KR102283768B1 - 스마트 방호복 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스마트 방호복에 관한 것으로, 보다 상세하게는 작업자의 생체 정보 및 방호복의 착용 환경을 확인하여 작업자의 건강 이상을 감지하고 장기간 착용이 가능하도록 방호복의 착용환경을 조절할 수 있는 스마트 방호복에 관한 것이다.
본 발명은 스마트 방호복에 외부 공기를 공급하는 공기공급유닛(500)을 구비하고, 공기공급유닛(500)에 외부 공기를 냉난방하는 열전소자 냉난방기(530) 및 외부공기를 제습하는 제습기(540)를 설치하여 필요에 따라 외부공기를 냉난방하거나 제습을 하여 방호복을 장기간 착용하여도 체열과 땀에 의한 방호복 내부의 습도나 온도의 상승을 방지하는 효과가 있다.
본 발명은 스마트 방호복의 후드 및 일체형 보호복 전체에 공기공급유닛(500)이 외부 공기를 주입하고, 후드 및 일체형 보호복 전체는 기밀성을 유지하되 통기성이 있는 신축커버(220)가 부착된 부위로만 주입된 일부 외부공기가 배출되어 후드 및 일체형 보호복 전체 내부가 외부보다 압력이 높아짐으로써 방호복의 기밀이 약해지더라도 외부의 오염공기나 오염원이 방호복 내부로 침투하는 것을 방지하는 효과가 있다.
본 발명은 헤드장착부(300)의 생체정보 감지장치(360)나 웨어러블 생체정보 감지장치(370)로 작업자의 체온, 심박수, 산소포화도 등을 감지하여 방호복을 착용한 작업자의 건강상태를 점검하고, 필요하면 병원서버로 통지하여 방호복 장기간 착용 및 고온 다습한 방호복 내부 환경으로 인한 작업자의 건강이상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 스마트 방호복에 외부 공기를 공급하는 공기공급유닛(500)을 구비하고, 공기공급유닛(500)에 외부 공기를 냉난방하는 열전소자 냉난방기(530) 및 외부공기를 제습하는 제습기(540)를 설치하여 필요에 따라 외부공기를 냉난방하거나 제습을 하여 방호복을 장기간 착용하여도 체열과 땀에 의한 방호복 내부의 습도나 온도의 상승을 방지하는 효과가 있다.
본 발명은 스마트 방호복의 후드 및 일체형 보호복 전체에 공기공급유닛(500)이 외부 공기를 주입하고, 후드 및 일체형 보호복 전체는 기밀성을 유지하되 통기성이 있는 신축커버(220)가 부착된 부위로만 주입된 일부 외부공기가 배출되어 후드 및 일체형 보호복 전체 내부가 외부보다 압력이 높아짐으로써 방호복의 기밀이 약해지더라도 외부의 오염공기나 오염원이 방호복 내부로 침투하는 것을 방지하는 효과가 있다.
본 발명은 헤드장착부(300)의 생체정보 감지장치(360)나 웨어러블 생체정보 감지장치(370)로 작업자의 체온, 심박수, 산소포화도 등을 감지하여 방호복을 착용한 작업자의 건강상태를 점검하고, 필요하면 병원서버로 통지하여 방호복 장기간 착용 및 고온 다습한 방호복 내부 환경으로 인한 작업자의 건강이상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 스마트 방호복에 관한 것으로, 보다 상세하게는 작업자의 생체 정보 및 방호복의 착용 환경을 확인하여 작업자의 건강 이상을 감지하고 장기간 착용이 가능하도록 방호복의 착용환경을 조절할 수 있는 스마트 방호복에 관한 것이다.
최근 전 세계적으로 에볼라, 사스, 메르스 및 코로나19 등 전염성이 강한 질병이 유행하고 있으며, 접촉 및 공기를 통해 감염되는 이러한 질병의 감염률을 감소시키기 위해 질병전염 구역의 방문 및 외출제한, 마스크 착용, 지속적인 청결유지 및 증상이 의심될 경우 가까운 의료기관에 방문하도록 권고하고 있다.
이와 같은 전염성 질병에 대응하여 검채 채취, 간호, 진료 등의 각종 작업을 수행하는 작업자는 질병 감염 방지를 위한 방호복을 입고 장기간 작업을 수행하게 된다.
그러나, 종래의 방호복은 감염 방지를 위하여 완전 밀폐되고 꽉 조여진 상태에서 착용되므로 작업자의 체온을 상승시키고 땀의 배출이 불가능하여 작업자가 상당한 고역을 겪게 되며, 체열과 땀에 의해 보안경에 김 서림 현상이 발생하거나 방호복 내부의 습도나 온도가 상승하여 정상적이고 원활한 활동이 어려운 문제가 있다. 특히 이러한 방호복을 장기간 착용하면 방호복 내부의 매우 열악한 환경으로 인하여 작업자의 건강상태가 악화되는 현상도 발생한다.
이러한 문제를 해결하기 위한 종래기술로 공개특허공보 10-2018-0034051(2018.04.04. 공개)에 개시된 선행기술은 도 1과 같이 몸통과 다리 및 팔을 감싸고 있으며 후드가 일체로 형성된 방호복 내부로 호흡용 및 체열 냉각용 공기를 공급받도록 한 방호복(2)과, 안면보호구(4) 및 보안경(6)이 단일의 지퍼(8)로 개폐가 이루어지고, 상기한 방호복 내부에 호흡용 및 체열 냉각용 공기를 공급하는 방식은 별도의 하네스(37)(Harness) 형태의 공기 통풍로(20)를 방호복의 몸통과 다리 및 팔을 봉재할 때 함께 봉재하여 설치하며, 통풍로에는 일정한 간격에 따라 특정크기의 통풍구(26)를 설치하여 인체의 발열과 땀을 배출할 수 있도록 구성하여, 공기 통풍로가 팽팽히 부풀어 오른 형태를 유지함으로써 방호복과 인체 사이의 일정한 간격을 유지하여 체열과 땀에 의한 김을 외부로 배출되어나갈 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 방호복을 개시하고 있다.
