CN1975278A - 锅炉及锅炉用蓄热罐 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锅炉及锅炉用蓄热罐，该锅炉具有储存被锅炉内部的主换热器加热的高温供暖水的蓄热罐，储存于所述蓄热罐内的一定温度以上的高温供暖水流入主换热器，防止结露及管道的白化现象，该锅炉包括：储存有供暖水的蓄热罐；供暖水加热装置，对所述蓄热罐排出的供暖水进行加热；供暖水循环装置，将被所述供暖水加热装置加热的供暖水返回到所述蓄热罐；温水供应装置，包括与供水源连接的进水口、排出温水的出水口、用于连通所述入水口及出水口的管道件并且设置于所述蓄热罐内部的导热部；及控制装置，根据被加热排出的供暖水的温度值控制供暖水加热装置的运行，根据锅炉的供暖水或温水选择情况而控制供暖水循环装置的运行。

Description

锅炉及锅炉用蓄热罐

技术领域

本发明涉及一种锅炉用蓄热罐，特别是涉及一种其内部设置有蓄热罐，将主换热器加热的高温热水储存在该蓄热罐内，将该被储存的高温热水作为生成温水时的供热源使用，或者供应给设置在供暖空间的供暖管道作为供暖水的锅炉及用于该锅炉上的供暖水储存用蓄热罐。

背景技术

通常，一般家庭所使用的洗浴用温水和供暖水都是利用锅炉烧水并供应。

图1为现有家庭用锅炉的一个实施例。

如图所示，锅炉包括：内设于虚线框体内，做为锅炉热源的火炉(burner)101；主换热器102，设置于该火炉101的上方，由在管道外面形成有散热销的导管构成，以将冷水转换成温水；开放式膨胀罐103，连接于通过主换热器102而延长的管道107的一端；设置于该管道上的循环泵104；三通阀105，设置于该管道107上控制水的流向；板式换热器106，与该三通阀105连接；冷/热水管道108、108’，连接于该板式换热器106上，设置有流量传感器111；控制锅炉运行的控制面板109；及给所述火炉101提供燃料的燃料供应管道110。

如上结构的现有锅炉，使用者欲取暖而按下设置在室内的开关(未图示)，则控制面板109关闭所述三通阀105在板式换热器106侧的出口，打开供暖管道107a侧出口，并运行循环泵104及火炉101。此时，燃料在燃料供应管道110内燃烧的同时产生热量，该热量通过主换热器102对通过管道107的供暖水进行加热，被加热的供暖水经过上述三通阀105被供应到供暖管道107a侧。供暖管道107a连接于设置在供暖空间中的供暖管道(未图示)一端，被加热的供暖水经过供暖管道，并通过供暖水返回管道107b返回，流入主换热器102。

上述开放式膨胀罐103用于储存过度膨胀的温水。

使用者欲使用热水而拧开水龙头，则由安装在上述冷水管道108上的流量传感器111感应冷水的流入，该流量传感器111的信号被传送到控制面板109，则控制面板109将关闭三通阀105的供暖管道107a侧出口，打开板式换热器106侧的出口，并运行循环泵104和火炉。被加热的供暖水经过三通阀105通过板式换热器106，此时，上述被加热的供暖水和通过冷水管道108流入并经过板式换热器106的冷水在板式换热器106中进行热交换，因此，冷水转换为热水通过热水管道108’被流出。

但是，上述现有的锅炉在启用时流入主换热器的水温较低，容易在导管(Pin Tube)上结露水，也经常因为这些露水而出现变白现象。也就是说，在启用时导管内流入约14度左右的冷水，如果在此状态下较高的火炉热度(600度)施加于导管表面，则导管表面容易结露水。此露水易于与碳酸气体、硫酸气体及氮氧化物等火炉燃烧时产生的排气结合，如果这种结合重复出现，则在主换热器的导管外表面上生成白色物质，使得主换热器的热交换效率降低。

因此，上述锅炉具有供暖水的温度越低加热所需时间越长的缺点，为了克服这种缺点，目前采用根据当前温度和所需温度之间的温差而给火炉内提供大量空气或者燃料的比例控制方法。

