JP2003054494A - 太陽熱で浮上する熱気球 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来高価なヘリウムでしか浮上、運行できな
かった気球や飛行船を、さらに大型化することで、太陽
熱で加熱した空気や、メタン、水蒸気など安価な気体で
経済的に航行することを可能にする。 【構成】 気球または飛行船を２重膜構造とし、外側膜
１を透明とし、内側膜２に太陽熱吸収膜を配し、仕切り
膜３と空気弁４，５，６，７，８、排気管９を制御する
ことで対流を促進したり、断熱性を高め、気温と浮力を
調整する。空気弁を閉じ外側に窒素等、内側にメタン等
を詰めることで、空気より軽い可燃性の気体を安全に搬
送することもできる。２重膜の外膜を柔構造のまま補強
して仕切り、居住室や貨物室１０を儲ける。ファンによ
る航行用の制御推進ユニット１２は小型軽量化し、船体
全体に効率的に分散配置し、制御コンピュ−タを通じて
無線で制御される。動力系の廃熱は浮力の調整に使われ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、気球と飛行船に
関する。ここでは、全体として空気よりも軽くて浮上す
るものを気球といい、推進力を持っている気球を飛行船
という。

【０００２】

【従来の技術】 かつては、気球又は飛行船の浮上用気
体といえば水素であったが、爆発事故が多発したことか
ら、現在はヘリウムを浮上用気体とすることが絶対条件
となっている。ヘリウムは国内生産ができず、非常に高
価なため、非常時に全量放出の操作を行うとその飛行船
の運用会社は倒産すると言われている。現在の浮上用気
体の唯一の例外（ヘリウム以外を用いること）は、プロ
パンガス等を燃やして空気を直接に加熱して飛ぶ熱気球
および熱飛行船であるが、加熱燃料がなくなると急速に
浮力を失うために航続距離が比較的短く、レジャ−やス
ポ−ツ用に限られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】 そこで本発明では、
より安価に浮上用気体が得られる気球又は飛行船を提案
する。

【０００４】

【課題を解決するための手段と作用】 一般に、気球等
（飛行船を含む）の重さは表面積に比例するのに対し、
浮力は体積に比例するので、気球等を大型化することに
よって重さを上回る浮力が得られやすくなる。また、周
知のように太陽光線は物を加熱する熱線成分を持ってお
り、この熱線成分の単位面積あたりのエネルギーは微弱
であっても、受光面積が大きくなると膨大なエネルギー
が得られることが知られている。本発明者の研究によっ
て、両事象と温室効果を組合せて用いると、太陽熱によ
ってバルーン内気体を加熱して浮上する熱気球が実現で
きることが確認された。例えば半径６４ｍの球体の空気
バル−ンを想定すると、表面積は5万１千平米、体積は
１０８万立米となり、複数枚の膜をあわせた単位重量を
平米あたり９００ｇとすると、バルーン内気温を外気温
より平均で１５℃高めるだけで３ｔをこえる実効浮力
（気球の自重を除外した搭載重量）が得られる事がわか
る。一方この球体の受光面積は単純に円で計算すると１
万３千平米であり、平米あたり０．４ＫＷ毎秒の直接日
射を受けると全体で５．１ＧＷの熱量が流入する。熱伝
導率を０．００５ＫＷ毎秒とし、バルーン内外の温度差
を１５℃とした場合の全体の流失熱量は３．８ＧＷとな
る。即ち、熱的平衡するバルーン内外の温度差は１５℃
以上であり、３ｔ以上の実効浮力が得られる事がわか
る。ちなみに熱輻射による流出はバルーンの膜により抑
制されるので、むしろ全天空輻射による流入より小さ
い。これを考えると、さらに大きなバルーン内外の温度
差が得られることが確認される。なお、上記の数字は相
当の安全率を持って採用されており、容易に実現可能な
実際的な数値である。従ってバルーンの断熱性を向上さ
せてバルーンを大型化すると、自重を上回る浮力が得ら
れる温度差以上にバルーン内空気を太陽熱によって加熱
することができる。最も安価な空気と太陽熱によって浮
上する熱気球が得られるのである。