그러나 상기 선행기술은 방호복 자체에 공기 통풍로를 형성하여 방호복 제작이 복잡하고, 통풍로가 형성된 부위에만 외부 공기가 공급되며, 방호복 내부로 공급된 외부 공기가 배출되는 배출부가 전혀 없어 내부 온도나 습도를 제거할 수 없고, 작업자의 생체정보나 방호복 내부 환경을 확인할 수 없는 문제점들이 있다.
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 방호복을 장기간 착용하여도 체열과 땀에 의한 방호복 내부의 습도나 온도의 상승을 방지할 수 있는 스마트 방호복을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한 본 발명은 방호복의 기밀이 약해지더라도 외부의 오염공기나 오염원이 방호복 내부로 침투하는 것을 방지하는 스마트 방호복을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명은 방호복을 착용한 작업자의 건강상태를 점검하여 방호복 장기간 착용 및 고온 다습한 방호복 내부 환경으로 인한 작업자의 건강이상을 방지하는 스마트 방호복을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명은 머리를 보호하는 후드(100) 및 머리 아래의 신체를 보호하는 일체형 보호복(200)을 포함하는 스마트 방호복(1000)에 있어서,
상기 후드(100)는 머리를 덮는 후드 헤드부(110), 상기 후드 헤드부(110)에 형성되어 안면부를 향하는 투명창(120), 머리 뒷면에 형성되어 공기공급관(570)과 연결되는 연결구(150), 어깨를 덮고 일체형 보호복(200)에 부착되는 벨크로띠(140)가 구비된 후드 연장부(130)를 포함하고,
상기 일체형 보호복(200)은 팔, 다리, 몸통을 모두 기밀시키도록 형성되되 상기 후드(100)와 기밀을 유지하면서 부착되는 벨크로띠(210)를 구비하고,
신체의 관절부위나 겨드랑이나 사타구니 중의 적어도 한군데에 외부와 통기가 가능한 신축커버(220)를 구비하는 것이 특징이다.
또한 본 발명은 이마 부위를 밀접하게 감싸면서 장착되는 헤드 밴드(310) 및 헤드 밴드(310)를 머리에 고정하는 헤드 벨트(320)를 포함하는 헤드 장착부(300)와,
작업자의 머리 윗부위에 얹히고 후드의 연결구(150)와 결합하는 후드 공기호스(410)와, 상기 후드 공기호스(410)에서 머리 양측으로 분기되는 좌우측 공기호스(420)와, 좌우측 공기호스(420)를 연결하고 외부 공기를 배출하는 공기 배출구(431)가 형성되는 좌우연결호스(430)를 포함하는 후드 공기 공급부(400)를 더 포함하며,
상기 좌우연결호스(430)는 이마 윗부분에 위치하고 공기 배출구(431)가 외부공기를 후드의 투명창(120)과 충돌하도록 형성되는 것이 특징이다.
또한 본 발명의 상기 헤드 밴드(310)는 이마 부위와 접촉하는 부위에 작업자의 체온, 심박수, 산소포화도, 혈압 중의 적어도 하나를 포함하는 신체정보를 감지하는 생체정보 감지장치(360)와, 소형 카메라와, 이어폰(330) 및 마이크(340)를 구비하는 것이 특징이다.
또한 본 발명은 공기공급유닛(500)에 의해 상기 후드(100)의 연결구(150)로 외부공기를 주입하되,
상기 공기공급유닛(500)은 송풍부(501), 살균부(502), 공조부(503), 배출부(504)로 구성되며, 송풍부(501)는 외부공기 유입구(510), 유입 챔버(511), 팬(520)을 포함하고, 살균부(502)는 프리필터(521), 헤파필터(522), UV-LED(524), UV 촉매 코팅층(525), 자외선 센서(526), 차압센서(523)를 포함하며, 공조부(503)는 열전소자 냉난방기(530), 제습기(540), 디스크 밸브(550)를 포함하고, 배출부(504)는 배출 챔버(561), 배출구(560)을 포함하는 것이 특징이다.
또한 본 발명의 상기 공기공급유닛(500)은 공기공급유닛 컨트롤장치(600)에 의해 제어되고,
상기 공기공급유닛 컨트롤장치(600)는 공기공급유닛(500)의 상태를 작업자가 직접 조작하는 조작부(610), 상기 조작부(610)의 조작이나 모바일 기기(700)에 의해 공기공급유닛(500)의 팬이나 디스크 밸브(550)나 열전소자 냉난방기(530)나 UV-LED(524)의 작동을 제어하고 공기공급유닛(500)의 자외선 센서(526) 및 차압센서(523)의 센서 측정값을 수집하는 제어부(650), 모바일 기기(700)와 근거리 통신하여 공기공급유닛(500)의 상태를 전송하거나 모바일 기기(700)의 제어 명령을 수신하는 통신부(660)를 포함하는 것이 특징이다.
또한 본 발명의 상기 공조부(503)는 난방유로(531), 냉방유로(532), 제습유로(533), 바이패스 유로(534)를 더 포함하고, 상기 디스크 밸브(550)에 의하여 상기 유로가 선택적으로 개폐되는 것이 특징이다.
또한 본 발명은 스마트 방호복의 내부 압력, 내부 온도, 내부 습도를 감지하는 압력센서, 습도센서, 온도센서를 포함하는 방호복 정보감지장치(250)가 스마트 방호복 내부에 부착되는 것이 특징이다.
일실시예에 따른 본 발명은 스마트 방호복에 외부 공기를 공급하는 공기공급유닛(500)을 구비하고, 공기공급유닛(500)에 외부 공기를 냉난방하는 열전소자 냉난방기(530) 및 외부공기를 제습하는 제습기(540)를 설치하여 필요에 따라 외부공기를 냉난방하거나 제습을 하여 방호복을 장기간 착용하여도 체열과 땀에 의한 방호복 내부의 습도나 온도의 상승을 방지하는 효과가 있다.
