JP2663215B2 - Exhaust muffler - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、ディーゼル・エンジ
ンを搭載した自動車に使用される排気マフラに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust muffler used for a vehicle equipped with a diesel engine.
【0002】[0002]
【背景技術】通常、ディーゼル・エンジンを搭載した自
動車では、触媒コンバータが排気マフラに外部組付けさ
れるか、あるいは、その排気マフラの上流において、排
気管の途中に配置されて、排気系統に使用されてきてい
るので、排気抵抗が相当に増加されてそのディーゼル・
エンジンの出力性能が低下されるに加えてすすが増加さ
れ、それに伴ってパティキュレートが増加される傾向に
あった。2. Description of the Related Art Generally, in a vehicle equipped with a diesel engine, a catalytic converter is externally mounted on an exhaust muffler, or disposed in the middle of an exhaust pipe upstream of the exhaust muffler and used in an exhaust system. The exhaust resistance has been significantly increased and its diesel
In addition to the decrease in the output performance of the engine, the soot was increased, and the particulates tended to increase accordingly.
【0003】[0003]
【発明の課題】この発明の課題は、触媒コンバータを取
り換え可能にして内蔵可能にし、小型化可能にして自動
車に容易に搭載可能にし、そして、排気抵抗を小さく
し、機関出力性能の低下を抑制して排気を浄化可能に
し、加えて、消音効果を向上するところにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to make a catalytic converter replaceable so that it can be built-in, to make it compact and easily mountable on an automobile, to reduce exhaust resistance, and to suppress a decrease in engine output performance. Exhaust gas can be purified, and in addition, the noise reduction effect can be improved.
【0004】[0004]
【課題のための手段およびそれの作用】この発明は、複
数の仕切り板で互いに連絡された初段膨張室、中間段膨
張室、および、最終段膨張室に筒形ケーシング内を区画
し、そして、複数の触媒コンバータを組み込んでそれら
触媒コンバータ間に内部膨張室部分を有するパッケージ
に形成される触媒コンバータ・パッケージでその中間段
膨張室に前方および後方膨張室部分を形成するところで
あり、そして、その複数の触媒コンバータでディーゼル
・エンジンの排気を浄化し、また、その触媒コンバータ
・パッケージを配置するその中間段膨張室で排気音を効
果的に減衰させる。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention divides a cylindrical casing into a first-stage expansion chamber, an intermediate-stage expansion chamber, and a last-stage expansion chamber that are connected to each other by a plurality of partition plates. A catalyst converter package that incorporates a plurality of catalytic converters and is formed into a package having an internal expansion chamber portion between the catalytic converters, wherein a front and rear expansion chamber portion is formed in the intermediate stage expansion chamber; The catalytic converter purifies the exhaust of a diesel engine, and the middle stage expansion chamber, in which the catalytic converter package is located, effectively attenuates exhaust noise.
【0005】[0005]
【具体例の説明】図1ないし図6は、トラックに搭載さ
れたディーゼル・エンジン50の排気管52の途中に配
置されたこの発明の排気マフラの特定された具体例1を
示している。そして、この排気マフラ1は、両端が前端
壁4および後端壁5で塞がれた筒形ケーシング2と、そ
の筒形ケーシング2内に軸方向に所定の間隔を置いて配
置され、そして、その筒形ケーシング2内に初段膨張室
8、中間段膨張室9、および、最終段膨張室10を形成
した2枚の仕切り板6,7と3個の触媒コンバータ1
2,13,14を組み込んでそれら触媒コンバータ1
2,13,14間に内部膨張室部分15を有したパッケ
ージに形成され、そして、その中間段膨張室9に配置さ
れてその中間段膨張室9に前方および後方膨張室部分1
6,17を形成した触媒コンバータ・パッケージ11
と、多数の小さい穴36が明けられてその初段膨張室8
に挿入した状態でその初段膨張室8に配置された入口パ
イプ18と、同様に、多数の小さい穴39が明けられて
その最終段膨張室10に挿入した状態でその最終段膨張
室10に配置された出口パイプ19とを含んだところの
構造に製造された。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIGS. 1 to 6 show a specific embodiment 1 of an exhaust muffler according to the present invention which is disposed in the exhaust pipe 52 of a diesel engine 50 mounted on a truck. The exhaust muffler 1 is disposed at a predetermined interval in the axial direction within the cylindrical casing 2 having both ends closed by the front end wall 4 and the rear end wall 5, and Two partition plates 6 and 7 and three catalytic converters 1 forming a first-stage expansion chamber 8, an intermediate-stage expansion chamber 9, and a last-stage expansion chamber 10 in the cylindrical casing 2.
