KR20190040342A - 추진제 충전 장치 - Google Patents

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KR20190040342A
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멕시켐 플루어 소시에다드 아노니마 데 카피탈 바리아블레
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Abstract

추진제로 충전하기 위한 하나 이상의 용기를 내부에 수용하기 위한 충전 부스(11); 추진제 공급원으로부터 상기 충전 부스(11) 내의 하나 이상의 용기에 추진제를 공급할 수 있는 충전 부스(11)에 대한 추진제 유입구(12); 불활성 가스 공급원(14)으로부터의 불활성 가스를 상기 충전 부스(11)로 공급하는 불활성 가스 유입구(13); 상기 충전 부스(11)로부터의 배출구(16); 상기 충전 부스(11) 내의 가스의 압력을 대기압보다 낮게 유지하도록 팬 속도를 조절할 수 있는 추출 팬(17); 및 상기 충전 부스(11) 내의 산소의 수준을 검출할 수 있고 상기 충전 부스(11) 내의 산소의 수준이 산소 임계치 수준 아래로 떨어질 때 상기 충전 부스(11) 내의 불활성 가스의 순환을 유발할 수 있는 산소 검출기(27)를 포함하는, 추진제 충전 장치(10).

Description

추진제 충전 장치
본 발명은 추진제 충전 장치 및 그 작동 방법에 관한 것이다.
추진제는 제약, 가정용 및 화장품용 에어로졸 산업에서 널리 사용된다.
제약 업계에서, MDI (Metered Dose Inhalers)라고도 알려진 흡입용 에어로졸은 분무된 형태로 약물을 전달하는 효과적인 방법을 제공한다. 추진제는 노즐 또는 이와 유사한 분무 출구를 통해 약물을 용기 밖으로 밀어내는 데 사용된다. 본원에서 정의된 본 발명은 MDI 충전 장치에서 추진제의 취급에 특히 유익하다. 또한 다른 추진제 충전 상황에서도 유익하다.
이전에는 클로로플루오로카본 (CFC)이 추진제로 사용되었지만 1989년 몬트리올 의정서가 발효됨에 따라 CFC가 지구의 오존층에 미치는 부정적인 영향으로 인해 거의 모든 국가에서 대체되었다. 많은 가정용 및 소비자용 에어로졸이 탄화수소 (HC) 추진제로 전환되었지만 의료용 에어로졸 분야의 특정 요구사항, 특히 천식 흡입기와 같은 흡입용 에어로졸에는 비가연성 하이드로플루오로카본 (HFC): HFC 134a 1,1,1,2-테트라플루오로에탄) 또는 HFC 227 (1,1,1,2,3,3,3-헵타플루오로프로판) 또는 이들 둘의 조합물의 사용이 요구된다.
많은 HFC가 지구 온난화 지수 (GWP)가 높다는 점과 또한 가능한 경우 감소된-GWP HFC를 채택하는 것에 대한 관심이 증가하고 있다. 다른 HFC와 비교할 때 상대적으로 낮은 지구 온난화 지수를 갖는 HFC의 예는 R32 (디플루오로메탄), R152a (1,1-디플루오로에탄), R1234yf (1,1,1,2-테트라플루오로프로펜), R1234ze(E) 및 (Z) (1,1,1,3-테트라플루오로프로펜) 및 HCFC R1233zd(E) (트랜스-1-클로로-3,3,3-트리플루오로프로펜)을 포함한다. 그러나, R1233zd(E)를 제외하고 이러한 GWP 감소 유액 모두는 어느 정도 가연성이 있다. 이 가연성은 특히 보관과 관련하여, 특히 소위 "현행 우수 제조 관리기준 (cGMP: current good manufacturing practices)" 환경에서 생산 상황에서 추진제의 취급과 관련하여 어려움을 야기한다. 본 발명은 이러한 문제를 해결하고자 한다.
본 발명의 일 양상에에 따르면, 추진제로 충전하기 위한 하나 이상의 용기를 그 내부에 수용하기 위한 충전 부스; 추진제 공급원으로부터 상기 충전 부스 내의 하나 이상의 용기에 충전하기 위해 추진제를 공급할 수 있는 충전 부스에 대한 추진제 유입구; 불활성 가스 공급원으로부터 불활성 가스를 상기 충전 부스로 공급하는 불활성 가스 유입구; 상기 충전 부스로부터의 배출구; 상기 충전 부스 내의 가스의 압력을 상기 충전 부스 외부의 대기압보다 낮게 유지하도록 그 팬 속도를 조절할 수 있는 추출 팬; 및 상기 충전 부스 내의 산소의 수준을 검출하고 상기 충전 부스 내의 산소의 수준이 상기 추진제의 최대 산소 농도에 비례하는 산소 임계치 수준에 도달하거나 이를 초과할 때, 상기 충전 부스 내의 불활성 가스의 순환을 유발할 수 있는 산소 검출기를 포함하는, 추진제 충전 장치를 제공한다.
