운반 시스템

공압식 수송 시스템{PNEUMATIC TRANSPORT SYSTEM}

본 발명은 내부 단면 치수/직경/대각선을 가진 적어도 하나의 튜브 연결부, 적어도 하나의 발송부(dispatch station) 및 적어도 하나의 수신부(receiver station)를 포함하는 운반 시스템에 관한 것으로, 파이프 연결부 내의 기류 방향으로 기류에 의해 발송부로부터 수신부로 물품이 운반된다. 본 발명은 또한 이러한 운반 시스템의 용도에 관한 것이다.

복수의 튜브 연결부를 구비한 운반 시스템의 사용이 일반적으로 알려져 있으며, 이 때 진공 또는 가압 공기를 통해 발송부로부터 수신부로 물품이 발송된다. 보통, 각 단부에 밀봉 링이 구비된 세장형 캡슐이 발송됨에 따라 튜브 연결부의 단면이 이러한 방식으로 채워진다. 이로 인해 캡슐은 긴 튜브 시스템 내에서 운반되는 플러그로서 작용한다. 캡슐 내에는 보통 원하는 목적지까지 수송될 물품이 구비된다. 이러한 시스템은 소위 공압식 발송 시스템으로 알려져 있고, 대형 건물에서 내부 우송 또는 이와 유사한 것과 관련하여 오랫동안 사용되어 왔다. 그러나, 이러한 시스템에는 여러 개의 물품들이 지체 없이 바로 연속하여 발송될 수 없다는 불편함이 있다. 그 이유는 이러한 시스템이 폐쇄형 시스템이며, 폐쇄형 시스템이 “누풍(false air)”을 받을 경우 캡슐은 튜브 연결부 내에서 이동을 멈추게 된다는 사실에 있다. 캡슐들을 최대한 신속하게 연속적으로 발송할 수 있도록 하기 위해 다양한 시스템이 개발되어 왔다. 그 중 하나의 시스템에는, 캡슐이 종착지에 도착함으로써 시스템이 다시 사용될 준비가 되는 시기를 알려주는 표시기가 구비될 수 있다. 또한 다른 변형예에서는 공압 발송 시스템이 상이한 부분들로 구획되고 각각의 부분에는 자신만의 진공 또는 송풍 메커니즘이 구비된다. 이로 인해 튜브 연결부 내에서 이전에 발송된 캡슐이 소정의 위치를 통과하자 마자 새로운 캡슐이 발송될 수 있다.

그러나, 이러한 모든 해결방안에서는 운반될 물품을 캡슐 안에 넣은 후 발송된다. 또한, 시스템의 또 다른 단부에서는 물품을 캡슐에서 꺼낼 필요가 있다. 대략 동일한 양의 캡슐이 양 방향으로 발송되는 경우, 수신부에서 캡슐의 양이 축적되고 발송부에서 캡슐의 양이 부족하게 되는 문제가 해결되지만, 매우 드물게는 각각의 발송부에서 캡슐을 수신할 필요가 있게 되고, 이는 불편함을 초래하게 된다. 이러한 시스템이 US 2007/0173972에 공지되어 있다.

FR 2 639 336에 공지된 해결 방안에서는 동전보다 더 큰 단면을 가진 튜브 연결부에서 동전이 운반된다. 이러한 유형의 튜브형 운반 시스템은 아마도 일부 유형의 물품(예컨대 동전)에 적합하며, 그로 인해 물품 수송이 다소 무질서해질 수 있다. FR 2 639 336에서는 동전들이 어떠한 추가 예방책도 없이 투입 및 운반되는 것으로 나타나 있기 때문에, 발송된 물품에 대해 특정한 통제 및 유도가 제안되고 주어진 순서로 물품이 수신되는 경우의 물품 운반에는 이러한 시스템이 적합하지 않다.

