JP5223043B2 - Vibration generator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超電導コイルを用いた振動発生装置に関する。 The present invention relates to a vibration generator using a superconducting coil.
従来、電気抵抗をゼロにして大電流を流せる超電導コイルを利用して高磁場を発生させ、高磁場の反発力あるいは吸引力を交互に発生させて人工振動を発生する技術が開示されている(特許文献1、非特許文献1を参照)。 Conventionally, a technique has been disclosed in which a high magnetic field is generated using a superconducting coil capable of flowing a large current with zero electrical resistance, and artificial vibration is generated by alternately generating a repulsive force or attractive force of the high magnetic field ( (See Patent Document 1 and Non-Patent Document 1).
特許文献1及び非特許文献1に記載された技術は、超電導コイルで発生する電磁力の振動を地盤面に伝達するものである。よって、この技術は、油圧バイブレータ方式に比べて、震源波形の制御を可能にし、震源波形の再現性を向上させ、更に、時間的遅れがなく、かつ応答性の向上が期待できる。 The techniques described in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 transmit vibration of electromagnetic force generated in a superconducting coil to the ground surface. Therefore, this technique enables control of the epicenter waveform, improves the reproducibility of the seismic source waveform, and is expected to improve the response without time delay, as compared with the hydraulic vibrator system.
特許文献1及び非特許文献1により人工振動を発生させるためには、超電導コイルを冷媒(例えば液体窒素)で冷却させながら、超電導コイルに発生する電磁力を地盤面に伝達させる必要がある。 In order to generate artificial vibration according to Patent Document 1 and Non-Patent Document 1, it is necessary to transmit the electromagnetic force generated in the superconducting coil to the ground surface while cooling the superconducting coil with a refrigerant (for example, liquid nitrogen).
しかし、特許文献1及び非特許文献1には、超電導コイルをどのように冷却し、超電導コイルに発生する電磁力をどのようにして地盤面に伝達するかについて具体的に記載されていない。 However, Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 do not specifically describe how the superconducting coil is cooled and how the electromagnetic force generated in the superconducting coil is transmitted to the ground surface.
本発明は、このような実情を鑑みて提案されたものであり、超電導コイルを冷却させながら、当該超電導コイルに発生する電磁力を設置面に確実に伝達させることができる振動発生装置を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of such circumstances, and provides a vibration generator that can reliably transmit the electromagnetic force generated in the superconducting coil to the installation surface while cooling the superconducting coil. For the purpose.
本発明に係る振動発生装置は、第1の超電導コイルを内部に固定した状態で収納し、前記第1の超電導コイルを冷却して超電導状態に維持させるための冷媒を貯蔵する第1の収納容器と、前記第1の収納容器を収納する第1の断熱容器と、第2の超電導コイルを内部に固定した状態で収納し、前記第2の超電導コイルを冷却して超電導状態に維持させるための冷媒を貯蔵する第2の収納容器と、前記第2の収納容器を収納する第2の断熱容器と、前記第1及び第2の超電導コイルを対向させると共に、前記第2の断熱容器の上に前記第1の断熱容器を配置させた状態で、前記第1及び第2の断熱容器を上下方向にスライド可能に構成したスライド機構と、前記第1及び第2の超電導コイルに対して、互いに反発する所定の電磁力が生じるような電流を供給する電流供給手段と、前記第1の断熱容器の上部に配置され、前記第1の断熱容器の下部方向に振動荷重に応じた反力を付与する反力付与手段と、前記第2の断熱容器の下部に設けられ、対象物に振動を伝達する振動伝達部と、を備えている。 A vibration generator according to the present invention stores a first superconducting coil in a fixed state therein, and stores a refrigerant for cooling the first superconducting coil and maintaining it in a superconducting state. And a first heat-insulating container for storing the first storage container and a second superconducting coil fixed inside, and cooling the second superconducting coil to maintain the superconducting state. The second storage container for storing the refrigerant, the second heat insulating container for storing the second storage container, the first and second superconducting coils are opposed to each other, and the second storage container is placed on the second heat insulating container. With the first heat insulating container disposed, the slide mechanism configured to be slidable in the vertical direction and the first and second superconducting coils repel each other. So that a certain electromagnetic force is generated. A current supply means for supplying a current; a reaction force applying means disposed on an upper portion of the first heat insulating container; and applying a reaction force according to a vibration load in a lower direction of the first heat insulating container; And a vibration transmission part that transmits vibration to the object.
本発明に係る振動発生装置は、超電導コイルを内部に固定した状態で収納し、前記超電導コイルを冷却して超電導状態に維持させるための冷媒を貯蔵する収納容器と、前記収納容器を収納する断熱容器と、磁力を発生する磁力発生体と、前記超電導コイルと磁力発生体とを対向させると共に、前記磁力発生体の上又は下に前記断熱容器を配置させた状態で、前記断熱容器と前記磁力発生体とを上下方向にスライド可能に構成したスライド機構と、前記超電導コイルに対して、前記磁力発生体と反発する所定の電磁力が生じるような電流を供給する電流供給手段と、前記断熱容器又は前記磁力発生体の上部に配置され、前記断熱容器の下部方向に振動荷重に応じた反力を付与する反力付与手段と、前記磁力発生体又は前記断熱容器の下部に設けられ、対象物に振動を伝達する振動伝達部と、を備えている。 The vibration generator according to the present invention stores a superconducting coil fixed inside, a storage container for storing a refrigerant for cooling the superconducting coil and maintaining the superconducting state, and a heat insulating material for storing the storage container. In a state where the container, the magnetic force generator for generating magnetic force, the superconducting coil and the magnetic force generator are opposed to each other, and the heat insulating container is disposed above or below the magnetic force generator, the heat insulating container and the magnetic force A slide mechanism configured to be slidable in a vertical direction with respect to the generator, current supply means for supplying a current that generates a predetermined electromagnetic force repelling the magnetic generator to the superconducting coil, and the heat insulating container Or a reaction force applying means that is disposed above the magnetic force generator and applies a reaction force corresponding to a vibration load in a lower direction of the heat insulating container; and provided at a lower portion of the magnetic force generator or the heat insulating container. Is, a, a vibration transmitting section for transmitting the vibration to the object.
本発明に係る振動発生装置は、第1及び第2の超電導コイルを内部に収納し、前記第1及び第2の超電導コイルを冷却して超電導状態に維持させるための冷媒を貯蔵する収納容器と、前記収納容器を収納する断熱容器と、前記収納容器内で、前記第1の超電導コイルに対向させた状態で前記第2の超電導コイルを上下方向にスライド可能に構成したスライド機構と、前記第1及び第2の超電導コイルに対して、互いに反発する所定の電磁力が生じるような電流を供給する電流供給手段と、前記断熱容器の上部に配置され、前記断熱容器の下部方向に振動荷重に応じた反力を付与する反力付与手段と、前記スライド機構の下部に設けられ、対象物に振動を伝達する振動伝達部と、を備えている。 The vibration generator according to the present invention includes a storage container for storing a refrigerant for storing the first and second superconducting coils therein and cooling the first and second superconducting coils to maintain the superconducting state. A heat insulating container for storing the storage container, a slide mechanism configured to be able to slide the second superconducting coil in a vertical direction in the storage container in a state of being opposed to the first superconducting coil, Current supply means for supplying a current that generates a predetermined repulsive electromagnetic force to the first and second superconducting coils, and an upper portion of the heat insulation container, and a vibration load in a lower direction of the heat insulation container. A reaction force applying means for applying a corresponding reaction force; and a vibration transmitting portion that is provided at a lower portion of the slide mechanism and transmits vibration to an object.
本発明に係る振動発生装置は、超電導コイルに発生する電磁力による振動を効率よく設置面に伝達させることができる。 The vibration generator according to the present invention can efficiently transmit vibration due to electromagnetic force generated in the superconducting coil to the installation surface.
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係る振動発生装置のXZ平面における構成を示す図である。図2は、上記振動発生装置のYZ平面における構成を示す図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration in an XZ plane of a vibration generator according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a configuration in the YZ plane of the vibration generator.
振動発生装置は、高温超電導コイルC1を内部に収納する収納容器10と、収納容器10を真空内部に収納する断熱容器20と、高温超電導コイルC2を内部に収納する収納容器30と、収納容器30を真空内部に収納する断熱容器40と、を備えている。さらに、振動発生装置は、断熱容器20の上部から振動荷重に応じた反力を付与するカウンターウエイト61と、カウンターウエイト61を支持する弾性支持機構62と、断熱容器40の下部に設けられた振動伝達部70と、を備えている。 The vibration generator includes a storage container 10 for storing the high-temperature superconducting coil C1, a heat insulating container 20 for storing the storage container 10 in a vacuum, a storage container 30 for storing the high-temperature superconducting coil C2, and a storage container 30. And a heat insulating container 40 for storing the inside of the vacuum inside. Further, the vibration generator includes a counterweight 61 that applies a reaction force corresponding to a vibration load from the upper part of the heat insulating container 20, an elastic support mechanism 62 that supports the counterweight 61, and a vibration provided in the lower part of the heat insulating container 40. And a transmission unit 70.
高温超電導コイルC1,C2は、渦巻き状(いわゆるパンケーキ巻き)又はソレノイド巻きで構成されており、マイナス196℃(77[K])で電気抵抗がゼロの超電導状態になる。 The high-temperature superconducting coils C1 and C2 are formed in a spiral shape (so-called pancake winding) or solenoid winding, and enter a superconducting state with an electric resistance of zero at minus 196 ° C. (77 [K]).
