KR20050065722A - 세탁기 및 그 제어 방법 - Google Patents

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KR20050065722A KR1020030095535A KR20030095535A KR20050065722A KR 20050065722 A KR20050065722 A KR 20050065722A KR 1020030095535 A KR1020030095535 A KR 1020030095535A KR 20030095535 A KR20030095535 A KR 20030095535A KR 20050065722 A KR20050065722 A KR 20050065722A
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김형균
표상연
박선우
양혜순
옥성민
최승주
김현숙
박재룡
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삼성전자주식회사
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Abstract

세탁기 및 그 제어 방법을 개시한다. 본 발명은 수조 내부의 세탁수와 세탁물을 스팀 공급을 통해 가열함으로써 세탁수 및 세탁물의 온도를 빠르게 상승시켜 전체 세탁 시간을 단축시키고 세탁수의 사용량 및 세탁수의 가열에 따른 에너지 소비량을 감소시키는데 그 목적이 있다. 본 발명에 따른 세탁기는 회전조와 스팀 발생 장치, 제어부를 포함한다. 회전조는 회전 가능하도록 설치되며 세탁물을 수용하고, 스팀 발생 장치는 급수되는 물을 가열하여 스팀을 발생시킨다. 제어부는 회전조 내부의 세탁물이 원심력에 의해 회전조 내부면에 밀착되어 낙하하지 않도록 회전조를 고속으로 회전시키고, 회전조가 고속으로 회전하는 동안 스팀 발생 장치에서 발생한 스팀을 회전조 내부로 공급하여 회전조의 내부 및 의류의 온도가 상승하도록 제어한다.

Description

세탁기 및 그 제어 방법{WASHING MACHINE AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 세탁기에 관한 것으로, 특히 세탁수를 가열하여 세탁 행정 또는 헹굼 행정을 수행하는 세탁기에 관한 것이다.
드럼 세탁기는 원통형의 회전조가 회전할 때 그 내부의 세탁물과 세탁수가 회전하는 회전조 내면을 따라 상승하였다가 낙하하도록 하고, 낙하시의 충격에 의해 세탁물의 세탁이 이루어지는 장치이다. 이와 같은 드럼 세탁기는 수조와 회전조, 히터를 구비한다. 수조는 세탁수의 담수를 위한 것이며, 회전조는 그 둘레에 탈수를 위한 통공이 형성되어 수조의 내부에 회전 가능하게 설치된다. 히터는 수조의 하부에 설치되며, 수조에 담수되는 세탁수를 가열하기 위한 것이다. 이와 같은 드럼 세탁기는 수조의 내부에 세탁수와 세제가 공급된 상태에서 세탁을 수행하면, 수조 내부의 회전조가 비교적 저속으로 회전하면서 세탁 행정을 수행한다. 세탁 행정에서는 히터를 통해 가열된 세탁수를 이용하기 때문에 세탁이 효과적으로 이루어진다.
그러나 이와 같은 종래의 세탁기는 수조의 내부에 채워진 많은 양의 세탁수를 하부의 히터를 통해 가열하기 때문에 세탁수를 세탁에 필요한 온도까지 가열하는데 많은 시간이 소요되어 전체 세탁 시간이 증가하는 문제가 있다.
또 종래의 세탁기는 수조 하부의 히터 케이스 내부에도 물이 수용되는 구조이기 때문에 세탁수의 낭비가 초래될 뿐 아니라, 히터 케이스의 내부에 수용되는 물까지 히터를 통해 가열해야 하기 때문에 불필요한 에너지의 소비가 초래되는 문제가 있다.
