KR102618447B1 - Chemical Exposure Assessment System Using Lung Mock-Up - Google Patents
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Abstract
폐 실물 모형을 이용한 화학물질 노출평가 시스템이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 화학물질 노출평가 시스템은, 한국인 평균 성인남성에 해당되는 신체구조를 가지는 신체의 폐 CT 사진을 기반으로 3D 프린팅 기법으로 비강과 구강부터 폐 세기관지 말단까지 제작된 폐모형부; 상기 폐모형부의 흡기구와 배기구에 장착되어 폐모형부로부터 인입되는 공기 중의 화학물질 양과 폐모형부로부터 배출되는 공기 중의 화학물질 양을 검출하는 입자검출부; 상기 폐모형부의 출구에 연통하는 구조로 장착되고, 폐모형부의 흡기구로부터 배기구까지 음압을 형성하여 공기유동을 생성하는 흡입구동부; 및 상기 입자검출부로부터 획득한 데이터를 바탕으로 흡인된 화학물질 입자의 폐 내 침착율 또는 폐 내 흡수율을 산출처리하여 출력하는 모니터링부;를 포함하는 것을구성의 요지로 한다.
본 발명에 따르면, 가습기 살균제, 소독제, 세정제, 모기향 등 공기 중으로 각종 생활화학 제품에 노출되었을 시 인체 노출량을 실시간으로 정량적으로 산출할 수 있는 화학물질 노출평가 시스템을 제공할 수 있다.A chemical exposure assessment system using a mock-up of a lung is launched. The chemical exposure assessment system according to an embodiment of the present invention is a lung model produced from the nasal cavity and oral cavity to the end of the lung bronchioles using a 3D printing technique based on a CT photograph of the lungs of a body with a body structure corresponding to that of an average Korean adult male. ; A particle detection unit mounted on the intake and exhaust ports of the waste model unit to detect the amount of chemicals in the air flowing in from the waste model unit and the amount of chemicals in the air discharged from the waste model unit; an intake port unit that is mounted in a structure that communicates with the outlet of the lung model unit and generates air flow by forming a negative pressure from the intake port of the waste model unit to the exhaust port; and a monitoring unit that calculates and outputs the lung deposition rate or absorption rate in the lungs of the inhaled chemical particles based on the data obtained from the particle detection unit.
According to the present invention, it is possible to provide a chemical exposure assessment system that can quantitatively calculate the amount of human exposure in real time when exposed to various household chemical products in the air, such as humidifier sterilizers, disinfectants, detergents, and mosquito coils.
Description
본 발명은 화학물질 노출평가 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폐 실물 모형을 이용한 화학물질 노출평가 시스템G에 관한 것이다.The present invention relates to a chemical exposure assessment system, and more specifically to a chemical exposure assessment system G using a physical model of a waste.
2011년부터 수면 위로 드러난 가습기 살균제 사건은 가습기의 분무 액체(미스트)에 포함된 가습기 살균제로 인하여 사람들이 폐질환 등의 질환이 걸리거나 사망한 사건이다.The humidifier disinfectant incident, which has been on the surface since 2011, is an incident in which people have contracted diseases such as lung disease or died due to humidifier disinfectant contained in the spray liquid (mist) of humidifiers.
2020년 7월 17일 기준 사회적참사 특별조사위원회 집계에 의하면, 환경부에 피해를 신고한 자는 6,817명이고, 그중 사망자가 1,553명이며, 파악되지 않은 사망피해자는 1.4만명으로 추산되고, 건강피해경험자는 67만명에 달할 것으로 알려졌다.According to the statistics of the Special Investigation Committee on Social Disasters as of July 17, 2020, 6,817 people reported damage to the Ministry of Environment, of which 1,553 died, the number of unidentified death victims is estimated at 14,000, and those who experienced health damage It is reported that the number will reach 670,000.
이를 계기로 생활화학제품의 유해성에 관한 국민적 우려와 관심도가 증가하였고, 생활화학 제품의 안정성에 대한 검증이 매우 중요 해지며, 정부에서도 적극적으로 관리하고 있는 추세이나, 여전히 생활환경에서 위해성 요소가 있는 다양한 생활화학제품이 사용되고 있다.As a result, public concern and interest in the harmfulness of household chemical products have increased, and verification of the safety of household chemical products has become very important, and the government is also actively managing them, but there are still risk factors in the living environment. A variety of household chemical products are used.
미세한 크기의 입자는 인체의 폐 깊숙이 침투하는데, 가습기 살균제 사건의 피해가 컸던 이유는 살균제가 함유된 액체가 미세한 크기의 에어로졸(미스트) 형태로 공기 중으로 비산되었기 때문이다.Microscopic particles penetrate deep into the human lungs, and the reason why the humidifier disinfectant incident caused so much damage is because the liquid containing the disinfectant was dispersed into the air in the form of a microscopic aerosol (mist).
공기 중 입자 흡입 시 호흡기내 입자의 침착 부위에 따라 인체 영향이 달라질 수 있는데, 특히 호흡기 최종 말단 부위인 폐포는 인체 방어기전이 약하고, 산소와 이산화탄소 가스교환 영역의 혈관을 따라 입자가 전신으로 이동해 호흡기 외의 다른 부위에서도 독성을 발현할 수 있어, 폐포까지 도달하는 입자는 특히 주의해야 한다.When inhaling particles in the air, the effects on the human body may vary depending on the area where the particles are deposited in the respiratory tract. In particular, the alveoli, which are the final end of the respiratory tract, have weak defense mechanisms, and particles move throughout the body along the blood vessels in the oxygen and carbon dioxide gas exchange area, causing damage outside the respiratory tract. Since toxicity can occur in other areas as well, special care must be taken with particles that reach the alveoli.
입자의 호흡기내 침착 부위에 영향을 미치는 주요 인자는 입자의 크기인데, 입자의 크기가 작을수록 호흡기 깊숙이 도달하게 된다. 따라서 공기 중에 분포하는 입자의 크기 분포를 파악하는 것은 건강 위해성평가에 있어 매우 중요하다.The main factor affecting the deposition site of particles in the respiratory tract is the size of the particles. The smaller the particle size, the deeper it reaches the respiratory tract. Therefore, identifying the size distribution of particles distributed in the air is very important in health risk assessment.
한편 입자와 달리 가스상 물질은 상기도 (점막)에서 일부 용해될 수 있기 때문에 입자에 비해 호흡기 깊숙이 도달하는 양이 상대적으로 적을 것으로 예상되지만 이에 관해 구체적인 연구는 부족한 실정이다.Meanwhile, unlike particles, gaseous substances can partially dissolve in the upper respiratory tract (mucosa), so the amount reaching deep into the respiratory tract is expected to be relatively small compared to particles, but specific research on this is lacking.
가습기 살균제, 각종 스프레이류, 모기향과 같은 각종 연무 제품 등 다양한 생활화학제품이 개발되어 출시되고 있으나, 안정성 평가와 관련된 관계 법령은 생활화학제품 자체의 유해물질 함량을 제한하는데 그치고 있고, 생활화학제품을 실제 생활환경에서 사용할 때의 인체 노출평가에 관한 연구와 다양한 형태의 생활화학제품에 공기 중으로 흡입 노출되었을 경우 폐침착량, 침착부위 등에 관한 연구는 매우 부족하다.A variety of household chemical products have been developed and released, including humidifier disinfectants, various sprays, and various misting products such as mosquito coils. However, related laws and regulations related to safety evaluation only limit the content of hazardous substances in household chemical products themselves, and household chemical products are Research on human exposure assessment when used in actual living environments and research on lung deposition and deposition area when inhaled and exposed to various types of household chemical products are very lacking.
이러한 문제점을 해결하기 위해 도 1에 도시된 장치가 개발되었다. 도 1에 도시된 종래기술에 따른 장치는 생활 화학 용품의 노출 및 위해성 평가 장치로서 대기중에 부유하는 화학물질의 위해성을 평가할 수 있다.To solve this problem, the device shown in Figure 1 was developed. The device according to the prior art shown in FIG. 1 is an exposure and risk assessment device for household chemical products and can evaluate the risk of chemicals floating in the air.
그러나, 도 1에 도시된 장치는 단순히 대기중에 부유하는 화학물질을 흡입하여 분석하는 장치로서, 실제로 인체 내 폐에 흡입되는 인체 노출량을 정확히 분석할 수 없다.However, the device shown in FIG. 1 is a device that simply inhales and analyzes chemicals floating in the air, and cannot accurately analyze the amount of human exposure actually inhaled into the lungs of the human body.
따라서, 상기 언급한 종래 기술에 따른 문제점을 해결할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need for a technology that can solve the problems caused by the prior art mentioned above.
