(57)【要約】      （修正有）【課題】容器から使用場所へと高粘度の流体を移動させることができる、再充填可能で、かつ必要な量だけを分配する材料移送システムの提供。【解決手段】流体および液体などの粘性材料の貯蔵、移送および分配のための材料移送システム１０は、材料収容容器２０を含み、これは、上部領域６８が推進力を組み込み、また底部領域７１が材料の入口兼出口開口を組み込んでいる。２つの円錐を有する形状またはその他の形状の推力伝達装置６０が、材料収容領域の中に配置される。この推力伝達装置６０は、接着剤、シール材、マスチックあるいは潤滑グリースのような非常に高粘度の材料で材料収容部が充填されたときに、エネルギー変換器となる。システムの性能は、システムの接液面に表面処理を施して、流体／容器の界面の物理的特性を変えることにより改善される。【選択図】図１
2015157710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料を移送するための再充填可能なシステムであって、前記システムが、
長手方向の軸と、内壁と、アレスタと、材料の入口兼出口マニホールドを有する第１の端部とを有する容器と、
前記容器内に配設される推力伝達装置であって、前記推力伝達装置が、
（ａ）冠部と、
（ｂ）前記容器の前記長手方向の軸に対して実質的に平行な長手方向の軸を有する円筒状部材であって、前記円筒状部材が、前記容器の前記内壁に対して平行な外壁を含む、円筒状部材と、
（ｃ）前記円筒状部材に取り付けられた円錐状スラスタとを含み、
前記容器の前記アレスタが、前記容器の前記第１の端部に配置され、かつ前記スラスタの形状と一致するように構成される、推力伝達装置と、
前記容器の内壁およびアレスタに施されて、前記内壁およびアレスタを移動する流体の摩擦を変える処理と
を備える、材料を移送するための再充填可能なシステム。
【請求項２】
前記処理が、前記内壁およびアレスタの表面粗さを小さくするための研磨である、請求項１に記載の材料を移送するための再充填可能なシステム。
【請求項３】
前記処理が、前記内壁およびアレスタの表面粗さを大きくするためのサンドブラスト仕上げである、請求項１に記載の材料を移送するための再充填可能なシステム。
【請求項４】
前記処理が、前記内壁とその中にあるバルク流体との間への作用剤の塗布、および前記アレスタとその中にある前記バルク流体との間への前記作用剤の塗布である、請求項１に記載の材料を移送するための再充填可能なシステム。
【請求項５】
前記作用剤が潤滑剤である、請求項４に記載の材料を移送するための再充填可能なシステム。
【請求項６】
前記作用剤がシリコーンベースの離型剤である、請求項４に記載の材料を移送するための再充填可能なシステム。
【請求項７】
前記作用剤がエポキシコーティングである、請求項４に記載の材料を移送するための再充填可能なシステム。
【請求項８】
前記作用剤が結合剤／粘着剤である、請求項４に記載の材料を移送するための再充填可能なシステム。
【請求項９】
材料を移送するための再充填可能なシステムであって、前記システムが、
長手方向の軸と、内壁と、アレスタと、材料の入口兼出口マニホールドを有する第１の端部とを有する容器と、
前記容器内に配設される推力伝達装置であって、前記推力伝達装置が、
（ａ）冠部と、
（ｂ）前記容器の前記長手方向の軸に対して実質的に平行な長手方向の軸を有する円筒状部材であって、前記円筒状部材が、前記容器の前記内壁に対して平行な外壁を含む、円筒状部材と、
（ｃ）前記円筒状部材に取り付けられた円錐状スラスタとを含み、
前記容器の前記アレスタが、前記容器の前記第１の端部に配置され、かつ前記スラスタの形状と一致するように構成される、推力伝達装置と、
前記容器の内壁およびアレスタに施されて、前記内壁およびアレスタを移動する流体の熱伝導度を変える処理と
を備える、材料を移送するための再充填可能なシステム。
【請求項１０】
前記処理が、放熱グリースの塗布である、請求項９に記載の材料を移送するための再充填可能なシステム。
【請求項１１】
材料を移送するための再充填可能なシステムであって、前記システムが、
長手方向の軸と、内壁と、アレスタと、材料の入口兼出口マニホールドを有する第１の端部とを有する容器と、
前記容器内に配設される推力伝達装置であって、前記推力伝達装置が、
（ａ）冠部と、
（ｂ）前記容器の前記長手方向の軸に対して実質的に平行な長手方向の軸を有する円筒状部材であって、前記円筒状部材が、前記容器の前記内壁に対して平行な外壁を含む、円筒状部材と、
（ｃ）前記円筒状部材に取り付けられた円錐状スラスタとを含み、
前記容器の前記アレスタが、前記容器の前記第１の端部に配置され、かつ前記スラスタの形状と一致するように構成される、推力伝達装置と、
前記容器の内壁およびアレスタに施されて、前記容器内に向けられたエネルギーに対する音響応答を変える処理と
を備える、材料を移送するための再充填可能なシステム。
【請求項１２】
前記処理が、グリセリンベースの音響結合媒体である、請求項１１に記載の材料を移送するための再充填可能なシステム。
【請求項１３】
材料を移送するための再充填可能なシステムであって、前記システムが、
長手方向の軸と、内壁と、アレスタと、材料の入口兼出口マニホールドを有する第１の端部とを有する容器と、
前記容器内に配設される推力伝達装置であって、前記推力伝達装置が、
（ａ）冠部と、
（ｂ）前記容器の前記長手方向の軸に対して実質的に平行な長手方向の軸を有する円筒状部材であって、前記円筒状部材が、前記容器の前記内壁に対して平行な外壁を含む、円筒状部材と、
（ｃ）前記円筒状部材に取り付けられた円錐状スラスタとを含み、
前記容器の前記アレスタが、前記容器の前記第１の端部に配置され、かつ前記スラスタの形状と一致するように構成される、推力伝達装置と、
前記容器の内壁およびアレスタに施されて、前記容器と、前記内壁およびアレスタを移動する流体との間の導電率を変える処理と
を備える、材料を移送するための再充填可能なシステム。
【請求項１４】
前記処理が、絶縁グリースの塗布である、請求項１３に記載の材料を移送するための再充填可能なシステム。
【請求項１５】
材料を移送するための再充填可能なシステムであって、前記システムが、
長手方向の軸と、内壁と、アレスタと、材料の入口兼出口マニホールドを有する第１の端部とを有する容器と、
前記容器内に配設される推力伝達装置であって、前記推力伝達装置が、
（ａ）冠部と、
（ｂ）前記容器の前記長手方向の軸に対して実質的に平行な長手方向の軸を有する円筒状部材であって、前記円筒状部材が、前記容器の前記内壁に対して平行な外壁を含む、円筒状部材と、
（ｃ）前記円筒状部材に取り付けられた円錐状スラスタとを含み、
前記容器の前記アレスタが、前記容器の前記第１の端部に配置され、かつ前記スラスタの形状と一致するように構成される、推力伝達装置とを備え、
前記容器の内壁およびアレスタが、撥流体構造を含む、材料を移送するための再充填可能なシステム。
【請求項１６】
前記撥流体構造が、テーパ付きの円錐状の幾何形状を有する、請求項１５に記載の材料を移送するための再充填可能なシステム。
【請求項１７】
前記撥流体構造がオムニフォビックである、請求項１５に記載の材料を移送するための再充填可能なシステム。
【請求項１８】
材料を移送するための再充填可能なシステムであって、前記システムが、
長手方向の軸と、内壁と、アレスタと、材料の入口兼出口マニホールドを有する第１の端部とを有する容器と、
前記容器内に配設される推力伝達装置であって、前記推力伝達装置が、
（ａ）冠部と、
（ｂ）前記容器の前記長手方向の軸に対して実質的に平行な長手方向の軸を有する円筒状部材であって、前記円筒状部材が、前記容器の前記内壁に対して平行な外壁を含む、円筒状部材と、
（ｃ）前記円筒状部材に取り付けられた円錐状スラスタとを含み、
前記容器の前記アレスタが、前記容器の前記第１の端部に配置され、かつ前記スラスタの形状と一致するように構成される、推力伝達装置とを備え、
前記容器の内壁およびアレスタが、オムニフォビックフィルムを含む、材料を移送するための再充填可能なシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、２００４年３月３１日に提出され、放棄された仮出願６０／５５８，６９１の利益を主張し、２００５年３月３１日に提出された米国特許出願１１／０９６，３５６からの優先権を主張する継続出願である、２０１１年８月１２日に提出された米国特許出願１３／２０９，２７７の一部継続である、２０１４年１月２９日に提出された米国特許出願１４／１６７，８８２からの優先権を主張し、そのそれぞれの内容は参照によりここに援用される。
【０００２】
本発明は材料管理の分野に関し、より詳細には、様々な材料を収容、移送、送達、および分配するために設計されたシステムに関する。本発明の材料管理システムは、繰り返し空にされ、かつ再充填され得る容器から流れを汚染なく送達するが、その際に、容器やその部品を途中で洗浄しなくてもよいように構成されている。
【背景技術】
【０００３】
既知の材料管理システムは、ある種の粘稠な、粘性のある流体、液体およびその他のタイプの材料、すなわち、ポンピングに抵抗する場合があり、そのことがポンプ装置に損傷を与えかねない材料を収容容器から移送する上で、困難に遭遇してきた。本明細書で用いる場合、流体とは、流動可能な物体であり、かつ、その形状を変えようとする力が加えられると、一定の速度でその形状を変える物質である。ある種の材料はまた、例えば、軟質固体および半固体など、通常は流体とはみなされないものであっても、特定の状況下では流れるようにされ得る。膨大な量の流体が、輸送、製造、農業、鉱業、および産業において利用されている。粘稠な流体、粘性流体、半固体流体、粘弾性製品、ペースト、ゲルおよび流体源（例えば、圧力容器、開放容器、供給ラインなど）から分配することが容易でないその他の流体材料は、利用されている流体のかなりの部分を構成している。これらの流体には、粘稠な、および／または粘性のある化学物質およびその他のそのような材料、例えば、潤滑グリース、接着剤、シール材およびマスチックが含まれる。食品加工産業では、チーズ、クリーム、食品ペーストなどを、食品の品質および新鮮さを低下させずに次から次へと移動されなければならない。工業化学物質および医薬製品の製造および使用においては、粘稠な、および／または粘性のある、移動させることが困難な流体は、よく用いられている。これらの材料を１つの場所から他の場所へと、例えば、容器から製造または加工の現場へと、材料の品質を保護しながら輸送する能力は、極めて重要である。
