JP2002372197A - 気体貯蔵システム - Google Patents
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- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
Abstract
(57)【要約】
【課題】 水素貯蔵システムの漏れ点検の効率化を図
る。 【解決手段】 水素タンク１０〜４０を並列的に接続し
て水素貯蔵システムを構成する。各水素タンクの供給口
および排出口には、手動で開閉可能なバルブがそれぞれ
設けられる。供給側バルブ１１，２１，３１，４１は、
供給管５０に接続され、排出側バルブ１２，２２，３
２，４２は排出管６０に接続される。排出管６０には、
水素タンクよりも下流側に遮断弁６２が設けられ、水素
タンクと遮断弁６２との間にリークチェックポイント６
１が設けられる。各バルブを閉鎖して、充填口５１およ
びリークチェックポイント６１から点検用の気体を供給
することにより、水素タンクを充填するまでなく、容易
に配管における漏れ点検を行うことができる。
る。 【解決手段】 水素タンク１０〜４０を並列的に接続し
て水素貯蔵システムを構成する。各水素タンクの供給口
および排出口には、手動で開閉可能なバルブがそれぞれ
設けられる。供給側バルブ１１，２１，３１，４１は、
供給管５０に接続され、排出側バルブ１２，２２，３
２，４２は排出管６０に接続される。排出管６０には、
水素タンクよりも下流側に遮断弁６２が設けられ、水素
タンクと遮断弁６２との間にリークチェックポイント６
１が設けられる。各バルブを閉鎖して、充填口５１およ
びリークチェックポイント６１から点検用の気体を供給
することにより、水素タンクを充填するまでなく、容易
に配管における漏れ点検を行うことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、漏れの点検を効率
的に行うことができる気体貯蔵システムに関する。
的に行うことができる気体貯蔵システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、車両への燃料電池システムの搭載
が検討されている。燃料電池は、水素と酸素との電気化
学反応によって発電する装置である。発電に使用される
水素は、例えば、水素を高圧で貯蔵する水素タンクから
供給される。かかる燃料電池システムでは、複数の水素
タンクが併用される場合がある。
が検討されている。燃料電池は、水素と酸素との電気化
学反応によって発電する装置である。発電に使用される
水素は、例えば、水素を高圧で貯蔵する水素タンクから
供給される。かかる燃料電池システムでは、複数の水素
タンクが併用される場合がある。
【０００３】図２は複数の水素タンクを直列的に接続し
た水素貯蔵システムを示す説明図である。この構成で
は、４つの水素タンクＴｋ１〜Ｔｋ４が配管Ｔｕ１〜Ｔ
ｕ５によって直列的に接続されている。各水素タンクＴ
ｋ１〜Ｔｋ４には、タンクに水素を供給するための供給
バルブＶａ１〜Ｖａ４と、タンクから水素を排出するた
めの排出バルブＶａ５〜Ｖａ８とが備えられている。各
タンクに貯蔵された水素は、配管Ｔｕ１〜Ｔｕ５を介し
て燃料電池ＦＣに供給される。
た水素貯蔵システムを示す説明図である。この構成で
は、４つの水素タンクＴｋ１〜Ｔｋ４が配管Ｔｕ１〜Ｔ
ｕ５によって直列的に接続されている。各水素タンクＴ
ｋ１〜Ｔｋ４には、タンクに水素を供給するための供給
バルブＶａ１〜Ｖａ４と、タンクから水素を排出するた
めの排出バルブＶａ５〜Ｖａ８とが備えられている。各
タンクに貯蔵された水素は、配管Ｔｕ１〜Ｔｕ５を介し
て燃料電池ＦＣに供給される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】水素貯蔵システムで
は、配管と水素タンクとの結合部および配管自体から、
水素の漏れが生じないことを点検する必要がある。しか
し、従来のシステムでは、配管Ｔｕ１から水素が供給さ
れるから、配管Ｔｕ５など下流側の配管における漏れの
点検を行うためには、上流側の水素タンクＴｋ１〜Ｔｋ
