JP2008032301A - Heat exchanging device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気通路を形成するケースと熱交換器とをパッキン材によりシールする熱交換装置に関するものであり、車両用空調装置における蒸発器のシール構造として好適である。 The present invention relates to a heat exchange device that seals a case forming an air passage and a heat exchanger with a packing material, and is suitable as a seal structure for an evaporator in a vehicle air conditioner.
従来、この種のシール構造として、例えば、特許文献1に示すように、矩形状をした熱交換器の外形部のうち、上面部に位置する第1パッキン材と両側面部に位置する第2パッキン材とを別体で構成し、熱交換器の上面部および両側面部にそれぞれ第1パッキン材および第2パッキン材を独立に貼り付けているものが知られている。
Conventionally, as this type of seal structure, for example, as shown in
ところで、上記特許文献1では、蒸発器の空気流れ下流側近傍に熱交換された空気温度を検出するための温度センサがケース外から交換可能な構造によって設けられている。つまり、この温度センサは、蒸発器のフロスト状態を検出するためのセンサであって、的確な空気温度を吹き出す位置に温度センサを配置しやすくすることが望まれている。
しかしながら、上述したような構成による蒸発器では、最も側面寄りに配列されたフィンは、一方がチューブに接合され、他方がサイドプレートに接合される。これにより、最も側面寄りに配列されたフィンは、その内側に配列されたフィンと比べて比較的高温になる傾向がある。 However, in the evaporator configured as described above, one of the fins arranged closest to the side surface is joined to the tube and the other is joined to the side plate. As a result, the fins arranged closest to the side surface tend to be relatively hot compared to the fins arranged on the inner side.
換言すると、最も側面寄りのフィンよりも内側のフィンは、その両端にチューブが接合されているため、最も側面寄りのフィンよりも内側のフィンから吹き出される空気温度に対して、最も側面寄りのフィンから吹き出される空気温度が高くなっているのが一般的である。 In other words, since the fins on the inner side of the fins closest to the side face have tubes joined to both ends thereof, the fins closest to the side face with respect to the air temperature blown from the fins on the inner side than the fins closest to the side face. Generally, the temperature of air blown out from the fins is high.
従って、蒸発器の最適なフロスト状態を検出するためには、ケースの側壁近傍よりも奥深い位置にセンサ部を差し込む温度センサをケース外に配置することが必要となっている。これにより、温度センサの外形が大きくなって製造コストが上昇する問題がある。 Therefore, in order to detect the optimum frost state of the evaporator, it is necessary to dispose a temperature sensor outside the case for inserting the sensor unit at a position deeper than the vicinity of the side wall of the case. Thereby, there exists a problem which the external shape of a temperature sensor becomes large and manufacturing cost rises.
そこで、本発明の目的は、温度センサの小型化が図れる熱交換装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a heat exchange device that can reduce the size of a temperature sensor.
上記目的を達成するために、請求項1ないし請求項4に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項1に記載の発明では、空気通路を形成するケース(1)内に配置され、空気と熱交換流体とを熱交換する熱交換器(3)と、この熱交換器(3)のタンク面に位置する第1パッキン材(4、5)と、熱交換器(3)の入口面または出口面のうち、最も側面寄りに配列されたフィン(34)を覆うように貼り付けられた第2パッキン材(6)とを備えることを特徴としている。
In order to achieve the above object, the technical means described in
この発明によれば、熱交換器(3)の最も側面寄りに配列されたフィン(34)からの比較的高温の空気が吹き出されることを防止することができるのでケース(1)の側壁近傍に温度センサを配置しても最適なフロスト状態の空気温度を検出することができる。従って、ケース(1)から奥深い位置にセンサ部を差し込む温度センサとする必要がないため温度センサの小型化が図れる。 According to the present invention, it is possible to prevent the relatively hot air from being blown out from the fins (34) arranged closest to the side surface of the heat exchanger (3), so that the vicinity of the side wall of the case (1) Even if a temperature sensor is arranged, the optimum frosted air temperature can be detected. Therefore, it is not necessary to use a temperature sensor in which the sensor unit is inserted deep from the case (1), so that the temperature sensor can be downsized.
