(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
潅漑用スプリンクラーであって、筒状ハウジング、ハウジングの入口端部と出口端部、出口ノズルを具備するスプリンクラー出口、前記スプリンクラー出口に並置されたデフレクター部材、ベース部材を有する流量制御手段、ベース部材をハウジング入口に密閉連結するための第１の連結手段、ベース部材を給水源に連結するための第２の連結手段、長手方向に向けられた壁及び長手方向に向けられた壁と一体に形成され横断方向に向けられた壁部材を有するベース部材、前記長手方向に向けられた壁に形成されかつリム部分を有する凹所部分、前記リム部分に対して保持されかつ前記凹所部分と共に流量制御室を定めるようにされた弾性の可撓性膜部材、前記凹所部分に形成された流量制御室出口、前記ハウジングの内側壁面と共に前記凹所から遠い方の前記膜の面が露出している入口室を定めている前記壁、前記入口室と前記流量制御室との間を連絡している連絡手段、及び給水源と前記入口室との間を連絡するために前記ベース部材に形成された供給入口を備え、前記スプリンクラー出口は前記流量制御室と連絡しており、該出口ノズルが、該出口端部に固定的に配置されており、該ベース部材が、該出口ノズルから分離していることを特徴とするスプリンクラー。
【請求項２】
前記スプリンクラー出口が前記ハウジング内に定められたある領域により前記ベース部材から間隔を空けられ、前記領域は前記出口ノズルに関して対称でありかつ水流が実質的に対称的な分布でかつ乱流が最小の状態で前記スプリンクラー出口に達することを確保するための水力学的に静かな区域を構成している請求項１のスプリンクラー。
【請求項３】
前記スプリンクラー出口が、スプリンクラー出口の下流端部の断面積に関する流出ジェットの断面積の収縮を確保するように形成される請求項１のスプリンクラー。
【請求項４】
前記水力学的に静かな区域が、スプリンクラー出口の直径をｄとしたとき、ｄの３から４倍より大きい横断方向寸法とｄの１０倍より大きい長さとを有す請求項１−３のいずれか１のスプリンクラー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
本発明は、潅漑用スプリンクラーに関し、特に限定するものではないが、比較的低い送出流量（例えば、毎時２０から１５０リットル）を有するように設計されたいわゆるマイクロスクリンプラー又はミニスプリンクラーに関する。
【０００２】
（発明の背景）
かかるスプリンクラー、特に回転形又は静止形に拘わらずマイクロスプリンクラーに起因する公知の問題は、本管の供給圧力の変動の結果として、或いは異なったスプリンクラーに達する異なった供給圧力に基づく環境の変化の結果としてのスプリンクラーへの入力圧力の変動に基づく送出流量、スプレイ角度及び分布パターンの変動に関連する。
【０００３】
この特別な問題を克服する試みにおいて、適切な圧力又は流量の制御手段を有するスプリンクラーに給水源を組み合わせ、これによりスプリンクラーの出口ノズルに達する水は、供給圧力とは無関係に、常に一定の流出水量であることが確保されることが望ましいことが知られている。
【０００４】
比較的低い送出流量において作動することが望まれるスプリンクラーと組み合わせられた更なる問題が生ずる。かかる比較的低い送出流量の達成、及び同時に適切なスプレイ範囲を確実に維持するために十分な速度のものであるスプレイ流出量の確保は、ますます小さな流出開口を有するノズルの使用を伴う。流出開口が小さくなると、この開口が小砂及び同様なものにより詰まる危険が大きくなることが容易に認められるであろう。
【０００５】
本発明の目的は、上述の欠点の一部又は全部を大きく減らせる新規かつ改良された潅漑用スプリンクラーを提供することである。
【０００６】
（発明の概要）
