KR20230143170A - 운송 동안 이산화탄소 배출을 감소시키기에 적합한 비휘발성 역청질 재료의 고체 구조물 - Google Patents

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KR20230143170A
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폴 지안넬리아
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Abstract

비휘발성 역청질 재료의 실질적으로 고체인 브릭은 벌크로 선적시 인근 브릭과의 표면 접촉을 최소화하기 위한 불규칙한 외부 표면에 의해 규정되는 형상을 갖는다. 전체 형상은 바람직하게는 3개의 비평면 면 표면, 상부 표면 및 표면 및 점을 갖는 변형된 사면체의 형상이다. 상부 표면 및 하부 표면을 둘 다 바람직하게는 여러 개의 섹션으로 구성되는 변형된 돔 형상이다. 면 섹션은 바람직하게는 평면, 오목면 또는 복록면일 수 있는 여러 개의 삼각형 섹션으로 구성되는 변형된 오목한 표면이다. 곡선 에지는 서로 면 면 연결되고 여러 개의 평면 에지 섹션을 포함할 수 있다. 역청질 재료는 첨가제를 포함할 수 있고, 브릭은 전체에 걸쳐서 분포된 골격을 추가로 포함할 수 있다. 골격은 맞춤형 매트릭스, 섬유 그룹의 프레임워크, 또는 기타 구조일 수 있으며 공기 포켓 또는 캡슐과 같은 맞춤형 부력 특징부를 포함할 수 있다.

Description

운송 동안 이산화탄소 배출을 감소시키기에 적합한 비휘발성 역청질 재료의 고체 구조물
관련 출원에 대한 상호참조
본 출원은 2021년 2월 8일자로 출원되어 공동 계류 중인 미국 가특허원 제63/146,812호 및 2022년 2월 5일자로 출원되어 공동 계류 중인 미국 실용신안 제17/665,520호의 이익을 주장하며, 이들 각각은 본원에 참조로 포함된다.
발명의 분야
본 발명은 역청, 중합체 변형된 역청(bitumen), 중질 원유(heavy crude oil), 초중질 원유, 아스팔트, 중합체 변형된 아스팔트를 포함하는 역청질 재료, 보다 상세하게는 역청질 재료의 고체 구조물, 및 첨가된 희석제 없이 역청질 재료를 제조, 저장 및 운송하는 방법에 관한 것이다.
전 세계 원유 수요는 1일당 거의 1억 배럴로 증가하여 대체 에너지 자원 뿐만 아니라 기타 탄화수소 공급원을 활용해야 할 필요성이 커지고 있다. 관심 있는 두 가지 자원은 전 세계 석유 매장량의 3분의 2 이상을 차지하는 중질 원유 및 역청이다. 중질 원유는 API 비중이 20°미만이고 역청은 API 비중이 10°미만인 오늘날 사용되는 가장 무거운 원유이다. 중질 원유 및 역청은 점도와 밀도가 높기 때문에 기존 경유보다 생산, 운송 및 정제가 더 어렵다.
중질 원유 및 역청을 회수하고 처리하는 현재의 방법은 베네수엘라 및 캐나다의 광대한 오일 샌드에서 석유에 접근하는 데 특히 중점을 두고 진화하고 있다. 세계에서 세 번째로 큰 석유 수출국인 캐나다에서는 입증된 석유 매장량의 97%가 오일 샌드 지역에 있다. 역청은 채굴에 의해 또는 열, 용매 대체, 화학 및 미생물 방법과 같은 향상된 오일 회수 기술을 사용하여 오일 샌드로부터 추출된다. 특히, 열 기술이 널리 사용되며 증기 범람, 순환 증기 자극, 증기 보조 중력 배수, 현장 연소 및 토우-투-힐(toe-to-heel) 공기 주입이 포함된다. 캐나다 오일 샌드 매장량의 약 80 %는 향상된 회수 기술을 통해 접근할 수 있으며, 증기 보조 중력 배수가 가장 널리 사용되는 회수 방법이다.
역청을 추출한 후에는 파이프라인을 만들거나 정제소의 공급 원료로 사용하기 위해 역청을 업그레이드하거나 희석해야 한다. 역청을 업그레이드하면 역청이 합성 원유(SCO)로 변환되어 정제되고 디젤 및 가솔린과 같은 소비재로 판매될 수 있다. 일반적으로, 업그레이드는 역청의 중질 분자를 더 가볍고 더 점성이 낮은 분자로 분해하고 일부 역청은 정제 및 증류를 통해 더욱 업그레이드되어 질소, 황 및 미량 금속과 같은 불필요한 불순물을 제거하여 정유소의 공급 원료로서 사용할 수 있다. 대안으로, 역청은 기존의 경질 원유 또는 천연 가스 액체 칵테일을 사용하여 희석할 수 있다. 생성된 희석 또는 컷백 역청은 종종 딜비트(dilbit)라고 하며 기존 원유의 조도를 가지며 파이프라인을 통해 펌핑될 수 있다. 역청을 희석하는 데 사용되는 희석제는 생산되는 딜비트의 특정 유형에 따라 다르며 가장 널리 사용되는 희석제에는 천연 가스 생산으로부터의 응축물, 나프타, 등유 및 비교적 경질인 원유가 포함된다. 종종 희석제는 공지된 인체 발암 물질인 벤젠을 포함하는 혼합물이다.
역청을 희석제로 희석하는 것은 파이프라인을 통해 역청을 운송하는 데 필요하며 일반적으로 철도를 통한 운송에 선호된다. 예를 들어, 캐나다 및 베네수엘라에서 생산되는 중질 원유와 역청의 95% 이상이 파이프라인을 통해 유전에서 정유소로 운송된다. 딜비트의 혼합 비율은 역청 및 희석제의 특성, 파이프라인 사양, 작동 조건 및 정유소 요구 사항에 따라 부피 기준으로 25 % 내지 55 % 희석제로 이루어질 수 있다. 딜비트가 의도한 위치에 도달하면 희석제를 증류에 의해 제거하고 재사용할 수 있다. 그렇지 않으면 전체 딜비트를 정제할 수 있지만, 딜비트는 점도 범위의 극단에 있는 탄화수소로 인해 전형적인 원유보다 처리하기가 더 어렵다.
역청을 희석제로 희석하면 파이프라인을 통해 더 용이하게 운송할 수 있지만 딜비트와 관련된 몇 가지 위험과 단점이 있다. 예를 들어, 딜비트를 생산하는 것은 과도한 비용과 큰 탄소 발자국(carbon footprint)과 관련이 있다. 딜비트의 두 가지 중요한 위험은 파이프라인 파열과 기름 유출이며, 이는 큰 필요에도 불구하고 해외 지역으로 딜비트를 해상 운송하는 것을 방해했다. 딜비트를 이송하는 파이프라인 또는 탱커가 파열되면, 불안정한 딜비트가 물에 잠깐 부유하지만 경질 성분이 증발하면서 중질 성분이 가라앉는다. 결과적으로, 청소가 더 어렵고 물고기 및 다른 동물의 생식 주기에 미치는 영향에 대한 우려가 있다. 딜비트가 계속 부유하는 해양 환경에서, 이는 해달, 수염고래, 어류 배아, 어린 연어를 포함한 다양한 해양 동물에게 해롭다. 추가로, 딜비트의 증발된 성분들은 공기 품질에 영향을 미친다. 예를 들어, 딜비트를 이송하는 파이프라인이 파열되어 미시간주 칼라마주 강으로 유출되었을 때 지역 보건부는 대기 중 측정된 벤젠 수치 상승에 따라 인근 주민들에게 자발적인 대피 통지를 발령했다.
희석제가 역청에서 제거된 후, 일부 응용 분야에서는 특정 응용 분야에서 역청의 기능을 향상시키기 위해 추가 첨가제를 필요로 한다. 역청은 일반적으로 추운 환경에서는 부서지기 쉽고 따뜻한 환경에서는 쉽게 연화된다. 강도, 응집력, 및 피로 및 변형에 대한 내성을 향상시키기 위해, 역청은 종종 중합체 변형된 아스팔트를 생산하기 위해 버진 또는 스크랩 중합체와 같은 아스팔트 결합제와 혼합된다. 중합체 변형된 아스팔트는 전형적으로 도로 포장, 특히 교통량이 많은 도로와 극한의 기상 조건을 견디도록 설계된 도로 포장에 사용된다. 이 재료는 주거용 지붕 응용 분야의 실란트(sealant)로도 사용된다.
딜비트와 관련된 단점 및 위험을 감안할 때, 희석제 없이 중질 원유, 초중질 원유, 역청, 아스팔트 및 중합체 변형된 아스팔트를 포함하는 역청질 재료를 제조 및 운송하고 희석제 없이 중합체 변형된 역청질 재료를 제조 및 운송하는 것이 바람직할 것이다. 파이프라인 파열과 관련된 위험을 피하기 위해 철도, 트럭 및 해운 라인을 통한 운송을 위해 역청질 재료 및 중합체 변형된 역청질 재료를 제조하는 것이 더 바람직할 것이다. 또한, 역청질 재료 및 중합체 변형된 역청질 재료가 수생 환경으로 유출될 경우 부력을 증가시켜 호수, 강 또는 바다로 유출되더라도 청소를 용이하게 하는 방식으로 운송되도록 이들을 제조하는 것이 바람직할 것이다.
비휘발성 역청질 재료(non-volatile bituminous material)의 불규칙한 고체 구조물은 현재 역청질 재료 운송과 관련된 유해한 환경 영향을 감소시키기 위한 해법을 제시한다. 역청질 재료를 제조, 운송, 저장 및 수령하는 방법은 먼저 아스팔트, 중합체 변형된 아스팔트, 역청, 중합체 변형된 역청, 오일, 기타 고분자량 탄화수소 및 비역청질 재료 또는 실온에서 안정하고 역청과 유사한 운송 문제에 직면하는 열가소성 및 점탄성 특성을 갖는 중합체를 포함하는 비휘발성 역청질 재료를 전 세계에 걸친 수령 위치로 수령하거나 접근하는 단계를 포함한다. 역청질 재료는 고체, 반고체 또는 액체 상태로, 바람직하게는 액체 또는 적절한 점성 상태로 접근되거나 수령될 수 있지만, 역청질 재료를 추출하기 위해 사용되었을 수 있는 임의의 희석제는 이에 접근하거나 수령하기 전에 제거될 것이다. 그런 다음, 역청질 재료를 불규칙한 모양의 고체 구조물로 주조하여 운송하도록 제조될 수 있다. 주조 직전에 역청질 재료가 먼저 주조를 위해 제조된다. 역청질 재료를 주조에 적합한 점도에 도달하는 소정의 주조 온도로 가열하는 것이 바람직하고, 임의로 중합체 또는 다른 첨가제와 혼합한다. 제조 후, 역청질 재료는 하나 이상의 주형에 도입되며, 이들 각각은 불규칙한 고체 또는 브릭(brick)을 주조하도록 구성된다. 바람직하게는, 적합하게 점성이 있는 역청질 재료는 맞춤형 중합체 골격(customizable polymer skeleton)으로 추가로 구성된 주형에 도입되며, 이는 임의로 캡슐화된 공기 또는 다른 물질과 같은 부력 특징부(buoyant feature)로 추가로 구성되어, 부력 및 중합체-강화된 불규칙한 고체 또는 브릭을 생성한다. 주형이 충전된 후, 역청질 재료가 고형화되고, 주형에 의해 규정된 불규칙한 형상을 갖는 여러 개의 브릭이 형성된다. 불규칙한 형상은 컨테이너에 함께 수집되고 여러 개의 비평면 표면에 의해 규정될 때 인접한 브릭과의 표면 접촉을 감소시키도록 구성된다. 바람직하게는, 생성된 브릭 각각은 변형된 사면체의 형상과 유사한 형상을 갖는다. 그들이 생산하는 주형과 고체 브릭은 산업 요구에 따라 크기를 조정할 수 있다. 주형으로부터 브릭을 제거한 후 임의로 마찰 강화 코팅을 적용할 수 있다.
컨베이어 또는 기타 제조 시스템의 여러 스테이션을 통해 조립 및 이동하는 일련의 또는 그룹의 다중 부품 주형을 사용하여 여러 브릭을 한 번에 주조할 수 있다. 스테이션에는 예를 들어 제조, 충전, 캡핑, 고형화, 주형 분해 및 브릭 제거를 위한 스테이션이 포함된다. 이러한 시스템으로, 바람직하게는 역청질 재료가 적절한 점성이 되도록 제조된 후, 점성 역청질 재료는 충전 스테이션에서 접개들이 도관 전달 시스템을 갖는 용기로 운송되고 상기 용기 내에 내장되어, 도관이 접힘에 따라 점성 역청질 재료가 점진적으로 주형의 하부에서 상부로 주형에 도입될 수 있다. 캡핑 스테이션은 접개들이 도관의 접근점에 캡을 추가로 공급하고 적용할 수 있다. 고형화 스테이션에서 주형 및 역청질 재료는 역청질 재료를 고형화시킬 수 있는 모든 산업 시스템으로 고형화될 수 있다. 고형화 후 브릭은 주형 부품을 분해하거나 분리하는 스테이션으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 스테이션은 브릭을 드러내기 위해 주형의 캡 및 상부를 제거하는 진공 또는 기계 시스템을 포함할 수 있다. 일단 노출되면 브릭을 수동으로, 기계적으로 또는 브릭 제거 스테이션에서 중력 지원을 받아 제거할 수 있다. 주형을 청소하거나 교체하고 브릭에 코팅 또는 기타 처리를 적용하는 추가 스테이션이 존재할 수 있다. 또한, 스테이션들은 조합하거나 필요에 따라 서브스테이션으로 추가로 분할할 수 있다.
