JPH0821679A - 電子冷凍式飲料水冷却装置 - Google Patents
電子冷凍式飲料水冷却装置Info
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- JPH0821679A JPH0821679A JP15403694A JP15403694A JPH0821679A JP H0821679 A JPH0821679 A JP H0821679A JP 15403694 A JP15403694 A JP 15403694A JP 15403694 A JP15403694 A JP 15403694A JP H0821679 A JPH0821679 A JP H0821679A
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- Japan
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- heat
- drinking water
- heat storage
- water cooling
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ペルチェ素子のサーモモジュールで得られる冷
凍能力を巧みに活かし、飲料水の凍結無しに適温の冷水
が得られるようにした軽量,小型な飲料水冷却装置を提
供する。 【構成】容器内に蓄熱材として融点が5〜10℃の相変
化形潜熱蓄熱材11を収容した蓄熱容器10と、前記蓄
熱材の中に浸漬させて蓄熱容器内に配管した飲料水冷却
コイル3と、吸熱面,発熱面をそれぞれ内外に向けて蓄
熱容器に装着したペルチェ素子のサーモモジュール11
とで構成し、サーモモジュールへの給電により蓄熱材を
電子冷却して潜熱の形で蓄熱し、水冷却コイルに通水す
る飲料水を低温の冷水に冷却して供給する。
凍能力を巧みに活かし、飲料水の凍結無しに適温の冷水
が得られるようにした軽量,小型な飲料水冷却装置を提
供する。 【構成】容器内に蓄熱材として融点が5〜10℃の相変
化形潜熱蓄熱材11を収容した蓄熱容器10と、前記蓄
熱材の中に浸漬させて蓄熱容器内に配管した飲料水冷却
コイル3と、吸熱面,発熱面をそれぞれ内外に向けて蓄
熱容器に装着したペルチェ素子のサーモモジュール11
とで構成し、サーモモジュールへの給電により蓄熱材を
電子冷却して潜熱の形で蓄熱し、水冷却コイルに通水す
る飲料水を低温の冷水に冷却して供給する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、家庭用あるいは業務用
に用いる小型の電子冷凍式飲料水冷却装置に関する。
に用いる小型の電子冷凍式飲料水冷却装置に関する。
【0002】
【従来の技術】まず、従来より一般に使用されているア
イスバンク蓄熱方式の飲料水冷却装置の構成を図4に示
す。図において、1は蓄熱水2を収容した冷却水槽であ
り、この冷却水槽1の内部には水道水を通水する飲料水
冷却コイル3,および冷凍機の蒸発コイル(エバポレー
タ)4が同心的に配管されており、さらにその中心部に
は水撹拌器5を備えている。また、前記の蒸発コイル4
は電動圧縮機5,凝縮器6,キャピラリチューブ7を含
む冷媒回路に接続して冷凍サイクルを構成している。な
お、8は冷水の給水コックである。
イスバンク蓄熱方式の飲料水冷却装置の構成を図4に示
す。図において、1は蓄熱水2を収容した冷却水槽であ
り、この冷却水槽1の内部には水道水を通水する飲料水
冷却コイル3,および冷凍機の蒸発コイル(エバポレー
タ)4が同心的に配管されており、さらにその中心部に
は水撹拌器5を備えている。また、前記の蒸発コイル4
は電動圧縮機5,凝縮器6,キャピラリチューブ7を含
む冷媒回路に接続して冷凍サイクルを構成している。な
お、8は冷水の給水コックである。
【0003】かかる構成で、冷凍機を運転すると蒸発コ
イル4に接する蓄熱水2が凍結し、蒸発コイル4の周囲
にアイスバンク9を生成して蓄氷される。この状態で常
温の水道水を飲料水冷却コイル3に通水すると、水道水