【０００４】
粘稠な、および／または粘性のある材料を輸送、取り扱い、送達および分配することには課題があり、それは、これらの材料が流動に抵抗して、それらの容器から容易に分配または移動されないためである。既知の粘性流体送達方法は、押進させるピストンまたは従動板と粘性材料の容器の側壁との間に液密シールを確立して維持することに集中してきた。しかしながら、これらの装置は、粘性材料容器の側壁が真円ではなくなったり、凹んでしまったりした場合には、非常に破損しやすい。さらに、一部のシステムは、そのすべての部品に高い精度を必要として、比較的かさばる高額な装置になる。さらにまた、流体材料を輸送するための既知のシステムのほとんどが、容器が従動板を有する状態で、外部ポンプを使う必要がある。さらに、そのような材料移送システムの費用および機械的な洗練度を増大させるように、ポンプおよび従動板は接続またはその他の方法で連結される。
【０００５】
既知の容器（ｖｅｓｓｅｌｓ  ａｎｄ  ｃｏｎｔａｉｎｅｒｓ）は、基本的な中高圧容器であり、その特性は、移動困難な材料の移送に十分なものではなかった。例えば、そのような容器はしばしば、比較的重い軟鋼製の改造空気タンクであった。その他のそのような容器は、単に薄肉の特殊合金鋼製の改造プロパンタンクであった。したがって、容器は運輸省規則の下で製造されて、比較的頻繁に再認定を必要とした。そのような容器はまた、内部に錆が発生し易く、多くの場合、閉じた状態であるため、洗浄が困難であった。さらにまた、容器は、二つの方式（液体用および／または粘稠な流体用）に対応していない。加えて、過去の容器の内部は、１つの内部サブシステム、すなわち、単一の機能を有する従動装置だけから構成されて、高圧ガスの迂回を防止していた。これらの従動装置は、製造するのが困難であり、比較的高価で、錆を生じ易く、ユーザが所望する場合であっても容器の壁を拭うことができなかった。多くのそのようなシステムが、製造後には修正できない、重い「バラスト」を収容しており、容器を横倒しに配置すると容易に傾いて（倒れて）しまう。
【０００６】
１つの開示されている再利用可能な粘性材料分配装置システムは、バラストを重石にした下方船殻部分を有する従動ボートを含む。ボートの直径は、円筒の内径よりも小さく、その結果、ボートは、粘稠な潤滑グリースなどの粘性材料で充填された円筒内において浮かぶ。システムを使用する際には、円筒は、その入口兼出口開口を通して粘性材料で充填される。上部からボートに圧縮ガスを入れると、ボートは、ボートの底部が開口に着座してこれを遮蔽するまで、粘性材料を共通の入口兼出口開口を通して容器から押し出そうとする。しかしながら、開示されている容器は、洗浄困難であり得る縦型の閉鎖された圧力容器として構成されている。さらに、開示されているボートは、単一機能（ガスの迂回を防止する）の、重く製造が困難な装置である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、これまでは入手できなかった、容器から使用場所へと高粘度の流体を移動させることができる、再充填可能な材料移送システムが求められている。同様に、無駄なく必要な量だけを分配する材料移送システムが求められており、これは、化学物質を容易に取り扱えない場合、および容器から容易にまたは安全に手で取り除くことができない場合に、特に重要である。好ましくは、そのような材料移送システムは、ほとんどの既存のシステムに伴う材料の浪費ばかりでなく、ドラム缶、小さな樽、およびバケツを用いることに付随するコストや費用を抑制または排除する。ある種の化学物質は、なんらかの形態の汚染に敏感であることから、密封され、製品の品質を保護し、汚染に対して容器を開けることなくサンプリングできて、製品の品質問題の原因を供給元またはユーザのいずれかに対して適切に帰することができるようにする材料移送システムがさらに求められている。同様に、粘稠な流体およびそのようなその他の材料を分配および移送するための、低コストな部品を用い、かつ非機械的で（可動部のない）非脈動型の解決策を提供する再充填可能な材料移送システムが求められている。本発明は、上記およびその他の要請を満たすものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
簡単かつ概略的には、本発明は、様々な材料を分配するための再充填可能な材料移送システムを対象とし、様々な材料には、粘稠な流体、粘性流体、ならびにポンプ送りに抵抗する、および／またはポンプ装置に損傷を与え得るその他のタイプの流体が含まれる。本発明は、流体製品の流れを汚染なく送達するように適合された材料管理システムをさらに提供し、これは、途中で装置の洗浄をしなくても繰り返し空にされ、かつ再充填され得る。別の態様では、本発明は、別個のポンプを必要とすることがない、または容器内の従動板にポンプを連結する必要のない、流動に抵抗する、粘稠な材料、固練りの材料、および／または粘性のある材料を分配するように適合された材料管理システムをさらに提供する。さらなる態様では、本発明は、容器の内にどれだけの流体が残っているかについての情報をユーザに提供するように適合された材料管理システムを提供する。さらに別の態様では、本発明は、より広い運転温度範囲内において高流量で流体を送達するように適合された流体管理システムを提供する。
【０００９】
本発明は、流体および液体などの粘性材料を包装、貯蔵、移送、および分配する場合に有用な、再利用可能、再充填可能、かつリサイクル可能なシステムである。本システムは、材料収容容器を含み、これは、上部領域が推進力を組み込み、また底部領域が材料の入口兼出口開口を組み込んでいる。あるいは、材料の入口兼出口は、容器の頂部に配置されるマニホールドまたはその他の構造として構成され得る。２つの円錐を有する形状またはその他の形状のレベル計装型の推力伝達装置が、材料収容領域の中に配置される。推力伝達装置は、用途に応じた量に加重され得る。推力伝達装置の接線方向要素の直径および高さは、円筒状の界面領域を形成する。この円筒状の界面領域の直径は、材料容器の内径よりも小さく、粘性流体または液体およびシステムの運転条件に適合された環状部を形成する。
【００１０】
推力伝達装置は、接着剤、シール材、マスチックまたは潤滑グリースなどの高粘度の材料で材料収容部が充填された場合に、エネルギー変換器となる。推力伝達装置は、粘性流体および低粘度の液体の両方のためのレベル計の一体部分として役割を果たし得る。粘性材料自体が、推力伝達装置の界面領域と流体容器の内壁との間にシールを形成する。縦型の安定化要素が、推力伝達装置から外側に延出し得る。これらの安定化要素は、界面領域が流体収容部の側壁から粘性材料を削り落とすことを防止する。システムを使用する際には、容器は、その入口兼出口開口を通して、粘性流体または液体などの材料で充填される。充填操作により、推力伝達装置が上昇し、かつ粘性シールが形成される。推力伝達装置に上方から圧力を加えると、推力伝達装置は、推力伝達装置が入口兼出口開口上に着座してこれを遮蔽するまで、粘性材料を材料の入口兼出口開口を通して容器から押し出す。本発明では、エネルギーを高圧不活性ガスの形態で推力伝達装置に供給し得る。本発明がさらに意図するように、エネルギーは、空気圧式、油圧式、機械式、電子式、または電気機械式の手段の組み合わせから得られ得る。ここで、推力伝達装置と容器の壁との間にシール装置は用いられない。
【００１１】
本発明は、冠部と、冠部に取り付けられた接線方向部材であって、前記接線方向部材が、長手方向の軸に対して実質的に平行な外面で構成される、接線方向部材と、接線方向部材に取り付けられたスラスタであって、スラスタが、材料を貫通するための部分で構成される、スラスタとを含む、容器から材料を移送するための装置を含む。推力伝達装置は、スラスタが接線方向部材から離れる方向に向けられた頂点を含む円錐形状であり、冠部が接線方向部材から離れる方向に向けられた頂点を有する円錐形であり、かつ接線方向部材が１つまたは２つ以上の円筒状の円板あるいは板を含むように構成され得る。あるいは、推力伝達装置は、円筒状の突出部を有する半楕円形状で構成され得る。推力伝達装置は、接線方向部材の外面に接続される、または冠部の外面に接続される安定化フィンでさらに構成され得る。加えて、推力伝達装置は、複数の磁気リードスイッチを有するステムを組み込むレベル指示装置を含み得、ステムが、冠部、接線方向部材およびスラスタの内部に摺動自在に配設され、かつ磁気アクチュエータが、スラスタの底部の内側に配設される。
【００１２】
システムの接液面、すなわち、粘性流体と接触する内面が処理されて、流体移送操作の効率を改善し得る。つまり、システムを出入りする流体の動きは、内面および／または流体自体に選択的に処理を施すことによって改善され得る。移動する流体と表面との間の界面は、境界層を形成し、これは、低粘度の流体よりも高粘度の流体において目立つ。壁面では、流体の流速はゼロであり、流体の温度は壁温と同じと推測されるが、壁から離れたある点では、流体はバルク流体温度であり、バルク流体速度で移動すると推測される。これらの２つの条件の間に境界層が存在し、これは、流体の移動に要するエネルギーに影響する。粘性流体は、より大きい境界層を有し、そのため、その境界層の特性により多くの影響を受ける。本システムでは、粘性流体を軸方向に移動する円筒状（またはその他の形状）の容器は、容器の壁における条件に支配される。
【００１３】
境界層ひいては流体の流動に著しく影響する１つの条件は、壁の表面粗さである。粗さは、境界層解析における主要な因子であり、ここで、表面がより粗いほど、境界層が増加し、同量の流体を移動するのにより多くのエネルギーを要するが、表面がより平滑であれば、境界層が減少し、容器内の流体の移動に要するエネルギーの量を減らす。本発明は、この現象を利用して、表面粗さを減少させるように選択された材料で壁を処理することによって壁の表面の表面粗さを調節し、粘性流体と壁面との間の界面を生成する。材料は、推力伝達装置を含む、容器内のあらゆるかつすべての接液面に塗布されて、流体がシステム中をより効率的に移動するようにしてもよい。あるいは、容器の内壁の表面（および推力伝達装置）は修飾されて、流体と表面との界面に形成する境界層を操作してもよい。研磨（ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）、研摩（ａｂｒａｄｉｎｇ）、ピッティング（ｐｉｔｔｉｎｇ）、および精密研磨仕上げ（ｍｉｃｒｏｆｉｎｉｓｈｉｎｇ）はすべて、これらにより容器内の境界層が修正または制御されて、流体移送操作が改善され得る手段である。
