KR20020026971A - The fan structure of vacuum cleaner - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 진공 청소기의 흡입 팬에 관한 것으로, 보다 상세하게는 진공 청소기에 있어 외부 유체가 흡입되도록 하는 흡입력을 원천적으로 부여하게 되는 흡입 팬의 효율을 개선할 수 있는 흡입 팬에 관한 것이다.The present invention relates to a suction fan of a vacuum cleaner, and more particularly, to a suction fan that can improve the efficiency of the suction fan that is provided with a suction force for allowing external fluid to be sucked in the vacuum cleaner.
진공 청소기를 그 사용 용도와 형태상으로 구분하여 볼 때, 일반 가정에서 사용하고 있는 실린더 형과, 영업장과 같이 사용규모가 큰 곳에 고 출력으로 사용하게 되는 포트형(일명, 캐니스터 : Canister)과, 휴대가 간편하도록 하여 낮은 출력으로도 원하는 목적을 달성할 수 있어 차량 내부를 청소할 때 등에 사용되는 충전기가 구비된 포터블 형이 있다.When the vacuum cleaner is classified into its use and shape, it is a cylinder type used in a general household, a port type (aka canister) that is used at a high output in a large scale such as a business place, There is a portable type equipped with a charger which is used for cleaning the inside of a vehicle because it is easy to carry and can achieve the desired purpose even at low power.
이러한 여러 종류의 진공 청소기 중에서 상기 포터블형과 같이 충전기가 구비되어 충전이 되어 사용되는 충전식 전기 청소기는, 배터리의 용량이나 전압 등의 제한으로 인하여 전기 청소기를 사용함에 충분한 정도의 출력을 낼 수 없는 경우가 있는데, 이러한 경우에도 본 발명과 같이 흡입 팬의 형상을 적절하게 변형함으로써 낮은 전력으로도 높은 흡입 효율을 달성할 수 있게 된다.Among the various types of vacuum cleaners, such as a portable type, a rechargeable electric vacuum cleaner which is provided and used as a charger is not able to output a sufficient amount to use the vacuum cleaner due to the limitation of the capacity or voltage of the battery. In this case, even in the case of the present invention, by appropriately modifying the shape of the suction fan, it is possible to achieve high suction efficiency even at low power.
도 1은 종래 진공 청소기의 개략적인 구성도 이다.1 is a schematic configuration diagram of a conventional vacuum cleaner.
도 1을 참조하면, 종래 진공 청소기의 유로 시스템은 외부 유체를 흡입하는 동력을 제공하기 위하여 진공 청소기의 최 상단에 마련되는 흡입 모터(10)와, 상기 흡입 모터(10)의 하단에 마련되어 블레이드가 상기 흡입 모터(10)의 동력을 제공받아 외기를 흡입하는 흡입 팬(20)과, 상기 흡입 팬(20)의 하단에 마련되어 상기 흡입 팬(20)에 의해서 흡입된 외부 유체 중에 포함된 먼지 등의 오물을 걸러내기 위한 오물 필터(30)와, 상기 오물 필터(30)의 하단에 설치되어 상기 오물 필터(30)에 의해서 걸러진 먼지를 저장하게 되는 오물 저장 버켓(40)과, 상기 오물 저장 버켓(40)의 하단에 설치되어 상기 흡입 팬(20)에 의해서 흡입되는 외기가 일정 수준의 높은 흡입 속도를 가지도록 하기 위한 흡입 노즐(50)로 구성된다.Referring to FIG. 1, the flow path system of a conventional vacuum cleaner includes a suction motor 10 provided at the top of the vacuum cleaner and a blade provided at the bottom of the suction motor 10 to provide power to suck external fluid. A suction fan 20 provided with power of the suction motor 10 to suck outside air, and dust provided in a lower end of the suction fan 20 and included in external fluid sucked by the suction fan 20. A dirt filter 30 for filtering dirt, a dirt storage bucket 40 installed at a lower end of the dirt filter 30 to store dust filtered by the dirt filter 30, and the dirt storage bucket ( 40 is installed at the lower end of the suction nozzle 50 to allow the outside air sucked by the suction fan 20 to have a high level of suction speed.
