連続するファイバ合成部品をモールド成形する方法と装置。
【課題】連続ファイバ合成部品を製造する方法を提供する。
【解決手段】 本発明の方法は、（Ａ）ファブリクをモールド領域に供給するステップと、前記ファブリクの連続性は、前記ファブリクの供給ポイントと供給されたファブリクの間で保持され、（Ｂ）供給された前記ファブリクにレジンを含浸させるステップと、（Ｃ）ワークピースを形成するために、前記レジンを硬化するステップと、（Ｄ）前記ワークピースを、前記モールド領域から取り出すステップとを有する。前記（Ｄ）ステップは前記ファイバの連続性によって可能であり、これにより更にファブリクが供給ポイントからモールド領域に供給される。
【解決手段】 本発明の方法は、（Ａ）ファブリクをモールド領域に供給するステップと、前記ファブリクの連続性は、前記ファブリクの供給ポイントと供給されたファブリクの間で保持され、（Ｂ）供給された前記ファブリクにレジンを含浸させるステップと、（Ｃ）ワークピースを形成するために、前記レジンを硬化するステップと、（Ｄ）前記ワークピースを、前記モールド領域から取り出すステップとを有する。前記（Ｄ）ステップは前記ファイバの連続性によって可能であり、これにより更にファブリクが供給ポイントからモールド領域に供給される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続するファイバ合成材料からなる長尺物の製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、海洋発電（ＯＴＥＣ：Ocean Thermal Energy Conversion）は、二酸化炭素を発生しない発電手段として注目を集めている。
【０００３】
海洋発電（ＯＴＥＣ）システムは、熱帯地方の海水の表面の温かい海水と深海にある冷たい海水との間の温度差を利用して発電するものである。
【０００４】
図１に、海洋発電システムである閉鎖ループのＯＴＥＣシステム１００を示す。このＯＴＥＣシステム１００は、海上を浮遊するプラットフォーム１０２の上に配置される。ＯＴＥＣシステム１００の主な構成要素は、閉鎖ループ導管１０４と、蒸発機１０６と、温水パイプ１０８と、ターボ発電機１１０と、凝縮器（コンデンサ）１１２と、冷水パイプ１１６とである。
【０００５】
閉鎖ループ導管１０４は、アンモニアのような低沸点の作業流体１０３を流す。動作について説明すると、流体である作業流体１０３が閉鎖ループ導管１０４にポンプで押し込まれる。温水が温水パイプ１０８を介して蒸発機１０６に送り込まれる。温水からの熱が作業流体１０３を蒸発させる。
【０００６】
この蒸発した作業流体１０３がターボ発電機１１０内に流れ、そこでタービンを回す。するとタービンは発電機を駆動し電気エネルギーを発生させる。蒸発した作業流体１０３がターボ発電機１１０を通過した後、凝縮器１１２内で凝縮する。この凝縮は、深い場所から冷水パイプ１１６を介してポンプでくみ上げられた冷たい海水で行われる。この新たに流体に戻った作業流体１０３が、蒸発機１０６にポンプ１１４を介して供給される。このサイクルが繰り返される。
【０００７】
海洋発電（ＯＴＥＣ）のシステムは、原理的には簡単であるが、製造上の問題点がある。例えば冷水パイプ１１６である。冷水を取り出すために、冷水パイプ１１６は、１０００ｍ以上も海中に延びなければならない。ＯＴＥＣプロセスを駆動する冷水と温水の間の温度差が小さいために、この冷水パイプ１１６は大量の水を凝縮器１１２に運ばなければならず、そのため過大な要件を満たさなければならない。この異常な長さに加えて、冷水パイプは極めて大きな直径を有さなければならない。商用レベルのプラントにおいては、冷水パイプは約９ｍの直径を有しなければならない。この様な巨大な冷水パイプを製造し輸送し設置することは大事業である。
【０００８】
金属に比べ有利な特性（例、軽く歪みに対する許容差が大きくかつ耐腐食性）のために、ポリマー・マトリックスからなる連続するファイバ合成材料は、冷水パイプを製造する最適な材料である。この様な合成材料を製造する様々なプロセスが利用できる。
【０００９】
１０００ｍもの長さのＯＴＥＣ用の冷水パイプは、１回の製造プロセスで一度に（即ちワン・ショット）でモールド成形するには長すぎる。通常の製造方法を用いる場合には、冷水パイプは、複数の短いパイプ部分をモールド成形し、それらを機械的ジョイントあるいは接着により連結して長いパイプを製造している。短いパイプを複数個作りそれらを機械的に結合して形成された長いパイプの一例は、煙突、トンネルのライナーがある。更に小さな作業でＯＴＥＣの冷水パイプを製造する様々な試みがなされている。
【００１０】
短いパイプを接続して長い冷水パイプを製造しても、接続部分は、接続部分に渡ってラミネートが連続する場合と同様に、強固なものではない。言い換えると、パイプは接合がなければ更に強くなる。これらの接合は別の不利益がある。例えば重量が増したり、製造工程が複雑になったり、元の合成材料よりも信頼性が低くなる点である。更に長さ１０００ｍ直径が９ｍのパイプを陸上と海上を通って目的地（海洋発電プラント）に運ぶことは、困難でありコストが高くなる。このことは、パイプを複数の別々のセグメントで搬送して、それを浮遊プラットフォーム上で組み立てたり、あるいは１本の極めて長いユニットとして予め組立て輸送する場合でも、そうである。この場合、組立（接続）は、垂直方向につり下げてプラットフォームに取り繋がなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ＯＴＥＣの冷水パイプの製造は、挑戦的なタスクであり、現在の所満足するアプローチは得られていない。
【００１２】
本発明の目的は、極めて長くかつ大きな直径の部品をモールド成形する装置と方法を、従来のコストと不利益もなしに、提供することである。特に本発明の方法は、極めて長い物品をそれが使用される現場で、一連のモールドショットで製造し、物品の主な負荷担持部分内で、ショット間でファイバの完全な連続性を維持することである。従って、生成された製品は、一連のショットで形成されるが、最終製品は、ワン・ショットでモールドした製品の利点を有する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
一実施例によれば、本発明の方法と装置を用いてＯＴＥＣ用の冷水パイプを製造できる。本発明の方法は、海洋に浮かぶプラットフォーム上の現場で、実行できる。一実施例においては、そのプラットフォームがＯＴＥＣプラントの表面部分となる。このアプローチにより、嵩張る中空のパイプを取り扱ったり輸送したりする必要がなくなる。更に大きな利点として、本発明の方法は、原材料（例、ファイバグラス）と、レジンと、個々の長さのコアである「プランク」を、コンパクトな形態で、現場（例、プラットフォーム）まで運ぶだけでよい。
【００１４】
製造期間あるいはコストを下げるためには、部品（例冷水パイプ）を形成するモールドショットの回数を制限するのが望ましい。しかしショットの回数が減ると、１回当たりのショットでモールド成形するパイプの長さを長くしなければならない。パイプがモールドされる作業現場の必要高さは、このユニットパイプの長さによる。
【００１５】
比較的大きな合成製品例えばＯＴＥＣ冷水パイプを製造する際には、処理される材料は合成製品の要素例えば出発材料である「コア」として用いられる。このコアが最終製品の形状を決める。従って処理される材料は現場に運ばれそこで製品にモールド成形される。本発明者らは、この様な状況においては、１回当たりのショットでモールドされる長さの許容可能な限界は、標準の輸送用コンテナの長さに基づくことを認識した。その理由は、コンテナを用いて「コア」のセクション（以下プランクとも称する）を輸送するからである。標準の輸送用コンテナの長さは、１２ｍである。従って１セクション当たり１２ｍの最大長さを仮定すると、７５回のショットが、９００ｍのパイプをモールド成形するのに必要である。本発明の方法と装置はを用いることにより、７５回のショットが２ヶ月の間行われて完了する。これは不合理なものではない。
【００１６】
様々な合成製造プロセスがＯＴＥＣ冷水パイプあるいは他の極端に長い製品のステップ毎のモールド成形に利用できる。このプロセスの大部分は、autoclave moldingとfilament windingとwet layupとsprayupとを有し、これを応用する際には大きな不利益があり、本発明者はこれらを考慮の対象外にした。本発明者らは、Liquid Resin Moldingプロセスは非常に長く大きな連続するファイバ合成製品をモールド成形するのに適したものであることを見出した。
【００１７】
液状のレジンモールドプロセスはResin Transfer Molding（ＲＴＭ）である。ＲＴＭは、閉鎖したキャビティを有するモールドの型を用いている。この型は全ての側面が合成体である。ＲＴＭの最も単純な形態は、空気がレジンを注入する前にファブリク中に残っていることである。しかし空気の一部がファブリクをレジンで充填する際にベントを介して駆逐される。この残留した空気が存在する状態で許容可能なボイドのコンテンツを得るためには極めて高い圧力（２７５psig）をレジンが固化する間加えなければならない。圧力を加える目的は、残留した空気のボイドのサイズを許容可能なレベルまで小さくすることである。この大きな内部圧力により大きな力が発生し、この力がモールドの型の対向する面を押し広げるようになることである。小さなモールドの型にとっては、この問題は比較的安価なプロセスを用いて解決することができる。しかしこのアプローチは、大きなモールド型を取り扱う場合には極めて高価になる。
【００１８】
別の液状レジンプロセスは、Vacuum-Assisted Resin Transfer Molding（ＶＡＲＴＭ）である。ＶＡＲＴＭは１つの側面を具備するツールを用いる。本明細書において用語「ツール」は、合成材料がモールドされる際にあたる固体状部材／表面を意味し、流体状のレジンが固体に変わる間モールドされた物品の形状を形成する。このツールはモールド中の物品の１つの側面で液体状レジンを保持し、真空バッグが製品の他側で液状レジンを保持する。ＶＡＲＴＭの適用においては、一般には大気圧の空気あるいはある場合には高圧のガスが真空バッグの外側入れられる。
【００１９】
あるワンショットの間、モールド成形領域で処理中のレジンは液状である。従って背の高いワークピースにおいては、レジン内に水圧の傾斜が存在する。具体的には、モールド領域の上部における内部の絶対圧力が０（最小）であると、モールド領域の底部における真空バッグ内の内部圧力は０よりも幾分大きくなる（これはレジンの比重とモールド領域の高さに依存する）。ワークピースの高さとレジンの密度との積は、ワークピースの底部の水圧が１気圧以上であり、真空バッグは外側に膨らみ、レジンを適正に保有することができなくなる。
【００２０】
液状レジンの密度は水のそれに近いので（約１ｇ／ｃｃ）、上記の影響／効果は、ＶＡＲＴＭにより行われるワークピースの高さに対し約１０ｍの制限を課すことになる。１気圧の圧縮力がワークピースのトップ（見た目には、下側）の合成ラミネートにかかり、０気圧がその底部（見た目には、上側）にかかる。これでは非常に均一でないラミネートの特性が発生してしまう。例えばファイバの容積部分が不均一となる。第２の影響は、ＶＡＲＴＭの１回のショットに対する実際の作業高さを約４．５ｍに制限してしまうことである。９００ｍの長さの冷水パイプを製造するには、１回のショットが４．５ｍ の長さのパイプ部分しか成形できない場合には、２００回のショットが必要であり、これは受け入れがたい。
【００２１】
本発明が成される前の従来のモールドプロセスは、長く太い合成製品の製造には不向きであった。従来のプロセスの欠点を解決するために、本発明者らは、ＶＡＲＴＭの特徴の一部を取りつつ入れた新たなタイプのＲＴＭを開発した。
【００２２】
一実施例においては、長尺で大口径の連続ファイバ合成製品をモールド成形する装置は、モールド領域と、流体分配システムと、レジン分配システムと、真空システムとを有する。モールド領域は、固定した硬い外側表面と、固定した硬い内側表面と、前記内側表面と外側表面の間に配置された外側ソフトツールと内側ソフトツールとを有する。内側と外側のソフトツールは、柔軟性のある材料例えば合成製品をモールド成形するのに使用されるシリコンゴムシートを有する。複数のファブリクロールをモールド領域の上方に配置されるファイバ供給領域に配置する。
【００２３】
ファブリクをモールド領域内に配置するのを容易にするために、内側ソフト・ツールと外側ソフト・ツールの背後で真空引きされる（即ちソフト・ツールと最も近いハード表面との間の領域が真空引される）。この真空引きにより内側ソフト・ツールは、ハードな内側表面の方向に移動し、外側ソフト・ツールはハードな外側表面の方向に移動する。ロールから出てきたファブリクは、その後モールド領域にコア材料と共に供給される。コア材料がサンドイッチのパイプ壁のコアを構成し、ファブリクがそのサンドイッチの表面シートを形成する。具体的にはファブリクが、内側ソフト・ツールとコアの間に配置され、ファブリクは、外側ソフト・ツールとコアの間にも配置される。一実施例によれば、レジン分散材料（レジンをファブリク内に拡散させる材料）が、ファブリクと共にモールド領域内に引き込まれる。
【００２４】
ファブリクとコアがモールド領域内に配置された後、ソフトツールの背後に形成された真空が解かれる。内側と外側の真空シールが、モールド領域の底部で活性化されてソフトツールをワークピースのその部分にシールする。このワークピースは前のモールド操作の間（即ち前のショット）既に形成されたものである。真空引きがソフトツールの外側サイドで行われ、そこに乾いたファブリクが配置される。モールド領域内のファブリクからの空気が抜かれて、これにより、積層構造物の空気ボイドの量を最小にする。ファイバ供給領域とモールド領域の間のガスタイトのシールができるのを回避するために、ドライな多孔質ファブリク上にそして底に、時に難しく更には不可能かも知れないこのようなシールが形成される。ファイバ供給領域とモールド領域は互いに連通して両方とも真空状態となる。
【００２５】
