JP2005180987A - 放球装置及び放球方法 - Google Patents

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JP2005180987A
JP2005180987A JP2003419004A JP2003419004A JP2005180987A JP 2005180987 A JP2005180987 A JP 2005180987A JP 2003419004 A JP2003419004 A JP 2003419004A JP 2003419004 A JP2003419004 A JP 2003419004A JP 2005180987 A JP2005180987 A JP 2005180987A
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Hisato Imai
久人 今井
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Abstract

【課題】 極地などの寒冷地における放球や、悪天候下の放球を簡単な構成に
よって確実に行うことが出来て、しかも、気象観測機器の重量を抑制する必要
が無くなる様な放球装置及び放球方法の提供。
【解決手段】 気球(3)と気象観測機器(18)とを結ぶ吊り下げ紐(10
)が巻下器(6)に巻き付けられた状態を維持する様に、気球(3)と気象観
測機器(18)とがささえ紐(11)で直接或いは間接的に結ばれており、放
球してから所定時間経過した後に電源(12)によるニクロム線(14b)で
加熱することによりささえ紐(11)が切断される様に構成されている。
【選択図】図1

Description

本発明は気球及び気象観測機器とを地上或いは海上から高空へ飛揚させる放
球技術の改良に関する。
気球と気象観測機器との距離が近すぎると、上昇する気球の影響をうけて気
温やオゾンその他の測定値に誤差が生ずる。従って、その距離を常に離してお
くことが、均質な測定値を得る為に必要である。従って、高層気象を観測する
為には、気球に15m乃至60mの紐を付け、その下にラジオゾンデやオゾン
ゾンデ等の気象観測機器を結びつけて、高層まで飛揚させる。
このような長い吊り下げ紐を伸ばした状態で飛揚させると、強風の場合は勿
論、弱い風であっても、高度の放球技術と広い放球場とが必要となり、このよ
うな放球技術や広い放球場が得られない場合には、観測機器の地上衝突などの
事故に対する配慮が必要となり、また、気象観測船上での放球も同様の配慮が
必要である。
このため、従来技術では、放球直後の地上からの高度が低い状態では、予め
巻下器に巻かれた吊り下げ紐により気球と気象観測機器との間隔を短くする様
にせしめ、地上から所定以上の高度となった段階で吊り下げ紐が巻下器から解
けた状態として、以って、気球と気象観測機器との間隔を長くしていた。
そして、気球が所定高度以上となった段階で、吊り下げ紐が巻下器から解け
た状態にせしめるため、気球を飛揚した直後には紐の解ける速度を遅らせる遅
動用ドラムを使用している例が知られている(例えば非特許文献1参照)。
しかし、この方法ではドラム、歯車、バランスカム等から構成された微妙は
作動をし、遅動時間がドラムの巻数(10回を限度とされている)で決定され
、紐の巻き方によっては解けないこともある等の欠点がある。
これに対して実用的な手段として、延時導火線の切断面に蚊取線香等で着火
して放球し、所定高度でテグスを切断して、巻下器を作動させている例がある

しかし、火を用いることは水素ガス爆発のおそれがあり、雨天、吹雪等、悪
天候時での延焼不全があり、また吊り下げ紐が巻下器から解けた状態にするべ
き所定高度では、地上に比較して、気温が遥かに低く、特に、寒冷地や極地に
おいては、当該高度における温度は非常に低温となる。さらに、高高度になれ
ば、いわゆる「空気が薄い」状態となる。
そのため、蚊取線香等が十分に燃焼せず、導火線の延焼が不確実になってし
