空気圧チューブ

気送管（またはカプセルパイプライン、気送管輸送またはPTTとも呼ばれる）は、円筒形の容器を圧縮空気または部分的な真空によってチューブネットワーク内を移動させるシステムです。従来のパイプラインが流体を輸送するのに対し、気送管は固体の輸送に使用されます。19 世紀後半から 20 世紀初頭にかけて、気送管ネットワークは、郵便物、その他の書類、現金などの小さな緊急の荷物を、建物内またはせいぜい市内の比較的短い距離で輸送する必要のあるオフィスで採用されました。一部の設備は非常に複雑になりましたが、ほとんどが廃止されました。ただし、21 世紀には病院などの場所で血液サンプルなどを分析のために臨床検査室に送るためにさらに開発されました。^[1]

鉄道や地下鉄に対抗するため、大型貨物用の空気輸送システムが少数作られましたが、普及することはありませんでした。

歴史

歴史的使用

空気輸送は1799年頃にウィリアム・マードックによって発明されました。^{[2 ]} カプセルパイプラインはビクトリア朝時代に初めて使用され、電信局から近くの建物に電報を送信するために使用されました。このシステムは空気輸送として知られています。^[3]

1854年、ジョサイア・ラティマー・クラークは「空気と真空の圧力で手紙や小包を場所間で運ぶ」特許を取得しました。1853年、彼はロンドンのスレッドニードル・ストリートにあるロンドン証券取引所とロスベリーにあるエレクトリック・テレグラフ・カンパニーのオフィスの間に220ヤード (200 m) の空気圧システムを設置しました。^[3] エレクトリック・テレグラフ・カンパニーは、株価やその他の金融情報を入手し、電信線でサービスの加入者に渡していました。空気圧システムの利点は、それがなければ、会社は2つの建物間でメッセージを運ぶためにランナーを雇うか、証券取引所内で訓練された電信オペレーターを雇わなければならなかったことです。1860年代半ば、会社はリバプール、バーミンガム、マンチェスターの地方証券取引所に同様のシステムを設置しました。^[4] イギリスで電信が国有化された後も、空気圧システムは郵便局電信の下で拡張され続けました。この拡張は、ジョセフ・ウィリアム・ウィルモット（以前はエレクトリック・アンド・インターナショナル・テレグラフ・カンパニーに勤務）が、1870年にラティマー・クラークの発明を「ダブル・スルース・ニューマチック・バルブ」に改良し、1880年には「中間信号機/空気圧チューブ用急速遮断スイッチ」を発明したことによるもので、これによりプロセスが劇的にスピードアップし、一度に多数の搬送メッセージをチューブ内に収容することが可能になった。^[5] 1880年までに、ロンドンには21マイル（34 km）を超えるチューブがあった。^[6] 非常に傷みやすい商品の迅速な販売を容易にするため、アバディーンの魚市場事務所と郵便局本局の間にチューブが敷設された。 ^[7]

鉄道は、銀行やスーパーマーケットでの現金輸送を含め、小包や書類の輸送に一般的に使用されていますが、^[8] 19世紀初頭には、重い貨物の輸送にも使用されることが提案されました。かつては、巨大なチューブのネットワークが人々の輸送に使用されることが想定されていました。^[9]

現代の使用

この技術は小規模ではありますが、現在でも使用されています。情報通信用途は電子機器に取って代わられましたが、空気圧チューブは、ローカル環境での利便性とスピードが重要となる小さな物体の輸送に広く使用されています。^[1]

