JP2014009902A - 蒸発器、及びそれを備えた冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】冷凍室内の空間を有効利用し、かつ簡易な構成で製氷量を増加することを実現する。
【解決手段】蒸発器１Ａは、接合した２枚の金属板材からなり、この２枚の金属板材間に冷媒流路が形成されており、少なくとも３段に連なって配された複数の水平部２と、水平部２同士を連結する壁部３とを有する。この蒸発器を冷蔵庫の冷凍室に適用したとき、水平部からなる棚部を複数段構成することができる。このような棚部に製氷皿を配置することによって、従来の冷凍室として十分活用されていなかった空間を有効活用し、製氷量を増加させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、蒸発器、及びそれを備えた冷蔵庫に関する。

従来、冷蔵庫等に用いられる蒸発器は、例えば特許文献１に開示されている。図８は、特許文献１に開示された蒸発器１００の構成を示す斜視図である。また、図９は、一般的な直冷式の冷蔵庫１２０の庫内の構成を模式的に示す正面図である。

図８に示されるように、蒸発器１００は、アルミニウム・ロールボンド・パネル製の冷却基板１０１からなり、接合した２枚の冷却基板１０１間に冷媒流路１０５が形成されている。また、蒸発器１００は、下部に１つの水平部１０２と、左右に２つの壁部１０３とを有するコの字型になっている。

冷蔵庫１２０は、冷凍室１２１、及び冷蔵室１２２で構成されている。冷蔵庫１２０において、蒸発器１００は、冷凍室１２１を構成する蒸発器として用いられ、冷凍サイクルを構成する。蒸発器１００に備えられた冷媒流入管１０６（図８参照）は、冷凍サイクルで用いられるキャピラリチューブ（不図示）と接続している。キャピラリチューブからの気液混合状態の冷媒は、冷媒流入管１０６を通って蒸発器１００に流入する。また、蒸発器１００の冷媒流路１０５を通過した冷媒は、冷媒流出管１０７を通って外部へ流出する。冷媒流出管１０７は、サクションパイプ（不図示）に繋がっている。

気液混合状態になった冷媒は、冷媒流入管１０６から蒸発器１００に流入し、冷媒流路１０５を通過し冷媒流出管１０７から流出する。この間、蒸発器１００では、気液混合状態の冷媒が、蒸発器１００外部から、２枚の冷却基板１０１を介して気化熱を奪って蒸発気化することによって、冷却作用が生じる。

また、蒸発器１００を冷凍室１２１に適用した場合、蒸発器１００の水平部１０２及び壁部１０３は、冷凍室１２１を構成する壁部に沿って配される。また、冷凍室１２１は、コントロールボックス１０９、ダイヤル１１０、及び製氷皿１０８を備えている。ダイヤル１１０は、温度調整、霜取り切り替え等のためのダイヤルである。

また、製氷皿１０８は、一般的に、１つの冷蔵庫１２０に１〜２個付属される。製氷皿１０８は、蒸発器１００の水平部１０２及び壁部１０３に直接接して配置される。これによって、蒸発器１００からの冷気を効率的に製氷皿１０８へ伝えることができ、製氷を効率的に行うことが可能になる。また、冷凍室１２１の室内において、製氷皿１０８以外の部分は、空間Ａとなっている。

ここで、製品にもよるが、一般的な直冷式の冷蔵庫１２０の冷凍室１２１周りの温度の一例を以下に示す。ただし、以下の例は、冷凍室１２１内に製氷皿１０８、及び食材を置かない場合の温度である。
冷媒流入管１０６ ：約−１７℃
冷媒流出管１０７ ：約−１５℃
冷凍室１２１の中程の空間Ａ：約−３〜−１０℃
図１０は、一般的な直冷式の冷蔵庫２２０の他の例を示し、庫内の構成を模式的に示す正面図である。冷蔵庫２２０は、冷凍室２２１、及び冷蔵室２２２で構成されている。蒸発器２００は、冷凍室２２１を構成する蒸発器として用いられ、冷凍サイクルを構成する。この蒸発器２００は、蒸発器１００と同様に、アルミニウム・ロールボンド・パネル製の冷却基板からなり、接合した２枚の冷却基板間に冷媒流路が形成されており、外形は、コの字型になっている。蒸発器１００と異なる点は、蒸発器２００が図９のような上部に開いたコの字型ではなく、側方に開いたコの字型である点である。すなわち、蒸発器２００は、上下部に２つの水平部２０２と、右側に１つの壁部２０３とを有するコの字型になっている。

