JP2010209863A - Blade structure and wind power generator - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique exactly preventing bird strike by effectively increasing a recognition rate of blades for not only birds approaching from the front or rear of a wind power generator but also birds approaching from the side. <P>SOLUTION: This blade structure is for the wind power generator including a plurality of blades having a radial shape from a center part. The blades include winglets disposed near tips of the blades with prescribed angles maintained. A reflector reflecting light is disposed on a surface of at least one of the blades. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は,風力発電装置への鳥類の衝突を防止するブレード構造およびそのブレード構造を利用した風力発電装置に関する。   The present invention relates to a blade structure for preventing a bird from colliding with a wind power generator and a wind power generator using the blade structure.

風力発電装置として,大型化,土地利用効率などの観点から,ナセルから垂直方向に放射型をなす複数枚のブレードを備えたプロペラ型が多く採用されている。一般的な大型のプロペラ型風力発電装置は,高さ30〜80メートル程度のタワーに設置され,ブレードの長さは20〜50メートルであるため,最高位は地上から130メートルにも達する。   As a wind power generator, a propeller type equipped with a plurality of blades that radiate in the vertical direction from the nacelle is often used from the viewpoint of size increase and land use efficiency. A general large-sized propeller-type wind power generator is installed in a tower having a height of about 30 to 80 meters, and the blade length is 20 to 50 meters. Therefore, the highest level reaches 130 meters from the ground.

このような高さは,風力発電装置が設置された場所の近隣に生息する鳥類の飛行や,渡り鳥の巡航飛行の高さになる場合がある。そのような高さを飛行する鳥類は,高速で回転するブレードを視認しにくいためか,ブレードに衝突して絶命する事故(バードストライク)が発生している。   Such a height may be the height of a flight of birds that inhabit the vicinity of the place where the wind power generator is installed or a cruise flight of migratory birds. Birds flying at such heights are not able to see the blades that rotate at high speed, and there is an accident (bird strike) that hits the blades and kills them.

このようなバードストライクを防止するためには,例えば,鳥類に風力発電装置のブレードを的確に認識させることが効果的である。ブレードを認識した鳥類は、ブレードへの衝突を回避する行動をとることが期待できるためである。   In order to prevent such bird strikes, for example, it is effective for birds to accurately recognize the blades of the wind power generator. This is because birds that recognize the blade can expect to take action to avoid a collision with the blade.

鳥類にブレードを認識させる技術として,例えば特許文献1には,風車の翼の表面に紫外線反射塗料を塗布した風車が開示されている。かかる風車は,紫外線反射塗料を塗布した翼を回転させると,紫外線の反射率が向上し,紫外線を感受する鳥類に対し,風車の翼の存在認識率を向上させることができるため,鳥類の翼への接触または衝突事故が回避可能となるものである。   As a technique for allowing birds to recognize a blade, for example, Patent Document 1 discloses a windmill in which an ultraviolet reflective coating is applied to the surface of a windmill blade. In such a windmill, if the wings coated with UV-reflecting paint are rotated, the reflectivity of the UV is improved, and the existence recognition rate of windmill wings can be improved for birds sensitive to UV rays. Contact or collision accidents can be avoided.

特開2002−39051号公報JP 2002-39051 A

しかし,特許文献1に開示された技術は,風力発電装置の前方あるいは後方から接近する鳥類に対して,ブレードの存在を認識させるのに有効かもしれないが,側方から接近する鳥類に対しては必ずしも有効であるとは言えない。前方あるいは後方から接近する鳥類に対しては,鳥類が視認可能なブレードの表面積は大きいが,側方から接近する鳥類に対しては,ブレードの縁が視認できるだけであり,ブレードの存在を鳥類に認識させるには,ブレードの表面積が十分とは言えない場合があるためである。従って,特許文献1の技術では,風力発電装置の側方から接近する鳥類に対して必ずしもブレードの存在を認識させるのに効果的であるとは言えず,バードストライクを的確に防止できない場合が想定される。   However, the technique disclosed in Patent Document 1 may be effective for recognizing the presence of the blade for birds approaching from the front or rear of the wind turbine generator, but for birds approaching from the side. Is not necessarily effective. For birds approaching from the front or the rear, the surface area of the blade that can be seen by birds is large, but for birds approaching from the side, only the edge of the blade is visible, and the presence of the blade This is because the surface area of the blade may not be sufficient for recognition. Therefore, in the technique of Patent Document 1, it cannot be said that it is necessarily effective for recognizing the presence of a blade to birds approaching from the side of the wind turbine generator, and it is assumed that bird strike cannot be prevented accurately. Is done.

