JP3816867B2 - 煙幕生成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として、泥棒あるいは侵入者などに対して発煙および発音(発火音)により警告または威嚇を行うと同時に、発煙により視界を妨げ、行動を抑止または遅延させて、保護物件を盗むなどの犯罪行為を抑止、防止する煙幕生成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、緊急用、救助用、防犯用、防災訓練用、舞台演出用、植物の霜害防止用などに、煙を出す装置が使用されている。
緊急用、救助用としては、信号筒がある（例えば、特許文献１参照）。この信号筒には、発煙剤を点火させ、筒体の一方向から勢いよく発煙することが開示されている。
また、防災訓練用あるいは植物の霜害防止用としては、発煙装置がある（例えば、特許文献２参照）。この発煙装置には、液体を加熱保持し、複数の加熱気化装置から勢いよく発煙することが開示されている。
【０００３】
また、防犯用としては、防犯用煙幕装置がある（例えば、特許文献３参照）。この防犯用煙幕装置には、二酸化炭素ガスが充填されているガスタンクを備えたガス噴出器を二重構造とし、このガス噴出器の内筒に配置されるガス短管に多数のガス排出孔を長手方向全長に亘って配設するとともに、外筒の上部に内部に通じるガス噴出スリットを長手方向に延設することにより、高圧ガスを、瞬時かつ均等に広い幕状の煙幕として噴出させることが開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１２６６９８号公報
【特許文献２】
特開平６−２１１５８７号公報
【特許文献３】
実開平６−２５９８７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した信号筒のように、噴煙口が一方向であると、噴煙方向が限定され、煙の拡散に対して不利であり、視界を遮断するのに時間を要するという問題があった。
また、上述した発煙装置のように、液体を加熱保持し、複数の加熱気化装置から連続的に発煙する方式は、単位時間当たりの発煙量が少なく、所望の煙量を得るのに時間を要するという問題があった。
【０００６】
また、上述した防犯用煙幕装置のように、ガスタンクにガスを高圧状態で保持し、複数のガス排出孔からガス噴出スリットを通して瞬時に広い幕状の煙幕を噴出する方式は、噴出方向が限定され、また、煙が幕状であるため、煙幕の拡散に時間を要するという問題があった。
本発明はかかる問題点を解決するためになされたもので、その目的は、加熱装置や蓄圧装置のような装置を必要とせず、瞬時（短時間）に発煙により視界を遮断し、発音により威嚇することが可能な煙幕生成装置を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の他の目的は、噴煙口の数および噴煙方向の角度により煙幕の拡散性の向上を図ることが可能な煙幕生成装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、限られた空間内において、短時間で必要とされる発煙量を発生させることが可能な煙幕生成装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、噴煙口からの煙幕の拡散性の向上（ガス煙の噴出の勢いを強くする）および限られた空間内を短時間で濃度差の無い（少ない）視界遮断の状態にすることが可能な煙幕生成装置を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、保護物体へガス煙を集中させることことが可能な煙幕生成装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、点火装置と、前記点火装置により燃焼発煙する発煙剤と、前記発煙剤の燃焼により発生するガス煙を噴出する噴煙口を設け、前記発煙剤を収容する燃焼室と、前記噴煙口を塞ぐように前記燃焼室内面に設けられ、前記発煙剤が所定の燃焼速度で燃焼が開始できるまで前記燃焼室内の圧力を保持する機械的強度を有した圧力保持部材とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の煙幕生成装置において、前記燃焼室の外周を囲繞し、前記噴煙口から噴出されるガス煙の流路を変更するガス煙流路制御部材をさらに備えていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項２記載の煙幕生成装置において、前記ガス煙流路制御部材は、前記燃焼室の外周を囲繞するように該燃焼室に取り付けられる筒状部材と、前記筒状部材の開口端側に向かって拡径するコーン状のスカート部材とを有することを特徴とする。
【００１２】
請求項４に係る発明は、点火装置と、前記点火装置により燃焼発煙する発煙剤と、前記発煙剤の燃焼により発生するガス煙を噴出する第１の噴煙口を設け、前記発煙剤を収容する燃焼室と、前記第１の噴煙口を塞ぐように前記燃焼室内面に設けられ、前記発煙剤が所定の燃焼速度で燃焼が開始できるまで前記燃焼室内の圧力を保持する機械的強度を有した圧力保持部材と、前記燃焼室に隣接して配置され、前記第１の噴煙口から前記ガス煙が流入する噴出室と、前記噴出室の一側面上に設けられ、前記第１の噴煙口から流入した前記ガス煙を外部へ噴出する第２の噴煙口と、前記第１の噴煙口と前記第２の噴煙口とを連絡する前記噴出室の内部空間に前記第１の噴煙口から所定間隔隔てて該第１の噴煙口を囲繞するように配置された仕切部材と、前記仕切部材にて仕切られた複数の小室と、前記第１の噴煙口から前記第２の噴煙口へ前記ガス煙が流入するように前記複数の小室により形成された流路とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第一実施形態）
図１ないし図３は、本発明の第一実施形態に係る煙幕生成装置１を示す（請求項１に対応する）。
本実施形態に係る煙幕生成装置１は、点火装置２と、この点火装置２により燃焼発煙する発煙剤６と、この発煙剤６を収容する燃焼室１０とで構成されている。
【００１８】
点火装置２は、点火具３と、この点火具３を囲繞する着火薬ケース４と、この着火薬ケース４内に填薬され、点火具３からのエネルギーを増幅し、発煙剤６に燃焼を伝播させる着火薬５とで構成され、着火薬５からの燃焼炎を発煙剤６に均一に伝播するため、燃焼室１０の中央部に設置されている。
点火具３は、通電により発熱する発熱体３ａと、この発熱体３ａにより発火する点火薬３ｂを有する。ここでは、点火薬として、トリシネートを使用した。 点火具３は、キャップ７と接合されて着火薬ケース４の開口部に載置されている。
【００１９】
着火薬ケース４は、アルミニウム製の一側が開口する有底筒状体であり、点火具３からの火炎により燃焼する着火薬５の火炎が、発煙剤６に対し均一に伝播するように胴部円周上に複数の着火孔４ａを設けている。着火孔４ａには、防湿と着火薬燃焼時の内圧を保持するため、着火孔４ａを塞ぐ形でアルミニウム製テープ４ｂを貼り付けている。
【００２０】
発煙剤６は、酸化亜鉛、過塩素酸アンモニウム、塩化ビニル、炭酸カルシウムの組成物を錠剤状に成形されている。その錠剤状の発煙剤６は、組成比や各組成物の粒度などにより、燃焼速度が５ＭＰａの圧力下において約６，０００ｍｍ／秒になるように調整されている。また、燃焼終了時間が約０．５秒になるように燃焼室１０の噴煙口８ａ，８ｂおよび錠剤寸法により設定されている。
【００２１】
燃焼室１０は、円周側面上に第一噴煙口８ａおよび底面上に第二噴煙口８ｂを設けた有底筒状体のチャンバ８と、中央に点火具３用の貫通孔７ａを設けた円盤状のキャップ７とを、キャップ７の外周をチャンバ８の内周に溶接した後、かしめ部により固定することによって密閉されている。チャンバ８は、板厚約１ｍｍのステンレス鋼で形成されている。
【００２２】
燃焼室１０には、発煙剤６の燃焼速度を制御し、第一噴煙口８ａおよび第二噴煙口８ｂを塞ぐとともに燃焼室１０の気密性を保持するためのノズルクロージャ９ａ、９ｂが配置されている。
これにより、ノズルクロージャ９ａ、９ｂは、着火薬の燃焼により発生したガス圧を燃焼室内に封じ込め、発煙剤６が所定の燃焼速度で燃焼が開始できるまで燃焼室内の圧力を保持し、発煙剤６を燃焼に導く。
【００２３】
また、保持する圧力は各噴煙口（８ａ，８ｂ）の断面積とノズルクロージャの機械的強度に応じて任意に設定することが可能となる。
ここで、円周側面上に設けた第一噴煙口８ａと底面上に設けた第二噴煙口８ｂとについてさらに詳しく説明する。
本例では、円周側面上に設けた第一噴煙口８ａと底面上に設けた第二噴煙口８ｂとは、約９０°の角度で設けてある。
【００２４】
第一噴煙口８ａおよび第二噴煙口８ｂは、ともに直径約３ｍｍ、口数８個とした。
これにより、燃焼室１０の燃焼炎（発煙等）は、第一噴煙口８ａおよび第二噴煙口８ｂを通過して、約９０°の角度で噴出され、煙幕を張る。
煙を広範囲に拡散させるために第一噴煙口８ａを円周上に設置し、放射状（３６０°方向）に煙を噴出する構造としている。
【００２５】
また、限定された空間においては、第一噴煙口８ａから噴出された煙が、その空間を形成する壁に衝突することになる。そこで、装置がその空間を形成する何れかの壁面に設置された場合、その壁を伝うガスの流れが発生し、それにより煙が空間内に拡散されることになる。
また、同時に第二噴煙口８ｂをチャンバ８の底面にも設置している。
【００２６】
これにより、煙の噴出口が増えるので、第一噴煙口８ａの煙と第二噴煙口８ｂからの煙とで、煙の噴出方向を増やすことができ、煙の拡散性を向上させている。
このように、本実施形態では、円周側面上に設けた第一噴煙口８ａおよび底面上に設けた第二噴煙口８ｂは、煙が装置外へ噴出する最終の出口であるため、通過した後に抵抗をうけることなく、そのまま大気中へ開放される。従って、噴出する煙量が各第一噴煙口８ａおよび第二噴煙口８ｂ毎の総開口面積の比率通りになる。例えば、第一噴煙口８ａおよび第二噴煙口８ｂの総開口面積の比率が４：６であれば、総煙量の４０％が円周方向に、６０％が軸方向に噴出する。
【００２７】
なお、第一噴煙口８ａおよび第二噴煙口８ｂは、燃焼室１０の内圧が５〜６ＭＰａになるようにノズルの開口面積を設定する。また、各噴煙方向の噴煙量の割合を対象となる空間の形状に合わせて、第一噴煙口８ａおよび第二噴煙口８ｂの開口面積の比率で制御することが可能である。
次に、本実施形態に係る煙幕生成装置１の作用について説明する。
【００２８】
本実施形態に係る煙幕生成装置１は、例えば、金庫室の天井などに設置される。
そして、例えば、強盗などの不法侵入者を異常検知センサが検知すると、煙幕生成装置１に作動信号（発火電流）が送られる。
煙幕生成装置１では、点火具３に一定の電流が流れ、これにより点火薬が発火し、その火炎、衝撃で着火薬５が燃焼する。
【００２９】
着火薬５の火炎が、着火薬ケース４の着火孔４ａから発煙剤６に伝播し、この燃焼ガス煙により燃焼室１０の内圧が上昇する。
