KR101839097B1 - 장작 가마의 구조체 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 장작 가마의 구조체는, 가마의 도입 부분에 구비되며, 내부에는 장작을 가열하는 공간이 형성되고, 일단으로 가열된 장작으로부터 발생되는 연소열이 이동되는 제1살창(11)이 형성되는 봉통(10); 내부에는 기물이 구비되어 상기 봉통(10)에서 이동되는 연소열이 유입 또는 배출되는 제2살창(21)이 형성되고, 내부로 다수의 유입공(23)이 형성되어 제2살창으로 유입되는 연소열을 유입 또는 제2살창(21)으로 배출시키는 유입판(22)이 구비되는 다수개의 가마칸(20); 상기 다수개로 형성되는 마지막 가마칸(20)의 유동되는 연소열이 배출되고, 배출되는 연소열의 배출량을 조절하여 기물의 소성 상태나 기물의 산화 또는 환원 상태인 색깔을 조절하도록 개방 넓이를 조절하는 댐퍼가 구비되며, 밑 부분은 연소열의 와류 장소가 형성되도록 마지막 가마칸(20)의 바닥보다 낮게 구덩이가 형성되는 굴뚝(30); 상기 다수개의 가마칸(20) 중에서 마지막 가마칸(20)과 굴뚝(30) 사이에 또 하나의 공칸으로 가마칸(20)의 1/3 ∼ 1/2의 크기 공간으로 형성되며, 상기 굴뚝(30)과의 경계면에는 유동되는 연소열을 굴뚝(30)으로 배출시키기 위해 제3살창(31)이 형성되는 끌목칸(20a);을 포함하여 이루어지며, 상기 유입판(22)은 가마칸(20)의 바닥면에 직립되며, 다수의 유동공(26)이 형성되는 고임돌(25)에 의해 가마칸(20)의 바닥면에서 이격되는 유동부(27)가 형성되고, 상기 유입판(22)의 하부 일측은 유입판(22)을 지지하면서도 연소열이 유동부(27)로 바로 유입되는 것을 방지하는 밀폐판(28)이 구비되며, 상기 제1살창(11)과 제2살창(21)의 하부에는 상측으로 경사지는 안내판(40)이 구비되어 가마칸(20) 내부에서 이동되는 연소열이 안내판(40)에 의해 가마칸(20)의 상부로 이동되도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

Description

장작 가마의 구조체{Assembly of firewood kiln}
본 발명은 장작 가마의 구조체에 관한 것으로, 특히 봉통에서 전달되는 연소열이 가마칸의 상부로 상승 후 하강하여 가마칸의 바닥면으로 유동되어 기물에 대한 소성의 효율성을 향상시키는 장작 가마의 구조체에 관한 것이다.
가마의 역사는 인간이 점토로 만든 용기나 그릇이 불에 구워 지면 단단해진다는 것을 경험으로 알게 되면서 노천에서 여러 형태의 용기나 그릇을 모닥불에서 피워 구워낸 것이 최초의 소성방법이라 할 수 있으며, 이러한 방법들이 점차 진화하면서 웅덩이를 파고 기물을 쌓아놓고 불을 피우면서 가마의 형태를 갖추기 시작했다.
상기와 같이 초기의 노천 소성에서 지하의 자연형태를 이용하던 가마 형태가 다시 지상의 가마형태를 갖추게 된 것은 불을 높은 온도까지 가둘 수 있는 내화물 및 단열재료의 발견에 있으며, 이러한 내화물 및 단열재료의 발견에 의해 가마는 더욱 더 효율적인 형태로 변모되었다.
이러한 가마는 장작을 주원료로 가열하여 사용되는 가마를 보편적으로 사용하며, 그 형태는 장작이 가열되는 봉통, 다수의 칸이 구획되어 연결되는 소성칸과 끌목칸으로 나뉘어 굴뚝과 연결되며, 봉통에서 장작을 가열하여 연소된 열이 소성칸으로 이동되면서 소성칸에 위치된 기물을 구워 소성시키게 되는 것이다.
