CN101438473A - 感应电极、离子发生元件、离子发生装置及电气设备 - Google Patents

Abstract

离子发生元件(10)具有感应电极(1)和多个放电电极(2)，感应电极(1)由一体的金属板组成。贯通孔(1b)的周边部分被弯曲，贯通孔(1b)的壁部的厚度(T1)比顶板部(1a)的板厚度(T2)厚，放电电极(2)的针状尖端位于该贯通孔(1b)的厚度(T1)的范围内。由此，能够实现薄型化的构造，且能够得到可降低由于放电电极的尖端和感应电极的位置关系的偏差产生的离子发生量的偏差的感应电极、离子发生元件、离子发生装置及电气设备。

Description

感应电极、离子发生元件、离子发生装置及电气设备

技术领域

本发明涉及感应电极、离子发生元件、离子发生装置及电气设备，特别是涉及与针状放电电极组合的板状感应电极、使用了该板状感应电极的离子发生元件、离子发生装置及电气设备。

背景技术

一般众所周知，将作为放电电极的针电极与作为感应电极的板电极进行组合，在该放电电极和感应电极间外加高电压时，针电极的尖锐部附近的空气发生绝缘破坏，产生部分的放电，此现象称为电晕放电。

现已实现利用了该电晕放电现象的离子发生元件。作为离子发生元件，发生负离子的电极构成的一例，在日本特开平10-199653号公报(专利文献1)中被公开。在此特开平10-199653号公报(专利文献1)中，记载了如下电极构成，该电极构成具备了外加负高电压的针状电极的放电电极、与该放电电极对置地设置外加接地或正高电压的带孔平板电极、安装在该带孔平板电极上的圆筒电极。

另外，使用了针状电极的电极构成，在实用新型第3028457号公报(专利文献2)中也公开过。在此实用新型第3028457号公报(专利文献2)中，记载了具有针状电晕发生电极、圆筒状第1对置电极、树立设置在第1对置电极内的第2对置电极，且针状电晕发生电极的尖端部插入到圆筒状第1对置电极的一端开口内的电极构成。在此电极构成中，通过对针状电晕发生电极和圆筒状对置电极间外加高电压，在针状电极的尖端附近产生电晕放电。

专利文献1：日本特开平10-199653号公报

专利文献2：日本登录实用新型第3028457号公报

如实用新型第3028457号公报(专利文献2)的电极构成那样，如使感应电极为圆筒状，当作为放电电极的针状电晕发生电极变为多个时，圆筒状的感应电极也需要与电晕发生电极相同的个数。另外，为了使多个圆筒状的感应电极同电位，需要对多个圆筒状感应电极之间进行电连接的机构。另外，由于感应电极为圆筒状，所以认为此电极构成不适于使离子发生元件作成数mm大小的薄型化。

另一方面，如果象特开平10-199653号公报(专利文献1)那样使用带孔平板，尽管放电电极有多个，使孔的数目配合成与放电电极的数目同数也是容易的。

然而，在特开平10-199653号公报(专利文献1)的电极构成中，即使使高度方向(针状电极的长度方向)的放电电极和带孔平板电极之间的位置关系为规定的位置关系，在批量生产时，实际上在其位置关系上也会产生偏差。特别是高度方向的偏差与离子性能的偏差关系很大，所以抑制该高度方向的偏差是很重要的。具体的，如果向放电电极及带孔平板电极的外加电压一定，则针状电极的尖端越远离感应电极，放电变得越弱，发生的离子量也越少。因此，放电电极的尖端和感应电极的位置关系的偏差关系到放电强度的偏差，其导致发生的离子量存在偏差。

发明内容

本发明正是鉴于上述的课题而进行的，其目的在于，提供一种能够实现离子发生元件和离子发生装置的薄型化，且能够降低由于放电电极的尖端和感应电极的位置关系的偏差而产生的离子发生量的偏差的感应电极、离子发生元件、离子发生装置及电气设备。

本发明的感应电极，是与放电电极组合，通过电晕放电产生正离子及负离子的至少任一方的感应电极，其特征在于，由一体的金属板组成，且具有与放电电极个数相对应的多个贯通孔，通过使贯通孔的周边部分弯曲，将贯通孔的壁部的厚度做成比金属板的板厚度度厚。

