KR102076427B1 - 보강구조를 구비하는 이송스크루 - Google Patents

보강구조를 구비하는 이송스크루 Download PDF

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Abstract

본 발명은 나선형의 스크루바디를 포함하는 이송스크루에 있어서, 상기 스크루바디에 스크루바디 보강용 보강라인과 스크루바디의 선단부에 스크루바디 선단부 보강용 스크루팁으로 이루어지는 보강구조를 형성하여, 스크루바디를 두께가 얇은 강판재로 형성하더라도 이송부하 또는 이송물체의 압축에 따른 압축부하에 의해 스크루바디의 변형이나 절손을 방지할 수 있고, 스크루바디의 선단부가 이송물체 접촉에 따라 발생되는 마모 또는 훼손을 방지하며, 스크루팁을 통해 이송물체를 밀어 단턱부에 의한 걸림 현상이 감소되면서 미끄럼이 큰 폭으로 감소되어 이송물체가 이송스크루와 함께 원활하게 회전 이송되고, 스크루팁 조립 단턱부에 이송물체가 걸려서 발생되는 과부하를 감소시킴에 따라 탈수 및 이송이 효율적으로 이루어지고, 과부하에 의한 고장이 감소되며, 이송스크루 회전용 전력이 감소되는 효과가 발생되도록 하는 발명이다.

Description

보강구조를 구비하는 이송스크루{A transfer screw with Reinforcement Structure}
본 발명은 보강구조를 구비하는 이송스크루에 관한 것으로, 보다 상세하게는 중심축의 외주연에 나선형 스크루를 형성하고 이를 케이싱 내부에 배치한 상태에서 회전시켜 압축 또는 비압축으로 이송 물체를 이송할 때 나선형 스크루의 변형이나 훼손 등을 방지하기 위한 보강구조를 구비하는 이송스크루에 관한 것이다.
일반적으로 액상물체, 고상물체, 액상고상혼합물체 등의 물체를 이송하는 이송스크루는 중심축의 외부에 나선형 스크루를 장착하고 일정 케이싱 내에 배치하여, 중심축의 회전에 따라 나선형 스크루가 함께 회전하며 압축 또는 비압축으로 물체를 이송시키는 구조가 널리 알려져 있다.
그런데 상술한 형태의 이송스크루는 나선형 스크루의 외주연이 이송물체와 접촉되어 마모가 발생되거나, 고속 회전하는 경우에는 나선형 스크루 단부가 원심력에 의해 훼손되거나, 물체를 압축시키며 이송하는 경우에는 압력에 의해 나선형으로 연결되는 이송스크루의 몸체가 굴곡되거나 탈락되는 고장이 발생되기 때문에 수시로 정비작업이 필요한 문제가 발생되고 있다.
특히 도 1에 도시한 바와 같이, 이송스크루(21)와 케이싱(20)을 상대 회전시키는 원심분리기는 상대 회전력이 작용하는 이송스크루와 케이싱 사이에 위치하는 물체에 의해 나선형 스크루의 외주연이 쉽게 마모되는 것은 물론 원심력에 의해 나선형 스크루 단부 훼손이 빈발하여 이송스크루 수명이 단축되는 문제가 발생되고 있다.
상술한 문제 중에서 이송스크류에 형성되는 나선형 스크루의 단부가 마모되고 훼손되는 것을 방지하기 위하여 본 출원인이 특허출원하여 공개된 한국 공개특허공보 제10-2018-0038141호 제작 및 보수가 용이한 이송스크루가 있는데, 이는 도 2, 3에 도시한 바와 같이, 나선형을 이루며 형성된 스크루바디(100); 상기 스크루바디(100)의 일면에 가장자리를 따라 배열되고, 각각의 단부가 상기 스크루바디(100)의 외측으로 노출되어 상기 케이싱(20)의 내주면에 근접하게 되는 다수의 내마모성 재료로 이루어지는 스크루팁(200); 및 상기 각 스크루팁(200)과 상기 스크루바디(100)를 관통하여 체결되어 상기 각 스크루팁(200)을 상기 스크루바디(100)에 고정하는 다수의 고정볼트(300);를 포함하여 이루어지되, 상기 스크루바디(100)에는 일면의 가장자리를 따라 배열되도록 요입되어 상기 각 스크루팁(200)이 각각 끼워지게 되는 다수의 안착홈(110)이 형성되는 구조이다.
