KR20210000100U - 펠티어 소자를 이용한 목 냉온 장치 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 목 부분을 펠티어 소자를 이용하여 목 후부를 냉각 또는 가온하는 목 냉온장치에 관한 것으로, 특히 목 후부를 감싸도록 구비된 알루미늄합금 또는 동합금 재질의 전열 밴드(10)가, 중앙부(10a), 목 후부 좌측 절반부를 감싸는 좌측 전열부(10c)와, 목 후부 우측 절반부를 감싸는 우측 전열부(10b)로 이루어지고, 좌측 전열부(10c)와 우측 전열부(10b)의 각 가장자리에 플라스틱 또는 직물로 이루어진 좌측 고정밴드(11B)와 우측 고정밴드(11A)가 각각 연결되며, 상기 전열 밴드(10)의 중앙부(10a) 후면에 펠티어 소자(30)를 가진 열전달 기구(20)를 부착한 구조로 되어, 이 열전달 기구(20)의 펠티어 소자(30)의 작용에 의해 전열 밴드(10)를 통하여 착용자의 목 후부를 냉각 또는 가온하는 목 냉온장치이다.
Description
본 고안은 펠티어 소자를 이용하여 목 부위를 냉각하거나 또는 가온하는 목 냉온 장치 장치에 관한 것으로, 특히, 목 부위 둘레를 감싸도록 착용한 상태에서 외기 온도가 낮은 겨울철에는 펠티어 소자를 발열작동시켜, 목 부위를 가온하도록 하고, 기온이 높은 여름철에는 펠티어 소자가 흡열 작동하게 하여 착용자의 목 부위를 냉각하도록 된 목 냉온 장치에 관한 것이다.
겨울철에 야외 활동시 체온 유지를 위하여 머리에는 방한 모자를 착용하고 목 부위에는 '넥워머'(neck warmer)를 착용한다. 이러한 것들은 모두 천 또는 섬유로 만든 것으로서 체온이 떨어지는 것을 막아주는, 보온의 기능을 할 뿐이고, 신체에 직접 열을 제공하지는 역할을 하지는 못한다. 따라서, 추운 겨울철에 외부의 낮은 기온에 대응하여 체온을 유지하는 데에는 한계가 있었다.
그리고, 더운 여름철 야외 활동을 할 때, 체온을 낮추기 위해 물을 적신 수건이나 얼음 주머니(또는 쿨링 조끼)등을 사용하였다. 그런데 이러한 재래의 방식은 얼음을 빈번하게 교체하여야 하는 등 사용상 여러 가지 불편함이 있었고, 계절별로 냉각장치나 발열조끼를 각각 별도로 준비하여야 하는 불편함이 있었다.
이러한 재래의 방식이 가진 단점을 해결하여, 펠티어 소자를 이용하여 신체를 냉각 또는 가온하는 장치가 아래 특허문헌에 개시되어 알려져 있다.
이에 본 고안은 상기한 종래 목 냉온 장치의 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로서, 하나의 장치로써 기온이 더운 여름철에는 목 냉각장치로 사용하고, 겨울철에는 같은 장치로써 목에 온열을 제공할 수 있는 목 냉온 장치를 제공함에 목적이 있다.
