JP2007518960A - 毒素兵器投射弾から有毒物質を除去するための装置 - Google Patents

Abstract

毒素兵器投射弾（２）からの有毒物質（１）の除去に有用な本装置（１０）は、基部（１２）、投射弾保持容器（１４）、及びラム（１６）を備える。投射弾保持容器（１４）は、投射弾保持開口部（１８）、ラム開口部（２０）、及び排出開口部（２２）を有する。投射弾保持容器（１４）は、投射弾保持開口部（１８）内に毒素兵器投射弾（２）を収容する。ラム（１６）は、投射弾保持容器（１４）内に設置される毒素兵器投射弾（２）内に伸びて、投射弾の炸薬室（４）を破砕することにより、有毒物質（１）を投射弾保持容器（１４）の排出開口部（２２）へ放出する。ラム（１６）の別の構成は、凝固粒子を粉砕し、毒素兵器投射弾（２）の内壁を徹底的にすすぐための高圧水ノズル（４２）を含む。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２００４年１月２１日に出願された米国特許出願番号１０／７６３，４３４（表題「毒素兵器投射弾から有毒物質を除去するための装置」）の優先権を主張し、その内容全体を引用文献として本明細書に包含する。

発明の分野
本発明は概して、化学兵器を装填した投射弾から有毒物質を除去するための装置に関する。

発明の背景
化学兵器投射弾等の毒素兵器投射弾からの有毒物質の除去は、老朽化した毒素兵器を有するすべての国にとって重大な問題である。一般的に、このような投射弾内の有毒物質は極めて致死的であり、極めて安全が保証された条件下以外では取扱うことができない。
有毒な化学兵器投射弾に用いられる有毒物質の多くは液体状である。このような投射弾から有毒物質を除去するための従来の方法では、概して、投射弾の有毒剤収納空洞内へ吸入管を配置し、空洞からの有毒物質の真空吸引を行う。このような方法には問題点が幾重にも存在する。第一に、これらの方法は、有毒物質の一部又は全てが非液体状の場合には使用できない。液体有害物質の多くが、年を経ると凝固して有毒剤収納空洞内に大きな固形の塊を形成する傾向を有するので、これは大きな問題である。第二に、このような従来技術の方法は、投射弾の内壁に付着し続ける大量の有毒物質の除去には無益である。
したがって、従来技術におけるこれらの問題点を、簡単で、廉価且つ効率的な方法で回避する、毒素兵器投射弾から有毒物質を除去するための装置が必要とされている。

概要
本発明はこのような需要を満足させるものである。本発明は、ケーシング、炸薬室、基部、及び蛋形部を備えた、毒素兵器投射弾からの有毒物質の除去に有用な装置である。この装置は、ａ）基部、ｂ）基部上に設置されて、毒素兵器投射弾の蛋形部を受容及び保持する投射弾保持容器であって、投射弾保持開口部、ラム開口部及び排出開口部を有する投射弾保持容器、ｃ）基部上に設置されて、ラム開口部から上方に向かって投射弾保持容器内へ伸び、１つ以上のスプレーノズルを有するラム頭部を含むラムであって、（１）ラム開口部に最も近づくラム後退位置と（２）ラム開口部から最も離れたラム前進位置との間で前後運動するラム、ｄ）投射弾保持開口部内に毒素兵器投射弾の蛋形部を密閉するための投射弾保持開口密閉部、並びにｅ）ラム開口部内にラムを密閉するためのラム開口密閉部を備える。

本発明のこれらの機能、態様、及び利点について、以下の説明、特許請求の範囲、及び添付図面に更に詳細に説明する。

詳細な説明
次の説明は、本発明の一実施形態及びその実施形態のいくつかの変形例について詳細に述べたものである。しかし、この説明は、本発明をこれら特定の実施形態に制限するものと解釈すべきではない。本技術分野の当業者であれば、他に無数の実施形態が可能であることを理解するであろう。

本発明は、図１に示すような毒素兵器投射弾２から有毒物質１を除去することを目的とする。一般的な毒素兵器投射弾２は、鋼鉄製の外部ケーシング３と、中心に設置された炸薬室４とを有する。炸薬室４と鋼鉄製の外部ケーシング３とは、協働して有毒剤収納空洞５を画定し、密封する。投射弾２の有害物質除去の準備ができるのは、投射弾の円錐形信管が投射弾２の蛋形部６から除去され、全ての爆発材料が炸薬室４から除去されたときである。投射弾の円錐形信管を除去することにより、蛋形部６に中央開口部７が残る。
本発明は、新規な装置１０、及びこの装置１０の使用方法である。装置１０は、基部１２、投射弾保持容器１４、及びラム１６を備える。

