JP2016514220A - 乾燥した封じ込めカーテン装置 - Google Patents

Abstract

本発明の目的は、例えばドアなどの建物の開口部で形成された、再度封じ込めるべき流出面の寸法よりも大きい寸法の乾燥カーテン（３、２７）を備え、前記カーテンが、爆発によって放出された高圧波に反応して展開することを特徴とする、封じ込め機構である。有利には、本カーテン（３、２７）は、筐体（１、２６）内に配置され、爆発によって放出された高圧波に反応して筐体から解放され展開する。

Description

本発明は、特に毒性物質または放射性物質を放出する危険性の高いプロセスを封じ込める分野に関する。さらに一般的には、本発明は、爆発の危険性（花火による爆発、化学的爆発など）および毒性のある化学物質や放射性物質を放出する危険性がある場合の、危険性の高い工程を用いるインフラストラクチャの安全確保に関する。本発明の目的は、工場の安全および社会の安全を同時に守ることである。

特に毒性物質または放射性物質を放出する危険性が高く、爆発する危険性が高いプロセスの場合、これらの物質が拡散するのを防止する建物のようなインフラストラクチャにプロセスを封じ込めることが望ましい。爆発が起きた際に放出されるエネルギー量に応じて、爆発に完全に気密性である建物を作ることは、非現実的か少なくとも法外な費用がかかるおそれがある。

気密性ではない建物の場合、流出面を規定することによって放出される流出物の量を制限でき、これによって建物の安全性を維持することが可能になり、この流出面は吐出弁として機能する。本発明の文脈では、建物が爆発に耐えて崩壊しない構成で作業する。毒性物質または放射性物質の一部が爆発時に建物の流出面に放出されたとしても、流出面の高さで建物を即座に封じ込めることは極めて有益であり、爆発後にガスまたは粒子の放出を著しく制限する、あるいは防止することも可能であり、それによって従業員および周辺住民への有害な影響を制限することができる。

工場での危険性の分野で同時に保護するための封じ込め対策は、様々な開発途上にある。火災の場合、火災検知時に作動する水のカーテンによる封じ込め、および防火用の仕切りが現在広く使用され、この原理を利用して作られた多くの機構が利用可能である。ガスまたは粒子放出に対する封じ込めの作製は、爆発の危険性のない設備ではよく知られている。

完全に封じ込められた領域に対しては、水のカーテンを利用する火災防止技術が広く用いられている。水のカーテンによる封じ込めの欠点は、時間が経つにつれてその効果が低下するという点、および自律性が限られていて連続給水する必要があるという点である。封じ込め技術は、自動または遠隔操作による可動ドアの形態でも存在するが、主な問題は、爆発作用の後、特に衝撃波、破片による衝突、または建物の変形が起きた後にドアを操作可能な状態にしておくことである。その上、このようなドアは、操作に相当な時間がかかる。

米国特許第６，０３１，４６２Ａ１号

本発明は、応答時間が極めて短く、効果および気密性が高く、最初の爆発に関連する衝撃、つまり衝撃波、破片、建物の変形に対する信頼性および耐性が高い封じ込め対策を提供することを狙いとする。このようにするために、本発明は、乾燥カーテンであって、封じ込める面積の大きさによりもサイズが大きく、自律的に機能するように設計され、最初の爆発から保護される乾燥カーテンを使用することを提案する。

さらに詳細には、本発明は、例えばドアなどの建物の開口部で形成された、封じ込めるべき流出面を有する建物における封じ込め機構であって、前記開口部よりも寸法が大きくなるように選定された乾燥カーテンを備え、前記カーテンが、爆発によって放出された高圧波に反応して自由落下により展開するように配置され構成されることを特徴とする、封じ込め機構を提案する。

本機構の好適な実施形態によれば、本機構は、カーテンを入れる筐体からなり、本機構は、爆発によって放出された高圧波に反応してカーテンを解放して展開させるように筐体を設計するように作製される。本機構は、有利には、さらに、開口部の枠にあるまぐさからなり、乾燥カーテンは、爆発が起きる可能性のある建物の内部に対してまぐさの外面に設置される。乾燥カーテンは、好ましくは、建物の開口部の枠にあるまぐさの外面に設置され、爆発は、建物の内部で起きる可能性がある。