そこで,本発明は,上記の問題点に鑑み,風力発電装置の前方あるいは後方から接近する鳥類だけでなく,側方から接近する鳥類に対しても,ブレードの認識率を効果的に高め,バードストライクを的確に防止できる技術を提供することを課題とする。   Therefore, in view of the above problems, the present invention effectively increases the blade recognition rate not only for birds approaching from the front or rear of the wind turbine generator but also for birds approaching from the side. It is an object to provide a technology capable of accurately preventing a strike.

上記課題を解決するために,本発明にかかるブレード構造は,中央部から放射型をなす複数枚のブレードを備えた風力発電装置におけるブレード構造であって,ブレードは、ブレードの先端付近に所定の角度をもって設けられたウィングレットを備え、ブレードの少なくとも一枚の表面に光を反射する反射材を有していることを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problems, a blade structure according to the present invention is a blade structure in a wind turbine generator having a plurality of blades that are radiating from a central portion. Winglets provided at an angle are provided, and at least one surface of the blade is provided with a reflecting material that reflects light.

ウィングレットとは,例えば,大型の航空機の主翼端に取り付けられる小さな翼のことであり,一般に,翼端に生じる渦を減少させたり,渦の発生方向を移動させることにより空気抵抗を減らす効果がある。   A winglet is, for example, a small wing attached to the main wing tip of a large aircraft. In general, the effect of reducing air resistance by reducing the vortex generated at the wing tip or moving the direction of vortex generation is known. is there.

上記構成によれば,照射された太陽光はブレード表面の反射材で反射される。反射された太陽光は,風力発電装置に近づく鳥類の目に入射するため,鳥類は,反射元のブレードを的確に認識できる。さらに,ブレードの先端付近には所定の角度をもってウィングレットが設けられており,ウィングレット表面の反射材により反射された太陽光は風力発電装置の側方から接近する鳥類の目にも入射する。従って,風力発電装置の前方または後方から接近する鳥類に対してだけではなく,側方から接近する鳥類に対しても的確にブレードの存在を認識させることができる。   According to the above configuration, the irradiated sunlight is reflected by the reflector on the blade surface. The reflected sunlight is incident on the eyes of birds approaching the wind power generator, so that the birds can accurately recognize the reflection blade. Further, a winglet is provided near the tip of the blade at a predetermined angle, and the sunlight reflected by the reflecting material on the surface of the winglet also enters the eyes of birds approaching from the side of the wind power generator. Therefore, the presence of the blade can be accurately recognized not only for birds approaching from the front or rear of the wind turbine generator but also for birds approaching from the side.

なお、ウィングレットとブレードがなす角度を適当な値とすることにより、ブレードの空気抵抗を低減することができる。このため、ブレードに形成されたウィングレットは風力発電装置の発電効率の向上にも寄与しうる。   The air resistance of the blade can be reduced by setting the angle formed by the winglet and the blade to an appropriate value. For this reason, the winglet formed in the blade can contribute to the improvement of the power generation efficiency of the wind turbine generator.

上記の反射材は赤色であるとよい。赤色は鳥類が嫌悪する色であると言われている。このため,鳥類がブレード表面の赤色を認識すれば,風力発電装置への接近を回避する効果が期待できる。   The reflecting material may be red. Red is said to be a color disliked by birds. For this reason, if birds recognize the red color on the blade surface, the effect of avoiding access to the wind turbine generator can be expected.

上記の反射材は,ブレード先端から,ブレード長さ全体のほぼ1/5以内の範囲に配置されているとよい。   The reflecting material may be disposed within a range of approximately 1/5 of the entire blade length from the blade tip.

