KR102497364B1 - Air Purifying Device - Google Patents

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Abstract

본 발명의 공기 정화기구는, 외측으로 일 면이 개방된 다각형 또는 반원형의 단면을 구비하고 나선형으로 이루어진 공기 가이드부와; UV-C LED가 길이 방향으로 배열된 스트립 형상의 플렉시블 기판으로 이루어지며, 상기 UV-C LED가 상기 공기 가이드부 내부를 향하면서 상기 공기 가이드부의 개방된 면을 따라 배치된 UV 조사부와; 상기 공기 가이드부의 개방된 면이 내측면에 결합되고 UV 조사부는 외측면에 결합되거나, 상기 공기 가이드부의 개방된 면을 따라 결합된 UV 조사부가 내측면에 결합된 통체로 이루어진 것을 특징으로 한다. An air purifying device of the present invention includes: an air guide having a polygonal or semicircular cross section with one surface open to the outside and having a spiral shape; a UV irradiation unit made of a strip-shaped flexible substrate on which UV-C LEDs are arranged in a longitudinal direction, and disposed along an open surface of the air guide unit with the UV-C LEDs facing inside of the air guide unit; It is characterized in that the open surface of the air guide unit is coupled to the inner surface and the UV irradiation unit is coupled to the outer surface, or the UV irradiation unit coupled along the open surface of the air guide unit is coupled to the inner surface.

Description

공기 정화기구 {Air Purifying Device}Air Purifying Device

본 발명은 공기 정화기구에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공기중 먼지, 미생물, 바이러스 등을 제거하기 위하여 UV-C 자외선 램프 및 광촉매를 구비한 공기 정화기구에 관한 것이다. The present invention relates to an air purifying device, and more particularly, to an air purifying device equipped with a UV-C ultraviolet lamp and a photocatalyst to remove dust, microorganisms, viruses, and the like in the air.

최근 황사, 매연 등의 공기 오염이 심해지고 있을 뿐만 아니라 COVID-19와 같이 비말을 통해 공기 중으로 전염되는 바이러스의 대유행으로, 공기의 질에 대한 관심이 어느 때보다 높아지고 있다. Recently, not only is air pollution such as yellow dust and soot getting worse, but also interest in air quality is higher than ever due to the pandemic of viruses that are transmitted through the air through droplets such as COVID-19.

주택이나 아파트의 실내 뿐만 아니라, 사무실과 공장 등의 작업공간, 자동차와 기차 등 교통수단 내의 탑승공간 등 다양한 밀폐공간에서는 더욱 깨끗하고 정화된 공기가 유지될 것이 요구되고 있다. It is required to maintain cleaner and purified air in various enclosed spaces, such as not only the interior of houses and apartments, but also workspaces such as offices and factories, and passenger spaces in transportation means such as cars and trains.

공기를 정화하기 위해 사용되는 방식으로는 헤파 필터나 활성탄을 이용하는 기계식, 물을 이용하는 습식, 플라즈마로 양/음 이온과 라디칼을 생성하여 유해가스를 제거하는 플라즈마식, 광촉매 물질에 자외선을 조사하여 자외선 및 광촉매 물질에 의해 생성된 OH라디칼 및 활성산소의 산화/환원에 의한 UV광촉매 방식 등 다양한 방식들이 사용되고 있다. Methods used to purify air include mechanical using HEPA filters or activated carbon, wet using water, plasma generating positive/negative ions and radicals with plasma to remove harmful gases, and ultraviolet rays irradiating photocatalyst materials and UV photocatalytic methods by oxidation/reduction of OH radicals and active oxygen generated by photocatalytic materials.

이와 같은 공기 정화방식들은 공기 정화기 내부를 공기가 통과하면서 정화가 이루어지게 되는 것이나, 공기의 통과 경로가 짧거나 필터의 처리용량이 부족해서 정화효율이 감소되는 경우가 많았다. In these air purification methods, purification is performed while air passes through the air purifier, but in many cases, the purification efficiency is reduced because the air passage path is short or the processing capacity of the filter is insufficient.

