KR102397877B1 - 수송 시스템 - Google Patents

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Abstract

고속 수송 시스템은 적어도 하나의 트랙을 갖는 적어도 하나의 수송 구조체, 복수의 스테이션들 사이에서 상기 적어도 하나의 구조체을 통해 이동하도록 구성된 적어도 하나의 캡슐, 상기 스테이션을 통해 상기 적어도 하나의 캡슐을 추진시키도록 구성된 추진 시스템 및 상기 구조체 내에서 캡슐을 부상시키도록 구성된 부상 시스템을 포함한다. 상기 적어도 하나의 트랙은 캡슐에 대한 안정성을 달성하기 위해 밸런스 힘 벡터를 제공하도록 위치된다.

Description

수송 시스템{TRANSPORTATION SYSTEM}
본 출원은 2015년 2월 8일자로 출원된 미국 가출원 62/113,511호를 우선권으로 주장하며, 개시된 내용은 그 전체가 참조되어 본원 명세서에 명백히 포함된다.
본 발명은 위치들 사이에서 사람 및/또는 재료의 고속 수송을 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
물, 육지, 철도 및 항공기를 통한 종래의 수송 방식은 현재 문화의 변화와 발전에 일대 혁신을 가져왔다. 그러나 이러한 종래의 수송 방식의 환경적, 사회적 및 경제적 불리한 영향은 수송 기술의 중요한 개선을 활용하여 위치들 사이에서 사람과 재료를 효율적으로 이동할 수 있는 대체 수송 방식을 찾기 위한 움직임이 시작되었다. 레일 또는 기타 구조적 가이드 부품을 활용하는 고속 수송 시스템은 안전을 개선하고 기존 수송 방식의 환경적인 영향을 줄이며 예를 들어 주요 대도시 지역 간의 통근 시간을 줄이는 동시에 기존 수송 문제에 대한 해결책으로 고려되었다.
본 발명의 적어도 일부 실시예는 적어도 하나의 트랙을 갖는 적어도 하나의 수송 구조체, 복수의 스테이션들 사이에서 적어도 하나의 구조체를 통해 이동하도록 구성된 적어도 하나의 캡슐, 상기 구조체를 통해 적어도 하나의 캡슐을 추진시키도록 구성된 추진 시스템 및 상기 구조체 내에서 캡슐을 부상하도록(levitate) 구성된 부상 시스템을 포함한다. 적어도 하나의 트랙은 캡슐에 대한 안정성을 달성하기 위해 밸런스 힘 벡터(balancing force vector)를 제공하도록 위치된다.
일부 실시예에서, 적어도 하나의 트랙은 캡슐에 대한 수평 안정성을 달성하기 위해 밸런스 수평 힘 벡터를 제공하도록 위치된다.
추가적인 실시예에서, 적어도 하나의 트랙은 캡슐에 대한 수직 안정성을 달성하기 위해 밸런스 수직 힘 벡터를 제공하도록 위치된다.
다른 실시예에서, 부상 시스템은 캡슐 상에 배치되고 구조체 내에 배치된 적어도 하나의 트랙과 상호 작용하는 적어도 하나의 유체 베어링을 포함한다.
또 다른 실시예에서, 각각의 유체 베어링은 공기 베어링을 포함한다.
일부 실시예에서, 각각의 유체 베어링은 액체 베어링을 포함한다.
추가적인 실시예에서, 부상 시스템은 자기 부상 시스템을 포함한다.
다른 실시예에서, 자기 부상 시스템은 적어도 하나의 할바흐 어레이(Halbach array)를 포함한다.
또 다른 실시예에서, 자기 부상 시스템은 적어도 하나의 전자석을 포함한다.
일부 실시예에서, 자기 부상 시스템은 적어도 하나의 영구 자석을 포함한다.
추가적인 실시예에서, 적어도 하나의 캡슐은 적어도 하나의 트랙 상에 상기 캡슐을 적어도 간헐적으로 지지하기 위한 휠을 추가로 포함한다.
다른 실시예에서, 캡슐은 적어도 하나의 트랙과 상호 작용하도록 배치된 적어도 하나의 공기 베어링을 포함한다.
또 다른 실시예에서, 적어도 하나의 공기 베어링은 "U"형 프로파일을 갖는다.
일부 실시예에서, 적어도 하나의 공기 베어링은 "V"형 프로파일을 갖는다.
추가적인 실시예에서, 적어도 하나의 공기 베어링은 캡슐로부터 연장되는 한 쌍의 핀(fin)을 포함한다.
다른 실시예에서, 적어도 하나의 트랙은 캡슐 아래의 구조체에 배치되어서, 적어도 하나의 트랙이 캡슐의 중량을 지지한다.
또 다른 실시예에서, 적어도 하나의 트랙은 캡슐 위의 구조체에 배치되어서, 캡슐이 트랙에 매달려 있다.
일부 실시예에서, 상기 시스템은 적어도 하나의 구조체를 따라 수송 경로에 배치되어 있는 적어도 하나의 전환 스테이션을 포함하며, 상기 수송 경로는 하나의 상류 수송 경로, 하나의 하류 수송 경로 및 적어도 하나의 추가적인 상류 또는 하류 수송 경로를 갖는다.
추가적인 실시예에서, 수송 경로는 하나의 상류 경로 및 분기하는 복수의 하류 경로를 포함한다.
다른 실시예에서, 수송 경로는 하나의 하류 경로와 분기하는 복수의 상류 경로를 포함한다.
또 다른 실시예에서, 적어도 하나의 전환 스테이션은 위에 2개의 분기 트랙 부분을 구비하는 이동식 스키드를 포함하고, 상기 스키드는 분기 트랙 부분들 중 하나를 상류 트랙 부분 및 하류 트랙 부분과 정렬시키도록 이동 가능하다.
일부 실시예에서, 적어도 하나의 전환 스테이션은 상류 트랙 부분을 선택된 하류 트랙 부분과 연결하기 위해 선택적으로 회전하도록 작동 가능한 이동식 도어를 포함한다.
추가적인 실시예에서, 적어도 하나의 전환 스테이션은 다가오는 캡슐의 경로로부터 선택적으로 제거되도록 구성된 작동식 측면 트랙을 포함하여서, 캡슐이 전환 스테이션에 접근할 때, 작동식 측면 트랙 중 하나만이 캡슐의 대응하는 측면 공기 베어링에 결합하여 상류 트랙 부분으로부터 하나의 하류 트랙 부분으로 캡슐을 인도한다.
다른 실시예에서, 유체 베어링은 캡슐을 지지하도록 트랙과 유체 베어링 사이에 유체를 주입하도록 구성된다.
추가적인 실시예에서, 각각의 유체 베어링은 유체 베어링 내에서 유체를 재순환하고 및/또는 상류 베어링으로부터의 유체를 재순환하도록 작동 가능하다.
일부 실시예에서, 캡슐은 상기 캡슐의 외부 표면을 따르는 복수의 지지 베어링을 포함한다.
추가적인 실시예에서, 복수의 지지 베어링 중 적어도 일부는 트랙 상의 임의의 돌출부를 보상하기 위해 트랙 위의 각각의 지지 베어링의 상대 높이를 조정하도록 구성된 독립식 서스펜션을 포함한다.
다른 실시예에서, 상기 시스템은 상기 복수의 지지 베어링 중 하나에 대한 작동 조건을 후방 지지 베어링으로 전달하여 상기 후방 지지 베어링에 대한 제어를 보조하도록 작동 가능한 피드 포워드 신호 발생기를 포함한다.
또 다른 실시예에서, 상기 신호 발생기는 베어링 각도 및 베어링 유체 유속 중 적어도 하나의 제어에 관한 데이터를 제공한다.
일부 실시예에서, 부상 시스템은 캡슐 상의 베어링과 적어도 하나의 트랙 사이의 갭에서 유체의 상 변화를 일으키고, 상기 갭 내의 유체의 상 변화를 이용하여 적어도 하나의 트랙 위에 캡슐을 부상시키도록 구성된다.
추가적인 실시예에서, 각각의 공기 베어링은 구조체 내부의 저압 환경보다 높은 압력을 갖는 공기를 이용한다.
다른 실시예에서, 상기 휠은 적어도 하나의 트랙에 대한 높이에 위치하여서, 부상 시스템이 작동 가능할 때 적어도 하나의 트랙과 접촉하지 않도록 한다.
또 다른 실시예에서, 캡슐 상에 있는 부상 시스템의 부재는 적어도 하나의 트랙에 대한 높이에 위치하여서, 휠이 작동 가능할 때 적어도 하나의 트랙과 접촉하지 않도록 한다.
일부 실시예에서, 상기 휠은 캡슐 내의 리세스 위치로부터 활용 가능하도록 위치 및 배치된다.
추가적인 실시예에서, 적어도 하나의 트랙은 적어도 하나의 트랙을 가열 또는 냉각시킬 수 있는 온도 제어 시스템을 포함한다.
다른 실시예에서, 온도 제어 시스템은 적어도 하나의 트랙을 가열하도록 동작 가능한 전기 전도체를 포함하는 히터를 포함한다.
또 다른 실시예에서, 온도 제어 시스템은 적어도 하나의 트랙을 냉각시키도록 동작 가능한 공기 조절 시스템을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 시스템은 적어도 하나의 트랙의 정렬 불량을 검출하도록 동작 가능한 적어도 하나의 센서를 포함하는 능동 트랙 정렬 시스템, 검출된 정렬 불량에 기초하여 트랙 조정을 결정하도록 구성된 프로세서 및 적어도 하나의 트랙이 적절한 정렬이 되도록 트랙 조정을 수행하는 트랙 액추에이터를 또한 포함한다.
추가적인 실시예에서, 수송 구조체는 튜브를 포함한다.
다른 실시예에서, 자기 부상 시스템은 적어도 하나의 초전도 자석을 포함한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수송 시스템의 개략도이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 실시예에 따른 수송 시스템에서 사용하기 위한 예시적인 캡슐을 도시한다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 실시예에 따른 수송 시스템에서 사용하기 위한 적어도 하나의 튜브를 도시한다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 실시예에 따른 수송 시스템에서 사용하기 위해 수역(a body of water) 깊이에 튜브를 위치시키기 위한 튜브 및 지지체 구성의 예시적인 개략도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수송 시스템에서 사용하기 위해 수역의 깊이에 튜브를 위치시키기 위한 튜브 및 지지체 구성의 다른 예시적인 개략도이다.
도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 실시예에 따른 수송 시스템에서 사용하기 위해 수역의 깊이에 튜브를 위치시키기 위한 추가적인 튜브 및 지지체 구성의 예시적인 개략도이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 실시예에 따른 수송 시스템에서 사용하기 위해 수역의 깊이에 튜브를 위치시키기 위한 추가적인 튜브 및 지지체 구성의 예시적인 개략도이다.
도 8a 내지 도 8g는 본 발명의 실시예에 따라 수송 시스템에서 사용하기 위해 수역의 깊이에 튜브를 위치시키기 위한 예시적인 튜브 및 지지체 구성 및 해양(off-shore) 선박 포트(및 그 결과)를 도시한다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 실시예에 따른 수송 시스템과 함께 사용하기 위한 튜브 제조 공정 및 장치의 예시적인 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 수송 시스템과 함께 사용하기 위한 다른 튜브 제조 공정 및 시스템의 도면이다.
도 11a 내지 도 11d는 본 발명의 실시예에 따른 수송 시스템과 함께 사용하기 위한 튜브 구조체의 예시적인 개략도이다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 실시예에 따른 수송 시스템과 함께 사용하기 위한 다른 튜브 제조 공정 및 구조체의 예시적인 개략도이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 수송 시스템과 함께 사용하기 위한 튜브 제조 공정 및 구조체의 다른 예시적인 개략도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 수송 시스템과 함께 사용하기 위한 튜브 제조 공정 및 구조체의 다른 예시적인 개략도이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 수송 시스템과 함께 사용하기 위한 튜브 제조 공정 및 구조체의 다른 예시적인 개략도이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 수송 시스템에서 사용하기 위한 예시적이고 비 제한적인 트랙 및 베어링 구성을 도시한다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 수송 시스템에서 사용하기 위한 예시적인 추가의 트랙 및 베어링 구성을 도시한다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 수송 시스템에서 사용하기 위한 다른 예시적인 트랙 및 베어링 구성을 도시한다.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 수송 시스템에서 사용하기 위한 예시적인 추가의 트랙 및 베어링 구성을 도시한다.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 수송 시스템에서 사용하기 위한 예시적인 추가의 트랙 및 베어링 구성을 도시한다.
도 21a 및 도 21b는 본 발명의 실시예에 따른 수송 시스템에서 사용하기 위한 예시적인 추가의 트랙 및 베어링 구성을 도시한다.
도 22a 내지 도 22c는 본 발명의 실시예에 따른 수송 시스템에서 사용하기 위한 예시적인 트랙 전환 시스템을 도시한다.
도 23a 및 도 23b는 본 발명의 실시예에 따른 수송 시스템에서 사용하기 위한 예시적인 추가의 트랙 및 유체 베어링 구성 및 베어링 유체 재활용 시스템의 양태를 도시한다.
도 24a 및 도 24b는 본 발명의 실시예에 따른 수송 시스템에서 사용하기 위한 예시적인 트랙 및 베어링 구성을 도시한다.
도 25a 및 도 25b는 본 발명의 실시예에 따른 수송 시스템에서 사용하기 위한 예시적인 유체 베어링 구성 및 상기 유체 베어링 구성의 동작을 제어(조정)하는 피드 포워드 시스템을 도시한다.
도 26은 본 발명의 실시예에 따른 수송 시스템에서 사용하기 위한 다른 유체 베어링 구성의 개략적인 예시도이다.
도 27은 본 발명의 실시예에 따른 수송 시스템에서 사용하기 위한 다른 트랙 및 베어링 구성의 개략적인 예시도이다.
도 28a 내지 도 28c는 본 발명의 실시예에 따른 수송 시스템에서 사용하기 위한 트랙 및 캡슐 추진 부재의 개략적인 예시도이다.
도 29는 본 발명의 실시예에 따른 수송 시스템에서 사용하기 위한 트랙 및 캡슐 추진 부재의 개략적인 예시도이다.
도 30a 내지 도 30d는 본 발명의 실시예에 따른 수송 시스템에서 사용하기 위해 캡슐을 추진하는 추진 부재의 개략적인 예시도이다.
도 31a 및 도 31b는 본 발명의 실시예에 따른 수송 시스템에서 사용하기 위해 트랙의(또는 위의) 캡슐을 지지하기 위한 부상 부재 및 휠 부재의 개략적인 예시도이다.
도 32는 본 발명의 실시예에 따른 수송 시스템에서 사용하기 위한 예시적인 트랙 열 제어 시스템의 개략도이다.
도 33은 본 발명의 실시예에 따른 수송 시스템에서 사용하기 위한 예시적인 캡슐 방향 전환 시스템을 도시한다.
도 34는 본 발명의 실시예에 따른 수송 시스템에서 사용하기 위한 예시적인 캡슐 로딩 시스템을 도시한다.
도 35는 본 발명의 실시예에 따른 수송 시스템에서 사용하기 위한 예시적인 카고 로딩 시스템을 도시한다.
도 36은 본 발명의 실시예에 따른 수송 시스템과 함께 사용하기 위한 예시적인 비계(scaffolding) 시스템을 도시한다.
도 37은 본 발명의 실시예에 따른 수송 시스템에서 사용하기 위한 수동 전자기 브레이크 시스템의 개략도이다.
도 38a 및 도 38b는 본 발명의 실시예에 따른 좁아지는 예시적인 튜브 통로의 개략도이다.
도 39는 본 발명의 실시예에 따른 수송 시스템에서 사용하기 위한 예시적인 수동 부상 시스템을 도시한다.
도 40은 본원 명세서에 기술된 제어 시스템의 실시예에 따라 사용하기 위한 예시적인 시스템 환경을 도시한다.
상기 시스템의 특징인 신규한 구성요소들, 시스템의 동작 구조 및 방법, 추가의 목적 및 이점들은 첨부된 도면과 관련하여 고려된 이하의 설명으로부터 이해될 것이고, 상기 시스템의 실시예가 예로서 설명된다. 그러나, 도면은 단지 예시 및 설명의 목적을 위한 것이며, 시스템을 제한하기 위해 의도한 것이 아님을 명백하게 이해할 것이다. 본 개시 및 다른 목적들 및 그 추가 특징들의 더 완전한 이해를 위해, 이하의 예시적이고 비 제한적인 도면과 관련하여 이하의 상세한 설명을 참조할 수 있다.
이하의 설명에서, 본 발명의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이다. 필요에 따라, 본 발명의 실시예의 상세한 실시예가 본원 명세서에서 설명되지만, 개시된 실시예들은 단지 다양하고 대안적인 형태로 구체화될 수 있는 본 발명의 실시예의 예시적인 것으로 이해되어야 한다. 도면은 반드시 일정한 크기가 아니며 일부 구성요소는 특정 부품의 세부 사항을 표시하기 위해 과장되거나 최소화될 수 있다. 따라서, 본원 명세서에 개시된 특정 구조 및 기능적 세부 사항은 제한적으로 해석되지 않아야 하고, 당업자가 본 발명을 다양하게 사용하도록 교시하는 대표적인 기초로서만 해석되어야 한다.
본원 명세서에 도시된 세부 사항은 단지 예로서, 본 발명의 실시예에 대한 예시적인 논의를 목적으로 하며, 가장 유용하고 쉽게 이해될 수 있는 본 발명의 원리 및 개념적인 양태를 제공하기 위해 제시된다. 이와 관련하여, 본 발명의 기본적인 이해를 위해 필요한 것보다 더 상세히 본 발명의 구조적 세부 사항을 나타내려는 어떠한 시도도 이루어지지 않으므로, 당업자에게 명백한 도면과 함께 설명함으로써 본 발명의 형태가 실제로 구체화될 수 있다.
본원 명세서에서 사용된 단수 형태 "a", "an" 및 "the"는 문맥상 명확하게 다르게 지시하지 않는 한 복수의 구성을 포함한다. 예를 들어, "자기 재료"에 대한 언급은 특별히 배제되지 않는 한 하나 이상의 자기 재료의 혼합물이 존재할 수 있음을 의미한다.
별다른 언급이 없는 한, 본원 명세서 및 청구 범위에서 사용되는 양을 나타내는 모든 숫자는 모든 경우에 "약"이라는 용어로 변경되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 달리 지시되지 않는 한, 본원 명세서 및 청구 범위에 기재된 수치 파라미터는 본 발명의 내용의 실시예에 의해 얻고자하는 원하는 특성에 따라 변할 수 있는 근사치이다. 적어도, 청구 범위의 균등론의 적용을 제한하려는 시도로 간주되지 않기 위해, 각각의 수치 파라미터는 유효 자릿수 및 통상적인 반올림 규칙에 비추어 해석되어야 한다.
또한, 본원 명세서 내의 수치 범위의 기재는(달리 명시적으로 지시되지 않는 한) 모든 수치 및 범위를 그 범위 내에서 개시한 것으로 간주된다. 예를 들어, 범위가 약 1 내지 약 50인 경우, 상기 범위 내에서 1, 7, 34, 46.1, 23.7 또는 임의의 다른 값 또는 범위를 포함하는 것으로 간주된다.
본원 명세서에 개시된 다양한 실시예는 달리 명시되지 않는 한, 개별적으로 그리고 다양한 조합으로 사용될 수 있다.
수송 시스템 개요
도 1을 참조하면, 본 발명의 양태에 따른 수송 시스템(10)이 도시되어 있다. 일 실시예에서, 수송 시스템(10)은 2개 이상의 스테이션(16) 사이에서 적어도 하나의 튜브(14)를 통해 이동하는 하나 이상의 캡슐 또는 수송 패드(12)를 포함한다. 본 발명의 하나의 예시적인 실시예에서, 수송 시스템(10)의 하나 이상의 캡슐(12)은 적어도 하나의 튜브(14) 내의 저압 환경을 통해 이동한다. 본 발명의 특정 양태에 따르면, 저압 환경은 해수면에서 1기압(또는 대략 1 바) 미만의 임의의 압력을 포함한다(그러나 이에 국한되지는 않음).
고속 수송 시스템의 일부 부재는 엘론 머스크(Elon Musk)가 저술한 백서 하이퍼루프 알파(Hyperlop Alpha)에서 논의되며, 그 전체 내용은 전체적으로 본원 명세서에서 참조로 포함된다.
본 발명의 예시적이고 비 제한적인 실시예에서, 시스템은 예를 들어 폐쇄 루프 시스템에서 스테이션(16)을 연결하는 하나 이상의 부분적으로 진공된 튜브(14)를 포함한다. 다른 고려되는 실시예에서, 시스템은 출발지와 도착지 사이의 일-방향 연결을 포함할 수 있다. 실시예에서, 튜브(14)는 캡슐(12) 주위의 최적 공기 유동을 위해 크기 조정되어서 예상되거나 설계된 이동 속도에서 성능 및 에너지 소비 효율을 향상시킬 수 있다. 본 발명의 양태에 따르면, 튜브(14) 내의 저압 환경은 튜브로부터 공기를 펌핑하는 상대적 용이성을 유지하면서 캡슐(12)에 대한 항력을 최소화한다.
실시예에서, 캡슐은 예를 들어 캡슐의 바닥면으로부터 나와 대응하는 트랙과 상호 작용하는 가압 유체 유동(예컨대, 공기 또는 액체)을 사용하여 트랙 위로 부상될 수 있다. 추가로 고려되는 실시예에서, 캡슐은 예를 들어 비-초전도 자석에 의한 수동 자기 부상(예컨대, 자기 부상(mag-lev))을 사용하여 부상될 수 있다. 특정 실시예에서, 캡슐은 로켓, 날개, 공기 역학적 (제어)표면, 이온 엔진, 전자석 및/또는 슬리퍼 패드를 사용하여 부상될 수 있다. 또한, 캡슐은 상기 캡슐을 부상시키기 위해 수동의 전도성 트랙과 상호 작용하는, 예를 들어 캡슐 상의 할바흐 어레이에 하나 이상의 영구 자석을 포함할 수 있다. 수동 자기 부상을 이용함으로써 높은 양력 대비 드래그 비율이 달성될 수 있으며, 이는 매우 낮은 전력 소비를 초래한다. 또한, 본 발명의 일부 양태에 따르면, 차량 속도가 증가함에 따라 수동(예를 들어, 자석) 자기 부상 시스템의 효율이(적어도 몇몇 점에서) 증가할 수 있다. 다른 실시예는 캡슐을 부상시키기 위해 초전도 자석을 이용할 수 있다.
본 발명의 양태들을 구현함으로써, 캡슐은 온 디맨드(on-demand) 경제를 가능하게 하는 동작 가능하거나 이용 가능한 주문형(on-demand)이다. 예를 들어, 실시예에서, 캡슐은 10초마다 빈번하게 스테이션(예를 들어, 수송 시스템의 튜브에서 출발되는)을 출발할 수 있다. 이러한 방식으로, 예를 들어, 캡슐은 주문에 따라 작동 가능하거나 이용 가능하다. 본 발명의 양태를 구현하는 것은 실시예에서 도시의 변형을 일으키고 부동산 가치를 풀어 주며, 예를 들어 해운 및 물류 산업을 재형성하는 능력을 가질 것이다. 또한, 본 발명의 양태를 구현하는 것은 인간의 거동과 인간과 지구와의 상호 작용에 중대한 영향을 미치며 수송 및 선박 오염을 감소시킬 것이다.
본 발명의 실시예가 저압 환경을 사용하는 것에 관한 것이지만, 일부 고려되는 실시예에서, 환경은 대기압(즉, 저압 환경이 아님)일 수 있으며, 이는 저압 환경에 비해 유지하는데 용이할 수 있다. 예를 들어(및 본원 명세서에서보다 상세하게 논의된 바와 같이), 짧은 이동 거리(예를 들어, 캡슐이 다시 느려지기 전에 고속으로 쉽게 도달하지 못할 정도로 짧음)를 갖는 경우, 예를 들어, 저압 환경을 유지하는 비용을 줄이기 위해 대기압에 있는 환경에서 시스템을 작동시키는 것이 더 효율적일 수 있다. 예를 들어, 여행 경로가 30km 밖에 되지 않는 경우, 캡슐은 최고 속도를 달성하지 못할 수도 있다(경로의 거리가 비교적 짧기 때문에). 이러한 실시예에서, 본 발명은 대기압 미만으로 환경의 동작 압력을 감소시키는 것이 불필요할 수 있음을 고려한다.
본 발명의 양태에 따르면, 실시예에서, 환경의 압력은 설계상으로 균일한 작동 압력(예를 들어, 균일한 저압)일 수 있다. 그러나, 본 발명자는 본 발명의 실시예가 상이한 압력(예를 들어, 2개의 상이한 저압)에서 작동하는 튜브의 상이한 영역을 포함할 수 있음을 고려한다. 예를 들어, 튜브의 섹션은 캡슐을 로딩하기 위한 정상 압력으로 유지될 수 있다. 일단 캡슐이 로딩되면, 에어로크(airlock)가 폐쇄될 수 있고, 튜브 섹션이 수송 시스템의 저압으로 감압될 수 있으며, 그 후에 다른 에어로크가 개방되고, 캡슐이 수송 시스템의 경로를 따라 보내진다. 고속 수송 시스템용 에어로크 및 게이트 밸브의 양태는 USPTO에 동일한 날에 출원되었으며 공동 양도된 미국 특허 출원(대리인 관리 번호 P48971)에 논의되어 있으며, 그 내용은 본원 명세서에서 참조로서 완전히 포함된다.
