KR20210079116A - 초음파 세척 겸용 세탁기 - Google Patents

초음파 세척 겸용 세탁기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초음파 세척 겸용 세탁기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초음파를 방사하여 생성되는 버블을 이용하는 드럼세탁기에 관한 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 초음파 세척 겸용 세탁기는 일측면에 도어가 설치되는 개구부가 형성된 케이스; 케이스의 내부에 설치되며, 세탁수가 저수되는 터브; 터브의 내부에 회전 가능하게 설치되고, 세탁물을 수용할 수 있는 내부공간을 구비하며, 세탁물을 출입할 수 있도록 일측은 개방되고, 타측에는 상기 내부 공간으로 일정길이 돌출된 돌출봉을 구비하는 원통형의 드럼; 및 돌출봉에 축방향으로 탈착이 가능하고 돌출봉에 회전 가능하게 설치되는 중공 원통형의 본체와, 상기 본체의 중심으로부터 원주방향으로 일정길이 연장되고 세탁수의 유동에 동조회전하는 회전 가이드 날개와, 본체의 외측면에 장착되어 드럼에 수용된 세탁수에 초음파를 방사하는 초음파 발생기를 포함하는 초음파 세척 유닛을 구비한다.

Description

초음파 세척 겸용 세탁기{washing machine with ultrasonic cleaning}
본 발명은 초음파 세척 겸용 세탁기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초음파를 방사하여 생성되는 버블을 이용하는 세탁기에 관한 것이다.
통상적인 드럼 세탁기는 세탁수가 저장되는 터브와, 터브 내에서 회전 가능하게 설치된 드럼을 포함한다.
드럼은 터브에 저장된 세탁수에 부분적으로 잠기고, 드럼의 내부에 세탁물이 투입되고, 드럼은 터브로부터 세탁수를 공급받아 그 내부의 세탁물과 함께 회전한다. 드럼의 회전으로 인하여 세탁물은 드럼 내부에서 올려졌다가 떨어지게 되는데 이때 발생하는 낙착에너지와 세탁물과 세탁수의 이화학적 작용에 의하여 세탁이 이루어진다.
그러나 종래의 드럼세탁기는 다음과 같은 문제가 있다.
첫째, 드럼세탁기는 세탁을 위한 적절한 낙착에너지를 얻기 위하여 드럼의 회전 속도가 특정 범위의 속도로 제한될 필요가 있고, 또한 낙착에너지를 높이기 위하여 드럼의 크기를 늘리는 것에도 한계가 있으므로 세탁력을 일정 효율 이상으로 높일 수 없다. 따라서 세탁과정의 소요시간이 길어지게 되는 문제가 있다.
둘째, 세탁물이 많은 경우에는 세탁과정 중에 세탁물이 뭉치게 되므로 세탁물의 낙착에너지를 이용하여 두드려 빠는 효과를 기대하는 드럼 세탁기에 있어서 세탁물이 뭉치면 그 낙착에너지가 작아지게 되므로 세탁력이 떨어지는 문제가 있다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해 대한민국 공개특허 제10-2010-0094879호에 게시된 세탁기는 외관을 형성하는 캐비닛(케이스), 상기 캐비닛(케이스)의 내부에 수평으로 설치되며 세탁수가 저장되는 외조(터브), 상기 외조(터브) 내에 회전 가능하게 설치되며 세탁물이 투입되는 내조(드럼), 상기 캐비닛(케이스)에 설치되어 내조(드럼)의 세탁물 투입구를 개폐하는 도어, 상기 내조(드럼)의 후방에 설치되어 상기 내조(드럼)를 회전시키는 구동모터 및 상기 내조(드럼)의 하부에 구비되어 상기 외조(터브)에 공급된 세탁수를 진동시키는 진동자(초음파 발생기)를 포함하고 있다.
그러나 상기한 종래기술에 따른 드럼세탁기는 외조(터브)에서 형성된 버블이 내조(드럼)로 투입되는데 제한이 있어 진동자(초음파 발생기)에 의한 세탁력이 미약하다.
