(57)【要約】  真空チューブ列車のためのドアシステムは、少なくとも１つの車両ドア（２）を有する少なくとも１つの車両（３）と、車両用の少なくとも１つの真空化された管路（１０）及び／又はトンネルを含む車両用の軌道と、管路及び／又はトンネル内で車両を誘導・推進するための装置と、を含むよう示される。軌道は、管路及び／又はトンネルの外部にある少なくとも１つの駅（２０）を含み、少なくとも１つの駅ドア（４）は、管路及び／又はトンネルの壁内に配置され、管路及び／又はトンネルに対して駅を選択的に開閉し、車両ドアと駅ドアは、車両が駅で停止する時、対応位置に配置され、それにより、車両ドアと駅ドアが車両の停止位置で開く時に乗客が車両を乗降できる。ドアシステムは、ドアが対応位置にある時、両ドアを囲み、膨張位置で、車両外面と駅での管路及び／又はトンネルの壁との間の隙間を充填することにより、管路及び／又はトンネル内の真空に対して両ドアを封止し、収縮状態で隙間を充填しない、少なくとも１つの膨張及び収縮可能なリング形状シール（２２）を含む。これにより、対応ドアが開けられる前に車両と駅との間で抜かれる空気の量を最小とし、ドアが開けられるまでの時間を最短にできる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チューブ列車（１）のためのドアシステムであって、前記真空チューブ列車は、少なくとも１つの車両ドア（２）を有する少なくとも１つの車両（３）と、前記車両用の軌道と、を含み、該軌道は、前記車両用の少なくとも１つの真空化された管路及び／又はトンネル（１０）と、前記管路及び／又はトンネルの外部にある少なくとも１つの駅（２０）と、を含み、少なくとも１つの駅ドア（４）は、前記管路及び／又はトンネルの壁内に配置され、管路及び／又はトンネルと車両に対して前記駅を選択的に開閉し、前記車両ドアと前記駅ドアは、車両が、駅の停止位置にある時、対応位置になるよう配置され、それにより、車両は、前記車両ドアと前記駅ドアが車両の停止位置で開く時に乗降可能であり、前記ドアシステムは、ドアが対応位置にある時、両ドア（２、４）を囲うように位置決めされ、膨張状態で、車両外面（３３）と駅での管路及び／又はトンネル壁（１１）との間の隙間を充填し、管路及び／又はトンネル内の真空に対して両ドア（２、４）と該ドア間の空間（２６）を封止する、少なくとも１つの膨張及び収縮可能なリング形状シール（２２）を含み、該膨張及び収縮可能なシール（２２）は、収縮状態にある時、隙間を充填しない、真空チューブ列車（１）のためのドアシステム。
【請求項２】
前記リング形状シール（２２）は、前記駅ドア（４）周辺に常設され、少なくとも１つの液体ポンプ（３６）及び／又は前記管路及び／又はトンネルの外部に配置された圧縮空気ガス用の少なくとも１つのタンクにより膨張及び収縮可能である、請求項１に記載のドアシステム。
【請求項３】
前記リング形状シール（２２）は、前記車両ドア（２）周辺に常設され、少なくとも１つの液体ポンプ（３６’）及び／又は車両内に配置された圧縮ガス用の少なくとも１つのタンクにより膨張可能である、請求項１に記載のドアシステム。
【請求項４】
１つのリング形状シールは、駅ドア周辺に常設され、少なくとも１つの液体ポンプ及び／又は前記管路及び／又はトンネルの外部に配置された圧縮ガス用の少なくとも１つのタンクにより膨張可能であり、第２のリング形状シールは、車両ドア周辺に常設され、車両内に配置された少なくとも１つの液体ポンプにより膨張可能であり、両シールの１つのリング径はもう１つのリング径より大きく、それにより、前記シールは駅ドアの中心から径方向に互いに重なる、請求項１に記載のドアシステム。
【請求項５】
前記リング形状シール（２２）は、少なくとも１つのバルブを介して、シールからガスを抜くことで収縮可能である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のドアシステム。
【請求項６】
前記リング形状シールは、液体により膨張可能であり、シールから液体を抜くことで収縮可能である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のドアシステム。
【請求項７】
前記リング形状シールを作製する材料又は組み合わせた材料は、強化ゴムを含み、好ましくは、前記ゴム材料と比較して、車体及び管路又はトンネルの内部に対して、リング形状シールの封止を改良できる、プラスチック材料を含むシールの外層をさらに含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載のドアシステム。
