JP2729174B2 - 回転散水器 - Google Patents
回転散水器Info
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- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
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- B05B3/003—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with braking means, e.g. friction rings designed to provide a substantially constant revolution speed
- B05B3/005—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with braking means, e.g. friction rings designed to provide a substantially constant revolution speed using viscous dissipation, e.g. a rotor movable in a chamber filled with oil
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は回転散水器に関し、
より詳細には、予め定められた地上散布区域に加圧水源
を分配するようにした形式の散水器に関する。最良にし
て最も効率的な散水器とは、可能な最大の散水器散布区
域に所与の水源を分配することができるものであった。
またこの結果を達成する最良にして最も効率的な散水器
が、いわゆる段階式インパクト散水器または大型の段階
式インパクト散水器である、ということも一般に容認さ
れている。段階式回転散水器は、加圧水源を上方且つ外
方へ向けて、水を最大の散水距離で広範囲に散水する。
次いで、上方かつ外方に向けて水源を段階的に徐々に回
転させることにより、広大な面積をカバーすることがで
きる。 【0002】 【従来の技術】近年、節水の必要性ならびに動力にかか
る経費の上昇などの理由で上記の回転散水器は使用に充
分適したものとはならなくなっている。散水距離を増大
するには、水源を高圧にすることが必要である。さらに
また、噴射水流を確実に所望の大きさの水の粒子に飛散
させる場合にも、このように水源が高圧であることが望
ましい。水源の圧力を高くして単位時間内に所定量の水
を放出する必要があれば、動力経費が増大する。水源の
圧力を低くできれば、単位時間で同量の水を放出する動
力経費を低減できる。段階式インパクト散水器への水源
の圧力を低減させれば、水流のままでほとんどそのまま
地上に降り注いでしまうことが推測できる。水流を所望
の大きさの液滴に飛散させる圧力を有するのに加えて、
インパクト・アームのサイクル動作を行うにも駆動エネ
ルギが必要となる。従って、エネルギ節約のため水源の
圧力を低減させる点を考慮すれば、より広い散布区域に
水を分配することができる散水器は適さず、単一噴射ヘ
ッドのインパクト散水器がカバーする散布区域を互いに
オーバーラップしてカバーする瞬時的に円形に散布する
複数の固定式噴霧ヘッドを設けた散水器の方が好ましい
と考えられる。この形式の装置では配管の数が多くなる
が、このために生じる経費は結果として生じるエネルギ
節約で相殺できるものと考えられた。例えば、典型的な
噴霧ヘッドは、同圧力で同量の水流が半径方向外方へ噴
射される距離よりかなり短い半径の即時円形噴霧パター
ンを有することもあり得る。その結果、備えられる散水
器の所要数を増大するため配管が増加される場合であっ
ても、各散水器は水源からの供給水をより広い散布区域
に噴射できるようにすることが望ましい。 【0003】要約すれば、従来のインパクト散水器は所
与の水源および圧力をより大きな散布区域に分配すると
いう終極の結果を達成するのに最良であるが、以下の不
利な点を有する。即ち、(1)適切に作動するために比
較的高い圧力が必要であること、(2)常的受ける反復
的な衝撃があるため、おのずから損傷を受けること、
(3)反復的な衝撃作動の期間にわたり高圧力に抗する
シールに効果的な動的シール組立体を包含する必要があ
り、これによりシールの破損を生じること。 【0004】一般的な在来のインパクト散水器において
作動時に高圧力が必要な理由は先ず、インパクト散水器
で散水する水が、最初に、上方且つ半径方向に外方へ向
かう連続的に流れるジェット流となり大気中に噴射され
る。インパクトサイクルは、ジェット流が外方へ妨害さ
れずに流れ得る期間と、ジェット流がインパクト・アー
ムで駆動されるスプーンの各面で妨害され且つ偏向され
る期間とで構成される。ジェット流内で妨害されなかっ
た水は地上の散布パターン区域の外側部分に落ちるが、
妨害された水はその内側部分に落ちる。インパクト散水
器の最大散布パターン区域をカバーするのは、妨害され
ないジェット流のためであるが、このために比較的高い
圧力で散水器を作動させる必要がある。この特性に関連
する幾つかの因子を圧力制限では考慮する必要がある。
一つの因子はジェット流が地上に落ちる前での分散に関
連する。出口オリフィス寸法が決まると、排出圧力の一
次関数で流れが適切に分散する。ジェット流がノズルを
離れる際、噴出圧力エネルギが速度エネルギに転換さ
れ、ノズル出口を離れる際のジェット流の速度は、地面
との衝突前に水流が所望の液滴の大きさに分散するか否
かを大きく決定する。速度が減少するにつれて、液滴の
大きさは、大気状態に依存して、液滴の大きさが散水器
散布パターン区域内またはその付近の植物および/また
は土に逆効果を及ぼすような大きさとなってしまうまで
増大する可能性がある。逆効果が明らかとなる限界圧力
は、多分、妨害されない水流対する限界圧力以下である
が、同様な状況はドライブ・スプーンで妨害される水の
散布に関連しても得られる。第三の因子は、インパクト
・アームの作動サイクルを達成するに必要な連続的ジェ
ット流のエネルギ・レベルに関連する。この場合もやは
り、ノズルから噴射後のジェット流により達成され、こ
の点での速度エネルギでほとんど記述される(即ち、圧
力エネルギおよび位置エネルギは双方共極めてわずかで
ある)。従って、インパクト・アームのサイクルを達成
するに必要なエネルギ・レベルは同様に流れの速度の関
数である。またやはり、逆効果が明らかとなる限界圧力
は、他の二つの因子の双方の限界圧力を下回る可能性が
ある。 【0005】上記を念頭に置いた上で、(1)噴射され
るジェット流の性質を修正して低圧での分散を向上させ
るようにノズルを修正する(例えば本出願人の米国特許
第4,492,339号参照)か、(2)ドライブ・ス
プーンと水流との接触点をジェット流が通過した後、構
造的な表面接触によりジェット流に修正して低圧での分
散を向上させる(例えば本出願人の米国特許第4,56
6,632号参照)か、の何れかにより、最初の二つの
因子が原因する限界圧力を低下させる努力が過去におい
てなされてきた。 【0006】 【発明が解決しようとしている課題】これらの努力の結
果、ジェット流のエネルギ・レベルを、それが地面に達
する前に消滅させるようにしたので、カバーされる散布
パターン区域は減少する。到達半径が30%減少すれば
到達範囲の面積が半分以上減少するので到達半径の減少
は重大である。さらに、ジェット流のエネルギ減少がノ
ズルで生じた場合、ドライブ・スプーンに到達してイン
パクト・アームのサイクルを達成する際に利用可能なエ
ネルギが減少がなく、従ってインパクト・アームサイク
ルを行うに必要なエネルギが、限界圧力を設定する因子
となる。このエネルギ・レベルは散水栓本体を1段階動
かすに必要なエネルギ、すなわち回転散水栓本体(およ
び包含された水)の質量ならびにばね押圧ブレーキおよ
び動的シール組立体の抵抗の因子となる。 【0007】最近では、加圧水源が低いレベルにある場
合、回転インパクト散水器の代りに設けた固定噴霧ヘッ
ドが使用される傾向にある。噴霧ヘッドの特徴は、散水
器自体の瞬時噴霧散布パターンと全サイクル噴霧散布パ
ターンとがいずれにしろほぼ同一である。従って到達散
布パターン区域は、インパクト・ヘッドのような散水栓
に比較して可成り小さいが、その場合全サイクル噴霧散
布パターンは、一方よりも可成り大きい因子により瞬時
散布パターンよりも大である。 【0008】1よりかなり大きい全サイクル散布パター
ン対瞬時散布パターンの比率の在来のインパクト方式を
下回る圧力で作動し同時に、上述のインパクト散水器の
他の二つの不利な点、即ち(1)繰返し衝撃により自ら
生起した損傷および摩耗、ならびに(2)摩耗および砂
粒などにより加圧された汚染などが原因する動的シール
の故障のない散水器が必要性とされる。 【0009】 【課題を解決する手段】本発明の目的は、上記必要性を
満たすことにある。本発明の回転散水器は、加圧水源と
直結し、加圧水を1次流れとして垂直軸に沿って大気中
に放出する出口を有する散水栓本体と、前記1次流れに
より前記散水栓本体に対して回転軸の周りを回転可能な
回転分配器と、前記回転分配器に設けられ、前記1次流
れを導き前記回転分配器を回転する反動力成分を発生さ
せ、かつ主方向成分が前記垂直軸から半径方向外方へ向
かう方向に前記回転分配器から少なくとも一つの散水流
れを生成する散水流れ生成装置と、前記分配器と係合
し、前記反動力成分により得られる前記回転分配器の回
転速度を、前記回転分配器が自由回転状態で達する高速
度から、前記回転分配器が不回転状態で得られる、前記
散水流れが到達しうる最大距離で前記散水流れ生成装置
から該散水流れが途切れなく放出され、該最大到達距離
を半径とする円形散水領域に渡り所望の液滴サイズで所
望の散水分布が生ずるようになる低速度に減速させる減
速装置とを有することを特徴とする。 【0010】これまで、在来のインパクト散水器におい
て動的シールに生じうる故障は、この種のシールの使用
の必要性をなくすことによって除去される。その代り
に、加圧水源は、垂直に延びる軸線の1次流れとして大
気中に排出されるまで、固定した構造体内に閉じ込めら
れる。この、加圧水を静的に閉じ込め且つそれを垂直に
延びる軸線を有する1次流れとして大気中に放出する、
という特徴によって更に、前述のごとく、インパクト・
アームの反復動作に要する入力エネルギ・レベルを増大
させる原因となっていた、在来のインパクト・ヘッドの
場合の動的圧力シールとばね押圧ブレーキ組立体とを有
する比較的大きな圧力制限構造体を回転する必要性を除
くことができる。すなわち減速組立体と関連させて比較
的小さい回転分配器により、1次流れから半径方向外方
へ水を分配することが可能となる。小さい回転分配器を
使用すると散布パターンの大きさ、液滴の大きさ、およ
び分配特性などが望みのものと簡単に交換が可能な単純
なプラスチック成形物とすることができるので、極めて
有利である。大気状態で水を処理する流れ係合面は、減
速組立体がない自由状態では比較的高い旋回速度で回転
分配器を回転する反動力成分を生ずるように形成され
る。減速組立体は、この比較的高い旋回速度を比較的遅
い速度まで低減して、全サイクル散布パターン対瞬時的
散布パターンの比率を1より可成り大となり得るように
させる。この回転分配器で低減する速度とは、1次流れ
の運動の方向を変え且つ1次流体に作用することによ
り、そのエネルギ・レベルを全サイクルにわたって運動
が達成できるエネルギ・レベル以下に低減させることな
く連続的に分散できるように水流を調整して1次流れ内
を流れる水をその垂直軸線に対して外方へ向けることを
水との係合面により可能にさせることである。更にま
た、完全な動作のサイクルを達成するに際し、繰返し衝
撃ではなく、円滑な連続運動を利用できるので、繰返し
衝撃によって生ずる損傷や摩耗といった不利点が解消さ
れる。 【0011】本発明の別の目的は、構造が簡単で、作動
が効果的であり、且つ製造が経済的な、前述の形式の回
転散水器の提供にある。本発明の以上およびその他の諸
目的は、次の詳細な説明および請求の範囲の記載で更に
明らかとなろう。本発明は、例示的な実施例を示した添
付諸図面を参照することにより、詳細に理解できる。 【0012】 【実施例】ここで図面について更に詳細に説明する。図
1〜図4には本発明の原理を実施する、全体として10
で表示した、回転散水器又は回転散水栓の一実施例が示
してある。一般に散水器10は、図示のごとく加圧水源
に接続するようにされた固定構造体である全体として1
2で表示される散水栓本体を包含する。散水されるべき
用地での大気中に加圧水源を、概ね垂直に延びる軸線を
有する1次流れとして向けるため、散水栓本体12に出
口ノズル14が置かれる。散水器10はまた、望ましく
は1次流れの垂直軸線と同軸の回転軸線の回りで回転運
動するように取り付けられた、全体として16で表示さ
れる回転分配器を包含する。回転分配器16は、1次流
れに1)分配器の回転軸線の回りでその回転運動を行う
ようにその回転軸線に対して接線をなす方向で分配器1
6に作用する反動力成分を生じさせ且つ、2)それによ
り、1次流れを、1次流れの概ね垂直な軸線から半径方
向に外方へ可成りの部分を延在される方向に分配器16
から遠ざかる少なく共一つの流れを包含する散布パター
ン形成流れとなるようにさせる、散水流れ生成装置を構
成する全体として18で示した表面装置を包含する。回
転散水器10はまた減速組立体20を含有している。こ
れは、減速組立体20がない自由状態で高速となる旋回
速度を反作用力成分で低速とし、1)一つの流れが、分
配器16が静止状態に保持された場合に上記の一つの流
れが達するのとほぼ同じ距離だけ外方へ流れるようにし
て分配器の表面装置(散水流れ生成装置)18を離れる
ことができ且つ、2)一つの流れを包含する全ての散布
パターン形成流れが、所望の大きさの液滴で概ね円形の
散布パターン内に所望の配水を行うように概ね円形の散
布パターン内で分配されるようにするため、散布パター
ン形成流れ形成用の分配器の表面装置18と関連させ
る。円形散布パターンの半径は、一つの流れの最大の限
界によって定められる。 【0013】図1に示す実施例においては散水栓本体1
2が、現在市場での販売に供されている散水器に利用さ
れる周知の散水栓本体の形をなしている。この噴霧ヘッ
ドの散水栓本体の設計を本出願人の米国特許第DES2
59,438号に充分に示してある。散水栓本体12
は、例えばナイロンのようなプラスチック材料の成形物
を構成する。望むならば他の適当なプラスチック材料を
利用して良いことは理解されよう。散水栓本体12は、
加圧水源を容れる導管など(図示せず)の中に係合する
おねじ24を設けた管状入口部分22を有する。図示の
ごとく、管状入口部分22の内部には、散水栓本体に形
成された近接の管状出口部分28へ水を円滑に導く周方
向に隔置され長手方向に延在する複数の案内ひれ26が
設けられる。管状出口部分28内側には、30に示すご
とく、出口ノズル14と係合するねじが切られている。
図示のごとく、出口ノズル14は在来の金属製であり且
つ、管状入口部分22に入る加圧水を、管状入口部分2
2と管状出口部分28との双方の軸線と合致するほぼ垂
直な軸線を有する下方へ向けられた1次流れとして、散
水する散布パターン区域を含む大きさの用地の大気中に
導くように形成される。 【0014】図1〜図4に示す特定の散水栓本体12
