KR102514308B1

KR102514308B1 - 유체의 임의 유출 방지를 위한 플로우 콘트롤 시스템

Info

Publication number: KR102514308B1
Application number: KR1020210020347A
Authority: KR
Inventors: 양성철; 이종혁; 신길수
Original assignee: 더본테크 주식회사
Priority date: 2021-02-16
Filing date: 2021-02-16
Publication date: 2023-03-27
Also published as: KR20220116908A

Abstract

본 발명은 유체의 임의 유출 방지를 위한 플로우 콘트롤 시스템에 관한 것으로서, 소정의 압력으로 맨홀 내 유체를 선택적으로 채수하는 샘플링 유닛; 샘플링 유닛으로부터 연장되어 제공되며, 유입되는 유체를 임시 수용하며, 마그네틱 포스를 통해 유체의 이동을 선택적으로 조절하는 챔버 유닛; 및 챔버 유닛의 일단과 타단에 연결되어 유체의 이동 관로를 형성하는 플로우 유닛을 개시한다.

Description

유체의 임의 유출 방지를 위한 플로우 콘트롤 시스템{Control system for flowing for protection of random outflow}

본 발명은 맨홀의 내부의 유체를 채수하고 분배하기 시스템에 관한 것으로서, 보다 자세하게는, 유체의 선택적인 분배가 가능하도록 하기 위하여 소정의 압력을 통하여 유체를 임시 수용한 후 소정의 압력을 조절하여 유체의 분배가 선택적으로 조절되도록 하여 유체의 흐름이 콘트롤되도록 하기 위한 시스템에 관한 것이다.

하수도 시스템에 대한 모니터링은 하수도 시스템의 상태를 진단하고, 문제를 파악하여 개선방안을 토출하고 개선대책에 따른 성능개선 및 수질 개선 효과 등을 정량적으로 평가하기 위한 목적으로 수행한다.

조사 목적에 따라 강우, 유량, 수질 등을 모니터링하고 강우량계, 유량계, 수위계, 채수 장치 등의 장비를 통해 정보를 수집하게 된다.

이때, 수질 분석을 위하여 시료 채수가 이루어지는데, 시료 채수는 대표성, 적합성, 안전성이 확보되어야 하며 처리 구역이나 하수발생 특성을 대표할 수 있는 대표지점에서 채수가 이루어져야 한다.

시료 채수는 신뢰성 있는 데이터를 확보할 수 있는 지점에서의 채수가 이루어져야 하며, 설치 및 유지관리, 장비의 안전성을 확보할 수 있는 지점에서의 채수가 이루어져야 한다. 이외에도 설치 및 운영관리비, 인력 투입 등에 대한 소요 자원을 최소화하는 것도 중요한 요건이라 할 수 있다.

현장에서 인력에 의한 채수는 매번 같은 지점에서의 시료채취의 어려움으로 인한 시료 채취의 대표성을 확보하기 어려우며, 주기적으로 시료를 채취하는 것에 대한 어려움과, 시간 및 기상의 제약으로 인하여 오차 발생 가능성이 존재한다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 자동으로 채수되도록 하는 채수 장치에 대한 기술적인 시도는 꾸준히 이루어져 왔으며, 선행 특허문헌들이 다수 존재하는 것이 사실이다.

예를 들어, "지하수 채수 시 오염을 방지하기 위한 시료 채수 장치(등록번호 제10-0920503호, 특허문헌1)"가 존재한다.

특허문헌 1의 경우, 채수 시 발생할 수 있는 2차 오염으로부터 시료를 안전하게 보호하며, 지하수 펌핑 시 지하수 수질 상태를 실시간으로 모니터링하고, 최적의 시료 채수 시기를 고려하여 채수할 수 있는 장치에 관한 것이다.

특허문헌 1의 경우, 구체적으로 설명하면 수중 펌프를 통해 토출되는 지하수의 토출관을 제1접속구를 통하여 본 발명 시료 채수 장치의 주 배관에 연결하고, 주 배관에서 감압 밸브를 설치하고, 감압밸브 후단에서 분기된 분기관을 체크밸브를 통하여 플로우 셀에 접속하며, 플로우 셀에 장착된 수질 측정기로 지하수의 수질 상태를 실시간으로 측정하는 것이다. 또한, 감압 밸브 후단의 다른 분기관에는 솔레노이드 밸브와 솔레노이드 밸브를 on-off하기 위한 Foot 스위치를 구비하고, 솔레노이드 밸브를 on-off 하여 무균채수병이나 유리병에 지하수 시료를 채수하되 채수 시 2차 오염을 차단하기 위하여 차단된 공간인 글로브 박스안에서 지하수 시료를 안전하게 채수하는 것에 관한 것이다.

또한, 맨홀 내부의 시료에 대하여 자동 채수하기 위한 기술적 시도로, " 자동 채수기(등록번호 제10-0758818호, 특허문헌2)"가 존재한다.

특허문헌 2의 경우, 하나의 솔레노이드밸브를 가변 가능하게 구비하여 다수의 채수통에 시료를 공급함으로써, 채수기의 제작에 다른 제작비용을 현저하게 절감할 수 있는 자동 채수기가 개시되어 있다.

특허문헌 2의 경우, 자동 채수기는 내부에 다수의 채수통이 내장되는 수납실이 구비되고 수납실의 일측에는 개폐도어가 제공되는 본체와, 본체의 상부에 배치되어 관로를 통해 시료를 흡입하는 펌프와, 펌프에 의해서 흡입된 시료를 채수통에 주입하는 시료공급부와, 본체의 상부에 배치됨과 아울러 본체, 펌프, 시료공급부를 제어하는 컨트롤러가 내장된 제어하우징으로 이루어진다. 이때, 시료공급부는 수납실의 상부면 하부에 배치되면서 수납실에 배치된 다수의 채수통의 배열방향을 따라 연장되게 형성되는 가이드와, 가이드의 하부에 이격 배치되어 가이드를 따라 슬라이딩됨과 아울러 펌프와 플렉시블 튜브에 의해서 연결되어 펌프에서 흡입된 시료를 채수통에 주입할 수 있도록 하나의 솔레노이드밸브가 장착된 가이드블록을 갖는다.

