JP7530635B2 - 冷蔵庫 - Google Patents

Description

本発明は、真空断熱材を備えた冷蔵庫に関する。

冷蔵庫は、内箱内に設けられた貯蔵領域を保冷するため、外箱と内箱の間の領域に断熱材が備えられている。この断熱材として、ウレタンフォームのような発泡断熱材を充填するのが一般的であるが、断熱性能を高めるために、真空断熱材も併用した冷蔵庫が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５－５５０８６号公報

特許文献１に記載の冷蔵庫では、中を冷媒が流れる冷媒配管が配設されていない領域に真空断熱材が配設されている。しかし、冷蔵庫の断熱性能を高めるためには、冷媒配管が配設された場所を含むより広い領域に真空断熱材が配設することが望まれる。その場合、外箱と内箱の間の空間が冷媒配管及び真空断熱材で塞がれて、製造時に液状の発泡断熱材を十分に充填することができない虞がある。このため、空気溜まりが生じて、断熱性能が低下する虞がある。
また、液状の発泡断熱材が部分的に偏って注入される可能性もあり、その場合には、真空断熱材及や冷媒配管が外側に押されて、外箱の外面が外に膨らむ変形が生じる虞もある。

従って、本発明の目的は、上記の課題を解決するものであり、外箱及び内箱の間の冷媒配管及び真空断熱材が配設された領域に発泡断熱材が十分に充填され、外箱の外面に変形が生じることのない冷蔵庫を提供することにある。

本発明の冷蔵庫は、
外箱及び内箱を有し、前記内箱の内側に貯蔵領域が設けられた冷蔵庫本体と、
前記外箱及び前記内箱の間に配設された、中を冷媒が流れる冷媒配管と、
前記外箱及び前記内箱の間に配設された真空断熱材と、
前記外箱及び前記内箱の間に充填された発泡断熱材と、
を備え、
前記外箱及び前記内箱の間の前記冷媒配管及び前記真空断熱材が配設された領域において、
前記外箱の内面と前記冷媒配管とが接しており、
前記冷媒配管と前記真空断熱材との間に緩衝部材が配設され、
前記外箱の内面と前記真空断熱材との間の空間に前記発泡断熱材が充填されていることを特徴とする。

本発明によれば、外箱及び内箱の間の冷媒配管及び真空断熱材が配設された領域において、外箱の内面と冷媒配管とが接しており、冷媒配管と真空断熱材との間に緩衝部材が配設されている。この緩衝部材により、冷媒配管と真空断熱材との間にスペースが確保できるので、製造時において、このスペースを介して、外箱の内面と真空断熱材との間の空間に液状の発泡断熱材を十分に充填することができる。また、このスペースを介して、外箱及び内箱の間の空気を外へ逃がすこともできるので、空気溜まりが生じることもない。また、このスペースを介して、液状の発泡断熱材がスムーズに流れるので、部分的に偏って充填されることがなく、外箱の外面が外に膨らむ変形が生じる虞もない。
よって、外箱及び内箱の間の冷媒配管及び真空断熱材が配設された領域に発泡断熱材が十分に充填され、外箱の外面に変形が生じることのない冷蔵庫を提供することができる。

また、本発明の冷蔵庫は、
前記緩衝部材がＥＰＳ（Ｅｘｐａｎｄｅｄ Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ／ビーズ法ポリスチレンフォーム）から形成されていることを特徴とする。

ＥＰＳは、ポリスチレンを、主にブタンやペンタン等の炭化水素ガスで発泡させて製造される。気泡により、ＥＰＳは弾力性があり衝撃吸収性にも優れ、断熱性に優れる。これにより、冷媒配管と真空断熱材との間に液状の発泡断熱材の流路となるスペースを確実に確保するとともに、緩衝材として、外箱の外面に変形が生じることを未然に防ぐことができる。

また、本発明の冷蔵庫は、
前記緩衝部材の前記冷媒配管と接する面に、前記冷媒配管の外形に沿った形状の凹部が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、緩衝部材の冷媒配管と接する面に、冷媒配管の外形に沿った形状の凹部が形成されている。よって、緩衝部材が冷媒配管を咥え込むように保持するので、緩衝部材が冷媒配管からずり落ちることを防ぐことができる。これにより、冷媒配管と真空断熱材との間に緩衝部材を安定して配設することができる。