【０００５】請求項１の熱気球は、バルーンを２重以上
の膜で構成し、外側膜を透明又は半透明膜とし、内側膜
を熱線吸収膜とし、温室効果によってバルーン内気体を
加熱して浮上することを特徴とする。なおこの熱気球に
推進力を持たせることが可能であり、ここでいう熱気球
は推進力を持たない気球に限られるものでない。バルー
ン内気体には空気が使用できるが、空気に限られず、例
えば水蒸気等の加熱されると空気よりも軽くなる種々の
気体を使用することができる。この熱気球は、大型化す
ることによって、自重を上回る浮力が得られるバルーン
内温度以上にバルーン内気体を太陽熱によって加熱する
ことができ、太陽熱で浮上する。

【０００６】上記の太陽熱気球の場合、内側膜の上部と
下部に弁をとりつけて内側膜の内側気体の対流を制御す
ることによって浮力を調節することができる。対流を活
発にして内側膜の内側空間の温度分布を均質化すること
で大きな浮力が得られる。

【０００７】太陽熱気球の場合、内側膜の頂部近傍を透
明または半透明膜とし、残部を熱線吸収膜とすることに
よって内側膜の内側気体の対流を促進することが好まし
い。この場合、気球の上部から照射する太陽光は、頂部
近傍の透明または半透明膜から内側膜の内側空間に入り
込み、内側から熱線吸収膜を加熱する。この結果、内側
膜の内側空間の下方部が選択的に加熱され、内側膜の内
側気体が活発に対流し、内側膜の内側空間の温度分布を
均質化し、大きな浮力が実現される。

【０００８】多層膜を持つ太陽熱気球の場合、膜間空間
に居住区や貨物室を配置することが好ましい。通常の気
球又は飛行船の場合、ゴンドラを懸架して居住区や貨物
室を確保する。この場合、ゴンドラ周辺部分に応力集中
がおきやすく、これがゴンドラの大型化を妨げている。
膜間空間に居住区や貨物室を配置すると、過大な応力集
中を回避しながら、大きな居住区や貨物室を確保するこ
とができる。

【０００９】内側膜の内側空間に水を散布する手段を付
設することが好ましい。水蒸気は乾燥空気の６割程度の
重さなので、加熱された内側膜の内側空間に水を散布し
て蒸発させると、さらに浮力を増大させる事ができる。
太陽熱が得られない夜間に浮力が不足する場合、内側膜
の内側空間に水を散布すると、気温が低下して浮力が減
少する効果以上に水蒸気による浮力増大効果が得られ
る。また飛行高度が上昇すると外部の気温と気圧が低下
し、空気密度も低下するが、直達日射量は増大し、気体
の体積あたりの熱容量は小さくなり、断熱性も向上する
ので、より大きな内外温度差を得ることができ、気圧の
低下に伴なって浮上空気に占める水蒸気の分圧が増大
し、より大きな効果が得られる。

【００１０】バルーンを２重以上の膜で構成する熱気球
は、膜間空間に不活性ガスを高圧に封入し、内側膜の内
側空間に空気よりも軽い可燃性ガスを低圧に封入した可
燃性ガス搬送用の気球として活用することができる。膜
間空間に封入する不活性ガスには、窒素、アルゴン、ヘ
リウムなどが適している。内側膜の内側空間には、天然
ガスやメタンや水素などの空気よりも軽い可燃性ガスを
封入することができる。これにより、例えば日本から天
然ガスの産出地までは太陽熱気球として航行し、天然ガ
スの産出地から日本までは、天然ガスを詰めたエアタン
カ−として航行するといった運用が可能となる。外側に
不活性ガスを高圧に充填しておけば、可燃性ガス大気に
漏洩することが無く、安全に航行することが可能とな
る。

【００１１】機体が大型すると、気球に運動能力を与え
る動力ユニットも大型となる。大型の動力ユニットをバ
ルーンに取付けると過大な応力集中が発生する。これが
軟質飛行船の大型化を妨げている。そこで、バルーンに
動力ユニットを取付けて推進力が得られるようにする場
合、外側膜の外側の複数箇所に動力ユニットを分散配置
することが好ましい。過大な応力集中を回避しながら、
必要な推進力を得ることが可能となる。

