特開 2023-144973 自沈式発炎筒

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023144973

(43)【公開日】2023-10-11

(54)【発明の名称】自沈式発炎筒

(51)【国際特許分類】

   B63C 9/20 20060101AFI20231003BHJP

   F42B 12/48 20060101ALI20231003BHJP

   F42B 4/26 20060101ALI20231003BHJP

   F42B 12/46 20060101ALI20231003BHJP

   B63B 22/10 20060101ALI20231003BHJP

   G08B 5/40 20060101ALI20231003BHJP

   C06D 3/00 20060101ALI20231003BHJP

【ＦＩ】

B63C9/20 Z

F42B12/48

F42B4/26

F42B12/46

B63B22/10

G08B5/40

C06D3/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022052214

(22)【出願日】2022-03-28

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り 令和４年１月２２日に防衛省東北防衛局郡山防衛事務所白河製造所常駐検査官室に自沈式発炎筒について説明した技術変更提案書を提出 令和４年２月７日に防衛省東北防衛局郡山防衛事務所白河製造所常駐検査官室に自沈式発炎筒について説明した技術変更提案書を提出 令和４年２月７日に防衛省東北防衛局郡山防衛事務所に自沈式発炎筒について説明した技術変更提案書を郵送で提出

(71)【出願人】

【識別番号】390037224

【氏名又は名称】日本工機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003199

【氏名又は名称】弁理士法人高田・高橋国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】早川 芳仁

(72)【発明者】

【氏名】矢野 英治

(57)【要約】

【課題】大型化を抑えつつ長時間の発炎を可能にした自沈式発炎筒を提供する。
【解決手段】自沈式発炎筒２は、噴炎孔１４を有する木製の柱状本体１０を有する。柱状本体１０の底部には重りとなる底蓋２０が取り付けられている。柱状本体１０の内部には、導火線５０によって直列に接続された複数の炎薬管２００と、先頭の炎薬管２００に着火させる点火装置１００とが収容されている。柱状本体１０には、噴炎孔１４と連通し複数の炎薬管２００を収納する複数の筒状収納空間１２が形成されている。連結孔１６によって隣接する筒状収納空間１２同士が連結されることで複数の筒状収納空間１２は直列に連通している。列の先頭の筒状収納空間１２と柱状本体１０の外部との間には自沈装置３０が設けられている。自沈装置３０が設けられた筒状収納空間１２には、着火順序において最後に着火される炎薬管２００が収納される。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

噴炎孔を有する木製の柱状本体と、
前記柱状本体の底部に取り付けられた重りと、
前記柱状本体の内部に収納され、導火線によって直列に接続された複数の炎薬管と、
前記柱状本体の内部に収納され、直列に接続された前記複数の炎薬管の列の先頭の炎薬管に着火させる点火装置と、を備え、
前記柱状本体は、
前記噴炎孔と連通し前記複数の炎薬管を収納する複数の筒状収納空間と、
隣接する筒状収納空間同士を連結して前記複数の筒状収納空間を直列に連通させる連結孔と、
直列に連通された前記複数の筒状収納空間の列の先頭の筒状収納空間と前記柱状本体の外部とを連通させる注水穴と、
前記注水穴に詰められた水溶性且つ熱可塑性の栓と、を備え、
前記列の先頭の筒状収納空間は前記複数の炎薬管の間での着火順序において最後に着火される炎薬管を収納する
ことを特徴とする自沈式発炎筒。

【請求項2】

請求項１に記載の自沈式発炎筒において、
前記連結孔により連結される２つの筒状収納空間のうち、先頭側の筒状収納空間と前記連結孔との接続位置は、後尾側の筒状収納空間と前記連結孔との接続位置よりも低い位置に設定され、
前記先頭側の筒状収納空間は前記着火順序が遅い炎薬管を収納し、前記後尾側の筒状収納空間は前記着火順序が早い炎薬管を収納する
ことを特徴とする自沈式発炎筒。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の自沈式発炎筒において、
前記複数の筒状収納空間のそれぞれはその内壁と収納される炎薬管との間に隙間を有し、前記隙間は高空隙率材料からなるスペーサによって埋められている
ことを特徴とする自沈式発炎筒。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれか１項に記載の自沈式発炎筒において、
前記柱状本体は頭部の太さを胴部の太さよりも細く形成されている
ことを特徴とする自沈式発炎筒。

【請求項5】

請求項１乃至４のいずれか１項に記載の自沈式発炎筒において、
前記柱状本体は前記複数の炎薬管を前記複数の筒状収納空間に挿入するための複数の挿入口を底部に備え、
前記重りは前記底部を覆い前記複数の挿入口をシールする底蓋である
ことを特徴とする自沈式発炎筒。

