KR100642010B1 - 반영구적 자화수 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유속이 있는 일반 수도관과 지하수의 수도관 및 정수기 등에 적용되는 반영구적 자화수 제조장치에 관한 것으로서 좀더 상세히는 수돗물이 흐르는 유관의 내부나 외부에 영구 자석을 연동시켜 같은 극끼리 마주보게 척력을 갖는 구조에 있어서 3개 이상의 영구자석을 연속 배치하는 구조와 연속된 영구자석장치가 상기의 유관에 직각방향으로 균일하게 영향을 주는 구조와 그 간격을 용이하게 조정하는 구조를 통해 자력의 저하를 보상하고 용도에 따라 자력을 조정하는 특징을 갖는 반영구적 자화수 제조장치에 관한 것으로서 본 발명장치를 통해 만들어진 자화수 물분자의 파동 또는 회전력과 자성에 의해 수도관의 녹과 스케일을 제거하는 효과 및 물분자집단이 작게 쪼개지고 살균력을 갖는 등 다양한 분야에 유용하게 적용되는 효과를 갖는다.

자화수, 영구자석, 자화수제조장치, 척력, 자력감쇠, 자력조정

Description

반영구적 자화수 제조장치{ Semi-permanent water magnetization devices of running water }

도 1은 본 발명장치의 영구자석이 포함된 비자성체 케이스를 수도관 구조의 유관 중앙에 배치한 그림

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도 5는 본 발명장치의 척력의 자장표시와 조절나사에 의한 척력조정도

도 6은 본 발명장치의 척력의 자장표시와 조절나사에 의한 척력조정도

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[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

100 ; 비자성체케이스 200 ; 척력간격

300 ; 영구자석 400 ; 수도관 외형의 유관

500 ; 수돗물이 흐르는 내부 600 ; 수돗물의 와류를 방지하기 위한 날개

700 ; 유관의 중앙 분리부 800 ; 조절나사

본 발명은 수돗물이나 기름관등 빠른 속도로 흐르는 액체에 직각 방향으로 영구자석을 같은 극성끼리 자석이 소모되는 방식으로 연속 구성을 하는 것을 특징으로 하는 수돗물이나 지하수용 반영구적 자화수 제조장치에 관한 것으로서 수도관의 스케일이나 녹등을 제거시켜주는 효과와 물분자를 작게 나누고 파동성과 회전성을 주어 살균성을 가지는 등의 다양한 효과를 가지면서 기존 자화수장치의 잘못된 점이 수정된 반영구적 사용이 가능한 장치이다.

기존 기술에 있어서는 이러한 자화장치에 대해 수많은 특허 출원과 등록이 있어왔지만 그 어떤 것도 물리적인 원리를 설명하지 못하고 있고 또 그 재질의 적용에 문제가 있었으며 원인을 파악하지 않은 상태로 제품을 양산하여 그 효과와 실용성이 없는 면이 많았다.

대표적으로 특허가 등록되어 있는 4가지 예를 들어보면,

첫째 자화활성수제조장치(특허등록번호 10-0268555)는 일단 모터를 설치하는 불편한 구성과 자석과 맞닿은 도체관에 자성이 흡수되어 실제 물에 영향을 미치지 못하고 또 외부의 막대자석을 회전시킨다고 해서 내부에 미치는 자석의 힘의 강도가 변화하는 것이 아니므로 이론적이나 구조상으로 관내의 물을 자화시킬 수 없는 구조를 가지고 있으며,

둘째 자화활수기(특허등록번호 10-0472614)는 일반적인 견해로는 그럴듯한 구조를 지니고 있으나 자석은 N과 S극을 가까이 위치하는 자석의 인력이나 N과N 그리고 S와 S를 가까이 대어 자석의 척력을 만들어 내지 않고는 자장이 외부로 발생되지 않는다. 따라서 실제적으로 내부로 관통되는 물에는 자력이 거의 미치지 않으며 또한 물의 와류가 발생되면 그나마 자장은 미치지 않는 미흡한 구조이다.