【００１２】動力ユニットのそれぞれが、プロペラとプ
ロペラ駆動モータとモータ用電源と無線通信装置とコン
ピュータを持っており、中央コンピュータが無線によっ
て各動力ユニットを制御することが好ましい。この場
合、船体に動力ケーブルと信号ケーブルを張り渡す必要
がなく、船体の軽量化がはかられる。

【００１３】動力ユニットの廃熱で浮上用気体を加熱す
ることが極めて望ましい。

【００１４】従来の飛行船は空気より重い燃料（主にガ
ソリン）を使用していたために、長時間飛行して燃料を
消費すると、全体として軽くなり過ぎる。そこで着陸時
に浮力を削減するために最悪の場合は貴重なヘリウムを
すてなければならなかった。なお機体に太陽熱が加わっ
てヘリウムが膨張する場合も同じ問題が起こり、太陽熱
は飛行船の運行を難しくする要因となっていた。そこ
で、空気より重い燃料と空気より軽い燃料を持ち、前者
を消費して浮力を上昇させ、後者を消費して浮力を減じ
ることが好ましい。例えば、燃料電池は、空気より重い
燃料（例えばガソリン）と、空気より軽い燃料（例えば
メタン）を燃料として電力を発生する。そこで、浮力が
不足するときにはガソリンから電力を得、浮力が大きす
ぎるときにはメタンから電力を得る。あるいは、空気よ
り重いプロパンと、空気より軽いメタンを使い分けるこ
とによって、浮力を調整することができる。プロパンを
燃料とすればバラストを捨てるのと同じ効果が得られ
る。徐々に下降したい場合にはメタンを燃料として浮力
を減ずる。

【００１５】推進力を得るためのモータ用電源には、太
陽電池が適している。この場合、内側膜に太陽電池が蒸
着されていることが好ましい。太陽電池が内側膜外面に
蒸着されているか、あるいは太陽電池が蒸着されている
電池膜を利用して内側膜を形成すると荷重は大幅に低減
する。太陽電池の変換効率は１０数パ−セントが限界で
あり、あとは熱に変わるので、太陽電池を内側膜に取付
けることで太陽電池を熱源として有効利用することがで
きる。また外側膜で太陽電池を保護することが可能とな
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】巨大な船体を広告媒体として活用
することは良く行われているが、図９に示すように、バ
ルーン内部にリアプロジェクタ−２０を仕込み、船体膜
面の全方位に映像を提供することでイベントの目玉にす
ることが可能である。

【００１７】長さ２８０ｍで最大直径７０ｍ程度の本発
明の膜構成を持つ回転楕円体形状の気球に飽和水蒸気を
封入し、内側膜の内側空間と膜間空間とも約１４分の１
気圧とし、バルーン内外の気温差を８０度以上に保って
気温マイナス６０度の成層圏に浮かべると、単位膜重量
が４００グラムとしても２０トン程度の実効浮力が得ら
れるので、無人で地上観測や無線中継基地とすることが
できる。（成層圏プラットフォ−ム）。

【００１８】水蒸気で浮上する方式をヘリウムと併用す
ることができる。水蒸気を併用すると、ヘリウム気球の
高度が低下しても、水とエネルギ−は外気と雲と太陽か
ら調達可能なので、水蒸気を利用して高度低下を防ぐこ
とができる。ヘリウム飛行船で成層圏プラットフォ−ム
を実現する場合に、長期に運用すると主として温度変化
の影響によってヘリウムが失われて高度を失っていくと
いう問題が懸念されているが、水蒸気によって浮力を確
保する技術を併用すると、気球の有効浮遊期間を大幅に
伸ばすことができる。

【００１９】水蒸気を浮上用気体とする、長さ２１ｍで
最大直径７ｍ程度の回転楕円体形状の気球に１００度近
い飽和水蒸気を封入すると、２００キログラム以上の浮
力が得られるので、２名程度の乗員を載せて浮上するこ
とが可能となる。この気球は高度を獲得するとともに温
度低下に伴ない内部の圧力を急速に失うので、残った内
圧と風圧で翼形状を形成しバラグライダ−のように滑空
して下降することが可能となる。これはある程度の断熱
性が確保できれば単層膜でも可能となる。

