JP6643354B2 - 伸長可能なフレキシブル洪水バリア - Google Patents

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伸長可能なフレキシブル洪水バリアに関する、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。変電所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、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。これは、歴史上、大都市での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。これらの壁システムは、展開するのに大きな労働力を必要とし、しかも時間もかかるものである。特に暴風雨の脅威下にある場合にはそうであり、このとき人員は多くの任務で忙しくなる。また、殆どの展開可能な壁システムは多くの構成部材を有しているので、不適切な組み立てから生じる漏れ又は壁の故障といった問題のかなりのリスクがある。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、展開可能な壁システムの問題の幾つかは解決するが、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。また、それらの壁システムは、閉鎖しようとする開口のスパンに限度がある。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伸長可能なフレキシブル洪水バリアは、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、開口に隣接する周囲壁又は建物に取り付けられた格納容器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。アンカー支柱（anchor post) に取り付けられこの支柱に対してシールされている布製の壁を伸長させて、レシーバ支柱 (receiver post) に取り付ける。グランドスカート部 (ground skirt) は地面に接して配置されており、壁は流体圧を保持する用意ができている。よりダイナミックな事象の場合または漏れを減らすことが決定的に重要な意味を持つ場合には、このスカート部をクランプバーの下に固定して、シールを押しつけて壁のベース部を地面に固定することができる。この場合には、ボルトを取り付けるためのプリインストールされたつまり予め組み込まれたレシーバが必要となる。

スパンがより長い壁の場合には、その壁を間欠的に支持するために中間支柱を展開してもよいし、または、プリインストールされたボラード（bollard）を使用してもよい。布製の壁を展開する前にケーブルを支柱間に延ばして、シャワーカーテンのように壁を展開することができるようにすることで展開を容易にすることもできる。

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負荷の制御のためにバットレス（buttress）（扶壁、控え壁）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。伸長可能なフレキシブル洪水バリアは、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、あるいは、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。

伸長可能なフレキシブル洪水バリアは、領域内の流体を保持すると共に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に展開可能な壁の形態とすることができるだろう。

伸長可能なフレキシブル洪水バリアは、テキスタイル及び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。

伸長可能なフレキシブル洪水バリアは、上下方向(vertical)のアンカー支柱に取り付けられたテキスタイル及び膜の壁（a textile and membrane wall)と、前記膜の壁（以下「膜壁」）が伸長されたときに前記膜壁が取り付けられるレシーバ支柱と、前記アンカー支柱と一体で、前記膜壁が格納されたときにその膜壁を保持する格納容器とを備える。前記フレキシブル壁は、地面上に水平方向に横たわるグランドスカート延長部を有する。前記グランドスカート延長部は一体のシール部を有しており、これらのシール部は、水の重さ及びバラスト又はクランプバーによって押しつけられて地面に対してシールする。より長い開口をシールすべく前記壁の長さの延長を容易にするために、さらなる支柱を前記壁に付加してもよい。

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、折り畳まれてその容器内に格納されている。潜在的な洪水事象が特定されたとき、その容器を開いて、壁を伸長し、開口の反対側にあるレシーバ支柱に結合させると共に、フレキシブル壁のグランドスカート部を配置する。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12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、端支柱の箇所において、クランプバー及びシールの下で終端しており、地面に対して、バラスト付きのスカート又はボルトで締められたクランプバーを用いてより確実に取り付けられる。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。その事象が終了した後、壁は、支柱から取り外され、折り畳まれ、その容器内に戻される。この容器及び必要とされる他の如何なるカバーも、所望されれば、不正開封防止ファスナで閉じることができ、また、ボラードとして作用するように定格負荷(荷重）とすることもできる。

壁アセンブリは、使用地点で開口に隣接して格納されていて、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、漏れのない高い信頼性のシステムを確保するために、地面に予め取り付けられたレシーバにボルトで固定されるクランプバーを使用できるように構成することもできる。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、漏水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。

支持ケーブルの助けにより、長い壁を容易に展開することができる。支持ケーブルは、アンカー支柱からレシーバ支柱まで展開され、展開中、フレキシブル壁をシャワーカーテンのように支持する。展開中に壁の如何なる部分も地面上をスライドしないよう、グランドスカート部及びバラストは壁に折り重ねて、ケーブルに留めておくことができる。これは一人の人間が長い壁を展開することを可能とする。端支柱の間で壁を支持するために、中間支柱を展開することができる。あるいは、壁は、プリインストールされたボラードにもたれかかることもできる。