상술한 종래의 공개특허 기술은 나선형 스크루의 단부 주연부에 다수의 안착홈을 형성하고, 여기에 내마모성이 우수한 초경합금 또는 세라믹 등의 재질로 형성되는 스크루팁을 볼트로 결합하여 장착함으로써, 스크루팁을 통해 나선형 스크루 단부를 보강하면서 쉽게 보수할 수 있도록 하는 효과가 발생되도록 한 것이다.
그런데 상기 종래의 공개특허 기술은 스크루팁을 통해 나선형 스크루 단부의 보강과 스크루팁의 탈착을 용이하게 하여 보수를 쉽게 하는 잇점은 있으나, 도 3에 도시한 바와 같이, 스크루팁의 두께가 스크루바디의 안착홈으로부터 턱져서 돌출되기 때문에 스크루 회전시 스크루팁의 턱부에 이송물체가 걸려 회전부하가 상승되며, 이러한 부하상승은 이송스크루 회전이 빠를수록 더욱 증가하여 결국 과부하에 의한 스크루 회전정지 또는 나선형 스크루바디 파손 등의 문제가 발생되고 있다.
한편, 스크루팁의 두께를 얇게 하거나 장착부를 깊게 형성하여 스크루바디의 스크루팁 장착면과 동일한 높이로 형성하게 되면 이송스크루 회전시 이송물체가 이송스크루로부터 슬립이 발생되어 함께 회전되는 비율이 떨어지기 때문에 특히 원심분리기의 경우 원심력에 의해 이송물체의 탈수가 원활하게 이루어지지 않아 수분 함유량이 높은 슬러지가 토출되는 문제가 발생되고 있다.
또한 나선형 이송스크루를 통해 이송물체를 압축시키면서 이송하거나, 이송물체의 중량에 의해 이송스크루에 과다한 하중이 작용되는 경우에도 스크루바디가 부러지거나 절곡되는 문제가 발생되고, 이를 방지하기 위해서 스크루바디의 두께를 두껍게 형성함으로써, 제조가격이 증가하고, 이송스크루가 무거워 고하중용 회전장치를 사용하여야 하기 때문에 경제성이 떨어지는 문제가 발생되고 있다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 이송스크루의 나선형 스크루바디에 보강구조를 구비하여, 나선형 스크루 단부 마모를 방지하는 동시에 스크루바디가 이송물체에 의해 훼손되는 것을 방지하며, 또한 스크루팁을 통해 이송물체의 회전 및 이송이 원활하게 이루어지는 이송스크루를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 나선형의 스크루바디를 포함하는 이송스크루에 있어서, 상기 스크루바디에 스크루바디 보강용 보강라인(5)과 스크루바디의 선단부에 스크루바디 선단부 보강용 스크루팁(6)으로 이루어지는 보강구조를 형성하되, 상기 보강라인(5)은 스크루바디(1)의 스크루팁(6)이 장착되는 면에서 스크루팁 장착부와 스크루바디의 하단부 사이에 연속된 요홈(5a)으로 이루어지는 라인을 1열 또는 복수열로 형성하는 보강구조를 구비하는 이송스크루를 제공하도록 한다.
상기 스크루팁(6)은 일정두께와 일정면적으로 형성하되, 이송스크루 회전시 이송물체가 접촉되는 접촉면의 양측면을 일정각도로 상향 경사시킨 좌측 및 우측 경사면을 형성하여 중앙돌출부(6c)를 형성하고, 하부측에 볼트구멍(6d)을 천공하며, 상기 볼트구멍의 상부 양측 벽에 일정깊이의 홈으로 이루어지는 걸림홈부(6e)를 형성하도록 한다.