その後ファブリクをコアに対し圧縮する。その手段は、実施例によれば、流体を内側ソフト・ツールと外側ソフト・ツールの背後の加えることによって行われる。その後、レジンがソフトツールのファブリク側に導入される。真空がソフトツールのファブリク側に維持され、流体がソフトツールの背後に保持される。レジンがファブリク内に分散し、上記の高さまで立ち上がる（これは加えたレジンの量に依存する）。しかしこの高さは圧縮力が加えられるレジンの領域を超えることはない。圧力がレジンが固化する間ソフトツールの背後で保持される。
【００２６】
一実施例においては、レジンが自己支持ソリッドの内側で固化することは、１時間から５時間の間、周囲温度で放置することにより行われる。一実施例においては、固化したレジンは、更にレジンに熱を加えることにより事後固化されて、大量のクロスリンク（ポリマー）を形成する。これにより最終製品の腐食耐力（一般的にレジンの化学的な耐性を最大にする）。この点に関し冷水パイプの様な製品は、水中で管理せずに５０年持つ必要があり、厳しい環境に適したレジンがその使用に適したものである。この様なレジンは、ビニールエステルレジンである。例えばDeraKane 8084であり、Ashland Inc. of Covington, KYから市販されている。当業者は、意図したアプリケーションに応じて、ここに開示された装置と方法に使用される適切なレジンを選択できる。
【００２７】
レジンが固化した後、ソフトツールの背後の圧力が抜かれ、真空がソフトツールをハードな内側表面と外側表面の方向に引くようにかけられ、かつ固化した積層構造物から離すようにかけられる。
【００２８】
固化プロセスが完了すると、モールド領域の下側のシールが解放され、ファブリクロールのブレーキが解放される。するとワークピースはモールド領域の下外側に動く。これはモールド領域の下に配置され、以前に固化した部分を確実に把持と移動装置の制御の基で行われる。一実施例においては、形成中の製品はＯＴＥＣプラントの冷水パイプであり、モールド装置はＯＴＥＣプラントのサイトである浮遊プラットフォーム上に配置される。従ってワークピースが解放されると、このワークピースは海の中下側に向かって移動する。
【００２９】
ワークピースとファブリクのロールとの間のファイバの連続性があるために、ワークピースがモールド領域の外側下方に移動すると、ファブリクはモールド領域内に引き込まれる。更なるコア材料がモールド領域内に配置され、圧力が再びかけられて、第２のワークピースを形成する。この第２のワークピースは、第１のワークピースとロール状のファイバと共にファイバの連続性を有する。このプロセスは成長する製品が所望の長さに達するまで繰り返される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】従来のＯＴＥＣプラントの概念図。
【図２】本発明の一実施例の連続ファイバ合成製品を製造する装置を表す図。
【図３Ａ】図２の装置を用いて連続ファイバ合成製品を製造するステップを表す図。
【図３Ｂ】図２の装置を用いて連続ファイバ合成製品を製造するステップを表す図。
【図３Ｃ】図２の装置を用いて連続ファイバ合成製品を製造するステップを表す図。
【図３Ｄ】図２の装置を用いて連続ファイバ合成製品を製造するステップを表す図。
【図３Ｅ】図２の装置を用いて連続ファイバ合成製品を製造するステップを表す図。
【図４】本発明の一実施例より連続ファイバ合成製品に対し、連続ファイバ合成製品をマルチ・ショットで製造する方法を表すフローチャート図。
【図５】図２の装置の詳細を表す断面図。
【図６】図２の装置内に配置されたファブリクのロールを表す図。
【図７】図２の装置のモールド領域を通る断面図。
【図８Ａ】図２の装置を用いて連続ファイバ合成製品を製造するプロセスを表す図。
【図８Ｂ】図２の装置を用いて連続ファイバ合成製品を製造するプロセスを表す図。
【図８Ｃ】図２の装置を用いて連続ファイバ合成製品を製造するプロセスを表す図。
【図８Ｄ】図２の装置を用いて連続ファイバ合成製品を製造するプロセスを表す図。
【図８Ｅ】図２の装置を用いて連続ファイバ合成製品を製造するプロセスを表す図。
【図８Ｆ】図２の装置を用いて連続ファイバ合成製品を製造するプロセスを表す図。
【図９】モールド領域の領域内のソフトツールに配置された流体を用いて一定の圧縮力を生成する方法を表す図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本明細書で使用される用語について以下定義する。
【００３２】
「連続ファイバ合成」とは、ファイバが合成品内でに連続している状態である。これは、切られたり短い（不連続な）ファイバとは異なる。
【００３３】
「ショット」とは、モールドキャビティ（鋳型の中、溝、穴）内に必要なレジンの量を充填することである。「マルチ・ショット」の製品とは、複数回連続してレジンをモールドキャビティ内に入れて（ショットして）固化させてできた製品である。
【００３４】
「ワークピース」とは、モールド領域内で１回のショットで構造体を形成する組立体（例、コア、ファイバ、レジン）、あるいは生成された構造体を意味する。マルチ・ショット製品に関しては、ワークピースは、最終合成製品（例、冷水パイプのセグメント）の一部即ちセグメントを表す。
【００３５】
「ファイバの連続性」とは、マルチ・ショットの合成製品を構成する複数のワークピースの間にファイバの不連続性がない、あるいは破損がないものを意味する。このために以下に規定する間にファイバの不連続性が存在してはならない。
（Ａ）合成製品をモールド成形する装置の供給領域にあるファイバとモールド領域にあるファイバとの間。これはレジンがモールド領域に導入される前後を問わない。
（Ｂ）モールド領域内のファイバとワークピースとの間。これは、レジンが導入される前後のいずれかにおいて。
（Ｃ）供給領域のファイバとワークピースとの間。
【００３６】
本発明によるマルチ・ショットの連続ファイバ合成製品は、マルチ・ショットの製品全体に渡ってファイバの連続性を表す。
【００３７】
図２に、本発明の装置２００の切り欠き断面を表す。同図の実施例において、本発明の装置２００を用いて、ＯＴＥＣプラント用の冷水パイプ（例、図１の冷水パイプ１１６）を製造する。より一般的には、本発明の装置２００は、連続ファイバ合成製品、特にマルチ・ショットにより連続ファイバ合成製品を製造するのに適したものであり、更に非常に大きくかつ長い部品（例えばＯＴＥＣの冷水パイプ又は煙突）の製造に適したものである。
【００３８】
一実施例によれば、本発明の装置２００は、海上に浮かんだプラットフォーム２０２の上に配置される。更に別の実施例によれば、本発明の装置２００は、ＯＴＥＣプラントの一部として機能する（例えば図１ではプラットフォーム１０２である）。本発明の装置２００は、プラットフォーム２０２上で垂直方向を向いている。即ち本発明の装置２００により製造されるワークピースの軸方向は、垂直を向いている。
【００３９】
本発明の装置２００は、ファイバ供給領域２０６とモールド領域２１２とを有する。ファイバ供給領域２０６はファイバを連続してモールド領域２１２に供給する。連続ファイバ合成製品で使用されるファイバは様々な形態を採る。一例として、様々な幅の一方向を向いたテープ、Plain weave fabric、harness satin fabric、braided fabric、stitched fabricがある。
【００４０】
通常使用されるファイバは、Owens Corning Technical fabrics社から市販されているファイバ・ガラス、ＰＰＧ，ＡＧＹ Zoltek社から市販されているカーボン・ファイバである。本発明で使用されるファイバは、製品のサイズと断面形状に応じて提供される適宜の幅のファブリクの形態である。例えば１０ｍの直径のパイプに対しては、１−２ｍの幅のファイバが使用される。この様なファイバ・ガラスとしてのファブリクは、Zoltek社からの市販されているカーボン・ファイバである。
【００４１】
ファイバ供給領域２０６とモールド領域２１２とは、本発明の装置２００の他の部分から切り離されている。これは、ファイバ供給領域２０６内の想像線の閉鎖シール２０７とモールド領域２１２の底部にあるシールとで示されている。アクセスするには、コア２１４がモールド領域２１２に挿入される必要である。
【００４２】
一実施例において、ファブリク２１０Ａ，２１０Ｂの形態のファイバ（以下ファブリク２１０と総称する）を、ロール２０８Ａ，２０８Ｂ（以下ロール２０８を総称する）の上に配置する。ロール２０８Ａとファブリク２１０Ａは、ロール２０８Ｂとファブリク２１０Ｂの半径方向外側に配置される。図示した一実施例においては、ファブリク２１０Ａ，２１０Ｂとの間に材料としての差はない。一実施例によれば、ファイバの連続性は、ファイバ供給領域２０６内のファブリク２１０と、モールド領域２１２内に供給されるファブリク２１０との間で維持される。
【００４３】
本発明の装置２００の内側部分、例えば内側のロール２０８Ｂと中央内側シェル２１３は、垂直中心部材２０５で安定して支持される。中心部材２０５は、フレーム２０４で支持されている。
【００４４】
一実施例において、コア２１４はモールド領域２１２に配置される。コア材料は、複数のプランク状のセグメント（plank-like segment：板部品）から得られ、モールド領域２１２内に組み立てられ配置された時に、円筒形の形状あるいはリングの形態を採る。
【００４５】
このコア２１４のリング（円筒形状あるいは他の形状）が、モールド領域２１２で生成されるワークピースの基本的な形状を決定する。図２に示すように、ファブリク２１０は、コア２１４の両側に配置され、ワークピースの製造が準備される。具体的には、ファブリク２１０Ａは、コア２１４とモールド領域２１２の外側周囲の間に配置される。ファブリク２１０Ｂは、コア２１４とモールド領域２１２の内側（２１３）周囲の間に配置される。
【００４６】
コア２１４の両側にあるファブリク２１０をコア２１４に押し当て、このファブリク２１０にレジンを含浸させ、このレジンを固化するプロセスを、以下説明する。
【００４７】
一実施例において、コア２１４は、モールド領域２１２内に架空式移動クレーン２０３を介して下げられる。他の実施例においては、コア２１４は、引き抜きプロセスで生成されたファイバとポリマ製の中空プランクを含む。このプロセスは、当業者には周知であり、線状の合成形状物を形成する他の方法と比較すると安価で単位重量あたりのコストも安く例えばGlasforms、Strongwellの様な引き抜き器を使用して得られる。本明細書において、当業者は、コア２１４として使用できる適宜の構造を製造するプロセスを選択できる。他の実施例においては、コアは、他の材料（例、アルミ他）から生成され、他の構造配列（発泡体、シールしたハニカムの内部配置等）を有してもよい。
【００４８】
図３Ａ−３Ｅは、本発明の装置２００を用いて製造するＯＴＥＣプラントのマルチ・ショットで連続ファイバ合成製品（例、冷水パイプ）を製造する外観図である。図４は、本発明の一実施例よりマルチ・ショットで連続ファイバ合成製品を製造する本発明の方法４００のフローチャート図である。
【００４９】
図４Ａと図３Ａ−３Ｅをおいて、本発明の方法４００のステップ４０２は、乾燥したファブリクをモールド領域に連続的に供給する。これを図３Ａに示す。同図において、ロール２０８からのファブリク２１０がモールド領域２１２内に伸びる。ファイバの連続性は、ロール上のファブリク２１０とモールド領域内のファブリク２１０との間で、維持される。
【００５０】
組立部品３１６は、コアを使用する実施例においては、コアの底端部に取り付けられる。組立部品３１６は、複数の目的の内の１つを達成する。組立部品３１６は「クランプ重り」を冷水パイプに加える。この加えられた重りが、つり下げられた冷水パイプが海水の流れの影響で横方向に動くのを押さえる。一実施例においては、組立部品３１６を用いて、スクリーン（冷水パイプの底部に配置された場合）を保持して、パイプ内に入ってくる水を濾過する。この様なスクリーニングは、大量の海洋微生物がパイプ内に入らないようにするためである。
【００５１】
本発明の方法４００のステップ４０４では、モールド領域内のファブリクにレジンを含浸させる。ステップ４０６ではレジンを固化する。レジンはモールド領域２１２内のファブリクに加えられその後それを固化して、ワークピース３１８を形成する（図３Ｂ）。レジン注入ステップと固化ステップの詳細は後述する。
【００５２】
本発明の４００のステップ４０８は、ワークピースをモールド領域から解放し、それと同時に更にファブリクをモールド領域内に引き込む。図３Ｃは、ワークピース３１８が、モールド領域２１２から解放され、垂直下方向に海中内に伸びる状態を示す。ワークピース３１８が海中下方向に移動（ワークピースを把持し移動させる機構の制御の基で行われるが）すると、更なるファブリク２１０がロール２０８からモールド領域２１２内に引き込ま（供給さ）れる。これは、ロール上の１０とワークピース３１８との間のファイバの連続性があるために可能である。
【００５３】
ステップ４１０において、製造中の製品が所望の長さに達したか否かが調べられる。達していない場合には、プロセスはステップ４０４に戻る。そこで、プロセスは、レジンを、モールド領域にあるファブリク（ワークピースは解放されている）に追加することにより、繰り返される。この実施例においては、生成されつつある冷水パイプの長さは、図３Ｃに示すように達成されるが、長さが計測され短いと決定されると、このステップは更に継続される。そのため、第２のショットでレジンが、モールド領域２１２に追加されその後固化され、ワークピース３２０を生成する（図３Ｄ）。ファイバの連続性は、ワークピース３１８，ワークピース３２０，ロール２０８上のファブリク２１０の間で保持される。
【００５４】
図３Ｅは、モールド領域２１２から放出され海中に垂直方向に伸びるワークピース３２０を示す。ワークピース３１８内のファブリクとワークピース３２０内のファブリクの間の境界は、継ぎ目がない。即ち、連続性は、両方のワークピースのシートが１回のショットで一体に形成されているかのように、維持される。上記したように、ワークピース３２０は海中（下方向）に移動すると、更なるファブリク２１０がロール２０８から引き出され、モールド領域２１２内に引き込まれる。