は低温(0℃)の蓄熱水との熱交換により冷却され、給
水コック8を通じて冷水を得ることができる。
イル4に接する蓄熱水2が凍結し、蒸発コイル4の周囲
にアイスバンク9を生成して蓄氷される。この状態で常
温の水道水を飲料水冷却コイル3に通水すると、水道水
は低温(0℃)の蓄熱水との熱交換により冷却され、給
水コック8を通じて冷水を得ることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した従
来のアイスバンク蓄熱方式の飲料水冷却装置は、冷凍機
を搭載しているために、重量が重く、かつ外形が大形化
して家庭用,業務用などに用いる簡易形の小型飲料水冷
却装置としては不適である。また、飲料水冷却コイル3
と蒸発コイル4とが接近し過ぎて、蒸発コイル4の回り
に生成したアイスバンク9で飲料水冷却コイル3の周囲
が覆われる状態になると、飲料水冷却コイル3に供給し
た水道水も凍結してしまうと言った給水トラブルが発生
する問題もある。
来のアイスバンク蓄熱方式の飲料水冷却装置は、冷凍機
を搭載しているために、重量が重く、かつ外形が大形化
して家庭用,業務用などに用いる簡易形の小型飲料水冷
却装置としては不適である。また、飲料水冷却コイル3
と蒸発コイル4とが接近し過ぎて、蒸発コイル4の回り
に生成したアイスバンク9で飲料水冷却コイル3の周囲
が覆われる状態になると、飲料水冷却コイル3に供給し
た水道水も凍結してしまうと言った給水トラブルが発生
する問題もある。
【0005】一方、電動圧縮機を使用した冷凍方式の代
替手段として、ペルチェ素子のサーモモジュールを使用
した電子冷凍方式が知られている。しかしながら、この
ペルチェ素子は冷凍能力が小さく、かつ冷却温度がマイ
ナス温度になる低温領域で使用すると、その冷凍能力の
低下が極めて大きくなることから、−10℃レベルの冷
却温度が必要となる前記のアイスバンク蓄熱方式への採
用は実用的でない。
替手段として、ペルチェ素子のサーモモジュールを使用
した電子冷凍方式が知られている。しかしながら、この
ペルチェ素子は冷凍能力が小さく、かつ冷却温度がマイ
ナス温度になる低温領域で使用すると、その冷凍能力の
低下が極めて大きくなることから、−10℃レベルの冷
却温度が必要となる前記のアイスバンク蓄熱方式への採
用は実用的でない。
【0006】本発明は上記の点にかんがみなされたもの
であり、その目的は前記課題を解決し、ペルチェ素子の
サーモモジュールで得られる冷凍能力を巧みに活かし、
飲料水の凍結無しに適温の冷水が得られるようにした軽
量,小型な飲料水冷却装置を提供することにある。
であり、その目的は前記課題を解決し、ペルチェ素子の
サーモモジュールで得られる冷凍能力を巧みに活かし、
飲料水の凍結無しに適温の冷水が得られるようにした軽
量,小型な飲料水冷却装置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
に、本発明の飲料水冷却装置は、内部に蓄熱材を収容し
た蓄熱容器と、前記蓄熱材の中に浸漬させて蓄熱容器内
に配管した飲料水の水冷却コイルと、吸熱面,発熱面を
それぞれ内外に向けて蓄熱容器に装着したペルチェ素子
のサーモモジュールとから構成するものとする。
に、本発明の飲料水冷却装置は、内部に蓄熱材を収容し
た蓄熱容器と、前記蓄熱材の中に浸漬させて蓄熱容器内
に配管した飲料水の水冷却コイルと、吸熱面,発熱面を
それぞれ内外に向けて蓄熱容器に装着したペルチェ素子
のサーモモジュールとから構成するものとする。
【0008】そして、前記の蓄熱材料には、融点が5〜
10℃の相変化形潜熱蓄熱材を用いるものとする。ま
た、前記の飲料水冷却装置において、蓄熱容器の内側に
サーモモジュールの吸熱面と伝熱的に接する吸熱フィン
を設けた構成、あるいは蓄熱容器の内,外壁面上に、パ
イプの一部がサーモモジュールの吸熱面,発熱面と伝熱
的に接するように吸熱用,放熱用の細管ヒートパイプを
引回し配管した構成がある。
10℃の相変化形潜熱蓄熱材を用いるものとする。ま
た、前記の飲料水冷却装置において、蓄熱容器の内側に
サーモモジュールの吸熱面と伝熱的に接する吸熱フィン