は、回転分配器16のための支持垂下構造体を備える。
この支持構造体は、管状出口部分28の反対側から外方
且つ下方へ延びる一対の一体取付けアーム部分32を有
する。一対の平行な垂直に延びる支柱部分34がアーム
部分32から下方へ延び、その下端が、管状中央取付け
部分38により相互連結された一対の水平方向に内方へ
延びる部分36によって一体に互に連結される。散水栓
本体12の支柱部分は、散水器10からの流れが衝突し
且つ結果として生ずる散布パターン区域における水の分
布がこの衝突の影響を最小限とする位置に配設され、支
柱部分34は、図4から了解できるように、段のある三
角形に付形された断面形状を有する。 【0015】前述の意匠特許に示した散水器内の中央管
状取付け部分38は、その中に固定した噴霧そらせ板を
備えている。本発明の原理に従い、組み合わされた回転
分配器16および関連する減速組立体20が、固定噴霧
板に代わって管状取付け部分38内に支えられるように
配置されている。噴霧ヘッド形式の散水栓本体が使用さ
れ且つそこに生起された1次流れが下方へ向けられるよ
うにした上述の形式の装置が、旋回移動システムのよう
な、移動かんがいシステムに特定の用途を見いだしてい
ることは理解されよう。この種の用途の例が本出願人の
米国特許第4,405,085号に開示してあり、そこ
に示された噴霧ヘッド22は、図1〜図4に示すような
本発明の回転散水器10として使用できる。 【0016】しかし本発明の散水器10を、何れかの回
転インパクト散水器あるいは噴霧ヘッドを使用した散水
器構造に容易に適応させることができる。以前に示した
ように、本発明の回転散水器10によれば、在来の回転
インパクト散水器より低い圧力で充分に所望の機能を達
成し、且つ同じ大きさの噴霧ヘッドで達成し得るよりも
一層望ましく且つ広い噴霧散布パターンを達成できる。
特許第4,405,085号は、旋回運動または側方移
動かんがいシステムの高所の導管に下降管で支持したブ
ームへ噴霧ヘッドを取付ける態様を開示している。本発
明の回転散水器10は図1〜図4に示すような形状の下
降管および/またはブームを備え、とくに有用である。 【0017】図1〜図4に示す回転散水器10は、1次
流れの水の全てを単一の流れとして投射する回転分配器
16の表面装置18の望ましい形状を例示している。図
示の実施例の場合、回転分配器16は、適当なプラスチ
ック材料の成形体である。例示の実施例はナイロン製で
ある。図示のごとく、回転分配器16はまた、回転分配
器本体から軸方向に延びる取付け軸42の一端を正確に
保持するプラスチック本体内に一体に成形された金属イ
ンサート40を有する。 【0018】1次流れから反動力成分を生じさせ且つ1
次流れの全てを単一の流れとして外方へ向ける表面装置
(散水流れ生成装置)18が、分配器本体に成形され
る。表面装置の形状は、それが、先ず下方へ、次いで周
囲に向かって外方へ且つわずかに上方へ、また同時に半
径方向へ真っ直にではなく弧状を描きながら分配器本体
を通して切削するように動かされる球面切削工具によっ
て形成される。このように形成される表面装置18の特
性は、この表面により画定される流出流が1次流れの軸
線から半径方向に主要な成分を有する、ということであ
る。さらにまた、流れの移動の可能な最大の外方への広
がりを達成し従ってその結果として生ずる回転散水器1
0の円形散水パターンの最大半径寸法を定めるのに役立
つ流出流のわずかな上向きの成分が存在する。この流出
流の移動の方向を図2に示してあるが、それから、また
図4に示す平面図から、表面装置18から流出する流れ
の方向は、その軸線が1次流れの垂直軸線から延びる半
径方向の線と平行をなすようなものであることに気付く
であろう。ずれの程度はわずかであり、従って回転分配
器の軸線に関し接線方向に作用してそれを回転させる力
の成分は、半径方向に外方へ向く流れの成分に比し比較
的小さい。それにも拘わらず、この反動力成分は、減速
組立体が無い場合低い速度で分配器を回転させるに必要
なそれよりも可成り大きい。 【0019】回転散水器10に包含されている減速組立
体20はなるべくなら、相対的に移動する二つの表面間
における粘性流体のせん断作用により回転モーメントを
減衰させるという原理で作動する減速組立体であること
が望ましい。図1〜図4に示す実施例ではとくに、減速
組立体は散水栓本体12の管状取付け部分38と協働す
るように構成されている。 【0020】この目的のため、減速組立体20は、散水
栓本体12の管状取付け部分38内に係合するようにさ
れた直立スリーブ部分48を有する円板状中央部分46
を含む外側の第一ハウジング部分44を有する。この第
一ハウジング部分44と後述する第二ハウジング部分6
4とは、室70を画定するハウジングを構成する。散水
栓本体12の管状取付け部分38内に第一ハウジング部
分44の直立スリーブ部分48を保持するため、直立ス
リーブ部分48に下方へ延びる一対のスリットが形成さ
れ、それらが一体の弾性ロック素子50をその間に画定
する。図示のごとくロック素子50には、上方且つ外方
に面するカム面52と下方に面するロック面54とが包
含される。この構成によれば、散水栓本体12の取付け
部分38内へ第一ハウジング部分44を単に押し込む
と、弾性ロック素子50が、その上部カム面52に係合
して半径方向に内方へと変位する。第一ハウジング部分
44が散水栓本体12の取付け部分38内へ充分押し込
まれると、弾性ロック素子50の下方に面するロック面
54とロック係合する上方に面する表面を有するため、
弾性ロック素子50の拡大頭部が、管状取付け部分38
に形成されたスロットまたは開口部56内へ半径方向に
外方へ変位する。 【0021】第二ハウジング部分64の内側にねじを設
けたスカート部分62は、60に示すように、第一ハウ
ジング部分44の下方に延在する周縁フランジ58に螺
合している。第一ハウジング部分44はまた、スリーブ
軸受68を支える内側上方へ延在する中空スリーブ部分
66を包含する。回転分配器16の取付け軸42は、ス
リーブ軸受68内に延在し且つ軸承され、その下端を、
二つのハウジング部分44,64内に形成された空所ま
たは室70の中に突入している。 【0022】室70内には粘性流体72がほぼ満たされ
ている。粘性流体72は周知の形式のものでも良いが、
典型的にはシリコーン油である。図示のごとく、回転分
配器16の取付け軸42の下端は、スリーブ軸受68か
ら室70の中心内に下方へ延び、粘性流体係合部材74
のハブに固定されている。図示のごとく、部材74は、
ハブの上端から外方へ延びる円板形状を有する。流体係
合部材74の上面ならびにその下面の双方が室70の隣
接の壁面に極めて近接して配設され、かくしてこの面の
間の粘性流体72が、相対運動でせん断作用を受ける。
この粘性せん断により、回転分配器16の回転運動が減
衰され、且つその速度が、減速組立体20が除去された
場合に回転分配器が達成するはずの比較的高い旋回速度
から比較的遅い速度に低減される。 【0023】ここに予期されている速度の例は、約18
00rpmという比較的高い旋回速度から約2.1rp
mの作動速度までである。約1/4rpm(すなわち、
約7000分の1)から約12rpm(すなわち約15
0分の1)より若干高い範囲で速度を低減させることが
本発明の意図するところであり、2.1rpmのような
比較的遅い速度を利用して、回転分配器16の表面装置
18から流出する流れが馬の尾のように広がる影響が最
小限とし、回転分配器16が静止状態に保たれた場合に
投射されるはずの流れとほぼ同じ距離だけ流れが外方へ
投射することができる利点がある。流れの外方へ向かう
範囲を最大限とすることにより、散水器の円形の散水パ
ターン区域も同様に最大限にされるが、これは極めて望
ましいことである。例えば、2.1rpmという比較的
低い作動速度を達成する回転分配器16は、回転分配器
16を静止状態に保って約5.64m(18 1/2f
t)投射するのに比べて約5.03m(16 1/2f
t)の距離で投射される流出流が得られる。この場合散
水パターン半径の減少は最大で89%まで低下するに過
ぎない。他方、回転分配器16が1800rpmで自由
に回転し得る場合には馬の尾に広がる影響が非常に大き
いので、流れがほとんど直ちに小滴に分散し、それが円
形散水型全体にわたって即座に降下する。この縮減され
た範囲の円形散布パターンは効果的には、流れの瞬間的
な散布パターンと同じである。この散布パターン区域の
半径は最大値の70%に縮減され、その結果、最大散布
パターン区域の50%未満の散布パターンを生ずる。 【0024】図1〜図4に示す減速組立体20の実施例
においては、粘性流体が室70をほぼ満たし、取付け軸
42とスリーブ軸受68との間に外側に設けられた運動
用シール76を通過しない限り外に流出されない。さら
に室70の形状は、散水器10が通常の作動状態にある
方向に配置されている限り、何等漏れる傾向なく粘性流
体72が重力により室70内に保持されるようになって
いる。シール76は、主として取付け軸42とスリーブ
軸受68との間に有害な材料が侵入することを防止する
ために設けられる。しかし前に示したように、散水器1
0が転倒した際に取付け軸42とスリーブ軸受68との
合せ面を経て粘性流体72が浸出する場合に粘性流体7
2をシールする効果も有する。 【0025】室70を粘性流体72でほぼ十分に満たす
ことは、水分が侵入し、粘性流体72と混合して粘性が
変化し回転分配器16の所望速度より高速とならないよ
うにすることができる利点を有する。室70を粘性流体
72で満たす場合、粘性材料の圧力状態の付帯的な増減
なしに粘性流体の熱膨張と熱収縮とに適応する装置を備
えることが望ましい。この種の装置の一例を図2で図示
してある。すなわち室70を画定する壁に適当に固定的
に取り付けた円板インサート組立体77として図2が例
示的に示してある。図示のごとく、第二ハウジング部分
64の環状部分の半径方向にスカート部分62まで延び
る壁に円板インサート組立体77が取り付けられる。 【0026】減速組立体20が従って作動中全く安定的
であり、また回転運動するように回転分配器16を取り
付け且つその速度を何等かの所与の1次流れに対して一
定の値まで効果的に低減させ得ることがわかる。比較的
遅い一定の回転速度は、回転分配器16から流出する流
れの降下にその影響を及ぼす。従って回転分配器16の
表面装置18と減速組立体20自体との組合せは、回転
分配器16から流出する流体を、最初の投射方向のみな
らず、その降下特性に関する調整においても、調整する
のに役立つ。降下特性は、回転散水器10の円形散水パ
ターン内の配水にかなり影響する。例えば水の大部分が
投射されて円形散水パターンの周辺部分に降下し、従っ
て散水パターンの中央部分に比較的わずかな水しか分布
しない場合、配水は不均等である。円形散水パターンの
周辺で配水量が多くなるような不均等な分布は通常ドー
ナツ散水パターン分布と称するが、ドーナツ散水パター
ンは、流失せず最大量で水を吸収する乾いた地面に水が
集中化されるので、移動かんがいシステムでは望まし
い。 【0027】表面装置18の平滑度と1次流れの偏向範
囲は、回転分配器16から流れが流出した後に生ずる降
下に大きな影響をもたらす。図1〜図4に示す実施例に
おいては、1次流れの偏向を最小限とし且つ出来る限り
平滑な表面に常に流れを係合させるように表面装置18
を構成する。従って分配散布パターンはドーナツ分布で
ある。 【0028】流出流れが支柱部分34の方へ向けられる
場合、流れが分散され、円形散布パターン内に配水を受
けない比較小さいセグメントが三角形状の支柱部分34
の背後に存在することに気付くであろう。これらの非湿
潤区域は、とくに回転散水器10が移動かんがいシステ
ムに使用されている場合には、微々たるもので無視でき
る。通常は、円形散水パターン内の完全な湿潤が望まし
く、以下に引用する実施例は完全な円形散布パターンで
完全な湿潤ができる。しかし本発明は、完全な円形散水
パターンでない場合への適用範囲も意図し、すなわちこ
の点に関して部分円作動をも含むものとする。 【0029】図5および図6は、本発明の散水器10に
実施可能な回転分配器および減速組立体の変更態様を開
示している。図示のように、1次流れを係合させ、また
1次流れを別々の概ね同等な二つの流れに分割し且つそ
れを概ね反対の方向に外方へ向ける、全体として80で
示した表面装置を包含する、全体として78で示した回
転分配器が設けられる。表面装置80の形状が、互いに
関連して180°対称で且つ中心を通過する垂直な流れ
分割線に沿って互いに交差する点を除き、前述の表面装
置18と形状が類似する二つの交差面82を包含するよ
うになっていることに気付くであろう。 【0030】前述と同じく、回転分配器78は、取付け
軸86の上端を正確に保持するインサート84を包含す
る。図6は、全体として参照数字88で表示した、変形
減速組立体を示す。この組立体88は、前述のハウジン
グ部分44とほぼ同様な第一ハウジング部分90を包含
する。その上に、スリーブ部分92と、カム面96およ
びロック面98を備える拡大ヘッドを有する弾性ロック
素子94と、取付け軸86に係合する運動用シール10
4を上端に有するスリーブ軸受102を支える内側スリ
ーブ100とが包含される。 【0031】第一ハウジング部分90は、第二ハウジン
グ部分110の直立した周縁部分108のおねじと協働
的に係合するように内部にねじを切った垂下する周縁ス
カート106も含む点が前述のハウジング部分44と相
違している。周縁部分108から内方へ延びるハウジン
グ部分110の部分は、外側円筒壁部分114と内側円
筒壁部分116と環状底部接続壁部分118とで画定さ
れる環状室112を備えるように形成される。図示のご
とく、外側円筒壁部分114の上端はねじ付き周壁部分
108と一体に接続され、中央壁部分120は内側円筒
壁部分116の上端に接続される。 【0032】前述のように、環状室112は粘性流体1
22で満たされる。但しこの充満された室は、取付け軸
86の下端が突入する更に大きい環状室124に連通す
る。粘性流体係合部材126が軸86の下端に固定さ
れ、室112内に配設されている。部材126は、その
中央部分から半径方向に外方へ円板を突出させたハブの
形をなしている。この部材は更に、円板状部分の外端か
ら下方へ延びる垂下円筒状スカート部分128を包含す
る。環状室112内に満たされた粘性流体122にこの
環状スカート部分128の下端部が係合する。スカート
部分128の円筒状の内面および外面はそれぞれ、外側
壁部分114の内面および内側壁部分116の内面と協
働して、前示と同様に所望低速度への回転分配器78の
回転速度の減衰を達成するに適した粘性流体122の所
望の粘性せん断を付与する。 【0033】図5および図6に示す装置の利点は、粘性
流体を容れている室112が更に大きい体積の隣接空気
室124に連通しているので、温度または気候条件の変
化による粘性流体122の膨張および収縮が減衰特性に
わずかな影響しか及ぼさないことである。図1〜図4に
ついて上述した実施例におけるごとく、粘性流体が室内
に完全に満たされている場合には、粘性流体の圧力が、
大気圧以上に粘性流体の圧力が上昇し、シール74を経
由して漏れてしまうような可能性がある。逆に、負圧が
生成されることもあり、その場合には、シール74を介
して有害な物質が侵入する恐れもある。それ故、図5お
よび図6に図示の上述の様態の完全に満たされていない