본 발명은 수조 내부의 세탁수와 세탁물을 스팀 공급을 통해 가열함으로써 세탁수 및 세탁물의 온도를 빠르게 상승시켜 전체 세탁 시간을 단축시키고 세탁수의 사용량 및 세탁수의 가열에 따른 에너지 소비량을 감소시키는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 세탁기는 회전조와 스팀 발생 장치, 제어부를 포함한다. 회전조는 회전 가능하도록 설치되며 세탁물을 수용하고, 스팀 발생 장치는 급수되는 물을 가열하여 스팀을 발생시킨다. 제어부는 회전조 내부의 세탁물이 원심력에 의해 회전조 내부면에 밀착되어 낙하하지 않도록 회전조를 고속으로 회전시키고, 회전조가 고속으로 회전하는 동안 스팀 발생 장치에서 발생한 스팀을 회전조 내부로 공급하여 회전조의 내부 온도가 상승하도록 제어한다.
본 발명에 따른 세탁기의 제어 방법은 회전조 내부의 세탁물이 원심력에 의해 회전조 내부면에 밀착되어 낙하하지 않도록 회전조를 고속으로 회전시키고, 회전조가 고속으로 회전하는 동안 스팀 발생 장치에서 발생한 스팀을 회전조 내부로 공급하여 회전조의 내부 온도가 상승하도록 제어한다.
본 발명에 따른 세탁기의 또 다른 제어 방법은 세탁물에 세탁수를 공급하여 세탁물을 적시고, 회전조 내부의 세탁물이 원심력에 의해 회전조 내부면에 밀착되어 낙하하지 않도록 회전조를 고속으로 회전시키며, 회전조가 고속으로 회전하는 동안 스팀 발생 장치에서 발생한 스팀을 회전조 내부로 공급하여 세탁수가 가열되도록 한다.
이와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 먼저 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 드럼 세탁기의 구성을 나타낸 도면이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 드럼 세탁기는 세탁수를 담수하도록 본체(120)의 내부에 설치되는 드럼형의 수조(122)와, 이 수조(122)의 내부에 회전 가능하도록 설치되는 드럼형의 회전조(124)를 포함한다.
회전조(124)는 그 후면부 중심에 결합되는 회전축(126)이 수조(122)의 후면 중심부에 회전 가능하게 지지됨으로써 수조(122)의 내부에서 회전 가능한 상태가 된다. 또 회전조(124)의 둘레에는 다수의 통공(124b)이 형성되고, 회전조(124)의 내면에는 회전조(124)가 회전할 때 세탁물의 상승 및 낙하가 이루어지도록 하는 복수의 리프터(128)가 설치된다.
수조(122)의 후면부 외측에는 회전조(124)에 연결된 회전축(126)을 회전시키는 구동장치인 모터(130)가 설치된다. 또 본체(120) 전면부에는 회전조(124)의 내부로 세탁물을 넣거나 내부의 세탁물을 꺼낼 수 있도록 회전조(124)의 입구(124a) 및 수조(122)의 입구(122a)와 대응하는 위치에 개방된 입구(132)가 형성되고, 이 입구(132)에는 입구를 개폐하는 도어(134)가 설치된다.
수조(122)의 상부에는 세제 공급 장치(136)와 스팀 발생 장치(160), 급수 장치(140)가 마련된다. 세제 공급 장치(136)는 수조(122)의 내부로 세제를 공급하기 위한 것이고, 스팀 발생 장치(160)는 수조(122)의 내부로 온수와 스팀을 공급하기 위한 것이다. 급수 장치(140)는 수조(122) 및 스팀 발생 장치(160)에 물을 공급하기 위한 것이다. 또 수조(122)의 하부에는 수조(122) 내부의 물을 배수시키기 위한 것으로 배수관(138a), 배수밸브(138b), 배수모터(138c)를 포함하는 배수장치(138)가 설치된다.
회전 드럼(124)의 내부에 세탁물을 넣고 세제 공급 장치(136)에 세제를 투입한 상태에서 세탁기를 동작시키면, 세탁기 제어부(도 2 참조)의 제어에 의해 제 1 급수 밸브(144)와 제 2 급수 밸브(150)가 열리면서 세제 공급 장치(136) 쪽과 스팀 발생 장치(160) 쪽으로 각각 급수가 이루어진다. 이때 세제 공급 장치(136) 내부의 세제는 세제 공급 장치(136)를 경유하여 수조(122)로 공급되는 물에 용해된 상태에서 수조(122)로 공급된다.