カーテンの材料は、できれば、工業用の糸で織った織布であって、両面が１つ以上の層で覆われ、その層が、カーテンの気密性を確保するのに適していて、爆発過程で放出されるガスと化学的に融和性のある材料でできている織布で構成される。カーテンには、有利には、水平方向の補強材が備わっている。カーテンは、好ましくは、下端にカーテンの展開を補助するためのバラストバーを備えている。バラストバーは、好ましくは、カーテンの下側にジョイントを備え、前記ジョイントは、カーテンの下端でカーテンの気密性を確保するように適応している。また、封じ込め機構は、さらに、爆発後に建物の圧力を下げて開口部の枠に対してカーテンを平坦にできる、ガスを抽出するシステムを備えている。

第１の実施形態によれば、カーテンは、破れて離れるように設計された下パネルを備えるケース内に折りたたまれ、このパネルは、爆発の高圧波に反応して、ケースを外してカーテンを解放するように適応し、カーテンは重力を受けてひとりでに展開するようになっている。

第２の実施形態によれば、本機構は、カーテンを解放するための伸縮式の空圧ジャッキを備え、ジャッキを作動させるための花火による点火装置を備え、点火装置を作動させる電気信号を生成できる爆発検知網を備える。

第３の実施形態によれば、本機構は、カーテンを解放するための伸縮式の空圧ジャッキ、およびジャッキを作動させる電気信号を生成できる爆発検知網を備える。

好ましくは、本機構は、中にカーテンが巻き込まれるまたは丸められる柔軟な筐体を備え、筐体は小穴を介してジャッキに保持され、小穴は、ジャッキが引っ込む前に柔軟な筐体を保持する。この場合、カーテンは、ジャッキが引っ込んで筐体が解放された後に展開することが好ましい。本機構は、安全な電源を備えていることが好ましい。

本構想のその他の特徴および利点は、添付の図面とともに非限定的な例に沿って記載した説明を読めば明らかになるであろう。

本発明の第１の実施形態による機構の側面断面図である。 本発明の第１の実施形態による機構の側面断面図である。 本発明の第２の実施形態による機構の側面断面図である。 本発明の第２の実施形態による機構の側面断面図である。 本発明の第３の実施形態による機構の詳細図である。

本発明により、爆発に反応してドアなどの流出領域を封じ込めるまたは再度封じ込めることができるように構成された乾燥カーテンを含む機構が可能になる。本発明の機構は、迅速に展開でき、爆発によって使用不可能になることのないように設計される。

図１Ａおよび図１Ｂにそれぞれ展開前および展開後の乾燥カーテンを示している実施例は、本発明の第１の実施形態に相当し、第１の実施形態ではカーテンは不動のケースに収容される。

図１Ａによれば、カーテン３はケース１内に配置され、このケース自体は、再度封じ込められるドアのまぐさの外面に配置される。そのため、再度封じ込められる建物の外部に配置された機構は、まぐさによって爆発で生じた投射物から保護される。カーテンは、シートメタルのインターフェース１２に取り付けられ、このインターフェース自体はドアの上壁に取り付けられる。シートメタルは厚みがわずかで、これによって比較的柔軟なインターフェースを得ることが可能になり、爆発の高圧波の力で起こるまぐさの変形に耐えることができる。

カーテンの材料は、必要な化学耐性に応じて選定されるが、通常は織布で作製され、この織布は、１つ以上の気密性材料からなる１つ以上の層を有する２つの面で覆われ、さらに生地には、カーテンの上から下までに分布している水平の補強材が備わっている。

カーテンは、下端４にバラストバーを備え、このバーにはジョイント５が備わり、このジョイントは、例えばフォーム材製、ＥＰＤＭ製であり、その機能は特に、床の高さの差またはカーテンの高さの差、あるいはカーテンと床との平行性の差を補償することであり、それによってカーテンの下端での気密性を確実にし、展開したカーテンの高さは、カーテン上部の糸と床との間の距離よりもわずかに高く、例えば約１ｃｍ高い。

その上、建物には、図示していないガス抽出システムが備わっていてよく、このシステムによって、爆発後にその領域を減圧することがでる。したがって、カーテンを開口部の枠に対して平坦にすることによって、カーテンの端でよりよい気密性を確保することができる。

本機構は、爆発の中心からの視線上に、破るために設計されたパネル８を備えている。ケース１に取り付けられたこのパネルは、爆発の高圧波の作用を受けて、ケースを外してカーテンを解放する。するとカーテンは展開し、カーテンの重みとカーテンの下端にあるバラストバーの重みによって、重力によってひとりでに落下する。