また、本発明の冷蔵庫は、
少なくとも２つの前記緩衝部材が所定の間隔を開けて配設されていることを特徴とする。

本発明によれば、少なくとも２つの前記緩衝部材が所定の間隔を開けて配設されているので、緩衝部材と緩衝部材との間に、液状の発泡断熱材を流動させることができる十分なスペースを確保することができる。

また、本発明の冷蔵庫は、
前記外箱及び前記内箱の平面視で、液状の前記発泡断熱材の注入口と、前記真空断熱材が配設された液状の前記発泡断熱材の注入領域のうち前記注入口から最も離れた位置とを結ぶ方向に沿って、前記真空断熱材及び前記冷媒配管が配設された位置に前記緩衝部材が配設されていることを特徴とする。

本発明によれば、液状の発泡断熱材の注入口と、真空断熱材が配設された液状の発泡断熱材の注入領域のうち注入口から最も離れた位置とを結ぶ方向に沿って、冷媒配管及び真空断熱材が配設された位置に緩衝部材が配設されている。よって、緩衝部材が配置された方向に沿って、確実にスペースが確保されている。液状の発泡断熱材を注入することによって、外箱及び内箱の間に存在する空気溜まりに液状の発泡断熱材を流入させ、その空気を、最も離れた位置と注入口を結ぶ方向に沿って押し出して、注入口から外部へ逃がすことができる。これにより、空気溜まりが生じるのを未然に防ぐことができる。

以上のように、本発明においては、外箱及び内箱の間の冷媒配管及び真空断熱材が配設された領域に発泡断熱材が十分に充填され、外箱の外面に変形が生じることのない冷蔵庫を提供するができる。

本発明の第１の実施形態に係る冷蔵庫を模式的に示す側面図である。 図１に示す冷蔵庫において、冷媒配管と真空断熱材との間に緩衝部材が配設された構造を模式的に示す断面図である。図１に示す冷蔵庫において、冷媒配管と真空断熱材との間に配設された緩衝部材を模式的に示す断面図である。 冷媒配管と真空断熱材との間に配設された緩衝部材の他の実施形態１を模式的に示す断面図である。 図３Ａに示す緩衝部材を模式的に示す斜視図である。 冷媒配管と真空断熱材との間に配設された緩衝部材の他の実施形態２を模式的に示す断面図である。 図４Ａに示す緩衝部材を模式的に示す斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る冷蔵庫を模式的に示す側面図である。 図５Ａに示す冷蔵庫において、外箱と内箱の間に残存する空気の流れを模式的に示す側面図である。 従来の冷蔵庫の一例を模式的に示す側面図である。 図６に示す冷蔵庫において、冷媒配管及び真空断熱材が配設された位置で生じる問題を模式的に示す断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための実施形態を説明する。なお、以下に説明する冷蔵庫は、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、特定的な記載がない限り、本発明を以下のものに限定しない。各図面中、同一の機能を有する部材には、同一符号を付している場合がある。要点の説明または理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態を分けて示す場合があるが、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせは可能である。各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張して示している場合もある。

（従来の冷蔵庫）
図６は、従来の冷蔵庫１０２の一例を模式的に示す側面図である。図７は、図６に示す冷蔵庫１０２において、真空断熱材１１０及び冷媒配管１２０が配設された位置で生じる問題を模式的に示す断面図である。はじめに、図６及び図７を参照しながら、真空断熱材を備えた従来の冷蔵庫における問題点を説明する。

図６は、冷蔵庫１０２の外箱１０６及び内箱１０４の間に液状の発泡断熱材１３０を注入するために、冷蔵庫１０２を、扉側を下にして横倒しにしたところを示している。図６の（ａ）は、その状態における冷蔵庫１０２の底面を示し、図６の（ｂ）から（ｄ）は、冷蔵庫１０２の横側の側面を示す。各図では、内部の構成部材が透けて見えるように示され、特に、図６の（ｂ）から（ｄ）では、外箱１０６及び内箱１０４の間に配設された真空断熱材１１０、冷媒配管１２０が示され、注入された液状の発泡断熱材１３０が灰色に着色されて示されている。

