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기송관(pneumatic tube) 또는 캡슐 파이프라인, 기송관 수송 또는 PTT 또는 PTS 또는 기송관 시스템(pneumatic tube systems)은 압축 공기 또는 부분적인 진공을 통해 튜브 네트워크를 통해 원통형 컨테이너/운반체를 추진하는 시스템이다. 이는 유체를 수송하는 일반적인 파이프라인과 달리 고체 물체를 수송하는 데 사용된다. 19세기 말과 20세기 초에 기송관 네트워크는 주로 우편, 기타 서류 또는 돈과 같은 작고 긴급한 소포를 비교적 짧은 거리로 운송해야 하는 사무실에서 가장 흔하게 발견되었다. 대부분의 시스템은 단일 건물 또는 도시 내의 한 지역으로 제한되었다. 가장 큰 설비는 당시에 상당히 복잡했지만, 정보 시대의 디지털화로 대부분 대체되었다. 일부 시스템은 21세기에도 병원과 같은 곳에서 혈액 샘플 및 이와 유사한 시간에 민감한 소포를 임상검사실로 보내 분석하는 용도로 계속 개발되었다.[1]

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1943년 워싱턴 D.C.의 기송관 시스템

일부 기송관 수송 시스템은 기차 및 지하철 시스템과 경쟁하기 위해 더 큰 화물 운송용으로 건설되었다. 그러나 이러한 시스템은 인기를 얻지 못했다.

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역사

요약
관점

역사적 사용

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드라이브스루 은행의 기송관

기송관 수송은 1799년경 윌리엄 머독이 발명했다.[2] 캡슐 파이프라인은 빅토리아 시대에 처음 사용되었으며, 전신국에서 인근 건물로 전보를 전송하는 데 사용되었다. 이 시스템은 기송 발송(pneumatic dispatch)으로 알려져 있다.[3]

1854년, 조시아 래티머 클라크는 "공기 압력과 진공을 이용하여 장소 간 편지나 소포를 운반하는" 특허를 받았다. 1853년, 그는 런던의 스레드니들 스트리트에 있는 런던 증권거래소와 로스버리에 있는 일렉트릭 텔레그래프 컴퍼니 사무실 사이에 220-야드 (200 m) 길이의 기송관 시스템을 설치했다.[3] 일렉트릭 텔레그래프 컴퍼니는 이 시스템을 사용하여 주가를 비롯한 금융 정보를 얻어 자사 서비스 구독자에게 전보 선을 통해 전달했다. 이로써 정보의 전파가 훨씬 빨라졌는데, 기송관 시스템이 없었다면 회사는 두 건물 사이를 메시지를 운반할 주자를 고용하거나, 아니면 증권거래소 내에 숙련된 전신 기사를 고용해야 했을 것이다. 1860년대 중반, 회사는 리버풀, 버밍엄, 맨체스터의 지역 증권거래소에도 유사한 시스템을 설치했다.[4] 영국에서 전신이 국유화된 후에도 우편 전신국 산하에서 기송관 시스템은 계속 확장되었다. 이러한 확장은 주로 1870년에 "이중 수문 기송 밸브"로 라티머-클라크의 발명품을 개선하고, 1880년에 "중간 신호기/기송관용 급속 차단 스위치"를 개발하여 작동 속도를 dramatically하게 높이고 한 번에 여러 개의 운반 메시지가 튜브에 있을 수 있도록 한 조셉 윌리엄 윌모트(이전 일렉트릭 텔레그래프 컴퍼니에 고용되었음)에 의해 추진되었다.[5] 1880년에는 런던에 21 마일 (34 km)가 넘는 튜브가 있었다.[6] 애버딘 어시장 사무실과 중앙 우체국 사이에 튜브가 설치되어 매우 부패하기 쉬운 상품의 신속한 판매를 용이하게 했다.[7]

이들은 은행이나 슈퍼마켓의 현금 운반기를 포함하여 작은 소포 및 문서를 위해 일반적으로 사용되지만,[8] 19세기 초에는 무거운 화물 운송을 위해 제안되었다. 한때 거대한 튜브 네트워크가 사람을 운송하는 데 사용될 수 있다고 예상되었다.[9]

