航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置
【課題】航空機に搭載して高空の大気を自動的に採取する装置を提供する。
【解決手段】航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置１０は、フレーム１００を有し、フレーム１００内に片側３基づつ、合計６基のフラスコ１１０が装備される。フレーム１００の上部には、大気を導入するパイプの継手１２０等がとりつけられ、導入された大気は、各フラスコ１１０へ送り込まれる。フレーム１００の側面には制御ユニット２００が設けられ、予め設定されたプログラムに基いて、弁等の開閉を行い、各フラスコ１１０が大気を採取する位置やタイミング等を制御する。制御ユニット２００は、ＡＲＩＮＣコンバータ３００を介して機体側のＡＲＩＮＣバスに接続され、採取地の緯度、経度、高度を記憶する。
【解決手段】航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置１０は、フレーム１００を有し、フレーム１００内に片側３基づつ、合計６基のフラスコ１１０が装備される。フレーム１００の上部には、大気を導入するパイプの継手１２０等がとりつけられ、導入された大気は、各フラスコ１１０へ送り込まれる。フレーム１００の側面には制御ユニット２００が設けられ、予め設定されたプログラムに基いて、弁等の開閉を行い、各フラスコ１１０が大気を採取する位置やタイミング等を制御する。制御ユニット２００は、ＡＲＩＮＣコンバータ３００を介して機体側のＡＲＩＮＣバスに接続され、採取地の緯度、経度、高度を記憶する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機に搭載して高空の大気を自動的に収集する航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境の悪化を防止するために、国際的な環境保全の必要性が高まっている。特に、大気中に放出される二酸化炭素は、地球温暖化の原因物質としてその削減が急務となっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
大気中の成分等の観測は、各地の測候所で気球等を用いて行われている。しかしながら、地球的な大規模な観測は、長時間高々度を飛行する国際線の旅客機等により長期間にわたって行われることが望ましい。
本発明の目的は、大型の航空機に搭載して高空の大気を自動的に採取するとともに、採取位置や高度等の情報を同時に記憶できる航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために、本発明の航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置は、フレームと、フレームに装備される複数本のフラスコと、フラスコに対して加圧された外気を充填する弁と、弁の開閉を指示する制御ユニットを備え、制御ユニットは予めプログラムされたタイミングで各フラスコへ大気を採取する機能と、採取を実行した際の航空機の緯度、経度、高度のデータを航空機のＡＲＩＮＣバスから受けて記憶する機能を備えるものである。
そして、航空機にとり込まれた大気を加圧するポンプと、加圧された大気の供給ライン及び排出ラインと、供給ラインと排出ラインを開閉するソレノイドバルブと、各フラスコと供給ライン及び排出ラインの間に設けられるソレノイドバルブと、供給ラインの圧力を検知する１基の圧力センサーを備え、制御ユニットは、ラインのパージとラインのパージに続いて各フラスコのパージと大気の充填を行うものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置によれば、高空の大気を自動的に採取し、採取位置のデータを同時に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は、本発明の航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置を搭載する航空機の概要を示し、図２は図１のＡ部の断面を示す。
航空機の機体１の床部材２の下部には、収納スペース３が用意されており、例えば、機内で使用される真水用のタンク５等が装備される。
【０００７】
本発明の航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置１０は、この収納スペース３の空間を利用して搭載される。搭載に際しては、既存の機器等の干渉を避け、機体構造に影響を与えないように、適宜の取付部材を用意して床部材２に吊り下げる構造で搭載する。
航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置１０を搭載する機種は複数にまたがるので、各機種に適した位置に搭載する。
【０００８】
図３は、本発明の航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置１０の構成を示す斜視図である。
全体を符号１０で示す航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置は、フレーム１００を有し、フレーム１００内に片側３基づつ、合計６基のフラスコ１１０が装備される。フレーム１００の上部には、大気を導入するパイプの継手１２０等がとりつけられ、導入された大気は、フィルタ１２２、圧力センサー１２４等を通って、各フラスコ１１０へ送り込まれる。