【請求項6】

請求項５に記載の自沈式発炎筒において、
前記底蓋にはシリコーンで埋められた空間が設けられ、
前記導火線は前記シリコーンで埋められた空間を通って前記複数の炎薬管を接続している
ことを特徴とする自沈式発炎筒。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、航空機から投下される海上浮遊発炎筒に関し、特に、自沈式の海上浮遊発炎筒に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１及び特許文献２には、燃焼後に自沈する海上浮遊発炎筒が開示されている。これら先行技術文献に開示された発炎筒は金属製の中空構造の本体を有する。本体内部に形成された空陵は発炎筒を浮遊させるための浮力室となる一方、水を流入させることによって発炎筒を自沈させる自沈装置としても機能する。先行技術文献に開示された発炎筒の自沈装置は、発炎筒が燃焼した後、及び、不発に終わった場合でも一定時間浮遊した後、水を本体内部の空陵に流入させるように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開昭６０－１７８２９９号公報

【特許文献2】特開平０９－０６１０９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

発炎筒、特に、救難救助などで使用される発炎筒は、長時間にわたり場所を示す必要性から発炎時間の長期化が求められている。発炎時間を長くするには発炎薬の増量が必要であるが、発炎薬の増量は発炎筒全体の重量を増加させる。先行技術文献に開示された発炎筒の本体は金属製であるため、重量が増加した発炎筒を海上で浮遊させるためには、増加した重量にバランスする浮力が得られるように空陵を広げる必要がある。しかし、空陵を広げることは発炎筒の大型化につながるため、発炎筒の航空機への搭載において支障が生じてしまう。

【0005】

また、航空機から投下される発炎筒では、発炎筒自体の個体差や着水時の衝撃の影響により、燃焼開始から内部に水が流入し始めるまでの時間にはばらつきが生じる。さらに、先行技術文献に開示された発炎筒は空陵の空気によって浮力を得ているため、空陵に水が流入し始めてから自沈するまでの時間は短い。このため、水が流入し始めるまでの時間が設計値よりも短くなった場合、発炎薬を増量したにも関わらず十分な発炎時間を確保できないおそれがある。

【0006】

本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、大型化を抑えつつ長時間の発炎を可能にした自沈式発炎筒を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は上記目的を達成するための自沈式発炎筒を提供する。

【0008】

本発明に係る自沈式発炎筒は、噴炎孔を有する木製の柱状本体、柱状本体の底部に取り付けられた重り、複数の炎薬管、及び点火装置を備える。複数の炎薬管は柱状本体の内部に収納され、導火線によって直列に接続されている。点火装置は柱状本体の内部に収納され、直列に接続された複数の炎薬管の列の先頭の炎薬管に着火させるように構成されている。

【0009】

柱状本体は噴炎孔と連通し複数の炎薬管を収納する複数の筒状収納空間を備える。１つの筒状収納空間には１つの炎薬管が収納される。ただし、複数の噴炎孔が設けられて１つの噴炎孔に１つの筒状収納空間が連通していてもよいし、１つの噴炎孔が複数の筒状収納空間で供用されていてもよい。

【0010】

柱状本体は、隣接する筒状収納空間同士を連結する連結孔を備える。ただし、必ずしも隣接する２つの筒状収納空間の全ての組み合わせに対して連結孔が設けられているわけではない。連結孔は複数の筒状収納空間が直列に連通するように設けられている。

【0011】

柱状本体は、直列に連通された複数の筒状収納空間の列の先頭の筒状収納空間と柱状本体の外部とを連通させる注水穴と、注水穴に詰められた水溶性且つ熱可塑性の栓とを備える。上記のように複数の筒状収納空間は連結孔によって直列に連通されている。環状でもなく並列でもなく直列であるならば、必ず列の先頭になる筒状収納空間と列の後尾となる筒状収納空間とが存在する。列の端部となる２つの筒状収納空間のうちどちらを列の先頭とみなしてもよいし列の後尾とみなしてもよい。列の先頭の筒状収納空間、すなわち、注水穴によって柱状本体の外部と連通する筒状収納空間には、複数の炎薬管の間での着火順序において最後に着火される炎薬管が収納される。

【0012】

本発明に係る自沈式発炎筒は以上のように構成されている。本発明に係る自沈式発炎筒によれば、柱状本体は木製でありそれ自体が浮力を有しているので、浮力を得るための空間を内部に設ける必要はない。ゆえに、金属製の自沈式発炎筒に比較して全体を小型化することができる。また、柱状本体自体が浮力を有しているため、燃焼開始から内部に水が流入し始めるまでの時間のばらつきが自沈時間に与える影響も低く抑えられる。

