KR102494096B1 - 유체 경로 형성기 이동 제어 장치 및 이의 동작 방법 - Google Patents

유체 경로 형성기 이동 제어 장치 및 이의 동작 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 유체 경로 형성기 이동 제어 장치는 유체 경로 형성기를 이동시키는 유체 경로 형성기 구동부, 상기 유체 경로 형성기의 이동에 따라 변하는 상기 유체 경로 형성기 구동부의 부하를 측정하는 유체 경로 형성기 구동부 부하 측정기 및 측정된 상기 유체 경로 형성기 구동부의 부하의 변화에 따라 결정된 기준 지점을 기초로, 상기 유체 경로 형성기가 추가 이동 거리만큼 이동하도록 상기 유체 경로 형성기를 제어하는 제어기를 포함한다.

Description

유체 경로 형성기 이동 제어 장치 및 이의 동작 방법{DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING MOVEMENT OF FLUID PATH FORMER}
본 발명은 유체 경로 형성기 이동 제어 장치 및 이의 동작 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유체 경로 형성기를 이동시키는 유체 경로 형성기 구동부의 부하의 변화에 따라 결정된 기준 지점을 기초로 유체 경로 형성기를 추가 이동 거리만큼 이동시킬 수 있는 유체 경로 형성기 이동 제어 장치 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.
의료산업에서 사용되는 멸균기의 대부분은 높은 농도의 멸균제 수용액을 사용하며, 멸균 과정에서는 열을 이용하여 멸균제를 기화(vaporization)시키고, 기화된 상태의 멸균제를 통하여 피처리물의 멸균 공정을 수행하게 된다.
멸균 과정에 사용되는 멸균제는 별도의 유닛에 보관되었다가 유체 경로 형성기에 의해 추출되어 기화된 상태로 피처리물 측으로 공급될 수 있으며, 정량의 멸균제를 추출하여 공급하기 위해서는 유체 경로 형성기의 정밀한 이동 제어가 요구된다.
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KR 10-1254190 B1
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 유체 경로 형성기를 이동시키는 유체 경로 형성기 구동부의 부하의 변화에 따라 결정된 기준 지점을 기초로 유체 경로 형성기를 추가 이동 거리만큼 이동시킬 수 있는 유체 경로 형성기 이동 제어 장치 및 이의 동작 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 유체 경로 형성기 이동 제어 장치는 유체 경로 형성기를 이동시키는 유체 경로 형성기 구동부, 상기 유체 경로 형성기의 이동에 따라 변하는 상기 유체 경로 형성기 구동부의 부하를 측정하는 유체 경로 형성기 구동부 부하 측정기 및 측정된 상기 유체 경로 형성기 구동부의 부하의 변화에 따라 결정된 기준 지점을 기초로, 상기 유체 경로 형성기가 추가 이동 거리만큼 이동하도록 상기 유체 경로 형성기를 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 제어기는, 측정된 상기 유체 경로 형성기 구동부의 부하가 극대값을 가지는 기준 지점을 기초로, 상기 유체 경로 형성기가 추가 이동 거리만큼 이동하도록 상기 유체 경로 형성기를 제어할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 제어기는, 상기 유체 경로 형성기 구동부의 부하의 하락 값 또는 하락 비율이 기준값 이상인지 여부에 따라 상기 유체 경로 형성기 구동부의 부하가 극대값을 가지는 상기 기준 지점을 판단할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 제어기는, 상기 유체 경로 형성기 구동부의 부하의 하락 값 또는 하락 비율이 기준값 이상인 지점이, 상기 유체 경로 형성기의 기준 이동 거리 범위 내에서 발생한 경우에 상기 유체 경로 형성기 구동부의 부하가 극대값을 가지는 지점을 상기 기준 지점으로 판단할 수 있다.
실시 예에 따라, 멸균제 보관 유닛에 보관된 멸균제는, 상기 유체 경로 형성기가 상기 추가 이동 거리만큼 이동한 이후에 상기 유체 경로 형성기에 의해 추출될 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 멸균제 보관 유닛은, 내부에 멸균제를 보관하는 제1용기 및 상기 제1용기를 감싸는 제2용기를 포함할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 기준 지점은, 상기 유체 경로 형성기가 상기 제2용기의 일면을 관통하는 지점에 상응할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 기준 지점은, 상기 유체 경로 형성기가 상기 제1용기의 일면을 관통하는 지점에 상응할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 기준 지점은, 측정된 상기 유체 경로 형성기 구동부의 부하의 두번째 극대값에 상응하는 지점일 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 유체 경로 형성기는, 상기 추가 이동 거리만큼 이동한 이후에 피처리물이 배치된 공간에 기화된 멸균제를 주입하거나, 상기 추가 이동 거리만큼 이동한 이후에 상기 피처리물에 대한 멸균처리가 완료된 상기 공간 내의 내부 기체를 배기할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 유체 경로 형성기는, 봉 형상의 제1가열 블록에 의해 1차로 가열되고, 면 형상의 제2가열 블록에 의해 2차로 가열되어 기화된 상기 멸균제를 상기 피처리물이 배치된 공간에 주입할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 멸균제는, 상기 제1가열 블록의 주변을 회전하는 형태의 경로를 거쳐서 1차 가열되고, 상기 제2가열 블록에 인접한 'ㄹ'자 형태의 경로를 거쳐서 2차 가열될 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 유체 경로 형성기는, 상기 멸균제를 주입하거나 상기 내부 기체를 배기하지 않는 상태에서, 상기 유체 경로 형성기에 형성되어 있는 복수의 홀들 모두가 밀폐된 멸균제의 주입 경로와 내부 기체의 배기 경로 상에 배치될 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 유체 경로 형성기는, 상기 멸균제를 주입하거나 상기 내부 기체를 배기하지 않는 상태에서, 상기 유체 경로 형성기에 형성되어 있는 복수의 홀들 모두가 밀폐된 멸균제의 주입 경로와 내부 기체의 배기 경로와 구분된 외부에 배치도록 상기 제어기에 의해 제어될 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 유체 경로 형성기 구동부는, 상기 유체 경로 형성기의 이동 경로와 동일한 축 상에 위치할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 유체 경로 형성기 이동 제어 방법은 유체 경로 형성기를 이동시키는 단계, 상기 유체 경로 형성기의 이동에 따라 변하는 유체 경로 형성기 구동부의 부하를 측정하는 단계, 측정된 상기 유체 경로 형성기 구동부의 부하의 변화에 따라 기준 지점을 결정하는 단계 및 결정된 기준 지점을 기초로, 상기 유체 경로 형성기가 추가 이동 거리만큼 이동하도록 상기 유체 경로 형성기를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 장치와 방법은 유체 경로 형성기를 이동시키는 유체 경로 형성기 구동부의 부하의 변화에 따라 결정된 기준 지점을 기초로 유체 경로 형성기를 추가 이동 거리만큼 이동시킴에 따라, 유체 경로 형성기가 특정 대상을 관통하는 상황에서도 관통 후 삽입하고자 하는 목표 지점까지 정확하게 이동시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명에 따른 유체 경로 형성기 이동 제어 장치가 포함된 멸균 장치의 일 실시 예에 따른 개념도이다.
