JP2004509247A - 走行路支持体 - Google Patents

Abstract

走行方向で連続する複数の支持体（２）によって走行路を形成するための、特に磁気浮上列車（１００）の走行路支持体は、上部の支持体区域（１２）、特に上部フランジ（１２）と、この上部の支持体区域（１２）の下に配置された少なくとも１つの支え区域（１３、１４）、特にウェブ（１３、１４）とを有している。上部の支持体区域（１２）の領域および／または少なくとも１つの支え区域（１３、１４）の領域に、太陽電池（７、８）および／または太陽集熱器が配置されている。
【選択図】図１

Description

【書類名】明細書
【発明の名称】走行路支持体
【特許請求の範囲】
【請求項１】上部の第１の支持体区域（１２）、特に上部フランジ（１２）と、この上部の支持体区域（１２）の下に配置された少なくとも１つの支え区域、特にウェブ（１３、１４）とを備え、支持体（２）が断面が中空の構成を有しており、この中空スペース（１６）は、上方に向かっては上部の支持体区域（１２）で、側方に向かってはそれぞれのウェブ（１３、１４）で、および下方に向かっては下部の第２の支持体区域（１５）でそれぞれ区切られている走行方向で連続する複数の支持体（２）によって走行路を形成するための、特に磁気浮上列車（１００）用の走行路支持体であって、支持体（２）の日光に照らされる面積と質量が第１の支持体区域（１２）と第２の支持体区域（１５）とで類似しており、低い温度勾配と均等な温度膨張を得るために、支持体（２）の加熱が第１の支持体区域（１２）の領域と第２の支持体区域（１５）の領域とで均等に行われ、支持体には均等な温度膨張を補助する手段が配置されていることを特徴とする、走行路支持体。
【請求項２】前記手段が、上部の支持体区域（１２）の領域および／または少なくとも１つの支え区域（１３、１４）の領域に配置された太陽電池（７、８）および／または太陽集熱器である、請求項１に記載の走行路支持体。
【請求項３】地面に埋め込まれた１つまたは複数の台脚（５）の上に設置されている、請求項１または２に記載の走行路支持体。
【請求項４】走行路の進行方向で連続する２つの支持体（２）の支え区域（１３、１４）の向かい合う端面が実質的に互いに接している、請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の走行路支持体。
【請求項５】太陽電池（７、８）および／または太陽集熱器が、少なくとも１つの支え区域（１３、１４）および／または上部の支持体区域（１２）の外方を向いている面のうちの少なくとも１つに配置されている、請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の走行路支持体。
【請求項６】太陽電池（７、８）および／または太陽集熱器の複数のパネルが走行路の進行方向に相並んで配置されている、請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の走行路支持体。
【請求項７】支持体に配置された前記手段が、支持体（２）の外側の少なくとも一部に配置された熱吸収性および／または反射性の表面である、請求項１〜６のうちいずれか１項に記載の走行路支持体。
【請求項８】熱吸収性および／または反射性の表面が、支持体（２）の外側の少なくとも一部に配置された塗装である、請求項１〜７のうちいずれか１項に記載の走行路支持体。
【請求項９】支持体に配置された前記手段が、支持体（２）の外側の少なくとも一部に付属する遮光部材である、請求項１〜８のうちいずれか１項に記載の走行路支持体。
【請求項１０】支持体に配置された前記手段が、第１のフランジ（１２）と第２のフランジ（１５）の間に設けられた熱補償手段、特に熱交換手段である、請求項１〜９のうちいずれか１項に記載の走行路支持体。
【請求項１１】熱補償手段が、伝熱媒体流体、特に油を含む配管（２１）である、請求項１〜１０のうちいずれか１項に記載の走行路支持体。
【請求項１２】熱補償手段が冷却成分および／または加熱成分である、請求項１〜１１のうちいずれか１項に記載の走行路支持体。
【請求項１３】フランジ（１２；１５）の外側領域にＰＣ鋼材（１９）が結合されずに配置されている、請求項１〜１２のうちいずれか１項に記載の走行路支持体。
