KR101894875B1 - 무방류 역방향 관로 세척 장치 및 관로 세척 방법 - Google Patents

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Abstract

관로 세척 방법이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 내부에 상수(上水)가 흐르고, 상기 상수가 흐르는 방향의 순서에 따라서 제 1 밸브 및 제 2 밸브를 가지는 관로 세척 방법에 있어서, 상기 제 2 밸브를 잠그고, 상기 제 1 밸브는 연 상태로, 상기 상수가 흐르는 방향에서 볼 때 상기 제 1 밸브 다음에 위치하는 주입부와 펌프를 연결하며, 상기 펌프는 맥동파 형태의 주기를 가지는 압축 공기를 상기 주입부에 주입하여 에어 피그(air pig)를 형성하고, 상기 상수가 흐르는 방향에서 볼 때 상기 제 2 밸브 이전에 위치하는 배출부를 통해 상기 에어 피그와 상기 상수를 배출하는, 관로 세척 방법이 제공된다.

Description

무방류 역방향 관로 세척 장치 및 관로 세척 방법{PIPE CLEANING APPARATUS AND PIPE CLEANING METHOD}
본 발명의 실시예들은 관로 세척 장치 및 관로 세척 방법에 관한 것이다.
상수관로 내부에는 원수, 정수공정, 관 재질, 시공과정 등 다양한 원인과 경로를 통해 입자 또는 입자를 형성할 수 있는 물질들이 유입, 발생, 축적, 부유과정을 거치면서 관 내부 표면에 침전물이 형성된다.
이들 침전물들은 수질에 영향을 주게 되며, 이러한 침전물이 관로 내에 유입, 발생, 축적이 되지 않도록 하기 위해 원수, 정수공정 등을 최적화하거나 시공관리에 신경을 써야 한다. 그러나, 그럼에도 불구하고 관 표면에 존재하는 침전물의 유입, 축적, 발생을 지연시키는 것만 가능할 뿐 이를 방지하는 것은 어렵다.
따라서, 관 내부 침전물을 적정 시기에 맞추어 제거하기 위해서는 세척이 필수적이다. 대부분의 선진국에서는 전체 상수관망을 구역별로 구분하여 순차적으로 세척을 수행한다.
상수관망에 대한 세척은 상수관망 수질 유지관리를 위한 가장 강력한 수단으로 인식되고 있으나, 세척이 계속되면 그 만큼 세척 과정 중에 많은 정수를 세척수로 사용하기 때문에 많은 비용과 시간을 들여 생산된 수돗물이 손실되게 된다.
현재 선진국에서는 년간 생산량 중에 0.1~0.25%를 세척수로 활용할 정도로 많은 양을 사용하고 있다. 그리고, 세척과정 중에는 관로 내에 침전된 침전물 들이 세척수와 함께 방류되는데, 이러한 세척수는 중금속과 미생물이 포함된 탁수이고, 정수 내의 잔류염소도 포함한다.
세척수가 하천으로 유입되게 되면, 방류되는 세척수로 인하여 하천의 수질이나 생태계가 영향을 받을 수 있다.
최근 선진국에서는 이러한 세척수에 대한 기준을 강화하려고 하고 있으며, 국내에서도 상수관에 대한 세척이 증가됨에 따라서 세척수에 대한 기준을 마련하고 있는 추세이다.
한국공개특허공보 제10-2012-0046363호(2012.05.10)
본 발명의 실시예들은 관로 내부의 세척에 따른 정수의 손실이나 세척수 방류에 의한 하천의 수질 및 생태계에 미치는 영향을 최소화할 수 있는 관로 세척 장치 및 관로 세척 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예들은 관로 내부를 효과적으로 세척할 수 있는 관로 세척 장치 및 관로 세척 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 내부에 상수(上水)가 흐르고 상기 상수의 흐름 방향에 따른 순서로 제 1 밸브 및 제 2 밸브를 가지는 관로를 세척하는 세척 장치에 있어서, 상기관로 내의 상기 상수 흐름 방향의 역방향으로 세척수를 공급하기 위한 가압 펌프; 상기 제 2 밸브가 잠긴 상태에서, 상기 제 2 밸브의 이전에 위치하는 세척수주입부로 상기 세척수를 주입하는 주입 호스; 상기 제 1 밸브가 잠긴 상태에서, 상기 제 1 밸브의 이후에 위치하는 세척수배출부로부터 상기 관로를 세척한 세척수를 배출시키는 배출 호스; 및 상기 배출 호스를 통해 배출된 상기 세척수를 정화하는 세척수 정화장치를 포함하고, 상기 세척수 정화장치를 통해 정화된 상기 세척수는 상기 가압 펌프에 의해 상기 관로에 다시 주입되는, 관로 세척 장치가 제공된다.
