JP6657226B2 - モジュール方式の設備及び組立セット - Google Patents

Description

本発明はモジュール方式の設備に関し、特に、モジュール方式の産業設備、供給設備、および生産設備などに関する。本発明はさらに、独立クレームの前文に記載の、このような設備のためのモジュール、およびモジュール方式の設備を構築するための組立セットに関する。

ある設備では、特に産業設備、供給設備、生産設備などでは、例えば新たな要求に対して迅速かつ効率的に適応させるために、これらの設備をモジュール方式によって構築することが望ましい場合がある。例えば化学生産設備において、生産する製品が変わることによって、個々の構成要素を適応させる、または交換する必要が生じるケースが考えられる。このような大規模の化学設備では、往々にして、非常に多くの設備モジュールを、重なり合って位置する複数の組立階層に配置しなければならない。このため、いくつかのタイプのオープンフレームワーク構造および閉鎖型建築物が、従来技術から知られている。

産業設備では、例えばモータ、タービンなど、振動を発生させる設備要素を使用することが多い。したがって産業設備は、このような振動が構造全体に伝搬しないように、または増大することもないように好ましくも構築される必要がある。

大規模の産業設備、特に化学製造設備または製油所は、地震または暴風などの自然災害に対して特に脆弱である。そのような災害のリスクが高まっている地域、または、例えば人口密度が高い地域など特に危険が迫った地域では、外部からの極端な影響にも耐えられるような設備を構築することが必要である。空間寸法およびこのような設備のよくあるモジュール方式での構築により、この要件を満たすことが非常に困難となっている。さらに、個々の設備モジュール（構成要素）の数、種類、大きさ、および重さは、通常、設備ごとによって大きく異なる。また設備の特性は、例えば設備の稼働率が変動することが原因で、または設備を再構築し、設備モジュールを交換、除去、または追加することが原因で、設備の寿命期間にわたり大幅に変化する可能性がある。このような設備の支持構造を新たな環境に適応させる必要が生じることで、通常複雑化している構成を、複雑で費用のかかる動的な構造機械的解析に基づいて修正するために、多大なコストが必要となることが多い。

モジュール方式で建設することは、例えば遠隔地に運搬して再構築するために効率的に解体され、運搬可能とされなければならない産業設備においてさらに有効である。この場合考えられる応用例として、鉱業において必要とされるが、数年後には更新しなければならない可能性がある発電所、処理設備、制御設備などがある。

欧州特許出願公開第０５７２８１４号明細書には、重なり合う室を備えた種々の建物区分を有する多層構造ユニットを備えた、化学設備が開示されている。これらの室には、設備構成要素が移動スタンド上に、関連する接続部と共に収容されている。設備構成要素はスタンド上で、室の側面から素早く除去し、交換することができる。一方、基本構造は固定され、変更または交換を容易に行うことができない。

モジュール式システムは、好適には、効率的に運搬できるように比較的体積が小さい個別部品によって構成されるべきである。さらには、大きな構築労力を伴うことなく、組立および分解を可能にするべきである。

例えば大規模な建設現場で一時的な建築物を建設するために、個々のモジュールを規格の貨物コンテナの大きさで組み立てることが知られている。このようなモジュール式システムは、モジュールが規格のサイズであることから運搬が容易であり、通常の貨物コンテナと同様に互いに隣り合わせて、または上下に積み重ねることができる。しかし、このような構造は安定性に限界があり、特に、例えば地震の際に生じるような高い機械的応力から保護されていない。

特に地震や暴風などの自然災害から保護される建築物を建設するための別のシステムが、従来技術から知られている。

米国特許第６、１５１、８４４号明細書には、テンションロッドを通して垂直方向に予張された壁要素を有する、単層または多層の建築物を建設するための構造が記載されている。壁要素が予張されていることで、外部の風の影響および地震に対して安定化されている。

国際公開第２００５／１２１４６４号パンフレットには、モジュール方式の耐震建築物のためのフレーム構造が記載されており、このフレーム構造では、梁を寄せ集めて連結結合点を形成するため、梁からの力がこれらの連結結合点に同心円状に伝達される。

国際公開第９５／３０８１４号パンフレットには、中心となる変形可能な垂直の建築物と、その建築物を取り囲む外装構造とによって構成される制振／耐震建築物が記載され、その建築物と外装構造とがエネルギーを吸収する減衰要素によって接続される。この外装構造は、振動を抑えながら地中に支持される下部と、下部に支持される上部とを備える。

米国特許第４、７６６、７０８号明細書には、制振建築物構造のためのモジュール式システムが記載されている。このシステムはフレーム構造を有し、このフレーム構造は、モジュール方式のユニットを挿入できる実質的に矩形の受入領域を備える。受入領域はそれぞれ、防振要素を有する。

国際公開第２０１４／０７４５０８号パンフレットには、モジュール方式のユニットを連結するためのシステムが記載され、このシステムでは、重なり合う、各角部が接するそれぞれ８つの立方体形状のモジュールが、プレートによって接合されている。この連結プレートは、角部が当接する下層の４つのモジュールの屋根梁にねじで取り付けられている。上層の４つモジュールは、その基礎梁が連結プレート上に重なるように置かれ、環状のピンによってモジュールが確実に正しく配向される。それぞれ２つの重なり合う連結要素が、モジュールの垂直縁部における支柱内のテンションロッドによって共に補強される。その結果、角部が互いに当接する８つのモジュールが、形状嵌合および圧入嵌合で連結される。これらの個々の連結点は、モジュールを介して互いに間接的にのみ連結されているという意味では、互いに機械的に絶縁されている。

英国特許出願公告第１２４４３５６号明細書には、立方体形状の複数のモジュールによって構成された建築物をモジュール方式で建築するための、別のシステムが開示されている。このモジュールは、中空プロファイル状の４つの支柱を備え、対向して位置する一方の２つの側面における支柱は、端部が交差ブレースに連結され、対向して位置する他方の２つの側面における支柱は、波板状の側壁を介して連結されている。モジュールの上部は天井パネルによって閉塞され、底部は床パネルによって閉塞される。互いに当接する８つのモジュールの支柱はそれぞれ、各角部が連結要素によって形状嵌合するように互いに水平位置で連結される。テンションロッドは支柱に位置し、テンションロッドを介して、重なり合う全てのモジュールの整列する支柱が相互に補強される。その結果、角部が互いに当接するモジュールが、形状嵌合および圧入嵌合で連結される。この場合も、連結点は互いに機械的に絶縁されている。

国際公開第２０１０／０３１１２９号パンフレットには、複数のモジュールによって構成された建築物をモジュール方式で建築するための、別のシステムが開示されている。２つの垂直な支柱がそれぞれ立方体形状のモジュールの、長手方向の対向する２つの側壁の外面に位置している。これらの支柱がわずかにオフセットされるため、横方向に隣接する２つのモジュールの支柱は、長手方向に互いに同一平面上に整列している。対応する２つのモジュールは、支柱を共締めすることで相互に固定される。隣接するモジュールは、同様の方法で長手方向に連結される。重なり合うモジュールの支柱は、センタリング要素によって確実に正しく配向された状態で、整列して位置する。整列した支柱は、同様に、一対ずつ共締めされる。その結果、連結点では、それぞれ各端部が互いに隣接する４つのモジュールが、形状嵌合するように連結される。各端部には、このような連結点が１つまたは２つ設けられる。これらの個々の連結点は、互いに機械的に絶縁されている。

国際公開第２００４／０９４７５２号パンフレットには、建築物をモジュール方式で建築するための、さらに別のシステムが開示されている。モジュールの、重なり合う支柱の間に連結要素が位置し、連結要素は、外側フランジと、種々のピッチ角を有する上円錐台および下円錐台を有する。円錐台とフランジとの一直線上には貫通孔が位置する。設置された状態では、１つの連結要素のフランジが、その連結モジュールの下方のモジュールの支柱上で支えられ、上方のモジュールの支柱は、連結要素のフランジ上で支えられる。連結要素の円錐台は、支柱の、対応する円錐形のくぼみに位置する。重なり合う支柱および連結要素の全てを通って、連続するテンションロッドが垂直に位置し、テンションロッドを介してモジュールが垂直方向に相互に補強される。モジュールが横方向に移動される場合、一定の距離を変位すると、連結要素の傾斜した円錐状の壁が、支柱の受入開口の傾斜した円錐状の壁上で支えられるようになっている。これにより、横方向にさらに変位することで、テンションロッドのばね力とは逆に垂直に変位することにもなるため、ショックアブソーバとして作用する。隣接する２つの円錐台を有する、さらなる連結要素が設けられ、これらの連結要素を介して、横方向に隣接する２つのモジュールの角部が互いに連結できる。この場合もまた、全体構造のモジュールの個々の連結点は、機械的に互いに絶縁されている。

これらのどのシステムによっても、柔軟に設計でき、効率的な組立および分解が可能であり、モジュールの容易な運搬が可能で、同時に地震または暴風などの極端な機械的応力から守られるような、モジュール方式の産業設備を実現することはできない。

したがって、この分野では全般に、向上が必要とされる。

本発明の目的は、上述および他の短所を有していない、冒頭で述べた種類のモジュール方式の設備を提供することである。

本発明に係るモジュール方式の設備によれば、好適には、設備の計画および設計が可能になるはずである。前述のモジュール方式の設備を、効率的に組立および分解ができるはずである。同時に、このモジュール方式の設備は、一般の気象影響に加え、地震または暴風などの極端な機械的応力から守られるはずである。

設備の個々のモジュールは、好適には、輸送が容易である。個々の設備モジュールの基本構造は、製造における費用対効果の向上を意図している。

本発明のさらなる目的は、モジュール方式の設備を構築するための組立セットを提供することであり、この組立セットによって個々のモジュールからこのような設備を構築することが可能になる。

これらおよび他の目的は、独立クレームに記載される、本発明に係るモジュール方式の設備と、モジュール方式の設備のための本発明に係るモジュールと、モジュール方式の設備を構築するための本発明に係る組立セットとによって達成される。さらなる好ましい実施形態は、従属クレームに記載される。

本開示の範囲内において、「モジュール方式の設備」という用語は、特に、種々の構成要素（例えば反応器、タンク、フィルタ、ポンプ、熱交換器など）が通常、例えばラインなどを介して互いに連動する、例えば化学生産設備などの、個々のモジュールで構成された産業設備を意味する。