착용자의 목을 차겁게 냉각하거나 따뜻하게 가온하는 부분을 목의 경추 부분만을 감싸도록 최소화하여 착용 무게감과 이질감을 경감하고, 목 착용시 쉽게 풀리지 않도록 고정할 수 있는 목 냉온장치를 제공함에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 펠티어 소자를 이용한 목 냉온장치는,
알루미늄합금 재질 또는 동합금 재질로 일정한 상하 폭과 두께를 가지는 띠 형상으로 이루어지고, 목 후부를 감싸는 형상으로 이루어진, 전열 밴드;
상기 전열 밴드의 중앙부 외측면에 결합되고, 상기 전열 밴드의 중앙부 외측면에 면접촉하는 제1전열면과, 이 제1전열면의 반대쪽에 배치되는 제2전열면을 구비하며, 공급되는 전류의 방향에 따라 제1전열면을 통하여 상기 전열 밴드로 방열하여 전열 밴드를 가열하거나 상기 제1전열면을 통하여 상기 전열 밴드의 열을 흡열하여 전열 밴드를 냉각하는, 펠티어 소자;
상기 펠티어 소자의 제2전열면에 면접촉식으로 결합되어 제2전열면의 열을 흡수하여 외기로 방출하는 히트 싱크;
상기 히트 싱크위에 결합되어 히트 싱크에서 방출하는 열을 외부로 배출하는 쿨링팬;
상기 펠티어 소자와 쿨링팬에 직류 전원을 공급하는 전원공급부;
상기 펠티어 소자에 공급되는 직류전원의 전류방향을 전환하여 상기 펠티어 소자의 제1전열면을 발열면에서 흡열면으로 또는 그 역으로 작동하도록 전환시키는 작동 전환스위치;
상기 펠티어 소자, 히트 싱크, 및 쿨링팬을 둘러싸고, 상기 후방측벽, 좌측벽, 우측벽, 상측벽 및 하측벽에는 쿨링팬에서 배출하는 내부 공기를 외부로 통과시키는 다수의 배출구멍을 가진 커버;를 포함하고,
상기 전열 밴드는, 중앙부, 상기 중앙부의 일측 가장자리에서 목 후부의 좌측 절반부를 감싸도록 연장된 좌측 전열부, 및 상기 중앙부의 타측 가장자리에서 목 후부의 우측 절반부를 감싸도록 연장된 우측 전열부를 포함하며,
상기 좌측 전열부의 선단에서 목 좌측 앞쪽 절반 부분을 감싸도록 연장된 좌측 고정밴드와, 상기 우측 전열부의 선단에서 목 우측 앞쪽 절반 부분을 감싸도록 연장된 우측 고정밴드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 고안의 다른 특징은 상기 좌측 고정밴드와 상기 우측 고정밴드가 플라스틱 또는 직물로 이루어지고, 상기 좌측 고정밴드와 우측 고정밴드의 인접하는 선단끼리 서로 결합시키는 고정수단을 포함하는 것에 있다.
본 고안의 또 다른 특징은 상기 좌측 고정밴드와 우측 고정밴드에는 각각 적어도 하나의 자석판이 구비된 것을 특징으로 한다.
상기한 본 고안의 목 냉온장치에 의하면, 야외활동을 착용자가 작동 전환 스위치를 전환 작동시키는 것만으로 냉각장치에서 가열장치로 간단히 전환할 수 있으므로 사용이 편리한 장점이 있다.
또, 전열 밴드가 목 후부만을 감싸도록 크기를 최소화하고, 상대적으로 무거운 부품인, 펠티어 소자, 히트 싱크, 쿨링 팬으로 구성된 열교환 기구가 목 후부 중앙에 배치된 전열 밴드의 중앙부에 1개만 부착되어 상대적으로 경량이므로, 장시간 착용한 상태로 활동하더라도 무게에 의한 불편함이 없고, 목 착용시 경량의 고정 밴드로 고정하여 착용시 이질감을 경감시킬 수 있으며 고정밴드에 구비된 자석판으로 혈액순환을 촉진하는 부가적인 효과를 가진다.
도 1은 본 고안에 따른 목 냉온장치의 전체적인 구성을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 고안에 따른 목 냉온장치에서 고정밴드를 분리하여 나타낸 일부 분리 사시도이다.
도 3은 도 1의 본 고안에 따른 목 냉온장치를 위에서 도시한 평면도이다.
도 4는 도 3의 'X'방향에서 도시한 우측 고정밴드의 도면이다.
도 5는 도 3의 'Y'방향에서 도시한 좌측 고정밴드의 도면이다.
도 6은 열교환기구의 내부 구조를 도시한 결합단면도이다.