여러 개의 브릭이 형성된 후, 이들을 운송을 위해 수집하여 화주에게 배달하거나 픽업할 수 있다. 화주가 브릭을 인수하면 화주는 철도, 트럭, 항공 또는 선박을 통해 배급업자, 아스팔트 최종 사용자 또는 역청질 재료를 추가 처리할 계획인 정제소 관련이 있는 장소와 같은 수령 장소로 브릭을 운송한다. 브릭은 바람직하게는 수동적인 환경 제어 시스템 또는 특징부를 갖는 전용 공기역학적 운송 챔버와 같은 격납 방식으로 운송된다. 예를 들어, 운송 챔버는 주변 공기가 각각의 개별 브릭의 모든 측면 주위를 포함하여, 브릭을 통해 그리고 브릭 사이로 유입되고 순환할 수 있도록 하는 복수의 통기구를 포함할 수 있다. 대안으로, 운송 챔버는 주변 물을 끌어들여 브릭 위에 그리고 브릭을 통해 뿌리는 물 배급 시스템을 포함할 수 있다. 바람직하게는 운송 중에, 브릭은 연속적으로 또는 간헐적으로 노출되고 실질적으로 물, 공기, 냉각 공기 또는 브릭을 고체 형태로 유지하는 데 도움이 되는 기타 물질로 둘러싸여 있다. 보다 바람직하게는, 브릭을 보유하는 운송 챔버 내의 원하는 환경은 운송 챔버를 운반하는 운송 수단이 움직일 때 자연적으로 발생하는 공기, 물 또는 다른 물질의 흐름에 의해 단순하게 유지되며, 이는 에너지 요구를 최소화한다. 희석제 없이 역청질 재료를 운송하고 현재 관행과 같이 역청질 재료를 가열하여 이를 액체로서 운송 수단을 통해 운송할 필요가 없는 이점 외에도, 수동 환경 제어 시스템으로 운송 컨테이너를 운반하기 위해 저공해 또는 무공해 운송 수단을 사용하면 유해한 이산화탄소 배출을 더욱 감소시키거나 없앨 수 있다.
브릭이 수령 위치에 도달하면 수령자는, 브릭을 운송 챔버에 저장하거나 지속적인 능동 또는 수동 환경 제어를 허용하는 수령 챔버를 포함하는 수령소로 전송할 수 있다. 예를 들어, 브릭은 물, 공기 또는 환경을 제어하는데 도움을 주는 기타 물질이 브릭 둘레 또는 브릭 사이를 순환하도록 허용하는 대형 부유 또는 중력 저장 챔버 내의 브릭으로 저장할 수 있다. 대안으로, 브릭이 액체 상태 또는 원래 상태로 돌아갈 때까지 이들을 재가열할 수 있다. 임의로, 브릭은 열을 부여하는 탈착 가능한 오목한 수령 뚜껑을 갖는 특수 저장 챔버로 이송될 수 있다. 역청질 재료가 아스팔트 또는 중합체 변형된 아스팔트인 경우와 같이 고객 또는 수령인이 브릭을 고체 형태로 저장하려는 경우, 탈착식 수령 뚜껑 없이 특수 저장 컨테이너를 사용할 수 있다. 역청질 재료가 역청 또는 중합체 변형된 역청인 경우와 같이 고객 또는 수령인이 브릭을 재액화하기를 원하는 경우, 특수 저장 컨테이너는 탈착식 수령 뚜껑과 함께 사용되며, 이는 뚜껑에 수집될 때 브릭을 용융하기 위한 복사 가열 시스템으로 구성되는 것이 바람직하다. 배수 구멍과 같은 전달 시스템이 뚜껑 펀넬 주위에 배치되어 용융된 역청질 재료가 뚜껑의 상단에서 아래의 챔버로 전달되고, 여기서 용융된 역청질 재료는 이전에 도입된 골격 또는 임의의 첨가제를 제거하거나 배급하기 위해 추가 처리를 거칠 수 있다. 예를 들어, 현재 용융된 중합체 골격은 수령 위치에서 스키밍에 의해 제거하거나 역청질 재료에 추가로 혼합할 수 있다. 마지막으로, 수령자는 그들의 필요에 따라 역청질 재료를 추가로 처리할 수 있고, 임의로 본원에 기술된 시스템 및 방법을 사용하여 역청질 재료를 브릭으로 재주조할 수 있다.
역청질 재료를 불규칙한 고체 브릭으로 운송하는 것은 비용 효율적인 방식으로 역청질 재료를 한 위치에서 다른 위치로 이동하기 위해 지속적인 열, 희석제 첨가 또는 둘 다가 필요한 기존 방법에 비해 몇 가지 이점을 제공한다. 희석제 및 기타 유해한 첨가제를 실질적으로 제거함으로써, 생성된 역청질 재료는 비휘발성이며 더 높은 인화점 및 발화점을 감안할 때 연소되지 않는다. 결과적으로, 이는 운송 수단에 의해 더 용이하게 이동할 수 있어 파이프라인에 대한 의존도가 감소되고 특히 운송 중 역청이 유출될 경우 환경에 대한 위협이 감소되거나 없어진다. 맞춤형 골격 또는 기타 부력 특징부로 역청질 재료의 브릭을 더욱 강화함으로써, 브릭이 해양 환경에 쏟아지더라도 가라앉지 않을 것이며 과도하지 않은 바람직한 양의 중합체 또는 기타 첨가제로 고객에게 배송될 것이다. 역청질 재료가 이동할 때 가열할 필요가 없어짐으로써, 화석 연료에 대한 의존도가 감소하고, 기존 운송 수단 및 선적 컨테이너가 수동 환경 제어 시스템 및 특징부를 통합한 운송 챔버를 운반하는 저공해 또는 무공해 운송 수단으로 대체되면 이산화탄소 배출량이 크게 감소한다.
도 1a는 본 발명의 양태에 따라 고체 형태로 운송하기 위한 역청질 재료를 제조하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 1b는 본 발명의 한 양태에 따른 역청질 재료의 고체 형태를 수령소로 운송하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2는 공지된 방법에 따라 추출된 역청질 재료를 취하여 본 발명의 양태에 따라 이를 고체 형태로 운송하도록 제조하는 방법을 도시한다.
도 3a는 본 발명의 바람직한 양태에 따른 브릭의 제1 측면도이다.
도 3b는 등고선으로 맵핑된 본 발명의 바람직한 양태에 따른 브릭의 제1 측면도이다.
도 3c는 본 발명의 대안적인 양태에 따른 브릭의 제1 측면도이다.
도 4a는 본 발명의 바람직한 양태에 따른 브릭의 제2 측면도이다.
도 4b는 등고선으로 맵핑된 본 발명의 바람직한 양태에 따른 브릭의 제2 측면도이다.
도 5a는 본 발명의 바람직한 양태에 따른 브릭의 상면도이다.
도 5b는 등고선으로 맵핑된 본 발명의 바람직한 양태에 따른 브릭의 상면도이다.
도 6a는 본 발명의 바람직한 양태에 따른 브릭의 저면도이다.
도 6b는 등고선으로 맵핑된 본 발명의 바람직한 양태에 따른 브릭의 저면도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 양태에 따른 역청질 재료 전체에 분포된 골격을 나타내는 브릭의 제1 측면도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 양태에 따른 역청질 재료 전체에 분포된 골격을 보여주는 브릭의 제2 측면도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 양태에 따른 역청질 재료 전체에 분포된 골격을 보여주는 브릭의 상면도이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 양태에 따른 역청질 재료 전체에 분포된 골격을 보여주는 브릭의 제1 사시도다.
도 11은 본 발명의 바람직한 양태에 따른 역청질 재료 전체에 분포된 골격을 보여주는 브릭의 제2 사시도다.
도 12는 본 발명의 브릭의 상면도로서 이의 바람직한 치수로 표시되어 있다.
도 13은 본 발명의 브릭의 제1 측면도로서 이의 바람직한 치수로 표시되어 있다.
도 14는 본 발명의 브릭의 제2 측면도로서 이의 바람직한 치수로 표시되어 있다.
도 15는 본 발명의 양태에 따른 섬유 그룹으로부터 형성된 골격의 사시도이다.
도 16은 도 15에 도시된 골격의 상면도이다.
도 17은 도 16의 골격의 컷어웨이 측면도로서, 17-17로 표시된 선을 따라 절단된 것이다.
도 18a는 본 발명의 바람직한 양태에 따른 브릭의 육상 및 해상 운송 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 18b는 본 발명의 바람직한 양태에 따른 선적 경로를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 19a는 본 발명의 바람직한 양태에 따른 저공해 철도 운송 시스템 및 전용 공기역학적 운송 챔버를 도시한다.
도 19b는 본 발명의 양태 2에 따른 화물 영역 운송 챔버를 구비한 벌크선의 사시도이다.
도 19c는 본 발명의 양태 3에 따른 통기구를 구비한 운송 챔버의 사시도이다.
도 20a는 본 발명의 바람직한 양태에 따른 브릭을 수령하기 위한 특수 저장 챔버의 상면도이다.
도 20b는 도 20a의 특수 저장 챔버의 컷어웨이 측면도로서, 20B-20B로 표시된 선을 따라 절단된 것이다.
도 20c는 도 20a의 특수 저장 챔버용 복사열 시스템의 바람직한 양태의 요소들의 개략도이다.
도 20d는 도 20a의 특수 저장 챔버용 복사열 시스템의 양태 2의 요소들의 개략도이다.
도 21a는 본 발명의 바람직한 양태에 따른 브릭을 제조하는데 유용한 예시적인 주형의 사시도이다.
도 21b는 도 21a에 도시된 주형의 측면도로서, 두 개의 독립적인 부품을 도시한다.
도 21c는 도 21a에 도시된 주형의 측면도로서, 그 안에 포함된 캐비티를 도시한다.
도 21d는 도 21a에 도시된 주형의 제1 부품 및 제1 캐비티의 상면도이다.
도 21e는 도 21a에 도시된 주형의 제2 부품 및 제2 캐비티의 저면도이다.
도 22는 도 21a에 도시되고 본 발명의 바람직한 양태에 따른 예시 주형으로 브릭을 성형하는 방법을 도시한다.
도 23a는 본 발명의 바람직한 양태에 따른 컨베이어 상에 배치된 복수의 브릭의 상면도이다.
도 23b는 도 23a에 도시된 컨베이어 상의 복수의 브릭의 단부도이다.
도 24a는 역청질 재료가 주형을 충전하기 시작하는 순간 도 22에 도시된 브릭 성형의 예시적인 방법의 충전 스테이션을 도시한다.
도 24b는 역청질 재료가 주형의 절반 정도를 충전하는 순간 도 22에 도시된 브릭 성형의 예시적인 방법의 충전 스테이션을 도시한다.
도 24c는 역청질 재료가 주형을 거의 충전하는 순간 도 22에 도시된 브릭 성형의 예시적인 방법의 충전 스테이션을 도시한다.
도 24d는 역청질 재료가 주형을 충전하고 접개들이 도관이 주형으로부터 제거된 후의 순간 도 22에 도시된 브릭 성형의 예시적인 방법의 충전 스테이션을 도시한다.
도 25a는 캡이 적용되기 전에 도 22에 도시된 브릭 성형의 예시적인 방법의 캡핑 스테이션을 도시한다.
도 25b는 캡이 적용됨에 따라 도 22에 도시된 브릭 성형의 예시적인 방법의 캡핑 스테이션을 도시한다.
도 25c는 캡이 적용된 후 도 22에 도시된 브릭 성형의 예시적인 방법의 캡핑 스테이션을 도시한다.
도 1a 및 1b는 희석제 없이 본원에서 니트비트(neatbit) 또는 비휘발성 역청질 재료(105)로도 지칭되는 역청질 재료(105)를 고형화, 운송, 저장, 및 배급업자, 최종 사용자 및 정제소에 속하는 것과 같은 수령 위치(905)로 수령하는 전체 방법(100)의 바람직한 양태를 도시한다. "역청질 재료", "중유", "초중질 원유", "중질 원유", "중질 원유", "역청", "아스팔트", "역청질 재료(105)", 및 본원에서 독립적으로 또는 본원에서 임의의 조합으로 사용되는 "역청질 재료(105)”라는 용어는 USGS Fact Sheet 70-03에 기술된 중유 및 역청에 대한 미국 지질 조사국(USGS)의 정의에 속하는 모든 유형의 오일 및 이의 임의의 응용을 포괄하는 것으로 이해되어야 하며, 중질 원유, 초중질 원유, 역청 및 아스팔트를 추가로 포함한다. 또한, 본 발명의 목적을 위해, 실온에서 안정하고 역청과 유사한 운송 문제에 직면하는 열가소성 및 점탄성 특성을 갖는 다른 고분자량 탄화수소 및 기타 비역청질 재료 또는 중합체를 포함한다. 추가로, 본원에서 브릭(300)에 대한 모든 언급은 상기 규정된 임의의 역청질 재료로부터 형성된 브릭을 포함하고, 본원에서 청정하거나 무용매이거나 비휘발성인 역청질 재료(105)에 대한 모든 언급은 희석제가 없는 역청질 재료 또는 희석제가 실질적으로 감소된 역청질 재료를 포함한다. 예를 들어, 브릭(300)은 역청, 중합체 변형된 역청, 아스팔트, 또는 중합체 변형된 아스팔트로 구성될 수 있거나, 브릭(300)은 고객이 요청한 역청질 재료의 맞춤형 혼합물로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 역청질 재료(105)를 고형화, 운송, 저장 및 수령하기 전에, 역청질 재료(105)는 도 2에 도시된 바와 같이 오일 샌드(107)로부터 추출될 수 있거나 기타 공급원 또는 위치로부터 수득될 수 있다. 예를 들어, 역청질 재료는 채굴, 증기 보조 중력 배수(SAGD), 용매 보조 증기 보조 중력 배수(SA-SAGD) 및 순환 팽창 용매 증기 보조 중력 배수(ES-SAGD)에 의해 오일 샌드(107)로부터 추출되었을 수 있다. 희석제가 역청질 재료(105)를 추출하기 위해 사용된 경우, 희석제 및 임의의 다른 바람직하지 않은 재료는 역청질 재료(105)로부터 제거되어야 하고, 희석제는 임의로 재활용될 수 있다. 이어서, 본 발명에 따른 처리 및 주조를 위해 고체, 반고체, 또는 바람직하게는 액체로서 제조업자에게 제공될 수 있다.
