(57)【要約】【解決手段】  米国沿岸警備隊(ＵＳＣＧ)に認可された船舶上で、ＵＳＣＧに承認され、アルミニウム及び特殊な消火用具用海洋ブランケット材料からなるモジュール建物及び該モジュール建物を構築する方法である。本発明の方法では、壁どうしが接触しないように構築されるので、火災が起こったとき、防火用ブランケットが主たるバリアとなる。幾つかの理由により、アルミニウムはスチールよりも優れた材料であり、海洋での住居目的のために用いられることができる。アルミニウムはスチールよりも軽いので、沖合の浮遊プラットフォームや船の上でのクレーン能力を考えると、建物は軽量であるほど、より安全に持ち上げることができる。【選択図】  図１
2013533409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ．アルミニウム等の軽量金属から作られ、労働者の住居に供するための内側構造物と、
ｂ．アルミニウム等の軽量金属から作られ、内側構造物全体を取り囲むための外側構造物と、
ｃ．内側構造物の壁と外側構造物の壁との間に、  内側構造物と外側構造物が接触しないように設けられた空間と、
ｄ．内側構造物と外側構造物との間の空間の一部に配備され、内側構造物を包む絶縁体材料とを具え、
ｅ．内側構造物と外側構造物の間にある絶縁体材料及び空間が、外側構造物の外側で起こる火災又はブラストからの熱又は力が内側構造物に伝達されるのを低減又は防止するための手段を構成する、住居モジュール。
【請求項２】
絶縁体は、厚さ2"(5  cm)の消火用具用海洋ブランケット、カルシウムマグネシウム−シリケートファイバー絶縁体を含み、少なくともＡ−６０の火災等級を有する請求項１のモジュール。
【請求項３】
モジュールのサイズ範囲は、好ましくは、12'×20'"×10'-6"(3.7m×6.0m×3.2m)乃至16'×70'"×10'-6"(4.9m×21m×3.2m)である請求項１のモジュール。
【請求項４】
壁は接続されないように構築され、防火ブランケットが、火災が起こった場合に主たるバリアとなることができる請求項１のモジュール。
【請求項５】
アルミニウムから構築された壁は、海洋の塩害環境下において、スチールほど早くには腐食(酸化)しない請求項１のモジュール。
【請求項６】
住居モジュールを構築する方法であって、
ａ．労働者の住居に供するための内側構造物を、アルミニウム等の軽量金属から構築し、
ｂ．内側構造物よりも寸法が大きい外側構造物を、アルミニウム等の軽量金属から構築し、
ｃ．内側構造物の壁を、熱及びブラスト力に抵抗性を有する絶縁体材料で包み、
ｄ．内側構造物と外側構造物とが直接接触することなく、内側構造物の絶縁された壁と外側構造物の壁との間に空間が形成されるように、内側構造物の上に外側構造物を配置することを含んでおり、
ｅ．外側構造物の壁が、外側構造物の外側の火災からの熱による影響を受けることで、内側構造物及び外側構造物の間にある空間及び絶縁体が、火災からの熱が内側構造物に伝達されるのを低減又は防止するための手段を構成するか、又は、
ｆ．外側構造物の壁が、外側構造物の外側の爆発によるブラスト力による影響を受けることで、内側構造物及び外側構造物の間にある空間及び絶縁体が、爆発による力が内側構造物に伝達されるのを低減又は防止するための手段を構成するようにしている、方法。
【請求項７】
絶縁体を火災の熱で溶融させて、内側構造物の外壁に耐火性のプラスチックコーティングを形成することをさらに含んでいる請求項６の方法。
【請求項８】
爆発の力が外側構造物の壁に影響を与えて、外側構造物の壁を内側構造物の壁の方へ内向きに移動させたとき、内側構造物及び外側構造物の間にある空間内の空気が空間から排出されることをさらに含んでいる請求項６の方法。
【請求項９】
内側構造物の壁と外側構造物の壁とを接触させないことにより、外側構造物から内側構造物へ直接熱伝達が行われる可能性が低減又は防止される請求項６の方法。
【請求項１０】
モジュールは、外側構造物から離間した内側構造物を含み、該内側構造物は建物の内部に建物を画定している請求項６の方法。
【請求項１１】
軽量アルミニウムの外壁は、防火用壁ウランケット絶縁体材料を外部環境から保護し、建物の構造的安定性を向上させる請求項６の方法。
【請求項１２】
二重壁システムは、より多くの空間をもたらして断熱効果を向上させ、建物の暖房冷房の効率が高めることができる請求項６の方法。
【請求項１３】
ａ．軽量アルミニウムから実質的に作られ、労働者の住居に供される内側構造物と、
ｂ．軽量アルミニウムから作られ、内側構造物よりも大きな寸法を有する外側構造物と、
ｃ．外側構造物が内側構造物の上に配置されたとき、内側構造物と外側構造物が接触しないように、内側構造物の壁と外側構造物の壁との間に画定された空間と、
ｄ．少なくともＡ−６０の火災等級を有し、内側構造物を包み、内側構造物と外側構造物との間の空間の一部を占める絶縁体材料とを具え、
ｅ．内側構造物及び外側構造物の間にある絶縁体材料及び空間が、外側構造物の外側で起こる火災からの熱が内側構造物に伝達されるのを低減又は防止するための手段を構成する、住居モジュール。
【請求項１４】
ａ．軽量アルミニウムから実質的に作られ、労働者の住居に供される内側構造物と、
ｂ．軽量アルミニウムから作られ、内側構造物よりも大きな寸法を有する外側構造物と、
ｃ．外側構造物が内側構造物の上に配置されたとき、内側及び外側構造物が接触しないように、内側構造物の壁と外側構造物の壁との間に画定された空間と、
ｄ．少なくともＡ−６０の火災等級を有し、内側構造物を包み、内側構造物と外側構造物との間の空間の一部を占める絶縁体材料とを具え、
ｅ．内側構造物及び外側構造物の間にある絶縁体材料及び空間が、外側構造物の外側で起こる爆発から内側構造物が破壊されるのを低減又は防止するための手段を構成する、住居モジュール。
【請求項１５】
外側構造物の外部で火災又は爆発が起こったとき、内側構造物の中の住居人に危害が加わらないように、外側構造物の内部に内側構造物を製作する方法であって、
ａ．内側構造物を軽量金属からなる単一の囲いとして製作し、
ｂ．少なくともＡ−６０の火災等級を有する絶縁体材料で内側構造物を包み、
ｃ．同じように軽量金属からなる内側構造物よりも大きな外側構造物を製作し、
ｄ．内側構造物と外側構造物とが直接接触することなく、内側構造物の絶縁された壁と外側構造物の壁との間に空間が形成されるように、内側構造物の上に外側構造物を配置することを含んでおり、
ｅ．外側構造物の外側で火災又は爆発が起こった場合、絶縁体及び空間を、内側構造物に影響を及ぼして内部の住居人に危害を加える熱又は力のバリアとして供することができるようにしている、方法
【請求項１６】
内側構造物は、外側構造物によって完全に絶縁及び被覆され、内側構造物の構造的完全性を保護し、積み重ねられて下から支持される上モジュールの安定な支持体として供される請求項１５の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
＜発明者＞
デザーモ，トーマス  エフ．米国国民：アメリカ合衆国  ７０８１０  ルイジアナ，バトン  ルージュ，ハイランド  ロード  １７１７１、及びステイクス，ジョージ  シェア  米国国民：アメリカ合衆国  ７０５１０  ルイジアナ，アブビル，ウエスト  クーガー  ７５３１。
＜関連出願の相互参照＞
本願は、２０１０年８月１２日に出願された米国仮特許出願第６１／３７２，９２２号の正規特許出願である。
