JP2017533358A - 展開可能なフレキシブル洪水緩和壁 - Google Patents

Abstract

テキスタイル及び膜材料から製造された展開可能なフレキシブル洪水緩和壁を作るための新規な設計及び建造方法。フレキシブル洪水緩和壁は、格納位置と展開位置との間を移動可能に構成されたテキスタイル/膜壁および支柱を備え、展開位置では、壁は、洪水の水又は他の流体に対して漏れのない障壁を形成する。手動で展開された一連の支柱は、流体静力学的にチャレンジされたときに布壁を支持すると共に地面に負荷を伝達するために使用される。

Description

本発明は、サイズ、形状、向きが広範囲の用途に対応可能なフレキシブル洪水緩和装置システムに関する、形状及び配向を多種多様な用途に適用することができる。本発明は、開口の一部または全部を洪水の水又は他の流体の脅威から封止するために、又は、防護のために建物又は構造物を完全に囲むために、使用することができる。

洪水(大水）となる事象（Flooding events）（以下、洪水事象）は、自然および人為的なインプットにより引き起こされ得る。これらの事象は、水体（水域）またはその近くに位置する建物およびインフラストラクチャ（以下、インフラ）に対して特に挑戦的であり得る。通常の水線(水位線）下にあるこれらの領域における輸送システムまたは建物は、特に脆弱である。高潮のうねり又はフラッシュ洪水を伴う厳しい嵐、上昇する海水位、及び地震活動は、自然によって提起された挑戦のいくつかである。事故、テロリズム、および機械の故障は、洪水を引き起こすか、または自然の事象から洪水を拡大することができる人為的な脅威である。

世界中の水線の下方で動作する多くの地下鉄および車両のトンネルは、洪水を経験している。電力サブステーションなどの無数の建物および構造も、洪水を経験している。ハリケーン・サンディは、２０１２年、特にニューヨーク市に対して破壊的なものであった。なぜならば、地下鉄システムの重要な部分が水浸しになり、経済的損失が想定を上回ったからである。水の侵入地点には、地下鉄入口、階段入口地点、換気シャフト、緊急出口、及びエレベータシャフトが含まれた。車両用トンネルも水浸しになり、多くの建物も同様であった。イビス（Ibis）は、歴史上、最悪の洪水事象の一つであったが、世界中の主要な都市の地下鉄システムにおける一連の事象の中の一つに過ぎなかった。

商業的に入手可能な多くのタイプの洪水緩和壁システムが存在する。これには、砂バッグ、膨張可能な壁、展開可能な機械的壁、及び洪水用ドアが含まれる。これらの装置の大部分は離れたところに保管され、必要に応じて使用地点に輸送される。このことは、効果的な防護を提供するためには、ユーザが広範囲な物流計画（extensive logistical plans)および現場での訓練を行うことを必要とする。 使用地点に保管されている剛性ドア等の機械的システムは、設置時におけるインフラへの大きな変更、隠しておくためのかなりの量の保管スペース、頻繁なメンテナンス、を必要とすることが多く、しかも、設置に費用がかかる。このため、多くの用途では受け入れできないとわかることが多い。

テキスタイルおよび膜ベースのフレキシブル洪水緩和装置は、既存の壁装置よりも著しい利点を提供する。最も注目すべきことは、使用地点での保管のために壁システムを小ボリュームにパックできることである。これは、フレキシブル洪水緩和壁を、利用可能な空間に適合する小ボリュームで格納することを可能とするだけでなく、それを設置するためにインフラに必要とされる修正・変更を最小化する。膜壁自体は、材料内の応力(これは、薄肉圧力容器の方程式、具体的には圧力及び半径によって規定される)を最小にするような形状に形成される。この壁は、防護すべき開口/不動産（property)の前にあるか、それを包囲しているこの壁の格納トレンチに被さっているカバーを取り外すことによって展開される。膜壁とともにトレンチに格納されている支柱を持ち上げ、レシーバ内に配置する。次に、トレンチの底に沿ってそのトレンチに取り付けられている布製の壁を隆起させ、支柱に取り付ける。水、波、浮遊デブリが壁に衝突すると、その負荷は、布から支柱へ伝達され、次いで地面へと伝達される。支柱は、まっすぐなビームであってもよいし、または、追加の曲げ強度およびトレンチ内の負荷の制御のためにバットレス（buttress)で支持されていてもよい。フレキシブル布壁は、水圧、波動作用、浮遊デブリ衝撃、または化学的脅威さえも含むあらゆる種類の脅威からの防護を提供するために、１または複数の層または異なるタイプの材料で構成することができる。

