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JP4677142B2 - Hot air balloon rising by solar heat - Google Patents
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JP4677142B2 - Hot air balloon rising by solar heat - Google Patents

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Description

【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】
本発明に係る熱気球は、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熱気球であって、内側膜の内側空間に水を散布する手段が設けられてい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。
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。
【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。
【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11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14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
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a balloon and an airship. Here, a balloon that is lighter than air and that floats as a whole is called a balloon, and a balloon that has a propulsive force is called an airship.
[0002]
[Prior art]
In the past, the floating gas used for balloons or airships was hydrogen, but due to the frequent occurrence of explosion accidents, it is now absolutely necessary to use helium as a floating gas. Since helium cannot be produced domestically and is very expensive, it is said that the operator of the airship will go bankrupt if the entire amount is released in an emergency. The only exceptions to the current levitation gas (use other than helium) are hot air balloons and thermal airships that fly by directly heating the air by burning propane gas, etc. Because of the loss, the cruising range is relatively short and limited to leisure and sports.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the present invention proposes a balloon or an airship that can obtain a levitation gas at a lower cost.
[0004]
[Means and Actions for Solving the Problems]
In general, the weight of a balloon or the like (including an airship) is proportional to the surface area, whereas the buoyancy is proportional to the volume. Therefore, by increasing the size of the balloon or the like, a buoyancy exceeding the weight can be easily obtained. As is well known, solar rays have a heat ray component that heats objects, and even if the energy per unit area of this heat ray component is weak, it is known that enormous energy can be obtained when the light receiving area increases. It has been.
The inventor's research has confirmed that when both events and the greenhouse effect are used in combination, a hot air balloon that rises by heating the gas in the balloon by solar heat can be realized. For example, assuming a spherical air balloon with a radius of 64 m, the surface area is 51,000 square meters, the volume is 1.08 million square meters, and the unit weight of multiple membranes is 900 g per square meter. It can be seen that an effective buoyancy exceeding 3 tons (mounting weight excluding the weight of the balloon) can be obtained simply by raising the temperature by 15 ° C on average. On the other hand, the light receiving area of this sphere is 13,000 square meters simply calculated as a circle, and a total of 5.1 GW of heat flows when subjected to direct solar radiation of 0.4 kW per second per square meter. When the thermal conductivity is 0.005 KW per second and the temperature difference between the inside and outside of the balloon is 15 ° C., the total amount of lost heat is 3.8 GW. That is, it can be seen that the temperature difference between the inside and outside of the balloon in thermal equilibrium is 15 ° C. or more, and an effective buoyancy of 3 t or more can be obtained. Incidentally, the outflow due to thermal radiation is suppressed by the balloon membrane, so it is rather smaller than the inflow due to whole sky radiation. Considering this, it is confirmed that a larger temperature difference between the inside and outside of the balloon can be obtained. The above numbers are adopted with a considerable safety factor, and are practical numbers that can be easily realized.
Therefore, if the heat insulation of the balloon is improved and the balloon is enlarged, the air in the balloon can be heated by solar heat more than the temperature difference at which buoyancy exceeding its own weight is obtained. The cheapest air and solar hot air balloons can be obtained.
[0005]
The hot air balloon according to the present invention includes a balloon composed of two or more films, an outer film as a transparent or translucent film, an inner film as a heat ray absorbing film, and hot air that rises by heating the gas in the balloon by the greenhouse effect. It is a sphere and is characterized in that means for spraying water is provided in the inner space of the inner membrane . The hot air balloon can have a propulsive force, and the hot air balloon here is not limited to a balloon having no propulsive force. Air can be used as the gas in the balloon, but is not limited to air, and various gases that become lighter than air when heated, such as water vapor, can be used.
By increasing the size of the hot air balloon, the gas in the balloon can be heated by solar heat to a temperature higher than the temperature in the balloon at which buoyancy exceeding its own weight is obtained, and the hot air balloon is levitated by solar heat.
Since water vapor weighs about 60% of dry air, buoyancy can be further increased by spraying water on the inner space of the heated inner membrane and evaporating it. When buoyancy is insufficient at night when solar heat cannot be obtained, spraying water into the inner space of the inner membrane provides an effect of increasing buoyancy by water vapor more than the effect of decreasing the buoyancy by lowering the temperature.
As the flight altitude increases, the external temperature and pressure decrease, and the air density also decreases.However, the amount of direct solar radiation increases, the heat capacity per volume of gas decreases, and the heat insulation is improved. A difference can be obtained, and the partial pressure of water vapor in the floating air increases as the atmospheric pressure decreases, and a greater effect can be obtained.
