(57)【要約】本発明は、飛行気球（１００）とタワー（２００）とからなるアセンブリに関するものである。この気球は、タワー内に係留されておりタワー内で移動可能である。係留気球は、取り入れられた風の影響を受けずにまたタワーによる保持力により平衡された風の影響を受けずにタワーを上昇および下降できる。またこの係留気球は、大型で取り扱いにくい安定化装置を設けずとも、気象条件とは無関係に上昇できる。このような係留気球は、広告サインおよび／またはアトラクションとしても使用できる。【選択図】図１
2008532839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上昇する気球（１００）と、タワー（２００）と、ケーブルの駆動装置とからなる係留気球アセンブリであって、前記気球は前記タワー内に係留されているとともに前記タワー内で移動可能であり、前記気球は前記ケーブルの駆動装置により前記タワー内で上昇することを特徴とする係留気球アセンブリ。
【請求項２】
前記タワーは、金属構造であって、少なくとも３つの垂直柱（２５０）を有していることを特徴とする請求項１に記載の係留気球アセンブリ。
【請求項３】
前記タワーは、円形のベースを備えた円筒形状であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の係留気球アセンブリ。
【請求項４】
前記タワーは、多角形のベースを備えた円筒形状であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の係留気球アセンブリ。
【請求項５】
前記タワーの外周は閉鎖されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の係留気球アセンブリ。
【請求項６】
前記タワーの上部は閉鎖されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の係留気球アセンブリ。
【請求項７】
前記タワーは、壁を構成する透明パネルを備えていることを特徴とする請求項５に記載の係留気球アセンブリ。
【請求項８】
前記気球は、球状であることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の係留気球アセンブリ。
【請求項９】
前記気球は、ほぼ楕円球状であることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の係留気球アセンブリ。
【請求項１０】
前記気球の高さとその幅の比率は、１．２〜４の間であることを特徴とする請求項９に記載の係留気球アセンブリ。
【請求項１１】
前記気球の赤道における直径は、８〜１８ｍであることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の係留気球アセンブリ。
【請求項１２】
前記気球の南極における超過圧力は、５０Ｐａ以下であることを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の係留気球アセンブリ。
【請求項１３】
前記タワーの高さは、３０〜８０ｍであることを特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれか１項に記載の係留気球アセンブリ。
【請求項１４】
前記タワーの内径は、前記気球の赤道における直径とほぼ同じであることを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の係留気球アセンブリ。
【請求項１５】
前記気球の赤道には、補強材が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項１４のいずれか１項に記載の係留気球アセンブリ。
【請求項１６】
前記気球の赤道には、ローラ要素が配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項１５のいずれか１項に記載の係留気球アセンブリ。
【請求項１７】
前記タワーには、その内部壁にローラ要素が設けられることを特徴とする請求項７〜請求項１６のいずれか１項に記載の係留気球アセンブリ。
【請求項１８】
前記ローラ要素は、多角形タワーの各コーナーに配置されることを特徴とする請求項４又は請求項１７に記載の係留気球アセンブリ。
【請求項１９】
前記ローラ要素の回転軸は、水平線に対して０度〜３０度の方向に延長していることを特徴とする請求項１７又は請求項１８に記載の係留気球アセンブリ。
【請求項２０】
少なくとも三つのキャリッジ（１５０）が前記気球（１００）に一体化しており、このキャリッジは、前記タワー（２００）の少なくとも三本の垂直柱（２５０）のガイドレール内に収容される前記駆動ケーブル（４００）へ取付可能であることを特徴とする請求項２〜請求項１５のいずれか１項に記載の係留気球アセンブリ。
【請求項２１】
前記気球には、前記キャリッジ（１５０）が固定される駆動輪（１４０）が設けられることを特徴とする請求項２０に記載の係留気球アセンブリ。
【請求項２２】
前記駆動輪（１４０）は、ほぼ前記気球の赤道に、または回帰線の一つの近傍に配置されることを特徴とする請求項２１に記載の係留気球アセンブリ。
【請求項２３】
