JPWO2020067354A1 - 避難用構造物 - Google Patents
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Abstract
Description
少なくとも一つのハッチ扉を備えた不完全水密性の箱型構造体と、
前記箱型構造体に設けられたフロートと、
一端が前記箱型構造体の内部に開口し、他端が前記箱型構造体の満載喫水線よりも上方の位置にて前記箱型構造体の外壁に開口する少なくとも一つの排水管と、
前記少なくとも一つの排水管に設けられ、前記箱型構造体の内部への水の流入を防止し、かつ、前記箱型構造体の内部からの排水の水圧が作用した時に開く弁を備える逆止弁と、
を有する避難用構造物に関する。
前記箱型構造体の内部に配置され、前記満載喫水線よりも上方の位置に床面を有する床盤をさらに有し、
前記少なくとも一つの排水管は、前記一端が前記床盤の前記床面以下の高さに開口していてもよい。
前記床盤の下方の位置にて前記箱型構造体の内部に配置される排水貯蓄室をさらに有し、
前記床盤は、上下に貫通する貫通孔を含み、
前記少なくとも一つの排水管は、前記一端が前記排水貯蓄室に開口していてもよい。
前記少なくとも一つの排水管の前記他端は、鉛直方向での高さが順次高くなるN(Nは2以上の整数)個の異なる高さ位置にて前記外壁に開口するN個の排水出口を有することができる。不完全水密性の箱型構造体内に水が流入して、流入された水の分だけ重量が増加して喫水線が満載喫水線LWLよりも上方に移行しようとしても、排水管の一端から流入する水を、全N個の排水出口のうち喫水線よりも上方にて開口するいずれかの排水管の排水出口から排水し続けることができる。こうして、避難用構造物に流入した水を高さの異なる複数の排水出口を介して排出し続けることで、喫水線が満載喫水線LWLを超えないようにすることができる。
前記少なくとも一つの排水管は、前記N個の排水出口と、前記N個の排水出口とそれぞれ分離されて連通するN個の排水入口と、を含むN個の排水管を有することができる。つまり、一つの排水入口がN個の排水出口に連通していても良いし、N個の排水入口をそれぞれN個の排水出口に分離させて連通させても良い。
満載時の前記箱型構造体の内部の空間が浸水で満たされた最大荷重の時の最大荷重喫水線は、前記N個の排水出口の少なくとも一つの位置よりも低い位置とすることができる。こうすると、満載時の箱型構造体の内部の空間が浸水で満たされる以前に、換言すれば最大荷重喫水線MLWLに到達する以前に、喫水線よりも高い位置にある高さの異なるN個の排水出口の少なくとも一つ、好ましくはN個の排水出口から、浸水した水を排水し続けることができる。よって、通常の使用形態では箱型構造体の内部の空間が浸水で満たされることはなく、最大荷重喫水線MLWLに到達するような事態も起こりえない。
図1は、本発明の第1実施形態である避難用構造物1を示す。図1において、避難用構造物1は、箱型構造体6を含む。箱型構造体6は、例えば骨組み構造体2と外壁3とにより構成される。骨組み構造体2は、例えば鋼管等の梁2Aや柱(図示せず)により形成される。骨組み構造体2の例えば六面には、例えば鋼板等の外壁3が支持される。六面の外壁3の少なくとも一面例えば四面には、図1及び図2に示すようにハッチ扉4が設けられる。ハッチ扉4は、外壁3に形成される穴部にハッチ枠5が組みつけられ、ハッチ枠5に対してヒンジ等により開閉可能に支持される。ハッチ扉4はハッチ枠5に対して水密にシールされることが好ましい。箱型構造体6の下部には、地上に設置される基礎構造と連結するための鋼材等で形成される土台2Bを設けることができる。土台2Bは階下の構造体と連結され、避難用構造物1が階上に設置されてもよい。土台2Bは、基礎又は階下との連結を容易に、好ましくは箱型構造体6内での操作により解除して、水害時には浮上可能である。
図5は、本発明の第2実施形態に係る避難用構造物1Aを示す。第1実施形態では、避難室30に浸水して喫水線が満載喫水線LWLよりも上昇すると、逆止弁60の弁61が外部の水圧によって閉鎖される。そうすると、排水管50を介した排水が不可能となる。図5に示す避難用構造物1Aは、避難室30に浸水して喫水線が上昇した時に避難室30内を水抜きする追加の排水管90を有する。
図6及び図7は、本発明の第3実施形態に係る避難用構造物100を示す。避難用構造物100は、横断面の輪郭が、第1、第2実施形態のような四角形よりも角数が多い多角形例えば略六角形である。特に、浮遊状態での避難用構造物100は、図6に示すように、底部(底壁)103Aの水平幅W1と頂部(天井壁)103Bの水平幅W2とが、底部103Aと頂部103Bとの間の位置での水平幅W3よりも狭い(W1<W3,W2<W3)。特にW1<W3であると、避難用構造物100が横転しようとしても、第1、第2実施形態の避難用構造物1、1Aよりも正立状態に復元し易くなる。
