JP2644973B2 - オゾン発生装置 - Google Patents
オゾン発生装置Info
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- JP2644973B2 JP2644973B2 JP6133001A JP13300194A JP2644973B2 JP 2644973 B2 JP2644973 B2 JP 2644973B2 JP 6133001 A JP6133001 A JP 6133001A JP 13300194 A JP13300194 A JP 13300194A JP 2644973 B2 JP2644973 B2 JP 2644973B2
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- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、気体プラズマ放電によ
るオゾン発生装置に関し、特に、主として民生用の、脱
臭、殺菌、消毒、防カビ、アルカリイオン水の製造など
に用いうるオゾン発生装置に関する。
るオゾン発生装置に関し、特に、主として民生用の、脱
臭、殺菌、消毒、防カビ、アルカリイオン水の製造など
に用いうるオゾン発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１に従来例として最も普及しているオ
ゾン発生装置の基本構造を示す。金属よりなる電極板
１、２が相対向して配設されて、両電極板間に交流・高
電圧が印加され、電極板１、２の内面の片方（ａ図）ま
たは双方（ｂ図）に誘電体層３、４が設けられている。
この誘電体層３、４は放電が電極板の一点に集中せず板
面全面に分布した無声放電を生じさせるために必要であ
る。電極間の空間５に酸素（Ｏ2 ）が送られると、その
一部がオゾン化されて（Ｏ2 ＋Ｏ3 ）となる。
ゾン発生装置の基本構造を示す。金属よりなる電極板
１、２が相対向して配設されて、両電極板間に交流・高
電圧が印加され、電極板１、２の内面の片方（ａ図）ま
たは双方（ｂ図）に誘電体層３、４が設けられている。
この誘電体層３、４は放電が電極板の一点に集中せず板
面全面に分布した無声放電を生じさせるために必要であ
る。電極間の空間５に酸素（Ｏ2 ）が送られると、その
一部がオゾン化されて（Ｏ2 ＋Ｏ3 ）となる。
【０００３】この従来例によれば、金属板に高電圧が印
加されるので、これを家庭用に実施する場合は充分な感
電防止手段が必要であり、また、誘電体層３、４の厚み
だけ電極間距離ｄが増大するため、電界強度（Ｖ／ｄ）
が低下してオゾン発生効率が低下する欠点がある。
加されるので、これを家庭用に実施する場合は充分な感
電防止手段が必要であり、また、誘電体層３、４の厚み
だけ電極間距離ｄが増大するため、電界強度（Ｖ／ｄ）
が低下してオゾン発生効率が低下する欠点がある。
【０００４】図２は、この基本構造に基づきながら、電
極形状を円筒形とし、浄水場での水処理、ゴミ処理場で
の脱臭処理等の産業分野において大量にオゾンを発生さ
せる大規模な装置例を示している。横型槽６は２枚の内
部仕切板７、８により３領域に仕切られ、この２枚の仕
切板７、８により多数のステンレス管９‥‥９が保持さ
れ、このステンレス管内に、ステンレス管内径との間に
所定の空隙を有する外径のガラス管１０‥‥１０が挿
入、固定されている。この各ガラス管１０‥‥１０の軸
心に電極となる棒状または線状の金属が挿入されてお
り、すべての電極が内部リード線１１により並列接続さ
れ、端子１２より外部リード線１３を経て高周波、高電
圧発生装置１４に接続されている。内部仕切板７の外側
に空気導入口１５が設けられ、もう一つの内部仕切板８
の外側にオゾン取出口１６が設けられ、空気導入口１５
から導入された空気はステンレス管９とガラス管１０の
空隙を通り抜ける間にオゾン化されてオゾン取出口１６
から取り出される。内部仕切板７の内側に冷却水導入口
１７が設けられ、もう一つの内部仕切板８の内側に冷却
水取出口１８が設けられ、ガラス管等の過熱を防止して
いる。