【００５５】
本発明の方法４００は、ショット・バイ・ショットで繰り返され、パイプの所望の長さが達成するまで行われる。
【００５６】
図５，６，７は、本発明の装置２００の更なる詳細を示す。図５は本発明の装置２００の断面図である。図６は本発明の装置２００のファイバ供給領域２０６の上面図である。図７は本発明の装置２００のモールド領域２１２の断面上面図である。
【００５７】
図５において、本発明の装置２００のモールド領域２１２は、外側硬質壁５２２と内側硬質壁５２４の間に規定される。モールド領域２１２の上端部は、コア位置決め装置５３０で規定され、モールド領域２１２の下端はシール５３２で規定される。コア位置決め装置５３０は、コア２１４の複数のプランクを、モールド領域２１２内に固定する。例えば円筒形状を規定するよう固定する。コア位置決め装置５３０は、シールではない。
【００５８】
モールド領域２１２内に、外側ソフト・ツール５２６と内側ソフト・ツール５２８が配置される。内側ソフト・ツール５２８と外側ソフト・ツール５２６は、柔軟性のある材料（例えばシリコンラバー等）で形成され、固化した合成製品から容易にはがれる。流体通路ライン５３６Ａと真空引きライン５３４Ａはキャビティ５４４と連通している。キャビティ５４４は、外側硬質壁５２２と外側ソフト・ツール５２６の間に規定される。同様に、流体通路ライン５３６Ｂと真空引きライン５３４Ｂはキャビティ５４４６と連通している。このキャビティ５４４６は、内側硬質壁５２４と内側ソフト・ツール５２８との間に規定される（図７）。
【００５９】
レジン注入ライン５３８Ａは、チューブであり、領域５４０と連通している。領域５４０は、外側ソフト・ツール５２６とコア２１４の間に規定される。同様に、レジン注入ライン５３８Ｂは、チューブであり、領域５４２と連通している。領域５４２は、内側ソフト・ツール５２８とコア２１４の間に規定される。レジンは、モールド領域２１２内にレジン注入ラインを介して注入される。レジン注入ライン５３８Ａと５３８Ｂは、それぞれ、硬質壁５２２と５２４と、更にソフト・ツール５２６と５２８を貫通する。ソフト・ツールに取り付けられたレジン注入ラインの端部はソフト・ツールと共に移動する。流体シールが維持されながら、レジン注入ラインが硬質壁を貫通する。一実施例おいては、これは、レジン注入ライン５３８Ａ，５３８Ｂを螺旋状に方向付けることにより達成される。本明細書を参照することにより、この目的を達成するメカニズム構成装置を想到できる。図示した実施例においては、図を明瞭にするために、一本のレジン注入ライン５３８Ａが外側硬質壁５２２を貫通し、一本のレジン注入ライン５３８Ｂが内側硬質壁５２４を貫通するが、複数本のレジン注入ラインを設けてもよい。一実施例においては、レジン注入ライン５３８には１本のレジン注入ライン５３８Ａと１本のレジン注入ライン５３８Ｂのみがある。
【００６０】
壁５２０は、モールド領域２１２の半径方向外側に配置される。壁５２０は、外側に伸びファイバ供給領域２０６を規定する。このファイバ供給領域２０６内に、ファブリク２１０Ａの複数のロール２０８Ａと、ファブリク２１０Ｂの複数のロール２０８Ｂが配置される（但し図５にはロールは示していない）。
【００６１】
コア位置決め装置５３０はシールではなく、ファイバ供給領域２０６はモールド領域２１２と連通している。ファイバ供給領域２０６は、その上端部でシール可能に（例えば図５にはシールと上端部とを図示していない。図２の閉鎖シール２０７を参照のこと）構成される。モールド領域２１２の底部のシール５３２と共に、ファイバ供給領域２０６と流体的に連通している領域５４０と５４２が、真空引きされる。
【００６２】
ロール２０８Ａから供給されたファブリク２１０Ａが、コア２１４と外側ソフト・ツール５２６の間に配置される。ロール２０８Ｂから供給されたファブリク２１０Ｂは、コア２１４と内側ソフト・ツール５２８の間に配置される。
【００６３】
図６において、複数のロール２０８Ａ，２０８Ｂが、ファイバ供給領域２０６内に配置され、その外側境界は壁５２０により規定される（図５）。一実施例においては、ファイバ供給領域２０６はモールド領域２１２の上方に配置される。モールド領域２１２は外側硬質壁５２２と内側硬質壁５２４の間に規定される。一実施例においては、６個のロール２０８Ａが、外側硬質壁５２２の上方で半径方向外側に配置される。６個のロール２０８Ｂが、内側硬質壁５２４の上方で半径方向内側に配置される。ロール２０８Ａからのファブリク２１０Ａが、モールド領域２１２内に配置される。モールド領域２１２は外側硬質壁５２２とコア２１４の間に規定されている。ロール２０８Ｂからのファブリク２１０Ｂは、モールド領域２１２内に配置される。モールド領域２１２は、内側硬質壁５２４とコア２１４の間に規定される。図６は、１個のロール２０８Ａと１個のロール２０８Ｂからモールド領域２１２内に伸びるファブリクを示す。
【００６４】
図６は、外被シートを形成するロール２０８Ａの１つの組と、内被シートを形成するロール２０８の１つの組のみを示す。一実施例においては、各被シート用に２つのロールの組を用いることもできる。
【００６５】
図６の実施例においては、６個のロール２０８Ｂが存在し、これらは全て同一水平面上にある。他の実施例においては、全てのファブリク・ロールは同一水平面になくてもよい。例えば、複数のロール２０８Ｂは異なる水平面の上にあってもよい。又あるロールは他のロールから６０度ずれていてもよい。
この様にロールがずれていると、ある組のファブリク・ロールの間の繋ぎ目は、他の組のロールの真ん中にくることになる。従って、積層したファブリクが固化すると、継ぎ目直近の連続するファイバは、継ぎ目に跨って負荷を担うことになる。これは「剪断力の移動（shear transfer）」によって行われる。この種の配置により、スプライス（繋ぎ目）を重ね合わせ、隣接するロールのエッジの間で更なる剪断力の移動を容易にする。このスプライスを分散する公知技術により、フェイスシートは、周囲方向に完全に連続するファブリクと同一の機械的特性を有する。ファブリクが長手方向に連続していることと組み合わせることにより、フェイスシートは、それらが冷水パイプ全体に渡って完全に連続したかのように機能し、更なる利点を有する。
【００６６】
ロール２０８Ａ，２０８Ｂの幅は、十分な円周方向のカバレッジを提供できるよう、モールド成形中の製品のサイズ（例、直径）に応じて、選択される。その結果、あるサイズの製品に大しては、適宜の数のロールを用いて、コア２１４のファブリクのカバレッジの増減が可能となる。一実施例においては、ロール２０８Ｂの幅はロール２０８Ａの幅よりも狭い。これにより、ロール２０８Ａによるより大きな円周カバレッジを与えることができる。
【００６７】
図７は、モールド領域２１２の断面図である。同図において、外側ソフト・ツール５２６と内側ソフト・ツール５２８はモールド領域２１２内に配置される。外側ソフト・ツール５２６は、外側硬質壁５２２とコア２１４の間に配置される。ファブリク２１０Ａは、外側ソフト・ツール５２６とコア２１４の間に配置される。内側ソフト・ツール５２８は、内側硬質壁５２４とコア２１４の間に配置される。ファブリク２１０Ｂは、内側ソフト・ツール５２８とコア２１４の間に配置される。流体通路ライン５３６Ａ，５３６Ｂと、真空引きライン５３４Ａ，５３４Ｂも図７に示す。
【００６８】
図８Ａ−８Ｅは、本発明の装置２００で本発明の方法４００により、ワークピース（マルチ・ショットによる連続ファイバ合成製品の断面）を製造する行程を示す。これらの図は断面図の全てを示すのではなく、図２の右側のみを示す。その理由は、モールド領域２１２である時点で全ての円周位置において同一のプロセスが行われるからである。
【００６９】
図８Ａは、ファブリク２１０Ａ，２１０Ｂとコア２１４が、モールド領域２１２内に引き込まれる状態を示す。この作業を容易にするために、外側ソフト・ツール５２６，内側ソフト・ツール５２８の背後であるキャビティ５４４，５４６内で真空引きされる。真空アシストのレジン転写モールド（この方法は、ＶＡＲＴＭの技術を組み込んだものである）で一般的に行われているように、「レジン分散材料」（図示せず）も、ファブリク２１０Ａ，２１０Ｂと共に、モールド領域２１２内に引き込まれる。「レジン分散材料」の働きにより、レジンは、モールド領域２１２内のファブリク２１０Ａ，２１０Ｂの全体に渡って急速に拡散できるようになる。適宜のレジン分散材料の一例は、Colbond-USA（Enka,North Carolina）から市販されているEnkaFusion（登録商標）である。レジン分散材料の代わりに、溝をコア２１４の表面に付けてもよい
【００７０】
図８Ｂにおいて、ファブリク２１０Ａ，２１０Ｂと選択的事項としてのレジン分散材料とコア２１４がモールド領域２１２内に完全に伸びた後、空気がモールド領域内のファブリク２１０Ａ，２１０Ｂから抜かれる。そうすることにより、ワークピース内の空気ボイドを減らす。一実施例においては、ファイバ供給領域２０６内のロール２０８Ａ，２０８Ｂ上のファブリクは、モールド領域２１２内のファブリクと流体的には切り離されてはいない。その結果、ファイバ供給領域２０６を真空引きすることにより、図８Ｂに示すように、空気はシール５３２より上にある全てのファブリクから抜かれる。外側ソフト・ツール５２６と内側ソフト・ツール５２８のコアの側にある領域５４０，５４２も、ファイバ供給領域２０６とともに、真空引きされる。
【００７１】
真空引き後、モールド領域２１２内のファブリク２１０Ａ，２１０Ｂ（と、レジン分散媒体）がコア２１４に押しつけられる（図８Ｃ）。これは圧力を、外側ソフト・ツール５２６と内側ソフト・ツール５２８の背後にからかけることにより行われる。一実施例においては、圧力は、流体例えば水を、外側ソフト・ツール５２６と内側ソフト・ツール５２８の背後のキャビティ５４４，５４６に導入することにより、加えられる。他の実施例においては、流体の代わりに気体を用いることもできる。一実施例においては、流体は流体通路ライン５３６Ａ，５３６Ｂを介して、分配される。
【００７２】
一実施例においては、流体は、モールド領域２１２よりも低い位置にある流体貯蔵庫（図示せず）からキャビティ５４４，５４６に供給される。流体は、貯蔵庫から取り出されたり戻されたりするが、これはキャビティ５４４，５４６内の圧力を変えるだけで、行うことができる。言い換えると、キャビティ５４４，５４６内に貯蔵庫から流体を入れるためには、キャビティ５４４，５４６を真空引きして、流体通路ライン５３６Ａ，５３６Ｂにあるバルブを開く。流体を保持するためにはこれらのバルブ閉じておく。逆に、領域５４０と５４２内の真空引きを止めてバルブを開くことにより、流体は重力で貯蔵庫に戻る。
【００７３】
図８Ｄに示すように、レジンは、モールド領域２１２の底部に、レジン注入ライン５３８Ａ，５３８Ｂを介して、導入される。一般的には、触媒とレジンを正確な比率で混合する測定／混合ポンプをレジンを供給ラインに導入する。ＶＡＲＴＭには低粘度のレジンが用いられ、これは、ポリエステル、ビニールエステル、エポキシ、フェノリック、ポリーミド、ポリアミドを含む。当業者は、レジンを生産される製品に応じて適宜選択することができる。
【００７４】
図８Ｅは、レジン注入プロセスの詳細を示す。レジンの分配を容易にするために、レジン注入ライン５３８Ａ，５３８Ｂ近傍にあるソフト・ツール５２６，５２８の部分は、コア２１４から離れている。これは、ソフト・ツール５２６，５２８と硬質壁５２２，５２４との間に配置された管状真空アクチュエータ８４８で、可能となる。これにより、レジン注入ライン５３８Ａ，５３８Ｂの出口近傍に通路８５０Ａ，８５０Ｂを形成し、再利用可能な装置によりワークピースの円周の周りの近傍にレジンを分配することができる。ソフト・ツール５２６，５２８背後にかかった圧力と真空状態にあるファブリク２１０Ａ，２１０Ｂにより、レジンはファブリク中に含浸され、モールド領域２１２の上方に上がる。モールド領域に導入されたレジンの量は、流れの先端（即ちファブリク内のの上部レジンのレベル）がレベル８５２の下で停止するように、又レジンがソフト・ツール５２６，５２８により圧縮力が加わる領域に留まるように、制御される。かくして、形成されるワークピースの形状は、モールド領域２１２内のあらゆる場所で制御可能となる。
【００７５】
一実施例において、レジン注入ライン５３８Ａ，５３８Ｂと通路８５０Ａ，８５０Ｂは、モールド領域２１２の底部に配置される。これにより、ワークピースのファブリクを底部からレジンで充填することができる。従って、レジンの流れの先端（即ちショットの間あらゆる点でレジンの最も前進したポイント）は、濡れた領域のトップと真空が引かれるラインに最も近い位置にある。これが好ましいのは、レジン注入前の乾燥したファブリク２１０Ａ，２１０Ｂに対し真空引きされても、ファブリク内に残留空気があるからである。レジンがファブリク２１０Ａ，２１０Ｂを濡らすと、この残留空気が移動し気泡が形成される。この気泡はレジンよりも遙かに密度が低いために、気泡は流体レジン内を上昇する。真空ラインと連通状態にあるレジンの流れのフロントにより、気泡は流れの先端に容易に達し、ワークピースを真空引きする。これにより得られたワークピースは、空気ボイドの量が極めて少なくなる。
【００７６】
レジンがワークピースを所望の程度（各ファブリク２１０Ａ，２１０Ｂに対し）まで充填すると、レジン注入ライン５３８Ａ，５３８Ｂ内のバルブ（図９）を閉じる。ファブリクに行われる真空引きにより、余分なレジンを通路８５０Ａ，８５０Ｂから取り除き、レジンの分散通路を形成するソフト・ツールの一部が、ワークピース上に綴じ込まれる。このレジン分散通路は、ソフト・ツールの一部であるが、固化後レジンを取り出し、リプレースすることなく再利用ができる。これは、従来のＶＡＲＴＭと同様な機能を提供するレジン分散ラインに対し極めて利点がある。この従来から使用されているレジン供給ラインは、レジンの固化プロセスの間そしてライン内に残ったレジンが固化する間、その形状を維持する。従って、従来のレジン供給ラインは、使用後、洗浄するか破棄する必要がある。
【００７７】
