KR20230150636A - 시소 발전기 - Google Patents
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Abstract
본 발명읕 시소발전기에 관한 것으로, 그 구성은, 내부에 물을 수용할 수 있는 공간을 가지는 제 1물통과, 내부에 물을 수용할 수 있는 공간을 가지는 제 2물통과, 상기 제 1물통이 승하강할 수 있도록 안내하는 제 1프레임과, 상기 제 2물통이 승하강할 수 있도록 안내하는 제 2프레임과, 상기 제 1물통과 상기 제 2물통을 연결하여 상기 제 1물통과 제 2물통 내부의 물이 이동할 수 있도록 안내하는 제 1유로와, 상기 제 1프레임에서 상기 제 1물통의 하방에 마련되어 상기 제 1물통을 하방에서 탄성지지하는 제 1스프링부와, 상기 제 2프레임에서 상기 제 2물통의 하방에 마련되어 상기 제 2물통을 하방에서 탄성지지하는 제 2스프링부와, 상기 제 1프레임에 마련되어 상기 제 1물통에 연결되어 상기 제 1물통의 승하강에 의하여 발생되는 움직임을 이용하여 전기를 발생시키는 제 1발전부와, 상기 제 1물통에 연결되어 상기 제 2물통의 승하강에 의하여 발생되는 움직임을 이용하여 전기를 발생시키는 제 2발전부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 시소발전기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 두 개의 질량체의 시소운동에 의하여 동력을 발생시키는 시소 발전기에 관한 것이다.
인류는 지구 온난화 때문에 신재생에너지에 관심을 두고 다양한 연구 개발을 하고 있다. 여기서 물을 이용하여 신재생에너지를 생산하는 방법들 중에는 수력과 조력 발전과 같은 것들이 있다.
그리고 이러한 발전 방법은 물의 수차에 의한 위치에너지를 전기에너지로 전환하는 기술이다. 하지만 이러한 발전 방법은 물의 특성 때문에 그 지역에 적합한 장소에서만 발전소가 설치되므로 신재생에너지를 생산할 수 없는 곳에서는 이산화탄소를 배출하는 화력발전소로 전기에너지를 생산할 수밖에 없다. 그리고 화력발전소를 설치할 수 없는 소규모 지역이나 산간지역, 그리고 전기를 송전할 수 없는 지역 등은 전기에너지를 생산할 수 없기 때문에 그 대안으로 태양광이나 풍력을 이용하여 전기에너지를 생산하고 있다. 하지만 개발도상국에서는 태양광이나 풍력 설치비가 비싸기 때문에 태양광이나 풍력 발전은 그렇게 쉽지가 않다. 그렇기 때문에 인류는 환경 파괴가 전혀 없는 새로운 개념의 에너지를 생산하는 발전기가 개발되기를 원하고 있고, 핵융합 발전이라는 새로운 발전기가 연구되고 있다.