【請求項１４】それぞれの支え区域（１３、１４）の間に中央の緊張材が配置されている、請求項１〜１３のうちいずれか１項に記載の走行路支持体。
【請求項１５】中央の緊張材が熱的に絶縁されている、請求項１〜１４のうちいずれか１項に記載の走行路支持体。
【請求項１６】支持体に配置された前記手段が、支持体（２）によって温度依存的に制御される加圧機であり、特に関連する緊張材（１９）の片側の加熱により変形可能である、請求項１〜１５のうちいずれか１項に記載の走行路支持体。
【請求項１７】前記加圧機が相応の太陽電池および／または太陽集熱器と接続されている、請求項１〜１６のうちいずれか１項に記載の走行路支持体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの上部の支持体区域、特に上部フランジと、この上部の支持体区域の下に配置された少なくとも１つの支え区域、特にウェブとを備える、走行方向で連続する複数の支持体によって走行路を形成するための、特に磁気浮上列車用の走行路支持体に関する。支持体は、断面が中空の構成を備えており、この中空スペースは、上方に向かっては上部の支持体区域で、側方に向かってはそれぞれのウェブで、および下方に向かっては下部の支持体区域でそれぞれ区切られている。
【０００２】
ＥＰ０９８７３７０Ａ１より、磁気浮上列車の走行軌道が公知である。この走行軌道は支持体でできており、支持体に取付部品が配置されている。支持体は、支持体の端部に配置された支承コンソールによって支柱ないし台脚の上に取り付けられたプレキャストコンクリートである。このような種類の支持体は、極端な天候の影響が生じると変形することがあり、そのために走行運転が制約されるという欠点がある。
【０００３】
ＵＳ−Ｐ４，９８７，８３３より、太陽電池で被覆されたモノレール支持体が公知である。太陽電池から電流が生成される。この太陽電池は、支持体のある程度の遮光をもたらすものの、それによって、温度の影響による支持体の曲げの低コストな防止を得ることはできない。
【０００４】
ＪＰ０７／０５４３１０Ａは、支持体の上側と下側に断熱材を備える支持体を開示している。しかし、このような追加的な手段は同じくコスト集中的であり、支持体の曲げを遅らせることしかできず、防止することはできない。
【０００５】
前述した走行路支持体は広いスペースを有している。本発明の課題は、このような走行路支持体を改良して、走行路支持体にある空きスペースを簡単に、かつ高い効率で活用することを実現することである。
【０００６】
支持体の日光に照らされる面積および質量が、第１および第２のフランジのところで互いに類似するように支持体が構成されていると、支持体内部に低い温度勾配が存在するようになるという格別な利点がある。このことは、第１のフランジの領域と第２のフランジの領域とで支持体の加熱がほぼ均等に行われるので、第１のフランジまたは第２のフランジがそれぞれ他方のフランジよりも大きな膨張を受けることが防止されることを意味している。このようにして、加熱が異なることによる支持体の曲げがほぼ防止される。支持体の均等な加熱および膨張を補助するため、支持体にはさらに別の手段が配置されている。
【０００７】
冒頭に述べた種類の走行路支持体において、上部の支持体区域の領域および／または少なくとも１つの支え区域の領域に太陽電池および／または太陽集熱器が配置される。
【０００８】
本発明の利点は、特に、このように用いられた太陽電池および／または太陽集熱器が、空いている支持体のスペースを有意義な活用を可能にするという点にある。特に太陽電池で生産される電流は、たとえば１つまたは複数の走行路に対する監視システムへ供給するために利用することができる。代替的または追加的に、たとえば温度測定器や湿度測定器といった測定工学上の装置に電流を供給可能である。さらに代替的または追加的に、支持体材料の温度をコントロールするシステムのために電流を使うことができる。たとえば支持体材料がコンクリートである場合、冬季の使用時に、埋設されている金属線によってコンクリートを加熱することができる。さらに、たとえば他の空きスペースに取り付けた宣伝装置を太陽電池の電流によって照明したり、発光文字を作動させることが可能である。後者の目的には、たとえば雨の多い時期など、走行路でもともと利用可能な電気エネルギーも場合により利用することができる。
