KR100528202B1 - Fuel vapor storage canister - Google Patents
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Abstract
본 발명은 엔진의 운전 중에 발생되는 증발가스 뿐만 아니라 주유를 위해 시동을 끈 상태에서도 주유과정에서 발생되는 증발가스가 포집될 수 있도록 하기 위한 연료탱크의 증발가스 포집장치에 관한 것으로,The present invention relates to a boil-off gas collecting device of a fuel tank for allowing the boil-off gas generated in the fueling process can be collected as well as the boil-off gas generated during operation of the engine, even when the engine is turned off.
연료탱크 내의 증발가스를 포집하기 위한 캐니스터가 마련되고, 전자제어장치에 의해서 제어되는 PCV밸브의 동작에 따라서 엔진 흡기계의 부압이 전달되어 상기 캐니스터에 포집된 증발가스가 엔진의 흡기계 측으로 유도되도록 구성되는 증발가스 포집장치에 있어서,A canister is provided for collecting the boil-off gas in the fuel tank, and the negative pressure of the engine intake machine is transmitted in accordance with the operation of the PCV valve controlled by the electronic controller so that the boil-off gas collected in the canister is guided to the intake side of the engine. In the boil-off gas collection device is configured,
상기한 캐니스터의 일측과 진공라인으로 연결되어, 엔진 시동이 오프된 상태에서도 배터리의 전원으로 캐니스터에 진공압이 작용되도록 하기 위한 진공펌프와;A vacuum pump connected to one side of the canister by a vacuum line so that a vacuum pressure is applied to the canister by the power of the battery even when the engine is turned off;
운전자가 상기 진공펌프의 작동을 지령하기 위한 진공펌프 작동스위치와;A vacuum pump operation switch for a driver to command the operation of the vacuum pump;
상기한 진공펌프 작동스위치가 ON되었을 경우에 상기 진공펌프가 이미 설정된 시간동안 작동되도록 제어하기 위한 작동시간제어 유닛과;An operation time control unit for controlling the vacuum pump to operate for a predetermined time when the vacuum pump operation switch is turned on;
상기한 진공라인의 도중에 형성되어 캐니스터 내의 연료성분이 진공펌프 측으로 흐르는 것을 방지하기 위한 에어 필터;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.And an air filter formed in the middle of the vacuum line to prevent the fuel component in the canister from flowing to the vacuum pump side.
Description
본 발명은 연료탱크의 증발가스 포집장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진의 운전 중에 발생되는 증발가스 뿐만 아니라 주유를 위해 시동을 끈 상태에서도 주유과정에서 발생되는 증발가스가 포집될 수 있도록 하기 위한 연료탱크의 증발가스 포집장치에 관한 것이다.The present invention relates to an evaporation gas collection device of a fuel tank, and more particularly, to allow the evaporation gas generated in the oiling process to be collected even when the engine is turned off for fueling as well as the evaporation gas generated during operation of the engine. The present invention relates to an evaporation gas collecting device of a fuel tank.
차량에서 배출되는 배출가스에는 연료의 연소에 의해서 배기관을 통해 배출되는 배기가스와, 피스톤과 실린더 사이에서 크랭크실을 통해 크랭크 케이스로 배출되는 블로바이가스와, 연료탱크에서 발생되는 증발가스 등으로 크게 분류된다. 이와 같이 배출되는 배출가스는 환경오염에 심각한 요인이 되기 때문에 그 규제가 전세계적으로 점차 강화되고 있는 실정이다.Exhaust gas discharged from the vehicle is mainly composed of exhaust gas discharged through the exhaust pipe by combustion of fuel, blow-by gas discharged from the crankcase through the crankcase between the piston and the cylinder, and evaporated gas generated from the fuel tank. Are classified. Since the emitted gas is a serious factor for environmental pollution, the regulation is gradually being strengthened around the world.
상기와 같은 자동차 배출 가스의 배출을 억제하기 위한 마련되는 대책들 중에서 연료탱크에는 발생되는 증발가스를 포집하기 위한 대책으로 캐니스터가 장착되고 있다.Among the measures provided to suppress the discharge of the vehicle exhaust gas as described above, the fuel tank is equipped with a canister as a countermeasure for collecting the generated evaporated gas.