２０１０年８月１２日に出願された米国仮特許出願第６１／３７２，９２２号は、引用を以て本明細書に組み込まれるものとし、その優先権をここで主張する。
＜連邦政府による資金提供を受けた研究開発の記載＞
なし
＜“マイクロフィッシュ添付”の参照＞
なし
【０００２】
＜発明の背景＞
１．発明の分野
本発明は建物のモジュール構造に関する。より具体的には、本発明はアルミニウムで構築されたモジュール建物に関し、その内壁と外壁とは接続されないように構築されているため、両壁の間に配置される防火ブランケット(fire  insulation  blanketing)が、火災発生の際に主たるバリアとなる。
【背景技術】
【０００３】
２．発明の一般的背景
海上輸送及び船舶の規制環境において、米国沿岸警備隊(ＵＳＣＧ)は材料や方法を規制する責任を負い、産業界は、人員に対して安全な労働環境をもたらすことができるようにこの規則に従わねばならない。世界における他の同様な運営機関として、ＡＢＳ(アメリカ船級協会)やDe  Norske  Veritas(ノルウェー船級協会)、Lloyds  Regulations(ロイド船級協会)が挙げられ、これらはＳＯＬＡＳ(Safety  of  Life  at  Sea;  海上における人命の安全)としても知られている。現在施行されている規則の多くは、1912年と1970年代における世界海運機構(world  shipping  organization)の会議に由来している。初期の規則の多くは、タイタニック号の大惨事を受けて作られたものである。
【０００４】
歴史的に、モジュール式海洋建物の外部はかなり重いスチールで作られてきた。産業界では、モジュール式海洋建物を、アルミニウム等の軽量材料で作ること、そして火災の危険に対してより安全となるように作ることが求められている。
【発明の概要】
【０００５】
＜発明の要旨＞
本発明は、技術的課題を直接的な方法で解決するものである。本発明は、アルミニウム及び特殊な消火用具(Firemaster)用海洋ブランケット材料(Marine  Blanketing  Material)で作られるモジュール建物、並びに米国沿岸警備隊(ＵＳＣＧ)認可船舶に用いられるＵＳＣＧ承認モジュール建物、及び、外国籍、ＡＢＳ、ＮＶ、その他機関の規制を受ける船舶に用いられる前記モジュール建物を構築する方法を提供するものである。本発明の方法では、壁は接続されないように構築されるので、防火ブランケットが、火災が起こった場合に主たるバリアとなる。海洋住居の目的で用いる場合は、幾つかの理由により、スチールよりもアルミニウムの方が優れた材料である。第１に、アルミニウムはかなり軽いことである。沖合の浮桟橋や浮きボート上ではクレーン能力に問題があるから、建物は軽ければ軽いほど吊上げ作業は安全である。また、船舶上の重量が軽いと、全体の荷重が軽くなり、燃料消消費を大幅に低減することができる。外部建物がアルミニウムの場合、その重量は、スチール建物の半分である。第２の重要な点は、海洋の塩害環境下では、アルミニウムはスチールほど早くに腐食(酸化)しないことである。それゆえ、アルミニウム建物の場合、スチール建物のように外部を保護するための手の込んだコーティングシステムを設ける必要はないので、アルミニウム建物の方がメンテナンスの点で遙かに都合が良い。
【０００６】
新規で最初の発明と考えられる設計基準は、建物が外側構造物と分離した一つの内側構造物で構築される方法にあり、該方法により、内側構造物は、建物の実質的な建物内部となる。絶縁体(insulation)として用いられるのは、それ自体でエクステリアに対してＵＳＣＧの基準(Ａ−６０耐火等級)を全て満たすブランケットである。それゆえ、内部壁を単独で自立できるようにして防火ブランケット絶縁体で覆うことにより、宿泊者にとっては、この内部壁単独でも安全な環境となる。さらに、防火壁ブランケットを外部環境から保護し、建物の構造安全性をより高めるために、アルミニウム(同様に軽量なもの)の外部壁が追加される。二重壁システムの更なる利点は、より多くの空間がもたらされることで断熱効果が増し、建物の暖房冷房の効率が高められることにある。出願人は、安全かつ軽量で、規則に合格する外壁構造物を作るための画期的な方法を設計考案したもので、本発明の方法は深海構造物や船舶、その他の浮体構造物におけるあらゆる種類の建物を構築するのに用いられることができる。この設計は、ＵＳＣＧ認可住居、ＭＣＣ's、オフィス、その他あらゆるサイズの有人構造物を建築するのに用いられることができる。壁の構造は、Ａ−６０又はＨ−６０の耐火等級を満たす。また、1.5バール(bar)もの静的負荷のブラスト等級(blast  rating)を有するように作られることができる。二重壁構造は絶縁性に優れるので、火災、熱、冷気及び騒音からの防護機能が高められる。本発明の構造設計を用いることにより、従来構造物の重量の最大半分まで低減することができる。重量低減できる従来構造物は、小型モジュール建物でも、大型の多階建てシングルリフト建物でも同じである。
【０００７】
出願人による新規なＵＳＣＧ建物の重量は、従来のスチール建物のほぼ半分である。
・12人寝台付建物（アルミニウム）  12'0"ｘ  40'0"（3.7  m  ｘ  12.2  m）
24,800  lbs.（11,249  kg）
・12人寝台付建物（スチール）  12'0"ｘ  40'0"（3.7  m  ｘ  12.2  m）
48,000  lbs.（21,772  kg）
沖合の油田やガスの操業者であれば、積込み、積降ろし、運搬、安全性及びプラットフォームの制約等から、重量低減の利点を理解し得るであろう。
スチールは、厚さ3/16"(0.48  cm)の重量が7.6  lbs/sq  ft(37.1  kg/sq  m)であるのに対し、アルミニウムは、厚さ3/16"(0.48  cm)の重量が2.7  lbs/sq  ft(13.2  kg/sq  m)である。
【０００８】
本発明の多くの目的を以下に記載する：
主たる目的は、出願人による新規な建物がアルミニウムから構築され、塩害環境から保護するためのコーティングシステムを必要としないことである。建物の外部はクリンプ加工されたアルミニウムプレートであり、塩害環境下でも腐食しないため、長期に亘って建物に要するコストは少なく、危険性も少ない。スチール構造物では、錆や漏れが発生するため、結果的に危険な水分侵入が起こる。構造的完全さが損なわれるため、かび(mold)やバクテリアが繁殖して、内部の居住空間に住めなくなってしまう。ＬＱＴは二重壁システム構造であるため、外壁に穴(breech)があった場合でも、内部空間は完全に密封されて外壁から独立しているため、水分の侵入は殆んど不可能である。長期的には、メンテナンス費用の低減によって全体構造を賄えるだろう。また、この建物はライフサイクルがかなり長い。
【０００９】
＜アルミニウムの耐腐食性＞
第２の主たる目的は、出願人の建物がアルミニウムの耐腐食性を有することである。技術者によれば、アルミニウムは表面に強靱な酸化膜を表面に形成するため、広範囲に亘る水及び土壌条件下で優れた耐腐食性を有する。アルミニウムは電位列で活性金属であるが、この膜は、塩水環境において優れた保護作用を有する。
【００１０】
＜高いブラスト等級性能＞