이와 같이 구성되는 종래 유로 시스템의 동작을 순차적으로 설명하면, 사용자가 청소를 하기 위하여 파워를 온 시키면, 상기 흡입 모터(10)가 회전하게 되고, 상기 흡입 모터(10)가 회전하게 되면 흡입 모터(10)의 하단에 체결되어 있는 흡입 팬(20)도 동시에 회전하게 되어 유체에 압력을 제공하게 된다.When the operation of the conventional flow path system configured as described above is sequentially described, when the user turns on power for cleaning, the suction motor 10 rotates, and when the suction motor 10 rotates, the suction motor ( The suction fan 20 which is fastened to the lower end of 10) also rotates at the same time to provide pressure to the fluid.
상기 흡입 팬(20)에 설치된 블레이드의 회전으로 인하여 외부 유체가 빨려 올라오게 되는데, 이러한 외부 유체의 유동은 결과적으로 상기 흡입 노즐(50)을 통하여 외부 유체가 흡입 되도록 만든다.Due to the rotation of the blades installed in the suction fan 20, the external fluid is sucked up, and the flow of the external fluid results in the suction of the external fluid through the suction nozzle 50.
이와 같이 흡입된 외부유체는 곧장 상기 오물 필터(30)로 향하게 되고, 상기 오물 필터(30)에서는 유체는 통과가 자유로우나 일정한 크기를 넘어서는 오물 등은 통과되지 못하고 걸러지게 된다.The external fluid sucked in this way is directly directed to the dirt filter 30, in which the fluid is free to pass but dirt beyond a certain size is filtered out.
이와 같이 오물 필터(30)를 통과하지 못한 오물은 낙하되어 오물 저장 버켓(40)에 저장되어 청소기의 동작은 종료되는 것이다.In this way, the dirt that has not passed through the dirt filter 30 is dropped and stored in the dirt storage bucket 40, so that the operation of the cleaner is terminated.
또한, 상기 오물 필터(30)를 통과한 외부 유체는 흡입 팬(20)과, 흡입 모터(10)를 차례대로 통과하여 외부로 배출되는데, 이 때 상기 흡입 모터(10)를 통과하면서 흡입 모터(10)에 발생되는 고열을 식히게 된다.In addition, the external fluid that has passed through the dirt filter 30 passes through the suction fan 20 and the suction motor 10 in order to be discharged to the outside. At this time, while passing through the suction motor 10, the suction motor ( Cool down the high heat generated in 10).
위에서 살펴 본 바와 같은 시계열적인 순서를 거치면서, 외부 유체에 포함되어 있던 오물은 걸러지게 되고, 전기 청소기의 사용자는 상기 오물 저장 버켓(40)에 일정 수준이상으로 오물이 쌓임으로써 공기의 유동이 차단되어 전기 청소기의 출력이 감소되었다는 생각이 들면 이를 비우기만 하면 되는 것이다.Through the time-series sequence as described above, the dirt contained in the external fluid is filtered out, and the user of the electric cleaner blocks the flow of air by accumulating dirt at a predetermined level or more in the dirt storage bucket 40. If you think that the output of the vacuum cleaner is reduced, simply empty it.
종래 진공 청소기에 사용된 상기 흡입 팬(20)의 구성을 도 2를 참조하여 개략적으로 설명하도록 한다.The configuration of the suction fan 20 used in the conventional vacuum cleaner will be schematically described with reference to FIG. 2.
상기 흡입 팬(20)의 구성은 외부 유체를 빨아들이기 위해 고속으로 회전되는 블레이드(21)와, 상기 블레이드(21)의 끝단에 연속되어 나선상으로 마련되어 상기 블레이드(21)에서 전달된 운동에너지가 압력에너지로 바뀌어 고압으로 된 유체가 흡입팬(20)으로부터 배출되도록 안내하는 디퓨저(Diffuser)(22) 및 케이싱(23)과, 상기 블레이드(21)의 측면을 막아 덮개역할을 하기 위하여 블레이드(21)의 측면에 도우넛 형상으로 마련되는 쉬라우드(Shroud)(24)와, 외부 유체가 흡입되는 유체 흡입구(25)와, 유체를 배출하는 토출구(26)로 구성되어 있다.The suction fan 20 has a blade 21 which is rotated at a high speed to suck external fluid, and is provided in a spiral shape continuously at the end of the blade 21 to form helical energy transmitted from the blade 21. Diffuser 22 and casing 23 for guiding the fluid at high pressure to be discharged from the suction fan 20 and the blade 21 to serve as a cover by blocking the side of the blade 21. It is composed of a shroud (24) provided in a donut shape on the side surface of the fluid, a fluid inlet port 25 through which external fluid is sucked, and a discharge port 26 through which the fluid is discharged.