収納容器10は、高温超電導コイルC1を収納できるように、上面11及び下面12が共に円形である円柱状に形成されている。収納容器10には例えばマイナス196℃の液体窒素が封入されており、高温超電導コイルC1はこの液体窒素により冷却されて、超電導状態になる。収納容器10内の下面12には図12に示す突起200が円周上に配置され、コイルC1と下面12間に絶縁シートと高熱伝導であるポリエチレン繊維(ダイニーマ(登録商標))を下敷きとし、コイルC1上面にも絶縁シート或いはポリエチレン繊維を挿み図11に示す空間部の多い図11に示す押え板201を前記突起200にボルトで締付け、高温超電導コイルC1が固定されている。高温超電導コイルC1の下側コイル面にあるポリエチレン繊維の大きさは、高温超電導コイルC1の径よりも大きいのが好ましい。ポリエチレン繊維は、クッション材として機能し、絶縁性を有すると共に熱伝導率が高く、熱伝導に依りコイル下面からも効率よく冷却される。 The storage container 10 is formed in a cylindrical shape in which both the upper surface 11 and the lower surface 12 are circular so that the high-temperature superconducting coil C1 can be stored. The storage container 10 is filled with, for example, minus 196 ° C. liquid nitrogen, and the high-temperature superconducting coil C1 is cooled by this liquid nitrogen to be in a superconducting state. Projections 200 shown in FIG. 12 are arranged on the lower surface 12 of the storage container 10, and an insulating sheet and polyethylene fiber (Dyneema (registered trademark)) having high thermal conductivity are placed between the coil C1 and the lower surface 12 as an underlay, An insulating sheet or polyethylene fiber is also inserted on the upper surface of the coil C1, and the holding plate 201 shown in FIG. 11 having a large space as shown in FIG. 11 is fastened to the projection 200 with a bolt, and the high-temperature superconducting coil C1 is fixed. The size of the polyethylene fiber on the lower coil surface of the high temperature superconducting coil C1 is preferably larger than the diameter of the high temperature superconducting coil C1. The polyethylene fiber functions as a cushioning material, has an insulating property and high thermal conductivity, and is efficiently cooled from the lower surface of the coil by heat conduction.
さらに、高温超電導コイルC1上面には、ポリエチレン繊維に代えて、絶縁性を有すると共に熱伝導率が高いて窒化アルミ材を用いてもよい。これにより、高温超電導コイルC1の冷却性能を向上させることができる。 Further, an aluminum nitride material having an insulating property and high thermal conductivity may be used on the upper surface of the high-temperature superconducting coil C1 instead of the polyethylene fiber. Thereby, the cooling performance of the high temperature superconducting coil C1 can be improved.
図1に示すように、収納容器10には、高温超電導コイルC1の一方のリード線2aを外部に引き出すためのリード線引出し管13と、他方のリード線2bを外部に引き出すためのリード線引出し管14が設けられている。 As shown in FIG. 1, the storage container 10 has a lead wire drawing tube 13 for drawing out one lead wire 2a of the high temperature superconducting coil C1, and a lead wire drawing out for drawing the other lead wire 2b to the outside. A tube 14 is provided.
リード線2aは、リード線引出し管13を貫通する電流リード2に接続されている。リード線引出し管13の外部の端子は、別置き外部の電源装置に接続されている。リード線2bは、リード線引出し管14を貫通する電流リード2に接続されている。リード線引出し管14の外部の端子は図2に示すリード線2dに接続されている。 The lead wire 2 a is connected to the current lead 2 that penetrates the lead wire lead tube 13. An external terminal of the lead wire lead-out tube 13 is connected to a separate external power supply. The lead wire 2 b is connected to the current lead 2 that penetrates the lead wire lead-out tube 14. An external terminal of the lead wire lead tube 14 is connected to the lead wire 2d shown in FIG.
図1、図2に示すように、リード線引出し管13、14は、2重管で外側が真空で熱絶縁されている。リード線引出し管13、14の内側管内に挿入された電流リード2の先端には、リード線2a,2bが接続されている。収納容器10からリード線引出し管13,14への貫通部にはシール202が挿入され、シール202によって収納容器10からリード線引出し管13,14への液体窒素の侵入が防止される。リード線引出し管13の内側管内には、導管203より収納容器10の上部の蒸発ガスが導かれている。リード線引出し管13、14の端部には、ガス排気管13a、14aが設けられている。電流リード2を冷却した収納容器10本体の蒸発ガスは、ガス排気管13a、14aから外部へ排気される。よって、外端部が常温であっても、電流リード2への熱侵入が抑制される。 As shown in FIGS. 1 and 2, the lead wire lead-out tubes 13 and 14 are double tubes, and the outside is thermally insulated by vacuum. Lead wires 2a and 2b are connected to the tips of the current leads 2 inserted into the inner tubes of the lead wire lead tubes 13 and 14, respectively. A seal 202 is inserted into the penetrating portion from the storage container 10 to the lead wire extraction pipes 13 and 14, and the seal 202 prevents liquid nitrogen from entering the lead wire extraction pipes 13 and 14 from the storage container 10. The evaporative gas in the upper part of the storage container 10 is introduced into the inner pipe of the lead wire lead pipe 13 from the conduit 203. Gas exhaust pipes 13 a and 14 a are provided at the ends of the lead wire lead pipes 13 and 14. The evaporated gas in the main body of the storage container 10 that has cooled the current lead 2 is exhausted to the outside through the gas exhaust pipes 13a and 14a. Therefore, even if the outer end portion is at room temperature, heat penetration into the current lead 2 is suppressed.
さらに、収納容器10には、図2に示すように、液体窒素を当該収納容器10内へ供給する液体窒素供給管15と、図1に示すように、バイヨネット挿入管である蒸発窒素ガス排気管16と、が設けられている。 Further, the storage container 10 includes a liquid nitrogen supply pipe 15 for supplying liquid nitrogen into the storage container 10 as shown in FIG. 2, and an evaporated nitrogen gas exhaust pipe that is a bayonet insertion pipe as shown in FIG. 16 are provided.
液体窒素供給管15は、収納容器30から排出されて液体窒素流路19を通った液体窒素を、収納容器10内へ供給する。そして、収納容器10に貯蔵された液体窒素は、発熱した高温超電導コイルC1を冷却し又は熱侵入を抑制して、蒸発窒素ガス排出管16を通って外部へ排出される。 The liquid nitrogen supply pipe 15 supplies liquid nitrogen discharged from the storage container 30 and passing through the liquid nitrogen channel 19 into the storage container 10. Then, the liquid nitrogen stored in the storage container 10 is discharged to the outside through the evaporated nitrogen gas discharge pipe 16 by cooling the heated high-temperature superconducting coil C1 or suppressing heat penetration.
断熱容器20は、真空内部に収納容器10を収納できる大きさで、上面21及び下面22が円形である円柱状に形成され、内部が真空状態になっている。断熱容器20は、収納容器10本体部と共に、リード線引出し管13,14、液体窒素供給管15、蒸発窒素ガス排出管16、液体窒素ガス供給管36を覆うように形成され、収納容器10と大気と断熱している。 The heat insulation container 20 is sized to accommodate the storage container 10 in a vacuum, and is formed in a columnar shape having an upper surface 21 and a lower surface 22 that are circular, and the inside is in a vacuum state. The heat insulating container 20 is formed so as to cover the lead wire lead pipes 13 and 14, the liquid nitrogen supply pipe 15, the evaporated nitrogen gas discharge pipe 16, and the liquid nitrogen gas supply pipe 36 together with the main body of the storage container 10. It is insulated from the atmosphere.
断熱容器20内の下面22には収納容器10の下面12が一体化されており、収納容器10が断熱容器20の内部で固定されている。断熱容器20の外周部には、環状のフランジ25が設けられている。 The lower surface 22 of the storage container 10 is integrated with the lower surface 22 in the heat insulation container 20, and the storage container 10 is fixed inside the heat insulation container 20. An annular flange 25 is provided on the outer peripheral portion of the heat insulating container 20.
断熱容器20の上面21と収納容器10の上面11との隙間(真空層)には、複数の断熱支持部材23が設けられている。断熱支持部材23は、収納容器10と断熱容器20との間に生じる圧縮力を支持するものであり、収納容器10の上面11と断熱容器20の上面21の間にそれぞれ挿入されている。 A plurality of heat insulating support members 23 are provided in a gap (vacuum layer) between the upper surface 21 of the heat insulating container 20 and the upper surface 11 of the storage container 10. The heat insulating support member 23 supports a compressive force generated between the storage container 10 and the heat insulating container 20, and is inserted between the upper surface 11 of the storage container 10 and the upper surface 21 of the heat insulating container 20.
また、断熱支持部材23は、剛性の異なる2つの低熱伝導率材(例えば、ガラスエポキシ成型材(FRP)とテフロン(登録商標)(PTFE)を組み合わせたもの)が直列に接続されたものである。断熱支持部材23は、断熱容器20の上面21と収納容器10の上面との間の寸法のばらつきを吸収し圧縮荷重を均一に受けて、断熱容器20から収納容器10への熱侵入を防止している。 The heat insulating support member 23 is formed by connecting two low thermal conductivity materials having different rigidity (for example, a combination of glass epoxy molding material (FRP) and Teflon (registered trademark) (PTFE)) in series. . The heat insulating support member 23 absorbs the dimensional variation between the upper surface 21 of the heat insulating container 20 and the upper surface of the storage container 10, receives the compressive load uniformly, and prevents the heat intrusion from the heat insulating container 20 into the storage container 10. ing.
収納容器30は、高温超電導コイルC2を収納できるように、上面31及び下面32が共に円形である円柱状に形成されている。収納容器30内の上面31には、高温超電導コイルC1と同じように押え板201を突起200にボルトで締付け高温超電導コイルC2が固定されている。そして、収納容器30には例えばマイナス196℃の液体窒素が封入されており、高温超電導コイルC2はこの液体窒素により冷却されて、超電導状態になる。 The storage container 30 is formed in a cylindrical shape in which both the upper surface 31 and the lower surface 32 are circular so that the high-temperature superconducting coil C2 can be stored. On the upper surface 31 in the storage container 30, the holding plate 201 is fastened to the protrusion 200 with a bolt in the same manner as the high-temperature superconducting coil C 1, and the high-temperature superconducting coil C 2 is fixed. The storage container 30 is filled with, for example, minus 196 ° C. liquid nitrogen, and the high-temperature superconducting coil C2 is cooled by this liquid nitrogen to be in a superconducting state.
