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公開番号2024170932
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-11
出願番号2023087706
出願日2023-05-29
発明の名称防爆対応ドローンシステム
出願人個人,株式会社セイコーウェーブ
代理人
主分類B64U 70/83 20230101AFI20241204BHJP(航空機;飛行;宇宙工学)
要約【課題】防爆性能を必要とされるゾーン2において、墜落することなく操縦に無線を使いながらも漏洩ガスに着火することなく運用することが可能な無人飛行体システムを提供する。
【解決手段】墜落防止のための索条つきのバルーンと、あるいは吊り下げ用索条と、給電線と、制御信号、映像情報のいずれか、ないし両方を安全に無線伝達するための手段と、漏洩ガスの最小着火エネルギー以下に制限する機能つきのドローンを制御するための制御装置と、安全地帯から電源を供給する装置と、可燃性ガスを検知するための検知器と、検知器に連動する電源遮断手段と、ガス検知器と連動し起動する強制排気ファンと、を有することを特徴とする無人飛行体システム。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
無人飛行体（以降ドローンと称す）を利用するシステムにおいて、
ドローンは
１）墜落防止のための索条つきのバルーンを有し、
あるいは該バルーンの代わりに、上方から懸架するための索条を有し、
２）給電のための電線を有し、
３）制御信号と映像情報を通信するにあたり、いずれかを有線通信し、他方を赤外線通信や可視光通信を含む無線で通信し、ないし両方の情報を無線通信するための装置を有し、
安全地帯からドローンを制御し通信するための装置は
４）有線ないし無線によるドローンの制御機能および映像情報通信機能を有し、
５）該装置から発出されるのが電波である場合、該無線通信装置は、ドローンを運航するエリア内の設備で利用している可燃性ガスや可燃性液体の最小着火エネルギー以下で設定された空中線電力量に制限する機能を有し、
安全地帯からドローンへ給電するための装置は、
６）該電線を通して、ドローンへ電力を供給する機能を有し、
７）ドローンの運用エリアにおける可燃性ガスの濃度を検知するための検知器を有し、
８）該検知器に連動する供給電力遮断手段を有する
ことを特徴とする防爆対応ドローンシステム。
続きを表示（約 280 文字）【請求項２】
請求項１のシステムにおいて、電波を利用する無線通信システムが、ドローンを運航するエリア内の設備で利用されている可燃性ガスや可燃性液体の最小着火エネルギー以下で設定された空中線電力量に到達したときに、ガス検知器に連動する供給電力遮断手段に遮断信号を送ることを特徴とする防爆対応ドローンシステム。
【請求項３】
請求項１、ないし請求項２で記載されたドローンシステムにおいて、該供給電力遮断手段が稼働しシステムへの電力供給を停止した直後から動作を開始する、強制排気ファンを備えたことを特徴とする防爆対応ドローンシステム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は防爆性能が必要とされる第２類危険個所（以降「ゾーン２」（労働安全衛生総合研究所技術指針「ユーザーのための工場防爆設備ガイド」 ISSN 1882-2703（平成２４年１１月１日発行）の定義による）において、墜落することなく、円滑に運用することが可能な、無人飛行体 (UAV; Unmanned Aviation Vehicle、以降ドローンと称す) システムに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、ドローンの社会実装（社会的な意義をもった産業行動に移すこと）の試みが盛んになってきたが、以下のような大きな課題を抱えている。
【０００３】
第一に、防爆対応ではないドローンを、石油化学コンビナートの敷地内などで運用（航行）する場合、「プラントにおけるドローンの安全な運用方法に関するガイドライン」（石油コンビナート等災害防止３省連絡会議（総務省消防庁、厚生労働省、経済産業省））に則った厳格な運用が求められ、ゾーン２では運用ができないなど制約が多い。なぜなら、石油化学コンビナートに設備されている配管や圧力容器、貯槽などには、可燃性の気体・液体が保管されている場合が多く、万が一漏洩が発生した場合、ドローンを運用するためのエネルギー（主にドローン搭載のバッテリ）の漏洩（漏電やドローンの墜落など）により、着火・爆発する可能性があるからである。
【０００４】
第二に、ドローンは、種々の要因により、墜落するリスクが存在する。その要因とは、（１）電源（主に、ドローン搭載のバッテリ）の出力低下による回転モーターの能力低下、ないし喪失、（２）異物や構造物への衝突によるプロペラの損傷、（３）制御不能、などである。墜落によってドローン機体が爆発するリスクや、コンビナート内機器を損傷させるリスクがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特願２０１９－１２２６３０
【０００６】
特許文献１は、可燃性の気体や液体が保管されている設備の近傍（通常は防爆エリア、ゾーン２と定義される）での運用を可能とした特許である。該特許では、ドローンの駆動電力送出、機体制御や映像情報の通信に電線（有線）を採用している。
【０００７】
特許文献１記載によれば、ドローンシステムを防爆エリア（ゾーン２エリア）内で運用する場合、バルーン吊り下げないし索条での吊り下げをするとともに、ガス濃度検知器と連動する供給電力のインターロック機構を備えることで、安全な運用を可能せしめている。
【０００８】
ただし、特許文献１記載のシステムは、通信に電波を利用した場合の該通信電波の空中線電力に起因した予期しないガス爆発可能性を排除するため、ドローン駆動電力だけでなくドローンの制御信号や映像信号の伝達にも電線による伝送を選択している。そのため、電線による重量増加やその取り回しにくさによる不便さがつきまとう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
市販されているドローンを前記「プラントにおけるドローンの安全な運用方法に関するガイドライン」に則って運用すると、制御用と映像伝送用に電波を利用しているため、あらゆる場所に電波は到達する。このドローンシステムが電力供給用インターロック機構を備えていたとしても、もし可燃性ガスが漏洩し、ガス検知器から離れた場所で爆発濃度下限界の２５％を超えてしまっても、その地点のガス濃度を検知できないので、インターロック機構は働かない。さらにドローンからの電波の放射エネルギーが建屋の構造等何らかの要因でガス濃度の高い地点に集中し持続してしまった場合、ガスの最小着火エネルギーレベルに到達する可能性を否定できない。電波の利用がガス漏洩の際のガス爆発に結び付く可能性があるという課題がある。
【００１０】
特許文献１記載のシステムでは、通信に電波を利用した場合の該通信電波の空中線電力に起因した予期しないガス爆発可能性を排除するため、ドローン駆動電力だけでなくドローンの制御信号や映像信号の伝達にも電線による伝送を選択している。そのため、電線による重量増加やその取り回しにくさによる不便さという課題がある。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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