KR20150028027A - 드라이아이스 펠릿 제조장치 - Google Patents

드라이아이스 펠릿 제조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내부에 두 개 이상의 액체 탄산가스 원료공급관이 구비되고, 스노우 챔버부의 온도를 유지하기 위해 챔버부 외주면을 코일로 성형한 온도조절히터를 구비하여 일정시간에 보다 많은 양의 드라이아이스 펠릿을 효율적으로 제조할 수 있는 드라이아이스 펠릿 제조장치에 관한 것으로서, 그 구성은 유량을 조절하는 밸브의 일측으로 주입되는 액체 탄산가스가 원료 공급관을 통해 스노우 챔버부 내부로 유입되고, 스노우 챔버부 내부로 유입된 액체 탄산가스 일부는 스노우로 나머지는 기체로 기화되며 이 기화된 기체는 리사이클관을 통해 배출되며, 스노우 챔버부 내부에서 생성된 스노우가 쌓여짐에 따라 그 자중에 의해 낙하되는 스노우가 유압 피스톤부에 의해 다져져 드라이아이스로 생성되고, 모터 구동에 따라 유압 피스톤부에 의해 다져진 드라이아이스가 일정한 크기와 동일한 형상으로 배출되도록 동일한 크기를 갖는 성형 홈이 일정 간격으로 다수 형성된 펠릿 토출구로 구성되고, 상기 밸브가 개폐됨에 따라 공급되는 액체 탄산가스가 상기 스노우 챔버부 내부로 유입될 때 상기 밸브와 일체로 형성되고 상기 스노우 챔버부 상면과 2개로 분리되어 형성된 원료공급관을 통해 액체 탄산가스가 유입되고, 상기 스노우 챔버부 상면과 결합되고 상기 밸브와 일체로 형성된 원료공급관의 일단과 결합된 리사이클관을 통해 스노우 챔버부 내부에 기화된 기체를 배출하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

드라이아이스 펠릿 제조장치{Dry Ice Pelletizer}
본 발명은 드라이아이스 펠릿 제조장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 내부에 두 개 이상의 액체 탄산가스 원료공급관이 구비되고, 스노우 챔버부의 온도를 유지하기 위해 챔버부 외주면을 코일로 성형한 온도조절히터를 구비하여 일정시간에 보다 많은 양의 드라이아이스 펠릿를 효율적으로 제조할 수 있는 드라이아이스 펠릿 제조장치에 관한 것이다.
드라이아이스(Dry Ice)는 이산화탄소 가스의 고화상태를 말하는 것으로 예로부터 주로 냉장 및 냉동에 주로 사용되거나 승화시 만드는 안개를 이용하는 등 그 응용이 제한되어 왔다. 그러나 최근 드라이아이스 펠릿(Pellet)을 이용한 표면세정 기술이 고성능, 범용성, 저공해성으로 입증된 뒤로 이의 응용이 활발해지고 있다.
도 1은 종래의 펠릿 제조장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다. 도 1에 도시된 바를 참조하면, 액체탄산 저장기(140)는 액체 이산화탄소 투입을 위해 주입부(145)를 개재하여 실린더(100)와 연결된다. 챔버(100)는 눈 모양의 드라이아이스 생성하는 과정에서 발생하는 탄산가스의 배출을 위한 배출구(110)를 지닌다. 실린더(100)의 전방에는 피스톤(130)의 힘으로 사출할 수 있도록 다수개의 관통공(125)이 형성되는 토출구(120)를 지닌다. 피스톤(130)은 강력한 사출력을 발생하도록 유압장치(150)에 연결된다.
이와 같이 전체적으로 하나의 장치로 되어 있는 종래의 펠릿 제조기의 작동에 있어서, 액체 이산화탄소 저장기(140)에 고압으로 액화된 이산화탄소 가스를 대기압으로 분출하여 눈의 형태를 만들고 이를 챔버(100)안에 주입하여 유압장치(150)에 연결된 피스톤(130)으로 압출하여 드라이아이스 펠릿(P)을 생성한다.
그러나, 상술한 구조의 종래 펠릿 제조장치는 액체탄산 저장기(140)에 저장된 액체 이산화탄소가 단일노즈의 주입부(145)를 통해 주입되고, 단일 구조의 피스톤(130)과 그에 상응하는 토출구(120)에 의해, 일정한 시간에 한정된 양의 드라이아이스 펠릿(P)만을 생산할 수 있게 된다. 이때, 상기 챔버(100) 내부로 액체 이산화탄소가 공급될 때 상기 액체 이산화탄소 중 50%만이 스노우로 생성되고, 나머지 50%는 기화되어 생성된 기체가 기체 배출구를 통해 배출될 때 이미 생성된 스노우의 상당 부분이 기체에 혼재되어 함께 배출되는 문제점이 있었다.
