JP3582702B2 - 飛行船のガス漏洩検知方法及びその装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、飛行船の浮揚ガスとして使用するヘリウムガスの漏洩を検知する方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常、飛行船の浮揚ガスとしては、ヘリウムガスを用いている。飛行船にとっては、外部の空気と内部の浮揚ガス（ヘリウムガス）との比重差が浮力そのものであり、ヘリウムガスの漏れ及び空気によるヘリウムガスの汚染は、そのまま自らの浮力の減少につながることになる。
膜を介してのガスの浸透・拡散は、膜内外の圧力差（比）の関数として表わされるが、この圧力はそのガス成分の分圧である。飛行船の場合、浮揚ガス（ヘリウムガス）のガス袋膜を介しての漏洩は、ヘリウム側からは内部１００％、外部０％で、分圧は１気圧と０気圧となり、この差が圧力差（比）となる。空気側からは全く反対のことが言えるので、ヘリウムガスの漏洩はそのまま空気の漏れ込み・汚染と裏腹の関係と言える。
【０００３】
飛行船において、上記ヘリウムガスの漏洩は、本質且つ重大な問題であり、その検知が必要になるが、この漏洩検知には、ガス袋に沿って飛行船外面を全面的にトレースすることが必要になる。
従来から、一般的なガス漏れ検知の方法としては、気密試験（圧力変化、石鹸水発泡試験等）、アンモニアリーク法、音波検出などの方法があるが、どれも飛行船のガス漏洩検知に使用された実績は報告されていない。これは、それぞれの方法において飛行船には不向きな要素があるためと考えられる。したがって、飛行船のガス漏洩検知には、それに適した検知器を用いて飛行船のガス袋の外面に沿って全周面的にトレースすることが必要になる。
【０００４】
しかしながら、ガス漏れ検知器を飛行船のガス袋に沿って全周面的にトレースするには、測定のための足場、漏洩検出に関連する各種装置、治具等が必要になり、これらを準備しなければならないが、飛行船が大型化（全長２５０ｍ、直径８０ｍ）した場合、これらの設備も、実現性に問題が生じる程度に極めて大規模なものとなり、設備、工事、労力等に多くの問題点が生じてくる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、その技術的課題は、基本的には、容易に実現できる設備により、飛行船のガス袋外面にガス漏れ検知器を全周面的にトレースできるようにしたガス漏洩検知方法及びその装置を提供することにある。
また、本発明の具体的な技術的課題は、大型の飛行船のガス袋の全周面的なトレースによるガス漏洩検知に適したガス漏洩検知方法及び装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の方法は、自重と浮力とがほぼバランスする状態に膨らました飛行船のガス袋の外面をガス漏れ検知器によって全周面的にトレースし、そのガス袋のガス漏洩検知を行う漏洩検知方法であって、上記飛行船におけるガス袋の先端部と尾端部を、格納庫枠の両端側に回転可能に支持させて、ガス袋を上記先端部と尾端部を結ぶ軸線の周りで回転させると共に、上記格納庫枠にガス袋のエンベロープに沿うレールを設けて、ガス漏れ検知器をそのレールに沿って移動させ、これによって、ガス袋の外面を全周面的にガス漏れ検知器によりトレースし、ガス漏洩の検知を行うことを特徴とするものである。
上記ガス漏洩検知方法においては、ガス袋表面に接する検知皿を通してガス袋から漏洩したガスのサンプルを吸引採取し、そのサンプル中におけるヘリウムガスまたはそれに添加したトレーサーとしてのガスの存在を検出することにより、ガス袋のガス漏洩を検知するのが適切である。
【０００７】
また、本発明のガス漏洩検知装置は、自重と浮力とがほぼバランスする状態に膨らました飛行船のガス袋の外面をガス漏れ検知器によって全周面的にトレースし、そのガス袋のガス漏洩検知を行うための漏洩検知装置であって、飛行船の格納庫枠の両端側に、飛行船のガス袋の先端部と尾端部とをそれらを結ぶ軸線の周りで回転可能に支持する回転支持機構を設置すると共に、上記ガス袋を上記軸線の周りで回転させる回転駆動機構を任意位置に設置し、且つ、上記格納庫枠に、ガス袋のエンベロープに沿うレールを設けて、ガス漏れ検知器をこのレールに沿って移動自在に設置し、ガス漏れ検知器によるガス袋の外面の全周面的なトレースによりガス漏洩の検知を可能にしたことを特徴とするものである。