４に水素が充填されている必要があった。従って、従来
のシステムは、点検時に大量のガスおよび時間が必要と
されており、非効率的であった。
は、配管と水素タンクとの結合部および配管自体から、
水素の漏れが生じないことを点検する必要がある。しか
し、従来のシステムでは、配管Ｔｕ１から水素が供給さ
れるから、配管Ｔｕ５など下流側の配管における漏れの
点検を行うためには、上流側の水素タンクＴｋ１〜Ｔｋ
４に水素が充填されている必要があった。従って、従来
のシステムは、点検時に大量のガスおよび時間が必要と
されており、非効率的であった。
【０００５】かかる弊害は、水素を貯蔵するシステムに
限らず、何らの気体を貯蔵するシステムに共通の課題で
あった。本発明は、漏れの点検を効率的に行うことがで
きる気体貯蔵システムを提供すること目的とする。
限らず、何らの気体を貯蔵するシステムに共通の課題で
あった。本発明は、漏れの点検を効率的に行うことがで
きる気体貯蔵システムを提供すること目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記課題の少なくとも一部を解決するために、本発明で
は、気体貯蔵システムにおいて以下の構成を適用した。
記課題の少なくとも一部を解決するために、本発明で
は、気体貯蔵システムにおいて以下の構成を適用した。
【０００７】本発明の気体貯蔵システムは、気体を貯蔵
するためのタンクを備える。このタンクには、気体の供
給口および排出口が設けられている。供給口には供給側
バルブが設けられ、排出口には排出側バルブが設けられ
ている。供給側バルブにはタンクに気体を供給するため
の供給管が接続され、排出側バルブにはタンクから気体
を排出するための排出管が接続されている。排出管に
は、排出側バルブよりも下流に、気体の排出を停止する
ための排出停止バルブが設けられている。更に、排出側
バルブと排出停止バルブとの間には、排出管に漏洩点検
用の気体を供給する点検用供給口が設けられている。
するためのタンクを備える。このタンクには、気体の供
給口および排出口が設けられている。供給口には供給側
バルブが設けられ、排出口には排出側バルブが設けられ
ている。供給側バルブにはタンクに気体を供給するため
の供給管が接続され、排出側バルブにはタンクから気体
を排出するための排出管が接続されている。排出管に
は、排出側バルブよりも下流に、気体の排出を停止する
ための排出停止バルブが設けられている。更に、排出側
バルブと排出停止バルブとの間には、排出管に漏洩点検
用の気体を供給する点検用供給口が設けられている。
【０００８】本発明では、タンクの供給側バルブを閉じ
て、供給管から気体を供給することにより、供給管とタ
ンクとの接合部および供給管自体についての漏れ点検を
行うことができる。また、タンクの排出側バルブを閉じ
て、点検用供給口から気体を供給することにより、排出
管とタンクとの接合部および排出管自体についての漏れ
点検を行うことができる。いずれの点検においても、タ
ンクを気体で充填する必要性は生じない。従って、本発
明のシステムによれば、非常に効率的に漏れ点検を行う
ことができる。
て、供給管から気体を供給することにより、供給管とタ
ンクとの接合部および供給管自体についての漏れ点検を
行うことができる。また、タンクの排出側バルブを閉じ
て、点検用供給口から気体を供給することにより、排出
管とタンクとの接合部および排出管自体についての漏れ
点検を行うことができる。いずれの点検においても、タ
ンクを気体で充填する必要性は生じない。従って、本発
明のシステムによれば、非常に効率的に漏れ点検を行う
ことができる。
【０００９】本発明では、各タンクにおいて、供給口と
排出口とを個別に備えるものとした。こうすることによ
り、供給口および排出口の少なくとも一方に、気体の逆
流を防止するための逆止弁を設けることができる。従っ
て、気体の貯蔵および排出を安定的に行うことができる
利点がある。
排出口とを個別に備えるものとした。こうすることによ
り、供給口および排出口の少なくとも一方に、気体の逆
流を防止するための逆止弁を設けることができる。従っ
