JP4039453B1 - 空気調和装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】空気調和装置1は、空調室の天井Uに設置可能な空気調和装置であって、上面に吸入口21aと下面に吹出口23a〜23dとが形成されるとともに吸入口21aから吹出口23a〜23dに至る空気流路Sが形成されたケーシング2と、空気流路S内に配置された送風ファン3と、空気流路S内に配置された熱交換器5とを備えている。
【選択図】図1
Description
(1)天井設置型の空気調和装置の基本構成
図1に本発明の第1実施形態にかかる天井設置型の空気調和装置1の概略側面断面図(天井は省略)を、図2に図1のA−A断面図を示す。空気調和装置1は、天井埋込型の形態及び天井吊下型の形態の両方に対応することが可能なものであり、主として、内部に各種構成機器を収納するケーシング2を備えている。尚、図中のOは、送風ファン3の回転軸線又は回転中心を示している。
上述の天井設置型の空気調和装置1を空調室内の天井面Uから吊り下げて設置する形態(以下、天井吊下型の形態)にする場合には、図4に示されるように、空気調和装置1が天井面Uとケーシング2(具体的には、天板21)との間に隙間を空けて設置される。
上述の天井設置型の空気調和装置1をケーシング2の下面を除く部分を空調室内の天井裏空間に設置する形態(以下、天井埋込型の形態)にする場合には、図5に示されるように、空気調和装置1を天井面Uの開口にケーシング2を嵌め込むように設置するとともに、ケーシング2の下面に吹出口23a、23b、23c、23d及び案内開口24に対向するパネル吹出口10a、10b、10c、10d及び案内開口10eが形成された薄型の吹出パネル10をケーシング2の下面に装着して天井面Uの開口とケーシング2との隙間を下方から覆うようにする。
本実施形態の空気調和装置1には、以下のような特徴がある。
本実施形態の空気調和装置1では、ケーシング2の上面(すなわち、天板21)から空気を吸入し、ケーシング2の下面(すなわち、底板23)から空気を吹き出すように構成されているため、ショートサーキットを生じにくくすることができる。また、この空気調和装置1を天井埋込型の形態で使用する場合には、吸入口21aが天井裏空間に配置され、かつ、吹出口23a、23b、23c、23dが室内空間に配置されることになるため、天井裏空間を給気チャンバとする天井チャンバ型の空気調和装置を構成することができる。しかも、ケーシング2の下面に吸入口が存在しないため、ケーシング2の吹出口23a、23b、23c、23dに連通する吹出口のみが形成された薄型の吹出パネル10をケーシング2の下面に装着するだけで、天井埋込型の形態を構成することができる。
本実施形態の空気調和装置1では、ターボファンを送風ファン3として使用するとともに、送風ファン3の下流側に熱交換器5を配置しているため、ケーシング2内を流れる空気が概ね下向きに流れるような空気流路Sを形成することができるようになり、ケーシング2内において、上下方向に折り返す空気流路が形成されるのを避けることができる。これにより、空気流路S内を流れる空気の通風抵抗を減らすことができるとともに、ケーシング2の高さ方向寸法のコンパクト化を実現することができる。
本実施形態の空気調和装置1では、ケーシング2に、フィルタ7を吸入口21aとケーシング2の下面との間を移動可能に保持するフィルタ案内部としての案内開口24が設けられているため、吸入口21aがケーシング2の上面に設けられた形態であるにもかかわらず、掃除等の際にフィルタ7を容易に着脱することができる。
上述の実施形態にかかる空気調和装置1では、ケーシング2の上面に吸入口21aが設けられているが、ケーシング2の側面に吸入口が設けられていてもよい。例えば、図6に示されるように、上述の実施形態にかかる空気調和装置1において、側板22を上方に延ばすとともに、この側板22の上端部によって形成される開口を覆うように別の天板25を設け、側板22を上方に延ばした部分(すなわち、ケーシング2の側面上部)に、吸入口21aに連通する別の吸入口21bを設けることができる。
上述の実施形態及び変形例1にかかる空気調和装置1では、送風ファン3としてターボファンを使用しているが、別の形態の送風ファンを使用してもよい。例えば、吸入口がケーシング2の上面に形成される場合を例にすると、図7に示されるように、送風ファン3として斜流ファンを使用してもよい。
