JP2011528083A - Stator blade support device - Google Patents
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Abstract
本発明は、静翼支持体(1)と、該静翼支持体(1)のためのホルダ(2)とを有している、タービンの静翼支持体を固定するための静翼支持装置に関する。本発明によれば、静翼支持体(1)とホルダ(2)との間に固定エレメント(3)が配置されていて、該固定エレメント(3)を中心として、静翼支持体(1)がホルダ(2)内で旋回可能である。さらに本発明は、静翼支持体(1)とホルダ(2)との間の半径方向ギャップを調節するための方法に関する。 The present invention includes a stationary blade support device for fixing a stationary blade support body of a turbine, which includes a stationary blade support body (1) and a holder (2) for the stationary blade support body (1). About. According to the present invention, the stationary element (3) is disposed between the stationary blade support (1) and the holder (2), and the stationary blade support (1) is centered on the stationary element (3). Can be swiveled in the holder (2). The invention further relates to a method for adjusting the radial gap between the vane support (1) and the holder (2).
Description
本発明は、タービンのための静翼支持体、並びに静翼支持体と、該静翼支持体のためのホルダとの間の半径方向ギャップを調節するための方法に関する。 The present invention relates to a vane support for a turbine and a method for adjusting the radial gap between a vane support and a holder for the vane support.
今日では、静翼支持体は、ほぼすべてが多段式の高圧蒸気タービンで構成されている。静翼支持体の主な課題は、静翼植え付け部を収容することである。静翼支持体は、軸を中心としてガイドエレメント内にガイドされる。側方の固定は、垂直なピンによって行われる。軸方向では、支持体はアウターケーシング内において溝・ウエブ結合によって保持される。静翼支持体は、軸を中心とした位置を変えることなく、熱の影響を受けて自然に伸張できるように、配置構成する必要がある。静翼支持体の軸を中心とした位置を調節するために、種々異なる調節エレメントが使用される。これらの調節エレメントは、重量以外に、静翼植え付け部に基づいて発生するトルクも吸収する必要がある。静翼支持体は、一般的な形式で2分割されており、水平方向の高さ調節は、多くの場合、2分割された静翼支持体の下部において行われる。水平方向の高さ調節を行うために嵌合部材が使用され、この嵌合部材は、精確に研磨され、かつタービンハウジングと静翼支持体との間に配置されている。嵌合部材は、固定ねじを用いて静翼支持体内に固定される。この嵌合部材は、静翼支持体とタービンハウジングとの間のギャップが、上側及び下側で精確に同じ大きさとなるように、研磨若しくは研削される。側方におけるギャプの調節は、付加的な調節ねじを介して行われる。静翼支持体の軸を中心とした整列は、非常に精確に行われなければならない。何故ならば、これによって静翼支持体/静翼とタービンロータとの間の半径方向ギャップも調節されるからである。 Today, almost all vane supports are composed of multi-stage high-pressure steam turbines. The main challenge of the vane support is to accommodate the vane planting. The vane support is guided in the guide element about the axis. Lateral fixation is performed by vertical pins. In the axial direction, the support is held in the outer casing by a groove / web connection. It is necessary to arrange and configure the stationary blade support so that it can expand naturally under the influence of heat without changing the position around the axis. Different adjustment elements are used to adjust the position about the axis of the vane support. In addition to the weight, these adjusting elements need to absorb the torque generated based on the stationary blade planting part. The stationary blade support is divided into two parts in a general form, and the height adjustment in the horizontal direction is often performed at the lower part of the two-piece stationary blade support. A fitting member is used to make the horizontal height adjustment, the fitting member being precisely ground and disposed between the turbine housing and the vane support. The fitting member is fixed in the stationary blade support body using a fixing screw. This fitting member is polished or ground so that the gap between the stationary blade support and the turbine housing is exactly the same size on the upper side and the lower side. The lateral gap adjustment is performed via an additional adjusting screw. Alignment around the axis of the vane support must be done very accurately. This is because this also adjusts the radial gap between the vane support / vane and the turbine rotor.
上記形式の静翼支持装置の欠点は、特に、嵌合部材を、各静翼支持装置のために、高い費用をかけて個別に研磨しなければならないからである。これによって、組み付け費用が高価になる。 The disadvantages of the above-mentioned type of vane support device are in particular because the fitting members must be individually and costly polished for each vane support device. This increases the assembly cost.
