KR101275976B1 - 회전타워 식물 재배장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 본 발명은 회전타워 식물 재배장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실내공간에서 재배공간과 작업공간이 구분되며, 재배실은 프레임을 따라 높이방향으로 순환 회전하는 파렛에 육묘판이 놓여진 버켓을 결합하고, 상기 파렛 순환 시 양액과 조명을 버켓 내부에 공급하여 육묘판의 식물이 일정 기간동안 자동으로 재배되도록 한 것이다.
본 발명의 구성은, 지면에 세워지기 위해 수직 프레임과 수평프레임을 조립하고, 전면으로 도어부(11)가 구비된 프레임본체(10)와;
상기 프레임본체(10)의 양측면 상,하부에 축고정되어 회동체인(23)으로 연결된 스프라켓(22)이, 구동모터(21)의 동력을 전달받아 회전 작동되게 구성된 동력발생부(20)와;
상기 회동체인(23)의 이동을 안내하는 내측레일(31) 및 이 내측레일(31)의 바깥측에서 이동을 안내하도록 외측레일(32)이 형성된 상태로, 상기 프레임본체(10)에 고정 설치되는 수직가이드(30)와;
상기 회동체인(23)의 고정핀(24)에 두 개의 링크편(41)일단을 중첩 축지하여, 이 고정핀(24)의 양단부에서 내측레일(31)를 따라 이동하는 내측롤러(42)를 결합하고, 상기 링크편(41)의 외측 일단으로 또 다른 링크편(41)의 외측 일단과 중첩 축지해 고정브라켓(43)에 축결합하며, 이 고정브라켓(43)의 축지부에는 외측레일(32)을 따라 이동되는 외측롤러(45)를 구비한 안내링크편(44)이 결합되는 링크부(40)와;
상기 링크부(40)의 고정브라켓(43)에 양쪽 외측면부가 고정 부착되며, 내부로 수용공간을 갖고 전면이 개방된 함체 형상의 버켓(50)과;
상기 버켓(50)의 수용공간에 수납된 상태로, 그 상부면에 육묘판들이 얹혀지는 파렛(60)과;
상기 프레임본체(10)의 내부 벽면을 따라 간격을 두고 조명구(71)와 양액분사구(72)가 설치된 영양공급부(70)와;
상기 동력발생부(20)와 영양공급부(70)에 전기적 신호를 전달하여 동작되게 하는 제어부(80)로 구성된다.

Description

회전타워 식물 재배장치 {husbandry plant system by the rotary tower type}

본 발명은 회전타워 식물 재배장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실내공간에서 재배공간과 작업공간이 구분되며, 재배실은 프레임을 따라 높이방향으로 순환 회전하는 파렛에 육묘판이 놓여진 버켓을 결합하고, 상기 파렛 순환 시 양액과 조명을 버켓 내부에 공급하여 육묘판의 식물이 일정 기간동안 자동으로 재배되도록 한 것이다.

통상적으로, 식물은 성장하는데 필요한 조건으로 기온, 습도 등의 대기 상태나 기타 물리적인 자연조건에 의해 성장이 좌우되며, 식물이 제대로 자라려면 상기 필요한 조건을 충족해야 한다.

우리나라와 같은 사계절이 뚜렷하게 구분되는 자연환경 상태에서는 매우 다양한 조건의 환경변화가 일어날 수 있으며, 이와 같은 자연환경 상태에서는 식물이 자라나는데 부적절한 환경이 형성될 수 도 있으며, 특히 겨울철과 같은 혹한기에는 대부분의 식물이 성장을 중지하거나 전혀 자라날 수 없게 된다.

이와 같은, 자연환경을 임의적으로 변화시켜 식물이 충실하게 자라날 수 있는 환경을 제공하기 위한 장치로서, 근래에는 비닐이나 유리등에 의해 외부환경과 격리되도록 한 온실을 설치하여, 다양한 식물들이 외부환경과는 무관하게 재배되고 있다.

상기 온실재배의 장점은, 외부의 기온변화와 관계없이 지속적으로 재배함으로써, 장기간에 걸친 안정적 수확이 가능할 뿐만 아니라, 제어된 환경하의 재배로 병충해 방제를 위한 농약사용을 최소활 할 수 있다는 장점이 있다.