他の主たる目的は、出願人の建物がブラスト等級で高い性能を有することである。新規な構造設計は、大ブラスト(catastrophic  blasts)に対する安全性のかつてない懸念に対し、軽量を以て応えるものである。新規な壁構造設計は、ブラスト等級を0.1バール(10  kPa)から1.5バール(150  kPa)にまで高めると共に、軽量の二重壁構造を維持できるように作られることができる。この壁構造は２つの壁が完全に分離しており、相互接続部がなく、外壁がブラスト壁として機能すると共に、内壁は構造的に健全である。それゆえ、この構造はブラストに対する防御機能を大きく高めることができるので、内部は居住者にとってはるかに安全なものとなる。新規なＵＳＣＧ／ＡＢＳの賃貸用及び販売用建物の壁構造のブラスト保証値は0.25バール(25  kPa)である。
【００１１】
＜断熱構造設計の改良＞
他の主たる目的は、出願人の建物が改良された断熱構造を有することである。新規な二重壁構造は、建物全体を覆う厚さ3'(0.9  m)のFiremasterＡ−６０断熱材の層を含んでいる。断熱材は、裸火を防ぎ遮ることができるように極限温度で試験されているが、その防火性能に加え、壁構造構成における4"(10  cm)の空間との複合効果により非常に高いＲファクターを有している。空気は、最も優れた断熱物質である。さらには、空間中の空気を建物のＨＶＡＣ(冷暖房空調システム)を通じて循環させることにより、さらなる冷暖房効果がもたらされる。
【００１２】
＜音低減構造設計の改良＞
他の主たる目的は、出願人の建物が改良された音低減構造を有することである。壁構造及び内部製品は、騒音公害を抑制する。絶縁体は、内壁の空間と共に、騒音低減機能を有する。本発明の建物は、従来のスチール製建物の単一壁構造と比べて、音のデシベルで30％も低減することができる。これは、居住者にとってより快適な建物であることは明らかである。
【００１３】
＜最先端の内側構造＞
他の主たる目的は、出願人の建物が最先端の内側構造を有することである。内部の構成部品は全て最先端のもので、火災安全に適合し、ＵＳＣＧが認可した材料を使用している。リビングクオーターテクノロジーは、沖合の油田やガス事業に対して、長年にわたり住居を提供してきた経験を有する。この会社は、大型寝具類やプライバシー用の快適かつ静かなカーテンと共にピロートップマットレスを提供している。建物は、極端な環境における冷暖房用として、大型ＨＶＡＣの性能を有する。火災及びガス検知システムや煙検知を含む最新の安全機能は全てユニットの中に組み込まれている。このシステムには非常用照明があり、停電時でも建物全体の照明を確保することができる。
【００１４】
＜構築の全体費用の低減＞
他の主たる目的は、出願人の構造が構築の全体費用を低減できることである。アルミニウムの価格は原料スチールよりも少し高いが、本発明の建物はコーティングシステムが不要であるため、建物全体の費用は従来の同様なスチール製建物よりも約10％少ない。さらに、この建物の高断熱性及び低メンテナンス費をも考慮すると、その全体的価値はより良好なものとなる。
【００１５】
＜23,200  lbs  (10,523  kg)の軽量化＞
他の主たる目的は、出願人の建物が従来の沖合建物よりもはるかに軽量であることである。沖合の油田やガスの操業者であれば、積込み、積降ろし、運搬、安全性及びプラットフォームの制約等から、重量低減の利点を理解し得るであろう。従来のスチール建物と重量を比較すると、アルミニウムの12人寝台付建物が24,800  lbs.(11,249  kg)であるのに対し、スチールの12人寝台付建物は48,000  lbs.(21,772  kg)であり、アルミニウムはスチールのほぼ半分である。
【００１６】
＜低メンテナンス＞
他の主たる目的は、出願人の建物の外部は、クリンプ加工されたアルミニウムプレートから作られているので、塩害環境で腐食しないことである。それゆえ、建物のコストをより安く、安全性をより高くすると共に、寿命もかなり長くすることができる。構造全体に対するメンテナンス費用は、長期間に亘って低減される。ＬＱＴは二重壁システム構造であるため、外壁に穴(breech)があった場合でも、内部空間は完全に密封されて外壁から独立しているため、水分の侵入は殆んど不可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
＜図面に示された図に関する簡単な説明＞
本発明の特性、目的及び利点については、添付の図面と共に、以下の詳細な説明を参照することによってさらに理解されるであろう。なお、同じ引用符号は、同じ要素を示している。
【００１８】
【図１】図１は、本発明の好適な実施例におけるに係るモジュール式アルミニウムモジュールの住居ブロック(living  quarters)の構成部品の平面図である。
【００１９】
【図２】図２は、本発明の好適な実施例におけるモジュール式アルミニウムモジュールの外側保護シェル部品の平面図である。
【００２０】
【図３】図３は、本発明のモジュール式アルミニウムモジュールの住居ブロックを包囲する絶縁体のコーナー部の部分図である。
【００２１】
【図４】図４は、外側保護シェルが住居ブロック部品の上に配置された本発明の複合住居モジュールの平面図である。
【００２２】
【図５】図５は、本発明の複数の住居モジュール(accomodations  module)を示す図であって、６つの住居モジュールが労働者居住のために１つのグループに配置されている。
【００２３】
【図６】図６は、本発明のアンカーシステムの概略図であって、該アンカーシステムは、一方のモジュールに他方のモジュールが積み重ねられたモジュールどうしを係合して、上モジュールが下モジュールから外れるのを防止する。
【図７】図７は、本発明のアンカーシステムの概略図であって、該アンカーシステムは、一方のモジュールに他方のモジュールが積み重ねられたモジュールどうしを係合して、上モジュールが下モジュールから外れるのを防止する。
【図８】図８は、本発明のアンカーシステムの概略図であって、該アンカーシステムは、一方のモジュールに他方のモジュールが積み重ねられたモジュールどうしを係合して、上のモジュールが下のモジュールから外れるのを防止する。
【００２４】
【図９】図９は、本発明のモジュールの屋根伏図(top  view  of  roof  framing  plan)である。
【００２５】
【図１０】図１０は、本発明のモジュールのフロア伏図(top  view  of  floor  framing  plan)である。
【００２６】
【図１１】図１１は、本発明のモジュールにおいて、外側保護シェルと内側居住モジュールとの間のコーナー部の構造を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明のモジュールにおいて、外側保護シェルと内側居住モジュールとの間のコーナー部の構造を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明のモジュールにおいて、外側保護シェルと内側居住モジュールとの間のコーナー部の構造を示す図である。
【図１４】図１４は、本発明のモジュールにおいて、外側保護シェルと内側居住モジュールとの間のコーナー部の構造を示す図である。
【００２７】
【図１５Ａ】図１５Ａは、本発明のモジュールの外側保護シェルがブラストによる衝撃を受けたときの動力学(dynamics)を示す図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、本発明のモジュールの外側保護シェルがブラストによる衝撃を受けたときの動力学を示す図である。
