(57)【要約】【課題】  燃料油およびボイラーを使用しないクリーンで操作性に優れた飛行を可能とする。【解決手段】水蒸気Ｈ2Ｏが内部に保持されたエンベロープ２と、エンベロープ２に下方にライン３を介して吊設されたゴンドラ４と、ゴンドラ４内に設けられた水蒸気発生装置５と、前記エンベロープ２内で凝結した水を水蒸気発生装置５の注水口６へ流下させる導水パイプ７と、水蒸気発生装置５で発生した水蒸気Ｈ2Ｏをエンベロープ２内に送入するためのチャージパイプ８を有し、水蒸気発生装置５は、加熱板１２とＩＨコイル１３とによる誘導加熱によって水を加熱して水蒸気Ｈ2Ｏを発生させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
浮揚ガスとして水蒸気が封入されるエンベロープと、エンベロープの下方に取り付けられたゴンドラを有する飛行体であって、前記ゴンドラには水蒸気発生装置が設けられ、水蒸気発生装置は、水を溜める貯水槽と、貯水槽内に浸漬された一または複数の加熱板と、貯水槽の周囲に配置されたＩＨコイルと、ＩＨコイルに通電する電源とを有し、前記ＩＨコイルと前記加熱板とによる誘導加熱によって発生させた水蒸気を前記エンベロープに供給するようになされている、飛行体。
【請求項２】
エンベロープ内面から流れ落ちる水を水蒸気発生装置の貯水槽に流下させる導水パイプと、水蒸気発生装置で発生した水蒸気をエンベロープに供給するチャージパイプを有する請求項１記載の飛行体。
【請求項３】
水蒸気発生装置の貯水槽上部に水蒸気貯留部が設けられ、水蒸気貯留部に水蒸気を過熱する電熱ヒータが設けられている、請求項１または請求項２記載の飛行体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浮揚ガスとして水蒸気を用いるバルーン、飛行船等の飛行体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、バルーン等の飛行体の浮揚ガスとしては、浮上力が高く、且つランニングコストが低い水素ガスが用いられていたが、安全面でのリスクが高いため、浮上力が高く且つ安全性の高いヘリウムガスが使用されるようになったが、該ヘリウムガスは水素ガスに比べてランニングコストが非常に高いため、広範な使用には適していなかった。
【０００３】
そこで、前述した水素ガスやヘリウムガスに代わる浮揚ガスとして熱空気が用いられるようになり、バルーンを構成するエンベロープ内の熱空気と外気との温度差に起因する密度の違いにより浮力を得て飛行する熱気球や熱飛行船が利用されるようになった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２０６２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、浮揚ガスとしての熱空気は、基本的に浮上力が弱く、熱源となるバーナの火力を強くするために、その燃料となるＬＰＧ等を多く使用する必要があり、そのため、長時間の飛行にあたっては、多量のＬＰＧを飛行体に搭載しなければならないという不都合があった。
【０００６】
以上述べてきた種々のガスにおける不都合に鑑みて近年では浮揚ガスとして水蒸気が使用される場合ある。
【０００７】
浮揚ガスとしての水蒸気は、前述した熱空気に比べて浮上力がある上、エンベロープ内外の圧力差や浮上力制御の面で有利であるといった利点がある。
【０００８】
浮揚ガスとして水蒸気を用いた飛行体としては、エンベロープの下方に左右一対のラインを介してバスケット等を吊設し、該バスケット等内に貯水槽と燃料油が充填されるタンクと前記燃料油を燃焼させるボイラーを備えた水蒸気発生装置を搭載したバルーンや飛行船が知られている。そして、このようなバルーンや飛行船によれば、それらの飛行中においても継続的に水蒸気がエンベロープ内に供給されて、安定した連続飛行が可能となる。
【０００９】
しかしながら、前記ボイラーを具備する水蒸気発生装置は重量的に重く、また長時間の飛行を行うためには、水蒸気発生のための熱源となる前記燃料油をバスケット等に多量に搭載する必要があるため、当該バルーンや飛行船の総重力が増加し、そのため当該バルーンや飛行船の操作性が低下する上、燃料油をボイラーで燃焼させることによるＣＯ２発生の問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、前述した燃料油およびボイラーを使用しないクリーンで操作性に優れた飛行を可能とする水蒸気発生装置を搭載した飛行体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１記載の本発明は、浮揚ガスとして水蒸気が封入されるエンベロープと、エンベロープの下方に取り付けられたゴンドラを有する飛行体であって、前記ゴンドラには水蒸気発生装置が設けられ、水蒸気発生装置は、水を溜める貯水槽と、貯水槽内に浸漬された一または複数の加熱板と、貯水槽の周囲に配置されたＩＨコイルと、ＩＨコイルに通電する電源とを有し、前記ＩＨコイルと前記加熱板とによる誘導加熱によって発生させた水蒸気を前記エンベロープに供給するようになされているものである。
【００１２】
