JP5132112B2 - 航空障害灯 - Google Patents

Description

本発明は、航空障害灯に関し、さらに詳しくは、航空機の飛行の障害となる地上高の高い飛行障害物の存在を認識させる航空障害灯の光源を地上に配置し、光ファイバによりライトガイドして光放射部を飛行障害物の高所に配置する航空障害灯の構成技術に関するものである。

航空障害灯は夜間における航空機の安全を確保するために必要とされるものであり、地上からの高さが６０ｍ以上の地上高の高い飛行障害物は、高さ方向に一定間隔をおいて航空障害灯を配置しなければならないと法定されている。
ところで、送電鉄塔の高所等に航空障害灯を設置して点灯する場合、従来は、配電線を送電鉄塔まで引き込んで高所等に設置した航空障害灯に接続して点灯させるか、或いは架空地線を大地から絶縁して誘導電圧を発生させることにより確保した電源により航空障害灯を点灯させていた。

特許文献１には、風力発電機の風車の回転支軸の先端に設けた光源と、回転支軸の回りに回転する風車の回転胴に取り付けた複数の回転羽の中空部のそれぞれに配置され、光源からの光を受光して回転羽の先端部において外部に向けて発光する光ファイバと、回転胴の中空部と光源との間に回転支軸から延設され、回転羽が航空障害領域にある間のみ、光源からの光を光ファイバが受光できるスリット部を有する遮光壁とから構成される風力発電機の航空障害灯点滅装置について開示されている。
特開平１１−１８２４０９号公報

しかし、従来の送電鉄塔の高所に航空障害灯を設置して点灯する方法では、航空障害灯のランプが寿命等で切れた場合、ランプ交換のために送電鉄塔の高所まで登って作業を行なわなければならず、多くの危険性が伴うといった問題がある。また、山間部などでは配電線の引き込みに手間と費用が掛かり、倒木等による配電線断線の虞がある。また、誘導電圧により航空障害灯を点灯させる場合、山間部などでは送電鉄塔への落雷により、点灯制御回路等が焼損する虞がある。更に、架空地線に誘導される電圧は極めて高く、取り扱いが危険であると共に、点灯制御回路等が複雑且つ高価になるといった問題がある。
また、特許文献１に開示されている従来技術は、風力発電機の風車の回転羽が航空障害領域に入ったときに航空障害灯を点灯させ、航空障害領域を外れたときに航空障害灯を消灯させる航空障害灯点滅装置であるが、光源が回転支軸の先端に設けているため、光源が故障した場合は、高所に登って修理しなければならず、修理時の危険性を回避することができないばかりか、修理に多大の時間を要するといった問題がある。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、航空障害灯の光源を飛行障害物等の高所等の高所に配置するのではなく、地上、或いは地上に近い低所に配置し、そこから光源用光ファイバを延伸してライトガイドし、光放射部を飛行障害物の高所に設置することにより、光源が故障した場合に、交換時に発生する危険性を回避すると共に、交換作業を容易として作業時間の短縮を図った航空障害灯を提供することを目的とする。

