KR100858702B1 - Air exhausting apparatus for electrode less fluorescent lamp bulbs - Google Patents

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KR100858702B1
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이종찬
강상진
원효진
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금호전기주식회사
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Abstract

A bulb exhausting apparatus for an electrodeless fluorescent lamp is provided to lengthen a lifetime of the electrodeless fluorescent lamp by preventing mercury from being leaked through an exhaust tube in an exhaust process. A heating chamber(102) includes a bulb sheet(104) and a heating unit(100). A bulb(10) is loaded into the heating chamber in order to expose an exhaust tube in a lower direction. An exhaust duct(110) is arranged in a lower direction of the heating chamber. The exhaust duct includes an adaptor(116) coupled with the exhaust tube. A cooling chamber cools an exhaust tube(22a) for storing amalgam. The cooling unit is an air nozzle(200) for injecting cooling air toward the exhaust tube for storing the amalgam.

Description

무전극 형광램프용 벌브 배기장치{Air exhausting apparatus for electrode less fluorescent lamp bulbs}Air exhausting apparatus for electrode less fluorescent lamp bulbs

도 1 은 무전극 형광램프의 결합 상태를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a coupling state of an electrodeless fluorescent lamp.

도 2 는 종래기술에 따른 무전극 형광램프용 벌브 배기장치의 일 실시예를 나타내는 개략도이다.2 is a schematic view showing an embodiment of a bulb exhaust device for an electrodeless fluorescent lamp according to the prior art.

도 3 은 본 발명인 무전극 형광램프용 벌브 배기장치의 일 실시예를 나타내는 개략도이다.3 is a schematic view showing an embodiment of a bulb exhaust device for an electrodeless fluorescent lamp of the present invention.

도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 아말감이 수용된 배기관에 근접한 노즐의 배치를 나타내는 사시도이다.Figure 4 is a perspective view showing the arrangement of the nozzles close to the exhaust pipe containing the amalgam according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 : 벌브 11 : 방전공간10 bulb 11 discharge space

12 : 형광물질 20 : 스템12 fluorescent material 20 stem

21 : 안테나 수용부 22 : 배기관21: antenna accommodating part 22: exhaust pipe

23 : 아말감 30 : 베이스23: amalgam 30: base

40 : 안테나 100 : 가열수단40: antenna 100: heating means

102 : 가열챔버 104 : 벌브시트(seat)102: heating chamber 104: bulb seat (seat)

110 : 배기덕트 112 : 저진공펌프 114 : 고진공펌프 116 : 어댑터(adaptor)110: exhaust duct 112: low vacuum pump 114: high vacuum pump 116: adapter (adaptor)

200 : 에어노즐 202 : 에어공급관200: air nozzle 202: air supply pipe

204 : 고압펌프204: high pressure pump

본 발명은 무전극 형광램프의 제조과정 중 벌브 내에 방전가스를 봉입하기 위해 이용되는 배기장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 아말감이 수용된 배기관에 근접 배치되며 상기 배기관으로 냉각용 에어를 분사하는 에어노즐을 설치하여 배기공정 중 아말감이 가열되어 증발된 수은이 배기관을 통해 배출되는 것을 방지하도록 한 무전극 형광램프용 벌브 배기장치에 관한 것이다.The present invention relates to an exhaust apparatus used for encapsulating a discharge gas into a bulb during a manufacturing process of an electrodeless fluorescent lamp, and more particularly, an air nozzle disposed close to an exhaust pipe containing an amalgam and spraying cooling air to the exhaust pipe. The present invention relates to a bulb exhaust device for an electrodeless fluorescent lamp, in which amalgam is heated during the exhaust process to prevent evaporated mercury from being discharged through the exhaust pipe.