【００２０】昼間の余った熱や電気を蓄熱もしくは蓄電
しておいて夜間に備える。気球に積載している水を電気
分解して水素を得ることもできる。得られた水素は圧縮
ないし吸蔵しておくよって浮力に影響しないようにでき
る。夜間は、蓄熱もしくは蓄電したエネルギを利用して
浮上用気体を加熱して高度の低下を防ぐ。あるいは、昼
間に電気分解して得た高圧の水素を気球内に放出して高
度を上げる。

【００２１】通常のヘリウム飛行船でも下部にバロネッ
トと呼ばれるバラスト調整用の空気室を持っており、大
型化すればここに居住空間を設けることは可能である。
また推進器など荷重の分散化はヘリウム式軟式飛行船で
も大型化にともなって有効な技術である。

【００２２】この発明は特許請求の範囲に記載した気球
以外に、次ぎの各種気球に具現化することができる。 （形態１） 膜間空間に居住区や貨物室を配置した多重
膜の気球。この多重膜気球は太陽熱で浮上する気球であ
ってもよいし、バルーン内気体の比重が元々空気よりも
軽いために浮上する気球であってもよい。膜間空間に居
住区や貨物室を配置することによって、居住区や貨物室
や気球の大型化が可能となる。 （形態２） バルーン外側の複数箇所に動力ユニットを
分散配置した推進力を持つ気球。この気球は、多重膜気
球に限られず、単膜気球であってもよい。また、太陽熱
で浮上する気球であってもよいし、バルーン内気体の比
重が元々空気よりも軽いために浮上する気球であっても
よい。動力ユニットを分散配置することによって推進力
を持つ軟質気球の大型化が可能となる。 （形態３） 複数の動力ユニットを分散配置する場合、
動力ユニットのそれぞれが無線通信装置とコンピュータ
を持ち、中央コンピュータが無線によって各動力ユニッ
トを制御することが好ましい。この気球もまた、多重膜
気球に限られず、単膜気球であってよい。また、太陽熱
で浮上する気球であってもよいし、バルーン内気体の比
重が元々空気よりも軽いために浮上する気球であっても
よい。分散配置された複数の動力ユニットが無線で制御
されるために、複雑な配線が不要となり、気球の大型化
が可能となる。 （形態４） 動力ユニットの廃熱で浮上用気体を加熱す
る気球。この気球もまた多重膜気球に限られず、単膜気
球であってよい。また、太陽熱で浮上する気球であって
もよいし、バルーン内気体の比重が元々空気よりも軽い
ために浮上する気球であってもよい。動力ユニットの廃
熱で浮上用気体を加熱して浮力を補助する気球はいまだ
存在しない。 （形態５） 空気より重い燃料と空気より軽い燃料を持
ち、前者を消費して浮力を上昇させ、後者を消費して浮
力を減じる飛行船。この気球もまた多重膜飛行船に限ら
れず、単膜飛行船であってよい。また、太陽熱で浮上す
る飛行船であってもよいし、バルーン内気体の比重が元
々空気よりも軽いために浮上する飛行船であってもよ
い。空気より重い燃料と空気より軽い燃料を使い分けて
浮力を調整する飛行船はいまだ存在しない。 （形態６） バルーンを２重以上の膜で構成し、外側膜
を透明又は半透明膜とし、内側膜を熱線吸収膜とし、温
室効果によってバルーン内水蒸気を加熱して浮上する熱
気球。 （形態７） 水蒸気を主成分とする浮上気体を封入して
浮上し、高度を獲得した後に水蒸気が液化して浮力を失
ったときに、残った内圧と風圧および索引力で気球自体
をパラグライダ−状の翼形状として滑空して降下する気
球。この気球も多重膜飛行船に限らず単膜気球であって
もよいし、太陽熱を利用しなくてもよい。水蒸気を主成
分とする浮上気体を封入して浮上し、浮力を失ったとき
に、残った内圧と風圧および索引力で気球自体をパラグ
ライダ−状の翼形状として滑空して降下する気球はいま
だ存在しない。 （形態８）バル−ン内部にプロジェクタ−を設置し、膜
面を映写面として利用する気球。この気球もまた多重膜
気球に限らず、単膜気球であってもよい。また太陽熱で
浮上する気球であってもよいし、バル−ン内気体の比重
が元々空気よりも軽いために浮上する気球であってもよ
い。バル−ン内部にプロジェクタ−を設置し、膜面を映
写面として利用する気球はいまだ存在しない。