収納容器30には、高温超電導コイルC2の一方のリード線2cを外部に引き出すための管である図1に示すリード線引出し管33と、他方のリード線2dを外部に引き出すための管である図2に示すリード線引出し管34と、が設けられている。 The storage container 30 includes a lead wire drawing tube 33 shown in FIG. 1 which is a tube for drawing one lead wire 2c of the high temperature superconducting coil C2 to the outside, and a tube for drawing the other lead wire 2d to the outside. A lead wire drawing tube 34 shown in FIG. 2 is provided.
リード線2cは、リード線引出し管33を貫通する電流リード2に接続されている。リード線引出し管33の外部の端子は、上記電源装置に接続されている。リード線2bは、リード線引出し管34を貫通する電流リード2に接続されている。リード線引出し管14の外部の端子は、図2に示す2リード線dに接続されている。そして、電源装置は、電流リード2、リード線2a,2cを介し、高温超電導コイルC1、C2に電流を供給する。 The lead wire 2 c is connected to the current lead 2 that penetrates the lead wire lead tube 33. An external terminal of the lead wire lead tube 33 is connected to the power supply device. The lead wire 2 b is connected to the current lead 2 that penetrates the lead wire lead-out tube 34. An external terminal of the lead wire lead tube 14 is connected to the two lead wires d shown in FIG. The power supply device supplies current to the high-temperature superconducting coils C1 and C2 via the current lead 2 and the lead wires 2a and 2c.
図1、図2に示すように、リード線引出し管13,14、33、34は、2重管で外側が真空で熱絶縁されている。リード線引出し管13,14、33、34の内側管内に挿入された電流リード2の先端には、リード線2a、2b、2c,2dが接続されている。収納容器30からリード線引出し管33,34への貫通部にはシール202が挿入され、シール202によって収納容器30からリード線引出し管33,34への液体窒素の侵入が防止される。リード線引出し管33,34の内側管内には、導管203より収納容器30の上部の蒸発ガスが導かれている。リード線引出し管33、34の端部には、ガス排気管33a、34aが設けられている。電流リード2を冷却した収納容器10本体の蒸発ガスは、ガス排気管33a、34aから外部へ排気される。よって、外端部が常温であっても、電流リード2への熱侵入が抑制される。 As shown in FIGS. 1 and 2, the lead wire lead-out tubes 13, 14, 33, and 34 are double tubes, and the outside is thermally insulated by vacuum. Lead wires 2a, 2b, 2c and 2d are connected to the tips of the current leads 2 inserted into the inner tubes of the lead wire lead tubes 13, 14, 33 and 34. A seal 202 is inserted into a penetrating portion from the storage container 30 to the lead wire extraction pipes 33 and 34, and the seal 202 prevents liquid nitrogen from entering the lead wire extraction pipes 33 and 34 from the storage container 30. The evaporative gas in the upper part of the storage container 30 is guided from the conduit 203 into the inner pipes of the lead wire lead pipes 33 and 34. Gas exhaust pipes 33a and 34a are provided at ends of the lead wire lead pipes 33 and 34, respectively. The evaporated gas in the main body of the storage container 10 that has cooled the current lead 2 is exhausted to the outside through the gas exhaust pipes 33a and 34a. Therefore, even if the outer end portion is at room temperature, heat penetration into the current lead 2 is suppressed.
さらに、収納容器30には、図1に示すように、バイヨネット挿入管である液体窒素供給管36と、図2に示すように、液体窒素を収納容器10内へ排出するための液体窒素排出管37と、が設けられている。また、図2に示すように、収納容器30内の液体窒素排出管37の入口には、当該入口に接続されていると共に開口部が収納容器30の上面31に向けられているガス抜きエルボ37aが設けられている。 Further, the storage container 30 includes a liquid nitrogen supply pipe 36 as a bayonet insertion pipe as shown in FIG. 1 and a liquid nitrogen discharge pipe for discharging liquid nitrogen into the storage container 10 as shown in FIG. 37 are provided. Further, as shown in FIG. 2, a degassing elbow 37 a is connected to the inlet of the liquid nitrogen discharge pipe 37 in the storage container 30 and the opening is directed to the upper surface 31 of the storage container 30. Is provided.
液体窒素供給管36は、外部の液体窒素ボンベからの液体窒素を収納容器30内へ供給する。収納容器30に貯蔵された液体窒素は、高温超電導コイルC2を冷却する。図2に示す液体窒素排出管37は、収納容器30内の液体窒素を排出して、液体窒素流路19を通った液体窒素を収納容器10内へ供給する。 The liquid nitrogen supply pipe 36 supplies liquid nitrogen from an external liquid nitrogen cylinder into the storage container 30. The liquid nitrogen stored in the storage container 30 cools the high temperature superconducting coil C2. The liquid nitrogen discharge pipe 37 shown in FIG. 2 discharges the liquid nitrogen in the storage container 30 and supplies the liquid nitrogen that has passed through the liquid nitrogen channel 19 into the storage container 10.
また、熱侵入や高温超電導コイルC2の発熱によって窒素ガスが収納容器30内に発生すると、窒素ガスは収納容器30の上面31に溜まる。そして、窒素ガスは、ガス抜きエルボ37aの内側に溜まり、液体窒素排出管37、液体窒素流路19を通って、収納容器10へ貯蔵され、最終的には、蒸発窒素ガス排出管16を通って外部へ排気される。 Further, when nitrogen gas is generated in the storage container 30 due to heat penetration or heat generation of the high-temperature superconducting coil C2, the nitrogen gas accumulates on the upper surface 31 of the storage container 30. Then, the nitrogen gas is accumulated inside the degassing elbow 37a, is stored in the storage container 10 through the liquid nitrogen discharge pipe 37 and the liquid nitrogen flow path 19, and finally passes through the evaporated nitrogen gas discharge pipe 16. Exhausted to the outside.
断熱容器40は、真空内部に収納容器30を収納できる大きさで、上面41及び下面42が円形である円柱状に形成され、内部が真空状態になっている。断熱容器40は、収納容器30本体部と共に、リード線引出し管33,34、液体窒素供給管36、液体窒素排出管37を覆うように形成され、収納容器30と大気とを断熱している。 The heat insulating container 40 is sized so that the storage container 30 can be stored inside the vacuum, and the upper surface 41 and the lower surface 42 are formed in a circular column shape, and the inside is in a vacuum state. The heat insulating container 40 is formed so as to cover the lead wire lead pipes 33 and 34, the liquid nitrogen supply pipe 36, and the liquid nitrogen discharge pipe 37 together with the main body of the storage container 30, and insulates the storage container 30 from the atmosphere.
断熱容器40内の上面41には収納容器30の上面31が一体化されており、収納容器30が断熱容器40の内部で固定されている。断熱容器40の外周部には、フランジ45が設けられている。 The upper surface 31 of the storage container 30 is integrated with the upper surface 41 in the heat insulation container 40, and the storage container 30 is fixed inside the heat insulation container 40. A flange 45 is provided on the outer peripheral portion of the heat insulating container 40.
断熱容器40の下面42と収納容器30の下面32との隙間(真空層)には、複数の断熱支持部材43が設けられている。断熱支持部材43は、収納容器30と断熱容器40との間に生じる圧縮力を支持するものであり、収納容器30の下面32と断熱容器40の下面42の間に挿入されている。なお、断熱支持部材43は、断熱支持部材23と同一の材質で構成されている。 A plurality of heat insulating support members 43 are provided in the gap (vacuum layer) between the lower surface 42 of the heat insulating container 40 and the lower surface 32 of the storage container 30. The heat insulating support member 43 supports a compressive force generated between the storage container 30 and the heat insulating container 40, and is inserted between the lower surface 32 of the storage container 30 and the lower surface 42 of the heat insulating container 40. The heat insulating support member 43 is made of the same material as the heat insulating support member 23.
断熱容器20のフランジ25及び断熱容器40のフランジ45には、上下スライド機構が設けられている。これにより、断熱容器20及び断熱容器40は、相対的に横方向への移動が禁止されるものの、上下方向への移動が可能になっている。 The flange 25 of the heat insulation container 20 and the flange 45 of the heat insulation container 40 are provided with a vertical slide mechanism. Thereby, the heat insulation container 20 and the heat insulation container 40 are relatively prohibited from moving in the horizontal direction, but can be moved in the vertical direction.
例えば、断熱容器20のフランジ25と断熱容器40のフランジ45には、それぞれ複数(例えば、3個又は4個)の当て板25a,45aが設けられ、当て板45aには筒状部材であるスリーブ50が設けられている。当て板25a,45aには鉛直方向にシャフト51が取り付けられ、スリーブ50の内周にはボールベアリングが組み込まれている。 For example, the flange 25 of the heat insulation container 20 and the flange 45 of the heat insulation container 40 are each provided with a plurality of (for example, three or four) contact plates 25a, 45a, and the contact plate 45a is a sleeve that is a cylindrical member. 50 is provided. A shaft 51 is attached to the contact plates 25 a and 45 a in the vertical direction, and a ball bearing is incorporated in the inner periphery of the sleeve 50.
