KR20190111916A - 사용된 흡수성 위생용품을 살균하기 위한 살균 장치 - Google Patents

사용된 흡수성 위생용품을 살균하기 위한 살균 장치 Download PDF

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Abstract

사용된 흡수성 위생용품을 살균하기 위한 살균 장치에 관한 것으로, 제거가능 도어(24)에 의해 밀폐되는 로딩/언로딩 개구(22)가 제공된 제2 단부(18) 및 밀폐된 제1 단부(16)를 갖는, 종방향 축(A)을 따라 회전가능한 용기(12)를 포함하고 용기(12)는 내부 벽(28)을 포함하는 중공 벽(26), 외부 벽(30), 및 제1 단부(16)로부터 제2 단부(18)로 연장되는 중공 공간(32)을 가지며, 응축물 배출 챔버(50) 및 스팀 입구 챔버(48)를 가지며 용기(12)의 제1 단부(16)에 배열된 회전식 조인트(34)를 포함하고, 용기(12)의 내부 벽(28)으로부터 내측을 향하여 돌출되고 용기(12)의 제2 단부(18)와 제1 단부(16) 사이에서 연장되는 하나 이상의 중공 나선형 블레이드(70)를 포함하고, 상기 중공 나선형 블레이드(78)는 용기(16)의 제1 단부에서 스팀 입구 챔버(48)와 유체 연통하는 입구(78) 및 용기(12)의 제2 단부(18)에서 중공 공간(32)과 유체 연통하는 출구(80)를 갖는 나선형 캐비티(72)를 가지며, 상기 입구(78)와 출구(80) 사이에서 밀폐되며, 회전식 조인트(34)의 응축물 배출 챔버(50)는 용기(12)의 제1 단부(16)에서 중공 공간(32)과 유체 연통하여 스팀 입구 챔버(48)로부터 유입되는 스팀이 제2 단부(18)를 향하여 제1 단부(16)로부터 나선형 캐비티(72) 내로 흐르고 그 뒤에 제1 단부(16)를 향하여 제2 단부(18)로부터 중공 공간(32) 내로 흐른다.

Description

사용된 흡수성 위생용품을 살균하기 위한 살균 장치
본 발명은 살균 장치, 특히 사용된 흡수성 위생용품을 살균하기 위한 것과 관련된다.
"흡수성 위생용품"이라는 용어는 일반적으로 아기용 기저귀, 성인용 실금(incontinence) 패드, 숙녀용 위생패드, 침대 매트 등과 같은 일회용 흡수성 용품을 의미한다.
흡수성 위생용품들은 일반적으로 광범위한 다른 재료들로 구성되고, 이들은 플라스틱 재료, 셀룰로스 플러프(cellulose fluff), 초흡수성 폴리머, 부직 시트 등을 포함한다.
흡수성 위생용품들은 플라스틱 및 셀룰로스와 같은 고품질 재료를 포함하는데, 이는 새로운 에너지 생성 또는 재활용된 원료를 회수하기 위해 필요하다.
사용된 흡수성 위생용품을 재활용하는데 있어서의 문제점들 중 하나는 이들 용품들이 유기성 배설물(organic excretions) 및 박테리아를 포함하며, 상기 재료들을 분리하기 전에 상기 용품의 살균과정을 수행해야 하는데 있다. 추가 문제점은 사용된 흡수성 위생용품이 일반적으로 패키지 형태로 접혀 폐기되고, 용품의 외부 플라스틱 층이 불투과성 배리어를 형성하는 것으로부터 유도된다. 외부 방수층은 용품의 효과적인 살균을 저해한다.
문헌 제WO 2010/065088호에 의하면, 스팀을 이용하여 폐기물을 건조하는 도시의 고형 폐기물의 처리를 위한 오토클레이브(autoclave)가 설명된다. 문헌 제WO 2010/065088호에 설명된 장치는 회전식 원통형 오토클레이브를 포함하고, 상기 오토클레이브는 오토클레이브에 접근하기 위해 개방되고 오토클레이브를 가압할 수 있도록 밀봉상태로 밀폐될 수 있는 적어도 하나의 도어, 상기 오토클레이브 내부에 수용된 폐기물과 직접 접촉하는 접촉 스팀을 위한 입구 및, 비접촉 스팀(non-contact steam)을 공급하고 직사각형 단면을 갖는 복수의 중공 금속 바를 포함한다. 장치에 따라 오토클레이브 중에 폐기물의 건조 및 도시의 고형 폐기물의 살균을 허용한다.