【００２３】

【発明の実施例】図１に、本発明を具現化した実施例の
一例を示す。図１において参照符号１は外側膜を示し、
透明又は半透明膜で形成されている。２は内側膜を示
し、熱線吸収膜で形成されている。３は、外側膜１と内
側膜２で形成される膜間空間を複数区画に仕切る仕切り
膜を示し、外側膜１と内側膜２間の間隔を維持する機能
を持つ。またこの仕切り膜は対流を抑制するとともに、
内圧に対抗する引っ張り応力を分担する機能を持つ。４
は外側膜１の上部に設けられた空気弁、５は内側膜２上
部に設けられた空気弁、６は仕切り膜３に設けられた空
気弁、７は内側膜２下部に設けられた空気弁、８は外側
膜１の下部に設けられた空気弁を示す。１１は内側膜２
の頂部近傍に設けられた透過膜を示し、内側膜２は頂部
近傍では透明又は半透明膜で形成され、残部では熱線吸
収膜で形成されている。１０は居室又は貨物室であり、
外側膜１と内側膜２で形成される膜間空間に形成されて
おり、地上と同じ気圧と気温に維持される。図中の９は
排気管を示し、太陽光線で内側膜２の内側空気が暖めら
れて熱膨張したときに、下部の冷たい空気を排気菅９を
通してバルーン外に排出する。図２に示す太陽熱気球の
実施例は、地球の１０万分の１のスケールであり、半径
６４ｍであり、太陽光に曝されると、バルーンの内部気
温が外気温よりも１５℃以上上昇し、浮上する。

【００２４】太陽光線は熱線吸収膜で形成されている内
側膜２を照射するによって内側膜２を加熱し、その内外
の空気を暖める。バルーン内の空気の全体を効率的に加
熱したい場合は、内側膜２の上部空気弁５と仕切り膜３
に設けられた空気弁６と内側膜２の下部空気弁７を開
く。すると、図４に示すような対流が生じ、内側膜２の
内側空間の温度分布が均質化する。温度と高度を下げた
い場合は、図５に示すように、外側膜の上部空気弁４を
開いて高温の空気を外に逃がすとともに、外側膜の下部
空気弁８から低温の外気を取り込む。急速に温度と高度
を下げたい場合は、図５に示すように、全部の空気弁
４，５，６，７，８を開いて、高温の空気をバルーン外
に逃がして低温の外気をバルーンに取り込む。

【００２５】内側膜２の頂部近傍を透明又は半透明膜１
１で形成し、残部を熱線吸収膜２１で形成しておくと
（図６参照）、頂部近傍の透明又は半透明膜に入射した
太陽光線は内側膜２の内側空間に入り込み、日影側下部
の熱線吸収膜２１を照射し、内側膜２の内側空間の下側
を効率的に暖める。この結果、内側膜２の内側空間に活
発な対流が生じ、内側膜２の内側空間の温度分布が均質
化する。夜間は基本的にすべての空気弁を閉じ、対流を
抑制し、気密性を上げることで、高度を維持する。

【００２６】夜間等において、大きな浮力を得たい場合
には、図７に示すように、スプリンクラ−２３などから
水２２（通常の飛行船はバラスト用に水を搭載してい
る）を内側膜２の内側空間に散布する。散布された水
は、加熱された空気に曝されて気化して水蒸気となる。
水蒸気は乾燥した空気の６割程度の重さなのでさらに浮
力を増大させる事ができる。上記の操作を日中に実行す
ると、大きな浮力が得られ、太陽熱を潜熱化することで
一時的に気温を下げて熱の流出を防ぐことができ、さら
に夜間の温度低下を最小限に押さえることができる（夜
間に水蒸気が凝固するときに潜熱が放出される）。

