KR20140132953A - Finishing material for building with solar collector - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양열을 이용하여 에너지를 얻을 수 있는 건축용 마감재에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 태양열 반사경에 의하여 온도가 상승된 유체가 순환되는 집열 파이프가 건물의 외벽에 설치되면서 계절과 시간에 따라 변동하는 태양의 위치 즉, 태양광선의 방위각, 고도각에 따른 태양열의 변화에 따라 채광 및 집열이 고르게 수집되게 함으로써, 종래의 태양열 반사경보다 단위 면적당 더 많은 열효율을 얻을 수 있게 되고, 이러한 마감재가 파이프 연결수단에 의하여 다수개를 조립식으로 설치할 수 있게 되어 건축물의 벽면 마감재로 설치할 수 있는 태양열 집열 장치를 구비하는 조립식 건축용 마감재에 관한 것이다.The present invention relates to a building finishing material capable of obtaining energy using solar heat, more specifically, a heat collecting pipe in which a fluid having a temperature raised by a solar heat reflector is circulated is installed on an outer wall of a building, It is possible to obtain more thermal efficiency per unit area than the conventional solar reflector by collecting the light and the heat collecting evenly according to the position of the sun, that is, the azimuth angle of the sun ray and the altitude. And a solar heat collecting device that can be installed as a wall surface finishing material of a building.
최근에 자원의 고갈과 화석연료의 불완전연소에 의한 환경오염 문제가 심각한 사회적 문제로 대두되고 있어서 대체 에너지원 확보의 중요성이 부각되고 있다. 이에 따라 개발되고 있는 대체 에너지원으로는 태양열, 풍력, 파력, 지열 등을 이용하는 방법을 들을 수 있다. 여기서 풍력, 파력, 지열을 이용하는 방법은 에너지 발생의 근원이 특수하여 그 설비가 설치되는 장소가 특정한 위치에 한정되는 단점이 있다. 그러나 태양열을 이용하는 방법은 설비의 입지조건이 비교적 까다롭지 않으며, 공장은 물론이고 일반 상업용이나 주거용 건물에 부가적으로 설치할 수 있다는 활용상의 이점이 있다.
Recently, depletion of resources and environmental pollution caused by incomplete combustion of fossil fuels are emerging as serious social problems, and the importance of securing alternative energy sources is becoming more important. As an alternative energy source, solar, wind, wave, and geothermal energy can be used. Here, the method using wind power, wave power, and geothermal has a disadvantage in that the source of energy generation is special and the place where the facility is installed is limited to a specific location. However, the method using solar heat is advantageous in that it is relatively difficult to locate the facility, and can be additionally installed in general commercial or residential buildings as well as factories.
태양열 집열 장치에서 태양열 반사경은 일정한 면적을 가지고 태양에너지를 집열하는 것이고, 집열 파이프는 내부에 열교환 매체가 충진되어 상기 반사경을 통해 집열된 태양에너지의 열이 집열 파이프 내부의 열교환 매체로 흡수되게 하는 것이다.In the solar heat collecting device, the solar reflector collects solar energy with a certain area, and the heat collecting pipe is filled with a heat exchange medium so that the heat of solar energy collected through the reflector is absorbed into the heat exchange medium inside the heat collecting pipe will be.
이와 같은 태양열 집열 장치는 상기 반사경과 집열 파이프 내부의 열교환 매체 사이에서의 효과적으로 열전달이 이루어질 수 있게 하는 반사경의 집열 성능과 효율이 무엇보다 중요하다.
In such a solar heat collecting device, the heat collecting performance and efficiency of the reflector that enables efficient heat transfer between the reflector and the heat exchange medium inside the heat collecting pipe are important.
태양열 집열 장치에서 반사경은 태양에너지를 집열하기 위한 것으로서 제한된 설치공간 내에서 가능한 넓은 집열면적을 가져야 하며, 태양에너지가 조사되는 각도가 변화되어도 집열 파이프에 균일하게 집열될 수 있어야 한다. In a solar collector, the reflector is intended to collect solar energy. The reflector must have a large collecting surface area within a limited installation space, and even if the angle at which the solar energy is irradiated changes, the collector pipe must be uniformly collected.