한편, 봉통은 전체 가마의 예열을 하는 곳으로써, 가마의 온도를 기물을 초벌하기 위한 1300℃ 내외로 올리기 위해서는 10시간 정도의 시간이 필요하며, 이는 많은 장작을 열원으로 필요로 하면서 작업자가 수시로 온도를 체크하거나 예열이 오랜시간이 걸리는 등의 번거로운 공정이 수행되어야함으로, 최근에는 장작가열방식의 가마보다는 가스를 주원료로 사용하는 가스가열방식의 가마가 사용되고 있다.
상기 가스가열방식의 가마 중 한 종류인 등록특허 제10-0919285호를 살펴보면, 소성실에 장입된 도자 성형물을 가열 소성하여 도자기를 굽도록 소성실 하부의 화구에 설치된 가스 버너와 같은 연소장치로 연소용 가스를 연소시켜 소성실의 가스 공급압력을 초기에 0.25㎏f/㎠로 설정함과 동시에 화염의 색상에 따라 한 번의 공기조절로 화력을 일정하게 유지시키는 단계와, 소성실의 온도가 750℃에 도달할 때까지 일정 시간 간격으로 가스 공급압력을 일정량으로 서서히 증가시키는 단계로 이루어진다.
하지만 상기 등록특허 제10-0919285호와 같은 가스가열방식의 가마는 일정한 공기를 끌어들이기 위하여 고압으로 가스를 공급되어서 가스소비량의 증가를 야기시켜 유지비용이 고가로 소요될 뿐만 아니라 비교적 고온에서 연소가 이루어짐으로, 가마 내부의 온도 상승 속도가 늦어지며, 이는 가마 내부의 상부와 하부 온도 편차가 많아 균일한 온도를 유지하기 어려운 현상으로 인해 기물의 품질이 저하되어 불량이 발생할 여지가 많고, 기물의 예술적 가치 또한 저하되는 단점이 있어왔다.
따라서 가마의 특성상 대량 생산을 도모하는 가스가열방식의 가마 보다는 고부가가치를 가지는 예술성 도자기의 제조를 수행할 수 있는 장작가열방식의 가마의 관심이 늘어나고 있으며, 이에 따라 효율성이 좋으면서도 양질의 제품을 제조할 수 있는 장작 가마에 대한 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 위와 같은 종래의 문제를 모두 해결하고자 발명된 것으로, 가마의 도입 부분에 구비되며, 가열된 장작으로부터 발생되는 연소열이 이동되는 봉통과, 내부에는 기물이 구비되어 상기 봉통에서 이동되는 연소열을 상승 후 바닥면으로 유동시켜 기물이 구비된 전체면적으로 연소열을 유동시키는 가마칸과, 가마칸의 유동되는 연소열이 배출되는 굴뚝으로 이루어져 기물의 소성효율을 향상시킬 수 있는 장작 가마의 구조체를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 의한 장작 가마의 구조체는, 가마의 도입 부분에 구비되며, 내부에는 장작을 가열하는 공간이 형성되고, 일단으로 가열된 장작으로부터 발생되는 연소열이 이동되는 제1살창(11)이 형성되는 봉통(10); 내부에는 기물이 구비되어 상기 봉통(10)에서 이동되는 연소열이 유입 또는 배출되는 제2살창(21)이 형성되고, 내부로 다수의 유입공(23)이 형성되어 제2살창으로 유입되는 연소열을 유입 또는 제2살창(21)으로 배출시키는 유입판(22)이 구비되는 다수개의 가마칸(20); 상기 다수개로 형성되는 마지막 가마칸(20)의 유동되는 연소열이 배출되고, 배출되는 연소열의 배출량을 조절하여 기물의 소성 상태나 기물의 산화 또는 환원 상태인 색깔을 조절하도록 개방 넓이를 조절하는 댐퍼가 구비되며, 밑 부분은 연소열의 와류 장소가 형성되도록 마지막 가마칸(20)의 바닥보다 낮게 구덩이가 형성되는 굴뚝(30); 상기 다수개의 가마칸(20) 중에서 마지막 가마칸(20)과 굴뚝(30) 사이에 또 하나의 공칸으로 가마칸(20)의 1/3 ∼ 1/2의 크기 공간으로 형성되며, 상기 굴뚝(30)과의 경계면에는 유동되는 연소열을 굴뚝(30)으로 배출시키기 위해 제3살창(31)이 형성되는 끌목칸(20a);을 포함하여 이루어지며, 상기 유입판(22)은 가마칸(20)의 바닥면에 직립되며, 다수의 유동공(26)이 형성되는 고임돌(25)에 의해 가마칸(20)의 바닥면에서 이격되는 유동부(27)가 형성되고, 상기 유입판(22)의 하부 일측은 유입판(22)을 지지하면서도 연소열이 유동부(27)로 바로 유입되는 것을 방지하는 밀폐판(28)이 구비되며, 상기 제1살창(11)과 제2살창(21)의 하부에는 상측으로 경사지는 안내판(40)이 구비되어 가마칸(20) 내부에서 이동되는 연소열이 안내판(40)에 의해 가마칸(20)의 상부로 이동되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 장작 가마의 구조체를 제공한다.
