DE3319733A1 - Refrigerant circuit - Google Patents
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Abstract
Description
Indesit Industrie Elettrodcmestici Italiana S.p.A.Indesit Industrie Elettrodcmestici Italiana S.p.A.
1oo4o Rivalta1oo4o Rivalta
Strada Piossasco kin 17Strada Piossasco kin 17
3/1973/197
Kältemi ttelkreislaufRefrigerant circulation
Die Erfindung betrifft einen Kältemittelkreislauf mit einer Expansionskapillare und einem Wärmerückgewinnungskreis, und zwar mit einem Kompressor, einen Kondensator, einati Kapillarrohr zum Bewirken einer im wesentlichen isenthalpischen Expansion eines in dem Kreislauf zirkulierenden Kältemittels, einen Verdampfer und einer Rückführleitung in Forai eines Rohrs zum Verbinden des Verdampfers mit dem Kompressor, die mit dem Kapillarrohr derart gekoppelt ist, daß ein Wärmeaustausch zwischen beiden stattfindet. Hierbei kann das flüssige Kältemittel, das in der Kapillare fließt, auf Kosten des verdampften Kältemittels, das in der Rückführleitung fließt, gekühlt werden, um das Kältemittel dadurch zu überhitzen, um auf diese Weise den Wirkungsgrad der Kälteanlage, zu der der Kreislauf gehört, zu steigern.The invention relates to a refrigerant circuit with an expansion capillary and a heat recovery circuit, namely with a compressor, a condenser, a capillary tube for effecting an im substantial isenthalpic expansion of one circulating in the circuit Refrigerant, an evaporator and a return line in Forai a pipe for connecting the evaporator to the compressor, which is connected to the capillary tube is coupled so that a heat exchange between both takes place. Here, the liquid refrigerant that is in the Capillary flows, at the expense of the evaporated refrigerant in the Return line flows to be cooled to the refrigerant thereby overheat in order to increase the efficiency of the refrigeration system to which the circuit belongs.
Es ist bekannt, die Kopplung zwischen der Kapillare und der Rückführleitung über eine kontinuierliche lötnaht zwischen der Rückführleitung und der Kapillare vorzunehmen, wobei letztere auf der Außenseite der ersteren angeordnet ist, oder eine koaxiale Einführung der Kapillare in die Rückführ leitung über zwei Bohrungen an den Enden der Rückf uhr leitung, die dann durch Löten verschlossen werden.It is known the coupling between the capillary and the return line Make a continuous solder seam between the return line and the capillary, the latter on the outside of the former is arranged, or a coaxial introduction of the capillary into the return line via two bores at the ends of the return line, which are then closed by soldering.
Die Lösung, bei der die Kapillare auf die Außenseite der Rückführleitung aufgelötet ist, ist teuer, aufwendig in Bezug auf relativ langwierige und schwierige Arbeiten und beinhaltet die Gefahr der Beschädigung der Kapillare aufgrund von überhitzung. Zudem weist eine derart ausgeführte Kopplung eine ungenügende Wärmeaustauschkapazität auf.The solution where the capillary is on the outside of the return line soldered is expensive, laborious in terms of relatively lengthy and difficult work and involves the risk of damage to the capillary due to overheating. In addition, it has a Coupling on insufficient heat exchange capacity.