캡슐은 튜브의 길이에 걸쳐 저속 및 고속으로 수송되고, 공기 역학적 양력으로 가압 공기의 쿠션 상에 지지될 수 있거나 또는 로켓, 날개, 공기 역학적 (제어)표면, 이온 엔진, 전자석, 슬리퍼 패드, 영구 자석(예컨대, 할바흐 어레이), 또는 초전도 자석에 의해 부상될 수 있다. 일부 실시예에서, 캡슐은 또한 휠 상에 (예를 들어, 간헐적으로)지지될 수 있다. 본 명세서에서 더욱 상세히 논의된 바와 같이, 본 발명의 목적을 달성하기 위해 다수의 다른 메커니즘 및 환경이 제공될 수 있음을 이해할 수 있다.
본 발명의 양태에 따르면, 캡슐, 튜브의 부재 및 트랙은 예를 들어 튜브 내에서 이동하는 캡슐을 제어하고 및/또는 튜브나 트랙의 작동 조건을 제어하도록 서로 통신할 수 있다. 일 예로서, 동일한 튜브 내에서 캡슐 사이의 간격은 다른 캡슐의 상대 위치를 알고 있는 자율 주행 차량을 사용하여 유지될 수 있다. 자율적으로, 차량은 차량의 운전자에 의해 구동되는 것이 아니라, 적어도 하나의 전산화된 제어기를 사용하여 작동된다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 튜브 경로 전방의 차량이 느려지는 경우(예컨대, 오작동으로 인해), 느려지는 캡슐의 상류에 있는 다른 캡슐에는 이러한 상황을 검출, 인식 및 분석하는 센서가 포함될 수 있으며, 상류 캡슐의 속도를 느리게 할 수 있다. 다른 예로서, 캡슐은 중앙 커맨드(시스템 내의 각각의 캡슐의 위치 및 속도를 알고 있음)와 통신할 수 있고, 상기 캡슐의 전방에 있는 캡슐이 매우 느리게 움직이는 경우에 중앙 제어부로부터 지시를 수신하여 캡슐의 속도를 느리게 할 수 있다. 지진 발생시, 동작 조건을 제어하기 위해 시스템의 부재들 간의 통신의 또 다른 예로서, 지진 활동을 검출하는 튜브 부분(예컨대, 지진 활동의 진원지에 근접한)은 지진 활동을 설명하기 위해 튜브 및/또는 튜브 지지 구조체(예컨대, 열 팽창 조인트 또는 진동 감쇠 부재)의 동작 조건을 조정하도록 진원지에서 멀리 떨어진 튜브의 부분과 통신할 수 있다.
실시예에서, 예를 들어, 캡슐 자체 사이 또는 캡슐과 트랙 또는 튜브 사이의 통신의 손실이 발생되면, 수송 시스템(또는 그 일부)이 폐쇄될 수 있고, 예를 들어, 캡슐의 감속을 돕기 위해 튜브의 저압 환경 내로 기압이 유입된다. 즉, 튜브 내의 저압 환경을 제거 또는 감소시킴으로써(예를 들어, 대기압인 압력을 가짐), 캡슐은 큰 공기 저항을 접하게 되어서 캡슐이 느려지게 된다. 실시예에서, 캡슐은 비상 사태(예컨대, 저압 환경의 손실)에서 캡슐에 보조 추진력을 제공하기에(예를 들어, 다음 스테이션 또는 비상 탈출구로 캡슐을 추진(또는 캡슐을 크롤링하게 함)) 충분한 온보드 비상 전원 시스템이 각각 구비될 수 있다. 추가 비상 조치에는 승객을 위한 통로로서 트랙과 인접한 경로가 포함될 수 있으며, 캡슐에서 빠져 나와야 한다. 비상 통로는 탑승한 승객이 비상 통로를 찾는 것을 돕기 위한 조명을 포함할 수 있으며, 또한 탑승한 승객에게 호흡하기에 알맞은 공기를 제공하기 위한 기류(예컨대, 산소) 시스템을 포함할 수 있다. 실시예에서, 튜브 외부의 승객 출구 영역은, 예를 들어, 고장 또는 비상시에 제공될 수 있다.
이제 도 2a를 참조하면, 수송 시스템의 캡슐(또는 수송 포드(pod))(12)의 예시적이고 비 제한적인 도면이 도시되어 있다. 실시예에서, 캡슐(12)이 수송 시스템의 적어도 하나의 튜브(14)의 저압 환경을 통해 이동함에 따라 공기 항력 계수를 감소시키도록 유선형이 될 수 있다. 본 발명의 양태에 따르면, 특정 실시예에서, 캡슐의 전단부에 배치된 압축기는 유입 공기의 적어도 일부를 수집하여 캡슐을 통과시키도록 작동 가능하다(차량 주변의 공기를 이동시키는 대신에). 예를 들어, 도 2a의 예시적인 실시예에 개략적으로 도시된 바와 같이, 캡슐(12)은 그 선두면에 압축기를 포함할 수 있다. 실시예에서, 압축기는 다가오는 공기를 수집하고, 부상 공정을 위해 압축 공기를 이용하도록 작동 가능하다(예를 들어, 캡슐이 압축 공기 및 공기 역학 리프트를 사용하여 작동하는 공기 베어링을 통해 지지되는 경우). 또한,도 2a의 예시적인 실시예에 개략적으로 도시된 바와 같이, 실시예에서, 압축 공기는 캡슐(12)에 동력을 제공하기 위해, 예를 들어 캡슐의 후단부에 위치한 터빈을 회전시키기 위해 사용될 수 있다. 도 2a의 예시적인 실시예에 개략적으로 도시된 바와 같이, 캡슐(12)은 또한 압축기를 구동하도록 구조화되고 배치된 모터 및 예컨대 터빈으로부터 유도된 에너지를 저장하기 위한 배터리를 포함할 수 있다. 부가적인 동력 시스템은 USPTO에 동일한 날에 출원되었으며 "구조체 내의 이동식 차량용 동력 공급 시스템 및 방법"의 명칭으로서 공통으로 부여된 미국 특허 출원(대리인 관리 번호 P48971)에 개시되어 있고, 그 내용 전체가 본원에 참고로 인용되어 있다. 캡슐(12)은 또한 사람, 카고 및/또는 사람과 카고 모두를 위해 구성될 수 있는 페이로드 영역을 포함한다.
도 2b의 예시적인 실시예에 도시된 바와 같이, 캡슐(12')의 내부(예를 들어, 페이로드 영역)는 예를 들어, 안전 및 안락함을 염두에 두고 다수의 승객을 운송하기 위한 승객 서비스 차량으로서 구성될 수 있다. 본 발명의 양태에 따르면, 튜브 및/또는 캡슐은 승객을 위해 구성되거나 구조화될 때 엄격한 안전 수단 및/또는 탈출 수단을 포함할 수 있다. 예를 들어, 사람 운반 캡슐은 환경 제어 시스템 및 생명 유지(ECLS) 시스템이 포함될 수 있다.
예시적이고 비 제한적인 실시예에서, 캡슐(12)은 8명을 운송하도록 구성될 수 있고, 다른 비 제한적인 실시예에서는 캡슐(12)이 80명을 운송하도록 구성될 수 있다. 본 발명의 양태에 따르면, 작은 캡슐(예를 들어, 8명의 승객을 운송하도록 구성된 캡슐)은 로딩되기까지 오랜 시간이 필요하지 않고 로딩이 완료되는 즉시 캡슐을 더 빈번하게 보낼 수 있게 한다. 이와 같은 방식으로, 작은 용량의 캡슐을 이용하여, 캡슐은 온디맨드 방식으로 보내질 수 있다. 대조적으로, 예컨대, 80명을 운송하도록 구성된 캡슐의 경우, 캡슐이 가득 채워지는데 더 많은 시간이 걸릴 수 있으며, 이는 일부 승객이 출발하기 전에 더 오랜 시간 기다려야 할 수도 있다. 그러나, 본 발명의 양태에 따르면, 보다 큰 용량의 캡슐을 사용하면 캡슐을 빈번하게 보내지 않아도 된다.
승객은 튜브의 단부 또는 튜브 길이를 따르는 분기부에 위치된 스테이션(예를 들어, 도 2b에 도시된 바와 같은)에서 캡슐에 진입하고, 퇴장할 수 있다. 본 발명의 양태에 따르면, 캡슐 시트는 예를 들어 이동 중에 경험하는 고속 가속 및/또는 감속 중에 안락함을 유지하도록 승객의 신체와 일치할 수 있다. 일부 실시예에서, 시트는 승객이 있는 차량으로부터 유도된 가속 하중을 가장 잘 다루기 위해 배향 및/또는 조정 가능할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 캡슐은 위치들 사이에서 승객들과 함께, 예를 들어 자동차, 카고 컨테이너와 같은 재료 또는 물품인 페이로드의 운송을 허용하도록 구성된다. 이러한 실시예에서, 본 발명자는 승객 및 카고를 위한 별도의 로딩 스테이션을 갖는 실시예를 고려한다. 즉, 카고는 카고 로딩 스테이션에서 캡슐(예를 들어, 첫 번째로)에 로딩될 수 있다. 캡슐의 카고 함유 구역이 채워지면, 캡슐은 승객이 캡슐에 진입할 수 있는 승객 로딩 구역으로 향할 수 있다. 이러한 방식으로, 캡슐에 탑승한 승객은 승객이 탑승하기 전에 카고가 이미 로딩되었으므로 카고가 로딩될 때까지 기다릴 필요가 없다.
예를 들어, 도 2c의 예시적인 실시예에 도시된 바와 같이, 다른 고려되는 실시예에서, 캡슐(12")은 카고만을 수용하도록(즉, 캡슐은 승객을 운송하도록 구성될 수 없음) 구성될 수 있다. 이러한 예에서, 캡슐은 하나 이상의 FEU(40 피트 상당 단위) 컨테이너(13)를 수송하도록 구성될 수 있다. 예시적이고 비 제한적인 실시예에서, 수송 시스템은 10초마다 1회의 빈도로 캡슐을 전송하도록 동작할 수 있다. 본 발명의 양태를 구현함으로써, 수송 시스템은 시간에 민감한 물품을 운송하기 위한 비용 효과적이고 신속한 방법을 제공하도록 작동 가능하다. 또한, 카고만을 운송하도록 구성되고 작동 가능한 캡슐은 허용 가능한 G-로딩(G-loading)으로 인해(승객 운송 캡슐과 비교하여)보다 빠른 속도로 작동될 수 있다.
예를 들어, 캡슐이 단지 사람이 없는 카고를 수송하는 실시예에서, 캡슐은 튜브를 통해 이동하는 속도가 제한되지 않을 수 있다(또는 덜 제한될 수 있다). 캡슐이 구부러진(또는 선회하는) 경로를 통과할 때, 캡슐의 내용물은 증가 된 G-힘을 받게 된다. 캡슐의 내용물이 사람(또는 다른 동물)을 포함할 때, 캡슐 속도는 이러한 구부러진 경로에서 감소되어서 승객이 겪는 G-힘의 정도를 감소시킬 수 있다. 그러나, 사람이 없는 카고는 증가 된 G-힘에 의해 덜 영향을 받을 수 있으며, 이러한 실시예에서, 구부러진 경로 중에 사람이 없는 카고를 운송하는 캡슐을 감속시키는 것은 불필요할 수 있다(또는 캡슐은 사람-운송 캡슐에 비해 적은 정도로 감속될 수 있다). 또한, 캡슐이 사람이 없는 카고 만을 운송하는 이러한 실시예에서, 캡슐은 사람-운송 캡슐과 함께 이용될 수 있는 동일한 레벨의 안전 기구(예를 들어, 생명 유지 시스템)를 필요로 하지 않을 수 있다.
실시예에서, 캡슐에는 카고를 수용하도록 지정된 공간이 구성(또는 건설)될 수 있어서, 카고가 예상된 G-힘을 유지하기 용이하다. 이와 같은 지정된 공간은 로딩 위치에서 카고 또는 다른 페이로드를 유지하도록 설계되어서, 캡슐의 이동 중에 캡슐 및/또는 페이로드 및 캡슐 내부의 물체가 움직이는 것이 방지된다. 이해되어야 하는 바와 같이, 카고가 이동 중에 움직(또는 이동)이면, 이러한 움직임은 캡슐의 균형을 뒤엎고 캡슐의 이동에 악영향을 미칠 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 카고 또는 페이로드 배향성 시험기는 카고 로딩 캡슐이 적절하게 로딩되는 것(예컨대, 적절하게 균형잡힌)을 보장하기 위해 로딩된 캡슐(예컨대, 카고 및/또는 승객을 포함하는 다른 페이로드와 함께)을 시험하고, 카고-로딩 캡슐이 적절하게(예컨대, 균등하게) 로딩되지 않을 때 표시(예컨대, 경보)를 제공하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 튜브를 따른 이동 거리의 상당 부분에 대해 캡슐은 활주하고(gliding), 튜브 내에서 종방향 축을 중심으로 상대적으로 자유롭게 회전할 수 있다(예컨대, 튜브의 회전이 진행됨에 의해). 캡슐이 적절하게 또는 충분히 균형잡혀 있지 않은 경우, 캡슐의 이러한 회전은 안락한 이동 경험을 유지하기에는 너무 극단적일 수 있다. 중량 및/또는 균형(예를 들어, 캡슐 내의 중량 분포)을 측정하고 필요한 경우 경보를 제공하기 위해 저울 및 부착 된 센서 및 경보기가 제공될 수 있다.
본 발명의 추가적인 양태에 따르면, 사람-운송 캡슐(또는 포드) 및 카고-함유 캡슐 모두를 사용하는 실시예에서, 이들 각각의 캡슐은 크기가 다를 수 있으며, 실시예에서 별도의 트랙 시스템 및 튜브를 이용할 수 있지만, 이들은 각각의 캡슐에 대해 최적화되어 있다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 캡슐(12)은 하나 이상의 온보드 압축기를 포함한다. 압축기의 추가적인 양태는 "축방향 압축기 구성"의 명칭으로서 USPTO에 동일한 날에 출원되었으며 공통으로 부여된 미국 특허 출원(대리인 관리 번호 P48981)에 논의되어 있으며, 그 내용은 본원 명세서에서 참조로서 완전히 포함된다.
본 발명의 양태에 따르면, 압축기는 캡슐과 튜브의 벽들 사이에서 이동하는 공기 유동을 방해하지 않으면서 캡슐이 비교적 좁은 튜브(14)를 가로지를 수 있게 한다. 예를 들어, 튜브(14)를 통한 캡슐(12)의 작동은 캡슐(12) 전방에 기단(air mass)을 형성시킬 수 있으며, 이는 항력 계수를 증가시키고 및/또는 현재 캡슐 전방의 캡슐에 악영향을 줄 수 있다. 압축기는 캡슐 (12)을 통해 바이패스되는 공기를 압축하도록 작동 가능하다. 즉, 캡슐(12) 주위를 통과하는 다가오는 공기 대신에, 특정 실시예에서, 압축기는 캡슐에 제공된 통로를 통과하는 다가오는 공기의 적어도 일부를 수집하도록 작동할 수 있어서 캡슐(12) 상의 항력을 감소시킨다. 예시적이고 비 제한적인 실시예에서, 압축기의 압축기 비율은 30/1 일 수 있고, 4/1 일 수 있거나 또는 이 범위 내의 어떠한 부분일 수 있다. 다른 실시예에서, 캡슐은 온보드 압축기를 전혀 포함하지 않을 수 있다.
또한, 압축기는 공기를 예를 들어 캡슐(12)의 바닥면과 같이 공기 베어링에 공급하도록 작동 가능하며, 이동 중에 캡슐의 중량을 지지하도록 공기의 쿠션을 제공한다. 다른 실시예에서, 캡슐은 예를 들어 초기 가속 중에(예를 들어, 공기 베어링 및 리프트가 캡슐을 부상시키기에 충분하지 않을 때 저속으로) 및/또는 비상시에 휠을 이용할 수 있다. 본원 명세서에서 더욱 상세하게 논의된 바와 같이, 일부 실시예에서, 공기 베어링(또는 다른 부상 시스템)이 트랙으로부터 휠을 들어올리기에 충분하지 않은 경우에만 트랙을 결합시키는 고정된 높이에 휠이 배치될 수 있다. 다른 고려되는 실시예에서, 휠은 리세스 부분으로부터 전개될 수 있다.
본 발명의 양태들에 따르면, 캡슐(12)은 각각의 캡슐(12) 내에 또는 캡슐 상에 포함된 로터를 구비하며 저압 튜브(예컨대, 스테이션 및/또는 튜브를 따라 선택된 위치들에서)를 따르는 다양한 위치에 장착된 자기 선형 가속기 또는 선형 모터(예컨대, 선형 동기 모터(LSM) 또는 선형 유도 모터(LIM))를 통해 가속될 수 있다. 선형 모터의 양태는 USPTO에 동일한 날에 출원되었으며 "전기 모터용 연속 권선"의 명칭으로서 공통으로 부여된 미국 특허 출원(대리인 관리 번호 P48975) 및 "동적 선형 스테이터 세그먼트 제어"로 공통으로 부여된 미국 특허 출원(대리인 관리 번호 P48991)에 논의되어 있으며, 그 내용은 본원 명세서에서 참조로서 완전히 포함된다.
로터는 선형 가속기를 통해 캡슐에 모멘텀을 전달하기 위해 캡슐 상에 위치한다. 본 발명의 실시예에서, 이동 모터 부재 또는 로터는 캡슐을 구동하는 트랙 상에 위치한 스테이터 또는 고정 모터 부재와 협력하는 캡슐 상에 위치한다. 스테이터는 캡슐을 국부적으로 안내하고 가속 및/또는 감속하도록 구조화되고 배치된다.
선형 가속기는 캡슐을 가속하기 위해 다양한 위치에서 튜브의 길이를 따라 구성된다. 즉, 본 발명의 양태에 따르면, 선형 가속기는 전체 트랙(예를 들어, A 지점에서 B 지점까지)을 따라 위치될 수 없고, 개별 세그먼트들에서만 위치될 수 있다. 캡슐이 저압 환경에서 작동하여 가속되면 캡슐이 상당한 속도를 잃기 전에 상당한 거리를 이동하게 된다(예컨대, 캡슐은 초기 속도의 10%가 손실되기 전에 100km를 이동할 수 있음). 이와 같이, 일단 가속되면 캡슐은 지점 A에서 지점 B로 캡슐이 이동함에 따라 간헐적인 속도 부스트(선형 가속기(예컨대, LSM 또는 LIM)의 개별 세그먼트에 의해 제공됨)를 필요로 할 수 있다.
다른 예시적인 실시예에서, 캡슐(12)은 제트 추력, 터보 팬, 터보프롭, 프로펠러, 유압 실린더, 공압 실린더, 케이블, 유체, 유체 제트 및/또는 온도 구배 중 하나 이상을 사용하여 가속(및 감속)될 수 있다.
이제 도 3a를 참조하면, 수송 시스템(10)의 하나 이상의 튜브(14)가 더욱 상세히 설명된다. 본 발명의 하나의 예시적이고 비 제한적인 실시예에서, 한 쌍의 실린더 튜브(18, 20)는 일반적으로 나란히(side-by-side) 배치된다. 본 발명의 양태에 따르면, 튜브(18, 20)의 나란한 구성은 수송 시스템의 전체적인 물리적 풋프린트를 감소시키고 유틸리티 및 시스템 부품의 효율적인 사용 및 관리를 제공한다. 도 3a의 예시적인 실시예에 도시된 바와 같이, 튜브(18, 20)는 이동 경로를 따라 이격된 일련의 지지체(예를 들어, 필러 또는 파일런(22))에 의해 지면 위에서 지지된다. 예시적인 실시예에서, 필러(22)는 수송 경로를 따라 약 100피트(30m)마다 배치되고, 예를 들어 교대로 또는 필요에 따라 필러 사이의 다른 간격을 갖는다.
이러한 실시예에서, 수송 시스템의 튜브(18, 20)를 지지하기 위한 필러(또는 지지체)(22)의 사용은 다수의 이점을 제공한다. 실시예에서, 필러(22)는 측 방향 및/또는 수직 방향 힘 또는 변위(예를 들어, 캡슐 운직임, 열 고려 사항 또는 지진 발생에 의해 야기되는 힘으로 인한)를 조정하기 위한 하나 이상의 댐퍼를 포함할 수 있다. 튜브(18, 20)는 필러(22)에 고정될 필요는 없지만 대신에 필러(22)에 의해 지지되는 감쇠 시스템에 고정될 수 있다. 필러(22) 및 감쇠 시스템은 열 팽창에 대한 종 방향 슬립 및 약해진 횡 방향 슬립을 허용하면서 수직 방향으로 튜브(18, 20)를 구속하도록 구조화 및 배치된다. 일부 실시예는 또한 필러(22)와 튜브(18, 20) 사이 및/또는 필러와 지면 사이에서 수직 방향으로 약간의 움직임을 허용할 수 있다. 또한, 본 발명의 양태에 따르면, 필러 대 튜브 연결의 위치는 예컨대, 튜브의 적절한 정렬을 보장하고, 매끄러운 승차감을 제공하기 위해, 수직 및/또는 측 방향으로 조정 가능할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 예를 들어 열 팽창으로 인한 튜브 길이 편차를 조정하기 위해 슬립 조인트가 각 스테이션에 제공될 수 있다.
도 3b는 내부에 캡슐(12)이 구비된 튜브(14)의 내부를 도시하는 부분 단면과 함께 수송 시스템(10)의 튜브(14)의 예시적이고 비 제한적인 도면이다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 튜브(14)는 필러(22)에 고정될 필요는 없으며, 오히려 필러(22)에 의해 지지되는 감쇠 시스템(23)에 고정될 수 있다. 감쇠 시스템(23)은 열 팽창에 대한 종 방향 슬립 및 약해진 횡 방향 슬립을 허용하면서 수직 방향으로 튜브(14)를 구속하도록 구조화 및 배치된다. 감쇠 시스템의 추가 실시예 및 세부 사항은 USPTO에 동일한 날에 출원되었으며 "관형 수송 구조 안정 시스템용 팽창 조인트, 댐퍼 및 제어 시스템"의 명칭으로서 공통으로 부여된 미국 특허 출원(대리인 관리 번호 P48977)에 논의되어 있으며, 그 내용은 본원 명세서에서 참조로서 완전히 포함된다.
도 3c는 예시적이며 비 제한적인 수송 시스템(300)의 튜브(14)를 도시한다. 도 3c에 도시된 바와 같이, 튜브(14)는 그 위에 태양 에너지를 포획하기 위한 하나 이상의 태양 전지판(예컨대, 광전지)(305)를 갖는다. 포획된 태양 에너지는 도시되지 않은 적절한 저장 장치(예컨대, 배터리)에 저장될 수 있다. 저장된 태양 에너지는 예를 들어 수송 시스템(예컨대, 캡슐 추진 시스템, 튜브 가압 시스템 및/또는 생명 유지 시스템에 전원 공급) 내에서 사용되거나 및/또는 과도한 전력을 전력 회사 또는 다른 다운스트림 사용자에게 전송(예컨대, 판매)하기 위해 사용될 수 있다. 본 발명의 양태에 따르면, 태양 에너지를 이용하여 수송 시스템에 전력을 공급함으로써, 수송 시스템의 작동시키기 위한 에너지 및/또는 환경 비용이 감소되거나 최소화될 수 있다. 본 발명의 다른 양태에 따르면, 수송 시스템이 튜브(14)의 설치를 수반하기 때문에, 태양광 발전 시스템을 설치하기 위한 추가 비용이 최소화된다. 태양 전력 시스템(300)은 예를 들어 하나 이상의 "중심" 위치에 위치될 수 있고 및/또는 수송 시스템에 걸쳐 분배될 수 있는 적절한 종래의 전력 저장 및 분배 제어(예를 들어, 하나 이상의 프로세서)를 이용할 수 있는 것이 이해되어야 한다. 도 3c에 또한 도시된 바와 같이, 본 발명의 양태에 따르면, 튜브(14)는 다른 수송 시스템(예를 들어, 고속도로(310), 기차 트랙, 자전거 도로 및/또는 인도(315))의 공공 통행로(ROW)를 따라 배치될 수 있고, 상기 공공 통행로는 예를 들어, 이미 존재하거나 및/또는 수송 시스템(300)과 함께 동시에 개발될 수 있다. 2개의 필러 다리부를 구비하며 거꾸로된 "U" 형상을 갖는 도 3b의 지지체(22)와는 달리, 도 3c의 예시적인 실시에의 지지체(22')는 단일 필러 구조체를 사용한다.