为了实现这种比例控制，尚需开发传感器等零部件或者控制电路等，因此生产成本随着增加，而且使用于锅炉中的板式换热器的结构复杂、制造困难，其生产性也随之降低。

而且，为了防止容易在锅炉中发生的现象之一-14度冷水直接供应到主换热器122的导管的情况，在锅炉体外部专门设置了大容量热水储存罐。

但是，上述锅炉也仍然具有结露及生成白色物质的问题。即，如果在冬天有一段时间(约10个小时)不使用，则供暖水水温下降至14度以下，再打开锅炉，则冷水直接流入主换热器122，因此无法避免结露及产生白色物质的现象。

并且，热水罐与供水源连接，因此，热水罐必须可承受供水源所施加的压力，其制造形状及尺寸上的变化工艺也相当繁琐。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的第一技术问题是提供一种可防止结露及白色物质的锅炉，在锅炉内部设置可储存被主换热器加热并流出的高温供暖水的蓄热罐，使得蓄热罐内的一定温度以上的高温供暖水流入主换热器中。

本发明要解决的第二技术问题是提供一种具有较好的瞬间供水能力的锅炉。

本发明要解决的第三技术问题是提供一种结构简单、成本较低的锅炉。

本发明要解决的第四技术问题是提供一种设置于上述锅炉内、具有良好的热交换特性的供暖水储存用蓄热罐。

为了实现上述目的，本发明提供一种锅炉，用于生成并供应温水及供暖水，其特点在于，包括：储存有供暖水的蓄热罐；供暖水加热装置，对所述蓄热罐排出的供暖水进行加热；供暖水循环装置，将被所述供暖水加热装置加热的供暖水返回到所述蓄热罐；膨胀罐，与所述供暖水加热装置连通；温水供应装置，包括与供水源连接的进水口、排出温水的出水口、用于连通所述入水口及出水口并设置于所述蓄热罐内部的导热部；及控制装置，根据温度传感器检测的供暖水的温度值控制所述供暖水加热装置的运行，根据锅炉的供暖水或温水选择情况而控制供暖水循环装置的运行。

上述锅炉，其特点在于，所述供暖水加热装置包括：主换热器，具有与形成于所述蓄热罐内的第1流出管连接的输入端及与被加热的供暖水排出管连接的输出端；循环泵，设置于所述第1流出管，流动所述蓄热罐排出的供暖水；及给所述主换热器供热的火炉。

上述锅炉，其特点在于，所述供暖水循环装置包括：加热供暖水排出管，用于排出被所述供暖水加热装置加热的供暖水；第1流入管，与所述加热供暖水排出管连接，给所述蓄热罐提供供暖水；供暖管道，设置于供暖需求空间内，具有与所述加热供暖水排出管连接的第2流出管和与所述蓄热罐连接的第2流入管；三通阀，第1向连接于所述加热供暖水排出管，第2向连接于与所述蓄热罐连通的第1流入管，第3向连接于所述供暖管道的第2流出管。

所述三通阀在所述控制装置的控制下，如果需要温水，则连通所述加热供暖水排出管和第1流入管，如果需要供暖水，则连通所述加热供暖水排出管和第2流出管。

上述控制装置，包括：设置于所述加热供暖水排水管上的温度传感器；控制面板，如果所述温度传感器的检测值小于指定值，则运行所述供暖水加热装置，如果所述锅炉为供暖状态或温水状态，则发送运行所述供暖水循环装置的信号。

上述锅炉，其特点在于，还包括与所述供暖水加热装置连通的膨胀罐。

上述锅炉，其特点在于，所述循环泵可变化所述供暖水的流速。

本发明还提供一种锅炉用蓄热罐，用于储存锅炉的供暖水，其特点在于，包括：第1流出管，用于将储存于内部的供暖水排出于供暖水加热装置；第1流入管，用于将被所述供暖水加热装置加热的供暖水返回；第2流入管，用于返回通过供暖水循环装置而经过需供暖空间的供暖水；温水供应装置，包括连接于供水源的进水口、排出温水的出水口、设置于所述蓄热罐内部由连通所述进水口及所述出水口的导管件导热部构成的温水供应装置。

上述锅炉用蓄热罐，其特点在于，所述第1流出管从所述蓄热罐上部流出所述供暖水，所述第1流入管将经过加热供暖水排出管的加热供暖水供应给所述蓄热罐内上部，所述第2流入管通过所述蓄热罐下部供应供暖水，所述导热部以螺旋状形成。