본 발명은 스마트 방호복의 후드 및 일체형 보호복 전체에 공기공급유닛(500)이 외부 공기를 주입하고, 후드 및 일체형 보호복 전체는 기밀성을 유지하되 통기성이 있는 신축커버(220)가 부착된 부위로만 주입된 일부 외부공기가 배출되어 후드 및 일체형 보호복 전체 내부가 외부보다 압력이 높아짐으로써 방호복의 기밀이 약해지더라도 외부의 오염공기나 오염원이 방호복 내부로 침투하는 것을 방지하는 효과가 있다.
본 발명은 헤드장착부(300)의 생체정보 감지장치(360)나 웨어러블 생체정보 감지장치(370)로 작업자의 체온, 심박수, 산소포화도 등을 감지하여 방호복을 착용한 작업자의 건강상태를 점검하고, 필요하면 병원서버로 통지하여 방호복 장기간 착용 및 고온 다습한 방호복 내부 환경으로 인한 작업자의 건강이상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술의 방호복에 관한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 스마트 방호복에 관한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 헤드 장착부에 관한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 후드 공기 공급부에 관한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 후드 및 후드 공기 공급부를 착용한 상태 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 스마트 방호복을 착용한 상태 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 공기공급유닛에 관한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 공기공급유닛의 유로 개폐를 설명하는 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 공기공급유닛 컨트롤장치의 블록도에 관한 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 공기공급유닛 컨트롤장치의 조작부에 관한 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 스마트 방호복의 정보처리 시스템의 블록도에 관한 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 생체정보 감지장치의 블록도에 관한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 스마트 방호복에 관한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 헤드 장착부에 관한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 후드 공기 공급부에 관한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 후드 및 후드 공기 공급부를 착용한 상태 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 스마트 방호복을 착용한 상태 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 공기공급유닛에 관한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 공기공급유닛의 유로 개폐를 설명하는 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 공기공급유닛 컨트롤장치의 블록도에 관한 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 공기공급유닛 컨트롤장치의 조작부에 관한 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 스마트 방호복의 정보처리 시스템의 블록도에 관한 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 생체정보 감지장치의 블록도에 관한 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으며 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스마트 방호복(1000)은 머리를 보호하는 후드(100) 및 머리 아래의 신체를 보호하는 일체형 보호복(200)을 포함한다.
상기 후드(100)는 머리를 덮는 후드 헤드부(110), 후드 헤드부(110)에 형성되어 안면부를 향하는 투명창(120), 머리 뒷면에 형성되어 공기공급관(570)과 연결되는 연결구(150), 어깨를 덮고 일체형 보호복(200)에 부착되는 벨크로띠(140)가 구비된 후드 연장부(130)를 포함한다.
상기 일체형 보호복(200)은 팔, 다리, 몸통을 모두 기밀시키도록 형성되되 상기 후드(100)를 기밀을 유지하면서 부착시키는 벨크로띠(210)를 구비하고, 작업자가 일체형 보호복(200)을 착용하도록 개폐되는 지퍼(230)를 구비하고, 신체의 관절부위나 겨드랑이나 사타구니 중의 적어도 한군데에 외부와 통기되는 신축커버(220)를 구비한다.
본 발명에서 상기 후드(100) 및 상기 일체형 보호복(200)은 비말 침투를 방지하는 발수코팅 및 항균 코팅처리되는 원단으로 제조되는 것이 바람직하다.
특히 신축커버(220)는 수축시에 비말 침투 및 외부공기 침투를 방지하도록 원단공극을 최소화하되 팽창시에는 원단공극이 내부 공기나 습기를 배출하도록 확장이 가능한 원단으로 제조되는 것이 바람직하다.
상기 신축커버(220)는 평상시에는 수축되어 통공(221)으로 공기나 습기 배출이 불가능하나, 팔 운동이나 걷기 운동과 같은 신체 활동으로 관절부위 등이 움직여서 신축커버(220)가 팽창하면 통공(221)이 확장되어 공기나 습기의 배출이 가능하다. 또한, 통공(221)이 확장된 상태라도 주입된 외부공기로 인하여 일체형 보호복(200) 내부의 압력이 외부보다 높아서 외부 공기가 통공(221)을 통하여 일체형 보호복(200) 내부로 역류할 수 없다.
또한 본 발명에 따른 스마트 방호복(1000)은 도 3에 도시된 헤드 장착부(300) 및 도 4에 도시된 후드 공기 공급부(400)를 더 포함한다.
상기 헤드 장착부(300)는 작업자의 머리, 특히 이마 부위를 밀접하게 감싸면서 장착되는 헤드 밴드(310) 및 헤드 밴드(310)를 머리에 고정하는 헤드 벨트(320)를 포함한다. 상기 헤드 밴드(310)는 이마 부위와 접촉하는 부위에 작업자의 체온, 심박수, 산소포화도, 혈압 등과 같은 신체정보를 감지하는 생체정보 감지장치(360)나 소형 카메라를 구비하고, 헤드 밴드(310)의 양단부에는 이어폰(330) 및 마이크(340)가 설치된다.
상기 후드 공기 공급부(400)는 작업자의 머리 윗부위에 얹히고 후드의 연결구(150)와 결합하는 후드 공기호스(410)와, 상기 후드 공기호스(410)에서 머리 양측으로 분기되는 좌우측 공기호스(420)와, 좌우측 공기호스(420)를 연결하고 외부 공기를 배출하는 공기 배출구(431)이 형성되는 좌우연결호스(430)를 포함하며, 후드 공기호스(410)에는 헤드 밴드(310)의 고정벨트 장착구(350)에 연결되어 후드 공기 공급부(400)를 헤드 밴드(310)에 고정하는 고정벨트(440)가 구비된다.
상기 좌우연결호스(430)는 이마 윗부분에 위치하고 공기 배출구(431)가 외부공기를 후드의 투명창(120)과 충돌하도록 형성되어, 후드의 투명창(120)으로 배출된 외부공기가 투명창의 김서림을 방지하는 효과가 있다.
도 5는 작업자가 상기 후드(100)와 상기 후드 공기 공급부(400)와 상기 헤드 장착부(300)를 착용한 장착 상태도이다.
