JPS59229062A - ペルトン水車の制御装置 - Google Patents
ペルトン水車の制御装置Info
- Publication number
- JPS59229062A JPS59229062A JP58103788A JP10378883A JPS59229062A JP S59229062 A JPS59229062 A JP S59229062A JP 58103788 A JP58103788 A JP 58103788A JP 10378883 A JP10378883 A JP 10378883A JP S59229062 A JPS59229062 A JP S59229062A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- needle
- deflector
- pelton
- water turbine
- control device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B15/00—Controlling
- F03B15/02—Controlling by varying liquid flow
- F03B15/20—Controlling by varying liquid flow specially adapted for turbines with jets of high-velocity liquid impinging on bladed or like rotors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B1/00—Engines of impulse type, i.e. turbines with jets of high-velocity liquid impinging on blades or like rotors, e.g. Pelton wheels; Parts or details peculiar thereto
- F03B1/04—Nozzles; Nozzle-carrying members
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
この発明は、ペルトン水車の制御装置に関し、特にペル
トン水車を備える水力発電所において、系統故障などで
発電不可になった際デフレクタのみの操作で水車の運転
を止め自然放流する必要が生じ、その後系統との再並列
投入時にこの自然数“泥流量を変化させることなく系統
との並列を可能にするものである。
トン水車を備える水力発電所において、系統故障などで
発電不可になった際デフレクタのみの操作で水車の運転
を止め自然放流する必要が生じ、その後系統との再並列
投入時にこの自然数“泥流量を変化させることなく系統
との並列を可能にするものである。
一般にペルトン水車は２００〜１８００ ｆｆ！の高落
差地点に適用される衝動水車であり、中容置板以下は横
軸形、大容量機には交軸形が用いられている。
差地点に適用される衝動水車であり、中容置板以下は横
軸形、大容量機には交軸形が用いられている。
第１図に示−ｔｉ軸軸形ペルトン水産よってその概要を
説明′″Ｊ″、ると、水圧鉄管１０からの圧力水は入口
曲管１１ａ、ｌｌｂで二つのノズル１，２に分配されそ
れぞれのノズル１．２で加速され高速のジェン） １２
ａ 。
説明′″Ｊ″、ると、水圧鉄管１０からの圧力水は入口
曲管１１ａ、ｌｌｂで二つのノズル１，２に分配されそ
れぞれのノズル１．２で加速され高速のジェン） １２
ａ 。
１２ｂとなってバケツ） ５ａに水動力を加えて仕事を
したのち下部放水路１４に排出される。それぞれのノズ
ル１，２内のニードル１ａ、２ａは通常運転時はそれぞ
れが備えるニードルサーボモータＩＣ，２ｃによって負
荷に応じて開閉されその流量を調整する。それぞれのノ
ズル１，２とランナ５との間にはデフレクタ１ｂ、２ｂ
が該ノズルに軸支され回動自在に設けられ、負荷が急激
に減少したときにサーボモータ６によりリンク機構７を
介してそれぞれのデフレクタｌｂ、２ｂが連動して同時
に回動されジェットの方向を一時バケツ） ５ａの方向
からそらせて、その間にそれぞれのニードルｌａ、２ａ
を徐々に閉じて水圧管１０内の水撃作用による水圧上昇
を防止しながら水車の回転数が増大するのを抑制してい
る。また、デフレクタＩｂ、２ｂを全閉することにより
ジェット１２ａ、１２ｂの方向がバケツ）５ａから完全
にそれランナ５の回転は停止するがこの水車を止めた状
態でも放流は継続することができる。また、ペルトン水
車はフランシス水車などに比べて、負荷に応じてノズル