그러나 이 발전기 역시 에너지가 필요하며, 설치비용이 비싸기 때문에 개발도상국에는 도움이 되지 않는다. 그래서 개발도상국은 자연을 이용한 신재생에너지를 추구하고 있지만, 물에 관련된 수력이나 조력과 같은 발전기들은 아주 한정된 지역에서만 전기를 생산하기 때문에 에너지 생산에 많은 불편함이 있다. 그리고 물을 이용하여 전기에너지를 생산하는 것에 대해 많이 진행되고 있지만, 대부분 임펠러나 발전기 효율 향상에 연구가 되고 있다. 그러나 발전기 설치 비용도 저렴하고, 외부에너지 없이 제한된 공간 안에서 물의 양이 반복적으로 변하여 전기에너지를 생산할 수 있는 발전기가 만들어 진다면, 우리는 어디 곳이든 우리가 원하는 곳에서 전기에너지를 얻을 수 있기 때문에 인류는 지구 온난화로부터 벗어날 수 있을 것이며, 또한 균형 잡힌 지역발전이 이루어 질 것이다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 장소에 제약받지 않고 어떠한 장소에서도 물의 이동에 의한 발전을 구현할 수 있는 시소발전기에 관한 것이다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명인 시소발전기는, 내부에 물을 수용할 수 있는 공간을 가지는 제 1물통과, 내부에 물을 수용할 수 있는 공간을 가지는 제 2물통과, 상기 제 1물통이 승하강할 수 있도록 안내하는 제 1프레임과, 상기 제 2물통이 승하강할 수 있도록 안내하는 제 2프레임과, 상기 제 1물통과 상기 제 2물통을 연결하여 상기 제 1물통과 제 2물통 내부의 물이 이동할 수 있도록 안내하는 제 1유로와, 상기 제 1프레임에서 상기 제 1물통의 하방에 마련되어 상기 제 1물통을 하방에서 탄성지지하는 제 1스프링부와, 상기 제 2프레임에서 상기 제 2물통의 하방에 마련되어 상기 제 2물통을 하방에서 탄성지지하는 제 2스프링부와, 상기 제 1프레임에 마련되어 상기 제 1물통에 연결되어 상기 제 1물통의 승하강에 의하여 발생되는 움직임을 이용하여 전기를 발생시키는 제 1발전부와, 상기 제 1물통에 연결되어 상기 제 2물통의 승하강에 의하여 발생되는 움직임을 이용하여 전기를 발생시키는 제 2발전부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 시소발전기에서는 다음과 같은 효과가 있다.
두개의 수직으로 이동하는 물통 사이를 유로를 형성하고, 사이펀의 원리와, 스프링의 탄성조절 및 물통의 부피를 변환하여 수위를 조절하여 자력으로 전기를 생성할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 시소발전기의 바람직한 실시예를 보인 정면도.
도 2는 본 발명에 의한 시소발전기의 바람직한 실시예를 보인 일측면을 보인 측면도.
도 3 내지 도 6은 본 발명에 의한 시소발전기를 구성하는 제 1물통과 제 2물통의 동작을 보인 도면.
도 2는 본 발명에 의한 시소발전기의 바람직한 실시예를 보인 일측면을 보인 측면도.
도 3 내지 도 6은 본 발명에 의한 시소발전기를 구성하는 제 1물통과 제 2물통의 동작을 보인 도면.
이하, 본 발명에 의한 시소발전기의 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
본 발명에 의한 시소발전기는 도 1에 도시된 바와 같이, 내부에 물을 수용할 수 있는 공간을 가지는 제 1물통(100)과, 내부에 물을 수용할 수 있는 공간을 가지는 제 2물통(200)과, 상기 제 1물통(100)이 승하강할 수 있도록 안내하는 제 1프레임(300)과, 상기 제 2물통(200)이 승하강할 수 있도록 안내하는 제 2프레임(400)과, 상기 제 1물통(100)과 상기 제 2물통(200)을 연결하여 상기 제 1물통(100)과 제 2물통(200) 내부의 물이 이동할 수 있도록 안내하는 제 1유로(500)와, 상기 제 1프레임(300)에서 상기 제 1물통(100)의 하방에 마련되어 상기 제 1물통(100)을 하방에서 탄성지지하는 제 1스프링부(310)와, 상기 제 2프레임(400)에서 상기 제 2물통(200)의 하방에 마련되어 상기 제 2물통(200)을 하방에서 탄성지지하는 제 2스프링부(410)와, 상기 제 1프레임(300)에 마련되어 상기 제 1물통(100)에 연결되어 상기 제 1물통(100)의 승하강에 의하여 발생되는 움직임을 이용하여 전기를 발생시키는 제 1발전부(600)와, 상기 제 2프레임(400)에 마련되어 상기 제 2물통(200)에 연결되어 상기 제 2물통(200)의 승하강에 의하여 발생되는 움직임을 이용하여 전기를 발생시키는 제 2발전부(700)를 포함하여 이루어질 수 있다.
