KR101743629B1 - Transformer using fluid tube - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스포머는 베이스, 베이스 상에 서로 이격되어 배치되는 복수의 코어, 전압이 인가될 때 복수의 코어 중 서로 인접하는 부분이 N극과 S극으로 서로 교대로 배치되게 코어에 각각 권선되는 1차코일 및 1차코일을 감싸도록 절곡되고, 1차코일에 의해 유도전류가 흘러 내부에 통과되는 유체을 가열시키는 유체관을 포함하고, 유체관은 일부가 코어의 N극에 인접하게 배치되고 다른 일부가 코어의 S극에 인접하게 배치된다.A transformer according to an embodiment of the present invention includes a base, a plurality of cores disposed on the base and spaced apart from each other, and a plurality of cores adjacent to each other when the voltage is applied are alternately arranged in N and S poles, And a fluid tube which is bent so as to surround the primary coil and which heats the fluid passing through the induction current flowing by the primary coil, wherein the fluid tube is partially adjacent to the N pole of the core And another portion is disposed adjacent to the S pole of the core.
Description
본 발명은 유체관을 이용한 트랜스포머에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유체관을 2차 코일로 이용하는 트랜스포머에 관한 것이다.The present invention relates to a transformer using a fluid tube, and more particularly, to a transformer using a fluid tube as a secondary coil.
일반적으로 트랜스포머는 자심을 공통의 자로로 하여, 서로 절연된 2조의 코일을 권선시킴으로써 교류 전력의 전송에 사용한다. 2조의 코일 중 전원측에 접속되는 코일을 1차 코일, 부하측에 접속되는 코일을 2차 코일이라 하며, 양자의 코일수의 비에 의해 임의의 전압을 꺼낼 수 있다.Generally, a transformer is used for transmission of alternating current power by winding two coils insulated from each other with the core as a common conductor. Among the two sets of coils, the coil connected to the power source side is referred to as a primary coil, and the coil connected to the load side is referred to as a secondary coil, and an arbitrary voltage can be taken out by the ratio of the number of coils.
한편, 2차 코일은 부하측에 접속되어 전압을 변압하는 과정에서 열이 발생하게 되므로, 지속적으로 변압하기 위해서는 열을 냉각하기 위한 수단을 필요로 한다.On the other hand, since the secondary coil is connected to the load side to generate heat in the course of transforming the voltage, means for cooling the heat is required in order to continuously transform the secondary coil.
이 경우, 열을 냉각하기 위한 수단을 별도로 구비하는 경우 트랜스포머의 전체 부피가 상당히 커지므로 소형의 트랜스포머를 제조하는데 매우 불리하다.In this case, if a separate means for cooling the heat is provided, the total volume of the transformer is considerably large, which is very disadvantageous for manufacturing a small-sized transformer.
2차 코일 역할을 하는 유체관의 내부에 유체가 통과함으로써 2차 코일의 열을 냉각시킴과 동시에 보일러 역할을 겸비할 수 있는 트랜스포머를 제공한다.A transformer capable of cooling a heat of a secondary coil and serving as a boiler by passing a fluid through a fluid tube serving as a secondary coil is provided.
본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스포머는 베이스, 베이스 상에 서로 이격되어 배치되는 복수의 코어, 전압이 인가될 때 복수의 코어 중 서로 인접하는 부분이 서로 다른 자극을 갖도록 코어에 각각 권선되는 1차코일, 1차코일을 감싸도록 절곡되고, 1차코일에 의해 유도전류가 흘러 내부에 통과되는 유체을 가열시키는 유체관 및 유도 코일의 배면에 배치되고 유체관에 의해 관통되어 유체관과 전기적으로 연결되는 금속판을 더 포함하고, 유체관과 금속판은 일체로 형성된다.A transformer according to an embodiment of the present invention includes a base, a plurality of cores disposed on the base, a plurality of cores spaced from each other on the base, and a plurality of cores, A fluid tube which is bent to surround the coil and the primary coil and which induces a current induced by the primary coil to heat the fluid to be passed therethrough and is disposed on the back surface of the induction coil and is electrically connected to the fluid tube through the fluid tube Further comprising a metal plate, wherein the fluid tube and the metal plate are integrally formed.
유체관은, 일부가 코어의 N극에 인접하게 배치되고 다른 일부가 코어의 S극에 인접하게 배치되도록 1차코일을 감쌀 수 있다.The fluid tube may wrap the primary coil so that a portion is disposed adjacent the N pole of the core and another portion is disposed adjacent the S pole of the core.
