KR102502765B1 - 전기담요 발열장치 및 그 제조방법 - Google Patents

전기담요 발열장치 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

전기담요 발열장치 및 그 제조방법이 개시된다. 본 발명에 따른 전기담요 발열장치는, 폴리에스터(polyester) 합사실; 폴리에스터 합사실에 권취되는 발열선; 발열선과 나란하게 폴리에스터 합사실에 권취되는 동선; 및 발연선의 일단 및 동선의 일단으로 각각 서로 반대되는 극성의 전원을 공급하는 전원공급부;를 포함하되, 발열선은 설정된 값 이상의 저항 값을 가지고, 동선은 설정된 값보다 작은 저항 값을 가지며, 동선은 절연 코팅되고, 발열선의 타단 및 동선의 타단은 서로 연결되는 것을 특징으로 한다.

Description

전기담요 발열장치 및 그 제조방법{HEATING APPARATUS FOR ELECTRIC BLANKET AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 전기담요 발열장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구부림, 접힘, 비틀림 등의 변형이 발생하더라도 내부에 배열된 발열선들 사이에 간격변화에 의한 국부적인 이상 과열이나 화재, 감전 등의 위험성을 제거할 수 있는 전기담요 발열장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 전기담요, 전기매트, 전기방석 등의 내부에는 발열선이 일정한 간격으로 배열되며, 발열선에 전기를 인가하였을 때에 전기저항에 의해 발생하는 열을 이용하여 인체를 따뜻하게 한다.
그런데, 전기담요, 전기매트, 전기방석 등은 사용기간이 오래될수록 내부에 배열된 발열선들의 간격이 좁혀지거나 벌어지게 되며, 좁혀진 발열선이 서로 접촉하여 쇼트가 발생하기도 한다.
이와 같은 발열선 간격의 변형은 전기담요, 전기매트, 전기방석 등의 국부적인 온도차이나 과열을 발생시킬 수 있으며, 심지어는 화재, 감전 등의 심각한 문제를 일으키기도 한다.
특히, 전기담요는 덮고 있는 인체의 움직임에 따라 쉽게 접히거나 구부러지거나 비틀리기 때문에 내부의 배열선들의 간격도 쉽게 변형되며 그에 따라 국부적인 온도차이 발생, 과열, 화재, 감전 등의 위험성이 더욱 크다는 문제점이 있다.
등록특허공보 제10-2155798호 (등록일자: 2020.09.08)
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 구부림, 접힘, 비틀림 등의 변형이 발생하더라도 내부에 배열된 발열선들 사이에 간격변화에 의한 국부적인 이상 과열이나 화재, 감전 등의 위험성을 제거할 수 있는 전기담요 발열장치 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 전기담요 발열장치는, 폴리에스터(polyester) 합사실; 상기 폴리에스터 합사실에 권취되는 발열선; 상기 발열선과 나란하게 상기 폴리에스터 합사실에 권취되는 동선; 및 상기 발연선의 일단 및 상기 동선의 일단으로 각각 서로 반대되는 극성의 전원을 공급하는 전원공급부;를 포함하되, 상기 발열선은 설정된 값 이상의 저항 값을 가지고, 상기 동선은 상기 설정된 값보다 작은 저항 값을 가지며, 상기 동선은 절연 코팅되고, 상기 발열선의 타단 및 상기 동선의 타단은 서로 연결되는 것을 특징으로 한다.
전술한 전기담요 발열장치는, 실리콘 고무 재질로 이루어지며, 상기 폴리에스터 합사실의 표면에 코팅되는 코팅층;을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 발열선 및 상기 동선은 상기 코팅층의 위에 권취되는 것이 바람직하다.
전술한 전기담요 발열장치는, 나일론 수지로 이루어지며, 상기 폴리에스터 합사실에 권취된 상기 발열선 및 상기 동선을 피복하는 피복층; 상기 피복층의 위에 권취되며, 상기 피복층의 내부의 온도를 감지하기 위한 온도 감지선; 및 상기 온도 감지선에 의해 감지되는 온도가 설정된 온도 값 이상인 경우, 상기 전원공급부에 의해 공급되는 전원을 차단하는 전원 차단부;를 더 포함할 수 있다.