본 발명의 목적은, 가습기 살균제, 소독제, 세정제, 모기향 등 공기 중으로 각종 생활화학 제품에 노출되었을 시 인체 노출량을 실시간으로 정량적으로 산출할 수 있는 화학물질 노출평가 시스템을 제공하는 것이다.The purpose of the present invention is to provide a chemical exposure assessment system that can quantitatively calculate human exposure in real time when exposed to various household chemical products in the air, such as humidifier sterilizers, disinfectants, detergents, and mosquito coils.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 화학물질 노출평가 시스템은, 한국인 평균 성인남성에 해당되는 신체구조를 가지는 신체의 폐 CT 사진을 기반으로 3D 프린팅 기법으로 비강과 구강부터 폐 세기관지 말단까지 제작된 폐모형부; 상기 폐모형부의 흡기구와 배기구에 장착되어 폐모형부로부터 인입되는 공기 중의 화학물질 양과 폐모형부로부터 배출되는 공기 중의 화학물질 양을 검출하는 입자검출부; 상기 폐모형부의 출구에 연통하는 구조로 장착되고, 폐모형부의 흡기구로부터 배기구까지 음압을 형성하여 공기유동을 생성하는 흡입구동부; 및 상기 입자검출부로부터 획득한 데이터를 바탕으로 흡인된 화학물질 입자의 폐 내 침착율 또는 폐 내 흡수율을 산출처리하여 출력하는 모니터링부;를 포함하는 구성일 수 있다.To achieve this purpose, the chemical exposure assessment system according to one aspect of the present invention is a 3D printing technique based on a CT photograph of the lungs of a body with a body structure corresponding to that of an average Korean adult male, from the nasal cavity and oral cavity to the terminal lung bronchioles. Lung models produced up to; A particle detection unit mounted on the intake and exhaust ports of the waste model unit to detect the amount of chemicals in the air flowing in from the waste model unit and the amount of chemicals in the air discharged from the waste model unit; an intake port unit that is mounted in a structure that communicates with the outlet of the lung model unit and generates air flow by forming a negative pressure from the intake port of the waste model unit to the exhaust port; and a monitoring unit that calculates and outputs the lung deposition rate or absorption rate of the inhaled chemical particles based on the data obtained from the particle detection unit.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 폐모형부는, 알고리즘 기반 다양한 종류의 기관지 및 폐포 모델 생성 프로그램인 Lung4cer model generator를 이용하여 기관지 3D 모델을 생성하는 제1단계; 추출된 3D 모델링 데이터를 확인하고 1차 보정한 후 분기별 구멍 확인 후 조립 시 필요한 두께로 설정하는 제2단계; 3D 프린터용 데이터로 변환한 후 3D 프린팅을 수행하는 제3단계; 및 3D 프린팅된 폐모형을 조립하는 제4단계;를 포함하는 제작방법에 의해 제조될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the lung model unit includes a first step of generating a 3D model of the bronchial tubes using the Lung4cer model generator, an algorithm-based program for generating various types of bronchial and alveolar models; The second step is to check the extracted 3D modeling data, make the first correction, check the quarterly holes, and set the thickness required for assembly; A third step of converting data into 3D printer data and performing 3D printing; and a fourth step of assembling the 3D printed lung model.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 폐모형부는, 신체의 비강 형상과 구강 형상을 일체형 구조로 생성한 구조이고, 외부로 노출된 개구부가 비강쪽과 구강쪽에 각각 독립적으로 형성되며, 기관지 형성부의 상단으로부터 탈착 가능한 구조의 흡기구; 상기 흡기구와 연통하는 구조이고, 신체의 기관지 형상을 생성한 구조이며, 흡기구로부터 흡입된 공기를 제1분기관과 제2분기관을 통해 폐포 형성부로 전달하는 배관 구조의 기관지 형성부; 상기 기관지 형성부의 일단에 연통하는 구조로 장착되고, 신체의 폐포 형상을 생성한 구조이며, 기관지 형성부로부터 전달된 공기가 전달되는 배관 구조이고, 일단에 관통구가 형성된 폐포 형성부; 상기 기관지 형성부의 제1분기관과 제2분기관 각각에 독립적으로 분리된 공간을 형성하고, 폐포 형성부를 감싸는 구조로 형성되어 밀폐된 공간을 형성하며, 소정 크기의 강성을 가지는 소재로 구성된 폐외각 하우징; 및 상기 폐외각 하우징의 외주면에 일정 간격 이격되어 다수 장착되고, 폐외각 하우징의 내부와 흡입구동부를 서로 연통하는 구조이며, 흡입구동부의 작동에 의해 폐외각 하우징 내부의 공기를 배기튜브를 통해 흡입구동부로 배기하는 구조의 배기구;를 포함하는 구성일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the lung model unit is a structure in which the nasal cavity shape and the oral cavity shape of the body are created as an integrated structure, the openings exposed to the outside are formed independently on the nasal cavity side and the oral cavity side, and the bronchial formation portion is formed. An intake port with a detachable structure from the top; a bronchial formation unit, which has a structure that communicates with the intake port, has a structure shaped like a body's bronchial tube, and has a piping structure that delivers air sucked from the intake port to the alveolar formation unit through the first and second branch pipes; It is mounted in a structure that communicates with one end of the bronchial formation, has a structure that creates the shape of alveoli in the body, is a piping structure through which air delivered from the bronchial formation is transmitted, and has a through hole formed at one end of the alveolar formation; An independently separated space is formed in each of the first and second branch organs of the bronchial formation, and the lung shell is formed in a structure that surrounds the alveolar formation to form a closed space, and is made of a material having a rigidity of a predetermined size. housing; And a plurality of units are mounted at regular intervals on the outer peripheral surface of the closed shell housing, and the interior of the closed shell housing and the intake port part communicate with each other, and the air inside the closed shell housing is discharged through the exhaust tube by the operation of the intake port eastern part. It may be configured to include an exhaust port configured to exhaust air.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 폐모형부는, 상기 흡기구의 비강 형상 내측면에 장착되고, 모니터링부로부터 제공되는 전기적 신호에 의해 흡기구 비강 내부 공간으로 노출된 면에 점착성 물질을 노출하여 표면의 점착성 정도를 변경하는 유연한 박판 구조의 제1점막부; 상기 기관지 형성부의 내측면에 장착되고, 모니터링부로부터 제공되는 전기적 신호에 의해 흡기구 비강 내부 공간으로 노출된 면에 점착성 물질을 노출하여 표면의 점착성 정도를 변경하는 유연한 박판 구조의 제2점막부; 상기 폐포 형성부의 내측면에 장착되고, 모니터링부로부터 제공되는 전기적 신호에 의해 흡기구 비강 내부 공간으로 노출된 면에 점착성 물질을 노출하여 표면의 점착성 정도를 변경하는 유연한 박판 구조의 제3점막부; 및 상기 배기구에 각각 독립적으로 구동하도록 장착되고, 모니터링부로부터 제공되는 신호에 의해 개방정도를 조절하는 구조의 개방조절부;를 포함하는 구성일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the lung model unit is mounted on the inner surface of the nasal cavity of the intake port, and exposes an adhesive material to the surface exposed to the inner space of the nasal cavity of the intake port by an electrical signal provided from the monitoring unit to expose the surface. A first mucosal portion with a flexible thin plate structure that changes the degree of adhesion; A second mucosal portion of a flexible thin plate structure that is mounted on the inner surface of the bronchial formation and changes the degree of adhesion of the surface by exposing an adhesive material to the surface exposed to the inner space of the intake nasal cavity by an electrical signal provided from the monitoring unit; A third mucosal portion of a flexible thin plate structure that is mounted on the inner surface of the alveolar forming portion and changes the degree of adhesion of the surface by exposing an adhesive material to the surface exposed to the inner space of the air intake nasal cavity by an electrical signal provided from the monitoring unit; and an opening control unit that is mounted on each of the exhaust ports to operate independently and has a structure that adjusts the degree of opening based on a signal provided from the monitoring unit.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 흡입구동부는, 상기 배기구를 통해 외부로 배기되는 배관의 일단과 연통하는 구조이고, 모니터링부의 일측에 장착되며, 배기구를 통해 전달된 공기를 정화시켜 외부로 배출하는 구조의 배기정화부;를 포함하는 구성일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the intake unit has a structure that communicates with one end of a pipe that is discharged to the outside through the exhaust port, is mounted on one side of the monitoring unit, and purifies the air delivered through the exhaust port and discharges it to the outside. It may be a configuration that includes an exhaust purification unit having a structure that:
이 경우, 상기 배기정화부는, 상기 모니터링부의 일측에 장착되고, 배기구로부터 전달되는 공기를 흡입하는 하단에 하부필터부를 장착하고, 상단에 상부필터부를 장착하는 밀폐형 박스 구조의 장착프레임; 상기 장착프레임의 하단에 장착되고, 탈착 가능한 구조이며, 배기구로부터 전달된 공기에 부유하는 입자성 물질을 필터링하는 구조의 하부필터부; 상기 하부필터부의 상단에 장착되고, 하부필터부로부터 통해 전달된 공기에 회전와류를 형성함과 동시에 소독액제 미스트를 분사하여 소독하는 구조의 중앙필터부; 및 상기 중앙필터부의 상단에 장착되고, 중앙필터부를 통해 전달된 공기에 UV-C를 조사하여 공기를 살균처리하는 상부필터부;를 포함하는 구성일 수 있다.In this case, the exhaust purification unit includes a mounting frame of a closed box structure, which is mounted on one side of the monitoring unit and has a lower filter unit installed at the bottom that sucks air delivered from the exhaust port, and an upper filter unit installed at the top; a lower filter unit mounted at the bottom of the mounting frame, having a detachable structure, and having a structure to filter particulate matter floating in the air delivered from the exhaust port; A central filter unit mounted on the top of the lower filter unit and having a structure that disinfects by spraying a disinfectant mist while forming a rotating vortex in the air delivered through the lower filter unit; and an upper filter unit mounted at the top of the central filter unit and sterilizing the air by irradiating UV-C to the air delivered through the central filter unit.