【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、弾発射方法及び装置に関し、特に、反応物としてアルミニウムの量を極力少なくし酸化アルミニウムによる砲内汚染を防止し、連続射撃を可能とするための新規な改良に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、用いられていたこの種の弾発射方法及び装置に準ずる技術としては、図３で示される特開平７−３１８２９９号公報に開示された高純度水素発生方法及び薬莢の構成を挙げることができる。 すなわち、
図３において符号１０で示されるものは全体がほぼ筒形をなす容器であり、この容器１０の軸中心には、着火部６が設けられている。 ここで、着火部６は、従来の材料からなる火薬、又は、アルミニウム粉と酸化鉄等で構成された点火剤５０により構成されている。 この着火部６
は容器１０の端部１０ａに設けられた雷管１１を介して外部から点火できるように構成されている。 【０００３】前記容器１０の内部には、前記端部１０ａ
と離間した状態で隔壁１２が設けられていると共に、この隔壁１２と離間した状態で容器蓋部１３が設けられ、
この容器蓋部１３の中心に形成された孔部１４には弾１
５が装填されている。 【０００４】前記端部１０ａと隔壁１２との間には反応室１６が形成され、この反応室１６の軸心位置には前記着火部６が棒状に設けられており、この着火部６は雷管１１によって起爆するように構成されている。 また、前記隔壁１２の外周位置には膜１７を有するノズル１８が形成されていると共に、この隔壁１２と容器蓋部１３との間には遠心分離室１９が形成されている。 この遠心分離室１９は、前記ノズル１８から吐出したガス状の反応生成物が容器１０の内壁１０ｂに沿って十分に回転できるようにノズル１８の吐出角度が軸方向からずれて設計されている。 【０００５】前記反応室１６内には、粉体又は粒体等からなるアルミニウム２０と水２１がスラリー化した状態で収容されており、前記着火部６の外周位置には、この着火部６と同軸配置のアルミニウム管体２２が配設され、このアルミニウム管体２２内には水と還元反応を起こすマグネシウム２３が粉体又は粒体等の形態で内設されている。 前記マグネシウム２３は、前記反応室１６内の還元反応の速度を制御することができるように構成されている。 【０００６】次に、前述の構成において、まず、高純度水素を発生する場合について述べる。 まず、雷管１１を介して着火部６を点火することにより反応室１６内のアルミニウム２０と水２１は還元反応により反応生成物である水素と高温水蒸気及び酸化アルミニウムを発生する。 この還元反応による高温状態によりアルミニウム管体２２内に閉じ込められたマグネシウム２３は、このアルミニウム管体２２の温度が１０００℃を越えて軟化すると、既にマグネシウム２３は沸点（約１０９７℃）に達するため、アルミニウム管体２２は急速に膨張して破裂し、反応室１６内の高温水蒸気と急激な発熱性還元反応により反応生成物である酸化マグネシウムと水素を発生すると共に、周囲の残ったアルミニウム２０を加熱させて反応をさらに促進させる。 前述の各還元反応により発生した反応生成物は、膜１７を破壊してノズル１８から反応室１６に隣接する遠心分離器１９に入射し、この遠心分離器１９によって質量の重いものと軽いものが遠心分離されて純化され、高純度の水素が容器蓋部１３の孔部１４から噴射する。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】従来の高純度水素発生方法及び薬莢は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。 すなわち、推進薬として多量の水とアルミニウムを使用しており、反応生成物として酸化アルミニウムが大量に発生していた。 遠心分離器で捕捉できなかったこの酸化アルミニウムは、付着性が強いため、砲身の内壁において、砲口からある内部方向の位置まで強固に付着し、砲腔の内径を縮めることになり、その後の連続射撃に悪影響を与えることになっていた。 【０００８】本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、使用する推進薬として使用するアルミニウム粉の使用を避け、マグネシウム粉を用いることにより、酸化物が遠心分離室から漏れ出た場合でも酸化アルミニウムより付着性が弱いため自然にかつ容易に剥離・除去され、連続射撃が可能となるようにした弾発射方法及び装置を提供することを目的とする。 【０００９】 【課題を解決するための手段】本発明による弾発射方法は、点火部からの発生熱により反応物を反応させ、前記反応物からの反応ガスを遠心分離して得た軽ガスによって弾を発射する弾発射方法において、前記点火部として酸化鉄とアルミニウムのテルミット反応を用い、前記反応物として酸化剤の水和物とマグネシウムを用い、前記反応ガスは、酸化マグネシウム及び水素よりなる方法である。 【００１０】さらに詳細には、前記酸化剤として、過塩素酸カリウムを用いる方法である。 【００１１】さらに詳細には、弾を有する発射筒に接続されたケーシングに設けられた点火部からの発生熱により反応物を反応させ、前記反応物からの反応ガスを遠心分離室にて遠心分離して得た軽ガスによって弾を発射する弾発射装置において、前記点火部を構成する酸化鉄及びアルミニウムと、前記点火部に第１隔壁を介して隣接する反応室と、前記反応室に設けられ互いに独立すると共に前記反応物を構成する酸化剤の水和物及びマグネシウムと、前記反応室と遠心分離室との間に設けられた第２隔壁及び噴射板とよりなる構成である。 【００１２】 【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明による弾発射方法及び装置の好適な実施の形態について述べる。
