(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧密化されていない医療廃棄物を、滅菌された無害の医療廃棄残留物に変換する装置であって、固定カッター体上の回転しない第１固定歯に嵌合し共働する回転歯を有する第１回転カッター体を有し、回転歯と固定歯は、回転歯と固定歯の間に医療廃棄物を受け取る半径方向のギャップを有している装置において、
各回転歯は、回転面内にあって、回転経路に対して傾いた角度で配置された実質的に尖った切断面を有し、回転方向の中心に向かい内向き及び固定切断歯に関して相対的に傾いており、各回転歯が、該各回転歯の近傍にあって対向している各対の固定歯の他にと回転歯との間に形成される半径方向のギャップに入り込み、移動するときに、廃棄物材料と噛み合って、歯間の廃棄物材料に強い裁断力を与える装置。
【請求項２】
前記回転カッター体は、シャフトの長手方向に延びて互いに一列に配列された歯列を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記回転カッター体は、円周方向に間隔をあけた位置で対向する歯と噛合するように、シャフト上に円周方向に間隔をあけた位置に取り付けられる複数の回転歯列を有する、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
シャフト上に配備されたスリーブと、
スリーブ上に形成されたオーガを具え、該オーガは、回転歯が医療廃棄物を切断歯に押しつけるように医療廃棄物に噛み合ったときに、医療廃棄物に粉砕、切断及び裁断作用をもたらすときに、同時に長手方向に医療廃棄物に力を押し込む、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
第１回転カッター体及び第１固定カッター体とほぼ同一形状の第２回転カッター体及び第２固定カッター体を具え、予備粉砕された廃棄物を受け取り、廃棄物粒子のサイズをさらに小さくするために、第１回転歯と第１固定歯との間に形成されたギャップに比べて長手方向に沿って歯どうしのギャップは減少している、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
第１回転歯と第１固定歯の歯どうしの間のギャップは、１．２７センチから１．９０５センチの範囲であり、第２回転歯と第２固定歯の歯どうしのギャップは、１．９０５センチから０．６３５センチの範囲にある、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
シャフト上に配備されシャフトと共に回転するスリーブと、
該スリーブに固定され、半径方向に延びる支持ブロックと、
前記カッター体の中の１つのカッター体は、支持ブロックに着脱可能に取り付けられている、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
傾き角は、回転歯の移行する円形の経路に対して、１０°から４５°である請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本出願は、２０００年９月１２日に出願された米国特許出願第０９／６５９，３６８号の優先権の利益を主張する。
本出願は、新規な且つ改良された医療廃棄物処理装置に関し、１９９７年１０月７日に発行された米国特許第５，６７３，８６１号を改良したものである。
【０００２】
本出願は、医療廃棄物の処理及び廃棄の分野に関する。特に、本出願は、医療廃棄物を滅菌剤と反応させることによって識別できなくし(non-recognizable)、医療廃棄物を粉砕、裁断及び切断することによって識別できなくする新規な且つ改良された装置に関するものである。病院やその他の機関では、主として注射器、皮下注射針、包帯、金属製品、さらに診察着、シーツ、毛布等の感染性のある物からなる医療廃棄物を廃棄しなければならない。廃棄される医療廃棄物となる製品には様々な性質があるから、廃棄物を貯蔵又は他の非感染性の医療廃棄残留物として処分するのに適するように、処理装置は、すべての廃棄物を廃棄のために十分小さいサイズに減じる能力を有する必要がある。先行技術として引用した米国特許第５，６７３，８６１号では、本発明の背景が概ね開示されており、本発明は、米国特許第５，６７３，８６１号に開示の装置を越える改良を施している。
【０００３】
本発明は、圧密化されていない(unconsolidated)医療廃棄物を、埋立て処理などに適し、識別できない小さいサイズにされた医療廃棄残物に変える新規で改良された装置を提供する。