【００２８】
【図１６】図１６は、本発明のモジュールのフロアと連結する壁構造の追加図である。
【００２９】
【図１７】図１７は、本発明のモジュールを持ち上げるときに係合されるリフティング用アイプレート(lifting  padeyes)の取付部の反射天井伏図(reflective  ceiling  plan)である。
【図１８】図１８は、本発明のモジュールを持ち上げるときに係合されるリフティング用アイプレートの取付部を示す図である。
【００３０】
【図１９】図１９は、防火ブランケットを、本発明の住居ブロック壁の外面に固定する方法を示す追加図である。
【図２０】図２０は、防火ブランケットを、本発明の住居ブロック壁の外面に固定する方法を示す追加図である。
【図２１】図２１は、防火ブランケットを、本発明の住居ブロック壁の外面に固定する方法を示す追加図である。
【００３１】
【図２２】図２２は、空気流れシステムの断面図であって、本発明のモジュールにおける断熱方法を示している。
【図２３】図２３は、空気流れシステムの断面図であって、本発明のモジュールにおける断熱方法を示している。
【００３２】
【図２４】図２４は、本発明の６人乗ガレー船(galley)の典型例の平面図である。
【００３３】
【図２５】図２５は、本発明のモジュールの部分平面図であり、絶縁体が４本のコーナーポストの外側に配置されており、上部建物を支持するコーナー構造が防火ブランケットの内側にあるので、火災、ブラスト、その他大惨事による破壊を防ぐことができる。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
＜発明の詳細な説明＞
図１乃至図２５は、本発明の好適な実施例であって、モジュール式の住居モジュール及び該住居モジュールの建築方法を示している。発明全体について、まず図１乃至図４を参照して説明する。図１乃至図４は、住居モジュール(10)(以下、モジュール(10)と称する)を示しており、該住居モジュール(10)は、アルミニウムから作られた内側住居ブロック(12)が、同じく軽量アルミニウムから作られた外側保護シェル(14)の中に配置され、前記外側保護シェル(14)の壁は、内側住居ブロックとの間の壁空間内で接触しないように構成される。
【００３５】
まず図１を参照すると、略矩形の内側住居ブロック(12)が示されており、該住居ブロック(12)には、一対の平行な側壁(17)(19)と、ドア(24)のある端部壁(20)(22)とを有している。更に、天井部(26)とフロア部(28)が設けられており、それら全てで内側住居ブロック(12)を画定する。前述したように、この内側住居ブロック(12)の４つの壁、天井及びフロアは軽量アルミニウムで作られ、単一ユニットとして溶接されて、連続的で継目のないアルミニウムシェル(30)を形成し、その内部に住居ブロック(12)が画定される。図示のとおり、住居ブロック(12)の壁は、該壁に沿う複数の垂直Ｃビーム(15)によって適当位置に保持され、住居ブロック(12)が地面に設置されたとき、フロア(28)は地面より上の位置にある。
【００３６】
図２に示される外側保護シェル(14)は、軽量アルミニウムシート(23)で作られており、長さと幅は住居ブロック(12)よりも大きい。その理由は次の通りである。アルミニウムシート(23)は、一対の側壁(32)(34)と、ドア(40)のある端部壁(36)(38)とを形成しており、このドアは内側の住居ブロック(12)のドア(24)と一列に並んでいる。外側保護シェル(14)は同様に上屋根(42)を含み、該上屋根は側壁及び端部壁と共に、外側保護シェル(14)の囲いを画定する。アルミニウムシート(23)は、図５に示されるように、側壁(32)(34)及び端部壁(36)(38)の高さ全体に亘って延在するが、その理由は次の通りである。外側保護シェル(14)の壁は、間隔を空けて設けられた複数のＣビーム(35)によってまっすぐ立った状態に保持されており、このＣビーム(35)は、住居ブロック(12)の壁を支持するＣビーム(15)よりも、若干寸法が大きい。
【００３７】
図３には、好ましくは前述した耐火等級Ａ−６０を有する絶縁体(50)の断面が示されている。絶縁体(50)は、住居ブロック(12)の側壁(17)(19)、端部壁(20)(22)、天井(26)及びフロア部(28)の外側表面(52)の全体に沿って配置され、住居ブロック(12)全体を包む絶縁体(50)の連続層を画定する。住居ブロック(12)の外側表面全体が、絶縁体(50)の連続層で覆われていることは重要な点である。住居ブロック(12)は外側保護シェルよりも寸法が小さいため、図４に示されるように、住居ブロック(12)を絶縁体(50)で取り囲むと、シェル(14)は住居ブロック(12)の上に下げられるので、保護シェル(14)は住居ブロック(12)を完全に取り囲み、保護シェル(14)の壁の下端は、住居ブロック(12)の壁の最も下縁まで延在する。保護シェル(14)が住居ブロック(12)より上の適当な位置に固定されると、複合モジュール(10)を画定して、スキッドビーム構造を覆うため、火災やブラストが起こった際の安定性が向上する。
【００３８】
図３に示すように、内側住居ブロック(12)を取り囲む絶縁体(50)とＣビーム(15)が、保護シェル(14)の内側表面(33)上にあるＣビーム(35)とは全く接触しないことは、非常に重要なことである。このようにできるのは、保護シェル(14)の寸法がより大きいためである。これは、住居ブロック(12)の壁と天井、及び保護シェル(14)の壁と天井の全体を取り囲む連続的な空間(60)によって特徴づけられる。この空間(60)の重要性については、以下で更に説明する。
【００３９】
次に図５を参照すると、一連の前面図が示されている。この図ではモジュールユニット(10)は６つであり、このうち２つは並んで配置され、他の４つは積み重ねられて、６ユニットの複合住居ブロック(12)が形成される。各モジュール(10)の側壁(32)(34)及び端部壁(36)(38)は、各々が、外側アルミニウムパネル(23)で作られている。このパネルは各モジュール(10)の上位置(25)から最も下の位置(27)まで延在させることが重要であり、その理由は、壁又はいかなる種類の力も、最初にこの保護シェル(14)のアルミニウムシート壁に接触しない限り、保護シェル(14)の外壁と住居ブロック(12)の壁との内側空間(60)に接触することができないので、全ての主構造ビームの災害時の安全性が向上するからである。
【００４０】
図５において、６つのモジュールのグループが示されており、一対の下モジュール(10)が、その上に、２対のモジュール(10)を支持している。図には、複数の外部ボルト締め接続(64)が示されており、６つのモジュールのうちの２つの下モジュール(10)の間及び下モジュール(10)の上にある２対の上側モジュールの間にて接続されている。
【００４１】
