KR101604638B1 - 가스 버너의 유실열을 이용한 발전 장치 - Google Patents

가스 버너의 유실열을 이용한 발전 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 가스통의 기화열에 의한 저온과, 착화부의 유실열에 의한 고온을 이용하여 전기를 생성하여 외부로 유실되는 에너지를 효율적으로 활용할 수 있고, 가스 버너의 착화시 발생되는 상승기류로서 휴대용 가스통의 방열을 하여 안정적인 전기 생성이 가능한 가스 버너의 유실열을 이용한 발전 장치에 관한 것으로서, 휴대용 가스통을 연결하여 불을 피울 수 있도록 상부에 착화부가 구비되고 하부에 휴대용 가스통이 횡으로 연결되는 어댑터 및 착화부와 어댑터를 연결하는 원통형 지지 기둥을 포함하여 구성되되, 상기 지지 기둥에는 착화부에 연통되는 공기 조절구가 복수 형성된 가스 버너에 장착하여서 가스 버너의 유실열을 이용하여 전기를 생성하는 장치에 있어서, 상기 휴대용 가스통의 외주연에 밀착되도록 내측으로 오목한 밀착부가 함몰 형성된 저온측 판넬과; 상기 저온측 판넬의 외측면에 부착되어 구비되는 펠티어 소자와; 상기 펠티어 소자의 외측면에 부착되어 구비되며, 상기 어댑터의 상부 방향에 일단이 위치되도록 연장 절곡 형성된 판형의 고온측 판넬; 및 상기 펠티어 소자의 일측에 상기 펠티어 소자와 전기적으로 연결되어서 상기 펠티어 소자에서 상기 저온측 판넬과 상기 고온측 판넬의 온도차를 이용하여 생성한 전기를 외부로 출력하는 전원 출력선;을 포함한다.

Description

가스 버너의 유실열을 이용한 발전 장치{Power generator using the lost heat of the gas burner}
본 발명은, 가스 버너의 유실열을 이용한 발전 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 가스통의 기화열에 의한 저온과, 착화부의 유실열에 의한 고온을 이용하여 전기를 생성하여 외부로 유실되는 에너지를 효율적으로 활용할 수 있고, 가스 버너의 착화시 발생되는 상승기류로서 휴대용 가스통의 방열을 하여 안정적인 전기 생성이 가능한 가스 버너의 유실열을 이용한 발전 장치에 관한 것이다.
현대 사회가 발전할수록 도심의 찌든 생활을 벗어던지고 자연으로 돌아가 휴식을 취하려는 인구가 늘고 있고, 이러한 여가 생활의 일환으로서 캠핑이 각광받고 있다.
캠핑을 하기 위해서는 캠핑카 또는 텐트 등의 임시 주거시설 뿐만 아니라, 음식류를 조리할 수 있는 휴대용 가스 버너 및 야간 활동 등에 필요한 전기 기기가 필수로 구비되어야 한다.
이 중 가스 버너와 전기 기기는 종래에는 각기 서로 별개의 개념으로서 활용되었고, 이들 장치를 사용하기 위한 에너지원 역시 서로 별도로 구비함으로써 에너지를 효율적으로 활용하지 못하는 문제가 있었다.
또한, 특히 가스 버너는 사용중 필연적으로 가스 불꽃으로부터 대기중으로 유실되는 복사열 등의 유실열이 발생하고, 가스의 기화에 따른 가스통의 냉각 역시 대기와의 접촉에 의해 평형화 되어 버리므로 활용할 수 없는 문제가 있었다.
따라서, 가스 버너의 사용시 발생되어 유실되는 고온과 저온의 열을 이용할 수 있고, 또한, 가스 버너의 유실열을 전기 기기의 에너지원으로서 활용함으로써 건전지 등 자원을 절약할 수 있는 가스 버너의 유실열을 이용한 발전 장치의 개발이 필요로 하게 되었다.
