JPS62114682A - 超音波霧化装置 - Google Patents
超音波霧化装置Info
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- JPS62114682A JPS62114682A JP25366785A JP25366785A JPS62114682A JP S62114682 A JPS62114682 A JP S62114682A JP 25366785 A JP25366785 A JP 25366785A JP 25366785 A JP25366785 A JP 25366785A JP S62114682 A JPS62114682 A JP S62114682A
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- JP
- Japan
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- air
- liquid
- vibrator
- fuel
- edge part
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- Pending
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B17/00—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
- B05B17/04—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
- B05B17/06—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations
- B05B17/0607—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers
- B05B17/0623—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers coupled with a vibrating horn
- B05B17/063—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers coupled with a vibrating horn having an internal channel for supplying the liquid or other fluent material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Landscapes
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Pressure-Spray And Ultrasonic-Wave- Spray Burners (AREA)
- Special Spraying Apparatus (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (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 −トの １１１ノ）！
本９．１ＪＩは、一般には超ン″ｆ波宵化装置に関する
ものであり、特に（１）自動ｉｌｉ用燃料噴射装置、例
えば電子−制御ガソリン噴射弁又は電子制御ディーゼル
噴射ブＦ、 （２）ガスタービン用燃料ノズル、及び
（３）Ｌ業用、営業用、及び家庭用のボイラ、加熱炉、
暖房機用バー十等に好適に使用し、液体を間欠的に又は
連続的にｗ１粒化する超音波Ａ化装置に関するものであ
る。
ものであり、特に（１）自動ｉｌｉ用燃料噴射装置、例
えば電子−制御ガソリン噴射弁又は電子制御ディーゼル
噴射ブＦ、 （２）ガスタービン用燃料ノズル、及び
（３）Ｌ業用、営業用、及び家庭用のボイラ、加熱炉、
暖房機用バー十等に好適に使用し、液体を間欠的に又は
連続的にｗ１粒化する超音波Ａ化装置に関するものであ
る。
【米ユ且潰
従来、ｌ−、述したような種々の分野で灯油のような液
体燃料を噴霧、即ち微粒化するために圧力噴霧へ−すが
使用されている。斯る噴霧バーナに使用されているＡ他
装置は、ノズルから噴射された液体と外気（大気）との
間の剪断作用により液体を微粒化している。従って、供
給液体を微粒化するためには液体供給圧力を犬とする必
要があり、液体供給設備例えばポンプ、配管等が複雑Ｉ
ｔつ大型化することとなった。
体燃料を噴霧、即ち微粒化するために圧力噴霧へ−すが
使用されている。斯る噴霧バーナに使用されているＡ他
