(57)【要約】【課題】軽航空機向けのエネルギー管理システムであって、エネルギーを発生させる反応手段、反応手段で使用される反応物を貯蔵する貯蔵手段、配管無しで反応物と発生させた電力の両者を分配する手段を提供する。【解決手段】軽航空機向けのエネルギー管理システムであって、エネルギーを発生させる反応手段２２と、反応手段２２で使用される反応物を貯蔵する貯蔵手段と、無配管で反応物と電力を統合的に分配する手段を含むエネルギー管理システム。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軽航空機向けのエネルギー管理システムであって、
エネルギーを発生させる反応手段と、
前記反応手段で使用される反応物を貯蔵する貯蔵手段と、
無配管で反応物と電力を統合的に分配する手段を含むエネルギー管理システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記反応手段は、光触媒反応であるエネルギー管理システム。
【請求項３】
請求項１乃至２のいずれかにおいて、
前記反応手段は、再生燃料電池であるエネルギー管理システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記貯蔵手段は、前記軽航空機の浮揚用気体であるエネルギー管理システム。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記貯蔵手段は、前記軽航空機の浮揚用気体と、気体を選択し貯蔵するシステムとを組み合わせたものであるエネルギー管理システム。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記軽航空機の船殻の一部であって選択された波長の光を通す手段を含み、
前記反応手段は、前記船殻の内部にあり前記選択された波長の光を受け取るように配置されているエネルギー管理システム。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかにおいて、
前記反応手段は、前記軽航空機の船殻の外壁の内部表面に位置するエネルギー管理システム。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかにおいて、
前記反応手段は、前記軽航空機の船内構造物の表面に位置するエネルギー管理システム。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかにおいて、
前記貯蔵手段は、前記軽航空機の船殻内の浮揚用気体であるエネルギー管理システム。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかにおいて、
前記貯蔵手段は、前記軽航空機の船殻内の浮揚用気体であって、水素ガスが前記浮揚用気体内に貯蔵されるエネルギー管理システム。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかにおいて、
前記貯蔵手段は、前記軽航空機の船殻内の浮揚用気体であって、酸素ガスが前記浮揚用気体内に貯蔵されるエネルギー管理システム。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれかにおいて、
前記貯蔵手段は、貯蔵タンクを含むエネルギー管理システム。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれかにおいて、
前記反応手段で使用される反応物は、前記軽航空機の浮揚用気体に貯蔵され、拡散と対流による移動によって貯蔵された状態から前記反応手段で使用される状態となるエネルギー管理システム。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれかにおいて、