そこで本発明の課題は、静翼支持体の軸方向整列が簡単に得られるような、静翼支持装置を提供することである。また本発明の課題は、静翼支持体とホルダとの間の半径方向遊びを調節するための方法を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a stationary blade support device that can easily obtain the axial alignment of the stationary blade support. It is also an object of the present invention to provide a method for adjusting the radial play between the vane support and the holder.
この課題は本発明によれば、請求項1並びに請求項12に記載した特徴によって解決された。個別に又は組み合わせて使用することもできる有利な実施態様及び改良は、従属請求項に記載されている。
This problem has been solved according to the invention by the features described in
静翼支持体及び、静翼支持体のためのホルダを有する、タービンのための本発明による静翼支持装置は、静翼支持体とホルダとの間に固定エレメントが配置されていて、該固定エレメントを中心として、静翼支持体がホルダ内で旋回可能であることを特徴としている。静翼支持体が旋回可能に固定されていることによって、静翼支持体は周方向で固定することができ、しかも静翼支持体とロータとの間の半径方向ギャプを変化させることができる。 A stationary blade support device according to the present invention for a turbine having a stationary blade support and a holder for the stationary blade support includes a stationary element disposed between the stationary blade support and the holder, The stationary blade support can be swiveled in the holder with the element as the center. The stationary blade support is pivotally fixed, so that the stationary blade support can be fixed in the circumferential direction, and the radial gap between the stationary blade support and the rotor can be changed.
本発明の有利な実施態様によれば、静翼支持体とホルダとの間に2つの高さ調節エレメントが配置されていて、静翼支持体がホルダ内で水平方向に摺動可能である。高さ調節エレメントは、従来用いられていた嵌合部材の代わりに用いることができ、従来の解決策とは異なり、嵌合部材を後から研削することなしに、静翼支持体を簡単に水平方向で調節することができる。これによって、静翼支持体とロータとの間の半径方向ギャップの調節は著しく簡単に行うことができる。調節は、組み込まれた状態で簡単に行うことができる。 According to an advantageous embodiment of the invention, two height adjustment elements are arranged between the stationary blade support and the holder so that the stationary blade support can slide in the horizontal direction within the holder. The height adjustment element can be used in place of the previously used mating member, and unlike conventional solutions, the vane support can be easily leveled without grinding the mating member afterwards. Can be adjusted in direction. As a result, the adjustment of the radial gap between the vane support and the rotor can be carried out very simply. Adjustment can be easily performed in the assembled state.
本発明の特に有利な実施態様によれば、固定エレメントが旋回軸を有していて、該旋回軸を中心にして静翼支持体が旋回可能である。旋回軸を使用したことによって、固定エレメントの特に簡単な構成が得られ、静翼支持体の特に簡単な旋回可能性が実現される。これによって、固定エレメントは、特に簡単かつ安価に製造することができ、その簡単な構成に基づいてより確実な機能性が保証される。 According to a particularly advantageous embodiment of the invention, the stationary element has a pivot axis, and the stationary blade support is pivotable about the pivot axis. By using the pivot axis, a particularly simple construction of the stationary element is obtained and a particularly simple pivotability of the stationary blade support is realized. As a result, the fixing element can be manufactured in a particularly simple and inexpensive manner, and more reliable functionality is ensured on the basis of its simple construction.