셋째 유체의 자화장치와 자화방법(특허등록번호 10-0466241)은 외부상의 자력의 척력을 적용하여 실시했으나 그 특허출원서 설명에 나온 것처럼 관내부에는 500가우스 이하의 자력밖에 미치질 않으며 자장이 수도관내부에 골고루 영향을 주지 못해 자화수 제조장치로 실질적인 효과는 얻지 못한다. 또한, 외피구성에 있어서 자성을 가지고 있는 일반 수도관을 적용하고 있어 자력감쇠 문제가 있고 두꺼운 외피를 통과하는 자속 밀도가 너무 약해져서 실용성이 없다는 문제가 있다.

넷째 자화활성수의 제조장치(특허등록번호 10-0468926)는 그 구조상으로는 내부의 수돗물을 실제적으로 자화시킬 수 있는 구조를 가지고 있으나 자석의 외피를 둘러싼 부분이 자성체케이스라고 명기되어 있으며 실제로 그 케이스가 써있는 말 그대로 자성체 케이스일 경우에는 케이스에 자벽이동이 급격하게 일어나 급격한 자력감쇠가 일어나고 또한 그 외부로 자장이 차단되는 문제가 되고 또 자성체 케이스를 적용할 경우 내부 영구자석의 급속한 자기 감쇠가 발생되기 때문에 그 반영구적사용에 있어서 중요한 결함이 된다. 또 같은 극끼리 강제로 붙여 놓는 구조는 자석이론으로 상당한 감자가 발생되기 때문에 대책 없이 밀봉시켜놓는 것은 때에 따라서는 1년도 사용할 수 없게 되어 반영구적으로 사용하기에 무리가 있다. 또한 수 도관의 외부에 설치해야만할 구조인 경우에는 상기의 특허장치는 사용할 수 가 없기 때문에 불편한 구조가 되어 있으며 내부 관이 커질 경우 그 자석의 세기에는 한도가 있어 전체 내부관 물의 자화에 문제가 있을 수가 있다.

또 그 외에 자석들을 관통하며 철심을 위치시킨 것은 자기회로상의 견지에서 철심으로의 자벽이 이동되어 좀더 빠른 영구자석의 보자력 손실이 예상되므로 문제가 있다. 또 같은 극끼리의 척력을 이용할 경우 서로 같은 크기의 보자력을 갖고 있지 않을 경우에는 강한 보자력을 가진 쪽으로 극성이 바뀌게 되어 전체적인 목적이 상실될 수 있음에도 그 내용이 명기되어 있지 않다.

따라서 본 발명의 목적은 상기의 불편함을 없애고 수돗물에 자력의 힘을 펄스형태로 연속적으로 전달하여 통과하는 물분자 집단이 파동성과 회전성을 갖으며 자력성질을 갖는 자화수 성격에 의해 녹이나 스케일을 제거하고 수돗물분자집단을 좀더 작은 구조의 물분자집단으로 나누어지며 상기의 파동성과 회전성 및 자화된 영향에 따른 살균력을 갖는 효과적인 구조를 갖게 하고 수도관의 내부나 외부에 다양하게 적용하면서 반영구적으로 사용할 수 있는 구조를 갖는 데 있다.

따라서 본 반영구적 자화수 제조장치는 상기의 목적과 문제점을 해결하게 하기 위해 자력 중 척력을 이용하는 구조를 적용하고 수도관의 내부와 외부에 설치되는 다양한 구조와 같은 크기의 보자력을 가진 자석을 NSSN.....NS 또는 SNNS.....SN형식으로 배열하여 즉, 같은 극끼리 마주보게 배치하여 간격을 두고 그 사이의 간격을 늘이고 줄여서 척력을 조정하는 구조에 의해 감쇠되는 자력을 보강 하고 용도에 맞게 자력을 조정하고 자력을 감쇠시키거나 방해하는 케이스를 사용하지 않으며 수돗물에 균일한 자장을 걸어 주며 사용 용도에 따라 척력의 강도를 줄이고 높여주기에 용이한 구조로 구성되어 결과적으로 반영구적으로 척력을 통해 안정되게 자화시키는 구조로서 용도에 따라 자력을 마음대로 조정하는 형태의 특징을 갖는다.