그러나, 상기 온실재배도 외부기온의 변화에 따라 보온 및 냉각을 통해 내부기온을 항시 일정하게 유지되도록, 온실내에 보일러 혹은 에어컨 등을 설치해야 하며, 평면상의 넓은 면적에서 파종이나 수확을 위한 작업자의 농기구를 이동할 수 있는 별도의 공간이 확보되어야 하기 때문에, 여유 공간이 협소한 도시 근교에서는 온실재배를 운용하기가 어려운 현실적인 문제점이 있었다.

따라서, 작물을 재배하기 위한 면적을 효율적으로 하기 위한 방법으로 컨테이너형 건물에 높이방향으로 다수개의 선반을 구비하고, 이 선반에 재배상자들을 적층하여 별도로 설치되는 LED조명 및 배양액을 이용해 작물을 성장시키도록 하였다.

또, 상기 컨테이너 건물 내부에 설치된 선반에는, 작물재배에 필요한 물을 공급하는 급수구조나 배수구조가 구비되도록 하며, 외부환경과 격리되도록 해 식물이 안전하게 성장될 수 있었다.

그러나, 상기와 같이 건물 내부에서 다층 형성된 선반위에 재배상자들이 적층되어 인공조명과 배양액을 통해 작물을 성장시키는 방식은 재배공간 활용에는 유용하나, 상기 재배상자들을 이동 및 선반에 배치하는 작업에는 많은 어려움이 있었다.

즉, 상기 재배상자들을 목적지 선반에 올려놓는 작업과, 상자 내부에 심어진 씨앗을 발아시켜 성장과정을 거친 다음 상기 재배상자를 다시 회수하여 수확하고, 이를 다시 씨뿌리기 한 후 목적지 선반위에 올려놓는 작업이 순환되어야 하는 복잡한 과정이 필요한 문제점이 있었다.

또, 상기 선반에서 재배상자를 인출하기 위해 작업자가 활동할 수 있는 공간이 확보되어야 하고, 작업자의 활동으로 인해 재배실 내부를 밀폐할 수 없어 외부의 오염물질이 유입될 수 있는 폐단이 있었다.

본 발명의 첫 번째 목적은, 상기와 같은 문제점을 해소하여, 외부 기온변화에 관계없이 실내에서 지속적으로 재배가능하며, 재배공간과 작업자의 작업공간을 구분지어, 사람키에 관계없이 재배공간의 높이를 자유로이 주어진 공간에 따라 재배면적을 최대화 할 수 있도록 한 회전타워 식물 재배장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 두번째 목적은, 식물 재배장치 내부환경을 제어하여 친환경 재배가 가능하고, 파종이나 수확을 위한 버켓교환을 위한 최소한의 도어부 개폐동작으로 내부환경의 오염물질 유입을 방지해 제품의 신뢰성을 향상시키도록 한 회전타워 식물 재배장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 세 번째 목적은, 식물 재배장치 내부에서 순환되는 파렛이, 가이드부와 체인에 링크 연결되어, 흔들림 없이 안정적으로 순환되도록 하며, 내부에서 급수 및 배수구조와 조명기기가 구비된 회전타워 식물 재배장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 네 번째 목적은, 식물 재배장치의 외관을 투명화하여, 식물 재배에 대해 육안으로 확인할 수 있도록 함으로써, 식물 재배에 대한 신뢰성과 상품성을 향상시킬 수 있도록 한 회전타워 식물 재배장치를 제공하는 데 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 지면에 세워지기 위해 수직 프레임과 수평프레임을 조립하고, 전면으로 도어부(11)가 구비된 프레임본체(10)와;

상기 프레임본체(10)의 양측면 상,하부에 축고정되어 회동체인(23)으로 연결된 스프라켓(22)이, 구동모터(21)의 동력을 전달받아 회전 작동되게 구성된 동력발생부(20)와;

상기 회동체인(23)의 이동을 안내하는 내측레일(31) 및 이 내측레일(31)의 바깥측에서 이동을 안내하도록 외측레일(32)이 형성된 상태로, 상기 프레임본체(10)에 고정 설치되는 수직가이드(30)와;