【００１４】
本発明のその他の特徴および効果は、本発明の特徴を例として示している添付の図面と併せて、以下の詳細な説明から明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】２つの円錐を有する推力伝達装置を有する、本発明の再充填可能な材料移送システムの第１の実施形態を示す正面図である。部分的に断面図となっている。
【図２】図１の推力伝達装置を示す側面図である。
【図３】図２の推力伝達装置を示す上面図である。
【図４】スタビライザフィンを含む２つの円錐を有する推力伝達装置を有する、本発明の再充填可能な材料移送システムの代替的な実施形態を示す正面図である。部分的に断面図となっている。
【図５】図４の推力伝達装置を示す側面図である。
【図６】図５の推力伝達装置を示す上面図である。
【図７】環状管理装置をさらに含む、図５の推力伝達装置を示す側面図である。
【図８】図７の推力伝達装置を示す上面図である。
【図９】リフト機構を含む開放可能な蓋を有する、本発明の再充填可能な材料移送システムの代替的な実施形態を示す側面図である。
【図１０】上部スタビライザフィンを有する、本発明の推力伝達装置の代替的な実施形態を示す側面図である。
【図１１】図１０の推力伝達装置の構成要素を示す分解図である。
【図１２】レベル指示装置と共に使用するように構成される、本発明の推力伝達装置の代替的な実施形態を示す側面図である。
【図１３】図１２の推力伝達装置を示す上面図である。
【図１４】図１２の推力伝達装置を示す底面図である。
【図１５】環状管理装置をさらに含む、図１２の推力伝達装置を示す側面図である。
【図１６】図１５の推力伝達装置を示す上面図である。
【図１７】図１２の推力伝達装置と共に使用するためのレベル指示装置を示す側面図である。
【図１８】図１２の推力伝達装置および図１７のレベル指示装置と共に使用するための位置決め装置サブアセンブリを示す側面図である。
【図１９】境界層抑制材料が接液内面に塗布された、本発明の再充填可能な材料移送システムの代替的な実施形態を示す正面図である。部分的に断面図となっている。
【図２０】内面の壁における、テーパ付きの円錐構造を示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
説明のために図示したように、本発明は、様々な材料を分配するための再充填可能な材料移送システムを対象とし、様々な材料には、粘稠な流体、粘性流体、およびポンプ送りに抵抗する、および／またはポンプに損傷を与え得るその他のタイプの液体が含まれる。本システムは、材料収容容器を含み、これは、上部領域が推進力を組み込み、また底部領域が材料の入口兼出口開口を組み込んでいる。２つの円錐を有する形状またはその他の形状の液レベル計装型の推力伝達装置が、材料収容領域の中に配置される。推力伝達装置は、用途に応じた量に加重され得る。推力伝達装置の接線方向要素の直径および高さは、円筒状の界面領域を形成する。この円筒状の界面領域の直径は、材料容器の内径よりも小さく、粘性流体または液体およびシステムの運転条件に適合された環状部を形成する。
【００１７】
ここで図面を参照すると、類似の参照符号は、図面における類似または対応する態様を表している。また、図１を特に参照すると、再充填可能な材料移送システム１０は、圧力容器２０と、冠部（上部部分）６８およびスラスタ（下部部分）７１を有する推力伝達装置６０とを含む。圧力容器は、頂部（第１の端部）２２と、側壁２４と、底部（第２の端部）２６とを含む。圧力容器は、円筒状の容器の形態、または圧力容器へ出し入れする材料を収容するためのその他の好適な形状であり得る。例えば、容器は、縦型もしくは横置きの高圧容器、単一のパイプ、パイプの集合体、またはパイプスプールであり得る。さらにまた、容器は、必ずしも圧力容器のために、または圧力容器として構成される必要はなく、容器の内外に移送される材料は、重力または伝達装置に負荷されるその他のエネルギーもしくは力によって移動し得る。材料容器およびその部品の構築に好適な材料には、金属（アルミニウム、銅、鉄、ニッケルおよびチタン）および合金（アロイ２０、インコネル、モネル、鉄鋼およびステンレス鋼）が含まれる。加えて、ポリマー、プラスチック、複合材およびその他の合成材料（繊維強化プラスチック、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、塩素化ポリ塩化ビニル（ＣＰＶＣ）およびポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）など）は、容器およびその部品を構築するために用いられ得る。本発明は、縦型容器、横置き容器および傾斜容器を想定しているが、本明細書では図面の参照は、概して縦型容器に対してなされる。しかしながら、当業者であれば、上部、下部、頂部および底部などの語を、再充填可能な材料移送システムの横置き構造および傾斜構造に対しても容易に読み替え得ることを理解するはずである。
【００１８】
容器２０の頂部２２は、側壁に固定されてもよいし、あるいは開放可能な蓋であってもよいし、もしくは容器の側壁部分２４からなんらかの方法で取り外し可能であってもよい。容器の頂部は、平坦な表面、半楕円形の表面、または半球状の表面であり得る。頂部は、開放可能な蓋として構成されて、推力伝達装置６０の取り外し、材料供給の変更、システム内部の保守および定期的な洗浄を容易にし得る。容器の蓋は、容器の頂部から外側に延出し、かつ蓋の中に延在するアクセスマニホールド３６を含み得る。アクセスマニホールドは、好ましくは中央に、例えば、容器の長手方向の軸に沿って配置される。アクセスマニホールドは、充填操作の間に過剰な材料を容器から出すことを可能にするためのオーバーフローアーム３２またはその他の装置を含み得る。オーバーフローアームは、手動で操作される弁または圧力解放弁を含み得る。アクセスマニホールドは、容器内にその長手方向の軸に沿って配設されるスタビライザパイプまたはその他のロッドを収容するようにさらに構成され得る。アクセスフランジ３４は、アクセスパイプの外側端部（容器の外側）に設けられて、容器の頂部から容器の底部２６の近くまで延在し得るスタビライザロッド（パイプ）６２を拘束するようにし得る。容器の頂部は、容器の内外に加圧ガスを導入および／または解放するために、バルブおよびフィッティング３８でさらに構成され得る。空気、窒素またはその他の化学的に生成された（不活性または活性）ガスなどのガスを利用して、容器を加圧し、冠部６８に力を負荷し得る。加えて、蓋は、圧力解放弁（図示せず）またはその他の装置で構成されて、容器内のガスの過度な圧力を解放し得る。アクセスフランジもまた、容器から加圧ガスを解放するために用いられ得る。
【００１９】
容器２０の頂部２２は、推力伝達装置６０が容器の頂部に到達したときにこれを抑止するためのリテーナ６１でさらに構成され得る。リテーナは、少なくとも２つの目的の役に立つ。すなわち、再充填操作の間のオーバーフローを防止すること、および円錐状の冠部６８の上面に溜まっているいくらかの任意の材料、特に、半固体材料を充填サイクルの間に排出させることによって、その除去を容易にすることである。リテーナは、推力伝達装置の冠部の形状に一致するように形成され得る。リテーナは、容器、推力伝達装置および供給される材料の構成に応じて、材料容器と同じまたは異なる金属、合金もしくはポリマーから製作され得る。加えて、容器の頂部および容器の側壁部分は、容器が開放可能な頂部で構成される場合にシールを形成するように互いにしっかりと嵌め合うフランジで構成され得る。第１のフランジ２７が容器の頂部に固定され、また第２のフランジ２８が容器の側壁に固定され得る。締結機構（図示せず）が用いられて、容器の使用時に頂部フランジと側壁フランジとを固定し得る。
【００２０】
容器２０の側壁２４は、容器内にガス空間３０を画定する。同様に、容器が材料４２で満たされた場合、容器の一部分は、材料空間４０を含む。この容器は、推力伝達装置のスラスタ７１の形状に合致する（一致する）ように構成されるアレスタ７３によって画定される上げ底部分５０をさらに含む。容器の底部は、平坦な表面、半楕円形の表面、半球状の表面または容器の役割に応じたその他の好適な形状とすることができる。アレスタは、ガスの迂回を防止し、容器が空のときに材料が確実にほとんど残らないように構成される。アレスタは、容器の底部２６を横断し、材料マニホールド４５と流体連通する排出流路５５でさらに構成され得る。好ましくは、この排出流路は、十分な長さを有して、多量の材料で出口をシールすることによって材料マニホールド内にガスが流入することを防止するようにする。加えて、排出流路は、伝熱領域５４を画定するのに充分な長さであって、熱伝達要素５２が、容器から排出される材料を加熱もしくは冷却するために、排出流路の周りおよびアレスタの下側に配置され得るようにする。あるいは、排出流路および材料出口マニホールドは、容器の頂部に配置され得、その場合、アレスタ、リテーナおよび容器のその他の部品は適切に構成される。
【００２１】
材料容器２０の上げ底５０におけるアレスタ７３の排出流路５５は、材料マニホールド４５に通じている。材料マニホールドは、Ｔ字形（Ｔ継手）として、材料入口４８と材料出口４６とを含み得る。Ｔ字形に形成する場合、フランジ４４が、材料マニホールドの底部に蓋をするために用いられ得る。あるいは、材料は、同一のポートからマニホールドに出入りし得、その場合、マニホールドは、Ｌ字形に形成される。１つまたは２つ以上のバルブ（図示せず）が材料入口および材料出口に追加され得る。同様に、容器に材料を導入（充填）したり、容器から材料を取り出したりする（空にする）ための従来の装置に接続するために、着脱容易な（カムおよび溝）継手またはその他の組立体が、材料入口および材料出口に追加され得る。
