JPS6161908A - 内燃機関の沸騰冷却装置 - Google Patents
内燃機関の沸騰冷却装置Info
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- JPS6161908A JPS6161908A JP18394884A JP18394884A JPS6161908A JP S6161908 A JPS6161908 A JP S6161908A JP 18394884 A JP18394884 A JP 18394884A JP 18394884 A JP18394884 A JP 18394884A JP S6161908 A JPS6161908 A JP S6161908A
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- Japan
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- coolant
- refrigerant
- liquid phase
- water jacket
- capacitor
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P11/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
- F01P11/02—Liquid-coolant filling, overflow, venting, or draining devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P3/00—Liquid cooling
- F01P3/22—Liquid cooling characterised by evaporation and condensation of coolant in closed cycles; characterised by the coolant reaching higher temperatures than normal atmospheric boiling-point
- F01P3/2285—Closed cycles with condenser and feed pump
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust Silencers (AREA)
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】
産業上の利用分野
この発明は、ウォータジャケット内に貯留された液相冷
媒の沸騰気化潜熱を利用して冷却を行う内燃機関の沸騰
冷却装置に関する。
媒の沸騰気化潜熱を利用して冷却を行う内燃機関の沸騰
冷却装置に関する。
従来の技術
自動車用等の内燃機関に用いられている周知の水冷式冷
却装置にあっては、ウォータジャケット内の各部で相当
な温度差を生じ、均一々冷却が困難であるとともに、熱
交換効率が低く、ラジェータの小型化に限界がある等の
欠点があった。
却装置にあっては、ウォータジャケット内の各部で相当
な温度差を生じ、均一々冷却が困難であるとともに、熱
交換効率が低く、ラジェータの小型化に限界がある等の
欠点があった。
そこで本出願人は内燃機関の冷却装置として、冷媒の沸
騰・凝縮のサイクルを利用した沸騰冷却装置を種々提案
している（例えば特願昭５８−１４５４７０号、特願昭
５８−２２８１４８号等）。
騰・凝縮のサイクルを利用した沸騰冷却装置を種々提案
している（例えば特願昭５８−１４５４７０号、特願昭
５８−２２８１４８号等）。
これはウォータジャケットとコンデンサと冷媒供給ポン
プとを主体として密閉した冷媒循環系を構成し、上記ウ
ォータジャケット内に液面センサによって規定された設
定レベルまで液相冷媒（例えば水と不凍液の混合液）を
貯留しておいて、その沸騰気化により各部を冷却するも
のである。そして発生蒸気をコンデンサに導いて凝縮し
、コンデンサ下部に液相冷媒として回収した後、上記液
面センサの検出信号に基づいて作動する冷媒供給ポンプ
によって、再度ウォータジャケットに供給し、その冷媒
液面を上記設定レベルに維持する構成となっている。こ
のように冷媒供給ポンプを用いてウォータジャケット内
の冷媒液面を制御することにより、負荷条件等が変化し
ても液面を確実に設定レベルに維持できることになｐ、
燃焼室壁等高温部位の露出を防止し、かつウォータジャ
ケット上部に適宜な蒸気空間を確保して、安定した冷却
機能を発揮できるのである。
プとを主体として密閉した冷媒循環系を構成し、上記ウ