OHtGINAL INSPECTEDOHtGINAL INSPECTED
Die Lösung mit der Kapillare im Inneren und koaxial zur Rückführleitung ist van thermischen Standpunkt her optimal, indan sich eine optimale Wärmeübertragung ergibt, besitzt jedoch den Nachteil, daß der Durchlaßquerschnitt der Rückführleitung, der für das Kältemittel zur Verfügung steht, stark reduziert wird, wodurch sich unerwünschte Druckverluste ergeben. Äußerdan erfordert eine derartige Lösung besondere Lötungen, um die Gefahr einer Beschädig ing der Kapillare zu vermeiden, wobei die Lotungen teuer sind, da man eine vollkommene Dichtheit hiervon bei dsn relativ hohen Druck, der von dan Kühlmittel ausgeübt wird, sicherstellen muß.The solution with the capillary inside and coaxial to the return line if from a thermal point of view it is optimal, then an optimal one Heat transfer results, but has the disadvantage that the passage cross section the return line that is available for the refrigerant stands, is greatly reduced, resulting in undesirable pressure losses. In addition, such a solution requires special soldering, in order to avoid the risk of damaging the capillary, whereby the Solderings are expensive because they are completely sealed Ensure that the pressure exerted by the coolant is relatively high got to.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Kühlkreislauf der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dan. diese Nachteile beseitigt sirxl und bei den eine einfache, billige und einen guten Wärmeaustausch gewährleistende Kopplung zwischen der Kapillare und der Rückführleitung vorhanden ist.The object of the invention is therefore to provide a cooling circuit of the initially mentioned mentioned type to create at dan. sirxl and eliminates these disadvantages with which a simple, cheap and a good heat exchange guarantee There is a coupling between the capillary and the return line is.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Teil des Kapillarrohrs, der parallel zur Rückführleitung angeordnet ist, auf der Außenseite der Rückführ leitung montiert ist, wobei letztere und der Teil des Kapillarrohrs derart gestaltet sind, daß der Teil des Kapillarrohrs unbeweglich an der Rückführ leitung fixiert ist, die mit Mitteln zum Verbessern des Wärmeaustausches zwischen dieser und dan Kapillarrohr versehen ist.This object is achieved in that the part of the capillary tube, the is arranged parallel to the return line, is mounted on the outside of the return line, the latter and the part of the capillary tube are designed such that the part of the capillary tube is fixed immovably on the return line, which is provided with means for improving the Heat exchange between this and the capillary tube is provided.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Ansprüchen zu entnehmen.Further refinements of the invention can be found in the description below and to be taken from the claims.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention is described below with reference to the accompanying figures illustrated embodiments explained in more detail.
Fig. 1 zeigt schanatisch einen Kältemittelkreislauf.Fig. 1 schematically shows a refrigerant circuit.
Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus dem Kältemittelkreislauf von Fig. 1.FIG. 2 shows a section from the refrigerant circuit from FIG. 1.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt längs der Linie III-III von Fig. 2.FIG. 3 shows a section along the line III-III from FIG. 2.
. 6-. 6-
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Ausschnitts des Kältekreislaufs. 4 shows a further embodiment of a section of the refrigeration circuit.
Vi']. 5 zeigt einen Sclinitt lärrjs der Linie V-V von Fig. 4. Vi ']. 5 shows a section of the line VV of FIG.
Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführung sform für einen Kältemittelkreislauf.Fig. 6 shows a further embodiment sform for a refrigerant circuit.
