(57)【要約】  工場空気およびプロセス空気の両方に対して、空気湿度制御装置を用いて、または専用の空気湿度制御装置を用いて、内部および外部の工場空気状態に関係なく、最大１００％で再供給機能の２４／７空気再循環機能を可能にする、ゼロエネルギーＨＶＡＣ動作を達成することを可能にする、空気特性を管理するためのプロセスおよび設備。
2018528379.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
好ましくは製造機構（２１０）での衛生製品の製造における、空気特性管理システム（２００）であって、
前記製品が、好ましくは、
乳幼児および成人用失禁吸収物品、女性用衛生物品、ならびに、好ましくは不織布、薄膜、それらの合成物から成る群から選択される、かかる物品に使用されるように適合された材料、
から成る群から選択され、
前記製造機構（２１０）が、
ａ）生産エリア（２１５）であって、外部周囲環境（２０５）から前記生産エリア（２１５）を分離するように適合された壁（２１７）を備え、前記製造室は、前記物品の製造設備（２３０）、好ましくは多数の前記製造設備のため、およびオペレータ（２３６）のためのスペースを備え、前記製造室は、空気環境（２２０）をさらに備える、生産エリア（２１５）と、
ｂ）前記製造室内の前記物品の少なくとも１つの製造設備（２３０）であって、
前記製造設備空気環境（２４０）のプロセス空気を、前記製造室空気環境（２２０）の室内空気から分離するハウジング（２３５）であって、好ましくは音抑制ハウジングと一体である、ハウジング（２３５）、
プロセス空気特性（２５０）のうちの少なくとも１つを変更するように適合された、前記ハウジング内部の物品形成要素（２４５）であって、前記特性が、温度、水分含有量、粉塵含有量、圧力から成る群から選択され、前記物品形成要素（２４５）が、好ましくはホットメルト適用システム、超音波システム、分離システム、繊維離解システム、分離システム、ウェブハンドリング駆動システム、ウェブハンドリング摩擦システムから成る群から選択される、物品形成要素（２４５）、
を備える、少なくとも１つの製造設備（２３０）と、
ｃ）空気処理システム（２６０）、好ましくはＨＶＡＣシステムと、
ｄ）前記製造設備ハウジング（２３５）、前記生産室環境（２２０）、および前記外部周囲環境（２０５）を、前記空気処理システム（２６０）に接続するように適合された、ダクト配管（２７０）と、を備え、
前記空気特性管理システムは、それが、前記空気処理システム（２６０）としての、また、前記外部周囲空気（２０５）から、前記空気製造環境（２２０）または前記プロセス空気（２４０）へ、エネルギー伝達空気ストリームの混合なしに、エネルギーを伝達するように適合された、間接的熱交換システムを備えることを特徴とし、
前記間接的熱交換システムが、好ましくは断熱熱交換システムである、空気特性管理システム。
【請求項２】
１つ以上の温度調整要素（２８２）、好ましくは間接的熱交換要素であって、好ましくは、
−冷却要素、好ましくは周囲温度の冷却水、
−加熱要素、
−前記ダクトシステムを介して接続された他の要素間のエネルギー交換要素、
−熱ポンプ、
から成る群から選択される、１つ以上の温度調整要素（２８２）と、
前記ハウジングの開放の場合、好ましくは閉鎖されるように適合された、より好ましくは自動的に閉鎖されるように適合された、前記ダクト配管における閉鎖弁（２８８）と、
ファン要素（２８０）と、
空気の絶対湿度（含水量）の増加または減少を可能にするように適合された、空気湿度調整要素（２８６）と、
粉塵低減システム（２８４）、好ましくはフィルタ、より好ましくはＨＥＰＡフィルタと、
生産処理変数ならびに外部周囲空気状態に従って、プロセス設定を調整するための自動化制御システムと、
から成る群から選択される、もう１つの要素をさらに備える、請求項１に記載の空気特性管理システム。
【請求項３】
弁（２８８）と、サイドダクトと、任意選択でさらなる空気処理システムと、を備える、空気流分配システムが、所定の空気流を、前記システムの様々な部分、好ましくは異なる物品形成要素に提供するように適合されている、請求項１または２に記載の空気特性管理システム。
【請求項４】
前記間接的熱交換システムが、多方向熱交換器であり、好ましくは、前記熱交換器内の空気流を分離する材料、より好ましくは高表面積ハニカム型の３Ｄ表面構造から成る複数の層を備える、請求項１〜３のいずれかに記載の空気特性管理システム。
【請求項５】
前記間接的熱交換システムが、ＩＳＯ６６８規格コンテナの寸法に合致するように適合されており、それにより、好ましくは、前記ハウジングが、ＩＳＯ６６８規格を達成するために、かつ前記熱交換器の前記材料層を支持するために、構造完全性をもたらす複数の目的を果たす、請求項１〜４のいずれかに記載の空気特性管理システム。
【請求項６】
好ましくは製造機構での製品の製造時における、空気特性の管理のためのプロセスであって、
前記製品が、好ましくは、
乳幼児および成人用失禁吸収物品、女性用衛生物品、ならびに、好ましくは不織布、薄膜、それらの合成物から成る群から選択される、かかる物品に使用されるように適合された材料
から成る群から選択され、
空気特性の管理のための前記プロセスは、それが、
−製造機構（２１０）を提供するステップであって、前記製造機構（２１０）が、
ａ）製造室（２１５）であって、外部周囲環境（２０５）から前記製造室を分離するように適合された壁（２１７）を備え、前記製造室は、前記物品の製造設備（２３０）、好ましくは多数の製造ラインのため、およびオペレータ（２３６）のためのスペースを備え、前記製造室は、空気製造環境（２２０）をさらに備える、製造室（２１５）と、
ｂ）前記製造室内の前記物品の製造設備（２３０）であって、
前記製造設備空気環境（２４０）のプロセス空気を、前記製造室環境（２２０）の室内空気から分離するハウジング（２３５）であって、好ましくは音抑制ハウジングと一体である、ハウジング（２３５）、
前記製造設備環境内の空気特性（２５０）のうちの少なくとも１つを変更するように適合された、前記ハウジング内部の物品形成要素（２４５）であって、前記特性が、温度、水分含有量、粉塵含有量、圧力から成る群から選択され、前記物品形成要素（２４５）が、好ましくはホットメルト適用システム、超音波システム、分離システム、繊維離解システム、分離システム、ウェブハンドリング駆動システム、ウェブハンドリング摩擦システムから成る群から選択される、前記物品形成要素（２４５）、
を備える、製造設備（２３０）、
ｃ）間接的熱交換システム（２６０）、
ｄ）前記製造設備ハウジング（２３５）、前記製造室環境（２２０）および前記外部周囲環境（２０５）を、前記間接的熱交換システム（２６０）に接続するように適合された、ダクト配管（２７０）、
を備える、提供するステップと、
−前記物品形成要素を稼働させることによって、前記製造設備空気環境（２４０）の特性を変更するステップと、
−前記製造設備空気環境（２４０）からプロセス空気を収集し、それを圧力差に供して、前記ダクト配管内に空気流を生み出すステップと、
−前記製造設備空気環境（２４０）からの前記プロセス空気を、前記間接的熱交換システムに伝達するステップと、
−任意選択で、前記空気製造環境（２２０）から室内空気を収集し、それを前記間接的熱交換システムに伝達するステップと、
−存在する場合、間接的熱伝達、好ましくは断熱熱伝達において、周囲空気とエネルギーを交換することにより、プロセス空気（２４０）および前記室内空気（２２０）を処理するステップと、を含むことを特徴とし、
前記熱交換器を離れる空気ストリーム内の周囲空気の含有量が、５０％未満、好ましくは８０％未満、より好ましくは１０％未満、さらにより好ましくは１％未満、最も好ましくは本質的にゼロであり、
それにより、好ましくは前記周囲空気と前記処理用空気との間の前記熱交換が、断熱熱交換であることを特徴とする、空気特性の管理のためのプロセス。
【請求項７】
前記処理されたプロセス空気および室内空気を、存在する場合、
−さらに加熱または冷却するステップと、
−水分を追加または除去することによって、含水量を調整するステップと、
−粉塵レベルを低減するステップと、
−さらなる圧力差を生み出すステップと、
−前記製造設備の前記壁を開放した時点で弁を停止させることによって、前記処理のための前記空気流および前記処理された空気を遮断するステップと、
−１つより多い製造設備から空気を収集するステップと、
−好ましくは多方向熱交換器を稼働させることによって、１つより多い空気流を前記間接的熱交換システムへ方向付けるステップと、
