JP2002537530A - 圧縮ガス貯蔵組立体 - Google Patents

圧縮ガス貯蔵組立体

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JP2002537530A
JP2002537530A JP2000600034A JP2000600034A JP2002537530A JP 2002537530 A JP2002537530 A JP 2002537530A JP 2000600034 A JP2000600034 A JP 2000600034A JP 2000600034 A JP2000600034 A JP 2000600034A JP 2002537530 A JP2002537530 A JP 2002537530A
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annular
compressed gas
extension
liner
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Abstract

(57)【要約】 この圧縮ガス貯蔵組立体は、ガス貯蔵室及びアクセス開口を有する圧力容器102とアクセス開口を貫通して延びるボス110と、ガス貯蔵室を内張するプラスチック製ライナ108と、管継手本体120とを含む。プラスチック製ライナは、ボスの中に延びるニップル部分108aを備えており、環状リムで終結し、ねじが形成された半径方向内面領域を有する。管継手本体120は、ヘッド部分と、前記ヘッド部分の端部から長手方向に延び、ねじが形成された半径方向外面を有する延長部と、環状肩部とを有する。環状肩部は、その中に形成された環状凹所を備えており、圧縮可能なOリング128が環状凹所内に収容されている。アクセス開口を通して延長部を挿入し、ニップル部分のねじが形成された半径方向内面領域と機械的に係合するようにねじが形成された延長部の半径方向外面領域を配置することによって、管継手本体の環状肩部とライナの環状リムとの間でOリングが圧縮される。その結果、Oリングが圧縮され、内側ライナと管継手本体との間に気密が形成され、それによって貯蔵された圧縮ガスがアクセス開口を通って漏れることを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ライナを備えた貯蔵タンク、さらに詳細には圧縮ガス燃料を貯蔵す
るために使用されるプラスチック製ライナを備えた貯蔵タンクに関する。
【0002】
【従来の技術】
加圧された液体及びガスを貯蔵するために圧力容器が広範に使用されている。
圧力容器の1つの大きな用途は、自動車のような車に使用される天然ガスまたは
プロパンのような代替燃料のための用途である。天然ガス及びプロパンは、車の
燃料として次第にガソリンより望ましいものと見なされるようになっている。し
たがって、ガソリンの代わりに天然ガスまたはプロパンを使用するためにガソリ
ンを燃料にする自動車を改造して天然ガスを燃料とする自動車に変換する工夫が
なされてきた。さらに、現在の燃料源として天然ガスまたはプロパンを使用して
作動するように構成された新しい自動車が製造されている。
【0003】 天然ガス及びプロパンを貯蔵するために使用される容器は、貯蔵されたガスが
漏れないようにするプラスチック製ライナを備えている。プラスチック製ライナ
は、燃料を入れる開口が形成されているネック部分を含んで圧力容器内面全体を
カバーすることが好ましい。この開口での燃料の漏れを防止するために、Oリン
グまたは他の密封手段を使用することができる。
【0004】 本発明によって最初に考慮された密封構造の例が図3に示されている。図3に
示すように、密封構造は、圧力容器304の内面302をカバーするプラスチッ
ク製ライナ300を有する。プラスチック製ライナのニップル部分306は、ボ
ス310のネック領域308の内周302をカバーする。管継手本体314がネ
ック領域308に対して移動しOリング312を圧縮するとき、Oリング312
がネック領域308の縁部(参照符号なし)に対して当接し、ネック領域に向か
って押される。管継手本体314及びボス310は、参照符号316で互いに面
し係合する補完的なねじ込み面領域を有する。ボス310に対する管継手本体3
14の回転運動は、管継手本体314を圧力容器304に機械的に係合させ、プ