根据本发明的感应电极，由于感应电极由一体的金属板组成，所以能够使其厚度变薄。另外，由于使贯通孔的周边部分弯曲，所以即使用一体的金属板形成感应电极，也能够使贯通孔的壁部的厚度比金属板的板厚度厚。

本发明的离子发生元件，具备上述的感应电极和多个放电电极。多个放电电极，分别与多个贯通孔的各个对应地设置，且针状尖端位于感应电极的贯通孔的厚度的范围内。

根据本发明的离子发生元件，通过使针状的尖端位于贯通孔的厚度的范围内，感应电极和放电电极的最短距离变为放电电极的针状尖端和感应电极的贯通孔的周边部之间的距离。这里，贯通孔的周边部的厚度比金属板的板厚度厚，所以即使放电电极的位置在周边部的厚度方向上稍微偏移，其针状的尖端也会留在贯通孔的厚度范围内。因此，感应电极和放电电极的最短距离仍维持放电电极的针状尖端和感应电极的贯通孔的周边部的距离，能够降低由于位置关系的偏差而产生的离子发生量的偏差。

另外，由于使贯通孔的壁部的厚度比金属板的板厚度厚，所以不需要准备金属板之外的筒状电极部件，能够减少部件件数。

在上述的离子发生元件上，优选还具备支持感应电极和放电电极双方的基板。

通过此基板，感应电极和放电电极双方相互被定位地支持，所以能够抑制感应电极和放电电极的位置关系的偏差。

在上述的离子发生元件上，优选基板具有用于支持放电电极的第1贯通孔和用于支持感应电极的第2贯通孔。放电电极插入到第1贯通孔中，以贯通了基板的状态，被基板支持。感应电极，具有使金属板弯曲的基板插入部，且基板插入部插入到第2贯通孔中，以贯通了基板的状态，被基板支持。

这样，放电电极和感应电极被基板支持的同时，从基板背面侧突出的各个放电电极的端部及感应电极的基板插入部的各个中可电连接电气回路等。

在上述的离子发生元件上，优选感应电极具有使金属板弯曲的基板支持部。感应电极在被基板支持的状态下，基板支持部的端部抵接到基板的正面上。

这样，通过使基板支持部的端部抵接到基板的正面上，能够使感应电极对基板定位，所以能够再抑制感应电极和放电电极的位置关系的偏差。

另外，通过使基板支持部的端部不贯通基板，只抵接到其正面，能够容易确保与放电电极之间的绝缘距离。

在上述的离子发生元件上，优选多个放电电极，具有发生正离子的放电电极和发生负离子的放电电极。

通过放出正离子及负离子两个极性的离子，使空气中正离子的H⁺(H₂O)_m(m为任意的自然数)和负离子O₂ ^-(H₂O)_n(n为任意的自然数)大略发生同等量，两离子环绕在空气中浮游的霉菌、病毒的周围，通过此时生成的活性种的氢氧化基(·OH)的作用，能除去浮游霉菌等。

本发明的离子发生装置，具备上述的离子发生元件、用于对输入电压进行升压在感应电极及放电电极上外加高电压的高电压发生电路部、和接受输入电压驱动高电压发生电路部的驱动电路部。

根据本发明的离子发生装置，通过驱动电路部驱动控制高电压发生电路部，由于在感应电极及放电电极上外加高电压，所以在上述离子发生元件上能够产生电晕放电，发生离子。

本发明的电气设备，具备上述离子发生装置和将该离子发生装置产生的正离子及负离子的至少任一方随气流送出的送风部。

根据本发明的电气设备，能够使离子发生装置产生的离子通过送风部随气流送出，所以例如在空调设备中，能够向机外放出离子，另外在冷藏设备中，能够向库内和库外放出离子。

如上述说明那样，根据本发明，通过感应电极的形状和针状放电电极的配置，能够实现薄型化，且即使放电电极的尖端和感应电极的位置关系在厚度方向产生偏差，也能够使放电稳定，使发生的离子量稳定。还有，能够得到以发生正负离子为前提的薄型且离子量稳定的效果。