병원 내 기송관 시스템

병원은 많은 환경에서 특히 고령 인구와 높은 입원율을 가진 곳에서 증가하는 환자 수와 처리량 압력을 다루기 위한 광범위한 자동화 전략의 일환으로 PTS를 배치한다. 국제 지표는 이질적인 경향을 보여준다. 2011년에서 2019년 사이에 많은 OECD 국가에서 퇴원율이 감소했지만, 다른 국가(예: 대한민국과 일본)에서는 상당히 증가했으며, 중국과 같은 주요 협력국에서도 증가했다. 이는 PTS와 같은 용량 솔루션이 내부 물류 병목 현상을 완화하기 위해 채택되는 이유를 보여준다.

역사와 채택

병원은 수십 년 동안 PTS를 배치해 왔으며, 현대 시스템은 단일 구역 레이아웃에서 고밀도 임상 영역을 연결하는 다중 구역 아키텍처로 전환하고 있다. 공급업체는 병원 물류의 일부로 부서 간 연결성(예: 약국–검사실–병동 연결) 및 감사 가능성을 강조한다.

적용 분야

검체 운송

PTS는 병동과 응급실에서 중앙 검사실로의 일상 및 긴급 검체 운송에 널리 사용된다. 연구에 따르면, 검증된 경우 PTS는 분석 품질을 저하시키지 않으면서 빠른 운송 시간을 달성할 수 있다. 그러나 효과는 분석물 및 시스템 설계에 따라 달라질 수 있으므로 검사실은 일반적으로 자체적으로 검증을 수행한다.

약국 물류 및 단위 용량

병원 약국은 PTS를 사용하여 병동 및 자동 조제 지점으로의 약물 분배를 신속하게 처리한다. 단위 용량 포장 및 조제 솔루션과의 통합은 환자별, 추적 가능한 약물 흐름을 가능하게 하고 폐쇄형 약물 관리 시스템을 지원한다. 산업 시스템(예: TheraPick; Baxter의 단위 용량 플랫폼) 및 병원 PTS 공급업체는 발송 및 수신 스테이션에서 종단 간 추적 가능성과 안전한 인계를 설명한다.

검사실 및 약국으로의 자동 인계

일부 PTS 설치는 전 분석 검사실 라인에 자동 인터페이스를 제공하여 운반체가 로봇으로 수신, 식별 및 언로드되어 표준 테스트가 최소한의 수동 처리로 완전히 자동화된 트랙에 진입할 수 있도록 한다. 약국 또한 발송 및 수신 시 통제된 접근 및 전자 기록을 강제하는 스테이션을 통합한다.

추가 사용 및 물류 통합

미국에서는 드라이브스루 은행에서 종종 기송관을 사용하여 차량과 창구 직원 간에 현금과 서류를 운송했다. 2020년대에는 모바일 뱅킹 앱의 증가와 ATM의 정교화로 인해 이들 중 일부는 제거되었다. 많은 병원에는 컴퓨터 제어 기송관 시스템이 있어 약물, 문서 및 검체를 실험실과 간호사 스테이션으로 운송한다.[1] 많은 공장에서는 부품을 넓은 캠퍼스 전체에 신속하게 전달하기 위해 이를 사용한다. 많은 대형 상점에서는 계산대에서 사무실로 초과 현금을 안전하게 운송하고, 거스름돈을 계산원에게 다시 보내는 시스템을 사용한다.[10] 카지노에서는 돈, 칩, 카드를 빠르고 안전하게 이동시키는 데 사용된다. 일본의 러브 호텔에서는 고객이 익명으로 계산을 할 수 있도록 이를 사용한다.[11] NASA의 원래 크리스토퍼 C. 크라프트 주니어 미션 관제 센터는 관제 콘솔과 직원 지원실을 연결하는 기송관을 가지고 있었다. 미션 작전 통제실 2는 1992년에 원래 구성으로 마지막으로 사용되었고, 그 후 다른 임무를 위해 개조되었다. 이 방은 1985년에 미국 국립역사기념물로 지정되었기 때문에 2017년에 1960년대 상태로 복원하기로 결정되었다.[12] 기송관은 제거되어 복원을 위해 캔자스주의 코스모스피어로 보내졌다.[13]

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아폴로 13호 임무 당시 NASA 미션 관제 센터. 오른쪽에 있는 콘솔에 기송관 캐니스터가 보인다.

