JPH0427300A - Method and device for arc sound production - Google Patents
Method and device for arc sound productionInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアーク発音方法及び装置に関する。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to an arc sounding method and device.
アーク柱を振動させ、それによって生ずる可聴音波、超
音波及びアーク光を情報伝達に利用する、とする特願昭
６３−０８１０７２のアーク発音方法においては、アー
クを発生させるためのタングステン系電極に対して平板
状の銅片を対極とする構成となっている。In the arc sound generation method of patent application No. 63-081072, which vibrates an arc column and uses the resulting audible sound waves, ultrasonic waves, and arc light for information transmission, a tungsten-based electrode for generating the arc is used. The structure is such that a flat copper piece serves as the counter electrode.
しかしながら、このような電極同士を相対して配設し、
その間隙にアークを発生させる方式の場合、次のような
不具合がある。However, when such electrodes are placed opposite each other,
In the case of a method in which an arc is generated in the gap, there are the following problems.
（１）電極間を包囲する包囲ガスの流れが風等によって
乱されたり、希釈されたりするので、電極の保護作用が
薄れ、ついには電極の消耗をきたす。(1) Since the flow of the surrounding gas surrounding the electrodes is disturbed or diluted by wind or the like, the protective effect of the electrodes is weakened, and eventually the electrodes are worn out.
（２） もちろん、これによって情報伝達の媒体とな
る光と音に支障が生ずる。(2) Of course, this causes problems with light and sound, which are the medium of information transmission.
（３） このような対極方式は、電極間距離すなわち
アーク長さを維持するための支持構造。(3) This counter electrode method uses a support structure to maintain the distance between the electrodes, that is, the arc length.
防風のための遮蔽治具等の設置を必要とするため、装置
が複雑な構造となりコンパクト化が困難である。Since it is necessary to install a shielding jig for wind protection, the device has a complicated structure and is difficult to make compact.
本発明は、このような事情に鑑みて提案されたもので、
電極を風から保護できるとともに、風の影響を受けるこ
となく音と光による情報伝達が維持でき、かつ装置もコ
ンパクトで安全な構造のものとすることができるアーク
発音方法及び装置を提供することを目的とする。The present invention was proposed in view of these circumstances, and
An object of the present invention is to provide an arc sounding method and device that can protect electrodes from wind, maintain information transmission by sound and light without being affected by wind, and have a compact and safe structure. purpose.
そのために本発明は、方法として、軸線上のアーク発生
電極とこれに対向する電極を形成するノズルを具えると
ともに内部に不活性ガスが供給されるアーク炎トーチに
より、アーク炎を発生させて上記ノズル中心の噴出口か
ら噴出させるとともに、上記噴出口の周りのガスノズル
からガスを放出して上記アーク炎を包囲させ、かつアー
ク電流を変調させ上記アーク炎を振動させて可聴音波、
超音波を生じさせ、これら音波が上記包囲ガスを介して
増巾伝播する再生音を情報手段に供することと、上記包
囲ガスに光色反応剤を混入させ、アーク炎により上記光
色反応剤が炎色発光する現象をディスプレイの情報手段
に供することとをそれぞれ特徴とし、装置として、先端
中心にアーク炎噴出口を有し内部に不活性ガスが供給さ
れるアークノズルの軸線上にアーク発生電極を配置する
とともに上記アーク炎噴出口の外周に包囲ガスノズルを
配置したアーク炎トーチと、上記アーク炎トーチのアー
クノズル及び電極に接続された直流電源と、上記直流電
源に接続された音声信号発信器とを具えたことを特徴と
する。To this end, the present invention provides a method in which an arc flame is generated using an arc flame torch that is provided with an arc generating electrode on an axis and a nozzle forming an electrode opposite thereto, and in which an inert gas is supplied. Gas is ejected from the jet nozzle at the center of the nozzle, and gas is emitted from gas nozzles around the jet nozzle to surround the arc flame, and the arc current is modulated to vibrate the arc flame to produce an audible sound wave.
generating ultrasonic waves and providing the information means with reproduced sound in which these sound waves amplify and propagate through the surrounding gas; mixing a photochromic reactant into the surrounding gas; Each device is characterized by providing the phenomenon of flame-colored light emission as an information means of a display, and the device includes an arc generating electrode on the axis of an arc nozzle having an arc flame outlet at the center of the tip and into which inert gas is supplied. and a surrounding gas nozzle arranged around the outer periphery of the arc flame outlet, a DC power supply connected to the arc nozzle and electrode of the arc flame torch, and an audio signal transmitter connected to the DC power supply. It is characterized by having the following.