を設けた構成、あるいは蓄熱容器の内,外壁面上に、パ
イプの一部がサーモモジュールの吸熱面,発熱面と伝熱
的に接するように吸熱用,放熱用の細管ヒートパイプを
引回し配管した構成がある。
【0009】
【作用】上記構成のように、蓄熱容器内に融点(相変化
温度)が5〜10℃の相変化形潜熱蓄熱材(例えばパラ
フィン族炭化水素(C14〜C16パラフィン))を用い、
これに多数のペルチェ素子で構成したサーモモジュール
に組合わせて蓄熱材を電子冷却することにより、サーモ
モジュールの冷却温度は0〜5℃程度で十分な蓄熱が可
能となる。また、前記したパラフィン族炭化水素などの
潜熱蓄熱材の融解潜熱は、氷の融解潜熱約80kcal/kg
に比べて数倍大きく、これにより冷凍手段に冷凍能力の
小さなサーモモジュールを採用して大きな蓄熱容量が確
保されるほか、飲料水凍結のおそれなしに冷水を供給で
きる。しかも、機械的な冷凍機を搭載しないので装置全
体が小型,コンパクトな構成となる。
温度)が5〜10℃の相変化形潜熱蓄熱材(例えばパラ
フィン族炭化水素(C14〜C16パラフィン))を用い、
これに多数のペルチェ素子で構成したサーモモジュール
に組合わせて蓄熱材を電子冷却することにより、サーモ
モジュールの冷却温度は0〜5℃程度で十分な蓄熱が可
能となる。また、前記したパラフィン族炭化水素などの
潜熱蓄熱材の融解潜熱は、氷の融解潜熱約80kcal/kg
に比べて数倍大きく、これにより冷凍手段に冷凍能力の
小さなサーモモジュールを採用して大きな蓄熱容量が確
保されるほか、飲料水凍結のおそれなしに冷水を供給で
きる。しかも、機械的な冷凍機を搭載しないので装置全
体が小型,コンパクトな構成となる。
【0010】また、サーモモジュールの吸熱面側に吸熱
フィンを取付けることにより、該吸熱フィンがヒートシ
ンクとして有効に働いて蓄熱材との間の伝熱効率が高ま
る。さらに、蓄熱容器の内外壁面にサーモモジュールに
伝熱結合した吸熱用,および放熱用の細管ヒートパイプ
を配管することにより、該細管ヒートパイプの熱伝達機
能で前記と同様にサーモモジュールの吸熱面と蓄熱材と
の間で高い伝熱性が確保できるほか、特に発熱面側では
放熱フィン,送風ファンなどを設置せずに自然空冷の自
冷式放熱が可能となるので、より一層の小型化が図れ
る。
フィンを取付けることにより、該吸熱フィンがヒートシ
ンクとして有効に働いて蓄熱材との間の伝熱効率が高ま
る。さらに、蓄熱容器の内外壁面にサーモモジュールに
伝熱結合した吸熱用,および放熱用の細管ヒートパイプ
を配管することにより、該細管ヒートパイプの熱伝達機
能で前記と同様にサーモモジュールの吸熱面と蓄熱材と
の間で高い伝熱性が確保できるほか、特に発熱面側では
放熱フィン,送風ファンなどを設置せずに自然空冷の自
冷式放熱が可能となるので、より一層の小型化が図れ
る。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 実施例1:図1において、10は伝熱性の高い金属製容
器の周面を断熱材で覆った蓄熱容器であり、該蓄熱容器
10の内部には蓄熱材11として、融点(相変化温度)
が5〜10℃である相変化形の潜熱蓄熱材(例えばパラ
フィン族炭化水素(C14〜C16パラフィン))が収容さ
れ、かつこの蓄熱材11の中に浸漬して水道水を通水す
る飲料水冷却コイル3が配管されている。また、蓄熱容
器10の周壁一部の断熱材を除去して外方に露呈させた
金属壁面上には多数のペルチェ素子を直列に接続してな
るサーモモジュール12が伝熱的に装着されている。こ
の場合に、サーモモジュール12は吸熱面を蓄熱容器1
0の壁面に密着させ、反対側の発熱面を外方に向けて装
着する。また、サーモモジュール12の発熱面には放熱
フィン13を取付け、さらにその外側に送風ファン14
を備えている。なお、15は商用電源16を直流に変換
してサーモモジュール12に給電するAC/DCコンバ
ータである。
する。 実施例1:図1において、10は伝熱性の高い金属製容
器の周面を断熱材で覆った蓄熱容器であり、該蓄熱容器
10の内部には蓄熱材11として、融点(相変化温度)