일반적으로 무전극 형광램프는 벌브 내에 전형적인 희가스인 아르곤, 크립톤 등과 수은이 혼합된 기체를 외부에서 인가되는 고주파 전원에 의해 방전시켜 수은에서 방사되는 자외선이 벌브 내면에 도포되어 있는 형광체를 통하여 가시광선으로 발광되는 것이다. 이러한, 무전극 형광램프는 전극을 사용하지 않으므로 통상적으로 사용되고 있는 형광램프에 비하여 8 내지 10배의 장수명을 갖고 있고, 조명 효과가 우수한 특징을 가지고 있다.In general, an electrodeless fluorescent lamp discharges a gas containing a typical rare gas such as argon, krypton, and mercury in a bulb by a high frequency power source applied from the outside, and emits ultraviolet light emitted from mercury into visible light through a phosphor coated on the inner surface of the bulb. It is emitted. Since the electrodeless fluorescent lamp does not use an electrode, the electrodeless fluorescent lamp has a long life of 8 to 10 times compared to a fluorescent lamp which is commonly used, and has an excellent lighting effect.

위와 같은 무전극 형광 램프는 도 1 에 도시된 바와 같이, 내부에 방전공 간(11)이 형성된 벌브의 하단부에 스템(20)이 접합되며, 이 스템을 보호하기 위하여 벌브 하측에는 베이스(30)가 결합되어 구성된다. 상기 스템(20)은 벌브 내측으로 방전공간(11)과 구획된 안테나 수용부(21)를 구비하며, 하방으로는 방전공간과 연통된 배기관(22)을 구비한다. 상기 배기관은 벌브 내부의 공기 및 불순물을 배기하기 위한 것으로 방전가스의 봉입공정 후 팁 오프(tip off)하여 밀봉한다. 이 때 배기관이 안테나 수용부 측방으로 2개 구비된 것은, 일측 배기관(22a)내에 아말감(23)을 수용하고 타측 배기관(22b)으로 배기공정 및 방전가스의 봉입을 수행하기 위함이다.In the electrodeless fluorescent lamp as shown in FIG. 1, the stem 20 is bonded to the lower end of the bulb in which the discharge space 11 is formed therein, and the base 30 below the bulb to protect the stem. Is combined. The stem 20 includes an antenna accommodating portion 21 partitioned from the discharge space 11 inside the bulb, and an exhaust pipe 22 communicating downwardly with the discharge space. The exhaust pipe is for exhausting air and impurities in the bulb, and is tip off after sealing the discharge gas. In this case, two exhaust pipes are provided on the side of the antenna accommodating part, for accommodating the amalgam 23 in one exhaust pipe 22a and enclosing the exhaust process and discharge gas into the other exhaust pipe 22b.

이 때, 벌브 내부의 공기 및 불순물을 제거하기 위하여 배기장치가 이용된다.At this time, an exhaust device is used to remove air and impurities inside the bulb.

도 2 는 종래 배기장치의 일 실시예를 나타내는 개략도이다. 상기 배기장치는 가열챔버(102) 내에 스템이 접합된 벌브(10)가 놓이며, 상측에 가열수단(100)이 구비되고, 하방으로는 배기관이 연결되는 어댑터 (116)와 진공펌프(112, 114)가 구비된 배기덕트가 제공된다.2 is a schematic view showing an embodiment of a conventional exhaust device. The exhaust device has a bulb 10 in which the stem is joined in the heating chamber 102, the heating means 100 is provided on the upper side thereof, and an adapter 116 and a vacuum pump 112 connected to the exhaust pipe downward. An exhaust duct provided with 114 is provided.

무전극 형광램프는 안테나에서 고주파 자기장이 발생되면 벌브 내부에서 발광이 이루어지게 되는데, 먼저 방전공간 내부에 충진된 수은원자가 자외선을 방사시키고, 상기 발광에 의해 벌브 내부의 온도가 상승하여 일정 온도 이상이 되면 배기관에 수용된 아말감에서 수은 원자를 방출시켜 발광이 이루어지게 된다. 따라서, 무전극 형광램프의 광출력은 벌브 내부의 수은 증기 압력에 중요하게 의존한다.The electrodeless fluorescent lamp emits light inside the bulb when a high frequency magnetic field is generated in the antenna. First, the mercury atom filled in the discharge space emits ultraviolet rays, and the temperature inside the bulb increases due to the light emission. In this case, light is emitted by emitting mercury atoms from the amalgam contained in the exhaust pipe. Therefore, the light output of the electrodeless fluorescent lamp is importantly dependent on the mercury vapor pressure inside the bulb.