前記反応手段で使用される反応物は、貯蔵のために水に変換され、前記反応物が消費されて無くなる前に前記反応物に再度変換されるエネルギー管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギーの発生・貯蔵・伝達システムを含む軽航空機（lighter-than-air(LTA) vehicles）向けのエネルギー管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、飛行船でのエネルギーの発生および貯蔵は‘独立型’の電力システムを用いていた。すなわち、個別の電池又は再生燃料電池（regenerative fuel cell）システムと個別のソーラーパネルと個別の電力供給ケーブルなどにより構成されていた。従来の飛行船用電力システムの設計では、直接太陽光を取り込めるように飛行船の一番上に太陽電池パネルを配置し、エネルギー貯蔵システム（電池又は再生燃料電池）は飛行船の安定性の観点から飛行船の底部に置かれていた。この基本構造では、太陽電池パネルからエネルギー貯蔵システムへ電力を伝送するためにかなりの量の導電線が必要であった。この導電線の重量は数百から数千ポンドにも及ぶこともあった。そして、電力供給のために、太陽電池パネル又はエネルギー貯蔵システムから、しばしば飛行船上に分散して配置されている推進器（propulsor）や送風機（blower）といった最も電力を要する部分へのケーブルも必要になる。そして、これらのケーブルによってもかなりの重量が増すこととなる。
【０００３】
長時間飛行を行う飛行船では、エネルギーの発生、伝達、貯蔵のための部品によってかなり重量が増えてしまい飛行効率が悪化する。この重量と飛行効率の悪化は、長時間飛行を行うべく設計された飛行船に見込まれる性能に対してかなりの影響を及ぼす。大容量の電力を要し太陽電池パネルの搭載にも柔軟に適応できる十分大きな輸送機であれば、この根本的な欠点を解消すべく、人工衛星のような電力供給構造（すなわち、太陽光による回生電力）を採用しうる。しかし、軽航空機の構造に適するように組織的に統合されたより効果的なシステムがあれば、重量を軽くでき全般的な性能を向上させるであろう。
【０００４】
回生電力システム、すなわち消費する燃料を運ぶのではなく環境からエネルギーを取り出すことを可能にする電力システムこそが、軽航空機の永続的な飛行を可能にする技術である。電力システムにおける仕事率（specific power［ワット／キログラム］）やエネルギー効率（specific energy［ワット時／キログラム］）を増やすどのような手法であっても飛行船の能力にとって良い影響を与える。
【０００５】
飛行船にとって夜間のエネルギー発生に用いる大量の水素ガスと酸素ガスの貯蔵は、重量的に非常に大きな影響がある。それゆえ、特に軽航空機向けのシステムにとって、水素ガスと酸素ガスが必要以上に大きな重量となることが無いように貯蔵されることが望ましい。水素ガスについて言えば、現在の技術でも重量比にしてたった１５％しか貯蔵できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許公表２００１−５２０６０１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、上記課題に鑑みてなされたものである。本発明のいくつかの態様によれば、軽航空機の構造に適する組織的に統合された効果的なシステムによって、重量を軽くでき全般的な性能が向上する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明は、
軽航空機（lighter-than-air vehicles）向けのエネルギー管理システムであって、エネルギーを発生させる反応手段と、前記反応手段で使用される反応物を貯蔵する貯蔵手段と、無配管で反応物と電力を統合的に分配する手段を含む。
【０００９】
（２）このエネルギー管理システムの反応手段は、
光触媒反応（photocatalytic reactor）を行ってもよい。
【００１０】
（３）このエネルギー管理システムの反応手段は、
再生燃料電池であってもよい。
【００１１】
（４）このエネルギー管理システムの貯蔵手段は、
前記軽航空機の浮揚用気体(lifting gas)を含んでもよい。
【００１２】
（５）このエネルギー管理システムの前記貯蔵手段は、
前記軽航空機の浮揚用気体と、気体を選択し貯蔵するシステムとを組み合わせたものでもよい。
【００１３】
（６）このエネルギー管理システムは、
船殻の一部であって選択された波長の光を通す手段を含み、前記反応手段は、前記船殻の内部にあり前記選択された波長の光を受け取るように配置されていてもよい。
【００１４】
（７）このエネルギー管理システムの反応手段は、
前記船殻の外壁の内部表面に位置してもよい。
【００１５】
（８）このエネルギー管理システムの反応手段は、
船内構造物の表面に位置してもよい。