【００２７】この熱気球の場合、膜間空間には空気が存
在するために、膜間空間の下側に居住区間や貨物空間を
確保することができる。通路などの固い床が必要とされ
る部分にのみ床を配置し、あとは柔らかい膜で床と壁を
形成すれば全体の軽量化に大きく寄与する。また、ゴン
ドラ部分を少なくすることでゴンドラ周辺部分の膜面の
応力集中を無くし、その分構造を軽量化できる。また突
起物がなくなることで空気抵抗が少なくなり、飛行船全
体の運動性能の向上に役立つ。なによりも透明な床を通
して広がる地上のパノラマは搭乗者に空中浮遊感をもた
らし、飛行機と全く違う飛行船の魅力を引き出せる。操
縦もテレビカメラによる画像を最大限活用するが、どう
しても直接の前方視界が必要となる場合は、爆撃機の銃
座のように最小限のキャノピ−１４（図７参照）を船体
前部に突出させる。この技術を使った飛行船はヘリウム
型にくらべて気積容量が大きくかつ柔構造でないと成立
しないが、従来の柔構造飛行船は固いゴンドラ部分に客
室と駆動装置を集中配置させる必要があったためにゴン
ドラ周辺部とカテナリ−ワイヤ周辺に応力集中がおき、
ある程度以上の大型化が困難とされてきた。本発明では
固くて重いゴンドラを廃するために、必要なだけ大型化
することができる。

【００２８】本実施例の太陽熱気球のすべての空気弁を
閉じると、完全な多重膜構造を備えた気球にすることが
できる。この場合、外側の膜間空間に窒素やアルゴンや
ヘリウムなどの不活性ガスをやや高圧に充填し、内側膜
の内側空間に天然ガスやメタンや水素などの可燃性で空
気より軽い気体をやや低圧に充填することができる。こ
の場合、高圧の不活性ガスによって可燃性ガスが大気に
漏洩することが防止でき、安全に航行することが可能と
なる。このように用いる場合、太陽熱から浮力を得るの
でなく、内側膜の内側空間に充填された空気より軽い気
体による浮力で浮上する気球となる。この気球は、日本
から天然ガスの産出地までは太陽熱飛行船として航行
し、天然ガスの産出地から日本までは、天然ガスを詰め
たエアタンカ−として航行するといった運用が可能とな
る。

【００２９】この気球は全長２００メ−トル以上と大型
であり、推進力を得るための動力ユニットを搭載して自
力で航行する飛行船とすることができる。大型の動力ユ
ニットを軟質のバルーンに固定することは難しい。そこ
で、この実施例では、図８に示す小型の動力ユニットを
外側膜１の外側の複数箇所に分散配置した。図８におい
て、１２は小型の動力ユニットを示し、チルトプロペラ
とチルトプロペラを駆動するモ−タ−、２軸制御のサ−
ボモ−タとモータ用電源（太陽電池）１３と無線通信装
置とコンピュータを持ち、その運転は、中央コンピュー
タ２４から発信される無線２５によって制御される。飛
行船は動力ユニット１２以外にも方向舵や昇降舵を持
ち、これらも、中央コンピュータ２４から無線２５によ
って制御される。この動力ユニット１２は、図１と図３
と図６に示されるように、外側膜１の外側の複数箇所に
分散配置されている。なお動力ユニット１２は数十キロ
程度の重さになるので、図８に示すように、外側膜１を
気密性を保ちつつ貫通し、外側膜１と内側膜２の両者に
固定され、推力を有効に船体に伝えるとともに、外側膜
１と内側膜２の二重膜を補強することにも貢献してい
る。なお、太陽電池１３は内側膜２の外面に蒸着するこ
とによって荷重を低減する。あるいは、太陽電池を蒸着
した電池膜を利用して内側膜２を形成しても良い。太陽
電池の変換効率は１０数パ−セントが限界であとは熱に
変わるので、太陽電池１３を内側膜２に直接取付けるこ
とで太陽電池１３を熱源として有効に利用することがで
き、また、外側膜１で太陽電池１３を保護することが可
能となる。