が5〜10℃である相変化形の潜熱蓄熱材(例えばパラ
フィン族炭化水素(C14〜C16パラフィン))が収容さ
れ、かつこの蓄熱材11の中に浸漬して水道水を通水す
る飲料水冷却コイル3が配管されている。また、蓄熱容
器10の周壁一部の断熱材を除去して外方に露呈させた
金属壁面上には多数のペルチェ素子を直列に接続してな
るサーモモジュール12が伝熱的に装着されている。こ
の場合に、サーモモジュール12は吸熱面を蓄熱容器1
0の壁面に密着させ、反対側の発熱面を外方に向けて装
着する。また、サーモモジュール12の発熱面には放熱
フィン13を取付け、さらにその外側に送風ファン14
を備えている。なお、15は商用電源16を直流に変換
してサーモモジュール12に給電するAC/DCコンバ
ータである。
【0012】かかる構成で、サーモモジュール12に給
電すると、周知のようにサーモモジュール12にはペル
チェ効果による吸熱と発熱が生じる。これにより、サー
モモジュール12の吸熱面が低温部となってこれに接す
る蓄熱容器10に収容した蓄熱材11が冷却される。ま
た、高温部となるサーモモジュール12の発熱面側に生
じた熱は、放熱フィン13,送風ファン14により周囲
に放熱される。そして、サーモモジュール12への給電
時間の経過とともに蓄熱材11の温度が次第に低下し、
やがて相変化温度(融点:5〜10℃)以下になるとい
ままで液相であった蓄熱材が凝固し、その潜熱量に対応
した冷熱が蓄熱材11に蓄熱される。
電すると、周知のようにサーモモジュール12にはペル
チェ効果による吸熱と発熱が生じる。これにより、サー
モモジュール12の吸熱面が低温部となってこれに接す
る蓄熱容器10に収容した蓄熱材11が冷却される。ま
た、高温部となるサーモモジュール12の発熱面側に生
じた熱は、放熱フィン13,送風ファン14により周囲
に放熱される。そして、サーモモジュール12への給電
時間の経過とともに蓄熱材11の温度が次第に低下し、
やがて相変化温度(融点:5〜10℃)以下になるとい
ままで液相であった蓄熱材が凝固し、その潜熱量に対応
した冷熱が蓄熱材11に蓄熱される。
【0013】一方、前記の蓄熱状態で飲料水冷却コイル
3に水道水を通水すると、水は蓄熱材11との熱交換に
より冷却され、飲料水として適温な冷水として給水コッ
ク8を通じて供給される。なお、この場合における冷水
温度は、飲料水冷却コイル3の熱交換面積,および該コ
イルに通水する供給水量、蓄熱材11の相変化温度など
により調整することができる。
3に水道水を通水すると、水は蓄熱材11との熱交換に
より冷却され、飲料水として適温な冷水として給水コッ
ク8を通じて供給される。なお、この場合における冷水
温度は、飲料水冷却コイル3の熱交換面積,および該コ
イルに通水する供給水量、蓄熱材11の相変化温度など
により調整することができる。
【0014】実施例2:図2は先記実施例1の応用実施
例を示すものであり、この実施例においては、蓄熱容器
10の外壁面上に設置したサーモモジュール12の吸熱
面と向かい合わせて、蓄熱容器10の内壁面側には蓄熱
材11の中へ突き出すように吸熱フィン17(櫛歯状の
フィンブロック体)が設置が設置されている。
例を示すものであり、この実施例においては、蓄熱容器
10の外壁面上に設置したサーモモジュール12の吸熱
面と向かい合わせて、蓄熱容器10の内壁面側には蓄熱
材11の中へ突き出すように吸熱フィン17(櫛歯状の
フィンブロック体)が設置が設置されている。
【0015】かかる構成により、吸熱フィン17がヒー
トシンクとして機能するので、先記実施例1と比べてサ
ーモモジュール12の吸熱面と蓄熱材11との間の熱伝
達率が向上する。 実施例3:図3は本発明のさらに異なる応用実施例を示
すものである。すなわち、この実施例においては、先記
実施例1,2で述べた吸熱フィン,放熱フィン,送風フ
ァンの代替え手段として、サーモモジュール12の吸熱
面,および発熱面側に吸熱用の細管ヒートパイプ18,
および放熱用の細管ヒートパイプ19を設置して吸熱,
放熱効率を高めるようにしたものである。
トシンクとして機能するので、先記実施例1と比べてサ
