JP2013527093A - 浮遊球体及び液体表面にガスバリアを形成するためのそれらの使用 - Google Patents

Abstract

可燃物液体上に蒸気バリアを形成するのに使用する製品は、以下の特性を有する多数の球体を備える：比重が約０．５よりも少なく；直径が約１／１６インチ（１．６ｍｍ）から約４インチ（１０．２ｃｍ）の間であり；外側層が疎油性で帯電防止であり；外側層のための支持体がフェノール性表面を有する。

Description

この出願の主題は、２０１０年４月２７日に提出された（発明者Joseph Riordan）「"Vapor Barrier For Flammable Liquid Storage Tanks"（可燃性液体貯蔵タンクのための蒸気バリア）」とのタイトルの同時係属の米国特許出願第１２／６６２，６５５号（「’６５５出願」）に関連し、それは、２００９年５月２１日に提出された（発明者Joseph Riordan）「"Vapor Barrier For Flammable Liquid Storage Tanks"（可燃性液体貯蔵タンクのための蒸気バリア）」とのタイトルの米国仮特許出願第６１／２１３，２６５号の利益を主張する。これらの出願は、本発明の権利者に共に所有され、それらの開示は、この出願の開示の一部とみなされ、そしてこの出願の開示内にそれらの全体が参照により組み込まれる。

本発明は、浮遊球体に関する。本発明は液体表面に浮かんでバリアを形成するのに有効な浮遊球体を含み、特にその中でも可燃性の液体のための蒸気バリアを形成するために役立つ球体であって、火災抑制能力を備えた蒸気阻害バリア層を提供する。本発明はまた、液体の表面にガスバリアを形成するために有用な浮遊球体、及び他の主題と同様に海からオイルを回収するために有用な浮遊球体を含む。

可燃性の液体、例えばオイル、ガソリン等は、液体表面上で形成されるその可燃性蒸気のため特別な貯蔵タンクで貯蔵されなければならない。通常の貯蔵タンクは、大抵石油化学産業で使用される、「浮き屋根」タンクである。典型的な浮き屋根タンクが図２に図示される。タンク１００は、開かれた上端を有する中空の円柱形ハウジング１１２を含む。開かれた上端は、浮遊カバー１１４により密閉され、ハウジング１１２の内部の寸法に一致する円形外形を有する。カバー１１４は、ハウジング１１２内に含まれる可燃性液体Ｌ上に浮かんで、液体Ｌの表面と外側環境の間のシールを提供し、可燃性蒸気の形成（及び例えばスパークなどの外部危険にそれらを晒すこと）を予防する。

典型的には、カバー１１４は、金属から作られ、そして、例えばカバー１１４上に形成されるかもしれない雪の重さなどの、追加的な重さをプラスしたカバーの重みを載せても、十分な浮力を提供するため、壁によりポンツーンの列に分けられた、中空のチャンバーを有する。
古いオイルタンク設備においては、カバーは、カバープレートの下に取り付けられたポンツーンを備えた金属プレートから作られていたが、一方最近のタンクは典型的には、金属カバープレート上に配置されたポンツーンを有する。カバーの修理は、溶接設備が必要であるかもしれず、カバーがきれいで可燃性蒸気が存在しないことを確実にするため、タンクが非稼動にされた後のみそれが使用されることができる。もし可燃性蒸気が、カバーの修理作業中に存在すれば、例えばカバーのポンツーンの修理のように、溶接からのスパークは、着火して蒸気の爆発的な燃焼をするかもしれない。

修理は、また、タンクを非稼動にすることなしになされるかもしれない。例えば、ポンツーンの一つは、液体がそこから浸透して浮遊性の損失となりうる比較的小さな開口部を維持してもよい。アクセスポートにより、人間がポンツーンに入って、浮遊性を維持するため後で硬化する液体として発泡性ウレタンプラスチックを追加してもよい。プラスチックは、可燃性液体に含浸されるようになるので、プラスチックの使用は、永久的な修理として意図されていない。さらに、再調整が義務である場合に、サービス期間の終結で、カバーをクリーンにして任意の永久修理をなすことができるように、プラスチックを除去することは困難である。明らかに、溶接は、全ての液体及び例えば発泡プラスチックのように液体に浸された浮遊物が除去されるまで、修理のために採用されることはできない。

修理の代替的な手順として、ポンツーンのリークを修理する必要がないように、十分な浮遊性を提供するため非発泡性プラスチック体を中空のポンツーン中に挿入することが考えられるかもしれない。しかしながら、例えば中空ボールのような、プラスチックの中空体の使用は、石油化学産業においては避けられてきており、なぜなら、そのようなプラスチック体は、電気的に絶縁で、静電荷を増大させやすいからである。浮遊体はスパークを介して突然に放電するかもしれず、それは着火して爆発することになりうる危険がある。

さらに、過去においては、発泡製品は、また、可燃性液体の表面に追加されて、可燃性の液体及びその上の蒸気空間の間で効果的な蒸気シールを作っていた。しかしながら、その発泡体は、短い期間で劣化するので、所望の抑制品質を得られなかった。さらには、可燃液体発火の際に加えられる発泡体は、消火の伝統的な形態であり、発泡体の目的は、液体の表面を冷却することであり、また酸素との接触から可燃性液体を分離することであり、このように火を抑制することである。発泡体を使用するこの伝統的な方法に伴う困難性は、火により引き起こされる強く対流した熱い空気流が発泡体を移動させる傾向にあるので、存在する火に可燃性液体を晒すことになることである。