前記壁アセンブリは、任意の形状の構造の周りに外周つまり周縁（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、そして、凸凹面上に、形成することができる。また、壁は、開口を横切る一つのスパンを有することもできるし、あるいは、壁を固定するために地面にボルトで固定され得るか固定ボラードを使用し得る展開可能な中間支柱を有することもできる。支柱上の反作用（反応）負荷（reaction loads)が法外に大きくなると、展開可能なバットレスを追加することができ、負荷をバットレスの着地点に向かわせてベースマウントに誘起される負荷を大幅に低減するようにできる。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、取付地点を構造体から遠ざけることによって、また、トレンチまたは格納容器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に角度をつける（angling)（つまり、支柱を傾斜させる又はある角度に曲げる）ことによって、行うことができる。展開を助けると共に、展開後の風の中での動きを制限するために、独立したフレキシブル部材(ロープ、ケーブル等)を支柱間に張り渡すことができる。

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、端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、中間支柱で重なり合う壁クランプ・シールシステムを使用することによって、壁はこれらの中間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、前記中間支柱にクランプによって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、したがって完全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、接合された壁部分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かかる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。

フレキシブル膜が展開された状態にある伸長可能なフレキシブル洪水バリアを示す。 フレキシブル膜が収容された状態にある伸長可能なフレキシブル洪水バリアを示す。 フレキシブル膜の可能な構造を示す。 フレキシブル膜の可能な構造を示す。 フレキシブル膜の可能な構造を示す。 フレキシブル膜の可能な構造を示す。 長尺の伸長可能なフレキシブル洪水バリアを容易にするための緊張ケーブと中間支柱との使用を示す。 ケーブルガイドを使用しての長尺の伸長可能なフレキシブル洪水バリアの展開を示す。 グランドスカート部を地面に固定するためのアンカーの使用を示す。 膜壁に角度を付ける（つまり、ある角度に曲げる）ことができることを示す。

図１は、フレキシブル膜が展開位置にある本発明の一実施形態による伸長可能なフレキシブル洪水バリア１００の斜視図を示す。図２は、フレキシブル膜が格納状態にある伸長可能なフレキシブル洪水バリア１００を示す。図３は伸長可能なフレキシブル洪水バリア１００のフレキシブル膜部分の幾つかの可能な構造を示す。図４は、長尺の伸長可能なフレキシブル洪水バリア１００を容易にするための緊張ケーブルと中間支柱との使用を示す。図５は、ケーブルガイドを使用しての長尺の伸長可能なフレキシブル洪水バリア１００の展開を示す。図６は、伸長可能なフレキシブル洪水バリア１００のグランドスカート部を地面に固定するためのアンカーの使用を示す。図７は、伸長可能なフレキシブル洪水バリア１００の膜壁に角度（角）を付ける（つまり、ある角度に曲げる）ことができることを示す。

図１，２に示すように、伸長可能なフレキシブル洪水バリア１００は、テキスタイル及びフレキシブル膜１０１の壁、アンカー支柱１０２と、格納容器１０３と、レシーバ支柱１０４と、グランドスカート部１０５と、バラスト１０６と、レシーバカバー１１０と、取付シール１１１と、取付板１１２とを備える。

フレキシブル膜１０１の壁は、容器１０３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。フレキシブル膜１０１は、取付シール１１１を圧迫（圧縮）するボルトを使用してアンカー支柱１０２に取り付けられる。取付板１１２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が終端として使用されてもよい。取付板１１２は、フレキシブル膜１０１とアンカー支柱１０２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提供する。取付板１１２と構造体との間にガスケットシール１１１が配置されて、ボルトによって圧迫されたときに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、容器１０３を除去するか開けなければならない。次に、フレキシブル壁１０１が水平方向に引っ張られ、取付板１１２と取付シール１１１とボルトとを用いてレシーバ支柱１０４に取り付けられる。フレキシブル膜１０１に衝突する水は、負荷を支柱１０２，１０４内へ、続いて、レシーバ内、地面又は、建物等の隣接する構造体へと押し込む。フレキシブル膜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。別の実施形態では、容器１０３をコンクリートで鋳造されたトレンチ、または、煉瓦及び／又はブロックで作られたトレンチで置き換えてもよい。このようなトレンチは、周囲の地表内又は床内に直接形成され、ドアで覆われる。上述の構成部材１０１−１０２，１０４，１１１−１１２は、容器１０３に関して説明したのと同様な方法でトレンチ内に格納し又は使用のために配置することができる。