極形状を円筒形とし、浄水場での水処理、ゴミ処理場で
の脱臭処理等の産業分野において大量にオゾンを発生さ
せる大規模な装置例を示している。横型槽６は２枚の内
部仕切板７、８により３領域に仕切られ、この２枚の仕
切板７、８により多数のステンレス管９‥‥９が保持さ
れ、このステンレス管内に、ステンレス管内径との間に
所定の空隙を有する外径のガラス管１０‥‥１０が挿
入、固定されている。この各ガラス管１０‥‥１０の軸
心に電極となる棒状または線状の金属が挿入されてお
り、すべての電極が内部リード線１１により並列接続さ
れ、端子１２より外部リード線１３を経て高周波、高電
圧発生装置１４に接続されている。内部仕切板７の外側
に空気導入口１５が設けられ、もう一つの内部仕切板８
の外側にオゾン取出口１６が設けられ、空気導入口１５
から導入された空気はステンレス管９とガラス管１０の
空隙を通り抜ける間にオゾン化されてオゾン取出口１６
から取り出される。内部仕切板７の内側に冷却水導入口
１７が設けられ、もう一つの内部仕切板８の内側に冷却
水取出口１８が設けられ、ガラス管等の過熱を防止して
いる。
【０００５】特開平５−１１６９０６号公報には、誘電
体からなる平板状基体の片面に誘導電極を形成し、他面
に放電電極を形成して両電極間に脈流の高電圧を印加し
て放電電極の周辺に無声放電を生じさせるオゾン発生装
置、並びに、この基体を円筒形とし、外周に誘導電極を
形成し内周に放電電極を設けて無声放電を生じさせると
ともに、円筒の軸心に沿って合成樹脂よりなる棒状の集
塵電極を設け、この円筒内に空気を通すとき、集塵によ
り清浄化すると同時にオゾン化を行う装置が記載されて
いる。この従来例も、電極材料として金属を用いている
点で前記した各従来例と共通している。
体からなる平板状基体の片面に誘導電極を形成し、他面
に放電電極を形成して両電極間に脈流の高電圧を印加し
て放電電極の周辺に無声放電を生じさせるオゾン発生装
置、並びに、この基体を円筒形とし、外周に誘導電極を
形成し内周に放電電極を設けて無声放電を生じさせると
ともに、円筒の軸心に沿って合成樹脂よりなる棒状の集
塵電極を設け、この円筒内に空気を通すとき、集塵によ
り清浄化すると同時にオゾン化を行う装置が記載されて
いる。この従来例も、電極材料として金属を用いている
点で前記した各従来例と共通している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記に鑑み為
されたものであって、電極間距離が小さく、従って、電
界強度が格段に増大してオゾン発生能率がよく、しかも
印加電圧が高くても電極間の火花放電のおそれがなく、
構造がきわめて簡素で小型軽量であるため、冷蔵庫内、
空調機内、食卓内、アンカ内、浴室内、寝室内等に容易
に付設することができ、しかも大層安価に大量生産しう
る新規なオゾン発生装置の提供を解決課題とする。
されたものであって、電極間距離が小さく、従って、電
界強度が格段に増大してオゾン発生能率がよく、しかも
印加電圧が高くても電極間の火花放電のおそれがなく、
構造がきわめて簡素で小型軽量であるため、冷蔵庫内、
空調機内、食卓内、アンカ内、浴室内、寝室内等に容易
に付設することができ、しかも大層安価に大量生産しう
る新規なオゾン発生装置の提供を解決課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段、すなわち本発明によるオゾン発生装置の構成
は、両端を封じガスを封入したガラス管の一端部のみに
高周波印加電極が設けられた２本の単極型ガス封入放電
管を、上記電極位置が互いに逆向きに互に近接して略平
行に並設し、その２本の放電管に高周波の高電圧を印加
する手段を設けたことにより特徴づけられる。
の手段、すなわち本発明によるオゾン発生装置の構成
は、両端を封じガスを封入したガラス管の一端部のみに
高周波印加電極が設けられた２本の単極型ガス封入放電
管を、上記電極位置が互いに逆向きに互に近接して略平
行に並設し、その２本の放電管に高周波の高電圧を印加
する手段を設けたことにより特徴づけられる。
【０００８】本発明における単極型ガス封入放電管に封