【０００９】
太陽集熱器で生成される熱は、温水を準備するためや、同じく電流を生成するため、ならびに、走行路支持体そのものの部材を含めた建築物を加熱するために利用することができる。また、ヒートポンプを用いた建築物の冷却も可能である。
【００１０】
本発明の枠内では、たとえば重量に比して出力が高い薄層太陽電池など、あらゆる適切な型式の太陽電池を用いることが可能である。太陽電池のために、たとえばプラスチックからなる柔軟な支持体材料を使用することも、同様に適している。この場合、太陽電池を巻取可能であり、走行路支持体の広いスペースを簡単なやり方で覆うことができるからである。
【００１１】
冒頭に述べた種類の走行路支持体で太陽電池および／または太陽集熱器を本発明に基づいて使用することの別の利点は、特に上側に取り付けられた太陽電池および／または太陽集熱器が支持体そのものを直接的な太陽の日差しから防護し、それによって、支持体の断面を基準としたときの不均等な加熱や、それに伴う変形が防止ないし低減されることにある。このようにして、支持体で厳しい公差を守ることができる。
【００１２】
特に磁気浮上列車に使用する場合、車両支持体が、横断面で見て中空の構成を有していると、静力学や製造技術の面から好ましいことが判明している。そのために、上部の支持体区域ないし上部フランジによって相互に連結された、向かい合う２つの支え区域ないしウェブが設けられるのが好ましい。下部の支持体区域ないし下部フランジが、この中空スペースを下方に向かって閉じているのが目的に適っている。このとき支え区域は、太陽の方を向いている傾いた区域を有しているので、この区域に取り付けられた太陽電池ないし太陽集熱器が、電流ないし熱を効率的に供給することになる。
【００１３】
走行路支持体は、地面に埋め込まれた１つまたは複数の台脚に支承されるのが好ましい。このような分割は、製造のときに建築工学的に好都合な支持体の加工を可能にするとともに、建設現場での比較的簡単な設置を可能にする。さらに、走行路支持体の下の空間を利用可能である。この場合、地上の高いところで走行路支持体に取り付けられた太陽電池および／または太陽集熱器は、第三者による不正なアクセスに対して比較的防護される。
【００１４】
個々の走行路支持体は、連続する支え区域の間隔がわずかであるか、または無視できるように、相前後して配置されるのが好ましい。これは極端な場合、支え区域が走行路の方向で一種の壁を形成する切れ目のない支持体の連続を生じ、この壁に太陽電池および／または太陽集熱器を取り付けることができる。このようにして、多数の太陽電池および／または太陽集熱器を走行路支持体に格納することができる。
【００１５】
太陽電池および／または太陽集熱器は、支持体の空いている外面に直接取り付けるのが好ましい。そうすれば太陽電池および／または太陽集熱器がこの面を外装し、それによって特に、太陽電池および／または太陽集熱器を支持体への取付部から引き離そうとする強風を受ける作用面がほとんどなくなる。
【００１６】
走行路支持体はかなり広いサイズを有している場合があるので、取扱性を向上させる理由から、太陽電池および／または太陽集熱器の比較的小さな複数のパネルを、走行路の進行方向で相並んで配置するのが好ましい。しかもこのような配置は、損傷を受けた個々のパネルの交換を容易にする。
【００１７】
支持体の均等な加熱および膨張を補助するために、支持体の外側の少なくとも一部が、熱吸収性または反射性の表面を有することが意図される。それにより、たとえば支持体の個々の部分の異なる太陽照射を補正することができるので、ひいては支持体の均等な膨張が行われる。
【００１８】
熱吸収性および／または反射性の表面は、塗装の形態で支持体に塗布することができる。それにより、支持体のいろいろな熱特性を非常に簡単に得ることができる。
【００１９】
支持体の外側の少なくとも一部に遮光部材が付属していると、この方策によっても支持体の低い温度勾配を得ることができる。それによって支持体の動作特性を、多種多様な太陽照射に合わせて調整可能である。
【００２０】