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 중앙필터부는, 상기 하부필터부와 상부필터부 사이에 장착되고, 하부필터부와 상부필터부 방향으로 연장된 중공형 실린더 구조이며, 하부필터부를 통과한 공기를 상부필터부로 유동시킴과 동시에 회전와류를 형성하도록 회전하는 구조의 회전실린더; 상기 회전실린더를 감싸는 중공형 원통 구조이며, 내부에 회전실린더를 회전 가능하도록 장착하는 회전지지통; 상기 회전실린더의 외주면에 일정 간격 이격되어 다수 형성되고, 회전실린더와 회전지지통 사이로 주입되는 소독액제 미스트의 가압력에 의해 회전실린더를 회전시키는 회전돌기부; 상기 회전실린더의 외주면에 일정 간격 이격되어 다수 형성되고, 회전돌기부의 소독액제 미스트 받음면과 인접하여 형성되며, 회전실린더와 회전지지통 사이로 주입되는 소독액제 미스트를 내부 중공공간으로 유동시키는 내측분사관통구; 및 상기 배기정화부의 상부에 장착되고, 외부로부터 제공되는 소독액제 미스트를 회전실린더의 회전지지통 사이로 소정 크기의 가압력으로 주입하는 주입노즐;을 포함하는 구성일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the central filter unit is mounted between the lower filter unit and the upper filter unit and has a hollow cylinder structure extending in the direction of the lower filter unit and the upper filter unit, and air passing through the lower filter unit A rotating cylinder that rotates to flow to the upper filter and at the same time form a rotating vortex; A rotating support cylinder having a hollow cylindrical structure surrounding the rotating cylinder and mounting the rotating cylinder therein so as to be rotatable; A plurality of rotating protrusions are formed on the outer peripheral surface of the rotating cylinder at regular intervals and rotate the rotating cylinder by the pressing force of the disinfectant mist injected between the rotating cylinder and the rotating support container; A plurality of holes are formed at regular intervals on the outer peripheral surface of the rotary cylinder, and are formed adjacent to the disinfectant mist receiving surface of the rotary protrusion, and are internal spray penetrations that allow the disinfectant mist injected between the rotary cylinder and the rotary support cylinder to flow into the internal hollow space. nine; and an injection nozzle that is mounted on the upper part of the exhaust purification unit and injects the disinfectant mist provided from the outside into the rotating support cylinder of the rotating cylinder with a predetermined amount of pressure.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 배기정화부는, 상기 장착프레임의 타측 상부면에 장착되고, 내부 수납공간을 외부로 개방하거나 밀폐하는 구조이고, 외부로 개방되어 배기정화부를 인출할 수 있는 구조의 필터토출 개폐부; 상기 장착프레임의 내부 측면에 장착되고, 하부필터부의 양측을 지지하는 구조이며, 하부필터부를 필터토출 개폐부를 통해 슬라이딩 위치 변경 가능하도록 지지하는 구조의 하부레일; 상기 장착프레임의 내부 측면에 장착되고, 중앙필터부의 양측을 지지하는 구조이며, 중앙필터부를 필터토출 개폐부를 통해 슬라이딩 위치 변경 가능하도록 지지하는 구조의 중앙부레일; 및 상기 장착프레임의 내부 측면에 장착되고, 상부필터부의 양측을 지지하는 구조이며, 상부필터부를 필터토출 개폐부를 통해 슬라이딩 위치 변경 가능하도록 지지하는 구조의 상부레일;을 포함하는 구성일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the exhaust purification unit is mounted on the upper surface of the other side of the mounting frame, has a structure that opens or closes the internal storage space to the outside, and is open to the outside so that the exhaust purification unit can be taken out. Filter discharge opening and closing part of; A lower rail mounted on the inner side of the mounting frame, having a structure to support both sides of the lower filter unit, and having a structure to support the lower filter unit so that its sliding position can be changed through the filter discharge opening and closing part; A central rail mounted on the inner side of the mounting frame and supporting both sides of the central filter unit, the central rail having a structure that supports the central filter unit so that its sliding position can be changed through the filter discharge opening and closing part; and an upper rail mounted on the inner side of the mounting frame, having a structure to support both sides of the upper filter part, and supporting the upper filter part so that its sliding position can be changed through the filter discharge opening and closing part.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 화학물질 노출평가 시스템에 따르면, 특정 구조의 폐모형부, 입자검출부, 흡입구동부 및 모니터링부를 구비함으로써, 가습기 살균제, 소독제, 세정제, 모기향 등 공기 중으로 각종 생활화학 제품에 노출되었을 시 인체 노출량을 실시간으로 정량적으로 산출할 수 있는 화학물질 노출평가 시스템을 제공할 수 있다.As described above, according to the chemical exposure assessment system of the present invention, by providing a lung model part, particle detection part, suction inlet part, and monitoring part of a specific structure, various household chemical products such as humidifier sterilizers, disinfectants, detergents, and mosquito coils are released into the air. It is possible to provide a chemical exposure assessment system that can quantitatively calculate the amount of human exposure in real time when exposed to .
또한, 본 발명의 화학물질 노출평가 시스템에 따르면, 특정 구조의 제1점막부, 제2점막부, 제3점막부 및 개방조절부를 구비함으로써, 감기 등 호흡기관련 질환을 앓고 있는 신체 또는 극한환경 상에 놓인 신체에 대해서도 인체 노출량을 실시간으로 정량적으로 산출할 수 있는 화학물질 노출평가 시스템을 제공할 수 있다.In addition, according to the chemical exposure assessment system of the present invention, by providing a first mucosal portion, a second mucosal portion, a third mucosal portion, and an opening control portion of a specific structure, the body suffering from a respiratory disease such as a cold or in an extreme environment It is possible to provide a chemical exposure assessment system that can quantitatively calculate human exposure in real time even for bodies placed in the environment.
또한, 본 발명의 화학물질 노출평가 시스템에 따르면, 특정 구조의 배기정화부를 구비함으로써, 실험 과정에서 발생하는 해로운 화학물질이 실험실 공기 중으로 비산되는 것을 방지할 수 있어, 실험수행자의 건강을 보장하고 실험실 내부 안전한 환경을 보장할 수 있는 화학물질 노출평가 시스템을 제공할 수 있다.In addition, according to the chemical exposure assessment system of the present invention, by providing an exhaust purification unit with a specific structure, it is possible to prevent harmful chemicals generated during the experiment from scattering into the laboratory air, thereby ensuring the health of the experimenter and the laboratory. We can provide a chemical exposure assessment system that can ensure a safe internal environment.
도 1은 종래 기술에 따른 생활 화학 용품의 노출 및 위해성 평가 장치를 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화학물질 노출평가 시스템을 나타내는 사진이다.
도 3은 도 2에 도시된 화학물질 노출평가 시스템의 폐모형부를 나타내는 사진이다.
도 4는 도 3에 도시된 폐모형부의 내부 구조를 나타내는 사진이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 화학물질 노출평가 시스템의 폐모형부를 나타내는 정면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 폐모형부의 폐외각 하우징을 나타내는 정면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐모형부를 제작하는 과정에 있어서 기관지 3D 모델을 생성하는 모습을 나타내는 사진이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐모형부를 제작하는 과정에 있어서 기관지 3D 모델을 생성하는 모습을 나타내는 사진이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐모형부를 제작하는 과정에 있어서 기관지 3D 모델을 생성하는 모습을 나타내는 사진이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐모형부를 제작하는 과정에 있어서 기관지 3D 모델을 1차 보정 후 분기별 구멍 확인 후 조립시 필요한 두께로 설정하여 3D 프린터용 데이터로 변환하는 모습을 나타내는 사진이다.
도 11은 3D 프린터용 데이터를 이용하여 3D 프린팅 수행하는 과정과 제작 완료된 폐모형부의 폐포 형성부를 나타내는 사진이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기정화부를 나타내는 정면도이다.
도 13은 도 12에 도시된 배기정화부의 내부 구조를 나타내는 정면 모식도이다.
도 14는 도 13의 B부분 확대도이다.Figure 1 is a configuration diagram showing an exposure and risk assessment device for household chemical products according to the prior art.
Figure 2 is a photograph showing a chemical exposure assessment system according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a photograph showing the waste model portion of the chemical exposure assessment system shown in Figure 2.
Figure 4 is a photograph showing the internal structure of the lung model shown in Figure 3.
Figure 5 is a front view showing the waste model portion of the chemical exposure assessment system according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a front view showing the closed outer shell housing of the closed model shown in Figure 5.
Figure 7 is a photograph showing the creation of a 3D model of the bronchial tubes in the process of manufacturing a lung model according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a photograph showing the creation of a 3D model of the bronchial tubes in the process of manufacturing a lung model according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 is a photograph showing the creation of a 3D model of the bronchus in the process of manufacturing a lung model according to an embodiment of the present invention.
Figure 10 is a photograph showing that in the process of manufacturing a lung model according to an embodiment of the present invention, the bronchial 3D model is first corrected, checked for quarterly holes, set to the thickness required for assembly, and converted into data for a 3D printer. am.
Figure 11 is a photograph showing the 3D printing process using 3D printer data and the alveolar formation portion of the completed lung model portion.
Figure 12 is a front view showing an exhaust purification unit according to an embodiment of the present invention.
Figure 13 is a front schematic diagram showing the internal structure of the exhaust purification unit shown in Figure 12.
Figure 14 is an enlarged view of part B of Figure 13.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Prior to this, terms and words used in this specification and claims should not be construed as limited to their usual or dictionary meanings, but should be construed with meanings and concepts consistent with the technical idea of the present invention.
본 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다. 본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout this specification, when a member is said to be located “on” another member, this includes not only cases where a member is in contact with another member, but also cases where another member exists between the two members. Throughout this specification, when a part "includes" a certain component, this means that it may further include other components rather than excluding other components, unless specifically stated to the contrary.
국내에는 가습기 살균제, 각종 스프레이류, 모기향과 같은 각종 연무 제품 등 다양한 생활화학제품이 개발되어 출시되고 있으나, 안정성 평가와 관련된 관계 법령은 생활화학제품 자체의 유해물질 함량을 제한하는데 그치고 있고, 생활화학제품을 실제 생활환경에서 사용할 때의 인체 노출평가에 관한 연구와 다양한 형태의 생활화학제품에 공기 중으로 흡입 노출되었을 경우 폐침착량, 침착부위 등에 관한 연구는 매우 부족하다.In Korea, a variety of household chemical products have been developed and released, including humidifier disinfectants, various sprays, and various misting products such as mosquito coils. However, related laws and regulations related to safety evaluation only limit the content of hazardous substances in household chemical products themselves, and household chemical products Research on human exposure assessment when products are used in actual living environments and research on lung deposition and deposition sites when inhaled and exposed to various types of household chemical products are very lacking.