먼저, 본 발명인 시소 시스템에는 내부에 물을 수용할 수 있는 제 1물통(100)이 마련된다. 상기 제 1물통(100)은 수직으로 이동할 수 있으며, 내부에 유체를 수용하여 아래에서 설명될 제 1유로(500)를 통하여 제 2물통(200)으로 물이 이동하였다가 다시 반대로 이동하게 된다.
다음으로, 상기 제 1물통(100)의 일측에는 제 2물통(200)이 마련된다. 상기 제 2물통(200)은 상기 제 1물통(100)과 마찬가지로 형성되며, 내부에 물을 수용할 수 있도록 형성되며, 상기 제 1물통(100)과 평행하게 위치하여 수직으로 이동하면서 상기 제 1물통(100)의 유체가 제 1유로(500)를 통하여 제 2물통(200)으로 이동하였다가 다시 반대로 이동하게 된다.
그리고, 상기 제 1물통(100)에는 제 1프레임(300)이 마련된다. 상기 제 1프레임(300)은 상기 제 1물통(100)이 수직으로 안전하게 이동할 수 있도록 가이드하면서 본 발명인 시소발전기의 골격을 형성하는 역할을 한다. 상기 제 1물통(100)과 상기 제 1프레임(300) 사이에는 롤러와 가이드가 구비되어 상기 제 1물통(100)이 상기 제 1프레임(300)을 따라 안전하게 이동할 수 있게 된다.
또한, 상기 제 1프레임(300)의 일측에는 제 2프레임(400)이 마련된다. 상기 제 2프레임(400)은 상기 제 1프레임(300)과 동일하게 형성되어 상기 제 2물통(200)이 수직으로 안전하게 이동할 수 있도록 가이드하면서 상기 제 1프레임(300)과 함께 본 발명인 시소발전기의 골격을 형성하는 역할을 한다. 상기 제 2물통(200)과 상기 제 2프레임(400) 사이에는 롤러와 가이드가 구비되어 상기 제 2물통(200)이 상기 제 2프레임(400)을 따라 안전하게 이동할 수 있게 된다.
상기 제 1물통(100)과 상기 제 2물통(200)의 사이에는 제 1유로(500)가 마련된다. 상기 제 1유로(500)는 상기 제 1물통(100)과 상기 제 2물통(200)을 연통시켜 상기 제 1물통(100)과 상기 제 2물통(200) 내부의 물이 서로 이동할 수 있도록 안내하는 역할을 한다.
상기 제 1물통(100)과 상기 제 2물통(200)은 승하강하면서 부피가 변화되도록 할 수 있다. 이는 제 1물통(100)과 상기 제 2물통(200) 사이의 물이 이동을 용이하게 하기 위한 것으로, 상기 제 1물통(100)과 상기 제 2물통(200)은 다음과 같이 구성될 수 있다.