本発明により、潅漑用スプリンクラーであって、筒状ハウジング、ハウジングの入口端部と出口端部、スプリンクラー出口を有し出口端部内に固定して置かれた出口ノズル、前記スプリンクラー出口に並置されたデフレクター部材、ベース部材を有する流量制御手段、ベース部材をハウジング入口に密閉連結するための第１の連結手段、ベース部材を給水源に連結するための第２の連結手段、長手方向に向けられた壁部材、長手方向に向けられた壁部材と一体に形成された横断方向に向けられた壁部材、前記長手方向に向けられた壁部材に形成されかつリム部分を有する凹所部分、前記リム部分に押し付けれて保持されかつ前記凹所部分と共に流量制御室を定めるようにされた弾性の可撓性膜部材、前記凹所部分に形成された流量制御室出口、前記ハウジングの内側壁面と共に前記凹所から遠い方の前記膜の面が露出している入口室を定めている前記壁部分、前記入口室と前記流量制御室との間を連絡している連絡手段、及び給水源と前記入口室との間の連絡をするために前記ベース部材に形成された供給入口を備え、前記スプリンクラー出口は、水流が実質的に対称的な分布でかつ最少の乱流で前記スプリンクラー出口に到着することを確実化するために、前記ハウジング内に定められかつ水力学的に静かな区域を構成している領域により、前記流量制御室の出口と連絡しかつ間隔を空けられるスプリンクラーが提供される。
【０００７】
好ましくは、スプリンクラー出口は、スプリンクラー出口の下流端部の断面積に関する流出ジェットの断面積の収縮を確保するように形成される。従って、スプリンクラー出口は、鋭い縁の短いオリフィス又は鋭い縁の再入形式のものとすることができる。かかるスプリンクラー出口により、水が実質的に対称的な分布を有しかつ最少の乱流で出口に到着することが確保され、これにより出口から出て行く水ジェットは絞られた直径の（即ち、出口の直径より小さい直径を持った）ものであり、この方法で、スプリンクラー出口の寸法が容易に詰まるように小さくはない比較的高速の出口ジェットが達成される。
【０００８】
流量制御手段は、我々の先の米国特許４２０９１３３号に説明されかつこれの主題を構成する異なった圧力制御式のものとすることができ、これへの注意は運転モードの完全な説明のために向けられる。この特許明細書において明らかに説明されるように、極めて効果的な流量制御に加えて流量制御手段が自己清浄能力を有するという明らかな利点を伴う。
【０００９】
かかる流量制御手段、及び特に異なった流量制御手段が水力学的に静かな区域で使用される場合、好ましくは、流量制御ユニットから出てくる水が、例えばジグザグの経路を通過し、これにより水流中に予備的な安静化係数を導くことを確実化するために、流量制御ユニットと組み合わせて追加の手段が使用される。
【００１０】
本発明による特別な潅漑用スプリンクラーの構造は、希望するならば、流出口を鋭い縁の短いオリフィス又は再入形のものでなくて、例えば、出口が下流方向にテーパーにされた円錐形のものであるように変更することができる。かかる変更により水力学的に静かな区域についての要求を最少にすることができる。
【００１１】
（好ましい実施例の詳細な説明）
本発明のより良き理解のため、及びこれを実際上いかに実施し得るかを示すために、付属図面を参照とする。
【００１２】
図面の図１ないし４に見られるように、本発明によるマイクロスプリンクラーは、入口端部２と出口端部３とを有する筒状のハウジング１を備える。
【００１３】
潅漑流量制御ユニット４が、入口端部２を通って筒状ハウジング１内に伸びかつこれに着脱可能に固定され、そして潅漑水供給源（図示せず）に接続するために、第２の連結手段を備えたネジニップル５が設けられらる。
【００１４】
中央スプリンクラー出口７を有する環状の壁部材６が、ハウジング１の出口端部３に一体に形成される。壁部材６は筒状の延長部６ａと一体に形成され、一方、より広い筒状のデフレクターハウジング６ｂと一体にされる。後者は環状の凹所６ｃにより壁部材６から間隔を空けられる。
【００１５】
デフレクターハウジング６ｂ内に回転デフレクター８が置かれ、これには、筒状延長部６ａ内に回転可能に適合する下向きの支軸９ａ、及び軸受ボス１０内に回転可能に置かれた上向きの支軸ピン９ｂが形成され、このボスは支持ブリッジ部材１１と一体でかつこれから下向きに付属している。ブリッジ部材は取付用カラー１２を有し、このカラーは、筒状ハウジング１の出口端部の周りに適合し環状凹所６ｃを効果的に密閉するように、かつその周囲フランジ１３上にくるように筒状ハウジングの出口端部３上に取り付けられる。