본 발명은 한국인 평균 성인남성에 해당되는 신장 174 ㎝의 폐CT 사진을 기반으로 3D프린팅 기법으로 실제 크기의 폐모형을 제작하여, 제작된 폐모형에 실시간으로 입자의 크기별 수 농도를 계측하여 화학물질 노출로 인한 인체 위해성 평가연구 분야에 적용될 수 있다.The present invention produces a life-sized lung model using a 3D printing technique based on a lung CT photo of a person with a height of 174 cm, corresponding to the average Korean adult male, and measures the number and concentration of particles by size in real time on the produced lung model to detect chemical substances. It can be applied to the field of human risk assessment research due to exposure.
입자의 호흡기내 침착 부위에 영향을 미치는 주요 인자는 입자의 크기인데, 입자의 크기가 작을수록 호흡기 깊숙이 도달하게 된다. 따라서 공기 중에 분포하는 입자의 크기 분포를 파악하는 것은 건강 위해성평가에 있어 매우 중요하다.The main factor affecting the deposition site of particles in the respiratory tract is the size of the particles. The smaller the particle size, the deeper it reaches the respiratory tract. Therefore, identifying the size distribution of particles distributed in the air is very important in health risk assessment.
한편 입자와 달리 가스상 물질은 상기도 (점막)에서 일부 용해될 수 있기 때문에 입자에 비해 호흡기 깊숙이 도달하는 양이 상대적으로 적을 것으로 예상되지만 이에 관해 구체적인 연구는 부족한 실정이다.Meanwhile, unlike particles, gaseous substances can partially dissolve in the upper respiratory tract (mucosa), so the amount reaching deep into the respiratory tract is expected to be relatively small compared to particles, but specific research on this is lacking.
그러므로 본 발명을 통해서 실시간으로(초에서 분단위) 폐내 노출량을 측정할 수 있도록 고안하여 심도 있는 인체 위해성 평가연구를 수행을 할 수 있다.Therefore, through the present invention, it is designed to measure exposure in the lungs in real time (from seconds to minutes), making it possible to conduct in-depth human risk assessment research.
본 발명은 한국인 평균 성인남성에 해당되는 신장 174 ㎝의 폐CT 사진을 기반으로 3D프린팅 기법으로 비강과 구강부터 현재 기술로 제작가능한 폐 세기관지 말단인 11분지(직경 약 1 ㎜) 까지 정밀하게 모형을 제작한 후, 크기가 매우 작은 초미세입자에서 미세입자까지(10㎚ 내지 10㎛) 실시간으로 공기 중 입자의 크기별 농도를 계측하는 입자계측정밀기기인 2대의 SMPS(OPS)를 사용해 1대는 모형의 후두 위치에 연결하고, 나머지 한 대는 폐모형을 거치고 나서 석션 펌프에 도달하기 이전의 위치에 연결해 실시간으로 동시 측정함으로써 흡인된 입자의 폐내 침착율을 산출할 수 있도록 고안하였다.The present invention uses a 3D printing technique to accurately model the nasal cavity and oral cavity to the 11 branches (about 1 mm in diameter) at the end of the lung bronchioles, which can be manufactured with current technology, based on a lung CT photo of a person with a height of 174 cm, corresponding to the average Korean adult male. After manufacturing, two SMPS (OPS), a particle measuring instrument that measures the concentration of particles in the air by size in real time, ranging from very small ultra-fine particles to fine particles (10㎚ to 10㎛), are used, one of which is used to measure the model's larynx. It was designed to calculate the deposition rate of aspirated particles in the lung by simultaneously measuring it in real time by connecting it to a location, and the other device to a location before reaching the suction pump after going through the lung model.
이와 동시에 실시간으로 공기 중 VOCs의 종류와 농도를 실시간으로 계측하는 PTR TOF MS를 상기 SMPS와 마찬가지로 후두 위치와 폐모형을 거친 이후의 위치에 연결해 계측함으로써 흡입된 VOCs의 폐내 침착율(흡수율)도 산출할 수 있도록 고안하였다.At the same time, the PTR TOF MS, which measures the type and concentration of VOCs in the air in real time, is connected to the larynx and the location after passing through the lung model, similar to the SMPS above, and the deposition rate (absorption rate) of inhaled VOCs in the lung is also calculated. It was designed to do so.
아울러, 장비 1과 장비 2의 기기 디스플레이를 통해서 실험 결과를 실시간으로 확인할 수 있고, 장비에 저장된 데이터를 백업하여 별도로 통계분석, 모델링 등에 활용할 수도 있다. 더불어, 인체 호흡기는 후두/비강에서 시작해 기관지, 소기관지, 세기관지까지 11분지로 뻗어져 있는데, 폐모형을 조립할 때 분지별로 바꿔서 실험함으로써 폐 내 어느 부위에 입자 및 가스가 침착되는지도 평가할 수 있다.In addition, experimental results can be checked in real time through the device displays of Equipment 1 and Equipment 2, and data stored in the equipment can be backed up and used separately for statistical analysis, modeling, etc. In addition, the human respiratory system extends into 11 branches starting from the larynx/nasal cavity to the bronchi, small bronchi, and bronchioles. When assembling a lung model, by changing each branch and experimenting, it is possible to evaluate where particles and gases are deposited in the lungs.
이를 통해 가습기 살균제, 소독제, 세정제, 모기향 등 공기 중으로 각종 생활화학 제품에 노출되었을 시 인체 노출량을 실시간으로 정량적으로 산출할 수 있도록 하였다. 동일한 생활화학제품을 사용하더라도 사용량, 사용방법(근거리 분사, 원거리 노출), 공간과 환경의 특성(크기, 온습도, 풍속 등) 등의 변수에 따라 폐내 침착되는 화학물질의 양은 달라질 것이며, 또 생활화학제품 사용 후 시간의 변화에 따라서도 공기 중 화학물질의 성상이 변화하기 때문에 폐내 침착되는 양이 변화할 것인데 실시간으로(초에서 분단위) 폐내 노출량을 측정할 수 있도록 고안하여 심도 있는 인체 위해성 평가연구가 가능하도록 고안하였다Through this, it was possible to quantitatively calculate the amount of human exposure in real time when exposed to various household chemical products in the air, such as humidifier sterilizers, disinfectants, detergents, and mosquito coils. Even if the same household chemical product is used, the amount of chemical substances deposited in the lungs will vary depending on variables such as usage amount, method of use (near-distance spray, long-distance exposure), and characteristics of space and environment (size, temperature and humidity, wind speed, etc.). Since the properties of chemicals in the air change depending on the time after product use, the amount deposited in the lungs will change. In-depth human risk assessment research was designed to measure exposure in the lungs in real time (seconds to minutes). It was designed to make it possible
도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 화학물질 노출평가 시스템을 나타내는 사진이 도시되어 있고, 도 3에는 도 2에 도시된 화학물질 노출평가 시스템의 폐모형부를 나타내는 사진이 도시되어 있으며, 도 4에는 도 3에 도시된 폐모형부의 내부 구조를 나타내는 사진이 도시되어 있다.Figure 2 shows a photograph showing a chemical exposure evaluation system according to an embodiment of the present invention, Figure 3 shows a photograph showing a waste model portion of the chemical exposure evaluation system shown in Figure 2, and Figure 4 A photograph showing the internal structure of the closed model shown in FIG. 3 is shown.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 화학물질 노출평가 시스템 (100)은 특정 구조의 폐모형부(110), 입자검출부(120), 흡입구동부(130) 및 모니터링부(140)를 구비함으로써, 가습기 살균제, 소독제, 세정제, 모기향 등 공기 중으로 각종 생활화학 제품에 노출되었을 시 인체 노출량을 실시간으로 정량적으로 산출할 수 있는 화학물질 노출평가 시스템을 제공할 수 있다.Referring to these drawings, the chemical exposure assessment system 100 according to this embodiment is provided with a lung model unit 110, a particle detection unit 120, an inlet unit 130, and a monitoring unit 140 of a specific structure. , it is possible to provide a chemical exposure assessment system that can quantitatively calculate the amount of human exposure in real time when exposed to various household chemical products in the air, such as humidifier sterilizers, disinfectants, detergents, and mosquito coils.
이하에서는 도면을 참조하여 본 실시예에 따른 화학물질 노출평가 시스템(100)를 구성하는 각 구성에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, each component constituting the chemical exposure assessment system 100 according to this embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
도 5에는 본 발명의 일 실시예에 따른 화학물질 노출평가 시스템의 폐모형부를 나타내는 정면도가 도시되어 있고, 도 6에는 도 5에 도시된 폐모형부의 폐외각 하우징을 나타내는 정면도가 도시되어 있다.Figure 5 shows a front view showing the waste model portion of the chemical exposure assessment system according to an embodiment of the present invention, and Figure 6 shows a front view showing the waste shell housing of the waste model part shown in Figure 5.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 폐모형부(110)는 한국인 평균 성인남성에 해당되는 신체구조를 가지는 신체의 폐 CT 사진을 기반으로 3D 프린팅 기법으로 비강과 구강부터 폐 세기관지 말단까지 제작된다.Referring to Figures 2 to 6, the lung model unit 110 according to this embodiment is manufactured from the nasal cavity and oral cavity to the lung bronchioles using a 3D printing technique based on a CT photograph of the lungs of a body with a body structure corresponding to that of an average Korean adult male. Manufactured to the very end.
본 실시예에 따른 입자검출부(120)는 폐모형부(110)의 흡기구(111)와 배기구(115)에 장착되어 폐모형부(110)로부터 인입되는 공기 중의 화학물질 양과 폐모형부(110)로부터 배출되는 공기 중의 화학물질 양을 검출할 수 있다.The particle detection unit 120 according to this embodiment is mounted on the intake port 111 and the exhaust port 115 of the waste model unit 110 and measures the amount of chemicals in the air flowing in from the waste model unit 110 and the waste model unit 110. The amount of chemicals in the air emitted from the device can be detected.