請求項2に記載の発明では、熱交換器(3)の両側面には、最も側面寄りに配列されたフィン(34)を固定するサイドプレート(36)が設けられており、第2パッキン材(6)は、ケース(1)とサイドプレート(36)との間をシールし、その延長上に延ばされた第2パッキン材(6)によって最も側面寄りに配列されたフィン(34)を覆うことを特徴としている。
In the invention described in
この発明によれば、第2パッキン材(6)によって、ケース(1)内に配置される熱交換器(3)との間をシールできるとともに、最も側面寄りのフィン(34)の空気通路をシールすることができる。従って、部品点数を増加させることなく最も側面寄りに配列されたフィン(34)からの比較的高温の空気が吹き出されることを防止することができる。 According to the present invention, the second packing material (6) can seal between the heat exchanger (3) arranged in the case (1) and the air passage of the fin (34) closest to the side surface. Can be sealed. Therefore, it is possible to prevent the relatively hot air from being blown out from the fins (34) arranged closest to the side surface without increasing the number of parts.
請求項3に記載の発明では、第2パッキン材(6)は、熱交換器(3)の最も側面寄りに配列されたフィン(34)の通気通路のうち、半分以上の空気通路を覆うことを特徴としている。
In the invention according to
この発明によれば、最も側面寄りに配列されたフィン(34)からの比較的高温の空気が吹き出されることを防止することができる。なお、少なくとも空気通路の半分程度を覆うことで通風抵抗の増加の抑制が図れる。 According to this invention, it is possible to prevent the relatively hot air from being blown out from the fins (34) arranged closest to the side surface. Note that the increase in ventilation resistance can be suppressed by covering at least about half of the air passage.
請求項4に記載の発明では、第2パッキン材(6)は、少なくとも熱交換器(3)の入口面に貼り付けられたことを特徴としている。この発明によれば、熱交換器(3)の空気流れ下流側を覆うまでもなく、空気流れ上流側を覆うことで最も側面寄りに配列されたフィン(34)からの比較的高温の空気が吹き出されることを防止することができる。 The invention according to claim 4 is characterized in that the second packing material (6) is attached to at least the inlet surface of the heat exchanger (3). According to this invention, it is not necessary to cover the downstream side of the air flow of the heat exchanger (3), but the relatively hot air from the fins (34) arranged closest to the side surface by covering the upstream side of the air flow. Blowing out can be prevented.
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows a corresponding relationship with the specific means of embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態における熱交換装置を図1ないし図3に基づいて説明する。図1は第1実施形態におけるケース1と蒸発器3とのシール構造を示す平面断面図である。図2は蒸発器3におけるパッキン材4、5、6の貼り付け位置を示す斜視図である。図3は車両用空調装置の蒸発器3の全体構成を示す正面図である。
(First embodiment)
Hereinafter, a heat exchange device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 is a plan sectional view showing a seal structure between the
本実施形態では、本発明を車両用空調装置に適用したものである。熱交換器である蒸発器3は、図3に示すように、上下のヘッダタンク31およびコア部33から構成されている。コア部33は、内部を冷媒が流通する複数のチューブ35、波形に形成された複数のフィン34、およびタンクプレート32から構成されている。
