特表2024-511549輸送中の二酸化炭素排出量を削減するのに適した不揮発性ビチューメン材料の固体形成物
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-03-13
(54)【発明の名称】輸送中の二酸化炭素排出量を削減するのに適した不揮発性ビチューメン材料の固体形成物
(51)【国際特許分類】
C04B 26/26 20060101AFI20240306BHJP
C10C 3/14 20060101ALI20240306BHJP
【ＦＩ】
C04B26/26 Z
C10C3/14
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023572249
(86)(22)【出願日】2022-02-08
(85)【翻訳文提出日】2023-09-26
(86)【国際出願番号】 IB2022051093
(87)【国際公開番号】W WO2022168058
(87)【国際公開日】2022-08-11
(31)【優先権主張番号】63/146,812
(32)【優先日】2021-02-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】17/665,520
(32)【優先日】2022-02-05
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】523301673
【氏名又は名称】フィレルゴス グループ ファウンデーション
(74)【代理人】
【識別番号】100104411
【弁理士】
【氏名又は名称】矢口 太郎
(72)【発明者】
【氏名】ジャンネリア、ポール
【テーマコード（参考）】
4H058
【Ｆターム（参考）】
4H058DA12
4H058EA35
4H058GA19
4H058GA31
(57)【要約】
【要約】
【解決手段】 不揮発性ビチューメン材料からなる実質的に固体のレンガは、不規則形状の外面部によって画定された形状を有し、これにより、レンガをばら積みで輸送する際に、近傍のレンガとの表面接触が低減される。その全体形状は、３つの非平面表面部と、上面部と、表面部または点とを有する変形四面体であることが好ましい。前記上面部および底面部の双方は、いくつかの部分で構成された変形ドーム形状部であることが好ましい。前記非平面表面部は、平面、凹状、または凸状のいくつかの三角形状部分で構成された変形凹状表面部であることが好ましい。湾曲縁部は、前記非平面表面部を互いに接続し、いくつかの平面縁部分を含むことができる。前記ビチューメン材料は、添加剤を含んでもよく、前記レンガは、さらに、当該レンガ全体に分布する骨格を含むことができる。前記骨格は、カスタマイズ可能な繊維群のマトリクス、枠組み、またはその他の構造であってもよく、エアポケットまたは気泡などの浮力要素を含んでいてもよい。
【選択図】 図３Ａ
【解決手段】 不揮発性ビチューメン材料からなる実質的に固体のレンガは、不規則形状の外面部によって画定された形状を有し、これにより、レンガをばら積みで輸送する際に、近傍のレンガとの表面接触が低減される。その全体形状は、３つの非平面表面部と、上面部と、表面部または点とを有する変形四面体であることが好ましい。前記上面部および底面部の双方は、いくつかの部分で構成された変形ドーム形状部であることが好ましい。前記非平面表面部は、平面、凹状、または凸状のいくつかの三角形状部分で構成された変形凹状表面部であることが好ましい。湾曲縁部は、前記非平面表面部を互いに接続し、いくつかの平面縁部分を含むことができる。前記ビチューメン材料は、添加剤を含んでもよく、前記レンガは、さらに、当該レンガ全体に分布する骨格を含むことができる。前記骨格は、カスタマイズ可能な繊維群のマトリクス、枠組み、またはその他の構造であってもよく、エアポケットまたは気泡などの浮力要素を含んでいてもよい。
【選択図】 図３Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
実質的に固体のレンガであって、ａ）不揮発性ビチューメン材料を有するレンガ本体部と、
ｂ）前記レンガ本体部を画定する不規則形状の外面部であって、
ｉ）近傍に配置された他のレンガとの表面接触を実質的に低減するように構成された複数の非平面表面部と、
ｉｉ）前記複数の非平面表面部に一体的に接続された非平面上面部と
を有する、前記不規則形状の外面部と
を有する、レンガ。
【請求項2】
請求項１記載のレンガにおいて、前記不規則形状の外面部は、さらに、前記複数の非平面表面部の各々と一体的に接続された非平面底面部を有するものである、レンガ。
【請求項3】
請求項２記載のレンガにおいて、前記不規則形状の外面部は、変形四面体形状を画定するものである、レンガ。
【請求項4】
請求項３記載のレンガにおいて、前記複数の非平面表面部の各々は、隣接する面に９０度未満の角度で接続し、前記非平面上面部に９０度未満の角度で接続し、かつ前記底面部に９０度より大きい角度で接続するものである、レンガ。
【請求項5】
請求項４記載のレンガにおいて、前記非平面上面部は、一体的に接続されて変形凸状上面を形成する複数の上面部分を有するものである、レンガ。
【請求項6】
請求項４記載のレンガにおいて、前記非平面底面部は、一体的に接続されて変形凸状底面を形成する複数の底面部分を有するものである、レンガ。
【請求項7】
請求項４記載のレンガにおいて、前記複数の非平面表面部の各々は、一体的に接続されて変形凹状表面形成する、複数の実質的に三角形状の部分を有するものである、レンガ。
【請求項8】
請求項４記載のレンガにおいて、前記レンガ本体部を画定する前記不規則形状の外面部は、さらに、複数の湾曲縁部を有し、各湾曲縁部は、２つの隣接する非平面表面部の間に配置されて当該２つの隣接する非平面表面部を接続するものである、レンガ。
【請求項9】
請求項１記載のレンガにおいて、さらに、前記レンガ本体部全体に配置された浮力要素を有するものである、レンガ。
【請求項10】
請求項１記載のレンガにおいて、さらに、前記レンガ本体部全体に配置された骨格を有するものである、レンガ。
【請求項11】
請求項１０記載のレンガにおいて、前記骨格は、ポリマー繊維群からなる３次元の枠組みと、前記ポリマー繊維群によって支持される複数の浮力要素とを有し、各浮力要素は、封入空気から構成されるものである、レンガ。
【請求項12】
請求項１０記載のレンガにおいて、前記骨格は、複数の浮力要素を画定するポリマーマトリクスを有し、各浮力要素は、エアポケットから構成されるものである、レンガ。
【請求項13】
不揮発性ビチューメン材料からなる実質的に固体のレンガであって、このレンガは、近傍に配置された他のレンガとの表面接触を実質的に低減するように構成された不規則形状の外面部によって画定されるレンガ本体部を有し、前記外面部は、ａ）複数の非平面表面部であって、各非平面表面部は、
ｉ）第１、第２、および第３の縁部によって画定される外周を有する実質的に平面な表面を有する第１の表面部分と、
ｉｉ）第１、第２、および第３の縁部によって画定される外周を有する実質的に凹状の表面を有する第２の表面部分であって、当該第２の表面部分の前記第２の縁部は前記第１の表面部分の前記第２の縁部に一体的に接続されるものである、前記第２の表面部分と、
ｉｉｉ）第１、第２、および第３の縁部によって画定される外周を有する実質的に凸状の表面を有する第３の表面部分であって、当該第３の表面部分の前記第３の縁部は前記第１の表面部分の前記第３の縁部に一体的に接続されるものである、前記第２の表面部分と、
ｉｖ）第１、第２、および第３の縁部によって画定される外周を有する実質的に平面な表面を有する第４の表面部分であって、当該第４の表面部分の前記第３の縁部は前記第２の表面部分の前記第３の縁部に一体的に接続され、当該第４の表面部分の前記第２の縁部は前記第３の表面部分の前記第２の縁部に一体的に接続されるものである、前記第４の表面部分と、
ｖ）各非平面表面部の中心部の近傍に位置する中心点であって、前記第１、第２、第３、および第４の表面部分の各々は、当該中心点に一体的に接続されるものである、前記中心点と
を有する、前記複数の非平面表面部と、
ｂ）前記複数の非平面表面部の各々の前記第１の表面部分の前記第１の縁部に９０度未満の角度で一体的に接続された上面部であって、一体的に接続された複数の上面部分を有し、当該上面部分は全体として実質的にドーム状形状の表面を形成するものである、前記上面部と、
ｃ）前記複数の非平面表面部の各々の前記第４の表面部分の前記第１の縁部に９０度より大きい角度で一体的に接続された底面部であって、一体的に接続された複数の底面部分を有し、当該底面部分は全体として実質的にドーム状形状の表面を形成するものである、前記底面部と、
ｄ）複数の湾曲縁部であって、各湾曲縁部は、上端部において前記上面部に一体的に接続され、下端部において前記底面部に一体的に接続されており、前記複数の非平面表面部の各々の前記第２の表面部分の前記第１の縁部と、隣接する非平面表面部の前記第３の表面部分の前記第１の縁部との間に配置され、前記第２の表面部分の前記第１の縁部を前記隣接する非平面表面部の前記第３の表面部分の前記第１の縁部に一体的に接続するものである、前記湾曲縁部と
を有する、前記外面部を有する、レンガ。
【請求項14】
請求項１３記載のレンガにおいて、さらに、前記レンガ本体部全体に配置されたポリマー骨格を有するものである、レンガ。
【請求項15】
請求項１４記載のレンガにおいて、さらに、前記ポリマー骨格に沿って等間隔で配置された複数の浮力要素を有するものである、レンガ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、２０２１年２月８日付で出願した同時係属米国特許仮出願第６３／１４６，８１２号および同時係属米国特許出願第１７／６６５，５２０号に対して利益を主張するものであり、各出願はこの参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０２１年２月８日付で出願した同時係属米国特許仮出願第６３／１４６，８１２号および同時係属米国特許出願第１７／６６５，５２０号に対して利益を主張するものであり、各出願はこの参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
本発明は、ビチューメン、ポリマー改質ビチューメン、重質原油、超重質原油、アスファルト、ポリマー改質アスファルトを含むビチューメン材料に関し、より具体的には、ビチューメン材料の固体形成物、および希釈剤を添加せずにビチューメン材料を調製、貯蔵、および輸送する方法に関する。
【背景技術】
【0003】
世界的な原油需要は日量１億バレル近くにまで拡大し、他の炭化水素資源や代替エネルギー資源の開発の必要性が高まっている。注目される２つの資源は重質原油およびビチューメンであり、これらは世界全体の石油埋蔵量の３分の２以上を占めている。重質原油はＡＰＩ比重（アメリカ石油協会の比重）が２０度未満の原油であり、ビチューメンはＡＰＩ比重が１０度未満の、現在使用されている原油の中で最も重質の原油である。重質原油およびビチューメンは、粘度および密度が高いため、従来の軽油よりも生産、輸送、および精製が難しい。
【0004】
重質原油およびビチューメンを回収・処理する現在の方法は進化し続けており、特にベネズエラおよびカナダの広大なオイルサンド中の原油の利用が注目されている。世界第３位の石油輸出国であるカナダでは、確認埋蔵量の９７％がオイルサンド地域にある。ビチューメンは、採掘法、若しくは熱攻法、溶剤置換法、化学攻法、および微生物法などの原油増進回収技術を利用する方法のいずれかによりオイルサンドから抽出される。特に熱攻法技術は、広く利用されており、水蒸気圧入法、周期的水蒸気刺激法、スチーム補助重力排油法、原位置燃焼法、および完全空気圧入法（ｔｏｅ－ｔｏ－ｈｅｅｌ ａｉｒ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ：ＴＨＡＩ）を含む。カナダのオイルサンド埋蔵量の約８０％は、増進回収技術によって入手可能であり、特にスチーム補助重力排油法は、最も広く利用されている回収方法である。
【0005】