2, 13 and 14 are incorporated in the catalytic converter 1
2, 13 and 14, formed in a package having an internal expansion chamber portion 15 and disposed in the intermediate expansion chamber 9 to provide the front and rear expansion chamber portions 1 with the intermediate expansion chamber 9.
Catalytic converter package 11 forming 6, 17
And a number of small holes 36 are formed in the first-stage expansion chamber 8.
And the inlet pipe 18 arranged in the first-stage expansion chamber 8 when inserted into the first-stage expansion chamber 10. Similarly, the inlet pipe 18 is arranged in the last-stage expansion chamber 10 while being inserted into the last-stage expansion chamber 10 by forming a number of small holes 39. And the outlet pipe 19 provided.
【0006】その筒形ケーシング2は、筒壁3がその中
間段膨張室9の軸方向の中間位置で軸方向に2つ割りさ
れ、その2つ割り端にフランジ20,21を備え、そし
て、そのフランジ20,21をボルト−ナット22,2
2で締め付けて組み立てられた。特に、その筒壁3およ
び前端壁4はグラス・フェルトを含んだ二層構造がとら
れた。The cylindrical casing 2 has the cylindrical wall 3 axially divided at an intermediate position in the axial direction of the intermediate-stage expansion chamber 9, and has flanges 20 and 21 at the divided ends, and The flanges 20 and 21 are connected to bolts and nuts 22 and 2.
It was assembled by tightening at 2. In particular, the cylindrical wall 3 and the front end wall 4 have a two-layer structure including glass felt.
【0007】その仕切り板6,7は、複数の穴23,2
3をそれぞれ明けられ、そのディーゼル・エンジン50
の排気がその筒形ケーシング2内においてその初段膨張
室8からその中間段膨張室9に、そして、その中間段膨
張室9からその最終段膨張室10に流れるところにプレ
ス加工された。The partition plates 6 and 7 have a plurality of holes 23 and 2
3 each and their diesel engine 50
Was pressed into the cylindrical casing 2 where it flows from the first-stage expansion chamber 8 to the middle-stage expansion chamber 9 and from the middle-stage expansion chamber 9 to the last-stage expansion chamber 10.
【0008】その触媒コンバータ・パッケージ11は、
筒形ハウジング24と、支持板25と、蓋板26と、そ
の支持板25および蓋板26間に支持された3個の触媒
コンバータ12,13,14と、それら触媒コンバータ
12,13,14間に形成された内部膨張室部分15と
を含み、そして、その中間段膨張室9にその前方および
後方膨張室部分16,17を形成するところのパッケー
ジ構造に組み立てられた。その支持板25は、内側面に
3個の楕円形穴27,27,27を、その楕円形穴2
7,27,27に関連された位置に3個の連通穴28,
28,28をそれぞれプレス加工し、そして、1個のパ
イプ受け穴29をプレス加工してある。一方、その蓋板
27は、その支持板25の楕円形穴27,27,27に
対応された位置に穴フランジ加工された3個のリップ付
き楕円形穴30,30,30を備えている。また、その
触媒コンバータ12,13,14は、セラミック粉末か
ら成形され、乾燥され、そして、焼成され、その後に、
表面に触媒を担持したスルー・フロー型の横断面楕円形
セラミック・ハニカム・シェル31と、メタル・シート
から半割り形にプレス加工され、緩衝材34,34およ
びシール材35を介在させてそのセラミック・ハニカム
・シェル31の外側に被せられ、そして、フランジ3
3,33がスポット溶接されたケーシング32とよりカ
ートリッジ構造に組み立てられ、一端をその楕円形穴2
7,27,27に突き当て他端をリップ付き楕円形穴3
0,30,30に嵌め合わせてその支持板25および蓋
板26間に支持されて溶接で一体構造に組み立てられ
た。勿論、その触媒には、排気に含まれるCO、HC、
NOなどの有害成分をCO2 、H2 O、N2 などに変換
させる通常の物質が使用された。[0008] The catalytic converter package 11 comprises:
A cylindrical housing 24, a support plate 25, a cover plate 26, three catalytic converters 12, 13, 14 supported between the support plate 25 and the cover plate 26, and a space between the catalytic converters 12, 13, 14; and a internal expansion chamber portion 15 formed on and assembled to the package structure where forming the front and rear expansion chamber portion 16, 17 to Madan expansion chamber 9 therein. The support plate 25 has three elliptical holes 27, 27, 27 on the inner surface thereof.