상기 회동체인(23)의 고정핀(24)에 두 개의 링크편(41)일단을 중첩 축지하여, 이 고정핀(24)의 양단부에서 내측레일(31)를 따라 이동하는 내측롤러(42)를 결합하고, 상기 링크편(41)의 외측 일단으로 또 다른 링크편(41)의 외측 일단과 중첩 축지해 고정브라켓(43)에 축결합하며, 이 고정브라켓(43)의 축지부에는 외측레일(32)을 따라 이동되는 외측롤러(45)를 구비한 안내링크편(44)이 결합되는 링크부(40)와;

상기 링크부(40)의 고정브라켓(43)에 양쪽 외측면부가 고정 부착되며, 내부로 수용공간을 갖고 전면이 개방된 함체 형상의 버켓(50)과;

상기 버켓(50)의 수용공간에 수납된 상태로, 그 상부면에 육묘판들이 얹혀지는 파렛(60)과;

상기 프레임본체(10)의 내부 벽면을 따라 간격을 두고 조명구(71)와 양액분사구(72)가 설치된 영양공급부(70)와;

상기 동력발생부(20)와 영양공급부(70)에 전기적 신호를 전달하여 동작되게 하는 제어부(80)로 구성되어 달성한다.

이러한 구조로 이루어진 본 발명에 의하면, 실내공간의 크기에 따라 효율적으로 재배장치를 연장해 설치할 수 있어 재배면적을 최대화 하며, 식물을 성장시키는 내부와 작업자의 작업공간을 구분되도록 함으로써, 재배실 내부를 밀폐해 외부오염물질의 유입을 방지할 수 있게 된다.

또, 재배장치 내부에서 높이방향으로 버켓과 육묘판이 놓여진 파렛이 순환이동 되면서 공급되는 영양분으로 식물을 재배하며, 수확시 도어부만을 개방시켜 작업공간에서 파렛을 교체되도록 해 작업능률이 향상된다.

또한 식물 재배장치의 외벽을 투명벽체로 설치하여, 내부 식물 성장상태를 점검할 수 있도록 해 소비자의 호기심유발과 소비욕구 향상 및 식물에 대한 신뢰성을 증대된다.

그리고, 회전동력부와 가이드부에 몸체 일단이 고정된 버켓이 링크부로 축지되어 같이 회전되므로, 버켓의 흔들림 없이 안정적으로 내부에 수용된 파렛을 보관하고, 내부 오작동을 방지할 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1은 본 발명인 회전타워 식물 재배장치의 내부 구성사시도.
도 2는 본 발명의 확대 사시도.
도 3은 본 발명인 사용상태를 도시한 개략도.
도 4는 본 발명인 회전타워 식물 재배장치의 구성을 도시한 측면도.
도 5는 본 발명의 내부구성을 도시한 측면도.
도 6은 본 발명의 동작부를 확대 도시한 사시도.
도 7은 본 발명의 버켓과 파렛의 분해 사시도.
도 8은 본 발명의 식물을 재배하는 상태를 도시한 확대 단면도.
도 9는 본 발명의 작업대를 도시한 사시도.
도 10은 본 발명의 작업대를 도시한 평단면도.

이하, 첨부된 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성과 작동 례를 살펴보면 다음과 같다.

본 발명인 회전타워 식물 재배장치는, 실내공간에서 재배공간과 작업공간이 구분되게 구성지며, 재배실은 프레임을 따라 높이방향으로 순환 회전하는 파렛에 육묘판이 놓여진 버켓을 결합하고, 상기 파렛 순환 시 양액과 조명을 버켓 내부에 공급하여 육묘판의 식물이 재배되도록 한 것이다.

우선, 본 명세서 상에서 사용되는 대략적인 방향기준을 도 1 내지 도 3을 기준으로 설명하면, 실내 내부공간의 크기에 맞게 수직프레임과 수평프레임을 조립해 프레임본체(10)가 세워지고, 작업자의 허리부근에 위치되는 작업선반(90)이 외부에 결합되며, 선반이 위치된 프레임본체(10)의 전면으로 도어부(11)를 형성한다.