前記駆動輪（１４０）は、前記キャリッジ（１５０）が固定される外側輪（１４１）と、気球に固定される内側輪（１４２）とを有しており、これら外側輪および内側輪は、相互に移動可能であることを特徴とする請求項２１又は請求項２２に記載の係留気球アセンブリ。
【請求項２４】
前記駆動ケーブルのそれぞれと結合したモータを設け、前記駆動ケーブルの一方向または他方向への移動を制御することを特徴とする請求項２０〜請求項２３のいずれか１項に記載の係留気球アセンブリ。
【請求項２５】
前記駆動ケーブルの前記モータを同期可能な制御ユニットを設けたことを特徴とする請求項２４に記載の係留気球アセンブリ。
【請求項２６】
前記駆動輪（１４０）の前記キャリッジ（１５０）は、駆動ケーブル（４００）の故障時に前記ガイドレールと前記駆動輪（１４０）との間で引っ掛かることが可能な停止機構を有していることを特徴とする請求項２１〜請求項２５のいずれか１項に記載の係留気球アセンブリ。
【請求項２７】
前記駆動輪（１４０）は、前記外側輪と前記内側輪とを連結する少なくとも一つの電気コレクタ（１４５）を有しており、前記気球の少なくとも一つのキャリッジは、前記タワーの前記垂直柱の一つを貫通する電力供給ケーブルを担持可能であることを特徴とする請求項２１〜請求項２６のいずれか１項に記載の係留気球アセンブリ。
【請求項２８】
前記気球の内部に照明装置を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項２７のいずれか１項に記載の係留気球アセンブリ。
【請求項２９】
少なくとも一つのシートを前記気球に取り付けたことを特徴とする請求項１〜請求項２８のいずれか１項に記載の係留気球アセンブリ。
【請求項３０】
前記気球の地上帰還手段を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項２９のいずれか１項に記載の係留気球アセンブリ。
【請求項３１】
気体で膨張した前記気球を引き寄せる手段を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３０のいずれか１項に記載の係留気球アセンブリ。
【請求項３２】
外周が閉鎖したタワー内における係留気球の上昇方法において、気球の地上帰還手段を解くステップと、気球がタワーの高さの２／３以上を移動した場合に制動手段を起動するステップとからなることを特徴とする係留気球の上昇方法。
【請求項３３】
気球の地上帰還手段を自由に繰り出すことを特徴とする請求項３２に記載の係留気球の上昇方法。
【請求項３４】
タワーの閉鎖上部で気球が停止に至ることにより気球の上昇が停止することを特徴とする請求項３２又は請求項３３に記載の係留気球の上昇方法。
【請求項３５】
ガイドレールおよび駆動ケーブルを備えた少なくとも三つの垂直柱からなるタワー内の、少なくとも三つのキャリッジを駆動ケーブルに取り付けた係留気球の上昇方法において、駆動ケーブルの少なくとも一つのモータを駆動してタワー内の係留気球を上昇するステップと、モータを反転させ気球を地上に返還させるステップとからなることを特徴とする係留気球の上昇方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、係留気球アセンブリ及び係留気球の上昇方法に関するものであり、特に、タワー内に係留されておりタワー内で移動可能な上昇気球の係留気球アセンブリ及び係留気球の上昇方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
文献ＦＲ−Ａ−２  ７５８  ７８９は、係留気球およびこの種の気球の安定化方法を開示している。係留気球は、索具線により積荷フレームに連結した膨張可能な上昇エンベロープと、気球を地上に帰還させる地上帰還手段とを備えている。上昇エンベロープは、通常、空気よりも軽い気体で膨張し、これにより気球が自然に上昇する。気球の地上帰還手段は、積荷フレームに固定しており地面のウインチ装置に巻き取った一本またはそれ以上のケーブルであり、これにより係留気球の上昇および下降を制御できる。
係留気球の商業運転は、気候条件、特に風に左右されるのであって、非常に強い突風により気球が揺れて乗客が存しない場合でも上昇による危険が生じる。
上記の文献ＦＲ−Ａ−２  ７５８  ７８９は、困難な気象条件においても上昇可能な気球安定化システムを提案している。その文献に記載されるこのシステムは、飛行中の気球の横方向安定化手段を備えており、風による横方向移動に対向する制動力を気球に与えるため、気球に固定しており地面と連結させた少なくとも一つのケーブルを有している。
【特許文献１】ＦＲ−Ａ−２  ７５８  ７８９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上記の特許文献１に記載されるシステムは、複雑であり、取り扱いが困難である。そこでは、直径２２ｍの気球につき、その南極部が地面から約１５ｍに位置する場合、気球を効果的に安定化するために三つのケーブルが必要となるとともに、安定化手段の各ウィンチと帰還手段のウィンチとの距離は４０ｍとなることが示されている。その安定化システムを備えた気球は、約５，０００ｍ２の表面領域を占めることになる。
そこで、大型で取り扱いにくい安定化装置の必要なしに、気象条件とは無関係に上昇できる気球が望まれている。
【０００４】