아울러, 선행 특허문헌으로서"타이머 기능이 구비된 휴대용 자동 채수장치(등록번호 제10-1571751호, 특허문헌3)"이 존재한다.

특허문헌 3의 경우, 본체부에 연결부로 상호 연결된 수거부에 의하여 채수 작업을 실시하되, 일정 시간마다 일정 시간동안 일정량만큼 시료가 채수되고, 시료가 채수된 시간으로부터 다음 채수 시간 사이에 내부 유로에 적체된 물은 드레인되도록 함으로써, 휴대가 간편하고, 시간별 시료의 수질 비교 검사가 자동적으로 이루어질 수 있도록 한 타이머 기능이 구비된 휴대용 자동 채수장치에 관한 것이다.

선행특허 문헌들의 경우, 유체의 채수가 자동적으로 이루어지거나, 일정 시간 간격으로 채수가 이루어지도록 하기 위한 것이 불과하며, 유체의 흐름 방지 및 유체가 선택적으로 분배되도록 하는 기술에 대하여 개시하지 못하는 문제점이 있다.

등록번호 제10-0920503호 등록번호 제10-0758818호 등록번호 제10-1571751호

본 발명에 따른 유체의 임의 유출 방지를 위한 플로우 콘트롤 시스템은 상기한 바와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 다음과 같은 해결하고자 하는 과제를 제시한다.

첫째, 유체의 흐름이 조절되고 선택적으로 분배되도록 하기 위하여 유체를 임시 수용한 후 유체의 흐름이 선택적으로 조절되도록 하는 시스템의 제공하고자 한다.

둘째, 유체에 포함된 이물질의 끼임으로 인하여 유체의 흐름과 선택적 분배에 영향을 주지 않을 수 있도록 한다.

셋째, 유체의 흐름 압력을 조절하여 유체의 압력이 변화할 수 있도록 하여 채수 및 분배가 원활하게 이루어질 수 있도록 한다.

본 발명의 해결 과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 유체의 임의 유출 방지를 위한 플로우 콘트롤 시스템은 상기의 해결하고자 하는 과제를 위하여 다음과 같은 과제 해결 수단을 가진다.

본 발명에 따른 유체의 임의 유출 방지를 위한 플로우 콘트롤 시스템은 유입되는 유체를 임시 수용하며, 마그네틱 포스를 통해 유체의 이동을 선택적으로 조절하는 챔버 유닛(chamber unit); 및 상기 챔버 유닛의 일단과 타단에 연결되어 상기 유체의 이동 관로를 형성하는 플로우 유닛(flow unit); 및 소정의 압력으로 맨홀 내 상기 유체를 선택적으로 채수하는 샘플링 유닛(sampling unit)을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 유체의 임의 유출 방지를 위한 플로우 콘트롤 시스템의 상기 챔버 유닛은, 상기 마그네틱 포스를 형성하며, 상기 챔버 유닛 내부에 상기 마그네틱 포스를 제공하는 일렉트릭 필드(electric field)부; 상기 일렉트릭 필드부에서 제공되는 상기 마그네틱 포스(magnetic force)를 통해 상하 이동하는 무빙부; 상기 무빙부와 상기 일렉트릭 필드 사이에 제공되어 상기 무빙부의 상하 이동으로부터 상기 유체의 상기 일렉트릭 필드로의 인입을 방지하는 이너 서포팅부; 및 상기 무빙부의 하단에 제공되어 인입되는 상기 유체의 임의 유출이 방지되도록 선택적으로 실링하는 실링부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 유체의 임의 유출 방지를 위한 플로우 콘트롤 시스템의 상기 챔버 유닛은, 상기 플로우 유닛으로부터 유입되는 상기 유체의 관로를 형성하는 인게이트(ingate)부; 일측에 상기 인게이트부와 연결되며, 일측 내부에 상기 인게이트부의 일부를 수용하여, 유입되는 상기 유체를 임시 수용하는 인게이트 하우징(ingate housing)부; 및 상기 플로우 유닛의 타측을 관통하여 상기 유체가 배출되도록 하는 아웃렛(outlet)부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 유체의 임의 유출 방지를 위한 플로우 콘트롤 시스템의 상기 인게이트 하우징부는, 상기 플로우 유닛으로부터 유입된 상기 유체를 수용하며, 상기 무빙부에 마그네틱 포스가 제공되어 상기 무빙부가 상향 이동하면, 상기 인게이트 하우징부로부터 유체가 유출되어 상기 인게이트 하우징부 외주면으로 배출되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 유체의 임의 유출 방지를 위한 플로우 콘트롤 시스템의 상기 챔버 유닛은, 상기 유체로 하여금, 상기 챔버 유닛의 일측에 제공된 상기 유체가 상기 샘플링 유닛으로부터 소정의 압력으로 상기 챔버 유닛의 일측에 제공되고, 상기 챔버 유닛을 통과하여 인입되는 유체 압력 대비 토출되는 유체 압력이 조절되도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 유체의 임의 유출 방지를 위한 플로우 콘트롤 시스템의 상기 인게이트 하우징부는, 상기 챔버 유닛의 일측을 관통하여 상기 인게이트부로부터 연장되며, 상기 챔버 유닛의 하부로부터 소정의 반경으로 상향 돌출형성되어, 상기 유체의 배출 시 상향 돌출 형성된 길이만큼의 상기 유체의 수차를 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 유체의 임의 유출 방지를 위한 플로우 콘트롤 시스템의 상기 무빙부는, 상기 무빙부의 몸체의 외주면에 관통되어 제공되며, 상기 실링부의 상부에 제공되어, 상기 무빙부의 상향 이동 시 상기 이너 서포팅부의 하부와 접촉하여, 상기 이너 서포팅부의 하부를 가압하는 유입 방지 패킹부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 유체의 임의 유출 방지를 위한 플로우 콘트롤 시스템의 상기 유입 방지 패킹부는, 상기 인게이트 하우징부로부터 상기 유체가 배출되는 경우, 상기 이너 서포팅부와 상기 무빙부 사이에 이물질의 끼임을 방지하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 유체의 임의 유출 방지를 위한 플로우 콘트롤 시스템의 상기 이너 서포팅부는, 상기 이너 서포팅부의 하부로부터 복수 개로 상향 돌출 형성되는 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 유체의 임의 유출 방지를 위한 플로우 콘트롤 시스템의 상기 무빙부는, 상기 무빙부와 이너 서포팅부 사이에 탄성체를 구비하며, 상기 실링부에 소정의 가압력을 제공하여 상기 유체의 임의 유출을 방지하도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.