図５に示され、図６−図８において、より詳細に示されるように、最上部の対モジュール(10)は、各々が複数の直立アンカー部材を含んでおり、該アンカー部材は、各モジュール(10)の屋根(42)から外方に延びている。同様に、各モジュール(10)のフロア(28)は、複数の対応する凹部(68)を有しており、モジュール(10)が下モジュールの上に配置されると、直立アンカー部材(66)は各々が上モジュール(10)の対応する凹部(68)の中に入るので、上モジュール(10)は、下モジュール(10)の上の適当位置でしっかりと保持される。アンカー部材(66)は、図５及び図７ではモジュール(10)の屋根の適当位置に配置されているが、安全目的のためには、住居ブロック(12)の壁の内部で、各モジュール(10)の上面又は屋根の上に配置されることが重要である。そのように配置されることにより、上モジュールと下モジュールとの接続は、熱やブラストによって損なわれない。もしそのようにならなかった場合は、保護シェル(14)の外縁が破壊したり、上モジュール(10)は下モジュール(10)から外れて倒れることになる。
【００４２】
図６乃至図８は典型的なアンカー部材(66)を詳細に示しており、該アンカー部材は、各モジュールの屋根から上方に延在している。アンカー部材(66)はベースプレート(72)から垂直方向上向きに延びており、その上のモジュール(10)の凹部(68)に収容される。最も上にあるアンカー部材(66)は、例えば図５に示されるように、その上にモジュール(10)は配置されないから、アンカー部材(66)の上には絶縁キャップ(76)が嵌められる。それゆえ、火災又はブラストが起こってモジュールの外部に熱が作用したとしても、熱はアンカー部材(66)を通って住居ブロック(12)の中へ移動することはない。絶縁キャップ(76)は、熱が中へ入ってくるのを防ぐ。なお、第２のモジュール(10)がその上に積み重ねられる場合、熱はその中に進入することができないので、絶縁体を設ける必要がないことは勿論である。
【００４３】
図９は屋根伏図であり、図１０はフロア伏図である。図９において、アンカー部材(66)は、前述したように、複合モジュール(10)の４つのコーナー部に設けられている。これらコーナー部は、熱又はブラストが外側保護シェルに作用したとき、外側からブラスト力又は熱を受けないように、各コーナー部は住居モジュール(12)の壁の内部に設置されている。これも、前述したように、モジュール(10)の保護シェル(14)の外壁が崩壊するのを防止して、上モジュール(10)が倒れないようにするためである。図示の位置は、火災又はブラストの間、どんな熱も住居ブロックに入るのを防ぐことにもなる。
【００４４】
図１１及び図１２は、外壁(36)の上部であって、外壁(36)がコーナー支持ポスト(80)に当接した状態を示しており、Ｃビーム(35)はその長さ全体で外壁(36)をまっすぐに保持している。また、内部支持ポスト(82)が住居ブロック(12)の内壁(17)(19)に当接し、同様にＣビーム(15)が内壁を支持している。ここで、再び強調してもし過ぎることはないが、２つの壁とＣビーム(15)(35)との間に空間(60)があり、このため、住居ブロック(12)の壁と保護シェル(14)の壁との間にいかなる金属接触もないことに留意されるべきである。
【００４５】
図１３及び図１４は、モジュール(10)の基部の側面図であり、  ベースプレート(90)が溶接等により保護シェル(14)の外壁と住居モジュール(12)の壁とを支持しており、フロア(28)が当接されている。図１３に示されるように、内部支持ポスト(82)が配置される場合、住居ブロックのフロア(28)は、その上に溶接される。ここでも、住居ブロック(12)の壁と外側保護シェルの壁との間に空間(60)があり、該空間は、空気で充満されるが、前述した理由により絶縁体を装填することもできる。
【００４６】
図１６は、再び、ベースプレート(90)の追加の側面図を示しており、ベースプレートの上に、住居ブロック(12)及び保護シェル(14)の壁の支持体が当接している。内側住居ブロックユニット(12)のフロア(28)を支持するＬ型ブラケット(94)が設けられており、保護ユニット(14)の壁と住居ブロック(12)の壁との間に空間(60)がある。この空間(60)の部分は、後述するように、既に図示したように、断熱材が装填されている。図１５の動力学については後で詳しく説明する。
【００４７】
図１７及び図１８には、リフティング用アイプレート(95)が示されており、該アイプレートは、図９の全体図に示されるように、各モジュール(10)を持ち上げるために、モジュール(10)の各々の屋根(42)の４か所に配置される。これらリフティング用アイプレートは、シェル(14)の壁の内部に配置されるので、火災又はブラストが起こったとき、火災又はブラストが外側シェル(14)に作用しても影響を受けない。各アイプレート(95)は、本体(97)が住居ブロック(12)の内部で保護されており、アイレット部分(99)だけが外方に延在してモジュールの移動中、持上げ用フックと係合されるようにしている。
【００４８】
図１９−図２１は、住居ブロック(12)の壁と外側シェルとの間の空間(60)の一部に装填される絶縁体(50)の連続セグメントの他の実施例を示している。この絶縁体(50)は、間隔をあけた位置に係止ピン(55)を用いることで内壁の中に係合され、絶縁体(50)は、住居ブロック(12)の壁の高さ全体を通じて適当位置に保持される。また、図示のように、絶縁体(50)のブランケットは、住居ブロック(12)の壁を支持するＣビーム(15)の外部まで覆う。絶縁体(50)が、住居ブロック(12)の壁と保護シェル(14)との間の空間(60)の一部を占めるが、保護ユニット(14)の外壁とは絶対に接触しないし、外側保護シェル(14)のＣビーム(35)の何れとも接触しないことは留意されるべきである。
【００４９】
図２２及び図２３に示される絶縁体(50)は、居住者の生活を快適にするために、エアバックシステム(Air  Vac  System)から供給される空気が住居ブロックに出入りする空気の流れ(矢印100)を保護するものである。絶縁体(50)の位置は、もしブラストが起こった場合に、ブラスト力又は熱が、図示される空気送給システムの空気ダクト(102)を通って入らないように配置される。
【００５０】
図１４は、内側シェル、内側住居モジュール(10)の内部の典型的な住居ブロック(12)を示している。例えば、６人の労働者を収容する一連の６つのベッドがあり、他の住居モジュール(10)は、ミーティングブロック、デスク、簡易キッチン等のように、石油掘削生産プラットフォーム上で働き、時間を過ごす人々に用いられる追加の特徴を含むこともできる。図２５は、モジュール(10)の構造について非常に重要な態様を示している。図１９は、典型的なモジュール(10)の１つのコーナー部の上部分図であるが、図２５は、モジュール(10)の４つのコーナー部を全て示しており、４つのコーナーポスト(82)の各々は、内側構造物(14)を包囲する絶縁体(55)の内側に配置される。これが非常に重要であるのは、コーナーポスト(82)が、下モジュール(10)によって支持される上モジュール(10)を支持する主たる支持部材であるからである。絶縁体を図２５に示されるように配置することにより、火災による熱を防いだり、支持ポスト(82)の支持の完全性を損なうようなブラストによる力を防ぐことができる。それゆえ、モジュール(10)が、石油掘削プラットフォームにて、火災又は爆発による強烈な熱又は力を受けた場合でも、上部支持されたモジュール(10)が下部支持モジュール(10)から外れて倒れることは決してない。
【００５１】