室の使用が時には望ましい。図5および図6に示す回転
分配器78と減速組立体88の組合せは、比較的大きな
噴霧ヘッドやインパクト・ヘッドを使用していた旋回運
動システムで良好に使用できる。面82の形状は、より
大きな容量のインパクト・ヘッドに設けた二重ノズルと
ほとんど同様に1次流れを分割するのに役立つ。単に、
切込みを一方を広げ、他方を狭くするようにして、二つ
の流れを異ならすことができる。さらに、全ての反動力
成分が他方の切込みのみから導出されるように、切込み
の一方を完全に半径方向に延在させることもできる。二
つ以上の切込みを設けることはできるが、上記の切込み
が等しい大きさである場合には、散水器の最も望ましい
特性と逆行するサイクル散水パターンの大きさを減少さ
せる傾向が生じる。即ち、実際上可能な限り大きなサイ
クル散水パターン区域を達成するには、液滴を適切な大
きさとし上記の散水パターンを有するように配水を確保
することである。 【0034】これまで述べた本発明の実施例において
は、回転散水器10の散水栓本体12が、作動中、1次
流れが垂直に下方へ流れるように方向付けられている。
この配向は、旋回運動システムまたは側方運動システム
の下降管またはブームの取付け装置の事例である。図7
および図8は、旋回運動または側方運動システムにおけ
る主管直上に設けた散水器取付装置の事例である。図7
および図8においては、本発明の原理を実施する修正さ
れた散水器210を示す。この散水器210は、前述の
散水器本体12と同等の構成の、参照番号212で総称
して示す散水器本体を包含する。従ってこの本体212
の詳細な説明を省略する。図面の図7および図8におい
て、散水器本体212と同様の部分を、添字2を付加し
て、同一の参照番号で表示してある。同様に、回転散水
器210には、出口ノズル214と1次流れ係合面装置
218と、減速組立体220とが包含される。上記を念
頭に置きながら、前述散水器と異なる部分について散水
器210を説明する。回転分配器216の表面装置21
8は、それらが逆向きとされていることを除き前述の表
面装置82と同等の表面装置282が形成される。さら
に、1次流れが下方にではなく上方へ進むので、所望の
上向き成分得られるまで1次流れを外方、かつ上方へ偏
向させる必要はなく、単に外方へ偏向させれば良い。図
6と比較した場合のこの形状の差異を図8に明確に示
す。 【0035】減速組立体220は、散水栓本体取付け部
分238の上方に取り付けられ、二つのハウジング部分
244,264で形成される。ハウジング部分244
は、弾性ロック素子250、が内側の垂下スリーブ部分
248で組立体220を散水栓本体に固定する装置を包
含する。ハウジング部分244はまた、回転分配器21
6を回転可能に軸承する内側スリーブ軸受268を保持
する内側スリーブ部分266を含む。ハウジング部分2
44はまた、外周面にねじを付した直立周縁部分258
を包含する。第二ハウジング部分264は、内周面にね
じを付した壁部分262を包含するキャップの形をなし
ている。前述の二つの連通室112,124のと同様の
形状を有する室270がハウジング部分に形成される。
室270の下部環状部分は粘性流体272が満たされて
いる。同様に前述の部材126に類似した形状を有する
粘性流体係合部材274が設けられる。室270の形状
および大きさ、ならびに付与される粘性流体の量が、軸
242の周囲を介して室270から粘性流体が漏出しな
いようにするためのシールを不要としている。この点
は、図示の作動位置以外の状態でも同様である。散水器
210が、回転分配器212の表面282から流出する
噴霧の特性については、前述の散水器10と同じ様態で
機能することは了解できよう。この場合も矢張り、配水
はほぼドーナツ分布散布パターンとなる。 【0036】図9および図10は、前述の回転分配器2
16の代りに散水器210に利用しうる回転分配器29
0を示す。この回転分配器290は、円形散布パターン
区域内にほぼ均等な散水の確保を容易にし、散水器21
0を、固定すえ置きシステム用として、あるい芝生用な
どのシングルコース用として適したものとした、回転分
配器に形成された1次流れ係合表面装置292の実施例
を示す。図示のごとく、表面装置292は、転倒した点
を除き前述の表面装置18とほぼ同様に形成され、大き
い表面296と狭い表面294とで構成される。この狭
い表面294は、その範囲全体にわたって、より大きい
表面296と連続している。しかし、図10からわかる
ように、それらの曲率は異なっている。その効果は、回
転分配器290から流れが流出する際にそれを、単一の
流れながらその一部の比較的小さい部分が、回転分配器
から外方へ流れる際に残余部分よりも更に急速に落下さ
せる方向成分を有する流れを形成保持する。そのため、
以前よりも多量の水が円形散布パターンの中央区域内に
分配され、より少量が周縁に放出され、その結果とし
て、散布パターン区域全体にわたり更に均等な分配がも
たらされる。表面294,296間の連続関係は、それ
により、全エネルギーを保存して単一の流れが分配器を
離れるので、望ましいものである。言うまでもなく、望
むならば、二つの流れとして分離させ、また互いに異な
る曲率で流出させることができる。 【0037】図11は、減速組立体220の代りに散水
器210と共に使用できる、全体として300で示す修
正された減速組立体を示す。この組立体300は、螺合
固定された第二ハウジング・キャップ部分306で密閉
された開口シリンダ室304を画定する点を除き、前述
のハウジング部分244と同様の第一ハウジング部分3
02を包含する。粘性の流体が室304に封入され円板
状粘性流体係合部材308を部分的に浸漬する。室30
4の底面と円板状部材308の下面との間で粘性流体3
07はせん断されて減衰効果を付与する。円板状部材3
08上方の流体の量では左程の粘性せん断をもたらさ
ず、従って減衰に左程の効果を与えない。従ってこの装
置によれば、図6の減速組立体88と図7および図8の
減速組立体220とに示されたと同じ利点が得られる。 【0038】図12〜図15は、本発明の原理を実施す
る、全体として310で示した回転散水器の更に別の実
施例を開示している。この回転散水器310は、とくに
旋回運動システムまたは側方運動システムに使用するよ
うにされており、詳述すれば、図1〜図4の散水器10
と同様の作動位置または図7および図8に示す散水器2
10の転倒された位置における配向に適応するように配
設されている。回転散水器310を、散水器210の位
置に相当する位置で図12に示す。この場合も矢張り、
散水器10に関連して上述した散水栓本体12と同様の
散水栓本体312が散水器310に包含されている。散
水栓本体212の場合のように、散水栓本体312は図
1の散水栓本体12に対して転倒したものとなってい
る。従って、排出ノズルを包含する散水栓本体312の
部分は図示されていないが、この種のノズルを備え、ノ
ズルから流出する1次流れが上向きの方向へ延び且つ、
前述の様態で水を指向する表面装置318を備えた図1
2に示す回転分配器316と係合させることができる。
さらに散水器310は、その一方が他方に対して転倒さ
れた二つの作動位置の何れか一方で作動に適する減速組
立体320が包含される。 【0039】散水栓本体312は、前述の散水栓本体1
2の構成とほぼ同様の構成である。よって、詳細な説明
を省略する。図面の図12〜図15において、散水栓本
体312と同様な部分を、添字3を付加して、同一の参
照数字を付してある。回転分配器16と同様に回転分配
器316は、丁度表面282が表面82に関連して形成
されるように表面装置18と同様に形成される表面装置
318に形成されている。回転分配器316に設けたイ
ンサート340は、軸342を受容するようにされ、軸
方向外方へ突出するハブ部分341を包含する点を除き
前述のインサート40と同様である。露出ハブ部分34
1は、使用者が回転分配器を容易に取り替えることを可
能にさせ、この目的のため、ハブ部分341を貫いて延
び、軸342の適当なくぼみに係合する止めねじ343
が設けられる(図14を参照)。 【0040】減速組立体320は、散水栓本体内への取
付けと、回転分配器用の回転的支持とに関する限り、前
述の組立体と同様に構成される。組立体320は二つの
ハウジング部分344,364を包含する。ハウジング
部分344は、環状室370の外部を形成する外側円筒
壁部分の延長部を外側周壁部分358が形成する点を除
き、図8に示すハウジング部分244とほとんど同様に
構成される。キャップ状の第二ハウジング部分364の
めねじを受けるため外側周壁部分358の下方部分の外
部のみにねじが設けられている。第二ハウジング部分の
周壁部分362の適当な溝内に設けられたOリング・シ
ール359を受けるように、ハウジング部分344の周
壁部分358の外面は滑らかになっている。第二ハウジ
ング部分364は、単純なキャップ状ではなく、その中
央壁を、第一ハウジング部分344で画定される室37
0の下端と同様環状室370の上端を画定するように内
方へくぼませている。 【0041】室370の下部環状部分を満たすに充分な
量の粘性流体372が室に満たされる。粘性流体係合部
材374は、両端を室の環状部分内に配設した単一の外
側円筒状部分375を包含する。1次流れを上方へ向か
わせる構成の図12に示す位置に回転散水器310があ
る場合、室370内の粘性流体372が第一ハウジング
部分344に設けられた環状部分内に配設されることが
わかるはずである。この状態は図12に明示してあり、
また表面装置318から流出する流れが外方へ且つわず
かな上向き成分を以て向けられることにに気付くであろ
う。図15は、回転散水器310が図12に示すそれに
対して逆の位置で作動する場合にこの散水器がとる位置
を示す。この場合には粘性流体372が、第二ハウジン
グ部分364内に画成される室370の環状部分内に流
入している。この構成によれば、両作動位置における、
図6および図8に関連してこれまでに言及した諸利点の
全てが得られる。図15に示す位置においては回転分配
器316を使用することができ、その場合、分配器から
流出する流れは下向き成分を有する。あるいはまた、回
転分配器316を、わずかな上向きの運動の成分を流れ
に付与するものに容易に置き換えることができる。 【0042】図16は、一方において発生した粘性流体
せん断の量を手で調整可能とし、他方温度変化による粘
性流体の粘度変化を補整することを可能とする、二つの
付加的な機能的可能性を備えている点を除き、図12〜
図15に示す減速組立体320と同様であり、全体とし
て420で総称する減速組立体を示す。図示のごとく、
減速組立体420には、一対のハウジング部分422,
424が包含される。一方のハウジング部分422は、
組立体420の散水栓本体と前述の様態での固定接続を
行う装置を備え、さらに回転分配器軸426の取付けを
備えている。図16に示す実施例の場合、軸426の上
端部は、協働するハウジング部分422,424によっ
て画成される内部の室428へ延在し上端部には、43
0で示すように外部にスプラインが設けられている。室
428は粘性流体432で部分的に満たされ、ハブ部分
と、従って粘性流体係合部材436全体とを取付け軸4
26に相対的に軸方向に動かし得るように内部にスプラ
インを設けたハブ部分436を介して軸426に取り付
けられた粘性流体係合部材434とを包含している。 【0043】図示のごとく、粘性流体係合部材434に
は、放射状スポーク440によりハブ部分436に接続
された円筒状周縁部分438が備えられる。それぞれハ
ウジング部分422,424の関連部分内に取り付けら
れた金属リング444と協働する円筒状外表面を有する
環状部分442が、円筒状部分438の各端部から外方
に延びている。ハブ部分436の上端には、ハウジング
部分424の中央部分へねじ込まれ、内部スプライン上
方で手動調整可能のステム450の端部に形成された一
対のばねグリップフィンガ448を受けるフランジ付き
部分446がある。図示のごとく、ステム450の平滑
な上部周囲と係合するように、ハウジング部分424の
溝内にOリング・シール454が装着される。ステム4
50の外端は、使用者がステムを手動回転できるよう
に、ねじ回しのような転回工具を受けるスロット452
が形成される。ステム450を手動回転することによ
り、ハブ部分446内でばねフィンガ448が回転し、
ステム450のねじ連結による垂直運動成分が、取付け
軸スプライン430に相対的にハブ部分436に垂直運
動を行わせる。この運動が、環状部分442の外面とリ
ング444の内面との間のオバーラップ区域の寸法を変
化させる。これらの面が粘性せん断の主要な領域を構成
するので、室428内の粘性流体432のせん断の程度
は、室内の部材434の垂直運動により調整される。手
動調整の目的は、ノズルの大きさを画定する種々の1次
流れおよびそれと共に用いられる種々の回転分配器、な
らびに異なる水源の状態を調和させることにある。 【0044】粘度変化に対する温度補整に関して、粘性
流体係合部材434が、例えば、ナイロンのような適宜
のプラスチック材料で形成される。他方、静止リング4
44は金属で形成される。この二つの材料の特性は、プ
ラスチック部分が、例えば、温度の低下に応じて金属部
分の4〜14倍収縮し、従って低温においてせん断面間
のすきまが増大し、それにより、低温のため粘性流体の
粘度が大きくなるにつれてせん断が減少するように選ば
れる。逆に、温度が上昇して粘性流体の粘度が減少する
につれ、せん断面間のすきまが二つの部分の膨張の差に
よって減少し、従って温度変化による粘度変化の、両方
向における補整が得られる。この補整は、回転分配器に
対して一定の回転速度を確保する。 【0045】図17は、前述の回転散水器の何れにも使
用できる、全体として520で示した、更に別の減速組
立体を開示している。図示のごとく、減速組立体520
には、通常の二つのハウジング部分522,524が包
含される。一方の部分522は、組立体520を散水栓
本体に固定し、且つ回転分配器軸526の取付け部が設
けられている。図17に示す実施例においては、ハウジ
ング部分522,524が粘性流体532を入れた室5
28を画成し、この室528内にハブ部分536を取付
け軸526に固定した点を除き前述の部材434と同様
に構成された粘性流体係合部材534が設けられてい
る。粘性流体係合部材534はまた、円筒状周縁部分5
38を包含し、この円筒状周縁部分538の両端の外部
環状部分542は、ハウジング部分524の外周壁54
6から内方へ延びるようにその内周に形成された環状拡
大部分即ちせん断部分544と協働する。 【0046】ハウジング部分524の外周壁546に
は、ハウジング部分522の周壁部分552に形成され
ためねじ550と係合する外部中央ねじ部分548が設
けられている。ハウジング部分522の周壁部分552
の内ねじを切った部分の下方に円筒状内面とシール係合
するため、Oリング・シール554がハウジング部分5
24の周壁部分546の下方の外面に形成された外溝内
に設けられる。 【0047】ねじ部分548,550の相互係合により
ハウジング部分522に相対的にハウジング部分524
を回すことによって、ハウジング部分524の内周の粘
性せん断部分544を、粘性流体係合部材534の環状
せん断部分542に相対的に軸方向位置に移動できる。
この調整により、面間の粘性流体532のせん断、従っ