から噴流するジェットの数を増減１−て運転できるので
部分負荷効率が高く、さらに、ランチの点検や取替えが
容易で、機構が簡単であるから土砂などによる摩耗腐蝕
部品の取替えがたやすく、加えてデフレクタおよびジェ
ットブレーキの採用によシ、速度上昇、水圧上昇値が小
さい等の利点がある。
したのち下部放水路１４に排出される。それぞれのノズ
ル１，２内のニードル１ａ、２ａは通常運転時はそれぞ
れが備えるニードルサーボモータＩＣ，２ｃによって負
荷に応じて開閉されその流量を調整する。それぞれのノ
ズル１，２とランナ５との間にはデフレクタ１ｂ、２ｂ
が該ノズルに軸支され回動自在に設けられ、負荷が急激
に減少したときにサーボモータ６によりリンク機構７を
介してそれぞれのデフレクタｌｂ、２ｂが連動して同時
に回動されジェットの方向を一時バケツ） ５ａの方向
からそらせて、その間にそれぞれのニードルｌａ、２ａ
を徐々に閉じて水圧管１０内の水撃作用による水圧上昇
を防止しながら水車の回転数が増大するのを抑制してい
る。また、デフレクタＩｂ、２ｂを全閉することにより
ジェット１２ａ、１２ｂの方向がバケツ）５ａから完全
にそれランナ５の回転は停止するがこの水車を止めた状
態でも放流は継続することができる。また、ペルトン水
車はフランシス水車などに比べて、負荷に応じてノズル
から噴流するジェットの数を増減１−て運転できるので
部分負荷効率が高く、さらに、ランチの点検や取替えが
容易で、機構が簡単であるから土砂などによる摩耗腐蝕
部品の取替えがたやすく、加えてデフレクタおよびジェ
ットブレーキの採用によシ、速度上昇、水圧上昇値が小
さい等の利点がある。
上記のようにこの種のペルトン水車の制御装置としてデ
フレクタが知られているが、従来装置においては第２図
にその要部を示すように、複数（この従来例の場合４個
であるが）のノズル１゜２．３，４が備えるそれぞれの
デフレクタｌｂ、２ｂ。
フレクタが知られているが、従来装置においては第２図
にその要部を示すように、複数（この従来例の場合４個
であるが）のノズル１゜２．３，４が備えるそれぞれの
デフレクタｌｂ、２ｂ。
３ｂ、４ｂをリンク機構７を介して連動させそれぞれの
デフレクタに共通に設けられた１個のサーボモータ６で
これらのデフレクタを制御し、装置の簡略化とデフレク
タ回動待合ノズルからのジェットがパケットに与える水
動力のノ（ランス化をはかつている。また、各ノズルは
それぞれデフレクタの回動とニードルの進退動作に協調
をもたすべくデフレクタの動きにニードルが連動する構
成になっている。すなわちデフレクタｌｂ、２ｂ、３ｂ
、４ｂの動きをリンク機構１ｄ、２ｄ、３ｄ、４ｄを介
して追尾用カムｌｅ、２ｅ、３ｅ、４ｅの動きに変換し
、これらのカムがニードル配圧弁ｉｆ、２ｆ、３ｆ、４
ｆに作用することにより図示しない圧油を制御してニー
ドルサーボモータｌｃ、２ｃ、３ｃ、４ｃを駆動させる
システムである。そのため、このような装置では系統解
除後の水車停止から定格回転数まで増速させて系統に再
並列投入するには、上記のようにデフレクタの動きに連
動してニードルが動作するために周知のように各ノズル
を一旦全開にして、その後起動開度まで各ニードルと各
デフレクタを開動作して水車を増速しでいき、さらに各
ニードルと各デフレクタを閉動作して水車回転数が定格
回転数になった時点で系統と再並列投入を行なっている
。この制御ダイアフラムな第３図に示す。したがって、
このような制御装置では各ノズルを絞るという操作があ
るため、水路内の流量変化が避けられなかった。そのた
めこの種のペルトン水車の制御装置を備える水力発電所
において系統故障等で発電不可になシ、水路系の放流流
量を確保すべくデフレクタのみの操作で自然放流を継続
しても、その後水車を起動し系統と再並列投入を行なう
際放流流量が変化するという欠点がある。また、その対
策として従来は土木設備として放流流量が維持できる余
水路を、さらには流量変化による水圧鉄管の水圧上昇を
押えるためにサージタンクを設ける必要があるといった
ことからその設備に多額の費用を要するという欠点があ
った。
デフレクタに共通に設けられた１個のサーボモータ６で
これらのデフレクタを制御し、装置の簡略化とデフレク
タ回動待合ノズルからのジェットがパケットに与える水
動力のノ（ランス化をはかつている。また、各ノズルは
それぞれデフレクタの回動とニードルの進退動作に協調
をもたすべくデフレクタの動きにニードルが連動する構
成になっている。すなわちデフレクタｌｂ、２ｂ、３ｂ
、４ｂの動きをリンク機構１ｄ、２ｄ、３ｄ、４ｄを介
して追尾用カムｌｅ、２ｅ、３ｅ、４ｅの動きに変換し
、これらのカムがニードル配圧弁ｉｆ、２ｆ、３ｆ、４
ｆに作用することにより図示しない圧油を制御してニー