さらに、船舶は、現在、典型的には、貯蔵された可燃性液体とその上に形成された蒸気空間の間にどのような物理的バリアをも採用していない。典型的には、そのような船は、可燃性液体の上に保持される酸素欠乏ガスを作り出す不活性ガス発生器を採用するが、可燃性蒸気が酸素と混合することを防ぐためであり、そうしなければ可燃性雰囲気を作るかもしれないからである。しかしながら、そのようなシステムは、ガス発生器が失敗した場合のバックアップ予防を提供しない。

したがって、上述した問題を解決又は軽減する可燃性液体貯蔵タンクのための蒸気バリアが望まれる。

ガスバリアは、水及び他の水溶性液体に対して、水溶性液体にガスが移転することを制限するのに、例えば、非通気の水と空気の間の接触をブロック（例えば最小化）するのに、便利である。

別の領域の努力であって、技術が欠乏したままになっているのは、例えば海又は湖のような水の塊からのオイル流出の回収である。これをするために追加のオプションを提供することが望ましい。

’６５５出願は、複数の球状浮遊部材が含まれた可燃性液体貯蔵タンクのための蒸気バリアに関し、浮遊部材のそれぞれは、耐熱コア、耐熱コアの外側表面に形成されたメジアン層、及びメジアン層の外側表面に形成された帯電防止層を有する。’６５５出願の実施形態において、中間層は、熱反応膨張材料から形成される。膨張材料は熱暴露の結果として膨らむ材料であり、したがって、体積の点で増大し、密度の点で減少する。膨張材料は、典型的には、受動火災保護において使用され、そして、米国のような、多くの国で、関連法を遵守するため、それらの設置された構成において、リストの作成及び承認使用及びコンプライアンスを必要とする。

多くの場合において、’６５５出願で教示される浮遊部材の条件下では、膨張材料がこのメジアン層の利点を利用するため完全に活性化するための時間がない。例えば、火炎温度は、そんなに高くないかもしれず、非常に早く、膨張材料が熱暴露の結果として膨張する機会を有せず、体積の所望の増大（密度が減少する）のは十分には起こらないほど炎の抑制が早い。

さらに、膨張材料は、高価でありえ、浮遊部材を作る際に、取り扱って追加することが難しく、通常、それらの材料の膨張特性の完全な利点を得るには厚いコーティングを必要とする。

一方、難燃剤材料は、膨張材料の置き換え材料として利用されることができることが知られている。あまり高価でない膨張材料で、追加するのが容易で、厚いコーティングを要せず、膨張材料が十分に活性化されるには不十分な機会の場合を含む全ての条件で浮遊部材の特性を維持して拡張する一方、適した置き換え材料を探す必要が残っている。

本発明は、選択された液体中で浮遊し、液体表面で少なくとも一つの機能を実行するために有用な、小さな球体に関する。小さな球体は、インチ（１インチは約２．５ｃｍである）以下のオーダーの直径を有する。本発明は、疎油性で帯電防止である外側表面を備えたそのような球体を提供する。本発明は、疎水性である外側表面を備えたそのような球体を提供する。各浮遊球体は、支持体に帯電防止外側表面を有する。支持体は、フェノール性表面層（すなわち、それ自体フェノール性層又はその表面にフェノール性コーティングを有する別のサポート材料）を有する。フェノール性表面を有する支持体は、また、フェノール性支持体として言及される。

本発明の一態様では、蒸気バリアが複数の浮遊球体から形成される。各浮遊球体はフェノール性支持体に帯電防止外側表面を有する。帯電防止層は、好ましくは、疎油性材料から形成される。さらに、各球状浮遊部材は、浮遊部材を使用するように意図されている可燃性液体内の所望のレベルで球状浮遊部材が浮かぶように選択的に選ばれた比重を有する。

可燃性液体のための蒸気バリアは、可燃性液体の表面を覆うためのガス阻害層を提供する。蒸気バリアは、さらに、火災抑制能力を提供し、そして、蒸気バリアは、貯蔵タンク、タンカー、船舶、バージ船又は可燃性液体のための任意の他の種類のコンテナに適用されてもよいことが理解されるべきである。蒸気バリアは、可燃性液体表面にわたる可燃性蒸気の形成を予防又は減少させる。

蒸気バリアは、火災抑制能力を有するので、球体が火災抑制目的のために使用されることができる。本発明には、液体をそのような球体に接触させることにより可燃性液体火災を抑制するためそのような球体の使用が含まれる。

本発明は、個々の浮遊部材と同様に、その複数、例えば、少なくとも１００浮遊部材の集団、例えば少なくとも１０００又は少なくとも１０，０００浮遊部材、そしてさらに、例えば、１，０００，０００浮遊部材を超えるものが含まれる。浮遊部材は、可燃性液体に、又は可燃性液体を貯蔵するためのコンテナ内で、浮かぶことができる。

