KR20230163061A - 바이러스 프리 고성능 의료용 세척기 - Google Patents

바이러스 프리 고성능 의료용 세척기 Download PDF

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KR20230163061A
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박장식
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배준형
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Abstract

본 발명의 목적은 오염된 의료기기에 대해 물리적 화학적으로 강력한 살균 세척을 실시할 수 있는 개선된 바이러스 프리 고성능 의료용 세척기를 제공하고, 이에 살균 세척 후 의료기기의 세척상태를 확인할 수 있는 수단을 부가하고자 하는 것이다.
상기 목적에 따라 본 발명은 초음파에 의한 버블 형성 및 폭발에 의한 물리력과 함께 이온발생기 또는 DBD 플라즈마 소스로부터 발생된 이온 및 활성종들의 화학적 작용을 결합시켜 의료기기에 묻은 오염물에 대해 강력한 세정력을 발휘할 수 있는 바이러스 프리 고성능 의료용 세척기를 제공한다.

Description

바이러스 프리 고성능 의료용 세척기{Virus Free High Performance Medical Cleaner}
본 발명은 바이라스 제가 가능한 의료용 세척기에 관한 것이다.
2015년 발생한 메르스(MERS)로 인해서 38명이 사망한 사건은 바이러스의 감염에 의한 것이며, 종합병원 중환자실의 카바페넴 내성 장내세균(CRE)의 유행, 2018년 1월 신생아 중환자실에서 집단사망한 것은 의료관련 감염에 의한 것으로 감염에 대응한 세균 및 바이러스에 대한 소독과 살균의 중요성을 일깨워 주었다. 세계적으로 COVID-19에 의한 감염이 확대되어 가고 있어 칼, 가위, 핀셋, 마취부품 및 유기 기구 등의 의료기기가 감염되기 쉬운 문제점을 갖고 있으므로 의료용 세척기를 사용하여 청결하게 소독된 의료기구 준비해서 사용하므로 의료기기 감염으로 의한 환자 치료의 2차감염을 방지할 수 있다. 의료기관에서 의료진이 수술실, 응급실, 일반 진료실 등에서 사용하는 환자 치료를 위해 사용되는 칼, 가위, 핀셋, 마취 부품 및 유리 기구 등의 의료용 기구는 사용 후에는 의료기기에 남아 있는 혈액, 고름, 조직 세포 등의 잔여물을 청결하게 세척, 소독, 건조를 하여서 치료 환자의 2차 감염을 방지하여야 한다. 환자치료 및 수술에 사용되는 칼, 가위, 핀셋 등의 의료용 기구는 치료 및 수술에 사용 후에 의료용 기구에 혈액, 고름, 세포 조직 등의 잔여물을 세척하는 세척기는 다음의 5단계의 공정으로 이루어 진다.
첫째는 세척할 칼, 가위, 핀셋 등의 의료용 기기를 의료용 용기에 담아서 세척을 준비하는 단계이다. 둘째는 선 세척공정으로 임펠라(impeller) (내부에 세척액이 들어가는 타원형의 긴 판에 미세한 분사 노즐을 두어서 세척액이 분사 노즐을 통해서 분출되는 세척부품으로 회전시켜서 세척기의 내부에 전체적으로 세척액이 분사되도록 함.) 고압세척기로 큰 오염(1mm 이상)을 제거 한다. 셋째, 주 세척으로 세척제인 중성세제 등을 세척기 내부에 투입하여 임펠라, 고압 세척기를 사용해서 의료기기에 남은 미세한 잔유물(1mm 이하)을 세척한다. 넷째, 세척기기에 남아있는 세척제 및 혈액, 고름 등의 잔유물을 청결하게 임펠라를 사용해서 씻어낸다. 다섯째, 의료기기를 히터를 사용해서 약 90℃ 정도로 온도를 올려서 5분 이상 가열하므로 의료기기에 남아 있는 바이러스 및 세균을 열 소독하고 표면을 건조하여 잔유물이 없게 한다.