ドルサーボモータｌｃ、２ｃ、３ｃ、４ｃを駆動させる
システムである。そのため、このような装置では系統解
除後の水車停止から定格回転数まで増速させて系統に再
並列投入するには、上記のようにデフレクタの動きに連
動してニードルが動作するために周知のように各ノズル
を一旦全開にして、その後起動開度まで各ニードルと各
デフレクタを開動作して水車を増速しでいき、さらに各
ニードルと各デフレクタを閉動作して水車回転数が定格
回転数になった時点で系統と再並列投入を行なっている
。この制御ダイアフラムな第３図に示す。したがって、
このような制御装置では各ノズルを絞るという操作があ
るため、水路内の流量変化が避けられなかった。そのた
めこの種のペルトン水車の制御装置を備える水力発電所
において系統故障等で発電不可になシ、水路系の放流流
量を確保すべくデフレクタのみの操作で自然放流を継続
しても、その後水車を起動し系統と再並列投入を行なう
際放流流量が変化するという欠点がある。また、その対
策として従来は土木設備として放流流量が維持できる余
水路を、さらには流量変化による水圧鉄管の水圧上昇を
押えるためにサージタンクを設ける必要があるといった
ことからその設備に多額の費用を要するという欠点があ
った。
上記従来のペルトン水車の制御装置の欠点に鑑がみ、こ
の発明は系統故障等で発電を停止しても水路系流量を変
化させることなく、系統との再並列投入ができ、土木設
備として設けられていた余水路やサージタンクを省略し
、さらに、流量変化によって生じる水圧上昇がないため
水圧鉄管も廉価なものにすることを目的とする。
の発明は系統故障等で発電を停止しても水路系流量を変
化させることなく、系統との再並列投入ができ、土木設
備として設けられていた余水路やサージタンクを省略し
、さらに、流量変化によって生じる水圧上昇がないため
水圧鉄管も廉価なものにすることを目的とする。
この発明は、これらの目的を達成するために、進退自在
なニードル、該ニードルの進退で開閉される複数のノズ
ル、該ノズルから噴流するジェットをパケットに受けそ
の衝動で回転するランナ、該ランチとそれぞれのノズル
との間に該ノズルに軸支されその回動によりジェットの
方向をランナからそらすデフレクタ、該デフレクタの回
動に連動シニードルサーボモータへの圧油を制御するニ
ードル配圧弁に作用して前記ニードルを進退させる追尾
用カムを備えるペルトン水車において、該カムと前記ニ
ードルとの連動が解除できるように構成し、その解除手
段はニードル配圧弁とニードルサーボモータとを接続す
る油圧回路に設けられた制御弁であればよく、ペルトン
水車に連接する発電機と系統との系統解除後の再並列投
入時にこの制御弁を閉じることによりカムとニードルと
の連動を解除しデフレクタの回動だけで水車の回転数が
制御できるようにしたものである。
なニードル、該ニードルの進退で開閉される複数のノズ
ル、該ノズルから噴流するジェットをパケットに受けそ
の衝動で回転するランナ、該ランチとそれぞれのノズル
との間に該ノズルに軸支されその回動によりジェットの
方向をランナからそらすデフレクタ、該デフレクタの回
動に連動シニードルサーボモータへの圧油を制御するニ
ードル配圧弁に作用して前記ニードルを進退させる追尾
用カムを備えるペルトン水車において、該カムと前記ニ
ードルとの連動が解除できるように構成し、その解除手
段はニードル配圧弁とニードルサーボモータとを接続す
る油圧回路に設けられた制御弁であればよく、ペルトン
水車に連接する発電機と系統との系統解除後の再並列投
入時にこの制御弁を閉じることによりカムとニードルと
の連動を解除しデフレクタの回動だけで水車の回転数が
制御できるようにしたものである。
以下この発明を実施例を示す図面によシ詳細に説明する
。
。
図において従来例を示す図面と同一構成部分は同一符号
を付しその説明を省略する。第４図にこの発明によるペ
ルトン水車の制御装置のうち１個のノズル系についてだ
け要部を示す。
を付しその説明を省略する。第４図にこの発明によるペ
ルトン水車の制御装置のうち１個のノズル系についてだ
け要部を示す。
したがって他のノズル系についても同様である。
第４図において、従来装置と異なるところはニードル配
圧弁１ｆとニードルサーボモータＩＣとを接続する油圧
回路１０５ａに制御弁１０１ａを設けた点である。なお
、図において、１０２は起動制御弁、１０３はデフレク
タ配圧弁、１０４は圧油タンクである。
圧弁１ｆとニードルサーボモータＩＣとを接続する油圧
回路１０５ａに制御弁１０１ａを設けた点である。なお
、図において、１０２は起動制御弁、１０３はデフレク
タ配圧弁、１０４は圧油タンクである。
この構成による制御装置を備えたペルトン水車の制御方