한편 스팀 발생 장치(160) 쪽의 스팀 공급 밸브(104)는 최초 닫힌 상태를 유지하므로 스팀 공급 장치(160) 쪽으로 공급되는 물은 가열 탱크(162)의 내부에 채워진다. 가열 탱크(162)의 내부에 물이 채워지면, 가열 탱크(162) 내부의 물은 가열 탱크(162) 내부에 마련되는 히터(도 2 참조)에 의해 가열되면서 스팀이 된다. 스팀이 생성되면 제어부(도 2 참조)는 스팀 공급 밸브(104)를 열어 수조(122)의 내부로 스팀이 공급되도록 함으로써 수조(122)에 채워진 세탁수가 스팀에 의해 가열되도록 한다. 이와 같은 스팀 공급 동작은 수조(122)에 채워진 세탁수가 세탁에 필요한 온도로 상승할 때까지 계속된다. 예를 들어 세탁에 필요한 세탁수의 가열 온도를 60 로 설정한 경우, 수조(122)의 내부로 공급된 세탁수가 스팀을 통한 가열에 의해 60 로 상승할 때까지 계속된다. 여기서 수조(122) 내부의 수위와 수온은 수조(122)에 설치된 별도의 수위 센서 및 온도 센서(도 2 참조)를 통해 각각 감지된다. 세탁수 공급 밸브(184)는 수조(122) 내에 스팀 상태가 아닌 세탁수를 공급하기 위한 것이다.
도 2는 도 1에 나타낸 드럼 세탁기의 제어 계통을 나타낸 블록도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 세탁 행정과 헹굼 행정, 탈수 행정, 건조 행정과 같은 세탁기의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(202)의 입력단에는 수위 센서(204)와 온도 센서(206), 입력부(208)가 연결된다. 수위 센서(404)는 수조(122)에 급수되는 세탁수의 양을 검출하기 위한 것이고, 온도 센서(206)는 수조(122) 내에 급수된 세탁수의 온도를 검출하기 위한 것이다. 입력부(208)는 사용자가 희망하는 세탁 코스를 설정하거나, 사용자가 필요로 하는 행정만을 선택할 수 있도록 한다.
제어부(202)의 출력단에는 구동부(210)가 연결되는데, 이 구동부(210)는 모터(130)와 배수 장치(138), 히터(212), 제 1 및 제 2 급수 밸브(144, 150), 스팀 공급 밸브(104) 등을 구동한다. 히터(212)는 가열 탱크(162) 내에 채워진 물을 가열하여 스팀이 발생하도록 하기 위한 것이다. 제 1 및 제 2 급수 밸브(144, 150)는 급수 장치(140)를 통해 공급되는 물이 각각 수조(122)와 스팀 발생 장치(160)에 공급되도록 하기 위한 것이다. 스팀 공급 밸브(104)는 스팀 발생 장치(160)에서 발생한 스팀이 수조(122) 내부로 공급되도록 하기 위한 것이다.
제어부(202)는 본 세탁 행정을 실시하기 전에, 수조(122) 내에 공급되어 있는 세탁수 및 세탁물을 가열하기 위해 스팀 발생 장치(160)에서 발생한 스팀을 수조(122) 내부로 공급한다. 세탁물의 가열은 세탁물에 흡수되어 있는 세탁수를 가열하기 위한 것이다. 이 때 세탁물을 빠르고 균일하게 가열하기 위해 세탁물의 낙하가 발생하지 않는 고속으로 회전조(124)를 회전시켜서 세탁물이 원심력에 의해 회전조(124)의 내부면에 고르게 밀착되도록 한 상태에서 스팀을 공급하여 세탁물을 가열한다. 이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 제어 방법을 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 드럼 세탁기의 제어 방법을 나타낸 순서도이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 사용자에 의해 스팀 세탁 코스가 설정되면(302), 제 1 및 제 2 급수 밸브(144, 150)가 개방되어 세제 공급 장치(136)와 스팀 발생 장치(162)에 물이 공급된다. 이를 통해 세제 공급 장치에서는 세제가 일정 양의 물에 용해된 세제액이 만들어져 보관되고(304a), 세탁수 공급 밸브(184)가 개방되어 수조(122) 내에 세탁수가 분사되어 세탁물을 적신다(304b). 참고로, 세탁물에 대한 세탁수의 분사 이후에 세탁수 공급 밸브(184)를 닫고 스팀 발생 장치(160)에 공급되어 있는 물을 가열하여 스팀을 발생시킨다.