特開平５−８７４２２号公報（１９９３年 ４月 ６日公開）

特許文献１の蒸発器を適用した冷蔵庫１２０の構成によれば、冷凍室１２１は、底部の水平部（蒸発器１００の水平部１０２）に製氷皿１０８を配置するスペースが設けられている以外、大部分が空間Ａとなっている。空間Ａの温度は、上述した通り、約−３〜−１０℃になっている。それゆえ、製氷するという用途に限れば、空間Ａに何らかの形態で製氷皿を設置することによって、有効利用が可能である。

しかし、製氷以外の用途では、空間Ａを有効利用することができない。冷凍食品の保存温度は、衛生的な観点（微生物の増殖可能温度）等から一般的に−１５℃程度に設定される。このため、空間Ａに冷凍食品等を入れても解凍してしまうため、冷凍食品を冷凍状態で保存することができない。

以上のことから、従来の蒸発器１００を備えた直冷式の冷蔵庫１２０では、冷凍室１２１内の大部分の空間Ａを有効利用することができないという問題がある。

また、別の観点から、以下の問題もある。

すなわち、赤道付近の気温が高い国々では、氷の需要が高い。それゆえ、赤道付近の国々では、製氷量が多い冷蔵庫は、商業的価値がある。上述した従来の直冷式の冷蔵庫１２０では、赤道付近の国々の需要を満足しないという別の問題がある。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、冷凍室内の空間を有効利用し、かつ簡易な構成で製氷量を増加することが可能な蒸発器、及びそれを備えた冷蔵庫を提供することにある。

本発明の蒸発器は、上記の課題を解決するために、接合した２枚の金属板材からなり、該２枚の金属板材間に冷媒流路が形成された蒸発器であって、少なくとも３段に連なって配された複数の水平部と、該水平部同士を連結する壁部とを有することを特徴としている。

上記の構成によれば、本発明の蒸発器は、少なくとも３段に連なって配された複数の水平部と、該水平部同士を連結する壁部とを有するので、この蒸発器を冷蔵庫の冷凍室に適用したとき、上記水平部からなる棚部を複数段構成することができる。このような棚部に製氷皿を配置することによって、従来の冷凍室として十分活用されていなかった空間を有効活用し、製氷量を増加させることができる。

また、上記の構成によれば、上記棚部を構成する水平部は、接合した２枚の金属板材からなり、２枚の金属板材間には、冷媒流路が形成されている。それゆえ、棚部を構成する水平部は、冷却作用を有する。このように従来の冷凍室として十分活用されていなかった空間に冷却作用を有する水平部が配置されているので、従来の冷凍室として十分活用されていなかった空間の冷却効果が増大する。よって、上記の構成によれば、従来の冷凍室として十分活用されていなかった空間の温度を、従来の冷蔵庫よりも低く保つことが可能になる。よって、従来の冷凍室として十分活用されていなかった空間に冷凍食品を入れても、解凍することなく冷凍状態で保存することが可能になる。

以上のことから、上記の構成によれば、冷凍室内の空間を有効利用し、かつ簡易な構成で製氷量を増加することが可能な蒸発器を実現することができる。

本発明の蒸発器では、上記水平部は、互いに対向する水平部間の間隔が異なるように連なって配されていることが好ましい。

上記の構成によれば、上記水平部は、互いに対向する水平部間の間隔が異なるように連なって配されているので、蒸発器を適用した冷凍室においては、水平部が構成する各棚部と該棚部に連結する各壁部とに囲まれた空間は、互いに容積が異なる。また、各空間において、該空間を形成する棚部及び壁部の合計面積も異なる。それゆえ、各空間における冷却能力も異なることになり、容量が異なる製氷を実現することができる。