そして、燃焼室１０の内圧により第一噴煙口８ａおよび第二噴煙口８ｂを塞いでいるノズルクロージャ９ａ、９ｂが弾性限界に達し、破断する。
また、発煙剤６の燃焼で生成されたガス煙が、第一噴煙口８ａおよび第二噴煙口８ｂから噴出される。
【００３０】
また、発煙剤６の燃焼により生成されたガス煙が、音速を超える速度で第一噴煙口８ａおよび第二噴煙口８ｂを通過するため、発音を伴う。
これにより、金庫室内に視界を遮断する煙幕が拡散する。
なお、ここでは、強盗などの不法侵入者を異常検知センサにより検知する場合について説明したが、警備員が強盗などの不法侵入者を確認した場合には、煙幕生成装置１に連絡する起動スイッチを人手によって投入することにより、同様に操作することが可能である。
【００３１】
また、本実施形態では、第一噴煙口８ａおよび第二噴煙口８ｂを設けた場合について説明したが、何れか一方の噴煙口を閉じ、一側面上だけに噴煙口を設け、ガス煙を一方向から放出することも可能である。
また、チャンバ８の底板と側板との境界部位に噴煙口を設け、煙幕生成装置１の下部周縁からガス煙を放出するようにしても良い。
【００３２】
（第二実施形態）
図４ないし図６は、本発明の第二実施形態に係る煙幕生成装置２０を示す。
本実施形態に係る煙幕生成装置２０は、点火装置２２と、この点火装置２２により燃焼発煙する発煙剤２６と、この発煙剤２６を収容する燃焼室３０と、この燃焼室３０に隣接して配設された噴出室３１とで構成されている。
【００３３】
本実施形態に係る煙幕生成装置２０は、燃焼室３０に隣接して噴出室３１を配設し、ガス煙を燃焼室３０から放出せず、噴出室３１から放出する点で、第一実施形態に係る煙幕生成装置１と相違する。
燃焼室３０を構成する板厚約１．５ｍｍのステンレス製の有底のチャンバ２８は、燃焼室３０に隣接して噴出室３１を形成するために、中央に点火具２３用の貫通孔２７ａを設けた円盤状のキャップ２７との接合部２８ｘから外方へ突出する有底の覆い部２８ｂと、この覆い部２８ｂからさらに外方へ突出するフランジ部２８ｃを備えている。
【００３４】
チャンバ２８の側壁には、第一実施形態における第一噴煙口８ａに相当する噴煙口２８ａが設けてある。この噴煙口２８ａには、発煙剤２６の燃焼速度を制御し噴煙口２８ａを塞ぐとともに燃焼室３０の気密性を保持するためのノズルクロージャ２９ａと、発煙剤２６の燃焼後に生成される残渣を捕集するためのフィルタ２９ｂとが重ねて配置されている。
【００３５】
これにより、ノズルクロージャ２９ａは、着火薬の燃焼により発生したガス圧を燃焼室内に封じ込め、発煙剤２６が所定の燃焼速度で燃焼が開始できるまで燃焼室内の圧力を保持し、発煙剤２６を燃焼に導く。
また、保持する圧力は第一噴煙口２８ａの断面積とノズルクロージャの機械的強度に応じて任意に設定することが可能となる。
【００３６】
なお、燃焼室３０は、その内部に、発煙剤２６と、この発煙剤２６を保持（ガタ取り）するクッション材３０ａおよび３０ｂが発煙剤２６を囲むように上下に配置されており、さらに、容積調整用のスペーサ３０ｃがクッション材３０ａ側に配置してある。
噴出室３１は、チャンバ２８の覆い部２８ｂとチャンバ２８の噴煙口２８ａ側とを囲う筒状の覆い部材３２と、燃焼室３０の噴煙口２８ａから所定間隔を隔てて噴煙口２８ａを囲繞するように配置された筒状の仕切部材３３と、この仕切部材３３を支持するとともに覆い部材３２とともにチャンバ２８の覆い部２８ｂに固定される区画部材３４とで構成されている。
【００３７】
噴出室３１には、燃焼室３０の噴煙口２８ａと連絡する第一室３１ａと、この第一室３１ａに連絡する第二室３１ｂと、この第二室３１ｂに連絡する第三室３１ｃとが形成されている。
ここで、第一室３１ａは、燃焼室３０の噴煙口２８ａから噴出するガス煙を第二室３１ｂへ導き、第二室３１ｂは、区画部材３４の孔３４ａを介してガス煙を第三室３１ｃへ導き、第三室３１ｃは、側壁上に設けた第一噴煙口３２ａと底面上に設けた第二噴煙口３２ｂからガス煙を放出する。
【００３８】
側壁上に設けた第一噴煙口３２ａと底面上に設けた第二噴煙口３２ｂとは、 第一実施形態における円周側面上に設けた第一噴煙口８ａと底面上に設けた第二噴煙口８ｂと同様に、両者は約９０°の角度で設けてある。
ここで、第一噴煙口３２ａおよび第二噴煙口３２ｂについて詳述する。
第一噴煙口３２ａは、煙を広範囲に拡散させるために胴部に設置し、放射状（３６０°方向）に煙を噴出する構造としている。
【００３９】
なお、第一噴煙口３２ａは、容器強度を勘案し直径を約８ｍｍ、口数２０個とした。また、限定された空間においては、第一噴煙口３２ａから噴出された煙が、その空間を形成する壁に衝突することになる。そこで、装置がその空間を形成する何れかの壁面に設置された場合、その壁を伝うガスの流れが発生し、それにより煙が空間内に拡散されることになる。
【００４０】
また、同時に第二噴煙口３２ｂを噴出室３１の底面にも設置している。
これにより、煙の噴出方向を増やし、第一噴煙口３２ａからの煙と、第二噴煙口３２ｂからの煙とで、煙方向を変え、煙の拡散性を向上させている。
上述の第一実施形態においては、第一噴煙口８ａおよび第二噴煙口８ｂを通過したガス煙に対する抵抗体がないため、第一噴煙口８ａおよび第二噴煙口８ｂの開口面積比率通りに噴煙量が分配される。
【００４１】
これに対し、本実施形態では、燃焼室３０内のガス煙が下記のような各抵抗体を通過することにより、第二噴煙口３２ｂの面に対して垂直（第一噴煙口３２ａの面に対して並行）にガス煙の流路が形成されるため、第二噴煙口３２ｂの方が煙が出易く、第一噴煙口３２ａの方が煙が出難い。
ここで、ガス煙通過経路は、燃焼室３０の噴煙口２８ａ→第一室３１ａ→第二室３１ｂ→第三室３１ｃ→第一噴煙口３２ａおよび第二噴煙口３２ｂとなる。
【００４２】
従って、後述する実験例５において説明したように、直径８ｍｍの第一噴煙口３２ａおよび直径６ｍｍの第二噴煙口３２ｂの数が各々２０個であった場合、煙量の殆どが第二噴煙口３２ｂから噴出し（軸方向）、第一噴煙口３２ａからは僅かしか噴出しないという現象が起こる。
また、第一噴煙口３２ａおよび第二噴煙口３２ｂからの噴煙量比率は、第一噴煙口３２ａの開口面積を直径８ｍｍ、噴煙口数２０個に固定し、第二噴煙口３２ｂの開口径を直径６ｍｍとした場合、第二噴煙口３２ｂの噴煙口数を増やすと、第二噴煙口３２ｂからの煙量が第一噴煙口３２ａより増える関係がある。また、この場合、第二噴煙口３２ｂの数が１２個を超えると、煙の殆どが第二噴煙口３２ｂから噴出し第一噴煙口３２ａからの噴煙は僅かとなる。
【００４３】
なお、第二噴煙口３２ｂは、各部品の組み合わせ寸法上、直径を約６ｍｍとした。
燃焼室３０の内圧制御は噴煙口２８ａで行っており、第二噴煙口３２ｂの開口面積は内圧制御に影響しないため、第二噴煙口３２ｂの数は、寸法上許される最大数である約３０個まで設置することができ、対象となる空間の形状に合わせて最適な数を設置することが可能である。
【００４４】
次に、本実施形態に係る煙幕生成装置２０の作用について説明する。
本実施形態に係る煙幕生成装置２０は、例えば、金庫室の天井などに設置される。
そして、例えば、強盗などの不法侵入者を異常検知センサが検知すると、煙幕生成装置２０に作動信号（発火電流）が送られる。
【００４５】
先ず、点火具２２に一定の電流が流れることにより点火薬２３ｂが発火し、その火炎、衝撃で着火薬２５が燃焼する。
着火薬２５の火炎が、着火薬ケース２４の着火孔２４ａから発煙剤２６に伝播し、この燃焼ガス煙により燃焼室３０の内圧が上昇する。
そして、燃焼室の内圧により噴煙口２８ａを塞いでいるノズルクロージャ２９ａが弾性限界に達し破断する。
【００４６】
また、発煙剤２６の燃焼で生成されたガス煙が、フィルタ２９ｂおよびノズルクロージャ２９ａから噴煙口２８ａを通過し、噴出室３１の仕切部材３３に遮られた第一室３１ａから第二室３１ｂへ流れ込み、さらに区画部材３４の孔３４ａを通過し第三室３１ｃへ流れ込み、第一噴煙口３２ａと第二噴煙口３２ｂから煙が噴出される。
【００４７】
また、発煙剤２６の燃焼により生成されたガス煙が、音速を超える速度で噴煙口２８ａを通過するため、発音を伴う。
これにより、金庫室内に視界を遮断する煙幕が拡散する。
なお、ここでは、強盗などの不法侵入者を異常検知センサにより検知する場合について説明したが、警備員が強盗などの不法侵入者を確認した場合には、煙幕生成装置２０に連絡する起動スイッチを人手によって投入することにより、同様に操作することが可能である。
【００４８】
また、本実施形態では、第一噴煙口３２ａおよび第二噴煙口３２ｂを設けた場合について説明したが、何れか一方の噴煙口を閉じ、一側面上だけに噴煙口を設け、ガス煙を一方向から放出することも可能である（請求項４に対応する）。
また、噴出室３１の底板と側板との境界部位に噴煙口を設け、煙幕生成装置２０の下部周縁からガス煙を放出するようにしても良い。
【００４９】
次に、第二実施形態に係る煙幕生成装置２０について、種々の実験を行ったのでその結果を示す。
（実験例１）
図７に示すように、幅約５．３ｍ×奥行き約２．１ｍ×高さ約２．３ｍ（約２６ｍ3）の部屋５０の中央部で天井側から３０ｃｍの位置に、本実施形態に係る煙幕生成装置２０を設置した。
【００５０】
なお、本実験例１の装置の第一噴煙口３２ａおよび第二噴煙口３２ｂの数は、各々２０個および８個である。その際、音圧レベルを測るため音圧測定センサ５１を設置した。
次に、遠隔操作により点火具に通電し、装置を作動させた。
これにより、発煙剤の燃焼は約０．５秒で終了し、煙は発煙剤が燃焼し始めてからおよそ１〜２秒で第一噴煙口３２ａおよび第二噴煙口３２ｂから外へ噴出された。時間と燃焼室内圧の関係は図８に示した通りであり、約０．５秒後には燃焼室内圧が大気圧となり、燃焼室内の圧力が開放されていることが分かる。従って、約０．５秒後には発煙剤の燃焼が終了していると判断できる。
【００５１】
また、作動直後、０．２秒後および０．５秒後の発煙状況を図９（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）にそれぞれ示す。
そして、噴出された煙は各噴煙口３２ａ，３２ｂからの発煙量に大きな片寄りがなく、装置の周囲に万遍なく拡散し、数十秒間で空間全体に拡散された。その時の煙の流れは図１０に示した通りである。
【００５２】
その際、試験作業者がこの拡散された煙幕の中に入り、視界程度および行動の自由程度を確認した。
この試験作業者によって、数十秒後視界が奪われ、行動が抑止される効果を確認できた。
また、発煙剤の燃焼から噴出までに発せられる作動音の音圧レベルは約１２０〜１３０ｄＢ程度であり、防犯用に使用の際には、煙による威嚇と同時に、音による威嚇も可能となることが分かった。
【００５３】
（実験例２）
実験例１と同様にして部屋５０の中央に本実施形態に係る煙幕生成装置２０を設置した。
ここでは、第一噴煙口３２ａおよび第二噴煙口３２ｂの数を各々２０個および３個とした。
【００５４】
次に、遠隔操作により点火具に通電し、装置を作動させた。