−前記製造室環境における、または前記設備環境内の２つ以上のエンドポイントに向かって、前記処理された空気の空気流を方向転換するステップと、
から成る群から選択されるステップのうちの１つ以上に供するステップをさらに含む、請求項６に記載の空気特性の管理のためのプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＨＶＡＣ冷却および除湿プロセス内で冷やすのにかなりの量のエネルギーが必要とされる、既存のＨＶＡＣテクノロジーに関連した通常のエネルギー要件を必要とせずに、昇温を有する、部屋もしくは工場、または生産プロセスを出る空気から熱を除去するために使用され得る、ＨＶＡＣ（加熱、換気、空調）システムなどの新たな空気特性管理関連システムの要点を述べる。冷却コイルを採用する従来のＨＶＡＣ冷却テクノロジーの場合、プロセス滞留時間（コイルエリアで空気が費やされる時間）は、コイルテクノロジーの小さなサイズにより極めて短く、したがって、コイルプロセスが十分に機能するために、コイルは、低温に冷やされる必要がある。また、従来のＨＶＡＣコイルテクノロジーの場合、コイルはまた、コイルを通過する空気の露点を下回るまで、それらの温度を下げることによって、空気湿度を制御する。これらの両方の場合、低レベルなどにまでコイルを冷やすのに必要とされるエネルギーは、かなりであり、このプロセスが稼働するために必要とされるより低いコイル温度を達成するのに、冷却システムなどの大型空気圧縮機システムおよび他の付帯物品を必要とする。本発明は、延長滞留時間を有するとともに、熱交換器およびそれぞれの設備内の空気用に大きな接触エリアも有するプロセスと一緒に、熱交換器テクノロジーを使用する新たなプロセスを対象とする。
【０００２】
本発明は、外部空気気候（湿度および温度）に関係なく、完全な空気再循環を可能にし、工場が、最終フィルタ段階を備えることなく、主システムファンエネルギー要件を縮小することもなく、所望に応じて、工場の外側に空気を追い出すことも可能にする。
【背景技術】
【０００３】
おむつ、女性用パッド、ベッドパッド、タンポン、ティッシュ、拭き取り繊維、および同様のものなどの衛生用品とともに、ティッシュのような製品に有用な材料も生産する衛生工場、不織布工場、また布地、カーペット、および衣服の工場などの生産現場は、通常、それらの生産プロセスおよび生産エリアから空気を抽出する。この抽出された空気は、通常、コア形成、繊維作り、材料、製品および／または組立体をコンベヤシステムに保持することとともに、生産エリアから粉塵を除去することなどの生産プロセスに使用される。生産プロセスおよび／または工場から除去される空気の温度は、通常、（ｉ）ホットメルト糊付けシステムおよび不織布押出器ヘッド、（ｉｉ）昇温で動く真空コンベヤに空気を通すこと、（ｉｉｉ）高速でダクトに空気を通すこと、および（ｉｖ）昇温で動作するプロセスファンおよび主ファンシステムに空気を通すことなど、付帯生産システムなどの多くの要因の結果として、上がる。例えば、周囲工場空気が約２５℃の温度である間、乳幼児用おむつ転換器プロセスを出る空気は、通常、約４５℃まで上がり、約８８℃かさらに高い温度として記録されている場合もある。不織布生産転換器およびエアレイド転換器の温度は、はるかに高い可能性がある。空気を再循環させない工場では、この空気は、工場の外側に排出されるが、工場から除去される空気は、元に戻される必要がある。したがって、例えば５０  １０３ｍ３／ｈｒの空気を必要とし、建物の外側にこの空気を追い出すおむつ転換器は、５０  １０３ｍ３／ｈｒの新しい空気が工場内に戻されることを必要とする。複数の生産システムを用いて稼働する工場では、この空気流がかなりである可能性がある。それらの生産システムから抽出される空気を、ＨＥＰＡ（高効率微粒子捕集、高効率微粒子捕捉、または高効率微粒子空気）品質規格にフィルタ処理する今日の最新式工場は、安全に、空気をそれらの工場に戻して再循環させることができる。ＨＥＰＡフィルタ処理された空気を再循環させ、この空気を直接工場内に戻すことは、新しい空気が、調和され、工場に戻される必要がないことを意味し、莫大なＨＶＡＣ運用コストが節約され得ることを意味する。しかしながら現在のところ、空気がＨＥＰＡ品質にフィルタ処理されている場合でも、昇温の空気を再循環させることには、課題が残っている。例えば冬期間中、北半球または南半球に位置する工場では、昇温は、冬期間中に工場を暖めるのに、この加熱された空気が使用され得るので、有益であり得るが、夏期間中、赤道近くに位置する工場、または北半球もしくは南半球に位置する工場では、この昇空気温度は、多くの工場にとって何の価値もなく、重大な問題をもたらすことが多い。したがって、工場は、通常、エネルギーを使用して、所望のレベルに下げ戻すＨＶＡＣシステムを介して、再循環空気を冷やすか、または、工場の外側にこの空気を追い出すかのいずれかの効果を理解し、バランスを取り、またエネルギーも必要とする工場に入る新しい空気を、工場に入るこの新しい空気の温度および湿度が工場要件に修正される必要があるのに従って調節する必要がある。ＨＶＡＣまたは空気特性管理システムは、通常、工場にとって最も安価な選択肢を判断��、再循環空気量、プロセス空気温度に応じた実際の量、外部空気温度および外部空気湿度、ならびにエネルギー価格のバランスを自動的に取る。複数段階ろ過プロセスでは、現在のところ、フィルタを出て、工場の外部に追い出される空気は、通常、すべてのろ過段階を通過する。
【０００４】
断熱冷却プロセスが多くの空気システムで使用され、本質的に、規定点（湿球空気温度と呼ばれる）まで空気を冷やす機能を有する。このプロセスは、汗が蒸発して冷却効果をもたらす人間の体の冷却システムと極めて似ており、本質的に、外部エネルギーが何も必要とされず、蒸発冷却プロセスに従事するという点において、エネルギーフリー冷却プロセスである。
【０００５】
工場内で断熱冷却プロセスを使用することが可能であり、世界中の多くの場所で、断熱冷却プロセスが使用されているが、これらのプロセスは、空気湿度とともに、絶対含水量としての相対湿度（ＲＨ：Ｒｅｌａｔｉｖｅ  Ｈｕｍｉｄｉｔｙ）も、かなり上がるという点において、初期設定では、望ましくない効果を有する。空気湿度を上げることは、このことが、より高い湿度レベルによる空気の「感じ」温度を上げ、工場労働者にとっての作業環境の質を下げることから、ほとんどすべての場合において望ましくない。さらに、ほとんどの工場生産プロセスでは、湿度上昇は、特に、ＳＡＰ（超吸水性ポリマー）が使用される衛生部門においても望ましくない。より速いペースで腐食する金属などの材料では、露点が下げられ、凝結を早期に生じさせ、また、ＳＡＰなどの感湿材料を処理する衛生生産プロセスなどのプロセスは、より高い空気湿度レベルで稼働するとき、重大な生産問題を抱え、多くの副関連システムが、故障し始める（スクリーン、サイクロン、フィルタ媒体など）。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の態様において、本発明は、乳幼児および成人用失禁吸収物品、女性用衛生物品、およびこのような物品に使用されるように適合された材料であって、好ましくは不織布、薄膜、またはそれらの合成物から成る群から選択された、材料など、製造機構（２１０）における衛生製品の製造時の空気特性管理システム（２００）である。
【０００７】
製造機構（２１０）は、以下を含む：
ａ）外部周囲環境（２０５）から生産エリア（２１５）を分離するように適合されている壁（２１７）を備える生産エリア（２１５）。製造室は、物品の製造設備（２３０）、好ましくは多数の製造設備のため、およびオペレータ（２３６）のためのスペースを備える。空気環境（２２０）をさらに備える、製造室。
ｂ）製造室内の物品の少なくとも１つの製造設備（２３０）であって、製造設備は、製造室空気環境（２２０）からプロセス空気（２４０）を分離するハウジング（２３５）を備える。ハウジングが、音抑制ハウジングと一体であるのが好ましい。製造設備は、前記製造設備空気環境特性（２５０）のプロセス空気の特性のうちの少なくとも１つを変更するように適合されている物品形成要素（２４５）を、ハウジング内部にさらに備え、これらの特性は、温度、水分含有量、粉塵含有量、および圧力から成る群から選択される。物品形成要素（２４５）は、好ましくは、ホットメルト適用システム、超音波システム、分離システム、繊維離解システム、分離システム、ウェブハンドリング駆動システム、ウェブハンドリング摩擦システムから成る群から選択される。
ｃ）空気処理システム（２６０）、好ましくはＨＶＡＣシステム。
ｄ）製造設備ハウジング（２３５）、生産室環境（２２０）、および外部周囲環境（２０５）を、空気処理システム（２６０）に接続するように適合された、ダクト配管（２７０）。