本発明の別の有利な実施態様によれば、固定エレメントが、互いに平行に配置された2つの扁平部を有していて、これらの扁平部が、ホルダ内の切欠と共に形状結合式の結合部を形成していて、静翼支持体がホルダ内において周方向に固定されている。ホルダは、タービンハウジングの一般的な構成部分である。従って、周方向での固定は、固定エレメントを静翼支持体下部と一緒に切欠内に挿入するだけで、特に簡単に実現される。この場合、固定エレメントの扁平部は、ホルダの切欠の側面に当接せしめられる。固定エレメント及びひいては該固定エレメントに結合された静翼支持体を周方向で摺動させることは、効果的に阻止される。2つの扁平部を有する固定エレメントの構成、及び静翼支持体のホルダ内の切欠との協働は、特に簡単に得られ、それにも拘わらず、静翼支持体を確実に固定することができる。切欠、並びに固定エレメントに互いに平行に配置された扁平部は、安価に、かつ高い精度で製造することができる。 According to another advantageous embodiment of the invention, the fixing element has two flat portions arranged parallel to each other, the flat portions together with the cutouts in the holder being a shape-coupled connection portion. The stationary blade support is fixed in the circumferential direction in the holder. The holder is a common component of the turbine housing. Therefore, fixing in the circumferential direction is realized particularly simply by simply inserting the fixing element into the notch together with the lower part of the stationary blade support. In this case, the flat part of the fixing element is brought into contact with the side surface of the notch of the holder. Sliding the stationary element and thus the stationary blade support coupled to the stationary element in the circumferential direction is effectively prevented. The construction of the fixing element with two flat parts and the cooperation with the notch in the holder of the stationary blade support are obtained in a particularly simple manner, nevertheless, the stationary blade support can be reliably fixed. . The notches and the flat portions arranged parallel to each other in the fixing element can be manufactured at low cost and with high accuracy.
本発明の特に有利な実施態様によれば、高さ調節エレメントが固定エレメントと構造的にほぼ同じに構成されていて、調節ねじのためのねじ山付き孔を有している。固定エレメントと構造がほぼ同じであることによって、高さ調節エレメントと固定エレメントとを、同じ構成部材により製造することができるので、製造費用が特に安価になる。固定エレメントに構成された扁平部は、高さ調節エレメントでは省くことができる。固定エレメントにねじ山付き孔を形成することによって、調節ねじを収容することができる。調節ねじは、ホルダ内で静翼支持体を水平方向に摺動させるために用いられる。調節ねじをねじ込み方向に回転させることによって、静翼支持体は水平状態で上方へ移動させることができる。調節ねじをねじ外し方向に回転させることによって、静翼支持体は水平状態で下方へ移動する。高さ調節エレメントをねじ山付き孔及び調節ねじと共に使用することによって、静翼支持体を、組み込まれた状態で水平方向に無段階に調節することができる。これによって、静翼支持体とロータとの間の半径方向ギャップを特に簡単に調節することができる。 According to a particularly advantageous embodiment of the invention, the height adjustment element is constructed substantially the same as the fixing element and has a threaded hole for the adjustment screw. Since the structure is substantially the same as that of the fixing element, the height adjusting element and the fixing element can be manufactured by the same component, so that the manufacturing cost is particularly low. The flat part formed in the fixed element can be omitted in the height adjusting element. The adjustment screw can be accommodated by forming a threaded hole in the fixing element. The adjusting screw is used to slide the stationary blade support horizontally in the holder. By rotating the adjusting screw in the screwing direction, the stationary blade support can be moved upward in a horizontal state. By rotating the adjusting screw in the unscrewing direction, the stationary blade support moves downward in a horizontal state. By using the height adjustment element with a threaded hole and an adjustment screw, the vane support can be adjusted stepwise in the horizontal direction in the assembled state. This makes it particularly easy to adjust the radial gap between the stationary blade support and the rotor.
本発明の特に有利な実施態様によれば、ねじ山付き孔の長手方向軸線と、旋回ピンの長手方向軸線とは、互いに垂直に位置している。これによって、高さ調節エレメントは、調節ねじをねじ込む際に、旋回ピンを中心にして回転するので、調節ねじは、静翼支持体の対応する面に常にきちんと当接することが保証される。調節ねじが、ホルダの、対応して構成された当接面に傾いて若しくは斜めに当接することはない。これは、静翼支持体のトルク若しくは重量がねじによってほぼ支えられることになるので、重要である。 According to a particularly advantageous embodiment of the invention, the longitudinal axis of the threaded bore and the longitudinal axis of the pivot pin are located perpendicular to each other. As a result, the height adjusting element rotates around the pivot pin when the adjusting screw is screwed in, so that the adjusting screw is always in proper contact with the corresponding surface of the stationary blade support. The adjusting screw does not incline or abut against the correspondingly configured abutment surface of the holder. This is important because the torque or weight of the vane support will be substantially supported by the screw.