【００１６】
（９）このエネルギー管理システムの貯蔵手段は、
前記軽航空機の船殻内の浮揚用気体であってもよい。
【００１７】
（１０）このエネルギー管理システムの貯蔵手段は、
前記軽航空機の船殻内の浮揚用気体であって、水素ガスが前記浮揚用気体内に貯蔵されてもよい。
【００１８】
（１１）このエネルギー管理システムの貯蔵手段は、
前記軽航空機の船殻内の浮揚用気体であって、酸素ガスが前記浮揚用気体内に貯蔵されてもよい。
【００１９】
（１２）このエネルギー管理システムの貯蔵手段は、
貯蔵タンクを含んでもよい。
【００２０】
（１３）このエネルギー管理システムの反応手段で使用される反応物は、
前記軽航空機の浮揚用気体に貯蔵され、拡散と対流による移動によって貯蔵された状態から前記反応手段で使用される状態となってもよい。
【００２１】
（１４）このエネルギー管理システムの反応手段で使用される反応物は、
貯蔵のために水に変換され、前記反応物が消費されて無くなる前に前記反応物に再度変換されてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のいくつかの態様によれば、軽航空機の構造に適する組織的に統合された効果的なシステムによって、重量を軽くでき全般的な性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
本発明における前記もしくは他の特徴および有利な効果は、添付された図を引用した後述の説明により、本発明の属する分野における通常の知識を有する者にとって明白となるであろう。
【図１】軽航空機を示す概略図である。
【図２】透明もしくは半透明の主船殻の内面に触媒を塗布した軽航空機を示す概略図である。
【図３】主船殻内部の隔壁もしくは他の表面に触媒を塗布した軽航空機を示す概略図である。
【図４】主船殻内部に配置されたマトリックス（matrix）に触媒を塗布した軽航空機を示す概略図である。
【図５】上半分が触媒に必要な波長の光を透過もしくは半透過させる物質でできた軽航空機を示す概略図である。
【図６】太陽光を取り込める窓を有する船殻を持つ軽航空機を示す概略図である。
【図７】垂直安定板が透明もしくは半透明の物質でできた軽航空機を示す概略図である。
【図８】主船殻の外部の一画に光触媒用の床を配置した軽航空機を示す概略図である。
【図９】光触媒反応後、酸素ガスがヘリウム混合物（helium mix）から分離され貯蔵される軽航空機を示す概略図である。
【図１０】光触媒反応後、水素ガスがヘリウム混合物（helium mix）から分離され貯蔵される軽航空機を示す概略図である。
【図１１】発電反応過程で発生した水蒸気が多量のヘリウムガス中に貯蔵される軽航空機を示す概略図である。
【図１２】光触媒反応後、一のガスは完全にヘリウム混合物（helium mix）から分離され貯蔵されるが、他のガスは部分的に分離されるに過ぎない軽航空機を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を適用した実施の形態について図面を参照して説明する。ただし、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。また、本発明に係る画像処理装置は、以下の実施の形態及び変形例を自由に組み合わせたものを含むものとする。
【００２５】
本発明は、軽航空機（lighter-than-air vehicles）向けの発生・貯蔵・伝達システムを含めたエネルギー管理システムに関する。本発明におけるシステムは、光触媒反応によるエネルギーシステム又は再生燃料電池システムと、飛行船に必要な水素と酸素をまとめて生成する機能と、貯蔵用タンクのない反応物の貯蔵機能と、配管無しで化学物質とエネルギーの両者を統合的に分配する機能とをエネルギー管理システムを構成する飛行船特有の部品・素材・構造といった要素を適宜含む。本発明によると、電力システムに必要な機能を既存の飛行船の部品・素材・構造と一体化することによって“独立型”の電力システムと比較して、ある程度の重量を減らすことができる。すなわち本発明は導電線による多くの重量を削減することを促進する。なぜならば飛行船に満たされた十分な量のヘリウムは自由電子を含むことなく反応化学物質（水素分子Ｈ２と酸素分子Ｏ２）を有する形で存在し、飛行船内で将来にわたり次々とエネルギーを生じさせる効果的な“化学的電力バス”となるからである。さらには、本発明におけるエネルギーの発生・貯蔵・伝達システムを構成する各部品の組み合わせは複数の実施形態の可能性がある。