装置は、ノズルから噴射された液体と外気（大気）との
間の剪断作用により液体を微粒化している。従って、供
給液体を微粒化するためには液体供給圧力を犬とする必
要があり、液体供給設備例えばポンプ、配管等が複雑Ｉ
ｔつ大型化することとなった。
更に、噴射流値の調整は、供給液体の圧力を変えるか、
ノズルの噴射１−１面ｈ〜を変えることにより行なうが
、曲名の力性では低ｌ倉：、１時（低圧時）の微粒化の
状態が悪化し、その改り策として中、大型のボイラでは
エアー又はスチームを併用し供給される液体燃ネ４の微
粒化を図っている。そのために装置は益々複雑化し１１
つ大型となった。一方、後者の方法では、ノズルの構造
が極めて複雑となり、その調整及び保守管理が大変であ
った。
ノズルの噴射１−１面ｈ〜を変えることにより行なうが
、曲名の力性では低ｌ倉：、１時（低圧時）の微粒化の
状態が悪化し、その改り策として中、大型のボイラでは
エアー又はスチームを併用し供給される液体燃ネ４の微
粒化を図っている。そのために装置は益々複雑化し１１
つ大型となった。一方、後者の方法では、ノズルの構造
が極めて複雑となり、その調整及び保守管理が大変であ
った。
このような従来の霧化装置の欠点を改良するべく、霧化
装置の噴射口から加圧して液体燃料を噴射すると同時に
該燃料に超汀波振動を付与する試みがなされている。
装置の噴射口から加圧して液体燃料を噴射すると同時に
該燃料に超汀波振動を付与する試みがなされている。
１が しようと る八′へ
しかしながら、従来の超音波による液体霧化装置は噴′
Ａ星が極めて小さく、大官睦の微粒化を必要とする上記
の如き霧化装置には使用することができなかった。
Ａ星が極めて小さく、大官睦の微粒化を必要とする上記
の如き霧化装置には使用することができなかった。
−［−記従来の問題を解決し大官縫の液体の微粒化を達
成するべく、本出願人より超音波振動子の端部にエツジ
部を設け、該エツジ部に液体を薄膜状で供給することに
よって、該エツジ部より液体が大１．ｊ、に微粒化され
るＪｆｌ ’Ｍ波噴射方法及び噴射ノズルが提案されて
いる（特願昭５９−７７５７２を参照せよ）。
成するべく、本出願人より超音波振動子の端部にエツジ
部を設け、該エツジ部に液体を薄膜状で供給することに
よって、該エツジ部より液体が大１．ｊ、に微粒化され
るＪｆｌ ’Ｍ波噴射方法及び噴射ノズルが提案されて
いる（特願昭５９−７７５７２を参照せよ）。
該噴射ノズル、即ち、霧化装とについて第３図を参照し
筒中に説明すると、該＾他装置、即ち。
筒中に説明すると、該＾他装置、即ち。
例えばガスタービン用燃料ノズルｌは、中心に中心孔２
を有した細長の概略円筒形状の弁箱４を具備する。該弁
箱４の下端には、液体供給手段、即ちノズル孔６が設け
られる。
を有した細長の概略円筒形状の弁箱４を具備する。該弁
箱４の下端には、液体供給手段、即ちノズル孔６が設け
られる。
前記弁箱４の中心孔２を貫いて振動子ｌＯが配置される
。該振動子１０は、本体部１４．該本体部１４より小径
の細長円柱状の振動子軸部１６及び本体部１４と軸部１
６とを連結する遷移部１８を有する０本体部１４にはよ
り大径とされた鍔２０が設けられており、該鍔２０が弁
箱４のＬ端に形成された肩部２２と、該弁箱４の上端面
にボルト（図示せず）によって取付られた環状の振動手
押え２４とによって弁箱４に取付られる。
。該振動子１０は、本体部１４．該本体部１４より小径
の細長円柱状の振動子軸部１６及び本体部１４と軸部１
６とを連結する遷移部１８を有する０本体部１４にはよ
り大径とされた鍔２０が設けられており、該鍔２０が弁
箱４のＬ端に形成された肩部２２と、該弁箱４の上端面
にボルト（図示せず）によって取付られた環状の振動手
押え２４とによって弁箱４に取付られる。
振動子ｌＯの軸部１６は弁箱４及びノズル孔６より下方
に、つまり外方へと更に突出している。
に、つまり外方へと更に突出している。
振動子ｌＯの先端、つまり軸部１６の先端にはエツジ部
２６が形成される。
２６が形成される。
前記振動子１０のエツジ部２６は、第３図によると漸次
径が小さくされた４段の環状の階段にて形成されている
が、同径にて複数の山形突起を有する形状としたり、漸
次径が小さくされた４段以外の環状の階段状としたり、
更に漸次径が増大したり、又漸次径が小さくなり次で大
きくなるような形状とすることもできる。
径が小さくされた４段の環状の階段にて形成されている
が、同径にて複数の山形突起を有する形状としたり、漸
次径が小さくされた４段以外の環状の階段状としたり、
更に漸次径が増大したり、又漸次径が小さくなり次で大
きくなるような形状とすることもできる。
前述のように、振動子ｌＯの前記エツジ部２６に燃料を
供給するためのノズル孔６は１つ又は複数個環状に配列