可燃性液体は、適切にはオイル、例えば石油化学オイルである。

本発明の別の態様は、水溶性液体、例えば、水及び多数の浮遊球体の組み合わせであって：
・各球体は、約１／１６インチ（１．６ｍｍ）〜約４インチ（１０．２ｃｍ）の間の直径を有し；
・各球体は疎水性表面を有し；
・多数の球体は、２つ以上のセットの球体を具備し、球体の各セットは、互いに同じ直径を有し、そして各セットの直径は、各他のセットの直径と異なり、任意選択的にセットの数は正確に２つであり；
・球体の一部は、液体中にその表面で浮かんで存在しており、残りの球体は、球体で詰まった列を備えたバリアを形成するために浮かんでいる球体により支持された球体を具備する。

さらに本発明に含まれるのは、水溶液の本体の表面上のガスと液体の間のガスの移動を阻害するための多数の球体の使用であり：
・各球体は、約１／１６インチ（１．６ｍｍ）〜約４インチ（１０．２ｃｍ）の間の直径を有し；
・各球体は疎水性表面を有し；
・各球体はフェノール性支持体を有し；
・多数の球体は、２つ以上のセットの球体を具備し、球体の各セットは、互いに同じ直径を有し、そして各セットの直径は、各他のセットの直径と異なり、任意選択的にセットの数は正確に２つであり；
・球体の一部は、液体中にその表面で浮かんで存在しており、残りの球体は、球体で詰まった列を備えたバリアを形成するために浮かんでいる球体により支持された球体を具備する。

本発明に含まれるのは、その表面にオイルが横たわる、水の塊、例えば海、からの回収の方法であり、その方法は、
オイル又は水の塊に、オイルに浮かび、疎油性表面を有し、フェノール性サポートを有し、１インチ（２．５cm）よりも大きい直径を有する、複数の球体を分配して、オイル及び球体が相互接触に入るステップ；及び
少なくとも一部の球体（例えば、それらの殆ど）を回収するステップを具備する。

本発明の側面及び実施形態は、さらに、以下の記載及び請求項に記載される。請求項の主題は、これにより、この記載に含まれる。

可燃性の液体貯蔵タンクの環境正面図であり、タンクはそこに採用される本発明による可燃性液体貯蔵タンクのための蒸気バリアを示すために切り欠きで示される。 従来技術による可燃性液体貯蔵タンクの斜視図であり、タンクの内部の部分及びその内容物を示すために切り欠きで示される。 本発明による可燃性液体貯蔵タンクのための蒸気バリアの環境、部分側面図である。 本発明による可燃性液体貯蔵タンクのための蒸気バリアの単独の浮遊部材の断面図である。 本発明による可燃性液体貯蔵タンクのための蒸気バリアの代替実施形態の環境、図表的正面図である。

類似の参照符号は、添付の図面を通じて一貫的に対応する特徴を意味する。

この明細書の記載及び請求項を通じて、「具備する」及び「含む」及びそれらの変形は、「含むがそれに限られない」ということを意味し、そしてそれらは、他の部分、付加部、コンポーネント、整数又は工程を除く意図はない（及び除かない）。この明細書の記載及び請求項を通じて、単数形は、文脈上別の要求がなければ、複数を包含する。特に、不定冠詞が使用された場合、明細書は、文脈上別の要求がなければ、単数と同様に複数が考慮されているものと理解すべきである。

特定の態様に関連して記載された特徴、整数、特性、化合物、化学部分又は基、本発明の実施形態又は実施例は、それらが両立しないものでない限りここに記載されている任意の他の態様、実施形態又は実施例に適用可能であるものと理解されるべきである。（添付の請求項及び図面を含む）この明細書に開示されている全ての特徴は、及び／又はそのように開示されている任意の方法又はプロセスの全ての工程は、そのような特徴及び／又は工程の少なくともいくつかが相互に排除的であるものを除いた組み合わせで、任意の組み合わせで組み合わされることができる。本発明は任意の前述の実施形態の詳細に制限されるものではない。本発明は、（添付の請求項及び図面を含む）この明細書に開示されている特徴の、任意の新規なもの、又は任意の新規な組み合わせ、及び、そのように開示されている任意の方法又はプロセスの任意の新規なもの、又は任意の新規な組み合わせに及ぶ。

前述の記載において、「浮遊部材」及び「浮遊体」という用語は、「浮遊球体」と同義語である。「多数」の球体に対するこの明細書の言及は、球体の集合、実質的な数では、例えば少なくとも１００球体及びしばしば少なくとも１０００球体、例えば幾つかの応用では少なくとも１０，０００球体、そしてさらに、例えば、１，０００，０００球体を超える。球体はしばしばそのような集合で存在する。