KR10-2000-0056018(공개번호) 2000.09.15
본 발명은, 가스통의 기화열에 의한 저온과, 착화부의 유실열에 의한 고온을 이용하여 전기를 생성하여 외부로 유실되는 에너지를 효율적으로 활용할 수 있는 가스 버너의 유실열을 이용한 발전 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 가스 버너의 착화시 발생되는 상승기류로서 휴대용 가스통의 방열을 하여 안정적인 전기 생성이 가능한 가스 버너의 유실열을 이용한 발전 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은, 휴대용 가스통을 연결하여 불을 피울 수 있도록 상부에 착화부가 구비되고 하부에 휴대용 가스통이 횡으로 연결되는 어댑터 및 착화부와 어댑터를 연결하는 원통형 지지 기둥을 포함하여 구성되되, 상기 지지 기둥에는 착화부에 연통되는 공기 조절구가 복수 형성된 가스 버너에 장착하여서 가스 버너의 유실열을 이용하여 전기를 생성하는 장치에 있어서, 상기 휴대용 가스통의 외주연에 밀착되도록 내측으로 오목한 밀착부가 함몰 형성된 저온측 판넬과; 상기 저온측 판넬의 외측면에 부착되어 구비되는 펠티어 소자와; 상기 펠티어 소자의 외측면에 부착되어 구비되며, 상기 어댑터의 상부 방향에 일단이 위치되도록 연장 절곡 형성된 판형의 고온측 판넬; 및 상기 펠티어 소자의 일측에 상기 펠티어 소자와 전기적으로 연결되어서 상기 펠티어 소자에서 상기 저온측 판넬과 상기 고온측 판넬의 온도차를 이용하여 생성한 전기를 외부로 출력하는 전원 출력선;을 포함한다.
또한, 본 발명은, 상기 저온측 판넬의 측면에 부착되는 방열부;를 더 포함하고, 상기 방열부는, 상기 저온측 판넬의 측면에 부착되는 방열부 몸체와, 상기 방열부 몸체에 상호 평행하게 배열되어 결합되는 복수의 방열판을 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 방열부는, 상기 방열부 몸체의 측면 및 상기 가스 버너 방향 단부가 밀폐되도록 방열부 덮개가 구비되며, 상기 방열부 몸체 내부의 공기를 외부로 배출할 수 있도록 상기 방열부 몸체의 내부와 연통되게 상기 방열부 덮개의 상기 가스 버너 방향 단부에 결합되는 공기 호스를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 공기 호스는, 상기 가스 버너의 상기 공기 조절구에 결합된다.
또한, 본 발명은, 상기 공기 호스가 결합되지 않은 여분의 상기 공기 조절구를 밀폐할 수 있도록 상기 공기 조절구에 결합되는 마개를 더 포함한다.
또한, 본 발명은, 상기 방열부 덮개의 상기 가스 버너 방향 단부의 내측 또는 외측에 상기 공기 호스를 통해 흐르는 공기를 개폐할 수 있는 차단막이 더 구비된다.
또한, 본 발명의 상기 저온측 판넬의 아치형 밀착부에는 상기 휴대용 가스통에 부착이 용이하도록 복수의 자석이 실장된다.
본 발명은, 가스통(100)의 기화열에 의한 저온과, 착화부(210)의 유실열에 의한 고온을 이용하여 전기를 생성하므로, 외부로 유실되는 에너지를 효율적으로 활용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 캠핑 등의 외부 활동에 필수적인 가스 버너(200)를 활용함으로써 외부 활동에 필요한 건전지 등의 전기 자원을 절약할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 가스 버너(200)의 착화시 발생되는 상승기류를 이용하여 가스통(100)의 방열을 하므로 더욱 안정적인 전기 생성이 가능한 효과가 있다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 가스 버너의 유실열을 이용한 발전 장치의 사시도.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 가스 버너의 유실열을 이용한 발전 장치의 분리 사시도.
도 3 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 버너의 유실열을 이용한 발전 장치의 사시도.