上述锅炉用蓄热罐，其特点在于，设置于所述蓄热罐上部的所述第1流出管的吸入管，延长形成于所述螺旋状导热部的内侧，所述吸入管的侧面形成有多个流入口。

上述锅炉用蓄热罐，其特点在于，所述流入口为下部直径大于上部直径的管道，凸出形成，并形成于通过所述第1流入管被加热的供暖水流入方向的相反侧。

上述锅炉用蓄热罐，其特点在于，所述流入口形成于吸入管的上部，所述吸入管的外侧设置有下部形成有多个贯通口的外侧吸入管，所述导热部为内外双重螺旋状，内侧螺旋设置于所述吸入管和外侧吸入管之间，外侧螺旋设置于所述外侧吸入管和罐体之间。

如上所述，本发明的锅炉中，通过第1流出管供应到主换热器的水是长时间储存于蓄热罐内的温水，因此，可以有效防止低温水直接流入主换热器中而形成的结露和管道白化现象。

本发明中的锅炉无需使用现有锅炉中使用的板式换热器，因此减少了制造上的一些困难。并且，利用三通阀，可交替供应温水和供暖水，不但具备了各种功能，还可以使得装置更加简单。

并且，蓄热罐及温水管道内一直容纳有指定温度以上的快速加热用温水及取暖用供暖水，只要使用者需要即可使用热水，因此，快速加热或者供暖都不需要等待时间或者延迟时间，因此，瞬间温水/供水能力优越。

通常，进入家庭的供水源会形成一定的压力，因此，受到该压力的容器为了加大其直径，其厚度也需要相应地加厚，因此在制作不同大小的容器的问题上存在一定的困难，但是，本发明中的锅炉将储存供暖水的蓄热罐设置在锅炉内部，避免了受到供水源的压力，具有其制造容易的优点。

并且，本发明中的蓄热罐适用于上述结构的锅炉上，可有效储存及供应供暖水，并且通过结构上的各种变形，提供更有效的热交换效果。

以下，结合附图详细说明本发明的锅炉及锅炉用蓄热罐的具体实施例。

附图说明

图1为现有锅炉的结构示意图；

图2为本发明一实施例中锅炉的结构示意图；

图3为本发明一实施例中锅炉的运行流程图；

图4a为本发明一实施例中蓄热罐的剖面图；

图4b为图4a中安装在蓄热罐内的吸入管的结构示意图；

图5a为本发明另一实施例中蓄热罐的剖面图；

图5b为图5a中安装在蓄热罐中的吸入管的结构示意图；

图6a为本发明另一实施例中的蓄热罐的剖面图；

图6b为图6a中安装在蓄热罐中的吸入管的示意图；

图6c为图6a中安装在蓄热罐中的外侧吸入管的示意图。

具体实施方式

在本发明实施例当中，“供暖水”指的是用于供暖的热水，“温水”指的是用于洗浴、洗涤等供暖以外的其他用途的热水。

图2为本发明实施例中具有供暖水储存用蓄热罐的锅炉的结构示意图，其壳体(case)是用虚线表示的部分。

本发明实施例中的锅炉，包括：通过燃料供应管14获取燃料，并提供热量的火炉11；利用该火炉11所产生的热量，对其在内部流动的水进行加热的主换热器12；及，设置于需供暖地区或空间中的供暖导管(未图示)。

并且，本发明实施例中的锅炉在其壳体内部具有蓄热罐1，可储存在主换热器12中被加热而流出的供暖水。

上述蓄热罐具有：第1流出管3a，将其内部的供暖水流入主换热器12进行加热时，作为供暖水流入的通道；第1流入管3b，供暖水回到蓄热罐1时作为供暖水的通道；第2流入管5b，供暖水从供暖导管回到蓄热罐1时作为其供暖水的通道。

一端一直延伸到蓄热罐1内部的底部的第1流出管3a上设置有循环泵4。第1流出管3a的另一端连接于主换热器12的输入端。所述主换热器12的输出端连接有排出已加热供暖水的排出管16，通过受到控制装置的控制的三通阀7的某一方向出口，所述第1流入管3b的一端与加热供暖水排出管16连通，另一端与蓄热罐1的上部连接。

