JP5436672B2 - ロケットモーターの安全な破壊のための閉鎖容器装置 - Google Patents

Description

本発明は、閉鎖容器内で推進薬充填対象物を燃焼することによる推進薬充填対象物の安全な破壊のための閉鎖容器を含む閉鎖容器装置に関する。閉鎖容器装置は特に推進薬充填ロケットモーターの破壊のために意図されている。

本発明は、種々の寸法のロケットモーターの破壊及び危険で環境的に有害な燃焼生成物を発生する推進薬を含むロケットモーターの破壊に使用するために特に好適である。

軍倉庫内の増大した数の潜在的に危険で環境的に有害なロケットは環境問題となっている。戸外破壊を禁止する新しい法令のため、燃焼生成物が安全な処分のため集められることができる閉鎖容器内でのロケットモーターの制御された燃焼のための装置が開発されている。

一つのかかる閉鎖容器装置は米国特許第５４５８０７１号に開示されている。米国特許第５４５８０７１号の閉鎖容器装置は、耐圧性で耐熱性の破壊室と、気密シールできる蓋、固体燃料装薬を持つロケットエンジンをしっかりと取り付けるための把持手段、及びガス室に面するノズルを備えた首部分とを含む。この容器は、容器を冷却するための水で満たされた冷却タンク内に浸漬される。

米国特許第５４５８０７１号の閉鎖容器装置の欠点は、特に小さなロケットモーターが破壊されることになるときの大きな寸法の破壊室２である。

別の欠点は、室の内壁上の固体堆積物の発生である。推進薬燃焼により発生した固体残留物は、内壁上に堆積し、入口及び出口管連結のような容器への連結を妨げるであろう。従って、内壁上の固体堆積物は室の頻繁で広範な浄化を必要とするであろう。

さらなる欠点は、容器の容易な浄化及び修理を許容しない閉鎖容器設計である。

本発明の主な目的は、破壊される種々のロケットモーター寸法に適合するために寸法が容易に調整されることができる閉鎖容器設計を提供することである。

さらなる目的は、固体残留物が容器の内壁上に堆積するのを防ぐように配置された閉鎖容器を提供することである。

なおさらなる目的は、容易な浄化及び修理のために組み立て及び分解が容易な閉鎖容器を提供することである。

前記目的及びここに列挙されていない他の目的は、本発明の独立特許請求項の範囲内で満足に達成される。本発明の実施態様は従属特許請求項に記載されている。

従って、本発明は閉鎖容器装置の内側でロケットモーターを燃焼することによる固体推進薬を含むロケットモーターの安全な破壊のための閉鎖容器を含む閉鎖容器装置を提供するものであり、この閉鎖容器は、種々の寸法のロケットモーターに対して寸法が調整可能である。

本発明による閉鎖容器装置の本質的な特徴は、閉鎖容器が互いに共軸的に配置された一つの外部室と一つの内部室からなる二つの室を含むことであり、この外部室と内部室は複数の連結可能な部分に分割され、それらは種々な寸法のロケットモーターに対して容器の寸法を調整するために種々の数で連結可能である。

本発明による閉鎖容器装置のさらなる態様によれば：
− 容器は、容器を冷却するため及び燃焼ガス及び固体残留物を吸収するために水浴を形成する水で部分的に満たされている、
− 内部室は、燃焼ガス及び固体残留物の流れを内部室から外部室に水浴を介して向けるための複数のガス開口を含む、
− 容器は、新鮮水を容器に供給するための少なくとも一つの水入口、消費された水及び固体残留物を容器から移すための少なくとも一つの水出口、燃焼ガスを容器から移すための少なくとも一つのガス出口、及び反応ガス及び洗浄空気を容器に供給するための少なくとも一つのガス入口を含む、
− 外部室は、一つの前端部と一つの後端部からなる二つの解放可能な端部を含み、これらの解放可能な端部はバヨネット結合により外部室に結合される。
− 前端部及び後端部は容易な取扱いのためにレール上にスライド可能に配置されている、
− 室部分はボルト連結により互いに連結される、
− ロケットモーター取付具は、前端部内の貫通穴内で容器の内側の一つの入口着火位置と容器の外側の一つの出口装填位置の二つの位置の間でスライド可能に配置されている。

上に提案された本発明は幾つかの利点を与える。幾つかの室部分に分割された二つの共軸的に配置された室を含む閉鎖容器装置は、これらの室部分が種々の数で解放可能かつ連結可能であり、容器が異なるロケットモーターに対して寸法を容易に調整可能にする。前記装置は、浄化及び修理目的のために組み立て及び分解するのが容易である。内部室を使用することにより、固体燃焼生成物が内壁上に堆積することが防止され、従って固体が容器への入口及び出口をふさぐことが防止される。有害なガス及び固体の漏出に対する危険は排除されるかまたは減少される。スライド可能なロケット取付具を使用することはシステム内のロケットモーターの取扱いを改善する。システムの改善されたフレキシビリティはシステムを安全かつ容易にし、従って費用効率的にする。