このような産業設備は、例えば鉱業において、例えば岩石を破砕する装置、洗浄する装置、選別する装置、または輸送する装置など、他の処理設備を備えてもよい。発電所もまた、モジュール方式の構成を有してもよい。例えば、炭素含有材料を使用し、エネルギーを発生させる設備が、本出願人による国際公開第２０１１／０６１２９９号パンフレットから知られている。このような設備もまた、モジュール方式の設備として実現することができる。

「モジュール方式の設備」という用語が、特に化学生産設備、発電所、供給設備、浄化設備、処理設備など、個々のモジュールによって構成される、または構成され得る実質的に全ての技術設備または産業設備およびユニットを包含し、さらに保管システム、駐車場、およびモジュール方式の建築物など、個々のモジュールから構築され得る他の設備を包含することは当業者には明白である。

本発明に係るモジュール方式の設備に関する、本発明の第１の態様、特に、互いに重なり合う２つ以上の層に配置される、立方体形状の複数の設備モジュールを備えるモジュール方式の産業設備では、
モジュールが、締結点を有する支持構造を有し、締結点は、モジュールを、そのモジュールの上方または下方に位置する層の隣接モジュールの対応する締結点に連結するために設けられており、
水平面において、１つの層のモジュールが、そのモジュールの上方および／または下方に位置する層の隣接するモジュールに形状嵌合するように連結され、
緊張要素を有する少なくとも１つのテンション装置が設けられ、そのテンション装置によって張力がモジュールの最上層に対してモジュールの最下層または基礎ブロックに垂線に沿って作用できるため、垂線に沿って、前記最下層と前記最上層との間のモジュールが、そのモジュールの上方および／または下方に位置する層の隣接するモジュールと共に、締結点の圧入嵌合により共に加圧され、それによって位置決め固定され、
第１の平面を規定する３つ以上の支持要素がモジュールの支持構造上側に位置し、第１の平面と平行な第２の平面を規定する３つ以上の支持要素が支持構造の下側に、上側とは反対側に面して位置し、支持要素がモジュールの締結点として使用され、
上側の１つの支持要素と下側の１つの支持要素とが、それぞれ一対となり、第１および第２の平面の法線に平行となる直線に沿って互いに整列し、
前記支持要素が円錐状のくぼみを有し、
隣接する層の２つの隣接するモジュールの、互いに対向する２つの支持要素は連結要素によって連結され、連結要素は二重円錐形状または二重円錐台形状を有し、連結要素の１つの円錐または円錐台が、それぞれ２つのうち１つの支持要素の円錐状の座部に、同一平面上に真っすぐ整列して位置し、支えられる。

連結要素の円錐状側面、および支持要素の座部の円錐状側面は、関連するモジュールの一部分が、連結要素のうち前記円錐または円錐台の側面の部分ではない面で支えられることなく、特に連結要素のうち二重円錐または二重円錐台の長手方向軸線に垂直である面で支えられることなく、連結要素の円錐または円錐台が支持要素の円錐状の座部に同一平面上に整列して支えられることが可能な形状を有する。

支柱はそれぞれ、モジュールの、２対の支持要素間に位置してもよい。支柱は、垂線に沿った静的な力を吸収する。

テンション装置は、最下層のモジュールの緊張要素のためのアンカと、緊張要素を緊張させることができ、かつ／または引張応力を維持できる緊張装置とを含むことが有効である。緊張要素は、例えば単一のテンションロッドもしくは複数の平行テンションロッドとして、または単一のテンションケーブルもしくは複数の平行テンションケーブルとして設計してもよい。テンション装置は、例えば温度変化などの外部要因によって生じる緊張要素の長さの変化をある程度補償できる、ばね要素を有することが特に有効である。

上述した本発明に係る設備の好適な一変形例では、支持モジュールを有する層と、１つまたは複数の機能モジュールを有する層とが、上下に交互に配置される。

上述した本発明に係る設備の別の好適な変形例では、モジュールを、モジュールの少なくとも１つの層について、前記層の２つ以上のモジュールの締結点が、そのモジュールの上方および／または下方に位置する層の１つの共通モジュールの締結点に連結されるように配置する。その結果、層の隣接するモジュールが、別の層の共に連結されたモジュールを介して機械的に連結され、設備全体を強化することにつながる。

上述した本発明に係る設備の別の好適な変形例では、モジュールが、モジュールの少なくとも一部分が三次元格子状となるようにロックし合って重なり合う。この特徴によっても、設備全体を機械的に強化することにつながる。

モジュール方式の設備は、剛性が大きいことから、このように全体として機械的に安定しており、非常に制限された範囲においてのみ振動可能となっているため、回転機もしくは他の振動源などの個々の設備部分によって生じる振動、または、例えば風の影響もしくは地震などの外部からの機械的影響によって生じる振動が増大できず、構造の固有振動数が可能な限り高くなる。

上述した本発明に係る設備のさらに別の好適な変形例では、モジュールの支持要素が中央開口部を有するため、緊張要素が開口部を通って、それぞれ２対の支持要素によって規定される直線に沿って導かれ、または導かれることができる。

上述した本発明に係る設備のさらに別の好適な変形例では、連結要素が貫通孔を有し、緊張要素がその貫通孔を通って導かれ、または導かれることができる。

上述した本発明に係るこのような設備では、モジュールを、全てのモジュールの支持要素が、垂線に平行である複数の直線に沿って整列し、これらの各直線に沿って緊張要素が導かれることができるように、または緊張要素が位置するように、配置することが有効である。

上述した本発明に係る設備の特に好適な一変形例は、温度変化中に緊張要素の引張応力を維持する少なくとも１つの緊張装置を有し、緊張装置は、設備の最上層または最下層のモジュールに締結され、または支持される基本構造と、基本構造に対して緊張要素の長手方向軸線に沿って移動可能な支持体と、基本構造と移動可能な支持体との間に位置するばね要素とを有し、緊張要素の第１の端部が緊張装置の移動可能な支持体上で支えられ、または移動可能な支持体と連結され、緊張要素の第２の端部が設備の反対側のカウンタベアリング上で支えられ、またはカウンタベアリングと連結され、緊張要素の第１のばね定数Ｄ１のばね要素の第２のばね定数Ｄ２に対する比Ｄ１／Ｄ２が、少なくとも４／１、好ましくは少なくとも６／１、特に好ましくは少なくとも９／１である。

本発明の第１の態様によるモジュール方式の設備を構築するための、本発明に係る組立セットは、
支持構造を有する複数のモジュールであって、第１の平面を規定する３つ以上の支持要素が支持構造の上側に位置し、第１の平面と平行な第２の平面を規定する３つ以上の支持要素が、支持構造の下側に、上側とは反対側に面して位置し、上側の支持要素と下側の支持要素とが、それぞれ１対となり、第１および第２の平面の法線に平行な直線に沿って互いに整列し、前記支持要素が円錐状のくぼみを有する、複数のモジュールと、
二重円錐形状または二重円錐台形状の複数の連結要素と、
１つまたは複数の緊張要素と
を備え、
連結要素の円錐状側面、および支持要素の座部の円錐状側面は、関連するモジュールの一部分が、連結要素のうち前記円錐または円錐台の側面の部分ではない面で支えられることなく、特に連結要素のうち二重円錐または二重円錐台の長手方向軸線に垂直である面で支えられることなく、連結要素の円錐または円錐台が支持要素の円錐状の座部に同一平面上に整列して支えられることが可能な形状を有する。

モジュールの支持要素は中央開口部を有することが有効であり、これにより緊張要素が開口部を通って、それぞれ２対の支持要素によって規定される直線に沿って導かれることができる。

本発明に係るこのような組立セットの好適な一実施形態では、連結要素が貫通孔を有し、緊張要素がその貫通孔を通って導かれることができる。

本発明に係るこのような組立セットの別の好適な実施形態は、温度変化中に緊張要素の引張応力を維持する少なくとも１つの緊張装置を有し、緊張装置は、モジュールに締結され、または支持される基本構造と、基本構造に対して移動可能な支持体と、基本構造と移動可能な支持体との間に位置するばね要素とを有し、緊張要素の第１の端部が緊張装置の移動可能な支持体上に支持することができ、または移動可能な支持体に連結でき、緊張要素の第１のばね定数Ｄ１のばね要素の第２のばね定数Ｄ２に対する比Ｄ１／Ｄ２が、少なくとも４／１、好ましくは少なくとも６／１、特に好ましくは少なくとも９／１である。

本発明の第２の態様では、本発明に係るモジュール方式の設備が、互いに重なり合う２つ以上の層に配置される、立方体形状の複数の設備モジュールを備える。モジュールが、締結点を有する支持構造を有し、締結点は、モジュールを、そのモジュールの上方または下方に位置する層の隣接モジュールの対応する締結点に連結するために設けられる。水平面（水平方向）において、１つの層のモジュールが、そのモジュールの上方および／または下方に位置する層の隣接するモジュールに形状嵌合するように連結される。さらに、緊張要素を有する少なくとも１つのテンション装置が設けられ、そのテンション装置によって張力が、モジュールの最上層に対してモジュールの最下層または基礎ブロックに垂線に沿って作用できるため、垂線（垂直軸線）に沿って、前記最下層と前記最上層との間のモジュールが、そのモジュールの上方および／または下方に垂線に沿って位置する層の隣接するモジュールと共に、締結点の圧入嵌合により共に加圧され、それによって位置決め固定される。

テンション装置は、最下層のモジュールの緊張要素のためのアンカと、緊張要素を緊張させることができ、かつ／または引張応力を維持できる緊張装置とを含むことが有効である。緊張要素は、例えば単一のテンションロッドもしくは複数の平行テンションロッドとして、または単一のテンションケーブルもしくは複数の平行テンションケーブルとして設計してもよい。テンション装置は、例えば温度変化などの外部要因によって生じる緊張要素の長さの変化をある程度補償できる、ばね要素を有することが特に有効である。

このようなモジュール方式の設備では、支持モジュールを有する層と、１つまたは複数の機能モジュールを有する層とが、上下に交互に配置されることが有効である。

このようなモジュール方式の設備の別の好適な実施形態の変形例では、モジュールを、モジュールの少なくとも１つの層について、前記層の２つ以上のモジュールの締結点が、そのモジュールの上方および／または下方に位置する層の１つの共通モジュールの締結点に連結されるように配置する。その結果、１つの層の隣接するモジュールが、別の層の共に連結されたモジュールを介して機械的に連結され、設備全体を強化することにつながる。

本発明に係るモジュール方式の設備において、モジュールが、モジュールの少なくとも一部分が三次元格子状となるようにロックし合って重なり合う場合も、さらに有効である。この特徴によっても、設備全体を機械的に強化することにつながる。

