JP2018179030A - 補修弁 - Google Patents

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Abstract

【課題】流入口から排出口までの距離を短縮することができる。【解決手段】補修弁100は、回動軸13を中心に回動する弁体10及び回動軸23を中心に回動する弁体20を格納するとともに、水が流入する円形の流入口5a及び流入口5aから流入した水を排出する円形の排出口7aを有する弁箱1を備え、回動軸13に直交し且つ流入口5aの中心を通る軸31と、回動軸23に直交し且つ排出口7aの中心を通る軸32とは、互いに平行に配置されている。【選択図】図6

Description

本発明は、複数の弁体を備える補修弁に関する。
従来より、水道管に接続された消火栓や空気弁等のメンテナンスを容易に実行するために、水道管と消火栓等との間に配設された補修弁が知られている。当該補修弁は、消火栓等をメンテナンスするとき、水道管から消火栓等に流入する水を堰き止める(例えば、特許文献1参照)。
また、補修弁が破損し、消火栓等をメンテナンスする場合、水道管から消火栓等に流入する水は補修弁で堰き止められないため、例えば、消火栓等から水が噴出する中で消火栓等をメンテナンスしなければならない。これに対応して、補修弁が破損した場合であっても、補修弁で水を堰き止めて消火栓等をメンテナンスするために、水が流入する流入口及び流入口から流入した水を排出する排出口を有する弁箱と、該弁箱に格納され且つ鉛直方向に並べるように配設される2つのボール形状の弁体とを備え、流入口の中心、排出口の中心、及び2つの弁体の中心が同一軸上に存在する補修弁が知られている(例えば、特許文献2参照)。
特許文献2に開示されている補修弁は、2つの弁体を備えているので、一方の弁体が破損して水を堰き止めることができなくても他方の弁体が水を堰き止めることができ、その結果、水が噴出する中で消火栓等をメンテナンスするのを回避できる。
ところで、近年、補修弁等を設置する際の工期短縮等を実現するために、空気弁や消火栓等を地上から比較的浅い場所に埋設する浅層埋設工法が採用されている。浅層埋設工法に基づいて埋設される補修弁(以下、「浅層埋設用補修弁」という。)は地上から比較的浅い場所に埋設され、当該補修弁の鉛直方向に関する長さ、すなわち、流入口から排出口までの距離は、埋設される深さに応じて決定される。
特開2002−039434号公報 特開2017−044263号公報
しかしながら、流入口の中心、排出口の中心、及び互いにサイズが同一の2つの弁体の中心が同一軸上に存在する補修弁の流入口から排出口までの距離は2つの弁体のサイズに基づいて決定され、その距離が長く、埋設される深さに対応していない場合、当該補修弁は浅層埋設用補修弁として使用されない。一方、2つの弁体のサイズを縮小して補修弁を縮小すれば、流入口から排出口までの距離は短縮されるが、補修弁を通過する水の量が減少する虞がある。すなわち、十分な量の水が通過し、流入口から排出口までの距離を短縮することができないという問題がある。
本発明の目的は、十分な量の水が通過し、流入口から排出口までの距離を短縮することができる補修弁を提供することにある。
上記目的を達成するために、請求項1に係る補修弁は、水が流入する略円形の流入口及び前記流入口から流入した水を排出する略円形の排出口を有している弁箱と、前記弁箱に格納され且つ第1の回転軸を中心に回転して前記流入口を開閉する第1の弁体と、前記弁箱に格納され且つ第2の回転軸を中心に回転して前記排出口を開閉する第2の弁体と、を備える補修弁において、前記第1の回転軸に直交し且つ前記流入口の中心を通る第1の軸と、前記第2の回転軸に直交し且つ前記排出口の中心を通る第2の軸とを有し、前記第1の軸及び前記第2の軸は、互いに平行に配置されていることを特徴とする。
本発明によれば、流入口から排出口までの距離を短縮することができる。