て減衰の量が、前述の様態で調整される。 【0048】図18は、全体として620で示す更に別
の減速組立体を開示しており、これは、組立体620が
粘性流体せん断と、従って得られる減衰の調整の可能性
を備えている点で前述の組立体420,520と同様で
あるが、さらに、水源の圧力変化の全範囲にわたり概ね
一定の減速された回転分配器の速度を維持するように、
水源の圧力の変化を検出し且つ検出した変化に応じて可
変減衰力を変化させることもできる。水源の圧力の変化
から生ずる何等かの状態の変化を検出することは、本発
明の自明の範囲である。従って検出器は、圧力検出器、
フライホイール調速機などのような速度変化検出器、ま
たは1次流れの圧力変化による加力の変化から生ずる位
置の変化を検出する位置検出器であればよい。 【0049】回転速度の変化、または1次流れの速度お
よび/または流量の変化により回転分配器に作用する軸
方向力の変化を検出器が検出するようにすれば、このシ
ステムは、使用されるノズルの大きさに合せて自動的に
補整が可能となる。回転速度と軸方向荷重とは、1次流
れの速度と流量との変化に同等に影響される。速度は源
泉圧力の関数である。流量は源泉圧力とノズルの大きさ
との関数である。使用ノズルサイズに合せて自動的に補
整可能とすることにより、ノズルサイズを選定後、減速
組立体に対して使用者による手動調整を行う必要性がな
いので望ましい。 【0050】図18に示す実施例では、回転分配器61
6の表面装置618に対する1次流れの反作用の軸方向
力成分の変化が検出できる。この目的のため、回転分配
器616の取付け軸624は、ハウジング部分628内
に取り付けられたスリーブ軸受626内に軸支されてい
るのみならず、軸受626内で限定された長手方向即ち
軸方向の運動をするように取り付けられる。図示のごと
く、スリーブ軸受626から外方へ延びる取付け軸62
4の部分を囲むようにして、コイルばね630が配設さ
れる。このコイルばね630の上端はスリーブ軸受62
6に係合し、他端は、その対向端がハウジング部分62
8の内側スリーブ部分に接続されたベローズ・シール組
立体632の下端に係合する。 【0051】1次流れが回転分配器616の表面装置6
18に当たった場合、その表面の形状により、回転分配
器616をその取付け軸624と一緒にばね630の押
圧に抗して上方へ動かそうとする上向きの反動力成分が
生成される。取付け軸624が上方へ動くと、それに固
定された、前述の部材434,534と類似構造の粘性
流体係合部材634も上方へ動かされ、従って、部材6
34の粘性流体せん断面642の面積がハウジング部分
628の協働面644および協働する第二ハウジング部
分646に関連して増大し、ハウジング部分628,6
46内に設けられた室650内の粘性流体648の粘性
せん断力を増大させる。このようにして、減速の程度が
変更できる。 【0052】水源の圧力が増大するにつれて出口ノズル
から流出する1次流れのエネルギ・レベルが増大し、従
って回転分配器616に作用する軸方向力成分が増大で
きる。ばね630を用いて回転分配器を取付け、かつ軸
方向運動を可能としたため、軸方向力成分の変化を検出
することができる。以上の変化を検出し粘性流体係合部
材634を自動的に新しい位置に移動させ、減衰を付与
することにより回転分配器の回転速度を増大させる1次
流れのエネルギ・レベルの上昇を補整し、回転分配器の
回転速度をほぼ一定のレベルに維持する。源泉圧力が低
下し1次流れが低いエネルギ・レベルの状態となると、
ばね630の押し作用をする反動軸方向力成分が減少さ
れる。従って、ばね630が軸624を外方へ変位して
せん断面642,644間により少ない協働面を生じさ
せ、粘性流体せん断力、すなわち減衰力を低減させる。
従ってこの構成は、比較的広範囲の源泉圧力の上下の変
動にわたって概ね一定した回転分配器速度が維持でき
る。 【0053】上述の回転散水器10,110,210,
310において、回転分配と減速組立体との組合せが、
既に存在する散水栓本体に簡単に取り付けできるように
なっている。この構成には利点はあるが、既存の散水栓
本体を使用すると、回転分配器から流出する流れと干渉
する位置に支柱部分34が有りこの位置で円形散布パタ
ーンのセグメントの水の散水を攪乱するので不利であ
る。 【0054】図19〜図21は、支柱部分が回転分配器
から流出する流れと干渉することを防ぐことが可能性
な、本発明の原理に従って構成された、全体として71
0で表示した回転散水器を示す。図19に示すように、
回転散水器710には、水源管(図示せず)のめねじと
係合するようになった、おねじ716を切った管状入口
部分714を包含する散水栓本体712が設けられてい
る。散水栓本体712には入口部分714に隣接して、
在来の出口ノズル720を受けるためにめねじを切った
管状出口部分718が設けられている。出口ノズル72
0とほぼ軸方向に整合して減速組立体724に結合され
た、回転分配器722が配設される。 【0055】図示のごとく、散水栓本体712には、管
状体部分714,718の接合点付近で、外部から外方
へ延びる半径方向壁部分726が設けられている。周壁
部分728が半径方向壁部分726の周囲から上方へ延
びている。周壁728の内部円筒面と、半径方向壁部分
726の上面と、管状出口部分718の外面とが、粘性
流体732の大部分が満たされる環状室730を画成す
る。 【0056】室730内に玉軸受組立体734が取り付
けられ、すなわち外レースが周壁部分728の円筒状内
面の中央部分に固定され、内レースが、図示のごとく回
転分配器722と一体をなす管状取付け軸736の下部
外周に固定されている。図示のごとく、粘性流体732
は、玉軸受組立体734の上面の高さまで室730内に
満たされる。粘性流体732をせん断する主要な面は、
粘性流体内に延びる管状軸736の内面と、散水栓本体
712の管状出口部分718の外周の対応する面積の区
域となる。管状軸736は、玉軸受組立体734により
散水栓本体712の室730内へ取付けられ、内軸受レ
ースの上端は管状軸736内の外周溝内に係合された割
りリング738により保持され、その下端は、管状軸7
36の内端から外方に延びるフランジ740により保持
される。玉軸受組立体734の外レースは、リング・シ
ール・ユニット742により、散水栓本体712の周壁
部分728に固定される。周壁部分728の内部環状溝
内の割りリング744は、シール・ユニット742を定
位置に保持する。 【0057】たわみ性環状シール746は、シール・ユ
ニット742で支持される。たわみ性シール746に
は、隣接する管状軸736の外周とシール係合して延び
る一対のたわみ性対向リップ748を有する。管状軸7
36の内部は、散水栓本体712の管状出口部分718
の隣接する円筒面754に対してシールする一対の内側
リップ752を有するたわみ性環状シール750によ
り、散水栓本体712に対してシールされる。 【0058】図示のような回転分配器722には、図9
および図10に示す回転分配器に関連して上述したそれ
と類似の様態で構成された表面装置754が設けられ
る。従って、比較的大きな溝面758の中に形成された
比較的狭い溝面756があり、この二つの面は異なる曲
率を有する。回転分配器722と一体に連結された管状
軸736の上端に開口部760を形成し、それにより、
前述の様態による1次流れから外方への水の通過を可能
にしていることに気付くであろう。 【0059】図19〜図21に示す回転散水器710は
とくに、芝生用散水器の単一ユニットとしての作動に適
し、その場合入口部分は適宜の台へ適当に取り付けられ
る。あるいはまた回転散水器を、地下の芝生や芝土の散
水システムに使用されるポップアップ散水器組立体のポ
ップアップ散水器として利用することもできる。回転散
水器710はまた、前述の形式の農業散水器用に利用す
ることもできる。室730内の粘性流体732の液面
は、回転散水器710が常に図示の作動位置で使用され
る、という考え方で示してある。二重の転倒作動位置が
企図される場合には、図1〜図4の実施例に提案した様
態で室730を満たしても良く、あるいは図12〜図1
8の構造的構成に従って構成を変更しても良い。 【0060】かくして本発明の目的が充分に且つ効果的
に達成されたことがわかるはずである。但し、前述の好
適な特定の実施例が本発明の機能的且つ構造的諸原理を
例示する目的で図示され且つ説明されてあり、上記の諸
原理を逸脱することなく変更されるものであることは認
識されよう。従って本発明は、次の請求の範囲の精神と
範囲とにもとることなく成就される全ての変更態様を包
含するものである。
より詳細には、予め定められた地上散布区域に加圧水源
を分配するようにした形式の散水器に関する。最良にし
て最も効率的な散水器とは、可能な最大の散水器散布区
域に所与の水源を分配することができるものであった。
またこの結果を達成する最良にして最も効率的な散水器
が、いわゆる段階式インパクト散水器または大型の段階
式インパクト散水器である、ということも一般に容認さ
れている。段階式回転散水器は、加圧水源を上方且つ外
方へ向けて、水を最大の散水距離で広範囲に散水する。
次いで、上方かつ外方に向けて水源を段階的に徐々に回
転させることにより、広大な面積をカバーすることがで
きる。 【0002】 【従来の技術】近年、節水の必要性ならびに動力にかか
る経費の上昇などの理由で上記の回転散水器は使用に充
分適したものとはならなくなっている。散水距離を増大
するには、水源を高圧にすることが必要である。さらに
また、噴射水流を確実に所望の大きさの水の粒子に飛散
させる場合にも、このように水源が高圧であることが望
ましい。水源の圧力を高くして単位時間内に所定量の水
を放出する必要があれば、動力経費が増大する。水源の
圧力を低くできれば、単位時間で同量の水を放出する動
力経費を低減できる。段階式インパクト散水器への水源
の圧力を低減させれば、水流のままでほとんどそのまま
地上に降り注いでしまうことが推測できる。水流を所望
の大きさの液滴に飛散させる圧力を有するのに加えて、
インパクト・アームのサイクル動作を行うにも駆動エネ
ルギが必要となる。従って、エネルギ節約のため水源の
圧力を低減させる点を考慮すれば、より広い散布区域に
水を分配することができる散水器は適さず、単一噴射ヘ
ッドのインパクト散水器がカバーする散布区域を互いに
オーバーラップしてカバーする瞬時的に円形に散布する
複数の固定式噴霧ヘッドを設けた散水器の方が好ましい
と考えられる。この形式の装置では配管の数が多くなる
が、このために生じる経費は結果として生じるエネルギ
節約で相殺できるものと考えられた。例えば、典型的な
噴霧ヘッドは、同圧力で同量の水流が半径方向外方へ噴
射される距離よりかなり短い半径の即時円形噴霧パター
ンを有することもあり得る。その結果、備えられる散水
器の所要数を増大するため配管が増加される場合であっ
ても、各散水器は水源からの供給水をより広い散布区域
に噴射できるようにすることが望ましい。 【0003】要約すれば、従来のインパクト散水器は所
与の水源および圧力をより大きな散布区域に分配すると
いう終極の結果を達成するのに最良であるが、以下の不
利な点を有する。即ち、(1)適切に作動するために比
較的高い圧力が必要であること、(2)常的受ける反復
的な衝撃があるため、おのずから損傷を受けること、
(3)反復的な衝撃作動の期間にわたり高圧力に抗する
シールに効果的な動的シール組立体を包含する必要があ
り、これによりシールの破損を生じること。 【0004】一般的な在来のインパクト散水器において
作動時に高圧力が必要な理由は先ず、インパクト散水器
で散水する水が、最初に、上方且つ半径方向に外方へ向
かう連続的に流れるジェット流となり大気中に噴射され
る。インパクトサイクルは、ジェット流が外方へ妨害さ
れずに流れ得る期間と、ジェット流がインパクト・アー
ムで駆動されるスプーンの各面で妨害され且つ偏向され
る期間とで構成される。ジェット流内で妨害されなかっ
た水は地上の散布パターン区域の外側部分に落ちるが、
妨害された水はその内側部分に落ちる。インパクト散水
器の最大散布パターン区域をカバーするのは、妨害され
ないジェット流のためであるが、このために比較的高い
圧力で散水器を作動させる必要がある。この特性に関連
する幾つかの因子を圧力制限では考慮する必要がある。
一つの因子はジェット流が地上に落ちる前での分散に関
連する。出口オリフィス寸法が決まると、排出圧力の一
次関数で流れが適切に分散する。ジェット流がノズルを
離れる際、噴出圧力エネルギが速度エネルギに転換さ
れ、ノズル出口を離れる際のジェット流の速度は、地面
との衝突前に水流が所望の液滴の大きさに分散するか否
かを大きく決定する。速度が減少するにつれて、液滴の
大きさは、大気状態に依存して、液滴の大きさが散水器
散布パターン区域内またはその付近の植物および/また
は土に逆効果を及ぼすような大きさとなってしまうまで
増大する可能性がある。逆効果が明らかとなる限界圧力
は、多分、妨害されない水流対する限界圧力以下である
が、同様な状況はドライブ・スプーンで妨害される水の
散布に関連しても得られる。第三の因子は、インパクト
・アームの作動サイクルを達成するに必要な連続的ジェ
ット流のエネルギ・レベルに関連する。この場合もやは
り、ノズルから噴射後のジェット流により達成され、こ
の点での速度エネルギでほとんど記述される(即ち、圧
力エネルギおよび位置エネルギは双方共極めてわずかで
ある)。従って、インパクト・アームのサイクルを達成
するに必要なエネルギ・レベルは同様に流れの速度の関
数である。またやはり、逆効果が明らかとなる限界圧力
は、他の二つの因子の双方の限界圧力を下回る可能性が
ある。 【0005】上記を念頭に置いた上で、(1)噴射され
るジェット流の性質を修正して低圧での分散を向上させ
るようにノズルを修正する(例えば本出願人の米国特許
第4,492,339号参照)か、(2)ドライブ・ス
プーンと水流との接触点をジェット流が通過した後、構
造的な表面接触によりジェット流に修正して低圧での分
散を向上させる(例えば本出願人の米国特許第4,56
6,632号参照)か、の何れかにより、最初の二つの
因子が原因する限界圧力を低下させる努力が過去におい
てなされてきた。 【0006】 【発明が解決しようとしている課題】これらの努力の結
果、ジェット流のエネルギ・レベルを、それが地面に達
する前に消滅させるようにしたので、カバーされる散布
パターン区域は減少する。到達半径が30%減少すれば
到達範囲の面積が半分以上減少するので到達半径の減少
は重大である。さらに、ジェット流のエネルギ減少がノ
ズルで生じた場合、ドライブ・スプーンに到達してイン
パクト・アームのサイクルを達成する際に利用可能なエ
ネルギが減少がなく、従ってインパクト・アームサイク
ルを行うに必要なエネルギが、限界圧力を設定する因子
となる。このエネルギ・レベルは散水栓本体を1段階動
かすに必要なエネルギ、すなわち回転散水栓本体(およ
び包含された水)の質量ならびにばね押圧ブレーキおよ
び動的シール組立体の抵抗の因子となる。 【0007】最近では、加圧水源が低いレベルにある場
合、回転インパクト散水器の代りに設けた固定噴霧ヘッ
ドが使用される傾向にある。噴霧ヘッドの特徴は、散水
器自体の瞬時噴霧散布パターンと全サイクル噴霧散布パ
ターンとがいずれにしろほぼ同一である。従って到達散
布パターン区域は、インパクト・ヘッドのような散水栓
に比較して可成り小さいが、その場合全サイクル噴霧散
