KR20140006473U - 실린더 블록 및 이를 포함한 디젤 엔진용 냉각수 및 오일 순환 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 고안의 실시예는 실린더 블록 및 이를 포함한 디젤 엔진용 냉각수 및 오일 순환 시스템에 관한 것으로, 본 고안에 따른 실린더 블록은 내부에 복수의 실린더가 형성된 블록 본체와, 상기 블록 본체의 외측으로 돌출되며, 상기 블록 본체의 내부와 연통된 냉각수 통로가 형성된 챔버, 그리고 상기 챔버의 일영역에 배치되어, 상기 블록 본체 내부로 유입된 냉각수를 식혀주는 오일 쿨러를 포함한다.
또한, 디젤 엔진용 냉각수 및 오일 순환 시스템은 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 실린더 블록과, 상기 실린더 블록의 상부에 위치되는 실린더 헤드와, 상기 실린더 블록과 상기 실린더 헤드의 온도를 일정하게 유지하기 위한 냉각수 순환부, 그리고 상기 실린더 블록과 상기 실린더 헤드로 오일을 공급하는 오일 순환부를 포함한다.

Description

실린더 블록 및 이를 포함한 디젤 엔진용 냉각수 및 오일 순환 시스템{CYLINDER BLOCK AND SYSTEM FOR COOLANT AND OIL CIRCULATION OF DIESEL ENGINE USING THE SAME}
본 고안의 실시예는 디젤 엔진에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디젤 엔진의 오일 및 냉각수의 냉각 효율을 향상시킬 수 있는 실린더 블록 및 이를 포함한 디젤 엔진용 냉각수 및 오일 순환 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 디젤 엔진은 실린더 블록, 실린더 헤드, 피스톤, 크랭크축, 커넥팅로드, 및 캠 등과 같은 다양한 부품들로 구성된다. 이와 같은 부품들이 고속으로 작동되는 과정에서 서로 마찰되는 부분에는 반드시 열이 발생하게 되는데 이때 각 마찰부 및 습동부에는 오일을 사용하여 냉각 및 윤활 시킨다.
이때, 엔진의 각 부에 공급되고 남은 오일은 오일 팬으로 되돌아가는 동안에 방열되면서 냉각되지만 최근 고속회전으로 운용되는 엔진에서는 오일 팬에서 방열작용 만으로 오일을 냉각시키는 것이 충분하지 않기 때문에 별도의 오일 쿨러를 사용하고 있다.
일반적으로 오일 쿨러는 실린더 블록과 인접한 위치에 배치되거나, 실린더 블록보다 외측으로 많이 튀어나오도록 조립된다.
그러나, 상기와 같이 배치되는 오일 쿨러를 가지는 실린더 블록은 부분적으로 돌출되게 되어 형상이 전체적으로 커지고, 복잡한 구조로 형성되어 조립 또는 분해 작업 시 시간이 많이 소요되므로 작업자의 작업 능률이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 실린더 블록의 외부에 오일 쿨러가 배치되어 실린더 블록 내부를 거치는 오일과 비교적 고온의 냉각수와 직접 접촉되므로 냉각효율이 저하되는 문제점이 있다.
본 고안의 실시예는 오일 쿨러가 내장된 실린더 블록 및 이를 포함한 디젤 엔진용 냉각수 및 오일 순환 시스템을 제공한다.
본 고안의 실시예에 따르면 실린더 블록은, 내부에 복수의 실린더가 형성된 블록 본체와, 상기 블록 본체의 외측으로 돌출되며, 상기 블록 본체의 내부와 연통된 냉각수 통로가 형성된 챔버, 그리고 상기 챔버의 일영역에 배치되어, 상기 블록 본체 내부로 유입된 냉각수를 식혀주는 오일 쿨러를 포함한다.
상기 챔버 내부로 이물질이 유입되는 것을 차단하는 커버를 더 포함하며, 상기 커버는 상기 챔버와 볼트체결될 수 있다.
상기 오일 쿨러는 상기 챔버로부터 연통된 상기 블록 본체의 내부로 흐르는 냉각수의 유동방향과 직각으로 배치될 수 있다.
또한, 본 고안의 실시예에 따르면 디젤 엔진용 냉각수 및 오일 순환 시스템은 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 실린더 블록과, 상기 실린더 블록의 상부에 위치되는 실린더 헤드와, 상기 실린더 블록과 상기 실린더 헤드의 온도를 일정하게 유지하기 위한 냉각수 순환부, 그리고 상기 실린더 블록과 상기 실린더 헤드로 오일을 공급하는 오일 순환부를 포함한다.