대한민국 등록특허 10-1560084와 같은 실내 살균시스템의 경우, 원통형 통체의 중앙에 통체 길이 정도의 자외선 램프를 설치하고, 원통형 통체 내부에 자외선 램프의 주위를 따라 나선형의 공기 가이드부를 설치하여 공기가 진행하여야 할 거리를 충분히 확보하여 살균효과를 상승시키게 된다. In the case of an indoor sterilization system such as Korean Registered Patent No. 10-1560084, an ultraviolet lamp about the length of the cylinder is installed in the center of the cylindrical cylinder, and a spiral air guide is installed along the circumference of the ultraviolet lamp inside the cylinder to allow air to flow. Sufficient distance is secured to increase the sterilization effect.

이와 같은 종래 기술의 경우에도, 자외선 램프의 길이 및 출력의 한계로 인해 경로를 임의로 증가시키는데 한계가 있으며, 또한 나선형 공기 가이드부의 형상에 의해 공기 경로에 자외선이 균일하게 조사되지 못하는 문제점이 있었다.Even in the case of the prior art, there is a limit to arbitrarily increasing the path due to limitations in the length and output of the ultraviolet lamp, and there is a problem in that the air path is not uniformly irradiated with ultraviolet rays due to the shape of the spiral air guide unit.

KR 10-1560084 B1, 2015.10.13., 도 1KR 10-1560084 B1, 2015.10.13., Figure 1

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 자외선 램프의 길이에 한정되지 않는 공기 경로를 형성할 수 있으며, 자외선의 균일한 조사가 가능하며, 사용수명이 길며, 공기 정화효율을 극대화할 수 있도록 하는 것을 그 목적으로 한다. The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, and can form an air path that is not limited to the length of the ultraviolet lamp, enables uniform irradiation of ultraviolet rays, has a long service life, and purifies the air. Its purpose is to maximize efficiency.

본 발명의 공기 정화기구는,
외측으로 일 면이 개방된 다각형 또는 반원형의 단면을 구비하고 나선형으로 이루어진 공기 가이드부와;
UV-C LED가 길이 방향으로 배열된 스트립 형상의 플렉시블 기판으로 이루어지며, 상기 UV-C LED가 상기 공기 가이드부 내부를 향하면서 상기 공기 가이드부의 개방된 면을 따라 배치된 UV 조사부와;
상기 공기 가이드부의 개방된 면이 내측면에 결합되고 UV 조사부는 외측면에 결합되거나, 상기 공기 가이드부의 개방된 면을 따라 결합된 UV 조사부가 내측면에 결합된 통체로 이루어진 것을 특징으로 한다. The air purifying device of the present invention,
an air guide having a polygonal or semicircular cross-section with one surface open to the outside and having a spiral shape;
a UV irradiation unit made of a strip-shaped flexible substrate on which UV-C LEDs are arranged in a longitudinal direction, and disposed along an open surface of the air guide unit with the UV-C LEDs facing inside of the air guide unit;
It is characterized in that the open surface of the air guide unit is coupled to the inner surface and the UV irradiation unit is coupled to the outer surface, or the UV irradiation unit coupled along the open surface of the air guide unit is coupled to the inner surface.

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공기 가이드부의 단면이 개방된 사각형인 경우, 밑면과 상기 밑면에서 연장된 측면이 각각 이루는 각도는 93~140도의 범위를 가지는 것이 바람직하다. When the cross section of the air guide unit has an open quadrangular shape, an angle formed between a bottom surface and a side surface extending from the bottom surface is preferably in the range of 93 to 140 degrees.

상기 공기 가이드부의 내면은 광택있는 금속면인 것이 바람직하다. The inner surface of the air guide unit is preferably a glossy metal surface.

상기 공기 가이드부의 내면에는 광촉매 코팅이 되어 있는 것이 바람직하다.It is preferable that a photocatalyst coating is applied to the inner surface of the air guide unit.

상기 광촉매 코팅은 이산화티타늄이 나노와이어 형상으로 코팅된 것이 보다 바람직하다. It is more preferable that the photocatalyst coating is coated with titanium dioxide in a nanowire shape.

상기 공기 가이드부의 내면에는 흡착재와 광촉매 코팅이 되어 있는 것이 바람직하다. It is preferable that the inner surface of the air guide unit is coated with an adsorbent and a photocatalyst.

