JP3240255B2 - 熱交換器用フィンおよび熱交換器の製造方法 - Google Patents

熱交換器用フィンおよび熱交換器の製造方法

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JP3240255B2
JP3240255B2 JP01377096A JP1377096A JP3240255B2 JP 3240255 B2 JP3240255 B2 JP 3240255B2 JP 01377096 A JP01377096 A JP 01377096A JP 1377096 A JP1377096 A JP 1377096A JP 3240255 B2 JP3240255 B2 JP 3240255B2
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伸二 長岡
祐一 寺田
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  • Air Filters, Heat-Exchange Apparatuses, And Housings Of Air-Conditioning Units (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、熱交換器用フィ
ンおよび熱交換器の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】最近の空気調和機の中には、図6に示す
ように、上面グリル106および前面グリル107を有
する本体101内に、略円筒形の送風機103と、その
送風機103を取り囲むように折り曲げて配置された熱
交換器102を備えたものがある。空気調和機の運転時
には、室内の空気が上面グリル106および前面グリル
107を通して本体101内に取り込まれ、エアフィル
タ108、熱交換器102および送風機103を通り、
本体101から風向調節用フラップ104を有する吹出
口105を通して室内に吹き出される。このような折り
曲げ形状の熱交換器102によれば、本体101の上下
方向の寸法を小型化することができる。
【0003】上記熱交換器102は、空気に接触して熱
の授受を行うために、図6において紙面に垂直な方向に
所定の間隔を隔てて積み重なるように配列されたアルミ
ニウム製のフィン111を有している。各フィン111
は、本来は一方向に細長く延びるリボン状のものであ
り、長手方向に並ぶ伝熱管挿通用の複数の貫通穴112
を有している。各フィン111のうちの折り曲げるべき
箇所には、それぞれ側辺から切れ込こむ一対のスリット
115,116を形成することにより、スリット11
5,116の間に、フィンの残りの部分よりも幅が狭
く、かつ平坦なネック部117が形成されている。各フ
ィン111の対応する貫通穴112に伝熱管113を挿
通して固定した状態で、ネック部117の両側に連なる
部分114,114に対してフィン面に沿って曲げモー
メントが加えられてネック部117が折り曲げられる。
折り曲げは各ネック部117について行われ、各ネック
部117がそれぞれ所定の角度だけ折り曲げられる。こ
れにより、本体101内での熱交換器102の取付位置
に合わせて、折り曲げ形状の熱交換器102が作製され
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようにして折り曲げを行った場合、各フィン111のネ
ック部117が平坦で同一面内で折り曲げられるため、
ネック部117の圧縮される側が押しつぶされ、かつ送
風機103側のスリット115の両側の端面が互いに衝
突して、フィン面に対して垂直方向両側にランダムに座
屈して、隣り合うフィン111同士が干渉するという問
題がある。このため、 所望の曲げ角度を達成するため
に過大な荷重を要する、 空気調和機の運転時に風の乱
れによる騒音が発生する、 風量が低下して、熱交換の
効率が低下するという不具合が発生する。
【0005】なお、各フィン111において、グリル1
06,107側のスリット116が省略され、送風機1
03側のスリット115のみが形成される場合もある
が、折り曲げによって同様の問題が生じる。
【0006】そこで、この発明の目的は、折り曲げを行