도 4 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 버너의 유실열을 이용한 발전 장치의 분리 사시도.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 2 에 따르면, 본 발명은, 휴대용 가스통(100)을 연결하여 불을 피울 수 있도록 상부에 착화부(210)가 구비되고 하부에 휴대용 가스통(100)이 횡으로 연결되는 어댑터(220) 및 착화부(210)와 어댑터(220)를 연결하는 원통형 지지 기둥(230)을 포함하여 구성되되, 지지 기둥(230)에는 착화부(210)에 연통되는 공기 조절구(231)가 복수 형성된 가스 버너(200)에 장착하여서 가스 버너(200)의 유실열을 이용하여 전기를 생성하는 장치에 있어서, 휴대용 가스통(100)의 외주연에 밀착되도록 내측으로 오목한 밀착부(301)가 함몰 형성된 저온측 판넬(300)과, 저온측 판넬(300)의 외측면에 부착되어 구비되는 펠티어 소자(400)와, 펠티어 소자(400)의 외측면에 부착되어 구비되며, 어댑터(220)의 상부 방향에 일단이 위치되도록 연장 절곡 형성된 판형의 고온측 판넬(500) 및 펠티어 소자(400)의 일측에 펠티어 소자(400)와 전기적으로 연결되어서 펠티어 소자(400)에서 저온측 판넬(300)과 고온측 판넬(500)의 온도차를 이용하여 생성한 전기를 외부로 출력하는 전원 출력선(600)을 포함하여 구성된다.
가스 버너(200)는, 가스통(100)이 횡으로 연결되는 통상의 캠핑용 버너로서, 상부의 착화부(210)와 하부의 어댑터(220) 및 착화부(210)와 어댑터(220) 사이를 잇는 원통형 지지 기둥(230)을 포함하여 구성된다. 이러한 가스 버너(200)의 어댑터(220) 측면으로는 휴대용 가스통(100)이 장착되고, 원통형 지지 기둥(230)은 내측에 중공부가 마련되어 상부의 착화부(210)와 연통 가능하게 구성된다. 그리고 지지 기둥(230)의 측면에는 내측으로 복수의 공기 조절구(231)가 천공되어 있다.
휴대용 가스통(100)은 가스의 공급시 액체 상태의 가스가 기화하면서 많은 열일 빼앗아가기 때문에 내부 및 표면 온도가 낮아지는 특성이 있다.
저온측 판넬(300)은 이러한 휴대용 가스통(100)의 외주연에 밀착되도록 부착되어서 휴대용 가스통(100)의 찬 온도를 펠티어 소자(400)에 전달하는 역할을 하며, 이를 위하여 휴대용 가스통(100) 방향 측면은 내측으로 오목하게 밀착부(301)가 함몰 형성되고, 반대편인 외측면에는 펠티어 소자(400)가 부착된다.
저온측 판넬(300)은 휴대용 가스통(100)에 부착과 탈거가 용이하도록 아치형으로 형성된 밀착부(301)의 내측으로 복수의 자석(310)이 실장되며, 자석(310)의 자력을 이용하여 휴대용 가스통(100)에 안정적으로 위치를 고정시킬 수 있게 된다.
펠티어 소자(400)는 일측면에 저온, 다른 일측면에 고온이 형성될 경우 내부에서 전기를 생성하는 소자로서, 일측면이 저온측 판넬(300)의 외측면에 부착되고 다른 일측면에 고온측 판넬(500)이 부착되어서, 저온측 판넬(300)과 고온측 판넬(500)의 온도차를 이용하여 전기를 생성하는 역할을 한다.
이러한 펠티어 소자(400)는, 사각 또는 다각형의 판형으로 형성되며, 복수의 펠티어 소자(400)가 상호 도선으로 연결되어 구성될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 2개의 펠티어 소자(400)가 적용된 경우를 도시하였으나, 3개 또는 4개의 배열 형태로 형성될 수도 있으며, 도면에 도시된 형상으로서 그 수를 제한하는 것은 아니다.
펠티어 소자(400)는 한편 저온측 판넬(300) 및 고온측 판넬(500)과의 사이에 들뜬 부분을 해소하고 열 전도성을 향상시키기 위하여 서멀 구리스(미도시)를 더 도포할 수 있다.
펠티어 소자(400)의 일측 단부로는 펠티어 소자(400)에서 생성된 전기를 외부로 출력하기 위한 전원 출력선(600)이 구비된다.