フレキシブル洪水緩和壁は、凸凹部、角度変化、またはグレード変化を有する任意の周囲形状に追随することができる。この壁は、連続していて、構造体を完全に囲んでいてもよいし、又は、壁は、単に開口部に架かって、建物に当接する（abut)支柱のシール材に付加されることによりこの開口部の側面に対してシールしてもよい。

フレキシブル洪水緩和壁は、領域内の流体を保持し、その逃避を防止する格納装置としても使用することができる。これは、危険な物質が使用され、こぼれたものを封じ込めておく必要がある場所の周りで展開可能な壁の形態とすることができるだろう。

フレキシブル洪水緩和装置は、テキスタイルと膜材料の独特の利点を活用して洪水緩和装置における技術水準を前進させる展開可能な壁である。

フレキシブル洪水緩和装置は、テキスタイル及び膜の壁と、展開時にこの壁を支持する支柱と、支柱レシーバ及び前記壁を取り付けるためのベース板と、保護カバーを有するトレンチとを備える。

このフレキシブル壁は、潜在的な洪水事象が特定されるまでは、支柱と共にトレンチ内に折り畳まれて格納されている。潜在的な洪水事象が特定されたとき、トレンチカバーを除去し、支柱を起こして、レシーバに挿入する。そして、前記フレキシブル壁を持ち上げて、前記支柱に取り付ける。この壁は、展開されると、かなりの静水圧（0フィートから約10フィートまでの圧力ヘッド）下での水の通過を防止する。壁は、取付板上の溝部の底部に位置するクランプバー及びシールの下で終端している。負荷下でのフレキシブル壁の引き抜きを防止するために、デッドマンアセンブリ（deadman assembly）をクランプと共に使用することができる。事象が終了した後、壁は、支柱から取り外され、折り畳まれ、トレンチ内に戻される。次いで、支柱が、それらのレシーバから除去され、トレンチ内に格納される。次いで、カバーが、システムを保護するために、トレンチ上に再設置される。所望されれば、カバーには、不正開封防止ファスナまたはヒンジを適用することができ、また、車両の交通量に耐えるような定格負荷とすることもできる。

壁アセンブリは、使用時点で地面の下に格納されていて、展開（配備）が簡単であるので、ユーザは、迅速に、かつ、可能な限り洪水事象の近くで、彼らの洪水緩和システムを展開（配備）することができる。これは、ダウン時間が収益損失と同等視できるトランジットシステムまたはビジネスなどの交通量の多いアプリケーション（high traffic applications)において、重要である。使用地点での格納は、アイテムが遠隔地に保存されたときの経時的に部品が失われる可能性を排除する。また、それは、布の壁のシールを地面に対して恒久的に固定して、漏れのない高い信頼性のシステムを確保する。殆どの展開可能なシステムは、表面の粗さ、亀裂、および表面の起伏のために、地面に対して効果的にシールすることができず、したがって、漏れが生じる。これは、結果的に、水の漏れを除去するためのポンプ、したがって、動力が必要となることが多いが、嵐や洪水事象においては動力を利用できない場合が多い。