상기 냉각수 순환부는 상기 블록 본체의 상기 실린더의 주변에 형성된 워터 재킷과, 상기 워터 재킷을 거친 냉각수를 냉각시키는 라디에이터와, 상기 라디에이터에서 냉각된 냉각수를 상기 실린더 블록 및 상기 실린더 헤드에 공급하는 워터 펌프를 포함한다.
상기 워터 재킷과 상기 라디에이터 사이에 배치되는 서모스탯을 더 포함하고, 상기 서모스탯에서 감지된 냉각수의 온도가 낮을 경우에는 상기 서모스탯이 폐쇠되어 상기 라디에이터로 냉각수가 공급되지 못하고, 냉각수의 온도가 높을 경우에는 상기 서모스탯이 개방되어 상기 라디에이터로 냉각수가 공급되도록 할 수 있다.
상기 라디에이터의 일측에 배치되어 상기 라디이에터의 냉각을 돕는 냉각팬을 더 포함할 수 있다.
상기 오일 윤활부는 내부에 오일을 저장하는 오일 팬과, 상기 오일 팬에 저장된 오일을 흡입하여 상기 실린더 블록 및 상기 실린더 헤드로 이송시키는 오일 펌프, 그리고 상기 오일 펌프에 의하여 상기 실린더 블록 및 상기 실린더 헤드에 공급되는 오일의 불순물을 제거하는 오일 필터를 포함하여, 상기 오일 필터를 통과한 오일은 상기 챔버의 내부에 배치된 오일 쿨러를 통과하고, 상기 오일 쿨러를 통과한 오일의 일부가 상기 실린더 블록과 상기 실린더 헤드에 각각 공급되며, 나머지는 상기 오일 팬으로 회수될 수 있다.
본 고안의 실시예들에 따르면, 실린더 블록 및 이를 포함한 디젤 엔진용 냉각수 및 오일 순환 시스템은 실린더 블록에 형성된 챔버 내부에 오일 쿨러가 배치되어, 실린더 블록의 외곽으로 돌출되는 돌출면이 감소되어 실린더 블록의 조립 및 분해 작업이 용이하다.
또한, 챔버 내부에 배치된 오일 쿨러가 실린더 블록의 내부로 흐르는 냉각수의 유동방향과 수직한 방향으로 배치되어 오일 쿨러를 통과하는 오일을 냉각킴으로써 오일 쿨러의 냉각 효율을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 오일 쿨러가 내장된 실린더 블록을 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 분해 및 결합 사시도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시한 실린더 블록을 포함한 디젤 엔진용 냉각수 및 오일 순환 시스템의 구성도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 고안의 실시예에 대하여 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 고안은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.
본 고안의 실시예는 본 고안의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 고안의 일 실시예에 따른 실린더 블록(101)을 설명한다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 실린더 블록(101)은 블록 본체(10), 챔버(12)를 포함한다.
블록 본체(10)는 엔진의 중심부로서, 모든 엔진의 부품은 블록 본체에 부착된다. 또한, 블록 본체(10)의 내부에는 복수의 실린더(11)형성된다. 여기서, 블록 본체(10)의 내부에 형성된 실린더(11)의 개수는 엔진의 크기에 따라 달라질 수 있다.
블록 본체(10)의 일부에는 블록 본체(10)의 외측으로 돌출된 챔버(12)가 형성된다. 챔버(12)는 블록 본체(10)의 횡방향으로 길쭉한 타원형으로 형성되며, 내부면의 일영역에는 단턱이 마련된다. 반드시 이에 한정된 것은 아니지만 본 고안의 일 실시예에 따른 챔버(12)는 "ㄴ" 형태와 비슷한 형상을 가진다.
"ㄴ" 형태의 챔버(12) 내부 일영역에는 오일 쿨러(120)가 배치된다. 오일 쿨러(120)는 엔진의 온도를 단계적으로 냉각시키거나 엔진으로 공급되는 오일의 온도를 일정하게 유지시키는 장치로서, 본 고안에 따른 오일 쿨러(120)는 복수의 격판을 가지는 팬-코일(pan-coil) 또는 플레이트(plate) 타입으로 형성된다.
이에 따라, 상기와 같은 오일 쿨러(120)는 오일 쿨러(120)에 냉각수가 직접적으로 접촉하게 되고, 접촉하는 냉각수의 면적이 증대되어 오일 쿨러(120)의 냉각 효율이 향상된다.