종래에는 벌브 내부의 공기 및 불순물의 배기과정에서 고온 가열 챔버등에 의하여 벌브가 전체적으로 가열되므로 아말감(23)이 수용된 배기관(22a)의 온도도 더불어 높아지게 되어 아말감이 가열됨으로써 확산 된 수은이 벌브 내면에 흡착되거나, 배기과정 중 그 수은량이 감소하게 되므로 무전극 형광램프가 최적 범위의 수은 증기압에서 작동할 수가 없게 되어, 무전극 형광램프의 광속이 저하되어 조명효과가 떨어지고 조기 흑화진행으로 수명이 단축되는 문제점이 있었다.Conventionally, since the bulb is heated as a whole by a high temperature heating chamber during the exhaust of air and impurities inside the bulb, the temperature of the exhaust pipe 22a in which the amalgam 23 is accommodated is also increased, and the mercury diffused by the amalgam is adsorbed to the bulb inner surface. Or the mercury content is reduced during the exhaust process, so that the electrodeless fluorescent lamp cannot operate at the optimum range of mercury vapor pressure, so the luminous flux of the electrodeless fluorescent lamp is lowered and the lighting effect is lowered and the life cycle is shortened by premature blackening. There was this.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 상기 벌브 내부의 공기 및 불순물을 배기하는 과정에서, 아말감이 수용된 배기관(22a)에 근접 배치되며 상기 배기관으로 냉각용 에어를 분사하는 에어노즐(200)을 적어도 하나 이상 배치하여 배기관을 냉각시킴으로써 배기공정 중 아말감이 가열되어 수은이 증발하여 배기관을 통해 배출되는 것을 방지하는 무전극 형광램프의 배기장치를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is disposed in close proximity to the exhaust pipe 22a containing the amalgam in the process of exhausting the air and impurities inside the bulb and injects cooling air to the exhaust pipe By providing at least one air nozzle 200 to cool the exhaust pipe to provide an exhaust device of the electrodeless fluorescent lamp to prevent the amalgam is heated during the exhaust process to prevent mercury evaporated to be discharged through the exhaust pipe.

이하 본 발명에 대하여 첨부된 도면을 참고하여 더욱 구체적으로 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 3 은 본 발명에 따른 무전극 형광램프용 벌브 배기장치의 일 실시예를 나타내는 개략도이다.3 is a schematic view showing an embodiment of a bulb exhaust device for an electrodeless fluorescent lamp according to the present invention.

본 발명은 적어도 하나 이상의 아말감이 수용된 배기관(22a)을 가지는 스템이 접합된 벌브(10)의 배기장치에 있어서, 상기 벌브(10)가 안착되어 상기 배기관(22a)이 하방으로 노출될 수 있도록 하는 벌브시트 (104)와 가열수단(100)이 구비된 가열챔버(102); 상기 가열챔버(102) 하방에 배치되며, 상기 배기관이 결합되는 어댑터(116)가 구비된 배기용의 배기덕트(110); 및 상기 아말감이 수용된 배기관(22a)을 냉각하는 냉각수단;을 포함하는 무전극 형광램프용 벌브 배기장치이다.The present invention provides an exhaust device for a bulb 10 in which a stem having an exhaust pipe 22a in which at least one amalgam is housed is joined, wherein the bulb 10 is seated so that the exhaust pipe 22a can be exposed downward. A heating chamber 102 provided with a bulb seat 104 and a heating means 100; An exhaust duct 110 for exhaust disposed under the heating chamber 102 and having an adapter 116 to which the exhaust pipe is coupled; And cooling means for cooling the exhaust pipe 22a in which the amalgam is accommodated.

본 발명인 무전극 형광램프용 벌브 배기장치를 이용하여 벌브 내의 공기 및 분순물 배기과정을 자세히 설명하면 다음과 같다.Using the bulb exhaust device for the electrodeless fluorescent lamp of the present invention will be described in detail the process of exhausting air and impurities in the bulb.