상기 세척수 주입부는 상기 제 2 밸브의 직전에 위치하고, 상기 세척수 배출부는 상기 제 1 밸브의 직후에 위치할 수 있다.
상기 세척수 주입부 및 상기 세척수 배출부는 지상에 위치하는 소화전 또는 배관에 설치된 공기밸브 또는 점검구일 수 있다.
상기 세척수 주입부는 상기 주입 호스 이외에 공기 주입 장치와 연결될 수 있다.
상기 공기 주입 장치는 상기 관로에 압축 공기를 주기적으로 주입할 수 있다.
상기 세척수 주입부는 상기 관로 내부를 이동하는 피그가 삽입되는 피그 삽입 장치와 연결될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 내부에 상수(上水)가 흐르고 상기 상수의 흐름 방향에 따른 순서로 제 1 밸브 및 제 2 밸브를 가지는 관로를 세척하는 세척 방법에 있어서, 가압 펌프를 통해 상기 관로 내의 상기 상수 흐름 방향의 역방향으로 세척수가 공급되고, 상기 제 2 밸브가 잠긴 상태에서, 상기 제 2 밸브의 이전에 위치하는 세척수 주입부로 상기 세척수가 주입되며, 상기 제 1 밸브가 잠긴 상태에서, 상기 제 1 밸브의 이후에 위치하는 세척수 배출부로부터 상기 관로를 세척한 세척수가 배출되고, 배출된 상기 세척수가 정화되며, 상기 정화된 세척수는 상기 가압 펌프에 의해 상기 관로에 다시 주입되는, 관로 세척 방법이 제공된다.
상기 세척수 주입부는 상기 제 2 밸브의 직전에 위치하고, 상기 세척수 배출부는 상기 제 1 밸브의 직후에 위치할 수 있다.
상기 세척수 주입부 및 상기 세척수 배출부는 지상에 위치하는 소화전 또는 배관에 설치된 공기밸브 또는 점검구일 수 있다.
상기 세척수 주입부에는 압축 공기가 더 주입될 수 있다.
상기 압축 공기는 상기 관로에 주기적으로 주입될 수 있다.
상기 세척수 주입부에는 상기 관로 내부를 이동하는 피그가 더 삽입될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 세척수를 순환하여 사용함으로써, 관로 내부의 세척에 따른 정수의 손실이나 세척수 방류에 의한 하천의 수질 및 생태계에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 상수 흐름의 역방향으로 세척수를 공급하고, 압축 공기를 주입하거나 피그를 인입함으로써, 관로 내부를 효과적으로 세척할 수 있다.
또한, 물흐름의 역방향으로 세척작업을 수행함으로써 물 흐르는 방향으로 관 내벽에 생긴 각종이물질의 내성을 감소시켜 보다 효과적인 세척작업을 수행할 수 있으며, 세척구간 내에서 작업을 수행함으로 인해 세척 전후 구간에 영향을 주지 않기 때문에 전후단의 수리적 교란을 예방할 수 있다.
도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 세척 장치 및 방법을 나타내는 도면
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 관로 세척 장치 및 방법을 나타내는 도면
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 관로 세척 장치 및 방법을 나타내는 도면
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시적 실시예에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 세척 장치 및 방법을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 관로(200)는그 내부에 유체인 상수(上水)가 흐르고, 상수가 흐르는 방향의 순서에 따라서 제 1 밸브(210) 및 제 2 밸브(220)를 가질 수 있다. 또한, 제 1 밸브(210) 및 제 2 밸브(220)의 사이에 상수가 흐르는 파이프(230)가 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 관로 세척은 무방류 역방향 고유속 세척으로 일컬어 질 수 있다. 이는 크게 세척수를 정화하는 부분과 세척수를 무방류 순환하는 부분으로 구성될 수 있으며, 세척 후의 세척수는 세척수 정화장치(160)에 의해서 연속적으로 여과 정화되고 여과 정화된 물은 순환장치의 가압 펌프(110)에 의해 원래 상수가 흐르는 방향의 역방향으로 관로(200) 측에 공급될 수 있다.
이 경우, 고유속으로 관로 내 물의 표면전단력이 증가하고, 전단력 증가는 관 내부에 침전된 물질을 부유시켜 세척 효율을 증가시키며 이는 수질이 안정화될 때까지 연속적으로 진행될 수 있다.