더불어, 오일 쿨러(120)는 블록 본체(10) 내부에 형성된 챔버(12)로 유입되어, 챔버(12)의 내부에 형성된 냉각수 통로(14)로 유동하는 냉각수의 유동방향과 수직 또는 직각으로 배치된다. 즉, 오일 쿨러(120)와 냉각수가 접촉하는 면적이 증가되어 냉각수로 인한 오일 쿨러(120)의 냉각 효율이 증가 될 수 있다.
블록 본체(10)의 외측으로 돌출된 챔버(12)의 내부로 이물질이 유입되는 것을 차단하는 커버(13)가 마련될 수 있다.
커버(13)는 블록 본체(10) 및 챔버(12)와 동일한 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 커버(13)는 챔버(12)와 형상 및 크기가 동일하게 형성된다. 이에 따라, 챔버(12) 내부의 압력이 유지되고 기밀(sealing)이 유지되어 챔버(12)내부로 이물질이 유입되는 것을 차단할 수 있다.
이때, 커버(13)와 챔버(12)는 체결수단(133)을 이용하여 고정된다. 본 고안의 반드시 이에 한정된 것은 아니며, 통상의 기술자에게 공지된 다양한 형태의 체결수단이 될 수 있다.
본 고안의 일 실시예에 따르면 커버(13)와 챔버(12)는 볼트 및 너트를 이용하여 볼트체결되는 것이 바람직하다. 구체적으로, 챔버(12)의 외측 둘레에는 복수의 결합홀(122)들이 형성된다. 챔버(12)를 덮는 커버(13)의 외측 둘레에도 챔버(12)의 결합홀(122)과 동일한 위치 및 동일한 개수의 결합홀(132)이 형성된다. 이에 따라, 챔버(12)의 결합홀(122)과 커버(13)의 결합홀(132)을 체결수단(133)을 통과시켜 챔버(12)와 커버(13)를 결합시킨다.
이때, 체결 수단(133)은 일반적인 볼트 형태일 수 있으며, 이는 본 고안에 한정된 것은 아니며 통상의 기술자에게 공지된 다양한 형태의 체결 수단(133)으로 사용할 수 있다.
또한, 오일 쿨러(120)는 블록 본체(100)로 유동되는 냉각수와 수직으로 접촉되도록 배치되어 냉각수에 의한 오일 쿨러(120)의 냉각 효율을 향상 시킬 수 있다.
도 3을 참조하여 본 고안의 일 실시예에 따른 디젤 엔진용 냉각수 및 오일 순환 시스템(102)을 설명한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 디젤 엔진용 냉각수 및 오일 순환 시스템(102)은 실린더 블록(101), 실린더 헤드(20), 냉각수 순환부, 그리고 오일 순환부를 포함한다.
실린더 블록(101)은 블록 본체(10)와, 블록 본체(10)의 내부와 연통된 냉각수 통로(14)가 형성된 챔버(12), 그리고 챔버(12)의 일영역에 배치되는 오일 쿨러(120)를 포함한다. 여기서, 도 3에 도시한 실린더 블록(101)은 도 1 내지 도 2에 도시한 실린더 블록(101)과 같다.
실린더 헤드(20)는 실린더 블록(101)의 상부에 위치된다. 도 3에 도시하지는 않았지만 실린더 헤드(20)는 실린더 블록(101)의 내부에 형성된 실린더(11)와 함께 연소실을 형성하고 흡입, 배기 통로를 개방하는 밸브 기구가 형성된다.
상기 실린더 블록(101)과 상기 실린더 헤드(20)의 온도를 일정하게 유지하기 위한 냉각수가 순환된다.
냉각수 순환부는 워터 재킷(16), 라디에이터(60), 워터 펌프(70)를 포함한다.
워터 재킷(16)은 블록 본체(10)의 실린더(11) 주변에 형성된다. 워터 재킷(16)은 실린더 블록(101)과 실린더 헤드(20)에 설치되며, 실린더 블록(101) 또는 실린더 헤드(20)와 일체로 주조된다. 또한, 워터 재킷(16)에는 냉각수가 통과되어 실린더(11)의 벽, 밸브 시트, 밸브 가이드, 및 연소실과 접촉하여 열을 흡수한다.
라디에이터(60)는 실린더 블록(101) 및 실린더 헤드(20)에서 가열된 냉각수를 냉각시킨다. 여기서, 라디에이터(60)는 큰 방열 면적을 가지고 대량의 냉각수를 받아들이는 일종의 탱크이다.
워터 펌프(70)는 실린더 블록(101)의 앞쪽에 배치되어 냉각수를 강제로 순환시킨다. 즉, 라디에이터(60)에서 냉각된 냉각수를 실린더 블록(101) 및 실린더 헤드(20)에 형성된 워터 재킷(16)으로 물을 공급한다.
