KR20190078613A - 축 방향 보어를 포함하는 긴 형상의 유리 중공체를 공기 냉각하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 외부 표면(10) 및 주축을 따라 높이방향으로 연장되는 보어에 의해 형성된 내부 표면(12)을 갖는 벽을 포함하는 주축을 따르는 긴 형상의 유리 중공체(2)를 공기 냉각하는 방법을 제공하는 것이고, 상기 방법은 표면을 향하는 공기 분사 노즐들(22, 28)을 사용하고, 외부 표면(10)에 걸쳐 분포된 외부 노즐(22)에 의해, 그리고 주축 내의 보어 위쪽의 횡단면에서 중앙에 중공부를 갖는 크라운을 형성하는 내부 공기 제트에 의해 동시에 공기 제트를 분사하는 것을 특징으로 한다.

Description

축 방향 보어를 포함하는 긴 형상의 유리 중공체를 공기 냉각하는 방법

본 발명은 유리 중공체를 공기 냉각하는 방법, 그러한 방법을 실시하는 냉각 장치 및 상기 중공체를 포함하는 피하 주사용 장치의 기술분야에 관한 것이다.

공지된 주사 장치의 일 유형으로서, 특히 프랑스 특허공개공보 FR-A1-2815544호에 개시된 것은, 인간 또는 동물의 치료용 유체에 함유된 활성 성분들을 피내, 피하 또는 근육 내에 바늘없이 주사하기 위해 제공된다. 상기 유체는 겔 또는 다소 점성이 있는 액체일 수 있다.

이러한 일회용 장치들은, 플런저(plunger) 아래에 수용된 유체를 피부와 접촉하는 분사 노즐 쪽으로 나아가게 하여 피부 아래에 주사하기 위해, 가압 가스 발생기같은 에너지원을 포함함으로써, 유리 튜브에 의해 형성된 실린더에 장착된 상기 플런저에 순간적으로 방출되는 가스를 전달한다.

상기 유리 튜브는 단부와 유리 튜브의 안으로 슬라이딩되는 플런저 둘레를 밀봉하기 위해, 정확한 치수를 가져야 한다. 또한, 상기 튜브는 가압 가스에 의해 내부에 형성된 순간적인 압력으로부터 오는 충격을 견디기 위해, 높은 기계적 강도를 가져야 한다.

주축을 갖는 유리 튜브의 높은 기계적 강도를 얻기 위한 공기 냉각 방법으로서, 특히 미국 특허공개공보 US-A1-20060016220호에 개시된 것은, 공기 분사에 의한 냉각을 수행하는 냉각 장치를 사용하는데, 상기 냉각 장치는 상기 튜브의 둘레에서 튜브에 평행하게 구성된 8개의 기둥들과 튜브의 보어(bore)의 위쪽에서 오는 축 방향 노즐을 포함하고, 각각의 기둥은 상기 튜브의 높이에 걸쳐 연장되며 축을 향해 반경 방향으로 향해진 개별적인 노즐들을 포함한다.

튜브를 필요한 온도로 가열한 후, 모든 노즐들에는 외부와 내부를 동시에 냉각시키기 위해, 외부는 방사형 노즐을 통해, 그리고 내부는 튜브의 보어의 위쪽에서 오는 축 방향 제트를 통해 압축공기가 순간적으로 공급된다.

상기 튜브의 내, 외부의 튜브 벽의 두 표면들의 표층들에 냉각을 형성하는 급속 냉각과, 상기 튜브의 두 표면층 사이의 재료의 보다 느린 냉각이 얻어진다. 그럼으로써, 표층들에 프리스트레싱(prestressing)하는 압력이 가해지고, 상기 층들 사이의 재료 내에 프리스트레싱 인장력이 가해지므로, 처리된 튜브에 높은 강도가 부여된다.

그러나, 상기 방법은 튜브의 벽의 내부 표면에서 냉각 속도의 불균등한 분포 문제를 일으켜서, 보어의 높이에 따라 튜브에 가변적인 강도를 부여한다.

본 발명은 특히 종래 기술의 상기 단점들을 회피하는 것을 목적으로 한다.

이를 위해, 본 발명에서는 외부 표면을 갖는 벽과, 주축을 따라 높이방향으로 연장된 보어에 의해 형성된 내부 표면을 포함하는, 주축을 따라 연장된 유리 중공체를 공기 냉각하는 방법이 제안되며, 이 방법은 외부 표면에 걸쳐 분포되는 외부 노즐과, 그리고 주축 내의 보어 위쪽의 횡단면에서, 중앙에 중공부를 갖는 크라운을 형성하는 내부 공기 제트에 의해 동시에 공기 제트를 분사하는 것을 특징으로 한다.