もっとも単純なやり方としては、上に述べた種類の支持体において、第１のフランジと、１つないし複数の第２のフランジとの間に熱補償手段、特に熱交換手段を設けることが意図される。支持体が、たとえば太陽照射によってさまざまに異なる加熱を受けると、それによって生じる温度勾配のために支持体が変形してしまう。すると、正確にアライメントされた取付部品が必要な精度を失うので、たとえば磁気浮上列車の運行を安全に保証することができなくなる。熱補償手段または熱交換手段を配置することにより、たとえば第１のフランジのほうが強く加熱されている場合、その際に発生する熱を第２のフランジに供給することが可能となり、それによって第２のフランジも同じように加熱され、第１のフランジと類似した形で膨張する。あまり加熱されないと見込まれる支持体の領域や、質量が大きいために加熱に長い時間を要することになる支持体の領域へ、熱を的確に運ぶことができる。
【００２１】
熱交換の手段としては、伝熱媒体流体、特に油を含んでいる配管の効果が実証されている。この配管を介して、強く加熱されている支持体の領域から、あまり加熱されていない支持体の領域へと熱が輸送される。
【００２２】
熱補償のための能動的な手段としては、冷却成分および／または加熱成分が好ましい。たとえば太陽電池によって作動可能であるこの冷却成分および／または加熱成分は、同じく必要に応じて支持体内部の温度勾配を低く抑え、それによって支持体の変形をほぼ防止することができる。
【００２３】
本発明の有利な発展例は、従属請求項の構成要件を備えることを特徴としている。
【００２４】
次に、図面を参照しながら本発明について詳しく説明する。図面は次のとおりである。
【００２５】
一例として、レール走行車両用のハイブリッド支持体システムを用いて本発明を説明する。
【００２６】
図１には、従来技術の磁気浮上列車１００の公知の走行軌道が横断面図で示されている。特にプレストレストコンクリートからなる支持体２は、建設現場で台脚５の上に取り付けられる。このとき複数の支持体２が、走行軌道の進行方向に相前後して設置される。このときには支持体２の端面が互いに直接的に接するように配置される。各々の支持体２の側方には、特に鋼材からなる連結コンソール１が等しい間隔で配置されている。各々の連結コンソール１は、支持体２のプレストレストコンクリートに埋め込まれたアンカーバー６と溶接またはネジ止めされている。各々のコンソール１はカバープレート４を有しており、このカバープレートに、たとえばステータパック９を収容するための機能面支持体３が取り付けられている。
【００２７】
図２と図３は、上部フランジ１２として構成された上部の支持体区域１２と、水平方向で間隔をおいている、ウェブ１３、１４として構成された２つの支え区域１３、１４と、下部フランジ１５として構成された下部の支持体区域１５とを有する支持体２の代替的な実施形態を示している。フランジ１２、１５およびウェブ１３、１４は、断面がほぼ長方形の中空スペース１６を区切っている。連結コンソール１への機能面支持体３の取付は、図１に示す実施形態と実質的に変わっていない。
【００２８】
本発明によれば、電流を生成するためにウェブ１３、１４の外側に太陽電池８が配置されている。図２および図３に示す太陽電池８は、下方に向かって広がるウェブ１３、１４の構成に適合する、互いに角度をなすように構成された２つの区域８ａ、８ｂを有している。走行路の方向に、太陽電池８を備える複数のパネルが互いに直接的に接するように配置されている。
【００２９】
図１からわかるように、磁気浮上列車１００は連結コンソール１と機能面支持体３とをウェブ１３、１４の付近まで包囲する。太陽電池８は上部フランジ１２まで上方に延びるのではなく、上端が磁気浮上列車１００の下側で終わっている。太陽電池８は少ない直径しか有していないので、当然ながら、磁気浮上列車に直接向かい合うウェブ区域にも同じく太陽電池８を取り付けることも可能である。
【００３０】
上部フランジ１２の上方を向いている側にも同じく太陽電池７が取り付けられており（図３には図示せず）、この太陽電池は、走行路の方向で互いに接するとともに、上部フランジ１２のほぼ幅全体を占めているのが好ましい。このとき太陽電池７の高さは、磁気浮上列車１００の走行運転の機能低下が生じないように選択するのが目的に適っている。特に太陽電池７で上部フランジ１２が覆われていることにより、支持体２の過度の加熱が効果的に防止される。当然、ウェブ１３、１４にある太陽電池８もこれに貢献している。このようにして、コンクリートおよびこれに伴う走行路の危険な変形を防ぐことができる。