[0006]
In the case of the above-mentioned solar hot air balloon, buoyancy can be adjusted by attaching valves to the upper and lower parts of the inner film to control the convection of the gas inside the inner film.
Large buoyancy can be obtained by making the convection active and homogenizing the temperature distribution in the inner space of the inner membrane.
[0007]
In the case of a solar hot air balloon, it is preferable to promote the convection of the gas inside the inner film by using a transparent or semi-transparent film near the top of the inner film and a heat-absorbing film as the remainder.
In this case, sunlight irradiated from the upper part of the balloon enters the inner space of the inner film from the transparent or semi-transparent film near the top, and heats the heat ray absorbing film from the inner side. As a result, the lower part of the inner space of the inner membrane is selectively heated, the inner gas of the inner membrane is actively convected, the temperature distribution in the inner space of the inner membrane is homogenized, and a large buoyancy is realized.
[0008]
In the case of a solar hot air balloon having a multilayer film, it is preferable to arrange a residential area or a cargo compartment in the intermembrane space.
In the case of a normal balloon or airship, suspend a gondola to secure a residential area and cargo compartment. In this case, stress concentration tends to occur around the gondola, which prevents the gondola from becoming larger. If a residential area and a cargo compartment are arranged in the intermembrane space, a large residential area and a cargo room can be secured while avoiding excessive stress concentration.
[0010]
Hot air balloons with balloons composed of two or more membranes are used for transporting flammable gases, in which an inert gas is sealed at a high pressure in the intermembrane space, and a flammable gas that is lighter than air is sealed in the inner space of the inner membrane. Can be used as a balloon.
Nitrogen, argon, helium, etc. are suitable for the inert gas sealed in the intermembrane space. The inner space of the inner membrane can be filled with a combustible gas that is lighter than natural gas, air such as methane or hydrogen. Thus, for example, it is possible to operate as a solar hot air balloon from Japan to the place where natural gas is produced, and as an air tanker packed with natural gas from the place where the natural gas is produced to Japan.
If an inert gas is filled on the outside at a high pressure, it can be safely navigated without leaking into the combustible gas atmosphere.
[0011]
When the airframe is large, the power unit that gives the balloons exercise capacity also becomes large. When a large power unit is attached to the balloon, excessive stress concentration occurs. This hinders the upsizing of soft airships.
Therefore, when the power unit is attached to the balloon so as to obtain a propulsive force, it is preferable to disperse and arrange the power unit at a plurality of locations outside the outer membrane. Necessary driving force can be obtained while avoiding excessive stress concentration.
[0012]
Each of the power units preferably includes a propeller, a propeller drive motor, a motor power supply, a wireless communication device, and a computer, and the central computer controls each power unit wirelessly.
In this case, there is no need to stretch a power cable and a signal cable over the hull, and the hull can be reduced in weight.
[0013]
It is highly desirable to heat the levitation gas with the waste heat of the power unit.
[0014]
Since conventional airships use fuel (mainly gasoline) heavier than air, if you fly for a long time and consume the fuel, it becomes too light as a whole. Therefore, in order to reduce buoyancy during landing, in the worst case, valuable helium had to be used. The same problem occurred when solar heat was applied to the fuselage and helium expanded, which caused the airship to become difficult to operate.
Therefore, it is preferable to have fuel heavier than air and lighter than air, consume the former to increase buoyancy, and consume the latter to reduce buoyancy.
For example, a fuel cell generates electric power using fuel heavier than air (for example, gasoline) and fuel lighter than air (for example, methane) as fuel. Therefore, when buoyancy is insufficient, electric power is obtained from gasoline, and when buoyancy is too large, electric power is obtained from methane.
Alternatively, buoyancy can be adjusted by properly using propane heavier than air and methane lighter than air. Propane fuel can be used to achieve the same effect as throwing away ballast. If you want to descend gradually, use methane as fuel to reduce buoyancy.
[0015]
A solar battery is suitable for a motor power source for obtaining a propulsive force. In this case, a solar cell is preferably deposited on the inner film.
When the solar cell is deposited on the outer surface of the inner membrane or the inner membrane is formed using the battery membrane on which the solar cell is deposited, the load is greatly reduced. The conversion efficiency of a solar cell is limited to several tens of percent, and then changes to heat, so that the solar cell can be effectively used as a heat source by attaching the solar cell to the inner film. Moreover, it becomes possible to protect a solar cell with an outer film.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
It is common to use a huge hull as an advertising medium, but as shown in FIG. 9, a rear projector 20 is installed inside the balloon, and images are provided in all directions of the hull membrane surface. It can be the centerpiece.