本発明の蒸発器では、上記水平部の一部が製氷皿を設置する棚部として利用されており、少なくとも３段に連なって配された上記水平部において、互いに対向する水平部間の間隔は、上記冷媒流路に冷媒が流入した最初の水平部と、該最初の水平部と対向する水平部との間隔が、最も大きくなっていることが好ましい。より具体的には、冷媒を流入する冷媒流入管に連結された水平部と、この水平部と対向する水平部との間隔が、他の水平部間の間隔よりも大きくなっている構成である。

これによって、蒸発器を適用した冷凍室においては、冷媒流入管に最も近い棚部を最も大きい間隔で構成することができ、容量が大きい製氷を実現することができる。

本発明の蒸発器では、上記壁部は、その伸長方向に対する断面形状が曲面形状になっていることが好ましい。

上記の構成によれば、上記壁部は、その伸長方向に対する断面形状が曲面形状になっているので、ロールボンド後の（接合した２枚の金属板材の）複数回の折り曲げ精度をラフにして製造することが可能になる。よって、上記の構成によれば、折り曲げ工程（折り曲げ装置）にかかるコストを低減することができ、製品のコストダウンを実現することができる。

本発明の冷蔵庫は、上記の課題を解決するために、上述の蒸発器を備えたことを特徴としている。

これによって、冷凍室内の空間を有効利用し、かつ簡易な構成で製氷量を増加することが可能な冷蔵庫を実現することができる。

本発明の蒸発器は、以上のように、少なくとも３段に連なって配された複数の水平部と、該水平部同士を連結する壁部とを有する構成である。

また、本発明の冷蔵庫は、以上のように、上記蒸発器を備えた構成である。

それゆえ、冷凍室内の空間を有効利用し、かつ簡易な構成で製氷量を増加することが可能になるという効果を奏する。

本発明の一実施形態の蒸発器の概略構成を示す断面図である。 図１に示す蒸発器を展開した展開図である。 図１に示す蒸発器を適用した冷蔵庫の概略構成を模式的に示す正面図である。 本発明の他の実施形態の蒸発器の概略構成を示す断面図である。 本発明のさらに他の実施形態の蒸発器の概略構成を示す断面図である。 図５に示す蒸発器を適用した冷蔵庫の概略構成を模式的に示す正面図である。 図６に示す冷蔵庫の冷凍室に製氷皿を設置した状態を示す正面図である。 特許文献１に開示された蒸発器１００の構成を示す斜視図である。 一般的な直冷式の冷蔵庫の庫内の構成を模式的に示す正面図である。 一般的な直冷式の冷蔵庫の他の例を示し、庫内の構成を模式的に示す正面図である。

〔第１の実施形態〕
本発明の一実施形態について図１〜図３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。

図１は、本実施形態の蒸発器１Ａの概略構成を示す断面図である。図２は、図１に示す蒸発器１Ａを展開した展開図である。

本実施形態の蒸発器１Ａは、接合した２枚の金属板材（不図示）、所謂アルミニウム・ロールボンド・パネル製の冷却基板からなっている。そして、上記２枚の金属板材間には、図２に示す冷媒流路５が形成されている。また、蒸発器１Ａには、接合した２枚の金属板材を折り曲げることによって形成された、水平部２と、該水平部２に対し起立した壁部３とから構成されている。言い換えれば、蒸発器１Ａは、４段に連なって配された複数の水平部２ａ〜２ｄと、水平部２ａ〜２ｄ同士を連結する壁部３ａ〜３ｃとを有する。

より具体的には、図２の展開図に示されるように、蒸発器１Ａにおいて、接合した２枚の金属板材は、４つの水平部２の領域（水平部２ａ〜２ｄ）及び各水平部２の領域に隣接する壁部３の領域（壁部３ａ〜３ｃ）に区分されている。図２においては、各水平部２の領域と各壁部３の領域との境界を点線で示している。そして、図２に示す展開図に基づき、水平部２の領域同士が対向するように、接合した２枚の金属板材を折り曲げることによって、蒸発器１Ａが製造される。製造された蒸発器１Ａは、図１に示されるように、水平部２（水平部２ａ〜２ｄ）が４段に連なって配されるとともに、この水平部２ａ〜２ｄそれぞれに対し起立した壁部３ａ〜３ｃが形成された構成になる。