7, 27, 27 at the positions associated with the three communication holes 28,
28, 28 are pressed, and one pipe receiving hole 29 is pressed. On the other hand, the cover plate 27 is provided with three lip-shaped elliptical holes 30, 30, 30 which are hole-flanged at positions corresponding to the elliptical holes 27, 27, 27 of the support plate 25. Also, the catalytic converters 12, 13, 14 are molded from ceramic powder, dried and fired, after which
A through-flow type elliptical ceramic honeycomb shell 31 carrying a catalyst on the surface and a half-pressed metal sheet are pressed, and the ceramic is interposed with cushioning materials 34, 34 and a sealing material 35. The outer shell of the honeycomb shell 31 and the flange 3
3 and 33 are assembled in a cartridge structure with the casing 32 spot-welded, and one end of the
Elliptical hole 3 with lip butted against 7, 27, 27
0, 30, and 30 were supported between the support plate 25 and the cover plate 26, and were assembled into an integral structure by welding. Of course, the catalyst contains CO, HC,
Normal substances that convert harmful components such as NO into CO 2 , H 2 O, N 2 and the like were used.
【0009】その入口パイプ18は、その初段膨張室8
に後端側を挿入してその前端壁4および仕切り板6にそ
の部分を溶接し、そして、その前端壁4の外側に伸長さ
れた先端にはフランジ37が溶接された。また、この入
口パイプ18は、その初段膨張室8において、後端にパ
イプ38を伸長させ、その中間段膨張室9において、そ
の筒形ケーシング2に配置されるその触媒コンバータ・
パッケージ11の支持板26のパイプ受け穴29にその
パイプ38を嵌め込めるようにしてある。一方、その出
口パイプ19は、その最終段膨張室10に前端側を挿入
してその後端壁5および仕切り板7にその部分を溶接
し、そして、その後端壁5の外側に伸長された後端にフ
ランジ40が溶接された。The inlet pipe 18 is connected to the first-stage expansion chamber 8.
The front end wall was inserted into the front end wall 4 and the partition plate 6 and the part was welded to the front end wall 4, and a flange 37 was welded to the front end extending outside the front end wall 4. In addition, the inlet pipe 18 has a pipe 38 extending at the rear end in the first-stage expansion chamber 8, and has a catalytic converter and / or a catalyst-converter disposed in the cylindrical casing 2 in the intermediate-stage expansion chamber 9.
The pipe 38 can be fitted into the pipe receiving hole 29 of the support plate 26 of the package 11. On the other hand, the outlet pipe 19 has its front end inserted into the final-stage expansion chamber 10, welds its part to the rear end wall 5 and the partition plate 7, and then extends to the outside of the rear end wall 5. The flange 40 was welded.
【0010】上述のように組み立てられたその排気マフ
ラ1は、そのディーゼル・エンジン50の排気管52に
配置されたエキゾースト・ブレーキ53の直後であっ
て、その排気管52の後方端にその入口パイプ18をフ
ランジ結合させ、そして、テール・パイプ(図示せず)
にその出口パイプ19をフランジ結合させてそのディー
ゼル・エンジン50の排気系統に使用された。The exhaust muffler 1 assembled as described above is located immediately after the exhaust brake 53 arranged in the exhaust pipe 52 of the diesel engine 50 and at the rear end of the exhaust pipe 52 at the inlet pipe. Flange 18 and tail pipe (not shown)
The outlet pipe 19 was flanged and used for the exhaust system of the diesel engine 50.