작업자가 먼저 상기 헤드 장착부(300)를 착용한 후 상기 후드 공기 공급부(400)를 고정벨트(440)를 이용하여 헤드 장착부(300)의 고정벨트 장착구(350)에 연결한다. 다음에, 작업자가 후드(100)를 착용한 후 후드 공기 공급부(400)의 후드공기호스 연결구(411)를 후드의 연결구(150)와 결합한다. 이후에 작업자는 후드 연장부(130)의 벨크로띠(140)를 일체형 보호복(200)의 벨크로띠(210)와 부착시켜 후드(100)와 일체형 보호복(200)을 기밀성있게 연결한다. 이러한 과정을 거친 후에, 작업자가 외부공기를 공급하는 공기공급유닛(500)을 가동하면 외부공기가 공기공급관(570), 후드 공기호스(410), 좌우측 공기호스(420), 좌우연결호스(430)를 거쳐 공기 배출구(431)를 통해 후드의 투명창(120)측으로 배출된다.
본 발명에서 공기 배출구(431)의 외부공기가 투명창(120)을 향해 배출되므로 안면부에 직접 외부공기가 배출되어 발생할 수 있는 불괘감을 감소시킬 수 있고, 복수의 공기 배출구(431)가 좌우연결호스(430)에 균등하게 형성되어 투명창의 김서림을 골고루 제거할 수 있을 뿐만 아니라 투명창이 외부공기의 가이드 역할을 하여 외부공기를 후드 아래측과 연결된 일체형 보호복으로 균일하게 분산시켜 작업자의 가슴부위를 고르게 냉각 또는 가열시키는 효과도 있다.
또한, 도 5와 같이 작업자가 상기 헤드 장착부(300)를 착용하면, 상기 헤드 밴드(310)의 생체정보 감지장치(360)를 통해 작업자의 체온, 심박수, 산소포화도, 혈압 등과 같은 신체정보를 감지하고, 이러한 신체정보를 추후에 설명할 모바일 기기(700)나 병원서버(800)로 전송하고 모바일 기기(700)나 병원서버(800)가 작업자의 신체 이상을 감지하면 이를 작업자에게 경고하여 작업자가 적절한 조치를 취하도록 할 수 있다.
또한, 상기 헤드 밴드(310)에 별도의 음성통신장치를 구비하여 작업자가 마이크 및 이어폰을 통해 병원 관리자와 음성통신을 할 수 있다.
또한, 상기 마이크 및 이어폰은 추후 설명할 모바일 기기(700)와 근거리 통신으로 연동되어 모바일 기기(700)와 정보를 음성으로 교환할 수도 있다.
또한, 상기 헤드 밴드(310)에 소형 카메라를 설치하고 모바일 기기(700)와 연동시켜 작업자의 작업상황을 모바일 기기(700)를 통해 병원서버(800)로 전송할 수 있다.
또한, 본 발명의 후드(100)는 상기 헤드 장착부(300)나 상기 후드 공기 공급부(400)와 분해 조립이 가능하여 후드(100)가 오염된 경우에 후드(100)만 분리하여 폐기하거나 후드(100)를 세척 또는 소독하여 재사용할 수도 있다.
도 6은 작업자가 스마트 방호복(1000)을 착용한 착용 상태를 설명하는 도면이다. 먼저 작업자가 일체형 보호복(200)을 착용하여 팔다리와 몸통을 외부와 차단시키고, 다음에 후드(100)를 머리에 써서 두부를 외부와 차단시킨다. 상기 후드(100)와 일체형 보호복(200)은 벨크로띠(140, 210)에 의해 기밀성있게 연결되어 외부와 차단되고, 후드(100)와 일체형 보호복(200)의 내부는 서로 공기가 연통되게 연결된다.
이러한 연결구조로 인하여 후드(100)로 공급된 외부공기가 일체형 보호복(200)으로 공급되어 일체형 보호복(200)과 작업자 신체 사이에 공기층을 형성하여 작업자의 체열과 땀이 배출되는 공간을 형성하게 된다.
또한 상기 일체형 보호복(200)에는 외부공기 및 작업자의 체열과 땀이 외부로 배출되도록 신축커버(220)들이 팔꿈치관절, 무릎관절, 겨드랑이, 사타구니 등에 형성되어, 작업자가 걷거나 팔을 굽히거나 상체를 움직이면 신축커버(220)가 접히거나 펴지면서 신축하게 되므로, 신축커버(220)의 통공(221)이 팽창할 때 일체형 보호복(200)의 내부 공기가 외부로 배출되고, 신축커버(220)의 통공(221)이 수축할 때는 일체형 보호복(200)의 내부 공기가 배출되지 못한다.
이렇게 신축커버(220)를 통해 스마트 방호복의 내부공기가 외부로 배출되는 양이 제한적이고 외부 주입공기의 주입량보다 적으므로 스마트 방호복과 작업자 신체 사이에 형성된 공기층의 압력은 외부 공기압보다 더 높게 유지된다. 따라서, 스마트 방호복의 후드와 일체형 보호복의 연결부위, 일체형 보호복 손목과 장갑의 연결부위, 일체형 보호복 발목과 신발의 연결부위의 기밀이 약해져도 외부공기가 스마트 방호복 내부로 유입될 수 없다.
그리고, 스마트 방호복의 일부가 찢겨진다고 하여도 찢긴 부위를 통해 배출되는 공기유량이 외부 주입공기의 주입량보다 작다면 스마트 방호복 내부 압력이 더 커서 외부공기가 내부로 유입될 수 없다.
나아가, 본 발명의 스마트 방호복은 내부 압력, 내부 온도, 내부 습도 등을 감지하는 방호복 정보감지장치(250)를 구비하여 압력 강하가 일정 수준이상되면 스마트 방호복의 일부가 찢겨진 것으로 판단하고 작업자에게 경고를 할 수도 있다.
또한 상기 일체형 보호복(200)은 추후에 설명할 모바일 기기(700)를 수납하는 모바일 기기 수납부(240)를 구비할 수 있다.