このため、本発明は、タワー内に気球を配置することを提案する。そこで、気球はタワー構造によって保持および案内されており、ケーブル安定化装置の必要がない。本発明は、より具体的には、タワーと、このタワー内で係留および可動の上昇気球とを備えたアセンブリに関するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によると、タワーの外周は閉鎖されており、タワー内の係留気球は、風の影響なしにタワー全長を上昇および下降する。
本発明の一態様によると、タワーは、タワー内で気球を移動させるため、気球と一体化したキャリッジを収容するガイドレールを備えている。
本発明の態様によると、前記アセンブリは、一つまたはそれ以上の以下の特徴を備えている。
−タワーは、金属構造であって、少なくとも３つの垂直柱を有している；
−タワーは、円形または多角形のベースを備えた円筒形状である；
−タワーの外周および／または上部は閉鎖されている；
−タワーは、壁を構成する透明パネルを備えている；
−気球は、球状または楕円形の形状である；
−気球の高さとその幅の比率は、１．２〜４の間である；
−気球の赤道における直径は、８〜１８ｍである；
−気球の南極における超過圧力は、５０Ｐａ以下である；
−タワーの高さは、３０〜８０ｍである；
−タワーの内径は、気球の赤道における直径とほぼ同じである；
−気球の赤道には、補強材が設けられている；
−気球の赤道には、ローラ要素が配置されている；
−タワーは、その内部壁にローラ要素を備えており、多角形タワーの各コーナーに配置される；
−ローラ要素の回転軸は、水平線に対して０度〜３０度の方向に延長している；
−少なくとも三つのキャリッジが気球に一体化している；
−気球には、キャリッジが固定される駆動輪が設けられており、この駆動輪は、ほぼ気球の赤道に、または回帰線の一つの近傍に配置されている；
駆動輪は、キャリッジが固定される外側輪と、気球に固定される内側輪とを有しており、外側輪および内側輪は、相互に移動可能である；
−少なくとも三つのタワーの垂直柱は、ガイドレールおよび駆動ケーブルを備えており、駆動輪のキャリッジはこの駆動ケーブルに固定されている；
−モータは各駆動ケーブルと結合しており、一方向または他方向への駆動ケーブルの移動を制御し、制御ユニットは、駆動ケーブルのモータを同期可能である；
−駆動輪のキャリッジは、駆動ケーブルの故障時にガイドレールと駆動輪との間で引っ掛かることが可能な停止機構を有している；
−駆動輪は、外側輪と内側輪とを連結する少なくとも一つの電気コレクタを有しており、気球の少なくとも一つのキャリッジは、タワー垂直柱の一つを貫通する電力ケーブルを担持可能である；
−気球内部に照明装置を配置している；
−少なくとも一つのシートを気球に固定している；
−気球を地上に帰還させる手段；
−気体で膨張した気球を引き寄せる手段。
また本発明は、外周が閉鎖したタワー内における係留気球の上昇方法に関するものであって、以下のステップからなる：
−気球の地上帰還手段を解くステップ；
−気球がタワーの高さの２／３以上を移動した場合に制動手段を起動するステップ。
本発明の一態様によると、気球の地上帰還手段を自由に繰り出すことができ、さらに（または）タワーの閉鎖上部で停止に至ることにより気球の上昇を停止することができる。
また本発明は、ガイドレールおよび駆動ケーブルを備えた少なくとも三つの垂直柱からなるタワー内の、少なくとも三つのキャリッジを駆動ケーブルに取り付けた係留気球の上昇方法において、以下のステップからなる係留気球上昇方法に関するものである。
−ケーブルの少なくとも一つのモータを駆動してタワー内係留気球を上昇するステップ；
−モータを反転させ気球を地上に返還させるステップ。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、気球の地上帰還手段を自由に繰り出すことができ、さらにタワーの閉鎖上部で停止に至ることにより気球の上昇を停止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明は、タワーの外周が閉鎖されており、タワー内の係留気球が風の影響なしにタワー全長を上昇および下降し、タワーは、タワー内で気球を移動させるため、気球と一体化したキャリッジを収容するガイドレールを備えて実現するものである。
以下、図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。
【実施例】
【０００８】
図１は、気球およびタワーからなる本発明によるアセンブリを示している。「上」、「底」、「水平」、「垂直」という語が図面を基準として以下の記述で使用されるが、本発明の実施を制限するものではない。気球は、気球上昇軸に対して直角の最大円を描く線で示される赤道と、地上に最も近い気球の点で示される南極と、地上から最も遠い気球の点で示される北極とで構成される。気球の北極点は、気球の上部とも呼ばれる。この気球は、タワー内での上昇を意図しているという意味で飛行するとされる。この上昇は、空気よりも軽い気体で膨張した気球によって、あるいは気体で膨張した気球を駆動する装置によるものである。
タワーは、少なくとも三つの柱、上部、および地面に設置されるベースからなる垂直構造である。さらにこのタワーは、閉鎖外周を構成するよう前記垂直構造の柱を連結する壁も有しており、またタワーは、交差スパイラルや繋ぎ材のような垂直柱を連結する交差ステーも有している。