고온측 판넬(500)은 착화부(210)의 불꽃에서 외부로 유실되는 열을 펠티어 소자(400)에 전달하는 역할을 한다. 이를 위하여 고온측 판넬(500)은, 판형으로 형성되어서 펠티어 소자(400)의 저온측 판넬(300)이 부착된 반대편, 즉 펠티어 소자(400)의 외측면에 부착되어 구비되며, 착화부(210)에 도달되도록 연장 형성되되, 착화부(210)의 측면 방향에 일단이 위치되도록 펠티어 소자(400)의 접착 시작부분과 일단 사이가 절곡되어 형성된다.
또한, 고온측 판넬(500)의 전후 양면에는 고온측 판넬(500)을 타고 전도되는 열이 공기중으로 유실되는 것을 방지하기 위하여 판형의 단열 패치(미도시)를 부착시킬 수 있다.
전원 출력선(600)은 펠티어 소자(400)와 전기적으로 연결되어서 펠티어 소자(400)로부터 생성된 전기를 외부의 기기로 출력하는 역할을 하며, 이를 위하여 펠티어 소자(400)의 일측으로 삽입 연결된다.
이러한 전원 출력선(600)은 휴대용 전기 기기에 바로 연결하여 사용할 수도 있고, 별도의 축전지에 연결하여 전기를 충전할 수도 있다.
한편, 도 3 및 도 4 에는 본 발명의 다른 실시예가 도시되어 있다.
본 발명의 다른 실시예에서는 저온측 판넬(300)의 방열을 위한 방열부(320)가 저온측 판넬(300)의 측면에 부착되어 구비된다.
방열부(320)는 저온측 판넬(300)의 측면에 부착되는 방열부 몸체(321)와, 방열부 몸체(321)에 상호 평행하게 배열되어 결합되는 복수의 방열판(322)을 포함하여 구성된다. 이를 좀 더 상세히 설명하면, 방열부 몸체(321)는 저온측 판넬(300)의 측면에 부착되는 중앙면과, 중앙면의 양측 단부로부터 각각 수직하게 연장 형성되는 측면을 포함한, 즉, 'ㄷ'자 형태로 절곡된 판형으로 형성되며, 내측으로 방열판(322)이 수용되도록 구성된다. 이러한 방열부 몸체(321)는 중앙면이 저온측 판넬(300)의 길이방향 측면에 부착되며, 중앙면과 저온측 판넬(300)의 사이에는 들뜸을 감소시키고 열 전도성을 향상시킬 수 있도록 서멀 구리스가 도포될 수 있다. 이러한 방열부 몸체(321)와 방열판(322)의 구성으로 인해 저온측 판넬(300)이 고온측 판넬(500)로부터 받는 영향을 해소하고, 저온측 판넬(300)과 고온측 판넬(500)의 온도차를 더욱 명확히 할 수 있게 된다.
한편, 방열부 몸체(321)와 방열판(322)만으로 저온측 판넬(300)의 냉각 효과가 저조할 경우를 위해 방열부(320)는 방열부 몸체(321) 내부의 각 방열판(322) 사이 공기를 강제로 순환시킬 수 있도록 방열부 몸체(321)의 개방된 나머지 한 측면 및 가스 버너(200) 방향 단부가 밀폐되도록 방열부 덮개(323)를 더 포함하여 구성된다. 즉, 방열부 몸체(321)는 가스 버너(200)의 반대 방향 단부만 개방된 형태가 되며, 방열부 몸체(321)의 개방된 단부로부터 유입된 공기가 배출되거나 또는 방열부 몸체(321)의 폐쇄된 단부로부터 유입된 공기가 방열부 몸체(321)의 개방된 단부로 배출될 수 있도록 방열부 덮개(323)의 가스 버너(200) 방향 단부에는 방열부 몸체(321)의 내부와 연통되도록 공기 호스(324)가 결합된다.