図１に関して、例示的な貯蔵タンク１０は、そこに採用されている可燃性液体貯蔵タンクのための蒸気バリアを有しており、そのバリアは通常２８として示される。蒸気の脱出を防ぐか又は制限することに加えて、蒸気バリアはさらに火災抑制能力を提供し、そして、蒸気バリアは、貯蔵タンカー、船舶、バージ船又は可燃性液体のための任意の他の種類コンテナに適用されてもよい。液体貯蔵タンク１０は、例示目的のみに示され、そして、例えばオイル、ガソリン等のような可燃性液体のための貯蔵タンクに通常見出される要素を適切に含む。ハウジング１２は、例えば、通常知られているように、及び例示の方法により、鋼鉄から作られることができ、グラウンド表面上で支持されているか、少なくとも部分的にグラウンドに埋められている。タンクは、カバー２２、及び可燃性液体Ｌをハウジング１２の開いた内部に入れることを許して必要なときにそこから引き出すためのパイプ１８及び２０を備える。蒸気バリア２８は、原理的に、例えば、液体天然ガス、石油オイル、ガソリン等のような任意の種類の可燃性液体Ｌで使用されることが理解されるべきである。

下により詳細に記載されるように、液体Ｌの表面は、蒸気バリア層２８を形成する少なくとも１つの層の浮遊体又は球体が備えられる。カバー２２は、通常知られているように、さらに、通気孔２６及び／又は、貯蔵された液体Ｌの上の空間に不活性ガスを進入させるための進入弁２４を備えてもよい。好ましくは、ポート１６が、ハウジング１２の側壁を通じて形成され、落とし樋（ｃｈｕｔｅ）１４を経由してのハウジング１２内への（個々の球状部材の形態で、下に記載されるような）上記バリア層２８の選択的な挿入が許される。落とし樋１４は例示目的のみのために示されることが理解されるべきである。蒸気バリア層２８は、ハウジング１２に、例えば、存在するタンク開口を通じるような、任意の適した方法で、導入されることができることをさらに理解されるべきである。ポート１６及び落とし樋１４は、例示的な目的のみのため示される。

図３で最もよく示されているように、蒸気バリア２８が多数の寸法の浮遊部材３０、３２、３４の積み重ねを通じて浮遊層として、好ましく形成される。各浮遊部材３０、３２、３４は、好ましくは球状であり、浮遊部材３０は最も大きな半径を有し、浮遊部材３４は、最も小さな半径であり、そして浮遊部材３２は、それらの間の半径を有する。図３に図示されている相対的な寸法は、例示目的のみのために示されており、そして、区別可能な半径を有するより広い多様な浮遊部材が使用されてもよい。

例示的な実施形態において、正確に２つの異なる寸法の浮遊部材が使用される。

従って、本発明は、複数のサブ集団を具備する浮遊部材の集団を提供し、各サブ集団、は異なる直径を有し、例えば、サブ集団は、それぞれ１／１６インチ（１．６ｍｍ）から４インチ（１０．２ｃｍ）、例えば１／１６インチ（１．６ｍｍ）から２インチ（５ｃｍ）の直径を有する。次に大きなサブ集団に対する各集団の直径比は、典型的には、１：２から１：５であり、例えば、１：２から１：４であり、そのようなものとしては１：２．５〜１：３．５の場合がある。一つの実施形態において、寸法比は約１：３である。集団は、約１／８インチ（３．２ｍｍ）の直径を有するサブ集団と約３／８インチ（９．５ｍｍ）の直径を有するサブ集団を具備するのが都合がよい。

特定の実施形態は、２つのサブ集団からなる浮遊部材の集団で存在し、それぞれは好ましくは先行段落で述べたような寸法、例えば、１／１６インチ（１．６ｍｍ）から１インチ（２．５ｃｍ）、例えば、１／１６インチ（１．６ｍｍ）から半インチ（１．３ｃｍ）を有し、そしてサブ集団は、任意選択的には、先行段落で述べたような直径比を有する。例えば一つのサブ集団は、約１／８インチ（３．２ｍｍ）の直径を有することができ、及び他は約３／８インチ（９．５ｍｍ）の直径を有することができる。

本発明の全ての実施形態にとって、浮遊部材は、第２セットの浮遊部材（又は第２サブ集団の浮遊部材）に属する浮遊部材の間の隙間に適合する寸法である第１のセットの浮遊部材（又は第１サブ集団の浮遊部材）を備えることができる。

浮遊部材３０，３２、３４の球状外形は、図３に示されるように、充填された配列を可能にし、浮遊部材は、可燃性液体Ｌの表面に浮かべるためにハウジング１２に挿入されたときに、自然に、重力の下で、ガス不浸透層に落ち着く。本発明の全ての実施形態の観点において、浮遊部材は、使用の際、液体に存在し、すなわち、浮かんで部分的に沈められて、そのように浮遊部材を浮遊部材の上のガス移動に応答する動きに対して安定化させる。従って、開示の浮遊部材は、好ましくは、構造物（代替的な述べ方では、組成物）を有して、それらが、それらが意図される「ターゲット」液体に浮かんで部分的に沈められて；適した構造物が経験的に決められることができるようにする。浮遊部材３０、３２、３４の比重は、好ましくは０．０５から０．５の間の範囲であり、浮遊部材３０、３２、３４は、示されているように、可燃性液体Ｌが例えば、石油（比重が約０.6）又はガソリンのような通常の可燃性材料である場合、液体Ｌ内に部分的に沈められたままにされる。幾つかの実施形態において、比重は、約０．０５から約０．３であり、例えば、約０．０５から約０．２であり；特定の実施形態は、約０．１から約０．３であり、例えば、約０．１から約０．２である。既に示されたように、比重は、可燃性液体Lの特定の組成に応じて、変えることができることを理解されるべきである。比重は、適切に選択され、浮遊部材が部分的に沈められて、火災のときタンク１０内に生成される温度風流又は対流熱空気流の場合に、浮遊部材が、液体Lの面の下のより低い断面領域を提供するようにする。