상기 스크루팁(6)의 중앙돌출부(6c)는 일정크기의 스크루팁(6)에 하나의 중앙돌출부를 형성하여 큰 입자로 이루어지는 이송물체의 회전 이송이 유리하게 할 수 있도록 하거나, 동일한 크기를 갖는 스크루팁(6)에 적어도 2개 이상의 중앙돌출부(6c)를 형성하여 작은 입자로 이루어지는 이송물체의 회전 이송이 유리하게 이루어지도록 한다.
상기 스크루바디(1)의 선단부에는 일정간격으로 끼워져 삽입되며 스크루팁의 외주연부가 돌출되지 않는 깊이로 안착홈(11)을 형성하고, 상기 안착홈의 양측벽에는 스크루팁(6)의 양측면에 형성되는 걸림홈부(6e)가 끼워져 걸려지는 걸림돌출부(11a)를 형성하며, 상기 스크루팁(6)을 고정볼트(7)로 스크루바디(1)에 장착하여, 스크루팁(6)이 안착홈(11)의 걸림돌출부(11a)와 스크루팁의 걸림홈부(6e)가 걸려진 상태로 안착되는 동시에 고정볼트에 의해 스크루바디와 결합 고정됨으로써, 이송스크루 회전시 스크루팁(6)이 원심력에 의해 스크루바디(1)의 외측으로 이탈되는 것을 이중으로 방지하도록 한다.
상기 중앙돌출부(6c)가 형성된 스크루팁(6) 다수개를 스크루바디 선단부에 장착하여, 스크루팁과 안착홈 사이에 단턱부를 형성하지 않으면서 중앙돌출부가 연속적으로 이어져, 나선형 스크루 선단부의 이송물체 접촉면에 연속된 요철부가 형성되도록 한다.
본 발명에 따른 보강구조를 구비하는 이송스크루는 스크루바디에 보강라인을 형성함으로써, 스크루바디를 두께가 얇은 강판재로 형성하더라도 이송부하 또는 이송물체의 압축에 따른 압축부하에 의해 스크루바디의 변형이나 절손을 방지할 수 있는 효과가 발생된다.
또한 스크루바디의 선단부에 경도가 높고 내식성 및 내마모성이 우수한 재료의 스크루팁을 장착하여 스크루바디의 선단부가 이송물체 접촉에 따라 발생되는 마모 또는 훼손을 방지하여 이송스크루의 수명을 연장하는 효과가 발생된다.
다수개의 스크루팁을 나선형의 스크루 선단부에 장착하면, 스크루팁은 안착홈과 단턱부를 형성하지 않으면서 중앙돌출부에 의해 중앙부가 돌출되고, 상기 중앙돌출부가 연속적으로 이어져, 결국 나선형 스크루 선단부의 이송물체 접촉면은 연속된 요철부가 형성되는 것이다.
또한 나선형의 스크루바디 선단부에 다수개의 스크루팁을 장착하여 형성되는 연속 요철부를 통해 이송물체를 밀어 단턱부에 의한 걸림 현상이 감소되면서 미끄럼이 큰 폭으로 감소되어 이송물체가 이송스크루와 함께 원활하게 회전 이송되는 효과가 발생된다.
또한 나선형의 스크루바디 선단부 스크루팁 조립 단턱부에 이송물체가 걸려서 발생되는 과부하를 감소시킴에 따라 탈수 및 이송이 효율적으로 이루어지고, 과부하에 의한 고장이 감소되며, 이송스크루 회전용 전력이 감소되는 효과가 발생된다.
도 1은 일반적으로 이송스크루가 구비되는 원심분리기를 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 공개특허 기술의 이송스크루를 도시한 도면이다.
도 3은 종래의 공개특허 기술의 나선형 스크루바디 보강구조를 도시한 도면이다.
도 4 내지 6은 본 발명에 따른 보강구조가 구비된 이송스크루를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 스크루바디의 보강라인을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 스크루바디 선단부에 장착되는 보강칩을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 스크루바디 선단부의 보강칩 장착상태를 도시한 도면이다.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예들 중에서 한 가지를 기재한 것으로서, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 이에 한정되지 않고 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물이 포함되는 것임을 이해하여야 한다.