さらなる利点及び効果は、その多数の有利な実施態様、及び添付された図面中の図を含む、本発明の以下の詳細な説明の検討及び考察から明らかとなるであろう。

本発明は、以下の特許請求項により綿密に記載されており、今や単に本発明を特徴付けるタイプの破壊設備の主要部を概略的に示す添付図面（図１〜図１０）に関してより詳細に説明されるであろう。

本発明は、添付された図面に関して以下により詳細に説明されるであろう。

図１は、本発明による閉鎖容器装置の縦断面を概略的に示し、そこではロケットモーター取付具は閉鎖容器の前部内に配置されている。

図２は、図１の閉鎖容器装置の上からの縦断面を概略的に示す。

図３は、図１の閉鎖容器装置の断面Ａ−Ａを示す。

図４は、図１の閉鎖容器装置の断面Ｂ−Ｂを示す。

図５は、図１の閉鎖容器装置を示し、そこではロケットモーター取付具は容器の外側の装填位置にある。

図６は、図１の閉鎖容器装置を示し、そこでは前端部は容器から解放されている。

図７は、図１の二つの室部分間の連結の部分的拡大を示し、そこではそれらの部分は外部室を介して連結されている。

図８は、図１の二つの室部分間の連結の部分的拡大を示し、そこではそれらの部分は外部室及び内部室を介して連結されている。

図９は、図１の水入口フランジ、及び水入口内に配置された噴霧ノズルの部分的拡大を示す。

図１０は、図１のロケットモーター取付具の部分的拡大を示す。

図１〜４は、本発明によるロケットモーター破壊システム（ＲＭＤＳ）１の好適実施態様を示す。ロケットモーター破壊システム（ＲＭＤＳ）は、推進薬装薬４を含むロケットモーター３の閉鎖容器２の内側のロケットモーター装薬３を燃焼することによる破壊のための気密耐爆容器２である閉鎖容器２、ロケットモーター３が後での着火のための位置に機械的に固定されているロケットモーター取付具５、推進薬燃焼により発生した固体残留物のような燃焼生成物を冷却かつ吸収するための水１５を閉鎖容器２に提供するための水循環システム、及び推進薬ガスの処理及び安全な保管のための燃焼ガス処理システム（図示せず）を含む。

閉鎖容器２はさらに、ロケットモーター３の着火により発生した高ピーク圧力及び主要熱に対処するための内部室７、静圧及び動圧に対処するための外部室８、閉鎖容器２を支持するための構造用鋼工作物及びプラットホーム２１、好ましくは噴霧ノズル２５（図９）を含む、新鮮水１５を容器２に供給するための少なくとも一つの耐圧水入口９、容器２から消費水５を移すための一つの耐圧水出口１０（図４）廃棄物の貯蔵のためのスラッジ容器（図示せず）を含む。水入口９及び水出口１０は好ましくは制御弁を備えている。容器２はまた、ガス及び洗浄空気を閉鎖容器２に供給するための耐圧制御弁を含む少なくとも一つのガス入口１２、及び容器２から容器２の外側のガス処理システムへの加圧ガス流量を調節するための耐圧制御弁を含む少なくとも一つのガス出口１１（図示せず）を含む。

内部室７及び外部室８は、円筒状形状をしておりかつ互いに共軸的に配置されている。室７，８は複数の連結可能な室部分１３に分割されており、これらの室部分１３は互いに種々の数で連結可能であり、従って容器２は異なるロケットモーター３に対して寸法が調整可能である。室部分１３は好ましくはボルト連結１８（図７及び図８）により連結可能であるが、他の連結手段もまた使用されることができる。図７は好適実施態様の第一変形例を示し、そこでは部分１３は外部室８を介してボルト連結１８されている。図８は第二変形例を示し、そこでは部分１３は外部室８及び内部室７の両方を介してボルト連結１８されており、外部室８及び内部室７の両方を分解可能にする。内部室７は、好ましくはロケットモーター３の着火時の高い動圧及び静圧に耐えるような高級鋼から作られる。内部室７は、もし例えば内部室７がロケットモーター３の爆発により損傷したなら、消費可能な部品であり、容易に交換可能である。内部室７は、内部室７の下方部に配置された複数のガス開口１４を介して外部室８に対して開いている。推進薬３の燃焼からのガス及び固体は、ガス開口１４を介して案内され、容器２の下方部内の水浴１５を通して外部室８に流れる。ガス及び固体は、水浴１５内で捕捉され、かつ部分的に吸収される。化学添加物を水６に加えることにより、水浴１５におけるガス及び固体の吸収は改善されることができる。

