KR101606688B1 - 해양 구조물용 벌크탱크의 공기 분사장치 - Google Patents

해양 구조물용 벌크탱크의 공기 분사장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 해양 구조물용 벌크탱크의 공기 분사장치는, 공급라인으로부터 전달되는 압축공기를 압력탱크의 내부로 분사하여 벌크를 유동화시킨 후 토출관을 통해 사용처로 이송시키는 해양 구조물용 벌크탱크의 공기 분사장치에 있어서, 상기 압력탱크의 내주 또는 외주를 따라 길이를 갖도록 수평하게 설치되며, 상기 공급라인으로부터 압축공기가 공급되는 공급관 및, 상기 공급관의 내주로부터 연장된 전단이 상기 압력탱크의 내부에 하향 경사지게 위치되며, 다수의 열을 이루는 하단의 분사구를 통해 분사된 압축공기가 상기 토출관의 유입 위치로 집중되도록 하는 다수의 노즐을 포함한다.

Description

해양 구조물용 벌크탱크의 공기 분사장치{AIR SPRAY DEVICE OF FLOATING OCEAN STRUCTURE HAVING BULK TANK}
본 발명은 해양 구조물용 벌크탱크의 공기 분사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 토출관의 둘레를 따라 다수의 노즐을 배열하고, 노즐의 압축공기 분사 방향이 토출관의 유입 방향을 향하도록 함으로써, 벌크의 유동화 성능을 향상시킬 수 있고, 배출 성능을 향상시킬 수 있는 해양 구조물용 벌크탱크의 공기 분사장치에 관한 것이다.
일반적으로, 부유식 해상 구조물(시추선 등)은 유동이 발생하는 해상에서 부유된 채 사용되는 구조물과 선박을 일컫는다.
이러한, 부유식 해상 구조물에는 벌크(bulk)를 저장하는 압력탱크와, 상기 압력탱크 내에 저장된 벌크를 이송시켜 소정의 하역 장소로 이송시키는 이송장치 등으로 구성된다.
예를 들어, 시추선에 사용되는 드릴링 머드(Drilling Mud)를 만들기 위해서는 이송장치를 이용해 압력탱크에 저장된 벌크를 서지탱크(Surge Tank) 등의 장비로 이송시킨다.
그런데, 종래의 부유식 해상 구조물은 압력탱크 내에 수용된 벌크가 유동화되지 않은 상태에서 이송시키는 경우, 벌크가 서로 뭉쳐질 수 있어 이송 과정에서 배관이 막힐 수 있어 정상적인 이송이 어려웠다.
특히, 배관이 막힌 상태에서 압력을 가하는 경우, 이송 파이프가 폭발하게 되거나 공압 장치에 부하가 걸릴 염려가 있으므로, 벌크를 충분히 유동화시킨 후에 이송시킬 수 있는 기술이 요구된다.
본 발명과 관련된 선행 문헌으로는 대한민국 공개특허 제10-2012-0034855호(2012년 04월 13일)가 있으며, 상기 선행 문헌에는 분체 이송 장치가 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 토출관의 둘레를 따라 다수의 노즐을 배열하고, 노즐의 압축공기 분사 방향이 토출관의 유입 방향을 향하도록 함으로써, 벌크의 유동화 및 배출 성능을 향상시킬 수 있는 해양 구조물용 벌크탱크의 공기 분사장치를 제공하는데 있다.