본 발명은 흐르는 유속이 있는 수도관의 내부 또는 외부에 자석을 영구자석의 극성이 N극과 S극의 양극으로 구성되어 있는 원형 또는 사각형 및 반원형 영구자석을 NSSN....NS 또는 SNNS....SN으로 세 개이상의 자석을 연속 배치하고 그 영구자석을 둘러싸는 외관을 비자성체케이스로 구성하고 비자성체케이스의 봉합부분을 조절나사의 구조를 통해 같은 극끼리의 간격을 늘리거나 좁혀서 척력을 조정하는 구조를 통해 수도관 내부의 흐르는 수돗물 분자에 영구 자석의 척력을 이용하여 자기펄스 형식으로 연속 자화시키는 구성을 가지며 상기의 척력을 조정하는 구조에 의해 감쇠되는 만큼 척력의 간격을 줄여 보상하여 반영구적으로 사용되게 하고 또한 상기의 자성체케이스가 수도관 외형의 내부나 외부에 흐르는 물에 직각방향 및 균일하게 적용되게 하고 자성체케이스를 포함하는 외부를 추후에 사후처리에 편리하게 분리하고 연결하기 쉬운 구조를 갖는 반영구적 자화수 제조장치에 관한 것으로서,

본 발명 장치의 보다 합리적인 과학적 접근을 위해 좀더 상세히 그 원인을 규명해보면 본 발명 장치는 물분자 집단에 대해 다음과 같은 영향을 미치는데, 그 내용을 구체적으로 설명하면

[ 본 발명 장치의 수돗물(또는 지하수)에 주는 영향]

일반적으로 자석의 자력은 서로 다른 극끼리 끌어 들이는 인력과 서로 같은 극끼리 밀어내는 척력으로 구성된다. 본 발명에서는 자석의 척력을 이용하는데 근본적으로 척력은 서로 밀어내는 힘으로 영구자석의 같은 극끼리 가까운 거리를 위치시킬수록 외부로 자장이 좀더 세게 나오며 한 쪽의 자석이 강하면 처음에는 척력이 생기지만 시간이 경과하면 약한 쪽의 자석극성이 강한 쪽과 끌리는 극성으로 바뀌게 되는 특성을 가지고 있다.

또한, 본 발명 장치의 연속적인 강한 척력의 영향은 물분자집단에 여러 가지 형태로 영향을 주게 되어있는 데 이 물 문자 집단에 영향을 주는 본 발명 장치의 원리 작용은 가) 물분자구조가 파동을 주거나 회전하며 작게 분리된다.

일반적인 수돗물이나 빗물의 물분자는 NMR(nuclear magnetic resonance,핵자기공명)측정에 의해 100~150Hz의 진동수를 가지며 이온수나 자화수는 50~70Hz의 진동수를 갖는다. 이 진동수는 클수록 많은 원자핵 결합을 하고 있는 것이기 때문에 본 자화수는 그 크기만큼 적은 물분자 결합이 되는 것이다.

그렇게 되는 원리는 물분자는 반자성체로 반자성체의 원리에 따라 같은 극으로 강자성체와는 반대의 극이 역 자화되는 구조로 되어있어 본 발명 장치에는 적어도 1만 가우스 이상의 강한 영구자석을 적용하여 적어도 3천 가우스 이상의 자장이 발명 장치의 흐르는 물에 걸리기 때문에 반발하는 극성이 파동이나 회전의 영향을 주는 결과를 보인다.

본 발명 장치는 구조적으로 NSSN....SN의 구조를 갖고 그 사이를 물이 속도를 가지고 흘러가는 구조를 가지고 있기 때문에 마치 모터안의 로터처럼 상기의 반발하는 극성이 갑자기 바뀌므로 내부적으로 회전을 하거나 밀어내는 힘에 의한 파동성이 유발 된다. 기본적으로 물분자들 사이의 결합력은 약하기 때문에 본 발명 장치를 통과한 물분자는 상기의 반자성체의 반발력에 의해 작게 분리될 수밖에 없는 구조를 가지며 또한 미는 힘과 반대방향으로 자력이 걸리는 힘이 급하게 바뀌어 어느 정도 파동을 하거나 회전하는 구조를 유지하게 되어 물분자의 약한 결합력을 떨어지게 하여 물분자집단을 작게 나눌 뿐만 아니라 이 회전력과 파동성 및 역자화 되어 역으로 자벽이 이동되어 유지되는 자력이 수도관 벽에 붙어 있는 스케일(스케일은 주로 상자성체로 구성되어 있고 이 파동성과 자력이 있는 물에 미약하게 이끌리거나 반발한다.)과 녹(녹은 강자성체로 역시 물의 파동성과 자력에 의한 영향을 받음)을 제거하고 또 본 발명 장치로 시험한 결과로서 물에 함유되어 있는 대장균이나 일반세균등이 있으면 그 세균을 죽이는 역할을 한다.