Der in 3'ig. 1 dargestellte Kältemittelkreislauf 1, wie er insbesondere in Haushaltskühlgeräten wie Kühlschränken, Tiefkühltruhen usw. verwendet wird, umfaßt einen Kompressor 2, einen Kondensator 3, einen Verdampf er 4, ein Rückführrohr 5, das den Verdampfer 4 mit dem Kompressor 2 verbindet, und ein Kapillarrohr 6 mit vorbestimmter Länge und Querschnitt, das den Kondensator 3 mit dem Verdampfer 4 verbindet. Im Inneren des Kreislaufs 1 zirkuliert kontinuierlich in Richtung der Pfeile ein Kältemittel wie Freon, das den Kompressor 2 in gasförmigem Zustand und mit niedrigem Druck zugeführt wird. Der Kcmpressor 2 komprimiert das gasförmige Kältemitte], auf einen relativ hohen vorbestimmten Druck (von etwa 1 at auf etwa 1o at) und führt es in den Kondensator 3 ein, der dem Kältemittel Wärme entzieht und so dessen Kondensation zum flüssigen Zustand bewirkt. Dann wird das flüssige Kältemittel über das Kapillarrohr 6 den Verdampfer 4 zugeführt, in dan eine im wesentlichen isenthalpische Expansion des Kältemittels stattfindet, so daß das Kältemittel im Verdampfer 4 auf niedrigen Druck und damit in gasförmigen Zustand zurückkehrt, indem es der Umgebung des Verdampfers (beispielsweise eine Gefrierzelle einer Tiefkühltruhe) Wärme entzieht, so daß die Temperatur hiervon stark gegenüber derjenigen der Umgebung gesenkt wird. Über das Rückführrohr 5 wird das gasförmige Kältemittel erneut dem Kcmpressor 2 für einen neuen Zyklus zugeführt.The 3'ig. 1 shown refrigerant circuit 1, as he in particular is used in household refrigeration appliances such as refrigerators, freezers, etc., comprises a compressor 2, a condenser 3, an evaporator he 4, a return pipe 5, which connects the evaporator 4 to the compressor 2, and a capillary tube 6 of a predetermined length and cross-section, which the Condenser 3 connects to evaporator 4. Inside the circuit 1, a refrigerant such as circulates continuously in the direction of the arrows Freon, which the compressor 2 in gaseous state and with low Pressure is applied. The Kcmpressor 2 compresses the gaseous refrigerant], to a relatively high predetermined pressure (from about 1 at to about 1o at) and introduces it into the condenser 3, which is the refrigerant Removes heat and thus causes it to condense into a liquid state. The liquid refrigerant then becomes the evaporator via the capillary tube 6 4 supplied, in then a substantially isenthalpic expansion of the refrigerant takes place, so that the refrigerant in the evaporator 4 on low pressure and thus returns to a gaseous state by exposing it to the surroundings of the evaporator (e.g. a freezer cell of a Freezer) removes heat, so that the temperature of it is greatly reduced compared to that of the surroundings. Via the return pipe 5 the gaseous refrigerant is returned to the Kcmpressor 2 for a new one Cycle fed.
Zum Erhöhen des Wirkungsgrals des Kältemittelkreislaufs ist ein Abschnitt 7 der Kapillare 6 parallel und benachbart zu dem Rückführrohr 5 angeordnet, um eine mechanische Kopplung zum Erzielen eines Wärmeaustausches zu realisieren. Insbesondere überträgt das flüssige und warne Kältemittel, das durch die Kapillare 6 fließt, Wärme auf das gasförmige, kalte, durch das Rückführrohr 5 fließende Kältemittel, -um das flüssige Kältemittel abzukühlen und das gasförmige zu erwärmen, um den thermcdYnamischen Wirkungsgrad zu erhöhen.There is a section to increase the efficiency of the refrigerant circuit 7 of the capillary 6 arranged parallel and adjacent to the return pipe 5 in order to achieve a mechanical coupling for achieving a heat exchange realize. In particular, the liquid and warning refrigerant transmits, that flows through the capillary 6, heat to the gaseous, cold, through the return pipe 5 flowing refrigerant, -to the liquid refrigerant to cool down and to heat the gaseous in order to increase the thermal efficiency to increase.