또한, 상기 일체형 보호복(200)은 내부 압력 등을 감지하는 방호복 정보감지장치(250)를 부착하는 부착부를 구비할 수 있다.
또한, 상기 일체형 보호복(200)은 신체정보나 방호복 내부환경을 감지하는 웨어러블 감지장치를 작업자가 손목이나 팔등에 장착하는 경우에 상기 감지장치를 외부에서 관측하기 위한 투명 관찰창(260)을 손목이나 팔등에 형성할 수 있다.
또한 본 발명에서 스마트 방호복(1000)에 외부공기를 주입하는 공기공급유닛(500)은 스마트 방호복 착용후에 작업자 허리에 허리벨트를 이용하여 장착될 수 있다.
다음에는 도 7, 8을 통하여 본 발명의 공기공급유닛(500)에 대하여 설명한다. 상기 공기공급유닛(500)은 송풍부(501), 살균부(502), 공조부(503), 배출부(504)로 구성되며, 송풍부는 외부공기 유입구(510), 유입 챔버(511), 팬(520)을 포함하고, 살균부는 프리필터(521), 헤파필터(522), UV-LED(524), UV 촉매 코팅층(525), 자외선 센서(526), 차압센서(523)를 포함하며, 공조부는 열전소자 냉난방기(530), 제습기(540), 디스크 밸브(550)을 포함하고, 배출부는 배출 챔버(561), 배출구(560)을 포함한다.
본 발명에서 외부 공기는 송풍부의 팬(520)에 의해 유입되어 외부공기 유입구(510), 유입 챔버(511)를 거쳐 살균부(502)로 공급된다. 살균부(502)로 공급된 외부공기는 외부 공기 중의 이물질이나 먼지 등을 제거하는 프리필터(521), 0.3마이크론 크기의 세균이나 바이러스 등을 제거하는 항바이러스 헤파필터(522)를 거쳐서 정화 및 살균되고, 또한 100~280㎚ 파장대의 자외선을 발생하여 바이러스를 살균하는 UV-C타입의 UV-LED(524) 및 자외선 살균 효과를 상승시키기 위한 이산화 타이타늄(TiO2)제의 UV 촉매 코팅층(525)을 거쳐서 외부공기 중의 박테리아, 바이러스, 독성물질들이 모두 제거된다.
다음에 정화 살균된 외부공기는 공조부(503)를 거쳐 온도가 조절되거나 제습되어 배출부(504)로 공급된다.
도 8을 참조하여 상기 공조부(503)에 대하여 설명하면, 상기 열전소자 냉난방기(530)는 두 종류의 도체를 결합하고 전류를 흐르도록 할 때, 한 쪽의 접점은 발열하여 온도가 상승하고 다른 쪽의 접점에서는 흡열하여 온도가 낮아지는 현상인 펠티어 효과(Peltier effect)를 이용하는 소자를 사용하며, 이러한 열교환을 촉진하기 위하여 상기 열전소자 냉난방기(530)의 외면에는 히트싱크 또는 방열핀이 형성된다.
본 발명의 공조부(503)는 난방유로(531), 냉방유로(532), 제습유로(533), 바이패스 유로(534)를 포함하고 난방유로(531)에 상기 열전소자 냉난방기(530)의 발열측이 위치하고, 냉방유로(532)에 상기 열전소자 냉난방기(530)의 흡열측이 위치하며, 상기 열전소자 냉난방기(530)는 난방유로(531)와 냉방유로(532)의 경계부에 배치되고, 제습유로(533)에는 염화칼슘 등과 같은 제습제를 구비하는 제습기(540)가 배치된다.
외부공기는 추후 설명할 공기공급유닛 컨트롤장치(600)에 의해 제어되는 디스크 밸브(550)에 의하여 상기 유로 중 하나를 거쳐 배출부(504)로 공급된다. 여기서 디스크 밸브(550)는 원판 형태이고 원판 중의 일부가 개방된 개방부를 구비한다.
만일 공기공급유닛 컨트롤장치(600)가 난방을 선택하면 상기 디스크 밸브(550)는 디스크 밸브(550)의 개방부가 난방유로(531)에 위치하도록 조절되고 나머지 유로는 디스크 밸브(550)에 의해 폐쇄되도록 조절된다.
만일 공기공급유닛 컨트롤장치(600)가 냉방을 선택하면 상기 디스크 밸브(550)는 디스크 밸브(550)의 개방부가 냉방유로(532)에 위치하도록 조절되고 나머지 유로는 디스크 밸브(550)에 의해 폐쇄되도록 조절된다.
만일 공기공급유닛 컨트롤장치(600)가 제습을 선택하면 상기 디스크 밸브(550)는 디스크 밸브(550)의 개방부가 제습유로(533)에 위치하도록 조절되고 나머지 유로는 디스크 밸브(550)에 의해 폐쇄되도록 조절된다.
만일 공기공급유닛 컨트롤장치(600)가 난방, 냉방, 제습 중 어느 것도 선택하지 않으면 상기 디스크 밸브(550)는 디스크 밸브(550)의 개방부가 바이패스 유로(534)에 위치하도록 조절되고 나머지 유로는 디스크 밸브(550)에 의해 폐쇄되도록 조절된다.
공기공급유닛 컨트롤장치(600)는 도 9에 도시된 바와 같이, 공기공급유닛(500)의 상태를 작업자가 직접 조작하는 조작부(610), 상기 조작부(610)의 조작이나 모바일 기기(700)에 의해 공기공급유닛(500)의 팬이나 디스크 밸브(550)나 열전소자 냉난방기(530)나 UV-LED(524)의 작동을 제어하고 공기공급유닛(500)의 센서 정보를 수집하는 제어부(650), 모바일 기기(700)와 근거리 통신하여 공기공급유닛(500)의 상태를 전송하거나 모바일 기기(700)의 제어 명령을 수신하는 통신부(660)를 포함한다.