종래 의료용 세척기는 트레이에 의료기기를 담아서 세척기 내부에 설치하고 내부의 상, 하부에 임펠라를 설치하고 임펠라는 회전하면서 분사 노즐을 통해서 세척액을 분사한다. 고압수로 세척액을 분사시켜서 세척의 기능을 향상한다. 내부 벽면의 히터는 의료기기를 열소독하기 위해서 사용한다(도 1 참조).
종래의 방식은 임펠라 및 고압 세척으로 주로 실시하고 초음파 세척을 하고 있지 않아 충분한 세척과 소독의 기능을 발휘하지 못하고 있다. 치료에 사용한 가위, 핀셋, 칼 등의 의료기기는 사용 후 30분 이내에 세척이 필요하지만 병원에서 수술 및 치료과정에서 사용한 의료기기를 장시간 방치해서 혈액 및 고름 등이 경화되어서 세척 및 소독에 어려움이 있어서 세척 및 소독이 용이한 용액을 사용하는 세척기능이 요구된다.
또한, 의료용 세척기 주변에 세척 대기중인 의료기기에 부착된 바이러스 및 세균에 감염이 될 수 있는 문제가 있으며 세척 후에 의료기기의 세척상태를 확인하여 잔유물이 남아 있는지 여부를 시각적으로 확인할 수 있는 모니터 시스템이 없어서 세척 수준을 확인하지 못하는 문제가 있다.
등록특허 10-2052837호는 초음파와 플라즈마를 결합한 컵 세척기를 개시하나, 초음파 발생기와 수중 플라즈마 발생 장치와 같은 구성으로 살균작용이 강한 활성종들을 충분히 발생시키기 어려운 구조를 보인다.
따라서 본 발명의 목적은 오염된 의료기기에 대해 물리적 화학적으로 강력한 살균 세척을 실시할 수 있는 개선된 바이러스 프리 고성능 의료용 세척기를 제공하고, 이에 살균 세척 후 의료기기의 세척상태를 확인할 수 있는 수단을 부가하고자 하는 것이다.
상기 목적에 따라 본 발명은 초음파에 의한 버블 형성 및 폭발에 의한 물리력과 함께 이온발생기 또는 DBD 플라즈마 소스로부터 발생된 이온 및 활성종들의 화학적 작용을 결합시켜 의료기기에 묻은 오염물에 대해 강력한 세정력을 발휘할 수 있는 바이러스 프리 고성능 의료용 세척기를 제공한다.
즉, 본 발명은,
바이러스 프리 고성능 세척기로서,
피세척물을 담는 컨테이너;
상티 컨테이너에 담긴 피세척물에 대해 세척 수를 분사하는 고압수 분사기;
상기 고압수 분사기에 의해 피세척물에 분사된 세척 수에 대해 버블을 일으키고 버블의 폭발력으로 피세척물을 물리적으로 세정하게 하는 초음파 발생기; 및
상기 초음파 발생기에 의한 버블 주위에 활성종들이 존재하도록 활성종을 생성하는 이온발생기;를 포함하고,
상기 이온발생기는 세척기에 들어차는 세척수의 최대수위 보다 높은 곳에 설치되고, 상기 초음파 발생기는 세척수에 잠기는 위치에 설치되고,
초음파 발생기에 의한 버블의 폭발력에 의한 물리적 세정과 활성종에 의한 화학적 살균 소독 세정이 함께 시너지 효과를 내게 하여 피세척물을 세정하는 것을 특징으로 하는 바이러스 프리 고성능 세척기를 제공한다.
상기에 있어서, 상기 초음파 발생기는 저주파 초음파를 발생하는 진동자와 고주파 초음파를 발생하는 진동자를 포함한다.
상기에 있어서, 상기 이온발생기는,
전압이 인가되는 인가전극;
상기 인가전극과 틈을 두고 인가전극을 포위하듯 배치되고, 인가전극이 수평성분을 갖고 투영되는 부분은 유전체가 존재하지 않는 개구부를 갖는 유전체; 및
상기 유전체 개구부 단부로부터 유전체 외측으로 더 물러난 위치에 배치된 접지전극;을 포함한다.
상기에 있어서, 상기 이온발생기는, 유전체 판의 양면에 형성된 전극 및 상기 전극은 절연체로 덮인 유전체장벽방전 플라즈마 소스 인 것을 특징으로 한다.