本発明のその他の有利な実施態様によれば、静翼支持体と、該静翼支持体のためのホルダとが、下部及び上部から成る2つの部分より形成されている。静翼支持体を2分割して構成することによって、静翼の組み付けが著しく容易になる。静翼支持体においても、該静翼支持体のためのホルダにおいても、下部及び上部を使用することによって、全体的に、2つの構成部分の製造及び組み立て費用がより軽減される。 According to another advantageous embodiment of the invention, the vane support and the holder for the vane support are formed from two parts, a lower part and an upper part. By constructing the stationary blade support in two parts, the assembly of the stationary blade is significantly facilitated. By using the lower and upper parts, both in the vane support and in the holder for the vane support, overall the manufacturing and assembly costs of the two components are further reduced.
本発明は、さらに静翼支持体とホルダとの間の半径方向ギャップを調節するための方法に関する。本発明の方法の手段によれば、固定エレメント及び高さ調節エレメントを静翼支持体内に嵌め込み、静翼支持体をホルダ内に嵌め込み、固定エレメントを介して固定し、調節ねじを高さ調節エレメント内で回転させることによって前記半径方向ギャップを調節することを特徴としている。固定エレメントを静翼支持体のホルダ内に配置したことによって、固定エレメントは静翼支持体を周方向で固定することができる。それと同時に、ガイドエレメントが垂直方向で摺動可能であることによって、静翼支持装置の半径方向ギャップの、垂直方向における高さ調節を行うことができる。この場合、静翼支持体は固定エレメントを中心にして旋回させることができる。高さ調節エレメント内で調節ねじを調節することによって、静翼支持体を水平状態で摺動させることができる。それと同時に、静翼支持体は固定エレメントを中心にして旋回させられる。それぞれの高さ調節エレメントにおいて2つの調節ねじを調節することによって、一方ではホルダ内における静翼支持体の正しい水平位置が保証され、他方では全体的に、静翼支持体とホルダとの間の半径方向ギャップを正確に調節することができるので、静翼支持体/静翼とタービンのロータとの間に一様な半径方向ギャップが調節される。 The invention further relates to a method for adjusting the radial gap between the vane support and the holder. According to the means of the method of the present invention, the fixing element and the height adjusting element are fitted into the stationary blade support, the stationary blade support is fitted into the holder and fixed via the fixing element, and the adjusting screw is fixed to the height adjusting element. It is characterized in that the radial gap is adjusted by rotating it within. By arranging the fixing element in the holder of the stationary blade support, the stationary element can fix the stationary blade support in the circumferential direction. At the same time, the height of the radial gap of the stationary blade support device in the vertical direction can be adjusted by allowing the guide element to slide in the vertical direction. In this case, the stationary blade support can be swiveled around the stationary element. By adjusting the adjusting screw in the height adjusting element, the stationary blade support can be slid in a horizontal state. At the same time, the vane support is pivoted about the stationary element. By adjusting the two adjustment screws in each height adjustment element, on the one hand the correct horizontal position of the vane support in the holder is ensured, and on the other hand, overall between the vane support and the holder. Since the radial gap can be accurately adjusted, a uniform radial gap is adjusted between the vane support / vane and the turbine rotor.
これによって、本発明による静翼支持装置は、3つの構成部材だけで、つまり固定エレメント及び2つの高さ調節エレメントだけで、静翼支持体とロータとの間の半径方向ギャップを正確に調節することができる。これによって、構造的な費用を著しく低減させることができる。この場合、静翼支持体の調節は、高さ調節エレメントによって、組み込まれた状態で無段階に行うことができる。これによって組み立て費用は著しく低減される。 Thereby, the vane support device according to the invention precisely adjusts the radial gap between the vane support and the rotor with only three components, i.e. with a fixed element and two height adjusting elements. be able to. This can significantly reduce structural costs. In this case, the stationary blade support can be adjusted steplessly in the assembled state by the height adjusting element. This significantly reduces assembly costs.
本発明の実施例及びその他の利点が、以下に図面を用いて詳しく説明されている。 Embodiments and other advantages of the present invention are described in detail below with reference to the drawings.
図面は、それぞれ概略図であって、本発明を説明するために必要な重要な構成部分だけが示されている。 The drawings are each schematic and only the important components necessary to explain the present invention are shown.
同じ構成部材若しくは同じ機能を有する構成部材には、同じ符号が付けられている。 The same reference numerals are given to the same constituent members or constituent members having the same function.
