| 【発明の名称】 |
口径調節式排煙筒及びその排煙方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】平尾 克之
【氏名】石井 元悦
【氏名】竹内 詔
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| 【要約】 |
【課題】火力発電所等の煙突に使用される排煙筒及び同排煙筒による排煙方法において、部品点数を抑え、製作から据付け、更に保守に至るコスト節減を図る様にした好適なものを提供することを課題とする。
【解決手段】排煙筒の上端開口まわりに同開口の口径調節手段を設け、同口径調節手段は、開位置で前記排煙筒に広い開口面積を確保し、閉位置で狭い開口面積を形成する様に切り替え可能にして口径調節式排煙筒を構成し、この排煙筒に複数のボイラーの排気を集め、同ボイラーの休止状況に応じて前記口径調節手段を操作して前記排煙筒の開口面積を切り替えて使用することにより、１本の排煙筒に複数のボイラーの排気を集約可能とし、設備の集約、簡素化及び操作の簡略化等により大幅なコスト低減を達成した。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 排煙筒の上端開口まわりに同開口の口径調節手段を設け、同口径調節手段は、開位置で前記排煙筒に広い開口面積を確保し、閉位置で狭い開口面積を形成する様に切り替え可能に構成したことを特徴とする口径調節式排煙筒。
【請求項２】 前記口径調節手段は前記排煙筒の周方向に等間隔で配置された複数の口径調節ユニットを設け、各口径調節ユニットは截頭状の円弧面板により前記開位置と閉位置を切り替え可能に構成したことを特徴とする請求項１に記載の口径調節式排煙筒。
【請求項３】 前記円弧面板は一端を同円弧面板に、他端を固定部に枢支されたリンク部材を有し、基端側寄りを軸に回動して前記開位置と閉位置を切り替え可能に構成したことを特徴とする請求項２に記載の口径調節式排煙筒。
【請求項４】 前記各口径調節ユニットはその上側に第２の口径調節ユニットを積み重ねて設け、複数段階に切り替え可能に構成したことを特徴とする請求項２又は３に記載の口径調節式排煙筒。
【請求項５】 上端開口まわりに口径調節手段を配置した排煙筒に複数のボイラーの排気を集め、同ボイラーの休止状況に応じて前記口径調節手段を操作して前記排煙筒の開口面積を切り替えて排煙する様にしたことを特徴とする口径調節式排煙筒の排煙方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は火力発電所等の煙突に使用される排煙筒及び同排煙筒による排煙方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の火力発電用のボイラーと煙突との関連構成を図７及び図８に基づいて概略的に説明する。
【０００３】図７は火力発電用のボイラー５０が１基だけの場合を示し、ここでボイラー５０は煙突６０の中心構造を成す１本の排煙筒６１に排ガスダクト６２で接続しており、同排煙筒６１はボイラー５０の定格運転時におけるガス排出量に対し、所定の吐出流速となるように上端部の断面積を確保した排出口とされている。
【０００４】また、図８は火力発電用ボイラーが２基以上設けられている場合を示し、例えば火力発電所に２基の発電用のボイラー５０ａ、５０ｂがある場合には、煙突６０に各ボイラー５０ａ、５０ｂの定格ガス排出量に見合う２本の排煙筒６１ａ、６１ｂを設け、各ボイラー５０ａ、５０ｂを排ガスダクト６２ａ、６２ｂで排煙筒６１ａ、６１ｂに接続している。
【０００５】ここで各排煙筒６１ａ、６１ｂの上端部は、接続されたボイラーに対応する所定の吐出流速が得られるような排出口とされており、また、煙突６０は２筒支持型となっているが、ボイラー５０の数に応じて２筒支持型又は３筒支持型単位で複数個設けられることになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記した様に従来のものにあっては、各ボイラー５０はそれぞれ固有の排煙筒６１を経て排ガスを放出し、点検等に際しボイラー５０が順に運転休止される時には、その休止ボイラー５０用の排煙筒６１だけが排ガスの放出を休止するようにされてきている。
