KR101299708B1 - 주사기 충진 장치 및 주사기 충진 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 주사기 충진 장치는 주사액이 저장된 저장 탱크와, 상기 주사액을 주사기에 주입하는 토출기와, 상기 저장 탱크와 상기 토출기를 연결하는 공급관, 및 상기 토출기에 설치되며 상기 주사기 내부의 공기를 흡입하는 제1 음압 형성부재를 포함한다.

Description

주사기 충진 장치 및 주사기 충진 방법{PREFILLED SYRINGE FILLING MACHINE AND PREFILLED SYRINGE FILLING METHOD}

본 발명은 주사기 충진 장치 및 주사기 충진 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기포의 발생 없이 주사기에 주사액을 신속하게 투입할 수 있는 주사기 충진 장치 및 주사기 충진 방법에 관한 것이다.

종래의 주사액은 앰플에 보관되었다가 생체 내부로 투입하기 직전에 앰플을 개봉하여 주사기로 주입하는 방법이 널리 사용되었다. 그러나 유리로 이루어진 앰플의 개봉 시에 앰플이 파손되면서 유리 파편이 앰플 내부로 유입되는 문제가 빈번히 발생하여 사회적인 문제로 대두되었다. 또한 앰플에 주사액을 주입할 경우, 실제로 투입하는 양보다 더 많은 주사액을 앰플에 주입해야 하므로 주사액이 낭비되는 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 미리 충진된 주사기가 등장하였으며, 이 주사기는 주사액을 저장하는 역할 뿐만 아니라 주사액을 인체에 주입하는 역할을 한다.

프리필드 실린지(prefilled syringe)라고 불리는 미리 충진된 주사기는 주사액이 저장된 탱크로부터 직접 주사액을 공급 받으며, 일정한 양의 주사액을 저장하는 역할을 한다.

이러한 프리필드 실린지에 주사액을 충진하는 장치는 생산성의 향상을 위하여 대량의 주사기에 연속적으로 주사액을 충진할 필요가 있다. 이를 위해서 트레이에 배열된 복수 개의 주사기에 한꺼번에 주사액을 주입하는 장치가 사용된다. 이러한 충진 장치에 있어서, 주사액의 점성이 큰 경우 주사기 내에 잔류하는 공기 때문에 주사액을 주사기 내에 주입하는 과정에서 기포가 생성되는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 주사액을 충진하는 효율을 향상시킬 수 있는 주사기 충진 장치 및 주사기 충진 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 주사기 충진 장치는 주사액이 저장된 저장 탱크와, 상기 주사액을 주사기에 주입하는 토출기와, 상기 저장 탱크와 상기 토출기를 연결하는 공급관, 및 상기 토출기에 설치되며 상기 주사기 내부의 공기를 흡입하는 제1 음압 형성부재를 포함한다.

상기 제1 음압 형성부재는 상기 주입관과 연결된 하부 지지부재에 고정 설치될 수 있으며, 상기 제1 음압 형성부재는 탄성을 갖는 관 구조로 이루어질 수 있다.

상기 제1 음압 형성부재에는 공기를 흡입하는 진공 펌프가 연결 설치될 수 있으며, 상기 진공 펌프와 상기 제1 음압 형성부재 사이에는 음압이 형성된 공간을 제공하는 진공 챔버가 설치될 수 있다.

상기 제1 음압 형성부재와 상기 진공 펌프를 연결하는 압력관에는 상기 진공 챔버와와 상기 제1 음압 형성부재의 연결을 제어하는 제1 압력 밸브가 설치될 수 있으며, 상기 압력관에는 대기와의 연결을 제어하는 제2 압력 밸브가 설치될 수 있다.

상기 진공 챔버와 상기 진공 펌프 사이에는 상기 진공 챔버와 상기 진공 펌프 사이의 연통을 제어하는 제3 압력 밸브가 설치될 수 있으며, 상기 토출기에는 상기 주사기 내부의 압력을 상승시키는 양압 형성 부재가 설치되고, 상기 양압 형성 부재와 상기 주사기 사이에는 제2 압력 밸브가 설치될 수 있다.

상기 양압 형성 부재는 펌프로 이루어질 수 있으며, 상기 양압 형성 부재는 불활성 가스가 저장된 탱크로 이루어질 수 있다.

상기 토출기는 상기 주사기 내부로 삽입되어 주사액을 상기 주사기로 주입하는 주입관을 갖고, 상기 주입관은 상기 제1 음압 형성부재를 관통하여 이동 가능하도록 설치될 수 있으며, 상기 제1 음압 형성부재는 주름관 형태로 이루어질 수 있다.

상기 주사기 충진 장치는 상기 주사기의 노즐을 삽입하여 상기 노즐을 통해서 음압을 적용시키는 압력 조절 부재를 더 포함할 수 있으며, 상기 압력 조절 부재는 압력 챔버와 상기 압력 챔버 내부의 압력을 음압 상태로 만드는 진공 펌프를 포함할 수 있다. 또한, 상기 압력 조절 부재는 상기 압력 챔버에 설치되며 상기 노즐이 삽입되는 홀이 형성된 실링부재를 포함할 수 있다.

상기 토출기와 상기 저장 탱크 사이에 설치되며, 상기 저장 탱크에서 유입된 주사액을 사기 주사기로 전달하는 중간 용기를 포함할 수 있으며, 상기 중간 용기에는 상기 중간 용기 내에 삽입되어 이동 가능하도록 피스톤이 설치되고, 상기 피스톤은 상기 피스톤의 위치를 조절하는 서보 모터와 연결될 수 있다.

상기 공급관은 상기 저장 탱크의 상단에 연결 설치되고, 상기 저장 탱크는 주사액이 저장되는 내부 공간을 갖는 몸체와 상기 몸체 내부를 왕복 운동하는 피스톤을 포함하고, 상기 피스톤은 상기 몸체의 하부에 설치되고, 상기 피스톤의 상부에 주사액이 위치할 수 있으며, 상기 저장 탱크는 상기 피스톤에 연결 설치되며 상기 몸체의 바닥으로 이어진 로드와 상기 로드와 연결 설치되어 상기 피스톤을 이송시키는 이송부재를 포함할 수 있다.

상기 주사기에 삽입되는 스토퍼가 설치된 지지막대와 상기 주사액이 저장된 주사기에 결합되어 상기 주사기 내부의 공기를 흡입하는 제2 음압 형성부재를 더 포함할 수 있으며, 상기 제2 음압 형성부재는 관형상으로 이루어지고, 상기 지지막대는 상기 음압 형성부재는 관통하여 이동하도록 설치될 수 있다.

상기 제2 음압 형성부재에는 공기를 흡입하는 진공 펌프가 연결 설치되고, 상기 진공 펌프와 상기 제2 음압 형성부재 사이에는 음압이 형성된 공간을 제공하는 진공 챔버가 설치될 수 있으며, 상기 주사기가 내부에 삽입되며 마이크로 웨이브를 발생시키는 마이크로 웨이브 발생부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따른 주사기 충진 장치는, 주사액이 저장된 저장 탱크와, 상기 주사액을 주사기에 주입하는 토출기와, 상기 저장 탱크와 상기 토출기를 연결하는 공급관과, 주사액이 저장된 상기 주사기 내부의 공기를 흡입하는 제2 음압 형성부재, 및 상기 제2 음압 형성 부재와 연통 설치된 진공 펌프를 포함한다.

상기 제2 음압 형성부재는 탄성을 갖는 관 형태로 이루어질 수 있으며, 상기 진공 펌프와 상기 제2 음압 형성부재 사이에는 음압이 형성된 공간을 제공하는 진공 챔버가 설치될 수 있다.

상기 제1 음압 형성부재와 상기 진공 펌프를 연결하는 압력관에는 상기 진공 챔버와와 상기 제1 음압 형성부재의 연통을 제어하는 제1 압력 밸브가 설치될 수 있으며, 상기 압력관에는 대기와의 연결을 제어하는 제2 압력 밸브가 설치될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따른 주사기 충진 장치는 주사액이 저장되는 내부 공간을 갖는 몸체와 상기 몸체 내부를 왕복 운동하는 피스톤을 포함하는 저장 탱크와, 상기 주사액을 주사기에 주입하는 토출기, 및 상기 저장 탱크와 상기 토출기를 연결하는 공급관을 포함하고, 상기 공급관은 상기 저장 탱크의 상단에 연결 설치되고, 상기 피스톤은 하부에서 상부로 상기 주사액을 가압하도록 설치된다.