図1は、静翼支持体1のための、2つに分割されたホルダ2の下部を示す。ホルダ2は、タービンハウジングの一般的な構成部材であって、別個の構成部材として構成されていてもよい。
FIG. 1 shows the lower part of a holder 2 divided into two for a
ホルダ2は、その内周面11に、ウエブ12を有している。ホルダ2の開放した両端部において、ウエブに切欠13が形成されている。切欠13は、組み付けられた状態で、高さ調節エレメント4の調節ねじ10のためのきれいな当接面を提供する(図3及び図4参照)。さらに、ホルダ2は周方向の中央でウエブ12に切欠8を有している。この切欠8は、組み付けられた状態で、固定エレメント3を収容するために用いられる(図4参照)。静翼支持装置の正確な構成、並びに高さ調節エレメント若しくは固定エレメント3については、後で図4及び図5を用いて詳しく説明されている。
The holder 2 has a
図2は、静翼支持体1の斜視図を示している。静翼支持体1は、外方に向けられたU字形の横断面を有している。ウエブ12の切欠13並びに切欠8に対して相補的に、静翼支持体1の外周面に、高さ調節エレメント4及び固定エレメント3のための収容部が設けられている。静翼支持体1に設けられた収容部は、扁平部に隣接してそれぞれ1つの孔14を有しており、該孔14は、U字形横断面形状を有する脚に形成されている。これらの孔14は、固定エレメント3若しくは高さ調節エレメント4を収容するために用いられる。このために、図3に示されているように、固定エレメント3若しくは高さ調節エレメント4は、その旋回軸5が静翼支持体1の孔内に挿入されている。固定エレメント3若しくは上下方向エレメント4の挿入し易さ並びに可動性を軽減するために、静翼支持体1の収容部は付加的に、静翼支持体1のU字形の底部に適度な扁平性を有している。複数の孔14は有利には、流れ方向で下流及びひいては圧力方向p(図2参照)に位置する脚に設けられている。静翼支持体1における静翼の配置及び固定については詳しく記載されていないが、公知の形式で行われる。
FIG. 2 shows a perspective view of the
図4a及び図4bは、固定エレメント3並びに高さ調節エレメント4の詳細を示す。2つのエレメントは、ほぼ同じ構成を有していて、ほぼ円筒形のボデー並びに旋回軸5より成っており、該旋回軸5は、静翼支持体1の孔14内に挿入される。固定エレメント3は付加的に、互いに平行に配置された2つの扁平部6,7を有しており、これらの扁平部6,7は、組み立てた状態でホルダ2の切欠8内に当接し、それによって静翼支持体1とホルダ2との間の形状結合式(形状による束縛)の結合が得られ、静翼支持体1は周方向Cでホルダ2内に固定されている。高さ調節エレメント4は付加的に、調節ねじ10のためのねじ山付き孔9を有している。ねじ山付き孔9の長手方向軸線L1と旋回軸5の長手方向軸線L2とは、互いに直角を成している。これによって、高さ調節エレメント4は、調節ねじ10を回転させることによって、所定の角度だけ回転せしめられるので、調節ねじは傾くことなしに、ホルダ2内に設けられた面に当接する。これは特に重要である。何故ならば、ホルダ2に設けられた面上において、調節ねじのためのできるだけ大きい載設面が得られるからである。
FIGS. 4 a and 4 b show details of the fixing
図5は、組み立て完成された静翼支持体の状態を示す。静翼支持体1は、そのU字形横断面が、ホルダ2のウエブ12を包囲するように、ホルダ2内に配置されている。これによって、静翼支持体1は同時に軸方向で固定される。固定エレメント3並びに高さ調節エレメント4は、ホルダ2の各収容部内に位置していて、静翼支持体1によって包囲され、かつ保護されている。これによって、固定エレメント3並びに高さ調節エレメント4の損傷は十分に避けられる。
FIG. 5 shows a state of the stator blade support that has been assembled. The
以下に、静翼支持体1とホルダ2との間の半径方向ギャップを調節するための方法について詳しく説明する。まず、固定エレメント3及び高さ調節エレメント4を、その旋回軸5で以て、静翼支持体1の孔14内に嵌め込む。エレメント3及び4を静翼支持体1内に嵌め込んだ後で、静翼支持体1がホルダ2内に押し込まれる。この際に、固定エレメント3の扁平部6,7が、ホルダ2の切欠8内に当接し、それによって、静翼支持体1が周方向Cで固定される。固定エレメント3と切欠8とが、形状結合(形状による束縛)式の結合を形成し、この時に、半径方向での運動が保証される。何故ならば固定エレメント3は、切欠8内において半径方向で往復運動するからである。それと同時に、調節ねじ10は、ホルダ2内に静翼支持体1を嵌め込む際に、ホルダ2内の切欠に当接する。静翼支持体1とホルダ2との間の半径方向ギャップの調節は、もっぱら調節ねじ10を調節することによって行われる。調節ねじ10を調節することによって、静翼支持体1はホルダ2内で固定エレメント3を中心にして旋回せしめられる。それと同時に、静翼支持体装置内において静翼支持体1が上下方向で高さ調節される。高さ調節エレメント4の調節ねじ10は、左右方向でそれぞれ、静翼支持体1とホルダ2との間に同じ半径方向ギャプが調節されるまで、回転せしめられる。
Below, the method for adjusting the radial gap between the