再び、図１５Ａと図１５Ｂを参照する。前述したように、この発明の重要な態様の１つは、住居ブロック(12)の内壁と外側保護シェル(14)とが決して接触しないことであり、図１５Ａに示されるように、一部分を絶縁体(50)が占める空間(60)によって分離されていることである。これが極めて重要であるのは、例えばブラスト(120)の場合、図１５Ｂに示されるように、ブラスト(120)の力が続く時間は１秒未満であり、外側保護シェル(14)の壁と初期接触する。そうすることによって、シェルの壁を、住居ブロック(12)の壁の方に向けて内向きに移動させる力となる。ユニット(12)と(14)との間の空間(60)は、絶縁体(50)が収容され、充満した空気(125)が前記力の一部の衝撃を緩和する。しかしながら、空気(125)は圧縮されると、住居ブロック(12)の壁に対する力として作用する。それゆえ、ブラストが起こると、例えば図１５に示されるように、住居ブロック(12)のフロア(28)の下の内部空間(60)に通気口(126)が含まれている。空間(60)がブラストによって圧縮されると、空気(125)はこれらの通気口(126)を通じて排気されることができる。それゆえ、住居ブロック(12)の壁に対する追加の力として作用することはない。また、ブラスト又は火災が非常に高温であると、ブラスト(120)の熱は絶縁体(50)に悪影響を及ぼすが、セラミックの性質により、絶縁体(50)は溶けてあらゆる空間を満たして住居ブロック(12)の壁に接触するので、再び「プラスチック」の保護用絶縁シェルとして作用する。それゆえ、ブラストの熱は、住居ブロック(12)の中に入ることは出来なくなる。これらモジュール(10)のこの二重壁構造により、モジュール(10)の外側保護シェル(14)は、ブラストからの巨大な力又は火災による高温の熱を吸収し、火災のブラストからの熱をモジュールの内壁と外壁の間の空間内に維持することができるので、ブラストの熱又は力は、ブラストが起こっているときに中に人達が入っているハウジングブロック(16)の内部空間に進入しな。
【００５２】
＜モジュールの設計基準及び他のデータ＞
図１乃至図２４に示された住居モジュール(10)について説明したが、次に、望ましい実施例のモジュール(10)の設計と構築における他の重要な基準について説明する。
【００５３】
本発明のアルミニウム製住居モジュール(10)は、スチールに代えてアルミニウムから構築される。好ましくは、建物のサイズの範囲は、12'×20'"×10'-6"(3.7m×6.0m×3.2m)乃至16'×70'"×10'-6"(4.9m×21m×3.2m)であり、図面中、この目的のための実施例では、共通寸法が12'×40'  9  5/8"×10'-6"(3.7m×12.4m×3.2m)である。
【００５４】
本発明の住居モジュール(10)について、新規な特徴として、当該分野で実行可能であることを保証するために、厳密な技術試験を行なった。これらの試験を通じて、ＵＳＣＧ承認船舶の上で使用されるＵＳＣＧ認可モジュール建物を、アルミニウム及び特殊な消火用具用海洋ブランケット材料から構築する方法を発明者らが考案したことが明らかにされた。この方法では、壁が接続されないように構築されているので、火災が起こったときに、防火用ブランケットが主たるバリアとなる。歴史的に、モジュール式海洋建物の外部はスチールから作られてきた。海洋住居の目的で使用するには、幾つかの理由により、アルミニウムはより優れた材料である。まず第１にアルミニウムは軽量であることである。沖合の浮遊プラットフォームや船の上でのクレーン能力を考えると、建物が軽量であるほど、より安全に持ち上げることができる。また、船舶が軽量であると、全体の負荷を軽くすることができるので、燃料消費量がかなり低減される。外部がアルミニウムの建物の重量は、スチール建物の重量の半分である。第２の重要な点は、塩害環境下では、アルミニウムはスチールほど速く腐食(酸化)しないことである。それゆえ、アルミニウム建物には、スチール建物のように外部を保護するための精巧なコーティングシステムを設ける必要はないので、アルミニウム建物のメンテナンスは遙かに簡単である。
【００５５】
これを新規な発明とする設計基準は、建物を外側構造物とは分離した１つの内側構造物として構築することにより、実質的に建物の内部に建物を造る方法にある。用いられる好適な絶縁体は、それ自体がＵＳＣＧの全ての外部基準(Ａ−６火災等級)に適合するブランケットである。内部壁が自立(stand  alone)できるようになし、防火ブランケットで覆うことにより、内部壁だけで宿泊者に対して安全な環境を構成する。これに、防火ブランケット壁を外部環境から保護し、建物の構造的安全性を高めるために、アルミニウム外部壁(同じように軽量)が加えられる。二重壁システムのさらなる利点は、より多くの空間をもたらし、絶縁効果を高めて、建物の暖房及び冷房効率が向上することである。
【００５６】
本発明のモジュールは、ＵＳＣＧ  ＲＰ９８−０１(Eighth  District  Interim  Recommended  Practice-Plan  Approval,  Certification  and  Installation  of  Accomodation  Modules)に基づいて設計されている。本発明の建物は、固定式沖合プラットフォーム、浮体構造物及びＭＯＤＵ'ｓ(あらゆる種類の海洋船舶)の上で用いられる。
【００５７】
リフティング作業の計算は、米国アルミニウム協会、許容応力設計２００５の弾性分析に基づいて行なった。全ての計算は、溶接許容応力値に基づいており、より高い安全率が得られる。
【００５８】
構造フレーム及びクラッド設計は次の条件のために設計された。
・リフト（動力学）
・オペレーティング  シングル
・オペレーティング  ダブルスタック及びシングル幅
・オペレーティング  トリプルスタック及びダブル幅
・内側構造物、トリプルスタック
【００５９】
構造設計において、通常の許容応力が用いられた(１/３増加は許容されない)。主要部材のたわみの許容は、Ｌ/３００(Ｌは支持間隔(インチ))である。部材の単一性チェックの許容は、＜１.００(ユーティリゼーション・レシオ)。
【００６０】
主要構造フレーム及びクラッド設計は、構造分析ソフトウエア“STAAD  PRO”を用いて作成された。
【００６１】
＜望ましい材料＞
・防火絶縁体構造：ＵＳＣＧ  ＮＶＩＣ９−９７、ＡＢＳ規則及び４６ＣＦＲパート１６４に適合する。
・絶縁体：厚さ2"(5  cm)“消火用具用海洋ブランケット”カルシウムマグネシウム−シリケートファイバー絶縁体(ＵＳＣＧ承認番号：164.107/1/0)。
・電気：電気部品、配線及び隔壁ケーブルトランジットは、４６ＣＦＲサブチャプターＪ及びＵＳＣＧ  ＮＶＩＣ９−９７に適合する。
・構造：壁、フロア及び天井は、２層のアルミニウムプレートを有し、アルミニウムプレートの間に支持ビームと厚さ2"(5  cm)の消火用具用海洋ブランケットとが配備されている。
【００６２】
＜承認＞
米国沿岸警備隊(United  States  Coast  Guard)
ＵＳＣＧは、耐ブラスト性能を有する構造用として出願人が設計した全てアルミニウムの典型的な壁を評価した。当初設計では、壁システムは、24"(61  cm)間隔にてC6x2.83スタッドチャンネルで支持された3/16"(0.48  cm)の平らなプレートから作られた外側層を具えている。内側層は、24"(61  cm)間隔にてC3x1.42スタッドチャンネルで支持された1/8"(0.32  cm)の平らなアルミニウムプレートから作られている。壁の高さは、端から端まで9フィート(2.7  m)である。出願人は、壁の技術評価分析は壁の両端が固定されているものとして行われることを要求したが、技術評価の中にどんなヘッダーの検討も含まれていなかったか、又はいまだに分析中である。