In den Fig. 2 und 3 ist die Kopplung zwischen dem Abschnitt 7 der Kapillare 6 und dem Rückführrohr 5 dargestellt. Hierbei ist sowohl, das Kuckführrohr 5 als auch die Kapillare 6 zylindrisch, beide v/eisen entsprechende Außenflächen 8 bzw. 9 auf. Das Rückführrohr 5 ist geradlinig, während das Kapillarrohr 6 in innigem Kontakt mit der zylindrischen Aufienf "acht. 8 des Rückführrohrs 5 als Spirale mit vorbestimmter Ganghöhe gewunden ist, um die Kapillare 6 unbeweglich festzulegen, die vorzugsweise üjs Kupfer und gewöhnlich immer aus einem metallischen Material gefertigt ist, während das Rückführrohr 5 aus Metall, vorzugsweise aus verzinktem Eisen besteht. Auf diese Weise wird die Kapillare 6 auf der Außenseite des Rückführrohrs 5 mechanisch beifestigt, ohne das die Notwendigkeit besteht, irgendeine Schweißung oder Lotung vorzunehmen, wobei sich die Außenflächen 8 und 9 in Kontakt miteinander befinden. Dieser Kontakt, der theoretisch auf eine Linie begrenzt ist, bestellt praktisch auf einem begrenzten Flächenbereich aufgrund der Deformierbarkeit der Materialien, ist jedoch ungenügend hinsichtlich eines zufriedenstellenden Wänrcübergangs. Daher sind das Rückführrohr 5 und der Abschnitt 7 der Kapil i.ate 6 in einer Umhüllung 1o angeordnet, wobei sich um das Rückfühxrohr r> ein Zwischenraum 11 befindet, der durch die UmhüLlung 1o begrenzt wire;, luftgefüllt ist und in dem sich der Abschnitt 7 der Kapillare: 6 befindet Die Umhüllung 1o besteht vorzugsweise aus wärme schrumpfbarem Polyvinylchlorid und dient ferner dazu, das Kapillarrohr 6 in Kontakt mit cirsi; Rückführrohr 5 zu halten. Zum Erhöhen des Wärmeübergangs zwischen diesen stecken die Kapillare 6 und das Rückführrohr 5 zudem in einem ocpi.ieiiorten, synthetischen und isolierenden Schaum 12, beispielsweise Pol1 urethan, der im wesentlichen die Wärmeverluste gegenüber der äußeren Umgeh.ng ausschaltet. Die Umhüllung 1o, die die Rohre 5 und 6 im wesentlichen dicht umgibt, verhindert, daß Isolierharz zwischen die Außenflächen 8 und 9 eindringt, wodurch der Wärmeübergang zwischen den Rohren 5 und 6 beeinträchtigt werden könnte.In FIGS. 2 and 3, the coupling between the section 7 of the capillary 6 and the return tube 5 is shown. Here, both the cooling pipe 5 and the capillary 6 are cylindrical, and both have corresponding outer surfaces 8 and 9, respectively. The return tube 5 is straight, while the capillary tube 6 in intimate contact with the cylindrical surface 8 of the return tube 5 is wound as a spiral with a predetermined pitch to fix the capillary 6, which is preferably made of copper and usually always made of a metallic material is made, while the return tube 5 is made of metal, preferably galvanized iron. In this way, the capillary 6 is mechanically attached to the outside of the return tube 5 without the need to make any welding or soldering, the outer surfaces 8 and 9. This contact, which is theoretically limited to a line, is practically limited in area due to the deformability of the materials, but is insufficient in terms of a satisfactory heat transfer. ate 6 in an envelope 1o arranges, with an intermediate space 11 around the return tube r > which is delimited by the cover 1o wire; is filled with air and in which the section 7 of the capillary is: 6 The cover 1o is preferably made of heat-shrinkable polyvinyl chloride and is also used for this purpose , the capillary tube 6 in contact with cirsi; Return pipe 5 to hold. To increase the heat transfer between these, the capillary 6 and the return pipe 5 are also placed in an ocpi.ieiiorten, synthetic and insulating foam 12, for example Pol 1 urethane, which essentially eliminates the heat loss from the external bypass. The sheathing 1o, which surrounds the tubes 5 and 6 essentially tightly, prevents insulating resin from penetrating between the outer surfaces 8 and 9, as a result of which the heat transfer between the tubes 5 and 6 could be impaired.
In den Fig. 4 und 5 ist eine weitere Kopplung zwischen einem Abseinitt eines Kapillarrohrs 13 und einem Rückführrohr 14 eines Kältemittelkreislauf s, wie er etwa in Fig. 1 dargestellt ist, gezoigt. Die Rohre» 1 i und 14 sind hierbei qe rar] linie/ und unwesentlichen zyl indi i.srh .nxi w-i.yen Außenflächen 15 bzw. 16 auf. Das Kapillarrohr 1.i ist in einem kai,.il.u-In FIGS. 4 and 5, a further coupling between a section of a capillary tube 13 and a return tube 14 of a refrigerant circuit, as shown for example in FIG. 1, is drawn. The tubes »1 i and 14 are here qe rar] linie / and insignificant cyl indi i.srh .nxi wi.yen outer surfaces 15 and 16 respectively. The capillary tube 1.i is in a kai, .il.u-
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