대한민국 공개특허 제10-2010-0094879호 대한민국 공개특허 제10-2015-0087760호 대한민국 공개특허 제10-2008-0037428호
본 발명은 상기 서술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 세탁조 내에서 세탁수와 동조회전하며 세탁물에 초음파를 방사하여 세탁력을 개선할 수 있는 초음파 세척 겸용 세탁기를 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 초음파 세척 겸용 세탁기는 일측면에 도어가 설치되는 개구부가 형성된 케이스와; 케이스의 내부에 설치되며, 세탁수가 저수되는 터브와; 터브의 내부에 회전 가능하게 설치되고, 세탁물을 수용할 수 있는 내부공간을 구비하며, 세탁물을 출입할 수 있도록 일측은 개방되고, 타측에는 상기 내부 공간으로 일정길이 돌출된 돌출봉을 구비하는 원통형의 드럼; 및 돌출봉에 축방향으로 탈착이 가능하고 돌출봉에 회전 가능하게 설치되는 중공 원통형의 본체와, 상기 본체의 중심으로부터 원주방향으로 일정길이 연장되고 세탁수의 유동에 동조회전하는 회전 가이드 날개와, 본체의 외측면에 장착되어 드럼에 수용된 세탁수에 초음파를 방사하는 초음파 발생기를 포함하는 초음파 세척 유닛;을 구비한다.
또한, 본체는 외측면에 홈이 형성되어 있고, 홈의 안쪽에 초음파 발생기가 장착될 수 있다.
또한, 회전 가이드 날개는 원주방향으로 점진적으로 폭이 좁아지도록 양측 경사면을 가지고, 회전 가이드 날개의 단부는 원통형으로 형성된 세탁물 손상 방지부를 구비할 수 있다.
또한, 회전 가이드 날개는 원주방향으로 갈수록 폭이 넓어지는 형상으로 될 수 있다.
본 발명에 따른 초음파 세척 겸용 세탁기는 드럼의 내부에서 초음파 세척 유닛이 세탁수와 동조회전하여 초음파 발생기가 지속적으로 세탁물을 향하여 초음파를 방사하고, 초음파에 의해 생성된 다량의 버블이 세탁물의 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 초음파 세척 겸용 세탁기를 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
도 2는 도 1의 초음파 세척 유닛의 일부 절제 사시도이다.
도 3은 도 1의 초음파 세척 유닛의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 1의 초음파 세척 겸용 세탁기의 구동 원리를 설명하기 위한 작동상태도이다.
도5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 초음파 세척 유닛의 구성을 나타낸 단면도이다.
도6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 초음파 세척 유닛의 구성을 나타낸 사시도이다.
도7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 초음파 세척 유닛의 구성을 나타낸 사시도이다.
도8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 초음파 세척 겸용 세탁기를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 세척 겸용 세탁기를 더욱 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 4에 도시된 것과 같이 본 발명의 제1 실시예에 따른 초음파 세척 겸용 세탁기는 케이스(1), 터브(2), 드럼(3) 및 초음파 세척 유닛(10)을 구비한다.
케이스(1)의 일측면에는 개구부가 형성되며, 개구부가 형성된 면에 도어(4)가 설치되어 개구부를 덮을 수 있다. 도어(4)는 터브(2)에 형성된 투입구를 개폐한다. 도어(4)는 터브(2)를 밀폐하여 터브(2)에 저수된 세탁수가 외부로 누수 되지 않도록 한다.
터브(2)는 케이스(1)의 내부에 설치되며, 세탁수가 터브(2)에 저수된다. 터브(2)는 원통형으로 형성되며, 터브(2)에 저수되는 세탁수는 드럼(3)에 형성된 다수의 통공을 통하여 드럼(3)에 공급된다.