도 2는 도 1의 카트리지의 일 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 멸균제 보관 장치의 일 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1의 멸균 장치에 포함된 멸균제 보관 장치의 일 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4의 멸균제 보관 장치에 유체 경로 형성기가 삽입되는 과정과 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5의 유체 경로 형성기가 삽입되는 과정에 따른 유체 경로 형성기 구동부의 부하의 변화의 일 실시 예에 따른 그래프이다.
도 7은 도 1의 멸균 장치에서 제2유체 경로 형성기의 일 실시 예에 따른 이동 상태를 나타낸 도면이다.
도 8은 도 1의 멸균 장치에서 제2유체 경로 형성기의 다른 실시 예에 따른 이동 상태를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 유체 경로 형성기 이동 제어 방법의 일 실시 예에 따른 플로우차트이다.
본 발명의 기술적 사상은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 이를 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 기술적 사상을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 기술적 사상을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에 기재된 "~부", "~기", "~자", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 프로세서(Processor), 마이크로 프로세서(Micro Processer), 마이크로 컨트롤러(Micro Controller), CPU(Central Processing Unit), GPU(Graphics Processing Unit), APU(Accelerate Processor Unit), DSP(Drive Signal Processor), ASIC(Application Specific Integrated Circuit), FPGA(Field Programmable Gate Array) 등과 같은 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있으며, 적어도 하나의 기능이나 동작의 처리에 필요한 데이터를 저장하는 메모리(memory)와 결합되는 형태로 구현될 수도 있다.
그리고 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명에 따른 유체 경로 형성기 이동 제어 장치가 포함된 멸균 장치의 일 실시 예에 따른 개념도이다. 도 2는 도 1의 카트리지의 일 실시 예를 나타낸 도면이다. 도 3은 도 2의 멸균제 보관 장치의 일 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 멸균 장치(100)는 챔버(chamber; 110), 카트리지(cartridge; 115), 제1유체 경로 형성기(141, 142), 복수의 밸브들(valves; 144, 145, 151~154), 기화기(vaporizer, 147), 제2유체 경로 형성기(149), 펌프(pump; 160), 복수의 필터들(filters; 171, 172), 및 유체 경로 형성기 이동 제어 장치(180)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 멸균 장치(100)는 챔버(110)에 멸균하고자 하는 대상물, 즉 피처리물을 수납하여 멸균처리를 수행하는 챔버모드 또는 파우치(120)에 피처리물을 수납하여 멸균처리를 수행하는 파우치모드로 동작할 수 있다.
실시 예에 따라, 챔버(110)는 멸균하고자 하는 피처리물을 내부에 직접 수납하거나, 피처리물이 수납된 카트리지(115)를 지지하거나 내부에 수납하기 공간을 구비하는 구조물일 수 있다.
카트리지(115)는 파우치(pouch; 120)와 멸균제 보관 장치(130)를 포함할 수 있다.
실시 예에 따라, 카트리지(115)는 챔버(110)의 일측에 고정 또는 결합될 수 있다.
도 2를 함께 참조하면, 파우치(120)의 일측은 멸균제 보관 장치(130)와 결합되며, 파우치(120)의 타측은 피처리물이 수납되기 전에는 개방된 상태로 유지되었다가, 피처리물이 수납된 이후에는 밀봉될 수 있다.
실시 예에 따라, 파우치(120)의 개방된 일면은 열압착 등의 방식으로 밀봉될 수 있으며, 이 경우 열압착띠(121)가 형성될 수 있다.
도 1로 돌아와서, 멸균제 보관 장치(130)는 복수의 멸균제 보관 유닛들(131, 132)을 포함할 수 있다.
멸균제 보관 장치(130)를 구성하는 멸균제 보관 유닛들(131, 132) 각각은 내부에 멸균제를 보관할 수 있다.
도 3을 함께 참조하면, 멸균제 보관 장치(130)는 멸균제 보관 장치(130)의 골격을 구성하는 프레임(frame, 135), 프레임(135) 내에 구비된 멸균제 보관 유닛들(131, 132), 및 후술할 제2유체 경로 형성기(149)이 이동할 수 있는 통로인 멸균제 주입 통로(133)로 구성될 수 있다.