먼저, 상기 제 1물통(100)은, 직육면체로 형성되어 내부에 공간이 마련되는 제 1통부(102)와, 상기 제 1통부(102)의 전면을 형성하며, 상기 제 1통부(102)의 바닥면(104)의 전면모서리를 축으로 회전하는 제 1전면부(106)와, 상기 제 1통부(102)의 후면을 형성하며, 상기 제 1통부(102)의 바닥면(104)의 후면모서리를 축으로 회전하는 제 2후면부(108)와, 상기 제 1전면부(106)와 상기 제 1후면부(108)과 상기 제 1통부(102)의 측면 사이의 빈공간을 차폐하는 연장부(110)와, 상기 제 1통부(102)의 상면을 형성하는 제 1상판(112)과, 상기 제 1상판(112)의 전면모서리 및 후면모서리에 상기 제 1전면부(106)와 상기 제 1후면부(108)와 선택적을 체결하는 제 1락킹부(114)를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제 1프레임(300)에는, 상기 제 1통부(102)의 제 1전면부(106)가 상기 제 1상판(112)에 고정되도록 상단에 경사면이 형성되는 제 1전면가이드(320)와, 상기 제 1통부(102)의 제 1후면부(108)가 상기 제 1상판(112)에 고정되도록 상단에 경사면이 형성되는 제 1후면가이드(322)와, 바 형상으로 형성되어 일단은 상기 제 1전면부(106)의 전면에 회전가능하게 고정되고, 타단은 상기 제 1전면가이드(320)의 상단에 회전가능하게 고정되는 제 1전면링크(324)와, 바 형상으로 형성되어 일단은 상기 제 1후면부(108)의 후면에 회전가능하게 고정되고, 타단은 상기 제 1후면가이드(322)의 상단에 회전가능하게 고정되는 제 1후면링크(326)와, 상기 제 1전면링크(324)가 상기 제 1전면가이드(320)로 탄성지지하는 제 1전면스프링(328)과, 상기 제 1후면링크(326)가 상기 제 1후면가이드(322)로 탄성지지하는 제 1후면스프링(330)을 포함하여 이루어질 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제 1물통(100)은 상기 제 1프레임(300)을 따라 하강하면서, 틸팅된 상기 제 1전면부(106)와 제 1후면부(108)는 제 1전면가이드(320) 및 제 1후면가이드(322)에 의하여 지지되어 상기 제 1전면부(106)와 상기 제 1후면부(108)의 상단이 상기 제 1물통(100)의 상단의 락킹부(114)와 체결되어 고정된다.
그리고, 상기 제 1물통은(100) 상기 제 1프레임(300)을 따라 상승하면서 상기 락킹부(114)는 해제되고 상기 제 1전면부(106)와 상기 제 1후면부(108)는 자중에 의하여 각각 상기 제 1물통(100)의 전후방으로 회전하게 된다.
또한, 상기 제 2물통(200)은 상기 제 1물통(100)과 동일하게 구성되어 동일하게 구성될 수 있다.
그리고, 상기 제 1프레임(300)에는 제 1스프링부(310)가 마련된다. 상기 제 1스프링부(310)는 상기 제 1물통(100)의 하방에 마련되어, 상기 제 1물통(100)을 하방에서 탄성지지하는 역할을 한다.
상기 제 1물통(100)에 물이 적재되면 하중에 의하여 상기 제 1스프링부(310)는 압축되고, 상기 제 1물통(100)의 물이 상기 제 2물통(200)으로 이동하여 일정중량 이하로 낮아지면 상기 제 1스프링부(310)의 탄성력에 의하여 상기 제 1물통(100)이 상승하도록 한다.
그리고, 상기 제 2프레임(400)에는 제 2스프링부(410)가 마련된다. 상기 제 2스프링부(410)는 상기 제 2물통(200)의 하방에 마련되어, 상기 제 2물통(200)을 하방에서 탄성지지하는 역할을 한다.
상기 제 2물통(200)에 물이 적재되면 하중에 의하여 상기 제 2스프링부(410)는 압축되고, 상기 제 2물통(200)의 물이 상기 제 1물통(100)으로 이동하여 일정중량 이하로 낮아지면 상기 제 2스프링부(410)의 탄성력에 의하여 상기 제 1물통(100)이 상승하도록 한다.
그리고, 상기 제 1프레임(300)에는 제 1발전부(600)가 마련된다. 상기 제 1발전부(600)는 상기 제 1물통(100)에 연결되어 상기 제 1물통(100)의 승하강에 의하여 발생되는 움직임을 이용하여 전기를 발생시키는 역할을 한다.
또한, 상기 제 2프레임(400)에는 제 2발전부(700)가 마련된다. 상기 제 2발전부(700)는 상기 제 2물통(200)에 연결되어 상기 제 2물통(200)의 승하강에 의하여 발생되는 움직임을 이용하여 전기를 발생시키는 역할을 한다.
