KR20220131095A - 선박의 외기 유입 장치 - Google Patents

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KR20220131095A
KR20220131095A KR1020210036219A KR20210036219A KR20220131095A KR 20220131095 A KR20220131095 A KR 20220131095A KR 1020210036219 A KR1020210036219 A KR 1020210036219A KR 20210036219 A KR20210036219 A KR 20210036219A KR 20220131095 A KR20220131095 A KR 20220131095A
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박성종
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의해 선박의 외기 유입 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 외기 유입 장치는, 양면이 각각 개방되어 흡기구와 배기구가 형성되며, 흡기구와 배기구 사이에 유동공간이 형성되어 외기가 통과하는 하우징과, 복수 개가 유동공간 내부를 수평 방향으로 가로질러 나란히 설치되며, 내부에 공기유동로가 형성되고 일 측에 공기유동로와 연통된 공기분사구가 형성된 루버블레이드, 및 루버블레이드와 연결되어 공기유동로에 순환공기를 공급하는 공기순환유닛을 포함할 수 있다.

Description

선박의 외기 유입 장치{Air inflow apparatus for ship}
본 발명은 선박의 외기 유입 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기관실 또는 거주구에 가열된 공기를 공급할 수 있고 공기 중에 포함된 수분이 루버블레이드의 표면에 응결되는 것을 방지하면서 루버블레이드가 파손되더라도 외기가 원활하게 공급될 수 있는 선박의 외기 유입 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 선박에는 연소기관이 설치되는 기관실 또는 선원들이 상주하는 거주구에 외기를 제공하기 위한 통풍구 및 환기구가 설치된다. 통풍구 및 환기구에는 테두리를 형성하는 프레임 내부에 다수 개의 루버블레이드(louver blade)가 설치되어, 빗물이나 해수의 유입을 차단할 수 있다. 루버블레이드는 길고 가는 판재로 형성되며, 수평이나 수직 또는 격자 모양으로 프레임에 결합되어 직사광선이나 빗물 또는 해수의 유입을 방지하면서 통풍 및 환기를 수행할 수 있다.
한편, 선박이 극지방을 운항하는 경우, 통풍구 및 환기구를 통해 기관실 또는 거주구에 극저온의 외기가 유입된다. 특히, 극저온의 외기가 유입되면 외기 중에 포함된 수분이 블레이드 표면에 응축되어 공기의 유동을 방해하고, 연소기관에서 연료의 연소가 제대로 이루어지지 않으므로, 종래에는 루버블레이드에 열선(Electric heat tracing)을 설치하여 가열된 외기를 기관실 또는 거주구로 공급하였다. 그러나, 루버블레이드에 열선을 설치하더라도 단 시간 내에 연소기관에서 요구되는 온도로 외기를 충분히 가열하는데 한계가 있었으며, 이에, 열선을 설치하는 대신 루버블레이드 내부에 열유(thermal oil)를 순환시켜 가열된 외기를 연소기관에 공급하는 구조를 적용하였다. 그러나, 루버블레이드 내부에 열유를 순환시키는 구조는 루버블레이드의 파손 시 열유가 외부로 유출되어 외기에 혼합되며, 이로 인해, 외기를 제공하지 못하는 문제가 있다.
이에, 기관실 또는 거주구에 가열된 공기를 공급할 수 있고, 공기 중에 포함된 수분이 루버블레이드의 표면에 응결되는 것을 방지하면서 루버블레이드가 파손되더라도 외기가 원활하게 공급될 수 있는 구조의 선박의 외기 유입 장치가 필요하게 되었다.
대한민국 공개특허 제10-2010-0111726호 (2010. 10. 15.)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 기관실 또는 거주구에 가열된 공기를 공급할 수 있고 공기 중에 포함된 수분이 루버블레이드의 표면에 응결되는 것을 방지할 수 있는 선박의 외기 유입 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 선박의 외기 유입 장치는, 양면이 각각 개방되어 흡기구와 배기구가 형성되며, 상기 흡기구와 상기 배기구 사이에 유동공간이 형성되어 외기가 통과하는 하우징과, 복수 개가 상기 유동공간 내부를 수평 방향으로 가로질러 나란히 설치되며, 내부에 공기유동로가 형성되고 일 측에 상기 공기유동로와 연통된 공기분사구가 형성된 루버블레이드, 및 상기 루버블레이드와 연결되어 상기 공기유동로에 순환공기를 공급하는 공기순환유닛을 포함한다.