【００３０】太陽電池と併用するもの又は太陽電池に代
るものとして、燃料電池を用いることができる。燃料電
池と改質機は現在乗用車への搭載をはかるために軽量化
と高効率化が進められているが、各動力ユニット１２に
個別に取付けるのは非効率的なので船体中央部重心付近
の膜を補強してこれらをとりつける。この場合、図６と
７に示すように、燃料改質機１５と燃料電池１６の上部
に、膜で形成された燃料用プロパン用の貯蔵バック（空
気よりも重い燃料用バック）１７と、膜で形成された燃
料用メタン用の貯蔵バック（空気よりも軽い燃料用バッ
ク）１８を取付ける。従来の飛行船は空気より重い燃料
（主にガソリン）を使用するために、長時間飛行すると
決定的に空気より軽くなり、係留に支障を来たしたり、
貴重なヘリウムをすてたりしなければならなかった。図
６と７の飛行船の場合、浮力がほしい場合はプロパンを
燃料とすることでバラストを捨てるのと同じ効果が得ら
れる。また徐々に下降したい場合はメタンを燃料とする
ことで浮力を減ずることができる。プロパンの替りにガ
ソリンなどの液体燃料でも同様の効果が得られる。また
改質機１５および燃料電池１６の廃熱は浮上気体の加熱
に有効利用される他、どうしても熱量が不足する場合は
通常の熱気球同様に、プロパンなどをバ−ナ−で燃焼さ
せて浮力を維持することも可能である。なお、図中の１
４はコックピットである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 飛行船の機構を示す断面投影図である。

【図２】 気球型の側面図である。

【図３】 飛行船型の側面図である。

【図４】 加熱時の空気の流れを示す断面図である。

【図５】 放熱時の空気の流れを示す断面図である。

【図６】 燃料タンクと燃料電池を示す断面図である。

【図７】 飛行船全体の横断面図である。

【図８】 推進制御ユニットの集中制御を表す投影図で
ある。

【図９】 気球内部にプロジェクタを取り付けた構造を
示す断面図である。

【符号の説明】

１：外側膜 ２：内側膜 ３：仕切り膜 ４：外側膜上部空気弁 ５：内側膜上部空気弁 ６：仕切り膜空気弁 ７：内側膜下部空気弁 ８：外側膜下部空気弁 ９：排気管 １０：居室、貨物室 １１：頂部透過膜 １２：動力ユニット １３：太陽電池 １４：コックピット １５：燃料改質機 １６：燃料電池 １７：空気よりも重い燃料用バック １８：空気よりも軽い燃料用バック １９：カテナリ−ワイヤ− ２０：プロジェクタ ２１：熱線吸収膜 ２２：バラスト水 ２３：スプリンクラ− ２４：集中制御コンピュ−タ ２５：電波

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バルーンを２重以上の膜で構成し、外側
   膜を透明又は半透明膜とし、内側膜を熱線吸収膜とし、
   温室効果によってバルーン内気体を加熱して浮上する熱
   気球。
2. 【請求項２】 内側膜の上部と下部に弁をとりつけ、内
   側膜の内側気体の対流を制御することによって浮力を調
   節する請求項１の熱気球。
3. 【請求項３】 内側膜の頂部近傍を透明または半透明膜
   とし、残部を熱線吸収膜とすることによって内側膜の内
   側気体の対流を促進する請求項１の熱気球。
4. 【請求項４】 膜間空間に居住区や貨物室を配置した請
   求項１の熱気球。
5. 【請求項５】 内側膜の内側空間に水を散布する手段を
   設けた請求項１の熱気球。
6. 【請求項６】 バルーンを２重以上の膜で構成し、膜間
   空間に不活性ガスを高圧に封入し、内側膜の内側空間に
   空気よりも軽い可燃性ガスを低圧に封入した可燃性ガス
   搬送用の気球。
7. 【請求項７】 外側膜の外側の複数箇所に動力ユニット
   を分散配置した請求項１から６のいずれかに記載の推進
   力を持つ気球。
8. 【請求項８】 動力ユニットのそれぞれが、プロペラと
   プロペラ駆動モータとモータ用電源と無線通信装置とコ
   ンピュータを持ち、中央コンピュータが無線によって各
   動力ユニットを制御する請求項７の飛行船。
9. 【請求項９】 動力ユニットの廃熱で浮上用気体を加熱
   する請求項７又は８の飛行船。
10. 【請求項１０】 空気より重い燃料と空気より軽い燃料
    を持ち、前者を消費して浮力を上昇させ、後者を消費し
    て浮力を減じる請求項７から９のいずれかの飛行船。
11. 【請求項１１】 内側膜に太陽電池が蒸着されている請
    求項７から１０のいずれかの飛行船。