トレンチおよび壁のアセンブリは、任意の形状の構造の周りに周囲つまり周縁（perimeter)を形成するように設計することができ、凹状および凸状の特徴を含むことができる。それは、斜面に、縁石を横切って形成することができ、または、ベンチの形態で地面の上方に置くこともできる。トレンチ（通常、展開可能な壁に衝突する水からの負荷に反作用（反応）する(react)ためにコンクリートに形成される）は、背の低い壁や高い壁に対応できるよう任意の形状又はサイズとできる。支柱負荷からのトレンチ上の反作用（反応）負荷（reaction loads)がトレンチ上で法外に大きくなると、展開可能なバットレスを支柱に追加することができる。バットレスは、負荷をバットレスの着地点に向かわせるので、トレンチに誘起される負荷を大幅に低減する。また、支柱の間隔を変更して、互いに近接したときに壁の強度を増大させ、または、それらを広げることにより壁のコストを低減するようにできる。

フレキシブル壁アセンブリは、壁したがって水の力が、それが保護している構造体(窓ガラス等)に衝突するのを防止することができる。これは、トレンチを構造体から遠ざけることによって、また、トレンチが構造体の近くにある場合には、構造体から離れるよう支柱を傾けることによって、行うことができる。チャネルまたは大きな一連のベルトループを作成するように独立したフレキシブル部材(ロープ、ケーブル等)を支柱の頂部からトレンチまで吊すことができ、それによって、壁が捕捉され、風の中で壁を容易に展開することができる。

フレキシブル壁システムは、建物、壁、または出入り口のような構造体に当接してシールすることができる。これは、最後の支柱と建物との間にシールを加えることによって達成される。フレキシブル壁は、壁をシールすることが必要な場合に最後の可能な時まで歩行者の通行の流れを可能にする通路を作成することができるよう、中断箇所を有することもできる。これは可能である。なぜならば、重なり合う壁シールシステムを使用することによって、壁は支柱において開始または停止することができるためである。これは、二つの隣接する支柱の間に捕捉されたデッドマンアセンブリを有するフレキシブル壁から構成される。このデッドマンは、これらの支柱間のギャップよりも大きく、したがって、支柱間でスリップすることがなく、したがって永久的に捕捉されるフレキシブルアセンブリである。この領域における支柱上の面シールは、接合された壁部を通過する漏れを防止する。

本発明の第２の側面は、同じまたは同様であるが、より構造的でないバージョンを使用することであり、人間または車両の通行の流れ、風、飛翔体等に対する保護バリアとして使用されるものである。このシステムの機能性は同一であるが、これらの場合にはこのシステムへの力は潜在的に低いので、異なる材料を使用することができる。

フレキシブル壁が展開された、コーナー部を有するアセンブリを示す。 カバーが取り外されフレキシブル壁が梱包された、コーナー部を有するアセンブリを示す。 布壁の可能な構造を示す。 布壁の可能な構造を示す。 布壁の可能な構造を示す。 布壁の可能な構造を示す。 フレキシブル壁の終端アセンブリを示す。 梱包状態のアセンブリを示す。 展開位置におけるアセンブリを示す。 建物/構造体接触部（abutment)における展開位置のアセンブリを示す。 バットレスを有する展開位置におけるアセンブリを示す。

発明を実施するための好ましい形態

図１は、本発明の一実施形態による展開位置にある壁を備えた展開可能なフレキシブル洪水壁１００の斜視図を示す。図２は、カバーが取り外された、格納状態にある展開可能なフレキシブル洪水壁１００を示す。図３〜図８はそれぞれ、展開可能なフレキシブル洪水壁１００の重要な特徴の詳細図を示す。展開可能なフレキシブル洪水壁を、フレキシブル壁とも呼ぶ。

図１，２，５，６，７に示すように、展開可能なフレキシブル洪水壁１００は、テキスタイル及び膜のフレキシブル壁１０１と、トレンチ１０２と、シールクランプ１０３と、取付板１０４と、支柱１０５と、クランプ支柱１０６と、バットレス１０７と、レシーバ１０８と、壁シール１０９と、テザー（tether、固縛具）１１０と、アンカー１１１と、カバー１１２とを備える。