図３に示されているように、蒸気バリア層２８を形成する異なった寸法の浮遊部材３０、３２、３４は、液体Lの表面のために抑制ブランケット効果を形成し、（図１の）タンク１０内にありうる液体−蒸気接触を最小化する。より小さな球状体３２、３４は、より大きな本体３０の間のギャップを充填するので、液体Lの表面からの潜在的な蒸発経路をブロックする。追加の層は、格子間の蒸発ポケットを作り、その中に蒸気を閉じ込め、それの蒸気バリア２８上の領域に放出されることを防ぐ。

図４は、本発明の製品を図示し、すなわち浮遊球体、例えば、球体は以下の特性を有する：
・０．５未満の比重
・１／１６インチ（１．６mm）から４インチ（１０．２ｃｍ）の間の直径
・疎油性で、帯電防止性の外側層３６
・フェノール性表面を有する外側層のための支持体３８。

この明細書で後で記載されるように、本発明は、疎油性で、帯電防止性の表面を有する浮遊球体（浮遊部材）に限られることはない。したがって、図４は、また、
・１／１６インチ（１．６mm）から４インチ（１０．２ｃｍ）の間の直径
・疎水性の表面、及び
・フェノール性表面を有する外側層のための支持体
を有する球体を図示する。

そのような疎水性球体は、２以上のセットの球体を具備する多数の球体として現われることができ、球体のそれぞれのセットは、互いに同じ直径を有し、そしてそれぞれのセットの直径は互いのセットの直径と異なり、任意選択的に、セットの数は正確に２である。

図４は、また、本発明の別の側面を図示し、すなわちオイル中で浮遊する球体は、（例えば、ポリエチレン又はポリプロピレンの）親油性表面を有し、１インチ（２．５ｃｍ）未満の、及び任意選択的に半インチ（１．２５ｃｍ）未満の、例えば、１／４インチ（６．４ｍｍ）を超えない、直径を有する。そのような球体は、海又は水の別の塊の表面からオイルを回収するのに役立つ。親油性表面は、帯電防止であることができる。

開示の球体は、支持層を形成するため、多孔性プラスチックコアにコーティングを追加することにより作られることができ、ある一つが存在する所に、疎油性、親油性、又は疎水性外側層を提供するため、続いて所望する層が追加される。もし所望の場合、プラスチックコアは、実質的にガス充填されたコアを備えた球体を提供するために、崩壊されることができる。

また、可燃性液体と使用するための球体に戻って、図４で示されているように、各浮遊部材は、３つの層を含む、又は、からなることができる。単一の浮遊部材３０は、図４に示されるが、浮遊部材３２、３４は、同一材料から形成された一つの実施形態であるが、異なる半径を有することが理解されるべきである。幾つかの実施形態において、浮遊部材の集団は、第１の組み合わせの材料から作られた浮遊部材のクラスと、第２の、異なる、組み合わせの材料から作られた浮遊部材のクラスとを具備する。中央層又はコア４０は、浮遊性を提供し、完全に又は部分的にガス充填されることができ、例えば、多孔性プラスチック材料を含む。コア４０は、外側層３６のための支持体３８により囲まれる。支持体３８は、球状の層であるか、又はシェルであり、フェノール性支持体３８（すなわち、フェノール層それ自体か又はフェノール性表面を有する支持体）を具備する、又は、からなる。図１のタンク１０内の火災の場合、火災に近いとき、フェノール性支持体３８、それは実質的に球状の形状を維持することができる。適切には、フェノール性支持体は、可燃性液体に非反応性である、例えば石油製品に非反応性である、材料から形成される。多くの耐熱プラスチックは、当業者に知られている。

’６５５出願の浮遊部材の膨張材料と比較したフェノール性支持体の利点は、多くの点で（全てではないが）、その条件が、膨張材料がそのメジアン層の利点を利用するために完全に活性化するのには時間がないようなものにできることである。すなわち、炎の温度はそんなに高くはなく、膨張コーティングが熱暴露の結果膨張する機会がなく、所望の体積の増大（密度の減少）が完全には起こらないほど、炎の抑制が非常に早い。そのような条件において、フェノール性支持体の使用は、多くの予期できない利点が提供される：
・フェノール性コーティングは、膨張コーティングと比較して追加することが遥かに簡単である。
・フェノール性コーティングは、膨張層のものに対して大きな厚みは必要とされない。より厚い層は、製造中に制御するのが遥かに難しい。
・より少ない材料と簡単な追加により、フェノール性コーティングはよりコストが少なく、顕著に低い製造コストになる。
・より薄いフェノール性コーティングは、より軽い球体になり、それは、より多くの層が追加されることを可能にして液面の上にとどまる。これは、より多くの層の球体は、よりよい蒸気のブランケットを意味するので、重要である。
・フェノール性コーティングは、非常によい熱及び炎耐性を提供する。