도 2는 본 고안에 따른 목 냉온장치에서 고정밴드를 분리하여 나타낸 일부 분리 사시도이다.
도 3은 도 1의 본 고안에 따른 목 냉온장치를 위에서 도시한 평면도이다.
도 4는 도 3의 'X'방향에서 도시한 우측 고정밴드의 도면이다.
도 5는 도 3의 'Y'방향에서 도시한 좌측 고정밴드의 도면이다.
도 6은 열교환기구의 내부 구조를 도시한 결합단면도이다.
이하, 본 고안에 따른 목 냉온장치의 바람직한 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.
본 고안에 따른 목 냉온장치(100)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 사용자의 목 후부 둘레를 감싸도록 형성된 전열 밴드(10), 상기 전열 밴드(10)에 열을 전달하거나 전열 밴드(10)로부터 열을 흡수하도록 작동하는 열교환 기구(20), 및 상기 전열 밴드(10)를 목에 고정해주는 고정 밴드(11A, 11B)를 포함한다.
상기 전열 밴드(10)는 열전도성이 우수한 금속재의 판재를 가공하여 일정한 상하 폭과 두께를 가지는 '밴드(band)' 형상으로 만들어진다. 상기 전열 밴드(10)의 표면에 원적외선 방출물질이 처리될 수 있다. 상기 전열 밴드(10)는 목 후부(바람직하게는 경추 주위의 목 부분)를 감싸는 형상으로 이루어진다.
상기 전열 밴드(10)는 우수한 열전도성을 가지고 굽힘 강성을 유지하면서 경량이 되도록 알루미늄 합금이나 동합금으로 구성하는 것이 바람직하다. 상기 전열 밴드(10)는 열교환 기구(20)가 면접촉하도록 부착되는 중앙부(10a)와, 상기 중앙부(10a)의 한쪽 가장자리에서 목 후부 좌측 절반부를 감싸도록 곡형으로 연장된 좌측 전열부(10c)와, 상기 중앙부(10a)의 다른 쪽 가장자리에서 목 후부 우측 절반부를 감싸도록 곡형으로 연장된 우측 밴드부(10b)를 포함한다. 상기 중앙부(10a), 좌측 전열부(10c) 및 우측 전열부(10b)는 일체로 구성되는 것이 바람직하지만, 각각 별도의 부재로 구성되어 서로 조립되는 것도 가능하다.
상기 전열 밴드(10)를 목 후부만을 감싸는 크기로 최소화시킴으로써 착용하였을 때 전열 밴드의 무게에 의한 불편함을 줄일 수 있게 된다. 전열 밴드(10)로 목 후부의 경추 부분을 가온하거나 냉각하더라도 신체 전체에 가온 또는 냉각의 효과를 느낄 수 있다.
상기 열교환 기구(20)가 전열 밴드(10)의 중앙부(10a)에 1개만 부착되는 구조에 의해, 열교환 기구(20)의 무게가 전열 밴드(10)의 한쪽에 편중되게 설치되는 타입에 비하여 착용 불편함을 줄일 수 있다.
그리고, 전열 밴드(10)의 좌측 전열부(10c)의 선단에는 목 좌측 앞쪽 절반 부분을 감싸도록 좌측 고정밴드(11B)가 결합핀(12)으로 결합되고, 상기 우측 전열부(10b)의 선단에는 목 우측 앞쪽 절반 부분을 감싸도록 우측 고정밴드(11A)가 결합핀(12)으로 결합되어 있다.
본 고안의 목 냉온장치의 전체 무게를 줄이기 위해 상기 좌측 고정밴드(11B)와 우측 고정밴드(11A)를 금속재로 구성된 전열밴드(10)와는 분리된 별개의 부재로 구성하고, 각각은 경량의 플라스틱재나 직물로 구성하는 것에 특징이 있다.