멸균제 보관 장치(130)의 세부적인 구조에 대해서는 도 4와 도 5를 참조하여 후술하도록 한다.
도 1로 돌아와서, 제1유체 경로 형성기(141, 142)은 멸균제 보관 유닛들(131, 132)을 관통하여 멸균제 보관 유닛들(131, 132) 각각에 보관된 멸균제를 추출하고, 추출된 멸균제를 기화기(147) 측으로 전달할 수 있다.
이 때, 추출된 멸균제의 흐름은 제1밸브(144)와 제2밸브(145)에 의해 제어될 수 있다. 제1밸브(144)와 제2밸브(145)는 멸균제 추출 과정에서는 개방되었다가, 멸균제 추출 과정이 종료되면 폐쇄될 수 있다.
기화기(147)는 제1유체 경로 형성기(141, 142)를 통하여 추출된 멸균제를 기화시키고, 기화된 멸균제를 제2유체 경로 형성기(149)를 통하여 카트리지(115)의 파우치(120) 내로 주입할 수 있다.
실시 예에 따라, 기화기(147)로부터 제2유체 경로 형성기(149)로 형성되는 멸균제 주입 경로와, 제2유체 경로 형성기(149)에 의해 배기된 파우치(120)의 내부 기체의 배기 경로는 밀폐 공간(150)을 형성할 수 있다. 밀폐 공간(150)에 대해서는 도 7과 도 8을 참조하여 후술하도록 한다.
본 명세서에서 "유체 경로 형성기"는 다른 유닛의 적어도 일면을 관통할 수 있으며, 내부 통로를 통하여 유체를 이동시킬 수 있는 구조를 폭 넓게 의미할 수 있다.
실시 예에 따라, 유체 경로 형성기(141, 142, 또는 149)는 니들(needle) 형태로 구현될 수 있다.
도 1에서는 파우치 모드를 기준으로 멸균제가 카트리지(115)의 파우치(120) 내로 주입되는 경우를 도시하고 있으나, 멸균 장치(100)가 챔버 모드로 동작하는 경우에 제2유체 경로 형성기(149)는 기화된 멸균제를 챔버(110) 내로 주입할 수 있다.
제1유체 경로 형성기(141, 142)와 제2유체 경로 형성기(149)의 이동은 유체 경로 형성기 이동 제어 장치(180)에 의해 제어될 수 있다.
실시 예에 따라, 파우치 모드에서, 파우치(120) 내의 피처리물의 멸균처리가 완료되면, 파우치(120) 내의 내부 기체를 배기하는 배기과정을 수행할 수 있으며, 이 경우, 제3밸브(151)과 제5밸브(153)는 폐쇄되고, 제4밸브(152)와 제6밸브(154)는 개방될 수 있다. 이 때, 파우치(120) 내의 내부 기체는 제2유체 경로 형성기(149)를 통하여 배기될 수 있다.
실시 예에 따라, 챔버 모드에서, 챔버(110) 내의 피처리물의 멸균처리가 완료되면, 챔버(110) 내의 내부 기체를 배기하는 배기과정을 수행할 수 있으며, 이 경우, 제4밸브(152)과 제5밸브(153)는 폐쇄되고, 제3밸브(151)와 제6밸브(154)는 개방될 수 있다.
실시 예에 따라, 파우치 모드에서, 파우치(120) 내를 대기압 상태로 벤트(vent) 할 수 있으며, 이 경우, 제3밸브(151)과 제6밸브(154)는 폐쇄되고, 제4밸브(152)와 제5밸브(153)는 개방될 수 있다. 이 때, 파우치(120) 내의 내부 기체는 제2유체 경로 형성기(149)를 통하여 벤트될 수 있다.
실시 예에 따라, 챔버 모드에서, 챔버(110) 내를 대기압 상태로 벤트(vent) 할 수 있으며, 이 경우, 제4밸브(152)과 제6밸브(154)는 폐쇄되고, 제3밸브(151)와 제5밸브(153)는 개방될 수 있다.
펌프(160)는 파우치(120) 또는 챔버(110) 내의 멸균제 또는 내부 기체를 배기하기 위하여 압력을 가할 수 있다.
실시 예에 따라, 펌프(160)는 멸균처리 이전에 챔버(110) 또는 파우치(120)을 진공 상태로 만들기 위하여, 챔버(110) 또는 파우치(120) 내부의 내부 기체를 배기시킬 수 있다.
실시 예에 따라, 펌프(160)는 멸균처리 이후에 챔버(110) 또는 파우치(120)에 남아 있는 멸균제를 배기하기 위하여, 챔버(110) 또는 파우치(120) 내부의 내부 기체를 배기시킬 수 있다.
실시 예에 따라, 펌프(160)의 앞단에는 멸균제를 분해하기 위한 멸균제 분해 장치(미도시)를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 멸균제 분해 장치는 플라즈마 소스(plasma source)일 수 있다.
제1필터(171)는 멸균 장치(100)로 주입되는 내부 기체를 여과하여, 여과된 내부 기체를 멸균 장치(100) 내로 유입시킬 수 있다. 제2필터(172)는 멸균 장치(100)로부터 배기되는 내부 기체를 여과하여, 멸균 장치(100) 외부로 배출할 수 있다. 실시 예에 따라, 제1필터(171)와 제2필터(172) 각각은 미세 먼지, 세균 등을 여과할 수 있다.
유체 경로 형성기 이동 제어 장치(180)는 유체 경로 형성기 구동부(needle driving unit, 182), 유체 경로 형성기 구동부 부하 측정기(needle driving unit load detector, 184), 및 제어기(controller, 186)를 포함할 수 있다.
유체 경로 형성기 구동부(182)는 제1유체 경로 형성기(141, 142)와 제2유체 경로 형성기(149) 각각을 이동시킬 수 있다.
