KR20120041339A - 컴프레서를 이용한 액체 이송 및 고압 분사 장치 - Google Patents

컴프레서를 이용한 액체 이송 및 고압 분사 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 컴프레서를 이용한 액체 이송 및 고압 분사 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 액체 이송펌프의 사용을 배제하고, 컴프레서를 이용하여 액체를 이송시킬 수 있도록 함과 동시에 토출 유량을 균일하게 하여 액체 이송량의 제어가 용이하고, 유지 관리비용을 절감할 수 있으며, 물 외에 액비를 포함한 각종 유체를 제한없이 이송시킬 수 있도록 할 목적으로, 일측에 입수관(100)이 연결되고 저부에 배수관(200)이 연결된 제1저수탱크(10)와, 일측에 입수관(100)이 연결되고 저부에 배수관(200)이 연결된 제2저수탱크(10)와, 공기를 압축하기 위한 컴프레서(30)를 포함하여 구성되되, 상기 컴프레서는, 상기 각 저수탱크(10)(20) 중 어느 하나의 내부 공기를 흡입 가능하게 마련된 흡기관(31)과 연결되고, 상기 각 저수탱크(10)(20) 중 어느 하나로 압축 공기를 배기 가능하게 마련된 배기관(32)와 연결된 컴프레서를 이용한 액체 이송 및 고압 분사 장치가 제공된다.
이에 따라 본 발명은 농약 살포를 비롯하여 엽면 시비와 같은 액비 살포, 농작물로의 급수(물주기), 태양열 집열 시스템 가동을 위한 물 이송 등, 각종 액체 이송을 위해 복합적으로 사용 가능하다.

Description

컴프레서를 이용한 액체 이송 및 고압 분사 장치{LIQUID TRANSFER AND INJECTION APPARATUS USING COMPRESSOR}
본 발명은 컴프레서를 이용한 액체 이송 및 고압 분사 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 액체 이송용 펌프를 배제하고 컴프레서(compressor)를 이용하여 급수를 수행하되, 두 개의 저수탱크를 마련하여 진공에 의한 수(水) 충전과 고압 충전을 교번시킴으로써 급수 혹은 각종 액체 이송이 요구되는 설비로의 적용에 적합한 컴프레서를 이용한 액체 이송 및 고압 분사 장치에 관한다.
일반적으로 급수, 가압, 냉난방 및 응축수 시스템과 산업용, 빌딩, 건축설비용, 농업용의 액체 이송장치 등에는 예컨대 입형다단펌프와 같은 액체 이송용 펌프가 사용되고 있다.
이와 같은 액체 이송용 펌프는 액체와 직접 접하므로 스테인리스와 같이 내식성이 강한 재질로 제조되어야 하고, 펌핑에 의한 압력 변화로 인해 토출 유량이 일정하지 않다는 단점이 있다.