入されているガスはアルゴンＡｒ、クリプトンＫｒ、キ
セノンＸｅ、ネオンＮｅ、ヘリウムＨｅ、等の希ガス
（レアガス）および窒素Ｎから選ぶことが好ましい。Ａ
ｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｎｅ，Ｈｅは地球上の存在量がはなは
だ少いので、この名があり、希有ガス、貴ガス、不活性
ガスとも呼ばれる。
入されているガスはアルゴンＡｒ、クリプトンＫｒ、キ
セノンＸｅ、ネオンＮｅ、ヘリウムＨｅ、等の希ガス
（レアガス）および窒素Ｎから選ぶことが好ましい。Ａ
ｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｎｅ，Ｈｅは地球上の存在量がはなは
だ少いので、この名があり、希有ガス、貴ガス、不活性
ガスとも呼ばれる。
【０００９】本発明の最も特徴とするところは、ガラス
管の一端部のみに高周波印加電極が設けられて、ガラス
管の他の部分には導電体がいっさい使用されておらず、
ガラス管内にガスが封入された放電管（この構造の放電
管は従来存在しなかったので、本願明細書では単極型ガ
ス封入放電管と名づける）を用い、この２本の単極型ガ
ス封入放電管を上記高周波印加電極の向きが互に逆向き
にして互に近接して並設してなることである。そしてこ
の放電管に高周波が印加されると放電管内のガスがプラ
ズマ状態になり、この時はじめてこのガス体が電極と化
し、対放電管の間に無声放電が生じると共に放電管の周
辺の電場を励起させることである。
管の一端部のみに高周波印加電極が設けられて、ガラス
管の他の部分には導電体がいっさい使用されておらず、
ガラス管内にガスが封入された放電管（この構造の放電
管は従来存在しなかったので、本願明細書では単極型ガ
ス封入放電管と名づける）を用い、この２本の単極型ガ
ス封入放電管を上記高周波印加電極の向きが互に逆向き
にして互に近接して並設してなることである。そしてこ
の放電管に高周波が印加されると放電管内のガスがプラ
ズマ状態になり、この時はじめてこのガス体が電極と化
し、対放電管の間に無声放電が生じると共に放電管の周
辺の電場を励起させることである。
【００１０】本発明における「高周波」の周波数範囲
は、１ＫＨZ 以上１０ＭＨZ 以下が好ましい。１ＫＨZ
より低くなると、放電が不安定になるとともに、トラン
ス、共振回路等の回路要素が大形化、重量化するので好
ましくない。また１０ＭＨZ より高くなると大電力用発
振器の構造が複雑かつ大形化するので好ましくない。
は、１ＫＨZ 以上１０ＭＨZ 以下が好ましい。１ＫＨZ
より低くなると、放電が不安定になるとともに、トラン
ス、共振回路等の回路要素が大形化、重量化するので好
ましくない。また１０ＭＨZ より高くなると大電力用発
振器の構造が複雑かつ大形化するので好ましくない。
【００１１】本発明における「高電圧」の範囲は、その
実効値が５００Ｖ以上であることが好ましい。１ＫＶよ
り低くなると電極間の電界強度が低下してオゾン発生量
が低下するので好ましくない。
実効値が５００Ｖ以上であることが好ましい。１ＫＶよ
り低くなると電極間の電界強度が低下してオゾン発生量
が低下するので好ましくない。
【００１２】
【作用】高周波電場では、陰極からの電子放出による補
給を受けることなく、電子の励起作用だけで放電を持続
させることができる。また、ガラス管にガスを封入した
プラズマ放電状態の単極型放電管が電極を構成している
ので、その間にさらに誘電体層を介在させることなく無
声放電が持続し、構造が簡単化されるばかりでなく、放
電間距離が非常に小さくなり、従って強い電界強度が容
易に得られ、消費電力に対するオゾン発生効率が高い。
しかも、高周波印加電極の向きが互に逆向きに配設され
るため放電間距離を近接させても電極間に短絡による絶
縁不良や火花放電を起こす危険がない。
給を受けることなく、電子の励起作用だけで放電を持続
させることができる。また、ガラス管にガスを封入した
プラズマ放電状態の単極型放電管が電極を構成している
ので、その間にさらに誘電体層を介在させることなく無
声放電が持続し、構造が簡単化されるばかりでなく、放