【０００９】
本発明によると、上昇する気球１００は、タワー２００内で係留されている。この気球１００は、熱気やヘリウム等の気体のような空気よりも軽い気体を用いて膨張したエンベロープからなるが、この気球１００は駆動装置のケーブルで上昇するようにもできる。このように、気球は空気中を上昇してタワーの高さ内で移動でき、また気球に設けた一つ以上のシート３００に任意の一人以上の乗客を乗せて運ぶこともできる。
所定の実施例において、気球は、外周が閉鎖したタワー内に配置される（図１〜図４）。この実施例は、気球１００が空気より軽い気体で膨張し、駆動装置なしに自然に上昇する場合において、気象条件とは無関係に気球の上昇を可能にするため、タワーの壁２１０が気球を悪天候、特に風から保護するという点で有利である。
【００１０】
図１は、例えば帰還用ケーブル５０からなる気球の地上帰還手段を示しており、帰還用ケーブル５０の一端は気球に固定されており、その他端はケーブルを巻き取るウィンチ５１に接続されている。気球が空気よりも軽い気体で膨張しており、駆動装置なしで上昇する場合、帰還手段が必要となる。係留気球の上昇制御および下降指令のための帰還手段は、もともと、あるいは特に文献ＦＲ−Ａ−２  ７４３  ０４９および文献ＦＲ−Ａ−２  ７５８  ７８９によって既知である。
図１において、タワー２００は、略円筒形状であり、円形のベースおよび球形の気球１００を有している。図２および図３から、これらの形状は限定的ではないことが理解されよう。タワー２００は、空気より軽い気体で膨張した気球の帰還用ケーブル５０が故障切断した場合またはそれが完全に巻き戻されない場合の安全手段となるよう、閉鎖された上部２２０を有している。また閉鎖された上部２２０は、悪天候、特に雨に対する気球１００の保護手段となる。
【００１１】
この気球１００は、アトラクションのため乗客を乗せるシート３００を備えている。図１は、気球の容積と関連した縮尺のシートを示しているものではない。シートの数は、主に、上昇力を決定する気球の容積に左右される。気球のサイズに応じて２〜２０のシートを設けることができる。例えば、直径９ｍの気球すなわち約４００ｍ３の気球の場合は、２〜４人、直径１０ｍの気球すなわち約６００ｍ３の気球の場合は、４〜６人、直径１４ｍの気球すなわち約１，５００ｍ３の気球の場合は、１０〜１５人、直径１８ｍの気球すなわち約３，０００ｍ３の気球の場合は、２０〜３０人となる。
シート３００は、気球索具ラインと帰還用ケーブルとを連結する積荷フレーム１２０から吊着している。シート３００は、乗客が景色を見ることができるよう外向きに配置されている。シート３００は、帰還用ケーブル５０の周囲で円形に設けられているか、帰還用ケーブル５０が貫通する中央開口部を備えるバスケットで代替でき、この場合乗客はそこを自由に移動できる。
乗客の最大搭載人数は、従来技術の気球による乗客人数よりも多いことが注目される。開放空間で操作される従来技術の気球の場合、気球が遭遇しうる最大風量に耐えるため、気球の浮力とは別に帰還用ケーブルの張力を確保することが必要となる。気象条件が特に良好の場合でも、弱い突風に対してさえ用心することが必要となる。これに対し、タワー内で案内保護されている本発明による気球の場合は、横風に耐える必要がないため、帰還用ケーブルの張力は最小限でよく、気球の全体浮力は、乗客の運搬に使うことができる。
例えば、４００ｍ３の従来技術の気球と本発明による気球との性能比較数値については、乗客の最大搭載人数を示した以下の表に示されている。
【００１２】
【表１】
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【００１３】
乗客が気球で上昇した場合に良好なパノラマ風景を提供できるようにするため、また気球のエンベロープに広告サインを付した場合に上昇気球を遠方からも見ることができるようにするため、タワーの高さは３０〜８０ｍとなりうる。
気球とタワーの内壁との界面は、最適化されている。特に、タワーの内径は、気球の赤道直径とほぼ等しくなっており、約８〜１８ｍである。気球の直径は、アセンブリが占める空間を限定するとともにショッピングセンターのような混雑場所での設置を容易にすべく十分に小さくなるように選択され、かつ乗客を乗せた気球が上昇できるよう十分に大きくなるように選択される。
気球の内圧は、タワー壁への衝突による影響を限定するよう最適化されている。上記従来技術の文献に記載されるような開放空間での係留気球は、空気通過係数を良好に維持するとともに風による引きずりを制限するため、通常は加圧して風の作用による変形を防止する。
【００１４】
従来技術の係留気球の超過圧力は、その南極において大気に対して１００〜３００Ｐａである。この超過圧力は、上部における気体柱の上昇推力によって増加する（さらに１００〜２００Ｐａ）。赤道における超過圧力は、２００〜４００Ｐａである。
しかし、本発明による気球は、その下側部において超過圧力の必要はない。したがって、自由気体気球の場合のように、その南極において超過圧力なしの状態が維持される。例えば、その南極における超過圧力は、５０Ｐａ未満に維持されている。その赤道におけるエンベロープ内部の超過圧力も、従来技術の係留気球よりも減少しており、約５０〜１００Ｐａである。気球内部の圧力が低いため、タワー壁への衝突の影響は、より広い面で分散される。この力を広い表面で吸収させることで、衝突の影響を限定でき、特に破裂の危険を減少させる。しかしながら、摩擦を受ける気球の表面が広くなるので、これを効果的に保護しなければならない。