本発明アーク発音方法及び装置においては、アーク発生
電極とこれに対向する電極を形成するノズルを有するア
ーク炎トーチの内部に不活性ガスを供給し、両極間にア
ークを発生させると、不活性ガスはアークによって電離
し、プラズマゼットのアーク炎となってノズル先端から
噴出する。アークを維持するアーク電流を音声などの電
気信号によって変調すると、ノズル先端から噴出するア
ーク炎は電気信号の周波数に応じて膨張・収縮運動し、
それによりアーク炎周辺の気体が振動し、入力された音
声を再生する。In the arc generating method and apparatus of the present invention, when an inert gas is supplied into the interior of an arc flame torch having an arc generating electrode and a nozzle forming an electrode opposite thereto, and an arc is generated between the two electrodes, the inert gas is ionized by the arc and becomes a plasma jet arc flame that is ejected from the nozzle tip. When the arc current that maintains the arc is modulated by an electrical signal such as a sound, the arc flame ejected from the nozzle tip expands and contracts depending on the frequency of the electrical signal.
This causes the gas around the arc flame to vibrate, reproducing the input audio.
そこでアーク炎の周りに包囲ガスを流すと、アーク炎の
みの場合に比べ再生音の音圧や音質が向上する。また包
囲ガスに光色反応剤を混入すると、アーク炎によって光
色反応が起こり、着色された炎のディスプレイ効果が増
大する。Therefore, if surrounding gas is flowed around the arc flame, the sound pressure and quality of the reproduced sound will be improved compared to when only the arc flame is used. Also, when a photocolor reactant is mixed into the surrounding gas, the arc flame causes a photocolor reaction, increasing the display effect of the colored flame.
本発明アーク発音方法及び装置の一実施例を図面につい
て説明すると、第１図はアーク発音装置の模式図、第２
図はアーク電流とアーク炎の関係の説明図、第３図は周
波数と音圧の関係の線図である。One embodiment of the arc sounding method and device of the present invention will be explained with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of the arc sounding device, and FIG.
The figure is an explanatory diagram of the relationship between arc current and arc flame, and FIG. 3 is a diagram of the relationship between frequency and sound pressure.
第１図において、アーク炎トーチ１は壁に空腔を有する
内筒２と外筒３との同軸２重円筒状を呈し、内筒２の先
端にその中心にアーク炎噴出口４を持つ銅製のアークノ
ズル５が形成されるとともに、内筒２の軸線上にタング
ステン系電極６が挿入され絶縁体７を介して内筒基部に
固定されており、外筒３の先端には上記アーク炎噴出口
４の外側位置に若干大きめのガス噴出口８を持つガスノ
ズル９が形成されている。In Fig. 1, an arc flame torch 1 has a coaxial double cylindrical shape with an inner cylinder 2 and an outer cylinder 3 having a cavity in the wall, and is made of copper and has an arc flame spout 4 at the center at the tip of the inner cylinder 2. A tungsten-based electrode 6 is inserted on the axis of the inner cylinder 2 and fixed to the base of the inner cylinder via an insulator 7, and the arc nozzle 5 is formed at the tip of the outer cylinder 3. A gas nozzle 9 having a slightly larger gas ejection port 8 is formed outside the outlet 4.
