JP2008502827A - プレハブ式シェルタ - Google Patents

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Abstract

【課題】
【解決手段】
シェルタ(14)を形成するプレハブ式のシェルであって、ガス不透過性インナ層(24)と、少なくとも1つのアウタ層を有するグラウンドシート(30)と、カバー(32)と、を有する。アウタ層は、例えばセメントを含浸した布等の水硬化性材料(water−settable material)の層によって各々形成される。シェルを水に漬けてセメントを濡らし、次いで、カバーを空気圧で膨張させて、カバーとグラウンドシートとの間に空間を形成する。次いで、セメントが固まり、カバーを支持することができるようになるまでシェルタを放置する。シェルタは容易に構築することができ、特に緊急地域において、耐久性のあるシェルタを提供することができる。
【選択図】図4

Description

技術分野
本発明は、プレハブ式シェルタに関し、具体的には素早く、容易に組み立てることができ、且つ容易に持ち運ぶことができるシェルタに関する。本発明は、例えば、天災又は人災の後に、緊急収容施設を提供する特定の用途がある。
背景技術
天災後は、緊急収容施設、例えば住宅を提供する必要がよくある。このシェルタは通常キャンバスのテントで提供されるが、このようなテントは特に頑丈ではなく、緊急時にしばしば見られる異常気象及び温度環境には不十分である。更に、シェルタは、このような環境で長期間必要であり、キャンバスのテントの必要性が永続的なシェルタの建設によって取って代わられる前に、キャンバスのテントは、消耗してしまう。また、キャンバスのテント内では衛生的な状況を整えることは困難であり、野営病院としての使用に不利に働くので、キャンバスのテントは野営病院や店等の使用には不向きである;また、キャンバスのテントは、容易に接近でき、価値のあるものがその中に有る場合、容易に略奪することができる。
食料及び備品貯蔵用大型シェルタは、可撓性不浸透性材料で覆われた大型金属フレームから作られる。これらは、組み立てが困難であり、予め用意した基礎を必要とすることが多い。
空気圧でスキンを膨張させ、膨張したスキンの上にコンクリートを流し込むことによって(米国特許第2,270,229号、米国特許第3,734,6709号、英国特許第1242647号、米国特許第4,746,471号、英国特許第603655号参照)、又は膨張させることができるスキンに液状コンクリートの層を使用することによって(米国特許第3,462,521号及び米国特許第4,170,093号)建築物を形成することが知られている。
しかし、このような組み立ては、時間を浪費し、構築が技術的に困難であり、従って、被災地での使用に適さない。一般的に建築物やシェルタを組み立てるためには、1人以上の人を配備することも必要である。また、このようなシェルタは、かなりの規模のコンクリートの混合に、不必要な規模の重機及び力を必要とするので、緊急地域で組み立てることができないことも多い。また、混合した全てのコンクリートをセットする前に使用しなければならず、これは、達成できないかもしれないシェルタの建設に時間スケールを課すことになる。
米国特許第3,292,338号には、バッグを膨張させることによって建築物を建設し、バッグの内部に発泡樹脂ブロックを使用して、建築物の強度を提供するイグルーのような構造物を形成する方法が記載され、最終的に内装が組み立てられる。この建築物は、建設するのに実質的な量の労力が必要である。
米国特許第4446083号には、建築物の屋根を形成するのに好適な空気膨張型コンクリートシェルについて記載されている。この技術を使用して屋根を作るためには、かなりの骨組みが構築され、地面支持用の盛り土が骨組み内に作られる。次いで、強化布の層を、骨組みの上に広げて覆いを形成し、骨組みに取り付ける。次いで、乾燥モルタルを強化布に広げて、更に布の層とモルタルの層を交互に重ねていく。布層の下にポンプで空気を送り、これによって、ドーム形状の屋根を膨らませる。次いで、シェルの周囲を振動させることによってモルタルを緻密にしてモルタルを加工して布層にし、シェルの上に水を噴霧して、そのまま放置してセットする。セット後、屋根を持ち上げ、壁を構築して、次いで屋根を壁よりも低くする。骨組み及び地面支持用の盛り土の建築は、時間を浪費し、労働集中型であり、緊急地域のシェルタの素早い建設は全く不向きである。