った場合の重ね合わせ箇所が座屈するのを防止して、上
述のような折り曲げに伴う不具合を解消できる熱交換器
用フィンを提供することにある。また、そのような熱交
換器用フィンを用いることにより、折り曲げに伴う不具
合を生じることなく、折り曲げ形状の熱交換器を作製で
きる熱交換器の製造方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に記載の熱交換器用フィンは、一方向に細
長いリボン状の熱交換器用フィンであって、長手方向に
列をなして並ぶ伝熱管挿通用の複数の貫通穴を有し、上
記長手方向に関して隣り合う特定の貫通穴の間に、側辺
から切れ込むスリットを形成することにより、残りの部
分よりも幅が狭く、フィン面に沿って折り曲げられるべ
きネック部が形成され、上記ネック部に、上記長手方向
に対して交差してこのネック部(N)の全幅にわたって
延びる、フィン面に対して垂直方向の段差が設けられ、
上記スリットの両側のフィン面の高さが異なっているこ
とを特徴とする。
【0008】この請求項1の熱交換器用フィンは、ネッ
ク部にフィン面に対して垂直方向の段差(フィンの長手
方向に対して交差してこのネック部(N)の全幅にわた
って延びている)が設けられ、上記スリットの両側のフ
ィン面の高さが異なっているので、上記ネック部の両側
に連なる部分(以下「セグメント」という。)に対して
フィン面に沿って曲げモーメントを加えて上記ネック部
を折り曲げたとき、上記ネック部の段差の両側の部分が
衝突することがなく、互いにスムーズに重ね合わせられ
る。つまり、段差のところで折り曲げられるから、スリ
ットの両側のセグメントは衝突することなくスムーズに
重ね合わせられ、かつ、ネック部自体も段差の両側でス
ムーズに重ね合わせられるのである。したがって、この
熱交換器用フィンを用いて折り曲げ形状の熱交換器を作
製する場合に、折り曲げ箇所が座屈することがなく、折
り曲げに伴う不具合が解消される。
【0009】請求項2に記載の熱交換器用フィンは、請
求項1に記載の熱交換器用フィンにおいて、上記長手方
向に関して隣り合う貫通穴の間に、フィン面を上記垂直
方向に隆起させるとともに、この隆起の上記長手方向両
側の側面で挟まれた部分を切り起こしてなる切り起こし
部が形成され、上記切り起こし部の上記側面の少なくと
も一部が上記ネック部を構成していることを特徴とす
る。
【0010】この請求項2の熱交換器用フィンでは、切
り起こし部の側面によってネック部が構成されているの
で、フィン面積が有効に利用され、設計上の無駄が生じ
ることがない。なお、上記切り起こし部は、この熱交換
器用フィンを用いて熱交換器を作製した場合に、空気と
効率良く接触して熱交換器の熱交換効率を高める働きを
する。
【0011】請求項3に記載の熱交換器用フィンは、請
求項2に記載の熱交換器用フィンにおいて、上記切り起
こし部の上記側面のうち上記ネック部を構成する部分よ
りも上記側辺側の部分が、上記スリットとして切り欠か
れていることを特徴とする。
【0012】この請求項3の熱交換器用フィンでは、上
記切り起こし部の上記側面のうち上記ネック部を構成す
る部分よりも上記側辺側の部分が、上記スリットとして
切り欠かれているので、上記ネック部の両側に連なるセ
グメントのこのスリットに隣接する端部の間に、上記切
り起こし部が隆起した段差分だけフィン面に対して垂直
方向の隙間が生じている。したがって、上記両セグメン
トに対してフィン面に沿ってスリットが閉じる向きに曲
げモーメントを加えて上記ネック部を折り曲げたとき、
上記両セグメントの上記スリットに隣接する端部同士を
確実に重ね合わせることができる。すなわち、上記両セ
グメントの端部同士が当接してフィン面に対して垂直方
向に変形するような不具合が生じない。
【0013】請求項4に記載の熱交換器用フィンは、請
求項2または3に記載の熱交換器用フィンにおいて、上
記貫通穴の縁部からフィン面に対して垂直に上記切り起
こし部が隆起する側へ一定の長さだけ延びる円筒状のス
リーブ部が形成されていることを特徴とする。
【0014】この請求項4の熱交換器用フィンでは、複
数のフィンを熱交換器を作製するために所定の間隔を隔
てて積み重なるように配列するとき、スリーブ部が各フ
ィン間のスペーサとなり、外力によって変形し易い切り