상기에 있어서, 상기 이온발생기는, 전극과 유전체를 내장하는 하우징을 포함하고,
상기 하우징 벽면은 하나 이상의 관통 홀을 구비하고, 상기 관통 홀의 형성 방향은 하향의 경사도를 갖는 것을 특징으로 한다.
상기에 있어서, 상기 이온발생기 하우징의 천장에는 기공이 하나 이상 형성된 것을 특징으로 한다.
상기에 있어서, 상기 이온발생기는, 상기 바이러스 프리 고성능 세척기의 벽면에 고정되고,
상기 이온발생기의 하우징 벽면과 근접하는 바이러스 프리 고성능 세척기의 벽면 부분은 개구부를 구비하고,
상기 바이러스 프리 고성능 세척기의 벽면 부분은 개구부와 이온발생기 하우징 벽면의 홀이 서로 소통하여 활성종들이 바이러스 프리 고성능 세척기의 외부로도 방출될 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기에 있어서, 상기 바이러스 프리 고성능 세척기의 벽면 부분의 개구부를 개폐할 수 있는 차단판이 구비되어 개폐 동작을 통해 이온발생기 내부 압력과 바이러스 프리 고성능 세척기 외부로 방출되는 활성종의 양을 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기에 있어서, 바이러스 프리 고성능 세척기는 임펠러를 더 포함하여, 바이러스 프리 고성능 세척기 내부 유체를 교반하는 것을 특징으로 한다.
상기에 있어서, 바이러스 프리 고성능 세척기는, 히터를 더 포함하여, 세척 후 피세척물을 건조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 저주파와 고주파를 포함한 다중 초음파에 의해서 발생되는 캐비티가 수백기압에서 붕괴될 때 의료기기에 묻어있는 오염물을 고압의 물리적 작용으로 제거하는 동시에, 이온발생기 또는 DBD 플라즈마 소스에서 생성되고 방출된 활성종들이 캐비티를 둘러싸고 있다가 캐비티 폭발의 충격량을 지닌채 활성종의 화학작용을 발휘하여 오염물에 대한 강력한 살균, 바이러스 제거 및 화학적 세정력을 발휘한다. 즉, 본 발명에 따르면, 초음파에 의한 물리적인 작용과 활성종들에 의한 화학적인 작용이 시너지를 일으켜 의료기기에 존재하는 오염물을 장력 제거한다.
본 발명의 세척기에 의해 살균 세척된 의료기기에 대해 디지털 현미경이 오염물의 잔류 여부를 즉시 검사하여 철저한 세척을 검증한다.
도 1은 종래 의료기기 세척기의 구성을 보여주는 단면 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 의료기기 세척기의 구성을 보여주는 단면 구성도 이다.
도 3은 초음파에 의한 버블의 생성 및 버블(캐비티) 폭발을 설명하는 모식도 이다.
도 4는 초음파와 활성종의 세척 작용 시너지 효과를 종래 기술과 대비 설명하는 모식도이다.
도 5는 본 발명에 따라 의료기기 세척기에 적용한 이온발생기의 구성을 설명하는 개략적인 단면 구성도이다.
도 6은 도 5의 이온발생기를 대체할 수 있는 유전체장벽방전(DBD) 플라즈마 소스의 적용을 설명하는 개략적인 단면 구성도 이다.
도 7은 본 발명의 의료기기 세척기에 의해 세척된 의료기기를 검사하는 디지털 현미경에 대해 설명하기 위한 디지털 현미경의 사진이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 의료용 세척기(10) 구성을 보여주는 개략 단면도 이다.
본 발명의 의료용 세척기는 임펠러, 고압수 분사기, 이온발생기, 초음파 발생기, 히터를 포함한다. 의료용 세척기는 바이러스 프리 고성능 세척기로서 하우징 안에 피세척물을 담는 컨테이너와 상기 컴포넌트들이 구비되어 외관상 하나의 챔버로 보일 수 있다.
임펠러는 세척수와 내부 기체를 포함하여 유체를 교반하고, 고압수 분사기는 세척수를 고압으로 분사한다. 이온발생기는 이온, 플라즈마를 발생시켜 활성종을 세척수에 공급한다.