上記ガス漏洩検知装置においては、駆動機構を、飛行船のガス袋をその先端部と尾端部とを結ぶ軸線の両側において下から支えるところの、それぞれが円筒状ガス袋からなる回転台を備え、この回転台を駆動装置に連結することによって構成することができる。
【０００８】
上記構成を有する飛行船のガス漏洩検知方法及びその装置は、飛行船のガス袋外面に対してガス漏れ検知器を全周面的にトレースするために、検知器だけを移動させるのではなく、飛行船のガス袋も格納庫枠に支持させて回転させようとするものである。
このガス袋の回転のため、上記ガス漏れ検知では、飛行船のゴンドラ等を装着していないガス袋を対象とし、そのガス漏れ検知に際しては、ガス袋に、予め重量／浮力の見合いで空気／ヘリウムガスを混合注入し、ガス袋が膨れ上がったときにできるだけ自重と浮力とがバランスするようにして、回転支持機構に過大な荷重を掛けることなくガス袋を支持させる。このガスの注入のときに、ガス漏れ検知用のトレーサーを同時に注入してもよい。
【０００９】
このようにしてほぼ重量バランスした飛行船のガス袋の先端部と尾端部とを回転支持機構にセットし、ガスの漏洩検知を行うが、この漏洩検知においては、ガス漏れ検知器によってガス袋の外面を全周面的にトレースするため、上記回転支持機構により支持させたガス袋をその先端部と尾端部を結ぶ軸線の周りで回転させ、一方、ガス袋のエンベロープに沿うレールによりガイドさせて、ガス漏れ検知器をガス袋の外面に沿って移動させる。その結果、ガス漏れ検知器によりガス袋の外面の全周面的なガス漏れ検知を行うことができる。
回転支持機構によりガス袋の先端部と尾端部だけを支持するのでは強度的に問題がある場合には、飛行船のガス袋の下に置いた円筒状ガス袋からなる回転台により、ガス袋を支えると同時にそれを回転させることができる。
【００１０】
ガス漏れ検知器は、地上からの操作によりレールに沿って移動可能とするが、その検知皿の大きさによって決まる検知領域を単位としてガス漏れを検知し、ガス袋の全外面をトレースさせる。漏洩を確認した箇所では、検知皿を小型に変更して、その付近をさらに詳細調査することにより漏洩箇所を特定するのが望ましく、それらによって特定された箇所を修復の対象とする。
飛行船のガス袋が大型になり検知範囲が広大な場合には、ガス漏れ検知器の個数を増すことにより多点で同時に検知することができ、また、それによって検知データ数が増大する場合には、ガス袋外面の検知位置とガス漏れ検知データをコンピュータ管理することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１ないし図４は、本発明に係る飛行船のガス漏洩検知方法を実施する装置の実施例を示している。
この漏洩検知装置は、飛行船のガス袋の外面をガス漏れ検知器によって全周面的トレースしようとするものであるが、そのガス漏れ検知のための装置を極力簡素化するため、ガス漏れ検知器だけを移動させるのではなく、飛行船のガス袋自体も回転させながらガス漏洩検知を行おうとするものである。
この飛行船のガス袋の回転のために、飛行船は、当然にゴンドラ等の回転の邪魔になるような部材を装着する前の状態であることが必要であり、飛行船の部品取付口などは予め封鎖しておく必要がある。また、飛行船が２重袋によって構成される場合には、ガスバリヤー膜である内袋（ガス袋）だけで漏れ検知を行う必要がある。ここでは、飛行船のガス漏れ検知の対象とするものを、飛行船のガス袋と呼んでいる。
【００１２】
漏洩検知装置の構成を具体的に説明すると、図１ないし図３に示すように、この実施例の飛行船のガス漏洩検知装置においては、自重と浮力とがほぼバランスする状態に膨らました飛行船のガス袋１を、その先端部１ａと尾端部１ｂとを結ぶ軸線の周りで回転自在に支持するため、格納庫を構成する格納庫枠１０の両端部に、ガス袋１の先端部１ａと尾端部１ｂを支持する回転支持機構１１がそれぞれ設置される。この回転支持機構１１は、上記格納庫枠１０の屋根から吊下した支持部材１２に、飛行船のガス袋の端部１ａまたは１ｂに被着させてそれらの端部を保持するホッパー１３を、軸受１４により回転自在に支持させることにより構成される。上記ホッパー１３は、発泡スチロールのような、軽量で且つガス袋と接触してもそれを傷つけない材質で形成するのが望ましい。
【００１３】
また、上記格納庫には、ガス袋１を上記軸線の周りで回転させる回転駆動機構を任意位置に設置することができるが、上記回転支持機構１１によりガス袋１の先端部１ａと尾端部１ｂだけを支持するのでは、強度的に飛行船のガス袋を支えきれない場合には、飛行船のガス袋１を、その先端部１ａと尾端部１ｂとを結ぶ軸線の両側において下から支えるところの、軸線が上記ガス袋の軸線と平行な円筒状ガス袋からなる回転台２１を設け、これらの回転台２１を回転支持機構１１の一部として、それらによりガス袋１を補助的に支えると同時に、それらの回転台２１の全部または一部を駆動装置２２に連結することにより、ガス袋１の回転駆動機構２０を構成することができる。