ブレードに衝突した鳥類の死骸をみると,鋭利な角度で切断されたものが少なからずあり,ブレード先端付近で衝突したことが想像される。よって,ブレード先端付近に反射材を配置すれば,バードストライク防止の効果を得ることができ,その範囲はブレード長さ全体のほぼ1/5以内であれば良い。一方,反射材の範囲を限定すれば,ブレードの加工費などにおいて費用が少なくて済み,経済的である。従って,ブレードの反射材の配置を上記範囲に限定することにより,バードストライク防止の効果を確保しつつ,経済的なメリットも享受することができる。   Looking at the carcasses of birds that collided with the blade, there were many cuts at a sharp angle, and it was imagined that they collided near the blade tip. Therefore, if a reflecting material is arranged near the blade tip, an effect of preventing bird strike can be obtained, and the range may be within approximately 1/5 of the entire blade length. On the other hand, if the range of the reflective material is limited, the processing cost of the blade can be reduced and it is economical. Therefore, by limiting the arrangement of the reflective material of the blade to the above range, it is possible to enjoy an economic merit while ensuring the effect of preventing the bird strike.

上記の反射材は、鏡面で構成されるとよい。鏡面により反射された太陽光は、直接的に鳥の目に入射するため、鳥類がブレードを認識する的確性を増すことができる。   Said reflecting material is good to be comprised by a mirror surface. The sunlight reflected by the mirror surface is directly incident on the bird's eyes, so that the accuracy with which the birds recognize the blade can be increased.

上記の鏡面は,金属光沢を有する金属面であるとよい。金属光沢面では,太陽光は鏡面反射するため,鳥類にブレードの存在を的確に認識させることができる。   The mirror surface is preferably a metal surface having a metallic luster. On the metallic glossy surface, sunlight reflects specularly, allowing birds to accurately recognize the presence of the blade.

上記の鏡面は,鏡面仕上げされた樹脂面であるとよい。鏡面仕上げされた樹脂面においても,太陽光は鏡面反射するため,鳥類にブレードの存在を的確に認識させることができる。   The mirror surface is preferably a mirror-finished resin surface. Even on a mirror-finished resin surface, sunlight reflects specularly, allowing birds to accurately recognize the presence of the blade.

本発明にかかる構造を有するブレードを備えた風力発電装置として構成してもよい。かかる風力発電装置の代表的な構成は,中央部から放射型をなす複数枚のブレードを備えた風力発電装置であって,ブレードは,ブレードの先端付近に所定の角度をもって設けられたウィングレットを備え、ブレードの少なくとも一枚の表面光を反射する反射材を有していることを特徴とする。   You may comprise as a wind power generator provided with the braid | blade which has a structure concerning this invention. A typical configuration of such a wind turbine generator is a wind turbine generator having a plurality of blades radiating from the center, and the blade has a winglet provided at a predetermined angle near the tip of the blade. And a reflecting material that reflects at least one surface light of the blade.

かかる構成によれば,ブレード表面に反射材があることから,ブレード表面の反射材で反射された太陽光は,風力発電装置に近づく鳥類の目に入射するため,鳥類は,反射元のブレードを的確に認識できる。さらに,ブレードの先端付近には所定の角度をもってウィングレットが設けられているため,反射された太陽光は風力発電装置の側方から接近する鳥類の目にも入射する。従って,風力発電装置の前方または後方から接近する鳥類に対してだけではなく,側方から接近する鳥類に対しても的確にブレードの存在を認識させることができる。   According to such a configuration, since there is a reflecting material on the blade surface, sunlight reflected by the reflecting material on the blade surface enters the eyes of birds approaching the wind power generator, and thus the birds use the reflecting blade. Can be recognized accurately. Further, since a winglet is provided at a predetermined angle near the tip of the blade, the reflected sunlight is incident on the eyes of birds approaching from the side of the wind power generator. Therefore, the presence of the blade can be accurately recognized not only for birds approaching from the front or rear of the wind turbine generator but also for birds approaching from the side.

本発明によれば,鳥類に対するブレードの認識率を効果的に高め,バードストライクを的確に防止することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to raise the recognition rate of the blade with respect to birds effectively, and to prevent a bird strike exactly.

