JP3843436B2 - 放球装置 - Google Patents

Description

本発明は、気象観測用気球を自動的に無人で放球する放球装置に係り、特に放球塔内の気球の張付きを防止できる放球装置に関する。

高層気象観測システムとして、図７に示すような集合型のシステムが提案されている。この集合型高層気象観測システムは、観測用気球に吊り下げられたラジオゾンデからの観測情報を種々の受信機により受信する受信室１と、この受信室１に隣接する放球準備室２と、放球準備室２に隣接する筒体３ａが上下方向に直立する放球塔３とを有している。

放球準備室２は、間欠的に回転する水平に配置されたターンテーブル２ａを有し、このターンテーブル２ａには放射方向に細長いトレー２ｂが周方向に沿って等間隔に複数配置されている。この複数のトレー２ｂには、径方向先端部に水素ガス等のガス供給口が取り付けられている。観測用気球は、このガス供給口に吸入口が取り外し可能に連結され、トレー２ｂ上に畳まれて径方向内側に向けて載置されている。また、観測用の気球には、ロープを介してラジオゾンデが取り付けられている。

したがって、このトレー２ｂ上に載置されている観測用気球に例えば水素ガスを前記ガス供給口から充填すれば、観測用気球の放球が可能となる。

ターンテーブル２ａに配置されている複数のトレー２ｂは、放射方向に沿って移動可能に支持されている。

放球準備室２と放球塔３との隔壁４には、開閉ドアー付の開口５が形成されており、ターンテーブル２ａが１回の間欠送りを行うと、一つのトレー２ｂの外端がこの開口５に正対し、次にターンテーブル２ａを間欠駆動すると、次のトレー２ｂが開口５に正対する。

観測時間が近づくと、前記ラジオゾンデの注水電池に自動的に水が給水され、開口５のドアーが開く。そして、ターンテーブル２ａの上方から開口５の形成された隔壁に向かってレール６が水平に配置され、このレール６にシリンダー駆動により水平移動する不図示の押し出し部材が取り付けられている。この押し出し部材は開口５に正対するトレー２ｂの内径端に係合し、該押し出し部材が該開口５に向かって移動することにより、トレー２ｂを開口５を通して放球塔３の筒体３ａ内に送り込む。トレー２ｂの先端部が筒体３ａ内の所定位置まで送り込まれると、トレー２ｂの送り込み動作が停止し、開口５の開閉ドアーが閉じられる。

トレー２ｂが筒体３ａ内の所定位置に停止すると、筒体３ａの底部からトレー２ｂの裏面側に向けてガス供給ノズルが上昇し、トレー２ｂに設けたガス供給口の下端に該ガス供給ノズルが連結される。すると、水素ガスボンベ７からの水素ガスが観測用気球内に供給される。観測用気球内に水素ガスが充填されるにつれて、観測用気球が大きくなって浮かび上がりはじめ、所定量の水素ガスが供給されると、トレー２ｂに固定されているガス供給口から観測用気球のガス吸入口を離脱させると、筒体３ａの開口している上部からラジオゾンデが観測用気球と共に放球される。その際、筒体３ａの上部開口を覆っている開閉ドーム８が開いており、前記観測用気球と前記ラジオゾンデが放球可能となっている。

また、放球が終了すると、開口５の開閉ドアーが開いて空となったトレー２ｂが前記押し出し部材により再びターンテーブル２ａの元の位置まで戻され、該開口５の開閉ドアーが閉ざされる。

ところで、放球塔３は、放球のためにトレー２ｂが筒体３ａ内に送り込まれると、開閉ドーム８が開く。開閉ドーム８が開いている時に雨、雪が降っていると、筒体３ａ内にも入り込み、筒体３内を濡らしてしまう。