まうと言う問題を有している。
また、テグスを確実に切断のため、当該テグスの強度を比較的低くせざるを
得なくなり、固定するべき気象観測機器の重量を抑制しなければならない、と
いう問題も存在する。
上記のような信頼性と精度にかける手段によらずに、発火剤が内蔵されたテ
グス溶断具を延時回路を有する電子タイマーによって作動させている例が提案
されている(例えば、特許文献1参照)。
この特許文献1の技術では、作動遅延を確実に設定できるが、電子タイマー
、エネルギー蓄積コンデンサー、発火剤の内蔵、電子点火スイッチ等による精
密かつ高価な構成となる欠点がある。
「高層気象観測指針」財団法人日本気象協会、編集者気象庁、昭和48年3月31日発行、第23章飛揚機材、2360 巻下器 特開平5−240964号公報
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、寒冷地
における放球や、悪天候下の放球を簡単な構成によって確実に行うことが出来
て、しかも、気象観測機器の重量を抑制する必要が無くなる様な放球装置及び
放球方法の提供を目的としている。
本発明の放球装置は、気球(3)と、気象観測機器(18)と、気球(3)
と気象観測機器(18)とを結ぶ吊り下げ紐(10)と、該吊り下げ紐(10
)を巻き付けて保持する巻下器(6)と、該巻下器(6)と気象観測機器(1
8)又は吊り下げ紐(10)とを結ぶささえ紐(11)と、該ささえ紐(11
)と接触している発熱体(C)とを有しており、該発熱体(C)は放球してか
ら所定時間経過した後にささえ紐(11)を加熱して切断(加熱切断)する様
に構成されており、ささえ紐(11)が巻下器(6)と気象観測機器(18)
又は吊り下げ紐(10)とを結んでいる状態では吊り下げ紐(10)は巻下器
(6)に巻き付いているが、ささえ紐(11)が切断されたならば吊り下げ紐
(10)が巻下器(6)から解かれる様に構成されていることを特徴としてい
る(請求項1)。
具体的実施に際しては、発熱体によるささえ紐の加熱して切断するのに要す
る時間を、発熱体の発熱量、ささえ紐の焼損強度等からきめておく必要がある

本明細書において、加熱して切断するという構成は、加熱してささえ紐を焼
き切る場合や、ささえ紐の材質を加熱溶解して切断する場合、加熱によりささ
え紐が軟化し気象観測機器の重量により引き延ばされ切断される(クリープ)
場合、その他を包含している。
また、本発明の放球装置は、気球(3)と、気象観測機器(18)と、気球
(3)と気象観測機器(18)とを結ぶ吊り下げ紐(10)と、該吊り下げ紐
(10)を巻き付けて保持する巻下器(6A)と、気球(3)と気象観測機器
(18)とを結ぶささえ紐(11B)と、該ささえ紐(11B)と接触してい
る発熱体(C)とを有しており、該発熱体(C)は放球してから所定時間経過
した後にささえ紐(11B)を加熱して切断(加熱切断)する様に構成されて
おり、ささえ紐(11B)が気球(3)と気象観測機器(18)とを結んでい
る状態では吊り下げ紐(10)は巻下器(6A)に巻き付いているが、ささえ
紐(11B)が切断されたならば吊り下げ紐(10)が巻下器(6A)から解
かれる様に構成されていることを最も主要な特徴とする(請求項2)。
この様な構成を採用すれば、ささえ紐と吊り下げ紐とが完全に分離している
ので、取り扱いが容易となる。
本発明において、前記発熱体(C)が、ささえ紐(11)と接触しているニ
クロム線(14b)と、電源(12)と、ニクロム線(14b)と電源(12
)とを有する回路(N)とを含んでいることが好ましい(請求項3)。
上記構成では、回路の構成が単純であり、ニクロム線の発熱は安定している
ので、ささえ紐を加熱して切断する作用については充分な信頼性を得ることが
出来る。
また、前記電源(12)は注水電池であることが好ましい(請求項4)。
前記電源(12)は注水電池を採用すれば、注水して電池機能を立ち上げす
るで、注水電池固有の所定電圧立ち上がりまでの比較的長い時間が遅延時間と
なり、放球してからささえ紐を切断するまでの所定時間を容易且つ正確に設定