사용시, 본 발명의 장치는 추진제와 같은 그러나 이에 제한되지 않는 가연성 성분을 함유하는 밀폐된 체적 (즉, 충전 부스) 내로 불활성 가스의 제어된 도입을 허용한다. 이렇게 하면 밀폐된 체적의 산소 수준이 낮아지므로 폭발이나 점화 현상이 발생할 위험이 줄어든다. 이와 관련하여, 여러 가지 이유로 주변 공기가 충전 부스로 새어 나와 산소 수준이 안전 임계치 이상으로 상승하여 폭발이나 점화의 위험이 생길 수 있다. 본 발명은 이러한 산소 함량의 그러한 증가가 발생하는 것을 방지한다.
본원에서 사용된 바와 같이 "산소 수준"이란 언급은 예를 들어, 충전 부스에 의해 한정된 밀폐된 체적에서 산소의 농도를 언급한다. 유사하게, 불활성 가스의 수준과 추진제의 수준에 대한 언급은 예를 들어, 충전 부스의 것과 같은 체적 내 농도 수준을 언급한다.
상기 정의된 바와 같은 추진제 충전 장치는, 가장 위험하고 (예를 들어, 시동 및 셧다운 중에) 또한 불활성 가스의 수준을 제어하는 충전 공정에서 그 시간에만 불활성 가스의 도입을 제어하기 때문에 더 유리하다. 이는 불활성 가스의 소비를 최소화함으로써 비용을 감소시킨다. 추가의 장점은 장치의 사용을 통해 불활성 가스가 공급되는 생산 영역의 체적이 최소로 유지되어 운전자의 안전을 향상시킨다는 점이다.
또한, 추출 팬은 부스 내의 압력을 대기압보다 낮게 제어함으로써 부스로부터 장치가 위치하는 공장 공간 또는 실내로 불활성 가스 또는 추진제의 누설이 없음을 보장한다. 이는, 예를 들어 실내의 불활성 가스량 증가로 인한 산소 고갈로부터 실내의 조작자를 보호하므로 바람직하다.
추진제 충전 장치가, 충전 부스 내의 추진제의 수준을 검출할 수 있고 충전 부스 내의 추진제의 수준이 추진제 임계치 수준 이상으로 상승할 때 충전 부스 내의 불활성 가스의 순환을 유발할 수 있는 추진제 검출기를 더 포함하는 것이 바람직하다.
추진제 검출기는 충전 부스 내의 추진제 수준이 충전 부스에서 폭발 또는 점화의 위험을 야기할 수 있는 수준을 초과하지 않도록 하는 추가 수단을 제공한다.
추진제는 가연성 가스일 수 있다. 가연성 추진제는 바람직하게는 R32 (디플루오로메탄), R152a (1,1-디플루오로에탄), R1234yf (1,1,1,2-테트라 플루오로프로펜), R1234ze(E) 및 (Z) (1,1,1,3-테트라플루오로프로펜) 및 HCFC R1233zd(E) (트랜스-1-클로로-3,3,3-트리플루오로프로펜) 중 하나 이상을 포함할 것이다. 보다 바람직하게, 추진제는 R32 및/또는 R152a를 포함할 것이고, 보다 바람직하게는 본질적으로 R32 및/또는 R152a로 구성될 것이다. 본질적으로 구성됨으로써, 추진제는 특정 추진제 성분(들)을 적어도 95 중량%, 더욱 바람직하게는 98 중량% 및 더욱 더 바람직하게는 적어도 99 중량% 포함하는 것을 의미한다. 추진제는 바람직하게는 1000 이하, 보다 바람직하게는 700 이하, 특히 바람직하게는 150 이하의 지구 온난화 지수 (GWP)를 갖는다.
추진제는 기타 비추진제 종, 예컨대 용매, 계면활성제, 윤활제, 및 에탄올, 글리세롤 및 계면활성제, 예컨대 올레산, 레시틴 및 폴리비닐피롤리돈 (PVP)을 포함하지만 이에 제한되지 않는 당업계에 통상적으로 사용되는 다른 부형제를 포함할 수 있다. 또한, 추진제는 추진제에서 용액 또는 현탁액 중 소량의 하나 이상의 활성 약제학적 성분 (API)을 포함할 수 있다.