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또한, 상기 가마칸(20)으로 외부에서 내부를 확인할 수 있는 투시공(29)이 각각 형성되고, 상기 가마칸(20) 내부로 온도측정수단(50)이 구비되며, 상기 온도측정수단(50)은 고열에 견디는 세라믹판(51)과, 상기 세라믹판(51)의 일면에는 금속재질인 열전도층(52)이 형성되고, 상기 열전도층(52)에 의해 전도되는 온도에 따라 색상이 변환되는 물질로 변색층(53)으로 이루어짐을 특징으로 한다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 가마칸의 형성된 유입판으로 하여금 봉통에서 전달되는 연소열이 가마칸의 천정과 바닥에 순차적으로 유동되어 가마칸에 구비된 기물의 소성효율을 향상시키면서도 기물을 균일하게 소성시켜 양질의 제품을 제작할 수 있는 효과가 있다.
또한 유동부 및 고임돌에 형성된 유동공이 구성되기 때문에, 연소열이 유입부를 통해 가마칸의 천정으로 상승하였다가 상승된 연소열이 하강되어 안정적인 연소열의 이동을 도모하면서도 연소열을 강제적으로 가마칸의 전체면적으로 유동시킬 수 있어 열효율을 향상시켜 연소시키는 장작의 양과 가열시간을 절약하는 효과가 있다.
도 1, 2는 본 발명의 바람직한 형태를 나타내는 예시도
도 3은 본 발명의 유입판 및 고임돌의 바람직한 형태를 나타내는 예시도
도 4는 본 발명에 따른 온도조절수단의 바람직한 형태를 나타내는 예시도
이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 1, 2는 본 발명의 바람직한 형태를 나타내는 예시도로서, 본 발명은 장작 가마의 구조체에 관한 것으로, 특히 기존의 장작 가마의 연소열이 천정으로 상승 후 벽면을 타고 살창으로 유동되어 배출되는 형태를 탈피하여, 봉통(10)에서 전달되는 연소열이 가마칸(20)의 상부로 상승 후 하강하여 가마칸(20)의 바닥면을 통해 다음 가마칸(20) 또는 굴뚝(30)으로 유동되어 소성의 효율성을 향상시키는 것을 특징으로 구성되는 것이다.
이를 위해, 본 발명은 도 1, 2에 도시된 바와 같이 장작의 연소가 이루어지는 봉통(10), 봉통(10)에서 이동되는 연소열을 상승 후 하강시켜 다음 가마칸(20) 또는 굴뚝(30)으로 유동시키는 구조의 가마칸(20), 가마칸(20)을 통해 유동되는 연소열이 최종적으로 배출되는 굴뚝(30)으로 구성되어 진다.
봉통(10)은 가마의 도입 부분에 구비되며, 내부에는 장작을 가열하는 공간이 형성되고, 일단으로 가열된 장작으로부터 발생되는 연소열이 이동되어 후술되는 가마칸(20)으로 유동시키는 제1살창(11)이 형성된다.