상기 피스톤은 상기 몸체의 하부에 위치하며, 상기 저장 탱크는 상기 피스톤에 연결 설치되며 상기 몸체의 바닥으로 이어진 로드를 포함할 수 있으며, 상기 피스톤을 이송시키는 이송부재가 상기 로드와 연결 설치될 수 있다. 또한 상기 이송부재는 공압 엑츄에이터, 유압 엑츄에이터, 전동 엑츄에이터, 및 서보 모터로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따른 주사기 충진 장치는 주사액이 저장된 저장 탱크와, 상기 주사액을 주사기에 주입하는 토출기와, 상기 저장 탱크와 상기 토출기를 연결하는 공급관과, 주사액이 주입된 주사기에 삽입되는 스토퍼가 설치되는 지지막대, 및 상기 주사기에 삽입 결합되며 상기 스토퍼와 상기 주사기 사이에서 기체가 이동하는 유로를 형성하는 통기부재를 포함한다.

상기 통기부재는 관 형상으로 이루어지며, 벽면 내부에 높이 방향으로 이어진 유로가 형성될 수 있으며, 상기 통기부재는 원통형으로 이루어진 원통관부와 상기 원통관부의 길이 방향 단부에 형성되며 원통관부 쪽에서 타측 단부쪽으로 갈수록 직경이 증가하도록 이루어진 나팔관부를 포함할 수 있다. 또한 상기 유로는 상기 통기 부재의 외면에 홈 형태로 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따른 주사기 충진 장치는 주사액이 저장된 저장 탱크와, 상기 주사액을 주사기에 주입하는 토출기와, 상기 저장 탱크와 상기 토출기를 연결하는 공급관, 및 주사액이 주입된 상기 주사기가 내부에 삽입되며 마이크로 웨이브를 발생시키는 마이크로 웨이브 발생부를 포함한다.

본 발명의 일 측면에 따른 주사기 충진 방법은 공기를 흡입하는 제1 음압 형성부재를 주사기에 밀착시켜 상기 주사기 내부의 공기를 흡입하는 단계와, 음압 상태의 상기 주사기 내부로 주사액을 주입하는 단계, 및 상기 제1 음압 형성부재를 주사기에서 분리하는 제1 음압 형성부재 분리 단계를 포함한다.

상기 공기를 흡입하는 단계는 상기 제1 음압 형성부재와 연결 설치된 진공 펌프를 이용하여 상기 제1 음압 형성부재와 상기 진공 펌프 사이에 설치된 진공 챔버 내부의 압력이 음압이 되도록 진공 챔버 내부의 압력을 강하시키는 단계와 상기 진공 챔버와 상기 제1 음압 형성부재를 연결하는 압력관에 설치된 제1 압력 밸브를 이용하여 상기 진공 챔버와 제1 음압 형성부재를 연통시키는 단계를 포함할 수 있다.

상기 공기를 흡입하는 단계는 상기 주사기의 노즐이 삽입된 압력 조절 부재를 이용하여 주사기의 노즐에 음압을 적용하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 노즐에 음압을 적용하는 단계는 상기 노즐을 압력 조절 부재에 삽입하는 단계와 상기 압력 조절 부재로 상기 노즐을 통해서 상기 주사기 내부의 기체를 흡입하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 제1 음압 형성부재 분리 단계는 상기 압력관에 설치된 제2 압력 밸브를 개방하여 주사기 내부의 압력을 대기압으로 만든 후, 제1 음압 형성부재를 상기 주사기에서 분리할 수 있다. 또한, 상기 제1 음압 형성부재 분리 단계는 상기 주사기로 주사액을 주입하는 토출기에 연통 설치된 양압 형성 부재를 이용하여 상기 주사기 내부로 기체를 공급하여 상기 주사기 내부의 압력을 대기압보다 높게 만든 후, 상기 제1 음압 형성부재를 상기 주사기에서 분리할 수 있다.

상기 주사액을 주입하는 단계는 저장 탱크에 저장된 주사액을 중간 용기로 이송시키는 중간 용기 저장 단계를 포함하며, 중간 용기 저장 단계에서는 입력된 주사기의 주사액 용량에 따라 중간 용기에 설치된 서보 모터의 회전으로 피스톤을 이동시켜서 입력된 주사액의 용량만큼 주사액을 중간 용기에 저장할 수 있다.

상기 주사액을 주입하는 단계에서는 주사액을 상기 주사기로 토출하는 주입관의 선단을 상기 주사기의 바닥과 인접하도록 삽입한 후, 주사액을 토출하면서 상기 토출기를 상승시킬 수 있으며, 상기 토출기의 상승 속도는 상기 주사액 표면의 상승 속도와 동일할 수 있다. 또한, 상기 주사액을 주입하는 단계에서는 주사액의 주입이 완료된 후, 주입관의 선단에 잔류하는 주사액을 중간 용기로 흡입할 수 있다.

상기 주사기 충진 방법은 저장 탱크에 주사액을 주입하는 저장 탱크 주입 단계와 상기 저장 탱크에 저장된 주사액을 중간 용기로 이송시키는 중간 용기 저장 단계를 포함하며, 상기 저장 탱크 주입 단계는 상기 저장 탱크에 주사액을 주입한 후, 저장 탱크를 탈포 장치에 넣어서 주사액에 포함된 기포를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 중간 용기 저장 단계에서는 상기 저장 탱크에 설치된 피스톤을 밀어 올려 상부에 위치하는 공기를 배출시킨 후, 주사액을 중간 용기로 이동시킬 수 있다.

상기 주사기 충진 방법은 주사액이 주사기로 주입한 후, 마이크로 웨이브를 주사기에 저장된 주사액에 주사하는 마이크로 웨이브 조사 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 주사기 충진 방법은 주사액이 충진된 주사기에 스토퍼 설치기의 선단에 설치된 제2 음압 형성부재를 연결하여 주사기 내부의 공기를 배출시키는 단계와 상기 스토퍼를 주사기 내부로 삽입 설치하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기와 같이 본 발명에 따르면 토출기로 주사액을 신속하고 안전하게 로딩할 수 있을 뿐만 아니라, 주사기에 주사액을 충진하는 효율이 향상된다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 주사기 충진 장치를 도시한 정면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 주사기 충진 장치의 일부를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 주사기 충진 장치에서 주사액 주입 초기 단계를 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 주사기 충진 장치에서 주사액의 주입이 완료된 단계를 도시한 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 주사기 충진 장치의 일부를 도시한 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 주사기 충진 장치를 도시한 구성도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 주사기 충진 장치의 압력 조절 부재를 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 주사기 충진 장치를 도시한 구성도이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 주사기 충진 장치의 저장 탱크와 탈포 장치를 도시한 구성도이다.
도 10은 본 발명의 제5 실시예에 따른 주사기 충진 장치를 도시한 구성도이다.
도 11은 제5 실시예에 따른 주사기 충진 장치에 설치된 통기부재를 도시한 절개 사시도이다.
도 12a 내지 도 12c는 제5 실시예에 따른 통기부재를 이용하여 스토퍼를 설치하는 과정을 도시한 도면이다.
도 13는 본 발명의 제5 실시예의 변형예에 따른 통기부재를 도시한 절개 사시도이다.
도 14는 제6 실시예에 따른 주사기 충진 장치의 마이크로 웨이브 발생부를 도시한 구성도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 당업자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 주사기 충진 장치를 도시한 정면도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 주사기 충진 장치의 일부를 도시한 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 주사기 충진 장치(101)는 주사액이 저장된 저장 탱크(110)와 주사액을 주사기에 주입하는 토출기(133)와, 저장 탱크(110)와 토출기(133)를 연결하는 공급관(115), 및 토출기(133)에 설치되며 주사기(160) 내부의 공기를 흡입하는 제1 음압 형성부재(131)를 포함한다.

주사액은 고점도의 주사액이 적용될 수 있으며, 본 실시예에서는 10,000cps(centi poise) 내지 1,000,000cps의 고점도를 갖는 바이오 단백질을 예로서 설명한다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 본 발명에 따른 주사기 충진 장치는 다양한 점도를 갖는 주사액을 충진함에 있어서 적용될 수 있다.

저장 탱크(110)는 주사액이 수용되는 공간을 구비하며, 저장 탱크(110)에는 주사액을 밀어내는 피스톤이 설치된다. 본 실시예에서는 피스톤으로 주사액을 밀어내는 것으로 예시하고 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 펌프 등을 구비하여 주사액을 밀어낼 수도 있다.

중간 용기(121)가 저장 탱크(110)에 설치되는 바, 중간 용기(121)는 저장 탱크(110)에서 전달된 주사액을 토출기(133)로 전달하는 역할을 한다.

중간 용기(121) 내에는 이동 가능하도록 피스톤(123)이 설치되고, 피스톤(123)에는 피스톤(123)의 위치를 조절하는 서보 모터(125)가 연결 설치된다.