そこで、図１は、好ましくは気球１００の赤道近傍に設けた補強材１１０を示している。この補強材１１０は、タワー２００内部の壁２１０と接触した場合、擦れによる摩耗や引っかかりから気球のエンベロープを保護することを予定している。補強材１１０は、エンベロープを構成する素材よりも特別の厚みを有しており、エンベロープ素材よりも滑りやすくより強い別の材料、例えばナイロンやポリエステルで形成されることができる。
【００１５】
図２および図３は、本発明の別の実施例を示しており、タワーのベースが六角形の形状である。図面は気球を上方から見下ろしたものであって、気球は図１のような球形や、図３のような楕円形である。タワー２００のベースは、六角形以外の多角形、例えば四角形から八角形の形状でもよい。
そのベースが多角形となったタワーは、金属構造材である垂直柱２５０から容易に建設できる。気球に取り付けたシートからの眺めを妨害することなく、あるいはタワー外からの眺めを妨害することなく気球を保護するため、透明パネル２６０を使用して金属構造を完成させタワーの外周を閉鎖することができる。この透明パネル２６０は、プレキシガラス、ポリカーボネート、またはガラスで製造することができる。透明パネル２６０は、少なくともタワー壁の上部を構成するが、タワー壁全体を構成することもできる。タワーの金属構造は、基礎部分または張り綱を有する支柱なしのタイプでもよい。支柱なし構造は、それが占める空間が小さくまた設置および撤去が容易なので、ショッピングセンターや都市部のような混雑場所にタワーを設置する場合に好ましい。基礎部分または張り綱を有する構造は、強風耐性を潜在的に有するタワーを設立する場合に好ましい。
【００１６】
図２および図３は、気球１００またはタワー２００に配置したローラ要素１３０、２３０を示している。気球１００またはタワー２００のローラ要素１３０、２３０は、気球１００をタワー２００に沿って案内するよう援助する。
【００１７】
図２に示す実施例によると、ローラ要素１３０は、気球１００上の好ましくは赤道近くに配置される。気球の赤道領域は、気球を膨張させる気体の推力により堅くなっている。この領域、例えば気球１００の補強材１１０を形成する材料に小車輪を固定して設けることができ、タワー２００に沿って気球１００を垂直移動させ、タワー内部壁に対する気球ファブリックの擦れを減少できる。小車輪の数およびその間隔配置は、気球１００の寸法およびタワー２００の形状に左右される。図１のような円筒形タワーの場合、４〜１０個の小車輪を気球の赤道上に等距離で分配配置する。図２のような多角形タワーの場合は、少なくとも一つの小車輪をタワーのそれぞれの対向側面に設け、あるいは一つの小車輪をタワーのそれぞれの対向出隅（コーナー）に設ける。図２に示すように、気球１００に配置されるローラ要素１３０である小車輪の回転軸は、気球赤道面の接線方向に延長している。
【００１８】
図３の実施例によると、ローラ要素２３０は、タワー２００の内側壁上に設けられている。タワー２００のローラ要素２３０は、タワー出隅のいくつか、あるいはタワー出隅のそれぞれに沿って、金属構造体を構成する垂直柱２５０に配置することができる。一つのタワー出隅における二つの連続したローラ要素２３０の間隔は、気球の高さ（丈）に左右される。図面のような場合は、気球がタワー内を上昇する場合、気球は固定ローラ要素２３０に接触している。できるだけ気球１００とローラ要素２３０とを接触させるべきである。例えば、これらのローラ要素２３０は、タワー出隅で同じ高さで、気球高さの半分の垂直間隔で設けられている。
図３に示すように、タワー２００に設けたローラ要素２３０の回転軸は、略水平方向、すなわちタワー軸に対して直角の方向に延長している。
一実施態様によると、タワー２００のローラ要素２３０の回転軸は、水平に対して僅かに傾斜してもよい（例えば３０度まで）。このようにローラ要素２３０を傾斜すると、気球１００がローラ要素２３０を滑る場合に枢動するとともに、上昇および降下時に気球１００が回転するようになる。乗客が風景に感嘆し興奮を与えるようにするために、シートを備えた気球１００がタワー２００内を移動する時に気球を回転させることも考慮に値する。
同様に、移動要素を気球に一体化させた実施態様において、移動要素を傾斜させ、そしてタワー壁に押圧することで気球を回転させることもできる。
あるいは、気球は回転運動なしにタワー頂点まで自由に上昇し、それから気球が頂点に存するときに回転させることもできる。この回転運動は、もはや上記のような受動的なものではなく、例えば回転軸に揃えた一つ以上のモータ駆動の小車輪やローラを備えた駆動システムによってなされる（上記のように傾斜はさせない）。
【００１９】
図４は、本発明の別の実施態様を示しており、気球１００は水滴の形状あるいは上下逆さまの卵の形状を有している。図４のタワー２００は、円筒形状でありえ、円形または多角形のベースを備えている。このような形状の場合、通常の係留気球１００用の形状ではないものの、外部機械的応力が減少しているため、本発明の範囲内でありうる。