그리고, 노즐의 전단이 하방으로 경사지게 설치함과 아울러 노즐의 분사 각도를 여러 방향으로 형성시킴으로써, 노즐의 유로 내에 이물질이 쌓이지 않아 원활한 분사가 가능하고, 넓은 면적으로 압축공기를 분사할 수 있어 균일한 분포로 벌크를 유동화시킬 수 있는 해양 구조물용 벌크탱크의 공기 분사장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 실시예에 따른 해양 구조물용 벌크탱크의 공기 분사장치는, 공급라인으로부터 전달되는 압축공기를 압력탱크의 내부로 분사하여 벌크를 유동화시킨 후 토출관을 통해 사용처로 이송시키는 해양 구조물용 벌크탱크의 공기 분사장치에 있어서, 상기 압력탱크의 내주 또는 외주를 따라 길이를 갖도록 수평하게 설치되며, 상기 공급라인으로부터 압축공기가 공급되는 공급관 및, 상기 공급관의 내주로부터 연장된 전단이 상기 압력탱크의 내부에 하향 경사지게 위치되며, 다수의 열을 이루는 하단의 분사구를 통해 분사된 압축공기가 상기 토출관의 유입 위치로 집중되도록 하는 다수의 노즐을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 토출관은 유입단이 곡선으로 하향 절곡되어 상기 압력탱크의 중심에 수직하게 위치되고, 유출단이 상기 압력탱크의 외부로 연장되어 배출라인에 연결되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 분사구는 상기 노즐의 종 방향을 따라 1개의 열로 배열되며, 상기 유입단의 입구 부위를 향해 경사지게 형성되는 다수의 제1홀 및, 상기 제1홀들이 이루는 1개의 열을 기준으로 상기 노즐의 횡 방향에 2개의 열로 형성되며, 상기 유입단의 주변을 향해 하향 경사지게 형성되는 다수의 제2홀로 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제2홀들은 상기 제1홀들이 이루는 1개의 열을 기준으로 상기 노즐의 횡 방향을 향해 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 노즐은 상기 유입단의 둘레를 따라 동일 길이와 각도로 배열되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 압력탱크의 하부에는 하부로 갈수록 직경이 점진적으로 좁아지는 테이퍼부가 형성되며, 상기 공급관은 링 형상을 가지며, 상기 테이퍼부의 내주 또는 외주를 따라 인접 배치될 수 있다.
또한, 상기 공급관의 내주에는 상기 노즐의 후단이 연결되는 다수의 배출공이 형성되며, 상기 배출공들은 상기 압력탱크의 하부 중심 부위를 향해 하향 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 공급관은 상기 공급라인이 연결된 일측과 반대되는 타측을 양분하며, 상기 양분된 양단을 폐쇄된 상태로 이격 위치시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 해양 구조물용 벌크탱크의 공기 분사장치는 공급라인으로부터 전달되는 압축공기를 압력탱크의 내부로 분사하여 벌크를 유동화시킨 후 토출관을 통해 사용처로 이송시키는 해양 구조물용 벌크탱크의 공기 분사장치에 있어서, 상기 공급라인으로부터 전달되는 압축공기를 상기 토출관의 벌크 유입 위치로 집중시키는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 압축공기는 상기 벌크 유입 위치를 중심으로 다 방향에서 상기 벌크로 분사되는 것이 바람직하다.
본 발명은 토출관의 둘레를 따라 다수의 노즐을 배열하고, 노즐의 압축공기 분사 방향이 토출관의 유입 방향을 향하도록 함으로써, 벌크의 유동화 및 배출 성능을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
그리고, 노즐의 전단이 하방으로 경사지게 설치함과 아울러 노즐의 분사 각도를 여러 방향으로 형성시킴으로써, 노즐의 유로 내에 이물질이 쌓이지 않아 원활한 분사가 가능하고, 넓은 면적으로 압축공기를 분사할 수 있어 균일한 분포로 벌크를 유동화시킬 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 하나의 공급관을 이용해 다수의 노즐로 압축공기를 분배함으로써, 하나의 공급라인으로도 여러 방향으로 압축공기를 공급할 수 있어 구조가 단순한 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 해양 구조물용 벌크탱크의 공기 분사장치를 보여주기 위한 정단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 해양 구조물용 벌크탱크의 공기 분사장치를 보여주기 위한 평단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 해양 구조물용 벌크탱크의 공기 분사장치를 보여주기 위한 저면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 해양 구조물용 벌크탱크의 공기 분사장치에서 노즐의 분사구를 상세히 보여주기 위한 저면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 해양 구조물용 벌크탱크의 공기 분사장치에서 노즐의 분사구를 상세히 보여주기 위한 정단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우, 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 해양 구조물용 벌크탱크의 공기 분사장치를 보여주기 위한 정단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 해양 구조물용 벌크탱크의 공기 분사장치를 보여주기 위한 평단면도이다.
그리고, 도 3은 본 발명에 따른 해양 구조물용 벌크탱크의 공기 분사장치를 보여주기 위한 저면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 해양 구조물용 벌크탱크의 공기 분사장치는 공급라인(10)으로부터 전달되는 압축공기(A)를 압력탱크(30)의 내부로 분사하여, 상기 압력탱크(30) 내의 벌크(머드 등)를 유동화시키기 위함이다.
이를 위해, 본 발명에 따른 해양 구조물용 벌크탱크의 공기 분사장치는 공급관(100) 및, 노즐(200)을 포함한다.