ーモモジュール12の吸熱面と蓄熱材11との間の熱伝
達率が向上する。 実施例3:図3は本発明のさらに異なる応用実施例を示
すものである。すなわち、この実施例においては、先記
実施例1,2で述べた吸熱フィン,放熱フィン,送風フ
ァンの代替え手段として、サーモモジュール12の吸熱
面,および発熱面側に吸熱用の細管ヒートパイプ18,
および放熱用の細管ヒートパイプ19を設置して吸熱,
放熱効率を高めるようにしたものである。
【0016】そのために、図示のように蓄熱容器10の
内壁面,および外壁面のほぼ全面域に亘って、直径1〜
4mm程度の銅パイプに作動液体を封入した細管ヒートパ
イプ18,19を螺旋状に巻装し、かつそのパイプ一部
がサーモモジュール12の吸熱面,発熱面と伝熱的に接
するように引回し配管されている。なお、この細管ヒー
トパイプの動作原理は流体振動により熱伝達を行うもの
であり、加熱部,放熱部の上下関係,パイプ形状などの
制約がなく、自由な経路に引き回して配管することがで
きる。
内壁面,および外壁面のほぼ全面域に亘って、直径1〜
4mm程度の銅パイプに作動液体を封入した細管ヒートパ
イプ18,19を螺旋状に巻装し、かつそのパイプ一部
がサーモモジュール12の吸熱面,発熱面と伝熱的に接
するように引回し配管されている。なお、この細管ヒー
トパイプの動作原理は流体振動により熱伝達を行うもの
であり、加熱部,放熱部の上下関係,パイプ形状などの
制約がなく、自由な経路に引き回して配管することがで
きる。
【0017】かかる構成によれば、吸熱用細管ヒートパ
イプ18の熱伝達機能により蓄熱材11とサーモモジュ
ール12の吸熱面との間に高い熱伝達率が確保できるほ
か、発熱面側では送風ファンなどを使用せずに、放熱用
細管ヒートパイプ19を通じて発熱が周囲へ自冷式に放
熱される。これにより、飲料水冷却装置をより一層小
型,コンパクトに構成することが可能となる。
イプ18の熱伝達機能により蓄熱材11とサーモモジュ
ール12の吸熱面との間に高い熱伝達率が確保できるほ
か、発熱面側では送風ファンなどを使用せずに、放熱用
細管ヒートパイプ19を通じて発熱が周囲へ自冷式に放
熱される。これにより、飲料水冷却装置をより一層小
型,コンパクトに構成することが可能となる。
【0018】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の構成によれ
ば、サーモモジュールによる電子冷却方式と蓄熱材を巧
みに組合わせて構成したことにより、冷凍機を搭載した
従来のアイスバンク蓄熱方式と比べて小型,軽量であ
り、しかも飲料水凍結のおそれがない実用的価値の高い
飲料水冷却装置が得られる。
ば、サーモモジュールによる電子冷却方式と蓄熱材を巧
みに組合わせて構成したことにより、冷凍機を搭載した
従来のアイスバンク蓄熱方式と比べて小型,軽量であ
り、しかも飲料水凍結のおそれがない実用的価値の高い
飲料水冷却装置が得られる。
【図1】本発明の実施例1による電子冷凍式飲料水冷却
装置の構成図
装置の構成図
【図2】本発明の実施例2による電子冷凍式飲料水冷却
装置の構成図
装置の構成図
【図3】本発明の実施例3による電子冷凍式飲料水冷却
装置の構成図
装置の構成図
【図4】従来における飲料水冷却装置の構成図
3 飲料水冷却コイル 10 蓄熱容器 11 蓄熱材 12 ペルチェ素子のサーモモジュール 13 放熱フィン 14 送風ファン 17 吸熱フィン 18 吸熱用細管ヒートパイプ 19 放熱用細管ヒートパイプ
Claims (4)
- 【請求項1】内部に蓄熱材を収容した蓄熱容器と、前記
蓄熱材の中に浸漬させて蓄熱容器内に配管した飲料水の
水冷却コイルと、吸熱面,発熱面をそれぞれ内外に向け
て蓄熱容器に装着したペルチェ素子のサーモモジュール
とで構成したことを特徴とする電子冷凍式飲料水冷却装
置。 - 【請求項2】請求項1記載の飲料水冷却装置において、
蓄熱材は融点が5〜10℃の相変化形潜熱蓄熱材である
ことを特徴とする電子冷凍式飲料水冷却装置。 - 【請求項3】請求項1記載の飲料水冷却装置において、
蓄熱容器の内側にサーモモジュールの吸熱面と伝熱的に