【００１６】
使用時には、マイクロスプリンクラーは、ニップル５を介して給水源（図示せず）に接続され、水は流量制御ユニットを経てハウジング１に流入し、ここから、マイクロスプリンクラーに流れ込む水の供給圧力と実質的に無関係な出口流量でスプリンクラー出口７を通過して出る。スプリンクラー出口７から流出する水が回転デフレクター８を叩き、これを持ち上げ回転させて、半径が流出水の速度に依存する実質的に円形の区域上に水を散布させる。
【００１７】
回転デフレクター８及び支持ブリッジ１１の構成は標準であり、本発明の特に新規な特徴を持たず、従って詳細には説明されないであろう。
【００１８】
さて、流量制御ユニット４の構成の詳細な説明のために図面の図４及び５が参照されるであろう。これらの図面に見られるように、ユニット４はベース部材１５を備え、これには入口ニップル５が付属し、更に、これには、それぞれ一体に形成された旋回用のウイング１７を有する両側の連結用フランジ１６の対が形成される。実質的に円筒状のケーシング１８がベース部材１５と一体に形成されかつこれから伸びる。このケーシングは実質的に中央の長手方向に伸びている区画壁１９を有し、この区画壁は中央の凹所部分１９ａを有し、この部分には貫通出口２０、及びベース部材１５に向かう方向で、この貫通出口から間隔を空けられた貫通入口２１が形成される。凹所部分１９ａに、リム１９ｂが形成される。
【００１９】
流量制御ユニット４には、それぞれ最下部、中間部、及び上方の横断方向向きの壁部分２２、２３及び２４が形成され、最下方の壁部分２２にはＯリング２５が取り付けられる。
【００２０】
上壁部分２４と中間壁部分２３との間でケーシング１８から半径方向に伸びている横向きの長手方向に伸びている一連のリブ２６があり、これは長手方向に伸びている区画壁１９と共に、出口２０と連通しているジグザグ状の出口流路２７を定める。
【００２１】
リブ２６は、円筒状ケーシング１８の長手方向に伸びている凹所部分から伸び、このため、リブ２６の両側に流路２８が形成され、これら流路は、それぞれ、ジグザグの出口流路２７と、従って出口２０と連絡する。
【００２２】
柔軟な弾性の流量制御用の膜２９が開口２０及び２１に並置されたケーシング１８内に適合するように配置され、これは、リム１９ｂに押し付けられて支持され、入口２０及び出口２１から間隔を空けられた定位置に正常に保持される。膜２９及び凹所部分１９ａは、一緒に流量制御室２１を定める。
【００２３】
ベース部材１５及び下方横断壁２２に貫通流路穴３０が形成される。
【００２４】
特に図面の図３に見られるように、筒状ハウジング１の最下方の入口端部２には、直径方向両側の周囲連結用フランジ３１の対が形成される。
【００２５】
マイクロスプリンクラーの組立ては、筒状ハウジング内への流量制御ユニット４の挿入、及び内向きの連結用フランジ１６内への周囲連結用フランジ３１のバヨネット式の連結により行われる。
【００２６】
このように組み立てられたとき、横断壁２２、２３及び２４は、リブ２６がしたと同様に、筒状ハウジング１の内面に気密に適合する。この方法で、入口ニップル５を通って流れる水は穴３０を通過し、一方では、横断壁２２と２３との間に定められた入口室を通り、入口２１を通って流量制御室３２内に入り、他方では、膜２９、上下の横断壁２２と２４及び筒状ハウジング１の内面の間に定められた入口制御室３３内に入る。
【００２７】
出口制御室３２と入口制御室３３との間の可撓性の膜２９の設置により差圧制御が得られ、その結果、水は、出口制御室３２から出て出口２０を経てジグザグの流出路２７内に実質的に一定流量で流れ込む。
【００２８】
このようにジグザグの流路を通る流量制御された水の通過がこの水流の乱流を逓減をもたらし、この水流は、最終的には、流路２８を経て、ハウジングの上方横断壁２４と上方環状壁６との間に定められた筒状ハウジングの長くされた上方区域３４内に流れ込む。