基部１２の大きさと形状は、操作時に、投射弾２、投射弾保持容器１４、及びラム１６を保持することが可能であれば如何なるものでもよい。一般的に、基部１２は鋼鉄製の構造的構成部品で作られる。
投射弾保持容器１４は基部１２上に設置され、毒素兵器投射弾２の蛋形部６を受容し、保持する。投射弾保持容器１４には、投射弾保持開口部１８、ラム開口部２０、及び排出開口部２２が画定される。投射弾保持容器１４は、図６に最も詳細に示す。

投射弾保持容器１４はまた、投射弾保持開口部１８内に毒素兵器投射弾２の蛋形部６を密閉するための投射弾保持開口密閉部２４を含む。図示の実施形態において、投射弾保持開口密閉部２４は、投射弾保持容器１４の内部に設置されたライナ２６によって得られる。ライナ２６は一般的に、テフロン（登録商標）の商標名で米国デラウエア州ウィルミントンのデュポン社により市販されているポリテトラフルオロエチレンのような、フルオロカーボンポリマーから作られる。ライナ２６は、ライナ保持環２８によって投射弾保持容器１４内に保持される。好適には、ライナ２６には、ライナ保持環２８とライナ２６との間に設けられるばね３０又は他のバイアス手段により、投射弾保持容器１４の頂部へ向けてバイアスをかける。
ゴム製ガスケットのような弾性のガスケット３２がライナ２６の底部に取り付けられ、有毒物質が、蛋形部６の側部に沿って投射弾保持開口部１８から上方に逃げるのを防止するための主な手段となる。好適には、蛋形部６とライナ２６との間のインタフェースも、投射弾保持開口部１８からの有毒物質の漏れを更に妨げるような蛇行通路を形成する。

ラム１６は基部１２上に配置され、投射弾保持容器１４内のラム開口部２０の中に伸びている。ラム１６は、（１）ラム開口部２０の最も近くに位置するラム後退位置と（２）、ラム開口部２０から最も遠くに位置するラム前進位置との間で前後に移動することができる。一般的な実施例において、ラム後退位置とラム前進位置との間の移動距離は、約４と１／８インチ〜約６と５／８インチである。
ラム１６はラム頭部３４を含み、ラム頭部は、ラム頭部キャップボルト３８によってラム１６上に保持されるラム頭部キャップ３６から成る。

ラム１６の直径は、ラム１６がその中に伸びる投射弾２の蛋形部６の中央開口部７にぴったりと合致するように選択される。例えば、投射弾２が１０５ｍｍ又は１５５ｍｍの場合、蛋形部６の中央開口部７の直径は１．８４５インチである。これらの投射弾２に対して、一実施形態によるラム１６の直径は、約１．７５インチに選択され、ラム１６と蛋形部６の中央開口部７との間に残された環状の間隙は、約０．０５インチ未満、例えば０．０４７インチとなる。このようにしてラム１６の直径を蛋形部６の中央開口部７に合致するように選択することで、投射弾２からラム１６に沿って投射弾保持容器１４内へ有毒物質１内の大きな凝固粒子が漏れ出すことが、有効に防止される。本発明のこの態様は、大きな凝固粒子の回収及び処理のための下流の特殊装置の必要性を排除するので有意義である。
ラム１６は、適切な油圧装置４０と組み合わされて上方に伸長し、下方に収縮する。一般的な実施形態において、ラム１６は、ラム頭部３４全体に少なくとも約１００トンの力を送達するように設計される。動作時において、ラム１６は一般的に、投射弾２の炸薬室４の破砕にラム１６が用いられる間に約５０トン〜約６０トンの力を送達する。

好適には、ラム１６は５，０００ｐｓｉｇを超える圧力の洗浄流体を受け入れて、このような洗浄流体を高速で分配することができる１つ以上のスプレーノズル４２を有する。
図６に最も分かり易く示すように、ラム開口密閉部４４がラム開口部２０内に設置されて、ラム１６を投射弾保持容器１４内に密閉する。