그리고, 상기 프레임본체(10)의 양측면 수직프레임에는, 동력발생부(20)와 수직가이드(30)가 내측면에서 고정 결합된다.

상기 동력발생부(20)는, 수직프레임의 상,하부에 축고정된 스프라켓(22)을 회동체인(23)으로 연결하고, 하부에 위치된 스프라켓(22)에 제어부(80)의 전기적 신호로 동작하는 구동모터(21)와 축고정 하여 제어부(80)의 신호에 따라 회전되게 하였다.

또, 상기 수직가이드(30)는 폐공간을 갖는 내측레일(31)과 외측레일(32)로 구성되며, 상기 내측레일(31)내부에는 스프라켓(22)과 연결된 회동체인(23)이 위치되어 레일을 따라 이동되게 한다.

이때, 회동체인(23)에는 링크부(40)가 일정한 간격을 두고 고정핀(24)에 축결합되고, 이 축결합된 체인 양단부로 내측롤러(42)가 결합되게 하여, 상기 내측레일(31)을 따라 슬라이드 이동된다.

상기 링크부(40)는, 다수개의 링크편(41)을 조합하여 구성한 것으로, 각각의 링크편(41) 양단부가 서로 다른 링크편(41)의 단부에 축고정되어 연결하며, 내측 축결합부가 상기 회동체인(23)의 고정핀(24)에 끼워져 결합된다.

또, 링크부(40)의 외측 축결합부는, 안내링크편(44)이 별도로 구비된 고정브라켓(43)에 축고정되며, 상기 안내링크편(44)의 다른 일단에 결합된 외측롤러(45)가 외측레일(32)에 끼워져 슬라이드 이동되게 한다.

그리고, 전면이 개방된 함체로 성형된 버켓(50)의 몸체 양측으로 상기 고정브라켓(43)이 결합되어 프레임본체(10) 내부에서 순환이동 되게 하였다.

상기 버켓(50)은, 전방이 트여진 상태로 속이 빈 함체형상으로 그 내부의 수용공간으로 육묘판이 얹혀지는 파렛(60)이 수납된다.
이때, 버켓(50) 및 파렛(60)의 저면은 수평상태를 유지하여 내측레일(31)과 외측레일(32)의 안내로 버켓(50)이 순환 이동될 때도 파렛(60)이 내부에서 이탈되지 않도록 자세를 유지하게 된다.

또, 상기 프레임본체(10)의 외벽은, 외부에서 재배실 내부가 투영될 수 있도록 투명하게 하는 것이 바람직하며, 재배실 내부벽면을 따라 일정간격을 두고 제어부(80)의 전기적 신호따라 동작하는 영양공급부(70)가 간격을 두고 설치된다.

상기 영양공급부(70)는, 물 및 물과 배양액이 혼합된 양액을 분사하는 양액분사구(72)와 주로 LED램프로 구성된 조명구(71)로 나뉘어지며, 재배실 내, 외부를 연결하는 급수 및 배수구조를 포함하고 있다.

이와 같은 영양공급부(70)는, 외부에서 배양액과 원수를 혼합하는 양액저장탱크에서 제어부(80)의 전기신호로 양액분사구(72)로 공급해 분출시키고, 재배실 바닥에 모여지는 남은 양액을 다시 양액저장탱크로 회수하는 배수구조로 이루어진다.

그리고, 상기 제어부(80)는, 버켓(50)의 식물성장상태에 따라 그 위치에 근접된 영양공급부(70)를 식물상황에 맞게 동작되도록 해 식물 성장을 촉진하도록 한다.

즉, 식물의 육묘기, 발아기, 성장기, 수확기에 맞춰 상기 영양공급부(70)의 공급량을 조절할 수 있도록 하며, 수확일에 맞춰 버켓(50)이 프레임본체(10)의 도어부(11)에 위치되게 하는 것을 밝혀둔다.

도 4 내지 도 6에서와 같이 동력발생부(20)의 회전으로 이와 연결된 버켓(50)과 링크부(40)가 수직가이드(30)를 따라 순환되는 과정은 다음과 같다.