【００２９】
この長くされた上方区域３４の相対寸法は、確実にこの区域が効果的な水力的に静かな区域として作用するように選定される。この静かな区域においては、水流中に残っているいかなる乱流も最小に減らされ、かつスプリンクラー出口７に向かってこの中を流れている水が実質的に均一でかつ出口に関して対称的な分布になる。マイクロスプリンクラーからの流量制御された外向きの流れはスプリンクラー出口７から出てデフレクター８を叩き、このデフレクターは回転して円形経路上に流出水を分布させる。
【００３０】
出口が図面の図６ａ及び６ｂにそれぞれ図式的に示されたような鋭いエッジの短いオリフィス、又は再入管（ボルダ）形式の出口に形成されたとき、図面に関して説明されたような効果的に水力学的に静かな区域３４を有するマイクロスプリンクラーの設備が極めて特別な意味がある。
【００３１】
図６ａは、内部に置かれた水力学的に静かな区域３４を有しかつ鋭い縁の短いオリフィス３ａの形成された筒状ハウジング１の出口端部３を示し、一方、図６ｂは、再入管（ボルダ）形式の出口３ｂの形成された出口端部３を示す。
【００３２】
このオリフィスと再入管形式の出口との両者の共通の特徴は、出口の非常に鋭い縁にされた上流側の端部の設置であり、ここから出ていく水は横断方向寸法の収縮を受け、このため出ていく水流の面積は出口の下流側の端部の面積より小さい。この収縮のため、流出するスプレイが適切なスプレイ範囲を達成するために要する十分な速度で出ていくことを確保し、同時に流出出口は、詰まりに対する敏感性の大きい限定された寸法のようなものでないことが確保される。
【００３３】
そこで、例えば、図面の図６ａ及び６ｂに示されたようなオリフィス形式又は再入（ボルダ）形式のスプリンクラー出口３ａ及び３ｂでは、流出スプレイの断面積は、例えば、鋭い縁の出口の断面積の６０から７０％の間とすることができる。
【００３４】
ノズル出口の面積がスプレイジェットの断面積よりかなり大きいということは、その結果として開口を比較的大きくすることができ、従って詰まりに対する敏感性が小さくなると同時にスプレイジェットがその有効範囲と分布とを確保するために適切な速度で出て行くことを伴う。更に、出て行くジェットが出口の下流の穴の壁に接触しないことは、これらの壁が堆積の比較的ないように保持されることを意味する。
【００３５】
しかし、既に指摘されたように、かかるオリフィス又は再入形の出口の効果的な使用に対しては、水が実質的に乱流なしでかつ対称的に分布された状態で出口に達することを確保することが要求され、この目的で出口に隣接した筒状ハウジングの領域内に水力学的に静かな区域を設けることが重要である。
【００３６】
既に示されたように、流量制御ユニットから出ていく水流中の乱流の最初の効果的な減少は、水力学的に静かな区域３４に入るより前にジグザグの出口通路２７を確実に水が流れることにより得られる。
【００３７】
同時に、区域３４の特性は、水がかかる実質的に乱流なしでかつ対称的にされた配列でオリフィス又は再入形出口に達することを確保するために、区域３４を囲んでいるハウジング部分の直径を、ノズル出口の直径の好ましくは３−４倍より大きくすべきであり、同時にこのハウジング部分の長さを好ましくは出口直径の１０倍より大きくすべきである。
【００３８】
本発明のよるマイクロスプリンクラーの特徴的な一例においては、ハウジングを使ったスプリンクラーの特徴的な寸法は次の通りである。即ち、流量制御ユニット４を囲んでいるハウジング部分の直径は１２mmであり、一方その区域３４を囲んでいる部分の細くされた直径は７mm、長さは２０mmである。ノズル出口オリフィスは１.４mmの鋭い縁の直径を持つ。
【００３９】
更に、かかるノズル出口は、その鋭い縁が上流側でかつハウジング内に置かれ、そしてこのために外部に起因する損傷に対して敏感でないことが分かるであろう。
【００４０】
上述の本発明の特別な実施例においてはマイクロスプリンクラーが回転デフレクターを持つとして図解されたが、本発明のよるマイクロスプリンクラーの本質的な態様は静止形デフレクターが使用されたものに対しても等しく使用し得ることが認められるであろう。