이때, 냉각수 순환부는 서모 스탯(80)을 더 포함할 수 있다.
서모 스탯(80)은 워터 재킷(16)은 실린더 블록(101) 및 실린더 헤드(20)와 라디에이터(60) 사이에 배치된다. 순환하는 냉각수의 온도 변화에 따라 자동적으로 개폐하여 라디에이터(60)로 흐르는 유량을 조절함으로써 냉각수의 적정온도를 유지하는 역할을 한다.
즉, 서모스탯(80)이 순환하는 냉각수의 온도를 감지하여 감지된 냉각수의 온도가 낮을 경우에는 서모 스탯(80)이 닫히게 되어 라디에이터(60)로 냉각수가 흐르지 못하게 한다. 또한, 냉각수가 낮은 온도에서 높은 온도로 점차 상승되면 서모 스탯(80)도 열리고, 냉각수의 온도가 점차 상승되어 정상 온도가 되면 서모 스탯(80)이 완전히 개방되어 냉각수가 라디에이터(60)로 순환된다.
또한, 냉각수 순환부는 라디에이터(60)의 일측에 냉각팬(62)이 배치된다. 냉각팬(62)은 라디에이터(60)로 유입되는 냉각수의 냉각을 돕는다.
상기의 구성에 따라 디젤 차량용 냉각수 순환부는 엔진이 시동된 후에 냉각수 온도가 낮을 경우에는 냉각수를 라디에이터(60)를 거치지 않고 워터 펌프(70)를 통해 실린더 블록(101) 및 실린더 헤드(20)로 공급된다. 냉각수 온도가 어느 정도 올라가게 되면 서모스탯(80)이 개방되어 라디에이터(60)로 냉각수가 흘러들어가게 되고, 라디에이터(60)를 통하여 냉각된 냉각수는 워터 펌프(70)를 통하여 실린더 블록(101) 및 실린더 헤드(20)로 공급된다.
오일 순환부는 오일 팬(30), 오일 펌프(40), 오일 필터(50)를 포함한다.
오일 팬(30)은 실린더 블록(101)의 하부에 위치되며, 내부에는 오일을 저장하는 공간이 형성된다.
오일 펌프(40)는 오일 팬(30)에 저장된 오일을 흡입하여 실린더 블록(101) 및 실린더 헤드(20)로 이송시킨다. 즉, 오일 펌프(40)는 엔진의 크랭크 케이스(도시하지 않음)의 내부 또는 외부에 설치되어 오일 팬(30)내의 오일을 흡입, 가압하여 엔진의 각 윤활부로 공급한다.
실린더 블록(101) 및 실린더 헤드(20)로 오일을 공급하기 전에, 오일 내에 함유된 불순물을 제거하기 위하여 오일 필터(50)를 거치게 된다.
엔진의 각 윤활부를 거치는 오일 내에는 마찰에 의한 마모로 생기는 금속 분말과 연료와 오일의 연소에 의하여 생성되는 탄소성분 또는 침천물 등의 불순물이 포함되어 있을 수 있으므로, 오일 필터(50)를 거치는 것이 바람직하다.
본 고안의 일 실시예에 따른 오일 필터(50)는 종이, 면사, 금망 등의 통상의 기술자에게 공지된 다양한 재료가 사용될 수 있다.
본 고안의 일 실시예에 따른 오일 순환부는 오일 팬(30)에 저장된 오일을 오일 펌프(40)에 의하여 흡입된다. 흡입된 오일 내의 불순물을 제거하기 위하여 오일 필터(50)를 통과하고, 상기 오일 필터(50)를 통과한 오일은 실린더 블록(101)의 내부의 형성된 챔버(12)의 일영역에 배치된 오일 쿨러(120)를 통과한다. 오일 쿨러(120)를 통과한 오일의 일부가 실린더 블록(101)과 실린더 헤드(20)에 각각 공급되며, 공급되고 남은 오일은 오일 팬(30)으로 회수된다.
이와 같은 구성에 의하여, 본 고안의 일 실시예에 따른 실린더 블록(101) 및 이를 포함한 냉각수 및 오일 순환 시스템(102)은 실린더 블록(101)의 내부에 별도의 챔버(12)가 형성되고, 챔버(12)의 일영역에 오일 쿨러(120)가 내장되어 실린더 블록(101)의 외곽으로 돌출되는 돌출면이 감소되고 이로 인해 실린더 블록(101)의 조립 및 분해 작업이 용이하다.