【０００７】すなわち、ボイラーと排煙筒とは１対１に対応しているために、ボイラーの数量が増加すればそれに応じた数量の排煙筒が必要であり、部品点数の増加により、製作、設置、メインテナンスの手数等が増加し、直接・間接的にコスト増加に連なるという不具合を伴うものであった。
【０００８】本発明は、このような従来のものにおける不具合点を解消し、部品点数を抑え、製作から据付け、更に保守に至るコスト節減を図る様にした好適な排煙筒及び同排煙筒による排煙方法を提供することを課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は前記した課題を解決すべくなされたもので、その第１の手段として、排煙筒の上端開口まわりに同開口の口径調節手段を設け、同口径調節手段は、開位置で前記排煙筒に広い開口面積を確保し、閉位置で狭い開口面積を形成する様に切り替え可能に構成した口径調節式排煙筒を提供するものである。
【００１０】すなわち同第１の手段によれば、排煙筒の上端開口まわりに設けた同開口の口径調節手段により、排煙筒を広い開口面積の開位置と、狭い開口面積の閉位置で切り替え可能としたことにより、同排煙筒の上端開口を、複数のボイラーの排ガスを対処可能の広い開口面積と、それより少ない数のボイラーの排ガスを対処する狭い開口面積とに切り替えることができるので、１本の排煙筒により複数のボイラーの排ガスの放出を可能とし、排煙筒の製作、設置、メインテナンスの手数等を節減し、コスト低減を図るようにしたものである。
【００１１】また、本発明は第２の手段として、前記第１の手段において、前記口径調節手段は前記排煙筒の周方向に等間隔で配置された複数の口径調節ユニットを設け、各口径調節ユニットは截頭状の円弧面板により前記開位置と閉位置を切り替え可能に構成した口径調節式排煙筒を提供するものである。
【００１２】すなわち同第２の手段によれば、前記口径調節手段は、截頭状の円弧面板を有する複数の口径調節ユニットを排煙筒の周方向に等間隔で配置しており、同円弧面板により開口面積の広い開位置と狭い閉位置を切り替え、１本の排煙筒により複数のボイラーに対応して排ガスの放出を可能とし、排煙筒の製作、設置、メインテナンスの手数等を節減し、コスト低減を図るようにしたものである。
【００１３】また、本発明は第３の手段として、前記第２の手段において、前記円弧面板は一端を同円弧面板に、他端を固定部に枢支されたリンク部材を有し、基端側寄りを軸に回動して前記開位置と閉位置を切り替え可能に構成した口径調節式排煙筒を提供するものである。
【００１４】すなわち同第３の手段によれば、開口面積の広い開位置と狭い閉位置を切り替える截頭状の円弧面板は、リンク部材の一端を同円弧面板に、他端を固定部に枢支し、かつ、基端側寄りを軸にして回動運動することにより、ボイラーの休止状況によって異なる前記開位置と閉位置の切り替えを確実、適切に行ない、１本の排煙筒により複数のボイラーに対応して排ガスの放出を可能とし、排煙筒の製作、設置、メインテナンスの手数等を節減し、コスト低減を図るようにしたものである。
【００１５】また、本発明は第４の手段として、前記第２又は３の手段において、前記各口径調節ユニットはその上側に第２の口径調節ユニットを積み重ねて設け、複数段階に切り替え可能に構成した口径調節式排煙筒を提供するものである。
【００１６】すなわち同第４の手段によれば、開口面積の広い開位置と狭い閉位置を切り替える截頭状の円弧面板を有する口径調節ユニットは、その上側に第２の口径調節ユニットを積み重ねているので、各段の口径調節ユニットにおける円弧面板により開口面積を複数段階に切り替え可能となり、１本の排煙筒に対して３基以上のボイラーを接続しても前記開口面積の段階的切り替えで対処でき、排煙筒の製作、設置、メインテナンスの手数等を節減し、大幅なコスト低減を図るようにしたものである。