そして、当て板45aのスリーブ50にシャフト51が貫通するように、断熱容器20及び断熱容器40が組み合わされる。このため、断熱容器20及び断熱容器40は、相対的に横方向へ移動できないものの、上下方向へ移動できるようになっている。また、フランジ25,45には、断熱容器20と断熱容器40の隙間の範囲を規制するストッパ機構56が設けられている。 And the heat insulation container 20 and the heat insulation container 40 are combined so that the shaft 51 may penetrate the sleeve 50 of the contact plate 45a. For this reason, although the heat insulation container 20 and the heat insulation container 40 cannot move relatively to a horizontal direction, they can move to an up-down direction. The flanges 25 and 45 are provided with a stopper mechanism 56 that regulates the range of the gap between the heat insulating container 20 and the heat insulating container 40.
断熱容器20のフランジ25と断熱容器40のフランジ45には、断熱容器20と断熱容器40の隙間を密封するための環状の密封機構(溶接ベロー)52が設けられている。密封機構52は、上下方向のみ伸縮可能な蛇腹状に形成されている。これにより、断熱容器20及び断熱容器40が上下方向移動しても、断熱容器20と断熱容器40の隙間は常に密封されている。 The flange 25 of the heat insulation container 20 and the flange 45 of the heat insulation container 40 are provided with an annular sealing mechanism (welding bellows) 52 for sealing the gap between the heat insulation container 20 and the heat insulation container 40. The sealing mechanism 52 is formed in a bellows shape that can expand and contract only in the vertical direction. Thereby, even if the heat insulation container 20 and the heat insulation container 40 move to an up-down direction, the clearance gap between the heat insulation container 20 and the heat insulation container 40 is always sealed.
断熱容器20と断熱容器40の隙間には、ヘリウムガスが封入されている。なお、封入されるガスは、ヘリウムガスに限らず、高温超電導コイルを冷却する冷媒(液体窒素)より凝固点の低いガスであればよい。これにより、断熱容器20と断熱容器40の隙間から大気が取り除かれるので、大気中の湿気が凍結することを防止できる。 Helium gas is sealed in the gap between the heat insulating container 20 and the heat insulating container 40. The gas to be enclosed is not limited to helium gas, but may be any gas that has a lower freezing point than the refrigerant (liquid nitrogen) that cools the high-temperature superconducting coil. Thereby, since air | atmosphere is removed from the clearance gap between the heat insulation container 20 and the heat insulation container 40, it can prevent that the humidity in air | atmosphere freezes.
また、ヘリウムガスの圧力は、大気圧より高く、かつ、数kPa以下であればよい(例えば、0.1〜2kPa)。これにより、密封機構52からヘリウムガスの漏れが生じたとしても、大気の混入を防止できる。また、ヘリウムガスがこの程度の気圧であれば、起震荷重に対しても影響が少ない。 Moreover, the pressure of helium gas should just be higher than atmospheric pressure, and several kPa or less (for example, 0.1-2 kPa). Thereby, even if helium gas leaks from the sealing mechanism 52, it is possible to prevent air from entering. Further, if the helium gas has such a pressure, the influence on the seismic load is small.
断熱容器20と断熱容器40の間にはガス管53の一方の口が設けられ、ガス管の他方の口は外部のガスバック54に接続されている。そして、断熱容器20と断熱容器40が上下方向のみスライドすると、断熱容器20と断熱容器40の間の容積が変化する。 One port of the gas pipe 53 is provided between the heat insulating container 20 and the heat insulating container 40, and the other port of the gas pipe is connected to an external gas bag 54. And if the heat insulation container 20 and the heat insulation container 40 slide only to an up-down direction, the volume between the heat insulation container 20 and the heat insulation container 40 will change.
断熱容器20と断熱容器40の間の容積が小さくなると、断熱容器20と断熱容器40の間にあるヘリウムガスがガスバック54へ押し出され、その容積が大きくなると、断熱容器20と断熱容器40の間には、ガスバック54のヘリウムガスが流れ込む。つまり、ガスバック54は、断熱容器20と断熱容器40の間の容積の変化に応じて伸張又は収縮する。したがって、断熱容器20と断熱容器40が上下方向にスライドしても、断熱容器20と断熱容器40の間には常にヘリウムガスが充満しており、断熱容器20と断熱容器40の隙間の凍結を防止できる。 When the volume between the heat insulation container 20 and the heat insulation container 40 decreases, the helium gas between the heat insulation container 20 and the heat insulation container 40 is pushed out to the gas bag 54. When the volume increases, the heat insulation container 20 and the heat insulation container 40 In the meantime, the helium gas of the gas back 54 flows. That is, the gas bag 54 expands or contracts in accordance with a change in volume between the heat insulating container 20 and the heat insulating container 40. Therefore, even if the heat insulation container 20 and the heat insulation container 40 slide in the vertical direction, the space between the heat insulation container 20 and the heat insulation container 40 is always filled with helium gas, and the gap between the heat insulation container 20 and the heat insulation container 40 is frozen. Can be prevented.
対象物に振動荷重を負荷する為の反力としてカウンターウェイト61の質量重量と上下の振動加速度の積で反力(F=mα)が生じ、加速度は振動周波数と変位で定まるので、変位は最低加振周波数でも1mm程度以下(100Hzでは変位は数μm)になるように決められている。カウンターウエイト61は、複数の弾性支持機構62により支持されている。 As a reaction force for applying a vibration load to the object, a reaction force (F = mα) is generated by the product of the mass weight of the counterweight 61 and the vertical vibration acceleration, and the acceleration is determined by the vibration frequency and the displacement. The excitation frequency is determined to be about 1 mm or less (the displacement is several μm at 100 Hz). The counterweight 61 is supported by a plurality of elastic support mechanisms 62.
弾性支持機構62は、ネジジャッキ67と空気ばね68とを上下に組み合わせることで、カウンターウエイト61の高さを調整する。具体的には、弾性支持機構62は、受け台61a上に設置されたカウンターウエイト61を支持する複数の支柱66と、各支柱66に直列に取り付けられたネジジャッキ67と、各ネジジャッキ67に直列に取り付けられた空気ばね68と、を備えている。 The elastic support mechanism 62 adjusts the height of the counterweight 61 by combining the screw jack 67 and the air spring 68 up and down. Specifically, the elastic support mechanism 62 includes a plurality of columns 66 that support the counterweight 61 installed on the cradle 61 a, a screw jack 67 that is attached in series to each column 66, and each screw jack 67. And an air spring 68 attached in series.
ネジジャッキ67は、ジャッキナットが回されると高さを調整する。空気ばね68は、外部から空気又はガスが注入されると、自身のストロークが変化する。これにより、空気ばね68の高さが代わるが、空気ばね68の固有振動数はほぼ一定になる特性を有している。なお、支柱62、ネジジャッキ63、空気ばね64の組み立ての順序は、この構成に限定されるものではない。 The screw jack 67 adjusts the height when the jack nut is turned. The air spring 68 changes its stroke when air or gas is injected from the outside. As a result, the height of the air spring 68 changes, but the natural frequency of the air spring 68 has a characteristic of being substantially constant. In addition, the order of assembly of the support | pillar 62, the screw jack 63, and the air spring 64 is not limited to this structure.
振動伝達部70は、本装置の設置面の傾きに応じて同芯で自在に球面上をスライドできる球面座71(凸型球面座71a、凹型球面座71b)と、振動圧力を計測するロードセル72と、上記設置面に圧力を加える加圧プレート73と、を備えている。 The vibration transmitting unit 70 includes a spherical seat 71 (convex spherical seat 71a, concave spherical seat 71b) that can slide freely on a spherical surface in a concentric manner according to the inclination of the installation surface of the apparatus, and a load cell 72 that measures vibration pressure. And a pressure plate 73 that applies pressure to the installation surface.
以上のように構成された振動発生装置において、電源装置は、高温超電導コイルC1,C2に対して、次のような電流を供給する。 In the vibration generator configured as described above, the power supply device supplies the following current to the high-temperature superconducting coils C1 and C2.
図3は、電源装置が出力する電流波形の一形態を示す図である。電源装置は、高温超電導コイルC1,C2に発生する電磁力を変動させるために、高温超電導コイルC1,C2に疑似ランダム波などの変動電流を出力する。 FIG. 3 is a diagram illustrating one form of a current waveform output from the power supply device. The power supply device outputs a fluctuating current such as a pseudo-random wave to the high-temperature superconducting coils C1 and C2 in order to fluctuate the electromagnetic force generated in the high-temperature superconducting coils C1 and C2.
この場合、高温超電導コイルC1,C2の間に吸引力が作用すると、高温超電導コイルC1,C2が変動電流に応じて正確に振動しなくなる。 In this case, when an attractive force acts between the high-temperature superconducting coils C1 and C2, the high-temperature superconducting coils C1 and C2 do not vibrate accurately according to the fluctuation current.
そこで、電源装置は、両方の高温超電導コイルC1,C2に直流電流を供給して一定のバイアス反発電磁力を常に作用させておき、その直流電流に変動電流を重畳することにより、電磁振動を発生させる。この場合、コイル間に常に反発力が働くようにするため、重畳された電流も常に正の値になるように、変動電流の変動範囲は直流電流より小さな値とする。 Therefore, the power supply device generates electromagnetic vibrations by supplying a direct current to both of the high-temperature superconducting coils C1 and C2 so that a constant bias degeneration force is always applied, and a fluctuating current is superimposed on the direct current. Let In this case, in order for a repulsive force to always work between the coils, the fluctuation range of the fluctuation current is set to a value smaller than the direct current so that the superimposed current always has a positive value.
図4は、高温超電導コイルの電流と起震力の関係を示す図である。ここでは、正弦波の電磁振動を発生させる場合を示している。高温超電導コイルの電流は、高温超電導コイルに発生する電磁力の平方根に比例する性質を有する。以下、この性質について説明する。 FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the current of the high temperature superconducting coil and the seismic force. Here, a case of generating a sinusoidal electromagnetic vibration is shown. The current of the high temperature superconducting coil has a property proportional to the square root of the electromagnetic force generated in the high temperature superconducting coil. Hereinafter, this property will be described.