圧縮力は、レジンが固化する間、ソフト・ツール５２６，５２８の背後で、維持される。この圧縮力は、ソフト・ツールを介してワークピースのファブリク上にかかり、これによりファブリクを圧縮して、制御され、所望のファイバの量の合成ラミネートを生成する。この圧縮力のソースは、キャビティ５４４，５４６内に導入された流体である。流体レジンの密度とほぼ一致する密度を有する流体を選択することにより、均一の圧縮力がワークピースのあらゆる場所（上から下まで）で維持される。例えば６％の砂糖水の溶液はDeraKane（商標登録）8084 レジン（Ashland,Inc）と同一の密度を有する。均一の圧縮力は極めて背の高い（例えば５ｍ）ワークピースでさえも維持することができる。これは、流体の垂直方向の水圧の傾斜は、流体レジン内の水圧の傾斜と一致するからである。
【００７８】
図９を参照すると、ソフト・ツールからファブリクにかかる正味圧縮力は、レジンの圧力とある高さのソフト・ツールの背後にある流体の圧力との差である。その為、この２つの傾斜を図９に示すように等しくすることにより、圧縮力はあらゆる所で一定とすることができる。例えば、図９に示すように、完全な真空が、ファブリク・ロールを包囲するファイバ供給領域２０６の内側でかつ領域５４０，５４２内で引かれると、レジンの流れのフロントの圧力の絶対圧がゼロになり、流体が充填されたキャビティ５４４，５４６のトップの圧力が大気圧になると、１気圧の均一な圧縮力があらゆる所でかかる。これは、背の高いワークピースのフェイス・シートのあらゆる場所で高く均一な量のファイバを有するよう製造できる点でかなり利点がある。流体が充填されたキャビティ５４４，５４６の上部の圧力は、領域５４０，５４２の圧力（真空あるいはほぼ真空）よりも高い圧力である。圧力の選択は、設計的選択事項である。
【００７９】
レジンが、自己支持示型の固体に固化した後、図８に示すように、ソフト・ツールの背後の圧力が抜ける。ソフト・ツール５２６，５２８が、固化したワークピース８５４から引き抜かれるが、これはキャビティ５４４，５４６を真空引きすることにより行われる。ソフト・ツールが解放される前あるいは解放された後、ワークピース８５４は事後固化される。例えば一実施例においては、これは、ソフト・ツールの背後のキャビティ５４４，５４６を圧縮するために使用された同一の流体を加熱し巡回することにより、行われる。他の実施例においては、事後固化は、熱風をワークピースとソフト・ツールの間で循環させるにより、解放後行われる。
【００８０】
ワークピースが完全に固化した後、下側のシール５３２とロール２０８Ａ，２０８Ｂを止めていたブレーキが、解放される。これにより、ワークピース８５４がモールド領域２１２により下側にくる。ワークピース８５４とロール２０８Ａ，２０８Ｂ上のファブリクの間のファイバの連続性が存在するために、ワークピースが下がると、更なるファブリクがモールド領域２１２に供給される。次のコア２１４が、更なるファブリクと同時にモールド領域２１２内に挿入される。その後、別のワークピースのモールドが開始の準備状態となる。
【００８１】
本発明の方法により、製造中の各ワークピースは、形成中のマルチ・ショットの合成製品の他の全てのワークピースでファイバ（フェイスシート）の連続性が示される。
【００８２】
以上の説明は、本発明の一実施例に関するもので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々の変形例を考え得るが、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。特許請求の範囲の構成要素の後に記載した括弧内の番号は、図面の部品番号に対応し、発明の容易なる理解の為に付したものであり、発明を限定的に解釈するために用いてはならない。また、同一番号でも明細書と特許請求の範囲の部品名は必ずしも同一ではない。これは上記した理由による。用語「又は」に関して、例えば「Ａ又はＢ」は、「Ａのみ」、「Ｂのみ」ならず、「ＡとＢの両方」を選択することも含む。特に記載のない限り、装置又は手段の数は、単数か複数かを問わない。
【符号の説明】
【００８３】
１００ 閉鎖ループＯＴＥＣシステム
１０２ プラットフォーム
１０３ 作業流体
１０４ 閉鎖ループ導管
１０６ 蒸発機
１０８ 温水パイプ
１１０ ターボ発電機
１１２ 凝縮器
１１４ ポンプ
１１６ 冷水パイプ
２００ 本発明の装置
２０２ プラットフォーム
２０３ 架空式移動クレーン
２０４ フレーム
２０５ 垂直中心部材
２０６ ファイバ供給領域
２０７ 閉鎖シール
２０８ ロール
２１０ ファブリク
２１２ モールド領域
２１３ 中央内側シェル
２１４ コア
３１６ 組立部品
３１８ ワークピース
３２０ ワークピース
図４
４０２：乾燥したファブリクをモールド領域に連続的に供給する。
４０４：モールド領域内のファブリクにレジンを含浸させる。
４０６：レジンを固化する。
４０８：出来上がったワークピースをモールド領域から引き抜き、同時に乾いたファブリクをモールド領域内に更に引き込む。
４１０：所望の長さを達成したか？
５２２ 外側硬質壁
５２４ 内側硬質壁
５２６ 外側ソフト・ツール
５２８ 内側ソフト・ツール
５３０ コア位置決め装置
５３２ シール
５３４Ａ 真空引きライン
５３６Ａ 流体通路ライン
５３８ レジン注入ライン
５４０ レジン充填領域
５４２ レジン充填領域
５４４ 流体充填キャビティ
５４６ 流体充填キャビティ
８４８ 管状真空アクチュエータ
８５０ 通路
８５２ レベル
８５４ ワークピース
図９
大気圧 トップ 流体 レジン 高さ 正味圧縮力 絶対圧
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続するファイバ合成材料からなる長尺物の製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、海洋発電（ＯＴＥＣ：Ocean Thermal Energy Conversion）は、二酸化炭素を発生しない発電手段として注目を集めている。
【０００３】
海洋発電（ＯＴＥＣ）システムは、熱帯地方の海水の表面の温かい海水と深海にある冷たい海水との間の温度差を利用して発電するものである。
【０００４】
図１に、海洋発電システムである閉鎖ループのＯＴＥＣシステム１００を示す。このＯＴＥＣシステム１００は、海上を浮遊するプラットフォーム１０２の上に配置される。ＯＴＥＣシステム１００の主な構成要素は、閉鎖ループ導管１０４と、蒸発機１０６と、温水パイプ１０８と、ターボ発電機１１０と、凝縮器（コンデンサ）１１２と、冷水パイプ１１６とである。
【０００５】
閉鎖ループ導管１０４は、アンモニアのような低沸点の作業流体１０３を流す。動作について説明すると、流体である作業流体１０３が閉鎖ループ導管１０４にポンプで押し込まれる。温水が温水パイプ１０８を介して蒸発機１０６に送り込まれる。温水からの熱が作業流体１０３を蒸発させる。
【０００６】
この蒸発した作業流体１０３がターボ発電機１１０内に流れ、そこでタービンを回す。するとタービンは発電機を駆動し電気エネルギーを発生させる。蒸発した作業流体１０３がターボ発電機１１０を通過した後、凝縮器１１２内で凝縮する。この凝縮は、深い場所から冷水パイプ１１６を介してポンプでくみ上げられた冷たい海水で行われる。この新たに流体に戻った作業流体１０３が、蒸発機１０６にポンプ１１４を介して供給される。このサイクルが繰り返される。
【０００７】
海洋発電（ＯＴＥＣ）のシステムは、原理的には簡単であるが、製造上の問題点がある。例えば冷水パイプ１１６である。冷水を取り出すために、冷水パイプ１１６は、１０００ｍ以上も海中に延びなければならない。ＯＴＥＣプロセスを駆動する冷水と温水の間の温度差が小さいために、この冷水パイプ１１６は大量の水を凝縮器１１２に運ばなければならず、そのため過大な要件を満たさなければならない。この異常な長さに加えて、冷水パイプは極めて大きな直径を有さなければならない。商用レベルのプラントにおいては、冷水パイプは約９ｍの直径を有しなければならない。この様な巨大な冷水パイプを製造し輸送し設置することは大事業である。
【０００８】
金属に比べ有利な特性（例、軽く歪みに対する許容差が大きくかつ耐腐食性）のために、ポリマー・マトリックスからなる連続するファイバ合成材料は、冷水パイプを製造する最適な材料である。この様な合成材料を製造する様々なプロセスが利用できる。
【０００９】
１０００ｍもの長さのＯＴＥＣ用の冷水パイプは、１回の製造プロセスで一度に（即ちワン・ショット）でモールド成形するには長すぎる。通常の製造方法を用いる場合には、冷水パイプは、複数の短いパイプ部分をモールド成形し、それらを機械的ジョイントあるいは接着により連結して長いパイプを製造している。短いパイプを複数個作りそれらを機械的に結合して形成された長いパイプの一例は、煙突、トンネルのライナーがある。更に小さな作業でＯＴＥＣの冷水パイプを製造する様々な試みがなされている。
【００１０】
短いパイプを接続して長い冷水パイプを製造しても、接続部分は、接続部分に渡ってラミネートが連続する場合と同様に、強固なものではない。言い換えると、パイプは接合がなければ更に強くなる。これらの接合は別の不利益がある。例えば重量が増したり、製造工程が複雑になったり、元の合成材料よりも信頼性が低くなる点である。更に長さ１０００ｍ直径が９ｍのパイプを陸上と海上を通って目的地（海洋発電プラント）に運ぶことは、困難でありコストが高くなる。このことは、パイプを複数の別々のセグメントで搬送して、それを浮遊プラットフォーム上で組み立てたり、あるいは１本の極めて長いユニットとして予め組立て輸送する場合でも、そうである。この場合、組立（接続）は、垂直方向につり下げてプラットフォームに取り繋がなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ＯＴＥＣの冷水パイプの製造は、挑戦的なタスクであり、現在の所満足するアプローチは得られていない。
【００１２】
本発明の目的は、極めて長くかつ大きな直径の部品をモールド成形する装置と方法を、従来のコストと不利益もなしに、提供することである。特に本発明の方法は、極めて長い物品をそれが使用される現場で、一連のモールドショットで製造し、物品の主な負荷担持部分内で、ショット間でファイバの完全な連続性を維持することである。従って、生成された製品は、一連のショットで形成されるが、最終製品は、ワン・ショットでモールドした製品の利点を有する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
一実施例によれば、本発明の方法と装置を用いてＯＴＥＣ用の冷水パイプを製造できる。本発明の方法は、海洋に浮かぶプラットフォーム上の現場で、実行できる。一実施例においては、そのプラットフォームがＯＴＥＣプラントの表面部分となる。このアプローチにより、嵩張る中空のパイプを取り扱ったり輸送したりする必要がなくなる。更に大きな利点として、本発明の方法は、原材料（例、ファイバグラス）と、レジンと、個々の長さのコアである「プランク」を、コンパクトな形態で、現場（例、プラットフォーム）まで運ぶだけでよい。
【００１４】
製造期間あるいはコストを下げるためには、部品（例冷水パイプ）を形成するモールドショットの回数を制限するのが望ましい。しかしショットの回数が減ると、１回当たりのショットでモールド成形するパイプの長さを長くしなければならない。パイプがモールドされる作業現場の必要高さは、このユニットパイプの長さによる。
【００１５】
比較的大きな合成製品例えばＯＴＥＣ冷水パイプを製造する際には、処理される材料は合成製品の要素例えば出発材料である「コア」として用いられる。このコアが最終製品の形状を決める。従って処理される材料は現場に運ばれそこで製品にモールド成形される。本発明者らは、この様な状況においては、１回当たりのショットでモールドされる長さの許容可能な限界は、標準の輸送用コンテナの長さに基づくことを認識した。その理由は、コンテナを用いて「コア」のセクション（以下プランクとも称する）を輸送するからである。標準の輸送用コンテナの長さは、１２ｍである。従って１セクション当たり１２ｍの最大長さを仮定すると、７５回のショットが、９００ｍのパイプをモールド成形するのに必要である。本発明の方法と装置はを用いることにより、７５回のショットが２ヶ月の間行われて完了する。これは不合理なものではない。
【００１６】
様々な合成製造プロセスがＯＴＥＣ冷水パイプあるいは他の極端に長い製品のステップ毎のモールド成形に利用できる。このプロセスの大部分は、autoclave moldingとfilament windingとwet layupとsprayupとを有し、これを応用する際には大きな不利益があり、本発明者はこれらを考慮の対象外にした。本発明者らは、Liquid Resin Moldingプロセスは非常に長く大きな連続するファイバ合成製品をモールド成形するのに適したものであることを見出した。
【００１７】
液状のレジンモールドプロセスはResin Transfer Molding（ＲＴＭ）である。ＲＴＭは、閉鎖したキャビティを有するモールドの型を用いている。この型は全ての側面が合成体である。ＲＴＭの最も単純な形態は、空気がレジンを注入する前にファブリク中に残っていることである。しかし空気の一部がファブリクをレジンで充填する際にベントを介して駆逐される。この残留した空気が存在する状態で許容可能なボイドのコンテンツを得るためには極めて高い圧力（２７５psig）をレジンが固化する間加えなければならない。圧力を加える目的は、残留した空気のボイドのサイズを許容可能なレベルまで小さくすることである。この大きな内部圧力により大きな力が発生し、この力がモールドの型の対向する面を押し広げるようになることである。小さなモールドの型にとっては、この問題は比較的安価なプロセスを用いて解決することができる。しかしこのアプローチは、大きなモールド型を取り扱う場合には極めて高価になる。
【００１８】