附图说明

图1是概略地表示本发明的一实施方式中的感应电极的构成的立体图。

图2是概略地表示本发明的一实施方式中的感应电极的构成的仰视图。

图3是沿着图2的III-III线的概略剖面图。

图4是概略地表示使用了图1～图3所示的感应电极的离子发生元件的构成的分解立体图。

图5是概略地表示使用了图1～图3所示的感应电极的离子发生元件的构成的组装立体图。

图6是沿着图5的VI-VI线的概略剖面图。

图7是放大表示图6的P部的放大剖面图。

图8是表示使用了图4～图7所示的离子发生元件的离子发生装置的功能模块的图。

图9是概略地表示图8所示的离子发生装置的构成的立体图。

图10是概略地表示使用了图8及图9所示的离子发生装置的空气清洁机的构成的立体图。

图11是表示在图10所示的空气清洁机中配置了离子发生装置的情况的空气清洁机的分解图。

图中符号说明

1—感应电极

1a—顶板部

1b—贯通孔

1c—弯曲部

1d—基板插入部

1d₁—支持部分

1d₂—基板插入部

1e—基板支持部

2e—放电电极

3—基板

3a、3b—贯通孔

4—焊锡

10—离子发生元件

20—离子发生装置

21—外壳

21a—离子发生部(孔)

22—电源输入连接器

23—驱动电路

24—高电压发生电路

25—正高电压生成电路

26—负高电压生成电路

30—空气清洁机

31—前面面板

32—本体

33—吹出口

34—空气进入口

35—风扇用外壳

具体实施方式

以下，关于本发明的实施方式，参照附图进行说明。

首先，对本发明方式中的感应电极的构成进行说明。

图1及图2是概略地表示本发明的一实施方式中的感应电极的构成的立体图及仰视图。另外，图3是沿着图2的III-III线的概略剖面图。

参照图1～图3，本实施方式的感应电极1，用于与针状的放电电极组合，通过电晕放电，产生正离子及负离子中的至少一个。此感应电极1，由一体的金属板构成，且对应放电电极的个数具有设置在顶板部1a上的多个贯通孔1b。此贯通孔1b，是用于使通过电晕放电发生的离子向离子发生元件的外部放出的开口部。

在本实施方式中，贯通孔1b的个数例如为2个，贯通孔1b的平面形状例如为圆形。贯通孔1b的周边部分，例如通过冲挤加工等方法、使金属板变为对顶板部1a弯曲的弯曲部1c。通过此弯曲部1c，贯通孔1b的周边的壁部的厚度T1变得比顶板部1a的板厚度T2厚。

另外，感应电极1，例如两端部上具有使金属板的一部分相对顶板部1a弯曲的基板插入部1d。此基板插入部1d，具有宽度宽的支持部分1d₁，和宽度窄的插入部分1d₂。支持部分1d₁的一端连接于顶板部1a，其他端连接于插入部分1d₂。

另外，感应电极1，也可具有使金属板的一部分相对顶板部1a弯曲的基板支持部1e。此基板支持部1e，弯曲成与基板1d的弯曲方向相同的方向(图3下侧)。基板支持部1e的折弯方向的长度L2，与基板插入部1d的支持部分1d₁在折弯方向的长度L1大略相同。

还有，弯曲部1c可在与基板插入部1d及基板支持部1e相同的方向(图3下侧)弯曲，另外也可在与基板1d及基板支持部1e相反的方向(图3上侧)弯曲。另外，弯曲部1c、基板插入部1d及基板支持部1e，对顶板部1a弯曲成例如大略直角。

根据本实施方式的感应电极1，由于感应电极1由一体的金属板组成，所以能够使其厚度变薄。由此，能够实现薄型化。另外，由于使贯通孔1b的周边部分向弯曲部1c那样弯曲，所以尽管用一体的金属板形成感应电极1，也可以使贯通孔1b的壁部厚度T1比顶板部1a的板厚度T2厚。由此，能够降低由于放电电极的尖端和感应电极1的位置关系的偏差而产生的离子发生量的偏差。另外，由于贯通孔1b的壁部的厚度T1比金属板的板厚度T2厚，所以不需要准备除金属板之外的筒状电极部件，能够减少部件件数。

下面，对使用了上述的感应电极的离子发生元件的构成进行说明。

图4及图5是概略地表示使用了图1～图3所示的感应电极的离子发生元件的构成的分解立体图及组装立体图。图6是沿着图5的VI-VI线的概略剖面图。另外，图7是放大表示图6的P部的放大剖面图。