본 실시예에 따른 흡입구동부(130)는 폐모형부(110)의 출구에 연통하는 구조로 장착되고, 폐모형부(110)의 흡기구(111)로부터 배기구(115)까지 음압을 형성하여 공기유동을 생성할 수 있다.The intake port 130 according to this embodiment is mounted in a structure that communicates with the outlet of the lung model unit 110, and creates a negative pressure from the intake port 111 of the lung model unit 110 to the exhaust port 115 to prevent air flow. can be created.
본 실시예에 따른 모니터링부(140)는 입자검출부(120)로부터 획득한 데이터를 바탕으로 흡인된 화학물질 입자의 폐 내 침착율 또는 폐 내 흡수율을 산출처리하여 출력할 수 있다.The monitoring unit 140 according to this embodiment can calculate and output the deposition rate or absorption rate within the lungs of the aspirated chemical particles based on the data acquired from the particle detection unit 120.
도 7에는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐모형부를 제작하는 과정에 있어서 기관지 3D 모델을 생성하는 모습을 나타내는 사진이 도시되어 있고, 도 8에는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐모형부를 제작하는 과정에 있어서 기관지 3D 모델을 생성하는 모습을 나타내는 사진이 도시되어 있으며, 도 9에는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐모형부를 제작하는 과정에 있어서 기관지 3D 모델을 생성하는 모습을 나타내는 사진이 도시되어 있다. 또한, 도 10에는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐모형부를 제작하는 과정에 있어서 기관지 3D 모델을 1차 보정 후 분기별 구멍 확인 후 조립시 필요한 두께로 설정하여 3D 프린터용 데이터로 변환하는 모습을 나타내는 사진이 도시되어 있고, 도 11에는 3D 프린터용 데이터를 이용하여 3D 프린팅 수행하는 과정과 제작 완료된 폐모형부의 폐포 형성부를 나타내는 사진이 도시되어 있다.Figure 7 shows a photograph showing the creation of a 3D model of the bronchi in the process of manufacturing a lung model according to an embodiment of the present invention, and Figure 8 shows a photo showing the process of producing a lung model according to an embodiment of the present invention. A photograph showing the creation of a 3D model of the bronchial tubes in the process is shown, and Figure 9 shows a photograph showing the creation of a 3D model of the bronchial tubes in the process of manufacturing a lung model according to an embodiment of the present invention. there is. In addition, Figure 10 shows that in the process of manufacturing a lung model according to an embodiment of the present invention, the bronchial 3D model is first corrected, quarterly holes are checked, and the thickness required for assembly is set and converted into data for a 3D printer. A photo is shown, and FIG. 11 shows a photo showing the 3D printing process using 3D printer data and the alveolar formation area of the completed lung model.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 폐모형부(110)는 다수의 과정을 수행하여 제작되는 구성이다. 구체적으로, 알고리즘 기반 다양한 종류의 기관지 및 폐포 모델 생성 프로그램인 Lung4cer model generator를 이용하여 기관지 3D 모델을 생성하는 제1단계를 수행한다. 이후, 추출된 3D 모델링 데이터를 확인하고 1차 보정한 후 분기별 구멍 확인 후 조립 시 필요한 두께로 설정하는 제2단계가 수행된다. 이후, 3D 프린터용 데이터로 변환한 후 3D 프린팅을 수행하는 제3단계를 수행한 후, 3D 프린팅된 폐모형을 조립하는 제4단계가 수행된다.Referring to these drawings, the waste model unit 110 according to this embodiment is manufactured by performing multiple processes. Specifically, the first step of creating a bronchial 3D model is performed using the Lung4cer model generator, an algorithm-based program for creating various types of bronchial and alveolar models. Afterwards, the second step is performed to check the extracted 3D modeling data, make the first correction, check the quarterly holes, and set the thickness required for assembly. Afterwards, the third step of converting the data into 3D printer data and performing 3D printing is performed, and then the fourth step of assembling the 3D printed lung model is performed.
도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 폐모형부(110)는 특정 구조의 흡기구(111), 기관지 형성부(112), 폐포 형성부(113), 폐외각 하우징(114) 및 배기구(115)를 포함하는 구성일 수 있다.As shown in Figures 3 to 6, the lung model unit 110 according to this embodiment includes an intake port 111, a bronchial formation unit 112, an alveolar formation unit 113, and a lung shell housing 114 of a specific structure. ) and an exhaust port 115.
구체적으로, 폐모형부(110)의 흡기구(111)는 신체의 비강 형상과 구강 형상을 일체형 구조로 생성한 구조이고, 외부로 노출된 개구부가 비강쪽과 구강쪽에 각각 독립적으로 형성되며, 기관지 형성부(112)의 상단으로부터 탈착 가능한 구조이다. 기관지 형성부(112)는 흡기구(111)와 연통하는 구조이고, 신체의 기관지 형상을 생성한 구조이며, 흡기구(111)로부터 흡입된 공기를 제1분기관과 제2분기관을 통해 폐포 형성부(113)로 전달하는 배관 구조이다. 폐포 형성부(113)는 기관지 형성부(112)의 일단에 연통하는 구조로 장착되고, 신체의 폐포 형상을 생성한 구조이며, 기관지 형성부로부터 전달된 공기가 전달되는 배관 구조이고, 일단에 관통구가 형성된다. 폐외각 하우징(114)은 기관지 형성부(112)의 제1분기관과 제2분기관 각각에 독립적으로 분리된 공간을 형성하고, 폐포 형성부(113)를 감싸는 구조로 형성되어 밀폐된 공간을 형성하며, 소정 크기의 강성을 가지는 소재로 구성된다. 또한, 배기구(115)는 폐외각 하우징(114)의 외주면에 일정 간격 이격되어 다수 장착되고, 폐외각 하우징(114)의 내부와 흡입구동부(130)를 서로 연통하는 구조이며, 흡입구동부(130)의 작동에 의해 폐외각 하우징(114) 내부의 공기를 배기튜브(116)를 통해 흡입구동부(130)로 배기하는 구조이다.Specifically, the intake port 111 of the lung model unit 110 is a structure in which the nasal cavity shape and the oral cavity shape of the body are created as an integrated structure, and the openings exposed to the outside are formed independently on the nasal cavity side and the oral cavity side, forming bronchial tubes. It is a structure that is detachable from the top of the part 112. The bronchial formation unit 112 is a structure that communicates with the intake port 111 and is a structure that creates the shape of a body's bronchial tube, and directs the air sucked in from the intake port 111 to the alveolar formation unit through the first and second branch pipes. It is a piping structure that delivers to (113). The alveolar forming part 113 is mounted in a structure that communicates with one end of the bronchial forming part 112, is a structure that creates the shape of the alveoli of the body, and is a piping structure through which air delivered from the bronchial forming part is transmitted, and penetrates one end. A sphere is formed. The lung outer shell housing 114 forms independently separate spaces in each of the first and second branch organs of the bronchial formation unit 112, and is formed in a structure that surrounds the alveolar formation unit 113 to create a closed space. It is formed and is made of a material that has a certain amount of rigidity. In addition, a plurality of exhaust ports 115 are mounted on the outer peripheral surface of the closed shell housing 114 at regular intervals, and have a structure that communicates between the inside of the closed shell housing 114 and the intake port 130, and the intake port 130 It is a structure that exhausts the air inside the closed shell housing 114 to the intake port 130 through the exhaust tube 116 by the operation of .
경우에 따라서, 본 실시예에 따른 폐모형부(110)는 특정 구조의 제1점막부(도시하지 않음), 제2점막부(도시하지 않음), 제3점막부(도시하지 않음) 및 개방조절부(도시하지 않음)를 더 포함하는 구성일 수 있다.In some cases, the lung model unit 110 according to the present embodiment may include a first mucosal portion (not shown), a second mucosal portion (not shown), a third mucosal portion (not shown), and an open mucosal portion (not shown) of a specific structure. It may be configured to further include an adjustment unit (not shown).
구체적으로, 제1점막부는 흡기구(111)의 비강 형상 내측면에 장착되고, 모니터링부(140)로부터 제공되는 전기적 신호에 의해 흡기구(111) 비강 내부 공간으로 노출된 면에 점착성 물질을 노출하여 표면의 점착성 정도를 변경하는 유연한 박판 구조이다. 제2점막부는 기관지 형성부(112)의 내측면에 장착되고, 모니터링부(140)로부터 제공되는 전기적 신호에 의해 흡기구(111) 비강 내부 공간으로 노출된 면에 점착성 물질을 노출하여 표면의 점착성 정도를 변경하는 유연한 박판 구조이다. 제3점막부는 폐포 형성부(113)의 내측면에 장착되고, 모니터링부(140)로부터 제공되는 전기적 신호에 의해 흡기구(111) 비강 내부 공간으로 노출된 면에 점착성 물질을 노출하여 표면의 점착성 정도를 변경하는 유연한 박판 구조이다. 또한, 개방조절부는 배기구(115)에 각각 독립적으로 구동하도록 장착되고, 모니터링부(140)로부터 제공되는 신호에 의해 개방정도를 조절하는 구조이다.Specifically, the first mucosal portion is mounted on the inner surface of the nasal cavity of the intake port 111, and exposes an adhesive material to the surface exposed to the inner space of the nasal cavity of the intake port 111 by an electrical signal provided from the monitoring unit 140. It is a flexible thin plate structure that changes the degree of adhesion. The second mucosal portion is mounted on the inner surface of the bronchial formation portion 112, and exposes an adhesive material to the surface exposed to the inner space of the nasal cavity of the intake port 111 by an electrical signal provided from the monitoring unit 140 to determine the degree of adhesiveness of the surface. It is a flexible thin plate structure that changes. The third mucosal portion is mounted on the inner surface of the alveolar forming portion 113, and exposes an adhesive material to the surface exposed to the inner space of the nasal cavity of the intake port 111 by an electrical signal provided from the monitoring unit 140 to determine the degree of adhesiveness of the surface. It is a flexible thin plate structure that changes. In addition, the opening control units are mounted on the exhaust ports 115 to operate independently, and have a structure that adjusts the degree of opening by a signal provided from the monitoring unit 140.