도 10을 통해 조작부(610)를 상세히 설명하면, 조작부(610)는 작업자가 공기공급유닛(500)의 팬의 작동을 선택하는 팬 ON/OFF 버튼(611), 작업자가 공기공급유닛(500)의 팬의 작동 속도를 조절하는 팬 속도제어 버튼(614), 공기공급유닛(500)의 차압센서(523)로 프리필터(521)나 헤파필터(522)의 막힘여부를 알려주는 필터막힘 경고부(612), 프리필터(521)나 헤파필터(522)의 누적 사용시간을 제어부(650)가 타이머로 측정하여 표시하는 필터 사용시간 표시부(613), 공기공급유닛(500)의 UV-LED(524)에서 조사되는 자외선 세기를 측정하는 자외선 센서(526)로 UV-LED(524)의 고장 여부를 표시하는 UV-LED 고장 표시부(615), 작업자의 선택이나 모바일 기기(700)에 의하여 난방/냉방/제습 중의 하나를 선택할 수 있는 공조버튼(616)을 포함한다.
상기 조작부(610)의 버튼들이나 표시부들은 물리적인 버튼이나 표시창으로 구현될 수 있거나 또는 소프트웨어적인 버튼이나 표시창으로 구현되어 터치패널 화면으로 표시될 수도 있다.
이와 같이 본 발명은 스마트 방호복에 외부 공기를 공급하고 온도 및 습도를 조절하는 공기공급유닛(500) 및 이를 제어하는 공기공급유닛 컨트롤장치(600)를 구비하여 작업자가 필요에 따라 스마트 방호복 내부로 주입되는 외부공기의 유량, 온도, 습도를 조절할 수 있으므로 방호복을 장기간 착용하여도 체열과 땀에 의한 방호복 내부의 습도나 온도의 상승을 방지하는 효과가 있다.
도 11에 도시한 바와 같이 본 발명은 작업자가 스마트 방호복(1000) 내부에 소지하는 모바일 기기(700)를 이용하여 스마트 방호복(1000)의 생체정보 감지장치(360), 방호복 정보감지장치(250), 공기공급유닛 컨트롤장치(600)와 서로 근거리 통신으로 정보를 교환하며, 모바일 기기(700)는 또한 이러한 정보들을 병원서버(800)로 원거리 통신을 통하여 송수신한다.
이에 대하여 상세히 설명하면, 본 발명의 생체정보 감지장치(360)는 헤드 밴드(310)에 설치되거나 손목이나 팔목에 착용되는 웨어러블 생체정보 감지장치(370)에 설치될 수 있으며, 작업자의 체온, 심박수, 산소포화도, 혈압을 측정할 수 있고, 또한 머리의 가속도, 각속도 등을 측정하는 모션센서, 작업자의 위치를 측정하는 위치센서, 폐음을 측정하도록 흉부에 장착되는 디지털 청진기 등을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 방호복 정보감지장치(250)는 스마트 방호복의 내부 압력, 내부 온도, 내부 습도 등을 감지하는 압력센서, 습도센서, 온도센서를 포함하고, 스마트 방호복 내부에 부착되거나 웨어러블 기기에 부착될 수 있다.
본 발명에서 상기 가속도 센서 및 각속도는 멤스(MEMS)공정을 이용하여 제작된 3축의 초소형 반도체 센서를 이용하며, 측정된 가속도 및 각속도로는 움직임을 지수화하여 알려주고 넘어짐 감지를 통한 기절 상황, 사고에 의한 쓰러짐(Down) 상황을 검출한다.
본 발명에서 상기 심박수 센서는 적외선 광센서를 이용한 광전용적맥파(Photoplethysmograph)를 계측한 뒤 피크 검출을 통해 심박수를 계산한다.
본 발명에서 상기 위치센서는 초소형 GPS 모듈을 이용하여 계측 하며, 위험발생시 대상인의 위치정보를 통한 빠른 응급조치가 가능토록 해준다.
본 발명에서 상기 체온 센서는 적외선 비접촉 온도센서를 이용하여 대상인의 머리 부분 온도를 측정한다.
본 발명에서 상기 온도 센서, 상기 습도 센서 및 상기 압력센서는 반도체타입의 소형 센서를 이용한다. 상기 체온, 온도, 습도센서를 활용하여 열스트레스(Heat Stress) 지수를 산출해내어 작업자가 높은 열스트레스 상황에 있는지 파악한다.
상기 모바일 기기(700)에는 정보관리 앱(710)이 설치되어 작업자가 정보관리 앱(710)을 실행하면 상기 생체정보 감지장치(360), 방호복 정보감지장치(250), 공기공급유닛 컨트롤장치(600)와 서로 연동되어 이들 장치와 와이파이, 블루투스, 지그비 등과 같은 근거리 통신을 통해 정보를 송수신할 수 있다.
상기 모바일 기기(700)의 정보관리 앱(710)은 정보수집부(711), 정보분석부(712), 정보 피드백부(713)로 구성되어, 정보수집부(711)가 상기 장치들로부터 정보를 수집하고 저장하며, 정보분석부(712)는 상기 정보수집부(711)에서 수집된 정보를 분석하여 작업자의 신체 이상을 판단하거나 스마트 방호복 내부환경의 이상을 판단하고, 정보 피드백부(713)는 작업자의 신체 이상이나 스마트 방호복 내부환경의 이상 발생을 작업자 및 병원서버로 통지하고, 필요한 경우에는 스마트 방호복 내부환경을 조절하도록 공기공급유닛 컨트롤장치(600)에 제어명령을 전송할 수 있다.
또한 병원서버(800)는 작업자 관리부(810)외 작업자 정보 저장부(820)를 포함하고, 상기 모바일 기기(700)의 정보관리 앱(710)이 실행되면 병원서버(800)에 작업자의 아이디 또는 모바일 기기 아이디와 상기 장치에서 수집된 정보들이 병원서버의 작업자 관리부(810)로 전송되어 병원 관리자가 작업자 관리부(810)에 수집된 정보들에 의하여 작업자의 건상상태를 파악하고, 수집된 정보들은 작업자 정보 저장부(820)에 저장된다.