真空断熱材（ＶＩＰ：Ｖａｃｕｕｍ Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ Ｐａｎｅｌ）は、断熱材を樹脂製のフィルムで包み、その内部を減圧することで真空状態にしたもので、気体による熱移動を防ぐことができるため、他の断熱材よりもはるかに高い断熱性能を有する。冷媒配管１２０は、冷蔵庫の冷却サイクルの構成部材であり、内部を冷媒が流れる金属配管である。特に、図示された冷媒配管１２０は、機械室にあるコンプレッサＣから吐出された高温、高圧の冷媒（主に気体）が流れる。中を流れる冷媒を放熱させるため、冷媒配管１２０は、外箱１０６及び内箱１０４の間の領域において、延在方向が複数回変わる長い流路が形成されている。

図示した例では、外箱１０６及び内箱１０４の間の領域において、冷蔵庫１０２の中央から下側（図面右側）に真空断熱材１１０が配設されている。冷蔵庫１０２の中央領域では、冷媒配管１２０と真空断熱材１１０が配設されている。また、冷蔵庫１０２の中央領域に、液状の発泡断熱材１３０の注入口Ｑが設けられている。注入口Ｑに取り付けられた注入装置Ｐにより、液状の発泡断熱材１３０が注入される。
このような冷媒配管１２０及び真空断熱材１１０が配設された領域では、図７に示すように、貼付テープ１２２により、冷媒配管１２０が外箱１０６の内面１０６Ａに接する状態で固定されている。真空断熱材１１０は、冷媒配管１２０よりも内箱１０４側に配設されている。

図６の（ｂ）から（ｄ）は、液状の発泡断熱材１３０が注入されていく状況を示している。真空断熱材１１０及び冷媒配管１２０が配設された領域では、冷媒配管１２０が外箱１０６の内面１０６Ａに接し、冷媒配管１２０及び真空断熱材１１０の間にスペースは開いていない。よって、真空断熱材１１０の上側（図面左側）の領域では、冷媒配管１２０及び真空断熱材１１０により、液状の発泡断熱材１３０の流入はブロックされる。これにより、真空断熱材１１０が配設された領域には、液状の発泡断熱材１３０が流入せず、図６の（ｄ）に示すように、空気溜まりＡが残存することになる。発泡断熱材１３０が充填されていない領域が生じるため、断熱性能が低下する。また、温度の変動により、空気溜まりＡが膨張、収縮を繰り返すことになり、耐久性に問題が生じる虞もある。

更に、液状の発泡断熱材１３０は、流動抵抗の少ない方に流れるので、図７に示すように、液状の発泡断熱材１３０が、真空断熱材１１０及び内箱１０４の内面１０４Ａの間に偏って充填されることになる。このため、真空断熱材１１０及び冷媒配管１２０が外箱１０６側に押される。これにより、冷媒配管１２０で外箱１０６が押されて、外箱１０６の外面が外に膨らむ変形が生じる。
下記に示す本発明の第１の実施形態に係る冷蔵庫２では、上記のような発泡断熱材１３０が十分に充填されていないことによる断熱性能の低下、空気溜まりＡによる不具合、外箱１０６の外面の変形等の問題を解決することができる。

（第１の実施形態に係る冷蔵庫）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る冷蔵庫２を模式的に示す側面図である。図２は、図１に示す冷蔵庫２において、真空断熱材１０と冷媒配管２０との間に緩衝部材４０が配設された構造を模式的に示す断面図である。

図１も、図６と同様に、冷蔵庫２の外箱６及び内箱４の間に液状の発泡断熱材３０を注入するために、冷蔵庫２を、扉側を下にして横倒しにしたところを示している。図１の（ａ）は、その状態における冷蔵庫２の底面を示し、図１の（ｂ）から（ｄ）は、冷蔵庫２の横側の側面を示す。各図では、内部の構成部材が透けて見えるように示され、特に、図１の（ｂ）から（ｄ）では、外箱６及び内箱４の間に配設された真空断熱材１０、冷媒配管２０が示され、注入された液状の発泡断熱材３０が灰色に着色されて示されている。