【００２６】
本発明の要素・実施形態を説明するのに用いる軽航空機はいわゆるＬＴＡ（lighter-than-air）機もしくはＬＴＡ輸送機を想定するが、本発明はいかなる軽航空機にも、いかなる軽構造にも、またエアロスタット（aerostat）・小型飛行船（blimp）・気球（balloon）といった屈曲可能な薄い板状の材料を用いた構造を有するの空気注入式（inflatable）のいかなる飛行物に対しても、それが、繋留（けいりゅう）型・非繋留型であるか、プロペラが有るか無いか、また、どの高度で使用されるかにかかわらず、適用可能であるとする。さらに、図１におけるＬＴＡ輸送機１０は安定板１５をもつ船殻１２を有するが、安定板がない場合も本発明に範囲内である。船殻１２すなわちコンテナーは内部にヘリウム１１といった浮揚用気体を含む。浮揚用気体はヘリウムと他のガスの混合物でもよいし、他の浮揚用気体でもよい。安定板（fin）以外の安定化機構（例えば誘導ファン（vectored fan））を少なくとも一つ備えていてもよい。また、図１における船殻１２は楕円形をしているが、他の形状をとってもよい。例えば球体、長円、パラボラ型、涙型などでもよい。そして、軽航空機１０は図示されていない実験装置を有していてもよい。例えば、人員管理用機器、セキュリティ用機器、天候観測用機器、コミュニケーションツールなどである。前記実験機器のサイズは輸送機器の大きさに依存し、外部にあっても内部にあってもよいし、レーダー送受信機の中に組み込まれていてもよい。また、エンジンやプロペラといった推進装置は図示されていないが、本発明はエンジンのような推進力を持たない他の軽航空機のようにプロペラを使用してもよい。
【００２７】
図１において、軽航空機１０は図示されていない構造状の枠組みを有し、もしくは有せず、布の皮膜１２（skin）で覆われている。内部はヘリウムのようなガスを含んでおり、それにより軽航空機を飛行させる。太陽光を効率良く得るために軽航空機の表面上部には太陽電池（solar cells/photovoltaic cells）が設置され、太陽エネルギーを軽航空機で使用する電気エネルギーに変換する。大抵の場合、太陽電池は布地（fabric）の外部表面に設置される。
【００２８】
太陽光を中心とする光触媒による水素および酸素を発生させるシステムを使用するには他のシステムも機能させる必要がある。それは、例えば、「飛行船中で反応物質を拡散させて貯蔵する」システムである。この「飛行船中で反応物質を拡散させて貯蔵する」システムは飛行船の船殻内部の不揮発性ガス中で、水素及び（又は）酸素及び（又は）水蒸気を低濃度化して安全に貯蔵する。飛行船中における「化学的電力バス」システムは反応物の発生および貯蔵の機構が機能することを前提として成り立つシステムである。このシステムは飛行船の船殻内に低濃度化した反応物を貯蔵することで、貯蔵された化学的エネルギーを飛行船内のどこででも“開栓”でき、配管および（又は）エネルギー供給のための配線をする必要がない。
【００２９】
本発明における、光触媒による水素および酸素を発生させるシステムは基本的には飛行船内部の光触媒反応からなり、その反応のためには前記触媒に太陽光の一部の波長の光を供給すればよい。このシステムには水蒸気が触媒に触れやすいとの利点および希釈剤として浮揚用気体（大抵はヘリウム）を用いることができるとの利点がある。活性化するのに必要な波長の光が十分存在する場合、触媒は水分子をその組成物である水素原子（分子）と酸素原子（分子）に分解する。水から水素と酸素に分解するという本手法は、従来の「太陽電池の電解層を活性化させて得られた電力を使用する」手法とは全く異なる。本発明では太陽光を直接使用し、太陽電池やケーブル配線が占めていた面積や重量を減らし、太陽電池の電解層（electrolyzer）を不要とする。このとき、反応生成物であるガス（水素分子Ｈ２と酸素分子Ｏ２）を収集して分離する手段、後の使用のためにそれぞれ貯蔵する手段、燃焼又は爆発しやすい危険な濃度での蓄積を避ける手段が必要である。
【００３０】
触媒は適した場所の表面やマトリックス（電解質保持材）に塗布され、十分な量のヘリウム中に置かれる。水素と酸素を発生するための水蒸気は、船内で最もヘリウムが存在する場所に貯蔵されていてもよい。水濃度はヘリウムの濃度に対して常に低く抑えられてもよい。浮揚用気体の主機能である飛行に影響を与えないためである。