세탁수의 분사가 완료된 세탁물에는 세제 공급 장치(136)에 공급되어 있는 세제액을 분사한다. 미리 용해되어 있는 세제액을 분사함으로써 미처 용해되지 않은 세제로 인한 세탁물의 얼룩 및 세탁 효과의 저하를 방지할 수 있다. 이와 같이, 세탁수 공급 및 세제액 분사가 완료되면 세탁수와 세제액이 골고루 혼합될 수 있도록 회전조(124)의 회전 운전을 실시한다(308). 이때, 보다 효과적인 혼합을 위해 회전조(124)의 정회전과 역회전을 교대로 실시한다.
세탁수 및 세제액의 공급이 완료되면 스팀 공급 밸브(104)가 개방되어 회전조(124) 내에 스팀이 공급된다. 회전조(124)는 수조(122) 내에 마련되므로 결국 스팀은 수조(122) 내에 공급되는 것과 같다. 이처럼 회전조(124) 및 수조(122) 내에 스팀이 공급됨으로써 수조(122) 내에 공급되어 있는 세탁수와 세탁물이 머금고 있는 수분, 세제액 등이 고온의 스팀에 의해 가열된다(310).
스팀을 이용한 세탁수(공급된 세제액 포함)의 가열 단계(310)가 완료되면 설정된 스팀 세탁 코스의 세탁 행정을 실시한다(312). 이 때 회전조(124)의 내부 온도를 미리 설정된 고온으로 유지하기 위해 추가적으로 스팀을 공급할 수도 있다. 세탁 행정이 완료되면 헹굼과 탈수, 건조 행정 가운데 일부 또는 전부를 수행하고 스팀 세탁 코스를 종료한다(314).
도 3에 나타낸 제어 방법에서, 스팀을 이용한 세탁수 가열 단계는 회전조(124) 내부의 세탁물을 고르게 가열하는 것이 매우 중요하다. 특히 드럼 세탁기의 경우에는 회전조(124)가 회전하면서 발생하는 세탁물의 낙하에 의해 세탁이 이루어지므로, 충분한 크기의 낙차가 이루어지도록 하기 위해서는 세탁수가 적어야 좋다. 따라서 공급된 세탁수는 대부분 세탁물에 흡수되기 때문에 세탁수에 의해 적셔진 세탁물을 스팀을 이용하여 가열하는데, 스팀을 공급할 때 회전조(124)를 저속으로 회전시키면 세탁물이 한데 뭉쳐서 이동하기 때문에 세탁물의 고른 가열은 기대하기 어렵다. 따라서 본 발명에서는 스팀을 이용한 세탁물의 가열 단계에서 회전조(124)의 회전 방향 및 회전 속도 제어를 통해 세탁물이 고르게 가열될 수 있도록 한다.