동일한 출원인에 의한 제EP-A-2596810호는 사용된 흡수성 위생용품을 처리하기 위한 방법을 기재하며, 이는 내부 표면을 갖는 원통형 회전 오토클레이브 내로 사용된 흡수성 위생용품을 적재하는 단계, 그 뒤에 살균 온도로 오토클레이브를 가열 및 가압하는 단계 및 동시에 이의 종방향 축 주위에서 오토클레이브를 회전시키는 단계를 포함한다. 오토클레이브 가열은 오토클레이브 내에 수용된 용품을 위한 제1 온도 상 및 오토클레이브의 내부 표면에 대한 제1 온도 상보다 높은 제2 온도 상을 제공한다.
오토클레이브에 수용된 용품을 살균하기 위한 온도에 도달하는데 필요한 열이 대부분 오토클레이브의 내부 벽을 통해 전달되는 열 에너지에 기인한다. 입수가능한 동일한 열 에너지에 따라 흡수성 위생용품과 오토클레이브의 벽 사이의 열 교환이 최적화되지 않는 경우, 용품에 대한 열 에너지의 전달 시간이 상당하고 이에 따라 용품의 살균 사이클의 시간이 상당하다.
본 발명의 목적은 용품에 장치의 벽으로부터 열 에너지의 전달을 최적화할 수 있는 사용된 흡수성 위생용품을 살균하기 위한 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에 따라서, 이 목적은 청구항 제1항의 요지를 형성하는 특성을 갖는 장치에 의해 구현된다. 청구항은 본 발명에 따라 제공된 개시의 일체 부분을 형성한다.
본 발명은 비제한적인 예시로 제공된 첨부된 도면들을 참조로 하기에 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 축방향 단면도.
도 2는 도 1의 장치에 대한 스팀 공급을 도시하는 도면.
도 3, 도 4 및 도 5는 도 1의 화살표 III, IV 및 V로 도시된 부분의 확대된 스케일의 상세도.
도 1을 참조하면, 도면부호(10)는 사용된 흡수성 위생용품을 살균하기 위한 장치를 나타낸다.
장치는 고정 지지부(14)에 의해 종방향 축(A) 주위에서 회전가능하게 지지된 용기(12)를 포함하고, 상기 고정 지지부들 중 적어도 하나는 축(A) 주위에서 용기(12)를 회전시키는 구동 수단이 제공된다. 용기(12)의 종방향 축(A)은 바람직하게는 수평 위치에 고정된다.
용기(12)는 제1 단부(16)와 제2 단부(18) 사이에서 연장되는 종방향 축(A)를 따라 연장된 원통형 몸체(20)를 포함한다. 제1 단부(16)는 밀폐되고 일반적으로 반구형 형상을 가지며, 제2 단부(18)는 제거가능한 도어(24)에 의해 밀봉방식으로 밀폐되는 로딩/언로딩 개구(22)가 제공된다.
특히 도 2 내지 도 5를 참조하면, 용기(12)는 중공 공간(32)을 둘러싸는 외부 벽(30) 및 내부 벽(28)을 포함하는 중공 벽(26)을 갖는다. 중공 공간(32)은 제1 단부(16)로부터 제2 단부(18)로 전체 원통형 몸체(20)를 따라 연장된다. 바람직하게는, 중공 공간은 밀폐된 단부(21) 상에서 연장된다. 용기(12)의 내부 벽(28)은 처리 부피를 구획하는 내부 표면을 갖는다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 용기(12)는 종방향 축(A)과 동축을 이루는 제1 단부(16)에 배열된 회전 조인트(34)를 포함한다. 회전 조인트(34)는 용기(12)의 내부와 연통되는 홀(38)을 갖는 용기(12)의 벽(26)에 고정된 허브(36)를 포함한다. 회전 조인트(34)는 중앙 허브(36)와 미끄럼 밀봉 접촉하도록 배열된 2개의 고정 링(40, 42)을 포함한다.