가열챔버(102) 내에 적어도 하나 이상의 아말감이 수용된 배기관 (22a)을 가지는 스템이 접합된 벌브(10)를 상기 배기관이 하방으로 노출될 수 있도록 벌브시트(104)에 안착시키고, 상기 배기관(22b)을 배기덕트 (110)의 어댑터(116)에 결합시킨다. 도 3 은 두 개의 배기관을 가지는 스템인 경우의 예를 도시하고 있으나, 아말감 수용과 배기과정이 하나의 배기관을 통해 이루어지는 무전극 형광램프용 벌브의 배기과정에도 적용할 수 있다. A bulb 10 having a stem 10 having an exhaust pipe 22a in which at least one amalgam is accommodated in the heating chamber 102 is seated on the bulb seat 104 so that the exhaust pipe is exposed downward, and the exhaust pipe 22b is disposed. To the adapter 116 of the exhaust duct 110. FIG. 3 shows an example of a stem having two exhaust pipes, but can also be applied to the exhaust process of the bulb for an electrodeless fluorescent lamp in which amalgam reception and exhaust air flow through one exhaust pipe.

이 후, 가열수단(100)을 이용하여 약 550℃의 온도로 가열하면서 진공 배기를 수행하며 벌브 내부의 공기 및 불순물을 제거하는 단계가 행하여진다. 진공도를 높이기 위하여 저진공과 고진공을 위한 진공펌프가 차례로 작동 되는 것이 바람직하다. 저진공(112)을 위한 로터리 펌프와 고진공(114)을 위한 터보 펌프 또는 크라이오 펌프를 사용할 수 있으며, 진공도에 따라서 다른 종류의 진공펌프도 사용 이 가능하다. 벌브내부의 온도를 높이기 위하여 가열챔버에는 가열수단이 구비되며, 히터 등 통상의 가열수단을 이용할 수 있다.Thereafter, vacuum heating is performed while heating to a temperature of about 550 ° C. using the heating means 100 to remove air and impurities in the bulb. In order to increase the degree of vacuum, it is preferable to operate the vacuum pumps for low vacuum and high vacuum one after another. A rotary pump for the low vacuum 112 and a turbo pump or cryo pump for the high vacuum 114 may be used, and other types of vacuum pumps may be used depending on the degree of vacuum. In order to increase the temperature inside the bulb, a heating means is provided in the heating chamber, and ordinary heating means such as a heater may be used.

이 때, 내부 온도가 550℃정도의 가열챔버에서 배기과정이 이루어 지기 때문에 벌브 뿐만 아니라 아말감(23)이 수용된 배기관(22a)의 온도도 더불어 상승하게 된다. 따라서, 아말감이 수용된 배기관을 냉각하지 않는다면 배기과정에서 아말감으로부터 수은이 증발하여 배출되는 문제점이 발생된다.At this time, since the exhaust process is performed in a heating chamber of about 550 ° C., the temperature of the exhaust pipe 22a in which the amalgam 23 is accommodated is also increased. Therefore, if the exhaust pipe containing the amalgam is not cooled, mercury is evaporated and discharged from the amalgam in the exhaust process.

본 발명은 배기과정 중 아말감(23)이 가열되어 확산된 수은 증기의 벌브 내면 부착 및 수은량 감소를 방지하기 위하여, 아말감(23)이 수용된 배기관(22a)에 근접 배치되는 냉각수단을 이용하여 아말감이 수용된 배기관(22a)을 냉각시키고, 수은 확산온도(약 74℃) 이하로 유지시켜주는 것을 특징으로 하며, 상기 냉각수단으로는 아말감이 수용된 배기관(22a)을 향하여 냉각용 에어를 분사하는 에어노즐(200)이 바람직하다.The present invention provides amalgam using cooling means disposed close to the exhaust pipe 22a in which the amalgam 23 is accommodated in order to prevent the amalgam 23 from being heated and diffused from the bulb inner surface of the mercury vapor and reducing the amount of mercury. The accommodated exhaust pipe (22a) is cooled and maintained at a mercury diffusion temperature (about 74 ℃) or less, the cooling means for the air nozzle for injecting the cooling air toward the exhaust pipe (22a) containing the amalgam (200) is preferred.