이와 같이 구성된 종래 흡입 팬(20)의 작동을 설명하면, 상기 유체 흡입구(25)로 흡입된 유체는 상기 블레이드(21)에서 힘을 받아 고속으로 외부로 밀려가면서 운동에너지를 받게 되고, 운동에너지가 압력에너지로 바뀌어 고압으로 변한 유체는 상기 디퓨저(22) 및 상기 케이싱(23)을 통하여 외부로 배출된다.Referring to the operation of the conventional suction fan 20 configured as described above, the fluid sucked into the fluid inlet 25 receives the kinetic energy while being pushed out at high speed by the force from the blade 21, the kinetic energy is The fluid, which has been changed to pressure energy and changed to high pressure, is discharged to the outside through the diffuser 22 and the casing 23.
도 3은 도 2에 개시된 바와 같은 흡입 팬을 블레이드를 구성을 중심으로 개략적으로 나타낸 도면이다. 다만, 상기 디퓨저(22)와 상기 쉬라우드(24)는 도시되지 않았다.FIG. 3 is a view schematically illustrating a suction fan as disclosed in FIG. 2, mainly with a blade configuration. However, the diffuser 22 and the shroud 24 are not shown.
그러나, 이와 같은 종래의 흡입 팬(20)은 흡입 효율이 중요하게 대두되지 않는 대용량의 청소기에 사용되는 흡입 팬이 그대로 축소된 것으로서, 휴대용 청소기와 같이 충전기가 사용되어야 되며 휴대용이라는 본질적인 사양으로 인하여 블레이드를 크게 만들 수 없는 청소기에는 전력의 제한으로 인하여 효율이 중요시된다고 할 것이다.However, such a conventional suction fan 20 is a reduced suction fan used for a large-capacity cleaner in which suction efficiency is not important, and a charger, such as a handheld cleaner, should be used and a blade due to the intrinsic specification of portable. For cleaners that cannot make large, efficiency will be important due to power limitations.
이러한 요인으로 인하여 대용량의 청소기에 사용되는 흡입 팬의 효율이 50 ~ 70%임에 반하여, 동일한 형상을 줄인 흡입 팬이 사용되는 휴대용 청소기에서는 흡입 팬의 효율이 30 ~ 50%에 그치게 되어, 외부유체를 고속으로 흡입할 수가 없기 때문에 휴대용 전기 청소기에서는 일반적인 대용량의 청소기보다 효율이 높은 흡입 팬이 절실히 요구된다.Due to these factors, the efficiency of the suction fan used for the large-capacity cleaner is 50 to 70%, whereas the efficiency of the suction fan is only 30 to 50% in the portable vacuum cleaner that uses the same suction fan. Due to the inability to suck at high speeds, portable vacuum cleaners are urgently required to have a suction fan that is more efficient than a typical large-capacity cleaner.
본 발명은 이상에서 언급된 바와 같은 문제를 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 휴대용 청소기와 같이 제품 사양상의 제한으로 인하여 큰 흡입 팬이 사용될 수 없고, 배터리의 용량으로 인하여 큰 전력이 공급될 수 없는 전기 청소기에 적절히 사용될 수 있도록 흡입 팬의 형상을 적절하게 변형하여, 공급되는 전력에 비하여 높은 효율을 얻는 동시에 장시간 사용할 수 있는 흡입 팬을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to improve the problems as mentioned above, the vacuum cleaner can not be used due to the limitation of the product specifications, such as a portable vacuum cleaner, and can not be supplied large power due to the capacity of the battery electric cleaner It is an object of the present invention to provide a suction fan that can be used for a long time while obtaining a high efficiency compared to the power supplied by appropriately modifying the shape of the suction fan so that it can be used properly.