이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 유체의 임의 유출 방지를 위한 플로우 콘트롤 시스템은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 유체의 흐름 조절을 위하여 챔버 유닛을 제공하고 챔버 유닛을 통하여 유체의 흐름 및 선택적 분배가 이루어지도록 한다.

둘째, 챔버 유닛 내부에 마그네틱 포스를 제공하여 마그네틱 포스를 통하여 인입된 유체가 임시 수용되며, 선택적으로 배출될 수 있도록 하고자 한다.

셋째, 인입된 유체에 포함된 이물질로 인하여 챔버 유닛 내부의 선택적 배출에 방해되지 않도록 미세한 유격을 제공하여 이물질이나 모래등으로 인한 이물질 끼임의 문제가 발생되지 않도록 하고자 한다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체의 임의 유출 방지를 위한 플로우 콘트롤 시스템의 각 구성을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체의 임의 유출 방지를 위한 플로우 콘트롤 시스템의 챔버 유닛을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체의 임의 유출 방지를 위한 플로우 콘트롤 시스템의 챔버 유닛의 각 구성 요소의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체의 임의 유출 방지를 위한 플로우 콘트롤 시스템의 챔버 유닛 중 무빙부와 실링부를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체의 임의 유출 방지를 위한 플로우 콘트롤 시스템의 챔버 유닛 중 이너 서포팅부를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체의 임의 유출 방지를 위한 플로우 콘트롤 시스템의 챔버 유닛의 단면도와 유체의 흐름을 도시한 것이다.

본 발명에 따른 유체의 임의 유출 방지를 위한 플로우 콘트롤 시스템은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에 따른 유체의 임의 유출 방지를 위한 플로우 콘트롤 시스템은 샘플링 유닛(sampling unit, 300), 챔버 유닛(chamber unit, 100), 플로우 유닛(flow unit, 200)을 포함할 수 있다.

샘플링 유닛(300)의 경우, 소정의 압력으로 맨홀 내 유체를 선택적으로 채수할 수 있다.

샘플링 유닛(300)이 채수하는 유체는, 맨홀의 내부로부터 제공되는 오수 및 폐수에 해당하는 것으로, 맨홀의 내부에서 제공되는 오수 및 폐수의 상태 및 오염도 조사를 위하여 샘플링될 수 있다.

샘플링 유닛(300)이 유체를 선택적으로 채수한다라 함은, 미리 설정된 시간 간격에 따라 맨홀 내 시료를 선택적으로 채수하는 것으로, 미리 설정된 시간 간격은, 관리자에 의해 설정된 시료가 채수되는 시간을 의미할 수 있으며, 채수가 이루어지는 시간, 채수의 간격, 전체 채수 시간 등의 조절을 통해 샘플링 유닛(300)은 유체를 선택적으로 채수할 수 있다.

미리 결정된 시간은 관리자의 의해 설정되는 것으로 예컨대, 타이머(미도시) 등을 통하여 설정되도록 할 수 있으며, 관리자가 설정한 시간을 따라 샘플링 유닛(300)은 맨홀의 내부의 유체를 채수하도록 하는 것이 바람직하다.

챔버 유닛(100)의 경우, 샘플링 유닛(300)으로부터 연장되어 제공되며, 유입되는 유체를 임시 수용하며, 마그네틱 포스를 통해 유체의 이동을 선택적으로 조절할 수 있다.

챔버 유닛(100)의 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 샘플링 유닛(300)으로부터 연장되어 연결되어 제공되는 것으로 샘플링 유닛(300)에서 채수된 유체가 이동하여 챔버 유닛(100)의 일측으로 제공되어 진다.

챔버 유닛(100)은, 유입되는 유체를 일측에서 타측으로 이동시키는 것으로, 샘플링 유닛(300)을 통해 유입되는 일측에서 유체를 임시 수용하도록 하며, 챔버 유닛(100) 내에서 제공되는 마그네틱 포스를 통하여 임시 수용된 유체가 선택적으로 이동하도록 할 수 있다.

챔버 유닛(100)의 경우, 유체가 선택적으로 이동하도록 하는데, 유체의 선택적 이동은, 챔버 유닛(100)에서 제공되는 마그네틱 필드를 통하여 유체의 이동이 선택적으로 조절되도록 하는 것이 바람직하며, 이에 대하여서는 후술하기로 한다.

챔버 유닛(100)의 경우, 일측으로 유입되는 유체를 임시 수용하도록 할 수 있는데, 도 2에 도시된 바와 같이, 일측으로부터 연결된 공간을 통하여 유입되는 유체가 임시 수용되도록 할 수 있다.

플로우 유닛(200)의 경우, 챔버 유닛(100)의 일측과 타측에 연결되어 유체의 이동 관로를 형성할 수 있다.

플로우 유닛(200)은 챔버 유닛(100)으로부터 연장되는 관로를 형성하며, 챔버 유닛(100)으로부터 연장되어 유체가 샘플링을 위하여 저장될 수 있도록 분배될 수 있는 관로를 형성하는 것이 바람직하다.

플로우 유닛(200)의 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 각각의 챔버 유닛(100)에 연결되는 형태로 제공되어지며, 각각의 챔버 유닛(100)의 경우, 채수되는 유체의 정도 및 채수되는 유체의 샘플량에 따라 그 개수가 상이할 수 있다.