이러한 상황의 이유의 타당성 있는 근거로 본 발명 장치를 적용하여 탄산가스를 포함한 콜라나 사이다 등을 통과시켜보면 탄산가스성분인 CO₂는 반자성체로서 반발하기 때문에 바로 영향을 받아 동작되어 통과 후 즉시(3초 이내) 거품이 발생하고 증발해버려 콜라와 사이다의 톡 쏘는 탄산가스의 맛이 사라진다. 이와 같은 결과는 물분자와 탄산가스에 상기와 같은 파동이나 회전과 같은 동작을 발생시키는데 본 발명장치가 상기와 같은 원리로 영향을 준다는 간접적인 증거를 나타낸다.

나) 흐르는 물분자집단에 직각방향으로 로렌쯔의 힘이 발생한다.

일반적으로 물을 포함한 모든 용액은 미약하지만 전기적 이중층을 갖게 되는데 이를 제타(Zeta)전위라 하며 약한 전위를 갖게 된다.

따라서 수도관안의 흐르는 물을 아주 미약한 도체로 보면 본 발명 장치에 지나는 물분자는 로렌쯔의 힘을 받게 된다.

따라서 그 식 F=qvB(q:물분자의 전하량, v=수도관물분자이동속도,B=자기장) 에 따라 본 발명 장치를 지나는 물분자는 물분자가 가진 전하량이 클수록 자석의 세기가 셀수록 또 흐르는 속도가 빠를수록 더 센 힘으로 물이 흐르는 직각방향으로 물분자를 움직여 수도관의 스케일을 제거하는 또 다른 원인이 된다.

다) 물에 섞여있는 자성체 혼합물에 의한 작용

또 다른 원인으로 물분자에 섞여있는 강자성체와 자성체는 실제로 상기 가)항보다 강하게 더 직접적으로 동작하여 철성분등으로 구성된 강자성체는 본 발명 장치에 들러붙고 약한 자성체는 물의 힘에 밀려나가지만 내부적으로는 상자성체(반자성체 포함)보다 수십 수백 배 자성이 높기 때문에 상기 가)항보다 훨씬 강렬한 회전과 자성을 띠게 된다. 따라서 이 물분자 혼합물은 좀더 강하게 녹이나 스케일을 제거하고 세균을 죽이는 작용을 할 것으로 예상된다.

다음은 본 발명장치의 중요한 구성 중의 하나인 자력감쇠 원인과 대책에 대한 설명이다.

[ 본 발명의 자화수 제조장치의 자기력감쇠 ]

또한 자석은 서로 다른 극 끼리 맞붙여 놓는 안정 상태가 아니면 보자력의 감쇠가 발생되는데 같은 극끼리의 척력은 자석의 특성상 감쇠가 일어나게 되어 있다.

그래서 본 발명은 구조가 NSSN...NS 또는 SNNS...SN으로 척력이 발생되게끔 구성되어서 자석의 감쇠가 발생되는 구조로 이루어져 있으며 ,

본 발명 장치에 있어서 각 N극과 S극의 영구자석의 보자력은 서로 같은 크기로 구성되어 있는데 이것은 자기 회로 상 보자력이 큰 자석이 작은 자석의 극성을 바꾸기 때문이다. 또한 본 발명 장치의 내부로 흐르는 물분자는 주로 물분자 집단으로 구성되어 있으며 일반적인 물분자는 반자성체이지만 수돗물(또는 지하수)은 강자성체와 상자성체(상자상체는 상자성체와 반자성체를 포함함)요소로 구성될 수 있는 일부 혼합물이 녹아 있는 물분자 집단으로 구성된다.