【請求項８】
前記リング形状シールが、膨張状態で、車体と管路又はトンネルの内部に接触する位置で、車体及び／又は管路又はトンネルの内部に、車両と管路又はトンネルで前記リング形状シールの封止特性を改良する材料が設置され、及び／又は前記リング形状シールが、膨張状態で、車体及び管路又はトンネルの内部に接触する位置で、車体及び／又は壁でシールの接触を改良するよう配置される、車体及び／又は管路又はトンネルの内側に、少なくとも１つの溝が設置される、請求項１〜７のいずれか一項に記載のドアシステム。
【請求項９】
少なくとも１つの車両ドアシール（２１）は、車両に設置され、少なくとも１つの駅ドアシール（２４）は、駅に設置される、請求項１〜８のいずれか一項に記載のドアシステム。
【請求項１０】
前記車両ドアシールは、膨張及び収縮可能なシールであり、 及び／又は 前記駅ドアシールは、膨張及び収縮可能なシールである、請求項９に記載のドアシステム。
【請求項１１】
真空チューブ列車（１）であって、少なくとも１つの車両ドア（２）を有する少なくとも１つの車両（３）と、前記車両用の少なくとも１つの真空化された管路及び／又はトンネル（１０）と、を含む車両用軌道を含み、該軌道は、前記管路及び／又はトンネルの外部にある少なくとも１つの駅（２０）を備え、少なくとも１つの駅ドア（４）は、前記管路及び／又はトンネルの壁内に配置され、管路及び／又はトンネルに対して駅を選択的に開閉し、前記車両ドアと前記駅ドアは、車両が駅で停止する時、対応位置になるよう配置され、それにより、車両は、前記車両ドアと前記駅ドアが車両の停止位置で開く時に乗降可能であり、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のドアシステムを含む、真空チューブ列車（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空チューブ列車のためのドアシステムであって、真空チューブ列車は、少なくとも１つの車両ドアを有する少なくとも１つの車両と、車両用の軌道と、を含み、軌道は、車両用の少なくとも１つの真空化された管路及び／又はトンネルと、管路及び／又はトンネルの外部にある少なくとも１つの駅と、を含み、少なくとも１つの駅ドアは、管路及び／又はトンネルの壁内に配置され、管路及び／又はトンネルと車両に対して駅を選択的に開閉し、車両ドアと駅ドアは、車両が、駅の停止位置にある時、対応位置になるよう配置され、それにより、車両は、車両ドアと駅ドアが車両の停止位置で開く時に乗降可能である、真空チューブ列車のためのドアシステムに関する。本発明はさらに、そのようなドアシステムを有する真空チューブ列車に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空チューブ列車は、部分的又はほぼ完全に真空化され、空気抵抗を低減又はほぼなくした管路（又はトンネル）内を走行する車両を基本とする。磁気浮揚（又は同様の手段）を、真空チューブ列車の車両を誘導・推進するために利用することで、転がり抵抗をなくすことも可能で、優れた性能や効率を利用できる。車内は、明らかに乗客・乗員が快適に感じる気圧（１．０気圧）に設定される。スイスメトロ社とハイパーループ社は、真空チューブ列車構想を最も主導的に具体化している。
【０００３】
この構想では、駅で乗客及び／又は荷物の車両への乗車・搭載方法の課題が提起される。障壁となるのは、車両と管路壁間の空間に存在する真空である。駅で車両に容易で、安全かつ快適に乗降するには、この課題克服が必須である。
【発明の概要】
【０００４】
したがって、本発明の目的は、真空チューブ列車のためのドアシステムを提供することである。ドアシステムは、車両ドアと駅ドアを迅速に開けることを可能とし、車両が、駅での停止、特に、乗客及び／又は荷物が車両を乗降できない状態での停止が求められる時間を最短とする。
【０００５】
本目的は、ドアシステムであって、ドアが対応位置にある時、両ドアを囲うように位置決めされ、膨張状態で、車両外面と駅での管路及び／又はトンネル壁との間の隙間を充填することにより、管路及び／又はトンネル内の真空に対して両ドアとその間の空間を封止し、収縮状態にある時、隙間を充填しない、少なくとも１つの膨張及び収縮可能なリング形状シールを含む、請求項１に記載のドアシステムにより達成される。
【０００６】
