TW201436975A - 用於形成熱交換器之熱傳元件的輥子 - Google Patents
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Abstract
本發明揭示一種用於形成熱傳元件400之輥子100,該輥子100可包含一中心軸件110及複數個輥子元件120。該複數個輥子元件120可堆疊於該中心軸件110上。每一輥子元件120界定經組態以包含跨越其之一幾何特性130之一外周邊122。堆疊於該中心軸件110上或不使用該中心軸件110堆疊的經堆疊輥子元件120將該輥子100組態為具有對應於該經堆疊輥子元件120之該幾何特性130之一圓周表面150以形成對應於該圓周表面150之該熱傳元件400。
Description
本發明係關於熱交換器,且更特定而言係關於用於形成在此等熱交換器中用於傳熱之熱傳元件之輥子。
諸如旋轉再生式空氣預熱器之熱交換器包含堆疊於其中之各種熱傳元件以將熱自一熱氣流傳至一冷氣流。為有效傳熱,熱傳元件包含一或多個幾何特性,諸如起伏、稜皺、凹口及平面。通常,此等特性係藉由在包含跨越其圓周之一或多個類似特性之一對金屬輥子之間滾動按壓金屬片或板而形成。形成於經滾動按壓之金屬片上之特性對應於跨越按壓輥子之圓周之特性。
具有該等特性之金屬輥子通常係藉由跨越其圓周機械加工該等輥子而產生。在金屬輥子上機械加工該等特性或其各種組合除不經濟之外亦可係極麻煩、繁瑣及耗時之工作。此外,對輥子之此機械加工通常亦將該等特性限制於當前機械加工技術及實踐以及不中斷特性之幾何結構。此外,在用於形成具有變化特性之熱傳元件之輥子按壓機械上裝載及卸載此等金屬輥子亦可添加其繁瑣及時間。
本發明闡述一種用於形成熱交換器之熱傳元件之輥子,該輥子將在以下簡化總結中呈現以提供對本發明之一或多個態樣之一基本理
解,本發明之一或多個態樣意欲克服所論述之缺陷,但意欲連同提供某些額外優點一起包含其所有優點。本發明內容並非係對揭示內容之一廣泛概述。其既非意欲識別揭示內容之關鍵或重要元素,亦非意欲描繪本發明之範疇。而是,本發明內容之唯一目的係以一簡化形式呈現本發明之某些概念、其態樣及優點,以作為稍後呈現之更詳細說明之一前奏。
本發明之一目標係闡述一種與習用經機械加工輥子相比在形成上相對經濟、容易及較不耗時之具有幾何特性之輥子。本發明之另一目標係闡述一種以方便及經濟方式且在實質上較少時間內形成輥子之方法。本發明之另一目標係闡述熱傳板及用於其形成之一輥子配置之形成。本發明之另一目標係每當需要形成一新熱傳元件輪廓時,排除輥子自輥子配置之裝載及卸載。依據以下詳細說明及申請專利範圍,將明瞭本發明之各種其他目標及特徵。
在一項態樣中,上文所述及其他目標可由用於形成熱交換器之熱傳元件之本發明之一輥子來達成。在其他態樣中,上文所述及其他目標可藉由用於形成輥子之一方法、具有用於形成熱傳元件之輥子之一輥子配置及用於獲得熱交換器之熱傳元件之一方法來達成。
根據本發明之第一態樣,提供一種用於形成熱交換器之熱傳元件之輥子。該輥子包含複數個輥子元件,其各自界定一外周邊。每一輥子元件包含跨越其外周邊組態之一幾何特性。該複數個輥子元件經調適以堆疊而將該輥子組態為具有對應於該等經堆疊輥子元件之該幾何特性之一圓周表面,以形成對應於該圓周表面之該等熱傳元件。
在本發明之又一態樣中,提供用於運用一中心軸件及經調適以堆疊於該中心軸件上之複數個輥子元件來形成熱傳元件之該輥子。每一輥子元件界定經組態以包含跨越其之一幾何特性之一外周邊。在一項實施例中,每一輥子元件可係自一金屬片切割的具有一扁平形狀或