第一の実施形態にかかるブレードの概念図(その1)である。It is a conceptual diagram (the 1) of the braid | blade concerning 1st embodiment. 第一の実施形態にかかるブレードの概念図(その2)である。It is a conceptual diagram (the 2) of the braid | blade concerning 1st embodiment. 第一の実施形態にかかるブレードの概念図(その3)である。It is a conceptual diagram (the 3) of the braid | blade concerning 1st embodiment.

以下に添付図面を参照しながら,本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は,第一の実施形態にかかるブレードの概念図(その1)である。一般的なプロペラ型風力発電装置10は,地上に立設したタワー16と,そのタワー16に設置されたナセル13と,そのナセル13に対してハブ12を介して自在に回転する複数のブレード11と,風向風速計14とからなる。   FIG. 1 is a conceptual diagram (part 1) of a blade according to the first embodiment. A general propeller-type wind power generator 10 includes a tower 16 standing on the ground, a nacelle 13 installed on the tower 16, and a plurality of blades 11 that freely rotate with respect to the nacelle 13 via a hub 12. And the wind direction anemometer 14.

本発明にかかるブレード11は,その先端付近に所定の角度をもってウィングレット17が設けられている。その「角度」は任意でよいが,適切な角度を選択することにより、ウィングレット17よりブレード11の空気抵抗を低減して、風力発電装置10の発電効率を向上することができる。   The blade 11 according to the present invention is provided with a winglet 17 at a predetermined angle near the tip thereof. The “angle” may be arbitrary, but by selecting an appropriate angle, the air resistance of the blade 11 can be reduced by the winglet 17 and the power generation efficiency of the wind power generator 10 can be improved.

本発明にかかるブレード11は,その表面に反射材15を有している。図1では,反射材15の範囲を斜線で表しており、ブレード11本体の表面及びウィングレット17表面の全体に反射材15が配置されている。反射材15は、例えば、太陽光を反射する塗膜とすることができる。ブレード11表面の形状を変化させない状態で、太陽光を反射する部材をブレード11表面に配設してもよい。反射材15が配置されたブレード11で太陽光は反射される。   The blade 11 according to the present invention has a reflector 15 on its surface. In FIG. 1, the range of the reflective material 15 is represented by diagonal lines, and the reflective material 15 is arranged on the entire surface of the blade 11 main body and the surface of the winglet 17. The reflective material 15 can be a coating film that reflects sunlight, for example. A member that reflects sunlight may be disposed on the surface of the blade 11 without changing the shape of the surface of the blade 11. Sunlight is reflected by the blade 11 on which the reflector 15 is disposed.

反射材15は、鏡面で構成されるようにしてもよい。鏡面は,例えば,金属光沢を有する金属面としたり,鏡面仕上げされた樹脂面とすることができる。   The reflective material 15 may be configured as a mirror surface. The mirror surface can be, for example, a metal surface having a metallic luster or a resin surface having a mirror finish.

金属面とする場合は、例えば,ブレード11の材質に金属光沢を有するアルミニウムが用いられる。その表面には,被膜保護のために,エポキシ樹脂やクリヤなどを塗布してもよい。ブレード11の材質がカーボンファイバのように金属光沢を有しない場合は,カーボンファイバの表面に,光沢を有する銀色塗料を塗布したり,クロムメッキ加工したりして,その上にエポキシ樹脂やクリヤなどを塗布すればよい。   In the case of a metal surface, for example, aluminum having a metallic luster is used as the material of the blade 11. An epoxy resin or clear may be applied to the surface for protecting the coating. When the material of the blade 11 does not have a metallic luster like carbon fiber, a glossy silver paint is applied to the surface of the carbon fiber or chrome plating is performed thereon, and epoxy resin, clear, etc. May be applied.

銀色塗料の塗布やクロムメッキ加工の代わりに,カーボンファイバの表面を樹脂でコーティングし,鏡面仕上げすることによっても鏡面が得られる。また,カーボンファイバの表面に金属光沢を有するステンレスの薄板を配設してもよい。   Instead of applying silver paint or chrome plating, the surface of the carbon fiber can be coated with resin and mirror finished to obtain a mirror surface. Further, a stainless steel thin plate having a metallic luster may be disposed on the surface of the carbon fiber.