【０００４】
ハウジングの中に配備された固定歯(fixed teeth)と、回転シャフト上の回転歯(revolving teeth)とを共働させることにより、廃棄物は、切断、裁断及び粉砕される。１又は複数の回転歯は、特別な構造と配置であり、回転歯に対して同一面内となる斜め角度で回転し、回転歯と固定歯との間の廃棄物への切断、裁断及び粉砕作用を増大させる。上述したような機械的なプロセスを続けている間に、廃棄物は、同時に回転し、適当な刺激剤と混合及び反応することにより非感染性になる。
【０００５】
図面において、Ａは本発明の装置の全体を示すものであり、該装置は、予備粉砕ハウジング(10)を有しており、該予備粉砕ハウジング(10)に隣接して配置された主粉砕ハウジング(12)に結合されている。ハウジング(10)は、圧密化されていない医療廃棄物をいかなる供給源からも導き入れることのできる入口(14)を有している。長いシャフト(15)は、ハウジング(10)を通って延び、大きな負荷に耐えうる６０馬力の電気モータのような駆動装置(16)に接続されている。シャフト(15)は、線４−４の切断線で示されるように、スリーブ(15a)を有しており、該スリーブ(15a)は、キー溝(15f)(15g)にてキー(15e)によりシャフト(15)と係合している。スリーブ(15a)は、図１及び図３に示すように、シャフト(15)の左側端部にある。スリーブ(15a)は、キー溝(15f)(15g)にキー(15c)によりシャフト(15)と一体に回転するようにシャフト(15)の左端上に固定されている。オーガ(15b)は、図１中、上側のハウジング(10)内に示されるように、シャフト(15)と共に回転するスリーブ(15a)に溶接されており、ハウジング内で右側から左側に非感染性医療廃棄物を供給する。ハウジング(10)の左端には、１又は複数の固定粉砕歯Ｆが、図４に最もよく示されるように、周方向に間隔の空けた位置で、ハウジング(10)に取り付けられている。固定歯Ｆは、後述するように、１又は複数の回転歯Ｒと共働する。シャフト(15)の端部は、当業者に理解されるように、適当な軸受(15c)に取り付けられている。
【０００６】
濾過水は、濾過源からスプレー(20a)を通ってハウジング(10)の中に導かれる。また、滅菌剤は、供給源(21)から供給され、ホッパー(21)からハウジング(10)の中に噴霧又は重力作用によって供給され、入口(14)を通ってハウジングに供給された廃棄物と接触する。医療廃棄物は、オーガ(15b)によって固定歯Ｆと回転歯Ｒとの間へ押し込まれ、詳しく後述するように、ハウジング(10)内で、より小さい廃棄物に粉砕、裁断及び／又は切断される。ハウジング(10)から出た廃棄物は、中間開口(22)を通って、主粉砕装置である下側のハウジング(24)の内部に放出される。主粉砕装置は、ハウジング(24)を貫通して延びるシャフト(25)を有し、該シャフト(25)は、６０馬力電気モータの如き他の駆動装置(26)によって駆動する。ハウジング(24)内での廃棄物の移動方向は、図１に示すようにハウジング(10)内の移動方向とは反対即ち逆向きとすることが望ましい。スリーブ(25a)は、キー溝(26a)(26b)に嵌まるキー(26)(図７)のような通常のキーと溝によって、シャフト(25)に取り付けられる。オーガ(25b)は、スリーブ(25a)に溶着又はその他の方法で固定され、廃棄物に縦方向の力を加えて、共働しているハウジング(12)に取り付けられた固定歯Ｆと、スリーブ(25a)に取り付けられた回転歯Ｒに押し込む。処理済廃棄物は、ハウジング(24)の下部にある適当な開口(24)(図中点線で示す)にて、ハウジング(24)の下部右端部から放出することが望ましい。また、ハウジング(24)は、処理済廃棄物の放出を行なう出口(24b)側に向けて下方に傾いていることが望ましい。シャフト(25)の各端部は、通常の軸受(25c)に支持されている。また、適当な枠組みＨ又は外部ハウジング(図示せず)を設けて、装置Ａを支持し、望ましくは取り囲むようにする。
【０００７】
図２に示すように、排出用オーガ(32)は、シリンダー(32b)内に通常のオーガ翼(32a)を有し、オーガ(32)は、出口(24a)からオーガ(32)の下端(32c)の中に排出された処理済廃棄物を受け取るように作られており、廃棄物は、排出出口(32d)まで上部に移動即ち掻き上げられ、廃棄物を廃棄場所に最終的に運搬する適当な場所まで運搬される。オーガ(32)は、一点鎖線で示すように、右に設けてもよい。
【０００８】