ビチューメンの抽出後、パイプライン輸送、または製油所で原料として使用するためには、ビチューメンの等級を向上させるか、若しくは希釈する必要がある。ビチューメンの等級を向上させることにより、ディーゼルおよびガソリンなどの消費者製品として精製および販売可能な合成原油（ＳＣＯ）に転換することができる。通常、等級を向上させることにより、ビチューメンの重分子がより軽量かつ低粘度の分子に分解される。また、ビチューメンの一部は、精製および蒸留によって窒素、硫黄、微量金属などの不要な不純物を除去し、等級をさらに向上させることで、製油所の原料として使用可能となる。代替的に、ビチューメンは、従来の軽質原油、または天然ガス液体の混合物のいずれかを利用して希釈することもできる。希釈またはカットバックされたビチューメンは、希釈ビチューメン（ｄｉｌｂｉｔ）と呼ばれることがあり、従来の原油の粘度を有し、また、パイプラインを通じて圧送することができる。ビチューメンの希釈に使用される希釈剤は、生産される希釈ビチューメンの特定の種類によって異なるが、最も広く使用されている希釈剤は、天然ガス生産によるコンデンセート、ナフサ、灯油、および軽質原油を含む。希釈剤の多くは、人体への発癌性物質として知られるベンゼンを含む混合物である。
【0006】
ビチューメンを希釈剤で希釈することは、ビチューメンをパイプラインで輸送するために必要であり、一般に鉄道輸送に適している。例えば、カナダおよびベネズエラで生産される重質原油およびビチューメンの９５％以上は、油田から製油所までパイプラインを通じて輸送される。希釈ビチューメンの混合比率は、ビチューメンおよび希釈剤の特性、パイプラインの仕様、操業条件、製油所の要件に応じて、体積比で２５％～５５％の希釈剤で構成することができる。希釈ビチューメンの目的地への到着後、希釈剤は蒸留によって除去し、再利用することができる。希釈剤を除去しない場合、希釈ビチューメン全体を精製することも可能であるが、炭化水素が粘度範囲の両極端にあるため、一般的な原油よりも処理が難しい。
【0007】
ビチューメンを希釈剤で希釈することで、パイプラインを通じてより容易に輸送できるようになる一方で、希釈ビチューメンは、いくつかの危険性および欠点を伴う。例えば、希釈ビチューメンの生産は、過大なコストおよび大量の二酸化炭素排出量を伴う。希釈ビチューメンの重大な危険性は、パイプラインの破裂と油流出の２点にあり、そのため、ニーズが高いのにもかかわらず、海外への希釈ビチューメンの輸送は敬遠されてきた。希釈ビチューメンを輸送するパイプラインまたはタンカーに破裂が生じた場合、不安定な希釈ビチューメンは一時的に水に浮遊するが、形質成分が蒸発するにつれて重質成分が沈降する。その結果、浄化はより困難となり、魚やその他の動物の繁殖サイクルへの影響が懸念される。希釈ビチューメンが浮遊し続ける海洋環境では、ラッコ、ヒゲクジラ、魚胚、およびサケの稚魚など、さまざまな海洋動物に有害である。さらに、希釈ビチューメンの蒸発成分は大気環境に影響を与える。例えば、希釈ビチューメンを輸送するパイプラインが破裂してミシガン州のカラマズー川に流出した際、大気中においてベンゼン濃度の上昇が計測されたため、地元保健局により周辺住民に自主避難勧告が発令された。
【0008】
ビチューメンから希釈剤が除去された後、特定の用途では、ビチューメンの機能を向上させるために添加剤を追加する必要がある。ビチューメンは通常、低温環境では脆性であり、温暖環境では容易に軟化する。ビチューメンの強度、凝集性、および疲労と変形に対する耐性を向上させるために、新ポリマーまたは再生ポリマーなどのアスファルト結合剤と混合されてポリマー改質アスファルトが生産される。ポリマー改質アスファルトは通常、道路舗装に使用され、特に、激しい交通量および過酷な気象条件に耐性を有することを前提とした道路舗装に使用される。また、この材料は、住宅の屋根の用途において封止剤として利用される。
【0009】
希釈ビチューメンに関連する欠点および危険性を考慮すると、重質原油、超重質原油、ビチューメン、アスファルト、ポリマー改質アスファルトを含むビチューメン材料、およびポリマー改質ビチューメン材料を希釈剤を使用せずに調製および輸送することが望ましい。さらに、パイプラインの破裂に関連する危険性を回避するために、さらに、パイプラインの破裂に関連する危険性を回避するために、鉄道、トラック、輸送ラインを介して輸送するためのビチューメン材料およびポリマー改質ビチューメン材料を調製することが望ましい。また、水域環境に流出した場合に浮力が増加するような態様で、輸送用ビチューメン材料およびポリマー改質ビチューメン材料を調製することが望ましく、これにより、湖、河川、海洋に流出した場合に清掃が容易となる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0010】
不揮発性ビチューメン材料を不規則形状の固体として形成することにより、現在のビチューメン材料の輸送に伴う環境への有害な影響を低減するための解決策が提供される。ビチューメン材料を調整、輸送、貯蔵、および受け取る方法は、まず、アスファルト、ポリマー改質アスファルト、ビチューメン、油、その他の高分子量炭化水素を含むビチューメン材料、および室温では安定性があるが、世界中の受取場所への輸送の際に、ビチューメンと同様の問題に直面する、熱可塑性および粘弾性特性を有する非ビチューメン材料またはポリマーを受け取るまたは入手する工程を含む。ビチューメン材料は、固体状態、半固体状態、または液状で入手または受け取りが可能であるが、液状または適度に粘性のある状態が好ましく、ビチューメン材料を抽出するために使用された希釈剤はすべて、入手または受け取りの前に除去される。次に、ビチューメン材料は、不規則形状を有する固体形態に成形することで、輸送用に調整することができる。ビチューメン材料は、成形の直前に、まず成形用に調整される。ビチューメン材料が成形に適した粘度に達する所定の成形温度まで加熱され、任意選択的にポリマーまたはその他の添加剤が混合されることが好ましい。調整後、ビチューメン材料は次に、１若しくはそれ以上の型に導入され、各型は不規則形状の固体またはレンガを成形するように構成されている。適切な粘度を有するビチューメン材料は、カスタマイズ可能なポリマー骨格でさらに構成された型に導入されることが好ましく、このポリマー骨格は任意選択的に、封入空気またはその他の物質などの浮力要素を有するように構成されることが好ましく、それにより、浮揚性かつポリマーで増強された固体またはレンガが生成される。型の充填後、型によって画定された不規則形状を有する複数のレンガが形成される。この不規則形状は、容器に回収された際に隣接するレンガ間の表面接触を低減するように構成されており、複数の非平面表面部により画定される。成形されたレンガは、変形四面体に類似する形状を有することが好ましい。型および型によって作製された固体レンガは、業界のニーズに応じてサイズを調整可能である。型からレンガを取り出した後、任意選択的に摩擦を増加させる被膜を施すことができる。
【0011】
コンベアまたはその他の製造システム上の複数のステーションで組み立てられて移動する、一連のまたは一群の複数の部分からなる型を使用して、一度に複数のレンガを成形することができる。ステーションは、例えば、調整、充填、封止、固化、型分解、およびレンガ除去のためのステーションを含む。このようなシステムでは、ビチューメン材料が適切な粘度を有するように調整された後、この粘度を有するビチューメン材料は、充填ステーションにおいて、格納式導管による送達システムを有する容器に移送および収容され、これにより、粘度を有するビチューメン材料は、導管が引き込まれるにつれて、型の底部から上部まで漸進的に導入される。封止ステーションでは、さらに、格納式導管の接続点にキャップが供給されて適用される。固化ステーションにおいて、ビチューメン材料を固化させることができる任意の工業システムにより、型およびビチューメン材料が固化される。レンガは固化後に、型部分を分解または分離するステーションに移動される。例えば、ステーションは、型のキャップと上部を取り外してレンガを露出させる真空システムまたは機械的システムを含んでもよい。レンガが露出された後、レンガ除去ステーションにおいてレンガは、手動、機械的、またはレンガを手動、機械的、または重力補助により除去することができる。型枠の洗浄や交換、レンガへの被覆およびその他の処理を行うステーションを追加することもできる。また、複数のステーションを必要に応じて組み合わせること、またはさらにサブステーションに分割することも可能である。
【0012】
複数のレンガは、形成後に輸送のために回収され、運送業者に引き渡されるか、若しくは運送業者によって引き取られる。運送業者は、レンガの所持後、レンガを鉄道、トラック、空輸、または船舶で、販売業者、アスファルトの末端利用者、またはビチューメン材料のさらなる処理を計画している製油所と提携する受取場所などの受取場所に輸送する。レンガは、受動的な環境制御システムまたは特徴を有する専用空力式輸送室などの格納形態で輸送されることが好ましい。例えば、輸送室は、個々のレンガの全側面を含め、レンガ間およびレンガ全体に大気を流入および循環させることを可能にする複数の通気口を含むことができる。代替的に、輸送室は、周囲の水を取り込み、その水をレンガ上およびレンガ間に散布する配水システムを含むことができる。輸送中レンガは、水、空気、冷気、またはレンガを固体形態に維持するのに役立つその他の物質に連続的または断続的に露出および実質的に包囲されることが好ましい。また、レンガを保持する輸送室内の理想的な環境が、輸送室を装載する車両が移動する際に自然に生じる空気、水、またはその他の物質の流れのみによって維持されることがより好ましく、これによりエネルギーの必要性が最小限に抑えられる。希釈剤を使用せずにビチューメン材料を輸送すること、および現行のように、ビチューメン材料を加熱して液体として車両で輸送する必要性がないことから生じる利点に加えて、低排出ガス車両またはゼロ排出ガス車両を使用して受動的環境制御システムを備えた輸送コンテナを装載することで、有害な二酸化炭素排出量をさらに削減または排除することができる。
【0013】
レンガが受取場所に到着した後、受取人は、レンガを輸送室に保管するか、若しくは能動的または受動的な環境制御の継続を可能とする受取室を含む、受取構造体に移送することができる。例えば、レンガは、水、空気、または環境制御に役立つその他の物質がレンガの周囲またはレンガ間を循環することを可能にする、大型浮体式貯蔵室または重力式貯蔵室にレンガとして貯蔵することができる。代替的に、レンガを液状または元の状態に戻るまで再加熱することもできる。任意選択的にレンガは、熱伝導型の着脱自在な凹状受け蓋を有する特殊貯蔵室に移送することができる。ビチューメン材料がアスファルトまたはポリマー改質アスファルトである場合など、顧客または受取人がレンガを固体形態で貯蔵することを希望する場合は、着脱自在な受け蓋がない状態で特殊貯蔵容器を使用することができる。また、ビチューメン材料がビチューメンまたはポリマー改質ビチューメンである場合など、顧客または受取人がレンガの再液化を希望する場合は、特殊貯蔵容器は着脱自在な受け蓋とともに使用されるが、当該受け蓋は、当該受け蓋上に回収されたレンガを溶融するための放射加熱システムを備えるように構成されることが好ましい。受け蓋に配置された排水孔などの送達システムは、蓋の上部から下方の貯蔵室に溶融ビチューメン材料を流下させ、この貯蔵室において、骨格または前工程で導入された添加剤を除去または分配させるためのさらなる処理を溶融ビチューメン材料に施すことができる。例えば、溶融したポリマーの骨格は、受入場所でスキミング除去するか、若しくはビチューメン材料にさらに混合することができる。最終的に、受取人は必要に応じてビチューメン材料をさらに処理し、任意選択的に本明細書で説明するシステムおよび方法を使用してビチューメン材料をレンガに再成形することができる。ビチューメン材料を不規則形状の固体レンガとして輸送することは、ビチューメン材料を１つの場所から別の場所に費用対効果の高い態様で移動させるために、連続的な熱、添加希釈剤、またはその双方が必要であった従来の方法に比べて、いくつかの利点がある。希釈剤およびその他の有害な添加剤を実質的に除去することで、得られるビチューメン材料は不揮発性であり、引火点および発火点が高いため燃えにくい。その結果、ビチューメン材料を車両によってより容易に輸送することが可能となり、パイプラインへの依存が低減される。また、輸送中にビチューメン材料が流出した場合でも、環境への脅威が低減または排除される。ビチューメン材料からなるレンガを、カスタマイズされた骨格またはその他の浮力要素でさらに強化することで、海洋環境に流出してもレンガが沈む可能性が低くなり、ポリマーやその他の添加剤を過剰量ではなく好ましい量で顧客に送達することができる。ビチューメン材料を運送する際の加熱の必要性を排除することで、化石燃料への依存が低減され、従来の車両や輸送コンテナが、受動的な環境制御システムや機能を組み込んだ輸送室を装載する低排出ガス車両またはゼロ排出ガス車両に置き換わった場合、二酸化炭素排出量が大幅に削減される。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【発明を実施するための形態】
