KR101249847B1 - 음식물쓰레기처리용 호퍼 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 음식물쓰레기처리용 호퍼에 관한 것으로서, 상부영역에 음식물쓰레기가 유입되는 해치가 구비되고, 하부영역 일측에 음식물쓰레기로부터 방류되는 침출수를 외부로 유출시키는 배출구가 형성되며, 음식물쓰레기가 수용되는 수용공간을 갖는 호퍼본체와; 상기 호퍼본체의 기밀상태가 유지되도록 상기 호퍼본체의 하부영역에 결합되며, 상기 해치로부터 유입된 음식물쓰레기를 혼합 및 이송하는 이송스크류와; 상기 배출구에 결합되며, 상기 배출구로 유입된 침출수를 외부로 배출시키는 배수구가 형성된 배수관과; 상기 배수구 측에 침출수의 부력에 의해 상하 이동가능하게 구비되어 상기 배수구을 선택적으로 개폐하는 이물제거부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

음식물쓰레기처리용 호퍼{FOOD WASTE PROCESSING HOPPER}
본 발명은 음식물쓰레기처리용 호퍼에 관한 것으로, 구체적으로는 음식물쓰레기 처기과정에서 악취가 발생되는 것을 방지할 수 있는 음식물쓰레기처리용 호퍼에 관한 것이다.
음식물쓰레기처리용 호퍼는 음식물쓰레기 수거차량에 의해 수거된 음식물쓰레기를 파쇄선별기로 옮기기 전에 일시 저장하는 장치이다.
음식물쓰레기처리용 호퍼는 내부에 저장되는 음식물쓰레기에 포함된 수분을 감소시켜 후처리시간을 단축하고 음식물 캡슐의 파괴를 억제하여 침출수의 탁도를 낮추는 방향으로 구조가 개선되고 있다.
이와 관련하여 한국특허출원번호 10-2005-0046896호에는 스크류 컨베이어에 의해 음식물쓰레기를 뒤섞어 탈수하여 함수율을 낮추고 침출수의 탁도를 개선한 음식물쓰레기처리용 호퍼를 개시하고 있다.
도1은 상기 공보에 개시된 종래 음식물쓰레기처리용 호퍼의 구조를 개시한 개략도이다. 도시된 바와 같이 종래 음식물쓰레기처리용 호퍼는 스크류 컨베이어(13)가 정역회전하며 음식물쓰레기 내부의 수분을 탈수시킨다.
그런데, 이러한 종래 음식물쓰레기처리용 호퍼는 침출수가 음식물저장조 내부에 고이게 되므로 스크류컨베이어(13)가 원활히 이동하지 못해 음식물쓰레기의 이송이 제대로 이루어지지 않는 문제가 있었다.
또한, 스크류컨베이어(13)가 호퍼 내외를 관통하여 삽입된 상태로 회전하게 되므로 호퍼가 완전히 밀폐되지 못한다. 이에 음식물쓰레기에 의해 발생된 악취가 호퍼 외부로 누설되는 문제가 있었다.
또한, 종래 스크류 컨베이어의 설치시 경사도의 한계가 있으므로 호퍼의 설치 면적이 커지는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로 호퍼를 밀폐하여 악취 발생을 차단할 수 있는 음식물쓰레기처리용 호퍼를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 호퍼 내부에서 외부로 취출수를 배출하는 배수구의 막힘을 방지하여 원활하게 취출수가 배수되도록 하는 음식물쓰레기처리용 호퍼를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 외부 공기를 호퍼 내부에서 순환시켜 음식물쓰레기와 물을 분리하여 취출수만 배출할 수 있는 음식물쓰레기처리용 호퍼를 제공하는 것이다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 음식물쓰레기처리용 호퍼에 관한 것이다. 본 발명의 음식물쓰레기처리용 호퍼는, 상부영역에 음식물쓰레기가 유입되는 해치가 구비되고, 하부영역 일측에 음식물쓰레기로부터 방류되는 침출수를 외부로 유출시키는 배출구가 형성되며, 음식물쓰레기가 수용되는 수용공간을 갖는 호퍼본체와; 상기 호퍼본체의 기밀상태가 유지되도록 상기 호퍼본체의 하부영역에 결합되며, 상기 해치로부터 유입된 음식물쓰레기를 혼합 및 이송하는 이송스크류와; 상기 배출구에 결합되며, 상기 배출구로 유입된 침출수를 외부로 배출시키는 배수구가 형성된 배수관과; 상기 배수구 측에 침출수의 부력에 의해 상하 이동가능하게 구비되어 상기 배수구을 선택적으로 개폐하는 이물제거부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 이물제거부는, 침출수의 부력에 의해 상하 이동되며 상기 배수구를 개폐하는 플로터와; 상기 플로터의 하부영역으로 연장형성된 회전축과; 상기 회전축의 단부영역에 결합되며 상기 배수구를 통한 침출수의 낙하압력에 의해 회전되는 회전팬을 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 일단부는 상기 호퍼본체의 상부영역에 결합되고, 타단부는 상기 호프본체의 하부영역에 결합되는 공기순환덕트를 더 포함하고, 상기 공기순환덕트에는 상기 호퍼본체 내부로 공기가 강제적으로 순환되도록 기류를 형성하는 송풍팬이 적어도 한 개 구비된다.
