JPS582126A - 空気圧によるパイプライン内輸送システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、固体、コンテナ化した貨物を移動せしめる空
気圧によるノ９イノライン輸送システムに関する。又特
に１本発明は、コンテナ自身をポンプとして働かせ、コ
ンテナに間歇的に作用する力に対応してシステムを作動
し、これで運動する空気柱を形成し、それによシコンテ
ナを更に推進せしめるシステムに関スル。

・やイノライン輸送システムは、多年の間、水又は石油
の如き流体を、その源泉地よシ使用地に運搬するに極め
て都合よく使用された。パイプライン輸送法は又特殊な
物体又はスラリー、例えば穀粒又は粉炭の如きものをは
こぶについても広般な利用法が発見された。液体又はス
ラリーは、一般的に高出力のポンプを連続的に使用して
推進している・ ごく最近においては、固体、コンテナ化した貨物、又は
旅客用ビークルを、管状導体内を運搬せしめる・ぐイノ
ライン輸送システムが多数提案された。典型的には、こ
れ等のシステム中のコンテナ又はビークルは空気力又は
水力によって推進されている。大型のビークルの空気力
による推進法は。

導体内に高圧の空気流を生ぜしめるに当たシ複雑かつ高
価な装置が要求される。高圧の流れを維持することは、
ビークルの環境雰囲気中での積荷又は積みおろしに対し
、特別な問題を生ずる。提案された水力システムでは、
閉鎖したコンテナと。

強力なポンプが必要である。その上、この様な水力シス
テムでは、整備上及び水の処理の問題が生ずるＯ ビークルを推進する為に、外側にあるポンプによシ、中
等程度の速度を用いて、板圧空気による流体運動量を以
って循環せしめる方式を研究するに対しある手掛かシが
行われた。米国特許番号第３７９７４０５号は、１９７
４年３月１９日に。

カーステン等により発明され特許せられたものであるが
、ここではビークルを駆動する運動量を導′　□、・： 管内にある空気の高速な流れによ多発生するシステムに
ついて記載している。ビークルは高い空気抵抗係数を有
する様な形状を有し、それ故にビークルは駆動用空気の
平均速度に殆んど近づく速度迄加速される。システム中
の圧力差の発生を防ぐため、ブースタポンプを使用し、
低い静圧の下で大量の空気流量の割合を維持せしめてい
る。然しなから、この様なブースタポンプは製造し又整
備するに当たって高価につき、かつエネルギー利用と云
う点では非能率的である。その上に、この様な空気循環
システムは環境大気中でビークルを積み入れ、積み降ろ
しするについて特別な技術が要求せられる。

この技術分野において知られる他のシステムとしては、
ビークルを／９イグラインの内側に沿って動かすに当た
多連続的な推進法の種々な方法が使用されている。例え
ば、或種の既知のシステムでは、ビークルは内部にある
モータによシ自己推進を行なうか、又はリニヤΦソレノ
イド・モータによシミ磁的に推進される１が、この場合
は推進用コイルを流通する電流が磁力を生じ１強磁性体
のビークルを推進せしめる。これ等の連続的推進システ
ムは、１９７２年８月１４日付の、ダルハード等により
発明され、特許せられた米国特許番号第３８６１３１９
号と、１９７７年１２月１４日に。

Ｄ、Ｗ、サンプにより発明され特許された米国特許番号
第３９９６８５８号とにょシ記載されている。

この様なシステムは高価につき、かつ信頼性がない。各
々のビークル中にモータを内蔵するのはその最初の価格
を増し、かつ機械的破壊の確率を増進する。かつ、電磁
的に推進することは実行できてない。

本発明の１一つの目的としては、貨物を、既定の位置間
に、簡単にかつ経済的に輸送する輸送システムを提供し
ようとするにある。

又本発明の他の目的とするところは、簡潔な構造と、比
較的に整備不要である輸送システムを提供せんとするに
ある。

更に又本発明の他の目的は、高度にエネルギー効率の高
い輸送システムを提供せんとするにある。

即ち、大量の空気柱を造シ出さしめる先行技術における
空気ポンプをなくすこと、又はシステムを通じて連続的
にビークルを推進することから生ずる面ネルギーの損失
をなくすことである。