発明の開示
本発明よれば:
ガス不透過性インナ及び水硬化性材料(water−settable material)及び/又は放射線硬化性(radiation settable)材料又は空気硬化性(air settable)材料で含浸した少なくとも1層の布によって形成したアウタとを有するカバーと、
前記カバーと一体になったグラウンドシートと、
を具えるプレハブ式シェルタを形成する膨張式シェルであって、前記インナが空気圧によって膨張し、その下に空間を形成する膨張式シェルが提供される。
本明細書で使用する場合、前記カバーに関して使用される用語「インナ」及び「アウタ」は、インナがアウタに対してシェルの内側に向かって配置されることを意味する。用語「インナ」及び「アウタ」は、インナがカバーの最内層又は最内部を形成する、又はアウタがカバーの最外層又は最外部を形成することを必ずしも意味するものではないが、これらの構成は両方とも可能である。インナ及びアウタはそれぞれ、1又はそれ以上の層からなるものでもよい。
グラウンドシートとカバーとの間の、空気圧による膨張可能な空間を使用して、カバーを膨張させ、支持することができる。代替的に、インナは、例えば空気圧式支柱等の1つ又はそれ以上の膨張式ポケットを含めることで、空気圧式に膨張可能として、カバーを持ち上げてその下に必要な空間を提供するようにしてもよい。
水硬化性材料(water−settable material)は、好ましくはセメントベースであり、より好ましくは即乾性セメントである。選択的に、例えば、砂等の砂利、例えば、繊維強化材及び/又は使用済みポリエチレンビーズ等の減量又は内部絶縁含有物を含むことができる。石膏等のその他の水硬化性材料(water−settable material)を、セメントの代わりに提供してもよいが、セメントがその強度のために好ましい。また、水硬化性材料(water−settable material)、及び水硬化性材料の代えて、又は水硬化性材料に追加して、例えば、放射線硬化性又は空気硬化性材料等のその他の硬化性材料を使用することが可能であり、水硬化性材料に代えて、又はこれに加えてのこれらの材料の使用は、本発明の範囲内である。
好ましい実施例で、1層又はそれ以上の層の含浸させた布が提供され、この層の数は、シェルタの外側を形成するセット材料の所望の厚さに依存する。布に含浸させることに加えて、硬化性材料は、インナと第1布層との間に閉じこめることができ、より硬化性のある材料は、第1層と次の層との間に閉じこめることができる。
この硬化性材料は、好ましくは水溶性接着剤によって少なくとも1層の布に接着する。いずれの水溶性接着剤も適切であるが、PVA(ポリビニルアクリレート)が好ましく、これは、水硬化性材料(water−settable material)として使用する場合、可塑剤としても作用する。
アウタは、インナ全体に及ぶ必要はなく、アウタの隙間を使用して、シェルタの出入り口及び/又は窓を形成することができる。インナを切り取ることによって水硬化性材料(water−settable material)を設定した後に、出入り口を形成することができる。インナは、出入り口部分で完全に切り取るか、それともシングルカットにして、例えば鋲又はジップファスナによって閉じることのできる2つのフラップを設けるようにしてもよい。必要であれば、頑丈なドアを出入り口に取り付けることができる。また、例えば実用上の配管又は排気又は電線をシェルタ内に設ける、又は火や熱の換気を提供する、といったその他の目的で、追加の開口部を形成してもよい。
インナは、好ましくは透明又は半透明であり、含浸させ布で被覆されていない部分で、光がシェルタ内に入ることができる。
例えば、接着剤及び/又は鋲によって、カバーのインナ及びアウタ部分を閉じあわすことができる。
