(57)【要約】プレハブ式ストームシェルタであって、災害の発生前、発生中および発生後に容易に配置替えおよび組み立てができるとともに、安全で頑丈なシェルタを提供することができる、該プレハブ式ストームシェルタおよびその製造方法。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
順次に連結した管状のモジュールで構成して水平方向に延在し、各モジュールがそれぞれ床部、側壁部および天井部を有するハウジングと、
ユニットモジュールの端部ピースと、
前記モジュールのうち少なくとも１個のモジュールに設けた出入口手段と、
前記モジュールを互いにしっかりと固着する手段と、
を備える装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であって、さらに、サブフロアとしてのビルジ隔室を備える装置。
【請求項３】
請求項１に記載の装置であって、さらに、キールアセンブリを備える装置。
【請求項４】
請求項１に記載の装置であって、さらに、流体に部分的に浸かったときに正の浮力をもたらす設計特性を付与する装置。
【請求項５】
請求項１に記載の装置であって、さらに、モジュール間の遊びまたは動きを可能にする動的シールおよび締結手段を備える装置。
【請求項６】
請求項１に記載の装置であって、さらに、転覆防止機能を実現する設計特性を付与する装置。
【請求項７】
シェルタを組み立てる方法であって、
順次連結可能な管状のモジュールであり、各モジュールそれぞれが床部、側壁部および天井部を有する、該モジュールを準備するステップと、
ユニットモジュールにおけるキャップ状の端部ピースを準備するステップと、
前記モジュールのうち少なくとも１個のモジュールに出入口手段を設けるステップと、
前記ユニットモジュールの端部ピースを前記順次連結可能な管状のモジュールに一連のポストテンショニングケーブルを介して結合することによりしっかりと取り付け、封止エンクロージャを形成するステップと、
を有する方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法であって、さらに、前記モジュールにサブフロアとしてのビルジ隔室を設けるステップを有する方法。
【請求項９】
請求呼７に記載の方法であって、さらに、前記管状のモジュールにキールアセンブリを設けるステップを有する方法。
【請求項１０】
請求項７に記載の方法であって、さらに、流体に部分的に浸かったときに正の浮力をもたらす設計特性を付与するステップを有する方法。
【請求項１１】
請求項７に記載の方法であって、さらに、モジュール間の遊びまたは動きを可能にする動的シールおよび締結手段を設けるステップを有する方法。
【請求項１２】
請求項７に記載の方法であって、さらに、転覆防止機能を実現する設計特性を付与するステップを有する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレハブ式ストームシェルタであって、災害の発生前、発生中および発生後に容易に配置替えおよび組み立てができるとともに、安全で頑丈なシェルタを提供することができる、該プレハブ式ストームシェルタ、ならびにその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今の様々な出来事により、自然現象による非常事態の発生前、発生中および発生直後に人間、ペットおよび物資備蓄のための緊急一時的シェルタ（避難場所）の必要性が明らかになってきている。ハリケーン、トルネード、洪水等の災害は、天変地異を凌ぐことができる頑丈なシェルタの必要性を幾度となく示してきた。これまでの努力は、主に地下シェルタ（トルネードおよび／または第２次世界大戦時代の爆撃を凌ぐように設計された）、すなわち構造物を建設する前に所定位置に置かなければならないシェルタに注がれてきた。このような構造物は、特許文献１（ドラガー[Drager]氏の米国特許第２，９０３，８７４号）、特許文献２（クァウリン[Qauline]氏らの米国特許第４，９５５，１６６号）、特許文献３および４（スペーネ[Spene]氏の米国特許第６，２６０，３１２号および同第６，２６３，６３７号）によって提案されている（これら米国特許はすべて参照により本明細書に援用する）。
【０００３】
備えあれば憂いなしと言うが、我々は人間の性として切羽詰まってからでないと準備できない傾向があることを何度も思い知らされてきた。また、様々な状況から、支援および救助を必要な場所に送り届けるロジスティックス上の困難性（および必要性）が最も高まる非常事態発生直後の物資の必要性も明らかになってきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第２，９０３，８７４号明細書
【特許文献２】米国特許第４，９５５，１６６号明細書
【特許文献３】米国特許第６，２６０，３１２号明細書
【特許文献４】米国特許第６，２６３，６３７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、容易に輸送することができ、またトルネード、ハリケーン、その他の災害の脅威に耐え得るように、（場合によっては災害発生の数日前または数時間前に）不慣れな作業者でも現場で容易に組み立てることができる、コストパフォーマンスの良いシェルタが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この項では、本発明によるいくつかの態様の概要を示し、またいくつかの好ましい実施形態を簡潔に紹介することを目的とする。本項の目的が曖昧にならないように、説明を簡略化することや省略することがある。このような簡略化または省略は、本発明の範囲を限定するものではない。