起こし部がスリーブ部によって保護される。しかも、上
記スリーブ部によって各フィンの貫通穴の周りの部分が
補強される。したがって、上記各フィンの対応する貫通
穴にそれぞれ伝熱管を挿通して固定した状態で、上記ネ
ック部の両側に連なるセグメントに対してフィン面に沿
って曲げモーメントを加えて上記ネック部を折り曲げる
ときに、フィン面が安定し、折り曲げが安定して行われ
る。
【0015】請求項5に記載の熱交換器の製造方法は、
請求項1乃至4のいずれか一つに記載の熱交換器用フィ
ンを、所定の間隔を隔てて積み重なるように配列し、上
記各フィンの対応する貫通穴にそれぞれ伝熱管を挿通し
て固定した状態で、上記各フィンの上記ネック部の両側
に連なるセグメントに対してフィン面に沿って曲げモー
メントを加えて、上記ネック部を折り曲げることを特徴
とする。
【0016】この請求項5の熱交換器の製造方法によれ
ば、各フィンの折り曲げ箇所およびセグメントが座屈す
ることがないので、折り曲げ形状の熱交換器が折り曲げ
に伴う不具合を生じることなく作製される。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を詳
細に説明する。
【0018】図1はこの発明を具体化した熱交換器用フ
ィン1の要部をフィン面3に対して垂直方向から見たと
ころ、図2は図1におけるX−X線矢視断面、図3
(a),(b)は図1におけるY1−Y1線矢視断面,Y2−Y2
線矢視断面をそれぞれ示している。
【0019】図1に示すように、このフィン1は、全体
として一方向に細長く延びるリボン状のアルミニウムを
加工して形成されたものであり、長手方向に一定ピッチ
で並ぶ伝熱管挿通用の複数の貫通穴2(便宜上、2A,
2B,2C,…というように、参照数字2にアルファベ
ットA,B,C,…を付して個々の貫通穴を区別してい
る。)を有している。図において右の列の貫通穴2A,
2C,…と左の列の貫通穴2B,2D,…とは互いに1
/2ピッチだけずらして配置されている。
【0020】フィンの長手方向(以下、単に「長手方
向」という。)に関して隣り合う貫通穴2,2の間に、
それぞれフィン面3を上記垂直方向に山状に隆起させる
とともに、この隆起の長手方向両側の側面14c,14
d;14a,14bで挟まれた部分を長手方向に沿って
切り起こしてなる切り起こし部12が形成されている。
詳しくは、切り起こし部12は、長手方向両側に略三角
形状の側面14c,14aを有する左側の山12aと、
長手方向両側に略三角形状の側面14d,14bを有す
る右側の山12bとに、左右対称に二山に別れて隆起し
ている。図2に示すように、各山12a,12bの頂部
13cと、中腹部13b,13dとがそれぞれフィン面
3に対して開く向きに切り起こされている。一方、各山
12a,12bの裾部13a,13eは、それぞれ中腹
部13b,13dとの間隔をあけるためにへの字状に形
成されている。図1に示すように、裾部13a,13e
と中腹部13b,13dとの間には、長手方向中央に、
それぞれ補強のためのブリッジ15,15が設けられて
いる。切り起こし部12の図において上側の側面14
c,14dは上側に隣り合う貫通穴2を取り囲むように
逆八の字状に配置され、切り起こし部12の図において
下側の側面は14a,14bは下側に隣り合う貫通穴2
を取り囲むように八の字状に配置されている。この切り
起こし部12は、このフィン1を用いて熱交換器を作製
した場合に、空気と効率良く接触して熱交換器の熱交換
効率を高める働きをする。
【0021】図2に示すように、各貫通穴2の縁部から
フィン面3に対して垂直に、切り起こし部12と同じ側
へ一定の長さだけ延びる円筒状のスリーブ部4が形成さ
れている。スリーブ部4の長さは、切り起こし部12の
各山12a,12bの高さ寸法を下回らないように、各
山12a,12bの高さ寸法と同一か又はそれよりも若
干長めに設定されている。スリーブ部4の先端には、補
強のために、この先端から径方向外向きに延びる環状の
フランジ4aが形成されている。この結果、各貫通穴2
の周りのフィン面3は、スリーブ部4と切り起こし部1
2の側面14c,14d;14a,14bとの間で、相
対的に窪んだ状態となっている。なお、以下では、長手
方向に隣り合う切り起こし部12,12と、1/2ピッ
チずれた隣の列の切り起こし部12とで囲まれた領域