モジュール方式の設備は、剛性が大きいことから、このように全体として機械的に安定しており、非常に制限された範囲においてのみ振動可能となっているため、回転機もしくは他の振動源などの個々の設備部分によって生じる振動、または、例えば風の影響もしくは地震などの外部からの機械的影響によって生じる振動が増大できず、構造の固有振動数が可能な限り高くなる。

代わりに、または追加で、本発明に係るこのようなモジュール方式の設備において、第１の平面を規定する３つ以上の支持要素がモジュールの支持構造上側に位置し、第１の平面と平行な第２の平面を規定する３つ以上の支持要素が支持構造の下側に、上側とは反対側に面して位置する。上側の１つの支持要素と下側の１つの支持要素とが、それぞれ一対となり、第１および第２の平面の法線に平行となる直線に沿って互いに整列する。支持要素はモジュールの締結点として使用される。

本発明に係る設備のこのような実施形態では、モジュールの支持要素が円錐状のくぼみを有することが特に有効である。代わりに、または追加で、モジュールの支持要素が中央開口部を有することで、緊張要素が開口部を通って、それぞれ２対の支持要素によって規定される直線に沿って導かれ、または導かれることができる。

支柱はそれぞれ、モジュールの、２対の支持要素間に位置してもよい。支柱は、垂線に沿った静的な力を吸収する。

好適な一変形例では、隣接する層の隣接する２つのモジュールの、互いに対向する２つの支持要素が、連結要素によって連結される。モジュールの支持要素は、円錐状のくぼみを有することが特に有効であり、連結要素が二重円錐形状または二重円錐台形状を有し、連結要素の円錐または円錐台が、それぞれ、２つのうち１つの支持要素の円錐状の座部に同一平面上に整列して位置する。連結要素が貫通孔を有することが有効であり、緊張要素がその貫通孔を通って導かれ、または導かれることができる。

本発明に係るモジュール方式の設備では、モジュールを、全てのモジュールの支持要素が、垂線に平行である複数の直線に沿って整列するように配置することが特に有効である。これらの各直線に沿って、緊張要素が導かれることができ、または緊張要素が位置する。

モジュール方式の設備のための本発明に係るモジュールは、支持構造を有し、第１の平面を規定する３つ以上の支持要素が支持構造上側に位置し、第１の平面と平行な第２の平面を規定する３つ以上の支持要素が支持構造の下側に、上側とは反対側に面して位置する。上側の１つの支持要素と下側の１つの支持要素とが、それぞれ一対となり、第１および第２の平面の法線に平行となる直線に沿って互いに整列する。

本発明に係るこのようなモジュールの支持要素は、円錐状のくぼみを有することが有効である。代わりに、または追加で、支持要素が中央開口部を有することで、緊張要素が開口部を通って、それぞれ２対の支持要素によって規定される直線に沿って導かれることができる。

別の好適な変形例では、支柱がそれぞれ２対の支持要素の間に位置する。

このようなモジュールの支持構造には、外殻が装着されてもよい。好適な一変形例では、外殻が、規格の貨物コンテナ（ＩＳＯコンテナ）として設計される。

本発明に係るモジュール方式の設備を構築するための、本発明に係る組立セットは、本発明に係る複数のモジュールと、１つまたは複数の緊張要素とを備える。このような組立セットは、複数の連結要素を有することが特に有効であり、これら複数の連結要素に対してモジュールの締結点を連結させることができる。

本発明の第３の態様では、本発明に係るモジュール方式の設備、特にモジュール方式の産業設備が、互いに重なり合う２つ以上の層に配置される、立方体形状の複数の機能モジュールおよび複数の連結モジュールを備える。連結モジュールは、直接隣接する２つの機能モジュールの互いに対向して位置する各面の間に位置し、これら機能モジュールの対応する面に、平面上に位置するそれぞれ３つ以上の連結点で、特定の機能モジュールの支持構造に圧入嵌合および／または形状嵌合するように連結される。

共通の平面（ｘ−ｙ）、（ｙ−ｚ）、または（ｘ−ｚ）に位置する一群の連結モジュールのうち、２つ以上の連結モジュールは、１つの共通連結モジュールとして設計することが有効である。

少なくとも１対の機能モジュールが、その機能モジュールの面において、２つ以上の連結モジュールによって連結される場合は、さらに有効である。

以下、本発明をよりよく理解できるように図面を参照する。図面は、本発明の要旨の例示的な実施形態を示すものにすぎず、本明細書で開示される特徴に本発明を限定するものとして適したものではない。

以下の図面および関連する説明において、同様または機能的に同等の部分には同じ符号を付す。モジュールは、立方体または丸みのある立方体として、概略的に図示されるのみである。

本発明に係るモジュール方式の設備の考え得る一実施形態を概略的に示す正面図である。 本発明に係るモジュール方式の設備の考え得る一実施形態を概略的に示す、左側から見た側面図である。 本発明に係るモジュール方式の設備の考え得る一実施形態を概略的に示す上面図である。 ２つのモジュール間の連結点の断面を概略的に示す図である（図１に示す本発明に係るモジュール方式の設備の詳細Ａ）。 最上層のモジュールと緊張装置との間の連結点の断面を概略的に示す図である（図１に示す本発明に係るモジュール方式の設備の詳細Ｂ）。 代替の一実施形態の緊張装置の断面を概略的に示す図である。 図１に示す本発明に係るモジュール方式の設備の、機能モジュールの支持構造および中間モジュールの支持構造の、考え得る設計の１つを概略的に示す、左側から見た側面図である。 垂直に配向されたモジュールを備える、本発明に係るモジュール方式の設備の考え得る別の実施形態を概略的に示す正面図である。 垂直に配向されたモジュールを備える、本発明に係るモジュール方式の設備の考え得る別の実施形態を概略的に示す、左側から見た側面図である。 本発明に係るモジュール方式の設備の別の実施形態の三次元モデル図である。 本発明に係るモジュール方式の設備の別の実施形態の、別の三次元モデル図である。 本発明に係るモジュール方式の設備の別の実施形態を概略的に示す斜視図である。 本発明に係るモジュール方式の設備の、さらに別の実施形態を概略的に示す斜視図である。 本発明に係るモジュール方式の設備の、さらに別の実施形態を概略的に示す斜視図である。 モジュール方式の設備の、さらに別の実施形態を概略的に示す斜視図である。 モジュール方式の設備の代替の一実施形態を、さらに概略的に示す斜視図である。 円錐状の支持要素に連結ボルトを備えた、機能モジュールの水平形状嵌合支持体の、考え得る一変形例を概略的に示す斜視図である。支持体の設計を見やすくするため、図中において、モジュールの部分は切り取られている。 周囲に横方向の取付具を備えた、機能モジュールの水平形状嵌合支持体の、考え得る別の変形例を概略的に示す斜視図である。支持体の設計を見やすくするため、図中において、モジュールの部分は切り取られている。 本発明に係るモジュール方式の設備の別の実施形態を概略的に示す正面図である。 本発明に係るモジュール方式の設備の別の実施形態を概略的に示す側面図である。 本発明に係るモジュール方式の設備の別の実施形態を概略的に示す正面図である。 本発明に係るモジュール方式の設備のさらに別の実施形態を概略的に示す側面図である。

本発明に係るモジュール方式の設備１の考え得る例示的な一実施形態を、図１に概略的に示す。種々の連結点を、図２および図３に概略的に示す。モジュール方式の設備１は、６つの機能モジュール２０と８つの中間モジュール４０とによって構成され、この機能モジュール２０および中間モジュール４０は、共通の基礎ベース６上にロックし合って重なり合う。機能モジュール２０および中間モジュール４０は、図中では概略的に示されるのみであるが、外形が立方体であり、支持構造と、個々のモジュール内に存在する設備要素とによって構成される。以下、モジュールの設計について、より詳細に説明する。本発明に係るモジュール方式の設備の機能原理を説明する場合は、モジュールが、剛性を有し、張力および圧力に対する耐性があり、ねじりに対して安定した立方体の要素であるものと見なせばよい。

モジュールをロックし合って重ね合わせることで、例えば風、地震、または設備内で稼働する機械および装置からの機械的振動によって生じる、個々のモジュールに作用する力が、設備構造を通して直接伝搬することができず、その代わりに構造の異なる方向にそれるという効果をもたらす。結果的に構造全体を強化することにつながり、それに伴って固有振動周波数が上昇する。

モジュール２０および４０は、連結要素６４（図１に概略的にのみ示す）が位置する上側および下側に８つの支持要素２４、２４’、４４および４４’をそれぞれ有し、この支持要素２４、２４’、４４および４４’によって、モジュールが、互いに対して中央に位置し、水平面に形状嵌合するように位置決め固定される。このように配置することで、重なり合って位置する連結要素が、垂線（垂直軸線）に沿って同一平面上に整列する。垂直方向には、モジュールを垂直方向に相互に補強する緊張要素６２が、全てのモジュール２０および４０と、連結要素６４とを通って延在している。

図示された例では、連結要素６４が、２つの円錐状側面６６および６６’を有する鏡対称の二重円錐台形状を有し、緊張要素６２を導くための貫通孔６８を有し、緊張要素６２は図示された例示的な実施形態ではテンションロッドとして実現されている。

例えば角錐台など、他の形状も可能である。しかし、二重円錐形状には、連結要素が自動的に、同じく円錐状の支持要素内の中央に配置されるという利点がある。さらに緊張要素が最終的に張力を付加する際には、この手段のみによって大幅な機械的安定性が得られるように、円錐状の連結要素が、同じく円錐状の層の座部に圧入される。これに対応して、図示される例のように、連結要素の円錐の円錐状側面、および支持要素の座部の円錐状にくぼんだ側面のみが互いに支え合うように、連結要素と支持要素とを互いに適合させることが必要となる。さらに、図示される円錐形状に関しては、二重円錐台のどちら側が底部でどちら側が上部であるか、またはどの角度位置が設けられているかは重要ではなく、そのため設置が簡略化される。連結要素は、鍛鋼製であることが有効である。

緊張要素６２は、全てのモジュール２０および４０、ならびに連結要素６４を通って、中間モジュール４０および４０ａの最下層のテンションロッドアンカ７０と、最上層モジュール４０および４０ｃの上方の緊張装置８０との間で垂直に延在する。緊張要素は、図示される例のようにテンションロッドとして設計でき、特に１本のテンションロッドとして、または２つ以上の部分によって構成されるテンションロッドとして設計できる。このようなテンションロッドは例えば鋼製であってよく、または、炭素繊維など他の適切な材料から作られてもよい。さらに、テンションロッドの代わりにテンションケーブルを使用することもできるが、テンションケーブルの用途が固定的であるために他の付加価値が得られない一方で、テンションロッドは、製造および設置が容易であるため有効である。同様に、平行に案内された複数のテンションロッドまたはワイヤケーブルを緊張要素として使用することもできる。