상기 공기 가이드부는 와류 형성부를 더 구비한 것이 바람직하다. It is preferable that the air guide part further includes a vortex forming part.

상기 통체는 원형 단면을 구비한 것이 바람직하다. It is preferable that the said tubular body has a circular cross section.

상기 공기 가이드부의 온도를 조절하는 온도 조절기가 더 구비되는 것도 바람직하다. It is also preferable that a temperature controller for controlling the temperature of the air guide unit is further provided.

공기 가이드부의 출구 측에 오존을 제거하기 위한 오존 필터가 부착되는 것이 바람직하다. It is preferable that an ozone filter for removing ozone is attached to the outlet side of the air guide unit.

본 발명에 의하면, 공기 정화를 위해 필요한 유로를 원하는 길이 만큼 형성할 수 있으며, 유로내 자외선의 강도를 균일하게 또는 임의로 조절할 수 있으며, 긴 사용수명과 높은 공기 정화효율을 얻을 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, a passage required for air purification can be formed with a desired length, the intensity of ultraviolet rays in the passage can be uniformly or arbitrarily adjusted, and long service life and high air purification efficiency can be obtained.

도 1은 본 발명 일 실시예 공기 가이드부의 형상을 나타낸 도.
도 2는 본 발명 일 실시예 UV조사부를 나타낸 도.
도 3,4는 본 발명 일 실시예 조립상태를 나타낸 도.
도 5는 본 발명 일 실시예 공기 통로를 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명 다른 일 실시예를 나타낸 도.
도 7은 본 발명 다른 실시예 공기 통로를 나타낸 단면도.1 is a view showing the shape of an air guide unit according to an embodiment of the present invention;
2 is a view showing a UV irradiation unit according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are views showing an assembled state of an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a cross-sectional view showing an air passage in one embodiment of the present invention.
6 is a diagram showing another embodiment of the present invention.
Figure 7 is a cross-sectional view showing an air passage in another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명을 그 실시예에 따라 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail according to its embodiments with reference to the drawings.

본 실시예의 공기 정화기구는 공기를 공기 가이드부(10)를 따라 나선형으로 이동시키면서 소독한다. The air purifying device of this embodiment sterilizes air while moving it spirally along the air guide part 10 .

도 1과 같이 공기 가이드부(10)는 일측면이 개방된 사각형 형태로 이루어진다. As shown in FIG. 1, the air guide unit 10 has a rectangular shape with one side open.

공기 가이드부(10)의 내부 면(13)은 빛의 반사가 잘되도록 광택있는 면으로 이루어지는 것이 바람직하다. 공기 가이드부(10)는 금속판재를 절곡하여 제작될 수 있다. The inner surface 13 of the air guide unit 10 is preferably made of a glossy surface so as to reflect light well. The air guide unit 10 may be manufactured by bending a metal plate.

공기 가이드부(10)의 내부 면(13)은 이산화티타늄(TiO2)와 같은 광촉매 물질이 도포되어 있다. 또한 반응계수가 작은 광촉매의 보완을 위해 흡착재가 같이 도포되어 있을 수 있다.The inner surface 13 of the air guide unit 10 is coated with a photocatalytic material such as titanium dioxide (TiO 2 ). In addition, an adsorbent may be applied together to compensate for a photocatalyst having a small reaction coefficient.

상기 광촉매 코팅은 이산화티타늄이 나노와이어 형상으로 코팅되는 것이 보다 바람직하다. It is more preferable that the photocatalyst coating is coated with titanium dioxide in a nanowire shape.

공기 가이드부(10)의 개방된 일측면은 도 2와 같은 UV 조사부(20)가 부착된다. A UV irradiation unit 20 as shown in FIG. 2 is attached to one open side of the air guide unit 10 .

UV 조사부(20)는 스트립 형상으로 제작되며, 플렉시블 기판(21)에 UV-C LED(22)가 길이를 따라 배치되어 있다. The UV irradiation unit 20 is manufactured in a strip shape, and UV-C LEDs 22 are disposed along the length of the flexible substrate 21 .