(貫通穴2を含む)を伝熱管支持部11と呼ぶ。
【0022】図1に示すように、フィン1の折り曲げ箇
所を設定するために、左の列の隣り合う特定の貫通穴2
B,2Dの間に位置する切り起こし部12の上側の側面
14c,14dにほぼ沿って、フィンの左辺から切れ込
むスリット31が形成されている。このスリット31
は、フィンの左辺から垂直に上記切り起こし部12の上
側の側面14cまで一定の幅で切れ込む直線部31a
と、この直線部31aに連なり、上記切り起こし部12
の上側の側面(本来は存在する)14c,14dに沿っ
て湾曲し、この側面14dの途中で止まる湾曲部31b
とからなっている。この湾曲部31bの幅は側面14
c,14dの幅を上回る寸法に設定されており、この結
果、上記側面14c,14dのうち湾曲部31bが通る
部分は完全に切り欠かれている。また、上記貫通穴2B
の右に位置する切り起こし部12の下側の側面14a,
14b近傍を横切って、フィンの右辺から垂直に直線状
に切れ込むスリット33が形成されている。さらに、上
記貫通穴2Bを含む伝熱管支持部11と、この伝熱管支
持部11に隣り合う上記二つの切り起こし部(以下、こ
れらを「下側の切り起こし部」、「右側の切り起こし
部」という。)12,12との境界に相当する位置に、
上記スリット33に連なる六角形の穴32が形成されて
いる。この六角形の穴32の内縁は、スリット33の内
端から右側の切り起こし部12内を長手方向に延びる辺
32aと、この辺32aに連なり、右側の切り起こし部
12内から上記伝熱管支持部11のフィン面(窪み)3
まで延びる辺32bと、この辺32bに連なり、下側の
切り起こし部12の側面14dを長手方向に切る辺32
cと、この辺32cに連なって斜め右下へ延び、右側の
切り起こし部12の左下隅に達する辺32dと、この辺
32dに連なって右へ延び側面14aで止まる辺32e
と、この辺32eに連なり、側面14aに沿って延びて
スリット33の内端に達する辺32fとからなってい
る。
【0023】このように、フィンの左辺から切れ込むス
リット31と、フィンの右辺から切れ込むスリット33
と、スリット33の内端に連なり、上記貫通穴2Bを含
む伝熱管支持部11と上記二つの切り起こし部12との
境界に位置する穴32とが形成された結果、スリット3
1の内端31cと穴32との間に、長手方向に関して残
りの部分よりも幅が狭く、折り曲げ箇所となるネック部
Nが形成されている。言い換えれば、上記スリット3
1,33と穴32とは、フィン1を折り曲げの単位とな
るセグメント21,22に区分している。
【0024】結果として、上記ネック部Nは、上記下側
の切り起こし部12の側面14dの一部によって構成さ
れている。したがって、このネック部Nは、図3(b)に
示すように、フィン面3に対して垂直方向の段差を有す
る。また、図1に示すように、上記下側の切り起こし部
12の側面14c,14dのうちネック部Nを構成する
部分よりも左辺側の部分が、上記スリット31の一部と
して切り欠かれているので、図3(a)に示すように、上
記セグメント21,22のスリット31に隣接する端部
21a,22aの間に、上記下側の切り起こし部12の
側面14aの段差分だけフィン面3に対して垂直方向の
隙間Δが生じている。
【0025】このフィン1を用いて折り曲げ形状の熱交
換器を作製する場合、まず、上記フィン1を、積み重な
るように配列する。このとき、スリーブ部4が各フィン
1間のスペーサとなり、外力によって変形し易い切り起
こし部12をスリーブ部4によって保護することができ
る。
【0026】次に、図4(a)に示すように、各フィン1
の対応する貫通穴2にそれぞれ伝熱管13を挿通して固
定した状態で、各フィン1のセグメント21,22に対
してフィン面に沿ってスリット31が閉じる向きに曲げ
モーメントを加える。これにより、図4(b)に示すよう
に上記ネック部Nを折り曲げる。なお、各フィン1に長
手方向に沿って複数のネック部Nを設けた場合は、折り
曲げは各ネック部Nについて行い、各ネック部Nをそれ
ぞれ所定の角度だけ折り曲げる。これにより、空気調和
機の本体内での熱交換器の取付位置に合わせて、折り曲
げ形状の熱交換器を作製することができる。
【0027】ここで、上記ネック部Nにフィン面3に対
して垂直方向の段差(図3(b)参照)が設けられている