따라서 본 발명 장치의 영구자석의 보자력은 자기회로 이론(일반적으로 취급되는 주로 모터회로에 적용되는 자기회로와는 다르지만 기본적인 원리는 마찬가지로 적용된다.) 에 따라

[ 식 1 ]

Φ(총자속) = ∫Bds = ∫B1ds1(영구자석의 수도관내의 척력을 일으키는 주 자속밀도) + ∫B2ds2(비자성체케이스에 붙게 되는 강자성체물질의 자속밀도)+∫B3ds3(물분자집단속의 자성체성분에 유출되는 자속밀도)+∫B4ds4(외부케이스와 공기 및 물분자집단에 유출되는 자속밀도)

와 관련되어 감자의 원인이 파악된다.

본 발명 장치는 1만 가우스 이상의 보자력을 가지고 있는 강한 영구자석의 척력을 적용할 때 실질적인 적용에 문제가 있을 정도의 자기력감자는 짧은 시간 내에 발생되지 않지만 조건에 따라 상당량의 감자가 발생되는 조건이 된다. 그 원인을 상기 식에서 분석해보면

가) ∫B1ds1 : 영구자석의 수도관내의 척력을 일으키는 주 자속밀도로 이 자속밀도만 이 영구자석의 보자력으로 남으며 상기 식 중 이하 나머지는 보자력을 지속적으로 감쇠시키는 역할을 한다.

나) ∫B2ds2 : 비자성체케이스에 붙게 되는 강자성체물질의 자속밀도로 수돗물이나 지하수의 물속에 녹아있는 철성분등의 강자성체로 구성되어 본 발명 장치를 통과하면서 영구자석외곽을 둘러싸고 있는 비자성체케이스에 들러붙게 되며 이 부분으로 자벽이 이동되어 그 이동된 만큼 내부의 영구자석은 자석감쇠가 일어나며 본 발명 장치의 자석감쇠의 가장 큰 역할을 한다.

다) ∫B3ds3 : 물분자집단속의 자성체성분에 유출되는 자속밀도로서 물분자집단에는 강자성체 말고도 자성체성분이 녹아있으며 이 부분에 전달되는 자벽이동을 통해 자속유출이 발생된다.

라) ∫B4ds4 : 반자성체인 물분자집단과 수도관케이스(주로 스테인레스 재질로 자성체 성분이 있을 경우에는 상당한 자속유출이 예상됨)와 약자성체인 공기에 유출되는 자속밀도

상기의 가)항은 수돗물에 영향을 미치는 주 자속밀도인데 나),다),라)항이 시간에 따라 자벽이동을 통해 자속밀도가 유출되기 때문에 영구자석의 자석감쇠는 주로 물분자집단의 강차성체 함유량에 따라 그리고 수도관의 자성체 함유량에 따라 자기력감쇠의 진행속도가 정해진다.

따라서 본 발명 장치는 보자력이 허용치이상을 떨어졌을 경우 극의 간격을 조정해주는 구조를 통해 보자력을 보상해주는 구조를 갖는다. 또한 필요이상의 자력이 공급되는 경우에는 반대로 간격을 늘려줌에 의해 자력을 떨어뜨려 주는 경우도 가능하다.

그리고 도1은 본 발명 장치의 수돗물 유관의 내부에 적용되는 바람직한 실시예로서, 도1의 A는 본 발명장치의 단면도로서 주로 네오디윰등의 강한 자석으로 구성되고 비자성체 재질의 수도관구조의 유관(400)의 중앙에 위치하여 주로 자성체가 함유되어있지 않은 스테인레스나 플라스틱 등의 비자성체(상자성체를 말함)재질로 이루어진 비자성체케이스(100)내에 위치하여 같은 극의 척력을 발생되게끔 배치되어 있는 각각 같은 크기의 보자력을 가진 3개 이상의 영구자석(300,310,320..n)들과 이 때 이 영구자석들의 척력으로 인해 자동으로 벌어지는 각 간격 D1 ~ Dn(200, 210,220, 230)들과 이와 함께 적용되어 비자성체케이스(100)와 나사형태로 맞물려 구성되어 뒷면에서 척력을 좀 더 세게 해주는 방향 즉, 간격D1 ~ 간격Dn의 척력을 이루는 간격을 좁혀줘서 자기보정을 추후에 원하는 만큼 하게 되는 나사구조(800)와 비자성체케이스에 부착되어 물의 와류를 방지하여 외관 내부(500)를 흐르는 수돗물 또는 지하수에 균일한 자화력이 미치게 하는 2개 이상의 날개들(600,610)로 구성되고 비자성체케이스(100)의 외곽을 둘러싸있는 수도관 외형 구조를 가지고 있고 비자성체인 유관(400) 의 중앙에 위치되어 있는 분리부(700)의 분리되는 구조와 연결부(410,420)를 통해 탈착이 자유롭고 사후처리에 유리하게 된 특징을 가진 반 영구적 자화수 제조 장치이다.

