L I z I I c t J l at i onofCo T r t bu8 t i onPAr 8me t er 80fLi t hi um Pe t ･ c hl oT at ePr ope l l ant s Ts ut o muHi ki t aa ndKe nKubo

L I z I I c t J l at i onofCo T r t bu8 t i onPAr 8me t er 80fLi t hi um Pe t ･ c hl oT at ePr ope l l ant s Ts ut o muHi ki t aa ndKe nKubo

Sup e r i or it y of 一 i t hi u m pe r c hl o r ol e t o o mmo ni um pe l c hl o r a t ei n i t ss p e c i 丘cgr a v i t y a nd a v a i l a bl e ox y ge n c o nt e nti s c l e a r i n t a bl e 1 .Ho we v e r ,t he pe r f o r ma nc e a s a pr ope l l a ntma y notbe ne c e s s a r i l y be t t e r . He r ewet ^r ys o mee a l c ul a t i o nswi t hl i t h i um pc r c hl o r a t epr o pe ua nt s ･Ta bl e2 s hows t he r e s u一 to Ec a l c u la t i o nwi t he qui l i br ium be t we e n l i t hi um c hl o r i d ea ndl i t hi um o xi de . Fo r ma t i o n ofl i t hi um o xi de i s ne gl i g ibl e t J ndc r t h e o r di na r yc o ndi t i o nofc o mbus t i o n.′ 1 ､ a bl e 3 S ho wst h ec o mbu s do npa r a me t e r sf o rt y pi c a l c ompo s i t i o nsa ndt a bl e 4s ho wst hec ompo･

S i t i o nsofga s e o usa nds ol i dpr o duc t s .

Aga i ns te xpe c t at i o ns ,l i t hi um pe r c hl o r a t e ･ gi v e sno bi g i nc r e a s e i n s pe c i 丘c i npul s e ･ . Thi si sbe c a us eofi t shi ghme a nmol e c ul a r we i g htofpr o duc t sa ndbe c a us eofi t shi g h

t e mpe r a t ur ea tt heno z z l e e xi ti n s pi t e oE t hehi g h c o mb us t i o nt e mpe r a t ur e s .Sol i di 丘C ･ ･ a t i o noEl i t h i um c hl o r id ea ppe a r so nwa yoE e xpms i o na ndbe c o me sr e ma r ka bl e i n c a s e oIl o we rpe r c e nt a geofl i t hi um pe r c hl or a t e･

c o nt e nt .l n c o nc l us i o n , a s t o t he l i t hi um pe r c hl or a t epr o pe l l a t l t S ,ahi g h p r e s s ur ec o m･ . bus t i o norahi g h e x pa ns i o nr a t i oi sde s i r a bl e i nor de rt of ul l yut i l s z ei t se nt ha l pyvL I I u e s ･ ( Fa c ul t yofEng ugりUni v .ofTok y o)

延 呼 率 に 関 す る 研 究

( 第 4

l j

1 .

辺時宗の撚疑伝講には摂見紛 '･しばしば滅 され る｡肘掛 態の延時薬 タブL,ットや両位牌故の石英管 に充銭した延持薬では この摂和鰍 '･明源に認められ るれ 碑閉石英管内で燃焼 させた場合もムービーなど で よく観察するとこれが見られる｡従って,摂政燃焼 は延時瀞 こはかな り普遍的な現象のようである｡一万, 倍時男脚 題 には層状他裂が認められ,創裂のピッ チは同一延時菜でも鮒 条件によって異なるが,開放 状取 王勿曲,輯閉常体内で燃嬢 させたものにもAl裂が 屈められる｡米ロ,天田 11は亀裂は燃焼泣而先端のす (･鞘後からできることを報告したが,今回のわれわれ の観寅で もこれが防詔された

e

E T S 和3 5 年

2

■n

試政所

●● .艶7(大字広告託玖■f:r

8

よってわかる｡

米報では粍つかの道元河 と

炭

茄のガラス管内での燃焼伝拓状況を観察し,叉燃焼残 群の層状亀裂のど･/チを判定した｡次に若干の延時累 について

Ci n e ‑ Ko d a kや Fa s t a x

柄を瀧明し,文摂動燃焼 と耕 時籍庇 との関係などにつ いて述 べた｡

2 .