本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、航空機の飛行の障害となる飛行障害物に設置される航空障害灯であって、前記航空障害灯を発光させる光源及び該光源から発光された光を少なくとも２箇所に分配する光分配部を備えた光源分配器と、該光源分配器により分配された光を夫々収束して伝播させる複数の光源用光ファイバと、前記光源分配器により分配され前記光源用光ファイバを介して伝搬された光を入射する入射部を有し該入射部から入射した光を少なくとも２箇所に分配する光分配器と、を備え、前記光源分配器を前記航空障害灯よりも低所に配置し、前記光源から発光された光を前記光源分配器により分配して前記各光源用光ファイバの入射端部から入射させ、前記各光源用光ファイバの一方の出射端部を当該飛行障害物の高所に配置すると共に、他方の出射端部を隣接する他の飛行障害物の高所に配置し、該光分配器を前記他の飛行障害物近傍の低所に夫々配置し、前記光源分配器により分配された光源用光ファイバの前記他方の出射端部を該光分配器の入射部に接続し、該光分配器により分配された光源用光ファイバの一方の出射端部を当該飛行障害物の高所に配置し、他方の出射端部を隣接する他の飛行障害物近傍の低所に配置された光分配器の入射部に接続する構成としたことを特徴とする。
各障害物に光源と光ファイバを配置した場合、飛行障害物の数だけ光源と光ファイバが必要となり、コストの負担が重くなる。そこで本発明では、光源から発光された光を分配して、一方の光ファイバの出射端部を当該飛行障害物の高所に配置すると共に、他方の出射端部を隣接する他の飛行障害物の高所に配置するものである。これにより、最低でも光源の数を半分に減らすことができるのでコストを半分以下にすることができる。
本発明は１つの光源を低所に配置し、この光源から発光されて光を光分配器により順次分配して、複数の飛行障害物の航空障害灯を点灯していくものである。従って、光源の光量は複数の飛行障害物の航空障害灯を点灯するのに必要な光量が要求される。従って、この条件が満足されるのであれば、所定の飛行障害物の数に対して１つの光源により航空障害灯を点灯することができる。これにより、光源の数を最小限にすることができ、装置コストとメンテナンスコストを最小限にすることができる。

請求項２は、前記飛行障害物が送電鉄塔である場合、各送電鉄塔間に配設された架空地線内に前記光源用光ファイバを含ませ、前記光源分配器を低所に配置し、前記光源から発光された光を前記光源分配器により分配して前記各光源用光ファイバの入射端部から入射させ、前記各光源用光ファイバの一方の出射端部を当該送電鉄塔の高所に配置すると共に、他方の出射端部を前記架空地線内に含ませた光源用光ファイバから分岐して隣接する送電鉄塔に配置したことを特徴とする。
送電鉄塔には、架空地線が必ず敷設されている。また、架空地線内には通信用の光ファイバが含まれている場合もある。従って、この架空地線を有効に利用するために、架空地線内に予め光源用光ファイバを含ませて製作しておくことにより、この光源用光ファイバを利用して航空障害灯を実現するものである。本発明では、隣接する送電鉄塔にこの光源用光ファイバを利用して出射端部を送電鉄塔の高所に配置するものである。これにより、隣接する送電鉄塔までの光ファイバを新たに敷設する手間が省けて、工事の期間を短縮することができる。

請求項３は、前記飛行障害物が送電鉄塔である場合、各送電鉄塔間に配設された架空地線内に前記光源用光ファイバを含ませ、前記光源分配器を低所に配置し、前記光源から発光された光を前記光源分配器により分配して前記各光源用光ファイバの入射端部から入射させ、前記各光源用光ファイバの一方の出射端部を当該送電鉄塔の高所に配置すると共に、他方の出射端部を前記架空地線内に含ませた光源用光ファイバから分岐して隣接する送電鉄塔近傍に配置された前記光分配器の入射部に接続する構成としたことを特徴とする。
１つの光源を低所に配置し、この光源から発光されて光を光分配器により順次分配して、複数の送電鉄塔の航空障害灯を点灯していく場合、光を伝播させる光ファイバを架空地線に含ませた光源用光ファイバを利用するものである。本発明では、隣接する送電鉄塔にこの光源用光ファイバを利用して出射端部を各送電鉄塔の高所に配置すると共に、他方の出射端部を架空地線内に含ませた光源用光ファイバから分岐して隣接する送電鉄塔近傍に配置された光分配器の入射部に接続するものである。これにより、隣接する送電鉄塔までの光ファイバを新たに敷設する手間が省けて、工事の期間を短縮することができる。

請求項４は、前記光源用光ファイバは、多成分ガラス又はプラスチックにより構成されていることを特徴とする。
通信用光ファイバは通信品質の維持と信号の減衰量を低減するために、石英主体のガラスファイバが使用される。しかし、ガラスファイバはコストが高く、且つ扱いが難しいといった課題がある。本発明の光源用光ファイバは、光を伝播することが主目的であるので、材料として多成分ガラス又はプラスチックでも充分である。これにより、光ファイバのコストを安価にすることができ、ファイバの取り扱いも容易となる。