米国では、ドライブスルー銀行は、車と窓口係の間で現金や書類を運ぶのに空気圧チューブをよく使用していましたが、2020年代までにモバイルバンキングアプリの台頭とATMの高度化により、これらの一部は撤去されました。多くの病院は、薬品、書類、検体を研究室や看護師ステーションとの間で配送するために、コンピュータ制御の空気圧チューブシステムを備えています。^[1]多くの工場は、大規模なキャンパス内で部品を迅速に配送するためにそれらを使用しています。多くの大規模店舗は、余分な現金をチェックアウトスタンドからバックオフィスに安全に輸送し、お釣りをレジ係に返すためにシステムを使用しています。^[10]カジノでは、お金、チップ、カードを迅速かつ安全に移動するために使用されています。日本のラブホテルでは、顧客が匿名で（対面なしで）請求書を支払えるようにするためにそれらを使用しています。^[11] NASAの最初のミッションコントロールセンターには、コントローラーコンソールとスタッフサポートルームを接続する空気圧チューブがありました。ミッション運用管制室2は、1992年に元の構成で最後に使用され、その後他のミッションのために改造されました。この部屋は1985年に国定歴史建造物に指定されたため、2017年に1960年代の状態に復元することが決定されました。^[12] 気送管は取り外され、修復のためにカンザス州のコスモスフィアに送られました。 ^[13]

核化学では、中性子放射化分析中にサンプルを輸送するために空気圧チューブシステムが使用されています。サンプルは、中性子が照射される原子炉の炉心から、結果として生じる放射線を測定する機器に移動する必要があります。サンプル内の放射性同位体の中には半減期が非常に短いものもあるため、速度が重要です。これらのシステムは自動化することができ、サンプルチューブのマガジンが順番に原子炉の炉心に移動し、所定の時間経過した後、機器ステーションに移動し、最終的に保管および廃棄用のコンテナに移動します。^[14]

2011年初頭に閉店するまで、ミネソタ州エディナのマクドナルドは「世界で唯一の空気圧ドライブスルー」を標榜し、ストリップモールの店舗から駐車場の真ん中にあるドライブスルーに食べ物を運んでいた。^[15]

テクノロジー編集者のクエンティン・ハーディは、2015年に^{[アップデート]}デジタルネットワークのセキュリティに関する議論に伴い、空気圧チューブによるデータ伝送への関心が高まったことを指摘し、^[16]ロンドンの忘れられた空気圧ネットワークに関する研究を引用した。^[17]

関連する応用としては、空気圧チューブシステムに非常によく似たメカニズムを使用する魚砲^{[18]がある。}

アプリケーション

郵便サービス

空気圧郵便または空気圧郵便は、加圧空気管を通じて手紙を配達するシステムである。19世紀にスコットランドの技術者ウィリアム・マードックによって発明され、後にロンドン空気圧発送会社によって開発されました。空気圧郵便システムは、19世紀後半からいくつかの大都市で使用されていました（1866年のロンドンのシステムもその1つで、試験運用中には人間を輸送できるほど強力で大規模でしたが、その目的には適していませんでした）^[19] が、後に大部分が放棄されました。

パリの主要チューブネットワーク（パリ空気圧郵便）は、1984年にコンピューターとファックス機の導入により廃止されるまで使用されていました。プラハ空気圧郵便は、現在のチェコ共和国にあるプラハで1889年に一般向けに開始され、ネットワークは約60キロメートル（37マイル）に及んでいました。

空気式郵便局は通常、郵便局、証券取引所、銀行、省庁を接続します。空気式郵便専用の郵便切手を発行した国はイタリアだけです(1913 年から 1966 年の間)。オーストリア、フランス、ドイツでは空気式郵便用の郵便用便箋が発行されました。

典型的な用途は、銀行、病院、スーパーマーケットです。多くの大規模小売業者は、小切手やその他の書類をレジ係から経理事務所に運ぶために空気圧チューブを使用していました。