플로우 유닛(200)은, 챔버 유닛(100)의 일측과 타측에 각각 연결되어 지는데, 일측으로는 샘플링 유닛(300)으로부터 채수된 유체가 챔버 유닛(100)으로 유입되며, 타측으로는 챔버 유닛(100)으로부터 유체가 샘플링을 위하여 분배되어지도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 플로우 유닛(200)의 관로에 유입되는 유체의 경우, 챔버 유닛(100)의 일측에 형성된 플로우 유닛(200)의 경우, 채수된 유체의 압력으로 인하여 그 압력이 높게 형성될 수 있으며, 챔버 유닛(100)이 타측에 형성된 플로우 유닛(200)의 경우, 챔버 유닛(100)을 통과하며 유체는 저압이 유지되어져 유체의 흐름은 자중에 의하여 흐르도록 할 수 있으며, 자연 유하를 통해 분배되도록 할 수도 있다.

본 발명에 따른 유체의 임의 유출 방지를 위한 플로우 콘트롤 시스템의 챔버 유닛(100)은 일렉트릭 필드(electric field)부(110), 무빙(moving)부(120), 이너 서포팅(inner supporting)부(130), 실링(sealing)부(140)를 포함할 수 있다.

일렉트릭 필드부(110)의 경우, 마그네틱 포스를 형성하며, 챔버 유닛(100) 내부에 마그네틱 포스를 제공할 수 있다.

무빙부(120)의 경우, 일렉트릭 필드부(110)에서 제공되는 마그네틱 포스(magnetic force)를 통해 상하 이동할 수 있다.

일렉트릭 필드부(110)는 챔버 유닛(100)의 내부에 마그네틱 포스를 제공하여 무빙부(120)가 원격제어 되도록 하는 것으로 일렉트릭 필드부(110)는 무빙부(120)의 외주면에 제공되어 질 수 있다.

일렉트릭 필드부(110)에서 제공하는 마그네틱 포스는, 일렉트릭 필드부(110) 내부에 감긴 코일을 통하여 전류가 제공되며, 전류의 흐름을 통하여 마그네틱 필드가 형성되어 질 수 있다.

마그네틱 포스라 함은, 감긴 코일을 통하여 형성된 전류로부터 형성된 마그네틱 필드라 할 수 있으며, 마그네틱 필드의 경우, 감긴 코일의 수, 전류의 세기, 코일의 길이에 비례하여 마그네틱 포스가 증가할 수 있다.

일렉트릭 필드부(110)에서 제공하는 마그네틱 포스를 통하여 무빙부(120)가 상하 이동할 수 있는데, 일렉트릭 필드부(110)에서 제공되는 마그네틱 포스를 통하여 무빙부(120)가 이동할 수 있다.

이너 서포팅부(130)의 경우, 무빙부(120)와 일렉트릭 필드부(110) 사이에 제공되어 무빙부(120)의 상하 이동으로부터 유체의 일렉트릭 필드부(110)로의 인입을 방지할 수 있다.

이너 서포팅부(130)의 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 무빙부(120)와 일렉트릭 필드부(110) 사이에 제공되어, 무빙부(120)의 상하 이동에 대한 움직임으로 인하여 일렉트릭 필드부(110)에 인입될 수 있는 유체의 흐름을 방지할 수 있다.

또한, 이너 서포팅부(130)는, 무빙부(120)의 과도한 상하 이동을 방지하여 일렉트릭 필드부(110)에서 제공되는 마그네틱 포스가 전달이 가능한 위치까지의 이동을 제한할 수 있다.

즉, 무빙부(120)는 이너 서포팅부(130)의 내부에서만 상하 이동이 가능하도록 제한하여, 무빙부(120)의 이탈을 방지할 수 있으며, 무빙부(120)가 무빙부(120)가 이너 서포팅부(130)에서 이동함으로 인하여, 일렉트릭 필드부(110)에서 제공되는 마그네틱 포스의 반경 내에 항상 제공되도록 하며, 마그네틱 포스로 인한 무빙부(120)의 이동이 상시 가능하도록 하는 것이 바람직하다.

실링부(140)의 경우, 무빙부(120)의 하단에 제공되어 인입되는 유체의 임의 유출이 방지되도록 선택적으로 실링 할 수 있다.

실링부(140)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 무빙부(120)의 하단에 제공되는 것으로 유체의 흐름이 선택적으로 제공되도록 유체의 유출을 방지할 수 있다.

실링부(140)의 경우, 그 소재가 실리콘, 고무, 합성고무, 천연고무 등과 같은 탄성력을 가지는 소재로 형성되어 질 수도 있으며, 열경화성 수지, 열가소성 수지와 같은 합성수지의 소재로 형성되어질 수도 있다.

도 2내지 도 3에 도시된 바와 같이, 실링부(140)는 상부에 돌기부(141)를 포함할 수 있다.

돌기부(141)는 무빙부(120)가 상향 이동하는 경우, 돌기부(141)가 이너 서포팅부(130)와 접촉하는데, 이때 실링부(140)와 이너 서포팅부(130)사이에 미세한 유격거리를 제공하는 것으로 실링부(140)와 이너 서포팅부(130) 사이에 이물질 및 부유물질의 끼임 등을 방지하도록 할 수 있다.

본 발명에 따른 유체의 임의 유출 방지를 위한 플로우 콘트롤 시스템의 챔버 유닛(100)은 인게이트(ingate)부(150), 인게이트 하우징(ingate housing)부(160), 아웃렛(outlet)부(170)를 포함할 수 있다.

인게이트부(150)의 경우, 플로우 유닛(200)으로부터 유입되는 유체의 관로를 형성할 수 있다.

인게이트부(150)는, 샘플링 유닛(300)으로부터 제공되는 유체를 제공받기 위하여 플로우 유닛(200)과 연결되어지는 것이 바람직하며, 플로우 유닛(200)을 통하여 이동한 유체를 제공받을 수 있다.