気球１００は、その幅よりも高さ（丈）ｈが長くなっており、その半径Ｒの２倍である。気球の幅は、常にその赤道直径で定められる。気球の幅は、その赤道領域がタワー２００の断面をほぼ埋める長さである。気球の高さは、その幅の４倍となることもでき、高さと幅の比率は、１．２〜４である。
所与容量の場合、この細長くなった形状は、従来技術の気球に用いられる球形よりも直径が短いものである。したがって、所与容量の気球を小寸法のタワー内に収容できるようになり、これは使用スペースおよびコストの観点から有利である。例えば、６００ｍ３の球形気球の直径は、約１０ｍである。そのような気球は、直径約１０ｍのタワーに収容されるが、南極から積荷フレームまでの距離だけ増加した気球の直径と同じ高さ（通常１５ｍ）を占める。同じ容積の伸長気球は、高さが１６．６０ｍで直径が８．３０ｍの回転楕円で得られる。したがって、この伸長気球は、同じ容積の球形気球とほぼ等しい能力（乗客数および有効上昇高度）を維持しつつ、タワー直径を短縮できる。所与のタワーの場合、伸長気球によって、乗客搭載人数を増加でき、収益性を高めることができる。
本発明の別の実施態様によると、気体で膨張した気球を上昇させる駆動装置を備えたタワー内に気球が配置される（図５〜図８）。タワーは、ガイドレールを備えた少なくとも三つの垂直柱を有している。このガイドレールには気球に一体化したそれぞれ三つのキャリッジを導入可能である。このタワーは、気球上昇時に気球を案内および保持する。
【００２０】
図５ａおよび図５ｂは、本発明の第５実施例によるタワー／気球のアセンブリを示しており、地上に存する気球および上昇した気球を示している。
図５ａおよび図５ｂにおいては、二つの垂直柱２５０のみが図示されているが、タワー２００は、気球の三つの案内保持点を構成する少なくとも３つの垂直柱２５０を備えている。この垂直柱２５０は、交差スパイラルや繋ぎ材のような交差ステーおよび／または透明パネルによって、相互連結している。垂直柱２５０および交差ステーは、タワーの構造を構成し、この構造は金属製でありうる。
この第５実施例によると、タワー２００の少なくとも三つの垂直柱２５０は、上昇に用いられるボーデン型ケーブルのような駆動ケーブル４００が中に配置されるガイドレールを有している。駆動ケーブル４００のそれぞれは、タワー２００の底部に配置したウィンチ４２０から、タワー２００の上部に配置したリターンプーリ４１０まで延長しており、リターンプーリ４１０からウィンチ４２０への戻り部を有している。ウィンチ４２０は、揚昇機に使用されるタイプのものであり、駆動ケーブルの回転方向およびその速度を制御する指令ユニットと組み合わせることもできる。この指令ユニットは、気球１００がタワー２００を真上に上昇し（すなわちその赤道を水平に保持する）、気球の垂直柱への接触を回避するとともに乗客が一側面から他側面に傾かないよう、三つのキャリッジの移動を同期させる。
図５ａおよび図５ｂは、タワー２００内に係留した気球１００も示している。図５ｂから、気球１００は図１のような帰還用ケーブル５０を備えていないことが分かる。この第５実施例による気球１００は、駆動ケーブル４００によって駆動し、垂直柱２５０に沿って滑動する。このため、気球１００は駆動輪１４０を備えており、この駆動輪１４０は、垂直柱２５０のガイドレールを滑動するようそれぞれ駆動ケーブル４００に取り付けた少なくとも三つのキャリッジ１５０を備えている。
駆動輪１４０は、気球１００のほぼ赤道に配置されるが、北極側または南極側に偏倚させることもできる。駆動という観点からみて、この解決手段は、赤道で駆動する場合とほとんど同じように有利であり、赤道に取り付けた場合と同様に、風による偶力は無ではないものの小さい。回帰線の近傍へ取付ける場合、赤道領域には、例えばバックライトや広告メッセージ用の空間が生じる。この「回帰線」とは、赤道と平行する線であって、赤道面から３０度の半径を形成したものを意味する。
【００２１】
図６は、この第５実施例による気球１００の駆動輪１４０の上面図である。駆動輪１４０は、キャリッジ１５０が固定される外側輪１４１と、気球１００に固定される内側輪１４２とを有している。キャリッジ１５０がタワー２００の垂直柱２５０のガイドレールに収容されるため、外側輪１４１は、タワー２００に対して固定されている。そして内側輪１４２は、気球１００に対して固定されているが、タワー２００に対しては移動可能である。内側輪１４２は、内側放射状の支持ビーム１４４を有している。これらの支持ビーム１４４は、気球内部に位置しており、キャリッジ１５０間の隙間を一定にするとともに、内側輪１４２が気球１００の赤道を包囲する場合に気球１００の赤道に堅さを与える。さらに、支持ビーム１４４は、気球１００内のライティング設備の支持具として機能する。
外側輪１４１および内側輪１４２は、相互に可動であり、相互に水平回転して作動する。駆動機構は、このようにして気球に設けられ、上昇および降下時に気球１００をその軸を中心に回転させる。
【００２２】