することができる。
これにより、放球直後で高度が低い状態では気球(3)と気象観測機器(1
8)との間隔を短くせしめ、放球後、所定の時間が経過して高度が高くなれば
、気球(3)と気象観測機器(18)との間隔を長くする、という要請に応え
ることが出来る。
本発明の放球方法は、気球(3)及び気象観測機器(18)を地上より飛揚
する放球工程を有し、該放球工程に際しては、気球(3)と気象観測機器(1
8)とを結ぶ吊り下げ紐(10)が巻下器(6)に巻き付けられた状態を維持
する様に、気球(3)と気象観測機器(18)とがささえ紐(11)で直接結
ばれており、或いはささえ紐(11)と他の部材とを介して結ばれており、前
記ささえ紐(11)を切断し以って吊り下げ紐(10)が巻下器(6)から解
かれる様にせしめるささえ紐切断工程を有し、ささえ紐(11)は発熱体(C
)(ニクロム線(14b))と接触した状態で放球され、該発熱体(C)(ニ
クロム線(14b))は電源(12)から電流が供給されるように構成されて
おり、前記ささえ紐切断工程では、放球してから所定時間経過した後に電源(
12)から発熱体(C)(ニクロム線(14b))に所定電圧の電流が流れ、
発熱体(C)(ニクロム線(14b))に接触しているささえ紐(11)を加
熱切断することを特徴としている(請求項5)。
即ち、本発明の放球方法は、気球(3)及び気象観測機器(18)を地上よ
り飛揚する放球工程と、ささえ紐(11)を切断し以って吊り下げ紐(10)
が巻下器(6)から解かれる様にせしめるささえ紐切断工程とを有するもので
ある。
本発明の放球方法を実施するに際して、ささえ紐切断工程では、電源から所
定電圧の電流が流れる時間を予め確認しておき、その電流が流れる時間には気
球が所定高度(以上)に飛揚しているように設定する必要がある。
本発明によれば、以下の作用効果を奏することが出来る。
(a) ささえ紐を電流によって発熱する発熱体によって切断するので、
雨天や吹雪等の悪天候下でも確実に作動する。
(b) 発熱体は放球してから所定時間経過後にささえ紐を加熱切断する
ので、気球が所定の高度以上まで飛揚してからささえ紐を切断することが出来
る。その結果、放球直後で高度が低い状態では気球と気象観測機器との間隔を
短くして、放球後、所定の時間が経過して高度が高くなれば、気球と気象観測
機器との間隔を長くせしめることが可能となる。
(c) ささえ紐と吊り下げ紐とが完全に分離する様に構成すれば、取り
扱いがさらに容易となる。
(d) 発熱体が、ささえ紐と接触している発熱体と、電源と、発熱体と
電源とを有する回路を含んで構成されれば、回路としての構成が単純となり、
またニクロム線の発熱は安定しているので、ささえ紐の切断には充分な信頼性
が得られる。したがって、ささえ紐の強度を大きくして、吊り下げる気象観測
機器の重量を重くすることが可能となる。
(e) 発熱体を構成する電源が注水電池であれば、放球してからのささ
え紐を加熱して切断するまでの時間(所定時間或いは所定高度)の設定が容易
にできる。
(f) 発熱体を構成する電源が注水電池であれば、極地などの寒冷地に
おいても、低気温による誤作動を惹起すること無く、確実にささえ紐を切断す
ることが出来る。
(g) 放球において気象観測機器をささえ紐で支持するので、気象観測
機器の重量が制限されない。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
図1は本発明の放球装置の第1実施形態を模式的に示す正面図である。
全体を符号1で示す放球装置は、気球3と、気球観測機器18と、気球3と
気球観測機器18とを結ぶ吊り下げ紐10と、その吊り下げ紐10を巻き付け
て保持する巻下器6と、その巻下器6と気球観測機器18とを結ぶささえ紐1
1と、発熱体C、とで主要構成がされている。
気球3の端部たる口管部3aには、公知の方法により繋留紐5の1端が結び
付けられ、繋がれている。
繋留紐5の他端は、巻下器6の上部に取り付けられた第1の繋留具8に繋が
れている。