각각의 코어와 1차코일 사이에 배치되어, 유체관에 흐르는 유도전류의 세기를 증가시키는 영구자석을 더 포함하고, 영구자석은 인접하는 코어의 자극과 동일한 자극을 갖도록 배치될 수 있다.Further comprising a permanent magnet disposed between each of the cores and the primary coil for increasing the intensity of the induced current flowing through the fluid tube, and the permanent magnet may be arranged to have the same magnetic pole as the magnetic pole of the adjacent core.
본 발명의 일 실시예에 따르면 2차 코일에 해당하는 유체관에 발생되는 발열을 유체관의 내부에 흐르는 유체를 통해 냉각시킬 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the heat generated in the fluid pipe corresponding to the secondary coil can be cooled through the fluid flowing inside the fluid pipe.
또한, 전압을 변압하는 트랜스포머의 역할을 함과 동시에 유체를 가열하는 보일러의 역할을 겸비할 수 있다.In addition, it can serve as a transformer for transforming a voltage and a boiler for heating a fluid.
직접 가열 방식이 아닌 자기장을 이용해 유체관을 반응시켜 유체를 가열하므로, 화재로부터 안전할 뿐 아니라 화재의 위험을 경감시킬 수 있다.Since the fluid is heated by reacting the fluid tube using a magnetic field rather than a direct heating method, it is possible not only to be safe from fire but also to reduce the risk of fire.
또한, 가열판과 유체관에 의해 형성된 폐루프의 전류로 자기장을 증폭시킬 수 있기 때문에 가열 효율이 매우 높고, 가열에 소요되는 시간을 절감시킬 수 있다.Further, since the magnetic field can be amplified by the current in the closed loop formed by the heating plate and the fluid tube, the heating efficiency is extremely high, and the time required for heating can be reduced.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스포머에 대한 정면 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 트랜스포머에 대한 배면 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 트랜스포머의 정면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 유도관의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유도관의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 트랜스포머의 정면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 트랜스포머의 정면도이다.1 is a front perspective view of a transformer in accordance with an embodiment of the present invention.
2 is a rear perspective view of the transformer shown in Fig.
3 is a front view of the transformer shown in Fig.
4 is a cross-sectional view of the induction tube shown in Fig.
5 is a cross-sectional view of a guide tube according to another embodiment of the present invention.
6 is a front view of a transformer in accordance with another embodiment of the present invention.
7 is a front view of a transformer in accordance with another embodiment of the present invention.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 기재된 기술의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings. The advantages and features of the described techniques, and how to achieve them, will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the drawings. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
본 발명에 따른 트랜스포머(100)는 3상 전압이 공급되는 트랜스포머에 관한 것으로, 3상 전압에 의해 전류가 흐르는 1차코일(130) 및 1차코일(130)에 의해 전류가 유도되는 유체관(140)을 통해 전압을 변압시킴과 동시에, 유체관(140)내에 흐르는 유체를 통해 유체관(140)을 냉각시키는 것이다. 이로써, 유체관(140) 내의 유체는 발열되는 유체관(140)의 열을 흡수하여 가열되므로 보일러 역할을 겸비할 수 있다. 또한, 별도의 냉각수단을 부가시킬 필요가 없으므로 보일러 기능을 겸비하는 트랜스포머에 있어서 용량을 최소화시킬 수 있다.The
