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すなおの戯言とかが書かれてる場所だと思う。フリスクバリムシャァ


依佐美(よさみ)送信所記念館へ行ってきました

まだ海外との交信が海底ケーブルのみだった時代(第一次世界大戦頃)に、海底ケーブル以外での
国際通信の手段を確立するための長波の送信所が建てられました。当時としては世界最大の500kW
もの出力が可能で、設置されたアンテナ鉄塔も高さ250mと東京タワーができる1958年までアジア一
高い建造物でした。

しかし送信所ができて間も無く、短波帯での通信が確立され、空電(雷により発生するノイズ)の影響を
受けやすい長波帯は徐々に使われなくなっていきました。
しかし長波帯は水中にも浸透する性質がある事が発見され、第二次世界大戦中は対潜水艦通信用の
軍用送信所として活躍しました。真珠湾への奇襲作戦開始を知らせる「ニイタカヤマノボレ一二○八」の
暗号電報を、帝国海軍の伊号潜水艦隊へ中継した送信所と言われています。


そんな送信所がかつて愛知県刈谷市にあったという事で、「これはちょっと見てみようかナァ」と散歩
代わりに行ってみました。

見に行くといっても既に依佐美送信所は廃局しており、アンテナ含め局舎も取り壊されてしまって
いますが、送信所の設備の一部や鉄塔の一部を移設・保管してある記念館が建てられているので
当時の送信所の様子を伺うことができます。



というわけでやってきました。依佐美送信所記念館。
残された鉄塔と、奥に記念館が見えます。


アンテナ鉄塔は見ての通り、上までありません。設置されているのは解体時に残された高さ25mまでの
部分だけです。実際にはこれの10倍の高さがあります。残されていないのがちょっと残念ですね…
これが8基もそびえ立つ姿はすごかったんだろうなァ…


アンテナ自体は逆L型のワイヤーアンテナで長さが2kmほどあり、これが16条張られていたそうです。
送信周波数は17.442kHzなので波長は17.19kmもある事になります。


記念館の中に入ってみます…が、その前にこの送信所(送信機)の仕組みの解説。

当時は既に真空管が考案され実用もされていましたが、現代のような大電力送信用の真空管はなく、
高周波を発生させる発電機を回して、それで得られた大電力のキャリア(搬送波)を直接、変調・送信
する形を取っていました。

現代の送信機ならば送信するキャリアを小さい電力で作り、これを変調してからファイナル(終段)に
入れて増幅するという形が殆どだと思いますが、この当時は(大電力にすると)それができなかった
んですね。

ちなみに送信形式は現在でいうA1A変調、いわゆるモールス信号です。トンツーしながら諸外国と
情報をやり取りするわけです。

というわけで各部分の装置を見て回ります。




まずはこちら。主誘導電動機。いわば交流で動く巨大なモーター。
3相交流 3300Vで駆動します。
これで主直流発電機を回して直流電源とする事ができます。



これがその主直流発電機。主誘導電動機と軸が直結されています。ワード・レオナード方式といって、
固定子にかける電流を調整する事で出力電圧の調整・安定化を図ることができます。
高周波発電機は一定のスピードを保って回転させてあげないと周波数が容易に変動してしまうので
このような安定した直流電源が必要になります。現代なら半導体があるので整流器も小型にでき、
高度で精密な電圧制御も簡単に行えますが、当時はこういった方法が主流でした。



これは主直流電動機。高周波発電機の軸を回転させるための電動機です。
主直流発電機と同じ形をしています。
こちらもワード・レオナード方式を採用する事で回転速度を一定に保つ事ができるようになっています。

   
左は直流電動機の穴からパシャリ。回転子がちょっとだけ見えます。
右は整流子とブラシ部分のアップ。


主直流電動機についていたスペック表示。
800V・970Aもの大電力を消費する事が書いてあります。1220~1500rpmで使う事ができ、励磁コイル
(固定子)には230V・12Aを供給する事が分かります。