【０００８】
空気処理システム（２６０）は、最も好ましくはエネルギー伝達空気ストリームの混合なしに、外部周囲空気（２０５）から空気製造環境（２２０）またはプロセス空気（２４０）へエネルギーを伝達するように適合された間接的熱交換器を備える。間接的熱交換システムが断熱熱交換システムであることが好ましい。
【０００９】
任意選択で、空気特性管理システムは、
１つ以上の温度調整要素（２８２）、好ましくは間接的熱交換要素であって、好ましくは、
−好ましくは周囲温度で水を冷却する冷却要素、
−加熱要素、
−ダクトシステムを介して接続された他の要素間のエネルギー交換要素、
から成る群から選択されている、１つ以上の温度調整要素（２８２）と、
ハウジングの開放の場合に、好ましくは閉鎖されるように適合された、より好ましくは自動的に閉鎖されるように適合された、ダクト配管における閉鎖弁（２８８）と、
ファン要素（２８０）と、
空気の絶対湿度（含水量）の増加または減少を可能にするように適合された空気湿度調整要素（２８６）と、
粉塵低減システム（２８４）、好ましくはフィルタ、より好ましくはＨＥＰＡフィルタと、
生産処理変数ならびに外部周囲空気状態に従って、プロセス設定を調整するための自動化制御システムと、から成る群から選択される、もう１つの要素をさらに備える。
【００１０】
任意選択で、空気流分配システムは、弁（２８８）、サイドダクト、および任意選択で、システムの様々な部分に、好ましくは異なる物品形成要素に、所定の空気流を提供するためのさらなる空気処理システム、を備える。
【００１１】
間接的熱交換システムが、熱交換器内に、空気流を分離する３Ｄ表面構造の材料から成る複数の層を備えるのが好ましい、より好ましくは高表面積ハニカム型の多方向熱交換器であるのが好ましい。
【００１２】
任意選択で、間接的熱交換システムは、ＩＳＯ６６８規格コンテナの寸法に合致するように適合されており、それにより、ハウジングが、構造的完全性をもたらし、ＩＳＯ６６８規格を達成する、また熱交換器の材料層を支持する複数の目的を果たすのが好ましい。
【００１３】
別の態様において、本発明は、製造機構における製品の製造時の空気特性の管理のためのプロセスであって、製品が、乳幼児および成人用失禁吸収物品、女性用衛生物品、およびこのような物品に使用されるように適合された材料であって、好ましくは不織布、薄膜、それらの合成物から成る群から選択された、材料から成る群から選択されているのが好ましい、空気特性の管理のためのプロセスである。
【００１４】
空気特性の管理のためのプロセスは、以下のステップを含む：
−製造機構（２１０）を提供するステップであって、製造機構（２１０）が、
ａ）製造室（２１５）であって、（ｉ）外部周囲環境（２０５）、および物品の製造設備（２３０）、好ましくは多数の製造ラインのため、またオペレータ（２３６）のためのさらなるスペースから、製造室を分離するように適合された壁（２１７）、ならびに（ｉｉ）空気製造環境（２２０）を備える、製造室（２１５）、
ｂ）製造室内の物品の製造設備（２３０）であって、（ｉ）製造室環境（２２０）から製造設備空気環境（２４０）を分離するハウジング（２３５）であって、好ましくは音抑制ハウジングと一体である、ハウジング（２３５）、（ｉｉ）製造設備環境において空気特性（２５０）のうちの少なくとも１つを変更するように適合された、ハウジング内部の物品形成要素（２４５）であって、特性が、温度、水分含有量、粉塵含有量、圧力から成る群から選択される、物品形成要素（２４５）、を備える、物品の製造設備（２３０）。物品形成要素（２４５）は、ホットメルト適用システム、超音波システム、分離システム、繊維離解システム、分離システム、ウェブハンドリング駆動システム、ウェブハンドリング摩擦システムから成る群から選択され得る、
ｃ）間接的熱交換システム（２６０）、
ｄ）製造設備ハウジング（２３５）、製造室環境（２２０）、および外部周囲環境（２０５）を、間接的熱交換システム（２６０）に接続するように適合された、ダクト配管（２７０）、を備える、提供するステップと、
−物品形成要素を稼働させることによって、製造設備空気環境（２４０）の特性を変更するステップと、
−製造設備空気環境（２４０）からプロセス空気を収集し、それを圧力差に供して、ダクト配管内に空気流を生み出すステップと、
−製造設備空気環境（２４０）から間接的熱交換システムに、プロセス空気を伝達するステップと、
−任意選択で、空気製造環境（２２０）から室内空気を収集し、それを間接的熱交換システムに伝達するステップと、
−前記熱交換器を離れる空気ストリーム内の周囲空気含有量が、５０％未満、好ましくは８０％未満、より好ましくは１０％未満、さらにより好ましくは１％未満、また最も好ましくは本質的にゼロであるような、間接的熱伝達、好ましくは断熱熱伝達において、周囲空気とエネルギーを交換することによって、存在する場合、室内空気のプロセス空気を処理するステップ。空気特性の管理のためのこのプロセスでは、存在する場合、プロセス空気および室内空気の、周囲空気との混合が本質的に何もなく、それにより、周囲空気と処理空気との間の熱交換が、断熱熱交換であるのが好ましい。
任意選択で、空気特性の管理のためのプロセスでは、処理されたプロセス空気および室内空気は、
−さらに加熱または冷却するステップと、
−水分を追加または除去することによって、含水量を調整するステップと、
−粉塵レベルを低減するステップと、
−さらなる圧力差を生み出すステップと、
−製造設備の壁を開放した時点で、弁を停止させることによって、処理空気および処理された空気の空気流を遮断するステップと、
−１つより多い製造設備から空気を収集するステップと、
−好ましくは、多方向熱交換器を稼働させることによって、１つより多い空気流を、間接的熱交換システムに方向付けるステップと、
−製造室環境において、または設備環境内で、２つ以上のエンドポイントへ、処理された空気の空気流を方向転換するステップと、
から成る群から選択されたステップのうちの１つ以上にさらに供され得る。
【００１５】
別の態様において、本発明は、少なくとも１つの流入する空気流ストリームが、昇空気温度状態であり得る、衛生的な不織布またはエアレイドプロセスまたは繊維または食品であり得る生産プロセスを出るプロセス空気に接続される、熱交換器である。熱交換器は、少なくとも双方向熱交換器であり得る。任意選択で、熱交換器が、少なくとも双方向熱交換器であり得る場合、１つの流入する空気流ストリームは、周囲空気に接続され得る。周囲空気は、断熱冷却プロセスを用いて処理され得る。任意選択で、周囲空気は、周囲に出し戻される。熱交換器は、不織布またはエアレイプロセスまたは繊維作りプロセスなど、衛生製品、またはひいては材料作製のための生産プロセスに接続され得る。流入する空気流ストリームは、周囲空気および工場空気の両方に接続され得る。
【００１６】
熱交換器は、少なくとも双方向熱交換器であり得る。周囲空気は、断熱冷却プロセスを用いて処理され得る。任意選択で、周囲空気は、周囲に出し戻される。熱交換器は、衛生的な不織布、エアレイドプロセス、繊維作りプロセスである、生産プロセスに接続され得る。
【００１７】
さらなる態様において、本発明は、製造室環境に対して、製造プロセスの際の温度、湿度、圧力、または粉塵レベルのような様々な特性の空気を分離するためのハウジングで囲まれた、１つの生産プロセスまたは多数の生産プロセスである。ハウジングが、音低減または抑制手段として機能し得るのが好ましい。このハウジング内で空気湿度レベルを制御するのに、専用の湿度制御プロセスが使用され得る。任意選択で、例えば立ち上げ期間中、事前設定水分レベルに到達するまで、容量を上げるために、このハウジング内の調和空気が、二次湿度制御プロセスによって制御され得る。昇圧器湿度機能は、ハウジングで囲まれた空気から外部にある工場空気を処理する湿度制御プロセスから来るものであり得る。任意選択で、ハウジングが開放されると、製造室環境の空気がダクトに入るのを防止するために、弁が、ハウジングに接続されたダクトにおいて閉鎖され得る。
【００１８】
さらなる態様において、本発明は、戻る空気が生産プロセスに再び入るように、プロセスを出る空気が、フィルタ処理され、生産プロセスに送り戻される、この生産プロセス内の空気を利用する、１つの生産プロセスまたは多数の生産プロセスである。戻る空気は、戻る空気量が、空気処理量と、±９０％のバラツキ範囲で同様である、生産プロセスに再び入り得る。戻る空気は、プロセス内の複数のポイント内で生産プロセスに再び入り、多数の生産プロセス内の貫空気流の流れを縮小し得る。
【００１９】