【００４１】
更に、本発明は、（圧力制御ユニットと出口との間に「静かな」区域が設けられることを要する）オリフィス形又は再入形の出口を有するマイクロスプリンクラーによる使用について特に説明されたが、本発明による一般的なマイクロスプリンクラー構造は、スプリンクラー出口が先細の円錐形のものである場合にも適用可能である。この場合は、出て行くスプレイジェットは、言うまでもなく、出口穴の下流出口と実質的に等しい直径の直径のものであるが、この場合、出口と流量制御ユニットとの間の「静かな」区域に対する要求は最少にすることができる。
【００４２】
全ての場合、（内部に突き出た）流量制御ユニットに着脱可能にかつ気密に適合する筒状ハウジングを備えた本発明によるマイクロスプリンクラー構造は、最少数の個別部品により、非常に効果的かつ簡単に気密になし得る構造の提供を確実なものとする。更に、単純な１動作で流量制御ユニットからのハウジングの分解を可能とする筒状ハウジングと一体部分としての出口の設備は、それ自体が、ノズル出口の清掃、及び流量制御ユニットの清掃と交換のような全ての形のノズル出口サーブスの実施を容易にする。
【００４３】
本発明は、異なった圧力制御手段に基づく上述のものとは異なる流量制御ユニットが使用された場合も等しく適用し得るが、かかる異なった圧力制御手段の使用は、我々の前の米国特許に先に説明された理由の全てについて特に有利であり、かかる異なった圧力制御手段に連続した「自己清掃」を行わせることができ、これにより圧力制御ユニット自体の詰まりが生ずる危険を最少にできるという明らかな利点を含む。
【００４４】
更に、「オリフィス」形入口２１を経て流量制御室３３に水が入る方法は、（上述のように）かかる「オリフィス」の使用に固有の利点を伴い、オリフィスの使用が流量制御室内へのかなり大量の流入を許し、これによりこの領域における詰まりの危険を更に最少化することが分かる。
【００４５】
更に、マイクロスプリンクラーの内部構造が、これを使用しないときの水の停滞を許さない（これにより詰まらせる藻類又は同等の発生に危険を最小にする）ことに注意すべきあり、筒状ハウジング内に残った水は穴３０を通して外に排水されることが分かる。
【００４６】
更に、出口７の清掃、及び流量制御ユニット４の取外し、清掃、又は交換の目的のためのマイクロスプリンクラー分解が、流量制御ユニット４の旋回用ウイング１７の筒状ハウジング１に関する簡単な旋回運動により容易になし得ることが容易に分かるであろう。
【００４７】
マイクロスプリンクラー全体が１個の容易に接近し得る位置（Ｏリング２５）において外部に関して効果的に静止密閉されることも組立及び使用ににおける明らかな利点である。
【００４８】
Ｏリング２５の使用は、これなしに効果的な密閉を行い得るので本質的にオプションである。
【００４９】
出口７内に回転可能に取り付けられかつ使用中、水圧により上方に移動される回転デフレクター８は、水圧が加えられなくなると重力で落ち、これにより筒状ハウジングの上方端部を昆虫その他に対して効果的に密閉することが更に分かるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるマイクロスプリンクラーの長手方向の断面側面図である。
【図２】  図１に示されたマイクロスプリンクラーの線II−IIに沿って得られた断面図である。
【図３】  図１に示されたマイクロスプリンクラーの分解斜視図である。
【図４】  図１に示されたマイクロスプリンクラーに組み込まれた流量制御部材の分解斜視図である。
【図５】  部材の反対側を示している図４に示された流量制御部材の更なる斜視図である。
【図６】  ａ及びｂは本発明によるマイクロスプリンクラーと共に使用する出口ノズルのマウスピースの異なった形式を図式的に示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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