【００３１】
本発明における実施の形態の一つは、船殻の透明又は半透明部分（全体でもよい）の内部表面で触媒反応を生じさせることである。本実施の形態は、船殻に用いる布地（fabric）の製造工程でコーティングを施すことでも実現可能であるし、船殻の組み立てにおける内装工程で触媒を塗布することでも実現可能である。このとき、適切な波長の光を透過および（又は）半透過させる素材によって構成された船殻部分であって、飛行船のヘリウムで満たされた部屋（compartment）に触媒が置かれるようにする。本実施形態の利点は、表面に二次元的なコーティングをするだけであるので、最小限のわずかな物質を飛行船内に追加するだけでよいということである。この形態の変形例として、物質の移動量の制限に基づく反応率の限界を最小にし、意図しない再結合を減らすために、ヘリウムと水蒸気の混合物が触媒層を通過してもよい。概念的には、本実施の形態は単純な構造で実現可能である。全体であれ部分的であれ適切な波長の光を透過もしくは半透過させる素材でできた船殻を使用することで、日中のほとんどの時間で船殻の大半もしくは全体から触媒の床（bed）へ日光が到達することを可能にする。図２に記載されているように、船殻の大部分は不透明なままとしておき、光を取り込むために採光窓２０を付けてもよい。触媒の床を適切に配置したうえで、光が当たるように船殻の複数の部分に採光窓を取り付けてもよい。さらに、触媒層をヘリウムと水蒸気の混合物が通過しながら循環することにより、物質の移動量の制限に基づく反応率の限界を最小にして再結合を減らすことができる。
【００３２】
図２のように、採光窓２０の内部２４に施された光触媒コーティング２２の存在によって、光の一形態である光子２６で刺激された光触媒２２が水蒸気を水素と酸素に分解する。光は太陽２５から与えられるが、飛行船の航路変更と地球の自転により、飛行船に対して常にその位置２７は変わる。反応物質の流量（mass flow）を増やし水素ガスと酸素ガスの再結合を防止するための送風機２８の使用は任意である。図３は、図２のシステムの一つの変形例を示す。このとき、光触媒コーティングは船殻の室内部分３０に施され、その表面３２が日光２６に対して向けられている。
【００３３】
図４および５に示される本発明における別の実施の形態は、触媒２２が多孔質の立体的なマトリックス３４に塗布されているものである。室内のほとんど至る所に光が当たるように、このマトリックスは隙間だらけであってもよい。この触媒すなわちマトリックスは、外部からの光とヘリウムと水蒸気の混合物を利用可能な船室内の位置に、自由に配置されてもよい。マトリックスは図４のように唯一存在していてもよいし、図５のように複数あってもよい。複数のマトリックスがある場合には、大きな採光窓を用いるか、透明又は半透明の船殻素材（図４の２９）で軽航空機全体の表面が覆われていてもよい。図６に示すように、マトリックスを基とする触媒は、気圧の集中的な変化を補償する強化窓３６に設置されてもよい。図７に示す実施の形態においては、飛行船の膨らんだ、もしくは堅い船尾部分３８に配置された触媒の床３４に光が当たっている状態が図示されている。この船尾部分は構造にかかわらず、全体が透明又は半透明であってもよいし、少なくとも一部が透明又は半透明であってもよい。この配置は、主船殻の強度が要求され、それがとても重要である場合に、不透明の素材を主船殻に使用することを可能にする。船尾部分におけるシステムは送風機や扇風機などの構成によるガス循環手段経由で飛行船全体のヘリウムにアクセスをおこなってもよい。図８に示すように、マトリックスを基とする触媒は透明又は半透明の低抵抗（low-drag）船室に配置されてもよいし、船殻の表面外部にある窓４２に配置されてもよい。また、ガス循環手段４０は主船殻内のガスとの間で循環を行ってもよい。
【００３４】
再生燃料電池（regenerative fuel cell (RFC)）といった回生水素・酸素エネルギー貯蔵システムにおいては、夜間の電気発生によって燃料電池内で水素と酸素が消費されて副産物として水が作りだされる。その翌日に、この副産物の水は、日中の太陽光をその主たる電力源として、光触媒反応もしくは電気的生成により水素と酸素を作り出すのに使われる。この循環は毎日繰り返される。水素・酸素・水といったものが全て貯蔵されなくてはならない理由は、このシステムのエネルギーの需要量によって説明される。貯蔵は常に課題である。なぜなら再生燃料電池（RFC）システムの総重量に占める、反応物質である酸素および水素のタンク貯蔵による重量の割合は断然大きいからである。そして、飛行船中に電力を供給するために必要な伝導ケーブルはもう一つの重量物となる。