なおさらなる態様において、本発明は、プロセスを出る空気が、熱交換器を介してフィルタ処理され、生産プロセスに送り戻される、この生産プロセス内の空気を利用する、１つの生産プロセスまたは多数の生産プロセスである。
【００２０】
なおさらなる態様において、本発明は、層が、ほとんどまたは全く修正なしで、ＩＳＯ６６８輸送用コンテナ規格に準拠している輸送用コンテナ内に収納されている、空気流を分離する複数の層の材料を熱交換器内に備える熱交換器に関する。複数の層は、層が、ほとんどまたは全くの修正なしで、ＩＳＯ６６８輸送用コンテナ規格に準拠している輸送用コンテナ内に収納されている、空気流を分離する３Ｄ表面構造の材料を熱交換器内に発現し得る。
【００２１】
任意選択で、輸送用コンテナハウジングは、ＩＳＯ６６８規格を達成するための構造的完全性、および熱交換器の材料層を支持するための構造的完全性の両方を提供するなど、複数の目的を果たし得る。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１Ａ】様々な生産工場機構を例示的かつ概略的に示す。
【図１Ｂ】様々な生産工場機構を例示的かつ概略的に示す。
【図１Ｃ】様々な生産工場機構を例示的かつ概略的に示す。
【図１Ｄ】様々な生産工場機構を例示的かつ概略的に示す。
【図１Ｅ】様々な生産工場機構を例示的かつ概略的に示す。
【図１Ｆ】様々な生産工場機構を例示的かつ概略的に示す。
【図１Ｇ】様々な生産工場機構を例示的かつ概略的に示す。
【図１Ｈ】様々な生産工場機構を例示的かつ概略的に示す。
【図２Ａ】本発明による、様々な空気管理システムを概略的に描写する。
【図２Ｂ】本発明による、様々な空気管理システムを概略的に描写する。
【図２Ｃ】本発明による、様々な空気管理システムを概略的に描写する。
【図２Ｄ】本発明による、様々な空気管理システムを概略的に描写する。
【図３Ａ】本発明に適し得るようなろ過および熱交換器システムの様々なより詳細な図を描写する。
【図３Ｂ】本発明に適し得るようなろ過および熱交換器システムの様々なより詳細な図を描写する。
【図３Ｃ】本発明に適し得るようなろ過および熱交換器システムの様々なより詳細な図を描写する。
【図４Ａ】本発明に適する熱交換器システムのさらに詳細な図を描写する。
【図４Ｂ】本発明に適する熱交換器システムのさらに詳細な図を描写する。
【図４Ｃ】本発明に適する熱交換器システムのさらに詳細な図を描写する。
【図４Ｄ】本発明に適する熱交換器システムのさらに詳細な図を描写する。
【図４Ｅ】本発明に適する熱交換器システムのさらに詳細な図を描写する。
【図４Ｆ】本発明に適する熱交換器システムのさらに詳細な図を描写する。
【図４Ｇ】本発明に適する熱交換器システムのさらに詳細な図を描写する。
【図５Ａ】例示的なおむつ転換器プラットフォームのさらなる詳細を描写する。
【図５Ｂ】例示的なおむつ転換器プラットフォームのさらなる詳細を描写する。
【図５Ｃ】例示的なおむつ転換器プラットフォームのさらなる詳細を描写する。
【図５Ｄ】例示的なおむつ転換器プラットフォームのさらなる詳細を描写する。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
同じ数字は、同じまたは同等の特徴を指す。
【００２４】
本発明は、空気特性の優れた動作活性管理を必要とする製造機構または工場に関する。このような要件を有する多くのタイプの製造作業がある一方、衛生製品を生産するための特定の製造機構は、とりわけ衛生上の理由であるが、特に、円滑な作業を可能にもするための超吸収性ポリマーの導入以降、無制御の空気特性に特に敏感である。このような施設は、以前はいかなるＨＶＡＣ機能も用いずに稼働していたが、発展は、ＨＶＡＣ機能、任意選択で工場に入る再循環空気量を制御するための弁システムを備える空気再循環機能、また熱交換器テクノロジーの導入を網羅した。本発明は、このような発展を基礎とする。
【００２５】
この断熱冷却プロセスを熱交換器（双方向または多方向交換器）と組み合わせることは、断熱冷却プロセスを出る湿った空気が生産プロセスを出る空気から分離されて残り、それにより、工場空気に何の悪影響を及ぼすこともないことを可能にする。
【００２６】
本発明のさらなる実施形態は、現在一般的である、再循環空気を転換器プロセスに戻し、工場空気中には戻さないことである。ますます多くの生産システムが、より高い放音基準を有し、この傾向が最も続きそうであるのに従って、ほとんどの生産設備は、音抑制ハウジングで完全に囲まれている。この音抑制ハウジングは、工場空気とプロセス空気とを適切に分離するのにも使用され得る。フィルタ排出空気が生産システムに戻される場合、プロセス空気は、工場空気から分離されて残り、したがって、両方の空気ストリームは、異なる温度レベルおよび湿度レベルで動作する可能性がある。別々の温度および水分レベルで両方の空気ストリームを動かすことができることは、本明細書の以下に説明される、エンドユーザに対する明白な利点を有する。
【００２７】
プロセスに対するさらなる性能強化が、本明細書においてさらに説明される。衛生工場の大半は、正圧対周囲条件で稼働し、この場合、この正圧をもたらすだけではなく、新鮮な空気を、工場、または任意の優れた設計のＨＶＡＣシステムの極めて重要な設計特徴である製造機構に導入するために、新しい新鮮な空気が、エアハンドリングプロセスに投入される。うまく設計されたＨＶＡＣシステムは、通常、１時間当たり約１０回、空気を交換し／元に戻し、継続的に再循環されるこの空気は、およそ１０％の値で、外側からこの空気ストリームに投入された、新しい新鮮な調和周囲空気を有する。この新たに投入された空気は、プロセスおよび工場に入り、工場内の空気は、通常、環境に放出され、この空気を加熱する、冷やす、または除湿するのに費やされるエネルギーを損失する。本発明のさらなる実施形態は、工場を出る空気の割合を縮小し、この空気を断熱冷却プロセスに方向転換するし、それにより、湿球温度をさらに低減することである。
【００２８】
解説的かつ例示的な目的で、ＨＶＡＣシステムからこの空気ストリームに戻る新しく調節された新鮮な空気の１０％を加えながら、１時間当たり１０回の空気交換で空気を再循環させ、これにより、工場にポンプで送り込まれるこの追加の空気が、扉、窓、または通気口などを介して、工場を出て行く、赤道近くに位置するおむつ工場が考察される。このような場合に対し、１０１１ミリバールの気圧での３２℃の外気、６５％の相対湿度を仮定すると、湿球温度は、２６．２℃である一方、露点は、２４．１℃である。３２℃のこの外部工場空気を捕らえ、それを双方向熱交換器に通し、次に、熱交換器から戻し、このより高温の空気が取入口ダクトに吸い戻されないエリアへ、工場の外側に出すことは、内部工場空気と外部工場空気とが混合されないことを意味する。プロセス空気が、４６．５℃の温度でおむつ生産プロセスを出る場合、この空気を工場内に残し、双方向熱交換器にも通し、次に、工場内部へ出し戻すことは、この内部空気ストリームの相対湿度を変更することなく、空気ストリーム温度を下げる。理想的なプロセスでは、４６．５℃の温度の生産プロセスは、３２℃に下げられるであろうが、熱交換器プロセスおよび断熱冷却プロセスにおける無効により、およそ３４．４℃の値が達成され得る。
【００２９】
これと、熱交換器を出る外部工場空気を冷やすための断熱冷却プロセスとを比べると、元々３２℃であったこの空気ストリームは、熱交換器に入る前に２８．３℃に冷やされ得る。このことは、前に３４．４℃で熱交換器を出ている空気が２８．３℃に下げられることを可能にする。
【００３０】
ここで、前に建物を出ている、ある割合の調和空気が、断熱冷却プロセスの前に、流入する外部工場空気ストリームに供給される場合、それにより依然として工場が加圧されることを可能にする過供給空気流の約８０％が、断熱冷却プロセスの効率を上げる。前には２６．２℃であった湿球温度は、２４．１℃に下げられ、標準断熱冷却プロセスを用いて２８．３℃に冷やされた前の工場空気流ストリームは、今度は、本質的に追加のエネルギー要件なしで、２７．２℃に冷やされ得る。
【００３１】
熱交換器を出て、工場内部に戻って行く空気流が、先に述べられたようなプロセスに直接戻される場合、この空気ストリームは、例えばオペレータのために、工場室環境を高くすることなく、より高い温度で動作することができる。
【００３２】
プロセス空気およびこの空気ストリーム用に使用される閉回路空気流が、工場空気とは別になる場合、熱交換器は、さらに分割され得、その内部工場では、空気は、熱交換器にも通され、工場内部へ出戻ることができる。このことに対するさらなる改善点は、過供給の断熱冷却プロセスから熱交換器のこのゾーン内部に、すべての外部空気流（クロスフロー型熱交換器における垂直流、パラレルフロー型熱交換器における並流、およびカウンタフロー型熱交換器における向流）を方向転換し、性能をさらに高めることであろう。