これにより、発煙剤の燃焼は約０．５秒で終了し、煙は発煙剤が燃焼し始めてからおよそ１〜２秒で噴煙口３２ａ，３２ｂから外へ噴出された。
また、作動直後、０．２秒後および０．５秒後の発煙状況を図１１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）にそれぞれ示す。
【００５５】
そして、噴出された煙は第一噴煙口３２ａからの噴煙量が多くなり、３６０°の周方向へ噴出するガス量が多いため、周方向への勢いが増し、図１２のような流れが発生し、拡散された。
その際、実験例１と同様に視界程度および自由程度を確認した。その結果、数十秒後視界が奪われ、行動が抑止される効果を確認できた。
【００５６】
（実験例３）
実験例１と同様にして部屋５０の中央に本実施形態に係る煙幕生成装置２０を設置した。
ここでは、第一噴煙口３２ａおよび第二噴煙口３２ｂの数を各々２０個および１２個とした。
【００５７】
次に、遠隔操作により点火具に通電し、装置を作動させた。
これにより、発煙剤の燃焼は約０．５秒で終了し、煙は発煙剤が燃焼し始めてからおよそ１〜２秒で噴煙口３２ａ，３２ｂから外へ噴出された。
また、作動直後、０．２秒後および０．５秒後の発煙状況を図１３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）にそれぞれ示す。
【００５８】
そして、噴出された煙は第二噴煙口３２ｂからの噴煙量が多くなり、軸方向への噴出するガス量が多いため、図１４の様な流れが発生し、拡散された。
その際、実験例１と同様に視界程度および自由程度を確認した。その結果、数十秒後視界が奪われ、行動が抑止される効果を確認できた。
（実験例４）
図１５に示すように、実験例１と同じ部屋５０において、第一噴煙口３２ａおよび第二噴煙口３２ｂの数が各々２０個および１０個の本実施形態に係る煙幕生成装置２０を、高さ約１．２ｍの壁側中央付近に設置した。
【００５９】
次に、遠隔操作により点火具に通電し、装置を作動させた。
これにより、発煙剤の燃焼は約０．５秒で終了し、煙は発煙剤が燃焼し始めてからおよそ１〜２秒で噴煙口から外へ噴出された。
そして、噴出された煙は第二噴煙口３２ｂからの噴煙量が多くなり、軸方向への噴出するガス量が多いため、図１５のような流れが発生し、拡散された。
【００６０】
その際、実験例１と同様に視界程度および自由程度を確認した。その結果、数十秒後視界が奪われ、行動が抑止される効果を確認できた。
（実験例５）
図１６に示すように、実験例１と同様にして部屋５０の中央に本実施形態に係る煙幕生成装置２０を設置した。
【００６１】
ここでは、第一噴煙口（直径８ｍｍ）３２ａおよび第二噴煙口（直径６ｍｍ）３２ｂの数を各２０個とした。
次に、遠隔操作により点火具に通電し、装置を作動させた。
これにより、発煙剤の燃焼は約０．５秒で終了し、煙は発煙剤が燃焼し始めてからおよそ１〜２秒で噴煙口３２ａ，３２ｂから外へ噴出された。
【００６２】
そして、噴出された煙は第二噴煙口３２ｂからの噴煙量が多くなり、軸方向への噴出するガス煙量が多いため、図１７のように発生し拡散された。
その際、実験例１と同様に、視界程度および自由程度を確認した。その結果、数十秒後には完全に視界が奪われ、行動が抑止される効果を確認できた。
（実験例６）
実験例１と同様にして部屋５０の中央に本実施形態に係る煙幕生成装置２０を設置した。
【００６３】
ここで、本実施形態に係る煙幕生成装置２０は、直径８ｍｍの第一噴煙口３２ａおよび直径６ｍｍの第二噴煙口３２ｂの数を各々２０個および８個に固定し、噴煙口２８ａの開口面積を約５３ｍｍ2〜約２７５ｍｍ2の範囲で変化させ、作動時の音圧レベルを音圧センサで測定した。
その結果を図１８に示す。
【００６４】
図１８から明らかなように、燃焼室３０の内圧が２．６〜１４．４ＭＰａの範囲で変化し、その時の音圧レベルは、９１〜１３８ｄＢであり、燃焼室３０の内圧を上げる(＝噴煙口２８ａの開口面積を小さくする)と、音圧レベルが高くなることが確認できた。
また、表１より、装置の音圧程度が分かり、発音による警告または威嚇をできることが確認できた。
【００６５】
【表１】
図１９は、本発明の第三実施形態に係る煙幕生成装置４０を示す（請求項２および請求項３に対応する）。
本実施形態に係る煙幕生成装置４０は、燃焼室１０の外方にガス煙流路制御部材４１を設けた点で、第一実施形態に係る煙幕生成装置１とは相違する。
【００６６】
ガス煙流路制御部材４１は、チャンバ８に溶接４４を介して固着されている。ガス煙流路制御部材４１は、板厚１．５ｍｍのステンレス製の筒状部材４２と、この筒状部材４２の内面に取り付けられ、筒状部材４２の一方の開口部端４３ａから他方の開口部端４３ｅに向かって拡径するコーン状のスカート部材４３とを有する。スカート部材４３の一方の開口部端４３ａには、チャンバ８に溶接４４により固着する際にチャンバ８に当接する壁面４３ｂが形成されている。また、壁面４３ｂの下端部４３ｃと他方の開口部端４３ｅとにコーン形状のスカート部４３ｄが形成されている。
【００６７】
次に、本実施形態に係る煙幕生成装置４０の作用を説明する。
本実施形態に係る煙幕生成装置１は、例えば、金庫室の天井などに設置される。
そして、例えば、強盗などの不法侵入者を異常検知センサが検知すると、煙幕生成装置１に作動信号（発火電流）が送られる。
【００６８】
煙幕生成装置１では、点火具３に一定の電流が流れ、これにより点火薬が発火し、その火炎、衝撃で着火薬５が燃焼する。
着火薬５の火炎が、着火薬ケース４の着火孔４ａから発煙剤６に伝播し、この燃焼ガス煙により燃焼室１０の内圧が上昇する。
そして、燃焼室１０の内圧により第一噴煙口８ａおよび第二噴煙口８ｂを塞いでいるノズルクロージャ９ａ、９ｂが弾性限界に達し、破断する。
【００６９】
また、発煙剤６の燃焼で生成されたガス煙が、第一噴煙口８ａおよび第二噴煙口８ｂから噴出される。
そして、第一噴煙口８ａから噴出された煙は、ガス煙流路制御部材４１のコーン形状のスカート部４３ｄに衝突し、煙幕生成装置４０の縦軸方向へ集約されるように勢いよく噴出される。
【００７０】
また、発煙剤６の燃焼により生成されたガス煙が、音速を超える速度で第一噴煙口８ａおよび第二噴煙口８ｂを通過するため、発音を伴う。
これにより、金庫室内に視界を遮断する煙幕が拡散する。
以上のように、本実施形態に係る煙幕生成装置４０によれば、煙幕生成装置１と同様の作用効果を奏することができるとともに、ガス煙流路制御部材４１を設けたことによる特有の作用効果を奏することが可能となる。
【００７１】
すなわち、第一噴煙口８ａから噴出されたガス煙が、煙幕生成装置４０の縦軸方向へ再度集約され、噴出勢いの強いガス煙が形成され、煙幕の拡散性（視界遮断時間の短縮、金庫室などの空間部への均一な視界遮断）が向上する。また、煙幕を生成させる金庫室などの空間部の形状によるガス煙の噴出の勢いが弱まるのを防ぐので、空間部の形状による影響を低減することが可能となる。また、ガス煙流路制御部材４１のスカート部４３ｄの角度を変えることにより、煙幕の挙動を制御することが可能となる。
【００７２】
なお、本実施形態では、第一噴煙口８ａおよび第二噴煙口８ｂを設けた場合について説明したが、何れか一方の噴煙口を閉じ、一側面上だけに噴煙口を設け、ガス煙を一方向から放出することも可能である。
図２０ないし図２２は、本発明の第四実施形態に係る煙幕生成装置５０を示す。
【００７３】
本実施形態に係る煙幕生成装置５０は、フランジ部２８ｃにガス煙流路制御部材５１を設け、噴出室３１の外周を囲繞した点で、第二実施形態に係る煙幕生成装置２０とは相違する。
ガス煙流路制御部材５１は、噴出室３１の外方に位置するフランジ部２８ｃにボルト５４を介して取り付けられる板厚１．５ｍｍのステンレス製の筒状部材５２と、この筒状部材５２の内面に取り付けられ、筒状部材５２の一方の開口部端５２ａから他方の開口部端５２ｂに向かって拡径するコーン状のスカート部材５３とを有する。スカート部材５３の一方の開口部端５２ａには、ボルト５４を螺着する４個のねじ穴５３ａが円周上均等に設けてある。
【００７４】
次に、本実施形態に係る煙幕生成装置５０の作用について説明する。
本実施形態に係る煙幕生成装置５０は、例えば、金庫室の天井などに設置される。
そして、例えば、強盗などの不法侵入者を異常検知センサが検知すると、煙幕生成装置に作動信号（発火電流）が送られる。
【００７５】
先ず、点火具２２に一定の電流が流れることにより点火薬２３ｂが発火し、その火炎、衝撃で着火薬２５が燃焼する。
着火薬２５の火炎が、着火薬ケース２４の着火孔２４ａから発煙剤２６に伝播し、この燃焼ガス煙により燃焼室３０の内圧が上昇する。
そして、燃焼室の内圧により噴煙口２８ａを塞いでいるノズルクロージャ２９ａが弾性限界に達し破断する。
【００７６】
また、発煙剤２６の燃焼で生成されたガス煙が、フィルタ２９ｂおよびノズルクロージャ２９ａから噴煙口２８ａを通過し、噴出室３１の仕切部材３３に遮られた第一室３１ａから第二室３１ｂへ流れ込み、さらに区画部材３４の孔３４ａを通過し第三室３１ｃへ流れ込み、第一噴煙口３２ａと第二噴煙口３２ｂから煙が噴出される。
【００７７】
そして、第一噴煙口３２ａから噴出された煙は、ガス煙流路制御部材５１に衝突し、煙幕生成装置５０の縦軸方向へ集約されるように勢いよく噴出される。
また、発煙剤２６の燃焼により生成されたガス煙が、音速を超える速度で噴煙口２８ａを通過するため、発音を伴う。
これにより、金庫室内に視界を遮断する煙幕が拡散する。
【００７８】
次に、第四実施形態に係る煙幕生成装置５０について、視界遮断時間に係る実験を行ったもので、その結果を示す。
なお、本実験の視界遮断時間とは、金庫室内（部屋）などの空間部において煙の濃度（視界）差がない状態になるまでの時間をいい、完全に視界遮断するまでの所要時間である。
【００７９】
例えば、本実施形態に係る煙幕生成装置５０の設置部屋（空間部）のどの位置に居ても煙による視界差（濃度差）が無いという状態である。
本実施形態に係る煙幕生成装置５０は、第二実施形態に係る煙幕生成装置２０と同様に、図７に示すように、幅約５．３ｍ×奥行約２．１ｍ×高さ約２．３ｍ(容積：約２６ｍ3)の部屋の中央部で天井から約３０ｃｍの位置に設置された。
【００８０】
また、視界遮断時間を測るため、光測定センサを部屋（空間部）の一側壁面とこの一側壁面に交差する他側壁面にそれぞれ、天井から床面までの間４カ所に均等に設置した。
この光測定センサは、図２９に示すように、アンプユニット１００からの光を投受光する一対の光センサで、煙を発生させた時、その煙の量により光の透過量、つまり受光量が変化することを利用する。
【００８１】
言い換えると、一定の光量を投光しているが、光センサ間に煙が存在すると、その光を遮り、受光量が少なくなるので、その受光量がデジタルで画面に表示される。
そして、本実施形態に係る煙幕生成装置５０を作動させてから、部屋内における受光量の経時変化を計測し、光センサ１０１の受光量が同一レベルに達した時間を視界遮断時間とした。
【００８２】
（実験例７）