본 명세서의 "추진제"라는 용어에 대한 언급은 전형적으로 순수한 추진제 (예컨대 R32 및/또는 R152a)를 지칭한다. 이러한 추진제는 대안적으로, 예를 들어, 성분 예컨대 극성 부형제/공용매, 예컨대 에탄올, 약물 및 계면활성제를 함유하는 혼합물에 당업자에 의해 이해되는 바와 같이 전형적으로 소량으로 존재할 수 있다.
R32 및/또는 R152a를 포함하는 추진제 (또는 추진제 혼합물)를 사용하는 것이 환경에 유익한데, 이는 오존 붕괴 가능성이 0이고 지구 온난화 지수가 더 낮고 몇 가지 다른 추진제 유형보다 대기 수명이 짧기 때문이다.
불활성 가스는 질소 및 아르곤을 포함하는 낮은 GWP를 갖는 임의의 비가연성 불활성 가스일 수 있다.
불활성이며, 널리 이용 가능하고, 다른 불활성 가스에 비해 상대적으로 저렴하기 때문에 산소를 고갈시키기 위해 질소를 사용하는 것이 유리하다. 그러나, 원할 경우, 이 목적을 위해 다른 가스가 사용될 수 있다.
산소 임계치 수준이 9.8 %인 것이 바람직하다. 안전성을 높이려면 산소 임계치 수준을 7.8 % 이하로 유지하는 것이 더 바람직하다.
추진제 충전 장치가 불활성 가스 공급원의 온도를 제어하고/하거나 불활성 가스 공급원의 습도를 제어하기 위한 제어기를 포함한다면 유리하다.
실내에서 가스 공급원의 온도 및 습도를 제어하는 능력은 제약 산업 및 본 발명이 사용될 수 있는 몇몇 다른 산업에서의 청정실 요건을 충족시키는 데 바람직하다.
편리하게는, 추출 팬의 속도는 충전 부스 내의 가스의 압력을 측정하며 (또는 측정된 압력을 나타내며 압력 제어기에 입력으로 공급되는, 전기적 또는 다른 물리적 신호와 같은 하나 이상의 신호를 발생시키는 압력 측정 장치에 작동 가능하게 연결된다) 측정된 압력을 충전 부스 근방 및 외부의 대기압과 비교하는 압력 제어기를 사용하여 제어될 수 있다. 바람직하게는 압력 제어기는 또한 표시기 기능을 수행하여 장치의 조작자가 충전 부스 내의 가스 압력을 육안으로 평가할 수 있다.
추진제 충전 장치가 cGMP 요건을 충족시킨다면 유리하다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 추진제 충전 장치를 작동시키는 방법이 제공되며, 상기 방법은 충전 부스 내의 하나 이상의 용기를 추진제로 충전하는 단계; 상기 충전 부스에 불활성 가스를 공급하는 단계; 상기 충전 부스 외부의 대기압보다 상기 충전 부스 내에 더 낮은 압력을 유지하도록 추출 팬의 팬 속도를 조정하는 단계; 충전 부스 내의 산소의 수준을 검출하는 단계; 및 상기 충전 부스 내의 산소의 검출된 수준이 상기 추진제의 최대 산소 농도에 상응하는 임계치 수준에 도달하거나 이를 초과할 때, 상기 충전 부스 내의 불활성 가스를 순환시키는 단계를 포함한다.
본 명세서에 사용된 용어 "충전"은 반드시 용기의 완전한 충전 또는 단일-단계 충전을 의미하는 것은 아니며; 반대로, 예를 들어, 부분 충전, 다수의 충전 단계를 수반하는 단계적 충전, 용기(들)의 과충전 및/또는 퍼징을 포함할 수 있다.
상기 방법이 충전 부스 내의 불활성 가스의 수준을 검출하는 단계를 더 포함한다면 유리하다.
이제, 본 발명에 따른 추진제 충전 장치의 실시예의 개략도인 첨부된 도 1을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 설명이 비제한적인 예로서 설명된다.
도 1은 충전 부스 (11)를 포함하는 추진제 충전 장치 (10)를 개략적인 형태로 도시한다. 충전 부스 (11)는 인접한 모서리를 따라 결합되어 용기에 충전제가 충전되도록 의도되는 입방 체적을 한정하는, 예를 들어, 5 개의 상호 직교 벽과 바닥으로 구성될 수 있다. 하나 이상의 충전 부스 벽은 개방 가능한 도어 또는 입방 공간으로의 인간의 접근을 허용하는 다른 개구부를 구비할 수 있다. 빈 용기의 주입과 채워진 용기의 배출을 허용하기 위해 하나 이상의 추가의 개구가 제공될 수 있다. 충전 부스 및 충전 장치의 실질적인 부분의 특성은 당업자에게 공지될 것이고, 여기에 상세한 설명을 요구하지는 않는다.