図１においても、図６と同様に、外箱６及び内箱４の間の領域において、冷蔵庫２の中央から下側（図面右側）に真空断熱材１０が配設されている。冷蔵庫２の中央領域では、冷媒配管２０と真空断熱材１０が配設されている。また、冷蔵庫２の中央領域に、液状の発泡断熱材３０の注入口Ｑが設けられている。注入口Ｑに取り付けられた注入装置Ｐにより、液状の発泡断熱材３０が注入される。このような冷媒配管２０及び真空断熱材１０が配設された領域では、図２に示すような構造を有する。

図２に示すように、貼付テープ２２により、冷媒配管２０が外箱６の内面６Ａに接する状態で固定されている。本実施形態では、冷媒配管２０と真空断熱材１０との間に、緩衝部材４０が配設されている。この緩衝部材４０により、冷媒配管２０と真空断熱材１０との間に、液状の発泡断熱材３０が流れ込むことができるスペースを確保することができる。

液状の発泡断熱材３０が注入されていく状況を示す図１の（ｂ）から（ｄ）を参照すると、真空断熱材１０の上側（図面左側）の領域でも、緩衝部材４０により、冷媒配管２０と真空断熱材１０との間に流入スペースが存在するので、矢印で模式的に示すように、液状の発泡断熱材３０は、真空断熱材１０が配設された全域に流入する。よって、図１の（ｄ）に示すように、空気溜まりＡは生じず、外箱６及び内箱４の間の領域全域に、発泡断熱材３０が十分に充填される。
液状の発泡断熱材３０は、外箱６の内面６Ａと真空断熱材１０との間の空間、及び真空断熱材１０と内箱４の内面４Ａとの間の空間にバランスよく流れるので、発泡断熱材３０が偏って充填された領域は生じない。更に、緩衝部材４０は適度に弾性変形するので、図２に示すように、冷媒配管２０で外箱６が押されて、外箱６の外面が外に膨らむ変形が生じることはない。

以上のように、本実施形態に係る冷蔵庫２では、外箱６及び内箱４の間の冷媒配管２０及び真空断熱材１０が配設された領域において、外箱６の内面６Ａと冷媒配管２０とが接しており、冷媒配管２０と真空断熱材１０との間に緩衝部材４０が配設され、外箱６の内面６Ａと真空断熱材１０との間の空間に発泡断熱材３０が十分に充填されている。
これにより、外箱６及び内箱４の間の冷媒配管２０及び真空断熱材１０が配設された領域に発泡断熱材３０が十分に充填され、外箱６の外面に変形が生じることのない冷蔵庫２を提供することができる。

本実施形態では、冷媒配管２０のうち、最も下側（図面右側）の位置、つまり真空断熱材１０の最も奥の位置に、２つの緩衝部材４０が所定の間隔を開けて配設されている。これにより、２つの緩衝部材４０の間に、緩衝部材４０の厚みに対応した液状の発泡断熱材３０を流動させる十分なスペースを確保することができる。
これにより、２つの緩衝部材４０の間に、液状の発泡断熱材３０を流動させることができる十分なスペースを確保することができる。
本実施形態では、２つの緩衝部材４０は同じ形状を有しているが、これに限られるものではなく、異なる形状の緩衝部材４０を配設することもできる。また、配設する緩衝部材４０の数は２つに限定されるものではなく、３つ以上の緩衝部材４０を配設することもできる。

本実施形態では、緩衝部材４０がＥＰＳ（Ｅｘｐａｎｄｅｄ Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ／ビーズ法ポリスチレンフォーム）から形成されている。ＥＰＳは、弾力性があり衝撃吸収性に優れ、断熱性にも優れる。これにより、冷媒配管２０と真空断熱材１０との間に液状の発泡断熱材３０の流路となるスペースを確実に確保するとともに、緩衝材として、外箱６の外面に凹凸が生じることを未然に防ぐことができる。
ただし、緩衝部材４０の材料はＥＰＳに限定されるものではなく、押出法ポリスチレンフォーム(ＸＰＳ）、ウレタンフォーム、高発泡ポリエチレンフォーム、フェノールフォームをはじめとする弾性及び断熱性を有するその他の任意の材料を採用することができる。