【0015】
図１Ａおよび図１Ｂは、本明細書において不希釈ビット（ｎｅａｔｂｉｔ）または不揮発性ビチューメン材料１０５とも言う、希釈剤を含まないビチューメン材料１０５を固化し、販売業者、末端利用者、および製油所が所有する受取場所などの受取場所９０５に輸送、貯蔵、および当該受取場所で受け取る、工程１００全体の好ましい実施形態を示す。「ビチューメン材料」、「重質油」、「超重質原油」、「重質原油」、「ビチューメン」、「アスファルト」、「ビチューメン材料１０５」および「複数のビチューメン材料１０５」という用語は、本明細書で単独で、または任意の組み合わせで使用される場合、米国地質調査所（ＵＳＧＳ）のファクトシート７０－０３に記載されている重質油およびビチューメンの定義に該当する任意の種類の石油、およびその用途を包含し、また、重質原油、超重質原油、ビチューメン、およびアスファルトを含むものと理解される。さらに、本発明の目的上、他の高分子量炭化水素とともに、熱可塑性特性および粘弾性特性を有し、室温において安定性があるが、ビチューメンと同様の輸送問題に直面している、その他の非ビチューメン性材料またはポリマーも含む。さらに、本明細書においてレンガ３００という場合、上記で定義されたビチューメン材料の任意の材料から形成されたレンガを含み、また、本明細書においてビチューメン材料１０５が清浄、不希釈、または不揮発性であるという場合、希釈剤を含まないビチューメン材料または実質的に希釈剤が低減されたビチューメン材料をへの言及を含む。例えば、レンガ３００は、ビチューメン、ポリマー改質ビチューメン、アスファルト、またはポリマー改質アスファルトで構成されてもよく、若しくは、顧客が要請する特別注文の混合物からできていてもよい。
【0016】
ビチューメン材料１０５は、本発明に従って、固化、輸送、貯蔵、および受け取られる前に、図２に示すように、オイルサンド１０７から抽出、若しくは他の供給源または場所から調達することができる。例えば、ビチューメン材料は、採掘、スチーム補助重力排油法（ＳＡＧＤ：ｓｔｅａｍ ａｓｓｉｓｔｅｄ ｇｒａｖｉｔｙ ｄｒａｉｎａｇｅ）、溶剤・スチーム補助重力排油法（ＳＡ－ＳＡＧＤ：ｓｏｌｖｅｎｔ ａｓｓｉｓｔｅｄ ｓｔｅａｍ ａｓｓｉｓｔｅｄ ｇｒａｖｉｔｙ ｄｒａｉｎａｇｅ）、および周期的拡張溶剤・スチーム補助重力排油法（ＥＳ－ＳＡＧＤ：ｃｙｃｌｉｃ ｅｘｐａｎｄｉｎｇ－ｓｏｌｖｅｎｔ ｓｔｅａｍ ａｓｓｉｓｔｅｄ ｇｒａｖｉｔｙ ｄｒａｉｎａｇｅ）によってオイルサンド１０７から抽出することができる。ビチューメン材料１０５を抽出するために希釈剤が使用された場合、希釈剤およびその他の望ましくない材料はビチューメン材料１０５から除去されるべきであり、任意選択的に希釈剤は再利用することができる。次に、本発明に従って加工および成形するために、ビチューメン材料１０５を、固体、半固体、または好ましくは液体として製造業者に提供することができる。
【0017】
本明細書で使用される用語「固体」および「固化した」ビチューメン材料１０５は、実質的に固体塊のように挙動する形態をとること、およびそのような形態が生じることを意味し、そのような形態は、相変化していないにもかかわらず流動に抵抗し、構造的完全性を示すものを含む。図１に示すように、ビチューメン材料１０５は、まず、受け取りまたは入手１１０され、次に成形のための調製が行われる１１５。成形のための調整１１５は、ビチューメン材料１０５を、溶融する、若しくは液状または適切な粘性状態２０５となる温度まで加熱する工程１２０と、次に任意選択的に、このビチューメン材料１０５をポリマーなどの添加剤１０６と混合１２５し、浮力を増加、若しくは結合剤として作用させる工程とを含む。次に、液状または適切な粘性状態２０５のビチューメン材料１０５を１若しくはそれ以上の型３０５に導入１３０する。当該型３０５の各々は、その内容物を、所与の表面部分において類似寸法がほとんどまたは全くないように構成された不規則形状の固体に成形するように構成されており、それにより、隣接するレンガ間の表面間接触が低減され、レンガが１つの場所から別の場所に輸送される際にレンガの周囲の冷却効率が最大化される。各型は骨格４００を備えるように構成されていることが好ましく、この骨格４００はより好ましくはポリマー製であり、追加的または一体的な浮力要素４２０を支持するようにさらに構成され、型３０５全体にわたって配置される。骨格４００および浮力要素４２０の双方は、顧客のニーズに応じてカスタマイズすることができる。液状または適切な粘度を有するビチューメン材料２０５が型３０５に充填された後、型３０５内のビチューメン材料は、レンガ３００が形成されるまで固化１４０される。各レンガ３００は、変形四面体に類似した不規則形状の固体であることが好ましい。型３０５および型によって成形されるレンガ３００のサイズは、業界のニーズに応じて調整可能である。型は必要に応じて分解され、レンガ３００は、手動、機械的に、または重力により、型３０５から取り出される１５０。次に、レンガ３００は、最終的な輸送のために回収１６０され、運送業者６００が所持することができるまで、貯蔵室９０８、９０９、９１０に固体形態で一時的に貯蔵されることが好ましい。任意選択的に、レンガ３００の回収前または回収後に、摩擦増加被膜３０２をレンガ３００の表面に塗布１５５することができる。骨格４００、浮力要素４２０、レンガ３００、型３０５、および摩擦増加被膜３０２については後述する。
【0018】
所望の数のレンガ３００が成形および回収された後、運送業者６００は、複数のレンガ３００を所持１６５し、好ましくは環境制御システム６１５を含む輸送室６１０またはその他の格納形態で輸送１７０する。例えば、輸送室６１０は、冷蔵システムなどによって能動的に、または通気口や色および材料の選択などによって受動的に、空気または水を個々のレンガ３００の側面を通ってその周囲を流動する１８０ように、導入することができる。運送業者６００は、輸送室６１０および複数のレンガ３００を、鉄道、道路、航空、海上、または例えば共同一貫輸送または複合輸送などの任意の組み合わせによって、中間地点９０４または顧客の受取場所９０５に輸送する。運送業者６００は、貨物または貨物を輸送可能な任意の車両を使用することができ、また、本明細書で使用する「車両」および「複数の車両」という用語は、列車、トラック、飛行機、小型トラック、トレーラー、タンカー、貨物船、ドローン、トロリー、地下鉄列車、および自律型貨物船、貨物列車、貨物飛行機、およびその他の無人運転システムを含む、広く利用されるとともに、新規の輸送および物流システムのすべてを含む。さらに、「車両」および「複数の車両」は、専用または一体型の輸送室６１０を備える特殊車両を含む。運送業者６００は、輸送室６１０を運ぶために低排出ガスまたはゼロ排出ガスの車両を利用することが好ましく、それにより、二酸化炭素排出量がさらに削減または排除される。中間地点９０４は通常、レンガ３００を鉄道と船舶の双方で移送する場合など、レンガ３００を１つ車両から別の車両に移動する必要がある場所である。
【0019】
受取場所９０５において、レンガ３００は、レンガ３００として直ちに新しい運送業者６００に移送する、または、新たな運送業者６００によって所持可能となるでレンガ３００として中間貯蔵室に保管する、または、顧客１９５、１９７、１９９によって所持可能となるでレンガ３００として若しくは液状で貯蔵室内に保管することができる。受取場所９０５は、レンガ３００を受け取ることができる任意の場所を含み、仲介業者１８５、最終的に末端利用者１９９にレンガを販売する販売業者１９５、例えばアスファルトのレンガ３０５を受け取ることを所望する末端利用者１９９、または、例えば、ビチューメンを再液化してさらに処理し、次いで末端利用者１９９に輸送するためにレンガ３００に成形することを所望する製油所１９７関連する場所を含む。輸送１７０中、環境制御システム６１５によって、輸送室６１０内のレンガ３００間を空気、水、またはその他の物質を連続的または断続的に循環させることが好ましく、それにより、以下に説明するように、レンガ３００が固体形態に維持される。
【0020】
レンガ３００は、中間地点９０４または受取場所９０５に到達した際、使用中の輸送室６１０内に貯蔵するか、好ましくは能動的または受動的環境制御システム６１５を備えるように構成された受取室などの受取構造体９０７に移送１９０することができ、また、環境制御システム６１５は、受取室全体に空気、水、または他の物質を流動させることができるシステムを含み、それによって受取室内の内容物のための適切な環境が維持される。レンガ３００は、港湾にある場合は大型浮体式貯蔵室９０９、陸上にある場合は重力式貯蔵室９０８である受入室に貯蔵されることが好ましく、貯蔵室９０８、９０９の双方は、温度または気候を維持する物質がレンガ３００の間を循環することを可能にする。代替的に、受取場所９０５が特に、レンガ３００が液状または元の状態に戻るまで再加熱される可能性のある製油所と提携している場合、レンガ３００は、特殊貯蔵室９１０に移送可能である。特殊貯蔵室９１０により、レンガ３００を固体形態で貯蔵すること、若しくはレンガ３００を熱伝導蓋部で再加熱してビチューメン材料１０５を液状または好適な粘性状態に戻すことを容易にする。
【0021】
レンガ３００は、販売業者１９５または中間地点９０４に配送された場合、末端利用者１９９または別の運送業者６００に配送されるまで、固体形態で貯蔵１９５される。レンガ３００がアスファルトの末端利用者などの末端利用者１９９に販売された場合、ビチューメン材料１０５は、即時利用のために、液体化されるか、若しくはレンガ３００として保管することができる。代替的に、レンガ３００が、ビチューメンを必要とする製油所１９７、または末端利用者１９９に輸送する前にビチューメン材料１０５をさらに処理することを予定している顧客によって受け取られた場合、レンガ３００は、固体形態または液体形態で貯蔵１９７ａされ、次に任意選択的に、液状または好適な粘性状態に戻す１９７ｂことが可能である。液化ビチューメン材料２０５はまた、さらに処理１９７ｃすることができる。例えば、任意選択的に、ビチューメン材料１０５から添加剤を除去すること、若しくはビチューメン材料１０５に添加剤をさらに混合することが可能であり、任意選択的に、液状または適切な粘度を有するビチューメン材料２０５をレンガ３００に再成形してさらに輸送する前に、追加の添加材または処理を導入または適用することができる。
【0022】
レンガの形成
図２１Ａ～図２５Ｃは、液状または他の適切な粘度を有するビチューメン材料２０５から不規則形状の固体ビチューメン材料からなるレンガ３００を形成するための例示的な型および工程を示す。固体、半固体、または液体形態のビチューメン材料が受け取られた後、ビチューメン材料１０５は、レンガ３００に成形される直前まで貯蔵することができる。例えば２４時間以内など、成形が近日中に行われる場合、ビチューメン材料１０５は、まず調整ステーション１１７で成形のために調整され、当該ステーションにおいて液化する温度に達するまで、または成形に適した粘度になるまで加熱される。ビチューメン材料１０５は、少なくとも、若しくは約１５０℃まで加熱されることが好ましい。ビチューメンは所定の温度範囲にわたって徐々に軟化するため、成形に適した温度は、軟化または溶融されるビチューメン材料１０５の組成に応じて変化し得る。さらに、ビチューメン材料１０５が所望の粘度に達した後、調製ステーション１１７で任意の添加剤１０６をビチューメン材料１０５に混合することができる。次に、ビチューメン材料１０５は、型１３０内で直ちに成形されてもよいし、若しくは後日精製および成形のために液状または適切な粘性状態で貯蔵されてもよい。