그 결과 스테인리스와 같은 고가의 재료를 이용하여 제조되어야 함은 물론, 액체 이송량을 균일하게 제어하는 것이 어렵고, 액체 이송시 배관에 큰 압력이 작용하는 경우 누수 등의 우려가 있어 유지 관리비용이 많이 소요되며, 물 외에 점성이 있는 액체의 사용에 제한이 따르는 등의 문제점이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 액체 이송펌프의 사용을 배제하고, 컴프레서를 이용하여 액체를 이송시킬 수 있도록 함과 동시에 토출 유량을 균일하게 하여 액체 이송량의 제어가 용이하고, 유지 관리비용을 절감할 수 있으며, 물 외에 액비나 농약을 포함한 각종 유체를 이송시킬 수 있도록 하여 이송 가능한 액체의 제한이 없는 등, 다용도의 컴프레서를 이용한 액체 이송 및 고압 분사 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 일측에 입수관(100)이 연결되고 저부에 배수관(200)이 연결된 제1저수탱크(10)와, 일측에 입수관(100)이 연결되고 저부에 배수관(200)이 연결된 제2저수탱크(10)와, 공기를 압축하기 위한 컴프레서(30)를 포함하여 구성되되, 상기 컴프레서는, 상기 각 저수탱크(10)(20) 중 어느 하나의 내부 공기를 흡입 가능하게 마련된 흡기관(31)과 연결되고, 상기 각 저수탱크(10)(20) 중 어느 하나로 압축 공기를 배기 가능하게 마련된 배기관(32)와 연결된 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시 예로서, 상기 각 저수탱크(10)(20)의 상부에 세척 노즐(12)(22)이 구비되고, 상기 각 세척 노즐 및 상기 배수관(200)을 상호 세척수 유로(12p)(22p)가 연결하며, 상기 컴프레서(30)에 외기 흡기관(33)을 더 연결함으로써 상기 흡기관(31)을 폐쇄하고 컴프레서 작동시 외기 흡입관(33)으로 유입된 압축공기가 배기관(32)을 통해 액체가 충전된 저수탱크 측으로 주입되고, 액체는 압력에 의해 배수관, 세척수 유로, 세척노즐을 경유하여 타측 저수탱크로 분사 가능하게 된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 액체 이송펌프를 사용하지 않고 컴프레서를 활용하여 액체를 이송시키므로, 액비 등 각종 비료가 혼합된 액체를 비롯하여 농약이 혼입된 액체를 이송할 수 있는 등 사용 가능한 액체의 제한이 없다. 따라서 급수는 물론 농약 살포, 엽면시비(葉面施肥)와 같은 액비살포, 태양열 집열 시스템 가동을 위한 물 이송 등 각종 액체 이송을 하나의 장치에서 모두 수행할 수 있는 이점이 있다.
또한, 두 개의 저장탱크에서 진공와 압축을 병행하여 사용하므로, 토출되는 유량이 일정하여 이송량이 균일하며 관로에 큰 압력이 작용하지 않게 되어 누수 발생 우려가 없고 유지, 관리 비용을 절감할 수 있게 된다.
이에 따라 본 발명의 액체 이송 및 분사 장치는, 급수, 가압, 냉난방 및 응축수 시스템과 산업용, 빌딩, 건축설비용, 농업용의 액체 이송장치 등에 적절하게 응용하여 적용할 수 있는 등, 그 활용도가 매우 넓다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 액체 이송 및 고압 분사 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 액체 이송 및 고압 분사 장치의 적용 예를 보인 도면이다.
도 3 내지 도 7은 본 발명에 따른 액체 이송 및 고압 분사 장치의 사용상태도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 보인 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나 첨부된 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 실시예이므로 본 발명을 한정하는 것으로 의도되지 않으며, 또한 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 기술이거나 용이하게 도출되는 정도의 기술에 대해서는 그에 관한 상세한 설명을 생략하기로 한다.
또한, 본 발명의 설명시 구성요소에 관하여 편리상 '저수(貯水)', '입수(入水)', '배수(排水)', '수위(水位)' 등의 용어를 사용하였으나, 여기서 "수(水)"의 의미는 사전적 의미만의 물을 지칭하는 것은 아니며, 본 발명의 특성상 '액체'라는 의미로 이해되어야 한다.
또한, 이하에서 설명되는 각 밸브들은 편의상 '밸브'라고 기재하였으나, 이들은 전기적으로 자동 제어가 가능한 밸브, 예를 들면 솔레노이드 밸브(solenoid valve)일 수 있고, 도면에서 밸브가 '▶◀'로 표시된 것은 밸브가 폐쇄된 상태를, 그렇지 않은 것은 개방된 상태를 의미하는 것으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 액체 이송 및 고압 분사 장치의 구성도이다.
도 1을 참조하는 바와 같이, 본 발명은 크게 제1저수탱크(10), 제2저수탱크(20) 및 컴프레서(30)로 대별된다.
상기 제1저수탱크(10)는 일측이 입수관(100)과 연결되고 저부는 배수관(200)과 연결된다. 제1저수탱크(10)와 같은 형태로 상기 제2저수탱크(20)도 일측에 입수관(100)이 연결되고 저부에는 배수관(200)이 연결된다.