長 さ4cm,径

7 mm

2 mm

,FJ ' g. ¹

点

(86)

q ･ ムーもJt

ご ｣ 無

戸山

Fi g .i

エ罪火薬協会港 .

:お さえた｡延時累は 2成分罪IC遭 元詞に蓬莱鉄,

† I /

ガソ,護紛,鉄 ,アソチ

モ

1

｡ム軽舟を遜 ん.{･組合わせた｡結果は次の通 りである｡

(a)珪讃欽慕延持薬

FeSi‑Pb】0一(50/50)‑一節瓶 か な り長い間 潜 熱釈放｡全体が とけてはいないが,焼結が行なわれ ている｡層状私製がで きる

｡V :

,P :0. 1 J . 2

･C:210‑105,但 し, Vは悠旋伝播逆圧 (cJnJsec),

･Pは亀裂の

ど

( mm)

FeSi‑Pt)02(30/70)‑｢ 烈しい悠洗, 火花 と梅を .･出す｡櫛 故するb

FcSi‑BAO王(50J50)一 一烈 しく燃 え,炉搬する｡

FeSi‑KMnO‑(50/50)一一火花を発 して烈しく燃 え,略由する｡

FeSi‑PhCrO‑(50/50)‑ 烈 しい火焔 と火花をあ

･げてi熟晩噂状也裂が残 る｡見掛捧静

ま

(b)

l /ガ

Mn‑PbJOl(5C)/50)‑｢ 周状亀裂をつ くりながら燃

･焼 するが,艦ちに とけて長時間牌

,V :0. 5 3

2 6

Mn‑BaO2(

50/ 5

)

･に馳 する｡

Mtt‑KMnO‑'(50/50)一一上記全に梓蕪麦する｡l′:1.3 Mn‑PbCrO一(50/50)‑ 烈 しい光輝 と火花を発 し

●て燃焼 ｡

(C)

･Zn‑Pb

3 0

｡

ZrI‑PbOよく30/70)I‑‑‑一･｢逸中桁火｡

ZI1‑BaOZ(50/50)‑1 捌lrJ正し い摂動熱暁｡ 長時 '附牌 ｡熔融 し,体 鼠が畝少して中空 となるが,外壁 固着助は内瓢ほど反応が進行 せず層が見 られる｡IT:

0. 7 3 ,P :

Zn‑I(MnO一(50/50)‑ 博敵し,30秒比灼熟 ｡停

･恕 し体掛 ',奴少して中空になるが,外周には旭が見ら れ る｡惣 菜転宿遼変は非常に速 く,ス トップ ･ウォ･J チでは珊定不可能,

ZTIIPbCrOl(50/50)‑‑ 烈しい光犀と火花 を発 し て燃 えるが,途中的火｡

(d)

Fe‑Pt}301(50/50)‑一一｢憩焼伝括せず, FL･‑PbOz(80/70)‑ 挿縫,V :

0. 1 7

Fe‑BaO王(50/59)‑⊥現地 篭,残液 D外7.q'こは 屈 伏肋 ',見えるが,内部:･=はとけて空洞がある｡

V:

, P:

｣

Fe‑KMnO▲(50/50)‑ 停船 して3聯 恨 ,内部 は中空になるが,外周には㍍状 私製がある｡ V :

0. 4 2

Ftt‑PbCiò(50/50)‑ 燃焼伝緬せず,

(e)

Sb‑Pb▲0.(SO/50)一一放 牧伝括せず, St)‑PbO2(30/I)0)‑ とけなが ら燃 える｡

Sb‑BnOz(50/50)‑ 馳 する｡V :0.