本実験例７の装置は、第一噴煙口３２ａの直径が８ｍｍで数を２０個、第二噴煙口３２ｂの直径が６ｍｍで数を８個とした。
次に、遠隔操作により点火具に通電し、装置を作動させた。
これにより、発煙剤の燃焼は約０．５秒で終了し、ガス煙は発煙剤が燃焼してから１〜２秒で第一噴煙口および第二噴煙口から噴出された。
【００８３】
そして、噴出されたガス煙は各噴煙口３２ａ，３２ｂから周囲に万遍なく拡散し、数十秒間で空間全体に拡散された。
作動直後、０．５秒後、３秒後、６０秒後、１２０秒後の発煙状況を図２３の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）にそれぞれ示す。
また、作動直後から約５分後には視界の遮りが同一レベルに達した（視界遮蔽時間）。
【００８４】
（実験例８）
本実験例８の装置は、実験例７の煙幕生成装置にスカート部材５３の反射角を４５°に設定したガス煙流路制御部材５１を取り付けた。
次に、遠隔操作により点火具に通電し、装置を作動させた。
これにより、発煙剤の燃焼は約０．５秒で終了し、煙は発煙剤が燃焼してから１〜２秒で第一噴煙口および第二噴煙口から噴出された。
【００８５】
そして、噴出された煙は各噴煙口３２ａ，３２ｂから周囲に万遍なく拡散し、数十秒間で空間全体に拡散された。
作動直後、０．５秒後、３秒後、６０秒後、１２０秒後の発煙状況を図２４の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）にそれぞれ示す。
また、作動直後から約２．５分後には視界の遮りが同一レベルに達した（視界遮蔽時間）。
【００８６】
（実験例９）
本実験例９の装置（図３０に示す煙幕生成装置６０に相当する）は、実験例７の煙幕生成装置において、第一噴煙口（直径８ｍｍ×２０個）３２ａのみ設けた構成とし、これにスカート部材５３の反射角度を４５°に設定したガス煙流路制御部材５１を取り付けた。
【００８７】
次に、遠隔操作により点火具に通電し、装置を作動させた。
これにより、発煙剤の燃焼は約０．５秒で終了し、ガス煙は発煙剤が燃焼してから１〜２秒で第一噴煙口３２ａから噴出された。
そして、噴出されたガス煙は各噴煙口３２ａから周囲に万遍なく拡散し、数十秒間で空間全体に拡散された。
【００８８】
作動直後、０．５秒後、３秒後、６０秒後、１２０秒後の発煙状況を図２５の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）にそれぞれ示す。
また、作動直後から約２分後には視界の遮りが同一レベルに達した（視界遮蔽時間）。
（実験例１０）
本実験例１０の装置は、実験例９の煙幕生成装置において、スカート部材５３の反射角度を３２°に設定したガス煙流路制御部材５１を取り付けた。
【００８９】
次に、遠隔操作により点火具に通電し、装置を作動させた。
これにより、発煙剤の燃焼は約０．５秒で終了し、ガス煙は発煙剤が燃焼してから１〜２秒で第一噴煙口３２ａから噴出された。
そして、噴出されたガス煙は各噴煙口３２ａから周囲に万遍なく拡散し、数十秒間で空間全体に拡散された。
【００９０】
作動直後、０．５秒後、３秒後、６０秒後、１２０秒後の発煙状況を図２６の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）にそれぞれ示す。
また、作動直後から約３分後には視界の遮りが同一レベルに達した（視界遮蔽時間）。
（実験例１１）
本実験例１１の装置は、実験例９の煙幕生成装置において、スカート部材５３の反射角度を２８°に設定したガス煙流路制御部材５１を取り付けた。
【００９１】
次に、遠隔操作により点火具に通電し、装置を作動させた。
これにより、発煙剤の燃焼は約０．５秒で終了し、ガス煙は発煙剤が燃焼してから１〜２秒で第一噴煙口３２ａから噴出された。
そして、噴出されたガス煙は各噴煙口３２ａから周囲に万遍なく拡散し、数十秒間で空間全体に拡散された。
【００９２】
作動直後、０．５秒後、３秒後、６０秒後、１２０秒後の発煙状況を図２７の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）にそれぞれ示す。
また、作動直後から約３分後には視界の遮りが同一レベルに達した（視界遮蔽時間）。
（実験例１２）
本実験例１２の装置は、実験例９の煙幕生成装置において、スカート部材５３の反射角度を２３°に設定したガス煙流路制御部材５１を取り付けた。
【００９３】
次に、遠隔操作により点火具に通電し、装置を作動させた。
これにより、発煙剤の燃焼は約０．５秒で終了し、ガス煙は発煙剤が燃焼してから１〜２秒で第一噴煙口３２ａから噴出された。
そして、噴出されたガス煙は各噴煙口３２ａから周囲に万遍なく拡散し、数十秒間で空間全体に拡散された。
【００９４】
作動直後、０．５秒後、３秒後、６０秒後、１２０秒後の発煙状況を図２８の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）にそれぞれ示す。
また、作動直後から約３．５分後には視界の遮りが同一レベルに達した（視界遮蔽時間）。
（考察）
実験例７〜実験例１２から、ガス煙流路制御部材５１を取り付けた煙幕生成装置は、煙幕の拡散性効果の向上が高いことが分かる。
【００９５】
また、第一噴煙口３２ａのみの構成に固定した場合、ガス煙流路制御部材５１のスカート部材５３の設定角度により、煙幕の挙動(拡散性)を変化させられることが分かった。
図３０は、本発明の第五実施形態に係る煙幕生成装置６０を示す。
【００９６】
本実施形態に係る煙幕生成装置６０は、第二噴煙口３２ｂを省いた点で、第四実施形態に係る煙幕生成装置２０とは相違する。
本実施形態に係る煙幕生成装置６０によれば、噴煙口を円周側面上(曲面部)の一側面にのみに形成した第一噴煙口３２ａだけとしたので、第一噴煙口３２ａからのガス煙がガス煙流路制御部材５１により集約され、勢いのある煙幕として拡散性向上効果が増し、金庫室内などの空間部のガス煙の濃度（視界）差がない状態が短時間で可能となる。
【００９７】
また、ガス煙流路制御部材５１に衝突し第一噴煙口３２ａからのガス煙の方向を変えて集約されるように勢いよく噴出するので金庫室内の保護物件に集中させると共に短時間で金庫室内の視界を遮断できる。
【００９８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、発煙剤を収容する燃焼室に直接点火装置を配置する構成としたので、作動後、瞬時に発煙を噴煙口から外部へ噴出し煙幕を拡散することができる。
また、発煙剤を収容する燃焼室に直接点火装置を配置するとともに噴煙口をも配置することで、所定発煙量を確保しながら従来より小型化することが可能となった。
【００９９】
また、噴煙口を複数設置するとともに、その噴煙口の設置箇所を異なる角度の箇所に複数設置することで、広範囲にガス煙を拡散させ、視界遮断効果を高めることが可能となる。
また、燃焼室を高圧に耐えられる容器に形成し、これにより、燃焼室の内圧を上昇させることができ、発煙剤の燃焼を速めることにより、単位時間当たりの発煙量を増やすことで短時間で必要なガス煙を容器から噴出し終えることが可能となる。
【０１００】
また、燃焼室内の発煙剤により燃焼したガス煙の圧力を所定時間保持することで、このガス煙が音速を超える速度で装置外へ噴出されるため、発音が可能となる。
また、ガス煙流路制御部材を配設したので、噴煙口から噴出したガス煙が、煙幕生成装置の縦軸方向へ再度集約され、噴出勢いの強いガス煙が形成され、煙幕の拡散性（視界遮断時間の短縮、金庫室などの空間部への均一な視界遮断）が向上する。
【０１０１】
また、ガス煙流路制御部材を配設したので、煙幕を生成させる金庫室などの空間部の形状によるガス煙の噴出の勢いが弱まるのを防ぐので、空間部の形状による影響を低減することが可能となる。
また、ガス煙流路制御部材の角度を変えることにより、煙幕の挙動を制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態に係る煙幕生成装置の断面図である。
【図２】図１の煙幕生成装置を示す側面図である。
【図３】図１の煙幕生成装置を示す底面図である
【図４】本発明の第二実施形態に係る煙幕生成装置の断面図である。
【図５】図４の煙幕生成装置を示す側面図である。
【図６】図４の煙幕生成装置を示す底面図である
【図７】実験例１の概況図である
【図８】実験例１の燃焼室内圧と燃焼時間の関係図である
【図９】実験例１の発煙状況である
【図１０】実験例１のガス煙の流れ図である
【図１１】実験例２の発煙状況である
【図１２】実験例２ガス煙の流れ図である
【図１３】実験例３の発煙状況である
【図１４】実験例３のガス煙の流れ図である
【図１５】実験例４の発煙状況である
【図１６】実験例５の発煙状況である。
【図１７】実験例５のガス煙の流れ図である。
【図１８】実験例６の燃焼室内圧(ノズル開口面積)と音圧レベルの関係図である。
【図１９】本発明の第三実施形態に係る煙幕生成装置の断面図である。
【図２０】本発明の第四実施形態に係る煙幕生成装置の断面図である。
【図２１】図２０の煙幕生成装置を示す底面図である。
【図２２】図２０の煙幕生成装置を示す側面図である。
【図２３】実験例７の発煙状況である。
【図２４】実験例８の発煙状況である。
【図２５】実験例９の発煙状況である。
【図２６】実験例１０の発煙状況である。
【図２７】実験例１１の発煙状況である。
【図２８】実験例１２の発煙状況である。
【図２９】視界遮断時間を計測する光センサ計測器の原理図である。
【図３０】本発明の第五実施形態に係る煙幕生成装置の底面図である。
【符号の説明】
１、２０、４０、５０、６０ 煙幕生成装置
２、２２ 点火装置
３、２３ 点火具
４、２４ 着火薬ケース
５、２５ 着火薬
６、２６ 発煙剤
７、２７ キャップ
８、２８ チャンバ
９ａ、９ｂ、２９ａ ノズルクロージャ
１０、３０ 燃焼室
３１ 噴出室
３３ 仕切部材
３４ 区画部材
３１ａ 第一室
３１ｂ 第二室
３１ｃ 第三室
３２ａ 第一噴煙口
３２ｂ 第二噴煙口
４１、５１ ガス煙流路制御部材
４２、５２ 筒状部材
４３、５３ スカート部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として、泥棒あるいは侵入者などに対して発煙および発音(発火音)により警告または威嚇を行うと同時に、発煙により視界を妨げ、行動を抑止または遅延させて、保護物件を盗むなどの犯罪行為を抑止、防止する煙幕生成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、緊急用、救助用、防犯用、防災訓練用、舞台演出用、植物の霜害防止用などに、煙を出す装置が使用されている。
緊急用、救助用としては、信号筒がある（例えば、特許文献１参照）。この信号筒には、発煙剤を点火させ、筒体の一方向から勢いよく発煙することが開示されている。
また、防災訓練用あるいは植物の霜害防止用としては、発煙装置がある（例えば、特許文献２参照）。この発煙装置には、液体を加熱保持し、複数の加熱気化装置から勢いよく発煙することが開示されている。