본 발명의 양태에 따르면, 수송 튜브를 육상(예를 들어, 지상 위) 위에 또는 육상(예를 들어, 지상 아래)에 배치함으로써, 경사 변경의 필요성이 제거되거나 감소될 수 있다. 또한 지상 위 튜브는 자연 장벽을 더욱 용이하게 통과할 수 있다. 예를 들어, 브리지는 캡슐당 질량이 낮기 때문에 비용이 적게들 수 있으며, 터널은 튜브가 외부 압력에 저항하기 때문에 비용이 적게 든다. 또한, 수송 튜브를 육상(예를 들어, 지상 위) 또는 육상(예를 들어, 지상 아래)에 배치하는 것은 건설에 대한 장벽이 적게 존재할 수 있다(예를 들어, 공공 통행로(또는 ROW)를 획득하기 용이함). 실시예에서, 튜브는 예를 들어 지상 위 또는 지상 아래의 터널을 통해 도심에 도달할 수 있다.
대안적인 튜브 위치
이제도 4a 내지 도 8g를 참조하면, 본 발명의 수송 시스템의 일련의 대안적인 실시예가 도시되어 있다. 도 3a 내지 도 3c의 예시적이며 비 제한적인 지면 위 (또는 지상 위) 수송 시스템과 달리, 실시 예에서, 적어도 하나의 튜브는 예를 들어 우수한 구조 및/또는 작동 성능을 달성하거나 및/또는 토지 습득 및/또는 항공 권리 비용을 줄이고 다른 수송과의 간섭을 피하기 위해 지면 아래 또는 수역 아래와 같은 대안적인 위치에 적어도 부분적으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 물 위에 또는 물에(예컨대, 적어도 부분적으로) 수송 시스템을 구축하는 것은 건설에 대한 적은 장벽이 존재할 수 있다(예컨대, 공공 통행로를 획득하기 용이함). 또한, 수송 시스템을 수역에(또는 수역 위에) 위치시키면 수송 경로를 따르는 방해물이 적어져 수송 경로가 직선이 될 수 있다(짧아진다). 또한, 수계 시스템(예를 들어, 수계 시스템 하에서)은, 예를 들어, 터널링(예컨대, 경미한 터널링)을 통해 상품을 내륙 포트에 전달할 수 있는 해양 포트를 가능하게 한다. 후술되는 바와 같이, 본 발명의 양태들을 구현하는 것은 예를 들어 이전에 포트들에 의해 이용된 워터프론트 특성의 재할당을 가능하게 한다.
일반적으로 캡슐의 수직/상하 움직임(예를 들어, 언덕이나 산 위로 상승하도록 고도를 변화시키는 것)은 캡슐의 좌우 움직임보다 달성하기가 더욱 어렵다. 따라서, 본 발명의 양태에 따르면, 수송 시스템을 수역 위에(또는 수역에) 위치시킴으로써, 고도의 현저한 변화를 갖는 수송 경로가 회피 될 수 있다(또는 감소될 수 있다).
도 4a는 수역(410)에서 튜브(14)를 사전에 정해진 깊이(D)(예를 들어, 사전에 정해진 깊이)에 위치시키기 위한 본 발명의 수중 지지체 구성(400)의 하나의 예시적이고 비 제한적인 실시예를 도시한다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 튜브(14)는 물(410)의 표면 아래에 배치되고 하나 이상의 부표(26)에 의해 지정된 깊이(D)로 유지된다.
본 발명의 추가 양태에 따르면, 실시예에서, 튜브(14)는 튜브의 상태가 자연적으로 부력이 있거나, 중성 부력이 있거나, 물에 자연적으로 가라앉게 될 수 있는 재료로 구성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 튜브는 자연적으로 매우 부력이 있고 중성 부력을 달성하기 위한 평형 추를 포함할 수 있다. 추가의 실시예는 물에서 튜브의 위치 및/또는 방향을 유지하는 것을 돕기 위해 앵커, 스파-부표 및/또는 인장 지연 플랫폼을 이용할 수 있다. 다른 고려되는 실시예에서, 튜브(14)는 튜브(14)의 다른 부분을 따라 다른 부력 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 튜브(14)의 다른 부분은 튜브(14)의 다른 부분을 따라 다른 부력 특성을 제공하기 위해 다른 재료, 다른 구성 및/또는 다른 두께를 가질 수 있다. 부표(26)는 튜브(14)의 물리적 상태에 적응되어 튜브가 대체로 정적인 위치에 유지되도록 할 수 있다.
부표(26)는 본 발명의 목적을 달성하기 위해 다양한 방식으로 구성될 수 있다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 부표(26)는 제 1 단부에 배치된 부유 부재(415) 및 상기 제1 단부에서 부유 부재(415)를 결합(예컨대, 해제 가능하게)시키고, 제2 단부에서 튜브(14)의 외측면의 부분을 결합(예컨대, 해제 가능하게)시키는 연결부(420)를 포함한다. 실시예에서, 연결부(420)는 부유 부재(415)와 튜브(14)를 연결시키기 위해 그 단부에 적절한 연결부를 갖는 케이블(예컨대, 스틸 케이블), 섬유, 웨빙, 유기 재료 또는 금속 로드일 수 있다. 튜브(14)에는, 예를 들어 연결부(420)의 연결을 수용하기 위한 적절한 수용 루프(예컨대, 튜브에 용접되거나 달리 고정됨)가 제공될 수 있다. 본 발명의 목적을 달성하도록 부표(26)의 부유 부재(415)가 물(410)의 표면 상에 배치될 수 있거나(예컨대, 도 4a에 도시된 바와 같이) 또는 대안으로서 부표(26')의 부유 부재(415')가 물(410)의 표면 위에(예컨대, 도 4b에 도시된 바와 같이) 배치될 수 있는 것이 고려된다. 실시예에서, 부표(26)는 또한 부표(26)의 상대 위치를 유지하기 위해, 예컨대, 케이블(도시되지 않음)로 해저에 고정될 수 있다. 본원 명세서는 사전에 정해진 깊이에서 튜브의 위치 설정을 기술하고 있지만, 지표수는 예를 들어 2-40미터 사이의 편향을 받을 수 있음을 이해해야 한다. 이와 같이, 부표를 (적어도 부분적으로)이용하여 지지되는 실시예는 지표수가 편향을 받을 때 상대 깊이의 변화를 겪을 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 사전에 정해진 깊이의 설명은 본 발명의 임의의 실시예를 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다.
도 4b에 도시되어 있는 본 발명의 예시적이며 비 제한적인 실시예에서, 수송 시스템(400')은 튜브(14)와 전기 기계적으로 통신하는 하나 이상의 지지체 구성(28)을 포함할 수 있다. 실시예에서, 지지 구조체(28)는 튜브(14)를 위한 보조 부유 지지부를 제공할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 지지 구조체(28)는 수송 시스템에 튜브(14)와 하나 이상의 원격 모니터링 스테이션(미 도시) 사이에서 데이터를 수신 및 송신하는 단계, 공기 교환 및 환기 교환 연결 및/또는 비상 탈출 경로로 기능하는 포털 및/또는 보트 및/또는 헬리콥터 용 여객 도킹 영역과의 연결을 제공하는 단계를 포함하는(이들로 제한되지 않음) 대안적인 기능을 제공할 수 있다. 예를 들어, 실시예에서, 하나 이상의 부표(26) 및/또는 지지 구조체(28)는 안테나 또는 원격 측정 시스템, 태양 또는 다른 전력 시스템, 사람 입/출구 인터페이스 시스템(예컨대, 헬리콥터 패드 또는 보트 도크), 카메라, 조명 시스템, Wi-Fi(또는 와이파이) 시스템, 하나 이상의 밸러스트 탱크 및/또는 프로펠러 및 드라이브를 포함할 수 있다. 부가적으로, 부표(26) 및/또는 지지 구조체(28)는 예를 들어 튜브(14)에 공기를 제공하는 스노클 시스템(예컨대, 덕트 또는 파이프를 포함함), 튜브용 벤트, 튜브 내의 저압 환경을 유지 또는 복구하기 위한 진공 펌프 및 승객이 수송 시스템으로부터 탈출하기 위한 표면-레벨 차량(예컨대, 보트) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 부표(26)는 지지 구조체(28)에 대한 서빙 용도를 지지하도록 구성될 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 도 4c에 도시된 바와 같이, 지지 구조체(28')는 하나 이상의 부유 부재(415)를 갖는 부표(26")를 포함한다.
도 5는 수역(410)의 사전에 정해진 깊이(D)에 튜브를 위치시키기 위한 본 발명의 지지체 구성(500)의 다른 예시적이고 비 제한적인 실시예를 도시한다. 적어도 하나의 튜브(14)(본 실시예에서 나란한 구성으로 2개의 튜브(14)로 도시됨)는 물(410)의 표면 아래에 배치되며, 적어도 하나의 능동 안정기(예컨대, 수직 능동 안정기(30) 및/또는 수평 능동 안정기(30')) 및 적어도 하나의 수동 안정기(32)에 의해 지정된 깊이(D)에서 유지된다. 하나 이상의 능동 안정기(30, 30')는 각각의 안정기 연결부(505)를 통해 튜브(14)에 고정되며, 일반적으로 정적 상대 위치 및 방향을 유지하도록 튜브(14)의 위치 및/또는 회전을 조정하도록 작동될 수 있는 하나 이상의 모터(미 도시)를 각각 포함한다. 하나 이상의 프로세서는 상대 위치 및/또는 방향 정보(예컨대, 자이로스코프, 광학 센서 및/또는 압력 센서로부터)를 수신하고, 상대 위치 및/또는 방향을 유지하기 위해 능동 안정기(30, 30') 및/또는 밸러스트를 제어하도록 구성될 수 있다. 수동 안정기(32)는 안정 킬(keel)(도시된 바와 같이 수직 또는 수평으로 배향될 수 있는)로서 작용하도록 구조화 및 배치된다. 상기 구성(500)은 또한 튜브(14)의 깊이 및/또는 방향을 결정하기 위해 하나 이상의 센서(예컨대, 압력 센서 및/또는 자이로스코프)를 포함할 수 있다. 지지체 구성(500)은 또한 각각의 밸러스트 연결부(510)를 통해 튜브(14)에 연결될 수 있는 하나 이상의 밸러스트(34)를 포함한다. 실시예에서, 하나 이상의 수동 안정기(32)는 능동 안정기(30, 30') 및 밸러스트(34)(예컨대, 밸러스트 탱크 및 밸브 시스템)와 협동하여 물(410)에서 튜브(14)의 깊이 및/또는 회전을 조정 및/또는 유지할 수 있다. 밸러스트(34)는 예를 들어 바닷물로 채워져 지지체 구성(500)의 부력을 감소시키거나 또는 공기로 채워져 지지체 구성(500)의 부력을 증가시킬 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 수동 안정기(32)는 튜브(14)로부터 일정한 거리에서 튜브(14)에 연결되고(안정기 연결부(505)를 통해), 튜브(14)에 안정성을 제공하도록 구조화 및 배치된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 수직 능동 안정기(30)는 튜브(14)의 깊이를 조정하기 위해 수직 방향(예컨대, 위 및/또는 아래)으로 안정성 및/또는 조정을 제공하고, 수평 능동 안정기(30')는 튜브(14)의 위치를 조정하기 위해 수평 방향(예컨대, 좌측 및/또는 우측)으로 안정성 및/또는 조정을 제공한다. 본원 명세서에 언급된 바와 같이, 다른 실시예는 추가의 부력, 진자 및 진동의 고유 주파수를 이용하여 추가적인 수평 및/또는 수직 안정성을 제공할 수 있다.
도 6a 내지 도 6e는 수역의 깊이에 튜브를 위치시키기 위한 본 발명의 지지체 구성의 추가적인 실시예를 도시한다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 일련의 조인트(36)는 튜브(14)의 두 섹션 사이에서 수송 시스템의 분리 위치에 제공된다. 일부 실시예에서, 예를 들어, 이들 조인트(36)는 느린 캡슐 속도의 영역들(예컨대, 스테이션 근처 및/또는 육상/해상 교차로)에 사용될 수 있다. 본 발명의 양태에 따르면, 조인트(36)는 캡슐 이동을 위한 안정된 튜브 환경을 유지하면서 대응하는 튜브 섹션들이 예컨대, 수역의 유동에 의해 조정되도록 한다. 조인트(36)는 튜브(14)를 중심으로 360°인 것을 이해해야 한다. 실시예에서, 조인트(36)는 고무 재료, 엘라스토머 재료, 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE), 에틸렌테트라플루오로에틸렌(ETFE), 다른 가요성 재료 및/또는 복합 재료(예컨대, 가요성 금속 케이블, 와이어, 섬유 또는 가닥으로 강화된 폴리머 재료)를 포함할 수 있다. 조인트(36)는 예를 들어 용접, 클램핑 또는 패스너를 사용하여 각각의 튜브(14)에 부착될 수 있다.
본 발명의 하나의 예시적이고 비 제한적인 실시예에서, 각각의 조인트(36)는 하나 이상의 사전에 정해진 편향 각도(θ) 내에서 인접한 튜브(14)에 대해 하나의 튜브(14)의 상대 각도 움직임을 허용한다. 하나 이상의 사전에 정해진 편향 각도(θ)는 인접한 튜브 섹션(14) 사이에서 너무 큰 각도가 방지되도록 결정되어야 한다는 것을 이해해야 한다. 즉, 캡슐이 튜브(14)를 이동함에 따라, 인접 튜브 섹션 사이의 편향 각도가 너무 크면, 예를 들어 캡슐이 상기 편향 각도를 통과함에 따라 승객들은 매우 높은 G-힘을 받게 될 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 양태에 따르면, 인접한 튜브 섹션(14) 사이의 편향의 양은 최대 편향 각도(θ)로 제한될 수 있다. 실시예에서, 최대 편향 각도(θ)는 예를 들어 캡슐 설계 속도 및 카고의 유형(예컨대, 사람 카고, 사람이 없는 카고 또는 비 생명 카고)에 기초하여 결정될 수 있다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 조인트(36)가 사전에 정해진 편향 한계치(θ)에 도달하면, 조인트(36)는 편향의 한계 각도(θ)의 위치에서 정지되고, 이에 따라 대응하는 조인트(예컨대, 하류 또는 상류 조인트(36))가 예컨대, 도 6c에 도시된 바와 같이, 캡슐 시스템 이동 경로(38)를 유지하면서 편향된다. 또한, 본 발명의 양태에 따르면, 도 6b에 도시된 편향은 수직 편향(예컨대, 위 또는 아래), 수평 편향(예컨대, 좌측 또는 우측)일 수 있거나 또는 수직 및 수평 편향의 조합일 수 있다. 조인트(36)의 이동 범위는 조인트(36)의 굽힘을 제한하는 하나 이상의 구조체를 이용하여 제한될 수 있다. 예를 들어, 대략적인 이중 원추형 리스트레이너는 조인트(36) 내에 또는 조인트(36) 주변에 배치될 수 있어서 조인트가 이중 원추형의 포함 각도(최대 편향 각도(θ)만을 허용하도록 구성됨)를 넘어서 구부러지는 것을 방지할 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 조인트(36)는 튜브의 상대 굽힘을 최대 편향 각도(θ)로 제한하고 및/또는 조인트(36)의 비 굽힘을 제어(예컨대, 제한 또는 지연)하도록 구성된 전기 기계적인 액추에이터를 포함할 수 있다. 조인트가 "로크 아웃"된 이후에, 인접한 튜브(들)로의 편향을 전달하도록 구성되고 작동 가능하다. 이러한 방식으로, 최대 편향에 도달될 때, 조인트(36)는 인접한 튜브로 하중(들)을 전달하도록 작동 가능하다.
실시예에서, 튜브는 육상(예를 들어 육지 또는 물 위의 지면에서 정지) 위에, 육상(예컨대, 육지 또는 물의 표면)에, 지면 아래 및/또는 물의 표면 아래에 있을 수 있다. 본 발명의 양태에 따르면, 도 6d는 물(410)의 표면 아래에 배치되고 조인트(36)를 통해 입구 튜브(42)에 연결된 적어도 하나의 튜브(14)를 갖는 튜브 장치(600')을 도시한다. 도 6d에 도시된 바와 같이, 입구 튜브(42)는 적어도 부분적으로 물에 배치될 수 있는 제1 단부 및 물(410)과 접하는 육지(44)의 부분 내로 연장되는 제2 단부를 포함한다.
도 6e는 본 발명의 다른 실시예(600)를 도시하고, 하나 이상의 부표(26) 및/또는 지지 부재(도시되지 않음)가 각각의 조인트(36)와 연결(연결부(420)를 통해) 되어 있다. 본 발명의 양태에 따르면, 예를 들어, 비교적 잔잔한 물(예컨대, 베이 또는 포트 영역에서)에서, 부표(26)의 부유 부재(415)가 물(410)의 표면과 함께 이동함에 따라, 튜브 섹션(14)은 각각의 조인트(36)의 허용되는 각도 범위 내에서 서로에 대해 이동할 수 있다.
실시예에서, 최대 편향 각도(θ)에 도달할 때, 조인트(36)는 영향을 받는 튜브 섹션(14)이 선형 정렬을 향해 "펴지기" 전에 최대 편향 각도(θ)에서 일시적으로(예컨대, 짧은 기간 동안) 로킹될 수 있다. 실시예에서, 영향을 받는 튜브 섹션(14)의 "펼쳐짐(unbending)"은 느려질 수 있다. 예를 들어, 튜브 섹션(14)에 작용하는 힘(예컨대, 조력)은 2개의 튜브 섹션이 서로에 대해 편향되도록 하여, 조인트(36)가 구부러지게 할 수 있다. 상기 예를 가정하면, 힘(예컨대, 조력)이 잠잠해지면 조인트(36)는 최대 편향 각도(θ)로 구부러지고, 그렇지 않으면 튜브 섹션이 완전히 정렬된 상태로 되돌아가고, 조인트(36)는 시간(예컨대, 15초) 동안 최대 편향 각도로 남아 있게 된 후에 해제된다(천천히). 본 발명의 양태에 따르면, (예를 들어, 최대 편향 각도(θ)로부터)조인트(36)의 각도 방향의 해제를 지연 및/또는 느리게 함으로써, 튜브 방향의 급격한 변화가 회피될 수 있다. 특정 실시예에서, 지연 및/또는 느린 펼쳐짐은 캡슐이 접근하거나 또는 최대 편향 각도(θ)로 구부러진 조인트(36) 내에 있을 때 사용될 수 있다.
실시예에서, 수송 시스템은 시스템 내의 캡슐의 속도를 늦추거나 셧 다운되도록 또는 예를 들어, 수역이 높은 수준의 튜브 움직임을 초래할 수 있는 극심한 난류(예컨대, 큰 파도)를 겪어야하는 시스템으로 추가 캡슐을 보내는 것을 중단하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 센서 및/또는 GPS 정보는 극단적인 조건(예컨대, 정상파보다 크고 충격적인 날씨)을 검출하고, 예를 들어, 조건을 조정하기 위해 수송 시스템의 부분을 능동적으로 제어하도록 구성 및/또는 이용될 수 있다. 이러한 센서는 예를 들어 가속도계, 자이로스코프 및/또는 광학 센서를 포함할 수 있다. 이러한 능동 제어는 예를 들어, 방해의 직접적인 영역에서 캡슐의 속도를 늦추거나 상류 캡슐의 속도를 조정하는 것을 포함할 수 있다. 캡슐은 통과하는 캡슐에 가속을 제공하지 않도록 추진 시스템을 제어하거나, 캡슐 제동 시스템(예컨대, 수동 전자기 제동)을 배치하거나 또는 감속 장치를 배치함으로써 느려질 수 있다. 제동 장치의 예는 또한 USPTO에 동일한 날에 출원되었으며 "배치 가능한 감속기"의 명칭으로서 공통으로 부여된 미국 특허 출원(대리인 관리 번호 P48993)에 논의되어 있으며, 그 내용은 본원 명세서에서 참조로서 완전히 포함된다. 추가적인 실시예에서, 능동 제어는 이동 경로를 따라 전방을 내다보고 통과하는 속도를 조정하고 및/또는 튜브 섹션의 정렬을 조정하는 것을 포함할 수 있다. 상기 시스템은 튜브 및/또는 캡슐의 통신 능력을 이용하여 통과 속도에 대한 조정의 지시 및/또는 튜브 섹션의 정렬을 위한 조정의 명령을 전송 및/또는 수신할 수 있다.
도 7a 내지 도 7d는 수역의 사전에 정해진 깊이에 튜브(14)를 위치시키기 위한 본 발명의 지지체 구성의 또 다른 실시예를 도시한다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 이러한 예시적이고 비 제한적인 실시 예에서, 교차 지지 부재(740)는 복수의 부표(26) 사이로 연장되어 시스템에 측 방향 지지 및 구조를 제공한다. 상기 교차 지지 부재(740)는 선택 사항임을 이해해야 한다. 적어도 하나의 튜브(14)는 물(410)의 표면 아래에 배치되고, 복수의 부표(26)에 의해 지정된 깊이(D)로 유지된다. 구조체가 비틀림 휨을 받을 수 있기 때문에, 구조체는 하나 이상의 안정기(수동 또는 능동), 앵커, 또는 예컨대, 튜브의 길이를 따르는 다른 적절한 구조체를 사용하여 이러한 비틀림 휨을 감소시키거나 최소화시킬 수 있다.
도 7b 및 도 7c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에서, 복수의 부표는 서로에 대해 튜브(14)의 적절한 정렬을 보장하기 위해 다양한 수로 그룹화될 수 있다. 예를 들어, 도 7b에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 부표(26)는 부착부(미 도시)를 통해 대향 측 상에 있는 각각의 조인트(36)에 부착된다. 도시된 바와 같이,도 7c에서, 3개의 부표(26)는 부착부(미 도시)를 통해 각각의 조인트(36)에 부착되되, 2개의 부표는 "곡선"의 외부에 배치되고 하나의 부표는 "곡선"의 내부에 배치된다. 도 7c의 예시적인 실시예는 "곡선"의 외부에 배치된 2개의 부표 및 "곡선"의 내부에 배치된 하나의 부표를 도시하지만 본 발명은 다른 배치를 고려한다. 예를 들어, 2개의 부표가 "곡선"의 내부에 배치될 수 있고, 하나의 부표가 "곡선"의 외부에 배치되거나 또는 4개 부표(26)의 세트가 각각의 조인트(36)에 부착될 수 있다. 또한, 상기 실시예는 조인트(36)에 부착된 부표를 도시하지만, 본 발명은 튜브(14) 자체에 부착될 수 있는 추가적인 부표를 고려한다. 부표는 예를 들어 적절한 커넥터(예컨대, 후크)를 갖는 스틸 케이블을 사용하여 조인트(36) 및/또는 튜브(14) 자체에 부착될 수 있다.
도 8a 내지 도 8g는 본 발명의 실시예의 추가의 예시적이고 비 제한적인 양태를 도시한다. 본원 명세서에서 논의된 바와 같이, 실시예에서, 튜브는 육상(예컨대, 육상 또는 해상 위 지면에서 중단됨) 위에, 육상(예컨대, 육지 또는 수면에)에, 지면 아래 및/또는 수면 아래에 있을 수 있다. 본 발명의 양태에 따르면, 도 8a는 물(410)의 표면 아래에 배치되고 조인트(36)를 통해 입구 튜브(42)에 연결된 적어도 하나의 튜브(14)를 갖는 튜브 장치(800)를 도시한다. 도 8a에 도시된 바와 같이, 입구 튜브(42)는 물에 적어도 부분적으로 배치된 제1 단부 및 물(410)에 접하는 육지(44)의 일부분으로 연장되는 제2 단부를 포함한다. 본 발명의 양태에 따르면, 입구 튜브(42)는 스테이션(16) 및/또는 내측으로 연장되는 튜브 추가 섹션(805)으로 접근되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예의 양태에 따르면, 도 8b, 도 8c, 도 8d, 도 8e 및 도 8f는 수계 액세스 포트로부터 수송 시스템을 액세스하기 위한 플랫폼을 도시한다. 예를 들어, 도 8b에 도시된 바와 같이, 이러한 장치(850)에 의해, 플랫폼(46)은 수송 시스템에 제공된 스테이션(48) 위에 배치된다. 액세스 채널(50)(예컨대, 하나 이상의 엘리베이터, 계단, 에스컬레이터 등을 포함)은 스테이션(48) 및 플랫폼(46)을 연결시킨다. 실시예에서, 플랫폼(46)은 (예컨대, 부표를 사용하여)자유롭게 부유할 수 있고, 상기 시스템의 튜브 또는 스테이션에 해제 가능하게 고정되거나 또는 튜브 아래의 해저에 고정될 수 있다. 도 8b에 도시된 바와 같이, 상기 장치(850)에서, 플랫폼(46)은 수직 빔(805) 및 프레임 지지체(810)에 의해 튜브(14) 아래의 해저(815)에 고정된다. 실시예에서, 예를 들어, 플랫폼(46)은 오일 굴착 장치(oil drilling rig)일 수 있고, 튜브 및 캡슐은 석유 제품 또는 석유 물질을 예컨대, 굴착 장치에서 육상의 석유 정제 시설로 수송하도록 구성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 플랫폼(46)은 해저(815)에 고정되는 대신(또는 이를 제외하고) 시스템의 튜브(14) 또는 스테이션(48)에 해제 가능하게 고정될 수 있다. 본 발명의 양태에 따르면, 예를 들어, 플랫폼(46)이 시스템의 튜브 또는 스테이션에 해제 가능하게 고정됨으로써, 플랫폼(46)이 다른 위치로 이동되어야 하는 경우, 플랫폼(46)은 현재 위치로부터 해제되어 튜브(14)를 따라 새로운 위치로 이동될 수 있고, 새로운 위치에서 튜브(14)에 재부착될 수 있다. 실시예에서, 플랫폼(46)은 인장-레그 플랫폼 및/또는 여분 플랫폼을 포함할 수 있다.