또한, 상기 챔버 내부에서 스노우가 생성될 때 상기 스노우가 챔버 내부면에 응고 즉, 얼은 상태로 달라 붙게되어 그 자중에 의해 낙하되질 않는 경우가 발생하고, 그에 따라 상기 드라이아이스 펠릿(P)이 생산되어 보내지게 되는 블라스팅 장치(미도시)에 드라이아이스 펠릿(P)을 효율적으로 공급하지 못하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 내부에 두 개 이상의 액체 탄산가스 원료공급관이 구비되고, 스노우 챔버부의 온도를 유지하기 위해 챔버부 외주면을 코일로 성형한 온도조절히터를 구비하여 일정시간에 보다 많은 양의 드라이아이스 펠릿을 효율적으로 제조할 수 있는 드라이아이스 펠릿 제조장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 스노우 챔버부 내부로 액체 탄산가스가 "n"자 형으로 분리되어 형성된 원료공급관을 통해 스노우 챔버부로 유입되어 액체 탄산가스를 대량으로 유입가능하여 스노우 챔버부에 많은 양의 스노우가 쌓여지므로 유압 피스톤부의 동작에 따라 많은 양의 드라이아이스 펠릿을 생성할 수 있는 드라이아이스 펠릿 제조장치를 제공하기 위한 것이다.
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 드라이아이스 펠릿 제조장치는, 유량을 조절하는 밸브의 일측으로 주입되는 액체 탄산가스가 원료 공급관을 통해 스노우 챔버부 내부로 유입되고, 상기 스노우 챔버부 내부로 유입된 액체 탄산가스 일부는 스노우로 나머지는 기체로 기화되며 이 기화된 기체는 리사이클관을 통해 배출되며, 상기 스노우 챔버부 내부에서 생성된 스노우가 쌓여짐에 따라 그 자중에 의해 낙하되는 스노우가 유압 피스톤부에 의해 다져져 드라이아이스로 생성되고, 모터 구동에 따라 상기 유압 피스톤부에 의해 다져진 드라이아이스가 일정한 크기와 동일한 형상으로 배출되도록 동일한 크기를 갖는 성형 홈이 일정 간격으로 다수 형성된 펠릿 토출구로 이루어진 드라이아이스 펠릿 제조장치에 있어서, 상기 밸브가 개폐됨에 따라 공급되는 액체 탄산가스가 상기 스노우 챔버부 내부로 유입될 때 상기 밸브와 일체로 형성되고 상기 스노우 챔버부 상면과 2개로 분리되어 형성된 원료공급관을 통해 액체 탄산가스가 유입되는 것을 특징으로 한다.
이때, 본 발명의 부가적인 특징에 따르면, 상기 스노우 챔버부 상면과 결합되고 상기 밸브와 일체로 형성된 원료공급관의 일단과 결합된 리사이클관을 통해 스노우 챔버부 내부에 기화된 기체를 배출하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 부가적인 특징에 따르면, 상기 스노우 챔버부 상면에 결합되고 원료공급관의 일단과 결합되는 리사이클관이 상기 스노우 챔버부 내부 중심에 위치되되, 상기 스노우 챔버부 상면과 2개로 분리되어 형성된 원료공급관과 이격되어 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 부가적인 특징에 따르면, 상기 스노우 챔버부 내부로 유입되는 액체 탄산가스의 스노우 상태를 활성화 하기 위해 스노우 챔버부 외주면을 코일(coil)로 성형하여 온도를 유지하는 온도조절히터를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 드라이아이스 펠릿 제조장치는, 내부에 두 개 이상의 액체 탄산가스 원료공급관이 구비되고, 스노우 챔버부의 온도를 유지하기 위해 챔버부 외주면을 코일로 성형한 온도조절히터를 구비하여 일정시간에 보다 많은 양의 드라이아이스 펠릿을 효율적으로 제조할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 드라이아이스 펠릿 제조장치는 스노우 챔버부 내부로 액체 탄산가스가 "n"자 형으로 분리되어 형성된 원료공급관을 통해 스노우 챔버부로 유입되어 액체 탄산가스를 대량으로 유입가능하여 스노우 챔버부에 많은 양의 스노우가 쌓여지므로 유압 피스톤부의 동작에 따라 많은 양의 드라이아이스 펠릿을 생성할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 드라이아이스 펠릿 제조장치는 밸브가 개폐됨에 따라 공급되는 액체 탄산가스가 스노우 챔버부 내부로 유입될 때 밸브와 일체로 형성되어 스노우 챔버부 상면과 2개로 "n"자 형으로 분리되어 형성된 원료공급관을 통해 액체 탄산가스가 유입됨으로써, 스노우 챔버부 내부로 유입되는 액체 탄산가스를 대량으로 유입가능하여 효율적인 드라이아이스 펠릿을 생성할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 드라이아이스 펠릿 제조장치는 스노우 챔버부 상면과 결합되고 밸브와 일체로 형성된 원료공급관의 일단과 결합되어 스노우 챔버부 내부에 기화된 기체를 신속히 배출함으로써 스노우 챔버부 내에 빠른 스노우 생성을 유도할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 종래기술에 의한 펠릿 제조장치를 개략적으로 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 드라이아이스 펠릿 제조장치의 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 드라이아이스 펠릿 제조장치의 챔버부 및 주변 구조를 개략적으로 나타내는 구성도.