図１Ａによれば、カーテンは、薄鋼板の場合はひだ状に構成される。ケースの上壁１１０は、コネクタ２を取り付けることによってインターフェースプレートに連結している支持体６の上に配置され、ケース１は単に支持体６に載っているだけである。ケースに溶接された２つの持ち上げ用インターフェース１１により、フォークリフトを用いて全体を取り付けやすくなる。ケースの支持体６は、カーテンの端に配置されてカーテンの展開を妨げない２つのブレースで構成され、このブレースに鋼鉄のバーが載っていて、このバーはカーテンの上に伸びてケース１を支持している。

そのため、支持体６およびこの支持体どうしの間に伸びているバーは、ケース内部に受容される。ケースの上面１１０がバーに載っているというこの設計により、ケースが外れようとしている際に、高圧の力を支持体ではなくケース内部に印加することができ、ケースの取り外しを正しくできる。

カーテンの方は、ケースの下面１１１に載る。ケースの取り外しは、高圧波の力が破れるパネル８にかかることによって起こり、このパネルはまぐさの下に位置している。伝達された力が回転を起こし、次にケースが外れ、カーテン３を解放する。支柱７を設置することで、破る力をケース全体に伝達でき、破れるパネル８のみが変形することはない。

ケースが完全になくなると、カーテンは、それ自体の重みおよびバラストバー４の重みで落下して展開し、開口部周囲の枠に対して平坦になる。カーテンの落下に伴うブレーキは、この場合はベルクロという商標で知られるもののような機械的な接着１０で実現され、この接着が最後の折り目にかかり、これによってカーテンの落下の最後でバラストバー４を減速させて損傷するのを防ぐ。このバラストバー４は、フォーム材５でできた補償用ジョイントを備え、このジョイントによってカーテンの下端を気密性にすることができる。補強材９は、カーテン３に沿って規則的な間隔で配置される。

この例によれば、補強材は、金属バーの一部でできている。この部分を配置するために、一片の布をカーテンの生地に縫い付け、例えば長手方向の開口部を残し、この部分を２片の布の間にある開口部の中に挿入する。この金属部分の長さは、この部分がカーテンを保持するようにドアのまぐさにとどまるような長さであるが、金属部分はカーテンの幅よりも短く、金属部分から出ているカーテンの断片がその柔軟性を維持して壁と一緒にジョイントを形成できるようになっている。これによって、カーテンの横側が自由になって、枠の端を超えて広がるように設定できる。

カーテンは、しかるべき位置に納まれば、エネルギーの入力やその他の消費を必要としないため、介入やメンテナンスなしに動作させることができる。幅４ｍのドアの場合、カーテンは枠の両側に５０ｃｍ広がることを考慮するとともに、ひだがおよそ０．５ｍであることを考慮すると、およそ０．６ｘ０．５ｘ０．４ｍの平行六面体形状であるケースが必要である。ケースは、例えば２ｍｍのシートメタルで作製され、高さがおよそ０．３ｍの破れるパネルを有していてよい。したがって、ケースの質量は約１５０ｋｇである。

例えばＴＮＴ４０ｇの弱い爆発がドアから５ｍの床で起こると、約７，０００Ｐａ（パスカル、圧力の単位）の動的な高圧のピークが破れるパネルに発生し、これが５，６００Ｎの動力のピークを引き起こすが、これはケースを破るのに極めて十分な力である。カーテンを展開させるのにかかる時間は１秒未満と見積もれる。なぜなら、カーテンの展開は、４ｍの高さからの自由落下にほぼ相当するからである。これは自由落下であることから、開口部の両側には誘導がない。そのような誘導はカーテンの落下を減速させるだけか、爆発による変形が起きた場合にカーテンを止めてしまうだけである。

ケースは、発により壁が変形したことでカーテンを下ろすシステムが止まることがないように、ドアの幅に沿っていくつかの部分に分割してもよい点に注意されたい。

図１Ｂは、カーテンがドアの枠に沿って展開し、補償用ジョイント５が床に載っている様子を表している。

図２Ａおよび図２Ｂの例は、誘導した機構に相当し、この機構では、伸縮式ジャッキによって解放された乾燥カーテンを用いている。

この実施形態によれば、ジャッキは伸縮式の空圧ジャッキである。このような伸縮式ジャッキは、花火による点火装置によって作動し、この点火装置自体は、爆発検知網から来る電気信号によって点火する。この爆発検知網は、米国特許第６，０３１，４６２Ａ１号に記載の類のものであってよい。この実施形態の機構は、例えばバッテリで補助されている配電区などの安全な電気供給を使用している限り、自律的な機構である。