사용시, 충전 부스 (11)는 추진제로 충전하기 위해 그 내부에 도시되지 않은 하나 이상의 용기를 수용한다. MDI의 제조에서, 하나 이상의 용기는 액화 가압 추진제에 부유된 불용성 약물의 혼합물을 보유하기 위한 것이다. 다른 유형의 용기의 충전은 또한 본 발명에 따른 장치 및 방법을 사용하여 가능하다.
충전 부스 (11)는 전형적으로 cGMP 요건을 충족시키는 청정실 또는 공장 공간에 위치한다. 부가적으로, 전술한 바와 같이, 본 발명의 대부분의 실시예에서 추진제 충전 장치 (10) 자체는 cGMP 요건을 만족한다.
충전 부스 (11)는 추진제 공급원 (도 1에서 "R152a 누설 IN"으로 표시되어 있지만, 본 발명은 추진제로서 R152a 또는 실제로 단일 물질의 사용에 한정되지는 않음)으로부터 하나 이상의 용기에 충전하기 위한 추진제를 공급할 수 있는 추진제 유입구 (12)와, 가스 발생기, 실린더 또는 가스 탱크와 같은 그러나 이에 한정되지 않는 불활성 가스 공급원 (14)으로부터 불활성 가스를 충전 부스 (11)로 공급하는 불활성 가스 유입구 (13)를 포함한다. 불활성 가스 유입구 (13)는 불활성 가스 공급원 (14)과 충전 부스 (11)를 연결하는 가스 공급 라인이다.
도 1에서, 불활성 가스 공급원 (14)은 "N2 공급원"으로 표시되어 있다. 본원에서 설명된 바와 같이, 본 발명은 불활성 가스로서 질소의 사용이 제한되지 않지만, 많은 경우에 있어서 이 가스가 바람직하다.
충전 부스 (11)는 예를 들어, 분말-충전, 서스펜션-충전 및 콜드-충전 기술을 사용하여 작업할 수 있다. 이러한 기술은 예를 들어 MDI의 내용물을 형성하는 추진제 및 다른 물질로 용기를 채우기 위해 당업자에게 공지되어 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에서, 추진제는 R32 및/또는 R152a이다. 본 발명의 다른 구현예에서, 몇몇 경우 비-HFC 추진제를 비롯한 임의의 다양한 추진제가 사용될 수 있다.
언급된 바와 같이, 불활성 가스는 질소일 수 있다. 질소는 예를 들어, 질소 압력 스윙 흡착 (PSA) 시스템과 같은 그러나 이에 한정되지 않는 가스 발생기로부터 공급될 수 있다. PSA 시스템으로부터 생성된 질소는 추진제 충전 장치 (10)로 방출되기 전에 정확한 미립자 수준으로 여과되는 것이 바람직하다.
특히 질소로 제한되지 않는 불활성 가스의 다른 공급원이 본 발명의 범위 내에서 가능하다.
배출구 (16)는 가스가 충전 부스 (11)를 떠나 추진제 충전 장치 (10)의 외부로 배출되게 한다.
충전 부스 (11)는 배출부 (16)를 통해 충전 부스 (11) 내의 가스 압력이 충전 부스 (11) 외부의 대기압보다 낮게 유지되도록 팬 속도를 조정할 수 있는 추출 팬 (17)에 연결된다.
도시된 실시예에서 공기 입구 (18)는 또한 불활성 가스 유입구 (13)를 통해 충전 부스 (11)에 연결된다. 공기 입구 (18)는 이하에서 더 설명되는 밸브 (V1)에 의해 제어된다. 공기 입구 (18)는 추진제 충전 장치 (10) 외부로부터의 공기 (및 도 1의 "실내 IN로부터의 공기"로 표시되어 있음)가 충전 부스 (11)로 들어가게 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 파이프 (19)는 가스가 충전 부스를 떠나는 것을 허용하고 아래에서 설명되는 다양한 밸브의 설정에 따라 (i) 배출구 (16)를 통해 배출하기 위한 추출 팬 (17) 또는 (ii) 충전 부스 (11)로 유도되는 불활성 가스 유입구 (13)에 연결되는 재순환 파이프 (21)를 연결한다.
재순환 파이프 (21)에는 재순환 팬 (22)이 배치되어 있다. 재순환 팬 (22)이 켜지면, 파이프 (19)를 통해 충전 부스 (11)로부터 제거된 불활성 가스 및 다른 가스가 재순환 파이프 (21)로 유입되어 충전 부스 (11)로 되돌아 간다. 환언하면, 재순환 팬 (22)은 불활성 가스 공급원 (14)에 의해 방출된 불활성 가스를 충전 부스 (11)로 재순환시킨다.