【0013】

さらに、本発明に係る自沈式発炎筒によれば、複数の炎薬管は導火線によって直列に接続されているので、点火装置によって最初に着火された炎薬管から順々に燃焼し、最後に、列の先頭の筒状収納空間に収納された炎薬管が燃焼する。列の先頭の筒状収納空間は注水穴が設けられた筒状収納空間であるが、注水穴には栓が詰められているので注水穴からの浸水はすぐには生じない。栓は熱可塑性であるので、列の先頭の筒状収納空間に収納された炎薬管が燃焼したときにその熱によって溶解し、注水穴から筒状収納空間への水の浸水が始まる。つまり、本発明に係る自沈式発炎筒によれば、着火順序において最後の炎薬管が燃焼してから内部に水を浸入させることができるので、全ての炎薬管を燃焼させて長時間の発炎を確保することができる。注水穴から列の先頭の筒状収納空間に浸入してきた水は、連結孔を介して全ての筒状収納空間へ順に浸入し、やがて自沈式発炎筒を自沈させる。

【0014】

また、何らかの理由で点火装置が作動しなかった場合や、途中の炎薬管で燃焼が止まってしまうことが有りうる。この場合、着火順序において最後の炎薬管が燃焼しないため、栓を熱で溶解させることはできない。しかし、栓は水溶性でもあるため、時間の経過によってやがて水に溶解し、注水穴から筒状収納空間への水の浸水が始まる。つまり、本発明に係る自沈式発炎筒によれば、不発であった場合でも内部に水を浸入させることができる。注水穴から列の先頭の筒状収納空間に浸入してきた水は、連結孔を介して全ての筒状収納空間へ順に浸入していき、自沈式発炎筒を次第に自沈させていく。

【0015】

本発明に係る自沈式発炎筒において、連結孔により連結される２つの筒状収納空間のうち、先頭側の筒状収納空間と連結孔との接続位置は、後尾側の筒状収納空間と連結孔との接続位置よりも低い位置に設定されてもよい。そして、先頭側の筒状収納空間は着火順序が遅い炎薬管を収納し、後尾側の筒状収納空間は着火順序が早い炎薬管を収納してもよい。このような構成によれば、先に着火された炎薬管で発生した火が後に着火される炎薬管へ連結孔を通って燃え移ることを防ぐことができる。

【0016】

本発明に係る自沈式発炎筒において、複数の筒状収納空間のそれぞれはその内壁と収納される炎薬管との間に隙間を有し、隙間は高空隙率材料からなるスペーサによって埋められていてもよい。このような構成によれば、炎薬管を筒状収納空間内で保持しつつ、不発或いは途中で燃焼が止まった場合において、注水穴から発炎筒の内部に浸水してきた水の溜まり場を確保することができる。

【0017】

本発明に係る自沈式発炎筒において、柱状本体は頭部の太さを胴部の太さよりも細く形成されていてもよい。このような構成によれば、柱状本体による浮力を低減し、注水穴から発炎筒の内部に浸水してきた際に発炎筒を自沈しやすくすることができる。

【0018】

本発明に係る自沈式発炎筒において、柱状本体は複数の炎薬管を複数の筒状収納空間に挿入するための複数の挿入口を底部に備えてもよい。そして、柱状本体の底部に取り付けられる重りは底部を覆い複数の挿入口をシールする底蓋であってもよい。このような構成によれば、重りである底蓋から着水するため、底蓋によって底部を保護されている柱状本体の破損を防ぐことができる。

【0019】

また、本発明に係る自沈式発炎筒において、底蓋にはシリコーンで埋められた空間が設けられてもよく、導火線はシリコーンで埋められた空間を通って複数の炎薬管を接続してもよい。これによれば、導火線が燃えてシリコーンが溶けることで、注水穴から発炎筒の内部に浸水してきた水の通路を作ることができ、発炎筒をより自沈しやすくすることができる。

【発明の効果】

【0020】

以上述べたように、本発明に係る自沈式発炎筒によれば、大型化を抑えつつ長時間の発炎を可能にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の実施形態に係る自沈式発炎筒の側面図である。