[0017]
Saturated water vapor is sealed in a spheroid-shaped balloon having a membrane configuration of the present invention having a length of about 280 m and a maximum diameter of about 70 m, and the inner space and the intermembrane space of the inner membrane are set to about 1/14 atm. If the temperature difference is kept at 80 degrees or more and floats in the stratosphere where the temperature is minus 60 degrees, an effective buoyancy of about 20 tons can be obtained even if the unit membrane weight is 400 grams. it can. (Stratospheric platform).
[0018]
A method of floating with water vapor can be used in combination with helium. When water vapor is used in combination, even if the altitude of the helium balloon is lowered, water and energy can be procured from the outside air, clouds and the sun. When realizing a stratospheric platform on a helium airship, there are concerns that the helium may be lost due to the effect of temperature changes when operating for a long period of time, but the technology to ensure buoyancy with water vapor. When used together, the effective floating period of the balloon can be greatly extended.
[0019]
If saturated water vapor close to 100 degrees is encapsulated in a spheroid-shaped balloon with a maximum diameter of 7 m and a water vapor as a levitation gas, a buoyancy of over 200 kilograms can be obtained. It is possible to surface. The balloon gains altitude and rapidly loses the internal pressure as the temperature drops. Therefore, it becomes possible to form a wing shape with the remaining internal pressure and wind pressure, and to glide and descend like a ball glider. This is possible even with a single-layer film if a certain degree of heat insulation can be secured.
[0020]
Prepare for the night by storing or storing excess heat and electricity during the daytime. Hydrogen can also be obtained by electrolyzing the water on the balloon. The obtained hydrogen is compressed or occluded so that buoyancy is not affected. At night, the levitation gas is heated using heat storage or stored energy to prevent altitude degradation. Alternatively, the altitude is raised by releasing high-pressure hydrogen obtained by electrolysis in the daytime into the balloon.
[0021]
A normal helium airship also has an air chamber for ballast adjustment called a baronet at the bottom, and if it is enlarged, it is possible to provide a living space here.
Distributing loads such as thrusters is an effective technology for helium-type soft airships as they become larger.
[0022]
The present invention can be embodied in the following various balloons in addition to the balloons described in the claims.
(Form 1) A multi-membrane balloon in which a residential area and a cargo compartment are arranged in the inter-membrane space. The multi-layer balloon may be a balloon that floats by solar heat, or may be a balloon that floats because the specific gravity of the gas in the balloon is originally lighter than air. By arranging a residential area and a cargo compartment in the intermembrane space, it is possible to increase the size of the residential area, the cargo compartment and the balloon.
(Form 2) A balloon having a propulsive force in which power units are distributedly arranged at a plurality of locations outside the balloon. This balloon is not limited to a multilayer balloon, and may be a single-film balloon. Moreover, the balloon which floats with solar heat may be sufficient, and the balloon which floats because the specific gravity of the gas in a balloon is originally lighter than air may be sufficient. By distributing the power units in a distributed manner, it is possible to increase the size of a soft balloon having a propulsive force.
(Mode 3) When a plurality of power units are arranged in a distributed manner, it is preferable that each power unit has a wireless communication device and a computer, and the central computer controls each power unit wirelessly. This balloon is not limited to a multi-layer balloon, and may be a single-film balloon. Moreover, the balloon which floats with solar heat may be sufficient, and the balloon which floats because the specific gravity of the gas in a balloon is originally lighter than air may be sufficient. Since a plurality of power units dispersedly arranged are controlled by radio, complicated wiring is not required, and the size of the balloon can be increased.
(Form 4) A balloon that heats the levitation gas using the waste heat of the power unit. This balloon is not limited to a multi-layer balloon, and may be a single-film balloon. Moreover, the balloon which floats with solar heat may be sufficient, and the balloon which floats because the specific gravity of the gas in a balloon is originally lighter than air may be sufficient. There is still no balloon that assists buoyancy by heating the levitation gas with the waste heat of the power unit.
(Form 5) An airship that has fuel heavier than air and lighter than air, consumes the former to increase buoyancy, and consumes the latter to reduce buoyancy. This balloon is not limited to the multi-film airship, but may be a single-film airship. Moreover, the airship which floats with solar heat may be sufficient, and the airship which floats because the specific gravity of the gas in a balloon is originally lighter than air may be sufficient. There is still no airship that adjusts buoyancy by using fuel heavier than air and lighter than air.