本発明の実施の形態に係る補修弁を正面から見た部分断面図である。 図1の補修弁を右方から見た側面図である。 図1の補修弁を左方から見た側面図である。 図1の補修面の上面図である。 図1の補修弁のA−A線に沿う断面図であって、流入口を開閉するための弁体が全開であるとともに、排出口を開閉するための弁体が全閉であることを示す図である。 図5における流入口を開閉するための弁体及び排出口を開閉するための弁体の開閉動作を説明するための図である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係る補修弁100を正面から見た部分断面図である。
図1の補修弁100は、水道管(不図示)に接続された消火栓や空気弁(いずれも不図示)等のメンテナンスを容易に行うために、水道管と消火栓等との間に配設されている。補修弁100は、水道管と消火栓や空気弁とに接続されている弁箱1を備え、弁箱1は、水道管側に位置する流入口5aと、消火栓や空気弁側に位置する排出口7aとを有する。流入口5aは水道管の水が弁箱1の内部に流入する際に通過する円形(略円形)の貫通孔であるとともに、排出口7aは弁箱1の内部に流入した水が排出される際に通過する円形(略円形)の貫通孔であり、排出口7aの口径は流入口5aの口径と同一である。また、弁箱1は、2つの弁体、例えば、流入口5aを開閉するための弁体10(第1の弁体)及び排出口7aを開閉するための弁体20(第2の弁体)を格納している。
さらに、弁箱1は、その外側の一部に弁体10を操作するためのレバー41を有し(図2及び図4)、レバー41が操作されると弁体10は後述の開閉動作に従って流入口5aを開閉する。また、弁箱1は、下側フランジ部2及び上側フランジ部3を有する。下側フランジ部2は、弁箱1の下部である流入口5aを取り囲むように配置され、水道管に継手管、例えば、フランジ部を有するフランジ付T字管(不図示)を介して接続される。下側フランジ部2は、円板形状であり、4つの下側フランジ孔(不図示)を有する。各下側フランジ孔は、周方向に等間隔に配置され、下側フランジ部2及びフランジ付T字管のフランジ部はボルト締結される。
上側フランジ部3は、弁箱1の上部である排出口7aを取り囲むように配置され、消火栓等に接続される。上側フランジ部3は、円板形状であり、下側フランジ部2と同様に4つの上側フランジ孔3aを有する(図4)。各上側フランジ孔3aは、周方向に等間隔に配置され、上側フランジ部3及び消火栓等はボルト締結される。
弁箱1は、その外側の一部であってレバー41とは異なる部分に弁体20を操作するための開閉装置42を有する(図3及び図4)。開閉装置42は、その上部に回転可能なハンドル42aを備え、ハンドル42aが回転操作されると、弁体20は後述の開閉動作に従って開閉する。
流入口5aの縁部には、弁体10が密着する弁座部6が設けられている。本実施の形態では、円形の流入口5aが形成された下側部材5が下側フランジ部2に嵌合され、流入口5aの周縁部に弁座部6が設けられている。なお、下側部材5は、弁箱1に一体的に設けられてもよい。
排出口7aの縁部には、弁体20が密着する弁座部8が設けられている。本実施の形態では、円形の排出口7aが形成された上側部材7が上側フランジ部3に嵌合され、排出口7aの周縁部に弁座部8が設けられている。
弁座部6,8はいずれも弾性素材、例えば、合成ゴムで構成され、弁体10は弁座部6に密着し、弁体20は弁座部8に密着している。したがって、後述の弁体10が有する球面部11が流入口5aに対向するとき、水道管から弁箱1に流入する水は弁座部6で止水され、後述の弁体10が有する流入開口部14が流入口5aに対向し且つ後述の弁体20が有する球面部21が排出口7aに対向するとき、水道管から弁箱1に流入した水は弁座部8で止水される。
図5は、図1の補修弁100のA−A線に沿う断面図であって、流入口5aを開閉するための弁体10が全開であるとともに、排出口7aを開閉するための弁体20が全閉であることを示す図である。また、図6は、図5における流入口5aを開閉するための弁体10及び排出口7aを開閉するための弁体20の開閉動作を説明するための図である。