上述の実施形態及び変形例1、2にかかる空気調和装置1では、ケーシング2の平面視において、略矩形環状の単一の熱交換器5が送風ファン3の外周部を囲むように配置されているが、送風ファン3の外周側に複数配置されていてもよい。例えば、吸入口がケーシング2の上面に形成され、かつ、送風ファン3としてターボファンが使用される場合を例にすると、図8に示されるように、4つの吹出口23a、23b、23c、23d(すなわち、側板22a、22b、22c、22d)のそれぞれに沿うように4つの熱交換器5を送風ファン3の外周側に配置することができる。
上述の実施形態及び変形例1〜3にかかる空気調和装置1では、空気流路S内において、送風ファン3の下流側に熱交換器が配置されているが、送風ファン3の下流側に熱交換器を配置する代わりに上流側に熱交換器を配置したり、又は、送風ファン3の下流側に熱交換器を配置するとともに上流側に熱交換器を配置してもよい。例えば、変形例3における形態(図8及び図9参照)の場合を例にすると、図13に示されるように、フィルタ7とベルマウス4との間に、送風ファン3の下流側に設置される熱交換器5に代えて送風ファン3の上流側に熱交換器105を配置したり、又は、図14に示されるように、フィルタ7とベルマウス4との間に、送風ファン3の下流側に設置される熱交換器5とともに送風ファン3の上流側に熱交換器105を配置することができる。尚、熱交換器105は、上述の熱交換器5と同様、クロスフィン型の熱交換器パネルを採用することができる。
上述の実施形態及び変形例1〜4にかかる空気調和装置1では、熱交換器5、105として、クロスフィン型の熱交換器パネルを使用しているが、別の型式の熱交換器を使用してもよい。例えば、変形例3における形態(図8及び図9参照)の場合を例にすると、熱交換器5として積層型熱交換器を採用することができる。ここで、積層型熱交換器としては、偏平管からなる伝熱管とアルミ製のコルゲートフィンからなるフィンとが交互に積層され、かつ、伝熱管の両端がそれぞれヘッダー管によって接続されたものを採用することができる。
上述の実施形態及び変形例1〜5にかかる空気調和装置1では、ケーシング2に、案内開口24を通じてフィルタ7を下方に自動で移動させるためのフィルタ駆動機構としての接続部材71及び巻取機構72が設けられているが、手動でフィルタ7を下方に移動させるためのフィルタ駆動機構が設けられていてもよい。例えば、上述の実施形態の場合を例にすると、図15及び図16に示されるような、接続部材71と巻取機構172と紐状部材173と把手174とからなるフィルタ駆動機構を用いることができる。
上述の実施形態及び変形例1〜6にかかる空気調和装置1では、フィルタとして、軟質の樹脂材料からなる枠部材とこの枠部材に一体に形成された網状部材とから構成されたものを使用し、フィルタ案内部としての案内開口24を通じて、ケーシング2の下面から下方に移動させることができるようにして、吸入口21aがケーシング2の上面に設けられた形態であるにもかかわらず、掃除等の際にフィルタ7を容易に着脱することが可能な構造を得ているが、このようなフィルタ自体を下方に移動させる構造に代えて、吸入口21aに設けられたフィルタが捕集した塵埃をフィルタから除去する清掃機構と、清掃機構によって除去される塵埃を溜めるダストボックスとを設けるようにしてもよい。例えば、上述の実施形態の場合を例にすると、図17に示されるように、吸入口21aにロールフィルタからなるフィルタ207を設けるとともに、フィルタ207が捕集した塵埃をフィルタ207から除去する清掃機構としてのブラシ273と、ブラシ273によって払い落とされる塵埃を溜めるダストボックス11とを設けることができる。
変形例7にかかる空気調和装置1では、ダストボックス11を下方に自動で移動させるためのダストボックス駆動機構としての軸部12、これを駆動する巻取モータ及び紐状部材13が設けられているが、手動でダストボックス11を下方に移動させるためのダストボックス駆動機構が設けられていてもよい。例えば、変形例8の場合を例にすると、図18及び図19に示されるような、軸部12、渦巻きバネ214、紐状部材13と及び把手11aからなるダストボックス駆動機構を用いることができる。
