JP2011149580A - 貯湯タンク - Google Patents

Abstract

【課題】タンク表面から蓋部材を介して放熱されるのを抑制できる貯湯タンクを提供する。
【解決手段】貯湯タンク２０は、ヒートポンプで加熱された温水を貯留すると共に貯留している温水を給湯口および浴槽に供給するものであって、温水を貯留するタンク本体２１と、タンク本体２１に取り付けられた断熱材で形成された上面部材、下面部材、右側面部材１０１および左側面部材１０２によって形成された開口部１４０と、開口部１４０に嵌合するように形成され且つ断熱材によって形成された上蓋部材、中蓋部材１３２および下蓋部材と、を備え、各蓋部材の内側には、真空断熱材１５２が設けられている。
【選択図】図８

Description

本発明は、加熱手段で加熱された温水を貯留する貯湯タンクに関するものである。

貯湯タンクは、温水を貯留するタンク本体を有しており、このタンク本体はステンレス等で構成されていることから、貯留されている温水はタンク本体表面からの放熱により冷却されてしまう。そこで、タンク本体の周囲に断熱材が取り付けられているのが一般的である。

特許文献１には、タンク本体およびその周囲を覆う断熱材を有する貯湯タンクの一例が開示されている。この貯湯タンクでは、タンク本体の外周面には、タンク本体の高さ方向に略均等に配置された複数のサーミスタが配置されている。そして、このサーミスタを覆うように、断熱材からなる蓋部材が設けられている。

特開２００７−１８３０５２号公報

しかしながら、特許文献１に開示された貯湯タンクでは、蓋部材がスチロールやガラスウール等の断熱材で形成されているため、断熱性能が低く、タンク本体の表面から蓋部材を介して放熱してしまうという問題があった。

そこで、この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、タンク表面から蓋部材を介して放熱されるのを抑制できる貯湯タンクを提供することを目的とする。

第１の発明に係る貯湯タンクは、温水を貯留するタンク本体と、前記タンク本体に取り付けられ、開口部を有する断熱材で形成された周囲部材と、前記開口部に嵌合するように配置され、かつ、断熱材によって形成された蓋部材と、を備え、前記蓋部材には、真空断熱材が設けられていることを特徴とする。

この貯湯タンクでは、蓋部材に真空断熱材が設けられているので、タンク本体の表面から蓋部材を介して放熱されるのを抑制することができる。

第２の発明に係る貯湯タンクは、第１の発明に係る貯湯タンクにおいて、前記真空断熱材は、前記タンク本体と前記蓋部材との間に設けられていることを特徴とする。

この貯湯タンクでは、真空断熱材をタンク本体により近い位置に配置しているので、開口部からの放熱をより効果的に抑制することができる。

第３の発明に係る貯湯タンクは、第２の発明に係る貯湯タンクにおいて、前記タンク本体と前記真空断熱材との間には隙間が形成されていることを特徴とする。

この貯湯タンクでは、タンク本体と真空断熱材との間に隙間があるので、この隙間にサーミスタ等を配置することができ、また、タンク本体にサーミスタ等が取り付けられた場合に、サーミスタ等と真空断熱材との接触によるサーミスタ等または真空断熱材の破損する可能性を低減できる。

第４の発明に係る貯湯タンクは、第１の発明に係る貯湯タンクにおいて、前記真空断熱材は、前記蓋部材の内部に設けられていることを特徴とする。

この貯湯タンクでは、蓋部材が真空断熱材を保護するので、真空断熱材の破損する可能性が低減し、真空断熱材の信頼性が向上する。また、タンク本体にサーミスタ等が取り付けられた場合に、サーミスタ等と真空断熱材との接触によるサーミスタ等の破損を低減できる。

第５の発明に係る貯湯タンクは、第１乃至第４のいずれかの発明に係る貯湯タンクにおいて、前記タンク本体の外周面における前記開口部の内側には、サーミスタが配置されていることを特徴とする。

この貯湯タンクでは、蓋部材に真空断熱材が設けられることにより、サーミスタが取り付けられた開口部からの放熱を抑制できるので、サーミスタの検知する温度の信頼性が向上する。