また内筒２の基部寄りには、内部へアーク炎発生材とな
るアルゴンガスなどの不活性ガス１０ａを送給するガス
管１０が接続されるとともに、壁の空腔へ冷却水１１ａ
を送給する冷却水管１１が接続されており、外筒３の基
部には、増中再生音発生材となるヘリウムガスなどの１
種又は数種の混合ガス、更には音、光のディスプレイ効
果を高めるＮａＣＯ３などの光色反応剤を混入したガス
などの包囲ガス１２ａを送給するガス管１２が接続され
ている。Further, near the base of the inner cylinder 2, a gas pipe 10 is connected for supplying an inert gas 10a such as argon gas as an arc flame generating material into the interior, and a cooling water 11a is connected to the cavity in the wall.
A cooling water pipe 11 for supplying the
A gas pipe 12 is connected for supplying an surrounding gas 12a, such as a gas or a mixture of several gases, as well as a gas mixed with a light color reactant such as NaCO3 to enhance the display effect of sound and light.
更に内筒２とタングステン系電極６とは、アークを発生
させるアークスターターである高周波発生器１３を介し
て、直流電源１４の陽極に前者が、陰極に後者がそれぞ
れ接続されており、また直流電源１４には、音声情報を
有するカセットテープなどの音声信号発信器１５が接続
されている。Further, the inner cylinder 2 and the tungsten electrode 6 are connected to the anode and cathode of a DC power supply 14 via a high frequency generator 13, which is an arc starter that generates an arc. 14 is connected to an audio signal transmitter 15 such as a cassette tape having audio information.
このような装置において、陰極となるタングステン系電
極６と陽極となるアークノズル５を内部に有するアーク
炎トーチ１に、不活性ガス１０ａを供給し、両極６．５
間にアークを発生させると、不活性ガス１０ａはアーク
によって電離し、プラズマゼットのアーク炎１６となっ
てアークノズル５先端のアーク炎噴出口４から噴出する
。In such a device, an inert gas 10a is supplied to an arc flame torch 1 having a tungsten-based electrode 6 serving as a cathode and an arc nozzle 5 serving as an anode, and both poles 6.5
When an arc is generated during this period, the inert gas 10a is ionized by the arc, becomes a plasma jet arc flame 16, and is ejected from the arc flame outlet 4 at the tip of the arc nozzle 5.
しかして、アークを維持するアーク電流を、音声信号発
信器１５から出る音声などの電気信号によって変調する
と、アーク炎トーチ１先端から噴出するアーク炎１６は
電気信号の周波数に応じて膨張・収縮運動し、この運動
によってアーク炎１６周辺の気体が振動し、入力された
音声を再生する。Therefore, when the arc current that maintains the arc is modulated by an electrical signal such as audio output from the audio signal transmitter 15, the arc flame 16 ejected from the tip of the arc flame torch 1 expands and contracts depending on the frequency of the electrical signal. This movement causes the gas around the arc flame 16 to vibrate, thereby reproducing the input audio.
そこで、アーク炎噴出口４の周りのガス噴出口８から、
質量が小さくかつ音速が大きいヘリウムガスなどの包囲
ガス１２ａを流すと、音楽などのように情報量が多い音
声信号に対する忠実度は上がり、アーク炎１６のみの場
合に比べ再生音の音圧や音質が向上する。また包囲ガス
１２ａにＮａＣ０，、などの炎色反応剤を混入させると
、アーク炎１６によって炎色反応が起こり、着色された
炎のディスプレイ効果が増大する。Therefore, from the gas outlet 8 around the arc flame outlet 4,
When surrounding gas 12a such as helium gas, which has a small mass and a high sound speed, flows, the fidelity of audio signals with a large amount of information such as music increases, and the sound pressure and quality of the reproduced sound improves compared to the case of only the arc flame 16. will improve. Further, when a flame color reactant such as NaC0, etc. is mixed into the surrounding gas 12a, a flame color reaction is caused by the arc flame 16, and the display effect of the colored flame is increased.