이 경우, 본 실시예에 따르면 특정 구조의 제1점막부, 제2점막부, 제3점막부 및 개방조절부를 구비함으로써, 감기 등 호흡기관련 질환을 앓고 있는 신체 또는 극한환경 상에 놓인 신체에 대해서도 인체 노출량을 실시간으로 정량적으로 산출할 수 있는 화학물질 노출평가 시스템을 제공할 수 있다.In this case, according to this embodiment, by providing a first mucosal portion, a second mucosal portion, a third mucosal portion, and an opening control portion of a specific structure, it can be used for a body suffering from a respiratory disease such as a cold or a body in an extreme environment. It is possible to provide a chemical exposure assessment system that can quantitatively calculate human exposure in real time.
도 12에는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기정화부를 나타내는 정면도가 도시되어 있고, 도 13에는 도 12에 도시된 배기정화부의 내부 구조를 나타내는 정면 모식도가 도시되어 있으며, 도 14에는 도 13의 B부분 확대도가 도시되어 있다.FIG. 12 shows a front view showing an exhaust purification unit according to an embodiment of the present invention, FIG. 13 shows a front schematic diagram showing the internal structure of the exhaust purification unit shown in FIG. 12, and FIG. 14 shows B of FIG. 13. A partial enlarged view is shown.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 화학물질 노출평가 시스템(100)은 배기정화부(150)를 더 포함하는 구성일 수 있다.Referring to these drawings, the chemical exposure assessment system 100 according to this embodiment may further include an exhaust purification unit 150.
구체적으로 배기정화부(150)는 배기구(115)를 통해 외부로 배기되는 배관의 일단과 연통하는 구조이고, 모니터링부(140)의 일측에 장착되며, 배기구(115)를 통해 전달된 공기를 정화시켜 외부로 배출하는 구조이다.Specifically, the exhaust purification unit 150 has a structure that communicates with one end of the pipe that is exhausted to the outside through the exhaust port 115, is mounted on one side of the monitoring unit 140, and purifies the air delivered through the exhaust port 115. It is a structure that discharges to the outside.
배기정화부(150)는 특정 구조의 장착프레임(151), 하부필터부(152), 중앙필터부(153) 및 상부필터부(154)를 포함하는 구성일 수 있다.The exhaust purification unit 150 may include a mounting frame 151, a lower filter unit 152, a central filter unit 153, and an upper filter unit 154 of a specific structure.
배기정화부(150)의 장착프레임(151)은 모니터링부(140)의 일측에 장착되는 구성으로서, 배기구(115)로부터 전달되는 공기를 흡입하는 하단에 하부필터부(152)를 장착하고, 상단에 상부필터부(154)를 장착하는 밀폐형 박스 구조이다. 하부필터부(152)는 장착프레임(151)의 하단에 장착되고, 탈착 가능한 구조이며, 배기구(115)로부터 전달된 공기에 부유하는 입자성 물질을 필터링하는 구조이다. 중앙필터부(153)는 하부필터부(152)의 상단에 장착되는 구성으로서, 하부필터부(152)로부터 통해 전달된 공기에 회전와류를 형성함과 동시에 소독액제 미스트를 분사하여 소독하는 구조이다. 또한, 상부필터부(154)는 중앙필터부(153)의 상단에 장착되는 구성으로서, 중앙필터부(153)를 통해 전달된 공기에 UV-C를 조사하여 공기를 살균처리하는 구조이다.The mounting frame 151 of the exhaust purification unit 150 is mounted on one side of the monitoring unit 140, and has a lower filter unit 152 mounted at the bottom that intakes air delivered from the exhaust port 115, and at the top. It is a closed box structure equipped with an upper filter unit (154). The lower filter unit 152 is mounted at the bottom of the mounting frame 151, has a detachable structure, and has a structure that filters particulate matter floating in the air delivered from the exhaust port 115. The central filter unit 153 is a component mounted on the top of the lower filter unit 152, and has a structure that forms a rotating vortex in the air delivered from the lower filter unit 152 and disinfects it by spraying a disinfectant mist at the same time. . In addition, the upper filter unit 154 is mounted on the top of the central filter unit 153 and has a structure that sterilizes the air by irradiating UV-C to the air delivered through the central filter unit 153.
도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 중앙필터부(153)는, 특정 구조의 회전실린더(154a), 회전지지통(154b), 회전돌기부(154c), 내측분사관통구(154d) 및 주입노즐(154e)을 포함하는 구성일 수 있다.As shown in Figures 13 and 14, the central filter unit 153 according to the present embodiment includes a rotating cylinder 154a, a rotating support cylinder 154b, a rotating protrusion 154c, and an inner injection through hole of a specific structure. It may be configured to include (154d) and an injection nozzle (154e).
구체적으로, 중앙필터부(153)의 회전실린더(154a)는 하부필터부(152)와 상부필터부(154) 사이에 장착되고, 하부필터부(152)와 상부필터부(154) 방향으로 연장된 중공형 실린더 구조이며, 하부필터부(152)를 통과한 공기를 상부필터부(154)로 유동시킴과 동시에 회전와류를 형성하도록 회전하는 구조이다. 회전지지통(154b)은 회전실린더(154a)를 감싸는 중공형 원통 구조이며, 내부에 회전실린더(154a)를 회전 가능하도록 장착하는 구조이다. 회전돌기부(154c)는 회전실린더(154a)의 외주면에 일정 간격 이격되어 다수 형성되고, 회전실린더(154a)와 회전지지통(154b) 사이로 주입되는 소독액제 미스트의 가압력에 의해 회전실린더(154a)를 회전시키는 구조이다. 내측분사관통구(154d)는 회전실린더(154a)의 외주면에 일정 간격 이격되어 다수 형성되고, 회전돌기부(154c)의 소독액제 미스트 받음면과 인접하여 형성되며, 회전실린더(154a)와 회전지지통(154b) 사이로 주입되는 소독액제 미스트를 내부 중공공간으로 유동시키는 구조이다. 또한, 주입노즐(154e)은 배기정화부(150)의 상부에 장착되고, 외부로부터 제공되는 소독액제 미스트를 회전실린더(154a)의 회전지지통(154b) 사이로 소정 크기의 가압력으로 주입하는 구조이다.Specifically, the rotating cylinder 154a of the central filter unit 153 is mounted between the lower filter unit 152 and the upper filter unit 154, and extends in the direction of the lower filter unit 152 and the upper filter unit 154. It has a hollow cylinder structure and rotates to flow the air that has passed through the lower filter unit 152 to the upper filter unit 154 and at the same time form a rotating vortex. The rotation support cylinder 154b is a hollow cylindrical structure surrounding the rotation cylinder 154a, and has a structure in which the rotation cylinder 154a is rotatably mounted therein. A plurality of rotating protrusions 154c are formed on the outer peripheral surface of the rotating cylinder 154a at regular intervals, and the rotating cylinder 154a is moved by the pressing force of the disinfectant mist injected between the rotating cylinder 154a and the rotating support container 154b. It is a rotating structure. A plurality of inner injection through-holes 154d are formed at regular intervals on the outer peripheral surface of the rotating cylinder 154a, and are formed adjacent to the disinfectant mist receiving surface of the rotating protrusion 154c, and are formed adjacent to the rotating cylinder 154a and the rotating support cylinder. It is a structure that allows the disinfectant mist injected between (154b) to flow into the internal hollow space. In addition, the injection nozzle 154e is mounted on the upper part of the exhaust purification unit 150 and has a structure that injects the disinfectant mist provided from the outside into the rotating support cylinder 154b of the rotating cylinder 154a with a predetermined amount of pressure.
경우에 따라서, 도 12에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 배기정화부(150)는 특정 구조의 필터토출 개폐부(115a), 하부레일(115b), 중앙부레일(115c) 및 상부레일(115d)을 포함하는 구성일 수 있다.In some cases, as shown in FIG. 12, the exhaust purification unit 150 according to the present embodiment includes a filter discharge opening and closing portion 115a, a lower rail 115b, a central rail 115c, and an upper rail 115d of a specific structure. It may be a configuration that includes.
구체적으로, 필터토출 개폐부(115a)는 장착프레임(151)의 타측 상부면에 장착되고, 내부 수납공간을 외부로 개방하거나 밀폐하는 구조이고, 외부로 개방되어 배기정화부(150)를 인출할 수 있는 구조이다. 하부레일(115b)은 장착프레임(151)의 내부 측면에 장착되고, 하부필터부(152)의 양측을 지지하는 구조이며, 하부필터부(152)를 필터토출 개폐부(115a)를 통해 슬라이딩 위치 변경 가능하도록 지지하는 구조이다. 중앙부레일(115c)은 장착프레임(151)의 내부 측면에 장착되고, 중앙필터부(153)의 양측을 지지하는 구조이며, 중앙필터부(153)를 필터토출 개폐부(115a)를 통해 슬라이딩 위치 변경 가능하도록 지지하는 구조이다. 또한, 상부레일(115d)은 장착프레임(151)의 내부 측면에 장착되고, 상부필터부(154)의 양측을 지지하는 구조이며, 상부필터부(154)를 필터토출 개폐부(115a)를 통해 슬라이딩 위치 변경 가능하도록 지지하는 구조이다.Specifically, the filter discharge opening/closing unit 115a is mounted on the upper surface of the other side of the mounting frame 151, has a structure that opens or closes the internal storage space to the outside, and is open to the outside to extract the exhaust purification unit 150. It is a structure. The lower rail (115b) is mounted on the inner side of the mounting frame 151 and has a structure that supports both sides of the lower filter unit 152, and changes the position of the lower filter unit 152 by sliding it through the filter discharge opening and closing unit 115a. It is a structure that supports this. The central rail (115c) is mounted on the inner side of the mounting frame 151 and has a structure that supports both sides of the central filter unit 153, and changes the position of the central filter unit 153 by sliding it through the filter discharge opening and closing unit 115a. It is a structure that supports this. In addition, the upper rail 115d is mounted on the inner side of the mounting frame 151 and has a structure that supports both sides of the upper filter unit 154, and slides the upper filter unit 154 through the filter discharge opening and closing unit 115a. It is a support structure that allows the position to be changed.