그리고, 상기 좌측 고정밴드(11B)와 상기 우측 고정밴드(11A)의 인접하는 선단을 분리가능하게 고정할 수 있도록 벨크로 테이프와 같은 고정수단을 구비한다. 이 고정수단은 도 3에 도시된 바와 같이, 좌측 고정밴드(11B)에는 암형 벨크로 테이프(13a)가 구비되고, 우측 고정밴드(11A)에는 수형 벨크로 테이프(13b)를 구비한다. 벨크로 테이프 대신에 다른 고정수단을 구비할 수도 있다.
한편, 전열 밴드(10)는 목 부분의 피부와 직접 접촉하므로 피부에 알레르기 발진을 예방하고, 착용감을 좋게 하며, 땀 등에 의해 부식되는 것을 방지하기 위하여 표면에 원적외선 방출물질로 코팅할 수 있다. 또한, 목 부위와 닿는 고정 밴드(11A, 11B)에는 자석판(15)을 적어도 하나 이상 설치할 수도 있다.
상기 열교환 기구(20)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 펠티어 소자(30), 히트 싱크(40), 쿨링팬(50), 커버(22)를 포함한다. 펠티어 소자(30)와 쿨링팬(50)에 전원을 공급하기 위한 전원공급부(도시생략)는 본 고안의 목 냉온장치(100)와는 별도로 분리된 부품으로 구성되어 목 냉온장치(100)의 커버(22)에 마련된 연결부(24)에 연결될 수 있다.
도시하지 않았지만, 전원공급부는 충전식 배터리, 상기 펠티어 소자(30)와 쿨링팬(50)에 충전식 배터리를 연결하기 위한 플러그 커넥터, 및 펠티어 소자(30)에 공급되는 직류전원의 전류방향을 전환하는 작동 전환스위치를 구비한다. 상기 작동 전환스위치를 절환시키면, 펠티어 소자(30)의 제1전열면(31)이 발열면에서 흡열면으로 작동하게 전환되거나 또는 그 역으로 작동하게 전환된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 펠티어 소자(30)는 상기 전열 밴드(10)와 열전달이 이루어질 수 있도록 한쪽면이 전열 밴드(10)의 중앙부(10a)의 외측면에 접촉되게 체결나사로 체결되고, 반대쪽 면에는 상기 펠티어 소자(30)의 제1전열면(31)이 안착하여 그 제1전열면(31)과 열교환하는 펠티어 소자 하부 설치홈(21a)이 형성되어 있다.
상기 펠티어 소자(30)는 공지된 바와 같이, P-N 반도체 소자(32)와, 상기 P-N 반도체 소자(32)의 한쪽면에 구비된 제1전열면(31)과, 상기 P-N 반도체 소자(32)의 다른 쪽면에 구비된 제2전열면(33)을 구비한다. 이러한 펠티어 소자(30)는, 상기 제1전열면(31)이 펠티어 소자 하부 설치홈(21a)에 안착되어 고정되고, 제1전열면(31)이 설치판(21)의 펠티어 소자 하부 설치홈(21a)의 바닥면과 접촉한다.
상기 펠티어 소자(30)의 제2전열면(33)은 히트 싱크(40)의 바닥면에 형성된 펠티어 소자 상부 결합홈(41)에 끼워져, 히트 싱크(40)의 바닥면과 접촉하면서 결합된다. 이에 따라, 상기 펠티어 소자(30)의 제2전열면(33)과 히트 싱크(40)의 바닥면 사이에는 열전달이 일어난다. 즉, 펠티어 소자(30)의 제1전열면(31)에서 발열 작동을 하는 경우에, 상기 펠티어 소자(30)의 제2전열면(33)에서는 외기와 접촉하는 히트 싱크(40)를 통하여 열을 흡수한다. 반대로, 펠티어 소자(30)의 제1전열면(31)에서 흡열 작동을 하는 경우에, 상기 펠티어 소자(30)의 제2전열면(33)에서는 히트 싱크(40)를 통하여 열을 외부로 방출한다.
상기 히트 싱크(40)의 바닥면 반대측에 구비된 복수의 방열핀(42)의 선단에는 쿨링팬(50)이 얹혀져 결합된다.