상기 입수관(100)은 지하수 혹은 기타 저수조(미도시)에 저장된 액체를 각 저수탱크(10)(20)로 주입하기 위한 관로이고, 상기 배수관(200)은 각 저수탱크(10)(20)에 저장된 액체를 각종 분사장치로 배출하기 위한 관로이다.
이때 상기 입수관(100)은 하나의 관로에서 각 저수탱크(10)(20) 측으로 분기(分岐)되고, 분기된 각 관로를 선택적으로 개폐할 수 있도록 제5밸브(5)와 제6밸브(6)가 구비된다.
또한, 상기 배수관(200)도 하나의 관로에서 각 저수탱크(10)(20) 측으로 분기(分岐)되고, 분기된 각 관로를 선택적으로 개폐할 수 있도록 제7밸브(7)와 제8밸브(8)가 구비된다.
상기 컴프레서(30)는 공기를 압축하기 위한 통상의 장치로서, 상기 각 저수탱크(10)(20) 중 어느 하나의 내부 공기를 흡입할 수 있도록 흡기관(31)이 연결되는 한편, 상기 각 저수탱크(10)(20) 중 어느 하나로 압축 공기를 배기할 수 있도록 배기관(32)이 연결된다.
상기 흡기관(31)은 하나의 관로에서 각 저수탱크(10)(20) 측으로 분기(分岐)되고, 분기된 각 관로를 선택적으로 개폐할 수 있도록 제3밸브(3)와 제4밸브(4)가 구비된다.
또한, 상기 배기관(32) 역시 하나의 관로에서 각 저수탱크(10)(20) 측으로 분기(分岐)되고, 분기된 각 관로를 선택적으로 개폐할 수 있도록 제1밸브(1)와 제2밸브(2)가 구비된다.
한편, 상기 각 저수탱크(10)(20)에는 농약이나 액비 등의 약재를 주입 가능하게 하는 호퍼(11)가 구비되고, 상기 약재는 호퍼 밸브(11v)가 열림시 주입된다.
상기 각 저수탱크(10)(20)의 상부에는 세척 노즐(12)(22)이 구비될 수 있고, 각 저수탱크(10)(20)의 하부에는 드레인(16)(26)이 연결될 수 있다. 상기 각 세척 노즐(12)(22)은 세척수 유로(12p)(22p)를 통해 배수관(200)에 연결되며, 상기 컴프레서(30)에는 흡기관 밸브(33v)가 구비된 외기 흡기관(33)이 더 연결될 수 있다.
또한, 상기 각 저수탱크(10)(20)의 상하부에는 수위를 측정하기 위해 고수위 센서(13)(23) 및 저수위 센서(14)(24)가 구비되며, 각 수위 센서(14)(24)는 컴프레서(30)의 작동을 제어한다.
또한, 상기 각 저수탱크(10)(20)에 내부 압력을 표시하는 압력 게이지(15)(25)가 구비되고, 각 저수탱크(10)(20) 내의 압력이 설정 압력 이상으로 초과시 자동으로 컴프레서(30)의 작동을 정지시켜서 압력이 초과되는 것을 방지한다.
이와 같이 구성하면, 컴프레서(30) 작동시 각 개폐밸브의 개폐 상태에 따라 제1저수탱크(10) 또는 제2저수탱크(20) 측으로 물이 유입되고, 물이 충전되지 않은 저수탱크에는 압축공기를 주입할 수 있으며, 이후 상기 압축공기를 이용하여 타측 저수탱크 내의 액체를 배수시킬 수 있는 바, 이에 관해서는 후술하는 도 3 내지 도 5에 관한 설명으로 더 구체화될 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 액체 이송 및 고압 분사 장치의 적용 예를 보인 도면으로서, 상기 배수관(200)은 예를 들면 도 2와 같은 분사장치(300)에 연결되어 농작물로의 급수, 시비(施肥) 또는 농약살포 등의 용도로 사용될 수 있다.