尚更に他の本発明の目的とするところは１種々な理由、
なかんづく、システム中の共鳴振動を防止することをも
含み、システムに供給されるエネルギー人力を正確に管
制することにある。

前述ならびにその他の目的は１本発明にょシ達成せられ
たが、これは駆動装置にょシ周期的に運動のエネルギー
をビークルに直接に付与することによるものであシ、つ
いでビークルは、そのエネルギーの一部を導管案内部中
に充填されている空気柱につなぐ。導管内にあるビーク
ルは、シリンダ内にあるピストンを形成し、空気柱にポ
ンプ作用の如く働らく。既定した量の運動エネルギーが
。

減速する力１例えば摩擦の如きもので熱として失なわれ
た後には、それよシ多くの運動エネルギーがビークル及
び空気柱を更に加速するために供給され・それによシシ
ステムが運行をつづける。

加速する力は、多数の方式１例えば摩擦駆動法。

機械的リンク駆動法、或いは電磁駆動方式のいずれかを
使用してもよい。好ましい実施例としては。

実質的に同じ大きさを有する断面を持つ／母イブライン
内の閉鎖ルーツ中をビークルが移行する方式である。回
転するフリクションホイール（摩擦輪）を有する摩擦駆
動方式がビークルにエネルギーを伝達する。ビークルの
前方への加速はパイプライン中にあるそのビニクルの前
にある空気柱を圧縮し、これがノＪ？イブライン中にあ
る加速されたビークルの直前に離れて存在するビークル
に対し積極的な加速力として作用する。この作用は閉鎖
したループシステム中のすべての他のビークル及び閉じ
込めた空気ポケットに伝達する。

この処理方法は、可変速度及び加速のコントロールを自
から行ない、それ故に力学的不安定を避けることができ
る。その上に、駆動機構の機械効率は極めて高い。先行
技術におけるポンプの効率にともなうエネルギー損失を
回避することが可能である。尚又、摩擦駆動方式は、特
別に信頼性があり、かつ整備不要である。

本発明によるこれ等の、又他の目的＃特徴、及び利益に
ついては、別添した図面と共に、下記の詳細に亘る記述
を読了することで一層よく了解することができる。

第１図は１本発明による空気圧・やイノライン輸送シス
テムのグラフ式表現を示す。本システムは。

基本的には中空の管状ノｅイノライン又は案内路乗せら
れている。荷の積み込み及び積み降しステーションは夫
々１２．２９であるが、大気中に開いて交通をするし、
又駆動装置５．６，７．８がシステムにエネルギーを供
給する。

この実施例においては、案内路ｌＯの断面形状は円形を
なしている。円形の案内路は１円形をしたパイプライン
が市販されているから有利である。

１６から８４インチ（４０６％から′２１３４％）の範
囲の直径を有するパイプは容易に購入できる。

円形は、地下に使用した時には、土地による外圧１ が一様な分布をなす故に有利さが加わる。然しなから、
案内路の断面形状は、他の１例えば正方形又は長方形の
ような適当とする形をなすことも可能である。

案内路１０は、２個の地点間を移行する既定の通路を決
める。第１図は、有利な実施例を示しており、ここでは
閉鎖ループが使用され、これで２通路の輸送を行なう為
の連続的な流れがあるからメ有利４である。・やイブラ
インの輸送路は地上に構築してもよい、即ちそれはいか
なる地形上でも走行できるが、又は地下に埋没せしめて
もよい。

地上に作るシステムでは、支持の為の構造物を必要とし
、これは築造するのが高価であり、かつ整備に対し高く
つく。埋没式の・母イブラインは眼に見えないし、他の
交通手段の干渉を受ける事なく。