機体に導入される大気は、エンジンで加圧された外気が供給されるエアダクトから採取され、図示しないエアポンプで加圧された後に航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置１０に送られる。
【０００９】
フレーム１００の側面には制御ユニット２００が設けられ、入出力ボード２２０、制御ボード２３０、電源ボード２１０等がとりつけられる。ボードには、ノイズフィルタ２４０も搭載される。
【００１０】
制御ユニット２００は予め設定されたプログラムに基いて、弁等の開閉を行い、各フラスコ１１０が大気を採取する位置やタイミング等を制御する。
導入された大気のうち、フラスコに充填される以外のものは、レストリクタ１３２やレリーフ弁１３０によって、排出される。
【００１１】
制御ユニット２００は、ＡＲＩＮＣコンバータ３００を介して機体側のＡＲＩＮＣバスに接続される。ＡＲＩＮＣバスには機体の現在の緯度、経度、高度、対地速度等のデータが供給されており、このデータを航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置１０に取り込むことによって特定のフラスコ１１０に採取された大気の位置や高度を自動的に記録することができる。ＡＲＩＮＣコンバータ３００はＥＭＩフィルタ３１０を介してバスに接続され、電磁波の混入及び放出が防止される。
観測にあたっては、航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置１０を２台並べて搭載し、１２基のフラスコでサンプルを採取する。
【００１２】
図４は、２台の航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置１０Ａ，１０Ｂの配管とバルブ等の配置を示す説明図である。
航空機内にとり込まれた大気は、ポンプＰにより加圧され、ソレノイドバルブＶ１を介して第１の航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置１０ＡのラインＬ１に送られる。
【００１３】
本装置にあっては、１基の圧力センサーＳ１のみにより圧力制御が達成される。
第１の航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置１０Ａは６基のフラスコＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６を備え第１のフラスコＣ１は、ソレノイドバルブＶ４を介してサンプル大気の供給側のラインＬ１に連結され、ソレノイドバルブＶ５を介して排出側のラインＬ２に連結される。
他のフラスコも同様にソレノイドバルブを介してラインＬ１とラインＬ２に連結される。
【００１４】
第２の航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置１０Ｂも６基のフラスコＣ７，Ｃ８，Ｃ９，Ｃ１０，Ｃ１１，Ｃ１２を備える。各フラスコは、ソレノイドバルブを介して供給側のラインＬ１１と排出側のラインＬ１２に連結される。
【００１５】
図５は、この航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置のサンプルリング大気の採取工程を示す説明図である。図の左側は、横軸にソレノイドバルブＶ１〜Ｖ３３の開閉を示し、たて軸に工程の内容を示す。
図の右側は、圧力センサーＰ１により制御されるフラスコ内の圧力を示す。
【００１６】
図において、左欄に示す工程１．１では、ソレノイドバルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３が開となる。この操作により、ラインＬ１が開放され、パージ（換気，清掃）が行われる。同時に、ソレノイドバルブＶ１８，Ｖ１９も開き、第２の航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置１０ＢのラインＬ１１もパージされる。
【００１７】
工程１．２では、ソレノイドバルブＶ３が閉となり、ソレノイドバルブＶ４，Ｖ５が開となる。同時に、ソレノイドバルブＶ１６，Ｖ１７も開となり、排出側のラインＬ２も開放される。この操作により、第１のフラスコＣ１がパージされる。
【００１８】
工程１．３では、第１のフラスコＣ１内へのサンプリング大気の充填が行われる。第１のフラスコＣ１に充填されるサンプリング大気の圧力は、図の右側のグラフに示すように上昇する。圧力の上限値である４０．６ｐｓｉに達する以前の圧力を圧力センサーＳ１が検知して、ソレノイドバルブＶ４，Ｖ５を閉じる。
この圧力の上限値４０．６ｐｓｉは、米国の運輸省（Department of Transportation，DOP）が規定する高圧ガスに該当しない圧力値として設定される。
【００１９】
工程２．１では、ソレノイドバルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３とＶ１８，Ｖ１９が開となり、供給ラインのパージが行われる。
工程２．２では、第２のフラスコＣ２のパージが行われ、工程２．３では、第２のフラスコＣ２のサンプリング大気の充填が行われる。
【００２０】
以下、同様の工程をくり返して、１２基のフラスコへのサンプリング大気の採取が行われて、各フラスコへのサンプリング大気の採取の完了時の日付，時刻，緯度，経度，高度，大気温などが記録される。