초음파 발생기는 세척수에 초음파를 발사하여 버블을 형성하고 버블을 폭발시켜 고압 고온의 물리적인 세척력을 부여한다.
히터는 세척수에 의한 세척이 완료된 다음, 동작되어 피세척물을 건조한다.
진동자로부터 발생하는 초음파는 세척수인 물에서 진행할 경우에 종파로서 초음파의 진행방향에 대한 매질(물)의 진동방향이 같다. 도 3은 버블이 발생해서 시간이 경과함에 따른 형상 및 폭발의 개략도를 나타낸것이다. (a) 는 초음파가 진행할 때 압축 받는 부분과 팽창 하는 부분을 표시하였다. (b)는 초음파에 의해서 매질(예를 들면, 물)이 압축 및 팽창 받는 것을 파형으로 표시한 것이다. (c) 는 발생한 버블이 압축 및 팽창에 의해서 각각 작아지고 커져서 최종적으로 버블이 폭발하는 것을 나타낸다.
초음파는 화학적인 효과보다는 매질의 압축 및 팽창에 의한 물리적인 효과에 의해서 부착된 오염물을 주로 제거한다.
도 4는 초음파 사용 시 일반 세척수를 사용할 경우와 활성종 용해 세척수를 사용하는 경우를 대비 설명하는 모식적인 설명을 보여준다.
(a) 는 일반적인 세척수(물)를 사용한 경우, 의료기기에 부착된 오염물을 세척하는 경우는 보여 준다. 초음파의 cavity 폭발의 물리적인 효과에 의해서 오염은 제거된다.
(b)는 활성종(OH, H2O2, NO, O2 - 등)이 용해된 세척수(물)을 사용하는 경우를 보여준다. 오염물의 표면에 활성종이 침투하여 화학적인 효과로 오염을 분해하며 캐비티(cavity) 주변에 활성종들이 쌓여 있어서 캐비티(cavity)가 폭발할 때 물리적 파괴력과 캐비티 표면의 활성종들의 작용에 의한 화학적인 효과가 폭발적 시너지를 내어 피세척물(얘를 들면, 의료기기)의 표면 오염제거에 우수한 효과를 발휘한다.
의료용 세척기가 충분한 기능을 발휘하기 위해서 물을 순환하고 공급 및 배기하는 펌프, 초음파 진동자, 히터, 고압 노즐 등이 세척기 내부의 적절한 위치에 장착이 되어 세척, 소독 및 건조의 기능을 갖게 하고, 자동으로 각 단계의 공정이 구동 되어 의료기기에 대해 잔류물 없이 청결하게 세척한다.
즉, 세척기 내부에 물을 공급하고 순환 및 배출하는 펌프와 연결된 임펠러가 세척기 천장에 설치되고 펌프는 세척기 저면 근처 벽면이나 저면부에 배치되며, 세척기 저면에 개폐식 배출구가 설치된다.
의료기기들을 지지하는 트레이 또는 바스켓 형태의 컨테이너가 세척기 저면과 이격되어 저면부 근처에 설치되고, 컨테이너는 다수의 홀이 있어 세척수와 초음파가 의료기기에 쉽게 전달되게 한다.
이온발생기와 히터는 세척기에 들어차는 세척수의 최대수위 보다 높은 곳에 설치된다. 또한, 초음파 발생기는 세척수에 잠길 수 있는 위치에 배치되며, 세척기 저면 또는 세척수에 의해 잠길 수 있는 위치의 벽면에 설치된다.
세척기에 의료기기를 컨테이너에 넣고, 임펠러가 동작하여 세척수가 의료기기들을 세정하기 시작하면, 초음파를 발생시키고 이온발생기를 동작시켜 초음파에 의한 물리적 작용과 활성종들에 의한 화학적 작용이 시너지 효과를 내면서 오염물을 제거하고 살균 소독을 실시한다. 임펠러에 의한 세척수의 공급 및 세척수의 운동량에 초음파와 활설종들의 작용이 더해져 세정력이 강화된다. 세정을 마치면 배수를 하고 히터를 동작시켜 건조한다. 건조된 피세척물은 디지털 현미경으로 검사된다.