ラスチック製ライナ300のニップル部分306に対して中間に配置されたOリ
ング312によって管継手本体314を密封し、気密を確立する。
【0005】 図3に示した構造は理想的な作動条件では容認できるが、厳しい気候における
ような極端な温度圧力条件の下では、プラスチック製のライナ300は収縮し、
管継手本体314からライナ300を離すようにする。ボス308からプラスチ
ック製のライナ300の縁部が分離することによりOリング312の気密が破ら
れ、特にガス状の燃料が圧力容器304に外部に漏れる。
【0006】 したがって、管継手本体314を貯蔵容器に係合するときに、高い充填圧力と
約-40℃(-40°F)ないし約82.2℃(180°F)のような極端な作動
温度に耐え得るプラスチック製ライナと端部の嵌合との間の気密を形成する簡単
な密封構造を提供することが当業者よって行われた。
【0007】
【課題を解決するための手段】
したがって、本発明の目的は、圧力容器のボスからプラスチック製ライナが分
離することを防止する、改良された閉鎖組立体を備えた加圧ガス貯蔵組立体を提
供することによって、上述した問題を解決することである。
【0008】 本発明の原理によれば、上述したまた他の目的は、ガス貯蔵室を形成する内面
と、ガス貯蔵室と流体連通するアクセス開口を形成するネック領域との双方を有
する圧力室を含む圧縮ガス組立体によって達成される。ライナは、圧力容器の内
面の少なくとも一部、好ましくは、内面全体をカバーする。ライナのニップル部
分は、圧力容器のネック領域の中に延びネック領域内に配置された環状リムに終
わるようにガス貯蔵室から突出している。ライナの環状リムに当接するように圧
力領域のネック部分に環状Oリングが配置されている。
【0009】 さらに組立体は、アクセス開口を密封又は非密封状態で取付可能な管継手本体
を有する。管継手本体は、環状肩部の一端で終結するヘッド部分と、環状肩部の
内周を規定するように管継手本体のヘッド部分から突出している延長部とを有す
る。管継手本体が圧力容器のネック領域に挿入されるとき、延長部は、使用中に
ライナから管継手本体が意図せずに分離することを防止するためにライナのニッ
プル部分内に受けられ機械的に係合する。管継手本体がライナのニップル部分と
機械的に係合するように移動すると同時に、管継手本体の環状肩部がライナの環
状リムに緊密に接近するように移動し、環状リムに乗るOリングは、環状肩部と
環状リムとの間に配置され、環状リムの環状肩部への接近によって、環状肩部と
環状リムと間で圧縮される。Oリングは、ライナと管継手本体との間で気密を確
立し、圧力容器からガスが漏れることを防止する。
【0010】 本発明は、円筒形の形状を有するタンクを含む従来のタンク、並びに以下に示
すような型式の適合したタイプのタンクを備えている。この組立体は、制限なし
に自動車、トラック、スポーツ用車、軍用車等を含む種々の型式の自動車に設定
される。さらに、スキューバタンク、消防士によって使用される酸素タンクのよ
うなタンク、特に携帯用タンクに使用される。
【0011】 本発明の他の目的、側面及び利点は、本発明の原理を説明する添付図面に関連
して読むとき、明細書を読むとき当業者に明らかになるであろう。
【0012】
【発明の実施の形態】
図面を参照すると、図1には参照符号100によって圧縮ガス貯蔵組立体が示
されている。組立体100の圧力容器102の端部が、断面図で示されている。
圧力容器102の開口形成縁部103がアクセス開口106を形成し、このアク
セス開口106は、液体が圧力容器102のガス貯蔵室104に導入され、ガス
貯蔵室104から取り出されることができるようにする。
【0013】 ライナ108は、アクセス開口106の近傍を除いてライナ108が圧力容器
102の内面102a全体に接触している半径方向の外面108bを有し、アク
セス開口の近傍には、ボス110の半径方向に延びる部分110aが圧力容器1
02の半径方向内面102aとライナ108の半径方向外面108bの境界部分
の間に配置される。ボス110の長手方向に延びる部分110bは、アクセス開
口106を通ってガス貯蔵室104から突出する方向に延びている。ボス110
の長手方向に延びる部分は、ねじが形成された下方の内面領域117を含み、選
択的にねじが形成された半径方向内面領域132を含む。
【0014】 ライナ108の半径方向内面108aは、ガス貯蔵室104を形成している。
