KR101935487B1 - 자속 가이드 구조체 및 이를 포함하는 스마트 테이블 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 자속 가이드 구조체는 판상으로 이루어지고, 일면에는 워킹 코일을 포함하는 에너지 공급모듈이 장착되는 모듈 장착부가 형성되고, 타면에는 상기 에너지 공급모듈에 대응되는 가전기기 또는 조리기기가 안착되는 기기 안착부가 형성된 본체바디와, 상기 모듈 장착부와 상기 기기 안착부에 대향되고, 상기 모듈 장착부와 상기 기기 안착부 사이에 위치되도록 상기 본체바디에 내재된 자속 가이드 부재를 포함하고, 상기 자속 가이드 부재는 상기 워킹 코일의 내측에 대향되도록 위치된다.

Description

자속 가이드 구조체 및 이를 포함하는 스마트 테이블{MAGNETIC FLUX GUIDE STRUCTURE AND SMART TABLE HAVING THE SAME}
본 발명은 자속 가이드 구조체 및 이를 포함하는 스마트 테이블에 관한 것으로, 보다 상세하게는 에너지 공급모듈의 워킹 코일에 대향되도록 자속 가이드 부재를 위치시켜 누설자속을 감소시키고, 에너지 공급모듈 효율을 향상시킬 수 있는 자속 가이드 구조체 및 이를 포함하는 스마트 테이블에 관한 것이다.
근래에는 탄소가스가 발생되지 않고, 친환경적인 유도가열방식으로 가열하는 유도가열기기가 가열식 조리장치에 대한 대체 장치로서 각광 받고 있는 실정이다.
보다 구체적으로, 유도가열기는 조리기기를 유도 가열하는 워킹코일과, 워킹코일에 유도전류를 공급하는 인버터와, 인버터를 냉각하는 냉각장치를 포함한다.
또한, 유도 가열기는 공관활용 및 미관상의 이유로 테이블의 배면에 장착되고, 테이블의 상면에 안착되는 조리기기를 유도 가열한다. 그러나 이 경우 테이블의 상판 두께가 커질수록 동일 출력을 얻기 위해 워킹 코일에서 발생하는 자속 또한 커져야 한다.
또한, 워킹 코일에서 발생된 자속은 조리기기와 결합된 결합자속과 누설자속으로 분리될 수 있다.
그러나 종래기술에 따른 유도 가열기는 누설자속으로 인해 유도가열 효율이 저하되는 문제점을 지니고 있다.
또한, 종래기술에 따른 테이블에 장착되는 유도 가열기는 테이블의 상판의 두께가 커질수록 결합자속이 저하되고, 누설자속은 증가된다. 그리고 이를 해결하기 위해서는 동일 출력을 얻기 위해서는 워킹 코일을 감는 턴수를 증가시키거나, 유도 가열기에 추가 코일부를 결합시켜야 한다. 그러나 상기한 방법으로 구현할 경우 생산비용이 증가되고, 구조가 복잡해 짐에 따라 불안정한 시스템으로 구현되는 문제점을 지지고 있다.
본 발명의 목적은, 에너지 공급모듈의 워킹 코일에서 발생되는 자속이 가전기기 또는 조리기기를 향하도록 가이드 함에 따라 누설자속을 최소화시킬 수 있는 자속 가이드 구조체를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 자속 가이드 부재를 워킹 코일의 내측에 대향되도록 위치시킴에 따라 최대 자속을 제공할 수 있는 자속 가이드 구조체를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 자속 가이드 부재를 상판부에 내재시켜 에너지 공급모듈의 워킹 코일에서 발생된 자속을 가이드함에 따라 누설자속을 최소화시킬 수 있는 스마트 테이블을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 자속 가이드 부재를 통해 결합자속량을 향상시킴에 따라 상판부의 두께에 대한 설계자유도를 향상시킬 수 있는 스마트 테이블을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명의 일실시예는 에너지 공급모듈이 장착되는 모듈 장착부와 가전기기 또는 조리기기가 안착되는 기기 안착부 사이에 위치되는 자속 가이드 부재를 포함한다. 이에 따라 에어지 공급모듈의 워킹 코일에서 발생되는 누설자속을 최소화 시킬 수 있다.
