CN107635927B - 富氢水供给器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种富氢水供给器。富氢水供给器(1)具备电解槽(4)，该电解槽(4)被隔膜(43)划分为阳极室(40A)和阴极室(40B)，并通过电解供给的水在阴极室(40B)生成富氢水，该富氢水供给器(1)提供在电解槽(4)生成的富氢水。富氢水供给器(1)还具备贮水箱(3)，并将在阴极室(40B)生成的富氢水贮存在贮水箱(3)中。由此，能够根据使用者的要求始终提供富氢水，使用性提高。

Description

富氢水供给器

技术区域

本发明涉及一种提供通过电解生成的富氢水的富氢水供给器。

背景技术

以往，已知通过电解生成溶解有氢的富氢水的富氢水生成装置(例如，参照专利文献1)。

上述专利文献1中公开的富氢水生成装置是根据用户的要求将水电解并供给生成的富氢水的结构。因此，直至溶解氢浓度稳定的富氢水被提供为止需要等待，使用性较差。

另外，在以往的富氢水生成装置中，还存在有在停止生成富氢水后立即向用于清洗电解槽的清洗模式转移的富氢水生成装置。在这种富氢水生成装置中，直至电解槽的清洗结束为止无法生成新的富氢水，使用性较差。

而且，在以往的富氢水生成装置中，由于提供常温的富氢水，因此，在使用者想要饮用低温的富氢水的情况下，需要通过冰或冰箱等另外进行冷却，使用性较差。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特开2014-226594号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明是鉴于以上的实际情况而做出的，其主要目的在于提供一种代替以往的富氢水生成装置，使用性良好的富氢水供给器。

用于解决课题的手段

本发明的富氢水供给器的特征在于，具备：电解槽，其被隔膜划分为阴极室和阳极室，并通过电解供给的水在所述阴极室生成富氢水；以及贮水箱，其贮存在所述阴极室生成的富氢水，所述富氢水供给器提供所述贮水箱中贮存的富氢水。

在本发明涉及的所述富氢水供给器中，优选地，还具备使水在所述贮水箱与所述电解槽之间循环的循环路径，所述富氢水供给器具有通过电解生成富氢水的电解水生成模式，在所述电解水生成模式下，通过使所述贮水箱中贮存的水在所述贮水箱与所述电解槽之间循环，提高溶解氢浓度。

在本发明涉及的所述富氢水供给器中，优选地，所述循环路径具备调节向所述阳极室供给的水的流量的流量调节阀，在所述电解水生成模式下，所述流量调节阀将向所述阳极室供给的水的流量限制在小于向所述阴极室供给的水的流量的第一流量，由此抑制来自所述阳极室的电解水的流出。

在本发明涉及的所述富氢水供给器中，优选地，还具备加热所述贮水箱中贮存的水的加热单元，所述富氢水供给器具有杀菌模式，在该杀菌模式下，使由所述加热单元加热的热水经过所述循环路径流入所述阴极室及所述阳极室，并对所述贮水箱、所述循环路径以及所述电解槽进行杀菌。

在本发明涉及的所述富氢水供给器中，优选地，还具备将所述贮水箱中贮存的水排出的排水路径，所述电解水生成模式下的所述贮水箱的贮水量为第一贮水量，所述杀菌模式下的所述贮水箱的贮水量为小于所述第一贮水量的第二贮水量。

在本发明涉及的所述富氢水供给器中，优选地，所述热水包含水蒸气。

在本发明涉及的所述富氢水供给器中，优选地，所述循环路径具备调节向所述阳极室供给的水的流量的流量调节阀，在所述电解水生成模式下，所述流量调节阀将向所述阳极室供给的水的流量限制在小于向所述阳极室供给的水的流量的第一流量，由此抑制来自所述阳极室的电解水的流出，在所述杀菌模式下，所述流量调节阀将向所述阳极室供给的所述热水的流量设定为大于所述第一流量的第二流量。