以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。

第１の発明では、蓋部材に真空断熱材が設けられているので、タンク本体の表面から蓋部材を介して放熱されるのを抑制することができる。

第２の発明では、真空断熱材をタンク本体により近い位置に配置しているので、開口部からの放熱をより効果的に抑制することができる。

第３の発明では、タンク本体と真空断熱材との間に隙間があるので、この隙間にサーミスタ等を配置することができ、また、タンク本体にサーミスタ等が取り付けられた場合に、サーミスタ等と真空断熱材との接触によるサーミスタ等または真空断熱材の破損する可能性を低減できる。

第４の発明では、蓋部材が真空断熱材を保護するので、真空断熱材の破損する可能性が低減し、真空断熱材の信頼性が向上する。また、タンク本体にサーミスタ等が取り付けられた場合に、サーミスタ等と真空断熱材との接触によるサーミスタ等の破損を低減できる。

第５の発明では、蓋部材に真空断熱材が設けられることにより、サーミスタが取り付けられた開口部からの放熱を抑制できるので、サーミスタの検知する温度の信頼性が向上する。

本発明の実施形態に係る給湯装置の配管系統図である。 貯湯ユニットを示す図であって、（ａ）は外観正面視図であり、（ｂ）は内部正面視図であり、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ線矢視断面図である。 貯湯タンクの分解斜視図である。 タンク本体に周囲部材を取り付けた状態における正面視図である。 上蓋部材の形状を示す図であって、（ａ）は内面正面視図、（ｂ）は（ａ）の矢視図である。 中蓋部材の形状を示す図であって、（ａ）は内面正面視図、（ｂ）は（ａ）の矢視図である。 下蓋部材の形状を示す図であって、（ａ）は内面正面視図、（ｂ）は（ａ）の矢視図である。 貯湯タンクの断面図である。 貯湯タンクの変形例を示す図である。

以下、図面に基づいて、本発明に係る貯湯タンクの実施形態について説明する。

［給湯装置の構成］
図１は、本実施形態に係る給湯装置１の配管系統図である。給湯装置１は、カランＡ、シャワーＢおよび風呂Ｃ（以下、カランＡ、シャワーＢおよび風呂Ｃを総称して適宜「温水供給端末」とする）に湯を供給する装置であって、図１に示すように、ヒートポンプユニット１ａと、貯湯ユニット１ｂとを備えている。

［ヒートポンプユニット１ａ］
ヒートポンプユニット１ａは、温水を貯留するタンク本体２１の下部から供給される水を加熱し、その加熱した湯をタンク本体２１に供給する。このヒートポンプユニット１ａは、圧縮機１０と、水熱交換器１１と、電動膨張弁１２と、空気熱交換機１３と、ファン１４とを有している。そして、この圧縮機１０、水熱交換器１１、電動膨張弁１２、空気熱交換機１３および弁類等が冷媒配管１５によって環状に接続されることにより冷媒回路１６を構成している。この冷媒回路１６上には、水熱交換器１１から出る高温高圧の冷媒と空気熱交換機１３から出る低温低圧の冷媒との間で熱交換を行うためのガス熱交換器１７が配置されている。

［貯湯ユニット１ｂ］
貯湯ユニット１ｂは、貯湯タンク２０と、沸き上げ循環回路３０と、湯循環回路４０と、追焚循環回路５０と、給湯回路６０および７０と、給水回路８０とを有している。

［貯湯タンク２０］
貯湯タンク２０は、温水を貯留するタンク本体２１と、複数の残湯量サーミスタ２２とを有している。タンク本体２１は、ヒートポンプユニット１ａにより沸き上げられた湯を貯留している。このタンク本体２１には、沸き上げ循環回路３０、湯循環回路４０、風呂給湯回路６０、カラン・シャワー給湯回路７０および給水回路８０が接続されており、ヒートポンプユニット１ａにより沸き上げられた湯は、沸き上げ循環回路３０、湯循環回路４０、風呂給湯回路６０およびカラン・シャワー給湯回路７０に供給されるように構成されている。このタンク本体２１の下部には、給水源Ｓから供給される水が給水回路８０を介して供給される。複数の残湯量サーミスタ２２は、タンク本体２１の異なる高さ位置にそれぞれ設けられ、タンク本体２１の残湯量を検知する。