도 4는 도 3에 따른 드라이아이스 펠릿 제조장치의 구조를 도시한 평면도
도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 드라이아이스 펠릿 제조장치의 펠릿 생성공정을 도시한 평면도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 드라이아이스 펠릿 제조장치의 구성도를 나타내고, 도 3은 본 발명에 따른 드라이아이스 펠릿 제조장치의 챔버부, 원료공급관 및 리사이클관, 온도조절 히터의 구조를 나타내는 구성도이고, 도 4는 도 3에 따른 드라이아이스 펠릿 제조장치의 구조를 도시한 평면도를 나타낸다.
첨부된 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 드라이아이스 펠릿 제조장치의 세부구성 및 동작을 살펴보면, 본 발명의 드라이아이스 펠릿 제조장치는 유량을 조절하는 밸브(10)의 일측으로 주입되는 액체 탄산가스가 원료 공급관(30)을 통해 스노우 챔버부(20) 내부로 유입되고, 상기 스노우 챔버부(20) 내부로 유입된 액체 탄산가스 일부는 스노우로 나머지는 기체로 기화되며 이 기화된 기체는 리사이클관(40)을 통해 배출되며, 상기 스노우 챔버부(20) 내부에서 생성된 스노우가 쌓여짐에 따라 그 자중에 의해 낙하되는 스노우가 유압 피스톤부(70)에 의해 다져져 드라이아이스로 생성되고, 모터(M)의 구동에 따라 상기 유압 피스톤부(70)에 의해 다져진 드라이아이스가 일정한 크기와 동일한 형상으로 배출되도록 동일한 크기를 갖는 성형 홈이 일정 간격으로 다수 형성된 펠릿 토출구(80)로 이루어진다.
상기 드라이아이스 제조장치는, 우선 액체 탄산가스가 저장된 저장탱크(미도시)와 상기 밸브(10)를 연결한다.
그런 다음, 상기 밸브(10)를 개폐시키면 상기 저장탱크에 저장된 액체 탄산가스가 밸브(10)로 주입되고, 주입된 액체 탄산가스는 상기 밸브(10)를 거쳐서 상기 스노우 챔버부(20) 내부로 공급된다.
상기 스노우 챔버부(20)는 그 내부가 중공부로 형성되고, 상기 스노우 챔버부(20)의 상면에는 기체가 배출되는 관 형태의 리사이클관(40)이 결합된다.
그러면, 상기 스노우 챔버부(20) 내부로 공급되는 액체 탄산가스는 스노우로 생성되면서 스노우 챔버부(20) 하단부터 쌓이게 되고, 상기 액체 탄산가스 중 스노우로 생성되지 않는 나머지는 상기 스노우 챔버부(20) 내부에서 기화되어 기체가 생성되고, 이 기체는 상기 스노우 챔버부(20) 상면에 결합된 리사이클관(40)을 통해 배출하게 된다.
한편, 상기 스노우 챔버부(20)의 내부 하단부터 쌓여지는 스노우는 그 자중에 의해 낙하하게 되고, 다시 스노우 챔버부(20)로 지속적으로 공급되는 액체 탄산가스에 의해 스노우가 다시 생성되면서 쌓이는 순환이 반복된다.
그러면, 상기 스노우가 그 자중에 의해 낙하되면 상기 스노우 챔버부(20)에 하단으로 위치되는 유압 피스톤부(70) 내부로 위치되고, 상기 유압 피스톤부(70)는 구동모터(M)의 동작에 따라 유압이 발생하여 낙하되는 스노우를 상기 펠릿 토출구(80) 방향으로 밀게되고, 결국 펠릿 토출구(80) 방향으로 계속 밀려서 쌓이게 되는 스노우는 단단하게 다져져서 드라이아이스로 생성되고 동시에 펠릿 토출구(80)를 통해 배출된다.