기송관 시스템은 핵화학에서 중성자 활성화 분석 중 샘플을 운반하는 데 사용되었다. 샘플은 중성자에 노출되는 핵반응로의 중심부에서 발생한 방사능을 측정하는 기기까지 이동해야 한다. 샘플의 일부 방사성 동위원소는 반감기가 매우 짧을 수 있으므로 속도가 중요하다. 이러한 시스템은 자동화될 수 있으며, 샘플 튜브 매거진이 미리 정해진 시간 동안 반응로 중심부로 차례로 이동한 다음, 기기 스테이션으로 이동하고 마지막으로 보관 및 폐기용 용기로 이동한다.[14]

2011년 초 문을 닫기 전까지 미네소타 에디나의 맥도날드는 "세계 유일의 기송관 드라이브스루"라고 자칭하며, 스트립 몰에 있는 매장에서 주차장 한가운데 있는 드라이브스루로 음식을 보냈다.[15]

기술 편집자 쿠엔틴 하디는 2015년 기준으로 기송관을 통한 데이터 전송에 대한 관심이 다시 높아졌다고 언급하며, 디지털 네트워크 보안에 대한 논의가 동반되었다고 지적했다.[16] 그는 런던의 잊혀진 기송관 네트워크에 대한 연구를 인용했다.[17]

트랜스로직(Translogic)은 현대 의료 기송관 시스템 공급업체 중 하나이다. 쿠카(KUKA)는 산업용 로봇 및 공장 자동화 시스템을 제조하는 독일 회사이다. 2016년, 이 회사는 중국 가전 제조업체인 메이디아 그룹에 인수되었다. 쿠카는 2014년에 스위스로그(Swisslog)를, 1999년에 트랜스로직(Translogic)을 인수했다.

관련 응용 분야로는 기송관 시스템과 매우 유사한 메커니즘을 사용하는 물고기 대포가 있다.[18]

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응용 분야

요약
관점

우편 서비스에서

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1904년 독일 베를린의 기송관 편지

기송 우편 또는 기송 배달은 가압된 공기 튜브를 통해 편지를 전달하는 시스템이다. 이는 19세기 스코틀랜드 엔지니어 윌리엄 머독이 발명했으며, 후에 런던 기송 발송 회사에 의해 개발되었다. 기송 우편 시스템은 19세기 후반부터 여러 대도시에서 사용되었지만(1866년 런던 시스템은 시험 운행 중 사람을 운송할 수 있을 정도로 강력하고 컸지만, 그 용도는 아니었음),[19] 나중에는 대부분 버려졌다.

파리 (프랑스)의 주요 튜브 네트워크( 파리 기송관 우편)는 1984년까지 사용되었으며, 그 후 컴퓨터와 팩스로 대체되었다. 프라하 기송관 우편은 1889년 현재 체코의 프라하에서 대중에게 개통되었으며, 네트워크는 약 60 킬로미터 (37 mi)까지 확장되었다.

기송 우편국은 일반적으로 우체국, 증권거래소, 은행 및 부처를 연결한다. 이탈리아는 기송 우편용 우표(1913년 ~ 1966년)를 발행한 유일한 국가였다. 오스트리아, 프랑스, 독일은 기송관 사용을 위한 우편 물품을 발행했다.

일반적인 응용 분야는 은행, 병원 및 슈퍼마켓이다. 많은 대형 소매점에서는 기송관을 사용하여 계산원에서 경리 부서로 판매 전표나 기타 문서를 운송했다.