在本发明涉及的所述富氢水供给器中，优选地，在所述电解水生成模式下，仅是在所述阳极室通过电解产生的氧气从所述阳极室流出。

在本发明涉及的所述富氢水供给器中，优选地，所述氧气经过所述循环路径流入所述贮水箱之后，向大气释放。

在本发明涉及的所述富氢水供给器中，优选地，还具备冷却所述贮水箱中贮存的水的冷却装置。

在本发明涉及的所述富氢水供给器中，优选地，所述隔膜包括固体高分子膜。

在本发明涉及的所述富氢水供给器中，优选地，所述贮水箱具有紫外线照射单元。

发明效果

根据本发明的富氢水供给器，由于具备被隔膜划分为阴极室和阳极室的电解槽和贮水箱，并将在阴极室生成的富氢水贮存在贮水箱，因此能够根据使用者的要求随时提供富氢水，使用性提高。

附图说明

图1是表示本发明的富氢水供给器的一个实施方式的概略结构的框图。

图2是表示图1的富氢水供给器的电气结构的框图。

图3是表示图1的富氢水供给器的电解水生成模式下各部分的动作以及水的流动的图。

图4是表示图1的富氢水供给器的杀菌模式下各部分的动作以及水的流动的图。

图5是表示图4之后富氢水供给器的杀菌模式下各部分的动作以及水的流动的图。

图6是表示图5之后富氢水供给器的杀菌模式下各部分的动作以及水的流动的图。

图7是表示本发明的富氢水供给器的变型例的概略结构的框图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的一个实施方式进行说明。

图1表示本实施方式的富氢水供给器1的概略结构。富氢水供给器1是贮存溶解有氢的富氢水的装置，能够随时提供溶解有氢的富氢水。由富氢水供给器1提供的富氢水可用作饮用或料理用等的水。

富氢水供给器1具备净水盒2、贮水箱3、以及电解槽4。

净水盒2对向贮水箱3供给的水进行净化。净水盒2以相对于富氢水供给器1的主体部拆装而能够更换的方式构成。净水盒2设于贮水箱3的上游侧的进水路径11。进水路径11被供给自来水等原水。进水路径11具有进水阀21。进水阀21控制向富氢水供给器1的通水量。

贮水箱3贮存从净水盒2供给的水。通过适当控制进水阀21的开闭，使贮水箱3的贮水量适当。贮水箱3中贮存的水被供给至电解槽4并被电解。

电解槽4通过电解从贮水箱3供给的水来生成富氢水。电解槽4具有电解室40、阳极馈电体41、阴极馈电体42、以及隔膜43。电解室40被隔膜43划分为阳极馈电体41侧的阳极室40A和阴极馈电体42侧的阴极室40B。

对阳极馈电体41和阴极馈电体42，例如，应用在由钛等组成的金属网等网状金属的表面形成有铂镀层的部件。这种网状的阳极馈电体41和阴极馈电体42能够夹持隔膜43的同时使水遍布隔膜43的表面，从而促进电解室40内的电解。铂镀层防止钛的氧化。

对于隔膜43，例如，适宜使用由具有磺酸基的氟类树脂组成的固体高分子材料等。在隔膜43的双面形成有由铂组成的镀层。隔膜43的镀层与阳极馈电体41以及阴极馈电体42抵接并电连接。隔膜43使由电解产生的离子通过。阳极馈电体41与阴极馈电体42经由隔膜43电连接。在应用由固体高分子材料组成的隔膜43的情况下，能够在升高富氢水的pH值的情况下提高溶解氢浓度。

通过电解室40内的电解，在阳极室40A产生氧气，在阴极室40B产生氢气。在本发明中，在阴极室40B产生的氢气溶解于阴极室40B内的水中，生成富氢水。伴随着电解生成的富氢水称作“电解富氢水”。并且，作为运转模式，富氢水供给器1具有通过电解生成富氢水的“电解水生成模式”。

本发明的富氢水供给器1将在阴极室40B生成的富氢水贮存在贮水箱3中。然后，能够根据使用者的要求提供贮水箱3中贮存的富氢水。因此，能够根据使用者的要求随时提供富氢水，富氢水供给器1的使用性提高。

图2表示富氢水供给器1的电气结构。富氢水供给器1包括：由使用者操作的操作部5；以及控制部6，负责对进水阀21、阳极馈电体41、阴极馈电体42等各部分进行控制。

操作部5具有由使用者操作的开关或检测静电容量的触摸面板等(未图示)。使用者通过对操作部5进行操作，例如，能够设定富氢水供给器1的运转模式。另外，使用者通过对操作部5进行操作，能够设定富氢水的溶解氢浓度。当使用者对操作部5进行操作时，操作部5向控制部6输出相应的电信号。