도 1은 종래 진공 청소기의 개략적인 구성도.1 is a schematic configuration diagram of a conventional vacuum cleaner.
도 2는 종래 진공 청소기에 사용되는 흡입 팬의 구성도.2 is a block diagram of a suction fan used in a conventional vacuum cleaner.
도 3은 도 2에 개시된 흡입 팬을 블레이드를 중심으로 개략적으로 나타낸 도면.FIG. 3 is a schematic illustration of the suction fan disclosed in FIG. 2 centered on a blade; FIG.
도 4는 본 발명에 따른 진공 청소기의 팬 구조를 도 3과 같이 개략적으로 나타낸 도면.Figure 4 is a schematic view of the fan structure of the vacuum cleaner according to the present invention as shown in FIG.
도 5는 본 발명에 따른 진공 청소기 팬 구조의 블레이드 단면을 보여주는 도면.5 is a view showing a blade cross section of the vacuum cleaner fan structure according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10.............흡입 모터20.............흡입 팬10 ............. Suction motor 20 ............. Suction fan
30.............오물 필터40.............오물 저장 버켓30 ............. Foul filter 40 ............. Foul storage bucket
50.............흡입 노즐21, 32.........블레이드50 .................. Suction nozzles 21, 32 ......... Blades
22, 33.........디퓨저23.............케이싱22, 33 ......... Diffuser 23 ............. Casing
24, 34.........쉬라우드25.............유체 흡입구24, 34 ......... Shoulder 25 ............. Fluid inlet
31.............외부 유체 흡입구35.............토출구31 ............. External fluid inlet 35 ............. Discharge outlet
상기한 바와 같은 목적으로 달성하기 위하여 본 발명에 따른 진공 청소기의 팬 구조는 외부 유체가 흡입되도록 하기 위하여 중앙에 가공되어 있는 외부 유체흡입구와, 상기 외부 유체 흡입구의 외측에 길이가 엇갈림 식으로 마련되어 흡입되는 유체의 유량을 증가시키기기 위한 블레이드와, 상기 블레이드의 외측에 방사 상으로 마련되어 상기 블레이드로부터 받은 운동 에너지를 압력 에너지로 바꾸기 위한 디퓨저와, 상기 블레이드의 상측을 덮도록 마련되어 블레이드를 통과하는 외부 유체의 유로를 형성하게 되는 쉬라우드와, 외부로 유체가 빠져나가도록 하는 토출 안내깃으로 이루어진 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the fan structure of the vacuum cleaner according to the present invention is provided with an external fluid suction port which is processed at the center to allow the external fluid to be sucked, and a staggered length on the outside of the external fluid suction port. A blade for increasing the flow rate of the fluid, a diffuser provided radially on the outside of the blade to convert the kinetic energy received from the blade into pressure energy, and an external fluid provided through the blade to cover the upper side of the blade The shroud is to form a flow path of the, characterized in that consisting of a discharge guide feather for allowing the fluid to escape to the outside.
본 발명은 위에서 간략하게 언급된 바와 같이 팬의 기본적인 구조를 개선한 것으로서 블레이드의 형상을 개선할 뿐 아니라, 디퓨저의 형상이 종래와 다르게 형성되도록 하고 또한 팬 토출구를 블레이드의 수와 다르게 형성하여 팬의 효율을 높일 수 있게 된다.The present invention improves the basic shape of the fan as briefly mentioned above, and not only improves the shape of the blade, but also allows the shape of the diffuser to be formed differently from the prior art, and the fan outlet is formed differently from the number of blades to Efficiency can be increased.
도 4는 본 발명에 따른 진공 청소기의 팬 구조를 도 3과 같이 개략적으로 나타내는 도면이다.4 is a view schematically showing a fan structure of a vacuum cleaner according to the present invention as shown in FIG.