図8〜図10は、本発明の第4実施形態に係る避難用構造物200を示す。避難用構造物200は、横断面の輪郭が、第1、第2実施形態のような四角形よりも角数が多い多角形例えば略八角形である。特に、浮遊状態での避難用構造物200は、底部(底壁)203Aの水平幅と頂部(天井壁)203Bの水平幅とが、底部203Aと頂部203Bとの間の位置での水平幅よりも狭い。こうすると、避難用構造物200が横転しようとしても、第1、第2実施形態の避難用構造物1、1Aよりも正立状態に復元し易くなる。
図11及び図12は、本発明の第5実施形態に係る避難用構造物300を示す。避難用構造物300は、以下で説明するスタビライザー盤310の収容構造を除いて、本発明の第4実施形態と同じ構造を有する。ただし、スタビライザー盤310は、本発明の第1実施形態〜第4実施形態のいずれの避難用構造物に追加しても良い。
6.1. 外観および内部構造
図14〜図18は、発明の第6実施形態に係る避難用構造物400を示す。避難用構造物400は箱型構造体406を有する。箱型構造体406のうち、本発明の第4実施形態に係る避難用構造物200の箱型構造体206と同一機能を有する部材については、箱型構造体206と同一符号を付し、その説明を省略する。また、箱型構造体206として既に説明された部材のうち、箱型構造体406として変更されていない部材については、箱型構造体406にも備えられているものとする。
次に、図16、図19及び図20を用いて、箱型構造体406内に侵入した水の排水について説明する。本実施形態では、例えば図19に示す排水管91が、図20に示すような縦横配列で、図24に示すように、スタビライザー盤450〜452の回動によって露出される外壁203Dに配置されている(図24では排水管91は省略されている)。
本実施形態で、床面FLの下方にあるフロートの総体積を5.3m3(平均面積8.84m2×高さ0.6m)とする。このとき、このフロートのみにより箱型構造体406に作用する浮力FFは、フロートの密度を24kg/m3とし、水の密度を1000kg/m3とすると、
FF=(フロートが水を排除した容積重さ)−(フロート自体の重さ)
=5.3m3×1000kg/m3×9.81m/s2
-5.3m3×24kg/m3×9.18m/s2
=(1000−24)×5.3×9.81
=50754(N)
次に、最大荷重喫水線MLWLを求める。最大荷重喫水線MLWLとは、箱型構造体406の総重量に、さらに箱型構造体406の内部の空間が水に満たされた時の重量が作用した最大荷重時の喫水線である。このような事態は通常は想定されないが、安全性確保のために、搭載重量を超える最大荷重の時にも箱型構造体が沈没しないことを保証している。
FW=(空間に進水した水の重さ)−(空間自体の重さ)
=(8m3×1000kg/m3×9.81m/s2)
−(8m3×1.225kg/m3×9.18m/s2)
=(1000−1.225)×8×9.81
=78384(N)
FA=体積(h×A)×水の比重(1000kg/m2)×9.81(m/s2)
=98100×h
よって、h=78384/98100=0.8mとなる。
つまり、箱型構造体406の最下面LMLから最大荷重喫水線MLWLまでの高さは、0.3m(箱型構造体406の最下面LMLから満載喫水線LWLまでの高さ)+0.8m(満載喫水線LWLから最大荷重喫水線MLWLまでの高さh)=1.1mとなる。
図16に示す満載時の箱型構造体406の内部の空間が浸水で満たされた最大荷重の時の最大荷重喫水線MLWLは、N個の排水管91の排水出口の少なくとも一つの位置よりも低い位置である。こうすると、満載時の箱型構造体406の内部の空間が浸水で満たされる以前に、換言すれば最大荷重喫水線MLWLに到達する以前に、喫水線よりも高い位置にあるN個の排水出口の少なくとも一つ、好ましくは高さの異なるN個の複数の排水出口から、浸水した水を排水し続けることができる。よって、通常の使用形態では、排水量よりも浸水量が上回って箱型構造体406の内部の空間が浸水で満たされるという事態は生じえない。換言すれば、最大荷重喫水線MLWLに到達するような事態は起こりえない。
図21〜図23は、単に浮遊するだけでなく自走することができる避難用構造物を示している。先ず、図14、図15、図18及び図21に示すように、箱型構造体406は、箱型構造体406に推進力を付与する推進具例えば電動式スクリュー431を取り付ける取付部430を備えることができる。電動式スクリュー431は、扉432を開くことで露出されるコネクターに接続されることで通電される。図21に示すように、取付部430は、図21に示すように、箱型構造体406の長手方向の両端部に設けることができる。こうすると、図21に示す矢印A及びB方向に箱型構造体406を前進させることができる。