その中の交通に対して保護を与える様な雰囲気を提供し
、大気中に洩れ出すごみその他の汚染物を出さず、かつ
又それは内部の騒音を減衰してくれる故に有利である。

２点間を走行する閉鎖ルーツの周シの典型的な移動状況
としては、ビークルは荷を積み込む地帯１２において端
面突合わせの形でならんでおシ。

この地帯において貨物はビークル１３に滑降路９によっ
て図示する如く積み込まれる。駆動機構５は、ここでは
回転するタイヤを使用する摩擦駆動方式を使用し、下記
にもっと完全に記載するが如く、荷が積み込まれるや否
やビークル１３を加速する。これがエア・ポケッ）１４
に運動のエネルギーを与え、これで次にビークル１５に
運動のエネルギーを与え１次々にもつと下流にある他の
エア・ポケット及びビークルにエネルギーを伝達する。

例えば６に示すごとき付加する駆動機構が間歇的な増力
作用をなし、ビークルが下流の方に進行する時、全シス
テムを比較的一定の割合で運行する様にする。案内路１
０中には、積荷を使用するか、又は貯蔵するべき地点に
、積み降ろしのステーション２９を具備している。例え
ば１９の如き空になったビークルは、ルーツの他の側を
経由して積荷を行なう地帯１２に戻りて来る◎ビークル
は、その断面形状が、案内路１ｏの断面の寸法ならびに
形状と実質的に同一である様に構築されている。第１図
及び第２図中に示した描写的実施例においては、ビーク
ルはその頂面部分が増税され、貨物が直ちに積荷及び積
降ろしができる様にしである。第２図は第１図中の線２
−２に沿って取った断面を示すものである。ビークルは
、車輪保持部２４を除き、おおむね中空となっている。

ビークルは、最大の貨物積載能力を有する様に設計され
ている。ビークル１５の外側には（第１図には図示せず
）、ゴム又はネオプレン製ガスケット２１が、これ以下
に尚一層記載するつもシであるが空気圧に対する封止材
として取付けである。ここで注意すべき事は、封止材２
１は。

ビークルの一端又は両端において全周に亘たシ嵌大しで
ある事である。ビークルは開いてはいるが。

システム中における落ちこぼれは、空気柱の流れとビー
クルの速度との間の速度の差が極めて小さいから、極め
て少ない。又どんな落ちこぼれでもビークルが荷の積降
ろしステーションで取払われるのであるが、この場所で
は、それを取除く装置が作られていてもよい。

ビークル１５は自動安定式に乗っておシ、即ち車輪保持
部２４中にある荷重負担車輪２２．２３によるものであ
る。車輪２２．２３はある角度になる様に有利に定置し
である。即ち長手方向の・母イブ軸に対し外股（トー・
アウト）になっておシ。

ある速度で円形のパイプライン中を通る時ビークルが旋
回するのを防ぐ様にしである。

長方形又は正方形をした・母イブラインや、又はレール
、案内路又は同様なものを使用すれば、この旋回する問
題をなくすことができるであろう。

ビークルの前進運動を支持しかつ容易にする方法。

例えば電磁式懸垂支持法、又は空気フィルムの潤滑法を
使用してもよい。

本発明のシステムの主なる特徴は、システムにエネルギ
ーを付与する方法である。本発明によるシステムでは、
ビークルは、ビークルの隣接したものの間に圧力差を生
せしめるポンプとして作用する。案内路１０は本来空気
が充満している。ビークルと空気を充満したｔ４？イゾ
ラインは、２相の流れのシステムである。第２図を参照
すれば、ビークル１５は、実質的に・母イブライン１０
と同じ断面面積を有する。ゴムのガスケット２１は、ビ
ークルの本体の周辺をかこんで適合し、案内路１０と殆
んど同じ形となる。第１図を参照すると１本発明のシス
テムにおける主たる運動力は、・母イデラインｌＯと、
ビークル１１．１３．１５．１７及び１９との間にとじ
込められた空気柱の運動エネルギーである。然しなから
、上述した先行技術によるシステムとは異なり、空気柱
は＃４ンゾの如き外部の装置によシエネルギーを付与さ
れるのではない。本発明においては、ビークル自身が空
気に運動を付与するのである。外的駆動装置５゜６．７
．８はビークルに作用をし、かつ管制するに必要とする
様に運動のエネルギーを与える。