して形成され、該ノズル孔６の燃料供給「１６ａは概略
前記エツジ部２６のＬ端に隣接して開口し、該ノズル孔
６の他端６ｂは燃料供給源（図示せず）に連結される。
供給するためのノズル孔６は１つ又は複数個環状に配列
して形成され、該ノズル孔６の燃料供給「１６ａは概略
前記エツジ部２６のＬ端に隣接して開口し、該ノズル孔
６の他端６ｂは燃料供給源（図示せず）に連結される。
１−記構成において、振動子１０は、本体ｆｉ１４に作
動的に接続された超音波振動発生手段１００により連続
的に振動される。従って、液体燃料がノズル孔６を介し
てエツジ部２６に供給されると、液体燃料はｖＩＬ粒化
され外方へと噴射される。
動的に接続された超音波振動発生手段１００により連続
的に振動される。従って、液体燃料がノズル孔６を介し
てエツジ部２６に供給されると、液体燃料はｖＩＬ粒化
され外方へと噴射される。
しかしながら、例えばボイラー、ガスター上１ン又は自
動−ＩＬの燃料噴射ノズル等においては、ｉｔ！転負荷
に応じて燃料流量、従って燃料供給速度が変ってくるが
、特に燃料供給速度が遅い場合には、つまり噴＊ １１
が小さい場合には燃焼用空気との混合が十分に行なわれ
難く、燃焼効率が低下し江つ排気ガス中の炭化水素（Ｈ
Ｃ）、−酸化炭素（ＣＯ）及びススが増大するといった
欠点があることが分かった。
動−ＩＬの燃料噴射ノズル等においては、ｉｔ！転負荷
に応じて燃料流量、従って燃料供給速度が変ってくるが
、特に燃料供給速度が遅い場合には、つまり噴＊ １１
が小さい場合には燃焼用空気との混合が十分に行なわれ
難く、燃焼効率が低下し江つ排気ガス中の炭化水素（Ｈ
Ｃ）、−酸化炭素（ＣＯ）及びススが増大するといった
欠点があることが分かった。
本発明は斯る霧化装置の改良に関するものである。
魚」Ｌの」目的
本発明の目的は、連続的に又は間欠的に液体を供給する
ことのできる超ｆ７波宵化装置を提供することである。
ことのできる超ｆ７波宵化装置を提供することである。
本発明の他の目的は、大官ｒＭ及び小容量の液体を効率
良く霧化すると共に、該噴霧を燃焼用空気と１・分に混
合し、良好な燃焼を達成することのできる超７７披露化
装置を提供することである。
良く霧化すると共に、該噴霧を燃焼用空気と１・分に混
合し、良好な燃焼を達成することのできる超７７披露化
装置を提供することである。
木）Ｒ，ｌＪＩの他の１的は、供給液体の微粒化の状態
（流量、粒径）が変動しない、安定した微粒化を達成し
得る、特に燃焼器用として利用される超音波霧化装置を
提供することである。
（流量、粒径）が変動しない、安定した微粒化を達成し
得る、特に燃焼器用として利用される超音波霧化装置を
提供することである。
八１ 古 るため −二
上記諸［Ｉ的は本発明に係る超汗波方化装置によって達
成される。要約すれば本発明は、超音波振動発生手段と
、該ａａ波振動発生手段に一端が連結されそして他端に
はエツジ部を有した細長の振動子とを具備し、前記エツ
ジ部に液体を供給し該液体を微粒化する超音波霧化装置
において、前記振動子の軸部を貫通して空気孔を穿設し
、該空気孔を介して前記エツジ部に空気を噴出すること
を特徴とするＭ汗波霜化装置である。
成される。要約すれば本発明は、超音波振動発生手段と
、該ａａ波振動発生手段に一端が連結されそして他端に
はエツジ部を有した細長の振動子とを具備し、前記エツ
ジ部に液体を供給し該液体を微粒化する超音波霧化装置
において、前記振動子の軸部を貫通して空気孔を穿設し
、該空気孔を介して前記エツジ部に空気を噴出すること
を特徴とするＭ汗波霜化装置である。
次に、本発明に係る超音波霧化装置を図面に即して詳し
く説明する。
く説明する。
本発明は上述のように種々の用途に好適に使用しスＩＩ
るが、本実施態様では、第３図に関連して説明したガス
タービン用燃料ノズルに使用されるものとし、第１図に
は該霧化装置の先端部のみが図示される。
るが、本実施態様では、第３図に関連して説明したガス
タービン用燃料ノズルに使用されるものとし、第１図に
は該霧化装置の先端部のみが図示される。
第１図を参照すると、本発明に係る霧化装置、即ち、未
実施ｙＥ様ではカスタービン用燃料ノズルｌは、振動子
１０の中心を貫通する態様で空気孔３０が穿設される。
実施ｙＥ様ではカスタービン用燃料ノズルｌは、振動子
１０の中心を貫通する態様で空気孔３０が穿設される。
？Ｊ！空気孔３０の一端１本実施例ではに端３０ａは振
動子１０の所定位ｔに固着された空気管３２に流体連通
し、空気［（図示せず）から空気、つまり補助（アシス
ト）空気が供給される。該空気孔３０の下端３０ｂは複
数に、例えば２つ又は４つに分岐し、空気噴出ノズル孔
３４を形成する。該空気噴出ノズル孔の出口３４ａはエ
ツジ部２６の任意の位置に、本実施例では４段とされる