일 실시예에 따르면, 상기 호퍼본체의 바닥면은 상기 배수구 측의 높이가 낮도록 경사지게 구비되고, 상기 이송스크류의 회전에 의해 음식물쓰레기로부터 분리된 침출수는 상기 배출구로 이동된다.
본 발명에 따른 음식물쓰레기처리용 호퍼는 호퍼본체가 밀폐된 상태에서 공기순환덕트에 의해 공기가 순환되므로 악취가 외부로 누설되는 것을 차단할 수 있다.
또한, 호퍼본체가 밀폐되어 있으므로 음식물쓰레기가 호퍼본체 외부로 범람하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 배수구 내부에 침출수의 부력에 의해 배수구를 선택적으로 개폐하는 이물제거부를 구비하여 음식물쓰레기에 의해 배수구가 막히는 것을 미연에 차단하여 침출수가 원활히 배출되도록 할 수 있다.
또한, 공기순환덕트에 의해 공급되는 외부공기에 의해 음식물쓰레기와 침출수가 분리되어 음식물쓰레기가 탈수되므로 이송스크류의 경사도를 작게할 수 있어 호퍼본체의 크기를 소형화할 수 있다.
도 1은 종래 음식물쓰레기처리용 호퍼의 구조를 개략적으로 도시한 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 음식물쓰레기처리용 호퍼의 구조를 개략적으로도시한 개략도,
도 3a와 도3b는 본 발명에 따른 음식물쓰레기처리용 호퍼의 배수과정을 도시한 예시도이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도2는 본 발명에 따른 음식물쓰레기처리용 호퍼(100)의 구성을 개략적으로 도시한 개략도이다.
본 발명에 따른 음식물쓰레기처리용 호퍼(100)는 음식물쓰레기가 수용되며 밀폐구조를 갖는 호퍼본체(110)와, 호퍼본체(110)의 내부에 설치되어 음식물쓰레기를 혼합하여 이송하는 이송스크류(120)와, 호퍼본체(110)의 일측에 결합되어 호퍼본체(110) 내부로 공기를 순환시키는 공기순환덕트(150)와, 호퍼본체(110)에서 유출되는 취출수를 폐수장으로 안내하는 배수관(160)을 포함한다.
호퍼본체(110)는 음식물쓰레기가 수용될 수 있는 체적을 갖도록 구비된다. 호퍼본체(110)의 천장에는 차량에 의해 수거된 음식물쓰레기가 투입되는 해치(111)가 개폐가능하게 구비된다. 호퍼본체(110)의 하부영역에는 내부의 취출수를 외부로 배출시키는 배출구(113)가 배수관(160)과 연결되게 구비된다.
또한, 호퍼본체(110)에는 외부 공기를 내부로 유입시키는 공기유입구(115)와, 공기유입구(115)를 통해 호퍼본체(110) 내부를 순환한 공기를 외부로 배출시키는 공기배출구(117)가 각각 형성된다.
여기서, 호퍼본체(110)는 전영역이 밀폐된 구조를 갖도록 구비된다. 이를 위해 상술한 해치(111), 배출구(113), 공기배출구(117) 및 공기유입구(115) 주위는 기밀이 유지될 수 있도록 실링부재(미도시)가 결합될 수 있다.
호퍼본체(110)의 바닥면은 이송스크류(120)의 회전에 의해 음식물쓰레기로부터 발생된 침출수가 흘러내일 수 있도록 일정 각도 경사지게 형성된다. 바닥면은 침출수가 배출되는 배출구(113) 측의 높이가 낮아지도록 경사가 형성되어 침출수가 배출구(113)를 통해 자연적으로 배수될 수 있다.
이송스크류(120)는 호퍼본체(110) 내부를 관통하게 설치되에 음식물쓰레기를 혼합하고, 혼합된 음식물쓰레기를 외부로 반출한다. 이송스크류(120)는 외부의 구동모터(미도시)에 의해 정역회전 가능하게 구비된다. 이송스크류(120)는 역방향 회전에 의해 음식물쓰레기를 뒤섞어 음식물쓰레기를 혼합하고, 음식물쓰레기에 포함된 수분을 탈수한다.