控制部6例如具有执行各种运算处理、信息处理等的CPU(Central ProcessingUnit：中央处理器)、以及存储负责CPU的动作的程序和各种信息的内存等。在阳极馈电体41与控制部6之间的电流供给线设有电流检测单元44。电流检测单元44也可以设于阴极馈电体42与控制部6之间的电流供给线。电流检测单元44检测向阳极馈电体41、阴极馈电体42供给的电解电流I，并将与该值相当的电信号向控制部6输出。

控制部6例如基于从电流检测单元44输出的电信号，控制施加于阳极馈电体41和阴极馈电体42的直流电压。更具体来说，控制部6根据使用者等设定的溶解氢浓度，以使由电流检测单元44检测到的电解电流I为期望的值的方式，对施加于阳极馈电体41和阴极馈电体42的直流电压进行回馈控制。例如，在电解电流I过大的情况下，控制部6使上述电压减少，在电解电流I过小的情况下，控制部6使上述电压增加。由此，向阳极馈电体41和阴极馈电体42供给的电解电流I被适当地控制。

控制部6基于从水量传感器31输出的电信号，控制进水阀21的开闭。如图1所示，水量传感器31设于贮水箱3的上部。水量传感器31具有漂浮在水上的浮动部。在本实施方式中，水量传感器31设于贮水箱3的上部，在贮水箱3的贮水量呈大致满水状态时，该水量传感器31将该意旨的电信号向控制部6输出。

控制部6从水量传感器31未接收到上述的处于满水状态的意旨的电信号的输入时，将进水阀21控制为开放状态。由此，水被适当地补充至贮水箱3，贮水量维持适当。此外，将电解水生成模式下的贮水箱3的贮水量表示为第一贮水量W1。

在贮水箱3与电解槽4之间设有用于使水循环的循环路径12。在循环路径12设有泵22。泵22驱动循环路径12内的水，使水在循环路径12内循环。泵22的动作由控制部6控制。

在电解水生成模式下，控制部6使泵22的驱动电压与施加于阳极馈电体41和阴极馈电体42的直流电压连动地对泵22的驱动电压进行控制。由此，使贮水箱3中贮存的水在贮水箱3与电解槽4之间循环的同时，电解供给到电解槽4的水，提高贮水箱3中贮存的水的溶解氢浓度。

循环路径12具备调整向阳极室40A供给的水的流量的流量调节阀23。流量调节阀23设于阳极室40A的上游侧的循环路径12a。流量调节阀23将电解水生成模式下向阳极室40A供给的水的流量限制在第一流量。“第一流量”是指比电解水生成模式下向阴极室40B供给的水的流量小的流量。由流量调节阀23限制向阳极室40A供给的水的流量，由此抑制从阳极室40A流出的电解水的流量。由此，有效地提高了贮水箱3中贮存的水的溶解氢浓度的同时，提高了水的利用效率。

贮水箱3与冷却装置7连接。冷却装置7通过将制冷剂冷却并供给至贮水箱3的外壁，对贮水箱3进行冷却。冷却装置7的动作由控制部6控制。由此，通过冷却装置7将贮水箱3中贮存的富氢水冷却至期望的温度。因此，能够根据使用者的要求，随时提供冷却后的富氢水，由此富氢水供给器1的使用性提高。

贮水箱3与取水路径13连接。贮水箱3中贮存的富氢水从取水路径13被取出，而能够被使用者利用。在取水路径13设有取水阀24。使用者对操作部5进行操作，由此从操作部5向控制部6输出电信号，控制部6基于从操作部5输出的电信号，控制取水阀24的开闭。由此，贮水箱3中贮存的富氢水从取水口13a被取出，从而能够利用。在取水口13a的下方形成有可载置杯状物100等的空间，并设有用于收集从杯状物100溢出的水的接盘部13b。

在贮水箱3中贮存的富氢水被消耗时，控制部6基于从水量传感器31输出的电信号，使进水阀21打开，从进水路径11向贮水箱3补充水。此时，由于贮水箱3中贮存的富氢水的溶解氢浓度下降，因此控制部6使贮水箱3中贮存的水再次在贮水箱3与电解槽4之间循环的同时，在电解槽4中电解，从而提高溶解氢浓度。由此，贮水箱3内贮存的富氢水的溶解氢浓度能够被维持在较高水平。