도 4는 도 3에 나타낸 드럼 세탁기의 제어 방법에서 스팀을 이용한 세탁물 및 세탁수 가열 과정(310)을 상세히 나타낸 순서도로서, 회전조(124)를 고속으로 정회전 및 역회전 시키되, 정회전과 역회전의 중간에 저속 회전 구간을 두어 세탁물의 위치 변경이 이루어질 수 있도록 하기 위한 제어 방법의 순서도이다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 회전조(124)의 회전 상태 즉 회전 방향 및 회전 속도를 검출한다(402). 만약 회전조(124)가 정회전함으로써 발생하는 원심력에 의해 세탁물이 회전조(124) 내부면에 밀착될 정도로 회전조(124)가 충분히 고속으로 회전하는지를 판별하여(404), 만약 회전조(124)가 충분히 고속으로 회전하지 않으면 회전조(124)의 회전 속도를 증가시킨다(406). 반대로 원심력에 의해 세탁물의 낙하가 발생하지 않을 정도로 회전조(124)가 충분히 고속으로 회전하면 회전조(124) 내에 스팀을 공급하여 세탁물이 가열될 수 있도록 한다(408). 회전조(124)의 고속 회전 시간이 미리 정해진 일정 시간동안 이루어지면(410) 회전조(124) 내부에서 세탁물의 낙하가 이루어질 수 있는 정도의 저속으로 회전조(124)의 회전 속도를 감소시킨다(412). 이 때 회전조(124)의 내부면에 밀착되어 회전조(124)와 같은 속도로 회전하던 세탁물은 자유 낙하를 통해 그 위치가 서로 바뀌고 또 세탁물이 뒤집어짐으로써 스팀에 직접 노출되지 않던 세탁물의 부분들이 스팀에 직접 노출될 수 있게 된다. 이후 회전조(124)의 회전 방향을 바꾸어 역회전시키면서 계속 스팀을 공급하여 세탁물이 전체적으로 고르게 가열되도록 한다(414). 회전조(124) 내부에 스팀을 공급하면서 회전조(124) 내부 온도를 통해 가늠할 수 있는 세탁물의 온도가 미리 설정된 온도에 도달할 때까지 이와 같은 과정을 반복적으로 실시한다(416).
도 5는 도 4에 나타낸 제어 방법에 따른 회전조 내부의 세탁물의 상태 변화를 나타낸 도면이다. 도 5(A)에 나타낸 바와 같이, 회전조(124)가 고속으로 정회전함으로써 세탁물(502)이 회전조(124)의 내부면에 밀착되어 고르게 펴지고, 이 세탁물(502)의 표면에 스팀(504)이 공급됨으로써 세탁물(502)이 가열된다. 이와 같은 일방향 고속 회전이 지속되면 세탁물(502)의 단지 한쪽 면에만 스팀이 가해지기 때문에 세탁물의 고른 가열은 기대하기 어렵다. 따라서 도 5(B)에 나타낸 바와 같이 회전조(124)를 저속으로 정회전시키면 세탁물(502)의 자유 낙하가 이루어져 그 위치가 변하게 된다. 이후 회전조(124)를 역방향으로 고속 회전시켜 세탁물(502)이 다시 회전조(124)의 내부면에 밀착되어 고르게 펴지도록 하고(도 5(C) 참조), 회전조(124)를 역방향으로 저속 회전시켜서 세탁물(502)의 위치 변경을 꾀한다(도 5(D) 참조).
본 발명은 수조 내부의 세탁수와 세탁물을 스팀 공급을 통해 가열함으로써 세탁수 및 세탁물의 온도를 빠르게 상승시켜 전체 세탁 시간을 단축시키고 세탁수의 사용량 및 세탁수의 가열에 따른 에너지 소비량을 감소시킨다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 드럼 세탁기의 구성을 나타낸 도면.
도 2는 도 1에 나타낸 드럼 세탁기의 제어 계통을 나타낸 블록도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 드럼 세탁기의 제어 방법을 나타낸 순서도.
도 4는 도 3에 나타낸 드럼 세탁기의 제어 방법에서 스팀을 이용한 세탁물 및 세탁수 가열 과정을 상세히 나타낸 순서도.