6 6

0. 7 5

St}‑PbCrO4(SO/50トー｣急硬伝拓せず, これから次の持溝を縛る｡

(I) 燃焼群の捜/Uで完全に熔融するものと,ごく 抜かに統括が行なわれ,せいぜい局部的な熔韻 しか行 なわれていないと思われるものとがある｡7ソチ

モ ソ

分

｡

‑. /

‑ /

魂鉛一過酸化JlI)サム,欽一辿酸化バ リウムで も同様 なことが衰える｡

(2)

や

1)サム(30/70)のように )乃至 3mTn位に な る もの もある｡又1田の班誌の亀裂の緒にも大 きいものと小 さいものとが狙ってで き,大 きい他裂がほぼ一定の ピ ッチ (I.‑2mm)でできることもある｡

(3)

(4)

(β 7)

せ ると

1 0 ‑5 c m/ S e

1 c m/ s c

2･ 2

以上多数の脚 について鰍 沢特に巷…動燃焼 と 尉伏蛾 について奴姦な行ったが,更に細かい親案を クflム醐 一連敢化J:I)ウム‑生 ゴム弄,鉄一題転化 バ リウム系及び速試飲一鈴丹弄脚 について

Ci ne ‑ Koda kや F

;温んだ

｡

クE3ム改組一過軟化バリウム‑生ゴム

( 4 0 / 6 0 / 1 )

内径

7 mm

6

Fi g.2である｡測定はす

+

1一 エ

(u J

aU tJ

s I J L T ヱ0 2ぎ 30

3

5

Ti me(

Fi g.2.h ‑ 1 l n t or ) .

bur ni 叩 OEl e a d dl r Oma t C ‑ l

mr i um pc r oxi d

･ <r L J de'

r ubb e r( 4 0 / 6 0 / 1 )de l a y po wde

s ,Loa di ngdc ns i l ) . :(I )2･ 2 6 , (

2 )2

5

( ³ ) ^{3 . 1 4 gl c m}

ベて

点火の鹿部肘 .ら行なったが,曲渋相互の比硬の払 築上,同上には時rt)n圧搾をずらして示 した｡回からこ

の脚 が摂動燃焼していることがわかる｡姦…劫の野 点

は l ‑3 mm

は細か く,改揃も小さい｡仮比詔の大 きいものほど 秒時鏑庇のよい理由の一つはここにある

｡粥料の平均 燃暁伝播述庇は次のとお りで

ある｡

位比正 ^{平均解放伝嘩速ま ･}

2. 2 6F t / L ･ m 3 0 .

8 c m/ s e e 2. 5 6 0. 1 7 3

3. 1 4 0 . 1 9 7 1 0

密閉管体中で鰍性 させた場合には促比瓜の小 さいも0 ど燃旋伝播過度は退 くなるが,幽放肝の場合にはそ の

道の結果を柑るのが一つの特赦である｡ この現恥 よ 振動総統の政柄と輯損な関係を有すること

が今Blh'か ったが,次茸に於いて評速する｡

鉄｢過酸化JtJJウム

( 3 0 / 7 0 )

写真 と短時間の詔出によるW ･(粗

べ

I . 早 )

Time(Sec) Fig . 30scillatoryburni ngoEiron･bariumpero

tLJa

a n

l) i;

土Fi g.3

Xide(30/70)dehLyPowders.LondhgderLSityこ

(1)a . 79

(2)8 . 50(a)3 . 21g/cm 3

至2mm

16mmCiTte･Kodnk(24コlTI'秒)

,東にその盤の白色部分は賠罷･で扱った7枚の琴真を

Os

PhotoI

荷 である｡右側択白色F'分が宋鰍部分｡観相の政小目盛は

Im m

｡ (2)0 . 042s

が現われる｡鰍部分には脚瓜裂が何斉か見える｡

(3) 0 . 08 3s

(ヰ)0 . 208s

最初の野点は消えたが

25Cs

｡ (6)0 . 666sec

0 .

｡ (7

)0 .7 0鮎e

Phot 02

,野点はぬ裂と位同が一致している｡抑瓜は瓜裂空間と蕨北陸先棒の汲しい乱雑(特に燃旋光地附近では過敢化Jる｡1.%色の鰍都かこは約

2mm

I

あるところにでき,丁鹿消 し庚が起 こるように軒や く｡

その後方では過酸化バ リウムからでる酸栄の迎庇も遍 くな り,気体の統動も弱まって くるので斑点はみられ ないが,厳化はなお徐々に過行 し,胞腔も次静 こ高 く な り, 1cm 付彼方で燃 状73になる｡ 仮比紙と平均 鰍 伝播過酸の開脚 土次のとお りである｡

収比

双

3.21g/cm亡

O. 1 8 0 t : m

3. 5 0 0. 2 0‑ I 3 . 7 9

やは り仮比嶋の大 きいものほど辿 くなっている｡

改源鉄一曲丹

( 5 0 / 5 0 )