ボス110の長手方向に延びる部分の内面に接触するプラスチック製ライナ10
8のニップル部分112は、アクセス開口106から突出し、環状リム114で
終結し、その終結部分は、ガス貯蔵室104から突出する方に面する。図示した
実施形態において、ライナ108のニップル部分112は、ねじが形成された半
径方向外面を有する。ニップル部分112は、ボスの中に十分な距離延びており
、ニップル部分112のねじ形成領域116が補完的にねじが形成されたボス1
10の下方の半径方向内面領域117と機械的に相互に固定することができるよ
うになっている。しかしながら、ニップル部分112は、ボス110の上方の半
径方向内面領域をカバーするようにはボスには延びない。
【0015】 ライナ108のニップル部分112は、ねじが形成された半径方向内面領域1
30を有し、その目的は、以下にさらに詳細に説明する。 図1は、圧力容器の気密を形成するためにアクセス開口106に受け入れられ
る管継手本体120を示している。管継手本体120は、ヘッド部分121と、
ヘッド部分121から突出した管状延長部122とを有する。ヘッド部分の端部
に環状肩部124が形成され、この環状肩部124は、管状延長部122によっ
て形成された内周を備えている。環状肩部124には環状グランドすなわち凹所
が形成されており、この凹所126は、圧縮可能なOリング128を受け入れる
寸法である。管継手本体120の管状延長部121は、ねじが形成された上方の
半径方向外面領域133を有する。
【0016】 図1に示すように、管継手本体120がアクセス開口106に受けられるとき
、管状延長部122は、ガス貯蔵室104に向かって突出するようにアクセス開
口106を通って延び、環状肩部124は、環状リム114に面している。適当
な締め付け方向へのボス110に対する管継手本体120の回転は、(a)管状
延長部122の下方の補完的なねじが形成された外面領域131とニップル部分
112のねじが形成された半径方向内面領域130と、(b)ボス110のねじ
が形成された上方の半径方向内面領域132と管継手本体120のヘッド部分1
21の補完的なねじが形成された上方の半径方向の外面133とを機械的に相互
に固定する。
【0017】 ボス110に対して管継手本体120を回転し続けることによって、機械的な
相互固定が締め付けられ、ライナ108と環状凹所126の対向する環状リム1
14がさらに接近する。好ましくは、管状グラント126の高さは、非圧縮状態
でOリング128の厚さよりわずかに小さく、Oリング128は、管継手本体1
20が管状肩部124が環状リム114に当接する位置までアクセス開口106
を通って移動するまで肩部124とリム114との間で圧縮状態に圧縮される。
この方法によって、Oリング128は、ライナ108のリム114と管継手本体
120の環状凹所138との間に気密を形成する。
【0018】 管継手本体120は、特に、圧力容器102からのガスの充填及び取り出しを
可能にするように形成された中央穴134を有する。中央穴134は、ホースま
たは管(図示せず)のねじが形成された外面と係合することができるように構成
され配置されるねじが形成されたアクセス開口を含む。
【0019】 図示した実施形態によって実現される1つの利点は、Oリング128によって
提供される気密が大きな温度または圧力によって低下する傾向がないことである
。むしろ、ライナ108のプラスチック製ライナは、高い内圧によって管継手本
体120から離れるように押され、ねじが形成された表面領域130及び131
によって提供された機械的な相互固定(及び選択的にねじが形成された表面領域
132及び133によって提供された第2の機械的な相互固定)はOリングを圧
縮から解放し、気密シールを破壊するために十分な距離管継手本体120の肩部
124からライナ108のリム114が分離することを防止する。その結果とし
て、Oリング128は、圧縮されたままであり、シールは、そのままである。
【0020】 密封構造は、プラスチックで裏打ちされたタンク、特に図2に参照符号200
で示されたタンクに特に適している。Oリング228及び管継手本体220が分
解した形で示されている。同様のタンク、並びに本発明を使用することができる
タンクの他の非制限的な例は、1993年9月3日に出願された米国特許第5,577,630
号及びPCT/US/15116に開示されている。