In the present embodiment, the present invention is applied to a vehicle air conditioner. As shown in FIG. 3, the
フィン34とチューブ35は、ヘッダタンク31の長手方向に交互に積層され、左右の最も側面よりに配列されるフィン34の更に外方に、断面コの字状に開口する強度部材としてのサイドプレート36が配設されている。
The
タンクプレート32は、これら複数のチューブ35の積層方向に延びるように配設され、チューブ35の長手方向の端部に対応する位置にチューブ挿入部としての挿入孔37が複数設けられている。この挿入孔37にチューブ35端部が接合されてコア部33が形成されている。
The
さらに、その挿入孔37の最外方には、サイドプレート36の長手方向の対応する位置に図示しない挿入孔が形成されており、その挿入孔にサイドプレート36の端部が接合されてコア部33が形成される。
Further, an insertion hole (not shown) is formed on the outermost side of the
そして、図中上側のタンクプレート32には上部ヘッダタンク31が、図中下側のタンクプレート32には下部ヘッダタンク31が接合によって結合されている。なお、蒸発器3の各部品はアルミニュウム系の材料で形成され、ろう付けにて一体に接合されている。
An
そして、上部ヘッダタンク31には上流側に設けられた膨張弁(図示せず)で減圧された冷媒が流入され、複数のチューブ35内を流れ、空気と熱交換することで冷媒が蒸発したガスとなって下部ヘッダタンク31に流入して、下部ヘッダタンク31から外部の冷凍サイクルの下流側に流出する。以上の構成による蒸発器3は、冷房用熱交換器であり、冷凍サイクルの低圧冷媒が送風空気から吸熱して蒸発することにより送風空気を冷却する。
And the refrigerant | coolant decompressed by the expansion valve (not shown) provided in the upstream is flowed into the
次に、以上の構成による蒸発器3を収容するケース1について説明する。ケース1は樹脂製の空調ケースであり、その内部に空気通路を形成している。この空調ケース1は車両計器盤内側の中央部に搭載される。空調ケース1のうち助手席側の側面部に図示しない空気入口部が設けられるとともに、空調ケース1には、その空気入口部の空気流れ下流側に蒸発器3が配置されており、図示しない送風ユニットからの送風空気が上記空気入口部を経由して蒸発器3に流入される。
Next, the
さらに、空調ケース1には、蒸発器3の空気流れの下流側に暖房用熱交換器(図示せず)が配置されており、蒸発器3で冷却された冷風と暖房用熱交換器(図示せず)で加熱された温風との風量割合を調節して送風空気の温度調節が行われるように構成している。
Further, in the
次に、蒸発器3とケース1内壁面とのシール構造について図1および図2に基づいて説明する。熱交換器3は、図2に示すように、第1タンク面38、第2タンク面39、第1側面40、第2側面41、空気流れ上流側となる入口面42、および空気流れ下流側となる出口面43の6面を有する。
Next, a seal structure between the
その6面のうち、第1タンク面38の中央部にタンク長手方向に沿って延びる帯状のパッキン材5が貼り付けられている。さらに、第1タンク面38の長手方向の一端部には、第1側面40との境界に沿って、すなわち、タンクの短手方向に沿って延びる帯状のパッキン材4が貼り付けられている。
Among the six surfaces, a band-
さらに、第1タンク面38の長手方向の他端部には、第2側面41との境界に沿って、すなわち、タンクの短手方向に沿って延びる帯状のパッキン材4が貼り付けられている。その結果、第1タンク面38には、H字型のシール面を提供するようにH字型のパッキン材4、5が配置されている。ここで、第1タンク面38に配置されるパッキン材4、5を第1パッキン材4、5と称する。
Further, a band-shaped packing material 4 extending along the boundary with the
そして、入口面42には、第1側面40との境界に沿って、帯状のパッキン材6が貼り付けられている。さらに、入口面42には、第2側面41との境界に沿って、帯状のパッキン材6が貼り付けられている。この結果、入口面42のうち、両側面40、41との境界に沿って延びる帯状の範囲はパッキン材6によって覆われ、入口面42の両側にシール面が提供される。
A belt-
一方、出口面43には、第1側面40との境界に沿って、帯状のパッキン材6が貼り付けられている。さらに、出口面43には、第2側面41との境界に沿って、帯状のパッキン材6が貼り付けられている。この結果、出口面43のうち、両側面40、41との境界に沿って延びる帯状の範囲はパッキン材6によって覆われ、出口面43の両側にシール面が提供される。
On the other hand, a strip-shaped
入口面42と出口面43とには、複数のチューブ35が並べて配列されている。それぞれのチューブ35に隣接して空気通路が形成されている。結果、入口面42と出口面43とには、複数の空気通路が開口する。それぞれの空気通路には、波状のフィン34などの熱交換促進部材が配置されうる。