【００３１】
さらに、代替的または追加的に太陽電池を台脚５に取り付けることも可能であり、この場合には台脚が走行路支持体の概念に該当し、特に、本発明の請求項に記載の支え区域の概念に該当する。
【００３２】
太陽電池７、８が取り付けられていない外面区域は、太陽電池７、８に由来する電流によって照明することができる宣伝用の面として利用することができる。代替的または追加的に、太陽電池７、８の電流を監視装置、測定装置などのために利用することもできる。
【００３３】
走行路支持体への太陽電池の取付についての上記の説明は、何ら制約なく、太陽集熱器の相応の取付に転用することができる。
【００３４】
図４では、ウェブ４’に太陽電池２０が配置されている。この実施形態では、ウェブ１３がウェブ１４よりも強く太陽照射を受けることが想定されている。それにより、熱補償が起こらない際は、ウェブ１３の側のほうが強く暖められるので、支持体２の変形につながることが予想される。その熱補償は、太陽電池２０によって、およびこれと接続された配管２１によって行われる。配管２１は、支持体２の日光に照らされる側から、陰に位置する側へと伝熱媒体流体を送る。それによってウェブ１４と下部フランジ１５も同じように加熱される。このことはひいては、支持体２の両方の側で熱膨張が似たものになるので、支持体２の変形が許容範囲内に収まるという結果につながる。たとえば配管２１を相応に敷設することによって、上部フランジ１２から下部フランジ１５へ熱輸送が行われれば、同様の熱補償を上部フランジ１２と下部フランジ１５の間で行うことができる。図示している太陽電池２０に代えて、塗装、断熱材、冷却成分または加熱成分、遮光装置などによって、支持体の断熱または熱吸収を行うことも可能である。
【００３５】
図５には、支持体２のさらに別の本発明による代替案が横断面図として示されている。フランジ１２および１５には、それぞれ外側領域にＰＳ鉄筋１９がコンクリートと結合されることなく配置されている。フランジ１２および１５の外側領域にＰＳ鉄筋１９を配置することによって、特に、ＰＳ鉄筋１９が支持体２の設置後もアクセス可能であるように構成されていれば、ｙ方向とｚ方向へ支持体２の調節を行うことが可能である。ｙ方向とｚ方向のこうした調節は、個々のＰＣ鋼材１９を相応に再緊張させることによって行われ、それによって支持体２が事前設定されたやり方で引っ張られる。このようにして、たとえば路床の沈下、支持体への熱作用、またはその他の敷設条件の変化が生じたときに、走行路の必要に合わせて支持体２の正確な調整を行うことができる。この調整は、片側の加熱による支持体１の変形を補償するために、関連する緊張材１９を相応の程度だけ緊張させる、温度依存的に制御される加圧機の利用によって、格別に微妙かつ正確に行うことができる。この加圧機は、たとえば太陽電池と接続されていてよい。
【００３６】
本発明による支持体の構成により、磁気浮上列車の軌道を建設するために、格別に正確な位置に保つことができる単径間の梁を建造することが可能である。単径間の梁は、多径間の梁に比べて明らかに高い撓みを受けるが、それにもかかわらず、熱補償やＰＣ鋼材の改変によって、許容可能な狭い公差の範囲内に撓みを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、磁気浮上列車とともに公知の走行路を示す図である。
【図２】
図２は、走行路支持体の代替的な実施形態を、太陽電池とともに示す横断面図である。
【図３】
図３は、図２の走行路支持体を示す斜視図である。
【図４】
図４は、熱補償を行う支持体を示す横断面図である。
【図５】
図５は、さらに別の支持体を示す横断面図である。

Claims (22)

1. 上部の支持体区域（１２）、特に上部フランジ（１２）と、この上部の支持体区域（１２）の下に配置された少なくとも１つの支え区域（１３、１４）、特にウェブ（１３、１４）とを備える、走行方向で連続する複数の支持体（２）によって走行路を形成するための、特に磁気浮上列車（１００）用の走行路支持体であって、上部の支持体区域（１２）の領域および／または少なくとも１つの支え区域（１３、１４）の領域に配置された太陽電池（７、８）および／または太陽集熱器を備えていることを特徴とする、走行路支持体。