본원에 사용된 용어 "고체" 및 "고형화" 역청질 재료(105)는 형태를 취하고, 형태를 취하게 하는 것을 의미하며, 이는 상이 변화되지 않았지만 유동에 저항하고 구조적 완전성을 나타내는 것을 포함하여, 실질적으로 고체 매스처럼 거동한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 역청질 재료(105)는 먼저 수령되거나 접근되고(110), 그 후 주조를 위해 제조된다(115). 주조를 위한 제조(115)는 역청질 재료(105)를 용융시키거나 액체 또는 적절한 점성 상태(205)가 되게 하는 온도로 가열(120)한 다음, 임의로 이를 중합체와 같은 첨가제(106)와 혼합(125)하여 부력을 향상시키거나 아스팔트 결합제로서 작용하도록 하는 것을 포함한다. 다음으로, 액체 또는 적절한 점성 상태(205)의 역청질 재료(105)는 하나 이상의 주형(305)에 도입되며(130), 이들 각각은 그 내용물을 불규칙한 고체로 성형하도록 구성되며, 이 고체는 인접한 브릭 사이의 표면 대 표면 접촉을 감소시켜 브릭이 한 위치에서 또 다른 위치로 운송됨에 따라 브릭 둘레를 냉각시키는 효율을 최대화하기 위해 주어진 표면 섹션(section) 상에서 거의 또는 전혀 유사하지 않은 치수로 구성된다. 각각의 주형은 바람직하게는 골격(400)으로 구성되고, 이는 보다 바람직하게는 중합체로 제조되고, 추가적 또는 일체형 부력 특징부(420)를 지지하도록 추가로 구성되고, 주형(305)을 가로질러 그리고 전체에 걸쳐서 배치된다. 골격(400)과 부력 특징부(420)는 모두 고객의 요구를 충족하도록 맞춤화될 수 있다. 액체 또는 적절한 점성의 역청질 재료(205)가 주형(305)을 충전하면, 주형(305) 내의 역청질 재료는 브릭(300)이 형성될 때까지 고형화된다(140). 각 브릭(300)은 불규칙한 고체이며, 바람직하게는 변형된 사면체와 유사하다. 주형(305) 및 생성된 브릭(300)은 산업 요구에 따라 크기가 확장 가능하다. 주형은 필요한 곳에서 분해되고, 브릭(300)은 수동으로, 기계적으로, 또는 중력의 도움을 받아 주형(305)으로부터 제거된다(150). 브릭(300)은 그 다음에 최종 운송을 위해 수집되며(160), 바람직하게는 화주(600)가 점유할 수 있을 때까지 저장 챔버(908, 909, 910)에 고체 형태로 임시로 저장된다. 임의로, 마찰 강화 코팅(302)은 브릭이 수집되기 전 또는 후에 브릭(300)의 표면에 도포될 수 있다(155). 골격(400), 부력 특징부(420), 브릭(300), 주형(305), 및 마찰 강화 코팅(302)은 이하에서 논의된다.
원하는 수의 브릭(300)이 성형되고 수집된 후, 화주(600)는 복수의 브릭(300)을 점유하여(165) 이들을 운송 챔버(610) 또는 바람직하게는 환경 제어 시스템(615)을 포함하는 다른 격납 방식으로 운송한다(170). 예를 들어, 운송 챔버(610)는 냉동 시스템과 같이 능동적으로, 또는 통기구의 사용 또는 색상 및 재료의 선택과 같이 수동적으로 공기 또는 물을 도입 및 순환시켜 이를 통해 유동할 수 있으며, 실질적으로 각 개별 브릭(300)의 측면 주위를 유동시킬 수 있다(180). 화주(600)는 운송 챔버(610) 및 복수의 브릭(300)을 철도, 도로, 항공, 해상, 또는 이들의 임의의 조합에 의해, 예를 들면, 인터모달 운송 또는 멀티모달 운송을 통해 고객의 중간 위치(904) 또는 수령 위치(905)로 운송한다. 화주(600)는 화물 또는 화물을 운반할 수 있는 임의의 운송 수단을 사용할 수 있으며, 본원에서 사용되는 용어 "운송 수단" 및 "운송 수단들"은 기차, 트럭, 비행기, 밴, 트레일러, 탱커, 화물선, 드론, 트롤리, 튜브 및 자동화물선, 화물 열차, 화물 비행기, 및 기타 무인 시스템을 포함하여 널리 사용되고 새롭게 등장하는 모든 운송 및 물류 시스템을 포함한다. 추가로, "운송 수단" 및 "운송 수단들"은 전용 또는 일체형 운송 챔버(610)를 갖는 특수 운송 수단을 포함한다. 바람직하게는, 화주(600)는 이산화탄소 배출을 추가로 감소시키거나 없애는 운송 챔버(610)를 운반하기 위해 저공해 또는 무공해 운송 수단을 사용한다. 중간 위치(904)는 전형적으로 브릭(300)이 철도 및 선박 모두에 의해 이동할 때와 같이 브릭(300)이 한 운송 수단에서 다른 운송 수단으로 옮겨질 필요가 있는 곳이다.
수령 위치(905)에서, 브릭(300)은 새로운 화주(600)에게 즉시 브릭(300)으로서 운송될 수 있고, 새로운 화주(600)가 점유할 수 있을 때까지 브릭(300)으로서 중간 저장 챔버에 유지되거나, 저장 챔버에 놓여 고객(195, 197, 199)이 점유할 수 있을 때까지 브릭(300) 또는 액체 형태로 유지될 수 있다. 수령 위치(905)는 브릭(300)을 수령할 수 있는 임의의 위치를 포함하며, 중개업자(185), 최종적으로 최종 사용자(199)에게 브릭을 배급할 배급업자(195), 예를 들어 아스팔트의 브릭(305)을 수령하기를 원할 수 있는 최종 사용자(199), 또는 예를 들어 최종 사용자(199)에게 운송하기 위해 역청을 재액화하고 추가 처리한 후 브릭(300)으로 재주조하기를 원할 수 있는 정제소(197)를 포함한다. 운송(170) 동안, 바람직하게는 환경 제어 시스템(615)은 공기, 물, 또는 다른 물질들이 챔버(610) 내의 브릭들(300) 사이에서 연속적으로 또는 간헐적으로 순환하게 하여, 하기 논의된 바와 같이 이들을 고체 형태로 유지하는 것을 돕는다(180).
일단 브릭(300)이 중간 위치(904) 또는 수령 위치(905)에 도달하면, 이를 이의 현재 운송 챔버(610)에 저장하거나, 바람직하게는, 연속적인 공기, 물, 또는 기타 물질이 이를 통해 유동하여 수령실의 내용물에 적합한 환경을 유지하는 데 도움이 되도록 하는 것을 포함하는 능동 또는 수동 환경 제어 시스템(615)으로 구성되는 수령 챔버와 같은 수령소(907)로 운송될 수 있다. 바람직하게는, 브릭(300)은 항구에 있는 경우 대형 부유식 저장 챔버(909)이고 육지에 있는 경우 중력 저장 챔버(908)인 수령 챔버에 저장되며, 여기서 두 저장 챔버(908, 909)는 온도 또는 기후 유지 물질이 브릭(300) 사이에서 순환할 수 있도록 한다. 대안으로, 특히 수령 위치(905)가 브릭(300)이 액체 상태 또는 원래의 상태로 복귀할 때까지 재가열될 수 있는 정제소와 연계되는 경우, 브릭(300)은 특수 저장 챔버(910)로 이송될 수 있다. 특수 저장 챔버(910)는 브릭(300)을 고체 형태로 저장하거나 역청질 재료(105)를 액체 또는 적절한 점성 상태로 되돌리기 위해 열 전달 뚜껑으로 브릭(300)을 재가열하는 것을 용이하게 한다.
브릭(300)이 배급업자(195) 또는 중간 위치(904)로 배달된 경우, 브릭(300)은 최종 사용자(199) 또는 다른 화주(600)에게 배달될 수 있을 때까지 고체 형태로 저장(195)된다. 브릭(300)이 아스팔트의 최종 사용자와 같은 최종 사용자(199)에게 배급되었다면, 역청질 재료(105)는 액체로 변하거나 즉각적인 사용을 위해 브릭(300)으로서 유지될 수 있다. 대안으로, 브릭(300)이 역청을 원하는 정제소(197)에 의해 또는 최종 사용자(199)에게 운송되기 전에 역청질 재료(105)를 추가로 처리하고자 하는 고객에 의해 수령된 경우, 브릭(300)은 고체 또는 액체 형태로 저장될 수 있고(197a), 그 후 임의로 액체 또는 적절한 점성 상태(197b)로 복귀될 수 있다. 액화된 역청질 재료(205)는 또한 추가로 처리될 수 있다(197c). 예를 들어, 첨가제는 임의로 스키밍에 의해 제거되거나추가로 혼합될 수 있고, 추가적인 첨가제 또는 처리가 도입되거나 적용된 다음, 임의로 추가 운송을 위해 액체 또는 적절한 점성 역청질 재료(205)를 브릭(300)으로 재주조한다(130).
브릭의 형성
도 21a 내지 도 25c는 액체 또는 다른 적절한 점성이 있는 역청질 재료(205)로부터 불규칙한 고체 역청질 재료 브릭(300)을 형성하기 위한 예시적인 주형 및 방법을 도시한다. 고체, 반고체 또는 액체 형태의 역청질 재료를 수령한 후, 역청질 재료(105)는 브릭(300)으로 주조되기 직전까지 저장될 수 있다. 주조가 임박한 경우, 예를 들어 다음 24시간 이내에, 역청질 재료(105)는 먼저 제조 스테이션(117)에서 주조를 위해 제조되며, 여기서 역청질 재료가 액화되거나 성형을 위해 적절한 점성이 되는 온도에 도달할 때까지 이를 가열한다. 바람직하게는, 역청질 재료(105)는 적어도 또는 대략 150 ℃까지 가열된다. 역청은 온도 범위에 걸쳐 점진적으로 연화되기 때문에, 주조에 적합한 온도는 연화 또는 용융되는 역청질 재료(105)의 조성에 따라 변할 수 있다. 추가로, 역청질 재료(105)가 원하는 조도에 도달한 후, 임의의 첨가제(106)는 제조 스테이션(117)에서 역청질 재료(105)에 혼합될 수 있다. 다음으로, 역청질 재료(105)는 주형 내에서 즉시 주조되거나(130), 나중에 정제 및 주조를 위해 액체 또는 적절한 점성 상태로 저장될 수 있다.
고체 브릭(300)을 형성할 준비가 되었을 때, 적절한 점성의 역청질 재료(205)는 불규칙한 고체 또는 브릭(300)으로 주조(130)하기 위해 주형(305)에 도입된다. 도 21a 내지 도 21e는 본원에 기술되고 도 3a 내지 6b에 도시된 바와 같이 바람직한 양태에 따라 불규칙한 고체 형상의 브릭(300)을 주조하는데 유용한 예시적인 주형(305)을 도시한다. 바람직하게는, 각 주형(305)은 형성하고자 하는 원하는 불규칙한 고체의 크기, 형상 및 부피에 대응하는 캐비티(810)로 구성된다. 각각의 주형(305)은 또한 바람직하게는 골격(400)으로 구성되며, 이는 더욱 바람직하게는 각 주형(305) 전체에 걸쳐 배치되거나 연결되는 부력 특징부(420)를 지지하는 중합체 섬유 그룹의 3차원 격자 또는 그리드이다. 골격(400)은 이하에서 더 논의되고 도 7 내지 11에 도시된다.
바람직하게는, 각각의 주형(305)은 두 개의 부품, 즉 생성된 브릭(300)의 큰 부품에 대응하는 제1 캐비티(810a)를 규정하는 제1 주형 부품(800), 및 생성된 브릭(300)의 상부에 대응하는 제2 캐비티(810b)를 규정하는 제2 주형 부품(805)을 포함한다. 제1주형 부품(800)은 상부 표면(800a), 하부 표면(800b), 및 상부 표면(800a)으로부터 하부 표면(800b)까지 연장된 하나 이상의 벽(800c)을 갖는다. 함께, 상부 표면(800a), 하부 표면(800b) 및 벽(800c)은 바람직하게는 단단한 제1 주형 부품(800)의 경계를 둘러싸거나 규정한다. 또한, 제1 주형 부품(800)은 제1 캐비티(810a)를 규정하는데, 이 캐비티는 상부 표면(800a)으로부터 하부 표면(800b)을 향하여 연장하지만 하부 표면(800b)을 통과하지는 않는다. 추가적인 캐비티(810a)는 또한 제1 주형 부품(800)에 의해 규정될 수 있으며, 이는 단일 주형에서 다수의 브릭(300) 또는 브릭 부품의 주조를 용이하게 할 것이다.