이에 따라 서보 모터(125)의 회전에 따라 피스톤(123)의 이동 속도와 위치는 자유롭게 조절될 수 있다. 중간 용기(121)에는 하나의 주사기(160)에 주입되는 주사액이 수용될 수 있다. 중간 용기(121)에 하나의 주사기(160)에 주입되는 주사액이 수용될 경우에는 주사기(160)의 개수만큼 중간 용기(121)가 설치된다.

다만 중간 용기(121)의 용량은 피스톤의 이동에 따라 자유롭게 설정될 수 있다. 이에 따라 중간 용기(121)는 주사기(160)의 용량에 따라 다양한 용량의 주사액을 주사기로 공급할 수 있다. 종래의 충진 장치는 중간 용기에서 공압에 의하여 주사액이 배출되므로 설정된 주사액의 공급양을 변경하는 것이 불가능하였다. 이에 따라 주사기(160)에 주입되는 주사액의 양을 변경하여야 하는 경우에는 중간 용기를 교체해야 하는 문제가 있었다. 특히 고점도 주사액의 경우 이동 속도가 매우 느리므로 중간 용기에 주사액을 다시 채우고 주사기로 주사액을 주입하는 시간이 많이 소요되었다.

그러나 본 실시예에 따르면 중간 용기(121)의 용량이 서보 모터(125)에 의하여 자유롭게 조절될 수 있으므로 다양한 용량의 주사액을 주사기(160)로 공급할 수 있다. 또한, 주사액의 토출 속도를 자유롭게 조절하고, 피스톤의 위치를 제어하여 주사기에 복수회 주입될 수 있는 양의 주사액을 저장하여 중간 용기(121)에 저장된 주사액으로 주사기(160)에 복수 회 주입할 수도 있다.

중간 용기(121)에는 저장 탱크(110)와의 연결을 제어하는 제1 공급 밸브(124)와 토출기(133)와의 연통을 제어하는 제2 공급 밸브(126)가 설치된다.

제1 공급 밸브(124)가 개방되어 중간 용기(121)로 주사액이 저장되면 제1 공급 밸브(124)는 닫혀지고 제2 공급 밸브(126)가 개방되어 주사기(160)로 주사액이 주입된다.

한편, 중간 용기(121)에서 배출된 주사액은 연결관(127)을 통해서 토출기(133)로 전달된다. 토출기(133)는 판 형상의 토출 지지대(135)에 설치되는 바, 지지대(135)는 토출기(133)와 스토퍼 설치기(136)를 고정한다.

지지대는 프레임(129)에 고정 설치되는 데, 프레임(129)은 주사기 충진 장치(101)의 골격을 이루고, 중간 용기(121), 토출기(133), 스토퍼 설치기(136) 등을 지지한다.

주사기(160)는 트레이(158)에 삽입 설치되며, 트레이(158)에는 복수 개의 주사기(160)가 설치될 수 있다. 트레이(158)는 바닥 지지부재에 대하여 이송장치(149)에 의하여 이동 가능하도록 설치된다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 주사기 충진 장치에서 주사액 주입 초기 단계를 도시한 구성도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 주사기 충진 장치에서 주사액의 주입이 완료된 단계를 도시한 구성도이다.

도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면, 토출기(133)는 주사기에 삽입되어 주사액을 주사기로 토출하는 주입관(134)을 포함하고, 토출기(133)의 선단에는 제1 음압 형성부재(131)가 고정 설치된다. 본 기재에서 음압이라 함은 대기압보다 낮은 압력을 의미한다. 주입관(134)은 제1 음압 형성부재(131)를 관통하여 이동 가능하도록 설치된다.

제1 음압 형성부재(131)는 진공 펌프(143)와 진공 챔버(142)에 압력관(141)을 매개로 연통되도록 설치된다. 압력관(141)에는 진공 챔버(142)와 제1 음압 형성부재(131)의 연통을 제어하는 제1 압력 밸브(145)가 설치된다. 또한 압력관(141)에는 압력관(141)과 대기와의 연통을 제어하는 제2 압력 밸브(146)가 설치되며, 제2 압력 밸브(146)는 제1 음압 형성부재(131)와 제1 압력 밸브(145) 사이에 연결 설치된다.

또한, 진공 펌프(143)와 진공 챔버(142) 사이에는 진공 펌프(143)와 진공 챔버(142) 사이의 연통을 제어하는 제3 압력 밸브(147)가 설치된다.

제1 음압 형성부재(131)는 탄성을 갖는 관 형상으로 이루어지며, 주사기(160)의 상단에 형성된 플랜지(162)에 밀착된다. 주사기(160)는 관부(161)와 관부(161)의 상단에 형성된 플랜지(162)로 이루어지며 하단에 노즐이 형성된다.

제1 음압 형성부재(131)가 탄성을 갖는 관 형상으로 이루어지면 주사기(160)를 손상시키지 않으면서도 주사기(160)에 밀착될 수 있다. 진공 펌프(143)는 공기를 흡입하여 진공 챔버(142)의 내부를 대기압보다 낮은 음압 상태로 만든다. 진공 챔버(142) 내부의 압력은 주사기(160) 내부의 공기를 충분히 제거할 수 있도록 설정된다. 진공 챔버(142) 내부의 압력이 충분히 낮아지면 제3 압력 밸브(147)을 닫고, 제1 압력 밸브(145)를 개방하여 주사기(160) 내부의 공기를 진공 챔버(142)로 이동시킨 후, 또는 이동과 동시에 주사기(160) 내부로 주사액을 주입한다.

이에 따라 주사기(160) 내부에 잔류하는 공기로 인하여 주사액 내에 기포가 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 최초 주사액 내부에 잔류하는 미세 기포까지 제거할 수 있다. 주사액 내에 기포가 있으면 인체에 해로울 수 있으나, 점도가 높은 주사액의 경우 일반적인 저점도 주사액과 달리 주사액 내의 기포가 쉽게 제거되지 못하는 문제가 있어서 고점도 주사액 내부의 기포를 제거하는 것은 매우 중요하다.

특히 본 실시예에 따르면 진공 펌프(143)를 주사기(160)와 직접 연결시키지 않고, 진공 펌프(143)와 진공 챔버(142)를 차단한 후, 음압이 발생된 진공 챔버(142)가 공기를 흡입하도록 함으로써 진공 펌프(143)의 맥동 등에 영향을 맞지 않으며, 설정된 압력만큼의 진공압을 발생시켜서 주사기(160) 내부의 공기를 효율적으로 제거할 수 있다.

진공압이 지나치게 크면 점성이 큰 주사액이 부풀어 올라 주사기(160) 외부로 흘러 넘치는 문제가 발생할 수 있다. 이는 주사액 내부에 잔류하는 아주 미세한 기포의 부피가 커지면서 주사액이 부풀어 오르기 때문인데, 본 실시예에 따르면 진공 챔버(142)를 이용하여 설정된 압력만큼만 주사기(160)에 적용할 수 있으므로 이러한 문제를 해결할 수 있다.

주사액의 주입이 완료된 후에는 제1 압력 밸브(145)를 닫고, 제2 압력 밸브(146)를 개방한다. 이에 따라 주사기(160) 내부의 압력은 대기압이 되어 제1 음압 형성부재(131)와 주사기(160)를 안전하게 분리할 수 있다.

한편, 주사기 충진 장치(101)는 주사액이 주입된 주사기(160)의 개방된 단부를 막는 스토퍼(137)를 설치하는 스토퍼 설치기(136)를 갖는다. 스토퍼 설치기(136)는 지지대(135)에 고정되며, 스토퍼 설치기(136)의 선단에는 토출기(133)와 동일하게 제2 음압 형성부재(132)가 설치된다. 제2 음압 형성부재(132)는 진공 펌프(153)와 진공 챔버(152)에 압력관(151)을 매개로 연통되도록 설치된다. 압력관(151)에는 진공 챔버(152)와 제2 음압 형성부재(132)의 연통을 제어하는 제1 압력 밸브(155)가 설치된다. 또한 압력관(151)에는 압력관(151)과 대기와의 연통을 제어하는 제2 압력 밸브(156)가 설치되며, 제2 압력 밸브(156)는 제2 음압 형성부재(132)와 제1 압력 밸브(155) 사이에 설치된다.

제2 압력 밸브(156)에는 주사기(160) 내부로 공기 또는 불활성 가스를 공급하는 양압 형성 부재가 설치될 수 있다. 이에 따라서 스토퍼(137)를 삽입한 이후에 양압 형성 부재를 이용하여 주사기(160) 내부로 기체를 공급함으로써 제2 음압 형성부재(132)와 주사기(160)가 용이하게 분리될 수 있다.

또한, 진공 펌프(153)와 진공 챔버(152) 사이에는 진공 펌프(153)와 진공 챔버(152) 사이의 연통을 제어하는 제3 압력 밸브(157)가 설치된다.