A plurality of
また、複数のパッキン材6のそれぞれは、入口面42と出口面43との最も端に位置する空気通路を閉塞するように貼り付けられている。この形状は、パッキン材6が、入口面42と出口面43との最も端に位置するフィン34を覆うように配置されている。ここで、第1側面40、第2側面41に配置されるパッキン材6を第2パッキン材6と称する。
Further, each of the plurality of packing
以上の構成による熱交換装置は、熱交換器3と、この熱交換器3に貼り付けられたパッキン材4、5、6とを備える。パッキン材は、熱交換器3の2つのタンク部のうち、上側に位置される第1タンク面38に配置されてこの第1タンク面38に沿う隙間を遮断する第1パッキン材4、5を備える。
The heat exchange device having the above configuration includes the
パッキン材は、さらに、熱交換器3の入口面42または出口面43の少なくとも一方のうち、両側面40、41との境界に沿って延びる端部空気通路を少なくとも部分的に覆う第2パッキン材6を備える。なお、蒸発器3の第2タンク面39には、図示しない皿状のパッキン材を嵌め込むようになっている。
The packing material further includes a second packing material that at least partially covers an end air passage extending along the boundary between the side surfaces 40 and 41 of at least one of the
一方、熱交換器3を収容するケース1は、図1に示すように、少なくとも、熱交換器3の両側面40、41とその近傍を受け入れ可能なレール状の収容部を有する。この収容部は2つのリブ部2の間に形成されうる。また、収容部は、パッキン材6を覆う程度の深さを有している。
On the other hand, as shown in FIG. 1, the
収容部は、熱交換器3をパッキン材4、5、6のみを介して支持し、熱交換器3とケース1との直接の接触、例えば、サイドプレート36とケース1との直接の接触を回避するように形成されている。
The accommodating portion supports the
さらに、蒸発器3の空気流れ下流には、温度センサ8が配置されている。この温度センサ8は、蒸発器3の温度を直接的にもしくは間接的に検出する。温度センサ8の検出温度は、蒸発器3への着霜を判定するために用いられる。温度センサ8は、蒸発器3の下流側領域のうち、ケース1の壁面に比較的近い位置に温度感知部8aを有している。この温度センサ8の温度感知部8aは、蒸発器3の中央よりも、ケース1の壁面に近い位置に配置される。
Furthermore, a
次に、パッキン材4、5、6のサイズについて説明する。第2パッキン材6の幅方向のサイズは、少なくともサイドプレート36の端部と、最も側面寄りに配列されたチューブ35とを繋ぐ長さに形成すると良い(図1中に示すW1)。これによれば、サイドプレート36の長手方向に沿って最も側面寄りに配列されたフィン34の空気通路を覆うように貼り付けることができる。
Next, the sizes of the
さらに、収容部を形成するリブ部2の突き出し高さにおいても、蒸発器3をケース1内に配置したときに、リブ部2の先端が最も側面寄りに配列されたチューブ35の同一線上にほぼ合致するように形成すれば良い。
Furthermore, also in the protrusion height of the
これにより、第2パッキン材6によって、ケース1左右側方の内壁面と蒸発器3の両側面40、41との隙間をシールすることができるとともに、最も側面寄りのフィン34の空気通路全体を第2パッキン材6でシールすることができる。従って、部品点数を増加させることなく最も側面寄りに配列されたフィン34からの比較的高温の空気が吹き出されることを防止することができる。
Thus, the
そして、第1パッキン材4、5は、上述した第2パッキン材6のサイズのうち、同一幅寸法、同一板厚になるように形成すれば良い。換言すると、第1パッキン材4、5および第2パッキン材6はともに、同一の板状弾性体材料から切断長さを変えるだけで得られることができる。なお、具体的弾性体材質としては樹脂発泡材が最適であり、例えば、架橋高発泡ポリエチレン(ポリエチレン)を用いる。
And the
また、パッキン材4、5、6はその表裏両面の片側に接着剤層を有し、この接着剤層の表面に剥離紙(裏紙)を貼り付けた構成となっている。これにより、剥離紙を剥離した後に、接着剤層を蒸発器3各部の貼り付け相手面に貼り付けることにより、パッキン材4、5、6を蒸発器3各部に接着固定できる。
Further, the
これにより、パッキン材4、5、6を同一幅寸法、同一板厚とすることで、例えば、ロール状に巻かれた板状弾性体材料を回転体から引き出して所定の長さに切断するとともに、剥離紙を剥がすことのできる自動機を用いて蒸発器3の各部、所定位置にパッキン材4、5、6を比較的容易に貼り付けることができる。
As a result, the