巻下器6は、円錐柱状に形成され、外周が糸巻き面6cを形成し、下端に軸
心と同心の穴6bが穿孔されて発熱体Cが収容されている。
吊り下げ紐10は、上端が巻下器6の第1の繋留具8に繋がれ、所定の長さ
だけ糸巻き面6cを整列して螺旋状に巻き付けられ、下部では糸巻き面6cを
離れて気象観測機器18の上端に取り付けられた第3の繋留具16に繋がれて
いる。尚、吊り下げ紐10は、ささえ紐11が加熱切断されるまで巻下器6か
ら解けないよう、両面テープ等公知技術で仮止めしておくのが好ましい。
巻下器6の穴6bの天井6aに第2の繋留具9が取り付けられていて、この
第2の繋留具9と気象観測機器18の第3の繋留具16とがささえ紐11で繋
がれて、気象観測機器18の重量をささえるように構成されている。
ささえ紐の材質は加熱切断容易な合成樹脂繊維、例えば、ポリエチレン、ポ
リプロピレン等が好ましいが、綿糸、麻糸あるいは紙糸等であってもよい。
穴6bの下端に、ささえ紐11を貫通させる貫通孔13aを設けた栓13が
取り付けられ、栓13を台にして注水電池12と発熱線のニクロム線14bを
含む発熱体Cが収容されている。
図示実施形態の代わりに、巻下器6が円錐柱状の筒であってもよく、この場
合には、注水電池12等は、両面テープその他公知手段により、巻下器6の内
壁に固定しても良い。また、巻下器6が、段ボール、厚紙等の防水性の紙製で
あれば、環境汚染の問題を生じない。
図2は発熱体Cの詳細を示している。
栓13上に接着剤等で固着された注水電池12が置かれ、上部の電線コネク
タ12aが発熱体支持部材14(注水電池12より、巻下器6の径方向に突出
している)のコネクタ14aに連結されている。発熱体支持部材14の上部に
コネクタ14aに連通するねじ端子15、15が発熱線であるニクロム線14
bを繋着させている。このようにして、コネクタ12a、コネクタク14a、
ねじ端子15及びニクロム線14bで回路Nが形成されている。
そのニクロム線14bは電源の注水電池12の特性とささえ紐11の加熱切
断強度を配慮した温度特性を有して構成されていて、ささえ紐11に接して配
置されている。
注水電池12は、周知のように、極端子間を脱脂綿で連通してあり、この脱
脂綿に注水して通常約2ボルトの使用電圧となるが、使用電圧までの立ち上が
り時間が数秒ないし数分以上であって、本発明の放球後の所定時間経過はこの
立ち上がり特性の遅延時間を利用している。また、2ボルトを約240mA流
すのに重量が10グラム程度であり、ニクロム線14bを加熱してささえ紐1
1を加熱切断させるには充分である。更に、注水電池は、発電時に電池自らが
発熱するので、極地など寒冷地における放球工程でも、低温による問題が生じ
ない。また、気象観測用気球は、使い捨てとなっているので、注水電池を用い
ると、経済的である。尚、電源として注水電池以外のものを使用する場合には
、電源を発泡スチロール等の断熱材で覆うことが好ましい。
なお、発熱体Cの電池を乾電池にすることも可能であるが、注水電池のよう
な立ち上がりの遅延時間がなく、結線後ただちにニクロム線が加熱されるので
、加熱切断までに所定時間経過を要する加熱切断強度を備えたささえ紐である
ことが肝要である。
気象観測機器18は、観測する気象内容に応じた特性を内蔵して、吊り下げ
紐10で懸垂された状態で、上昇する気球の影響を受けない距離に浮遊される
ように構成されている。
上記構成での放球装置1による放球の1例は、気球3と吊り下げ紐10を巻
き付けた巻下器6を繋留紐5で連結し、巻下器6に未だ装着していない状態で
の栓13の貫通孔13aを貫通させたささえ紐11で第2、第3の繋留具9、
16に繋着させる。
ついで、吊り下げ紐10の下端を第3の繋留具16に繋着させる。
ついで放球、飛揚を勘案して注水電池12に注水して、ニクロム線14bを
ささえ紐11に接触させて栓13上に配置、固定し、栓13を巻下器6に装着
する。
ついで、気球を放球させる。
ここまでが放球工程である。
このように設定して放球すると、気球3が所定の高度に飛揚した所定の経過