電間距離が非常に小さくなり、従って強い電界強度が容
易に得られ、消費電力に対するオゾン発生効率が高い。
しかも、高周波印加電極の向きが互に逆向きに配設され
るため放電間距離を近接させても電極間に短絡による絶
縁不良や火花放電を起こす危険がない。
【００１３】
【実施例】図３に本発明の実施例の回路図を示し、図４
に放電管の縦断面図を示し、図５に図４のＡ−Ａ′断面
図を示す。
に放電管の縦断面図を示し、図５に図４のＡ−Ａ′断面
図を示す。
【００１４】商用交流電源に接続される電源端子２０は
電源スイッチ２１を介して整流器２２の交流入力端子に
接続され、整流器２２の直流出力端子に平滑用コンデン
サ２３と抵抗２４が接続されて平滑直流電源が得られ
る。上記の電源回路に代えて、電池を用いてもよい。
電源スイッチ２１を介して整流器２２の交流入力端子に
接続され、整流器２２の直流出力端子に平滑用コンデン
サ２３と抵抗２４が接続されて平滑直流電源が得られ
る。上記の電源回路に代えて、電池を用いてもよい。
【００１５】この直流電源により高周波発振回路２５が
駆動され、その発振出力が昇圧トランス２６により高電
圧に昇圧されて２本の単極型放電管２７Ａ、２７Ｂの電
極に印加される。高周波発振回路２５は、トランジスタ
Ｑを用いたコレクタ同調形のＬＣ発振回路であって、コ
レクタ（Ｃ）に接続されたコンデンサＣとインダクタン
スにより発振周波数ｆが定まり、その周波数ｆは、 ｆ＝１／２π（ＬＣ）1/2 である。このトランジスタＱのベース回路に、発振状態
であることを示す発光ダイオード２８が接続されてい
る。なおＲ1 はトランジスタＱのエミッタ電位を定める
抵抗器、Ｒ2 ，Ｒ3 はトランジスタＱのベース電位を定
める抵抗器である。本発明の高周波発振回路は上記実施
例に限らず、ＲＣ発振回路、水晶発振回路、マグネトロ
ン等、公知の発振回路、発振装置により実施することが
できる。
駆動され、その発振出力が昇圧トランス２６により高電
圧に昇圧されて２本の単極型放電管２７Ａ、２７Ｂの電
極に印加される。高周波発振回路２５は、トランジスタ
Ｑを用いたコレクタ同調形のＬＣ発振回路であって、コ
レクタ（Ｃ）に接続されたコンデンサＣとインダクタン
スにより発振周波数ｆが定まり、その周波数ｆは、 ｆ＝１／２π（ＬＣ）1/2 である。このトランジスタＱのベース回路に、発振状態
であることを示す発光ダイオード２８が接続されてい
る。なおＲ1 はトランジスタＱのエミッタ電位を定める
抵抗器、Ｒ2 ，Ｒ3 はトランジスタＱのベース電位を定
める抵抗器である。本発明の高周波発振回路は上記実施
例に限らず、ＲＣ発振回路、水晶発振回路、マグネトロ
ン等、公知の発振回路、発振装置により実施することが
できる。
【００１６】放電管２７Ａ、２７Ｂは真直な円筒形ガラ
ス管の一端にのみ高周波印加用電極が設けられ、管内に
希ガスが封入されたもので、２本の放電管が例えば１ｍ
ｍの間隙を保ってホルダ２９、３０により支持されてい
る。２本の放電管２７Ａ、２７Ｂはその高周波印加用電
極が互に逆向きに配設されている。この２本の放電管２
７Ａ、２７Ｂの間の電場を通る酸素はオゾン化される。
ス管の一端にのみ高周波印加用電極が設けられ、管内に
希ガスが封入されたもので、２本の放電管が例えば１ｍ
ｍの間隙を保ってホルダ２９、３０により支持されてい
る。２本の放電管２７Ａ、２７Ｂはその高周波印加用電
極が互に逆向きに配設されている。この２本の放電管２
７Ａ、２７Ｂの間の電場を通る酸素はオゾン化される。
【００１７】本発明実施例のデータ（試験結果）を次に
示す。 点火電圧 ７〜 ８ＫＶ 点灯周波数 ２０〜３０ＫＨZ 放電管の長さ ３０ｍｍ 放電管の内径 約１ｍｍφ 入力エネルギ ３Ｗ オゾン出力 １０〜１８ｐｐｍ 次に本発明の他の実施例について説明する。本発明の単
極型ガス封入放電管は、円筒形のものに限らず、例えば
図６（Ａ）に示すような扁平形、図６（Ｂ）に示すよう
な半円形など任意の断面形状により実施することができ
る。これら図６に示したものは、電極面積が増大し、オ
ゾン発生能率が向上する。また、２本の並設された放電
管の間の空隙は必ずしも必要でなく、例えば、互いに当