ォータジャケット内に液面センサによって規定された設
定レベルまで液相冷媒（例えば水と不凍液の混合液）を
貯留しておいて、その沸騰気化により各部を冷却するも
のである。そして発生蒸気をコンデンサに導いて凝縮し
、コンデンサ下部に液相冷媒として回収した後、上記液
面センサの検出信号に基づいて作動する冷媒供給ポンプ
によって、再度ウォータジャケットに供給し、その冷媒
液面を上記設定レベルに維持する構成となっている。こ
のように冷媒供給ポンプを用いてウォータジャケット内
の冷媒液面を制御することにより、負荷条件等が変化し
ても液面を確実に設定レベルに維持できることになｐ、
燃焼室壁等高温部位の露出を防止し、かつウォータジャ
ケット上部に適宜な蒸気空間を確保して、安定した冷却
機能を発揮できるのである。
発明が解決しようとする問題点
しかし、上記コンデンサで凝縮されて、その下部に集め
られた液相冷媒は、コンデンサを出る段階では飽和温度
に近い温度を有しているから、上記のように冷媒供給ポ
ンプによってウォータジャケットへ送シ込む際に、ポン
プの吸入側でキャビテーションを生じ易く、この結果、
液相冷媒の円滑な送給が困難となったり、あるいは冷媒
供給ポンプの耐久性を損う、などの虞れがあった。
られた液相冷媒は、コンデンサを出る段階では飽和温度
に近い温度を有しているから、上記のように冷媒供給ポ
ンプによってウォータジャケットへ送シ込む際に、ポン
プの吸入側でキャビテーションを生じ易く、この結果、
液相冷媒の円滑な送給が困難となったり、あるいは冷媒
供給ポンプの耐久性を損う、などの虞れがあった。
問題点を解決するための手段
上記の問題点を解決するために、この発明は、コンデン
サと冷媒供給ポンプとの間の冷媒通路に、フィン等の放
熱用部材を設けたものである。
サと冷媒供給ポンプとの間の冷媒通路に、フィン等の放
熱用部材を設けたものである。
作 用
ウォータジャケットで発生した冷媒蒸気は、コンデンサ
で凝縮され、その下部に集められた後、冷媒供給ポンプ
によって再度ウォータジャケットに送り込まれる。ここ
でコンデンサ下部に集められた液相冷媒は飽和温度に近
い温度であるが、フィン等によって熱交換効率が高めら
れた冷媒通路を通過する際に更に冷却され、飽和温度よ
りも相当に低い温度となって冷媒供給ポンプに吸入され
る。これによυキャビテーションの発生が抑制される。
で凝縮され、その下部に集められた後、冷媒供給ポンプ
によって再度ウォータジャケットに送り込まれる。ここ
でコンデンサ下部に集められた液相冷媒は飽和温度に近
い温度であるが、フィン等によって熱交換効率が高めら
れた冷媒通路を通過する際に更に冷却され、飽和温度よ
りも相当に低い温度となって冷媒供給ポンプに吸入され
る。これによυキャビテーションの発生が抑制される。
実 施 例
第１図はこの発明の一実施例を示す構成説明図であって
、／はウォータジャケット、２を備えた内燃機関、３は
気相冷媒を凝縮するためのコンデンサ、グは電動式の冷
媒供給ポンプを夫々示している。
、／はウォータジャケット、２を備えた内燃機関、３は
気相冷媒を凝縮するためのコンデンサ、グは電動式の冷
媒供給ポンプを夫々示している。
上記ウォータジャケット２は、シリンダブロックＳおよ
びシリンダヘッド乙の両者に亘って形成され、その上部
の適宜な位置に蒸気量ロアが設けられている。このウォ
ータジャケラトコ内には、通常第１液而センサ♂により
規定される設定レベルまで液相冷媒（例えば水と不凍液
の混合液）が貯留されるようになっており、かつ上記設
定レベルよ）下方位置に温度センサ？が装着されている
。
びシリンダヘッド乙の両者に亘って形成され、その上部
の適宜な位置に蒸気量ロアが設けられている。このウォ
ータジャケラトコ内には、通常第１液而センサ♂により
規定される設定レベルまで液相冷媒（例えば水と不凍液
の混合液）が貯留されるようになっており、かつ上記設
定レベルよ）下方位置に温度センサ？が装着されている
。
コンデンサ３は、上記蒸気量ロアに接続管ｉｏおよび蒸
気通路ｌ／を介して連通したアッパタンク／コと、上下
方向に沿った微細なチューブを主体としたコア部１３と
、このコア部／３で凝縮された液化冷媒を一時貯留する
ロアタンクｌ≠とから構成されるもので、車体１５の前
部に車両走行風を受は得るように設置され、更にその背
面に強制冷却用の電動式冷却ファン／６を備えている。
気通路ｌ／を介して連通したアッパタンク／コと、上下
方向に沿った微細なチューブを主体としたコア部１３と
、このコア部／３で凝縮された液化冷媒を一時貯留する
ロアタンクｌ≠とから構成されるもので、車体１５の前
部に車両走行風を受は得るように設置され、更にその背
面に強制冷却用の電動式冷却ファン／６を備えている。