본 실시예에서는 제2 음압 형성부재(132)에 별도의 진공 펌프(153)와 진공 챔버(152)가 설치된 것으로 예시하고 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 제2 음압 형성부재(132)에 제1 음압 형성부재(131)와 연결된 진공 펌프와 진공 챔버가 연결될 수도 있다.

제2 음압 형성부재(132)는 탄성을 갖는 관 형상으로 이루어지며, 주사기의 상단에 형성된 플랜지(162)에 밀착된다. 스토퍼(137) 및 지지막대(138)는 제2 음압 형성부재(132)를 관통하여 상하 방향으로 이동 가능하도록 설치된다.

진공 펌프(153)는 공기를 흡입하여 진공 챔버(152)의 내부를 대기압보다 낮은 음압 상태로 만든다. 진공 챔버(152) 내부의 압력은 주사기(160) 내부의 공기를 충분히 제거할 수 있도록 설정된다. 진공 챔버(152) 내부의 압력이 충분히 낮아지면 제3 압력 밸브(157)을 닫고, 제1 압력 밸브(155)를 개방하여 주사기(160) 내부의 공기를 흡입하고, 이 상태에서 지지막대(138)에 매달린 스토퍼(137)를 주사기(160) 내부로 주입한다. 이에 따라 압력차에 따라서 스토퍼(137)가 주사기(160) 내부로 쉽게 삽입된다.

제2 음압 형성부재(132)가 설치되지 아니하면 주사기(160) 내부의 압력 때문에 스토퍼(137)를 주사기(160) 내부로 삽입하지 못하는 문제가 발생한다.

그러나 본 실시예와 같이 스토퍼 설치기(136)에 제2 음압 형성부재(132)가 설치되면 주사기(160) 내부의 압력을 낮추어 보다 용이하게 스토퍼(137)를 삽입할 수 있다.

스토퍼(137)가 삽입된 후에는 제1 압력 밸브(155)를 닫고, 제2 압력 밸브(156)를 개방한다. 이에 따라 주사기(160) 내부의 압력은 대기압이 되어 제2 음압 형성부재(132)와 주사기(160)를 안전하게 분리할 수 있다.

이하에서는 본 실시예에 따른 주사기 충진 장치를 이용하여 주사기를 충진하는 방법을 살펴본다.

본 실시예에 따른 주사기 충진 방법은 제1 음압 형성부재(131)를 주사기(160)에 밀착시켜 주사기 내부의 공기를 흡입하는 단계와 음압 상태의 주사기(160) 내부로 주사액을 주입하는 단계와, 제1 음압 형성부재(131)를 주사기(160)에서 분리하는 제1 음압 형성부재(131) 분리 단계를 포함한다.

공기를 흡입하는 단계는 진공 펌프(143)를 이용하여 진공 챔버(142) 내부의 압력이 설정된 음압이 되도록 진공 챔버(142) 내부의 압력을 강하시키는 단계와 제3 압력 밸브(147)를 닫고, 제1 압력 밸브(145)를 개방하여 진공 챔버(142)와 제1 음압 형성부재(131)를 연결하는 단계를 포함한다.

주사액을 주입하는 단계는 저장 탱크(110)에 저장된 주사액을 중간 용기(121)로 이송시키는 중간 용기 저장 단계를 더 포함한다. 중간 용기 저장 단계에서는 제1 공급 밸브(124)를 개방하고, 입력된 주사기의 주사액 용량에 따라 중간 용기(121)에 설치된 서보 모터(125)의 회전으로 피스톤(123)을 이동시켜서 인지된 주사액의 용량만큼 주사액을 중간 용기(121)에 저장한다.

이에 따라 주사기(160)의 주사액 용량이 변경된 경우에는 중간 용기(121)에 변경된 주사액의 양만큼의 주사액이 저장되므로 주사액 용량이 변경된 경우에도 중간 용기(121)의 교체 없이 주사기에 주사액을 저장할 수 있다.

또한, 주사액을 주입하는 단계는 제1 공급 밸브(124)를 닫고, 제2 공급 밸브(126)를 개방하며, 중간 용기(121)에 설치된 피스톤(123)의 위치를 서보 모터(125)로 제어하여 중간 용기(121)에서 주사액을 밀어내어 토출기(133)에서 주사기(160)로 주사액이 이동하도록 한다.

그리고 토출기(133)에서 주사기(160)로 주사액을 이동시킬 때는 토출기(133)의 하부에 설치된 주입관(134)의 선단을 주사기(160)의 바닥과 인접하도록 삽입한 후, 바닥에서부터 주사액을 주입하며, 주사액이 상승하는 속도에 맞추어서 토출기(133)를 상승시킨다. 이때, 주사액이 토출기(133)의 선단에 닿지 않도록 토출기(133)의 상승 속도와 주사액의 상승 속도를 조절하며, 주사액 표면의 상승 속도와 토출기(133)의 상승 속도가 동일하게 조절한다. 주사액이 토출기(133)의 선단에 닿으면 주사액이 낭비될 뿐만 아니라, 주사액의 양이 줄어들어 설정된 중량으로 주입하기 어려운 문제가 발생하기 때문이다. 통상적으로 바이오 단백질은 주사기 하나의 가격이 수백만원에 이를 정도로 고가이므로 주사액이 토출기(133)에 닿으면 생산 비용이 크게 증가한다.

한편, 주사액의 주입이 완료되면 서보 모터(125)를 이용하여 피스톤(123)을 상승시켜서 토출기(133)의 선단에 잔류하는 주사액을 중간 용기로 흡입한다. 토출기(133)의 선단에 잔류하는 주사액이 주사기(160)로 떨어지면 주사액의 양이 변하게 되는 문제가 발생할 수 있으며, 토출기(133)의 선단에 잔류하는 주사액이 다음 공정으로 이동하는 과정에서 떨어지면 장비가 오염되는 문제가 발생한다. 그러나 본 실시예에 따르면 주입이 완료된 후에, 주사액을 흡입하여 주사액이 떨어지는 문제를 해결할 수 있다.

제1 음압 형성부재(131) 분리 단계는 대기압과 연결된 제2 압력 밸브(146)를 개방하여 주사기(160) 내부의 압력을 대기압으로 만든 후, 제1 음압 형성부재(131)를 주사기에서 분리한다.

또한, 본 실시예에 따른 주사기 충진 방법은 주사액이 충진된 주사기(160)에 스토퍼 설치기(136)의 선단에 설치된 제2 음압 형성부재(132)를 연결하여 주사기(160) 내부의 공기를 배출시키는 단계와 스토퍼(137)를 주사기(160) 내부로 삽입 설치하는 단계를 더 포함한다. 여기서 공기를 배출시키는 단계는 진공 펌프(153)로 공기를 흡입하여 진공 챔버(152)의 내부를 대기압보다 낮은 음압 상태로 만드는 단계와 진공 챔버(152)와 주사기(160)를 연통시켜서 주사기 내부의 공기를 진공 챔버(152)로 이동시키는 단계를 포함한다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 주사기 충진 장치의 일부를 도시한 구성도이다.

도 5를 참조하여 설명하면 본 실시예에 따른 주사기 충진 장치(102)는 토출기(170) 및 양압 형성 부재(148)의 구조를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 다른 주사기 충진 장치와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.

본 실시예에 따른 토출기(170)는 원통형 관형상으로 이루어지며 주름관부(171)를 갖는다. 본 실시예에 따른 토출기(170)는 음압 형성부재가 되며, 탄성을 갖는 소재로 형성된다. 이에 따라 토출기(170)는 길이 방향으로 수축될 수 있으며, 주사기(160)와 밀착될 때 주사기(160)에 가해지는 충격을 최소화하면서 주사기(160)에 안정적으로 밀착될 수 있다.

토출기(170)에는 진공 펌프(143)와 진공 챔버(142)가 압력관(141)을 매개로 연통되도록 설치된다. 압력관(141)에는 진공 챔버(142)와 토출기 (170)의 연통을 제어하는 제1 압력 밸브(145)가 설치된다. 또한 압력관(141)에는 압력관(141)과 양압 형성 부재(148)의 연통을 제어하는 제2 압력 밸브(146)가 설치되며, 제2 압력 밸브(146)는 제1 음압 형성부재(131)와 제1 압력 밸브(145) 사이에 연결 설치된다.

또한, 진공 펌프(143)와 진공 챔버(142) 사이에는 진공 펌프(143)와 진공 챔버(142) 사이의 연통을 제어하는 제3 압력 밸브(147)가 설치된다.

양압 형성 부재(148)는 압력관을 매개로 토출기(133)와 연결 설치되며 펌프, 양압 형성 부재(148)는 불활성 가스가 저장된 탱크 등이 될 수 있다. 여기서 불활성 가스라 함은 할로겐족 가스뿐만 아니라 주사액과 반응하지 않는 다양한 종류의 가스가 될 수 있다.