그런데, 종래의 태양열 집열 장치는 반사경의 형상이 단순히 평판으로 형성되어 있어서 충분한 집열면적을 가질 수 없었다. 즉, 하루 중에서 시간이 경과함에 따라 태양 광선이 조사되는 각도가 변화되는 상황에서 반사경에 반사되는 태양 광선이 집열 파이프에 균일하게 조사되지 아니하여 집열능력이 현저하게 저하되는 문제점이 있었다.However, the conventional solar heat collecting device can not have a sufficient collecting area since the shape of the reflector is simply formed as a flat plate. That is, in a situation where the angle at which the sunlight is irradiated changes with the lapse of time in the day, the sunlight reflected by the reflector is not uniformly irradiated to the heat collecting pipe, and the heat collecting ability is remarkably lowered.
그리고 태양열을 이용하는 방법은 다른 대체 에너지 수단에 비하여 설비의 입지조건이 수월하고, 공장이나 건물에 부가적으로 설치할 수 있다는 활용상의 이점이 있으나, 반사경이 옥상이나 공한지 등에 설치되어야만 하는 설치공간의 제한상 문제점이 여전히 존재하였다.In addition, the method of using solar heat has advantages in that it can be installed in a plant or a building additionally, but the limitation of the installation space that the reflector must be installed on the roof or the public area The problem still exists.
본 발명은 종래의 태양열 반사경이 가지고 있는 저효율적인 집열능력을 개선하면서 건축용 자재로도 사용하여 제품 활용성 및 공간 활용성을 극대화 시키기 위하여 개발된 것이다.The present invention has been developed in order to maximize the product utilization and space utilization by using as a building material while improving the low efficient collecting ability of the conventional solar reflector.
이러한 본 발명의 목적은, 건축용 마감재에서 반구형의 형상으로 굴곡된 태양열 반사경에 의하여 태양에너지가 집열되게 하여 시간에 경과함에 따라서 태양열이 조사되는 각도가 기울어지는 상황에서도 지속적으로 충분한 집열능력을 발휘 할 수 있게 되어 종래의 평판형 반사경에 비해 단위면적당 입사광선의 영역을 확장시킴으로써 제한된 설치 공간에서 집열성능을 극대화 할 수 있는 태양열 집열 장치를 구비하는 건축용 마감재를 제공하고자 한다.It is an object of the present invention to provide a solar collecting apparatus capable of continuously collecting sufficient solar collecting power even in a situation where the solar irradiating angle is tilted with time as the sunlight is collected by a solar reflector bent in a hemispherical shape in a building finishing material And it is intended to provide a building finishing material having a solar heat collecting device capable of maximizing heat collecting performance in a limited installation space by extending the area of incident light per unit area as compared with a conventional planar reflector.
본 발명의 다른 목적은, 상기한 바와 같이 건축용 마감재에서 반구형의 형상으로 굴곡된 태양열 반사경에 의하여 태양에너지가 집열되게 하여 시간이 경과함에 따라서 태양열이 조사되는 각도가 기울어지는 상황에서도 지속적으로 충분한 집열능력을 발휘 할 수 있게 되어 종래의 평판형 반사경에 비해 단위면적당 입사광선의 영역을 확장시킴으로써 제한된 설치 공간에서 집열성능을 극대화하면서, 통상적인 태양열 집열 장치와 같이 건물의 옥상이나 공한지 등은 물론이고, 특히 건물의 외벽 마감재로 사용할 수 있게 되어 건물 벽체의 단열효과와 함께 공간 활용성을 향상시킬 수 있게 되면서, 하절기와 같이 난방이 필요없는 시기에는 태양열의 집열을 중지시킬 수도 있는 태양열 집열 장치를 구비하는 조립식 건축용 마감재를 제공하고자 한다.