한편, 상기 밸브(10)가 개폐됨에 따라 공급되는 액체 탄산가스가 상기 스노우 챔버부(20) 내부로 유입될 때 상기 밸브(10)와 일체로 형성되고 상기 스노우 챔버부(20) 상면과 2개로 분리되어 형성된 원료공급관(30)을 통해 액체 탄산가스가 유입되는데, 원료공급관(30)이 2개로 "n"자 형으로 분리되어 스노우 챔버부(20) 형성됨으로서 스노우 챔버부(20) 내부로 유입되는 액체 탄산가스를 대량으로 유입가능하여 스노우 챔버부(20)에 많은 양의 스노우가 쌓여지므로 유압 피스톤부(70)의 동작에 따라 많은 양의 드라이아이스 펠릿을 생성할 수 있다.
또한, 상기 리사이클관(40)은 상기 스노우 챔버부(20) 상면에 결합되고 원료공급관(30)의 일단과 결합되고, 상기 스노우 챔버부(20) 내부 중심에 위치하여 상기 스노우 챔버부(20) 상면과 2개로 분리되어 형성된 원료공급관(30)과 이격되어 위치하는데, 상기 리사이클관(40)은 상기 스노우 챔버부(20) 상면과 결합되고 상기 밸브(10)와 일체로 형성된 원료공급관(30)의 일단과 결합되어 스노우 챔버부(20) 내부에 기화된 기체를 배출하는데, 이는 상기 "n"자형으로 분리되어 형성된 원료공급관(30)을 통해 유입되는 액체 탄산가스가 스노우로 되고, 기화된 기체를 신속히 배출함으로써 스노우 챔버부(20) 내에 빠른 스노우 생성을 유도할 수 있게 된다.
또한, 상기 스노우 챔버부(20) 내부로 유입되는 액체 탄산가스의 스노우 상태를 활성화 하기 위해 스노우 챔버부(20) 외주면을 코일(coil)로 성형하여 온도를 유지하는 온도조절히터(60)가 형성되고, 상기 온도조절히터(60)를 온도조절장치(50)를 통해 드라이아이스 펠릿 생성에 효율적인 스노우 챔버부(20)의 온도를 유지할 수 있도록 구성되어 있다.
일반적으로 상기 밸브(10)가 개폐됨에 따라 공급되는 액체 탄산가스가 스노우 챔버부(20) 내부로 공급될 때 공급되는 액체 탄산가스의 압력에 의해 단순히 뿜어지는 형태로 그 중 50%는 스노우가 생성되고, 나머지 50%는 기화되어 생성되는 기체에 이미 생성된 상당량의 스노우가 혼재된 상태에서 배출되는데, 본 발명은 스노우 챔버부(20)의 외부면에 형성된 코일(coil)의 온도조절히터(60) 및 온도조절장치(50)를 통해 드라이아이스 펠릿 생성에 효율적인 스노우 챔버부(20)의 온도가 유지되고, 일체로 형성되어 "n"자형의 원료공급관(30)을 통해 많은 양의 액체 탄산가스가 유입되고 기화되어 생성되는 기체의 경우 리사이클관(40)을 통해 신속히 원료공급관(30)으로 유출되어 스노우 생성 및 기화되는 기체의 양을 조절할 수 있어 많은 양의 드라이아이스 펠릿의 생성이 가능하다.
즉, 액체 탄산가스가 "n"자형의 원료공급관(30)을 통해 공급되어 기체로 상태로 유지되는 시간을 최소화하고 리사이클관(40)을 통해 기체에 혼재되는 스노우의 양을 최대한 줄인 상태에서 기화된 기체를 다시 원료공급관(30)으로 이동함으로써 스노우 챔버부(20) 내에 유입되는 액체 탄산가스의 양과 기화되는 양을 조절할 수 있다.
이는 스노우 챔버부(20)에 일정온도를 유지하기 위해 상기 스노우 챔버부(20) 외주면을 코일(coil)로 감싸도록 형성되어 적정온도를 유지함으로써 기화되는 기체의 속도를 낮추어 많은 양의 스노우가 형성되어 유압 피스톤부(70)를 통해 드라이아이스 펠릿이 생성되게 된다.
한편, 상기 펠릿 토출구(80)에 동일한 크기와 모양을 갖으며, 일정 간격차로 다수 형성된 성형 홈을 통해 다져진 상태로 배출되고, 이 배출된 드라이아이스를 일정 크기로 절단하여 사용한다.