歴史的使用

1853年: ロンドン証券取引所と市内の主要電信局を結ぶ（距離220ヤード（200メートル））
1861年：ロンドンでロンドン・ニューマチック・ディスパッチ・カンパニーと提携し、ユーストン駅から中央郵便局、ホルボーンまでサービスを提供。
1864年：リバプールのキャッスル・ストリート、ウォーター・ストリート、取引所ビルにあるエレクトリック・テレグラフ・カンパニーとインターナショナル・テレグラフ・カンパニーの電信局を接続^[20]
1864年：マンチェスターのヨークストリートにあるエレクトリック・アンド・インターナショナル・テレグラフ・カンパニーの本社とダルシー・ビルディングとモズレーストリートにある支社を結ぶ^[21]
1865年：バーミンガム、エレクトリック・アンド・インターナショナル・テレグラフ・カンパニーがスティーブンソン・プレイスの新取引所ビルとニューストリートのテンプル・ビルにある支店の間に設置。 ^[22]
1865年：ベルリン（1976年まで）に、1940年にピークを迎えた時点で全長400キロメートルのローアポストシステム
1866年: パリ (1984年まで、1934年からの総延長は467キロメートル)。ジョン・スタインベックは『ピピンの短い治世IV : 捏造』の中でこのシステムについて言及しています。「あなたは空気圧に注意を払っていません。」
1871年:ダブリン^[23]
1875年：ウィーン（1956年まで） - 中央墓地の未実現の死体ネットワークを含む^[24]
1887年：プラハ（洪水のため2002年まで）プラハ空気圧ポスト^[25]
1893年: 最初の北米システムは、フィラデルフィアの郵政長官ジョン・ワナメーカーによって設立されました。ワナメーカーは以前にこの技術を自身のデパートで使用していました。当初はダウンタウンの郵便局を接続していたこのシステムは、後に主要な鉄道駅、証券取引所、多くの民間企業に拡張されました。このシステムは米国郵政省によって運営され、後にニューヨーク(ブルックリンとマンハッタンを接続)、シカゴ、ボストン、セントルイスなどの都市で同様のシステムを開設しました。これらの最後のシステムは1953年に閉鎖されました。^[26]
その他の都市: ミュンヘン、リオデジャネイロ、ブエノスアイレス、ハンブルク、ローマ、ナポリ、ミラノ、マルセイユ、メルボルン、東京、大阪、名古屋、神戸、^[27]チューリッヒ、ローザンヌ、ジュネーブ、ベルン、バーゼル

^[28]

1950年代-1989年: CIA本部（現在は旧本部ビルとして知られている）^[29]

公共交通機関

19世紀

1812年、ジョージ・メドハーストは初めてトンネルを通行する客車の空気輸送を提案したが、実現には至らなかった。^[30]旅客輸送用の気送管システムの前身である大気圧鉄道（レールの間に管を敷設し、管の上部にある密閉可能なスロットから列車に吊り下げられたピストンがその中で動く）は次のように運用された。^[31]

1844年 - 1854年:ダブリン・アンド・キングスタウン鉄道のダルキー大気圧鉄道、キングスタウン（ダン・レアリー）とアイルランドのダルキー間（1.75マイル[2.82 km]）
1846年～1847年:ロンドン・アンド・クロイドン鉄道、クロイドンとニュークロス（ロンドン、イギリス）間（7.5マイル[12.1 km]）
1847年 - 1848年:イザムバード・キングダム・ブルネルのサウス・デヴォン鉄道、イングランドのエクセターとニュートン・アボットの間(20マイル [32 km])
1847 ～ 1860 年:フランスのヴェシネの森とサンジェルマンアンレーの間のパリ - サンジェルマン鉄道(2 km [1.2 マイル])

1861年、ロンドン・ニューマチック・ディスパッチ社は、荷物の輸送を目的としていたものの、人を輸送できるほどの規模のシステムを構築した。1865年10月10日、新しいホルボーン駅の開業式では、会長のバッキンガム公爵と数名の取締役が地下鉄に乗ってユーストン駅（所要時間5分）まで移動した。

550メートル（1,804フィート）のクリスタル・パレス空気圧鉄道は、 1864年にクリスタル・パレスで展示されました。これは、ウォータールーとチャリング・クロスを結ぶテムズ川の下を走る予定だったウォータールー・アンド・ホワイトホール鉄道の原型でした。掘削は1865年に開始されましたが、財政上の問題により1868年に中止されました。