変形例7、8にかかる空気調和装置1では、ダストボックス駆動機構を設けることにより、ダストボックス11を下方に移動させてケーシング2内から取り出して、ダストボックス11内に溜まった塵埃を排出するという構造を採用しているが、このようなダストボックス自体を下方に移動させる構造に代えて、ダストボックス11内に溜まった塵埃を掃除機で吸引して排出する構造を採用してもよい。例えば、変形例7、8の場合を例にすると、図20に示されるように、ダストボックス111に掃除機のノズル20を差し込むことが可能なノズル差込口113を下向きに形成することができる。
上述の実施形態及び変形例1〜9にかかる空気調和装置1では、フィルタを清掃して再使用することを目的として、フィルタをケーシング2の下面から引き出して取り外して掃除を行ったり、フィルタを取り外すことなくフィルタが捕集した塵埃を除去してダストボックスに溜めるようにする構成を採用しているが、巻取式のフィルタを採用して、フィルタの掃除を行わずに、フィルタの巻き取りが終了した場合のみ、新しい巻取式のフィルタに交換するようにしてもよい。例えば、上述の実施形態を例にすると、図21に示されるように、天板21の側板22a寄りの部分に巻取モータにより回転駆動される第1ローラ371を設けるとともに天板21の側板22c寄りの部分に長尺の布状のフィルタ307が巻き取られた第2ローラ372とを設け、吸入口21aに対向するようにフィルタ307をローラ371、372間に掛け渡して、定期的に巻取モータを駆動してフィルタ307を第1ローラ371に巻き取るようにすることができる。
上述の実施形態及び変形例1〜10にかかる空気調和装置1において、図22に示されるように、ケーシング2の上面(すなわち、天板21の上側)に、空気清浄ユニット、脱臭ユニットや調湿ユニット等の、いわゆる、機能付加ユニット101を設置してもよい(例として、上述の実施形態の空気調和装置に機能付加ユニット101を設置した場合を示す)。この場合には、ケーシング2の下面に吸入口及び吹出口が形成された天井設置型の空気調和装置に比べて、吹出口23a、23b、23c、23dとの干渉を考慮せずに、機能付加ユニット101内部の部品の配置等を行うことができるため、機能付加ユニット101自体の高さ方向寸法のコンパクト化が可能になり、結果的に、このような機能付加ユニット101が設けられた空気調和装置1全体としての高さ方向寸法のコンパクト化も実現される。
上述の実施形態及び変形例1〜11にかかる空気調和装置1をグリッド天井に天井埋込型の形態で設置する場合がある。ここで、グリッド天井とは、図23に示されるように、主として、上方から吊り具501を用いて吊り下げられたTバー502と、Tバー502によって支持された天井板503とからなる天井の一形態である。
上述の実施形態及び変形例1〜12にかかる空気調和装置1において、天井吊下型の形態で設置する場合には、ケーシング2の上面に形成された吸入口21aやケーシング2の側面に形成された吸入口21bからケーシング2の下面に形成された吹出口23a〜23dに至る空気流路Sが形成されており、ケーシング2の平面視における吹出口23a〜23dの内周側には、吸入口が吹出口の内周側に形成された形態の従来の空気調和装置に比べて、利用可能な広い領域が存在している。
上述の実施形態及び変形例1〜12にかかる空気調和装置1において、天井埋込型の形態で設置する場合には、天井吊下型の形態で設置する場合と同様に、ケーシング2の上面に形成された吸入口21aやケーシング2の側面に形成された吸入口21bから吹出パネル10に形成されたパネル吹出口10a〜10dに至る空気流路Sが形成されており、吹出パネル10の平面視におけるパネル吹出口10a〜10dの内周側には、吸入口が吹出口の内周側に形成された形態の従来の空気調和装置に比べて、利用可能な広い領域が存在している。
上述の変形例13、14にかかる空気調和装置1において、拡大流路S2の流路面積を変更するための流路面積変更機構をさらに設けてもよい。これにより、拡大流路S2の流路面積が小さくなるように変更することで、吹出口23a〜23dやパネル吹出口10a〜10dから吹き出される空気を吹出口23a〜23dやパネル吹出口10a〜10dから離れた場所まで到達させることができるようになる。