対向する高温超電導コイルにより発生する電磁力Fは、一方の高温超電導コイルの導体に流れている変動電流iと、当該高温超電導コイルの導体部分において他方の高温超電導コイルに流れる変動電流によって発生する磁束密度Bと、の積に比例する。つまり、次の式が成り立つ。
F=k・i・B (k:比例定数)
The electromagnetic force F generated by the opposing high-temperature superconducting coil is a magnetic flux generated by the fluctuating current i flowing in the conductor of one high-temperature superconducting coil and the fluctuating current flowing in the other high-temperature superconducting coil in the conductor portion of the high-temperature superconducting coil. It is proportional to the product of density B. In other words, the following equation holds.
F = k · i · B (k: proportional constant)
また、高温超電導コイルに発生する磁束密度Bは、高温超電導コイルの電流iに比例する。よって、次の式が成り立つ。
B=h・i (h:比例定数)
The magnetic flux density B generated in the high temperature superconducting coil is proportional to the current i of the high temperature superconducting coil. Therefore, the following equation holds.
B = h · i (h: proportional constant)
したがって、直列接続されている高温超電導コイルにより発生する電磁力Fは、高温超電導コイルの電流iの2乗に比例する。すなわち、上記2つの式からBを消去すると、次の式が成り立つ。
F=k・h・i2
Therefore, the electromagnetic force F generated by the high-temperature superconducting coils connected in series is proportional to the square of the current i of the high-temperature superconducting coil. That is, if B is eliminated from the above two expressions, the following expression is established.
F = k · h · i 2
物理探査においては、最初に、起震力をどのような波形にするかが問われ、それを満足するように高温超電導コイルに通電しなければならない。従って、上式から明らかなように、起震力を発生させる電流iは次式で与えられる。
i=(F/k・h)1/2
In geophysical exploration, first, the waveform of the seismic force is asked, and the high-temperature superconducting coil must be energized to satisfy it. Therefore, as is apparent from the above equation, the current i that generates the seismic force is given by the following equation.
i = (F / k · h) 1/2
上記の電流が高温超電導コイルC1,C2に流れると、高温超電導コイルC1,C2には、正弦波状に変化し互いに反発する起震力が発生する。 When the current flows through the high temperature superconducting coils C1 and C2, the high temperature superconducting coils C1 and C2 generate seismic forces that change in a sine wave shape and repel each other.
ここで、カウンターウエイト61は、断熱容器20に荷重をかけながら、空気ばね68を含む複数の弾性支持機構62に支持されている。そして、高温超電導コイルC1に正弦波状に変化する反発電磁力が発生すると、その反発は、収納容器10、複数の断熱支持部材23、断熱容器20を介して、カウンターウエイト61に伝達される。カウンターウエイト61は、高温超電導コイルC1の反発電磁力(ここでは上向きの力)に対し反力(ここでは下向きの力)として作用する。 Here, the counterweight 61 is supported by a plurality of elastic support mechanisms 62 including air springs 68 while applying a load to the heat insulating container 20. When a counter-power generation magnetic force that changes in a sine wave shape is generated in the high-temperature superconducting coil C1, the repulsion is transmitted to the counterweight 61 via the storage container 10, the plurality of heat insulating support members 23, and the heat insulating container 20. The counterweight 61 acts as a reaction force (here, a downward force) with respect to the counter power generation magnetic force (here, an upward force) of the high-temperature superconducting coil C1.
また、高温超電導コイルC2に発生する正弦波状の反発電磁力は、収納容器30、断熱支持部材43、断熱容器40、振動伝達部70を介して、本装置の設置面(例えば地盤面)に与えられる。 Further, the sinusoidal counter-generated magnetic force generated in the high-temperature superconducting coil C2 is applied to the installation surface (for example, the ground surface) of the present apparatus via the storage container 30, the heat insulating support member 43, the heat insulating container 40, and the vibration transmitting unit 70. It is done.
以上のように、第1の実施形態に係る振動発生装置は、上下方向のみ独立して移動可能な収納容器10,30において高温超電導コイルC1,C2をそれぞれ冷却すると共に、高温超電導コイルC1,C2に生じる起震力をそれぞれ収納容器10,30に伝達する。そして、上記振動発生装置は、収納容器10,30に伝達された起震力を、カウンターウエイト61の反力により、振動伝達部70を用いて、本装置の設置面に伝達することができる。この結果、コイルの反発電磁力で生じる振動が上部のカウンター力で下に押されるので、下部の地面にコイルの振動電磁力を伝えることができる。 As described above, the vibration generator according to the first embodiment cools the high-temperature superconducting coils C1 and C2 in the storage containers 10 and 30 that can be moved independently only in the vertical direction, and also uses the high-temperature superconducting coils C1 and C2. Is transmitted to the storage containers 10 and 30, respectively. And the said vibration generator can transmit the seismic force transmitted to the storage containers 10 and 30 to the installation surface of this apparatus using the vibration transmission part 70 by the reaction force of the counterweight 61. FIG. As a result, the vibration generated by the counter-generated magnetic force of the coil is pushed downward by the upper counter force, so that the vibration electromagnetic force of the coil can be transmitted to the lower ground.
なお、本実施形態では、電源装置は4本のリード線を介して、高温超電導コイルC1の巻き終わりと高温超電導コイルC2の巻き始めが直列に接続された高温超電導コイルC1,C2に対して、2本のリード線で電流を供給している。 In this embodiment, the power supply device is connected to the high temperature superconducting coils C1 and C2 in which the winding end of the high temperature superconducting coil C1 and the winding start of the high temperature superconducting coil C2 are connected in series via four lead wires. Current is supplied by two lead wires.
図5は、直列に接続された高温超電導コイルC1,C2を示す図である。同図に示すように、通電時に高温超電導コイルC1,C2に互いに反発する所定の電磁力が発生するように、高温超電導コイルC1,C2の片側を裏表に反転させて組み立てられている。 FIG. 5 is a diagram showing high-temperature superconducting coils C1 and C2 connected in series. As shown in the figure, the high-temperature superconducting coils C1 and C2 are assembled so that one side of the high-temperature superconducting coils C1 and C2 is turned upside down so as to generate a predetermined electromagnetic force that repels each other when energized.
なお、高温超電導コイルC1,C2を液体窒素に浸し易くするために、収納容器10の下面12に凹面及び収納容器30の上面31に凸面を形成してもよい。 In order to make it easy to immerse the high-temperature superconducting coils C1, C2 in liquid nitrogen, a concave surface may be formed on the lower surface 12 of the storage container 10 and a convex surface may be formed on the upper surface 31 of the storage container 30.
図6は、振動発生装置の他の構成を示す図である。この振動発生装置は、図1に示す振動発生装置と比べて、収納容器10の下面12に凹面部を設け、収納容器30の上面31に蒸発ガス溜まり用の凸面部31aが形成されている点が異なっている。 FIG. 6 is a diagram illustrating another configuration of the vibration generator. Compared with the vibration generator shown in FIG. 1, this vibration generator is provided with a concave portion on the lower surface 12 of the storage container 10, and a convex surface portion 31 a for evaporating gas accumulation is formed on the upper surface 31 of the storage container 30. Are different.
具体的には、収納容器10の下面12では、高温超電導コイルC1が設置されている部分に一段低い凹面部が形成されている。なお、断熱容器20の下面22でも、収納容器10の下面12に合うように、一段低い凹面部が形成されている。 Specifically, on the lower surface 12 of the storage container 10, a concave surface portion that is one step lower is formed in a portion where the high temperature superconducting coil C <b> 1 is installed. Note that the lower surface 22 of the heat insulating container 20 is also formed with a concave portion that is one step lower than the lower surface 12 of the storage container 10.
また、収納容器30の上面31では、高温超電導コイルC1に対向する高温超電導コイルC2が設置されている部分の側に一段高い凸面部が形成されている。なお、断熱容器40の上面41でも、収納容器20の上面31に合うように、一段高い凸面部が形成されている。 In addition, on the upper surface 31 of the storage container 30, a raised surface portion is formed on the side where the high temperature superconducting coil C2 facing the high temperature superconducting coil C1 is installed. In addition, the upper surface 41 of the heat insulation container 40 is also formed with a stepped portion that is higher than the upper surface 31 of the storage container 20.
これにより、収納容器30内に窒素ガスが発生すると、窒素ガスは、収納容器30の上面31のうち、高温超電導コイルC2の外周部にある凸面部(ガス溜め)31aに溜まる。よって、高温超電導コイルC2は、液体窒素により常に冷却されるようになる。 Thus, when nitrogen gas is generated in the storage container 30, the nitrogen gas is accumulated in the convex surface portion (gas reservoir) 31a on the outer peripheral portion of the high-temperature superconducting coil C2 in the upper surface 31 of the storage container 30. Therefore, the high temperature superconducting coil C2 is always cooled by liquid nitrogen.
[第2の実施形態]
つぎに、本発明の第2の実施形態について説明する。なお、第1の実施形態と同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the site | part same as 1st Embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図7は、第2の実施形態に係る振動発生装置の構成を示す図である。この振動発生装置は、第1の実施形態の振動発生装置と比べて、収納容器30から収納容器10に貫通する内側立ち上りパイプ48と収納容器10の下面12から立上る外側立ち上りパイプ28を有する点が異なる。 FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a vibration generator according to the second embodiment. Compared with the vibration generator of the first embodiment, this vibration generator has an inner rising pipe 48 penetrating from the storage container 30 to the storage container 10 and an outer rising pipe 28 rising from the lower surface 12 of the storage container 10. Is different.
具体的には、図8に示すように、収納容器30の上面31には、収納容器10の下面12を貫く内側立ち上りパイプ48が設けられている。 Specifically, as shown in FIG. 8, an inner rising pipe 48 that penetrates the lower surface 12 of the storage container 10 is provided on the upper surface 31 of the storage container 30.