フレキシブル壁１０１は、トレンチ１０２内に折り畳まれて格納され、格納位置から展開位置に、そしてその逆にも移動可能である。フレキシブル壁１０１は、シールクランプ１０３により取付板１０４に取り付けられ、シールクランプから引き抜かれるのを防止するために、フレキシブル壁１０１に対してデッドマン１１３が終端として使用されてもよい。シールクランプ１０３は、フレキシブル壁１０１と取付板１０４との間に漏れのないシールつまりリークフリーシールを備えている。取付板１０４とトレンチ１０５との間にガスケットシール１１４が配置されて、リークフリーシールを提供する。フレキシブル壁１０１を展開するためには、まず、トレンチ１０２上のカバー１１２を除去しなければならない。支柱１０５は、持ち上げられ、又は回転されて、取付板１０４に固定されたレシーバ１０８内に入れられる。次いで、フレキシブル壁１０１が上下方向（垂直方向）に持ち上げられ、フレキシブル壁１０１上のテザー１１０及び支柱１０５上のアンカー１１１を介して支柱１０５に取り付けられる。フレキシブル壁１００に衝突する如何なる水または他の流体も、負荷を支柱１０５内へ、続いて、レシーバ１０８内へと押し込むが、その負荷はトレンチ１０２によって反撃（react)される。フレキシブル壁１０１は、巻き（rolling）又は折り畳みを含む多くの方法で収納することができる。

フレキシブル壁１０１は、それを支柱１０５とクランプ支柱１０６との間に挟持することにより、支柱１０５の箇所で終端させることができる。クランプ支柱１０６のガスケットシール１１４は、フレキシブル壁１０１をシールして水が通過するのを防止する。「デッドマン」１１３終端（つまり終端としてのデッドマン１１３）を壁の端部に付加して、壁に負荷が加わったときに引き抜かれるのを防止することができる。シール支柱１０６は、便宜上、支柱１０５の如何なる側にも配置することができる。このクランプ装置は、建物または構造体に対して展開可能なフレキシブル洪水壁１００を終端させるため、又はスパンに沿って出入口を作るため、又はコーナーに接合部を作るため、又はフレキシブル壁１０１を終端させる必要がある場合又は二つのフレキシブル壁１０１を結合して漏れの無いアセンブリにするために必要な他の如何なる構成とするために、使用できる。固定式の又は取外し可能な壁シール１０９を支柱１０５に取り付けて、展開可能なフレキシブル洪水壁１００と建物または構造体との間にリークフリーシールを形成することができる。

図４及び図５に示すように、デッドマン１０７は、フレキシブル壁用のウェビング１１５に巻回された内コアと、フレキシブル壁膜１１２とを備える。内側コアは、強度と、クランプシステムを介して圧縮され得ない幾何学的特徴を提供する。ウェビング１１５は、フレキシブル壁１０２のウェビング構造の延長部である。内コア周りに巻き付けられたウェビングは、縫製されてループを形成する。この接合(結合）部は、フレキシブル壁１０１から取付板１０４への、続いてトレンチ１０２への、負荷のための経路を提供する。取付板１０４は、トレンチ１０２に物理的に接続されていてもいなくてもよい。手荒い取り扱い又は衝撃が予想される場合には、保護カバー１０１を付加してフレキシブル壁１０１に対する弾力性を向上させてもよい。ウェビング１１５同士は、ステッチ、シール、接着、それらの組み合わせ、または何らかの類似したアクティビティを介して、規則的な間隔で接合され得る。ウェビング１１４は、プラスチックまたはエラストマーのコーティングで被覆するか含浸することができるし、コーティングなしとすることもできる。膜１１６は、ウェビング１１５アセンブリに隣接して配置されており、ウェビング１１５アセンブリにおける負荷伝達を確実にするために、大形サイズとなっている。膜１１６は、水がフレキシブル壁１０１を通過するのを防止する。この膜は任意の数の材料とすることができ、その材料には、ポリマーで被覆された布、弾性シート、プラスチックフィルム等が含まれる。当然ながら、布、ウェビング、ストラップなどのいずれも、例えば、KEVLAR(登録商標)、グラファイト、ガラス、金属、セラミック、複合繊維、およびそれらの組み合わせ等、高強度材料から作ることができる。図３Ａ〜３Ｄは材料のいくつかの可能な組み合わせを示しているが、それらは単に例示の目的のためだけである。なぜならば、当業者は、本開示を読めば、例示された構成の均等物および代替物を想定するからである。