t i'ji-ri Bit:'. 18 angeordnet, d«;T einen im wesentlichem hufeisenförmigen Querschnitt aufweist iuid sich lürys einer Erzeugenden des Rohrs 14 ei"st reckt und durch plastische Verformung der Wandung 19 hiervon erzeugt ist. Der Sitz 18 besitzt eine gekrümmte Wandung 2o, die an der Außenfläche Yj längs eines Bogens, der sich wenigstens über drei Viertel des Umfangs des Kapillarrohrs 13 erstreckt, anliegt, um einen großen uit"'. guten Wärmeübergang durch Wärmeleitung zwischen dem Kapillarrohr 13 und dem Kältemittel, das im Inneren des Rückführrohrs 14 strömt, sicherzustellen und VM gleichzeitig die Kapillare 13 an dem Rückführrohr 14 zu befestigen. Letzteres besitzt einen Durchgangsquerschnitt, der im wesentlichen hallamondförmig ist, wobei sich die Wandung 2o des Sitzes 18 in der Wandung 19 jji Richtung zur Achse des Rückführrohrs 14 erstreckt und dalier den Diarchgangsquerschnitt reduziert.t i'ji-ri bit: '. 18 arranged, which has a substantially horseshoe-shaped cross-section iuid stretches along a generatrix of the tube 14 and is produced by plastic deformation of the wall 19. The seat 18 has a curved wall 20, which on the outer surface Yj along an arc which extends over at least three quarters of the circumference of the capillary tube 13, rests around a large uit "'. To ensure good heat transfer through thermal conduction between the capillary tube 13 and the refrigerant flowing inside the return tube 14, and at the same time to fasten the capillary 13 to the return tube 14. The latter has a passage cross-section which is essentially Hallamond-shaped, the wall 20 of the seat 18 extending in the wall 19 in the direction to the axis of the return pipe 14 and thereby reducing the diarchal passage cross-section.
Yki i dieser Ausführungsform erhält man eine unbewegliche mechanische Kopplung zwischen dem Rückführrohr 14 und der Kapillare 13, ohne daß es notwendig ist, ein Schweißen oder Löten vorzunehmen, wobei das Kapillarrohr I '■ im wesentlichen außerhalb des Rückführrohrs 14 angeordnet gehalten wird. Der Sitz 18 wird vorzugsweise durch Ziehen in wenigstens zwei aufeinanderfolgenden Schritte erhalten, wobei man beim ersten einen kanalformigon, halbkreisförmigen Sitz längs einer Erzeugenden des Rückführrohrs 14 erhält, in dem man die Kapillare 13 anordnet, und in einem zweiten den Sitz erhält, in dem gleichzeitig das Kapillarrohr 13 durch Einverleiben blockiert wird. Die Rohre 13 und 14 sind metallisch und können mit einem expandierten isolierenden Schaum 12 umgeben sein. Die Verminderung des Dur ent rittsquer Schnitts des Rückführrohrs 14, die durch den Sitz 18 für die Kapillare 13 hervorgerufen wird, ist minimal und gewöhnlich viel geringer als im Falle der internen und koaxialen Anordnung der Kapillare und bewirkt daher keinen wesentlichen Druckverlust im Rückführrohr 14. Als Ersatz erhält man dafür einen optimalen Wärmeübergang durch Wärmeleitung durch die großen miteinander in Berührung stehenden Flächen sowie eine konstruktionsmäßig einfache und billige Lösung. In this embodiment, an immovable mechanical coupling is obtained between the return tube 14 and the capillary 13 without the need to carry out welding or soldering, the capillary tube being held essentially outside the return tube 14. The seat 18 is preferably obtained by drawing in at least two successive steps, the first obtaining a channel-shaped, semicircular seat along a generatrix of the return tube 14 in which the capillary 13 is placed, and in a second the seat in which at the same time the capillary tube 13 is blocked by incorporation. The tubes 13 and 14 are metallic and can be surrounded by an expanded insulating foam 12. The reduction in the major cross section of the return tube 14 caused by the seat 18 for the capillary 13 is minimal and usually much less than in the case of the internal and coaxial arrangement of the capillary and therefore does not cause any substantial pressure loss in the return tube 14. As Instead, you get an optimal heat transfer through heat conduction through the large areas in contact with one another, as well as a structurally simple and inexpensive solution.