［沸き上げ循環回路３０］
沸き上げ循環回路３０は、タンク本体２１とヒートポンプユニット１ａとの間で湯を循環させるために設けられる回路であって、その回路上には、沸き上げポンプ３１と、水熱交換器１１と、沸き上げ三方弁３２とが配置されている。この沸き上げ循環回路３０の一方端は、タンク本体２１の底部に接続されており、タンク本体２１の下部の低温の水が出水可能となっている。また、沸き上げ循環回路３０の他方端は、三方弁３２から分岐しており、その一方はタンク本体２１の頂部に接続されると共に、他方はタンク本体２１の底部に接続されている。これにより、ヒートポンプユニット１ａにより加熱された湯が低温の場合には、その低温の水をタンク本体２１の下部に戻すことが可能となると共に、ヒートポンプユニット１ａにより加熱された湯が高温の場合には、その高温の湯をタンク本体２１の上部に戻すことが可能となる。また、沸き上げ循環回路３０には、ヒートポンプユニット１ａに供給される水の温度を検知する入水サーミスタ１８およびヒートポンプユニット１ａにより加熱された水の温度を検知する出湯サーミスタ１９が設けられている。

［湯循環回路４０］
湯循環回路４０は、後述する追焚循環回路５０を循環する風呂Ｃの水を加熱するために設けられる循環回路である。この回路上には、追焚熱交換器４１と、熱交循環ポンプ４２とが配置されている。この湯循環回路４０の一方端は、タンク本体２１の頂部に接続されており、タンク本体２１の上部の高温の湯が出湯可能となっている。また、湯循環回路４０の他方端は、タンク本体２１の底部に接続されており、追焚熱交換器４１で熱交換された低温の水をタンク本体２１の下部に戻すことが可能となっている。

［追焚循環回路５０］
追焚循環回路５０は、風呂Ｃの湯を循環させる循環回路であって、湯循環回路４０を循環する湯と熱交換することにより風呂Ｃの水が加熱される。この回路上には、風呂循環ポンプ５１と、上記した追焚熱交換器４１とが配置されている。また、追焚循環回路５０には、風呂Ｃの湯の温度を検知する風呂サーミスタ５２および風呂Ｃの水位を検知する水位センサ５３が設けられている。

［風呂給湯回路６０］
風呂給湯回路６０は、タンク本体２１に貯留される温水を風呂Ｃに供給するための回路であって、その回路上には、湯はり混合弁６１と、湯はり電磁弁６２と、逆止弁６３と、湯はり水量センサ６４と、逆止弁６５と、湯はりサーミスタ６６とが配置されている。この風呂給湯回路６０の一方端は、タンク本体２１の頂部に接続されており、タンク本体２１の上部の高温の湯が出湯可能となっている。また、風呂給湯回路６０の他方端は、風呂Ｃに接続されている。湯はり混合弁６１は、タンク本体２１から供給される湯と給水源Ｓから供給される水とを混合することによって、風呂Ｃに供給される湯の温度を調整する。また、湯はり水量センサ６４は、風呂Ｃに供給される湯の流量を検知するために設けられると共に、湯はりサーミスタ６６は、風呂Ｃに供給される湯の温度を検知するために設けられている。

［カラン・シャワー給湯回路７０］
カラン・シャワー給湯回路７０は、タンク本体２１に貯留される温水をカランＡおよびシャワーＢに供給するための回路であって、その回路上には、給湯混合弁７１と、給湯水量センサ７２と、給湯サーミスタ７３とが配置されている。このカラン・シャワー給湯回路７０の一方端は、タンク本体２１の頂部に接続されており、タンク本体２１の上部の高温の湯が出湯可能となっている。また、カラン・シャワー給湯回路７０の他方端は、カランＡおよびシャワーＢに接続されている。給湯混合弁７１は、タンク本体２１から供給される湯と給水源Ｓから供給される水とを混合することによって、カランＡおよびシャワーＢに供給される湯の温度を調整する。また、給湯水量センサ７２は、カランＡおよびシャワーＢに供給される湯の流量を検知するために設けられると共に、給湯サーミスタ７３は、カランＡおよびシャワーＢに供給される湯の温度を検知するために設けられている。