別の液状レジンプロセスは、Vacuum-Assisted Resin Transfer Molding（ＶＡＲＴＭ）である。ＶＡＲＴＭは１つの側面を具備するツールを用いる。本明細書において用語「ツール」は、合成材料がモールドされる際にあたる固体状部材／表面を意味し、流体状のレジンが固体に変わる間モールドされた物品の形状を形成する。このツールはモールド中の物品の１つの側面で液体状レジンを保持し、真空バッグが製品の他側で液状レジンを保持する。ＶＡＲＴＭの適用においては、一般には大気圧の空気あるいはある場合には高圧のガスが真空バッグの外側入れられる。
【００１９】
あるワンショットの間、モールド成形領域で処理中のレジンは液状である。従って背の高いワークピースにおいては、レジン内に水圧の傾斜が存在する。具体的には、モールド領域の上部における内部の絶対圧力が０（最小）であると、モールド領域の底部における真空バッグ内の内部圧力は０よりも幾分大きくなる（これはレジンの比重とモールド領域の高さに依存する）。ワークピースの高さとレジンの密度との積は、ワークピースの底部の水圧が１気圧以上であり、真空バッグは外側に膨らみ、レジンを適正に保有することができなくなる。
【００２０】
液状レジンの密度は水のそれに近いので（約１ｇ／ｃｃ）、上記の影響／効果は、ＶＡＲＴＭにより行われるワークピースの高さに対し約１０ｍの制限を課すことになる。１気圧の圧縮力がワークピースのトップ（見た目には、下側）の合成ラミネートにかかり、０気圧がその底部（見た目には、上側）にかかる。これでは非常に均一でないラミネートの特性が発生してしまう。例えばファイバの容積部分が不均一となる。第２の影響は、ＶＡＲＴＭの１回のショットに対する実際の作業高さを約４．５ｍに制限してしまうことである。９００ｍの長さの冷水パイプを製造するには、１回のショットが４．５ｍ の長さのパイプ部分しか成形できない場合には、２００回のショットが必要であり、これは受け入れがたい。
【００２１】
本発明が成される前の従来のモールドプロセスは、長く太い合成製品の製造には不向きであった。従来のプロセスの欠点を解決するために、本発明者らは、ＶＡＲＴＭの特徴の一部を取りつつ入れた新たなタイプのＲＴＭを開発した。
【００２２】
一実施例においては、長尺で大口径の連続ファイバ合成製品をモールド成形する装置は、モールド領域と、流体分配システムと、レジン分配システムと、真空システムとを有する。モールド領域は、固定した硬い外側表面と、固定した硬い内側表面と、前記内側表面と外側表面の間に配置された外側ソフトツールと内側ソフトツールとを有する。内側と外側のソフトツールは、柔軟性のある材料例えば合成製品をモールド成形するのに使用されるシリコンゴムシートを有する。複数のファブリクロールをモールド領域の上方に配置されるファイバ供給領域に配置する。
【００２３】
ファブリクをモールド領域内に配置するのを容易にするために、内側ソフト・ツールと外側ソフト・ツールの背後で真空引きされる（即ちソフト・ツールと最も近いハード表面との間の領域が真空引される）。この真空引きにより内側ソフト・ツールは、ハードな内側表面の方向に移動し、外側ソフト・ツールはハードな外側表面の方向に移動する。ロールから出てきたファブリクは、その後モールド領域にコア材料と共に供給される。コア材料がサンドイッチのパイプ壁のコアを構成し、ファブリクがそのサンドイッチの表面シートを形成する。具体的にはファブリクが、内側ソフト・ツールとコアの間に配置され、ファブリクは、外側ソフト・ツールとコアの間にも配置される。一実施例によれば、レジン分散材料（レジンをファブリク内に拡散させる材料）が、ファブリクと共にモールド領域内に引き込まれる。
【００２４】
ファブリクとコアがモールド領域内に配置された後、ソフトツールの背後に形成された真空が解かれる。内側と外側の真空シールが、モールド領域の底部で活性化されてソフトツールをワークピースのその部分にシールする。このワークピースは前のモールド操作の間（即ち前のショット）既に形成されたものである。真空引きがソフトツールの外側サイドで行われ、そこに乾いたファブリクが配置される。モールド領域内のファブリクからの空気が抜かれて、これにより、積層構造物の空気ボイドの量を最小にする。ファイバ供給領域とモールド領域の間のガスタイトのシールができるのを回避するために、ドライな多孔質ファブリク上にそして底に、時に難しく更には不可能かも知れないこのようなシールが形成される。ファイバ供給領域とモールド領域は互いに連通して両方とも真空状態となる。
【００２５】
その後ファブリクをコアに対し圧縮する。その手段は、実施例によれば、流体を内側ソフト・ツールと外側ソフト・ツールの背後の加えることによって行われる。その後、レジンがソフトツールのファブリク側に導入される。真空がソフトツールのファブリク側に維持され、流体がソフトツールの背後に保持される。レジンがファブリク内に分散し、上記の高さまで立ち上がる（これは加えたレジンの量に依存する）。しかしこの高さは圧縮力が加えられるレジンの領域を超えることはない。圧力がレジンが固化する間ソフトツールの背後で保持される。
【００２６】
一実施例においては、レジンが自己支持ソリッドの内側で固化することは、１時間から５時間の間、周囲温度で放置することにより行われる。一実施例においては、固化したレジンは、更にレジンに熱を加えることにより事後固化されて、大量のクロスリンク（ポリマー）を形成する。これにより最終製品の腐食耐力（一般的にレジンの化学的な耐性を最大にする）。この点に関し冷水パイプの様な製品は、水中で管理せずに５０年持つ必要があり、厳しい環境に適したレジンがその使用に適したものである。この様なレジンは、ビニールエステルレジンである。例えばDeraKane 8084であり、Ashland Inc. of Covington, KYから市販されている。当業者は、意図したアプリケーションに応じて、ここに開示された装置と方法に使用される適切なレジンを選択できる。
【００２７】
レジンが固化した後、ソフトツールの背後の圧力が抜かれ、真空がソフトツールをハードな内側表面と外側表面の方向に引くようにかけられ、かつ固化した積層構造物から離すようにかけられる。
【００２８】
固化プロセスが完了すると、モールド領域の下側のシールが解放され、ファブリクロールのブレーキが解放される。するとワークピースはモールド領域の下外側に動く。これはモールド領域の下に配置され、以前に固化した部分を確実に把持と移動装置の制御の基で行われる。一実施例においては、形成中の製品はＯＴＥＣプラントの冷水パイプであり、モールド装置はＯＴＥＣプラントのサイトである浮遊プラットフォーム上に配置される。従ってワークピースが解放されると、このワークピースは海の中下側に向かって移動する。
【００２９】
ワークピースとファブリクのロールとの間のファイバの連続性があるために、ワークピースがモールド領域の外側下方に移動すると、ファブリクはモールド領域内に引き込まれる。更なるコア材料がモールド領域内に配置され、圧力が再びかけられて、第２のワークピースを形成する。この第２のワークピースは、第１のワークピースとロール状のファイバと共にファイバの連続性を有する。このプロセスは成長する製品が所望の長さに達するまで繰り返される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】従来のＯＴＥＣプラントの概念図。
【図２】本発明の一実施例の連続ファイバ合成製品を製造する装置を表す図。
【図３Ａ】図２の装置を用いて連続ファイバ合成製品を製造するステップを表す図。
【図３Ｂ】図２の装置を用いて連続ファイバ合成製品を製造するステップを表す図。
【図３Ｃ】図２の装置を用いて連続ファイバ合成製品を製造するステップを表す図。
【図３Ｄ】図２の装置を用いて連続ファイバ合成製品を製造するステップを表す図。
【図３Ｅ】図２の装置を用いて連続ファイバ合成製品を製造するステップを表す図。
【図４】本発明の一実施例より連続ファイバ合成製品に対し、連続ファイバ合成製品をマルチ・ショットで製造する方法を表すフローチャート図。
【図５】図２の装置の詳細を表す断面図。
【図６】図２の装置内に配置されたファブリクのロールを表す図。
【図７】図２の装置のモールド領域を通る断面図。
【図８Ａ】図２の装置を用いて連続ファイバ合成製品を製造するプロセスを表す図。
【図８Ｂ】図２の装置を用いて連続ファイバ合成製品を製造するプロセスを表す図。
【図８Ｃ】図２の装置を用いて連続ファイバ合成製品を製造するプロセスを表す図。
【図８Ｄ】図２の装置を用いて連続ファイバ合成製品を製造するプロセスを表す図。
【図８Ｅ】図２の装置を用いて連続ファイバ合成製品を製造するプロセスを表す図。
【図８Ｆ】図２の装置を用いて連続ファイバ合成製品を製造するプロセスを表す図。
【図９】モールド領域の領域内のソフトツールに配置された流体を用いて一定の圧縮力を生成する方法を表す図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本明細書で使用される用語について以下定義する。
【００３２】
「連続ファイバ合成」とは、ファイバが合成品内でに連続している状態である。これは、切られたり短い（不連続な）ファイバとは異なる。
【００３３】
「ショット」とは、モールドキャビティ（鋳型の中、溝、穴）内に必要なレジンの量を充填することである。「マルチ・ショット」の製品とは、複数回連続してレジンをモールドキャビティ内に入れて（ショットして）固化させてできた製品である。
【００３４】
「ワークピース」とは、モールド領域内で１回のショットで構造体を形成する組立体（例、コア、ファイバ、レジン）、あるいは生成された構造体を意味する。マルチ・ショット製品に関しては、ワークピースは、最終合成製品（例、冷水パイプのセグメント）の一部即ちセグメントを表す。
【００３５】
「ファイバの連続性」とは、マルチ・ショットの合成製品を構成する複数のワークピースの間にファイバの不連続性がない、あるいは破損がないものを意味する。このために以下に規定する間にファイバの不連続性が存在してはならない。
（Ａ）合成製品をモールド成形する装置の供給領域にあるファイバとモールド領域にあるファイバとの間。これはレジンがモールド領域に導入される前後を問わない。
（Ｂ）モールド領域内のファイバとワークピースとの間。これは、レジンが導入される前後のいずれかにおいて。
（Ｃ）供給領域のファイバとワークピースとの間。
【００３６】
本発明によるマルチ・ショットの連続ファイバ合成製品は、マルチ・ショットの製品全体に渡ってファイバの連続性を表す。
【００３７】
図２に、本発明の装置２００の切り欠き断面を表す。同図の実施例において、本発明の装置２００を用いて、ＯＴＥＣプラント用の冷水パイプ（例、図１の冷水パイプ１１６）を製造する。より一般的には、本発明の装置２００は、連続ファイバ合成製品、特にマルチ・ショットにより連続ファイバ合成製品を製造するのに適したものであり、更に非常に大きくかつ長い部品（例えばＯＴＥＣの冷水パイプ又は煙突）の製造に適したものである。
【００３８】
一実施例によれば、本発明の装置２００は、海上に浮かんだプラットフォーム２０２の上に配置される。更に別の実施例によれば、本発明の装置２００は、ＯＴＥＣプラントの一部として機能する（例えば図１ではプラットフォーム１０２である）。本発明の装置２００は、プラットフォーム２０２上で垂直方向を向いている。即ち本発明の装置２００により製造されるワークピースの軸方向は、垂直を向いている。
【００３９】
本発明の装置２００は、ファイバ供給領域２０６とモールド領域２１２とを有する。ファイバ供給領域２０６はファイバを連続してモールド領域２１２に供給する。連続ファイバ合成製品で使用されるファイバは様々な形態を採る。一例として、様々な幅の一方向を向いたテープ、Plain weave fabric、harness satin fabric、braided fabric、stitched fabricがある。
【００４０】
通常使用されるファイバは、Owens Corning Technical fabrics社から市販されているファイバ・ガラス、ＰＰＧ，ＡＧＹ Zoltek社から市販されているカーボン・ファイバである。本発明で使用されるファイバは、製品のサイズと断面形状に応じて提供される適宜の幅のファブリクの形態である。例えば１０ｍの直径のパイプに対しては、１−２ｍの幅のファイバが使用される。この様なファイバ・ガラスとしてのファブリクは、Zoltek社からの市販されているカーボン・ファイバである。
【００４１】
ファイバ供給領域２０６とモールド領域２１２とは、本発明の装置２００の他の部分から切り離されている。これは、ファイバ供給領域２０６内の想像線の閉鎖シール２０７とモールド領域２１２の底部にあるシールとで示されている。アクセスするには、コア２１４がモールド領域２１２に挿入される必要である。
【００４２】
一実施例において、ファブリク２１０Ａ，２１０Ｂの形態のファイバ（以下ファブリク２１０と総称する）を、ロール２０８Ａ，２０８Ｂ（以下ロール２０８を総称する）の上に配置する。ロール２０８Ａとファブリク２１０Ａは、ロール２０８Ｂとファブリク２１０Ｂの半径方向外側に配置される。図示した一実施例においては、ファブリク２１０Ａ，２１０Ｂとの間に材料としての差はない。一実施例によれば、ファイバの連続性は、ファイバ供給領域２０６内のファブリク２１０と、モールド領域２１２内に供給されるファブリク２１０との間で維持される。
【００４３】
本発明の装置２００の内側部分、例えば内側のロール２０８Ｂと中央内側シェル２１３は、垂直中心部材２０５で安定して支持される。中心部材２０５は、フレーム２０４で支持されている。
【００４４】
一実施例において、コア２１４はモールド領域２１２に配置される。コア材料は、複数のプランク状のセグメント（plank-like segment：板部品）から得られ、モールド領域２１２内に組み立てられ配置された時に、円筒形の形状あるいはリングの形態を採る。
【００４５】
このコア２１４のリング（円筒形状あるいは他の形状）が、モールド領域２１２で生成されるワークピースの基本的な形状を決定する。図２に示すように、ファブリク２１０は、コア２１４の両側に配置され、ワークピースの製造が準備される。具体的には、ファブリク２１０Ａは、コア２１４とモールド領域２１２の外側周囲の間に配置される。ファブリク２１０Ｂは、コア２１４とモールド領域２１２の内側（２１３）周囲の間に配置される。