그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성 중 종래기술의 일부 구성을 개선한 경우, 개선되지 않은 종래기술과 동일한 구성은 본 발명을 충분하게 이해할 수 있도록 형상과 명칭 등을 그대로 적용하여 설명한다.
본 발명에 따른 이송스크루의 일시예는 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 이송스크루는 스크루바디(1)를 나선형으로 형성하고 이를 샤프트(2)의 외주면에 일정 피치(P)로 장착하되, 스크루바디(1)의 하단부와 샤프트의 외주면 사이를 연결부재(3)로 연결하여 스크루바디와 샤프트 외주면 사이에 공간(4)을 형성하며, 나선형 스크루바디에 스크루바디 보강용 보강라인(5)과 나선형 스크루바디의 선단부에 스크루바디 선단부 보강용 스크루팁(6)으로 이루어지는 보강구조를 형성하는 것이다.
그리고 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 이송스크루의 다른 실시예는 앞에서 설명한 일실시예와 마찬가지로 스크루바디(1)를 나선형으로 형성하여 샤프트의 외주면에 일정 피치(P)로 장착하되, 스크루바디(1)의 하단부를 일정 간격으로 일정 부분 절취하여 샤프트의 외주면과 접합시켜 스크루바디와 샤프트 외주면 사이에 공간(4)을 형성하며, 나선형 스크루바디에 보강라인(5)을 형성하고, 나선형 스크루바디에 스크루바디 보강용 보강라인(5)과 나선형 스크루바디의 선단부에 스크루바디 선단부 보강용 스크루팁(6)으로 이루어지는 보강구조를 형성하는 것이다.
상술한 일실시예와 다른 실시예의 이송스크루는 상기 공간(4)이 형성된 이송스크루에 의해 수분이 포함된 슬러지를 이송할 경우에는 이송스크루 회전에 따라 슬러지가 이송되는 과정에서 수분이 분리되고 분리된 수분은 공간을 통해서도 배출되므로 수분 함유량이 많은 슬러지로부터 수분을 분리해 내는 고액분리기에 적용하는 것이 유리하다.
그리고 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 이송스크루의 또 다른 실시예는 앞에서 설명한 제1, 2 실시예와 마찬가지로 스크루바디(1)를 나선형으로 형성하여 샤프트의 외주면에 일정 피치(P)로 장착하되, 스크루바디(1)의 하단부를 공간없이 샤프트의 외주면과 접합시켜 연결하며, 나선형 스크루바디에 스크루바디 보강용 보강라인(5)과 나선형 스크루바디의 선단부에 스크루바디 선단부 보강용 스크루팁(6)으로 이루어지는 보강구조를 형성하는 것이다.
상기 또 다른 실시예와 같이 스크루바디 하단부 전체를 샤프트의 외주연 접합시켜 이송스크루를 형성하는 경우에는 수분 함유량이 상대적으로 적은 슬러지를 압축하면서 이송하고, 이 과정에서 탈수가 진행되도록 하는 원심분리기에 적용하는 것이 유리하다.
상기 실시예들에서 나선형의 스크루바디(1)에 형성되는 스크루바디 보강용 보강라인(5)은 도 7에 도시한 바와 같이, 스크루바디(1)의 스크루팁(6)이 장착되는 면에서 스크루팁 장착부와 스크루바디의 하단부 사이에 연속된 요홈(5a)으로 이루어지는 라인으로 형성하되, 1열 또는 복수열로 형성한다.
이처럼 상기 스크루바디에 요홈(5a)의 보강라인(5)을 형성함으로써, 스크루바디를 두께가 얇은 강판재로 형성하더라도 이송부하 또는 이송물체의 압축에 따른 압축부하에 의해 스크루바디의 변형이나 절손을 방지할 수 있게 되는 것이다.