て、気体の貯蔵および排出を安定的に行うことができる
利点がある。
【００１０】本発明の気体貯蔵システムは、単一のタン
クを備えるものであってもよいが、供給管および排出管
に複数のタンクが並列に接続されるシステムとして構成
する場合に、特に有用性が高い。
クを備えるものであってもよいが、供給管および排出管
に複数のタンクが並列に接続されるシステムとして構成
する場合に、特に有用性が高い。
【００１１】本発明の気体貯蔵システムにおいて、複数
のタンクが備えられている場合、点検用供給口は、構造
の簡素化を図る観点から、いずれのタンクよりも下流側
に設けることが望ましい。
のタンクが備えられている場合、点検用供給口は、構造
の簡素化を図る観点から、いずれのタンクよりも下流側
に設けることが望ましい。
【００１２】本発明は、タンクが高圧ガス容器である場
合に有用性が高い。かかる場合には、漏れ点検が特に重
要となるからである。
合に有用性が高い。かかる場合には、漏れ点検が特に重
要となるからである。
【００１３】本発明は、種々の気体を貯蔵するシステム
に適用可能であるが、水素を貯蔵するシステムとして構
成する場合に特に有用性が高い。水素は、非常に漏れが
生じやすいため、漏れ点検の重要性が高いからである。
に適用可能であるが、水素を貯蔵するシステムとして構
成する場合に特に有用性が高い。水素は、非常に漏れが
生じやすいため、漏れ点検の重要性が高いからである。
【００１４】本発明は、車両に搭載されるシステムとし
て構成する場合に有用性が高い。地上に固定されたシス
テムに比して、車両では振動などの要因によって漏れが
生じやすいため、特に漏れ点検の重要性が高いからであ
る。もちろん、車両に拘わらず、種々の移動体に搭載す
るシステムとして構成することもできる。
て構成する場合に有用性が高い。地上に固定されたシス
テムに比して、車両では振動などの要因によって漏れが
生じやすいため、特に漏れ点検の重要性が高いからであ
る。もちろん、車両に拘わらず、種々の移動体に搭載す
るシステムとして構成することもできる。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は実施例としての水素貯蔵シ
ステムを示す説明図である。４つの水素タンク１０〜４
０を並列的に接続したシステム例を示した。各水素タン
ク１０〜４０は、２０〜３５Ｍｐａという高圧で水素を
貯蔵する高圧ガス容器として構成されている。
ステムを示す説明図である。４つの水素タンク１０〜４
０を並列的に接続したシステム例を示した。各水素タン
ク１０〜４０は、２０〜３５Ｍｐａという高圧で水素を
貯蔵する高圧ガス容器として構成されている。
【００１６】各水素タンク１０〜４０には、供給口およ
び排出口が個別に設けられている。供給口には、手動で
開閉可能な手動式供給側バルブ１１，２１，３１，４１
がそれぞれ設けられている。供給口には、また、供給管
５０側に水素が逆流するのを防ぐための逆止弁１３，２
３，３３，４３が設けられている。排出口には、手動で
開閉可能な手動式排出側バルブ１２，２２，３２，４
２、および電気式のソレノイドバルブで構成されたシャ
ットバルブ１４，２４，３４，４４がそれぞれ設けられ
ている。なお、手動式供給側バルブ１１，２１，３１，
４１および手動式排出側バルブ１２，２２，３２，４２
は、閉鎖状態で組み付けられる。
び排出口が個別に設けられている。供給口には、手動で
開閉可能な手動式供給側バルブ１１，２１，３１，４１
がそれぞれ設けられている。供給口には、また、供給管
５０側に水素が逆流するのを防ぐための逆止弁１３，２
３，３３，４３が設けられている。排出口には、手動で
開閉可能な手動式排出側バルブ１２，２２，３２，４
２、および電気式のソレノイドバルブで構成されたシャ
ットバルブ１４，２４，３４，４４がそれぞれ設けられ
ている。なお、手動式供給側バルブ１１，２１，３１，
４１および手動式排出側バルブ１２，２２，３２，４２
は、閉鎖状態で組み付けられる。
【００１７】手動式供給側バルブ１１，２１，３１，４
１は、供給管５０に並列に接続されている。供給管５０
の一端には、充填口５１が設けられている。充填口５１