초음파가 세정용액으로 전파될 때 발생하는 캐비테이션(cavitation) 현상은 세정용액이 진동 하므로 압축 및 팽창의 압력 변화에 의한 캐비티(cavity)의 붕괴 내지 폭발로 발생하는 큰 충격 현상으로, 수백 기압과 수백도(℃)에 이를 만큼 밀리 초의 짧은 순간에 고압 및 고온이 형성되어 의료기기에 부착된 오염물을 효율적으로 제거한다(도 3 참조).
2가지 종류 이상의 진동자를 갖는 초음파를 사용해서 큰 부착물(약 2μm 이상)은 낮은 진동수 진동자(40kHz 이하, 바람직하게는 10 내지 40kHz)를 사용하여 세척 하고, 미세 부착물(약 2μm 이하)는 높은 진동수의 진동자(40kHz 이상, 바람직하게는, 40초과 200kHz 이하)를 사용하여 세척하므로 의료기기에 부착된 오염물을 효율적으로 세정할 수 있다. 세척기 내부는 낮은 진동자 및 높은 진동자를 균등하게 배치하여 사용하므로 의료기기에 부착된 오염물들을 효율적으로 제거할 수 있다. 세척기 저면 근처이자 저면 위에 설치되어 의료기기를 담는 트레이에는 기공이 다수 형성되고 초음파 발생장치는 세척기 저면에 배치되어 초음파는 트레이 기공을 통해 의료기기에 입사되는 것이 바람직하지만, 세척기 벽면에 고정 설치될 수도 있다.
세척기 내부는 공기의 코로나 방전 발생시스템(이온 발생기)을 장착하여 플라즈마에 의해서 발생되는 활성종(OH, H2O2, NO, O2 - 등 ) 및 활성종이 용해된 세척수를 사용하므로 의료기기에 부착된 혈액, 고름 및 세포조직과 같은 오염물은 활성종에 의한 산화작용으로 분해되므로 효과적으로 세척 된다. 또한, 세척수에 용해된 활성종은 초음파에 의해서 발생되는 캐비티가 수백기압에서 붕괴될 때에 물리적인 수압과 화학적인 활성종의 산화효과의 시너지 효과로 높은 성능으로 세척작용을 할 수 있다(도 4 참조).
도 4에서 (a) 는 일반적인 세척수(물)를 사용한 경우에 의료기기에 부착한 오염을 세척하는 경우는 보여 준다. 초음파의 버블 캐비티(cavity) 폭발의 물리적인 효과에 의해 오염물이 제거된다. 이에 비해 (b)는 활성종(OH, H2O2, NO, O2 - 등) 이 용해된 세척수(물)를 사용하는 경우를 보여준다. 오염물 표면에 활성종이 침투하여 화학적인 효과로 오염을 분해하며 cavity 주변에 활성종이 쌓여 있어서 cavity 가 폭발할 때 물리적 파괴력과 cavity 표면의 활성종의 확학적 작용이 어우러진 시너지 효과로 높은 세척 성능을 발휘한다. 또한, 종래에는 세척성능을 높이기 위해서 중성세척용액을 사용하고 있으나 이온발생기를 사용하면 중성세제를 사용할 필요성이 없다. 이는 친환경적인 효과가 있다.
코로나 방전 방식의 이온 발생기를 살균기 내부에 부착하여 살균기 내부에 음이온이 많이 포함된 활성종(OH, H2O2, NO, O2 - 등 )을 방출함으로써 공기중에 활성종을 형성하여 세척, 소독, 건조 공정에 적용하여 각 공정의 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 활성종들은 높은 습도 아래에서 생성되므로 산화 살균력이 매우 높다(H2O + e → OH- + H ). 이러한 활성종들은 세척수에 녹아 들어 세척 용액으로서 높은 성능을 발휘한다.
이온발생기에 의해 제조되는 활성종들은 세척기의 내부 뿐만 아니라 외부에 대해서도 활성종들을 분사하므로 세척기 주변에 있는 의료기기 세척을 위해 준비되어 있는 의료용 바구니를 포함하여 주변 환경에 대하여도 예비적 소독을 실시하여 세척기에서의 소독효과를 향상시키며, 의료기구에 묻어 있는 상처, 고름, 혈액 등에서 발생하는 냄새를 비롯한 주변 악취를 제거할 수 있다.