参照图4～图6，离子发生元件10具有上述的感应电极1和放电电极2和基板3。放电电极2具有针状的尖端。基板3具有用于使放电电极2插过的贯通孔3a和用于使基板插入部1d的插入部分1d₂插过的贯通孔3b。

针状的放电电极2，插入或压入贯通孔3a中，以贯通基板3的状态被基板3支持。由此，放电电极2的针状的一端，向基板3的正面侧突出，另外向基板3的背面侧突出的另一端，可通过焊锡4电连接有导线或配线图案。

感应电极1的插入部分1d₂插入到贯通孔3b中，以贯通基板3状态下被基板3支持。另外，在基板3的背面侧突出的插入部分1d₂的尖端，可通过焊锡4电连接有导线、配线图案。

在感应电极1被基板3支持的状态下，处于支持部分1d₁和插入部分1d₂的边界的端部，抵接到基板3的正面上。由此，感应电极1的顶板部1a，相对基板3保持规定的距离被支持。另外，感应电极1的基板支持部1e的尖端，辅助的抵接到基板3的正面上。即通过基板插入部1d和基板支持部1e，感应电极1能够相对基板3在其厚度方向上被定位。

另外，在感应电极1在被基板3支持的状态下，放电电极2，其针状尖端如图2所示，位于圆形的贯通孔1b的中心C，且如图7所示，配置成位于贯通孔1b的周边部的厚度(即弯曲部1c的弯曲长度)T1的范围内。

作为尺寸上的一例，贯通孔1b的周边部的厚度(即弯曲部1c的弯曲长度)T1为1mm以上2mm以下程度，板状感应电极1的板厚度T2为0.5mm以上1mm以下程度。另外，从基板3上面到感应电极1的正面的厚度T3为2mm以上4mm以下程度。由此，能够使内部收容了此离子发生元件10的离子发生装置20的厚度T4薄型化为5mm以上8mm以下程度。

当针状的放电电极2插入基板3时，例如即使使用了制造夹具，在放电电极2的针状尖端和感应电极1的距离关系上也会产生误差或偏差。考虑其偏差幅度，决定感应电极1的贯通孔1b的周边部的厚度T1的大小。使针状放电电极2插入基板3时的、放电电极2的针状尖端和感应电极1的贯通孔1b之间在制造上的位置偏差的最大、最小收纳在厚度T1中。由此，能够控制成使放电电极2的针状尖端位于感应电极1的贯通孔1b的厚度T1的范围内。

发生正离子或负离子的任一方极性的离子时，使发生离子的放电电极2的针状尖端位置与感应电极1的贯通孔1b的中心一致，且通过配置在感应电极1的贯通孔1b的厚度T1的范围内，感应电极1和放电电极2的针状尖端，隔着空气空间相对置。

另外，为了放出正离子和负离子的两个极性的离子，通过使发出正离子的放电电极2的针状尖端位置和发生负离子的放电电极2的针状尖端位置，分别相互确保规定的距离进行配置，且与感应电极1的贯通孔1b的中心一致，且配置在感应电极1的贯通孔1b的厚度T1的范围内，由此感应电极1和放电电极2的针状尖端，隔着空气空间相对置。

在上述的离子发生元件10上，使板状感应电极1和针状放电电极2以上述方式确保规定的距离进行配置，当在感应电极1和放电电极2间外加高电压时，在针状放电电极2的尖端产生电晕放电。通过此电晕放电，发生正离子及负离子中的至少一个离子，此离子从设置在感应电极1上的贯通孔1b、向离子发生元件10的外部放出。再加上送风，能够更有效地放出离子。

这里，正离子是在氢离子(H⁺)的周围附加了多个水分子的聚合离子，表示为H⁺(H₂O)_m(m为任意的自然数)。另外，负离子是在氧离子(O₂ ^-)的周围附加了多个水分子的聚合离子，表示为O₂ ^-(H₂O)_n(n为任意的自然数)。