【００３３】
再び上述のおむつ工場の場合を考察し、熱交換器に入る外部工場空気を冷やすのに同じ断熱冷却プロセスを仮定すると、元々３２℃の外部空気ストリームは、熱交換器に入る前に、２８．３℃に冷やされ得、熱交換器は、次に、本質的に、高温の生産空気回路を、４６．５℃から３４．４℃に冷却するであろう。また、熱交換器の一部が、内部工場空気を冷やすのに使用される可能性があるので、高温の生産空気回路は、３４．４℃に達することができないが、３６．５℃には達することができる。
【００３４】
この空気ストリームが閉ループであり、また工場室空気と接触しないため、ダクト配管が、十分な断熱を有するとすれば、この空気ストリームは、工場環境およびシステムに悪影響を何も及ぼさない。再び、熱交換器において、過供給空気流の８０％が、それが建物を出る前に、熱交換器中に送り戻されると仮定する。さらなる断熱冷却プロセスを仮定し、また工場室環境が、１０１１ミリバールで２５℃、４８％相対湿度を発現すると仮定すると、１８．４２℃の理論上の湿球温度が、断熱冷却プロセスを介して達成され得る。断熱冷却プロセスおよび熱交換器が無効である場合、１８．４２℃の理論上の温度は、達せられ得ないが、約２０℃の出力温度が達成され得る。工場室が２５℃の場合、糊タンクなどの物品を通して工場スペースに加えられる熱負荷を相殺するのに、このより低い温度が使用され得、熱は、転換器から追い出される。
【００３５】
上に説明された実行は、工場内の空気湿度を制御せず、したがって、衛生生産プロセスをスタンドアローンの空気水分制御システムと組み合わせ、工場室空気を事前設定レベルに維持するためのさらなる実施形態が、好まれる。プロセス空気と工場空気との別々の制御は、工場空気が、人間に最も適した空気湿度レベルで維持されることを可能にする一方、プロセス空気は、プロセスに最も適した湿度レベルに維持され得る。ほとんどの場合、プロセス空気湿度は、非常に乾燥している可能性があり、清浄化効果をさらに低減し、コア敷設プロセスを見えなくするＳＡＰスクリーンなどのプロセス問題も軽減し、解消までもするとともに、ろ過媒体の相当に長い耐用年数を与える。
【００３６】
本発明のさらなる実施形態は、熱交換器枠組みを、輸送プロセスのための配送コンテナ寸法に一致する枠組みと組み合わせることである。
【００３７】
本発明のなおさらなる実施形態は、従来のファン／プレートテクノロジーよりもむしろ、ハニカム側面を熱交換器内に含む。ハニカム側面から作られた熱交換器は、高い強度側面を有し、それにより、より薄い金属側面が使用されるのを可能にする。さらに、自動ハニカム生産方法は、ほとんどまたは全く組立効果を必要としない、組み合わせ構造が作られるのを可能にし、それにより、熱交換器が、エンドユーザにとってより魅力的なコストで生産されることを可能にする。
【００３８】
本発明のさらなる実施形態は、熱交換器の外境界面に、ファン、ろ過およびＨＶＡＣ設備などの他の付帯デバイスとのプラグ＆プレイ共通境界面を可能にする、共通制御境界面を備えることである。
【００３９】
本発明のさらなる実施形態は、総機械組立体内に空気湿度制御デバイスを組み込むことである。
【００４０】
本発明のさらなる実施形態は、熱交換器内でチャネルを組み合わせ、地熱エネルギーを使用して冷やされた、または加熱された水などの水流を可能にすることである。双方向熱交換器が、高表面積を有し、空気温度を低圧力降下で変更するための効果的な手段である場合、地熱エネルギーを使用して熱交換器プレートを変更することは、現在のＨＶＡＣコイルテクノロジーに関連している圧力降下なしに、空気温度がさらに修正されるのを可能にする。このテクノロジーは、掘削コストが極めて低いサウジアラビアなどの砂地地域に特に有益であり、したがって、地熱接地管の取り付けも、極めて低いコストである。この特定の使用法に対し、本発明に対するさらなる実施形態は、熱交換器内でチャネルを組み合わせ、太陽エネルギーを使用して、冷やされた、または加熱された水などの水流を可能にすることである。双方向熱交換器が、高表面積を有し、空気温度を低圧力降下で変更するための効果的な手段である場合、地熱エネルギーを使用して熱交換器プレートを変えることは、現在のコイルテクノロジーに関連している圧力降下なしに、空気温度がさらに修正されるのを可能にする。
【００４１】
本発明のさらなる実施形態は、二次乾燥プロセスにおいて、閉回路システムの昇空気温度を使用することである。低湿度レベルと組み合わされたこのより高い空気温度は、この理想的な乾燥媒体を作る。これは、例えば、かなりの乾燥負荷および熱が必要とされる、縮れた繊維を流れ作業で作るのに使用され得る。
【００４２】
本発明のさらなる実施形態は、フィルタプロセスにおいて、追加の弁テクノロジーを取り付けることである。現在のところ、多くのフィルタプロセスは、複数のろ過段階から成る。これらのプロセスでは、ＨＥＰＡ段階の後、空気はフィルタを出るが、空気が外部環境に向かって工場を出て行く場合、この空気をＨＥＰＡエアフィルタに通すのは、これが、空気をＨＥＰＡフィルタ媒体中に引き込むのに、主システムファンにおいてさらなるエネルギーを必要とし、ＨＥＰＡフィルタ媒体の寿命が短くなり、また、より高いエネルギーコストに加え、エンドユーザにもコストを加えることから、好ましいものではない。ＨＥＰＡフィルタ媒体の前に弁を取り付けることは、工場排出空気が、ＨＥＰＡフィルタ媒体に入る前に、外部環境を出ることを可能にする一方、工場内部に戻って再循環する空気は、工場に入る前に、ＨＥＰＡフィルタ媒体を通過する。
【００４３】
うまく設計されたＨＶＡＣシステムは、通常、１時間当たり約１０回、空気を交換し／元に戻し、継続的に再循環されるこの空気は、およそ１０％の値で、外側からこの空気ストリームに投入された、新しい新鮮な調和空気を有する。この新たに投入された空気は、プロセスおよび工場に入り、工場内の空気は、通常、環境に放出され、この空気を除湿するのに注ぎ込まれるエネルギーを損失する。本発明のさらなる実施形態は、工場を出る空気の割合を縮小し、この空気を断熱冷却プロセスに方向転換し戻し、それにより、湿球温度をさらに下げることである。
【００４４】
ＨＶＡＣシステムからこの空気ストリームに戻る新しく調節された新鮮な空気の１０％を加えながら、１時間当たり１０回の空気交換で空気を再循環させ、これにより、工場にポンプで送り込まれるこの追加の空気が、扉、窓、または通気口などを介して、工場を出て行く、赤道近くに位置するおむつ工場を、解説的かつ例示的な目的で考察する。
【００４５】
本発明の解説用に使用される図が、クロスフロー型熱交換器の概要を示すが、パラレルフロー型熱交換器、およびカウンタフロー型熱交換器、または任意の型の組み合わせなど、同等の実行も使用され得ることに留意されたい。
【００４６】
本発明が以下によって制限されることを望まずに、衛生製品製造環境の例示的な実行が、よりよい理解を可能にするための図を参照することによって説明される。
【００４７】
多くの生産テクノロジーの台頭時に、ＨＶＡＣシステムを何も持たない工場において生産が始まった。これの典型的な例が、図１Ａにあり、そこでは、生産システムがフィルタシステムに接続されている、これらの生産システムが稼働する工場が描写されている。フィルタの主目的が環境被害を防ぐことにある、工場の外側に、空気が排出される。図１Ａは、工場生産エリア（１０１）にＨＶＡＣ機能が何もなく、工場生産エリア（１０１）内に生産システム（１０５）のうちのいくつかを備える、生産工場（１００）の概要を示す。エアフィルタシステム（１１０）が、生産システム（１０５）に接続されて示され、ダクト配管（１１５）が、フィルタの排出口を、空気が追い出される工場の外部周囲環境に接続している。
【００４８】
工場が発展するのにつれて、多くの工場が、それらの建物を囲み、建物にわずかに圧力をかける、ＨＶＡＣシステムに移行した。活発な空気循環および工場への調整された新鮮な空気の投入により、多くの利点が得られた。労働者は、目立った空気や湿度の変化がなく、快適な作業環境で働くことができた。高温気候では、人員削減率が降下し、人員の士気が高められた。食品や衛生生産など、清浄な環境を必要とする工場は、建物が密閉され、工場内部に入る空気がフィルタ処理されていることから、虫や他の汚染リスクが解消されるといった追加の利益を得た。これの典型的な例は、図１Ｂにあり、そこでは、標準ＨＶＡＣシステムが使用されている工場が描写されている。図１Ｂは、図１Ａと同じ要素を描写するが、この工場構成は、空気が工場に再び入る場所から、ＡＨＵに接続するダクト配管（１３０）を介して、工場の内部または工場生産エリアまでに、冷却水循環装置（１２０）を備え、ＡＨＵ（エアハンドリングユニット、１２５）を備えるＨＶＡＣ機能を有する。