상기 제 1발전부(600)는 상기 제 1물통(100)의 승하강에 의하여 발생하는 위치에너지를 극대화하기 위하여 다음과 같이 구성될 수 있다.
상기 제 1발전부(600)는, 전기를 발생시키는 제 1발전모터(602)와, 일정한 질량을 가지는 물체로 상기 제 1프레임(300)의 일측에 마련되어 상기 제 1프레임(300)을 따라 승하강하는 제 1중량체(604)와, 일단은 상기 제 1물통(100)의 하단과 연결되는 제 1-1유압실린더(606)와, 일단은 상기 제 1중량체(604)와 연결되는 제 1-2유압실린더(608)와, 상기 제 1-1유압실린더(606)와 상기 제 1-2유압실린더(608)의 유체를 이동시키는 제 1유압유로(610)와, 상기 제 1유압유로(610) 내부의 유체의 이동을 제어하는 제 1유압밸브(미도시)를 포함하여 이루어질 수 있다.
즉, 상기 제 1물통(100) 내부에 물이 채워지면서 중량이 증가하면 상기 제 1물통(100)이 하강하고, 상기 제 1스프링부(310)가 압축되고, 이때 상기 제 1-1유압실린더(606)가 압축되면서 유체를 이동시켜 상기 제 1-2유압실린더(608)가 상승하여 제 1중량체(604)를 상승시킨다. 이때 상기 제 1유압밸브는 닫힌다.
그리고, 상기 제 1물통(100) 내부의 물이 이동하여 상기 제 1물통(100)이 가벼워지면 상기 제 1스프링부(310)의 압축이 해제되면서 상기 제 1물통(100)은 상승하고, 상기 제 1유압밸브를 열게 되면, 상기 제 1중량체(604)의 자중에 의하여 하강하면서 제 1발전모터(602)가 구동하여 전기를 발생하게 된다.
물론, 상기 제 2발전부(700)도 상기 제 1발전부(600)와 마찬가지로 동일하게 구성될 수 있다.
이하, 본 발명에 의한 시소시스템이 작용을 상세하게 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제 1물통(100)과 제 2물통(200)은 제 1물통(100)에 물을 공급하는데, 제 1물통(100)에 물을 채워서 제 2물통(200)의 바닥면과 상기 제 1물통(100) 내부의 물의 만수위의 차이가 400mm 가 발생하도록 한다.
이때, 상기 제 2물통(200)의 제 2전면부와 제 2전면부의 락킹부를 해제한 후 상기 제 1물통(100)의 물을 공급받기 시작한다.
그러면 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1물통(100)은 차츰 무게가 감소하면서 제 1스프링부(310)의 탄성회복에 의하여 상승하게 되고, 상기 제 2물통(200)은 차츰 무게가 증가하면서 제 2스프링부(410)를 압축하면서 하강하게 된다.
그리고, 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1물통(100)에서 제 2물통(200)으로 물이 이동되면서 제 1물통(100)은 계속 상승하고 완전히 상승하는 지점에서 제 1물통(100)의 역류를 막기 위하여 제 1유로의 밸브를 닫는다.
상기 제 2물통(200)이 500mm 하강하면 상기 제 1물통(100)의 물이 전부 상기 제 2물통(200)으로 유입되고 상기 제 2전면부와 상기 제 2후면부가 상기 제 2물통(200)으로 회전하여 상기 제 2물통(200)이 직육면체 형상으로 변환된다.
이때, 제 2-1유압실린더를 압축하여 제 2-2유압실린더를 동작시켜 제 2중량체를 상승시킨다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제 1물통(100)의 상승이 완료되면 락킹부(114)가 해제되어 제 1물통(100)의 제 1전면부(106)와 제 1후면부(108)가 회전하고, 상기 제 2물통(200)의 만수위가 상기 제 1물통(100)의 바닥면보다 상대적으로 높아 밸브를 열면 상기 제 2물통(200)에서 상기 제 1물통(100)으로 이동한다.