下側２１および４１の機能モジュール２０および中間モジュール４０は支持要素２４および４４を有し、支持要素２４および４４は、円錐状側面２５、２５’、４５、および４５’と、連結要素６４が位置する中央開口部２６および４６とを備える。上側２２および４２には、同等の支持要素２４’および４４’が位置する。これらの支持要素は、適切な金属材料によって作られることが有効であり、モジュール２０の支持構造（図示せず）に安定して連結される。

２つのモジュール２０と４０との間の連結を、図２に示す（図１の詳細Ａ）。連結要素６４は、機能モジュール２０の上側２２の支持要素２４’に位置し、下方の円錐状側面６６の支持要素２４’の円錐状側面２５’に支えられる。支持要素２４’の上方に位置する中間モジュール４０の下側４１では、支持要素４４の円錐状側面４５が、連結要素６４の上方の円錐状側面６６’で支えられる。テンションロッド６２は固定装置から、支持要素２４の中央開口部２６を通り、貫通孔６８を通り、支持要素４４の中央開口部４６を通り、設備の上端部の緊張装置に向かって延在している。

最下層の中間モジュール４０および４０ａは、コンクリート基礎６上に直接的または間接的に支えられ、適切な基礎アンカ７２によって、基礎ベース６に形状嵌合するように締結されている。最下層のモジュール４０および４０ａの組立中は、基礎ベース上のモジュールを確実に正しい水平配向で恒久的に維持するために、スペーサ要素を使用しなければならないことがある。最下層のモジュールには、テンションロッド６２が締結されるテンションロッドアンカ７０（図１に概略的にのみ示す）が位置している。テンションロッドアンカ７０は、例えば、テンションロッドの末端の雄ねじが螺合するナットであってもよい。ただし、当業者は、テンションロッドを構造に可逆的に固定するための他の種々の選択肢にも精通している。

最下層のモジュールにテンションロッドを固定し、さらにこれらのモジュールを基礎に個別に固定することの代案として、テンションロッドを基礎ブロック６に直接固定することも可能である。しかし、この変形例では固定装置および支持要素を基礎に取り付けることが必要であり、この固定装置および支持要素は正確に、同じように配向されなければならず、それに応じて、この変形例はさらに複雑化する。このような実施形態の変形例では、原則として、基礎ブロック６を最下のモジュールとして取り扱うことができる。

中間モジュール４０および４０ｃの最上層の上側には、緊張装置８０が位置し、この緊張装置は広い温度範囲にわたって、緊張要素の引張応力を一定の公差範囲内に保つために使用される。これは、本発明に係るモジュール方式の設備が風雨にさらされ、それに応じて大きな温度変動を受ける可能性があることから、特に重要である。室温における鋼の線膨張係数が約１０^−５Ｋ^−１であるとすると、温度変化が、例えば砂漠地域で一日の間に起こり得る５０℃である場合、応力が加えられない２０メートルの長さの鋼のテンションロッドにおいては、１０ｍｍの長さ変化が生じることがある。狭い伸張範囲内では、テンションロッドは、実質的に一定のばね定数を有する、剛性が非常に高い引張りばねとして作用する。通常行われるように、テンションロッドを直接緊張させると、結果として生じる張力はテンションロッドの伸張の一次関数となり、このように長さに変化が生じることで、引張応力の大きな減少または大きな増加につながる。極端な場合には、引張応力が全く存在しなくなるか、または、テンションロッドを破損する可能性があるほどに値の範囲が非常に高くなるという結果になる。例えば元の長さが２０ｍのテンションロッドで、伸張が２０ｍｍの場合、長さが１０ｍｍ減少すると張力は約５０％高くなり、または長さが１０ｍｍ増加すると張力は約５０％低くなる。

図３の緊張装置では、図示される例示的な実施形態において予圧縮した圧力コイルばねとして実装される付加的なばね要素９０によって、テンションロッド６２の長さにおける正の変化または負の変化を補償することで、この問題が解決される。緊張した状態では、圧縮ばね９０の力が、引張りばねとして作用するテンションロッドの、逆方向に向けられる張力に対応する。ばね要素９０のばね定数Ｄ２は、テンションロッドのばね定数Ｄ１よりも大幅に低くなるように選択され、すなわち圧縮ばねの方が柔らかくなる。温度変化に起因してテンションロッドが収縮または伸張すると、この場合、圧縮または伸張された圧縮ばねが、同時に長さ変化の影響の大部分を補償する。このとき、ばね要素が直列に位置する場合は、システム全体のばね定数Ｄが１／Ｄ＝（１／Ｄ１＋１／Ｄ２）となる。例えば、ばね定数の比がＤ１／Ｄ２＝９／１である場合、システム全体のばね定数は、Ｄ２の９０％、またはＤ１の１０％となる。ここで温度の低下によってテンションロッドが収縮または伸張すると、張力の増加または減少は、ばねを有しない、テンションロッドのみのシステムの値に対して、わずか約１０％となる。ばね定数を適切に選択することによって、温度変化が激しい場合でも、張力の値はこのように比較的狭い範囲となる。

このような緊張装置を有する本発明に係るモジュール方式の設備の別の利点は、地震中の挙動である。激しい地震中は、モジュール方式の設備全体が上方に加速され、次いで、負の加速に応じて下方に落下する可能性がある。下方に落下する場合、加速力は、設備の支持構造を介して作用するのではなく、代わりにテンションロッドを介して作用する。このような場合でも、圧縮ばねがこの応力を補償し、負の加速を受けた状態であってもモジュールが確実にしっかりと結束される。

図示されている緊張装置８０の例示的な実施形態では、上述したモジュール２０、４０の間の連結と同様に、円錐状の支持要素８２が連結要素６４上に配置され、連結要素６４がさらに中間モジュール４０および４０ｃの支持要素４４’に支えられる。中央開口部とスリーブ９３とを有する第１の支持盤９２は、支持要素８２上に位置し、圧縮ばね９０を支えている。このようにして圧縮ばねは、モジュールの最上層１１上に静的に支持される緊張装置８０の基本構造８１上の、一方の端部に支えられている。前記支持盤９２は、例えばねじ（図示せず）によって、支持要素８２に適切に連結される。中央開口部とスリーブ９５とを有する第２の支持盤９４は、圧縮ばねの上側に支えられる。外側と内側とに重なって位置するスリーブ９３および９５は、圧縮ばねが伸縮する間のガイドとして使用される。支持盤９４は、テンションロッドの上端部に対する移動可能な支持体を形成する。テンションロッド６２は、その上端部６３に雄ねじを有する。ナット８４が雄ねじに螺合し、テンションロッド６２の張力を第２の支持盤９４に伝達し、それによって圧縮ばね９０に伝達する。取外し可能なハウジング８６によって、緊張装置が天候の影響から保護される。

連結要素６４および支持要素８２もまた、個々の要素としてではなく、一体のものとして設計することができる。同様に、支持要素８２上で支えられる圧縮ばね９０に対して、支持要素８２を適切な寸法にすることで、支持盤９２を省いてもよい。緊張装置のばね要素は、圧縮ばねを使用する代わりに、テンションロッドの上方に位置する引張りばねを使用して実装することもできる。複数の圧縮ばねまたは重なった皿ばねを使用することも可能である。

図４は、緊張装置８０の考え得る別の実施形態を示し、ばね要素９０が、予張された引張りコイルばねとして設計されている。中空シリンダの形状を有する基本構造８１が、フランジ８７を介して、最上層１１のモジュールに締結されている。この締結は、例えば、溶接、螺合、またはその他適切な種類の締結によって行うことができる。移動可能な支持体９４は、引張りばね９０の一方の端部に連結される。引張りばねの他方の端部は、基本構造８１の上端部のプレートに連結されている。支持盤９４はテンションロッド６２に対する移動可能な支持体を形成する。テンションロッド６２の上端部６３は、移動可能な支持体の開口部を通って延在し、テンションロッドの雄ねじ（図示せず）上に位置するねじナットによって支持体９４上で支えられる。上述の緊張装置の第１の例と同様に、設置が完了した状態では、緊張した引張りばね９０の力が、引張りばねとして作用するテンションロッド６２の、逆方向に向けられる張力に対応する。上述した、圧縮ばねを使用した場合のばね定数の比が、ここでも適用される。したがって、温度変化に起因するテンションロッドの長さの正の変化または負の変化に対して、この長さ変化は、より柔らかい引張りばねの長さの、対応する負の変化または正の変化によって実質的に補償されるため、有効な引張応力の変化が大幅に減少する。

モジュール方式の設備の組立中は、適切な手段を使用し、所望の張力までテンションロッドを緊張させる必要がある。その後緊張装置８０が、この張力を維持する。図３では、テンションロッドが緊張した状態で、圧縮ばね９０が既に圧縮された状態にある。しかし、このためには、事前にテンションロッド６２と圧縮ばね９０との両方を緊張させておかなければならない。これは個別に行うことができ、例えば、テンションロッド６２には応力がかからない状態のまま、圧縮ばね９０を、適切な外部装置を使用して一定の圧力値まで圧縮し、次にナット８４を第２の支持盤９４にきつく螺合させることによって行うことができる。外的な力が圧縮ばねに加えられなくなると、圧縮ばねが伸張するのと同時に、平衡状態に達するまでテンションロッドが緊張し、その時点で圧縮ばねとテンションロッドとの力が等しくなる。または、テンションロッドおよび圧縮ばねを同時に緊張させてもよい。このためには、例えば圧縮ばねに対して下方に作用する液圧装置を、ナット８４上方のテンションロッド６２上に装着してもよい。この工程では、液圧装置が、所望の引張応力が得られるまで圧縮ばねおよびテンションロッドを同時に緊張させる。その後、ナット８４が第２の支持盤にきつく螺合されることで、液圧装置が取り除かれたときに引張応力が維持される。

テンションロッドの長さ変化を補償するために、ばね要素の代わりに液圧手段または空気ばねを設けることもできるが、温度変動に対する効果は小さい。また、液圧ピストンとばねシステムとを組み合わせることも可能である。緊張装置は、静的システムでの振動の増加を回避するために、減衰要素を追加で有してもよい。

１つの好適な代替の実施形態の変形例では、ばね要素が、最下層のモジュールとテンションロッドアンカとの間に位置し、上述の緊張装置と機能的に同等となる。しかし、テンションロッドは依然として上方側から緊張される。このような変形例では、ばね要素を省スペースで最下層のモジュール４０ａに収容できるという利点がある。

