電磁弁

何のためのものか

電気の合図で液の通り道を開け閉めする部品です。間欠噴霧という組み方そのものがこの弁の上に成り立っていて、何秒開いて何分閉じるかがそのまま根の環境になります。綿の系では110Vのノーマルクローズ電磁弁2個を、それぞれ別のサイクルタイマーで動かし、噴霧の間隔だけを変えた区を作っていました（Lin ら 2024）。

選ぶときに見るところ

通電したときだけ開く型を選びます。ノーマルクローズと呼ばれる型で、止まったときに開きっぱなしにしないためです。これが止めても霧が垂れ続けるを防ぐ最初の設計になります。口径・耐圧・動作電圧を配管とポンプに合わせ、応答の速さも見ます。耐圧がポンプの吐出圧より低いと使えません。養液に触れるので、樹脂かステンレスの弁を選びます。

使いかたと手入れ

据える向きが決まっている型が多く、本体の矢印の向きに合わせて入れます。手入れは弁座に挟まる異物の除去で、インラインフィルターを手前に置くのが前提になります。閉じたあとに残る圧は、弁の先から少しずつ抜けます——止めた直後に数滴落ちるのは、たいていこれです。動作の音が変わったら、コイルか弁座のどちらかが変わっています。

無いとどうなるか

弁が無ければ噴霧の時間を切れず、ポンプの発停だけで間隔を作ることになります。閉じきらない弁は、休止の時間そのものを無くします——霧が止まっているあいだに根が空気へ触れる時間が消え、根が茶色く変わる側へ進みます。開かない側に壊れれば気づいたら霧が出ていないで、こちらは株がしおれてから気づくことになります。

解説動画: ソレノイドバルブ（電磁弁）の仕組みと動作原理／機械設計CADの学校

電気で開け閉め: 動画はまず言葉をほどきます。ソレノイドは電磁石、バルブは弁なので、直訳すれば電磁弁です。手で開け閉めする身近な弁は水道の蛇口で、ひねれば水が流れ、閉めれば止まります。工業製品ではそれを電気の力で自動に開け閉めしたい。その機能を持たせた弁がこれだ、と置いて解説が始まります。

中に入っているもの: 弁は管の中の流れを隔てていて、入口側を1次側、出口側を2次側と呼ぶと説明します。内部は電磁部と弁体部の二つに分かれ、挙がる部品はコイル、固定鉄心、プランジャ、プランジャバネ、シール、弁座です。電気の側と液を止める側が、一つの本体に同居していることが分かります。

直動式の動き: 直動式と呼ぶ型の動きを追います。通電して上部の固定鉄心を磁化し、可動鉄心を吸い付ける。磁化が消えると可動鉄心はバネの力で戻り、弁が閉じます。構造が簡単でストロークが短いので長寿命だと述べる一方、流体の圧力に打ち勝って動くので大きな電磁力が要るという代償も挙げます。

作動圧力差を見る: 選ぶときに必ず見る値として、1次側と2次側の圧力差の最大値である作動圧力差を挙げます。この値を超えると弁は開きません。最高作動圧力差が0.3MPaの弁なら、1次側0.3・2次側0の差0.3は使えるが、1次側0.5・2次側0.1では差が0.4になって動かない、と例で示します。

開ける合図の元: 最後は使い方の例です。貯水タンクに満水と減水の水位センサーを付け、減水側が反応したらその接点出力を合図に弁を開き、満水になったら閉じて水を止める。弁そのものは外から来た合図で動くだけです。噴霧の側でその合図をどう作るかが、間欠噴霧の時間の決めかたにあたります。