また、蒸発器１Ａは、冷媒流入管６と、冷媒流出管７とを備えている。冷媒流入管６は、冷凍サイクルで用いられるキャピラリチューブ（不図示）と接続しており、これによって、キャピラリチューブから気液混合状態の冷媒が蒸発器１Ａに流入するようになる。また、冷媒流出管７は、サクションパイプ（不図示）に繋がっている。

蒸発器１Ａを備えた冷凍サイクルにおいては、キャピラリチューブから冷媒流入管６を介して、冷媒流路５に気液混合状態の冷媒が流入する。そして、冷媒流路５を通過した冷媒は、冷媒流出管７を介してサクションパイプに流出し、コンプレッサに戻る。蒸発器１Ａでは、気液混合状態の冷媒が、冷媒流路５外部から、２枚の金属板材を介して気化熱を奪って蒸発気化することによって、冷却作用が生じる。

なお、冷媒流路５は、一般的に、壁部３にある冷媒流路５の断面積に対し、その壁部３の次に冷媒が流入する水平部２にある冷媒流路５の断面積が大きくなるように構成される。しかし、冷媒流路５の構成は、この構成に限定されるものではなく、蒸発器１Ａの各段を構成する水平部２が製氷できる程度に気化熱を奪って冷却できるような構成であればよく、適用される冷蔵庫等に応じて適宜設定することができる。

図３は、図１に示す蒸発器１Ａを適用した冷蔵庫２０の概略構成を模式的に示す正面図である。図３に示されるように、冷蔵庫２０は、冷凍室２１及び冷蔵室２２を備えている。冷蔵室２２は下部に配置されており、冷凍室２１は上部に配置されている。

冷凍室２１は、コントロールボックス９、製氷皿８、及びダイヤル１０を備えている。ダイヤル１０は、温度調整、霜取り切り替え等のためのダイヤルである。図３に示されるように、冷凍室２１に蒸発器１Ａを適用することによって、冷凍室２１の内部には、３段の棚部が設けられる。具体的には、水平部２ｂで構成される棚部、水平部２ｃで構成される棚部、及び水平部２ｄで構成される棚部が設けられる。冷凍室２１の各棚部に例えば２つの製氷皿８を配置する構成とすれば、冷凍室２１には、３段の棚部に６個の製氷皿８（製氷皿８ａ〜８ｆ）を配置することが可能になる。

したがって、蒸発器１Ａ及び蒸発器１Ａを備えた冷蔵庫２０の構成によれば、従来の冷凍室として十分活用されていなかった空間（図９に示す空間Ａ）を有効活用し、製氷量を増加させることができる。

また、冷蔵庫２０は、蒸発器１Ａを適用することによって、従来の冷凍室として十分活用されていなかった空間（図９に示す空間Ａ）に、水平部２ｂで構成される棚部、及び水平部２ｃで構成される棚部が設けられた構成になっている。各棚部を構成する水平部２ｂ・２ｃは、接合した２枚の金属板材（不図示）からなり、２枚の金属板材間には、冷媒流路５が形成されている。それゆえ、水平部２ｂ・２ｃは、冷却作用を有する。また、冷凍室２１の天井部分に沿って配置されている水平部２ａは、同様に、冷却作用を有する。

このように、従来の冷凍室として十分活用されていなかった空間（図９に示す空間Ａ）に冷却作用を有する水平部２ａ〜２ｃが配置されているので、水平部２ｄ以外の空間（図９に示す空間Ａに対応）の冷却効果が増大する。よって、蒸発器１Ａ及び蒸発器１Ａを備えた冷蔵庫２０の構成によれば、水平部２ｄ以外の空間（図９に示す空間Ａに対応）の温度を、従来の冷蔵庫よりも低く保つことが可能になる。よって、従来の冷凍室として十分活用されていなかった空間（図９に示す空間Ａ）に冷凍食品を入れても、解凍することなく冷凍状態で保存することが可能になる。