【００６３】
使用したアルミニウム合金はテンパー品6061-T6である。この材料の機械的特性は、Alcoa社のカタログから得ることができる。構造用アルミニウムに対するブラスト対応限界(blast  response  limits)は公開されていないので、技術評価は、延性スチール(ductile  steel)に対して公開されている数値から対応延性を推定して行なった。所定の損傷レベルでの延び比を延性スチールの極限延びとの比較値を基準として、同じ比を、6061-T6アルミニウムの極限延びに用いた。極限の端部回転(end  rotation)に関しては、延性スチールに対する対応限界と同じと仮定した。
【００６４】
適用した設計圧力は、ＬＱＴに要求された0.25バール(25  kPa)である。正圧部(positive  phase)の時間長さは、ＡＰＩ  ＲＰ−ＦＢ２に基づいて計算され、608  msecであることがわかった。技術評価は、各々の構造部品を、プロプライエタリ・ソフトウエアを用い、一自由度(ＳＤＯＦ)法により分析するものである。外壁のたわみにより、内壁に二次圧力を生ずるが、これは、シールド圧力予測設計ツールの技術評価法を用いて決定された。次に、この圧力−時間関数を用いて、内層に負荷を与え、その反応を求めた。
【００６５】
この作業の範囲は、性能を最大化及び／又は構築費用を最小化するために個々の部品を最適化することは含まない。出願人は、技術評価に基づく壁システムの評価は、より高い負荷に対しても、一部変更を加えることにより可能であると考える。
【００６６】
＜壁システム＞
壁の構造部品は、6061-T6アルミニウムで作られている。Alcoa社のカタログの情報によれば、このテンパー合金の機械的特性は次のとおりである。
・典型的な引張降伏強さ  ＝  35  ksi  (241  MPa)
・典型的な極限引張強さ  ＝  38  ksi  (262  MPa) 
・典型的な極限延び  ＝  1/4"(0.6  cm)まで8％
1/4"(0.6  cm)以上10％
・典型的な弾性モジュール  ＝  10,000  ksi  (68,947  MPa)
【００６７】
全てのジョイントは、5183アルミニウムから作られる。Alcoa社のカタログから得た情報に基づくと、極限引張強さは、41  ksi(282  MPa)である。出願人が提案するように、スタッドには、隅肉溶接により、のど厚が接続される薄肉部を超えないように、12"(30  cm)ピッチ毎に  3"(7.6  cm)の隅肉でプレートに溶接される。
【００６８】
出願人が提案するように、システムには、0.25バール(25  kPa)、すなわち3.63  psi(25  kPa)の最大印加圧力の検査が行われる。
【００６９】
正圧部の持続時間は、API  RP-2FB,  par.  C.6.3.3に基づいて次式により計算された。:  
t*  ＝  0.084  ＋  13,000/P  
ここで、
t*  ＝  正圧部の時間(秒)
P*  ＝  名目上の過圧力(パスカル)  (1バール  ＝  100,000パスカル)  
P  ＝  0.25バール  ＝  25,000パスカル
従って、t*  ＝  0.604  secであり、約600  msecである。これは、典型的なブラストの場合を考えると非常に長い時間であるので、持続時間の推測はかなり控えめの数値であると考えることができる。
API  RP-2  FB  par.  C.6.3.3に基づくと、負荷関数は対称三角形(中心ピークは、t*/2  ＝  300  msec)であると推測される。
【００７０】
＜構造応答(Structural  Response＞
予測されるブラスト負荷における構造部品の動力学的応答は、例えば図２に示される等価ばね質量係のような一自由度(ＳＤＯＦ)法によって求められる。各部品に対するＳＤＯＦモデルは、部品の機械的性質を用いて構築されるので、モデルは、部品の最大たわみ位置と同じ変位履歴を示す。ＳＤＯＦモデルの変位履歴は、等価システムの運動の方程式を離散時間ステップで解くコンピュータプログラムを用いた有限差分技術で得られる。
【００７１】
計算されたピークたわみは、支持体の回転と延性の比を求めるのに用いられる。この比は、ブラスト設計に最も一般的に用いられる変形限界基準(すなわち損傷レベル)を表す。支持体の回転は、部品の元の形状と、最大たわみ位置及び支持体の直線セグメントとの間の角度である。延性比は、部品の最大弾性たわみの最大たわみを表す。それゆえ、延性比が１より大きいとき、永久変形が維持されたことを意味する。
【００７２】
＜アルミニウム応答限界＞
前述したように、例えばＡＳＣＥ１１及びＡＰＩ  ＲＰ−２ＦＰ等のブラスト負荷構造の設計と分析に対して最も一般的に受け入れられているガイドラインには、構造用アルミニウムの応答限界は含まれていない。それゆえ、技術評価で採用した応答限界は、延性スチールの分析に基づいている。
【００７３】
＜Ａ３６スチール特性＞
・引張降伏強さ  ＝  36  ksi  (248  MPa)
・極限引張強さ  ＝  58  ksi  (400  MPa) 
・極限延び  ＝  15％
・弾性モジュール  ＝  29,000  ksi  (199,947  MPa)
・降伏点ひずみ  ＝  36/29,000  ＝  0.124％  
・媒質応答延性限界(medium  response  ductility  limits)(ＡＳＣＥ)  ＝  10  
・媒質応答限界ひずみ  ＝  10  x  0.124％  ＝  1.24％  
・媒質応答限界ひずみ／極限延びの比  ＝  0.083  
【００７４】
＜同じ比をアルミニウムに適用した場合＞
・平均チャンネル厚さに対する極限伸び  ＝  9.1％  
・媒質応答限界ひずみ  ＝  0.083  x  9.1％  ＝  0.75％  
・降伏点ひずみ  ＝  35/10,000  -  0.35％
・媒質応答延性限界  ＝  0.75/0.35  ＝  2.15、約2
【００７５】
同じ基準を用いて、異なる損傷レベル及びアルミニウム部品の延性応答限界を求めた。結果を表１に示している。
【表１】
2013533409.tif 000003
【００７６】
＊  表１中、部品の応答限界(response  limits)はＡＳＣＥ１により次のとおり定義される：
低応答(Low  Response)：  部品の永久損傷は全く観察されなかった。
中応答(Medium  Response)：  部品の一部に永久ひずみが観察された。一般的には、必要に応じて、修理可能である。但し、交換する方が、経済的で美観の点でもよい。
高応答(High  Response)：  部品は破壊しなかったが、永久ひずみが大きく、修理不能である。
【００７７】
＜内壁部品に対する二次圧力＞
外壁プレートとスタッドは、加えられた圧力に反応してたわむ。たわみ対時間関数は、ＳＤＯＦモデルのアウトプットして得られる。このたわみは、外層と内層との間の空気を圧縮し、内壁部品に対して二次圧力を生ずる。この圧力は、壁層間の空隙の関数であり、空隙の間隔が広いほど、圧力は小さくなる。
【００７８】
＜外壁プレート＞