인게이트부(150)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 챔버 유닛(100)의 일측으로부터 돌출되어 형성되며, 플로우 유닛(200)을 통하여 유입된 유체가 챔버 유닛(100)의 내부로 유입될 수 있도록 관로를 형성할 수 있다.

인게이트 하우징부(160)의 경우, 일측에 인게이트부(150)와 연결되며, 일측 내부에 인게이트부(150)의 일부를 수용하여, 유입되는 유체를 임시 수용할 수 있다.

인게이트 하우징부(160)는 인게이트부(150)와 연결되어 챔버 유닛(100)의 내부에 제공되며, 인게이트 하우징부(160)의 일측은 인게이트부(150)로부터 유입되는 유체를 제공받고, 인게이트 하우징부(160)의 내부는 유체가 임시 수용될 수 있도록 할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 인게이트 하우징부(160)는 인게이트부(150)로부터 연결되며 챔버 유닛(100)의 내부까지 연장되며, 챔버 유닛(100)이 내부까지 연장된 인게이트 하우징부(160)는 챔버 유닛(100)의 내부의 하부로부터 상향 돌출되어 유체가 임시 수용되어 질 수 있는 공간을 제공할 수 있다.

인게이트 하우징부(160)는 챔버 유닛(100) 내부에서 샘플링 유닛(300)으로부터 제공된 유체가 일시적으로 수용되는 공간을 형성하는 것이 바람직하다.

아웃렛부(170)는, 플로우 유닛(200)의 타측을 관통하여 유체가 배출되도록 할 수 있다.

아웃렛부(170)의 경우, 인게이트부(150)로부터 챔버 유닛(100) 내부에 인입된 유체가 배출되도록 하는 것으로 아웃렛부(170)로부터 배출된 유체는 아웃렛부(170)에 연결된 플로우 유닛(200)을 통하여 이동하고 유체 각각은 샘플링을 위하여 저장되어 질 수 있다.

인게이트부(150)와 아웃렛부(170)의 경우, 비대칭 되도록 제공될 수도 있으며, 도2에 도시된 바와 같이, 대칭되도록 제공될 수도 있다. 또한, 그 제공되는 위치가 상이하게 제공될 수 있는데, 예컨대, 인게이트부(150)의 경우, 다소 높게 형성될 수 있으며, 아웃렛부(170)의 경우, 낮게 제공될 수도 있다. 높고 낮음은 챔버 유닛(100)의 하부로부터의 높고 낮은 위치를 의미할 수 있다.

아웃렛부(170)가 챔버 유닛(100)의 하부에 가깝게 제공되는 것은 챔버 유닛(100) 내부에 유체가 정체되지 않고 배출되도록 하기 위함 일 수 있다.

챔버 유닛(100) 내부에서 유체의 정체가 형성되면, 유체의 샘플링에 대한 시료의 정확도 및 신뢰도에 문제가 형성될 수 있기에 챔버 유닛(100) 내부에서 유체의 정체를 최소화하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 유체의 임의 유출 방지를 위한 플로우 콘트롤 시스템의 인게이트 하우징부(160)는, 플로우 유닛(200)으로부터 유입된 유체를 수용하며, 무빙부(120)에 마그네틱 포스가 제공되어 무빙부(120)가 상향 이동하면, 인게이트 하우징부(160)로부터 유체가 유출되어 인게이트 하우징부(160) 외주면으로 배출되도록 할 수 있다.

인게이트 하우징부(160)의 상부는 일반적으로 무빙부(120)의 지속적인 하향 이동으로 인하여 인게이트 하우징부(160)의 내부의 유체가 배출되지 않으며, 무빙부(120)의 상향 이동을 통하여 인게이트 하우징부(160)의 내부 유체가 배출될 수 있다.

인게이트 하우징부(160)는, 샘플링 유닛(300)으로부터 제공되는 유체를 무빙부(120)의 상하 이동이 제공되기 전까지 수용하고 임시 저장할 수 있으며, 무빙부(120)의 상향 이동으로 무빙부(120)가 이동하면, 인게이트 하우징부(160)로부터 유체가 유출되는 것이다.

무빙부(120)의 상향 이동은 샘플링 유닛(300)에서 유체가 채수되어짐이 확인되면, 해당 챔버 유닛(100)의 무빙부(120)가 상향 이동함으로 인하여 챔버 유닛(100)의 일측에서 타측으로 유체가 이동되도록 할 수 있다.

인게이트 하우징부(160)의 외주면은 아웃렛부(170)로 유체가 배출되기 이전에 인게이트 하우징부(160)로부터 유체가 유출되는 공간을 형성하는 것으로 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 인게이트 하우징부(160)의 외주면에 공간이 형성되어질 수 있다.

아웃렛 하우징부(171)는, 인게이트 하우징부(160)의 외주면에 형성된 인게이트 하우징부(160)로부터 유출되는 유체가 아웃렛부(170)로 배출되기 전에 유체를 임시 수용하는 공간으로 제공될 수 있다.

아웃렛 하우징부(171)는 인게이트 하우징부(160)로부터 유출된 유체가 아웃렛부(170)로 배출되기 이전에 임시적으로 유체가 수용되는 것으로 도6에 도시된 바와 같이, 인게이트 하우징부(160)의 하부 및 인게이트 하우징부(160)의 외주면에 제공될 수 있다.

본 발명에 따른 유체의 임의 유출 방지를 위한 플로우 콘트롤 시스템의 챔버 유닛(100)은, 유체로 하여금, 챔버 유닛(100)의 일측에 제공된 유체가 샘플링 유닛(300)으로 부터 소정의 압력으로 챔버 유닛(200)의 일측에 제공되고, 챔버 유닛(200)을 통과하여 인입되는 유체 압력 대비 토출 되는 유체 압력이 조절되도록 할 수 있다.

챔버 유닛(100)의 일측에 대한 유체의 압력 대비 타측의 유체 압력이 조절되도록 하는 것으로, 유체의 압력은 샘플링 유닛(300)으로부터 인입되는 유체의 압력, 즉, 챔버 유닛(100)의 일측으로 인입되는 유체의 압력이 크며, 챔버 유닛(100)의 타측으로 배출되는 유체의 압력은 감소하여 배출되어진다.