（又は減速のために運動のエネルギーを吸収する。）ビ
ークル１３がブースタ（加力器）５によシ加速されると
、それとビークル１５との間のエア・Ｉケラト１４に運
動を起させる。ビークル１３の前端３６と後端２６との
間には圧力差を生ずる。ビークル１５の後端３５にも圧
力が掛かるから、エア・ポケット１４からビークル１５
を推進せしめる様なエネルギーの伝達が行なわれる。順
次に。

ピ「クル１５はエア・ポケ、ト１６及び、ビークル１５
の下流に位置するビークル１７に作用を及はす。結局、
システム中にあるすべてのビークルはエネルギーを付与
される。それに追加する駆動装置６．７．８又はデニス
タ（加力器）を、ビークルの速度を維持しかつ管制する
に必要なために。

案内路１０に沿って設置する。

ビークルとエア・ポケットの二相の流れをなした空気圧
ノやイブラインは、かるく減衰作用をするばねと質量の
システムであると解析できるが、ここにエア・４ヶ、ト
はばねであり、ビークル又は連結したビークルは質量で
ある。このシステムは。

隣接したブースタの位置の間にビークルがある故に多く
の自由度がある。システムはそれ故に共鳴振動を発振す
る不安定な流れの状態を回避する為に、それを真似九二
相の流れになる様設計すべきである。

好ましい実施例としては、駆動装置５　、６　、７゜８
には回転するタイヤを有し、これが案内路１０の底部を
通って突き出し、ビークルがタイヤの位置を通過する時
ビークルの底部と摩擦を以て契合する。ビークルの重量
が摩擦力を生ずる。タイヤは電動機又は同等品、或いは
その他のタイヤに回転運動を生せしめる如何なる方法を
も用いても駆動することを得る。

このエネルギー供給方式は高効率であシ、信頼性を有し
、かつ低価格である。然しなから、もっと大切な事は、
それが精密にデジタル電子計算機で管制することができ
る事である。空気圧／ＩＰイブラインの二相流システム
は、力学的な不安定状態を有し、全システムが共鳴振動
を起すのである。

好ましい実施例においては、デジタル電子計算機は、・
ぐイブライン中の空気圧及び／又はビークルの速度を連
続して監視する装置に結合し、かつタイヤの回転の割合
を管制する。一般的に、タイヤはビークルを加速する。

然しなから、若し必要であれば、不安定な状態を防止す
る為に８タイヤは減速するために使用してもよＧｏ タイヤやコンベヤーベルト（運搬用調帯）の様な摩擦駆
動方式に加うるに１周期的に運動エネルギーをビークル
に付与する他の方式を使用しても差支えない。回転する
鎖（チェーン）をビークルの底部にある爪（ポール）と
契合する機械的リンク駆動方式も適合している。他の解
決法は、ツヤイノラインの断面をリニヤ電気モータの電
機子として作用させ、ビークルをステータ（固定子）と
して働らかすことである。尚その上に１重力の使用。

即ちビークルのポテンシャルエネルギーを傾斜した下方
に向かって進行させる時運動のエネルギーに変換せしめ
る方式は極めて経済的である０これに加うるに、上述し
た駆動機構の結合した方式を使用してもよい、即ち、摩
擦駆動法と重力方式の組合わせは、ある地面状態の上を
・ぐイゾラインが移行する様な場合に行なわれるであろ
う。

追加する駆動機構又はブースタ（加力器）の位置ハ、シ
ステムのエネルギーの要求によって決定する。システム
の千ネルギー要求値は、地形上。

ビークル及び貨物あ重量、及び希望する流通能力の様な
因子によってきまる。駆動機構はビークルの希望する速
度及び管制を得られる様な頻度で位置せしめるべきであ
るが、然しエネルギーを浪費するか又は不安定な状態に
させる程多くしてはならない。ブースタの位置は各々の
個々のシステム又は使用法に対して実験的に決定して得
られる。