예를 들어, 모바일 기기(700)의 정보관리 앱(710)이 생체정보 감지장치(360)가 작업자의 체온, 심박수, 산소포화도, 혈압을 수집 분석한 결과 일정 시간이상 작업자의 체온, 심박수, 산소포화도, 혈압 중의 적어도 하나가 정상 범위를 벗어나면 이어폰이나 모바일 기기의 화면이나 스피커를 통해 작업자에게 경고를 통지하고, 또한 병원서버(800)의 작업자 관리부(810)로 통지하여 병원 관리자가 작업자를 교체하는 등의 조치를 취하게 한다.
만일 생체정보 감지장치(360)가 수집한 작업자의 체온이 일정 시간 이상 높은 경우, 모바일 기기의 정보 피드백부(713)는 공기공급유닛 컨트롤장치(600)의 제어부(650)로 냉방을 하도록 제어명령을 송신하여 공기공급유닛 컨트롤장치(600)가 열전소자 냉난방기를 작동시키고 디스크 밸브를 냉방유로(532)가 개방되도록 제어하여 냉방 공기가 스마트 방호복 내부로 주입되게 제어할 수 있다.
만일 방호복 정보감지장치(250)가 측정한 스마트 방호복 내부의 습도가 일정 시간 이상 높은 경우, 모바일 기기의 정보 피드백부(713)는 공기공급유닛 컨트롤장치(600)의 제어부(650)로 제습을 하도록 제어명령을 송신하여 공기공급유닛 컨트롤장치(600)가 디스크 밸브를 제습유로(533)가 개방되도록 제어하여 제습된 공기가 스마트 방호복 내부로 주입되게 제어할 수 있다.
만일 생체정보 감지장치(360)가 수집한 작업자의 체온이나 디지털 청진기의 폐음이나 마이크가 수집한 작업자의 기침소리 중의 적어도 하나를 모바일 기기의 정보분석부(712)가 분석한 결과 감염병 증세가 의심되는 경우에, 모바일 기기는 분석결과를 병원서버(800)의 작업자 관리부(810)로 통지하여 병원 관리자가 작업자를 교체하는 등의 조치를 취하게 한다.
만일 생체정보 감지장치(360)가 수집한 모션센서의 가속도, 충격력이 일정 수준이상이고 산소포화도나 심박수가 일정 수준 이하로 저하되면, 모바일 기기의 정보분석부(712)는 작업자가 넘어지거나 충격에 의하여 의식을 잃은 것으로 판단하고 즉시로 그 결과를 병원서버(800)의 작업자 관리부(810)로 통지하여 병원 관리자가 작업자를 교체하는 등의 조치를 취하게 하며, 또한 작업자가 소지한 모바일 기기가 경보음을 발생하도록 한다.
만일 생체정보 감지장치(360)가 수집한 작업자의 체온, 방호복 정보감지장치(250)가 측정한 스마트 방호복 내부의 습도 및 온도를 바탕으로 모바일 기기의 정보분석부(712)가 작업자의 열스트레스(Heat Stress) 지수 또는 열쾌적성 지표를 산출한 결과, 작업자의 열스트레스(Heat Stress) 지수가 일정 수준이상으로 높으면 모바일 기기의 정보 피드백부(713)는 공기공급유닛 컨트롤장치(600)의 제어부(650)로 냉방이나 제습을 하도록 제어명령을 송신하여 공기공급유닛 컨트롤장치(600)가 열전소자 냉난방기나 제습기를 작동시키도록 디스크 밸브를 제어할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 생체정보 감지장치(360)나 웨어러블 생체정보 감지장치(370)나 방호복 정보감지장치(250)로 작업자의 건강상태 및 방호복 내부 환경을 점검하여 방호복 장기간 착용 및 방호복 내부 환경으로 인한 작업자의 건강이상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시 예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량할 수 있음이 명백하다.
100: 후드 110: 후드 헤드부
120: 투명창 130: 후드 연장부
140: 벨크로띠 150: 연결구
200: 일체형 보호복 210: 벨크로띠
220: 신축커버 230: 지퍼
240: 모바일 기기 수납부 250: 방호복 정보 감지장치
260: 투명 관찰창 270: 디지털 청진기
300: 헤드 장착부 310: 헤드 밴드
320: 헤드 벨트 321: 헤드벨트 연결구
330: 이어폰 340: 마이크
350: 고정벨트 장착구 360: 생체정보 감지장치
370: 웨어러블 생체정보 감지장치
400: 후드 공기공급부 410: 후드 공기호스
411: 후드공기호스 연결구 420: 좌우측 공기호스
430: 좌우연결호스 431: 공기배출구
440: 고정벨트 441: 고정벨트 고정구
500: 공기공급유닛 510: 유입구
511: 유입 챔버 520: 팬
521: 프리필터 522: 헤파필터
523: 차압센서 534: 바이패스 유로
524: UV-LED 525: UV 촉매코팅층
526: 자외선 센서 530: 열전소자 냉난방기
531: 난방유로 532: 냉방유로
533: 제습유로 534: 바이패스 유로
540: 제습기 550: 디스크 밸브
560: 배출구 561: 배출 챔버
600: 공기공급유닛 컨트롤장치 610: 조작부
611: 팬 ON/OFF 버튼 612: 필터막힘 경고부
613: 필터사용시간 표시부 614: 팬속도제어 버튼
615: UV-LED 고장 표시부 616: 공조버튼
650: 제어부 660: 통신부
700: 모바일 기기 710: 정보관리앱
711: 정보 수집부 712: 정보 분석부
713: 정보피드백부
800: 병원서버 810: 작업자 관리부
820: 작업자 정보 저장부
120: 투명창 130: 후드 연장부
140: 벨크로띠 150: 연결구
200: 일체형 보호복 210: 벨크로띠
220: 신축커버 230: 지퍼
240: 모바일 기기 수납부 250: 방호복 정보 감지장치
260: 투명 관찰창 270: 디지털 청진기
300: 헤드 장착부 310: 헤드 밴드
320: 헤드 벨트 321: 헤드벨트 연결구
330: 이어폰 340: 마이크
350: 고정벨트 장착구 360: 생체정보 감지장치
370: 웨어러블 생체정보 감지장치
400: 후드 공기공급부 410: 후드 공기호스
411: 후드공기호스 연결구 420: 좌우측 공기호스