【０００３】
また、防犯用としては、防犯用煙幕装置がある（例えば、特許文献３参照）。この防犯用煙幕装置には、二酸化炭素ガスが充填されているガスタンクを備えたガス噴出器を二重構造とし、このガス噴出器の内筒に配置されるガス短管に多数のガス排出孔を長手方向全長に亘って配設するとともに、外筒の上部に内部に通じるガス噴出スリットを長手方向に延設することにより、高圧ガスを、瞬時かつ均等に広い幕状の煙幕として噴出させることが開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１２６６９８号公報
【特許文献２】
特開平６−２１１５８７号公報
【特許文献３】
実開平６−２５９８７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した信号筒のように、噴煙口が一方向であると、噴煙方向が限定され、煙の拡散に対して不利であり、視界を遮断するのに時間を要するという問題があった。
また、上述した発煙装置のように、液体を加熱保持し、複数の加熱気化装置から連続的に発煙する方式は、単位時間当たりの発煙量が少なく、所望の煙量を得るのに時間を要するという問題があった。
【０００６】
また、上述した防犯用煙幕装置のように、ガスタンクにガスを高圧状態で保持し、複数のガス排出孔からガス噴出スリットを通して瞬時に広い幕状の煙幕を噴出する方式は、噴出方向が限定され、また、煙が幕状であるため、煙幕の拡散に時間を要するという問題があった。
本発明はかかる問題点を解決するためになされたもので、その目的は、加熱装置や蓄圧装置のような装置を必要とせず、瞬時（短時間）に発煙により視界を遮断し、発音により威嚇することが可能な煙幕生成装置を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の他の目的は、噴煙口の数および噴煙方向の角度により煙幕の拡散性の向上を図ることが可能な煙幕生成装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、限られた空間内において、短時間で必要とされる発煙量を発生させることが可能な煙幕生成装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、噴煙口からの煙幕の拡散性の向上（ガス煙の噴出の勢いを強くする）および限られた空間内を短時間で濃度差の無い（少ない）視界遮断の状態にすることが可能な煙幕生成装置を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、保護物体へガス煙を集中させることことが可能な煙幕生成装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、点火装置と、前記点火装置により燃焼発煙する発煙剤と、前記発煙剤の燃焼により発生するガス煙を噴出する噴煙口を設け、前記発煙剤を収容する燃焼室と、前記噴煙口を塞ぐように前記燃焼室内面に設けられ、前記発煙剤が所定の燃焼速度で燃焼が開始できるまで前記燃焼室内の圧力を保持する機械的強度を有した圧力保持部材とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の煙幕生成装置において、前記燃焼室の外周を囲繞し、前記噴煙口から噴出されるガス煙の流路を変更するガス煙流路制御部材をさらに備えていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項２記載の煙幕生成装置において、前記ガス煙流路制御部材は、前記燃焼室の外周を囲繞するように該燃焼室に取り付けられる筒状部材と、前記筒状部材の開口端側に向かって拡径するコーン状のスカート部材とを有することを特徴とする。
【００１２】
請求項４に係る発明は、点火装置と、前記点火装置により燃焼発煙する発煙剤と、前記発煙剤の燃焼により発生するガス煙を噴出する第１の噴煙口を設け、前記発煙剤を収容する燃焼室と、前記第１の噴煙口を塞ぐように前記燃焼室内面に設けられ、前記発煙剤が所定の燃焼速度で燃焼が開始できるまで前記燃焼室内の圧力を保持する機械的強度を有した圧力保持部材と、前記燃焼室に隣接して配置され、前記第１の噴煙口から前記ガス煙が流入する噴出室と、前記噴出室の一側面上に設けられ、前記第１の噴煙口から流入した前記ガス煙を外部へ噴出する第２の噴煙口と、前記第１の噴煙口と前記第２の噴煙口とを連絡する前記噴出室の内部空間に前記第１の噴煙口から所定間隔隔てて該第１の噴煙口を囲繞するように配置された仕切部材と、前記仕切部材にて仕切られた複数の小室と、前記第１の噴煙口から前記第２の噴煙口へ前記ガス煙が流入するように前記複数の小室により形成された流路とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第一実施形態）
図１ないし図３は、本発明の第一実施形態に係る煙幕生成装置１を示す（請求項１に対応する）。
本実施形態に係る煙幕生成装置１は、点火装置２と、この点火装置２により燃焼発煙する発煙剤６と、この発煙剤６を収容する燃焼室１０とで構成されている。
【００１８】
点火装置２は、点火具３と、この点火具３を囲繞する着火薬ケース４と、この着火薬ケース４内に填薬され、点火具３からのエネルギーを増幅し、発煙剤６に燃焼を伝播させる着火薬５とで構成され、着火薬５からの燃焼炎を発煙剤６に均一に伝播するため、燃焼室１０の中央部に設置されている。
点火具３は、通電により発熱する発熱体３ａと、この発熱体３ａにより発火する点火薬３ｂを有する。ここでは、点火薬として、トリシネートを使用した。 点火具３は、キャップ７と接合されて着火薬ケース４の開口部に載置されている。
【００１９】
着火薬ケース４は、アルミニウム製の一側が開口する有底筒状体であり、点火具３からの火炎により燃焼する着火薬５の火炎が、発煙剤６に対し均一に伝播するように胴部円周上に複数の着火孔４ａを設けている。着火孔４ａには、防湿と着火薬燃焼時の内圧を保持するため、着火孔４ａを塞ぐ形でアルミニウム製テープ４ｂを貼り付けている。
【００２０】
発煙剤６は、酸化亜鉛、過塩素酸アンモニウム、塩化ビニル、炭酸カルシウムの組成物を錠剤状に成形されている。その錠剤状の発煙剤６は、組成比や各組成物の粒度などにより、燃焼速度が５ＭＰａの圧力下において約６，０００ｍｍ／秒になるように調整されている。また、燃焼終了時間が約０．５秒になるように燃焼室１０の噴煙口８ａ，８ｂおよび錠剤寸法により設定されている。
【００２１】
燃焼室１０は、円周側面上に第一噴煙口８ａおよび底面上に第二噴煙口８ｂを設けた有底筒状体のチャンバ８と、中央に点火具３用の貫通孔７ａを設けた円盤状のキャップ７とを、キャップ７の外周をチャンバ８の内周に溶接した後、かしめ部により固定することによって密閉されている。チャンバ８は、板厚約１ｍｍのステンレス鋼で形成されている。
【００２２】
燃焼室１０には、発煙剤６の燃焼速度を制御し、第一噴煙口８ａおよび第二噴煙口８ｂを塞ぐとともに燃焼室１０の気密性を保持するためのノズルクロージャ９ａ、９ｂが配置されている。
これにより、ノズルクロージャ９ａ、９ｂは、着火薬の燃焼により発生したガス圧を燃焼室内に封じ込め、発煙剤６が所定の燃焼速度で燃焼が開始できるまで燃焼室内の圧力を保持し、発煙剤６を燃焼に導く。
【００２３】
また、保持する圧力は各噴煙口（８ａ，８ｂ）の断面積とノズルクロージャの機械的強度に応じて任意に設定することが可能となる。
ここで、円周側面上に設けた第一噴煙口８ａと底面上に設けた第二噴煙口８ｂとについてさらに詳しく説明する。
本例では、円周側面上に設けた第一噴煙口８ａと底面上に設けた第二噴煙口８ｂとは、約９０°の角度で設けてある。
【００２４】
第一噴煙口８ａおよび第二噴煙口８ｂは、ともに直径約３ｍｍ、口数８個とした。
これにより、燃焼室１０の燃焼炎（発煙等）は、第一噴煙口８ａおよび第二噴煙口８ｂを通過して、約９０°の角度で噴出され、煙幕を張る。
煙を広範囲に拡散させるために第一噴煙口８ａを円周上に設置し、放射状（３６０°方向）に煙を噴出する構造としている。
【００２５】
また、限定された空間においては、第一噴煙口８ａから噴出された煙が、その空間を形成する壁に衝突することになる。そこで、装置がその空間を形成する何れかの壁面に設置された場合、その壁を伝うガスの流れが発生し、それにより煙が空間内に拡散されることになる。
また、同時に第二噴煙口８ｂをチャンバ８の底面にも設置している。
【００２６】
これにより、煙の噴出口が増えるので、第一噴煙口８ａの煙と第二噴煙口８ｂからの煙とで、煙の噴出方向を増やすことができ、煙の拡散性を向上させている。
このように、本実施形態では、円周側面上に設けた第一噴煙口８ａおよび底面上に設けた第二噴煙口８ｂは、煙が装置外へ噴出する最終の出口であるため、通過した後に抵抗をうけることなく、そのまま大気中へ開放される。従って、噴出する煙量が各第一噴煙口８ａおよび第二噴煙口８ｂ毎の総開口面積の比率通りになる。例えば、第一噴煙口８ａおよび第二噴煙口８ｂの総開口面積の比率が４：６であれば、総煙量の４０％が円周方向に、６０％が軸方向に噴出する。
【００２７】
なお、第一噴煙口８ａおよび第二噴煙口８ｂは、燃焼室１０の内圧が５〜６ＭＰａになるようにノズルの開口面積を設定する。また、各噴煙方向の噴煙量の割合を対象となる空間の形状に合わせて、第一噴煙口８ａおよび第二噴煙口８ｂの開口面積の比率で制御することが可能である。
次に、本実施形態に係る煙幕生成装置１の作用について説明する。
【００２８】
本実施形態に係る煙幕生成装置１は、例えば、金庫室の天井などに設置される。
そして、例えば、強盗などの不法侵入者を異常検知センサが検知すると、煙幕生成装置１に作動信号（発火電流）が送られる。
煙幕生成装置１では、点火具３に一定の電流が流れ、これにより点火薬が発火し、その火炎、衝撃で着火薬５が燃焼する。
【００２９】
着火薬５の火炎が、着火薬ケース４の着火孔４ａから発煙剤６に伝播し、この燃焼ガス煙により燃焼室１０の内圧が上昇する。
そして、燃焼室１０の内圧により第一噴煙口８ａおよび第二噴煙口８ｂを塞いでいるノズルクロージャ９ａ、９ｂが弾性限界に達し、破断する。
また、発煙剤６の燃焼で生成されたガス煙が、第一噴煙口８ａおよび第二噴煙口８ｂから噴出される。
【００３０】
また、発煙剤６の燃焼により生成されたガス煙が、音速を超える速度で第一噴煙口８ａおよび第二噴煙口８ｂを通過するため、発音を伴う。
これにより、金庫室内に視界を遮断する煙幕が拡散する。
なお、ここでは、強盗などの不法侵入者を異常検知センサにより検知する場合について説明したが、警備員が強盗などの不法侵入者を確認した場合には、煙幕生成装置１に連絡する起動スイッチを人手によって投入することにより、同様に操作することが可能である。
【００３１】
また、本実施形態では、第一噴煙口８ａおよび第二噴煙口８ｂを設けた場合について説明したが、何れか一方の噴煙口を閉じ、一側面上だけに噴煙口を設け、ガス煙を一方向から放出することも可能である。