通过上述第1流入管3b流入蓄热罐1的供暖水，在使用者需要温水的时候，将高温传达到蓄热罐1内部的温水管道2。此时，使用者需要温水，则根据控制装置的运行循环泵4也开始运行，位于蓄热罐1内底部的供暖水经过主换热器12被加热，之后受到三通阀16的控制，通过加热供暖水排出管16和第1流入管回到所述蓄热罐1的上部。

通过被控制装置所控制的三通阀7的某一个方向，上述第2流出管5a的一端与所述加热供暖水排出管16连通，另一端与设置于需供暖空间中的供暖管道(未图示)的输入端。供暖管道的输入端连接有第2流入管5b的一端，第2流入管5b的另一端与蓄热罐1的下端连通。因此，被加热的供暖水经过所述与加热供暖水排出管16连通的第2流出管5a，并经过供暖管道，从而给需供暖空间传达热量，并返回蓄热罐1的底部。

上述循环泵4具有使用交流电而变化旋转速度的发动机，可调节流动在第1流出管3a管路中的水的流速。上述循环泵4与之后将说明的控制面板13电连接。

另一方面，设置于第1流出管3a上的膨胀罐8与第1流出管3a连通，容纳过度膨胀的温水。所述膨胀罐8内形成有排出管8a，当膨胀罐8的水位过高时可以排出多余的水，还设置有水位传感器9，可以感应水位。

上述蓄热罐1内部设置有螺旋状的温水管道2。温水管道2的两端形成有进水口2a及出水口2b，进水口2a连接于进入家庭的供水源，出水口2b连接于水龙头或者淋浴器水龙头。温水管道2为非铁金属，具有基本上呈螺旋状的导热部。螺旋状的导热部内部可容纳相当量的水，而这些水受到蓄热罐1中的供暖水，即经过上述加热供暖水排出管16通过第1流入管3b流入的高温供暖水的热传导，一直保持所定的温度。因此，如果使用者要使用温水，则可以随时都提供恒温温水，之后，通过进水口2a流入的水经过导热部时，与蓄热罐1内部的高温供暖水进行热交换，从而转换为高温温水，通过出水口2b供应给使用者。

并且，上述加热供暖水排出管16上设置有温度传感器10可检测供暖水的温度。传感器通过检测当前通过加热供暖水排出管16的供暖水的温度，根据使用者所要求的温水或供暖水决定供暖水加热装置的运行状态，所述温度传感器10与以下将说明的控制面板13电连接，实现温水或供暖水开关(未图示)的自动运行。

结合图2及图3，对如上结构的本发明实施例中的锅炉的运行情况进行说明。

当使用者打开室内的开关，则将信号传送到设置在锅炉上的控制面板13，步骤21，运行锅炉。运行锅炉之后，进行步骤22到步骤30为止的一系列检测工序，确认锅炉的异常与否。步骤22至步骤26包括确认漏气与否和是否需要补充水的步骤。步骤27至步骤30实现运行一段时间的循环泵4之后的系统的功能。

在上述确认工序中，如果无任何故障，则从步骤31开始进入运行模式。

步骤32，确认锅炉是否正常运行，之后步骤33，确认目前是否是快速加热模式。

如果不是快速加热模式，则步骤34，如果设置在上述加热供暖水排出管16上的温度传感器10检测出的供暖水温度低于指定的下限值，则启动循环泵4及火炉11加热供暖水，如果供暖水温度高于指定的上限值，则停止循环泵4及火炉，并独立地重复这种工序，以将供暖水的温度保持在特定温度范围内。并且，受到使得加热供暖水排出管16和第2流出管5a互通的三通阀7的控制，加热到指定温度的供暖水被供应的供暖管道。此时，经过第2流出管5a流入供暖管道的初始时的供暖水是利用供暖水加热装置加热过的水，因此水温已达到指定温度以上，可立即起到供暖作用。完成供暖功能的供暖水通过第2流入管5b回到蓄热罐1中。

此时，给蓄热罐1供应高温供暖水的第1流入管3b和上述加热供暖水排出管16的连通被断开。

在上述过程中，如果蓄热罐1内部的供暖水的水温明显低于下限值，则通过提高循环泵4的发动机的旋转速度，使得供暖水流出到主换热器12，从而增加回到蓄热罐1的供暖水的水量，否则，减慢循环泵发动机的旋转速度。从而可快速将供暖水加热到所需的温度。