図８は、より大きい水の脅威または衝撃に耐える高応力壁のために、支柱１０５にバットレス１０７を追加することができることを示している。これは、支柱１０５の曲げ負荷を低減して支柱１０５を小型で扱いやすくすることができると共に、トレンチ１０２の捩り負荷を低減してトレンチ１０２を小さくすることを可能とする。

Claims (26)

1. 膜のフレキシブル壁と、
   前記壁を支持する一連の剛性の支柱と、
   それぞれカバーを有する硬質のトレンチボックスまたは硬質の表面ボックスからなる群から選択された少なくとも一つと、
   前記支柱および前記壁を受ける取付構造であって、前記トレンチボックスまたは前記表面ボックスからなる群から選択された一つに取り付けられた取付構造と
   を備え、
   前記フレキシブル壁は、流体の通過を防止するために前記取付構造に対してシールされることを特徴とする展開可能なフレキシブル流体保持壁システム。
2. 請求項１に記載の展開可能なフレキシブル壁システムにおいて、
   前記壁は、一つの材料層および複数の材料層からなる群から選択された一つから構成され、前記一つの材料層又は複数の材料層は、流体保持及び、静的及び動的な流体圧力及び浮遊デブリの衝撃を抑制するための構造的支持を提供することを特徴とする展開可能なフレキシブル壁システム。
3. 請求項２に記載の展開可能なフレキシブル壁システムにおいて、
   前記フレキシブル壁は、このフレキシブル壁内の応力を低減するために凹状に形成されていることを特徴とする展開可能なフレキシブル壁システム。
4. 請求項２に記載の展開可能なフレキシブル壁システムにおいて、
   前記壁は、構造的支持のために、布、ウェビング、ストラップ、ベルト、テープ、およびそれらの組合せからなる群から選択された少なくとも一つの部材で構成されることを特徴とする展開可能なフレキシブル壁システム。
5. 請求項４に記載の展開可能なフレキシブル壁システムにおいて、
   前記布、ウェビング、ストラップ、ベルト、テープ、およびそれらの組合せからなる群の各部材は、一つの部材の一部または複数の部材の組合せの一部が損傷しても、摩擦により損傷許容性を提供するように、織られていることを特徴とする展開可能なフレキシブル壁システム。
6. 請求項４に記載の展開可能なフレキシブル壁システムにおいて、
   前記布、ウェビング、ストラップ、ベルト、テープ、およびそれらの組合せからなる群から選択された少なくとも一つの部材は、縫い、溶接、接着、およびそれらの組み合わせのうちの少なくとも一つによって、別の部材に接続されていることを特徴とする展開可能なフレキシブル壁システム。
7. 請求項２に記載の展開可能なフレキシブル壁システムにおいて、
   前記フレキシブル壁は、流体保持のためにコーティングされた布または膜から構成されることを特徴とする展開可能なフレキシブル壁システム。
8. 請求項２に記載の展開可能なフレキシブル壁システムにおいて、
   一つ又は複数の追加の布層が、弾力性または冗長性を提供するために含まれていることを特徴とする展開可能なフレキシブル壁システム。
9. 請求項２に記載の展開可能なフレキシブル壁システムにおいて、
   前記壁の周縁の一部又は全部は、構造体および圧力保持層に接続されたフレキシブルなデッドマンから構成されることを特徴とする展開可能なフレキシブル壁システム。
10. 請求項９に記載の展開可能なフレキシブル壁システムにおいて、
    前記デッドマンは、フレキシブルなロープ、ケーブル、またはフレキシブル材料のアセンブリから構成されることを特徴とする展開可能なフレキシブル壁システム。
11. 請求項９に記載の展開可能なフレキシブル壁システムにおいて、
    前記デッドマンは、壁から支柱または取付構造に負荷を伝達することを特徴とする展開可能なフレキシブル壁システム。