추진제 충전 장치 (10)는 다음과 같이 특정 방향으로 가스 또는 공기의 통과를 제어하는 밸브 (V1 내지 V5)를 포함한다:
ㆍ 공기 공급 입구 (18)에 위치한 밸브 (V1)는 대기 공기가 충전 부스 (11)로 유입되는 것을 허용/중지시킨다;
ㆍ 재순환 파이프 (21)에 위치한 밸브 (V2 및 V5)는 불활성 가스의 재순환을 허용/중지시킨다.
ㆍ 불활성 가스 유입구 (13)에 위치한 밸브 (V3)는 불활성 가스 공급원 (14)으로부터 불활성 가스의 흐름을 허용/중지시킨다;
ㆍ 배출구 (16)에 위치한 밸브 (V4)는 추출 팬 (17)을 통해 충전 부스 (11)로부터 공기의 배출을 허용/중지시킨다.
추출 팬 (17)의 속도는 압력 제어기를 사용하여 제어된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 압력 제어기는 충전 부스 (11) 내의 가스의 압력을 측정하고 표시하는 PIC (pressure indicator controller) (23)일 수 있고, 추출 팬 (17)의 속도가 예를 들어 VSD (Variable Speed Drive) (24)를 이용하여 충전 부스 (11) 외부의 대기압 아래의 충전 부스 (11) 압력을 유지한다. VSD (24)는 도 1의 점선으로 표시된 파일럿 라인 (26)을 통해 PIC (23)에 연결될 수 있다. VSD (24)의 성질 및 동작에 대한 세부 사항은 당업자에게 공지되어 있으므로 본 명세서에서 상세히 설명할 필요는 없다.
본 발명에 따른 추진제 충전 장치 (10)는 고려중인 추진제 (또는 추진제 혼합물)에 특정된 최대 산소 농도 (MOC)에 의해 결정되는 안전 마진 (safety margin) 내에서 작동한다. 이 수준보다 낮은 농도는 안전한 것으로 간주될 수 있다. 이것은 위에서 언급했듯이 산소 수준이 MOC에 도달하거나 이를 초과하면 폭발이나 화재 발생의 위험성 (위험성이 높을 수 있음)이 있기 때문이다.
MOC를 계산하기 위한 기본 공식은 다음과 같다:
LEL × 몰 O2 = MOC
여기서, LEL은 해당 가연성 추진제에 대한 폭발 하한계 (Lower Explosion Limit)이고; 몰 O2는 연소의 화학양론적 방정식에 근거하여 1 몰의 가연성 추진제와 반응할 산소의 몰수이다.
추가적인 안전 조치로서, 권장 최대 산소 농도 (RMOC)는 MOC의 80 %로 계산된다.
추진제가 R152a이고 불활성 가스가 질소인 예시적인 구현예를 취하면, RMOC를 계산하기 위한 다음 단계가 취해진다:
1) 화학식 CH3CF2H로 1 몰의 R152a를 완전히 연소 시키는데 필요한 화학양론적 산소의 몰수를 결정한다.
C2F2H4 + 2.5O2 -> 2CO2 + 2HF + H2O
상기 식에서, R152a 1 몰을 연소시키기 위해서는 2.5 몰의 산소가 필요하다.
2) 1 단계에서 얻은 산소 몰수에 R152a의 LEL을 곱한다. 이것은 MOC이다.
R152a의 LEL은 3.9 %이다.
따라서, R152a의 경우 MOC = 3.9 x 2.5 = 9.75 %이다.
추진제 충전 장치 (10)는 산소 검출기 (27)를 더 포함한다. 산소 검출기로부터의 출력 신호 (29)는 도면 부호 28로 나타낸 압력 제어 밸브 (PCV) 요소의 제어하에 불활성 가스 흐름 제어 밸브 (V3)의 위치를 결정한다. 산소 검출기 (27)가 산소 수준을 측정할 수 있는 많은 다른 방법이 있으며, 본 발명은 지르코니아-기반 센서 요소를 포함하는 장치 및/또는 전기화학/갈바니 현상, 적외선 에너지, 초음파 에너지 또는 레이저 에너지와 같은 물리적 효과에 의존하는 장치를 사용하여 산소를 측정하는 것을 포함한다.
추진제 충전 장치 (10)는 충전 부스 (11) 내의 추진제의 수준을 검출할 수 있는 추진제 검출기 (31)를 포함할 수도 있다. 추진제 검출기는 도 1에 표시함에 의해 표시된 바와 같이 추진제의 하나 이상의 특정 종류에만 적용될 수 있다. 다른 유형의 추진제 검출기도 본 발명의 범위 내에서 가능하다.