相反，在步骤33中确认为快速加热模式，则步骤35，运行循环泵4及火炉11，通过控制装置，三通阀7使得加热供暖水排出管16和第1流入管3b互通，使被加热的供暖水流入蓄热罐1内部，从而将供暖水的水温保持在一定的温度。也就是说，使用者拧开水龙头之后，容纳于温水管道2本体中的温水(约40度)被供应，同时新的温水用水通过进水口2a流入导热部，经过主换热器12维持一定的温度，通过与供暖水的热交换间接被加热到指定温度，并通过出水口2b供应给使用者。

此时，将供暖水提供给供暖管道(未图示)的第2流出管5a和上述加热供暖水排出管16的连通被断开。

以上运行步骤结束之后，步骤36，重新回到初始模式进入等待状态。

以下将结合附图，对本发明中蓄热罐的实施例进行详细的说明。

本发明中的锅炉以图2中所示的蓄热罐为主要组成部分，本施实例是为了提高供暖水对温水管道的传热效果，对上述蓄热罐的结构进行一定的变形的示意图。

图4a为本实施例中蓄热罐的结构剖面图，图4b为安装在图4a中的蓄热罐内的吸入管的示意图。

如图所示，第1流出管3a设置于上述蓄热罐1的上部，第1流出管3a的下方延长形成有吸入管50，通过第1流出管3a将蓄热罐1内的供暖水流入到主换热器12中。

设置于蓄热罐1中的温水管道2的导热部大致为螺旋状，该导热部的内侧设置有吸入管50。

上述吸入管50的侧面形成有多个流入口52，通过该流入口蓄热罐1内部的供暖水流入吸入管50的内部。

上述流入口52从吸入管50的上部至上而下排列，就其尺寸来说，下部流入口的直径大于上部流入口的直径，形成于主换热器12所加热的供暖水返回时通过的第1流入管3b的相反侧。

通过上述第1流入管3b流入蓄热罐1内部的供暖水将热量传达给温水导管2的导热部内的水之后，通过流入口52流入到吸入管50内部，并通过第1流出管3a再排出到主换热器12。

此时，因为每个流入口52的直径各不相同，在储存有大量高温供暖水的蓄热罐1的上部，少量的水通过小直径的流入口流入吸入管50内部，相反，越往下，通过大直径的流入口，相对低温的水大量流入吸入管50内部。

因此，通过第1流入管3b流入的供暖水顺利地流动到蓄热罐1的下方，可提高蓄热罐1内供暖水和上述温水管道2之间的热交换效率。

形成于上述吸入管50上的流入口52位于高温供暖水通过第1流入管3b流入的相反侧，因此可防止流入的供暖水不进行与温水管道2的热交换，直接流入吸入管50的现象，从而更有效地提高了热交换效率。

图5a为本发明中蓄热罐另一实施例的剖面示意图，图5b为图5a中安装在蓄热罐内的吸入管的示意图。

本实施例中蓄热罐的结构与上述实施例中蓄热罐的结构类似，如图所示，形成于吸入管50上的流入管54以管道形状凸出形成。

上述流入口54凸出形成，因此，供暖水通过第1流入管3b流入吸入管50内部的整个流路而变长，并且高温供暖水可更长时间循环于蓄热罐1内部与温水管道2接触，因此，可更有效地提高热交换效率。

图6a为本发明中蓄热罐另一实施例的剖面示意图，图6b为图6a中设置于蓄热罐内的吸入管的示意图，图6c为图6a中蓄热罐内外侧吸入管的示意图。

在本实施例中，在吸入管50的外侧另外再设置外侧吸入管60，使得通过第1流入管3b流入的高温供暖水经过更长的流路，与温水管道2内的水进行热交换。

为此，多个流入口56在吸入管50的上方沿圆周形成，在上述吸入管50的外侧设置有其下端形成有多个贯通口66的外侧吸入管60。

上述温水管道2的导热部的内外侧为双重螺旋形状，内侧螺旋设置于所述吸入管50和外侧吸入管60之间，外侧螺旋位于所述外侧吸入管60和罐体之间。

通过这种结构，通过所述第1流入管3b流入的高温供暖水与温水管道2的外侧螺旋进行一次性热交换，之后，通过外侧吸入管60的贯通口66流入其内部。之后，与温水管道2的内侧螺旋进行第2次热交换，并通过吸入管50的流入口流入，通过第1流出管3a循环到主换热器12。