도 5는 도 4에 나타낸 제어 방법에 따른 회전조 내부의 세탁물의 상태 변화를 나타낸 도면.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
120 : 본체 122 : 수조
124 : 회전조 130 : 모터
134 : 도어 136 : 세제 공급 장치
138 : 배수장치 144 : 제 1 급수 밸브
150 : 제 2 급수 밸브 160 : 스팀 발생 장치
162 : 가열 탱크 212 : 히터
204 : 수위 센서 206 : 온도 센서
104 : 스팀 공급 밸브 184 : 세탁수 공급 밸브

Claims (11)

  1. 회전 가능하도록 설치되며 세탁물을 수용하는 회전조와;
    급수되는 물을 가열하여 스팀을 발생시키는 스팀 발생 장치와;
    상기 회전조 내부의 세탁물이 원심력에 의해 상기 회전조 내부면에 밀착되어 낙하하지 않도록 상기 회전조를 고속으로 회전시키고, 상기 회전조가 고속으로 회전하는 동안 상기 스팀 발생 장치에서 발생한 스팀을 상기 회전조 내부로 공급하여 상기 회전조의 내부 온도가 상승하도록 제어하는 제어부를 포함하는 세탁기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 회전조 내부에서 세탁물의 자유 낙하가 이루어져 상기 세탁물의 위치가 변화하도록 상기 회전조의 회전 속도를 감소시켜 저속으로 회전시키는 세탁기.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 고속 회전과 저속 회전을 번갈아 실시하는 세탁기.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 회전조를 고속으로 정회전 및 역회전시키되, 상기 정회전과 역회전의 반전이 이루어지는 중간에 상기 회전조를 저속으로 회전시켜서 상기 회전조 내부에서 상기 세탁물의 자유 낙하가 이루어져 상기 세탁물의 위치가 변화하도록 제어하는 세탁기.
  5. 회전 가능하도록 설치되며 세탁물을 수용하는 회전조와, 급수되는 물을 가열하여 스팀을 발생시키는 스팀 발생 장치를 포함하는 세탁기의 제어 방법에 있어서,
    상기 회전조 내부의 세탁물이 원심력에 의해 상기 회전조 내부면에 밀착되어 낙하하지 않도록 상기 회전조를 고속으로 회전시키고;
    상기 회전조가 고속으로 회전하는 동안 상기 스팀 발생 장치에서 발생한 스팀을 상기 회전조 내부로 공급하여 상기 회전조의 내부 온도가 상승하도록 제어하는 세탁기의 제어 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 회전조를 고속으로 회전시키기에 앞서 상기 세탁물에 세탁수를 공급하여 상기 세탁물을 적시는 단계를 더 포함하고;
    상기 스팀 공급을 통해 상기 세탁수가 가열되도록 하는 세탁기의 제어 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 회전조 내부에서 세탁물의 자유 낙하가 이루어져 상기 세탁물의 위치가 변화하도록 상기 회전조의 회전 속도를 감소시켜 저속으로 회전시키는 단계를 더 포함하는 세탁기의 제어 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 고속 회전과 저속 회전을 번갈아 실시하는 세탁기의 제어 방법.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 회전조를 고속으로 정회전 및 역회전시키되, 상기 정회전과 역회전의 반전이 이루어지는 중간에 상기 회전조를 저속으로 회전시켜서 상기 회전조 내부에서 상기 세탁물의 자유 낙하가 이루어져 상기 세탁물의 위치가 변화하도록 하는 세탁기의 제어 방법.
  10. 회전 가능하도록 설치되며 세탁물을 수용하는 회전조와, 급수되는 물을 가열하여 스팀을 발생시키는 스팀 발생 장치를 포함하는 세탁기의 제어 방법에 있어서,
    상기 세탁물에 세탁수를 공급하여 상기 세탁물을 적시고;
    상기 회전조 내부의 세탁물이 원심력에 의해 상기 회전조 내부면에 밀착되어 낙하하지 않도록 상기 회전조를 고속으로 회전시키며;
    상기 회전조가 고속으로 회전하는 동안 상기 스팀 발생 장치에서 발생한 스팀을 상기 회전조 내부로 공급하여 상기 세탁수가 가열되도록 하는 세탁기의 제어 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    용해된 세제액을 보관하는 세제 공급 장치를 더 포함하고;
    상기 세탁수의 공급이 완료되면 상기 세제액을 상기 세탁물에 분사하는 단계를 더 포함하는 세탁기의 제어 방법.
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