드럼(3)은 원통형이며, 측면에 다수의 통공을 구비한다. 드럼(3)은 터브(2)의 내부에 회전 가능하게 설치되며, 세탁물을 수용할 수 있는 내부공간을 구비한다. 드럼(3)의 일측은 세탁물을 출입할 수 있도록 개방되어 있고, 드럼(3)의 타측에는 상기 내부공간으로 일정길이 돌출된 돌출봉(5)이 설치된다.
드럼(2)은 개구부의 타측에 연결된 모터에 의해 회전된다. 드럼(3)이 회전하면 세탁물이 드럼(3)의 내부의 정점까지 올려졌다가 떨어지게 되며, 이때 발생하는 낙착에너지와 세탁물과 세탁수의 이화학적 작용에 의하여 세탁이 이루어진다.
초음파 세척 유닛(10)은 본체(11), 회전가이드 날개(13), 초음파 발생기(15)를 구비한다.
본체(11)는 중공 원통형이며 돌출봉(5)에 축방향으로 탈착이 가능하다.
본체(11)의 상부에는 덮개(12)가 구비되며, 덮개(12)를 개폐함으로써, 후술하는 본체(11)내부에 설치되는 초음파 발생기(15)나 전원공급부(19)의 유지 및 보수가 가능하다.
본체(11) 양단의 내주면에 베어링(17)이 구비되며, 베어링(17)에 의해 본체(11)는 돌출봉(5)에 회전 가능하게 설치된다.
회전 가이드 날개(13)는 본체(11)의 중심으로부터 원주방향으로 일정길이 연장되고 세탁수의 유동에 동조회전한다.
본체(11)에는 적어도 하나의 초음파 발생기(15)가 장착되며, 초음파 발생기(15)는 본체(11)의 외측면에 장착되어 상기 드럼에 수용된 세탁수에 초음파를 방사한다.
제 1실시예에 따른 초음파 발생기(15)는 본체(11)의 중심에서 회전 가이드 날개(13)의 연장 방향에 수직되는 양측면에 각각 2개의 초음파 발생기(15)가 대칭되도록 설치된다.
또한, 본체(11)의 내부에는 초음파 발생기(15)에 전원을 공급하는 전원공급부(19)가 구비된다.
드럼(3)에서 세탁물이 세탁되는 동안 초음파 세탁 유닛(10)은 세탁수에 잠겨있으며, 세탁물을 향하여 초음파를 방사한다. 초음파를 세탁수에 방사시키면, 세탁수에서 감압과 증압이 반복적으로 일어난다. 초음파 파장에서 감압측 반주기에 음의 압력이 형성되며, 음의 압력이 형성되는 동안 캐비테이션 현상으로 미세한 기포가 발생한다. 발생된 기포는 증압에서 수축되며, 감압에서 팽창된다. 세탁수의 표면장력 이상이 되기 전까지 기포는 수축과 팽창을 반복하면서 입경이 커진다. 세탁수의 표면장력 이상이 되면, 기포는 수축 폭발을 하면서 충격파를 일으킨다. 이러한 기포의 파괴현상에 의한 충격파로 인해 세탁물 표면의 오염물질이 박리 제거된다.
도 4에 도시된 바와 같이 드럼(3)은 회전을 하면서 세탁수와 세탁물을 회전시킨다. 그러나 관성에 의해 세탁수와 세탁물은 드럼(3)과는 다르게 회전한다. 세탁수는 드럼(3) 내부에서 회전하면서 회전 가이드 날개(13)에 부딪친다. 회전 가이드 날개(13)와 세탁수의 충돌로 초음파 세척 유닛(10)은 세탁수의 유동에 동조되어 회전한다. 세탁물이 세탁수와 함께 회전하며, 초음파 유닛(10)은 세탁수와 동조회전하고, 초음파 발생기(15)는 동일한 세탁물을 지속적으로 향한다. 따라서 초음파 발생기(15)에서 방사되는 초음파는 동일한 세탁물에 지속적으로 전달된다.