전열 밴드(10)의 중앙부(10a) 외측면에 순차적으로 적층되어 결합된, 펠티어 소자(30), 히트 싱크(40), 및 쿨링팬(50)은 하나의 커버(22)로 덮여 전열 밴드(10)에 고정된다.
상기 커버(22)는 속이 비어 있는 사각 박스형태로 이루어지고, 후방측벽에서 체결되는 체결나사에 의해 히트 싱크(40)측에 체결되어 고정된다. 그리고 커버(22)의 측벽에는 쿨링팬(50)에 의해 배출되는 공기와 열을 배출하기 위한 배출구멍(22a)들이 형성되어 있다. 그리고, 쿨링팬(50)은 커버(22)의 내부의 히트 싱크(40)에서 방출하는 열을 커버 외부로 배출시킨다. 이로써 커버(22)는 열교환 기구의 방열에 의한 화상을 방지하고, 쿨링팬(50)의 작동시 착용자의 모발이 쿨링팬(50)에 감기지 않도록 한다.
100: 본 고안에 따른 목 냉온장치 10: 전열 밴드
10a: 중앙부 10b: 우측 전열부
10c: 좌측 전열부 11A: 우측 고정밴드
11B: 좌측 고정밴드 12: 결합핀
13a, 13b: 고정수단(벨크로 테이프) 15: 자석판
20: 열교환 기구
21a: 펠티어 소자 하부 설치홈 22: 커버
22a: 구멍 24: 연결부
30: 펠티어 소자 31: 제1전열면
32: 반도체 소자 33: 제2전열면
40: 히트 싱크
41: 펠티어 소자 상부 결합홈 42: 방열핀
50: 쿨링팬
10a: 중앙부 10b: 우측 전열부
10c: 좌측 전열부 11A: 우측 고정밴드
11B: 좌측 고정밴드 12: 결합핀
13a, 13b: 고정수단(벨크로 테이프) 15: 자석판
20: 열교환 기구
21a: 펠티어 소자 하부 설치홈 22: 커버
22a: 구멍 24: 연결부
30: 펠티어 소자 31: 제1전열면
32: 반도체 소자 33: 제2전열면
40: 히트 싱크
41: 펠티어 소자 상부 결합홈 42: 방열핀
50: 쿨링팬
Claims (3)
- 펠티어 소자를 이용한 목 냉온장치로서,
알루미늄합금 재질 또는 동합금 재질로 만들어지고 일정한 상하 폭과 두께를 가지는 띠 형상으로 이루어지고, 목 후부를 감싸는 형상으로 이루어진, 전열 밴드(10);
상기 전열 밴드(10)의 중앙부 외측면에 결합되고, 상기 전열 밴드(10)의 중앙부 외측면에 면접촉하는 제1전열면(31)과, 이 제1전열면(31)의 반대쪽에 배치되는 제2전열면(33)을 구비하며, 공급되는 전류의 방향에 따라 제1전열면(31)을 통하여 상기 전열 밴드(10)로 방열하여 전열 밴드(10)를 가열하거나 상기 제1전열면(31)을 통하여 상기 전열 밴드(10)의 열을 흡열하여 제2전열면(33)쪽으로 방열함으로써 전열 밴드(10)를 냉각하는, 펠티어 소자(30);
상기 펠티어 소자(30)의 제2전열면(33)에 면접촉식으로 결합되어 제2전열면(33)의 열을 흡수하여 외기로 방출하는 히트 싱크(40);
상기 히트 싱크(40)위에 결합되어 히트 싱크(40)에서 방출하는 열을 외부로 배출하는 쿨링팬(50);
상기 펠티어 소자(30)와 쿨링팬(50)에 직류 전원을 공급하는 전원공급부;
상기 펠티어 소자(30)에 공급되는 직류전원의 전류방향을 전환하여 상기 펠티어 소자(30)의 제1전열면(31)을 발열면에서 흡열면으로 또는 그 역으로 작동하도록 전환시키는 작동 전환스위치;
상기 펠티어 소자(30), 히트 싱크(40), 및 쿨링팬(50)을 둘러싸고, 측벽에는 쿨링팬(50)으로 배출하는 내부 공기를 외부로 통과시키는 다수의 배출구멍(22a)을 가진 커버(22);를 포함하고,
상기 전열 밴드(10)는, 중앙부(10a), 상기 중앙부(10a)의 일측 가장자리에서 목 후부의 좌측 절반부를 감싸도록 연장된 좌측 전열부(10c), 및 상기 중앙부(10a)의 타측 가장자리에서 목 후부의 우측 절반부를 감싸도록 연장된 우측 전열부(10b)를 포함하며,
상기 좌측 전열부(10c)의 선단에서 목 좌측 앞쪽 절반 부분을 감싸도록 연장된 좌측 고정밴드(11B)와, 상기 우측 전열부(10b)의 선단에서 목 우측 앞쪽 절반 부분을 감싸도록 연장된 우측 고정밴드(11A)를 포함하는 것을 특징으로 하는 펠티어 소자를 이용한 목 냉온장치. - 제1항에 있어서,