도 2를 참조하는 바와 같이 분사장치(300)는, 농작물 상에 가설된 레일(310)과, 상기 레일(310)을 타고 왕복 이동 가능하게 마련된 복수 개의 링(320)과, 상기 각 링(320)과 연결되어 링을 이동시키도록 모터와 회전드럼에 연결된 와이어(330)와, 상기 와이어(330)와 연결되어 레일(310)을 타고 왕복 이동 가능하게 설치된 분사수단(340) 및 상기 분사수단(340)과 상기 배수관(200)을 상호 연결하는 호스(350)로 이루어진다.
상기 와이어(330)는 회전드럼(333)에 감겨져 있고, 상기 회전드럼(333)은 모터(331)에 연결된 축(332) 상에 축설되며 회전드럼(333)의 표면에는 상기 와이어(330)를 한 가닥씩 감을 수 있는 홈(334)이 형성되어 있다.
또한, 상기 회전드럼(333)은 일측 단부의 직경이 타측 단부의 직경보다 크게 설계되고, 축(332)의 회전과 연동하여 회전 가능한 동시에 축(332)의 길이방향으로 슬라이드 왕복 이동 가능하게 마련된다.
이에 따라 와이어(330)가 회전드럼에서 풀리거나 감길 때 호스(350)를 통해 유입된 액체를 분사하기 위한 분사수단(340)이 레일(310)을 따라 왕복 이동 가능하며, 이때 와이어(330)는 직경이 거의 동일한 홈(334) 내에 수용되므로 분사수단(340)의 이동 속도가 균일하여 농작물 전 면적에 균일한 용량의 액체를 분사할 수 있다.
물론 상기 분사장치(300)는 스프링클러와 같이 기타 다른 장치로 대체될 수 있으며, 예시된 분사장치(300)로 제한을 하고자 하는 것은 아니다.
도 3 내지 도 7은 본 발명에 따른 액체 이송 및 고압 분사 장치의 사용상태도이다.
도 3을 참조하는 바와 같이, 제1, 4, 6밸브(1)(4)(6)를 개방한 상태에서 컴프레서(30)를 가동하면 흡기관(31)을 통해 제2저수탱크(20) 내부 공기가 흡입되고 압축된 공기는 배기관(32)을 통해 제1저수탱크(10) 내부로 주입된다.
이때 제2저수탱크(20) 내부는 진공(V) 상태가 되므로 별도의 펌프 없이 입수관(100)을 통해 자연스럽게 액체가 흡입되고, 반대로 제1저수탱크(10) 내부를 압력이 증가한다.
제2저수탱크(20)로 액체가 유입되기 전에 호퍼(21)에 액비나 농약 등의 약제를 투입하고 호퍼 밸브(21v)를 개방하여 제2저수탱크(20) 내로 약제를 투입할 수도 있고, 제2저수탱크(20) 내에 수위가 상승할 때 고수위 센서(23)에 다다르면 컴프레서(30) 작동을 중지하여 액체 유입을 중지시킬 수 있다.
또한, 제1저수탱크(10) 내부로 압축공기가 주입될 때 압력 게이지(15)가 설정 압력 이상 측정시 컴프레서(30)의 작동을 정지시킬 수도 있다.
도 4를 참조하는 바와 같이 분사장치(300)로의 배수를 위해 제2, 3, 5, 8밸브(2)(3)(5)(8)를 개방한 상태에서 컴프레서(30)를 가동하면, 제1저수탱크(10) 내의 압축공기가 흡기관(31)과 배기관(32)을 경유하여 제2저수탱크(20) 내부로 유입되며, 제2저수탱크(20) 내부에 충진되어 있던 액체는 압력(P)에 의해 배수관(200)으로 배출되어 분사장치(300)로 이송된다. 이와 같은 배수 작동과 동시에 제1저수탱크(10) 내부는 컴프레서(30)의 공기 흡입으로 인해 진공(V)이 되므로 입수관(100)을 통해 액체가 충전된다.