도5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 초음파 세척 유닛(20)의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 5에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 따른 초음파 세척 겸용 세탁기는 케이스(1)와 터브(2), 드럼(3) 및 초음파 세척 유닛(20)을 구비한다.
케이스(1), 터브(2) 및 드럼(3)은 제1 실시예와 동일하므로 구체적인 설명을 생략한다.
초음파 세척 유닛(20)은 본체(21), 회전가이드 날개(23) 및 초음파 발생기(25)를 구비한다.
본체(21)는 중공 원통형이며 돌출봉(미도시)에 축방향으로 탈착이 가능하다. 본체(21)의 양단부의 내주면에 베어링(미도시)이 구비되며, 베어링(미도시)이 돌출봉(미도시)에 체결되어 본체(21)는 돌출봉(미도시)에 회전 가능하게 설치된다.
회전 가이드 날개(23)는 본체(21)의 중심으로부터 원주방향으로 일정길이 연장되고 세탁수의 유동에 동조회전한다.
본체(21)에는 적어도 하나의 초음파 발생기(25)가 장착되며, 본체(21)는 본체(21)의 중심에서 회전가이드 날개(23)의 연장방향에 수직되는 양쪽의 외측면에 홈(26)이 형성되어 있고, 홈(26)의 안쪽에 초음파 발생기(25)가 장착된다.
또한, 본체(21)의 내부에는 초음파 발생기(25)에 전원을 공급하는 전원공급부(29)가 구비된다.
초음파 발생기(25)에서 방사되는 초음파는 홈의 내벽에서 반사가 일어나며, 초음파를 집중시키는 정도인 지향성이 향상된다. 초음파 발생기(25)가 향하는 곳의 세탁물에 초음파가 집중적으로 방사되며 세탁물의 주변에서 다량의 버블이 생성되어 세탁물의 세탁력을 높인다.
제2 실시예에 따른 초음파 발생기(25)는 본체(21)의 중심에서 회전 가이드 날개(23)의 연장 방향에 수직되는 양 측면에 각각 2개의 초음파 발생기(25)가 대칭되도록 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 초음파 세척 유닛(20)은 전원공급부(29)를 더 구비할 수 있다.
도6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 초음파 세척 유닛(30)의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 6에 도시된 본 발명의 제3 실시예에 따른 초음파 세척 겸용 세탁기는 케이스(1)와 터브(2), 드럼(3) 및 초음파 세척 유닛(30)을 구비한다.
케이스(1), 터브(2) 및 드럼(3)은 제1 실시예와 동일하므로 구체적인 설명을 생략한다.
초음파 세척 유닛(30)은 본체(31), 회전가이드 날개(33) 및 초음파 발생기(35)를 구비한다.
본체(31)는 중공 원통형이며 돌출봉(미도시)에 축방향으로 탈착이 가능하다. 본체(31)의 양단부의 내주면에 베어링(37)이 구비되며, 베어링(37)이 돌출봉(미도시)에 체결되어 본체(31)는 돌출봉(미도시)에 회전 가능하게 설치된다.
회전 가이드 날개(33)는 본체(31)의 중심으로부터 원주방향으로 일정길이 연장되고 세탁수의 유동에 동조회전한다. 회전 가이드 날개(33)는 원주방향으로 점진적으로 폭이 좁아지도록 양측 경사면을 가지고, 상기 회전 가이드 날개의 단부가 원통형으로 형성된 세탁물 손상 방지부(38)를 구비한다.
회전 가이드 날개(33)의 단부에 날이 형성되지 않도록 원통형의 세탁물 손상 방지부(38)를 구비하여 회전 가이드 날개(33)의 단부에서 세탁물이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
본체(31)에는 적어도 하나의 초음파 발생기(35)가 장착되며, 초음파 발생기(35)는 본체(31)의 외측면에 장착되어 상기 드럼에 수용된 세탁수에 초음파를 방사한다.