【0011】次に、そのようにしてそのディーゼル・エ
ンジン50の排気系統に組み込まれたその排気マフラ1
の動作を説明する。そのディーゼル・エンジン50が運
転されると、排気は、排気マニホルド51からその排気
管52に流れ、排気の一部はその入口パイプ18の小さ
い穴36からその初段膨張室8内に導かれてそこで膨張
される。次いで、その排気は、その仕切り板6の穴2
3,23を通ってその中間段膨張室9の前方膨張室部分
16に流れる。一方、その排気の残りの部分はそのパイ
プ38に導かれてその触媒コンバータ・パッケージ11
の内部膨張室部分15に流れ、そこからその前方膨張室
部分16にその連通穴28,28,28を通って戻り、
先の排気の一部と一緒にその支持板25の楕円形穴2
7,27,27からその触媒コンバータ12,13,1
4に流れる。その触媒コンバータ12,13,14にお
いて、その排気に含まれるCO、HC、NOなどの有害
成分は、CO2 、H2 O、N2 などに変換される。その
ようにして、その触媒コンバータ12,13,14で浄
化された排気は、その触媒コンバータ12,13,14
からその後方膨張室部分17に流れ、そして、その際に
膨張される。さらに、その排気は、その仕切り板7の穴
23,23を通ってその最終段膨張室10に流れ、そこ
でまた膨張され、そして、そのように膨張が繰り返され
てその小さい穴39からその出口パイプ19内に流れ、
その出口パイプ19からそのテール・パイプに流れ、そ
して、大気中に放出される。Next, the exhaust muffler 1 thus incorporated into the exhaust system of the diesel engine 50
Will be described. When the diesel engine 50 is operated, exhaust flows from the exhaust manifold 51 to the exhaust pipe 52, and a portion of the exhaust is guided from the small hole 36 in the inlet pipe 18 into the first-stage expansion chamber 8, where it is located. Inflated. Next, the exhaust gas is supplied to the holes 2 of the partition plate 6.
It flows through 3 and 23 into the front expansion chamber part 16 of the intermediate-stage expansion chamber 9. On the other hand, the remaining part of the exhaust is led to the pipe 38 and the catalytic converter package 11
Flow from the inner expansion chamber portion 15 of the first expansion chamber portion 16 to the front expansion chamber portion 16 through the communication holes 28, 28, 28;
The oval hole 2 of the support plate 25 together with a part of the exhaust
7, 27, 27 to their catalytic converters 12, 13, 1
Flow to 4. In the catalytic converters 12, 13, and 14, harmful components such as CO, HC, and NO contained in the exhaust gas are converted into CO 2 , H 2 O, N 2, and the like. The exhaust gas thus purified by the catalytic converters 12, 13, 14 is supplied to the catalytic converters 12, 13, 14
Flows into the rear expansion chamber portion 17 and is then expanded. Further, the exhaust flows through the holes 23, 23 of the partition plate 7 to the final stage expansion chamber 10, where it is expanded again, and so the expansion is repeated so that the small pipe 39 has its outlet pipe. Flows into 19,
It flows from the outlet pipe 19 to the tail pipe and is released to the atmosphere.
【0012】この排気マフラ1では、その排気はその触
媒コンバータ12,13,14を通過する際、有害成分
が無害な成分に変換されるに加えてその触媒コンバータ
・パッケージ11を配置したその中間段膨張室9によっ
て、すなわち、その触媒コンバータ12,13,14
と、その内部膨張室部分と、その前方および後方膨張室
部分16,17とによって排気音が効果的に減衰され
た。また、その筒形ケーシング2が、2つ割り構造であ
るので、その触媒コンバータ・パッケージ11の取り付
けおよび取り外しが簡単になり、それに伴って、その触
媒コンバータ12,13,14の交換が容易になった。In the exhaust muffler 1, when the exhaust gas passes through the catalytic converters 12, 13, and 14, harmful components are converted into harmless components, and in addition, the intermediate stage in which the catalytic converter package 11 is disposed. By the expansion chamber 9, that is, its catalytic converters 12, 13, 14
The exhaust sound is effectively attenuated by the internal expansion chamber portion and the front and rear expansion chamber portions 16 and 17. Further, since the cylindrical casing 2 has a split structure, the attachment and detachment of the catalytic converter package 11 is simplified, and accordingly, the exchange of the catalytic converters 12, 13, 14 is facilitated. Was.