본 발명의 일실시예는 복수의 자속 가이드 부재를 워킹 코일의 내측에 대향되도록 위치시킨다. 이에 따라 워킹 코일에서 생성되는 자속은 가전기기 또는 조리기기에 효율적으로 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시예는 워킹 코일을 포함하는 에너지 공급모듈과, 에너지 공급모듈이 장착되는 상판부와, 에너지 공급모듈 장착부와 기기 안착부 사이에 위치되도록 상판부에 내재되는 자속 가이드 부재를 포함한다. 이에 따라 워킹 코일에서 발생되는 자속은 자속 가이드 부재에 의해 가이드되어 누설자속이 최소화될 수 있다.
본 발명의 일실시예는 자속 가이드 구조체를 포함하고, 워킹 코일의 내측에 대향되도록 위치되도록 자속 가이드 구조체를 위치시킨다. 이에 따라 워킹 코일의 자속은 누설되지 않고, 상판부의 두께가 두꺼워지더라도 자속의 효율적인 전달이 가능하게 된다.
본 발명에 에너지 공급모듈의 워킹 코일에서 발생되는 자속은 자속 가이드 부재에 의해 가전기기 또는 조리기기를 향하도록 가이드 됨에 따라 누설자속이 최소화되고, 효율적인 에너지 공급이 가능하게 된다.
또한 본 발명에 의하면, 자속 가이드 부재를 워킹 코일의 내측에 대향되도록 위치시킴에 따라, 결합자속을 최대화 시킬 수 있는 자속 가이드 구조체를 얻을 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 스마트 테이블의 상판부에 자속 가이드 부재를 내재시키고, 자속 가이드 부재를 통해 에너지 공급모듈의 워킹 코일에서 발생된 자속을 가전기기 또는 조리기기에 효율적으로 제공함에 따라 고효율의 스마트 테이블을 얻을 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 자속 가이드 부재에 의해 누설자속이 최소화 됨에 따라 상판부의 두께에 대한 설계자유도가 향상된 스마트 테이블을 얻을 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 자속 가이드 구조체를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시한 자속 가이드 구조체의 자속 가이드 부재와 워킹 코일의 개략적인 배치도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 자속 가이드 구조체를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 4는 도 3에 도시한 자속 가이드 구조체의 자속 가이드 부재와 워킹 코일의 개략적인 배치도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 자속 가이드 구조체를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 6는 도 4에 도시한 자속 가이드 구조체의 자속 가이드 부재와 워킹 코일의 개략적인 배치도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 자속 가이드 구조체의 개략적인 사용상태도이다.
도 8은 본 발명에 따른 자속 가이드 구조체를 포함하는 일실시예에 따른 스마트 테이블을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 9는 도 8에 도시한 스마트 테이블의 개략적인 A-A'단면도이다.
본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 자속 가이드 구조체를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도시한 바와 같이, 상기 자속 가이드 구조체(100)는 본체바디(110) 및 자속 가이드 부재(120)를 포함한다.
보다 구체적으로, 상기 본체바디(110)는 일정두께를 갖는 판상으로 이루어진다. 그리고 상기 본체바디(110)의 일면에는 모듈 장착부(111)가 형성되고, 타면에는 기기 안착부(112)가 형성된다.
또한 모듈 장착부(111)는 에너지 공급모듈이 장착되기 위한 것이다. 그리고 상기 에너지 공급모듈은 무선전력 송신모듈과 와전류 유도 가열모듈 중 적어도 하나로 이루어진다.
그리고 상기 무선전력 송신모듈은 무선전력 송신 코일(Tx coil)인 워킹 코일(working coil)과, 무선전력 송신 코일에 전력을 공급하는 인버터를 포함한다. 그리고 상기 무선전력 송신모듈은 무선전력 수신이 가능하고, 기기 안착부(112)에 위치되는 가전기기에 무선전력을 전송하기 위한 것이다.
또한, 상기 와전류 유도 가열모듈은 워킹 코일을 포함한다. 그리고 워킹 코일에 교류 전류를 인가하여 워킹 코일에 자기장이 발생시키고, 자기장에 의한 전자기 유도 효과로 인하여, 조리 용기에 와전류(Eddy current)를 유도시킨다. 그리고 조리기기는 와전류 유도에 의해 가열된다.
또한, 상기 자속 가이드 부재(120)는 무선전력 송신모듈과 와전류 유도 가열모듈의 워킹 코일의 누설을 방지하고, 가전기기 또는 조리기기로 가이드 하기 위한 것이다. 이를 위해 상기 자속 가이드 부재(120)는 본체바디(110)에 내재되고, 상기 모듈 장착부(111)와 기기 안착부(112) 사이에 위치된다.