一方、収納容器10の下面12には内側立ち上りパイプ48の外側に外側パイプ28が設けられている。 On the other hand, an outer pipe 28 is provided outside the inner rising pipe 48 on the lower surface 12 of the storage container 10.
外側パイプ28と内側パイプ48の間は、収納容器10の下面12と収納容器30の上面31の間と同じ空間であり、その空間にはヘリウムガスが充満している。したがって、外側立ち上りパイプ28と内側立ち上りパイプ48の間のヘリウムガスが、収納容器10の内部に漏れないようにする必要がある。 The space between the outer pipe 28 and the inner pipe 48 is the same space as between the lower surface 12 of the storage container 10 and the upper surface 31 of the storage container 30, and the space is filled with helium gas. Therefore, it is necessary to prevent helium gas between the outer rising pipe 28 and the inner rising pipe 48 from leaking into the storage container 10.
そこで、図8に示すように、内側パイプ48の開口部には、ドーナツ型の蓋部材91が設けられている。蓋部材91の中心部は円形の穴が形成されており、蓋部材91の穴から内側立ち上りパイプ48の内部が現れている。蓋部材91の円周部には、密閉機構92が設けられている。密閉機構92は円筒状に形成され、筒の高さ方向が蛇腹状に構成されている。密閉機構92の一方の円筒開口部は蓋部材91の円周部に取り付けられ、他方の円筒開口部は外側立ち上りパイプ28の開口部に取り付けられている。蓋部材91の高さは収納容器10の液面近傍或いは飛び出させ、収納容器30の液体窒素と共に蒸発ガスが抜け易くしている。 Therefore, as shown in FIG. 8, a donut-shaped lid member 91 is provided at the opening of the inner pipe 48. A circular hole is formed at the center of the lid member 91, and the inside of the inner rising pipe 48 appears from the hole of the lid member 91. A sealing mechanism 92 is provided on the circumferential portion of the lid member 91. The sealing mechanism 92 is formed in a cylindrical shape, and the height direction of the cylinder is formed in a bellows shape. One cylindrical opening of the sealing mechanism 92 is attached to the circumferential part of the lid member 91, and the other cylindrical opening is attached to the opening of the outer rising pipe 28. The height of the lid member 91 is made close to the liquid level of the storage container 10 or protrudes so that the evaporative gas easily escapes together with the liquid nitrogen in the storage container 30.
このため、収納容器10と収納容器30が縦方向に振動しても、密閉機構92が伸縮するので、外側立ち上りパイプ28と内側立ち上りパイプ48の間のヘリウムガスは収納容器10内に漏れないようになっている。
したがって、第2の実施形態に係る振動発生装置は、収納容器30内に窒素ガスが発生した場合でも、立ち上りパイプ48を通って収納容器10に直接供給して、蒸発窒素ガス排出管16から外部へ排気することができる。
For this reason, even if the storage container 10 and the storage container 30 vibrate in the vertical direction, the sealing mechanism 92 expands and contracts, so that helium gas between the outer rising pipe 28 and the inner rising pipe 48 does not leak into the storage container 10. It has become.
Therefore, even when nitrogen gas is generated in the storage container 30, the vibration generator according to the second embodiment supplies directly to the storage container 10 through the rising pipe 48 and externally passes through the evaporated nitrogen gas discharge pipe 16. Can be exhausted.
[第3の実施形態]
つぎに、本発明の第3の実施形態について説明する。なお、上述した実施形態と同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the site | part same as embodiment mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図9は、第3の実施形態に係る振動発生装置の構成を示す図である。本実施形態に係る振動発生装置は、第1の実施形態の高温超電導コイルC2の代わりに、永久磁石PMを用いたものである。 FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a vibration generating device according to the third embodiment. The vibration generator according to this embodiment uses a permanent magnet PM instead of the high-temperature superconducting coil C2 of the first embodiment.
振動発生装置は、高温超電導コイルC1を内部に収納する収納容器10と、収納容器10を真空内部に収納する断熱容器20と、永久磁石PMと、カウンターウエイト61と、弾性支持機構62aと、永久磁石PMの下部に設けられた振動伝達部70と、を備えている。なお、弾性支持機構62aは、図1の弾性支持機構62から支柱66を除いたものであるが、弾性支持機構62であってもよい。 The vibration generator includes a storage container 10 for storing the high-temperature superconducting coil C1, an insulating container 20 for storing the storage container 10 in a vacuum, a permanent magnet PM, a counterweight 61, an elastic support mechanism 62a, a permanent And a vibration transmission unit 70 provided below the magnet PM. The elastic support mechanism 62a is the elastic support mechanism 62 in FIG. 1 except for the support 66, but may be the elastic support mechanism 62.
収納容器10は、高温超電導コイルC1を収納できるように、上面11及び下面12が共に円形である円柱状に形成されている。なお、収納容器10及び断熱容器20の詳細な構成は、第1の実施形態と同様である。 The storage container 10 is formed in a cylindrical shape in which both the upper surface 11 and the lower surface 12 are circular so that the high-temperature superconducting coil C1 can be stored. In addition, the detailed structure of the storage container 10 and the heat insulation container 20 is the same as that of 1st Embodiment.
永久磁石PMは、高温超電導コイルC1とほぼ同じ大きさで、環状に形成されている。また、永久磁石PMは、断熱容器20の下面22とほぼ同じ大きさの円形板41aの下側に取り付けられる。また、円形板41aの外周部には、環状のフランジ58が設けられている。 The permanent magnet PM is substantially the same size as the high-temperature superconducting coil C1, and is formed in an annular shape. Further, the permanent magnet PM is attached to the lower side of the circular plate 41 a having the same size as the lower surface 22 of the heat insulating container 20. An annular flange 58 is provided on the outer periphery of the circular plate 41a.
断熱容器20のフランジ25及び永久磁石PMのフランジ58には、上下スライド機構が設けられている。そして、永久磁石PMは、高温超電導コイルC1と対向するように配置される。これにより、断熱容器20及び永久磁石PMは、相対的に横方向への移動が禁止されるものの、上下方向への移動が可能になっている。 A vertical slide mechanism is provided on the flange 25 of the heat insulating container 20 and the flange 58 of the permanent magnet PM. And permanent magnet PM is arrange | positioned so as to oppose high temperature superconducting coil C1. Thereby, although the heat transfer container 20 and the permanent magnet PM are relatively prohibited from moving in the horizontal direction, they can move in the vertical direction.
なお、フランジ58は、第1の実施形態のフランジ45とほぼ同じ形状、同じ位置に配置されている。よって、図9に示すフランジ58と、シャフト51、密封機構52、ガス管53、ガスバック54等との関係は、図1に示すフランジ45と、シャフト51、密封機構52、ガス管53、ガスバック54等との関係と同じである。 In addition, the flange 58 is arrange | positioned in the substantially same shape and the same position as the flange 45 of 1st Embodiment. Therefore, the relationship between the flange 58 shown in FIG. 9 and the shaft 51, the sealing mechanism 52, the gas pipe 53, the gas back 54, etc. is the same as the flange 45, the shaft 51, the sealing mechanism 52, the gas pipe 53, and the gas shown in FIG. This is the same as the relationship with the back 54 and the like.
また、永久磁石PMの下部(高温超電導コイルC1に対向する面と異なる面)には、設置板59を挟んで振動伝達部70が設けられている。 Further, a vibration transmitting portion 70 is provided below the permanent magnet PM (a surface different from the surface facing the high temperature superconducting coil C1) with the installation plate 59 interposed therebetween.
そして、高温超電導コイルC1に図3に示すような正弦波状の電流が流れると、高温超電導コイルC1及び永久磁石PMには、正弦波状に変化し互いに反発する起震力が発生する。 When a sinusoidal current as shown in FIG. 3 flows in the high temperature superconducting coil C1, seismic forces that change in a sinusoidal shape and repel each other are generated in the high temperature superconducting coil C1 and the permanent magnet PM.
ここで、カウンターウエイト61は、断熱容器20に荷重をかけながら、空気ばね68を含む複数の弾性支持機構62aに支持されている。そして、高温超電導コイルC1に正弦波状に変化する起震力が発生すると、その起震力は、収納容器10、複数の断熱支持部材23、断熱容器20を介して、カウンターウエイト61に伝達される。カウンターウエイト61は、高温超電導コイルC1の起震力に対し反力として作用する。 Here, the counterweight 61 is supported by a plurality of elastic support mechanisms 62 a including air springs 68 while applying a load to the heat insulating container 20. When a seismic force that changes in a sinusoidal shape is generated in the high-temperature superconducting coil C1, the seismic force is transmitted to the counterweight 61 via the storage container 10, the plurality of heat insulating support members 23, and the heat insulating container 20. . The counterweight 61 acts as a reaction force against the seismic force of the high temperature superconducting coil C1.
また、永久磁石PMに発生する正弦波状の起震力は、振動伝達部70を介して、本装置の設置面(例えば地盤面)に与えられる。 Further, a sinusoidal seismic force generated in the permanent magnet PM is applied to the installation surface (for example, the ground surface) of the present apparatus via the vibration transmission unit 70.
以上のように、第3の実施形態に係る振動発生装置は、収納容器10において高温超電導コイルC1を冷却すると共に、収納容器10と永久磁石PMとを上下方向に独立して移動可能にしている。これにより、上記振動発生装置は、高温超電導コイルC1に生じる起震力を収納容器10に伝達し、収納容器10及び永久磁石PMに生じる起震力を、カウンターウエイト61の反力により、振動伝達部70を用いて、本装置の設置面に伝達することができる。 As described above, the vibration generator according to the third embodiment cools the high-temperature superconducting coil C1 in the storage container 10 and enables the storage container 10 and the permanent magnet PM to move independently in the vertical direction. . Thereby, the vibration generator transmits the seismic force generated in the high-temperature superconducting coil C1 to the storage container 10, and transmits the seismic force generated in the storage container 10 and the permanent magnet PM by the reaction force of the counterweight 61. The unit 70 can be used for transmission to the installation surface of the apparatus.