(Embodiment 6) A hot-air balloon in which a balloon is composed of two or more membranes, an outer membrane is a transparent or semi-transparent membrane, an inner membrane is a heat-absorbing membrane, and the water vapor in the balloon is heated by the greenhouse effect.
(Embodiment 7) When floating air containing water vapor as a main component is encapsulated and floated, and the water vapor liquefies and loses buoyancy after acquiring altitude, the balloon itself is paraglidered by the remaining internal pressure, wind pressure and index force. Balloon that glides and descends as a wing shape.
This balloon is not limited to a multi-layer airship, and may be a single film balloon or may not use solar heat. When a floating gas containing water vapor as a main component is encapsulated and floated, and the buoyancy is lost, there is still a balloon that slides down as a paraglider-like wing shape with the remaining internal pressure, wind pressure, and index force. do not do.
(Embodiment 8) A balloon in which a projector is installed inside the balloon and the film surface is used as a projection surface.
This balloon is not limited to a multi-layer balloon but may be a single-film balloon. Moreover, the balloon which floats by solar heat may be sufficient, and the balloon which floats because the specific gravity of the gas in a balloon is originally lighter than air may be sufficient. There is still no balloon that has a projector inside the balloon and uses the film surface as a projection surface.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows an example of an embodiment embodying the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an outer film, which is formed of a transparent or translucent film. Reference numeral 2 denotes an inner film, which is formed of a heat ray absorbing film. Reference numeral 3 denotes a partition film that partitions the intermembrane space formed by the outer film 1 and the inner film 2 into a plurality of sections, and has a function of maintaining a space between the outer film 1 and the inner film 2. In addition, the partition membrane has a function of suppressing convection and sharing a tensile stress against the internal pressure. 4 is an air valve provided on the upper side of the outer membrane 1, 5 is an air valve provided on the upper side of the inner membrane 2, 6 is an air valve provided on the partition membrane 3, and 7 is an air valve provided on the lower side of the inner membrane 2. A valve 8 is an air valve provided in the lower part of the outer membrane 1. Reference numeral 11 denotes a permeable membrane provided in the vicinity of the top portion of the inner membrane 2, and the inner membrane 2 is formed of a transparent or semi-transparent film in the vicinity of the top portion and is formed of a heat ray absorbing film in the remaining portion. Reference numeral 10 denotes a living room or a cargo room, which is formed in an intermembrane space formed by the outer membrane 1 and the inner membrane 2, and is maintained at the same atmospheric pressure and temperature as the ground.
Reference numeral 9 in the figure denotes an exhaust pipe. When the air inside the inner membrane 2 is warmed by solar rays and thermally expands, the lower cold air is discharged out of the balloon through the exhaust tub 9.
The embodiment of the solar hot air balloon shown in FIG. 2 is a scale of 1 / 100,000 of the earth, has a radius of 64 m, and when exposed to sunlight, the internal temperature of the balloon rises by 15 ° C. or more from the external temperature, Surface.
[0024]
Sunlight irradiates the inner film 2 formed of a heat-absorbing film to heat the inner film 2 and warm the air inside and outside. In order to efficiently heat the entire air in the balloon, the upper air valve 5 of the inner membrane 2, the air valve 6 provided in the partition membrane 3, and the lower air valve 7 of the inner membrane 2 are opened. Then, convection as shown in FIG. 4 occurs, and the temperature distribution in the inner space of the inner membrane 2 is homogenized. When it is desired to lower the temperature and altitude, as shown in FIG. 5, the upper air valve 4 of the outer membrane is opened to release hot air to the outside and low temperature outside air is taken in from the lower air valve 8 of the outer membrane. If you want to quickly lower the temperature and altitude, open all the air valves 4, 5, 6, 7 and 8 as shown in Fig. 5, and let the hot air escape to the outside of the balloon and let the cold outside air into the balloon. take in.
[0025]
If the vicinity of the top part of the inner film 2 is formed of the transparent or semi-transparent film 11 and the remaining part is formed of the heat ray absorbing film 21 (see FIG. 6), the sunlight rays incident on the transparent or semi-transparent film near the top part are inside. It enters the inner space of the film 2 and irradiates the heat ray absorbing film 21 at the lower part of the shadow side, so that the lower side of the inner space of the inner film 2 is efficiently warmed. As a result, active convection occurs in the inner space of the inner membrane 2, and the temperature distribution in the inner space of the inner membrane 2 is homogenized.