전술한 전기담요 발열장치는, PVC(Poly Vinyl Chloride) 수지로 이루어지며, 상기 피복층에 권취된 상기 온도 감지선을 피복하는 외피층;을 더 포함할 수도 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 전기담요 발열장치의 제조방법은, 폴리에스터 합사실에 설정된 값 이상의 저항값을 갖는 발열선, 및 상기 설정된 값 보다 작은 저항값을 갖는 동선을 나란하게 권취하는 단계; 상기 발열선의 일단 및 상기 동선의 일단을 서로 연결하는 단계; 및 상기 발연선의 타단 및 상기 동선의 타단에 각각 서로 다른 극성의 전원을 공급하는 전원공급부를 연결하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 경우, 상기 동선은 절연 코팅된 것이 바람직하다.
전술한 전기담요 발열장치의 제조방법은, 상기 폴리에스터 합사실의 표면을 실리콘 고무로 코팅하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 발열선 및 상기 동선은 상기 실리콘 고무의 위에 권취되는 것이 바람직하다.
전술한 전기담요 발열장치의 제조방법은, 상기 폴리에스터 합사실에 권취된 상기 발열선 및 상기 동선을 나일론 수지로 피복하는 단계; 온도 감지선을 피복된 상기 나일론 수지의 위에 권취하는 단계; 및 상기 온도 감지선을 통해 상기 나일론 수지의 내부의 온도를 감지하며, 상기 온도 감지선에 의해 감지되는 온도가 설정된 온도 값 이상인 경우에 상기 전원공급부에 의해 공급되는 전원을 차단하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 전술한 전기담요 발열장치의 제조방법은, PVC(Poly Vinyl Chloride) 수지로 상기 나일론 수지에 권취된 상기 온도 감지선을 피복하는 단계;를 더 포함할 수도 있다.
본 발명에 따른 전기담요 발열장치는 구부림, 접힘, 비틀림 등의 변형이 발생하더라도 내부에 배열된 발열선들 사이에 간격변화에 의한 국부적인 이상 과열이나 화재, 감전 등의 위험성을 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 전기담요 발열장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 전기담요 발열장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 전기담요 발열장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 감지되는 온도에 따라 전원공급을 차단하는 예를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 전기담요 발열장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전기담요 발열장치의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 기재함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표시한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속될 수 있지만, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 전기담요 발열장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 전기담요 발열장치(100)는 폴리에스터(polyester) 합사실(10)에 권취되며 설정된 값 이상의 저항값을 갖는 발열선(20)과, 발열선(20)과 나란하게 폴리에스터 합사실(10)에 권취되며 설정된 값 보다 작은 저항값을 갖는 동선(30)을 포함한다.
이때, 발열선(20)은 설정된 두께의 니크롬선(nichrome wire)으로 구현될 수 있다. 니크롬선은 비저항이 크며, 녹는점이 1400℃로 비교적 높고, 높은 온도에서도 산화되지 않으며, 저항을 크게 하기 위하여 두께를 가늘게 하여도 잘 끊어지지 않아 전열선으로 널리 이용된다. 본 발명의 실시예에서는 발열선(20)의 두께를 일정하게 함으로써, 저항값이 설정된 값 이상으로 유지되도록 한다.
또한, 동선(30)은 구리 선으로서, 저항 값이 발열선(20)의 저항 값보다 작은 값이 되도록 두께가 설정된다. 이때, 동선(30)은 그 표면이 절연 코팅되는 것이 바람직하다.
여기서, 발열선(20)의 일단 및 동선(30)의 일단은 서로 연결되며, 발열선(20)의 타단 및 동선(30)의 타단은 각각 전원공급부(40)에 연결된다. 이때, 전원공급부(40)는 발열선(20) 및 동선(30)으로 각각 서로 반대되는 극성의 전원을 공급한다. 이를 통해, 발열선(20)에 흐르는 전류에 의해 발생되는 자계와, 동선(30)에 흐르는 전류에 의해 발생되는 자계는 서로 상쇄되며, 따라서 인체에 유해한 전자기파가 제거된다.