제2저수탱크(20) 내부 액체가 배수될 때 저수위 센서(24)는 저수위 감지시 제8밸브(8)를 폐쇄하여 수위가 필요 이상 낮아지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제1저수탱크(10)에 장착된 고수위 센서(13)에 의해 수위를 조절할 수 있다는 것과 호퍼(11)를 통해 액비나 농약 등의 약제를 제1저수탱크(10) 내부로 주입할 수 있다는 것은 앞서 제2저수탱크(20)에 관한 작동 설명과 같다.
도 5와 같이 제1저수탱크(10) 내부의 액체 배수를 위해 제1, 4, 6, 7밸브(1)(4)(6)(7)를 개방한 상태에서 컴프레서(30)를 가동하면, 제2저수탱크(20) 내의 압축공기가 흡기관(31)과 배기관(32)을 경유하여 제1저수탱크(10) 내부로 유입되며, 제1저수탱크(10) 내부에 충진되어 있던 액체는 압력(P)에 의해 배수관(200)으로 배출된다. 이와 같은 배수 작동과 동시에 제2저수탱크(20) 내부는 컴프레서(30)의 공기 흡입으로 인해 진공(V)이 되므로 입수관(100)을 통해 액체가 충전된다.
이와 같이 밸브의 개폐 상태에 따라 제1저수탱크(10)과 제2저수탱크(20) 내부로 각각 액체를 충전하고 배수시킬 수 있는 것이다.
이 과정에서 제1저수탱크(10) 또는 제2저수탱크(20) 내부에 주입한 농약이나 액비를 세척할 필요가 있다. 이를 위해
도 6을 참조하는 바와 같이 제2저수탱크(20) 내에 액체가 충진된 상태에서 제1저수탱크(10) 측의 노즐 밸브(12v)와 드레인 밸브(16v), 제2밸브(2) 및 외기 흡기관 밸브(33v)를 개방한 상태에서 컴프레서(30)를 가동하면, 외부 공기가 외기 흡입관(33)으로 유입되고, 컴프레서(30)에서 압축된 압축공기가 배기관(32)을 통해 액체가 충전된 제2저수탱크(20) 측으로 주입되며, 액체는 압력에 의해 배수관(200), 세척수 유로(12p), 세척 노즐(12)을 차례로 경유하여 제1저수탱크(10) 내부로 분사된다.
이렇게 분사된 액체에 의해 제1저수탱크(10) 내부에 잔존하는 약제가 세척되고, 이후 드레인(16)을 통해 외부로 배출될 수 있다.
도 7은 제1저수탱크(10) 내부에 액체가 충전된 상태에서 제2저수탱크(20) 내부를 세척하기 위한 것으로, 도시된 바와 같이 제1밸브(1), 외기 흡기 밸브(33v), 제2저수탱크(20) 측의 노즐 밸브(22v)와 드레인 밸브(26v)를 개방한 상태에서 컴프레서(30)를 가동하면, 외부 공기가 외기 흡입관(33)으로 유입되고, 컴프레서(30)에서 압축된 압축공기가 배기관(32)을 통해 액체가 충전된 제1저수탱크(10) 측으로 주입되며, 액체는 압력에 의해 배수관(200), 세척수 유로(22p), 세척 노즐(22)을 차례로 경유하여 제2저수탱크(20) 내부로 분사된다.
이렇게 분사된 액체에 의해 제2저수탱크(20) 내부에 잔존하는 약제가 세척되고, 이후 드레인(26)을 통해 외부로 배출될 수 있다.
이상의 설명은 비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허청구범위에 속함은 자명하다.