상기 공기순환유닛은, 상기 배기구와 접하는 실내의 실내공기, 실외의 실외공기 중 적어도 하나를 상기 순환공기로 공급할 수 있다.
상기 공기분사구는, 상기 흡기구를 향하여 개구되어 분사된 상기 순환공기가 상기 루버블레이드면을 따라 후방으로 이동할 수 있다.
상기 루버블레이드는, 상기 흡기구로 노출되어 상기 외기와 직접 접하는 제1 블레이드와, 상기 제1 블레이드와 상기 공기분사구를 사이로 간격을 이루며 결합되는 제2 블레이드를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 실내의 실내공기가 일부 흡입 및 가열되어 외기와 함께 루버블레이드 표면을 유동하므로, 기관실 또는 거주구에 가열된 공기를 공급할 수 있다. 특히, 가열된 실내 공기가 루버블레이드 내측으로 유입된 후 루버블레이드 외측으로 배출되어 외기에 혼합되므로, 열손실을 최소화하면서 외기 중에 포함된 수분이 루버블레이드의 표면에 응결되는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라, 응결된 얼음으로 인해 공기의 흐름이 방해되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 루버블레이드 내측에 공기가 채워지므로, 루버블레이드가 파손되더라도 열유 등이 유출되지 않아 외기가 원활하게 공급될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 외기 유입 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 외기 유입 장치를 절개 및 분해하여 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1의 A-A선으로 절단하여 도시한 단면도이다.
도 4 및 도 5는 선박의 외기 유입 장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박의 외기 유입 장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 외기 유입 장치에 관하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 외기 유입 장치를 도시한 사시도이다.
본 발명의 실시예에 따른 선박의 외기 유입 장치(1)는 외기의 공급, 통풍, 환기 등을 위한 것으로, 예를 들어, 선박의 기관실 또는 거주구의 벽면을 관통하여 설치될 수 있다.
선박의 외기 유입 장치(1)는 실내의 실내공기가 일부 흡입 및 가열되어 외기와 함께 루버블레이드(도 2의 20 참조) 표면을 유동하므로, 기관실 또는 거주구에 가열된 공기를 공급할 수 있다. 특히, 가열된 실내 공기가 루버블레이드(20) 내측으로 유입된 후 루버블레이드(20) 외측으로 배출되어 외기에 혼합되므로, 열손실을 최소화하면서 외기 중에 포함된 수분이 루버블레이드(20)의 표면에 응결되는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라, 응결된 얼음으로 인해 공기의 흐름이 방해되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 루버블레이드(20) 내측에 공기가 채워지므로, 루버블레이드(20)가 파손되더라도 열유 등이 유출되지 않아 외기가 원활하게 공급될 수 있는 특징이 있다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여, 선박의 외기 유입 장치(1)에 관하여 구체적으로 설명한다.
도 2는 도 1의 외기 유입 장치를 절개 및 분해하여 도시한 사시도이고, 도 3은 도 1의 A-A선으로 절단하여 도시한 단면도이다.
본 발명에 따른 선박의 외기 유입 장치(1)는 하우징(10)과 루버블레이드(20), 및 공기순환유닛(30)을 포함한다.
하우징(10)은 양면이 각각 개방되어 흡기구(11)와 배기구(12)가 형성된 통 형상의 부재로, 기관실 또는 거주구의 벽면을 관통하여 설치될 수 있다. 하우징(10)은 나사결합, 용접결합, 요철(凹凸)결합 등 다양한 방식으로 벽면에 고정될 수 있으며, 흡기구(11)와 배기구(12) 사이에 유동공간(10a)이 형성되어 흡기구(11)로 유입된 외기(外氣)가 유동공간(10a)을 통과하여 배기구(12)로 유출될 수 있다. 하우징(10)에는 루버블레이드(20)가 결합된다.