본 발명의 제1실시예에 따른 전기담요 발열장치(100)는 설정된 값 이상의 저항 값을 갖는 발열선(20)과, 절연 코팅되며 설정된 값보다 작은 저항 값을 갖는 동선(30)을 나란하게 권취함으로써, 전기담요의 구부림, 접힘, 비틀림 등의 변형에 의해 발연선(20)과 동선(30) 사이의 간격이 좁혀지더라도 발열선(20)과 발열선(20)은 적어도 동선(30)의 두께 이상으로 간격이 떨어지기 때문에 전기담요에 국부적으로 이상 과열이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 제1실시예에 따른 전기담요 발열장치(100)는 발열선(20)과 절연 코팅된 동선(30)을 나란하게 권취하기 때문에, 발열선(20)과 동선(30)이 서로 접촉하더라도 쇼트가 발생하지 않게 된다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 전기담요 발열장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 전기담요 발열장치(200)는 제1실시예에 따른 전기담요 발열장치(100)에 대하여 코팅층(50)을 더 포함한다. 여기서, 코팅층(50)은 실리콘 고무재질로 이루어지며, 폴리에스터 합사실(10)의 표면에 코팅된다. 이때, 발열선(20) 및 동선(30)은 코팅층(50)의 위에 서로 일정한 간격을 유지하면서 나란하게 권취되는 것이 바람직하다. 이 경우, 발열선(20) 및 동선(30)은 설정된 힘 이상으로 가압되며, 코팅층(50)에 밀착되어 권취되는 것이 바람직하다.
이로써, 본 발명의 제2실시예에 따른 전기담요 발열장치(200)는 발열선(20) 및 동선(30)이 실리콘 고무재질의 코팅층(50)에 압착되어 권취되기 때문에, 전기담요에 구부림, 접힘, 비틀림 등의 변형이 발생하더라도 발열선(20) 및 동선(30)의 간격이 변경될 가능성이 적으며, 결과적으로 국부적인 이상 과열이 발생할 가능성을 줄일 수 있다.
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 전기담요 발열장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 전기담요 발열장치(300)는 제2실시예에 따른 전기담요 발열장치(200)에 대하여 피복층(60) 및 온도 감지선(70)을 더 포함한다.
피복층(60)은 나일론 수지로 이루어지며, 폴리에스터 합사실(10)에 권취된 발열선(20) 및 동선(30)을 피복한다.
또한, 온도 감지선(70)은 피복층(60)의 위에 권취되며, 피복층(60)의 내부의 온도를 감지한다. 이때, 온도 감지선(70)은 도 4에 도시한 바와 같은 전원 차단부(80)에 연결된다. 여기서, 전원 차단부(80)는 온도 감지선(70)에 의해 감지되는 온도에 따라 전원공급부(40)에 의해 공급되는 전원을 차단하는 장치로서, 온도센서(82) 및 전원차단 스위치(84)를 포함한다.
온도센서(82)는 온도 감지선(70)과 연결되며, 온도 감지선(70)에 의해 감지되는 온도가 설정된 온도 값 이상이 되는지의 여부를 판단하고, 감지되는 온도가 설정된 온도 값 이상일 때에 전원 차단신호를 생성한다. 이와 같은 온도센서(82)는 본 발명의 제3실시예에 따른 전기담요 발열장치(300)의 다양한 위치에 대응하여 복수로 마련될 수 있으며, 각 부위의 온도가 설정된 온도 값 이상이 되는지의 여부를 감시할 수 있다.
전원차단 스위치(84)는 전원공급부(40)와 연결되며, 전원공급부(40)에 의해 발열선(20) 및 동선(30)으로 공급되는 전원을 차단한다. 이때, 전원차단 스위치(84)는 온도센서(82)에 의해 생성되는 차단신호를 수신하며, 수신되는 차단신호에 대응하여 발열선(20) 및 동선(30)으로 공급되는 전원을 차단하는 것이 바람직하다.
이로써, 본 발명의 제3실시예에 따른 전기담요 발열장치(300)는 전기담요의 내부에 국부적인 이상 과열이 발생할 때에 전기담요로 발생되는 전원의 공급을 차단하여 화재가 발생하는 것을 사전에 방지할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 전기담요 발열장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제4실시예에 따른 전기담요 발열장치(400)는 본 발명의 제3실시예에 따른 전기담요 발열장치(300)에 대하여 외피층(90)을 더 포함한다.
여기서, 외피층(90)은 PVC(Poly Vinyl Chloride) 수지로 이루어지며, 피복층(60)에 권취된 온도 감지선(70)을 피복한다.