軸 を耽弗で固定した符節石英皆及び両糊 料放石英 管に楽長

1 c m

F

3 3 t n

Fi g.4にプpアトした｡

A‑ t

(u

u)

q S!

t J

4 18 ヱ qJ0 + QS O t )O T 0 . さ0

. 1 L O Ti mc

( 8 c c )

Fi g.40s c mA t Or ybur ni n goEt c r r o s i ] i c o n‑ r e d l e a d

5 0/ 5 0)J c l a yP OWdc r Si n(I )n nop e n qt

J a r t 之 t ube ,A nd( 2)AC l o s e dqu n r t ヱ

t u be .

たが,やは り両潜の曲線の比綾の鮮紅 L,時rHl軸はず

らした｡密 閉管{･はE.)I.火粧銀は比鞭的速 く燃えている｡ これ

は7.7. 火玉のガスEl:の影堺である

｡

く飽 晩が停 滞しているが,これは大 きな粒裂の生成に

よるもので ある｡縄瓜火玉の出火により

O. 7 mm

さが殆んど 同時に滞火したが,これは

鈷

とよく一致 している｡帝閉管では此校的均斉な鰍 伝

縞を読して いるが,それで も時 々塩かい q且つ をーを

行なってい る｡ この種時兼の嗣状仏製のピケ列王 0.

2mm離 で あるが,このよ うな小胞至妙こよる小 さな

横鵬 ''王 Fastaxで もとらえることができなか つT=

｡従って岡 上の摂動は比校的大 きいぬ裂によるもので

ある｡ これ はB駈た管の均合 も同株である｡脚放竹では

点火の除の

ガス圧不足のため荷火に時間過れがあ り,文政制の速 皮もおそい｡その後の鰍 はかな り不斉で

,きわめて 遠い低院伝播の後に長い体血糊間がある｡

的放管では 大 きな肋 ;燃焼先端で発生するのが溜

められた｡

3 .

燃焼の機構

3 ･ 1

亀屯の生成 層状亀裂は開放状依タは点火仰肺政のガ

ラス竹中の 延時薬燃鮭の際,特にはっきり現われ,燃

焼班而先胸 のす (･背後から多 くの轍合見掛け体現の膨脈を

LY･なっ て現われる｡碕院管体の場合にも点火仰地

面附近では 明瞭に認められるが,その先のJJ'では容易に

.mめられ ないものもある｡ しか し蝕快雄把をくず し

てゆ くと燃 焼伝椿方向に垂充た面がしば しばはっきり

と現われて くるから,ビ･Jチは細か く任製の帖は非常

に狭いなが ら,やは り層状偲裂の有在する場合が多いの

であろ う｡

従がって鰍 砲裂は延時…掛こはかな f)普遍

的に存在す る

といえる｡

樹状亀裂は薄.Cl状の肋 が一防の雅合

体 として移 動し,隣漠の詩境状怯蛾 との間に小さ

な間脳をつ くるためにできる｡ある条件下ではJ熊倉体

全体 として は移動しないが,肋 の見掛け休耕が栴′J

､して隣溝 典合体 との間にある閉端を殴けることもあ

る｡ これら の移動は酸化部噂から発生する気体のtl:カ

によって行 なわ九,塘抗の少ない方向に移動する｡唾

関^野体の均

合には点火玉空間部の方向への移動が行な

われる｡弼 朝 故のガラス管では最初は点火仙 こ移動

するが,米 尤附近では逆方向に移動し,その労いで来

燃焼延時雅 を飛放させ ることが多い｡このことは適い

延時弊では 肉眼ではっき

りわかる｡

これを

Fi g.5

｡ Fi g.5

紗

で 払

CAAVL

Fi g.5SL ･ he mcoE

i L l a t or ybur ni l

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l n goHa yc r wi s cc r a c k solde l t l yP OWI

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Fi I ‡ ‑ t l r c sa , ba ndcc or r 世PO nd t oc qut ll i me