여기서, 상기 제1살창(11)은 봉통(10)과 가마칸(20)을 연결하는 경계면에 형성되는 구멍이며, 봉통(10)에서 장작을 가열하여 발생된 연소열이 올라가게 되어 봉통(10) 구조에서 가장 하중을 많이 받는 부분이라 할 수 있고, 이로 인해 침하 현상이 발생할 여지가 있어 기초바닥 부분에 우선 시멘트 지반을 안정시키고 그 위에 내화벽돌로 마감하여 견고하게 시공하는 것이 바람직하다.
가마칸(20)은 내부에는 기물이 구비되며, 상기 봉통(10)에서 이동되는 연소열이 유입 또는 배출되는 제2살창(21)이 형성되어, 상기 봉통(10)에서 이동되는 연소열로 인해 기물의 소성(燒成, burning)이 이루어지는 곳으로, 많은 양의 기물을 소성하기 위해 가마칸(20)은 다수 개가 연속적으로 구비되며, 가마칸(20)의 개수가 많으면 상대적으로 봉통(10)의 면적이 넓거나 길이 또한 길게 시공되어야 함으로, 통상적인 가마칸(20) 3 ∼ 5개 정도에 봉통(10)의 길이는 2m 내외가 시공하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 가마칸(20)은 연소열의 상승기류 현상에 의해 봉통(10)의 제1살창(11)을 통해 유입된 연소열은 항상 상승하게 되는 현상에 의해 낮은 곳에서 높은 곳으로 경사지게 시공하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 가마칸(20)의 내부로 다수의 유입공(23)이 형성되어 제2살창으로 유입되는 연소열을 유입 또는 제2살창(21)으로 배출시키는 유입판(22)이 구비된다.
즉, 제1, 2살창(11, 21)으로 인해 가마칸(20)으로 유입된 연소열은 가마칸(20)의 천정으로 상승하였다가 가마칸(20)의 유일한 배출로인 유입판(22)의 유입공(23)에 강제적으로 하강되는 것이다.
한편, 상기 가마칸(20)의 상측 천정은 타원형으로 시공하여 벽열손실을 최소화하고, 때에 따라서는 가마칸(20)의 내부 천정에 반원형의 망뎅이를 시공하여 망뎅이의 도드라진 부분이 연소열이 마찰되어 가마를 빨리 달구면서 연소열의 복사열 각도도 넓어져 기물의 소성시간도 절약되도록 한다.
따라서, 가마칸(20)의 천정과 바닥으로 연소열이 유동되며, 이는 연소열이 가마칸(20)의 전체면적에 유동되어 가마칸(20)에 구비된 기물의 소성효율을 향상시키면서도 기물을 균일하게 소성시켜 양질의 제품을 제작할 수 있게 되는 것이다.
굴뚝(30)은 상기 다수개로 형성되는 마지막 가마칸(20)의 유동되는 연소열이 배출되는 곳으로, 가마의 가장 높은 곳에 시공되어 연소열의 배출을 도모한다.
또한, 굴뚝(30)의 높이와 단면적은 통풍력과 큰 관계가 있어 장작의 연소 및 연소열의 유동에 직접 영향을 주며, 굴뚝(30)에는 보통 개방되는 넓이를 조절하는 댐퍼가 구비되어 댐퍼를 통한 굴뚝의 개방 정도에 따라 봉통(10)에서 장작의 연소량과 굴뚝(30)에서 배출되는 연소열의 배출량을 조절하여 기물의 소성 상태나 기물의 산화 또는 환원 상태인 색깔을 조절하도록 한다.
즉, 소성되는 기물의 빛깔은 산소가 풍부한 장작의 완전 연소가 이루어질 때에는 태토 및 유약 안에 포함된 철분이 산소와 결합하면서 산화염 상태가 되어 황갈색 혹은 적갈색을 띄게 되며, 산소가 부족한 장작의 불완전연소 상태에서 기물을 구우면 환원염 상태가 되어서 검정오렌지색이나 검정 또는 적색이 되는 것이다.
그리고, 굴뚝(30)의 밑 부분은 마지막 가마칸의 바닥보다 낮게 구덩이를 파서 연소열의 와류 장소를 만들어 두어야 한다.