이로써, 본 발명의 제4실시예에 따른 전기담요 발열장치(400)는 내부의 발열선(20), 동선(30), 온도 감지선(70) 등이 외부의 자극에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전기담요 발열장치의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 폴리에스터 합사실(10)의 표면에 실리콘 고무를 코팅하여 코팅층(50)을 형성한 후(S102), 코팅층(50)의 위에 발열선(20) 및 동선(30)을 나란하게 권취한다(S104). 이때, 발열선(20) 및 동선(30)은 설정된 값 이상의 힘을 가하여 코팅층(50)에 밀착되도록 권취하는 것이 바람직하다.
이때, 발열선(20)은 설정된 두께의 니크롬선(nichrome wire)으로 구현될 수 있다. 니크롬선은 비저항이 크며, 녹는점이 1400℃로 비교적 높고, 높은 온도에서도 산화되지 않으며, 저항을 크게 하기 위하여 두께를 가늘게 하여도 잘 끊어지지 않아 전열선으로 널리 이용된다. 본 발명의 실시예에서는 발열선(20)의 두께를 일정하게 함으로써, 저항값이 설정된 값 이상으로 유지되도록 한다.
또한, 동선(30)은 구리 선으로서, 저항 값이 발열선(20)의 저항 값보다 작은 값이 되도록 두께가 설정된다. 이때, 동선(30)은 그 표면이 절연 코팅되는 것이 바람직하다.
이로써, 전기담요 발열장치(400)는 발열선(20) 및 동선(30)이 코팅층(50)에 압착되어 권취되기 때문에, 전기담요에 구부림, 접힘, 비틀림 등의 변형이 발생하더라도 발열선(20) 및 동선(30)의 간격이 변경될 가능성이 적으며, 결과적으로 국부적인 이상 과열이 발생할 가능성을 줄일 수 있다.
다음에, 발열선(20)의 일단 및 동선(30)의 일단을 서로 연결하며(S106), 발열선(20)의 타단 및 동선(30)의 타단은 각각 전원공급부(40)에 연결한다(S108). 이때, 전원공급부(40)는 발열선(20) 및 동선(30)으로 각각 서로 반대되는 극성의 전원을 공급함으로써, 발열선(20)에 흐르는 전류에 의해 발생되는 자계와, 동선(30)에 흐르는 전류에 의해 발생되는 자계가 서로 상쇄되도록 한다.
이후, 폴리에스터 합사실(10)에 권취된 발열선(20) 및 동선(30)을 나일론 수지로 피복하며(S110), 나일론 수지 피복층(60)의 위에 온도 감지선(70)을 권취한다(S112). 이때, 온도 감지선(70)은 나일론 수지 피복층(60)의 내부의 온도를 감지하며, 온도 감지선(70)의 일단은 전원 차단부(80)에 연결되고, 감지된 온도를 전원 차단부(80)로 전달한다. 이를 위해, 온도 감지선(70)은 열전도율이 우수한 재질로 구현되는 것이 바람직하다.
전원 차단부(80)는 온도 감지선(70)에 의해 감지되는 온도에 따라 전원공급부(40)에 의해 공급되는 전원을 차단하는 장치로서, 온도센서(82) 및 전원차단 스위치(84)를 포함할 수 있다.
나일론 수지 피복층(60) 위에 권취된 온도 감지선(70)은 PVC 수지의 외피(90)로 피복된다(S114). 이로써, 본 발명의 실시예에 따른 전기담요 발열장치(400)는 내부의 발열선(20), 동선(30), 온도 감지선(70) 등이 외부의 자극에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 전원 차단부(80)는 온도 감지선(70)에 의해 감지되는 온도가 설정된 온도 값 이상이 되는지의 여부를 판단하고, 온도 감지선(70)에 의해 감지되는 온도가 설정된 온도 값 이상일 때에 전원차단 스위치(84)를 온(ON)에서 오프(OFF)로 전환시켜 발열선(20) 및 동선(30)으로 공급되는 전원을 차단할 수 있다(S116).