이송스크류(120)는 음식물쓰레기의 수분이 탈수되고 공기에 의해 폭기되어 건조되면 정방향 회전에 의해 음식물쓰레기를 외부로 반송한다. 음식물쓰레기는 이송스크류(120)에 의해 상방향으로 이송되어 호퍼본체(110)의 외측으로 이동한다. 호퍼본체(110) 외부로 이동된 음식물쓰레기는 파쇄선별기(미도시) 측으로 이동된다.
여기서, 이송스크류(120)가 호퍼본체(110)에 결합되는 양단부영역은 기밀상태가 유지되도록 결합되다.
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한편, 호퍼본체(110)의 상부면에는 미생물저장조(130)와 자석선별기(140)가 구비된다. 미생물저장조(130)는 음식물쓰레기의 건조와 동시에 분해를 촉진하기 위한 미생물이 저장된다. 자석선별기(140)는 호퍼본체(110)의 천장에 매달려진 상태로 배치되어 음식물쓰레기에 포함된 자성물질을 선별한다.
공기순환덕트(150)는 호퍼본체(110)의 일측에 결합되어 공기가 호퍼본체(110)를 순환하며 음식물쓰레기에 폭기되도록 한다. 공기순환덕트(150)는 강제로 공기를 호퍼본체(110) 내부로 공급하여 음식물쓰레기와 물을 분리시키고 음식물쓰레기를 건조시킨다.
공기순환덕트(150)는 양단이 호퍼본체(110)의 공기유입구(115)와 공기배출구(117)에 각각 연결된다. 공기순환덕트(150)와 공기유입구(115) 및 공기배출구(117)의 결합영역은 실링부재(미도시) 등에 의해 실링되어 호퍼본체(110)의 기밀상태가 유지되도록 한다. 이에 의해 호퍼본체(110) 내부의 악취가 외부로 누설되지 않게 된다.
공기순환덕트(150)의 표면에는 외부 공기를 내부로 유입시키는 외부공기유입공(153)이 형성된다.
한편, 공기순환덕트(150)의 내부에는 공기를 강제송풍시키는 송풍팬(151)이 적어도 한 개 구비된다. 송풍팬(151)은 외부공기유입공(153)을 통해 공기순환덕트(150) 내부로 유입된 공기를 강제로 이송하여 호퍼본체(110) 내부에 고압의 공기를 공급한다. 송풍팬(151)에 의해 발생된 고압의 공기는 배수관(113)과 연통된 공기유입구(115)를 통해 호퍼본체(110) 하부로 유입되어 음식물쓰레기에 폭기된다.
음식물쓰레기에 폭기된 공기는 음식물쓰레기 내부에 미세한 기포를 발생시킨다. 공기가 음식물쓰레기와 충돌하면서 충돌표면에 기포가 발생되고, 이에 의해 음식물쓰레기가 상호 뒤섞이면서 음식물쓰레기와 침출수가 상호 분리되게 된다. 음식물쓰레기로부터 배출된 침출수는 호퍼본체(110) 바닥의 경사면을 따라 이동된다.
또한, 송풍팬(151)에 의해 공기유입구(115)로 유입된 공기는 호퍼본체(110) 내부를 아래에서 위로 순환하고 공기배출구(117)를 통해 배출된다. 이러한 방식으로 외부 공기가 연속해서 호퍼본체(110) 내부를 순환하면서 음식물쓰레기와 접촉하여 음식쓰레기를 탈수하고, 탈수가 진행된 음식물쓰레기를 건조시킨다.
여기서, 송풍팬(151)은 공기순환덕트(150)의 공기이송방향을 따라 관로상에 배치되는 시로코 팬 타입으로 구비되거나, 외부공기유입공(153)이 형성된 공기순환덕트(150)의 측벽에 배치되는 프로펠라 팬 타입으로 구비될 수도 있다. 송풍팬(151)의 크기와 개수 및 종류는 호퍼본체(110)의 크기와 음식물쓰레기 처리량을 고려하여 적절히 설계될 수 있다.
이 때, 호퍼본체(110)와 공기순환덕트(150)를 순환하는 공기가 일방향으로 이송될 있도록 공기배출구(117) 측에는 일방향 체크밸브(미도시)가 구비될 수 있다. 이에 의해 호퍼본체(110) 내부로는 신선한 외부공기만 유입되고, 호퍼본체(110) 외부로는 기밀이 유지된 상태로 악취가 포함된 내부공기가 배출될 수 있다.