도 2는 일반적인 증발가스 포집장치를 도시한 도면으로, 엔진(10)이 운전되지 않는 경우에 연료탱크(11)로부터 증발되는 가스를 캐니스터(12)에 흡착하였다가, 엔진(10)이 시동되어 일정한 구동조건에 도달하면 전자제어장치(13)의 제어에 의해서 PCV밸브(Purge Control Valve, 14)가 개방되도록 하므로서, 흡기계의 부압에 의해서 상기 캐니스터(12)에 포집되었던 증발가스가 엔진(10)의 흡기계로 유도된 후 신선한 공기와 함께 연소실로 흡입되도록 구성되는 것이다.FIG. 2 is a view illustrating a general evaporation gas collecting device. When the engine 10 is not operated, the gas evaporated from the fuel tank 11 is adsorbed to the canister 12, and the engine 10 is started. When a certain driving condition is reached, the PCV valve (Purge Control Valve) 14 is opened by the control of the electronic control device 13, so that the boil-off gas collected in the canister 12 by the negative pressure of the intake machine is driven by the engine 10. After being guided to the intake machine of), it is configured to be sucked into the combustion chamber together with fresh air.
그런데 상기와 같이 캐니스터에 포집된 증발가스를 엔진의 흡기계로 공급되도록 하기 위한 구동원이 엔진 흡기계의 흡기부압이 이용되므로서 종래의 증발가스 포집장치에서는 엔진의 시동이 꺼진 상태에서는 엔진이 운전되고 있는 경우보다 증발가스의 포집성능이 저하된다. 특히, 연료탱크에 주유를 할 때는 안전을 위해서 시동을 정지해야 할 뿐만이 아니라 연료탱크의 주유캡이 개방되므로서 연료탱크 내의 증발가스가 대기중으로 방출되는 양이 증가하게 되는 문제점이 있었다.However, since the intake negative pressure of the engine intake is used as a driving source for supplying the boil-off gas collected in the canister to the intake of the engine, in the conventional evaporation gas collecting device, the engine is operated when the engine is turned off. The collection performance of the boil-off gas is lowered than it is. In particular, when refueling the fuel tank, not only the start stop for safety, but also the fuel cap of the fuel tank is opened, there is a problem that the amount of the boil-off gas in the fuel tank is increased to the atmosphere.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 엔진의 운전 중에 발생되는 증발가스 뿐만 아니라 주유를 위해 시동을 끈 상태에서도 주유과정에서 발생되는 증발가스가 포집될 수 있도록 하기 위한 연료탱크의 증발가스 포집장치를 제공하는 데 목적이 있다.Therefore, the present invention has been made in order to solve the above problems, the fuel tank for not only the boil-off gas generated during the operation of the engine but also to ensure that the boil-off gas generated during the fueling process can be collected even when the engine is turned off for fueling The purpose is to provide a boil-off gas collecting device of.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,The present invention as a means for achieving the above object,
연료탱크 내의 증발가스를 포집하기 위한 캐니스터가 마련되고, 전자제어장치에 의해서 제어되는 PCV밸브의 동작에 따라서 엔진 흡기계의 부압이 전달되어 상기 캐니스터에 포집된 증발가스가 엔진의 흡기계 측으로 유도되도록 구성되는 증발가스 포집장치에 있어서,A canister is provided for collecting the boil-off gas in the fuel tank, and the negative pressure of the engine intake machine is transmitted in accordance with the operation of the PCV valve controlled by the electronic controller so that the boil-off gas collected in the canister is guided to the intake side of the engine. In the boil-off gas collection device is configured,
상기한 캐니스터의 일측과 진공라인으로 연결되어, 엔진의 시동 오프된 상태에서도 배터리의 전원으로 상기 캐니스터에 진공압이 작용되도록 하기 위한 진공펌프와;A vacuum pump connected to one side of the canister by a vacuum line so that a vacuum pressure is applied to the canister by a power source of a battery even when the engine is turned off;
운전자가 상기 진공펌프의 작동을 지령하기 위한 진공펌프 작동스위치와;A vacuum pump operation switch for a driver to command the operation of the vacuum pump;
상기한 진공펌프 작동스위치가 ON되었을 경우에 상기 진공펌프가 이미 설정된 시간동안 작동되도록 제어하기 위한 작동시간제어 유닛과;An operation time control unit for controlling the vacuum pump to operate for a predetermined time when the vacuum pump operation switch is turned on;
상기한 진공라인의 도중에 형성되어 캐니스터 내의 연료성분이 진공펌프 측으로 유입되는 것을 방지하기 위한 에어 필터; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.An air filter formed in the middle of the vacuum line to prevent fuel components in the canister from flowing into the vacuum pump; Characterized in that comprises a.