法は第５図にその制御ダイアフラムで示す。
法は第５図にその制御ダイアフラムで示す。
第５図において、水車運転が停止され放流が続けられて
いる状態で該水車と系統との再並列が指示されると（こ
の場合スタートは第５図の右側）、まず、制御弁１０１
ａを各ノズルとも閉にして追尾用カムとニードルとの連
動を解除する。この際制御弁１０１ａが閉じられるとニ
ードルサーボモータＩＣに圧油が行かないので各ノズル
はニードルが全開状態で保たれる。この状態で図示しな
い水車のブレーキをｏｆｆにしてデフレクタサーボモー
タ６により各デフレクタを起動開度まで開動作し水車を
起動させ増速していぎ、再び各デフレクタを閉動作して
水車を定格回転数にする。
いる状態で該水車と系統との再並列が指示されると（こ
の場合スタートは第５図の右側）、まず、制御弁１０１
ａを各ノズルとも閉にして追尾用カムとニードルとの連
動を解除する。この際制御弁１０１ａが閉じられるとニ
ードルサーボモータＩＣに圧油が行かないので各ノズル
はニードルが全開状態で保たれる。この状態で図示しな
い水車のブレーキをｏｆｆにしてデフレクタサーボモー
タ６により各デフレクタを起動開度まで開動作し水車を
起動させ増速していぎ、再び各デフレクタを閉動作して
水車を定格回転数にする。
この時点で系統と再並列投入を行ない、その後制御弁１
ｆを各ノズル基間にしてデフレクタとニードルを再び連
動させ両者が全開状態で全負荷運転に移行する。
ｆを各ノズル基間にしてデフレクタとニードルを再び連
動させ両者が全開状態で全負荷運転に移行する。
すなわち、この装置では各ニードルは全開状態のままで
デフレクタを回動するだけで系統との再並列投入時に水
車の回転数変化が制御できる。つまり通常の起動時は従
来例と同じくニードルを全 。
デフレクタを回動するだけで系統との再並列投入時に水
車の回転数変化が制御できる。つまり通常の起動時は従
来例と同じくニードルを全 。
閉にする（この場合スタートは第５図の左側）のに対し
て、再並列投入時はニードルを絞る操作を不安としデフ
レクタだけで水車回転数が制御できるので水路流量は変
化しない。
て、再並列投入時はニードルを絞る操作を不安としデフ
レクタだけで水車回転数が制御できるので水路流量は変
化しない。
上記のようＬにの発明によるペルトン水車の制御装置は
、追尾用カムとニードルとの連動を解除できるようにし
、ニードル配圧弁とニードルサーボモータとの間の油圧
回路に設けられた制御弁を閉にすることによシそれをな
し、水車に連接する発電機と系統との系統解除後の再並
列投入時、ニードルを全開のままデフレクタの回動だけ
で水車の回転数が制御できるようにしたので、系統との
再並列投入時水路内の流量変化がなく、したがって土木
設備としての余水路を設けなくても放流流量が維持でき
、しかも水流変化によって生じる水圧上昇がないのでサ
ージタンクを省略でき、かつ水圧鉄管のコストも低減で
きるという優れた効果が得られる。
、追尾用カムとニードルとの連動を解除できるようにし
、ニードル配圧弁とニードルサーボモータとの間の油圧
回路に設けられた制御弁を閉にすることによシそれをな
し、水車に連接する発電機と系統との系統解除後の再並
列投入時、ニードルを全開のままデフレクタの回動だけ
で水車の回転数が制御できるようにしたので、系統との
再並列投入時水路内の流量変化がなく、したがって土木
設備としての余水路を設けなくても放流流量が維持でき
、しかも水流変化によって生じる水圧上昇がないのでサ
ージタンクを省略でき、かつ水圧鉄管のコストも低減で
きるという優れた効果が得られる。
第１図、第２図および第３図はペルトン水車の従来例を
示すもので、第１図はその概要を示す縦断面図、第２図
はその制御装置の要部説明図、第３図はその制御ダイア
フラム、第４図および第５図はこの発明によるペルトン
水車の制御装置の要部説明図およびその制御ダイアフラ
ムである。 １．２，３，４・・・ノズル、ｌａ、２ａ、３ａ、４ａ
・・・ニードル、１ ｂ 、 ２ｂ 、 ３ｂ 、 ４
ｂ・・・デフレクタ、ｌｃ、２ｃ。 ３ｃ、４ｃ・・・ニードルサーボモーフ、１ ｄ 、
２ｄ 、 ３ｄ 。 ４ｄ・・・リンク機構、ｌｅ、２ｅ、３ｅ、４ｅ・・・
追尾用カム、Ｉｆ、２ｆ、３ｆ、４ｆ・・・ニードル配
圧弁、５・・・ランナ、５ａ・・・パケット、６・・・
デフレクタサーボモータ、７・・・リンク機構、１２ａ
、１２ｂ・・・ジェット、 １０１ａ・・・制御弁、１
０５ａ・・・油圧回路。
示すもので、第１図はその概要を示す縦断面図、第２図
はその制御装置の要部説明図、第３図はその制御ダイア
フラム、第４図および第５図はこの発明によるペルトン
水車の制御装置の要部説明図およびその制御ダイアフラ