布パターンは、一方よりも可成り大きい因子により瞬時
散布パターンよりも大である。 【0008】1よりかなり大きい全サイクル散布パター
ン対瞬時散布パターンの比率の在来のインパクト方式を
下回る圧力で作動し同時に、上述のインパクト散水器の
他の二つの不利な点、即ち(1)繰返し衝撃により自ら
生起した損傷および摩耗、ならびに(2)摩耗および砂
粒などにより加圧された汚染などが原因する動的シール
の故障のない散水器が必要性とされる。 【0009】 【課題を解決する手段】本発明の目的は、上記必要性を
満たすことにある。本発明の回転散水器は、加圧水源と
直結し、加圧水を1次流れとして垂直軸に沿って大気中
に放出する出口を有する散水栓本体と、前記1次流れに
より前記散水栓本体に対して回転軸の周りを回転可能な
回転分配器と、前記回転分配器に設けられ、前記1次流
れを導き前記回転分配器を回転する反動力成分を発生さ
せ、かつ主方向成分が前記垂直軸から半径方向外方へ向
かう方向に前記回転分配器から少なくとも一つの散水流
れを生成する散水流れ生成装置と、前記分配器と係合
し、前記反動力成分により得られる前記回転分配器の回
転速度を、前記回転分配器が自由回転状態で達する高速
度から、前記回転分配器が不回転状態で得られる、前記
散水流れが到達しうる最大距離で前記散水流れ生成装置
から該散水流れが途切れなく放出され、該最大到達距離
を半径とする円形散水領域に渡り所望の液滴サイズで所
望の散水分布が生ずるようになる低速度に減速させる減
速装置とを有することを特徴とする。 【0010】これまで、在来のインパクト散水器におい
て動的シールに生じうる故障は、この種のシールの使用
の必要性をなくすことによって除去される。その代り
に、加圧水源は、垂直に延びる軸線の1次流れとして大
気中に排出されるまで、固定した構造体内に閉じ込めら
れる。この、加圧水を静的に閉じ込め且つそれを垂直に
延びる軸線を有する1次流れとして大気中に放出する、
という特徴によって更に、前述のごとく、インパクト・
アームの反復動作に要する入力エネルギ・レベルを増大
させる原因となっていた、在来のインパクト・ヘッドの
場合の動的圧力シールとばね押圧ブレーキ組立体とを有
する比較的大きな圧力制限構造体を回転する必要性を除
くことができる。すなわち減速組立体と関連させて比較
的小さい回転分配器により、1次流れから半径方向外方
へ水を分配することが可能となる。小さい回転分配器を
使用すると散布パターンの大きさ、液滴の大きさ、およ
び分配特性などが望みのものと簡単に交換が可能な単純
なプラスチック成形物とすることができるので、極めて
有利である。大気状態で水を処理する流れ係合面は、減
速組立体がない自由状態では比較的高い旋回速度で回転
分配器を回転する反動力成分を生ずるように形成され
る。減速組立体は、この比較的高い旋回速度を比較的遅
い速度まで低減して、全サイクル散布パターン対瞬時的
散布パターンの比率を1より可成り大となり得るように
させる。この回転分配器で低減する速度とは、1次流れ
の運動の方向を変え且つ1次流体に作用することによ
り、そのエネルギ・レベルを全サイクルにわたって運動
が達成できるエネルギ・レベル以下に低減させることな
く連続的に分散できるように水流を調整して1次流れ内
を流れる水をその垂直軸線に対して外方へ向けることを
水との係合面により可能にさせることである。更にま
た、完全な動作のサイクルを達成するに際し、繰返し衝
撃ではなく、円滑な連続運動を利用できるので、繰返し
衝撃によって生ずる損傷や摩耗といった不利点が解消さ
れる。 【0011】本発明の別の目的は、構造が簡単で、作動
が効果的であり、且つ製造が経済的な、前述の形式の回
転散水器の提供にある。本発明の以上およびその他の諸
目的は、次の詳細な説明および請求の範囲の記載で更に
明らかとなろう。本発明は、例示的な実施例を示した添
付諸図面を参照することにより、詳細に理解できる。 【0012】 【実施例】ここで図面について更に詳細に説明する。図
1〜図4には本発明の原理を実施する、全体として10
で表示した、回転散水器又は回転散水栓の一実施例が示
してある。一般に散水器10は、図示のごとく加圧水源
に接続するようにされた固定構造体である全体として1
2で表示される散水栓本体を包含する。散水されるべき
用地での大気中に加圧水源を、概ね垂直に延びる軸線を
有する1次流れとして向けるため、散水栓本体12に出
口ノズル14が置かれる。散水器10はまた、望ましく
は1次流れの垂直軸線と同軸の回転軸線の回りで回転運
動するように取り付けられた、全体として16で表示さ
れる回転分配器を包含する。回転分配器16は、1次流
れに1)分配器の回転軸線の回りでその回転運動を行う
ようにその回転軸線に対して接線をなす方向で分配器1
6に作用する反動力成分を生じさせ且つ、2)それによ
り、1次流れを、1次流れの概ね垂直な軸線から半径方
向に外方へ可成りの部分を延在される方向に分配器16
から遠ざかる少なく共一つの流れを包含する散布パター
ン形成流れとなるようにさせる、散水流れ生成装置を構
成する全体として18で示した表面装置を包含する。回
転散水器10はまた減速組立体20を含有している。こ
れは、減速組立体20がない自由状態で高速となる旋回
速度を反作用力成分で低速とし、1)一つの流れが、分
配器16が静止状態に保持された場合に上記の一つの流
れが達するのとほぼ同じ距離だけ外方へ流れるようにし
て分配器の表面装置(散水流れ生成装置)18を離れる
ことができ且つ、2)一つの流れを包含する全ての散布
パターン形成流れが、所望の大きさの液滴で概ね円形の
散布パターン内に所望の配水を行うように概ね円形の散
布パターン内で分配されるようにするため、散布パター
ン形成流れ形成用の分配器の表面装置18と関連させ
る。円形散布パターンの半径は、一つの流れの最大の限
界によって定められる。 【0013】図1に示す実施例においては散水栓本体1
2が、現在市場での販売に供されている散水器に利用さ
れる周知の散水栓本体の形をなしている。この噴霧ヘッ
ドの散水栓本体の設計を本出願人の米国特許第DES2
59,438号に充分に示してある。散水栓本体12
は、例えばナイロンのようなプラスチック材料の成形物
を構成する。望むならば他の適当なプラスチック材料を
利用して良いことは理解されよう。散水栓本体12は、
加圧水源を容れる導管など(図示せず)の中に係合する
おねじ24を設けた管状入口部分22を有する。図示の
ごとく、管状入口部分22の内部には、散水栓本体に形
成された近接の管状出口部分28へ水を円滑に導く周方
向に隔置され長手方向に延在する複数の案内ひれ26が
設けられる。管状出口部分28内側には、30に示すご
とく、出口ノズル14と係合するねじが切られている。
図示のごとく、出口ノズル14は在来の金属製であり且
つ、管状入口部分22に入る加圧水を、管状入口部分2
2と管状出口部分28との双方の軸線と合致するほぼ垂
直な軸線を有する下方へ向けられた1次流れとして、散
水する散布パターン区域を含む大きさの用地の大気中に
導くように形成される。 【0014】図1〜図4に示す特定の散水栓本体12
は、回転分配器16のための支持垂下構造体を備える。
この支持構造体は、管状出口部分28の反対側から外方
且つ下方へ延びる一対の一体取付けアーム部分32を有
する。一対の平行な垂直に延びる支柱部分34がアーム
部分32から下方へ延び、その下端が、管状中央取付け
部分38により相互連結された一対の水平方向に内方へ
延びる部分36によって一体に互に連結される。散水栓
本体12の支柱部分は、散水器10からの流れが衝突し
且つ結果として生ずる散布パターン区域における水の分
布がこの衝突の影響を最小限とする位置に配設され、支
柱部分34は、図4から了解できるように、段のある三
角形に付形された断面形状を有する。 【0015】前述の意匠特許に示した散水器内の中央管
状取付け部分38は、その中に固定した噴霧そらせ板を
備えている。本発明の原理に従い、組み合わされた回転
分配器16および関連する減速組立体20が、固定噴霧
板に代わって管状取付け部分38内に支えられるように
配置されている。噴霧ヘッド形式の散水栓本体が使用さ
れ且つそこに生起された1次流れが下方へ向けられるよ
うにした上述の形式の装置が、旋回移動システムのよう
な、移動かんがいシステムに特定の用途を見いだしてい
ることは理解されよう。この種の用途の例が本出願人の
米国特許第4,405,085号に開示してあり、そこ
に示された噴霧ヘッド22は、図1〜図4に示すような
本発明の回転散水器10として使用できる。 【0016】しかし本発明の散水器10を、何れかの回
転インパクト散水器あるいは噴霧ヘッドを使用した散水
器構造に容易に適応させることができる。以前に示した
ように、本発明の回転散水器10によれば、在来の回転
インパクト散水器より低い圧力で充分に所望の機能を達
成し、且つ同じ大きさの噴霧ヘッドで達成し得るよりも
一層望ましく且つ広い噴霧散布パターンを達成できる。
特許第4,405,085号は、旋回運動または側方移
動かんがいシステムの高所の導管に下降管で支持したブ
ームへ噴霧ヘッドを取付ける態様を開示している。本発
明の回転散水器10は図1〜図4に示すような形状の下
降管および/またはブームを備え、とくに有用である。 【0017】図1〜図4に示す回転散水器10は、1次
流れの水の全てを単一の流れとして投射する回転分配器
16の表面装置18の望ましい形状を例示している。図
示の実施例の場合、回転分配器16は、適当なプラスチ
ック材料の成形体である。例示の実施例はナイロン製で
ある。図示のごとく、回転分配器16はまた、回転分配
器本体から軸方向に延びる取付け軸42の一端を正確に
保持するプラスチック本体内に一体に成形された金属イ
ンサート40を有する。 【0018】1次流れから反動力成分を生じさせ且つ1
次流れの全てを単一の流れとして外方へ向ける表面装置
(散水流れ生成装置)18が、分配器本体に成形され
る。表面装置の形状は、それが、先ず下方へ、次いで周
囲に向かって外方へ且つわずかに上方へ、また同時に半
径方向へ真っ直にではなく弧状を描きながら分配器本体
を通して切削するように動かされる球面切削工具によっ
て形成される。このように形成される表面装置18の特
性は、この表面により画定される流出流が1次流れの軸
線から半径方向に主要な成分を有する、ということであ
る。さらにまた、流れの移動の可能な最大の外方への広
がりを達成し従ってその結果として生ずる回転散水器1
0の円形散水パターンの最大半径寸法を定めるのに役立
つ流出流のわずかな上向きの成分が存在する。この流出
流の移動の方向を図2に示してあるが、それから、また
図4に示す平面図から、表面装置18から流出する流れ
の方向は、その軸線が1次流れの垂直軸線から延びる半
径方向の線と平行をなすようなものであることに気付く
であろう。ずれの程度はわずかであり、従って回転分配
器の軸線に関し接線方向に作用してそれを回転させる力
の成分は、半径方向に外方へ向く流れの成分に比し比較
的小さい。それにも拘わらず、この反動力成分は、減速
組立体が無い場合低い速度で分配器を回転させるに必要
なそれよりも可成り大きい。 【0019】回転散水器10に包含されている減速組立
体20はなるべくなら、相対的に移動する二つの表面間
における粘性流体のせん断作用により回転モーメントを
減衰させるという原理で作動する減速組立体であること
が望ましい。図1〜図4に示す実施例ではとくに、減速
組立体は散水栓本体12の管状取付け部分38と協働す
るように構成されている。 【0020】この目的のため、減速組立体20は、散水
栓本体12の管状取付け部分38内に係合するようにさ
れた直立スリーブ部分48を有する円板状中央部分46
を含む外側の第一ハウジング部分44を有する。この第
一ハウジング部分44と後述する第二ハウジング部分6
4とは、室70を画定するハウジングを構成する。散水
栓本体12の管状取付け部分38内に第一ハウジング部
分44の直立スリーブ部分48を保持するため、直立ス
リーブ部分48に下方へ延びる一対のスリットが形成さ
れ、それらが一体の弾性ロック素子50をその間に画定
する。図示のごとくロック素子50には、上方且つ外方
に面するカム面52と下方に面するロック面54とが包
含される。この構成によれば、散水栓本体12の取付け
部分38内へ第一ハウジング部分44を単に押し込む
と、弾性ロック素子50が、その上部カム面52に係合
して半径方向に内方へと変位する。第一ハウジング部分
44が散水栓本体12の取付け部分38内へ充分押し込
まれると、弾性ロック素子50の下方に面するロック面
54とロック係合する上方に面する表面を有するため、
弾性ロック素子50の拡大頭部が、管状取付け部分38
に形成されたスロットまたは開口部56内へ半径方向に
外方へ変位する。 【0021】第二ハウジング部分64の内側にねじを設
けたスカート部分62は、60に示すように、第一ハウ
ジング部分44の下方に延在する周縁フランジ58に螺
合している。第一ハウジング部分44はまた、スリーブ
軸受68を支える内側上方へ延在する中空スリーブ部分
66を包含する。回転分配器16の取付け軸42は、ス
リーブ軸受68内に延在し且つ軸承され、その下端を、
二つのハウジング部分44,64内に形成された空所ま
たは室70の中に突入している。 【0022】室70内には粘性流体72がほぼ満たされ
ている。粘性流体72は周知の形式のものでも良いが、
典型的にはシリコーン油である。図示のごとく、回転分
配器16の取付け軸42の下端は、スリーブ軸受68か
ら室70の中心内に下方へ延び、粘性流体係合部材74
のハブに固定されている。図示のごとく、部材74は、
ハブの上端から外方へ延びる円板形状を有する。流体係
合部材74の上面ならびにその下面の双方が室70の隣
接の壁面に極めて近接して配設され、かくしてこの面の
間の粘性流体72が、相対運動でせん断作用を受ける。
この粘性せん断により、回転分配器16の回転運動が減
衰され、且つその速度が、減速組立体20が除去された
場合に回転分配器が達成するはずの比較的高い旋回速度
から比較的遅い速度に低減される。 【0023】ここに予期されている速度の例は、約18
00rpmという比較的高い旋回速度から約2.1rp
mの作動速度までである。約1/4rpm(すなわち、
約7000分の1)から約12rpm(すなわち約15
0分の1)より若干高い範囲で速度を低減させることが
本発明の意図するところであり、2.1rpmのような
比較的遅い速度を利用して、回転分配器16の表面装置
18から流出する流れが馬の尾のように広がる影響が最
小限とし、回転分配器16が静止状態に保たれた場合に
投射されるはずの流れとほぼ同じ距離だけ流れが外方へ
投射することができる利点がある。流れの外方へ向かう
範囲を最大限とすることにより、散水器の円形の散水パ
ターン区域も同様に最大限にされるが、これは極めて望
ましいことである。例えば、2.1rpmという比較的
低い作動速度を達成する回転分配器16は、回転分配器
16を静止状態に保って約5.64m(18 1/2f
t)投射するのに比べて約5.03m(16 1/2f
t)の距離で投射される流出流が得られる。この場合散
水パターン半径の減少は最大で89%まで低下するに過
ぎない。他方、回転分配器16が1800rpmで自由
に回転し得る場合には馬の尾に広がる影響が非常に大き
いので、流れがほとんど直ちに小滴に分散し、それが円
形散水型全体にわたって即座に降下する。この縮減され
た範囲の円形散布パターンは効果的には、流れの瞬間的