이때, 상기 성형 홈은 원형, 사각형, 육각형, 팔각형 등 다양하게 형성할 수 있고, 이에 따라 드라이아이스 역시 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
첨부된 도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 드라이아이스 펠릿 제조장치의 펠릿 생성공정을 도시한 평면도를 도시한 것으로서, 그 동작을 살펴보면, 상기 밸브(10)를 통해 액체 탄산가스가 상기 밸브(10)와 일체로 형성되고 상기 스노우 챔버부(20) 상면과 2개로 분리되어 형성된 원료공급관(30)을 통해 스노우 챔버부(20) 내부로 유입되고, 스노우 챔버부(20)의 외부면에 형성된 코일(coil)의 온도조절히터(60) 및 온도조절장치(50)를 통해 스노우 챔버부(20)의 온도가 유지되고, 기화되어 생성되는 기체의 경우 리사이클관(40)을 통해 유출되고, 스노우 챔버부(20) 내면에 스노우가 생성되어 쌓여진 스노우가 유압 피스톤부(70)에 의해 다져져 드라이아이스로 생성되고, 모터(M)의 구동에 따라 상기 유압 피스톤부(70)에 의해 다져진 드라이아이스가 일정한 크기와 동일한 형상으로 배출되도록 동일한 크기를 갖는 성형 홈이 일정 간격으로 다수 형성된 펠릿 토출구(80)로 펠릿이 배출된다.
그리고, 상기 펠릿 토출구(80)에 동일한 크기와 모양을 갖으며, 일정 간격차로 다수 형성된 성형 홈을 통해 다져진 상태로 배출되는 드라이아이스는 성형 홈과 동일한 크기와 형상으로 배출되고, 이 배출된 드라이아이스를 일정 크기로 절단하여 사용한다.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
10 : 밸브 20 : 스노우 챔버부
30 : 원료공급관 40 : 리사이클관
50 : 온도조절장치 60 : 온도조절히터
70 : 피스톤부 80 : 펠릿 토출구
M : 구동모터 P : 펠릿

Claims (4)

  1. 유량을 조절하는 밸브(10)의 일측으로 주입되는 액체 탄산가스가 원료 공급관(30)을 통해 스노우 챔버부(20) 내부로 유입되고, 상기 스노우 챔버부(20) 내부로 유입된 액체 탄산가스 일부는 스노우로 나머지는 기체로 기화되며 이 기화된 기체는 리사이클관(40)을 통해 배출되며, 상기 스노우 챔버부(20) 내부에서 생성된 스노우가 쌓여짐에 따라 그 자중에 의해 낙하되는 스노우가 유압 피스톤부(70)에 의해 다져져 드라이아이스로 생성되고, 모터(M)의 구동에 따라 상기 유압 피스톤부(70)에 의해 다져진 드라이아이스가 일정한 크기와 동일한 형상으로 배출되도록 동일한 크기를 갖는 성형 홈이 일정 간격으로 다수 형성된 펠릿 토출구(80) 로 이루어진 드라이아이스 펠릿 제조장치에 있어서,
    상기 밸브(10)가 개폐됨에 따라 공급되는 액체 탄산가스가 상기 스노우 챔버부(20) 내부로 유입될 때 상기 밸브(10)와 일체로 형성되고 상기 스노우 챔버부(20) 상면과 2개로 분리되어 형성된 원료공급관(30)을 통해 액체 탄산가스가 유입되는 것을 특징으로 하는 드라이아이스 펠릿 제조장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스노우 챔버부(20) 상면과 결합되고 상기 밸브(10)와 일체로 형성된 원료공급관(30)의 일단과 결합된 리사이클관(40)을 통해 스노우 챔버부(20) 내부에 기화된 기체를 배출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 드라이아이스 펠릿 제조장치
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 스노우 챔버부(20) 상면에 결합되고 원료공급관(30)의 일단과 결합되는 리사이클관(40)이 상기 스노우 챔버부(20) 내부 중심에 위치되되, 상기 스노우 챔버부(20) 상면과 2개로 분리되어 형성된 원료공급관(30)과 이격되어 위치되는 것을 특징으로 하는 드라이아이스 펠릿 제조장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 스노우 챔버부(20) 내부로 유입되는 액체 탄산가스의 스노우 상태를 활성화 하기 위해 스노우 챔버부(20) 외주면을 코일(coil)로 성형하여 온도를 유지하는 온도조절히터(60)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 드라이아이스 펠릿 제조장치.
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