ムである。 １．２，３，４・・・ノズル、ｌａ、２ａ、３ａ、４ａ
・・・ニードル、１ ｂ 、 ２ｂ 、 ３ｂ 、 ４
ｂ・・・デフレクタ、ｌｃ、２ｃ。 ３ｃ、４ｃ・・・ニードルサーボモーフ、１ ｄ 、
２ｄ 、 ３ｄ 。 ４ｄ・・・リンク機構、ｌｅ、２ｅ、３ｅ、４ｅ・・・
追尾用カム、Ｉｆ、２ｆ、３ｆ、４ｆ・・・ニードル配
圧弁、５・・・ランナ、５ａ・・・パケット、６・・・
デフレクタサーボモータ、７・・・リンク機構、１２ａ
、１２ｂ・・・ジェット、 １０１ａ・・・制御弁、１
０５ａ・・・油圧回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）進退自在なニードル、該ニードルの進退で開閉され
る複数のノズル、該ノズルから噴流するジェットをパケ
ットに受けその衝動で回転するランチ、該ランナとそれ
ぞれのノズルとの間に該ノズルに軸支されその回動によ
シジェットの方向をランナからそらすデフレクタ、該デ
フレクタの回動に連動しニードルサーボモータへの圧油
を制御するニードル配圧弁に作用して前記ニードルを進
退させる追尾用カムを備えるペルトン水車において、該
カムと前記ニードルとの連動が解除できることを特徴と
するペルトン水車の制御装置。 ２、特許請求の範囲第１項に記載のペルトン水車の制御
装置において、追尾用カムとニードルとの連動を解除す
る手段はニードル配圧弁とニードルサーボモータとを接
続する油圧回路に設けられた制御弁であることを特徴と
するペルトン水車の制御装置。 ３）％許請求の範囲第１項または第２項に記載のペルト
ン水車の制御装置にお（・て、該ペルトン水車に連接す
る発電機と系統との系統解除後の再並列投入時に、追尾
用カムとニードルとの連動を制御弁を閉じることにより
２％除し、デフレクタの回動だけで水車の回転数が制
御できることを特徴とするペルトン水車の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58103788A JPS59229062A (ja) | 1983-06-10 | 1983-06-10 | ペルトン水車の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58103788A JPS59229062A (ja) | 1983-06-10 | 1983-06-10 | ペルトン水車の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59229062A true JPS59229062A (ja) | 1984-12-22 |
| JPH0133668B2 JPH0133668B2 (ja) | 1989-07-14 |
Family
ID=14363142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58103788A Granted JPS59229062A (ja) | 1983-06-10 | 1983-06-10 | ペルトン水車の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59229062A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0349383U (ja) * | 1989-09-21 | 1991-05-14 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5636309A (en) * | 1980-06-27 | 1981-04-09 | Hitachi Ltd | Controlling mehtod for tension |
-
1983
- 1983-06-10 JP JP58103788A patent/JPS59229062A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5636309A (en) * | 1980-06-27 | 1981-04-09 | Hitachi Ltd | Controlling mehtod for tension |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0349383U (ja) * | 1989-09-21 | 1991-05-14 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0133668B2 (ja) | 1989-07-14 |
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