【0013】[0013]
【発明の便益】上述から理解されるように、この発明の
排気マフラは、両端が前端壁および後端壁で塞がれてい
る筒形ケーシングと、その筒形ケーシング内に軸方向に
所定の間隔を置いて配置されてその筒形ケーシング内に
初段膨張室、中間段膨張室、および、最終段膨張室を形
成する複数の仕切り板と、複数の触媒コンバータを組み
込んでそれら触媒コンバータ間に内部膨張室部分を有す
るパッケージに形成され、その中間段膨張室に配置され
てその中間段膨張室に前方および後方膨張室部分を形成
し、そして、その内部膨張室部分をその前方膨張室部分
に開放する触媒コンバータ・パッケージと、多数の小さ
い穴が明けられてその初段膨張室に配置され、そして、
パイプでその中間段膨張室のその内部膨張室部分に接続
される入口パイプと、多数の小さい穴が明けられてその
最終段膨張室に配置される出口パイプとを含むので、こ
の発明の排気マフラでは、排気の一部がその初段膨張室
を経てその触媒コンバータに流れ、同時に、その排気の
残りの部分がその内部膨張室部分に導かれてその触媒コ
ンバータのまわりに流れ、触媒が高い温度に保温され、
そしてさらにその排気の残りの部分がその前方膨張室部
分に戻されてそこでその排気の一部に混合され、排気が
温度上昇されてその触媒コンバータに導かれ、そのよう
にして、その触媒とその排気とが高い温度に保たれ、そ
の触媒が活性化されてその排気が効率的に浄化可能にな
り、また、排気抵抗が小さく抑制されて機関出力性能の
低下が抑制され、加えて、消音効果が飛躍的に改善さ
れ、さらには、その触媒コンバータがパッケージごとに
取り換え可能になり、装置全体として小型化が可能にな
り、そして、自動車に容易に搭載可能になり、その結
果、自動車にとって非常に有用で実用的である。As will be understood from the above description, the exhaust muffler of the present invention has both ends closed by the front end wall and the rear end wall.
Cylindrical casing and an axial direction inside the cylindrical casing.
It is arranged at a predetermined interval and is
Form the first-stage expansion chamber, intermediate-stage expansion chamber, and final-stage expansion chamber
Combining multiple partition plates and multiple catalytic converters
With an internal expansion chamber between the catalytic converters
Formed in a package, and placed in its middle stage expansion chamber.
Form front and rear expansion chambers in the middle expansion chamber
And replaces the internal expansion chamber portion with the front expansion chamber portion
Catalytic converter package open to many
A hole is drilled and placed in the first stage expansion chamber, and
Connected by a pipe to its internal expansion chamber part of its middle stage expansion chamber
Inlet pipe and numerous small holes are drilled
This includes the outlet pipe located in the final stage expansion chamber.
In the exhaust muffler according to the invention, part of the exhaust gas is supplied to the first stage expansion chamber.
Through the catalytic converter, and at the same time,
The remaining part is led to the internal expansion chamber part and the catalyst core
Flows around the inverter, keeping the catalyst at a high temperature,
And the rest of the exhaust is in the front expansion chamber
Back to the minute where it is mixed with some of its exhaust,
The temperature is increased and led to the catalytic converter,
The catalyst and its exhaust are kept at a high temperature,
Catalyst is activated and its exhaust gas can be purified efficiently.
In addition, the exhaust resistance is suppressed to a small extent, and the decrease in engine output performance is suppressed.In addition, the silencing effect is dramatically improved, and furthermore, the catalytic converter can be replaced for each package. It enables miniaturization, and become readily be mounted on an automobile, the binding
Result, it is very useful and practical for automobiles.