なお、本実施形態では永久磁石PMの上に高温超電導コイルC1が配置されているが、永久磁石PM及び支持構成部材一式と高温超電導コイルC1及び断熱容器周り一式の配置を上下逆にしてもよい。 In this embodiment, the high-temperature superconducting coil C1 is disposed on the permanent magnet PM. However, the arrangement of the permanent magnet PM and the set of supporting components and the set of the high-temperature superconducting coil C1 and the surroundings of the heat insulating container may be reversed upside down. .
[第4の実施形態]
つぎに、本発明の第4の実施形態について説明する。なお、上述した実施形態と同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the site | part same as embodiment mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図10は、第4の実施形態に係る振動発生装置の構成を示す図である。本実施形態に係る振動発生装置は、高温超電導コイルC1,C2を1つの収納容器180で冷却するものである。 FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of a vibration generating device according to the fourth embodiment. The vibration generator according to the present embodiment cools the high-temperature superconducting coils C1 and C2 with one storage container 180.
振動発生装置は、高温超電導コイルC1,C2を内部に収納する収納容器180と、収納容器180を真空内部に収納する断熱容器100と、カウンターウエイト61と、弾性支持機構62と、断熱容器100の下部に設けられた振動伝達部70と、を備えている。 The vibration generator includes a storage container 180 for storing the high-temperature superconducting coils C1 and C2, a heat insulating container 100 for storing the storage container 180 in a vacuum, a counterweight 61, an elastic support mechanism 62, and a heat insulating container 100. And a vibration transmission unit 70 provided in the lower part.
収納容器180は、高温超電導コイルC1,C2を収納して液体窒素で同時に冷却できるように、上面181及び下面182が共に円形である円柱状に形成されている。高温超電導コイルC1は、高温超電導コイルC1の直径とほぼ同じ直径の円形中板183の上面に固定されている。この円形中板183は上面181と下面182の中間付近に配置され、円形中板183の外縁は収納容器180の内周部に固定されている。なお、高温超電導コイルC1の位置が固定されれば、円形中板183の形状は限定されるものではない。また、円形中板183には複数の穴が形成され、断熱容器100内の液体窒素が円形中板183の両面側に充たされている。 The storage container 180 is formed in a cylindrical shape in which both the upper surface 181 and the lower surface 182 are circular so that the high-temperature superconducting coils C1 and C2 can be stored and cooled simultaneously with liquid nitrogen. The high temperature superconducting coil C1 is fixed to the upper surface of a circular intermediate plate 183 having a diameter substantially the same as the diameter of the high temperature superconducting coil C1. The circular intermediate plate 183 is disposed near the middle between the upper surface 181 and the lower surface 182, and the outer edge of the circular intermediate plate 183 is fixed to the inner peripheral portion of the storage container 180. Note that the shape of the circular intermediate plate 183 is not limited as long as the position of the high-temperature superconducting coil C1 is fixed. A plurality of holes are formed in the circular intermediate plate 183, and liquid nitrogen in the heat insulating container 100 is filled on both sides of the circular intermediate plate 183.
また、高温超電導コイルC2は、円形中板183の下面側に配置され、高温超電導コイルC2の直径とほぼ同じ直径の円形板185に固定されている。円形板185の下面(高温超電導コイルC2のある面と反対側の面)の中心部には、コイル支持軸186の一方の端部が固定されている。そして、コイル支持軸186は収納容器180の下面182、断熱容器102を貫通しており、コイル支持軸186の他方の端部は受け台189、球面座受け板75を介して、凸型球面座71aに固定されている。なお、コイル支持軸186の全部又は一部が熱伝導率の低い材料、例えばG10製としている。このため、コイル支持軸186を経由して、外部の熱はほとんど収納容器180内に侵入しないようになっている。またコイル支持軸186と断熱容器102の貫通部は、前記スリーブ50にシャフト51と同じようなスライド機構を有し(図示しない)、横方向へ移動できないものの、上下方向へ移動できるようにしている。 The high temperature superconducting coil C2 is disposed on the lower surface side of the circular intermediate plate 183, and is fixed to a circular plate 185 having a diameter substantially the same as the diameter of the high temperature superconducting coil C2. One end of the coil support shaft 186 is fixed to the center of the lower surface of the circular plate 185 (the surface opposite to the surface on which the high-temperature superconducting coil C2 is located). The coil support shaft 186 passes through the lower surface 182 of the storage container 180 and the heat insulating container 102, and the other end of the coil support shaft 186 is provided with a convex spherical seat via a cradle 189 and a spherical seat receiving plate 75. It is fixed to 71a. Note that all or part of the coil support shaft 186 is made of a material having low thermal conductivity, for example, G10. For this reason, external heat hardly enters the storage container 180 via the coil support shaft 186. In addition, the coil support shaft 186 and the penetrating portion of the heat insulating container 102 have a slide mechanism (not shown) similar to that of the shaft 51 in the sleeve 50 and are movable in the vertical direction although they cannot move in the lateral direction. .
コイル支持軸186は、収納容器180の下面182、断熱容器100の下面102を貫通した状態で、上下方向のみスライド可能に構成されている。また、収納容器180の内部の下面182の貫通部分とコイル支持軸186との隙間が密封機構187によって覆われている。さらに、断熱容器100の外部の下面102の貫通部分とコイル支持軸186との隙間が密封機構188によって覆われている。 The coil support shaft 186 is configured to be slidable only in the vertical direction while penetrating the lower surface 182 of the storage container 180 and the lower surface 102 of the heat insulating container 100. Further, a clearance between the penetrating portion of the lower surface 182 inside the storage container 180 and the coil support shaft 186 is covered with a sealing mechanism 187. Further, a clearance between the penetration portion of the lower surface 102 outside the heat insulating container 100 and the coil support shaft 186 is covered with a sealing mechanism 188.
密封機構187,188は円筒状に形成され、筒の高さ方向が蛇腹状に構成されている。密閉機構187の一方の円筒開口部は、コイル支持軸186の上部のコイル支持部材190外周部に取り付けられている。密封機構187の他方の円筒開口部は、収納容器180の内側の下面182の貫通部分(開口部)の外周部に取り付けられている。密閉機構188の一方の円筒開口部は、断熱容器100の外部の下面102貫通部分(開口部)に取り付けられている。密封機構187の他方の円筒開口部は、コイル支持軸186の下部のコイル支持部材189に取り付けられている。 The sealing mechanisms 187 and 188 are formed in a cylindrical shape, and the height direction of the cylinder is configured in a bellows shape. One cylindrical opening of the sealing mechanism 187 is attached to the outer peripheral portion of the coil support member 190 above the coil support shaft 186. The other cylindrical opening of the sealing mechanism 187 is attached to the outer peripheral portion of the penetrating portion (opening) of the lower surface 182 inside the storage container 180. One cylindrical opening of the sealing mechanism 188 is attached to the lower surface 102 penetrating portion (opening) outside the heat insulating container 100. The other cylindrical opening of the sealing mechanism 187 is attached to a coil support member 189 below the coil support shaft 186.
密封機構187,188の内部には、断熱容器100と収納容器180に囲まれた真空状態となっている。 The sealing mechanisms 187 and 188 are in a vacuum state surrounded by the heat insulating container 100 and the storage container 180.
高温超電導コイルC1,C2は、リード線2eによって直列に接続されている。なお、リード線2eの一端は高温超電導コイルC1の巻き終わりに接続され、リード線2eの他端は高温超電導コイルC2の巻き始めに接続されている。なお、高温超電導コイルC1の巻き始めは、リード線2aを介して電源装置に接続されている。高温超電導コイルC2の巻き終わりは、リード線2cを介して電源装置に接続されている。 The high temperature superconducting coils C1 and C2 are connected in series by a lead wire 2e. One end of the lead wire 2e is connected to the end of winding of the high temperature superconducting coil C1, and the other end of the lead wire 2e is connected to the beginning of winding of the high temperature superconducting coil C2. Note that the beginning of winding of the high-temperature superconducting coil C1 is connected to the power supply device via the lead wire 2a. The winding end of the high-temperature superconducting coil C2 is connected to the power supply device via the lead wire 2c.
なお、収納容器180には、リード線2a,2cをそれぞれ外部へ引き出すためのリード線引出し管13,33と、液体窒素ボンベから液体窒素が供給される液体窒素供給管36と、液体窒素と窒素ガスが排出される液体窒素・蒸発ガス排気口16と、が設けられている。 The storage container 180 has lead wire drawing tubes 13 and 33 for drawing the lead wires 2a and 2c to the outside, a liquid nitrogen supply tube 36 to which liquid nitrogen is supplied from a liquid nitrogen cylinder, and liquid nitrogen and nitrogen. A liquid nitrogen / evaporated gas exhaust port 16 through which gas is exhausted is provided.
液体窒素は、液体窒素ボンベから液体窒素供給管36を通って収納容器180に供給される。高温超電導コイルC2はこの液体窒素によって冷却され、また高温超電導コイルC1は円形中板183の穴を通過した液体窒素によって冷却され、それぞれ超電導状態になる。そして、液体窒素及び収納容器180で発生した窒素ガスは、液体窒素・蒸発ガス排気口16を通って外部へ排出される。 Liquid nitrogen is supplied from the liquid nitrogen cylinder to the storage container 180 through the liquid nitrogen supply pipe 36. The high-temperature superconducting coil C2 is cooled by this liquid nitrogen, and the high-temperature superconducting coil C1 is cooled by liquid nitrogen that has passed through the hole of the circular intermediate plate 183, and each enters a superconducting state. Then, the liquid nitrogen and the nitrogen gas generated in the storage container 180 are discharged to the outside through the liquid nitrogen / evaporated gas exhaust port 16.