주사기(160)에 주사액의 주입이 완료되면 제1 압력 밸브(145)를 닫고, 제2 압력 밸브(146)를 개방하여 주사기(160)로 공기 또는 불활성 가스를 공급한다. 양압 형성부재(148)가 펌프로 이루어질 경우에는 주사기(160)로 공기가 공급되며, 탱크로 이루어질 경우에는 주사기(160)로 불활성 가스가 공급된다. 본 실시예와 같이 양압 형성 부재(148)가 설치되면 주사액을 주입한 후, 주사기(160) 내부의 압력을 대기압보다 높게 형성함으로써 주사기(160)에서 토출기(170)를 보다 용이하게 분리할 수 있다.

본 실시예에 따른 주사기 충진 방법은 제1 음압 형성부재(131) 분리 단계에서 주사기(160)에 연통 설치된 양압 형성 부재(148)를 이용하여 주사기(160) 내부로 기체를 공급하여 주사기(160) 내부의 압력을 대기압보다 높게한 후, 제1 음압 형성 부재(131)를 주사기에서 분리한다.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 주사기 충진 장치를 도시한 구성도이고, 도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 주사기 충진 장치의 압력 조절 부재를 도시한 사시도이다.

도 6 및 도 7을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 주사기 충진 장치(103)는 압력 조절 부재(116)를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 주사기 충진 장치와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.

본 실시예에서는 트레이에 복수 개의 주사기가 설치되고, 동시에 복수 개의 주사기에 주사액이 주입되는 것으로 예시한다.

본 실시예에 따른 주사기 충진 장치(103)는 주사기(160)의 일부가 삽입되는 압력 조절 부재(116)를 포함한다. 압력 조절 부재(116)은 주사기(160)에서 노즐(165)이 형성된 주사기(160)의 하부를 삽입한다. 이 때, 노즐(165)은 압력 조절 부재(116) 내부로 완전히 삽입된다.

본 기재에서 노즐(165)이라 함은 피주입 대상에게 주사액을 주입할 때, 주사액이 분출되는 부분을 의미하며 일반적으로 주사기(160)의 하단에 형성된 좁은 관을 의미한다.

노즐(165)에는 마개(163)가 설치되어 있으나, 마개(163)의 불량 등의 원인으로 인하여 노즐(165)과 마개(163) 사이에서 압력의 누설이 발생할 수 있다. 특히 제1 음압 형성부재(131)를 이용하여 주사기(160) 내부의 압력을 음압으로 형성할 때, 노즐(165)을 통해서 기체가 유입되어 원하는 음압을 형성하지 못하는 문제가 발생할 수 있다.

압력 조절 부재(116)는 노즐(165)을 통해서 주사기(160) 내부의 압력이 누설되는 것을 방지한다. 또한 압력 조절 부재(116)는 주사기(160) 내부의 압력이 음압 상태를 유지할 수 있도록 노즐(165)을 통해서 음압을 적용하며 이를 위해서 주사기(160) 내부의 기체를 흡입한다. 다만, 주사기(160) 내부가 진공 상태 또는 음압 상태인 경우에는 기체의 흡입 없이 음압만 적용시킬 수 있다.

이를 위해서 압력 조절 부재(116)는 상자 형태의 압력 챔버(116a)와 압력 챔버(116a)에 설치되며 홀(116d)이 형성된 실링부재(116c)를 포함한다. 실링부재(116c)는 탄성을 갖는 링 형태로 이루어지며, 실링부재(116c)에 형성된 홀(116d)에 주사기(160)의 하부가 삽입된다. 실링부재(116c)는 탄성을 갖는 소재로 이루어져 주사기(160)의 외면에 밀착되어 이에 따라 주사기(160)와 압력 조절 부재(116) 사이로 기체가 누출되는 것을 방지할 수 있다.

압력 챔버(116a)에는 복수 개의 실링부재(116c)가 설치되어 복수 개의 주사기(160)가 압력 챔버(116a)에 동시에 삽입될 수 있다.

또한 압력 조절 부재(116)는 압력 챔버(116a) 내부의 기체를 흡입하여 압력 챔버(116a) 내부를 음압 상태로 만드는 진공 펌프(116b)를 더 포함한다. 압력 챔버(116a) 내부의 압력은 제1 음압 형성부재(131)에 의하여 발생하는 음압과 같거나 더 작은 음압이 된다. 여기서 더 작은 음압이라 함은 대기압과의 차이가 더 작은 것을 의미한다. 압력 챔버(116a) 내부의 압력이 제1 음압 형성부재(131)에 의하여 발생하는 음압보다 더 크면 주사액을 주입하는 과정에서 주사액이 노즐(165)을 통해서 배출될 수 있기 때문이다. 그러나 압력 챔버(116a) 내부의 압력이 제1 음압 형성부재(131)에 의하여 형성되는 압력과 같거나 더 작게 되면 노즐(165)에 음압이 형성되더라도 노즐(165)을 통해서 주사액이 배출되는 것을 방지할 수 있다. 압력 챔버(116a) 내부의 압력은 제1 음압 형성부재(131)에 의하여 형성되는 압력과 동일한 것이 바람직하나 이 보다 조금 작은 압력이 되더라도 압력의 누설은 미미하므로 주사기 내부를 음압 상태로 유지시킬 수 있다.

본 실시예와 같이 주사기(160)의 하부가 삽입되는 압력 조절 부재(116)가 설치되면 제1 음압 형성부재(131)를 이용하여 주사기(160) 내부의 압력을 음압으로 유지할 때, 노즐(165)을 통해서 압력이 누설되는 것을 방지할 수 있다.

제1 음압 형성부재(131)를 이용하여 주사기(160) 내부의 압력을 음압으로 형성할 때, 노즐(165)과 마개(163) 사이의 틈으로 압력의 누설이 발생할 수 있다. 그러나 본 실시예와 같이 압력 챔버(116a) 내부의 압력을 음압으로 만든 후, 주사기(160)의 일부를 압력 챔버(116a)에 삽입하면 노즐(165)에도 음압이 적용되므로 노즐(165)을 통해서 압력이 누설되는 것을 안정적으로 방지할 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 주사기 충진 방법은 공기를 흡입하는 제1 음압 형성부재(131)를 주사기(160)에 밀착시켜 주사기(160) 내부의 공기를 흡입하는 단계와, 음압 상태의 주사기(160) 내부로 주사액을 주입하는 단계, 및 제1 음압 형성부재(131)를 주사기(160)에서 분리하는 제1 음압 형성부재(131) 분리 단계를 포함한다.

공기를 흡입하는 단계는 압력 조절 부재(116)를 이용하여 주사기(160)의 노즐(165)에 음압을 적용하는 단계를 더 포함할 수 있다. 여기서 노즐(165)에 음압을 적용하는 단계는 노즐(165)을 압력 조절 부재(116)에 삽입하는 단계와 압력 조절 부재(116)로 노즐(165)을 통해서 주사기(160) 내부의 기체를 흡입하는 단계를 더 포함할 수 있다.

도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 주사기 충진 장치를 도시한 구성도이고, 도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 주사기 충진 장치의 저장 탱크와 탈포 장치를 도시한 구성도이다.

도 8 및 도 9를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 주사기 충진 장치(104)는 저장 탱크(112)를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 주사기 충진 장치와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.

본 실시예에 따른 저장 탱크(112)는 공급관(115)을 매개로 중간 용기(121)와 연결 설치된다.

저장 탱크(112)는 주사액이 저장되는 내부 공간을 구비하며 실린더 형상으로 이루어진 몸체(112a)와 몸체(112a) 내부를 왕복 운동하는 피스톤(112b)과, 피스톤(112b)에 연결 설치된 막대 형상의 로드(112c), 및 피스톤(112b)을 이송시키는 이송부재(113)를 포함한다. 몸체(112a)는 대략 원통형 실린더로 이루어지며, 피스톤(112b)은 몸체(112a)의 하부에 위치하며 피스톤(112b)의 상부에 주사액이 위치한다. 이에 따라 피스톤(112b)은 저장 탱크(112)에 저장된 주사액을 상부로 밀어 올릴 수 있으며, 로드(112c)는 피스톤(112b)에서 몸체(112a)의 바닥까지 이어져 설치된다. 저장 탱크(112)에는 피스톤(112b)을 이송시키는 이송부재(113)가 연결 설치되는 바, 이송부재(113)는 로드(112c)와 연결되어 피스톤(112b)을 이송시키며, 공압 엑츄에이터, 유압 엑츄에이터 또는 전동 엑츄에이터, 서보 모터 등으로 이루어질 수 있다.