In Fig. 6 ist ein Kältemittelkreislauf 21 dargestellt, bei dem ein Kompressor 2, ein Kondensator 3 und ein Verdampfer 4 vorgesehen sirxi, wobei es sich um einen sogenannten "roll-bond"-Kreislauf handelt. Hierbei ist der Verdampfer 4 durch Verbinden von zwei flachen einander gegenüber an-In Fig. 6, a refrigerant circuit 21 is shown in which a compressor 2, a condenser 3 and an evaporator 4 are provided sirxi, where it is a so-called "roll-bond" cycle. Here, the evaporator 4 is by connecting two flat opposite to each other-
ORlGlNAL INSPECTEDORlGlNAL INSPECTED
3 Ί 1r - 3 ο3 Ί 1 r - 3 ο
geordneten Platten 22 (von denen nur eine sichtbar ist) gebildet., dadurch plastische Deformation gepreßt einen sepentinenartigen Kanal 2i aufweist. Der Kanal 23 bildet eine Leitung, in der Kältemittel fiioü. Der Kreislauf 21 umfaßt desweiteren eine Expansionskapil lare 24, ei-·. Rückführrohr 25 und ein Filter 26 stromaufwärts von der Kapillare 2-',. Die Kapillare 24 und das Rohr 25 können in die Platten 22 des Verdampfers 4 einbezcgen sein und ein einheitliches Teil mit diesen bilden, wie in Fig. 6 dargestellt ist. Das Rohr 25 ist durch Prägen in den Platte. 22 ausgebildet, um ohne Unterbrechung der Kontinuität einer! Endabschnatvt des serpentinenartigen Kanals 23 zu bilden. Die Kapillare 24 ist elxsrfalls durch Prägen in den Platten 22, jedoch mit einem geringeren ζ-ηοΓ-schnitt als der Kanal 23, der den Verdampfer 4 bildet, realisiert.ordered plates 22 (of which only one is visible) formed., thereby pressed plastic deformation has a sepentine-like channel 2i . The channel 23 forms a line in which the refrigerant fiioü. The circuit 21 further comprises an expansion capillary 24, egg ·. Return tube 25 and a filter 26 upstream of the capillary 2- ',. The capillary 24 and the tube 25 can be included in the plates 22 of the evaporator 4 and form a unitary part therewith, as is shown in FIG. The tube 25 is stamped into the plate. 22 trained to operate without interrupting the continuity of a! To form the end portion of the serpentine channel 23. The capillary 24 is otherwise realized by embossing in the plates 22, but with a smaller ζ-ηοΓ-cut than the channel 23, which forms the evaporator 4.
Die Kapillare 24 kann gemäß einer Variante stattdessen durch ein Ktipferrohr realisiert sein, das zwischen den Platten 22 im Moment des Ub ?reinanderanordnens hiervon zur Herstellung des Verdampfers 4 eingesehlossen wird, so daß sich eine äußere und mechanisch feste Verbindung '/,um Rohr 25 ergibt, das Teil der Platten 22 ist. Ein Zweig 27 da- Kapillare 24 verläuft entlang einer Seite des Rohrs 25, so daß über die Platte ein leichter und großer Wärmeübergang durch Wärmeleitung zwischen ler Kapillare 24 und dem Rohr 25 stattfinden kann. Auf diese Weise erh.ilt man eine thermische und mechanische Kopplung der Expansionskapillare . mit dem Rückführrohr ohne Notwendigkeit von Schweißen al er Löten und ahmden Durchtrittsquerschnitt des Rückführrohrs zu reduzieren. Zudem ist diese Lösung einfach und billig.According to a variant, the capillary 24 can instead pass through a Ktipfer tube be realized that between the plates 22 at the moment of arranging them over each other included hereof for the production of the evaporator 4 so that there is an external and mechanically strong connection '/, around Tube 25 results, which is part of the plates 22. A branch 27 da- capillary 24 runs along one side of the tube 25, so that a lighter and greater heat transfer by conduction between ler via the plate Capillary 24 and the tube 25 can take place. In this way received thermal and mechanical coupling of the expansion capillary. with the return pipe without the need for welding than soldering and mating To reduce the passage cross-section of the return pipe. In addition, is this solution simple and cheap.
AL INSPECTEDAL INSPECTED
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Legal Events
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8141 | Disposal/no request for examination |