【００１４】
更に、上記格納庫枠１０には、ガス袋１のエンベロープに沿うレール２５を設けて、ガス漏れ検知器３０をこのレール２５に沿って移動自在に設置している。このガス漏れ検知器３０は、地上からの操作でレール２５に沿う移動やガス漏れ検知等を可能にすることが望まれる。
上記レール２５は、それ自体を飛行船のガス袋１に対して接離する方向などに移動可能として格納庫枠１０に設置することができる。また、上記ガス漏れ検知器３０は、ガス袋１に対して接離する方向に移動可能なものとして、レール２５に支持させることができる。
【００１５】
ガス漏れ検知器３０は、図４に示すように、レール２５にガイドされる検知器本体３１と、ガス袋１表面に接してガス袋から漏洩したガスのサンプルを吸引採取する大小の検知皿３２とを備えるものである。
上記検知器本体３１は、上記検知皿３２を通して採取したサンプル中におけるヘリウムガスまたはそれに添加したトレーサーとしてのガスの存在を検出して、その検出結果を電気信号として出力する検知部、ガス袋の各検知位置において上記検知皿３２をガス袋１の表面の所要検知領域に接触させる検知操作部、レール２５に沿って検知部本体３１を駆動する駆動部、漏洩を確認した場合に検知皿を小型のものに切り換えてその付近をさらに詳細調査する精査制御部等を内蔵し、それらを自動的に、あるいは地上からの指示に基づいて動作するように駆動制御される。
また、上記検知皿３２は、例えば１ｍ^２ 程度の検知領域を設定し、その範囲を単位としてガス袋からのガス漏洩を検知する大型のものと、漏洩を確認した箇所をより狭い範囲ごとに詳細調査する小型のものによって構成される。
【００１６】
上記検知部におけるヘリウムガスまたはそれに添加したトレーサーとしてのガスの存在の検出には、例えば、次のような動作原理によるガス検知手段を採用することができるが、これらに限るものではない。
すなわち、検知皿３２を通して吸引採取したサンプルガス（空気とヘリウムの混合ガス）を特別に加熱した石英キャピラリーに吹きつけ、石英キャピラリーを通過する分子構造の小さいヘリウムガスの圧力を検出してそれを電気信号に変換するようなヘリウムガス検知手段、あるいは、空気の熱伝導度のレベルをゼロとし、これと異なるガス（ヘリウムガスまたはそれに添加したトレーサーとしてのフロンガス）の熱伝導度との差を電流変換するいわゆるカサロメトリー法を応用したガス検知手段等を採用することができる。
【００１７】
飛行船のガス袋１が大型になり検知範囲が広大な場合には、検知面積に応じて検知作業時間が長引くので、ガス漏れ検知器の個数を増し、例えば、レールに５個あるいは１０個とガス漏れ検知器３０を装着し、多点で同時に検知することにより検知時間を短縮することができる。また、飛行船が大型化すると、その外面の検知位置とガス漏れ検知データ量が当然に増大するので、この場合には、それらのデータをコンピュータ管理するのが好ましい。
【００１８】
次に、２重袋によって構成される飛行船を例に、上記ガス漏洩検知装置によってガス漏れ検知を行う方法について説明する。
２重袋式飛行船の場合には、ガスバリヤー膜である内袋（ガス袋）だけで漏れ検知を行う必要があるため、飛行船の組み立て完了後のガス漏れ検知に際し、内袋（ガス袋）を取出して、それをガス漏れ検知の対象とし、そのガス袋１に、予め重量／浮力の見合いで空気／ヘリウムガスを混合注入する。その際、ガス袋１が膨れ上がったときにできるだけ自重と浮力とがバランスするように、空気及びヘリウムガスの濃度、圧力を調整する。このように、重要／浮力をバランスさせることにより、回転支持機構１１の軸受１４に過大な荷重（浮力）を掛けることなく、ガス袋１を支持させることができる。このガスの注入のときに、ガス漏れ検知を容易にするためのトレーサー（例えば、フロンＲ−２２）を同時に注入してもよい。
【００１９】
ガスの漏洩検知は、このようにしてほぼ重量バランスした飛行船のガス袋１の先端部１ａと尾端部１ｂとをそれぞれ回転支持機構１１にセットして行うが、この漏洩検知においては、ガス漏れ検知器３０によってガス袋１の外面を全周面的にトレースするため、上記回転支持機構１１により支持させたガス袋１を、その下にあってガス袋を支え、且つ回転駆動機構２０を構成する回転台２１の回転駆動により回転させ、一方、ガス袋１のエンベロープに沿うレール２５をガイドとし、そのレールに沿ってガス漏れ検知器３０を逐次移動させる。これにより、ガス袋１の全周面を、検知皿３２によって設定される一定の検知領域ごとに、逐次ガス漏れ検知し、その結果、ガス袋１の外面の全周面的なガス漏れ検知を行うことができる。