【００２２】
ここで図２および図３を参照すると、推力伝達装置６０は、冠部（上部部分）６８と、接線方向部材（中間部分）６９と、スラスタ（下部部分）７１とを含む。一実施形態では、冠部は、実質的に三角形の断面形状を有する円錐または錐台形状に構成される。円錐形の冠部は、推力伝達装置の中空の内部へのアクセスのためのアクセスポート（開口）６４を含む。開口は、バラストまたはその他の加重材料をスラスタ内に挿入するために用いられ得る。バラストプラグ（キャップ）６５は、冠部のアクセスポートを閉じるために用いられ得る。１つまたは２つ以上の孔（ガスポート）６６が、冠部および接線方向部材に穿設またはその他の方法で形成されて、推力伝達装置の内部空間をガスで加圧することができるようにする。推力伝達装置は、冠部に負荷される主要な推力および／またはエネルギーを受け、スラスタを介して負荷された力を変換し、材料マニホールド４２が万遍なく加圧されるようにする。移送システム１０が安定化パイプまたはロッド６２、あるいはその他の中心部材を含む場合、冠部はまた、円錐の頂点に穴または孔（ｈｏｌｅ  ｏｒ  ｂｏｒｅ）７５を含み、その内部に安定化ロッドが摺動自在に配設され得る。同様に、スラスタには、円錐の頂点に開口７７を設けることができ、その内部に安定化ロッドは摺動自在に配設され得る。
【００２３】
スラスタ７１は、実質的に三角形の断面を有する円錐あるいは錐台形状に形成され得、その内部を中空に構成され得る。接線方向部材６９は、円錐形の冠部６８と円錐形のスラスタとの間に配設され得る。接線方向部材は、円形あるいは円筒状の形状かつ断面が矩形の円板あるいは板として構成され得る。接線方向部材は、推力伝達装置に安定性をもたらすことを助けて、接線方向部材の外壁が、容器２０の側壁２４と実質的に平行かつ冠部の長手方向の軸およびスラスタの長手方向の軸と実質的に平行となるようにする。
【００２４】
図２に示すように、推力伝達装置６０の一実施形態は、断面が子供の独楽に似ており、冠部６８およびスラスタ７１の両方の形状が円錐形であり、それによって、２つの円錐を有する推力伝達装置を形成している。一実施形態では、冠部は中空で上向きに尖った円錐形であり、その主要な目的は、容器２０の閉じた空間が材料４２で充填される場合に過充填を防止することにある。二番目に重要なことは、再充填プロセスの間に、推力伝達装置の上に堆積し得るあらゆる材料を冠部が移動させることである。円錐形のスラスタは、装置に負荷された推力を伝達して、材料に貫入し、容器の材料出口５５を介して材料マニホールド４５内へと材料を移動するようにする。スラスタの円錐形部分は、容器内の材料に貫入するように構成される。推力伝達装置およびその部品を構成するのに好適な材料には、金属（アルミニウム、銅、鉄、ニッケルおよびチタン）および合金（アロイ２０、インコネル、モネル、鉄鋼およびステンレス鋼）が含まれる。加えて、ポリマー、プラスチック、複合材およびその他の合成材料が、推力伝達装置を形成するために用いられ得る。そのような材料には、繊維強化プラスチック、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂（ＡＢＳ）、塩素化ポリ塩化ビニル（ＣＰＶＣ）およびポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）が含まれる。
【００２５】
再び図１を参照すると、再充填可能な材料移送システム１０の一実施形態は、縦型の姿勢の材料容器２０で構成され、容器の底部２６は、床または地面に隣接され、脚部またはその他の台座（図示せず）上に縦立し得る。したがって、容器の側壁２４は、容器の頂部２２を所定の場所に保持する。推力伝達装置６０は、材料が容器に出入りするときに、容器を上下に移動するように構成されている。スタビライザロッドまたはその他の装置６２が容器内に配設される場合、伝達装置は、ロッドを上下に移動するが、ロッドには、容器の底部付近にあるロッドの端部にキャップ６３を設けることができる。推力伝達装置の動きは、容器の頂部ではリテーナ６１によって拘束され、かつ容器の底部ではアレスタ７３によって拘束される。本発明の一態様では、接線方向部材６９の外径は、容器の内径よりも小さく構成される。したがって、伝達装置が容器を上下に移動すると、材料４２の一部分が側壁に沿って残り、容器の側壁と接線方向部材との間にガスシール４９を形成する。このような移送システムの縦型構成では、出口５５は鉛直方向に充分な長さを有して構成されて、材料が容器から出て行き、伝達装置がアレスタに接近したときに、容器内のガスが出口を通って底部の材料マニホールド内に移動しないようにする。
【００２６】
ここで図４を参照すると、再充填可能な材料移送システム１０の代替的な実施形態は、高圧の加圧ガス以外の力の形態を用いて構成され得る。例えば、駆動軸９３は、材料容器（容器）２０の頂部２２の内部に設けられたマニホールド８６内に配置され得る。駆動軸は、推力伝達装置９０を容器の頂部から底部２６へと動かすために、駆動力をもたらすように構成される。駆動軸の第１の端部８７は、容器の頂部からマニホールドの外側へと延出している。フランジ８４は、容器の頂部から外側に延出するマニホールドの端部に配置されて、駆動軸の外側部分の周りに気密シールを提供する。駆動軸の第２の端部８８は、推力伝達装置の円錐形冠部９４の頂点に設けられた開口１０２の内部に配設されている。したがって、容器の頂部から底部に向かう駆動軸の動きは、推力伝達装置を容器の底部に向けて駆動する。同様に、容器の底部から頂部に向かう駆動軸の動きは、推力伝達装置を容器の頂部に向けて駆動する。
【００２７】
使用時、容器２０の底部２６に隣接して配置される材料マニホールド４５に材料４２が入ると、推力伝達装置９０は、容器の頂部２２に向けて上昇することが予想される。あるいは、駆動軸９３は、容器の上部または蓋の内側に設けられたリテーナ９１に隣接している容器の頂部へと、推力伝達装置を移動するように構成され得る。さらに、リミットスイッチ９２が、リテーナに設けられ、駆動軸のための力の形態に電子的に接続されて、推力伝達装置が容器の頂部に接近したときに、推力伝達装置をリテーナに隣接させて停止させるようにし得る。同様に、リミットスイッチ１０１が、アレスタ９９またはその付近に配置され得る。このようにして、駆動軸が伝達装置を容器の底部に向けて移動すると、リミットスイッチは、駆動軸にかかる力の形態を停止させて、アレスタに隣接させて伝達装置を位置決めするように作用し、本質的に材料のすべてを容器から取り除くことができるようにする。あるいは、材料マニホールド、スイッチ、リテーナ、アレスタおよびその他の容器の部品は、材料が容器の頂部から導入され、かつ取り除かれるように構成され得る。
【００２８】
ガスパージラインおよびバルブ８９は、容器２０の頂部または蓋２２の内部にリテーナ９１に通して設けられて、材料４２が容器から取り除かれたときに空気または不活性ガスが容器内に供給され、かつ容器が材料で充填されたときにそのようなガスが排出されることを可能にするように構成され得る。加えて、充填サイクルの間に過剰な材料、空気およびその他のガスを排出するために、材料過充填アーム８２が、マニホールド８６に含められ得る。ガス入口およびバルブは、材料が移動して容器から出ることによりエアスペース８０が容器内で増加し、かつ材料スペース４０が容器内で減少したときに、ガスまたは空気が容器内に入ることができるように用いられ得る。あるいは、過剰な材料の排出管８２は、伝達装置が材料を容器から押し出すとき、または容器内に入る材料が伝達装置を容器の頂部に向けて動かすときに、空気が容器に出入りすることができるように構成され得る。
【００２９】
ここで図５および図６を参照すると、２つの円錐を有する推力伝達装置９０は、冠部（上部部分）９４と、接線方向部材（中間部分）９５と、およびスラスタ（下部部分）９７とを含む。冠部およびスラスタは、先端または頂点を切り取られた三角形の断面を実質的に有する、円錐形あるいは錐台形状で構成される。環状の接線方向部材は、実質的に縦方向の外面を有し、冠部とスラスタとの間に配置されている。冠部、接線方向部材、およびスラスタは、単一のユニットとして機械加工、ダイカストまたはその他の方法で製造される、あるいは別々の部品として製造して溶接、ボルト締めまたはその他の方法で永続的もしくは着脱自在に固定されて、推力伝達装置を形成し得る。
【００３０】
推力伝達装置９０は、伝達装置の接線方向部材９５の外面に沿って配置された、１つまたは２つ以上のスタビライザ９６でさらに構成され得る。スタビライザは、薄いブレードに似た部材であり、伝達装置と同じ材料、例えば、金属およびそれらの合金、ポリマー、プラスチック、複合材またはその他の天然および合成の材料から製作され得る。複数のスタビライザ（例えば、４つのスタビライザ）は、溶接、機械的な締結具またはその他の好適な装置および技法によって、接線方向部材の外面に沿って等しい間隔で伝達装置に取り付けされ得る。スタビライザの頂部および底部の縁部は、材料容器２０の側壁２４に対する擦り傷およびその他の損傷を制限するために、丸みをつけることができる。スタビライザの１つの目的は、接線方向部材が容器の側壁に沿って移動するときに、推力装置の傾斜防止を助けることにある。スタビライザはまた、容器の側壁に隣接して材料空間４９をもたらして、推力伝達装置と容器の側壁との間にガスシールを提供する。そのような構成では、再充填可能な材料移送システム１０は、縦型姿勢や横置き姿勢で用いてもよく、ユーザの求めに応じてある角度に配設してもよい。
【００３１】
推力伝達装置９０の性能は、貫入チップまたは突出部９８の追加によって高められ得る。図４および図５に示すように、貫入チップの形状は、推力伝達装置の円錐形スラスタ部分９７と同じまたは異なる固有の角度を有する円錐形あるいは錐台形であり得る（図１１を参照）。貫入チップは、推力伝達装置のその他の部品と同じ材料または代替的な材料から製作され得る。さらに、円錐形のスラスタチップの構成は、断面が三角形である必要はなく、丸みをつけることもできるし、正方形またはその他の好適な構成とすることもできて、材料排出流路５５および材料出口マニホールド４５を含む容器の部分に向けて推力伝達装置が移動するときに、材料を動かすのを助けるようにする。円錐形のスラスタには、その底部の端部（冠部９４および接線方向部材９５から最も離れた部分）に、円錐形のスラスタチップを受けるように構成された切頭部分１０４を設けることができる。円錐形のスラスタチップの幅広端部１０６は、スラスタの切頭部分に固定するために、ねじ式フランジまたはその他の装置で構成され得る。あるいは、円錐形のスラスタチップは、溶接またはその他の方法によって、円錐形のスラスタに永続的に固定され得る。経験的データは、スラスタチップの最も大きな直径が出口流路５５の直径とほぼ同じとするべきであるという前提を支持している。スラスタの円錐形の部分および突出部の両方が、材料に貫入するように構成される。