At night, altitude is maintained by closing all air valves, suppressing convection and increasing airtightness.
[0026]
When it is desired to obtain a large buoyancy at night or the like, as shown in FIG. 7, water 22 (a normal airship carries water for ballast) from the sprinkler 23 or the like into the inner space of the inner membrane 2. Scatter. The sprayed water is vaporized by being exposed to heated air to become water vapor. Since water vapor weighs about 60% of dry air, buoyancy can be further increased.
When the above operations are performed during the day, large buoyancy can be obtained, and the solar heat can be sublimated to temporarily lower the temperature to prevent heat from flowing out, and to minimize the temperature drop at night. (Latent heat is released when water vapor solidifies at night).
[0027]
In the case of this hot air balloon, since air exists in the intermembrane space, a living section and a cargo space can be secured below the intermembrane space. Placing the floor only on the part where a hard floor is required, such as a passage, and then forming the floor and walls with a soft membrane will greatly contribute to the overall weight reduction. Further, by reducing the number of gondola parts, the stress concentration on the film surface around the gondola can be eliminated, and the structure can be reduced in weight accordingly. Also, the elimination of protrusions reduces air resistance and helps improve the overall performance of the airship.
Above all, the panorama on the ground that spreads through the transparent floor gives the passengers a feeling of floating in the air and can draw out the charm of an airship that is completely different from an airplane. Maneuvering uses the image from the TV camera as much as possible, but if direct forward view is unavoidable, a minimal canopy 14 (see Fig. 7) is projected to the front of the hull like a bomb seat. .
An airship using this technology has a large capacity and a flexible structure compared to the helium type, but a conventional flexible structure airship requires a centralized arrangement of cabins and drive units in a rigid gondola part. Stress concentration has occurred around the periphery and around the catenary wire, and it has been difficult to increase the size to some extent. In the present invention, since the hard and heavy gondola is eliminated, the size can be increased as necessary.
[0028]
When all the air valves of the solar hot air balloon of this embodiment are closed, a balloon having a complete multilayer structure can be obtained. In this case, the outer intermembrane space is filled with an inert gas such as nitrogen, argon or helium at a slightly higher pressure, and the inner space of the inner membrane is filled with a flammable gas such as natural gas, methane or hydrogen that is lighter than air. Can be filled. In this case, the high-pressure inert gas can prevent the combustible gas from leaking into the atmosphere, and it is possible to navigate safely. When used in this way, buoyancy is not obtained from solar heat, but a balloon that floats with buoyancy caused by lighter gas than the air filled in the inner space of the inner membrane.
This balloon can be operated as a solar airship from Japan to the source of natural gas, and as an air tanker filled with natural gas from the source of natural gas to Japan.
[0029]
This balloon is large, with a total length of 200 meters or more, and can be an airship that is equipped with a power unit for obtaining a propulsive force and sails by itself. It is difficult to fix a large power unit to a soft balloon. Therefore, in this embodiment, the small power units shown in FIG. 8 are dispersedly arranged at a plurality of locations outside the outer membrane 1.
In FIG. 8, reference numeral 12 denotes a small power unit, which includes a tilt propeller, a motor for driving the tilt propeller, a 2-axis control servo motor, a motor power supply (solar battery) 13, a wireless communication device, and a computer. The operation is controlled by the radio 25 transmitted from the central computer 24. The airship has a rudder and an elevator in addition to the power unit 12, and these are also controlled by the radio 25 from the central computer 24.
As shown in FIGS. 1, 3, and 6, the power unit 12 is dispersedly arranged at a plurality of locations outside the outer membrane 1. Since the power unit 12 weighs about several tens of kilometres, as shown in FIG. 8, it penetrates the outer membrane 1 while maintaining airtightness, and is fixed to both the outer membrane 1 and the inner membrane 2 to generate thrust. In addition to effectively transmitting to the hull, it also contributes to reinforcing the double membrane of the outer membrane 1 and the inner membrane 2. The solar cell 13 reduces the load by being deposited on the outer surface of the inner film 2. Or you may form the inner film | membrane 2 using the battery film | membrane which vapor-deposited the solar cell. Since the conversion efficiency of the solar cell is changed to heat when it is a limit of several tens of percent, the solar cell 13 can be effectively used as a heat source by directly attaching the solar cell 13 to the inner film 2, and the outer side. The solar cell 13 can be protected by the film 1.