図３に示すように、フレキシブル壁１０１は、１以上の層の膜１１６と、ウェビングアセンブリ１１５とを備え、水圧と損害の脅威からの負荷によっては、恐らく保護層１１７も備える。手荒い取り扱いや衝撃が予想される場合には、フレキシブル壁１０１の弾力性を高めるために、保護層１１７を追加することができる。ウェビング１１５は、縫い、シーリング、接着、その他の同様の方法で、一定間隔で接合することができる。ウェビング１１５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、流体を保持する不透過層である。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、エラストマーシート、プラスチックフィルム等が含まれる。

中間支柱１１３に取り付けられた取付板１１２又は中間支柱１１３に取り付けられたクランプ板によってフレキシブル膜１０１を保持することで、フレキシブル膜１０１をこの中間支柱１１３で終端させることができる。支柱に取り付けられた取付シール１１１はフレキシブル膜１０１をシールして水の通過を防止する。壁に負荷がかかったときに取付板１１２から引き出されるのを防止するために、デッドマン終端（つまり終端としてのデッドマン）を壁の両端に付加することができる。このクランプ構造を用いて、スパンに沿って出入り口を作る、コーナーでの接合部を作る、あるいはそれ以外にも、フレキシブル壁１０１が終端する必要がある場合又は２つのフレキシブル壁１０１がリークフリーアセンブリーで接合される必要がある場合に要求されるものを作ることができる。

図４は、長尺の伸長可能なフレキシブル洪水バリア１００を容易にするための、緊張ケーブル１１８と中間支柱又はボラード１１３との使用を示す。緊張ケーブル１１８は、アンカー支柱１０２又はレシーバ支柱１０４に配置し得る引っ張りスプール１１９によって引っ張られている。フレキシブル膜１０１はケーブルクリップ１１４によってこの緊張ケーブルに取り付けられており、容器１０３からの展開中、フレキシブル膜１０１はその上をスライドする。図５は、ケーブルクリップ１１４を開くことによって緊張ケーブル１１８からグランドスカート部１０５を解放することを含む展開プロセスを示す。

図７は、フレキシブル壁１０１の中央のスパンを支持するための中間支柱１１３又はボラードを備えた長いフレキシブル洪水バリア１００の膜壁１０１に角度（角）を付ける（つまり、ある角度に曲げる）ことができることを示す。

フレキシブル壁は防護すべき開口の一側にある容器に格納され、バリアを展開するためにこの開口の反対側にあるレシーバまで延ばされる。支柱又は建物自体等の構造部材が、壁に衝突する洪水の水からの負荷に反応する。中間支柱又はボラードを追加して壁を長くすることができるので、より長いスパンをこのフレキシブル壁で閉鎖することができる。このフレキシブル壁は、建物全体、建物の入口、トランジットシステムの通路、例えば換気シャフトやエレベータシャフト、階段の吹き抜け、その他の洪水の脅威にさらされ得る開口を含めて、多くの用途に使用できるように構成することができる。それは、建物や変電所、家等の構造物を取り囲むよう連続していてもよいし、人や自動車のための出入口を含むあらゆる種類の開口をシールするために使用できるよう、セグメント化つまりセグメントに分割されていても良い。また、それは、如何なる開口又は水位にも適合するように調整することができ、また、その柔軟性のお陰で標高の局所変化に適応することができる。

本書に記載された本発明の説明を読むと、添付の請求項の範囲と趣旨から逸脱することなく、ここに開示された実施形態の修正及び変更を思い描き、実施することができることは、当業者には明らかであろう。

Claims (20)