동력발생부(20)의 작동으로 회동체인(23)이 스프라켓(22)을 따라 회전하면, 이 회동체인(23)의 고정핀(24)에 링크연결된 링크부(40)가 체인과 같이 이동되며, 링크부(40)의 내측롤러(42)는 회동체인(23)이 끼워진 내측레일(31)을 따라 가이드 이동되며, 안내링크편(44)의 외측롤러(45)는 외측레일(32)을 따라 가이드 이동한다.

이때, 상기 링크부(40)의 고정브라켓(43)에 결속된 버켓(50)이 흔들림 없이 일정간격을 두고 동일한 이동경로를 갖게 하기 위해, 안내링크편(44)이 항상 하부에 위치되도록 하여, 외측롤러(45)가 끼워진 외측레일(32)은 도면에서와 같이 중심선이 후방으로 이동된 상태로 설치된다.

따라서, 회동체인(23)에 축결합된 링크편(41)으로 버켓(50)이 일정간격을 유지한 상태를 갖게 되면서, 안내링크편(44)에 의해 버켓(50)이 흔들림 없이 항상 일정한 안정 자세를 유지하면서 순환 이동하는 것이다.

이와 같이 링크부(40)와 결합되어 순환하는 버켓(50)은, 도 7 및 8에서와 같이 전방이 개방된 투입루를 통해 내부로 파렛(60)들이 수납된다.
파렛(60)의 상부에는 육묘판들이 다수개 놓여져 파렛(60)과 버켓(60)이 함께 순환 이동되는 과정에서 영양공급부(70)를 통해 조명과 양액을 공급받아 식물이 재배된다.

상기 파렛(60)은, 몸체 내부로 물이 저장된 상태로 그 상부에 스티로폼이 놓여지고, 식물씨 또는 모판이 물을 흡수할 수 있도록 끼워져 구성되며, 양액분사구(72)를 통해 공급된 양액이 과다하게 공급되면 역류구(61)를 통해 버켓(50)으로 흐르도록 하며, 상기 버켓(50)의 몸체에 뚫어진 배수구(51)를 통해 재배실 하부에서 모여진후 양액저장탱크로 배수된다.

또, 파렛(60)의 몸체 하부에는 육묘판에 씨뿌리기 작업 및 수확작업 시 프레임본체(10)의 도어부(11)를 열어 파렛(60)을 작업선반(90)으로 용이하게 이동하기 위한 파렛롤러(62)와 파렛걸림편(63)이 형성된다.

상기 파렛롤러(62)는 버켓(50)의 내부바닥면을 따라 파렛(60)의 인출을 용이하게 한 것으로, 파렛걸림편(63)이 작업선반(90)에 구비된 인출장치(94)의 걸림롤러(98)에 끼워져 자동 인출작업이 간편하게 이루어지게 된다.

상기의 작업선반(90)에 형성되는 인출장치(94)는, 도 9 및 도 10에서와 같이 제어부(80)의 전기적 신호에 따라 회동하는 인출모터(95)의 작동으로, 걸림롤러(98)가 상부에 결합된 인출스프라켓(96)을 회전시키도록 체인 연결된다.

그리고, 다른 실시 예로 길이가 넓은 파렛(60)을 인출하기 위해서는 상기 인출모터(95)에 맞물린 기어를 형성해 작업선반(90)의 양측에서 동시에 인출스프라켓(96)을 회전되도록 구성할 수도 있다.

이와 같은 인출장치(94)는, 상기 걸림롤러(98)가 인출스프라켓(96)의 회전으로 작업선반(90)의 상부면에 형성된 가이드홈(91)을 따라 안내축(97)이 이동되면서 내측에 위치된 파렛걸림편(63)의 내부에 걸림롤러(98)가 끼워지고, 인출스프라켓(96)이 계속 회전되면서 바깥측으로 걸림롤러(98)가 파렛걸림편(63)을 당겨 자동 인출되는 구성을 갖고 있다.

이와 같이 구성된 본 발명은 제어부(80)의 제어로 버켓(50)의 이동 주기와 영양공급부(70)의 작동 시기 재배하는 식물의 종류 등을 감안하여 각각 제어하게 된다.