실시 예에 따라, 유체 경로 형성기 구동부(182)는 제1유체 경로 형성기(141, 142)와 제2유체 경로 형성기(149) 각각을 동일한 축 방향으로 이동시킬 수 있다.
실시 예에 따라, 유체 경로 형성기 구동부(182)는 리니어 모터(linear motor)를 포함할 수 있다.
실시 예에 따라, 유체 경로 형성기 구동부(182)는 제1유체 경로 형성기(141, 142)와 제2유체 경로 형성기(149) 각각을 이동시키기 위한 복수의 모터들로 구성될 수 있다.
실시 예에 따라, 유체 경로 형성기 구동부(182)는 유체 경로 형성기(예컨대, 141, 142, 또는 149)의 이동 경로와 동일한 축 상에 위치할 수 있다. 예컨대, 유체 경로 형성기(예컨대, 141, 142, 또는 149)가 상하 방향으로 이동하는 경우, 유체 경로 형성기 구동부(182)는 유체 경로 형성기(예컨대, 141, 142, 또는 149)가 이동하는 상하 방향의 축과 동일한 축 상에 위치할 수 있다.
유체 경로 형성기 구동부 부하 측정기(184)는 유체 경로 형성기 구동부(182)에 의해 제1유체 경로 형성기(141, 142)와 제2유체 경로 형성기(149) 각각에 가해지는 부하(load, (예컨대, 토크(torque)))를 측정할 수 있다.
실시 예에 따라, 유체 경로 형성기 구동부 부하 측정기(184)는 유체 경로 형성기 구동부(182)에 포함된 모터의 전류값을 측정함으로써 유체 경로 형성기 구동부(182)에 의해 제1유체 경로 형성기(141, 142)와 제2유체 경로 형성기(149) 각각에 가해지는 부하를 측정할 수 있다.
제어기(186)는 유체 경로 형성기 구동부 부하 측정기(184)에 의해 측정된 유체 경로 형성기 구동부(182)의 부하의 변화에 따라, 제1유체 경로 형성기(141, 142)와 제2유체 경로 형성기(149) 각각을 제어할 수 있다.
제어기(186)는 유체 경로 형성기 구동부 부하 측정기(184)에 의해 측정된 유체 경로 형성기 구동부(182)의 부하가 극대값을 가지는 지점을 기준 지점으로 결정하고, 식별된 기준 지점으로부터 추가 이동 거리만큼 제1유체 경로 형성기(141, 142) 또는 제2유체 경로 형성기(149)를 이동시킬 수 있다.
실시 예에 따라, 추가 이동 거리는 기 설정된 값일 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 추가 이동 거리는 유체 경로 형성기 구동부 부하 측정기(184)에 의해 측정된 부하의 변화에 기초하여 유동적으로 설정될 수 있다. 예컨대, 유체 경로 형성기 구동부 부하 측정기(184)에 의해 측정된 부하의 변화가 상대적으로 급격할수록 측정된 부하의 변화가 완만한 경우에 비하여 추가 이동 거리는 상대적으로 짧게 설정될 수 있다.
도 4는 도 1의 멸균 장치에 포함된 멸균제 보관 장치의 일 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 3과 도 4를 참조하면, 멸균제 보관 장치(130)는 프레임(135) 내에 복수의 멸균제 보관 유닛들(131, 132)과 복수의 밀봉 부재들(224, 225, 242)을 포함할 수 있다.
도 4에서는 설명의 편의를 위하여 멸균제 보관 장치(130)와 함께 제1유체 경로 형성기(141, 142) 및 제2유체 경로 형성기(149)가 도시된다.
제1멸균제 보관 유닛(131)은 제1용기(210)와 제2용기(220)를 포함할 수 있다.
제1용기(210)는 내부에 멸균제를 보관할 수 있다. 실시 예에 따라, 제1용기(210)는 액체 상태의 멸균제를 내부에 밀폐된 상태로 보관할 수 있다.
실시 예에 따라, 제1용기(210)는 전체가 통기성 소재로 형성될 수 있다.
본 명세서에서 "통기성 소재"은 실시 예에 따라, PE(polyethylene), PP(polypropylene) 등의 PO(Polyolefine)로 구현될 수 있으며, 그 외에도 기체를 투과시킬 수 있는 다양한 소재로 구현될 수 있다.
실시 예에 따라, 멸균제는 액체 상태의 과산화수소(H2O2), 에틸렌옥사이드(C2H4O), 또는 이산화염소(ClO2) 등일 수 있다.
제2용기(220)는 제1용기(210)를 감싸도록 구성될 수 있다.
실시 예에 따라, 제2용기(220)는 적어도 일부(222)가 통기성 소재로 형성될 수 있다. 실시 예에 따라, 제2용기(220)의 적어도 일부(222)는 제2용기(220)의 상면에 위치할 수 있다. 제2용기(220)에서 통기성 소재로 형성된 적어도 일부(222)의 위치와 영역의 크기는 다양한 변형이 가능하다.
실시 예에 따라, 제2용기(220)의 적어도 일부(222)를 제외한 나머지 일부는 비통기성 소재로 형성될 수 있다.
본 명세서에서 "비통기성 소재"은 물리적으로 기체가 완전히 투과될 수 없는 소재 이외에도, "통기성 소재"에 비하여 상대적으로 기체 투과도가 낮은 소재를 포함하여 의미할 수 있다.
본 명세서에서 "비통기성 소재"은 실시 예에 따라 나일론(nylon) 등의 폴리아미드, ABS 수지(acrylonitrile butadiene styrene resin) 등의 스티렌계 수지, 또는 Aluminum 필름 등의 무기계 필름 등으로 구현될 수 있다.