なお、アーク電流の変調とアーク炎１６との関係を第２
図について具体的に説明すると、図中のグラフは、音声
信号によってアーク電流を変調したときのアーク電流（
Ｉ）の変化の一例を時間経過（横軸）とアーク電流（縦
軸）の関係で示したものである。そして１６Ａ、１６Ｂ
、１６Ｃはアーク電流の値に応じたアーク炎１６の大き
さを示したもので、１６Ａは音声信号が入力される前の
一定電流が負荷された状態におけるアーク炎の状態、１
６Ｂは音声信号による変調が行われている最中のアーク
電流が下がった状態で、アーク炎は極端に小さくなって
いる。また１６Ｃは音声信号による変調が行われている
最中のアーク電流が上がった状態で、アーク炎は大きく
噴出されている。Note that the relationship between the modulation of the arc current and the arc flame 16 is
To explain the diagram in detail, the graph in the diagram shows the arc current (
An example of the change in I) is shown as a relationship between the passage of time (horizontal axis) and arc current (vertical axis). And 16A, 16B
, 16C shows the size of the arc flame 16 according to the value of the arc current, 16A shows the state of the arc flame in a state where a constant current is loaded before the audio signal is input, 1
6B shows a state in which the arc current is lowered while modulation is being performed by the audio signal, and the arc flame has become extremely small. Further, 16C shows a state in which the arc current is increased while modulation is being performed by the audio signal, and a large arc flame is ejected.
次にアーク炎１６による再生音の周波数特性を第３図に
ついて具体的に説明すると、同図は包囲ガスにアルゴン
ガスとヘリウムガスとを別々に用いた場合の周波数特性
を、包囲ガスが有る場合と無い場合につき示したもので
ある。Next, the frequency characteristics of the sound reproduced by the arc flame 16 will be explained in detail with reference to FIG. This is the case where there is no.
すなわち、図中に示したアーク条件のもと、アーク炎ト
ーチの中心軸から５０ｃｇ＋の位置に音圧測定用マイク
ロホンを設置し、音声信号発信器の代わりに発信周波数
が切換えられる正弦波音波発信器を接続して、周波数５
０ヘルツ、１００ヘルツ、２００ヘルツ、５００ヘルツ
、１キロヘルツ、２キロヘルツ、５キロヘルツ、１０キ
ロヘルツ及び２０キロヘルツの順に切換えて、アーク炎
が発する音の音圧を測定した結果、５キロヘルツ以下で
は、包囲ガスの存在が再生音発生に有効であることが判
った。That is, under the arc conditions shown in the figure, a sound pressure measuring microphone was installed at a position 50 cg+ from the center axis of the arc flame torch, and a sine wave sound wave transmitter whose transmission frequency was switched instead of an audio signal transmitter was used. Connect frequency 5
As a result of measuring the sound pressure of the sound emitted by the arc flame by switching the frequency in the order of 0 Hz, 100 Hz, 200 Hz, 500 Hz, 1 kHz, 2 kHz, 5 kHz, 10 kHz, and 20 kHz, it was found that below 5 kHz, the sound pressure of the sound emitted by the arc flame was It was found that the presence of gas is effective in generating reproduced sound.
かくして、本発明方法及び装置によれば、アーク炎噴出
口４を有する銅製アークノズル５と同ノズル５の軸線上
に配したタングステン系電極６とを電気絶縁的に連結固
定するとともに、アークノズル５内に不活性ガス１０ａ
を供給し、その外側のガスノズル９に包囲ガス１２ａを
供給するアーク炎トーチ１を用いて、アーク炎１６を発
生させることにより、風の影響を受けることなく、音と
光による情報伝達が維持できる。またこのアーク炎トー
チ１は構造が簡単で、ディスプレイ装置としてコンパク
ト化が可能である。Thus, according to the method and apparatus of the present invention, the copper arc nozzle 5 having the arc flame outlet 4 and the tungsten electrode 6 disposed on the axis of the nozzle 5 are electrically insulatively connected and fixed, and the arc nozzle 5 Inert gas 10a inside
By generating the arc flame 16 using the arc flame torch 1 that supplies the surrounding gas 12a to the gas nozzle 9 on the outside thereof, information transmission by sound and light can be maintained without being affected by wind. . Further, this arc flame torch 1 has a simple structure and can be made compact as a display device.