도 1에 의해 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 세척 장치 및 방법을 구체적으로 설명한다. 가압 펌프(110)는 관로(200) 내의 상수 흐름 방향의 역방향으로 세척수를 공급하기 위한 것일 수 있다. 가압 펌프(110)는 여과처리된 세척수를 주입 호스(120)를 통해 관로(200) 내에 고유속으로 공급하는 역할을 하면서, 동시에 세척후에 배출된 세척수를 세척수 정화장치(160)로 보내고 정화에 필요한 압력도 제공하는 역할을 할 수 있다. 가압 펌프(110)는 엔진 펌프일 수 있으며, 용량은 55 ton/h, 양정능력은 5k 일 수 있으며 현장 여건에 따라 변경될 수 있다.
제 2 밸브(220)가 잠긴 상태에서, 제 2 밸브(220)의 이전에 위치하는 세척수 주입부(130)로 세척수를 주입하기 위하여 주입 호스(120)가 사용될 수 있다. 주입 호스(120)는 경질염화비닐 재질일 수 있으며, 호스 릴(미도시됨)에 의해 감겨서 이동될 수 있다. 주입 호스(120)의 관경은 100 mm이며, 현장 여건에 따라 변경될 수 있다.
주입 호스(120)는 세척 대상인 관로(200) 구간의 일측에 위치하는 세척수 주입부(130)에 연결될 수 있다. 세척수 주입부(130)는 제 2 밸브(220)의 직전에 위치할 수 있다.
주입 호스(120)에 의해 세척수 주입부(130)로 주입된 세척수는 관로(200)의 파이프(230) 내를 역방향으로 이동하면서 파이프(230) 내부의 침천물을 세척할 수 있다. 세척수를 관로(200) 내에서 기존의 상수 흐름과 반대 방향으로 보냄으로 인해서 장기간 상수 흐름에 내성을 가지는 침전물에 대해서도 그 내성을 감소시키게 되어서 세척효율이 증가될 수 있다. 세척수 주입부(130)는 소화전, 공기밸브 또는 점검구일 수 있으며, 소화전, 공기밸브 또는 점검구 가 없는 경우에는 별도의 연결 수단이 대체할 수 있다.
또한, 배출 호스(150)는 제 1 밸브(210)가 잠긴 상태에서 제 1 밸브(210)의 이후에 위치하는 세척수 배출부(140)로부터 관로(200)를 세척한 세척수를 배출시킬 수 있다. 배출 호스(150)의 재질 및 관경은 주입 호스(120)와 같을 수 있다. 또한, 배출 호스(150)도 호스 릴에 의해 감겨서 이동될 수 있다. 배출 호스(150)는 관로(200) 구간의 타측에 위치하는 세척수 배출부(140)에 연결될 수 있다. 세척수 배출부(140)는 세척수 주입부(130)와 마찬가지로 소화전일 수 있으며, 소화전, 공기밸브 또는 점검구가 없는 경우에는 별도의 연결 수단이 대체할 수 있다. 세척수 배출부(140)는 제 1 밸브(210)의 직후에 위치할 수 있다.
그리고, 배출 호스(150)를 통해 배출된 세척수는 세척수 정화장치(160)에 의해 정화될 수 있다. 세척수 정화장치(160)는 백 필터(bag filter)를 포함할 수 있다. 백 필터의 공극은 1μm일 수 있다. 백 필터는 세척수 정화장치(160) 내부에 설치되어 관로(200)를 세척한 세척수를 정화처리하는데 사용될 수 있다. 세척수 정화장치(160)는 60 ton/h의 여과능력, 10k의 최대 수압을 가질 수 있다. 세척수 정화장치(160)는 1톤의 물을 수용할 수 있는 원통형 탱크로서 재질은 스테인리스강일 수 있다. 세척수 정화장치(160)의 내부에는 원통의 둘레방향으로 7개의 여과홀이 형성될 수 있고, 각각의 여과홀 내에 백 필터가 장착될 수 있다.
세척수 정화장치(160)를 통해 정화된 세척수는 가압 펌프(110)에 의해 관로(200)의 세척을 위해 다시 주입될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 관로 세척 방법은 다음과 같다.