は、逆止弁を伴う気体供給用のバルブである。水素は、
充填口５１から圧入され、供給管５０および手動式供給
側バルブ１１，２１，３１，４１を介して各水素タンク
１０〜４０に充填される。
１は、供給管５０に並列に接続されている。供給管５０
の一端には、充填口５１が設けられている。充填口５１
は、逆止弁を伴う気体供給用のバルブである。水素は、
充填口５１から圧入され、供給管５０および手動式供給
側バルブ１１，２１，３１，４１を介して各水素タンク
１０〜４０に充填される。
【００１８】シャットバルブ１４，２４，３４，４４お
よび手動式排出側バルブ１２，２２，３２，４２は、燃
料電池１００に水素を供給するための排出管６０に並列
に接続されている。水素は、各水素タンク１０〜４０か
ら、これらのバルブを介して排出管６０に排出される。
排出管６０には、これらの水素タンク１０〜４０よりも
下流側に、手動で開閉可能な遮断弁６２が設けられてい
る。また、水素タンク１０〜４０と遮断弁６２との間に
は、リークチェックポイント６１が設けられている。リ
ークチェックポイント６１は、逆止弁を伴う気体供給用
のバルブである。
よび手動式排出側バルブ１２，２２，３２，４２は、燃
料電池１００に水素を供給するための排出管６０に並列
に接続されている。水素は、各水素タンク１０〜４０か
ら、これらのバルブを介して排出管６０に排出される。
排出管６０には、これらの水素タンク１０〜４０よりも
下流側に、手動で開閉可能な遮断弁６２が設けられてい
る。また、水素タンク１０〜４０と遮断弁６２との間に
は、リークチェックポイント６１が設けられている。リ
ークチェックポイント６１は、逆止弁を伴う気体供給用
のバルブである。
【００１９】水素貯蔵システムには、排出される圧力を
一定に保つための高圧レギュレータ、タンク内の過剰な
圧力を放出するためのリリーフバルブなどが設けられて
いるが、これらについては図示を省略した。
一定に保つための高圧レギュレータ、タンク内の過剰な
圧力を放出するためのリリーフバルブなどが設けられて
いるが、これらについては図示を省略した。
【００２０】本実施例の水素貯蔵システムにおける各バ
ルブの開閉状態について説明する。水素タンク１０〜４
０に水素を充填する際には、手動式供給側バルブ１１，
２１，３１，４１および手動式排出側バルブ１２，２
２，３２，４２が開放され、シャットバルブ１４，２
４，３４，４４を含む残りのバルブが閉鎖される。この
状態で、充填口５１から高圧で水素を印加することによ
り、水素の充填を行うことができる。
ルブの開閉状態について説明する。水素タンク１０〜４
０に水素を充填する際には、手動式供給側バルブ１１，
２１，３１，４１および手動式排出側バルブ１２，２
２，３２，４２が開放され、シャットバルブ１４，２
４，３４，４４を含む残りのバルブが閉鎖される。この
状態で、充填口５１から高圧で水素を印加することによ
り、水素の充填を行うことができる。
【００２１】水素を排出する際には、手動式供給側バル
ブ１１，２１，３１，４１、手動式排出側バルブ１２，
２２，３２，４２、シャットバルブ１４，２４，３４，
４４および遮断弁６２が開放される。こうすることによ
り、各水素タンク１０〜４０から排出された水素が燃料
電池１００に供給される。
ブ１１，２１，３１，４１、手動式排出側バルブ１２，
２２，３２，４２、シャットバルブ１４，２４，３４，
４４および遮断弁６２が開放される。こうすることによ
り、各水素タンク１０〜４０から排出された水素が燃料
電池１００に供給される。
【００２２】水素貯蔵システムにおける水素漏れの点検
時は、充填口５１およびリークチェックポイント６１を
除く全バルブが閉鎖される。シャットバルブ１４，２
４，３４，４４については閉鎖してもよいし、開放して
も構わない。漏れ点検は、供給系統と排出系統で個別に
行われる。供給系統については、充填口から点検用の気
体を高圧、例えば２０〜３５Ｍｐａで供給する。点検用
の気体は、水素を用いてもよいし、水素と分子量が近い
不活性ガスを用いるものとしてもよい。かかる不活性ガ
スとしては、例えば、ヘリウムを用いることができる。