도 2를 참조하면, 고정 링(40, 42)은 각각 스팀 공급 튜브(44) 및 응축물 배출 파이프(46)에 연결된다. 자동 응축물 배출 장치(47)는 응축물 배출 파이프(46) 상에 배열된다. 중심 허브(36)에서, 각각의 고정 링(40, 42)과 유체연결되는 스팀 입구 챔버(48)와 응축물 배출 챔버(50)가 형성된다. 스팀 입구 챔버(48) 및 응축물 배출 챔버(50)는 각각의 파이프(52, 54)를 통하여 중공 공간(32)의 각각의 부분에 연결된다.
허브(36)의 홀(38)은 용품과 직접 접촉하고 있는 용기(12) 내의 압축된 스팀(접촉 스팀)을 공급하는 제2 스팀 공급 튜브(56)에 연결된다. 스팀 공급 파이프(44, 56)는 각각의 밸브(60, 62)에 의해 스팀 생성기(58)에 연결된다. 허브(36)의 중심 홀(38)은 밸브(68) 및 파이프(66)를 통해 진공 펌프(64)에 연결된다. 진공 펌프(64)는 접촉 스팀과 용기(12)의 가압을 수행하기 전에 용기(12) 내부로부터 공기를 배출시킨다.
용기(12)는 용기(12) 내에서 내측을 향하여 돌출되고 용기(12)의 내부 벽(28)에 고정된 하나 이상의 중공 나선형 블레이드(70)를 갖는다. 중공 나선형 블레이드(70)는 용기(12)의 제2 단부(18)와 제1 단부(16) 사이에서 종방향(A)으로 연장되고 종방향 축(A)과 동축을 이루는 피치(P)(도 5)를 갖는 나사를 형성한다.
도 4 및 도 5을 참조하면, 중공 나선형 블레이드(70)는 중공 나선형 블레이드(70)의 전체 길이를 따라 연장되는 나선형 캐비티(72)를 갖는다. 나선형 캐비티(72)는 제1 나선형 플레이트(74)에 의해 횡방향으로 구획된다. 제3 나선형 플레이트(76)는 2개의 제1 나선형 플레이트(74)의 원위 에지를 넘어 용기(12)의 내측을 향하여 돌출되고 2개의 제1 나선형 플레이트(74)들 사이에 고정된다. 나선형 캐비티(72)는 용기(12)의 내부 벽(28)의 일부 및 제2 나선형 플레이트(76)의 에지에 의해 이의 부 측면을 따라 구획된다.
도면에 도시된 예시에서, 2개의 제1 나선형 플레이트(74)는 서로 평행하여 나선형 캐비티(72)가 좁은 직사각형의 형태의 단면을 갖는다. 다른 실시예에서, 2개의 제1 나선형 플레이트(74)는 서로 경사질 수 있어서 나선형 캐비티(72)는 삼각형 형상의 단면을 가질 수 있다.
도 5를 참조하면, 용기(12)의 내부 벽(28)의 반경(R)과 중공 나선형 블레이드(70)의 높이(H) 사이의 비율은 바람직하게는 0.2 ± 10%이다. 중공 나선형 블레이드(70)의 높이(H)와 캐비티(72)의 높이(H') 사이의 비율은 바람직하게는 0.4 ± 10%이다.
도 1을 참조하면, 나선형 캐비티(72)는 용기(12)의 제2 단부(18)에서 중공 공간(32)과 연통하는 출구 개구(80) 및 용기(12)의 제1 단부(16)에서 중공 공간(32)과 연통하는 입구 개구(78)를 갖는다. 나선형 블레이드(70)의 나선형 캐비티(72)는 단지 입구 개구(78) 및 출구 개구(80)를 통하여 중공 공간(32)과 연통한다. 입구 개구(78)와 출구 개구(80) 사이에서, 나선형 캐비티(72)가 중공 공간(32)으로부터 분리된다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 나선형 캐비티(72)는 용기(12)의 제2 단부(18)에 배열된 출구 개구(80)(도 4) 및 용기(12)의 제1 단부(16)에 배열된 입구 개구(78)(도 3)를 갖는다. 입구 개구(78)와 출구 개구(80)는 중공 공간(32) 상에서 개방된다. 도 3을 참조하면, 중공 캐비티(72)의 입구 개구(78)와 파이프(54)의 출구 사이에 포함된 중공 공간(32)의 일부는 격벽(82)에 의해 밀폐되고 이에 따라 입구 개구(78)는 파이프(52)에 의해 및 중공 공간(32)의 일부를 통하여 회전 커넥터(34)의 스팀 입구 챔버(48)와 직접 연통한다. 대안으로, 파이프(52)의 출구는 입구 개구(78)와 파이프(52)의 출구 사이에서 밀폐된 중공 공간의 일부가 없는 나선형 캐비티(72)의 입구 개구(78)에 직접 연결될 수 있다.