石油製品に非反応性であり、相対的に高い温度に耐えることができる、熱反応、膨張フォーム材料は、よく知られており、フェノール性支持体を形成するために使用されることができる。

図３に最もよく示されているように、使用の際、より小さな浮遊部材は、より大きな浮遊部材の間の空間に落ちるので、したがって、脱出する蒸気に対して殆ど連続的なバリアを形成する。この連続的なバリアは、可燃性蒸気の脱出を防ぐための浮き屋根として作用する。したがって、球体の集団は、有利には、そのメンバー球体が、第２のセットの球体のメンバーの間の隙間に適合する寸法である第１のセットの球体を具備する。使用の際、極低温で液体である、液体天然ガス又は類似の物質では、蒸気バリア２８は、熱絶縁層を形成して、極低温液体が非常に素早く沸騰することを防ぐ。

球体が可燃性石油化学と共に使用されるべきところでは、外側層３６は、疎油性で、帯電防止材料から形成される。そのような疎油性層は、少なくとも一以上の炭化水素油から主になる可燃性液体との組み合わせでは便利であることが理解される。外側層３６は、例えば、帯電防止添加剤又は物質が混合された高い密度のプラスチック樹脂から形成されることができる。疎油性樹脂はテフロン（登録商標）又はテフロン（登録商標）誘導体製品であってもよく、テフロン（登録商標）は、フルオロポリマー樹脂、例えばＰＴＦＥｓ、についてのＤｕ Ｐｏｎｔ（Ｄｕ Ｐｏｎｔも登録商標である）の登録商標である。帯電防止物質は、電気的に絶縁性のプラスチックを、静電荷を増大させることのない電気的に導電性の材料に変えるのに効果的である。帯電材料は周知である。高密度プラスチック樹脂と混合される能力のあるそのような材料の一つの例は、Ｌｏｎｚａ（登録商標）のＦａｉｒ Ｌａｗｎ，ＮＪにより製造され、マークＧＬＹＣＯＳＴＡＴの下で製造される。ＧＬＹＣＯＳＴＡＴは、ＨＭＳ、脂肪エステル化グリセリンの高いグリセロールモノステアレート含有ブレンドを備える。ＨＭＳは、グリセロール モノ−、ジ−、及びトリ−ステアレート、及びグリセロールを含む。したがって、ＨＭＳは、適した帯電防止物質である。コア４０、フェノール性支持体３８、及び疎油性帯電性層３６は、好ましくは、全体の構造物が、約０．０５及び０．５の範囲内の比重を有するように、任意の適した材料から形成されることができることが理解されるべきである。

球体浮遊部材３０、３２、３４は、任意の所望の寸法を有することができるが、好ましい実施形態において、浮遊部材の直径は、好ましくは、１インチの約１／１６（１．６ｍｍ）から４インチ（１０．２ｃｍ）の範囲内である。部材３０，３２、３４は、全く同一の構造であることは全く要求されていないことが理解されるべきである。例えば、膨張又は難燃コーティング３８は、好ましくは、比較的大きな厚みで追加され、それゆえ浮遊性を維持するため単に最も大きな部材３０に追加されることができるようにしてよい。したがって、本発明は、複数の浮遊部材の開示を含み、開示の一部は、サポート層を有し、そして開示の一部は、サポート層を有していない。実施形態において、その一部（特に、最も大きな直径を有するサブ集団）がフェノール性支持体を有しておりそしてその一部はフェノール性支持体を有していないが任意選択的に膨張支持体を有するかもしれない複数の浮遊部材が提供されている。１つの実施形態において、より小さな部材３２、２４は、コア４０、並びに帯電防止及び疎油性層３６、のみを含んでいるであろう。

代替的に、フェノール材料は、中間層として単に形成されるよりも、球状の部材のための外側シェルとして使用されることができる。液体及びコンテナに応じて、上に記載された層と材料の任意の組み合わせが使用されてもよいことが理解されるべきである。

図５は、蒸気バリアの代替的な実施形態を図示し、それは、蒸気バリア層２８が、浮き屋根、例えば、図２の通常の浮き屋根１１４と、組み合わされる。通常の浮き屋根は、典型的には、平面床とその上側の開放内側領域を規定する隆起周辺リムを有する円皿として形成される。そのような屋根は、環境条件により、例えば地震又は他の外部ストレスにより、沈むかもしれず、その皿が傾きそれゆえ液体Ｌで満たされることを引き起こすかもしれない。幾つかの浮き屋根は、中央排液管を有するが、これは例えば、雪又は氷により詰まることになりうる。

内部浮き屋根は、また、浮き屋根が垂直シェル壁に会うところの周辺あたりで隙間を有し、そこでは火災になりやすく、それは炭化水素液体がこの隙間に晒されるためである。球状部材が、予防的な手段として又は火災の場合のいずれかで、この領域に適用されれば、伝統的な火災フォームの必要性が取り除かれて又はより効果的な消化活動方法用のフォームと組み合わされて作用するので、実質的に利益を有する。