【００４９】
生産システムがさらに発展し、生産速度が上がるのにつれて、プロセスの数が増え、空気量も増えた。衛生部門では、ティッシュのコアのみからパルプおよびＳＡＰコアへの動きが、多くの場合、１５〜２０倍に、空気量を著しく増やした。建物を出るすべての空気が元に戻される必要があるので、流入する空気も、同じ量だけ増える必要があった。約５０×１０３ｍ３／ｈｒを必要とする衛生生産システムは、５０×１０３ｍ３／ｈｒの工場に戻る空気返還を必要とし、約５００×１０３ｍ３／ｈｒを必要とする工場全体は、５００×１０３ｍ３／ｈｒの工場に戻る空気返還を必要とする。したがって、ＨＶＡＣシステムは、要求を満たすように増加される必要があり、ＨＶＡＣに対する電力要件も増加される。
【００５０】
ＨＶＡＣシステムの電力消費量は、うなぎ上りであり、効率における向上が差し迫って必要とされ、したがって、多くの新たなシステムが発展し、そこでは、空気を極めて高性能に清浄化にする空気ろ過性能が導入され、それにより、工場労働者の健康を損なうことなく、工場への空気の戻りを可能にした。図１Ｃでは、前の図の要素に加え、空気をＨＥＰＡ規格に清浄化するように規定されたエアフィルタ（１３５）を備え、したがって、エアフィルタを出る空気が、工場生産エリアに送り戻され得る、工場構成が描写されている。
【００５１】
この新たなテクノロジーは、ＨＶＡＣトン数、およびＨＶＡＣシステムを稼働させるためのそれぞれの電力要件を縮小することに大きく入り込んだ。このようなテクノロジーの導入数は、世界中でゆっくり増加し、テクノロジーの恩恵が、産業間、プロセス間、また場所間で著しくバラツキがあることがはっきりと分かった。フィルタを出る空気が昇空気温度を有していた場合、流入する空気は、工場の製造室をかなり加熱するであろう。いくつかの場所、例えば冬期間中の北半球または南半球の場所では、この熱が、使用に供されるか、またはフリーヒーティングとして使用された。したがって、これを達成するために、エアフィルタを出る空気を、工場内部に送り戻されるように方向転換するか、または工場の外部に方向転換するか、あるいはそれらの取り合わせにするように、手動または自動のいずれかで稼働させられ得る、追加の弁構成（１４０）を除いて、前の図と同じ要素を示す、図１Ｄに示されるように、追加の弁構成（１４０）が取り付けられた。これらの弁システムは、通常、フィルタ空気の外側への完全な放出（例えば、排出空気が高温である、高温気候において）、またはフィルタ空気の工場内部への完全な放出（例えば、排出空気が高温、より低温の気候において）のいずれかを達成するように調整される。多くの場合、このような弁は、外側環境、空気温度、電力コストを絶えず測定するコンピュータシステムによって制御され、最も効率的な設定が達成されるのを確実にするように、適宜、バルブを調整する。
【００５２】
図１Ｄに示されているような機構が、効率性に大きく入り込んだが、この機構は、依然として理想的ではない。空気を再供給するのに必要とされる高空気規格を達成するために、空気ろ過設備への設備投資が投下され、この機能が、すべての場所において２４／７使用され得ないことは、性能上の大きな損失である。この損失は、空気再循環が達成され得ない期間中の優れた稼働を確実にし、すべての流入する空気が、工場に入れ戻される前に、また、ＨＶＡＣを動かすのにかなりの電力が必要とされるこの期間中に、適切に処理され得るのを確実にするために、ＨＶＡＣ機能が、依然として大きな資本コストで導入される必要があるという点において、二次損失も暗に意味する。
【００５３】
熱交換器を、外部工場空気が熱交換器に入り、フィルタ処理された空気と接触することなく、工場の外側に出戻ることを可能にする、フィルタ処理された空気の排出口に接続することは、この問題を解決しており、２４／７基準で空気再循環を可能にする。図１Ｅは、図１Ｃに描写されたようなフィルタシステムへの熱交換器（１４５）の追加の概要を示す。追加の熱交換器は、エアフィルタを出る空気を、この空気が工場生産エリアに入る前に冷却する。この場合、生産空気は、ファンを介して生産プロセスから取り出され、すべての汚れを除去するためにフィルタ中に通され、その後、フィルタプロセスを出て、通常この段階では、空気が６５℃である可能性がある熱交換器に入る。空気が熱交換器を通過するにつれ、空気は、外部周囲空気によって冷却され、工場生産エリア内部に通し戻される。双方向熱交換器が、互いに接続されていない専用の空気ゾーンを有し、空気ストリームが、混ざらず、したがって、絶対水分レベル、すなわち、空気の含水量が変更されないことが好ましい。空気ストリームの完全な分離により、断熱冷却プロセスが、工場空気の湿度を変更することなく、追加の冷却パワーを与える、熱交換器に入る外部工場空気において導入され得る。
【００５４】
上に概説されたように、今日までの産業内の考え方は、これが経済的な意味合いでなされる場合、工場生産エリア内部に戻るフィルタ処理された空気を再循環させることであった。しかしながら、この空気を生産プロセスに直接送り戻し、閉ループシステムを稼働させるには、いくつかの生産プロセスで、選択肢が存在する。この閉ループシステムは、（１）それが、プロセス空気と工場室ＨＶＡＣ空気とのすべての相互作用を完全に分離し、（２）それが、プロセス空気が、工場室空気と異なる温度で動作することを可能にし、（３）それが、プロセス空気が、工場空気と異なる湿度で動作することを可能にする、という点において、３つのカギとなる利益を有する。図１Ｆは、空気をプロセスに送り戻すダクトが示される場合を描写する。図１Ｆは、図１Ｅに示されているのと同じ要素であるが、この工場構成では、エアフィルタを出て、この空気が循環する生産システム（１５０）に送り戻される空気を冷却する熱交換器の排出口、および、ダクトがこの空気を生産システムに方向転換し戻す閉ループまたは半閉ループを描写する。
【００５５】
このプロセスを向上させるための方法は、通常、建物を出ると考えられる空調空気を取り込み、このより冷たくより乾燥した空気を使用して、熱交換器および断熱冷却プロセスの両方の性能を高めることである。うまく設計されたＨＶＡＣシステムは、通常、１時間当たり約１０回、空気を交換するか、または元に戻し、継続的に再循環されるこの空気は、およそ１０％の値で、外側からこの空気ストリームに投入された、新しい新鮮な調和空気を有する。この新たに投入された空気は、プロセスおよび工場に入り、工場内の空気は、通常、環境に放出され、この空気を除湿するのに注ぎ込まれるエネルギーを損失する。工場を出る空気の割合を縮小し、この空気を断熱冷却プロセスに戻して流用することによって、湿球温度をさらに下げる。工場空気が、熱交換器に入り、このプロセスを補助するという概念が、図１Ｇに示されている。図１Ｇに描写されているシステムは、図１Ｆに示されているシステムと同じ要素を有するが、この工場構成において使用される熱交換器は、基本的な双方向熱交換器よりも多く、この熱交換器は、ダクトが、工場生産エリアから熱交換器内部にこの空気を方向転換する、工場空気の処理を可能にするための追加の取入口を有する。
【００５６】
無駄な空気を利用することによって、また効率的な水分制御デバイスを加えることによって、標準ＨＶＡＣシステムは、もはや必要とされない。工場が、標準ＨＶＡＣシステムが何もない状態で稼働するという概念が図１Ｈに示されている。図１Ｈは、図１Ｇに示されているのと同じ実施形態を示すが、工場空気、および／またはプロセス空気処理システム（１６０）は、専用の空気湿度制御を有し、したがって、図１Ａ〜Ｇに概要が示されているような標準ＨＶＡＣシステムは、もはや必要とされない。
【００５７】
図２Ａ〜Ｄは、本発明による、様々な空気管理システムを概略的かつ例示的に描写する。図２Ａに示されているように、このようなシステム（２００）は、壁（２１７）によって外部周囲環境（２０５）から分離されている生産エリア（２１５）を有する製造機構または生産工場（２１０）において使用され得、そこでは、少なくとも１つであるが通常はそれより多い、時には５０以上もの生産システム（２３０）またはラインが置かれている。生産システム（２３０）は、特定の生産ステップ設備（２４５）において、少なくとも１つ、通常はそれより多い、しばしば２０を超える生産ステップを含む。
【００５８】