上述の第1実施形態及び変形例1〜6、11〜15にかかる空気調和装置1では、上面又は側面に吸入口21a又は吸入口21bが形成されたケーシング2と、ケーシング2内に配置されたターボファン又は斜流ファンからなる送風ファン3と、空気流路S内において、送風ファン3の下流側に配置された熱交換器5とを備えた形態の天井設置型の空気調和装置1において、吸入口21a又は吸入口21bから吸入される空気中の塵埃を捕集するフィルタ7が吸入口21a又は吸入口21bに設けられるとともに、このフィルタ7を容易に取り出すことができるように、フィルタ案内部としての案内開口24をケーシング2に設ける(天井埋込型の形態で使用される場合には吹出パネル10にも設ける)ことで、フィルタ7をケーシング2の下面を通じて取り出すことができるようにしているが、これに限定されず、フィルタを送風ファン3と熱交換器5との間に配置することで、フィルタをケーシング2の下面から取り出せる構造にしてもよい。
上述の変形例16に示される天井埋込型の形態で設置された空気調和装置1のように、吹出パネル10の少なくとも一部の取り出しに連動して、フィルタ607a〜607dをケーシング2の下面を通じて取り出すことが可能な構成(例えば、図37参照)において、図38や図39に示されるように、吹出パネル10の少なくとも一部を、自動的に昇降可能な構成として、フィルタ607a〜607dを吹出パネル10の少なくとも一部の昇降動作に連動して昇降させるようにしてもよい。
(1)天井設置型の空気調和装置の基本構成
上述の第1実施形態及びその変形例では、上面又は側面に吸入口が形成されたケーシング2と、ケーシング2内に配置されたターボファン又は斜流ファンからなる送風ファン3と、ケーシング2内に配置された熱交換器5とを備えた形態の天井設置型の空気調和装置1であったが、図40に示されるように、側面に吸入口421aと下面に吹出口423aが形成されたケーシング402内にシロッコファンからなる送風ファン403及び熱交換器405を収容した形態を備えた空気調和装置401にしてもよい。以下、本実施形態の空気調和装置401の基本構成について説明する。
上述の天井設置型の空気調和装置401を空調室内の天井面Uから吊り下げて設置する形態(以下、天井吊下型の形態)にする場合には、図42に示されるように、空気調和装置401が天井面Uとケーシング402(具体的には、天板426)との間に隙間を空けて設置される。
上述の天井設置型の空気調和装置401をケーシング402の下面を除く部分を空調室内の天井裏空間に設置する形態(以下、天井埋込型の形態)にする場合には、図43に示されるように、空気調和装置401を天井面Uの開口にケーシング402を嵌め込むように設置するとともに、ケーシング402の下面に吹出口423a及び案内開口424に対向するパネル吹出口410a及び案内開口410eが形成された薄型の吹出パネル410をケーシング402の下面に装着して天井面Uの開口とケーシング402との隙間を下方から覆うようにする。
本実施形態の空気調和装置401においても、第1実施形態及びその変形例にかかる空気調和装置1と同様に、ケーシング402の側面(すなわち、側板421)から空気を吸入し、ケーシング402の下面(すなわち、底板423)から空気を吹き出すように構成されているため、ショートサーキットを生じにくくすることができる。また、この空気調和装置401を天井埋込型の形態で使用する場合には、吸入口421aが天井裏空間に配置され、かつ、吹出口423aが室内空間に配置されることになるため、天井裏空間を給気チャンバとする天井チャンバ型の空気調和装置を構成することができる。しかも、ケーシング402の下面に吸入口が存在しないため、ケーシング402の吹出口423aに連通する吹出口のみが形成された薄型の吹出パネル410をケーシング402の下面に装着するだけで、天井埋込型の形態を構成することができる。
上述の実施形態にかかる空気調和装置401では、空気流路S内において、熱交換器405が送風ファン403よりも吸入口421a側に配置されているが、図44に示されるように、熱交換器405が送風ファン403よりも吹出口423a側に配置されていてもよい。この場合には、吹出口423aとの干渉を避けるために、熱交換器405は、その上部が側板422側に斜めに傾斜するように配置されており、また、仕切板425がケーシング402内の空間を送風ファン403側の空間と熱交換器405及び吹出口423a側の空間とに分けるように設けられており、スクロールケーシング441の出口441bから吹き出される空気だけを熱交換器405及び吹出口423a側の空間に送ることができるようになっている。