본 발명의 에어노즐(200)은 에어공급관(202)과 결합되어 있고, 고압펌프(204)에 의해 압축된 냉각용 에어를 아말감이 수용된 배기관을 향하여 분사한다. The air nozzle 200 of the present invention is coupled to the air supply pipe 202, and sprays the cooling air compressed by the high pressure pump 204 toward the exhaust pipe containing the amalgam.

또한, 상기 에어노즐(200)은 아말감이 수용된 배기관(22a)에 근접 배치되는 것이 바람직하며, 배기관(22b)부분의 온도를 측정할 수 있는 온도 검출부와 검출된 온도에 따라 냉각정도를 제어하기 위한 온도 제어부를 포함하는 것이 바람직하다. In addition, the air nozzle 200 is preferably disposed in close proximity to the exhaust pipe (22a) containing the amalgam, the temperature detector for measuring the temperature of the exhaust pipe (22b) and for controlling the degree of cooling according to the detected temperature It is preferable to include a temperature control unit.

도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 아말감이 수용된 배기관에 근접한 에어노즐(200)의 배치를 나타내는 사시도이다.4 is a perspective view showing the arrangement of the air nozzle 200 in close proximity to the exhaust pipe accommodating amalgam according to an embodiment of the present invention.

본 발명에서 에어노즐(200)은 적어도 하나 이상 설치된 것을 특징으로 하며, 요구되는 냉각정도에 따라 다수 개의 노즐을 설치하는 것이 바람직하다.In the present invention, the air nozzle 200 is characterized in that at least one is installed, it is preferable to install a plurality of nozzles according to the degree of cooling required.

상기 에어노즐(200)은 배기관에 수용된 아말감(23)의 위치에 따라 각각 대응할 수 있도록 위치가 조절되는 위치조절수단을 구비하는 것이 바람직하다.The air nozzle 200 is preferably provided with a position adjusting means for adjusting the position so as to correspond to the position according to the position of the amalgam 23 accommodated in the exhaust pipe.

상기 위치조절수단은 에어노즐(200)과 연결되는 에어공급관(202)을 자유굴곡관으로 형성되는 것이 바람직하고, 자유굴곡관이란 외력을 가하여 관의 형태에 자유롭게 변형을 가할수 있고, 변형된 후에는 변형된 상태로 관의 형태가 유지되며, 다시 외력을 가하여 다른 형태로 변형시키수 있는 것을 말한다. 그 외 위치조절수단으로 3방향의 스텝핑모터를 이용하는 선형이동장치 등을 사용할 수도 있다.The position adjusting means is preferably formed of a free bent tube of the air supply pipe 202 connected to the air nozzle 200, the free bent tube can be freely deformed in the form of the tube by applying an external force, after being deformed Means that the shape of the tube is maintained in a deformed state and can be transformed into another form by applying external force again. In addition, a linear moving device using a stepping motor in three directions may be used as the position adjusting means.

본 발명은 아말감이 수은으로 확산되는 온도인 약 74℃ 이하로 냉각시키는 것이고, 냉각용 에어를 분사하여 아말감이 수용된 배기관 주변의 온도를 10℃ 이하로 냉각시키는 것이 바람직하다. In the present invention, the amalgam is cooled to about 74 ° C. or lower, which is a temperature at which the amalgam is diffused into mercury, and the cooling air is sprayed to cool the temperature around the exhaust pipe containing the amalgam to 10 ° C. or lower.

배기과정 후에는 상기 방전가스 주입구를 이용하여 벌브내부로 연통된 배기관(22b)을 통하여 방전가스를 주입하는 과정이 이루어지고, 주입 후에는 배기관의 끝을 팁오프(tip off)함으로써 벌브의 가스 봉입이 완료된다.After the exhaust process, a process of injecting the discharge gas through the exhaust pipe 22b connected to the inside of the bulb using the discharge gas injection port is performed, and after injection, the gas is filled into the bulb by tipping off the end of the exhaust pipe. Is complete.