실시 예에 따라, 제2용기(220)의 적어도 일부(222)를 제외한 나머지 일부는 적어도 일부(222)의 소재에 비하여 멸균제에 대한 내화학성이 상대적으로 높은 소재로 형성될 수 있다.
실시 예에 따라, 제1용기(210)를 형성하는 통기성 소재보다 제2용기의 적어도 일부(222)를 형성하는 통기성 소재의 통기성이 상대적으로 더 높을 수 있다. 이 경우, 제1용기(210)를 형성하는 통기성 소재는 제1용기(210) 내부에 보관된 멸균제의 자연적 분해 속도를 적절히 통제할 수 있는 수준의 소재와 두께로 선택될 수 있다. 또한, 제2용기의 적어도 일부(222)를 형성하는 통기성 소재의 통기성은 제1용기(210)를 형성하는 통기성 소재보다 높은 통기성을 가짐에 따라, 제1용기(210) 밖으로 배출된 기체를 효과적으로 배출시킬 수 있다.
제1밀봉부재(224)는 제1용기(210)와 제2용기(220) 중에서 적어도 어느 하나와 결합되며, 제1유체 경로 형성기(141)에 의해 관통될 수 있다.
실시 예에 따라, 제1밀봉부재(224)는 탄성 소재로 형성되어, 제1유체 경로 형성기(141)에 의해 관통된 경로를 회복할 수 있다.
제1유체 경로 형성기(141)가 제1밀봉부재(224)와 제1용기(210)를 관통하여 제1용기(210) 내부의 멸균제를 추출할 때, 멸균제의 일부가 제1유체 경로 형성기(141)로부터 유출되더라도 제2용기(220)에 의해 멸균제의 외부 유출은 방지될 수 있다.
제2멸균제 보관 유닛(132)은 제1멸균제 보관 유닛(131)과 실질적으로 동일하게 구성되며, 제2밀봉부재(225)는 제1밀봉부재(224)와 실질적으로 동일하게 구성될 수 있다.
제3밀봉부재(242)는 멸균제 보관 장치(130)의 프레임(135)에 결합되어, 제2유체 경로 형성기(149)로부터 파우치(120) 내로 주입되는 멸균제가 멸균제 보관 장치 외부로 유출되지 않도록 밀봉 상태를 유지할 수 있다.
실시 예에 따라, 제3밀봉부재(242)는 탄성 소재로 형성되어, 제2유체 경로 형성기(149)에 의해 관통된 경로를 회복할 수 있다.
도 5는 도 4의 멸균제 보관 장치에 유체 경로 형성기가 삽입되는 과정과 상태를 나타낸 도면이다. 도 6은 도 5의 유체 경로 형성기가 삽입되는 과정에 따른 유체 경로 형성기 구동부의 부하의 변화의 일 실시 예에 따른 그래프이다.
도 5에서는 설명의 편의를 위하여 멸균제 보관 장치(130)의 일측 제1유체 경로 형성기(141)가 삽입되는 과정과 상태만을 도시한다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 제1유체 경로 형성기(141)는 제1용기(210)에 보관된 멸균제를 추출하기 위하여 유체 경로 형성기 구동부(182)에 의하여 위쪽 방향으로 이동되며, 제1유체 경로 형성기(141)가 제1밀봉부재(224) 또는 제2용기(220)의 일면을 관통하는 과정에서 유체 경로 형성기 구동부(182)의 부하(예컨대, 토크)를 증가시키게 된다.
도 6을 함께 참조하면, 제1유체 경로 형성기(141)의 상단이 제1밀봉부재(224) 또는 제2용기(220)의 일면을 관통하기 시작한 제1상태(STATE1)에서 유체 경로 형성기 구동부(182)의 부하가 제1기준 부하값(Lr1)으로부터 제1극대값(Lp1)까지 증가하게 된다.
제1유체 경로 형성기(141)가 제1밀봉부재(224) 또는 제2용기(220)의 일면을 완전히 관통하게 되면 유체 경로 형성기 구동부(182)의 부하는 제2기준 부하값(Lr1)으로 낮아지게 된다.
실시 예에 따라, 제2기준 부하값(Lr2)은 제1유체 경로 형성기(141)의 적어도 일부가 제1밀봉부재(224) 또는 제2용기(220)의 일면에 걸쳐있는 경우에 제1기준 부하값(Lr1)보다 클 수 있다.
도 5로 돌아와서, 제1유체 경로 형성기(141)는 제1용기(210)에 보관된 멸균제를 추출하기 위하여 유체 경로 형성기 구동부(182)에 의하여 더욱 위로 이동되며, 제1유체 경로 형성기(141)가 제1용기(210)의 일면을 관통하는 과정에서 유체 경로 형성기 구동부(182)의 부하를 다시 증가시키게 된다.
도 6을 함께 참조하면, 제1유체 경로 형성기(141)의 상단이 제1용기(210)의 일면을 관통하기 시작한 제2상태(STATE2)에서 유체 경로 형성기 구동부(182)의 부하가 제2기준 부하값(Lr2)으로부터 제2극대값(Lp2)까지 증가하게 된다.
제1유체 경로 형성기(141)가 제1용기(210)의 일면을 완전히 관통하게 되면 유체 경로 형성기 구동부(182)의 부하는 제3기준 부하값(Lr3)으로 낮아지게 된다.
실시 예에 따라, 제3기준 부하값(Lr3)은 제1유체 경로 형성기(141)의 적어도 일부가 제1용기(220)의 일면에 걸쳐있는 경우에 제2기준 부하값(Lr2)보다 클 수 있다.
실시 예에 따라, 제2극대값(Lp2)은 제1극대값(Lp1)에 비하여 작을 수 있다.