また、ＡＲＩＮＣのデータが受信できないことを想定して、予め設定したタイマーの制御によって、各フラスコにサンプリング大気を採取することもできる。
【００２１】
本発明にあっては、１基の圧力センサーＳ１のみで全ての圧力制御を行うことができるので、軽量化が必要な航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置として最適な構成を提供することができる。
基地に戻った航空機から航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置１０は取り外され、検査機関へ運ばれる。検査機関では、各フラスコ１１０のソレノイドバルブ１４０を開いて採取された大気を検査装置に取り入れて、分析を行う。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置を搭載する航空機の概要を示す説明図。
【図２】図１のＡ部の断面図。
【図３】本発明の航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置の構成を示す斜視図。
【図４】本発明の航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置の配管構造を示す説明図。
【図５】各ソレノイドバルブの開閉タイミングを示す説明図。
【符号の説明】
【００２３】
１ 航空機
１０ 航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置
１００ フレーム
１１０ フラスコ
２００ 制御ユニット
２３０ 制御ボード
３００ ＡＲＩＮＣコンバータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機に搭載して高空の大気を自動的に収集する航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境の悪化を防止するために、国際的な環境保全の必要性が高まっている。特に、大気中に放出される二酸化炭素は、地球温暖化の原因物質としてその削減が急務となっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
大気中の成分等の観測は、各地の測候所で気球等を用いて行われている。しかしながら、地球的な大規模な観測は、長時間高々度を飛行する国際線の旅客機等により長期間にわたって行われることが望ましい。
本発明の目的は、大型の航空機に搭載して高空の大気を自動的に採取するとともに、採取位置や高度等の情報を同時に記憶できる航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために、本発明の航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置は、フレームと、フレームに装備される複数本のフラスコと、フラスコに対して加圧された外気を充填する弁と、弁の開閉を指示する制御ユニットを備え、制御ユニットは予めプログラムされたタイミングで各フラスコへ大気を採取する機能と、採取を実行した際の航空機の緯度、経度、高度のデータを航空機のＡＲＩＮＣバスから受けて記憶する機能を備えるものである。
そして、航空機にとり込まれた大気を加圧するポンプと、加圧された大気の供給ライン及び排出ラインと、供給ラインと排出ラインを開閉するソレノイドバルブと、各フラスコと供給ライン及び排出ラインの間に設けられるソレノイドバルブと、供給ラインの圧力を検知する１基の圧力センサーを備え、制御ユニットは、ラインのパージとラインのパージに続いて各フラスコのパージと大気の充填を行うものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置によれば、高空の大気を自動的に採取し、採取位置のデータを同時に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は、本発明の航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置を搭載する航空機の概要を示し、図２は図１のＡ部の断面を示す。
航空機の機体１の床部材２の下部には、収納スペース３が用意されており、例えば、機内で使用される真水用のタンク５等が装備される。
【０００７】
本発明の航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置１０は、この収納スペース３の空間を利用して搭載される。搭載に際しては、既存の機器等の干渉を避け、機体構造に影響を与えないように、適宜の取付部材を用意して床部材２に吊り下げる構造で搭載する。
航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置１０を搭載する機種は複数にまたがるので、各機種に適した位置に搭載する。
【０００８】
図３は、本発明の航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置１０の構成を示す斜視図である。
全体を符号１０で示す航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置は、フレーム１００を有し、フレーム１００内に片側３基づつ、合計６基のフラスコ１１０が装備される。フレーム１００の上部には、大気を導入するパイプの継手１２０等がとりつけられ、導入された大気は、フィルタ１２２、圧力センサー１２４等を通って、各フラスコ１１０へ送り込まれる。