우선 가압 펌프(110)를 통해 관로(200) 내의 상수 흐름 방향의 역방향으로 세척수가 공급될 수 있다. 관로(200)의 제 2 밸브(220)가 잠긴 상태에서, 제 2 밸브(220)의 직전에 위치하는 세척수 주입부(130)로 주입 호스(120)를 통해 세척수가 주입될 수 있다. 주입된 세척수는 관로(200)의 파이프(220) 내를 역방향으로 이동하면서 관로(200)를 세척할 수 있다. 그리고, 제 1 밸브(210)가 잠긴 상태에서, 제 1 밸브(210)의 직후에 위치하는 세척수 배출부(140)로부터 관로(200)를 세척한 세척수가 배출될 수 있다. 배출된 세척수는 배출 호스(150)를 통해 세척수 정화장치(160)로 이동하며, 세척수 정화장치(160)에 의해 세척수가 정화될 수 있다. 그리고, 정화된 세척수는 가압 펌프(110)에 의해 관로(200)에 다시 주입될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 관로 세척 장치 및 방법을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에서는, 앞선 실시예와는 달리, 세척수 주입부(130)에 세척수 이외에 압축 공기가 주입될 수 있다. 이를 위하여, 세척수 주입부(130)에는 공기 주입 장치(170)가 연결될 수 있다. 공기 주입 장치(170)는 관로(200)에 압축 공기를 주입하기 위한 장치로서, 압축 공기를 주기적으로 주입하여 물과 압축공기로 형성되는 에어 피그(air pig)를 형성할 수 있다. 관로(200) 내에 에어 피그가 형성됨으로써, 세척수만으로는 제거하기 어려운 응집성 침전물을 제거하는데 효과적일 수 있다.
또한, 압축 공기가 주입되어 세척수와 함께 에어 피그가 형성된 경우에, 세척수 배출부(140)를 통해 배출되는 세척수로부터 압축공기를 분리하기 위하여 압축공기 배출용 탱크(미도시됨)가 세척수 배출부(140) 측에 연결될 수 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 관로 세척 장치 및 방법을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에서는, 앞선 실시예들과는 달리, 세척수 주입부(130)에 세척수와 함께 피그(pig, 미도시됨)가 삽입될 수 있다. 피그는 스펀지와 같은 다공성 소재로 형성되고, 관로(200) 내의 파이프(230)의 직경에 거의 일치하는 직경을 가질 수 있다. 피그가 이와 같이 형성됨으로써, 피그가 관로(200) 내부의 표면을 닦아내듯이 세척할 수 있다. 그에 따라서, 관로(200) 내부에서 세척이 어려운 망간과 같은 점착성 침전물이 효율적으로 제거될 수 있다.
다만, 소화전을 통해서는 피그가 삽입될 수 없기 때문에, 피그를 사용하는 경우는 피그인입이 가능한 세척수 주입부(180)가 사용될 수 있다. 세척수 주입부(180)는 기존의 소화전, 공기밸브 또는 점검구 등에 연결될 수 있다.
또한, 관로(200) 내를 세척한 이후에는 피그를 세척수로부터 분리하여 세척수만 세척수 정화장치(160) 측으로 보내기 위하여 세척수 배출부(190)에서 피그가 배출되도록 할 수 있다. 그리고, 피그가 배출되는 부분에는 크기가 큰 고형물을 1차적으로 포집하는 필터가 형성될 수도 있다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110 : 가압 펌프
120 : 주입 호스
130 : 세척수 주입부 (소화전, 공기밸브, 점검구 또는 기타 장치)
140 : 세척수 배출부 (소화전, 공기밸브, 점검구 또는 기타 장치)
150 : 배출 호스
160 : 세척수 정화장치
170 : 공기 주입 장치
180 : 세척수 주입부
190 : 세척수 배출부
200 : 관로
210 : 제 1 밸브
220 : 제 2 밸브
230 : 파이프

Claims (12)

  1. 내부에 상수(上水)가 흐르고 상기 상수의 흐름 방향에 따른 순서로 제 1 밸브 및 제 2 밸브를 가지는 상수도 관로를 세척하는 세척 장치에 있어서,
    상기 상수도 관로 내의 상기 상수 흐름 방향의 역방향으로 세척수를 공급하기 위한 가압 펌프;
    상기 제 2 밸브가 잠긴 상태에서, 상기 제 2 밸브의 이전에 위치하는 세척수 주입부로 상기 세척수를 주입하는 주입 호스;
    상기 제 1 밸브가 잠긴 상태에서, 상기 제 1 밸브의 이후에 위치하는 세척수 배출부로부터 상기 상수도 관로를 세척한 세척수를 배출시키는 배출 호스; 및