역사적 사용
  • 1853년: 런던 증권거래소와 도시의 주요 전신국을 연결(거리는 220 야드 (200 m) )
  • 1861년: 런던에서 런던 기송 발송 회사가 유스턴 역에서 중앙우체국 (영국) 및 홀본까지 서비스를 제공
  • 1864년: 리버풀에서 캐슬 스트리트, 워터 스트리트, 익스체인지 빌딩의 일렉트릭 앤 인터내셔널 텔레그래프 컴퍼니 전신국을 연결[20]
  • 1864년: 맨체스터에서 요크 스트리트의 일렉트릭 앤 인터내셔널 텔레그래프 컴퍼니 중앙 사무소와 둘시 빌딩 및 모즐리 스트리트의 지사를 연결[21]
  • 1865년: 버밍엄에서 스티븐슨 플레이스의 뉴 익스체인지 빌딩과 뉴 스트리트 템플 빌딩의 지사 사이에 일렉트릭 앤 인터내셔널 텔레그래프 컴퍼니가 설치[22]
  • 1865년: 베를린(1976년까지), 로르포스트, 1940년 최고조에 달했을 때 총 길이 400킬로미터 시스템
  • 1866년: 파리 (프랑스)(1984년까지, 1934년부터 총 길이 467킬로미터). 존 스타인벡은 그의 소설 《피핀 4세의 짧은 치세》에서 이 시스템을 언급했다: "당신은 기송관에 신경 쓰지 않는다."
  • 1871년: 더블린[23]
  • 1875년: 빈(1956년까지) - 미완성된 중앙 묘지의 시신 네트워크 포함[24]
  • 1887년: 프라하(홍수로 2002년까지), 프라하 기송관 우편[25]
  • 1893년: 북미 최초의 시스템은 필라델피아에 존 워너메이커 우정청장에 의해 설립되었으며, 그는 이전에 자신의 존 워너메이커 백화점에서 이 기술을 사용했다. 이 시스템은 처음에 도심 우체국을 연결했으며, 나중에는 주요 철도역, 증권거래소 및 많은 개인 사업체로 확장되었다. 이는 미국 우정국에 의해 운영되었으며, 이후 뉴욕 (브루클린과 맨해튼 연결), 시카고, 보스턴, 세인트루이스와 같은 도시에서 유사한 시스템을 개설했다. 이들 중 마지막은 1953년에 폐쇄되었다.[26]
  • 기타 도시: 뮌헨, 리우데자네이루, 부에노스아이레스, 함부르크, 로마, 나폴리, 밀라노, 마르세유, 멜버른, 도쿄, 오사카, 나고야, 고베,[27] 취리히, 로잔, 제네바, 베른, 바젤

[28]

  • 1950년대–1989년: 중앙정보국 본부(현재 구 본부 건물로 알려져 있음)[29]

대중교통에서

19세기

1812년, 조지 메드허스트는 처음으로 승객 객차를 터널을 통해 날려 보내는 것을 제안했지만, 결코 실행되지 않았다.[30] 승객 운송용 기송관 시스템의 전신인 대기압 철도(튜브는 레일 사이에 놓여 있고, 튜브 상단의 밀폐 가능한 슬롯을 통해 열차에 매달린 피스톤이 그 안에서 움직임)는 다음과 같이 운행되었다.[31]

1861년, 런던 기송 발송 회사는 사람을 이동시킬 수 있을 만큼 큰 시스템을 구축했지만, 이는 소포를 위한 것이었다. 1865년 10월 10일 새 홀본 역 개통식에서는 회장인 리처드 템플-누전트-브리지스-찬도스-그렌빌, 제3대 버킹엄 앤 찬도스 공작과 일부 회사 이사들이 튜브를 통해 유스턴으로 날려 보내지면서(5분 소요) 기념했다.

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앨프레드 엘리 비치가 1867년에 전시한 실험적인 기송 고가 지하철

550-미터 (1,804 ft) 길이의 크리스탈 팰리스 기송관 철도는 1864년 수정궁에서 전시되었다. 이것은 템스강 아래를 지나 런던 워털루역과 채링크로스를 연결하는 워털루 앤 화이트홀 철도 제안의 프로토타입이었다. 굴착은 1865년에 시작되었지만 재정 문제로 인해 1868년에 중단되었다.