図７は、第５実施例による気球の駆動装置の詳細図である。図７は、タワー２００の垂直柱２５０の部分およびタワー内で係留した気球１００のエンベロープ部分を示している。また図７は、垂直柱２５０のガイドレールに収容されるとともに駆動ケーブル４００に取り付けたキャリッジ１５０も示している。駆動ケーブル４００は、リターンプーリ４１０の何れかの二本のケーブル、すなわち、駆動経路を構成するキャリッジ１５０が取り付けられる第１ケーブルと、ウィンチ４２０への戻り経路を形成する第２ケーブルとからなる。それぞれのウィンチ４２０は、一方向または他方向へのケーブル移動を制御するため、モータと結合されている。例えば三つのモータが存しており、これは、タワー２００の三つの垂直柱２５０の長さで気球１００の三個のキャリッジ１５０を駆動するための三本のケーブルの動きを制御するため、電子ユニットで同期される。もちろん、タワーの垂直柱２５０が三本以上の場合は、三個以上のキャリッジ１５０および三個以上のモータを設置してもよい。また、三本のケーブルの動きを制御するモータは一つでもよい。
【００２３】
また、図７は、気球１００の駆動輪１４０の側面図である。示される例によると、タワー２００に対して固定される外側輪１４１は、その一面がキャリッジ１５０と一体化されておりその対向頂点には枢軸ピンが挿入されており内側輪１４２の駆動プーリ１４３がヒンジ結合した状態の三角形構造を有している。冠状の関節式駆動プーリ１４３は、固定された外側輪１４１の枢軸ピンに接する駆動プーリ１４３を回転させる低電力のモータ１４６に連結されており、それにより内側輪１４２および外側輪１４１を相対移動させて気球１００をその軸を中心に回転させる。モータ１４６は、内側輪１４２および外側輪１４１の間で弧を描いて滑動する電気コレクタ１４５により電力が供給される。キャリッジ１５０が担持しておりタワー２００の垂直柱２５０を貫通する電力ケーブルから、外側輪１４１を介して、電気コレクタ１４５まで電気伝導経路が設けられている。電力ケーブルは、駆動ケーブルと同軸でよく、あるいは駆動ケーブルと並設した専用ケーブルでもよい。
飛行時に乗客を乗せた気球１００の場合、複数の同期モータを使用してキャリッジ１５０の複数の駆動ケーブル４００の移動を制御すると、ケーブル故障または切断時の乗客の安全性を高めることになる。もし駆動ケーブル４００の一本が切断した場合、このケーブルに取り付けたキャリッジ１５０は、重力により垂直柱を滑動し、気球は切断ケーブルを有する垂直柱２５０側に傾斜する。気球のエンベロープは、係留気球を案内保持するタワーの垂直柱２５０に静止するようになるので、気球は完全には傾くことはない。この気球の傾斜は、安全性に対するリスクではないものの、気球乗客を怖がらせるものでありうる。したがって、気球１００の各キャリッジ１５０には停止機構が設けられており、駆動ケーブル故障時にガイドレールと駆動輪との間の所定距離を保つことでこの傾斜を吸収するものである。例えば、キャリッジ１５０が下方に滑動する場合にキャリッジ１５０と外側輪１４１との間で引っ掛かるよう形成した停止部を設けることができる。また、キャリッジ１５０には、ケーブル張力がない（ケーブル切断）場合にキャリッジ１５０が変形してガイドレールと外側輪１４１の間に停止部を構成して気球１００の傾斜を回避するようなヒンジのセットも設けることができる。
【００２４】
図８は、本発明の第６実施例を示している。気体で膨張した気球１００は、気球に一体化したキャリッジ１５０によって、その軸を中心に回転することなしに、タワー２００内で駆動する。例えば、気球１００の南回帰線には、気球１００の引き寄せを援助する支持フレーム１７０が設けられている。この支持フレーム１７０は、ほぼ赤道に位置する取付点（ここにキャリッジ１５０が取り付けられる）に連結している。キャリッジ１５０は、前に説明したようにタワー２００の垂直柱２５０の駆動ケーブルに４００より駆動するが、支持フレーム１７０を利用して気球１００を上方に引き寄せる。気体膨張気球は重力により下方に引かれるので、キャリッジ１５０は、気球１００が下降するときに支持フレーム１７０を使用して気球の下降を阻止する。気球がその軸を回転しない場合は、電力ケーブルがタワーの垂直柱２５０に渡され、キャリッジ１５０の取付点を介して気球内のライティング設備への電力供給がなされるのみである。本発明によるアセンブリは、暗闇で気球および／またはタワーを見せるライティング手段を有することができる。スポットライトを備えたライティング手段は、外部に存しており、地面および／またはタワー構造物の垂直柱に配置される。スポットライトは、ビームライトが気球および／またはタワー構造物を照らすように配置される。したがって、もし気球１００のエンベロープに広告サインが付せられている場合は、この広告サインが夜でも遠方から見えるようになる。また、バックライトによりエンベロープのファブリックを照らすため、ライティング装置を気球内部に設けることもできる。エンベロープ内部のライティング装置は、電気ケーブルによりメインサプライから電力供給することもできる。この供給ケーブルは、専用のものまたは気球のリターンケーブルと一体化させたものであり、図５〜図７につき説明したように、気球の駆動輪間の電気コレクタにより運ばれる。
【００２５】
本発明によるアセンブリの気球は、以下のようにして飛行する。
所定位置、好ましくは混雑道路から離れた位置にタワーを一時的にあるいは永続的に設置する。気球をタワー内に配置し、膨張させる。空気よりも軽い気体で気球を膨張すると、ウィンチに取り付けたケーブルからなる帰還手段により地面に繋ぐ。気球が気体で膨張すると、タワーの垂直柱内に配置した駆動ケーブルに取り付ける。