接させて間隙を無くしても、その周辺に高電界の電場が
つくられるから、オゾンを発生させることができる。本
発明の放電管は一対に限らず、通常は複数対のものを並
設して用いられる。
示す。 点火電圧 ７〜 ８ＫＶ 点灯周波数 ２０〜３０ＫＨZ 放電管の長さ ３０ｍｍ 放電管の内径 約１ｍｍφ 入力エネルギ ３Ｗ オゾン出力 １０〜１８ｐｐｍ 次に本発明の他の実施例について説明する。本発明の単
極型ガス封入放電管は、円筒形のものに限らず、例えば
図６（Ａ）に示すような扁平形、図６（Ｂ）に示すよう
な半円形など任意の断面形状により実施することができ
る。これら図６に示したものは、電極面積が増大し、オ
ゾン発生能率が向上する。また、２本の並設された放電
管の間の空隙は必ずしも必要でなく、例えば、互いに当
接させて間隙を無くしても、その周辺に高電界の電場が
つくられるから、オゾンを発生させることができる。本
発明の放電管は一対に限らず、通常は複数対のものを並
設して用いられる。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、放電用電極となる金属
製電極を用いず、ガラス管にガスを封入してなる単極型
放電管の点灯によるプラズマを電極として用いているの
で、従来のように電極間にさらに誘電体を介在させる必
要がなく、構造の簡単なイオン発生装置が得られる。ま
た、電極となる放電管を非常に近接させ、あるいは当接
させて配設しているので、電極間距離が小さくなり、電
場の電界強度が増大し、オゾン発生 効率が向上する。
また、高周波印加電極の向きを互に逆向きに配設してい
るので、電極リード線の距離が大きくなり、放電管を近
接して配設しても短絡による絶縁不良のおそれがなく、
リード線間の絶縁構造が簡素化される。さらに、電極と
なるプラズマ状態のガスが、ガラス管等の絶縁体内に封
入されているので、高電圧が印加されても、感電、漏電
のおそれがなく、安全であり、しかも電極保持機構が簡
単化される。
製電極を用いず、ガラス管にガスを封入してなる単極型
放電管の点灯によるプラズマを電極として用いているの
で、従来のように電極間にさらに誘電体を介在させる必
要がなく、構造の簡単なイオン発生装置が得られる。ま
た、電極となる放電管を非常に近接させ、あるいは当接
させて配設しているので、電極間距離が小さくなり、電
場の電界強度が増大し、オゾン発生 効率が向上する。
また、高周波印加電極の向きを互に逆向きに配設してい
るので、電極リード線の距離が大きくなり、放電管を近
接して配設しても短絡による絶縁不良のおそれがなく、
リード線間の絶縁構造が簡素化される。さらに、電極と
なるプラズマ状態のガスが、ガラス管等の絶縁体内に封
入されているので、高電圧が印加されても、感電、漏電
のおそれがなく、安全であり、しかも電極保持機構が簡
単化される。
【００１９】従って、例えば、浴室の滅菌と防カビ、ト
イレの消臭、冷蔵庫内の滅菌と消臭、アルカリイオン水
の製造等のための家庭用オゾン発生装置を非常に安価に
提供することができる。
イレの消臭、冷蔵庫内の滅菌と消臭、アルカリイオン水
の製造等のための家庭用オゾン発生装置を非常に安価に
提供することができる。
【図１】は、従来例の基本的構成図である。
【図２】は、産業用の従来例を示す断面図である。
【図３】は、本発明実施例の回路図である。
【図４】は、本発明実施例の放電管の縦断面図である。
【図５】は、図４の横断面図である。
【図６】は、本発明の放電管の他の実施例の横断面図で
ある。
ある。
２５‥‥高周波発振回路 ２６‥‥昇圧トランス ２７‥‥２本の単極型放電管
Claims (5)
- 【請求項１】 両端を封じガスを封入したガラス管の
一端部のみに高周波印加電極が設けられた２本の単極型
ガス封入放電管を、上記電極位置が互いに逆向きに互に
近接して略平行に並設し、その２本の放電管に高周波の
高電圧を印加する手段を設けた、オゾン発生装置。 - 【請求項２】 上記放電管に封入されたガスが希ガス
（不活性ガス）である請求項１に記載のオゾン発生装
置。 - 【請求項３】 上記高周波の周波数が１ＫＨｚ以上、１
０ＭＨｚ以下の範囲である、請求項１に記載のオゾン発