주로 재배되는 식물로는 예로서 상추나 ??갓 및 각종 쌈용 야채가 해당된다.

또, 본 발명의 장치는 계란 부할 및 애완용 벌레 사육용으로도 활용될 수도 있음을 밝혀둔다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

10 - 프레임본체 20 - 동력발생부
23 - 회동체인 24 - 고정핀
30 - 수직가이드 31 - 내측레일
32 - 외측레일 40 - 링크부
41 - 링크편 42 - 내측롤러
43 - 고정브라켓 44 - 안내링크편
45 - 외측롤러 50 - 버켓
60 - 파렛 70 - 영양공급부
71 - 조명구 72 - 양액분사구
80 - 제어부 90 - 작업선반

Claims (5)

1. 지면에 세워지기 위해 수직 프레임과 수평프레임을 조립하고, 전면으로 도어부(11)가 구비된 프레임본체(10)와;
   상기 프레임본체(10)의 양측면 상,하부에 축고정되어 회동체인(23)으로 연결된 스프라켓(22)이, 구동모터(21)의 동력을 전달받아 회전 작동되게 구성된 동력발생부(20)와;
   상기 회동체인(23)의 이동을 안내하는 내측레일(31) 및 이 내측레일(31)의 바깥측에서 이동을 안내하도록 외측레일(32)이 형성된 상태로, 상기 프레임본체(10)에 고정 설치되는 수직가이드(30)와;
   상기 회동체인(23)의 고정핀(24)에 두 개의 링크편(41)일단을 중첩 축지하여, 이 고정핀(24)의 양단부에서 내측레일(31)를 따라 이동하는 내측롤러(42)를 결합하고, 상기 링크편(41)의 외측 일단으로 또 다른 링크편(41)의 외측 일단과 중첩 축지해 고정브라켓(43)에 축결합하며, 이 고정브라켓(43)의 축지부에는 외측레일(32)을 따라 이동되는 외측롤러(45)를 구비한 안내링크편(44)이 결합되는 링크부(40)와;
   상기 링크부(40)의 고정브라켓(43)에 양쪽 외측면부가 고정 부착되며, 내부로 수용공간을 갖고 전면이 개방된 함체 형상의 버켓(50)과;
   상기 버켓(50)의 수용공간에 수납된 상태로, 그 상부면에 육묘판들이 얹혀지는 파렛(60)과;
   상기 프레임본체(10)의 내부 벽면을 따라 간격을 두고 조명구(71)와 양액분사구(72)가 설치된 영양공급부(70)와;
   상기 동력발생부(20)와 영양공급부(70)에 전기적 신호를 전달하여 동작되게 하는 제어부(80)로 구성되는 것을 특징으로 한 회전타워 식물 재배장치.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 프레임본체(10)의 도어부(11)에는, 제어부(80)의 신호를 전달받아 버켓(50)내부에 수용된 파렛(60)을 자동인출하는 인출장치(94)가 구비된 작업선반(90)이 설치된 것을 특징으로 한 회전타워 식물 재배장치.
   
3. 청구항 1에 있어서 상기 버켓(50)은, 양측면에 링크편(41)과 축지된 고정브라켓(43)이 결합되고, 영양공급부(70)가 설치된 전면이 개방된 함체 형상으로 몸체 내측을 따라 경사지게 성형되며, 내측 일단에 역류구(61)가 형성된 것을 특징으로 한 회전타워 식물 재배장치.
   
4. 청구항 1에 있어서, 상기 파렛(60)은 몸체 하부에 파렛롤러(62)와 파렛걸림편(63)이 성형된 것을 특징으로 한 회전타워 식물 재배장치.
   
5. 청구항 2에 있어서, 상기 인출장치(94)는, 제어부(80)의 신호에 따라 동작하는 인출모터(95)와 인출스프라켓(96)이 작업선반(90)의 하부에 구성되며, 작업선반(90) 상부면에 형성된 가이드홈(91)에 인출스프라켓(96) 상부에 결합되는 걸림롤러(98)의 안내축(97)이 끼워져 구성됨을 특징으로 한 회전타워 식물 재배장치.
   
   

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