断熱容器100は、真空内部に収納容器180を収納できる大きさで、上面101及び下面102が円形である円柱状に形成され、内部が真空状態になっている。断熱容器100は、収納容器180本体、リード線引出し管13,33、液体窒素・蒸発ガス排気口16、液体窒素供給管36をそれぞれを覆うように形成され、収納容器180と大気とを断熱している。 The heat insulating container 100 is sized so that the storage container 180 can be stored inside the vacuum, and the upper surface 101 and the lower surface 102 are formed in a circular column shape, and the inside is in a vacuum state. The heat insulating container 100 is formed so as to cover the main body of the storage container 180, the lead wire extraction pipes 13, 33, the liquid nitrogen / evaporated gas exhaust port 16, and the liquid nitrogen supply pipe 36, and insulates the storage container 180 from the atmosphere. ing.
断熱容器100の上面101と収納容器180の上面181との隙間(真空層)には、複数の断熱支持部材23が設けられている。また、断熱容器100の下面102と収納容器180の下面182との隙間(真空層)には、複数の断熱支持部材43が設けられている。 A plurality of heat insulating support members 23 are provided in the gap (vacuum layer) between the upper surface 101 of the heat insulating container 100 and the upper surface 181 of the storage container 180. A plurality of heat insulating support members 43 are provided in a gap (vacuum layer) between the lower surface 102 of the heat insulating container 100 and the lower surface 182 of the storage container 180.
そして、直列に接続された高温超電導コイルC1,C2に図2に示すような正弦波の平方根の電流が流れると、高温超電導コイルC1,C2には、正弦波状に変化し互いに反発する起震力が発生する。 Then, when a square root current of a sine wave as shown in FIG. 2 flows in the high-temperature superconducting coils C1 and C2 connected in series, the seismic force that changes into a sine wave shape and repels each other in the high-temperature superconducting coils C1 and C2. Occurs.
ここで、カウンターウエイト61は、空気ばね68を含む複数の弾性支持機構62に支持され、上下方向の変位は最低加振周波数でも1mm以下になるような荷重を有している。そして、高温超電導コイルC1,C2に互いに反発する起震力が発生すると、その起震力は、コイル支持軸186、振動伝達部70を介して、本装置の設置面(例えば地盤面)に与えられる。 Here, the counterweight 61 is supported by a plurality of elastic support mechanisms 62 including air springs 68 and has a load such that the vertical displacement is 1 mm or less even at the lowest excitation frequency. Then, when a seismic force repelling each other is generated in the high-temperature superconducting coils C1 and C2, the seismic force is given to the installation surface (for example, the ground surface) of this apparatus via the coil support shaft 186 and the vibration transmitting unit 70. It is done.
以上のように、第4の実施形態に係る振動発生装置は、収納容器180において高温超電導コイルC1,C2を冷却すると共に、高温超電導コイルC1と高温超電導コイルC2とが上下方向のみ移動可能になっている。これにより、上記振動発生装置は、高温超電導コイルC1,C2に生じる起震力を、振動伝達部70を用いて、本装置の設置面に伝達することができる。 As described above, the vibration generator according to the fourth embodiment cools the high-temperature superconducting coils C1 and C2 in the storage container 180, and the high-temperature superconducting coil C1 and the high-temperature superconducting coil C2 can move only in the vertical direction. ing. Thereby, the said vibration generator can transmit the seismic force which arises in high temperature superconducting coil C1, C2 to the installation surface of this apparatus using the vibration transmission part 70. FIG.
なお、上述した実施形態は一例に過ぎず、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えば向き合った高温超電導コイルC1,C2は複数個に限定されるものではなく、複数個のコイル群でも可能である。また、高温超電導コイルの一方を第2の実施形態のように永久磁石にしてもよいし、または超電導バルク体で構成してもよい。 The above-described embodiments are merely examples, and the present invention is not limited to these embodiments. For example, the high-temperature superconducting coils C1 and C2 facing each other are not limited to a plurality, and a plurality of coil groups are also possible. One of the high-temperature superconducting coils may be a permanent magnet as in the second embodiment, or may be composed of a superconducting bulk body.
さらに、高温超電導コイルの代わりに、冷却された低温超電導コイルを用いてもよい。この場合、液体窒素の代わりに、例えば液体ヘリウムを用いるとよい。 Further, a cooled low temperature superconducting coil may be used instead of the high temperature superconducting coil. In this case, for example, liquid helium may be used instead of liquid nitrogen.
10,30 収納容器
20,40 断熱容器
51 シャフト
61 カウンターウエイト
62 弾性支持機構
70 振動伝達部
C1,C2 高温超電導コイル
PM 永久磁石
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,30 Storage container 20,40 Thermal insulation container 51 Shaft 61 Counterweight 62 Elastic support mechanism 70 Vibration transmission part C1, C2 High temperature superconducting coil PM Permanent magnet
Claims (3)
前記第1の収納容器を収納する第1の断熱容器と、
第2の超電導コイルを内部に固定した状態で収納し、前記第2の超電導コイルを冷却して超電導状態に維持させるための冷媒を貯蔵する第2の収納容器と、
前記第2の収納容器を収納する第2の断熱容器と、
前記第1及び第2の超電導コイルを対向させると共に、前記第2の断熱容器の上に前記第1の断熱容器を配置させた状態で、前記第1及び第2の断熱容器を上下方向にスライド可能に構成したスライド機構と、
前記第1及び第2の超電導コイルに対して、互いに反発する所定の電磁力が生じるような電流を供給する電流供給手段と、
前記第1の断熱容器の上部に配置され、前記第1の断熱容器の下部方向に振動荷重に応じた反力を付与する反力付与手段と、
前記第2の断熱容器の下部に設けられ、対象物に振動を伝達する振動伝達部と、
を備えた振動発生装置。 A first storage container that stores the first superconducting coil in a state of being fixed inside, and stores a refrigerant for cooling the first superconducting coil and maintaining it in a superconducting state;
A first heat insulating container for storing the first storage container;
A second storage container for storing a refrigerant for storing the second superconducting coil in a fixed state therein, and for cooling the second superconducting coil to maintain the superconducting coil in a superconducting state;
A second heat insulating container for storing the second storage container;
The first and second superconducting coils are opposed to each other, and the first and second heat insulating containers are slid vertically in a state where the first heat insulating container is disposed on the second heat insulating container. A slide mechanism configured to be possible;
Current supply means for supplying current to the first and second superconducting coils so as to generate a predetermined electromagnetic force repelling each other;
A reaction force applying means disposed on an upper portion of the first heat insulating container and applying a reaction force according to a vibration load in a lower direction of the first heat insulating container;
A vibration transmitting portion provided at a lower portion of the second heat insulating container and transmitting vibration to an object;
A vibration generating device.
前記収納容器を収納する断熱容器と、
磁力を発生する磁力発生体と、
前記超電導コイルと磁力発生体とを対向させると共に、前記磁力発生体の上又は下に前記断熱容器を配置させた状態で、前記断熱容器と前記磁力発生体とを上下方向にスライド可能に構成したスライド機構と、
前記超電導コイルに対して、前記磁力発生体と反発する所定の電磁力が生じるような電流を供給する電流供給手段と、
前記断熱容器又は前記磁力発生体の上部に配置され、前記断熱容器の下部方向に振動荷重に応じた反力を付与する反力付与手段と、
前記磁力発生体又は前記断熱容器の下部に設けられ、対象物に振動を伝達する振動伝達部と、
を備えた振動発生装置。 A storage container that stores a refrigerant for storing the superconducting coil in a state of being fixed inside, and cooling the superconducting coil to maintain the superconducting coil in a superconducting state;
A heat insulating container for storing the storage container;
A magnetic force generator that generates magnetic force;
The superconducting coil and the magnetic force generator are opposed to each other, and the heat insulating container and the magnetic force generator are configured to be slidable in the vertical direction in a state where the heat insulating container is disposed on or below the magnetic force generator. A sliding mechanism;
Current supply means for supplying current to the superconducting coil so as to generate a predetermined electromagnetic force repelling the magnetic force generator;
A reaction force applying means disposed on the heat insulating container or the magnetic force generator and applying a reaction force according to a vibration load in a lower direction of the heat insulating container;
A vibration transmission unit that is provided at a lower portion of the magnetic force generator or the heat insulating container, and transmits vibrations to an object;
A vibration generating device.
前記収納容器を収納する断熱容器と、
前記収納容器内で、前記第1の超電導コイルに対向させた状態で前記第2の超電導コイルを上下方向にスライド可能に構成したスライド機構と、
前記第1及び第2の超電導コイルに対して、互いに反発する所定の電磁力が生じるような電流を供給する電流供給手段と、
前記断熱容器の上部に配置され、前記断熱容器の下部方向に振動荷重に応じた反力を付与する反力付与手段と、
前記スライド機構の下部に設けられ、対象物に振動を伝達する振動伝達部と、
を備えた振動発生装置。 A storage container for storing a refrigerant for storing the first and second superconducting coils therein and cooling and maintaining the first and second superconducting coils in a superconducting state;
A heat insulating container for storing the storage container;
A slide mechanism configured to be able to slide the second superconducting coil in a vertical direction in the storage container in a state of being opposed to the first superconducting coil;
Current supply means for supplying current to the first and second superconducting coils so as to generate a predetermined electromagnetic force repelling each other;
A reaction force applying means disposed at an upper portion of the heat insulating container and applying a reaction force according to a vibration load in a lower direction of the heat insulating container;
A vibration transmission unit provided at a lower portion of the slide mechanism and configured to transmit vibration to an object;
A vibration generating device.
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