제어기(186)는 유체 경로 형성기 구동부 부하 측정기(184)에 의해 측정되는 유체 경로 형성기 구동부(182)의 부하의 변화에 따라, 유체 경로 형성기 구동부(182)의 부하가 극대값을 가지는 지점(예컨대, dp1 또는 dp2)을 검출할 수 있다.
실시 예에 따라, 유체 경로 형성기 구동부(182)의 부하의 첫번째 극대값, 즉 제1극대값(Lp1)에 상응하는 지점(dp1)이 기준 지점으로 검출될 수도 있다.
실시 예에 따라, 유체 경로 형성기 구동부(182)의 부하의 두번째 극대값, 즉 제2극대값(Lp2)에 상응하는 지점(dp2)이 기준 지점으로 검출될 수도 있다.
실시 예에 따라, 유체 경로 형성기 구동부(182)의 부하의 극대값들 중에서 가장 큰 값을 가지는 극대값이 기준 지점으로 검출될 수 있다.
실시 예에 따라, 제어기(186)는 유체 경로 형성기 구동부(182)의 부하의 하락 값 또는 하락 비율이 기준값 이상인지 여부에 따라 유체 경로 형성기 구동부(182)의 부하가 극대값을 가지는 기준 지점(예컨대, dp1 또는 dp2)을 검출할 수 있다.
또 다른 실시 예에 따라, 제어기(186)는 유체 경로 형성기 구동부(182)의 부하의 하락 값 또는 하락 비율이 기준값 이상인 지점이 유체 경로 형성기의 기준 이동 거리 범위 내에서 발생한 경우에 해당 지점을 기준 지점으로 판단할 수 있다. 예컨대, 제어기(186)에는 기준 지점일 것으로 예상되는 지점의 범위가 기준 이동 거리 범위로서 미리 설정될 수 있다.
실시 예에 따라, 제어기(186)는 기준 지점(예컨대, dp1 또는 dp2)에 상응하는 시점으로부터 제1유체 경로 형성기(예컨대, 141, 142)를 추가 이동 거리만큼 더 이동시킬 수 있다. 제1유체 경로 형성기(예컨대, 141, 142)의 경우 추가 이동 거리만큼 이동한 이후에 멸균제 보관 유닛(예컨대, 131 또는 132)에 보관된 멸균제를 추출할 수 있다.
실시 예에 따라, 제2유체 경로 형성기(149)의 경우에는 도 6의 유체 경로 형성기 구동부(182)의 부하 변화와는 달리 제3밀봉부재(242)를 관통하는 과정에서 1번의 극대값만 발생할 수 있다. 이 때에는 상기 극대값이 발생한 시점이 기준 지점이 될 수 있다.
제2유체 경로 형성기(149)의 경우, 유체 경로 형성기 구동부(182)의 부하가 극대값을 가지는 기준 지점으로부터 추가 이동 거리만큼 이동한 이후에, 피처리물이 배치된 공간(예컨대, 챔버(110) 또는 파우치(120))에 기화된 멸균제를 주입하거나, 피처리물에 대한 멸균처리가 완료된 공간(예컨대, 챔버(110) 또는 파우치(120)) 내의 내부 기체를 배기할 수 있다.
제2유체 경로 형성기(149)를 통하여 기화된 멸균제를 주입하는 경로와, 내부 기체를 배기하는 경로에 대해서는 도 7과 도 8을 참조하여 후술하도록 한다.
도 7은 도 1의 멸균 장치에서 제2유체 경로 형성기의 일 실시 예에 따른 이동 상태를 나타낸 도면이다. 도 8은 도 1의 멸균 장치에서 제2유체 경로 형성기의 다른 실시 예에 따른 이동 상태를 나타낸 도면이다.
도 1과 도 7을 참조하면, 기화기(147)로부터 제2유체 경로 형성기(149)로 형성되는 멸균제 주입 경로(PATH_INJ)와, 제2유체 경로 형성기(149)에 의해 배기된 파우치(120)의 내부 기체의 배기 경로(PATH_EXH)는 밀폐 공간(150)을 형성할 수 있다.
멸균제 주입 경로(PATH_INJ)는 제1유체 경로 형성기(141, 142)와 연결될 수 있으며, 내부 기체의 배기 경로(PATH_EXH)는 펌프(160)와 연결될 수 있다.
실시 예에 따라, 내부 기체의 배기 경로(PATH_EXH)는 제1가열 블록(147-1)이 형성된 영역과는 인접하지 않고, 제2가열 블록(147-2)이 형성된 영역과 인접하게 배치될 수 있다.
기화기(147)는 멸균제를 1차 가열하기 위한 제1가열 블록(147-1)과 멸균제를 2차 가열하여 기화시키기 위한 제2가열 블록(147-2)을 포함할 수 있다.
제1가열 블록(147-1)에 의하여 멸균제가 1차 가열되는 경우, 멸균제는 제1가열 블록(147-1)의 주변을 회전하는 형태의 경로를 거치면서 1차 가열될 수 있다.
실시 예에 따라, 멸균제는 1차 가열되는 과정에서 나선형 와류를 형성하면서 제1가열 블록(147-1)에 의해 가열될 수 있다.
제2가열 블록(147-2)에 의하여 멸균제가 2차 가열되는 경우, 멸균제는 제2가열 블록(147-2)에 인접한 "ㄹ"자 형태의 경로를 거쳐서 2차 가열될 수 있다.
실시 예에 따라, 제2가열 블록(147-2)은 멸균제가 이동하는 "ㄹ"자 형태의 경로의 전면과 후면 중 적어도 어느 하나에 배치될 수 있다.