【0021】 好ましくは、圧力容器は、Cordant Technologies,Inc. によって供給されるTC
R(商品名)プリプレグで補強されたガラスまたは炭素のフィラメントが巻かれ
た複合材料からつくられることが好ましい。
【0022】 プラスチック製ライナは、熱可塑性または熱硬化性材料から形成することが好
ましい。プラスチック製ライナを形成する適当な材料は、例えば、ナイロン6、
ナイロン11及びナイロン12のようなポリアミド、ポリプロピレン、ポリウレ
タン及びその混合体及びその共重合体を含む。またこのライナは、金属または金
属合金から成るものでもよい。
【0023】 ボスを製造する代表的な材料は、アルミニウムのような金属、スチールのよう
な合金、および/又はプラスチックを含む。 Oリングを製造する代表的な材料は、例えば、NBRのようなニトリルベース
組成物、エチレンプロピレン共重合体、フルオロカーボン、フルオロシリコン、
ネオプレン及びシリコンを含む。
【0024】 管継手本体を製造する代表的な材料は、例えば、アルミニウムのような金属、
スチールのような合金、および/又はプラスチックを含む。 図示した実施形態に対する種々の変形例及び改造例は、本発明の範囲及び請求
の範囲内にある。
【0025】 例えば、ボスは、プラスチック製ライナおよび/又は圧力容器と一体的に形成
することができる。さらに、管継手本体を内側ライナに係合するために補完的な
ねじに加え、又はその代替物として種々の他の機械的な係合機構を使用すること
ができる。
【0026】 図示したアクセス開口は、図示したものより広く、複数のこのようなアクセス
開閉組立体を使用することができる。 図4及び図5に示す他の変形例によれば、閉鎖組立体として複数弁の管継手本
体420を使用することができる。図4及び図5に示す複数弁管継手本体420
は、管状延長部422を通って延び、複数弁管継手本体420のヘッド部分の上
面に関して間隔を置いて上端で終結している。管継手本体420のヘッド部分4
21には、ねじが形成された複数(図示した実施形態では6個)のアクセスポー
ト436a、436b、436c、436d、436e及び436fが形成され
ている。これらのねじが形成されたアクセスポート436a-436fは、圧力
調整器、充填ライン、換気ライン、圧力監視装置、分離した容器の間の接続ライ
ン等を含む種々の機能のために個々に使用することができる。使用されないポー
トは、貯蔵容器内からガスが漏れないように栓で閉じられる。もちろん、6個よ
り数が多いまたは少ないポートも管継手本体に含まれる。
【0027】 複数の弁管継手本体420は、正しいトルク水準で取り付けることができ、取
付け後に、流入ライン及び流出ラインとポートとの接続を容易にする。このよう
にして、閉鎖容器の全長を低減することができ、閉鎖容器の端部の周りにハード
ウエアを配置することができる。
【0028】 本発明の前述した詳細は、本発明の原理及びその実際的な用途を説明する目的
で提供され、当業者が考慮される適当な用途に適する種々の実施形態を理解する
ことができるようにする。前述した詳細な説明は、詳細な説明で開示した正確な
実施形態に制限することはとしていない。変形例及び等価例は、当業者に明らか
であり、本発明の精神及び範囲内に包含されよう。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による閉鎖組立体の断面図である。
【図2】 閉鎖体組立体の1つの一部が分解された一対の閉鎖組立体を有するタンクの斜
視図である。
【図3】 本発明によって考慮された閉鎖組立体の実施形態の断面図である。
【図4】 本発明の他の実施形態による閉鎖組立体の複合弁管継手本体の側断面図である
【図5】 図4のラインV-Vに沿った図4の複合弁管継手本体の断面図である。