제3 실시예에 따른 초음파 발생기(35)는 본체(31)의 중심에서 회전 가이드 날개(33)의 연장 방향에 수직되는 양측면에 각각 2개의 초음파 발생기(35)가 대칭되도록 설치되는 것이 바람직하다.
도7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 초음파 세척 유닛(40)의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 7에 도시된 본 발명의 제4 실시예에 따른 초음파 세척 겸용 세탁기는 케이스(1)와 터브(2), 드럼(3) 및 초음파 세척 유닛(40)을 구비한다.
케이스(1), 터브(2) 및 드럼(3)은 제1 실시예와 동일하므로 구체적인 설명을 생략한다.
초음파 세척 유닛(40)은 본체(41), 회전가이드 날개(43) 및 초음파 발생기(45)를 구비한다.
본체(41)는 중공 원통형이며 돌출봉(미도시)에 축방향으로 탈착이 가능하다. 본체(41)의 양단부의 내주면에 베어링(47)이 구비되며, 베어링(47)이 돌출봉(미도시)에 체결되어 본체(41)는 돌출봉(5)에 회전 가능하게 설치된다.
회전 가이드 날개(43)는 본체(41)의 중심으로부터 원주방향으로 일정길이 연장되고 세탁수의 유동에 동조회전한다. 회전 가이드 날개(43)의 단부는 회전 가이드 날개(43)의 돌출방향에 수직되게 양방향으로 돌출된 동조가동부(48)를 구비한다.
동조가동부(48)에 의해 세탁수와의 접촉 면적이 넓어지며, 세탁수가 유동하며 회전 가이드 날개(43)에 전달하는 힘이 커져 초음파 세척 유닛(40)과 세탁수의 동조회전이 원활해진다.
본체(41)에는 적어도 하나의 초음파 발생기(45)가 장착되며, 초음파 발생기(45)는 본체(41)의 외측면에 장착되어 상기 드럼에 수용된 세탁수에 초음파를 방사한다.
제4 실시예에 따른 초음파 발생기(45)는 본체(41)의 중심에서 회전 가이드 날개(43)의 연장 방향에 수직되는 양측면에 각각 2개의 초음파 발생기(45)가 대칭되도록 설치되는 것이 바람직하다.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 초음파 세척 겸용 세탁기를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 8에 도시된 것과 같이 본 발명의 제5 실시예에 따른 초음파 세척 겸용 세탁기는 케이스(101)와, 저수조(102), 세탁조(103) 및 초음파 세척 유닛(110)을 구비한다.
케이스(101)의 상부에는 도어(104)로 개폐되는 개구부가 형성된다.
저수조(102)는 케이스(101)의 내부에 설치되며, 세탁수가 저수된다.
세탁조(103)는 원통형이며, 저수조(102)의 내부에 회전 가능하게 설치된다.세탁조(103)는 세탁물을 수용할 수 있는 내부공간을 구비한다. 세탁조(103)는 세탁물을 출입할 수 있도록 상부는 개방되어 있고, 하부에는 수류를 발생시키는 펄세이터(105)가 구비되며, 펄세이터(105)에서 상기 내부 공간으로 일정길이 돌출된 돌출봉(106)을 구비한다.
초음파 세척 유닛(110)은 본체(111), 회전가이드 날개(113), 초음파 발생기(115)를 구비한다. 본체(111)는 중공 원통형이며 돌출봉(106)에 축방향으로 탈착이 가능하다. 본체(111)의 양단부의 내주면에 베어링(미도시)이 구비되며, 베어링(미도시)이 돌출봉(106)에 체결되어 본체(111)는 돌출봉(106)에 회전 가능하게 설치된다. 회전 가이드 날개(113)는 본체(111)의 중심으로부터 원주방향으로 일정길이 연장되고 세탁수의 유동에 동조회전한다. 본체(111)에는 적어도 하나의 초음파 발생기(115)가 장착되며, 초음파 발생기(115)는 본체(111)의 외측면에 장착되어 상기 드럼에 수용된 세탁수에 초음파를 방사한다. 제5 실시예에 따른 초음파 발생기(115)는 본체(111)의 중심에서 회전 가이드 날개(113)의 연장 방향에 수직되는 양측면에 각각 2개의 초음파 발생기(115)가 대칭되도록 설치되는 것이 바람직하다.