【0014】先のように、図面を参照して説明されたこ
の発明の具体例から明らかであるように、この発明の属
する技術の分野における通常の知識を有する者にとっ
て、この発明の内容は、その発明の課題を成し遂げるた
めに発明の成立に必須であってその発明の性質であると
ころのその発明の技術的本質に由来し、そして、それを
内在させると客観的に認められる態様に容易に置き換え
られる。As apparent from the embodiments of the present invention described above with reference to the drawings, for those having ordinary knowledge in the art to which the present invention belongs, the contents of the present invention are as follows: In order to achieve the object of the invention, it is essential to the establishment of the invention and is derived from the technical essence of the invention, which is the nature of the invention, and is easily converted to an aspect that is objectively recognized as being inherent. Be replaced.
【図1】この発明の排気マフラの具体例を組み込んだト
ラックのディーゼル・エンジンおよびそれの排気系統を
示す概説図である。FIG. 1 is a schematic view showing a diesel engine of a truck incorporating a specific example of an exhaust muffler of the present invention and an exhaust system thereof.
【図2】図1に示された排気マフラの軸方向断面図であ
る。FIG. 2 is an axial sectional view of the exhaust muffler shown in FIG.
【図3】図2の3−3線に沿って示した断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line 3-3 in FIG. 2;
【図4】図3の4−4線に沿って示した断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line 4-4 in FIG. 3;
【図5】図4の部分拡大断面図である。FIG. 5 is a partially enlarged sectional view of FIG. 4;
【図6】排気マフラに使用された触媒コンバータの横断
面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a catalytic converter used for an exhaust muffler.
【図7】図6の7−7線に沿って示した断面図である。FIG. 7 is a sectional view taken along the line 7-7 in FIG. 6;
2 筒形ケーシング 6 仕切り板 7 仕切り板 8 初段膨張室 9 中間段膨張室 10 最終段膨張室 11 触媒コンバータ・パッケージ 12 触媒コンバータ 13 触媒コンバータ 14 触媒コンバータ 15 内部膨張室部分 16 前方膨張室部分 17 後方膨張室部分 2 cylindrical casing 6 partition plate 7 partition plate 8 first stage expansion chamber 9 intermediate stage expansion chamber 10 last stage expansion chamber 11 catalytic converter package 12 catalytic converter 13 catalytic converter 14 catalytic converter 15 internal expansion chamber part 16 front expansion chamber part 17 rear Expansion chamber part
Claims (1)
る筒形ケーシングと、その筒形ケーシング内に軸方向に
所定の間隔を置いて配置されてその筒形ケーシング内に
初段膨張室、中間段膨張室、および、最終段膨張室を形
成する複数の仕切り板と、複数の触媒コンバータを組み
込んでそれら触媒コンバータ間に内部膨張室部分を有す
るパッケージに形成され、その中間段膨張室に配置され
てその中間段膨張室に前方および後方膨張室部分を形成
し、そして、その内部膨張室部分をその前方膨張室部分
に開放する触媒コンバータ・パッケージと、多数の小さ
い穴が明けられてその初段膨張室に配置され、そして、
パイプでその中間段膨張室のその内部膨張室部分に接続
される入口パイプと、多数の小さい穴が明けられてその
最終段膨張室に配置される出口パイプとを含む排気マフ
ラ。1. A cylindrical casing having both ends closed by a front end wall and a rear end wall, and a first stage expansion disposed in the cylindrical casing at predetermined intervals in an axial direction. chamber, the intermediate stage expansion chamber, and a plurality of partition plates to form the final stage expansion chamber incorporates a plurality of catalytic converters is formed in a package with an internal expansion chamber portion between them catalytic converter, the intermediate stage expansion chamber And the front and rear expansion chambers are formed in the middle stage expansion chamber.
And replaces the internal expansion chamber portion with the front expansion chamber portion
A catalytic converter package which opens, is arranged in the first stage expansion chamber is opened a number of small holes, and,
Connected by a pipe to its internal expansion chamber part of its middle stage expansion chamber
An exhaust muffler that includes an inlet pipe that is provided and an outlet pipe that has a number of small holes drilled and disposed in its final stage expansion chamber.
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JPS6043111U (en) * | 1983-08-31 | 1985-03-27 | 株式会社 土屋製作所 | Catalytic muffler device for internal combustion engine |
JPH0315770Y2 (en) * | 1985-01-22 | 1991-04-05 |
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