12. 請求項２に記載の展開可能なフレキシブル壁システムにおいて、
    前記壁の性質は、格納のために、前記壁の巻き、折り畳み、およびそれらの組合せの少なくとも一つを容易にすることを特徴とする展開可能なフレキシブル壁システム。
13. 請求項１に記載の展開可能なフレキシブル壁システムにおいて、
    前記支柱はトレンチボックス内に格納するために着脱可能であるかヒンジ式であることを特徴とする展開可能なフレキシブル壁システム。
14. 請求項１に記載の展開可能なフレキシブル壁システムにおいて、
    前記壁をクランプして負荷に対応するために、一又は複数の支柱を一緒に配置することができることを特徴とする展開可能なフレキシブル壁システム。
15. 請求項１に記載の展開可能なフレキシブル壁システムにおいて、
    前記支柱は、風の中での展開中及び展開後に前記フレキシブル壁を支持するために支柱頂部からトレンチまで取り付けられてチャネルを作る部材を有することを特徴とする展開可能なフレキシブル壁システム。
16. 請求項１５に記載の展開可能なフレキシブル壁システムにおいて、
    前記部材はケーブルであることを特徴とする展開可能なフレキシブル壁システム。
17. 請求項１に記載の展開可能なフレキシブル壁システムにおいて、
    前記支柱は、金属、プラスチック、それらの組合せ、および複合材料からなる群からの少なくとも一つの材料から構成されることを特徴とする展開可能なフレキシブル壁システム。
18. 請求項１に記載の展開可能なフレキシブル壁システムにおいて、
    前記支柱は、任意の断面形状を有すると共に、直線形状及びテーパー形状からなる群から選択された少なくとも一つの長手方向形状を有することを特徴とする展開可能なフレキシブル壁システム。
19. 請求項１に記載の展開可能なフレキシブル壁システムにおいて、
    前記支柱は角度が付けられており、任意の断面形状を有することを特徴とする展開可能なフレキシブル壁システム。
20. 請求項１に記載の展開可能なフレキシブル壁システムにおいて、
    前記支柱はバットレスで支持され、任意の断面形状を有することを特徴とする展開可能なフレキシブル壁システム。
21. 請求項１に記載の展開可能なフレキシブル壁システムにおいて、
    如何なる形状の建物または構造でも囲むために如何なる向きにでも配置されるように構成可能であることを特徴とする展開可能なフレキシブル壁システム。
22. 請求項１に記載の展開可能なフレキシブル壁システムにおいて、
    前記フレキシブル壁は、任意の支柱位置で終端されて、シールされることができることを特徴とする展開可能なフレキシブル壁システム。
23. 請求項１に記載の展開可能なフレキシブル壁システムにおいて、
    前記フレキシブル壁は、構造体、建物、または、ドア又は窓などの建物内の開口部に対してシール可能であることを特徴とする展開可能なフレキシブル壁システム。
24. 請求項１に記載の展開可能なフレキシブル壁システムにおいて、
    前記壁は、地面下でトレンチ内に、又は地面上で表面ボックス内に、格納することができることを特徴とする展開可能なフレキシブル壁システム。
25. 請求項１に記載の展開可能なフレキシブル壁システムにおいて、
    前記壁は、任意の流体を停止するため、又は人や車両の流れに影響を与えるため又は人や車両の流れを案内するために使用することができることを特徴とする展開可能なフレキシブル壁システム。
26. 請求項１に記載の展開可能なフレキシブル壁システムにおいて、
    前記壁は、トレンチに対してシールされることができることを特徴とする展開可能なフレキシブル壁システム。

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