図5及び図6において、弁体10は、中心点O(不図示)及び直径Rを有する中空の略半球であって、球面部11、軸連結部12a,12b、回動軸13(第1の回転軸)、流入開口部14、及び裏側部15を備える。
球面部11は、弁座部6に密着して流入口5aに対向し、水道管の水が弁箱1に流入するのを防止する。球面部11は流入口5aに対向するとき、弁座部6において弁箱1の内側から外側に向かって突出する凸状の部分球面である。弁体10の直径Rは流入口5aの口径よりも大きく、補修弁100をコンパクトにし且つ弁体10が弁座部6に密着して弁箱1に水が流入するのを確実に防止するために、例えば、流入口5aの口径に対して120〜150%とするのがよい。
軸連結部12a,12bは弁体10の球面であって球面部11以外の球面に構成され、球面部11に連続するように構成されている。軸連結部12a,12bのそれぞれには回動軸13及び後述の支持軸16が固定され、回動軸13の一端は弁箱1を貫通して軸連結部12aに固定され、他端はレバー41に接続されている。レバー41が回動操作されると、回動軸13が回動し、球面部11が回動軸13の周りを回動する。
軸連結部12bに固定されている支持軸16は弁体10の中心を介して回動軸13に対向するとともに、回動軸13の延長線上に配置されている。また、支持軸16は弁体10を支持し、弁箱1の側壁に接続部材、例えば、ボルト16aを用いて取り付けられている。
流入開口部14は、弁体10の球面に形成された貫通孔であって、軸連結部12a,12bの間に形成され且つ球面部11及び軸連結部12a,12b以外に形成され、球面部11及び流入開口部14はL字状に配置されている。弁体10が回動軸13に関して回動すると、球面部11又は流入開口部14が流入口5aに対向する。
具体的に、球面部11が流入口5aに対向しているとき、流入開口部14は弁箱1の内壁に向かって開口するとともに、球面部11は流入口5aを閉じて水道管から水が弁箱1の内部に流入するのを防止し(図6中の実線で示された弁体10)、球面部11が弁箱1の内壁に対向しているとき、流入開口部14は流入口5aに向かって開口するとともに、水道管から水が弁箱1の内部に流入する(図6中の二点鎖線で示された弁体10)。
裏側部15は弁体10の中心点O側の空間である。したがって、裏側部15は弁座部6に接触することはない。また、裏側部15は流入開口部14の開口端に対応する一の縁部と、一の縁部とは異なる他の縁部を有し、他の縁部の周辺には回動軸13及び支持軸16が取り付けられている。なお、裏側部15の他の縁部は球形状を半球形状に形成することによって生じる縁部に相当する。また、裏側部15の他の縁部は、その一部に流入開口部14の一端である端部14aと、中心点Oを介して端部14aに対向する端部11aを備える。球面部11が流入口5aを閉じているとき、端部14aは排出口7a側に位置するとともに、端部11aは流入口5a側に位置し、球面部11が流入口5aを閉じていないとき、端部14aは流入口5a側に位置するとともに、端部11aは排出口7a側に位置する。
弁体20は、弁体10と同様に構成され、その全体が中心点P(不図示)及び直径Sを有する中空の略半球であって、球面部21、軸連結部22、回動軸23(第2の回転軸)、排出開口部24、及び裏側部25を備える。
球面部21は、球面部11と同一の形状であり、弁座部8に密着して排出口7aに対向し、水道管から弁箱1の内部に流入した水が弁箱1から排出されるのを防止する。球面部21は排出口7aに対向するとき、弁座部8において弁箱1の内側から外側に向かって突出する凸状の部分球面である。また、球面部21の曲率は、球面部11の曲率と同一である。
弁体20の直径Sは排出口7aの口径よりも大きく、補修弁100をコンパクトにし且つ弁体20が弁座部8に密着して弁箱1に流入した水が排出されるのを確実に防止するために、例えば、排出口7aの口径に対して120〜150%とするのがよい。
軸連結部22a,22bは弁体20の球面であって球面部21以外の球面に構成され、球面部21に連続するように構成されている。軸連結部22a,22bのそれぞれには回動軸23及び後述の支持軸26が固定され、回動軸23の一端は弁箱1を貫通して軸連結部22aに固定され、他端は開閉装置42に接続されている。開閉装置42が有するハンドル42aが回転操作されると、回動軸23が回動し、球面部21が回動軸23の周りを回動する。なお、回動軸23は回動軸13に対して平行になるように軸連結部22aに固定されている。