請求項２記載の本発明は、前記請求項１記載の飛行体について、エンベロープ内面から流れ落ちる水を水蒸気発生装置の貯水槽に流下させる導水パイプと、水蒸気発生装置で発生した水蒸気をエンベロープに供給するチャージパイプを有することを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の本発明は、前記請求項１または請求項２記載の飛行体について、水蒸気発生装置の貯水槽上部に水蒸気貯留部が設けられ、水蒸気貯留部に水蒸気を過熱する電熱ヒータが設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の飛行体は、浮揚ガスとして水蒸気が封入されるエンベロープと、エンベロープの下方に取り付けられたゴンドラを有する飛行体であって、前記ゴンドラには水蒸気発生装置が設けられ、水蒸気発生装置は、水を溜める貯水槽と、貯水槽内に浸漬された一または複数の加熱板と、貯水槽の周囲に配置されたＩＨコイルと、ＩＨコイルに通電する電源とを有し、前記水蒸気発生装置で発生した水蒸気を前記エンベロープに供給するようになされているため、燃料油と該燃料油を燃焼させるボイラーを備えた従来の水蒸気発生装置を搭載した飛行体に比べて、その軽量化とＣＯ２を排出しないことによるクリーンな飛行が可能となり、またメンテナンスも容易に行えると共に、飛行可能時間の長期化が可能となる。
【００１５】
更に、前述した通り、電力による水蒸気発生に起因してエンベロープ内の圧力制御等が容易に行え、総合的な飛行性能の向上が図られ、またライニングコストの低下も可能となる。
【００１６】
この他、エンベロープ内面から流れ落ちる水を水蒸気発生装置の貯水槽に流下させる導水パイプと、水蒸気発生装置で発生した水蒸気をエンベロープに供給するチャージパイプを有する本願の請求項２記載の飛行体によれば、エンベロープからの水の流下と水蒸気発生装置からの水蒸気供給がスムーズに行なわれるため、前述した種々の効果が更に高められる。
【００１７】
請求項３記載の本発明では、前記請求項１または請求項２記載の飛行体について、水蒸気発生装置の貯水槽上部に水蒸気貯留部が設けられ、水蒸気貯留部に水蒸気を過熱する電熱ヒータが設けられているため、飽和水蒸気から過熱水蒸気への温度上昇に起因する更なる飛行性能の向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るバルーンの正面図である。
【図２】同バルーンにおける水蒸気発生装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、本発明の実施形態を図面にしたがって説明するが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。
【００２０】
図１および図２に示すように、飛行体としてのバルーン１は、浮揚ガスとして水蒸気（Ｈ2Ｏ）が内部に保持されたエンベロープ２と、エンベロープ２の下方にライン３を介して吊設されたゴンドラ４と、ゴンドラ４内に設けられた後述する水蒸気発生装置５と、前記エンベロープ２内で凝結した水を水蒸気発生装置５の注水口６へ流下させる導水パイプ７と、水蒸気発生装置５で発生した水蒸気をエンベロープ２内に送入するチャージパイプ８を有する。
【００２１】
水蒸気発生装置５は、水を溜める貯水槽９と、貯水槽９の中央に立設され、前記導水パイプ７と連通する注水塔１１と、注水塔１１の周囲に配設された加熱板１２と、貯水槽９の周囲に配置されたＩＨコイル１３と、貯水槽９の上部に形成された水蒸気貯留部１４と、水蒸気貯留部１４の上部に開設された水蒸気流出口１５と、水蒸気流出口１５に配設された電熱ヒータ１６を有する。
【００２２】
また、前記注水塔１１の下部には凝結水の吐出口１１ａが形成されており、前記水蒸気流出口１５は前記チャージパイプ８と連通している。
【００２３】
更に、前記ＩＨコイル１３の外側には外装体１７が形成され、外装体１７と前記貯水槽９との間には断熱材２１が充填されている。また、ＩＨコイル１３および電熱ヒータ１６への通電は電源としてのバッテリー（図示せず）によって行われる。
【００２４】
次に、本実施形態に係るバルーン１の飛行要領について説明すると、エンベロープ２内に水蒸気（Ｈ2Ｏ）が所定圧を保って封入されることで当該バルーン１が浮上して飛行することとなり、そして、前記エンベロープ２内で水蒸気が凝結してできた水Ｗはエンベロープ２の内面を伝って流れ落ち、エンベロープ２の下端部に取り付けられている前記導水パイプ７内に流入し、更に該導水パイプ７から水蒸気発生装置５の注水口６を経由して水蒸気発生装置５の注水塔１１内を流下し、その下部の吐出口１１ａから前記凝結水が貯水槽９内へ流入する。
【００２５】
また、前述した水系における凝結水の流れを強制的に行うために、制御バルブや循環ポンプ等を適宜配置することができる。
【００２６】
そして、水蒸気発生装置５の貯水槽９内に溜められた水は、貯水槽９の周囲に配置されたＩＨコイル１３と貯水槽９内に浸漬された加熱板１２とによって、誘導加熱により飽和状態の水蒸気（Ｈ2Ｏ）が発生し、これが前記水蒸気貯留部１４に滞留する。また、ここで前記電熱ヒータ１６に通電することで、水蒸気（Ｈ2Ｏ）は所望の温度まで過熱され得る。そして、所定温度に調整された水蒸気（Ｈ2Ｏ）は前記チャージパイプ８を介してエンベロープ２内へ供給される。この際、エンベロープ２内では、その中央部分を前記水蒸気（Ｈ2Ｏ）が上昇することで循環流が発生する。
【００２７】
なお、エンベロープ２の上部外面には必要に応じてソーラパネルＳＰが貼着され、その電力が前記バッテリーに供給されるようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明によれば、従来のようなボイラーおよび化石燃料を使用せずに、クリーンな飛行が長時間可能であるため、この種飛行船の分野で幅広い利用が期待できる。
【符号の説明】
【００２９】
１  バルーン
２  エンベロープ
３  ライン
４  ゴンドラ
５  水蒸気発生装置
７  導水パイプ
８  チャージパイプ
９  貯水槽
１２  加熱板
１３  ＩＨコイル
１４  水蒸気貯留部
１６  電熱ヒータ
【図１】
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【図２】
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