【００１７】更にまた、本発明は第５の手段として、上端開口まわりに口径調節手段を配置した排煙筒に複数のボイラーの排気を集め、同ボイラーの休止状況に応じて前記口径調節手段を操作して前記排煙筒の開口面積を切り替えて排煙する様にした口径調節式排煙筒の排煙方法を提供するものである。
【００１８】すなわち同第５の手段によれば、複数のボイラーの排気を１本の排煙筒に集め、この排煙筒の開口面積を前記複数のボイラーの休止状況に従って調節して適切な開口面積を得、所定の排煙を行わせることができるので、設備の集約、簡素化及び操作の簡略化等により大幅なコスト低減を図るようにしたものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の実施の第１形態について図１乃至図３に基づいて説明する。
【００２０】図１は本実施の形態において口径調節式排煙筒が閉じる調節時の上端斜視図、図２は同口径調節式排煙筒が開く調節時の上端斜視図、又、図３は図１のIII −III 矢視図である。
【００２１】本実施の形態においては１本の排煙筒を２基の発電用のボイラーに接続する場合の例を示し、１は図示省略した２基のボイラーにダクトで接続する排煙筒、２は排煙筒１の外周部に建造された円筒形の支持構造、３は支持構造２に支持して排煙筒１の上端近くの周囲に設けたステージ、４は前記排煙筒１の外面及びステージ３を支持点とし円周方向に等分割に構成して装着した口径調節手段で、同口径調節手段４は、周方向に均等配列されてそれぞれ同一の機構で構成された複数個の口径調節ユニット５ａ〜５ｆから構成されている。
【００２２】図１〜図３において、口径調節ユニット５ａを代表としてその構成を説明すると、口径調節ユニット５ａは、排煙筒１の上端に乗るノズル型リングをテーパ面で等分分割し外面に縦２列の補強リブ１１を一体に結合した截頭状の円弧面板１０と、この円弧面板１０をその基端側寄りを軸として排煙筒１上の位置から放射方向沿いに開き位置まで往復回動させる開閉支持手段１２とで構成している。
【００２３】開閉支持手段１２は、円弧面板１０の補強リブ１１に対応する位置で排煙筒１の上端外面に配置したアイプレート１３と、補強リブ１１の列間に対応してステージ３上に配置したアイプレート１４と、補強リブ１１下部の円弧面板１０寄り部と排煙筒１の外面のアイプレート１３間に連結軸１５、１６で枢支して連結した短いＬ形リンク１７と、補強リブ１１の張出部とステージ３上のアイプレート１４間に連結軸１８、１９で枢支して設けた油圧シリンダ２０等により構成している。
【００２４】図３において、Ｄ１、Ｄ２は、図示省略の２基のボイラー（等能力でガス排出量が実質的に等しい）の定格排出ガスを放出する排煙筒１自体の上端開口における口径を示し、Ｄ１は口径調節手段４が広い開口面積を確保した開位置となる前記上端開口の全開時口径、Ｄ２は１基のボイラーが休止して口径調節手段４が狭い開口面積を形成する閉位置となる、全開時口径Ｄ１の１／２面積の調節時口径である。
【００２５】口径調節ユニット５ａ〜５ｆは、閉鎖時に前記調節時口径Ｄ２を形成させる大きさの円弧面板１０を図３中の実線位置と鎖線位置間に回動し、鎖線の開き位置で排煙筒１自体の全開時口径Ｄ１を形成させるように構成されている。
【００２６】なお、円弧面板１０が図３の鎖線で示す全開位置に移動した時、同円弧面板１０の安定を保つように図示省略の適当なストッパを排煙筒１の外面等に設けることができる。
【００２７】また、口径調節ユニット５ａ〜５ｆは６等分したものを示したが、この分割は任意の数に分割しても良いことは勿論であり、また、ステージ３は支持構造２上に設ける代わりに排煙筒１自体の外周面に支持して設けることも可能である。
【００２８】前記の様に構成された本実施の形体においては、口径調節手段４の全開時口径Ｄ１位置と１／２調節時口径Ｄ２位置との切替えは、油圧シリンダ２０の一定ストロークの縮め及び伸ばし駆動で行なう。