在本实施方式中，在控制部6的管理下，贮水箱3中贮存的富氢水被定期更换。在富氢水被更换时，首先，贮水箱3中贮存的富氢水被排出，之后，新的水从进水路径11被供给至贮水箱3。

贮水箱3与用于排出富氢水的排水路径14连接。在本实施方式中，贮水箱3与排水路径14经由循环路径12的一部分连接。也可以是贮水箱3与排水路径14直接连接的结构。

在排水路径14设有排水阀25。排水阀25由控制部6控制，进行开闭的动作。当排水阀25打开时，贮水箱3中贮存的富氢水从排水口14a排出。

上述接盘部13b经由路径13c与排水路径14连接。由接盘部13b收集的水经由路径13c从排水路径14排出。

图3表示电解水生成模式下富氢水供给器1的各部分的动作以及水的流动。在该图中，将充满了水的区域用浅的阴影来表示(以下，图4至图6也与此相同)。

在电解水生成模式下，取水阀24和排水阀25关闭，根据贮水箱3的贮水量，适当开闭进水阀21。然后，通过流量调节阀23，限制向阳极室40A供给的水的流量。在阳极室40A和阴极室40B中充满水的状态下对阳极馈电体41与阴极馈电体42施加直流电压时，在电解槽4开始电解，在阴极室40B生成富氢水。

当对泵22施加驱动电压时，循环路径12内的水通过泵22被压力输送，水在包括贮水箱3与电解槽4的循环路径12内循环，在阴极室40B生成的富氢水被回收至贮水箱3。

此时，由于向阳极室40A供给的水的流量通过流量调节阀23被限制，因此阳极室40A内的水的溶解氧浓度上升，不久接近饱和。伴随于此，在阳极室40A通过电解产生的氧气不全部溶解于阳极室40A内的电解水中，而在气体状态下经过阳极室40A的下游侧的循环路径12b返回贮水箱3。这些氧气经由设于贮水箱3的上部的通气孔32向贮水箱3的外部排出。由于富氢水供给器1的内部空间没有与外部密闭，因此从贮水箱3排出的氧气向富氢水供给器1的外部的大气释放。

上述第一流量优选设定为，补充由于在阳极室40A产生氧气并且离子经由隔膜43从阳极室40A向阴极室40B移动所减少的水的程度的流量。此情况下，仅有通过水的电解在阳极室40A产生的氧气从阳极室40A流出。即，由于阳极室40A内的电解水不返回贮水箱3，因此抑制贮水箱3中贮存的水的溶解氢浓度下降的同时，进一步提高水的利用效率。

作为运转模式，富氢水供给器1具有对贮水箱3、循环路径12、泵22、流量调节阀23以及电解槽4进行杀菌的“杀菌模式”。在杀菌模式下，贮水箱3内或循环路径12内的水被加热并循环。由此，抑制富氢水供给器1内的各部分中的细菌等的繁殖。杀菌模式在控制部6的管理下被定期执行。例如，杀菌模式在每天深夜的时间带等执行。执行杀菌模式的时间带等例如能够由使用者操作操作部5适当设定。

在贮水箱3设有用于在杀菌模式下对水进行加热的加热器(加热单元)8。加热器8通过焦耳热发热，对贮水箱3中贮存的水进行加热。另外，循环路径12的贮水箱3与泵22之间设有加热器(加热单元)8A。加热器8A设于构成循环路径12的管的一部分上。加热器8A通过焦耳热发热，对循环路径12内的水进行加热。加热器8和加热器8A由控制部6控制。也可以加热器8或加热器8A中仅任意一方用作加热单元。

图4至图6以时间序列示出了杀菌模式下富氢水供给器1的各部分的动作及水的流动。

如图4所示，在杀菌模式下，在进水阀21和取水阀24关闭的状态下，首先排水阀25被打开。由此，贮水箱3中贮存的水从排水路径14排出，贮水箱3的贮水量下降。

然后，如图5所示，在贮水箱3的贮水量小于电解水生成模式下的第一贮水量W1并成为预先规定的第二贮水量W2时，控制部6暂时关闭排水阀25，使排水停止。第二贮水量W2例如可通过在贮水箱3的侧壁上设置水量传感器(未图示)等来检测。