設備構造を静的要素として使用する場合には、適合性のある外形寸法と、既に上述した特徴とに加え、本発明に係るモジュール方式の設備１の設備モジュール２０および４０が静的機能を実現できればよい。その他の場合には、モジュール２０および４０を所望の使用目的に適合させればよい。静的機能は、一方では緊張要素に沿って負荷を吸収するものとなり、他方では十分な剛性および機械的安定性となる。

図５は、図１（ｂ）に示すように、機能モジュール２０および中間モジュール４０の静的な構成要素を示す。よりよく理解できるように他のモジュール２０および４０は省略されている。機能モジュール２０および中間モジュール４０はそれぞれ、格子枠状の支持構造７８を含む。８つの支柱７４が支持要素２４と２４’との間に位置し、支持構造に安定して連結されている。各支柱は、その全長にわたって空洞（図示せず）を有し、その空洞を通ってテンションロッド６２が案内される。

モジュール方式の設備の設置が完了した状態では、モジュールの支柱が、そのモジュールの上方に位置するモジュール間に位置する支持要素および連結要素と共に、設備の重量を受け、基礎内に向かわせる。次に、モジュールの支持構造７８が、所定のモジュールの一部である種々の装置および設備要素などを支持すると同時にモジュールを補強する。最後に、縦方向および横方向に交互に位置する種々の層のモジュールによって、全体としてのモジュール方式の設備が強化される。

本発明に係るモジュール方式の設備のモジュールは、さらに、そのモジュールの上方に位置するモジュールの重量と、テンションロッドの張力とを、支柱を介してではなく支持構造そのものを介して受けるようにもできるが、支持構造はそれに応じてさらに安定した寸法にする必要がある。

機能モジュール２０または中間モジュール４０の外殻７９は、直接的な静的機能を有しておらず、主に天候からの保護のために使用される。外殻は、安定性を損なうことなく省略してもよい。トラック、鉄道、貨物船による輸送の効率化を可能にするために、モジュールの外形寸法を規格の貨物コンテナ（ＩＳＯコンテナ）に適合するように選択する場合、適切な取付装置など、例えば慣用のコーナキャスティングをこの外殻に装着してもよい。このような場合、外殻は従来の貨物コンテナの構造、例えば２０フィートコンテナ、４０フィートコンテナ、または４５フィートコンテナに対応してもよく、その場合、外殻は輸送中のみにおいて静的機能を果たす。ただし、設備モジュールの寸法は、このようなコンテナサイズに限定されるものではない。モジュールは、より小さな寸法、またはより大きな寸法を有することもできる。

モジュールの設備要素などはモジュールによって異なるが、モジュール内に位置する。例示的な図示では、かなり大きな設備要素７６が、支持構造７８内の機能モジュール２０に位置しているのが、概略的に示されている。設備要素７６は、例えば、機械、タンク、発電機、熱交換器、または化学反応器であってもよい。アクセス可能な制御装置、ラウンジエリアなどを設けてもよい。ただし、これらは例示としての一例に過ぎない。静的な目的のために、設備要素内に配置しないで追加の機能モジュールを必要とする場合には、このような機能要素を、何も実装されていない支持構造のみで構成することもできる。ただし、このような場合には、当該モジュールを搬送モジュールとして設計し、モジュール方式の設備の搬送中に連結要素またはテンションロッド部分などの材料を搬送できるようにする方がより有効である。

中間モジュール４０内には、ライン７７、ケーブルダクトなどを配置でき、中間モジュール４０は、種々のモジュールを互いに動作可能に連結するために、機能モジュール２０よりも高さが低い。図５は、中間モジュール４０の長手方向に位置するライン７７を例示的に示しており、ライン７７は、別のライン７７’を介して、中間モジュール４０の上方に位置する機能モジュール２０の設備要素７６に連結される。モジュール２０および４０内でのライン部品の連結は、モジュール方式の設備全体が設置された後、または少なくとも当該モジュールが設置された後にのみ確立することができる。しかし、ライン、ケーブルなどのほとんどがモジュール内に位置しているため、これらの連結動作は、短い連結片の設置またはケーブルの接合に限定される。

前述の例示的な実施形態では、相対的な外形寸法が異なる２つの基本型のモジュールを組み合わせている。機能モジュール２０に対して３分の１の高さしかない中間モジュール４０は、機能モジュールと実質的に同じ外形寸法を有するこのようなモジュールを３つ重ね、一時的に組み合わせて輸送用のユニットとすることができるという利点を有する。

ただし、本発明の範囲内で、均一な寸法を有するモジュールを使用したモジュール方式の設備、すなわち機能モジュールのみを有する設備を構築することも可能である。同様に、本発明に基づいた重なり合いおよび補強が可能であれば、３つ以上のモジュールサイズを使用することも可能である。

産業設備によっては、ベース面と比較して非常に高い設備部品、例えば蒸留塔、排煙浄化装置、サイロなどが必要となる。このような設備部品は、本明細書に開示されるモジュールには設置することができない。しかし、このような設備部品を、水平に搬送でき、最終的に垂直にしてモジュール方式の設備に設置できるモジュールに設置することは可能である。

本発明に係るモジュール方式の設備１のこのような例示的な一実施形態を、図６に示す。第１の３層のモジュール４０ａ、２０、および４０は、図１と同様である。しかし、中間モジュール４０の第２の層には、４つの上位モジュール２０ａが位置し、その上位モジュール２０ａがさらに、連結要素６４を収容するための４つの支持要素２４、２４’を、それぞれ下方側と上方側に有する（図６（ａ）の左側のモジュール２０ａにのみ概略的に図示される）。支持要素２４と２４’との間には、支柱７４が位置する。

上位モジュールを安定させるために、２層のモジュールをロックし合うように上側に配置することもできる。ただし、安定化のために使用されるこれらのモジュールによって、例えば上部で開口する上位モジュールへの干渉が生じる場合、代わりに、図示される例示的な実施形態のように、隣接する上位モジュール２０ａ間に交差ブレース５１および５１’を装着してもよい。

搬送する場合は、支持要素２４および２４’がモジュールの端面に支えられるように、規定の側を下にしてモジュール２０ａを重ねることができる。したがって、特に、コンテナの長手方向の端部が上位モジュールの上側および下側を形成するような設置状態で、規格の貨物コンテナの外殻を備える上位モジュールを設けることも可能である。

さらに、図６の例示的な実施形態には、設備１を基礎６上に締結することの代替となるものが図示されている。図１に示すように、基礎アンカを下方モジュール４０ａの支持構造に締結する代わりに、基礎アンカが、緊張要素６２および張力アンカ７０の延長に位置するため、例えば地震中の機械的な力が、地中４から基礎６を介して緊張要素６２に直接伝達される。

本発明に係るモジュール方式の設備の別の考え得る実施形態では、４つの中間モジュールがそれぞれ従来の規格の輸送コンテナに適合するように、中間モジュール４０を設計する。次に機能性コンテナは、従来の２０フィートコンテナまたは４０フィートコンテナの大きさを有する。本発明に係るこのようなモジュール方式の設備１のモデルが、２つの異なる図によって図７（ａ）および図７（ｂ）に図示されている。図示されている設備は、３つの個別のブロックＩ、ＩＩ、およびＩＩＩによって構成されている。一例として、最下層のブロックＩが、基礎ブロック（図示せず）に固定して連結される４つの中間モジュール４０ａによって構成されている。この最下層には、４０フィート貨物コンテナの外殻に、２つの機能モジュール２０が最下層と直角に位置する。これらの機能モジュールは、対応して、上側と下側に１６の支持要素と、これらの間に位置する１６本の支柱とを有する。４つの中間モジュール４０および４０ｂを有する別の層の後には、ブロックＩの前面に、２０フィートタンクコンテナの外形を有する機能モジュール２０と、中間モジュール４０とが交互となる３つの層が続く。図示されている例では、緊張装置が最上層の中間モジュール４０および４０ｃに一体化される。４つの上位モジュール２０ａがブロックＩの後側に位置している。緊張装置は、上位モジュール２０ａの上側に一体化される。上位モジュール２０ａを安定化するために、４つのモジュールが、４つの上位モジュール２０ａの全てを強固に連結する中央の交差ブレース要素５１”によって連結される。

中間要素４０の長さおよび幅が機能モジュール２０の長さおよび幅よりも短いため、その結果、図示されている例示的な実施形態では、例えば図１に図示される設計よりも密度が高く、省スペースの設計となっている。

本発明に係るモジュール方式の設備１の考え得る別の実施形態を、図８に示す。設備１は、地中４の表面に実質的に平行（ｘ／ｙ平面）に上下に重なり合って（すなわちｚ方向に）位置する３つの設備階層に分散する、１２の機能モジュール２０（丸みを帯びた立方体として概略的に図示する）を有する。図示された例示的な実施形態では、下方の設備階層の４つの機能モジュール２０がベース支持モジュール４０ａ上に位置し、さらにこのベース支持モジュール４０ａが地中４上に適切に、例えば１つまたは複数の基礎ブロック（図示せず）上に位置する。下方の設備階層の４つの機能モジュール２０の高さは、実質的に同じである。機能モジュール上には中間支持モジュール４０ｂが位置し、さらに中間支持モジュール４０ｂの上側には４つの機能モジュール２０が、中間の設備階層に位置する。中間の設備階層の機能モジュール２０上には別の中間支持モジュール４０ｂが位置し、この中間支持モジュール４０ｂの上には、上方の設備階層に４つの機能モジュール２０が位置する。最後に、トップ支持モジュール４０ｃが設けられ、上方の設備階層の４つの機能モジュール２０の上側に支えられる。

中央の緊張要素６２が、地中４に締結されたアンカ（図示せず）から、モジュール４０ａ、４０ｂおよび４０ｃの対応する開口部を通り、全ての設備階層を通過し、トップ支持モジュール４０ｃまでｚ方向に垂直に延在する。緊張要素６２は、特定の設備階層の実質的に中間点に位置し、すなわち、それぞれ設備階層の４つの機能モジュール２０からほぼ同じ距離となり、それによって対称的に力が分散される。

前述の実施形態の変形例と同様に、鋼製もしくは炭素繊維製の単一のテンションロッドもしくは複数の平行テンションロッド、または１つもしくは複数の平行ワイヤケーブルを緊張要素６２として使用できる。同様に緊張要素も、それぞれ同じまたは異なる複数の個々の要素を直列につり下げたものによって構成してもよい。