一非扁平形狀中之一者之一實質上薄金屬片。此外,每一輥子元件經塑形以呈一圓形形狀或一非圓形形狀中之一者。該中心軸件上之該等經堆疊輥子元件將該輥子組態為具有對應於該等經堆疊輥子元件之該幾何特性之一圓周表面,以形成對應於該圓周表面之該等熱傳元件。以一種形式,該幾何特性在不具有任何限制之情況下可係可由所需要工具切割或者可由雷射或任何其他數位方法切割之起伏、稜皺、平面及凹口、肋條、突片、凹坑及波紋中之至少一者。
在一項實施例中,每一輥子元件包括界定與該外周邊相對之一內周邊之一切口,每一輥子元件係穿過該切口而堆疊於該中心軸件上。
在一項實施例中,闡述使得能夠將該複數個輥子元件適當堆疊於該中心軸件上之一嚙合配置。該嚙合配置可包含:一嚙合部件,其在該中心軸件之一表面上縱向延伸;及一互補嚙合部件,其自每一輥子元件之該內周邊向下延伸以匹配該嚙合部件以將該複數個輥子元件堆疊於該中心軸件上。該嚙合部件可係一凹槽,且該互補嚙合部件可係一突出部。
在本發明之另一態樣中,闡述一種用於形成該輥子之方法。該方法包含:形成一中心軸件;自一金屬片切割複數個輥子元件,每一輥子元件界定一外周邊;跨越該等輥子元件中之每一者之該外周邊形成一幾何特性;及將該複數個輥子元件堆疊於該中心軸件上以將該輥子組態為具有對應於該等經堆疊輥子元件之該幾何特性之一圓周表面,以形成對應於該圓周表面之該等熱傳元件。
在本發明之另一態樣中,闡述用於形成熱交換器之熱傳元件之
一輥子配置。該輥子配置包含一對輥子,每一輥子包括,一中心軸件,及複數個輥子元件,其各自界定一外周邊,每一輥子元件包括跨越其外周邊組態之一幾何特性,該複數個輥子元件經調適以堆疊於該中心軸件上,該中心軸件上之該等經堆疊輥子元件將該輥子組態為具有對應於該等經堆疊輥子元件之該幾何特性之一圓周表面,該對輥子以間隔方式平行安置以組態一輥隙,該對輥子可沿著各別軸旋轉以使得該輥隙能夠接納金屬片以形成對應於該圓周表面之該等熱傳元件。
在本發明之又一態樣中,一種用於形成熱交換器之熱傳元件之方法。該方法包括:以間隔方式配置一對輥子以組態一輥隙,該對輥子可沿著其各別軸旋轉,每一輥子包括,一中心軸件,及複數個輥子元件,其各自界定一外周邊,每一輥子元件包括跨越其外周邊組態之一幾何特性,該複數個輥子元件經調適以堆疊於該中心軸件上,該中心軸件上之該等經堆疊輥子元件將該輥子組態為具有對應於該等經堆疊輥子元件之該幾何特性之一圓周表面;及使金屬片自該對輥子之該輥隙通過以形成對應於該對輥子之該圓周表面之該等熱傳元件。
在方法及輥子配置之上文態樣之一項實施例中,可在不將其堆疊於該中心軸件上之情況下形成該輥子。
此等態樣與本發明之其他態樣一起,連同表徵本發明之新穎性之各種特徵一起在本發明中被特定指出。出於對本發明、其操作優點
及其用途之一更好理解,應參考其中存在本發明之所圖解說明例示性實施例之隨附圖式及說明性事項。
100‧‧‧輥子
110‧‧‧中心軸件
112a‧‧‧遠端部分/遠端凸緣部分
112b‧‧‧近端部分/近端凸緣部分
112c‧‧‧中間部分
114‧‧‧表面
120‧‧‧輥子元件/經堆疊輥子元件
122‧‧‧外周邊
124‧‧‧切口
126‧‧‧內周邊
128‧‧‧通孔
130‧‧‧幾何特性
140‧‧‧嚙合配置
142‧‧‧嚙合部件
144‧‧‧互補嚙合部件
150‧‧‧圓周表面
162‧‧‧支撐板
164‧‧‧支撐板
170‧‧‧細長螺紋桿及螺母組合/桿及螺母組合
172‧‧‧細長螺紋桿/細長桿
174‧‧‧螺母
200‧‧‧方法
300‧‧‧輥子配置
310‧‧‧輥隙
400‧‧‧熱傳元件
500‧‧‧方法
M‧‧‧金屬片