오프 쇼어 로딩/내륙 포트
도 8c의 예시적인 실시예에 도시된 바와 같이, 장치(875)는 보트(54) 또는 다른 비 수중 수송 차량(예컨대, 헬리콥터)이 수중 스테이션(48)에 접근할 수 있도록 구조화되고 배치된 도킹 플랫폼(52)을 포함한다. 도 8c에 도시된 바와 같이, 이러한 장치(875)에 따르면, 상기 플랫폼(52)은 해저(815) 위의 물(410)의 표면 상에 부유되고, 상기 예시적이고 비 제한적인 실시예에서 상기 플랫폼(52)에 고정된 수직 빔(880)에 부착된 부표(26)를 이용한다. 특정 실시예에서, 상기 플랫폼(52)은 해저에 묶일 수 있다.
도 8d는 보트(54) 또는 다른 비 수중 수송 차량(예컨대, 헬리콥터)이 수중 스테이션(48)에 접근할 수 있도록 구조화되고 배치된 도킹 플랫폼(52)을 포함하는 예시적인 장치(875')를 도시한다. 도 8d에 도시된 바와 같이, 상기 장치(875')에서, 플랫폼(52)은 물의 표면 상에 부유되어 있다. 액세스 채널(50)(예컨대, 하나 이상의 화물 엘리베이터, 계단, 에스컬레이터를 포함)은 스테이션(48)과 플랫폼 (52)을 연결한다. 플랫폼(52)은 대안적으로 육지에 위치될 수 있다. 상기 장치(875')는 카고를 선박에서 스테이션(48) 및 스테이션(48)에 있는 캡슐로 이동시키며, 캡슐을 튜브(14)로 이동시키도록 구성된 유인, 자동 및/또는 반자동 장비(예컨대, 크레인, 엘리베이터, 로더 및 로터리 스키드)를 포함한다.
도 8e는 본 발명의 양태에 따른 장치(875)의 예시적인 평면도이고, 바다(410) 상에서 플랫폼(52)을 포트(890)와 연결하는 수송 튜브(14)를 구비한 포트(890)로부터의 거리(d)에 플랫폼(52)이 배치된다. 도 8e에 도시된 바와 같이, 선박(58)은 카고를 하역(및/또는 적재)하기 위한 플랫폼에 도킹된다. 하역이 되면, 카고(미 도시)는 튜브(14)(물 위 및/또는 물 아래 일 수 있음) 내에서 이동하는 캡슐(미 도시)을 통해 포트(890)로 수송된다.
통상적으로, 포트로 항해하는 선박은 역외로 연장되는 대기 열에 일렬로 배치될 것이고, 그들의 카고를 하역(및/또는 적재)하기 위한 차례를 기다릴 것이다. 이는 겉으로 보기에 포트에서 바다로 뻗어나가는 카고 선박의 영구적인 대기 열을 초래하여 해안 인근이 흉물스럽고 공해를 발생시킨다. 그러나, 본 발명의 양태들을 구현함으로써, 카고의 하적은 포트로부터 거리(d)에서 수행될 수 있다. 실시예에서, 거리(d)는 예컨대, 15마일 일 수 있다. 본 발명의 양태에 따르면, 플랫폼(52)을 해안으로부터 멀리 위치시킴으로써, 카고 선박의 대기 열은 해안으로부터 볼 수 없어서(덜 보일 수 있음), 해안 인근에서 카고 선박의 눈에 거슬림을 감소시키고, 공해를 감소시킨다. 본 발명의 다른 양태에 따르면, 플랫폼(52)을 해안으로부터 멀리 위치시킴으로써, 카고 수송에 대한 효율성이 증가될 수 있다.
도 8f는 본 발명의 양태에 따른 장치(875)의 예시적인 평면도이고, 바다(410) 상에서 플랫폼(52)을 내륙 카고 하역/적재 위치(895)와 연결하는(포트 영역(890)을 우회하는 중에) 튜브(14)를 구비한 포트(890)로부터 거리(d)에 플랫폼(52)이 배치된다. 이해되는 바와 같이, 포트 영역(890)은 매우 가치있는 많은 양의 해안선 속성을 이용할 수 있다. 예를 들어, 로스앤젤레스와 롱비치(서로 인접 해 있음)의 포트는 68마일의 부두를 따라 약 10,700 에이커의 육지와 물을 차지합니다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에서, 카고 선박은 카고를 하역 또는 적재하기 위해 더 이상 포트 영역(890) 내로 완전히 이동할 필요가 없다. 이를 염두에 두고, 본 발명의 양태들을 이용함으로써, "포트" 자체의 위치(예컨대, 크레인과 같은 하역 및/또는 적재 장비(수동 및/또는 자동 또는 반자동 장비)의 위치, 카고 컨테이너 저장 영역의 위치 및 하류 분배를 위해 다른 유형의 차량(예컨대, 트럭 및/또는 기차) 상으로 제거된 카고를 적재하는 하역/적재 장비의 위치)는 해안선으로부터 이격된 위치로 이동될 수 있다. 즉, 카고 선박이 더 이상 해안선까지 이동할 필요가 없기 때문에 "포트"의 기반 시설을 내륙 지역으로 이전하여 이전에 해안선 포트로 사용된 해안선 지역을 자유롭게 할 수 있는 기회(다른 개발 기회(예컨대, 거주용 또는 상업용 부동산))가 있다. 따라서, 도 8f에 도시된 바와 같이, 본 발명의 양태들에 따르면, 카고 하역/적재 위치(895)는 내륙에 위치하고 포트 영역(890)으로부터 떨어져서, 다른 육지 이용 기회를 위해 포트 영역(890)을 자유롭게 한다.
도 8g는 포트 영역(890)을 갖는 마르세유(Marseilles)의 포트(897)의 예시적인 현재 도면(상부)과 본 발명의 양태에 따라 포트를 이격하여 위치시킨 이후의 동일한 영역(899)(하부) 및 해안가 부동산의 재개발을 나타낸다. 도 8g에 도시된 바와 같이, 포트 영역(890) 및 기반 시설을 해안선으로부터 멀리 이동시킴으로써, 귀중한 부동산이 예를 들어 주거 및/또는 상업용 부동산을 위해 재사용될 수 있다.
튜브 수송의 다른 고려되는 실시예는 카고를 포트 기반 시설 영역(예컨대, 해안선 또는 원격 위치에 위치됨)을 넘어 하나 이상의 하류 목적지(예컨대, 최종 목적지, 공항 또는 기타 교통 허브)로 이동시키기 위해 고속 튜브 수송 시스템을 이용할 수 있다. 이러한 실시예에서, 카고는 연안 도킹 영역에서 카고 선박으로부터 하역될 수 있고, 고속 수송 시스템을 위한 수송을 위해 캡슐에 배치될 수 있다. 전술한 실시예와는 달리, 연안 도킹 영역에서 포트 기반 시설로 카고를 포함하는 캡슐의 수송은 저속 수송 튜브를 통해, 예를 들어 다른 추진 시스템 및/또는 진공이 아닌 수송 튜브를 사용하여 이루어질 수 있다. 포트 기반 시설 영역에 도착하면 캡슐은 저속 수송 튜브에서 고속 수송 튜브로 이동될 수 있다(또는 달리 유도됨). 본 발명의 이러한 양태를 활용함으로써, 하류(예컨대, 최종) 목적지로 수송하기 위해 차량으로 카고 컨테이너의 하역(및 카고의 적재) 및 이동은 카고 수송 루트의 여러 단계(예컨대, 선박 외부 및 포트 영역 외부)를 통해 카고를 이동시키기 위해 공통 수송 차량을 이용함으로써 가속될 수 있다. 추가로 고려되는 실시예에서, 고속 수송 시스템은 (예컨대, 연안 도킹 영역 또는 그로부터의 연결을 이용하지 않고) 포트 기반 시설 자체에서 시작될 수 있다. 이러한 고속 수송 시스템은 튜브 수송 경로를 하나 이상의 하류 목적지(예컨대, 수송 허브, 공장, 최종 목적지)에 제공할 수 있다.
현장( In - Situ ) 제조
도 3을 다시 참조하면, 수송 시스템(10)의 튜브(14)는 튜브를 통과하는 캡슐의 고속 이동을 수용하고 지지하도록 구조화 및 배치된다. 이와 같이, 튜브(14)는 다른 고려 사항 중에서 특히 기술적 및 환경적 요구 사항 및 수송 시스템의 튜브(14)의 위치에 의존할 수 있는 다양한 재료를 갖는 하나 이상의 별개의 제조 공정을 사용하여 형성될 수 있다는 것이 고려된다. 본 발명의 일 실시예에서, 튜브(14)는 보강된 균일한 두께의 스틸 또는 금속 복합 재료로 형성될 수 있고, 캡슐이 양방향(즉, 각각 방향에 대해 하나의 튜브)으로 이동할 수 있도록 나란한 형태로 함께 용접될 수 있다. 특정 튜브 벽 두께는, 예를 들어 필러 사이의 압력 차, 굴곡 및 좌굴, 캡슐 중량 및 가속으로 인한 하중뿐만 아니라 지진 고려 사항과 같은 하중 케이스에 대해 충분한 강도를 제공하는 데 필요할 수도 있다.
본 발명의 실시예에서, 튜브는 예를 들어 원자재(들)이 공급되고 복합 튜브 구조체가 위치에 형성되는 현장 제조로 제조될 수 있다. 하나의 예시적이고 비 제한적인 실시예에서, 현장 제조 시스템은 본 발명에 의해 고려되는 다른 제조 속도로 기기마다 하루에 최대 1km의 2-방향 튜브를 생산할 수 있다.
도 9a 및 9b는 수송 시스템의 튜브(14)를 제조하기 위한 본 발명의 예시적이고 비 제한적인 실시예를 개략적으로 도시한다. 예를 들어, 도 9a는 육상(또는 육상에 배치된 필러(22) 상에)에서 튜브(14)를 제조하고 조립하기 위한 현장 제조 시스템(900)의 사용을 개략적으로 도시한다. 이 실시예에서, 이동식 튜브 제조 기기(56)는 육상에서 움직일 수 있고, 건설 루트(58)를 따라 배향된다. 원자재(60)는 튜브 섹션(14)을 출력하도록 작동 가능하며 개략적으로 도시된 적절한 튜브 제조 시스템(905)에 공급된다. 이해되는 바와 같이, 적절한 튜브 제조 시스템(905)은 다른 고려 사항들 중에서 튜브 구성의 유형 및 원자재의 유형에 기초하여 구성될 수 있다. 완성된 튜브 섹션(14)은 필러(22) 상의 위치에 배치되고 필러(22)에 부착된다(예컨대, 버팀대 및 다른 공지 된 지지체를 통해 직접 또는 간접적으로). 특정 실시예에서, 이동식 튜브 제조 기기(56) 및/또는 필러(22)는 이동식 튜브 제조 기기(56)가 하류 필러(22)를 통과할 수 있도록 크기가 정해지고, 이동식 튜브 제조 기기(56)의 통과 전에 건설 루트(58)를 따라 배치될 수 있다(또는 튜브와 동시에 배치될 수 있다). 도 9a에 도시된 바와 같이, 이동식 튜브 제조 기기(900)는 이동식 튜브 제조 기기(900)를 추진시키도록 구성된 모터(미 도시) 및 모터에 의해 구동되고 수송 시스템의 대략적인 경로(58)를 따라 주행하는 이동식 튜브 제조 기기(900)를 지지하도록 작동될 수 있는 휠 또는 트레드(920)를 포함한다.
도 9b는 수중에서 사용하기 위한 튜브(14)(예컨대, 해저(815)에 배치된)를 제조 및 조립하기 위해 수역(410)에서 사용되는 현장 제조 시스템(950)의 사용을 개략적으로 도시한다. 이 실시예에서, 부유 이동식 튜브 제조 기기(62)(예컨대, 선박, 보트, 바지선 또는 항해용 선박)는 건설 경로(58)를 따라 배향된다. 원자재(60)는 개략적으로 도시된 적절한 튜브 제조 시스템(905)에 공급되며, 상기 튜브 제조 시스템은 예컨대, 부유 이동식 튜브 제조 기기(62)로부터 적절하게 구성된 포트(955)를 통해 튜브 섹션(14)에 구성 및 출력하도록 작동 가능하다. 예시된 실시 예가 포트(955)를 통해 배치되는 튜브 섹션(14)을 도시하지만, 다른 고려되는 실시예에서, 튜브 섹션(14)은 부유 이동식 튜브 제조 기기(62)의 측면(또는 측면들)으로부터 배치될 수 있다. 대안적으로, 부유 이동식 튜브 제조 기기(62)는 상기 부유 이동식 튜브 제조 기기의 후방, 상부 측으로부터 튜브 섹션(14)을 배치할 수 있다. 또한, 예시적인 개략도에 도시되지는 않았지만, 부유 이동식 튜브 제조 기기(62)는 또한 부유 이동식 튜브 제조 기기(62)로부터 튜브 섹션을 이동시키고 튜브 섹션(14)을 해저(815)에 위치시키기 위한 크레인을 포함할 수 있다. 또한, 도 9b에 도시된 바와 같이, 튜브 섹션이 배치될 때, 부유 이동식 튜브 제조 기기(62)는 건설 경로를 횡단하므로, 부유 이동식 튜브 제조 기기(62)는 조인트(36) 및 부표(26)뿐만 아니라 지지 부재(미 도시)를 물에 배치하도록 구성될 수 있다.
도 9c의 900'에 도시된 바와 같이 다른 예시적이고 비 제한적인 실시예에서, 이동식 현장 제조 시스템(56')은 다수의 튜브 섹션(예컨대, 50개의 튜브 섹션)을 제조한 후에 새로운 위치로 이동시키기 위해 단일 위치에 위치될 수 있다. 즉, 각각의 튜브 섹션이 형성되는 수송 경로를 따라 현장 제조 시스템(900)이 전방으로 이동하는 상기 실시예와는 달리, 이 실시예(900')에서, 현장 제조 시스템(56')은 많은 튜브 섹션의 제조를 위한 부지에 위치되고, 이후에 현장 제조 시스템(56')이 튜브 섹션의 다음 배치를 생성하기 위해 새로운 위치(예컨대, 계획된 수송 경로를 따른 하류)로 이동될 수 있다.
도 9c에 도시된 바와 같이, 이동식 현장 제조 시스템(56')은 상기 현장 제조 시스템 상에 배치되며 하나 이상의 튜브(14)를 이동식 튜브 제조 기기로부터 수송 경로 상의 위치로 이동시키도록 작동 가능한 하나 이상의 튜브 크레인(925)을 포함한다. 특정 실시예에서, 이동식 현장 제조 시스템(56')은 상기 현장 제조 시스템 상에 배치되며 지지 차량(940)으로부터 튜브 제조 시스템(56')으로 건설용 재료 및/또는 재료(935)를 이동시키도록 작동 가능한 하나 이상의 크레인(930)을 또한 포함한다. 튜브 제조 시스템(56')은 또한 헬리콥터를 수용하도록 구성된 랜딩 패드(945)를 포함할 수 있다. 도 9c에 도시된 바와 같이, 튜브 제조 시스템(56')은 또한 튜브 건설 재료 및/또는 건설 중인 튜브를 저장하도록 구성된 하나 이상의 저장 영역 및/또는 필러 건설 재료 및/또는 건설 중인 필러를 저장하도록 구성된 하나 이상의 저장 영역을 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 이동식 튜브 제조는 수송 시스템을 위한 하나 이상의 지지체, 파일론 및/또는 튜브 삽입물(예컨대, 트랙, 케이블링, 센서 등)을 제조하도록 부가적으로 구성된다.
예시적이고 비 제한적인 실시예에서, 상기 장치는 튜브 벽 재료를 실린더 형상으로 구부리도록 구성된 재료 벤더, 및 상기 튜브 벽 재료의 단부들 사이의 이음매를 용접하여 튜브를 형성하도록 구성된 용접기를 포함한다. 상기 장치는 추가로, 벽 재료를 제조하도록 구성된 파운드리; 및 튜브 벽 재료에 대해 균일한 벽 두께를 달성하기 위해 튜브 벽 재료를 롤링하도록 구성된 롤러 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
특정 실시예에서, 하나 이상의 수송 튜브를 제조하는 단계는 수송 튜브의 튜브 섹션을 형성하는 단계, 튜브 섹션에 하나 이상의 트랙을 설치하는 단계, 튜브 섹션을 지지 구조체에 부착하는 단계 및 인접한 튜브 섹션을 서로 연결하여 수송 튜브를 형성하는 단계를 포함한다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 부가적인 튜브 제조 시스템(1000)을 개략적으로 도시한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 원자재(60)(예를 들어, 철 및 탄소 및 스틸 또는 스틸 합성물을 제조하기 위한 다른 원소)는 결합되어 제조된 튜브(14)의 물리적 특성을 개선시키도록 하나 이상의 첨가제(66)(예컨대, 내식성 재료, 보호 외부 층)와 튜브 제조 시스템(1005)에서 처리된다. 이해되는 바와 같이, 튜브 제조 시스템(1005)은 다른 고려 사항 중에서 튜브 구성의 유형 및 원자재(60)의 유형(예컨대, 스테인리스 스틸 티타늄을 생성하기 위한) 및 첨가제 재료(66)에 기초하여 구성될 수 있다. 또한, 첨가제 재료(66)는 튜브 구성의 유형 및 원자재(60)의 유형에 기초하여 선택될 수 있다. 실시예에서, 다른 첨가제 재료(66)는 예를 들어 튜브에 도포된 코팅을 포함한다.
도 11a 내지 11d는 본 발명의 양태에 따른 추가 튜브 및 지지 구조체를 개략적으로 도시한다. 도 11a의 장치(1100)에 도시된 바와 같이, 튜브 섹션(14)은 필러 (22)상에 나란한 구성으로 사전 제조되거나 현장 제조되고 조립될 수 있다. 도 11b는 나란한 구성의 튜브 섹션(14)의 단면(A-A)을 도시한다. 튜브(14)는 진동 감쇠 시스템을 통해(예컨대, 간접적으로) 필러(22)에 연결될 수 있다.
또한, 필러(22)는 미리 제조되거나 현장 제조될 수 있고 필러(22)의 물리적 특성을 개선시키기 위해 본원 명세서에서 논의된 바와 같이 예를 들어 댐퍼, 보강 부재 등과 같은 첨가제 및/또는 지지 부재를 포함할 수 있는 것이 고려된다. 도 11a 및 도 11b에 도시된 예시적인 실시예에서, 튜브(14)는 구조 필러(22) 사이에서 연장되며 자체 지지 구조체이다. 즉, 튜브(14)의 강도 및 필러(22) 사이의 거리는 튜브(14)의 임의의 상당한 편향을 방지하기 위해 각각의 필러(22) 사이에서 튜브(14)의 중량(통과하는 캡슐로부터 튜브(14) 상에 가해지는 힘)을 지지하기에 충분하도록 구성, 구조화 및 배치된다.
도 11c에 도시된 바와 같이, 튜브 섹션(14)은 필러(22) 사이에서 연장되며 필러에 고정되는 하나 이상의 지지 구조체(70) 상에 나란한 구성으로 사전 제조 또는 현장 제조되고 조립될 수 있다. 본 발명의 양태들에 따르면, 지지 구조체(70)는 수송 시스템의 튜브 섹션(14)을 수용, 지지 및 고정하도록 구성된다.
도 11d는 나란한 구성의 튜브 섹션(14)의 단면(B-B)를 도시한다. 또한, 필러(22)는 사전 제조 또는 현장 제조될 수 있고, 필러(22)의 물리적 특성을 개선시키기 위해 첨가제 및/또는 댐퍼, 보강 부재 등과 같은 지지 부재를 포함하는 것이 고려된다.
도 11c 및 도 11d에 도시된 예시적인 실시예에서, 구조 필러(22) 사이에서 연장되는 지지 구조체(70)는 자체 지지 구조체이고, 튜브는 (도 11a 및 11b의 예시적인 실시예와 대조적으로) 자체 지지 구조체가 아닐 수 있다. 즉, 튜브(14) 및 지지 구조체(70)가 튜브(14)의 임의의 상당한 편향을 방지하기 위해 각각의 필러(22) 사이에서 튜브(14) 및 지지 구조체(70)의 중량을 지지하기에 충분하도록 지지 구조체(70)와 함께 튜브(14)의 강도 및 필러(22) 사이의 거리가 선택, 구성, 구조화 및/또는 배치된다.
튜브(14) 내에서 예상되는 힘을 견디도록 튜브(14)의 두께의 최적화는 필러(22) 사이에서 튜브(14)의 중량으로 인해 튜브(14) 상의 바람직하지 않은 하향 편향력을 방지하는데 충분하지 않을 수 있다. 따라서, 지지 구조체(70)를 이용함으로써, 지지 구조체(70)의 두께가 튜브(14)의 임의의 상당한 편향을 방지하도록 최적화되는 동안 튜브 내의 예상되는 힘(예컨대, 튜브(14)를 횡단함으로써 캡슐에 가해짐)에 대해 튜브(14) 자체가 최적화될 수 있다.
튜브 구조 및 제조
수송 시스템의 튜브 내의 캡슐의 작동은 최대 성능 및 효율을 얻기 위해 구성된 튜브의 내부 층으로부터 이익을 얻는다. 이하에서 논의되는 본 발명의 하나 이상의 실시예는 수송 시스템의 목적뿐만 아니라, 예를 들어 오일 및 가스 파이프 라인 산업 등을 포함하는 다른 산업 분야에 대한 이러한 도전의 해결책을 제공한다. 또한, 튜브 구조체가 캡슐을 운반하도록 구성되지만, 튜브는 예를 들어, 서드 파티 케이블 및/또는 배선 시스템을 수용하도록 구성될 수도 있다. 본 발명의 양태에 따르면, 서드 파티 케이블 및/또는 배선 시스템을 위한 튜브를 추가로 사용함으로써, 튜브 수송 시스템을 구성 및/또는 유지하는 비용이 분배되거나 공유될 수 있다. 즉, 수송 경로의 공공 통행로(ROW)는 수송 시스템의 튜브 내에 또는 그 위에 설치될 수 있는 예를 들어 전기, 통신 배선 및/또는 파이프 라인의 배치를 통해 수익을 창출할 수 있다.
도 12a 및 12b를 참조하면, 본 발명의 다른 튜브 제조 공정이 도시되어 있다. 튜브(72)는 제1 또는 내부 층(74) 및 하나 이상의 외부 층(76)을 포함할 수 있는 것이 고려된다. 내부 층(74) 및 외부 층(76)은 다양한 합성물, 플라스틱 및/또는 금속으로 제조되어 수송 시스템의 설계 요구사항을 만족시키고, 내부 층 내의 캡슐의 이동의 효율성 및 외부 층의 구조적 및 환경적 요구사항을 최대화시킬 수 있다. 예를 들어, 실시예에서, 외부 층(76)은 주위 환경 조건에 대해 최적화될 수 있다(예를 들어, 날씨 및/또는 부식으로부터의 마모를 감소시키기 위해). 또한, 다른 실시예에서, 외부 층(76)은 예를 들어 발사된 탄환으로부터의 펑크에 내성이 있도록 최적화될 수 있다. 또한, 내부 층(74)은 튜브 내부의 저압 환경의 조건에 최적화될 수 있다. 내부 층(74) 및 외부 층(76)은 접착 결합, 금속 결합, 납땜 등을 포함하는(제한되지 않음) 다양한 기계적 및/또는 화학적 결합 공정을 통해 서로 인접한 위치에 고정될 수 있다.
도 12a 및 도 12b에 도시된 바와 같이, 튜브(72)는 내부 층(74)과 외부 층(76) 사이에 배치된 하나 이상의 충진 층(78)을 또한 포함한다. 본 발명의 실시예에서, 충진 층(78)은 베이스 금속 재료의 많은 물리적 특성을 유지하면서 강도를 증가시키고, 열 전도성을 감소시키며, 충진 층(78) 및 튜브(72)의 중량을 상당히 감소시키는 발포(foam) 금속 재료 등으로 형성될 수 있다. 또한, 다른 섬유, 중합체 및 복합 재료가 충진 층을 형성하는데 이용될 수 있는 것이 고려된다. 본 발명의 양태에 따르면, 충진 층(78)을 이용함으로써, 내부 층(74) 및/또는 외부 층(76)의 벽 두께가 감소 될 수 있다.
충진 층(78)의 재료는 발포 재료(예컨대, 금속 발포체와 같이 매우 무거운 발포체 또는 허니콤 또는 피라미드 구조와 같은 다른 적절한 강성 프레임 재료) 일 수 있으며, 이는 튜브 구성에 강성(강도와 달리 또는 강도 이외에)을 제공하는데 이용된다. 또한, 발포 재료는 단열 및/또는 방음을 제공하도록 최적화될 수 있다. 충진 층(78)으로 튜브를 형성함으로써, 스틸 층의 전체 두께(동일한 직경의 균일 한 스틸 튜브 두께와 비교할 때)가 감소되므로, 튜브 제조 비용이 감소 될 수 있다. 또한, 발포체와 같은 저 중량의 충진 층 (78)(튜브 벽의 다른 재료와 비교할 때)을 이용함으로써, 튜브 섹션의 전체 중량이 감소 될 수 있는 한편, 동일한(또는 유사한) 강도 및/또는 강성 특성을 갖는 튜브를 제공한다.