430: 좌우연결호스 431: 공기배출구
440: 고정벨트 441: 고정벨트 고정구
500: 공기공급유닛 510: 유입구
511: 유입 챔버 520: 팬
521: 프리필터 522: 헤파필터
523: 차압센서 534: 바이패스 유로
524: UV-LED 525: UV 촉매코팅층
526: 자외선 센서 530: 열전소자 냉난방기
531: 난방유로 532: 냉방유로
533: 제습유로 534: 바이패스 유로
540: 제습기 550: 디스크 밸브
560: 배출구 561: 배출 챔버
600: 공기공급유닛 컨트롤장치 610: 조작부
611: 팬 ON/OFF 버튼 612: 필터막힘 경고부
613: 필터사용시간 표시부 614: 팬속도제어 버튼
615: UV-LED 고장 표시부 616: 공조버튼
650: 제어부 660: 통신부
700: 모바일 기기 710: 정보관리앱
711: 정보 수집부 712: 정보 분석부
713: 정보피드백부
800: 병원서버 810: 작업자 관리부
820: 작업자 정보 저장부
Claims (7)
- 머리를 보호하는 후드(100) 및 머리 아래의 신체를 보호하는 일체형 보호복(200)을 포함하는 스마트 방호복(1000)에 있어서,
상기 후드(100)는 머리를 덮는 후드 헤드부(110), 상기 후드 헤드부(110)에 형성되어 안면부를 향하는 투명창(120), 머리 뒷면에 형성되어 공기공급관(570)과 연결되는 연결구(150), 어깨를 덮고 일체형 보호복(200)에 부착되는 벨크로띠(140)가 구비된 후드 연장부(130)를 포함하고,
상기 일체형 보호복(200)은 팔, 다리, 몸통을 모두 기밀시키도록 형성되되 상기 후드(100)와 기밀을 유지하면서 부착되는 벨크로띠(210)를 구비하고,
신체의 관절부위나 겨드랑이나 사타구니 중의 적어도 한군데에 외부와 통기가 가능한 신축커버(220)를 구비하고,
공기공급유닛(500)에 의해 상기 후드(100)의 연결구(150)로 외부공기를 주입하되,
상기 공기공급유닛(500)은 송풍부(501), 살균부(502), 공조부(503), 배출부(504)로 구성되며, 송풍부(501)는 외부공기 유입구(510), 유입 챔버(511), 팬(520)을 포함하고, 살균부(502)는 프리필터(521), 헤파필터(522), UV-LED(524), UV 촉매 코팅층(525), 자외선 센서(526), 차압센서(523)를 포함하며, 공조부(503)는 열전소자 냉난방기(530), 제습기(540), 디스크 밸브(550)를 포함하고, 배출부(504)는 배출 챔버(561), 배출구(560)을 포함하며,
상기 공조부(503)는 난방유로(531), 냉방유로(532), 제습유로(533), 바이패스 유로(534)를 더 포함하고, 상기 디스크 밸브(550)에 의하여 상기 유로(531, 532, 533, 534)가 선택적으로 개폐되는 것이 특징인, 스마트 방호복(1000). - 청구항 1에 있어서, 이마 부위를 밀접하게 감싸면서 장착되는 헤드 밴드(310) 및 헤드 밴드(310)를 머리에 고정하는 헤드 벨트(320)를 포함하는 헤드 장착부(300)와,
작업자의 머리 윗부위에 얹히고 후드의 연결구(150)와 결합하는 후드 공기호스(410)와, 상기 후드 공기호스(410)에서 머리 양측으로 분기되는 좌우측 공기호스(420)와, 좌우측 공기호스(420)를 연결하고 외부 공기를 배출하는 공기 배출구(431)가 형성되는 좌우연결호스(430)를 포함하는 후드 공기 공급부(400)를 더 포함하며,
상기 좌우연결호스(430)는 이마 윗부분에 위치하고 공기 배출구(431)가 외부공기를 후드의 투명창(120)과 충돌하도록 형성되는 것이 특징인, 스마트 방호복(1000). - 청구항 2에 있어서, 상기 헤드 밴드(310)는 이마 부위와 접촉하는 부위에 작업자의 체온, 심박수, 산소포화도, 혈압 중의 적어도 하나를 포함하는 신체정보를 감지하는 생체정보 감지장치(360)와, 소형 카메라와, 이어폰(330) 및 마이크(340)를 구비하는 것이 특징인, 스마트 방호복(1000).
- 삭제
- 청구항 3에 있어서, 상기 공기공급유닛(500)은 공기공급유닛 컨트롤장치(600)에 의해 제어되고,
상기 공기공급유닛 컨트롤장치(600)는 공기공급유닛(500)의 상태를 작업자가 직접 조작하는 조작부(610), 상기 조작부(610)의 조작이나 모바일 기기(700)에 의해 공기공급유닛(500)의 팬이나 디스크 밸브(550)나 열전소자 냉난방기(530)나 UV-LED(524)의 작동을 제어하고 공기공급유닛(500)의 자외선 센서(526) 및 차압센서(523)의 센서 측정값을 수집하는 제어부(650), 모바일 기기(700)와 근거리 통신하여 공기공급유닛(500)의 상태를 전송하거나 모바일 기기(700)의 제어 명령을 수신하는 통신부(660)를 포함하는 것이 특징인, 스마트 방호복(1000). - 삭제
- 청구항 5에 있어서, 스마트 방호복의 내부 압력, 내부 온도, 내부 습도를 감지하는 압력센서, 습도센서, 온도센서를 포함하는 방호복 정보감지장치(250)가 스마트 방호복 내부에 부착되는 것이 특징인, 스마트 방호복(1000).
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|---|---|---|---|
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200170457A KR102283768B1 (ko) | 2020-12-08 | 2020-12-08 | 스마트 방호복 |
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2020
- 2020-12-08 KR KR1020200170457A patent/KR102283768B1/ko active IP Right Grant
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