一方、観測用気球には、外表面にパウダーがかかっており、畳んでいる観測用気球に水素ガスを供給した際に観測用気球がスムーズに広がるようにしている。

しかしながら、筒体３ａの内面が濡れていると、観測用気球内にガスを充填している最中に当該観測用気球が膨らんで行く途中でトレー２ｂから外れて床あるいは側面に触れると、観測用気球の表面が濡れ、観測用気球の表面同士が張り付き、観測用気球の下端である吸入口の少し上の位置を膨らみのトップとし、このトップ位置が徐々に上方へ移動し、最後に気球のトップに達するという正規の膨れ方が出来なくなることがある。

また、筒体３の内面が濡れていると、観測用気球が筒体３ａの内面に張り付き、上述のような正規の膨れ方ができなくなり、気球が破裂するおそれがある。このような気球外表面の張り付きは、気球の外表面にかけてあるパウダーが濡れると更に助長する原因ともなっていた。

本願発明は、このような従来の問題を解決し、放球塔内で観測用気球が正規に膨らみ、安全に放球できる放球装置を提供しようとするものである。

本願発明の目的を実現する構成は、請求項１に記載のように、放球準備室から隣室の放球塔に向けて水平移動可能で、移動方向先端側にガス供給口を設けたトレーと、前記ガス供給口に脱着可能にガス吸入口が連結され、該トレーの移動方向後端側に向けて配置されたガス充填前の観測用気球と、前記トレーが前記放球塔内に供給されると前記ガス供給口から前記ガス吸入口を介して前記観測用気球内にガスを充填するガス供給手段とを有し、前記観測用気球に所定量のガスが充填されると前記ガス供給口から前記ガス吸入口の連結を解除して放球を行なう放球装置において、前記トレーには、前記トレーの移動方向に沿って前記ガス充填前の観測用気球が収納される小筒が配置されており、該小筒は先端開口が前記ガス供給口と対向し、且つ該先端開口が上方に傾斜していることを特徴とする放球装置とするものである。

上記した構成で、前記小筒に先端開口より前記観測用気球が収納された状態において、前記観測用気球における前記ガス吸入口から前記小筒の開口先端にかかる部分は上方に凸の山なり形状にしていることを特徴とする。

上記した構成で、前記トレーは複数設けられ、選択された一つのトレーが前記放球塔に向けて移動されるようにした。

本願発明によれば、観測用気球に水素などのガスを充填すると、正規の膨らみ方で放球塔の中心部に向けて気球全体が押し出されるように浮かび上がりながら膨らむので、膨らむ途中でねじれたり、放球塔の内周面への張り付くことがなくなり、破裂などを生じさせることなく確実に放球することができる。

以下本発明を図面に示す実施の形態に基づいて説明する。

図１及び図２は、本発明の実施の形態を示す。

本実施の形態は、図７に示すと同様に、通信室１、放球準備室２及び放球塔３から構成される集合型高層気象観測システムに利用されるもので、図７に示す部材と同じ部材には同じ符号を付してその説明を省略する。

図１及び図２において、本実施の形態は、ターンテーブル２ａに用意されている複数（本実施の形態では２４個）のトレー２ｂに、観測用気球１１を収納する小筒１２を傾斜配置している。

この小筒１２は、ターンテーブル２の径方向に沿って配置されると共に、トレー２ｂの外端部に固定されているガス供給口１３に対向する外方端１２ａが上方に向かって傾斜している。

小筒１２の外方端１２ａは開口し且つ拡開して観測用気球１１の挿入を容易としており、観測用気球１１の吸入口１４がガス供給口１３に連結された状態において、ガスがまだ充填されていない観測用気球１１は小筒１２内に先端側から挿入されている。

観測用気球１１としては、例えばガス吸入口の長さが約１０ｃｍ、気球部の長さが１７０ｃｍのゴム製で、膨らむと直径１８０ｃｍ程度となる。また筒体１２に収める気球の長さは先端から約１５０ｃｍまでとし、ガス吸入口１４の長さ１０ｃｍと、続く２０ｃｍの部分が筒体１２から外部に露出している部分となる。