【０００７】
本発明は、プレキャストしたモジュールを順次互いに接合することによって形成される封止隔室を提供するとともに、両端をエンドキャップで閉止することによって封止環境を作製するものである。このようにして、人間およびペット、機器、および／または物資備蓄をある期間にわたって保持することができる不定長の管状封止構造体を作製することができる。モジュールの断面はすべて一致するので、これらモジュールを合体させることにより単独の封止容器を作製する。
【０００８】
本システムのこのようなモジュール特性により、組み立て式サブモジュールを道路上、鉄道、航空機または貨物船によって容易に輸送することが可能となる。ユニットは、両端を端部モジュールによってキャップ付けした中間モジュールによる任意の集合で構成することができる。このようにすれば、緊急避難所、病院、物資補給施設およびその他の構造物を、それらが必要となることが予想される場所の近くに事前に配備することができる。
【０００９】
状況に応じて、このユニットは、ユニット自体およびその避難利用者を飛散物から保護するために、排水溝内に部分的に地中配置とすることも、露出した盛り土（berm）によって保護することもできる。不測の状況によりユニットが水没した場合も、ユニットは、それ自体の自然浮力によって浮かぶことになる。この理由から、各モジュールは、機能性キール／バラスト（外付けものまたは内蔵のもの）で構成することができる。
【００１０】
本発明の一実施形態に関する以下の詳細な説明を添付図面と併せて読めば、本発明の他の特徴および利点が明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】完全に組み立てたときのユニットの長手方向断面図である。
【図２】モジュールの横断図である。
【図３】各モジュールの取り付け前の詳細を示す長手方向断面図である。
【図４】地面上のユニットの一実施形態を示す図である。
【図５】地面内のユニットの一実施形態を示す図である。
【図６】地面下のユニットの一実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は完全に組み立てた構造物の側面図である。人間の姿は、正確な寸法ではなく適当な縮尺として描いている。一実施形態では、頂部入口１００は、防水性であり内側から安全を確保できる開閉手段を備える。これら要素は、嵐の後に落下物または他の構造物が上に乗っても避難利用者がこれら要素を開放できるように、外側または内側あるいは両側に開くように設計することができる。シェルタの内側には、緊急時の代替的な出口手段を得るためのオプション的ツールを設けることができる。これらのツールとしては、壁または開口を切り開くことができる電動工具、または極限状況のための爆薬を挙げることができる。
【００１３】
避難利用者は、はしご１０１を用いてシェルタフロア１０２に降り、シェルタフロア１０２から出ることができる。シェルタは様々な寸法および材料で構築することができるが、シェルタの壁部は、人間がストレスの多い時間を凌ぐのに妥当な環境を提供するとともに予想される応力に耐え得る十分な強度で構築することを推奨する。一実施形態では、セメントを使用する場合、壁厚は少なくとも５ｃｍとすることができる。複合材料を使用する実施形態は、２ｃｍよりも薄くすることができる。
【００１４】
適切な寸法を見出す際、小型ビジネスジェットに類似する管状容器（ベッセル）の人間工学的寸法に着目した。この理由から、好ましい実施形態では、内径は少なくとも３．０メートルとすることが想定されるが、内径は状況および必要に応じて変更することができる。
【００１５】
したがって、状況によっては（例えば、容器が貯蔵専用に構築される場合）より小さいまたはより大きい寸法が望ましい場合もある。なお、身長の高さを考慮するだけでなく、モジュールを輸送用のトラック、航空機または列車の荷台に積み込んだときにモジュールの外径が局所的な高さ制限を超えないことが保証されるように配慮しなければならない。
【００１６】
図２はモジュールの横断図（または断面図）である。避難利用者は、好ましい実施形態ではビルジ（胴底）隔室２００の上方に位置する床の上に立つことに留意されたい。このビルジ隔室は、容器における小さな漏洩部から浸入する可能性がある流体に避難利用者が接触するのを最小限に抑える。この空間にはポンプを装備することができ、（必要に応じて）人間の生理的排泄物（液体および固体の両方）のための場所としても兼用することができる。
【００１７】
モジュールをコンクリートで構築する場合、各モジュールは、すべてのモジュール内の導管を端から端まで挿通する２．５４ｍｍスチールケーブル２０１により互いに結合し、事後に張力を加える（ポストテンショニング）。これらのケーブルは、構造体２０２，２０３、および他の構造体の全周に沿って配置する。この状況は、組み立てた容器の構造上の完全無欠性をもたらすコンクリート構造体に関して十分理解される圧縮状況である。モジュール１０３内の動圧シールを使用して気密および水密封止を実現する。他の実施形態では、各モジュールは炭素繊維強化壁材のような他の材料で構築することができ、締結具を介して互いに連結することができる。
【００１８】