그리고 상기 자속 가이드 부재(120)는 자속을 가이드 할 수 있는 페라이트, 영구자석 등으로 이루어진다.
또한, 기기 안착부(112)는 와전류 유도 가열모듈에 의해 가열되는 조리기기 또는 무선전력 송신모듈에 대응되는 무선전력 수신부를 포함하는 조리기기가 안착되기 위한 것이다.
그리고 도 2에 도시한 바와 같이 자속 가이드 부재(120)는 무선전력 송신모듈과 와전류 유도 가열모듈의 워킹 코일(10)의 내측에 대향되도록 위치된다.
그리고, 워킹 코일(10)이 원형으로 이루어질 경우 자속 가이드 부재(120)는 워킹 코일(10)의 원주방향으로 복수개가 등 간격으로 연장되도록 배치된다. 또한 도 2는 이에 대한 일실시예로서 3개의 자속 가이드 부재(120)가 워킹코일에 대향되어 120도 간격으로 배치된 것을 도시한 것이다.
또한, 자속 가이드 부재(120)는 상기 본체바디의 두께(T) 방향에 대응하는 높이(t)와, 상기 워킹 코일의 원주방향에 대응하는 가로(l)와, 상기 워킹 코일의 반경방향에 대응하는 세로(w)로 이루어지고, 상기 높이의 두께(t)는 세로(w)의 길이보다 크게 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 자속 가이드 구조체를 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 4는 도 3에 도시한 자속 가이드 구조체의 자속 가이드 부재와 워킹 코일의 개략적인 배치도이다.
도시한 바와 같이, 상기 자속 가이드 구조체(200)는 도 1에 도시한 자속 가이드 구조체(100)와 비교하여 자속 가이드 부재의 연장방향 만이 상이하다.
보다 구체적으로, 상기 자속 가이드 구조체(200)는 본체바디(210) 및 자속 가이드 부재(220)를 포함한다.
그리고 상기 본체바디(210)는 일정두께를 갖는 판상으로 이루어지고, 일면에는 모듈 장착부(211)가 형성되고, 타면에는 기기 안착부(212)가 형성된다.
또한, 상기 자속 가이드 부재(220)는 본체바디(210)에 내재되고, 상기 모듈 장착부(211)와 기기 안착부(212) 사이에 위치된다.
그리고 자속 가이드 부재(220)는 에너지 공급모듈의 워킹 코일(10)의 내측에 대향되도록 위치된다.
그리고 도 4에 도시한 바와 같이, 워킹 코일(10)이 원형으로 이루어질 경우 자속 가이드 부재(220)는 복수개가 워킹 코일(10)의 중심으로부터 방사상으로 연장되도록 배치된다. 또한 도 4는 이에 대한 일실시예로서 3개의 자속 가이드 부재(220)가 워킹코일에 대향되어 120도 간격으로 배치된 것을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 자속 가이드 구조체를 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 6는 도 4에 도시한 자속 가이드 구조체의 자속 가이드 부재와 워킹 코일의 개략적인 배치도이다.
도시한 바와 같이, 상기 자속 가이드 구조체(300)은 도 1에 도시한 자속 가이드 구조체(100)와 비교하여 자속 가이드 부재의 형상 및 개수 만이 상이하다.
보다 구체적으로, 상기 자속 가이드 구조체(300)는 본체바디(310) 및 자속 가이드 부재(320)를 포함한다.
그리고 상기 본체바디(310)는 일정두께를 갖는 판상으로 이루어지고, 일면에는 모듈 장착부(311)가 형성되고, 타면에는 기기 안착부(312)가 형성된다.
또한, 상기 자속 가이드 부재(320)는 본체바디(310)에 내재되고, 상기 모듈 장착부(311)와 기기 안착부(312) 사이에 위치된다.
그리고 도 6에 도시한 바와 같이, 자속 가이드 부재(320)는 에너지 공급모듈의 워킹 코일 내측에 대향되도록 위치된다.
그리고 자속 가이드 부재(320)는 워킹 코일(10)이 권취된 원판형으로 이루어 질 경우 이에 대응되는 링 형상으로 이루어진다. 또한, 상기 자속 가이드 부재(320)의 중심을 워킹 코일(10)의 중심부와 일축으로 배치될 수 있다.