請求項に記載の膨張及び収縮可能なシールは、拡張及び縮小シールそのものを除き、原則として封止部品を動かすことなく、機械的に単純な解決策を提供する。これにより、管路又はトンネル内で、両ドアを真空状態と分離して迅速に封止することができ、車両ドアと駅ドア近くにシールを位置決めできる。それにより、対応ドアが開けられる前に、車両と駅の各々のドア間の空間に導入が必須な空気量を最小限にできる。さらに、非常に重要な点として、下記記載の通り、ドアが閉められた後に、車両と管路壁の各々のドア間の封止部分から空気を抜くための時間を最短にできる。リング形状シールは、形状が円形、長方形又は方形のリングでありうる。リング形状シールの断面は、円形でありうり、機能が適切であれば異なる形状でもよい。リング形状シールを作製する材料又は組み合わせた材料は、膨張する大きさや形状に合わせて拡張し、収縮できる。シールは、自動車用タイヤ等の使用で知られる強化ゴムで作製され、車体と管路又はトンネルの内部に対し良好な封止性能を与える、特にプラスチック材料等の軟質材料製の外層をさらに有してもよい。シールは、一定の真空状態の環境に適合しなければならず、特に、ガスや蒸気を真空に放出しないものとする。リング形状シールが、膨張状態で、車体と管路又はトンネルの内部に接触する位置で、シールは、車体及び管路又はトンネルの内部の封止特性を改良する材料を含み、リング形状シールが車両と管路又はトンネルに接触して封止特性を改善することは可能であろう。車体と管路／トンネルの壁の両方の接触部分は、各々で封止効果を高めるため、溝形等特殊形状を有することもありうる。
【０００７】
好ましい実施形態において、リング形状シールは、駅ドア周辺に常設され、少なくとも１つの液体ポンプ又は管路及び／又はトンネルの外部に配置された圧縮空気又はガス用の少なくとも１つのタンクにより膨張及び収縮される。他の実施形態により、リング形状シールは、車両ドア周辺に常設され、少なくとも１つの液体ポンプ又は車両内に配置された圧縮空気又はガス用の少なくとも１つのタンクにより膨張及び収縮される。さらに好ましいことに、リング形状シールは、駅ドアと車両ドアの両方の周囲に配置され、２つのリング形状シールはリング径が異なり、それにより、これらのシールは、駅ドアの中心から径方向に、互いに重なるよう２つの連続した封止部分を形成する。
【０００８】
リング形状シールは、好ましくは、ガスにより空気圧で膨張され、シールからガスを抜いて収縮される。ガスは、空気又は不活性ガス又は空気／不活性ガスの混合物でよい。さらに、リング形状シールは、液体により膨張させ、シールから液体を抜いて収縮させてもよい。液体は、ガスをある割合で含み、シールの圧縮性を改良して、車体及び管路又はトンネルの内部に対する封止特性を改良してもよい。
【０００９】
本発明の別の目的は、改良型真空チューブ列車システムを提供することである。
【００１０】
本目的は、請求項１１に記載の特徴を有する真空チューブ列車システムにより達成される。
【００１１】
本真空チューブ列車システムは、ドアシステムに関連して、上記記載の利点を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
本発明の上記及び他の特徴や利点は、添付図面を参照して、好ましい実施形態を詳細に記載することで、当業者には明らかになるであろう：
【００１３】
【図１】本図は、本発明の真空チューブ列車のためのドアシステムの実施例となる、真空チューブ列車の実施形態の概略断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
真空チューブ列車１の実施例は、図面の縦断面により示される。真空チューブ列車は、車両と、部分的又はほぼ完全に真空化され、空気抵抗を低減もしくはほぼなくした管路（又はトンネル）として設計される車両用軌道と、を基本に含む。磁気浮揚（又は同様の手段）を利用することで、転がり抵抗をなくすことも可能で、優れた性能や効率を利用できる。車内は、明らかに乗客・乗員が快適に感じる気圧（１．０気圧）に設定される。真空チューブ列車は、非常に簡略化した概略図で示し、基本的特徴を説明する。したがって、真空チューブ列車１は、客室１３を有する少なくとも１つの車両３を含む。
【００１５】