請求項５は、前記光源は、ハロゲンランプと、集光レンズと、を備えて構成されていることを特徴とする。
ハロゲンランプは白熱灯よりも太陽の光に近い発色をし、又長持ちすることからも外灯や自動車のヘッドライト、医療器具などに幅広く利用される。また、ハロゲンサイクルによりフィラメントの寿命が永くなるといった特徴を有している。そしてランプから発光した光が拡散しないように集光レンズにより集光して光ファイバに入射させる。これにより、光源の寿命が永く且つ光量が大きい光源を実現することができる。

本発明によれば、航空障害灯を発光させる光源と、この光源から発光された光を収束して伝播させる光源用光ファイバと、を備え、光源を航空障害灯よりも低所に配置し、この光源から発光された光を光源用光ファイバの入射端部から入射させ、光源用光ファイバの出射端部を飛行障害物の高所に配置したので、光源のメンテナンスが容易となり、且つ光源の交換が危険性を伴わずに行うことができる。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は本発明の第１の実施形態に係る航空障害灯の構成を示す図である。尚、以下の説明では飛行障害物として送電鉄塔を例にとり説明する。この航空障害灯１００は、航空障害灯を発光させる光源４（詳細は後述する）と、光源４から発光された光を収束して伝播させる光源用光ファイバ２と、を備えて構成されている。そして、光源４を送電鉄塔５の低所（この例では大地８）に配置し、光源４から発光された光を光源用光ファイバ２の入射端部から入射させ、光源用光ファイバ２の光放射部（出射端部）３を地上高の高い送電鉄塔５（飛行障害物）の頂部に配置したものである。尚、光源の電源は低圧電力線１（１００Ｖ又は２００Ｖ）から供給される。そして本実施形態では、光源４及び光源用光ファイバ２は送電鉄塔５、５ａ、５ｂごとに個別に備えられている。

即ち、本実施形態の最も大きな特徴は、光源４を大地８に配置し、その光源４から延伸した光源用光ファイバ２の光放射部３を送電鉄塔５の頂部に配置した点であり、光源４から発光された光を光源用光ファイバ２によりライトガイドして送電鉄塔５の頂部まで伝播させ、光源用光ファイバ２の光放射部３から光を放射させるものである。これにより、光源４のメンテナンスが容易となり、且つ光源４の交換が危険性を伴わずに行うことができる。また、最も単純な構成としては、光源４と光源用光ファイバ２を各送電鉄塔５、５ａ、５ｂごとに配置することである。但しこれを実現するためには、低圧電力線１が供給できる位置に送電鉄塔５、５ａ、５ｂが存在する場合に限られる。これにより、電源供給が可能な場所にある送電鉄塔５、５ａ、５ｂに対しては、容易に航空障害灯１００を設置することができる。

図２は本発明の第２の実施形態に係る航空障害灯の構成を示す図である。この航空障害灯１１０は、航空障害灯１１０を発光させる光源及びこの光源から発光された光を少なくとも２箇所に分配する光分配部を備えた光源分配器７（詳細は後述する）と、光源分配器７により分配された光を夫々収束して伝播させる光源用光ファイバ２、２ａと、を備えて構成されている。
そして光源分配器７を送電鉄塔５、５ｂの低所（この例では大地８）に配置し、光源から発光された光を光源分配器７により分配して各光源用光ファイバ２、２ａの夫々の入射端部から入射させ、光源用光ファイバ２の光放射部３を当該送電鉄塔５、５ｂの頂部に配置すると共に、光源用光ファイバ２ａの光放射部３ａを隣接する他の送電鉄塔５ａの頂部に配置するものである。尚、光源分配器７の電源は低圧電力線１（１００Ｖ又は２００Ｖ）から供給される。同様にして送電鉄塔５ｂにも配置される。