階段状エツジ部の最下段の環状段部の側面に開口してい
る。
動子１０の所定位ｔに固着された空気管３２に流体連通
し、空気［（図示せず）から空気、つまり補助（アシス
ト）空気が供給される。該空気孔３０の下端３０ｂは複
数に、例えば２つ又は４つに分岐し、空気噴出ノズル孔
３４を形成する。該空気噴出ノズル孔の出口３４ａはエ
ツジ部２６の任意の位置に、本実施例では４段とされる
階段状エツジ部の最下段の環状段部の側面に開口してい
る。
空気噴出ノズル孔３４の噴射角度θ及び噴射量は該霧化
装置の噴＊ｉ！ｊ１、エツジ部２６の形状及び供給液体
の性状等により種々に変更し得るであろう０例えば空気
の噴出ノズル孔３４からの空気噴射州は燃焼空気の１〜
２０％とされ、代表的には５Ｎ文／ ｍ ｉ ｎとされ
るであろう。
装置の噴＊ｉ！ｊ１、エツジ部２６の形状及び供給液体
の性状等により種々に変更し得るであろう０例えば空気
の噴出ノズル孔３４からの空気噴射州は燃焼空気の１〜
２０％とされ、代表的には５Ｎ文／ ｍ ｉ ｎとされ
るであろう。
第２図には本発明の他の実施例が示される。該実施例に
おいて、振動子ｌＯのエツジ部２６は振動子２６の先端
に環状に形成された複数段の、本実施例では４段の段状
凹所とされ、液体燃料ノズル孔６は振動子１０の内部を
貫通して形成され、ノズル孔の出「１６ａはエツジ部２
６の最上段の上面に開口している。又、このような中空
振動子においては、液体燃料ノズル孔６の入口端には、
振動子の所定位置に固着された燃料供給管７を介して液
体供給源からの液体燃料が供給される。
おいて、振動子ｌＯのエツジ部２６は振動子２６の先端
に環状に形成された複数段の、本実施例では４段の段状
凹所とされ、液体燃料ノズル孔６は振動子１０の内部を
貫通して形成され、ノズル孔の出「１６ａはエツジ部２
６の最上段の上面に開口している。又、このような中空
振動子においては、液体燃料ノズル孔６の入口端には、
振動子の所定位置に固着された燃料供給管７を介して液
体供給源からの液体燃料が供給される。
本発明に従うと、第１図の実施例と同様に振動子に穿設
された空気孔３０の一端は振動子１０の所定位置に固着
された空気管３２に流体連通し、空気源（図示せず）か
ら空気が供給され、又空気孔３０の他端は前記エツジ部
２６に開口することもできるが、本実施例のように前記
液体燃料ノズル孔６に接続することもできる。従って、
いずれの場合にも空気源からの空気は空気孔３０から直
接に又は前記液体燃料ノズル孔６を介してエツジ部２６
に噴射され、該エツジｉ’％２６にて霧化された液体燃
料と混合される。
された空気孔３０の一端は振動子１０の所定位置に固着
された空気管３２に流体連通し、空気源（図示せず）か
ら空気が供給され、又空気孔３０の他端は前記エツジ部
２６に開口することもできるが、本実施例のように前記
液体燃料ノズル孔６に接続することもできる。従って、
いずれの場合にも空気源からの空気は空気孔３０から直
接に又は前記液体燃料ノズル孔６を介してエツジ部２６
に噴射され、該エツジｉ’％２６にて霧化された液体燃
料と混合される。
１；述のように１本発明に従うと、振動子エツジ部、つ
まり液体微粒化部にて微粒化された液体噴霧中に強制的
に補助空気が噴射され、該噴霧と混合されるので、該空
気の流れにより噴霧に遅効エネルギーが付加され、該霧
化装この周期を流れる主たる一次空気と該噴轟との混合
が促進され、燃焼状態が改善され、燃焼器の燃焼効率を
向上せしめる。このことは又、排気ガス中の炭化水＊（
ＨＣ）、−酸化炭素（ＣＯ）及びススを大幅に減少せし
めることとなる。
まり液体微粒化部にて微粒化された液体噴霧中に強制的
に補助空気が噴射され、該噴霧と混合されるので、該空
気の流れにより噴霧に遅効エネルギーが付加され、該霧
化装この周期を流れる主たる一次空気と該噴轟との混合
が促進され、燃焼状態が改善され、燃焼器の燃焼効率を
向上せしめる。このことは又、排気ガス中の炭化水＊（
ＨＣ）、−酸化炭素（ＣＯ）及びススを大幅に減少せし
めることとなる。
又、特に第２図に示すように、振動子のエツジ部２６に
燃料とＪ（に空気を流す構造によると、燃料と空気の流
量比を適当に調節することにより振動子への供給液体の
薄膜化を促進することができ、液体の微粒化効果が高ま
り、噴霧量の増大を図ることができる。
燃料とＪ（に空気を流す構造によると、燃料と空気の流
量比を適当に調節することにより振動子への供給液体の
薄膜化を促進することができ、液体の微粒化効果が高ま
り、噴霧量の増大を図ることができる。
更に、第１図の如くに空気流出ノズル孔３４を複数設け
、流出空気流を旋回せしめるように構成すれば、燃料と
空気流の混合はより一層均−化され、燃焼効率及び１−
述の如き不所望排気物の減少を可能とすることができる