このような生産ステップ設備は、何ら以下に限定されるものではなく、ホットメルト適用システム、超音波システム、分離またはカッティングシステム、繊維離解システム、分離システム、ウェブハンドリング駆動システム、ウェブハンドリング摩擦システムなどであり得る。このような生産ステップ設備（２４５）の稼働中、この設備に直近のプロセス空気の空気特性が、温度における上昇、粉塵レベル、または相対もしくは絶対湿度における変化などに影響を受けることが多く（２５０）、引いては生産システムの空気環境、すなわちプロセス空気（２４０）も、特性における変化を発現する。このプロセス空気を生産室または生産エリア（２１０）の空気環境（２２０）から分離するために、生産設備は、生産エリア（２１０）からハウジング（２３５）によって分離され得る。このようなハウジングが、音抑制要素としても、またはオペレータ（２３６）の健康もしくは安全のための安全要素としても、機能し得るのが好ましい。空気管理システムは、空気処理システム（２６０）をさらに備える。ダクト配管（２７０）は、プロセス（２４０）および／または生産室（２２０）から空気処理システム（２６０）へ空気を伝達し、生産システムまたは生産エリアに戻し得る。空気処理システムは、フィルタ要素（図示せず）を備え得るが、空気進入口（２６２）において空気処理システムに入り、空気出口（２６８）において、そこを離れるのに従って、プロセス空気と、任意選択で生産室空気および外部周囲空気との間でエネルギーを交換するための熱交換システムを備えるのが極めて好ましい。
【００５９】
図２Ｂでは、ファン要素（２８０）、またはさらなる温度調整要素（２８２）（好ましくは地熱エネルギーを活用することによる、好ましくは周囲温度で水を冷却する冷却要素、加熱要素、前記ダクトシステムを介して接続された他の要素間のエネルギー交換要素、または熱ポンプのような）、ダクト低減要素（２８４）、例えばフィルタ要素、空気湿度調整要素（２８６）、または流れ調整要素、具体的には弁要素（２８８）など、空気管理システムに対するさらなる選択肢が、概略的に示されている。さらに、図２Ｃに示されているように、空気流は、例えば、空気流分流器（２７２）によって、特定かつ所定のプロセスステップ要素に専用であり得、任意選択で、このような要素におけるこのような処理のうちの１つ以上が続く（全体として、２８５によって示されている）。
【００６０】
図３Ｄでは、さらなる選択肢、すなわち、工場室空気がプロセス空気とは別に抽出され、例えば、図４Ｆに描写されているもののような別個の熱交換システム内の熱交換器において処理されるという選択肢が描写されている。図３Ａ〜Ｃには、それぞれのプロセスを実行するためのろ過および熱交換器システム（３００）のより例示的な詳細が描写されている。図３Ａに示されているように、流入する空気（３０５）は、ダクト配管を介して、空気ろ過システム（３１０）を備えるエアフィルタに送達され、そこで、空気は、境界面（この配置図では示されていない）間を通って熱交換器（３１５）内部に入る。そこを通って周囲条件下の外部空気が、空気進入口（３２５）において、熱交換に入って来る工場屋根（３２０）が示されている。任意選択で、断熱冷却プロセスが、任選選択で、内部工場空気が加えられ得、また断熱冷却プロセスが、取り付けられ得る、追加の空気取入口（３３０）と一緒に取り付けられ得る。次に、熱交換器（３１５）を通過する空気は、空気出口（３３５）を介して、外部環境へ熱交換器および工場を出る。転換器からの元のプロセス空気が、熱交換器から、工場室生産エリア（３４０）内部に戻って再供給され得る。
【００６１】
図３Ｂでは、図３Ａのろ過および熱交換器システムのさらなるより詳細な図が、そこを通って空気（３４５）が、任意選択でファン（図示せず）を介して、熱交換器内部に入るエアフィルタ（３７５）と一緒に、示されている。また、熱交換器の内部プレート（３５０）、および空気を熱交換器に引き込むように適合された低圧吸引ファン（３５５）が示されている。工場の外部周囲環境からの外部冷却空気取入口（３６０）は、任意選択で、空気を熱交換器に引き込む低圧吸引ファン（３６５）によって駆動される、好ましくは、断熱冷却プロセスまたは同様のプロセスを介して、未処理の空気であるかまたは冷却されている空気を提供し得る。空気出口（３７０）から、空気は、工場の外に出て、周囲環境に戻る。
【００６２】
図４Ａ〜Ｄは、図３の熱交換器システムのまたさらなる詳細を描写する。図４Ａは、熱を伝導し、空気ストリームが、混ざるのを防ぐ熱交換器内のプレート（４０５）を有し、空気を熱交換器に引き込む低圧吸引ファン（４１０）を有する端面図を示す。図４Ｂは、空気が、任意選択でファンを介して、その内部プレート（４２０）を有する熱交換器内部に移動している場合の斜視図を示す。低圧吸引ファン（４２５）は、空気を熱交換器に引き込むように適合されている。図４Ｃには、熱交換器の複数の内部プレートから成る内部ブロック（４３０）が描写されており、図４Ｄには、冷却用空気（４４０）が熱交換器に入り、熱を伝導し、空気ストリームが混ざるのを防ぐ熱交換器内のプレート（４２０）によって分離された、冷却されるべき高温の空気（図示せず）が熱交換器に入る状態で、図４Ｃのこの熱交換器システムの好ましい詳細が示されている。
【００６３】
図３Ｃは、図３Ａおよび３Ｂのものと同様のろ過および熱交換器システムの別の実行のより詳細な図の概要を示す。ここでは、空気は、空気ろ過システム（３１０）へのダクト配管を介してエアフィルタ（３０５）内部に入り、そこで、空気は境界面（この配置図では示されていない）間を通って、熱交換器（３１５）に入る。外部空気は、工場屋根（３２０）を通り、空気取入口（３２５）を通って、熱交換器に入り、任意選択で断熱冷却プロセスが続く。任意選択で、内部工場空気が、追加の空気取入口（３３０）を介して加えられ、任意選択でまた、断熱冷却プロセスが続く。熱交換器（３１５）を通過した後、空気は、空気出口（３３５）を通って、外部周囲環境へ熱交換器および工場を出て行く。したがって、転換器からの元のプロセス空気は、熱交換器を出て、元の生産プロセス（３４０）に戻って再供給され戻る一方、空気（３８０）は、工場空気から、熱交換器に吸い込まれ、そこで、その空気は、加熱または冷却され、この同じ空気ストリーム（３８５）が、変更された空気特性で工場内部に入り戻る。
【００６４】
図４Ｅ〜Ｇは、図４Ａ〜Ｄに示されている熱交換器システムのより詳細な断面図の概要を示す。図４Ｅには、熱交換器を通過し、次に、出口ポイント（４４８）においてそれを離れる、外部周囲空気の進入ポイント（４４２）を備え、この空気流ストリームが、熱交換器（４４０）の空所を通り、熱交換器を通過する水平な空気流ストリームと接触しない状態で、双方向熱交換器が、描写されている。図４Ｅは、熱交換器を通過し、第１の出口ポイント、第２の出口ポイント（それぞれ、４５８’、４５８”）において、再び外に出る、外部周囲空気の第１の進入ポイント（４５２’）、第２の進入ポイント（４５２”）を備える４方向熱交換器システムを、これらの空気流ストリームが、互いにも、熱交換器の空所（それぞれ、４５０’、４５０”）を通り、熱交換器を通過する水平な空気流ストリームとも接触しない状態で、示す。これらの空気流ストリームが、互いにも、空所（それぞれ、４６０’、４６０”、４６０’’’）を通り、熱交換器を通過する水平な空気流ストリームとも接触しない状態で、熱交換器を通過し、それぞれ、第１の出口ポイント（４６８’）、第２の出口ポイント（４６８”）、第３の出口ポイント（４６８’’’）において再び外に出る、外部周囲空気の第１の進入ポイント（４６２’）、第２の進入ポイント（４６２”）、第３の進入ポイント（４６２’’’）を備える多方向熱交換器、例えば６方向熱交換器システムのさらにより多くの選択肢があり得る。
【００６５】
図５Ａ〜Ｄは、おむつ転換器プラットフォーム（５００）のためのさらなる特定の実行を描写する。図５Ａでは、プロセス空気（５１０）が、生産システムから、ダクトシステムを介して、フィルタ／ＨＶＡＣシステムに向けて抽出され（ダクト上の矢印が流れ方向を示す）、また、処理された空気（５２０）が、生産機械のプロセスエリアに戻される（ダクト上の矢印が流れ方向を示す）ための、生産システムまたはそれの機械本体（５０５）が示されている。図５Ｂには、戻り空気（５２０）ダクトが、圧力降下および全体抵抗を低減するように延長されている（ダクト上の矢印が流れを示す）ための、同様のシステムが示されている。さらに、図５Ｃに描写されているシステムでは、戻り空気は、もはや専用のダクトを介して送り戻されないが、機械本体（５０５）内部の空所（５３０）を介して、生産プロセスに戻される。同様に、図５Ｄに示されているように、おむつプロセスからプロセス空気を抽出し（ダクト上の矢印が流れ方向を描写する）、おむつ機械枠組み（５０５）において、空所（５３０）を介して、戻り空気として再供給されるのに、ダクト（５１０）が使用され得る。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図１Ｇ】