【００２９】一例として、図１で示す口径調節手段４の１／２調節時に適合する口径Ｄ２位置の閉状態から、口径調節ユニット５ａ〜５ｆを矢印Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆの順にシリーズに図示省略の適宜の制御装置により遠隔自動制御し、各油圧シリンダ２０を定ストローク縮め駆動操作することにより、円弧面板１０を図２の全開時口径Ｄ１位置の開き状態に円滑確実に切替え移動させることができる。
【００３０】このとき、開閉移動する円弧面板１０は、補強リブ１１と排煙筒１上に固定されたアイプレート１３に連結軸１５及び連結軸１６で短いＬリンク１７を連結しているので、この補強リブ１１と短いＬリンク１７の上向きの窪みが、円弧面板１０の引き込みに伴う下降移動を許容することで相互の干渉が防がれ構成の自由度が高まる効果がある。
【００３１】前記の様にして設定された図２の全開時口径Ｄ１状態で、排煙筒１は図示省略の２基のボイラーから送り込まれる排ガスを設定された一定の上昇速度で排煙筒１自体の上端開口から放出する。
【００３２】ボイラーの定期点検等に際し、排煙筒１に接続されたボイラーの一つが運転休止された場合、図２の全開時口径Ｄ１状態から口径調節ユニット５ａ〜５ｆを前記と逆に矢印Ｆ、Ｅ、Ｄ、Ｃ、Ｂ、Ａの順にシリーズに遠隔自動制御下で各油圧シリンダ２０を定ストローク伸ばし駆動することで、口径調節ユニット５ａ〜５ｆを図１の１／２調節時口径Ｄ２位置に円滑確実に移動させ安定状態にすることができる。
【００３３】この１／２調節時口径Ｄ２状態下では、前記２基のボイラー中の一方のボイラーの排ガスだけが排煙筒１内に送り込まれ設定された上昇排出速度をキープして煙突から排出させる。
【００３４】従って、本実施の形態の口径調節式排煙筒によれば、１本の排煙筒１を２基のボイラーと接続して、一方のボイラーの休止時及び２基ボイラーの稼動時に、口径調節手段４による口径調節で、ガス放出速度を常時一定に安定保持できるようになり、排煙筒を構成する部品の必要数を半減させて設備の製作、設置、更に保守に要するコストを大幅に節減する効果が得られる。
【００３５】次に、本発明の実施の第２形態について、図４に基づいて説明する。図４は前記実施の第１形態で説明した図３に対応し、口径調節ユニットの側面を示している。
【００３６】本実施の形態は、前記実施の第１形態において用いられた短いＬリンク１７に代えて、短い直線リンク２７を用いて構成したものであり、その他の構成は前記実施の第１形態と同一であるので、この直線リンク２７以外の部位に関しては前記実施の第１形態の説明を全面的に援用し、重複する説明を省略する。
【００３７】すなわち、本実施の形態においては、円弧面板１０が開位置と閉位置を回動移動する際、円弧面板１０は直線リンク２７で排煙筒１のアイプレート１３に支持されているが、この直線リンク２７には前記実施の第１形態におけるＬ形リンク１７の様に窪みが無いので、この構成は円弧面板１０の開閉時に円弧面板１０の基端面が直線リンク２７と接触干渉しない構成条件のもとで使用し得る。
【００３８】なお、前記実施の第１形態と同様に、本実施の形態においても円弧面板１０が鎖線で示す全開位置に移動した時、同円弧面板１０の安定を保つように図示省略の適当なストッパを排煙筒１の外面等に設けることができる。
【００３９】かくして本実施の形態によれば、直線リンク２７が単純な形状で小型になり、口径調節ユニットの構成が一段と簡素化される効果がある。
【００４０】次に本発明の実施の第３形態について、図５及び図６に基づいて説明する。図５は前記実施の第１形態で説明した図３に対応し、本実施の形態にかかる口径調節手段の側面図、図６は図５の口径調節手段の全開状態の側面図である。
【００４１】本実施の形態は、１本の排煙筒１を等能力でガス排出量が実質的に等しい３基の発電用のボイラーに接続して使用する場合の構成であり、口径調節手段４を上下２段にして積層状に構成している。