図５において、浮き屋根１１４は、図２のように、タンク内に配置されるが、その開放内部領域内に配置された部材３０，３２及び３４を含むバッグ３１を備える。バッグ３１は、直ぐに溶解可能な材料から形成されるので、もし浮き屋根１１４が沈んでも、バッグ３１は液体Lに溶解して上述したように蒸気バリア層２８が液体Lの表面を覆うようになり、このように保護の追加層を追加する。部材３０、３２、３４を含む任意の適した数のバッグ３１は、上側内部領域の屋根１１４内に配置されてもよく、バッグ３１は可燃性液体、例えば石油ベースの液体に直ぐに溶解可能な任意の適した材料から形成されてもよいことが理解されるべきである。さらに、任意の適したタイプのコンテナが使用されてもよく、バッグ３１は例示目的のみのために示されていることが理解されるべきである。

上で注意したように、蒸気バリアは、任意のタイプの貯蔵タンク、貯蔵船舶、等に追加されてもよい。例えば、蒸気バリアは、例えば原油タンカー又はバージ船で典型的に見られるように、通常の矩形のタンク又は不規則な形状のタンクで使用されることができる。そのようなタンカー及びバージ船は、典型的には、船舶が動いている間、可燃性液体の乱流性及び振動性運動中に密閉表面を維持することの困難性のため、浮く蒸気シールを有しない。

蒸気バリアは、液体表面の蒸気空間への可燃性液体の蒸発を抑制するために作用し、さらに火災の際、熱的に活性化されたバリアを提供する。球体は、膨張層を活性化させるために十分でない場合に効果的な熱的バリアを提供する。上で注意したように、球体は、火災を抑制するため、火災の検知に続いて、火災消火フォーム又は他の物質のサポートで、又は代わりで、タンクに追加されてもよい。さらには、球体部材は、そこに追加される追加のコーティングを有してもよいことが理解されるべきである。例えば、外側コーティングの形態で、第４層が層３６周りに形成されることができ、外側コーティングは、水上のオイル流出中にオイルを吸い上げるため、オイル吸収性にできる。代替的に、今の帯電防止及び疎油性コーティング３６は、帯電防止及び親油性コーティングにより置き換えられてもよい。

前に記載されているように、液体表面に浮かんでいる球体の層は、液体表面とその上のガス（実際、球体の層の上）の間のガスの流れを制限する能力がある。そのような球体の層は、それが２つ以上の寸法の球体を備える場合に、特に効果的であり、それはより小さな球体が大きなものの間の空間に適合することができ、例えば、特に大きな球体の間の隙間を専有することができるからである。球体にとって、それらをガスの流れにより動かされることに抵抗するのを助けるために、それらが部分的に沈むような比重を有することは、また有利でありうる。ガスの流れのそのような制限は、可燃性オイルの場合に有益であり、球体が可燃性オイルとともに有利に使用されるが、水蒸気又は他の水溶液又は水混和液体でも有益であるが、そのような用途に対して球体は疎水性表面を有することが望ましい。そのような用途の一つの実施例としては、空気から脱空気された又は脱酸素された水への酸素又は空気移動の予防又は最小化がある。

水又は水混和性液体、例えば水溶性液体と共に使用するのに適した球体は、疎水性外側表面を有する外側層３６を有し、例えば、ガス含有コア４０、例えば圧縮空気からなる又は含む又は多孔性プラスチック材料からなる又は含むコアを囲む、極性又はH結合基を含む表面を有するプラスチック材料を具備する。フェノール性支持体３８は、コアと疎水性表面を有する外側層３６の間に提供される。

小さな浮遊及び親油性球体は、例えば、海又は湖からオイル流出を除去するため、水の塊からオイルを取り除くのに有益である。水からオイルを除去するために適した球体は、ガス含有コア４０、例えば空気からなる又は備える、又は多孔性プラスチック材料からなる又は備えるコアを囲む、親油性外側表面を有する。フェノール性支持体３８は、コア及び疎水性表面を有する外側層３６の間に備えられる。この種類の球体は、その表面領域と体積の比を増大させるためには、大きいのが有利であり、１インチ（２．５ｃｍ）よりも大きい直径を有してもよい。多数の球体は、オイルに又はオイル近くの水に分散される。球体及びオイルが互いに接触する場合、オイルは球体に固着し、球体を（又は少なくともそれらの大部分を）回収することにより、例えばネットを使用することにより、固着したオイルが水の塊から除去されることを可能にする。

本発明の実施形態が示されそして記載される一方、それらの修正は、本発明の精神及び教示から離れることなく当業者によりなされる。ここに記載された実施形態及び提供された実施例は、例示のみであり、限定することを意図したものではない。ここに開示された発明の多くの変形及び修正が可能であり、本発明の範囲内にある。本発明は上に記載された実施形態に限定されることはないが、以下の請求項の範囲内の任意且つ全ての実施形態を包含することが理解されるべきである。

１０ 貯蔵タンク
１２ ハウジング
１４ 落とし樋
１６ ポート
２２ カバー
２４ 進入弁
２６ 通気孔
２８ 蒸気バリア層
３０ 浮遊部材
３１ バッグ
３２ 浮遊部材
３４ 浮遊部材
３６ 外側層
４０ コア
３８ フェノール性支持体、難燃コーティング
１００ タンク
１１２ ハウジング
１１４ カバー