また上記ロアタンク／弘は、所定レベルに第２液面セン
サ１７を有し、かつ底部に冷媒循環通路／ざの一端が接
続されているとともに、上記所定レベルより若干下方に
第１補助冷媒通路力の一端が接続されている。上記冷媒
循環通路／ｌは、その他端が上記ウォータジャケラトコ
の下部の冷媒人０．２ａに接続されており、かつ中間部
に上記冷媒供給ポンプ弘が介装されている。ここで上記
冷媒循環通路／ｇのロアタンクｌ≠から冷媒供給ポンプ
弘までの部分は、例えばアルミニウムや真鍮等の金属管
からなシ、かつ外表面に多数の冷却フィン／９が設けら
れているとともに、バンパ２０の通風孔２０ ａの後方
など比較的車両・走行風を受ける位置に配管されている
。
サ１７を有し、かつ底部に冷媒循環通路／ざの一端が接
続されているとともに、上記所定レベルより若干下方に
第１補助冷媒通路力の一端が接続されている。上記冷媒
循環通路／ｌは、その他端が上記ウォータジャケラトコ
の下部の冷媒人０．２ａに接続されており、かつ中間部
に上記冷媒供給ポンプ弘が介装されている。ここで上記
冷媒循環通路／ｇのロアタンクｌ≠から冷媒供給ポンプ
弘までの部分は、例えばアルミニウムや真鍮等の金属管
からなシ、かつ外表面に多数の冷却フィン／９が設けら
れているとともに、バンパ２０の通風孔２０ ａの後方
など比較的車両・走行風を受ける位置に配管されている
。
次に、２１は冷媒循環系の系外に設けられたリザーバタ
ンクを示している。これは、通気機能を有するキャップ
〃を介して大気に開放されているとともに、車両の比較
的高所に設置され、かつその底部に、上述した第１補助
冷媒通路力が接続されている。上記第１補助冷媒通路、
２３は、その通路中に常開型の第１電磁弁ｊを有し、か
つとれよシリザーバタンク、２／寄りにおいて第２補助
冷媒通路Ｊが分岐形成されている。そして上記第２補助
冷媒通路Ｊは三方弁である第２電磁弁易を介して上述し
た冷媒循環通路／ｇのロアタンク／ｌと冷媒供給ポンプ
弘との間に接続されている。上記第２電磁弁ユ６は、冷
媒循環通路／ざを遮断して第２補助冷媒通路コダと冷媒
供給ポンプ弘とを連通状態としく流路Ａ）、あるいは第
２補助冷媒通路評を遮断して冷媒循環通路／ざを連通状
態（流路Ｂ）とするものである。
ンクを示している。これは、通気機能を有するキャップ
〃を介して大気に開放されているとともに、車両の比較
的高所に設置され、かつその底部に、上述した第１補助
冷媒通路力が接続されている。上記第１補助冷媒通路、
２３は、その通路中に常開型の第１電磁弁ｊを有し、か
つとれよシリザーバタンク、２／寄りにおいて第２補助
冷媒通路Ｊが分岐形成されている。そして上記第２補助
冷媒通路Ｊは三方弁である第２電磁弁易を介して上述し
た冷媒循環通路／ｇのロアタンク／ｌと冷媒供給ポンプ
弘との間に接続されている。上記第２電磁弁ユ６は、冷
媒循環通路／ざを遮断して第２補助冷媒通路コダと冷媒
供給ポンプ弘とを連通状態としく流路Ａ）、あるいは第
２補助冷媒通路評を遮断して冷媒循環通路／ざを連通状
態（流路Ｂ）とするものである。
一方、冷媒循環系の最上部である接続管１０には、系内
の空気を排出するための空気排出通路２７が接続されて
おり、かつその通路中に常閉型の第８′電磁弁２ｇが介
装されている。尚、上記空気排出通路２７の先端は、上
記リザーバタンク、２／内に開口している。
の空気を排出するための空気排出通路２７が接続されて
おり、かつその通路中に常閉型の第８′電磁弁２ｇが介
装されている。尚、上記空気排出通路２７の先端は、上
記リザーバタンク、２／内に開口している。
上記の各電磁弁２！； 、 ２６ 、．２ｇ’Ｆ冷媒供
給ポンプＶ等は、所謂マイクロコンピュータシステムヲ
用いた制御装置ユ９によって所定のプログラムに従って
制御されるものであ）、以下、その制御を簡単に説明す
る。
給ポンプＶ等は、所謂マイクロコンピュータシステムヲ
用いた制御装置ユ９によって所定のプログラムに従って
制御されるものであ）、以下、その制御を簡単に説明す
る。
先ず機関が始動すると、系内を一旦液相冷媒で満たして
不凝縮気体である空気を排出する。すなわち、リザーバ
タンク２／から第２電磁弁、２６を介して冷媒供給ポン
プｑにより液相冷媒を強制導入し、同時に空気排出通路
２７の第８電磁弁２Ｓを開いて、空気を押し出すのであ
る。
不凝縮気体である空気を排出する。すなわち、リザーバ
タンク２／から第２電磁弁、２６を介して冷媒供給ポン
プｑにより液相冷媒を強制導入し、同時に空気排出通路
２７の第８電磁弁２Ｓを開いて、空気を押し出すのであ
る。
系内が液相冷媒で満たされた後は、第１ ’Ａｔ磁弁−
夕を開き、系内から発生蒸気圧により余剰の冷媒が排出