또한, 본 실시예는 세척기에서의 살균 소독 이후, 디지털 현미경을 사용하여 의료기기 및 샘플에 잔류하는 오염물의 크기를 정밀 측정할 수 있도록 구성한다.
도 5는 본 발명의 세척기에 적용된 이온발생기를 좀 더 상세히 설명하는 구성도이다.
세척기 내부벽(30)에 코로나 방전 방식의 이온발생기를 설치하며, 이온발생기의 전압 인가전극(100)은 작은 직경 (0.1 - 1mm )의 인가전극(Ti, Al, SUS 등의 소재로 구성)을 사용하고, 전극 상부에 두께 0.2cm - 10cm의 유전체(200)(유전율 5-10)를 인가전극으로부터 틈새를 두고(약 1 내지 5cm 바람직하게는 2cm 이상의 틈새) 떨어져 설치하며, 유전체 상부에 두께 0.5 내지 5cm, 바람직하게는 1cm 이상의 접지 전극(300) 을 설치한다. 전극 소재는 Ti, Al, Sus를 예로 들수 있다. 접지 전극(300) 단부와 유전체(200) 단부 사이의 간격은 약 5-10mm가 되도록 접지전극을 배치하여, 인가전극과 접지전극 사이에 형성되는 전기력선이 긴 경로로 휘게 함으로써 코로나 방전에 의한 이온화 밀도를 높인다.
즉, 인가전극으로부터 접지전극에 이르는 전기장의 전기력선을 따라 이동하는 이온 입자들이, 이온발생기 하우징(20) 벽면에 형성된 관통 홀(hole)(400) 밖으로 충분한 운동량을 지닌 상태로 방출될 수 있도록 인가전극과 접지전극의 위치를 하우징 벽면 관통 홀(400)의 위치와의 관계를 고려하여 설계한다. 그에 따라 선형 또는 플레이트형의 인가전극(100)을 상하로 포위하는 듯한 위치에 유전체(200)를 배열하고, 인가전극 으로부터 수평성분을 따라 투영된 부분은 유전체가 존재하지 않는, 마치 유전체에 개구부가 형성된 것과 같은 구조를 만들고, 접지전극(300)은 유전체 외측에 배열하되, 접지전극 단부는 유전체 개구부 단부로부터 유전체 외측으로 더 물러난 위치에 배치한다. 본 실시예는 유전체 개구부 단부로부터 5-10mm 더 물러난 위치에 접지전극의 단부가 오도록 구성하였다. 이러한 구성으로 인해, 이온 내지 플라즈마가 가능한한 긴 평균자유행로를 갖게 된다.
유전체의 개구부는 유전체의 상하부분을 완전히 절단하는 수평으로 터진 형태일 수도 있고, 원, 다각형과 같은 폐도형의 형상으로 구성될 수도 있다. 접지전극은 유전체의 개구부 전부 또는 일부를 포위하듯 배치되는 고리형으로 구성될 수 있다. 또한, 유전체 개구부를 중심으로 상하에 각각 접지전극이 배열되고 두 개의 접지전극은 전기적으로 연결될 수도 있다.
이온발생기에서 발생하는 활성종들(OH, H2O2, NO, O2 - 등)은 의료기 세척을 실시하는 공간으로 비스듬하게 들어가도록 하여 이온발생기 내부를 보호한다.
즉, 이온발생기는 세척기 벽면(30) 중 상당히 상부 위치(적어도 세척기 중간 높이보다는 윗 부분)에 설치되고, 활성종들의 화학적 작용은 강력하여 이온발생기 내부에서 전극을 비롯한 각종 구성품을 부식 시킬 수 있으므로 전극 모듈이 들어있는 하우징 벽면(이온발생기 벽면)에 하향으로 비스듬히 경사진 각도(수평면에서 하향으로 45°이상의 경사각)로 관통홀(400)을 형성하여 활성종들의 방출구로 삼는다. 이러한 경사 관통홀(400)을 통해 활성종들은 의료기기가 있는 세척기 아래 쪽을 향해 진행하고, 역류하여 이온발생기 내부로 들어오지 못한다.