また、トレー２ｂが放球塔３の筒体３ａの所定位置まで送り込まれた状態で、小筒１２の後端は筒体３ａ内まで入り込んでおり、放球準備室２と放球塔３との隔壁４に形成されている開口５の開閉ドアーを閉めることに小筒１２は何らの影響も与えない。

図２に示すように、傾斜している小筒１２内に観測用気球１１を収納した状態において、吸入口１４から小筒１２の開口端にかけて観測用気球１１は全体的に上方に凸の山なり状になっている。この状態で吸入口１４側からガス（水素ガス）を観測用気球１１内に供給すると、水素ガスは吸入口１４の上方の山なり部分に溜まり、そこから大きく膨らみながら上方に浮かぶという正規の膨らみ方で観測用気球１１内に水素ガスが供給される。もしもこの小筒１２がなければ、ガスの供給初期時において、従来のように観測用気球１１は放球塔３の濡れた内面に張り付く場合があり、膨らむ途中で気球が捩れたり、想定外の方向に膨らむおそれがある。

しかしながら、本実施の形態のように、小筒１２内に観測用気球１１を収めておき、この小筒１１を傾斜させることにより吸入口１４と小筒１２の傾斜上端の開口との間に差し渡される観測用気球１１の下端部を上方に凸となる山なり状態に保持させておくことにより、水素ガスの供給時に上述した正規の膨らみ方で観測用気球１１が膨らむので、観測用気球１１が放球塔３の内面に張り付きにくくすることができる。また、観測用気球１１は放球塔３の筒体３ａの中央部分に向けて押し出されるので、筒体３ａ内での大きな偏りが生じることなく膨らむことになる。

このため、観測用気球１１の表面同士が張り付いたり、筒体３ａの内面にべったりと接触することが防止でき、観測用気球１１を安全に放球することが可能となる。

このように、小筒１２をトレー２ｂに設けるという簡単な構成で、観測用気球１１に水素ガスを充填する際に、観測用気球１１の外表面同士の張り付き、観測用気球１１の外表面が筒体３ａの内面に触れて張り付くことが防止できる。

一方、このような小筒１２を使用しなくても、観測用気球１１が放球塔３の筒体３ａ内で外表面が濡れるのを防止する構成を図３に示す。また、図３に示す構成をこの小筒１２と併用することにより、より一層観測用気球１１の張り付きを防止することができる。

図３に示す構成は、放球塔３の筒体３ａの内周面に繊維製の網１６を張り巡らす共に、筒体３ａの床１５にも繊維製の網１７を張り巡らすものである。

また、床１５に張り巡らす網１７は、床１５の全域に張り巡らしても良いが、筒体３ａ内に送り込まれているトレー２ｂの先端部（筒体３ｂの中心よりも開口５側に位置する）から開口５の間に観測用気球１１が存在していることから、ガス充填開始時に観測用気球１１が膨らみ始めの拡開状態如何により、観測用気球１１が触れる床１５の領域は、床全体のうち開口５側の約半部分と言える。このため、網１７は略半円の上記した開口５側の領域に張り巡らせている。

さらに、筒体３ａの内周面に張り巡らす網１６は、筒体３ａの内周面の全周、上下方向の全域に張り巡らしても良いが、筒体３ａ内に送り込まれているトレー２ｂの先端部（筒体３ｂの中心よりも開口５側に位置する）から開口５の間に観測用気球１１が存在していることから、ガス充填開始時に観測用気球１１が膨らみ始めの拡開領域は、開口５側の略半部分であることから、筒体３ａの内周面のうち、開口５側の略半部分とし、また観測用気球１１が大きく膨らむと、もはや張り付きの問題も無くなるので、床からせいぜい1.5ｍ程度の高さまでとしている。なお、開口５を除いて網１６は筒体３ａの内周面に張り巡らされている。この網１６，１７は例えば穴径１５ｍｍ角のナイロン製ネットを使用している。

