KR101739660B1 - 이종 높이의 블레이드를 갖는 호퍼 그레이팅 장치 - Google Patents

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김대영
이희광
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현대건설주식회사
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Abstract

본 발명은 이종 높이의 블레이드를 갖는 호퍼 그레이팅 장치에 관한 것이다. 이를 위해, 콘크리트 펌프카의 호퍼 그레이팅 장치에 있어서, 내부에 다수의 블레이드가 구비되는 프레임(240); 프레임(240) 내에 설치되어 블레이드를 지지하는 지지바아(210);로 구성되고, 그리고 블레이드는, 콘크리트가 통과하는 방향으로 제 1 높이(L1)를 갖는 제 1 블레이드(220);와 제 1 높이(L1) 보다 상대적으로 낮은 제 2 높이(L2)를 갖는 제 2 블레이드(230)로 구성된다.

Description

이종 높이의 블레이드를 갖는 호퍼 그레이팅 장치{Hopper Grating Device with Two Heights Blades}
본 발명은 콘크리트 펌프카의 호퍼에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이종 높이의 블레이드를 갖는 호퍼 그레이팅 장치에 관한 것이다.
일반적으로 콘크리트 펌프카는 믹서트럭으로부터 배합된 콘크리트를 공급받아 드라이브실린더를 왕복운동시키면서 붐(boom)을 통해 타설위치까지 압송시키게 된다. 이때 콘크리트는 호퍼상부에 별도로 설치된 그레이팅 장치를 경유하여 호퍼내로 투하됨으로써 콘크리트의 낙하충격을 경감시켜 호퍼 및 펌핑시스템이 손상되는 것을 방지하도록 되어 있다.
도 1은 대한민국 특허 공개번호 제 10-1999-0021159호(발명의 명칭 : 콘크리트 펌프카의 커버 겸용 그레이팅 장치)로 공개된 종래 호퍼 장치의 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 호퍼(13)에는 제 1, 2 칸막이(11a, 11b)가 격자형태로 설치되고, 손잡이(19)와 안내구멍(20)이 형성되어 있다. 제 1, 2 칸막이(11a, 11b)는 봉형상이고 그 단부에서 제 1 회전축(12) 또는 고정핀(22)을 형성한다. 도 1에 도시된 그레이팅 장치는 가장 기본적인 형태로서 콘크리트가 제 1, 2 칸막이(11a, 11b)의 격자 사이를 통과하게 된다. 그런데 이와 같은 그레이팅 장치의 경우 그레이팅을 통해 호퍼에 혼입되는 섬유보강 콘크리트내에 존재하는 섬유(Fiber Ball)를 단순히 걸러내는 역할만 수행할 뿐 섬유의 혼입율을 낮출 수 있는 문제점이 있다.
도 2는 대한민국 실용신안 공개번호 제 20-2000-0013952호(고안의 명칭 : 콘크리트 펌프트럭의 각도조절식 호퍼 그레이팅)로 공개된 또 다른 종래 호퍼장치중 그레이팅 장치의 평면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 그리드(6)는 평행하게 이격된 다수의 블레이드(8)로 구성되며, 각 블레이드(8)는 지지바아(70)에 의해 연결된다. 또한 그리드(6)의 외부에는 그리드(6)를 경사지게 설치할 수 있도록 제 1, 2 스토퍼(9, 10)이 돌출 설치되어 있다.
그러나 도 2와 같은 종래의 그레이팅 장치는 실제 현장 사용시 호퍼 내부 전체를 콘크리트로 채우면서 사용되기 때문에 그레이팅의 각도에 의해 실린더 내부에 공기가 흡입되는 문제가 발생하지 않는다. 또한, 콘크리트가 섬유보강 콘크리트인 경우 이러한 각도 조절은 섬유 뭉침(Fiber Balling) 현상을 해결해 줄 수 없다.