【００４６】
コア２１４の両側にあるファブリク２１０をコア２１４に押し当て、このファブリク２１０にレジンを含浸させ、このレジンを固化するプロセスを、以下説明する。
【００４７】
一実施例において、コア２１４は、モールド領域２１２内に架空式移動クレーン２０３を介して下げられる。他の実施例においては、コア２１４は、引き抜きプロセスで生成されたファイバとポリマ製の中空プランクを含む。このプロセスは、当業者には周知であり、線状の合成形状物を形成する他の方法と比較すると安価で単位重量あたりのコストも安く例えばGlasforms、Strongwellの様な引き抜き器を使用して得られる。本明細書において、当業者は、コア２１４として使用できる適宜の構造を製造するプロセスを選択できる。他の実施例においては、コアは、他の材料（例、アルミ他）から生成され、他の構造配列（発泡体、シールしたハニカムの内部配置等）を有してもよい。
【００４８】
図３Ａ−３Ｅは、本発明の装置２００を用いて製造するＯＴＥＣプラントのマルチ・ショットで連続ファイバ合成製品（例、冷水パイプ）を製造する外観図である。図４は、本発明の一実施例よりマルチ・ショットで連続ファイバ合成製品を製造する本発明の方法４００のフローチャート図である。
【００４９】
図４Ａと図３Ａ−３Ｅをおいて、本発明の方法４００のステップ４０２は、乾燥したファブリクをモールド領域に連続的に供給する。これを図３Ａに示す。同図において、ロール２０８からのファブリク２１０がモールド領域２１２内に伸びる。ファイバの連続性は、ロール上のファブリク２１０とモールド領域内のファブリク２１０との間で、維持される。
【００５０】
組立部品３１６は、コアを使用する実施例においては、コアの底端部に取り付けられる。組立部品３１６は、複数の目的の内の１つを達成する。組立部品３１６は「クランプ重り」を冷水パイプに加える。この加えられた重りが、つり下げられた冷水パイプが海水の流れの影響で横方向に動くのを押さえる。一実施例においては、組立部品３１６を用いて、スクリーン（冷水パイプの底部に配置された場合）を保持して、パイプ内に入ってくる水を濾過する。この様なスクリーニングは、大量の海洋微生物がパイプ内に入らないようにするためである。
【００５１】
本発明の方法４００のステップ４０４では、モールド領域内のファブリクにレジンを含浸させる。ステップ４０６ではレジンを固化する。レジンはモールド領域２１２内のファブリクに加えられその後それを固化して、ワークピース３１８を形成する（図３Ｂ）。レジン注入ステップと固化ステップの詳細は後述する。
【００５２】
本発明の４００のステップ４０８は、ワークピースをモールド領域から解放し、それと同時に更にファブリクをモールド領域内に引き込む。図３Ｃは、ワークピース３１８が、モールド領域２１２から解放され、垂直下方向に海中内に伸びる状態を示す。ワークピース３１８が海中下方向に移動（ワークピースを把持し移動させる機構の制御の基で行われるが）すると、更なるファブリク２１０がロール２０８からモールド領域２１２内に引き込ま（供給さ）れる。これは、ロール上の１０とワークピース３１８との間のファイバの連続性があるために可能である。
【００５３】
ステップ４１０において、製造中の製品が所望の長さに達したか否かが調べられる。達していない場合には、プロセスはステップ４０４に戻る。そこで、プロセスは、レジンを、モールド領域にあるファブリク（ワークピースは解放されている）に追加することにより、繰り返される。この実施例においては、生成されつつある冷水パイプの長さは、図３Ｃに示すように達成されるが、長さが計測され短いと決定されると、このステップは更に継続される。そのため、第２のショットでレジンが、モールド領域２１２に追加されその後固化され、ワークピース３２０を生成する（図３Ｄ）。ファイバの連続性は、ワークピース３１８，ワークピース３２０，ロール２０８上のファブリク２１０の間で保持される。
【００５４】
図３Ｅは、モールド領域２１２から放出され海中に垂直方向に伸びるワークピース３２０を示す。ワークピース３１８内のファブリクとワークピース３２０内のファブリクの間の境界は、継ぎ目がない。即ち、連続性は、両方のワークピースのシートが１回のショットで一体に形成されているかのように、維持される。上記したように、ワークピース３２０は海中（下方向）に移動すると、更なるファブリク２１０がロール２０８から引き出され、モールド領域２１２内に引き込まれる。
【００５５】
本発明の方法４００は、ショット・バイ・ショットで繰り返され、パイプの所望の長さが達成するまで行われる。
【００５６】
図５，６，７は、本発明の装置２００の更なる詳細を示す。図５は本発明の装置２００の断面図である。図６は本発明の装置２００のファイバ供給領域２０６の上面図である。図７は本発明の装置２００のモールド領域２１２の断面上面図である。
【００５７】
図５において、本発明の装置２００のモールド領域２１２は、外側硬質壁５２２と内側硬質壁５２４の間に規定される。モールド領域２１２の上端部は、コア位置決め装置５３０で規定され、モールド領域２１２の下端はシール５３２で規定される。コア位置決め装置５３０は、コア２１４の複数のプランクを、モールド領域２１２内に固定する。例えば円筒形状を規定するよう固定する。コア位置決め装置５３０は、シールではない。
【００５８】
モールド領域２１２内に、外側ソフト・ツール５２６と内側ソフト・ツール５２８が配置される。内側ソフト・ツール５２８と外側ソフト・ツール５２６は、柔軟性のある材料（例えばシリコンラバー等）で形成され、固化した合成製品から容易にはがれる。流体通路ライン５３６Ａと真空引きライン５３４Ａはキャビティ５４４と連通している。キャビティ５４４は、外側硬質壁５２２と外側ソフト・ツール５２６の間に規定される。同様に、流体通路ライン５３６Ｂと真空引きライン５３４Ｂはキャビティ５４４６と連通している。このキャビティ５４４６は、内側硬質壁５２４と内側ソフト・ツール５２８との間に規定される（図７）。
【００５９】
レジン注入ライン５３８Ａは、チューブであり、領域５４０と連通している。領域５４０は、外側ソフト・ツール５２６とコア２１４の間に規定される。同様に、レジン注入ライン５３８Ｂは、チューブであり、領域５４２と連通している。領域５４２は、内側ソフト・ツール５２８とコア２１４の間に規定される。レジンは、モールド領域２１２内にレジン注入ラインを介して注入される。レジン注入ライン５３８Ａと５３８Ｂは、それぞれ、硬質壁５２２と５２４と、更にソフト・ツール５２６と５２８を貫通する。ソフト・ツールに取り付けられたレジン注入ラインの端部はソフト・ツールと共に移動する。流体シールが維持されながら、レジン注入ラインが硬質壁を貫通する。一実施例おいては、これは、レジン注入ライン５３８Ａ，５３８Ｂを螺旋状に方向付けることにより達成される。本明細書を参照することにより、この目的を達成するメカニズム構成装置を想到できる。図示した実施例においては、図を明瞭にするために、一本のレジン注入ライン５３８Ａが外側硬質壁５２２を貫通し、一本のレジン注入ライン５３８Ｂが内側硬質壁５２４を貫通するが、複数本のレジン注入ラインを設けてもよい。一実施例においては、レジン注入ライン５３８には１本のレジン注入ライン５３８Ａと１本のレジン注入ライン５３８Ｂのみがある。
【００６０】
壁５２０は、モールド領域２１２の半径方向外側に配置される。壁５２０は、外側に伸びファイバ供給領域２０６を規定する。このファイバ供給領域２０６内に、ファブリク２１０Ａの複数のロール２０８Ａと、ファブリク２１０Ｂの複数のロール２０８Ｂが配置される（但し図５にはロールは示していない）。
【００６１】
コア位置決め装置５３０はシールではなく、ファイバ供給領域２０６はモールド領域２１２と連通している。ファイバ供給領域２０６は、その上端部でシール可能に（例えば図５にはシールと上端部とを図示していない。図２の閉鎖シール２０７を参照のこと）構成される。モールド領域２１２の底部のシール５３２と共に、ファイバ供給領域２０６と流体的に連通している領域５４０と５４２が、真空引きされる。
【００６２】
ロール２０８Ａから供給されたファブリク２１０Ａが、コア２１４と外側ソフト・ツール５２６の間に配置される。ロール２０８Ｂから供給されたファブリク２１０Ｂは、コア２１４と内側ソフト・ツール５２８の間に配置される。
【００６３】
図６において、複数のロール２０８Ａ，２０８Ｂが、ファイバ供給領域２０６内に配置され、その外側境界は壁５２０により規定される（図５）。一実施例においては、ファイバ供給領域２０６はモールド領域２１２の上方に配置される。モールド領域２１２は外側硬質壁５２２と内側硬質壁５２４の間に規定される。一実施例においては、６個のロール２０８Ａが、外側硬質壁５２２の上方で半径方向外側に配置される。６個のロール２０８Ｂが、内側硬質壁５２４の上方で半径方向内側に配置される。ロール２０８Ａからのファブリク２１０Ａが、モールド領域２１２内に配置される。モールド領域２１２は外側硬質壁５２２とコア２１４の間に規定されている。ロール２０８Ｂからのファブリク２１０Ｂは、モールド領域２１２内に配置される。モールド領域２１２は、内側硬質壁５２４とコア２１４の間に規定される。図６は、１個のロール２０８Ａと１個のロール２０８Ｂからモールド領域２１２内に伸びるファブリクを示す。
【００６４】
図６は、外被シートを形成するロール２０８Ａの１つの組と、内被シートを形成するロール２０８の１つの組のみを示す。一実施例においては、各被シート用に２つのロールの組を用いることもできる。
【００６５】
図６の実施例においては、６個のロール２０８Ｂが存在し、これらは全て同一水平面上にある。他の実施例においては、全てのファブリク・ロールは同一水平面になくてもよい。例えば、複数のロール２０８Ｂは異なる水平面の上にあってもよい。又あるロールは他のロールから６０度ずれていてもよい。
この様にロールがずれていると、ある組のファブリク・ロールの間の繋ぎ目は、他の組のロールの真ん中にくることになる。従って、積層したファブリクが固化すると、継ぎ目直近の連続するファイバは、継ぎ目に跨って負荷を担うことになる。これは「剪断力の移動（shear transfer）」によって行われる。この種の配置により、スプライス（繋ぎ目）を重ね合わせ、隣接するロールのエッジの間で更なる剪断力の移動を容易にする。このスプライスを分散する公知技術により、フェイスシートは、周囲方向に完全に連続するファブリクと同一の機械的特性を有する。ファブリクが長手方向に連続していることと組み合わせることにより、フェイスシートは、それらが冷水パイプ全体に渡って完全に連続したかのように機能し、更なる利点を有する。
【００６６】
ロール２０８Ａ，２０８Ｂの幅は、十分な円周方向のカバレッジを提供できるよう、モールド成形中の製品のサイズ（例、直径）に応じて、選択される。その結果、あるサイズの製品に大しては、適宜の数のロールを用いて、コア２１４のファブリクのカバレッジの増減が可能となる。一実施例においては、ロール２０８Ｂの幅はロール２０８Ａの幅よりも狭い。これにより、ロール２０８Ａによるより大きな円周カバレッジを与えることができる。
【００６７】
図７は、モールド領域２１２の断面図である。同図において、外側ソフト・ツール５２６と内側ソフト・ツール５２８はモールド領域２１２内に配置される。外側ソフト・ツール５２６は、外側硬質壁５２２とコア２１４の間に配置される。ファブリク２１０Ａは、外側ソフト・ツール５２６とコア２１４の間に配置される。内側ソフト・ツール５２８は、内側硬質壁５２４とコア２１４の間に配置される。ファブリク２１０Ｂは、内側ソフト・ツール５２８とコア２１４の間に配置される。流体通路ライン５３６Ａ，５３６Ｂと、真空引きライン５３４Ａ，５３４Ｂも図７に示す。
【００６８】
図８Ａ−８Ｅは、本発明の装置２００で本発明の方法４００により、ワークピース（マルチ・ショットによる連続ファイバ合成製品の断面）を製造する行程を示す。これらの図は断面図の全てを示すのではなく、図２の右側のみを示す。その理由は、モールド領域２１２である時点で全ての円周位置において同一のプロセスが行われるからである。
【００６９】
図８Ａは、ファブリク２１０Ａ，２１０Ｂとコア２１４が、モールド領域２１２内に引き込まれる状態を示す。この作業を容易にするために、外側ソフト・ツール５２６，内側ソフト・ツール５２８の背後であるキャビティ５４４，５４６内で真空引きされる。真空アシストのレジン転写モールド（この方法は、ＶＡＲＴＭの技術を組み込んだものである）で一般的に行われているように、「レジン分散材料」（図示せず）も、ファブリク２１０Ａ，２１０Ｂと共に、モールド領域２１２内に引き込まれる。「レジン分散材料」の働きにより、レジンは、モールド領域２１２内のファブリク２１０Ａ，２１０Ｂの全体に渡って急速に拡散できるようになる。適宜のレジン分散材料の一例は、Colbond-USA（Enka,North Carolina）から市販されているEnkaFusion（登録商標）である。レジン分散材料の代わりに、溝をコア２１４の表面に付けてもよい
【００７０】
図８Ｂにおいて、ファブリク２１０Ａ，２１０Ｂと選択的事項としてのレジン分散材料とコア２１４がモールド領域２１２内に完全に伸びた後、空気がモールド領域内のファブリク２１０Ａ，２１０Ｂから抜かれる。そうすることにより、ワークピース内の空気ボイドを減らす。一実施例においては、ファイバ供給領域２０６内のロール２０８Ａ，２０８Ｂ上のファブリクは、モールド領域２１２内のファブリクと流体的には切り離されてはいない。その結果、ファイバ供給領域２０６を真空引きすることにより、図８Ｂに示すように、空気はシール５３２より上にある全てのファブリクから抜かれる。外側ソフト・ツール５２６と内側ソフト・ツール５２８のコアの側にある領域５４０，５４２も、ファイバ供給領域２０６とともに、真空引きされる。
【００７１】
真空引き後、モールド領域２１２内のファブリク２１０Ａ，２１０Ｂ（と、レジン分散媒体）がコア２１４に押しつけられる（図８Ｃ）。これは圧力を、外側ソフト・ツール５２６と内側ソフト・ツール５２８の背後にからかけることにより行われる。一実施例においては、圧力は、流体例えば水を、外側ソフト・ツール５２６と内側ソフト・ツール５２８の背後のキャビティ５４４，５４６に導入することにより、加えられる。他の実施例においては、流体の代わりに気体を用いることもできる。一実施例においては、流体は流体通路ライン５３６Ａ，５３６Ｂを介して、分配される。