장치(10)의 작동이 다음을 따른다. 용기(12)는 재활용 수집으로부터 나오는 사용된 흡수성 위생용품이 적재된다. 전형적으로, 흡수성 위생용품은 셀룰로오스 섬유 및 초흡수성 중합체의 흡수성 코어를 포함한다. 흡수성 코어는 일반적으로 함께 결합된 2개의 플라스틱 재료 시트들 사이에 둘러싸인다. 전형적으로, 외부 시트(배면 시트)는 불침투성이며 내부 시트(표면 시트)가 다공성이다. 사용된 흡수성 위생 용품은 일반적으로 방수 외부 시트 내부의 패킷 형태로 용품을 닫을 수 있도록 접힌다. 접착 윙은 일반적으로 접힌 용품을 밀폐하도록 제공된다.
따라서 유기 배설물은 밀봉된 방수 플라스틱 시트 내에 둘러싸인다. 밀폐된 흡수성 위생용품은 일반적으로 가정용 쓰레기를 담는데 사용되는 플라스틱 백 내에 수용된다. 흡수성 위생용품은 수집으로부터 나오는 것처럼 살균 처리된다.
흡수성 위생용품을 수용하는 백은 도어(24)를 제거한 후에 개구(22)를 통해 용기(12) 내로 적재된다. 용품을 적재하는 동안, 용기가 회전하여 나선형 블레이드(72)가 제2 단부(18)로부터 제1 단부(16)를 향해 용품을 이송한다.
용기가 미리정해진 양의 용품(예를 들어, 로드 셀로 측정될 수 있는)으로 적재되면, 도어(24)는 밀폐되고 진공 펌프(64)는 처리 부피로부터 공기를 추출하도록 작동된다. 그 다음, 처리 부피는 회전 조인트(34)의 홀(38)을 통해 공급된 가압 접촉 스팀으로 충전된다.
동시에, 중공 나선형 블레이드(70) 및 용기(12)의 벽(26)은 비접촉 스팀에 의해 가열된다. 비접촉 스팀은 중공 나선형 블레이드(70)의 입구 개구(78)로 회전식 조인트(34)의 챔버(48)로부터 공급된다. 비접촉 스팀은 중공 나선형 블레이드(70)의 나선형 캐비티(72)를 통하여 이동한다. 나선형 캐비티(72)의 출구(80)에서, 비접촉 스팀은 벽(26)의 중공 공간(32)을 충전한다. 응축된 스팀은 자동 응축물 배출 장치(47)와 응축물 배출 파이프(54)를 통하여 배출된다.
살균 처리 동안, 용기(12)는 축(A) 주위에서 교대로 상반된 방향으로 회전된다. 이 방식으로, 용품은 연속적으로 이동하고 용기(12) 내에서 교대로 상반된 방향으로 이송된다. 중공 나선형 블레이드(70) 및 중공 공간(26) 내부의 비접촉 스팀은 고온의 스팟을 생성하여 흡수성 위생용품의 외부 플라스틱 시트 및 백을 파열시킨다. 이러한 핫스팟은 플라스틱 시트 내의 홀을 개방하고 외부 케이싱을 약화시키는 국부적인 융착 점을 생성한다. 용기 및 나선형 블레이드(70)의 회전에 의해 야기된 용품의 연속적인 이동은 외부 케이싱의 파손 및 용품의 파괴를 야기한다. 이는 재료의 보다 효과적인 건조 및 분리 작용을 가능하게 한다.