図３に示すように、筒体３ａの内周面及び床１５に網１６，１７を張り巡らすことにより、開閉ドーム８を開いているときに雨や雪などが筒体３ａ内に入り込み、筒体３ａの内周面及び床１５が濡れていても、これらの網１６、１７に遮られて観測用気球１１が筒体３ａの内周面及び床１５に直接触れることがない。網１６、１７自体も濡れるが、観測用気球の外表面との接触面積が少ないので、張り付きの問題は発生しない。

このように、床１５上に網１７を張り巡らせることにより、ガス充填初期時に観測用気球１１が床に落ちて外表面が広範囲に亘って濡れることを防ぎ、また筒体３ａの内周面に網１６を張り巡らすことにより、膨らみ始めて浮かんだ観測用気球１１の外表面が筒体３ａの内周面に直接触れて濡らされ、観測用気球１１の外表面が筒体３ａの内表面に張り付くことを防ぐことができ、確実に筒体３ａから観測用気球１１を放球することができる。

また、筒体３ａの底部には、空気孔が形成され、筒体３ａの上方に向けて気流の流れを作り、放球時に観測用気球１１が真上に向かって放球できるようにしている。

上述した説明は、網１６、１７により観測用気球１１の外表面が筒体３ａの内周面、床１５に直接触れないようにした例について述べているが、観測用気球１１へのガス充填時に観測用気球１１が筒体３ａの内周面に接触することにより、観測用気球１１のスムーズな拡開が阻害されることがある。以下にこのような現象の発生とその防止対策について説明する。

開口５を通して筒体３ａ内に送り込まれているトレー２ｂは、その先端部に設けたガス供給口１３から開口５の間に観測用気球１１が存在していることから、観測用気球１１に水素ガスを供給するに従って、ガス供給口１３を中心とし先端が延びながら円弧を描くように上方に向けて移動する。その際、観測用気球１１の延びる先端部は開口５の上方位置における筒体３ａの内周面に接触する。

観測用気球１１の外表面には前述のようにパウダーがかかっているため、筒体３ａの内表面と接触してもスムーズな接触が保障される。しかし、ガス充填の初期時のように、観測用気球１１の先端が径方向外方に向けて延びる状態で筒体内面が濡れている場合、観測用気球１１の先端部が大きな摩擦力を持って筒体３ａの内周面と接触する。そして、トレー２ｂに対して観測用気球１１がその長さ方向に沿って横たわっていることから、この大きな摩擦力を持って接触する接触部分は、開口５の左右周囲とその上方部分となる。

そこで、図４に示すように、開口５の左右周囲とその上方の範囲に、撥水性に優れたシート（テフロン（登録商標）製のシート）１８を貼り付けている。

したがって、膨らんだ観測用気球１１の先端部がこの高撥水シート１８に接触しても水滴が殆ど付着しておらず、しかも表面が滑らかなので気球１１の拡開がスムーズに行なわれる。

なお、図３に示す網１６を筒体３ａの内周面に張り巡らした上に、この高撥水性のシート１８を貼るようにしても良い。勿論、図１、２に示す小筒１２を用いた上に、この高撥水性シート１８を用いれば、より一層観測用気球１１の放球を確実に行なえるが、小筒１２を使用しなくても、この高撥水性シート１８と網１６、１７を筒体３ａの内周面に設けるだけでも観測用気球１１への水素ガスの充填時に観測用気球１１を正規の膨らみ手順に則ってスムーズに膨らませる（拡開させる）ことができる。

所定量のガスが観測用気球１１内に充填されると、トレー２ｂのガス供給口１３からガス吸入口１４の接続が解除され、圧縮空気が上方の気球１１に向けて噴出されて観測用気球１１の放球が行なわれる。そして、トレー２ｂのガス供給口１３等に対してトレー２ｂの下部で接続されていたガス供給ユニット（不図示）が下方に降下し、トレー２ｂが放球準備室２内のターンテーブル２ａに戻される。