以上の第1実施形態による蒸発器のシール構造によれば、パッキン材4、5、6は、蒸発器3の第1タンク面38に位置する第1パッキン材4、5と、蒸発器3の入口面42、出口面43に位置する第2パッキン材6とに別体で構成し、かつ第2パッキン材6が蒸発器3の最も側面寄りに配列されたフィン34を覆うように貼り付けられている。
According to the seal structure of the evaporator according to the first embodiment described above, the
これによれば、蒸発器3の最も側面寄りに配列されたフィン34からの比較的高温の空気が吹き出されることを防止することができるのでケース1の側壁近傍に温度センサ8を配置しても最適なフロスト状態の空気温度を検出することができる。従って、ケース1から奥深い位置にセンサ部を差し込む温度センサ8とする必要がないため温度センサ8の小型化が図れる。
According to this, since it is possible to prevent the relatively high temperature air from being blown out from the
また、ケース1と蒸発器3のサイドプレート36との間をシールし、その延長上に延ばされた第2パッキン材6によって、ケース1側方の内壁面と蒸発器3の側面との隙間をシールすることができるとともに、最も側面寄りに配列されたフィン34の空気通路をシールすることができる。従って、部品点数を増加させることなく最も側面寄りに配列されたフィン34からの比較的高温の空気が吹き出されることを防止することができる。
Further, a gap between the inner wall surface on the side of the
(第2実施形態)
以上の第1実施形態では、第2パッキン材6を空気流れの前後の入口面42と出口面43に4ヶ所貼り付けるように構成したが、これに限らず、空気流れ下流側の出口面43に配置される第2パッキン材6は、最も側面寄りに配列されたフィン34を覆うように形成しなくても良い。
(Second Embodiment)
In the first embodiment described above, the
具体的には、図4に示すように、空気流れ下流側に形成するリブ部2の先端をサイドプレート36の内側近傍に同一線上となるように形成し、そのリブ部2の先端に同一線上となるように第2パッキン材6の一端をサイドプレート36貼り付ける。これによれば、最も側面寄りに配列されたフィン34の空気通路を入口面42のみで覆うことで、最も側面寄りに配列されたフィン34からの比較的高温の空気が吹き出されることを防止することができる。さらに、蒸発器3の空気流れ下流側の側面をガタなく安定的にケース1の内壁面に支持できる。
Specifically, as shown in FIG. 4, the tip of the
(第3実施形態)
以上の実施形態では、ケース1にリブ部2を形成し、そのリブ部2と蒸発器3のサイドプレート36との間を第2パッキン材6でシールするように構成したが、これに限らず、第2パッキン材6をケース1の側壁まで延長させて蒸発器3の側面側を第2パッキン材6でシールするように構成しても良い。
(Third embodiment)
In the embodiment described above, the
具体的には、図5に示すように、熱交換器3の入口面42には、蒸発器3の側面とケース1の側壁との間を第2パッキン材6でシールし、その延長上に延ばされた第2パッキン材6で最も側面寄りに配列されたフィン34を覆うようにサイドプレート36に貼り付ける。
Specifically, as shown in FIG. 5, the
そして、熱交換器3の出口面43には、蒸発器3の側面とケース1の側壁との間を第2パッキン材6でシールする。ここで、蒸発器3の出口面43に貼り付ける第2パッキン材6は、最も側面寄りに配列されたフィン34を覆うように形成しなくても良い。
The
これによれば、ケース1にリブ部2を形成しなくても蒸発器3の側面とケース1の側壁との間を第2パッキン材6でシールすることができるとともに、最も側面寄りに配列されたフィン34の空気通路をシールすることができる。
According to this, it is possible to seal the space between the side surface of the
(第4実施形態)
以上の実施形態では、主に空気流れの上流側の入口面42に配置する第2パッキン材6で最も側面寄りに配列されたフィン34を覆うように構成したが、これに限らず、空気流れの下流側の出口面43に配置する第2パッキン材6で最も側面寄りに配列されたフィン34を覆うように構成しても良い。
(Fourth embodiment)
In the above embodiment, the
具体的には、図6に示すように、熱交換器3の出口面43には、蒸発器3の側面とケース1の側壁との間を第2パッキン材6でシールし、その延長上に延ばされた第2パッキン材6で最も側面寄りに配列されたフィン34を覆うようにサイドプレート36に貼り付ける。
Specifically, as shown in FIG. 6, the
そして、熱交換器3の入口面43には、蒸発器3の側面とケース1の側壁との間を第2パッキン材6でシールする。ここで、蒸発器3の入口面43に貼り付ける第2パッキン材6は、最も側面寄りに配列されたフィン34を覆うように形成しなくても良い。
Then, the