이러한 공기 호스(324)는 길게 연장하여 나팔 형태의 에어 그릴(미도시)에 연결될 수 있다. 이 경우 에어 그릴을 바람이 부는 방향을 향하여 놓아두면 공기가 나팔 형태의 에어 그릴에 의해 자연스레 모아지고, 모아진 공기는 고압을 형성시킴으로써 에어 그릴로부터 방열부 몸체(321)로의 강한 기류를 만들어 낼 수 있게 된다.
한편, 바람이 불지 않는 경우 의도적으로 기류를 생성해야 하는데, 이때에는 가스 버너(200)의 지지 기둥(230)에 생성되는 상승 기류를 이용할 수 있다. 가스 버너(200)의 지지 기둥(230)에는 복수의 공기 조절구(231)가 천공되어 있고, 지지 기둥(230)은 착화부(210)에 연통되어 있으므로, 착화부(210)에 불이 붙으면 착화부(210) 주변 공기가 뜨거워져 위로 상승하게 되고, 착화부(210) 주변에는 저기압이 형성된다. 따라서 상대적으로 고기압인 지지 기둥(230)으로부터 상부 방향으로 공기가 흐르게 되고, 지지 기둥(230)에서 이동된 공기의 양 만큼 공기 조절구(231)로부터 공기가 흡입된다. 따라서, 이를 이용하여 방열부(320)의 공기 호스(324)를 가스 버너(200)의 지지 기둥(230)과 연통되도록 공기 조절구(231)에 삽입시키면, 지지 기둥(230)으로부터 착화부(210)로 흐르는 공기의 흐름이 방열부(320)에까지 전달된다. 따라서, 방열부(320) 내부의 공기에 흐름을 유도할 수 있게 된다.
한편, 가스 버너(200)의 지지 기둥(230)에 형성된 공기 조절구(231)가 2개 이상일 경우 모든 상승 기류에 의한 흐름을 방열부(320)에 집중시키기 위하여 공기 조절구(231)를 폐쇄시키기 위한 마개(325)를 더 구비할 수 있다. 마개(325)는 공기 조절구(231)의 직경과 동일한 직경을 갖도록 형성되어서 나사 결합 등으로 공기 조절구(231)에 결합될 수 있다.
또한, 한편, 방열부(320)는 외부 대기의 기온이 휴대용 가스통(100), 즉 저온측 판넬(300)의 온도보다 높을 경우 외부의 기온에 의해 오히려 휴대용 가스통(100)의 온도가 오르지 않도록 방열부 덮개(323)의 가스 버너(200) 방향 단부 내측 또는 외측에 공기의 흐름을 차단할 수 있는 차단막을 더 구비할 수 있다.
차단막은 수동 개폐 형태로 구성하거나, 두 형상 기억 합금의 접착 형태 또는 바이메탈 형태로 구성할 수 있으며, 공기의 흐름을 선택적으로 개방 또는 차단할 수 있는 형태이면 어느 것이든 가능하다. 또한, 본 발명의 기술적 사상에 의하면 가능한한 동력원을 사용하지 않는 것이 바람직하나, 저온측 판넬(300)과 대기중 기온을 측정하는 온도 센서 및 온도 센서의 출력값을 통해 전기적으로 자동 제어되는 차단막 구성 역시 가능함은 물론이다.
상술한 구성으로 이루어진 본 발명의 사용 상태를 살펴보면, 가스 버너(200)의 어댑터(220)에 휴대용 가스통(100)을 장착시키고, 저온측 판넬(300)이 휴대용 가스통(100)의 외주연에 밀착되도록 본 발명의 발전 장치를 부착한다.
이후 가스 버너(200)를 착화시키면, 휴대용 가스통(100) 내부의 액화 가스가 기화하면서 휴대용 가스통(100)의 표면이 차가워지게 되고, 이러한 낮은 온도는 저온측 판넬(300)을 통해 펠티어 소자(400)의 일측면에 전달된다. 한편, 착화부(210)의 불꽃으로부터 유실되는 열은 고온측 판넬(500)을 통해 펠티어 소자(400)의 다른 일측면에 전달된다.