1867년 뉴욕의 미국 연구소 박람회에서 앨프레드 엘리 비치는 길이 100-피트 (30 m), 직경 6-피트 (1.8 m)의 파이프를 시연했는데, 이는 12명의 승객과 승무원을 이동시킬 수 있었다.[32] 뉴욕시 최초의 고가 철도 노선이 개통된 지 1년 후인 1869년, 뉴욕의 비치 기송관 운송 회사는 새로운 운송 방식의 가능성을 시연하기 위해 브로드웨이 (맨해튼) 아래에 길이 312-피트 (95 m), 직경 8.9-피트 (2.7 m)의 기송관 지하철 노선을 비밀리에 건설했다.[32] 이 노선은 몇 달 동안만 운영되었고, 비치가 노선 확장을 위한 허가를 받는 데 실패한 후 폐쇄되었다. 보스 트위드, 즉 부패한 영향력 있는 정치인은 고가 철도 노선에 개인적으로 투자할 계획이었기 때문에 이를 진행하기를 원치 않았다.[33]

20세기

1920년대에 캐나다 태평양 철도와 캐나다 국영 철도는 협력하여 토론토의 유니언 스테이션의 A 우편국에 있는 네 개의 사무실 사이에 4,500미터의 정교한 기송관 시스템을 구축했다. 로열 요크 호텔의 우편실과도 연결되어 있었다. 스타와 텔레그램 신문사도 이 시스템에 합류하여 파이프를 설치했다.[34] 1960년대, 록히드와 매사추세츠 공과대학교는 미국 상무부와 함께 미국의 동부 해안 도시들을 연결하기 위해 주변 기압과 "중력 진자 보조"로 구동되는 백트레인 시스템에 대한 타당성 조사를 수행했다.[32] 그들은 펜실베이니아 필라델피아와 뉴욕 간 운행이 평균 초당 174 미터 매 초, 즉 626 km/h(388 mph)에 달할 것이라고 계산했다. 이 계획이 너무 비싸다는 이유로 포기되자, 록히드 엔지니어 L. K. 에드워즈는 "중력-진공 수송" 기술을 개발하기 위해 튜브 트랜짓(Tube Transit, Inc.)을 설립했다. 1967년 그는 당시 건설 중이던 BART 시스템과 나란히 운행할 캘리포니아주의 베이 지역 중력-진공 수송을 제안했다. 이는 결코 건설되지 않았다.

21세기

부분적으로 진공 상태인 튜브에서 운행하는 열차, 예를 들어 백트레인과 하이퍼루프에 대한 연구는 계속되고 있다.

기송 엘리베이터

기송 엘리베이터 는 원통형 수직 샤프트(일반적으로 투명 플라스틱으로 만들어짐)와 샤프트 내에서 위아래로 공기압 차이를 통해 움직이는 승객 캡슐(역시 투명함)로 구성된다. 가장 큰 장점은 샤프트 아래에 구덩이나 샤프트 위에 로프트가 필요 없다는 것이다.

상승 작동을 위해 엘리베이터 샤프트 상단의 진공 펌프가 캡슐 위에서 공기를 빨아들여 저압을 생성하는 동안, 아래(1층) 수준에서 더 큰 정상 대기압이 캡슐 아래로 들어갈 수 있도록 허용하여 상승력을 제공한다.

하강하기 위해 튜브형 샤프트 내부의 전자 제어 밸브는 실린더 내 공기의 유입과 유출을 조절하여 프로그램된 작동을 통해 차량을 부드럽게 내린다. 진공 펌프 또는 전자 제어 밸브가 고장나는 경우, 캡슐 아래에 갇힌 공기량은 기계식 밸브를 통해 천천히 빠져나갈 수 있는 완충재 역할을 하여 캡슐을 가장 낮은 수준으로 부드럽게 되돌린다.

송금에서

 이 부분의 본문은 현금 운반기입니다.

대형 소매점에서는 기송관 시스템을 사용하여 판매 전표와 돈을 판매원에서 중앙 튜브실로 운송했으며, 그곳에서 계산원은 거스름돈을 만들고, 신용 기록을 참조하는 등의 작업을 할 수 있었다.[35]

드라이브스루를 갖춘 많은 은행들도 기송관을 사용한다.[8]

의학에서

많은 병원에는 검체를 임상검사실로 보내는 기송관 시스템이 있다.[1][36] 혈액 보존액은 원심력과 가속력으로 인한 용혈을 방지하는 것은 물론, 무게와 운송 시간도 중요하게 고려되어 운송된다. 기송관 시스템은 병원에서 X선, 환자 문서, 일반 문서, 약물 및 검사 결과를 운송하는 데에도 사용된다.