챔버 유닛(100)의 내부에 제공되는 인게이트 하우징부(160)의 경우, 인게이트 하우징부(160)에 인입되어 임시 수용되는 유체의 압력은 크게 형성되는데, 이때, 실링부(140)는 인입되는 유체의 압력 대비 유체가 임의 배출되지 않도록 실링 되는 압력을 제공하는 것이 바람직하다.

무빙부(120)의 상향 이동으로 인하여 유체는 선택적으로 챔버 유닛(100)의 타측으로 배출되는데 이때, 무빙부(120)에서 대기 중인 유체는 압력이 감소하게 될 수 있다.

또한, 압력이 감소된 유체는 무빙부(120)와 이너 서포팅부(130)에 영향을 미치지 않고 챔버 유닛(100)의 타측에 해당하는 아울렛부(170)로 배출되어 질 수 있다.

즉, 챔버 유닛(100)의 일측에 인입된 유체의 압력과 타측으로 배출되는 유체의 압력은 챔버 유닛(100)을 이동함을 통하여 점진적으로 감소하여 타측으로 배출되는 유체는 자연 유하될 수 있다.

본 발명에 따른 유체의 임의 유출 방지를 위한 플로우 콘트롤 시스템의 인게이트 하우징부(160)는, 챔버 유닛(100)의 일측을 관통하여 인게이트부(150)로부터 연장되며, 챔버 유닛(100)의 하부로부터 소정의 반경으로 상향 돌출 형성되어, 유체의 배출 시 상향 돌출 형성된 길이만큼의 유체의 수차를 형성할 수 있다.

인게이트 하우징부(160)의 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 챔버 유닛(100)의 하부로부터 상향 돌출되어 형성되는데, 소정의 반경을 가지고 상향 돌출되어 형성된다.

챔버 유닛(100)으로부터 상향 돌출되어진 인게이트 하우징부(160)의 경우, 무빙부(120)의 상하 이동으로 인하여 인게이트 하우징부(160)의 유체가 아웃렛 하우징부(171)로 배출되어지는데, 인게이트 하우징부(160)의 상부는 아웃렛 하우징부(171)의 하부와 단차를 형성하게 된다.

인게이트 하우징부(160)의 상부로부터 유체가 배출되는 경우, 아웃렛 하우징부(171)의 하부와의 단차를 통하여 배출되는 유체는 인게이트 하우징부(160)의 단차만큼의 수차가 형성되어질 수 있다.

인게이트 하우징부(160)로부터 유체가 배출되는 경우, 아웃렛 하우징부(171)로 배출된 유체는 아웃렛부(170)로 배출되어야 하는데, 아웃렛 하우징부(171)의 하부에 일정량의 유체가 유입되어야 아웃렛부(170)로 배출되어질 수 있다. 하지만, 인게이트 하우징부(160)의 상향 돌출로 인하여 아웃렛 하우징부(171)에 배출되는 유체는 수차를 통한 위치 에너지가 형성되어 일시적으로 아웃렛부(170)에 도달하기까지 유체의 이동이 빠르게 형성될 수 있다.

또한, 인게이트 하우징부(160)의 상향 돌출로 인하여, 아웃렛 하우징부(171)에 일정량 유체의 저장 공간을 형성하는데, 이러한 공간은 인게이트 하우징부(160)로의 역류를 방지하여 유체의 오염을 방지하도록 할 수 있다.

본 발명에 따른 유체의 임의 유출 방지를 위한 플로우 콘트롤 시스템의 무빙부(120)는, 무빙부(120)의 몸체의 외주면에 관통되어 제공되며, 실링부(140)의 상부에 제공되어, 무빙부(120)의 상향 이동 시 이너 서포팅부(130)의 하부와 접촉하여, 이너 서포팅부(130)의 하부를 가압하는 유입 방지 패킹부(121)를 포함할 수 있다.

유입 방지 패킹부(121)의 경우, 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 무빙부(120)의 몸체의 외주면에 관통되고 무빙부(120)의 하부에 제공되는 것으로, 실링부(140)의 상부에 제공될 수 있다.

유입 방지 패킹부(121)는, 무빙부(120)가 상향 이동하는 경우, 이너 서포팅부(130)의 하부를 가압할 수 있는데, 유입 방지 패킹부(121)의 제공되는 위치가 무빙부(120)의 하부에 제공되는 것으로, 무빙부(120)가 상향 이동하면, 유입 방지 패킹부(121)는 이너 서포팅부(130)의 하부를 가압할 수 있다.

유입 방지 패킹부(121)는, 무빙부(120)가 상향 이동하는 경우, 실링부(140)와 이너 서포팅부(130) 사이에 유격 거리를 형성하여 유체 내의 이물질 등이 실링부(140)와 이너 서포팅부(130) 사이에 끼는 것을 방지할 수 있다.

실링부(140)와 이너 서포팅부(130) 사이 이물질 등의 끼임이 발생하는 경우, 무빙부(120)의 상향 운동에 영향을 미칠 수 있으며, 무빙부(120)가 이동하지 않는 경우, 유체가 이동하는 플로우 유닛(200)의 터짐 혹은 플로우 유닛(200)과 챔버 유닛(100) 사이의 터짐 등이 발생될 수 있다.

또한, 유입 방지 패킹부(121)는 무빙부(120)의 상향 이동 시 유입 방지 패킹부(121)가 이너 서포팅부(130)의 하부를 가압하여, 이너 서포팅부(130) 내부로 이물질 및 유체의 인입도 방지할 수 있다.

예컨대, 아울렛부(170)에 이상이 발생하면, 유체가 무빙부(120)와 이너 서포팅부(130)의 내부로 인입될 수 있는데, 유입 방지 패킹부(121)는, 이너 서포팅부(130)와 무빙부(120) 사이에 유체의 유입을 방지할 수 있다.