また、チャンバ８の底板と側板との境界部位に噴煙口を設け、煙幕生成装置１の下部周縁からガス煙を放出するようにしても良い。
【００３２】
（第二実施形態）
図４ないし図６は、本発明の第二実施形態に係る煙幕生成装置２０を示す。
本実施形態に係る煙幕生成装置２０は、点火装置２２と、この点火装置２２により燃焼発煙する発煙剤２６と、この発煙剤２６を収容する燃焼室３０と、この燃焼室３０に隣接して配設された噴出室３１とで構成されている。
【００３３】
本実施形態に係る煙幕生成装置２０は、燃焼室３０に隣接して噴出室３１を配設し、ガス煙を燃焼室３０から放出せず、噴出室３１から放出する点で、第一実施形態に係る煙幕生成装置１と相違する。
燃焼室３０を構成する板厚約１．５ｍｍのステンレス製の有底のチャンバ２８は、燃焼室３０に隣接して噴出室３１を形成するために、中央に点火具２３用の貫通孔２７ａを設けた円盤状のキャップ２７との接合部２８ｘから外方へ突出する有底の覆い部２８ｂと、この覆い部２８ｂからさらに外方へ突出するフランジ部２８ｃを備えている。
【００３４】
チャンバ２８の側壁には、第一実施形態における第一噴煙口８ａに相当する噴煙口２８ａが設けてある。この噴煙口２８ａには、発煙剤２６の燃焼速度を制御し噴煙口２８ａを塞ぐとともに燃焼室３０の気密性を保持するためのノズルクロージャ２９ａと、発煙剤２６の燃焼後に生成される残渣を捕集するためのフィルタ２９ｂとが重ねて配置されている。
【００３５】
これにより、ノズルクロージャ２９ａは、着火薬の燃焼により発生したガス圧を燃焼室内に封じ込め、発煙剤２６が所定の燃焼速度で燃焼が開始できるまで燃焼室内の圧力を保持し、発煙剤２６を燃焼に導く。
また、保持する圧力は第一噴煙口２８ａの断面積とノズルクロージャの機械的強度に応じて任意に設定することが可能となる。
【００３６】
なお、燃焼室３０は、その内部に、発煙剤２６と、この発煙剤２６を保持（ガタ取り）するクッション材３０ａおよび３０ｂが発煙剤２６を囲むように上下に配置されており、さらに、容積調整用のスペーサ３０ｃがクッション材３０ａ側に配置してある。
噴出室３１は、チャンバ２８の覆い部２８ｂとチャンバ２８の噴煙口２８ａ側とを囲う筒状の覆い部材３２と、燃焼室３０の噴煙口２８ａから所定間隔を隔てて噴煙口２８ａを囲繞するように配置された筒状の仕切部材３３と、この仕切部材３３を支持するとともに覆い部材３２とともにチャンバ２８の覆い部２８ｂに固定される区画部材３４とで構成されている。
【００３７】
噴出室３１には、燃焼室３０の噴煙口２８ａと連絡する第一室３１ａと、この第一室３１ａに連絡する第二室３１ｂと、この第二室３１ｂに連絡する第三室３１ｃとが形成されている。
ここで、第一室３１ａは、燃焼室３０の噴煙口２８ａから噴出するガス煙を第二室３１ｂへ導き、第二室３１ｂは、区画部材３４の孔３４ａを介してガス煙を第三室３１ｃへ導き、第三室３１ｃは、側壁上に設けた第一噴煙口３２ａと底面上に設けた第二噴煙口３２ｂからガス煙を放出する。
【００３８】
側壁上に設けた第一噴煙口３２ａと底面上に設けた第二噴煙口３２ｂとは、 第一実施形態における円周側面上に設けた第一噴煙口８ａと底面上に設けた第二噴煙口８ｂと同様に、両者は約９０°の角度で設けてある。
ここで、第一噴煙口３２ａおよび第二噴煙口３２ｂについて詳述する。
第一噴煙口３２ａは、煙を広範囲に拡散させるために胴部に設置し、放射状（３６０°方向）に煙を噴出する構造としている。
【００３９】
なお、第一噴煙口３２ａは、容器強度を勘案し直径を約８ｍｍ、口数２０個とした。また、限定された空間においては、第一噴煙口３２ａから噴出された煙が、その空間を形成する壁に衝突することになる。そこで、装置がその空間を形成する何れかの壁面に設置された場合、その壁を伝うガスの流れが発生し、それにより煙が空間内に拡散されることになる。
【００４０】
また、同時に第二噴煙口３２ｂを噴出室３１の底面にも設置している。
これにより、煙の噴出方向を増やし、第一噴煙口３２ａからの煙と、第二噴煙口３２ｂからの煙とで、煙方向を変え、煙の拡散性を向上させている。
上述の第一実施形態においては、第一噴煙口８ａおよび第二噴煙口８ｂを通過したガス煙に対する抵抗体がないため、第一噴煙口８ａおよび第二噴煙口８ｂの開口面積比率通りに噴煙量が分配される。
【００４１】
これに対し、本実施形態では、燃焼室３０内のガス煙が下記のような各抵抗体を通過することにより、第二噴煙口３２ｂの面に対して垂直（第一噴煙口３２ａの面に対して並行）にガス煙の流路が形成されるため、第二噴煙口３２ｂの方が煙が出易く、第一噴煙口３２ａの方が煙が出難い。
ここで、ガス煙通過経路は、燃焼室３０の噴煙口２８ａ→第一室３１ａ→第二室３１ｂ→第三室３１ｃ→第一噴煙口３２ａおよび第二噴煙口３２ｂとなる。
【００４２】
従って、後述する実験例５において説明したように、直径８ｍｍの第一噴煙口３２ａおよび直径６ｍｍの第二噴煙口３２ｂの数が各々２０個であった場合、煙量の殆どが第二噴煙口３２ｂから噴出し（軸方向）、第一噴煙口３２ａからは僅かしか噴出しないという現象が起こる。
また、第一噴煙口３２ａおよび第二噴煙口３２ｂからの噴煙量比率は、第一噴煙口３２ａの開口面積を直径８ｍｍ、噴煙口数２０個に固定し、第二噴煙口３２ｂの開口径を直径６ｍｍとした場合、第二噴煙口３２ｂの噴煙口数を増やすと、第二噴煙口３２ｂからの煙量が第一噴煙口３２ａより増える関係がある。また、この場合、第二噴煙口３２ｂの数が１２個を超えると、煙の殆どが第二噴煙口３２ｂから噴出し第一噴煙口３２ａからの噴煙は僅かとなる。
【００４３】
なお、第二噴煙口３２ｂは、各部品の組み合わせ寸法上、直径を約６ｍｍとした。
燃焼室３０の内圧制御は噴煙口２８ａで行っており、第二噴煙口３２ｂの開口面積は内圧制御に影響しないため、第二噴煙口３２ｂの数は、寸法上許される最大数である約３０個まで設置することができ、対象となる空間の形状に合わせて最適な数を設置することが可能である。
【００４４】
次に、本実施形態に係る煙幕生成装置２０の作用について説明する。
本実施形態に係る煙幕生成装置２０は、例えば、金庫室の天井などに設置される。
そして、例えば、強盗などの不法侵入者を異常検知センサが検知すると、煙幕生成装置２０に作動信号（発火電流）が送られる。
【００４５】
先ず、点火具２２に一定の電流が流れることにより点火薬２３ｂが発火し、その火炎、衝撃で着火薬２５が燃焼する。
着火薬２５の火炎が、着火薬ケース２４の着火孔２４ａから発煙剤２６に伝播し、この燃焼ガス煙により燃焼室３０の内圧が上昇する。
そして、燃焼室の内圧により噴煙口２８ａを塞いでいるノズルクロージャ２９ａが弾性限界に達し破断する。
【００４６】
また、発煙剤２６の燃焼で生成されたガス煙が、フィルタ２９ｂおよびノズルクロージャ２９ａから噴煙口２８ａを通過し、噴出室３１の仕切部材３３に遮られた第一室３１ａから第二室３１ｂへ流れ込み、さらに区画部材３４の孔３４ａを通過し第三室３１ｃへ流れ込み、第一噴煙口３２ａと第二噴煙口３２ｂから煙が噴出される。
【００４７】
また、発煙剤２６の燃焼により生成されたガス煙が、音速を超える速度で噴煙口２８ａを通過するため、発音を伴う。
これにより、金庫室内に視界を遮断する煙幕が拡散する。
なお、ここでは、強盗などの不法侵入者を異常検知センサにより検知する場合について説明したが、警備員が強盗などの不法侵入者を確認した場合には、煙幕生成装置２０に連絡する起動スイッチを人手によって投入することにより、同様に操作することが可能である。
【００４８】
また、本実施形態では、第一噴煙口３２ａおよび第二噴煙口３２ｂを設けた場合について説明したが、何れか一方の噴煙口を閉じ、一側面上だけに噴煙口を設け、ガス煙を一方向から放出することも可能である（請求項４に対応する）。
また、噴出室３１の底板と側板との境界部位に噴煙口を設け、煙幕生成装置２０の下部周縁からガス煙を放出するようにしても良い。
【００４９】
次に、第二実施形態に係る煙幕生成装置２０について、種々の実験を行ったのでその結果を示す。
（実験例１）
図７に示すように、幅約５．３ｍ×奥行き約２．１ｍ×高さ約２．３ｍ（約２６ｍ3）の部屋５０の中央部で天井側から３０ｃｍの位置に、本実施形態に係る煙幕生成装置２０を設置した。
【００５０】
なお、本実験例１の装置の第一噴煙口３２ａおよび第二噴煙口３２ｂの数は、各々２０個および８個である。その際、音圧レベルを測るため音圧測定センサ５１を設置した。
次に、遠隔操作により点火具に通電し、装置を作動させた。
これにより、発煙剤の燃焼は約０．５秒で終了し、煙は発煙剤が燃焼し始めてからおよそ１〜２秒で第一噴煙口３２ａおよび第二噴煙口３２ｂから外へ噴出された。時間と燃焼室内圧の関係は図８に示した通りであり、約０．５秒後には燃焼室内圧が大気圧となり、燃焼室内の圧力が開放されていることが分かる。従って、約０．５秒後には発煙剤の燃焼が終了していると判断できる。
【００５１】
また、作動直後、０．２秒後および０．５秒後の発煙状況を図９（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）にそれぞれ示す。
そして、噴出された煙は各噴煙口３２ａ，３２ｂからの発煙量に大きな片寄りがなく、装置の周囲に万遍なく拡散し、数十秒間で空間全体に拡散された。その時の煙の流れは図１０に示した通りである。
【００５２】
その際、試験作業者がこの拡散された煙幕の中に入り、視界程度および行動の自由程度を確認した。
この試験作業者によって、数十秒後視界が奪われ、行動が抑止される効果を確認できた。
また、発煙剤の燃焼から噴出までに発せられる作動音の音圧レベルは約１２０〜１３０ｄＢ程度であり、防犯用に使用の際には、煙による威嚇と同時に、音による威嚇も可能となることが分かった。
【００５３】
（実験例２）
実験例１と同様にして部屋５０の中央に本実施形態に係る煙幕生成装置２０を設置した。
ここでは、第一噴煙口３２ａおよび第二噴煙口３２ｂの数を各々２０個および３個とした。
【００５４】
次に、遠隔操作により点火具に通電し、装置を作動させた。
これにより、発煙剤の燃焼は約０．５秒で終了し、煙は発煙剤が燃焼し始めてからおよそ１〜２秒で噴煙口３２ａ，３２ｂから外へ噴出された。
また、作動直後、０．２秒後および０．５秒後の発煙状況を図１１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）にそれぞれ示す。
【００５５】
そして、噴出された煙は第一噴煙口３２ａからの噴煙量が多くなり、３６０°の周方向へ噴出するガス量が多いため、周方向への勢いが増し、図１２のような流れが発生し、拡散された。
その際、実験例１と同様に視界程度および自由程度を確認した。その結果、数十秒後視界が奪われ、行動が抑止される効果を確認できた。
【００５６】
（実験例３）
実験例１と同様にして部屋５０の中央に本実施形態に係る煙幕生成装置２０を設置した。
ここでは、第一噴煙口３２ａおよび第二噴煙口３２ｂの数を各々２０個および１２個とした。
【００５７】
次に、遠隔操作により点火具に通電し、装置を作動させた。