根据本实施方式的离子发生元件10，如图7所示，通过使放电电极2的针状尖端位于贯通孔1b的厚度T1范围内，感应电极1和放电电极2的最短距离，变为放电电极2的针状尖端和感应电极1的贯通孔1b的周边部的距离S。这里，由于贯通孔1b的周边部的厚度T1比顶板部1a的板厚度T2厚，所以即使放电电极2的位置稍微在周边部的厚度方向(箭头D方向)上偏移，其针状尖端也保持在贯通孔1b的厚度范围内。因此，感应电极1和放电电极2的最短距离，仍维持放电电极2的针状尖端和感应电极1的贯通孔1b的周边部之间的距离S，放电的强度不大变化，发生的离子量的偏差小。因此，即使感应电极1和放电电极2上产生厚度方向的位置关系的偏差，也能够降低由于其位置关系的偏差产生的离子发生量的偏差。

还有，假设放电电极2的针状尖端脱离了贯通孔1b的厚度的范围时，由于其针状尖端部和感应电极1的最短距离，变得比上述距离S大，所以放电变弱、发生的离子量减少。另外，假设放电电极2的针状尖端脱离贯通孔1b的厚度范围，比起贯通孔1b更突出到上方时，放电电极2的尖端在离子发生元件10的外部露出，容易发生机械变形。

另外，通过基板3，感应电极1和放电电极2的双方相互定位地被支持，所以能够抑制感应电极1和放电电极2之间的位置关系的偏差。

另外，放电电极2及基板插入部1d₂分别贯通基板3而被基板3支持。这样，感应电极1和放电电极2被基板3支持的同时，从基板3的背面侧突出的放电电极2的端部及感应电极1的各个基板插入部1d₂分别电连接有电回路等。

另外，通过使基板支持部1e的端部抵接到基板的正面上，能够使感应电极1相对基板3定位，所以能够进一步抑制感应电极1和放电电极2之间的位置关系的偏差。另外，通过使基板支持部1e的端部不贯通基板3只抵接到正面上，能够很容易确保与放电电极2之间的绝缘距离。

另外，如果放出正离子及负离子两极性的离子，通过使空气中正离子的H⁺(H₂O)_m(m为任意的自然数)和负离子O₂ ^-(H₂O)_n(n为任意的自然数)大略同等量发生，两离子环绕在空气中浮游的霉菌、病毒的周围，通过此时生成的活性种的氢氧化基(·OH)的作用，能除去浮游霉菌等。

下面，对使用了上述离子发生元件的离子发生装置的构成进行说明。

图8是表示使用了图4～图7所示的离子发生元件的离子发生装置的功能框图。另外，图9是概略地表示图8所示的离子发生装置的构成的立体图。

参照图8及图9，离子发生装置20，例如具有图4～图7所示的离子发生元件10、外壳21、电源输入连接器22、驱动电路23、高电压发生电路24、正高电压生成电路25和负高电压生成电路26。电源输入连接器22接受作为输入电源的直流电源、商用交流电源的供给。通过此高电源输入连接器22被供给了输入电压的驱动电路23，通过驱动高电压发生电路24，使电压升压，发生高电压。高电压发生电路24的一端，电连接感应电极1。另外，高电压发生电路24，通过正高电压生成回路25，在发生正离子的针状放电电极2上，与感应电极1相对、外加正极性的高电压，另外，通过负高电压生成电路26，在发生负离子的针状放电电极2上，与感应电极1相对、外加负极性的高电压。

外壳21，内部收容了离子发生元件10、电源输入连接器22、驱动电路23、高电压发生电路24、正高电压生成电路25及负高电压生成电路26。电源输入连接器22，接受外部输入电源的供给，所以露出在外壳21的外部。

另外，外壳21，在与离子发生元件10的贯通孔1b对置的壁部上具有孔21a。由此，在离子发生元件10上产生的离子，通过此孔21a，向离子发生装置20的外部放出。象上述那样，离子发生元件10的一个放电电极2是发生正离子的，另一个放电电极2是发生负离子的，所以设置在外壳上的一个孔21a变为正离子发生部，另一个孔21a变为负离子发生部。

此离子发生装置20的厚度T4为5mm以上8mm以下。

在上述的离子发生装置中，在一个放电电极2的尖端上，发生正电晕放电，发生正离子，在另一个放电电极2的尖端上，发生负电晕放电，发生负离子。外加的波形，这里没有特别的限定，为直流、被偏压为正负的交流波形或被偏压为正负的脉冲波形等的高电压。电压值选定使放电发生充分且生成规定的离子种类的电压领域。