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成13年2月16日(2001.2.16)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ, BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C R,CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES,FI ,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU,ID, IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,KR,K Z,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MA ,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ, PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,S K,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG ,UZ,VN,YU,ZA,ZW Fターム(参考) 3E072 AA01 3J046 AA07 BA03 BC05 BC15 CA03 CA04 CA10 【要約の続き】 とを防止する。

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内面とガス貯蔵室とを備え、前記ガス貯蔵室と流体連通する
    アクセス開口を形成するネック領域を備えた圧力容器と、 前記内面をカバーするとともに前記ネック領域の中に延び、環状リムで終結す
    るニップル部分を有するライナと、 ヘッド部分、前記ヘッド部分の端部から延びる延長部、及び前記ヘッド部分の
    前記端部に設けられると共に前記延長部によって形成される内周を備えた管継手
    本体であって、環状凹所が形成された環状肩部を有し、前記延長部は、前記環状
    肩部を前記環状リムと対向する関係で配置することと、前記延長部と前記ニップ
    ル部分との機械的な係合を可能にすることとの双方を可能にするように前記ニッ
    プル部分に受け入れられることが可能である、管継手本体と、 前記環状凹所内に受け入れられることができるとともに、前記環状凹所を越え
    て延びることができる十分な厚さを有する非圧縮状態と圧縮状態との間で圧縮可
    能であるOリングと、を有し、 前記延長部を前記ニップル部分と機械的に係合するように配置することによっ
    て前記環状リムと前記環状肩部との間で前記Oリングを圧縮状態に圧縮し、前記
    内側ライナと前記管継手本体との間で気密を形成する圧縮ガス貯蔵組立体。
  2. 【請求項2】 前記ライナは、プラスチック製である請求項1に記載の圧縮
    ガス貯蔵組立体。
  3. 【請求項3】 前記プラスチックは、少なくとも1つのポリアミドを含む請
    求項2に記載の圧縮ガス組立体。
  4. 【請求項4】 前記プラスチックは、ポリエチイレン、ポリプロピレン、ポ
    リウレタン、及びその混合物及ぶその共重合体からなるグループから選択された
    少なくとも1つの部材から成る請求項2に記載の圧縮ガス貯蔵組立体。
  5. 【請求項5】 前記ネック部分は、ボスを有する請求項2に記載の圧縮ガス
    貯蔵組立体。
  6. 【請求項6】 前記ボスは、前記ガス貯蔵室に配置された半径方向部分と、
    前記アクセス開口を通り前記ガス貯蔵室から突出する長手方向部分と、を有する
    圧縮ガス貯蔵組立体。
  7. 【請求項7】 前記圧力容器は、複合材料から成る請求項2に記載の圧縮ガ
    ス貯蔵組立体。
  8. 【請求項8】 前記延長部と前記ニップル部分との機械的係合は、前記環状
    リムを前記環状肩部に当接させる請求項2に記載の圧縮ガス組立体。
  9. 【請求項9】 前記管継手本体は、前記圧力容器のガスを充填し取り出すこ
    とができるように形成された穴を備えている請求項2に記載の圧縮ガス貯蔵組立
    体。
  10. 【請求項10】 内面とガス貯蔵室とを備え、前記ガス貯蔵室と流体連通す
    るアクセス開口を形成するネック領域を備えた圧力容器と、 前記内面をカバーするとともに、前記ネック領域に延び半径方向に内面領域に
    ねじが形された環状リムで終結するニップル部分を有するライナと、 ヘッド部分、前記ヘッド部分の前記端部から延び、半径方向外面にねじが形成
    されており、前記ニップル部分のねじが形成された半径方向外面領域を有し、こ
    の半径方向外面領域は、前記ニップル部分の前記ねじが形成された半径方向内面
    と機械的な係合が可能なように前記内面領域と補完的に構成されている延長部及
    び前記ヘッド部分の端部に設けられ前記延長部によって形成された内周を備えた