가열된 나선형 블레이드(70)에 의해 용기(12)의 제1 단부(16)로부터 제2 단부(18)로의 용품의 교대 이송 및 그 역의 이송은 용품에 대한 열의 전달을 향상시키고 나선형 블레이드(70)와 용품의 효과적인 접촉을 제공한다.
본 발명의 특히 선호되는 양태는 비접촉 스팀이 나선형 블레이드(70)와 벽(26)의 중공 공간(32)을 가로지르기 때문에 중공 나선형 블레이드(70)가 벽(26)보다 더 고온이라는데 있다. 따라서, 벽(26)과의 접촉으로부터 더 적은 열을 수용하는 벽(26)으로부터 가장 멀리 떨어진 용품의 중량은 나선형 블레이드(70)와의 접촉으로부터 더 많은 열을 수용한다. 이는 비접촉식 스팀에서 용품으로보다 효율적이고 균일한 열 전달을 제공한다.
물론, 본 발명의 원리에 관한 편견 없이, 청구범위에 정의된 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 본 발명의 구성의 세부사항들과 실시예들이 광범위하게 변형될 수 있다.

Claims (6)

  1. 사용된 흡수성 위생용품을 살균하기 위한 살균 장치로서,
    제거가능 도어(24)에 의해 밀폐되는 로딩/언로딩 개구(22)가 제공된 제2 단부(18) 및 밀폐된 제1 단부(16)를 갖는, 종방향 축(A)을 따라 회전가능한 용기(12)를 포함하고 용기(12)는 내부 벽(28)을 포함하는 중공 벽(26), 외부 벽(30), 및 제1 단부(16)로부터 제2 단부(18)로 연장되는 중공 공간(32)을 가지며,
    응축물 배출 챔버(50) 및 스팀 입구 챔버(48)를 가지며 용기(12)의 제1 단부(16)에 배열된 회전식 조인트(34)를 포함하고,
    용기(12)의 내부 벽(28)으로부터 내측을 향하여 돌출되고 용기(12)의 제2 단부(18)와 제1 단부(16) 사이에서 연장되는 하나 이상의 중공 나선형 블레이드(70)를 포함하고, 상기 중공 나선형 블레이드(78)는 용기(16)의 제1 단부에서 스팀 입구 챔버(48)와 유체 연통하는 입구(78) 및 용기(12)의 제2 단부(18)에서 중공 공간(32)과 유체 연통하는 출구(80)를 갖는 나선형 캐비티(72)를 가지며, 상기 입구(78)와 출구(80) 사이에서 밀폐되며,
    회전식 조인트(34)의 응축물 배출 챔버(50)는 용기(12)의 제1 단부(16)에서 중공 공간(32)과 유체 연통하여 스팀 입구 챔버(48)로부터 유입되는 스팀이 제2 단부(18)를 향하여 제1 단부(16)로부터 나선형 캐비티(72) 내로 흐르고 그 뒤에 제1 단부(16)를 향하여 제2 단부(18)로부터 중공 공간(32) 내로 흐르는 살균 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 내부 벽(26)은 상기 회전 축에 대해 반경(R)을 가지며, 상기 나선형 중공 블레이드는 높이(H)를 가지며, 높이(H)와 반경(R) 사이의 비율은 0.2 ± 10%인 살균 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 나선형 캐비티(72)는 높이(H')를 가지며 캐비티의 높이(H')와 중공 나선형 블레이드(70)의 높이(H) 사이의 비율은 0.4 ± 10%인 살균 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 벽(26)은 제1 단부(26)와 제2 단부(18) 사이에서 원통형 형상을 갖는 살균 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 종방향 축(A)은 고정된 배향을 갖는 살균 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 중공 나선형 블레이드(70)는 제2 단부(18)를 향하여 제1 단부(16)로부터 및 이의 역으로 용기(12) 내의 용품을 이송하여 종방향 축(A) 주위에서 용기(12)가 회전하는 살균 장치.
KR1020197019458A 2017-02-06 2018-01-18 사용된 흡수성 위생용품을 살균하기 위한 살균 장치 KR20190111916A (ko)

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