【００４２】なお、その余の構成については前記した実施の第１形態と同一であるので、同一部位には図中同一の符号を付して示し、重複する説明は極力省略して、本実施の形態に特有の点を重点的に説明する。
【００４３】図５において、３０ａ〜３０ｆは前記実施の第２形態と同様の機構で構成した下段口径調節ユニット、３１ａ〜３１ｆは同様の機構で１段目円弧面板１０と連続する位置に開閉移動可能に前記下段口径調節ユニット３０ａ〜３０ｆの円弧面板１０の背面に積み重ねて支持して構成した上段口径調節ユニット（第２の口径調節ユニット）、Ｄ１は下段及び上段口径調節ユニット３０ａ〜３０ｆ、３１ａ〜３１ｆの全開時の排煙筒１の口径、Ｄ３は全開時口径Ｄ１の２／３の面積の調節時口径、Ｄ４は全開時口径Ｄ１の１／３の面積の調節時口径である。
【００４４】下段口径調節ユニット３０ａ〜３０ｆは円弧面板１０を排煙筒１上の位置に閉じ移動した時下段の円弧面板１０の上端が２／３調節時口径Ｄ３と一致するように構成し、上段口径調節ユニット３１ａ〜３１ｆは、閉じ状態の下段口径調節ユニット３０ａ〜３０ｆ上で閉じ移動した時上段円弧面板１０の上端が１／３調節時口径Ｄ４と一致するように構成している。
【００４５】前記の様に構成された本実施の形態においては、下段口径調節ユニット３０ａ〜３０ｆ、上段口径調節ユニット３１ａ〜３１ｆを共に実線で示す閉じ位置にそれぞれ油圧シリンダ２０の伸ばし駆動で移動させた状態で、下段、上段の円弧面板１０、１０は上下に連続して集合したノズル壁を形成し、上段の円弧面板１０の上端縁で全開時の１／３の面積の調節時口径Ｄ４が得られる。
【００４６】また、図５の実線で示す状態から上段口径調節ユニット３１ａ〜３１ｆを油圧シリンダ２０の縮め駆動で鎖線位置まで開き移動させると、下段口径調節ユニット３０ａ〜３０ｆだけがノズル状に集合された状態になり下段円弧面板１０の上端縁で全開時の２／３の面積の調節時口径Ｄ３が得られる。
【００４７】更に図６は上記全開時の２／３調節時口径状態から、下段口径調節ユニット３０ａ〜３０ｆを油圧シリンダ２０の縮め駆動で開き移動させた状態であり、この操作で排煙筒１自身の開口すなわち全開時口径Ｄ１が得られる。
【００４８】このとき、上段口径調節ユニット３１ａ〜３１ｆは円弧面板１０を鎖線で示す閉じ位置（下段口径調節ユニット３０ａ〜３０ｆの延長位置）に戻して保持することも可能である。
【００４９】前記した操作を、排煙筒１に接続した図示省略の３基の発電用ボイラーが揃って稼動する場合は図６の全開口径Ｄ１に、１基のボイラーが休止した場合は図５の実線の２／３調節時口径Ｄ３に、２基のボイラーが休止した場合は１／３調節時口径Ｄ４に、下段口径調節ユニット３０ａ〜３０ｆ、上段口径調節ユニット３１ａ〜３１ｆを遠隔制御下で操作することで、この排煙筒１系の３基のボイラーの運転状態の変動に対し、常時設定された一定のガス放出速度をキープして安定した排ガス放出を行えるようになる。
【００５０】すなわち、本実施の形態によれば、３基の発電用のボイラーを共通の１本の排煙筒１に接続してガス放出速度の低下を生じることなく常時安定的に使用できることになり、排煙筒の必要数をより減少させより大きいコスト低減が得られる効果がある。
【００５１】以上、本発明を図示の実施の形態について説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えてよいことはいうまでもない。
【００５２】
【発明の効果】以上、本出願の請求項１に記載の発明によれば、排煙筒の上端開口まわりに同開口の口径調節手段を設け、同口径調節手段は、開位置で前記排煙筒に広い開口面積を確保し、閉位置で狭い開口面積を形成する様に切り替え可能にして口径調節式排煙筒を構成しているので、排煙筒の上端開口まわりに設けた同開口の口径調節手段により、同排煙筒の上端開口を複数のボイラーの排ガスを対処可能の広い開口面積と、それより少ない数のボイラーの排ガスを対処する狭い開口面積とに切り替えることができ、１本の排煙筒により複数のボイラーの排ガスの放出を可能とし、排煙筒の製作、設置、メインテナンスの手数等を節減してコスト低減を達成した経済効果の高い口径調節式排煙筒を得ることが出来たものである。