されるまで待機する。このとき、ウォータジャケラトコ
内の冷媒液面が第１液而センサｇの設定レベル以下とな
ると冷媒供給ポンプｑがＯＮ作動し、ロアタンク７μ側
から液相冷媒を供給して冷媒液面を設定レベルに細持す
る。そして、ロアタンクμ内の冷媒液面が第２液面七／
す／７の位置まで低下した段階で系内が密閉され、定常
的な運転状態となる。
夕を開き、系内から発生蒸気圧により余剰の冷媒が排出
されるまで待機する。このとき、ウォータジャケラトコ
内の冷媒液面が第１液而センサｇの設定レベル以下とな
ると冷媒供給ポンプｑがＯＮ作動し、ロアタンク７μ側
から液相冷媒を供給して冷媒液面を設定レベルに細持す
る。そして、ロアタンクμ内の冷媒液面が第２液面七／
す／７の位置まで低下した段階で系内が密閉され、定常
的な運転状態となる。
以稜は、第１液面センサ♂の検出信号に基づいて冷媒供
給ポンプψがＯＮ・ＯＦＦ制御され、ロアタンク／＋側
から適宜ウォータジャケラトコ側へ液相冷媒を供給して
冷媒液面が設定レベルに保たれるとともに、温度センサ
９の検出信号に基づいて冷却ファン１６がＯＮ・ＯＦＦ
制御され、系内の温度を目標温度に維持する。ここで、
上記ロアタンク／４’から冷媒供給ポンプｑによって吸
い出された液相冷媒は、冷却フィンｉｔを備えた冷媒循
環通路ｌざを通流する際に外気により冷却されて飽和温
度よりも相当に低い温度となり、従ってキャビテーショ
ンの発生が防止される。とりわけ、上記冷媒供給ポンプ
弘は間欠的に作動し、その供給量は極めて少量であるか
ら、キャビテーションの防止に十分な温度低下が図れる
。
給ポンプψがＯＮ・ＯＦＦ制御され、ロアタンク／＋側
から適宜ウォータジャケラトコ側へ液相冷媒を供給して
冷媒液面が設定レベルに保たれるとともに、温度センサ
９の検出信号に基づいて冷却ファン１６がＯＮ・ＯＦＦ
制御され、系内の温度を目標温度に維持する。ここで、
上記ロアタンク／４’から冷媒供給ポンプｑによって吸
い出された液相冷媒は、冷却フィンｉｔを備えた冷媒循
環通路ｌざを通流する際に外気により冷却されて飽和温
度よりも相当に低い温度となり、従ってキャビテーショ
ンの発生が防止される。とりわけ、上記冷媒供給ポンプ
弘は間欠的に作動し、その供給量は極めて少量であるか
ら、キャビテーションの防止に十分な温度低下が図れる
。
一方、下シ坂の走行などにより系内温度が過度に低下し
た場合には、第１電磁弁ｊが開かれ、系内を略大気圧に
維持すると同時に、コンデンサ３内にリザーバタンク、
２／から液相冷媒を自然導入して、放熱量の抑制が行わ
れる。これによりｍ度が回復したら、系内冷媒量が所定
量となった段階で再び系内を密閉した運転状態に移行す
る。
た場合には、第１電磁弁ｊが開かれ、系内を略大気圧に
維持すると同時に、コンデンサ３内にリザーバタンク、
２／から液相冷媒を自然導入して、放熱量の抑制が行わ
れる。これによりｍ度が回復したら、系内冷媒量が所定
量となった段階で再び系内を密閉した運転状態に移行す
る。
また機関停止後は、常開型電磁弁である第１′醒磁弁−
ｊが開弁状態となるので、温度低下つまシ系内の圧力低
下に従ってリザーバタンク、２／から液相冷媒が系内に
移動する。最終的には系内が略完全に液相冷媒で満たさ
れた状態となって停止中の空気侵入が防止される。
ｊが開弁状態となるので、温度低下つまシ系内の圧力低
下に従ってリザーバタンク、２／から液相冷媒が系内に
移動する。最終的には系内が略完全に液相冷媒で満たさ
れた状態となって停止中の空気侵入が防止される。
同、沸騰冷却装置においては、ウォータジャケットλに
供給される液相冷媒の温度が飽ａｍ度よりも過度に低い
と、冷却効率の低下や温度の不均一を招来し、好ましく
ない。そのため、上述のように冷媒循環通路／ｌに冷却
フィン／９を設けるのはキャビテーションが問題となる
冷媒供給ポンプｑの上流側のみとする必要がある。また
、第２図に示すように、冷媒供給ポンプ弘の下流側にお
ける冷媒循環通路／ざを断熱材３０にて覆って混ｉ低下
を防止するようにしても良い。
供給される液相冷媒の温度が飽ａｍ度よりも過度に低い
と、冷却効率の低下や温度の不均一を招来し、好ましく
ない。そのため、上述のように冷媒循環通路／ｌに冷却
フィン／９を設けるのはキャビテーションが問題となる
冷媒供給ポンプｑの上流側のみとする必要がある。また
、第２図に示すように、冷媒供給ポンプ弘の下流側にお
ける冷媒循環通路／ざを断熱材３０にて覆って混ｉ低下
を防止するようにしても良い。
発明の効果
以上の説明で明らかなように、この発明に係る内燃機関
の沸騰冷却装置においては、冷媒供給ポンプによって強
制的に液相冷媒を供給する場合に問題となるキャビテー
ションの発生を確実に防止することができる。