図２Ａによれば、カーテン２７は、巻き上げられて柔軟な収納筐体２６内に保持され、筐体の一部は主構造３３に取り付けられ、筐体の残りの部分は、各ジャッキ２３の軸４５に沿ってスライドする金属製の支持用バックルを介して、２つの伸縮式ジャッキ２３から下垂している。主構造３３自体は、局所的に保護するためにまぐさと相互依存し、ジャッキ２３は、主構造３３と相互依存している。各ジャッキ２３は通常、引っ込める作用によって取り付けられた複動型ジャッキであり、花火による点火装置２２によって作動する。２つの点火装置２２は、ここには記載していない公知のタイプのセンサおよびコントローラを備えた高圧検知網によって作動する。

点火装置は、点火性の混合物でできた電気絶縁材を備えている。十分に強い電流が一定時間にわって絶縁材を流れている場合、点火性の混合物は燃焼し、これによってガスが発生して空圧ジャッキを作動させる。ジャッキ２３、点火装置２２および枠２７は、カバー２１によって悪天候、粉塵および機械的衝撃から保護される。

カバー２１は、主構造３３に取り付けられ、垂直方向の張り出し部２１０を備え、この張り出し部は、金属バックルまたは各ジャッキ２３の軸４５にある小穴が動くのを制限する。これによって、金属バックルがジャッキの軸から離脱した場合にカーテンが急激に落下するのを回避できる。さらに、全体の組み立て／分解の間またはメンテナンス中に、ピン２４をしかるべき位置に入れて、カーテン２７の急激な落下を防止できる。横のパネル３０は、横の機械的衝撃からカーテンを保護する。

爆発を検知した後、検知網によって発信された電気信号は、２つの点火装置２２を点火し、するとジャッキ２３の軸が引っ込む。軸のこの動きは収納筐体２６の金属バックルを解放し、これによってカーテン２７を通すことができ、カーテンは、カーテンの重みおよびバラストバー２８の重みによって引き起こされた重力の作用を受けて展開する。ここでも同じく、横の誘導は設けられず、カーテンは単純に開口部に沿って落下する。バラストバー２８は、ここでもフォーム材２９でできた補償用ジョイントを備え、このジョイントによってカーテンの下端を気密性にすることができる。

補強材３１は、カーテン２７に沿って規則的な間隔で配置されて、圧力を受けた際のカーテンの剛性を確保する。保護する開口部のフレームに対するカーテンの気密性は、１枚の合板２５によっても向上し、この合板はカーテン２７および収納筐体２６を覆って主構造３３の厚みを補償する。

この実施形態および前段の実施形態では、カーテン２７は特に、カーテンの気密性を確保するために適切な材料でコーティングされた工業用布で形成できる。カーテンをコーティングする材料は、爆発で放出されるガスと化学的に融和性のある材料、すなわちこのようなガスと接触しても劣化しない材料でなければならない。

材料は、例えば、ＮＢＣ（核、生物、化学）面で、あるいはＮＲＢＣ（核、放射線、細菌、化学）面で承認された材料である。一例が、Ｃｏｒｅｔｅｃｈ Ｓｈｅｌｔｅｒｇｕａｒｄ １４５０という商標でＳａｉｎｔ−Ｇｏｂａｉｎ社が提供している材料であってよい。カーテンの生地は、特にアラミド繊維で作製されてよい。

第１の実施形態では、カーテンを展開するのにかかる時間は、１秒未満と見積もってよい。図１Ｂおよび図２Ｂに示したようなしかるべき位置に納まれば、カーテンは、エネルギーの入力を必要とせず、水またはその他の液体を消費することなくその機能を果たすことができ、これによって、時間に追われることなく建物の安全を確保するための他の行為を実施することを想定することができる。

図３の変形例では、ジャッキ４０は、爆発検知網から来る電気信号で直接制御される電動ジャッキである。

この例によれば、この網は、この例によれば本発明の機構の高さまたは主構造の反対側に置かれているセンサ４１と、ケーブル４３で電源に接続された電子検知箱４２とを備えている。電子箱４２は、内蔵型のバックアップバッテリを備えていてよい。電子箱は、図示したようにカーテンの近傍に置けるが、いくつかの機能を統合している、実験所に付属する建物に設置された大規模な給電所に配置されてもよい。