【００３５】
本発明によると、伝導ケーブルの重量の大半を減らすことができる。なぜならば飛行船に満たされた十分な量のヘリウムは自由電子を含むことなく反応化学物質（水素分子Ｈ２と酸素分子Ｏ２）を有する形で存在し、飛行船内で将来にわたり次々とエネルギーを生じさせる効果的な“化学的電力バス”となるからである。さらには、本発明によると必要なタンク貯蔵容量のかなりの量を軽減または削減でき、それに伴いかなりの重量を減らすことができる。これは一方の反応ガス（水素または酸素）を、いくらかまたは全ての水蒸気と共に低濃度のガスとしてヘリウム内に貯蔵することにより実現できる。
【００３６】
この実施形態の重要な側面は低濃度の種類のガスとして反応ガスが飛行船内のヘリウムに貯蔵されることにある。これにより水素と酸素が再結合により水となるという意図しない反応を防ぐことができる。またこのことは、ヘリウムの主要な役割である浮揚用気体としての飛行機能に対してはほとんど影響を与えない。そして、わずかに低濃度化することによって成層圏における電場からのブレークダウン電圧（breakdown voltage）を軽減できる。
【００３７】
本発明によると、重量削減効果の高い、太陽光エネルギーから夜間電力供給用化学エネルギーへの変換および貯蔵や、化学物質と電力の分配手段の削減や、浮揚用気体の詰まった船殻内へのエネルギーの貯蔵ができる。この結果、電力系統の重量が減り、飛行船の性能をかなり向上させることができる。
【００３８】
一例として、６００万立方フィート（6MCF）のヘリウムの詰まった飛行船は６００００フィート（60,000ft.）上空で２％の水素混合物を含んでも安全に飛行できる。平均電池電圧が０．８ボルトの燃料電池システムで用いれば、この量の水素混合物は６００キロワット時（600kWh）以上に匹敵するエネルギーを供給する。
【００３９】
図９に示すように、第一の実施形態はヘリウムの詰まった船殻への水素の貯蔵を必要とする。水素と酸素は光触媒反応器３４で生成されてもよく、酸素は酸素分離フィルター４６を通り適当な貯蔵用コンテナー４４に貯蔵されてもよい。本実施の形態では、水素の量は爆発下限より少ない量に制限される。実際のところ、この水素は新たな浮力を生じる。逆に、図１０に示すように、酸素がヘリウムの詰まった船殻に貯蔵されてもよい。そして、水素は水素分離フィルター４８を通り貯蔵手段５０に貯蔵されてもよい。酸素はヘリウムの浮力とは反対方向の影響を与えるかもしれないが、これは日中に暖められることによって打ち消されるかもしれない。図１１に示されるもう一つの貯蔵システムの実施形態は水蒸気を船殻に貯蔵するもので、前記二つの実施形態とも両立可能である。水素・酸素燃料電池５２経由の場合でも、燃焼器（combustor）経由の場合でも、水蒸気はエネルギー発生システムの産物として船殻にあってもよい。さらに、図１２に示すように、これらは様々に組み合わせることができる。ヘリウム中に貯蔵すると、浮揚用気体としての濃度低下の限界を超えてしまうおそれのある量も扱うことができるように、水素と酸素の貯蔵方法として部分的分離を行ったり、船殻内部に貯蔵部を持ったりしてもよい。
【００４０】
貯蔵は液体の水を用いて行ってもよい。一部の水蒸気は気体のままでヘリウム内に存在する一方で、温度と濃度に応じて飛行船内で液化されてもよい。積極的に行うのでも、受動的でもよいが、様々な液化手法を用いて水蒸気を水として蓄え、適切な場所で保管する。これは家庭用の除湿装置の基本部分と類似させてもよい。すなわち、表面部を冷やし、そこで水蒸気を液化させて表面部を伝って落ちた水を集めてもよい。光触媒反応において稼働中に水蒸気が不足した場合は、この水を熱してヘリウム中に水蒸気として戻してもよい。
【００４１】