먼저, 압력탱크(30)는 외부에서 투입된 벌크(B)가 내부에 일정 량으로 수용되며, 상기 벌크(B)를 투입하기 위한 투입구(미도시)가 구비될 수 있다.
여기서, 상기 압력탱크(30)는 내부에 일정 압력을 형성할 수 있으며, 내부에 공간부를 형성하는 원통 형상으로 제작할 수 있다.
그리고, 상기 압력탱크(30)의 하부에는 하부로 갈수록 직경이 점진적으로 좁아지는 테이퍼부(31)가 형성될 수 있다.
상기 테이퍼부(31)는, 공간부로 투입된 벌크(B)를 안내하여 하부 중심 부위에 집중적으로 모일 수 있도록 한다.
또한, 상기 압력탱크의 내부에는 내부에 수용된 벌크(B)를 외부로 토출시키기 위한 토출관(40)이 더 연결될 수 있다.
상기 토출관(40)은, 도 1에서처럼 유입단(41)이 곡선으로 하향 절곡되어 압력탱크(30)의 중심에 수직하게 위치된다.
그리고, 상기 토출관(40)은 유입단(41)과 반대되는 유출단(42)이 압력탱크의 외부로 수평하게 연장될 수 있다.
이때, 상기 토출관(40)의 유출단(41)에는 벌크(A)를 혼합 장치 등으로 이송시키기 위한 토출라인(20)에 연결될 수 있다.
이와 같은 상기 토출관(40)은, 후술 될 노즐(200)의 압축공기(A) 분사에 의해 유동화 혼합된 벌크(B)를 외부로 토출시켜 혼합 장치 등으로 이송시킬 수 있다.
공급관(100)은, 압력탱크(30)의 내주 또는 외주를 따라 길이를 갖도록 수평하게 설치되며, 공급라인(10)으로부터 압축공기(A)가 공급된다.
여기서, 상기 공급관(100)은 중공 파이프를 원 형상으로 성형한 형태를 가질 수 있고, 상기 공급관(100)의 종 방향 단면은 원 형상의 단면을 가질 수 있다.
그리고, 상기 공급관(100)은 압력탱크(30)의 내주 또는 외주를 따라 길이를 갖도록 수평하게 설치된다.
또한, 상기 공급관(100)의 일측에는 공급라인이 수평하게 연결될 수 있으며, 상기 공급관(100)의 내주를 따라 다수의 배출공(110)이 배열될 수 있다.
상기 배출공(110)은, 공급관(100)의 내부로 공급된 압축공기(A)를 배출시키기 위한 것으로, 등 간격 또는 서로 다른 간격으로 배치시킬 수 있다.
아울러, 상기 배출공(110)은 압력탱크(30)의 중심 부위를 향해 하향 경사지게 형성될 수 있다.
즉, 상기 배출공(110)은 후술 될 노즐(200)이 하방으로 경사지게 설치될 수 있도록 그에 대응하는 각도로 형성시킬 수 있다.
이와 같은 상기 배출공(110)은 후술 될 노즐(200)의 후단이 대응되게 결합되며, 이 상태에서 상기 노즐(200)로 압축공기(A)를 분배할 수 있다.
바람직하게는, 공급관(100)이 테이퍼부(31)의 내주 또는 외주를 따라 인접 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 공급관(100)이 테이퍼부(31)의 내주에 수평하게 설치되는 경우, 상기 공급관(100)의 외주가 테이퍼부(31)의 내주와 인접 또는 밀착 설치될 수 있다.
반면, 상기 공급관(100)이 테이퍼부(31)의 외주에 수평하게 설치되는 경우에는, 상기 공급관(100)의 내주가 테이퍼부(31)의 외주와 인접 또는 밀착 설치될 수 있다.
한편, 상기 공급관(100)은 도 2와 도 3에서처럼 공급라인(10)이 연결된 부위와 대응되는 일부분을 양분하여 폐쇄된 상태로 이격 위치시킬 수 있다.
이때, 상기 공급관(100)을 통해 공급되는 압축공기(A)는 공급라인(10)과 가장 먼 거리에 위치된 반대편까지 이동하지 않고 배출공(110)으로 배출될 수 있다.
그리고, 상기 공급관(100)의 일부분을 양분하여 이격시킴으로써, 상기 공급관(100)의 길이를 축소시킬 수 있고, 불필요한 압축공기(A)의 이동거리를 단축할 수 있어 분사력을 높일 수 있다.