機体に導入される大気は、エンジンで加圧された外気が供給されるエアダクトから採取され、図示しないエアポンプで加圧された後に航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置１０に送られる。
【０００９】
フレーム１００の側面には制御ユニット２００が設けられ、入出力ボード２２０、制御ボード２３０、電源ボード２１０等がとりつけられる。ボードには、ノイズフィルタ２４０も搭載される。
【００１０】
制御ユニット２００は予め設定されたプログラムに基いて、弁等の開閉を行い、各フラスコ１１０が大気を採取する位置やタイミング等を制御する。
導入された大気のうち、フラスコに充填される以外のものは、レストリクタ１３２やレリーフ弁１３０によって、排出される。
【００１１】
制御ユニット２００は、ＡＲＩＮＣコンバータ３００を介して機体側のＡＲＩＮＣバスに接続される。ＡＲＩＮＣバスには機体の現在の緯度、経度、高度、対地速度等のデータが供給されており、このデータを航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置１０に取り込むことによって特定のフラスコ１１０に採取された大気の位置や高度を自動的に記録することができる。ＡＲＩＮＣコンバータ３００はＥＭＩフィルタ３１０を介してバスに接続され、電磁波の混入及び放出が防止される。
観測にあたっては、航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置１０を２台並べて搭載し、１２基のフラスコでサンプルを採取する。
【００１２】
図４は、２台の航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置１０Ａ，１０Ｂの配管とバルブ等の配置を示す説明図である。
航空機内にとり込まれた大気は、ポンプＰにより加圧され、ソレノイドバルブＶ１を介して第１の航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置１０ＡのラインＬ１に送られる。
【００１３】
本装置にあっては、１基の圧力センサーＳ１のみにより圧力制御が達成される。
第１の航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置１０Ａは６基のフラスコＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６を備え第１のフラスコＣ１は、ソレノイドバルブＶ４を介してサンプル大気の供給側のラインＬ１に連結され、ソレノイドバルブＶ５を介して排出側のラインＬ２に連結される。
他のフラスコも同様にソレノイドバルブを介してラインＬ１とラインＬ２に連結される。
【００１４】
第２の航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置１０Ｂも６基のフラスコＣ７，Ｃ８，Ｃ９，Ｃ１０，Ｃ１１，Ｃ１２を備える。各フラスコは、ソレノイドバルブを介して供給側のラインＬ１１と排出側のラインＬ１２に連結される。
【００１５】
図５は、この航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置のサンプルリング大気の採取工程を示す説明図である。図の左側は、横軸にソレノイドバルブＶ１〜Ｖ３３の開閉を示し、たて軸に工程の内容を示す。
図の右側は、圧力センサーＰ１により制御されるフラスコ内の圧力を示す。
【００１６】
図において、左欄に示す工程１．１では、ソレノイドバルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３が開となる。この操作により、ラインＬ１が開放され、パージ（換気，清掃）が行われる。同時に、ソレノイドバルブＶ１８，Ｖ１９も開き、第２の航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置１０ＢのラインＬ１１もパージされる。
【００１７】
工程１．２では、ソレノイドバルブＶ３が閉となり、ソレノイドバルブＶ４，Ｖ５が開となる。同時に、ソレノイドバルブＶ１６，Ｖ１７も開となり、排出側のラインＬ２も開放される。この操作により、第１のフラスコＣ１がパージされる。
【００１８】
工程１．３では、第１のフラスコＣ１内へのサンプリング大気の充填が行われる。第１のフラスコＣ１に充填されるサンプリング大気の圧力は、図の右側のグラフに示すように上昇する。圧力の上限値である４０．６ｐｓｉに達する以前の圧力を圧力センサーＳ１が検知して、ソレノイドバルブＶ４，Ｖ５を閉じる。
この圧力の上限値４０．６ｐｓｉは、米国の運輸省（Department of Transportation，DOP）が規定する高圧ガスに該当しない圧力値として設定される。
【００１９】
工程２．１では、ソレノイドバルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３とＶ１８，Ｖ１９が開となり、供給ラインのパージが行われる。
工程２．２では、第２のフラスコＣ２のパージが行われ、工程２．３では、第２のフラスコＣ２のサンプリング大気の充填が行われる。
【００２０】
以下、同様の工程をくり返して、１２基のフラスコへのサンプリング大気の採取が行われて、各フラスコへのサンプリング大気の採取の完了時の日付，時刻，緯度，経度，高度，大気温などが記録される。