본 실시예에서 공기 가이드부(10)는 UV 조사부(20)에 의해 개방면이 밀폐되고, 공기 가이드부와 UV 조사부가 이루는 통로를 통해 공기가 이동되게 된다. 공기는 별도의 팬(도시하지 않음) 등에 의해 공기 가이드부(10) 내부를 흐를 수 있게 된다. UV-C 자외선에 의해 살균이 이루어질 뿐만 아니라, 광촉매에 UV-C를 조사함에 따라 발생하는 음이온과 OH라디칼에 의해 악취물질, 바이러스 세균 등을 분해할 수 있을 뿐만 아니라, 공기 가이드부(10)의 내부 면(13)에 부착되는 유기물질을 분해할 수 있게 된다. In this embodiment, the open surface of the air guide unit 10 is sealed by the UV irradiation unit 20, and air is moved through a passage formed by the air guide unit and the UV irradiation unit. Air can flow inside the air guide part 10 by a separate fan (not shown) or the like. Not only is sterilization carried out by UV-C ultraviolet rays, but also odorous substances, viruses and bacteria can be decomposed by negative ions and OH radicals generated by irradiating UV-C to the photocatalyst, and the air guide unit 10 It is possible to decompose the organic substances adhering to the inner surface 13.

공기 가이드부(10)의 단면이 사각형상을 이루는 경우, 밑면(11)과 밑면(11)에서 연장되는 양 측면(12)이 이루는 각도(a)는 각각 93~140°범위인 것이 바람직하다(도 5 참조). 상기 각도 범위에서 UV조사부(20)에서 발생한 UV광이 공기 가이드부(10)로 가장 잘 전달되게 된다. When the cross section of the air guide part 10 forms a square shape, it is preferable that the angle a formed by the bottom surface 11 and both side surfaces 12 extending from the bottom surface 11 is in the range of 93 to 140 °, respectively ( see Figure 5). UV light generated from the UV irradiation unit 20 is best transmitted to the air guide unit 10 in the above angle range.

공기 가이드부(10)는 사각형상 대신 반원 형상으로 이루어질 수도 있으며, 다양한 형태의 다각형으로 이루어질 수도 있을 것이다. The air guide unit 10 may be formed in a semicircular shape instead of a square shape, or may be formed in various shapes of polygons.

UV조사부(20)와 결합된 공기 가이드부(10)는 도 3, 4와 같이 통체(30) 내에 삽입되어 그 형상을 유지하게 된다. 이와 같은 통체는 공기 가이드부(10)의 형상을 보호하기 위해 별도로 구비된 것일 수도 있지만, 공기 정화기의 하우징이 될 수도 있다. 즉 UV조사부와 결합된 공기가이드부를 하우징 내에 구비하는 경우, 하우징이 통체로 이해될 수 있는 것으로, 통체의 형상이 공기 가이드부의 외면과 일치된 형상을 구비하여야 하는 것은 아니다. The air guide unit 10 combined with the UV irradiation unit 20 is inserted into the cylindrical body 30 and maintains its shape as shown in FIGS. 3 and 4 . Such a tubular body may be provided separately to protect the shape of the air guide unit 10, but may also be a housing of an air purifier. That is, when the air guide unit combined with the UV irradiation unit is provided in the housing, the housing can be understood as a cylinder body, and the shape of the cylinder body does not have to have a shape consistent with the outer surface of the air guide unit.

또한 공기 가이드부는 그 외면이 원형 기둥을 이루는 것으로 도시되어 있지만, 사각 기둥, 삼각 기둥 등 다양한 형태의 기둥 형태를 이룰 수 있다. In addition, although the outer surface of the air guide unit is shown as forming a circular pillar, various types of pillars such as square pillars and triangular pillars may be formed.

공기 가이드부(10) 내를 흐르는 입자나 세균 들이 공기 가이드부 내의 벽면 뿐만 아니라 공기 내 음이온이나 OH라디칼과의 접촉확률을 높이기 위해서는 공기가 층류로 흐르지 않도록 하는 것이 바람직하다. 이에 따라 도 5 및 도 7에 도시한 바와 같이 공기 가이드부 내부에는 프로펠러와 같은 와류형성부(40)를 더 구비하는 것이 바람직하다. In order to increase the contact probability of particles or bacteria flowing in the air guide unit 10 with negative ions or OH radicals in the air as well as the wall surface of the air guide unit, it is preferable to prevent the air from flowing in a laminar flow. Accordingly, as shown in FIGS. 5 and 7, it is preferable to further include a vortex forming unit 40 such as a propeller inside the air guide unit.