Claims (17)

1. 可燃性液体に蒸気バリアを形成するのに使用するための製品であって、以下の特性を有する多数の球体を具備する製品：
   （ａ）比重は約０．５よりも少なく；
   （ｂ）約１／１６インチ（１．６ｍｍ）〜約４インチ（１０．２ｃｍ）の間の直径；
   （ｃ）疎油性且つ帯電防止性である外側層（３６）；及び
   （ｄ）フェノール性表面を有する外側層のための支持体（３８）。
2. 前記支持体はフェノール性コーティングである、請求項１の製品。
3. 前記比重は、約０．０５から約０．５であり、任意選択的に約０．０５から約０．３である請求項１または２に記載の製品。
4. 前記比重は、約０．１から約０．２である請求項３に記載の製品。
5. 各球体は、約１／１６インチ（１．６ｍｍ）〜約１インチ（２．５ｃｍ）の間の直径を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の製品。
6. 前記支持体は、フェノール性材料の中空球体を具備し、中空体（４０）は任意選択的にプラスチック材料を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の製品。
7. 前記多数の球体は、２つ以上のセット（３０，３２，３４）の球体を具備し、球体の各セットは、互いに同じ直径を有し、そして各セットの直径は、各他のセットの直径と異なり、任意選択的にセットの数は正確に２つである、請求項１から６のいずれか一項に記載の製品。
8. 球体のセットは、第１セットの部材の球体が第２セットの部材の間の隙間に適合するような寸法である第１セット、を備える請求項７に記載の製品。
9. 最も大きな直径のセットを除いて、次に大きなセットへの、各セットの直径比は、約１：２から約１：５であり、任意選択的に約１：２から約１：４であり、例えば、約１：２．５から約１：３．５又は約１：３である、請求項７又は請求項８に記載の製品。
10. 可燃性液体（Ｌ）に蒸気バリアを形成するため又は可燃性液体火災を抑制するための請求項１から９のいずれかの製品の使用。
11. 球体の少なくとも一部がその表面で液体に浮かんで存在しており、任意の残りの球体が浮んだ球体により支持された球体を備える、可燃性液体（Ｌ）と請求項１から９のいずれかの製品との組み合わせ。
12. 可燃性液体のための且つ請求項１から９のいずれかの製品を含むコンテナであって、コンテナは任意選択的に可燃性液体をも含む、コンテナ。
13. 可燃性液体は石油である、請求項１から１２のいずれかに記載の対象物。
14. 請求項１から９のいずれかに規定されている球体。
15. 水溶性液体、例えば水、及び多数の浮遊球体の組み合わせであって：
    （ａ）各球体は、約１／１６インチ（１．６ｍｍ）〜約４インチ（１０．２ｃｍ）の間の直径を有し；
    （ｂ）各球体は疎水性表面を有し；
    （ｃ）各球体はフェノール性支持体を有し；
    （ｄ）前記多数の球体は、２つ以上のセットの球体を具備し、球体の各セットは、互いに同じ直径を有し、そして各セットの直径は、各他のセットの直径と異なり、任意選択的にセットの数は正確に２つであり；及び
    （ｅ）球体の一部は、液体にその表面で浮かんで存在しており、残りの球体は、球体で詰まった配列を備えるバリアを形成するために浮かんでいる球体により支持された球体を具備し；及び
    任意選択的に、その組み合わせは、請求項８又は請求項９に記載された特定の特徴によりさらに特徴付けられる、水溶性液体、例えば水、及び多数の浮遊球体の組み合わせ。
16. 水溶性液体の塊の表面の上のガス及びその液体の間のガス移動を阻害するための多数の球体の使用であって：
    （ａ）各球体は、約１／１６インチ（１．６ｍｍ）〜約４インチ（１０．２ｃｍ）の間の直径を有し；
    （ｂ）各球体は疎水性表面を有し；
    （ｃ）各球体はフェノール性支持体を有し；
    （ｄ）前記多数の球体は、２つ以上のセットの球体を具備し、球体の各セットは、互いに同じ直径を有し、そして各セットの直径は、各他のセットの直径と異なり、任意選択的にセットの数は正確に２つであり；
    （ｅ）球体の一部は、液体にその表面で浮かんで存在しており、残りの球体は、球体で詰まった配列を備えたバリアを形成するために浮かんでいる球体により支持された球体を具備し；及び
    任意選択的に、その組み合わせは、請求項８又は請求項９に記載された特定の特徴によりさらに特徴付けられる、水溶性液体の塊の表面の上のガス及びその液体の間のガス移動を阻害するための多数の球体の使用。
17. 水の塊、例えば海、から、その表面に横たわるオイルを回収する方法であって、
    （ａ）オイル又は水の塊に複数の球体を分散させるステップであって、複数の球体はオイル中で浮遊性であり、親油性表面を有し、フェノール性支持体を有し、そして約１インチ（２．５ｃｍ）よりも大きな直径を有し、オイル及び球体が相互に接触することを可能にする、ステップ；及び
    （ｂ）少なくとも前記球体の一部を（例えばそれらの殆どを）回収するステップ
    を含む方法。

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