代わりに、または追加で、緊張要素６２をベース支持モジュール４０ａに締結することも可能である。本発明のこのような実施形態では、ベース支持モジュール４０ａを地中４に適切に固定することによって、設備全体を固定してもよい。

設備の上端部の領域では、緊張要素６２が、緊張要素６２上で張力を作用させる緊張装置８０と機械的に動作接続している。この張力によって、種々の中間モジュール４０、４０ａおよび４０ｂ、ならびに機能モジュール２０が、ねじ結合などがなくてもモジュール２０、４０ａ、４０ｂおよび４０ｃが互いに安定して結束されるように、垂直方向に相互に補強される。

図示されている例示的な実施形態では、緊張装置８０がトップ支持モジュール４０ｃ上に搭載されるが、トップ支持モジュール４０ｃの内部または下方に位置してもよい。

トップ支持モジュール４０ｃ、中間支持モジュール４０ｂ、およびベース支持モジュール４０ａもまた、例えば鋼プロファイル構造により製造することができる。ただし、例えばハニカム構造または波形金属板など、十分な機械的強度および剛性を有する軽量の板状（平坦）支持構造を製造するための他の種類の構築物も可能である。中央のテンションロッドから重なり合う機能モジュールへの力が、ベース支持モジュール４０ａおよびトップ支持モジュール４０ｃを介して分散されるため、ベース支持モジュール４０ａおよびトップ支持モジュール４０ｃは、主に設備１の全体構造の剛性を実質的に確保する中間支持モジュール４０ｂよりも、安定した設計としなければならない。

図示されているモジュール方式の設備１の例示的な実施形態の種々の機能モジュール２０は、例えば流体材料を搬送するライン、電源ライン、制御ケーブルなどを介して互いに適切に動作接続している。図８に示すこのような接続ライン７７’の例は、単に例示として理解される。本発明に係るモジュール方式の設備１は、外部設備モジュール８を含んでもよい。

図９は、図８の例と同様に、３つの平面上に位置する機能モジュール２０を有する、本発明に係る別のモジュール方式の設備１を示し、よりよく理解できるように接続ラインが省略されている。図示されている例では、モジュール２０、４０ａ、４０ｂおよび４０ｃが５つの緊張要素６２によって補強されている。分散する複数の緊張要素６２を使用することで、単一の緊張要素６２を使用する場合に比べて、特に、プレート剛性が低いトップ支持モジュール４０ｃの使用が可能になるため、その結果、より軽量かつ経済的な設計が、トップ支持モジュールに使用できるようになる。さらに、複数の緊張要素６２を使用することで、機能モジュール２０の機械特性への、設備の適合を改善できるようになる。

図１０は、３つの平面上に位置し、８つの緊張要素６２によって補強される２７の機能モジュール２０を有する、本発明に係るモジュール方式の設備１の別の変形例を示す。ベース支持モジュール４０ａは実質的に、補強コンクリートから好適には製造される桝１２によって構成され、部分的に地中４に埋め込まれている。桝内の固定装置７２を介して、緊張要素６２が固定される。桝１２は、特に、設備内での誤動作が発生した場合に、環境への制御されていない漏液を防止する、安全対策として使用される。したがって、このような集水桝は、化学生産設備のための安全措置として規定されることが多い。

図１１は、図１０の設計に対応する基本設計を有する、本発明に係るモジュール方式の設備１の別の好適な実施形態を示す。横方向に作用する力に対して、さらなる安定化を図るために、設備１は、外部アンカ４９と、中間支持モジュール４０ｂ上に位置する固縛点４８とを機械的に連結する、支線４７を有する。これによって、特に、設備のｘ／ｙ方向の剪断力を低減することができる。代わりに、または追加で、支線は、外部アンカと、トップ支持モジュールに位置する固縛点との間であってもよい。

図１２は、２つの設備階層に位置する機能モジュール２０、２０’および２０”を有する、本発明に係るモジュール方式の設備１の別の例示的な実施形態を示す。機能モジュール２０と比べて高さが大きく異なる設備要素７６の、同じ設備階層への設置をさらに可能にするために、これらの設備要素は、実質的に支持構造７８によって構成される機能モジュール２０’に位置する。支持構造をより見やすくするために、支持構造の上方に位置するトップ支持モジュール４０ｃの一部分は省略されている。さらに、支持構造７８によってのみ構成される機能モジュール２０”は、有効な機能モジュール２０が存在しない場所をふさぐためのプレースホルダと使用することができる。これは、例えば、その後起こり得る設備の拡張のために設備内の一定の場所を開放したままにしておきたい場合に、有意義なものとなり得る。

図１３は、特に図８〜図１２の実施形態において使用できる、中間支持モジュール４０ｂの梁５０上の機能モジュール２０の考え得る２つの他の水平形状嵌合支持体（またはベース支持モジュール４０ａもしくはトップ支持モジュール４０ｃ）を示す。水平形状嵌合支持体は、個々の機能モジュール２０が、梁５０または中間モジュール４０ａ／４０ｂ／４０ｃに対して水平方向に移動することを防ぐ。

図１３（ａ）に示す実施形態では、垂直方向（ｚ方向）に配向され、機能モジュール２０の円錐状のボルト座部２４および２４’に形状嵌合するように保持されるボルト６４によって、水平形状嵌合支持体が実質的に構成される。ボルトは、梁を通過すると同時に、重なり合って配置される２つの機能モジュールの水平形状嵌合支持体に使用されるように設計することも可能である。図１３（ｂ）は、水平形状嵌合支持体の別の変形例を示す。機能モジュール２０は、フレーム要素６４によって水平方向の移動に対して支持される。フレーム要素６４は、梁５０と機械的に固定連結される。

図１４には、本発明に係るモジュール方式の設備１の別の実施形態が概略的に示され、この実施形態は、立方体形状の複数のモジュール２０ならびに連結モジュール４０、４０’および４０’’を含む。図１４（ａ）の正面図では、左上のモジュール２０の後ろに位置する連結モジュール４０’（視認できず）の位置が、図示を目的として破線で示される。これは、他の機能モジュール２０についても同様である。図１４（ｂ）の側面図においてもまた、視認できない連結モジュール４０’’の位置は破線で示される。

９つの平らな立方体形状の連結モジュール４０が基礎ベース６上の格子に沿って位置し、他の実施形態で既に説明したように、適切な手段を介して基礎ベース６に連結される。機能モジュール２０は、最下層のこれら各連結モジュール上に位置し、機能モジュール２０の下方に位置する連結モジュール４０と形状嵌合および／または圧入嵌合するように連結される。隣接するモジュール２０は、平らな、実質的に立方体形状の連結モジュール４０’’を介して、面が形状嵌合および／または圧入嵌合するように連結され、平らな立方体形状の連結モジュール４０’を介して前面が同じように連結される。機能モジュールと連結モジュール４０、４０’および４０’’との間の形状嵌合および／または圧入嵌合による連結は、例えばねじ結合によって、またはスナップロック、バイオネットロックなどの他の可逆的な締結方法によって行うことができる。溶接による締結も可能ではあるが、このような場合には、非効率な方法でしか設備の再構築ができない。既に詳細に上述したように、形状嵌合および／または圧入嵌合による連結は、好ましくは垂直方向に、または水平方向でも、緊張要素によって適切にモジュールを補強することによっても行うことができる。このような場合には、機能モジュールの内部支持構造の支柱が、上下に重なり合って位置する締結点間に延在していることが望ましい。

連結モジュール４０、４０’および４０’’は、それぞれ機能モジュールの側壁の対応する締結点に連結され、少なくとも４〜８つの連結点が各面に設けられることが有効である。例えば図５を参照して既に説明したように、モジュール２０、４０、４０’および４０’’の連結点は、モジュールの支持構造７８の一部である。

設備全体を構築するためには、個々の機能モジュール２０ならびに連結モジュール４０、４０’および４０’’が互いに連続して位置決めされ、締結され、このようにして下から上に設備が構築される。実際の構築中の組立工程数を減らすために、機能モジュールを、組立前に個々の連結モジュールとあらかじめ連結させ、その形態で複合建築ブロックとして設備上に載置してもよい。

連結モジュールは、例えば管路部、ケーブルダクト、電線、および装置のより細かい部分などの、インフラストラクチャ部分を含んでもよい。ただし、モジュールが実質的に連結機能のみ有することを意図している場合には、これらのモジュールは、特に連結方向に平らとなる設計を有してもよい。このような場合、機能モジュールを連結する連結モジュールは、ＩＳＯコンテナの大きさを有してよく、例えば高さをわずか１０ｃｍとしてもよい。

モジュール方式で設計することによって、ねじりに対する安定性を大幅に向上できる。モジュールは、全体的に強化される。特に、例えば風の影響または回転機によって生じる水平方向に作用する力は、構造全体を横方向にわずかに変形させる可能性があるのみである。特定の理論に縛られることのない、本出願人の見解としては、この結果は、機能モジュールの水平方向に作用する力を、それ自体剛性が非常に高く、機能モジュール間で３つの異なる配向で力の作用と直角に配置される連結モジュールによって、上方および下方の両側にそらすことによって得られるものである。それに対し、分離した連結点のねじり剛性はほんのわずかであるため、力は、全体構造を通して力の本来の方向に沿ってより強く伝搬することができる。個々のモジュールに対して横方向に力が加えられることで、当該層のモジュールの横方向の変位が、構造全体に比べてはるかに大きくなる。これは当然、垂直に作用する力に対しても同様である。

個々のモジュールの当接する角部または端部が、分離された連結点で互いに連結される従来技術と比較して、このようなモジュール方式の設備の強化された設計は、特に、２つのモジュール間に延在するラインに対するモジュール間における変位動作が小さいため、特別な手段を講じる必要がないという利点を有する。したがって、例えば、ライン形状の動的な変化を補償するための複雑なエキスパンダを必要とすることなく、隣接する２つのモジュール間に、高圧蒸気ラインを配置することができる。

図１５は、このようなモジュール方式の設備の別の実施形態を概略的に示し、この実施形態では、機能モジュール２０の第１の層と第２の層との間、ならびに第２の層と第３の層との間に、それぞれ、（ｘ−ｙ）平面に平行な、直接隣接する２つの連結モジュール４０が、１つの共通連結モジュール１４０として設計される。同様に、（ｙ−ｚ）平面に平行な、直接隣接する２組の連結モジュール４０’’が、１つの共通連結モジュール１４０’’として設計される。さらに、（ｘ−ｚ）平面（視認できず）の１つの共通連結モジュール１４０’が、破線で示される。