図２を参照しながら、本実施形態における外箱６及び内箱４の間の構造の寸法の一例を下記に示す。外箱６の内面６Ａ及び内箱４の内面４Ａの間の距離Ｔ１として、３０から５０ｍｍを例示できる。真空断熱材１０の厚みＴ２として、１０から２０ｍｍを例示できる。冷媒配管２０の外径Ｔ３として、３から１０ｍｍを例示できる。その場合において、緩衝部材４０の厚み寸法として、１５から３５ｍｍを例示できる。緩衝部材４０の厚みとしては、液状の発泡断熱材３０が充填されて圧縮変形した後でも、少なくとも１０から２０ｍｍ程度の厚みを有するのが好ましい。
このような緩衝部材４０の厚み寸法を採用することにより、弾性変形した後でも、真空断熱材１０と冷媒配管２０との間に、液状の発泡断熱材３０が流入可能なスペースを確保することができる。

仮に、外箱６の内面６Ａと真空断熱材１０との間に緩衝部材４０を配設した場合、緩衝部材４０の厚みが厚くなるので、弾性変形が大きくなって、冷媒配管２０と真空断熱材１０との間に十分なスペースを確保できなくなる虞がある。逆にそれを防ぐため、緩衝部材４０の弾性係数を高くしすぎると（硬くしすぎると）、緩衝部材４０に押されて、外箱６の外面が外に膨らむ変形が生じる虞がある。
よって、冷媒配管２０と真空断熱材１０との間に十分なスペースを確保するとともに、外箱６の外面が外に膨らむ変形が生じないようにするには、冷媒配管２０と真空断熱材１０との間に緩衝部材４０を配設するのが好ましいといえる。

（緩衝部材のその他の例）
図３Ａは、冷媒配管２０と真空断熱材１０との間に配設された緩衝部材４０の他の実施形態１を模式的に示す断面図である。図３Ｂは、図３Ａに示す緩衝部材４０を模式的に示す斜視図である。図４Ａは、冷媒配管２０と真空断熱材１０との間に配設された緩衝部材４０の他の実施形態２を模式的に示す断面図である。図４Ｂは、図４Ａに示す緩衝部材４０を模式的に示す斜視図である。

緩衝部材４０の他の実施形態１及び他の実施形態２ともに、緩衝部材４０の冷媒配管２０と接する面に、冷媒配管２０の外形に沿った形状の凹部４２が形成されている。つまり、円筒状の冷媒配管２０の外形に対応した円弧状の断面形状を有する滑らかな曲面で構成された凹部４２を有する。よって、図３Ａ、図４Ａに示すように、緩衝部材４０が冷媒配管２０を咥え込むように保持することができて、緩衝部材４０が冷媒配管２０からずり落ちることを防ぐことができる。これにより、真空断熱材１０と冷媒配管２０との間に緩衝部材４０を安定して配設することができる。

更に、他の実施形態１では、緩衝部材４０の真空断熱材１０と接触する部分が平面になっているが、他の実施形態２では、緩衝部材４０の真空断熱材１０との接面する部分が湾曲した形状を有する。他の実施形態２では、緩衝部材４０の湾曲した凸形状の頂部で真空断熱材１０と接するので、真空断熱材１０の表面に付着したホットメルト等の影響を受けにくいという利点を有する。

（第２の実施形態に係る冷蔵庫）
図５Ａは、本発明の第２の実施形態に係る冷蔵庫２を模式的に示す側面図である。図５Ｂは、図５Ａに示す冷蔵庫２において、外箱６と内箱４の間に残存する空気の流れを模式的に示す側面図である。
図５Ａ、５Ｂも、図１と同様に、冷蔵庫２の外箱６及び内箱４の間に液状の発泡断熱材３０を注入するために、冷蔵庫２を、扉側を下にして横倒しにしたところを示し、冷蔵庫２の横側の側面を示す。図１と同様に、外箱６及び内箱４の間に配設された真空断熱材１０、冷媒配管２０が示され、注入された液状の発泡断熱材３０が灰色に着色されて示されている。