即ち、図１のように各送電鉄塔５に光源４と各光源用光ファイバ２を配置した場合、送電鉄塔５の数だけ光源４と光源用光ファイバ２が必要となり、コストの負担が重くなる。そこで本実施形態では、光源分配器７により光を分配して、光源用光ファイバ２の光放射部３を当該送電鉄塔５の頂部に配置すると共に、光源用光ファイバ２ａの光放射部３ａを隣接する他の送電鉄塔５の頂部に配置するものである。これにより、最低でも光源分配器７の数を半分に減らすことができるのでコストを半分以下にすることができる。

図３は本発明の第３の実施形態に係る航空障害灯の構成を示す図である。この航空障害灯１２０は、図２の光源分配器７と、光を入射する入射部を有し入射部から入射した光を少なくとも２箇所に分配する光分配器９ａ、９ｂ（詳細は後述する）と、を備えて構成される。そして光源分配器７を送電鉄塔５の低所（この例では変電所１１）に配置し、光分配器９ａ、９ｂを他の送電鉄塔５ａ、５ｂ近傍に夫々配置し、光源用光ファイバ２の光放射部３ａを当該送電鉄塔５の頂部に配置すると共に、光源分配器７により分配された光源用光ファイバ２ａの光放射部３ｂを光分配器９ａの入射部に接続し、光分配器９ａにより分配された光源用光ファイバ２ｂの光放射部３ｃを当該送電鉄塔５ａの頂部に配置し、光源用光ファイバ２ｃの光放射部３ｄを隣接する他の送電鉄塔５ｂ近傍に配置された光分配器９の入射部に接続する構成とし、以下同様にして構成される。

即ち、本実施形態は１つの光源分配器７を変電所１１に配置し、この光源分配器７により分配された他方の光を光分配器９ａ、９ｂにより順次分配して、複数の送電鉄塔５ａ、５ｂの光放射部３ｃ、３ｅを点灯していくものである。従って、光源分配器７の光量は複数の送電鉄塔５ａ、５ｂの光放射部３ｃ、３ｅを点灯するのに必要な光量が要求される。従って、この条件が満足されるのであれば、所定の送電鉄塔の数に対して１つの光源により航空障害灯を点灯することができる。これにより、光源の数を最小限にすることができ、装置コストとメンテナンスコストを最小限にすることができる。

図４は本発明の第４の実施形態に係る航空障害灯の構成を示す図である。この航空障害灯１３０は、飛行障害物が送電鉄塔である場合、各送電鉄塔間に配設された架空地線６ａ内に光源用光ファイバ２２（図７（ｂ）参照）を含ませ、光源分配器７を低所（この例では大地８）に配置し、光源から発光された光を光源分配器７により分配して各光源用光ファイバ２、２ａの入射端部から入射させ、光源用光ファイバ２の光放射部３を当該送電鉄塔５の頂部に配置すると共に、光源用光ファイバ２ａの光放射部３ａを架空地線６ａ内に含ませた光源用光ファイバ２２から分岐部１０から分岐して隣接する送電鉄塔５ａに配置したものである。

即ち、送電鉄塔には、架空地線６ａが必ず敷設されている。また、架空地線６ａ内には通信用の光ファイバ２１（図７（ａ）参照）が含まれている場合もある。従って、この架空地線６ａを有効に利用するために、架空地線６ａ内に予め光源用光ファイバ２２を含ませて製作しておくことにより、この光源用光ファイバ２２を利用して航空障害灯を実現するものである。本実施形態では、隣接する送電鉄塔５ａにこの光源用光ファイバ２２を利用して出射端部３ａを送電鉄塔５ａの頂部に配置するものである。これにより、隣接する送電鉄塔５ａまでの光ファイバを新たに敷設する手間が省けて、工事の期間を短縮することができる。