高い静圧及び動圧に耐えるように設計されている外部室８は、容器２の容易な開口のために、一つの前端部１６と一つの後端部１９からなる二つの解放可能な端部１６，１９を含む。

二つの端部１６，１９は好ましくはバヨネット結合６により外部室８に結合される。前端部１６は貫通穴１７を持ち、その中にロケットモーター取付具５が二つの操作位置（一つは容器２の内側の入口着火位置、一つは容器１の外側の出口装填位置）間でスライド可能に配置されている。後端部１９は、内部室７を容器２から分解及び解放するために配置されている。

前端部１６と後端部１９の両方は容易な取扱いのためにレール２０上にスライド可能に配置されている。レール２０は容器２の外側または内側に配置されることができる。

水循環システムは、スラッジ含有水を閉鎖容器２から耐圧弁１１を介して撹拌装置、温度測定装置、ｐＨ測定装置、伝導度測定装置、水酸化ナトリウム投与装置を備えた二つの貯蔵容器にポンプ輸送するためのポンプ、内部水浄化システムのためのポンプ、水を着火室に再供給する前の貯蔵タンクからなる。内部水浄化システムは、機械フィルター、バイパスを持つ冷却器、添加物投与、温度測定、ｐＨ測定及び伝導度測定装置を持つ供給水タンクからなる。

ガス処理システムは、主として約２秒の滞留時間を持つ８００℃〜１２００℃の操作範囲を持つ熱アフターバーナー、噴霧乾燥器、１２００℃〜２００℃の操作範囲を持つガス冷却器、添加物投与を持つ機械フィルター、８０℃〜２００の操作範囲を持つ急速冷却器、酸スクラバー、換気口及び水酸化ナトリウム投与ステーションからなる。

図１０に示すように、ロケットモーター３は、好ましくは調整可能なクランプ２２を使用することによりロケットモーター取付具５内に取り付けられ、これらのクランプ２２は、爆発の場合に取付具５を解放するために予め決められた圧力で破壊可能であるように適合されたボルトにより固定される。ロケットモーター取付具５内へのロケットモーター３の装填は水平位置のロケットモーター取付具５により床レベルで実行される。ロケットモーター３の点火機能は、ロケットモーター取付具５の外側の着火ライン２３によりロケットモーター取付具５の内側の連結点２４に手動で連結される。連結点２４は着火ライン２３に外側から連結されることができる。着火ライン２３は、ロケットモーター取付具５が閉鎖容器２の内側の着火位置に錠止されるときにのみ連結される。

ロケットモーター取付具５は、装填及び着火が異なる室内で実施されることができるように、別個のユニットとして取り扱われることができるので、幾つかのロケットモーター取付具５が同時に取り扱われることができ、それが時間を節約する。

ロケットモーター３を装填したロケットモーター取付具５は、閉鎖容器装置２が位置される室に到着する。ロケットモーター取付具５は容器２の前端部１６内の貫通穴１７に挿入される。ロケットモーター取付具５は入口着火位置に移動され、そこでそれは所定位置に錠止される。ロケットモーター取付具５は、好ましくはレール２０上にスライド可能に配置され、かつバヨネット結合２６により前端部１６に結合される。

操作者は、着火ライン２３をロケットモーター取付具５の外側の連結点に連結する。閉鎖容器２から安全な距離に位置した制御パネルから、ロケットモーター３は点火される。ロケットモーター３のタイプに依存して、燃焼時間は数秒の範囲内で変わることができる。この時間枠内で、ロケット推進薬４は燃焼され、燃焼生成物が解放され、ＲＭＤＳシステムにより安全に集められる。

推進薬燃焼により発生したガスはガス開口１４を介して水浴１５を通して案内され、そこで燃焼生成物の一部が、ガスが容器２の外側のガス処理システムに到着する前に、吸収される。アルミニウム処理された燃料を含む推進薬により発生した微細な酸化アルミニウム粒子、過塩素酸アンモニウム酸化剤を含む推進薬により発生した塩素ガスを捕捉することは特に重要なことである。顕著な量の塩素ガスが、ガスがガス処理システムに到着する前に水浴１５内で吸収されることができることが示されている。

容器２内の予め決められた滞留時間後に、ガス処理システムへのガス出口１１がゆっくりと開かれる。ガス処理システムは：ａ）未燃焼ガスが完全に酸化される、ｂ）酸化アルミニウム及び塩素のような危険な物質が除去されている、ｃ）窒素酸化物レベルが許容レベルに減少されている、ｄ）塩が水１５から蒸発により除去されている、ことを確保するために必要である。