이와 같은 플라스틱 섬유가 뭉쳐진 상태로 호퍼에 투입되면 숏크리트 타설머신의 배관을 막히게 하여 숏크리트 타설 중단을 유발하게 된다. 이와 같은 문제점을 회피하기 위해 종래의 그레이팅 장치는 뭉쳐진 섬유를 걸러내곤 하였는데 이는 결국 섬유 혼입량을 감소시키게 되어 숏크리트의 휨강도나 등가휨강도를 저하시키는 문제로 발전하였다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 콘크리트가 플라스틱 섬유 보강 숏크리트를 포함하거나 플라스틱 섬유 보강 숏크리트인 경우 콘크리트 내부의 뭉쳐진 플라스틱 섬유를 풀어서 호퍼에 투입할 수 있는 이종 높이의 블레이드를 갖는 호퍼 그레이팅 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 콘크리트 펌프카의 호퍼 그레이팅 장치에 있어서, 내부에 다수의 블레이드가 구비되는 프레임(240); 프레임(240) 내에 설치되어 블레이드를 지지하는 지지바아(210);로 구성되고, 그리고 블레이드는, 콘크리트가 통과하는 방향으로 제 1 높이(L1)를 갖는 제 1 블레이드(220);와 제 1 높이(L1) 보다 상대적으로 낮은 제 2 높이(L2)를 갖는 제 2 블레이드(230)로 구성되는 것을 특징으로 하는 이종 높이의 블레이드를 갖는 호퍼 그레이팅 장치가 제공된다.
그리고, 제 1 블레이드(220)와 제 2 블레이드(230)는 교호적으로 반복 설치되는 것이 가능하다.
또한, 제 1 블레이드(220)의 상부는 프레임(240)의 중앙선(50)을 향하도록 면취되어 테이퍼(225, 227)을 형성하는 것이 바람직하다.
뿐만 아니라, 제 2 블레이드(230)의 상부는 양쪽이 면취되어 제 3 테이퍼(229)를 형성할 수 있다.
아울러, 교호적으로 설치된 제 1 블레이드(220)와 제 2 블레이드(230) 사이의 간격(W2)은 20 ~ 50 mm 범위인 것이 바람직하다.
그리고, 제 1 높이(L1)는 40 ~ 70 mm 범위인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 제 2 높이(L2)는 20 ~ 35 mm 범위인 것이 더욱 바람직하다.
뿐만 아니라, 지지바아(210)는 상기 제 1 블레이드(220)의 제 1 높이(L1)중 상기 제 1 블레이드(220)의 하층부에서 상향방향으로의 1/3 ~ 1/4 위치에서 상기 제 1 블레이드(220)를 지지하는 것이 더욱 바람직하다.
아울러, 지지바아(210)는 상기 제 2 블레이드(230)의 제 2 높이(L2)중 상기 제 2 블레이드(230)의 상층부에서 하향방향으로의 1/2 ~ 1/3 위치에서 상기 제 2 블레이드(230)를 지지하는 것이 바람직하다.
그리고, 제 1, 2 블레이드(220, 230)를 가진하기 위한 진동수단(300)을 더 포함하는 것이 바람직하다.
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호퍼 그레이팅 장치는 수평방향에 대해 10°~ 30°범위에서 경사지게 설치되는 것이 가능하다.
또한, 콘크리트는 플라스틱 섬유 보강 숏크리트를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 뭉쳐진 플라스틱 섬유가 풀어진 상태로 호퍼에 투입되기 때문에 숏크리트 타설머신의 배관을 막히지 않게 하고 이로인해 연속적으로 원활한 타설작업이 가능해진다.
또한, 뭉쳐진 플라스틱 섬유를 그레이팅에서 걸러내는 것이 아니라 풀어서 투입하는 것이므로 전체 숏크리트중 섬유 혼입량에 변화가 없고, 이로 인해 숏크리트 타설 품질(예, 휨강도 등)이 일정하게 유지되는 장점이 있다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래 호퍼 장치의 사시도,
도 2는 또 다른 종래 호퍼장치중 그레이팅 장치의 평면도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이종 높이의 블레이드를 갖는 호퍼 그레이팅 장치의 설치도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이종 높이의 블레이드를 갖는 호퍼 그레이팅 장치의 평면도,
도 5는 도 4중 A-A 단면의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 구성을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다.