図５は本発明の第５の実施形態に係る航空障害灯の構成を示す図である。この航空障害灯１４０は、飛行障害物が送電鉄塔である場合、各送電鉄塔間に配設された架空地線６ａ内に光源用光ファイバ２２を含ませ、光源分配器７を低所（この例では変電所１１）に配置し、光源から発光された光を光源分配器７により分配して各光源用光ファイバ２の入射端部から入射させ、光源用光ファイバ２の光放射部３ａを当該送電鉄塔５の頂部に配置すると共に、光源用光ファイバ２ａの光放射部３ｂを架空地線６ａ内に含ませた光源用光ファイバ２２から分岐部１０から分岐して隣接する送電鉄塔５ａ近傍に配置された光分配器９ａの入射部に接続する構成としたものである。

即ち、１つの光源分配器７を変電所１１内に配置し、この光源分配器７から発光されて光を光分配器４ａ、４ｂにより順次分配して、複数の送電鉄塔の航空障害灯を点灯していく場合、光を伝播させる光ファイバを架空地線６ａに含ませた光源用光ファイバ２２を利用するものである。本実施形態では、光源用光ファイバ２の光放射部３ａを当該送電鉄塔５の頂部に配置すると共に、光源用光ファイバ２ａの光放射部３ｂを光源用光ファイバ２２から分岐して隣接する送電鉄塔５ａ近傍に配置された光分配器９ａの入射部に接続するものである。これにより、隣接する送電鉄塔までの光ファイバを新たに敷設する手間が省けて、工事の期間を短縮することができる。

図６は本発明の第６の実施形態に係る航空障害灯の構成を示す図である。この航空障害灯１５０は、飛行障害物が送電鉄塔である場合、各送電鉄塔間に配設された架空地線６ｂ内に低圧電力線２３（図７（ｃ）参照）を含ませ、光源４を低部（この例では大地８）に配置し、光源４から発光された光を光源用光ファイバ２の入射端部から入射させ、光源用光ファイバ２の出射端部３を送電鉄塔５の頂部に配置すると共に、光源４の電源１を架空地線６ｂ内に含ませた低圧電力線２３から分岐し、隣接する送電鉄塔５ａ近傍に配置された光源４ａに電源を供給する構成としたものである。

即ち、送電鉄塔が存在する場所は山間部が多く、光源用の低圧電力線が近くに無い場合が多い。そこで本実施形態では、架空地線６ｂ内に光源用光ファイバではなく、光源用の低圧電力線２３を含ませるものである。そして、各送電鉄塔５、５ａ、５ｂに配置した光源４、４ａ、４ｂにこの低圧電力線２３から電力を供給するものである。これにより、低圧電力線２３の敷設が必要なくなり、設備コストを低減することができる。

図７は架空地線の断面図の一例である。図７（ａ）は従来の架空地線の断面図、（ｂ）は本発明の光源用光ファイバを含む架空地線の断面図、（ｃ）は本発明の低圧電力線を含む架空地線の断面図である。図７（ａ）の架空地線は外側に被覆されたアルミ覆鋼線２４と、内部に通信用光ファイバ２１と、を備えて構成されている。（ｂ）の架空地線は外側に被覆されたアルミ覆鋼線２４と、内部に通信用光ファイバ２１と、中心部に光源用光ファイバ２２と、を備えて構成されている。（ｃ）の架空地線は外側に被覆されたアルミ覆鋼線２４と、内部に通信用光ファイバ２１と、中心部に低圧電力線２３と、を備えて構成されている。

図８は光源の内部構成の一例を示す図である。この光源４は、光源に直流電力を供給する電源装置３０と、光源３１と、光源３１から発光された光を集光する集光レンズ３２と、を備えて構成されている。そして光源用光ファイバ２の入射端部３６に集光レンズ３２により集光された光が入射する構成となっている。また、光源用光ファイバ２の一方の端部は出射端部３７により構成されている。

図９は光源分配器の内部構成の一例を示す図である。この光源分配器７は、光源に直流電力を供給する電源装置３０と、光源３１と、光源３１から発光された光を集光する集光レンズ３２と、集光レンズ３２により集光された光を２分配する光分配部３３と、を備えて構成されている。そして光分配部３３から光源用光ファイバ２、２ａに集光レンズ３２により集光された光が分配されて入射する構成となっている。