上述の実施形態及び変形例1にかかる空気調和装置401においては、熱交換器405としてクロスフィン型の熱交換器パネルが使用されているが、第1実施形態の変形例5と同様に、これに代えて、熱交換器405として積層型熱交換器を使用してもよい。
上述の実施形態及び変形例1、2にかかる空気調和装置401においては、案内開口424を通じてフィルタ407を下方に自動で移動させるためのフィルタ駆動機構としての接続部材471及び巻取機構472が設けられているが、第1実施形態の変形例6と同様に、これに代えて、手動でフィルタ407を下方に移動させるためのフィルタ駆動機構が設けられていてもよい(図15及び図16参照)。
上述の実施形態及び変形例1〜3にかかる空気調和装置401においては、フィルタを清掃して再使用することを目的として、フィルタをケーシング402の下面から引き出して取り外して掃除を行う構成を採用しているが、第1実施形態の変形例10と同様に、巻取式のフィルタを採用して、フィルタの掃除を行わずに、フィルタの巻き取りが終了した場合のみ、新しい巻取式のフィルタに交換するようにしてもよい(図21参照)。
上述の実施形態及び変形例1〜4にかかる空気調和装置401をグリッド天井に天井埋込型の形態で設置する場合を考慮して、第1実施形態の変形例12と同様に、ケーシング402の下面に装着される吹出パネル410をTバーによって形成された矩形状の枠内に収納することが可能なサイズにしてもよい(図23及び図24参照)。
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態及びその変形例に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
2、402 ケーシング
3、403 送風ファン
5、105、405 熱交換器
7、207、307、407、607a〜607d フィルタ
10、410 吹出パネル
11、111 ダストボックス
24 フィルタ案内部
113 ノズル差込口
114 開閉蓋
116 内弁
21a、21b、421a 吸入口
23a〜23d、423a 吹出口
10a〜10d、410a パネル吹出口
273 清掃機構
S 空気流路
S1 吹出流路
S2 拡大流路
Claims (21)
- 空調室の天井に設置可能な空気調和装置であって、
下面には吸入口が形成されておらず、上面又は側面に吸入口(21a、21b)と下面に吹出口(23a〜23d)とが形成されるとともに、前記吸入口から前記吹出口に至る空気流路(S)が形成されたケーシング(2)と、
前記空気流路内に配置されたターボファン又は斜流ファンからなる送風ファン(3)と、
前記空気流路内に配置された熱交換器(5)とを備え、
前記吹出口は、前記ケーシングの下面の外周縁に沿うように形成されており、
前記空気流路は、前記熱交換器を通過した空気が前記吹出口に向かって流れる吹出流路(S1)を有しており、
前記吹出流路には、前記ケーシングの平面視における内周側に向かって拡大した拡大流路(S2)が形成されており、
前記拡大流路の流路面積を変更するための流路面積変更機構をさらに備えている、
空気調和装置(1)。 - 前記ケーシング(2)の下面に装着され、前記吹出口(23a〜23d)に対向するパネル吹出口(10a〜10d)が形成された吹出パネル(10)をさらに備えており、
前記吹出パネル(10)は、前記天井がグリッド天井である場合において、前記グリッド天井の枠内に収納することが可能である、請求項1に記載の空気調和装置(1)。 - 空調室の天井に設置可能な空気調和装置であって、
下面には吸入口が形成されておらず、上面又は側面に吸入口(21a、21b)が形成されたケーシング(2)と、
前記ケーシング内に配置されたターボファン又は斜流ファンからなる送風ファン(3)と、
前記ケーシング内に配置された熱交換器(5)と、
前記ケーシングの下面に装着され、前記ケーシングの下面の外周縁に沿うようにパネル吹出口(10a〜10d)が形成された吹出パネル(10)とを備え、
前記吸入口から吸入される空気は、前記吸入口から前記パネル吹出口に至る空気流路(S)を通じて前記パネル吹出口から吹き出されるようになっており、