の沸騰冷却装置においては、冷媒供給ポンプによって強
制的に液相冷媒を供給する場合に問題となるキャビテー
ションの発生を確実に防止することができる。
第１図はこの発明の一実施例を示す構成説明図、第２図
は異なる実施例を示す要部のみの説明図である。 ／・・・内燃機関、コ・・・ウォータジャケット、３・
・・コンデンサ、ダ・・・冷媒供給ポンプ、♂・・・第
１液面センサ、ヂ・・・温度センサ、／≠・・・ロアタ
／り、／３・・・車体、／４・・・冷却ファン、／７・
・・第２液面センサ、ｉｔ、・・・冷媒循環通路、／９
・・・冷却フィン、２／・・・リザーバタンク、コｊ・
・・第１電磁弁１．２６・・・第２電磁弁、２ｇ・・・
第８電磁弁、３０・・・断熱材。 １−一−−内嬬枳閲 ２−−一−ウ士−タジギケー、ト ８−−−−７１液面ヒンサ １４−−−一ロアグング １８−−−−涜媒循環凪路 １９−−一一清却々ン
は異なる実施例を示す要部のみの説明図である。 ／・・・内燃機関、コ・・・ウォータジャケット、３・
・・コンデンサ、ダ・・・冷媒供給ポンプ、♂・・・第
１液面センサ、ヂ・・・温度センサ、／≠・・・ロアタ
／り、／３・・・車体、／４・・・冷却ファン、／７・
・・第２液面センサ、ｉｔ、・・・冷媒循環通路、／９
・・・冷却フィン、２／・・・リザーバタンク、コｊ・
・・第１電磁弁１．２６・・・第２電磁弁、２ｇ・・・
第８電磁弁、３０・・・断熱材。 １−一−−内嬬枳閲 ２−−一−ウ士−タジギケー、ト ８−−−−７１液面ヒンサ １４−−−一ロアグング １８−−−−涜媒循環凪路 １９−−一一清却々ン
Claims (1)
- （１）液面センサにより規定される設定レベルまで液相
冷媒が貯留されるウォータジャケットと、ここで発生し
た冷媒蒸気を外気により凝縮するコンデンサと、上記液
面センサの検出信号に基づいて作動し、上記コンデンサ
から上記ウォータジャケットへ液相冷媒を循環供給する
冷媒供給ポンプとを備えてなる内燃機関の沸騰冷却装置
において、上記コンデンサと上記冷媒供給ポンプとの間
の冷媒通路に、フィン等の放熱用部材を設けたことを特
徴とする内燃機関の沸騰冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18394884A JPS6161908A (ja) | 1984-09-03 | 1984-09-03 | 内燃機関の沸騰冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18394884A JPS6161908A (ja) | 1984-09-03 | 1984-09-03 | 内燃機関の沸騰冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6161908A true JPS6161908A (ja) | 1986-03-29 |
Family
ID=16144615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18394884A Pending JPS6161908A (ja) | 1984-09-03 | 1984-09-03 | 内燃機関の沸騰冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6161908A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01135180U (ja) * | 1988-03-08 | 1989-09-14 | ||
| JPH0357566A (ja) * | 1989-07-26 | 1991-03-12 | Honda Motor Co Ltd | 抵抗溶接機の制御方法およびその装置 |
| JPH0399828U (ja) * | 1989-11-07 | 1991-10-18 |
-
1984
- 1984-09-03 JP JP18394884A patent/JPS6161908A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01135180U (ja) * | 1988-03-08 | 1989-09-14 | ||
| JPH0357566A (ja) * | 1989-07-26 | 1991-03-12 | Honda Motor Co Ltd | 抵抗溶接機の制御方法およびその装置 |
| JPH0399828U (ja) * | 1989-11-07 | 1991-10-18 |
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