채수되는 유체는 맨홀의 내부의 오폐수에 해당하는 것으로 크기가 큰 이물질로부터 작은 모래와 같은 이물질까지 다양하게 존재할 수 있는데, 유입 방지 패킹부(121)는 이너 서포팅부(130) 내부로의 유체 유입을 물론 유체 유입을 통해 발생할 수 있는 이물질 및 부유물질의 끼임에 대하여 방지하도록 할 수 있다.

본 발명에 따른 유체의 임의 유출 방지를 위한 플로우 콘트롤 시스템의 이너 서포팅부(130)는, 이너 서포팅부(130)의 하부로부터 복수 개로 상향 돌출 형성되는 돌출부(131)를 포함할 수 있다.

돌출부(131)는 도 5에 도시된 바와 같이, 이너 서포팅부(130)의 하부에 복수 개로 형성되는 것으로 이너 서포팅부(130)의 하부의 원을 따라 일정한 간격으로 이격 되어 돌출 형성될 수 있다.

돌출부(131)의 간격은 유체의 상태 등에 따라 복수 개의 돌출부(131)의 수가 상이하게 형성될 수 있으며, 돌출부(131)의 수에 따라 이격 된 간격이 상이할 수 있다.

돌출부(131)는 이격 되어 복수 개로 형성됨을 통하여, 인입되는 유체의 이물질과 미세한 유격 거리를 제공할 수 있다.

또한, 돌출부(131)의 경우, 이너 서포팅부(130)의 하부와의 단차를 형성함을 통하여 유체에 포함된 이물질이 이너 서포팅부(130)의 하부에 쌓이는 것을 방지할 수 있다. 아울러, 이너 서포팅부(130)의 하부와의 단차를 통하여 유체의 이동의 변형이 형성되어 질 수 있다.

본 발명에 따른 유체의 임의 유출 방지를 위한 플로우 콘트롤 시스템의 무빙부(120)는, 무빙부(120)와 이너 서포팅부(130) 사이에 탄성체(132)를 구비하며, 실링부(140)에 소정의 가압력을 제공하여 유체의 임의 유출을 방지하도록 할 수 있다.

탄성체(132)는, 무빙부(120)와 이너 서포팅부(130) 사이에 제공되는 것이 바람직하데, 탄성체(132)의 경우, 탄성력에 의하여 무빙부(120)에 하향되는 힘을 연속적으로 제공하도록 할 수 있다.

무빙부(120)의 하부의 경우, 인게이트 하우징부(160)의 하부로부터 유체의 압력이 형성될 수 있는데, 이때, 선택적으로 유체가 분출되도록 하기 위하여 유체의 압력을 지탱하는 무빙부(120)의 누르는 힘이 제공되어야 한다.

무빙부(120)는 인게이트 하우징부(160)의 상부를 누르는 힘을 탄성체(132)를 통하여 조절되도록 할 수 있으며, 인게이트 하우징부(160)의 상부에서 유체의 선택적 유출이 조절되도록 할 수 있다.

종래의 일반적인 고압용 솔레노이드 밸브는 개폐부의 밀폐를 위해 파이로트홀을 통하여 밸브의 고압측 압력이 디스크 상부에 작용하여 밸브를 닫아주는 힘으로 작용하며 파이로트 밸브가 자력(마그네트)의 힘으로 열리면 디스크 상부의 압력이 밸브 토출측(저압부)로 누출되어 닫히는 힘이 약화되면서 메인밸브가 열리는 구조이다.

종래의 경우, 파이로트 홀이나 파이로트 밸브 부분이 1~3mm 수준으로 작아 유체에 이물질이 포함된 하폐수 계통에서는 막힘으로 작동불량이 발생한다.

종래의 저압용 솔레노이드 밸브는 도6에 표시된 1로 유입되어 1'로 유체의 흐름이 형성되는 것이 일반적이며, 유입부의 고압이 디스크를 하향으로 누르는 힘으로 작용하여 밸브가 폐쇄된다. 하지만, 일반적인 저압용 솔레노이드 밸브는 도3 및 5에 도시된 무빙부(120)와 이너 서포팅부(130) 사이에 형성된 미세한 틈으로 이물질이 유입되어 작동불량의 문제 발생으로 하수계통에는 사용이 제한된다.

본 발명의 경우, 무빙부(120)와 이너 서포팅부(130) 및 탄성체(132)로의 유체의 유입을 차단하기 위하여 도6에 도시된 바와 같이, 2의 방향으로 유입된 유체가 2'로 흐르는 유체의 흐름을 형성하였으며, 무빙부(120)가 인게이트 하우징부(160)를 하향 가압하는 상태일 때, 무빙부(120)와 이너 서포팅부(130)에 유체가 접촉하지 못하도록 하고, 무빙부(120)의 상향 이동으로 인게이트 하우징부(160)가 열린 상태가 되는 경우, 유출되는 유체가 아웃렛(170)부로 빠르게 유출되도록 하여 무빙부(120)와 이너 서포팅부(130)에 유체의 접촉을 최소화할 수 있다.

또한, 무빙부(120)와 이너 서포팅부(130) 사이에 유입 방지 패킹부(121)를 제공하여 무빙부(120)와 이너 서포팅부(130) 사이로 제공될 수 있는 유체의 유입을 차단하여 밸브의 작동불량 발생 요인을 차단할 수 있다.

아울러, 무빙부(120)의 인게이트 하우징부(160) 하향 가압의 힘이 부족하여 부분적으로 발생될 수 있는 유체 노출을 탄성체(132)를 통해 탄성력을 강화하여 누출을 방지하고자 한다.

일반적인 사용을 통해 발생하는 밸브의 작동불량이나 타이머 오작동에 따른 인게이트부(150)에 형성되는 과도한 압력은 장치 내부의 연결 부분에서의 누수와 파손을 유발하는 문제점이 발생할 수 있다.

하지만, 본 발명의 경우, 인게이트부(150)에 제공되는 압력이 탄성체(132)보다 높을 경우, 무빙부(120)가 상향 이동하게 되어 과도한 압력으로 제공되는 유체의 유출이 유도됨으로 장치 내부의 누출이나 손상을 방지할 수 있다.