參考結合隨附圖式之以下詳細說明及申請專利範圍將更好地理解本發明之優點及特徵,其中用相似符號來識別相似元件,且其中:圖1A及圖1B分別圖解說明根據本發明之一例示性實施例之用於形成熱交換器之熱傳元件之一部分經堆疊輥子之一透視及側視圖;圖1C圖解說明根據本發明之一例示性實施例之用於形成熱交換器之熱傳元件之一完全經堆疊輥子之一側視圖;圖2A及圖2B分別圖解說明根據本發明之一例示性實施例之圖1A至圖1C之輥子之一輥子元件之前視及側視圖;圖3圖解說明根據本發明之一例示性實施例之用於形成圖1A至圖1C之輥子之一方法之流程圖;圖4圖解說明根據本發明之一例示性實施例之用於形成熱交換器之熱傳元件之一輥子配置之一透視圖;且圖5圖解說明根據本發明之一例示性實施例之用於藉由利用圖4之輥子配置而形成熱傳元件之一方法之一流程圖。
貫穿該等圖式之數個視圖之說明,相似元件符號係指相似部件。
出於對本發明之一透徹理解,與上文所闡述之圖式一起參考包含隨附申請專利範圍之以下詳細說明。在以下說明中,出於闡釋之目的陳述眾多具體細節以便提供對本發明之一透徹理解。然而,熟習此項技術者將明瞭,可在不具有此等具體細節之情況下實踐本發明。在其他例項中,僅以方塊圖形式展示結構及裝置以避免使揭示內容模糊。在本說明書中參考「一項實施例」、「一實施例」、「另一實施
例」、「各種實施例」意指與包含於本發明之至少一項實施例中之實施例一起闡述一特定特徵、結構或特性。在說明書中之各個地方出現之片語「在一項實施例中」未必全部係指相同實施例,單獨或替代實施例亦不相互排斥其他實施例。此外,闡述可由某些實施例而非其他實施例所展現之各種特徵。類似地,闡述可為某些實施例之要求但可不具有其他實施例之要求之各種要求。
雖然以下說明出於圖解說明之目的含有諸多具體細節,但熟習此項技術者將瞭解,此等細節之諸多變化及/或更改皆屬於本發明之範疇內。類似地,雖然本發明之特徵中之諸多特徵係就彼此而言或結合彼此而闡述,但熟習此項技術者將瞭解可獨立於其他特徵來提供此等特徵中之諸多特徵。對應地,在不損失本發明之一般性且在不對本發明強加限制之情況下陳述本發明之此說明。此外,諸如「內」、「外」、「遠端」、「近端」、「中間」及諸如此類之相對術語在本文中並非表示任何次序、標高或重要性,而是用以區分一個元件與另一元件。此外,術語「一」及「一個」在本文中並非表示量之一限制,而是表示存在所提及物項中之至少一者。
現在參考圖1A至圖1C,分別圖解說明根據本發明之一例示性實施例之用於形成熱交換器之熱傳元件之一輥子100之一透視圖及一側視圖。輥子100係用於形成熱傳元件之一印模形成模具。輥子100包含一中心軸件110。中心軸件110可係取決於工業要求之任何適合長度及直徑之一金屬軸件。中心軸件110包含彼此相對之遠端部分112a及近端部分112b以及在遠端部分112a與近端部分112b之間延伸之一中間部分112c。以一種形式,遠端部分112a及近端部分112b可經裝凸緣以依可操作方式耦合至可沿著其軸旋轉中心軸件110之一適合機械配置。
此外,輥子100包含複數個輥子元件120。輥子元件120可經調適以堆疊於中心軸件110上。
在本發明之一項較佳實施例中,輥子元件120可經堆疊以形成一輥子而不需要諸如中心軸件110之任何中心軸件。舉例而言,不具有中心軸件之輥子可由一系列輥子元件120產生且圍繞在經堆疊總成之每一端上之一短軸旋轉。