別の方法として、液化のために、飛行船で最も多量のヘリウムを満たした部分から分離して、与圧室を用意してもよい。例えば飛行船の主船殻を取り囲んでもよいし、単純に一又は複数の空気抵抗を最小にした「泡」形状の部屋（bubbles）を飛行船に乗せてもよい。このような与圧室や泡形状の部屋は、ある意味、飛行船で最も多量のヘリウムを満たした部分（主船殻）に隣接しているが、泡形状の部屋内部の加圧を保つためにコンプレッサーや送風機で分離されている。本実施の形態の利点は、泡形状の部屋の底部には不透明な素材を用いる一方で、それ以外の部分では主船殻の構成同様にそれほど強度のない透明な布地を使用できることである。泡形状の部屋の内部表面は、熱流速が飛行船の主船殻に入り込むのを防ぎ、光を反射させて背面にも光が到達するように適宜調整されてもよい。
【００４２】
本発明によると、配線や配管も無く、飛行船に満たされた多量のヘリウムを利用して、効果的に発生した電力を飛行船内の別の場所にある貯蔵場所に移動させることができる。また、推進器（propulsor）といった電力を主に消費する部分の近くに小さな燃料電池を配置することで、夜間の電力発生を局在化させてもよい。かなりの容量の反応物用タンクが不要となることから、本発明における多局的な特徴に基づきこのような実施形態も可能となる。その他のガス（ヘリウムを含まない）は濃縮されて局在的に集められてもいいし、その主貯蔵タンクから分配されていてもよい。
【００４３】
例えば、水素といったガスは全てもしくは一部がメインのヘリウム格納部分に低濃度化されて貯蔵されていてもよい。拡散と対流により、低濃度のガス（水素もしくは酸素のどちらか一方）はヘリウム内のどの場所でも利用可能である。もし、水素が飛行船の上部近くの触媒層で生成された場合でも、ヘリウム中を拡散する。飛行船の底部に配置された燃料電池はこのヘリウムと水素の混合気体を直接又は濃縮装置経由で電池積層部を通過させて底部から出力する。化学的もしくは電気的エネルギーを、それが発生した飛行船の上部から下部まで移動させるのに導電線も化学物質用の配管も必要ない。多量のヘリウム中に貯蔵されない他のガスは、船上の都合のよい場所でヘリウムから抽出されて保管される。実際的な場所の一つは飛行船の底部である。そこでは、抽出システムが低濃度の他のガスを含む多量のヘリウムと接触できるからである。また、夜間にエネルギーを使うときに、燃料電池または水素・酸素燃焼システムによって水蒸気が生成されるが、それもヘリウム中に含まれるようにしてよい。この水は燃料電池が飛行船の底部にある場合に生成されるかもしれないが、翌日蒸発し飛行船内の拡散と対流によって触媒の床に到達しうる。このように、配管の必要なく、その重量も軽減されて、化学的反応物質とエネルギーが分配される。
【００４４】
なお、前述の発明の記載から、この分野における通常の知識を有する者はその改良・変更・修正に想到しうる。この分野におけるそのような改良・変更・修正は特許請求の範囲の補正により権利範囲となるものである。
【００４５】
なお、本発明は本実施の形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【００４６】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【００４７】
１０…軽航空機（lighter-than-air vehicles）、１１…ヘリウム、１２…船殻、１４…太陽電池、１５…安定板、２０…採光窓、２２…光触媒コーティング、２４…船殻内部、２５…太陽、２６…光子（日光）、２７…太陽の位置、２８…送風機、２９…透明又は半透明の船殻、３０…船殻の室内部分、３２…船殻の室内部分表面、３４…マトリックス（電解質保持材）、３６…強化窓、３８…空気注入された部分の船尾部分、４０…ガス循環手段、４２…船殻の表面外部にある窓、４４…貯蔵用コンテナー、４６…酸素分離フィルター、４８…水素分離フィルター、５０…貯蔵手段、５２…水素・酸素燃料電池、
【図１１】
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【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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【図９】
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【図１０】
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【図１２】
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