이 냉각 방법의 장점은 외부 표면 전체에 걸친 공기 분사에 더해서, 축을 따라 배치된 중공 공기 제트의 보어 내부로의 분사가 제트의 공기를 내부 벽에 직접 향하게 함으로써, 벽을 냉각시키는 데에 기여 없이 보어를 가로질러서 반대편으로 나오는, 중심부에서의 공기 유량의 불필요한 손실 없이, 벽을 가능한 한 빨리 냉각시키는 것이다.

더운 공기를 더 잘 배출하고 동일한 유량으로 튜브의 내벽에서 최대 효율을 얻음으로써, 전체 높이에 걸쳐 보다 균일한 냉각을 제공한다.

또한, 본 발명에 따른 냉각 방법은 서로 조합될 수 있는 다음 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 냉각 방법은 상기 보어의 위쪽의 축 방향 노즐의 개구를 통해 공기를 분사한다.

이 경우에, 바람직하게는, 상기 방법은 크라운을 형성하는 개방된 형상을 포함하는 축 방향 노즐을 통해 공기를 분사한다.

바람직하게는, 상기 방법은 축 방향 슬롯을 갖는 외부 노즐들을 통해 공기를 분사한다. 또한, 외부 및 내부 표면에 걸쳐, 신선한 공기의 더 양호한 분포가 얻어질 수 있다.

바람직하게는, 모든 외부 노즐들은 처리될 외부 표면의 전체 높이에 걸쳐 실질적으로 연장되는 축 방향 슬롯을 갖는다.

바람직하게는, 상기 방법은 냉각하는 동안 중공체에 대해 공기 제트를 주축을 중심으로 회전시킨다. 내부 및 외부 표면들의 윤곽에서의 냉각이 조절된다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 몸체 상에 공기를 분사하기 위한 노즐들을 포함하는 유리 중공체를 냉각시키기 위한 장치를 제공하는 것으로서, 상기 장치는 전술한 특징들 중 어느 하나를 포함하는 방법을 실시하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 설비는 외부 윤곽으로 반경에 의해 연결되는 축 방향 코어를 포함하는 개방된 형상을 갖는 축 방향 노즐을 포함한다.

또한, 본 발명의 목적은 치료용 유체에 함유된 활성 성분을 피내, 피하 또는 근육 내 주사하기 위한 바늘없는 주사 장치를 제공하는 것으로서, 상기 주사 장치는 전술한 특징들 중 하나의 임의의 특징을 포함하는 방법에 의해 제조된 중공체를 구성하는 유리 튜브에 의해 형성된, 상기 유체를 수용하는 저장소를 포함하는 것을 특징으로 한다.

특히, 저장소는 하기의 치료용 활성 성분들을 포함하는 군으로부터 선택된 하나 이상의 활성 성분을 포함하는 유체를 수용할 수 있다:

- 메토트렉세이트(Methotrexate),

- 아드레날린(Adrenaline),

- 스마트립탄(Sumatriptan),

- 히드로코르티손(Hydrocortisone),

- 날록손(Naloxone),

- 미다졸람(Midazolam),

- 아포모르핀(Apomorphine),

- 메틸날트렉손 브로미드(Methylnaltrexone bromide),

- 피토메나티온(Phytomenadione),

- 클로르프로마진 염산염(Chlorpromazine hydrochloride),

- 주클로펜틱솔 아세트산염(Zuclopenthixol acetate),

- 다나파로이드 나트륨(Danaparoid sodium),

- 에노사파린 나트륨(Enoxaparin sodium),

- 에스트라다이올 사이피오네이트(Estradiol cypionate),

- 메드록시프로게스테론 아세트산염(Medroxyprogesterone acetate),

- 메드로파린 칼슘(Medroparine calcium),

- 메틸프레드니솔론 아세트산염(Methylprednisolone acetate),

- 헤파린 칼슘(Heparin calcium),

- 터부탈린(Terbutaline).