1867年、ニューヨークで開催されたアメリカ協会博覧会で、アルフレッド・エリー・ビーチは、長さ100フィート（30メートル）、直径6フィート（1.8メートル）のパイプを披露した。このパイプは、乗客12名と車掌1名を運ぶことができた。^[32]ニューヨーク市初の高架鉄道が開通した1年後の1869年、ニューヨークのビーチ・ニューマチック・トランジット・カンパニーは、新しい交通手段の可能性を実証するため、ブロードウェイの下に長さ312フィート（95メートル）、直径8.9フィート（2.7メートル）の空気圧式地下鉄を秘密裏に建設した。 ^[32]この路線は数ヶ月しか運行されず、ビーチが延長許可を得られなかったために閉鎖された。腐敗した有力政治家のボス・ツイードは、高架鉄道の競合計画に個人的に投資するつもりだったため、この路線の建設を望んでいなかった。^[33]

20世紀

1920年代、カナダ太平洋鉄道とカナダ国鉄は協力して、カナダのトロントにあるユニオン駅の郵便局Aと4つの事務所を結ぶ4,500メートルの複雑な空気圧チューブシステムを敷設した。ロイヤルヨークホテルの郵便室への接続もあった。スター紙とテレグラム紙もこのシステムに参加し、パイプを敷設した。^[34] 1960年代、ロッキード社とMITは米国商務省と共同で、周囲の大気圧と「重力振り子アシスト」で動く真空列車システムの実現可能性調査を実施し、東海岸の都市を結んだ。^{[32]彼らは、}フィラデルフィアとニューヨーク市の間の走行速度を平均174メートル/秒、つまり時速626キロメートル（388マイル）と計算した。これらの計画は費用がかかりすぎるとして断念されたが、ロッキード社のエンジニアであるLKエドワーズは「重力真空輸送」に基づく技術を開発するためにチューブトランジット社を設立した。 1967年、彼は当時建設中だったBARTシステムと並行して走るカリフォルニアのベイエリア重力真空交通を提案したが、結局建設されることはなかった。

21世紀

VactrainやHyperloopなど、部分的に真空にしたチューブ内を走る列車の研究は継続されている。

空気圧式エレベーター

空気圧式エレベーター[1]は、円筒形の垂直シャフト（通常は透明なプラスチック製）と、シャフト内の乗客用カプセル（これも透明）で構成され、上下の空気圧の差によって垂直に動きます。主な利点は、シャフトの下にピットが必要ないことと、シャフトの上にロフトが必要ないことです。

上昇操作では、エレベーターシャフトの上部にある真空ポンプがカプセル上部から空気を吸引して低圧を作り出し、一方、カプセルの下の低層 (1 階) レベルには、より高い通常の大気圧が流入して揚力を生み出します。

下降時には、管状シャフト内の電子制御バルブがシリンダー内の空気の出入りを制御し、プログラムされた操作によって車両をスムーズに下降させます。真空ポンプまたは電子制御バルブが故障した場合、カプセルの下に閉じ込められた空気の量はクッションとして機能し、機械式バルブによってゆっくりと排出され、カプセルはゆっくりと最下層に戻ります。

送金の場合

大規模小売店では、販売員から中央のチューブルームまで販売伝票と現金を輸送するために空気圧チューブシステムが使用されており、そこでレジ係は釣り銭を受け取ったり、信用記録を参照したりすることができます。^[35]

ドライブスルーを備えた銀行の多くも空気圧チューブを使用しています。^[8]

医学では

多くの病院には、サンプルを検査室に送るための気送チューブシステムがあります。^[1]^[36]血液保存液の輸送では、重量と輸送時間が重要になるほか、遠心力や加速力による溶血を防ぐことも重要です。病院では、気送チューブシステムを使用して、X線写真、患者の書類、一般書類、医薬品、検査結果を輸送しています。

6 インチ (152 mm) の空気圧チューブシステムは、4 インチ (102 mm) のシステムと比較して、大幅に少ない詰まりで、 1 リットル容量の重いIV バッグを処理できることが実証されています。