상기 좌측 고정밴드(11B)와 상기 우측 고정밴드(11A)가 플라스틱 또는 직물로 이루어지고, 상기 좌측 고정밴드(11B)와 상기 우측 고정밴드(11A)의 인접하는 선단을 서로 결합시키는 고정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 펠티어 소자를 이용한 목 냉온장치. - 제1항에 있어서,
상기 좌측 고정밴드(11B)와 우측 고정밴드(11A)에는 각각 적어도 하나의 자석판(15)이 구비된 것을 특징으로 하는 펠티어 소자를 이용한 목 냉온장치.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR20190080744 | 2019-07-04 | ||
KR1020190080744 | 2019-07-04 |
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ID=74130411
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR2020200000197U KR20210000100U (ko) | 2019-07-04 | 2020-01-15 | 펠티어 소자를 이용한 목 냉온 장치 |
Country Status (1)
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KR (1) | KR20210000100U (ko) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102323709B1 (ko) * | 2021-04-23 | 2021-11-08 | 신형식 | 목 냉온기 |
Citations (1)
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---|---|---|---|---|
KR101190056B1 (ko) | 2012-01-17 | 2012-10-12 | 김진수 | 열전소자로 흡열과 발열을 하는 버프 장치 |
-
2020
- 2020-01-15 KR KR2020200000197U patent/KR20210000100U/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101190056B1 (ko) | 2012-01-17 | 2012-10-12 | 김진수 | 열전소자로 흡열과 발열을 하는 버프 장치 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
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또, 특허문헌 1에 개시된 종류의 버프장치는 열전달 패드의 한쪽 선단에 또는 양쪽 선단에 무거운 히트싱크가 결합되어 있으므로, 무게가 열전달 패드의 앞쪽에 편중되어 목에 착용시 앞쪽으로 기울어져 뒷부분 중앙 부분이 착용자의 목 부분을 압박하는 사용상 문제가 있었다. |
상기 특허문헌 1의 버프장치는 목 부위를 감싸는 열전달 패드에 열을 전달하거나 열전달 패드로부터 흡열하기 위한 히트 싱크가 열전달 패드의 일측 선단 또는 양측 선단에 결합되어 있다. 따라서, 이러한 구조에서는 히트싱크가 발열 또는 흡열하는 경우, 히트싱크에서 거리가 상대적으로 먼 쪽에는 열전달 또는 열흡수가 충분한 이루어지지 않아 효율이 낮은 문제점이 있었다. |
이러한 문제를 해결하기 위하여, 열전달 패드의 양쪽 선단에 각각 히트싱크를 1개씩 설치하는 것을 제안하고 있지만, 이 경우 무게가 무거워져 착용자에게 불편함을 주는 문제가 있었다. |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR102323709B1 (ko) * | 2021-04-23 | 2021-11-08 | 신형식 | 목 냉온기 |
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