도 7은 도 5에 도시한 따른 자속 가이드 구조체의 개략적인 사용상태도이다. 도시한 바와 같이, 상기 자속 가이드 부재(320)는 본체바디(310)에 내재되고, 상기 모듈 장착부(311)와 기기 안착부(312) 사이에 위치된다.
그리고 무선전력 송신모듈 또는 와전류 유도 가열모듈의 워킹 코일(10)에 전류가 인가될 경우, 워킹 코일(10)은 자기장을 발생시킨다.
그리고 상기 자속 가이드 부재(320)는 워킹 코일의 자속을 가이드한다. 이에 따라 누설자속이 최소화되고 기기 안착부(312)로 자기 집중이 가능하게 된다.
도 8은 본 발명에 따른 자속 가이드 구조체를 포함하는 일실시예에 따른 스마트 테이블을 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 9는 도 8에 도시한 스마트 테이블의 개략적인 A-A'단면도이다.
도시한 바와 같이, 상기 스마트 테이블(1000)은 상판부(1100), 에너지 공급모듈(1200) 및 자속 가이드 부재(1300)을 포함한다.
보다 구체적으로, 상기 상판부(1100)는 일정두께를 갖는 판상으로 이루어진다. 그리고 상기 상판부의 일면에는 모듈 장착부(1110)가 형성되고, 타면에는 기기 안착부(1120)가 형성된다.
또한, 모듈 장착부(1110)는 무선전력 송신모듈과 와전류 유도 가열모듈 중 적어도 하나가 장착되기 위한 것이다.
또한, 기기 안착부(1120)는 와전류 유도 가열모듈에 의해 가열되는 조리기기 또는 무선전력 송신모듈에 대응되는 무선전력 수신부를 포함하는 조리기기가 안착되기 위한 것이다.
그리고 상기 에너지 공급모듈(1200)은 무선전력 송신모듈 또는 와전류 유도 가열모듈 중 적어도 하나로 이루어진다.
그리고 도 8은 이에 대한 일실시예로서 무선전력 송신 모듈을 도시한 것이다. 그리고 무선전력 송신 모듈은 워킹 코일(1210)인 무선전력 송신 코일과, 상기 무선전력 송신 코일에 전력을 공급하는 인버터(1220)를 포함한다.
그리고 상기 무선전력 송신모듈은 조리 동작시, 유도 가열 조리 기기의 유도 가열 기능을 수행할 수 있다. 이 경우에, 상기 무선전력 송신 코일은 근접한 물체를 유도 가열하는 자기장을 발생시키는 워킹 코일(working coil)로 동작할 수 있다.
또한, 자속 가이드 부재(1300)는 무선전력 송신모듈과 와전류 유도 가열모듈의 워킹 코일의 누설을 방지하고, 가전기기 또는 조리기기로 가이드 하기 위한 것이다. 이를 위해 상기 자속 가이드 부재(1300)는 상판부(1100)에 내재되고, 상기 모듈 장착부(111)와 기기 안착부(112) 사이에 위치된다.
또한, 자속 가이드 부재(1300)는 원판형상을 갖도록 권취된 워킹 코일(1210)의 외경부에 대하여 내측에 대향되도록 상판부(1100)에 내재된다.
또한, 상기 자속 가이드 부재(1300)는 도 2에 도시한 바와 같이, 워킹 코일(1210)의 원주방향으로 복수개가 등간격으로 연장되도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 자속 가이드 부재(1300)는 도 4에 도시한 바와 같이, 워킹 코일(1210)의 중심으로부터 복수개가 방사상으로 연장되도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 자속 가이드 부재(1300)는 도 6에 도시한 바와 같이, 외경이 상기 워킹 코일보다 작은 링 형상으로 이루어지고, 자속 가이드 부재(1300)의 중심은 워킹 코일(1210)의 중심부와 일축으로 배치될 수 있다.