接する吸熱フィンを設けたことを特徴とする電子冷凍式
飲料水冷却装置。 - 【請求項4】請求項1記載の飲料水冷却装置において、
蓄熱容器の内外壁面上に、パイプの一部がサーモモジュ
ールの吸熱面,発熱面と伝熱的に接するように吸熱用,
放熱用の細管ヒートパイプを引回し配管したことを特徴
とする電子冷凍式飲料水冷却装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15403694A JPH0821679A (ja) | 1994-07-06 | 1994-07-06 | 電子冷凍式飲料水冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15403694A JPH0821679A (ja) | 1994-07-06 | 1994-07-06 | 電子冷凍式飲料水冷却装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0821679A true JPH0821679A (ja) | 1996-01-23 |
Family
ID=15575516
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15403694A Pending JPH0821679A (ja) | 1994-07-06 | 1994-07-06 | 電子冷凍式飲料水冷却装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0821679A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4877510A (en) * | 1988-10-25 | 1989-10-31 | Bio-Rad Laboratories, Inc. | Apparatus for preparative gel electrophoresis |
US6319472B1 (en) | 1993-11-01 | 2001-11-20 | Nanogen, Inc. | System including functionally separated regions in electrophoretic system |
US6375899B1 (en) | 1993-11-01 | 2002-04-23 | Nanogen, Inc. | Electrophoretic buss for transport of charged materials in a multi-chamber system |
JP2007178043A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Toshiba Corp | 熱流制御システムおよびペルチェモジュール動作特性推定方法 |
WO2011086506A3 (de) * | 2010-01-18 | 2011-09-29 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Hausgerätvorrichtung |
WO2013088366A1 (en) * | 2011-12-12 | 2013-06-20 | Avner Sadot | On-demand beverage cooler |
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CN110836567A (zh) * | 2019-10-25 | 2020-02-25 | 中国科学院生物物理研究所 | 制冷保温收集装置 |
CN114719555A (zh) * | 2021-01-06 | 2022-07-08 | 青岛海尔特种电冰柜有限公司 | 一种取饮机及操控方法 |
-
1994
- 1994-07-06 JP JP15403694A patent/JPH0821679A/ja active Pending
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