본 출원에서 "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 다르게 정의되지 않는 한 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
실시예의 구성
숏크리트에 플라스틱 섬유를 혼입하여 투입하는 경우 2,200 ~ 2,300 Kg/m3의 숏크리트에 대해 5 ~ 10 Kg/m3의 플라스틱 섬유를 혼입한다. 이러한 플라스틱 섬유는 뭉쳐져 있을 때 볼의 형태로서 최대 직경이 약 10 cm 정도이다. 각각의 플라스틱 섬유는 구조용 합성섬유로서 길이는 약 50 mm 내외, 직경은 0.7 ~ 0.8 mm 정도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이종 높이의 블레이드를 갖는 호퍼 그레이팅 장치의 설치도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 콘크리트 펌프카(미도시)의 호퍼(100)에는 그레이팅 장치(200)가 설치되고, 그레이팅 장치(200)에 진동을 가하기 위한 가진 장치로서 진동기(300)가 그레이팅 장치(200) 위에 고정 설치된다. 진동기(300)는 투입되는 콘크리트의 유동을 방해하지 않도록 하기 위해 그레이팅 장치(200)의 중앙 영역 또는 모서리 영역에 설치한다. 이러한 진동기(300)는 압축공기를 사용한 진동모터(미도시) 또는 전기모터(미도시)와 편심된 무게추(미도시)를 포함하며 당업자에게 용이한 구성이므로 구체적인 구성의 설명을 생략하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이종 높이의 블레이드를 갖는 호퍼 그레이팅 장치의 평면도이고, 도 5는 도 4중 A-A 단면의 단면도이다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 프레임(240)은 직사각형의 강재이고, 양단에 한쌍의 힌지(250)가 돌출되어 그레이팅 장치(200)를 기울일 수 있도록 구성된다. 기울기 각도는 수평방향에 대해 10°~ 30°범위에서 경사지게 설치될 수 있다.
지지바아(210)는 원형의 강재 바아로서 직사각형의 프레임(240)중 길이방향을 따라 3개가 등간격으로 설치된다. 이러한 지지바아(210)는 블레이드(220, 230)의 굽힘 강성을 지지하기 위한 것으로 그레이팅 장치(200)의 크기에 따라 설치 갯수와 간격으로 조절될 수 있다.
제 1 블레이드(220)는 프레임(240)과 비슷한 높이를 갖는데, 제 1 블레이드(220)의 높이인 제 1 높이(L1)는 40 ~ 70 mm 범위이다. 제 1 높이(L1)가 40 mm 보다 작으면 굽힘 강성이 부족할 수 있고, 70 mm 보다 크면 그레이팅 장치(200) 전체의 하중이 너무 증가할 수 있다. 그리고, 지지바아(210)는 제 1 블레이드(220)의 제 1 높이(L1)중 하부로부터 1/3 ~ 1/4 위치에서 제 1 블레이드(220)를 지지한다. 이를 위해 제 1 블레이드(220)를 통과하는 지지바아(210)를 제 1 블레이드(220)와 용접 결합한다.
지지위치가 1/3 위치 보다 크면(즉, 지지바아가 제 1 블레이드의 중간영역을 통과하는 경우), 한쌍의 제 1 블레이드(220)와 그 사이의 제 2 블레이드(230)에 의해 형성되는 공간이 작아져서 숏크리트 내의 섬유볼이 잘 풀어지지 않거나 작게 나둬지지 않게 된다. 반면, 지지위치가 1/4 위치 보다 작으면(즉, 지지바아가 너무 제 1 블레이드의 하부영역을 통과하는 경우), 제 1 블레이드(220)의 측면 굽힘 강성이 약해져 쉽게 옆으로 구부러지거나 지지바아와의 연결부위가 취약해 질 수 있다.
그리고, 연속적으로 이격되어 설치되는 제 1 블레이드(220) 사이의 간격(W1)은 W2 간격의 2배가 바람직하므로 약 40 ~ 100 mm 범위이다. 간격(W1)가 40 mm 보다 작으면 블레이드 간격이 너무 좁아서 작게 풀어진 섬유가 잘 통과하기 어렵고, 100 mm 보다 크면 섬유가 풀어지지 않은채로 통과할 염려가 있다.
제 1 블레이드(220)의 상부는 면취되어 테이퍼를 형성한다. 면취 방향으로 중앙선(50)을 중심으로 서로 대향하도록 한다. 즉, 제 1 테이퍼(225)는 도 5의 중앙선(50)을 중심으로 왼쪽에 있는 제 1 블레이드(220)의 상부에서 중앙선(50)을 대면하도록 면취된다. 반면, 제 2 테이퍼(227)는 도 5의 중앙선(50)을 중심으로 오른쪽에 있는 제 1 블레이드(220)의 상부에서 중앙선(50)을 대면하도록 면취된다.