펠티어 소자(400)는 고온측 판넬(500)과 저온측 판넬(300)을 통해 각기 전달된 고온과 저온의 온도차를 이용하여 전기를 생성하게 되며, 생성된 전기는 전원 출력선(600)을 통해 외부로 출력된다.
상술한 구성으로 이루어진 본 발명은, 가스통(100)의 기화열에 의한 저온과, 착화부(210)의 유실열에 의한 고온을 이용하여 전기를 생성하므로, 외부로 유실되는 에너지를 효율적으로 활용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 캠핑 등의 외부 활동에 필수적인 가스 버너(200)를 활용함으로써 외부 활동에 필요한 건전지 등의 전기 자원을 절약할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 가스 버너(200)의 착화시 발생되는 상승기류를 이용하여 가스통(100)의 방열을 하므로 더욱 안정적인 전기 생성이 가능한 효과가 있다.
100 : 휴대용 가스통
200 : 가스 버너
210 : 착화부
220 : 어댑터
230 : 지지 기둥
231 : 공기 조절구
300 : 저온측 판넬
301 : 밀착부
310 : 자석
320 : 방열부
321 : 방열부 몸체
322 : 방열판
323 : 방열부 덮개
324 : 공기 호스
325 : 마개
400 : 펠티어 소자
500 : 고온측 판넬
600 : 전원 출력선

Claims (7)

  1. 휴대용 가스통을 연결하여 불을 피울 수 있도록 상부에 착화부가 구비되고 하부에 휴대용 가스통이 횡으로 연결되는 어댑터 및 착화부와 어댑터를 연결하는 원통형 지지 기둥을 포함하여 구성되되, 상기 지지 기둥에는 착화부에 연통되는 공기 조절구가 복수 형성된 가스 버너에 장착하여서 가스 버너의 유실열을 이용하여 전기를 생성하는 장치에 있어서,
    상기 휴대용 가스통의 외주연에 밀착되도록 내측으로 오목한 밀착부가 함몰 형성된 저온측 판넬과;
    상기 저온측 판넬의 외측면에 부착되어 구비되는 펠티어 소자와;
    상기 펠티어 소자의 외측면에 부착되어 구비되며, 상기 착화부의 상부 방향에 일단이 위치되도록 연장 절곡 형성된 판형의 고온측 판넬; 및
    상기 펠티어 소자의 일측에 상기 펠티어 소자와 전기적으로 연결되어서 상기 펠티어 소자에서 상기 저온측 판넬과 상기 고온측 판넬의 온도차를 이용하여 생성한 전기를 외부로 출력하는 전원 출력선;
    상기 저온측 판넬의 측면에 부착되는 방열부;
    를 포함하되,
    상기 방열부는, 상기 저온측 판넬의 측면에 부착되는 방열부 몸체와, 상기 방열부 몸체에 상호 평행하게 배열되어 결합되는 복수의 방열판과, 상기 방열부 몸체의 측면 및 상기 가스 버너 방향 단부가 밀폐되도록 방열부 덮개가 구비되며, 상기 방열부 몸체 내부의 공기를 외부로 배출할 수 있도록 상기 방열부 몸체의 내부와 연통되게 상기 방열부 덮개의 상기 가스 버너 방향 단부에 결합되는 공기 호스를 더 포함하는 가스 버너의 유실열을 이용한 발전 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기 호스는, 상기 가스 버너의 상기 공기 조절구에 결합되는 가스 버너의 유실열을 이용한 발전 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 공기 호스가 결합되지 않은 여분의 상기 공기 조절구를 밀폐할 수 있도록 상기 공기 조절구에 결합되는 마개를 더 포함하는 가스 버너의 유실열을 이용한 발전 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 방열부 덮개의 상기 가스 버너 방향 단부의 내측 또는 외측에 상기 공기 호스를 통해 흐르는 공기를 개폐할 수 있는 차단막이 더 구비되는 가스 버너의 유실열을 이용한 발전 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 저온측 판넬의 아치형 밀착부에는 상기 휴대용 가스통에 부착이 용이하도록 복수의 자석이 실장되는 가스 버너의 유실열을 이용한 발전 장치.
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