特許ウォッチ

公開番号2025059521
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-10
出願番号2023169658
出願日2023-09-29
発明の名称水素気球
出願人愛三工業株式会社
代理人弁理士法人岡田国際特許事務所
主分類B64B 1/50 20060101AFI20250403BHJP(航空機;飛行;宇宙工学)
要約【課題】よりシンプルでより軽量なシステムにて、より長期間浮遊し続けることができる水素気球を提供する。
【解決手段】水素をバルーン2に貯留してバルーン2内の水素の浮力で浮く水素気球1であって、水を貯留するタンク20と、バルーン2の表面の少なくとも一部に設けられた薄膜型の太陽電池5と、太陽電池5にて発電された電力を用いてタンク2内からの水を水素と酸素に電気分解して水素をバルーン2に供給する電気分解装置30と、を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
水素をバルーンに貯留して当該バルーン内の水素の浮力で浮く水素気球であって、
水を貯留するタンクと、
前記バルーンの表面の少なくとも一部に設けられた薄膜型の太陽電池と、
前記太陽電池にて発電された電力を用いて前記タンク内からの水を水素と酸素に電気分解して水素を前記バルーンに供給する電気分解装置と、
を有する、
水素気球。
続きを表示（約 180 文字）【請求項２】
請求項１に記載の水素気球であって、
前記太陽電池にて発電された電力を用いて熱交換器を駆動して大気から生成した水を前記タンクに補充する水変換装置を有する、
水素気球。
【請求項３】
請求項２に記載の水素気球であって、
前記熱交換器の高温部の少なくとも一部の熱を用いて前記タンクを保温する、
水素気球。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示の技術は、水素の浮力で浮く水素気球に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１には、水素を貯留するバルーン（気嚢）と、水を貯留する水タンクと、水を水素と酸素に電気分解する電気分解装置と、大気中の酸素とバルーン内の水素とから水を生成させる水素利用装置と、を備える水素気球が開示されている。また電気分解装置と水利用装置、その他のポンプやバルブの電力源として、マイクロ波やレーザ光を受けて発電する受電装置、または太陽光で発電する発電装置を備えている。そして電気分解装置と水素利用装置との間で水素を循環し、水と水素を再利用し続けることにより、上昇と降下を繰り返し、長期間空中に浮上し続けられることが記載されている。なお水素を循環させているが水素を外部から補給していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－１９００１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、水タンクの水を電気分解することで水素と酸素を発生させて（酸素は大気中に放出）、当該水素をバルーンに供給し、バルーン内の水素と大気中の酸素と水素利用装置（燃料電池または水素燃焼器）を用いて水を生成している。水素利用装置を用いて水を生成して水タンクに貯留するためのシステムは、大気（酸素）を水素利用装置へ圧送する空気圧縮ポンプ、発生させた水素を一時的に貯留する水素タンク、水素タンク内の水素を水素利用装置へ圧送する水素ポンプ、各経路に設けられた電磁弁、水素利用装置で発生させた水蒸気を液体の水に変換する復水装置、などを有し、多くの機器が必要でシステム全体の体積と質量が増加し、あまり好ましくない。
【０００５】
上記問題点を解決するための、本明細書が開示する技術の課題は、よりシンプルでより軽量なシステムにて、より長期間浮遊し続けることができる水素気球を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本明細書に開示の水素気球は、次の手段をとる。
【０００７】
第１の手段は、水素をバルーンに貯留して当該バルーン内の水素の浮力で浮く水素気球であって、水を貯留するタンクと、前記バルーンの表面の少なくとも一部に設けられた薄膜型の太陽電池と、前記太陽電池にて発電された電力を用いて前記タンク内からの水を水素と酸素に電気分解して水素を前記バルーンに供給する電気分解装置と、を有する、水素気球である。
【０００８】
上記第１の手段によれば、水を貯留する水タンク、電気分解装置、電源としての太陽電池、にてシステムが構成される。すなわち、非常にシンプルかつ軽量なシステムで、電気分解装置からバルーンに水素を供給（補給）し続けることができるので、より長期間浮遊し続けることが可能であり、各種の観測用の気球等に適用できる。また電気分解装置に供給される電力をバルーンに取り付けられた太陽電池から供給することで、余剰の発電設備を設けることなく、水素を供給（補充）することができる。
【０００９】
第２の手段は、上記第１の手段に係る水素気球であって、前記太陽電池にて発電された電力を用いて熱交換器を駆動して大気から生成した水を前記タンクに補充する水変換装置を有する、水素気球である。
【００１０】
上記第２の手段によれば、太陽電池で発電した電力で熱交換器を駆動して、熱交換器の低温部に大気中の水蒸気を結露させて水を生成し、生成した水をタンクに補充する。従って、外部から水を補充可能であり、電力は太陽電池で賄うので、より長期間浮遊し続けることが可能である。また水変換装置に対しても太陽電池で発電した電力が供給され、余剰な貯水用の機器は不要となる。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許