その代替法としては、駆動装置の位置は専門家によりよ
く知られた技法を以ってシステムのコンピュータによる
解析で決定することができる。

ここで、上記の例は、多くの可能な特定の実施例中の単
なる説明であシ１本発明の原理の使用法を示す方式を案
出することは可能であると了解すべきである。専門家に
とっては１本発明の精神及び適用範囲から逸脱すること
なく、これ等の原理によって多数のかつ変化した配列方
式を案出することが可能である。

又特に、ここに示している・ぐイゾラインは円形をなし
た断面を有するが、これは正方形、長方形。

或いはその他の適当とする形状にすることを得る。

ここに示したパイシラインの直径は案内路の全長に亘っ
て一定にしである。然しなから、ブースタ（補力器）の
近傍にあるノ９イゾラインの直径を一層良好な封止作用
をなし、その結果良好なポンノ作用をなさしめる様な厳
密な寸法にする方が有利である。又パイプラインの（曲
がシの）直径を。

曲線又は曲がシをなす部分を増大する方が、ビークルの
移行を容易にするために有利である。第１図及び第２図
中に示すネオゾレンの封止部は空気柱の背光する。のを
成程度減少させるが、然し封止作用は不完全である。そ
の他のビークルに間歇的にエネルギーを付与する駆動機
構も１本発明の範囲中にある。１個のルート（道筋）に
対し、１個以上の荷の積込み及び／又は積降ろしステー
ションを持つことは各々のステーションで荷の積降しを
するビークルを交替することで可能である。本図中にお
いては只５個のビークルを示しているに過ぎないが、案
内路の長さ及び断面直径の大きさと、希望する流通する
能力及び使用法によっては大量のビークルを使用するこ
とができると了解すべきである。その上又、数個のビー
クルが列車の形に連結することも可能である。

以上を要約すれば１本発明は固体や、コンテナ化した貨
物に対する空気圧パイプライン式輸送システムである。

貨物を積載するビークルは、中空な案内路中を、実質的
に同様な断面を有するそれに適合した可動なビークルの
形で推進される。運動のエネルギーは間歇的にビークル
に作用し、ビークルは運行する案内路中に閉じ込めた空
気柱を造シ上げる。空気柱は隣接したビークルに作用し
。