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스포머에 대한 정면 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 트랜스포머에 대한 배면 사시도이다. 도 3은 도 1에 도시된 트랜스포머의 정면도이다. 도 4는 도 1에 도시된 유도관의 단면도이다.1 is a front perspective view of a transformer in accordance with an embodiment of the present invention. 2 is a rear perspective view of the transformer shown in Fig. 3 is a front view of the transformer shown in Fig. 4 is a cross-sectional view of the induction tube shown in Fig.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스포머(100)는 베이스(110), 코어(120), 1차코일(130), 유체관(140) 및 금속판(150)을 포함하며, 3상으로 이루어진다.1 to 4, a
베이스(110)는 코어(120)를 지지하며, 비도체로 형성된다.The
코어(120)는 일 예로, 베이스(110) 상에 3개가 서로 이격되어, 베이스(110) 상에 수직하게 배치된다. 코어(120)는 투자율이 높고 전도성이 낮은 특성을 갖도록 페라이트로 만들어진 자기 철심을 포함할 수 있다.The
또한, 코어(120)는 상하부 양단에 복수의 코어(120)를 고정시키는 하부고정판(121a) 및 상부고정판(121b)을 포함한다. 하부고정판(121a)은 베이스(110)와 코어(120) 사이에 배치되어 코어(120)를 고정시키고 상부고정판(121b)은 코어(120) 상에 배치되어 코어(120)를 고정시킨다. 이때 상부고정판(121b)에는 1차코일(130)에 전원을 공급할 수 있는 단자(122)가 배치된다.In addition, the
단자(122)는 각각 대응되는 코어(120)에 연결되며, 위상이 서로 다른 3상의 전압이 인가된다. 이 때, 3상 회로는 델타 방식으로 결선된다.The
복수의 유도관(123)은 대응하는 복수의 코어(120) 각각 수납한다.A plurality of
한편, 트랜스포머(100)는 코어(120)와 베이스(110) 사이에 배치되어 유도 자기장을 차폐하는 차폐판(미도시)을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 1차코일(130)에 의해 발생되는 유도 자기장이 바닥면으로 분산되는 것을 막아줘 교번 자속에 의한 유체의 가열이 향상된다. 그리하여 열 효율이 증가될 수 있다.The
또한, 트랜스포머(100)는 코어(120)의 외주면을 감싸는 차폐부재(120a)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 차폐부재(120a)는 코어(120)와 1차코일(130) 간의 전류 흐름을 막아, 유도 자기장이 감소될 수 있는 현상을 방지한다.The
1차코일(130)은 복수개가 각각의 코어(120)마다 소정의 권선비로 다수 회 권선된다. 1차코일(130)은 코어(120)에 권선됨에 있어, 전압이 인가될 때 복수의 코어(120) 중 서로 인접하는 부분이 서로 다른 자극을 갖도록 권선된다. 즉, 복수의 코어 중 서로 인접하는 부분이 N극과 S극으로 서로 교대로 배치되게 권선된다.A plurality of
1차코일(130)은 일 예로, 양단에 배치된 코어(120)는 베이스(110)를 기준으로 상부가 N극, 하부가 S극을 갖도록 권선된다. 또한, 중간에 배치된 코어(120)는 상부가 S극, 하부가 N극을 갖도록 권선된다.For example, the
그러나 1차코일(130)은 다른 예로, 양단에 배치된 코어(120)는 상부가 S극, 하부가 N극을 갖도록 권선될 수 있으며, 중간에 배치된 코어(120)는 상부가 N극, 하부가 S극을 갖도록 권선될 수 있다.However, as another example of the
이에 따라, 코어(120)의 인접한 부분 사이에 형성되는 자기장의 세기가 더 강해지므로, 강해진 교번자속 속에 배치되는 유체관(140)이 상대적으로 빨리 가열되므로 유체을 가열시키는 시간을 감소시킬 수 있다.As a result, the strength of the magnetic field formed between the adjacent portions of the
여기서 1차코일(130)은 외부로부터 전압을 공급받는데, 일 예로 3상 전압의 교류 전압을 공급받을 수 있다. 또한, 3상 전압과 연결되는 부분은 델타 결선방식으로 결선되어 교류 전압을 인가받는다.Here, the
또한, 1차코일(130)은 코어(120)에 권선되었던 방향과 반대 방향으로 되감아 권선될 수 있다. 이 경우, 1차코일(130)의 수명을 늘릴 수 있다.In addition, the
유체관(140)은 각각 코어(120)에 권선된 1차코일(130)을 감싸도록 절곡되어 배치되며 1차코일(130)의 전자기 유도에 의해 전류가 유도되는 2차 코일의 역할을 한다. 즉, 1차코일(130)에 인가되는 교류에 의해 유체관(140)에도 교류가 흐르게 된다. 이로써, 유체관(140)은 유체관(140) 내를 통과하는 유체을 가열시킨다. The
유체관(140)은 일 예로, 수직한 각각의 코어(120)에 대하여 소정의 경사각을 갖도록 감싼다. 즉, 유체관(140)은 코어(120)를 대각선 방향으로 감싸게 되어, 유체관(140)의 일부는 N극을 갖는 코어(120)에 근접하게 배치되고, 유체관(140)의 또 다른 일부는 S극을 갖는 코어(120)에 근접하게 배치된다.The