이하, 본 발명에 의해 구성되는 증발가스 포집장치의 구성 및 작동에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment according to the configuration and operation of the boil-off gas collecting device configured by the present invention will be described in detail with the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 의해 구성되는 증발가스 포집장치의 구성도로서, 도면 중에 표시되는 도면부호 30은 본 발명에 의해 형성된 캐니스터를 지시하는 것이다.1 is a configuration diagram of an evaporation gas collecting device constructed by the present invention, wherein reference numeral 30 indicated in the drawing indicates a canister formed by the present invention.
상기한 캐니스터(30)는 종래의 일반적인 캐니스터와 마찬가지로 케이스 내부에 증발가스 중에 포함된 연료성분을 포집하기 위한 활성탄이 수용된다. 한편, 상기한 캐니스터(30)의 케이스의 일측에는 연료탱크(21) 측과 연결되기 위한 니플, PCV밸브(22) 측과 연결되기 위한 니플, 대기와 연통되는 니플 및 본 발명에 의해 형성된 진공펌프(40) 측과 연결되기 위한 니플이 추가로 형성된다.As described above, the canister 30 includes activated carbon for trapping fuel components contained in the boil-off gas, as in a conventional canister. On the other hand, one side of the case of the canister 30, the nipple for connecting to the fuel tank 21 side, the nipple for connecting to the PCV valve 22 side, the nipple in communication with the atmosphere and the vacuum pump formed by the present invention A nipple for connecting to the 40 side is further formed.
상기한 진공펌프(40)는 연료탱크(21)에 연료를 주유하기 위해서 엔진(20)의 시동을 정지하는 경우에 상기한 캐니스터(30)로 엔진 흡기계의 부압이 전달되지 않게 되므로서 캐니스터(30)의 증발가스 흡착성능이 저하될 수 밖에 없게 되는데, 이와 같이 엔진(20)이 정지된 상태에서도 상기한 캐니스터(30)에 진공압이 전달될 수 있도록 하여 증발가스의 흡착성능이 저하되는 것을 막기 위해 형성되는 것이다. 즉, 엔진의 시동을 끄고 주유를 실행하기 전에 상기한 진공펌프(40)를 작동시켜 연료탱크(21)에 잔존하는 증발가스가 캐니스터(30)에 포집되도록 하므로서, 증발가스가 개방된 주유파이프를 통해 대기중으로 그대로 방출되는 것을 막기 위한 것이다.When the vacuum pump 40 stops starting the engine 20 to supply fuel to the fuel tank 21, the negative pressure of the engine intake machine is not transmitted to the canister 30 as described above. The evaporation gas adsorption performance of the 30 is inevitably deteriorated. Thus, even when the engine 20 is stopped, the vacuum pressure can be transmitted to the canister 30 so that the adsorption performance of the evaporation gas is reduced. It is formed to prevent. That is, by turning off the engine and starting the oiling, the above-described vacuum pump 40 is operated so that the boil-off pipe remaining in the fuel tank 21 is collected in the canister 30, so that the oil-filled pipe with the boil-off gas opened is opened. This is to prevent it from being released into the atmosphere.
배터리(43)의 전원에 의해서 구동되는 진공펌프(40)의 작동을 제어하기 위해서 운전석에는 진공펌프 작동스위치(44)가 마련된다. 상기 진공펌프 작동스위치(44)는 연료탱크(21)에 주유를 하기 위해서 운전자의 조작에 의해서 필러 도어가 개방되도록 하는 퓨얼 리드 오픈 스위치와 공용으로 사용될 수 있다.In order to control the operation of the vacuum pump 40 driven by the power source of the battery 43, a vacuum pump operation switch 44 is provided in the driver's seat. The vacuum pump operation switch 44 may be used in common with the fuel lid open switch for opening the filler door by the driver's operation to lubricate the fuel tank 21.