It is another object of the present invention to provide a solar collecting apparatus capable of collecting solar energy by a solar reflector bent in a hemispherical shape in a building finishing material as described above, It is possible to maximize the heat collecting performance in a limited installation space by expanding the area of incident light per unit area as compared with the conventional planar reflector, and it is possible to provide a solar heat collecting device as well as a roof of a building, It is possible to improve the space utilization as well as the insulation effect of the building wall by making it possible to use it as an outer wall finish material of a building. Therefore, it is possible to provide a solar cell module having a solar heat collecting device capable of stopping the collection of solar heat, To provide a finishing material for construction.
본 발명의 개발 목적을 실현하는 기술적인 특징은 :Technical features realizing the development objective of the present invention include:
프레임과; A frame;
반구형 형상이 다단계로 형성되어 일정 길이가 상기 프레임에 회전 가능하게 설치되어 입사되는 태양광선을 열에너지로 변환시키는 반사경과;A reflector for forming a hemispherical shape in multiple steps and having a predetermined length rotatably mounted on the frame and converting incident sunlight into heat energy;
상기 반사경의 굴곡된 반사표면으로부터 반사되는 태양에너지가 서로 간섭되지 않도록 반사경의 반사표면에 근접하게 위치하여 반사경으로부터 열에너지가 입사되어 내부에서 순환되는 열교환 매체의 열교환이 이루어지는 집열 파이프와; A heat collecting pipe disposed adjacent to a reflecting surface of the reflector so that solar energy reflected from the curved reflecting surface of the reflector does not interfere with each other, heat exchange is performed between the heat exchange medium in which heat energy is incident from the reflector,
상기 반사경과 상기 집열 파이프를 밀폐시키면서 반사경으로 태양열을 투과시킬 수 있도록 상기 프레임의 전면과 후면에 고정되는 투명판과;A transparent plate fixed to front and rear surfaces of the frame so as to seal the reflector and the heat collecting pipe and to transmit solar heat to a reflector;
상기 반사경과, 집열 파이프와, 투명판이 조립체를 이루는 다수개의 프레임이 연속적으로 설치될 수 있도록 집열 파이프를 연결하는 접속수단을 구비하여 조립식으로 설치되는 것을 특징으로 하는 것이다.And a connecting means for connecting the heat collecting pipe so that a plurality of frames constituting the assembly of the transparent plate can be continuously installed.
이와 같은 본 발명은 시간이 경과함에 따라 변화하는 태양광선의 입사 각도에 대응하여 집열 파이프의 뒤쪽으로 통과하는 태양광선의 입사각을 증대하여 반사되는 태양열이 집열 파이프의 뒤쪽으로 전달될 수 있게 하여 충분한 집열 능력을 발휘하게 된다.According to the present invention, the incident angle of the sunlight passing through the rear of the heat collecting pipe is increased corresponding to the angle of incidence of the sunlight as time elapses, so that the reflected solar heat can be transmitted to the rear of the heat collecting pipe, I will show my ability.
또한, 건물의 이중 또는 다중 유리벽 내부에 설치하거나 벽체의 마감재로 설치하여 벽체에서의 단열효과도 나타낼 수 있게 되며, 반사경이 회전 가능하게 설치됨에 따라 반사경의 위치를 변경시켜서 태양열이 집열되지 않게 할 수도 있다.In addition, it can be installed in the double or multiple glass walls of the building or as a finishing material of the wall to show the heat insulation effect on the wall. Also, since the reflector is rotatably installed, the position of the reflector is changed, It is possible.
또한 본 발명은 바깥쪽 측면에서 대향하는 면에 삽입홈과 삽입돌기를 형성하여 블록 타입으로 연속적으로 결합되면서, 집열 파이프는 공지된 파이프 이음 수단에 의하여 연결되어 열교환 매체가 순환되게 하여 조립식 건축용 마감재로 사용할 수 있게 되는 것이다.
Further, according to the present invention, the insertion grooves and the insertion protrusions are formed on the opposite sides of the outer side surface and are continuously connected in a block type, and the heat collection pipes are connected by known pipe joining means to circulate the heat exchange medium, So that it can be used.