이 경우, 유체관(140)은 교번자속의 세기가 가장 큰 영역에 위치되므로 유체관(140)에 흐르는 유도전류의 세기는 강해지고, 나아가, 유체관(140)에 더 많은 열이 발생하게 되어 유체을 보다 효율적으로 가열시킬 수 있다.In this case, since the
유체관(140)은 유도 가열이 될 수 있는 전기의 도체로 이루어지며, 도체 중에서도 비철금속에 비해 가열이 용이하며 가열효율이 좋은 자성체일 수 있다.The
또한, 유체관(140)은 입수관(141a) 및 출수관(141b)에 연결되어 외부로부터 입수관(141a)을 통해 유체을 공급받고, 출수관(141b)을 통해 가열된 유체을 출수시킬 수 있다.The
또한, 입수관(141a)이 출수관(141b)보다 상대적으로 상측방향으로 위치하여 공급되는 유체보다 가열된 유체가 상측방향에서 진행될 수 있도록 할 수 있다.In addition, the
금속판(150)은 유체관(140)과 연결되어, 유체관(140)에 흐르는 전류를 공유하고, 이에 따라 금속판(150)과 함께 여러 개의 폐회로를 구성시킬 수 있도록 한다. 유체관(140)과 금속판(150)이 여러 개의 폐회로를 구성하는 경우, 유체을 가열시키는 가열 효율을 더 높일 수 있다.The
금속판(150)은 일 예로, 유체관(140)에 관통되어 유체관(140)과 일체로 형성되어 서로 통전될 수 있다. 금속판(150)이 유체관(140)에 관통되어 유체관(140)과 일체로 형성되면, 교번자속 내에 있는 유체관(140)에 유동이 생기더라도 파열되지 않도록 유체관(140)과의 결합력을 향상시킨다. 따라서, 트랜스포머(100)의 수명 단축을 방지할 수 있는 이점이 있다.The
나아가, 1차코일(130)에 의해 발생되는 유도 자기장이 배면으로 분산되는 것을 막아줘 교번 자속에 의한 유체의 가열이 향상된다.Further, the induced magnetic field generated by the
한편, 금속판(150)은 베이스(110)에 대하여 수직하게 배치되고 상부 연결판과 브라켓(151)에 의해 연결된다. 이 때, 브라켓(151)은 전기가 통하는 도체일 수 있다.The
유도관(123) 및 금속판(150)은 하단에 배치된 탄성수단(153)에 의해 탄성 지지된다. 2차코일 역할을 하는 유체관(140)은 진동이 발생하게 되므로 트랜스포머(100)의 떨림 및 소음 발생의 원인이 되므로 탄성수단(153)에 의해 진동을 흡수하여 트랜스포머(100)의 떨림 및 소음을 최소화시킬 수 있다.The
또한, 탄성수단(153)은 브라켓(151)의 하단에 배치되어 브라켓(151)을 지지할 수 있다. 탄성수단(153)은 브라켓(151)의 진동을 흡수하여 트랜스포머(100)의 떨림 및 소음을 최소화시킬 수 있다.Further, the elastic means 153 can be disposed at the lower end of the
또한, 본 트랜스포머(100)는 금속판(150) 상에 배치되어, 금속판(150)의 온도를 측정하는 제어센서(155)를 더 포함할 수 있다. 제어센서(155)는 단자(122)에 연결되어 금속판(150)의 온도가 기 설정된 값을 초과하는 경우, 인가되는 전압을 차단하여 온도를 기 설정된 값을 초과한 상승을 방지함으로써, 사고를 사전에 방지할 수 있다.The
한편, 트랜스포머(100)는 입수관(141a)과 금속판(150) 사이 및 출수관(141b)과 금속판(150)사이에 배치되는 가열통(미도시) 더 포함할 수 있다. 가열통(미도시)은 내부에 유체를 보관하고, 유체관(140)에 연결된 금속판(150)으로부터 열을 흡수하여 내부의 유체에 열을 전달함으로써 냉각시킬 수 있다. The
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유체관의 단면도이다.5 is a cross-sectional view of a fluid tube according to another embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 다른 실시예에 따른 트랜스포머(100)는 코어(120)와 1차코일(130) 사이에 배치되어, 교번자속의 세기를 증가시키는 영구자석(160)을 더 포함할 수 있다. 이 때, 코어(120)에 유도되는 자속과 동일한 극성을 갖도록 영구자석(160)을 배치한다.5, a
일 예로, 양단에 배치된 코어(120)의 상부가 N극, 중간에 배치된 코어(120)의 상부가 S극을 갖도록 배치되는 경우, 영구자석(160)을 코어(120)와 동일한 극성을 갖도록 양단에 배치되는 영구자석(160)의 상부가 N극, 중간에 배치된 영구자석(160)의 상부가 S극을 갖도록 배치된다.For example, when the upper portion of the core 120 disposed at both ends is arranged to have the N pole and the upper portion of the core 120 disposed at the middle has the S pole, the
영구자석(160)은 다수개의 자석이 결합한 막대자석일 수 있으며 베이스(110)에 수직하게, 코어(120)의 외주면을 따라 코어(120)를 감싸도록 배치되며, 영구자석(160)의 외주면을 따라 영구자석(160)을 감싸며 영구자석(160)과 1차코일(130)의 전기적 연결을 방지하는 자석차단부재(160a)를 더 포함할 수 있다.The
영구자석(160)은 코어(120)와 1차코일(130) 사이에 배치됨에 있어서, 코어(120)를 감쌀 수 있도록 복수개가 배치될 수 있다.The
또한, 코어(120)를 감싸는 복수개의 영구자석(160)은 인접한 영구자석(160)과 서로 다른 극성을 갖도록 배치될 수 있다.The plurality of
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 트랜스포머의 정면도이다.Figures 6 and 7 are front views of a transformer in accordance with another embodiment of the present invention.