軸連結部22bに固定されている支持軸26は弁体20の中心を介して回動軸23に対向するとともに、回動軸23の延長線上に配置されている。また、支持軸26は弁体20を支持し、弁箱1の側壁に接続部材、例えば、ボルト26aを用いて取り付けられている。
排出開口部24は、弁体20の球面に形成された貫通孔であって、軸連結部22a,22bの間に形成され且つ球面部21及び軸連結部22a,22b以外に形成され、球面部21及び流入開口部24はL字状に配置されている。弁体20が回動軸23に関して回動すると、球面部21又は排出開口部24が排出口7aに対向する。
具体的に、球面部21が排出口7aに対向することによって排出口7aを閉じているとき、排出開口部24は弁箱1の内壁に向かって開口するとともに、球面部21は水道管から弁箱1の内部に流入した水が弁箱1の外部に排出されるのを防止し(図6中の二点鎖線で示された弁体20)、球面部21が弁箱1の内壁に対向しているとき、排出開口部24は排出口7aに向かって開口するとともに、水道管から弁箱1の内部に流入した水は排出される(図6中の実線で示された弁体20)。
裏側部25は、球面部21の中心点P側の空間である。したがって、裏側部25は弁座部8に接触することはない。また、裏側部25は排出開口部24の開口端に対応する一の縁部と、一の縁部とは異なる他の縁部とを有し、他の縁部の周辺には回動軸23及び支持軸26が取り付けられている。なお、裏側部25の他の縁部は球形状を半球形状に形成することによって生じる縁部に相当する。また、裏側部25の他の縁部は、その一部に排出開口部24の一端である端部24bと、中心点Pを介して端部24bに対向する端部21bを備える。球面部21が排出口7aを閉じているとき、端部21bは排出口7a側に位置するとともに、端部24bは流入口5a側に位置し、球面部21が排出口7aを閉じていないとき、端部24bは排出口7a側に位置するとともに、端部21bは流入口5a側に位置する。
本実施の形態における補修弁100は、弁体10の中心点O及び流入口5aの開口中心を通る軸31(第1の軸)と、弁体20の中心点P及び排出口7aの開口中心を通る軸32(第2の軸)とを有し、軸31,32はいずれも鉛直方向に延びている。軸31及び軸32は、一致することなく、所定の距離を有するように互いに平行に配置されている。その結果、弁箱1は上側フランジ部3が下側フランジ部2に対して水平方向にずれるように湾曲している。
下側フランジ部2及び上側フランジ部3の距離、換言すれば、流入口5aから排出口7aまでの距離(以下、「面間距離」という。)を短縮するために、軸31及び軸32の距離(以下、「軸間距離」という。)は、流入口5a又は排出口7aの口径の6.7%以上であればよく、また、面間距離を25%以上短縮するために、流入口5a又は排出口7aの口径の26.7%以上であればよい。一方、軸間距離は、面間距離を短縮し且つ水道管から流入した水が円滑に弁箱1を通過するために、流入口5a又は排出口7aの口径の80%以下がよい。本実施の形態では軸間距離が流入口5a又は排出口7aの口径の26.7%であること(例えば、流入口5a又は排出口7aの口径がφ75mmの場合、軸間距離は20mm。)を前提とする。
次いで、弁体10,20の開閉動作について説明する。まず、弁体10は、レバー41が回動軸13周りに回動されることにより、流入口5aを開閉するように構成されている。レバー41が一の方向に回動され、球面部11が流入口5aに対向し且つ流入開口部14が弁箱1の内壁に対向するように位置するとき、流入口5aが閉じられ、水が弁箱1の内部に流入するのを防止する。なお、このとき、球面部11が弁座部6を介して流入口5aに対向しているので、球面部11が流入口5aにシーリングされ、水が弁箱1の内部に流入するのを確実に防止することができる。また、流入口5aが閉じている状態からレバー41が他の方向に回動され、球面部11が弁箱1の内壁に対向し且つ流入開口部14が流入口5aに対向するように位置するとき、流入口5aが開けられ、水は弁箱1の内部に流入する。