【００３２】
ここで図７および図８を参照すると、推力伝達装置９０は、推力伝達装置の接線方向部材９５に隣接して、および／またはその周りに配置される環状管理装置１０３でさらに構成され得る。例えば、環状管理装置は、スタビライザフィン９６の上にしっかりと嵌め合うように、切欠きまたは切込み（図示せず）を含む円形で、ドーナツ形の部材を含み得る。あるいは、切欠きまたは切込みは、スタビライザフィンに作られて、環状管理装置を収容し得る。環状管理装置はまた、推力伝達装置の接線方向部材の内部の環状の切込み内に保持されるように構成され得る。環状管理装置は、推力伝達装置に着脱自在または永続的に取り付けされ得る（図１５、図１６も参照）。環状管理装置の内径は、伝達装置の接線方向部材の外径と実質的に同じとするべきである。環状管理装置の外径は、容器の側壁２４に密接するために、材料容器２０の内径より大きくするべきである。このように、推力伝達装置が容器の側壁に沿って移動すると、容器の側壁に沿って蓄積したあらゆる材料４９（図４）が、容器の底部２６に向かって動かされ、排出流路５５を通って、そして好ましくは材料マニホールド４５から出る。環状管理装置のための好適な材料には、推力伝達装置と同じ材料、ならびに皮革、天然または合成ゴムならびにブナＮ（ニトリル）、フッ素エラストマー、ネオプレンおよびエチレンプロピレンジエンモノマ（ＥＰＤＭ）などのその他のエラストマーが含まれる。
【００３３】
ここで図９を参照すると、再充填可能な材料移送システム１１０の一実施形態は、材料容器１２０を縦型に構成することを含む。材料容器は、本体１５０と、頂部１２２と、１つまたは２つ以上の脚部もしくは延長部分１７０を含む。材料容器の本体は、円筒状に構成され、脚部１７０に接続される下部部分１５２と、頂部１２２に接続される上部部分１５４とを有する。上部環状フランジ１２４は、頂部の下部部分１５６に接続される。下部環状フランジ１２６は、容器の本体の上部部分１５４に接続される。環状フランジは、本質的に円筒状の形状であり、ドーナツに似た構造を有していて、その直径はその厚みよりも非常に大きい。締め付けねじ１２８は、底部フランジに固定され、上部フランジ内に形成された切込みまたはスロット１２７の内部に在るように構成されている。頂部フランジおよび底部フランジならびに固定用のロックは、固定用のロックが所定位置にある場合、材料容器の頂部と本体との間に液密シールが維持されるように構成される。材料容器の役割に高圧または液密シールのためのその他の要求が含まれている場合には、液密シールを容易にするために、Ｏリング（図示せず）が、上部フランジと下部フランジとの間に配置され得る、あるいはゴムまたはその他のポリマーコーティングが、上部フランジおよび下部フランジに塗布され得る。容器の頂部を容器の本体に固定するために、ラッチ、クランプ、リフティングラグおよびダビットなどのその他の機構を用いることができる。
【００３４】
材料容器１２０の頂部部分１２２は、半球状であり、また断面が円形であり得る。あるいは、圧力容器の頂部は、平坦、正方形または容器に課される役割に好適なその他の形状で構成され得る。孔、切欠きまたはその他のアクセスポートが容器の頂部に設けられて、ガス入口端部弁１８０、オーバーフローまたは圧力安全弁１９０、およびゲージ機構１６０の配置を容易にし得る。表示部１６４を有するゲージ１６０の挿入および除去を容易にするために、ねじ継手１６２が、容器の頂部の中央の内部に配置され得る。あるいは、頂部継手は、図１に示すスタビライザロッドまたはパイプ６２、あるいは図４に示す駆動軸９３を保持するために用いられ得る。
【００３５】
頂部１２２の容器１２０からの取り外しを容易にするために、持ち上げ機構１３０を、材料容器の本体１５０に隣接させて設けることができる。一実施形態では、米国ミシガン州のアナーバーのＲｏｓｅｄａｌｅ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓから入手可能な油圧ジャッキ１３２が用いられて、ピストンまたはロッド１３４を駆動して、容器の頂部の環状フランジ１２４を持ち上げる。アクチュエータ機構１３６が用いられて、油圧的、機械的または電子機械的に駆動軸１３４を動かして、容器の頂部を位置決めし得る。さらに、持ち上げ機構は、下部フランジ１２６から完全に係脱することなく蓋を持ち上げて水平に移動させることができるように構成され得る。安定化を目的として、支持フランジ１３８が、材料容器の本体１５０および持ち上げ機構１３０のアクチュエータ１３２に固定され得る。
【００３６】
再充填可能な材料移送システム１１０は、材料容器１２０の本体１５０の下側に容器の底部１５２に隣接させて、材料の入口兼出口マニホールド１４０でさらに構成され得る。例えば、パイプ１４４は、容器の底部に接続され得る、またＴ字形（Ｔ継手）部分１４６を含み得る。Ｔ字形（Ｔ継手）部分１４６は、一端１４６が閉鎖され、かつＴ継手の第２の部分で排出機構１４８に接続される。材料マニホールドの排出部分は、ボールバルブおよびアクチュエータ機構１４２をさらに含み得る。容器を充填したり空にしたりするためのホースおよびパイプへの接続のために、カムおよび溝カプラまたはその他の業界固有の機構を材料マニホールドの出口に設けることができる。材料排出マニホールドをさらに保護するために、プラスチック、金属またはその他の好適な材料のシールド（図示せず）を、脚部１７０または材料容器１２０を支持しているその他の延長部分の周りに設けることができる。同様に、表示機構１６０、ガス入口１８０および圧力解放もしくは材料排出装置１９０を保護するために、保護シールド（図示せず）が、容器の頂部１２２の上部部分の周りに形成され得る。最上部を取り囲んでいる保護機構には、表示部１６４およびガス弁１８０へのアクセスのために切欠きを設けることができる。
【００３７】
再充填可能な材料移送システム１１０は、様々な量の材料４２および様々な圧力の高圧ガス３１を保持するように構成され得る。例えば（図１および図４も参照）、容器１２０の頂部１２２および本体１５０を寸法決めし、かつリテーナ６１、９１およびアレスタ７３、９９を構成して、内部材料空間４０が、例えば、５５、１５０、３００または６００ガロン（２．３立方メートル）の流体またはその他の材料を収容するようにし得る。一定のガス圧の運転モードでは、当業者は、不要な実験を行うことなく高圧ガスを収容するために必要な容器の容積を決定し得る。特定のガス量で容器をあらかじめ満たすことを含む運転モードは、以下の通りに進行する。
（ａ）空のときに材料を分配するために必要とする絶対的な最終圧力（Ｐ）を判定する。
（ｂ）この絶対的な圧力（Ｐ）に、容器の満液容積（Ｖ）を乗じて、本明細書においてＰＶ定数と称する値を得る。
（ｃ）全容器を予め満たすときの絶対圧力の値を判定する。
（ｄ）ＰＶ定数を、予め満たすときの絶対圧力で除して、高圧ガスを収容するために必要な容器の容積を判定する。
【００３８】
２つの円錐を有する推力伝達装置６０、９０が、材料容器２０、１２０に用いられる場合、接線方向部材６９、９５の外径（冠部６８、９４およびスラスタ７１、９７の最大直径）は、材料容器の側壁２４の内径よりもいくらか小さく構成される。再充填可能な材料移送システムは、意図される役割に応じてスケールアップまたはスケールダウンされ得る。役割は、小型の携帯式システムから、大型の貨物トラックあるいはトレーラに取り付けられるシステムにおよび得る。本発明は、１マイクロリットル未満の量の材料および少なくとも何万リットルもの材料を移動させる、きわめて小さい（マイクロ、ナノサイズの）ものからきわめて大きい材料移送システムに適用可能であることが予想される。容器分野の当業者は、適切な容器の幾何学的形状、材料およびその他の特徴を不要な実験を行わずとも決定し得る。同様に、材料移送分野の当業者は、適切な推力伝達装置の幾何学的形状、材料およびその他の特徴を不要な実験を行わずとも決定し得る。再充填可能な材料移送システムに有限な体積のガスが充填され、かつガス供給源に接続されない場合、材料移送分野の当業者は、適切な最小ガス圧を不要な実験を行わずとも決定し得る。さらに、ガス取り扱い分野の当業者は、適切な初期ガス圧およびガス容積を不要な実験を行わずとも決定し得る。以下は、再充填可能な原材料移送システムのいくつかの実施例における寸法である。
【００３９】
実施例１−自動車ボディ用シール材の分配器
分配容積：１．９ガロン（４３２立方インチ、７．１リットル）
容器
頂部：平坦
底部：平坦
内径：６．５インチ（１６．５ｃｍ）
内側の高さ：１４．５インチ（３６．８ｃｍ）
満液容積：２．１ガロン（４８１立方インチ、７．９リットル）
材料：アルミニウム
推力伝達装置
頂部：平坦
底部：１２０度の円錐
底部突出部：なし
接線方向の直径：６．２５インチ（１５．９ｃｍ）
接線方向の高さ：１．０インチ（２．５ｃｍ）
材料：アルミニウム
【００４０】
実施例２−自動車ボディ用消音材の分配器
分配容積：２１．７ガロン（５，０１３立方インチ、８２．１リットル）
容器
頂部：２：１半楕円体
底部：２：１半楕円体
内径：１５．５インチ（３９．４ｃｍ）
直線シェル高さ：３２．１インチ（８１．５ｃｍ）
満液容積：３４．３ガロン（７，９２９立方インチ、１２９．９リットル）
材料：ステンレス鋼
推力伝達装置
頂部：２：１半楕円体
底部：２：１半楕円体
底部突出部：直径３．０インチ（７．６ｃｍ）、高さ２．５インチ（６．４ｃｍ）
接線方向の直径：１４．０インチ（３５．６ｃｍ）
接線方向の高さ：５．０インチ（１２．７ｃｍ）
材料：ステンレス鋼
【００４１】