な散布パターンと同じである。この散布パターン区域の
半径は最大値の70%に縮減され、その結果、最大散布
パターン区域の50%未満の散布パターンを生ずる。 【0024】図1〜図4に示す減速組立体20の実施例
においては、粘性流体が室70をほぼ満たし、取付け軸
42とスリーブ軸受68との間に外側に設けられた運動
用シール76を通過しない限り外に流出されない。さら
に室70の形状は、散水器10が通常の作動状態にある
方向に配置されている限り、何等漏れる傾向なく粘性流
体72が重力により室70内に保持されるようになって
いる。シール76は、主として取付け軸42とスリーブ
軸受68との間に有害な材料が侵入することを防止する
ために設けられる。しかし前に示したように、散水器1
0が転倒した際に取付け軸42とスリーブ軸受68との
合せ面を経て粘性流体72が浸出する場合に粘性流体7
2をシールする効果も有する。 【0025】室70を粘性流体72でほぼ十分に満たす
ことは、水分が侵入し、粘性流体72と混合して粘性が
変化し回転分配器16の所望速度より高速とならないよ
うにすることができる利点を有する。室70を粘性流体
72で満たす場合、粘性材料の圧力状態の付帯的な増減
なしに粘性流体の熱膨張と熱収縮とに適応する装置を備
えることが望ましい。この種の装置の一例を図2で図示
してある。すなわち室70を画定する壁に適当に固定的
に取り付けた円板インサート組立体77として図2が例
示的に示してある。図示のごとく、第二ハウジング部分
64の環状部分の半径方向にスカート部分62まで延び
る壁に円板インサート組立体77が取り付けられる。 【0026】減速組立体20が従って作動中全く安定的
であり、また回転運動するように回転分配器16を取り
付け且つその速度を何等かの所与の1次流れに対して一
定の値まで効果的に低減させ得ることがわかる。比較的
遅い一定の回転速度は、回転分配器16から流出する流
れの降下にその影響を及ぼす。従って回転分配器16の
表面装置18と減速組立体20自体との組合せは、回転
分配器16から流出する流体を、最初の投射方向のみな
らず、その降下特性に関する調整においても、調整する
のに役立つ。降下特性は、回転散水器10の円形散水パ
ターン内の配水にかなり影響する。例えば水の大部分が
投射されて円形散水パターンの周辺部分に降下し、従っ
て散水パターンの中央部分に比較的わずかな水しか分布
しない場合、配水は不均等である。円形散水パターンの
周辺で配水量が多くなるような不均等な分布は通常ドー
ナツ散水パターン分布と称するが、ドーナツ散水パター
ンは、流失せず最大量で水を吸収する乾いた地面に水が
集中化されるので、移動かんがいシステムでは望まし
い。 【0027】表面装置18の平滑度と1次流れの偏向範
囲は、回転分配器16から流れが流出した後に生ずる降
下に大きな影響をもたらす。図1〜図4に示す実施例に
おいては、1次流れの偏向を最小限とし且つ出来る限り
平滑な表面に常に流れを係合させるように表面装置18
を構成する。従って分配散布パターンはドーナツ分布で
ある。 【0028】流出流れが支柱部分34の方へ向けられる
場合、流れが分散され、円形散布パターン内に配水を受
けない比較小さいセグメントが三角形状の支柱部分34
の背後に存在することに気付くであろう。これらの非湿
潤区域は、とくに回転散水器10が移動かんがいシステ
ムに使用されている場合には、微々たるもので無視でき
る。通常は、円形散水パターン内の完全な湿潤が望まし
く、以下に引用する実施例は完全な円形散布パターンで
完全な湿潤ができる。しかし本発明は、完全な円形散水
パターンでない場合への適用範囲も意図し、すなわちこ
の点に関して部分円作動をも含むものとする。 【0029】図5および図6は、本発明の散水器10に
実施可能な回転分配器および減速組立体の変更態様を開
示している。図示のように、1次流れを係合させ、また
1次流れを別々の概ね同等な二つの流れに分割し且つそ
れを概ね反対の方向に外方へ向ける、全体として80で
示した表面装置を包含する、全体として78で示した回
転分配器が設けられる。表面装置80の形状が、互いに
関連して180°対称で且つ中心を通過する垂直な流れ
分割線に沿って互いに交差する点を除き、前述の表面装
置18と形状が類似する二つの交差面82を包含するよ
うになっていることに気付くであろう。 【0030】前述と同じく、回転分配器78は、取付け
軸86の上端を正確に保持するインサート84を包含す
る。図6は、全体として参照数字88で表示した、変形
減速組立体を示す。この組立体88は、前述のハウジン
グ部分44とほぼ同様な第一ハウジング部分90を包含
する。その上に、スリーブ部分92と、カム面96およ
びロック面98を備える拡大ヘッドを有する弾性ロック
素子94と、取付け軸86に係合する運動用シール10
4を上端に有するスリーブ軸受102を支える内側スリ
ーブ100とが包含される。 【0031】第一ハウジング部分90は、第二ハウジン
グ部分110の直立した周縁部分108のおねじと協働
的に係合するように内部にねじを切った垂下する周縁ス
カート106も含む点が前述のハウジング部分44と相
違している。周縁部分108から内方へ延びるハウジン
グ部分110の部分は、外側円筒壁部分114と内側円
筒壁部分116と環状底部接続壁部分118とで画定さ
れる環状室112を備えるように形成される。図示のご
とく、外側円筒壁部分114の上端はねじ付き周壁部分
108と一体に接続され、中央壁部分120は内側円筒
壁部分116の上端に接続される。 【0032】前述のように、環状室112は粘性流体1
22で満たされる。但しこの充満された室は、取付け軸
86の下端が突入する更に大きい環状室124に連通す
る。粘性流体係合部材126が軸86の下端に固定さ
れ、室112内に配設されている。部材126は、その
中央部分から半径方向に外方へ円板を突出させたハブの
形をなしている。この部材は更に、円板状部分の外端か
ら下方へ延びる垂下円筒状スカート部分128を包含す
る。環状室112内に満たされた粘性流体122にこの
環状スカート部分128の下端部が係合する。スカート
部分128の円筒状の内面および外面はそれぞれ、外側
壁部分114の内面および内側壁部分116の内面と協
働して、前示と同様に所望低速度への回転分配器78の
回転速度の減衰を達成するに適した粘性流体122の所
望の粘性せん断を付与する。 【0033】図5および図6に示す装置の利点は、粘性
流体を容れている室112が更に大きい体積の隣接空気
室124に連通しているので、温度または気候条件の変
化による粘性流体122の膨張および収縮が減衰特性に
わずかな影響しか及ぼさないことである。図1〜図4に
ついて上述した実施例におけるごとく、粘性流体が室内
に完全に満たされている場合には、粘性流体の圧力が、
大気圧以上に粘性流体の圧力が上昇し、シール74を経
由して漏れてしまうような可能性がある。逆に、負圧が
生成されることもあり、その場合には、シール74を介
して有害な物質が侵入する恐れもある。それ故、図5お
よび図6に図示の上述の様態の完全に満たされていない
室の使用が時には望ましい。図5および図6に示す回転
分配器78と減速組立体88の組合せは、比較的大きな
噴霧ヘッドやインパクト・ヘッドを使用していた旋回運
動システムで良好に使用できる。面82の形状は、より
大きな容量のインパクト・ヘッドに設けた二重ノズルと
ほとんど同様に1次流れを分割するのに役立つ。単に、
切込みを一方を広げ、他方を狭くするようにして、二つ
の流れを異ならすことができる。さらに、全ての反動力
成分が他方の切込みのみから導出されるように、切込み
の一方を完全に半径方向に延在させることもできる。二
つ以上の切込みを設けることはできるが、上記の切込み
が等しい大きさである場合には、散水器の最も望ましい
特性と逆行するサイクル散水パターンの大きさを減少さ
せる傾向が生じる。即ち、実際上可能な限り大きなサイ
クル散水パターン区域を達成するには、液滴を適切な大
きさとし上記の散水パターンを有するように配水を確保
することである。 【0034】これまで述べた本発明の実施例において
は、回転散水器10の散水栓本体12が、作動中、1次
流れが垂直に下方へ流れるように方向付けられている。
この配向は、旋回運動システムまたは側方運動システム
の下降管またはブームの取付け装置の事例である。図7
および図8は、旋回運動または側方運動システムにおけ
る主管直上に設けた散水器取付装置の事例である。図7
および図8においては、本発明の原理を実施する修正さ
れた散水器210を示す。この散水器210は、前述の
散水器本体12と同等の構成の、参照番号212で総称
して示す散水器本体を包含する。従ってこの本体212
の詳細な説明を省略する。図面の図7および図8におい
て、散水器本体212と同様の部分を、添字2を付加し
て、同一の参照番号で表示してある。同様に、回転散水
器210には、出口ノズル214と1次流れ係合面装置
218と、減速組立体220とが包含される。上記を念
頭に置きながら、前述散水器と異なる部分について散水
器210を説明する。回転分配器216の表面装置21
8は、それらが逆向きとされていることを除き前述の表
面装置82と同等の表面装置282が形成される。さら
に、1次流れが下方にではなく上方へ進むので、所望の
上向き成分得られるまで1次流れを外方、かつ上方へ偏
向させる必要はなく、単に外方へ偏向させれば良い。図
6と比較した場合のこの形状の差異を図8に明確に示
す。 【0035】減速組立体220は、散水栓本体取付け部
分238の上方に取り付けられ、二つのハウジング部分
244,264で形成される。ハウジング部分244
は、弾性ロック素子250、が内側の垂下スリーブ部分
248で組立体220を散水栓本体に固定する装置を包
含する。ハウジング部分244はまた、回転分配器21
6を回転可能に軸承する内側スリーブ軸受268を保持
する内側スリーブ部分266を含む。ハウジング部分2
44はまた、外周面にねじを付した直立周縁部分258
を包含する。第二ハウジング部分264は、内周面にね
じを付した壁部分262を包含するキャップの形をなし
ている。前述の二つの連通室112,124のと同様の
形状を有する室270がハウジング部分に形成される。
室270の下部環状部分は粘性流体272が満たされて
いる。同様に前述の部材126に類似した形状を有する
粘性流体係合部材274が設けられる。室270の形状
および大きさ、ならびに付与される粘性流体の量が、軸
242の周囲を介して室270から粘性流体が漏出しな
いようにするためのシールを不要としている。この点
は、図示の作動位置以外の状態でも同様である。散水器
210が、回転分配器212の表面282から流出する
噴霧の特性については、前述の散水器10と同じ様態で
機能することは了解できよう。この場合も矢張り、配水
はほぼドーナツ分布散布パターンとなる。 【0036】図9および図10は、前述の回転分配器2
16の代りに散水器210に利用しうる回転分配器29
0を示す。この回転分配器290は、円形散布パターン
区域内にほぼ均等な散水の確保を容易にし、散水器21
0を、固定すえ置きシステム用として、あるい芝生用な
どのシングルコース用として適したものとした、回転分
配器に形成された1次流れ係合表面装置292の実施例
を示す。図示のごとく、表面装置292は、転倒した点
を除き前述の表面装置18とほぼ同様に形成され、大き
い表面296と狭い表面294とで構成される。この狭
い表面294は、その範囲全体にわたって、より大きい
表面296と連続している。しかし、図10からわかる
ように、それらの曲率は異なっている。その効果は、回
転分配器290から流れが流出する際にそれを、単一の
流れながらその一部の比較的小さい部分が、回転分配器
から外方へ流れる際に残余部分よりも更に急速に落下さ
せる方向成分を有する流れを形成保持する。そのため、
以前よりも多量の水が円形散布パターンの中央区域内に
分配され、より少量が周縁に放出され、その結果とし
て、散布パターン区域全体にわたり更に均等な分配がも
たらされる。表面294,296間の連続関係は、それ
により、全エネルギーを保存して単一の流れが分配器を
離れるので、望ましいものである。言うまでもなく、望
むならば、二つの流れとして分離させ、また互いに異な
る曲率で流出させることができる。 【0037】図11は、減速組立体220の代りに散水
器210と共に使用できる、全体として300で示す修
正された減速組立体を示す。この組立体300は、螺合
固定された第二ハウジング・キャップ部分306で密閉
された開口シリンダ室304を画定する点を除き、前述
のハウジング部分244と同様の第一ハウジング部分3
02を包含する。粘性の流体が室304に封入され円板
状粘性流体係合部材308を部分的に浸漬する。室30
4の底面と円板状部材308の下面との間で粘性流体3
07はせん断されて減衰効果を付与する。円板状部材3
08上方の流体の量では左程の粘性せん断をもたらさ
ず、従って減衰に左程の効果を与えない。従ってこの装
置によれば、図6の減速組立体88と図7および図8の
減速組立体220とに示されたと同じ利点が得られる。 【0038】図12〜図15は、本発明の原理を実施す
る、全体として310で示した回転散水器の更に別の実
施例を開示している。この回転散水器310は、とくに
旋回運動システムまたは側方運動システムに使用するよ
うにされており、詳述すれば、図1〜図4の散水器10
と同様の作動位置または図7および図8に示す散水器2
10の転倒された位置における配向に適応するように配
設されている。回転散水器310を、散水器210の位
置に相当する位置で図12に示す。この場合も矢張り、
散水器10に関連して上述した散水栓本体12と同様の
散水栓本体312が散水器310に包含されている。散
水栓本体212の場合のように、散水栓本体312は図
1の散水栓本体12に対して転倒したものとなってい
る。従って、排出ノズルを包含する散水栓本体312の
部分は図示されていないが、この種のノズルを備え、ノ
ズルから流出する1次流れが上向きの方向へ延び且つ、
前述の様態で水を指向する表面装置318を備えた図1
2に示す回転分配器316と係合させることができる。
さらに散水器310は、その一方が他方に対して転倒さ
れた二つの作動位置の何れか一方で作動に適する減速組
立体320が包含される。 【0039】散水栓本体312は、前述の散水栓本体1
2の構成とほぼ同様の構成である。よって、詳細な説明
を省略する。図面の図12〜図15において、散水栓本
体312と同様な部分を、添字3を付加して、同一の参
照数字を付してある。回転分配器16と同様に回転分配
器316は、丁度表面282が表面82に関連して形成
されるように表面装置18と同様に形成される表面装置
318に形成されている。回転分配器316に設けたイ
ンサート340は、軸342を受容するようにされ、軸
方向外方へ突出するハブ部分341を包含する点を除き
前述のインサート40と同様である。露出ハブ部分34
1は、使用者が回転分配器を容易に取り替えることを可
能にさせ、この目的のため、ハブ部分341を貫いて延
び、軸342の適当なくぼみに係合する止めねじ343
が設けられる(図14を参照)。 【0040】減速組立体320は、散水栓本体内への取
付けと、回転分配器用の回転的支持とに関する限り、前
述の組立体と同様に構成される。組立体320は二つの
ハウジング部分344,364を包含する。ハウジング
部分344は、環状室370の外部を形成する外側円筒
壁部分の延長部を外側周壁部分358が形成する点を除