下面，作为使用了上述离子发生装置的电气设备的一例，对空气清洁机的构成进行说明。

图10是概略地表示使用了图8及图9所示的离子发生装置的空气清洁机的构成的立体图。另外，图11是表示图10所示的空气清洁机中配置了离子发生装置时的空气清洁机的分解图。

参照图10及图11，空气清洁机具有前面面板31和本体32。在本体32的后方上部设置吹出口33，从此吹出口33向室内供给包含离子的清洁的空气。在本体32的中心上，形成空气进入口34。从空气清洁机30的前面的空气进入口34进入的空气，通过未图示的过滤器被净化。被净化后的空气，通过风扇用外壳35，从吹出口33向外部供给。

在形成净化后的空气的通过路径的风扇用外壳35的一部分上，安装图8及图9所示的离子发生装置20。离子发生装置20，配置成能够从成为该离子发生部的孔21a向上述空气流放出离子的方式。作为离子发生装置20的配置的例子，在空气的通过路径内，考虑距吹出口33比较近的位置P1和比较远的位置P2等的位置。这样，使送风通过离子发生装置20的离子发生部21a，使空气清洁机30具有能够从吹出口33与清洁的空气一起向外部供给离子的离子发生功能。

根据本实施方式的空气清洁机30，能够用离子发生装置20产生的离子，通过送风部(空气的通过路径)借助气流送出，所以能够向机外放出离子。

还有，在本实施方式中，作为电气设备的一例，对空气清洁机进行了说明。但本发明并不限定于此，电气设备除此以外可为空气调和机(空气调节器)、冷藏设备、扫除机、加湿器、除湿机、电气风扇加热器等，也可为具有借助气流送出离子的送风部的电气设备。

此次公开的实施方式，应考虑为在所有的点上的例示，而不是限制。本发明的范围不是上述的说明，而是根据权利要求的范围表示，包含与权利要求范围均等的意义及范围内的所有变更。

产业上的可用性

本发明可特别有利于适用于与针状的放电电极组合的板状感应电极，使用该感应电极的离子发生元件，离子发生装置及电气设备。

Claims (8)

1、一种感应电极，与放电电极(2)组合，通过电晕放电，产生正离子及负离子中的至少任一方，其特征在于，

由一体的金属板组成，且具有与上述放电电极的个数对应的多个贯通孔(1b)，且通过使上述贯通孔的周边部分弯曲，将上述贯通孔的壁部的厚度做成比上述金属板的板厚度厚。

2、一种离子发生元件，其特征在于，具备：

权利要求1所述的上述感应电极(1)；以及

多个放电电极(2)，其分别与上述多个贯通孔(1b)的各个对应而设置，且针状尖端位于上述感应电极的上述贯通孔的厚度范围内。

3、根据权利要求2所述的离子发生元件，其特征在于，

还具备支持上述感应电极(1)和上述放电电极(2)双方的基板。

4、根据权利要求3所述的离子发生元件，其特征在于，

上述基板(3)，具有用于支持上述放电电极(2)的第1贯通孔(3a)和用于支持上述感应电极(1)的第2贯通孔(3b)，

上述放电电极，插入到上述第1贯通孔中，以贯通了上述基板的状态，被基板支持，

上述感应电极，具有使上述金属板弯曲的基板插入部(1d)，且上述基板插入部插入到上述第2贯通孔中，以贯通了上述基板的状态，被上述基板支持。

5、根据权利要求3所述的离子发生元件，其特征在于，

上述感应电极(1)具有使上述金属板弯曲的基板支持部(1e)，

上述感应电极在被上述基板(3)支持的状态下，上述基板支持部的端部抵接到上述基板的正面。

6、根据权利要求2所述的离子发生元件，其特征在于，

上述多个放电电极(2)，具有发生正离子的放电电极和发生负离子的放电电极。

7、一种离子发生装置，其特征在于，具备：

权利要求2所述的上述离子发生元件(10)，

高电压发生电路部(24)，其用于对输入电压进行升压，对上述感应电极(1)及上述放电电极(2)外加高电压；以及

驱动电路部(23)，其接受输入电压，驱动上述高电压发生电路部。

8、一种电气设备，其特征在于，具备：

权利要求7所述的上述离子发生装置(20)，以及

送风部，其用于将上述离子发生装置产生的正离子及负离子中的至少任一方随气流送出。

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