そして送信所の心臓部、高周波発電機です。写真では分かりにくいですが結構大きいです。
最大部分で3.6mの大きさ、総重量は35tもあるそうです。
内部には256の誘導子がついた回転子が収まっていてこれを1360rpmで回転させた時に5.814kHzの
高周波を得る事ができます。半機械的に高周波を得るので送信周波数の17.442kHzを直接得る事は
できず、このあとのトリプラで3倍に逓倍します。

   
内部の写真も展示されていました。非常に細かく誘導子がついています。

高周波発電機にはトーンホイールという小型の発電機が取り付けられていて、これで回転速度、
すなわち発生させている周波数を知る事ができます。周波数が不安定になるとトーンホイールと
接続されている自動速度調整装置がこれを検知し、直流発電機や直流電動機の励磁電流を調整する
事ができるようになっています。



高周波はこのパイプを伝わって各部分へ流れていきます。銀色に塗装されていますが中身は銅の
パイプのようです。



高周波発電機から得られた5.814kHzの高周波はまず高周波チョークコイルを通ります。
これは反射波を減衰させて高周波発電機を保護するためのもの。
よく見るとコイルを巻くボビンや台座は全て木材や陶器などの非金属でできています。
これは金属を使用してしまうと、金属内に渦電流が発生して発熱してしまうからです。電磁調理器の
ような感じになってしまうのを防いでいます。
巻き線にはエナメル線を束ねたリッツ線と呼ばれる周波数特性の良いものを使用しています。



こちらもチョークコイルですが、励磁用発電機に高周波が行かないようにするための電源フィルタの
役割を持ちます。直流が流せればそれでよいので巻いてあるのは普通の銅撚り線です。



周波数三倍器。逓倍するための装置です。トリプラと呼ばれています。
5.814kHzの周波数を17.442kHzに変換(3逓倍)します。
中身は特殊な鉄心が入った変圧器で、わざとコイルに大電流を流して鉄心を磁気飽和させ、波形を
歪ませることで高調波を発生、この高調波の3次成分を取り出す事によって3逓倍を実現しています。

   
右はトリプラの鉄心を磁化するためのトリプラ磁化用電動発電機。400Aもの電流を取り出すことが
できます。
左はトリプラ磁化用電動発電機操作盤。発電機の起動・停止等の操作を行う制御盤です。
発電機を動かすのは送信機起動時のみで、トリプラの鉄心を磁化した後は停止します。



これはバリオメータ型高周波コイルといって、コンデンサと組み合わせて17.442kHzに共振させる
(すなわちトリプラで得られた3次高調波を取り出す)ための装置です。
共振点を探る必要があるため片方のコイルは可動式となっていて、これを動かす事によって
インダクタンスを微調整する事ができるようになっています。
(トランスのようにも見えるけど2つのコイルは直列に繋がっている)

このバリオメータも渦電流による発熱を防ぐため、ボビンや外枠は木材で作られています。

   
バリオメータと組み合わせて共振回路を形成するためのコンデンサ群(の一部)です。
絶縁油の入ったマイカコンデンサで、ひとつあたり0.1μF、耐圧4kV、87.5Aの電流容量があるようです。



電流計です。左側は回路の中間点に置かれ、500Aフルスケール。
右側はアンテナ電流計測用で500Aフルスケール(解説中ではなぜか1000A)。

熱電対を用いた電流計で、メーター自体はフルスケール5A。



信号用磁気誘導変更器と呼ばれ、A1A変調、つまり17.442kHzのキャリアを断続させる事ができます。
ここでモールス信号が乗ります。

信号用コイルと直流用コイルが鉄心に巻かれていて、直流用コイルに13Aほどの電流を流すと鉄心が
磁気飽和を起こし、これを利用して信号用コイルのインダクタンスを変化させる事ができます。
インダクタンスが変化すると同調点がズレるので、これで信号に強弱を付けることが可能になります。