한편, 공급관(115)은 저장 탱크(112)의 상단에 연결 설치되는 데, 특히 몸체(112a)의 상면에 연결 설치된다.

본 실시예와 같이 피스톤(12b)이 주사액을 하부에서 상부로 밀어 올리면 저장 탱크(112)의 상부에 위치하는 공기가 먼저 저장 탱크에서 배출되므로 공기가 다 배출된 후에 중간 용기(121)로 주사액을 주입하여 주사액과 함께 공기가 가압되는 것을 방지할 수 있다. 종래와 같이 피스톤(112b)을 상부에 설치하고 주사액과 함께 공기를 가압하면 피스톤(112b)과 주사액 사이에 위치하는 공기가 주사액 내부로 녹아들어 주사액 내부에 기포가 발생할 수 있다. 그러나 본 실시예와 같이 피스톤(112b)을 하부에서 상부로 밀어 올리면 공기를 배출한 후에 주사액을 가압하므로 저장 탱크(112) 내부의 공기가 주사액으로 녹아드는 것을 방지할 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 주사기 충진 방법은 공기를 흡입하는 제1 음압 형성부재(131)를 주사기(160)에 밀착시켜 주사기(160) 내부의 공기를 흡입하는 단계와, 음압 상태의 주사기(160) 내부로 주사액을 주입하는 단계, 및 제1 음압 형성부재(131)를 주사기(160)에서 분리하는 제1 음압 형성부재(131) 분리 단계를 포함한다. 또한, 본 실시예에 따른 주사기 충진 방법은 공기를 흡입하는 단계 이전에 실시되는 저장 탱크(112)에 주사액을 주입하는 저장 탱크(112) 주입 단계와 저장 탱크(112)에서 중간 용기(121)로 주사액을 이동시키는 중간 용기(121) 저장 단계를 더 포함한다.

도 9에 도시된 바와 같이 저장 탱크(112) 주입 단계에서는 저장 탱크(112)에 주사액을 주입한 후, 저장 탱크(112)를 탈포 장치(118)에 넣어서 주사액에 포함된 기포를 제거하는 단계를 포함한다. 여기서 탈포 장치(118)는 저장 탱크(112)를 회전시켜서 주사액에서 기포를 제거하거나 저장 탱크(112)를 가열하여 주사액에서 기포를 제거한다.

탈포 장치를 이용하여 탈포를 한 후, 주사액을 저장 탱크(112)에 주입하면, 탈포된 주사액을 저장 탱크(112)에 주입하는 과정에서 주사액에 공기가 스며들어 기포가 생성되는 문제가 발생한다. 그러나 본 실시예와 같이 저장 탱크(112)에 주사액을 주입한 후, 탈포 장치로 저장 탱크에 저장된 주사액의 기포를 제거하면 탈포 후, 주입하는 과정을 거치지 않으므로 기포가 생성되는 것을 방지할 수 있다.

중간 용기(121) 저장 단계에는 저장 탱크(112)에서 피스톤(112b)을 밀어 올려 상부에 위치하는 공기를 배출시킨 후, 주사액을 중간 용기(121)로 이동시킨다. 이에 따라 저장 탱크(112)에 있는 공기가 주사액의 가압 과정에서 주사액 내부로 녹아드는 것을 방지할 수 있다.

고점도 주사액의 경우 주사액 내부의 기포를 제거하는 것은 매우 중요하다. 이는 주사액 내부로 기포가 용이하게 녹아들 수 있을 뿐만 아니라 저점도 주사액과 달리 기포가 한번 생성되면 주사액 외부로 배출되지 않아 기포의 제거가 어렵기 때문이다. 그러나 본 실시예에 따르면 기포가 발생하는 원인을 사전에 차단하여 주사액의 주입과 이동과정에서 주사액 내부로 기포가 스며드는 것을 안정적으로 방지할 수 있다.

도 10은 본 발명의 제5 실시예에 따른 주사기 충진 장치를 도시한 구성도이고, 도 11은 주사기 충진 장치에 설치된 통기부재를 도시한 절개 사시도이고, 도 12a 내지 도 12c는 본 실시예에 따른 통기부재를 이용하여 스토퍼를 설치하는 과정을 도시한 도면이다.

도 10을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 주사기 충진 장치(105)는 주사액이 저장된 저장 탱크(110)와 저장 탱크(110)에서 주사액을 전달 받아 주사기(160)로 공급하는 중간 용기(121)와 스토퍼(137)가 설치되는 지지막대(138)와 주사액이 충진된 주사기(160)에 삽입 결합되며 벽면 내에 기체가 이동하는 유로가 형성된 통기부재(180)를 포함한다.

중간 용기(121)와 지지막대(138), 및 통기부재(180)는 프레임에 설치되어 있다. 특히 지지막대(138)와 통기부재(180)는 프레임에 대하여 상하 방향으로 이동 가능하도록 설치된다.

주사액은 10,000cps(centi poise) 이하의 점도를 갖는 저점도의 주사액이 적용될 수 있다. 저장 탱크(110)는 주사액이 수용되는 공간을 구비하며, 저장 탱크(110)에는 주사액을 밀어내는 피스톤이 설치된다. 중간 용기(121)가 저장 탱크(110)에 설치되는 바, 중간 용기(121)는 저장 탱크(110)에서 전달된 주사액을 주사기(160)로 전달하는 역할을 한다.

중간 용기(121) 내에는 이동 가능하도록 피스톤(123)이 설치되고, 피스톤(123)에는 피스톤(123)의 위치를 조절하는 서보 모터(125)가 연결 설치된다.

중간 용기(121)에는 저장 탱크(110)와의 연결을 제어하는 제1 공급 밸브(124)와 토출기(133)와의 연통을 제어하는 제2 공급 밸브(126)가 설치된다. 한편, 중간 용기(121)에서 배출된 주사액은 연결관(127)을 통해서 주사기(160)로 전달된다.

도 11을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 통기부재(180)는 관형상으로 이루어지며, 하부에 설치된 원통관부(181)와 원통관부(181)의 상부에 형성된 나팔관부(182)를 포함한다. 원통관부(181)는 높이 방향으로 직경이 동일한 원통형상으로 이루어지며, 나팔관부(182)는 원통관부(181) 쪽에서 타측 단부쪽으로 갈수록 직경이 증가하도록 형성된다. 통기부재(180)를 이루는 관벽의 내부에는 기체가 통과할 수 있도록 높이 방향으로 이어진 복수개의 유로(183)가 형성되어 있다. 본 실시예에 따른 유로(183)는 홀 형태로 이루어지나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 주사기(160)와 스토퍼(137) 사이에서 기체가 이동하는 공간을 형성할 수 있으면 충분하며, 홈 형태로 이루어질 수도 있다.

도 12a 내지 도 12c를 참조하여 스토퍼(137)의 설치 과정을 설명한다.

도 12a에 도시된 바와 같이 주사액이 충진된 주사기(160)에 먼저 통기부재(180)를 설치한다. 이때, 통기부재(180)의 원통관부(181)만 주사기(160)에 삽입한다. 주사액은 상대적으로 저점도를 갖는 주사액으로 이루어지며, 주사기에서 주사바늘이 설치되는 부분에는 마개(163)가 결합된다.

도 12b에 도시된 바와 같이 스토퍼(137)를 지지막대를 이용하여 주사기 내부로 밀어 넣는다. 이 때, 스토퍼(137)로 진입으로 증가된 압력으로 인하여 주사기(160) 내부의 공기는 유로(183)를 통해서 주사기(160) 외부로 배출된다. 이에 따라 주사기(160) 내부의 압력을 증가시키지 않으면서도 용이하게 스토퍼(137)를 설치할 수 있다.

도 12c에 도시된 바와 같이 스토퍼(137)가 설치되면 통기부재(180)를 제거한다.

도 13는 본 발명의 제5 실시예의 변형예에 따른 통기부재를 도시한 절개 사시도이다.

도 13을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 통기부재(185)는 관형상으로 이루어지며, 하부에 설치된 원통관부(185a)와 원통관부(185a)의 상부에 형성된 나팔관부(185b)를 포함한다. 원통관부(185a)는 높이 방향으로 직경이 동일한 원통형상으로 이루어지며, 나팔관부(185b)는 원통관부(185a) 쪽에서 타측 단부쪽으로 갈수록 직경이 증가하도록 형성된다. 통기부재(185)를 이루는 관의 외면에는 기체가 통과할 수 있도록 높이 방향으로 이어진 홈 형상의 복수개의 유로(185c)가 형성되어 있다. 유로(185c)는 관벽의 외면에서 함몰된 호 형상의 홈 형태로 이루어진다. 이에 따라 스토퍼(137)가 주사기(160) 내부로 삽입될 때, 주사기(160)의 내면과 통기부재(185)의 외면 사이에 형성되는 유로를 통해서 주사기 내부의 공기가 외부로 용이하게 이동할 수 있다.