上述のように、観測用気球１１の放球の際に、筒体３ａの床１５には孔部（通風口）が形成され、この通風口を通して下方から筒体３ａ内に空気が流れ込み、上方から抜け出るという上昇気流を作り出しているが、床１５を通過する際の空気の流れに乱れが生じると、筒体３ａ内に対流が生じたり、旋回流が生じたり、また対流と旋回流との組み合わせで複雑な流れが生じる。

そこで、前記通風口に整流ボックス１９を床１５の外側から設け、該通風口を通過する空気の流れを下方から上方に向けて真っ直ぐな流れとしている。この整流ボックス１９は上下方向に多数のハニカム構造の通風路を形成したもので、風が各通風路を通過する際に真っ直ぐな流れに整えられ、通風口を通過する際に斜めに流れたりすることがなくなり、上述の対流や旋回流などの発生が防止される。また、トレー２ｂのガス供給口１３等と接続されるガス供給ユニットは床１５よりも外側に出ているため、ここからも筒体３ａ内に空気が流れ込み、上述の乱流、旋回流の流れが発生することもある。このため、このガス供給ユニットを覆う外装ボックス２０を床１５の外面側に設けている。

床１５は半円板部２１がヒンジ部材１５ａを介して床１５に開閉自在に取り付けられ、この半円板部２１に前記通風口が形成されると共に整流ボックス１９が取り付けられている。そして一対のハンドル部材２２を手で握って半円板部２１の開閉操作を行なえるようにしている。図５及び図６に示すように、整流ボックス１９は、床１５において、放球準備室２から最も離れた位置に設けているが、これに限定されるものではなく、通風口が形成できる位置であれば制限されるものではない。

本発明の特徴的部分を示すターンテーブルの平面図。 図１の側面図。 放球塔内の様子を示す一部切欠斜視図。 放球塔内の様子を示す一部切欠斜視図。 放球塔の底側を外部から見た斜視図。 図５の底面図。 集合型高層気象観測システムの概要を示す図。

符号の説明

１ 通信室
２ 放球準備室
２ａ ターンテーブル ２ｂ トレー
３ 放球塔
３ａ 筒体
４ 隔壁
５ 開口
６ レール
７ 水素ガスボンベ
８ 開閉ドーム
１１ 観測用気球
１２ 小筒
１３ ガス供給口
１４ 吸入口
１５ 床
１６、１７ 網
１８ 高撥水シート
１９ 整流ボックス
２０ 外装ボックス

Claims (3)

1. 放球準備室から隣室の放球塔に向けて水平移動可能で、移動方向先端側にガス供給口を設けたトレーと、前記ガス供給口に脱着可能にガス吸入口が連結され、該トレーの移動方向後端側に向けて配置されたガス充填前の観測用気球と、前記トレーが前記放球塔内に供給されると前記ガス供給口から前記ガス吸入口を介して前記観測用気球内にガスを充填するガス供給手段とを有し、前記観測用気球に所定量のガスが充填されると前記ガス供給口から前記ガス吸入口の連結を解除して放球を行なう放球装置において、
   前記トレーには、前記トレーの移動方向に沿って前記ガス充填前の観測用気球が収納される小筒が配置されており、該小筒は先端開口が前記ガス供給口と対向し、且つ該先端開口が上方に傾斜していることを特徴とする放球装置。
2. 前記小筒に先端開口より前記観測用気球が収納された状態において、前記観測用気球における前記ガス吸入口から前記小筒の開口先端にかかる部分は上方に凸の山なり形状としたことを特徴とする請求項１に記載の放球装置。
3. 前記トレーは複数設けられ、選択された一つのトレーが前記放球塔に向けて移動されることを特徴とする請求項１または２に記載の放球装置。
   

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