本車両は、ＭＡＧＬＥＶシステム（磁気浮揚システム）又は他のいかなる適切な手段により、管路又はトンネル内で推進・誘導されうる。推進と誘導それぞれのためのシステムであるＭＡＧＬＥＶシステムは、図示しない。本発明のドアシステムは、いかなるシステムとも機能する。ＭＡＧＬＥＶシステムは、車両が内部で走行する管路及び／又はトンネル１０と共に、推進・誘導それぞれのためのシステムとして、真空チューブ列車の軌道を形成する。軌道上の複数の点において、乗客と荷物が車両に乗車・搭載可能な駅が存在する。この目的のため、車両のドア２と駅のドア４を設置して、概略のみ図示する。明らかに、車両が駅に停止した状態では、車両ドアは駅ドアと同じ位置になる。
【００１６】
車両は駅では、管路の真空状態が維持される。本発明によると、車両と管路の壁内部との間の隙間は、少なくとも１つの膨張可能なシールにより各ドアで乗降時に封止され、空気が駅から管路内の真空に漏れないようにする。ドアにより、駅での乗降作業や停止時間を短縮できる。この利点は、下記記載の通り、構造選択において顕著な物理的重要性を示す。
【００１７】
車両は、車両ドアと対応駅ドアとの間の真空圧が、それぞれの管路で低圧又は真空に減圧されるまで、駅で待機しなければならない。いわゆるポンプダウン時間ｔは、下記式で定義される：
【数１】
2020533231.tif 000003
式中の項は、以下の通りである：
t；ポンプダウン時間
Ｖ；空気容量
Ｓ；排気速度
p０、p１；初期圧力、終圧
【００１８】
本発明に係る真空チューブ列車のためのドアシステムの設計及び基本原理は、図示のドアシステムの実施例により下記に記載する。実施例は、ドア２が駅２０のドア４と同じ位置になるように停止された車両３を示す。これは当然ながら、車両ドアや駅ドアが複数ある場合にも適用される。車両のドア２周辺で、少なくとも１つの車両ドアシール２１が設置されるが、空気圧で膨張及び収縮可能なシール又は固定シールでよい。駅ドア４周辺でも、少なくとも１つの駅ドアシール２４が設置されるが、空気圧で膨張及び収縮可能なシール又は固定シールでよい。ドア２と４両方の周辺で、ドアが対応位置にある時、両ドアを囲うように位置決めされ、表示の通り膨張状態で、車両外面３３と駅での内管路壁１１との間の隙間を充填することにより、管路内の真空に対して両ドアとドア間の空間２６を封止し、収縮状態で隙間を充填しない、少なくとも１つの膨張及び収縮可能なリング形状シール２２を設置する。
【００１９】
本ドアシステムのドアは、以下のドア開工程１〜７とドア閉工程８〜１２で開閉される：
１  車両３の車両ドア２周辺の空気圧シール２１と駅２０の駅ドア４の空気圧シール２４は各々、車両走行中、膨張状態に維持され、気密状態に封止される。
２  車両３が駅に到着し、車両と駅の対応ドアが適切な位置に対応する停止位置に達した時、車両外面３３と駅の壁１１との間の空気圧シール２２は膨張される。これにより、ドアが開けられる時、空気が真空管路に漏れるのを防止する（工程６）。
３  この時点では、ドア２と４との間の空間２６は、真空状態のままである。車両と駅の大気圧（１．０気圧）は、非常に大きな力（ｃａ．２×１０５Ｎ又は２０トン）を生じて、ドア間とドア枠方向に押す力が作用する。ドアを開けることは、ほぼ不可能である。
４  少なくとも１つの圧力補正ダクト２７内にある、バルブ２８又は複数のバルブ各々は開けられ、ドア間の空間２６に送気し、空間２６内の真空とドアにかかる力をなくす。
５  ドア周辺の空気圧シール２１と２４は、緩められる。
６  車両の少なくとも１つのドア２と駅の少なくとも１つのドア４は、開けられる。ドアを動かすのに必要な力はごくわずかとなる。
７  この時点で、乗客は自由に車両を乗降できる。
その後、ドアは、以下の工程で閉じることができる：
８  車両３のドア２と駅２０のドア４は、閉じられ、ドア周辺の空気圧シール２１、２４は、膨張され、それぞれ封止される。車両と駅との間の空気圧シール２２は作動状態のままで、真空の管路に空気が漏れるのを防ぐ。
９  ドア２と４との間の空間２６を、真空ポンプ２９で空気を吸引して真空化する。真空化は、図示の圧力補正ダクト２７又は少なくとも１つの別のダクトを使う方がよい。その後、バルブ２８は閉じられ、管路内と同じ真空圧を維持するよう閉状態になる。この工程には、以下の計算が適用される：ドア間の空間２６の容量Ｖは、ドア表面積を２ｍ２、隙間を１０ｃｍとすると、大きさが０．２ｍ３となる。排気速度Ｓを３００ｍ３／ｈ（ファイファーバキューム社製ＤＵＯ−２５５の回転翼ポンプ（出力９．０ｋＷ）等を使用）、管路終圧ｐ１を１０-１ミリバールとすると、上記記載の式により、いわゆるポンプダウン時間ｔが約２２秒間必要になる。