推力伝達装置６０、９０、２００および３００の接線方向部材６９、９５、２３０、２３２、２３４、２３６、３３０、３３２、３３４、３４６、３４８の、材料容器２０、１２０の側壁２４に対する近接度は、中でも、材料４２の性質に依存する。近接度の範囲は、０．２から１．０インチ（０．５から２．５ｃｍ）である。接線方向部材６９、９５、２３０、２３２、２３４、２３６、３３０、３３２、３３４、３４６、３４８の高さは、中でも、材料の性質および容器２０，１２０の寸法に依存する。高さの範囲は、０から１２インチ（３０．５ｃｍ）である。円錐形の冠部６８、９４は、中でも、材料の性質に依存する定義角を有している。この角度の範囲は、９０から１８０度であり得る。スラスタ７１、９７、２１０、２１２、２１４、２１５のファルクラムは、中でも、材料の性質に依存する定義角度２１５を有し、この範囲は、９０から１８０度であり得る。スラスタチップ９８、２２０は、中でも、材料の性質に依存する定義角２２５を有し、この範囲は、３０から１８０度未満であり得る。
【００４２】
ここで図１０および図１１を参照すると、推力伝達装置２００は、異なる粘度を有する様々な流体で用いるために適合され得る。伝達装置のスラスタ部分２１０は、円錐形あるいは錐台形で中空の装置として構成され得る。複数の接線方向部材２３０は、伝達装置のスラスタ部分に隣接して配置するように構成され得る。例えば、接線方向部材２３２、２３４、２３６は、それらの高さ（厚み）がそれらの直径よりも著しく小さい縦横比を有する円板状あるいは円筒状の形であり得る。接線方向部材は、互いに積み重ねて、固定ロッド２５０またはその他の好適な機構を用いてスラスタ部分に固定され得る。固定ロッドは、頂部継手２５４を用いて板に着脱自在に取り付けされ得、またその第２の（底部の）端部２５２で円錐形のスラスタ２１０の底部２１４に固定され得る。一実施形態では、固定ロッドは、接線方向部材の孔もしくは穴２５６内、およびスラスタのパイプあるいは導管２５８内に配設される。
【００４３】
伝達装置２００の粘稠流体または粘性流体内への貫入は、スラスタ２１０の下部部分２１４に取り付けられる貫入チップ２２０の追加によって補助され得る。これまで説明したように、スラスタチップは、円錐形（断面では三角形）、とがらせていない、正方形またはその他の好適な形状であり得る。スラスタチップは、溶接、ねじ機構によってチップをスラスタに取り付けるための、あるいはチップを固定ロッド２５０に取り付けるためのアダプタ２２２を含み得る。円錐形スラスタのポート２６４および接線方向部材の管腔または穴２６２が用いられて、バラストを追加するための円錐形スラスタの中空部分へのアクセスを提供し得る。キャップ２６０が最も外側の接線方向部材に配設されて、バラストの充填および除去のためのポートを覆い得る。推力伝達装置が加圧される再充填可能な材料移送システムに用いられる場合、材料移送装置を加圧できるように、穴または孔２８０が、穿設される、またはその他の方法で接線方向要素に形成され得る。
【００４４】
推力伝達装置２００はまた、スタビライザ機構２４０を含み得る。例えば、３つの安定化フィン２４２、２４４、２４６は、最も外側の接線方向部材２３２に固定されて、推力伝達装置のスラスタ２１０が材料容器２０、１２０内で動くときに、これが傾斜することを防止し、なんらかの方法で安定化し得る。スタビライザフィンは、１つまたは２つ以上のフランジ２４３、２４５、２４７を追加することにより、推力装置の上部の接線方向部材２３２に溶接、ボルト締め、ねじ込みおよび永続的もしくは着脱自在に固定され得る。スタビライザフィンは、接線方向部材の周辺の外側に延びるように構成されて、スタビライザの最も外側の部分が材料容器内部の側壁に隣接するようにする。あるいは、スタビライザフィンは、図４〜図６に示すように、接線方向部材のうちの１つまたは２つ以上に取り付けられ得る。
【００４５】
ここで図１２、図１３および図１４を参照すると、推力伝達装置３００は、図１〜図８に示す２つの円錐を有する形状以外の様々な構造に製作され得る。例えば、伝達装置のスラスタ部分３１０および伝達装置の冠部部分３１５は、半球状または半楕円状の形状であり得る。そのような半球状または楕円状の形状は、冷間加工、加熱修整または鋳造によってより容易に製造され得る。同様に、様々な合金および金属を用いる射出成形プロセスが実施されてもよい。
【００４６】
図１２に示すように、伝達装置３００は、材料容器内部の側壁と平行であるために、実質的に接線方向の部分３３０を有し得る。したがって、伝達装置のスラスタまたは下部部分３１０は、接線部分３３２を含み、伝達装置の上部部分３１５は、接線部分３３４を含み得る。伝達装置の両半分は、溶接部３４０で接合されてもよいし、または両半分を互いに永久的または着脱自在に締結するためのその他の技法を利用するのであってもよい。これまで説明したように、縦型スタビライザフィン３４２、３４４、３４６、３４８は、伝達装置の接線部分の周りに、円周方向に間隔を開けて配置され得る。参照する図面には４つのスタビライザフィンが示されているが、容器および伝達装置の直径およびその他の構成に応じて、２つ、３つ、６つまたは７つ以上のスタビライザフィンが適宜用いられ得る。
【００４７】
推力伝達装置３００がガスで加圧される環境において用いられる場合、伝達装置の上部部分または頂部（冠部）３１５は、１つまたは２つ以上の孔または穴３８０を含んで、加圧されたガスが伝達装置の内側に入ることができるようにする。加えて、伝達装置の内部にバラストを配置するためのアクセスポート３６０が、伝達装置の冠部の上面上に提供され得る。これまで説明したように、バラストアクセスポートは、アクセスポート内への着脱自在な挿入のためのプラグまたはキャップを受けるように構成され得る。伝達装置の冠部はまた、スタビライザパイプ６２（図１）または駆動軸９３（図４）の挿入のために、継手、フランジまたはその他の部材３５０で構成され得る。レベル指示装置（図１７、図１８）を収容する推力伝達装置を構成するために、パイプまたはその他のチューブが、冠部継手からスラスタ部分３１０の底面付近へと延在するように構成され得る。図１２に示すように、スラスタ部分はまた、円筒状の突出部またはフランジ３２０で構成され得、これは、位置決め装置サブアセンブリ６００（図１８）を収容するために用いられ得る保持機構３２２を受けるための継手として構成される。スラスタ継手はまた、材料への貫入を容易にするため、かつきわめて高粘度の流体が、容器２０、１２０の出口流路５５および材料マニホールド４５、１４０を通って移動するための貫入チップとして働き得る。したがって、スラスタチップ（突出部３２０）の直径は、出口流路５５の直径とほぼ同じとするべきである。
【００４８】
材料容器の内部への材料伝達装置３００の挿入および取り外しを助けるために、穴３５２または同様の機構が、冠部３１５上の上部継手３５０に形成され得る。例えば、図１３に示すように、２つの穴３５２が、継手を横切る直線上に貫設されて、これらの開口にチェーンまたはワイヤが穴に通されて、推力伝達装置を圧力容器から引き上げるようにし得る。これまで説明したように、伝達装置は、移送システムに用いる材料に適合する任意の好適な金属、合金、プラスチックまたはその他のポリマーから製作され得る。
【００４９】
ここで図１５および図１６を参照すると、半球状（半楕円状）の伝達装置３００（図１１）は、環状管理装置４００で構成されて、材料容器内部の側壁上に蓄積した材料の除去を助け得る。環状管理装置は、天然もしくは合成ゴム、エラストマーポリマー、または容器の内外に移送される材料に適合するその他の好適な材料から形成される環状部材４１０を含む。環状管理装置は、環状部材に固定された１つまたは２つ以上の水平フランジ４２０をさらに含み得る。水平フランジは、止めコック４４２、４４４、４４６、４４８またはその他のガス抜き機構を収容するためのポート４５２、４５４、４５６、４５８を含んで、伝達装置が材料容器の頂部から底部（第１の端部から第２の端部）へと移動するときに、伝達装置の下に捕捉されたガスまたは空気が解放されるようにし得る。水平フランジは、ボルトおよびナット４７０またはその他の好適な締結手段によって環状部材に固定され得る。あるいは、環状部材は、フランジに、あるいは直接伝達装置の冠部に接着またはその他の方法で接合され得る。フランジの垂直部分は、溶接またはその他の方法で水平フランジと共に形成され得、そして、ボルトおよびナット４６０またはその他の好適な締結手段によって伝達装置に取り付けられ得る。環状管理装置は、推力伝達装置に、固定的または着脱自在に固定され得る。
【００５０】
ここで図１７を参照すると、再充填可能な材料移送システムは、レベル指示装置５００を含み得る。接触および非接触の液位装置などの多くのタイプの液位計が、材料移送システムに組み込まれ得る。接触式および非接触式の液位装置は、例えば、容器重量式装置（秤）、容器ガス圧力式装置（圧力計）、リニアおよびロータリエンコーダ装置（テープゲージ）、波動式装置（レーザ、磁歪、高周波、および超音波）、磁気結合式装置（指示ロッドおよびテープ）、変位式装置（リミットおよび近接スイッチ）、材料流量式装置（流量積算計）、光学式装置（光ファイバ、光電性、および視覚）、ガスと材料との界面装置（浮力、電気容量、導電率、差圧、および差温）および原子核装置（放射性同位体）である。本明細書に説明される推力伝達装置と共に使用するために好適な１つのシステムは、米国コネティカット州プレインビルのＧＥＭＳ  Ｓｅｎｓｏｒｓ，Ｉｎｃ．から入手可能である。このような装置は、推力伝達装置（図１２参照）のアダプタパイプまたは中央の管腔内に配設され得るステム５２０を含む。ステムは、材料容器の外側から見えるハウジング５６０内のマイクロプロセッサに接続された、磁気リードスイッチまたはその他のレベル指示器を含み得る。ねじ継手５４０またはその他の固定装置は、レベル指示システムを図１２に示す推力伝達装置３００の上部フランジ３５０に取り付けるために使用され得る。ハウジングは、特定の寸法の材料容器と共に使用するために構成され得る、プログラム可能なマイクロプロセッサ（図示せず）およびデジタルディスプレイ５６４などのその他の電子機器を含み得る。システムのハウジング５６０は、ポリマー、複合材、その他の合成材料、あるいはカリフォルニア州ノースヒルのＭｏｏｒｅ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｉｎｃ．から入手可能なより丈夫な金属または合金の構造物から製作され得る。