時間(好ましくは10秒以上)でニクロム線14bの発熱により、ささえ紐1
1が加熱切断される。
これが、ささえ紐切断工程である。
ささえ紐11の加熱切断によって、それまで第3の繋留具9に懸垂していた
気象観測機器18は吊り下げ紐10で懸垂される。そして、気象観測器18の
重量により巻下器6から吊り下げ紐10が解かれて第1の繋留具8及び繋留紐
5を介して気球3に懸垂され、気球3と気象観測機器18との間に所定の距離
を確保する。
図3は本発明の放球装置の第2実施形態を模式的に示す正面図である。
全体を符号1Aで示す放球装置は、気球3と、気球観測機器18と、気球3
と気球観測機器18とを結ぶ吊り下げ紐10と、その吊り下げ紐10を巻き付
けて保持する巻下器6とからなる第1径路P1と、気球3と気球観測機器18
とを結ぶささえ紐11Bと、そのささえ紐11に取り付けられた発熱体Cとか
らなる第2径路P2と、で主要構成がされている。
第1径路P1は、気球3の端部たる口管部3aには、公知の方法により繋留
紐5の1端が結び付けられ繋がれている。
繋留紐5の他端は、巻下器6の上部に取り付けられた第1の繋留具8に繋が
れている。
巻下器6は、円錐柱状に形成され、外周が糸巻き面6Cを形成している。
吊り下げ紐10は、上端が巻下器6の第1の繋留具8に繋がれ、所定の長さ
だけ糸巻き面6Cを整列して螺旋状に巻き付けられ、下部で糸巻き面6Cを離
れて気象観測機器18の上端に取り付けられた第3の繋留具16に繋がれてい
る。第1の実施形態と同じく、吊り下げ紐10は、ささえ紐11Bが加熱切断
されるまで巻下器6から解けないよう、両面テープ等公知技術で仮止めしてお
くのが好ましい。
第2径路P2は、気球3の口管部3aに第2のささえ紐11Bの1端が繋が
れている。
第2のささえ紐11Bの他端は、気象観測機器18の上端に取り付けられた
第4の繋留具16Bに繋がれている。
第2のささえ紐11Bの下部には、筒体22を固定するためのストッパ20
が固着され、ストッパ20の上部に貫通孔22a付きの蓋22Aを備えた筒状
の筒体22が配置され、筒体22の内部に接着剤等で固着された注水電池12
が置かれている。
注水電池12は第1実施形態で使用のものと同じである。
ささえ紐11Bとニクロム線14bが接して配置されている。ささえ紐11
Bは、筒体22の底孔22bを貫通してストッパ20を介して気象観測機器1
8に連通されている。
気象観測機器18は第1実施形態に使用のものと同じである。
上記構成での放球装置1Aによる放球の1例は、まず第1径路P1の気球3
と吊り下げ紐10を巻き付けた巻下器6Aを繋留紐5で連結し、巻き付け紐1
0の下端部を気象観測機器18の第3の繋留具16に繋着させる。
ついで、ささえ紐11Bに蓋22Aを除いた筒体22を通し、放球、飛揚を
勘案して注水電池12に注水して、ニクロム線14bをささえ紐11に接触さ
せて筒体22に配置する。ついで、蓋22Aを筒体22にかぶせて、ささえ紐
11Bの上端を口管部3aに繋ぐ。
なお、電源が注水電池以外のものであれば、電源を断熱材で覆って、低温で
の電池機能低下を予防する。
ついで、気球を放球させる。
ここまでが放球工程である。
このように設定して放球すると、気球3が所定の高度に飛揚した所定の経過
時間でニクロム線14bが発熱し、ささえ紐11Bを加熱切断させる。
これが、ささえ紐切断工程である。
ささえ紐11Bの加熱切断によって、それまで気球3の口管部3aに懸垂し
ていた気象観測機器18は吊り下げ紐10で懸垂される。そして、気象観測機
器の重量により巻下器6Aから吊り下げ紐10を解いて第2の繋留具8及び繋
留紐5を介して気球3に懸垂され、気球3と気象観測機器18との間に所定の
距離を確保する。
上記実施形態における巻下器6,6Aは、例図の形状に限定するものでなく
、例えば図4における円柱状の巻下器6Bでもよい。この形状では糸巻き面6
fが平行なので、整列巻が容易で吊り下げ紐10を等間隔に巻き易く、解く際
の絡みをフレアFで緩める長所があり、またフレアFによって重心を下げ横向
きを防止する長所もある。