본 발명의 목적은, 공압식 발송 시스템과 유사하지만 물품이 연속적으로 즉시 발송될 수 있으며 발송 전에 캡슐 내로 물품을 투입할 필요가 없고 통제된 운반을 수행할 수 있는 운반 시스템을 제시하는 데에 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 튜브 연결부 내의 기류를 통해 물품을 기류 방향으로 운반하는 운반 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 운반 시스템의 신규 특징은, 튜브 연결부가 물품의 종방향으로 수평으로 측정된 세장형 물품의 최대 단면적보다 크기가 큰 내부 단면적(바람직하게는 원형 단면적)을 가지고, 바람직하게는 물품의 최대 단면적과 비교하여 적어도 두 배의 단면적을 가진다는 점이며, 여기서 물품은 최대 내부 단면 치수/직경/대각선보다 큰 길이를 가진다. 이러한 해결방안에 의해, 비교적 작은 과압의 초과 공기가 존재한다면 튜브 연결부 내에서 물품을 운반할 수 있다. 튜브 시스템을 통해 다량의 공기를 유도함으로써, 이러한 공기로 수 백 미터의 거리에 걸쳐 물품을 들어올리고 운반할 수 있다. 동시에, 주목할 만한 정도로 시스템의 효율에 영향을 끼치지 않을 정도의 초과 공기가 존재함에 따라 동시에 동일한 튜브 연결부 내에서 여러 개의 물품을 운반할 수 있다는 이점을 얻는다. 언급한 바와 같이, 한 번에 최대로 복수의 물품을 운반하는 것이 가능하고, 이 때 이들 물품은, 하나의 물품이 발송된 직후 다른 물품이 발송되는 식으로 개별적으로 연속하여 발송된다. 언급된 바와 같이 시스템의 또 다른 이점은, 물품들이 특정 배향으로 발송되며 동일한 배향으로 수신부에 도착한다는 점이다. 따라서 추가 발송 또는 처리 전에 직원이 물품의 방향을 바꾸는 데 시간을 들일 필요가 없다. 따라서 수신부는 자동적으로 더 용이하게 작동할 수 있고 그로 인해 직원의 작업량이 감소하고 분류의 생략으로 비용이 감소하므로, 이는 상당한 이점이 된다.

본 발명에 따른 운반 시스템에는, 수송될 물품의 직경의 약 두 배인 내경을 가진 튜브 연결부가 구비될 수 있다. 물론 이는 물품의 면적이 오직 튜브 연결부 자체 면적의 1/4에 해당된다는 것을 의미하고, 그 결과 튜브 연결부 내에서 동시에 여러 개의 물품을 운반하기에 충분한 공기가 튜브 연결부에 존재하게 된다. 물품은 유리하게는 하나씩 발송될 수 있고, 그로 인해 각각의 물품 간에 특정한 거리가 생긴다. 일반적인 물품은 예컨대 직경이 10 내지 20 mm이거나 아마도 두께가 훨씬 더 크고 길이가 75 내지 150 mm인 세장형의 원통형 용기일 수 있고, 튜브 연결부는 유리하게는 내경이 20 내지 50 mm일 수 있다. 더 작은 직경/단면적은 물론 더 큰 직경/단면적을 가진 물품과 튜브 연결부가 적용될 수 있고, 더구나 튜브 연결부 및/또는 물품이 원형 단면을 가질 필요는 없다. 그러나, 물품은 튜브 시스템에서 운반되는 동안 길이 방향으로 뒤집어져서는 안될 필요가 있기 때문에, 튜브 시스템의 최대 내부 단면 치수, 직경, 대각선, 측면 길이 등이 물품의 길이보다 클 수는 없다.

본 발명에 따른 운반 시스템의 일 실시형태에 있어서, 운반 시스템은 유리하게는 적어도 하나의 물품을 위한 홀더를 포함하는 발송부를 포함할 수 있으며, 이 때 적어도 하나의 물품은 이러한 홀더 내의 컷아웃부(cutout)에 배치되고, 물품 발송과 관련하여 홀더 내의 컷아웃부는 튜브 연결부 내의 기류 내로 옮겨져 기류에 의해 떠내려 가고, 이 때 기류는 바람직하게 기계적인 송풍 장치에 의해 생성된다. 이러한 발송부에 의해, 물품은 튜브 연결부 내의 기류를 위한 개구 없이 발송될 수 있다. 실제로, 홀더는 기류 내로 하나씩 유입되는 다수의 컷아웃부를 가진 회전 드럼으로서 설계될 수 있다. 이러한 해결방안에 의해, 다수의 물품이 연속적으로 발송될 수 있다. 항상 기류 내에 컷아웃부를 가짐으로써, 기류가 실질적으로 방해 받지 않는 동시에 물품의 신속한 발송이 이루어질 수 있다는 분명한 이점을 얻는다.

언급된 바와 같이 기류는 적절한 유형의 기계적 송품 장치에 의해 생성될 수 있으며, 상기에 언급된 바와 같이 그다지 큰 공기 압력을 필요로 하지 않기 때문에, 충분한 기류가 존재하고 그로 인해 튜브 연결부 내에 풍속이 존재하는 경우, 1 bar의 과압으로 종종 충분할 것이다. 상기 언급된 튜브 연결부 및 물품의 치수에 대해서, 물품의 무게 및 여러 치수들에 따라 100 내지 300 m ³ /h의 기류가 종종 적용될 것이다.