그리고 도 4 내지 도 6 및 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 스크루바디(1)의 선단부에 장착되는 스크루팁(6)은 일정두께와 일정면적으로 형성하되, 이송스크루 회전시 이송물체가 접촉되는 접촉면의 양측면을 일정각도로 상향 경사시킨 좌측경사면(6a)과 우측경사면(6b)을 형성하여 중앙돌출부(6c)를 형성하고, 하부측에 볼트구멍(6d)을 천공하며, 상기 볼트구멍의 상부 양측 벽에 일정깊이의 홈으로 이루어지는 걸림홈부(6e)를 형성하고, 경도가 높고 내식성 및 내마모성이 우수한 초경합금, 세라믹 등의 재질로 형성한다.
상기 스크루팁(6)의 중앙돌출부(6c)는 도 8(a)에 도시한 바와 같이 일정크기의 스크루팁(6)에 하나의 중앙돌출부를 형성하여 큰 입자로 이루어지는 이송물체의 회전 이송이 유리하게 할 수 있도록 하거나, 또는 도 8(b)에 도시한 바와 같이, 동일한 크기를 갖는 스크루팁(6)에 적어도 2개 이상의 중앙돌출부(6c)를 형성하여, 작은 입자로 이루어지는 이송물체의 회전 이송이 유리하게 할 수 있다.
그리고 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 스크루바디(1)의 선단부에 일정간격으로 스크루팁이 끼워져 삽입되며 스크루팁의 주연부가 돌출되지 않는 깊이로 안착홈(11)을 형성하고, 상기 안착홈의 양측벽에는 스크루팁(6)의 양측면에 형성되는 걸림홈부(6e)가 끼워져 걸려지는 걸림돌출부(11a)를 형성한다.
또한 도 9에 도시한 바와 같이, 상기 다수개의 스크루팁(6)은 고정볼트(7)로 스크루바디(1)에 장착되도록, 스크루팁(6)에 결합공(8)을 형성하고, 스크루바디(1)의 안착홈(11)에는 상기 스크루팁(6)의 결합공(8)에 대응되는 대응결합공(9)을 형성한다.
상기 고정볼트(7)는 머리부가 스크루팁(6)의 표면으로부터 묻히도록 접시머리볼트를 사용하고, 스크루팁의 결합공(8)은 접시머리볼트의 접시머리가 안착되도록 카운터싱킹하여 형성한다.
상기 고정볼트(7)의 단부는 고정너트(10)를 체결하여 스크루팁(6)을 스크루바디(1)에 고정하며, 고정너트(10)는 로크너트를 사용하는 것이 바람직하고, 필요에 따라 스크루바디의 대응결합공(9)에 암나사를 형성하여 스크루팁(6)을 스크루바디(1)에 장착 고정할 수도 있다.
이처럼 스크루팁(6)이 안착홈(11)의 걸림돌출부(11a)와 스크루팁의 걸림홈부(6e)가 걸려진 상태로 안착되는 동시에 고정볼트에 의해 스크루바디와 결합 고정됨으로써, 이송스크루 회전시 스크루팁(6)이 원심력에 의해 스크루바디(1)의 외측으로 이탈되는 것을 이중으로 방지하는 효과가 발생된다.
그리고 상기 중앙돌출부(6c)가 형성된 스크루팁(6)을 도 4 내지 도 6 및 도 8, 도 9에 도시한 바와 같이, 다수개의 스크루팁(6)을 나선형 스크루 선단부에 장착하면, 스크루팁은 안착홈과 단턱부를 형성하지 않으면서 중앙돌출부에 의해 중앙부가 돌출되고, 상기 중앙돌출부가 연속적으로 이어져, 결국 나선형 스크루 선단부의 이송물체 접촉면은 연속된 요철부가 형성되는 것이다.
상기 연속 요철부가 구비된 이송스크루를 회전시키면 상기 요철부에 구비된 다수개의 중앙돌출부가 이송물체를 밀게되어 종래기술처럼 이송물체와 이송스크루 사이 단턱부에 의한 걸림 현상이 감소되면서 미끄럼이 큰 폭으로 감소되며, 이로 인해 이송물체가 이송스크루와 함께 원활하게 회전되는 것은 물론 이송물체가 스크루팁 조립 단턱부에 걸려서 발생되는 과부하를 감소시킴에 따라 탈수 및 이송이 효율적으로 이루어지고, 이송물체가 걸려서 발생되는 과부하에 의한 고장이 감소되며, 이송스크루 회전용 전력이 감소되는 효과가 발생된다.