【００５３】また、請求項２に記載の発明によれば、前記請求項１に記載の発明において、前記口径調節手段は前記排煙筒の周方向に等間隔で配置された複数の口径調節ユニットを設け、各口径調節ユニットは截頭状の円弧面板により前記開位置と閉位置を切り替え可能にして口径調節式排煙筒を構成しているので、前記口径調節手段を構成する口径調節ユニットの截頭状の円弧面板により開口面積の広い開位置と狭い閉位置を適格に切り替え、１本の排煙筒により複数のボイラーに対応して排ガスの放出を可能とし、排煙筒の製作、設置、メインテナンスの手数等を節減し、コスト低減を達成した経済効果の高い口径調節式排煙筒を得ることが出来たものである。
【００５４】また、請求項３に記載の発明によれば、前記請求項２に記載の発明において、前記円弧面板は一端を同円弧面板に、他端を固定部に枢支されたリンク部材を有し、基端側寄りを軸に回動して前記開位置と閉位置を切り替え可能にして口径調節式排煙筒を構成しているので、開口面積の広い開位置と狭い閉位置を切り替える截頭状の円弧面板は、前記リンク部材に支持されてその基端側寄りを軸にして回動運動し、ボイラーの休止状況によって異なる前記開位置と閉位置の切り替えを確実、適切に行ない、１本の排煙筒により複数のボイラーに対応して排ガスの放出を可能とし、排煙筒の製作、設置、メインテナンスの手数等を節減してコスト低減を達成した経済効果の高い口径調節式排煙筒を得ることが出来たものである。
【００５５】また、請求項４に記載の発明によれば、前記請求項２又は３に記載の発明において、前記各口径調節ユニットはその上側に第２の口径調節ユニットを積み重ねて設け、複数段階に切り替え可能にして口径調節式排煙筒を構成しているので、開口面積の広い開位置と狭い閉位置を切り替える截頭状の円弧面板を有する口径調節ユニットは、その上側に第２の口径調節ユニットを積み重ねて構成したことにより、各段の口径調節ユニットにおける円弧面板により開口面積を複数段階に切り替え可能とし、１本の排煙筒に対して３基以上のボイラーを接続しても前記開口面積の段階的切り替えで対処して、排煙筒の製作、設置、メインテナンスの手数等を節減し、大幅なコスト低減を達成した経済効果の高い口径調節式排煙筒を得ることが出来たものである。
【００５６】更にまた、請求項５に記載の発明によれば、上端開口まわりに口径調節手段を配置した排煙筒に複数のボイラーの排気を集め、各ボイラーの休止状況に応じて前記口径調節手段を操作して前記排煙筒の開口面積を切り替えて排煙する様にして口径調節式排煙筒の排煙方法を構成しているので、１本の排煙筒に集められる複数のボイラーの排気は、複数のボイラー中の各ボイラーの休止状況に従って調節して適切な開口面積を容易に得、所定の排煙を行わせることにより、設備の集約、簡素化及び操作の簡略化等により大幅なコスト低減を達成することが出来たものである。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６２０８
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年２月２５日（２０００．２．２５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６９２４６
【弁理士】
【氏名又は名称】石川 新 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２４１６４７（Ｐ２００１−２４１６４７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年９月７日（２００１．９．７） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−４９４８８（Ｐ２０００−４９４８８） |
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