    상기 배출 호스를 통해 배출된 상기 세척수를 정화하는 세척수 정화장치를 포함하고,
    상기 세척수 정화장치를 통해 정화된 상기 세척수는 상기 가압 펌프에 의해 상기 상수도 관로에 다시 주입되고,
    상기 제 1 밸브, 상기 세척수 배출부, 상기 세척수 주입부 및 상기 제 2 밸브의 순서로 상기 상수도 관로 상에 배치되고,
    상기 세척수 주입부는 상기 주입 호스 이외에 공기 주입 장치와 연결되고,
    상기 세척수 배출부는 상기 배출 호스 이외에 압축 공기 배출용 탱크와 연결되고,
    상기 공기 주입 장치는 상기 상수도 관로에 압축 공기를 주기적으로 주입하여 상기 상수도 관로 내에 상기 세척수와 상기 압축 공기로 형성된 에어 피그(air pig)를 형성하고,
    상기 세척수 주입부는 상기 제 2 밸브의 직전에 위치하고, 상기 세척수 배출부는 상기 제 1 밸브의 직후에 위치하며,
    상기 세척수 주입부 및 상기 세척수 배출부는 지상에 위치하는 소화전, 공기밸브 또는 점검구이고,
    상기 가압 펌프는 엔진 펌프이며 용량은 55 ton/h이고,
    상기 주입 호스는 경질염화비닐 재질이며 관경은 100mm이고,
    상기 세척수 정화장치는 상기 세척수를 정화하는 백 필터(bag filter)를 포함하고,
    상기 세척수 정화장치는 60ton/h의 여과능력을 구비한 원통형 탱크로서, 내부에는 원통의 둘레 방향으로 7개의 여과홀이 형성되고, 각각의 상기 여과홀 내에 상기 백 필터(bag filter)가 장착되는, 상수도 관로 세척 장치.
  2. 삭제
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  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 세척수 주입부는 상기 상수도 관로 내부를 이동하는 피그가 삽입되는 피그 삽입 장치와 연결되는, 상수도 관로 세척 장치.
  7. 내부에 상수(上水)가 흐르고 상기 상수의 흐름 방향에 따른 순서로 제 1 밸브 및 제 2 밸브를 가지는 상수도 관로를 세척하는 세척 방법에 있어서,
    가압 펌프를 통해 상기 상수도 관로 내의 상기 상수 흐름 방향의 역방향으로 세척수가 공급되고,
    상기 제 2 밸브가 잠긴 상태에서, 주입 호스를 통해 상기 제 2 밸브의 이전에 위치하는 세척수 주입부로 상기 세척수가 주입되며,
    상기 제 1 밸브가 잠긴 상태에서, 상기 제 1 밸브의 이후에 위치하는 세척수 배출부로부터 상기 상수도 관로를 세척한 세척수가 배출되고,
    배출된 상기 세척수가 세척수 정화장치를 통해 정화되며,
    상기 정화된 세척수는 상기 가압 펌프에 의해 상기 상수도 관로에 다시 주입되고,
    상기 제 1 밸브, 상기 세척수 배출부, 상기 세척수 주입부 및 상기 제 2 밸브의 순서로 상기 상수도 관로 상에 배치되고,
    상기 세척수 주입부에는 압축 공기가 더 주입되고,
    상기 세척수 주입부에는 압축 공기가 더 주입되어 상기 상수도 관로 내에 상기 세척수와 상기 압축 공기로 형성된 에어 피그(air pig)가 형성되며,
    상기 세척수 배출부로부터 배출되는 상기 세척수로부터 상기 압축 공기가 배출되고,
    상기 세척수 주입부는 상기 제 2 밸브의 직전에 위치하고, 상기 세척수 배출부는 상기 제 1 밸브의 직후에 위치하며,
    상기 세척수 주입부 및 상기 세척수 배출부는 지상에 위치하는 소화전, 공기밸브 또는 점검구이고,
    상기 가압 펌프는 엔진 펌프이며 용량은 55 ton/h이고,
    상기 주입 호스는 경질염화비닐 재질이며 관경은 100mm이고,
    상기 세척수 정화장치는 상기 세척수를 정화하는 백 필터(bag filter)를 포함하고,
    상기 세척수 정화장치는 60ton/h의 여과능력을 구비한 원통형 탱크로서, 내부에는 원통의 둘레 방향으로 7개의 여과홀이 형성되고, 각각의 상기 여과홀 내에 상기 백 필터(bag filter)가 장착되는, 상수도 관로 세척 방법.
  8. 삭제
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  12. 청구항 7에 있어서,
    상기 세척수 주입부에는 상기 상수도 관로 내부를 이동하는 피그가 더 삽입되는, 상수도 관로 세척 방법.

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