図２１Ａ～図２５Ｃは、液状または他の適切な粘度を有するビチューメン材料２０５から不規則形状の固体ビチューメン材料からなるレンガ３００を形成するための例示的な型および工程を示す。固体、半固体、または液体形態のビチューメン材料が受け取られた後、ビチューメン材料１０５は、レンガ３００に成形される直前まで貯蔵することができる。例えば２４時間以内など、成形が近日中に行われる場合、ビチューメン材料１０５は、まず調整ステーション１１７で成形のために調整され、当該ステーションにおいて液化する温度に達するまで、または成形に適した粘度になるまで加熱される。ビチューメン材料１０５は、少なくとも、若しくは約１５０℃まで加熱されることが好ましい。ビチューメンは所定の温度範囲にわたって徐々に軟化するため、成形に適した温度は、軟化または溶融されるビチューメン材料１０５の組成に応じて変化し得る。さらに、ビチューメン材料１０５が所望の粘度に達した後、調製ステーション１１７で任意の添加剤１０６をビチューメン材料１０５に混合することができる。次に、ビチューメン材料１０５は、型１３０内で直ちに成形されてもよいし、若しくは後日精製および成形のために液状または適切な粘性状態で貯蔵されてもよい。
【0023】
固体レンガ３００を形成する準備が整った際、適切な粘度を有するビチューメン材料２０５は、不規則形状の固体またはレンガ３００に成形するための型３０５に導入される。図２１Ａ～図２１Ｅは、本明細書に記載および図３Ａ～図６Ｂに示す好ましい実施形態による、不規則な固体形状のレンガ３００を成形するために有用な例示的な型３０５を示す。各型３０５は、形成される所望の不規則形状の固体のサイズ、形状、および体積に対応する空洞部８１０を有するように構成されることが好ましい。各型３０５は、骨格４００を備えるように構成されることがさらに好ましく、この骨格４００は、各型３０５全体に配置または張設された浮力要素４２０を支持するポリマー繊維群からなる３次元格子またはグリッドであることがさらに好ましい。骨格４００については以下でさらに説明し、また図７～図１１に示す。
【0024】
各型３０５は、成形されるレンガ３００の大部分に対応する第１の空洞部８１０ａを画定する第１の型部分８００、および成形されるレンガ３００の上部に対応する第２の空洞部８１０ｂを画定する第２の型部分８０５の２つの部分からなることが好ましい。第１の型部分８００は、上面８００ａと、下面８００ｂと、上面８００ａから下面８００ｂまで延長する１若しくはそれ以上の壁部８００ｃとを有する。上面８００ａ、下面８００ｂ、および壁部８００ｃはともに、中実な第１の型部分８００の境界を包囲、若しくは画定することが好ましい。さらに、第１の型部分８００は、上面８００ａから下面８００ｂに向かって延長するが、下面８００ｂまで貫通しない第１の空洞部８１０ａを画定する。また、追加の空洞部８１０ａを第１の型部分８００によって画定することができ、これにより、単一の型で複数のレンガ３００またはレンガ部分を成形することが容易になる。
【0025】
第２の型部分８０５はまた、上面８０５ａと、下面８０５ｂと、上面８０５ａから下面８０５ｂまで延長する１若しくはそれ以上の壁部８０５ｃとを有する。上面８０５ａ、下面８０５ｂ、および壁部８０５ｃはともに、中実な第２の型部分８００の境界を包囲、若しくは画定することが好ましい。さらに、第２の型部分８００は、下面８０５ｂから上面８０５ａからに向かって延長するが、上面８０５ａまで貫通しない第２の空洞部８１０ｂを画定する。また、第２の型部分８０５は、型３０５の外側から空洞部８１０へのアクセスを提供するために、上面８０５ａから第２の空洞部８１０ｂまで延長するチャネル８０７を画定する。チャネル８０７は、上面８０５ａの中心またはその近傍に配置されることが好ましいが、成形されるレンガ３００の形状および製造者の必要性または要望に応じて、他の場所に配置することができる。追加の空洞８１０ｂおよび／またはチャネル８０７も同様に第２の型部分８０５によって画定することができる。追加の空洞部８１０ｂにより、単一の型で複数のレンガ３００またはレンガ部分を成形することが可能となる。また、追加のチャネル８０７により、型３０５の外側から空洞部８１０への複数の接続点が提供される、若しくは複数のレンガ３００またはレンガ部分が単一の型で成形される場合において各空洞部８１０への独立したアクセスが可能となることで、処理が高速化する。第１および第２の型部分８００および８０５もまた、同じまたは補完的な全体構造および形状を有することが好ましい。例えば、上方型部分８００および下方型部分８０５のそれぞれの上面８００ａおよび８０５ａから下面８００ｂおよび８０５ｂまで延長する壁部８００ｃおよび８０５ｃは、本明細書で示すように、型部分８００および８０５が、実質的に正方形の形状となる上面および下面を有するように、直角に配置された４つの連結壁部としてもよく、また、型部分８００および８０５が、実質的に円形または楕円形の形状となる上面および下面を有するように、端部で連結された単一の連続壁部としてもよく、若しくは所望されるその他の任意の構成または形状としてもよい。さらに、壁部８００ｃおよび８０５ｃは、型部分８００および８０５の上面および下面に対して直角に延長するように図示されているが、壁部８００ｃおよび８０５ｃは、成形されるレンガ３００の形状、および製造者の必要性または要望に応じて、可変勾配部、傾斜部、または不規則性を有するようにすることができる。型部分８００および８０５は、製造に使用されるトレイ、モジュール、または他の支持および運搬構造と協働するサイズおよび形状を有することが好ましい。
【0026】
第１および第２の型部分８００および８０５は、着脱自在に取り付けられた際、若しくは互いに隣接して配置された際に、第２の型部分８０５の下面８０５ｂが第１の型部分８００の上面８００ａと協働するように構成される。例えば、第２の型部分８０５の下面８０５ｂを、第１の型部分の上面８００ａ上に単に着座させてもよいし、重力または摩擦によって定位置に配置してもよく、または、所望の適合性および組立および分解の容易さに応じて、締結部材、接着剤、または他の手段で着脱自在に固定してもよい。さらに、第１および第２の型部分８００および８０５が着脱自在に取り付けられた際、若しくは互いに隣接して配置された際に、補完的な空洞部８１０ａおよび８１０ｂが協働して、単一の空洞部８１０または複数の空洞部８１０を画定し、各空洞部８１０は、成形されるレンガ３００または部品の所望の全体形状を有する。
【0027】
図２３Ａ～図２５Ｃは、適切な粘度を有するまたは液状のビチューメン材料２０５で複数の型３０５が一度に充填される例示的な成形工程８１５に基づいた製造ステーションを示す。型３０５の複数の第１の部分８００は、グループ形態でコンベヤベルト８２０に沿って着脱自在に取り付けられ、これらの複数の第１の部分８００に対応する第２の部分８０５は、図２３Ａおよび図２２Ｂに示すように、第１のまたは初期ステーション８２５において、ベルト８２０から所定の距離離れて第１の型部分８００に着脱自在に取り付けられるか、若しくはその上に配置されることが好ましい。コンベヤ８２０は、自動ベルトコンベヤを含む任意のタイプのコンベヤであってよく、第１の部分８００は、ブラケット、トレイ８２２により、また、モジュールを使用することにより、または、当業者に公知のその他の支持構造を使用してコンベヤ８２０に取り付けることが好ましい。本図では、コンベヤ８２０を横断して一列に配置された６つの型３０５を示すが、１グループ内の型部分の数は、製造の必要性および能力に応じて増減することができ、複数の列またはその他の構成に構成することができることを理解されたい。
【0028】
複数の型３０５は、配置および組み立て後、第２の場所または充填ステーション８３０に搬送され、ここで型３０５は、第２の型部分８０５内のチャネル８０７を介して適切な粘度を有するまたは液状ビチューメン材料２０５を受け取る。充填ステーション８３０は、調製ステーション１１７と直接または間接的に流体連通する１若しくはそれ以上の容器８３４を含むことが好ましく、これにより型３０５は、適切な粘度を有するまたは液状ビチューメン材料２０５の供給を受けることが可能となる。容器８３４は、適切な粘度を有するまたは液状ビチューメン材料２０５を保持し、また、容器８３４または容器２３４と流体連通する１若しくはそれ以上の格納式パイプまたは導管８３２を介して、１若しくはそれ以上の型８３４に適切な粘度を有するまたは液状ビチューメン材料２０５を送達する。容器２３４は、粘性または液状ビチューメン材料２０５を保持、運搬、またはその送達を容易にすることができる任意の構造であってよい。各格納式導管８３２は、単一のチャネル８０７を通って型３０５内の空洞部８１０内に降下することができるサイズに設定されており、型３０５のチャネル８０７内に少なくとも部分的に配置された際に空洞部８１０と流体連通するように構成されている。各格納式導管８３２は、液状ビチューメン材料のための容器８３４から空洞部８１０への経路を提供する。図２４Ａ～図２４Ｄに示すように、複数の型３０５が充填ステーション８３０にあるとき、第１の型部分８００および第２の型部分８０５は、格納式導管８３２が引込むにつれて、第１の型部分８００の底部から第２の型部分８０５の上部まで、適切な粘度を有するビチューメン材料２０５で充填される。このような工程により、各型３０５は、一定の形状での固化、および型３０５内に配置された骨格４００に適応のために徐々に充填されるため、最終的に得られるレンガの品質が向上する。型３０５内に配置された骨格４００は、格納式導管８３２が型３０５を充填する際に当該導管と干渉しないように構成および配置されることが好ましい。
【0029】
適切な粘度を有するビチューメン材料２０５が複数の型部分８００および８０５、ひいては型３０５に充填され、格納式導管８３２がチャネル８０７からすべて引き込まれた後、型３０５は、ベルト８２０によって第３の場所または封止ステーション８３５に搬送されることが好ましい。封止ステーション８３５は、キャップ８３７を保持、運搬、または他の方法でキャップ８３７の送達を容易にするためのキャップ構造８３９を含む。各キャップ８３７は、チャネル８０７の１つと協働して、型３０５内の各空洞部８１０へのアクセスを遮断、若しくは各空洞部８１０をシールするように構成されている。キャップ８３７は、ストッパー、プラグ、蓋部、シール、または他の機械的障害物を含む、キャップ代替物を含む。図２５Ａ～図２５Ｄは、型３０５が封止ステーション８３５にあるときに、第２の型部分８０５のチャネル８０７にキャップ８３７が適用される工程を示す。本図では、封止ステーション８３５を独立したステーションとして示しているが、実現可能な場合、および製造の必要性および能力に応じて、その直前または直後のステーションと組み合わせることができることを理解されたい。例えば、型３０５は、液状ビチューメン材料２０５を受け取り、同じステーションで型３０５にキャップ８３７を適用することができる。
【0030】
型３０５がキャップ８３７で封止された後、空洞部８１０内のビチューメン材料を固化させる。型３０５は、ベルト８２０によって、固化システム８４２を含む第４の場所または固化ステーション８４０に搬送されることが好ましい。固化システム８４２は、水、空気、圧力、またはその他の固化方法およびツール８４４を使用することができる。固化システム８４２は、ビチューメン質の材料を固化させることができるシステムであれば、粘性材料を固化させて部品を成形するために一般的に使用される任意のタイプの工業用システムであってもよい。型３０５および適切な粘度を有するビチューメン材料２０５は、室温または２５℃未満の温度まで冷却することによって固化されるが、正確な温度はビチューメン材料１０５の組成に依存する。
【0031】