한편, 상기한 진공펌프(40)는 진공펌프 작동스위치(44)가 ON작동된 후에 기설정된 소정의 시간동안에만 작동될 수 있도록 작동시간제어 유닛(42)에 의해 제어되도록 구성된다. 그리고 상기와 같이 진공펌프 작동스위치(44)와 퓨얼 리드 오픈 스위치를 공용으로 하게 되는 경우에는, 상기한 작동시간제어 유닛(42)에 설정된 시간이 경과되면 필러 도어를 개방하기 위한 퓨얼 리드 액츄에이터(50)가 작동되도록 구성된다. 작동시간제어 유닛(42)에 설정되는 시간은 연료탱크의 용적, 연료탱크 내의 잔류연료량, 연료탱크내의 증발가스량 등을 기초로 하여 설정된다.On the other hand, the vacuum pump 40 is configured to be controlled by the operation time control unit 42 so that the vacuum pump operation switch 44 can be operated only for a predetermined time after the ON operation. When the vacuum pump operation switch 44 and the fuel lid open switch are shared as described above, the fuel lid actuator 50 for opening the filler door when the time set in the operation time control unit 42 has elapsed. ) Is configured to work. The time set in the operation time control unit 42 is set based on the volume of the fuel tank, the residual fuel amount in the fuel tank, the amount of boil-off gas in the fuel tank, and the like.
즉, 운전자가 상기한 퓨얼 리드 오픈 스위치와 공용되는 진공펌프 작동스위치(44)를 작동시키게 되면, 상기한 작동시간제어 유닛(42)에 설정된 시간이 경과된 후에 주유자가 필러 캡을 열고 주유를 실시할 수 있도록 구성되는 것이다.That is, when the driver operates the vacuum pump operation switch 44 that is shared with the fuel lid open switch, the oiler opens the filler cap after the time set in the operation time control unit 42 has elapsed to perform oiling. It is configured to do that.
그리고 상기한 진공펌프(40)에서 진공라인(45)을 통해서 상기 캐니스터(30)로 진공압이 전달될 경우에, 상기 진공라인(45)을 통해서 캐니스터(30)에 저장되어 있는 연료성분이 진공펌프(40) 측으로 이동되는 것을 차단하기 위한 에어 필터(46)가 형성된다. 즉, 상기한 에어 필터(46)는 상기한 진공라인(45)을 통해 캐니스터(30)에 전달되는 부압력에 의해서 캐니스터(30) 내부의 공기가 진공라인(45) 측으로 향하는 과정에서 연료성분의 배출은 차단되도록 장착되는 것이다. 이러한 역할을 수행하는 에어 필터(46)는 유공압계에서 널리 제조 판매되는 것들 중의 한 사양이 선택될 수 있는 것이다.When the vacuum pressure is transferred from the vacuum pump 40 to the canister 30 through the vacuum line 45, the fuel component stored in the canister 30 through the vacuum line 45 is vacuumed. An air filter 46 is formed to block movement to the pump 40 side. That is, the air filter 46 of the fuel component in the process of the air in the canister 30 toward the vacuum line 45 by the negative pressure transmitted to the canister 30 through the vacuum line 45. Ejection is mounted to be blocked. The air filter 46 which performs this role may be selected from one of those widely manufactured and sold in a hydraulic pressure gauge.
한편, 엔진(20)이 운전되는 중에는 종래기술의 설명에서 설명된 바와 같이 전자제어장치(23)의 제어에 의해서 PCV밸브(22)가 작동되므로서 상기 캐니스터(30)에 포집되어 있는 증발가스가 엔진(20)의 흡기계 부압에 의해서 연소실로 공급되도록 구성되는 것이다.On the other hand, while the engine 20 is operating, as described in the description of the prior art, the PCV valve 22 is operated by the control of the electronic controller 23, so that the vaporized gas collected in the canister 30 is discharged. It is configured to be supplied to the combustion chamber by the negative pressure of the intake machine of the engine 20.