図１０は光分配器の内部構成の一例を示す図である。この光分配器９は、入射部３４から入射した光を２分配する光分配部３５を備えて構成されている。そして光分配部３５から光源用光ファイバ２、２ａに分配されて入射する構成となっている。

本発明の第１の実施形態に係る航空障害灯の構成を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る航空障害灯の構成を示す図である。 本発明の第３の実施形態に係る航空障害灯の構成を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る航空障害灯の構成を示す図である。 本発明の第５の実施形態に係る航空障害灯の構成を示す図である。 本発明の第６の実施形態に係る航空障害灯の構成を示す図である。 （ａ）は従来の架空地線の断面図、（ｂ）は本発明の光源用光ファイバを含む架空地線の断面図、（ｃ）は本発明の低圧電力線を含む架空地線の断面図である。 光源の内部構成の一例を示す図である。 光源分配器の内部構成の一例を示す図である。 光分配器の内部構成の一例を示す図である。

符号の説明

１ 低圧電力線、２ 光源用光ファイバ、３ 光放射部、４ 光源、５ 送電鉄塔、６ 架空地線、７ 光源分配器、８ 大地、９ 光分配器、１０ 分岐部、１１ 変電所、２０ アルミ覆鋼線、２１ 通信用光ファイバ、２２ 光源用光ファイバ、２３ 低電力線、１００ 航空障害灯

Claims (5)

1. 航空機の飛行の障害となる飛行障害物に設置される航空障害灯であって、
   前記航空障害灯を発光させる光源及び該光源から発光された光を少なくとも２箇所に分配する光分配部を備えた光源分配器と、
   該光源分配器により分配された光を夫々収束して伝播させる複数の光源用光ファイバと、
   前記光源分配器により分配され前記光源用光ファイバを介して伝搬された光を入射する入射部を有し該入射部から入射した光を少なくとも２箇所に分配する光分配器と、を備え、
   前記光源分配器を前記航空障害灯よりも低所に配置し、前記光源から発光された光を前記光源分配器により分配して前記各光源用光ファイバの入射端部から入射させ、前記各光源用光ファイバの一方の出射端部を当該飛行障害物の高所に配置すると共に、他方の出射端部を隣接する他の飛行障害物の高所に配置し、
   該光分配器を前記他の飛行障害物近傍の低所に夫々配置し、前記光源分配器により分配された光源用光ファイバの前記他方の出射端部を該光分配器の入射部に接続し、該光分配器により分配された光源用光ファイバの一方の出射端部を当該飛行障害物の高所に配置し、他方の出射端部を隣接する他の飛行障害物近傍の低所に配置された光分配器の入射部に接続する構成としたことを特徴とする航空障害灯。
2. 前記飛行障害物が送電鉄塔である場合、各送電鉄塔間に配設された架空地線内に前記光源用光ファイバを含ませ、
   前記光源分配器を低所に配置し、前記光源から発光された光を前記光源分配器により分配して前記各光源用光ファイバの入射端部から入射させ、前記各光源用光ファイバの一方の出射端部を当該送電鉄塔の高所に配置すると共に、他方の出射端部を前記架空地線内に含ませた光源用光ファイバから分岐して隣接する送電鉄塔に配置したことを特徴とする請求項１に記載の航空障害灯。
3. 前記飛行障害物が送電鉄塔である場合、各送電鉄塔間に配設された架空地線内に前記光源用光ファイバを含ませ、
   前記光源分配器を低所に配置し、前記光源から発光された光を前記光源分配器により分配して前記各光源用光ファイバの入射端部から入射させ、前記各光源用光ファイバの一方の出射端部を当該送電鉄塔の高所に配置すると共に、他方の出射端部を前記架空地線内に含ませた光源用光ファイバから分岐して隣接する送電鉄塔近傍に配置された前記光分配器の入射部に接続する構成としたことを特徴とする請求項２に記載の航空障害灯。
4. 前記光源用光ファイバは、多成分ガラス又はプラスチックにより構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の航空障害灯。
5. 前記光源は、ハロゲンランプと、集光レンズと、を備えて構成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の航空障害灯。

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