［給水回路８０］
給水回路８０は、給水源Ｓから供給される水道水をタンク本体２１、湯はり混合弁６１
および給湯混合弁７１に供給する回路である。この給水回路８０の給水源Ｓからタンク本体２１までの回路上には、ストレーナ８１と、逆止弁８２と、水温サーミスタ８３と、逆止弁８４とが配置されている。水温サーミスタ８３は、給水源Ｓからタンク本体２１に供給される水道水の温度を検知するために設けられている。

［貯湯ユニット１ｂの構造］
図２は、貯湯ユニット１ｂを示す図であって、（ａ）は貯湯ユニット１ｂの外観正面視図であり、（ｂ）は貯湯ユニット１ｂの前パネル２１０を取り外した状態における正面視図であり、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ線矢視断面図である。図３は、貯湯タンク２０の分解斜視図である。

貯湯ユニット１ｂは、ケーシング２００内に貯湯タンク２０および上記各回路を構成する配管等を収容している。図２に示すように、貯湯タンク２０はケーシング２００内の後方に配置され、各回路の配管等は貯湯タンク２０の前方に配置されている。

図２（ｂ）に示すように、沸き上げ循環回路３０を構成する配管のうちヒートポンプ１ａから戻る温水が流れる戻り配管３３は、後述するようにタンク本体２１の上部の戻り配管接続部２４に接続され、タンク本体２１の上部右方から下方に伸び、タンク本体２１の下部略中央に配置された三方弁３２に接続されている。また、風呂給湯回路６０を構成する風呂配管６７は、後述するようにタンク本体２１の上部の風呂配管接続部２５に接続され、タンク本体２１の上部略中央から下方に伸び、図２（ｃ）に示すようにタンク本体２１の側方かつ前面側に配置された湯はり混合弁６１に接続されている。また、給湯配管７４は、後述するようにタンク本体２１の上部の給湯配管接続部２６に接続され、タンク本体２１の上部左方から下方に伸び、図２（ｃ）に示すようにタンク本体２１の側方かつ前面側に配置された給湯混合弁７１に接続されている。

［貯湯タンク２０の構造］
貯湯タンク２０は、図３に示すように、タンク本体２１と、上面部材９０と、側面部材１００と、下面部材１１０と、蓋部材１３０とを備えている。上面部材９０、側面部材１００、下面部材１１０および蓋部材１３０は、スチロールまたはガラスウール等の断熱材で形成され、タンク本体２１の周囲に取り付けられてタンク本体２１の表面からの放熱を防止している。タンク本体２１の外周面は、上面２３ａと、側面２３ｂと、下面２３ｃとからなり、上面２３ａは上面部材９０によって覆われ、側面２３ｂは側面部材１００および蓋部材１３０によって覆われ、下面２３ｃは下面部材１１０によって覆われている。

本実施の形態では、上面部材９０、側面部材１００および下面部材１１０が、タンク本体２１に取り付けられた周囲部材である。

＜タンク本体２１の側方の断熱構造＞
タンク本体２１の側面２３ｂに取り付けられる側面部材１００は、図３に示すように、右側面部材１０１と、左側面部材１０２と、後側面部材１０３とで構成されている。なお、右側面部材１０１および左側面部材１０２は、側面２３ｂに取り付けられる際に、それぞれの内面に予め真空断熱材が貼り付けられている。ここで、「右」、「左」および「後」とは、貯湯タンク２０を正面視してタンク本体２１の右側、左側および背面側に配置されていることを指す。

図４は、タンク本体２１に周囲部材を取り付けた状態における正面視図である。図３において、上面部材９０と、側面部材１００と、下面部材１１０とをタンク本体２１に取り付けた状態を考えると、側面２３ｂは側面部材１００によって全て覆われず、図４に示すように、上面部材９０の下層部材９１と、右側面部材１０１と、左側面部材１０２と、下面部材１１０とによって開口部１４０が形成される。この開口部１４０の内側には、タンク本体２１の外周面に配置された複数のサーミスタ２２が設けられている。そして、この開口部１４０には、蓋部材１３０が嵌合される。蓋部材１３０は、上蓋部材１３１と、中蓋部材１３２と、下蓋部材１３３とで構成され、上方からこの順に嵌合される。