또 도1의 B는 본 발명의 수도관의 물이 주입되는 위쪽의 단면도로 기존 수도관과 연결될 수 있는 구조의 연결부(410,420)과 비자성체케이스(100)와 영구자석(300)과 수돗물이 흐르는 공간(500)과 비자성체케이스의 날개(600,610)들로 구성되어 있음이 나타난다. 다음 도2는 본 발명 장치의 또 다른 예로서 시험결과와 비교하여 본 발명 장치의 작용을 설명하면

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도 5와 도6은 척력의 간격을 증감하는 조절나사(800)를 조정함에 따른 자력의 변화 측정을 나타낸 것으로서

도 5는 d1~d4까지의 간격과 연동되어 있는 dt의 간격에 의해 생기는 최대 척력이 6100 가우스(3100)로 나와 있으며 처음 부분의 자석의 가우스가 -300(3000, 이 때 마이너스 부호는 N극과 S극을 구분하기 위해서 N극은 -부호 S극은 +부호로 표기했다. 따라서 수돗물이 관을 통과할 때 자기 펄스 형태의 자화의 영향을 받아 상기의 원리에 따라 파동 또는 회전성을 갖는 것을 볼 수 있다.

도 6은 상기도6의 dt의 간격을 조절나사(800)를 돌려 dt1으로 늘임으로서 d1~d4의 간격이 일정하게 같이 줄어들고 척력은 6300가우스(3200)로 높아짐을 볼 수 있다.

따라서 척력의 조정이 필요에 따라 상기의 조절나사(800)에 의해 가능하여 현장에서 적용 용도에 따라 조정할 수 있고 상기의 원리에 의해 감쇠되는 척력을 조정할 수 있는 특징을 갖는다.

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따라서 본 발명은 고객이 원하는 용도에 원하는 정도의 수돗물이나 지하수의 자화를 시킬 수 있으며 사용 중에 자력이 떨어질 경우 즉시 자력을 보정할 수 있고 용도에 맞게 자력을 낮출 수도 있으며 그에 따라 반영구적으로 용도에 맞게 수돗물이나 지하수에 파동과 회전의 영향을 갖게 자화시켜 수도관의 녹 및 스케일 제거와 지하수의 살균력을 갖는 효과를 이용하여 가정과 공장과 수영장 및 농장 등 각 분야의 자화 수돗물이나 자화 지하수 공급에 있어 안정되게 적용되는 특징을 갖는 반영구적 자화수 제조 장치이다.

Claims (6)

1. 흐르는 유속이 있는 수도관의 형태를 가진 유관 내부의 중앙부에 내입되는 비자성체케이스와, 상기 비자성체케이스 안에 영구자석들을 NSSN....NS 또는 SNNS....SN으로 세 개 이상을 연속 배치하고 자석을 감싸는 외부를 비자성체 재질의 케이스로의 구성과

   상기 비자성체케이스의 뒤 봉합부분을 조절나사의 구조로 조절나사의 동작에 따라 영구자석의 자력감쇠를 보상하고 용도에 따른 자력조절이 되는 각 척력 간격의 증감이 되는 구성과

   상기의 영구자석을 감싸는 비자성체 케이스의 외부에 물의 와류를 방지하는 두개이상의 비자성체로 구성된 날개를 부착하는 구조와

   또 상기의 비자성체케이스를 내부의 중앙부위에 포함하고 있는 유관은 기존 수도관과 연결되기 용이한 구조를 포함하는 수도관 구조의 비자성체 유관의 구성과

   추후에 사후처리에 용이하게 유관의 중앙부가 분리되는 구조의 특징을 갖는 반영구적 자화수 제조장치
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