도 14는 제6 실시예에 따른 주사기 충진 장치의 마이크로 웨이브 발생부를 도시한 구성도이다.

본 실시예에 따른 주사기 충진 장치는 마이크로 웨이브 발생부(190)가 추가로 설치된 것을 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 주사기 충진 장치와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.

마이크로 웨이브 발생부(190)는 챔버 형태로 이루어지며 마이크로 웨이브 발생부(190) 내에 주사액이 충진된 주사기(160)가 삽입된다. 이 때, 주사기(160)에는 스토퍼가 설치되지 않은 상태이다.

마이크로 웨이브 발생부(190)는 상부에 설치된 마이크로 웨이브 발생기(191)를 더 포함하는데, 마이크로 웨이브 발생기(191)는 마그네트론과 팬 등을 포함할 수 있다. 마이크로 웨이브 발생기(191)에서 발생되는 극초단파는 300MHz 내지는 300000MHz의 주파수를 갖는다. 특히 극초단파는 물의 공진 주파수와 동일한 2450MHz의 주파수를 갖거나, 주사액의 공진 주파수와 동일 또는 유사한 주파수를 가질 수 있다.

본 실시예에 따른 주사기 충진 방법은 마이크로 웨이브를 주사기(160)에 저장된 주사액에 주사하는 마이크로 웨이브 조사 단계를 포함한다. 마이크로 웨이브 조사 단계는 챔버 형태로 이루어진 마이크로 웨이브 발생부(190) 내에 주사기(160)를 삽입한 후, 주사액에 마이크로 웨이브를 조사한다.

본 실시예와 같이 주사액이 충진된 주사기(160)가 마이크로 웨이브로 가열되면 주사액을 살균할 수 있다. 또한 주사액이 가열되면 주사액 내의 미세한 기포가 주사액 외부로 방출되어 주사액 내에 포함된 미세한 기포를 제거할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

101, 102, 103, 104, 105: 주사기 충진 장치
110, 112: 저장 탱크 112a: 몸체
112b: 피스톤 112c: 로드
113: 이송부재 115: 공급관
116: 압력 조절 부재 116a: 압력 챔버
116b: 진공 펌프 116c: 실링부재
116d: 홀 121: 중간 용기
123: 피스톤 124: 제1 공급 밸브
125: 서보 모터 126: 제2 공급 밸브
127: 연결관 129: 프레임
131: 제1 음압 형성부재 132: 제2 음압 형성부재
133: 토출기 134: 주입관
135: 지지대 136: 스토퍼 설치기
137: 스토퍼 138: 지지막대
141. 151: 압력관 142, 152: 진공 챔버
143, 153: 진공 펌프 145, 155: 제1 압력 밸브
146, 156: 제2 압력 밸브 147, 157: 제3 압력 밸브
148: 바닥 지지부재 149: 이송장치
151: 압력관 152: 진공 챔버
153: 진공 펌프 155: 제1 압력 밸브
156: 제2 압력 밸브 160: 주사기
161: 관부 162: 플랜지
163: 노즐 170: 토출기
171: 주름관부 180: 통기부재
181: 원통관부 182: 나팔관부
183: 유로 190: 마이크로 웨이브 발생부
191: 마이크로 웨이브 발생기

Claims (51)