図４乃至図６は、特に、改良部分を拡大して示す図である。図４に示すように、複数の支持ブロック(30)、望ましくは４つの支持ブロック(30)は、シャフトスリーブ(15a)上に、周方向に等間隔に配備され、スリーブ(15a)に内周側端部(31)を溶接又はその他の方法で固定することにより取り付けられる。図３に最もよく示されるように、ブロック(30)は、縦列に配置することが望ましく、図３では、各列４つのブロック(30)が示されており、ブロック(30)は隣のブロックの突合せ端部(30a)と互いに係合している。また、回転歯Ｒの列は、図３に示すように、各支持ブロック上に配備することができ、歯Ｒの数は、ハウジング(10)中の固定歯Ｆの数に対応しており、固定歯Ｆも又、ブロック(40)と１ユニットとして形成されることが望ましく、各ブロック(40)どうしの間は突合せ端部(40a)で突き合わされている。歯Ｒ及び歯Ｆは、回転歯Ｒと固定歯Ｆとの間に半径方向の十分なギャップ即ち隙間を存して噛み合っており、隙間即ちギャップの中へ布や布のような廃棄物材料は押し込まれ、廃棄物材料を裁断、粉砕及び／又は切断して、小さい粒子や切れ端にして、上述のように、廃棄するために梱包される。
【０００９】
図３及び図５に示すように、各歯Ｒは、符号(50)の位置でほぼＶ字型をしており、各歯Ｒの略尖った端部(50x)を有し、後述するように、隣接する固定歯Ｆとの間のほぼＶ字型の溝即ち凹みから少し半径方向に間隔があけられて噛み合っている。同様に、各歯Ｆの尖った端部(52)は、隣接する回転歯Ｒ間の溝即ち凹みから所定量半径方向にわずかに間隔をあけた状態で噛み合っている。
【００１０】
各歯Ｒは、図３に示すように、１列に形成された６つの中の１つであることが望ましく、ブロック(30)の中の１つに幾つかのボルト(55)で着脱可能に取り付けられる。ボルト(55)は、ネジ山(55a)とボルト(55)の本体より大きい直径の頭部(55b)を有する。各バー(55c)(図３参照)には歯(50)を具えており、バー(55c)の長さは、各支持ブロック(30)と同じ長さであり、各バー(55c)は、望ましくは６つの歯(50)を有し、支持ブロック(30)の中に、各ブロック(30)のネジ孔(30b)でネジ止めされたボルト(55)によって別々に保持されることが望ましい(図５参照)。各ボルト(55)は、拡大したボルト頭(55b)を受けるように、(55e)の位置で拡大している貫通孔(55d)に通されている。
【００１１】
本発明では、回転カッター装置を構成している歯Ｒの各列は、米国特許第５，６７３，８６１号公報のように、固定歯Ｆに対して平行に配置されるよりも、むしろ、図５及び後述するように、これらを傾斜した角度で取り付けることが望ましく、それによって、歯Ｒが定位置にあるカッター上の固定歯Ｆに対して回転したときに、歯Ｆと歯Ｒの間へ廃棄物を押し込み、裁断、切断及び粉砕作用を施すように力を加え、医療廃棄物に含まれる毛布やシーツ、衣服等の廃棄物の物理的構造を、操業停止を最小とするような小片又は小粒子の医療残留物に小さくすることができる。その結果、従来問題となっていた歯Ｒと歯Ｆとの間に繊維状の材料が挟まり、歯Ｒの回転が困難又は阻害されることによって引き起こされた操業停止も殆んどないか又は最小限とすることができる。
【００１２】
上述したように、スリーブ(15a)は、スリーブ(15a)に溶接されたオーガ(15b)を有し、該オーガ(15b)は、図３に最もよく示されるように、各オーガ半体部は、夫々が、１つの支持部(30)の長さと同じ距離だけ延びることが望ましい。オーガ(15b)は、固定歯と共働作用したとき、可動歯Ｒと共に機能し、廃棄物材料をハウジング(10)の中で、歯Ｒと歯Ｆとの間へ押し進める。
【００１３】
図５に示すように、回転歯Ｒと固定歯Ｆとの間の半径方向の空隙即ちギャップは、図３中の歯の全長を通じて同じにしてもよく、または、図３に示すように、廃棄物が左に移動したときに廃棄物のサイズをより減少させるために、ギャップの大きさを右から左に変化させて、後述するように予備粉砕チャンバー又はハウジング(10)の中で最初の裁断、切断又は粉砕作用を受けるようにしてもよい。また、以下でさらに詳しく説明するように、廃棄物が、ハウジング(24)中で左から右に移動したときに、歯Ｒの各領域が対向する歯Ｆの領域に近づくようにして、ハウジング(24)内の歯(50)(52)間のギャップ(図５参照)を減少させることが望ましい。
【００１４】
さらに、各歯Ｒの傾き角(oblique angle)φは、変化させてもよく、望ましくは歯の移行経路(50y)から尖った下端面(50x)まで約１０°から約４５°の間とし、その結果、各歯(50)の後縁(trailing edge)(50a)は、図５に示すように、隣接した２つの歯(52a)の間の半径方向の空隙に入る。