厚さ3/16"  (0.48  cm)、スパン24"  (61  cm)、両端固定支持であると考えられる壁プレートの予測値は、ピーク端部回転が2.7度、ピーク延性が0.41、最大たわみが300  msecで0.57インチ(1.4  cm)である（但し、壁プレートジョイントは完全に溶接されていると仮定。端部スパンは、壁コーナー部で固定の不足を補うために少し減じられている［設計評価では20インチ(51  cm)が示唆されている］）。想定されるこれの応答限界は、低応答(許容できる)である。
【００７９】
＜外側スタッドチャンネル＞
スタッドチャンネルは、C6x3.42、スパン9フィート(2.7  m)で、ＬＱＴによって示された両端固定支持であると考えた場合、予測されるピーク端部回転が1.4度、ピーク延性が0.41、最大たわみが300  msecで1.33インチ(3.4  cm)である。想定されるこれの応答限界は、低応答(許容できる)であると考えられる。
【００８０】
プレートとスタッドは両方とも約300  msecにピークがあるので、直接加算されることで、二次圧力のピークたわみを計算することができる(0.57＋1.33  ＝  1.90インチ(4.8  cm)，300  msec)。外部部品は両方とも応答は弾性である(延性＜1)。出願人のシールド圧力予測ツールで得られたピーク二次圧力は、300  msecで3.6  psi(25  kPa)である。
【００８１】
＜内壁プレート＞
厚さ1/8"  (0.32  cm)、スパン24"  (61  cm)、両端固定支持(外壁と同じ)であると考えられる壁プレートは、予測されるピーク延性が前記の高応答限界を超えている(許容できない)。
【００８２】
＜内側スタッドチャンネル＞
スタッドチャンネルは、C3x1.42、スパン9フィート(2.7  m)で、出願人によって示された両端固定支持であると考えた場合、予想されるピーク端部回転及びピーク延性は中応答限界をかなり超えている(許容できない)。なお、スタッドチャンネルでの複合作用は予測されることはできないが、その理由は、プレートの変形が大きすぎて、垂直方向のたわみに複合化されたものと推測されることができないからである。
【００８３】
＜内壁プレート＞
厚さ1/8"  (0.32  cm)、スパン12"  (30  cm)、両端固定支持(外壁と同じ)であると考えられる壁プレートは、予測されるピーク端部回転が1.1度、ピーク延性が0.23である。これは、低応答(許容できる)であると考えられる。
【００８４】
＜内側スタッドチャンネル＞
スタッドチャンネルは、C3x1.42、スパン9フィート(2.7  m)で、ＬＱＴによって示された両端固定支持であると考えた場合、予測されるピーク端部回転が2.7度、ピーク延性が1.48である。これは、無負荷ベアリング部品に対して中応答である(ＬＱＴは、屋根負荷が内壁に影響しないことを確認した)。複合作用を考慮しないことは、プレートの低応答の予測には合理的であるので、この応答レベルは許容できると考えられる。
【００８５】
＜要旨＞
技術評価の結果によれば、アルミニウム壁システムに、0.25バールの圧力を600msec間印加したときの応答は、内側スタッドの間隔が当初描いた24"(61  cm)o.c.では、内側プレート及びスタッドチャンネルの変形過多により許容できないものであった。
内側スタッドの間隔を小さくして12"(30  cm)o.c.にすることにより、システム全体としての応答は許容できるものである。
【００８６】
構造用アルミニウムについては、公開された応答値又は試験データがないので、技術評価では、合理的な応答限界を推測するための技術判断を用いた。それゆえ、これらの応答限界は、具体的なブラスト抵抗設計コード(ＡＰＩ  ＲＰ２−ＦＰ又はＡＳＣＥ)のどれにも基づいていないことは理解されるべきである。
【００８７】
部品の大部分は、構造的な要請は低いので、部品の基本的設計は設計負荷を高くすることに向けられるか、又は部品の現状の負荷規格を維持しつつ、最大の経済性が得られるように部品をサイズ変更することに向けられており、技術評価をそれらを見い出すことにある。また、典型的な壁部の試験は、材料応答の理解を向上させると共に、より正確な応答限界を決定することができるであろう。
【００８８】
以下に、本発明における使用に適した部品と材料のリストを記載する。
＜部品リスト＞
(10)  住居モジュール
(12)  内側住居ブロック
(14)  外側保護シェル
(15)  Ｃビーム
(17)(19)  側壁
(20)(22)  端部壁
(23)  アルミニウムシート
(24)  ドア
(26)  天井部
(28)  フロア部
(30)  アルミニウムシェル
(32)(34)  側壁
(35)  Ｃビーム
(36)(38)  端部壁
(42)  上屋根
(50)  絶縁体
(52)  外面
【００８９】
(60)  空間
(64)  ボルト接続
(66)  直立アンカー部材
(68)  凹部
(72)  ベースプレート
(76)  絶縁キャップ
(80)  コーナー部支持ポスト
(82)  内側支持ポスト
(90)  ベースプレート
(94)  Ｌブラケット
(95)    アイプレート
(97)  本体部
(99)  アイレット部
(100)  矢印
(102)  エアダクト
(110)  ベッド
(120)  ブラスト
(125)  空気
(126)  通気口
【００９０】
ここに開示した全ての測定値は、特に指定しない限り、標準温度及び海面気圧での値である。また、特に指定しない限り、人間に使用又は使用されることが意図される材料は全て生体適合性である。
【００９１】
前述の実施例は、例示のみを目的として提供されるものであり、本発明の範囲は以下の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図１】
2013533409.tif 000004
【図２】
2013533409.tif 000005
【図３−４】
2013533409.tif 000006
【図５】
2013533409.tif 000007
【図６】
2013533409.tif 000008
【図７】
2013533409.tif 000009
【図８】
2013533409.tif 000010
【図９】
2013533409.tif 000011
【図１０】
2013533409.tif 000012
【図１１】
2013533409.tif 000013
【図１２】
2013533409.tif 000014
【図１３】
2013533409.tif 000015
【図１４】
2013533409.tif 000016
【図１５Ａ】
2013533409.tif 000017
【図１５Ｂ】
2013533409.tif 000018
【図１６】
2013533409.tif 000019
【図１７】
2013533409.tif 000020
【図１８】
2013533409.tif 000021
【図１９】
2013533409.tif 000022
【図２０】
2013533409.tif 000023
【図２１】
2013533409.tif 000024
【図２２】
2013533409.tif 000025
【図２３】
2013533409.tif 000026
【図２４】
2013533409.tif 000027
【図２５】
2013533409.tif 000028
【国際調査報告】
2013533409.tif 000029
2013533409.tif 000030