【００５１】
ここで図１８を参照すると、ステム５２０内の磁気センサを作動させるために、位置決め装置サブアセンブリ６００が、図１１に示す推力伝達装置３００内で位置決めするために構成され得る。サブアセンブリは、磁気位置決め装置（磁気アクチュエータ）６４０を収容するための外側ハウジング６２０を含むが、これは、円筒状または卵形であり得る。ねじ式キャップまたはその他の継手６６０は、ハウジングの片側に構成されて、推力伝達装置上のアダプタ３２２またはその他の機構に固定されるようにする。ハウジングキャップは、孔または管腔６８０を含んで、ステム５２０が、位置決め装置サブアセンブリを通過することができるようにし得る。同様に、位置決め装置は、中央管腔６９０内に構成されて、ステムが位置決め装置内側に摺動自在に配設され得るようにする。加えて、位置決め装置サブアセンブリは、ステムから材料堆積物を取り除くための洗浄機構（図示せず）を含み得る。使用時、容器内で材料レベルが増加すると、位置決め装置サブアセンブリ（磁気アクチュエータ）を保持している伝達装置は、ステムを持ち上げてステムの中に含まれるセンサを作動させる。位置決め装置（磁気アクチュエータ）がステム上の最も高い位置に接近すると、装置上のディスプレイ５６４は、１００パーセントまたは容器が満杯であることを示すなんらかのその他の指示を示すように校正される。レベル指示装置５００は、材料高さ、重量または体積を適宜示すように校正され得る。同様に、容器から材料が排出されるにつれて、伝達装置が容器の底部に接近して、磁気アクチュエータをステム上の最も低い位置に接近させ、その結果、レベル計は、材料の高さ、重量または体積の減少を表示する。
【００５２】
図１９は、図４の材料移送システムの別の実施形態を示しており、ここでは、境界層抑制材料７０１が、容器内の選択された接液面に塗布されている。境界層抑制材料７０１の図は、原寸に比例しておらず、むしろ本発明の説明のために大幅に拡大されていることを理解されたい。材料移送システムの内面上の接液面は、側壁２４と、アレスタ７３と、スラスタ７１と、排出流路５５と、接線方向部材６９と、貫入チップ９８とを含み得る。流体４２と接触するその他の表面および要素もまた、接液面とみなされ得る。好適な実施形態では、すべての接液面は、移動する流体と、材料移送システムの静止している内面（ならびに推力伝達装置、総称して「境界層界面」）との間にある境界層を抑制する材料でコーティングされる。本発明は、再充填可能な材料移送システムの境界層界面と、流体との間における境界層に作用して、システムの性能を改善する。境界層を抑制することは、材料移送システムの内面と、流体との間における比較的大きい幾何学的な表面積に影響を及ぼすことから、本発明は、全エネルギー効率を著しく改善し、流体をシステムの内外に移動するために要するエネルギーを減らす。
【００５３】
様々なシステムでよく用いられ得る、内面を有する多数の部品のリストに含まれるのは、アクセスフランジ、アクセスマニホールド、アクセスパイプ、アクセスポート、アダプタ、環状部材、環状管理装置、アレスタ、アセンブリ、バラストプラグ（キャップ）、玉型弁およびアクチュエータ機構、孔または穴（ｂｏｒｅｓ  ｏｒ  ｈｏｌｅｓ）、孔または管腔（ｂｏｒｅ  ｏｒ  ｌｕｍｅｎ）、底部、底部端部、底部部分、底部領域、キャップ、洗浄機構、部品、円錐スラスタ、円錐スラスタ部分、容器、継手、フランジまたはその他の部材、冠部、冠部部分、２つの円錐を有する形状またはその他の形状の推力伝達装置、排出機構、過剰材料排出ライン、出口流路、上げ底部分、フィッティング、フランジ、ガス空間、熱伝達領域、熱伝達要素、穴または孔（ｈｏｌｅ  ｏｒ  ｂｏｒｅ）、内部材料空間、内部、蓋、レベル指示装置、レベル計（ｌｅｖｅｌ  ｉｎｄｉｃａｔｏｒ，ｌｅｖｅｌ  ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ）、下部環状フランジ、下部部分、管腔（ｌｕｍｅｎ）、管腔または穴（ｌｕｍｅｎｓ  ｏｒ  ｈｏｌｅｓ）、本体、マニホールド、手動操作解放弁または圧力解放弁、材料容器、材料収容容器、材料出口マニホールド、材料の入口兼出口開口、材料入口、材料の入口兼出口マニホールド、材料入口マニホールド、材料マニホールド、材料出口、材料排出流路、材料出口マニホールド、材料空間、材料移送装置、材料容器、方法終了マニホールド、一方の端部、開口、Ｏリング、最も外側の接線方向部材、外側ハウジング、出口、排出流路、オーバーフローアーム、溢れ解放弁または圧力解放弁、貫入チップまたは突出部、貫入チップ、パイプまたは導管、ポート、位置決め装置サブアセンブリ、圧力解放装置または材料排出装置、圧力容器、着脱容易な（カムおよび溝）継手、再充填可能な材料移送システム、リテーナ、保持機構、ロッド、固定ロッド、シール、側壁、スタビライザフィン、スタビライザ機構、スタビライザロッドまたはパイプ、スタビライザロッド（パイプ）、スタビライザパイプ、スタビライザ、安定化フィン、安定化パイプまたはロッド、ステム、止めコック、接線方向部材、接線方向部分、スラスタ、スラスタ部分、スラスタチップ、頂部、伝達装置、移送システム、切頭部分、Ｔ字形（Ｔ継手）部分、上部環状フランジ、上部継手、上部または頂部部分（冠部）、上部部分、上部領域、バルブ、孔（ｖｅｎｔ）、孔または穴（ｖｅｎｔｓ  ｏｒ  ｈｏｌｅｓ）、垂直安定化要素、容器、壁、幅広端部である。
【００５４】
各内面は、壁面とバルク流体との間に新しい境界層を生成するために処理またはコーティングされる。処理には、これらの表面の表面粗さ（すなわち、表面の理想表面からの垂直方向の平均偏差の程度）を変えることが含まれる。研磨（ｓａｎｄｉｎｇ）、研磨（ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）などにより表面粗さが小さくなると、流体のこれらの表面に対する粘性もまた低下し、摩擦を減じて、粘性流体を動かす。つまり、容器の本来の内面を研磨して、これらがより平滑になるようにし、それによって、これらの表面を流れる流体を動かすために要するエネルギーを減らし、かつ容器を出入りする流体の流量を増加し得る。あるいは、エポキシコーティングを本来の内面に施して、それらをより平滑にし、バルク流体と接触する壁の平均粗さを減らし、ひいては境界層を抑制する。境界層を抑制するための別の方法は、シリコーンベースの離型剤を内面に塗布することである。離型剤は、単独で内面に塗布され得る、あるいは、離型剤を含浸させたエポキシコーティングが、本来の内面に塗布され得る。
【００５５】
他方、表面粗さは、これらの表面に対する流体の粘性を高めるために増加させることもできる。例えば、容器の内面をサンドブラストで仕上げて、それらをより粗くし、流体を容器内で動かすために要するエネルギーを増やしてもよい。このことにより境界層が増加され、このことが、システムを水圧でプライミングするのに役立つ。あるいは、研磨剤を含むコーティングを本来の内面に施して、これらをより粗くしてもよく、このこともまた、システムのプライミングを助ける働きをする。システムを水圧でプライミングするために、結合剤／粘着剤を内面に施して、これらの表面上における流体の境界層を増加してもよい。結合剤／粘着剤は、単独で内面に塗布され得る、あるいは、結合剤／粘着剤を含浸させたエポキシコーティングが、本来の内面に塗布され得る。
【００５６】
容器およびその部品の接液面上における境界層を抑制するための別の方法は、本来の表面またはコーティングされた表面の輪郭線を形成し（粗くする、すなわち、表面粗さを大きくする）、離型剤を表面に塗布することであり、離型剤は、表面の谷の部分に存在し得て、表面に対する離型剤の保持を改善する。例えば、内燃機関のシリンダがホーニング加工されて、谷部分に潤滑油を保持し得るのと同様の方法で、金属製のＲＭＴＳ容器は、サンドブラストで仕上げされ、植物油でコーティングされてもよい。境界層を抑制するための別の方法は、ある種の固体材料の多孔性を利用することであり、離型剤は、固体材料およびその表面の孔中に存在し得る、あるいは毛管現象により孔中に保持され得る。離型剤は、孔中に捉えられて、固体材料およびその表面における離型剤の保持を改善する。多孔性の固体材料は、システムの部品（容器の内壁、アレスタ、推力伝達装置、材料の入口兼出口マニホールドを有する第１の端部など）およびシステムの部品に施される多孔性固体材料（コーティング、ライナ、クラッドなど）であり得る。例えば、金属製のＲＭＴＳ容器は、自己潤滑性の油浸ナイロンシートでライニングされ得る。
【００５７】
多孔性の固体材料であって、それらの孔中およびそれらの表面上に離型剤が入っている固体材料の例には、料理油をなじませた鋳鉄製のフライパン、Ｏｉｌｉｔｅ（登録商標）自己潤滑性油浸青銅、および自己潤滑性油浸ナイロンが含まれる。その他の例は、多孔性の材料が、それら孔中およびそれらの表面上に離型剤を含んで、物体の性能または摩耗特性を改善する場合に見出され得る。
【００５８】
表面はまた、これらの表面の電気的、熱的、および波動的な抵抗力を変えるように改質され得る。例えば、シリコーンベースの導電性グリースを容器の内面に施して、電気エネルギーを流体とやりとりするために要するエネルギーを低下させ得る。容器内の流体を加熱または冷却することが求められる場合、シリコーンベースの放熱グリースを容器の内面に施して、熱エネルギーを流体とやりとりするために要するエネルギーを低下させて、流体をより良く冷却および加熱し得る。音響的に操作される材料または流体の場合には、グリセリン／グリセリンベースの音響結合媒体を容器の内面に施して、音波エネルギーを材料または流体とやりとりするために要するエネルギーを低下させて、材料をより良く撹拌し得る。
【００５９】
シリコーンベースの絶縁グリースもまた、内面に施して、電気エネルギーを容器内の流体とやりとりするために要するエネルギーを増加させて、流体を静電気またはその他の帯電により影響を受けないようにより良く絶縁し得る。あるいは、断熱材料を内面に施して、熱エネルギーを流体とやりとりするために要するエネルギーを増加させて、流体を冷却および加熱からより良く遮断し得る。音響的に撹拌される材料の場合には、音響粘弾性ポリマー材料を内面に施して、音波エネルギーを材料とやりとりするために要するエネルギーを増加させて、材料を撹拌からより良く遮断し得る。