このような共通連結要素を使用することで、設備の全体構造が、全面的にさらに強化されるという利点が得られる。さらに、このような共通連結モジュール１４０、１４０’および１４０’’を、３つの平面（ｘ−ｙ）、（ｘ−ｚ）、（ｙ−ｚ）に、方向を定めて配置させることで、全体構造の剛性を必要に応じて適合させることもできる。

図１６はこのようなモジュール方式の設備のさらに別の実施形態を概略的に示し、この実施形態では、２つの連結モジュール４０および４０’’がそれぞれ機能モジュール２０の長面を連結するために使用され、単一の連結モジュールが前面を連結するために設けられる。この実施形態の変形例は、全ての連結モジュールを、形状および内部構成に関して同様な設計にできるという利点を有する。

本発明の範囲は、本明細書に記載の特定の実施形態に限定されるものではない。むしろ、同様に特許請求の保護の範囲に入る本発明の種々の他の変形例が、本明細書に開示される例に加えて説明および関連する図面から、当業者にとって明らかとなる。さらに、本明細書において種々の引用が行われているが、引用することにより、その開示全体が明細書に組み込まれる。
［発明の項目］
［項目１］
モジュール方式の設備（１）、特に、互いに重なり合う２つ以上の層に配置される、立方体形状の複数の設備モジュール（２０、２０ａ、４０、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）を備える、モジュール方式の産業設備であって、
前記モジュールが、締結点（２４、２４’、４４、４４’）を有する支持構造（７８）を有し、
前記締結点が、モジュールを、前記モジュールの上方または下方に位置する層の隣接するモジュールの対応する締結点に連結するために設けられており、
水平面（ｘ−ｙ）において、１つの層の前記モジュール（２０、４０）が、前記モジュールの上方および／または下方に位置する層の隣接する前記モジュール（４０、２０）に形状嵌合するように連結され（２４、２４’、６４、４４、４４’）、
緊張要素（６２）を有する少なくとも１つのテンション装置（６２、７０、８０）が設けられ、前記テンション装置によって張力が最上層のモジュール（４０ｃ）に対して最下層のモジュール（４０ａ）または基礎ブロック（６）に垂線（ｚ）に沿って作用できるため、前記最下層と前記最上層との間の前記モジュールが、前記モジュールの上方および／または下方に位置する前記層の隣接する前記モジュール（４０、２０）と共に、前記締結点で圧入嵌合により共に加圧され、それによって位置決め固定され、
第１の平面を規定する３つ以上の支持要素（２４’、４４’）が、前記モジュール（２０、２０ａ、４０）の前記支持構造（７８）の上側（２２、４２）に位置し、前記第１の平面と平行な第２の平面を規定する３つ以上の支持要素（２４、４４）が、前記支持構造の下側（２１、４１）に、前記上側とは反対側に面して位置し、前記支持要素が前記モジュールの締結点として使用され、
前記上側の１つの支持要素と前記下側の１つの支持要素とが、それぞれ一対となり、前記第１および第２の平面の法線に平行となる直線に沿って互いに整列する、モジュール方式の設備（１）において、
前記支持要素（２４、２４’、４４、４４’）が円錐状のくぼみ（２５、２５’、４５、４５’）を有し、
隣接する層の２つの隣接するモジュール（２０、２０ａ、４０）の互いに対向する２つの前記支持要素（２４、２４’、４４、４４’）が、連結要素（６４）によって連結され、前記連結要素（６４）が二重円錐形状または二重円錐台形状を有し、前記連結要素の１つの円錐または円錐台が、それぞれ前記２つの支持要素のうち１つの支持要素の円錐状の座部に位置し、同一平面上に真っすぐ整列して支えられることを特徴とする、モジュール方式の設備。
［項目２］
前記連結要素（６４）の円錐状側面（６６、６６’）、および前記支持要素（２４、２４’）の前記座部の円錐状側面（２５、２５’）は、関連する前記モジュールの一部分が、前記連結要素のうち前記円錐または円錐台の前記側面の部分ではない面で支えられることなく、特に前記連結要素のうち前記二重円錐または前記二重円錐台の長手方向軸線に垂直である面で支えられることなく、前記連結要素の円錐または円錐台が前記支持要素の円錐状の前記座部に同一平面上に整列して支えられることが可能な形状を有する、項目１に記載の設備。
［項目３］
支持モジュール（４０、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、６）を有する層および１つまたは複数の機能モジュール（２０、２０’、２０”、２０ａ）を有する層が、上下に交互に配置される、項目１または２に記載の設備。
［項目４］
モジュールの少なくとも１つの層について、前記層の２つ以上のモジュールの前記締結点が、前記２つ以上のモジュールの上方および／または下方に位置する層の１つの共通モジュールの締結点に連結されるように、前記モジュール（２０、２０ａ、４０）が配置される、項目１〜３のいずれか一項に記載の設備。
［項目５］
前記モジュール（２０、２０ａ、４０）が、前記モジュールの少なくとも一部分が３次元格子状となるようにロックし合って重なり合う、項目１〜４のいずれか一項に記載の設備。
［項目６］
前記モジュール（２０、２０ａ、４０）の前記支持要素（２４、２４’、４４、４４’）が中央開口部（２６、４６）を有することで、前記緊張要素（６２）が、前記開口部を通って、それぞれ２対の前記支持要素によって規定される直線に沿って導かれ、または導かれることができる、項目１〜５のいずれか一項に記載の設備。
［項目７］
前記連結要素（６４）が貫通孔（６８）を有し、前記緊張要素（６２）が前記貫通孔（６８）を通って導かれ、または導かれることができる、項目１〜６のいずれか一項に記載の設備。
［項目８］
全てのモジュールの前記支持要素（２４、２４’、４４、４４’）が、前記垂線（ｚ）に平行である複数の直線に沿って整列し、前記直線のそれぞれに沿って前記緊張要素（６２）が導かれることができるように、または前記緊張要素が位置するように、前記モジュール（２０、２０ａ、４０）が配置される、項目１〜７のいずれか一項に記載の設備。
［項目９］
温度変化中に前記緊張要素（６２）の引張応力を維持するための、少なくとも１つの緊張装置（８０）を有し、
前記緊張装置（８０）が、前記設備の最上層（１１）または最下層（１２）のモジュールに締結され、または支持される基本構造（８１、８２、８７、９２）と、前記基本構造に対して前記緊張要素の長手方向軸線に沿って移動可能な支持体（９４）と、前記基本構造と前記移動可能な支持体との間に位置するばね要素（９０）とを有し、
前記緊張要素の第１の端部（６３）が、前記緊張装置の前記移動可能な支持体上で支えられ（８４）、または前記移動可能な支持体と連結され、前記緊張要素の第２の端部が、前記設備の反対側のカウンタベアリング（７０）上で支えられ、または前記カウンタベアリング（７０）と連結され、
前記緊張要素の第１のばね定数Ｄ１の、前記ばね要素の第２のばね定数Ｄ２に対する比Ｄ１／Ｄ２が少なくとも４／１、好ましくは少なくとも６／１、特に好ましくは少なくとも９／１である、項目１〜８のいずれか一項に記載の設備。
［項目１０］
項目１〜９のいずれか一項に記載のモジュール方式の設備を構築するための組立セットであって、
支持構造（７８）を有する複数のモジュール（２０、２０ａ、４０）であって、第１の平面を規定する３つ以上の前記支持要素（２４’、４４’）が、前記支持構造の上側（２２、４２）に位置し、前記第１の平面と平行な第２の平面を規定する３つ以上の前記支持要素（２４、４４）が、前記支持構造の下側（２１、４１）に、前記上側とは反対側に面して位置し、前記上側の支持要素と前記下側の支持要素とが、それぞれ１対となり、前記第１および第２の平面の法線に平行な直線に沿って互いに整列し、前記支持要素が前記円錐状のくぼみ（２５、２５’、４５、４５’）を有する、複数のモジュールと、
二重円錐形状または二重円錐台形状の複数の前記連結要素（６４）と、
１つまたは複数の前記緊張要素（６２）と
を備え、
前記連結要素（６４）の前記円錐状側面（６６、６６’）、および前記支持要素（２４、２４’）の前記座部の前記円錐状側面（２５、２５’）は、関連する前記モジュールの一部分が、前記連結要素のうち前記円錐または円錐台の前記側面の部分ではない面で支えられることなく、特に前記連結要素のうち前記二重円錐または前記二重円錐台の長手方向軸線に垂直である面で支えられることなく、前記連結要素の円錐または円錐台が支持要素の円錐状の前記座部に同一平面上に整列して支えられることが可能な形状を有する、組立セット。
［項目１１］
前記モジュール（２０、２０ａ、４０）の前記支持要素（２４、２４’、４４、４４’）が中央開口部（２６、４６）を有することで、前記緊張要素（６２）が、前記開口部を通って、それぞれ２対の前記支持要素によって規定される直線に沿って導かれることができる、項目１０に記載の組立セット。
［項目１２］
前記連結要素（６４）が貫通孔（６８）を有し、前記緊張要素（６２）が前記貫通孔（６８）を通って導かれることができる、項目１０または１に記載の組立セット。
［項目１３］
温度変化中に前記緊張要素（６２）の引張応力を維持する少なくとも１つの緊張装置（８０）を有し、前記緊張装置（８０）が、モジュールに締結され、または支持される基本構造（８１、８２、８７、９２）と、前記基本構造に対して移動可能な支持体（９４）と、前記基本構造と前記移動可能な支持体との間に位置するばね要素（９０）とを備え、前記緊張要素の第１の端部（６３）が、前記緊張装置の前記移動可能な支持体上に支持することができ（８４）、または前記移動可能な支持体に連結でき、前記緊張要素の前記第１のばね定数Ｄ１の、前記ばね要素の前記第２のばね定数Ｄ２に対する前記比Ｄ１／Ｄ２が、少なくとも４／１、好ましくは少なくとも６／１、特に好ましくは少なくとも９／１である、項目１０〜１２のいずれか一項に記載の組立セット。
［項目１４］
モジュール方式の設備（１）、特に互いに重なり合う２つ以上の層に配置される、立方体形状の複数の機能モジュール（２０）および複数の連結モジュール（４０、４０’、４０’’）を備えるモジュール方式の産業設備であって、
前記連結モジュールが、直接隣接する２つの機能モジュールの互いに対向して位置する面の間に位置し、前記機能モジュールの対応する面に、平面上に位置するそれぞれ３つ以上の連結点で、特定の機能モジュールの支持構造（７８）に圧入嵌合および／または形状嵌合するように連結される、モジュール方式の設備。
［項目１５］
共通の平面（ｘ−ｙ）、（ｙ−ｚ）、または（ｘ−ｚ）に位置する一群の前記連結モジュールのうち、２つ以上の前記連結モジュールが、１つの共通連結モジュール（１４０、１４０’、１４０’’）として設計される、項目１４に記載のモジュール方式の設備。
［項目１６］
少なくとも１対の前記機能モジュール（２０）が、前記機能モジュールの面において、２つ以上の前記連結モジュール（４０、４０’、４０’’）によって連結される、項目１４または１５に記載のモジュール方式の設備。