每一輥子元件120可係一實質上薄金屬片(可係扁平的或非扁平的),該實質上薄金屬片通常藉由切割所需要圓周幾何結構之一金屬片而獲得,以使得在堆疊時可形成所需要加熱元件(形成滾動)之特性。在一項實施例中,輥子元件120可具有圓形形狀,而在另一實施例中輥子元件120可具有除圓形之外的任何形狀。此外,在另一實施例中,可藉由一雷射切割程序、嚙水切割程序或如此項技術中已知之任何其他適合數位切割程序中之一者來切割輥子元件120。在圖2A及圖2B中分別圖解說明且將結合圖1A至圖1C來闡述輥子元件120之前視及側視圖。每一輥子元件120包含一外周邊122。此外,輥子元件120中之每一者可包含跨越其以中心方式組態之一切口124,切口124界定與外周邊122相對之一內周邊126。每一輥子元件120包含跨越外周邊122組態之一幾何特性130。在一項實施例中,幾何特性130可包含但不限於起伏、稜皺、平面、凹口、肋條、突片、凹坑及波紋中之至少一者,彼等幾何特性係由所需要工具切割或者可由雷射或任何其他數位方法切割。每一輥子元件120可包含幾何特性130,諸如起伏區段、稜皺區段、平面區段、凹口區段、肋條區段、突片區段、凹坑區段及波紋區段或在不背離本發明之範疇之情況下以任何所要組合或單獨之任何其他幾何特性。
如所提及,在一項實施例中,輥子元件120中之每一者經調適以堆疊於中心軸件110上。該複數個輥子元件120中之每一者經調適以跨越中心軸件110之中間部分112c之整個長度被堆疊,從而保留遠端凸緣部分112a及近端凸緣部分112b。輥子元件120可穿過切口124跨越中
心軸件110上之中間部分112c緊貼地堆疊。在圖1A及圖1B中,僅展示中心軸件110之一局部部分。此外,在圖1C中,輥子元件120經展示以跨越中心軸件110之中間部分112c之整個長度堆疊以形成輥子100。在本發明之一項實施例中,為跨越中心軸件110適當堆疊輥子元件120,可提供一嚙合配置140。嚙合配置140可包含在中心軸件110之一表面114上縱向延伸之一嚙合部件142。嚙合配置140可進一步包含自輥子元件120中之每一者之內周邊126向下延伸之一互補嚙合部件144以匹配嚙合部件142,以將該複數個輥子元件120堆疊於中心軸件110上。嚙合配置140之一變體中之一者可係一雄雌嚙合配置,其中嚙合部件142可係一凹槽且互補嚙合部件144可係匹配該凹槽之一突出部。
中心軸件110上之經堆疊輥子元件120將輥子100組態為具有對應於經堆疊輥子元件120之幾何特性130之一圓周表面150。
此外,在一項實施例中,如在圖4中較明顯,經堆疊輥子元件120可在兩個支撐板162、164之間被支撐且藉由使用各種細長螺紋桿及螺母組合170(「桿及螺母組合170」)卡合在一起。支撐板162、164可放置於中心軸件110之中間部分112c上之經堆疊輥子元件120之相對端處。此外,桿及螺母組合170可用以卡合經堆疊輥子元件120連同支撐板162、164。每一輥子元件120可包含用於使得桿及螺母組合170能夠連同支撐板162、164一起在中心軸件110上卡合在一起之通孔128(如圖2A中所展示),支撐板162、164亦可包含通孔(未展示)。細長螺紋桿172可插入於經堆疊輥子元件120之同心通孔128中,且螺母174可旋擰於細長桿172上,藉此將經堆疊輥子元件120連同支撐板162、164卡合在一起。
將輥子100之圓周表面150組態為對應於經堆疊輥子元件120之幾何特性130之經堆疊輥子元件120經利用以形成對應於圓周表面150之熱傳元件,且將參考圖4及圖5在本文中稍後闡釋。
現在參考圖3,圖解說明根據本發明之一例示性實施例之用於形成輥子100之一方法200之一流程圖。在方法200之210處,藉由利用一雷射切割程序或一噴水切割程序或如此項技術中已知之任何其他適合程序來切割來自一金屬片之各種輥子元件120。在220處,形成跨越輥子元件120中之每一者之外周邊122之幾何特性130。此外,在230處,將輥子元件120堆疊在一起。在一項實施例中,可在中心軸件110上完成輥子元件120之堆疊,如上文所闡釋。然而,在另一實施例中,可在不具有中心軸件110之情況下完成輥子元件120之堆疊。此外,在一項實施例中,如上文所闡釋,若在中心軸件110上完成各種輥子元件120之堆疊,則此堆疊可由嚙合配置140實現。各種組件之詳細說明、其形成及其堆疊可源自為簡潔起見已在本文中避免之圖1A至圖2B之上文闡釋。