1. 取付板によって上下方向のアンカー支柱に取り付けられる、膜壁であるフレキシブル壁と、
   前記アンカー支柱と一体で、前記壁が格納されたときにその壁を保持する格納容器と、
   前記膜壁が伸長されたとき、取付板によって前記膜壁が取り付けられるレシーバ支柱と、
   地面上に水平方向に横たわる、上下方向の前記フレキシブル壁の延長部と
   を備え、
   前記支柱は長さが伸長可能であることを特徴とする伸長可能なフレキシブル洪水バリア。
2. 請求項１に記載のフレキシブル洪水バリアにおいて、
   前記壁は、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ために、１又は複数の材料層からなることを特徴とするフレキシブル洪水バリア。
3. 請求項２に記載のフレキシブル洪水バリアにおいて、
   前記壁は、布と、構造的支持のためのウェビング、ストラップ、ベルト、テープからなる群のうちの少なくとも一つの部材とで構成されることを特徴とするフレキシブル洪水バリア。
4. 請求項３に記載のフレキシブル洪水バリアにおいて、
   前記ウェビング／ストラップ／ベルト／テープは、縫い、溶接、接着、又は同様の手段によって互いに接続されていることを特徴とするフレキシブル洪水バリア。
5. 請求項１に記載のフレキシブル洪水バリアにおいて、
   前記壁の柔軟性は格納のための巻き又は折り畳みを容易にすることを特徴とするフレキシブル洪水バリア。
6. 請求項１に記載のフレキシブル洪水バリアにおいて、
   前記フレキシブル壁は、流体の通過を防止するために、前記アンカー支柱及びレシーバ支柱並びに地面に対してシールされていることを特徴とするフレキシブル洪水バリア。
7. 請求項１に記載のフレキシブル洪水バリアにおいて、
   より長い又はより高い壁が簡単にできるよう、追加の固定式又は取り外し可能な支柱が前記アンカー支柱と前記レシーバ支柱との間に加えられることを特徴とするフレキシブル洪水バリア。
8. 請求項１に記載のフレキシブル洪水バリアにおいて、
   前記アンカー支柱及び前記レシーバ支柱は、前記伸長可能な壁が洪水を遮断している開口の外周に対してシールされていることを特徴とするフレキシブル洪水バリア。
9. 請求項１に記載のフレキシブル洪水バリアにおいて、
   独立したフレキシブル壁同士が中間のクランプ支柱の箇所で接合されシールされることができることを特徴とするフレキシブル洪水バリア。
10. 請求項１に記載のフレキシブル洪水バリアにおいて、
    風中及び水負荷下で前記フレキシブル壁の水平部分を所定箇所に保持するため、そして、このフレキシブル壁に取り付けられたフレキシブルシールを圧迫するために、バラストが前記水平部分と一体になっていることを特徴とするフレキシブル洪水バリア。
11. 請求項１に記載のフレキシブル洪水バリアにおいて、
    強風中において前記フレキシブル壁の水平部分を所定箇所に保持するため、そして、このフレキシブル壁に取り付けられたフレキシブルシールを圧迫するために、地面に固定するためのセグメント化されたクランプバーが前記フレキシブル壁の水平部分に付加されていることを特徴とするフレキシブル洪水バリア。
12. 請求項１に記載のフレキシブル洪水バリアにおいて、
    前記支柱は、金属とプラスチックと複合材料とからなる群のうちの少なくとも１つの材料から形成されていることを特徴とするフレキシブル洪水バリア。
13. 請求項１に記載のフレキシブル洪水バリアにおいて、
    前記支柱は、直線状又はテーパー状であり、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洪水バリア。
14. 請求項１に記載のフレキシブル洪水バリアにおいて、
    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フレキシブル洪水バリア。
15. 請求項１に記載のフレキシブル洪水バリアにおいて、
    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フレキシブル洪水バリア。
16. 請求項１に記載のフレキシブル洪水バリアにおいて、
    前記フレキシブル壁は、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も配置可能であることを特徴とするフレキシブル洪水バリア。
17. 請求項１に記載のフレキシブル洪水バリアにおいて、
    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フレキシブル洪水バリア。
18. 請求項１に記載のフレキシブル洪水バリアにおいて、
    前記フレキシブル壁は、任意の流体を停止するため、人又は車両の流れに影響を与えるため、又は、人又は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フレキシブル洪水バリア。
19. 請求項１に記載のフレキシブル洪水バリアにおいて、
    前記フレキシブル壁は、展開及び作業中、前記アンカー支柱と前記レシーバ支柱との間に架かる緊張ケーブルによって支持されることを特徴とするフレキシブル洪水バリア。
20. 取付板によって上下方向のアンカー支柱に取り付けられる、膜壁であるフレキシブル壁と、
    前記アンカー支柱と一体で、前記壁が格納されたときにその壁を保持する格納容器と、
    前記膜壁が伸長されたとき、取付板によって前記膜壁が取り付けられるレシーバ支柱と、
    地面上に水平方向に横たわる、上下方向の前記フレキシブル壁の延長部と
    を備え、
    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伸長可能なフレキシブル洪水バリア。

Images