。又、連続燃焼器の場合には該補助空気流の旋回によっ
て火炎の安定保持を図ることもできる。
、流出空気流を旋回せしめるように構成すれば、燃料と
空気流の混合はより一層均−化され、燃焼効率及び１−
述の如き不所望排気物の減少を可能とすることができる
。又、連続燃焼器の場合には該補助空気流の旋回によっ
て火炎の安定保持を図ることもできる。
更に又、上記いずれの実施例の場合においても、補助空
気流を制御することにより、該霧化装置からの噴霧の噴
射角度を制御することが可能となり、燃焼室（連続燃焼
器）或いはガソリン自動車茅の吸気管の形状に合せて燃
料の噴霧角を制御し、これら燃焼室又は吸気管の壁面に
噴霧が付着するのを防ぎ、燃焼状態の改善を図ることが
できる。
気流を制御することにより、該霧化装置からの噴霧の噴
射角度を制御することが可能となり、燃焼室（連続燃焼
器）或いはガソリン自動車茅の吸気管の形状に合せて燃
料の噴霧角を制御し、これら燃焼室又は吸気管の壁面に
噴霧が付着するのを防ぎ、燃焼状態の改善を図ることが
できる。
２」ＬΩ」１里
以上の如くに構成される本発明に係る霧化装置によると
液体の性状に関係なく液体の供給量が大なる場合は勿論
、低流量時でも噴霧の微粒化及び安定した噴霧を行ない
、且つ空気と液体との混合を増進せしめ、良好な燃焼を
達成することができる。更に又、上述のように、本発明
によると、燃焼の安定化及び排気ガス中の炭化水素（）
ＩＣ）、−酸化炭素（ＣＯ）及びススを大幅に減少せし
めることができる。
液体の性状に関係なく液体の供給量が大なる場合は勿論
、低流量時でも噴霧の微粒化及び安定した噴霧を行ない
、且つ空気と液体との混合を増進せしめ、良好な燃焼を
達成することができる。更に又、上述のように、本発明
によると、燃焼の安定化及び排気ガス中の炭化水素（）
ＩＣ）、−酸化炭素（ＣＯ）及びススを大幅に減少せし
めることができる。
第１図は、本発明に係る超ｌ′ｆ波霜化装置の一実施例
の部分断面図である。 第２図は、本発明に係る超音波霧化装置の他の実施例の
部分断面図である。 第３図は、従来の！Ｉｉ澤波＾化装置の断面図である。 １：′Ａ霧化置 ４：弁箱 ６：ノズル孔 １０：振動子 ２６：エツジ部 ３０：空気孔 ３４：空気噴出ノズル孔 第り図 ○＼１００ ｂ 第３図
の部分断面図である。 第２図は、本発明に係る超音波霧化装置の他の実施例の
部分断面図である。 第３図は、従来の！Ｉｉ澤波＾化装置の断面図である。 １：′Ａ霧化置 ４：弁箱 ６：ノズル孔 １０：振動子 ２６：エツジ部 ３０：空気孔 ３４：空気噴出ノズル孔 第り図 ○＼１００ ｂ 第３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）超音波振動発生手段と、該超音波振動発生手段に一
端が連結されそして他端にはエッジ部を有した細長の振
動子とを具備し、前記エッジ部に液体を供給し該液体を
微粒化する超音波霧化装置において、前記振動子の軸部
を貫通して空気孔を穿設し、該空気孔を介して前記エッ
ジ部に空気を噴出することを特徴とする超音波霧化装置
。 ２）空気孔は、エッジ部への液体供給路とは別個に設け
るか、又は該液体供給路とされる特許請求の範囲第１項
記載の超音波霧化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25366785A JPS62114682A (ja) | 1985-11-14 | 1985-11-14 | 超音波霧化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25366785A JPS62114682A (ja) | 1985-11-14 | 1985-11-14 | 超音波霧化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62114682A true JPS62114682A (ja) | 1987-05-26 |
Family
ID=17254501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25366785A Pending JPS62114682A (ja) | 1985-11-14 | 1985-11-14 | 超音波霧化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62114682A (ja) |
-
1985
- 1985-11-14 JP JP25366785A patent/JPS62114682A/ja active Pending
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