배수관(160)은 호퍼본체(110)의 배출구(113) 측에 결합되어 호퍼본체(110)의 바닥면을 따라 배출되는 침출수를 폐수장(미도시) 측으로 안내한다. 배수관(160)은 일단부는 배출구(113)에 결합되고 타단부는 폐수장안내관(180)에 결합된다. 배수관(160)의 타단부는 침출수를 폐수장안내관(180)으로 배출시키는 배수구(161)가 관통형성된다.
도3a와 도3는 배수관(160)의 배수과정을 도시한 예시도이다.
배수구(161)에는 침출수에 포함된 음식물쓰레기가 배수구(161)를 막아 침출수의 배수를 차단하는 것을 방지하기 위한 이물제거부(170)가 구비된다. 이물제거부(170)는 배수구(161)의 상부영역에 배치되며 침출수의 유입여부에 따라 부력에 의해 상하로 승강되며 배수구(161)를 개폐하는 플로터(171)와, 일단이 플로터(171)의 하부로부터 일체로 연장되어 배수구(161)를 관통하는 구조로 설치되는 회전축(175)과, 회전축(175)의 타단에 결합되고 배수구(161)의 하부에 설치되어 상기 배수구(161)를 통한 침출수의 낙하 압력에 의해 회전되는 회전팬(173)을 포함한다.
플로터(171)는 하부영역이 배수구(161)와 접촉되도록 배수관(160) 내에 배치된다. 플로터(171)는 침출수의 유입이 없는 경우 도3a에 도시된 바와 같이 배수구(161)를 차단한다. 침출수가 배수관(160) 내에 유입되면 침출수의 부력에 의해 플로터(171)는 침출수 표면에 뜬 상태로 상방향으로 이동되어 배수구(161)를 개방한다. 이에 의해 침출수는 배수구(161)를 통해 폐수장안내관(180)으로 배수된다.
회전팬(173)은 회전축(175)에 의해 플로터(171)와 연결된다. 회전팬(173)은 배수구(161)를 통해 떨어지는 침출수의 낙하압력에 의해 회전된다. 회전팬(173)의 회전에 의해 플로터(171)도 함께 배수관(160) 내를 회전하고, 배수구(161) 주면에는 회오리형태의 수류가 형성된다. 배수구(161) 주변에 형성된 수류에 의해 침출수와 함께 배수구(161) 측으로 이동된 음식물쓰레기는 배수구(161)를 통해 폐수장안내관(180)으로 배출된다. 이에 의해 음식물쓰레기가 배수구(161) 주면에 퇴적되어 배수구(161)를 차단하는 것을 미연에 방지할 수있고 침출수가 원활하게 배수될 수 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 음식물쓰레기처리용 호퍼(100)의 음식물쓰레기 처리과정을 도2 내지 도3b를 참조로 설명한다.
먼저, 음식물쓰레기 수거차량으로부터 음식물쓰레기가 도착되면 호퍼본체(110) 상부의 해치(111)를 개방하여 음식물쓰레기를 호퍼본체(110) 내부로 투입한다. 호퍼본체(110) 내부로 투입된 음식물쓰레기는 역방향으로 회전하는 이송스크류(120)에 의해 상호 혼합된다.
이 때, 송풍팬(151)의 가동에 의해 외부공기가 공기유입구(115)를 통해 강제적으로 호퍼본체(110) 내부로 유입된다. 유입된 외부공기는 음식물쓰레기 표면과 접촉하면서 미세 기포를 발생시키고, 이러한 미세 기포에 의해 음식물쓰레기는 물과 분리된다.
음식물쓰레기는 이송스크류(120)의 회전압력과 공기의 폭기에 의해 탈수되고, 음식물쓰레기로부터 분리된 침출수는 호퍼본체(110) 바닥의 경사면을 따라 이동하여 배출구(113)로 배출된다.
배수관(160) 내부의 플로터(171)는 음식물쓰레기의 유입이 없는 경우 도3a에 도시된 바와 같이 배수구(161)와 접촉된 상태를 유지하고, 회전팬(173)은 침출수의 흐름이 없으므로 정지한 상태를 유지한다. 음식물쓰레기의 유입에 의해 배수관(160)으로 침출수가 유동되면 침출수가 배수관(160) 바닥에 고이면서 플로터(171)는 부력에 의해 상방향으로 상승된다. 도3b에 도시된 바와 같이 플로터(171)가 상방향으로 상승되면 배수구(161)가 개방되어 침출수가 배수구(161) 하부로 배수된다.