제2 주형 부품(805)은 또한 상부 표면(805a), 하부 표면(805b), 및 상부 표면(805a)으로부터 하부 표면(805b)까지 연장하는 하나 이상의 벽(805c)을 갖는다. 함께, 상부 표면(805a), 하부 표면(805b) 및 벽(805c)은 바람직하게는 단단한 제2 주형 부품(805)의 경계를 둘러싸거나 규정한다. 추가로, 제2 주형 부품(805)은 제2 캐비티(810b)를 규정하며, 이 캐비티(810b)는 하부 표면(805b)으로부터 상부 표면(805a)을 향하여 연장하지만 상부 표면(805a)을 통과하지는 않는다. 제2 주형 부품(805)은 또한 주형(305)의 외부로부터 캐비티(810)로의 접근을 제공하기 위해 그 상부 표면(805a)으로부터 제2 캐비티(810b)까지 연장하는 채널(807)을 규정한다. 채널(807)은 바람직하게는 상부 표면(805a)의 중심 또는 그 부근에 위치되지만, 주조될 브릭(300)의 형상 및 제조업자의 필요 또는 욕구에 따라 다른 곳에 배치될 수 있다. 추가적인 캐비티(810b) 및/또는 채널(807)은 또한 제2 주형 부품(805)에 의해 규정될 수 있다. 추가적인 캐비티(810b)는 다수의 브릭(300) 또는 브릭 부품이 단일 주형 내에 주조될 수 있게 하고, 추가의 채널(807)은 주형(305)의 외부로부터 캐비티(810)에 대한 다수의 접근점을 허용함으로써 처리를 가속화할 수 있거나, 다수의 브릭(300) 또는 브릭 부품들이 단일 주형에서 주조될 각각의 캐비티(810)에 대한 독립적인 접근을 허용할 수 있다. 바람직하게는, 제1 및 제2 주형 부품(800 및 805)도 또한 동일하거나 상보적인 전체 구성 및 형상을 갖는다. 예를 들어, 상부 및 하부 주형 부품(800, 805)의 상부 표면(800a 및 805a)으로부터 하부 표면(800b 및 805b)까지 연장하는 벽(800c 및 805c)은 각각 직각으로 배향된 4개의 연결된 벽이어서 주형 부품(800 및 805)이 본원에 도시된 바와 같이 형상이 실질적으로 정사각형으로 나타나는 상부 표면 및 하부 표면을 가질 수 있거나, 단부를 연결하는 하나의 연속 벽이어서 주형 부품(800 및 805)이 실질적으로 원형 또는 타원형 형상, 또는 임의의 다른 원하는 구성 또는 형상으로 나타나는 상부 표면 및 하부 표면을 가질 수 있다. 더욱이, 벽(800c, 805c)은 주형 부품(800, 805)의 상부 표면 및 하부 표면에 대해 직각으로 연장하는 것으로 도시되어 있는 반면, 벽(800c, 805c)은 경우에 따라 브릭(300) 형상 및 제조업자의 필요 또는 욕구에 따라 다양한 경사를 가지거나 경사지거나 불규칙할 수 있다. 바람직하게는, 주형 부품(800 및 805)은 제조에 사용되는 트레이, 모듈, 또는 다른 지지 및 운반 구조물과 협력하도록 크기가 조정되고 형상화된다.
제1 및 제2 주형 부품(800, 805)은 탈착 가능하게 부착되거나 서로 인접하여 배치될 때, 제2 주형 부품(805)의 하부 표면(805b)이 제1 주형 부품(800)의 상부 표면(800a)과 협력하도록 구성된다. 예를 들어, 제2 주형 부품(805)의 하부 표면(805b)은 중력 또는 마찰에 의해 제자리에 머무르면서, 제1 주형 부품의 상부 표면(800a)에 단순히 놓일 수 있거나, 원하는 피팅 및 조립 및 분해의 용이성에 따라 파스너, 접착제 또는 다른 수단으로 탈착 가능하게 고정될 수 있다. 추가로, 제1 및 제2 주형 부품(800 및 805)이 탈착 가능하게 부착되거나 서로 인접하여 배치될 때, 상보적 캐비티(810a 및 810b)는 협력하여 단일 캐비티(810) 또는 다중 캐비티(810)를 규정하며, 이들 각각은 브릭(300) 또는 주조될 부품의 원하는 전체 형상을 갖는다.
도 23a 내지 도 25c는 예시적인 주조 공정(815)에 따른 생산 스테이션을 도시하며, 여기서 여러 주형(305)은 적절한 점성 또는 액체 역청질 재료(205)로 한 번에 충전된다. 바람직하게는, 주형(305)의 복수의 제1 부품(800)은 컨베이어 벨트(820)를 따라 그룹으로 탈착 가능하게 부착되고, 그 대응하는 제2 부품(805)은 도 23a 및 22b에 도시된 바와 같이, 제1 또는 초기 스테이션(825)에서 벨트(820)로부터 멀리 떨어진 주형의 제1 부품(800) 상에 탈착 가능하게 부착되거나 배치된다. 컨베이어(820)는 자동화된 벨트 컨베이어를 포함하는 임의의 유형의 컨베이어일 수 있으며, 제1 부품(800)은 당업자에게 공지된 바와 같이 브래킷, 트레이(822)로, 모듈을 사용하여, 또는 다른 지지 구조물과 함께 부착될 수 있다. 도면은 컨베이어(820)를 가로질러 단일 행으로 배열된 6개의 주형(305)을 도시하지만, 그룹 내의 부품 수는 확장 또는 축소될 수 있고 제조 필요성 및 역량에 따라 다중 행 또는 다른 구성으로 구성될 수 있음을 이해해야 한다.
배열 및 조립된 후, 복수의 주형(305)은 컨베이어(822)에 의해 제2 위치 또는 충전 스테이션(830)으로 운송되며, 여기서 주형(305)은 제2 주형 부품(805)의 채널(807)을 통해 적절한 점성 또는 액체 역청질 재료(205)를 수령할 수 있다. 충전 스테이션(830)은 바람직하게는 적절한 점성 역청질 재료(205)의 공급을 수령할 수 있도록 제조 스테이션(117)과 직접 또는 간접적으로 유체 연통하는 하나 또는 여러 개의 용기(834)를 포함한다. 용기(834)는 용기(834) 또는 용기(234)와 유체 연통되는 하나 또는 여러 개의 접개들이 파이프 또는 도관(832)을 통해 적절한 점성 역청질 재료(205)를 하나 또는 여러 개의 주형(834)으로 보유하거나 전달하거나 보유 및 전달한다. 용기(234)는 점성 또는 액체 역청질 재료(205)를 보유하거나 운반하거나 이의 전달을 용이하게 할 수 있는 임의의 구조일 수 있다. 각각의 접개들이 도관(832)은 단일 채널(807)을 통해 주형(305) 내의 캐비티(810) 내로 하강할 수 있도록 크기가 정해져 있고, 주형(305)의 채널(807)에 적어도 부분적으로 배치될 때 캐비티(810)와 유체 연통되도록 구성된다. 각각의 접개들이 도관(832)은 액체 역청질 재료를 위한 용기(834)로부터 캐비티(810)까지의 경로를 제공한다. 복수의 주형(305)이 충전 스테이션(830)에 있을 때, 제1 및 제2 주형 부품(800, 805)은 접개들이 도관(832)이 접힘에 따라 제1 주형 부품(800)의 하부로부터 제2 주형 부품(805)의 상부까지 적절한 점성 또는 역청질 재료(205)로 충전되며, 이는 도 24a 내지 도 24d에 도시되어 있다. 그렇게 하는 것은 각각의 주형(305)이 형상의 일관된 통합을 위해 그리고 주형(305) 내에 배치된 골격(400)을 수용하기 위해 점진적으로 충전됨에 따라 생성된 브릭의 품질을 향상시킨다. 바람직하게는, 주형(305) 내에 배치된 골격(400)은 주형(305)을 충전할 때 접개들이 도관(832)을 방해하지 않도록 구성되고 배열된다.
적절한 점성 역청질 재료(205)가 복수의 주형 부품(800 및 805)을 충전하고 결과적으로 주형(305)을 충전하고 모든 접개들이 도관(832)이 채널(807)로부터 접힌 후, 주형(305)은 벨트(820)에 의해 제3 위치 또는 캡핑 스테이션(835)으로 운송되는 것이 바람직하다. 캡핑 스테이션은 캡(837)을 유지하거나 운반하거나 아니면 이의 전달을 용이하게 하기 위한 캡 구조(839)를 포함한다. 각각의 캡(837)은 채널들(807) 중 하나와 협력하여 주형(305) 내의 각각의 캐비티(810)에 대한 접근을 차단하거나 밀봉하도록 구성된다. 캡(837)은 스토퍼, 플러그, 탑, 시일, 또는 다른 기계적 배리어를 포함하는 캡 대안을 포함한다. 도 25a 내지 도 25d는 주형(305)이 캡핑 스테이션(835)에 있을 때 제2 주형 부품(805)의 채널(807)에 적용되는 캡(837)을 도시한다. 캡핑 스테이션(835)은 도면에서 독립된 스테이션으로서 도시되어 있지만, 실현 가능한 경우 그리고 제조 필요성 및 역량에 따라 그 직전 또는 직후의 스테이션과 조합할 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 주형(305)은 액체 역청질 재료(205)를 수령할 수 있고, 동일한 스테이션에 캡(837)이 적용될 수 있다.
주형(305)이 캡(837)으로 캡핑된 후, 캐비티(810) 내의 역청질 재료가 고형화될 수 있다. 바람직하게는, 주형(305)은 고형화 시스템(842)을 포함하는 제4 위치 또는 고형화 스테이션(840)으로 벨트(820)에 의해 운송된다. 고형화 시스템(842)은 물, 공기, 압력, 또는 다른 고형화 방법 및 도구(844)를 사용할 수 있다. 고형화 시스템(842)은 시스템이 역청질 재료를 고형화할 수 있다면, 점성 물질을 고형화시킴으로써 부품을 주조하기 위해 통상적으로 사용되는 임의의 유형의 산업 시스템일 수 있다. 바람직하게는, 주형(305) 및 적적한 점성 역청질 재료(205)는 이들을 실온 또는 25 ℃ 미만의 온도로 냉각시킴으로써 고형화되지만, 정확한 온도는 역청질 재료(105)의 조성에 따를 것이다.
역청질 재료를 고형화하여 브릭(300)을 형성한 후, 각 브릭(300)은 각 주형(305)으로부터 제거되어 운송될 준비가 된다. 각 브릭(300)을 이의 주형(305)으로부터 제거하기 위해, 주형(305)의 그룹 및 그 내용물은 바람직하게는 벨트(820)를 통해 고형화 스테이션(840)으로부터 제5 위치 또는 주형-분해 스테이션(850)으로 이동되며, 여기서 제2 주형 부품(805)은 제1 주형 부품(800)으로부터 제거 또는 분리될 수 있다. 주형-분해 스테이션(850)에서, 진공(854) 또는 다른 제거 장치 또는 기계는 제2 주형 부품(805)과 연결되어, 제1 주형 부품으로부터의 분리 및 후속 제거를 용이하게 한다. 진공(854)이 사용되는 경우, 바람직하게는 진공 컵(852)은 각각의 제2 주형 부품(805)의 상부 표면(805a) 상에 클램핑된다. 진공 컵들(852)은 진공(854)과 작동적으로 연결되어, 제2 주형 부품들(805)을 제1 주형 부품들(800)로부터 멀리 끌어당긴다. 일단 분리되면, 제2 주형 부품(805)은 청소, 수리, 캡 제거, 추가 구성 또는 다른 처리를 위해 진공 컵(852)으로부터 제거될 수 있다. 진공이 논의되는 동안, 다른 제거 장치 및 기계는 동일한 기능을 수행할 수 있고, 자석, 크레인, 프라이 바, 유압장치, 리프트 및 기타 분리기를 사용하는 것을 포함하여, 본 발명의 범위 내에 속한다.
제2 주형 부품(805)이 제1 주형 부품(800)으로부터 제거된 후에, 브릭(300)은 제1 주형 부품(800)에 부분적으로 안착된 채로 남아 있다. 이어서, 제1 주형 부품(800) 및 브릭(300)은 벨트(820)에 의해 제6 위치 또는 브릭 배급 스테이션(860)으로 운송될 수 있다. 바람직하게는, 브릭-배급 스테이션(860)은 컨베이어가 그 위에 운송된 물체들을 역전시키는 곳에 배치된다. 그 후, 트레이(822) 및 제1 주형 부품(800)이 역전됨에 따라, 브릭(300)은 중력에 의해 제1 주형 부품(800)으로부터 임의로 수령 빈(862) 또는 다른 수집 장치 내로, 또는 슈트, 제2 컨베이어, 또는 브릭을 주조 영역으로부터 인근 위치로 이동시키도록 구성된 기타 운송 구조물 상으로 낙하한다. 대안으로, 브릭(300)은 수동으로 또는 기계적으로 제거될 수 있다. 브릭(300)이 제거된 후, 제1 주형 부품(800)은 제거, 수리, 청소 및 추가 구성 또는 가공을 위해 벨트(820)를 통해 추가 위치로 이동한 다음, 추가 브릭 주조를 위해 재조립되고 트레이(822) 또는 컨베이어(820)에 재부착될 수 있다.