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の (

a

,

｡L芸] 中の‑ I/チは鰍 部分,ド･/トは宋燃焼部介

を頻わす｡

白き部分が亀裂である｡他裂のti'･/チ及び柏

は もつ と小きいが,説明の必堺上大きく替いた｡(A) は燃焼渡の先端で亀裂がICき,帝層臓 物が小距節 後方に移動した勝間である｡この蒋層部分はある程度 挽院が進行しているので,それ自身のカでその鐙の燃 焼を挽けてゆ くカがある｡ しかしその前方の部分は任 かに反応が始まったばか りか,或いは予燃焼のとき亀 裂ができ,燃焼部分かちの黙エネルギーの供給や顧化 カある洗潮敵陣の作用 もこの空間の存在で妨酋 きれる ので,亀裂がないと仮定した場合より反応速度は遠 く なる｡特に亀裂生成世銀にその低下は著 しい｡又包袋 の輔が大 きいほど著しい｡従がって燃焼伝播過度も遅 く,又気体の発生速度も適い｡(b)は亀裂生成概径に は燃焼法の進行速度の遇いことを示す｡しかしその後 は燃焼泣面に再び熱が普琉され,酸化陛気体

E E

0. 2 . ‑0

は大 きい｡亀裂のピッチは周班数に開拓する｡ピッチ の大 きいほど周班数は小さい｡同一延時男でも大 きな 協 と小さな亀裂ができるが,大 きい亀裂のときの方 が反応速度の低下が大 きい｡あま り亀裂の餌が大 きく 2‑3mm となると,そこで絶境が中断 され る こ とも ある｡燃焼匠の先妻即付近に究体が次静 こ著耕されてく ることは帝 2報｡で述べたが,その結果鰍 伝播適度 は次弟に加速されて くる笹である｡榊 閉符内で燃 磯 させるとかかる場合が多い｡しかし層状亀裂の生成 によりその部分で圧力の増大が防止 されるので巨視的 には一見定常燃焼が行なわれているようにみえる場合 もある｡叉次静 こ淑適 して途中消火する敬合もある｡

装填比迫が小さい托ど他裂が大 き く不親別 に な るの は,燃焼圧カが大 きくなること一)と,紬 が啓勤し やすいためである｡密閉管体内で燃疑させるときは装 感比箱の小さいものほ ど燃焼伝播速度が速 くな るの に,開放管の場合は先のクfZム取掛一層 硬化′くt)ウム ー生 ゴム系及び鉄一過敢化.くI)ウム系延時菜の例でわ かるようにかかる傾向がみられず,む しろ道に放牧比 寵の小さい方が多少遵 くなる傾向が見られるのは上述 のように亀裂の将が大 きいためその部分で反応速度が 遍 くな り,結局全体 として燃焼伝播速度が遅 くなるた

めである｡

文,珪素 択一鈴丹 (50/50)が開放ガラス管で密閉 の賂 合より透かに燃旋伝筋迎虎が遅 くなる理由は,噂

Vol.21.No.2,1960 (9L)

尉官体内では亀裂の燭が狭いのに開放ガラス管では燃 椀圧力で放任が動 きやす く,見掛けの休校膨脹が大 き

く,従がって亀裂の蹄が大 きいので,亀裂部分で燃焼 伝括過酸が供下するためである｡直現式が紡管式 と比 べて珪菜鉄｢鈴丹 (50!50)で 2/3乃至 l/!位 燃 焼 伝 播速度が遅 くなるのは筒管式の万が然妖生成物が移動

し灘 く,従がって亀裂の相が狭いためICある｡

還元剤粒子が細かいほど私製の ピッチ が細か くな り‑摂動が細か くなるが,11 このことは粒度が細かい 捻ど砂時朽庇がよくなるとい う従来の地 とも一致 し ている｡廼 持薬の放牧伝拓速度は餅 で表すように圧 力指数がダブルべ‑ス ･t]ケット挺進薬などと.比べる と遠かに小 さいにもかかわらず掘動燃焼するのは以上 の理由によるものである｡その外の原因による一寸 し た圧力変動や発火の時間おくれなども振動燃焼の原因 とな り得るが,延特集ではその影響は撞 く小さいと思 われる｡

3･2横軸燃焼と砂時精度

Fi g.2 ‑4から明瞭なように,拭動艶味は燃焼抄時

ようにすればよい｡

(

(2)頼嗣管体内で燃焼生成物ができるだけ動かな い ようにする｡在祭式でガス圧の大 きい婚時累の場合, 点火側鵜両肘近が特に動きやすい｡ これ に対 して岩

国

(3) 還元剤の粒度が細かいほ ど亀裂は細か くなる から,還元剤の粒度は必碇な粒皮に細 か く一 定 にす る｡

(4)層状亀裂のできる原因は主 として敢化邦の分 解生成ガスにあるから,分解生成ガスの塵のあま り多

くな く,分解速度 もあま り辿 くない方が よい｡

4 .

