JPH0262681B2 - - Google Patents
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- JPH0262681B2 JPH0262681B2 JP55032798A JP3279880A JPH0262681B2 JP H0262681 B2 JPH0262681 B2 JP H0262681B2 JP 55032798 A JP55032798 A JP 55032798A JP 3279880 A JP3279880 A JP 3279880A JP H0262681 B2 JPH0262681 B2 JP H0262681B2
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- JP
- Japan
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- diaphragm
- gas inlet
- casing
- turbocharger
- section
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- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 33
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
- F01D17/10—Final actuators
- F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
- F01D17/14—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
- F01D17/141—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of shiftable members or valves obturating part of the flow path
- F01D17/143—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of shiftable members or valves obturating part of the flow path the shiftable member being a wall, or part thereof of a radial diffuser
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
- F01D17/10—Final actuators
- F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
- F01D17/14—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
- F01D17/16—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes
- F01D17/167—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes of vanes moving in translation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、タービンの吸込能力を調整する装置
を有するターボ過給機に関する。
を有するターボ過給機に関する。
［従来の技術］
内燃機関とターボ過給機との運転特性が異なつ
ているため、部分負荷回転数において高い平均有
効圧Pmeを得ることは困難である。これは、過
給度が高くなるに応じて一層困難になる。
ているため、部分負荷回転数において高い平均有
効圧Pmeを得ることは困難である。これは、過
給度が高くなるに応じて一層困難になる。
このために従来提案されている解決手段は構成
の点で高くつき、従つてターボ過給機のタービン
のためには実用化されるに至つていない。前記解
決手段の１例を挙げれば、渦巻状に構成されたガ
ス入口ケーシング内の渦巻横断面を調整可能なス
トラツプによつて連続的に変化させることのでき
る制御装置がある。この解決手段は相当の製作費
を必要とし、特に前記ストラツプを申し分なくシ
ールするのに可成りの経費を要する。
の点で高くつき、従つてターボ過給機のタービン
のためには実用化されるに至つていない。前記解
決手段の１例を挙げれば、渦巻状に構成されたガ
ス入口ケーシング内の渦巻横断面を調整可能なス
トラツプによつて連続的に変化させることのでき
る制御装置がある。この解決手段は相当の製作費
を必要とし、特に前記ストラツプを申し分なくシ
ールするのに可成りの経費を要する。
一応は理想的と想定される解決策として可変案
内羽根と可変回転羽根とを備えたタービンがある
が、しかしながらこの形式のもので運転確実な経
済的にも見合つた構成はこれまでなお実現までに
は至つていない。
内羽根と可変回転羽根とを備えたタービンがある
が、しかしながらこの形式のもので運転確実な経
済的にも見合つた構成はこれまでなお実現までに
は至つていない。