도시된 예시적인 실시예가 3개의 층을 도시하지만, 실시예에서 튜브 구성은 3개 이상의 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 튜브는 1개 이상의 "내부" 층 및/또는 1개 이상의 "외부" 층을 포함할 수 있다. 부가적으로, 튜브는 추가적인 중간 금속 층과 중간 금속층과 내부 벽 또는 외부 벽 사이에 추가적인 충진 층을 포함할 수 있으며, 따라서 금속-충진-금속-충진-금속 적층 구성을 제공한다.
도 13은 본 발명의 양태에 따른 다른 예시적이고 비 제한적인 튜브 구성을 도시한다. 인장 상태에 있는 튜브는 압축 상태에 있는 튜브보다 받는 하중에 반응하는데 더욱 효과적이다. 예를 들어, 원통형 튜브는 인장 상태로 로드된 튜브에 비해 압축 상태로 로드될 때 휘어지는(buckle) 경향이 있다. 본 발명의 상기 양태에 따르면, 튜브(1300)는 내부 벽(80)과 상기 내부 벽(80)을 적어도 부분적으로 둘러싸는 외부 구조체(82)를 포함한다. 내부 벽(80)과 외부 구조체(82)의 조합은 네트 인장 튜브(즉, 인장 상태의 튜브)를 제공하도록 결합시킨다
본 발명의 하나의 예시적이고 비 제한적인 실시예에서, 내부 벽(80)은 예를 들어 내부 압력과 같은 로딩 공정을 통해 팽창되어 내부 벽(80)에 인장 상태(84)를 형성한다. 다음으로, 외부 구조체(82)는 로딩 공정이 종료됨에 따라 내부 벽(80)에 고정되어 외부 구조체(82)에 네트 압축 상태(86)를 형성한다. 이러한 상태에서, 내부 벽(80)은 인장 상태로 유지되고, 이에 따라 외부 구조체(82)를 위한 안정 지지 표면을 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 내부 벽(80)은 가열 공정을 통해(내부 압력 대신에 또는 내부 압력 이외에) 팽창되어 내부 벽을 신장시킨다. 예시적인 실시예에서, 최대 200℉ 또는 이를 초과하는 온도가 상기 가열 공정 중에 사용될 수 있다. 결합된 내부 벽(80) 및 외부 구조체(82)는 외부 구조체(82)가 내부 벽(80)에 고정되고 가열 공정이 종료된 후에 냉각된다. 상기 공정은 내부 벽(80)이 외부 구조체(82)가 압축 상태(86)에 있는 동안에 인장 상태(84)에 있도록 하는 전술한 기계적인 로딩 공정과 유사한 결과를 제공한다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 수송 시스템과 함께 사용하기 위한 다른 튜브 구성을 도시한다. 각각의 실시예에서, 단일 튜브(88)는 전술된 나란한 한 쌍의 튜브를 대체한다. 도 14에 도시된 바와 같이, 이러한 예시적이고 비 제한적인 구성(1400)으로, 튜브(88)는 예를 들어 튜브(88)의 외부 벽(92)의 내부 둘레 사이에서 연장되는 하나 이상의 압축 부재(90)를 포함한다. 본 발명의 양태에 따르면, 압축 부재(90)는 외부 벽에 장력(94)을 유도하는 구속된 하중(1405)을 제공한다. 즉, 튜브의 이러한 구성에 있어서, 튜브(88)는 네트 장력을 갖는다.
본 발명의 양태에 따르면, 이러한 상태에서, 유도된 인장 하중(94)은 튜브(88)의 외부 벽(92)이 네트 인장 상태의 균등한 압력 안정 구조를 형성하게 한다. 실시예에서, 캡슐(또는 포드)(12)은 튜브(88) 내의 압축 부재(90)의 각각의 측면 상을 이동할 수 있다. 본 발명의 이러한 양태들을 구현함으로써, 튜브 벽 두께가 감소 될 수 있고, 따라서 재료가 덜 필요하고 튜브 제조 비용이 감소될 수 있다. 또한, 네트 인장 튜브를 구현함으로써, 저렴한 튜브 벽 재료가 튜브에 필요한 강도 및/또는 강성을 제공하기에 충분할 수 있으므로, 재료가 덜 필요하고 튜브 제조 비용이 감소될 수 있다.
본 발명의 추가적인 양태에 따르면, 도 15는 본 발명의 다른 예시적이고 비 제한적인 실시예를 도시하며, 한 쌍의 압축 부재(90)는 외부 벽(92)에 장력을 유도하여, 예컨대, 포드(12)를 위한 4개의 이동 경로가 튜브(88) 내에 형성된다. 이러한 4-경로 구성을 갖는 실시예에서, 2개의 경로는 카고 캡슐을 위해 지정될 수 있고, 다른 2개의 경로는 사람(또는 사람/카고 결합) 캡슐을 위해 지정될 수 있다. 포드(12)는 동일한 직경을 갖는 것으로 개략적으로 도시되어 있지만, 포드는 상이한 크기를 갖도록 구성될 수 있음을 이해해야한다. 예를 들어, 카고용으로 구성된 트랙의 포드는 승객을 위한 포드보다 직경이 더 클 수 있다.
대안적으로, 튜브 구성은 육상 및 해상(예를 들어, 물 위 또는 물 아래) 사용에 대해 동일할 수 있다. 즉, 튜브 경로가 육상(또는 지하) 위로 그리고 물(또는 수중) 위를 이동하므로 동일한 튜브 구성을 사용할 수 있다. 추가로 고려되는 실시예에서, 튜브 경로는 튜브 경로의 상이한 영역에 다수의 튜브 구성을 포함할 수 있다.
튜브 구성의 예시적인 실시예 중 다수는 단면이 원형이지만, 다른 단면 형상 (예컨대, 타원형, 마름모꼴, 직사각형)이 사용될 수 있다. 예를 들어, 원형 단면 형상은 균일한 압축 상태(또는 실시예들에서 장력 상태)의 튜브를 제공하지만, 튜브 구성은 구조적 또는 디자인적 고려사항 이외에 미적인 고려 사항에 (예컨대, 적어도 부분적으로) 기초할 수도 있다.
또한, 튜브의 도시된 많은 실시예에서는 벽 두께가 균일하지만, 튜브 벽의 두께가 가변적일 수 있다. 예를 들어, 더 큰 G-힘을 받는 캡슐 이동 경로의 영역 (예를 들어, 경로에서 회전 또는 굴곡이 있는)에서, 튜브의 두께가 증가될 수 있다. 대안적으로, 튜브 벽은 튜브의 전체 원주 둘레에서 두껍게 형성될 수 있거나 또는 튜브 벽의 두꺼운 부분이 튜브 원주의 일부분에만 위치될 수 있다(예를 들어, 수송 경로의 커브를 지나갈 때 차량에 원심력이 작용하는 벽 부분). 반대로, 다른 실시예에서, 튜브의 두께는 더 작은 G-힘(예를 들어, 경로에서 곧은 부분)을 받는 캡슐 이동 경로의 영역에서 감소될 수 있다.
본 발명의 추가 양태에 따르면, 튜브 벽 두께는 예상 캡슐 속도에 대해 최적화될 수 있고 및/또는 캡슐 속도를 제어하는 것을 보조하도록 최적화될 수 있다. 예를 들어, 실시예에서, 튜브 벽 두께는 튜브(14)의 내부 직경이 감소되도록 증가될 수 있다. 튜브(14)의 내부 직경이 감소 됨에 따라, 캡슐(12) 주위의 공기 유동 통로가 또한 감소된다. 본 발명의 양태에 따르면, 캡슐(12) 주위의 공기 유동 통로를 감소시킴으로써, 캡슐(12) 상의 드래그가 증가되고, 캡슐(12)이 느려진다. 예를 들어, 스테이션에 접근하거나 또는 수송 경로에서 상당한 커브 또는 회전이 있는 바와 같이, 캡슐의 감속이 요구되는 수송 시스템의 영역에서 튜브(14)의 내부 직경이 감소될 수 있도록 튜브 벽 두께가 또한 증가될 수 있다.
추가로 고려되는 실시예에서, 튜브의 부분은 윈도우(또는 적어도 부분적으로 반투명 재료)를 포함할 수 있고, 캡슐 자체가 윈도우(또는 적어도 부분적으로 반투명 재료)를 포함할 수 있다. 튜브와 캡슐에 이러한 윈도우를 제공함으로써, 승객은 수송 시스템의 외부를 "볼 수" 있고, 이는 예컨대, 밀실 공포증에 대한 감정을 감소시키고 기차를 타는 것과 비슷한 경험을 승객에게 제공할 수 있다(예컨대, 캡슐이 튜브 경로를 횡단할 때 주변 환경을 보는 것). 적어도 부분적으로 반투명 재료를 이용하는 것은, 예를 들어, 승객이 튜브 외부로부터 들어오는 빛을 적어도 볼 수 있도록 한다. 이러한 투명하거나 부분적으로 반투명한 재료는 예를 들어, 그라 핀 및/또는 탄소 보강 재료(예컨대, 범선 세일(sails)과 유사)를 포함할 수 있다. 튜브 대신에 사용될 수 있는 저압 환경에 대한 추가의 대안적인 구조체는 USPTO에 동일한 날에 출원되었으며 "저압 환경 구조체"의 명칭으로서 공통으로 부여된 미국 특허 출원(대리인 관리 번호 P48973)에 논의되어 있으며, 그 내용은 본원 명세서에서 참조로서 완전히 포함된다. 이러한 저압 환경 구조체 중 임의의 것이 튜브 대신 및/또는 튜브와 함께 사용될 수 있으며, 인장 하중을 견딜 수 있는 재료를 포함할 수 있다(그러나 이에 국한되지 않음).
다른 고려되는 실시예에서, 캡슐이 튜브 수송 경로를 횡단할 때 외부 환경의 시야를 제공하는 뷰 스크린(예컨대, LCD 또는 LED 스크린)을 포함할 수 있다. 실시예에서, 카메라는 외부 환경의 이미지를 획득하는데(예컨대, 실시간으로) 이용될 수 있으며, 이후에 캡슐 내의 뷰 스크린 상에 투사된다. 다른 고려되는 실시예에서, 캡슐이 튜브 수송 경로를 횡단할 때 외부 환경의 표준 묘사를 투사하기 위해(예컨대, 실시간 디스플레이가 아닌) 뷰 이미지가 미리 결정될 수 있다(예컨대, 사전 기록될 수 있다).
부상 시스템 및 방법
도 16 내지 도 24b는 본 발명의 양태에 따라 트랙 표면(100)(실시예에서는 정적 및/또는 동적 환경일 수 있음) 위에 캡슐(12)을 부상시키는 다양한 시스템 및 방법을 개략적으로 도시한다. 캡슐(12)은 유체 베어링(예컨대, 액체 또는 공기 베어링)을 사용하여 부상될 수 있거나 또는 자기 부상(예컨대, 할바흐 어레이를 사용하여)에 의해 부상될 수 있다. 또한, 특정 실시예에서, 캡슐(12)은 단독으로 또는 부상 시스템과 함께 하나 이상의 트랙 상을 주행하는 휠을 또한 이용할 수 있다.
예를 들어, 도 16에 도시된 바와 같이, 캡슐 또는 포드(12) 상에 있는 하나 이상의 베어링(102)과 협동하는 튜브(14) 내에 하나 이상의 트랙(100)이 배치된다. 특정 실시예에서, 베어링(102)은 베어링 표면(102)과 트랙(100) 사이에 비 접촉, 저 마찰 부하 베어링 인터페이스를 제공하도록 베어링(102)을 통해 유동하는 가압 유체(예컨대, 공기 또는 액체)의 얇은 필름을 사용하고, 이에 따라 베어링(102)의 면과 트랙(100) 사이의 압력이 캡슐(12)을 지지하는데 충분하다. 동일한 목적을 달성하기 위해 하나 이상의 공기 베어링 대신에, 도 23a 및 도 23b(본원 명세서에 기술된)에 도시된 바와 같이 유체 역학적 베어링 등과 같은 다른 부상 공정 및/또는 구조체가 사용될 수 있는 것이 고려된다.
도 17 내지 도 21에 도시된 바와 같이, 본 발명은 본 발명의 실시예와 관련하여 다양한 트랙 구성이 구현될 수 있음을 고려한다. 예를 들어, 도 17은 본 발명의 실시예와 관련하여 구현될 수 있는 4개의 상이한 트랙 구성을 개략적으로 도시한다. 본 발명의 양태에 따르면, 트랙은 캡슐(12) 상에 제공된 대응하는 공기 베어링(들)(102)을 갖는 튜브(14) 내에 배치될 수 있다. 이들 실시예가 공기 베어링을 사용하는 것으로 도시되어 있지만, 실시예에서 예컨대, 자기 부상 베어링 또는 다른 유체 베어링(예컨대, 액체 베어링)과 같은 다른 베어링이 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 캡슐(12)의 측면(및/또는 수직) 안정성을 보장하기 위해 보조 안내 공구(미 도시)가 또한 포함될 수 있음을 이해해야 한다.
예시적인 트랙 구성(1700)에서, 각각 수직에 대해 약 45°로 튜브(14)로부터 연장되는 2개의 트랙(100)이 제공된다. 실시예들에서, 트랙(100)은 튜브(14)의 내부 벽에 용접 및/또는 고정될 수 있다. 캡슐(12)은 2개의 트랙(100)과 상호 작용하도록 구조화되고 배치된 상응하는 공기(또는 다른) 베어링(102)을 갖는다. 본 발명의 양태에 따르면, 트랙 구성(1700)을 이용함으로써 평형 수평 힘 벡터의 제공에 의해 2개의 트랙(100)이 부가적인 수평 안정성을 제공한다.
트랙 구성(1705)에 따르면, 튜브(14)로부터 연장되는 3개의 트랙(100)이 제공되되, 1개의 트랙(100)은 캡슐의 하부로부터 연장되고(도 16의 실시예에서와 같이), 트랙(100)은 캡슐(12)의 하부에 배치된 트랙(100)으로부터 각도 오프셋(대략 90°)되어 캡슐(12)의 각각의 측에 배치된다. 캡슐(12)은 3개의 트랙(100)과 상호 작용하도록 구조화되고 배치된 3 개의 대응하는 베어링(102)을 갖는다. 본 발명의 양태에 따르면, 트랙 구성(1705)을 이용함으로써 평형 수형 힘 벡터의 제공에 의해 2개의 측면 트랙(100)이 캡슐(12)에 추가적인 수평 안정성을 제공한다.
트랙 구성(1710)에서, 캡슐의 하부에 있는 튜브로부터 연장되는(도 16의 실시예에서와 같이) 단일 트랙(100')이 제공된다. 그러나, 도 16의 실시예와 대조적으로, 상기 구성(1710)에서, 단일 트랙(100')은 대략 "U" 형상 프로파일을 갖는다. 캡슐(12)은 대략 "U" 형상 프로파일을 갖는 트랙(100')과 상호 작용하도록 구조화되고 배치된 대응하는 "U" 형상 공기 베어링(102')을 갖는다. 이러한 실시예에서, "U" 형상 공기 베어링(102")은 하부 방향 및 좌우 방향으로 공기의 쿠션을 제공하고, 각각의 공기의 쿠션은 "U" 형상 트랙(100')의 각 측면과 상호 작용한다. 이러한 예시적인 실시예에서, 트랙(100')의 "U" 형상 프로파일의 벽은 부가적으로 트랙(100') 상에 캡슐(12)을 보다 효과적으로 구속하기 위해 수평(side-to-side) 이동을 감소시키는 역할을 한다. 즉, 트랙 구성(1710)은 캡슐(12)의 이동 방향에 직각인(또는 수평 안정성을 제공하는) 캡슐(12)의 수평 이동을 감소시킨다.
트랙 구성(1715)에서, 수직에 대해 약 90°로 튜브(14)로부터 연장되는 2개의 트랙(100")이 제공된다. 도 17에 도시된 바와 같이, 트랙 구성(1715)에서, 2개의 트랙(100")은 "V" 형상 프로파일을 갖는다. 캡슐(12)은 2개의 트랙(100")과 상호 작용하도록 구조화되고 배치된 대응하는 "V" 형상 공기 베어링(102")을 갖는다. 이 실시예에서, 각각의 "V" 형상 공기 베어링(102")은 상향 및 하향으로 공기의 쿠션을 제공하고, 각각의 공기의 쿠션은 "V" 형상 트랙(100")의 각각의 측면과 상호 작용한다. 이 실시예에서, 트랙(100")의 "V" 형상 프로파일의 벽은 트랙(100") 상에 캡슐(12)을 보다 효과적으로 구속하기 위해 상하 이동을 감소시키는 역할을 한다. 즉, 상기 트랙 구성(1715)은 평형 수직 힘 벡터를 제공함으로써 튜브(14) 내의 캡슐(12)의 수직 이동을 감소시키고(즉, 증가된 수직 안정성을 제공함), 평형 수평 힘 벡터를 제공함으로써 추가적인 수평 안정성을 제공한다.
도 18에 도시된 바와 같이, 예시적인 트랙 구성(1800)에서, 도 17의 트랙 구성(1700)과 유사하게 각각 수직에 대해 약 45°로 튜브(14)로부터 연장되는 2개의 트랙(100)이 제공된다. 캡슐(12)은 2개의 트랙(100)과 상호 작용하도록 구조화 및 배치되는 대응하는 공기 베어링(102)을 갖는다. 상기 구성(1700)과 대조적으로, 상기 구성(1800)에서, 2개의 트랙(100)은 A-프레임 지지체(1805)에 의해 지지된다. 본 발명의 양태에 따르면, 예컨대, 도 17의 트랙 구성(1700)과 비교할 때, A-프레임 지지체(1805)에 의해 2개의 트랙(100)에는 부가적인 안정성이 제공된다.
도 19 내지 도 21은 본 발명의 다른 예시적이고 비 제한적인 트랙 구성을 도시한다. 도 19에 트랙 구성(1900)을 도시하고, 트랙(1905)은 튜브(14)의 상부 표면 상에 배치되어서, 캡슐(12)이 트랙(1905) 아래로 연장된다(또는 "매달려진다"). 도 19에 도시된 바와 같이, 캡슐(12)은 트랙(1905) 상의 대응하는 돌출부(1920)와 상호 작용하도록 구조화되고 배치된 돌출부(1915)를 갖는 베어링(1910)(예컨대, 유체 또는 자기 베어링)을 포함한다. 이해되는 바와 같이, 베어링 돌출부(1915)는 힘 (예를 들어, 유체의 흐름 또는 자기력) 캡슐을 부상시키기 위해 대응하는 돌출부(1920)에 대해 작용하는 힘(예컨대, 유체 유동력 또는 자기력)을 출력한다.
도 20은 예시적이고 비 제한적인 트랙 구성(2000)을 도시한다. 도 20에 도시된 바와 같이, 캡슐(12)은 대응하는 경사 트랙 표면(2010)과 협력하는 캡슐(12)로부터 연장되는 한 쌍의 핀(2005)(예컨대, 2면체 핀)을 구비하여 평형 수평 힘 벡터의 제공에 의해 캡슐(12)의 측면 안정성을 향상시킬 수 있다.
도 21a 및 도 21b는 예시적인 트랙 구성(2100)을 도시하며, 개략적으로 도시된 캡슐(12)이 이동 케이블(2105) 등으로부터 매달린다. 실시예에서, 케이블은 캡슐의 단부에서 모터에 의해 당겨질 수 있다. 또는, 토우 케이블(2105)을 통해 주기적으로 배치된 자석을 갖는 자기 드라이브가 캡슐(12)을 추진시키는데 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 양태에 따르면, 튜브 부착 지점 후크의 평탄한 섹션(2110)은 전체 표면을 따라 이용되도록 동압 유체(hydrodynamic) 베어링을 포함할 수 있다.
트랙 전환
예시적인 실시예에서 예를 들어 지점 A에서 지점 B로 이동하는 것으로 설명되었지만, 본 발명은 목적지들 사이에 단일 튜브를 갖는 것이 주요 수송 허브에서 시스템 비용을 급격히 증가시키고 병목 현상을 형성할 것을 고려한다. 또한, 원형 선체를 이용하는 공기 베어링을 사용하여 경로를 변경하는 것이 어려울 수 있다. 따라서, 수송 시스템 내의 상이한 경로 사이를 전환하는 효과적인 기술이 필요하다.
도 22a 내지 도 22c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서, 중간 경로 라우팅 기능은 이동 시간을 크게 증가시키고, "레이-오버"를 감소시키며, 시스템 레벨 효율을 증가시키기 위해 추가한다. 실시예에서, 포드는 2개의 레일을 동시에 탈 수 있으며, 각각의 레일은 차례로 다른 레일로부터 결국 멀어지게 된다. 본 발명의 양태에 따르면, 대안적인 경로 레일은 차량 이동에 영향을 미치지 않도록 작동(예컨대, 이동 경로로부터 낮추어 짐)에 의한 사용으로부터 옮겨지는 반면, 올바른 레일(예컨대, 소망하는 경로)은 제자리에 유지되어서, 올바른 레일(즉, 캡슐을 소망하는 경로로 향하게 하는)만이 남아있게 된다. 도 22a 내지 도 22c의 개략도에 도시되지는 않았지만, 각각의 캡슐이 튜브 수송 시스템을 가로지르므로 적합한 제어기(예컨대, 튜브 내에 위치되고 중앙 커맨드 및/또는 개별 캡슐과 통신함)가 트랙 전환 시스템을 작동시키기 위해 이용될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 도 22a 내지 도 22c에 도시되지는 않았지만, 경로 전환 구조체의 현재 위치를 검출하고 제어 시스템(예컨대, 하나 이상의 컴퓨터 프로세서를 포함)에 피드백을 제공하도록 하나 이상의 센서(예컨대, 광학 또는 위치 센서)가 이용될 수 있어서, 소망하는 하류 경로에 대한 경로 전환 구조체를 적절히 위치시키는 것을 돕는다.
실시예에서, 현재 개시된 트랙 전환 시스템은 캡슐 상의 최적 로딩 시나리오를 위해 설계될 수 있다. 본 발명의 양태들에 따르면, 캡슐 상에서 최적 로딩 시나리오를 위한 트랙 전환 시스템을 설계함으로써, 전환 시간이 크게 감소될 수 있다.
다른 실시예에서, 예를 들어, 도 22a에 개략적으로 도시된 바와 같이, 경로 전환 구성(2200)은 캡슐(미 도시)을 2개의 다른 경로(2240, 2245) 중 하나로 지향시키는 2개의 레일 섹션(2210, 2215)을 갖는 스키드(2205)를 포함한다. 본 발명의 양태에 따르면, 스키드(2205)는 상류 트랙(2220)과 정렬하여 소망하는 레일 섹션(즉, 레일 섹션(2210) 또는 레일 섹션(2215))을 이동시키기 위해 방향(2235)에서 전후방으로 작동될 수 있어서(예컨대, 유압식, 공압식 또는 서보 모터를 사용함), 캡슐을 소망하는 경로로 향하게 하도록 한다. 예를 들어, 도 22a에 도시된 바와 같이, 스키드(2205)는 캡슐을 하행 경로(2240)에 보내기 위해 하류 트랙 섹션(2225)과 상류 트랙 섹션(2220)을 정렬하도록 현재 위치설정된다. 본 발명의 양태에 따르면, 스키드(2205)를 좌측으로 작동시킴으로써, 상류 트랙 섹션(2220)이 하류 트랙 섹션(2230)과 정렬되어 캡슐 하행 경로(2245)를 보낼 수 있다.
또한, 도 22b의 예시적인 전환 시스템에 도시된 바와 같이, 경로 전환 구성(2250)에서, 튜브(14)의 윤곽과 일치하도록 구조화되고 배치된 큰 벽 또는 플래퍼(flapper) 도어(2255)가 선회부(2260)를 중심으로 양 방향(2265)으로 선회될 수 있어서, 캡슐(미 도시)을 올바른(예컨대, 소망하는) 튜브 경로 방향(즉, 2240 또는 2245)으로 향하게 할 수 있다. 예를 들어, 도 22b에 도시된 바와 같이, 플래퍼 도어(2255)는 캡슐(미 도시)을 하행 경로(2245)에 보내도록 상류 튜브 섹션(2265)을 하류 튜브 경로(2245)와 연결하도록 현재 위치되어 있다. 본 발명의 양태에 따르면, 반 시계 방향 회전으로 플래퍼 도어(2255)가 작동함에 따라, 상류 튜브 섹션(2270)은 캡슐(미 도시)을 하행 경로(2240)에 보내도록 하류 튜브 경로(2240)와 연결될 수 있다.