生装置。 - 【請求項４】 上記高電圧の実効値が５００Ｖ以上の範
囲である、請求項１に記載のオゾン発生装置。 - 【請求項５】 発振回路と、その発振回路の出力を昇圧
するトランスと、そのトランスの高圧巻線側に接続さ
れ、かつ互いに近接して並設された２本の単極型放電管
を有するオゾン発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6133001A JP2644973B2 (ja) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | オゾン発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6133001A JP2644973B2 (ja) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | オゾン発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH082903A JPH082903A (ja) | 1996-01-09 |
| JP2644973B2 true JP2644973B2 (ja) | 1997-08-25 |
Family
ID=15094472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6133001A Expired - Fee Related JP2644973B2 (ja) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | オゾン発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2644973B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002191245A (ja) * | 2000-12-27 | 2002-07-09 | West Electric Co Ltd | 浄化水槽装置 |
| WO2004058637A1 (ja) * | 2002-12-26 | 2004-07-15 | Shunji Namikawa | オゾン発生装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4320236B2 (ja) * | 2003-09-29 | 2009-08-26 | 成和サプライ株式会社 | 油分含有廃水処理装置 |
| JP4669379B2 (ja) * | 2005-11-25 | 2011-04-13 | 野村電子工業株式会社 | 小容量オゾン発生装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06100301A (ja) * | 1992-09-17 | 1994-04-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | オゾン発生装置 |
-
1994
- 1994-06-15 JP JP6133001A patent/JP2644973B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002191245A (ja) * | 2000-12-27 | 2002-07-09 | West Electric Co Ltd | 浄化水槽装置 |
| WO2004058637A1 (ja) * | 2002-12-26 | 2004-07-15 | Shunji Namikawa | オゾン発生装置 |
| CN1330558C (zh) * | 2002-12-26 | 2007-08-08 | 并河俊次 | 臭氧发生装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH082903A (ja) | 1996-01-09 |
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