ので、ネック部Nを折り曲げたとき、ネック部Nの穴3
2側の端部Aが曲げ中心となり、ネック部Nの段差の両
側の部分が衝突するがことなく、互いにスムーズに重ね
合わされる。また、上記両セグメント21,22のスリ
ット31に隣接する端部21a,22aの間に、フィン
面3に対して垂直方向の隙間Δ(図3(a)参照)が設け
られているので、図5(図4(b)の折り曲げ箇所をC方
向から見ている)に示すように、上記両セグメント2
1,22の端部21a,22a同士を確実に重ね合わせ
ることができる。すなわち、上記両セグメント21,2
2の端部21a,22a同士が当接してフィン面3に対
して垂直方向に変形するような不具合が生じるのを防止
することができる。したがって、折り曲げ箇所が座屈す
ることがなく、折り曲げに伴う不具合を解消することが
できる。しかも、上記スリーブ部4によって各フィン1
の貫通穴2の周りの部分を補強できるので、上記ネック
部Nを折り曲げるときに、フィン面3が安定し、折り曲
げを安定して行うことができる。
【0028】また、この熱交換器用フィン1では、ネッ
ク部Nを切り起こし部12の側面14dによって構成し
ているので、フィン面積を有効に利用でき、設計上の無
駄が生じることがない。
【0029】
【発明の効果】以上より明らかなように、請求項1の熱
交換器用フィンでは、ネック部にフィン面に対して垂直
方向の段差(フィンの長手方向に対して交差してこのネ
ック部(N)の全幅にわたって延びている)が設けら
れ、上記スリットの両側のフィン面の高さが異なってい
るので、上記ネック部の両側に連なるセグメントに対し
てフィン面に沿って曲げモーメントを加えて上記ネック
部を折り曲げたとき、上記ネック部の段差の両側の部分
が衝突することがなく、互いにスムーズに重ね合わされ
る。つまり段差のところで折り曲げられるから、スリッ
トの両側のセグメントは衝突することなくスムーズに重
ね合わされ、かつ、ネック部自体も段差の両側でスムー
ズに重ね合わせられる。したがって、この熱交換器用フ
ィンを用いて折り曲げ形状の熱交換器を作製する場合
に、折り曲げ箇所が座屈することがなく、折り曲げに伴
う不具合を解消することができる。
【0030】請求項2の熱交換器用フィンでは、切り起
こし部の側面によってネック部が構成されているので、
フィン面積を有効に利用でき、設計上の無駄が生じるこ
とがない。
【0031】請求項3の熱交換器用フィンでは、上記切
り起こし部の上記側面のうち上記ネック部を構成する部
分よりも上記側辺側の部分が、上記スリットとして切り
欠かれているので、上記ネック部の両側に連なるセグメ
ントのこのスリットに隣接する端部の間に、上記切り起
こし部が隆起した段差分だけフィン面に対して垂直方向
の隙間が生じさせることができる。したがって、上記両
セグメントに対してフィン面に沿ってスリットが閉じる
向きに曲げモーメントを加えて上記ネック部を折り曲げ
たとき、上記両セグメントの上記スリットに隣接する端
部同士を確実に重ね合わせることができる。すなわち、
上記両セグメントの端部同士が当接してフィン面に対し
て垂直方向に変形するような不具合が生じるのを防止す
ることができる。
【0032】請求項4の熱交換器用フィンでは、複数の
フィンを熱交換器を作製するために所定の間隔を隔てて
積み重なるように配列するとき、スリーブ部が各フィン
間のスペーサとなり、外力によって変形し易い切り起こ
し部をスリーブ部によって保護することができる。しか
も、上記スリーブ部によって各フィンの貫通穴の周りの
部分を補強できる。したがって、上記各フィンの対応す
る貫通穴にそれぞれ伝熱管を挿通して固定した状態で、
上記ネック部の両側に連なるセグメントに対してフィン
面に沿って曲げモーメントを加えて上記ネック部を折り
曲げるときに、フィン面が安定し、折り曲げが安定して
行われる。
【0033】請求項5の熱交換器の製造方法によれば、
各フィンの折り曲げ箇所およびセグメントが座屈するこ
とがないので、折り曲げ形状の熱交換器を、折り曲げに
伴う不具合を生じることなく作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施形態の熱交換器用フィンの
要部をフィン面に垂直な方向から見たところを示す図で
ある。