또한, 세척기의 외부공간으로 활성종을 내 보낼 때에는 세척기 벽면(30) 개구부(500)와 관통홀(400)을 셔터 식으로 개폐 가능한 외부 공기차단판(700)을 구성하여 외부와 직면하는 이온발생기 벽면에 형성된 관통 홀을 개폐하는 동작을 실시하며, 이로써 이온발생기 내부 압력을 조절하고, 외부로 방출되는 이온의 양을 조절한다. 세척기 내부는 수증기 압력이 높아, 세척기 내부의 공기와 수증기는 이온발생기 하우징의 천장에 형성된 직경(1mm-5mm)의 기공(600)을 통해 이온발생기 내부의 팬에 의해 이온발생기 내부로 유입되어 물분자에 의한 활성종을 생성하여 살균효과를 높인다.
이온발생기에 의해서 발생되는 활성종은 다음 반응식과 같이 (1) 식에서 O2 - 가 발생하며, (2)식에서 공기중의 O2 로 부터 O(1D) + O(3P) 가 발생한다. O(1D)(수명: 110sec)와 O(3P)(수명: naso sec)는 각각 산소원자(O)의 여기상태 및 기저상태를 나타낸다.
(3) 식에서 풍부한 물분자는 전자에 의해 해리 되어 산화전위가 높은 OH 가 발생하며 (4) 에 의해서 HO2 라디칼 (5) 식에 의해서 H2O2 를 형성한다. 활성이 높은 라디칼 (O2 - , O(1D), O(3P), OH , HO2 등)과 H2O2 등의 활성종이 발생한다. 활성종은 세척 수에 용해 되어 세척수는 세척 용액으로서 높은 세정력을 발휘한다.
O2 + e → O2 - -------(1)
O2 + e → O(1D) + O(3P) ------(2)
H2O + e → OH + H + e ------(3)
OH + O3 → HO2 + O2 ------(4)
H2O + O (1D) → H2O2 ------(5)
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예를 보여준다.
세척수에 활성종을 용해시키기 위해서 유전체장벽방전(dielectric barrier discharge: DBD)으로 플라즈마를 발생시켜 플라즈마의 활성종을 세척수(물)에 용해시켜 활성수를 제조하여 효과적으로 물리 및 화학적인 세척을 할 수 있다.
유전체장벽방전(dielectric barrier discharge: DBD) 플라즈마 소스는 유전체 기판의 양면에 전극을 형성하고 전극을 보호막 절연체로 덮어 구성된다. 전극 중 세척 수를 향하는 쪽의 것은 다수의 방전점을 갖도록 다수의 핑거 또는 다수의 점이 연결된 형상으로 구성되는 것이 바람직하다.
이와 같이 활성종과 초음파 버블을 동시에 이용한 의료용 세척기는 세척 후 디지털 현미경을 통해 오염물의 세정 정도를 확인한다.
도 7은 디지털 LCD 현미경을 사용한 국제공인 눈금자의 모니터 형상을 보여준다.
디지털 LCD 현미경은 국제 공인 눈금자(0.01mm)를 디지털 LCD 모니터에 103 배 사이즈로 눈금자를 표시한다. 그에 따라 디지털 LCD 현미경은 의료기기에 부착된 오염물의 크기(1μm 내지 100μm)를 LCD 현미경 모니터에 100배 - 1000배로 확대 환산된 크기로 표시한다. 샘플을 이동 스캔하는 시스템으로서 시각으로 확인되지 않는 오염물 부착여부를 쉽게 확인할 수 있다.
본 실시예의 세척기에서 살균 소독 세척된 의료기기들은 디지털 현미경으로 관찰될 수 있는 관찰대 위로 이송되고 관찰대 상에서 스캔 이송되어 모니터를 통해 오염물의 잔류 여부가 확인된다.
상술된 세척기는 의료기기용으로 설명되었지만, 필요에 따라 연구기기용, 군기기용으로도 활용될 수 있다.
상술된 사항에서 별도의 정의가 없는 경우, 본 명세서에서 사용된 모든 기술 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 단수형은 문맥에 의해 복수형을 포함할 수 있다.