추진제 충전 장치 (10)는 불활성 가스 공급원 (14)의 온도를 제어하기 위한 제어기 (도면에 도시되지 않음)를 포함할 수 있다.
장치 (10)가 사용중이 아닌 경우, 밸브 (V1, V3 및 V5)는 폐쇄되는 반면 밸브 (V2 및 V4)는 개방된다.
조작자가 하나 이상의 용기에 추진제를 채우기 위해 충전 부스 (11)를 사용하기를 원할 때, 조작자는 예를 들어 상기 설명된 바와 같은 개방 가능한 도어를 통해 충전 부스 (11)에 일시적으로 진입하거나 달리 접근하여 충전 부스 (11) 내에 용기를 배치한다.
추진제 충전 장치 (10)는 추진제가 추진제 유입구 (12)를 통해 충전 부스 (11)로 진입하는 결과로 활성화된다. 대부분의 추진제는 예를 들어 인덱서블 충전 헤드를 사용하여 컨테이너에 채워지지만 일부 추진제 유출이 전형적으로 발생한다.
충전 부스 내의 산소 수준이 MOC 위로 상승하여 추진제의 연소가 시작될 위험이 있는 것을 방지하기 위해, 밸브 (V3)를 개방함으로써 조작자는 불활성 가스 공급원로부터 불활성 가스를 충전 부스 (11) 내로 부가한다. 조작자에 의한 수동 개입 대신에, 밸브 (V3), 및/또는 밸브 (V1, V2, V4 및 V5)를 포함하는 본 명세서에 기술된 다른 제어 가능한 요소를 개방하기 위해 자동화된 제어 체제가 대안적으로 구현될 수 있다. 적절한 제어 장치의 요소는 당업자에게 공지될 것이다.
실제로, 조작자에 의한 수동 조작에 대한 본 명세서의 모든 참조는 대안으로 자동화된 시스템을 사용하여 완료하기에 적합한 것으로 고려될 수 있다.
추진제 충전 장치 (10)의 조작자가 추출 팬 (17)을 스위치 온 시키지만 재순환 팬 (22)이 아직 스위치 온되지 않으면, 공기의 누출이 충전 부스 (11) 내로 발생한다. 이것은 충전 부스 (11) 내의 추진제 부근의 산소 수준을 본원에 기재된 바와 같이 잠재적으로 위험한 수준으로 상승시킨다.
그러나, 조작자가 불활성 가스가 충전 부스 (11)로 들어가도록 밸브 (V3)를 개방하면, 추출 팬 (17)은 충전 부스 압력을 충전 부스 (11) 외부의 대기압보다 낮게 유지하도록 그 속도를 활성화 및 조정한다. 이는 불활성 가스로 충전 부스 (11)를 퍼지하게 한다. 이것은 산소 농도를 안전한 수준으로 감소시킨다.
전술한 효과를 달성하기 위해 필요한 만큼 퍼징을 계속한다.
필요하다면, 충전 부스 (11) 내의 용기를 추진제로 채우는 작업을 수행하는 동안 조작자 (또는 존재하는 경우, 자동 제어 장치)는 밸브 (V1)를 열어 효과적으로 충전 부스 (11)로의 공기의 더 큰 유입을 허용할 수 있다. 이어서, 불활성 가스 유입은 산소 임계치 수준, 즉 설명된 바와 같은 MOC 또는 보다 바람직하게는 RMOC에서 또는 그 이하에서 산소 농도를 유지할 목적으로 성분 (V3 및 28)의 작동을 통해 증가한다. 추출 팬 (17)의 팬 속도는 또한 충전 부스 (11) 내의 대기압보다 낮은 압력을 유지하도록 증가한다. 이 모드는 재순환 효과 때문에 추진제 누출이 충전 부스 (11)에 집중되지 않도록 보장한다. 이는 밸브 (V1)를 개방하여 불활성 가스 공급원 (14)으로부터의 불활성 가스 유입을 증가시키고 추출 팬 (17)의 속도를 증가시킴으로써 여분의 공기 유입을 추가하지 않고도 달성될 수 있다.
산소 검출기 (27)는 충전 부스 (11) 내의 산소 수준을 검출할 수 있고 충전 부스 (11) 내의 산소 수준이 MOC 또는 바람직하게는 RMOC 아래로 떨어질 때 충전 부스 (11) 내의 불활성 가스의 순환을 유발할 수 있다.