상기 제 2유압유로의 밸브를 열어 상기 제 2-2유압실린더의 유체가 배출되도곡 하여 상기 제 2중량체가 자유낙하하도록 하여 제 2발전모터를 구동시켜 전기를 발생하게 한다.
상술한 과정이 계속 반복적으로 이루어지면서 전기가 발생하게 된다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 제 1물통
102: 제 1통부
104: 바닥면 106: 제 1전면부
108: 제 1후면부 110: 연장부
112: 상판 114: 락킹부
200: 제 2물통 300: 제 1프레임
310: 제 1스프링부 320: 제 1전면가이드
322: 제 1후면가이드 324: 제 1전면링크
326: 제 1후면링크 328: 제 1전면스프링
330: 제 1후면스프링 400: 제 2프레임
410: 제 2스프링부 500: 제 1유로
600: 제 1발전부 602: 제 1발전모터
604: 제 1중량체 606: 제 1-1유압실린더
608: 제 1-2유압실린더 610: 유압유로
700: 제 2발전부
104: 바닥면 106: 제 1전면부
108: 제 1후면부 110: 연장부
112: 상판 114: 락킹부
200: 제 2물통 300: 제 1프레임
310: 제 1스프링부 320: 제 1전면가이드
322: 제 1후면가이드 324: 제 1전면링크
326: 제 1후면링크 328: 제 1전면스프링
330: 제 1후면스프링 400: 제 2프레임
410: 제 2스프링부 500: 제 1유로
600: 제 1발전부 602: 제 1발전모터
604: 제 1중량체 606: 제 1-1유압실린더
608: 제 1-2유압실린더 610: 유압유로
700: 제 2발전부
Claims (1)
- 내부에 물을 수용할 수 있는 공간을 가지는 제 1물통
내부에 물을 수용할 수 있는 공간을 가지는 제 2물통
상기 제 1물통이 승하강할 수 있도록 안내하는 제 1프레임
상기 제 2물통이 승하강할 수 있도록 안내하는 제 2프레임
상기 제 1물통과 상기 제 2물통을 연결하여 상기 제 1물통과 제 2물통 내부의 물이 이동할 수 있도록 안내하는 제 1유로
상기 제 1프레임에서 상기 제 1물통의 하방에 마련되어 상기 제 1물통을 하방에서 탄성지지하는 제 1스프링부;
상기 제 2프레임에서 상기 제 2물통의 하방에 마련되어 상기 제 2물통을 하방에서 탄성지지하는 제 2스프링부;
상기 제 1프레임에 마련되어 상기 제 1물통에 연결되어 상기 제 1물통의 승하강에 의하여 발생되는 움직임을 이용하여 전기를 발생시키는 제 1발전부;
상기 제 1물통에 연결되어 상기 제 2물통의 승하강에 의하여 발생되는 움직임을 이용하여 전기를 발생시키는 제 2발전부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 시소 발전기.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220050262A KR20230150636A (ko) | 2022-04-22 | 2022-04-22 | 시소 발전기 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220050262A KR20230150636A (ko) | 2022-04-22 | 2022-04-22 | 시소 발전기 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230150636A true KR20230150636A (ko) | 2023-10-31 |
Family
ID=88543274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220050262A KR20230150636A (ko) | 2022-04-22 | 2022-04-22 | 시소 발전기 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230150636A (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200002371A (ko) | 2018-06-29 | 2020-01-08 | 한창수 | 운동화 물기 제거기 |
-
2022
- 2022-04-22 KR KR1020220050262A patent/KR20230150636A/ko unknown
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200002371A (ko) | 2018-06-29 | 2020-01-08 | 한창수 | 운동화 물기 제거기 |
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