【００１５】
歯Ｒは、一対の隣接する歯Ｆの間をこのように移動する際に、各歯Ｒの移行は、円形経路上にあるので(図５に示す)、廃棄物に力強い噛み合い、引張り及び引裂き作用を引き起こし、特にセルロース系廃棄物材料の裁断力を大きく高める。
【００１６】
歯Ｆの領域は、望ましくは、端部(40a)間の各ブロック(40)に６つの歯(52)を有し、ネジ孔(52d)に噛合するネジ山(60a)を有するボルト(60)によってハウジング(10)に取り付けられる。シールリング(63)は、ハウジングと歯Ｆとの間に配置される。さらに、回転領域及び固定歯領域は夫々、交換のためにハウジングから取り外し可能とすることができる。ボルト(55)を緩めると、各支持ブロック(30)から歯Ｒの取り外しができ、各ボルト(60)を緩めると、ハウジング(10)から取り外せる。
【００１７】
図６乃至図８は、メインハウジング(24)を拡大して示すものであり、ハウジング(24)及び部品の符号は、図１と同様である。歯Ｆに対して回転する歯Ｒによって廃棄物材料が粉砕、裁断及び切断されるときに、廃棄物材料は、オーガ(15b)によってハウジング(10)の左端部にある開口(24a)に供給され、メインハウジング(24)に入り、左端位置に入って、逆向きに、即ち、図１とは逆に、ハウジング(24)を通って排出出口(24b)へ移動する。廃棄物がこのような反対方向に移動する以外は、歯Ｒ、歯Ｆ及びオーガ(25b)は同じであり、図１、図３乃至図５と同じ文字及び符号を用いている。
【００１８】
歯Ｒは、ロックウェル硬さ５８〜６２の合金であって、歯の外側は、タングステンカーバイト、又は、その他の硬い材料の表面とすることが望ましい。
【００１９】
メインハウジング(24)中、特に図６乃至図８に示すように、図１の第１回転歯及び第１固定歯からの予粉砕廃棄物を受け取るアッセンブリは、シャフト(25)の長手方向に沿って歯の間のギャップが減少しており、廃棄物粒子の大きさを更に減じることが望ましい。例えば、ハウジング(10)内の第１回転歯と第１固定歯との間のギャップは、約０．５０インチ(１．２７センチ)から約０．７５インチ(１．９０５センチ)の範囲内であり、右端では、歯Ｆと歯Ｒとのギャップは、大きくなっていて０．７５インチであり、歯Ｆと歯Ｒの左位置でのギャップは小さくなっていて０．５０インチであることが望ましい。ハウジング(24)の第２回転歯Ｒ’と第２固定歯Ｆ’との間のギャップは、約０．７５インチから約０．２５インチ(０．６３５センチ)の範囲内であり、歯Ｆと歯Ｒとの左端位置ではギャップは大きくなっていて０．７５インチ、歯Ｆと歯Ｒの右端位置ではギャップは小さくなっていて０．２５インチであることが望ましい。
【００２０】
固定歯Ｆと回転歯Ｒの間のギャップは、上記実施例の間の何れの値でもよいし、同様に、固定歯Ｆ’と回転歯Ｒ’の間のギャップも、上記実施例の間の何れの値でもよい。
【００２１】
ハウジング(24)内で小さくされた廃棄残留物は、最終的に廃棄又は貯蔵のために、梱包部又は梱包装置(図示せず)に掻き出され、又は同様の方法で搬送される。
【００２２】
上記開示及び本発明の詳細な説明は、解説及び説明のためのものであって、説明した装置及び構成、動作の方法の詳細については、本発明の精神から逸脱しない範囲で、種々の変更ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の２段式装置を部分的に断面した正面図である。
【図２】  図１の装置の端面図であって、装置から処理済み廃棄物を排出するのに用いられるオーガを示している。
【図３】  図１の装置の部分拡大図であって、装置の上側の予備粉砕チャンバー中の歯どうしの関係をより詳細に示している。
【図４】  図３の線４−４に沿う断面図であって、改良された装置の上側の予備粉砕チャンバー内を詳細に示している。
【図５】  図４の一部の拡大図であって、装置中の固定歯の一つと共働する回転歯の１つを示している。
【図６】  上流側の予備粉砕チャンバーから廃棄物を受け取り、廃棄物を最終的に処理する主粉砕チャンバーの断面図である。
【図７】  図６の線７−７に沿う断面図であって、図６の主粉砕装置上の共働する歯を示している。
【図８】  図７の一部の拡大図であって、主粉砕チャンバー中で共働する装置の回転歯と固定歯を示している。
【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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