現在參考圖4,根據本發明之一例示性實施例,一輥子配置300可經提供用於形成對應於輥子100之圓周表面150之熱傳元件。如圖4中所圖解說明,將結合圖1A至圖3來闡釋輥子配置300。輥子配置300包含諸如輥子100之一對輥子。為簡潔起見,在本文中排除對輥子100之說明之重複,且如上文所闡釋之輥子100之所有限制在本文中將係相關的。該對輥子100以平行關係且以實質上間隔方式安置以組態一輥隙310。輥子100中之每一者沿與另一者之反方向可沿著其軸移動以使得輥隙310能夠接納一金屬片「M」。金屬片「M」在通過輥子100之間的輥隙310時可經按壓以形成具有對應於輥子100之圓周表面150之幾何特性130之一熱傳元件400。
現在參考圖5,圖解說明根據本發明之一例示性實施例之用於形成熱傳元件400之一方法500之一流程圖。熱傳元件400可由圖4之輥子配置300形成。在510處,該對輥子100以上文參考圖4所闡述之一方式配置。此外,在520處,允許金屬片「M」穿過該對輥子100之輥隙
310以形成具有對應於輥子100之圓周表面150之幾何特性130之熱傳元件400,如上文所闡釋。為簡潔起見,已在本文中排除相同說明之重複。
本發明之輥子在各種範疇中皆係有利的。具有幾何特性之輥子與習用經機械加工之輥子相比在形成上相對經濟、容易及較不耗時。經堆疊以形成輥子之輥子元件(具有幾何特性)可容易地由雷射切割程序產生,從而降低成本且將時間自若干月降低至若干小時。與開發輥子元件相關聯之預付成本由於排除在形成習用熱傳元件時所需要之機械加工程序而實質上降低。此外,幾何特性之形成現在可不限於可用機械加工程序,藉此增加如按照未來之要求之各種新幾何結構之形成之範疇。此外,每當需要形成一新熱傳元件輪廓時,由於各種輥子元件之堆疊而排除輥子自輥子配置之裝載及卸載。
已出於圖解說明及說明之目的呈現本發明之具體實施例之前述說明。其並不意欲為窮盡性的或將本發明限制於所揭示之精確形式,且顯然鑒於以上教示可能做出許多修改及變化。挑選及闡述該等實施例以便最佳地闡釋本發明之原理及其實際應用,從而藉此使得熟習此項技術者能夠運用適用於所涵蓋特定用途之各種修改而利用本發明及各種實施例。應理解,對等效物之各種省略及替代視為可聯想出或適宜再現的情況,但在不背離本發明之申請專利範圍之精神或範疇之情況下此意欲涵蓋應用或實施方案。
100‧‧‧輥子
110‧‧‧中心軸件
112a‧‧‧遠端部分/遠端凸緣部分
112b‧‧‧近端部分/近端凸緣部分
112c‧‧‧中間部分
114‧‧‧表面
120‧‧‧輥子元件/經堆疊輥子元件
140‧‧‧嚙合配置
142‧‧‧嚙合部件
150‧‧‧圓周表面
Claims (17)
- 一種用於形成熱交換器之熱傳元件之輥子,該輥子包括:一中心軸件;及複數個輥子元件,其各自界定一外周邊,每一輥子元件包括跨越其該外周邊組態之一幾何特性,該複數個輥子元件經調適以堆疊於該中心軸件上,該中心軸件上之該等經堆疊輥子元件將該輥子組態為具有對應於該等經堆疊輥子元件之該幾何特性之一圓周表面,以形成對應於該圓周表面之該等熱傳元件。
- 如請求項1之輥子,其中每一輥子元件包括界定與該外周邊相對之一內周邊之一切口,每一輥子元件係穿過該切口而堆疊於該中心軸件上。