なお、蒸発器１Ａにおける水平部２の段数は、図１に示された段数（４段）に限定されず、冷蔵庫の冷凍室のサイズ等に応じて適宜増加させることが可能である。

〔第２の実施形態〕
本発明の蒸発器に関する他の実施形態について、図４に基づいて説明すれば、以下のとおりである。図４は、本発明の他の実施形態の蒸発器１Ｂの概略構成を示す断面図である。なお、説明の便宜上、前記第１の実施形態にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

本実施形態の蒸発器１Ｂは、図４に示されるように、壁部３（壁部３ａ〜３ｃ）の伸長方向に対する断面形状がＲ形状（すなわち平坦面がない曲面形状）である点で、第１の実施形態と異なる。ここでいう「伸長方向」とは、壁部３が水平部２に対し起立して上方へ延びる方向ではなく、水平部２の面内を伸長する方向を意図する。この「伸長方向」は、言い換えれば、水平部２の法線方向及び壁部の法線方向の両方に垂直な方向である。

このような構成とすることによって、蒸発器１Ｂは、ロールボンド後の（接合した２枚の金属板材の）複数回の折り曲げ精度をラフにして製造することが可能になる。よって、本実施形態の蒸発器１Ｂの構成によれば、折り曲げ工程（折り曲げ装置）にかかるコストを低減することができ、製品のコストダウンを実現することができる。

〔第３の実施形態〕
本発明の蒸発器に関するさらの他の実施形態について、図５〜図７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。図５は、本発明のさらに他の実施形態の蒸発器１Ｃの概略構成を示す断面図である。図６は、図５に示す蒸発器１Ｃを適用した冷蔵庫３０の概略構成を模式的に示す正面図である。図７は、図６に示す冷蔵庫３０の冷凍室に製氷皿８’を設置した状態を示す正面図である。なお、説明の便宜上、前記第１及び第２の実施形態にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

本実施形態の蒸発器１Ｃは、図５に示されるように、互いに対向する水平部２間の間隔が異なるように連なって配されている点で、第１及び第２の実施形態と異なる。すなわち、水平部２ａと水平部２ｂとの間隔をｈ１とし、水平部２ｂと水平部２ｃとの間隔をｈ２とし、水平部２ｃと水平部２ｄとの間隔をｈ３としたとき、ｈ１＞ｈ２＞ｈ３となる。

このように、互いに対向する水平部２の間の間隔が異なるように連なって配されていることによって、蒸発器１Ｃを適用した冷凍室３１においては、水平部が構成する各棚部と該棚部に連結する各壁部とに囲まれた空間は、互いに容積が異なる。また、各空間において、該空間を形成する棚部及び壁部の合計面積も異なる。例えば、図６に示される冷蔵庫３０の冷凍室３１において、水平部２ａ、水平部２ｂ、及び壁部３ａに囲まれた空間と、水平部２ｂ、水平部２ｃ、及び壁部３ｂに囲まれた空間と、水平部２ｃ、水平部２ｄ、及び壁部３ｃに囲まれた空間とは、互いに容積が異なる。それゆえ、各空間における冷却能力も異なることになり、容量が異なる製氷を実現することができる。

例えば、図５及び図６に示されるように、冷媒流路５に冷媒が流入した最初の水平部２ａと、水平部２ａと対向する水平部２ｂとの間隔ｈ１を最も大きくする。換言すれば、冷媒を流入する冷媒流入管６に連結された水平部２ａと、この水平部２ａと対向する水平部２ｂとの間隔ｈ１が、他の水平部間の間隔よりも大きくなっている構成である。これによって、キャピラリチューブ（不図示）から冷媒流入管６を介して蒸発器１Ｃへ気液混合状態の冷媒を流入するに際し、製氷皿８を配置する上部１段目の棚部（水平部２ｂが構成する棚部）を、奪う気化熱が最も大きい冷媒流路構成とすることができる。それゆえ、製氷皿８を配置する上部１段目の棚部（水平部２ｂが構成する棚部）は、製氷皿を配置する他の水平部２ｃ・２ｄと比較して、冷凍能力（すなわち製氷能力）が高くなる。よって、製氷皿８を配置する上部１段目の棚部（水平部２ｂが構成する棚部）にて、最も容量が大きい製氷を実現することができる。