도 4를 참조하면, 본 발명에 있어 진공 청소기는 외부 유체가 흡입되도록 하기 위하여 중앙에 형성되어 있는 외부유체 흡입구(31)와, 상기 외부 유체 흡입구의 외측으로 엇갈리게 마련됨으로써 흡입되는 유체의 유량이 보다 많아지도록 하기 위한 블레이드(32)와, 상기 블레이드(32)의 외부에 방사형으로 마련되어 블레이드(32)로 부터 받은 운동 에너지를 압력 에너지로 바꾸기 위한 디퓨저(33)와, 상기 블레이드(32)의 상면을 덮도록 마련되어 블레이드(32)를 통하여 외부 유체의 유로를 형성하게 되는 쉬라우드(34)와, 흡입 팬의 밖으로 유체가 빠져나가게 되는 토출구(35)으로 이루어져 있다.Referring to FIG. 4, in the present invention, the vacuum cleaner is provided with an external fluid inlet 31 formed at the center so that the external fluid is sucked, and a flow rate of the fluid sucked by being staggered to the outside of the external fluid inlet. The blade 32 for increasing the number, the diffuser 33 for radially provided outside the blade 32 to convert the kinetic energy received from the blade 32 into the pressure energy, and the upper surface of the blade 32 The shroud 34 is formed to cover and forms a flow path of the external fluid through the blade 32, and the discharge port 35 through which the fluid is drawn out of the suction fan.
이상에서 설명된 바와 같은 진공 청소기의 개략적인 팬 구조에 있어서 핵심적인 구성 요소를 이하에서 좀더 상세히 설명하면, 상기 디퓨저(33)는 종래 나선상의 디퓨저와는 달리 방사 상으로 마련되는데, 이러한 이유는 휴대용 청소기와 같이 팬의 크기가 작게 형성되어 야만 하는 경우에는 토출된 유체가 바로 팬을 빠져나가도록 함으로써 확산경로로 인한 유동 손실이 작아지도록 하기 위해서이고, 이와 같이 유동손실을 억제하기 위해서 상기 디퓨저(32)는 직선으로 마련되는 것이다.The key components in the schematic fan structure of the vacuum cleaner as described above will be described in more detail below, and the diffuser 33 is radially provided unlike a conventional spiral diffuser, which is why When the size of the fan is to be made small, such as a cleaner, the discharged fluid immediately exits the fan so that the flow loss due to the diffusion path is reduced. Thus, in order to suppress the flow loss, the diffuser 32 ) Is provided in a straight line.
또한, 상기 디퓨저(33)는 상기 블레이드(32)의 개수와는 다르도록 마련되는데, 이는 블레이드(32)에서 발생되는 소음의 날개깃 통과 주파수(Blade Passing Frequency : BPF, 이하 "BPF"라 한다.)와 디퓨저(33)에서 발생되는 소음의 BPF를 다르게 함으로써, 특정 주파수에서 소음이 증대되는 것을 막기 위해서 이다.In addition, the diffuser 33 is provided to be different from the number of the blade 32, which is the blade passing frequency (BPF) of the noise generated in the blade 32 (hereinafter referred to as "BPF"). By varying the BPF of the noise generated in the and diffuser 33, the noise is prevented from increasing at a specific frequency.
그리고, 상기 블레이드(32)로 유체가 유입되는 유입단에는 개개의 블레이드(32)가 엇갈림 식으로 마련되는데 이를 자세히 설명하면, 하나의 블레이드(32)는 상기 외부 유체 흡입구(31)의 안쪽으로 좀 더 연장되고, 이에 이웃한 또 다른 블레이드(32)는 외부 유체 흡입구(31)의 외주에 닿을 정도로 짧은 길이로 개개의 블레이드(32)가 엇갈리도록 마련되는 것을 이르는 말이다.In addition, each blade 32 is provided in a staggered manner at an inflow end through which the fluid flows into the blade 32. In detail, one blade 32 is slightly inwardly of the external fluid inlet 31. This further extends, which means that another blade 32 adjacent to it is provided such that the individual blades 32 are staggered in a length short enough to touch the outer circumference of the outer fluid inlet 31.
이와 같이 블레이드(32)가 엇갈림 식으로 마련되는 근거를 설명하면, 토출되는 유체의 토출유동 속도를 균일화하기 위하여 블레이드(32)의 수를 늘리게 되면, 블레이드(32)가 외부유체 흡입구(31)를 향해 다가오는 공기에 대해 블로킹역할을 하게 되어 유량이 감소되는 현상이 발생되는데, 이러한 유량 감소현상을 방지함으로써 팬의 효율을 높이기 위하여 개개의 블레이드(32)가 서로 엇갈리게 설치되는것이다.The reason why the blades 32 are provided in a staggered manner will be described. When the number of the blades 32 is increased in order to make the discharge flow velocity of the discharged fluid uniform, the blades 32 open the external fluid inlet 31. As the blocking role for the oncoming air is generated, the flow rate is reduced, and the respective blades 32 are alternately installed to increase the efficiency of the fan by preventing the flow rate reduction phenomenon.