노즐(200)은, 공급관(100)의 내주로부터 연장된 전단이 압력탱크(30)의 내부에 하향 경사지게 위치된다.
여기서, 상기 노즐(200)은 0도 이상 45도 이하의 각도로 설치할 수 있으나, 필요에 따라서는 45도의 범위를 벗어나도록 설치할 수도 있다.
그리고, 상기 노즐(200)은 하부에 다수의 열로 형성된 분사구를 통해 분사되는 압축공기를 토출관(40)의 유입 위치로 집중시킨다.
이때, 상기 노즐(200)은 후단이 공급관(100)의 내주와 연결된 상태로 전단이 압력탱크의 내부로 하향 경사지게 연장된다.
그리고, 상기 노즐(200)은 유입단(41)의 둘레를 따라 동일 길이와 각도로 배열되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 노즐(200)은 도 1에서처럼 공급관(100)의 수평 중심선을 기준으로 θ-1(0~45)의 각도로 설치될 수 있다.
이 상태에서, 상기 노즐(200)은 압력탱크(30) 내에 위치된 하단의 분사구(210)를 통해 압축공기(A)를 하향 분사시킨다.
더 상세하게는, 상기 노즐(200)의 후단이 공급관(100)의 내주에 형성된 배출공(110)에 대응 결합되어, 내부고 전달된 압축공기(A)를 분사구(210)를 통해 하향 분사할 수 있다.
즉, 상기 노즐(200)은 하부로 경사지게 설치되므로, 벌크(A) 입자가 내부 유로에 쌓이지 않고 용이하게 배출될 수 있다.
분사구(210)는, 도 4와 도 5에 상세히 도시한 것처럼 다수의 제1홀(211) 및, 다수의 제2홀(212)로 구분될 수 있다.
상기 제1홀(211)들은, 노즐(200)의 종 방향을 따라 1개의 열로 배열되며, 유입단(41)의 입구 부위를 향해 경사지게 형성될 수 있다.
여기서, 상기 제1홀(211)들은 도 1에서처럼 가상의 수직선을 기준으로 θ-2의 각도로 설치될 수 있다.
이때, 상기 제1홀(211)들로 하향 분사되는 압축공기(A)는 토출관(40)의 유입단(41) 위치로 분사된다.
그리고, 상기 제1홀(211)들은 도 5에서처럼 노즐(200)의 정면에서 바라볼 때 상하로 관통 형성될 수 있다.
즉, 상기 제1홀(211)을 통해 하향 분사되는 압축공기(A)가 하부에 모여진 벌크(B)에 집중적으로 분사되므로, 벌크(B)를 효율적으로 유동화시킬 수 있다.
제2홀(212)들은, 제1홀(211)들이 노즐(200) 종 방향을 따라 다수로 배열되며, 상기 제2홀(212)들은 제1홀(211)들이 이루는 1개의 열을 기준으로 노즐(200)의 횡 방향에 2개의 열로 형성된다.
여기서, 상기 제2홀(212)들은 제1홀(211)들이 이루는 열을 기준으로 노즐(200)의 횡 방향으로 하향 경사지게 형성될 수 있다.
이처럼, 상기 제2홀(212)들은 제1홀(211)과 마찬가지로 가상의 수직선을 기준으로 θ-2의 각도로 설치될 수 있다.
이때, 상기 제2홀(212)들로 하향 분사되는 압축공기(A)는 토출관(40)의 유입단(41)이 위치된 압축탱크(30)의 중심부위로 분사될 수 있다.
즉, 상기 제2홀(212)을 통해 하향 분사되는 압축공기(A)가 하부에 모여진 벌크(B)에 집중적으로 분사되므로, 벌크(B)를 효율적으로 유동화시킬 수 있다.
그리고, 상기 제2홀(212)들은 도 5에서처럼 정면에서 바라볼 때 제1홀(211)들을 기준으로 노즐(200)의 횡 방향 양측으로 경사지게 형성시킬 수 있다.
이때, 상기 제2홀(212)들은 제1홀(211)들을 기준으로 양 방향으로 압축공기(A)를 분사하므로, 압축공기(A)가 보다 넓은 면적으로 분사될 수 있어 벌크(B)를 효과적으로 유동화시킬 수 있다.