百貨店

百貨店シアーズは、通信販売事業を管理するために、「シカゴの中央施設のような巨大な倉庫を建設し、そこではさまざまな部門や組み立て作業員へのメッセージが気送管を通じて送られた」^[37]。20世紀には、オーストラリアのメルボルンにあるジャクソンズ・オブ・レディングやマイヤーなど、他の多くの百貨店にも気送管システムがあった。オーストラリア国立図書館の建物（1968年に開館）には、閲覧室から書架に本のリクエストを送るための気送管システムが組み込まれている。このシステムはもう使われていないが、部分的に稼働しており、舞台裏ツアーで実演されている。

廃棄物処理

廃棄物処理装置における空気圧チューブの使用例としては、メッカのマスジド・ハラーム、^[38]スウェーデンのストックホルムのハンマルビー・ショースタッド地区にあるグラスフースエット、カナダの旧モントリオール、フロリダのディズニーワールド、ニューヨークのルーズベルト島とハドソンヤード（米国）などが挙げられます。

生産中

気送管システムは生産工場で使用されています。用途には、スペアパーツ、計測機器、ツール、またはワークピースをベルトコンベアに沿って、または生産プロセスで搬送することが含まれます。産業研究室では、サンプルは気送管システムを通じて輸送されます。これらは、あらゆる物理的状態（固体、液体、気体）およびあらゆる温度で輸送できます。たとえば、産業会社ThyssenKrupp は、900 °C（1,650 °F）の鋼鉄サンプルを、炉から研究室まで毎秒 22 m（72 フィート）の速度で気送管を通じて送ります。^[39]

技術的特徴

現代のシステム（小型カプセルの輸送に使用される、より小さい、つまり「通常の」チューブ径の場合）では、毎秒約7.5メートル（25フィート）の速度に達しますが、いくつかの歴史的なシステムではすでに毎秒10メートル（33フィート）の速度を達成しています。^[1]^[40]同時に、空気圧の変化によりカプセルはゆっくりとブレーキをかけられるため、以前のシステムの特徴であった衝撃的な到着がなくなり、壊れやすい内容物の輸送には不向きでした。^[1]

非常に強力なシステムは、最大50kg（110ポンド）、最大直径500mm（20インチ）のアイテムを輸送できます。^[39] 100以上のラインと1000以上のステーションを接続できます。

さらに、現代のシステムはコンピュータ制御が可能で、特定のカプセルを追跡し、優先配送やシステム効率を管理できます。この技術により、病院での手術中に採取された組織サンプルなど、時間的に重要なアイテムを輸送できます。カプセル内のRFIDチップは、キャリアの位置、輸送速度、目的地などのデータを収集します。^[41]システムはこれらのデータを収集して保存し、ユーザーが社内プロセスとターンアラウンドタイムを最適化できるようにします。施設は、会社のソフトウェアシステム（例：ラボ情報システム）にリンクして、会社の物流管理と生産チェーンに完全に統合できます。

参照

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さらに読む

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外部リンク

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パリの空気圧式ポストについて説明し、他のものについても言及している
「ダイヤルスイッチメッセージチューブ」システムの動作の基本を写真と図で説明した 1951 年の記事
イギリス、フランス、ベルリン、アメリカ、プラハの空気圧式ポストシステムについて写真付きで解説するサイト
プラハの空気圧式郵便システムを説明する記事
米国国立郵便博物館の空気圧式郵便物に関する記事
空気圧式ディスパッチ... (1868) アルフレッド・ビーチ (スキャンしたページ)
ビーチ・ニューマチック・アルフレッド・ビーチのニューマチック地下鉄とニューヨークの高速輸送の始まり
未来学: 空気輸送 (歴史的なイラストを含む)
Capsule Pipelines: 優れた歴史的情報。情報の元の著者は「capsu.org」のページで見つかります。
空気圧チューブシステム - 仕組み
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