도 6 및 도 7을 참조하면, 유체관(140)은 수직한 각각의 코어(120)에 대하여 2회 이상 감싸도록 배치될 수 있다. 즉, 2차 코일의 역할을 하는 유체관(140)의 권선수비를 다르게 하여 유도되는 전압을 조절할 수 있다.Referring to FIGS. 6 and 7, the
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the invention as defined by the appended claims. There will be. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be determined only by the appended claims.
100: 트랜스포머, 110: 베이스,
120: 코어, 121: 고정판,
123: 유도관, 130: 1차코일,
140: 유체관, 150: 금속판,
151: 브라켓, 160: 영구자석100: transformer, 110: base,
120: core, 121: fixed plate,
123: induction tube, 130: primary coil,
140: fluid tube, 150: metal plate,
151: Bracket, 160: Permanent magnet
Claims (3)
상기 베이스 상에 서로 이격되어 배치되는 복수의 코어;
전압이 인가될 때 상기 복수의 코어 중 서로 인접하는 부분이 서로 다른 자극을 갖도록 상기 코어에 각각 권선되어, 3상 전압을 인가받는 1차코일;
상기 1차코일을 감싸도록 절곡되고, 상기 1차코일에 의해 유도전류가 흘러 내부에 통과되는 유체를 가열시키는 유체관; 및
상기 1차코일의 배면에 배치되고 상기 유체관에 의해 관통되어 유체관과 전기적으로 연결되는 금속판을 포함하고,
상기 유체관과 금속판은 일체로 형성되어 서로 통전되는 트랜스포머.
Base;
A plurality of cores spaced apart from each other on the base;
A primary coil wound around the core so that portions adjacent to each other of the plurality of cores have different magnetic poles when a voltage is applied, and receiving a three-phase voltage;
A fluid tube which is bent so as to surround the primary coil and heats the fluid passing through the primary coil through the induction current; And
And a metal plate disposed on the back surface of the primary coil and electrically connected to the fluid pipe through the fluid pipe,
Wherein the fluid tube and the metal plate are integrally formed and energized with each other.
상기 유체관은,
일부가 코어의 N극에 인접하게 배치되고 다른 일부가 코어의 S극에 인접하게 배치되도록 1차코일을 감싸는 트랜스포머.
The method of claim 1,
The fluid tube includes:
A transformer that surrounds the primary coil such that a portion is disposed adjacent the N pole of the core and the other portion is disposed adjacent to the S pole of the core.
상기 각각의 코어와 1차코일 사이에 배치되어, 유체관에 흐르는 유도전류의 세기를 증가시키는 영구자석을 더 포함하고,
상기 영구자석은 인접하는 코어의 자극과 동일한 자극을 갖도록 배치되는 트랜스포머.
The method according to claim 1,
Further comprising a permanent magnet disposed between each of the cores and the primary coil for increasing the intensity of an induced current flowing in the fluid tube,
Wherein the permanent magnet is arranged to have the same magnetic pole as the magnetic pole of the adjacent core.
Priority Applications (1)
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KR1020170027237A KR101743629B1 (en) | 2017-03-02 | 2017-03-02 | Transformer using fluid tube |
Applications Claiming Priority (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101787626B1 (en) * | 2017-06-09 | 2017-10-19 | (주)히트텍에너지 | Boiler system using transformer |
KR20190022134A (en) * | 2017-08-25 | 2019-03-06 | 오영한 | Heat pump system using transformer |
Citations (1)
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JP2012089838A (en) | 2010-10-19 | 2012-05-10 | General Electric Co <Ge> | Liquid cooled magnetic component with indirect cooling for high frequency and high power applications |
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2017
- 2017-03-02 KR KR1020170027237A patent/KR101743629B1/en active IP Right Grant
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