静翼支持体1を固定するための本発明の静翼支持装置によれば、2つの調節ねじだけで、静翼支持体1とホルダ2との間の半径方向ギャップの調節、及びひいては静翼とロータとの間の半径方向ギャップの調節を行うことができる。しかも調節は、連続的に、かつ組み込まれた状態で行うことができる。従って、嵌合部材(正確な寸法に前もって研削処理しておく必要がある)を用いた、従来の複雑な高さ調節は省くことができる。本発明によればこれによって、静翼支持装置の組み立てが著しく軽減された。しかも、静翼支持体固定のための構造費用は著しく低減された。
According to the stationary blade support device of the present invention for fixing the
本発明による静翼支持装置は、特にガスタービン及び蒸気タービンのためのタービンに適している。 The stationary blade support device according to the invention is particularly suitable for turbines for gas turbines and steam turbines.
本発明による装置は、軸ラビリンス、調整ピストンラビリンス、仕切り壁又はインナーハウジングにおける固定のために使用することもできる。 The device according to the invention can also be used for fixing in axial labyrinths, adjusting piston labyrinths, partition walls or inner housings.
1 静翼支持体、 2 ホルダ、 3 固定エレメント、 4 高さ調節エレメント、 5 旋回軸(Drehzapfen)、 6,7 扁平部、 8 切欠、 9 ねじ山付き孔、 10 調節ねじ、 11 内周面、 12 ウエブ、 13 切欠、 14 孔、 p 圧力方向、 L1 長手方向軸線
DESCRIPTION OF
Claims (9)
静翼支持体(1)とホルダ(2)との間に固定エレメント(3)が配置されていて、該固定エレメント(3)を中心として、静翼支持体(1)がホルダ(2)内で旋回可能であることを特徴とする、静翼支持装置。 In a stationary blade support device for fixing a stationary blade support of a turbine, comprising a stationary blade support (1) and a holder (2) for the stationary blade support (1).
A stationary element (3) is disposed between the stationary blade support (1) and the holder (2), and the stationary blade support (1) is placed in the holder (2) with the stationary element (3) as a center. A stationary blade support device, characterized in that it can be swiveled with.
固定エレメント(3)及び高さ調節エレメント(4)を静翼支持体(1)内に嵌め込み、
静翼支持体(1)をホルダ(2)内に嵌め込み、固定エレメント(3)を介して周方向(C)で固定し、
調節ねじ(10)を高さ調節エレメント(4)内で回転させることによって前記半径方向ギャップ(R)を調節することを特徴とする、静翼支持装置のホルダ(2)と静翼支持体(1)との間の半径方向ギャップを調節するための方法。 A method for adjusting the radial gap between a holder (2) of a stationary blade support device and a stationary blade support (1) according to any one of the preceding claims,
The fixing element (3) and the height adjusting element (4) are fitted into the stationary blade support (1),
The stationary blade support (1) is fitted into the holder (2) and fixed in the circumferential direction (C) via the fixing element (3).
A stationary blade support device holder (2) and a stationary blade support (characterized in that the radial gap (R) is adjusted by rotating an adjusting screw (10) in a height adjusting element (4). Method for adjusting the radial gap between 1).
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