실시 예에 따라, 멸균제는 2차 가열되는 과정에서, "ㄹ"자 형태의 경로를 거치면서 제2가열 블록(147-2)에 의한 가열을 충분히 거치면서 기화될 수 있다.
제1가열 블록(147-1)과 제2가열 블록(147-2)에 의해 가열되어 기화된 멸균제는 제2유체 경로 형성기(149)의 제2홀(NH2)로 주입되며, 주입된 멸균제는 제2유체 경로 형성기(149)의 제1홀(NH1)을 통하여 피처리물이 배치된 공간(예컨대, 챔버(110) 또는 파우치(120))으로 주입될 수 있다.
피처리물에 대한 멸균처리가 완료된 공간(예컨대, 챔버(110) 또는 파우치(120)) 내의 내부 기체는 제2유체 경로 형성기(149)의 제1홀(NH1)을 통하여 흡입되어 제2유체 경로 형성기(149)의 제2홀(NH2)로 배출되며 내부 기체의 배기 경로(PATH_EXH)를 통하여 배기될 수 있다.
실시 예에 따라, 밀폐 공간(150)에서 제2유체 경로 형성기(149)가 관통하는 영역에는 밀폐 상태를 유지하기 위한 밀폐 부재들(150-1, 150-2)이 형성될 수 있다.
도 1과 도 8을 참조하면, 제2유체 경로 형성기(149)가 멸균제를 피처리물이 배치된 공간(예컨대, 챔버(110) 또는 파우치(120))으로 주입하거나 피처리물에 대한 멸균처리가 완료된 공간(예컨대, 챔버(110) 또는 파우치(120)) 내의 내부 기체를 배기하지 않는 상태(예컨대, 대기 상태)에서, 제2유체 경로 형성기(149)에 형성되어 있는 복수의 홀들(예컨대, NH1, NH2) 모두는 밀폐된 멸균제의 주입 경로(PATH_INJ)와 내부 기체의 배기 경로(PATH_EXH) 상에, 즉 밀폐 공간(150) 내에 배치될 수 있다.
실시 예에 따라, 제2유체 경로 형성기(149)가 멸균제를 피처리물이 배치된 공간(예컨대, 챔버(110) 또는 파우치(120))으로 주입하거나 피처리물에 대한 멸균처리가 완료된 공간(예컨대, 챔버(110) 또는 파우치(120)) 내의 내부 기체를 배기하지 않는 상태(예컨대, 대기 상태)에서, 제2유체 경로 형성기(149)에 형성되어 있는 복수의 홀들(예컨대, NH1, NH2) 모두는 밀폐된 멸균제의 주입 경로(PATH_INJ)와 내부 기체의 배기 경로(PATH_EXH)와 구분된 외부, 즉 밀폐 공간(150)의 외부에 배치될 수 있다.
도 1 내지 도 8에서는 멸균 장치(100)에 적용된 유체 경로 형성기 이동 제어 장치(180)에 대하여 예시하고 있으나, 본 발명의 실시 예에 따른 유체 경로 형성기 이동 제어 장치(180)는 기술적 사상 및 범위 내에서 다양한 장치에 적용될 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 유체 경로 형성기 이동 제어 방법의 일 실시 예에 따른 플로우차트이다.
도 1 내지 도 9를 참조하면, 유체 경로 형성기 구동부(182)는 유체 경로 형성기(예컨대, 141, 142, 또는 149)를 이동시킬 수 있다(S910).
실시 예에 따라, 유체 경로 형성기 구동부(182)는 제1유체 경로 형성기(141, 142)와 제2유체 경로 형성기(149) 각각을 동일한 축 방향(예컨대, 상하 방향 또는 좌우 방향 등)으로 이동시킬 수 있다.
유체 경로 형성기 구동부 부하 측정기(184)는 유체 경로 형성기 구동부(182)에 의해 유체 경로 형성기(예컨대, 141, 142, 또는 149)에 가해지는 부하를 측정할 수 있다(S920).
실시 예에 따라, 유체 경로 형성기 구동부 부하 측정기(184)는 유체 경로 형성기 구동부(182)에 포함된 모터의 전류값을 측정함으로써 유체 경로 형성기 구동부(182)에 의해 유체 경로 형성기(예컨대, 141, 142, 또는 149)에 가해지는 부하(예컨대, 토크)를 측정할 수 있다.
제어기(186)는 유체 경로 형성기 구동부 부하 측정기(184)에 의해 측정된 유체 경로 형성기 구동부(182)의 부하의 변화에 따라, 기준 지점을 결정할 수 있다(S930).
실시 예에 따라, 제어기(186)는 유체 경로 형성기 구동부 부하 측정기(184)에 의해 측정된 유체 경로 형성기 구동부(182)의 부하가 극대값을 가지는 지점을 기준 지점으로 결정할 수 있다. 예컨대, 유체 경로 형성기 구동부(182)의 부하가 극대값을 가지는 지점이 복수개인 경우, 제어기(186)는 복수개의 지점들 중에서 어느 하나를 기준 지점으로 결정할 수 있다.
실시 예에 따라, 제어기(186)는 유체 경로 형성기 구동부 부하 측정기(184)에 의해 측정된 유체 경로 형성기 구동부(182)의 부하가 극대값을 가지는 지점과 일정 값이 떨어진 지점을 기준 지점으로 설정할 수도 있다.
제어기(186)는 S930 단계에서 결정된 기준 지점을 기초로, 유체 경로 형성기(예컨대, 141, 142, 또는 149)가 추가 이동 거리만큼 이동하도록 유체 경로 형성기(예컨대, 141, 142, 또는 149)를 제어할 수 있다(S940).