루버블레이드(20)는 외기의 유동을 안내하는 것으로, 복수 개가 유동공간(10a) 내부를 수평 방향으로 가로질러 나란히 설치된다. 복수 개의 루버블레이드(20)는 유동공간(10a)에 수직 방향으로 일정 간격 이격되어 나란히 배열되며, 각각, 내부에 공기유동로(20a)가 형성되고 일 측에 공기유동로(20a)와 연통되는 공기분사구(20b)가 관통 형성된 형태로 형성될 수 있다. 즉, 공기유동로(20a) 내부의 공기는 공기분사구(20b)를 통해 외부로 배출된다. 공기분사구(20b)는 다양한 형상의 홀(hole) 또는 슬릿(slit) 형태로 형성될 수 있으며, 루버블레이드(20)의 일 측에 적어도 하나가 형성될 수 있다. 도면 상에는 유동공간(10a)에 6개의 루버블레이드(20)가 설치된 것으로 도시하였으나, 이에 한정될 것은 아니며, 루버블레이드(20)의 설치 개수는 하우징(10), 유동공간(10a)의 크기에 대응하여 가감될 수 있다. 루버블레이드(20)의 구조에 대해서는 후술하여 보다 구체적으로 설명한다. 루버블레이드(20)에는 공기순환유닛(30)이 연결된다.
공기순환유닛(30)은 루버블레이드(20) 내부에 형성된 공기유동로(20a)에 순환공기를 공급하는 것으로, 하우징(10)의 일 측에 일체로 또는 독립적으로 형성될 수 있다. 공기순환유닛(30)은 배기구(12)와 접하는 실내, 예를 들어, 기관실 또는 거주구의 실내공기, 실외의 실외공기 중 적어도 하나를 공기유동로(20a)에 순환공기로 공급할 수 있으며, 전술한 공기분사구(20b)는 흡기구(11)를 향하여 개구될 수 있다. 이하, 공기순환유닛(30)이 실내공기를 순환공기로 공급하는 구조를 보다 중점적으로 설명한다. 공기순환유닛(30)이 실내공기를 공기유동로(20a)에 순환공기로 공급하고, 공기분사구(20b)가 흡기구(11)를 향하여 개구됨으로써, 외기보다 상대적으로 따뜻한 실내공기인 순환공기가 공기유동로(20a)로 유입된 후 공기분사구(20b)를 통해 흡기구(11) 측으로 분사되어 외기와 함께 루버블레이드(20) 면을 따라 후방으로 이동할 수 있으며, 이로 인해, 기관실 또는 거주구에 외기보다 따뜻한 공기가 공급될 수 있다. 또한, 따뜻한 공기가 유동함에 따라 외기 중에 포함된 수분이 루버블레이드(20)의 표면에 응결되는 것을 방지할 수 있어 응결된 얼음으로 인해 공기의 흐름이 방해되는 것을 방지할 수 있으며, 루버블레이드(20)의 파손과 관계없이 외기를 원활하게 공급할 수 있다. 보다 구체적으로, 공기순환유닛(30)은 히터부(31)와 송풍부(32)를 포함할 수 있다. 히터부(31)는 순환공기를 일정 온도 이상으로 가열하는 것으로, 통상의 공랭식 열교환기일 수 있다. 히터부(31)가 순환공기를 가열함으로써, 기관실 또는 거주구에 더욱 따뜻한 공기가 공급될 수 있고, 루버블레이드(20) 표면의 응결을 보다 효과적으로 방지할 수 있다. 히터부(31)는 별도의 제어부(도시되지 않음)에 의해, 순환공기의 가열 온도가 제어될 수 있다. 예를 들어, 제어부에서 감지된 외기의 온도가 기준온도 미만의 극저온일 경우, 제어부는 히터부(31)가 순환공기를 더 높은 온도로 가열하도록 제어할 수 있다. 그러나, 히터부(31)가 공랭식 열교환기로 형성되는 것으로 한정될 것은 아니며, 히터부(31)의 형태는 다양하게 변형될 수 있다. 히터부(31)에서 가열된 순환공기는 송풍부(32)에 의해 공기유동로(20a)로 강제 송풍되며, 송풍부(32)는 공기를 흡입하는 통상의 팬(fan)일 수 있다. 송풍부(32)는 하우징(10)의 일 측에 외측으로 노출되게 설치되어, 실내공기를 흡입함과 동시에 공기유동로(20a)로 강제 송풍할 수 있다. 도면 상에는 송풍부(32)가 하우징(10)의 측부에 형성된 것으로 도시하였으나, 이에 한정될 것은 아니며, 송풍부(32)의 배치는 다양하게 변형될 수 있다.
한편, 전술한 루버블레이드(20)는 제1 블레이드(21)와 제2 블레이드(22)를 포함한다.