之后，控制部6通过加热器8和加热器8A，对贮水箱3中贮存的水和循环路径12内的水进行加热。由此，在贮水箱3内生成热水，贮水箱3和循环路径12内通过热水被杀菌，抑制了细菌等的繁殖。

而且，控制部6驱动泵22使循环路径12内的热水循环。由此，热水流入泵22、流量调节阀23以及电解槽4，泵22、流量调节阀23以及电解槽4通过热水被杀菌，抑制了细菌等的繁殖。同时，循环路径12在整周通过热水被杀菌，抑制了细菌等的繁殖。

在电解槽4被杀菌时，控制部6以使向阳极室40A供给的热水的流量成为大于第一流量的第二流量的方式，控制流量调节阀23。由此，在阳极室40A、其上游侧的循环路径12a以及下游侧的循环路径12b也遍布热水，阳极室40A、循环路径12a以及循环路径12b通过热水被杀菌。

上述第二流量优选设定为与向阴极室40B供给的热水的流量相同。由此，阳极室40A也被供给与阴极室40B相同量的热水，阳极室40A、循环路径12a以及循环路径12b能够被充分杀菌。

此外，为了在短时间取得充分的杀菌效果，热水的温度例如优选为75℃以上。

在本实施方式中，将贮水箱3的贮水量减少至上述第二贮水量W2之后，对贮水箱3内和循环路径12内的水进行加热，使少量的热水循环从而对电解槽4等进行杀菌。由此，由于要加热的水变为少量，因此能够在短时间完成加热，并且能够减少加热所需的电力。从该观点出发，第2贮水量W2与第一贮水量W1之比W2/W1例如特别优选为1/10以下。

杀菌模式下的贮水箱3内的热水优选包含水蒸气S。通过使贮水箱3内充满水蒸气S，贮水箱3的贮水量减小至第二贮水量W2，热水未浸泡的贮水箱3的上部区域通过水蒸气S被杀菌。例如，水量传感器31、通气孔32以及顶壁33等通过水蒸气S被杀菌。

在贮水箱3与电解槽4等的杀菌完成时，控制部6关闭加热器8和加热器8A，使加热结束。然后，如图6所示，打开取水阀24和排水阀25，从贮水箱3、循环路径12以及电解槽4等排出热水。此时，通过要经过取水路径13和排水路径14的热水，对取水路径13和排水路径14进行杀菌。另外，从取水口13a排出的热水被接盘部13b收集，并经过路径13c到达排水路径14。由此，接盘部13b和路径13c被杀菌。

如图1所示，在本实施方式中，在贮水箱3的顶壁33设有紫外线LED(紫外线照射单元)34。紫外线LED34是由控制部6控制并照射紫外线的发光二极管。通过从紫外线LED34照射的紫外线，对贮水箱3的内部进行杀菌。紫外线LED34除设置在贮水箱3以外，还可以设置在循环路径12或电解槽4。紫外线LED34能够在上述电解水生成模式和杀菌模式下点亮。也可以构成为在富氢水供给器1运转过程中紫外线LED34始终点亮。

图7示出了富氢水供给器1的变形例即富氢水供给器1A。对该图所示的变形例中以下未进行说明的部分，可采用上述富氢水供给器1的构成。富氢水供给器1A与富氢水供给器1不同之处在于，取代阳极室40A的上游侧的循环路径12a的流量调节阀23(参照图1)，在阳极室40A的下游侧的循环路径12b设有放气阀26与循环阀27。放气阀26和循环阀27与进水阀21、取水阀24以及排水阀25相同，由控制部6(参照图2)控制。

放气阀26设于阳极室40A与循环阀27之间。放气阀26从循环路径12b内的流体中仅分离气体并引导至排气路径15。在电解水生成模式下，通过水的电解在阳极室40A产生的氧气被放气阀26引导，并从排气路径15释放到富氢水供给器1A的外部的大气中。也可以是省略排气路径15，将氧气向富氢水供给器1A的内部释放的结构。