き、図8に示すハウジング部分244とほとんど同様に
構成される。キャップ状の第二ハウジング部分364の
めねじを受けるため外側周壁部分358の下方部分の外
部のみにねじが設けられている。第二ハウジング部分の
周壁部分362の適当な溝内に設けられたOリング・シ
ール359を受けるように、ハウジング部分344の周
壁部分358の外面は滑らかになっている。第二ハウジ
ング部分364は、単純なキャップ状ではなく、その中
央壁を、第一ハウジング部分344で画定される室37
0の下端と同様環状室370の上端を画定するように内
方へくぼませている。 【0041】室370の下部環状部分を満たすに充分な
量の粘性流体372が室に満たされる。粘性流体係合部
材374は、両端を室の環状部分内に配設した単一の外
側円筒状部分375を包含する。1次流れを上方へ向か
わせる構成の図12に示す位置に回転散水器310があ
る場合、室370内の粘性流体372が第一ハウジング
部分344に設けられた環状部分内に配設されることが
わかるはずである。この状態は図12に明示してあり、
また表面装置318から流出する流れが外方へ且つわず
かな上向き成分を以て向けられることにに気付くであろ
う。図15は、回転散水器310が図12に示すそれに
対して逆の位置で作動する場合にこの散水器がとる位置
を示す。この場合には粘性流体372が、第二ハウジン
グ部分364内に画成される室370の環状部分内に流
入している。この構成によれば、両作動位置における、
図6および図8に関連してこれまでに言及した諸利点の
全てが得られる。図15に示す位置においては回転分配
器316を使用することができ、その場合、分配器から
流出する流れは下向き成分を有する。あるいはまた、回
転分配器316を、わずかな上向きの運動の成分を流れ
に付与するものに容易に置き換えることができる。 【0042】図16は、一方において発生した粘性流体
せん断の量を手で調整可能とし、他方温度変化による粘
性流体の粘度変化を補整することを可能とする、二つの
付加的な機能的可能性を備えている点を除き、図12〜
図15に示す減速組立体320と同様であり、全体とし
て420で総称する減速組立体を示す。図示のごとく、
減速組立体420には、一対のハウジング部分422,
424が包含される。一方のハウジング部分422は、
組立体420の散水栓本体と前述の様態での固定接続を
行う装置を備え、さらに回転分配器軸426の取付けを
備えている。図16に示す実施例の場合、軸426の上
端部は、協働するハウジング部分422,424によっ
て画成される内部の室428へ延在し上端部には、43
0で示すように外部にスプラインが設けられている。室
428は粘性流体432で部分的に満たされ、ハブ部分
と、従って粘性流体係合部材436全体とを取付け軸4
26に相対的に軸方向に動かし得るように内部にスプラ
インを設けたハブ部分436を介して軸426に取り付
けられた粘性流体係合部材434とを包含している。 【0043】図示のごとく、粘性流体係合部材434に
は、放射状スポーク440によりハブ部分436に接続
された円筒状周縁部分438が備えられる。それぞれハ
ウジング部分422,424の関連部分内に取り付けら
れた金属リング444と協働する円筒状外表面を有する
環状部分442が、円筒状部分438の各端部から外方
に延びている。ハブ部分436の上端には、ハウジング
部分424の中央部分へねじ込まれ、内部スプライン上
方で手動調整可能のステム450の端部に形成された一
対のばねグリップフィンガ448を受けるフランジ付き
部分446がある。図示のごとく、ステム450の平滑
な上部周囲と係合するように、ハウジング部分424の
溝内にOリング・シール454が装着される。ステム4
50の外端は、使用者がステムを手動回転できるよう
に、ねじ回しのような転回工具を受けるスロット452
が形成される。ステム450を手動回転することによ
り、ハブ部分446内でばねフィンガ448が回転し、
ステム450のねじ連結による垂直運動成分が、取付け
軸スプライン430に相対的にハブ部分436に垂直運
動を行わせる。この運動が、環状部分442の外面とリ
ング444の内面との間のオバーラップ区域の寸法を変
化させる。これらの面が粘性せん断の主要な領域を構成
するので、室428内の粘性流体432のせん断の程度
は、室内の部材434の垂直運動により調整される。手
動調整の目的は、ノズルの大きさを画定する種々の1次
流れおよびそれと共に用いられる種々の回転分配器、な
らびに異なる水源の状態を調和させることにある。 【0044】粘度変化に対する温度補整に関して、粘性
流体係合部材434が、例えば、ナイロンのような適宜
のプラスチック材料で形成される。他方、静止リング4
44は金属で形成される。この二つの材料の特性は、プ
ラスチック部分が、例えば、温度の低下に応じて金属部
分の4〜14倍収縮し、従って低温においてせん断面間
のすきまが増大し、それにより、低温のため粘性流体の
粘度が大きくなるにつれてせん断が減少するように選ば
れる。逆に、温度が上昇して粘性流体の粘度が減少する
につれ、せん断面間のすきまが二つの部分の膨張の差に
よって減少し、従って温度変化による粘度変化の、両方
向における補整が得られる。この補整は、回転分配器に
対して一定の回転速度を確保する。 【0045】図17は、前述の回転散水器の何れにも使
用できる、全体として520で示した、更に別の減速組
立体を開示している。図示のごとく、減速組立体520
には、通常の二つのハウジング部分522,524が包
含される。一方の部分522は、組立体520を散水栓
本体に固定し、且つ回転分配器軸526の取付け部が設
けられている。図17に示す実施例においては、ハウジ
ング部分522,524が粘性流体532を入れた室5
28を画成し、この室528内にハブ部分536を取付
け軸526に固定した点を除き前述の部材434と同様
に構成された粘性流体係合部材534が設けられてい
る。粘性流体係合部材534はまた、円筒状周縁部分5
38を包含し、この円筒状周縁部分538の両端の外部
環状部分542は、ハウジング部分524の外周壁54
6から内方へ延びるようにその内周に形成された環状拡
大部分即ちせん断部分544と協働する。 【0046】ハウジング部分524の外周壁546に
は、ハウジング部分522の周壁部分552に形成され
ためねじ550と係合する外部中央ねじ部分548が設
けられている。ハウジング部分522の周壁部分552
の内ねじを切った部分の下方に円筒状内面とシール係合
するため、Oリング・シール554がハウジング部分5
24の周壁部分546の下方の外面に形成された外溝内
に設けられる。 【0047】ねじ部分548,550の相互係合により
ハウジング部分522に相対的にハウジング部分524
を回すことによって、ハウジング部分524の内周の粘
性せん断部分544を、粘性流体係合部材534の環状
せん断部分542に相対的に軸方向位置に移動できる。
この調整により、面間の粘性流体532のせん断、従っ
て減衰の量が、前述の様態で調整される。 【0048】図18は、全体として620で示す更に別
の減速組立体を開示しており、これは、組立体620が
粘性流体せん断と、従って得られる減衰の調整の可能性
を備えている点で前述の組立体420,520と同様で
あるが、さらに、水源の圧力変化の全範囲にわたり概ね
一定の減速された回転分配器の速度を維持するように、
水源の圧力の変化を検出し且つ検出した変化に応じて可
変減衰力を変化させることもできる。水源の圧力の変化
から生ずる何等かの状態の変化を検出することは、本発
明の自明の範囲である。従って検出器は、圧力検出器、
フライホイール調速機などのような速度変化検出器、ま
たは1次流れの圧力変化による加力の変化から生ずる位
置の変化を検出する位置検出器であればよい。 【0049】回転速度の変化、または1次流れの速度お
よび/または流量の変化により回転分配器に作用する軸
方向力の変化を検出器が検出するようにすれば、このシ
ステムは、使用されるノズルの大きさに合せて自動的に
補整が可能となる。回転速度と軸方向荷重とは、1次流
れの速度と流量との変化に同等に影響される。速度は源
泉圧力の関数である。流量は源泉圧力とノズルの大きさ
との関数である。使用ノズルサイズに合せて自動的に補
整可能とすることにより、ノズルサイズを選定後、減速
組立体に対して使用者による手動調整を行う必要性がな
いので望ましい。 【0050】図18に示す実施例では、回転分配器61
6の表面装置618に対する1次流れの反作用の軸方向
力成分の変化が検出できる。この目的のため、回転分配
器616の取付け軸624は、ハウジング部分628内
に取り付けられたスリーブ軸受626内に軸支されてい
るのみならず、軸受626内で限定された長手方向即ち
軸方向の運動をするように取り付けられる。図示のごと
く、スリーブ軸受626から外方へ延びる取付け軸62
4の部分を囲むようにして、コイルばね630が配設さ
れる。このコイルばね630の上端はスリーブ軸受62
6に係合し、他端は、その対向端がハウジング部分62
8の内側スリーブ部分に接続されたベローズ・シール組
立体632の下端に係合する。 【0051】1次流れが回転分配器616の表面装置6
18に当たった場合、その表面の形状により、回転分配
器616をその取付け軸624と一緒にばね630の押
圧に抗して上方へ動かそうとする上向きの反動力成分が
生成される。取付け軸624が上方へ動くと、それに固
定された、前述の部材434,534と類似構造の粘性
流体係合部材634も上方へ動かされ、従って、部材6
34の粘性流体せん断面642の面積がハウジング部分
628の協働面644および協働する第二ハウジング部
分646に関連して増大し、ハウジング部分628,6
46内に設けられた室650内の粘性流体648の粘性
せん断力を増大させる。このようにして、減速の程度が
変更できる。 【0052】水源の圧力が増大するにつれて出口ノズル
から流出する1次流れのエネルギ・レベルが増大し、従
って回転分配器616に作用する軸方向力成分が増大で
きる。ばね630を用いて回転分配器を取付け、かつ軸
方向運動を可能としたため、軸方向力成分の変化を検出
することができる。以上の変化を検出し粘性流体係合部
材634を自動的に新しい位置に移動させ、減衰を付与
することにより回転分配器の回転速度を増大させる1次
流れのエネルギ・レベルの上昇を補整し、回転分配器の
回転速度をほぼ一定のレベルに維持する。源泉圧力が低
下し1次流れが低いエネルギ・レベルの状態となると、
ばね630の押し作用をする反動軸方向力成分が減少さ
れる。従って、ばね630が軸624を外方へ変位して
せん断面642,644間により少ない協働面を生じさ
せ、粘性流体せん断力、すなわち減衰力を低減させる。
従ってこの構成は、比較的広範囲の源泉圧力の上下の変
動にわたって概ね一定した回転分配器速度が維持でき
る。 【0053】上述の回転散水器10,110,210,
310において、回転分配と減速組立体との組合せが、
既に存在する散水栓本体に簡単に取り付けできるように
なっている。この構成には利点はあるが、既存の散水栓
本体を使用すると、回転分配器から流出する流れと干渉
する位置に支柱部分34が有りこの位置で円形散布パタ
ーンのセグメントの水の散水を攪乱するので不利であ
る。 【0054】図19〜図21は、支柱部分が回転分配器
から流出する流れと干渉することを防ぐことが可能性
な、本発明の原理に従って構成された、全体として71
0で表示した回転散水器を示す。図19に示すように、
回転散水器710には、水源管(図示せず)のめねじと
係合するようになった、おねじ716を切った管状入口
部分714を包含する散水栓本体712が設けられてい
る。散水栓本体712には入口部分714に隣接して、
在来の出口ノズル720を受けるためにめねじを切った
管状出口部分718が設けられている。出口ノズル72
0とほぼ軸方向に整合して減速組立体724に結合され
た、回転分配器722が配設される。 【0055】図示のごとく、散水栓本体712には、管
状体部分714,718の接合点付近で、外部から外方
へ延びる半径方向壁部分726が設けられている。周壁
部分728が半径方向壁部分726の周囲から上方へ延
びている。周壁728の内部円筒面と、半径方向壁部分
726の上面と、管状出口部分718の外面とが、粘性
流体732の大部分が満たされる環状室730を画成す
る。 【0056】室730内に玉軸受組立体734が取り付
けられ、すなわち外レースが周壁部分728の円筒状内
面の中央部分に固定され、内レースが、図示のごとく回
転分配器722と一体をなす管状取付け軸736の下部
外周に固定されている。図示のごとく、粘性流体732
は、玉軸受組立体734の上面の高さまで室730内に
満たされる。粘性流体732をせん断する主要な面は、
粘性流体内に延びる管状軸736の内面と、散水栓本体
712の管状出口部分718の外周の対応する面積の区
域となる。管状軸736は、玉軸受組立体734により
散水栓本体712の室730内へ取付けられ、内軸受レ
ースの上端は管状軸736内の外周溝内に係合された割
りリング738により保持され、その下端は、管状軸7
36の内端から外方に延びるフランジ740により保持
される。玉軸受組立体734の外レースは、リング・シ
ール・ユニット742により、散水栓本体712の周壁
部分728に固定される。周壁部分728の内部環状溝
内の割りリング744は、シール・ユニット742を定
位置に保持する。 【0057】たわみ性環状シール746は、シール・ユ
ニット742で支持される。たわみ性シール746に
は、隣接する管状軸736の外周とシール係合して延び
る一対のたわみ性対向リップ748を有する。管状軸7
36の内部は、散水栓本体712の管状出口部分718
の隣接する円筒面754に対してシールする一対の内側
リップ752を有するたわみ性環状シール750によ
り、散水栓本体712に対してシールされる。 【0058】図示のような回転分配器722には、図9
および図10に示す回転分配器に関連して上述したそれ
と類似の様態で構成された表面装置754が設けられ
る。従って、比較的大きな溝面758の中に形成された
比較的狭い溝面756があり、この二つの面は異なる曲
率を有する。回転分配器722と一体に連結された管状
軸736の上端に開口部760を形成し、それにより、
前述の様態による1次流れから外方への水の通過を可能
にしていることに気付くであろう。 【0059】図19〜図21に示す回転散水器710は
とくに、芝生用散水器の単一ユニットとしての作動に適
し、その場合入口部分は適宜の台へ適当に取り付けられ
る。あるいはまた回転散水器を、地下の芝生や芝土の散
水システムに使用されるポップアップ散水器組立体のポ
ップアップ散水器として利用することもできる。回転散
水器710はまた、前述の形式の農業散水器用に利用す
ることもできる。室730内の粘性流体732の液面
は、回転散水器710が常に図示の作動位置で使用され
る、という考え方で示してある。二重の転倒作動位置が
企図される場合には、図1〜図4の実施例に提案した様
態で室730を満たしても良く、あるいは図12〜図1
8の構造的構成に従って構成を変更しても良い。 【0060】かくして本発明の目的が充分に且つ効果的
に達成されたことがわかるはずである。但し、前述の好
適な特定の実施例が本発明の機能的且つ構造的諸原理を
例示する目的で図示され且つ説明されてあり、上記の諸