제 2 블레이드(230)는 제 1 블레이드(220) 사이마다 설치되어, 제 1, 2 블레이드(220, 230)가 교호적으로 반복 설치되도록 한다. 제 2 블레이드(230)와 제 1 블레이드 사이의 간격(W2)은 20 ~ 50 mm 범위이고, 경계값의 물리적 의미는 간격(W1)과 같다.
제 2 블레이드(230)는 제 1 블레이드(220) 보다 낮은 높이(L2)를 갖는데, 제 2 블레이드(230)의 높이인 제 2 높이(L2)는 20 ~ 35 mm 범위이다. 제 2 높이(L2)가 20 mm 보다 작으면 굽힘 강성이 부족할 수 있고, 35 mm 보다 크면 제 1 블레이드(220)와 그 사이의 제 2 블레이드(230)에 의해 형성되는 공간이 작아져서 숏크리트 내의 섬유볼이 잘 풀어지지 않거나 작게 나둬지지 않게 된다. 그리고, 지지바아(210)는 제 2 블레이드(230)의 제 2 높이(L2)중 하부로부터 1/2 ~ 1/3 위치에서 제 2 블레이드(230)를 지지한다. 이를 위해 제 2 블레이드(230)를 통과하는 지지바아(210)를 제 2 블레이드(230)와 용접 결합한다.
지지위치가 1/2 위치 보다 크면(즉, 지지바아가 제 2 블레이드의 중간 위를 통과하는 경우), 한쌍의 제 1 블레이드(220)와 그 사이의 제 2 블레이드(230)에 의해 형성되는 공간이 작아져서 숏크리트 내의 섬유볼이 잘 풀어지지 않거나 작게 나둬지지 않게 된다. 반면, 지지위치가 1/3 위치 보다 작으면(즉, 지지바아가 너무 제 2 블레이드의 하부영역을 통과하는 경우), 제 2 블레이드(230)의 측면 굽힘 강성이 약해져 쉽게 옆으로 구부러지거나 지지바아와의 연결부위가 취약해 질 수 있다.
제 2 블레이드(230)의 상부는 면취되어 테이퍼를 형성한다. 면취 방향으로 중앙선(50)을 중심으로 서로 대향하도록 면취할 수도 있고, 양면을 대칭되도록 면취할 수도 있다. 즉, 제 3 테이퍼(229)는 도 5의 중앙선(50)에 위치하고 양면을 대칭이 되도록 면취한다. 즉, 제 2 블레이드(230)는 모두 균일하게 제 3 테이퍼(229)를 형성할 수도 있고, 위치에 따라 제 1, 2 블레이드(220, 230)와 같이 각각 제 1, 2 테이퍼(225, 227)를 형성할 수도 있다.
실시예의 동작
이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 실시예의 동작에 관해 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하도록 한다.
먼저, 믹서트럭은 콘크리트 펌프카에 싣고온 콘크리트를 토출한다. 이러한 콘크리트는 숏크리트이거나 숏크리트를 포함할 수 있다. 그리고, 숏크리트에 플라스틱 섬유를 혼입하여 투입하는 경우 2,200 ~ 2,300 Kg/m3의 숏크리트에 대해 5 ~ 10 Kg/m3의 플라스틱 섬유를 혼입되어 있다. 이러한 플라스틱 섬유는 뭉쳐져 있을 때 볼의 형태로서 최대 직경이 약 10 cm 정도이다.
제 1, 2 테이퍼(225, 227)는 공급된 콘크리트(숏크리트 포함)가 블레이드를 통과할 때 콘트리트 유동이 자연스럽게 중앙선(50)쪽으로 집중되도록 한다. 아울러 제 1, 2 테이퍼(225, 227)는 칼날과 같은 작용으로 숏크리트 내에 포함된 플라스틱 섬유볼을 풀어지게 하여 더 작은 섬유볼이 되도록 한다. 그리고, 제 2 블레이드(230)에 제 3 테이퍼(229)를 형성하는 경우, 플라스틱 섬유볼을 빠르게 풀어서 통과시키게 된다. 따라서, 플라스틱 섬유볼이 늦게 통과하여 그레이팅 장치(200)에 정체되지 않고, 통과중인 큰 크기의 섬유볼은 작게 풀어지게 된다.
더불어, 이러한 블레이드 작용을 촉진하기 위해 진동기(300)는 그레이팅 장치(200) 전체에 높은 주파수의 진동을 가진하게 된다.