실시 예에 따라, 추가 이동 거리는 기 설정된 값일 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 추가 이동 거리는 유체 경로 형성기 구동부 부하 측정기(184)에 의해 측정된 부하의 변화에 기초하여 유동적으로 설정될 수 있다. 예컨대, 유체 경로 형성기 구동부 부하 측정기(184)에 의해 측정된 부하의 변화가 상대적으로 급격할수록 측정된 부하의 변화가 완만한 경우에 비하여 추가 이동 거리는 상대적으로 짧게 설정될 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.
100 : 멸균 장치
110 : 챔버
120 : 파우치
130: 멸균제 보관 장치
150 : 밀폐 공간
180 : 유체 경로 형성기 이동 제어 장치

Claims (16)

  1. 유체 경로 형성기를 이동시키는 유체 경로 형성기 구동부;
    상기 유체 경로 형성기의 이동에 따라 변하는 상기 유체 경로 형성기 구동부의 부하를 측정하는 유체 경로 형성기 구동부 부하 측정기; 및
    측정된 상기 유체 경로 형성기 구동부의 부하의 변화에 따라 결정된 기준 지점을 기초로, 상기 유체 경로 형성기가 추가 이동 거리만큼 이동하도록 상기 유체 경로 형성기를 제어하는 제어기를 포함하는, 유체 경로 형성기 이동 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는,
    측정된 상기 유체 경로 형성기 구동부의 부하가 극대값을 가지는 기준 지점을 기초로, 상기 유체 경로 형성기가 추가 이동 거리만큼 이동하도록 상기 유체 경로 형성기를 제어하는, 유체 경로 형성기 이동 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 유체 경로 형성기 구동부의 부하의 하락 값 또는 하락 비율이 기준값 이상인지 여부에 따라 상기 유체 경로 형성기 구동부의 부하가 극대값을 가지는 상기 기준 지점을 판단하는, 유체 경로 형성기 이동 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 유체 경로 형성기 구동부의 부하의 하락 값 또는 하락 비율이 기준값 이상인 지점이, 상기 유체 경로 형성기의 기준 이동 거리 범위 내에서 발생한 경우에 상기 유체 경로 형성기 구동부의 부하가 극대값을 가지는 지점을 상기 기준 지점으로 판단하는, 유체 경로 형성기 이동 제어 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    멸균제 보관 유닛에 보관된 멸균제는,
    상기 유체 경로 형성기가 상기 추가 이동 거리만큼 이동한 이후에 상기 유체 경로 형성기에 의해 추출되는, 유체 경로 형성기 이동 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 멸균제 보관 유닛은,
    내부에 멸균제를 보관하는 제1용기; 및
    상기 제1용기를 감싸는 제2용기를 포함하는, 유체 경로 형성기 이동 제어 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기준 지점은,
    상기 유체 경로 형성기가 상기 제2용기의 일면을 관통하는 지점에 상응하는, 유체 경로 형성기 이동 제어 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 기준 지점은,
    상기 유체 경로 형성기가 상기 제1용기의 일면을 관통하는 지점에 상응하는, 유체 경로 형성기 이동 제어 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 기준 지점은,
    측정된 상기 유체 경로 형성기 구동부의 부하의 두번째 극대값에 상응하는 지점인, 유체 경로 형성기 이동 제어 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 유체 경로 형성기는,
    상기 추가 이동 거리만큼 이동한 이후에 피처리물이 배치된 공간에 기화된 멸균제를 주입하거나, 상기 추가 이동 거리만큼 이동한 이후에 상기 피처리물에 대한 멸균처리가 완료된 상기 공간 내의 내부 기체를 배기하는, 유체 경로 형성기 이동 제어 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 유체 경로 형성기는,
    봉 형상의 제1가열 블록에 의해 1차로 가열되고, 면 형상의 제2가열 블록에 의해 2차로 가열되어 기화된 상기 멸균제를 상기 피처리물이 배치된 공간에 주입하는, 유체 경로 형성기 이동 제어 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 멸균제는,
    상기 제1가열 블록의 주변을 회전하는 형태의 경로를 거쳐서 1차 가열되고,
    상기 제2가열 블록에 인접한 'ㄹ'자 형태의 경로를 거쳐서 2차 가열되는, 유체 경로 형성기 이동 제어 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 유체 경로 형성기는,
    상기 멸균제를 주입하거나 상기 내부 기체를 배기하지 않는 상태에서, 상기 유체 경로 형성기에 형성되어 있는 복수의 홀들 모두가 밀폐된 멸균제의 주입 경로와 내부 기체의 배기 경로 상에 배치되는, 유체 경로 형성기 이동 제어 장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 유체 경로 형성기는,
    상기 멸균제를 주입하거나 상기 내부 기체를 배기하지 않는 상태에서, 상기 유체 경로 형성기에 형성되어 있는 복수의 홀들 모두가 밀폐된 멸균제의 주입 경로와 내부 기체의 배기 경로와 구분된 외부에 배치도록 상기 제어기에 의해 제어되는, 유체 경로 형성기 이동 제어 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 유체 경로 형성기 구동부는,
    상기 유체 경로 형성기의 이동 경로와 동일한 축 상에 위치하는, 유체 경로 형성기 이동 제어 장치.
  16. 유체 경로 형성기 구동부의 부하를 측정하는 유체 경로 형성기 구동부 부하 측정기로부터 유체 경로 형성기의 이동에 따라 변하는 상기 유체 경로 형성기 구동부의 부하를 제공받는 단계;
    상기 유체 경로 형성기 구동부의 부하의 변화에 따라 기준 지점을 결정하는 단계; 및
    결정된 기준 지점을 기초로, 상기 유체 경로 형성기가 추가 이동 거리만큼 이동하도록 상기 유체 경로 형성기를 제어하는 단계를 포함하는, 유체 경로 형성기 이동 제어 방법.
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