도면 중에 미설명된 부호 41은 상기 진공펌프(40)를 작동을 제어하는 릴레이를 지시하는 것이다.Reference numeral 41, which is not described in the drawing, indicates a relay for controlling the operation of the vacuum pump 40.
이상과 같이 구성된 본 발명에 의한 증발가스 포집장치의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operating state of the boil-off gas collecting device according to the present invention configured as described above are as follows.
엔진(20)이 운전되는 중에 연료탱크(21)에서 증발되는 증발가스는 상기 캐니스터(30)의 케이스 내부에 수용된 활성탄 등에 의해서 포집되어진다. 이렇게 포집된 연료성분은 전자제어장치(23)의 제어에 의해 작동되는 PCV밸브(22)가 개방되면 엔진(20)의 흡기부압에 의해서 흡기계로 유도되어 연소실로 공급된다.The boil-off gas evaporated from the fuel tank 21 while the engine 20 is operating is collected by activated carbon or the like contained in the case of the canister 30. The collected fuel components are led to the intake machine by the intake negative pressure of the engine 20 and supplied to the combustion chamber when the PCV valve 22 operated by the control of the electronic controller 23 is opened.
한편, 상기한 엔진(20)의 시동이 OFF된 상태에서는 흡기계의 부압이 캐니스터(30)로 전달되지 않게 되므로서 캐니스터(30)의 연료성분은 캐니스터(30)에 저장된 상태로 있게 되며, 연료탱크(21) 내에서 증발되는 증발가스는 연료탱크 내에 머므르게 된다. 따라서 주유를 위해서 연료탱크(21)의 필러 캡을 개방하게 되면 상기 연료탱크(21) 내에 머므르는 증발가스가 주유파이프를 통해서 외부로 방출되어진다.On the other hand, when the start of the engine 20 is turned off, the negative pressure of the intake machine is not transmitted to the canister 30, so that the fuel component of the canister 30 is stored in the canister 30, and the fuel The evaporated gas evaporated in the tank 21 stays in the fuel tank. Therefore, when the filler cap of the fuel tank 21 is opened for oiling, the boil-off gas in the fuel tank 21 is discharged to the outside through the oiling pipe.
그런데 본 발명에 의한 장치에서는 주유자가 주유를 위해 필러 캡을 개방하기 전에 운전자가 상기한 진공펌프(40)를 작동시키게 되므로서 연료탱크(21) 내에 채워져 있던 증발가스가 상기 캐니스터(30)에 포집되어진다.However, in the apparatus according to the present invention, before the lubricator opens the filler cap for lubrication, the operator operates the vacuum pump 40 as described above, so that the boil-off gas filled in the fuel tank 21 is collected in the canister 30. It is done.
특히, 본 발명의 실시예에서는 주유를 하기 위해 필러 도어를 개방하기 위한 퓨얼 리드 오픈 스위치와 상기 진공펌프(40)를 작동시키기 위한 진공펌프 작동스위치(44)가 공용되므로서, 운전자가 주유전에 상기 진공펌프 작동스위치(44)를 ON작동시키게 되면 우선 진공펌프(40)가 작동시간제어 유닛(42)에 설정된 시간동안 작동된 후에 퓨얼 리드 액츄에이터(50)가 작동시켜 필러도어가 개방되도록 한다.Particularly, in the embodiment of the present invention, the fuel lid open switch for opening the filler door and the vacuum pump operating switch 44 for operating the vacuum pump 40 are shared, so that the driver When the vacuum pump operation switch 44 is turned ON, first, the vacuum pump 40 is operated for the time set in the operation time control unit 42, and then the fuel lid actuator 50 is operated to open the filler door.