好適には、装置１０は更に、投射弾保持容器１４内に保持される毒素兵器投射弾２を回転させる回転部４６を備える。図示の実施形態において回転部４６は、装置１０内に配置される毒素兵器投射弾２の外部に接触して長軸を中心にこの毒素兵器投射弾２を回転させることが可能な駆動輪を備える。この装置は更に、回転中に投射弾２を所定の位置に保持することを補助する複数の遊動輪４７を備える。
装置１０はまた、装置１０内に毒素兵器投射弾２を堅固に保持するための投射弾基部端保持部材４８を備えることが望ましい。投射弾基部端保持部材４８は、図２〜図５に最も分かり易く示す。図４及び図５に、第１の保持部材位置に配置された投射弾基部端保持部材４８を示す。このとき、投射弾基部端保持部材４８は投射弾保持容器１４の真上にあって、投射弾保持容器１４内に配置された投射弾２の基部端５０に接触し、投射弾保持容器１４に堅固に投射弾２を保持している。図２及び図３に、第２の保持部材位置にある投射弾基部端保持部材４８を示す。この場合、投射弾基部端保持部材４８は投射弾保持容器１４の真上になく、装置１０に対する投射弾２の設置及び撤去が容易に行える。

動作時、投射弾基部端保持部材４８を第２の保持部材位置に移動させ、信管及び爆発材料のない毒素兵器投射弾２を投射弾保持容器１４内に下向きに位置させる。それから、投射弾基部端保持部材４８を第１の保持部材位置に移動させて、投射弾基部端保持部材４８によって投射弾２を装置１０内に堅固に保持する。
次いでラム１６をラム後退位置からラム前進位置に伸ばす。ラム１６が上記ラム前進位置に向かって伸びるにつれて、毒素兵器投射弾２内を上向きに押し進む。ラム１６が毒素兵器投射弾２内を上向きに押し進むにつれて、図１１Ａ〜図１１Ｃに示すようにラム１６が炸薬室４を破砕する。これが起こると、有毒剤収納空洞５内の有毒物質１が放出され、投射弾２の下方開口端から下向きに投射弾保持容器１４内へと重力で降下する。次いで有毒物質は、排出開口部２２を介して投射弾保持容器１４から除去される。

図１１Ｃに示すようにラム１６が炸薬室４を破砕した後、ラム１６を後退させることにより、約（１／４）インチ〜約１インチ、一般的には約１／２インチという短距離だけラム１６をラム後退位置へ向かって引き戻す。ラム１６を後退させることにより、ラム１６は炸薬室４から離れ、投射弾２の回転が可能になる。その後、ラム１６の１つ以上のスプレーノズル４２から高圧水又は他の適切な洗浄流体を噴霧して、ほとんど全ての凝固有毒物質１を有効に粉砕し、投射弾２の内壁から大部分の残存有毒物質１を徹底的に洗い流す。高圧洗浄流体を１つ以上のスプレーノズル４２から噴出する際、投射弾２を回転部４６によって回転させることにより、（ほとんど全ての凝固粒子を粉砕するために）有毒物質１の全体に強い乱流を発生させ、投射弾２の内壁の全ての部分を洗浄流体で徹底的に洗浄する。洗浄流体の全てが投射弾２から投射弾保持容器１４内へ重力で降下し、次いで排出開口部２２を介して除去される。ラム１６の直径が蛋形部６の中央開口部７の直径にぴったりと合致するように選択されるので、ラム１６と中央開口部７との間の環状の間隙は非常に小さい。したがって、投射弾保持容器１４内へ脱出できるのは非常に小さい粒子のみである。ラム１６と中央開口部７との直径差が約０．１インチ未満の実施形態においては、投射弾保持容器１４内へ出ることができるのは概して０．０５インチ以下の粒子のみである。
投射弾２が上記の方法で洗浄された後は、投射弾２には、当初の有毒物質の積載量の約２（重量）％未満、一般に約０．１（重量）％未満が留保される。その後、投射弾基部端保持部材４８を第１の保持部材位置から第２の保持部材位置に移動させ、投射弾２を更なる解毒処理のために装置１０から除去する。

本発明は、有毒物質の大部分を毒素兵器投射弾２から除去するための簡単で信頼性の高い装置及び方法を提供するものである。
上記に本発明を説明してきたが、上に述べたような本発明の範囲及び正当な意義を逸脱することなく、多数の構造的変更及び適応的変形が可能であることは明らかである。