また、ＡＲＩＮＣのデータが受信できないことを想定して、予め設定したタイマーの制御によって、各フラスコにサンプリング大気を採取することもできる。
【００２１】
本発明にあっては、１基の圧力センサーＳ１のみで全ての圧力制御を行うことができるので、軽量化が必要な航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置として最適な構成を提供することができる。
基地に戻った航空機から航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置１０は取り外され、検査機関へ運ばれる。検査機関では、各フラスコ１１０のソレノイドバルブ１４０を開いて採取された大気を検査装置に取り入れて、分析を行う。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置を搭載する航空機の概要を示す説明図。
【図２】図１のＡ部の断面図。
【図３】本発明の航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置の構成を示す斜視図。
【図４】本発明の航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置の配管構造を示す説明図。
【図５】各ソレノイドバルブの開閉タイミングを示す説明図。
【符号の説明】
【００２３】
１ 航空機
１０ 航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置
１００ フレーム
１１０ フラスコ
２００ 制御ユニット
２３０ 制御ボード
３００ ＡＲＩＮＣコンバータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機の収納スペース内に着脱自在に搭載される航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置であって、
フレームと、フレームに装備される複数本のフラスコと、フラスコに対して加圧された外気を充填する弁と、弁の開閉を指示する制御ユニットを備え、
制御ユニットは予めプログラムされたタイミングで各フラスコへ大気を採取する機能と、採取を実行した際の航空機の緯度、経度、高度のデータを航空機のＡＲＩＮＣバスから受けて記憶する機能を備えることを特徴とする航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置。
【請求項２】
航空機にとり込まれた大気を加圧するポンプと、加圧された大気の供給ライン及び排出ラインと、供給ラインと排出ラインを開閉するソレノイドバルブと、各フラスコと供給ライン及び排出ラインの間に設けられるソレノイドバルブと、供給ラインの圧力を検知する１基の圧力センサーを備え、
制御ユニットは、ラインのパージとラインのパージに続いて各フラスコのパージと大気の充填を行うことを特徴とする請求項１記載の航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置。
【請求項１】
航空機の収納スペース内に着脱自在に搭載される航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置であって、
フレームと、フレームに装備される複数本のフラスコと、フラスコに対して加圧された外気を充填する弁と、弁の開閉を指示する制御ユニットを備え、
制御ユニットは予めプログラムされたタイミングで各フラスコへ大気を採取する機能と、採取を実行した際の航空機の緯度、経度、高度のデータを航空機のＡＲＩＮＣバスから受けて記憶する機能を備えることを特徴とする航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置。
【請求項２】
航空機にとり込まれた大気を加圧するポンプと、加圧された大気の供給ライン及び排出ラインと、供給ラインと排出ラインを開閉するソレノイドバルブと、各フラスコと供給ライン及び排出ラインの間に設けられるソレノイドバルブと、供給ラインの圧力を検知する１基の圧力センサーを備え、
制御ユニットは、ラインのパージとラインのパージに続いて各フラスコのパージと大気の充填を行うことを特徴とする請求項１記載の航空機搭載型大気自動フラスコサンプリング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−９２６３１（Ｐ２００９−９２６３１Ａ）
【公開日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２６６３８７（Ｐ２００７−２６６３８７）
【出願日】平成１９年１０月１２日（２００７．１０．１２）
【出願人】（５０１２７３８８６）独立行政法人国立環境研究所 (30)
【出願人】（５９２１７５７０４）気象庁長官 (7)
【出願人】（０００１３２０１３）株式会社ジャムコ (53)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月１２日（２００７．１０．１２）
【出願人】（５０１２７３８８６）独立行政法人国立環境研究所 (30)
【出願人】（５９２１７５７０４）気象庁長官 (7)
【出願人】（０００１３２０１３）株式会社ジャムコ (53)
【Ｆターム（参考）】
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