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시 예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
세척기(10)
이온발생기 하우징(20)
세척기 내부벽(30)
전압 인가전극(100)
유전체(200)
접지전극(300)
관통 홀(hole)(400)
개구부(500)
기공(600)
외부 공기차단판(700)

Claims (10)

  1. 바이러스 프리 고성능 세척기로서,
    피세척물을 담는 컨테이너;
    상기 컨테이너에 담긴 피세척물에 대해 세척 수를 분사하는 고압수 분사기;
    상기 고압수 분사기에 의해 피세척물에 분사된 세척 수에 대해 버블을 일으키고 버블의 폭발력으로 피세척물을 물리적으로 세정하게 하는 초음파 발생기; 및
    상기 초음파 발생기에 의한 버블 주위에 활성종들이 존재하도록 활성종을 생성하는 이온발생기;를 포함하고,
    상기 이온발생기는 세척기에 들어차는 세척수의 최대수위 보다 높은 곳에 설치되고, 상기 초음파 발생기는 세척수에 잠기는 위치에 설치되고,
    초음파 발생기에 의한 버블의 폭발력에 의한 물리적 세정과 활성종에 의한 화학적 살균 소독 세정이 함께 시너지 효과를 내게 하여 피세척물을 세정하는 것을 특징으로 하는 바이러스 프리 고성능 세척기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 초음파 발생기는 저주파 초음파를 발생하는 진동자와 고주파 초음파를 발생하는 진동자를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이러스 프리 고성능 세척기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 이온발생기는,
    전압이 인가되는 인가전극;
    상기 인가전극과 틈을 두고 인가전극을 포위하듯 배치되고, 인가전극이 수평성분을 갖고 투영되는 부분은 유전체가 존재하지 않는 개구부를 갖는 유전체; 및
    상기 유전체 개구부 단부로부터 유전체 외측으로 더 물러난 위치에 배치된 접지전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이러스 프리 고성능 세척기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 이온발생기는, 유전체 판의 양면에 형성된 전극 및 상기 전극은 절연체로 덮인 유전체장벽방전 플라즈마 소스 인 것을 특징으로 하는 바이러스 프리 고성능 세척기.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 이온발생기는, 전극과 유전체를 내장하는 하우징을 포함하고,
    상기 하우징 벽면은 하나 이상의 관통 홀을 구비하고, 상기 관통 홀의 형성 방향은 하향의 경사도를 갖는 것을 특징으로 하는 바이러스 프리 고성능 세척기.
  6. 제5항에 있어서, 상기 이온발생기 하우징의 천장에는 기공이 하나 이상 형성된 것을 특징으로 하는 바이러스 프리 고성능 세척기.
  7. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 이온발생기는, 상기 바이러스 프리 고성능 세척기의 벽면에 고정되고,
    상기 이온발생기의 하우징 벽면과 근접하는 바이러스 프리 고성능 세척기의 벽면 부분은 개구부를 구비하고,
    상기 바이러스 프리 고성능 세척기의 벽면 부분은 개구부와 이온발생기 하우징 벽면의 홀이 서로 소통하여 활성종들이 바이러스 프리 고성능 세척기의 외부로도 방출될 수 있는 것을 특징으로 하는 바이러스 프리 고성능 세척기.
  8. 제7항에 있어서, 상기 바이러스 프리 고성능 세척기의 벽면 부분의 개구부를 개폐할 수 있는 차단판이 구비되어 개폐 동작을 통해 이온발생기 내부 압력과 바이러스 프리 고성능 세척기 외부로 방출되는 활성종의 양을 제어하는 것을 특징으로 하는 바이러스 프리 고성능 세척기.
  9. 제1항에 있어서, 바이러스 프리 고성능 세척기는, 임펠러를 더 포함하여, 바이러스 프리 고성능 세척기 내부 유체를 교반하는 것을 특징으로 하는 바이러스 프리 고성능 세척기.
  10. 제1항에 있어서, 바이러스 프리 고성능 세척기는, 히터를 더 포함하여, 세척 후 피세척물을 소독 및 건조하는 것을 특징으로 하는 바이러스 프리 고성능 세척기.












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