更にアーク炎トーチ１先端から噴出するアーク炎１６は
、音声などの制御信号により大きく脈動しかつ周りの包
囲ガス１２ａによって可聴音波の周波数特性が改善され
、その包囲ガス１２ａに炎色反応剤を混ぜて流すと炎色
反応により着色光の変化を楽しむことができる。Furthermore, the arc flame 16 ejected from the tip of the arc flame torch 1 pulsates greatly in response to control signals such as audio, and the frequency characteristics of the audible sound waves are improved by the surrounding gas 12a, and the flame reactant is mixed into the surrounding gas 12a. You can enjoy the change in colored light due to the flame color reaction when you run it through the flame.
要するに本発明によれば、軸線上のアーク発生電極とこ
れに対向する電極を形成するノズルを具えるとともに内
部に不活性ガスが供給されるアーク炎トーチにより、ア
ーク炎を発生させて上記ノズル中心の噴出口から噴出さ
せるとともに、上記噴出口の周りのガスノズルからガス
を放出して上記アーク炎を包囲させ、かつアーク電流を
変調させ上記アーク炎を振動させて可聴音波、超音波を
生じさせ、これら音波が上記包囲ガスを介して項中伝播
する再生音を情報手段に供することと、上記包囲ガスに
光色反応剤を混入させ、アーク炎により上記光色反応剤
が炎色発光する現象をディスプレイの情報手段に供する
ことと、先端中心にアーク炎噴出口を有し内部に不活性
ガスが供給されるアークノズルの軸線上にアーク発生電
極を配置するとともに上記アーク炎噴出口の外周に包囲
ガスノズルを配置したアーク炎トーチと、上記アーク炎
トーチのアークノズル及び電極に接続された直流電源と
、上記直流電源に接続された音声信号発信器とを具えた
こととにより、電極を風から保護できるとともに、風の
影響を受けることなく音と光による情報伝達が維持でき
、かつ装置もコンパクトで安全な構造のものとすること
ができるアーク発音方法及び装置を得るから、本発明は
産業上極めて有益なものである。In short, according to the present invention, an arc flame is generated by an arc flame torch that is provided with an arc generating electrode on the axis and a nozzle forming an electrode opposite thereto, and into which an inert gas is supplied. and emit gas from a gas nozzle around the ejection port to surround the arc flame, and modulate the arc current to vibrate the arc flame to generate audible and ultrasonic waves. By providing the information means with reproduced sound in which these sound waves propagate through the air through the surrounding gas, and by mixing a light color reactant into the surrounding gas, a phenomenon in which the light color reactant emits flame color due to the arc flame is achieved. An arc generating electrode is arranged on the axis of an arc nozzle that has an arc flame outlet at the center of the tip and inert gas is supplied inside, and is surrounded around the outer periphery of the arc flame outlet. The electrode is protected from wind by comprising an arc flame torch having a gas nozzle arranged thereon, a DC power supply connected to the arc nozzle and electrode of the arc flame torch, and an audio signal transmitter connected to the DC power supply. The present invention is industrially extremely useful because it provides an arc sounding method and device that can maintain information transmission by sound and light without being affected by wind, and can also have a compact and safe structure. It is beneficial.
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明アーク発音方法及び装置の一実施例にお
ける実施装置の模式図である。
第２図はアーク電流とアーク炎の関係の説明図、第３図
は周波数と音圧の関係の線図である。
１・・・アーク炎トーチ、２・・・内筒、３・・・外筒
、４・・・アーク炎噴出口、５・・・アークノズル、６
・・・タングステン系電極、７・・・絶縁体、８・・・
ガス噴出口、９・・・ガスノズル、１ｏ・・・ガス管、
１０ａ・・・不活性ガス、１１・・・冷却水管、１１ａ
・・・冷却水、１２・・・ガス管、１２ａ・・・包囲ガ
ス、１３・・・高周波発生器、１４・・・直流電源、工
５・・・音声信号発信器、１６・・・アーク炎。
代理人 弁理士 塚 本 正 文
第
図
４７−７９ｅ’ｍＭＪBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram of an embodiment of the arc sounding method and apparatus of the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram of the relationship between arc current and arc flame, and FIG. 3 is a diagram of the relationship between frequency and sound pressure. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Arc flame torch, 2... Inner cylinder, 3... Outer cylinder, 4... Arc flame spout, 5... Arc nozzle, 6
...Tungsten-based electrode, 7...Insulator, 8...