図24〜図27は、箱型構造体406の安定性を向上させるスタビライザー盤450〜452を示している。図24に示すように、スタビライザー盤450〜452の各々は、箱型構造体406の例えば外壁203Dに回動自在に支持され、立設状態で収容されてもよい。こうすると、避難用構造物400の内部が複数のスタビライザー盤450〜452の収容スペースとして占有されない。また、複数のスタビライザー盤450〜452は2つの外壁203Dのいずれか一方と空隙を隔てて収容されるので、その外壁に設けられた排水管91の他端の排水出口が塞がれることがない。
Claims (15)
- 少なくとも一つのハッチ扉を備えた不完全水密性の箱型構造体と、
前記箱型構造体に設けられたフロートと、
一端が前記箱型構造体の内部に開口し、他端が前記箱型構造体の満載喫水線よりも上方の位置にて前記箱型構造体の外壁に開口する少なくとも一つの排水管と、
前記少なくとも一つの排水管に設けられ、前記箱型構造体の内部への水の流入を防止し、かつ、前記箱型構造体の内部からの排水時の水圧が作用した時に開く弁を備える逆止弁と、
を有することを特徴とする避難用構造物。 - 請求項1において、
前記フロートは、前記箱型構造体内が浸水で満たされても、前記箱型構造体を完全に水没させない体積を有することを特徴とする避難用構造物。 - 請求項1または2において、
前記箱型構造体の内部に配置され、前記満載喫水線よりも上方の位置に床面を有する床盤をさらに有し、
前記少なくとも一つの排水管は、前記一端が前記床盤の前記床面以下の高さに開口していることを特徴とする避難用構造物。 - 請求項3において、
前記床盤の下方の位置にて前記箱型構造体の内部に配置される排水貯蓄室をさらに有し、
前記床盤は、上下に貫通する貫通孔を含み、
前記少なくとも一つの排水管は、前記一端が前記排水貯蓄室に開口していることを特徴とする避難用構造物。 - 請求項1乃至4のいずれか一項において、
前記少なくとも一つの排水管の前記他端は、鉛直方向での高さが順次高くなるN(Nは2以上の整数)個の異なる高さ位置にて前記外壁に開口するN個の排水出口を有することを特徴とする避難用構造物。 - 請求項5において、
前記少なくとも一つの排水管は、前記N個の排水出口と、前記N個の排水出口とそれぞれ分離されて連通するN個の排水入口と、を含むN個の排水管を有することを特徴とする避難用構造物。 - 請求項5または6において、
満載時の前記箱型構造体の内部の空間が浸水で満たされた最大荷重の時の最大荷重喫水線は、前記N個の排水出口の少なくとも一つの位置よりも低い位置であることを特徴とする避難用構造物。 - 請求項1乃至7のいずれか一項において、
前記満載喫水線の下方に、前記箱型構造体に復元力を付与する重りを配置したことを特徴とする避難用構造物。 - 請求項8において、
前記箱型構造体の横断面の輪郭は、底部及び頂部の各水平幅が、前記底部と前記頂部との間の位置での水平幅よりも狭い多角形に形成されていることを特徴とする避難用構造物。 - 請求項1乃至9のいずれか一項において、
前記箱型構造体は、骨組み構造体と、前記骨組み構造体の上面に取り付けられる天井壁とを有し、前記天井壁は、前記天井壁に設けられる前記少なくとも一つのハッチ扉から脱出可能な天面領域を囲んで配置される手すりを有することを特徴とする避難用構造物。 - 請求項1乃至10のいずれか一項において、
前記箱型構造体は、前記箱型構造体の長手軸と直交する横断面視で対向している2つの外壁より水平に突出可能な複数のスタビライザー盤を収容していることを特徴とする避難用構造物。 - 請求項11において、
前記複数のスタビライザー盤の各々は、前記箱型構造体内に折り畳まれて収納されることを特徴とする避難用構造物。 - 請求項11において、
前記複数のスタビライザー盤の各々は、前記箱型構造体外に回動自在に支持され、立設状態で収容されることを特徴とする避難用構造物。 - 請求項13において、
前記複数のスタビライザー盤の少なくとも一つを立設状態で係止する係止部と、
前記複数のスタビライザー盤の少なくとも一つが前記係止部によって係止された状態を、前記箱型構造体の内部で操作することで解除する解除操作部と、
をさらに有することを特徴とする避難用構造物。 - 請求項1乃至14のいずれか一項において、
前記箱型構造体は、前記箱型構造体に推進力を付与する推進具を取り付ける取付部を備えることを特徴とする避難用構造物。
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