본 발명은 반사경의 기하학적인 구조의 형상, 즉, 반사경이 원호 형상의 굴곡을 갖도록 형성되어 종래의 평판형 반사경에 비해 단위면적당 집열면적이 높아지고 제한된 설치공간에서 집열성능을 극대화 할 수 있으며, 건축물에서 벽체의 마감재로 사용됨으로써 별도의 설치 공간을 필요치 않게 되어 단열효과를 나타내는 건축자재와 태양열 집열 장치라는 서로 다른 목적을 하나의 제품을 통하여 구현할 수 있게 되는 것이다.
In the present invention, the shape of the geometrical structure of the reflector, that is, the reflector is formed to have an arcuate curvature, so that the heat collecting surface area per unit area is higher than that of the conventional flat reflector and the heat collecting performance can be maximized in a limited installation space. As a finishing material for the wall, it is not necessary to have a separate installation space, and it is possible to realize the different purpose of the building material and the solar heat collecting device which show the heat insulating effect through one product.
도 l은 본 발명이 적용되는 건축용 마감재를 분해한 입체도
도 2는 본 발명이 적용되는 건축용 마감재의 정면도
도 3은 본 발명이 적용된 건축용 마감재의 단면도
도 4는 도 3의 A부를 확대한 도면
도 5는 본 발명에서 반사경의 다른 실시예응 나타낸 일부 확대 단면도
도 6은 본 발명이 건축용 마감재로 사용되는 일례를 나타낸 일부 단면도
도 7은 본 발명이 시공되는 상태의 일례를 나타낸 정면도Fig. 1 is a perspective view of a three-dimensional figure obtained by disassembling a construction finishing material to which the present invention is applied
Fig. 2 is a front view of a finishing material for construction to which the present invention is applied
3 is a cross-sectional view of a building finish material to which the present invention is applied
4 is an enlarged view of part A of Fig. 3
5 is a partially enlarged cross-sectional view showing another embodiment of the reflector in the present invention
6 is a partial cross-sectional view showing an example in which the present invention is used as a construction finish material
7 is a front view showing an example of a state in which the present invention is applied;
본 발명의 개발 목적을 실현하는 기술적인 특징과 장점들은 첨부된 도면에 의하여 설명되는 실시예에 의하여 명확하게 설명될 것이다.Technical features and advantages of realizing the development objective of the present invention will be clearly described by the embodiments explained by the attached drawings.
다음에서 본 발명의 실시예를 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
도 1은 본 발명을 분해한 입체도를 나타so고 있다. 이 도면에서 보는 바와 같이 본 발명의 태양열 집열 장치를 구비하는 건축용 마감재는 프레임(10), 반사경(20), 집열 파이프(30), 전면패널(40), 후면패널(50), 그리고 파이프 접속수단으로 구성된다.Figure 1 shows the stereochemistry in which the present invention is exploded. As shown in this drawing, the building finishing material having the solar heat collecting device of the present invention includes a
프레임(10)은 전면과 후면에 형성되는 고정홈(100, 101)에 고정되는 투명판(40, 50)사이에 반사경(20)과 집열 파이프(30)가 설치되는 공간을 형성한다.The
반사경(20)은 태양에너지를 집열하기 위한 것으로서, 반사표면에서 집열면적을 높일 수 있도록 길이 방향으로 횡단면의 형상이 반구형의 형상으로 되어 연속적으로 다수개가 층상을 이루며 형성되며, 하절기 또는 태양열의 집열을 하지 않아도 될 경우에는 도 3의 (나)에서 보는 바와 같이 반사경(20)을 회전시켜서 집열이 안되도록 할 수도 있다. The
상기한 반사경(20)은 도 5에서 보는 바와 같이 반사표면이 반타원형으로 되는 반사경(20a)으로 될 수도 있다.The reflecting
집열 파이프(30)는 열전달 성능이 우수한 알루미늄이나 구리 등과 같은 금속재로 되면서 다층구조로 되는 상기 반사경(10)의 곡면이 형성하는 길이 방향을 따라 길게 형성되어 층상을 이루는 반사경(10)에 배치되고, 각 층을 연결하는 양쪽 단부가 둥글게 사행형상(蛇行形狀)으로 연결되도록 형성되면서, 반사경(20)과 일정한 거리를 두면서 대략 반구형의 곡면을 형성하는 중심 부위에 위치하여 상기 반사경(10)을 통해 집열된 태양에너지의 열이 내부에 순환되는 열교환 매체로 흡수될 수 있도록 한다.The
전면패널(40)과 후면패널(50)은 각각 프레임(10)의 전면과 후면에 기밀을 유지할 수 있게 고정되어 반사경(10)과 집열 파이프(30)가 설치된 내부공간에 복사열에 의한 집열 파이프(30)의 집열효율을 향상시킨다.The
특히 전면패널(40)은 태양에너지의 투광성을 고려하여 투명한 합성수지재, 또는 유리로 형성된다.Particularly, the
파이프 접속방법은 플랜지 커플링(flange coupling), 나사형 파이프 이음, 신축이음, 소켓 삽입이음 등과 같은 통상적인 방법으로부터 선택되는 구조로 접속될 수 있다.The pipe connection method can be connected to a structure selected from conventional methods such as flange coupling, threaded pipe joint, stretch joint, socket insert joint, and the like.