原理を逸脱することなく変更されるものであることは認
識されよう。従って本発明は、次の請求の範囲の精神と
範囲とにもとることなく成就される全ての変更態様を包
含するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理を実施する回転散水器の一形式の
側面図。 【図2】図1の線2−2についての断面図。 【図3】線3−3についての断面図。 【図4】線4−4についての断面図。 【図5】とくに1次流れをそれが反対方向に外方へ向か
う二つの流れに分けられるように制御する別の形式の回
転分配器の平面図。 【図6】修正された形式の減速組立体と共に取り付けら
れた図5に示す回転分配器の縦断面図。 【図7】本発明の原理を実施する回転散水器の別の形式
を示す図1と類似の図。 【図8】図7の線8−8についての断面図。 【図9】回転分配器の更に別の形式の側面図。 【図10】図9に示す回転分配器の底面図。 【図11】図7および図8に示す散水器に、そこに示し
た減速組立体の代りに使用される修正した形式の減速組
立体の縦断面図。 【図12】散水器がとくに互いに逆の二つの作動位置の
何れか一方に用いるようにされた本発明の原理を実施す
る更に別の散水器を示す一部を縦断面とした部分側面
図。 【図13】図12の線13−13についての断面図。 【図14】図12の線14−14についての拡大部分断
面図。 【図15】図12に示すそれに対して逆の位置にある散
水器を示す図12と類似の図。 【図16】図16は手動で調整できる改良した形式の減
速組立体の両半分の合成断面図にて、この合成断面図の
両半分が異なる調整の位置を示すようにした合成断面
図。 【図17】図17は本発明の散水器に利用できる手動で
調整可能な減速組立体の更に別の実施例を示す図16と
類似の図。 【図18】水源の圧力の変化による回転分配器に突き当
たる1次流れの状態の変化が減速組立体における変化と
同じく自動的に反映されるような方法で回転分配器に連
結される可調整減速組立体を示す図16および図17と
類似の図。 【図19】本発明の原理を実施する修正した形式の回転
散水器の縦断面図。 【図20】図19の線20−20についての断面図。 【図21】図19の線21−21についての断面図。 【符号の説明】 10 回転散水器 12 散水器本体 14 出口ノズル 16、78 回転分配器 18、80 表面装置 20、88 減速組立体 22 管状入口部分 24 おねじ 26 案内ひれ 28 管状出口部分 30 ねじ 32 部分アーム 34 支持アーム 38 管状中央取付け部分 44、90 ハウジング部分 46 円板状中央部分 48 スリーブ部分 50、94 ロック素子 52、96 カム面 54 ロック面 56 開口部 58 周縁フランジ 62 スカート部分 64 ハウジング部分 66 中空スリーブ部分 68 スリーブ軸受 70 室 72 粘性流体 74 粘性流体係合部材 77 円板インサート組立体 82 交差面 83 取付軸 100 スリーブ 102 スリーブ軸受 104 シール 108 周縁部分 110 ハウジング部分 112 環状室 114 外側円筒部分 116 内側円筒部分 118 環状底部接続壁部分 120 中央壁部分 122 粘性流体 124 環状室 126 粘性流体係合部材 128 環状スカート部分 210 散水器 212 散水器本体 214 出口ノズル 216 回転分配器 218、288 表面装置 220 減速器組立体 244、246 ハウジング部分 266 スリーブ部分 268 スリーブ軸受
側面図。 【図2】図1の線2−2についての断面図。 【図3】線3−3についての断面図。 【図4】線4−4についての断面図。 【図5】とくに1次流れをそれが反対方向に外方へ向か
う二つの流れに分けられるように制御する別の形式の回
転分配器の平面図。 【図6】修正された形式の減速組立体と共に取り付けら
れた図5に示す回転分配器の縦断面図。 【図7】本発明の原理を実施する回転散水器の別の形式
を示す図1と類似の図。 【図8】図7の線8−8についての断面図。 【図9】回転分配器の更に別の形式の側面図。 【図10】図9に示す回転分配器の底面図。 【図11】図7および図8に示す散水器に、そこに示し
た減速組立体の代りに使用される修正した形式の減速組
立体の縦断面図。 【図12】散水器がとくに互いに逆の二つの作動位置の
何れか一方に用いるようにされた本発明の原理を実施す
る更に別の散水器を示す一部を縦断面とした部分側面
図。 【図13】図12の線13−13についての断面図。 【図14】図12の線14−14についての拡大部分断
面図。 【図15】図12に示すそれに対して逆の位置にある散
水器を示す図12と類似の図。 【図16】図16は手動で調整できる改良した形式の減
速組立体の両半分の合成断面図にて、この合成断面図の
両半分が異なる調整の位置を示すようにした合成断面
図。 【図17】図17は本発明の散水器に利用できる手動で
調整可能な減速組立体の更に別の実施例を示す図16と
類似の図。 【図18】水源の圧力の変化による回転分配器に突き当
たる1次流れの状態の変化が減速組立体における変化と
同じく自動的に反映されるような方法で回転分配器に連
結される可調整減速組立体を示す図16および図17と
類似の図。 【図19】本発明の原理を実施する修正した形式の回転
散水器の縦断面図。 【図20】図19の線20−20についての断面図。 【図21】図19の線21−21についての断面図。 【符号の説明】 10 回転散水器 12 散水器本体 14 出口ノズル 16、78 回転分配器 18、80 表面装置 20、88 減速組立体 22 管状入口部分 24 おねじ 26 案内ひれ 28 管状出口部分 30 ねじ 32 部分アーム 34 支持アーム 38 管状中央取付け部分 44、90 ハウジング部分 46 円板状中央部分 48 スリーブ部分 50、94 ロック素子 52、96 カム面 54 ロック面 56 開口部 58 周縁フランジ 62 スカート部分 64 ハウジング部分 66 中空スリーブ部分 68 スリーブ軸受 70 室 72 粘性流体 74 粘性流体係合部材 77 円板インサート組立体 82 交差面 83 取付軸 100 スリーブ 102 スリーブ軸受 104 シール 108 周縁部分 110 ハウジング部分 112 環状室 114 外側円筒部分 116 内側円筒部分 118 環状底部接続壁部分 120 中央壁部分 122 粘性流体 124 環状室 126 粘性流体係合部材 128 環状スカート部分 210 散水器 212 散水器本体 214 出口ノズル 216 回転分配器 218、288 表面装置 220 減速器組立体 244、246 ハウジング部分 266 スリーブ部分 268 スリーブ軸受
フロントページの続き
(72)発明者 セッサー,ジョージ エル.
アメリカ合衆国 99362 ワシントン州
ワラ ワラ,パークビュー プレース
1831
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 1.回転散水器にして、 加圧された水を受ける入口と環境に水の流れを排出する
出口とを有する本体部分と、 該本体部分に対して回転可能であり且つ軸受内に回転可
能に装架された軸の一端に支持された分配器であって、
この分配器は、前記出口から排出された流れに係合する
少なくとも1つの表面を有して、この流れに係合した際
に前記分配器が回転させられるようになっている、前記
分配器と、 該分配器の回転速度を減少させるための制動組立体であ
って、この制動組立体は前記一端から遠い位置において
前記軸に回転可能に装架された制動要素を含み、前記軸
受は前記分配器と前記制動要素との中間に配置されてい
る、前記制動組立体と、 を含む回転散水器。 2.請求項1に記載の回転散水器において、前記軸受は
前記制動組立体に装架されており、該制動組立体は前記
本体部分によって担持されているハウジングを含み、該
制動組立体は更に、前記ハウジングによって画定されて
いて且つその中で回転する前記制動要素を受け入れる室
を含む、回転散水器。 3.請求項2に記載の回転散水器において、前記室は粘
性流体によって充填されている、回転散水器。 4.請求項3に記載の回転散水器において、前記室は周
縁壁によって少なくとも部分的に画定されており、前記
制動要素は前記周縁壁に近接した液体係合部材を含んで
いて、前記制動要素の回転に際して前記粘性流体のせん
断を行なうようになっている、回転散水器。 5.請求項1に記載の回転散水器において、前記分配器
は環状部材を含み、前記少なくとも1つの表面は前記散
水器の本体部分の出口から垂直方向に隔置されていて且
つ該出口と同軸で整列している入口端を有する少なくと
も1つの溝を含み、この溝は、前記入口端より外側に位
置する出口端まで垂直方向及び水平方向に曲がった通路
に沿って延びていて、そこを流体が通過する際に前記分
配器を回転させるようになっている、回転散水器。 6.請求項5に記載の回転散水器において、前記溝は、
該溝の少なくとも一部分に沿って延びる比較的狭い表面
の形態を有し、この狭い表面の形態は前記溝の曲率とは
異なる曲率を有している、回転散水器。 7.回転散水器にして、 入口と出口とを有し、該出口に取り外し可能の出口ノズ
ルを装着している散水器本体と、 回転軸の一端に支持されていて前記出口ノズルから軸線
方向に隔置されている分配器であって、該分配器は前記
出口ノズルから排出された流体に係合する少なくとも1
つの表面を有して前記分配器を回転させるようになって
おり、この回転軸は制動組立体ハウジングに支持されて
いる軸受に回転可能に装架されており、このハウジング
は、粘性流体が充填された室を有している、前記分配器
と、 前記回転軸の他端に固定されて前記室内に配置され、前
記回転軸と前記分配器との回転を減衰させる制動要素
と、 を含む回転散水器。 8.請求項7に記載された回転散水器において、前記制
動組立体ハウジングは前記散水器本体に担持された支持
部材内に装架されている、回転散水器。 9.請求項8に記載の回転散水器において、更に、前記
軸受と協働し且つ前記回転軸に係合する運動用シールを
含む、回転散水器。 10.請求項7に記載の回転散水器において、前記制動
組立体および前記制動要素は、約1800 r.p.m. であ
る制動されていない回転速度から約12 r.p.m. の制動
されている回転速度まで、前記分配器の回転速度を減少
させるようになっている、回転散水器。 11.請求項7に記載の回転散水器において、前記制動
組立体及び前記制動要素は、前記分配器が静止している
場合において散水する区域の半径の約89%の半径で、
区域を散水することを維持するようになっている、回転
散水器。 12.回転散水栓にして、 入口と出口とを含み、該出口は加圧された流体の流れを
大気中に排出するノズルを含んでいる、回転しない散水
器本体と、 該散水器本体によって支持され且つ前記ノズルから下流
に軸線方向に隔置された回転可能な分配器であって、該
分配器は前記出口に整列しており、且つ前記流れを受け
てそれを偏向させる表面装置を含み、この表面装置は前
記流れを受けた際に前記分配器を回転させるような形態
になっている、前記分配器と、 約150分の1と約7000分の1との間で前記分配器
の回転速度を減少させる制動装置であって、前記分配器
は軸の一端に取り付けられ、該軸の他端は前記制動装置
内に受け入れられている、前記制動装置と、 を含む回転散水栓。 13.請求項12に記載の回転散水栓において、前記制
動装置は制動組立体ハウジングを含み、前記軸は該制動
組立体ハウジング内に配置された軸受に支承されてお
り、前記軸の一端に取り付けられた制動要素は前記ハウ
ジング内に備えた室内に配置されており、前記室は粘性
流体が充填されている、回転散水栓。 14.請求項13に記載された回転散水栓において、前
記室は周縁壁によって少なくとも部分的に画成されてお
り、前記制動要素は前記周縁壁に近接した流体係合部材
を含んでいて、前記制動要素の回転に際し前記粘性流体
のせん断を行なうようになっている、回転散水栓。 15.請求項13に記載の回転散水栓において、前記制
動装置は、前記回転散水栓が少なくとも2つの位置のど
ちらにある時にも作動するようになっていて、そのうち
の1つの位置は、他の位置に対して反対側である、回転
散水栓。 16.回転散水栓にして、 入口及び出口を含み、該出口は加圧された流れを大気中
に排出するノズルを含んでいる、回転しない散水器本体
と、 前記散水器本体に支持され且つ前記ノズルから下流に軸
線方向に隔置されている回転可能の分配器であって、該
分配器は前記流れを受けてこれを偏向させるためその一
端に少なくとも1つの表面を含み、この表面は前記流れ
を受けて前記分配器を回転させるような形態になってい
る、前記分配器と、 約1800r.p.m.から約1/4r.p.m.と約
12r.p.m.との間まで前記分配器の回転速度を減
少する制動装置とを含み、 前記分配器は軸の一端に装着され、該軸の他端は前記制
動装置内に受け入れられている、回転散水栓。 17.請求項16に記載の回転散水栓において、前記制
動装置は前記回転散水栓が少なくとも2つの位置のどち
らにある時にも作動するようになっており、そのうちの
1つの位置は他の位置に対して反対側である、回転散水
栓。 18.請求項16に記載の回転散水栓において、前記軸
の他端は前記制動装置内の軸受に支承されている、回転
散水栓。 19.請求項18に記載の回転散水栓において、前記制
動装置は前記散水器本体に支持されたハウジングを含
み、前記分配器、前記軸、及び前記軸受は、前記ノズル
に対して軸線方向に整列されて隔置されている、回転散
水栓。 20.回転散水器にして、 入口と流れを大気中に排出する出口とを有する散水器本
体と、 前記出口から隔置され且つ回転軸の一端に支持された分
配器であって、前記回転軸は軸受内で回転可能に装架さ
れ、前記分配器は前記出口から排出された流れに係合す
る少なくとも1つの表面を有する、前記分配器と、 前記分配器の回転速度を減少させる制動要素であって、
前記制動要素は前記一端から遠い前記軸上に回転可能に
装着されていて、前記軸受が前記分配器と前記制動要素
との中間に配置されている、前記制動要素とを含み、 前記少なくとも1つの表面と前記制動要素とが協働し
て、ドーナツ型の散水型を作っている回転散水器。 21.回転散水栓にして、 加圧された流体を受ける入口とこの流体を一次流れとし
て排出する出口とを備え、その中に運動用シールを有し
ていない散水器本体と、 前記本体に対して回転可能であり且つ軸受内に回転可能
に装架された軸の一端に支持された分配器であって、該
分配器は前記出口から排出される前記一次流れに係合す
る少なくとも1つの表面を有している、前記分配器と、 前記分配器の回転速度を減少させる制動要素を含む粘性
制動組立体であって、前記制動要素は前記一端から遠い
前記軸上に回転可能に装架されていて、前記軸受が前記
分配器と前記制動要素との中間に配置されている、前記
粘性制動組立体と、 を含む回転散水栓。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/777,411 US4660766A (en) | 1985-09-18 | 1985-09-18 | Rotary sprinkler head |
US777411 | 1985-09-18 |
Related Parent Applications (1)
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