제1 블레이드(21)는 흡기구(11)로 노출되어 외기와 직접 접하며, 제2 블레이드(22)는 제1 블레이드(21)와 공기분사구(20b)를 사이로 간격을 이루며 결합된다. 다시 말해, 제1 블레이드(21)는 흡기구(11)와 인접하게 배치되고, 제2 블레이드(22)는 제1 블레이드(21) 후방에 배치되되 공기분사구(20b)가 폐쇄되지 않도록 제1 블레이드(21)와 이격되어 결합된다. 이 때, 제2 블레이드(22)는 제1 블레이드(21)와 일체로 형성될 수도 있고, 분리되어 형성될 수도 있다. 제2 블레이드(22)가 제1 블레이드(21)와 공기분사구(20b)를 사이로 간격을 이루며 결합됨에 따라, 공기분사구(20b)로부터 분사된 따뜻한 순환공기가 제1 블레이드(21)와 제2 블레이드(22) 사이로 배출되어 외기에 용이하게 합류될 수 있으며, 순환공기가 공기분사구(20b)와 접하는 제1 블레이드(21)의 후면(後面)을 데우는 역할을 하여 제1 블레이드(21)의 전면(前面)에 수분이 응결되는 것을 방지할 수 있다. 제2 블레이드(22)는 공기유동로(20a)에 채워진 순환공기로 인해 데워져 표면의 수분 응결을 방지할 수 있다. 이하, 제1 블레이드(21)와 제2 블레이드(22)가 서로 분리되어 형성된 구조를 보다 중점적으로 설명한다. 제1 블레이드(21)와 제2 블레이드(22)의 형상은 한정될 것은 아니나, 예를 들어, 제1 블레이드(21)는 흡기구(11)로부터 배기구(12)를 향하여 상면과 하면이 각각 상방과 하방으로 경사지게 배치되어 '<'자 형성으로 형성될 수 있다. 또한, 제2 블레이드(22)는 흡기구(11)로부터 배기구(12)를 향하여 상면과 하면이 각각 상방과 하방으로 벌어진 확장경사면(22a)과, 확장경사면(22a)으로부터 연장되어 끝단부가 서로 접하는 축소경사면(22b)을 포함할 수 있다. 제2 블레이드(22)가 확장경사면(22a)과 축소경사면(22b)을 포함함에 따라, 외기와 순환공기가 경사면을 따라 완만한 유동을 하여 유동 소음이 저감될 수 있다. 그러나, 제1 블레이드(21)가 '<'자 형상으로 형성되는 것으로 한정될 것은 아니며, 예를 들어, 제1 블레이드(21)는 '('자 형상으로 형성될 수도 있다. 또한, 제2 블레이드(22)가 확장경사면(22a)과 축소경사면(22b)을 포함하는 것으로 한정될 것은 아니며, 예를 들어, 제2 블레이드(22)는 상면이 상방으로 볼록한 곡면을 이루고 하면이 하방으로 볼록한 곡면을 이루는 유선형(流線型)으로 형성될 수도 있다.
이하, 도 4 및 도 5를 참조하여, 선박의 외기 유입 장치(1)의 동작에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 4 및 도 5는 선박의 외기 유입 장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
본 발명에 따른 선박의 외기 유입 장치(1)는 실내의 실내공기가 일부 흡입 및 가열되어 외기와 함께 루버블레이드(20) 표면을 유동하므로, 기관실 또는 거주구에 가열된 공기를 공급할 수 있다. 특히, 가열된 실내 공기가 루버블레이드(20) 내측으로 유입된 후 루버블레이드(20) 외측으로 배출되어 외기에 혼합되므로, 열손실을 최소화하면서 외기 중에 포함된 수분이 루버블레이드(20)의 표면에 응결되는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라, 응결된 얼음으로 인해 공기의 흐름이 방해되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 루버블레이드(20) 내측에 공기가 채워지므로, 루버블레이드가 파손되더라도 열유 등이 유출되지 않아 외기가 원활하게 공급될 수 있다.