【図2】図１に示される自沈式発炎筒の断面Ａ－Ａを示す断面図である。

【図3】図１に示される自沈式発炎筒の断面Ｂ－Ｂを示す断面図である。

【図4】図１に示される自沈式発炎筒が備える炎薬管の縦断面図である。

【図5】図１に示される自沈式発炎筒が備える自沈装置の拡大断面図である。

【図6】図１に示される自沈式発炎筒の底蓋が無い状態での底面図である。

【図7】図１に示される自沈式発炎筒の自沈装置の位置での横断面図である。

【図8】図１に示される自沈式発炎筒の作動シーケンスを示す図である。

【図9】自沈装置による未燃焼状態での自沈時間の検証結果を示す図である。

【図10】自沈装置による燃焼状態での自沈時間の検証結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る自沈式発炎筒（以下、単に発炎筒という）について説明する。ただし、以下に示される実施形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、本発明に係る思想が限定されるものではない。また、以下に示される実施形態において説明する構造等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、本発明に係る思想に必ずしも必須のものではない。

【0023】

１．発炎筒の外観
まず、図１を参照して発炎筒２の外観から説明する

【0024】

図１は発炎筒２の側面図である。発炎筒２は縦に長い柱状の本体１０を有し、本体１０の底部には底蓋２０が取り付けられている。本体１０は、より具体的には、四角柱状の外観形状を有している。ただし、本体１０は一定の太さではなく、本体１０の頭部１０ｂの太さは胴部１０ａの太さよりも細くされている。底蓋２０は、本体１０に取り付けられた状態では、高さの低い四角柱状の外観形状を有している。

【0025】

外観では、本体１０の頭部１０ｂと胴部１０ａの底蓋２０の近くのそれぞれに防湿テープ４２，４４が貼られている。頭部１０ｂに貼られた防湿テープ４２は後述する引き環１０６を固定するために貼られている。胴部１０ａの底蓋２０の近くに貼られた防湿テープ４４は後述する自沈装置３０をカバーし、発炎筒２の保管時に内部の火薬や発炎剤を防湿するために貼られている。防湿テープ４２，４４は共に発炎筒２の使用時に剥がされる。

【0026】

２．発炎筒の材質
上記の外観を有する発炎筒２は、本体１０の材質において１つの特徴を有する。本体１０の材質としては木材が用いられている。木材は詳しくは比重が１未満の木材であり、エゾ松、トド松、シナ、スプルース等を具体例として挙げることができる。本体１０の材質として木材を選択したことで、金属製の発炎筒のように中空構造にして内部の空気に頼らずとも、本体１０自体によって発炎筒２に浮力を与えることができる。

【0027】

一方、底蓋２０の材質としては金属が用いられている。金属の具体例としては鋼、銅合金、亜鉛合金、アルミニウム合金、マグネシウム合金、チタン等を挙げることができる。重さのある底蓋２０を発炎筒２の底部に配置することで、発炎筒２の重心位置を底部に下げ、航空機からの落下中や水面で浮遊している際、発炎筒２の姿勢を安定させることができる。つまり、底蓋２０は重りとして機能する。また、着水時は、底蓋２０から着水することで本体１０の破損を防ぐ効果もある。

【0028】

３．発炎筒の内部の構造
次に、図２及び図３を参照して発炎筒２の内部の構造について説明する。

【0029】

図２は図１に示される発炎筒２の断面Ａ－Ａを示している。断面Ａ－Ａは発炎筒２の中心軸を含み、四角柱状に形成された発炎筒２の１つの側面に平行な断面である。

【0030】

図２に示されるように、発炎筒２の本体１０の中心部には、点火装置１００が収納されている。前述の引き環１０６には金属製の引抜線１０８が取り付けられている。引抜線１０８の先端は点火装置１００に繋がっている。引き環１０６を引いて点火装置１００から引抜線１０８を引き抜くことで点火装置１００が作動し、点火装置１００から下方に延びている導火線５０に火が着くようになっている。点火装置１００は、木栓１０４によって本体１０に封じ込められている。木栓１０４は本体１０と同様に木材で作られている。

【0031】

導火線５０は底蓋２０の内側に形成された空間２２を通って後述する炎薬管に接続されている。なお、底蓋２０の空間２２は液密性を担保するためにシリコーン２４で埋められている。また、図２より、本体１０の底部は底蓋２０に嵌め込まれていることが分かる。底蓋２０は本体１０の底部に複数本の金属製の木ネジ２８によって固定されている。

【0032】

図３は図１に示される発炎筒２の断面Ｂ－Ｂを示している。断面Ｂ－Ｂは、断面Ａ－Ａと断面Ａ－Ａに平行な側面との中間で発炎筒２を縦に切断して得らえる断面である。なお、断面Ａ－Ａに関して断面Ｂ－Ｂとは反対側の断面も、断面Ｂ－Ｂに示される構造と同じ構造になっている。