［発明が解決しようとする課題］
本発明の課題は、冒頭に述べた形式のターボ過
給機を改良して従来の欠点を除くと共に、小さな
吸込能力でできるだけ高い効率を得るために、機
関の低い回転数時にガス入口横断面を運転確実に
かつ自動的に調整できるようにすることである。
給機を改良して従来の欠点を除くと共に、小さな
吸込能力でできるだけ高い効率を得るために、機
関の低い回転数時にガス入口横断面を運転確実に
かつ自動的に調整できるようにすることである。
［課題を解決するための手段］
前記課題を解決する本発明の構成手段は、ダイ
ヤフラムの外周がガス入口ケーシングの外周で該
ガス入口ケーシングとケーシング蓋との間に締込
まれて固定されており、しかも前記ダイヤフラム
が、タービン翼車の手前の入口横断面を、内燃機
関からその都度供給される排ガス量に適合させう
るために、ダイヤフラム固定部位を支点としてダ
イヤフラム平面からタービン軸方向に変形可能に
構成されており、かつ前記ダイヤフラムの内側制
限縁が前記タービン翼車の回転羽根環の外周の近
くに位置している点にある。
ヤフラムの外周がガス入口ケーシングの外周で該
ガス入口ケーシングとケーシング蓋との間に締込
まれて固定されており、しかも前記ダイヤフラム
が、タービン翼車の手前の入口横断面を、内燃機
関からその都度供給される排ガス量に適合させう
るために、ダイヤフラム固定部位を支点としてダ
イヤフラム平面からタービン軸方向に変形可能に
構成されており、かつ前記ダイヤフラムの内側制
限縁が前記タービン翼車の回転羽根環の外周の近
くに位置している点にある。
［作用］
本発明の構成に基づいて、内燃機関又はターボ
過給機の運転量に関連して制御されるダイヤフラ
ムにより、しかも該ダイヤフラムがタービン翼車
の手前のガス入口横断面を負荷に合わせて変化す
ることによつて、より高い部分負荷効率が単純な
形式で得られる。
過給機の運転量に関連して制御されるダイヤフラ
ムにより、しかも該ダイヤフラムがタービン翼車
の手前のガス入口横断面を負荷に合わせて変化す
ることによつて、より高い部分負荷効率が単純な
形式で得られる。
［実施例］
次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説す
る。
る。
第１図において１はターボ過給機のガス入口ケ
ーシング、２はケーシング蓋である。但し本図面
ではターボ過給機のうちのタービン部だけが示さ
れているにすぎない。図示の実施例のタービン
は、ガス入口ケーシング１からの排ガスが外側か
ら内側へタービン軸の軸線の方に向かつてタービ
ン翼車３を通流する。いわゆる求心半径流型ター
ビンである。ガス入口ケーシング１とケーシング
蓋２は、断面ほぼＶ字形の締付リング４によつて
両ケーシング部分の外周のところで互いに結合さ
れている。
ーシング、２はケーシング蓋である。但し本図面
ではターボ過給機のうちのタービン部だけが示さ
れているにすぎない。図示の実施例のタービン
は、ガス入口ケーシング１からの排ガスが外側か
ら内側へタービン軸の軸線の方に向かつてタービ
ン翼車３を通流する。いわゆる求心半径流型ター
ビンである。ガス入口ケーシング１とケーシング
蓋２は、断面ほぼＶ字形の締付リング４によつて
両ケーシング部分の外周のところで互いに結合さ
れている。
ガス入口ケーシング１の外側フランジとケーシ
ング蓋２との間には、リング状のダイヤフラム５
がその外周で締込まれている。
ング蓋２との間には、リング状のダイヤフラム５
がその外周で締込まれている。
ダイヤフラムの内側制限縁は１つの円を形成
し、該円はタービン翼車３の外周よりも幾分大で
ある。該ダイヤフラム５の内側制限縁には、ガス
入口ケーシング１の内部へ延びる案内羽根環６が
設けられている。ケーシング蓋２寄りのダイヤフ
ラム側には案内羽根環に対向して、全周にわたつ
て分配された所定数のばね７が設けられており、
該ばねはケーシング蓋２の凹所８内でダイヤフラ
ム５に当てつけられており、かつタービンの停止
時又は弱負荷時には前記案内羽根環６をガス入口
ケーシング１に当接させるまでダイヤフラム５を
ガス入口ケーシング１内に押込む。これによつて
弱負荷時には案内羽根環６の直ぐ手前の入口横断
面並びに案内羽根範囲における流過横断面は狭め
られるので、部分負荷時に排ガスが回転羽根へ流
入する場合、速度のベクトル三角形については、
案内羽根環の手前に全入口横断面が生じるように
ダイヤフラムがガス圧によつて外向きに押圧され
ることになる全負荷時とほぼ同じ角度が生じる。
従つて比較的僅かな排ガス流を処理せなばならな
い部分負荷時にタービンは高い効率を有し、圧縮
機はより多量の空気量を圧送し、かつ機関回転数
が等しくても普通のターボ過給機に対比して機関
出力が増大する。
し、該円はタービン翼車３の外周よりも幾分大で
ある。該ダイヤフラム５の内側制限縁には、ガス
入口ケーシング１の内部へ延びる案内羽根環６が
設けられている。ケーシング蓋２寄りのダイヤフ
ラム側には案内羽根環に対向して、全周にわたつ
て分配された所定数のばね７が設けられており、
該ばねはケーシング蓋２の凹所８内でダイヤフラ
ム５に当てつけられており、かつタービンの停止
時又は弱負荷時には前記案内羽根環６をガス入口
ケーシング１に当接させるまでダイヤフラム５を
ガス入口ケーシング１内に押込む。これによつて
弱負荷時には案内羽根環６の直ぐ手前の入口横断