【００６０】
再充填可能な材料移送システムの内面をその他の材料で補って、これらの表面の物理的特性を変えることができる。例えば、ある種の添加剤は、容器を出入りする材料および流体の放出および侵入を抑制する。バリアコーティングをプラスチック製の内面に施して、プラスチック面を通るガスの透過を低減し得、結果的に容器内の材料および流体の貯蔵寿命を縮め得る、空気およびガスの容器内への侵入を阻止または抑制する。
【００６１】
本発明は、再充填可能な材料移送システムの材料および流体の取扱いにおけるエネルギー効率およびその他の性能態様を改善する。内面と、材料および流体との間における境界層に着目することによって、本発明は、それらの間における比較的大きい幾何学的な表面積を活用し、かつ本発明がこれらの表面における境界層に与える指数関数的な（表面積に起因する）作用および効果を十分に利用している。
【００６２】
上記の様々な目的を達成するために、選抜された材料がシステムの内側の接液面に塗布されて、移動する流体の境界層に影響を与える。システムを通る粘性流体の流れに影響を与えるために使用され得る多数のタイプのコーティングが存在し、例を挙げると、ノンスティッククッキングスプレー、絶縁ゲル、シリコーン離型剤、熱伝導性グリース、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）（ポリテトラフルオロエチレン）付着防止コーティング、滑り止めコーティング、導電性グリース、離型剤コーティング、絶縁グリース、ガスバリアコーティング、粘弾性ポリマー防音材料、超音波カプラント、被覆材料、エーロゲル断熱材料を有するコーティング、撥液コーティング、シリコーン含浸（離型剤）エポキシコーティング、および粘着剤製品が含まれる。このリストは、説明のためのものであり、限定するためのものではない。
【００６３】
境界層の３つの独立した要素（容器の内面、容器内に移動および格納される材料および流体の隣接（「スキン層」）表面、ならびにこれらの２つ表面の間の材料に影響を与える任意の選択された境界層）のうちの２つ以上に影響を与えることは、再充填可能な材料移送システムの性能に影響を及ぼし得る。例えば、シリコーン離型剤で含浸されたエポキシコーティングを施すことにより、ＲＭＴＳ内面が平滑化され、かつよく滑る離型剤が施される。本発明は、境界層（内面、材料および流体の隣接（「スキン層」）表面、ならびにこれらの２つ表面の間の任意の材料）に影響を与えて、性能を改善することの効果を強調しているが、本発明はまた、ガスおよび蒸気が存在し得る、システムのガス空間および蒸気空間に適用されてもよい。
【００６４】
これを説明するために、２つの例を示す。第１のケースでは、透明なプラスチックの携帯式５０ミリリットルＲＭＴＳ容器を、クリーム状のピーナッツバターで試験した。この粘り気のあるピーナッツバターは、未処理のＲＭＴＳ内面に付着し、ＲＭＴＳでのピーナッツバターの充填および分配を遅くした。離型剤をＲＭＴＳ内面に塗布した。試験の結果、すべてのその他の条件を同じにした上で、この離型剤をＲＭＴＳ内面に施したことにより、ピーナッツバターの流量が１０％〜２０％増加したことが実証された。第２のケースでは、ステンレス鋼製の２２ガロンＲＭＴＳを、ヒートセットプリンタインクで試験した。粘着性のインクは、未処理のＲＭＴＳ内面に付着し、ＲＭＴＳでのインクの充填および分配を一貫性のないものにした。次いで、離型剤で含浸されたコーティングをＲＭＴＳ内面に塗布した。試験の結果、すべてのその他の条件を同じにした上で、この離型剤で含浸されたコーティングをＲＭＴＳ内面に施したことにより、インクの流量がより一貫性のあるものになり、流量を未処理のケースよりも５％〜１０％増加したことが実証された。このように、上記の例から、ＲＭＴＳシステムの接液面を選択的に処理することによって、未処理の表面よりも５〜２０％のシステムの性能の増加が達成され得ることが分かる。
【００６５】
境界層を抑制するために容器の内壁が平滑化される場合、研磨およびサンドブラスト仕上げは、この変化を達成するための２つのオプションである。例えば、粗い「圧延仕上げ」（金属圧延機に由来する）である本来の金属の内面は、機械的に研磨されて、「超鏡面仕上げ」状態で、より平滑にされ得る。平滑化に関する規格は、ＡＳＭＥ  Ｂ４６．１、表面粗さ、うねり、および模様（アメリカ機械学会）、ＩＳＯ  ４２８７  製品の幾何特性仕様（ＧＰＳ）−表面性状：輪郭曲線方式−用語、定義および表面性状パラメータ、ならびにＩＳＯ  ４２８８  製品の幾何特性仕様（ＧＰＳ）−表面性状：輪郭曲線方式−表面性状評価の方式および手順（国際標準化機構）に記載されている。
【００６６】
表面粗さを小さくするために、初期の表面仕上げは、「＃１圧延仕上げ」および「粒度６０」、「ＩＳＯ  Ｎ９」であり得、Ｒａ（平均粗さ）＝６．３μｍ（マイクロメートル）＝２５０μｉｎ（マイクロインチ）である。粒度５００（またはこれより細かい）研磨メディア（ａｂｒａｓｉｖｅ  ｍｅｄｉａ）の研磨メディア（ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ  ｍｅｄｉａ）が用いられて、本来の表面を研磨し、次いで、最終表面仕上げである「＃８超鏡面仕上げ」および「粒度５００」、「ＩＳＯ  Ｎ３」が得られ、Ｒａ（平均粗さ）＝０．１０μｍ（マイクロメートル）＝４μｉｎ（マイクロインチ）である。
【００６７】
サンドブラスト仕上げの場合には、平滑な本来の金属製ＲＭＴＳ内面は、より粗くなるように、研磨メディアで「ニアーホワイト」にサンドブラスト仕上げされ得、それによって、以下の規格、すなわち、「Ｓａ  ２  １／２」、ＩＳＯ  ８５０１−１  塗料および関連製品を塗装する前の鋼被塗物の調整−表面清浄度の視感評価−第１部：未塗装鋼材および旧塗膜全面剥離後の鋼材のさび度および調整等級、ならびに／またはＳＳＰＣ−ＳＰ  １０／ＮＡＣＥ  Ｎｏ．２  完全清浄に準ずるブラスト（Ｎｅａｒ−Ｗｈｉｔｅ  Ｂｌａｓｔ  Ｃｌｅａｎｉｎｇ）（保護塗装協会および米国防蝕技術協会共同表面処理規格（Ｔｈｅ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ  Ｃｏａｔｉｎｇｓ  ａｎｄ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ  Ｊｏｉｎｔ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄ））の要件を満たす。
【００６８】
境界層を抑制するための別の方法は、システムの接液面上に撥流体構造を形成することである。これらの構造は、疎水性、超疎水性、オムニフォビック（ｏｍｉｎｉｐｈｏｂｉｃ）、および超オムニフォビックであり得る。超オムニフォビックの説明は、Ａｎｔｏｎｉｏ  Ｃｈｅｃｃｏらによる、「Ｒｏｂｕｓｔ  Ｓｕｐｅｒｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｉｔｙ  Ｉｎ  Ｌａｒｇｅ−Ａｒｅａ  Ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ  Ｓｕｒｆａｃｅｓ  Ｄｅｆｉｎｅｄ  Ｂｙ  Ｂｌｏｃｋ−Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｅｌｆ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ」と題するＡｄｖ．Ｍａｔｅｒ．２０１３年の記事で見ることができる。所望の効果を得るには、ブロック共重合体ベースの薄膜パターニングが用いられて、１０ナノメートルに迫る形状を有する表面性状の大面積の超疎水性表面を形成する。ナノ構造の形状およびアスペクト比を調整することは、表面の濡れ性に著しく影響を与える。特に、超疎水性は、テーパ付きの円錐３０２の幾何形状で得られるが、円柱状の幾何形状では劣る（図２０参照）。
【００６９】
境界層を抑制するためのさらに別の方法は、システムの接液面に撥流体コーティングまたはフィルムを施すことである。これらのコーティングは、疎水性、超疎水性、オムニフォビック、および超オムニフォビックであり得る。これらのコーティングの例には、Ｒｕｓｔ−Ｏｌｅｕｍ（登録商標）ＮｅｖｅｒＷｅｔ（商標）超疎水性コーティング、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｒｕｓｔｏｌｅｕｍ．ｃｏｍ／ｐｒｏｄｕｃｔ−ｃａｔａｌｏｇ／ｃｏｎｓｕｍｅｒ−ｂｒａｎｄｓ／ｎｅｖｅｒｗｅｔ／ｎｅｖｅｒｗｅｔ−ｋｉｔ／，ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｅｖｅｒｗｅｔ．ｃｏｍ／、およびＩｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｒｅｐｅｌｌｉｘ超疎水性セラミックコーティング、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｎｓｕｒｆｔｅｃｈ．ｃｏｍ／がある。
【００７０】
本発明の特定の形態を材料移送システムのある実施形態に関して図示しかつ説明してきたが、本発明の範囲から逸脱することなしに様々な修正がなされ得ることも当業者には明らかである。より詳細には、本発明が開示された装置を形成するためのいかなる特定の方法にも限定されないことは明らかであるはずである。本発明のある態様を、流体およびその他の特定の材料と共に利用するという観点から本明細書に図示しかつ説明してきたが、再充填可能な材料移送システムおよび推力伝達装置が、本明細書で具体的に議論されていない多くの材料と共に使用され得ることは、当業者には明らかである。さらに、特定のサイズおよび寸法、用いる材料などについて本明細書において説明してきたが、それらは単なる例として提供されている。その他の修正および改良が、本発明の範囲から逸脱することなくなされ得る。したがって、本発明は、添付の請求の範囲による限定以外に限定されるものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【外国語明細書】
2015157710000001.pdf