【0033】

図３に示されるように、発炎筒２の本体１０の内部には、着火されることで炎と煙を発生させる炎薬管２００が設けられている。炎薬管２００は本体１０の内部に形成された筒状収納空間１２に収容されている。筒状収納空間１２は本体１０の底面に開口し、その開口部から発炎筒２の軸方向に延びている。筒状収納空間１２の開口部は炎薬管２００を挿入する挿入口である。筒状収納空間１２の天井面には、本体１０の頂部に開口する噴炎孔１４が連通している。炎薬管２００から発生する炎と煙は噴炎孔１４から外部に噴出される。ただし、噴炎孔１４の開口部には金属製の蓋４６が取り付けられている。蓋４６は着水時に噴炎孔１４からの浸水を防ぐ役割を有し、炎薬管２００から炎と煙が噴出された際に本体１０から外れるようになっている。また、蓋４６には、発炎筒２が不発であった場合に、内部の空気を抜いて発炎筒２を自沈させるための空気抜き穴が開けられている。

【0034】

図３に示される断面Ｂ－Ｂでは、２組の筒状収納空間１２と噴炎孔１４とが本体１０に形成されている。断面Ａ－Ａに関して断面Ｂ－Ｂとは反対側の断面も断面Ｂ－Ｂに示される構造と同じ構造であるから、本体１０には合計４組の筒状収納空間１２と噴炎孔１４とが形成されている。各筒状収納空間１２に１つずつ炎薬管２００が収納されるので、発炎筒２には合計４本の炎薬管２００が備えられている。炎薬管２００同士は、底蓋２０の空間２２を通る導火線５０によって直列に接続されている

【0035】

筒状収納空間１２及び噴炎孔１４の容積は、内部に浸水した際に発炎筒２を自沈させるのに十分な量の水が入るように設計されている。また、前述のように、本体１０は、その頭部１０ｂの太さを炎薬管２００が収納される胴部１０ａの太さよりも細くされている。このような形状に本体１０を形成することで、本体１０それ自体で生じる浮力を減らし、その分、重りである底蓋２０の重量を抑えることができる。つまり、発炎筒２全体として小型化且つ軽量化することができる。

【0036】

また、本体１０の内部には、隣り合う筒状収納空間１２と筒状収納空間１２とを連結する連結孔１６が形成されている。連結孔１６は筒状収納空間１２の開口部の近くに設けられている。ただし、連結孔１６と筒状収納空間１２との接続位置は、連結孔１６により連結される２つの筒状収納空間１２の間で高低差が設けられている。連結孔１６の機能と高低差の理由については後述する。

【0037】

さらに、本体１０には自沈装置３０が設けられている。自沈装置３０は発炎筒２の外部と筒状収納空間１２とを連通させて本体１０の内部に水を浸水させ、発炎筒２を自沈させる機構である。自沈装置３０の詳細については後述する。自沈装置３０は４つの筒状収納空間１２のうちの１つのみに設けられている。

【0038】

４．炎薬管の構造
次に、図４を参照して炎薬管２００の構造の詳細について説明する。

【0039】

図４は炎薬管２００の縦断面図である。なお、前述のように発炎筒２には４本の炎薬管２００が備えられているが、どの炎薬管２００も図４に示されるものと同じ構造を有している。ただし、図４に示される炎薬管２００は、導火線５０－１によって点火装置１００に接続された第１炎薬管であるとする。

【0040】

炎薬管２００はアルミ防湿フィルムからなる管本体２０２を有する。管本体２０２の底部は底部金物２１２とナット２１４によって蓋をされている。管本体２０２の頂部にはべークライト等の熱硬化性樹脂でできた着火薬容器２０６が取り付けられている。着火薬容器２０６の中には着火薬２０８が詰められている。着火薬容器２０６と底部金物２１２との間に挟まれた管本体２０２の内部には、発炎薬２１０が詰められている。点火装置１００から延びる導火線５０－１は、底部金物２１２を貫通して管本体２０２の中を通り、着火薬容器２０６の内部に達している。

【0041】

導火線５０－１を伝わってきた火は着火薬容器２０６に達し、着火薬２０８を着火させる。そして、着火した着火薬２０８の燃焼によって発炎薬２１０に着火する。着火した発炎薬２１０は上方から下方に向けて炎と煙を出しながら燃焼していく。そして、発炎薬２１０が導火線５０－２まで燃焼したとき、導火線５０－２に着火する。導火線５０－２は、４本の炎薬管２００のうちの第１炎薬管と第２炎薬管とを接続する導火線５０である。