이러한 본 발명은 주로 건축물의 콘크리트 벽체(W) 마감재로 사용되며, 의도하는 바에 따라서 창호로 사용될 수도 있다.The present invention is mainly used as a finishing material for a concrete wall (W) of a building, and may be used as a window as intended.
또한 본 발명은 하나의 단일 프레임에 의하여 시공될 수 있고, 다수개의 프레임이 조합되는 상태로 구성될 수도 있다. 도 6은 다수개의 프레임이 조합되는 사시도를 나타내고 있다.In addition, the present invention can be constructed by one single frame or a combination of a plurality of frames. 6 shows a perspective view in which a plurality of frames are combined.
이렇게 다수개의 프레임이 조합될 경우에는 후면패널(50)의 바깥쪽 표면에서 대향하는 면에 삽입홈(500)과 삽입돌기(501)를 형성하여 블록 타입으로 연속적으로 결합될 수 있게 되고, 집열 파이프(30)는 용접, 커플링, 또는 소켓 이음과 같은 통상적인 파이프 이음 방법에 의하여 연결되어 열교환이 이루어진 열교환 매체가 사용처로 공급된 다음 순환되도록 구성된다.When a plurality of frames are combined, the
이와 같은 본 발명은 반사경(20)에 의하여 집열 파이프(30)에 태양열이 집열되어 집열 파이프(30) 내부에서 순환하는 열교환 매체의 온도를 상승시키게 되고, 제어 시스템에 의하여 순환하는 열교환 매체가 사용처로 공급되는 것이다.According to the present invention, the solar heat is collected in the heat collecting pipe (30) by the reflector (20), the temperature of the heat exchanging medium circulated inside the heat collecting pipe (30) is raised, and the heat exchanging medium circulated by the control system Is supplied.
이때 도 5에서 보는 바와 같이 반사경(20)은 일출에서 일몰시까지 위치가 변경되는 태양으로부터 조사되는 태양열의 방향과 각도가 바뀌어도 반구형 형상의 반사경(20)에 입사된 다음 반사되는 태양에너지가 집열 파이프(30)의 뒤쪽에 조사되어 집열효과가 증대될 수 있게 된다.As shown in FIG. 5, even if the direction and angle of the solar heat irradiated from the sun whose position changes from sunrise to sunset are changed, the
도면에 의하여 본 발명이 시공되는 상태를 설명한 것은 단지 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 본 발명의 기술적 구성을 한정하는 것이 아니다. 따라서 의도하는 바에 따라 본 발명의 기술적 범위 내에서 다양한 조립 시공 형태가 있을 수 있으며, 그러한 시공방법은 본 발명의 기술적 범위 내에 포함된다.
It should be understood that the drawings are not intended to limit the scope of the present invention. Accordingly, various assembly forms may be used within the technical scope of the present invention as intended, and such construction methods are included within the technical scope of the present invention.