Gas outlet, 9... gas nozzle, 1o... gas pipe,
10a... Inert gas, 11... Cooling water pipe, 11a
... Cooling water, 12 ... Gas pipe, 12a ... Surrounding gas, 13 ... High frequency generator, 14 ... DC power supply, Engineering 5 ... Audio signal transmitter, 16 ... Arc flame. Agent Patent Attorney Masa Tsukamoto Figure 47-79e'mMJ
Claims (3)
形成するノズルを具えるとともに内部に不活性ガスが供
給されるアーク炎トーチにより、アーク炎を発生させて
上記ノズル中心の噴出口から噴出させるとともに、上記
噴出口の周りのガスノズルからガスを放出して上記アー
ク炎を包囲させ、かつアーク電流を変調させ上記アーク
炎を振動させて可聴音波、超音波を生じさせ、これら音
波が上記包囲ガスを介して増巾伝播する再生音を情報手
段に供することを特徴とするアーク発音方法。(1) An arc flame torch is equipped with an arc-generating electrode on the axis and a nozzle forming an electrode facing the same, and an inert gas is supplied inside to generate an arc flame from the spout at the center of the nozzle. At the same time, gas is emitted from a gas nozzle around the spout to surround the arc flame, and the arc current is modulated to vibrate the arc flame to generate audible and ultrasonic waves, and these sound waves An arc sounding method characterized by providing information means with a reproduced sound amplified and propagated through surrounding gas.
により上記光色反応剤が炎色発光する現象をディスプレ
イの情報手段に供することを特徴とする（１）項記載の
アーク発音方法。(2) The arc sounding method according to item (1), characterized in that a light color reactant is mixed into the surrounding gas, and the phenomenon in which the light color reactant emits flame color due to an arc flame is provided as an information means of a display. .
スが供給されるアークノズルの軸線上にアーク発生電極
を配置するとともに上記アーク炎噴出口の外周に包囲ガ
スノズルを配置したアーク炎トーチと、上記アーク炎ト
ーチのアークノズル及び電極に接続された直流電源と、
上記直流電源に接続された音声信号発信器とを具えたこ
とを特徴とするアーク発音装置。(3) An arc flame in which an arc generating electrode is arranged on the axis of an arc nozzle that has an arc flame outlet at the center of the tip and an inert gas is supplied inside, and a surrounding gas nozzle is arranged around the outer periphery of the arc flame outlet. a torch, and a DC power source connected to the arc nozzle and electrode of the arc flame torch;
An arc sounding device characterized by comprising an audio signal transmitter connected to the DC power source.
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| JP2132011A JP2643009B2 (en) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | Arc sound generation method and apparatus |
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| JP2011188037A (en) * | 2010-03-04 | 2011-09-22 | Audio Technica Corp | Electroacoustic transducer |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01143776A (en) * | 1987-11-30 | 1989-06-06 | Nippon Steel Weld Prod & Eng Co Ltd | Plasma torch |
| JPH01254100A (en) * | 1988-04-01 | 1989-10-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Information transmission method by arc |
-
1990
- 1990-05-22 JP JP2132011A patent/JP2643009B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH01143776A (en) * | 1987-11-30 | 1989-06-06 | Nippon Steel Weld Prod & Eng Co Ltd | Plasma torch |
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| JP2011188037A (en) * | 2010-03-04 | 2011-09-22 | Audio Technica Corp | Electroacoustic transducer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2643009B2 (en) | 1997-08-20 |
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