なお、従来例と同一又は同等部分には同一符号を用いて説明する。 図１において符号１０で示されるものは、弾１５を装填した発射筒１を有するケーシングであり、このケーシング１０の後端１０ａには絶縁物２を介して設けられた電極４が外方に露出している。 なお、このケーシング１０は導電材料にて形成されている。 【００１３】前記ケーシング１０内には、前記電極４に連通する点火室１０Ｂ、反応室１０Ｃ及び遠心分離室１
９が各々順次形成されており、この点火室１０Ｂと反応室１０Ｃ間は導電性の薄い材料からなる第１隔壁３で仕切られ、この反応室１０Ｃと遠心分離室１９間は第２隔壁５及び噴射ノズル６を有する噴射板４０によって仕切られている。 【００１４】前記点火室１０Ｂ内には、酸化鉄とアルミニウム粉の混合体３０とフィラメント３１とからなる点火部３２が設けられ、前記フィラメント３１は前記電極４と第１隔壁３間に接続して設けられている。 前記反応室１０Ｃ内には、マグネシウム粉７及び酸化剤である水和物（例えば、過塩素酸カリウムからなる）８とからなる反応物９が収容されており、この水和物８は通常、マグネシウム粉７と反応しないようにするため、膜体３５
によって覆われている。 【００１５】前記第２隔壁５の隣には、複数の噴射ノズル６を有する噴射板４０が設けられており、前記反応室１０Ｃ内の反応物９が反応した時に発生する反応ガスはこの第２隔壁５を破壊してこの噴射ノズル６から遠心分離室１９内に噴射するように構成され、各噴射ノズル６
の傾斜角度は、周知のように、反応ガスが前記遠心分離室１９内で渦状の遠心運動をするように設定されている。 【００１６】次に動作について述べる。 まず、図１の状態で、前記電極４とケーシング１０間に電源（図示せず）を供給すると、導電体からなるケーシング１０及び薄い導電金属からなる第１隔壁３を経てフィラメント３
１の両端間で電流が流れ、フィラメント３１は高温状態となり、この高温状態により酸化鉄（Ｆｅ 2 Ｏ 3 ）とアルミニウム粉３０とによる周知のテルミット反応により、
Ｆｅ 2 Ｏ 3 ＋２Ａｌ→Ａｌ 2 Ｏ 3 ＋２Ｆｅ＋８４９.８（Ｋ
Ｊ）となる。 この８４９.８ＫＪのエネルギー出力は、
生成した１モルの酸化アルミニウムと２モルの鉄に分配され、このエネルギーによって鉄は溶融し、その温度は少なくとも鉄の融点である１８０８Ｋ以上である。 この温度は第１隔壁３を溶融するために十分であると共に、
酸化剤の水和物８として過塩素酸カリウムを用いた場合、その分解温度６７３Ｋより十分大きく、また、余ったエネルギーは水を気化させるのに十分なエネルギーである。 このようにして発生した水蒸気と酸素は溶解した第１隔壁３を通過して反応室１０Ｃ内のマグネシウム粉７と混合し、Ｍｇ＋Ｈ 2 Ｏ→ＭｇＯ＋Ｈ 2 ＋３１５.８７
（ＫＪ）の反応が起こり、発生した水素ガスは２Ｈ 2 ＋
Ｏ 2 →２Ｈ 2 Ｏ＋５７１.６６（ＫＪ）の反応を起こし、
エネルギーがさらに大きくなる。 この場合、前記反応物９からの反応生成物である反応ガスは、酸化マグネシウム、水蒸気、水素及び塩化カリウムよりなり、噴射ノズル６を経て遠心分離室１９内で渦状となり遠心分離され、重い成分がその壁１９ａに付着して軽い水素からなる軽ガスのみが発射筒１内に供給されて弾１５が発射される。 また、この遠心分離時に、分離しきれずに酸化マグネシウムが砲腔の壁に付着した場合でも、その付着が従来の酸化アルミニウムほど強くないと云う性質から砲腔の内壁には殆んど強固には付着せず、弾１５の連続的な発射が可能となる。 【００１７】また、前述の実施例においては、反応室１
０Ｃ内の膜体３５内に水和物８を収容した場合について述べたが、図２で示すように、こま膜体３５の内側にマグネシウム粉７を収容し、膜体３５の外側に水和物８を収容した場合も、前述と同じ反応を得ることができる。 【００１８】 【発明の効果】本発明による弾発射方法及び装置は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。 すなわち、点火部のみにわずかなアルミニウム粉を用いているのみで、反応物においてもマグネシウム粉を主として利用しているため、砲腔内を汚染するＡｌ 2 Ｏ 3の発生を最小とすることができ、連続射撃を行うことができる。 【図面の簡単な説明】 【図１】本発明による弾発射方法及び装置を示す断面構成図である。 【図２】図１の他の形態を示す断面構成図である。 【図３】従来の薬莢を示す断面構成図である。 【符号の説明】 １ 発射筒 ３ 第１隔壁 ４ 電極 ５ 第２隔壁 ７ マグネシウム ８ 水和物 ９ 反応物 １０ ケーシング １０Ｂ 点火室 １０Ｃ 反応室 １５ 弾 １９ 遠心分離室 ３２ 点火部 |