배수되는 침출수는 폐수장안내관(180)으로 떨어지면서 회전팬(173)의 표면을 가압한다. 회전팬(173)은 침출수의 낙하압력에 의해 회전하고, 회전축(175)에 의해 회전팬(173)과 연결된 플로터(171)도 배수관(160) 내부에서 회전된다. 플로터(171)의 회전에 의해 배수구(161) 주변의 음식물쓰레기는 배수구(161)로 배출된다.
공기유입구(115)를 통해 유입된 공기는 음식물쓰레기와 접촉되면서 호퍼본체(110) 내부를 순환하고 탈수가 진행되는 음식물쓰레기를 점차 건조시킨다. 음식물쓰레기의 건조상태에 따라 미생물저장조(130)의 미생물을 공급하여 음식물쓰레기를 발효시킨다.
건조와 발효가 충분히 진행되면 이송스크류(120)를 정방향으로 회전시켜 음식물쓰레기를 외부로 반송한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 음식물쓰레기처리용 호퍼는 호퍼본체가 밀폐된 상태에서 공기순환덕트에 의해 공기가 순환되므로 악취가 외부로 누설되는 것을 차단할 수 있다.
또한, 배수구 내부에 침출수의 부력에 의해 배수구를 선택적으로 개폐하는 이물제거부를 구비하여 음식물쓰레기에 의해 배수구가 막히는 것을 미연에 차단하여 침출수가 원활히 배출되도록 할 수 있다.
또한, 공기순환덕트에 의해 공급되는 외부공기에 의해 음식물쓰레기와 침출수가 분리되어 음식물쓰레기가 탈수되므로 이송스크류의 경사도를 작게할 수 있어 호퍼본체의 크기를 소형화할 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 음식물쓰레기처리용 호퍼의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
100 : 호퍼장치 110 : 호퍼본체
111 : 해치 113 : 배출구
115 : 공기유입구 117 : 공기유출구
120 : 이송스크류 130 : 미생물 저장조
140 : 자석선별기 150 : 공기순환덕트
151 : 송풍팬 153 : 외부공기유입공
160 : 배수관 161 : 배수구
170 : 이물제거부 171 : 플로터
173 : 회전팬 175 : 회전축
180 : 폐수장안내관

Claims (4)

  1. 음식물쓰레기처리용 호퍼(100)에 있어서,
    상부영역에 음식물쓰레기가 유입되는 해치(111)가 구비되고, 하부영역 일측에 음식물쓰레기로부터 방류되는 침출수를 외부로 유출시키는 배출구(113)가 형성되며, 음식물쓰레기가 수용되는 수용공간을 갖는 호퍼본체(110)와;
    상기 호퍼본체(110)의 기밀상태가 유지되도록 상기 호퍼본체(110)의 하부영역에 결합되며, 상기 해치(111)로부터 유입된 음식물쓰레기를 혼합 및 이송하는 이송스크류(120)와;
    상기 배출구(113)에 결합되며, 상기 배출구(113)로 유입된 침출수를 외부로 배출시키는 배수구(161)가 형성된 배수관(160)과;
    상기 배수구(161) 측에 침출수의 부력에 의해 상하 이동가능하게 구비되어 상기 배수구(161)을 선택적으로 개폐하는 이물제거부(170)와;
    일단부는 상기 호퍼본체(110)의 상부영역에 결합되고, 타단부는 상기 호퍼본체(110)의 하부영역에 결합되는 공기순환덕트(150)를 포함하되,
    상기 이물제거부(170)는 상기 배수관(160) 내부의 배수구(161) 상부에 설치되고 침출수의 부력에 의해 상하 이동되며 상기 배수구(161)를 개폐하는 플로터(171)와, 일단이 상기 플로터(171)의 하부로부터 일체로 연장되어 상기 배수구(161)를 관통하는 구조로 설치되는 회전축(175)과, 상기 회전축(175)의 타단에 결합되고 상기 배수구(161)의 하부에 설치되어 상기 배수구(161)를 통한 침출수의 낙하 압력에 의해 회전되는 회전팬(173)을 포함하고,
    상기 공기순환덕트(150)에는 상기 호퍼본체(110) 내부로 공기가 강제적으로 순환되도록 기류를 형성하는 송풍팬(151)이 적어도 한 개 구비되며,
    상기 호퍼본체(110)의 바닥면은 상기 배수구(161) 측의 높이가 낮도록 경사지게 구비되고, 상기 이송스크류(120)의 회전에 의해 음식물쓰레기로부터 분리된 침출수는 상기 배출구(113)로 이동되는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기처리용 호퍼.
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