[0030]
A fuel cell can be used as a combination with a solar cell or as an alternative to a solar cell. Fuel cells and reformers are currently being made lighter and more efficient in order to be mounted on passenger cars, but it is inefficient to attach them individually to each power unit 12, so a membrane near the center of gravity in the center of the hull Reinforce and attach these. In this case, as shown in FIGS. 6 and 7, on the upper part of the fuel reformer 15 and the fuel cell 16, a storage bag 17 for fuel propane (back for fuel heavier than air) 17 formed of a membrane, and a membrane The storage bag (fuel bag lighter than air) 18 for methane for fuel formed in (1) is installed.
Since conventional airships use fuel heavier than air (mainly gasoline), they must be lighter than air when flying for a long period of time, hindering mooring and consuming valuable helium. It was.
In the case of the airships of FIGS. 6 and 7, if buoyancy is desired, the same effect can be obtained by throwing ballast by using propane as fuel. If you want to descend gradually, you can reduce buoyancy by using methane as fuel. The same effect can be obtained by using liquid fuel such as gasoline instead of propane.
The waste heat of the reformer 15 and the fuel cell 16 is effectively used for heating the floating gas. If the amount of heat is inevitably insufficient, propane or the like is burned with a burner in the same manner as a normal hot air balloon, and the buoyancy is increased. Can also be maintained. In the figure, 14 is a cockpit.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional projection view showing a mechanism of an airship.
FIG. 2 is a side view of a balloon type.
FIG. 3 is a side view of an airship type.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the flow of air during heating.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the air flow during heat dissipation.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a fuel tank and a fuel cell.
FIG. 7 is a cross-sectional view of the entire airship.
FIG. 8 is a projection view showing centralized control of the propulsion control unit.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a structure in which a projector is mounted inside a balloon.
[Explanation of symbols]
1: Outer membrane 2: Inner membrane 3: Partition membrane 4: Outer membrane upper air valve 5: Inner membrane upper air valve 6: Partition membrane air valve 7: Inner membrane lower air valve 8: Outer membrane lower air valve 9: Exhaust pipe 10: living room, cargo compartment 11: top permeable membrane 12: power unit 13: solar cell 14: cockpit 15: fuel reformer 16: fuel cell 17: fuel bag heavier than air 18: fuel bag lighter than air 19: Catenary wire
20: Projector 21: Heat ray absorbing film 22: Ballast water 23: Sprinkler
24: Centralized control computer 25: Radio wave

Claims (9)

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であって、内側膜の内側空間に水を散布する手段を設けた熱気球。  The balloon is composed of two or more membranes, the outer membrane is a transparent or semi-transparent membrane, the inner membrane is a heat-absorbing membrane, and a hot air balloon that rises by heating the gas in the balloon by the greenhouse effect, A hot air balloon with a means of spraying water into the inner space. 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に記載の熱気球。The hot air balloon according to claim 1 , wherein a buoyancy is adjusted by attaching a valve to an upper part and a lower part of the inner membrane and controlling convection of the inner gas in the inner membrane. 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に記載の熱気球。The hot air balloon according to claim 1 , wherein convection of the inner gas of the inner film is promoted by using a transparent or translucent film near the top of the inner film and a heat-absorbing film as the remainder. 膜間空間に居住区や貨物室を配置した請求項1に記載の熱気球。The hot air balloon according to claim 1 , wherein a residential area and a cargo compartment are arranged in the intermembrane space. 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4のいずれか一項に記載の熱気球。The hot air balloon according to any one of claims 1 to 4, wherein the power units are dispersedly arranged at a plurality of locations outside the outer membrane. 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5に記載の熱気球。The hot air balloon according to claim 5 , wherein each of the power units has a propeller, a propeller drive motor, a motor power supply, a wireless communication device, and a computer, and the central computer controls each power unit wirelessly. 動力ユニットの廃熱で浮上用気体を加熱する請求項5又は6に記載の熱気球。Hot air balloon of claim 5 or 6 for heating the levitation gas in the waste heat of the power unit. 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5から7のいずれか一項に記載の熱気球。The hot air balloon according to any one of claims 5 to 7, which has fuel heavier than air and lighter than air, consumes the former to increase buoyancy, and consumes the latter to reduce buoyancy. 内側膜に太陽電池が蒸着されている請求項5から8のいずれか一項に記載の熱気球。The hot air balloon according to any one of claims 5 to 8, wherein a solar cell is deposited on the inner film.
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