面並びに案内羽根範囲における流過横断面は狭め
られるので、部分負荷時に排ガスが回転羽根へ流
入する場合、速度のベクトル三角形については、
案内羽根環の手前に全入口横断面が生じるように
ダイヤフラムがガス圧によつて外向きに押圧され
ることになる全負荷時とほぼ同じ角度が生じる。
従つて比較的僅かな排ガス流を処理せなばならな
い部分負荷時にタービンは高い効率を有し、圧縮
機はより多量の空気量を圧送し、かつ機関回転数
が等しくても普通のターボ過給機に対比して機関
出力が増大する。
例えばばね弾性質の金属薄板から成るダイヤフ
ラムが排ガスによつて過熱されるのを防止するた
めにケーシング蓋２内に複数の孔９が設けられて
おり、圧縮機から取出された冷却空気が前記孔９
を通つてダイヤフラム５の背面側に導かれる。冷
却空気の流れは公知の手段（図示せず）によつて
変化され、これによつてダイヤフラムをその都度
所望のように調整することができる。ガス入口ケ
ーシングに対してダイヤフラム後方の空間をシー
ルするために、ダイヤフラム５の内端部にはシー
ルリング１０又は金属ベローズを設けておくこと
が可能である。
ラムが排ガスによつて過熱されるのを防止するた
めにケーシング蓋２内に複数の孔９が設けられて
おり、圧縮機から取出された冷却空気が前記孔９
を通つてダイヤフラム５の背面側に導かれる。冷
却空気の流れは公知の手段（図示せず）によつて
変化され、これによつてダイヤフラムをその都度
所望のように調整することができる。ガス入口ケ
ーシングに対してダイヤフラム後方の空間をシー
ルするために、ダイヤフラム５の内端部にはシー
ルリング１０又は金属ベローズを設けておくこと
が可能である。
ダイヤフラム５の全開位置は鎖線で示されてい
る。この位置では案内羽根環はタービン翼車３の
手前の入口横断面の一部分を解放する。
る。この位置では案内羽根環はタービン翼車３の
手前の入口横断面の一部分を解放する。
このことは、第２図に示した実施例でも当て嵌
まり、該実施例ではガス入口ケーシング１の壁に
は環状溝１１が設けられており、該環状溝１１は
ダイヤフラム５の部分負荷位置において案内羽根
環６の一部を受入れる。ガス入口横断面が全開し
た場合すなわち全負荷時には案内羽根は、鎖線位
置で示したように入口横断面全体をカバーしてい
る。環状溝１１の代りに個々の案内羽根のために
夫々凹所をガス入口ケーシング１の壁に設けるこ
とも可能であり、該凹所の横断面は案内羽根の横
断面に等しい。このようにすれば、環状溝１１を
介して案内羽根環６の側方を迂回する流れが避け
られ、これによつて調整効果は一層改善される。
まり、該実施例ではガス入口ケーシング１の壁に
は環状溝１１が設けられており、該環状溝１１は
ダイヤフラム５の部分負荷位置において案内羽根
環６の一部を受入れる。ガス入口横断面が全開し
た場合すなわち全負荷時には案内羽根は、鎖線位
置で示したように入口横断面全体をカバーしてい
る。環状溝１１の代りに個々の案内羽根のために
夫々凹所をガス入口ケーシング１の壁に設けるこ
とも可能であり、該凹所の横断面は案内羽根の横
断面に等しい。このようにすれば、環状溝１１を
介して案内羽根環６の側方を迂回する流れが避け
られ、これによつて調整効果は一層改善される。
第２図に示した実施例では開位置の案内羽根環
は、第１実施例の場合よりも幾分右寄りに位置し
ているので、閉位置では、より好ましい流入と一
層良好な部分負荷効率が生じる。
は、第１実施例の場合よりも幾分右寄りに位置し
ているので、閉位置では、より好ましい流入と一
層良好な部分負荷効率が生じる。
ダイヤフラム５の作動は、第１図及び第２図の
実施例では排ガス流の圧力によつて行われるが、
その他任意の機械式、電気式、電磁式、油圧式又
は空圧式手段によつて行うようにすることもでき
る。ダイヤフラムの調整移動距離は例えば機関回
転数から、或いは機関又はターボ過給機のその他
適当な運転量から導き出すことができる。
実施例では排ガス流の圧力によつて行われるが、
その他任意の機械式、電気式、電磁式、油圧式又
は空圧式手段によつて行うようにすることもでき
る。ダイヤフラムの調整移動距離は例えば機関回
転数から、或いは機関又はターボ過給機のその他
適当な運転量から導き出すことができる。
案内羽根はガス入口ケーシングに装着すること
もでき、あるいはガス入口ケーシングとダイヤフ
ラムとに交互に装着されていてもよい。
もでき、あるいはガス入口ケーシングとダイヤフ
ラムとに交互に装着されていてもよい。
より高い構成費を要するとは云え、双流タービ
ンにおいても入口横断面の同等の調整を行うこと
が可能である。
ンにおいても入口横断面の同等の調整を行うこと
が可能である。
［発明の効果］
本発明によれば、ガス入口ケーシング１の全外
周で該ガス入口ケーシングとケーシング蓋２との
間にダイヤフラム５の外周を締込んで固定したこ
とによつて、ガス入口通路の起点からタービン翼
車３の外周に至るまでガス入口通路の横断面を連
続的かつソフトに変化させることが可能になるば
かりでなく、前記固定手段に基づいて、ダイヤフ
ラムを作動流体の流動方向で長く構成して充分に
弾性的な可撓性をダイヤフラムに与えうると共
に、この可撓性を得るためにダイヤフラムを過度
に薄肉に構成する必要がなくなるので、従来技術
において認められるようなダイヤフラムのフラツ