산소 센서 (27)가 충전 부스 (11) 내의 산소의 수준이 산소 임계치 수준에 도달하거나 또는 산소 임계치 수준 아래로 떨어지는 것을 감지하면, 충전 부스 (11)는 퍼징된 것으로 간주된다. 이는 재순환 팬 (22)을 유발시키고 밸브 (V5)가 개방되어 충전 부스 (11) 내에 불활성 가스가 재순환되도록 한다. 이는 요구되는 낮은 수준의 산소 농도를 유지하는데 필요한 불활성 가스의 전체 양을 제어하게 한다.
퍼징이 더 이상 필요하지 않을 때, 즉 충전 부스 (11) 내의 용기 충전용 추진제가 더 이상 공급되지 않을 때, 밸브 (V2, V3 및 V5)가 폐쇄되고 재순환 팬 (22)이 정지된다. 추진제 충전 장치 외부로부터의 공기가 불활성 가스를 대체할 수 있도록 밸브 (V1 및 V4)가 개방된다. 이 단계는 충전 작업 구동이 끝날 때 또는 예를 들어 조작자가 충전 부스 (11)에 접근해야 하는 경우에 바람직하다.
본 발명에 따른 추진제 충전 장치 (10)는 선행 기술과 비교하여 전술한 바와 같은 많은 장점을 발생시킨다. 추진제 충전 제조의 안전성과 제조 비용 절감 둘 다에 중요한 기여를 할 것으로 기대된다.
의심의 여지를 피하기 위해, 본 발명은 본 명세서에 청구되고 기술된 장치 및 본 명세서에 기술되고 청구된 방법 둘 다를 그 범위 내에 포함한다는 점을 강조한다. 그러한 방법은 인간 조작자의 개입을 통해 또는 자동화된 제어 요소의 작동을 통해 명시된 바와 같이 수행될 수 있다. 후자의 경우, 제어 요소는 펌웨어와 같은 고정 논리에 기초하여 동작할 수 있거나; 또는 이들 중 하나 이상이 마이크로 프로세서, 퍼스널 컴퓨터 또는 라인 제어기와 같은 프로그램 가능한 장치의 제어하에 있을 수 있다.
본 발명의 주어진 양상, 특징 또는 파라미터에 대한 선호 및 옵션은, 문맥에 달리 지시하지 않는 한, 본 발명의 모든 다른 양상, 특징 및 파라미터에 대한 임의의 및 모든 선호 및 옵션과 함께 개시된 것으로 간주되어야 한다 .
이 명세서에서 임의의 분명히 사전에 공표된 문서 또는 장치의 열거 또는 논의는 반드시 그 문서 또는 장치가 최신 기술의 일부이거나 일반적인 지식이 있다는 것을 인정하는 것으로 받아들여서는 안된다.

Claims (31)

  1. 추진제 충전 장치에 있어서,
    추진제로 충전하기 위한 하나 이상의 용기를 내부에 수용하기 위한 충전 부스;
    추진제 공급원으로부터, 상기 충전 부스 내의 하나 이상의 용기에 충전하기 위해, 추진제를 공급할 수 있는 상기 충전 부스에 대한 추진제 유입구;
    불활성 가스 공급원으로부터의 불활성 가스를 상기 충전 부스로 공급하는 불활성 가스 유입구;
    상기 충전 부스로부터의 배출구;
    상기 충전 부스 내의 가스의 압력을 상기 충전 부스의 외부의 대기압보다 낮게 유지하도록 팬 속도를 조절할 수 있는 추출 팬; 및
    상기 충전 부스 내의 산소의 수준을 검출할 수 있고 상기 충전 부스 내의 산소 수준이 상기 추진제의 최대 산소 농도에 비례하는 산소 임계치 수준에 도달하거나 이를 초과할 때 상기 충전 부스 내의 불활성 가스의 순환을 유발할 수 있는 산소 검출기를 포함하는, 추진제 충전 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 충전 부스 내의 추진제의 수준을 검출할 수 있고, 상기 충전 부스 내의 추진제의 수준이 추진제 임계치 수준 이상으로 상승할 때, 상기 충전 부스 내의 불활성 가스의 순환을 유발할 수 있는 추진제 검출기를 더 포함하는, 추진제 충전 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 추진제는 가연성 가스인, 추진제 충전 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 가연성 가스는 R32(디플루오로메탄), R152a(1,1-디플루오로에탄), R1234yf(1,1,1,2-테트라플루오로프로펜), R1234ze(E) 및 (Z)(1,1,1,3-테트라플루오로프로펜) 및 HCFC R1233zd(E)(트랜스-1-클로로-3,3,3-트리플루오로프로펜) 중 하나 이상을 포함하는, 추진제 충전 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 가연성 가스는 전적으로 R32로 이루어진, 추진제 충전 장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 가연성 가스는 적어도 95 중량%의 R32를 포함하는, 추진제 충전 장치.