【００７２】
一実施例においては、流体は、モールド領域２１２よりも低い位置にある流体貯蔵庫（図示せず）からキャビティ５４４，５４６に供給される。流体は、貯蔵庫から取り出されたり戻されたりするが、これはキャビティ５４４，５４６内の圧力を変えるだけで、行うことができる。言い換えると、キャビティ５４４，５４６内に貯蔵庫から流体を入れるためには、キャビティ５４４，５４６を真空引きして、流体通路ライン５３６Ａ，５３６Ｂにあるバルブを開く。流体を保持するためにはこれらのバルブ閉じておく。逆に、領域５４０と５４２内の真空引きを止めてバルブを開くことにより、流体は重力で貯蔵庫に戻る。
【００７３】
図８Ｄに示すように、レジンは、モールド領域２１２の底部に、レジン注入ライン５３８Ａ，５３８Ｂを介して、導入される。一般的には、触媒とレジンを正確な比率で混合する測定／混合ポンプをレジンを供給ラインに導入する。ＶＡＲＴＭには低粘度のレジンが用いられ、これは、ポリエステル、ビニールエステル、エポキシ、フェノリック、ポリーミド、ポリアミドを含む。当業者は、レジンを生産される製品に応じて適宜選択することができる。
【００７４】
図８Ｅは、レジン注入プロセスの詳細を示す。レジンの分配を容易にするために、レジン注入ライン５３８Ａ，５３８Ｂ近傍にあるソフト・ツール５２６，５２８の部分は、コア２１４から離れている。これは、ソフト・ツール５２６，５２８と硬質壁５２２，５２４との間に配置された管状真空アクチュエータ８４８で、可能となる。これにより、レジン注入ライン５３８Ａ，５３８Ｂの出口近傍に通路８５０Ａ，８５０Ｂを形成し、再利用可能な装置によりワークピースの円周の周りの近傍にレジンを分配することができる。ソフト・ツール５２６，５２８背後にかかった圧力と真空状態にあるファブリク２１０Ａ，２１０Ｂにより、レジンはファブリク中に含浸され、モールド領域２１２の上方に上がる。モールド領域に導入されたレジンの量は、流れの先端（即ちファブリク内のの上部レジンのレベル）がレベル８５２の下で停止するように、又レジンがソフト・ツール５２６，５２８により圧縮力が加わる領域に留まるように、制御される。かくして、形成されるワークピースの形状は、モールド領域２１２内のあらゆる場所で制御可能となる。
【００７５】
一実施例において、レジン注入ライン５３８Ａ，５３８Ｂと通路８５０Ａ，８５０Ｂは、モールド領域２１２の底部に配置される。これにより、ワークピースのファブリクを底部からレジンで充填することができる。従って、レジンの流れの先端（即ちショットの間あらゆる点でレジンの最も前進したポイント）は、濡れた領域のトップと真空が引かれるラインに最も近い位置にある。これが好ましいのは、レジン注入前の乾燥したファブリク２１０Ａ，２１０Ｂに対し真空引きされても、ファブリク内に残留空気があるからである。レジンがファブリク２１０Ａ，２１０Ｂを濡らすと、この残留空気が移動し気泡が形成される。この気泡はレジンよりも遙かに密度が低いために、気泡は流体レジン内を上昇する。真空ラインと連通状態にあるレジンの流れのフロントにより、気泡は流れの先端に容易に達し、ワークピースを真空引きする。これにより得られたワークピースは、空気ボイドの量が極めて少なくなる。
【００７６】
レジンがワークピースを所望の程度（各ファブリク２１０Ａ，２１０Ｂに対し）まで充填すると、レジン注入ライン５３８Ａ，５３８Ｂ内のバルブ（図９）を閉じる。ファブリクに行われる真空引きにより、余分なレジンを通路８５０Ａ，８５０Ｂから取り除き、レジンの分散通路を形成するソフト・ツールの一部が、ワークピース上に綴じ込まれる。このレジン分散通路は、ソフト・ツールの一部であるが、固化後レジンを取り出し、リプレースすることなく再利用ができる。これは、従来のＶＡＲＴＭと同様な機能を提供するレジン分散ラインに対し極めて利点がある。この従来から使用されているレジン供給ラインは、レジンの固化プロセスの間そしてライン内に残ったレジンが固化する間、その形状を維持する。従って、従来のレジン供給ラインは、使用後、洗浄するか破棄する必要がある。
【００７７】
圧縮力は、レジンが固化する間、ソフト・ツール５２６，５２８の背後で、維持される。この圧縮力は、ソフト・ツールを介してワークピースのファブリク上にかかり、これによりファブリクを圧縮して、制御され、所望のファイバの量の合成ラミネートを生成する。この圧縮力のソースは、キャビティ５４４，５４６内に導入された流体である。流体レジンの密度とほぼ一致する密度を有する流体を選択することにより、均一の圧縮力がワークピースのあらゆる場所（上から下まで）で維持される。例えば６％の砂糖水の溶液はDeraKane（商標登録）8084 レジン（Ashland,Inc）と同一の密度を有する。均一の圧縮力は極めて背の高い（例えば５ｍ）ワークピースでさえも維持することができる。これは、流体の垂直方向の水圧の傾斜は、流体レジン内の水圧の傾斜と一致するからである。
【００７８】
図９を参照すると、ソフト・ツールからファブリクにかかる正味圧縮力は、レジンの圧力とある高さのソフト・ツールの背後にある流体の圧力との差である。その為、この２つの傾斜を図９に示すように等しくすることにより、圧縮力はあらゆる所で一定とすることができる。例えば、図９に示すように、完全な真空が、ファブリク・ロールを包囲するファイバ供給領域２０６の内側でかつ領域５４０，５４２内で引かれると、レジンの流れのフロントの圧力の絶対圧がゼロになり、流体が充填されたキャビティ５４４，５４６のトップの圧力が大気圧になると、１気圧の均一な圧縮力があらゆる所でかかる。これは、背の高いワークピースのフェイス・シートのあらゆる場所で高く均一な量のファイバを有するよう製造できる点でかなり利点がある。流体が充填されたキャビティ５４４，５４６の上部の圧力は、領域５４０，５４２の圧力（真空あるいはほぼ真空）よりも高い圧力である。圧力の選択は、設計的選択事項である。
【００７９】
レジンが、自己支持示型の固体に固化した後、図８に示すように、ソフト・ツールの背後の圧力が抜ける。ソフト・ツール５２６，５２８が、固化したワークピース８５４から引き抜かれるが、これはキャビティ５４４，５４６を真空引きすることにより行われる。ソフト・ツールが解放される前あるいは解放された後、ワークピース８５４は事後固化される。例えば一実施例においては、これは、ソフト・ツールの背後のキャビティ５４４，５４６を圧縮するために使用された同一の流体を加熱し巡回することにより、行われる。他の実施例においては、事後固化は、熱風をワークピースとソフト・ツールの間で循環させるにより、解放後行われる。
【００８０】
ワークピースが完全に固化した後、下側のシール５３２とロール２０８Ａ，２０８Ｂを止めていたブレーキが、解放される。これにより、ワークピース８５４がモールド領域２１２により下側にくる。ワークピース８５４とロール２０８Ａ，２０８Ｂ上のファブリクの間のファイバの連続性が存在するために、ワークピースが下がると、更なるファブリクがモールド領域２１２に供給される。次のコア２１４が、更なるファブリクと同時にモールド領域２１２内に挿入される。その後、別のワークピースのモールドが開始の準備状態となる。
【００８１】
本発明の方法により、製造中の各ワークピースは、形成中のマルチ・ショットの合成製品の他の全てのワークピースでファイバ（フェイスシート）の連続性が示される。
【００８２】
以上の説明は、本発明の一実施例に関するもので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々の変形例を考え得るが、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。特許請求の範囲の構成要素の後に記載した括弧内の番号は、図面の部品番号に対応し、発明の容易なる理解の為に付したものであり、発明を限定的に解釈するために用いてはならない。また、同一番号でも明細書と特許請求の範囲の部品名は必ずしも同一ではない。これは上記した理由による。用語「又は」に関して、例えば「Ａ又はＢ」は、「Ａのみ」、「Ｂのみ」ならず、「ＡとＢの両方」を選択することも含む。特に記載のない限り、装置又は手段の数は、単数か複数かを問わない。
【符号の説明】
【００８３】
１００ 閉鎖ループＯＴＥＣシステム
１０２ プラットフォーム
１０３ 作業流体
１０４ 閉鎖ループ導管
１０６ 蒸発機
１０８ 温水パイプ
１１０ ターボ発電機
１１２ 凝縮器
１１４ ポンプ
１１６ 冷水パイプ
２００ 本発明の装置
２０２ プラットフォーム
２０３ 架空式移動クレーン
２０４ フレーム
２０５ 垂直中心部材
２０６ ファイバ供給領域
２０７ 閉鎖シール
２０８ ロール
２１０ ファブリク
２１２ モールド領域
２１３ 中央内側シェル
２１４ コア
３１６ 組立部品
３１８ ワークピース
３２０ ワークピース
図４
４０２：乾燥したファブリクをモールド領域に連続的に供給する。
４０４：モールド領域内のファブリクにレジンを含浸させる。
４０６：レジンを固化する。
４０８：出来上がったワークピースをモールド領域から引き抜き、同時に乾いたファブリクをモールド領域内に更に引き込む。
４１０：所望の長さを達成したか？
５２２ 外側硬質壁
５２４ 内側硬質壁
５２６ 外側ソフト・ツール
５２８ 内側ソフト・ツール
５３０ コア位置決め装置
５３２ シール
５３４Ａ 真空引きライン
５３６Ａ 流体通路ライン
５３８ レジン注入ライン
５４０ レジン充填領域
５４２ レジン充填領域
５４４ 流体充填キャビティ
５４６ 流体充填キャビティ
８４８ 管状真空アクチュエータ
８５０ 通路
８５２ レベル
８５４ ワークピース
図９
大気圧 トップ 流体 レジン 高さ 正味圧縮力 絶対圧
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）ハウジングと、
（Ｂ）モールド領域（２１２）と、
前記モールド領域（２１２）は、前記ハウジング内に配置され、
前記モールド領域（２１２）は、内側硬質壁（５２４）と外側硬質壁（５２２）との間の管状スペースであり、
（Ｃ）内側ソフト・ツール（５２８）と、
前記内側ソフト・ツール（５２８）は、前記管状スペース内で、前記外側硬質壁（５２２）よりも内側硬質壁（５２４）の近くに配置され、
（Ｄ）外側ソフト・ツール（５２６）と、
前記外側ソフト・ツール（５２６）は、前記管状スペース内で、前記内側硬質壁（５２４）よりも外側硬質壁（５２２）に近くに配置され、
（Ｅ）第１流体供給システムと、
前記第１流体供給システムは、流体を、前記内側ソフト・ツール（５２８）と内側硬質壁（５２４）の間の第１領域に供給し、
（Ｆ）レジン分配システムと、
前記レジン分配システムは、レジンを前記管状スペースに分配する
を有する
ことを特徴とする連続ファイバ合成部品を製造する装置。
【請求項２】
（Ｇ）第２流体分配システムを更に有し、
前記第２流体分配システムは、流体を、前記外側ソフト・ツール（５２６）と外側硬質壁（５２２）の間の第２領域に供給する
ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
（Ｈ）第１真空システムを更に有し、
前記第１真空システムは、前記第１領域を真空状態におく
ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項４】
（Ｉ）第２真空システムを更に有し、
前記第２真空システムは、前記第１領域を真空状態におく
ことを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項５】
（Ｊ）第３真空システムを更に有し、
前記第３真空システムは、前記内側ソフト・ツール（５２８）と外側ソフト・ツール（５２６）の間の第３領域を真空状態にする
ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項６】
（Ｋ）ファイバ分配システムを更に有し、
前記ファイバ分配システムは、ファイバを、前記モールド領域（２１２）に供給する
ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項７】
前記ファイバは、複数のロールの上に配置され、
前記複数のロールは、前記ハウジング内でモールド領域（２１２）の上方に配置される
ことを特徴とする請求項６記載の装置。
【請求項８】
（Ｌ）コアを管状スペースに分配するシステムを更に有し、
前記コア（２１４）は、前記内側ソフト・ツール（５２８）と外側ソフト・ツール（５２６）の間に配置される
ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項９】
連続ファイバ合成部品を製造する方法において、
（Ａ）ファブリクをモールド領域に供給するステップと、
前記ファブリクの連続性は、前記ファブリクの供給ポイントと供給されたファブリクの間で保持され、
（Ｂ）供給された前記ファブリクにレジンを含浸させるステップと、
（Ｃ）ワークピースを形成するために、前記レジンを硬化するステップと、
（Ｄ）前記ワークピースを、前記モールド領域から取り出すステップと、
前記（Ｄ）ステップは前記ファイバの連続性によって可能であり、これにより更にファブリクが供給ポイントからモールド領域に供給される
を有する
ことを特徴とする連続ファイバ合成部品を製造する方法。
【請求項１０】
（Ｅ）所定長さのコア材料を、前記モールド領域内に配置するステップ
を更に有する
ことを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
（Ｆ）前記モールド領域内のファブリクを、前記コア材料に強制的に押し当てるステップ、
を更に有する
ことを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記（Ｆ）ステップは、前記モールド領域内に配置されたソフトツールの背後に圧力をかけるステップを含む