循环阀27对从阳极室40A经过循环路径12b返回贮水箱3的水的流动进行控制。在电解水生成模式下，循环阀27关闭，阻止从阳极室40A返回贮水箱3的电解水的流动。由此，阳极室40A内的电解水不返回贮水箱3，因此抑制贮水箱3中贮存的水的溶解氢浓度下降的同时，更进一步提高了水的利用效率。

另一方面，在杀菌模式下，循环阀27打开。由此，热水在贮水箱3与阳极室40A之间循环，循环路径12a、循环路径12b、阳极室40A、放气阀26以及循环阀27被杀菌。

以上，对本实施方式的富氢水供给器1进行了详细说明，但本发明并限于上述具体的实施方式，可以变更为各种各样的方式来实施。即，富氢水供给器1至少具备被隔膜43划分为阳极室40A和阴极室40B，并通过电解供给的水在阴极室40B生成富氢水的电解槽4，在提供在电解槽4生成的富氢水的富氢水供给器1中，还具备贮水箱3，只要将在阴极室40B生成的富氢水贮存在贮水箱3即可。

附图标记的说明

1 富氢水供给器

3 贮水箱

4 电解槽

7 冷却装置

8 加热器(加热单元)

12 循环路径

14 排水路径

23 流量调节阀

33 紫外线LED(紫外线照射单元)

40A 阳极室

40B 阴极室

43 隔膜

Claims (9)

1.一种富氢水供给器，其特征在于，具备：电解槽，其被隔膜划分为阴极室与阳极室，并通过电解供给的水在所述阴极室生成富氢水；以及贮水箱，其贮存在所述阴极室生成的富氢水，

所述富氢水供给器提供贮存在所述贮水箱中的富氢水，

所述富氢水供给器还具备使水在所述贮水箱与所述电解槽之间循环的循环路径，

所述富氢水供给器具有通过电解生成富氢水的电解水生成模式，

在所述电解水生成模式下，通过使所述贮水箱中贮存的水在所述贮水箱与所述电解槽之间循环，提高溶解氢浓度；

所述富氢水供给器还具备加热所述贮水箱中贮存的水的加热单元，

所述富氢水供给器具有杀菌模式，在该杀菌模式下，使由所述加热单元加热的热水经过所述循环路径流入所述阴极室及所述阳极室，并对所述贮水箱、所述循环路径以及所述电解槽进行杀菌；

所述循环路径具备调节向所述阳极室供给的水的流量的流量调节阀，

在所述电解水生成模式下，所述流量调节阀将向所述阳极室供给的水的流量限制在小于向所述阳极室供给的水的流量的第一流量，由此抑制来自所述阳极室的电解水的流出，

在所述杀菌模式下，所述流量调节阀将向所述阳极室供给的所述热水的流量设定为大于所述第一流量的第二流量。

2.根据权利要求1所述的富氢水供给器，其特征在于，所述循环路径具备调节向所述阳极室供给的水的流量的流量调节阀，

在所述电解水生成模式下，所述流量调节阀将向所述阳极室供给的水的流量限制在小于向所述阴极室供给的水的流量的第一流量，由此抑制来自所述阳极室的电解水的流出。

3.根据权利要求1所述的富氢水供给器，其特征在于，还具备将所述贮水箱中贮存的水排出的排水路径，

所述电解水生成模式下的所述贮水箱的贮水量为第一贮水量，

所述杀菌模式下的所述贮水箱的贮水量为小于所述第一贮水量的第二贮水量。

4.根据权利要求1或3所述的富氢水供给器，其特征在于，所述热水包含水蒸气。

5.根据权利要求2所述的富氢水供给器，其特征在于，在所述电解水生成模式下，仅是在所述阳极室通过电解产生的氧气从所述阳极室流出。

6.根据权利要求5所述的富氢水供给器，其特征在于，所述氧气经过所述循环路径流入所述贮水箱之后，向大气释放。

7.根据权利要求1至3、5、6中任一项所述的富氢水供给器，其特征在于，还具备冷却所述贮水箱中贮存的水的冷却装置。

8.根据权利要求1至3、5、6中任一项所述的富氢水供给器，其特征在于，所述隔膜包括固体高分子膜。

9.根据权利要求1至3、5、6中任一项所述的富氢水供给器，其特征在于，所述贮水箱具有紫外线照射单元。

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