본 발명의 양태에 따르면, 이러한 이동 가능한 벽을 사용하면 공기 베어링을 사용할 수 있고, 포드가 이동하기 위한 튜브의 내부 선체의 완전성을 유지할 수 있다. 또한, 플래퍼 도어가 적절하게 작동하지 않으면, 캡슐은 올바르지 않은 경로(예컨대, 비 소망 경로)를 따라 이동할 수 있다. 실시예들에서, 플래퍼 도어(2255)가 어느 한 경로를 통과하는 것을 방지하는 위치에 있도록 플래퍼 도어(2255)가 적절하게 작동하지 않으면, 하나 이상의 센서(미 도시)가 부적절한 위치를 검출하고, 플래퍼 도어(2255)가 적절히 위치될 때까지 접근하는 캡슐을 멈추게 한다(또는 천천히 움직이게 한다).
도 22b는 분기 경로를 향한 방향(2272)으로 이동하는 캡슐과 함께 설명되지만, 경로 전환 구성(2250)은 상기 방향(2272)의 반대 방향으로 이동하는 캡슐에 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 즉, 경로 전환 구성(2250)을 분기 통로에서 사용하는 것에 더하여, 본 발명은 2개의 통로가 단일 통로로 수렴하는 수송 경로 내의 지점을 따라 이러한 구조체를 사용하는 것을 고려한다.
도 22c는 유체(예컨대, 공기) 베어링에 의해 캡슐(12)이 부상되는 다른 예시적이고 비 제한적인 실시예를 개략적으로 도시한다. 본 발명의 양태에 따르면, 캡슐(14)의 방향 경로는 소망하는 하류 경로를 향해 캡슐(14)을 "당김으로써" 제어될 수 있으며, 측면 트랙 중 하나는 캡슐의 경로 밖으로 작동될 수 있으므로 캡슐의 경로에 영향을 미치지 않지만 반대의 측면 트랙 및 하부 트랙은 소망하는 하류 경로를 향하여 캡슐을 "조종"한다.
예를 들어, 도 17의 구성(1705)에 도시된 바와 같이, 캡슐은 3개의 공기 베어링(102) 및 대응하는 트랙(100)을 이용할 수 있다. 도 22c에 예시적으로 도시된 바와 같이, 분기 경로가 접근됨에 따라, 2개의 측면 트랙이 작동 가능한 트랙(2285)으로 전환될 수 있다. 작동 가능한 트랙(2285)은 대응하는 공기 베어링(102)의 상호 작용 범위를 넘어 트랙(2285) 중 하나의 위치에 선택적으로 위치하도록 수평 방향으로 이동될 수 있고, 이에 따라 다른 방향(예컨대, 경로(2240) 또는 경로(2245))이 필요하다. 예를 들어, 도 22c에 도시된 바와 같이, 좌측 작동 가능 트랙(2285)은 대응하는 좌측 공기 베어링(102)의 상호 작용 범위를 넘어서도록 좌측으로 이동되었다. 캡슐(12)은 트랙(100)에 의해 부상이 유지되면서 우측 작동 가능 트랙(2285)에 의해 "당겨져서" 캡슐이 하행 경로(2240)를 향하게 한다(그리고 경로(2245)로부터 멀어짐). 경로 전환 영역을 가로지르고 하행 경로(2240)로 이어지면, 우측 작동 가능한 트랙(2285)은 우측 트랙(100)(즉, 비 작동 가능한 트랙)으로 다시 전이되고, 우측 공기 베어링(102)은 우측 트랙(100)과 상호 작용한다. 또한, 좌측 공기 베어링(102)은 튜브 경로(2240)의 좌측 트랙(미 도시)과 상호 작용한다.
도 22c의 실시예/개략도에 도시된 바와 같이, 작동 가능한 트랙(2285)은 측면부(2290) 및 돌출부(2295)를 포함한다. 측면부(2290) 및 돌출부(2295)는 캡슐(12)을 선택된 경로(예컨대, 2240 또는 2245)를 향해 "당겨지는" 것을 돕도록 구조화되고 배치된다. 특정 실시예에서, 측면 공기 베어링(102)은 작동 가능한 트랙(2285)의 측면부(2290) 및 돌출부(2295)와 상호 작용하도록 공기 베어링 유체를 공기 베어링(102)의 측면부 및 상부로부터 배출하도록 작동될 수 있어서(즉, 캡슐(12)을 향해), 작동 가능한 트랙(2285)이 선택된 하류 경로(2240)로 캡슐(12)을 "당긴다". 또한, 특정 실시예에서, 좌측 공기 베어링은 캡슐을 선택된 하류 경로(2240)를 향해 "미는" 것을 돕기 위해 전환 영역을 통한 적어도 이동의 일부분에 대해 돌출부(2295)와 상호 작용할 수 있다. 실시예들에서, 경로 전환 전이(예컨대, 도 22c에 도시된 바와 같이 경로 선택을 갖는 좌측 베어링) 동안 사용되지 않는 공기 베어링(102)은 경로 전환 전이 중에 유체 유동을 차단하도록(또는 감소하도록) 구성될 수 있다.
이해되는 바와 같이, 캡슐(12)을 하류 경로(2245)를 따라 보내고자 한다면, 우측 작동 가능한 트랙(2285)은 우측 베어링(102)의 상호 작용 영역을 넘어서 이동되고, 좌측 작동 가능한 트랙(2285)은 좌측 베어링(102)의 상호 작용 영역 내로 이동된다. 도 22c에 도시된 바와 같이, 작동 가능한 트랙(2285)는 예를 들어 공압 또는 유압 액추에이터(2297)를 통해 캡슐(12)의 공기 베어링(102)의 경로 내외로 이동될 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 트랙 구성은 예컨대, 트랙이 2개의 별도의 경로로 분기할 때 캡슐을 "회전"시키기 위한 이동 경로를 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서, 튜브는 상부 및 하부 트랙의 조합에 의해 캡슐을 상이한 경로로 이동시키는 것과 같이, 상이한 기능을 갖는 하나 이상의 트랙을 포함할 수 있다. 하나의 예시적이고 비 제한적인 실시예에서, 상부 트랙이 캡슐 이동의 주요 모드로서 사용되는 경우, 전환 영역(또는 전환 스테이션)이 접할 때, 하부 트랙이 캡슐 이동의 일부를 위해 제공될 수 있으며, 상부 트랙이 적절한 트랙으로 후속하여 전환되는 동안 캡슐의 무게를 지지한다. 다른 실시예들에서, 동일한 목적을 달성하기 위해 캡슐을 들어 올리거나 지지하기 위해 로터리 베어링(예컨대, 휠)이 사용될 수도 있다(공기 주입의 유무와 상관없이).
도 23a는 본 발명의 다른 양태에 따라 유체(예컨대, 액체) 베어링(2205)을 이용하는 예시적인 트랙 구성(2200)을 개략적으로 도시한다. 본원 명세서에 기술된 공기 베어링과는 달리, 유체 베어링(2205)은 캡슐을 부상시키기 위해 유체 층(예컨대, 액체)을 주입하도록 작동 가능하다. 도 23a에 도시된 바와 같이, 유체 베어링(2205)은 유체 베어링(2205)과 트랙(100) 사이의 영역 내로 유체 층(2210)(예컨대, 점성의, 크게 압축되지 않는 유체 또는 덜 압축 가능한 액체)을 주입하도록(예컨대, 하나 이상의 노즐을 통해) 작동 가능하다. 본 발명의 양태에 따르면, 유체 층(2210)은 트랙(100)과 상기 트랙(100)을 따라 이동하는 캡슐(12) 사이의 마찰을 감소시키도록 유체 베어링(2205)과 캡슐(12)의 중량을 지지하도록 작동 가능하다.
도 23b는 본 발명의 양태에 따른 수송 시스템과 함께 사용하기 위한 또 다른 예시적인 유체(예컨대, 액체) 베어링 구성(2300)을 도시한다. 도 23b에 개략적으로 도시된 바와 같이, 동적 유체 베어링(2305)은 유체 네트워크(2310)가 이동 방향(2315)으로 캡슐의 이동에 의해 생성될 때 트랙(100)의 표면으로부터 리프트를 제공하도록 작용한다. 본 발명의 양태에 따르면, 베어링(2305)의 각진 성질(개략적으로 도시된 바와 같이)은 점성력 변형으로부터 압력을 상승시킨다. 상기 베어링(2305)의 단부를 떠난 후에, 유체(
Figure 112018069407234-pat00001
)는 베어링의 후면(2320)으로부터 배출되거나(
Figure 112018069407234-pat00002
) 또는 베어링을 통해 다시 재순환(
Figure 112018069407234-pat00003
)될 수 있고, 각각은 압력 손실을 초래한다.
베어링의 후면(2320)에 높은 유동 제한(예컨대, 테이퍼된 유체 경로)을 도입하는 것은 유체 손실(예컨대,
Figure 112018069407234-pat00004
)을 감소시킨다. 또한, 도 23b에 도시된 바와 같이, 추가의 베어링 유체(
Figure 112018069407234-pat00005
)는 유체 베어링(2305)의 후방 측면에서 배출된 베어링 유체 유실(
Figure 112018069407234-pat00006
)을 보상하기 위해 (예컨대, 베어링 유체 저장부로부터 펌핑된)유체 입력부(2325)를 통해 베어링 유체 유동(2310) 내로 투입될 수 있다. 본 발명의 다른 양태에 따르면, 상류 베어링에 의한 유체 손실은
Figure 112018069407234-pat00007
(이러한 유동은 최전방 베어링에 대해서는 존재하지 않으므로 점선으로 표시됨)으로서 유사한 하류 베어링에 의해 픽업될 수 있고, 하류 베어링으로 이전에 사용된 유체를 수집하면서 캡슐이 트랙 증착 유체 아래로 이동하도록 한다. 하류 베어링에 의한 베어링 유체의 재흡수는, 예를 들어, 높은 유동 제한 구성이 일련의 유체 베어링에 사용되는 경우에 이용될 수 있다.
도 24a 및 도 24b는 본 발명의 수송 시스템의 실시예의 추가 양태를 도시한다. 시스템(2400)에서, 캡슐(12)은 캡슐(12)의 외부(예컨대, 하부) 표면 상에 다수의 지지 베어링(2405)을 포함한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 각각의 지지 베어링(2405)은 안정된 이동 속도를 유지하면서 이동 중에 튜브 또는 트랙(2425)의 돌출부(2415)에 대해 조정될 수 있는 독립식 서스펜션(2410)(예컨대, 쇼크, 스프링, 유압 및/또는 공압 실린더를 포함하는)을 포함한다. 이해되는 바와 같이, 돌출부(2415)의 크기는 본 발명의 양태를 설명하기 위해 과장되어 있다.
본 발명의 양태에 따르면, 도 24b에 개략적으로 도시된 바와 같이, 캡슐(12)이 이동 방향(2420)으로 계속 이동함에 따라 캡슐은 돌출부(2415)를 만나게 된다. 도 24b에 도시된 바와 같이, 각각의 독립식 서스펜션(2410)의 지지 베어링(2405)은 독립식 서스펜션(2410)을 통해 (예컨대, 상향 및 하향으로)이동하여 돌출부(2415)를 지나서 원활하게 이동하도록 각각의 베어링(2405)의 높이가 조정될 수 있다.
도 25a는 본 발명의 양태에 따른 복수의 베어링(2505)을 갖는 예시적이고 비 제한적인 캡슐(12)을 개략적으로 도시한다. 베어링(2505) 및 독립식 서스펜션(2410)은 용접 및/또는 패스너를 통해 캡슐(12)에 부착될 수 있다. 도 25b는 예를 들어 마주치게 된 돌출부를 고려하여 캡슐 이동 경로를 조정하기 위해 주변 베어링에 대한 각각의 유속 및 베어링 각도(또는 스키(ski) 각도)를 이후에 증가 또는 감소시키는 예시적이고 비 제한적인 제어 시스템(2500)을 도시한다.
도 25b에 도시된 바와 같이, 제어기(2510)는 소망하는 갭 신호(예컨대, 베어링과 트랙 사이의 소망하는 갭을 나타냄)를 수신하고, 베어링의 스키 각도를 제어하기 위한 제어 신호를 능동 스키 각도 제어부(2515)에 전송한다. 능동 스키 각도 제어부(2515)는 또한 피드 포워드 제어부(2520)를 통해 상류 베어링으로부터 스키 각도 피드 포워드 신호를 수신한다. 능동 스키 각도 제어부(2515)는 공기 베어링(2505)으로 보내지며 공기 베어링을 제어하기 위한 스키 각도 제어 신호를 결정하기 위해 상류 베어링으로부터 스키 각도 및 스키 각도 피드 포워드 신호를 제어하기 위한 제어 신호를 이용 가능하도록 작동될 수 있다. 유사한 방식으로, 제어기(2510)는 유속을 제어하기 위한 제어 신호를 능동 밸브 제어부(2525)로 전송하도록 작동 가능하다. 능동 밸브 제어부(2525)는 또한 피드 포워드 제어부(2520)를 통해 상류 베어링으로부터 유속 피드 포워드 신호를 수신한다. 능동 밸브 제어부(2525)는 공기 베어링(2505)으로 보내지며 공기 베어링을 제어하기 위한 유속 제어 신호를 결정하기 위해 상류 베어링으로부터 유속 및 유속 피드 포워드 신호를 제어하는 제어 신호를 이용 가능하도록 작동될 수 있다.
도 25b에 도시된 바와 같이, 베어링과 트랙 사이의 갭은 예를 들어 실시간으로 근접 센서(2530)에 의해 검출되고, 갭 신호는 예를 들어 실시간으로 실제 갭의 제어를 돕기 위해 제어기(2510)에 피드백된다. 본 발명의 다른 양태에 따르면, 갭 신호 및 소망하는 갭 신호는 또한 현재 제어된 베어링의 실제 측정 갭과 소망하는 갭을 이용하도록 작동될 수 있는 외란 추정기(2535)에 전송되어서(예컨대, 돌출부가 현재 제어된 베어링에 어떻게 영향을 주는지), 캡슐(12)의 하류 베어링에 대한 추정된 외란(예컨대, 바로 하류 베어링)을 결정할 수 있다.
도 25b에 도시된 바와 같이, 외란 추정기(2535)는 하류 베어링에 피드 포워드 신호를 전송하도록 작동 가능하다. 이해되는 바와 같이, 하류 베어링에 대한 상기 피드 포워드 신호는 하류 베어링을 위한 제어 시스템(2500)에 대한 입력 피드 포워드 신호로서 사용된다. 추가적으로, 이해되는 바와 같이, 피드 포워드 신호를 수신하는 최전방 베어링(2505')에 대한 상류 베어링이 없기 때문에, 캡슐을 위한 최전방 베어링(2505')에 대한 제어기는 피드 포워드 신호를 포함하지 않을 수 있다. 유사하게, 최후방 베어링(2505")에 대한 제어기는 캡슐(12)의 최후방 베어링 (2505")에 대한 하류 베어링이 없기 때문에, 하류 베어링에 신호를 보내도록 구성되지 않을 수 있다.
본 발명의 이들 양태를 구현함으로써, 예를 들어, 상류 베어링은 튜브 돌출부(예컨대, 트랙 또는 튜브의 범프, 드롭 또는 갭)에 반응하도록 작동할 수 있으며, 제어 루프는 신호를 유체 유속(및 실시예들에서, 베어링(또는 스키) 각도)을 증가 또는 감소시키기 위해 다른 하류 베어링에 전달하도록 작동할 수 있어서, 이에 따라 돌출부 위에서 보다 부드러운 승차감을 제공한다.
본 발명의 실시예들에서, 트랙 또는 튜브의 고정 표면과 캡슐의 표면 사이의 갭 내의 유체의 상 변화를 이용하여 부상이 이루어지는 것으로 고려된다. 본 발명의 양태에 따르면, 상 변화의 작용은 트랙과 베어링의 표면 사이에 압력을 발생시켜 리프트를 일으킨다. 예를 들어, 특정 실시예에서, 주위 에너지가 과냉각 액체의 증발을 유발하도록 과냉각 액체가 표면 갭에 배치될 수 있다. 특정 실시예에서, 고정 표면(또는 트랙) 및/또는 차량 표면(또는 베어링)은 가열되어 상 변화를 일으킬 수 있다.
도 26은 본 발명의 양태에 따른 다른 베어링 구성(2600)을 개략적으로 도시한다. 이 실시예에서, 고압 하에서 유체 또는 공기(2605)는 트랙 또는 튜브의 고정 표면(2615)과 캡슐의 인접한 표면(2620) 사이의 영역(2610)(예컨대, 하나 이상의 노즐을 사용하여) 내로 흐르게 되거나 또는 유동된다. 본 발명의 양태에 따르면, 상기 고압 방출이 2개의 표면 사이의 공간(2610)을 채워 캡슐이 부상하게 된다. 또한, 튜브 환경이 배기되면(예컨대, 저압 환경을 생성하기 위해), 주위 압력이 저압 환경에 비해 상대적으로 높기 때문에, 동일한 목적을 달성하기 위해 주위 압력이 표면(2615, 2620) 사이에서 방출될 수 있다.
도 27은 본 발명의 추가 양태에 따른 트랙 구성(2700)의 예시적이고 비 제한적인 실시예를 개략적으로 도시한다. 도 27에 도시된 바와 같이, 상기 트랙 구성에서, 한 쌍의 트랙(2705)은 튜브(14) 내에서 지지되지만, 튜브(14)의 내부 둘레에 용접 및/또는 고정될 수 있는 지지체와 별개의 위치(미 도시)에서만 튜브(14)의 내부 둘레에 연결된다. 따라서, 트랙이 별개로 지지되지 않는 섹션에서 튜브의 횡단면도를 개략적으로 도시하는 도 27에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 트랙(2705)이 튜브(14)로부터의 거리에 도시되어 있다.
본 발명의 양태에 따르면, 캡슐은 예를 들어 튜브 경로의 분리된 부분을 따라 배치되며 캡슐 상에 배치된 로터(또는 로터들)과 상호 작용하는 스테이터 세그먼트를 갖는 선형 모터(예컨대, LSM 및/또는 LIM)를 사용하여 추진(예컨대, 가속 및/또는 감속)될 수 있다. 실시예들에서, 로터 및 스테이터는 모두 튜브의 저압 환경 내에 배치된다. 다른 고려되는 실시예에서, 스테이터 또는 로터는 저압 환경의 외부에 배치될 수 있다.
도 28a는 선형 동기화 모터 캡슐 추진 시스템(2800)의 예시적이고 비 제한적인 실시예를 도시하고, 캡슐(12)은 튜브(14)의 저압 환경(2815) 내에 배치된 스테이터(2810)와 상호 작용하는 로터(2805)를 포함한다.
도 28b는 튜브의 저압 환경 내에 배치된 스테이터(2810)의 코일(2820)과 상호 작용하는 자석(2815)(예컨대, 영구 자석 및/또는 전자석)을 포함하는 로터(2805)의 예시적이고 비 제한적인 도면(2850)이다. 하나의 예시적이고 비 제한적인 실시예에서, 자석(2815)과 코일(2820) 사이의 간격(2825)은 대략 1인치일 수 있다. 다른 고려되는 실시예에서, 상기 간격(2825)은 1인치보다 작을 수 있다.
도 28c는 튜브의 저압 환경 내에 배치된 스테이터(2810)의 코일(2820)과 상호 작용하는 자석(2815)(예컨대, 영구 자석 및/또는 전자석)을 포함하는 로터(2805)의 예시적이고 비 제한적인 장치(2875)를 도시한다. 이해되는 바와 같이, 로터(2805)는 캡슐(미 도시)에 부착된다. 스테이터(2810)는 예를 들어 튜브의 저압 환경 내의 트랙(미 도시) 상에 또는 트랙 내에 배치된다.
도 29는 본 발명의 추가 양태에 따른 트랙 구성(2900)의 예시적이고 비 제한적인 실시예를 도시한다. 이러한 예시적인 실시예에서, 튜브 측면 전자기 부재(2905)(예컨대, 스테이터 부재)는 저압 튜브 환경(2915) 외부에 배치되고, 전자기 원동력은 튜브 벽을 통해 인가된다. 예를 들어, 도 29에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 추진 부재(2905)(예컨대, 스테이터 부재)는 튜브(14)의 외부 표면에 인접하여 배치된다. 본 발명의 맥락에서, 튜브 추진 부재는 튜브 상에 또는 튜브 내에 위치한 추진 시스템의 부재로 이해해야 하고, 포드 추진 부재는 캡슐(또는 포드) 상에 또는 내부에 위치한 추진 시스템의 부재로 이해해야 한다.
도 29에 도시된 실시예에서, 한 쌍의 튜브 추진 부재(2905)(예컨대, 스테이터 부재)는 튜브(14)의 외부 표면의 하부에 제공된다. 실시예에서, 튜브 추진 부재(2905)는 튜브(14)의 외부 표면에 고정 및/또는 용접될 수 있다. 캡슐(또는 포드)(12)은 튜브(14) 내의 저압 환경(2915) 내에 배치되고, 하나 이상의 포드 추진 부재(2910)(예컨대, 로터)를 포함한다. 포드 추진 부재(2910)는 튜브 추진 부재(2905)와 전기적으로 통신해서, 튜브 추진 부재(2905)(예컨대, 스테이터)로부터의 전자기력에 의해 포드 부재(2910)가 힘의 방향을 따르는 튜브(14)를 통해 포드(12)를 이동시킨다.
본 발명의 이들 양태를 구현함으로써, 즉, 튜브 추진 부재(2905)(예컨대, 스테이터)를 튜브(14)의 외부에 위치시킴으로써, 이들 부재에 대한 엑세스가 매우 용이해질 수 있으며, 따라서 수송 시스템 부재(예컨대, 동력 또는 추진 시스템)의 서비스 가능성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 양태에 따르면, 이들 양태를 구현함으로써, 튜브 및/또는 튜브 추진 부재의 구성이 단순화될 수 있고, 비용이 감소될 수 있다. 또한, 본 발명의 양태에 따르면, 튜브 추진 부재를 튜브(14)의 외부에 위치시킴으로써, 열 에너지의 소산이 개선될 수 있다. 튜브 추진 부재(2905)(예컨대, 스테이터)는 다량의 열을 발생시킬 수 있다. 본 발명의 양태에 따르면, 예를 들어 도 29에 도시된 바와 같이, 튜브 추진 부재(2905)(예컨대, 스테이터)를 튜브(14)의 외부에 위치시킴으로써, 열 에너지가 튜브(14)의 저압 환경 내에서 방출되지 않고, 열 에너지의 소산이 개선될 수 있다.
본 발명의 실시예의 추가 양태에 따라, 튜브 추진 부재(2905)(예컨대, 스테이터)를 튜브(14)의 외부에 위치시킴으로써, 튜브의 제작 및/또는 배치 이후에 스테이터의 코일의 위치가 최적화될 수 있다(예컨대, 초기에 배치 및/또는 재위치). 예를 들어, 튜브 추진 부재(2905)는 (예컨대, 패스너 및/또는 용접을 제거함으로써) 현재 위치로부터 분리되어 새로운 위치로 재 위치될 수 있다. 예를 들어, 튜브 추진 부재(2905)의 현재 위치가 튜브의 특정 영역에서 소망하는 캡슐 속도를 달성하지 못한다고 결정되면, 튜브 추진 부재(2905)의 재 위치 설정이 수행될 수 있다. 또한, 튜브 추진 부재(2905) (예컨대, 스테이터)를 튜브(14)의 외부에 위치시킴으로써, 스테이터의 배치가 조정되거나 또는 스테이터의 수가 보충되어 추진 필요성 또는 조건이 변경되도록 조정할 수 있다.
튜브 추진 부재(2905)(예컨대, 스테이터)가 튜브(14)의 외부에 위치되면, 이들 튜브 추진 부재(2905)는 더 이상 튜브의 저압 환경(2915) 내에 있지 않게 된다. 이와 같이, 본 발명의 추가 양태에 따르면, 저압 환경(2915) 외부에 튜브 추진 부재(2905)와 같은 추진 부재의 적어도 일부를 배치함으로써, 저압 환경(2915) 내의 부재(예컨대, 포드 부재(2910))가 저압 환경에서 적절히 기능하도록 설계될 필요가 있지만, 튜브 추진 부재(2905)(예컨대, 스테이터)가 저압 환경에 최적화되어 비용을 절감할 수 있다.
본 발명의 양태에 따르면, 도 30a 내지 30d는 통과하는 캡슐에 원동력을 제공할 때 스테이터가 이동할 수 있는 스테이터 트랙의 튜브 트랙 상에 스테이터가 배치되는 본 발명의 실시예의 도면을 개략적으로 도시한다. 예를 들어, 도 30a에 도시된 바와 같이, 위치(3000)에서, 캡슐(12)은 튜브(14) 내에서 지시된 방향으로 이동한다. 스테이터(3005)는 튜브(14)에 부착된 스테이터 트랙(3010) 상에 배치된다. 캡슐(12)이 스테이터(3005)를 통과할 때, 캡슐(12)의 로터(미 도시)는 캡슐(12)을 추진시키기 위해 스테이터(3005)와 상호 작용한다. 본 발명의 양태에 따르면, 도 30b에 도시된 바와 같이, 캡슐(12)이 위치(3000')에서 스테이터(3005) 위를 계속해서 이동할 때, 스테이터(3005)는 예를 들어, 모터를 사용하여 지시된 방향으로 스테이터 트랙(3010)에서(또는 그 위에서) 이동하도록 작동될 수 있어서 캡슐(12)과 함께 이동할 수 있다. 도 30c에 도시된 바와 같이, 캡슐(12)이 위치(3000")에서 스테이터(3005) 위를 계속해서 이동함에 따라, 스테이터(3005)는 스테이터 트랙(3010)에서(또는 그 위에서) 지시된 방향으로 계속 이동해서 (적어도 부분적으로)캡슐(12)과 함께 계속 이동할 수 있다. 도 30d에 도시된 바와 같이, 캡슐(12)이 위치(3000"")에서 스테이터(3005) 위를 계속해서 이동함에 따라, 스테이터(3005)는 스테이터 트랙(3010)의 최종 위치로(또는 그 위로) 이동하고, 그 후에 스테이터(3005)는 더 이상 캡슐(12)과 함께 이동하지 않는다.