발송부로부터의 특정의 양호한 발송을 보장하기 위해, 본 발명에 따른 운반 시스템은 유리하게는, 발송부가 공기를 위한 연결부를 적어도 하나 포함하여 이를 통해 기류가 발송부를 우회하여 튜브 시스템에 연속적으로 공급되도록 배치될 수 있다. 따라서 튜브 연결부 내에서 이미 이동 중인 물품을 운반하기 위해 방해 받지 않는 기류가 항상 존재한다. 동시에, 다량의 공기가 발송부 자체의 주위에 일정하게 공급되므로, 물품의 발송 시 어떠한 뚜렷한 압력 강하 또는 기류의 변화도 일어나지 않게 된다. 발송부 주위에 유도되는 이러한 기류는 우회 채널에 의한 결과일 수 있지만, 발송부 다음의 위치(바람직하게는 발송부 바로 다음의 위치)에서 튜브 연결부에 공기를 공급하는 2차 송풍 장치를 이용하여 이루어질 수도 있다. 그러므로 “주위에” 또는 “우회”라는 용어는 광범위하게 해석될 것이며, 따라서 도 1에 도시된 바와 같이 우회 채널에서 발생하는 공급을 말하는 것일 수 있지만, 언급된 바와 같이 또한 추가적인 송풍 장치로부터의 2차적인 공급일 수 있고, 이 때 우회 채널과 같이 동일한 원리에 따라 공기가 공급된다.

본 발명에 따른 운반 시스템에는 유리하게 기계적 흡입 장치를 더 포함하는 튜브 연결부가 구비될 수 있고, 이러한 흡입 장치에 의해 공기(바람직하게는 적어도 튜브 연결부에 공급되는 공기의 양에 상응하는 양의 공기)가 흡입 및 유도되며, 이 때 공기는 수신부 바로 전에 빠져나간다. 이로써 수신부가 확립된 공간에는 과압이 형성되지 않는다는 이점이 달성된다. 이는 예를 들어 (아마도 오염된) 공기가 유입되는 것을 원하지 않는 실험실에 적용될 수 있다. 이런 보호는 발송부로부터 공급된 것보다 수신부에서 예컨대 10% 더 많은 공기를 제거함으로써 달성될 수 있다. 이는 또한 운반된 물품에 대해 감속 작용을 부여하게 되고, 그로 인해 물품을 더 조심스럽게 수신할 수 있다.

본 발명에 따른 운반 시스템은 또한, 운반 시스템의 적어도 하나의 튜브 연결부에 하나 이상의 기류 조절부가 설치되도록 구성될 수 있고, 이 때 기류 조절부에는 튜브 연결부 표면의 개구들을 개방 또는 폐쇄하기 위한 조정 수단이 구비된다. 이러한 기류 조절부는 발송부 바로 다음에 배치되는 것이 유리할 수 있고, 그로 인해 기류를 적절한 수준으로 하향 조절하는 것이 가능해진다. 이러한 이유는, 발송부로부터의 발송과 관련하여 물품을 가속시키기 위한 것으로, 보통 초과 공기가 적용된다. 이러한 초과 공기는 물품에 높은 속도를 부여하게 되는데, 이는 물품에 따라서 이점이 될 수도 있고 문제점이 될 수도 있다. 물품이 높은 속도를 받음으로 인해 불필요하게 덜컥거리며 이동하지 않는 경우, 기류 조절부는 유리할 수 있다. 이러한 기류 조절부는 가장 단순한 형태로 튜브 연결부의 개구를 개방 또는 폐쇄하는 변위 가능 부재로서 제공될 수 있다. 이러한 개구는 홀 또는 슬롯일 수 있고, 선형 특성을 의미하는 일정한 단면적 또는 조절부 상의 비선형 특성을 의미하는 가변 단면적을 가질 수 있다.