これにより、発煙剤の燃焼は約０．５秒で終了し、煙は発煙剤が燃焼し始めてからおよそ１〜２秒で噴煙口３２ａ，３２ｂから外へ噴出された。
また、作動直後、０．２秒後および０．５秒後の発煙状況を図１３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）にそれぞれ示す。
【００５８】
そして、噴出された煙は第二噴煙口３２ｂからの噴煙量が多くなり、軸方向への噴出するガス量が多いため、図１４の様な流れが発生し、拡散された。
その際、実験例１と同様に視界程度および自由程度を確認した。その結果、数十秒後視界が奪われ、行動が抑止される効果を確認できた。
（実験例４）
図１５に示すように、実験例１と同じ部屋５０において、第一噴煙口３２ａおよび第二噴煙口３２ｂの数が各々２０個および１０個の本実施形態に係る煙幕生成装置２０を、高さ約１．２ｍの壁側中央付近に設置した。
【００５９】
次に、遠隔操作により点火具に通電し、装置を作動させた。
これにより、発煙剤の燃焼は約０．５秒で終了し、煙は発煙剤が燃焼し始めてからおよそ１〜２秒で噴煙口から外へ噴出された。
そして、噴出された煙は第二噴煙口３２ｂからの噴煙量が多くなり、軸方向への噴出するガス量が多いため、図１５のような流れが発生し、拡散された。
【００６０】
その際、実験例１と同様に視界程度および自由程度を確認した。その結果、数十秒後視界が奪われ、行動が抑止される効果を確認できた。
（実験例５）
図１６に示すように、実験例１と同様にして部屋５０の中央に本実施形態に係る煙幕生成装置２０を設置した。
【００６１】
ここでは、第一噴煙口（直径８ｍｍ）３２ａおよび第二噴煙口（直径６ｍｍ）３２ｂの数を各２０個とした。
次に、遠隔操作により点火具に通電し、装置を作動させた。
これにより、発煙剤の燃焼は約０．５秒で終了し、煙は発煙剤が燃焼し始めてからおよそ１〜２秒で噴煙口３２ａ，３２ｂから外へ噴出された。
【００６２】
そして、噴出された煙は第二噴煙口３２ｂからの噴煙量が多くなり、軸方向への噴出するガス煙量が多いため、図１７のように発生し拡散された。
その際、実験例１と同様に、視界程度および自由程度を確認した。その結果、数十秒後には完全に視界が奪われ、行動が抑止される効果を確認できた。
（実験例６）
実験例１と同様にして部屋５０の中央に本実施形態に係る煙幕生成装置２０を設置した。
【００６３】
ここで、本実施形態に係る煙幕生成装置２０は、直径８ｍｍの第一噴煙口３２ａおよび直径６ｍｍの第二噴煙口３２ｂの数を各々２０個および８個に固定し、噴煙口２８ａの開口面積を約５３ｍｍ2〜約２７５ｍｍ2の範囲で変化させ、作動時の音圧レベルを音圧センサで測定した。
その結果を図１８に示す。
【００６４】
図１８から明らかなように、燃焼室３０の内圧が２．６〜１４．４ＭＰａの範囲で変化し、その時の音圧レベルは、９１〜１３８ｄＢであり、燃焼室３０の内圧を上げる(＝噴煙口２８ａの開口面積を小さくする)と、音圧レベルが高くなることが確認できた。
また、表１より、装置の音圧程度が分かり、発音による警告または威嚇をできることが確認できた。
【００６５】
【表１】
本実施形態に係る煙幕生成装置４０は、燃焼室１０の外方にガス煙流路制御部材４１を設けた点で、第一実施形態に係る煙幕生成装置１とは相違する。
【００６６】
ガス煙流路制御部材４１は、チャンバ８に溶接４４を介して固着されている。ガス煙流路制御部材４１は、板厚１．５ｍｍのステンレス製の筒状部材４２と、この筒状部材４２の内面に取り付けられ、筒状部材４２の一方の開口部端４３ａから他方の開口部端４３ｅに向かって拡径するコーン状のスカート部材４３とを有する。スカート部材４３の一方の開口部端４３ａには、チャンバ８に溶接４４により固着する際にチャンバ８に当接する壁面４３ｂが形成されている。また、壁面４３ｂの下端部４３ｃと他方の開口部端４３ｅとにコーン形状のスカート部４３ｄが形成されている。
【００６７】
次に、本実施形態に係る煙幕生成装置４０の作用を説明する。
本実施形態に係る煙幕生成装置１は、例えば、金庫室の天井などに設置される。
そして、例えば、強盗などの不法侵入者を異常検知センサが検知すると、煙幕生成装置１に作動信号（発火電流）が送られる。
【００６８】
煙幕生成装置１では、点火具３に一定の電流が流れ、これにより点火薬が発火し、その火炎、衝撃で着火薬５が燃焼する。
着火薬５の火炎が、着火薬ケース４の着火孔４ａから発煙剤６に伝播し、この燃焼ガス煙により燃焼室１０の内圧が上昇する。
そして、燃焼室１０の内圧により第一噴煙口８ａおよび第二噴煙口８ｂを塞いでいるノズルクロージャ９ａ、９ｂが弾性限界に達し、破断する。
【００６９】
また、発煙剤６の燃焼で生成されたガス煙が、第一噴煙口８ａおよび第二噴煙口８ｂから噴出される。
そして、第一噴煙口８ａから噴出された煙は、ガス煙流路制御部材４１のコーン形状のスカート部４３ｄに衝突し、煙幕生成装置４０の縦軸方向へ集約されるように勢いよく噴出される。
【００７０】
また、発煙剤６の燃焼により生成されたガス煙が、音速を超える速度で第一噴煙口８ａおよび第二噴煙口８ｂを通過するため、発音を伴う。
これにより、金庫室内に視界を遮断する煙幕が拡散する。
以上のように、本実施形態に係る煙幕生成装置４０によれば、煙幕生成装置１と同様の作用効果を奏することができるとともに、ガス煙流路制御部材４１を設けたことによる特有の作用効果を奏することが可能となる。
【００７１】
すなわち、第一噴煙口８ａから噴出されたガス煙が、煙幕生成装置４０の縦軸方向へ再度集約され、噴出勢いの強いガス煙が形成され、煙幕の拡散性（視界遮断時間の短縮、金庫室などの空間部への均一な視界遮断）が向上する。また、煙幕を生成させる金庫室などの空間部の形状によるガス煙の噴出の勢いが弱まるのを防ぐので、空間部の形状による影響を低減することが可能となる。また、ガス煙流路制御部材４１のスカート部４３ｄの角度を変えることにより、煙幕の挙動を制御することが可能となる。
【００７２】
なお、本実施形態では、第一噴煙口８ａおよび第二噴煙口８ｂを設けた場合について説明したが、何れか一方の噴煙口を閉じ、一側面上だけに噴煙口を設け、ガス煙を一方向から放出することも可能である。
図２０ないし図２２は、本発明の第四実施形態に係る煙幕生成装置５０を示す。
【００７３】
本実施形態に係る煙幕生成装置５０は、フランジ部２８ｃにガス煙流路制御部材５１を設け、噴出室３１の外周を囲繞した点で、第二実施形態に係る煙幕生成装置２０とは相違する。
ガス煙流路制御部材５１は、噴出室３１の外方に位置するフランジ部２８ｃにボルト５４を介して取り付けられる板厚１．５ｍｍのステンレス製の筒状部材５２と、この筒状部材５２の内面に取り付けられ、筒状部材５２の一方の開口部端５２ａから他方の開口部端５２ｂに向かって拡径するコーン状のスカート部材５３とを有する。スカート部材５３の一方の開口部端５２ａには、ボルト５４を螺着する４個のねじ穴５３ａが円周上均等に設けてある。
【００７４】
次に、本実施形態に係る煙幕生成装置５０の作用について説明する。
本実施形態に係る煙幕生成装置５０は、例えば、金庫室の天井などに設置される。
そして、例えば、強盗などの不法侵入者を異常検知センサが検知すると、煙幕生成装置に作動信号（発火電流）が送られる。
【００７５】
先ず、点火具２２に一定の電流が流れることにより点火薬２３ｂが発火し、その火炎、衝撃で着火薬２５が燃焼する。
着火薬２５の火炎が、着火薬ケース２４の着火孔２４ａから発煙剤２６に伝播し、この燃焼ガス煙により燃焼室３０の内圧が上昇する。
そして、燃焼室の内圧により噴煙口２８ａを塞いでいるノズルクロージャ２９ａが弾性限界に達し破断する。
【００７６】
また、発煙剤２６の燃焼で生成されたガス煙が、フィルタ２９ｂおよびノズルクロージャ２９ａから噴煙口２８ａを通過し、噴出室３１の仕切部材３３に遮られた第一室３１ａから第二室３１ｂへ流れ込み、さらに区画部材３４の孔３４ａを通過し第三室３１ｃへ流れ込み、第一噴煙口３２ａと第二噴煙口３２ｂから煙が噴出される。
【００７７】
そして、第一噴煙口３２ａから噴出された煙は、ガス煙流路制御部材５１に衝突し、煙幕生成装置５０の縦軸方向へ集約されるように勢いよく噴出される。
また、発煙剤２６の燃焼により生成されたガス煙が、音速を超える速度で噴煙口２８ａを通過するため、発音を伴う。
これにより、金庫室内に視界を遮断する煙幕が拡散する。
【００７８】
次に、第四実施形態に係る煙幕生成装置５０について、視界遮断時間に係る実験を行ったもので、その結果を示す。
なお、本実験の視界遮断時間とは、金庫室内（部屋）などの空間部において煙の濃度（視界）差がない状態になるまでの時間をいい、完全に視界遮断するまでの所要時間である。
【００７９】
例えば、本実施形態に係る煙幕生成装置５０の設置部屋（空間部）のどの位置に居ても煙による視界差（濃度差）が無いという状態である。
本実施形態に係る煙幕生成装置５０は、第二実施形態に係る煙幕生成装置２０と同様に、図７に示すように、幅約５．３ｍ×奥行約２．１ｍ×高さ約２．３ｍ(容積：約２６ｍ3)の部屋の中央部で天井から約３０ｃｍの位置に設置された。
【００８０】
また、視界遮断時間を測るため、光測定センサを部屋（空間部）の一側壁面とこの一側壁面に交差する他側壁面にそれぞれ、天井から床面までの間４カ所に均等に設置した。
この光測定センサは、図２９に示すように、アンプユニット１００からの光を投受光する一対の光センサで、煙を発生させた時、その煙の量により光の透過量、つまり受光量が変化することを利用する。
【００８１】
言い換えると、一定の光量を投光しているが、光センサ間に煙が存在すると、その光を遮り、受光量が少なくなるので、その受光量がデジタルで画面に表示される。
そして、本実施形態に係る煙幕生成装置５０を作動させてから、部屋内における受光量の経時変化を計測し、光センサ１０１の受光量が同一レベルに達した時間を視界遮断時間とした。
【００８２】
（実験例７）
本実験例７の装置は、第一噴煙口３２ａの直径が８ｍｍで数を２０個、第二噴煙口３２ｂの直径が６ｍｍで数を８個とした。
次に、遠隔操作により点火具に通電し、装置を作動させた。
これにより、発煙剤の燃焼は約０．５秒で終了し、ガス煙は発煙剤が燃焼してから１〜２秒で第一噴煙口および第二噴煙口から噴出された。
【００８３】
そして、噴出されたガス煙は各噴煙口３２ａ，３２ｂから周囲に万遍なく拡散し、数十秒間で空間全体に拡散された。
作動直後、０．５秒後、３秒後、６０秒後、１２０秒後の発煙状況を図２３の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）にそれぞれ示す。
また、作動直後から約５分後には視界の遮りが同一レベルに達した（視界遮蔽時間）。
【００８４】
（実験例８）
本実験例８の装置は、実験例７の煙幕生成装置にスカート部材５３の反射角を４５°に設定したガス煙流路制御部材５１を取り付けた。
次に、遠隔操作により点火具に通電し、装置を作動させた。
これにより、発煙剤の燃焼は約０．５秒で終了し、煙は発煙剤が燃焼してから１〜２秒で第一噴煙口および第二噴煙口から噴出された。