【0042】

管本体２０２の周囲には高空隙率材料で形成されたスペーサ２２０が巻かれている。高空隙率材料の好ましい例は片面段ボールである。スペーサ２２０は、筒状収納空間１２の内壁と管本体２０２との隙間を埋めて管本体２０２を固定するともに、浸水時には水が溜まる空間となる。ただし、発炎薬２１０が燃焼するときには、スペーサ２２０は管本体２０２とともに燃焼して燃え落ちるようになっている。

【0043】

また、炎薬管２００の頂部は、べークライト等の熱硬化性樹脂でできた座２０４を介して筒状収納空間１２の天井面に押し付けられる。座２０４には発炎薬２１０が燃焼したときに生じる燃焼ガス（炎と煙を含む）の流路が形成されている。筒状収納空間１２の天井面には噴炎孔１４が連通しているので、燃焼ガスは座２０４に形成された流路を通って噴炎孔１４へと流れていく。

【0044】

５．自沈装置の構造の詳細
次に、図５を参照して自沈装置３０の構造の詳細について説明する。

【0045】

図５は自沈装置３０の拡大断面図である。自沈装置３０は、発炎筒２の本体１０の側面に形成された注水穴３２と、注水穴３２に詰められた樹脂栓３４とで構成される。注水穴３２は金属で作られた円筒状の部材であり、本体１０の側面に打ち込まれている。本体１０の側面における注水穴３２の位置は、発炎筒２が水に浮かんでいる状態において水面下になる位置である。注水穴３２は本体１０の側面と筒状収納空間１２との間を貫通し、発炎筒２の外部と筒状収納空間１２とを連通させる。樹脂栓３４は水溶性且つ熱可塑性の樹脂で作られている。樹脂栓３４の具体的な材質としては、ポリビニルアルコールや熱可塑性澱粉糊等を挙げることができる。発炎筒２が保管されているときには、注水穴３２は防湿テープ４４で塞がれている。

【0046】

発炎筒２の使用時には、発炎筒２は防湿テープ４４を剥がされて水面に投下される。水面に投下された時点では、注水穴３２は樹脂栓３４によって塞がれているので、発炎筒２の内部に水が浸水することはない。しかし、発炎薬２１０が燃焼すると、その熱によって樹脂栓３４は溶解し、発炎筒２の外部と筒状収納空間１２とが連通することによって注水穴３２から筒状収納空間１２の内部に浸水する。また、発炎薬２１０が燃焼しなかった場合であっても、発炎筒２が長時間水面に浮かんでいると、水に濡れることによって樹脂栓３４は溶解し、発炎筒２の外部と筒状収納空間１２とが連通することによって注水穴３２から筒状収納空間１２の内部に浸水する。筒状収納空間１２の内部に水が浸水することで、筒状収納空間１２内の空気は噴炎孔１４から外に出ていき、やがて、浮力が重量よりも小さくなったときに発炎筒２は自沈する。

【0047】

６．発炎筒の構造の詳細
次に、上述のような構造を有する点火装置１００、炎薬管２００及び自沈装置３０を備える発炎筒２の構造の詳細について図６及び図７を参照して説明する。

【0048】

図６は発炎筒２の底蓋２０が無い状態での底面図である。発炎筒２の本体１０の底面は正方形であり、その中心に点火装置１００が配置されている。そして、点火装置１００から等距離の位置に４つの筒状収納空間１２－１，１２－２，１２－３，１２－４が開口している。ここで、符号の“１２－ｎ”は着火順序においてｎ番目の炎薬管が収納される筒状収納空間１２を意味している。つまり、筒状収納空間１２－１は着火順序において１番目の第１炎薬管が収納される筒状収納空間１２である。筒状収納空間１２－２は着火順序において２番目の第２炎薬管が収納される筒状収納空間１２である。筒状収納空間１２－３は着火順序において３番目の第３炎薬管が収納される筒状収納空間１２である。そして、筒状収納空間１２－４は着火順序において４番目の第４炎薬管が収納される筒状収納空間１２である。４つの筒状収納空間１２－１，１２－２，１２－３，１２－４は番号順に反時計回りに隣接している。

【0049】

本体１０の底面には４本の導火線５０－１，５０－２，５０－３，５０－４が引かれている。ここで、符号の“５０－ｎ”は着火順序においてｎ番目の炎薬管に着火させる導火線５０を意味している。つまり、点火装置１００から延びる導火線５０－１は筒状収納空間１２－１に入り第１炎薬管に接続されている。筒状収納空間１２－１から延びる導火線５０－２は筒状収納空間１２－２に入り第２炎薬管に接続されている。筒状収納空間１２－２から延びる導火線５０－３は筒状収納空間１２－３に入り第３炎薬管に接続されている。そして、筒状収納空間１２－３から延びる導火線５０－４は筒状収納空間１２－４に入り第４炎薬管に接続されている。