본 발명의 양태에 따르면, 이동하는 스테이터를 제공함으로써, 스테이터 섹션이 작동할 수 있는 거리 범위가 증가될 수 있다. 예를 들어, 도 30a 내지 도 30d의 개략도는 비례가 아니며, 스테이터(3005)를 스테이터 트랙(3010) 상에 이동 가능하게 배치함으로써, 스테이터의 유효 범위가 스테이터(3005)의 길이에서 대략 스테이터 트랙(3010)의 길이까지 증가된다. 도 30d의 위치 이후에, 스테이터(3005)는 (예컨대,도 30a에 도시된 바와 같이) 스테이터 트랙(3010)의 초기 위치로 다시 이동하도록 작동 가능하다.
도 31a 및 도 31b는 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 트랙 결합 장치(3100)의 개략도를 개략적으로 도시한다. 이해되는 바와 같이, 도 31a 및 31b의 개략도는 예를 들어, 캡슐이 2개의 트랙 상을 "주행하도록" 구성되는 경우에, 캡슐의 일 측면만을 예시할 수 있다. 도 31a에 도시된 바와 같이, 부상 시스템(3105)(예컨대, 할바흐 어레이)은 튜브(3150) 내에 배치된 트랙(3130) 위로 캡슐(미 도시)을 부상시키기 위해 사용된다. 도 31a에 도시된 바와 같이, 트랙 결합 장치(3100)는 결합 위치(도 31b에 도시된 바와 같이)에 있을 때 트랙(3135) 상을 주행하도록 구조화되고 배치된 휠(3110)을 또한 포함한다. 도 31a에 예시된 위치에서, 트랙 결합 장치(3100)는 부상 시스템(3105)(예컨대, 할바흐 어레이)을 이용하여 트랙(3130) 위에 매달려 있다. 도 31a의 위치에 도시된 바와 같이, 트랙 결합 장치(3100)의 부상 시스템(3105)은 휠(3110)과 트랙 사이에 틈(3120)을 제공하기에 충분한 거리(3115) 만큼 트랙(3130) 위에 매달려 있어서(또는 부상되어 있어서), 휠(3110)이 트랙(3130)과 접촉하지 않는다.
본 발명의 양태에 따르면, 도 31b의 위치에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 부상 시스템(3105)이 캡슐을 부상시키지 않도록 부상 시스템(3105)이 고장 나거나 비활성화되면, 캡슐은 트랙(3130)을 향해 낮아질 것이므로, 휠(3110)이 트랙(3130)과 결합한다. 도 31b에 도시된 바와 같이, 트랙 결합 위치에 있을 때, 부상 시스템(3105)이 트랙(3130)에 충격을 주지 않기 위해, 부상 시스템(3105)을 위한 충분한 틈(3125)을 제공하도록 휠(3110)이 구조화 및 배치된다. 예시적인 트랙 결합 장치(3100)를 이용함으로써, 캡슐에는 예를 들어, 고장나거나 적절히 작동하지 못하는 경우에 백업 또는 여분 캡슐 이동 시스템이 제공된다. 도 31a 및 도 31b에 도시된 바와 같이, 트랙(3130)의 상이한 측면은 특정 캡슐 이동 장치가 트랙 섹션과 결합하도록 최적화될 수 있다. 예를 들어, 도 31a 및 도 31b에 도시된 바와 같이, 트랙(3130)의 섹션(3135)은 캡슐의 휠(3110)과의 접촉을 위해 최적화될 수 있고(예컨대, 경질 재료로 제조되거나 윤활제가 제공됨), 트랙(3130)의 트랙 섹션(3140)은 캡슐의 부상 시스템(3105)과의 상호 작용을 위해 최적화될 수 있다(예컨대, 덜 비싼 재료로 제조됨).
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예는 캡슐 상의 휠을 이용할 수 있다. 실시예들에서, 휠은 (예컨대, 부상 시스템의 작동으로 인해)트랙 표면으로부터 선택적으로 공간을 두고(또는 거리를 두고) 있는 동안, "배치된" 위치에 구조화되고 배치될 수 있다. 추가의 고려되는 실시예에서, 휠은 예컨대 리세스된 위치로부터 임시의 및/또는 일시적인 배치를 위해 구조화되고 배치될 수 있다.
온도 제어형 레일 시스템
본 발명의 추가 양태는 온도 제어형 레일 시스템에 관한 것이다. 설계된 속도로 이동하는 캡슐용 레일 시스템은 높은 열 부하를 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명의 양태는 예를 들어, 트랙 구조체 내에 배치된 온도 제어된 스틸 및/또는 열-전기를 사용함으로써 열 팽창을 수용하도록 구조화되고 배치된 레일과 같은 레일 시스템 및 열차 레일 정렬 방법에 관한 것이다.
특정 실시예에서, 도 32에 개략적으로 도시된 바와 같이, 온도 제어형 레일 시스템(3200)은 튜브 구조체 내부에 위치된 트랙 시스템(3205)을 냉각 또는 가열시키도록 작동 가능하다. 즉, 온도 제어형 레일 시스템(3200)은 냉각이 필요할 때 트랙을 냉각시키고, 또는 가열이 필요할 때 트랙을 가열할 수 있다. 본 발명의 양태들에 따르면, 시스템은 트랙(예컨대, 스테이터 트랙)으로부터 안전 레일(예컨대, 캡슐에 휠을 수반하는 비상 상황에 사용되는) 및/또는 적층 추진 구조체 또는 부상 트랙 구조체로 열 에너지가 입력되거나 또는 추출되도록 구조화되고 배치된다. 도 32에 도시된 바와 같이, 실시예에서, 이는 예를 들어 전기 입력에 의해 또는 레일의 중심을 통해 배치된 HVAC 타입 시스템에 의해 달성될 수 있다.
특정 실시예에 따르면, 튜브 내의 각각의 부품이 동일한 거리 및 크기로 확장되도록 하여 모든 부품의 정렬을 보장하는 것이 중요하다. 예시적인 실시예들에서, 튜브 및 트랙 구조체는 상이한 부품(예컨대, 스틸 튜브, 고 정밀 트랙, 콘크리트 기초 등)을 갖는 다층 튜브로 구성될 수 있으며, 이들 모두는 그들 고유의 열팽창 계수를 가질 수 있다. 결과적으로, 다양한 구조 부품이 다양한 각도로 확장될 수 있다(일부 구조 부품은 다른 부품보다 크게 확장됨). 확장 오프셋은 수송 시스템의 기능에 극히 해로움을 줄 수 있어서 탈선 및 기타 중대한 고장 상황의 가능성을 증가시킨다.
철도는 열 팽창을 허용하도록 트랙에 갭을 가짐으로써 이 문제를 해결하지만, 이러한 갭 위로 포드가 이동하므로 트랙의 갭이 포드에 해로운 충격/쇼크를 가할 수 있기 때문에 상기 해결책은 현재 수송 시스템에서 적절하게 작동하지 않는다. 레일 좌굴이 주요 쟁점이 되지는 않을 수도 있지만 트랙의 스틸 외피가 안전 레일 또는 적층 추진 구조체 또는 부상 구조체보다 훨씬 더 크게 확장될 가능성이있는 문제를 다루는 것처럼 매우 중요하다.
능동 트랙 정렬 시스템
본 발명의 다른 양태는 수송 시스템용 능동 트랙 정렬 시스템에 관한 것이다. 트랙 정렬 불량은 심지어 작은 스케일에서도 캡슐이 고속으로 이동하는 수송 시스템에 해로울 수 있다. 예를 들어, 트랙에서의 작은 편차의 영향은 고속으로 만날 때 포드(또는 캡슐)에 의해 증폭될 수 있다.
본 발명의 양태에 따르면, 트랙 위치 검출 시스템은 트랙의 편향 및/또는 탈선을 측정하도록 구성되며, 트랙 조정 시스템은 실시간으로 트랙의 편향 및/또는 탈선 조정을 수행하도록 작동 가능하다. 트랙 위치 검출 시스템은 다양한 이유로 인해 발생할 수 있는 실제 정렬로부터의 편차를 측정하도록 구성된다. 본 발명의 양태들에 따르면, 측정 판독은 레일이 제자리로 다시 이동해야하는 거리를 계산(예컨대, 정량화)하도록 구성된 제어 회로 및/또는 컴퓨터 프로세서를 사용하여 취해지며 조작되고 처리될 수 있다.
트랙 조정 시스템은 획득된 데이터에 따라(예컨대, 실시간으로) 트랙을 다시 정렬 이동하도록 구조화되고 배치된 서보-기계 시스템을 포함할 수 있다. 특정 실시예들에서, 액추에이터는 필요에 따라, 예를 들어 레일을 적절한 위치로 이동시키기 위해 레일을 측 방향으로 밀고 당기거나 및/또는 레일을 수직으로 들어올리고 수축하도록 구조화되고 배치될 수 있다.
특정 실시예들에서, 능동 트랙 정렬 시스템은 수송 시스템에서 예를 들어, 높은 지진 활동 영역, 높은 열 활동 영역과 같이 G-힘 및/또는 다름 힘을 받는 경로의 영역을 따라 트랙 전환 위치에 인접하며 이러한 조정에 대한 상대적으로 더 높은 요구 지점에 위치될 수 있다.
본 발명의 양태들을 구현함으로써, 수송 시스템의 레일(들)의 적절한 정렬을 보장하기 위해 실시간으로 트랙 정렬 불량이 감소되거나 제거될 수 있다.
회전 포드 재 배향 스키드
본 발명의 추가 양태는 회전 포드 재 배향 스키드, 예를 들어 턴테이블에 관한 것이다. 느린 포드 회전율(예컨대, 포드의 다음 이동을 위해 준비되는 포드 또는 캡슐 비우기)은 감소된 작동 빈도, 최소화된 이익 및 낭비된 시스템 에너지 지출과 같은 일련의 문제를 야기할 수 있다. 본 발명의 양태들에 따르면, 스키드는 예를 들어 위치 A로부터 위치 B에 도달하여 부상 레일들로부터 빠져나올 때 포드를 지지하도록 구조화되고 배치된다. 스키드는 예를 들어 중앙, 수직축 상에서 포드(또는 캡슐)를 측 방향으로 병진 및 회전시킴과 동시에 대향하는 튜브 내로 로딩시킴으로써, 대향하는 튜브(예컨대, 위치 B로부터 위치 A로 이동하도록 구성 및/또는 지정된 튜브)에 대해 빠르게 재 배향시킨다. 본 발명의 양태들을 구현함으로써, 튜브 턴어라운드 시간이 현저하게 감소될 수 있다.
본 발명의 양태에 따르면, 포드는 재사용을 위해 신속하게 준비될 수 있다. 일 실시예에서, 예를 들어, 도 33에 도시된 바와 같이, 회전 캡슐 재 배향 스키드(3305)를 갖는 포드 재 배향 시스템(3300)은 캡슐(12)이 수납 및 선적을 위한 추가적인 저장 베이로 가지 않고 캡슐(12)을 자동적으로 적재 및 회전시키도록 구조화되고 배치될 수 있다. 회전 캡슐 재 배향 스키드(3305)는 적절한 모터, 위치 센서 및 회전을 작동시키고 제어하기 위한 제어 장치를 포함한다. 예를 들어, 도 33에 도시된 바와 같이, 캡슐(12)이 언로딩되고(카고 컨테이너가 표면으로 운반 하기위한 엘리베이터 상에 적재됨), 새로운 카고 컨테이너가 엘리베이터로부터 캡슐(12) 상에 적재된 후에, 캡슐(12)은 회전 캡슐 재 배향 스키드(3305)로 전진된다. 회전 캡슐 재 배향 스키드(3305)는 약 180° 회전하도록 작동될 수 있어서, 캡슐(12)을 재송신하여 캡슐(12)이 튜브 내에 배치도록 캡슐(12)을 재 배향시킨다(예컨대, 캡슐이 유래된 곳으로 되돌아감).
회전 포드 로딩/ 언로딩 시스템
본 발명의 다른 양태는 리볼버 스타일의 회전 포드 로딩/언로딩 시스템에 관한 것이다. 위에서 언급한 바와 같이, 느린 포드 회전율(예컨대, 포드의 다음 이동을 위해 준비되는 포드 또는 캡슐의 비우기)은 감소된 작동 빈도(예컨대, 떠나는 포드 빈도 감소), 최소화된 이익 및 낭비된 시스템 에너지 지출과 같은(이들로 제한되지 않음) 일련의 문제를 야기할 수 있다.
본 발명의 양태들에 따르면, 도 34에 개략적으로 도시된 바와 같이, 회전 포드 로딩/언로딩 시스템(3400)에서, 많은 "휠" 포드 지지 구조체가 회전하여 최근 준비된 포드를 배출 튜브까지 들어올리는 동시에 들어오는 포드를 수용하고 카고를 추출한다. 회전 포드 로딩/언로딩 시스템(3400)은 적절한 모터, 위치 센서 및 회전을 작동시키고 제어하기 위한 제어 장치를 포함한다.
이러한 시스템에서, 포드(또는 캡슐)는 재사용을 위해 신속하게 준비될 수 있다. 회전 캡슐 로딩/언로딩 시스템은 독자적으로 캡슐로부터 카고를 로딩/언로딩 하고, 캡슐을 배출/유입 튜브에 배치하도록 작동 가능하다. 이러한 시스템을 구현함으로써, 다중 관 입구의 필요성이 감소될 수 있다.
본 발명의 다른 양태는 신소학 포드 재보급을 위한 기계화된 카고 컨베이어 벨트의 시스템에 관한 것이다. 크레인-기반 카고 로딩은 느릴 수 있으며 결과적으로 처리 시간이 길어지고 포드 준비 시간이 길어져 이익 마진이 낮아질 수 있다. 본 발명의 양태들에 따르면, 컨베이어 벨트 시스템은 카고를 준비하여 시작(예컨대, 카고를 수용)에서 마무리(발송 포드의 송출)까지의 로딩 절차 및 그 역순을 용이하게 한다. 실시예들에서, 도 35에 개략적으로 도시된 바와 같이, 벨트(3500)는 컨테이너를 대기 및 준비시키고 통과하는 캡슐 내로 이들을 신속하게 떨어뜨리도록 구조화되고 배치된다.
본 발명의 양태들을 구현함으로써, 벨트 상에 대기중인 화물 컨테이너를 사용하여 캡슐을 로딩하는 것은 캡슐의 로딩 시간이 급격히 단축되어 나가는 포드 빈도 및 전체 시스템의 효율을 향상시킬 수 있다.
비상/유지보수 인원 수송 차량
본 발명의 추가의 양태는 예를 들어 비상시 또는 유지보수시 이용되는 인원 수송 차량에 관한 것이다. 본 발명의 양태들에 따르면, 수송 튜브는 광대한 범위의 육지를 가로지른다. 이와 같이, 특정한(예컨대, 상대적으로 짧은) 거리에 걸쳐 유지보수/비상 스테이션을 유지하는 것은 경제적으로 실현 가능하지 않을 수 있다. 이러한 유지보수/비상 스테이션이 서로 멀어 질수록 비상시에 반응 시간이 느려질 수 있다.
본 발명의 양태들에 따르면, 안전 차량은 예를 들어 튜브 내의 관심 지점들로의 신속한 이동을 위해 부상 레일을 타고 이동할 수 있다. 상기 차량은 예를 들어 유지보수 장비, 비상 용품 및/또는 인력을 튜브 내의 특정 현장으로 운반하는 데 사용될 수 있다. 이러한 차량은 승객 또는 카고 대신 /유지보수 인원 및/또는 장비를 운반하도록 구성된 포드일 수 있다. 비상/유지보수 인원 수송 차량은 튜브를 따라 하나 이상의 사전에 정해진 위치(예컨대, 비상/유지보수 인원 수송 차량을 수용하고 출발시키기 위한 보조 튜브 분기부에서)에 배치될 수 있어서, 비상 또는 유지보수 문제가 발생할 때 가장 가까운 시작 분기점에서 전개될 수 있다.
실시예들에서, 인원 차량은 자기 부상(예컨대, 할바흐 어레이) 및/또는 다른 추진 시스템(예컨대, 보조 내장 추진 시스템)을 이용할 수 있다. 본 발명의 양태들을 구현함으로써, 응급 상황에 대한 반응 시간을 증가시키고, 튜브를 통해 유지보수 핫 스팟으로 인원을 신속하게 수송할 수 있다.
튜브 유지보수/건설에 사용되는 이동식 튜브 기반의 원형/안장형 스캐폴딩
본원 명세서에 기술된 수송 시스템과 관련하여, 본 발명의 다른 양태는 예를 들어 튜브 유지보수 및/또는 건설 환경에 사용하기 위한 이동식 튜브 기반의 원형/안장형 스캐폴딩에 관한 것이다. 도 36은 본 발명의 일 양태에 따른 스캐폴딩 시스템(3600)의 예시적인 실시예를 도시한다. 튜브(14)의 만곡부는 작업하기 어려운 표면을 제공할 수 있으며, 이는 작업자가 떨어지거나 튜브 하부에서 작업해야하는 것과 같은 안전 문제를 야기할 수 있다.
본 발명의 양태들에 따르면, 도 36에 개략적으로 도시된 바와 같이, 원형 또는 안장형 스캐폴딩(3600)은 이러한 튜브(14)의 상부에 위치될 수 있다. 이러한 구조체는 예를 들어, 튜브(14)에서 수리 및/또는 유지보수 작업을 수행하도록 작업자를 지지할 수 있다.
실시예들에서, 스캐폴딩 시스템(3600)은 예를 들어 연결부(3615)를 통해 공기 리프팅 될 수 있고, 튜브(14)에 직접 배치되어 고정될 수 있으므로, 유지보수 또는 구조 작업과 같은 다양한 응용에 사용될 수 있는 즉각적인 플랫폼을 제공한다. 스캐폴딩 시스템(3600)은 예를 들어, 튜브 둘레에 감싸져서 고정된 패브릭 또는 금속 웨빙을 사용하여 및/또는 패스너 또는 일시적인 용접에 의해 튜브에 부착될 수 있다. 튜브(14)가 지면에 위치할 때 임의의 수리가 더 용이하게 수행될 수 있다. 그러나, 수송 튜브(14)가 지면에서 높게 현수된 경우, 본 발명의 실시예는 하나 이상의 안정되고 평평한 작업 표면(3605)을 제공하면서 튜브(14) 주위에 작업자를 위치시키는 것을 도울 수 있다. 실시예들에서, 이동식 스캐폴딩(3600)은 요소들(예컨대, 바람 및 강수)로부터 보호하기 위한 장벽(3610)을 또한 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 이동식 스캐폴딩(3600)은 유지보수를 받기 위해 액세스되는 동안 튜브(14)에서 작동 압력을 유지하도록 가스 인클로저로서 구조화되고 배치될 수 있다.
수동 전자기 제동
본 발명의 양태들은 고속 차량(예컨대, 캡슐)을 위한 제동 시스템에 관한 것이고, 더욱 구체적으로는 차량을 감속시키기 위해 전자기 드래그(drag)를 이용하는 시스템에 관한 것이다. 본원 명세서에 기술된 바와 같이, 고속, 고효율 수송 시스템은 저압 환경을 이용하여 높은 작동 속도에서 차량의 항력을 감소시킴으로써 보다 빠른 속도를 가능하게 하고 항력을 극복하는 것과 관련된 에너지 비용을 낮추는 이중 이점을 제공한다. 이들 시스템은 관형 구조 내에서 거의 진공(또는 저압 환경)을 사용한다. 이들 시스템은 예를 들어, 전자기 부상 또는 유체 베어링과 관련하여 선형 동기 모터(LSM) 및/또는 선형 유도 모터(LIM)와 같은 선형 모터를 포함하여 고속을 달성하기 위한 임의의 수의 가속 시스템을 이용할 수 있다. 프로젝트의 규모로 인해 차량을 작동 속도까지 가속화시키는 데 막대한 힘이 필요하다. 뉴턴의 운동 법칙(Newton's Laws of Motion)은 길 끝에서 터미널에 도착하는 것과 같이 필요한 경우 차량을 감속시키기 위해 동등한 힘이 필요하다고 규정한다. 이러한 고속 때문에 마찰을 이용하여 작동하는 일반적인 제동 방법은 비현실적일 수 있다. 예를 들어, 현재의 실시는 현재 수송 시스템이 부분적으로 진공인 관형 시스템이 허용하는 속도로 작동하지 않기 때문에, 이 감속력에 의해 생성될 엄청난 스트레스를 처리하도록 설계된 지속 가능한 마찰 제동 시스템을 만드는 방법을 기대하지 않는다.
본 발명의 양태들에 따르면, 도 37에 개략적으로 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예들은 부상 시스템의 수동 자석에 의해 발생된 맴돌이 전류에 의해 유도 된 유도 항력을 이용하여 캡슐의 감속을 발생시킬 수 있다. 이러한 맴돌이 전류는 일반적으로 부상 시스템의 바람직하지 않은 영향을 주기 때문에 감소되거나 제거된다. 그러나, 본 발명의 양태들에 따르면, 감속이 요구되는 트랙의 부분 동안, 부상 시스템은 차량을 감속시키기 위해 유도된 항력을 이용하여 맴돌이 전류에 의해 생성된 비효율성을 최대화하도록 설계 및 구성된다. 본 발명의 양태들에 따르면, 전자기 드래그를 이용하여 차량을 감속시킴으로써, 더욱 안전한 제동이 달성된다. 예를 들어, 맴돌이 전류 제동 시스템이 차량 및/또는 관형 구조체에 마찰 응력을 부여(또는 전달)하지 않기 때문에, 맴돌이 전류를 사용한 제동은 기존의 마찰 기반 제동 시스템보다 안전하다.
도 38a 및 도 38b는 본 발명의 실시예에 따라 좁아지는 예시적인 튜브 통로의 개략도이다. 도 38a에 도시된 바와 같이, 튜브(3800)의 예시적인 단면도에서, 튜브의 외부 직경을 동일하게 유지하며 튜브의 벽 두께를 증가시킴으로써 튜브 통로가 좁아질 수 있다. 도 38b에 도시된 바와 같이, 튜브(3850)의 예시적인 단면도에서, 튜브의 벽 두께를 동일하게 유지하며 튜브의 외부 직경을 감소시킴으로써 튜브 통로가 좁아질 수 있다. 스테이션들 사이의 수송 경로를 따라 상이한 벽 두께 및/또는 직경을 갖는 하나 이상의 부분과 함께 튜브를 형성함으로써, 튜브 내에서 캡슐 주변의 공기 유동 통로가 예를 들어 증가된 항력을 통해 차량을 감속시키도록 변화될 수 있다.
수동 부상 시스템
본원 명세서에서 논의된 바와 같이, 고속 수송 시스템은 전자기 추진을 포함하여 고속을 달성하기 위해 임의의 수의 가속 시스템을 이용할 수 있다. 수송 프로젝트의 규모로 인해 차량을 작동 속도까지 가속화하는데 엄청난 힘이 필요할 수 있다. 시스템의 지속적이고 초고속 구성의 전례없는 특성으로 인해, 캡슐은 고속 및 높은 사용의 마찰 요구를 견딜 수 있는 캐리지를 이용할 수 있다.
도 39는 본 발명의 양태들에 따른 수동 부상 시스템(3875)의 예시적인 실시 예를 도시한다. 도 39에 도시된 바와 같이, 예를 들어 서스펜션 시스템을 구비한 차량(12)(예컨대, 캡슐)에 부착된 자석 어셈블리(3895)가 차량(12)과 트랙(3880) 사이의 수평 변위를 제공하기 위해 트랙(3880) 위를 특정 속도로 통과할 때 생성되는 리프트로서의 자기력을 활용하도록 시스템이 구성되어서, 차량(12)에 속도로부터 유도되는 부상력을 발생시킨다.
하나의 예시적인 실시예에서, 트랙(3880)은 슬롯 도체의 적층된 시트의 적어도 하나의 섹션으로 구성되며, 슬롯(3890)은 차량(12)의 관련 자석 어셈블리(3895)의 폭(3898)과 동일하거나 더 짧은 길이(3897)를 갖는다. 특정 실시예들에서, 슬롯(3890)은 차량(12)의 이동 방향에서 트랙(3880) 및/또는 자석 어셈블리(3895)에 대해 경사질 수 있다. 각도는 트랙(3880) 및/또는 자석 어셈블리(3895)의 위치에 대해 수직이거나 또는 예컨대, 88°와 같이 수직보다 크거나 작은 각도일 수 있다. 특정 실시예들에서, 자석 어셈블리(3895)는 영구 자석, 전자석 및/또는 초전도 자석과 같은 복수의 자석을 포함하며, 상기 자석은 이동 중에 자석 어셈블리(3895)과 트랙(3880)의 상호 작용에 의해 생성되는 자기력을 최적화시키는 어레이에 배치된다. 복수의 트랙(3880)이 사용될 수 있으며, 각각은 트랙은 차량(12) 상에 위치된 자석 어셈블리(3895)와 연관된다.