또한, 상기 마지막 가마칸(20)과 굴뚝(30) 사이에 또 하나의 공칸인 끌목칸(20a)이 구비되어 가마칸(20)의 불 흐름을 조절하고 연소열의 손실을 줄이는 역활을 하며, 끌목칸(20a)은 가마칸(20)의 1/3 ∼ 1/2의 크기의 공간으로 형성하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 끌목칸(20a)과 굴뚝(30)의 경계면에는 끌목칸(20a)에서 유동되는 연소열을 굴뚝(30)으로 배출시키기 위해 제3살창(31)이 형성된다.
따라서, 봉통(10)에서 발생되는 연소열은 제1살창(11)을 통해 가마칸(20)으로 이동되고, 다수개로 구비되는 가마칸(20)에 유동되는 연소열은 가마칸(20) 내부에 위치한 유입판(22) 및 제2살창(21)에 의해 유동되어 끌목칸(20a)으로 이동되며, 끌목칸(20a)에서 굴뚝(30)으로 이동되는 연소열은 제3살창(31)을 통하여 유동되어 배출함으로써, 유입판(22)과 유동부(25)를 통해 가마칸(20)의 높은 소성효율은 유지되고 제1, 2살창(11, 31)으로 하여금 연소열이 발생되는 지점과 배출되는 지점의 이동은 원활히 하도록 구성되는 것이다.
그리고, 앞서 언급한 바와 같이 제3살창(31)은 제1살창(11)과 동일하게 연소열이 배출되어 굴뚝(30) 구조에서 가장 하중을 많이 받는 부분으로 침하 현상을 방지하기 위해 기초바닥 부분에 우선 시멘트 지반을 안정시키고 그 위에 내화벽돌로 마감하여 견고하게 시공하는 것이 바람직하다.
한편, 도 1, 2, 3에 도시된 바와 같이 상기 유입판(22)은 가마칸(20)의 바닥면에 직립되며, 유동공(36)이 형성되는 고임돌(25)에 의해 가마칸(20)의 바닥면에서 이격되는 유동부(27)가 형성된다.
또한, 상기 유입판(22)의 하부 일측은 유입판(22)을 지지하면서도 연소열이 유동부(27)로 바로 유입되는 것을 방지하는 밀폐판(28)이 구비된다.
즉, 제1, 2살창(11, 21)으로 연소열이 유입되면 밀폐판(28)에 의해 연소열은 가마칸(20)의 천정으로 상승하였다가 유입판(22)을 통해 유동부(27)로 이동되며, 유동부(27)로 유입된 연소열은 고임돌(25)의 유동공(26)에 의해 다음 가마칸(20) 또는 끌목칸(20a)으로 이동되는 것이다.
즉, 가마칸(20)의 천정으로 상승한 연소열이 유입판(22) 및 유동부(27)를 통해 하강되어 안정적인 연소열의 이동을 도모하면서도 연소열을 강제적으로 가마칸(20)의 전체면적으로 유동시킬 수 있어 열효율을 향상시켜 연소시키는 장작의 양과 가열시간을 절약하는 이점을 가지게 되는 것이다.
그리고, 상기 제1살창(11)과 제2살창(21)의 하부에는 상측으로 경사지는 안내판(40)이 구비되어 가마칸(20) 내부에서 이동되는 연소열이 안내판(40)에 의해 가마칸(20)의 상부로 이동되도록 한다.
즉, 안내판(40)으로 하여금 연소열을 가마칸(20) 내부로 이동을 원활히 하는 기능을 구비하여 연소열의 전달을 더욱 원활히 하도록 구성된다.
한편, 연소열로 인한 가마칸(20) 내부 온도를 확인할 수 있도록 가마칸(20)으로 외부에서 내부를 확인할 수 있는 투시공(29)이 각각 형성됨과 아울러 가마칸(20) 내부로 온도측정수단(50)이 구비된다.
상기, 온도측정수단(50)은 도 4에 도시된 바와 같이 고열에 견디는 세라믹판(51)과, 상기 세라믹판(51)의 일면에는 금속재질인 열전도층(52)이 형성되고, 상기 열전도층(52)에 의해 전도되는 온도에 따라 색상이 변환되는 물질로 변색층(53)으로 이루어진다.