필요에 따라 방법(815)에 추가의 스테이션이 포함될 수 있다. 예를 들어, 방법(815)은 부품 세정, 골격 배치, 첨가제 전달, 부품 수집, 전처리 적용, 추가 처리, 라벨링, 데이터 수집, 검사, 또는 제조 또는 주조 공정에서 전형적으로 발견되는 기타 단계를 위한 전용 스테이션을 포함할 수 있다. 또한, 바람직하고 가능한 경우, 다수의 독립 스테이션이 효율성을 향상시키고, 공간을 절약하기 위해, 또는 다른 목적을 위해 조합될 수 있고, 컨베이어(820)는 롤러, 인덱서, 슈트, 운송 수단, 카트, 풀리, 행잉 캐리어, 및 기타 조립 라인 및 제조 설비 장비를 사용하는 것을 포함하여, 한 장소에서 다른 장소로 아이템을 이송 또는 운송하기 위한 다른 자동, 수동 또는 이들의 조합 수단으로 대체될 수 있다.
바람직하게는, 브릭(300)이 이들의 주형(305)으로부터 제거된 후에, 마찰 강화 코팅(302)이 브릭(300)의 표면에 도포될 수 있다(155). 하나 이상의 코팅(302)은 액체로서 도포되거나, 분무되거나, 또는 중합체 래핑 기술을 사용하여 도포될 수 있다.
브릭의 구성
각 역청질 재료 브릭(300)은 복수의 브릭(300)이 컨테이너 내에 수집되거나 차례대로 배치되는 경우 인접한 브릭(300) 사이의 표면 접촉이 최소화되고 공기, 물 또는 기타 냉각 물질이 개별 브릭(300) 주위 및 개별 브릭(300) 사이에서 용이하게 흐를 수 있도록 주어진 표면 단면에 유사한 치수가 거의 또는 전혀 없이 구성되며, 이로써 브릭이 한 위치에서 다른 위치로 운송될 때 브릭 주변의 냉각 효율을 극대화한다. 바람직하게는, 인접한 브릭들 사이의 표면 접촉은 이들의 표면적의 5% 미만으로 제한되지만, 본 발명에 따라 더 큰 표면 접촉이 허용된다 할지라도, 제공된 브릭(300)은 연화 또는 용융이 브릭(300)의 일체성을 손상시킬 수 있는 온도 이하로 유지될 수 있다. 일반적으로, 표면 접촉은 브릭(300)이 함께 융합되거나 용융되고 더 이상 개별 브릭(300)이 되지 않게 하는 것보다 작아야 한다. 예를 들어, 불규칙한 측면 및 에지를 갖는 브릭(300)은 인접한 브릭(300) 사이의 표면 접촉을 최소화할 것이고, 오목한 측면 및 곡선 에지(curved edge)를 갖는 브릭은 인접한 브릭(300) 사이의 표면 접촉을 추가로 최소화할 것이다. 인접한 브릭(300) 사이의 표면 접촉은 2개의 표면이 치수를 갖지 않는 다수의 표면을 포함하고, 또한 표면 및 가장자리를 따라 노치, 돌출부, 점, 채널, 캐비티, 또는 이들의 조합과 같은 추가의 표면 또는 에지 불규칙성을 포함시킴으로써 또는 전체 형상을 기타 인식된 형상으로 구성되지 않은 불규칙한 고체로서 구성함으로써 더욱 최소화될 수 있다.
도 3a 내지 도 14는 바람직한 형상 및 크기를 갖는 본 발명의 브릭(300)을 예시한다. 도 3a 내지 도 6b는 브릭(300)의 바람직한 전체 형상을 도시하며, 이는 직각을 갖지 않는 변형된 사면체와 유사하다. 도 7 내지 11은 이하에서 더 상세히 설명되는 골격(400)이 본 발명의 바람직한 양태에 따라 브릭(300) 전체에 어떻게 분포되는지를 도시한다. 도 12 내지 도 14는 본 발명의 바람직한 양태에 따른 브릭(300)의 치수를 도시한다.
바람직한 양태에 따르면, 도 3a 내지 6b에 도시된 바와 같이, 브릭(300)은 3개의 비평면 변형된 삼각형 면 표면(face surface)(330), 변형된 삼각형 돔형 상부 표면(310), 3개의 곡선 에지(320), 및 3개의 면 표면(330)이 만나는 변형된 돔형 하부 표면(314)인 점 대향 상부 표면(310)을 포함하는 외부 표면에 의해 정의되는 실질적으로 고체 바디(라벨링되지 않음)를 가지며, 3개의 면 표면(330)이 만나는 상부 표면(310)과 대향하는 지점을 포함한다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "변형된"은 형상, 표면 및 고체를 설명하기 위해 사용될 때, 규정된 형상, 표면 또는 고체와 유사한 형상, 표면 및 고체를 지칭하지만, 또한 절단된 코너 또는 영역, 곡선 에지 또는 표면, 표면 또는 에지에 의도적으로 또는 의도하지 않게 형성된 불규칙성, 또는 기타 통상적이지 않은 형상, 고체 또는 표면 특성과 같은 변형을 포함한다. 마찬가지로, 본원에서 사용되는 용어 "실질적으로"는 본질적으로, 상당히, 또는 대부분을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 실질적으로 고체 바디는 고체로 의도되었지만 의도하지 않은 결함을 포함할 수 있거나 대부분 고체이지만 의도적으로 내부에 내장된 공기 주머니와 같은 특징부 또는 결함을 갖는 바디이다.
도 3a 내지 6b에 도시된 바와 같이, 곡선 에지(320)는 인접 면 표면(330)의 측면 또는 에지가 일반적으로 만나는 곳에 위치한다. 이들은 인접 면 표면들(330)의 에지들 사이의 일체형 연결로서 작용하며, 특히 표면들이 어떤 폭(H)을 갖는 곳에서도 또한 고려될 수 있다. 각각의 곡선 에지(320)는 돔형 상부(310)에 연결되는 상부 단부(320h) 부근에 인접한 제1, 제2 및 제3 에지 섹션(320a, 320b, 320c)과 곡선 에지(320)의 나머지를 구성하고 곡선 에지(320)의 반대쪽 하부 단부(320g)에서 돔형 하부(314)에 연결되는 제4 섹션(320d)을 포함하는 것이 바람직하다. 이들의 더 긴 측면들 또는 에지들(320e 및 320f)을 따라 곡선 에지들(320)은 서로로부터 실질적으로 일정한 거리(H)로 이격되고, 바람직하게는 132 반지름을 갖는다. 제1, 제2 및 제3 에지 섹션(320a, 320b, 320c)은 각각 실질적으로 평면인 것이 바람직하다. 도 3c에 도시된 대안적인 양태에서, 곡선 에지는 전체 길이가 Fl인 제1 곡선 에지(320AA), 전체 길이가 F2인 제2 곡선 에지(320BB), 및 전체 길이가 F3인 제3 곡선 에지(320CC)에 대하여 도시된 바와 같이 서로 상이한 치수를 가질 수 있고, 이는 도 12 내지 도 14와 관련하여 추가로 논의된다.
각각의 비평면 변형된 삼각형 면 표면(330)은 추가로 제1 삼각형 섹션(332), 제2 삼각형 섹션(334), 제3 삼각형 섹션(336) 및 제4 삼각형 섹션(338)으로 구성되는 것이 바람직하다. 제1 삼각형 섹션(332)은 제1 에지(332a)를 따라 변형된 돔형 상부(310)에 연결되고, 제2 에지(332b)를 따라 제2 삼각형 섹션(334)에 연결되고, 제3 에지(332c)를 따라 제3 삼각형 섹션(336)에 연결된다. 제2 삼각형 섹션(334)은 제1 에지(334a)를 따라 곡선 에지(320) 중 하나를 경유하여 인접한 면 표면(330) 중 하나에 연결되고, 제2 에지(334b)를 따라 제1 삼각형 섹션(332)에 연결되고, 제3 에지(334c)를 따라 제4 삼각형 섹션(338)에 연결된다. 제3 변형된 삼각형 섹션(336)은 제1 에지(336a)를 따라 다른 곡선 에지(320)를 경유하여 인접 면 표면(330) 중 하나에 연결되고, 제2 에지(336b)를 따라 제4 삼각형 섹션(338)에 연결되고, 제3 에지(336c)를 따라 제1 삼각형 섹션(332)에 연결된다. 제4 삼각형 섹션(338)은 제1 에지(338a)를 따라 돔형 하부(314)에 연결되고, 제2 에지(338b)를 따라 제3 삼각형 섹션(336)에 연결되고, 제3 에지(338c)를 따라 제2 삼각형 섹션(334)에 연결된다. 4개의 삼각형 섹션(332, 334, 336, 338) 모두는 또한 각 면(330)의 중심점(340)에서 만나고, 중심점(340)은 실질적으로 원형인 것이 바람직하다. 추가로, 삼각형 섹션(332, 334, 336, 및 338) 각각은 실질적으로 삼각형 형상이거나 전체 삼각형 면 표면(330)을 만들기 위해 협력하는 기타 형상일 수 있다. 바람직하게는, 제3 삼각형 섹션(336)은 제3 삼각형 섹션(336)이 돔형 하부(314)에 연결되는 곳에 위치하는 노치(342) 또는 노치 표면을 포함한다.
브릭(300)의 돔형 하부 표면(314)은 3개의 면 표면(330)의 제4 삼각형 섹션(338)과 접하는 중심 돔형 부분(315), 및 에지 연장부(316) 및 곡선 에지(320)가 만나는 곡선 에지(320)의 하부 단부(320h)와 접하는 3개의 에지 연장부(316)를 포함한다. 3개의 에지 연장부(316)는 돔형 하부 표면(314)의 중앙 돔형 부분(315) 내에 연결되고 끼워져 그 기저부에 육각형 둘레를 갖는 전체적으로 변형된 돔형 표면을 만든다.
변형된 삼각형 돔형 상부 표면(310)은 3개의 절단된 삼각형 상부 섹션(311), 3개의 상부 에지 연장부(312) 및 중심점(318)을 포함한다. 절단된 삼각형 섹션(311) 각각은 제1 에지(31la)에서 각 면(330)의 제1 삼각형 섹션(332)에 연결되고, 두 개의 제2 에지(31lb)에서 상부 에지 연장부(312)에 연결되며, 중심점(318)에 연결되는 절단점(311c)을 포함한다. 상부 에지 연장부(312)는 곡선 에지(320)의 상부 단부(320h) 및 중심점(318)에 연결된다.
브릭(300)의 면, 섹션 및 에지의 각각의 표면은 임의로 이들의 불규칙성을 더욱 강화하기 위해 윤곽화된다. 도 3b, 도 4b, 도 5b 및 도 6b는 회색선으로 윤곽을 그리는 외부 표면을 도시한다. 바람직하게는, 각 면(330)에 대하여, 제1 삼각형 섹션(332) 및 제4 삼각형 섹션(338)은 실질적으로 평면이고, 제2 삼각형 섹션(334)은 실질적으로 오목하며, 제3 삼각형 섹션(336)은 실질적으로 볼록하다. 돔형 상부 표면(310) 및 돔형 하부 표면(314)은 일반적으로 전체 형상이 볼록하지만, 원하는 경우 윤곽에 약간의 변형을 포함할 수 있다. 각각의 곡선 에지(320)에 대하여, 각각의 개별 섹션들(320a, 320b, 320c, 320c)은 상술한 바와 같이 실질적으로 평면이다. 추가로, 노치(342) 및 중심점(340)은 실질적으로 평면인 것이 바람직하다.
도 12 내지 도 14는 브릭(300)에 대한 바람직한 치수를 도시하였다. 도시된 바와 같이, 제1 삼각형 섹션(332)이 상부 표면(310)에 연결되는 곳을 따라 곡선 에지(320)의 단부를 포함하는 각 면 표면(330)의 폭(A)은 약 305mm이고, 각 제1 에지(332)의 중심으로부터 각 대향 곡선 에지(320)의 중심까지의 거리(D)는 약 275mm이다. 면 표면의 제1 삼각형 섹션(332)과 연결되는 상부 표면(310)의 상부 섹션(311)의 폭(E)은 약 280mm이고, 상부 표면(310)의 각 측면의 상부 섹션(311) 및 에지 연장부(312)의 폭(C)은 약 315mm이다. 상부 표면(310)의 중심으로부터 하부 표면(312)의 중심까지의 전체 거리(B)는 약 270mm이고, 각 곡선 에지(320)의 전체 길이(F)는 약 253mm이다. 제4 삼각형 섹션(338)이 하부 표면(312)에 연결되는 각 면 표면(330)의 폭(G)은 약 45mm이다. 각 곡선 에지(320)의 폭(H)은 약 35mm이다. 브릭(300)이 도 3c의 대체 브릭(300)과 일치하는 형상을 갖는 경우, 전체 치수는 상이할 것이다. 도 3c에 도시된 바와 같이, 각각의 곡선 에지는 서로 상이한 전체 길이를 가지며, 여기서 제1 곡선 에지(320AA)는 Fl의 길이를 가지며, 제2 곡선 에지(320BB)는 F2의 길이를 가지며, 제3 곡선 에지(320CC)는 F3의 길이를 갖는다. 곡선 에지들(320AA, 320BB, 320CC)의 길이가 상이하기 때문에, 각 면 표면(330)은 또한 서로 상이한 치수를 가질 것이고, 상부 표면(310) 및 하부 표면(314)은 더 많은 윤곽을 가질 것이다. 따라서, 브릭(300)의 대안적인 양태는 더욱 불규칙할 것이고 인접한 브릭과의 표면 접촉을 더 억제할 가능성이 있다.