1 ~ 8: 제1 ~ 제8밸브
10: 제1저수탱크 11: 호퍼 11v: 호퍼 밸브
12: 세척 노즐 12v: 노즐 밸브
13: 고수위 센서 14: 저수위 센서 15: 압력 게이지
16: 드레인 16v: 드레인 밸브
20: 제2저수탱크 21: 호퍼 21v: 호퍼 밸브
22: 세척 노즐 22v: 노즐 밸브
23: 고수위 센서 24: 저수위 센서 25: 압력 게이지
26: 드레인 26v: 드레인 밸브
30: 컴프레서 31: 흡기관 32: 배기관
33: 외기 흡기관 33v: 흡기관 밸브
100: 입수관 200: 배수관
300: 분사장치 310: 레일 320: 링
330: 와이어 340: 분사 수단 350: 호스

Claims (7)

  1. 일측에 입수관(100)이 연결되고 저부에 배수관(200)이 연결된 제1저수탱크(10);
    일측에 입수관(100)이 연결되고 저부에 배수관(200)이 연결된 제2저수탱크(10);
    공기를 압축하기 위한 컴프레서(30)를 포함하고,
    상기 컴프레서는,
    상기 각 저수탱크(10)(20) 중 어느 하나의 내부 공기를 흡입 가능하게 마련된 흡기관(31)과 연결되고,
    상기 각 저수탱크(10)(20) 중 어느 하나로 압축 공기를 배기 가능하게 마련된 배기관(32)와 연결된 것을 특징으로 하는 컴프레서를 이용한 액체 이송 및 고압 분사 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 각 저수탱크(10)(20)에 약재를 주입 가능하게 하는 호퍼(11)가 구비된 것을 특징으로 하는 컴프레서를 이용한 액체 이송 및 고압 분사 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 각 저수탱크(10)(20)의 상부에 구비된 세척 노즐(12)(22)과,
    상기 각 저수탱크(10)(20)의 하부에 구비된 드레인(16)(26)과,
    상기 각 세척 노즐 및 상기 배수관(200)을 연결하는 세척수 유로(12p)(22p)와,
    상기 컴프레서(30)에 연결된 외기 흡기관(33)을 더 포함하되,
    상기 흡기관(31)을 폐쇄하고 컴프레서 작동시 외기 흡입관(33)으로 유입된 압축공기가 배기관(32)을 통해 액체가 충전된 저수탱크 측으로 주입되고, 액체는 압력에 의해 배수관, 세척수 유로, 세척노즐을 경유하여 타측 저수탱크로 분사 가능하게 된 것을 특징으로 하는 컴프레서를 이용한 액체 이송 및 고압 분사 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 각 저수탱크(10)(20)의 상하부에 각각 고수위 센서(13)(23) 및 저수위 센서(14)(24)가 구비되고, 상기 각 수위 센서는 컴프레서(30)의 작동을 제어하게 된 것을 특징으로 하는 컴프레서를 이용한 액체 이송 및 고압 분사 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 각 저수탱크(10)(20)에 내부 압력을 표시하는 압력 게이지(15)(25)가 구비되고, 각 저수탱크 내의 압력이 설정 압력 이상으로 초과시 컴프레서(30)의 작동을 정지하게 된 것을 특징으로 하는 컴프레서를 이용한 액체 이송 및 고압 분사 장치.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배수관(200)은 액체를 분사하는 분사장치(300)와 연결된 것을 특징으로 하는 컴프레서를 이용한 액체 이송 및 고압 분사 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 분사장치(300)는, 농작물의 시비(施肥), 농약살포 또는 급수를 위해 농작물 상에 가설된 레일(310)과,
    상기 레일(310)을 타고 왕복 이동 가능하게 마련된 복수 개의 링(320)과,
    상기 각 링(320)과 연결되어 링을 이동시키도록 모터와 회전드럼에 연결된 와이어(330)와,
    상기 와이어(330)와 연결되어 레일(310)을 타고 왕복 이동 가능한 분사수단(340)과,
    상기 분사수단(340)과 상기 배수관(200)을 상호 연결하는 호스(350)로 이루어진 것을 특징으로 하는 컴프레서를 이용한 액체 이송 및 고압 분사 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20200131084A (ko) * 2019-05-13 2020-11-23 주식회사 라이프이노베이션 유황 혼합 자동급수장치
AU2016358613B2 (en) * 2015-11-24 2022-08-04 Specialty Operations France Seed treatment method

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