기류를 조절하는 다른 방법은 튜브 연결부로부터의 기계적 흡입일 수 있으나, 그 효과는 동일할 것이고, 물품의 속도는 이러한 방식으로 조정될 수 있다. 기류 조절부는 또한 물품이 수신부에 도착하기 전에 제동을 거는 이점을 가지고 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 운반 시스템은, 적어도 하나의 튜브 연결부가 배관 또는 호스(플라스틱 또는 금속으로 제조된 배관 또는 호스)로 이루어지도록 설계될 수 있다. 이들 배관 또는 호스는, 운반 방향이 상방, 하방 또는 전방인지에 상관 없이 물품이 전진하도록 튜브 연결부의 과압이 보장하게 됨에 따라, 수직뿐만 아니라 수평 및 비스듬한 장착에 사용될 수 있다. 길이가 길고 약간의 가요성을 가진 호스를 사용함으로써, 튜브 연결부의 연결점을 최소로 하여 용이한 장착이 이루어진다. 그러나, 튜브 연결부가 수 백 미터(아마도 최대 1000 m) 길이일 수 있는 시스템과 관련하여, 장착상의 이유로 길이를 따라 명백히 다수의 연결점이 존재한다. 물품의 제동을 야기할 수도 있는 가능한 내부 에지 및/또는 변위를 막기 위해서 이러한 연결점에 많은 주의를 기울인다. 또 다른 중요한 매개변수로는 튜브 연결부의 내부면과 물품 상에서의 표면 조도 또는 마찰 계수가 있다. 튜브 연결부 내에서 내부면과 물품 사이에서 마찰 및 물품의 무게에 따라, 공기 압력 및 기류가 최적으로 조절될 수 있다.

본 발명에 따른 변형예에 있어서, 운반 시스템은 예를 들어 물품을 발송하는 사람 및 발송된 물품을 식별하기 위한 식별 수단을 더 포함할 수 있고, 이러한 식별 수단은 중앙 데이터 시스템에 연결된다. 따라서 발송자 또는 발송된 물품의 등록이 보장될 수 있고 그로 인해 다양한 형태의 문서가 제공될 수 있다. 유리하게 중앙 데이터 시스템은 적절히 구성된 프로그램이 구비된 컴퓨터 시스템일 수 있다.

유리하게 본 발명에 따른 운반 시스템은, 운반될 재료로 직접 구성된 물품을 운반하는 데에 사용될 수 있다. 따라서 튜브 연결부 내에서 운반되도록 구성된 특수한 캡슐 내에 물품을 투입할 필요가 없다. 이로 인해 물품을 캡슐에 넣고 이러한 캡슐에서 물품을 꺼내는 데 시간이 들지 않으므로 운반 시스템의 사용이 더 쉽고 빨라진다는 분명한 이점이 달성된다. 동시에 발송부에서 이용 가능한 캡슐의 존재를 보장할 필요가 없다.

유리하게 본 발명에 따른 운반 시스템은, 예를 들어 혈액 샘플 또는 다른 샘플을 포함하는 용기로 구성된 물품을 운반하는 데 사용될 수 있고, 이 때 물품은 바람직하게는 샘플 추출 현장에서 가까운 발송부로부터 운반되고 운반 시스템을 경유하여 실험실과 관련된 수신부에 보내진다. 이러한 혈액 샘플이 추출되어, 뚜껑이 달리고 일반적으로 투명한 플라스틱(예컨대 폴리에틸렌 또는 폴리카보네이트)으로 만들어진 시험관과 같은 용기에 직접 보관된다. 이러한 용기는 견고하며 본 발명에 따른 운반 시스템에서의 수송에 적합하다. 그러나, 혈액 샘플에 너무 많은 충격이 가해지는 것은 옳지 않을 수 있기 때문에, 운반된 물품에 대해 기류 조절부를 이용하여 속도를 조절하는 것이 유리하다.

예를 들어 샘플 추출 현장에서 가까운 장소로부터 혈액 샘플을 더 면밀히 검사하게 되는 실험실까지 혈액 샘플을 수송하려고 하는 병원에서, 본 발명에 따른 운반 시스템을 이용함으로써 처리 시간이 훨씬 더 빨라질 수 있는데, 이는 샘플 추출자가 더 면밀한 검사를 위해서 샘플을 연속적으로 보낼 수 있고, 평소와 같이 다수의 샘플들을 꺼내고 나서 모든 샘플을 한꺼번에 실험실로 보내지 않아도 되기 때문이다. 흔히 병원 내에서 멀리 떨어져 있을 때, 혈액 샘플이 신속하게 수송될 수 있고 그 후 샘플이 이에 따라 신속하게 검사될 수 있으므로 본 발명에 따른 운반 시스템의 사용이 유리할 수 있다. 동시에 과제가 연속적으로 실험실로 도착함에 따라서 또한 연속적으로 분석될 수 있다는 이점이 있으며, 이는 자원의 소비가 현저하게 감소됨을 의미한다.