【００８５】
そして、噴出された煙は各噴煙口３２ａ，３２ｂから周囲に万遍なく拡散し、数十秒間で空間全体に拡散された。
作動直後、０．５秒後、３秒後、６０秒後、１２０秒後の発煙状況を図２４の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）にそれぞれ示す。
また、作動直後から約２．５分後には視界の遮りが同一レベルに達した（視界遮蔽時間）。
【００８６】
（実験例９）
本実験例９の装置（図３０に示す煙幕生成装置６０に相当する）は、実験例７の煙幕生成装置において、第一噴煙口（直径８ｍｍ×２０個）３２ａのみ設けた構成とし、これにスカート部材５３の反射角度を４５°に設定したガス煙流路制御部材５１を取り付けた。
【００８７】
次に、遠隔操作により点火具に通電し、装置を作動させた。
これにより、発煙剤の燃焼は約０．５秒で終了し、ガス煙は発煙剤が燃焼してから１〜２秒で第一噴煙口３２ａから噴出された。
そして、噴出されたガス煙は各噴煙口３２ａから周囲に万遍なく拡散し、数十秒間で空間全体に拡散された。
【００８８】
作動直後、０．５秒後、３秒後、６０秒後、１２０秒後の発煙状況を図２５の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）にそれぞれ示す。
また、作動直後から約２分後には視界の遮りが同一レベルに達した（視界遮蔽時間）。
（実験例１０）
本実験例１０の装置は、実験例９の煙幕生成装置において、スカート部材５３の反射角度を３２°に設定したガス煙流路制御部材５１を取り付けた。
【００８９】
次に、遠隔操作により点火具に通電し、装置を作動させた。
これにより、発煙剤の燃焼は約０．５秒で終了し、ガス煙は発煙剤が燃焼してから１〜２秒で第一噴煙口３２ａから噴出された。
そして、噴出されたガス煙は各噴煙口３２ａから周囲に万遍なく拡散し、数十秒間で空間全体に拡散された。
【００９０】
作動直後、０．５秒後、３秒後、６０秒後、１２０秒後の発煙状況を図２６の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）にそれぞれ示す。
また、作動直後から約３分後には視界の遮りが同一レベルに達した（視界遮蔽時間）。
（実験例１１）
本実験例１１の装置は、実験例９の煙幕生成装置において、スカート部材５３の反射角度を２８°に設定したガス煙流路制御部材５１を取り付けた。
【００９１】
次に、遠隔操作により点火具に通電し、装置を作動させた。
これにより、発煙剤の燃焼は約０．５秒で終了し、ガス煙は発煙剤が燃焼してから１〜２秒で第一噴煙口３２ａから噴出された。
そして、噴出されたガス煙は各噴煙口３２ａから周囲に万遍なく拡散し、数十秒間で空間全体に拡散された。
【００９２】
作動直後、０．５秒後、３秒後、６０秒後、１２０秒後の発煙状況を図２７の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）にそれぞれ示す。
また、作動直後から約３分後には視界の遮りが同一レベルに達した（視界遮蔽時間）。
（実験例１２）
本実験例１２の装置は、実験例９の煙幕生成装置において、スカート部材５３の反射角度を２３°に設定したガス煙流路制御部材５１を取り付けた。
【００９３】
次に、遠隔操作により点火具に通電し、装置を作動させた。
これにより、発煙剤の燃焼は約０．５秒で終了し、ガス煙は発煙剤が燃焼してから１〜２秒で第一噴煙口３２ａから噴出された。
そして、噴出されたガス煙は各噴煙口３２ａから周囲に万遍なく拡散し、数十秒間で空間全体に拡散された。
【００９４】
作動直後、０．５秒後、３秒後、６０秒後、１２０秒後の発煙状況を図２８の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）にそれぞれ示す。
また、作動直後から約３．５分後には視界の遮りが同一レベルに達した（視界遮蔽時間）。
（考察）
実験例７〜実験例１２から、ガス煙流路制御部材５１を取り付けた煙幕生成装置は、煙幕の拡散性効果の向上が高いことが分かる。
【００９５】
また、第一噴煙口３２ａのみの構成に固定した場合、ガス煙流路制御部材５１のスカート部材５３の設定角度により、煙幕の挙動(拡散性)を変化させられることが分かった。
図３０は、本発明の第五実施形態に係る煙幕生成装置６０を示す。
【００９６】
本実施形態に係る煙幕生成装置６０は、第二噴煙口３２ｂを省いた点で、第四実施形態に係る煙幕生成装置２０とは相違する。
本実施形態に係る煙幕生成装置６０によれば、噴煙口を円周側面上(曲面部)の一側面にのみに形成した第一噴煙口３２ａだけとしたので、第一噴煙口３２ａからのガス煙がガス煙流路制御部材５１により集約され、勢いのある煙幕として拡散性向上効果が増し、金庫室内などの空間部のガス煙の濃度（視界）差がない状態が短時間で可能となる。
【００９７】
また、ガス煙流路制御部材５１に衝突し第一噴煙口３２ａからのガス煙の方向を変えて集約されるように勢いよく噴出するので金庫室内の保護物件に集中させると共に短時間で金庫室内の視界を遮断できる。
【００９８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、発煙剤を収容する燃焼室に直接点火装置を配置する構成としたので、作動後、瞬時に発煙を噴煙口から外部へ噴出し煙幕を拡散することができる。
また、発煙剤を収容する燃焼室に直接点火装置を配置するとともに噴煙口をも配置することで、所定発煙量を確保しながら従来より小型化することが可能となった。
【００９９】
また、噴煙口を複数設置するとともに、その噴煙口の設置箇所を異なる角度の箇所に複数設置することで、広範囲にガス煙を拡散させ、視界遮断効果を高めることが可能となる。
また、燃焼室を高圧に耐えられる容器に形成し、これにより、燃焼室の内圧を上昇させることができ、発煙剤の燃焼を速めることにより、単位時間当たりの発煙量を増やすことで短時間で必要なガス煙を容器から噴出し終えることが可能となる。
【０１００】
また、燃焼室内の発煙剤により燃焼したガス煙の圧力を所定時間保持することで、このガス煙が音速を超える速度で装置外へ噴出されるため、発音が可能となる。
また、ガス煙流路制御部材を配設したので、噴煙口から噴出したガス煙が、煙幕生成装置の縦軸方向へ再度集約され、噴出勢いの強いガス煙が形成され、煙幕の拡散性（視界遮断時間の短縮、金庫室などの空間部への均一な視界遮断）が向上する。
【０１０１】
また、ガス煙流路制御部材を配設したので、煙幕を生成させる金庫室などの空間部の形状によるガス煙の噴出の勢いが弱まるのを防ぐので、空間部の形状による影響を低減することが可能となる。
また、ガス煙流路制御部材の角度を変えることにより、煙幕の挙動を制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態に係る煙幕生成装置の断面図である。
【図２】図１の煙幕生成装置を示す側面図である。
【図３】図１の煙幕生成装置を示す底面図である
【図４】本発明の第二実施形態に係る煙幕生成装置の断面図である。
【図５】図４の煙幕生成装置を示す側面図である。
【図６】図４の煙幕生成装置を示す底面図である
【図７】実験例１の概況図である
【図８】実験例１の燃焼室内圧と燃焼時間の関係図である
【図９】実験例１の発煙状況である
【図１０】実験例１のガス煙の流れ図である
【図１１】実験例２の発煙状況である
【図１２】実験例２ガス煙の流れ図である
【図１３】実験例３の発煙状況である
【図１４】実験例３のガス煙の流れ図である
【図１５】実験例４の発煙状況である
【図１６】実験例５の発煙状況である。
【図１７】実験例５のガス煙の流れ図である。
【図１８】実験例６の燃焼室内圧(ノズル開口面積)と音圧レベルの関係図である。
【図１９】本発明の第三実施形態に係る煙幕生成装置の断面図である。
【図２０】本発明の第四実施形態に係る煙幕生成装置の断面図である。
【図２１】図２０の煙幕生成装置を示す底面図である。
【図２２】図２０の煙幕生成装置を示す側面図である。
【図２３】実験例７の発煙状況である。
【図２４】実験例８の発煙状況である。
【図２５】実験例９の発煙状況である。
【図２６】実験例１０の発煙状況である。
【図２７】実験例１１の発煙状況である。
【図２８】実験例１２の発煙状況である。
【図２９】視界遮断時間を計測する光センサ計測器の原理図である。
【図３０】本発明の第五実施形態に係る煙幕生成装置の底面図である。
【符号の説明】
１、２０、４０、５０、６０ 煙幕生成装置
２、２２ 点火装置
３、２３ 点火具
４、２４ 着火薬ケース
５、２５ 着火薬
６、２６ 発煙剤
７、２７ キャップ
８、２８ チャンバ
９ａ、９ｂ、２９ａ ノズルクロージャ
１０、３０ 燃焼室
３１ 噴出室
３３ 仕切部材
３４ 区画部材
３１ａ 第一室
３１ｂ 第二室
３１ｃ 第三室
３２ａ 第一噴煙口
３２ｂ 第二噴煙口
４１、５１ ガス煙流路制御部材
４２、５２ 筒状部材
４３、５３ スカート部材
Claims (4)
- 点火装置と、
前記点火装置により燃焼発煙する発煙剤と、
前記発煙剤の燃焼により発生するガス煙を噴出する噴煙口を設け、前記発煙剤を収容する燃焼室と、
前記噴煙口を塞ぐように前記燃焼室内面に設けられ、前記発煙剤が所定の燃焼速度で燃焼が開始できるまで前記燃焼室内の圧力を保持する機械的強度を有した圧力保持部材と
を備えたことを特徴とする煙幕生成装置。 - 請求項１記載の煙幕生成装置において、
前記燃焼室の外周を囲繞し、前記噴煙口から噴出されるガス煙の流路を変更するガス煙流路制御部材をさらに備えている
ことを特徴とする煙幕生成装置。 - 請求項２記載の煙幕生成装置において、
前記ガス煙流路制御部材は、前記燃焼室の外周を囲繞するように該燃焼室に取り付けられる筒状部材と、前記筒状部材の開口端側に向かって拡径するコーン状のスカート部材とを有する
ことを特徴とする煙幕生成装置。 - 点火装置と、
前記点火装置により燃焼発煙する発煙剤と、
前記発煙剤の燃焼により発生するガス煙を噴出する第１の噴煙口を設け、前記発煙剤を収容する燃焼室と、
前記第１の噴煙口を塞ぐように前記燃焼室内面に設けられ、前記発煙剤が所定の燃焼速度で燃焼が開始できるまで前記燃焼室内の圧力を保持する機械的強度を有した圧力保持部材と、
前記燃焼室に隣接して配置され、前記第１の噴煙口から前記ガス煙が流入する噴出室と、
前記噴出室の一側面上に設けられ、前記第１の噴煙口から流入した前記ガス煙を外部へ噴出する第２の噴煙口と、
前記第１の噴煙口と前記第２の噴煙口とを連絡する前記噴出室の内部空間に前記第１の噴煙口から所定間隔隔てて該第１の噴煙口を囲繞するように配置された仕切部材と、
前記仕切部材にて仕切られた複数の小室と、
前記第１の噴煙口から前記第２の噴煙口へ前記ガス煙が流入するように前記複数の小室により形成された流路と
を備えたことを特徴とする煙幕生成装置。
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