도면들은 일반적으로 브릭(300)의 표면, 에지, 상부 및 하부의 크기 및 형상 및 외부 표면의 윤곽에 대한 바람직한 양태를 도시하지만, 불규칙한 고체의 크기, 형상 및 윤곽에 대한 변화는 생성된 브릭(300)이 인접한 브릭(300) 사이의 표면 접촉을 최소화하는 한 변경될 수 있다는 것을 당업자는 이해할 것이다. 바람직하게는, 불규칙한 고체 및 이의 표면의 크기, 형상 및 윤곽은 2개 이상의 브릭(300)이 맞물리는 것을 방지하거나 억제하고, 대신 위에서 논의된 바와 같이 인접한 브릭(300) 사이의 유체 또는 공기 흐름을 촉진한다. 추가로, 본원에 도시되고 논의된 바와 같은 브릭(300) 및 이들의 대응하는 주형(305)은 당업자에 의해 이해되는 바와 같이 산업적 필요에 따라 더 크거나 작게 크기를 조정할 수 있다.
중합체 골격
브릭(300)의 바람직한 양태에서, 각 브릭(300)은 고객의 필요에 따라 크기가 조정되고 맞춤화될 수 있는 중합체 또는 다른 부력 첨가제로 강화된다. 역청질 재료(105)에 혼합된 중합체 또는 기타 첨가제를 임의로 포함하는 것 외에, 각각의 브릭(300)은 염수 및 담수에서 이의 부력을 더욱 증가시키기 위해 강성, 반강성 또는 가요성 골격(400)으로 구성되는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 골격(400)의 구성 요소들은 각 브릭(300)이 전혀 손상되지 않았을 때와 더 작은 조각으로 부서져야 할 때 양쪽 모두의 부력을 증가시키는 방식으로 각 브릭(300) 전체에 걸쳐 분포된다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "골격"은, 예를 들어, 매트릭스, 프레임워크(framework), 네트워크, 구조, 그리드, 층, 격자, 아키텍처, 스캐폴딩, 케이지, 직물, 스킴(scheme), 테셀레이션, 배열, 및 이들의 조합을 포함하여 패턴 또는 소정의 방식으로 배열된 재료 및 구성 요소의 완전 삼차원 구성을 포함한다. 추가로, 각각의 브릭(300) 내에서, 골격(400)은 고체, 반고체 또는 중공 구성 요소, 강성, 반강성 또는 가요성 구성 요소, 및 일체형 또는 협력형 구성 요소로서, 예를 들어, 공기, 부력 기체 또는 액체로 충전된 중공 구조물; 복수의 에어 포켓(air pocket), 기포, 나노 기포, 또는 기타 부력 증가 물질을 캡슐화하는 실질적으로 고체 구조; 상보 부력 재료로 함침된 다공성 재료의 구조; 및 챔버, 구획, 포켓, 캡슐(capsule), 기포, 나노기포 및 이들의 조합을 포함하는 2차 부력 증가 특징부로 형성되거나 이들을 보유하도록 배열된 섬유 또는 고체 재료의 매트릭스, 프레임워크, 네트워크, 격자 또는 그리드를 포함하는, 구성 요소로 구성될 수 있다.
도 7 내지 도 11은 본 발명에 따른 골격(400)의 바람직한 양태를 도시하고 있으며, 이는 각 브릭(300)의 바디 전체에 걸쳐 실질적으로 균일하게 분포되어 있는 중합체 골격(400)이다. 도 15 내지 17은 중합체 골격(400)의 양태를 도시하며, 이는 바람직하게는 중질 원유, 초중질 원유, 역청 및 아스팔트를 강화하기 위해 통상적으로 사용되는 중합체 또는 플라스틱 재료로부터 제조된 섬유의 격자, 프레임 또는 그리드 배열을 포함한다. 예를 들어, 골격(400)은 플라스토머, 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-비닐 아세테이트, 및 에틸렌-부틸 아크릴레이트, 또는 열가소성 엘라스토머, 예를 들어 스티렌-부타디엔-스티렌, 스티렌-이소프렌-스티렌 및 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌으로부터 형성될 수 있다. 바람직하게는, 골격(400)은 폐기물 또는 재생 플라스틱으로부터 형성된다. 또한, 도 15 내지 도 17에 도시된 바와 같이, 골격(400)은 임의로 그리고 바람직하게는 공기 또는 다른 부력 재료를 캡슐화하는 복수의 부력 특징부(420)를 추가로 포함한다.
골격(400)의 바람직한 양태에서, 중합체 섬유는 선형 섬유 그룹으로 배열되고 3차원 그리드 또는 격자 형성과 같은 프레임워크로 추가로 배열된다. 보다 바람직하게는, 섬유 그룹은 일부 섬유 그룹에 평행하게 배치되고 기타 섬유 그룹에 대해 직각으로 배치된다. 도 15에 도시된 바와 같이, 복수의 제1 섬유 그룹(412)은 y축을 따라 연장되고, 복수의 제2 섬유 그룹(414)은 x축을 따라 연장되며, 복수의 제3 섬유 그룹(416)은 z축을 따라 연장된다. 제1 섬유 그룹(412)은 다른 제1 섬유 그룹(412)과 실질적으로 평행하게 연장되고, 제2 및 제3 섬유 그룹(414 및 416)에 대해 직각으로 연장된다. 제2 섬유 그룹들(414)은 다른 제2 섬유 그룹들(414)과 실질적으로 평행하게 연장되고, 제1 및 제3 섬유 그룹들(412 및 416)에 대해 직각으로 연장된다. 제3 섬유 그룹들(416)은 다른 제3 섬유 그룹들(416)과 실질적으로 평행하게 연장되며, 제1 및 제2 섬유 그룹들(412 및 414)에 대해 직각으로 연장된다. 추가로, 섬유 그룹(412, 414, 및 416) 각각은 바람직하게는 4개 이상의 개별 섬유(412a, 414a, 및 416a)를 가지며, 이들은 임의로 실질적으로 서로 평행하게 배치되고 고정된 거리로 이격된다. 예를 들어, 각 그룹 내의 섬유는 거리 DD에서 서로 실질적으로 평행하게 연장되고, 섬유 그룹의 단면이 정사각형 형상이 되도록 추가로 배열된다. 대안으로, 상기 그룹 내의 섬유는 원형, 직사각형, 육각형 또는 삼각형과 같은 다른 형상의 단면을 갖도록 배열될 수 있고, 섬유 그룹은 실질적으로 평행하거나 함께 교락되거나 수렴하거나 발산하거나 교차하거나 또는 원하는 대로 임의의 다른 그룹화된 배열로 배열되는 섬유를 가질 수 있다.
임의로 그리고 바람직하게는, 복수의 섬유 그룹(412, 414, 416) 각각의 섬유(412a, 414a, 416a)에 부착되거나 연결되거나 매달려 있거나 그 사이에 배치되는 복수의 부력 특징부(420)가 형성되거나 유지되어, 예를 들어, 각 브릭(300) 전체에 걸친 공기 동반을 증가시킴으로써 브릭(300)의 부력을 증가시킬 수 있다. 대안으로, 부력 특징부(420)는 부력 특징부(420)가 기체 주입인 경우와 같이 골격(400)을 대체할 수 있다. 부력 특징부(420)는 섬유(412a, 414a, 416a) 내로 또는 그 위에 형성되거나 이산된 캡슐, 챔버, 또는 다른 격실들 또는 이러한 구성 요소들의 임의의 조합 내의 섬유(412a, 414a, 및 416a)에 의해 유지되는 공기 또는 다른 부력-증가 기체, 예를 들면, 질소 또는 액체의 개별 또는 그룹의 포켓, 기포, 나노기포일 수 있다. 예를 들어, 도 15 내지 17에서, 부력 특징부(420)는 공기를 캡슐화하는 재료가 섬유(412a, 414a, 416a)에 사용된 것과 동일한 재료인 복수의 공기 캡슐로서 도시된다. 개별 부력 특징부(420)의 크기는 브릭(300)의 부력에 영향을 미치며, 화주, 고객 또는 다른 이해관계자가 요구하는 사양에 따라 조정될 수 있다. 추가로, 부력 특징부(420)의 위치는 브릭(300)을 주조하기 전에 제어될 수 있어서, 예를 들어, 부력 특징부(420)가 브릭(300) 내로 고르게 주조되도록 할 수 있다. 일부 경우, 부력 특징부(420)는 골격(400)이 존재하지 않는 경우 또는 골격(400)을 사용하는 것에 추가해서 브릭(300)에 도입된 의도적인 공극이 될 수 있다. 예를 들어, 주조 중에 제조업체는 공기, 증기, 산소 및 불활성 기체와 같은 기체를 주입하여 기포를 생성하거나 다른 공기 동반 또는 폭기 방법을 사용하여 부력을 증가시키는 기포 또는 공극을 가둘 수 있다. 골격(400)과 협력하여 사용되든 독립적으로 사용되든, 부력 특징부(420)는 부력을 증가시키기 위해 브릭(300)에 추가되는, 바람직하게는 의도적으로 균일하게 적용되는 임의의 특징부일 수 있다. 골격(400) 전체에 걸쳐 그리고 결과적으로 브릭(300) 전체에 부력 특징부(420)를 통합하면, 브릭(300)이 바다, 호수 또는 강으로 방출될 때 부유할 가능성이 증가한다. 또한, 브릭(300)은 파손되거나 다른 방식으로 손상되더라도 부유할 것이다.
섬유 그룹(412, 414, 416) 및 부력 특징부(420)를 포함하는 골격(400)의 구성 요소는 바람직하게는 주형(305) 내에 끼워지도록 구성되고 사출 성형에 의해 형성된다. 골격(400)의 밀도 또한 조정될 수 있으며, 도 15 내지 도 17에 도시된 양태에 대해서는, 섬유 그룹(412, 414, 416)을 구성하는 개별 섬유(412a, 414a, 416a)의 전체 크기, 섬유 그룹(412, 414, 416)의 수, 및 각 섬유 그룹(412) 내의 섬유들의 수는 특정된 중합체 함량을 갖는 브릭(300)을 생성하기 위해 필요에 따라 조정될 수 있다. 예를 들어, 4 중량% 중합체를 갖는 브릭(300)은 2 중량% 중합체를 갖는 브릭(300)보다 더 큰 섬유를 갖는 골격(400)으로 제조될 것이다. 바람직하게는, 중질 원유의 각 브릭(300)에 대해, 부력을 생성하기 위한 중합체의 중량 기준 함량은 1 % 내지 4 %이어야 한다. 또한, 바람직하게는, 역청질 재료의 각 브릭(300)에 대해, 중합체의 중량 기준 함량은 그 성능을 더욱 향상시키기 위해 따뜻한 기후에서는 10 %, 추운 기후에서는 7 % 정도로 높을 수 있다.
일단 골격(400)이 형성되면, 이들은 주형(305) 내에 배치되어, 적절한 점성 역청질 재료(205)가 골격(400)에 의해 점유되지 않는 공간을 충전할 수 있다. 예를 들어, 도 15 내지 17에 도시된 양태와 관련하여, 적절한 점성 역청질 재료(205)는 주조 방법 동안 섬유 그룹(412, 414, 및 416) 및 부력 특징부(420) 주위 및 그 사이의 공간을 충전할 수 있다. 역청질 재료(105) 및 주형(305)이 냉각되면, 각각의 생성된 브릭(300)은 그 내부에 내장된 골격(400)을 포함한다.
브릭의 운송
브릭(300)은 공기, 물, 또는 다른 물질이 그들 사이를 순환할 수 있도록 하는 불규칙한 형상을 가지며, 브릭(300)은 염수 및 담수의 표면 위, 표면 또는 표면 근처에서 부유할 수 있기 때문에, 이들은 트럭, 철도, 항공 및 해양 방법을 포함하여, 화물을 운반하는 대부분의 또는 모든 운송 수단에 의해 고체로서 대량으로 운송될 수 있다. 판매된 형태로 역청질 재료를 운송하는 것은 운송 중에 역청질 재료(105)를 가열할 필요를 없애고, 이는 다시 온실 가스 배출을 실질적으로 감소시키거나 없앤다. 또한, 브릭(300)은 수소 동력 운송 수단으로 운송될 수 있으며, 이에 따라 이산화탄소 배출을 더욱 감소시키거나 없앨 수 있다.
도 18a 및 도 18b는 본 발명의 바람직한 방법에 따라 브릭(300)을 운송, 저장 및 수령하는 대안적인 방법을 도시한다. 원하는 수의 브릭(300)을 주조하고 수집한 후, 화주(600)는 예를 들어 제조업자가 중력 저장 챔버(908) 내에 저장하고 있었을 수 있는 복수의 브릭(300)을 점유할 수 있다. 이어서, 화주(600)는 운송 챔버(610) 내의 복수의 브릭(300)을 운송 수단(620)에 의해 수령 위치(905)로 운송한다(170). 상기 정의되고 논의된 바와 같이, 운송 수단(620)은 조종 운송 수단 및 무인 운송 수단 모두를 포함하고, 운송 챔버(610)는 전용 브릭-운송 운송 수단과 연관되거나 일체형의 특수 컨테이너일 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "챔버" 및 "챔버들"은 컨테이너, 격실, 빈, 모듈, 용기, 카톤, 패키지, 박스, 및 다른 유형의 리셉터클을 포함하는 물품을 보유할 수 있는 구조물을 의미한다. 운송용 챔버는 한 위치에서 다른 위치로 추가로 운송할 수 있다.