かつ作用した力と結合してビークルを案内路を通シ推進
せしめる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の原理によシ構築したパイプライン輸
送システムの空気圧による実施例を描写的に表現した図
であシ、かつ 第２図は、ノ母イノラインの内部にあるビークルの断面
を、第１図中の切断面２−２に沿って取った断面図。 図において、５，６，７．８・・・駆動装置、９・・・
滑降路、１０・・・案内路、１１，１３，１５，１７゜
１９・・・ビークル、１２・・・積荷地帯、１４，１６
・・・エア・ポケット（空気柱）、２１・・・ガスケッ
ト。 ２２．２３・・・車輪、２４・・・車輪保持部、２５゜
２６・・・ビークルの端面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）輸送システムにおいて。 ａ）既定せられた断面形状を有する中空管状案内路を有
   し、該案内路には空気を充たし、かつその中を軸方向に
   ビークルを運搬するに適当した通路を側定し。 ｂ）該案内路中には、少くとも１個の荷の積込み場所と
   、該案内路中に、該荷の積込み場所より遠隔の位置にあ
   る少くとも１個の荷の積みおろし場所を有し、かつ該ビ
   ークルは該荷の積み込み場所から該荷の積み降し場所の
   方向に移動し。 Ｃ）少なくとも第１及び第２のビークルが該案内路中に
   配置せられ、該ビークルは荷物を運搬するに適する如く
   せられ、該ビークルには、支持する為の減摩擦性の装置
   を有し、かつその断面は実質的に、少なくとも該案内路
   のその部分の断面と同じ大きさを有する断面を有し。 ｄ）該ビークルの駆動装置は該駆動装置が、少なくとも
   第１及び＆Ｅ２のビークルのうちの第１のものに該荷の
   積み降ろし位置の方向に向かって動かす運動のエネルギ
   ーを与え、少なくとも該第１及び第２のビークルのうち
   の第２のものは該第１のビークルの前に位置しているが
   、該第１のビークルの下流方向への運動が該第１及び第
   ２のビークルの間にある閉じ込められた空気の柱を下流
   に動かす原因となシ、この閉じ込められた空気柱は該第
   ２のビークルを一層下流方向に推し進めるエネルギーを
   与え且つそれに追加する駆動装置が。 該ビークルにエネルギーを供給するに必要とする如く該
   ・ぐイゾラインの部分に沿って位置している→鴫−シス
   テムにおいて、該駆動装量は、該ビークルの一部と契合
   する如く適応せしめた摩擦式駆動装置を有する空気圧に
   よる・ぐイブライン内輸送システム。 ３）特許請求の範囲第１項に記載の空気圧輸送システム
   において、該駆動装置は該管状通路の部分内に配置せら
   れた機械的リンク駆動器を有すること、又少くとも該第
   １及び第２のビークルは該機械的リンク駆動器と契合す
   るに適合した爪（ポール）を有する空気圧による・やイ
   ノライン内輸送システム。 ４）特許請求の範囲第１項に記載の空気圧輸送システム
   において、該駆動装置は、少なくとも該第１及び第２の
   ビークル上に重力による駆動法を有すること、又該案内
   路の部分は、少なくとも該第１及び第２のビークルの移
   行方向の他の部分よシ高い位置を占めている空気圧によ
   る・ぐイノライン内輸送システム。 ５）特許請求の範囲第１項に記載の空気圧輸送システム
   において、該駆動装置はリニヤ・モータ装置を有する空
   気圧による・母イブライン内輸送システム。 ６）特許請求の範囲第１項に記載の空気圧輸送システム
   において、該駆動装置は該ビークルを減速することも可
   能である空気圧による・母イブライフ）特許請求の範囲
   第１項に記載の空気圧輸送システムにおいて、姉曇１外
   部の動力装置を管制する装置を有する空気圧による・母
   イブライン内輸送システム。 ８）特許請求の範囲第７項に記載の空気圧輸送システム
   において、該管制装置は該案内路中の少くとも一部分の
   圧力を探知する装置を有し、かつコンピユータ化した管
   制装置にある情報信号を供給し、該コンピユータ化した
   管制装置は少くとも該第１及び第２ビークルを駆動する
   該駆動装置の駆動速度を調整する空気圧による・母イブ
   ライン内輸送システム。 ９）特許請求の範囲第７項に記載の空気圧輸送システム
   において、該管制装置はビークルの速度を探知する装置
   を有し、かつコンピユータ化した装置に情報信号を供給
   するが、該コンピユータ化した装置は、少くとも該第１
   及び第２ビークルを駆動する駆動装置の駆動割合を調整
   する空気圧によるノやイブライン内輸送システム。 １０）ビークルを既定の通路に沿って管内に軸方向に運
   搬するに適合する如くした中空の管状案内路を有する型
   式の輸送システムにおいて、該案内路内にある少くとも
   第１及び第２のビークルは。 支持のために減摩擦性の装置を有しかつその断面は該案
   内路の少なくともその部分において実質的に同じ大きさ
   を有し、かつ又該ビークルを駆動する装置を有する該輸
   送システムは、該駆動装置は該ビークルに運動のエネル
   ギを周期的に供給する外部の駆動装置を有するとと〆１
   １．ｇ該外部の駆動装置に対応する該ビークルの第１の
   ものの運動は該第１のビークルの前方を圧縮しかつ該第
   １のビークルの背後で膨張する空気柱を生ずる。かくし
   て該第１のビークルの前後の間に圧力差を形成するが、
   この圧力差は、該第１のビークル及び、該案内路内で該
   第１のビークルの前方に位置する少くとも該第１及び第
   ２のビークルの他のものにも追加する推進力として作用
   する空気圧による・やイノライン内輸送システム。 以下余日