ブレード11の表面の反射材15は,赤色であってもよい。反射材15を赤色とするには、例えば、赤色クリア塗料を塗布すればよい。鳥類は赤色を嫌うと言われているため,ブレード11表面の反射材15が赤色であれば,鳥類がブレードを嫌い、回避する効果を期待でき,バードストライク防止の効果をさらに高めることができる。   The reflector 15 on the surface of the blade 11 may be red. In order to make the reflecting material 15 red, for example, a red clear paint may be applied. Birds are said to dislike red, so if the reflector 15 on the surface of the blade 11 is red, it can be expected that birds will dislike the blade and avoid it, and the bird strike prevention effect can be further enhanced.

上記塗料の塗布や加工などは,ブレード11の表側だけでもよいし,裏側だけでもよいし,表側と裏側の両方でもよい。   The coating and processing of the paint may be performed only on the front side of the blade 11, only the back side, or both the front side and the back side.

図1の実施形態にかかるブレードにおいては,ブレード11が回転すると,太陽光がブレード11表面の反射材15によって反射され,風力発電装置10に接近中の鳥類の目に入射する。鳥類はその反射された太陽光により,ブレード11の存在をより強く認識するため,風力発電装置10への接近を回避する。こうして,バードストライクが防止される。   In the blade according to the embodiment of FIG. 1, when the blade 11 rotates, sunlight is reflected by the reflecting material 15 on the surface of the blade 11 and enters the eyes of birds approaching the wind power generator 10. Birds recognize the presence of the blade 11 more strongly by the reflected sunlight, and thus avoid approach to the wind power generator 10. Thus, bird strike is prevented.

ブレード11は,ウィングレット17を有するため,風力発電装置10の側方から接近する鳥類の目にも,ウィングレット17で反射された太陽光が入射し,鳥類にブレード11の存在を認識させる。従って,風力発電装置10の前方や後方だけでなく,側方から接近する鳥類に対しても,バードストライク防止を図ることができる。   Since the blade 11 has the winglet 17, the sunlight reflected by the winglet 17 is also incident on the eyes of birds approaching from the side of the wind power generator 10, and causes the birds to recognize the presence of the blade 11. Therefore, it is possible to prevent bird strikes not only on the front and rear of the wind power generator 10 but also on birds approaching from the side.

図2は,第一の実施形態にかかるブレードの概念図(その2)である。反射材15を、ウィングレット17を含むブレード11長さ全体のほぼ1/5の範囲に配置したブレード11を示している。鳥類のブレード11への衝突は,ブレード11の先端で起きる確率が高いことを考慮すれば,反射材15の範囲をブレード11先端付近に限定しても,バードストライク防止の効果が十分得られる。また,反射材15の配置をかかる範囲としても,ブレード11を構成する一部であるウィングレット17の表面にも反射材15を有しているため,風力発電装置10の側方から接近する鳥類へのブレード11の視認性は失われない。   FIG. 2 is a conceptual diagram (part 2) of the blade according to the first embodiment. The blade 11 is shown in which the reflector 15 is arranged in the range of approximately 1/5 of the entire length of the blade 11 including the winglets 17. In consideration of the high probability that a bird collides with the blade 11 at the tip of the blade 11, even if the range of the reflector 15 is limited to the vicinity of the tip of the blade 11, the effect of preventing bird strike is sufficiently obtained. Further, even if the arrangement of the reflector 15 is within such a range, since the reflector 15 is also provided on the surface of the winglet 17 that is a part of the blade 11, birds approaching from the side of the wind power generator 10. The visibility of the blade 11 is not lost.

本実施形態のように,反射材15をブレード11先端付近に限定することにより,反射材15などの材料が少なくて済むため,費用が節約され、経済的なメリットが得られる。   By limiting the reflective material 15 to the vicinity of the tip of the blade 11 as in the present embodiment, the amount of material such as the reflective material 15 can be reduced, so that costs can be saved and an economic merit can be obtained.