好ましくは、このインナは完全に組み立てたシェルタの形状を採用しており、インナを形成してシェルタの3次元形状を提供する材料の伸縮にのみ依存する訳ではない。換言すれば、インナはゴム風船のように膨張するのではなく、むしろ、熱気球のようにガスが充満される。この方法では、カバーを膨張させるのに必要な圧力は特に高くなくてよく、低圧空気ポンプ或いはフットポンプによって達成することができる。しかし、それは、インナがある量伸張する可能性を除外するものではない。従って、カバーはインナに適合するように作るのが好ましい。
このシェルタの内部の容積は、許容時間内に十分な空気の導入を達成するには大きすぎる。この理由のために、内燃機関エンジンによって駆動するポンプが好ましい。代替的に、この膨張は、シリンダからの圧縮ガスによって、又は、例えば酸とカルボン酸との反応によって発生する二酸化炭素等の化学反応によって発生したガスによって実施することができる。複数の膨張技術を取り混ぜて使用することができる。
アウタは、カバーが完全に膨張した場合、インナと同様の形状になるという形状が好ましいが、インナよりも僅かに小さく、カバーが完全に膨張した時に、布が若干伸長してセットしたときインナにピンと張ることが有利である。
布は、いずれかの好適な繊維から作ることができ、織られていても織られてなくてもよい。水硬化性材料(water−settable material)が提供された場合、水を水硬化性材料(water−settable material)に広げるために水を毛管現象によって吸収できることが好ましい。従って、布は天然又は合成材料からできており、親水性又は疎水性であってよい。
疎水性の場合、吸い上げ作用は、布の内部へ、従って水硬化性材料(water−settable material)と接触して水を引き込む毛管現象を提供する布の繊維間の空間によって達成されることができる。
一の実施例では、カバーの少なくとも1つの布層が、硬化性材料を含浸している。含浸繊維は、「ウォディング(wadding)」と呼ばれることもあるフェルト等の目の粗い不織フェルトであってよい。目の粗い不織繊維は、層内で全方向に広がる密集アッセンブリであり、例えば5から25mmの厚さである。セメント及びその他の添加物は、布の上において、布を振動させることによって布層に含浸させることができる。
本発明の更なる態様によれば、コンテナ内に提供された上記の膨張シェルを具えるパッケージが提供される。このコンテナの容積はシェルに加えてシェル内に水硬化性材料(water−settable material)を設定するのに十分な量の水を保有できる。従って、シェルターシェルを含むパッケージを送り、パッケージに水を加えることが可能であり、水硬化性材料(water−settable material)を完全に水和するのに必要な量の水とほぼ等しいか、又は僅かに多い量で加えることが好ましい。従って、例示として、コンテナは、シェルターシェルが60%を占め、残りの40%を水に利用できるようにした内部容積を有する。
コンテナは、水硬化性材料(water−settable material)が完全に濡れたら、開放可能であるべきである。コンテナはフラットネット(flat net)に開放されることが好ましく、少なくとも部分的にシェルタのグラウンドシートに取り付けて、グラウンドシートを補強するのが好ましく、又はグラウンドシートの一部を形成するようにしてもよい。
本発明の更なる態様によれば、上記のシェルタを組み立てる方法が提供される。この方法は、シェルのインナを膨張させてその下に空間を形成するステップと、硬化性材料をセットするステップとを具える。硬化性材料が水硬化性(water−settable)である場合、この方法は、アウタの水硬化性材料(water−settable material)を濡らすステップと、シェルのインナを膨張させてその下に空間を形成するステップと、水硬化性材料(water−settable material)をセットするステップと、を具える。
添付の図面を参照して、本発明の実施例を、例示のみによって、以下に述べる。
本発明を実施するための最良の形態の説明