図５〜図７は、各蓋部材１３１〜１３３の形状を示す図である。図８は、タンク本体２１に周囲部材９０〜１１０および蓋部材１３１〜１３３を取り付けた状態での図４に図示されたＢ−Ｂ線の位置の矢視断面図である。

図５（ａ）は、上蓋部材１３１の内面側の形状を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）において矢印の方向から観た側面図である。上蓋部材１３１の上端および下端は内面側に突出しており、この突出部を上端突出部１３１１および下端突出部１３１２とする。そして、上端突出部１３１１と下端突出部１３１２との間の内面側は平坦になっている。そして、この平坦部分に平板状の真空断熱材１５１が貼り付けられている。真空断熱材１５１が貼り付けられた上蓋部材１３１が開口部１４０に嵌合されると、上端突出部１３１１の突出面１３１１ａおよび下端突出部１３１２の突出面１３１２ａがタンク本体２１の側面２３ｂに接するため、側面２３ｂと真空断熱材１５１との間に隙間が形成される。この隙間に、サーミスタ２２が配置される。なお、真空断熱材１５１は上蓋部材１３１の内面に粘着テープ等で貼り付けられており、図５の斜線部分は粘着テープの貼り付け範囲を示している。

図６（ａ）は、中蓋部材１３２の内面側の形状を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）において矢印の方向から観た側面図である。また、図７（ａ）は、下蓋部材１３３の内面側の形状を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）において矢印の方向から観た側面図である。中蓋部材１３２および下蓋部材１３３も、上蓋部材１３１と同様に、内面に真空断熱材１５２，１５３が貼り付けられ、開口部１４０に嵌合されると、上端突出部１３２１，１３３１および下端突出部１３２２，１３３２の突出面１３２１ａ，１３３１ａ，１３２２ａ，１３３２ａがタンク本体２１の側面２３ｂに接するため、側面２３ｂと真空断熱材１５２，１５３との間に隙間が形成される。この隙間に、サーミスタ２２が配置される。なお、図６，７の斜線部分も図５と同様に粘着テープの貼り付け範囲を示している。

次に、タンク本体２１の側方の断面構造について図８を参照して説明する。タンク本体２１の側面２３ｂには、真空断熱材１５４が貼り付けられた右側面部材１０１と、真空断熱材１５５，１５６が貼り付けられた左側面部材１０２と、後側面部材１０３とが取り付けられる。後側面部材１０３と右側面部材１０１、および、後側面部材１０３と左側面部材１０２とはそれぞれ隙間なく嵌合し、右側面部材１０１と左側面部材１０２との間に開口部１４０が形成される。開口部１４０には、真空断熱材１５２が貼り付けられた中蓋部材１３２が嵌合されている。なお、上述したようにタンク本体２１の側面２３ｂと中蓋部材１３２の内面に貼り付けられた真空断熱材１５２との間には、隙間が設けられている。また、この側面２３ｂと側面部材１０１，１０２に貼り付けられた真空断熱材１５４〜１５６との間にも隙間が設けられている。サーミスタ２２は、側面２３ｂにおける開口部１４０の内側であって、上記の側面２３ｂと真空断熱材１５２との間に設けられた隙間に配置されている。

なお、中蓋部材１３２が嵌合された部分の断面構造について説明したが、上蓋部材１３１および下蓋部材１３３が嵌合された部分の断面構造についても、中蓋部材１３２が嵌合された部分と同様である。

（実施形態に係る貯湯タンクの特徴）
本実施形態に係る貯湯タンクには、以下のような特徴がある。

本実施形態の貯湯タンク２０では、タンク本体２１の周囲に取り付けられた上面部材９０、側面部材１００および下面部材１１０によって形成された開口部１４０には、真空断熱材１５１〜１５３が設けられた蓋部材１３０が嵌合されるので、タンク本体２１の表面から蓋部材１３１〜１３３を介して放熱されるのを抑制することができる。