１０  車両と駅との間の空気圧シール２２は、膨張され、したがって、車体３３から緩められる。
１１  車両は、駅を出発できる。
【００２０】
（空気圧で）膨張及び収縮可能なシール２２は、チャネル３５により空気圧シール２２に接続される少なくとも１つのポンプ３６により膨張可能で、チャネルは１つだけ図示する。これは、空気圧シール２２が駅の一部である実施形態にも適用される。別の実施形態では、空気圧シール２２は、車両３も一部でよく、ポンプ３６’と１つのチャネル３５’は、客室床下の車両で図示される。好ましい実施形態において、１つのシール２２は、車両の一部であって、大きなリング径シール２２は駅の一部であり、それにより、２つのシールは、互いに重なり合う構造で、二重に封止する。少なくとも１つの膨張可能なシール２２は、ポンプに代えて又は加えて、圧縮ガス、特に圧縮空気で充填したタンクでも膨張可能である。少なくとも１つのシールは、チャネル３５及び／又は３５’を開ける少なくとも１つのバルブ（表示せず）により収縮可能で、それにより、シール内の圧縮ガスが排出される。少なくとも１つのポンプでシール収縮は可能である。
【００２１】
本明細書記載の発明は、現代的な高速輸送システムの要件を満たし、いわゆるエアロック構想よりもはるかに短い停止時間を実現する。エアロックは、乗降作業が通常の大気条件下の駅で行われた後に、車両が導入される装置である。この装置はその後、両端部で封止され、先端技術の真空管路（軌道）と位置が合わせられ、エアロックに車両が移送され、所定の目的地まで走行する。このように、車両を直接囲う空気層（ｔ ≒ １０ｃｍ）を、移送前に真空化する必要がある。
【００２２】
特に乗継駅での駅停止時間は、行程の始発と終着駅との間で高い平均走行速度を達成するために、短縮が必要である。ポンプダウン時間とそれに伴う停止時間の短縮方法の課題は、上記記載の式により最良の答えが得られる。
【００２３】
ポンプダウン時間とそれに伴う駅での停止時間短縮のための最初の選択は、真空化に必須な体積Ｖを最小化することである。真空チューブ列車のドアは、ドア間で０．２ｍ３の空気容量Ｖを吸引するが、これには、ポンプダウン時間が約２２秒間のみあればよい。これは、真空チューブ列車の速度に適切な組み合わせである。上記記載のエアロックによる解決策よりも、作業が１００〜４００倍速い。別のエアロック解決策の選択肢に、使用するポンプ台数を増やすことがあるが、総排気速度が、係数を１００〜４００とする増加を余儀なくされるため、無駄に不要であろう。本明細書記載の真空チューブ列車のドアは、何倍も高速であるだけでなく、構造が簡単で、費用が安価である。
【００２４】
管路の真空圧を高めることも、確実に誤った対策である。これにより、空気抵抗が増すだけで、車両速度は減少し、さらには、ポンプダウン時間を大幅に変化させない。真空管路の圧力を最小提案値から最大提案値に増加すると、上記式の項ｌｎ（ｐ０／ｐ１）が、２．３〜１１．５（圧力１０２ミリバール〜１０-２ミリバール）の範囲しかとらないため、ポンプダウン時間は係数５．０での変化にとどまる。
【００２５】
したがって、本発明に係るドアシステムは、真空チューブ列車には必要である。真空チューブ列車は、駅での短い停止時間を提供し、全体の列車走行時間が短縮される可能性に寄与する。
【００２６】
他方、エアロックは、本発明に係る真空チューブ列車のドアが、何倍も動作が早く安価である点を考慮すると、ほとんど又は全く利点がない。エアロックは、動作が遅すぎて、真空チューブ列車の速度要件に見合うものではない。
【００２７】
エアロックをスイッチとして使用することで、車両を所望の目的地に対応する管路（軌道）に導入することもまた、実現可能ではない。ポンプダウン時間が長ければ、待機時間が許容できず、列車出発時刻の間隔が長く、平均走行速度が低くなりすぎて、定員が非常に少なくなるであろう。
【００２８】
本発明の好ましい実施形態と現在みなされる内容を図示及び記載されているが、本発明の範囲を逸脱することなく、様々な変更を行い、またその要素を均等物に置換可能であることを当業者は理解するであろう。従って、本発明は、開示される特定の実施形態には限定されないものの、本発明は、添付の請求項の範囲に該当するすべての実施形態を包含することを意図するものである。
【図１】
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【国際調査報告】
2020533231.tif 000005
2020533231.tif 000006