상기 실시예 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 일례로서, 본 발명의 범위는 상기의 실시예나 도면에 의해 한정되지 않는다.The above embodiments and the accompanying drawings are merely examples for describing the technical spirit of the present invention in detail, and the scope of the present invention is not limited to the above embodiments and drawings.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 무전극 형광램프용 벌브 배기장치는 아말감이 수용된 배기관을 수은확산온도 이하로 냉각함으로써, 확산에 의한 수은 증기의 벌브 내면 흡착현상과 배기과정 중 수은의 양이 감소하는 문제점이 해결되어, 본 발명에 의해 제조되는 무전극 형광램프는 최적의 수은 증기압의 범위에서 작동하므로 조명효과가 뛰어나고 장기간의 수명을 가지게 된다.As explained above, In the bulb exhaust device for the electrodeless fluorescent lamp according to the present invention, by cooling the exhaust pipe containing the amalgam below the mercury diffusion temperature, the problem of adsorption of mercury vapor inside the bulb by diffusion and the amount of mercury during the exhaust process are solved. In addition, since the electrodeless fluorescent lamp produced by the present invention operates in the range of the optimum mercury vapor pressure, it has excellent lighting effect and has a long life.

Claims (6)

적어도 하나 이상의 아말감이 수용된 배기관(22a)을 가지는 스템이 접합된 벌브(10)의 배기장치에 있어서,In the exhaust device of the bulb 10 to which the stem having the exhaust pipe 22a in which at least one amalgam is accommodated, 상기 벌브(10)가 안착되어 상기 배기관(22a)이 하방으로 노출될 수 있도록 하는 벌브시트(104)와 가열수단(100)이 구비된 가열챔버(102);A heating chamber 102 provided with a bulb seat 104 and a heating means 100 on which the bulb 10 is seated so that the exhaust pipe 22a can be exposed downward; 상기 가열챔버(102) 하방에 배치되며, 상기 배기관이 결합되는 어댑터(116)가 구비된 배기용의 배기덕트(110); 및An exhaust duct 110 for exhaust disposed under the heating chamber 102 and having an adapter 116 to which the exhaust pipe is coupled; And 상기 아말감이 수용된 배기관(22a)을 냉각하는 냉각수단;을 포함하는 무전극 형광램프용 벌브 배기장치.Bulb exhaust device for an electrodeless fluorescent lamp comprising a; cooling means for cooling the exhaust pipe (22a) containing the amalgam. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 냉각수단은 상기 아말감이 수용된 배기관(22a)을 향하여 냉각용 에어를 분사하는 에어노즐(200)인 것을 특징으로 하는 무전극 형광램프용 벌브 배기장치.And the cooling means is an air nozzle (200) for injecting cooling air toward the exhaust pipe (22a) in which the amalgam is accommodated. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 에어노즐(200)은 상기 아말감이 수용된 배기관(22b)에 적어도 하나 이상 근접 배치되는 것을 특징으로 하는 무전극 형광램프용 벌브 배기장치.The air nozzle 200 is a bulb exhaust device for an electrodeless fluorescent lamp, characterized in that disposed at least one or more close to the exhaust pipe (22b) accommodating the amalgam. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 에어노즐(200)은 배기관에 수용된 아말감의 위치에 따라 각각 대응할 수 있도록 위치조절수단을 구비한 것을 특징으로 하는 무전극 형광램프용 벌브 배기장치.The air nozzle 200 has a bulb exhaust device for an electrodeless fluorescent lamp, characterized in that provided with a position adjusting means so as to correspond to each of the position of the amalgam accommodated in the exhaust pipe. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 위치조절수단은 상기 에어노즐(200)이 연결된 에어공급관(202)이 자유굴곡관으로 형성된 것을 특징으로 하는 무전극 형광램프용 벌브 배기장치.The position adjusting means is a bulb exhaust device for an electrodeless fluorescent lamp, characterized in that the air supply pipe 202 is connected to the air nozzle 200 is formed as a free bending tube. 삭제delete
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