돌출봉(106)은 펄세이터(105)에 고정되어 펄세이터(105)와 회전하며, 돌출봉(106)에 설치된 초음파 세척 유닛(110)은 세탁수와 동조 회전하며 동일한 세탁물에 지속적으로 초음파를 방사한다.
이와 같이 본 발명에 따른 초음파 세척 겸용 세탁기의 초음파 세척 유닛이 드럼 내부에서 초음파를 발생시키며, 회전 가이드 날개에 의해 초음파 발생기가 지속적으로 세탁물을 향하게 되며 초음파 발생기에 의해 생성된 다량의 버블이 세탁물의 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있다.
이상에서 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
1: 케이스 2: 터브
3: 드럼 10: 초음파 세척 유닛
11: 본체 13: 회전 가이드 날개
15: 초음파 발생기

Claims (5)

  1. 일측면에 도어로 개폐되는 개구부가 형성된 케이스;
    상기 케이스의 내부에 설치되며, 세탁수가 저수되는 터브;
    상기 터브의 내부에 회전 가능하게 설치되고, 세탁물을 수용할 수 있는 내부공간을 구비하며, 세탁물을 출입할 수 있도록 일측은 개방되고, 타측에는 상기 내부 공간으로 일정길이 돌출된 돌출봉을 구비하는 원통형의 드럼; 및
    상기 돌출봉에 축방향으로 탈착이 가능하고 상기 돌출봉에 회전 가능하게 설치되는 중공 원통형의 본체와, 상기 본체의 중심으로부터 원주방향으로 일정길이 연장되고 세탁수의 유동에 동조회전하는 회전 가이드 날개와, 상기 본체의 외측면에 장착되어 상기 드럼에 수용된 세탁수에 초음파를 방사하는 초음파 발생기를 포함하는 초음파 세척 유닛을; 구비하는 초음파 세척 겸용 세탁기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 본체는 외측면에 홈이 형성되어 있고, 상기 홈의 안쪽에 초음파 발생기가 장착된 것을 특징으로 하는 초음파 세척 겸용 세탁기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 회전 가이드 날개는 원주방향으로 점진적으로 폭이 좁아지도록 양측 경사면을 가지고, 상기 회전 가이드 날개의 단부가 원통형으로 형성된 세탁물 손상 방지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 세척 겸용 세탁기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 회전 가이드 날개는 원주방향으로 갈수록 폭이 넓어지는 것을 특징으로 하는 초음파 세척 겸용 세탁기.
  5. 상부에 도어로 개폐되는 개구부가 형성된 케이스;
    상기 케이스의 내부에 설치되며, 세탁수가 저수되는 저수조;
    상기 저수조의 내부에 회전 가능하게 설치되고, 세탁물을 수용할 수 있는 내부공간을 구비하며, 세탁물을 출입할 수 있도록 상부는 개방되고, 하부에는 수류를 발생시키는 펄세이터가 구비되며, 상기 펄세이터에서 상기 내부 공간으로 일정길이 돌출된 돌출봉을 구비하는 원통형의 세탁조; 및
    상기 돌출봉에 축방향으로 탈착이 가능하고 상기 돌출봉에 회전 가능하게 설치되는 중공 원통형의 본체와, 상기 본체의 중심으로부터 원주방향으로 일정길이 연장되고 세탁수의 유동에 동조회전되도록 하는 회전 가이드 날개와, 상기 본체의 외측면에 장착되어 상기 드럼에 수용된 세탁수에 초음파를 방사하는 초음파 발생기를 포함하는 초음파 세척 유닛을; 구비하는 초음파 세척 겸용 세탁기.
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