最初に図1を参照すると、被災地に飛行機で運ばれたほぼ230kgの重さのパッケージ10が示されている。このパッケージは、シェルタ14のシェルを含むコンテナ10を含み(図3及び4を参照);このシェルにはセメントが含まれており(下記を参照)、コンテナには水の注入口12が付いている。コンテナの容積は、シェルタ14に加えて、セメントを水和するのに十分な量の水を収納するのに十分なものであり;これはコンテナの全容積のほぼ40%である。
まず、コンテナに水を満たし、セメントアウタが10分から1時間、例えば15分間、の間、水を吸収する間、放置する。コンテナのネットは、図2に示されており、これはベース16、4つの側面18及び4トライアングラーフラップ20を具える。フラップは互いに重ねて、例えばバルブ又はスクリュートップ栓等の水注入口12が取り付けられているコンテナのトップを形成する。コンテナは、コンテナ内に封入されたセメントダストを保持し、一度セメントが濡れて、従って、強風で吹き飛ばされたり、又はこれらの構造物のセッティングを妨げないようになってから、シェルタをこの要素に露出させる。水の吸収時間の終わりに、コンテナは、コンテナトップの対角線及び側面エッジを形成している縫い目22に沿って裂け、これによって、コンテナを図2で示される平たいウェブ状にする。これは、コンテナ内部からシェルタのシェルを開放し、図3に示されるように広げて、平積みすることができる。この構成は、図6に断面図で示されており、この図から、シェルターシェルが、グラウンドシート30の周りでつなぎ合わされているグラウンドシート30及びカバー32を含むことが分かる。また、バルブ34が設けられており、グラウンドシート30とカバー32との間の空間36内に空気を送り込む。
カバー32を通る断面が、図5に、より詳細に示されており、この図からポリプロピレン、ポリ塩化ビニル又はポリエチレンのシート等のガス不浸透性材料からできたインナ層24からカバーができていることが分かる。代わりに、その他の物質を使用できることは明白である。インナ層24は、ガスに完全に不浸透性である必要はなく、少量のガスが通る材料、例えばガスを選択的に不浸透性にする非常に固く織ったキャンバスでできていてもよい。インナ層24は、仕立てがきちんとしており、最終のドームの形状(図4を参照)を有するように仕立てられているが、明らかに、図3に示す伸ばした形状で平らになる。インナ層は、例えば成形によってワンピースにすることができ、又はつなぎ合わされたいくつかのピースで作ることができる。インナ層24の外側には、布26及びセメント28でできた連続する層がある。この配置は、セメントを布に保持し、セメントのロスや粉化を防ぐ。セメントは、PVA接着剤によって布に接着して、セメントが布を通して逃げることを防止し、布26のいずれかの層と隣接する布の層との間の空間内を動き回ることを防止する。この構造に使用されるPVA接着剤の量は、セメントの重量のほぼ2から3%である。セメント層28は、例えば砂等の団粒、及び/又は、シェルタの重量を減少し、断熱を提供するのに有用である、例えば発泡スチロール等の充填剤を含んでいてもよい。
布26は、織ってあっても織っていなくてもよく、天然又は合成材料で作ることができる。好ましくは、布は、コンテナ10に加えられた水を吸い上げ、その結果、カバー32を通して素早く広がり、全てのセメント層28を濡らす。3層の布/セメントが図5に示されているが、多数の層を提供して、シェルタの壁の厚さ、例えば10から15mm以上の厚さとしてもよい。布及びセメントの交互の層の代わりに、例えばウォディング(wadding)等のセメント含浸フェルトを使用することができる;この含浸は、布を振動させることによって作ることができる。
カバー32の布層26は、接続された一連の断片形状のストリップ42(図7参照)から作ることができる。代替的に、カバー32は、3次元ウィービングによって作られることができる。成型パネルは、最終シェルタの形状の大部分を占めるが、カバーをある程度伸張して所望のシェルタの内部形状を提供することもできる。
カバー32が膨張した後、シェルタ内のセメントは、完全にセットされる。セメントが乾ききることを防止するために、夕方カバーを膨張させて、夜にセットすることが好ましい。セメントの量は、セットする時に、自立して屋根を形成するようなものでなくてはならないことは自明である。