【0050】

図７は発炎筒２の自沈装置３０の位置での横断面図である。本体１０に形成された筒状収納空間１２－１，１２－２，１２－３，１２－４には、それぞれ炎薬管２００－１，２００－２，２００－３，２００－４が収納されている。ここで、符号の“２００－ｎ”は着火順序においてｎ番目の炎薬管２００を意味している。図７に示すように、自沈装置３０は最後に着火する第４炎薬管２００－４のみに設けられている。また、自沈装置３０は本体１０の異なる側面に２つ設けられている。

【0051】

また、筒状収納空間１２－１と筒状収納空間１２－４との間を除く３か所に連結孔１６－１，１６－２，１６－３が設けられている。ここで、符号の“１６－ｎ”は浸水時にｎ番目に水が流れる連結孔１６を意味している。浸水時、水は自沈装置３０が設けられた第４筒状収納空間１２－４に流入し、第１連結孔１６－１を通って第３筒状収納空間１２－３に流入する。次に、第３筒状収納空間１２－３から第２連結孔１６－２を通って第２筒状収納空間１２－２に流入する。そして最後に、第２筒状収納空間１２－２から第３連結孔１６－３を通って第１筒状収納空間１２－１に流入する。つまり、筒状収納空間１２－１，１２－２，１２－３，１２－４間における浸水時の水の流入順序は、炎薬管２００－１，２００－２，２００－３，２００－４における着火順序と逆の順序である。

【0052】

各連結孔１６－１，１６－２，１６－３は両側の筒状収納空間との接続位置に高低差を設けられている（図３に示す連結孔１６を参照）。具体的には、第４筒状収納空間１２－４と第１連結孔１６－1との接続位置は、第３筒状収納空間１２－３と第１連結孔１６－1との接続位置よりも低い位置に設定されている。第３筒状収納空間１２－３と第２連結孔１６－２との接続位置は、第２筒状収納空間１２－２と第２連結孔１６－２との接続位置よりも低い位置に設定されている。そして、第２筒状収納空間１２－２と第３連結孔１６－３との接続位置は、第１筒状収納空間１２－１と第３連結孔１６－２との接続位置よりも低い位置に設定されている。つまり、着火順序が遅い炎薬管を収納された筒状収納空間と連結孔との接続位置は、着火順序が早い炎薬管を収納された筒状収納空間と連結孔との接続位置よりも低い位置に設定されている。このように各連結孔１６－１，１６－２，１６－３が設けられることで、先に着火された炎薬管で発生した火が後に着火される炎薬管へ連結孔を通って燃え移ることは防止される。

【0053】

７．発炎筒の作動シーケンス
次に、上述の構造を有する発炎筒２の作動シーケンスについて図８を参照して説明する。

【0054】

図８は発炎筒２の作動シーケンスを示す図である。発炎筒２を作動させる場合、まず、引き環１０６と自沈装置３０の防湿テープ４２，４４が剥がされ、引き環１０６の固定と自沈装置３０の防湿が解除される（ステップＳ０１）。次に、引き環１０６を引いて引抜線１０８が引き抜かれることで、摩擦により点火装置１００に着火する（ステップＳ０２）。

【0055】

ステップＳ０２において引き環１０６を引いて引抜線１０８が引き抜かれた後、発炎筒２は水面に投下される（ステップＳ０６）。投下された発炎筒２は水面に着水し、本体１０の頭部１０ｂを含む一部を水面に出して浮遊する（ステップＳ０７）。

【0056】

また、点火装置１００に着火したことで、点火装置１００から第１導火線５０－１に着火する（ステップＳ０３）。そして、第１導火線５０－１から第１炎薬管２００－１に着火し、噴炎孔１４から炎と煙が噴出する（ステップＳ０４）。発炎筒２が備える４本の炎薬管２００－１，２００－２，２００－３，２００－４は、導火線５－２，５－３，５－４によって直列に接続されている。よって、第１炎薬管２００－１から、第２炎薬管２００―２、第３炎薬管２００－３の順に燃焼し、最後に、第４筒状収納空間１２－４に収納された第４炎薬管２００－４が燃焼する。

【0057】

第４炎薬管２００－４が燃焼すると、その燃焼終了間際に熱が自沈装置３０の樹脂栓３４に伝わる。樹脂栓３４は熱可塑性であるので、第４炎薬管２００－４が燃焼したときにその熱によって溶解する（ステップＳ０５）。樹脂栓３４の溶解により注水穴３２から第４筒状収納空間１２－４の内部への浸水が始まる（ステップＳ０９）。つまり、上述の構造を有する発炎筒２によれば、着火順序において最後の第４炎薬管２００－４が燃焼してから内部に水を浸入させることができ、全ての炎薬管２００－１，２００－２，２００－３，２００－４を順に燃焼させて長時間の発炎を確保することができる。