これによれば、蒸発器3の側面とケース1の側壁との間を第2パッキン材6でシールすることができるとともに、最も側面寄りに配列されたフィン34の空気通路をシールすることができる。
According to this, between the side surface of the
(第5実施形態)
以上の実施形態では、第2パッキン材6の幅方向のサイズを最も側面寄りに配列されたフィン34の空気通路全体を覆うように形成したが、これに限らず、少なくとも最も側面寄りに配列されたフィン34の空気通路の半分以上を覆うように第2パッキン材6の幅寸法を形成しても良い。
(Fifth embodiment)
In the above embodiment, the size of the
具体的には、図7に示すように、熱交換器3の入口面42には、蒸発器3の側面とケース1の側壁との間を第2パッキン材6でシールし、その延長上に延ばされた第2パッキン材6で最も側面寄りに配列されたフィン34の空気通路の半分以上を覆うようにサイドプレート36に貼り付ける。ここでは、熱交換器3の出口面43には、第2パッキン材6を設けずにサイドプレート36がリブ部2に当接されている。
Specifically, as shown in FIG. 7, the
これによれば、フィン34の空気通路全体を覆うときよりも通風抵抗の増加の抑制が図れる。なお、本実施形態では、第2パッキン材6は、熱交換器3の最も側面寄りに配列されたフィン34の通気通路のすべてを覆わない。しかし、第2パッキン材6は、熱交換器3の最も側面寄りに配列されたフィン34の通気通路の半分以上を覆っている。
According to this, the increase in ventilation resistance can be suppressed more than when covering the entire air passage of the
さらに、本実施形態では、第2パッキン材6は、熱交換器3の空気流れ上流側にだけ貼り付けられている。すなわち、熱交換装置は、第2パッキン材6が熱交換器3の少なくとも上流側に貼り付けられた構成とされうる。
Furthermore, in this embodiment, the
(他の実施形態)
以上の実施形態では、本発明のシール構造を車両用空調装置の蒸発器3に適用させたが、これに限らず、熱交換器一般のシール構造として広く適用可能である。
(Other embodiments)
In the above embodiment, the seal structure of the present invention is applied to the
1…ケース、空調ケース
3…蒸発器(熱交換器)
4、5…第1パッキン材、パッキン材
6…第2パッキン材、パッキン材
34…フィン
36…サイドプレート
1 ... Case,
4, 5 ... 1st packing material, packing
Claims (4)
前記熱交換器(3)のタンク面に位置する第1パッキン材(4、5)と、
前記熱交換器(3)の入口面または出口面のうち、最も側面寄りに配列されたフィン(34)を覆うように貼り付けられた第2パッキン材(6)とを備えることを特徴とする熱交換装置。 A heat exchanger (3) disposed in a case (1) forming an air passage for exchanging heat between air and a heat exchange fluid;
A first packing material (4, 5) located on the tank surface of the heat exchanger (3);
It is provided with the 2nd packing material (6) affixed so that the fin (34) arranged closest to the side among the entrance side or the exit side of the heat exchanger (3) may be provided. Heat exchange device.
前記第2パッキン材(6)は、前記ケース(1)と前記サイドプレート(36)との間をシールし、その延長上に延ばされた前記第2パッキン材(6)によって最も側面寄りに配列された前記フィン(34)を覆うことを特徴とする請求項1に記載の熱交換装置。 Side plates (36) for fixing the fins (34) arranged closest to the side surface are provided on both side surfaces of the heat exchanger (3),
The second packing material (6) seals between the case (1) and the side plate (36), and is closest to the side surface by the second packing material (6) extended on the extension. The heat exchange device according to claim 1, characterized in that it covers the fins (34) arranged.
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