同じように、センサ４１は、カーテンの近傍以外の所に配置されてよく、その位置は、特に爆発を検知しやすいように決定すべきである。

図３から、とりわけ、図２Ａの機構にあるものとよく似た柔軟な収納筐体２６をよりよく視覚化でき、この筐体は、例えば長方形の布片でできていて、一方の端が固定具４４で壁に取り付けられてドア構造３３を介して保持され、第１の端とは反対の第２の端には、ジャッキ４０の軸４５を通る小穴４６を備えている。

前段の実施形態のように、合板シート２５は、カーテンおよび収納筐体を平坦にして、ドア構造３３の厚みを補償することによって、カーテンの上部でドア枠に対する気密性を向上させる。

特許請求の範囲に規定している本発明は、示した例に限定されるものではなく、特にドア以外の開口部に適用される。このほか、ジャッキを有する機構は、筐体２６の代わりに上げ板を解放するように作用することができる。

Claims (16)

1. 例えばドアなどの建物の開口部で形成される、再度封じ込めるべき流出面を有する建物の封じ込め機構であって、前記開口部の寸法よりも大きい寸法を有するように選定されたカーテン（３、２７）を備え、前記カーテンは、爆発によって放出された高圧波に反応して自由落下により展開するように配置され構成されることを特徴とする、建物の封じ込め機構。
2. 前記カーテン（３、２７）は、爆発によって放出された高圧波に反応して前記カーテンを解放して展開するのに適した筐体（１、２６）内に配置される、請求項１に記載の建物の封じ込め機構。
3. 前記開口部の枠となるまぐさも備え、前記乾燥カーテン（３）は、爆発が起きる可能性のある建物の内部に対して前記まぐさの外面に設置される、請求項１または２に記載の封じ込め機構。
4. 前記カーテンの材料は、工業繊維でできた織布であって、２つの面が１つ以上の層で覆われ、該層が、前記カーテンの気密性を確保するのに適していて爆発過程で放出されるガスと化学的に融和性のある材料でできている織布で構成される、請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の封じ込め機構。
5. 前記カーテンは、水平な補強材（９、３１）を備える、請求項４に記載の封じ込め機構。
6. 前記カーテンは、前記カーテンの展開を補助するためのバラストバーを下端（４、２８）に備える、請求項４または５に記載の封じ込め機構。
7. 前記バラストバー（４、２８）は、前記カーテンの下端にジョイント（５、２９）を備え、前記ジョイントは、前記カーテンの下端で前記カーテンの気密性を確保するのに適している、請求項６に記載の封じ込め機構。
8. さらに、爆発後に建物の圧力を下げて前記開口部の前記枠に対して前記カーテンを平坦にできる、ガスを抽出するシステムを備える、請求項１〜７のうちいずれか一項に記載の封じ込め機構。
9. 前記カーテンは、破れて離れることができる下パネル（８）を有するケース（１）内に折りたたまれ、前記パネルは、高圧波の力を受けて、前記ケースを外して前記カーテンを解放するのに適していて、前記カーテンは重力を受けてひとりでに展開するようになっている、請求項１〜８のうちいずれか一項に記載の封じ込め機構。
10. 前記カーテンを解放するための伸縮式の空圧ジャッキ（２３）を備え、前記ジャッキを作動させるための花火による点火装置（２２）、および該点火装置を作動させる電気信号を生成できる爆発検知網を備える、請求項１〜８のうちいずれか一項に記載の封じ込め機構。
11. 前記カーテンを解放するための伸縮式の空圧ジャッキ（２３）、および前記ジャッキを作動させる電気信号を生成できる爆発検知網を備える、請求項１〜８のうちいずれか一項に記載の封じ込め機構。
12. 中に前記カーテン（２７）が巻き込まれるまたは丸められる柔軟な筐体（２６）を備え、筐体（２６）は小穴を介して前記ジャッキ（２３）に保持され、前記小穴は、前記ジャッキが引っ込む前に前記柔軟な筐体を保持する、請求項１０または１１に記載の封じ込め機構。
13. 前記カーテンは、前記ジャッキが引っ込んで前記筐体（２６）が解放された後に展開するように構成される、請求項１２に記載の封じ込め機構。
14. 安全な電源を備える、請求項１０〜１３のうちいずれか一項に記載の封じ込め機構。
15. 金属部分の長さは、該金属部分が前記開口部の両側に支持されるように、かつ前記金属部分が前記カーテンの幅よりも短くなるように規定される、請求項５に記載の封じ込め機構。
16. 前記カーテンは、横側が自由であり、枠の横側の端を超えて広がる、請求項５または１５に記載の封じ込め機構。

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