본 발명의 변형예는 공급 시스템을 포함할 수 있고, 발송될 물품은 이러한 공급 시스템으로부터 하나씩 자동적으로 발송부에 도입되며, 따라서 상기 공급 시스템에 투입될 수 있다. 이러한 시스템의 바람직한 변형예에 있어서, 공급 시스템은 물품이 놓이는 다수의 매거진을 포함할 수 있으며, 채워진 매거진들은 그 후, 매거진들이 기계적으로 운반되는 공급 시스템에 배치되고, 개별적인 물품들이 발송부 내로 작동된다. 이러한 해결 방안에 의해, 더 많은 수의 물품들이 한 번에 상기 공급 시스템에 제공될 수 있고, 물품들은 그 후 튜브 시스템 내에서 연속적으로 발송될 수 있다. 이러한 공급 시스템에 의해, 개별적인 물품들이 최적의 간격으로 발송됨에 따라 시스템의 용량을 더욱 최적으로 활용할 수 있고, 가능한 많은 수의 물품들을 발송할 준비가 되었을 때 물품들을 매거진에 배치하거나 또는 공급 시스템에 직접 “한꺼번에” 배치할 수 있다. 본원에 나타난 바와 같은 공급 시스템에 의해, 물품이 신속히 배치될 수 있고, 뒤이어 직원의 관리 없이도 발송이 이루어질 수 있다. 공급 시스템은 발송 시스템에 직접 연결될 수 있고, 물품은 공급 시스템 및/또는 상기 매거진으로부터 직접 발송될 수 있으나, 물품은 공급 시스템 또는 매거진으로부터 발송부에 연결되어 물품의 발송과 관련하여 사용되는 홀더로 이송될 수도 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 설명하다.
도 1은 운반 시스템을 개략적으로 도시한다.

도 1에는 본 발명에 따른 운반 시스템(1)이 개략적으로 도시되어 있으며, 운반 시스템(1)은 발송부(3)에서 밀폐실(5)의 수신부(4)로 연장된 튜브 연결부(2)를 포함한다. 발송부(3) 하부에는 송풍부(6)가 나타나 있으며, 송풍부로부터 충분한 양의 공기가 튜브 연결부(2)로 송풍된다. 공기는 회전 드럼(7)이 구비된 발송부(3)를 통해 유도되며, 회전 드럼에는 다수의 홀더가 컷아웃부(8) 형상으로 배치된다. 이러한 컷아웃부(8)에 물품(9)이 배치될 수 있고, 회전 드럼(7)을 그 중심축(10)을 중심으로 회전시킴으로써 컷아웃부(8)가 튜브 연결부(2)에 존재하는 기류 내로 하나씩 유입될 수 있다. 튜브 연결부(2) 내의 충분한 초과 공기를 보장하기 위해, 우회 덕트(11)를 경유하여 발송부(3) 주위로 일정한 기류가 유도되며, 이를 통해 튜브 시스템(2) 내에서 이동 중인 물품(9)이 이동 상태를 유지하는 것을 보장한다.

발송부(3)로부터 물품(9)을 발송한 직후, 간단하게 튜브 시스템(2)의 개구(13)를 통해 공기의 일부를 배출함으로써 작동되는 기류 조절부(12)에 의해, 물품(9)의 속도를 조절할 수 있다. 이로써 물품(9)의 속도는 발송부(3) 다음에 적절한 속도로 가속된 후 감소된다. 기류 조절부(12)의 도시된 실시형태에 있어서, 튜브 연결부(2)의 개구(13)는 변위 가능 부분(14)에 의해 다소 덮일 수 있다. 물품(9)이 수신부(4)에 도착하기 전에 물품(9)의 속도를 더 줄이기 위해, 도시된 운반 시스템에서는 또 다른 기류 조절부(12)가 도시되어 있으며, 또한 흡입 장치(15)에 의해 공기를 제거할 수 있다. 기류 조절부(12) 및 흡입 장치(15)는 둘 다 통풍(draft)에 기여하고 밀폐실(5)(예컨대, 실험실일 수 있음)에서 과압이 발생하지 않도록 할 수 있다. 기류 조절부(12) 및 나아가서는 흡입 장치(15)로 공기의 일부를 폐쇄 및 제거함으로써, 물품(9)은 전달 트레이(16)에 정지할 정도로 감속될 수 있다. 흡입 장치(15)가 튜브 연결부(2)에 존재하는 것보다 더 많은 공기를 제거하는 경우, 밀폐실(5)의 공기 중 소량의 일부가 자동적으로 제거된다. 이로써 밀폐실(5)에 오염된 공기가 공급되지 않도록 보장할 수 있으며, 이는 수신부(4)가 실험실(5)에 배치된 것과 관련하여 매우 중요할 수 있다.

본 발명은 전술한 실시형태 또는 도면에 도시된 것으로 한정되지 않으며, 청구항에 의해 정의된 바와 같은 본 발명의 범주 내에서 다양한 방식으로 추가 및 변형될 수 있다.