本発明の装置に使用できる一般的な毒素兵器投射弾の断面図である。 毒素兵器投射弾からの有害物質の除去に有用な、本発明の装置の斜視図である。 装置に初めに化学投射弾が搭載されている様子を示す、図２の装置の斜視図である。 化学投射弾が装置内に堅固に固定されている状態を示す、図３の装置の斜視図である。 装置のラム部分が投射弾の中に完全に入った状態を示す、図４の装置及び投射弾の斜視図である。 図２〜図５に示す装置に用いられる投射弾保持容器の内部を概略的に示す断面図である。 図２〜図５に示す装置に使用可能なラムの分解斜視図である。 図２〜図５に示す装置に使用可能なラムの側面図である。 図８に示すラムの平面図である。 図９に示すラムの線１０−１０に沿った横断面図である。 ラムが上方に前進する際に投射弾の内部構成部品を破砕する様子を示す、投射弾の斜視切断図である。 投射弾の内部が高圧洗浄流体で洗浄される際に投射弾が回転する様子を示す、図１１Ａの投射弾の斜視切断図である。 ラムが投射弾の内部から後退した後の投射弾の内部を示す、図１１Ａ及び図１１Ｂの投射弾の斜視切断図である。 図２〜図５に示す装置の前面図である。

Claims (20)