ビチューメン材料が固化してレンガ３００が生成された後、各レンガ３００は各型３０５から取り外されて輸送できる状態となる。各レンガ３００を型３０５から取り外すために、型３０５のグループおよびその内容物は、ベルト８２０を介して、固化ステーション８４０から第５の場所または型分解ステーション８５０まで移動されることが好ましく、当該ステーションにおいて、第２の型部分８０５は第１の型部分８００から取り外されるか、もしくは分離される。型分解ステーション８５０において、真空装置８５４または他の除去装置または機械が第２の型部分８０５と接続し、第１の型部分からの分離と後続する除去を容易にする。真空装置８５４が使用される場合、真空カップ８５２によって各第２の型部分８０５の上面８０５ａがクランプすることが好ましい。真空カップ８５２は真空８５４と動作可能に接続され、２の二型部分８０５を第１の型部分８００から引き離す。第２の型部分８０５は、分離後、洗浄、修理、キャップの取り外し、さらなる構成、または他の処理のために真空カップ８５２から取り外すことができる。真空装置について説明したが、磁石、クレーン、バール、油圧装置、リフト、およびその他の分離装置を使用するものを含め、その他の除去装置および機械によっても同じ機能を実行可能であり、そのような除去装置および機械は本発明の範囲内に含まれる。
【0032】
第２の型部分８０５が第１の型部分８００から取り外された後、レンガ３００は第１の型部分８００内に部分的に着座した状態にある。次に、第１の型部分８００およびレンガ３００は、ベルト８２０によって、第６の場所またはレンガ分配ステーション８６０まで搬送される。レンガ分配ステーション８６０は、コンベヤが運搬している物体が反転する場所に位置していることが好ましい。次に、トレイ８２２および第１の型部分８００が反転すると、レンガ３００は、重力により第１の型部分８００から分離されて、任意選択的に、受取箱８６２またはその他の回収装置内に、若しくはレンガを成形領域から近接した場所に移動させるように構成された傾斜台、第２のコンベヤ、またはその他の搬送構造上に落下する。代替的に、レンガ３００を手動または機械的に取り外すこともできる。レンガ３００が取り外された後、第１の型部分８００は、追加のレンガ成形のためにトレイ８２２またはコンベヤ８２０に再組み立ておよび再取り付けされる前に、除去、修理、洗浄、およびさらなる構成または処理のために、ベルト８２０を介して追加の場所に移動してもよい。
【0033】
必要に応じて、追加のステーションを工程８１５に含めることができる。例えば、工程８１５は、型部分の洗浄、骨格の位置決め、添加剤の送達、型部分の回収、前処理の適用、さらなる処理、ラベル付け、データの収集、検査、または製造もしくは成形工程で通常行われる他の工程のための専用ステーションを含むことができる。また、望ましい場合および可能な場合には、効率の向上、スペースの節約、またはその他の目的のために、複数の独立したステーションを組み合わせることができ、コンベヤ８２０は、１つの場所から別の場所へ物品を移送または搬送するためのその他の自動手段、手動手段、またはそれらの組み合わせによって置き換えることができ、そのような手段は、ローラ、インデクサ、傾斜台、車両、カート、滑車、吊り下げ式運搬装置、およびその他の組立ラインおよび製造設備機器を使用することを含む。
【0034】
レンガ３００が型３０５から取り外された後、レンガ３００の表面に摩擦増加被膜３０２を塗布１５５することができる。１若しくはそれ以上の被膜３０２は、液状で塗布、吹き付け、またはポリマーラッピング技術（ｐｏｌｙｍｅｒ ｗｒａｐｐｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）を用いて塗布することができる。
【0035】
レンガの構成
ビチューメン材料からなる各レンガ３００は、所与の表面部分において類似する寸法をほとんど、または全く有さないように構成されており、これにより、複数のレンガ３００が容器に回収または互いに隣接して配置された際に、隣接するレンガ３００間の表面接触が最小限となり、空気、水、またはその他の冷却物質が個々のレンガ３００の周囲および個々のレンガ３００間を容易に流動することが可能となり、レンガ３００が１つの場所から別の場所に輸送される際に、レンガの周囲の冷却効率が最大化される。隣接するレンガ間の表面接触は、その表面積の５％未満に制限することが好ましいが、本発明によれば、好ましくは、隣接するレンガ間の表面接触は、その表面積の５％未満に制限されるが、本発明によれば、レンガ３００が軟化または溶融によってレンガ３００の完全性が損なわれる可能性がある温度未満に温度を維持することが可能な場合は、より大きな表面接触が許容される。一般に、表面接触は、レンガ３００が融解または溶融し、レンガ３００の個別性が損なわれることがない程度である必要がある。例えば、不規則な側面および縁部を有するレンガ３００では、隣接するレンガ３００間の表面接触が最小限となり、凹状の側面および湾曲した縁部を有するレンガでは、隣接するレンガ３００間の表面接触はさらに最小限となる。隣接するレンガ３００間の表面接触は、いずれの表面も同一寸法ではない複数の表面を含むことにより、また、表面および縁部に沿って、切り欠き部、突出部、点、チャネル、空洞部、またはそれらの組み合わせなどの追加の表面または縁部の不規則形状を含むことにより、または、全体形状を、他の認識された形状を成さない不規則形状の固体として構成することによって、さらに最小限にすることができる。
ビチューメン材料からなる各レンガ３００は、所与の表面部分において類似する寸法をほとんど、または全く有さないように構成されており、これにより、複数のレンガ３００が容器に回収または互いに隣接して配置された際に、隣接するレンガ３００間の表面接触が最小限となり、空気、水、またはその他の冷却物質が個々のレンガ３００の周囲および個々のレンガ３００間を容易に流動することが可能となり、レンガ３００が１つの場所から別の場所に輸送される際に、レンガの周囲の冷却効率が最大化される。隣接するレンガ間の表面接触は、その表面積の５％未満に制限することが好ましいが、本発明によれば、好ましくは、隣接するレンガ間の表面接触は、その表面積の５％未満に制限されるが、本発明によれば、レンガ３００が軟化または溶融によってレンガ３００の完全性が損なわれる可能性がある温度未満に温度を維持することが可能な場合は、より大きな表面接触が許容される。一般に、表面接触は、レンガ３００が融解または溶融し、レンガ３００の個別性が損なわれることがない程度である必要がある。例えば、不規則な側面および縁部を有するレンガ３００では、隣接するレンガ３００間の表面接触が最小限となり、凹状の側面および湾曲した縁部を有するレンガでは、隣接するレンガ３００間の表面接触はさらに最小限となる。隣接するレンガ３００間の表面接触は、いずれの表面も同一寸法ではない複数の表面を含むことにより、また、表面および縁部に沿って、切り欠き部、突出部、点、チャネル、空洞部、またはそれらの組み合わせなどの追加の表面または縁部の不規則形状を含むことにより、または、全体形状を、他の認識された形状を成さない不規則形状の固体として構成することによって、さらに最小限にすることができる。
【0036】
図３Ａ～図１４は、好ましい形状およびサイズを有する本発明のレンガ３００を示す。図３Ａ～図６Ｂは、レンガ３００の好ましい全体形状を示しており、当該形状は、直角を成さない変形四面体に類似している。図７～図１１は、以下詳細に説明する骨格４００の、本発明の好ましい実施形態によるレンガ３００全体における分布状態を示す。図１２～図１４は、本発明の好ましい実施形態によるレンガ３００の寸法を示す。
【0037】
図３Ａ～図６Ｂに示すように、好ましい実施形態によれば、レンガ３００は、３つの非平面変形三角形状面の表面（ｎｏｎ－ｐｌａｎａｒ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｔｒｉａｎｇｕｌａｒ ｆａｃｅ ｓｕｒｆａｃｅｓ）３３０と、変形三角形ドーム形状上面部３１０と、３つの湾曲縁部３２０と、３つの面の表面３３０が接する、上面部の反対側の地点である変形ドーム形状底面部３１４とを含む外面部によって画定される実質的に中実な本体（参照番号付記なし）を有する。本明細書において「変形」という用語が、形状、表面、および固体を説明するために使用される場合、規定された形状、表面、または固体に類似するが、切角または面取り領域、湾曲縁部または湾曲面、表面または縁部に意図的若しくは非意図的に形成された不規則形状、または、その他の一般的ではない形状、固体、または表面特性などの変形形態も含む、形状、表面、または固体を指す。同様に、本明細書で使用する「実質的に」という用語は、本質的に、大体において、または大部分において、という意味であることを理解されたい。例えば、実質的に中実の本体部とは、中実であることを意図しているが、意図しない不完全な部分を含む本体部、または、大部分が中実であることを意図しているが、内部に意図的に埋め込まれたエアポケットなどの特徴または不完全な部分を含む本体部である。
【0038】
図３Ａ～図６Ｂに示すように、湾曲縁部３２０は、隣接する面の表面３３０の側面または縁部が概ね接するところに位置する。これらは、隣接する面の表面３３０の縁部間の一体的な接続部として機能し、特に所定の幅Ｈを有する場合、表面とみなすことができる。各湾曲縁部３２０は、ドーム形状上部３１０に接続する上端部３２０ｈの近傍に位置する第１、第２、および第３の縁部３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃと、湾曲縁部３２０の残りの部分を構成し、湾曲縁部３２０の上端部の反対側の下端部３２０ｇにおいてドーム形状底部３１４に接続する第４の部分３２０ｄとを含む。互いに実質的に一定の距離Ｈ離間して配置された長辺または縁部３２０ｅおよび３２０ｆに沿った湾曲縁部３２０は、所定の半径１３２を有することが好ましい。第１、第２、および第３の縁部３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃはそれぞれ、実質的に平面であることが好ましい。図３Ｃに示す代替実施形態では、Ｆｌの全長を有する第１の湾曲縁部３２０ＡＡ、Ｆ２の全長を有する第２の湾曲縁部３２０ＢＢ、およびＦ３の全長を有する第３の湾曲縁部３２０ＣＣに関連して示すように、互いに異なる寸法を有することができる。この点については、図１２～図１４に関連してさらに説明する。
【0039】
各非平面変形三角形状面の表面３３０は、好ましくは、第１の三角形状部分３３２、第２の三角形状部分３３４、第３の三角形状部分３３６、および第４の三角形状部分３３８からさらに構成されることが好ましい。第１の三角形状部分３３２は、第１の縁部３３２ａに沿って変形ドーム形状上部３１０に接続し、第２の縁部３３２ｂに沿って第２の三角形状部分３３４に接続し、第３の縁部３３２ｃに沿って第３の三角形状部分３３６に接続する。第２の三角形部３３４は、第１の縁部３３４ａに沿って、湾曲縁部３２０のうちの１つを介して隣接する面の表面３３０のうちの１つに接続し、第２の縁部３３４ｂに沿って第１の三角形状部分３３２に接続し、第３の縁部３３４ｃに沿って第４の三角形状部分３３８に接続する。第３の変形三角形状部分３３６は、第１の縁部３３６ａに沿って、別の湾曲縁部３２０を介して隣接する面の表面３３０のうちの１つに接続し、第２の縁部３３６ｂに沿って第４の三角形状部分３３８に接続し、第３の縁部３３６ｃに沿って第１の三角形状部分３３２に接続する。第４の三角形状部分３３８は、第１の縁部３３８ａに沿ってドーム形状底部３１４に接続し、第２の縁部３３８ｂに沿って第３の三角形状部分３３６に接続し、第３の縁部３３８ｃに沿って第２の三角形状部分３３４に接続する。また、４つの三角形状部分３３２、３３４、３３６、３３８はすべて、各面３３０の中心点３４０で合流し、中心点３４０は、実質的に円形であることが好ましい。さらに、三角形状部分３３２、３３４、３３６および３３８の各々は、当業者であれば理解するように、実質的に三角形の形状、または協働して全体として三角形状の面の表面３３０を形成するその他の形状とすることができる。第３の三角形状部分３３６は、当該三角形状部分がドーム形状底部３１４に接続する位置に配置された切り欠き部３４２または切り欠き面を含むことが好ましい。