이와 같이, 제1홀(211)들과 제2홀(212)들은 노즐(200)의 전단을 향해 하향 경사지게 형성되어, 압력탱크(300)의 중심 위치를 향해 벌크(B)를 하향 분사하므로, 벌크(B)를 보다 효율적으로 유동화시킬 수 있다.
결과적으로, 본 발명은 토출관(40)의 둘레를 따라 다수의 노즐(200)을 배열하고, 노즐(200)의 압축공기 분사 방향이 토출관(40)의 유입 방향을 향하도록 함으로써, 벌크(B)의 유동화 및 배출 성능을 향상시킬 수 있다.
그리고, 노즐(200)의 전단이 하방으로 경사지게 설치함과 아울러 노즐(200)의 분사 각도를 여러 방향으로 형성시킴으로써, 노즐(200)의 유로 내에 이물질이 쌓이지 않아 원활한 분사가 가능하고, 넓은 면적으로 압축공기를 분사할 수 있어 균일한 분포로 벌크(B)를 유동화시킬 수 있다.
또한, 하나의 공급관(100)을 이용해 다수의 노즐(200)로 압축공기를 분배함으로써, 하나의 공급라인(10)으로도 여러 방향으로 압축공기(A)를 공급할 수 있어 구조가 단순하다.
지금까지 본 발명에 따른 해양 구조물용 벌크탱크의 공기 분사장치에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.
그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 공급라인 20: 토출라인
30: 압력탱크 31: 테이퍼부
40: 토출관 41: 유입단
42: 유출단 100: 공급관
110: 배출공 200: 노즐
210: 분사구 211: 제1홀
212: 제2홀 A: 압축공기
B: 벌크 θ-1: 제1각도
θ-2: 제2각도 θ-3: 제3각도

Claims (10)

  1. 공급라인으로부터 전달되는 압축공기를 압력탱크의 내부로 분사하여 벌크를 유동화시킨 후 토출관을 통해 사용처로 이송시키는 해양 구조물용 벌크탱크의 공기 분사장치에 있어서, 상기 압력탱크의 내주 또는 외주를 따라 길이를 갖도록 수평하게 설치되며, 상기 공급라인으로부터 압축공기가 공급되는 공급관 및, 상기 공급관의 내주로부터 연장된 전단이 상기 압력탱크의 내부에 하향 경사지게 위치되며, 다수의 열을 이루는 하단의 분사구를 통해 분사된 압축공기가 상기 토출관의 유입 위치로 집중되도록 하는 다수의 노즐을 포함하되,
    상기 토출관은, 유입단이 곡선으로 하향 절곡되어 상기 압력탱크의 중심에 수직하게 위치되고, 유출단이 상기 압력탱크의 외부로 연장되어 배출라인에 연결되며,
    상기 분사구는, 상기 노즐의 종 방향을 따라 1개의 열로 배열되며, 상기 유입단의 입구 부위를 향해 경사지게 형성되는 다수의 제1홀 및, 상기 제1홀들이 이루는 1개의 열을 기준으로 상기 노즐의 횡 방향에 2개의 열로 형성되며, 상기 유입단의 입구 주변을 향해 하향 경사지게 형성되는 다수의 제2홀로 구비되는 것을 특징으로 하는 해양 구조물용 벌크탱크의 공기 분사장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2홀들은,
    상기 제1홀들이 이루는 1개의 열을 기준으로 상기 노즐의 횡 방향을 향해 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 해양 구조물용 벌크탱크의 공기 분사장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 노즐은,
    상기 유입단의 둘레를 따라 동일 길이와 각도로 배열되는 것을 특징으로 하는 해양 구조물용 벌크탱크의 공기 분사장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 압력탱크의 하부에는,
    하부로 갈수록 직경이 점진적으로 좁아지는 테이퍼부가 형성되며,
    상기 공급관은,
    링 형상을 가지며, 상기 테이퍼부의 내주 또는 외주를 따라 인접 배치되는 것을 특징으로 하는 해양 구조물용 벌크탱크의 공기 분사장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 공급관의 내주에는,
    상기 노즐의 후단이 연결되는 다수의 배출공이 형성되며,
    상기 배출공들은,
    상기 압력탱크의 하부 중심 부위를 향해 하향 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 해양 구조물용 벌크탱크의 공기 분사장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 공급관은,
    상기 공급라인이 연결된 일측과 반대되는 타측을 양분하며, 상기 양분된 양단을 폐쇄된 상태로 이격 위치시키는 것을 특징으로 하는 해양 구조물용 벌크탱크의 공기 분사장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
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