    環状肩部を有し、前記環状肩部は、中に形成された環状凹所を備え、前記延長部
    は、前記環状肩部を前記環状リムと対向する関係に配置することと、前記延長部
    の前記ねじが形成された半径方向外面と前記ニップル部分の前記ねじが形成され
    た半径方向内面領域との相対的な回転による機械的な係合を可能にすることとの
    双方を可能にする管継手本体と、 前記環状凹所内に受け入れられることができるとともに、前記環状凹所を越え
    て延びることができる非圧縮状態と圧縮状態との間で圧縮可能なOリングと、を
    有し、 前記延長部のねじが形成された外面領域を前記ニップル部分のねじが形成され
    た半径方向内と機械的に係合するように配置することによって前記環状リムと前
    記環状肩部との間で前記Oリングを圧縮状態に圧縮し、前記内側ライナと前記管
    継手本体との間に気密を形成する圧縮ガス貯蔵組立体。
  11. 【請求項11】 前記ネック部分は、ボスを有する請求項10に記載の圧縮
    ガス貯蔵組立体。
  12. 【請求項12】 前記ボス(110)は、ねじが形成された上方の半径方向
    内面を有し、前記管継手本体の前記ヘッド部分は、前記ボスのねじが形成された
    上方の半径方向内面と補完的に機械的に係合するねじが形成された半径方向外面
    を有する請求項11に記載の圧縮ガス貯蔵組立体。
  13. 【請求項13】 前記ライナは、プラスチックで形成されている請求項10
    に記載の圧縮ガス貯蔵組立体。
  14. 【請求項14】 前記プラスチックは、少なくとも1つのポリアミドである
    請求項13に記載の圧縮ガス貯蔵組立体。
  15. 【請求項15】 前記プラスチックは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
    リウレタン、及びその混合物及びその共重合体からなるグループから選択された
    少なくとも1つの材料から成る請求項13に記載の圧縮ガス貯蔵組立体。
  16. 【請求項16】 前記圧力容器は、複合材料から成る請求項10に記載の圧
    縮ガス貯蔵組立体。
  17. 【請求項17】 前記延長部と前記ニップル部分の機械的係合は、前記環状
    リムを前記環状肩部に当接させる請求項10に記載の圧縮ガス組立体。
  18. 【請求項18】 前記管継手本体は、前記圧力容器にガスを充填しその圧力
    容器からガスを取り出すことができるようにするために貫通する穴を有する請求
    項10に記載の圧縮ガス貯蔵組立体。
  19. 【請求項19】 内面とガス貯蔵室とを備え、前記ガス貯蔵室と流体連通す
    るアクセス開口を形成するネック領域を備えた圧力容器と、 前記内面をカバーするとともに、前記ネック領域に延び環状リムで終結するニ
    ップル部分を有するライナと、 ヘッド部分、前記ヘッド部分の前記端部から延びる延長部、及び前記ヘッド部
    分の端部に設けられ前記延長部によって形成された内周を備えた環状肩部を有し
    、前記環状肩部は、中に形成された環状凹所を備え、前記延長部は、前記環状肩
    部を前記環状リムと対向する関係に配置することと、前記延長部の前記ねじが形
    成された半径方向外面と前記ニップル部分の前記ねじが形成された半径方向内面
    領域との相対的な回転による機械的な係合を可能にすることとの双方を可能にす
    る管継手本体と、 前記環状凹所内に受け入れられることができるとともに、前記環状凹所を越え
    て延びることができる非圧縮状態と圧縮状態との間で圧縮可能であるOリングと
    、を有し、 前記延長部と前記ニップル部分とを機械的に係合するように配置することによ
    って前記環状リムと前記環状肩部との間で前記Oリングを圧縮状態に圧縮し、前
    記内側ライナと前記管継手本体との間に気密を形成する圧縮ガス貯蔵組立体を有
    する車両。
  20. 【請求項20】 前記ニップル部分は、ねじが形成された半径方向内面領域
    を有し、前記管状延長部は、前記ニップル部分のねじが形成された半径方向内面
    領域と機械的に係合するように補完的に構成されたねじが形成された半径方向外
    面領域を有する請求項19に記載の車両。
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