【００２０】
ガス漏れ検知器３０による漏洩検知は、検知皿の大きさによって決まる検知領域（１ｍ^２ 程度）を単位として、ガス袋の全外面を逐次トレースし、漏洩を確認した箇所では、検知皿を小型のものに変更して、より狭い範囲でその付近をさらに詳細に調査し、それによって漏洩箇所を特定する。ガス漏れ箇所が特定できれば、その箇所を修復の対象として漏洩箇所の検知を継続し、最終的にガス漏れ箇所を修復したガス袋（内袋）を再び外袋に装填する。
【００２１】
【発明の効果】
以上に詳述した本発明の飛行船のガス漏洩検知方法及びその装置によれば、
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、その技術的課題は、基本的には、容易に実現できる設備により、飛行船のガス袋外面にガス漏れ検知器を全周面的にトレースできるようにしたガス漏洩検知方法及びその装置を提供することにある。
また、本発明の具体的な技術的課題は、大型の飛行船のガス袋の全周面的なトレースによるガス漏洩検知に適したガス漏洩検知方法及び装置を提供することにある。
ガス漏れ検知器のレールに沿う移動の組み合わせによって、ガス袋全面の漏洩検知を行うため、ガス漏れ検知する
検知に必要な足場、装置、治具等は殆ど必要としない。
飛行船の先端、最尾部をとらえ回転できる機構は荷重（浮力）を掛けない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る飛行船のガス漏洩検知方法を実施する漏洩検知装置の構成を模式的に示す正面図である。
【図２】同側断面図である。
【図３】上記漏洩検知装置における回転支持機構の構成の概要を示す部分拡大正面図である。
【図４】上記漏洩検知装置におけるガス漏れ検知器の構成を示す正面図である。
【符号の説明】
１ ガス袋
１ａ 先端部
１ｂ 尾端部
１０ 格納庫枠
１１ 回転支持機構
１２ 支持部材
１３ ホッパー１３
１４ 軸受
２１ 回転台
２２ 駆動装置
２０ 回転駆動機構
２５ レール
３０ ガス漏れ検知器
３１ 検知器本体
３２ 検知皿

Claims (4)

1. 自重と浮力とがほぼバランスする状態に膨らました飛行船のガス袋の外面をガス漏れ検知器によって全周面的にトレースし、そのガス袋のガス漏洩検知を行う漏洩検知方法であって、
   上記飛行船におけるガス袋の先端部と尾端部を、格納庫枠の両端側に回転可能に支持させて、ガス袋を上記先端部と尾端部を結ぶ軸線の周りで回転させると共に、上記格納庫枠にガス袋のエンベロープに沿うレールを設けて、ガス漏れ検知器をそのレールに沿って移動させ、これによって、ガス袋の外面を全周面的にガス漏れ検知器によりトレースし、ガス漏洩の検知を行う、
   ことを特徴とする飛行船のガス漏洩検知方法。
2. ガス袋表面に接する検知皿を通してガス袋から漏洩したガスのサンプルを吸引採取し、そのサンプル中におけるヘリウムガスまたはそれに添加したトレーサーとしてのガスの存在を検出することにより、ガス袋のガス漏洩を検知する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の飛行船のガス漏洩検知方法。
3. 自重と浮力とがほぼバランスする状態に膨らました飛行船のガス袋の外面をガス漏れ検知器によって全周面的にトレースし、そのガス袋のガス漏洩検知を行うための漏洩検知装置であって、
   飛行船の格納庫枠の両端側に、飛行船のガス袋の先端部と尾端部とをそれらを結ぶ軸線の周りで回転可能に支持する回転支持機構を設置すると共に、上記ガス袋を上記軸線の周りで回転させる回転駆動機構を任意位置に設置し、且つ、上記格納庫枠に、ガス袋のエンベロープに沿うレールを設けて、ガス漏れ検知器をこのレールに沿って移動自在に設置し、
   ガス漏れ検知器によるガス袋の外面の全周面的なトレースによりガス漏洩の検知を可能にした、
   ことを特徴とする飛行船のガス漏洩検知装置。
4. ガス袋の回転駆動機構を、飛行船のガス袋をその先端部と尾端部とを結ぶ軸線の両側において下から支えるところの、それぞれが円筒状ガス袋からなる回転台を備え、この回転台を駆動装置に連結することにより構成した、
   ことを特徴とする請求項３に記載の飛行船のガス漏洩検知装置。

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