1. 주사액이 저장된 저장 탱크;
   상기 주사액을 주사기에 주입하는 토출기;
   상기 저장 탱크와 상기 토출기를 연결하는 공급관; 및
   상기 토출기에 설치되며 상기 주사기 내부의 유체를 흡입하는 제1 음압 형성부재;
   를 포함하며,
   상기 제1 음압 형성부재에는 유체를 흡입하는 진공 펌프가 연결 설치되고,
   상기 진공 펌프와 상기 제1 음압 형성부재 사이에는 음압이 형성된 공간을 제공하는 진공 챔버가 상기 진공 펌프와 상기 제1 음압 형성부재에 압력관을 매개로 연결 설치된 는 주사기 충진 장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 음압 형성부재는 탄성을 갖는 관 형태로 이루어진 주사기 충진 장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 음압 형성부재와 상기 진공 펌프를 연결하는 압력관에는 상기 진공 챔버와 상기 제1 음압 형성부재의 연통을 제어하는 제1 압력 밸브가 설치된 주사기 충진 장치.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 압력관에는 대기와의 연결을 제어하는 제2 압력 밸브가 설치된 주사기 충진 장치.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 진공 챔버와 상기 진공 펌프 사이에는 상기 진공 챔버와 상기 진공 펌프 사이의 연통을 제어하는 제3 압력 밸브가 설치된 주사기 충진 장치.
8. 주사액이 저장된 저장 탱크;
   상기 주사액을 주사기에 주입하는 토출기;
   상기 저장 탱크와 상기 토출기를 연결하는 공급관; 및
   상기 토출기에 설치되며 상기 주사기 내부의 유체를 흡입하는 제1 음압 형성부재;
   를 포함하며,
   상기 토출기에는 상기 주사기 내부의 압력을 상승시키는 양압 형성 부재가 설치되고, 상기 양압 형성 부재와 상기 주사기 사이에는 제2 압력 밸브가 설치된 주사기 충진 장치.
9. 제8 항에 있어서,
   상기 양압 형성 부재는 펌프로 이루어진 주사기 충진 장치.
10. 제8 항에 있어서,
    상기 양압 형성 부재는 불활성 가스가 저장된 탱크로 이루어진 주사기 충진 장치.
11. 제1 항에 있어서,
    상기 토출기는 상기 주사기 내부로 삽입되어 주사액을 상기 주사기로 주입하는 주입관을 갖고, 상기 주입관은 상기 제1 음압 형성부재를 관통하여 이동 가능하도록 설치된 주사기 충진 장치.
12. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 음압 형성부재는 주름관 형태로 이루어진 주사기 충진 장치.
13. 주사액이 저장된 저장 탱크;
    상기 주사액을 주사기에 주입하는 토출기;
    상기 저장 탱크와 상기 토출기를 연결하는 공급관; 및
    상기 토출기에 설치되며 상기 주사기 내부의 유체를 흡입하는 제1 음압 형성부재;
    를 포함하며,
    상기 주사기의 노즐에는 마개가 설치되고, 상기 마개와 함께 상기 주사기의 노즐을 삽입하여 상기 노즐을 통해서 음압을 적용시키는 압력 조절 부재를 더 포함하는 주사기 충진 장치
14. 제13 항에 있어서,
    상기 압력 조절 부재는 압력 챔버와 상기 압력 챔버 내부의 압력을 음압 상태로 만드는 진공 펌프를 포함하는 주사기 충진 장치.
15. 제14 항에 있어서,
    상기 압력 조절 부재는 상기 압력 챔버에 설치되며 상기 주사기의 일부가 삽입되는 홀이 형성된 실링부재를 포함하는 주사기 충진 장치.
16. 제1 항에 있어서,
    상기 토출기와 상기 저장 탱크 사이에 설치되며, 상기 저장 탱크에서 유입된 주사액을 사기 주사기로 전달하는 중간 용기를 포함하는 주사기 충진 장치.
17. 제16 항에 있어서,
    상기 중간 용기에는 상기 중간 용기 내에 삽입되어 이동 가능하도록 피스톤이 설치되고, 상기 피스톤은 상기 피스톤의 위치를 조절하는 서보 모터와 연결된 주사기 충진 장치.
18. 제1 항에 있어서,
    상기 공급관은 상기 저장 탱크의 상단에 연결 설치되고,
    상기 저장 탱크는 주사액이 저장되는 내부 공간을 갖는 몸체와 상기 몸체 내부를 왕복 운동하는 피스톤을 포함하고, 상기 피스톤은 상기 몸체의 하부에 설치되고, 상기 피스톤의 상부에 주사액이 위치하는 주사기 충진 장치.
19. 제18 항에 있어서,
    상기 저장 탱크는 상기 피스톤에 연결 설치되며 상기 몸체의 바닥으로 이어진 로드와 상기 로드와 연결 설치되어 상기 피스톤을 이송시키는 이송부재를 포함하는 주사기 충진 장치.
20. 제1 항에 있어서,
    상기 주사기에 삽입되는 스토퍼가 설치된 지지막대와 상기 주사액이 저장된 주사기에 결합되어 상기 주사기 내부의 공기를 흡입하는 제2 음압 형성부재를 더 포함하는 주사기 충진 장치.
21. 제20 항에 있어서,
    상기 제2 음압 형성부재는 관형상으로 이루어지고, 상기 지지막대는 상기 음압 형성부재는 관통하여 이동하도록 설치된 주사기 충진 장치.
22. 제20 항에 있어서,
    상기 제2 음압 형성부재에는 공기를 흡입하는 진공 펌프가 연결 설치되고, 상기 진공 펌프와 상기 제2 음압 형성부재 사이에는 음압이 형성된 공간을 제공하는 진공 챔버가 설치된 주사기 충진 장치.
23. 제1 항에 있어서,
    상기 주사기가 내부에 삽입되며 마이크로 웨이브를 발생시키는 마이크로 웨이브 발생부를 더 포함하는 주사기 충진 장치.
24. 주사액이 저장된 저장 탱크;
    상기 주사액을 주사기에 주입하는 토출기;
    상기 저장 탱크와 상기 토출기를 연결하는 공급관;
    주사액이 저장된 상기 주사기 내부의 공기를 흡입하는 제2 음압 형성부재; 및
    상기 제2 음압 형성 부재와 연통 설치된 진공 펌프;
    를 포함하며,
    상기 진공 펌프와 상기 제2 음압 형성부재 사이에는 음압이 형성된 공간을 제공하는 진공 챔버가 상기 진공 펌프 및 상기 제2 음압 형성부재에 압력관을 매개로 연결 설치된 주사기 충진 장치.
25. 제24 항에 있어서,
    상기 제2 음압 형성부재는 탄성을 갖는 관 형태로 이루어진 주사기 충진 장치.
26. 삭제
27. 제24 항에 있어서,
    상기 제2 음압 형성부재와 상기 진공 펌프를 연결하는 압력관에는 상기 진공 챔버와와 상기 제2 음압 형성부재의 연통을 제어하는 제1 압력 밸브가 설치된 주사기 충진 장치.
28. 제27 항에 있어서,
    상기 압력관에는 대기와의 연결을 제어하는 제2 압력 밸브가 설치된 주사기 충진 장치.
29. 삭제
30. 삭제
31. 삭제
32. 삭제
33. 주사액이 저장된 저장 탱크;
    상기 주사액을 주사기에 주입하는 토출기;
    상기 저장 탱크와 상기 토출기를 연결하는 공급관;
    주사액이 주입된 주사기에 삽입되는 스토퍼가 설치되는 지지막대; 및
    상기 주사기에 삽입 결합되며 상기 스토퍼와 상기 주사기 사이에서 유체가 이동하는 유로를 형성하는 통기부재;
    를 포함하며,
    상기 통기부재의 벽면 내부 또는 외면에는 높이 방향으로 이어진 유로가 형성 되고,
    상기 통기부재는 원통형 관형상으로 이루어지며 상기 주사기 내부에 삽입되는 원통관부와 상기 원통관부의 길이 방향 단부에 형성되며 원통관부 쪽에서 타측 단부쪽으로 갈수록 직경이 증가하도록 이루어진 나팔관부를 포함하는 주사기 충진 장치.
34. 제33 항에 있어서,
    상기 통기부재의 벽면 내부에 높이 방향으로 이어진 유로가 형성된 주사기 충진 장치.
35. 삭제
36. 제33 항에 있어서,
    상기 유로는 상기 통기 부재의 외면에 홈 형태로 형성된 주사기 충진 장치.
37. 주사액이 저장된 저장 탱크;
    상기 주사액을 주사기에 주입하는 토출기;
    상기 저장 탱크와 상기 토출기를 연결하는 공급관; 및
    주사액이 주입된 상기 주사기가 내부에 삽입되며 마이크로 웨이브를 발생시키고, 챔버 형태로 이루어진 마이크로 웨이브 발생부;
    를 포함하는 주사기 충진 장치.
38. 공기를 흡입하는 제1 음압 형성부재를 주사기에 밀착시켜 상기 주사기 내부의 공기를 흡입하는 단계;
    음압 상태의 상기 주사기 내부로 주사액을 주입하는 단계; 및
    상기 제1 음압 형성부재를 주사기에서 분리하는 제1 음압 형성부재 분리 단계;
    를 포함하며,
    상기 공기를 흡입하는 단계는 상기 제1 음압 형성부재와 연결 설치된 진공 펌프를 이용하여 상기 제1 음압 형성부재와 상기 진공 펌프 사이에 설치된 진공 챔버 내부의 압력이 음압이 되도록 진공 챔버 내부의 압력을 강하시키는 단계와 상기 진공 챔버와 상기 제1 음압 형성부재를 연결하는 압력관에 설치된 제1 압력 밸브를 이용하여 상기 진공 챔버와 제1 음압 형성부재를 연통시키는 단계를 포함하는 주사기 충진 방법.
39. 삭제
40. 제38 항에 있어서,
    상기 공기를 흡입하는 단계는 상기 주사기의 노즐이 삽입된 압력 조절 부재를 이용하여 주사기의 노즐에 음압을 적용하는 단계를 더 포함하는 주사기 충진 방법.
41. 제40 항에 있어서,
    상기 노즐에 음압을 적용하는 단계는 상기 주사기의 일부를 압력 조절 부재에 삽입하는 단계와 상기 압력 조절 부재로 상기 노즐에 음압을 적용하는 단계를 포함하는 주사기 충진 방법.
42. 제38 항에 있어서,
    상기 제1 음압 형성부재 분리 단계는 상기 압력관에 설치된 제2 압력 밸브를 개방하여 주사기 내부의 압력을 대기압으로 만든 후, 상기 제1 음압 형성부재를 상기 주사기에서 분리하는 주사기 충진 방법.
43. 제38 항에 있어서,
    상기 제1 음압 형성부재 분리 단계는 상기 주사기로 주사액을 주입하는 토출기에 연통 설치된 양압 형성 부재를 이용하여 상기 주사기 내부로 기체를 공급하여 상기 주사기 내부의 압력을 대기압보다 높게 만든 후, 상기 제1 음압 형성부재를 상기 주사기에서 분리하는 주사기 충진 방법.
44. 제38 항에 있어서,
    상기 주사액을 주입하는 단계는 저장 탱크에 저장된 주사액을 중간 용기로 이송시키는 중간 용기 저장 단계를 포함하며,
    중간 용기 저장 단계에서는 입력된 주사기의 주사액 용량에 따라 중간 용기에 설치된 서보 모터의 회전으로 피스톤을 이동시켜서 입력된 주사액의 용량만큼 주사액을 중간 용기에 저장하는 주사기 충진 방법.
45. 제38 항에 있어서,
    상기 주사액을 주입하는 단계에서는 주사액을 상기 주사기로 토출하는 주입관의 선단을 상기 주사기의 바닥과 인접하도록 삽입한 후, 주사액을 토출하면서 상기 주입관을 상승시키는 주사기 충진 방법.
46. 제45 항에 있어서,
    상기 주입관의 상승 속도는 상기 주사액 표면의 상승 속도와 동일한 주사기 충진 방법.
47. 제45 항에 있어서,
    상기 주사액을 주입하는 단계에서는 주사액의 주입이 완료된 후, 주입관의 선단에 잔류하는 주사액을 중간 용기로 흡입하는 주사기 충진 방법.
48. 제38 항에 있어서,
    상기 주사기 충진 방법은 저장 탱크에 주사액을 주입하는 저장 탱크 주입 단계와 상기 저장 탱크에 저장된 주사액을 중간 용기로 이송시키는 중간 용기 저장 단계를 포함하며,
    상기 저장 탱크 주입 단계는 상기 저장 탱크에 주사액을 주입한 후, 저장 탱크를 탈포 장치에 넣어서 주사액에 포함된 기포를 제거하는 단계를 포함하는 주사기 충진 방법.
49. 제48 항에 있어서,
    상기 중간 용기 저장 단계에서는 상기 저장 탱크에 설치된 피스톤을 밀어 올려 상부에 위치하는 공기를 배출시킨 후, 주사액을 중간 용기로 이동시키는 주사기 충진 방법
50. 공기를 흡입하는 제1 음압 형성부재를 주사기에 밀착시켜 상기 주사기 내부의 공기를 흡입하는 단계;
    음압 상태의 상기 주사기 내부로 주사액을 주입하는 단계; 및
    상기 제1 음압 형성부재를 주사기에서 분리하는 제1 음압 형성부재 분리 단계; 및
    주사액을 주사기로 주입한 후, 마이크로 웨이브를 주사기에 저장된 주사액에 조사하는 마이크로 웨이브 조사 단계;
    를 포함하는 주사기 충진 방법.
51. 제38 항에 있어서,
    주사액이 충진된 주사기에 스토퍼 설치기의 선단에 설치된 제2 음압 형성부재를 연결하여 주사기 내부의 공기를 배출시키는 단계와 상기 스토퍼를 주사기 내부로 삽입 설치하는 단계를 더 포함하는 주사기 충진 방법.

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