한편, 전체적으로 원을 중심으로 블레이드(32)의 내경이 작아지는 특징으로 갖는데 이는 팬의 정압을 상승시키기 위한 것으로서, 팬의 정압 상승은 블레이드(32) 외경에서의 각속도의 제곱과 내경에서의 각속도 제곱의 차에 비례하기 때문으로, 내경이 줄게되고 외경이 같은 경우에는 각속도 제곱의 차가 커지고 그 만큼 정압상승이 가능한 것이다.On the other hand, the inner diameter of the blade 32 as a whole around the circle is characterized in that it is to increase the static pressure of the fan, the static pressure rise of the fan is the square of the angular velocity at the outer diameter of the blade 32 and the square of the angular velocity at the inner diameter Since the inner diameter is reduced and the outer diameter is the same, the difference in the square of the angular velocity increases and the positive pressure rise is possible.
도 5는 도 4에 도시된 바와 같은 블레이드(32)의 단면(A-A')을 보여주는 도면이다.FIG. 5 shows a cross section A-A 'of the blade 32 as shown in FIG. 4.
도 5를 참조하면, 블레이드(32) 내측의 단면은 타원형의 구조를 갖게 되는데, 이와 같이 타원형의 구조를 갖게 되는 것은 유체가 유입되는 과정에서 블레이드(32)가 공기에 가하게 되는 저항을 줄여주기 위해서이다.Referring to FIG. 5, the cross section inside the blade 32 has an elliptical structure, which has an elliptical structure in order to reduce the resistance of the blade 32 to the air during the fluid inflow. to be.
상술된 바와 같이 본 발명에 따른 진공 청소기의 팬 구조는, 입력되는 전력 세기가 동일하게 유지되도록 하면서도 흡입효율이 높아지도록 함으로써 휴대용 전기청소기와 같이 전력이나 크기와 같이 제품의 외적인 요인으로 인하여 사양이 제한되어 사용되는 경우에는 큰 장점이 있다.As described above, the fan structure of the vacuum cleaner according to the present invention has a limited specification due to external factors such as power or size, such as power or size, such as a handheld vacuum cleaner by increasing the suction efficiency while keeping the input power intensity the same. If used, there is a big advantage.
또한, 설명된 바와 같은 전기 청소기의 팬 구조는 전기 청소기, 특히 휴대용 청소기에 사용될 수 있을 뿐 아니라, 낮은 입력 전원으로 높은 효율을 달성하여야 하는 경우에 사용 될 수 있고, 이러한 팬 구조는 당업자라면 동일한 사상의 범위 내에서 용이한 변형으로 가하여 또 다른 발명을 손쉽게 창안할 수 있을 것이다.In addition, the fan structure of the electric cleaner as described can not only be used in electric cleaners, especially portable cleaners, but also can be used when high efficiency must be achieved with low input power. It will be able to easily invent another invention by addition to easy modification within the scope of.
상기된 바와 같은 구성을 취하는 본 발명은 디퓨저의 형상과 수가 종래와 다르게 하고, 블레이드의 형상이 종래와 다른 특이한 형상으로 마련됨으로써, 팬의 흡입효율이 높아지는 동시에 소음을 줄일 수 있는 효과가 있어, 휴대용 전기 청소기와 같이 낮은 입력 전원과 한정된 사용시간 등 제한되는 사양의 범위 내에서 높은 팬 효율을 달성하여야 하는 곳에 있어서는 유리하게 사용될 수 있는 장점이 있다.The present invention having the configuration as described above, the shape and number of the diffuser is different from the conventional, and the shape of the blade is provided in a unique shape different from the conventional, thereby increasing the suction efficiency of the fan and at the same time reduce the noise, portable There is an advantage that can be advantageously used where high fan efficiency within a limited specification, such as a low input power supply and a limited use time, such as an electric cleaner.
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