1. ケーシング、炸薬室、基部及び蛋形部を有する毒素兵器投射弾からの有毒物質の除去に有用な装置であって、
   ａ）基部；
   ｂ）基部上に配置されて、毒素兵器投射弾の蛋形部を受容及び保持する投射弾保持容器であって、投射弾保持開口部、ラム開口部及び排出開口部を有する投射弾保持容器；
   ｃ）基部上に配置されて、ラム開口部から上方に向かって投射弾保持容器内へ伸び、１以上のスプレーノズルを有するラム頭部を含むラムであって、（１）ラム開口部の最も近くに位置するラム後退位置と（２）ラム開口部から最も離れて位置するラム前進位置との間で前後に移動可能なラム；
   ｄ）投射弾保持開口部内に毒素兵器投射弾の蛋形部を密閉するための投射弾保持開口密閉部；及び
   ｅ）ラム開口部内にラムを密閉するためのラム開口密閉部
   を備える装置。
2. 更に、投射弾保持容器内に保持される毒素兵器投射弾を回転させるための回転部を備える、請求項１に記載の装置。
3. 更に、投射弾基部端保持部材を備える、請求項１に記載の装置。
4. 投射弾基部端保持部材が、（１）投射弾保持容器の真上に位置する第１の保持部材位置と（２）投射弾保持容器の真上に位置しない第２の保持部材位置との間で移動可能である、請求項３に記載の装置。
5. 投射弾保持容器が、投射弾保持容器上部及び投射弾保持容器下部を有し、投射弾保持開口部が投射弾保持容器上部に画定され、ラム開口部及び排出開口部が投射弾保持容器下部に画定される、請求項１に記載の装置。
6. 投射弾保持開口密閉部が、投射弾保持容器内に配置されるフルオロカーボンポリマー製ライナを備える、請求項１に記載の装置。
7. ラムが、ラム頭部全体に少なくとも約１００トンの力を送達できる、請求項１に記載の装置。
8. １以上のスプレーノズルが、５，０００ｐｓｉｇを超える圧力の洗浄流体を受け入れることができる、請求項１に記載の装置。
9. 投射弾の蛋形部には蛋形部円形中央開口部が画定され、ラムが円形の断面を有し、円形中央開口部の直径とラムの直径との差が約０．１インチ未満である、請求項１に記載の装置。
10. ケーシング、炸薬室、基部及び蛋形部を有する毒素兵器投射弾からの有毒物質の除去に有用な装置であって、
    ａ）基部；
    ｂ）上部及び下部を有し、基部上に配置されて毒素兵器投射弾の蛋形部を受容及び保持する投射弾保持容器であって、投射弾保持開口部が上部に画定され、ラム開口部が下部に画定され、排出開口部が下部に画定されている投射弾保持容器；
    ｃ）基部上に配置され、ラム開口部から上方に向かって投射弾保持容器内へ伸び、１以上のスプレーノズルを有するラム頭部を含むラムであって、（１）ラム開口部の最も近くに位置するラム後退位置と（２）ラム開口部から最も離れて位置するラム前進位置との間で前後に移動可能なラム；
    ｄ）投射弾保持開口部内に毒素兵器投射弾の蛋形部を密閉するための投射弾保持開口密閉部；
    ｅ）ラム開口部内にラムを密閉するためのラム開口密閉部
    ｆ）投射弾保持容器内に保持される毒素兵器投射弾を回転させる回転部；及び
    ｇ）（１）投射弾保持容器の真上に位置する第１の保持部材位置と（２）投射弾保持容器の真上に位置しない第２の保持部材位置との間で移動可能な、投射弾基部端保持部材
    を備える装置。
11. 投射弾保持開口密閉部が、投射弾保持容器内に配置されるフルオロカーボンポリマー製ライナを備える、請求項１０に記載の装置。
12. 投射弾の蛋形部には蛋形部円形中央開口部が画定され、ラムが円形の断面を有し、円形中央開口部の直径とラムの直径との差が約０．１インチ未満である、請求項１０に記載の装置。
13. ケーシング、有毒剤収納空洞内の有毒物質、炸薬室、基部、蛋形部を有する毒素兵器投射弾から有毒物質を除去する方法であって、
    ａ）ｉ）基部；
    ｉｉ）基部上に設置されて、毒素兵器投射弾の蛋形部を受容及び保持する投射弾保持容器であって、投射弾保持開口部、ラム開口部及び排出開口部を有する投射弾保持容器；
    ｉｉｉ）基部上に設置され、ラム開口部から上方に向かって投射弾保持容器内へ伸び、１以上のスプレーノズルを有するラム頭部を含むラムであって、（１）ラム開口部の最も近くに位置するラム後退位置と（２）ラム開口部から最も離れて位置するラム前進位置との間で前後に移動可能なラム；
    ｉｖ）投射弾保持開口部内に毒素兵器投射弾の蛋形部を密閉するための投射弾保持開口密閉部；及び
    ｖ）ラム開口部内にラムを密閉するためのラム開口密閉部
    を有する装置を提供するステップ；
    ｂ）投射弾の蛋形部を投射弾保持容器の投射弾保持開口部内に下向きに配置した状態で、投射弾を装置内に堅固に保持するステップ；
    ｃ）投射弾保持開口密閉部により投射弾の蛋形部を投射弾保持容器に密閉するステップ；
    ｄ）ラム後退位置からラム前進位置へ向けてラムを前進させることにより、ラムにより炸薬室を破砕し、有毒剤収納空洞から有毒物質を放出するステップ；
    ｅ）１つ以上のスプレーノズルから洗浄流体を加圧により押し出して、投射弾から有害物質を流出させることにより、投射弾から投射弾保持容器内へ洗浄流体と有害物質とを重力により降下させるステップ；及び
    ｆ）排出開口部を介して投射弾保持容器から洗浄流体と有害物質とを除去するステップ
    を含む方法。
14. 装置が、投射弾保持容器内に保持される毒素兵器投射弾を回転させる回転部を備え、方法が更に、ステップ（ｅ）において投射弾から有害物質を流出させる間に投射弾を回転させるステップを含む、請求項1３に記載の方法。
15. ステップ（ｅ）で投射弾を回転させる前に、ラムを後退位置に向かって約１／４インチ〜約１インチの距離だけ後退させる、請求項1４に記載の方法。
16. 投射弾基部端保持部材が、（１）投射弾保持容器の真上に位置する第１の保持部材位置と（２）投射弾保持容器の真上に位置しない第２の保持部材位置との間で移動可能であり、方法が更に、ステップ（ｂ）において、装置内に投射弾を保持する前に、投射弾基部端保持部材を第２の保持部材位置に移動させるステップ、及び、装置内に投射弾が保持された後に、投射弾基部端保持部材を第１の保持部材位置に移動させるステップを含み、よって、投射弾基部端保持部材により投射弾が装置内に堅固に保持される、請求項1３に記載の方法。
17. 投射弾保持開口密閉部が、投射弾保持容器内に配置されるフルオロカーボンポリマー製ライナを備える、請求項1３に記載の方法。
18. ラムが、ラム頭部全体に少なくとも約１００トンの力を送達できる、請求項1３に記載の方法。
19. １つ以上のスプレーノズルが、５，０００ｐｓｉｇを超える圧力の洗浄流体を受け入れることができ、投射弾から有害物質を流出させるステップにおいて、５，０００ｐｓｉｇを超える圧力に加圧された洗浄流体を用いる、請求項1３に記載の方法。
20. 投射弾の蛋形部には蛋形部円形中央開口部が画定され、ラムが円形の断面を有し、円形中央開口部の直径とラムの直径との差が約０．１インチ未満である、請求項１３に記載の装置。

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