따라서 상기한 진공펌프(40)의 동작에 의해 형성된 진공압이 진공라인(45)을 통해 캐니스터(30)로 전달되고, 캐니스터(30)를 통과한 진공압은 연료탱크(21)로 전달되므로서 상기 연료탱크(21) 내에 잔류하는 증발가스가 상기 캐니스터(30) 측으로 유입되도록 한다. 한편, 상기한 진공라인(45)을 통해 전달되는 진공펌프(40) 측의 부압력에 의해서 캐니스터(30)로 입력된 증발가스는 진공라인(45)을 통해 진공펌프(40) 측으로 빨려가게 된다. 이 과정에서 증발가스에 포함된 연료성분은 상기한 에어 필터(46)에서 걸러지게 되고, 연료성분이 걸러진 공기만이 상기 에어 필터(46)를 지나 진공라인(45)을 통해서 진공펌프(40)로 향하게 된다. 따라서 증발가스에 포함되어 있던 연료성분은 상기한 캐니스터(30)에 잔류하게 되는 것이다.이와 같이 주유가 실시되기 전에 소정의 시간동안 연료탱크(21) 내에 채워진 증발가스가 캐니스터(30)에 포집되도록 하므로서, 주유자가 필러 캡을 개방하게 되더라도 연료탱크(21) 내의 증발가스가 외부로 방출되는 양이 줄게 된다.Accordingly, the vacuum pressure formed by the operation of the vacuum pump 40 is transmitted to the canister 30 through the vacuum line 45, and the vacuum pressure passing through the canister 30 is transmitted to the fuel tank 21. The boil-off gas remaining in the fuel tank 21 is introduced into the canister 30 side. On the other hand, the boil-off gas input to the canister 30 by the negative pressure of the vacuum pump 40 delivered through the vacuum line 45 is sucked to the vacuum pump 40 through the vacuum line 45. . In this process, the fuel component contained in the boil-off gas is filtered by the air filter 46, and only the filtered air is passed through the air filter 46 through the vacuum line 45 through the vacuum filter 40. You will be directed to. Therefore, the fuel components contained in the boil-off gas remain in the canister 30. The boil-off gas filled in the fuel tank 21 is collected in the canister 30 for a predetermined time before oiling is performed. Thus, even if the lubricator opens the filler cap, the amount of boil-off gas in the fuel tank 21 is released to the outside.
한편, 상기와 같이 캐니스터(30)에 포집된 증발가스의 연료성분은 엔진이 시동되면 전자제어장치(23)의 제어에 따라 PCV밸브(22)가 개방되므로서 엔진의 흡기부압에 의해서 연소실로 공급된다.On the other hand, as described above, the fuel component of the boil-off gas collected in the canister 30 is supplied to the combustion chamber by the intake negative pressure of the engine since the PCV valve 22 is opened under the control of the electronic controller 23 when the engine is started. do.
이상과 같이 구성되는 본 발명은 주유를 위해서 엔진의 시동을 끈 상태에서도 캐니스터에 진공압을 제공하여 연료탱크 내를 채우고 있는 증발가스가 캐니스터에 포집되도록 한 다음에 주유 파이프의 필러 캡이 개방가능하게 되므로서 연료탱크 내의 증발가스가 연료주유과정에서 대기중으로 방출되는 양이 감소되는 커다란 장점이 있는 것이다.The present invention configured as described above provides the vacuum pressure to the canister even when the engine is turned off for oiling so that the boil-off gas filling the fuel tank is collected in the canister, and then the filler cap of the oil feed pipe can be opened. Therefore, there is a big advantage that the amount of boil-off gas in the fuel tank is released to the atmosphere during the fueling process.
도 1은 본 발명에 의해 구성되는 증발가스 포집장치의 구성도.1 is a block diagram of a boil-off gas collection device configured by the present invention.
도 2는 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.2 is a view for explaining a conventional technology.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing
20 : 엔진 21 : 연료탱크20: engine 21: fuel tank
22 : PCV밸브 23 : 전자제어장치22: PCV valve 23: electronic control device
30 : 캐니스터 40 : 진공펌프30: canister 40: vacuum pump
42 : 작동시간제어 유닛 43 : 배터리42: operating time control unit 43: battery
44 : 진공펌프 작동스위치 45 : 진공라인44: vacuum pump operation switch 45: vacuum line
46 : 에어 필터 50 : 퓨얼 리드 액츄에이터46: air filter 50: fuel lead actuator
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- 2003-06-02 KR KR10-2003-0035205A patent/KR100528202B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
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