時は、充填口５１およびリークチェックポイント６１を
除く全バルブが閉鎖される。シャットバルブ１４，２
４，３４，４４については閉鎖してもよいし、開放して
も構わない。漏れ点検は、供給系統と排出系統で個別に
行われる。供給系統については、充填口から点検用の気
体を高圧、例えば２０〜３５Ｍｐａで供給する。点検用
の気体は、水素を用いてもよいし、水素と分子量が近い
不活性ガスを用いるものとしてもよい。かかる不活性ガ
スとしては、例えば、ヘリウムを用いることができる。
【００２３】全バルブが閉鎖されているため、供給され
た気体は、水素タンク１０〜４０には流入しない。通
常、漏れは、供給管５０とバルブとの接合部（図中の領
域Ａなど）、および供給管の枝分かれ部（図中の領域Ｂ
など）で生じる。従って、点検用の気体に応じた検出セ
ンサを、これらの漏れが生じやすい部分に、外部から接
近させることで、漏れの有無を検出することができる。
漏れが生じやすい部分に、石けん水などの液体を塗布
し、漏れの有無を検出する方法を採ることもできる。充
填口５１または供給管５０のいずれかの部分に圧力セン
サを設け、圧力低下の有無によって漏れの有無を検出す
るものとしてもよい。先に説明した通り、水素の充填お
よび排出時には、手動供給側バルブ１１，２１，３１，
４１および手動排出側バルブ１２，２２，３２，４２は
開放状態に維持されるから、水素漏れの点検が完了した
時点でこれらのバルブは開放される。
た気体は、水素タンク１０〜４０には流入しない。通
常、漏れは、供給管５０とバルブとの接合部（図中の領
域Ａなど）、および供給管の枝分かれ部（図中の領域Ｂ
など）で生じる。従って、点検用の気体に応じた検出セ
ンサを、これらの漏れが生じやすい部分に、外部から接
近させることで、漏れの有無を検出することができる。
漏れが生じやすい部分に、石けん水などの液体を塗布
し、漏れの有無を検出する方法を採ることもできる。充
填口５１または供給管５０のいずれかの部分に圧力セン
サを設け、圧力低下の有無によって漏れの有無を検出す
るものとしてもよい。先に説明した通り、水素の充填お
よび排出時には、手動供給側バルブ１１，２１，３１，
４１および手動排出側バルブ１２，２２，３２，４２は
開放状態に維持されるから、水素漏れの点検が完了した
時点でこれらのバルブは開放される。
【００２４】排出系統の漏れ点検時には、点検用の気体
を、リークチェックポイント６１から高圧で供給する。
点検用の気体は、図中に破線の矢印で示す方向に流入す
る。手動式排出側バルブ１２，２２，３２，４２および
遮断弁６２が閉鎖されているため、点検用の気体は、水
素タンク１０〜４０および燃料電池１００には流入しな
い。供給系統の点検時と同様、漏れが生じやすい箇所
（図中の領域Ｃ，Ｄなど）に、点検用の気体に応じた検
出センサを、外部から接近させることで、漏れの有無を
検出することができる。液体の塗布、圧力変動などによ
って漏れの有無を検出することも可能である。
を、リークチェックポイント６１から高圧で供給する。
点検用の気体は、図中に破線の矢印で示す方向に流入す
る。手動式排出側バルブ１２，２２，３２，４２および
遮断弁６２が閉鎖されているため、点検用の気体は、水
素タンク１０〜４０および燃料電池１００には流入しな
い。供給系統の点検時と同様、漏れが生じやすい箇所
（図中の領域Ｃ，Ｄなど）に、点検用の気体に応じた検
出センサを、外部から接近させることで、漏れの有無を
検出することができる。液体の塗布、圧力変動などによ
って漏れの有無を検出することも可能である。
【００２５】以上で説明した本実施例の水素貯蔵システ
ムによれば、水素タンク１０〜４０を充填するまでな
く、漏れ点検を効率的に行うことができる。また、供給
口と排出口とを個別に設けることにより、水素の供給お
よび排出を安定的に行うことができる。
ムによれば、水素タンク１０〜４０を充填するまでな
く、漏れ点検を効率的に行うことができる。また、供給
口と排出口とを個別に設けることにより、水素の供給お
よび排出を安定的に行うことができる。
【００２６】本実施例では、水素を貯蔵するものとした
が、貯蔵する気体の種類はこれに限定されるものではな