また、互いに対向する水平部２の間の間隔について、上述のようにｈ１＞ｈ２＞ｈ３とする。これによって、図７に示されるように、上部１段目の棚部（水平部２ｂが構成する棚部）に置く製氷皿８ａ’・８ｂ’、２段目の棚部（水平部２ｃが構成する棚部）に置く製氷皿８ｃ’・８ｄ’、水平部２ｄに置く製氷皿８ｅ’・８ｆ’について、この順番で、容積を小さくすることができる。

なお、各水平部間の間隔ｈ１〜ｈ３は、其々の間隔が他の間隔に対し異なる必要がなく、間隔ｈ１〜ｈ３のうち２つの間隔が同じであってもよい。

〔補足〕
なお、本発明の蒸発器及び冷蔵庫は、以下の〔１〕〜〔５〕のように表現することもできる。

〔１〕２枚の金属板材を接合し、前記２枚の板材の間に冷媒流路を形成すると共に、水平部と壁部を有する蒸発器において、少なくとも３段の水平部を有して構成されることを特徴とする蒸発器。これによって、冷凍室内に蒸発器の水平部からなる製氷用の棚を複数構成でき、複数の棚部の各段に、従来技術の冷凍室として十分に活用されていなかった空間Ａを有効活用し、簡易な構成で、製氷量を増加することができる。

〔２〕前記蒸発器の各水平部間距離は異なる間隔で構成されることを特徴とする〔１〕記載の蒸発器。これによって、製氷皿を置く各棚の気化熱が異なる構成にすることで、ある水平部（段）を他の水平部に比べ、製氷能力の大きい構成としより容積の大きい製氷が可能となる。

〔３〕前記水平部の一部を製氷用の棚部として利用する場合、蒸発器へ冷媒が流入した最初の棚部が最も大きい間隔で構成されることを特徴とする〔２〕記載の蒸発器。これによって、冷媒流入管に最も近い棚（水平部）を大きい間隔で構成でき、容積の大きい製氷がより容易となる。

〔４〕前記壁部は、断面が曲面形状で構成されることを特徴とする〔１〕記載の蒸発器。これによって、多段の蒸発器の折り曲げ製造が容易になる。

〔５〕〔１〕記載の蒸発器を搭載した冷蔵庫。これによって、複数の棚部の各段に、複数個の製氷皿が搭載可能となる蒸発器構造ならびに冷凍室構造を実現できるため、従来技術の冷凍室として十分に活用されていなかった空間Ａ（図９参照）を有効活用し、簡易な構成で、製氷量を増加することができる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、アルミニウム・ロールボンド・パネル製の冷却基板を備えた蒸発器が設けられた冷凍室を有する冷蔵庫全般に利用することができる。特に、本発明は、赤道付近の気温が高い国々の地域で利用すれば、当該地域で需要が高い製氷に対する要望に応える商業的価値があり、当該地域での人々の生活を潤わせることができる。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 蒸発器
２ 水平部
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ 水平部
３ 壁部
３ａ，３ｂ，３ｃ 壁部
５ 冷媒流路
６ 冷媒流入管
７ 冷媒流出管
８ 製氷皿
９ コントロールボックス
１０ ダイヤル
２０ 冷蔵庫

Claims (5)

1. 接合した２枚の金属板材からなり、該２枚の金属板材間に冷媒流路が形成された蒸発器であって、
   少なくとも３段に連なって配された複数の水平部と、該水平部同士を連結する壁部とを有することを特徴とする蒸発器。
2. 上記水平部は、互いに対向する水平部間の間隔が異なるように連なって配されていることを特徴とする請求項１に記載の蒸発器。
3. 上記水平部の一部が製氷皿を設置する棚部として利用されており、
   少なくとも３段に連なって配された上記水平部において、互いに対向する水平部間の間隔は、上記冷媒流路に冷媒が流入した最初の水平部と、該最初の水平部と対向する水平部との間隔が、最も大きくなっていることを特徴とする請求項２に記載の蒸発器。
4. 上記壁部は、その伸長方向に対する断面形状が曲面形状になっていることを特徴とする請求項１に記載の蒸発器。
5. 請求項１に記載の蒸発器を備えたことを特徴とする冷蔵庫。

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