同調点をズラして減衰させる事によって変調しているので、電鍵を上げている間も微妙にキャリアが
出ている事になります。



ローディングコイルと呼ばれるアンテナを同調させるためのコイルで、アンテナ長が目的の波長よりも
足りない時にこのローディングコイルを使用することで、アンテナ長を短く、そして電気的な長さを長く
する事ができます。この技術は今でも広く一般的に使われています。

チョークコイルやバリオメータと同様に、木材でできたボビンにリッツ線が巻かれています。


2階に上がるとローディングコイルのリッツ線をすぐ近くで見ることができたのでパシャリ。
皮膜が破れていますがおかげでリッツ線の様子がよくわかります。



壁貫通碍子、局舎内から屋外のアンテナへ線を通すためのブッシングです。
高圧大電流に耐えられるよう、しっかりとした碍子がはめ込まれています。


ちなみにこのブッシングを外側から見るとこんな感じ。ここからアンテナへ繋がっていました。



これはアンテナ接地装置と呼ばれ、アンテナの保守作業を行う時にこれを動かし、アンテナを接地する
事で安全対策や機器保護の役割を果たしていました。
真ん中の碍子から出ている白い棒が回転し、アンテナを送信機から切り離して接地する事ができます。



制御室(監視室)の操作盤。この部屋で送信機を制御・監視する事ができます。
制御盤には絶縁性の高い大理石が使われています。


テレフンケン社設計の送信機である事と、この送信所が日本無線電信株式会社によって運営されていた
事を示すプレートがありました。なかなか貴重ですね。
ちなみにこの送信所にあった主電動機や主発電機、高周波発電機等は全てAEG社製造のものです。


■その他の装置や展示物

    
送風機操作盤。日立製作所のプレートがあります。

    
主直流機励磁用電動発電機操作盤。励磁用発電機の起動時に使います。

    
主直流機励磁用電動発電機。直流発電機の固定子を励磁するための発電機です。

    
水抵抗器。水を利用した主誘導電動機の始動用抵抗器です。金属抵抗器よりも大電流を流せます。

    
長幹碍子。コロナ放電による電力損失を防ぐためのリングが付いています。

    
鉄塔支線。アンテナ鉄塔を支えていた各種ワイヤーです。

    
当時の鉄塔の様子を再現した模型。分かりにくいですが8本の鉄塔と16条のアンテナ線があります。

    
大電力出力用真空管。おそらく後年になって短波送信機用として使われたものだと思います。
真空管の出力の向上や短波帯の普及によって高周波発電機を利用した送信機は徐々に姿を消して
いきました。ちなみに無線送信用の真空管(送信管)は現在でも至る所で使用されています。

写真の奥2つは分解したものです。ヒーターとカソード、グリッドが見えます。
検索してみるとデータシートがありました。 http://sunao.orz.hm/blog/other/ML-5682.pdf

    
IEEEマイルストーンです。IEEEが電気・電子技術やその関連分野における歴史的偉業を称えるために
与える賞です。
他にも国内でIEEEマイルストーンが与えられた有名なものには八木・宇田アンテナや電卓などが
あります。


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依佐美送信所は第二次世界大戦後、GHQの解体命令により長波用のアンテナ線が撤去されましたが、
その後在日米海軍が接収、再び保守運用が開始され1993年8月まで米国海軍の対潜水艦通信用の
送信所として使われていました。
1994年8月に日本へ返還されましたが、老朽化する鉄塔や局舎を維持するのは難しく、1997年3月に
鉄塔の撤去が完了、2006年4月には局舎も取り壊されてしまいました。

もし残っていればなぁ…と思うところですが、こればかりは仕方のない事だったのかもしれません。



この広い田んぼに鉄塔が並んでいるのを想像しながら、おうちへ帰りました。


というわけで今回のお散歩終了。
無線や電気電子、大型機械に興味のある人でないとちょっと面白みが分からないかもしれませんが、
興味のある方はぜひ依佐美送信所記念館へ足を運んでみてください。
ここでしか見られない送信機設備がありますヨ。


そんな感じで。長くなりましたが…w

アデュー


2013/11/04(月)01:16:35  その他  コメント(0) 


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