본 발명은 첨부된 도면들을 참조하여 보다 잘 이해될 것이고, 다른 특징 및 장점들은 실시예로서 제공된 다음의 설명을 읽음으로써 보다 명확하게 나타날 것이다:
-도 1은 본 발명에 따른 냉각 방법을 실시하는, 유리 튜브를 냉각하기 위한 장치의 축 방향 단면도이다;
-도 2는 본 발명에 따른 장치의 공기 분사 외부 실린더의 단면 II-II를 따른 단면도이다;
-도 3은 종래 기술에 따른 냉각 방법을 사용할 때 유리 튜브의 벽에서의 잔류 응력의 수치를 나타내는 그래프이다;
-도 4는 본 발명에 따른 냉각 방법에 대한 개략적인 그래프이다;
-도 5는 상기 두 냉각 방법에 대한 유리 튜브의 냉각 곡선들을 나타내는 그래프이다; 그리고
-도 6 및 7은 각각 냉각 장치의 축 방향 노즐의 정면도 및 단면VII-VII를 따른 횡단면도이다.

도 1은 일정한 두께(E)의 벽을 포함하고, 하부 비드(bead)(4)의 하단부에서 종결되고, 하부 비드보다 더 큰 높이를 갖는 상부 비드(6)의 상단부에서 종결되는, 관 형태의 원통부(8)를 포함하고, 수직으로 도시된 축을 중심으로 회전하는 유리 튜브(2)를 도시한다.

도 1에서, 축은 수직으로 도시되고, 상부는 통상적으로 상단부로 지칭되며, 튜브(2)는 냉각 방법 중에 임의의 방향으로 놓일 수 있다.

상기 튜브(2)는 원통부(8) 상에 보어의 반경과 실질적으로 동일한 수 밀리미터의 비교적 큰 두께(E)를 포함하는 벽을 구비하고, 전체 높이에 걸쳐 일정한 원형의 단면을 포함하는 축 방향 보어를 포함한다.

하부 비드(4) 및 상부 비드(6)는 튜브(2)의 단부에 큰 강성을 부여하고, 밀봉부를 수용하는 평평한 횡단면을 형성한다. 튜브(2)의 전체 높이는 약 30mm이다.

유리 튜브(2)는, 특히 상술한 종래 기술의 문헌에 개시된 주사 장치의 일부로서, 가압기체의 순간적인 방출에 대해 상부에 놓여진 플런저를 그 축방향 보어 내부로 수용함으로써, 하부에 위치된 유체를 피하에 주사한다.

가스 압력의 순간적 충격이 유체를 가압한다. 튜브(2)의 원통부(8)의 벽은 가스로부터 발생하고 유체로 전달되는 압력의 충격을 견뎌야 한다.

도 3은 특히 상술한 종래기술의 문헌에 개시된 냉각 방법에서의, 밀리미터로 표현되는 상기 튜브의 축에 대해 상대적인 반경으로 나타내어지는, 튜브(2)의 원통부(8)의 벽의 두께의 위치에 대한 함수로서, 상기 원통부의 상이한 높이에서 광탄성계측법(photoelasticimetry)에 의해 수행된 상기 벽에서의 잔류 응력의 수치를 나타낸다.

MPa로 표현되는 잔류 응력은 튜브(2)의 원통부(8)의 상부 5mm에서 측정된 수치인 제 1 곡선(30), 중앙부 5mm에서 측정된 수치인 제 2 곡선(32) 및 상기 원통부의 하부 5mm에서 측정된 수치인 제 3 곡선(34)을 포함한다.

광탄성계측법은 응력을 받는 물질을 가로지르는 광 복사의 굴절을 이용함으로써, 상기 물질들의 광탄성 덕분에 벽들의 내부 재료에 존재하는 응력들을 시각화하는 것을 가능하게 한다. 변형된 빛의 편광은 물질을 통과한 후에 조사된다.

원통부(8) 상의 3개의 상이한 높이에서 측정된 3개의 곡선들(30,32,34)에 있어서, 내부 표면(12) 및 외부 표면(10)으로부터 시작하는 두께에 대해, 음의 응력에 대응하는 압축 응력이 관찰되며, 상기 두께는 튜브의 벽 두께(E)의 1/5범위에 있다.

그러나, 튜브의 내벽에 가해지는 음의 응력은 튜브(2) 안의 높이를 따라 큰 불균등성을 가지며, 이는 튜브의 매우 가변적인 강도를 초래한다는 것을 알 수 있다.

도 1 및 도 2는 튜브 둘레에서, 튜브에 평행하게 배치된 일련의 외부 실린더들(20)을 도시하는데, 상기 외부 실린더들은 튜브(2) 둘레에 규칙적으로 분포되고, 각각은 축을 향하여 회전된 외부 노즐(22)을 가지며, 상기 노즐들은 이 튜브의 처리될 높이에 대향하여 배치된 연속적인 슬롯을 형성한다.