  7. 제3항에 있어서, 상기 가연성 가스는 적어도 98 중량%의 R32를 포함하는, 추진제 충전 장치.
  8. 제3항에 있어서, 상기 가연성 가스는 적어도 99 중량%의 R32를 포함하는, 추진제 충전 장치.
  9. 제3항에 있어서, 상기 가연성 가스는 전적으로 R152a로 이루어지는, 추진제 충전 장치.
  10. 제3항에 있어서, 상기 가연성 가스는 적어도 95 중량%의 R152a를 포함하는, 추진제 충전 장치.
  11. 제3항에 있어서, 상기 가연성 가스는 전적으로 R152a와 R32의 혼합물로 이루어지는, 추진제 충전 장치.
  12. 제3항에 있어서, 상기 가연성 가스는 적어도 95 중량%의 R152a와 R32의 혼합물을 포함하는, 추진제 충전 장치.
  13. 제3항에 있어서, 상기 가연성 가스는 적어도 98 중량%의 R152a와 R32의 혼합물을 포함하는, 추진제 충전 장치.
  14. 제3항에 있어서, 상기 가연성 가스는 적어도 99 중량%의 R152a와 R32의 혼합물을 포함하는, 추진제 충전 장치.
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 추진제는 1000 미만의 지구 온난화 지수(GWP)를 갖는, 추진제 충전 장치.
  16. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 추진제는 700 미만의 지구 온난화 지수(GWP)를 갖는, 추진제 충전 장치.
  17. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 추진제는 150 미만의 지구 온난화 지수(GWP)를 갖는, 추진제 충전 장치.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 추진제는 용매, 계면활성제, 윤활제, 부형제 중 하나 이상을 포함하는, 추진제 충전 장치.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 불활성 가스는 질소인, 추진제 충전 장치.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 충전 부스 내의 불활성 가스의 순환을 유발하는 산소의 상기 산소 임계치 수준은 9.8%인, 추진제 충전 장치.
  21. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 충전 부스 내의 불활성 가스의 순환을 유발하는 산소의 상기 산소 임계치 수준은 7.8%인, 추진제 충전 장치.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 상기 불활성 가스 공급원의 온도를 제어하기 위한 제어기를 더 포함하는, 추진제 충전 장치.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 상기 불활성 가스 공급원의 습도를 제어하기 위한 제어기를 더 포함하는, 추진제 충전 장치.
  24. 제1항 내지 제23항 중 중 어느 한 항에 있어서, 상기 추출 팬의 속도를 제어하는 압력 제어기를 포함하고, 상기 압력 제어기는 상기 충전 부스 내의 가스 압력을 측정하고 상기 가스 압력을 대기압과 비교하는, 추진제 충전 장치.
  25. 제1항 내지 제24항 중 중 어느 한 항에 있어서, 상기 충전 장치는 "현행 우수 제조 관리기준(current good manufacturing practices: cGMP)" 요건을 충족시키는, 추진제 충전 장치.
  26. 추진제 충전 장치를 작동시키는 방법에 있어서,
    충전 부스 내의 하나 이상의 용기를 추진제로 충전하는 단계;
    상기 충전 부스 내에 불활성 가스를 공급하는 단계;
    상기 충전 부스 외부의 대기압과 비교하여 상기 충전 부스 내에 더 낮은 압력을 유지하도록 추출 팬의 팬 속도를 조정하는 단계;
    충전 부스 내의 산소의 수준을 검출하는 단계; 및
    상기 충전 부스 내의 산소의 검출된 수준이 상기 추진제의 최대 산소 농도에 상응하는 임계치 수준에 도달하거나 이를 초과할 때, 상기 충전 부스 내의 상기 불활성 가스를 순환시키는 단계를 포함하는, 추진제 충전 장치를 작동시키는 방법.
  27. 제26항에 있어서, 상기 충전 부스 내의 불활성 가스의 수준을 검출하는 단계를 더 포함하는, 추진제 충전 장치를 작동시키는 방법.
  28. 제26항 또는 제27항에 있어서, 상기 추진제는 디플루오로에탄(R152a)인, 추진제 충전 장치를 작동시키는 방법.
  29. 제26항 또는 제28항에 있어서, 상기 충전 부스 내의 순환을 유발하는 산소 의 상기 임계치 수준은 9.8%인, 추진제 충전 장치를 작동시키는 방법.
  30. 제26항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 충전 부스 내의 순환을 유발하는 산소의 임계치 수준은 7.8%인, 추진제 충전 장치를 작동시키는 방법.
  31. 제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 따른 장치를 사용하여 수행될 때 제26항 내지 제30항 중 어느 한 항에 따른 추진제 충전 장치를 작동시키는 방법.
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