また、本実施形態の貯湯タンク２０では、真空断熱材１５１〜１５３をタンク本体２１と蓋部材１３１〜１３３との間に配置しているので、タンク本体２１の表面から蓋部材１３１〜１３３を介して放熱されるのをより効果的に抑制することができる。

また、本実施形態の貯湯タンク２０では、タンク本体２１と真空断熱材１５１〜１５３との間に隙間があるので、この隙間にサーミスタ２２を配置することができ、サーミスタ２２と真空断熱材１５１〜１５３とが接触してサーミスタ２２または真空断熱材１５１〜１５３が破損する可能性を低減できる。

また、本実施形態の貯湯タンク２０では、各蓋部材１３１〜１３３に真空断熱材１５１〜１５３が設けられていることによってタンク本体２１の表面から蓋部材１３１〜１３３を介して放熱されるのを抑制できるため、サーミスタ２２の検知する温度の信頼性が向上する。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

上記実施形態では、蓋部材１３０の内側に真空断熱材１５１〜１５３を貼り付けた形態であったが、これに限定されず、例えば、図９（ａ）に示すように、真空断熱材１５７を蓋部材１３４の内部に設ける形態であってもよい。真空断熱材１５７を蓋部材１３４の内部に設けることにより、蓋部材１３４が真空断熱材１５７を保護するため、真空断熱材１５７の破損する可能性が低減し、真空断熱材１５７の信頼性が向上する。また、図９（ｂ）に示すように、真空断熱材１５８を蓋部材１３５の外側に設ける形態であってもよい。

また、上記実施形態では、開口部１４０が上面部材９０、下面部材１１０、右側面部材１０１および左側面部材１０２の４つの周囲部材で形成されていたが、これに限定されず、例えば、開口部が１つの側面部材に形成された開口、または、切り欠き（開口の一端または両端が閉じられていないもの）でもよい。また、開口部となる開口を形成する部材の数は適宜変更してもよい。

また、上記実施形態では、開口部１４０に嵌合される蓋部材が上蓋部材１３１、中蓋部材１３２および下蓋部材１３３の３つであったが、蓋部材の数はこれに限定されず、例えば、１つの蓋部材が開口部１４０に嵌合されてもよい。

また、上記実施形態では、温水供給端末をカランＡ、シャワーＢおよび浴槽Ｃとしたが、これに限定されず、例えば、温水供給端末が床温調パネルやラジエタ等の暖房端末であってもよい。

また、上記実施形態では、タンク本体２１の外周面であって、開口部１４０の内側に配置する部材をサーミスタ２２としたが、これに限定されず、例えば、他の部材であってもよい。

本発明を利用すれば、タンク本体の表面から蓋部材を介して放熱されるのを抑制することが可能となる。

２０ 貯湯タンク
２１ タンク本体
２２ サーミスタ
２３ｂ 側面
９０ 上面部材（周囲部材）
９１ 下層部材（周囲部材）
１００ 側面部材（周囲部材）
１０１ 右側面部材（周囲部材）
１０２ 左側面部材（周囲部材）
１１０ 下面部材（周囲部材）
１２０，１５１〜１５３ 真空断熱材
１３０ 蓋部材
１３１ 上蓋部材（蓋部材）
１３２ 中蓋部材（蓋部材）
１３３ 下蓋部材（蓋部材）
１４０ 開口部

Claims (5)

1. 温水を貯留するタンク本体と、
   前記タンク本体に取り付けられ、開口部を有する断熱材で形成された周囲部材と、
   前記開口部に嵌合するように配置され、かつ、断熱材によって形成された蓋部材と、
   を備え、
   前記蓋部材には、真空断熱材が設けられている
   ことを特徴とする貯湯タンク。
2. 前記真空断熱材は、前記タンク本体と前記蓋部材との間に設けられている
   ことを特徴とする請求項１記載の貯湯タンク。
3. 前記タンク本体と前記真空断熱材との間には隙間が形成されている
   ことを特徴とする請求項２記載の貯湯タンク。
4. 前記真空断熱材は、前記蓋部材の内部に設けられている
   ことを特徴とする請求項１記載の貯湯タンク。
5. 前記タンク本体の外周面における前記開口部の内側には、サーミスタが配置されている
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の貯湯タンク。

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