Fステンレス鋼で、パイロットオリフィスの縁との摩耗に強いHRC 35～40の表面硬度を備えています。パイロットスプリングは、耐腐食性を高めるために不動態化処理された302ステンレス鋼です。パイロットオリフィス（直径0.8mm）は、精密な直径制御のために放電加工（EDM）で穴あけされています。オリフィスが大きすぎるとバルブの閉鎖が遅くなり、小さすぎると完全に開かない原因となります。

フィルター要件: Yシリーズバルブにはすべて、バルブの上流側に取り付けるY型ストレーナーが付属しています。これは、パイロットオリフィスの直径よりも大きい堆積粒子を捕捉する60メッシュ（250 µm）のステンレス鋼製スクリーンです。堆積物負荷が200～500 ppmのブラジルの地表水では、灌漑シーズン中はY型ストレーナーを毎週清掃する必要があります。ストレーナーがないと、堆積粒子がパイロット回路に入り込み、パイロットオリフィスに詰まり、バルブが閉じなくなります。その結果、ソレノイドの電源を切ってもバルブが開いたままになり、下流側が浸水します。堆積物によるバルブの固着が頻繁に発生する農場では、清掃頻度を減らすために、スクリーン面積の大きい40メッシュ（400 µm）のストレーナーに交換することをお勧めします。

大規模大豆灌漑における多角形設計の原則

マニホールドの構成、つまり主配管から側方ゾーンへ水を分配するバルブ、パイプ、継手の配置は、灌漑システムが各ゾーンに均一な圧力と流量を確保できるかどうかを左右する。

マニホールドのレイアウト： 大豆灌漑において最もシンプルで信頼性の高いマニホールド構成は「ヘッダー」構成です。水平方向の主分配管（ヘッダー）がマニホールドの全長に沿って配置され、各ゾーン位置に2インチフランジのT字管が取り付けられ、YシリーズバルブがT字管の分岐部に垂直に取り付けられます。バルブを垂直に配置することで、沈殿物がシール面に堆積するのではなく、ダイヤフラム下のバルブ本体のサンプに沈殿するため、この構成が推奨されます。各バルブの出口は、そのゾーンに給水する側管に接続されます。ヘッダー管の直径は、最も遠いバルブ（ヘッダー配管の最後のバルブ）での流速が2.5m/sを超えないように選定する必要があります。流速が3.0m/sを超えると圧力損失が発生し、最も遠いゾーンの運転圧力がピボットの最小必要圧力を下回ってしまうためです。

マニホールドにおける圧力調整： 低流量時と高流量時で主配管圧力が1.5バール以上変動する農場（可変速ポンプを使用するシステムによく見られるケース）では、マニホールド入口に減圧弁（PRV）を設置する必要があります。PRVは、上流側の圧力変動に関わらず、下流側の圧力を一定（弁の最適作動圧力である3～4バールに設定）に保ち、各ゾーン弁が一定の圧力で動作して均一な流量分布を実現します。

コントローラー容量に応じたバルブのグループ化： 灌漑コントローラーのゾーン容量（操作可能な電磁弁の数）によって、マニホールドの弁のグループ分けが決まります。ほとんどの標準的な灌漑コントローラーは、コントローラーモジュールあたり6～12ゾーンに対応しています。30ゾーンの農場の場合、マニホールドは3～5個のコントローラーモジュールで構成され、各モジュールが6～10個の弁を制御します。各弁からの電磁弁線にはゾーン番号がラベル付けされ、農機具による損傷を防ぐため、地表から30～50cm下に埋設された電線管（PVCまたは亜鉛メッキ鋼管）を通してコントローラーまで配線されます。

Q&A：農業用灌漑バルブの調達

Q1：農業灌漑におけるYシリーズ2インチフランジソレノイドバルブの耐用年数はどれくらいですか？
A：推奨のY型ストレーナーを取り付けてメンテナンスを行い、予防保守として5～7年目にダイヤフラムを交換することで、Yシリーズのバルブ本体とソレノイドは農業灌漑において10～15年の耐用年数で設計されています。EPDMダイヤフラムは通常、8～10年間連続して水に接触すると交換が必要になります。ソレノイドコイルの耐用年数は50万～100万回の作動で、これは1ゾーンあたり年間100～200サイクル作動する大豆灌漑システムでは10～20年に相当します。

Q2：販売代理店プログラムにおけるYシリーズ2インチフランジバルブの最小注文数量（MOQ）はいくらですか？
A：標準構成のYシリーズ2インチフランジバルブの最小注文数量（MOQ）は、SKUごとに200個です（電圧仕様、圧力定格が同じ場合）。販売代理店のプライベートブランドプログラム（販売代理店名でブランド化されたバルブ）の場合、MOQはSKUごとに500個で、販売代理店の国内市場における12ヶ月間の独占販売期間が適用されます。

Q3：Yシリーズバルブは施肥灌漑と化学肥料灌漑に使用できますか？
A：はい。EPDMダイヤフラムとPA66+GF30ボディは、一般的な濃度で灌漑システムを通して散布される標準的な肥料（尿素、硫酸アンモニウム、塩化カリウム、リン酸一アンモニウム）や農薬（グリホサート、アトラジン、2,4-D）に対して耐薬品性があります。濃酸（リン酸、点滴灌漑ライン洗浄用硫酸など）を注入する場合は、シール面に酸が濃縮されるのを防ぐため、化学処理サイクルごとにバルブをきれいな水で洗浄してください。

Q4：灌漑システムに適したソレノイド電圧を指定するにはどうすればよいですか？
A: 24V ACは、世界中の農業灌漑システムの95%以上で標準となっています。仕様を決定する前に、灌漑コントローラーのゾーン出力電圧がソレノイドの仕様と一致していることを確認してください。ほとんどのコントローラーは24V ACを出力しますが、一部の古いコントローラーは110V ACを出力し、一部のDC電源コントローラーは12V DCを出力します。ソレノイドコイルには、コイルハウジングに電圧仕様が記載されています。当社では、コイルを色分けしています。黒は24V AC（標準）、赤は12V DC（太陽光発電システム）、青は110V AC（旧型コントローラー）です。

Q5：Yシリーズ2インチフランジバルブの注文のリードタイムはどれくらいですか？
A：標準構成バルブ（24V ACソレノイド、PN10ボディ）は、既存の金型を使用して製造するため、注文確定後15～20営業日かかります。カスタム構成バルブ（12V DC、カスタムカラー、販売代理店プライベートラベル）の場合は、25～30営業日かかります。農業関連販売代理店様には、中国からブラジルへの海上輸送（サントス港またはパラナグア港まで30～45日）とリードタイムをカバーできるよう、現地市場向けに最低3ヶ月分の在庫バッファーを確保しておくことをお勧めします。

著者について： の サンレインマンチーム — 余姚サンレインマン灌漑設備工場。2005年設立のサンレインマンは、節水型灌漑の専門知識を20年近くにわたり培ってきました。6,800平方メートルの工場からは、インパクトスプリンクラー、ドリップエミッター、継手、電磁弁などが76か国の農業・園芸事業に供給されています。私たちの使命はシンプルです。スマート灌漑を促進し、持続可能な未来を支える製品を、収益性を維持しながら提供することです。お問い合わせ先： ZM灌漑

その他の製品オプションについては、こちらをご覧ください。 ミニバルブシリーズ そして 灌漑用アクセサリーおよびOEMゾーン. FAOによる大豆作物の灌漑情報 大豆生産における水必要量と灌漑スケジュールに関する信頼できるデータを提供する。