セメントがセットされると、出入り口を切り取ることができる。この出入り口は、図4に符号44で示されている。領域44には、布及びセメント層26、28が使用されず、従って、単にインナ24を通って切断することで、ドアを切ることができる。同様に、カバーのギャップは、窓、パイプ及びダクト(示さず)のために残しておいてもよい。窓は、切り出すか、又は適当な場所にインナと共に残しておいてもよい。このため、インナは、透明であることが望ましい。
更に図6を参照すると、インナ24の材料は、グラウンドシート30の材料と同じ材料で作る必要は無く、グラウンドシート30は、好ましくは耐摩耗性で選択される;好ましい材料は、織ったポリエチレンである。しかし、保護カバーは、シェルタ内のグラウンドシート30の上に配置して、使用中にダメージを受けることを防止することができる。カバー32は、例えば熱による溶接、接着剤等のいずれかの好ましい手段でその周囲のグラウンドシートに固定される。
グラウンドシート30は、支柱を介してグラウンドに固定され、この目的のためにグラウンドシートに鳩目を設けるようにする。
出入り口44を切ることによって、カバー内の圧力は開放される。圧縮状態下で動作するセットセメントは、カバーを支持する。セメントの強度は、その繊維がセメントを強化する布の存在によって実質的に改良される。布26にセメント28を接着するためのPVAの使用は、セメントに対して可塑剤として働き、これによって、その特性を改善する。
ガス不透過性インナ24を使用する一つの利点は、このインナが一般的に防水加工されており、これによって、雨が囲い内に侵入するのを防止することである。
更に、例えば野営病院等の殺菌した環境で使用するために殺菌することが可能である。
インナ内のスリットを切って出入り口を通れるようにした後は、出入り口44のインナ材をそのままにしてもよく、又は取り去ることもできる。そのままにした場合、インナは、例えばジップファスナで取り付けてドアを形成するか、又は、代替的に局地原料(図示せず)作った別のドアを提供してもよい。一の実施例で、コンテナとシェルは、ドアを形成できるように構成されたパレット上に送られる。セメントをセットして断熱した後、1又はそれ以上の更なる層を、カバーの上部に適用し、これに加えて、カバーを塗装するようにしてもよい。
一旦配備されると、構造物は分散圧縮加重によって強化されるので、コンクリート、土、砂袋又は雪等の、より重い追加材料で加重してもよい。
囲いは、いずれかの所望の直径に縮小することができる。それはドーム型(図4に示すような)であってもよく、又は、細長であっても、曲線の(部分的円筒の)屋根を有していてもよい。一の実施例で、一連のドーム形状の囲いが、曲線の屋根を有する細長の囲いでできた通路と連結されている。
以上のように、本発明の開示により、緊急地域に飛行機で送ることができ、その地域で提供される水を使用して有益な構造物を素早く形成することのできる軽量パッケージ10を提供する。水は飲料に適している必要はない。シェルタは、少ない労力で組み立てることができ、シェルタは、長期の寿命を有する。例示した方法で、直径4mの囲い用パッケージ10を、約230kgの重量で作ることができる。
図8は、図4のシェルタと同様であるが細長形状のシェルタの代替デザインを示す。カバーは図4から7に関連して記載されるように作られた端部セクション50を囲み、中央セクション52のアウタ層は、長方形の布ピース、好ましくは含浸ウォディング(wadding)から作られる。シェルタの壁は、構成において、図5と同様に類似しているが、布及びセメントの交互層を有する代わりに、2層のセメント含浸ポリプロピレンフェルト54を有し、加えてガス不透過性層24を有する。
図1は、送ることができるパッケージの図である。 図2は、開梱したときの図1のパッケージのコンテナのネットの図である。 図3は、膨張させ、次いで濡らす前のシェルタの図である。 図4は、膨張後のシェルタの図である。 図5は、シェルタのカバーを通る断面図である。 図6は、膨張前のシェルタの断面図(等縮ではない)である。 図7は、カバーの層の一の構成を示す斜視図である。 図8は、膨張後のシェルタの代替デザインの図である。 図9は、図8のシェルタのカバーを通る断面図である。