이 경우, 본 실시예에 따르면, 특정 구조의 배기정화부를 구비함으로써, 실험 과정에서 발생하는 해로운 화학물질이 실험실 공기 중으로 비산되는 것을 방지할 수 있어, 실험수행자의 건강을 보장하고 실험실 내부 안전한 환경을 보장할 수 있는 화학물질 노출평가 시스템을 제공할 수 있다.In this case, according to this embodiment, by providing an exhaust purification unit of a specific structure, it is possible to prevent harmful chemicals generated during the experiment from scattering into the laboratory air, thereby ensuring the health of the experimenter and creating a safe environment inside the laboratory. We can provide a chemical exposure assessment system that can guarantee
이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In the above detailed description of the present invention, only special embodiments thereof have been described. However, it should be understood that the present invention is not limited to the particular form mentioned in the detailed description, but rather is understood to include all modifications, equivalents and substitutes within the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims. It has to be.
즉, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.That is, the present invention is not limited to the specific embodiments and descriptions described above, and various modifications may be made by anyone skilled in the art without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. is possible, and such modifications fall within the scope of protection of the present invention.
100: 화학물질 노출평가 시스템
110: 폐모형부
111: 흡기구
112: 기관지 형성부
112a: 제1분기관
112b: 제2분기관
113: 폐포 형성부
114: 폐외각 하우징
115: 배기구
115a: 필터토출 개폐부
115b: 하부레일
115c: 중앙부레일
115d: 상부레일
116: 배기튜브
120: 입자검출부
121: 제1입자검출부
122: 제2입자검출부
130: 흡입구동부
140: 모니터링부
150: 배기정화부
151: 장착프레임
152: 하부필터부
153: 중앙필터부
154: 상부필터부
154a: 회전실린더
154b: 회전지지통
154c: 회전돌기부
154d: 내측분사관통구
154e: 주입노즐
154f: 베어링100: Chemical exposure assessment system
110: Lung model unit
111: intake port
112: Bronchial formation
112a: First branch organ
112b: Branch 2 organ
113: Alveolar formation
114: Closed shell housing
115: exhaust port
115a: Filter discharge opening and closing part
115b: Lower rail
115c: Central rail
115d: upper rail
116: exhaust tube
120: particle detection unit
121: First particle detection unit
122: Second particle detection unit
130: Eastern part of intake
140: Monitoring unit
150: Exhaust purification unit
151: Mounting frame
152: Lower filter unit
153: Central filter unit
154: Upper filter part
154a: Rotating cylinder
154b: Rotating support container
154c: Rotating protrusion
154d: Internal injection through-hole
154e: Injection nozzle
154f: Bearing
Claims (7)
상기 폐모형부(110)의 흡기구(111)와 배기구(115)에 장착되어 폐모형부(110)로부터 인입되는 공기 중의 화학물질 양과 폐모형부(110)로부터 배출되는 공기 중의 화학물질 양을 검출하는 입자검출부(120);
상기 폐모형부(110)의 출구에 연통하는 구조로 장착되고, 폐모형부(110)의 흡기구(111)로부터 배기구(115)까지 음압을 형성하여 공기유동을 생성하는 흡입구동부(130); 및
상기 입자검출부(120)로부터 획득한 데이터를 바탕으로 흡인된 화학물질 입자의 폐 내 침착율 또는 폐 내 흡수율을 산출처리하여 출력하는 모니터링부(140);
를 포함하고,
상기 폐모형부(110)는,
신체의 비강 형상과 구강 형상을 일체형 구조로 생성한 구조이고, 외부로 노출된 개구부가 비강쪽과 구강쪽에 각각 독립적으로 형성되며, 기관지 형성부(112)의 상단으로부터 탈착 가능한 구조의 흡기구(111);
상기 흡기구(111)와 연통하는 구조이고, 신체의 기관지 형상을 생성한 구조이며, 흡기구(111)로부터 흡입된 공기를 제1분기관과 제2분기관을 통해 폐포 형성부(113)로 전달하는 배관 구조의 기관지 형성부(112);
상기 기관지 형성부(112)의 일단에 연통하는 구조로 장착되고, 신체의 폐포 형상을 생성한 구조이며, 기관지 형성부로부터 전달된 공기가 전달되는 배관 구조이고, 일단에 관통구가 형성된 폐포 형성부(113);
상기 기관지 형성부(112)의 제1분기관과 제2분기관 각각에 독립적으로 분리된 공간을 형성하고, 폐포 형성부(113)를 감싸는 구조로 형성되어 밀폐된 공간을 형성하며, 소정 크기의 강성을 가지는 소재로 구성된 폐외각 하우징(114); 및
상기 폐외각 하우징(114)의 외주면에 일정 간격 이격되어 다수 장착되고, 폐외각 하우징(114)의 내부와 흡입구동부(130)를 서로 연통하는 구조이며, 흡입구동부(130)의 작동에 의해 폐외각 하우징(114) 내부의 공기를 배기튜브(116)를 통해 흡입구동부(130)로 배기하는 구조의 배기구(115);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학물질 노출평가 시스템.
A lung model unit (110) produced from the nasal cavity and oral cavity to the end of the lung bronchioles using a 3D printing technique based on a CT photograph of the body's lungs;
It is mounted on the intake port 111 and the exhaust port 115 of the lung model unit 110 to detect the amount of chemicals in the air flowing in from the waste model unit 110 and the amount of chemicals in the air discharged from the waste model unit 110. a particle detection unit 120;
An intake port 130 that is mounted in a structure that communicates with the outlet of the lung model unit 110 and generates air flow by forming negative pressure from the intake port 111 of the lung model unit 110 to the exhaust port 115; and
a monitoring unit 140 that calculates and outputs the lung deposition rate or absorption rate of the inhaled chemical particles based on the data obtained from the particle detection unit 120;
Including,
The lung model unit 110,
It is a structure in which the nasal cavity shape and the oral cavity shape of the body are created as an integrated structure, and the openings exposed to the outside are formed independently on the nasal cavity side and the oral cavity side, and the intake port 111 has a structure that is detachable from the upper end of the bronchial formation portion 112. ;
It is a structure that communicates with the intake port 111, has a structure that creates the shape of a body's bronchial tube, and transmits the air sucked from the intake port 111 to the alveolus formation unit 113 through the first and second branch pipes. Bronchial formation 112 of the piping structure;
It is mounted in a structure that communicates with one end of the bronchial formation unit 112, is a structure that creates the shape of alveoli in the body, and is a piping structure through which air delivered from the bronchial formation unit is transmitted, and the alveolar forming unit has a through hole at one end. (113);
Independently separated spaces are formed in each of the first and second branch organs of the bronchial formation portion 112, and are formed in a structure that surrounds the alveolar formation portion 113 to form a closed space, and are of a predetermined size. A closed shell housing (114) made of a rigid material; and
A plurality of people are mounted on the outer peripheral surface of the closed shell housing 114 at regular intervals, and the inside of the closed shell housing 114 and the intake port 130 are in communication with each other, and the closed shell housing 114 is operated by operating the intake port 130. An exhaust port 115 configured to exhaust the air inside the housing 114 to the intake port 130 through the exhaust tube 116;
A chemical exposure assessment system comprising:
상기 폐모형부(110)는,
알고리즘 기반 다양한 종류의 기관지 및 폐포 모델 생성 프로그램인 Lung4cer model generator를 이용하여 기관지 3D 모델을 생성하는 제1단계;
추출된 3D 모델링 데이터를 확인하고 1차 보정한 후 분기별 구멍 확인 후 조립 시 필요한 두께로 설정하는 제2단계;
3D 프린터용 데이터로 변환한 후 3D 프린팅을 수행하는 제3단계; 및
3D 프린팅된 폐모형을 조립하는 제4단계;
를 포함하는 제작방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 화학물질 노출평가 시스템.
According to paragraph 1,
The lung model unit 110,
The first step of creating a 3D model of the bronchial tubes using the Lung4cer model generator, an algorithm-based program for creating various types of bronchial and alveolar models;
The second step is to check the extracted 3D modeling data, make the first correction, check the quarterly holes, and set the thickness required for assembly;
A third step of converting data into 3D printer data and performing 3D printing; and
The fourth step of assembling the 3D printed lung model;
A chemical exposure assessment system, characterized in that it is manufactured by a manufacturing method comprising.
상기 폐모형부(110)는,
상기 흡기구(111)의 비강 형상 내측면에 장착되고, 모니터링부(140)로부터 제공되는 전기적 신호에 의해 흡기구(111) 비강 내부 공간으로 노출된 면에 점착성 물질을 노출하여 표면의 점착성 정도를 변경하는 유연한 박판 구조의 제1점막부;
상기 기관지 형성부(112)의 내측면에 장착되고, 모니터링부(140)로부터 제공되는 전기적 신호에 의해 흡기구(111) 비강 내부 공간으로 노출된 면에 점착성 물질을 노출하여 표면의 점착성 정도를 변경하는 유연한 박판 구조의 제2점막부;
상기 폐포 형성부(113)의 내측면에 장착되고, 모니터링부(140)로부터 제공되는 전기적 신호에 의해 흡기구(111) 비강 내부 공간으로 노출된 면에 점착성 물질을 노출하여 표면의 점착성 정도를 변경하는 유연한 박판 구조의 제3점막부; 및
상기 배기구(115)에 각각 독립적으로 구동하도록 장착되고, 모니터링부(140)로부터 제공되는 신호에 의해 개방정도를 조절하는 구조의 개방조절부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학물질 노출평가 시스템.