図3は,第一の実施形態にかかるブレードの概念図(その3)である。本実施形態では,ブレード11の表側にウィングレット17xを設けるとともに,ブレード11の裏側にもウィングレット17yを設けている。かかる形態とすることにより,ウィングレット17を一つ設ける場合と比べて,風力発電装置10の側方から接近する鳥類に対して,ブレード11の存在を認識させる効果を高めることができる。従って,バードストライク防止の効果をさらに高めることができる。   FIG. 3 is a conceptual diagram (part 3) of the blade according to the first embodiment. In the present embodiment, a winglet 17 x is provided on the front side of the blade 11, and a winglet 17 y is provided on the back side of the blade 11. By setting it as this form, compared with the case where one winglet 17 is provided, the effect of making the birds approaching from the side of the wind power generator 10 recognize the presence of the blade 11 can be enhanced. Therefore, the effect of preventing bird strike can be further enhanced.

なお,本実施形態では,ブレード11におけるウィングレット17xおよび17yの設け方によって,ウィングレット17が一つの場合に比べて,ブレード11の空気抵抗をさらに低減し、発電効率のさらなる向上を図ることができる。   In the present embodiment, by providing the winglets 17x and 17y in the blade 11, the air resistance of the blade 11 can be further reduced and the power generation efficiency can be further improved as compared with the case where there is only one winglet 17. it can.

本発明は,風力発電装置への飛来物の衝突を防止するブレード構造およびそのブレード構造を利用した風力発電装置として利用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used as a blade structure that prevents the collision of flying objects with a wind power generator and a wind power generator that uses the blade structure.

10…風力発電装置
11…ブレード
11a,11b,11c…ブレードa,b,c
12…ハブ
13…ナセル
14…風向風速計
15…反射材
15a,15b,15c…反射材a,b,c
16…タワー
17…ウィングレット
17a,17b,17c,17x,17y…ウィングレットa,b,c,x,y
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Wind power generator 11 ... Blade 11a, 11b, 11c ... Blade a, b, c
12 ... Hub 13 ... Nacelle 14 ... Wind direction anemometer 15 ... Reflectors 15a, 15b, 15c ... Reflectors a, b, c
16 ... Tower 17 ... Winglets 17a, 17b, 17c, 17x, 17y ... Winglets a, b, c, x, y

Claims (7)

中央部から放射型をなす複数枚のブレードを備えた風力発電装置におけるブレード構造であって,
前記ブレードは、該ブレードの先端付近に所定の角度をもって設けられたウィングレットを備え、
前記ブレードの少なくとも一枚の表面に光を反射する反射材を有していることを特徴とするブレード構造。
A blade structure in a wind turbine generator having a plurality of blades radiating from the center,
The blade includes a winglet provided at a predetermined angle near the tip of the blade,
A blade structure comprising a reflecting material that reflects light on at least one surface of the blade.
前記反射材は赤色であることを特徴とする請求項1に記載のブレード構造。   The blade structure according to claim 1, wherein the reflective material is red. 前記反射材は,ブレード先端から,ブレード長さ全体のほぼ1/5以内の範囲に配置されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のブレード構造。   3. The blade structure according to claim 1, wherein the reflective material is disposed within a range of approximately 1/5 of the entire blade length from the blade tip. 4. 前記反射材は、鏡面で構成されることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載のブレード構造。   The blade structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the reflecting material is configured as a mirror surface. 前記鏡面は,金属光沢を有する金属面であることを特徴とする請求項4に記載のブレード構造。   The blade structure according to claim 4, wherein the mirror surface is a metal surface having a metallic luster. 前記鏡面は,鏡面仕上げされた樹脂面であることを特徴とする請求項4に記載のブレード構造。   The blade structure according to claim 4, wherein the mirror surface is a mirror-finished resin surface. 中央部から放射型をなす複数枚のブレードを備えた風力発電装置であって,
前記ブレードは,該ブレードの先端付近に所定の角度をもって設けられたウィングレットを備え、
前記ブレードの少なくとも一枚の表面に光を反射する反射材を有していることを特徴とする風力発電装置。
A wind turbine generator having a plurality of blades radiating from the center,
The blade includes a winglet provided at a predetermined angle near the tip of the blade,
A wind power generator comprising a reflector for reflecting light on at least one surface of the blade.
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