続いて、弁体20は、ハンドル42aが回転操作されると、回動軸23周りに回動し、排出口7aを開閉する。ハンドル42aが一の方向に回転され、球面部21が排出口7aに対向し且つ排出開口部24が弁箱1の内壁に対向するように位置するとき、排出口7aが閉じられ、水が弁箱1の外部に排出されるのを防止する。なお、このとき、球面部21が弁座部8を介して排出口7aに対向しているので、球面部21が排出口7aにシーリングされ、水が弁箱1の外部に排出されるのを確実に防止することができる。また、排出口7aが閉じている状態からハンドル42aが他の方向に回転され、球面部21が弁箱1の内壁に対向し且つ排出開口部24が排出口7aに対向するように位置するとき、排出口7aが開けられ、水は弁箱1の外部に排出される。
流入口5a及び排出口7aが全開のとき、球面部11,21は弁箱1の内壁の一部(以下、「補修弁正面側内壁」という。)に対向し、また、裏側部15,25は、補修弁正面側内壁に軸31,32を介して対向する弁箱1の内壁(以下、「補修弁背面側内壁」という。)に向かって開口する。さらに、流入口5a及び排出口7aが全開のとき、補修弁正面側内壁近傍では上側フランジ部3から下側フランジ部2に向けて排出口7a、端部11a、端部21b、及び流入口5aが順次配置され、補修弁背面側内壁近傍では上側フランジ部3から下側フランジ部2に向けて排出口7a、端部24b、端部14a、及び流入口5aが順次配置される。なお、球面部11が補修弁正面側内壁に干渉するのを回避するために、弁箱1は球面部11の形状に対応する湾曲部4aを有し、球面部21が補修弁背面側内壁に干渉するのを回避するために、弁箱1は球面部21の形状に対応する湾曲部4bを有する。湾曲部4a,4bは軸31,32に直交する方向に関して弁箱1の内部から外部に膨出するように形成されている。
流入口5a及び排出口7aが全閉のとき、流入開口部14及び排出開口部24は補修弁背面側内壁に向かって開口し、裏側部15,25は補修弁正面側内壁に向かって開口する。さらに、流入口5a及び排出口7aが全閉のとき、補修弁正面側内壁近傍では上側フランジ部3から下側フランジ部2に向けて排出口7a、端部21b、端部11a、及び流入口5aが順次配置され、補修弁背面側内壁近傍では上側フランジ部3から下側フランジ部2に向けて排出口7a、端部14a、端部24b、及び流入口5aが順次配置される。
流入口5aが全開であって排出口7aが全閉のとき、球面部11は補修弁正面側内壁に対向し且つ裏側部25は補修弁正面側内壁に向かって開口するとともに、裏側部15及び排出開口部24は補修弁背面側内壁に向かって開口する。また、流入口5aが全開であって排出口7aが全閉のとき、補修弁正面側内壁近傍では上側フランジ部3から下側フランジ部2に向けて排出口7a、端部21b、端部11a、及び流入口5aが順次配置され、補修弁背面側内壁近傍では上側フランジ部3から下側フランジ部2に向けて排出口7a、端部24b、端部14a、及び流入口5aが順次配置される。
流入口5aが全閉であって排出口7aが全開のとき、球面部12は補修弁正面側内壁に対向し且つ裏側部15は補修弁正面側内壁に向かって開口するとともに、裏側部25及び排出開口部14は補修弁背面側内壁に向かって開口する。また、流入口5aが全閉であって排出口7aが全開のとき、補修弁正面側内壁近傍では上側フランジ部3から下側フランジ部2に向けて排出口7a、端部21b、端部11a、及び流入口5aが順次配置され、補修弁背面側内壁近傍では上側フランジ部3から下側フランジ部2に向けて排出口7a、端部24b、端部14a、及び流入口5aが順次配置される。