와류 형성부는 벽면에 돌출된 돌기 형상이나, 통로의 단면을 가로지르는 형태의 날개 등 층류 형태의 공기를 와류 형태로 변경할 수 있는 공지의 다양한 형상을 사용하는 것이 가능하다. It is possible to use a variety of well-known shapes capable of changing laminar air into a vortex form, such as a protrusion protruding from a wall surface or a wing crossing the cross section of a passage.

공기 가이드부의 출구 측에는 UV-C에 의해 발생할 수 있는 오존을 제거할 수 있는 오존제거 필터(도시하지 않음)를 더 구비하는 것도 바람직하다. It is also preferable to further include an ozone removal filter (not shown) capable of removing ozone that may be generated by UV-C on the outlet side of the air guide unit.

또한 통상 광촉매는 광에 의해 반응하는 것이므로 활성을 높이기 위해 온도를 높이는 것이 필요치 않기는 하지만 20~80℃ 범위에서 최적의 반응을 보이므로, 통체 내부 또는 공기 가이드부의 온도를 조절할 수 있는 온도 조절기가 구비되는 것도 바람직 할 것이다. 온도 조절기에서 온도가 높아지거나 낮아진 공기가 통체 내부로 공급됨에 따라 공기 가이드부를 가열하거나 냉각시킬 수 있다. 정밀한 온도의 조절이 필요한 경우 필요 개소에 온도 센서를 부착하여 이에 따라 온도를 조절하는 것도 당연하다 할 것이다. In addition, since photocatalysts usually react with light, it is not necessary to increase the temperature to increase activity, but they show optimal reactions in the range of 20 to 80 ° C. It would also be desirable to be The air guide part may be heated or cooled as the air whose temperature is increased or decreased by the temperature controller is supplied to the inside of the cylinder body. If precise temperature control is required, it is natural to attach a temperature sensor to a necessary location and adjust the temperature accordingly.

다음 실시예는 공기 가이드부(10)의 개방된 일면이 통체(30)의 내벽으로 폐쇄되며, UV조사부(20)는 통체(30)의 외벽에 공기 가이드부(10)의 위치를 따라 부착되어 있다. In the following embodiment, one open surface of the air guide unit 10 is closed by the inner wall of the cylinder body 30, and the UV irradiation unit 20 is attached to the outer wall of the cylinder body 30 along the position of the air guide unit 10 there is.

이와 같은 경우, 공기가 흐르는 통로 내의 오염물질이 UV조사부(20)에 부착되지 않아 UV조사부(20)의 사용수명을 연장할 수 있게 된다. In this case, contaminants in the passage through which the air flows are not attached to the UV irradiation unit 20, so that the service life of the UV irradiation unit 20 can be extended.

본 실시예에서의 통체는 UV광이 잘 통과할 수 있도록 투명체로 형성되는 것이 바람직하다.In this embodiment, the tubular body is preferably formed of a transparent body so that UV light can pass therethrough.

상기 UV 조사부가 부착된 상태에서 통체의 외부는 투명체를 통해 산란되어 외부로 방사되는 UV광을 차단하는 차단층이 형성되는 것이 바람직하다. 차단층은 도료를 도포하거나 합성수지제 테이프 등에 의해서 형성될 수도 있을 것이다. In a state where the UV irradiation unit is attached, it is preferable that a blocking layer is formed on the outside of the tubular body to block UV light scattered through the transparent body and radiated to the outside. The blocking layer may be formed by applying a paint or using a synthetic resin tape or the like.

본 실시예에서도 공기 통로 내 와류 형성부, 온도 조절기 등 이전 실시예에서 부가된 구성이 포함될 수 있음은 물론이다. Of course, the present embodiment may also include components added in the previous embodiment, such as a vortex forming unit in the air passage and a temperature controller.