【0040】
レンガ３００のドーム形状底面部３１４は、３つの面の表面３３０の第４の三角形状部分３３８に当接する中央ドーム形状部３１５と、湾曲縁部３２０の下端部３２０ｈに当接する３つの縁部延長部３１６とを含み、この縁部延長部３１６および湾曲縁部３２０は、この下端部において接する。３つの縁部延長部３１６は、ドーム形状底面部３１４の中央ドーム形状部３１５内で接続かつ中央ドーム形状部３１５内に適合して、その底部において六角形の外周を有する、全体として変形ドーム形状表面を形成する。
【0041】
変形三角形ドーム形状上面部３１０は、３つの切頂三角形状上部（ｔｒｕｎｃａｔｅｄ ｔｒｉａｎｇｕｌａｒ ｔｏｐ ｓｅｃｔｉｏｎｓ）３１１と、３つの上縁延長部３１２と、中心点３１８とを含む。３つの切頂三角形状上部３１１の各々は、第１の縁部３１ｌａで各表面３３０の第１の三角形状部分３３２に接続し、２つの第２の縁部３１１ｂで上縁延長部３１２に接続し、切頂点３１１ｃで中心点３１８に接続する。上縁延長部３１２は、湾曲縁部３２０の上端部３２０ｈおよび中心点３１８に接続する。
【0042】
レンガ３００の面、部分、および縁部の各表面は、その不規則性をさらに強化するために、任意選択的に起伏付けされる。図３Ｂ、図４Ｂ、図５Ｂ、および図６Ｂは、灰色の線で起伏付けされた（ｃｏｎｔｏｕｒｅｄ）外面部を示す。各面３３０に関しては、第１の三角形状部分３３２および第４の三角形状部分３３８は実質的に平面であり、第２の三角形状部分３３４は実質的に凹状であり、第３の三角形状部分３３６は実質的に凸状であることが好ましい。ドーム形状上面部３１０およびドーム形状底面部３１４は、全体形状が概ね凸状であるが、必要に応じて起伏を多少変化させることができる。各湾曲縁部３２０に関しては、その個々の部分３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃ、３２０ｄは、上述したように実質的に平面である。さらに、切り欠き部３４２および中心点３４０は、実質的に平面であることが好ましい。
【0043】
図１２～図１４は、レンガ３００の好ましい寸法を示す。図示するように、各面の表面３３０において、その第１の三角形状部分３３２が上面部３１０に接続する部分に沿った幅Ａは、湾曲縁部３２０の端部を含めて約３０５ｍｍであり、各第１の縁部３３２の中心から反対側の各湾曲縁部３２０の中心までの距離Ｄは約２７５ｍｍであり、上部３１１および上面部３１０の両側の縁部延長部３１２の幅Ｃは約３１５ｍｍである。上面部３１０の中心から底面部３１２の中心までの全体の距離Ｂは約２７０ｍｍであり、各湾曲縁部３２０の全体の長さＦは約２５３ｍｍである。各面の表面３３０においてその第４の三角形状部分３３８が底面部３１２に接続する部分に沿った幅Ｇは約４５ｍｍである。各湾曲縁部３２０の幅Ｈは約３５ｍｍである。レンガ３００が図３Ｃの代替レンガ３００と一致する形状を有する場合、全体の寸法は異なる。図３Ｃに示すように、各湾曲縁部は異なる全長を有し、第１の湾曲縁部３２０ＡＡはＦｌの長さを有し、第２の湾曲縁部３２０ＢＢはＦ２の長さを有し、第３の湾曲縁部３２０ＣＣはＦ３の長さを有する。湾曲縁部３２０ＡＡ、３２０ＢＢ、および３２０ＣＣの長さが異なるため、面の表面３３０の各々も互いに異なる寸法を有し、上面部３１０および底面部３１４はさらなる起伏を有することになる。したがって、レンガ３００の代替実施形態は、さらに不規則な形状となり、それにより隣接するレンガとの表面接触がさらに阻止される可能性が高い。
【0044】
本図では、レンガ３００の表面、縁部、上部、および底部のサイズおよび形状、ならびに外面部の起伏に関して好ましい実施形態が図示されているが、当業者であれば理解するように、成形されたレンガ３００によって隣接するレンガ３００間の表面接触が最小限となる限り、不規則形状の固体およびその表面のサイズ、形状、および起伏を変更することが可能である。不規則形状の固体およびその表面のサイズ、形状、および起伏は、２若しくはそれ以上のレンガが結合するのを防止または抑制するように作用し、また、上述したように、隣接するレンガ３００間の流体または空気の流れを促進させることが好ましい。さらに、本明細書で図示し、また説明したレンガ３００およびそれらに対応する型３０５は、当業者であれば理解するように、当該産業界のニーズに応じてより大型またはより小型にサイズ設定することができる。
【0045】
ポリマー骨格
レンガ３００の好ましい実施形態では、各レンガ３００は、顧客のニーズに応じて増減およびカスタマイズ可能なポリマーまたは他の浮力添加剤（ｂｕｏｙａｎｔ ａｄｄｉｔｉｖｅ）で強化されている。ビチューメン材料１０５に配合されるポリマーまたは他の添加剤を任意に含むことに加えて、各レンガ３００は、海水および淡水中での浮力をさらに高めるために、剛性、半剛性、または可撓性の骨格４００を有するように構成されることが好ましい。また、骨格４００の構成要素は、各レンガ３００が完全性を保っている状態、およびより小さな断片部に分散した状態の双方において、各レンガ３００の浮力を増加するような態様で各レンガ３００全体に配置される。本明細書で使用される場合、用語「骨格」は、例えば、マトリクス、枠組み、ネットワーク、構造体、グリッド、層、格子、アーキテクチャ、足場、ケージ、布、枠組み、タイル張り（ｔｅｓｓｅｌｌａｔｉｏｎ）、配列、およびそれらの組み合わせを含む、パターンまたは所定の態様で配列された材料および構成要素の３次元構造をすべて含む。さらに、各レンガ３００内において、骨格４００は、固体、半固体、または中空の構成要素、剛性、半剛性、または可撓性の構成要素、および一体化されたまたは協働する構成要素で構成することができ、当該構成要素は、例えば、空気、浮揚ガス、または液体が充填された中空構造体と、気泡、ナノバブル、または他の浮力増加物質を封入した実質的に固体の構造体と、補完的な浮力材料を含浸させた多孔質材料の構造体と、チャンバ、区画部、ポケット、カプセル、気泡、ナノバブル、およびそれらの組み合わせを含む２次的な浮力増加機構を保持するように形成または配置された、繊維または固体材料からなるマトリクス、枠組み、ネットワーク、格子、またはグリッドと、を含む。
レンガ３００の好ましい実施形態では、各レンガ３００は、顧客のニーズに応じて増減およびカスタマイズ可能なポリマーまたは他の浮力添加剤（ｂｕｏｙａｎｔ ａｄｄｉｔｉｖｅ）で強化されている。ビチューメン材料１０５に配合されるポリマーまたは他の添加剤を任意に含むことに加えて、各レンガ３００は、海水および淡水中での浮力をさらに高めるために、剛性、半剛性、または可撓性の骨格４００を有するように構成されることが好ましい。また、骨格４００の構成要素は、各レンガ３００が完全性を保っている状態、およびより小さな断片部に分散した状態の双方において、各レンガ３００の浮力を増加するような態様で各レンガ３００全体に配置される。本明細書で使用される場合、用語「骨格」は、例えば、マトリクス、枠組み、ネットワーク、構造体、グリッド、層、格子、アーキテクチャ、足場、ケージ、布、枠組み、タイル張り（ｔｅｓｓｅｌｌａｔｉｏｎ）、配列、およびそれらの組み合わせを含む、パターンまたは所定の態様で配列された材料および構成要素の３次元構造をすべて含む。さらに、各レンガ３００内において、骨格４００は、固体、半固体、または中空の構成要素、剛性、半剛性、または可撓性の構成要素、および一体化されたまたは協働する構成要素で構成することができ、当該構成要素は、例えば、空気、浮揚ガス、または液体が充填された中空構造体と、気泡、ナノバブル、または他の浮力増加物質を封入した実質的に固体の構造体と、補完的な浮力材料を含浸させた多孔質材料の構造体と、チャンバ、区画部、ポケット、カプセル、気泡、ナノバブル、およびそれらの組み合わせを含む２次的な浮力増加機構を保持するように形成または配置された、繊維または固体材料からなるマトリクス、枠組み、ネットワーク、格子、またはグリッドと、を含む。
【0046】
図７～図１１は、本発明による骨格４００の好ましい実施形態を示し、この骨格４００は、各レンガ３００の本体部全体に実質的に均一に分布するポリマー骨格４００である。図１５～１７は、ポリマー骨格４００の１実施形態を示し、このポリマー骨格４００は、重質原油、超重質原油、ビチューメン、およびアスファルトを強化するために一般的に使用されるポリマーまたはプラスチック材料からできた繊維からなる格子、フレーム、またはグリッド配列を含むことが好ましい。例えば、骨格４００は、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル、およびエチレン－アクリル酸ブチルなどのプラストマー、または、スチレン－ブタジエン－スチレン、スチレン－イソプレン－スチレン、およびスチレン－エチレン／ブチレン－スチレンなどの熱可塑性エラストマーから形成することができる。また、図１５～図１７に示すように、骨格４００は、任意選択的に、空気を封入する複数の浮力要素４２０または他の浮力材料をさらに含むことが好ましい。
【0047】
骨格４００の好ましい実施形態では、ポリマー繊維は線状繊維群に構成され、これらの線状繊維群はさらに、３次元グリッドまたは格子構造などの枠組みに構成される。繊維群は、いくつかの繊維群に対して平行に配置され、別の繊維群に対して直角に配置されることがさらに好ましい。図１５に示すように、複数の第１の繊維群４１２はｙ軸に沿って延長し、複数の第２の繊維群４１４はｘ軸に沿って延長し、複数の第３の繊維群４１６はｚ軸に沿って延長する。第１の繊維群４１２は、別の第１の繊維群４１２と実質的に平行に延長し、第２の繊維群４１４および第３の繊維群４１６に対して直角に延長する。第２の繊維群４１４は、別の第２の繊維群４１４と実質的に平行に延長し、第１および第３の繊維群４１２および４１６に対して直角に延長する。第３の繊維群４１６は、別の第３の繊維群４１６と実質的に平行に延長し、第１および第２の繊維群４１２および４１４に対して直角に延長する。さらに、繊維群４１２、４１４、および４１６の各々は、任意選択的に、実質的に平行に配置され、かつ一定の距離互いに離間した４もしくはそれ以上の個々の繊維４１２ａ、４１４ａ、および４１６ａを有することが好ましい。例えば、各郡内の繊維は、距離ＤＤ離間して互いに実質的に平行に延長し、さらに繊維群の断面が正方形になるように配置される。代替的に、繊維群は、円形、長方形、六角形、三角形などその他の形状の断面を有するように配置することができ、また、実質的に平行、共に撚られた態様、収束した態様、放射状に広がる態様、交差した態様、またはその他所望のグループ化された態様で配置された繊維を有することができる。
【0048】
任意選択的に、複数の浮力要素４２０は、複数の繊維群４１２、４１４、および４１６の各繊維４１２ａ、４１４ａ、および４１６ａに取り付けられた状態、接続された状態、各繊維から懸吊された状態、各繊維間に配置された状態で形成または保持されることがこのましく、これにより、例えば、各レンガ３００全体の空気連行を向上させることによって、レンガ３００の浮力を増加させることができる。代替的に、浮力要素４２０は、当該要素が気体注入などである場合は、骨格４００を代替することができる。浮力要素４２０は、個々のエアポケット、気泡、空気のナノバブル、または窒素若しくは液体などその他の浮力を増加させる気体、またはこれらの群であってもよく、これらは、繊維４１２ａ、４１４ａ、および４１６ａ内または当該繊維上に形成されるか、若しくは個別のカプセル、チャンバ、またはその他の区画部、またはそのような要素の組み合わせの内部に収容されて繊維４１２ａ、４１４ａ、および４１６ａにより保持される。例えば、図１５～１７では、浮力要素４２０は、複数の空気用カプセルとして図示され、ここでは、空気を封入する材料は、繊維４１２ａ、４１４ａ、および４１６ａに使用される材料と同じ材料である。個々の浮力要素４２０のサイズは、レンガ３００の浮力に影響するため、運送業者、顧客、または他の当事者が要求する仕様に従って調整することができる。さらに、浮力要素４２０の位置は、例えば、浮力要素４２０がレンガ３００に均等に成形されるように、レンガ３００の成形前に制御することができる。
【0049】