本実施形態では、外箱６及び内箱４の間の領域全域に、真空断熱材１０が配設されている。よって、図１に示す第１の実施形態に比べ、より広い領域で、冷媒配管２０及び真空断熱材１０が配設されている。また、冷蔵庫２の上側領域（図面左側）に、液状の発泡断熱材３０の注入口Ｑが設けられている。注入口Ｑに取り付けられた注入装置Ｐにより、液状の発泡断熱材３０が注入される。このため、例えば、図面右側の注入口Ｑから最も離れた領域Ｒの空気を注入口Ｑから排出するのは、空気の流路を確実に確保する必要がある。

本実施形態では、図５Ａに示すような外箱６及び内箱４の平面視で、液状の発泡断熱材３０の注入口Ｑと、真空断熱材１０が配設された液状の発泡断熱材３０の注入領域のうち、注入口Ｑから最も離れた位置Ｒとを結ぶ方向に沿って、真空断熱材１０及び冷媒配管２０が配設された位置に、３つの緩衝部材４０が配設されている。
これにより、緩衝部材４０が配置された方向に沿って、真空断熱材１０及び冷媒配管２０の間に確実にスペースが確保される。つまり、図５Ａにおいて一点鎖線で囲まれた領域では、真空断熱材１０及び冷媒配管２０の間に十分なスペースが確保される。

よって、液状の発泡断熱材３０を注入することによって、外箱６及び内箱４の間に存在する空気Ａの領域に液状の発泡断熱材３０を流入させ、図５Ｂの矢印に示すように、その空気を、最も離れた位置Ｒと注入口Ｑを結ぶ方向に沿って押し出して、注入口Ｑから外部へ逃がすことができる。これにより、空気溜まりＡが生じるのを未然に防ぐことができる。

本発明の実施の形態、実施の態様を説明したが、開示内容は構成の細部において変化してもよく、実施の形態、実施の態様における要素の組合せや順序の変化等は請求された本発明の範囲および思想を逸脱することなく実現し得るものである。

２ 冷蔵庫
４ 内箱
４Ａ 内面
６ 外箱
６Ａ 内面
１０ 真空断熱材
２０ 冷媒配管
２２ 貼付テープ
３０ 発泡断熱材
４０ 緩衝部材
４２ 凹部
１０２ 冷蔵庫
１０４ 内箱
１０４Ａ 内面
１０６ 外箱
１０６Ａ 内面
１１０ 真空断熱材
１２０ 冷媒配管
１２２ 貼付テープ
１３０ 発泡断熱材
Ａ 空気溜まり
Ｐ 注入装置
Ｑ 注入口
Ｒ 最も離れた位置

Claims (3)

1. 外箱及び内箱を有し、前記内箱の内側に貯蔵領域が設けられた冷蔵庫本体と、
   前記外箱及び前記内箱の間に配設された、中を冷媒が流れる冷媒配管と、
   前記外箱及び前記内箱の間に配設された真空断熱材と、
   前記外箱及び前記内箱の間に充填された発泡断熱材と、
   を備え、
   前記外箱及び前記内箱の間の前記冷媒配管及び前記真空断熱材が配設された領域において、
   前記外箱の内面と前記冷媒配管とが接しており、
   前記冷媒配管と前記真空断熱材との間に緩衝部材が配設され、
   前記外箱の内面と前記真空断熱材との間の空間に前記発泡断熱材が充填されており、
   少なくとも２つの前記緩衝部材が所定の間隔を開けて配設され、
   前記外箱及び前記内箱の平面視で、液状の前記発泡断熱材の注入口と、前記真空断熱材が配設された液状の前記発泡断熱材の注入領域のうち前記注入口から最も離れた位置とを結ぶ方向に沿って、前記真空断熱材及び前記冷媒配管が配設された位置に前記緩衝部材が配設されていることを特徴とする冷蔵庫。
   
2. 前記緩衝部材がＥＰＳ（Ｅｘｐａｎｄｅｄ Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ／ビーズ法ポリスチレンフォーム）から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
   
3. 前記緩衝部材の前記冷媒配管と接する面に、前記冷媒配管の外形に沿った形状の凹部が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の冷蔵庫。

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