6-인치 (152 mm) 기송관 시스템은 4-인치 (102 mm) 시스템에 비해 훨씬 적은 막힘으로 리터 용량의 IV 백을 처리할 수 있는 것으로 나타났다.

백화점

우편 주문 사업을 관리하기 위해 백화점 시어스는 "시카고의 중앙 시설과 같은 거대한 창고를 지었는데, 이곳에서는 다양한 부서와 조립 작업자들에게 메시지가 기송관을 통해 전달되었다."[37] 잭슨스 오브 리딩(Jacksons of Reading)과 멜버른의 마이어(Myer) 등 다른 많은 백화점도 20세기에는 기송관 시스템을 가지고 있었다. 오스트레일리아 국립도서관 건물(1968년 개관)에는 독서실에서 서고로 도서 요청을 보내는 기송관 시스템이 설치되어 있다. 이 시스템은 더 이상 사용되지 않지만, 부분적으로 작동하며, 비하인드 투어에서 시연된다.

폐기물 처리

 이 부분의 본문은 자동 진공 수집입니다.

폐기물 처리 장치에 기송관을 사용하는 예로는 메카의 마스지드 알하람,[38] 스톡홀름(스웨덴) 함마르뷔 셰스타드의 글라스후스에트, 캐나다 몬트리올 구시가지, 미국 디즈니 월드, 미국 루즈벨트 아일랜드 및 허드슨 야즈 등이 있다.

생산에서

기송관 시스템은 생산 공장에서 사용된다. 컨베이어 벨트 옆이나 생산 공정에서 예비 부품, 측정 기기, 도구 또는 작업물을 운반하는 데 사용된다. 산업 실험실에서는 샘플이 기송관 시스템을 통해 운반된다. 이는 어떤 물리적 상태(고체, 액체, 기체)와 어떤 온도에서도 운반될 수 있다. 예를 들어, 산업 회사인 티센크루프는 900 °C (1,650 °F) 강철 샘플을 기송관을 통해 용광로에서 실험실까지 초당 22 m (72 ft)의 속도로 보낸다.[39]

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기술적 특성

현대 시스템(더 작은, 즉 "일반적인" 튜브 직경으로 작은 캡슐 운송에 사용되는)은 초당 약 7.5 m (25 ft)의 속도에 도달하지만, 일부 역사적 시스템은 이미 초당 10 m (33 ft)의 속도를 달성했다.[1][40] 동시에, 다양한 기압으로 캡슐이 천천히 제동될 수 있어, 초기 시스템의 특징이었던 충격적인 도착을 제거하고 깨지기 쉬운 내용물에는 부적합했던 문제를 해결했다.[1]

매우 강력한 시스템은 최대 50 kg (110 lb)의 무게와 최대 500 mm (20 in)의 직경을 가진 물체를 운반할 수 있다.[39] 100개 이상의 라인과 1000개 이상의 스테이션을 연결할 수 있다.

또한, 현대 시스템은 특정 캡슐을 추적하고 우선 순위 배송 및 시스템 효율성을 관리하기 위해 컴퓨터로 제어될 수 있다. 이 기술을 통해 병원의 수술 중 채취된 조직 샘플과 같이 시간에 민감한 물품을 운반할 수 있다. 캡슐 내의 RFID 칩은 운반체의 위치, 운송 속도 또는 목적지와 같은 데이터를 수집한다.[41] 시스템은 이러한 데이터를 수집하고 저장하여 사용자가 내부 프로세스 및 처리 시간을 최적화하는 데 도움을 준다. 시설은 회사 소프트웨어 시스템, 예를 들어 실험실 정보 시스템과 연결되어 회사 물류 관리 및 생산 체인에 완전히 통합될 수 있다.

같이 보기

각주

추가 자료

외부 링크

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