먼저, 도 4를 참조하여 설명하면, 선박의 외기 유입 장치(1)의 가동 시 히터부(31)와 송풍부(32)가 동작한다. 송풍부(32)는 배기구(12)와 접하는 기관실 또는 거주구의 실내공기를 흡입하며, 히터부(31)는 흡입된 실내공기를 일정 온도 이상으로 가열한다. 히터부(31)에서 가열된 실내공기는 순환공기로써 공기유동로(20a)로 강제 송풍되며, 도 5에 도시된 바와 같이, 공기유동로(20a)와 연통되는 공기분사구(20b)를 통해 흡기구(11) 측으로 분사된다. 가열된 실내공기가 공기유동로(20a)로 송풍됨에 따라, 제2 블레이드(22)가 데워져 제2 블레이드(22)의 표면에 수분이 응결되는 것을 방지할 수 있다. 공기분사구(20b)를 통해 분사된 순환공기는 제1 블레이드(21)와 제2 블레이드(22) 사이로 배출되어 외기에 합류되며, 이 때, 제1 블레이드(21)의 후면이 데워져 제1 블레이드(21)의 전면에 수분이 응결되는 것을 방지할 수 있다. 외기에 합류된 순환공기는 제2 블레이드(22) 면을 따라 후방으로 이동할 수 있으며, 이로 인해, 기관실 또는 거주구에 외기보다 따뜻한 공기가 공급될 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박의 외기 유입 장치(1)에 관하여 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박의 외기 유입 장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 선박의 외기 유입 장치(1)는 제1 블레이드(21) 상단에 결합되는 액적분리판(23)을 더 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박의 외기 유입 장치(1)는 제1 블레이드(21) 상단에 결합되는 액적분리판(23)을 더 포함하는 것을 제외하면, 전술한 실시예와 실질적으로 동일하다. 따라서, 이를 중점적으로 설명하되, 별도의 언급이 없는 한 나머지 구성부에 대한 설명은 전술한 사항으로 대신한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 선박의 외기 유입 장치(1)는 제1 블레이드(21) 상단에 액적분리판(23)이 결합된다. 액적분리판(23)은 외기에 포함된 수분입자를 응축시키기 위한 것으로, 흡기구(11)로부터 배기구(12)를 향하여 상방으로 경사지게 배치되는 제1 블레이드(21)의 상면 끝단에 결합될 수 있다. 예를 들어, 액적분리판(23)은 도시된 바와 같이, 제1 블레이드(21)의 상면 끝단에서 흡기구(22)를 향하여 상방으로 경사지게 결합될 수 있으며, 필요에 따라, 제1 블레이드(21)와 일체로 형성될 수 있다. 제1 블레이드(21) 상단에 액적분리판(23)이 결합됨으로써, 외기에 포함된 수분입자가 액적분리판(23)에 충돌하며 외기로부터 일부 또는 전부 제거될 수 있으며, 이로 인해, 수분이 제거된 외기가 순환공기와 함께 제2 블레이드(22) 면을 따라 후방으로 이동할 수 있어 제2 블레이드(22) 표면의 수분 응결이 효과적으로 방지될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 선박의 외기 유입 장치
10: 하우징 10a: 유동공간
11: 흡기구 12: 배기구
20: 루버블레이드 20a: 공기유동로
20b: 공기분사구 21: 제1 블레이드
22: 제2 블레이드 22a: 확장경사면
22b: 축소경사면 23: 액적분리판
30: 공기순환유닛 31: 히터부
32: 송풍부

Claims (4)

  1. 양면이 각각 개방되어 흡기구와 배기구가 형성되며, 상기 흡기구와 상기 배기구 사이에 유동공간이 형성되어 외기가 통과하는 하우징;
    복수 개가 상기 유동공간 내부를 수평 방향으로 가로질러 나란히 설치되며, 내부에 공기유동로가 형성되고 일 측에 상기 공기유동로와 연통된 공기분사구가 형성된 루버블레이드, 및
    상기 루버블레이드와 연결되어 상기 공기유동로에 순환공기를 공급하는 공기순환유닛을 포함하는 선박의 외기 유입 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 공기순환유닛은,
    상기 배기구와 접하는 실내의 실내공기, 실외의 실외공기 중 적어도 하나를 상기 순환공기로 공급하는 선박의 외기 유입 장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 공기분사구는,
    상기 흡기구를 향하여 개구되어 분사된 상기 순환공기가 상기 루버블레이드면을 따라 후방으로 이동하는 선박의 외기 유입 장치.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 루버블레이드는,
    상기 흡기구로 노출되어 상기 외기와 직접 접하는 제1 블레이드와,
    상기 제1 블레이드와 상기 공기분사구를 사이로 간격을 이루며 결합되는 제2 블레이드를 포함하는 선박의 외기 유입 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100111726A (ko) 2008-02-01 2010-10-15 아메리곤 인코포레이티드 열전 소자용 응결 센서 및 습도 센서

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