10 : 공기 가이드부 11 : 밑면 12 : 측면 13 : 내부면
20 : UV조사부 21 : 플렉시블 기판 22 : UV-C LED
30 : 통체 40 : 와류 형성부Reference Numerals 10: air guide part 11: bottom 12: side 13: inner surface
20: UV irradiation unit 21: flexible substrate 22: UV-C LED
30: body 40: vortex forming unit

Claims (10)

외측으로 일 면이 개방된 다각형 또는 반원형의 단면을 구비하고 나선형으로 이루어진 공기 가이드부와;
UV-C LED가 길이 방향으로 배열된 스트립 형상의 플렉시블 기판으로 이루어지며, 상기 UV-C LED가 상기 공기 가이드부 내부를 향하면서 상기 공기 가이드부의 개방된 면을 따라 배치된 UV 조사부와;
상기 공기 가이드부의 개방된 면이 내측면에 결합되고 UV 조사부는 외측면에 결합되거나, 상기 공기 가이드부의 개방된 면을 따라 결합된 UV 조사부가 내측면에 결합된 통체로 이루어진 것을 특징으로 하는 공기 정화기구.
an air guide having a polygonal or semicircular cross-section with one surface open to the outside and having a spiral shape;
a UV irradiation unit made of a strip-shaped flexible substrate on which UV-C LEDs are arranged in a longitudinal direction, and disposed along an open surface of the air guide unit with the UV-C LEDs facing inside of the air guide unit;
Air purification characterized in that the open surface of the air guide unit is coupled to the inner surface and the UV irradiation unit is coupled to the outer surface, or the UV irradiation unit coupled along the open surface of the air guide unit is coupled to the inner surface. machine.
 제 1 항에 있어서,
공기 가이드부의 단면이 개방된 사각형인 경우, 밑면과 상기 밑면에서 연장된 측면이 각각 이루는 각도는 93~140도의 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 공기 정화기구.
According to claim 1,
When the cross section of the air guide unit is an open square, an angle between a bottom surface and a side surface extending from the bottom surface is in the range of 93 to 140 degrees.
 제 1 항에 있어서,
상기 공기 가이드부의 내면은 광택있는 금속면인 것을 특징으로 하는 공기 정화기구.
According to claim 1,
The air purifying device, characterized in that the inner surface of the air guide part is a glossy metal surface.
 제 1 항에 있어서,
상기 공기 가이드부의 내면에는 광촉매 코팅이 되어 있는 것을 특징으로 하는 공기 정화기구.
According to claim 1,
An air purifying device, characterized in that the inner surface of the air guide portion is coated with a photocatalyst.
 제 4 항에 있어서,
상기 광촉매 코팅은 이산화티타늄이 나노와이어 형상으로 코팅된 것을 특징으로 하는 공기 정화기구.
According to claim 4,
The photocatalyst coating is an air purifier, characterized in that titanium dioxide is coated in a nanowire shape.
 제 1 항에 있어서,
상기 공기 가이드부의 내면에는 광촉매에 흡착재가 부가되어 있는 것을 특징으로 하는 공기 정화기구.
According to claim 1,
An air purifier characterized in that an adsorbent is added to the photocatalyst on the inner surface of the air guide unit.
 제 1 항에 있어서,
상기 공기 가이드부는 와류 형성부를 더 구비한 것을 특징으로 하는 공기 정화기구.
According to claim 1,
The air purifying device according to claim 1 , wherein the air guide part further includes a vortex forming part.
 제 1 항에 있어서,
상기 공기 가이드부의 온도를 조절하는 온도 조절기가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 공기 정화기구.
According to claim 1,
An air purifying device, characterized in that further comprising a temperature controller for adjusting the temperature of the air guide unit.
 제 1 항에 있어서,
공기 가이드부의 출구 측에 오존을 제거하기 위한 오존 필터가 부착되는 것을 특징으로 하는 공기 정화기구.
According to claim 1,
An air purifier characterized in that an ozone filter for removing ozone is attached to the outlet side of the air guide unit.
 제 1 항에 있어서,
상기 통체는 원형 단면을 구비한 것을 특징으로 하는 공기 정화기구.According to claim 1,
The air purifying device, characterized in that the tubular body has a circular cross section.
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