2. 断面が中空の構成を備えており、この中空スペース（１６）は、上方に向かっては上部の支持体区域（１２）で、側方に向かってはそれぞれの支え区域（１３、１４）で、および下方に向かっては下部の支持体区域（１５）でそれぞれ区切られている、請求項１に記載の走行路支持体。
3. 地面に埋め込まれた１つまたは複数の台脚（５）の上に設置されている、請求項１または２に記載の走行路支持体。
4. 走行路の進行方向で連続する２つの支持体（２）の支え区域（１３、１４）の向かい合う端面が実質的に互いに接している、請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の走行路支持体。
5. 太陽電池（７、８）および／または太陽集熱器が、少なくとも１つの支え区域（１３、１４）および／または上部の支持体区域（１２）の外方を向いている面のうちの少なくとも１つに配置されている、請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の走行路支持体。
6. 太陽電池（７、８）および／または太陽集熱器の複数のパネルが走行路の進行方向に相並んで配置されている、請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の走行路支持体。
7. たとえば磁気浮上列車と従来式の列車のための双価的な走行路として構成されている、請求項１〜６のうちいずれか１項に記載の走行路支持体。
8. 低い温度勾配を得るために、支持体（２）の日光に照らされる面積および／または質量が第１のフランジ（１２）と第２のフランジ（１５）とで類似している、特に請求項１〜７のうちいずれか１項に記載の走行路支持体。
9. 支持体（２）の外側の少なくとも一部が熱吸収性および／または反射性の表面を有している、請求項１〜８のうちいずれか１項に記載の走行路支持体。
10. 支持体（２）の外側の少なくとも一部が塗装を有している、請求項１〜９のうちいずれか１項に記載の走行路支持体。
11. 支持体（２）の外側の少なくとも一部に遮光部材が配設されている、請求項１〜１０のうちいずれか１項に記載の走行路支持体。
12. 第１のフランジ（１２）と第２のフランジ（１５）の間に熱補償手段、特に熱交換手段が設けられている、特に請求項１〜１１のうちいずれか１項に記載の走行路支持体。
13. 熱補償手段が、伝熱媒体流体、特に油を含む配管（２１）である、請求項１〜１２のうちいずれか１項に記載の走行路支持体。
14. 熱補償手段が冷却成分および／または加熱成分である、請求項１〜１３のうちいずれか１項に記載の走行路支持体。
15. フランジ（１２；１５）の外側領域にＰＣ鋼材（１９）が結合されずに配置されている、請求項１〜１４のうちいずれか１項に記載の走行路支持体。
16. それぞれの支え区域（１３、１４）の間に中央の緊張材が配置されている、請求項１〜１５のうちいずれか１項に記載の走行路支持体。
17. 中央の緊張材が熱的に絶縁されている、請求項１〜１６のうちいずれか１項に記載の走行路支持体。
18. 温度依存的に制御される加圧機によって支持体（２）が特に関連する緊張材（１９）の片側の加熱により変形可能である、請求項１〜１７のうちいずれか１項に記載の走行路支持体。
19. 前記加圧機が相応の太陽電池および／または太陽集熱器と接続されている、請求項１〜１８のうちいずれか１項に記載の走行路支持体。
20. 上部の支持体区域（１２）と少なくとも１つの支え区域（１３、１４）とを備える実質的に地上に配置された、または配置可能な走行路支持体（２）の領域に取り付けるため、特に、請求項１〜１９のうちいずれか１項に記載の走行路支持体（２）の領域に取り付けるための、太陽電池および／または太陽集熱器の使用法。
21. 少なくとも１つの支え区域（１３、１４）および／または上部の支持体区域（１２）の開放面が太陽電池および／または太陽集熱器で被覆される、請求項１〜２０のうちいずれか１項に記載の太陽電池および／または太陽集熱器の使用法。
22. 太陽電池で生産される電流が照明広告のため、監視システムへの供給のため、測定工学装置への供給のため、および／または支持体材料の温度制御のために用いられる、請求項１〜２１のうちいずれか１項に記載の太陽電池の使用法。