【0058】

発炎筒２の内部への浸水は、連結孔１６－１，１６－２，１６－３を介して第４筒状収納空間１２－４、第３筒状収納空間１２－３、第２筒状収納空間１２－２、第１筒状収納空間１２－１の順に進んでいく。さらに、底蓋２０内を通る導火線５０－１，５０－２，５０－３，５０－４が燃えてシリコーン２４が溶けることで、注水穴３２から発炎筒２の内部に浸水してきた水の通路が作られる場合がある。底蓋２０内に水の通路ができることで、発炎筒２の内部への浸水はさらに促進される。

【0059】

ただし、万が一、点火装置１００の不作動やいずれかの炎薬管２００で燃焼中断が発生してしまった場合、第４炎薬管２００－４が燃焼しないために樹脂栓３４を熱で溶解させることはできない。しかし、樹脂栓３４は水溶性でもあるため、発炎筒２が浮遊している間に徐々に水に溶解する（ステップＳ０８）。樹脂栓３４の溶解により注水穴３２から第４筒状収納空間１２－４の内部への浸水が始まる（ステップＳ０９）。つまり、上述の構造を有する発炎筒２によれば、発炎筒２が不発であった場合でも内部に水を浸入させることができる。

【0060】

注水穴３２から第４筒状収納空間１２－４に浸入してきた水は、連結孔１６－１，１６－２，１６－３を介して全ての筒状収納空間１２－４，１２－３，１２－２，１２－１へ順に浸入していく。そして、浮力が重量よりも低下した時点で発炎筒２は自沈する（ステップＳ１０）。

【0061】

８．自沈装置による自沈時間の検証結果
最後に、自沈装置３０による自沈時間の検証結果について図９及び図１０を参照して説明する。

【0062】

図９は自沈装置３０による未燃焼状態での自沈時間の検証結果を示す図である。検証では、樹脂栓３４の厚みを変えた水準の発炎筒２において、水面に浮かべてから沈むまでの時間の計測が行われた。検証の結果、板厚と自沈時間には関係があり、板厚４～５ｍｍ程度で着水から平均１１時間で発炎筒２は自沈することが分かった。

【0063】

図１０は自沈装置３０による燃焼状態での自沈時間の検証結果を示す図である。検証では、樹脂栓３４の板厚が５ｍｍの発炎筒２を水面に浮かべた状態で燃焼させ、着火から自沈するまでの時間の計測が行われた。検証の結果、着火から１時間以内、燃焼後１０分程度で自沈することが分かった。

【0064】

以上の検証結果から、発炎筒２が未燃焼の場合でも燃焼した場合でも発炎筒２は確実に自沈することが分かった。また、発炎筒２が燃焼した場合の燃焼時間と燃焼開始から自沈までの時間は２回の試験で差が無く、４本の炎薬管が確実に燃焼してから自沈していることが確認された。さらに、未燃焼の発炎筒２が自沈するまでの時間は発炎筒２が燃焼してから自沈するまでの時間よりも格段に長いことから、発炎筒２が燃焼している最中に樹脂栓３４が水に溶けて自沈してしまう虞はないことも確認された。

【0065】

９．その他
上記の実施形態で発炎筒が備える炎薬管の本数は４本である。しかし、本発明の実施にあたっては炎薬管の本数は２本以上であればよい。また、発炎筒の本体の形状は柱状であれば四角柱以外の多角柱状でもよいし、円柱状でもよい。

【符号の説明】

【0066】

２ 自沈式発炎筒
１０ 本体（柱状本体）
１０ａ 胴部
１０ｂ 頭部
１２，１２－１，１２－２，１２－３，１２－４ 筒状収納空間
１４ 噴炎孔
１６，１６－１，１６－２，１６－３ 連結孔
２０ 底蓋（重り）
２２ 空間（空陵）
２４ シリコーン
２８ 木ネジ
３０ 自沈装置
３２ 注水穴
３４ 樹脂栓
４２，４４ 防湿テープ
４６ 蓋
５０，５０－1，５０－２，５０－３，５０－４ 導火線
１００ 点火装置
１０４ 木栓
１０６ 引き環
１０８ 引抜線
２００，２００－１，２００－２，２００－３，２００－４ 炎薬管
２０２ 筒本体
２０４ 座
２０６ 着火薬容器
２０８ 着火薬
２１０ 発炎薬
２１２ 底部金物
２２０ スペーサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】