상기, 변색층(53)은 특정온도에서 명료하게 변색되는 화합물, 혹은 용융하여 상태가 변화하는 화합물을 안료로 사용하며, 변색층(53)에 사용되는 안료는 넓은 범위에 이르러 각종 변색점을 가지고 있어서 가마칸(20)의 온도 변화에 따른 열전도로 인하여 온도측정이 이루어지게 되고, 열전도층에 의하여 변색된 것이 냉각에 의하여 원색으로 되돌아 오는 가역성의 안료를 사용하게 된다.
따라서, 상기 온도측정수단(50)으로 하여금 외부에서 가마칸(20)의 내부온도를 확인할 수 있어 장작의 가열량과 댐퍼로 인한 굴뚝(30)의 개방 정도를 결정하여 사용상의 편의성을 향상시킬 수 있게 한다.
10 : 봉통 11 : 제1살창
20 : 가마칸 21 : 제2살창
22 : 유입판 23 : 유입공
25 : 고임돌 26 : 유동공
27 : 유동부 28 : 밀폐판
29 : 투시공 20a : 끌목칸
30 : 굴뚝 31 : 제3살창
40 : 안내판 50 : 온도측정수단
51 : 세라믹판 52 : 열전도층
53 : 변색층

Claims (7)

  1. 가마의 도입 부분에 구비되며, 내부에는 장작을 가열하는 공간이 형성되고, 일단으로 가열된 장작으로부터 발생되는 연소열이 이동되는 제1살창(11)이 형성되는 봉통(10); 내부에는 기물이 구비되어 상기 봉통(10)에서 이동되는 연소열이 유입 또는 배출되는 제2살창(21)이 형성되고, 내부로 다수의 유입공(23)이 형성되어 제2살창으로 유입되는 연소열을 유입 또는 제2살창(21)으로 배출시키는 유입판(22)이 구비되는 다수개의 가마칸(20); 상기 다수개로 형성되는 마지막 가마칸(20)의 유동되는 연소열이 배출되고, 배출되는 연소열의 배출량을 조절하여 기물의 소성 상태나 기물의 산화 또는 환원 상태인 색깔을 조절하도록 개방 넓이를 조절하는 댐퍼가 구비되며, 밑 부분은 연소열의 와류 장소가 형성되도록 마지막 가마칸(20)의 바닥보다 낮게 구덩이가 형성되는 굴뚝(30); 상기 다수개의 가마칸(20) 중에서 마지막 가마칸(20)과 굴뚝(30) 사이에 또 하나의 공칸으로 가마칸(20)의 1/3 ∼ 1/2의 크기 공간으로 형성되며, 상기 굴뚝(30)과의 경계면에는 유동되는 연소열을 굴뚝(30)으로 배출시키기 위해 제3살창(31)이 형성되는 끌목칸(20a);을 포함하여 이루어지며,
    상기 유입판(22)은 가마칸(20)의 바닥면에 직립되며, 다수의 유동공(26)이 형성되는 고임돌(25)에 의해 가마칸(20)의 바닥면에서 이격되는 유동부(27)가 형성되고, 상기 유입판(22)의 하부 일측은 유입판(22)을 지지하면서도 연소열이 유동부(27)로 바로 유입되는 것을 방지하는 밀폐판(28)이 구비되며, 상기 제1살창(11)과 제2살창(21)의 하부에는 상측으로 경사지는 안내판(40)이 구비되어 가마칸(20) 내부에서 이동되는 연소열이 안내판(40)에 의해 가마칸(20)의 상부로 이동되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 장작 가마의 구조체.
  2. 삭제
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  7. 제1항에 있어서,
    상기 가마칸(20)으로 외부에서 내부를 확인할 수 있는 투시공(29)이 각각 형성되고,
    상기 가마칸(20) 내부로 온도측정수단(50)이 구비되며, 상기 온도측정수단(50)은 고열에 견디는 세라믹판(51)과, 상기 세라믹판(51)의 일면에는 금속재질인 열전도층(52)이 형성되고, 상기 열전도층(52)에 의해 전도되는 온도에 따라 색상이 변환되는 물질로 변색층(53)으로 이루어짐을 특징으로 하는 장작 가마의 구조체.
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