い。本発明は、高圧で気体を貯蔵する場合に限らず、低
い圧力で気体を貯蔵するシステムにも適用可能である。
貯蔵システムに用いられるタンク数は４つに限定される
ものではなく、１つであってもよい。リークチェックポ
イント６１は、４つの水素タンク１０〜４０よりも下流
側に設けられているが、排出管６０のいずれの部分に設
けても良い。
が、貯蔵する気体の種類はこれに限定されるものではな
い。本発明は、高圧で気体を貯蔵する場合に限らず、低
い圧力で気体を貯蔵するシステムにも適用可能である。
貯蔵システムに用いられるタンク数は４つに限定される
ものではなく、１つであってもよい。リークチェックポ
イント６１は、４つの水素タンク１０〜４０よりも下流
側に設けられているが、排出管６０のいずれの部分に設
けても良い。
【００２７】本実施例のシステムは、車両に搭載するこ
とが好ましい。複数の水素タンクを並列的に用いること
により、タンク配置に自由度が生じ、システム全体の小
型化を図ることができる。車両では、振動などによって
漏れが生じることがあるが、本実施例のシステムは、漏
れ点検を効率的に行うことができる点で有用性が高い。
とが好ましい。複数の水素タンクを並列的に用いること
により、タンク配置に自由度が生じ、システム全体の小
型化を図ることができる。車両では、振動などによって
漏れが生じることがあるが、本実施例のシステムは、漏
れ点検を効率的に行うことができる点で有用性が高い。
【００２８】以上、本発明の種々の実施例について説明
したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その趣
旨を逸脱しない範囲で種々の構成を採ることができるこ
とはいうまでもない。
したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その趣
旨を逸脱しない範囲で種々の構成を採ることができるこ
とはいうまでもない。
【図１】実施例としての水素貯蔵システムを示す説明図
である。
である。
【図２】複数の水素タンクを直列的に接続した水素貯蔵
システムを示す説明図である。
システムを示す説明図である。
１０…水素タンク １１，２１，３１，４１…手動式供給側バルブ １２，２２，３２，４２…手動式排出側バルブ １３，２３，３３，４３…逆止弁 １４，２４，３４，４４…シャットバルブ ５０…供給管 ５１…充填口 ６０…排出管 ６１…リークチェックポイント ６２…遮断弁 １００…燃料電池
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｈ０１Ｍ 8/04 Ｈ０１Ｍ 8/04 Ｊ
Claims (6)
- 【請求項１】 気体貯蔵システムであって、 気体の供給口および排出口を有し、該気体を貯蔵するた
めのタンクと、 該供給口に設けられた供給側バルブと、 該排出口に設けられた排出側バルブと、 該供給側バルブに接続され、該タンクに気体を供給する
ための供給管と、 該排出側バルブに接続され、該タンクから気体を排出す
るための排出管と、 該排出管において、前記排出側バルブよりも下流に設け
られ、前記気体の排出を停止するための排出停止バルブ
と、 前記排出側バルブと前記排出停止バルブとの間に介設さ
れ、該排出管に漏洩点検用の気体を供給する点検用供給
口とを備える気体貯蔵システム。 - 【請求項２】 請求項１記載の気体貯蔵システムであっ
て、 前記タンクは、前記供給管および排出管に複数、並列に
接続される気体貯蔵システム。 - 【請求項３】 請求項２記載の気体貯蔵システムであっ
て、 前記点検用供給口は、前記複数設けられたいずれのタン
クよりも下流側に設けられている気体貯蔵システム。 - 【請求項４】 前記タンクは、高圧ガス容器である請求
項１〜請求項３いずれか記載の気体貯蔵システム。 - 【請求項５】 前記タンクは、水素タンクである請求項
1〜請求項４いずれか記載の気体貯蔵システム。 - 【請求項６】 車両に搭載されていることを特徴とする
請求項１〜請求項５記載の気体貯蔵システム。
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