복수의 브릭(300)이 육로로 이동해야 하는 경우, 브릭(300)은 기차 또는 트럭 상의 운송 챔버(610) 내에서 이동하는 것이 바람직하지만, 멀티모달 운송 및 인터모달 운송을 포함하는 대안적인 육상 운송 방법으로 대체될 수 있다. 바람직하게는, 운송 챔버(610)는 이하에 설명되고 도 19a에 도시된 바와 같이 열차 상의 전용 공기역학적 운송 챔버이다. 육상 이동을 위해 의도된 운송 챔버(610)는 바람직하게는 주변 공기가 그 안에서 자유롭게 순환할 수 있게 하고, 온도- 또는 기후- 제어되거나 그렇지 않으면 주변 또는 냉각 공기를 도입하기 위한 환경 제어 시스템(615)을 갖고, 불규칙한 모양으로 인해 공기가 브릭(300) 주위를 순환할 수 있도록 한다. 공기가 콘테이너(610) 내의 인접한 브릭(300) 사이에 생성된 공간을 통해 순환함에 따라, 브릭(300)이 실질적으로 고체 형태로 유지되도록 돕는다. 대안으로, 육상 이동을 위한 운송 챔버(610)는 공기 대신에 환경을 제어하기 위해 물 또는 기타 액체 또는 기체 물질을 사용하도록 구성될 수 있다. 주변 공기에 의한 환경 제어를 용이하게 하기 위해, 운송 챔버(610)는 도 19a 및 도 19c에 도시된 바와 같이, 복수의 개구부 또는 통기구(611, 612)로 구성되거나 규정될 수 있으며, 이들은 바람직하게는 챔버의 측벽(610d) 상에 및 임의로 지붕(610a), 바닥(610b) 및 단부(610c) 상에 형성되고 배치된다. 통기구(611, 612)는 입구 및 출구로서 작용할 수 있고, 레지스터, 에어 댐, 플랩 액츄에이터, 팬, 날개, 플랜지, 블레이드 및 운송 챔버(610) 내로 흡입되거나 순환되는 공기 또는 다른 물질의 양 및 방향을 용이하게 하거나 제어하는 다른 정적 또는 동적 구성 요소를 포함하거나 협력할 수 있다. 통기구(611, 612)는 공기가 이동 방향에 따라 운송 챔버(610)로 들어오고 나갈 수 있게 할 수 있고, 연속적 또는 간헐적 공기 순환을 촉진하기 위해 추가적인 특징부를 포함할 수 있다.
도 19c는 수송 동안 이산화탄소 배출을 감소시키거나 없앨 수 있는 철도 운송 시스템의 바람직한 양태를 도시한다. 이 양태에서, 복수의 브릭(300)을 운송하기 위한 운송 수단(620)은 하나 이상의 수소 연료 전지(624)에 의해 동력이 공급되는 엔진(622) 및 바람직하게는 공기역학적으로 성형되고 임의로 알루미늄으로 제조되는 복수의 특수 운송 챔버(610)를 포함하는 특수 열차이다. 엔진(622) 및 연료 전지(624)와 직렬로 연결되고 그 뒤에서 뻗어 있는 운송 챔버(610)는 또한 바람직하게는 그 측면(610d), 지붕(610a) 및 단부(610c) 상에 다수의 개구 또는 통기구(611, 612)를 포함한다. 추가로, 에어컨 또는 다른 냉동 수단과 같은 능동 환경 제어 시스템(626)은 외부 환경이 브릭(300)을 손상시키거나 부분적으로 용융시킬 수 있는 조건에 도달할 경우 각 운송 챔버(610) 내에 배치된다. 유해한 배출물을 추가로 감소시키거나 없애기 위해, 임의로, 능동 환경 제어 시스템(626)은 또한 연료 전지(624) 중 하나에 의해 구동될 수 있다. 새롭게 등장하는 운송 수단이 연료 전지 기술을 채택함에 따라 트럭, 선박 및 기타 운송업자는 임의로 또한 유사한 연료 전지 구동 백업 냉각 소스를 사용하여 배출을 감소시키거나 없애도록 유사하게 구성할 수 있다.
복수의 브릭(300)이 수상 이동해야 하는 경우, 브릭(300)은 바람직하게는 도 19b에 도시된 바와 같이 복수의 브릭(300)을 보유할 수 있는 큰 화물 영역(632)을 갖는 선박, 바지선, 또는 벌크선(630)과 같은 운송 수단(620)으로 이동한다. 대안으로, 브릭(300)은 선박 또는 바지선 상의 개별적, 탈착식 또는 모듈식 운송 챔버(610)에 배치될 수 있거나, 멀티모달 운송 및 인터모달 운송을 포함하는 대안적인 해상 운송 방법으로 대체될 수 있다. 개별, 탈착식 또는 모듈식 운송 챔버(610)가 해양 이동을 위해 사용되는 경우, 바람직하게는 이들은 각각 육지에서 사용되는 운송 챔버(610)와 동일한 방식으로 공기, 물 또는 다른 물질이 그 안에서 순환할 수 있도록 한다. 벌크 운반선(630)이 그 화물 영역(632)에 브릭을 보유하여 화물 영역(623)이 운송 챔버(610)가 되는 경우, 브릭은 공기, 물 및 다른 물질이 순환할 수 있도록 인접한 브릭 사이에 적절한 공간을 계속 갖도록 화물 영역(632)을 충전한다. 바람직한 양태에서, 브릭의 일체성을 유지하기 위해, 벌크 운반선(630)은 물을 사용하는 환경 제어 시스템(615)을 포함하는 것이 바람직하다. 이는 전용 수원(도시되지 않음)으로부터 물을 얻거나 바다와 같은 주변 물을 끌어들일 수 있는 취수구(636)를 사용할 수 있다. 수원 또는 취수구(636)는 또한 선박의 화물 영역을 신속히 청소하기 위해 사용되는 고압 스프링클러 시스템과 같은 물 배급 시스템(634)과 협력하는 것이 바람직하다. 개별, 탈착식 또는 모듈식 운송 챔버(610)에 있든, 또는 단일 운송 챔버(610)로서 화물 영역에 직접 포함되든, 브릭 위에 물을 배급하기 위해, 물 배급 시스템(634)은 수원으로부터 물을 수령하거나 취수구(636)를 통해 물을 끌어들여 화물 영역 및 임의의 운송 챔버(610)의 상부에 물을 분무, 분사 또는 배급할 수 있다. 이어서, 물은 브릭(300) 주위 및 브릭(300) 사이에 자유롭게 낙하한 후 화물 영역의 기저부 근처의 배수 구멍들(도시되지 않음)을 통해 빠져나간다. 운송 중 이산화탄소 배출을 감소시키거나 없애기 위해, 브릭(300)은 수소 연료 전지에 의해 구동되는 선박 또는 운반선으로 이동하는 것이 바람직하다.
육상, 해상 또는 항공으로 이동하든, 운송 챔버(610)는 공기, 물 또는 다른 물질이 전술한 바와 같이 내부 공간을 통해 유동하도록 장려하는 구조적 특징부와 같은 수동 가압 환경 제어 시스템을 포함하는 것이 바람직하다. 대안으로, 운송 챔버(610)는 가압 공기, 냉각 블록, 냉동 시스템, 단열재, 냉판, 드라이아이스, 콜드 팩, 퀼트, 하부 공기 전달 유닛, 반사 페인트, 및 기타 공지된 능동 및 수동 환경 제어 특징 또는 시스템과 같은 환경 제어를 위한 다른 시스템을 포함할 수 있다. 공기, 물, 또는 기타 물질이 운송 챔버(610)를 통해 순환함에 따라, 이는 또한 운송 챔버(610) 내에 수집된 인접한 브릭(300) 사이의 공간을 통해 그리고 그 사이를 순환한다. 그 결과, 브릭(300)은 불규칙한 고체 형태를 유지할 수 있다.
브릭 수령
브릭(300)의 선적을 수령하는 사람들은 중개업자(185), 배급업자(195), 최종 사용자(199) 및 정제소(197)를 포함한다. 최종 사용자(199)는 필요할 때까지 브릭(300)을 저장할 수 있고, 배급업자는 최종 사용자(199)에게 전달하기 전에 브릭을 임시로 저장할 수 있으며, 정제소(197)는 역청질 재료(105)를 재액화하고, 추가로 처리한 다음, 최종 사용자(199) 또는 배급업자(195)에게 운송하기 위해 고체 형태로 되돌릴 수 있다. 따라서, 브릭(300)을 수령하는 사람들은 브릭(300)을 고체로 저장하거나 역청질 재료(105)를 재액화하기 위한 시설 또는 구조물을 필요로 할 수 있다. 전형적으로, 브릭(300)이 아스팔트 또는 중합체 변형된 아스팔트로 제조되는 경우, 이들은 최종 사용자(199)에 의해 저장되고 그들의 브릭 형태로 사용될 것이다. 브릭(300)이 역청 또는 중합체 변형된 역청으로 제조되는 경우, 이들은 추가 처리를 위해 정제소(197)에 의해 재액화될 것이다.
본 발명에 따르면, 일단 운송 챔버(610) 및 복수의 브릭(300)이 최종 사용자(199), 정제소(197), 배급업자(195), 또는 기타 의도하는 수령자를 위한 수령 위치(905)에 도달하면, 브릭(300)은 사용을 위해 저장되거나 제조될 수 있다. 복수의 브릭(300)이 저장될 경우, 이들은 운송 챔버(610)에 남겨지거나 다른 챔버, 컨테이너 또는 저장 시설로 운송될 수 있으며, 임의로 공기, 물, 또는 기타 온도 및 기후에 영향을 미치는 물질을 순환시키는 것을 포함하는 능동 또는 수동 환경 제어 시스템을 사용하여 브릭(300)로서 계속 유지될 수 있다. 예를 들어, 적절한 항구 시설을 갖는 수령 위치(905)로 해상으로 이동하는 브릭(300)은 대형 부유식 저장 챔버(909)에 부분적으로 또는 전체적으로 잠긴 상태로 유지될 수 있다. 이러한 부유식 저장 챔버(909)는 이중 선체일 수 있고, 주변 물이 부유식 저장 챔버(909)를 통해 유동하거나 선체 사이로 유동하거나 챔버 내로 떨어지도록 하여 브릭(300)이 저장되는 동안 무결성을 유지하는 것을 돕도록 설비될 수 있다. 마찬가지로, 철도 또는 트럭에 의해 육지의 수령 위치(905)로 이동하는 브릭은 중력 저장 챔버(908)에 저장될 수 있으며, 이 챔버는 유사하게 이중 선체일 수 있고, 임의로 주변 공기 또는 물이 브릭(300) 사이를 순환하여 이들이 시원하게 유지되도록 추가로 구성될 수 있다. 저장 챔버(908)는 이들의 환경을 추가로 제어하기 위해 부분적으로 또는 전체적으로 지면에 추가로 매설될 수 있다. 부유식 저장 챔버(909) 및 다른 저장 챔버(908)는 공기, 물, 또는 다른 물질이 유입 및 유동하는 것을 용이하게 하기 위해 위에서 논의된 바와 같이 통기구(611, 612) 및 이들의 관련 특징부를 갖는 운송 챔버(610)와 동일한 방식으로 변형될 수 있다. 추가로, 이러한 저장 챔버들(908, 909)은 그 안에 더 작은 챔버들 또는 모듈들을 포함하거나, 일련의 협력 챔버들 또는 모듈들의 일부일 수 있다.
브릭(300)이 즉시 사용되거나, 이들을 액체 상태 또는 원래의 상태로 용융 또는 가열함으로써 사용을 위해 더 잘 저장되거나 제조된다면, 이들은 수령 위치(905)에 도착하자마자 용융될 수 있다. 일단 브릭(300)이 수령 위치(905)에 도달하면, 브릭(300)은 당업자에게 공지된 방법을 사용하여 용융되거나 액체 상태로 또는 원래의 상태로 복귀할 때까지 가열된다(190). 브릭(300)은 또한 도 20a 및 도 20b에 도시된 부유식 저장 챔버(910)와 같은 가열 부재가 장착된 탈착식 뚜껑을 갖는 특수 저장 챔버 또는 육지에 배치된 유사하게 구성된 저장 챔버에 도입될 수 있다.
도 20a 및 도 20b는 브릭(300)을 수용하고 뚜껑(912)에 매립된 가열 시스템(914)으로 브릭을 즉시 용융 또는 연화시키도록 구성된 열 부여 수령 뚜껑(912)을 갖는 특수 저장 챔버(910), 하우징 또는 챔버 바디(918), 챔버 바디(918)에 의해 규정된 리셉터클 또는 캐비티(920), 및 액체 또는 적절한 점성 재료가 뚜껑(912)의 상부 표면(912a)으로부터 아래의 캐비티(920)로 이동하도록 장려하는 전달 시스템(916)을 도시한다. 특수 저장 챔버(910)는 임의의 화주(600) 및 운송 수단으로부터 브릭(300)을 수령할 수 있고, 벌크 운반선으로부터 브릭(300)을 수령하는데 특히 유용하다. 굴삭기, 불도저, 크레인(638), 또는 다른 하역 또는 자가하역 시스템을 이용하여, 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 브릭은 캐리어(630)의 화물 영역(632)으로부터 수령 뚜껑(912) 상으로 용이하게 이송될 수 있다.
특수 저장 챔버(910)는 점성 또는 액체 역청질 재료(205) 및 고체 브릭(300) 모두를 유지하기에 적합한 임의의 재료로 제조될 수 있고, 단열재, 라이닝, 또는 기타 강화재로 추가로 강화될 수 있다. 또한, 이는 이중 선체일 수 있으며 그 안에 여러 개의 하위 컨테이너가 있을 수 있다. 예를 들어, 컨테이너(910)는 콘크리트로 형성될 수 있고, 캐비티 벽은 논스틱 재료로 코팅되거나 라이닝될 수 있다. 뚜껑(912)은 사용되는 가열 부재에 따라 그리고 필요에 따라 전도성 특성을 증가시키기 위해 하나 이상의 재료로 제조될 수 있다. 예를 들어, 뚜껑(912)은 나노카본 블랙, 흑연, 또는 이의 전도성을 증가시키는 기타 충전제 또는 코팅으로 강화된 콘크리트로 제조될 수 있다. 뚜껑(912)은 챔버 바디(918)가 고체 브릭(300)을 위한 저장 챔버(908)로서 별도로 사용될 수 있도록 탈착 가능한 것이 바람직하다. 따라서, 특수 저장 챔버(910)는 두 가지 목적을 가지는데, 브릭(300)을 보유하고 이들을 고체 형태로 유지하도록 돕기 위한 환경 제어된 저장 챔버로서 기능하는 목적과, 브릭(300)을 수령하고 브릭을 용융 또는 연화시키며 그 안에 저장되는 동안 이들을 액체 또는 적절한 점성 형태로 유지할 수 있는 열 부여 저장 챔버로서 기능하는 목적을 갖는다.