- 如請求項2之輥子,其進一步包括一嚙合配置以使得能夠將該複數個輥子元件堆疊於該中心軸件上,其中該嚙合配置包括:一嚙合部件,其在該中心軸件之一表面上縱向延伸;及一互補嚙合部件,其自每一輥子元件之該內周邊向下延伸以匹配該嚙合部件以將該複數個輥子元件堆疊於該中心軸件上。
- 如請求項3之輥子,其中該嚙合部件係一凹槽。
- 如請求項3之輥子,其中該互補嚙合部件係一突出部。
- 如請求項1之輥子,其中每一輥子元件係自一金屬片切割的具有一扁平形狀或一非扁平形狀中之一者之一實質上薄金屬片。
- 如請求項1之輥子,其中每一輥子元件經塑形以呈一圓形形狀或一非圓形形狀中之一者。
- 一種用於形成一輥子之方法,該輥子能夠形成熱交換器之熱傳元件,該方法包括: 形成一中心軸件;自一金屬片切割複數個輥子元件,每一輥子元件界定一外周邊;跨越該等輥子元件中之每一者之該外周邊形成一幾何特性;及將該複數個輥子元件堆疊於該中心軸件上以將該輥子組態為具有對應於該等經堆疊輥子元件之該幾何特性之一圓周表面,以形成對應於該圓周表面之該等熱傳元件。
- 如請求項8之方法,其中堆疊該複數個輥子元件進一步包括:運用一切口切割每一輥子元件,每一輥子元件係穿過該切口而堆疊於該中心軸件上,該切口界定與該外周邊相對的該輥子元件之一內周邊。
- 如請求項9之方法,其進一步包括藉由一嚙合配置將該複數個輥子元件嚙合於該中心軸件上以使得其能夠堆疊,其中該嚙合配置包括:一嚙合部件,其在該中心軸件之一表面上縱向延伸;及一互補嚙合部件,其自每一輥子元件之該內周邊向下延伸以與該嚙合部件嚙合,以將該複數個輥子元件堆疊於該中心軸件上。
- 一種用於形成熱交換器之熱傳元件之輥子,該輥子包括:複數個輥子元件,其各自界定一外周邊,每一輥子元件包括跨越其該外周邊組態之一幾何特性,該複數個輥子元件經調適以堆疊而將該輥子組態為具有對應於該等經堆疊輥子元件之該幾何特性之一圓周表面,以形成對應於該圓周表面之該等熱傳元件。
- 如請求項11之輥子,其中每一輥子元件經塑形以呈一圓形形狀或 一非圓形形狀中之一者。
- 如請求項11之輥子,其中每一輥子元件係自一金屬片切割的具有一扁平形狀或一非扁平形狀中之一者之一實質上薄金屬片。
- 一種用於形成一輥子之方法,該輥子能夠形成熱交換器之熱傳元件,該方法包括:自一金屬片切割複數個輥子元件,每一輥子元件界定一外周邊;跨越該等輥子元件中之每一者之該外周邊形成一幾何特性;及堆疊該複數個輥子元件以將該輥子組態為具有對應於該等經堆疊輥子元件之該幾何特性之一圓周表面,以形成對應於該圓周表面之該等熱傳元件。
- 一種用於形成熱交換器之熱傳元件之輥子配置,該輥子配置包括:一對輥子,每一輥子包括,複數個輥子元件,其各自界定一外周邊,每一輥子元件包括跨越其該外周邊組態之一幾何特性,該複數個輥子元件經調適以堆疊而將該輥子組態為具有對應於該等經堆疊輥子元件之該幾何特性之一圓周表面,該對輥子以間隔方式平行安置以組態一輥隙,該對輥子可沿著各別軸旋轉以使得該輥隙能夠接納金屬片以形成對應於該圓周表面之該等熱傳元件。
- 一種用於形成熱交換器之熱傳元件之方法,該方法包括:以間隔方式配置一對輥子以組態一輥隙,該對輥子可沿著其各別軸旋轉,每一輥子包括,複數個輥子元件,其各自界定一外周邊,每一輥子元件包 括跨越其該外周邊組態之一幾何特性,該複數個輥子元件經調適以堆疊而將該輥子組態為具有對應於該等經堆疊輥子元件之該幾何特性之一圓周表面;及使金屬片自該對輥子之該輥隙通過以形成對應於該對輥子之該圓周表面之該等熱傳元件。
- 一種熱傳元件,其係藉由利用如請求項1至16之輥子、輥子配置或方法而形成。
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