플로우 유닛(200)을 통해 유입되는 유체는 인게이트부(150)에서 대기하다가 실링부(140)의 상향되는 힘에 의해 아웃렛부(170)로 토출되어지는데, 탄성체(132)의 탄성력이 실링부(140)의 힘보다 크게 되면 닫힘 상태가 유지되고, 무빙부(120)와 이너 서포팅부(130)는 유체의 접촉이 차단되는 상태가 유지된다.

일렉트릭 필드부(110)로부터 마그네틱 포스가 제공되면 무빙부(120)를 상향 이동하게 되고, 인게이트 하우징부(160)로부터 유체가 유출되어 아울렛부(170)로 토출될 수 있다. 또한, 아웃렛부(170)의 이상 발생 시 유체가 무빙부(120)와 이너 서포팅부(130)로 유입되는 것을 방지하기 위하여, 유입 방지 패킹부(121)가 제공되어 무빙부(120)와 이너 서포팅부(130) 사이로의 유체 유입을 방지할 수 있다.

본 발명의 권리 범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 결정되며, 특허 청구범위에 사용된 괄호는 선택적 한정을 위해 기재된 것이 아니라, 명확한 구성요소를 위해 사용되었으며, 괄호 내의 기재도 필수적 구성요소로 해석되어야 한다.

100: 챔버 유닛
110: 일렉트릭 필드부
120: 무빙부
121: 유입 방지 패킹부
130: 이너 서포팅부
131: 돌출부
132: 탄성체
140: 실링부
141: 돌기부
150: 인게이트부
160: 인게이트 하우징부
170: 아웃렛부
171: 아웃렛 하우징부
200: 플로우 유닛
300: 샘플링 유닛

Claims

유입되는 유체를 임시 수용하며, 마그네틱 포스를 통해 유체의 이동을 선택적으로 조절하는 챔버 유닛(chamber unit);
상기 챔버 유닛의 일단과 타단에 연결되어 상기 유체의 이동 관로를 형성하는 플로우 유닛(flow unit); 및
소정의 압력으로 맨홀 내 상기 유체를 선택적으로 채수하는 샘플링 유닛(sampling unit)을 포함하되,
상기 챔버 유닛은,
상기 마그네틱 포스를 형성하며, 상기 챔버 유닛 내부에 상기 마그네틱 포스를 제공하는 일렉트릭 필드(electric field)부;
상기 일렉트릭 필드부에서 제공되는 상기 마그네틱 포스(magnetic force)를 통해 상하 이동하는 무빙부;
상기 무빙부와 상기 일렉트릭 필드 사이에 제공되어 상기 무빙부의 상하 이동으로부터 상기 유체의 상기 일렉트릭 필드로의 인입을 방지하는 이너 서포팅부;
상기 무빙부의 하단에 제공되어 인입되는 상기 유체의 임의 유출이 방지되도록 선택적으로 실링하는 실링부;
상기 플로우 유닛으로부터 유입되는 상기 유체의 관로를 형성하는 인게이트(ingate)부;
일측에 상기 인게이트부와 연결되며, 일측 내부에 상기 인게이트부의 일부를 수용하여, 유입되는 상기 유체를 임시 수용하는 인게이트 하우징(ingate housing)부; 및
상기 플로우 유닛의 타측을 관통하여 상기 유체가 배출되도록 하는 아웃렛(outlet)부를 포함하며,
상기 인게이트 하우징부는,
상기 플로우 유닛으로부터 유입된 상기 유체를 수용하며, 상기 무빙부에 마그네틱 포스가 제공되어 상기 무빙부가 상향 이동하면, 상기 인게이트 하우징부로부터 유체가 유출되어 상기 인게이트 하우징부 외주면으로 배출되고,
상기 챔버 유닛은,
상기 유체로 하여금,
상기 챔버 유닛의 일측에 제공된 상기 유체가 상기 샘플링 유닛으로부터 소정의 압력으로 상기 챔버 유닛의 일측에 제공되고, 상기 챔버 유닛을 통과하여 인입되는 유체 압력 대비 토출되는 유체 압력이 조절되도록 하며,
상기 무빙부는,
상기 무빙부와 실링부 사이에 탄성체를 구비하며, 상기 실링부에 소정의 가압력을 제공하여, 상기 유체의 임의 유출을 방지하며,
상기 인게이트 하우징부에 상기 탄성체의 상기 소정의 가압력 대비 상기 유체가 과도한 압력으로 제공되는 경우, 상기 무빙부가 임의 상향 이동하여 상기 챔버 유닛의 일측과 상기 플로우 유닛의 누출을 방지하도록 하는 것을 특징으로 하는, 유체의 임의 유출 방지를 위한 플로우 콘트롤 시스템.
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제1항에 있어서, 상기 인게이트 하우징부는,
상기 챔버 유닛의 일측을 관통하여 상기 인게이트부로부터 연장되며, 상기 챔버 유닛의 하부로부터 소정의 반경으로 상향 돌출형성되어, 상기 유체의 배출 시 상향 돌출 형성된 길이만큼의 상기 유체의 수차를 형성하는 것을 특징으로 하는, 유체의 임의 유출 방지를 위한 플로우 콘트롤 시스템.
제1항에 있어서, 상기 무빙부는,
상기 무빙부의 몸체의 외주면에 관통되어 제공되며, 상기 실링부의 상부에 제공되어, 상기 무빙부의 상향 이동 시 상기 이너 서포팅부의 하부와 접촉하여, 상기 이너 서포팅부의 하부를 가압하는 유입 방지 패킹부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 유체의 임의 유출 방지를 위한 플로우 콘트롤 시스템.
제7항에 있어서, 상기 유입 방지 패킹부는,
상기 인게이트 하우징부로부터 상기 유체가 배출되는 경우, 상기 이너 서포팅부와 상기 무빙부 사이에 유체의 인입을 방지하는 것을 특징으로 하는, 유체의 임의 유출 방지를 위한 플로우 콘트롤 시스템.
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