前記空気流路は、前記熱交換器を通過した空気が前記パネル吹出口に向かって流れる吹出流路(S1)を有しており、
前記吹出流路には、前記ケーシングの平面視における内周側に向かって拡大した拡大流路(S2)を有しており、
前記拡大流路の流路面積を変更するための流路面積変更機構をさらに備えている、
空気調和装置(1)。 - 前記吹出パネル(10)は、前記天井がグリッド天井である場合において、前記グリッド天井の枠内に収納することが可能である、請求項3に記載の空気調和装置(1)。
- 前記拡大流路(S2)は、前記ケーシング(2)の下部に形成されている、請求項3又は4に記載の空気調和装置(1)。
- 前記拡大流路(S2)は、前記吹出パネル(10)に形成されている、請求項3又は4に記載の空気調和装置(1)。
- 前記流路面積変更機構は、冷房運転時には拡大流路(S2)の流路面積が大きい状態になるように制御され、暖房運転時には拡大流路(S2)の流路面積が小さい状態になるように制御される、請求項1〜6のいずれかに記載の空気調和装置(1)。
- 前記吸入口(21a、21b)には、フィルタ(7)が設けられており、
前記ケーシング(2)には、前記吸入口(21a、21b)と前記ケーシングの下面との間を移動可能となるように前記フィルタを保持するフィルタ案内部(24)が設けられている、
請求項1〜7のいずれかに記載の空気調和装置(1)。 - 前記ケーシング(2)には、前記フィルタ案内部(24)を通じて前記フィルタ(7)を下方に自動で移動させるためのフィルタ駆動機構が設けられている、請求項8に記載の空気調和装置(1)。
- 前記ケーシング(2)には、前記フィルタ案内部(24)を通じて前記フィルタ(7)を下方に手動で移動させるためのフィルタ駆動機構が設けられている、
請求項8に記載の空気調和装置(1)。 - 前記吸入口(21a、21b)には、フィルタ(207)が設けられており、
前記フィルタ(207)が捕集した塵埃を前記フィルタから除去する清掃機構(273)と、前記清掃機構によって除去される塵埃を溜めるダストボックス(11、111)とをさらに備えた、
請求項1〜7のいずれかに記載の空気調和装置(1)。 - 前記ケーシング(2)には、前記ダストボックス(11)を下方に自動で移動させるためのダストボックス駆動機構が設けられている、請求項11に記載の空気調和装置(1)。
- 前記ケーシング(2)には、前記ダストボックスを下方に手動で移動させるためのダストボックス駆動機構が設けられている、請求項11に記載の空気調和装置(1)。
- 前記吸入口(21a、21b)には、巻取式のフィルタ(307)が設けられている、請求項1〜7のいずれかに記載の空気調和装置(1)。
- 前記吸入口(21a、21b)には、フィルタ(207)が設けられており、
前記フィルタが捕集した塵埃を前記フィルタから除去する清掃機構(273)と、前記清掃機構によって除去される塵埃を溜めるダストボックス(111)とをさらに備えており、
前記ダストボックスには、掃除機のノズルを差し込むことが可能なノズル差込口(113)が下向きに形成されており、
前記ノズル差込口には、掃除機のノズルを差し込むことによって上向きに開き、掃除機のノズルを前記ノズル差込口から抜き出すことで自重によって閉じる開閉蓋(114)が設けられている、
請求項1〜7のいずれかに記載の空気調和装置(1)。 - 前記ダストボックス(111)には、掃除機の吸引力によって弾性変形可能な素材からなる弁(116)が設けられている、請求項15に記載の空気調和装置(1)。
- 前記ダストボックス(111)は、前記ケーシング(2)の側部に設けられている、請求項15又は16のいずれかに記載の空気調和装置(1)。
- 前記熱交換器(5)は、前記ケーシング(2)の平面視において前記送風ファン(3)の外周側に複数配置されている、請求項1〜17のいずれかに記載の空気調和装置(1)。
- 前記熱交換器(5)は、前記ケーシング(2)の側面視において傾斜して配置されている、請求項18に記載の空気調和装置。
- 前記熱交換器(5)は、積層型熱交換器である、請求項1〜19のいずれかに記載の空気調和装置(1)。
- 前記熱交換器(5)に使用される熱媒体は、水である、請求項1〜20のいずれかに記載の空気調和装置(1)。
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