タリング現象や渦流剥離に起因するキヤビテーシ
ヨン現象の発生の虞れもなくなるという顕著な効
果が奏せられる。
周で該ガス入口ケーシングとケーシング蓋２との
間にダイヤフラム５の外周を締込んで固定したこ
とによつて、ガス入口通路の起点からタービン翼
車３の外周に至るまでガス入口通路の横断面を連
続的かつソフトに変化させることが可能になるば
かりでなく、前記固定手段に基づいて、ダイヤフ
ラムを作動流体の流動方向で長く構成して充分に
弾性的な可撓性をダイヤフラムに与えうると共
に、この可撓性を得るためにダイヤフラムを過度
に薄肉に構成する必要がなくなるので、従来技術
において認められるようなダイヤフラムのフラツ
タリング現象や渦流剥離に起因するキヤビテーシ
ヨン現象の発生の虞れもなくなるという顕著な効
果が奏せられる。
図面は本発明のターボ過給機の３実施例を略示
するものであつて、第１図は案内羽根環を装着し
たダイヤフラムをガス入口ケーシング内部に配設
したターボ過給機のタービン部の断面図、第２図
はガス入口ケーシングの環状溝内へ部分的に進入
せしめるようにした案内羽根環を備えたダイヤフ
ラムをガス入口ケーシング内部に配設したターボ
過給機のタービン部の断面図である。 １…ガス入口ケーシング、２…ケーシング蓋、
３…タービン翼車、４…締付リング、５…ダイヤ
フラム、６…案内羽根環、７…ばね、８…凹所、
９…孔、１０…シールリング、１１…環状溝。
するものであつて、第１図は案内羽根環を装着し
たダイヤフラムをガス入口ケーシング内部に配設
したターボ過給機のタービン部の断面図、第２図
はガス入口ケーシングの環状溝内へ部分的に進入
せしめるようにした案内羽根環を備えたダイヤフ
ラムをガス入口ケーシング内部に配設したターボ
過給機のタービン部の断面図である。 １…ガス入口ケーシング、２…ケーシング蓋、
３…タービン翼車、４…締付リング、５…ダイヤ
フラム、６…案内羽根環、７…ばね、８…凹所、
９…孔、１０…シールリング、１１…環状溝。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ タービン吸込能力の調整装置を有し、該調整
装置にリング状のダイヤフラム５を備えた形式の
ターボ過給機において、ダイヤフラム５の外周が
ガス入口ケーシング１の外周で該ガス入口ケーシ
ング１とケーシング蓋２との間に締込まれて固定
されており、しかも前記ダイヤフラム５が、ター
ビン翼車３の手前の入口横断面を、内燃機関から
その都度供給される排ガス量に適合させうるよう
にするために、ダイヤフラム固定部位を支点とし
てダイヤフラム平面からタービン軸方向に変形可
能に構成されており、かつ前記ダイヤフラム５の
内側制限縁が前記タービン翼車３の回転羽根環の
外周の近くに位置していることを特徴とする、タ
ーボ過給機。 ２ ダイヤフラム５がその内周に案内羽根環６を
有している、特許請求の範囲第１項記載のターボ
過給機。 ３ 案内羽根環に対向した方のガス入口ケーシン
グ１の側に、前記案内羽根環６を受容するため
の、案内羽根環横断面に相応した凹所が設けられ
ている、特許請求の範囲第２項記載のターボ過給
機。 ４ ダイヤフラム５がガス入口ケーシング１の内
部に配設されている、特許請求の範囲第１項記載
のターボ過給機。 ５ ダイヤフラム５がばね弾性を有している、特
許請求の範囲第１項記載のターボ過給機。 ６ 圧縮機から分岐された冷却空気のようなガス
状の圧力媒体でダイヤフラム５を負荷するための
孔９がケーシング蓋２内に設けられている、特許
請求の範囲第１項記載のターボ過給機。 ７ タービン翼車３の手前の入口横断面を減少さ
せる方向にダイヤフラム５を負荷するばね７が設
けられている、特許請求の範囲第１項記載のター
ボ過給機。 ８ ダイヤフラム５がその外周においてヒンジ状
にガス入口ケーシング１に取付けられている、特
許請求の範囲第１項記載のターボ過給機。 ９ ガス入口ケーシング１の排ガス誘導部分を冷
却空気流に対してシールするリング状のシール部
材１０がダイヤフラム５の内周に設けられてい
る、特許請求の範囲第６項記載のターボ過給機。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH250079A CH638867A5 (de) | 1979-03-16 | 1979-03-16 | Turbolader mit einer einrichtung zur regelung des schluckvermoegens der turbine. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55128606A JPS55128606A (en) | 1980-10-04 |
| JPH0262681B2 true JPH0262681B2 (ja) | 1990-12-26 |
Family
ID=4235197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3279880A Granted JPS55128606A (en) | 1979-03-16 | 1980-03-17 | Turbosupercharger |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4324526A (ja) |