이로써, 본 발명에 따른 전기담요 발열장치(400)는 전기담요의 내부에 국부적인 이상 과열이 발생할 때에 전기담요로 발생되는 전원의 공급을 차단하여 화재가 발생하는 것을 사전에 방지할 수 있게 된다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 다음의 특허청구범위뿐만 아니라 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (8)

  1. 폴리에스터(polyester) 합사실;
    상기 폴리에스터 합사실에 권취되는 발열선;
    상기 발열선과 나란하게 상기 폴리에스터 합사실에 권취되는 동선;
    상기 발열선의 일단 및 상기 동선의 일단으로 각각 서로 반대되는 극성의 전원을 공급하는 전원공급부;
    나일론 수지로 이루어지며, 상기 폴리에스터 합사실에 권취된 상기 발열선 및 상기 동선을 피복하는 피복층;
    상기 피복층의 위에 권취되며, 상기 피복층의 내부의 온도를 감지하기 위한 온도 감지선; 및
    상기 온도 감지선에 의해 감지되는 온도가 설정된 온도 값 이상인 경우, 상기 전원공급부에 의해 공급되는 전원을 차단하는 전원 차단부;
    를 포함하되,
    상기 발열선은 설정된 값 이상의 저항 값을 가지고, 상기 동선은 상기 설정된 값보다 작은 저항 값을 가지며,
    상기 동선은 절연 코팅되고,
    상기 발열선의 타단 및 상기 동선의 타단은 서로 연결되며,
    상기 전원 차단부는 온도센서 및 전원차단 스위치를 포함하고,
    상기 온도센서는 상기 온도 감지선과 연결되며, 상기 온도 감지선에 의해 감지되는 온도가 설정된 온도 값 이상인 경우에 전원 차단신호를 생성하고,
    상기 전원차단 스위치는 상기 온도센서에 의해 전원 차단신호가 생성되면, 상기 발열선 및 상기 동선으로 공급되는 전원을 차단하는 것을 특징으로 하는 전기담요 발열장치.
  2. 제1항에 있어서,
    실리콘 고무 재질로 이루어지며, 상기 폴리에스터 합사실의 표면에 코팅되는 코팅층;
    을 더 포함하며,
    상기 발열선 및 상기 동선은 상기 코팅층의 위에 권취되는 것을 특징으로 하는 전기담요 발열장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    PVC(Poly Vinyl Chloride) 수지로 이루어지며, 상기 피복층에 권취된 상기 온도 감지선을 피복하는 외피층;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기담요 발열장치.
  5. 전기담요 발열장치의 제조방법에 있어서,
    폴리에스터 합사실에 설정된 값 이상의 저항값을 갖는 발열선, 및 상기 설정된 값 보다 작은 저항값을 갖는 동선을 나란하게 권취하는 단계;
    상기 발열선의 일단 및 상기 동선의 일단을 서로 연결하는 단계;
    상기 발열선의 타단 및 상기 동선의 타단에 각각 서로 다른 극성의 전원을 공급하는 전원공급부를 연결하는 단계;
    상기 폴리에스터 합사실에 권취된 상기 발열선 및 상기 동선을 나일론 수지로 피복하는 단계;
    온도 감지선을 피복된 상기 나일론 수지의 위에 권취하는 단계; 및
    상기 온도 감지선을 통해 상기 나일론 수지의 내부의 온도를 감지하며, 상기 온도 감지선에 의해 감지되는 온도가 설정된 온도 값 이상인 경우에 상기 전원공급부에 의해 공급되는 전원을 차단하는 단계;
    를 포함하며,
    상기 동선은 절연 코팅되고,
    상기 전원을 차단하는 단계는,
    상기 온도 감지선과 연결되는 온도센서를 이용하여 상기 온도 감지선의 온도가 설정된 온도 값 이상인 경우에 전원 차단신호를 생성하고, 상기 온도센서에 의해 전원 차단신호가 생성되는 경우에 상기 발열선 및 상기 동선으로 공급되는 전원을 차단하는 것을 특징으로 하는 전기담요 발열장치의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 폴리에스터 합사실의 표면을 실리콘 고무로 코팅하는 단계;
    를 더 포함하며,
    상기 발열선 및 상기 동선은 상기 실리콘 고무의 위에 권취되는 것을 특징으로 하는 전기담요 발열장치의 제조방법.
  7. 삭제
  8. 제5항에 있어서,
    상기 온도 감지선을 PVC(Poly Vinyl Chloride) 수지로 피복하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기담요 발열장치의 제조방법.
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