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【図１Ｈ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年1月18日(2017.1.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気特性管理システム（２００）を備える衛生製品の製造のための製造機構（２１０）であって、
前記衛生製品が、好ましくは、
乳幼児および成人用失禁吸収物品、女性用衛生物品、ならびに、好ましくは不織布、薄膜、それらの合成物から成る群から選択される、かかる物品に使用されるように適合された材料、
から成る群から選択され、
前記製造機構（２１０）が、
ａ）生産エリア（２１５）であって、外部周囲環境（２０５）から前記生産エリア（２１５）を分離するように適合された壁（２１７）を備え、前記製造室は、前記物品の製造設備（２３０）、好ましくは多数の前記製造設備のため、およびオペレータ（２３６）のためのスペースを備え、前記製造室は、空気環境（２２０）をさらに備える、生産エリア（２１５）と、
ｂ）前記製造室内の前記物品の少なくとも１つの製造設備（２３０）であって、
前記製造設備空気環境（２４０）のプロセス空気を、前記製造室空気環境（２２０）の室内空気から分離するハウジング（２３５）であって、好ましくは音抑制ハウジングと一体である、ハウジング（２３５）、
プロセス空気特性（２５０）のうちの少なくとも１つを変更するように適合された、前記ハウジング内部の物品形成要素（２４５）であって、前記特性が、温度、水分含有量、粉塵含有量、圧力から成る群から選択され、前記物品形成要素（２４５）が、好ましくはホットメルト適用システム、超音波システム、分離システム、繊維離解システム、分離システム、ウェブハンドリング駆動システム、ウェブハンドリング摩擦システムから成る群から選択される、物品形成要素（２４５）、
を備える、少なくとも１つの製造設備（２３０）と、
ｃ）空気処理システム（２６０）、好ましくはＨＶＡＣシステムと、
ｄ）前記製造設備ハウジング（２３５）を、閉ループシステム内の前記空気処理システム（２６０）に接続するように適合された、ダクト配管（２７０）と、を備え、
前記空気特性管理システムは、前記空気処理システム（２６０）としての、また、前記外部周囲空気（２０５）から、前記空気製造環境（２２０）または前記プロセス空気（２４０）へ、エネルギー伝達空気ストリームの混合なしに、エネルギーを伝達するように適合された、間接的熱交換システムを備え、
前記間接的熱交換システムが、好ましくは断熱熱交換システムである、空気特性管理システム。
【請求項２】
１つ以上の温度調整要素（２８２）、好ましくは間接的熱交換要素であって、好ましくは、
−冷却要素、好ましくは周囲温度の冷却水、
−加熱要素、
−前記ダクトシステムを介して接続された他の要素間のエネルギー交換要素、
−熱ポンプ、
から成る群から選択される、１つ以上の温度調整要素（２８２）と、
前記ハウジングの開放の場合、好ましくは閉鎖されるように適合された、より好ましくは自動的に閉鎖されるように適合された、前記ダクト配管における閉鎖弁（２８８）と、
ファン要素（２８０）と、
空気の絶対湿度（含水量）の増加または減少を可能にするように適合された、空気湿度調整要素（２８６）と、
粉塵低減システム（２８４）、好ましくはフィルタ、より好ましくはＨＥＰＡフィルタと、
生産処理変数ならびに外部周囲空気状態に従って、プロセス設定を調整するための自動化制御システムと、
から成る群から選択される、もう１つの要素をさらに備える、請求項１に記載の空気特性管理システム。
【請求項３】
弁（２８８）と、サイドダクトと、任意選択でさらなる空気処理システムと、を備える、空気流分配システムが、所定の空気流を、前記システムの様々な部分、好ましくは異なる物品形成要素に提供するように適合されている、請求項１または２に記載の空気特性管理システム。
【請求項４】
前記間接的熱交換システムが、多方向熱交換器であり、好ましくは、前記熱交換器内の空気流を分離する材料、より好ましくは高表面積ハニカム型の３Ｄ表面構造から成る複数の層を備える、請求項１〜３のいずれかに記載の空気特性管理システム。
【請求項５】
前記間接的熱交換システムが、ＩＳＯ６６８規格コンテナの寸法に合致するように適合されており、それにより、好ましくは、前記ハウジングが、ＩＳＯ６６８規格を達成するために、かつ前記熱交換器の前記材料層を支持するために、構造完全性をもたらす複数の目的を果たす、請求項１〜４のいずれかに記載の空気特性管理システム。
【請求項６】
製造機構での製品の製造における、空気特性の管理のためのプロセスであって、
前記製品が、好ましくは、
乳幼児および成人用失禁吸収物品、女性用衛生物品、ならびに、好ましくは不織布、薄膜、それらの合成物から成る群から選択される、かかる物品に使用されるように適合された材料
から成る群から選択され、
空気特性の管理のための前記プロセスは、それが、
−製造機構（２１０）を提供するステップであって、前記製造機構（２１０）が、
ａ）製造室（２１５）であって、外部周囲環境（２０５）から前記製造室を分離するように適合された壁（２１７）を備え、前記製造室は、前記物品の製造設備（２３０）、好ましくは多数の製造ラインのため、およびオペレータ（２３６）のためのスペースを備え、前記製造室は、空気製造環境（２２０）をさらに備える、製造室（２１５）と、
ｂ）前記製造室内の前記物品の製造設備（２３０）であって、
前記製造設備空気環境（２４０）のプロセス空気を、前記製造室環境（２２０）の室内空気から分離するハウジング（２３５）であって、好ましくは音抑制ハウジングと一体である、ハウジング（２３５）、
前記製造設備環境内の空気特性（２５０）のうちの少なくとも１つを変更するように適合された、前記ハウジング内部の物品形成要素（２４５）であって、前記特性が、温度、水分含有量、粉塵含有量、圧力から成る群から選択され、前記物品形成要素（２４５）が、好ましくはホットメルト適用システム、超音波システム、分離システム、繊維離解システム、分離システム、ウェブハンドリング駆動システム、ウェブハンドリング摩擦システムから成る群から選択される、前記物品形成要素（２４５）、
を備える、製造設備（２３０）、
ｃ）間接的熱交換システム（２６０）、
ｄ）前記製造設備ハウジング（２３５）を、閉ループシステム内の前記間接的熱交換システム（２６０）に接続するように適合された、ダクト配管（２７０）、
を備える、提供するステップと、
−前記物品形成要素を稼働させることによって、前記製造設備空気環境（２４０）の特性を変更するステップと、
−前記製造設備空気環境（２４０）からの前記プロセス空気を、前記間接的熱交換システムに、伝達するステップと、
−存在する場合、間接的熱伝達、好ましくは断熱熱伝達において、周囲空気とエネルギーを交換することにより、プロセス空気（２４０）および前記室内空気（２２０）を処理するステップと、を含むことを特徴とし、
前記熱交換器を離れる空気ストリーム内の周囲空気含有量が、５０％未満、好ましくは８０％未満、より好ましくは１０％未満、さらにより好ましくは１％未満、最も好ましくは本質的にゼロであり、
それにより、好ましくは前記周囲空気と前記処理用空気との間の前記熱交換が、断熱熱交換である、空気特性の管理のためのプロセス。
【請求項７】
前記処理されたプロセス空気および室内空気を、存在する場合、
−さらに加熱または冷却するステップと、
−水分を追加または除去することによって、含水量を調整するステップと、
−粉塵レベルを低減するステップと、
−さらなる圧力差を生み出すステップと、
−前記製造設備の前記壁を開放した時点で弁を停止させることによって、前記処理のための前記空気流および前記処理された空気を遮断するステップと、
−１つより多い製造設備から空気を収集するステップと、
−好ましくは多方向熱交換器を稼働させることによって、１つより多い空気流を前記間接的熱交換システムへ方向付けるステップと、
−前記製造室環境における、または前記設備環境内の２つ以上のエンドポイントに向かって、前記処理された空気の空気流を方向転換するステップと、
から成る群から選択されるステップのうちの１つ以上に供するステップをさらに含む、請求項６に記載の空気特性の管理のためのプロセス。
【国際調査報告】
2018528379.tif 000029
2018528379.tif 000030