파일론을 위한 사전에 제조된 금속 보강재
특정 실시예들에서, 지지체(또는 파일론)는 사전에 제조된 금속 보강재, 예를 들어, 체인 메일 스타일의 사전에 제조된 금속 보강재를 포함할 수 있다. 파일론 건설은 천천히 진행될 수 있으며, 수송 시스템을 위한 나머지 제작 및 제조 과정을 지연시킬 수 있다. 본 발명의 양태들에 따르면, 예를 들어 파일론용 콘크리트가 부어지기 전 또는 콘크리트가 부어진 후에 체인 메일 파일론 보강재의 사전에 제조된 롤이 신속하게 조립될 수 있다. 일부 실시예들에서, 다양한 게이지 크기 및/또는 아라미드 섬유의 메탈 로드는 교차-스티치 패턴으로 제조될 수 있고 시멘트에 매립될 수 있다. 본 발명의 양태들을 구현함으로써, 사전에 제조된 금속 보강재 재료는 제조 공정을 촉진시킬 수 있고, 서브-구조체에 부가적인 구조적 지지를 제공할 수 있다.
공중 차량을 사용하여 튜브 무결성 모니터링
튜브 시스템에서의 누출을 관리, 식별 및 위치를 파악하는 것은 매우 어려울 수 있는데, 특히 수송 시스템의 사이즈 및 크기에 관한 문제일 수 있다. 본 발명의 양태는 공중 차량, 예를 들어, 원격 조작 공중 차량(또는 드론)을 사용하여 수송 튜브(또는 다른 저압 환경) 무결성을 모니터링하는 방법에 관한 것이다. 일부 실시예들에서, 적외선 영상 카메라가 장착된 드론은 수송 경로를 따라 비행하고 누출 된 공기의 열 상승류(thermal plume)(예컨대, 큰 열 상승류)를 탐색하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서, 드론은 자율적으로 수송 경로를 비행하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, FLIR(전방 관측 적외선 장비)가 장착된 드론은 튜브 위를 비행하고 튜브의 큰 섹션의 열 프로파일을 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 튜브 내에서 방출되거나 누출된 가스는 튜브 주위의 공기와 다른 열 신호를 가질 수 있다. 본 발명의 양태들을 구현함으로써, 육안으로는 보이지 않는 누출이 FLIR 이미지 상의 큰 상승류로서 검출될 수 있다. 실시예들에서, 고도가 높은 곳에서 비행함으로써, 영상 카메라는 종래의 압력 변환기 및 측정 장치보다 더 큰 범위의 누출을 튜브 시스템에 제공할 수 있다.
수송 시스템의 케이블 배치
적절한 케이블/전기 라인 관리 및 분배는 튜브 수송 시스템의 성공 및 수명에 중요할 것이다. 이러한 먼 거리에 케이블을 설치하고 교체하는 것은 일정한 인력과 많은 금전적 자원이 필요할 수 있다. 본 발명의 양태는 튜브(또는 다른 저압 환경) 수송 시스템에서의 케이블/전기 라인 관리 및 분배를 위한 시스템 및 장치에 관한 것이다. 예시적이고 비 제한적인 실시예들에서, 튜브를 가로지르도록 구성된 로봇은 또한 케이블 라인을 운반하고 적절하게 놓기 위해 구성된다. 실시예들에서, 로봇(또는 로봇 차량)은 와이어/케이블의 대형 스풀과 기존 배선의 접합 및 결합 기능을 구비할 수 있다. 본 발명의 양태들을 구현함으로써, 케이블을 배치하는 로봇/차량은 와이어를 자율적으로 배치하는 작업을 효율적으로 수행할 수 있고, 케이블 관리 및 분배를 수행하는데 사용되는 인력을 감소시킬 수 있다. 수송 시스템의 실시예의 튜브 프로파일, 예를 들어, 무딘(obtuse) 튜브 프로파일 및 튜브 가능 원격 위치는 케이블/와이어를 배치하고 관리하는 작업을 어렵게 한다. 본 발명의 양태들을 구현함으로써, 어려운 작업은 자율 케이블 배치 로봇/차량에 의해 완화될 수 있다. 실시예들에서, 로봇(또는 로봇 차량)은 로봇(또는 로봇 차량)을 추진시키기 위해 캡슐 수송 시스템을 이용하도록 구성될 수 있다.
시스템 환경
본 발명의 실시예(예컨대, 튜브 환경을 위한 제어 시스템, 캡슐 제어 시스템, 튜브 방향 시스템, 튜브 전환 시스템)의 양태들은 본원 명세서에 기재되어 있는 바와 같이 특정 기능 또는 동작을 수행하는 특수 목적 하드웨어 기반 시스템에 의해 또는 특수 목적 하드웨어와 컴퓨터 명령어 및/또는 소프트웨어의 조합에 의해 구현될 수 있다. 제어 시스템은 클라이언트 서버 관계에 있는 서버로부터 구현되거나 실행될 수 있고 또는 사용자 워크스테이션에 전달된 작동 정보를 갖는 사용자 워크스테이션에서 실행될 수 있다. 실시예에서, 소프트웨어 부재는 펌웨어, 상주 소프트웨어, 마이크로코드 등을 포함한다.
당업자가 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 양태들은 시스템, 방법 또는 컴퓨터 프로그램 제품으로서 구체화될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예의 양태들은 전체적으로 하드웨어 실시예, 전체적으로 소프트웨어 실시예(펌웨어, 상주 소프트웨어, 마이크로코드 등을 포함) 또는 일반적으로 본원 명세서에서 "회로", "모듈" 또는 "시스템"으로 지칭될 수 있는 소프트웨어 및 하드웨어 양태들을 결합한 실시예의 형태를 취할 수 있다. 또한, 본 발명(예컨대, 제어 시스템)의 양태들은 매체에 구현된 컴퓨터-사용 가능 프로그램 코드를 갖는 임의의 유형의 매체에 구현 된 컴퓨터 프로그램 제품의 형태를 취할 수 있다.
하나 이상의 컴퓨터 사용 가능 매체(들) 또는 컴퓨터 판독 가능 매체(들)의 임의의 조합이 이용될 수 있다. 컴퓨터 사용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 매체는 예를 들어 전자, 자기, 광학, 전자기, 적외선 또는 반도체 시스템, 장치(apparatus), 디바이스 또는 전파 매체일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 컴퓨터 판독 가능 매체의 더욱 구체적인 예(비 한정적인 리스트)는 다음을 포함한다:
- 하나 이상의 와이어를 구비하는 전기적 연결부,
- 휴대용 컴퓨터 디스켓,
- 하드 디스크,
- 임의 엑세스 메모리(RAM),
- 판독 전용 메모리(ROM),
- 소거 가능한 프로그램 판독 전용 메모리(EPROM 또는 플래시 메모리),
- 광섬유,
- 휴대용 컴팩트 디스크 판독 전용 메모리(CDROM),
- 광학 저장 장치,
- 인터넷 또는 인트라넷을 지원하는 전송 매체,
- 자기 저장 장치,
- usb 키 및/또는
- 핸드폰.
본원 명세서의 문맥에서, 컴퓨터 사용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 매체는 명령 실행 시스템, 장치(apparatus) 또는 디바이스에 의해 또는 그와 관련하여 사용하기 위한 프로그램을 포함, 저장, 통신, 전파 또는 전송할 수 있는 임의의 매체일 수 있다. 컴퓨터 사용 가능 매체는 기저 대역 또는 반송파의 일부로서 구현된 컴퓨터 사용 가능 프로그램 코드에 의해 전파된 데이터 신호를 포함할 수 있다. 컴퓨터 사용 가능 프로그램 코드는 무선, 유선, 광섬유 케이블, RF 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 임의의 적절한 매체를 사용하여 전송될 수 있다.
본 발명의 작동을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드는 자바(Java), 스몰토크(Smalltalk), C++ 등과 같은 객체 지향 프로그래밍 언어 및 "C" 프로그래밍 언어 또는 유사한 프로그래밍 언어와 같은 종래의 절차적 프로그래밍 언어를 포함하는 하나 이상의 프로그래밍 언어의 임의의 조합으로 기록될 수 있다. 프로그램 코드는 전체적으로는 사용자의 컴퓨터에, 부분적으로는 독립형 소프트웨어 패키지로서 사용자의 컴퓨터에, 부분적으로는 사용자의 컴퓨터 및 원격 컴퓨터에서, 또는 전체적으로 원격 컴퓨터 또는 서버에서 실행될 수 있다. 후자의 시나리오에서, 원격 컴퓨터는 임의의 유형의 네트워크를 통해 사용자의 컴퓨터에 연결될 수 있다. 예를 들어 이는 근거리 통신망(LAN) 또는 광역 네트워크(WAN)를 포함할 수 있거나 또는 외부 컴퓨터(예컨대, 인터넷 서비스 공급자를 사용하여 인터넷을 통해)에 연결될 수 있다. 또한, 실시예들에서, 본 발명은 필드 프로그램 가능 게이트 어레이 (FPGA)로 구현될 수 있다.
도 40은 본원 명세서에 기술된 실시예에 따른 사용을 위한 예시적인 시스템이다. 상기 시스템(3900)은 일반적으로 도시되어 있으며 일반적으로 표시되는 컴퓨터 시스템(3902)을 포함할 수 있다. 컴퓨터 시스템(3902)은 독립형 장치로서 작동할 수 있거나 또는 다른 시스템 또는 주변 장치에 연결될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 시스템(3902)은 임의의 하나 이상의 컴퓨터, 서버, 시스템, 통신 네트워크 또는 클라우드 환경을 포함할 수 있거나 또는 이들 내에 포함될 수 있다.
컴퓨터 시스템(3902)은 네트워크 환경에서 서버로 또는 네트워크 환경에서 클라이언트 사용자 컴퓨터로 작동할 수 있다. 컴퓨터 시스템(3902), 또는 그의 일부는 개인용 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 셋톱 박스, 개인 휴대 정보 단말기, 모바일 장치, 팜탑 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 데스크톱 컴퓨터, 통신 장치, 무선 전화기, 개인 휴대 장치, 웹 기기 또는 그 장치에 의해 취해질 동작을 지정하는 일련의 명령(순차적 또는 달리)을 실행할 수 있는 임의의 다른 기기 등과 같은 다양한 장치들로서 구현되거나 통합될 수 있다. 또한, 단일 컴퓨터 시스템(3902)이 도시되어 있지만, 추가적인 실시예들은 개별적으로 또는 공동으로 명령을 실행하거나 기능을 수행하는 시스템 또는 서브 시스템의 임의의 집합을 포함할 수 있다.
도 40에 도시된 바와 같이, 컴퓨터 시스템(3902)은 예를 들어, 중앙 처리 유닛, 그래픽 처리 유닛 또는 둘 모두와 같은 적어도 하나의 프로세서(3904)를 포함할 수 있다. 컴퓨터 시스템(3902)은 또한 컴퓨터 메모리(3906)를 포함할 수 있다. 컴퓨터 메모리(3906)는 정적 메모리, 동적 메모리, 또는 둘 모두를 포함할 수 있다. 컴퓨터 메모리(3906)는 추가적으로 또는 대안적으로 하드 디스크, 임의 액세스 메모리, 캐시 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 물론, 당업자는 컴퓨터 메모리(3906)가 공지된 메모리 또는 단일 저장 장치의 임의의 조합을 포함할 수 있음을 알 것이다.
도 40에 도시된 바와 같이, 컴퓨터 시스템(3902)은 액정 디스플레이, 유기 발광 다이오드, 평판 디스플레이, 고체 상태 디스플레이, 음극선 튜브, 플라즈마 디스플레이 또는 임의의 다른 공지된 디스플레이와 같은 컴퓨터 디스플레이(3908)를 포함할 수 있다. 컴퓨터 시스템(102)은 키보드, 무선 키패드를 갖는 원격 제어 장치, 음성 인식 엔진에 결합된 마이크로폰, 비디오 카메라 또는 스틸 카메라와 같은 카메라, 커서 제어 장치 또는 이들의 임의의 조합과 같은 적어도 하나의 컴퓨터 입력 장치(3910)를 포함할 수 있다. 또한, 당업자는 컴퓨터 시스템(3902)의 다양한 실시예들이 다수의 입력 장치(3910)를 포함할 수 있음을 알 것이다. 또한, 당업자는 상기 나열된 예시적인 입력 장치(3910)가 완전한 것임을 의미하지 않으며 컴퓨터 시스템(3902)이 임의의 추가의 또는 대안적인 입력 장치(3910)를 포함할 수 있음을 알 것이다.
또한, 컴퓨터 시스템(3902)은 매체 판독기(3912) 및 네트워크 인터페이스(3914)를 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨터 시스템(3902)은 임의의 추가 장치, 구성요소, 부품, 주변 장치, 하드웨어, 소프트웨어 또는 제한되는 것은 아니지만 출력 장치(3916)와 같은 컴퓨터 시스템에 포함되거나 그 안에 포함되는 것으로 이해되며 흔히 공지되어 있는 임의의 이들의 조합을 포함할 수 있다. 출력 장치(3916)는 제헌되는 것은 아니지만 스피커, 오디오 출력, 비디오 출력, 원격 제어 출력 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 양태들은 컴퓨터 또는 임의의 명령 실행 시스템에 의해 또는 그와 관련하여 사용하기 위한 프로그램 코드를 제공하는 컴퓨터 사용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 매체로부터 액세스 가능한 컴퓨터 프로그램 제품의 형태를 취할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 컴퓨터 프로그램 제품은 도 40의 환경에서 구현될 수 있다. 상기 설명의 목적을 위해, 컴퓨터 사용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 매체는 명령 실행 시스템, 장치(apparatus) 또는 디바이스에 의해 또는 그와 관련하여 사용하기 위한 프로그램을 포함, 저장, 통신, 전파 또는 수송할 수 있는 임의의 장치일 수 있다. 상기 매체는 전자, 자기, 광학, 전자기, 적외선 또는 반도체 시스템(또는 장치 또는 디바이스) 또는 전파 매체일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체의 예들은 반도체 또는 고체 상태 메모리, 자기 테이프, 제거 가능한 컴퓨터 디스켓, 임의 엑세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 강성 자기 디스크 및 광학 디스크를 포함한다. 광 디스크의 현재의 예는 컴팩트 디스크-판독 전용 메모리 (CD-ROM), 컴팩트 디스크-판독/기록(CD-R/W) 및 DVD를 포함한다.
본 설명은 특정 표준 및 프로토콜을 참조하여 특정 실시예들에서 구현될 수 있는 구성 요소 및 기능을 설명하지만, 본 발명은 이러한 표준 및 프로토콜에 제한되지 않는다. 이러한 표준은 본질적으로 동일한 기능을 갖는 더욱 신속하거나 더욱 효율적인 등가물에 의해 주기적으로 대체된다. 따라서, 동일하거나 유사한 기능을 갖는 대체 표준 및 프로토콜은 동등한 것으로 간주된다.
본원 명세서에 기술된 실시예들의 도면은 다양한 실시예들의 일반적인 이해를 제공하기 위한 것이다. 상기 도면은 본원 명세서에 기술된 구조 또는 방법을 이용하는 장치 및 시스템의 모든 부재 및 구성을 완전하게 설명하기 위한 것이 아니다. 많은 다른 실시예들은 본 발명을 검토할 때 당업자에 의해 명백해질 수 있다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 구조적 및 논리적 대체 및 변경이 이루어질 수 있도록 다른 실시예들이 본 발명으로부터 이용되고 파생될 수 있다. 또한, 도면은 단지 대표적인 것이며 실제 크기로 도시된 것은 아니다. 도면 내의 특정 비율은 과장 될 수 있고, 다른 비율은 최소화될 수 있다. 따라서, 본 발명의 설명 및 도면은 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 간주되어야 한다.
따라서, 본 발명은 다양한 시스템, 구조, 방법 및 장치를 제공한다. 본 발명이 몇몇 예시적인 실시예를 참조하여 설명되었지만, 사용된 단어는 제한의 단어 라기보다는 설명 및 예시의 단어인 것으로 이해된다. 본 발명의 범위 및 사상에서 벗어남이 없이, 첨부된 청구항의 범위 내에서, 현재 언급되고 수정된 바와 같은 변경이 이루어질 수 있다. 본 발명이 특정 재료 및 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명의 실시예들은 개시된 특정 사항들에 제한되는 것으로 의도되지 않으며; 오히려 본 발명은 첨부된 청구 범위 내에 있는 것과 같은 모든 기능적으로 동등한 구조, 방법 및 용도로 확장된다.
컴퓨터 판독 가능 매체는 단일 매체로 설명될 수 있지만, "컴퓨터 판독 가능 매체"라는 용어는 중앙 집중식 또는 분산형 데이터베이스와 같은 단일 매체 또는 다중 매체 및/또는 연관된 캐시 및 하나 이상의 명령 세트를 저장한 서버를 포함한다. "컴퓨터 판독 가능 매체"라는 용어는 프로세서에 의해 실행되는 명령 세트를 저장, 인코딩 또는 운반할 수 있거나 컴퓨터 시스템으로 하여금 본원 명세서에 개시된 임의의 하나 이상의 실시예들을 수행하게 하는 임의의 매체를 또한 포함한다.
컴퓨터 판독 가능 매체는 일시적이지 않은 컴퓨터 판독 가능 매체 또는 매체들을 포함할 수 있고 및/또는 일시적인 컴퓨터 판독 가능 매체 또는 매체들을 포함할 수 있다. 특정한 비 제한적이며 예시적인 실시예에서, 컴퓨터 판독 가능 매체는 메모리 카드 또는 하나 이상의 비 휘발성 판독 전용 메모리를 수용하는 다른 패키지와 같은 고체 상태 메모리를 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨터 판독 가능 매체는 임의 액세스 메모리 또는 다른 휘발성 재기록 가능 메모리일 수 있다. 또한, 컴퓨터 판독 가능 매체는 전송 매체를 통해 전달되는 신호와 같은 반송파 신호를 캡처하기 위해 디스크, 테이프 또는 다른 저장 장치와 같은 광 자기 또는 광학 매체를 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명은 데이터 또는 명령들이 저장될 수 있는 임의의 컴퓨터 판독 가능 매체 또는 다른 등가물 및 후속 매체를 포함하는 것으로 간주된다.
본 출원은 컴퓨터 판독 가능 매체의 코드 세그먼트로서 구현될 수 있는 특정 실시예들을 설명하고 있지만, 주문형 집적 회로, 프로그램 가능 로직 어레이 및 다른 하드웨어 장치와 같은 전용 하드웨어 실행이 본원 명세서에서 설명된 하나 이상의 실시예들을 구현하도록 구성될 수 있다. 본원 명세서에 설명된 다양한 실시 예를 포함할 수 있는 응용은 광범위하게 다양한 전자 및 컴퓨터 시스템을 포함할 수 있다. 따라서, 본 출원은 소프트웨어, 펌웨어 및 하드웨어 구현 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 실시예는 편의상 그리고 임의의 특정 발명 또는 발명 개념에 본 출원의 범위를 자발적으로 제한하려는 의도 없이 "발명"이라는 용어로 개별적으로 및/또는 집합적으로 본원 명세서에서 언급될 수 있다. 또한, 특정 실시 예들이 본원 명세서에 도시되고 설명되었지만, 동일하거나 유사한 목적을 달성하도록 설계된 임의의 후속 장치가 도시된 특정 실시예를 대체 할 수 있음을 이해해야 한다. 본 발명은 다양한 실시예의 임의의 및 모든 후속적인 적응 또는 변형을 포함하도록 의도된다. 상기 실시예들 및 본원 명세서에서 구체적으로 설명되지 않은 다른 실시예들의 조합은 상기 설명을 검토할 때 당업자에게 명백할 것이다.
본 발명의 요약은 37 C.F.R. §1.72 (b)항에 의거하고 청구항의 범위 또는 의미를 해석하거나 제한하는데 사용되지 않는다는 판단하에 제출된다. 또한, 전술 한 상세한 설명에서, 본 발명을 간소화하는 목적을 위해 다양한 구성들이 함께 그룹화되거나 단일 실시예에 기술될 수 있다. 본 발명은 청구된 실시예가 각 청구항에 명시적으로 언급된 것보다 많은 구성을 필요로 한다는 의도를 반영하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 오히려, 이하의 청구항이 반영하는 바와 같이, 본 발명의 요지는 임의의 개시된 실시예들의 모든 구성보다 적은 것에 관한 것일 수 있다. 따라서, 이하의 청구항은 발명의 상세한 설명에 포함되며, 각각의 청구항은 별도로 청구되는 대상을 정의하는 것으로 독자적으로 기재된다.
상기 개시된 내용은 예시적이고, 제한적이지 않은 것으로 간주되어야 하며, 첨부된 청구항은 모든 변경, 개선 및 본 발명의 진정한 사상 및 범위 내에 있는 다른 실시예를 포함하도록 의도된다. 따라서, 법률에 의해 허용되는 최대 범위 내에서, 본 발명의 범위는 이하의 청구범위 및 그 균등물에 대한 가장 넓은 허용 가능한 해석에 의해 결정되며, 전술한 상세한 설명에 의해 한정되거나 제한되지 않아야한다.
따라서, 신규 구성은 첨부된 청구항의 사상 및 범위 내에 있는 그러한 모든 교체, 변형 및 변경을 포함하는 것으로 의도된다. 또한, "포함하다(include)"가 상세한 설명 또는 청구항에서 사용되는 한, 이러한 용어는 청구항에서 과도기적 단어로서 채용될 때 "포함하는(comprising)"으로 해석되는 바와 같이, "포함하는(comprising)"이라는 용어와 유사한 방식으로 포괄적인 것으로 의도된다.
특정 실시예들을 참조하여 본 발명이 기술되지만, 당업자라면 본 발명의 진정한 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 변경이 가해질 수 있고 등가물이 그 구성 요소로 대체될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예시적인 실시예가 위에서 설명되었지만, 이들 실시예는 본 발명의 실시예에 대한 모든 가능한 형태를 설명하는 것은 아니다. 오히려, 본원 명세서에서 사용된 단어는 제한이 아닌 설명의 단어이며, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 변경이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 본 개시의 본질적인 교시를 벗어나지 않고 변경이 이루어질 수 있다. 또한, 다양한 구현 실시예들의 구성들이 본 발명의 다른 실시예들을 형성하도록 결합될 수 있다.

Claims (13)

  1. 고속 수송 시스템으로,
    적어도 하나의 트랙을 갖는 적어도 하나의 밀폐된(enclosed) 수송 구조체;
    복수의 스테이션들 사이에서 상기 적어도 하나의 구조체를 통해 이동하도록 구성된 적어도 하나의 캡슐;
    상기 구조체를 통해 상기 적어도 하나의 캡슐을 추진시키도록 구성된 추진 시스템; 및
    상기 구조체 내에서 캡슐을 부상시키도록 구성된 부상 시스템을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 트랙은 상기 캡슐에 대한 안정성을 달성하기 위해 밸런스 힘 벡터를 제공하도록 위치되며,
    상기 밀폐된 수송 구조체는 저압 환경으로 유지되는 튜브를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 트랙은 캡슐 상에 있는 적어도 하나의 베어링 위와 아래 모두로 연장되며, 적어도 하나의 베어링 위와 아래로부터의 힘과 상호 작용하는 것을 특징으로 하는 고속 수송 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 트랙은 상기 캡슐에 대한 수평 안정성을 달성하기 위해 밸런스 수평 힘 벡터를 제공하도록 위치되는 것을 특징으로 하는 고속 수송 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 트랙은 상기 캡슐에 대한 수직 안정성을 달성하기 위해 밸런스 수직 힘 벡터를 제공하도록 위치되는 것을 특징으로 하는 고속 수송 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 부상 시스템은 자기 부상 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 수송 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 자기 부상 시스템은 적어도 하나의 할바흐 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 수송 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 자기 부상 시스템은 적어도 하나의 전자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 수송 시스템.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 자기 부상 시스템은 적어도 하나의 영구 자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 수송 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 캡슐은 상기 적어도 하나의 트랙 상에 상기 캡슐을 적어도 간헐적으로 지지하기 위한 휠을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 수송 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 트랙은 캡슐의 중량을 지지하도록 상기 캡슐 아래의 구조체에 배치되는 것을 특징으로 하는 고속 수송 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 구조체를 따라 수송 경로에 배치되는 적어도 하나의 전환 스테이션을 또한 포함하고, 상기 수송 경로는 하나의 상류 수송 경로와 하나의 하류 수송 경로 및 적어도 하나의 추가적인 상류 또는 하류 수송 경로를 구비하는 것을 특징으로 하는 고속 수송 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 수송 경로는 상기 하나의 상류 경로 및 분기하는 복수의 하류 경로를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 수송 시스템.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 수송 경로는 상기 하나의 하류 경로 및 분기하는 복수의 상류 경로를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 수송 시스템.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 휠과 부상 시스템은 캡슐의 동일한 측에 배치되는 것을 특징으로 하는 고속 수송 시스템.
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