場合によっては、浮力要素４２０は、骨格４００が存在しないレンガ３００に、または骨格４００の使用に加えて、レンガ３００に意図的に導入される空隙であってもよい。例えば、製造者は、成形中に空気、蒸気、酸素、不活性ガスなどの気体を注入して気泡を生成すること、若しくはその他の空気連行法または空気混和法を利用して浮力を増加させる気泡または空隙を生成および捕捉することが可能である。浮力要素４２０は、骨格４００と協働して使用、若しくは独立して使用されるかにかかわらず、浮力を増加させるための、好ましくは意図的かつ均一的に適用される任意の要素であってよい。骨格４００全体、ひいてはレンガ３００全体に浮力要素４２０を組み込むことにより、レンガ３００は、海洋、湖、または河川に放出された場合に、浮動する可能性が高くなる。さらに、レンガ３００は、破損またはその他の損傷を受けた場合でも浮動する。
【0050】
繊維群４１２、４１４、および４１６と、浮力要素４２０とを含む骨格４００の構成要素は、型３０５内に適合するように構成され、射出成形によって形成されることが好ましい。骨格４００の密度も調整することが可能であり、図１５～図１７に示す実施形態では、繊維群４１２、４１４、および４１６を構成する個々の繊維４１２ａ、４１４ａの全体的なサイズ、繊維群４１２、４１４、および４１６の数、および各繊維群４１２、４１４、および４１６内の繊維の数を必要に応じて調整し、特定のポリマー含有量を有するレンガ３００を生成することができる。例えば、４重量％のポリマーを有するレンガ３００は、２重量％のポリマーを有するレンガ３００よりも大きな繊維を有する骨格４００を用いて生成される。重質原油からなる各レンガ３００の場合、ポリマーの重量比は、浮力を得るために、１％～４％の間であることが好ましい。また、ビチューメン材料からなる各レンガ３００の場合、ポリマーの重量比は、その性能をさらに向上させるために、温暖な気候では１０％、寒冷な気候では７％まで高めることができる。
【0051】
骨格４００は、形成後に型３０５内に配置され、適切な粘度を有するビチューメン材料２０５が骨格４００によって占有されていない空間に充填される。例えば、図１５～図１７に示す実施形態では、成形中に、繊維群４１２、４１４、および４１６、ならびに浮力要素４２０の周囲およびその間の空間を適切な粘度を有するビチューメン材料２０５で充填することができる。ビチューメン材料１０５および型３０５の冷却後、成形された各レンガ３００は、その内部に埋め込まれた骨格４００を含む。
【0052】
レンガの輸送
レンガ３００は、空気、水、またはその他の物質が当該レンガ間を循環すること可能な不規則な形状を有し、また、海水および淡水の水面上または水面付近で浮動することができるため、トラック、鉄道、航空、および船舶手段を含む、貨物または積み荷を輸送する、大部分またはすべての車両によって、固体としてばら荷で輸送することができる。ビチューメン材料を固体形態で輸送することにより、輸送中にビチューメン材料１０５を加熱する必要がなくなり、その結果、温室効果ガスの排出量を実質的に削減または排除することができる。さらに、レンガ３００は、水素を動力源とする車両で輸送することが可能であり、それにより二酸化炭素排出量をさらに削減または排除することができる。
レンガ３００は、空気、水、またはその他の物質が当該レンガ間を循環すること可能な不規則な形状を有し、また、海水および淡水の水面上または水面付近で浮動することができるため、トラック、鉄道、航空、および船舶手段を含む、貨物または積み荷を輸送する、大部分またはすべての車両によって、固体としてばら荷で輸送することができる。ビチューメン材料を固体形態で輸送することにより、輸送中にビチューメン材料１０５を加熱する必要がなくなり、その結果、温室効果ガスの排出量を実質的に削減または排除することができる。さらに、レンガ３００は、水素を動力源とする車両で輸送することが可能であり、それにより二酸化炭素排出量をさらに削減または排除することができる。
【0053】
図１８Ａおよび図１８Ｂは、本発明の好ましい方法による、レンガ３００の輸送、貯蔵、および受け取りの代替方法を示す。所望数のレンガ３００の成形および回収後、運送業者６００は、例えば、製造業者の重力式貯蔵室９０８に貯蔵されている複数のレンガ３００を所持することができる。次に運送業者６００は、車両６２０によって輸送室６１０内の複数のレンガ３００を受取場所９０５に輸送する。上記で定義および説明したように、車両６２０は、有人車両および無人車両の双方を含み、また、輸送室６１０は、レンガ運搬専用車両に連結または一体化された特殊コンテナであってもよい。本明細書では、用語「室部（ｃｈａｍｂｅｒ）」および「複数の室部」は、コンテナ、区画部、箱体（ｂｉｎ）、モジュール、容器、カートン、パッケージ、ボックス、およびその他のタイプの受容体を含む、物品を保持することができる構造を指す。輸送室はさらに、１つの場所から別の場所に輸送することが可能である。
【0054】
複数のレンガ３００を陸上輸送する場合、レンガ３００は、列車またはトラック上の輸送室６１０で輸送することが好ましいが、複合輸送および共同一貫輸送を含む、代替陸上輸送方法を代わりに使用することもできる。以下に説明、および図１９Ａに示すように、輸送室６１０は、列車上における、空気力学の原理を利用した専用の輸送室である。陸上輸送を意図した輸送室６１０は、大気がその内部を自由に循環可能であること、温度制御または気候制御されること、または、大気または冷却空気を導入するための環境制御システム６１５を有することが好ましく、レンガ３００の不規則な形状により、空気が当該レンガ３００の周囲を循環することが可能となる。空気はコンテナ６１０内の隣接するレンガ３００間に形成された空間を通って循環するため、レンガ３００を実質的に固体形態に維持するのに役立つ。代替的に、陸上輸送を意図した輸送チャンバー６１０は、空気の代わりに水またはその他の液体物質若しくは気体物質を使用して環境を制御するように構成することもできる。図１９Ａおよび図１９Ｃに示すように、大気による環境制御を容易にするために、輸送室６１０は、好ましくは輸送室の側壁部６１０ｄ、また任意選択的に屋根部６１０ａ、床部６１０ｂ、および端部６１０ｃに形成および配置される複数の開口部または通気口６１１、６１２を備えるように構成、若しくは当該開口部または通気口６１１、６１２を画定するように構成することができる。通気口６１１、６１２は、入口および出口として機能し、また、輸送室６１０内に流入する、若しくは輸送室６１０内を循環する空気またはその他の物質の量および方向を調整または制御するためのレジスタ、エアダム、フラップアクチュエータ、ファン、翼、フランジ、ブレード、およびその他の静的または動的構成要素を含むか、若しくはこれらと協働することができる。通気口６１１、６１２は、空気の移動方向に応じて、空気を輸送室６１０に出入りさせることができ、連続的または断続的な空気循環を促進するための追加機能を含むことができる。
【0055】
図１９Ｃは、輸送中に二酸化炭素排出量を削減または排除することができる鉄道輸送システムの好ましい実施形態を示す。この実施形態では、複数のレンガ３００を輸送するための車両６２０は、１若しくはそれ以上の水素燃料電池６２４によって動力供給されるエンジン６２２と、好ましくは空気力学的に成形され、任意選択的にアルミニウム製である、複数の専用輸送室６１０とを含む専用列車である。エンジン６２２および燃料電池６２４と直列に接続し、これらの背後に連なる輸送室６１０は、その側面６１０ｄ、屋根部６１０ａおよび端部６１０ｃに複数の開口部または通気口６１１、６１２を含むことが好ましい。さらに、外部環境がレンガ３００を損傷させる、若しくは部分的に溶解する可能性のある状態に達する場合に備えて、空調装置またはその他の冷却手段などの能動的な環境制御システム６２６が各輸送室６１０内に配置されている。有害な排出をさらに削減または排除するため、任意選択的に燃料電池６２４のうちの１つによって能動的環境制御システム６２６に電力供給することもできる。新興車両に対する燃料電池技術の採用の進行に伴い、トラック、船舶、およびその他の運搬車も同様に構成することで、排出を削減または排除することが可能であり、任意選択的に、同様の燃料電池を動力源とするバックアップ冷却源も使用することができる。
【0056】
複数のレンガ３００を水上輸送する場合、図１９Ｂに示すように、複数のレンガ３００は、当該レンガを保持することが可能な貨物空間６３２を有する、船舶、はしけ、またはばら積み貨物船６３０などの車両６２０で輸送されることが好ましい。代替的に、レンガ３００は、船舶またははしけ上の個別、移動可能、またはモジュール式の輸送室６１０内に配置することができ、若しくは、複合輸送および共同一貫輸送を含む、代替水上輸送方法を代わりに使用することもできる。個別、移動可能、またはモジュール式の輸送室６１０が水上輸送に使用される場合、陸上で使用される輸送室６１０と同じ態様で、空気、水、またはその他の物質の内部循環を可能とすることが好ましい。レンガがばら積み貨物船６３０の貨物領域６３２に保持され、貨物領域６３２が輸送室６１０となる場合、レンガは、隣接するレンガ間に適切な空間が維持され、空気、水、またはその他の物質の循環が可能となるように、貨物領域６３２に配置されることが好ましい。好ましい実施形態において、ばら積み貨物船６３０は、レンガの完全性の維持のために、水を使用する環境制御システム６１５を含むことが好ましい。ばら積み貨物船６３０は、専用の水源（図示せず）から水を引き込むこと、若しくは海水などの周囲水を引き込むことができる吸水口６３６を使用することができる。水源または吸水口６３６はまた、水源または取水口６３６はまた、好ましくは、船舶の貨物領域を迅速に清掃するために使用される高圧スプリンクラーシステムなどの配水システム６３４と協働する。配水システム６３４は、個別、移動可能、またはモジュール式の輸送室６１０内に配置されている場合おいても、単一の輸送室６１０としての貨物領域に直接配置されている場合においても、レンガ上に水を配水するために、水源から水を受け取る、若しくは吸水口６３６を通して水を引き込みことができ、さらに貨物領域および任意の輸送室６１０の上部に水を噴霧、散水、または他の方法で配水することができる。次に水は、貨物領域の底部付近にある排水口（図示せず）から排水される前に、レンガ３００の周囲およびレンガ３００間を自由降下する。輸送中の二酸化炭素排出量を削減または排除するために、レンガ３００は、水素燃料電池を動力源とする船舶または貨物船で輸送することが好ましい。
【0057】
陸路、海路、空路のいずれの手段で移動する場合でも、上述したように、輸送室６１０は、空気、水、またはその他の物質の、その内部空間における流動を促進する構造機構などの受動的環境制御システムを含むことが好ましい。代替的に、輸送室６１０は、強制換気システム、冷却ブロックシステム、冷蔵システム、断熱材、冷却板、ドライアイス、保冷パック、キルト、底部送気ユニット、反射塗料、およびその他の公知の能動的および受動的環境制御機構またはシステムなどの環境制御用の他のシステムを含むことができる。空気、水、またはその他の物質は、輸送室６１０内を循環するのに伴い、輸送室６１０内に回収された、隣接するレンガ３００間の空間も循環する。その結果、レンガ３００は不規則な固体形態を維持することが可能となる。
【0058】
レンガの受け取り
レンガ３００の貨物の受取人は、仲介業者１８５と、販売業者１９５と、末端利用者１９９と、製油所１９７とを含む。末端利用者１９９は、必要となるまでレンガ３００を貯蔵してもよく、販売業者は末端利用者１９９への受け渡し前にレンガを一時的に貯蔵してもよく、また、製油所１９７は、ビチューメン材料１０５を再液化してさらに処理した後、固体形態に再び戻して末端利用者１９９または販売業者１９５に輸送してもよい。したがって、レンガ３００の受取人は、レンガ３００を固体として貯蔵するか、若しくは、ビチューメン材料１０５を再液化するための設備または構造を必要とする場合がある。レンガ３００は、アスファルトまたはポリマー改質アスファルトからなる場合、通常、末端利用者１９９によって貯蔵され、レンガの形態で使用される。レンガ３００がビチューメンまたはポリマー改質ビチューメンからなる場合、それらはさらなる処理のために製油所１９７によって再液化される。