すなわち、軸31,32が一致するように弁体10,20が配置されると、弁体10,20の開閉状態にかかわらず、補修弁正面側内壁近傍では上側フランジ部3から下側フランジ部2に向けて排出口7a、端部21b、端部11a、及び流入口5aが順次配置され、補修弁背面側内壁近傍では上側フランジ部3から下側フランジ部2に向けて排出口7a、端部24b、端部14a、及び流入口5aが順次配置される。一方、本実施の形態の補修弁100のように軸31,32が互いに平行に配置されることにより、弁体10,20の開閉状態に応じて補修弁正面側内壁近傍における端部21b及び端部11aの位置関係や補修弁背面側内壁近傍における端部24b及び端部14aの位置関係が変化する。つまり、弁体20が軸32に直交する方向に移動するとともに、軸32に関して弁体10に接近し、補修弁100の面間距離が短縮されたとき、弁体10,20は互いに干渉することなく回動するために、端部21b及び端部11aの位置関係や端部24b及び端部14aの位置関係を、裏面部25,15の空間を利用しながら変化させている。
本実施の形態の補修弁100によれば、弁体10が回動する際の中心軸である回動軸13に直交し且つ水が流入する円形の流入口5aの中心を通る軸31と、弁体20が回動する際の中心軸である回動軸23に直交し且つ流入口5aから流入した水を排出する円形の排出口7aの中心を通る軸32とは、互いに平行に配置されている。これにより、弁箱1は、弁体20が弁体10に対し、回動軸13,23の方向に関してずらして格納することができる。その結果、弁体20が軸32に関して弁体10に接近可能なスペースも発生する。したがって、弁体20は弁体10に対し、回動軸13,23の方向に関してずれるとともに、軸32に関して弁体10に接近するように配置されるので、流入口5aから排出口7aまでの距離を短縮することができる。
ところで、軸31,32が一致し、流入口5aの中心、排出口7aの中心、弁体10の中心点O、及び弁体20の中心点Pが同一軸上に存在し且つ弁体20を弁体10よりも小さくすることにより、面間距離は短縮されるが、この場合、補修弁100を通過する水の量は弁体20に依存するため、弁体10,20が同一のサイズのときに比べて排出口7aを通過する単位時間当たりの水量が減少し、消火活動に影響する虞がある。本実施の形態の補修弁100において、流入口5a及び排出口7aのそれぞれの開口径は同一であるので、排出口7aを通過する単位時間当たりの水量が減少するのを回避することができる。
また、弁体10,20は、いずれも、球形状の一部から構成され、裏面部15,25を備える。これにより、弁体10,20が回動する際、裏面部15,25によって構成される空間が利用されるので、弁体10,20が互いに干渉することなく、回動することができる。
以上、本発明について、上述した実施の形態を用いて説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではない。
100 補修弁
1 弁箱
5a 流入口
7a 排出口
10,20 弁体
13,23 回動軸
31,32 軸

Claims (4)

  1. 水が流入する略円形の流入口及び前記流入口から流入した水を排出する略円形の排出口を有している弁箱と、前記弁箱に格納され且つ第1の回転軸を中心に回転して前記流入口を開閉する第1の弁体と、前記弁箱に格納され且つ第2の回転軸を中心に回転して前記排出口を開閉する第2の弁体と、を備える補修弁において、
    前記第1の回転軸に直交し且つ前記流入口の中心を通る第1の軸と、
    前記第2の回転軸に直交し且つ前記排出口の中心を通る第2の軸とを有し、
    前記第1の軸及び前記第2の軸は、互いに平行に配置されていることを特徴とする補修弁。
  2. 前記流入口及び前記排出口のそれぞれの開口径が同一であることを特徴とする請求項1記載の補修弁。
  3. 前記第1の弁体及び前記第2の弁体は、いずれも、球形状の一部から構成され、裏面部を備えることを特徴とする請求項1又は2記載の補修弁。
  4. 前記第1の軸と前記第2の軸の距離は、前記流入口の口径の25%以上であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の補修弁。
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