또한, 챔버(12) 내부에 배치된 오일 쿨러(120)가 실린더 블록(101)의 내부로 흐르는 냉각수의 유동방향과 수직한 방향으로 배치되어 오일 쿨러(120)를 통과하는 오일이 냉각되어 오일 쿨러(120)의 냉각 효율이 증대된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 설명하였지만, 본 고안이 속하는 기술분야의 당업자는 본 고안이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 고안의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 실용신안등록청구범위에 의하여 나타내어지며, 실용신안등록청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 고안의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
101: 실린더 블록 102: 냉각수 및 오일 순환 시스템
120: 오일 쿨러 122, 132: 결합홀
133: 체결 수단
10: 블록 본체 11: 실린더
12: 챔버 13: 커버
14: 냉각수 통로 16: 워터 재킷
20: 실린더 헤드 30: 오일 팬
40: 오일 펌프 50: 오일 필터
60: 라디에이터 62: 냉각팬(cooling fan)
70: 워터 펌프 80: 서모스탯

Claims (8)

  1. 내부에 복수의 실린더(11)가 형성된 블록 본체(10);
    상기 블록 본체(10)의 외측으로 돌출되며, 상기 블록 본체(10)의 내부와 연통된 냉각수 통로(14)가 형성된 챔버(12); 및
    상기 챔버(12)의 일영역에 배치되어, 상기 블록 본체(10) 내부로 유입된 냉각수를 식혀주는 오일 쿨러(120)
    를 포함하는 실린더 블록.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 챔버(12) 내부로 이물질이 유입되는 것을 차단하는 커버(13)를 더 포함하며, 상기 커버(13)는 상기 챔버(12)와 볼트체결되는 실린더 블록.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 오일 쿨러(120)는,
    상기 챔버(12)로부터 연통된 상기 블록 본체(10)의 내부로 흐르는 냉각수의 유동방향과 직각으로 배치되는 실린더 블록.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 실린더 블록(101);
    상기 실린더 블록(101)의 상부에 위치되는 실린더 헤드(20);
    상기 실린더 블록(101)과 상기 실린더 헤드(20)의 온도를 일정하게 유지하기 위한 냉각수 순환부; 및
    상기 실린더 블록(101)과 상기 실린더 헤드(20)로 오일을 공급하는 오일 순환부
    를 포함하는 디젤 엔진용 냉각수 및 오일 순환 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 냉각수 순환부는,
    상기 블록 본체(10)의 상기 실린더(11)의 주변에 형성된 워터 재킷(16);
    상기 워터 재킷(16)을 거친 냉각수를 냉각시키는 라디에이터(60);
    상기 라디에이터(60)에서 냉각된 냉각수를 상기 실린더 블록(101) 및 상기 실린더 헤드(20)에 공급하는 워터 펌프(70)
    를 포함하는 디젤 엔진용 냉각수 및 오일 순환 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 실린더 블록(101) 및 실린더 헤드(20)와 상기 라디에이터(60) 사이에 배치되는 서모스탯(80)을 더 포함하고,
    상기 서모스탯(80)에서 감지된 냉각수의 온도가 낮을 경우에는 상기 서모스탯(80)이 폐쇄되어 상기 라디에이터(60)로 냉각수가 공급되지 못하고, 냉각수의 온도가 높을 경우에는 상기 서모스탯(80)이 개방되어 상기 라디에이터(60)로 냉각수가 공급되도록 하는 디젤 엔진용 냉각수 및 오일 순환 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 라디에이터(60)의 일측에 배치되어 상기 라디이에터(60)의 냉각을 돕는 냉각팬(62)을 더 포함하는 디젤 엔진용 냉각수 및 오일 순환 시스템.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 오일 순환부는,
    내부에 오일을 저장하는 오일 팬(30);
    상기 오일 팬(30)에 저장된 오일을 흡입하여 상기 실린더 블록(101) 및 상기 실린더 헤드(20)로 이송시키는 오일 펌프(40); 및
    상기 오일 펌프(40)에 의하여 상기 실린더 블록(101) 및 상기 실린더 헤드(20)에 공급되는 오일의 불순물을 제거하는 오일 필터(50)
    를 포함하여,
    상기 오일 필터(50)를 통과한 오일은 상기 챔버(12)의 내부에 배치된 오일 쿨러(120)를 통과하고, 상기 오일 쿨러(120)를 통과한 오일의 일부가 상기 실린더 블록(101)과 상기 실린더 헤드(20)에 각각 공급되며, 나머지는 상기 오일 팬(30)으로 회수되는 디젤 엔진용 냉각수 및 오일 순환 시스템.
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