튜브(2)의 보어 위쪽에서 축 내에 배치된 축 방향 노즐(28)은 횡단면에서 공기 유량이 없는 중공부(68)를 중앙에 갖는 크라운을 형성하는 공기 유량을 보어 내부로 전달한다.

외부 실린더(20) 및 축 방향 노즐(28)은 상단부에서 신선한 공기를 큰 유량으로 공급받는다.

장치는 외부 실린더들(20)의 모터를 포함하며, 상기 모터는 실린더들을 구동시켜서, 공기 냉각 중에 축을 따라 급격한 회전으로 공기가 분사되게 한다.

이러한 방식으로, 외부 노즐들(22)의 연속적인 슬롯을 통해 외부로의 공기 유동의 양호한 축 방향 분포가 얻어지고, 또한 실린더 외부 표면(10)의 전체 윤곽에 걸쳐 동일한 방식으로 공기 유동이 형성되게 하는, 실린더들(20)의 회전을 통한 양호한 각도의 분포가 얻어진다.

또한, 보어 내부의 공기 유량의 최적화가 얻어지고, 상기 공기 제트는 내부 표면(12) 상에 공기를 집중시키는 크라운을 형성하는 내부 중공부(68)를 갖는다. 동일한 공기 유량으로, 전체 높이에 걸쳐 상기 내부 표면(12)의 보다 양호한 냉각을 얻는 것이 가능하다.

도 4는 본 발명에 따른 냉각 방법에서의 튜브(2)의 원통부(8)의 벽의 두께(E)의 함수로서, 벽 내부의 잔류 응력을 나타낸 것이다.

여기에서는 튜브(2)의 원통부(8)의 상부 5mm에서 측정된 제 1 곡선(40), 중간 횡방향 평면의 5mm에서 측정된 제 2 곡선(42) 및 상기 원통부의 하부 5mm에서 측정된 제 3 곡선(44)이 도시되어 있다.

원통부(8) 상의 3개의 상이한 높이에서 측정된 3개의 곡선(40, 42, 44)에 대해, 내부 표면(12) 및 외부 표면(10)으로부터 시작하는 두께에 대한, 음의 응력에 해당하는 압축 응력의 작용은 튜브의 벽의 두께(E)의 1/5 범위 내에 있다.

그러나, 튜브의 내벽에 가해지는 음의 응력은 튜브(2)의 높이를 따라 양호한 균등성을 가지며, 이는 상기 튜브에 매우 일정한 강도를 부여한다는 것을 알 수 있다.

따라서, 전체 튜브(2)의 강도의 높은 균질성이 얻어지고, 상기 강도는 종래 기술에 따른 방법으로 얻어진 최대 강도에 가깝다.

도 5는 수평축에서 초 단위로 표현된 시간 T의 함수로서, 냉각 단계 동안의 튜브에서 측정된 최대 온도를 ℃로 나타낸 것이다.

2개의 제 1 곡선들(50)은 상기 종래 기술에 따른 방법에서의 최대 온도를 나타내고, 2개의 제 2 곡선들(52)은 본 발명에 따른 방법에서의 온도를 나타낸다.

모든 곡선들(50, 52)에서, 대략 480℃의 온도에 도달하는 2.5초의 시간까지 온도의 일정한 강하가 관찰된다. 그 이후, 제 1 곡선들(50)의 온도가 여전히 400℃인 반면, 6초 후에 300℃보다 약간 낮은 온도에 도달하는 2개의 제 2 곡선들(52)에 서 더 빠른 온도 강하가 관찰된다.

본 발명에 따른 하기의 방법으로, 상기 온도 강하의 더 양호한 분포뿐만 아니라 더 빠른 온도 강하가 달성됨으로써, 튜브(2)에 최상의 품질의 강도를 부여한다.

도 6 및 도 7은 입구(E) 및 출구(S)를 포함하는 축 방향 노즐(28)을 도시하는데, 상기 노즐은 지지체를 나사 결합하도록 구비된 외부 태핑(tapping)(62)을 하부에 포함하고, 상부 헤드(60)는 상기 지지체의 클램핑(clamping)을 키(key)로 보장하기 위해 구비된 형상을 형성한다.

축 방향 노즐(28)의 하부는 아래쪽으로 개방된 형상을 포함하고, 작은 두께를 갖는 3개의 반경부(66)에 의해 외부 윤곽으로 연결된 축 방향 코어를 포함한다. 이러한 방식으로, 원호부(64)를 형성하는 3개의 공기통로가 구성되는데, 상기 원호부는 중공부(68)를 포함하는 크라운을 구성하는 공기 제트를 전달한다.