もしそれが適切ならば、乗客は気球に取り付けたシートに乗り込むことができる。気球が空気よりも軽い気体で膨張すると、気球の地上帰還手段は緩められ（解く）、気球はタワーを上昇し、タワーの透明壁を介して乗客にパノラマ風景を提供できるとともに周囲から気球を見ることができるようになる。気球の上昇時には、気球の地上帰還手段を自由に解放してその飛行距離の大部分を抑制しなければ、自由飛行の感覚を与えることができる。タワーの上部には通気装置を設け、吸引により気球を上方に引き寄せて、シリンジ効果によって気球上昇を補助することもできる。
気球上昇の上領域、例えば気球がタワー高さの少なくとも２／３を越えるところにおいて、例えば帰還手段のウィンチに連結したレバーのような制止手段を操作する。気球の上昇は、帰還手段を制止することで、または気球がタワーの閉鎖上部で停止に至ることで完全に停止する。
【００２６】
もしタワーが閉鎖されていない場合は、気球はタワー上端を超えて移動しないことが好ましいが、これは気球が風の影響を受けてもはやタワー開口部での上昇とはいえなくなるからである。したがって、タワーの上部を閉鎖するか、気球がタワーを越えて上昇しないような長さにケーブルを選択することが好ましい。
気球の地上への帰還手段は、ウィンチに連結したケーブルの代わりに、タワーの上部近傍に位置しており地上への帰還手段を備えた水平ネットでもよい。この場合、気球は地上から解放されており、帰還手段なしに自由に上昇する。タワーの上部に到達すると、気球は水平ネットで停止する。ネットを戻す手段、例えばそのネットの周囲と一つ以上のリターンウィンチとを連結した複数の垂直コードまたはケーブルを備えたアセンブリにより、ネットを地上に戻して気球および乗客を帰還させる。このような装置は、シートに搭乗した乗客に自由飛行の感覚を与えるためにそれを単独で使用することができ、あるいはメインのリターンケーブルが切断した場合で気球がリターンウィンチにより操作されるケーブルで保持されているときには安全手段として使用することもできる。
【００２７】
本発明の別の実施態様によると、気球１００は、気体で膨張しており、この気球はプーリおよびウィンチの装置によって引き上げられる。従来技術の気球は、空気静力学的推力を生じさせる空気よりも軽い気体の作用により上昇する。上記の装置において、気球は単に空気膨張しているだけであり、図５〜図８に関する記述のような駆動装置手段で上昇することができる。タワー２００の底部ではなく上部にウィンチ４２０を配置して、気球を引き上げることもできることは理解されよう。
駆動ケーブル４００は、タワーの垂直柱中に隠されている。そうすると、気球が自ら上昇するように見える。また気球のエンベロープの上部に駆動ケーブルを取り付けることもでき、あるいは、これは交差して例えば積荷フレーム１２０のような乗客上昇装置に直接取り付けることもできる。
気体で膨張した気球の場合は、例えば電動ファンを使用した定常的な換気により、気体漏れを補い、また温度変化や周囲圧変化による気体容積の変化を補う。換気装置は、オンボードバッテリで作動するか、駆動ケーブルまたはこれとは別個の専用サプライケーブルを介してメインサプライから電力が供給される。
【００２８】
本発明によるタワー内係留気球は、信頼性がありコンパクトなアセンブリを構成し、天候条件とは無関係に気球を飛行させるものである。
もちろん、本発明は、上記の例示による実施態様に限定されるものではない。特に、気球やタワーの形状や寸法は、本発明の範囲を逸脱せずに変化させることができる。同様に、飛行を開始させる手段、制動手段、および地上帰還手段は、当業者が本発明の範囲を逸脱せずに変更および改造できる。
乗客が存しない場合は、気球をタワーの上部に固定して設けることもできる。そのような気球は広告用に使用でき、気球の直径はタワーよりも長くできる。この場合、気球は例えば二つの回帰線によりタワーの上部に固定取付される。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明において、気球は、広告サインやアトラクションとしても使用できる。この気球は、エンベロープに広告マークが付することができ、また、タワー内で運搬される乗客を収容するシートやバスケットを備えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施例によるタワー内係留気球の図である。
【図２】本発明の第２実施例によるタワー内係留気球の上面図である。
【図３】本発明の第３実施例によるタワー内係留気球の上面図である。
【図４】本発明の第４実施例によるタワー内係留気球の図である。
【図５】［図５ａ］は、本発明の第５実施例によるタワー内の下方に位置する係留気球の図である。        ［図５ｂ］は、本発明の第５実施例によるタワー内の上方に位置する係留気球の図である。
【図６】図５ａおよび図５ｂによる係留気球の駆動輪の上面図である。
【図７】図５ａおよび図５ｂによる係留気球の駆動装置の詳細図である。
【図８】本発明の第６実施例によるタワー内係留気球の図である。
【符号の説明】
【００３１】
５０  帰還用ケーブル
５１  ウィンチ
１００  気球
１１０  補強材
２００  タワー
２１０  タワーの壁
２２０  上部
３００  シート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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