レンガ３００の貨物の受取人は、仲介業者１８５と、販売業者１９５と、末端利用者１９９と、製油所１９７とを含む。末端利用者１９９は、必要となるまでレンガ３００を貯蔵してもよく、販売業者は末端利用者１９９への受け渡し前にレンガを一時的に貯蔵してもよく、また、製油所１９７は、ビチューメン材料１０５を再液化してさらに処理した後、固体形態に再び戻して末端利用者１９９または販売業者１９５に輸送してもよい。したがって、レンガ３００の受取人は、レンガ３００を固体として貯蔵するか、若しくは、ビチューメン材料１０５を再液化するための設備または構造を必要とする場合がある。レンガ３００は、アスファルトまたはポリマー改質アスファルトからなる場合、通常、末端利用者１９９によって貯蔵され、レンガの形態で使用される。レンガ３００がビチューメンまたはポリマー改質ビチューメンからなる場合、それらはさらなる処理のために製油所１９７によって再液化される。
【0059】
本発明によれば、輸送室６１０および複数のレンガ３００が、末端利用者１９９、製油所１９７、流通業者１９５、またはその他の意図された受取人の受取場所９０５に到達した際に、レンガ３００は貯蔵されるか、若しくは使用するために調整される。複数のレンガ３００が貯蔵される場合、当該レンガ３００は、輸送室６１０にそのまま保管することが可能あり、若しくは、その他の貯蔵室、容器、または貯蔵施設に移送後、任意選択的に、空気、水、またはその他の温度および気候に影響を与える物質を循環させるシステムを含む、能動的または受動的環境制御システムを使用して、レンガ３００の形態で維持することができる。例えば、レンガ３００が適切な港湾施設を有する受入場所９０５に海上輸送される場合、大型浮体式貯蔵室９０９に部分的または全体的に浸水させて貯蔵することができる。このような浮体式貯蔵室９０９は、二重船殻構造を有してもよく、貯蔵されているレンガ３００の完全性の維持を促進するために、周囲水が浮体式貯蔵室９０９内を流動、船殻間を流動、若しくは貯蔵室内に滴下するように装備することができる。同様に、陸上の受取場所９０５に鉄道またはトラックで輸送されるレンガは、類似の二重構造を有する重力式貯蔵室９０８に貯蔵することができ、さらに、この重力式貯蔵室９０８は、任意選択的に大気または水がレンガ３００間を循環してレンガ３００を冷却するように構成してもよい。さらに、貯蔵室９０８は、環境のさらなる制御のために、部分的または全体的に地中に埋設してもよい。浮体式貯蔵室９０９およびその他の貯蔵室９０８は、空気、水、またはその他の物質が当該貯蔵室に流入し、当該貯蔵室を通って流動するのを容易にするために、通気口６１１、６１２およびそれらの関連する特徴を有する輸送室６１０と同様の態様に変更することができる。さらに、このような貯蔵室９０８、９０９は、内部により小型の貯蔵室またはモジュールを含んでもよく、若しくは一連の協働する貯蔵室またはモジュールの一部であってもよい。
【0060】
レンガ３００を直ちに使用する場合、若しくは使用するために、溶融または加熱して液体状態または元の状態にすることで貯蔵または調整する方が良い場合は、受取場所９０５に到着した時点でレンガ３００を溶融することができる。レンガ３００は、受取場所９０５に到着した際に、溶融して液体状態または元の状態に戻るまで、当業者に公知の方法を用いて加熱１９０される。レンガ３００はまた、図２０Ａおよび図２０Ｂに示す浮体式貯蔵室９１０または陸上に配置された同様の構成を有する貯蔵室など、加熱素子を備える着脱自在な蓋部を有する特殊貯蔵室に導入することもできる。
【0061】
図２０Ａおよび図２０Ｂは、特殊貯蔵室９１０を示し、当該貯蔵室は、熱伝導型受け蓋９１２であって、レンガ３００を受け取り、その内部に埋め込まれた加熱システム９１４によってレンガ３００を即時溶融または軟化させるように構成された、熱伝導型受け蓋９１２と、ハウジングまたは貯蔵室本体部９１８と、貯蔵室本体部９１８によって画定された容器または空洞部９２０と、液体または適切な粘度を有する材料における、蓋９１２の上面部９１２ａから下方の空洞部９２０への移動を促進させる送達システム９１６とを有する。特殊貯蔵室９１０は、任意の運送業者６００および車両からレンガ３００を受け取ることができ、ばら積み貨物船からレンガ３００を受け取るのに特に有用である。当業者であれば理解するように、掘削機、ブルドーザー、クレーン６３８、またはその他の荷降ろしシステムもしくは自動荷降ろしシステムを用いて、レンガを貨物船６３０の貨物領域６３２から受け蓋９１２上に容易に移送することができる。
【0062】
特殊貯蔵室９１０は、粘度を有するまたは液状のビチューメン材料２０５および固体レンガ３００の双方を保持するのに適した任意の材料で作製され、断熱材、内張り、またはその他の強化材でさらに強化することが可能である。また、特殊貯蔵室９１０は、二重構造としてもよく、その内部に配置されたいくつかの補助的容器を有していてもよい。例えば、容器９１０はコンクリートで形成することができ、空洞壁は非粘着性材料で被覆または裏打ちすることができる。蓋９１２は、使用される加熱要素および伝導特性を高める必要性に応じて、１つ若しくはそれ以上の材料で作製することができる。例えば、蓋９１２は、ナノカーボンブラック、グラファイト、または伝導性を高めるその他の充填剤またはコーティングで強化されたコンクリートで作製することができる。蓋９１２は、貯蔵室本体部９１８を固体レンガ３００用の貯蔵室９０８として別個に使用できるように、着脱自在であることが好ましい。すなわち、特殊貯蔵室９１０は二重の目的を有するものであり、レンガ３００を保持し、その固体形態の維持を助長するための環境的に制御された貯蔵室としての機能と、レンガ３００を受け取って溶融または軟化させ、レンガがその内部に貯蔵されている間、液状または適切な粘度を有する形態に保つことが可能な熱伝導型貯蔵室としての双方の機能を果たす。
【0063】
特殊貯蔵容器９１０では、受け蓋９１２は電気放射熱または温水循環式放射熱を使用して、当該蓋９１２上に受け取られるレンガを液化することが好ましい。図示するように、受け蓋９１２は、レンガ３００を保持し、かつレンガ３００がその中心に集中するように凹状であることが好ましく、また、加熱システム９１４は、蓋９１２全体に配線された一連のケーブルまたは他の加熱要素９２４であることが好ましい。ケーブルを使用する場合、それらは蓋９１２の大部分にわたって一定の間隔で配置されることが好ましい。代替的な加熱要素９２４は、コイル、メッシュ、予備成形マット、導電性コーティング、導電性充填材、またはプラスチックフィルムに埋め込まれたその他の加熱要素を含む。受け蓋の加熱システム９１４は、いくつかの導電性コンクリートシステムと同様に、自己加熱可能であるか、若しくは、図２０Ｃに示すように、通電するために、任意選択的に電源９２２および制御部９２３に動作可能に接続することができる。
【0064】
代替的に、その他の加熱システム、または温水循環式放射加熱若しくは熱風放射加熱用構成要素を加熱システム９１４に使用することができる。温水循環式放射加熱システム（ｈｙｄｒｏｎｉｃ ｒａｄｉａｎｔ ｈｅａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）の場合、本明細書で使用される、開ループまたは閉ループを有する流路系９２５は、チューブ、パイプ、およびその他の導管を含み、水、塩水、油、または水とプロピレングリコールの混合物などの加熱液体または加熱流体を循環させるために、蓋９１２全体に配置される。熱源９２６およびボイラー９２７、または温水器により、蓋９１２を加熱するのに十分な温度まで液体の温度を上昇させることで、蓋９１２上に回収されたレンガ３００が溶融する。ポンプ９２８により、液体は流路系９２５に流入、および流路系９２５内を流通する。プロパン、天然ガス、電気、または石油によってボイラー９２７に燃料を供給することが可能であり、追加の動作構成要素（図示せず）には、バルブと、膨張タンクと、追加ポンプと、空気分離器と、通気口と、制御部とを含んでもよい。温水循環式放射加熱システムと同様に、熱風放射加熱システム（ａｉｒ ｒａｄｉａｎｔ ｈｅａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）は、燃料によって生成された熱風または太陽光線によって生成された熱風を、蓋９１２内のチャネルを通して循環させる。
【0065】
受け蓋９１２上の送達システム９１６は、複数の開口部であることが好ましく、これらの開口部は、溶融ビチューメン材料が蓋９１２の上面部９１２ａから貯蔵室本体部９１８に流れ込むことを可能とする一方で、固体のビチューメン材料またはレンガ３００が当該開口部を通過することを阻止するサイズに設定および構成されていることが好ましい。代替的に、送達システム９１６は、単一の中央開口部、複数のチャネルもしくは溝部、一連の傾斜面もしくは傾斜台、または粘性材料が１つの場所から別の場所に流動することを促進可能な任意のその他の構造であってもよい。さらに、任意の開口部、溝部、傾斜面などは、流体流をさらに促進させる材料で追加的に被覆されてもよい。
【0066】
任意選択的に、レンガ３００を再加熱してビチューメン材料１０５を元の状態に戻した後、ポリマーを含む任意の添加剤は、当業者に公知の方法を利用して、受取人により受取場所９０５でスキミング除去ことができる。このスキミング除去を容易にするために、１若しくはそれ以上のスキマー（ｓｋｉｍｍｅｒｓ）９３０は、任意選択的に特殊貯蔵室９１０、または溶融ビチューメン材料のための任意の別の受取室または貯蔵室に接続するか、若しくはその内部に収容することができる。このような用途に適したスキマーは、当業者に公知である。代替的に、溶融ビチューメン材料１０５および任意の添加剤１０６を、第２の加熱システム９５０によって混合温度までさらに加熱し、次に、添加剤１０６をビチューメン材料１０５に混合することができる。混合を容易にするために、混合装置９４０は、任意選択的に特殊貯蔵室９１０、または溶融ビチューメン材料のための任意の別の受取室または貯蔵室に恒久的に接続するか、若しくはその内部に収容することができる。このような用途に適した混合装置は、当業者に公知である。その他の添加剤を導入することも可能であり、受取人の必要性に応じてビチューメン材料１０５の追加処理を実施することもできる。環境によっては、特に溶融ビチューメン材料１０５がその粘性状態で貯蔵される場合、貯蔵中にビチューメン材料１０５をさらに加熱することが望ましい。したがって、第２の加熱システム９５０を、任意選択的に特殊貯蔵室９１０、または溶融ビチューメン材料のための任意の別の受取室または貯蔵室に接続することが可能であり、適切な加熱システムについては、当業者に公知である。複数の補助的容器またはモジュールが特殊貯蔵室９１０内に存在する場合、各補助的容器またはモジュールは、加熱装置、混合装置、またはスキマーを有してもよい。必要であれば、当業者によって公知のように、特殊貯蔵室９１０または溶融ビチューメン材料のための任意の別の受取室または貯蔵室を近隣のパイプラインに連結して、溶融ビチューメン材料を貯蔵室から排出することができる。
【0067】
最後に、製油所またはレンガ３００の別の受取人がレンガ３００を溶融し、ビチューメン材料１０５をさらに処理する場合、そのような受取人は任意選択的に、溶融ビチューメン材料１０５を、本明細書で説明した方法およびシステムに従ってレンガ３００に再成形することができる。
【0068】
現時点において本発明の好ましい実施形態と考えられる形態を図示および説明したが、開示された本発明の真の範囲から逸脱することなく、様々な変更および修正を行うことができ、また、本発明の要素を均等物で代替することが可能であるが、本発明は、特許請求の範囲に包含されるすべての実施形態を含むものであることを当業者であれば理解すると考えられる。
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18A】
【図18B】
【図19A】
【図19B】
【図19C】
【図20A】
【図20B】
【図20C】
【図20D】
【図21A】
【図21B】
【図21C】
【図21D】
【図21E】
【図22】
【図23A-23B】
【図24A】
【図24B】
【図24C】
【図24D】
【図25A】
【図25B】
【図25C】
【国際調査報告】