또한 상기 스크루팁(6)은 경도가 높고 내식성 및 내마모성이 우수한 초경합금, 세라믹 등의 재질로 형성함으로써, 스크루바디의 선단부가 이송물체 접촉에 따라 발생되는 마모 또는 훼손을 방지하는 효과가 발생된다.
그리고 본 발명은 스크루팁(6)이 스크루바디(1)의 각 안착홈(11)에 끼워진 상태에서 고정볼트에 의해 스크루바디에 장착되는 구조이므로, 스크루바디(1)와 스크루팁(6)을 용이하게 결합하고 고정볼트를 분리한 후 스크루팁을 용이하게 교체할 수 있어 스크루바디(1)의 보수를 원활하게 실시할 수 있는 효과가 발생된다.
1 : 스크루바디 2 : 샤프트
3 : 연결부재 4 : 공간
5 : 보강라인 6 : 스크루팁
7 : 고정볼트 8 : 결합공
9 : 대응결합공 10 : 고정너트
11 : 안착홈
5a : 요홈 6a : 좌측경사면
6b : 우측경사면 6c : 중앙돌출부
6d : 볼트구멍 6e : 걸림홈부
11a : 걸림돌출부

Claims (5)

  1. 나선형의 스크루바디를 포함하는 이송스크루에 있어서,
    상기 스크루바디에 스크루바디 보강용 보강라인(5)과 스크루바디의 선단부에 스크루바디 선단부 보강용 스크루팁(6)으로 이루어지는 보강구조를 형성하되,
    상기 보강라인(5)은 스크루바디(1)의 스크루팁(6)이 장착되는 면에서 스크루팁 장착부와 스크루바디의 하단부 사이에 연속된 요홈(5a)으로 이루어지는 라인을 1열 또는 복수열로 형성하는 것을 특징으로 하는 보강구조를 구비하는 이송스크루.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스크루팁(6)은 일정두께와 일정면적으로 형성하되,
    이송스크루 회전시 이송물체가 접촉되는 접촉면의 양측면을 일정각도로 상향 경사시킨 좌측 및 우측 경사면을 형성하여 중앙돌출부(6c)를 형성하고,
    하부측에 볼트구멍(6d)을 천공하며, 상기 볼트구멍의 상부 양측 벽에 일정깊이의 홈으로 이루어지는 걸림홈부(6e)를 형성하는 것을 특징으로 하는 보강구조를 구비하는 이송스크루.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스크루팁(6)의 중앙돌출부(6c)는 일정크기의 스크루팁(6)에 하나의 중앙돌출부를 형성하여 큰 입자로 이루어지는 이송물체의 회전 이송이 유리하게 할 수 있도록 하거나, 이와 동일한 크기를 갖는 스크루팁(6)에 적어도 2개 이상의 중앙돌출부(6c)를 형성하여 작은 입자로 이루어지는 이송물체의 회전 이송이 유리하게 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 보강구조를 구비하는 이송스크루.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 스크루바디(1)의 선단부에는 스크루팁(6)이 일정간격으로 끼워져 삽입되며 스크루팁의 외주연부가 돌출되지 않는 깊이로 안착홈(11)을 형성하고,
    상기 안착홈의 양측벽에는 스크루팁(6)의 양측면에 형성되는 걸림홈부(6e)가 끼워져 걸려지는 걸림돌출부(11a)를 형성하며,
    상기 스크루팁(6)을 고정볼트(7)로 스크루바디(1)에 장착하여,
    스크루팁(6)이 안착홈(11)의 걸림돌출부(11a)와 스크루팁의 걸림홈부(6e)가 걸려진 상태로 안착되는 동시에 고정볼트에 의해 스크루바디와 결합 고정됨으로써, 이송스크루 회전시 스크루팁(6)이 원심력에 의해 스크루바디(1)의 외측으로 이탈되는 것을 이중으로 방지하도록 하는 것을 특징으로 하는 보강구조를 구비하는 이송스크루.
  5. 삭제
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