Claims (13)

  1. プレハブ式シェルタ形成用の膨張式シェルにおいて:
    ガス不透過性インナ及び水硬化性材料(water−settable material)及び/又は放射線硬化性(radiation settable)若しくは空気硬化性(air settable)材料を含浸させた少なくとも1層の布で形成したアウタを有するカバーと、
    前記カバーと一体のグラウンドシートと、
    を具え、
    前記インナが空気圧によって膨張し、その下に空間を形成することを特徴とする膨張式シェル。
  2. 請求項1に記載のシェルにおいて、前記カバーのインナ及び前記グラウンドシートが、空気圧によって膨張可能な空間を形成することを特徴とするシェル。
  3. 請求項1又は請求項2に記載のシェルにおいて、前記水硬化性材料(water−settable material)が、セメントベースであることを特徴とするシェル。
  4. 請求項1に記載のシェルにおいて、水硬化性(water−settable)、放射線硬化性(radiation settable)及び/又は空気硬化性(air settable)材料を含浸した前記少なくとも1層の布が、少なくとも2層の布を具え、前記水硬化性(water−settable)、放射硬化性及び/又は空気硬化性(air settable)材料を、隣接した層間に閉じこめることを特徴とするシェル。
  5. 請求項1に記載のシェルにおいて、少なくとも1層の布が、前記材料を有する前記水硬化性(water−settable)、放射線硬化性(radiation settable)又は空気硬化性(air settable)材料を含浸した少なくとも1層のフェルトを具えることを特徴とするシェル。
  6. 請求項1から4のいずれか1項に記載のシェルにおいて、前記水硬化性(water−settable)、放射線硬化性(radiation settable)及び/又は空気硬化性(air settable)材料が、例えば水溶性接着剤、例えばポリビニルアクリレートによって少なくとも1層の布に接着されることを特徴とするシェル。
  7. 請求項1から6のいずれか1項に記載のシェルにおいて、前記インナの部分が、前記少なくとも1層の布によって被覆されず、これによって、シェルタの出入り口及び/又は窓を形成することができることを特徴とするシェル。
  8. 請求項1から7のいずれか1項に記載のシェルにおいて、前記インナが透明若しくは半透明であることを特徴とするシェル。
  9. 請求項1から8のいずれか1項に記載のシェルにおいて、前記硬化性材料が水硬化性(water−settable)であることを特徴とするシェル。
  10. 請求項1から9のいずれか1項に記載のシェルにおいて、前記インナが防水加工されていることを特徴とするシェル。
  11. コンテナ内部に請求項9に記載のコンテナ及びシェルを具えるパッケージであって、前記コンテナの容積が、前記シェルに加えて、水硬化性材料をセットするのに十分な量の水を保持することができることを特徴とするパッケージ。
  12. 請求項1から9のいずれか1項に記載のシェルタを組み立てる方法であって、前記インナを膨張させてその下に空間を形成するステップと、水硬化性(water−settable)、放射線硬化性(radiation settable)及び/又は空気硬化性(air settable)材料をセットできるようにするステップと、を具えることを特徴とする方法。
  13. 請求項12に記載のシェルタを組み立てる方法において、前記アウタの水硬化性材料(water−settable material)を濡らすステップと、前記インナを膨張させてその下に空間を形成するステップと、前記水硬化性材料(water−settable material)をセットするステップと、を具えることを特徴とする方法。
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