上記のモジュール構造は本発明の重要な特徴である。というのも、この構造を用いることにより各モジュールを被災地に容易に輸送することができるからである。また、この構造を用いるとモジュールを製造時にカスタマイズすることが可能となる。したがって、外科手術室で見受けられるすべての機器を一連のモジュールに装備することもできる。この場合は、患者を担架に乗せることを可能にする入口を設けることも、嵐が治まったときにモジュールの一方の端部を除去する手段（例えば爆薬または切削工具）を設けることもできる。
【００１９】
図３は、３つの基本的なシステムモジュールから構築される例示的なユニットの分解図である。上述のとおり、これらのモジュールは１つの例示的な構成であり、それらの基本的且つ単純な設計には他の様々な改変を加えることができる。これら例示的な実施形態の各寸法はコンクリートシェルタ用の寸法である。この場合、合計６個のモジュールを１個のユニットとして組み立てる。メインの本体モジュール３００を示す。この本体モジュール３００は、長さ３．６５ｍ、高さ４ｍ（オプションのキールを含む）、内径３ｍの円筒形状であり、厚さ０．２５ｍの壁を有する。代案として、入退出を容易にしかつコストを最小限に抑えるため、これら本体モジュール３０１のうち１個が入口／出口１００およびはしご／階段１０１を有するよう変更した。端部ユニット３０２は閉じた空間を形成する。
【００２０】
用途によっては、本ユニットは地面（またはより多くのコンクリート）で覆って、完全に地中に配置することもできるが、このことは必須ではなく、このユニットの例示的な実施形態として、それぞれ地面上、地面内および地面下に存在するものを図示する。上述のとおり、飛散物からの保護は（地面で構築されたものであれ人工材料で構築されたものであれ）隆起した盛り土の内部に本ユニットを置くことによって達成することができ、この場合も本ユニットは同様の機能を果たすことができる。また、ユニット自体は、他の建造物（航空機格納庫等）の内部に配置することも他の複数の建造物間に配置することもできる。
【００２１】
いずれにせよ、ユニット設置場所で洪水が発生する可能性があり、本ユニットを浮揚ベッセルとして構成したのもこの理由によるものである。とりわけ、本ユニットの設計は水の浮力の法則に従う。すなわち、ユニットの形成材料に関わらず、内部体積は総重量より大きくなる。これによりユニットの浮揚が保証される。
【００２２】
さらに、ユニットを重量の重い材料（例えば、コンクリート）から製造する場合には、ユニットの底部は、転覆防止（セルフライティング）機能を発揮するのに十分な付加的な材料のキールアセンブリで形成する。より軽い材料（炭素強化繊維等）を使用する場合には、底部にかかる追加的重量（金属またはコンクリート部材の重量）によりこの機能を実現することができる。
【００２３】
上述の構造体は最低限のサバイバル（救命）体験を可能にする。滞在期間が長くなることが予想される場合は（大部分のハリケーンの場合がそうであるように）、ドアまたは構造体本体に自然対流または強制空気移動手段を利用する換気手段を設けることができる。また、暖房／換気・空調（ＨＶＡＣ）または空気再循環もしくは洗浄手段を電源と共に供給することができる。
【００２４】
さらに、洪水が予想される場合は、ユニットにシュノーケルタイプの通気口（エアボックス）を設け、一時的な波の浸入時にユニット内に水が入るのを防止することができる。随意の選択肢として、避難利用者が通気口を短い時間だけ手動で閉止するための手段を設け、これにより、構造体内部の空気を閉ループデバイスとして働かせることができるようにする。このような場合は、避難利用者に空気品質測定デバイスを提供することが望ましいであろう。
【００２５】
照明は、長時間持続するエネルギーでありしかも発熱しない発光ダイオードＬＥＤ固体照明によって行うことができる。
【００２６】
（結論）
詳細な説明の結論として、上述の好ましい実施形態には本発明の原理から実質的に逸脱しない範囲で様々な変更および改変を加えることができることが当業者には自明であることに留意されたい。また、そのような変更および改変は添付の特許請求の範囲に記載した本発明の範囲に含まれるものとする。更に、各請求項において、すべての手段またはステッププラスファンクション要素の構造、材料、作用および均等物は、それらについて言及した機能を実現する任意の構造、材料または作用を含むものとする。
【００２７】
上述した本発明の実施形態、特に「好ましい実施形態」はいずれも単なる可能な実施例であり、本発明の原理の明確な理解を与えるために記載したにすぎないことを強調しておく。上述した本発明の実施形態には、本発明の原理の精神から実質的に逸脱しない限りどのような変更および改変が加えられてもよい。そのような改変および変更は、すべて本開示および発明の範囲に含まれ、添付した特許請求の範囲における各請求項によって保護されることを意図する。
【００２８】
以上、本発明の十分な詳細をある程度具体的に説明した。本発明の有用性は当業者には理解されるはずである。各実施形態の開示内容は単なる例示であり、各請求項に記載した本発明の精神および範囲から逸脱しない限り、各構成要素の配置および組み合わせの様々な変更が可能であることが当業者には理解されるだろう。したがって、本発明の範囲は、上記の実施形態に関する説明ではなく添付した特許請求の範囲によって定義される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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