【図2】 図1におけるX−X線矢視断面を示す図であ
る。
【図3】 図1におけるY1−Y1線矢視断面、Y2−Y2
線矢視断面を示す図である。
【図4】 フィンの折り曲げ方法を説明する図である。
【図5】 図4においてフィンの折り曲げ箇所をC方向
から見たところを示す図である。
【図6】 折り曲げ形状の熱交換器を備えた空気調和機
の断面を示す図である。
【符号の説明】
1 熱交換器用フィン 2,2A,2B,2C,2D 貫通穴 4 スリーブ部 11 伝熱管支持部 12 切り起こし部 14a,14b,14c,14d 切り起こし部の側面 21,22 セグメント 14a,14b,14c,14d 切り起こし部の側面 21,22 セグメント
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−260182(JP,A) 特開 平4−270892(JP,A) 特開 平7−280478(JP,A) 特開 平4−268195(JP,A) 特開 昭57−198994(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F28F 1/32 F24F 1/00

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一方向に細長いリボン状の熱交換器用フ
    ィン(1)であって、 長手方向に列をなして並ぶ伝熱管挿通用の複数の貫通穴
    (2A,2B,2C,2D)を有し、 上記長手方向に関して隣り合う特定の貫通穴(2B,2
    D)の間に、側辺から切れ込むスリット(31)を形成
    することにより、残りの部分よりも幅が狭く、フィン面
    (3)に沿って折り曲げられるべきネック部(N)が形
    成され、 上記ネック部(N)に、上記長手方向に対して交差して
    このネック部(N)の全幅にわたって延びる、フィン面
    (3)に対して垂直方向の段差(14d)が設けられ、
    上記スリット(31)の両側のフィン面(3)の高さが
    異なっていることを特徴とする熱交換器用フィン。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の熱交換器用フィン
    (1)において、 上記長手方向に関して隣り合う貫通穴(2B,2D)の
    間に、フィン面を上記垂直方向に隆起させるとともに、
    この隆起の上記長手方向両側の側面(14c,14d;
    14a,14b)で挟まれた部分を切り起こしてなる切
    り起こし部(12)が形成され、 上記切り起こし部(12)の上記側面(14c,14
    d)の少なくとも一部が上記ネック部(N)を構成して
    いることを特徴とする熱交換器用フィン。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の熱交換器用フィン
    (1)において、 上記切り起こし部(12)の上記側面(14c,14
    d)のうち上記ネック部(N)を構成する部分よりも上
    記側辺側の部分が、上記スリット(31)として切り欠
    かれていることを特徴とする熱交換器用フィン。
  4. 【請求項4】 請求項2または3に記載の熱交換器用フ
    ィン(1)において、 上記貫通穴(2A,2B,2C,2D)の縁部からフィ
    ン面(3)に対して垂直に上記切り起こし部(12)が
    隆起する側へ一定の長さだけ延びる円筒状のスリーブ部
    (4)が形成されていることを特徴とする熱交換器用フ
    ィン。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至4のいずれか一つに記載の
    熱交換器用フィン(1)を、所定の間隔を隔てて積み重
    なるように配列し、上記各フィン(1)の対応する貫通
    穴(2)にそれぞれ伝熱管(13)を挿通して固定した
    状態で、上記各フィン(1)の上記ネック部(N)の両
    側に連なる部分に対してフィン面(3)に沿って曲げモ
    ーメントを加えて、上記ネック部(N)を折り曲げるこ
    とを特徴とする熱交換器の製造方法。
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