10 : 프레임 20, 20a : 반사경
30 : 집열 파이프 40 : 전면패널
50 : 후면패널 100, 101 : 고정홈
500 : 삽입홈 501 : 삽입돌기10:
30: heat collecting pipe 40: front panel
50:
500: insertion groove 501: insertion projection
Claims (3)
반구형 형상이 다단계로 형성되어 일정 길이가 상기 프레임(10)에 회전 가능하게 설치되어 입사되는 태양광선을 열에너지로 변환시키는 반사경(20, 20a)과;
상기 반사경(20, 20a)의 굴곡된 반사표면으로부터 반사되는 태양에너지가 서로 간섭되지 않도록 반사경(20, 20a)의 반사표면에 근접하게 위치하여 반사경(20, 20a)으로부터 열에너지가 입사되어 내부에서 순환되는 열교환 매체의 열교환이 이루어지는 집열 파이프(30)와;
상기 반사경(20, 20a)과 상기 집열 파이프(30)를 밀폐시키면서 반사경(20, 20a)으로 태양열을 투과시킬 수 있도록 상기 프레임(10)의 전면에 고정되는 투명판(40)과;
상기 반사경(20, 20a)과, 집열 파이프(30)와, 투명판(40)이 조립체를 이루는 다수개의 프레임(10)이 연속적으로 설치될 수 있도록 상기 집열 파이프(30)를 연결하는 접속수단을 구비하여 조립식으로 설치되는 것을 특징으로 하는 태양열 반사경을 구비하는 조립식 건축용 마감재.
A frame 10;
A reflector (20, 20a) having a hemispherical shape formed in multiple stages and having a predetermined length rotatably installed in the frame (10) and converting incident sunlight into thermal energy;
The solar energy reflected from the curved reflecting surfaces of the reflecting mirrors 20 and 20a is located close to the reflecting surface of the reflecting mirrors 20 and 20a so that the solar energy is incident on the reflecting mirrors 20 and 20a, A heat collecting pipe (30) for heat exchange of the heat exchange medium;
A transparent plate 40 fixed to the front surface of the frame 10 so as to transmit solar heat to the reflectors 20 and 20a while sealing the reflectors 20 and 20a and the heat collecting pipe 30;
A connection means for connecting the heat collecting pipe 30 so that a plurality of frames 10 constituting an assembly of the reflectors 20 and 20a, the heat collecting pipe 30 and the transparent plate 40 can be continuously installed, Wherein the solar reflector is installed in a prefabricated manner.
반사경(20, 20a)의 반사표면이 반구형과 반타원형에서 선택되는 것을 특징으로 하는 태양열 반사경을 구비하는 조립식 건축용 마감재.
The method according to claim 1,
Characterized in that the reflective surfaces of the reflectors (20, 20a) are selected from a hemispherical shape and a semi-elliptical shape.
후면패널(50)의 바깥쪽 측면에서 대향하는 면에 삽입홈(500)과 삽입돌기(501)를 형성하여 블록 타입으로 연속적으로 결합되면서, 집열 파이프(30)는 공지된 파이프 이음 수단에 의하여 연결되어 열교환 매체가 순환되는 것을 특징으로 하는 태양열 반사경을 구비하는 조립식 건축용 마감재.
The method according to claim 1,
The heat collecting pipe 30 is connected to the heat collecting pipe 30 by means of a known pipe joining means while the inserting groove 500 and the inserting protrusion 501 are formed on the opposite sides of the outer side surface of the rear panel 50, So that the heat exchange medium is circulated.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130052339A KR20140132953A (en) | 2013-05-09 | 2013-05-09 | Finishing material for building with solar collector |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020130052339A KR20140132953A (en) | 2013-05-09 | 2013-05-09 | Finishing material for building with solar collector |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20140132953A true KR20140132953A (en) | 2014-11-19 |
Family
ID=52453733
Family Applications (1)
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| KR1020130052339A KR20140132953A (en) | 2013-05-09 | 2013-05-09 | Finishing material for building with solar collector |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| KR (1) | KR20140132953A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160002409U (en) * | 2014-12-31 | 2016-07-08 | 손세중 | Snow removal box |
-
2013
- 2013-05-09 KR KR1020130052339A patent/KR20140132953A/en not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR20160002409U (en) * | 2014-12-31 | 2016-07-08 | 손세중 | Snow removal box |
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