また、この形状によれば、フレアFの内部に穴を穿穴して発熱体Cを配置す
る第1実施形態と同様にすることもできる。代わりに、筒状であって、公知手
段により電源を巻下器6の内壁に固定しても良い。
また、図5の平板状の巻下器6Cでは、糸巻き部6sの範囲が明確で巻き易
く、下部6zによる重心の低位置化によって横向きを防止する長所もある。
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣
旨の記述ではない旨を付記する。
例えば、図示の実施形態では、電源として注水電池を採用しているが、確実
な作動が保証出来るのであれば、乾電池その他の電源を使用することも可能で
ある。
また、図示の実施形態では、発熱体の電源を気象観測機器18とは別体に構
成された注水電池12としているが、気象観測機器18に内蔵された(気象観
測機器18自体の)電源を使用することも可能である。
本発明の放球装置の第1実施形態を模式的に示す図である。 図1のささえ紐を焼損させる発熱体の詳細を示す図である。 本発明の放球装置の第2実施形態を模式的に示す図である。 巻下器の別の例を示す図である。 巻下器のさらに別の例を示す図である。
符号の説明
C 発熱体
3 気球
3a 口管部
5 繋留紐
6 巻下器
6a 天井
6b 内空部
8 第1の繋留具
9 第2の繋留具
10 吊り下げ紐
11 ささえ紐
12 注水電池
12a コネクタ
13 栓
13a 貫通孔
14 発熱体支持部材
14b 発熱線(ニクロム線)
15 ねじ端子
16 第3の繋留具
18 気象観測機器

Claims (5)

  1. 気球と、気象観測機器と、気球と気象観測機器とを結ぶ吊り下げ紐と、該吊
    り下げ紐を巻き付けて保持する巻下器と、該巻下器と気象観測機器又は吊り下
    げ紐とを結ぶささえ紐と、該ささえ紐と接触している発熱体とを有しており、
    該発熱体は放球してから所定時間経過した後にささえ紐を加熱して切断する様
    に構成されており、ささえ紐が巻下器と気象観測機器又は吊り下げ紐とを結ん
    でいる状態では吊り下げ紐は巻下器に巻き付いているが、ささえ紐が切断され
    たならば吊り下げ紐が巻下器から解かれる様に構成されていることを特徴とす
    る放球装置。
  2. 気球と、気象観測機器と、気球と気象観測機器とを結ぶ吊り下げ紐と、該吊
    り下げ紐を巻き付けて保持する巻下器と、気球と気象観測機器とを結ぶささえ
    紐と、該ささえ紐と接触している発熱体とを有しており、該発熱体は放球して
    から所定時間経過した後にささえ紐を加熱して切断する様に構成されており、
    ささえ紐が気球と気象観測機器とを結んでいる状態では吊り下げ紐は巻下器に
    巻き付いているが、ささえ紐が切断されたならば吊り下げ紐が巻下器から解か
    れる様に構成されていることを特徴とする放球装置。
  3. 前記発熱体が、ささえ紐と接触しているニクロム線と、電源と、ニクロム線
    と電源とを有する回路とを含んでいる請求項1,2の何れかの放球装置。
  4. 前記電源は注水電池である請求項3の放球装置。
  5. 気球及び気象観測機器を地上より飛揚する放球工程を有し、該放球工程に際
    しては、気球と気象観測機器とを結ぶ吊り下げ紐が巻下器に巻き付けられた状
    態を維持する様に、気球と気象観測機器とがささえ紐で直接結ばれており、或
    いはささえ紐と他の部材とを介して結ばれており、前記ささえ紐を切断し以っ
    て吊り下げ紐が巻下器から解かれる様にせしめるささえ紐切断工程を有し、さ
    さえ紐は発熱体と接触した状態で放球され、該発熱体は電源から電流が供給さ
    れるように構成されており、前記ささえ紐切断工程では、放球してから所定時
    間経過した後に電源から発熱体に所定電圧の電流が流れ、発熱体に接触してい
    るささえ紐を加熱して切断することを特徴とする放球方法。
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