본 발명에 따른 방법으로, 축 방향 보어를 포함하고, 상이한 형상들을 갖는 긴 형상의 중공체에 공기 냉각을 수행하는 것이 가능하다.

이 방법은 피하에 주사하기 위한 장치의 튜브에 특히 적합하며, 상기 튜브는 하기의 치료용 활성 성분들을 포함하는 군으로부터 선택된, 하나 이상의 활성 성분을 포함하는 유체를 수용하는 저장소를 형성한다:

- 메토트렉세이트,

- 아드레날린,

- 스마트립탄,

- 히드로코르티손,

- 날록손,

- 미다졸람,

- 아포모르핀,

- 메틸날트렉손 브로미드,

- 피토메나티온,

- 클로르프로마진 염산염,

- 주클로펜틱솔 아세트산염,

- 다나파로이드 나트륨,

- 에노사파린 나트륨,

- 에스트라다이올 사이피오네이트,

- 메드록시프로게스테론 아세트산염,

- 메드로파린 칼슘,

- 메틸프레드니솔론 아세트산염,

- 헤파린 칼슘,

- 터부탈린.

Claims (10)

1. 외부 표면(10) 및 주축을 따라 높이방향으로 연장되는 보어에 의해 형성된 내부 표면(12)을 갖는 벽을 포함하는, 주축을 따르는 긴 형상의 유리 중공체(2)를 공기 냉각하는 방법으로서,
   상기 방법은 표면을 향하는 공기 분사 노즐들(22, 28)을 사용하고,
   외부 표면(10)에 걸쳐 분포되는 외부 노즐(22)에 의해, 그리고 주축 내의 보어 위쪽에서, 횡단면에서 중앙에 중공부를 갖는 크라운을 형성하는 내부 공기 제트에 의해 동시에 공기 제트를 분사하는 것을 특징으로 하는 냉각 방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 보어의 위쪽으로 개방된 축 방향 노즐(28)을 통해 공기를 분사하는 것을 특징으로 하는 냉각 방법.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   크라운(64)을 형성하는 개방된 형상을 갖는 축 방향 노즐(28)을 통해 공기를 분사하는 것을 특징으로 하는 냉각 방법.
   
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   축 방향 슬롯을 갖는 외부 노즐들(22)에 의해 공기를 분사하는 것을 특징으로 하는 냉각 방법.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 모든 외부 노즐들(22)은 처리될 외부 표면(10)의 전체 높이에 걸쳐 실질적으로 연장되는 축 방향 슬롯을 갖는 것을 특징으로 하는 냉각 방법.
   
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   냉각하는 동안, 상기 중공체(2)에 대한 상기 공기 제트를, 주축을 중심으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 냉각 방법.
   
7. 유리 중공체(2)를 냉각하기 위한 장치로서,
   유리 중공체에 공기를 분사하기 위한 노즐들(22, 28)과, 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실시하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   외부 윤곽에 반경부(66)에 의해 연결된 축 방향 코어를 포함하는 개방된 형상을 갖는 축 방향 노즐(28)을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
   
9. 치료용 유체에 함유된 활성 성분을 피내, 피하 또는 근육 내 주사하기 위한 바늘없는 주사 장치로서,
   상기 유체를 수용하는 저장소를 포함하며, 상기 저장소는 중공체(2)를 구성하는 유리 튜브에 의해 형성되고, 상기 중공체(2)는 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 주사 장치.
   
10. 제 9 항에 있어서,
    저장소가 하기의 치료용 활성 성분들을 포함하는 군으로부터 선택된 하나 이상의 활성 성분을 포함하는 유체를 수용하는 것을 특징으로 하는 주사 장치.
    - 메토트렉세이트,
    - 아드레날린,
    - 스마트립탄,
    - 히드로코르티손,
    - 날록손,
    - 미다졸람,
    - 아포모르핀,
    - 메틸날트렉손 브로미드,
    - 피토메나티온,
    - 클로르프로마진 염산염,
    - 주클로펜틱솔 아세트산염,
    - 다나파로이드 나트륨,
    - 에노사파린 나트륨,
    - 에스트라다이올 사이피오네이트,
    - 메드록시프로게스테론 아세트산염,
    - 메드로파린 칼슘,
    - 메틸프레드니솔론 아세트산염,
    - 헤파린 칼슘,
    - 터부탈린.
    
    

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