According to paragraph 1,
The lung model unit 110,
It is mounted on the inner surface of the nasal cavity of the intake port 111 and changes the degree of adhesiveness of the surface by exposing an adhesive material to the surface exposed to the inner space of the nasal cavity of the intake port 111 by an electric signal provided from the monitoring unit 140. A first mucosal portion having a flexible thin plate structure;
It is mounted on the inner surface of the bronchial formation portion 112 and changes the degree of adhesiveness of the surface by exposing an adhesive material to the surface exposed to the inner space of the nasal cavity of the intake port 111 by an electrical signal provided from the monitoring unit 140. A second mucosal portion having a flexible thin plate structure;
It is mounted on the inner surface of the alveolar forming part 113 and changes the degree of adhesion of the surface by exposing an adhesive material to the surface exposed to the inner space of the nasal cavity of the intake port 111 by an electric signal provided from the monitoring unit 140. A third mucosal portion with a flexible thin plate structure; and
Opening control units that are mounted on the exhaust ports 115 to operate independently and have a structure that adjusts the degree of opening according to a signal provided from the monitoring unit 140;
A chemical exposure assessment system comprising:
상기 흡입구동부(130)는,
상기 배기구(115)를 통해 외부로 배기되는 배관의 일단과 연통하는 구조이고, 모니터링부(140)의 일측에 장착되며, 배기구(115)를 통해 전달된 공기를 정화시켜 외부로 배출하는 구조의 배기정화부(150);
를 포함하고,
상기 배기정화부(150)는,
상기 모니터링부(140)의 일측에 장착되고, 배기구(115)로부터 전달되는 공기를 흡입하는 하단에 하부필터부(152)를 장착하고, 상단에 상부필터부(154)를 장착하는 밀폐형 박스 구조의 장착프레임(151);
상기 장착프레임(151)의 하단에 장착되고, 탈착 가능한 구조이며, 배기구(115)로부터 전달된 공기에 부유하는 입자성 물질을 필터링하는 구조의 하부필터부(152);
상기 하부필터부(152)의 상단에 장착되고, 하부필터부(152)로부터 통해 전달된 공기에 회전와류를 형성함과 동시에 소독액제 미스트를 분사하여 소독하는 구조의 중앙필터부(153); 및
상기 중앙필터부(153)의 상단에 장착되고, 중앙필터부(153)를 통해 전달된 공기에 UV-C를 조사하여 공기를 살균처리하는 상부필터부(154);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학물질 노출평가 시스템.
According to clause 4,
The intake eastern part 130,
It has a structure that communicates with one end of the pipe that is exhausted to the outside through the exhaust port 115, is mounted on one side of the monitoring unit 140, and has a structure that purifies the air delivered through the exhaust port 115 and discharges it to the outside. stoker (150);
Including,
The exhaust purification unit 150,
It is mounted on one side of the monitoring unit 140, and has a closed box structure in which a lower filter unit 152 is mounted at the bottom to suck in air delivered from the exhaust port 115, and an upper filter unit 154 is mounted at the top. Mounting frame (151);
A lower filter unit 152 that is mounted at the bottom of the mounting frame 151, has a detachable structure, and has a structure to filter particulate matter floating in the air delivered from the exhaust port 115;
A central filter unit (153) mounted on the top of the lower filter unit (152) and having a structure that forms a rotating vortex in the air delivered from the lower filter unit (152) and at the same time sprays a disinfectant mist to disinfect the air. and
An upper filter unit 154 mounted on the top of the central filter unit 153 and sterilizing the air by irradiating UV-C to the air delivered through the central filter unit 153;
A chemical exposure assessment system comprising:
상기 중앙필터부(153)는,
상기 하부필터부(152)와 상부필터부(154) 사이에 장착되고, 하부필터부(152)와 상부필터부(154) 방향으로 연장된 중공형 실린더 구조이며, 하부필터부(152)를 통과한 공기를 상부필터부(154)로 유동시킴과 동시에 회전와류를 형성하도록 회전하는 구조의 회전실린더(154a);
상기 회전실린더(154a)를 감싸는 중공형 원통 구조이며, 내부에 회전실린더(154a)를 회전 가능하도록 장착하는 회전지지통(154b);
상기 회전실린더(154a)의 외주면에 일정 간격 이격되어 다수 형성되고, 회전실린더(154a)와 회전지지통(154b) 사이로 주입되는 소독액제 미스트의 가압력에 의해 회전실린더(154a)를 회전시키는 회전돌기부(154c);
상기 회전실린더(154a)의 외주면에 일정 간격 이격되어 다수 형성되고, 회전돌기부(154c)의 소독액제 미스트 받음면과 인접하여 형성되며, 회전실린더(154a)와 회전지지통(154b) 사이로 주입되는 소독액제 미스트를 내부 중공공간으로 유동시키는 내측분사관통구(154d); 및
상기 배기정화부(150)의 상부에 장착되고, 외부로부터 제공되는 소독액제 미스트를 회전실린더(154a)의 회전지지통(154b) 사이로 소정 크기의 가압력으로 주입하는 주입노즐(154e);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학물질 노출평가 시스템.
According to clause 5,
The central filter unit 153,
It is mounted between the lower filter unit 152 and the upper filter unit 154, has a hollow cylinder structure extending in the direction of the lower filter unit 152 and the upper filter unit 154, and passes through the lower filter unit 152. A rotating cylinder (154a) that rotates to flow air into the upper filter unit (154) and form a rotating vortex at the same time;
A rotary support cylinder (154b), which has a hollow cylindrical structure surrounding the rotary cylinder (154a) and is rotatably mounted inside the rotary cylinder (154a);
A plurality of rotating protrusions ( 154c);
A plurality of them are formed at regular intervals on the outer peripheral surface of the rotary cylinder (154a), and are formed adjacent to the disinfectant mist receiving surface of the rotary protrusion (154c), and the disinfectant solution is injected between the rotary cylinder (154a) and the rotary support container (154b). An inner injection through-hole (154d) that allows the mist to flow into the internal hollow space; and
An injection nozzle (154e) mounted on the upper part of the exhaust purification unit (150) and injecting the disinfectant mist provided from the outside with a predetermined pressure between the rotating support cylinders (154b) of the rotating cylinder (154a);
A chemical exposure assessment system comprising:
상기 배기정화부(150)는,
상기 장착프레임(151)의 타측 상부면에 장착되고, 내부 수납공간을 외부로 개방하거나 밀폐하는 구조이고, 외부로 개방되어 배기정화부(150)를 인출할 수 있는 구조의 필터토출 개폐부(115a);
상기 장착프레임(151)의 내부 측면에 장착되고, 하부필터부(152)의 양측을 지지하는 구조이며, 하부필터부(152)를 필터토출 개폐부(115a)를 통해 슬라이딩 위치 변경 가능하도록 지지하는 구조의 하부레일(115b);
상기 장착프레임(151)의 내부 측면에 장착되고, 중앙필터부(153)의 양측을 지지하는 구조이며, 중앙필터부(153)를 필터토출 개폐부(115a)를 통해 슬라이딩 위치 변경 가능하도록 지지하는 구조의 중앙부레일(115c); 및
상기 장착프레임(151)의 내부 측면에 장착되고, 상부필터부(154)의 양측을 지지하는 구조이며, 상부필터부(154)를 필터토출 개폐부(115a)를 통해 슬라이딩 위치 변경 가능하도록 지지하는 구조의 상부레일(115d);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학물질 노출평가 시스템.
According to clause 6,
The exhaust purification unit 150,
A filter discharge opening/closing unit (115a) that is mounted on the upper surface of the other side of the mounting frame (151), has a structure that opens or closes the internal storage space to the outside, and has a structure that opens to the outside so that the exhaust purification unit (150) can be taken out;
It is mounted on the inner side of the mounting frame 151, has a structure that supports both sides of the lower filter part 152, and supports the lower filter part 152 so that the sliding position can be changed through the filter discharge opening and closing part 115a. The lower rail (115b) of;
It is mounted on the inner side of the mounting frame 151 and supports both sides of the central filter unit 153, and supports the central filter unit 153 so that its sliding position can be changed through the filter discharge opening and closing unit 115a. central rail (115c); and
It is mounted on the inner side of the mounting frame 151, has a structure that supports both sides of the upper filter part 154, and supports the upper filter part 154 so that the sliding position can be changed through the filter discharge opening and closing part 115a. upper rail (115d) of;
A chemical exposure assessment system comprising:
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20160217709A1 (en) * | 2015-01-24 | 2016-07-28 | Innovosciences, Llc | Respiratory system simulator |
KR101905966B1 (en) | 2016-08-09 | 2018-10-10 | 켐아이넷(주) | Exposure and risk assessment apparatus and method about consumer products |
KR102212749B1 (en) * | 2019-07-31 | 2021-02-04 | 국방과학연구소 | An Evaluation Device Using a Vertical Circulation Type Chamber for Dispersing Fine Particles |
KR102467942B1 (en) * | 2021-03-02 | 2022-11-17 | 오지윤 | Training system for cardio pulmonary resuscitation |
-
2023
- 2023-06-30 KR KR1020230085119A patent/KR102618447B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20160217709A1 (en) * | 2015-01-24 | 2016-07-28 | Innovosciences, Llc | Respiratory system simulator |
KR101905966B1 (en) | 2016-08-09 | 2018-10-10 | 켐아이넷(주) | Exposure and risk assessment apparatus and method about consumer products |
KR102212749B1 (en) * | 2019-07-31 | 2021-02-04 | 국방과학연구소 | An Evaluation Device Using a Vertical Circulation Type Chamber for Dispersing Fine Particles |
KR102467942B1 (en) * | 2021-03-02 | 2022-11-17 | 오지윤 | Training system for cardio pulmonary resuscitation |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Xiuhua et al. "Evaluation of Impulse Oscillometry in Respiratory Airway Casts with Varying Obstruction Phenotypes, Locations, and Complexities"(2022.03.02) 1부.* * |
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