| JP (1) | JPS55128606A (ja) |
| CH (1) | CH638867A5 (ja) |
| DE (1) | DE2914648A1 (ja) |
| DK (1) | DK106880A (ja) |
| FR (1) | FR2451454A1 (ja) |
| GB (1) | GB2044860B (ja) |
Families Citing this family (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4445815A (en) * | 1980-06-09 | 1984-05-01 | United Technologies Corporation | Temperature regulation of air cycle refrigeration systems |
| US4415307A (en) * | 1980-06-09 | 1983-11-15 | United Technologies Corporation | Temperature regulation of air cycle refrigeration systems |
| DE3278214D1 (en) * | 1981-11-14 | 1988-04-14 | Holset Engineering Co | A variable inlet area turbine |
| US4499731A (en) * | 1981-12-09 | 1985-02-19 | Bbc Brown, Boveri & Company, Limited | Controllable exhaust gas turbocharger |
| US4655679A (en) * | 1983-05-25 | 1987-04-07 | Ltv Aerospace And Defense Company | Power translation device |
| DE3675605D1 (de) * | 1985-07-17 | 1990-12-20 | Geoffrey Light Wilde | Variabler einlass fuer eine radialturbine. |
| DE3628177C2 (de) * | 1986-08-20 | 1995-01-12 | Klein Schanzlin & Becker Ag | Einlaufgehäuse für Strömungsmaschinen mit radialer Zuströmung |
| US4764088A (en) * | 1987-04-21 | 1988-08-16 | Kapich Davorin D | Inlet guide vane assembly |
| US4798411A (en) * | 1987-07-08 | 1989-01-17 | Lin Pao C | Collapsible combined table and chair assembly |
| US4932835A (en) * | 1989-04-04 | 1990-06-12 | Dresser-Rand Company | Variable vane height diffuser |
| US5231831A (en) * | 1992-07-28 | 1993-08-03 | Leavesley Malcolm G | Turbocharger apparatus |
| US5664939A (en) * | 1995-07-31 | 1997-09-09 | Taco, Inc. | Circulator pump check valve |
| US6314735B1 (en) * | 2000-02-23 | 2001-11-13 | Ford Global Technologies, Inc. | Control of exhaust temperature in lean burn engines |
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| WO2004046509A1 (en) * | 2002-11-15 | 2004-06-03 | Honeywell International Inc. | Variable nozzle for turbocharger |
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| DE102008000776B4 (de) * | 2008-01-21 | 2022-04-14 | BMTS Technology GmbH & Co. KG | Turbine mit varialber Turbinengeometrie, insbesondere für einen Abgasturbolader, sowie Abgasturbolader |
| GB2459314B (en) * | 2008-04-17 | 2012-12-12 | Cummins Turbo Tech Ltd | Turbocharger cleaning |
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