전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 후술될 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 워킹 코일
100, 200, 300: 자속 가이드 구조체 110, 210, 310: 본체바디
120, 220, 320: 자속 가이드 부재
1000: 스마트 테이블 1100: 상판부
1200: 에너지 공급모듈 1300: 자속 가이드 부재

Claims (13)

  1. 판상으로 이루어지고, 일면에는 워킹 코일을 포함하는 에너지 공급모듈이 장착되는 모듈 장착부가 형성되고, 타면에는 상기 에너지 공급모듈에 대응되는 가전기기 또는 조리기기가 안착되는 기기 안착부가 형성된 본체바디; 및
    상기 모듈 장착부와 상기 기기 안착부에 대향되고, 상기 모듈 장착부와 상기 기기 안착부 사이에 위치되도록 상기 본체바디에 내재된 자속 가이드 부재를 포함하고,
    상기 자속 가이드 부재는
    상기 워킹 코일의 내측에 대향되도록 위치되고,
    상기 자속 가이드 부재는
    상기 워킹 코일와 상기 가전기기 또는 상기 조리기기 사이에 위치되도록 상기 본체바디에 내재된
    자속 가이드 구조체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 워킹 코일이 권취된 원판형으로 이루어질 경우,
    상기 자속 가이드 부재는 상기 워킹 코일의 원주방향으로 복수개가 등간격으로 연장되도록 배치된
    자속 가이드 구조체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 자속 가이드 부재는
    상기 본체바디의 두께 방향에 대응하는 높이와,
    상기 워킹 코일의 원주방향에 대응하는 가로와,
    상기 워킹 코일의 반경방향에 대응하는 세로로 이루어지고,
    상기 높이의 두께는 세로의 길이보다 크게 형성된
    자속 가이드 구조체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 워킹 코일이 권취된 원판형으로 이루어질 경우,
    상기 자속 가이드 부재는 상기 워킹 코일의 중심으로부터 복수개가 방사상으로 연장되도록 배치된
    자속 가이드 구조체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 워킹 코일이 권취된 원판형으로 이루어질 경우,
    상기 자속 가이드 부재는 외경이 상기 워킹 코일보다 작은 링 형상으로 이루어지고, 상기 자속 가이드 부재의 중심은 상기 워킹 코일의 중심부와 일축으로 배치된
    자속 가이드 구조체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 에너지 공급모듈은
    무선전력 송신모듈과 와전류 유도 가열모듈 중 적어도 하나로 이루어지고,
    상기 가전기기는 상기 무선전력 송신모듈에 대응되는 무선전력 수신부를 포함하고, 상기 조리기기는 상기 와전류 유도 가열모듈에 의해 가열되는
    자속 가이드 구조체.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 자속 가이드 부재는
    페라이트 또는 영구자석으로 이루어진
    자속 가이드 구조체.
  8. 워킹 코일을 포함하는 에너지 공급모듈;
    판상으로 이루어지고, 일면에는 상기 에너지 공급모듈이 장착되는 모듈 장착부가 형성되고, 타면에는 상기 에너지 공급모듈에 대응되는 가전기기 또는 조리기기가 안착되는 기기 안착부가 형성된 상판부; 및
    상기 모듈 장착부와 상기 기기 안착부에 대향되고, 상기 모듈 장착부와 상기 기기 안착부 사이에 위치되도록 상기 상판부에 내재된 자속 가이드 부재를 포함하고,
    상기 자속 가이드 부재는
    상기 워킹 코일의 내측에 대향되도록 위치되고,
    상기 자속 가이드 부재는
    상기 워킹 코일와 상기 가전기기 또는 상기 조리기기 사이에 위치되도록 상기 상판부에 내재된
    스마트 테이블.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 워킹 코일은 수회 권취된 원판형상으로 이루어지고,
    상기 자속 가이드 부재는 워킹 코일의 외경부에 대하여 내측에 대향되도록 위치된
    스마트 테이블.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 자속 가이드 부재는
    상기 워킹 코일의 원주방향으로 복수개가 등간격으로 연장되도록 배치된
    스마트 테이블.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 자속 가이드 부재는
    상기 워킹 코일의 중심으로부터 복수개가 방사상으로 연장되도록 배치된
    스마트 테이블.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 자속 가이드 부재는
    상기 자속 가이드 부재의 중심은 상기 워킹 코일의 중심부와 일축으로 배치된
    스마트 테이블.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 에너지 공급모듈은
    무선전력 송신모듈과 와전류 유도 가열모듈 중 적어도 하나로 이루어지고,
    상기 가전기기는 상기 무선전력 송신모듈에 대응되는 무선전력 수신부를 포함하고, 상기 조리기기는 상기 와전류 유도 가열모듈에 의해 가열되는
    스마트 테이블.
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