１ モジュール方式の設備
４ 地中
６ 基礎ベース
８ 外部設備モジュール
９ 接続ライン
１１ 最上モジュール層
１２ 最下モジュール層
１２ 集水桝
２０、２０ａ 機能モジュール
２０、２０’、２０’’ 機能モジュール
２０ａ 上位モジュール
２１ 下側
２２ 上側
２４、２４’ 支持要素、連結要素の座部
２５、２５’ 円錐状側面
２６ 中央開口部
４０、４０’、４０’’ 中間モジュール、連結モジュール
４０ａ ベース支持モジュール
４０ｂ 中間支持モジュール
４０ｃ トップ支持モジュール
４１ 下側
４２ 上側
４４、４４’ 支持要素、連結要素の座部
４５、４５’ 円錐状側面
４６ 中央開口部
４７ 支線
４８ 固縛点（締結）
４９ 外部アンカ
５０ 梁
５１、５１’、５１’’ 交差ブレース
６２ 緊張要素、テンションロッド
６４ 連結要素、接続コーン
６６、６６’ 円錐状側面
６８ 貫通孔
７０ テンションロッドアンカ、カウンタベアリング
７２ 基礎アンカ
７４ 支柱
７６ 設備要素
７７、７７’ ライン
７８ 支持構造
７９ 外殻、外壁
８０ 緊張装置
８１ 基本構造
８２ 支持要素、連結要素の座部
８３ 円錐状側面
８４ ナット
８６ ハウジング
８７ フランジ
９０ ばね要素、圧縮ばね
９２ 第１の支持盤
９３ スリーブ
９４ 第２の支持盤、移動可能な支持体
９５ スリーブ
１４０ 共通連結モジュール

Claims (12)

1. モジュール方式の設備（１）、特に、互いに重なり合う２つ以上の層に配置される、立方体形状の複数の設備モジュール（２０、２０ａ、４０、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）を備える、モジュール方式の産業設備であって、
   前記モジュールが、締結点（２４、２４’、４４、４４’）を有する支持構造（７８）を有し、
   前記締結点が、モジュールを、前記モジュールの上方または下方に位置する層の隣接するモジュールの対応する締結点に連結するために設けられており、
   水平面（ｘ−ｙ）において、１つの層の前記モジュール（２０、４０）が、前記モジュールの上方および／または下方に位置する層の隣接する前記モジュール（４０、２０）に形状嵌合するように連結され（２４、２４’、６４、４４、４４’）、
   緊張要素（６２）を有する少なくとも１つのテンション装置（６２、７０、８０）が設けられ、前記テンション装置によって張力が最上層のモジュール（４０ｃ）に対して最下層のモジュール（４０ａ）または基礎ブロック（６）に垂線（ｚ）に沿って作用できるため、前記最下層と前記最上層との間の前記モジュールが、前記モジュールの上方および／または下方に位置する前記層の隣接する前記モジュール（４０、２０）と共に、前記締結点で圧入嵌合により共に加圧され、それによって位置決め固定され、
   第１の平面を規定する３つ以上の支持要素（２４’、４４’）が、前記モジュール（２０、２０ａ、４０）の前記支持構造（７８）の上側（２２、４２）に位置し、前記第１の平面と平行な第２の平面を規定する３つ以上の支持要素（２４、４４）が、前記支持構造の下側（２１、４１）に、前記上側とは反対側に面して位置し、前記支持要素が前記モジュールの締結点として使用され、
   前記上側の１つの支持要素と前記下側の１つの支持要素とが、それぞれ一対となり、前記第１および第２の平面の法線に平行となる直線に沿って互いに整列する、モジュール方式の設備（１）において、
   前記支持要素（２４、２４’、４４、４４’）が円錐状のくぼみ（２５、２５’、４５、４５’）を有し、
   隣接する層の２つの隣接するモジュール（２０、２０ａ、４０）の互いに対向する２つの前記支持要素（２４、２４’、４４、４４’）が、連結要素（６４）によって連結され、前記連結要素（６４）が二重円錐形状または二重円錐台形状を有し、前記連結要素の１つの円錐または円錐台が、それぞれ前記２つの支持要素のうち１つの支持要素の円錐状の座部に位置し、同一平面上に真っすぐ整列して支えられ、
   前記連結要素（６４）の円錐状側面（６６、６６’）、および前記支持要素（２４、２４’）の前記座部の円錐状側面（２５、２５’）は、関連する前記モジュールの一部分が、前記連結要素のうち前記円錐または円錐台の前記側面の部分ではない面で支えられることなく、特に前記連結要素のうち前記二重円錐または前記二重円錐台の長手方向軸線に垂直である面で支えられることなく、前記連結要素の円錐または円錐台が前記支持要素の円錐状の前記座部に同一平面上に整列して支えられることが可能な形状を有することを特徴とする、モジュール方式の設備。
2. 支持モジュール（４０、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、６）を有する層および１つまたは複数の機能モジュール（２０、２０’、２０”、２０ａ）を有する層が、上下に交互に配置される、請求項１に記載の設備。
3. モジュールの少なくとも１つの層について、前記層の一のモジュールの前記締結点が、前記層の上方および／または下方に位置する層の２つ以上のモジュールの締結点に連結されるように、前記モジュール（２０、２０ａ、４０）が配置される、請求項１又は２に記載の設備。
4. 前記モジュール（２０、２０ａ、４０）が、前記モジュールの少なくとも一部分が３次元格子状となるようにロックし合って重なり合う、請求項１〜３のいずれか一項に記載の設備。
5. 前記モジュール（２０、２０ａ、４０）の前記支持要素（２４、２４’、４４、４４’）が中央開口部（２６、４６）を有することで、前記緊張要素（６２）が、前記開口部を通って、それぞれ２対の前記支持要素によって規定される直線に沿って導かれ、または導かれることができる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の設備。
6. 前記連結要素（６４）が貫通孔（６８）を有し、前記緊張要素（６２）が前記貫通孔（６８）を通って導かれ、または導かれることができる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の設備。
7. 全てのモジュールの前記支持要素（２４、２４’、４４、４４’）が、前記垂線（ｚ）に平行である複数の直線に沿って整列し、前記直線のそれぞれに沿って前記緊張要素（６２）が導かれることができるように、または前記緊張要素が位置するように、前記モジュール（２０、２０ａ、４０）が配置される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の設備。
8. 温度変化中に前記緊張要素（６２）の引張応力を維持するための、少なくとも１つの緊張装置（８０）を有し、
   前記緊張装置（８０）が、前記設備の最上層（１１）または最下層（１２）のモジュールに締結され、または支持される基本構造（８１、８２、８７、９２）と、前記基本構造に対して前記緊張要素の長手方向軸線に沿って移動可能な支持体（９４）と、前記基本構造と前記移動可能な支持体との間に位置するばね要素（９０）とを有し、
   前記緊張要素の第１の端部（６３）が、前記緊張装置の前記移動可能な支持体上で支えられ（８４）、または前記移動可能な支持体と連結され、前記緊張要素の第２の端部が、前記設備の反対側のカウンタベアリング（７０）上で支えられ、または前記カウンタベアリング（７０）と連結され、
   前記緊張要素の第１のばね定数Ｄ１の、前記ばね要素の第２のばね定数Ｄ２に対する比Ｄ１／Ｄ２が少なくとも４／１、好ましくは少なくとも６／１、特に好ましくは少なくとも９／１である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の設備。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載のモジュール方式の設備を構築するための組立セットであって、
   支持構造（７８）を有する複数のモジュール（２０、２０ａ、４０）であって、第１の平面を規定する３つ以上の前記支持要素（２４’、４４’）が、前記支持構造の上側（２２、４２）に位置し、前記第１の平面と平行な第２の平面を規定する３つ以上の前記支持要素（２４、４４）が、前記支持構造の下側（２１、４１）に、前記上側とは反対側に面して位置し、前記上側の支持要素と前記下側の支持要素とが、それぞれ１対となり、前記第１および第２の平面の法線に平行な直線に沿って互いに整列し、前記支持要素が前記円錐状のくぼみ（２５、２５’、４５、４５’）を有する、複数のモジュールと、
   二重円錐形状または二重円錐台形状の複数の前記連結要素（６４）と、
   １つまたは複数の前記緊張要素（６２）と
   を備え、
   前記連結要素（６４）の前記円錐状側面（６６、６６’）、および前記支持要素（２４、２４’）の前記座部の前記円錐状側面（２５、２５’）は、関連する前記モジュールの一部分が、前記連結要素のうち前記円錐または円錐台の前記側面の部分ではない面で支えられることなく、特に前記連結要素のうち前記二重円錐または前記二重円錐台の長手方向軸線に垂直である面で支えられることなく、前記連結要素の円錐または円錐台が支持要素の円錐状の前記座部に同一平面上に整列して支えられることが可能な形状を有する、組立セット。
10. 前記モジュール（２０、２０ａ、４０）の前記支持要素（２４、２４’、４４、４４’）が中央開口部（２６、４６）を有することで、前記緊張要素（６２）が、前記開口部を通って、それぞれ２対の前記支持要素によって規定される直線に沿って導かれることができる、請求項９に記載の組立セット。
11. 前記連結要素（６４）が貫通孔（６８）を有し、前記緊張要素（６２）が前記貫通孔（６８）を通って導かれることができる、請求項９または１０に記載の組立セット。
12. 温度変化中に前記緊張要素（６２）の引張応力を維持する少なくとも１つの緊張装置（８０）を有し、前記緊張装置（８０）が、モジュールに締結され、または支持される基本構造（８１、８２、８７、９２）と、前記基本構造に対して移動可能な支持体（９４）と、前記基本構造と前記移動可能な支持体との間に位置するばね要素（９０）とを備え、前記緊張要素の第１の端部（６３）が、前記緊張装置の前記移動可能な支持体上に支持することができ（８４）、または前記移動可能な支持体に連結でき、前記緊張要素の前記第１のばね定数Ｄ１の、前記ばね要素の前記第２のばね定数Ｄ２に対する前記比Ｄ１／Ｄ２が、少なくとも４／１、好ましくは少なくとも６／１、特に好ましくは少なくとも９／１である、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の組立セット。

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