(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管の内側に３本以上の支持棒を組として求心状に設置すると共に、呼吸振動により音響の送受波を行うように構成した円筒状の音響送受波器に、上記各支持棒に対応した貫通孔を設け、各貫通孔に支持棒を遊嵌することにより、音響送受波器を、軸方向を一致させて配管内に支持することを特徴とする配管内の流体を利用する音響通信用の円筒状音響送受波器の支持機構
【請求項２】
支持棒の組は複数としたことを特徴とする請求項１記載の配管内の流体を利用する音響通信用の円筒状音響送受波器の支持機構
【請求項３】
支持棒の組は一組とし、音響送受波器の軸方向の重心位置に支持棒に対応する貫通孔を設けることを特徴とする請求項１記載の配管内の流体を利用する音響通信用の円筒状音響送受波器の支持機構
【請求項４】
支持棒を円筒状音響送受波器の軸方向の振動の節に遊嵌することを特徴とする請求項１記載の配管内の流体を利用する音響通信用の円筒状音響送受波器の支持機構
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配管内の水や油等の流体を利用する音響通信用の音響送受波器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば冷温水配管を備えた空気調和装置において、冷温水配管内に音響通信用の音響送受波器を設置して、この冷温水配管内の水を介して空調ゾーン側機器と集中制御部側機器との間の通信を行う試みがある。
そしてこのような通信において、円筒状で呼吸振動を行うように構成した音響送受波器を支持棒に固定して配管内に同軸状に配置する試みがあり、このような音響送受波器を用いることにより、配管における水の流通抵抗を大きくせずに、水と授受する音響エネルギを大きくすることができる。（本出願人による特開平８−１８２９８０号の願書に添付した明細書及び図面参照。）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
呼吸振動する円筒状音響送受波器を支持棒に固定して配管内に保持する方法では、呼吸振動における振動が支持棒を通して配管に伝わるため、水と授受する音響エネルギにロスが生じる。
本発明は、このような課題を解決することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明では、配管の内側に３本以上の支持棒を組として求心状に設置すると共に、呼吸振動により音響の送受波を行うように構成した音響送受波器に、上記各支持棒に対応した貫通孔を設け、各貫通孔に支持棒を遊嵌することにより、音響送受波器を、軸方向を一致させて配管内に支持することを提案する。
【０００５】
上記の本発明では、支持棒の組は複数としたり、一組とすることができ、一組の場合には、音響送受波器の軸方向の重心位置に支持棒に対応する貫通孔を設けることを提案する。
【０００６】
また本発明では、上記の構成において、支持棒を音響送受波器の軸方向の振動の節に遊嵌することを提案する。
【０００７】
本発明によれば、円筒状音響送受波器は、遊嵌した支持棒により配管内の中心に支持して、その呼吸振動により配管内の水等の流体との間に音響エネルギの授受を行うことができる。この際、支持棒は音響送受波器に固定されていないので、呼吸振動の振動が支持棒を介して配管に伝わらない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図を参照して説明する。
図１〜図４は本発明の実施の形態を示すもので、図１は本発明を適用した送受波部の構成を概念的に示す斜視図、図２、図３は要部の横断面図、図４は音響送受波器の構成を示す斜視図である。
符号１は配管であり、この配管１は空気調和装置の冷温水配管等、水等の流体を移送するものである。符号２は音響送受波器であり、この音響送受波器２は円筒状で、呼吸振動を行うように構成している。
このような音響送受波器２は、例えば図４に示すように、ジュラルミン等の金属製円筒３の端縁に、その肉厚と同幅の環状に形成した圧電セラミックス等の圧電素子４を接合して一体化して構成することができる。これらの接合は、接着剤による方法、ロー付け等による方法、ねじによる方法等の適宜の方法を適用することができる。尚、図中の矢印は分極方向を示すものである。
符号５は配管１の内側に求心状に突設した３本の支持棒であり、上記音響送受波器２には、これら求心状に設置した場合の３本の支持棒５の位置に対応した位置において、夫々の支持棒５を遊びを持って嵌合させる貫通孔６を設ける。
【０００９】
以上の構成において、夫々の貫通孔６に、対応する支持棒５を遊嵌させた図２の状態では、音響送受波器２は、固定していない支持棒５により、配管２内の中心に同軸状に保持される。
【００１０】
この状態で、コントローラ等の送受信装置７の送受信回路８から信号線９により圧電素子４の電極に交流信号電圧を印加すると、図３中の矢印方向が分極方向である圧電素子４は、径が拡大、縮小する半径方向の振動、いわゆる呼吸振動をし、この振動が金属製円筒３の一方側に伝わる。一方側の端縁に軸方向から呼吸振動を与えられた金属製円筒３は共振子として動作して、圧電素子４と同様に径が拡大、縮小する呼吸振動をする。音響送受波器２は、この呼吸振動により配管１内の水等の非圧縮流体に超音波または可聴域の音波の振動を印加して信号を送信することができる。
【００１１】
一方、冷温水配管４内の水を超音波が伝播してくると、この超音波により金属製円筒３が共振子として動作して上述と同様に呼吸振動を行い、この振動は、上述と逆の動作により、圧電素子４に伝わるため、圧電素子４の電極間には呼吸振動に応じて交流信号電圧が発生する。従って音響送受波器２により信号を受信することができる。
【００１２】
以上の送受信の動作において、支持棒５は音響送受波器２に固定されていないので、呼吸振動の振動が支持棒３を介して配管１に伝わらず、従って、音響エネルギの損失が低減される。
【００１３】
尚、音響送受波器２の夫々の貫通孔６に、対応する支持棒５を遊嵌させて保持する手順は、支持棒５を夫々の貫通孔６に求心方向に嵌合させた後、それらの集合した中心位置において、接着剤、溶接あるいはねじ留め等の手段により接合する等を適用することができる。または、配管１内に音響送受波器２を挿入した後、配管１の外部から内部に支持棒５を貫通させて夫々の貫通孔６に遊嵌しても良い。この場合、支持棒５は、図２のように中心位置において接合しても良いし、図３に示すように、接合せずに、離した位置に配管１に保持しても良い。
【００１４】
以上の例では、支持棒５の組は１組であるが、１つの音響送受波器２に対して複数組を対応させることもできる。また夫々の組における支持棒５の数も３つ以上適宜である。さらに、一組の支持棒５で支持する場合には、貫通孔４を設ける音響送受波器２の位置は、軸方向に対する重心位置が好ましく、この場合には、安定した保持が行える。更に、一組または複数組の支持棒５により支持する際、支持棒５を音響送受波器２の軸方向の振動の節に遊嵌することも安定支持上効果的である。
【００１５】
【発明の効果】
本発明は、以上の通りであるので、配管内の水や油等の流体を利用する音響通信用の音響送受波器配管内に保持して音響により送受信を行う際、呼吸振動における振動が支持棒を通して配管に伝わらないので、音響エネルギの損失を低減できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の音響送受波器を適用して通信を行うシステムの音響送受信部の部分の構成例を示す説明図である。
【図２】図１の要部の横断面図である。
【図３】他例の図１の要部の横断面図である。
【図４】本発明の音響送受波器を構成する円筒状振動子の主たる構成要素を示す説明図である。
【符号の説明】
１                    配管
２                    音響送受波器
３                    金属製円筒
４                    圧電素子
５                    支持棒
６                    貫通孔
７                    送受信装置
８                    送受信回路
９                    信号線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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