(I) 開放ガラス管で各葡延時葉の燃焼状況,特に 層状亀裂 と振動艶味について観潤 した｡

(2) クT,ム鮮 一過敢化J;1)ウムー生 ゴム罪,鉄 一過酸化

. く

(3)厨吠亀裂は廼専轍 の際発生する先体の圧

1 3

カによって薄層鵬 物が一缶の粂合陣として移動す ることによってできる｡蕃‡動燃焼はこの他裂の空帆に よl)賓集エネルギーの供給や倍化カある流動銘体の作 明 が妨沓 され るために反応通&･が逝 くなるので起 る｡

(4)従がって摂動燃焼は感状湖 掛こ作なって現わ れ ,横風 のど･/チはポ動の周n'款に即係 し,仏製の蛸 は榊 副こ問係する｡

(5)

(6)

,i b :

拭式が簡腎式 より燃妖伝栴迎腔が遅い ことなども｣‑j虫 の息卦 こよって説明で きる｡

(7)

分解生成ガスの出はあまり多 くな く,又分解速度 も逸 い方が よい｡

文 献

I)

米 田 ,

1 6

2) 小川 :粉体科学浮浪 (エ粟物理学誹良 く1957).

日刊二乗新聞社｡)

3) 砦脚 ;エ 粟火苑協会群串出訴 会 (1957). 4) 中P,疋tB :エ火

2 0

5) 中届く,疋田 :

i b i d. 2 0

6)

若 囲 ;i b i d. 2 0

St t l di e sonDe l a yPowde r

TheOB C i l l at Or yBum i ngofDel ayPowde r s .

Sh6 j iNa k nha r aa ndTs ut omuHi k i t a

Os c i l I a t o r ypr o pa ga t i oni so b s e r v e di nt he bum i ngofde l a ypo wde r sa nda tt h e s a me t i mei mme di a t e l ybe hi ndt hewa v ef r o ntt he l a ye r Wi s ec r a c k sa r e pr o duc e d whi c h ma y bei nt i ma t e l yr e l a t e d t o t l l e O S

i l l a t i o n o f t hebum i ng.Wa v e l e ngt hs a nd wi dt h s oE t he s eo

c i l l a t i o nsc ha n gew it hl oa di ngde ns ･ i t ) ･ ,di a me t e rofr e duc i ng a ge nt s ,c o ns t r uC ･

l i o nsofde l a ye l e me nt sa nds o o n.

me c h‑

a ni s m oEo s c i l l a t or yb umi nga ndr e a s o nsO f a ppe a r a nc e oEl a y e r Wi s ec r a c k s or s t r i pe d pa t t e r nsa r e e xpl a i ne d he r e .A n dr e l a t i o ns t N ! t We e nt hea c c ur a c yoEde l a yt i mea ndt he os c i l l a t or y b um i ng oEde l a y po wde r s a r e a l s os t a t e d.

ロケット火薬の形状に関す る考察特に内面等奔 燃焼の場合について

r

71 水 武 夫♯

I.

Flケ ･/ト火英の形状の炭計については多故の文献が あるがl)それ等は一段に先づ或る形状を与えてそれが 如何なる惚 簸特性を示すかな考察 した ものである｡然 るに共用に当ってはエ L/

･ }

境

昭

和3 5 年 3 月 8 日受忍

● 大 n未七r i r f ･イ ド株式会社 ･

掠火工托式虫托

1 4

る

｡

J

本 文の目的は代刻 勺な各和の砂 恥 こついてその蔽汁 私論和瓦を賃通する相lL･挽 件を見出し全体 として努め て明快な統一理由を姐殺 し.以って上紀の如 き泣計上 の欠陥を除去するにある｡

本文では現在及び将来の実用上の要求を考成 し内面

(92) エ 燕火炎協会施