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로 부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허청구의 범위에 속함은 자명하다.
6 : 그리드,
7 : 지지바아,
8 : 블레이드,
9 : 제 1 스토퍼,
10 : 제 2 스토퍼,
11 : 힌지,
11a : 제 1 칸막이,
11b : 제 2 칸막이,
12 : 회전축,
13 : 호퍼,
19 : 손잡이,
20 : 안내구멍,
21 : 고정수단,
22 : 고정핀,
50 : 중앙선,
100 : 호퍼,
200 : 그레이팅 장치,
210 : 지지바아,
220 : 제 1 블레이드,
225 : 제 1 테이퍼,
227 : 제 2 테이퍼,
229 : 제 3 테이퍼,
230 : 제 2 블레이드,
240 : 프레임,
250 : 힌지,
300 : 진동기.

Claims (12)

  1. 콘크리트 펌프카의 호퍼 그레이팅 장치에 있어서,
    내부에 다수의 블레이드가 구비되는 프레임(240); 및
    상기 프레임(240) 내에 설치되어 상기 블레이드를 지지하는 지지바아(210);로 구성되고,
    상기 블레이드는, 콘크리트가 통과하는 방향으로 제 1 높이(L1)를 갖는 제 1 블레이드(220);와 상기 제 1 높이(L1) 보다 상대적으로 낮은 제 2 높이(L2)를 갖는 제 2 블레이드(230)로 구성되며,
    상기 제 1 블레이드(220)의 상부는 상기 프레임(240)의 중앙선(50)을 향하도록 면취되어 테이퍼(225, 227)을 형성하는 것을 특징으로 하는 이종 높이의 블레이드를 갖는 호퍼 그레이팅 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 블레이드(220)와 상기 제 2 블레이드(230)는 교호적으로 반복 설치되는 것을 특징으로 하는 이종 높이의 블레이드를 갖는 호퍼 그레이팅 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 블레이드(230)의 상부는 양쪽이 면취되어 제 3 테이퍼(229)를 형성하는 것을 특징으로 하는 이종 높이의 블레이드를 갖는 호퍼 그레이팅 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    교호적으로 설치된 상기 제 1 블레이드(220)와 상기 제 2 블레이드(230) 사이의 간격(W2)은 20 ~ 50 mm 범위인 것을 특징으로 하는 이종 높이의 블레이드를 갖는 호퍼 그레이팅 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 높이(L1)는 40 ~ 70 mm 범위인 것을 특징으로 하는 이종 높이의 블레이드를 갖는 호퍼 그레이팅 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 높이(L2)는 20 ~ 35 mm 범위인 것을 특징으로 하는 이종 높이의 블레이드를 갖는 호퍼 그레이팅 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지바아(210)는 상기 제 1 블레이드(220)의 제 1 높이(L1)중 상기 제 1 블레이드(220)의 하층부에서 상향방향으로의 1/3 ~ 1/4 위치에서 상기 제 1 블레이드(220)를 지지하는 것을 특징으로 하는 이종 높이의 블레이드를 갖는 호퍼 그레이팅 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지바아(210)는 상기 제 2 블레이드(230)의 제 2 높이(L2)중 상기 제 2 블레이드(230)의 상층부에서 하향방향으로의 1/2 ~ 1/3 위치에서 상기 제 2 블레이드(230)를 지지하는 것을 특징으로 하는 이종 높이의 블레이드를 갖는 호퍼 그레이팅 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1, 2 블레이드(220, 230)를 가진하기 위한 진동수단(300)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이종 높이의 블레이드를 갖는 호퍼 그레이팅 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 호퍼 그레이팅 장치는 수평방향에 대해 10°~ 30°범위에서 경사지게 설치되는 것을 특징으로 하는 이종 높이의 블레이드를 갖는 호퍼 그레이팅 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 콘크리트는 플라스틱 섬유 보강 숏크리트를 포함하는 것을 특징으로 하는 이종 높이의 블레이드를 갖는 호퍼 그레이팅 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0865889A1 (fr) 1997-03-12 1998-09-23 Bernard Mary Installation pour la fabrication de céramiques
KR200422723Y1 (ko) 2006-05-16 2006-07-31 고혜미 수퍼 그레이팅.
JP5584338B1 (ja) * 2013-08-19 2014-09-03 株式会社宝機材 グレーチング及びグレーチングの作製方法

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