ガス浄化システムの基準はヨーロッパ規則ＵＥ２０００／７６である。

全てのガスが容器２から解放されかつガス圧力が大気圧レベルに減少するとすぐに、容器２は新鮮空気で洗浄される。全ての弁９，１０，１１，１２が閉じられ、システムが次の着火のための準備がされる。通常、水１５は幾つかの着火のために容器１内に残る。

水１５が容器２内で交換される頻度は、ロケットモーター３のタイプ及びシステム内で発生した燃焼生成物の量に依存する。消費された水１５は、容器の外側に設けられた貯蔵タンクにポンプ輸送され、そこで残りの固体がろ過により水１５から除去される。

水１５は蒸発され、中和のために処理される。新鮮水１５が容器２に供給されるとき、化学添加物をシステムに添加する可能性がある。

通常、ロケットモーター取付具５及び着火されたロケットモーター３は、分解され、容器２から何の問題もなしに除去される。まれな場合に、例えば爆発のためロケットモーター３が破壊されるとき、ロケットモーター取付具５内の残りの部品は、ロケットモーター３が予め決められた圧力で破壊するように設計されている破壊可能なクランプ２２により取り付けられているので、容易に解放されることができる。内部室７内の破壊されたロケットモーター３の部品は、容器２を開くことにより前端部１６を通して容易に浄化されることができる。

ＲＭＤＳは、１００Ｋｇ推進薬の重量までのロケットモーターを着火するために設計されている。推進薬は、過塩素酸アンモニウムを含むシングルまたはダブルベース推進薬または複合推進薬であることができる。推進薬はまた、ヒドラジンのような他のタイプの燃料を含むことができる。破壊されるロケットモーター３の典型的な寸法は長さ＝１５００ｍｍ及び直径＝３００ｍｍである。

ロケットモーター３のタイプに依存して、１時間あたり四つまでのロケットモーター３が着火されることができる。ＲＭＤＳは１〜３つのシフトモードで操作されることができる。

代替実施態様
本発明は、示された例に限定されず、特許請求項の範囲から逸脱することなく種々の方法で修正されることができる。従って、容器装置の実施態様は、追加の要素が容器装置に追加または適合されないという条件で、実行可能性の範囲内で修正されることができる。

Claims (7)

1. 固体推進薬（４）を含むロケットモーター（３）を閉鎖容器（２）の内側で燃焼することによるロケットモーター（３）の安全な破壊のための閉鎖容器（２）を含む閉鎖容器装置（１）であって、この閉鎖容器（２）が、種々の寸法のロケットモーター（３）に対して寸法が調整可能であるものにおいて、閉鎖容器（２）が、互いに共軸的に配置された一つの外部室（８）と一つの内部室（７）からなる二つの室（７，８）を含み、これらの室（７，８）が複数の連結可能な部分（１３）に分割されており、それらの部分が、容器（２）の寸法を種々の寸法のロケットモーター（３）に対して調整するために種々の数で連結可能であること、及び内部室（７）が、燃焼ガス及び固体残留物の流れを内部室（７）から外部室（８）に水浴を介して案内するための複数のガス開口（１４）を含むことを特徴とする閉鎖容器装置（１）。
2. 容器（２）が、容器（２）を冷却するため及び燃焼ガス及び固体残留物を吸収するために、水浴を形成する水（１５）で部分的に満たされることを特徴とする請求項１に記載の閉鎖容器装置（１）。
3. 容器（２）が、新鮮水（１５）を容器（２）に供給するための少なくとも一つの水入口（９）、消費された水（１５）及び固体残留物を容器（２）から移すための少なくとも一つの水出口（１０）、反応ガス及び洗浄空気を容器（２）に供給するための少なくとも一つのガス入口（１２）、及び燃焼ガスを容器（２）から移すための少なくとも一つのガス出口（１１）を含むことを特徴とする請求項１に記載の閉鎖容器装置（１）。
4. 外部室（８）が、一つの前端部（１６）と一つの後端部（１９）からなる二つの解放可能な端部（１６，１９）を含み、これらの解放可能な端部（１６，１９）がバヨネット結合（６）により外部室（２）に結合されることを特徴とする請求項１に記載の閉鎖容器装置（１）。
5. 前端部（１６）及び後端部（１９）が容易な取扱いのためにレール（２０）上にスライド可能に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の閉鎖容器装置（１）。
6. 室部分（１３）がボルト連結（１８）により互いに連結されることを特徴とする請求項１に記載の閉鎖容器装置（１）。
7. ロケットモーター取付具（５）が、前端部（１６）内の貫通穴（１７）内で容器（２）の内側の一つの入口着火位置と容器（２）の外側の一つの出口装填位置の二つの位置の間でスライド可能に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の閉鎖容器装置（１）。

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