因此，循环于蓄热罐1内部的供暖水和温水管道2之间可进行热交换的流路的长度变长，流入蓄热罐1内部的整体供暖水可得到充分搅拌而形成暖流，从而提高了温水管道2和供暖水之间的热交换效果。

如上所述，本发明可以基于其主要思想及特征，进行各种实施形态的变化，而以上的实施例仅仅是为了说明的具体实施例，本发明并不限于上述实施例的范围内。

Claims (8)

1、一种锅炉，用于生成并供应温水及供暖水，其特征在于，包括：

储存有供暖水的蓄热罐；

供暖水加热装置，对所述蓄热罐排出的供暖水进行加热；

供暖水循环装置，将被所述供暖水加热装置加热的供暖水返回到所述蓄热罐内；

膨胀罐，与所述供暖水加热装置连通；

温水供应装置，包括与供水源连接的进水口、排出温水的出水口、用于连通所述进水口及出水口并设置于所述蓄热罐内部的导热部；及

控制装置，根据温度传感器检测的供暖水的温度值控制所述供暖水加热装置的运行，根据锅炉的供暖水或温水选择情况而控制供暖水循环装置的运行。

2、根据权利要求1所述的锅炉，其特征在于，所述供暖水加热装置包括：

主换热器，具有与形成于所述需热罐内的第1流出管连接的输入端及与被加热的供暖水排出管连接的输出端；

循环泵，设置于所述第1流出管，流动所述蓄热罐排出的供暖水；及

给所述主换热器供热的火炉。

3、根据权利要求1所述的锅炉，其特征在于，所述供暖水循环装置包括：

加热供暖水排出管，用于排出被所述供暖水加热装置加热的供暖水；

第1流入管，与所述加热供暖水排出管连接，给所述蓄热罐提供供暖水；

供暖管道，设置于供暖需求空间内，具有与所述加热供暖水排出管连接的第2流出管和与所述蓄热罐连接的第2流入管；

三通阀，第一向连接于所述加热供暖水排出管，第二向连接于与所述蓄热罐连通的第1流入管，第三向连接于所述供暖管道的第2流出管，

所述三通阀在所述控制装置的控制下，如果需要温水，则连通所述加热供暖水排出管和第1流入管，如果需要供暖水，则连通所述加热供暖水排出管和第2流出管。

4、一种锅炉用蓄热罐，用于储存锅炉的供暖水，其特征在于，包括：

第1流出管，用于将储存于内部的供暖水排出于供暖水加热装置；

第1流入管，用于返回被所述供暖水加热装置加热的供暖水；

第2流入管，用于返回通过供暖水循环装置而经过需供暖空间的供暖水；

温水供应装置，包括连接于供水源的进水口、排出温水的出水口、设置于所述蓄热罐内部由连通所述进水口及所述出水口的导管导热部构成的温水供应装置。

5、根据权利要求4所述的锅炉用蓄热罐，其特征在于，所述第1流出管从所述蓄热罐上部流出所述供暖水，所述第1流入管将经过加热供暖水排出管的加热供暖水供应给所述蓄热罐内上部，所述第2流入管通过所述蓄热罐下部供应供暖水，所述导热部以螺旋状形成。

6、根据权利要求4所述的锅炉用蓄热罐，其特征在于，设置于所述蓄热罐上部的所述第1流出管的吸入管延长形成于所述螺旋状导热部的内侧，所述吸入管的侧面形成有多个流入口。

7、根据权利要求6所述的锅炉用蓄热罐，其特征在于，所述流入口为下部直径大于上部直径的管道，凸出形成，并形成于通过所述第1流入管被加热的供暖水流入方向的相反侧。

8、根据权利要求6所述的锅炉用蓄热罐，其特征在于，所述流入口形成于吸入管的上部，所述吸入管的外侧设置有下部形成有多个贯通口的外侧吸入管，所述导热部为内外双重螺旋状，内侧螺旋设置于所述吸入管和外侧吸入管之间，外侧螺旋设置于所述外侧吸入管和罐体之间。

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