바람직하게는, 특수 저장 컨테이너(910)가 그 뚜껑(912) 위에 수령된 브릭을 액화시키기 위해, 수령 뚜껑(912)은 전기 또는 순환수 복사열을 사용한다. 도면에 도시된 바와 같이, 수령 뚜껑(912)은 브릭(300)을 보유하고 그 중심에 모이도록 장려하기 위해 오목한 것이 바람직하며, 가열 시스템(914)은 뚜껑(912) 전체에 걸쳐 분포된 일련의 케이블 또는 다른 가열 부재(924)이다. 케이블을 사용하는 경우, 이들은 바람직하게는 뚜껑(912)의 대부분 위에 일정한 간격으로 배치된다. 대안적인 가열 부재(924)는 코일, 메쉬, 예비성형된 매트, 전기 전도성 코팅, 전기 전도성 충전제, 또는 플라스틱 필름에 매립된 기타 가열 부재를 포함한다. 뚜껑의 가열 시스템(914)은 일부 전기 전도성 콘크리트 시스템과 같이 자체 가열일 수 있거나, 또는 도 20c에 도시된 바와 같이 가열 부재(924)에 전원을 공급하기 위해 전원(922) 및 제어기(923)에 작동적으로 연결될 수 있다.
대안으로, 기타 가열 시스템 또는 순환수 또는 공기 복사 가열 구성 요소가 가열 시스템(914)에 사용될 수 있다. 순환수 복사 가열 시스템의 경우, 본원에서 사용되는 바와 같이 튜빙, 파이프 및 다른 도관을 포함하는 채널(925)의 개방 또는 폐쇄 루프 시스템은 가열된 액체 또는 유체, 예를 들면, 물, 염수, 오일, 또는 물과 프로필렌 글리콜의 혼합물을 순환시키기 위해 뚜껑(912) 전체에 배치될 수 있다. 열원(926) 및 보일러(927) 또는 온수기를 사용하여, 액체는 뚜껑(912)을 가열하기에 충분히 높은 온도로 상승될 수 있고, 이로써 뚜껑(912)에 수집된 브릭(300)을 용융시킬 수 있다. 펌프(928)를 사용하면, 액체는 채널(925)의 시스템 내로 그리고 이를 통해 펌핑될 수 있다. 프로판, 천연 가스, 전기 또는 오일은 보일러(927)에 연료를 공급할 수 있고, 추가의 작동 구성요소(도시되지 않음)는 밸브, 팽창 탱크, 추가 펌프, 공기 분리기, 공기 통기구 및 제어기를 포함할 수 있다. 순환수 가열 시스템과 유사하게, 공기 복사 가열 시스템은 뚜껑(912) 내의 채널을 통해 연료-생성되는 가열된 공기 또는 태양열로 가열된 공기를 순환시킨다.
수령 뚜껑(912) 상의 전달 시스템(916)은 바람직하게는 용융된 역청질 재료(105)가 뚜껑(912)의 상부 표면(912a)으로부터 챔버 바디(918)의 캐비티(920) 내로 배수되는 것을 허용하면서 고체 역청질 재료 또는 임의의 브릭(300)이 통과하는 것을 방지하도록 크기가 조정되고 구성되는 복수의 개구이다. 대안으로, 전달 시스템(916)은 단일 중앙 개구, 복수의 채널 또는 홈, 일련의 램프 또는 슈트, 또는 점성 물질이 한 위치에서 다른 위치로 유동하도록 장려할 수 있는 임의의 다른 구조일 수 있다. 추가로, 임의의 개구, 홈, 경사로 등은 유체 유동을 더욱 장려하는 재료로 추가로 코팅될 수 있다.
임의로, 역청질 재료(105)를 원래의 상태로 되돌리기 위해 브릭(300)을 재가열한 후, 수령자가 수령 위치(905)에서 당업자에게 공지된 방법을 사용하여 중합체를 포함하는 임의의 첨가제를 스키밍(skimming)에 의해 제거할 수 있다. 스키밍을 용이하게 하기 위해, 하나 이상의 스키머(930)는 임의로 특수 저장 챔버(910) 또는 용융된 역청질 재료를 위한 임의의 다른 수령 또는 저장 챔버에 연결되거나 그 내에 하우질될 수 있다. 이러한 적용에 적합한 스키머는 당업자에게 공지되어 있을 것이다. 대안으로, 용융된 역청질 재료(105) 및 임의의 첨가제(106)는 제2 가열 시스템(950)을 사용하여 혼합 온도로 추가로 가열될 수 있고, 이후 첨가제(106)는 역청질 재료(105)에 혼합될 수 있다. 혼합을 용이하게 하기 위해, 블렌더(940)는 용융된 역청질 재료에 대한 특수 저장 챔버(910) 또는 임의의 기타 수령 또는 저장 챔버에 임의로 영구적으로 연결되거나 그 안에 하우징될 수 있다. 이러한 용도에 적합한 블렌더는 당업자에게 공지되어 있을 것이다. 다른 첨가제가 도입될 수 있고, 역청질 재료(105)의 추가 처리가 또한 수령자의 필요에 따라 달성될 수 있다. 일부 환경에서, 특히 용융된 역청질 재료(105)가 점성 상태로 저장될 때, 역청질 재료(105)가 저장되는 동안 이를 추가로 가열하는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 제2 가열 시스템(950)은 용융된 역청질 재료를 위한 특수 저장 챔버(910) 또는 임의의 기타 수령 또는 저장 챔버에 임의로 연결될 수 있으며, 적합한 가열 시스템은 당업자에게 공지될 것이다. 다수의 서브-챔버 또는 모듈이 특수 저장 챔버(910) 내에 존재하는 경우, 각각의 서브-챔버 또는 모듈은 히터, 블렌더, 또는 스키머를 가질 수 있다. 필요한 경우, 용융된 역청질 재료를 위한 특수 저장 챔버(910) 또는 임의의 기타 수령 또는 저장 챔버가 인근 파이프라인에 연결되어, 당업자에 의해 공지된 바와 같이 용융된 역청질 재료가 저장 챔버 밖으로 펌핑될 수 있다.
마지막으로, 브릭(300)의 정제소 또는 기타 수령자가 이들을 용융시키고 역청질 재료(105)를 추가로 처리하는 경우, 이들은 용융된 역청질 재료(105)를 본원에서 논의된 방법 및 시스템에 따라 브릭(300)으로 임의로 재주조할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 양태로 간주되는 것이 예시되고 설명되었지만, 당업자라면 본 발명이 개시된 본 발명의 진정한 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변경 및 수정이 이루어질 수 있고 이의 구성요소를 균등물로 대체할 수 있다는 점과 본 발명은 청구항의 범위 내에 속하는 모든 양태를 포함할 것이라는 점을 이해할 것이다.

Claims (15)

  1. a) 비휘발성 역청질 재료(non-volatile bituminous material)를 포함하는 브릭 바디(brick body); 및
    b) 브릭 바디를 규정하는 불규칙한 외부 표면으로서, 상기 외부 표면은
    i) 근처에 배치된 다른 브릭과의 표면 접촉을 실질적으로 감소시키도록 구성된 복수의 비평면 면 표면(non-planar face surface); 및
    ii) 복수의 면에 일체형으로 연결된 비평면 상부 표면
    을 포함하는, 외부 표면
    을 포함하는, 실질적으로 고체인 브릭.
  2. 제1항에 있어서, 외부 표면은 각각의 면에 일체형으로 연결된 비평면 하부 표면을 추가로 포함하는, 실질적으로 고체인 브릭.
  3. 제2항에 있어서, 불규칙한 외부 표면은 변형된 사면체 형상을 규정하는, 실질적으로 고체인 브릭.
  4. 제3항에 있어서, 각각의 면 표면은 인접한 면 표면에 90도 미만의 각도로 연결되고 상부 표면에 대해 90도 미만의 각도로 연결되며 하부 표면에 대해 90도 초과의 각도로 연결되는, 실질적으로 고체인 브릭.
  5. 제4항에 있어서, 상부 표면은 변형된 볼록한 상부 표면을 형성하도록 일체형으로 연결된 복수의 상부 표면 섹션(section)을 포함하는, 실질적으로 고체인 브릭.
  6. 제4항에 있어서, 하부 표면은 변형된 볼록한 하부 표면을 형성하도록 일체형으로 연결된 복수의 하부 표면 섹션을 포함하는, 실질적으로 고체인 브릭.
  7. 제4항에 있어서, 각각의 면 표면은 변형된 오목한 면 표면을 형성하도록 일체형으로 연결된 복수의 실질적으로 삼각형 섹션을 포함하는, 실질적으로 고체인 브릭.
  8. 제4항에 있어서, 브릭 바디를 규정하는 불규칙한 외부 표면은 복수의 곡선 에지(curved edge)를 추가로 포함하고, 각각의 곡선 에지는 2개의 인접한 면 표면 사이에 배치되거나 이들을 연결하는, 실질적으로 고체인 브릭.
  9. 제1항에 있어서, 브릭 바디 전체에 걸쳐서 배치된 부력 특징부(buoyant feature)를 추가로 포함하는, 실질적으로 고체인 브릭.
  10. 제1항에 있어서, 브릭 바디 전체에 걸쳐서 배치된 골격(skeleton)을 추가로 포함하는, 실질적으로 고체인 브릭.
  11. 제10항에 있어서, 골격은 중합체 섬유 그룹의 3차원 프레임워크(framework) 및 중합체 섬유 그룹에 의해 지지되는 복수의 부력 특징부를 포함하고, 각각의 부력 특징부는 공기 캡슐(capsule)을 포함하는, 실질적으로 고체인 브릭.
  12. 제10항에 있어서, 골격은 복수의 부력 특징부를 규정하는 중합체 매트릭스를 포함하고, 각각의 부력 특징부는 기체 포켓(pocket)을 포함하는, 실질적으로 고체인 브릭.
  13. 근처에 배치된 다른 브릭과의 표면 접촉을 실질적으로 감소시키도록 구성된 불규칙한 외부 표면에 의해 규정되는 브릭 바디를 포함하는 비휘발성 역청질 재료의 실질적으로 고체인 브릭으로서, 상기 외부 표면은
    a) 복수의 비평면 면 표면으로서, 각각의 면 표면은
    i) 제1, 제2 및 제3 에지에 의해 규정되는 둘레를 갖는 실질적으로 평면인 표면을 포함하는 제1 면 섹션;
    ii) 제1, 제2 및 제3 에지에 의해 규정되는 둘레를 갖는 실질적으로 오목한 표면을 포함하는 제2 면 섹션으로서, 제2 면 섹션의 제2 에지가 제1 면 섹션의 제2 에지에 일체형으로 연결되는, 제2 면 섹션;
    iii) 제1, 제2 및 제3 에지에 의해 규정되는 둘레를 갖는 실질적으로 볼록한 표면을 포함하는 제3 면 섹션으로서, 제3 면 섹션의 제3 에지가 제1 면 섹션의 제3 에지에 일체형으로 연결되는, 제3 면 섹션;
    iv) 제1, 제2 및 제3 에지에 의해 규정되는 둘레를 갖는 실질적으로 평면인 표면을 포함하는 제4 면 섹션으로서, 제4 면 섹션의 제3 에지가 제2 면 섹션의 제3 에지에 일체형으로 연결되고 제4 면 섹션의 제2 에지가 제3 면 섹션의 제2 에지에 일체형으로 연결되는, 제4 면 섹션;
    v) 각각의 면 표면의 중심 근처에 배치된 중심점으로서, 제1, 제2, 제3 및 제4 면 섹션이 각각 중심점에 일체형으로 연결되는, 중심점
    을 포함하는, 비평면 면 표면;
    b) 각각의 면 표면의 제1 면 섹션의 제1 에지에 대해 90도 미만의 각도로 일체형으로 연결된 상부 표면으로서, 상기 상부 표면은 실질적으로 돔형인 전체 표면을 형성하는 복수의 일체형으로 연결된 상부 표면 섹션을 포함하는, 상부 표면;
    c) 각각의 면 표면의 제4 면 섹션의 제1 에지에 대해 90도 초과의 각도로 일체형으로 연결된 하부 표면으로서, 상기 하부 표면은 실질적으로 돔형인 전체 표면을 형성하는 복수의 일체형으로 연결된 하부 표면 섹션을 포함하는, 하부 표면;
    d) 복수의 곡선 에지로서, 각각의 곡선 에지는 상부 단부에서 상부 표면에, 하부 단부에서 하부 표면에 일체형으로 연결되고, 인접한 면 표면의 제3 면 섹션의 제1 에지에 각각의 면 표면의 제2 면 섹션의 제1 에지를 일체형으로 연결하는, 곡선 에지
    를 포함하는, 실질적으로 고체인 브릭.
  14. 제13항에 있어서, 브릭 바디 전체에 걸쳐 배치된 중합체 골격을 추가로 포함하는, 실질적으로 고체인 브릭.
  15. 제14항에 있어서, 상기 골격을 따라 규칙적인 간격으로 배치된 복수의 부력 특징부를 추가로 포함하는, 실질적으로 고체인 브릭.
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