ことを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記（Ｆ）ステップは、前記モールド領域内に配置されたソフトツールの背後に流体を供給するステップを含む
ことを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
前記（Ｆ）ステップは、前記モールド領域内に配置されたソフトツールの背後に流体を供給するステップを含み、
前記流体の密度は、前記レジンのそれと同一である
ことを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１５】
前記（Ｂ）ステップは、前記モールド領域の底からレジンを供給するステップを含む
ことを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１６】
前記（Ｂ）ステップは、前記供給されたファブリクを真空状態におくステップを含む
ことを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１７】
前記（Ｂ）ステップは、前記供給されたファブリクとファブリク供給装置を真空状態におくステップを含む
ことを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１８】
前記（Ｂ）ステップは、レジンが前記モールド領域（２１２）に供給される領域近傍にレジン供給通路を形成するステップを含み、
前記レジン供給通路により、レジンは供給されたファブリクの円周周囲に流れる
ことを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項１９】
前記レジン供給通路を形成するステップは、前記モールド領域内に配置されたコア材料からソフトツールを引き離すステップを含む
ことを特徴とする請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記ソフトツールをコア材料から引き離すステップは、前記ソフトツールの領域の背後に真空を形成するステップを含む
ことを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
請求項９記載の方法が、前記連続ファイバ合成部品を使用する場所で実行される
ことを特徴とする連続ファイバ合成部品を製造する方法。
【請求項２２】
前記（Ｄ）ステップは、前記ワークピースを海水中に放出するステップを含む
ことを特徴とする請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
前記連続ファイバ合成部品は、海洋発電用の冷水パイプである
ことを特徴とする請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
前記（Ａ）−（Ｄ）のステップは、複数回繰り返され、
複数のワークピースが形成され、各ワークピースは互いに連続するファイバ合成部品を構成する
ことを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項２５】
連続ファイバ合成部品を製造する方法において、
前記連続ファイバ合成部品は、複数回のショットにより生成され、
前記ショットは、ファイバの連続性が保持されるように、複数のワークピースを構成し、
（ｉ）ファブリクをモールド領域に供給するステップと、
前記ファブリクの連続性は、前記ファブリクの供給装置とモールド領域に供給されたファブリクの間で保持され、
（ｉｉ）供給された前記ファブリクにレジンを含浸させるステップと、
（ｉｉｉ）前記レジンを硬化することにより、ワークピースを形成するステップと
を有する
ことを特徴とする連続ファイバ合成部品を製造する方法。
【請求項２６】
各ショットに対し、前記ワークピースが形成された後、更なるファブリクをモールド領域に、前記ワークピースをモールド領域から解放することにより、供給する
ことを特徴とする請求項２５記載の方法。
【請求項１】
（Ａ）ハウジングと、
（Ｂ）モールド領域（２１２）と、
前記モールド領域（２１２）は、前記ハウジング内に配置され、
前記モールド領域（２１２）は、内側硬質壁（５２４）と外側硬質壁（５２２）との間の管状スペースであり、
（Ｃ）内側ソフト・ツール（５２８）と、
前記内側ソフト・ツール（５２８）は、前記管状スペース内で、前記外側硬質壁（５２２）よりも内側硬質壁（５２４）の近くに配置され、
（Ｄ）外側ソフト・ツール（５２６）と、
前記外側ソフト・ツール（５２６）は、前記管状スペース内で、前記内側硬質壁（５２４）よりも外側硬質壁（５２２）に近くに配置され、
（Ｅ）第１流体供給システムと、
前記第１流体供給システムは、流体を、前記内側ソフト・ツール（５２８）と内側硬質壁（５２４）の間の第１領域に供給し、
（Ｆ）レジン分配システムと、
前記レジン分配システムは、レジンを前記管状スペースに分配する
を有する
ことを特徴とする連続ファイバ合成部品を製造する装置。
【請求項２】
（Ｇ）第２流体分配システムを更に有し、
前記第２流体分配システムは、流体を、前記外側ソフト・ツール（５２６）と外側硬質壁（５２２）の間の第２領域に供給する
ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
（Ｈ）第１真空システムを更に有し、
前記第１真空システムは、前記第１領域を真空状態におく
ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項４】
（Ｉ）第２真空システムを更に有し、
前記第２真空システムは、前記第１領域を真空状態におく
ことを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項５】
（Ｊ）第３真空システムを更に有し、
前記第３真空システムは、前記内側ソフト・ツール（５２８）と外側ソフト・ツール（５２６）の間の第３領域を真空状態にする
ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項６】
（Ｋ）ファイバ分配システムを更に有し、
前記ファイバ分配システムは、ファイバを、前記モールド領域（２１２）に供給する
ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項７】
前記ファイバは、複数のロールの上に配置され、
前記複数のロールは、前記ハウジング内でモールド領域（２１２）の上方に配置される
ことを特徴とする請求項６記載の装置。
【請求項８】
（Ｌ）コアを管状スペースに分配するシステムを更に有し、
前記コア（２１４）は、前記内側ソフト・ツール（５２８）と外側ソフト・ツール（５２６）の間に配置される
ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項９】
連続ファイバ合成部品を製造する方法において、
（Ａ）ファブリクをモールド領域に供給するステップと、
前記ファブリクの連続性は、前記ファブリクの供給ポイントと供給されたファブリクの間で保持され、
（Ｂ）供給された前記ファブリクにレジンを含浸させるステップと、
（Ｃ）ワークピースを形成するために、前記レジンを硬化するステップと、
（Ｄ）前記ワークピースを、前記モールド領域から取り出すステップと、
前記（Ｄ）ステップは前記ファイバの連続性によって可能であり、これにより更にファブリクが供給ポイントからモールド領域に供給される
を有する
ことを特徴とする連続ファイバ合成部品を製造する方法。
【請求項１０】
（Ｅ）所定長さのコア材料を、前記モールド領域内に配置するステップ
を更に有する
ことを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
（Ｆ）前記モールド領域内のファブリクを、前記コア材料に強制的に押し当てるステップ、
を更に有する
ことを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記（Ｆ）ステップは、前記モールド領域内に配置されたソフトツールの背後に圧力をかけるステップを含む
ことを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記（Ｆ）ステップは、前記モールド領域内に配置されたソフトツールの背後に流体を供給するステップを含む
ことを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
前記（Ｆ）ステップは、前記モールド領域内に配置されたソフトツールの背後に流体を供給するステップを含み、
前記流体の密度は、前記レジンのそれと同一である
ことを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１５】
前記（Ｂ）ステップは、前記モールド領域の底からレジンを供給するステップを含む
ことを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１６】
前記（Ｂ）ステップは、前記供給されたファブリクを真空状態におくステップを含む
ことを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１７】
前記（Ｂ）ステップは、前記供給されたファブリクとファブリク供給装置を真空状態におくステップを含む
ことを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１８】
前記（Ｂ）ステップは、レジンが前記モールド領域（２１２）に供給される領域近傍にレジン供給通路を形成するステップを含み、
前記レジン供給通路により、レジンは供給されたファブリクの円周周囲に流れる
ことを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項１９】
前記レジン供給通路を形成するステップは、前記モールド領域内に配置されたコア材料からソフトツールを引き離すステップを含む
ことを特徴とする請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記ソフトツールをコア材料から引き離すステップは、前記ソフトツールの領域の背後に真空を形成するステップを含む
ことを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
請求項９記載の方法が、前記連続ファイバ合成部品を使用する場所で実行される
ことを特徴とする連続ファイバ合成部品を製造する方法。
【請求項２２】
前記（Ｄ）ステップは、前記ワークピースを海水中に放出するステップを含む
ことを特徴とする請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
前記連続ファイバ合成部品は、海洋発電用の冷水パイプである
ことを特徴とする請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
前記（Ａ）−（Ｄ）のステップは、複数回繰り返され、
複数のワークピースが形成され、各ワークピースは互いに連続するファイバ合成部品を構成する
ことを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項２５】
連続ファイバ合成部品を製造する方法において、
前記連続ファイバ合成部品は、複数回のショットにより生成され、
前記ショットは、ファイバの連続性が保持されるように、複数のワークピースを構成し、
（ｉ）ファブリクをモールド領域に供給するステップと、
前記ファブリクの連続性は、前記ファブリクの供給装置とモールド領域に供給されたファブリクの間で保持され、
（ｉｉ）供給された前記ファブリクにレジンを含浸させるステップと、
（ｉｉｉ）前記レジンを硬化することにより、ワークピースを形成するステップと
を有する
ことを特徴とする連続ファイバ合成部品を製造する方法。
【請求項２６】
各ショットに対し、前記ワークピースが形成された後、更なるファブリクをモールド領域に、前記ワークピースをモールド領域から解放することにより、供給する
ことを特徴とする請求項２５記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３Ａ−３Ｃ】
【図３Ｄ−３Ｅ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図８Ｄ】
【図８Ｅ】
【図８Ｆ】
【図９】
【図２】
【図３Ａ−３Ｃ】
【図３Ｄ−３Ｅ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図８Ｄ】
【図８Ｅ】
【図８Ｆ】
【図９】
【公表番号】特表２０１１−５２４２７５（Ｐ２０１１−５２４２７５Ａ）
【公表日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５１３７４８（Ｐ２０１１−５１３７４８）
【出願日】平成２１年６月１５日（２００９．６．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０４７３８８
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１５２５１０
【国際公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【出願人】（５０４２４２６１８）ロッキード マーティン コーポレーション (19)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１５日（２００９．６．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０４７３８８
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１５２５１０
【国際公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【出願人】（５０４２４２６１８）ロッキード マーティン コーポレーション (19)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]