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JPH06327910A - 濾過エレメント - Google Patents

濾過エレメント

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JPH06327910A
JPH06327910A JP5142972A JP14297293A JPH06327910A JP H06327910 A JPH06327910 A JP H06327910A JP 5142972 A JP5142972 A JP 5142972A JP 14297293 A JP14297293 A JP 14297293A JP H06327910 A JPH06327910 A JP H06327910A
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filter medium
filter
corrugated
inlet passage
curvature
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JP5142972A
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Katsuhisa Yamada
勝久 山田
Yoshihiko Oya
芳彦 大矢
Yoshihiro Taki
義弘 滝
Takashige Takagaki
孝成 高垣
Yoshimitsu Yamaguchi
吉光 山口
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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Priority to DE69427844T priority patent/DE69427844T2/de
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧力損失が低く,濾過性能及び濾材の接着性
に優れ,かつ小型化した濾過エレメントを提供するこ
と。 【構成】 濾過エレメント3の幅方向に形成された略半
円状の入口通路14は,その上流側71が開口し,下流
側79が閉塞されている。出口通路16は,上流側が閉
塞され,下流側が開口している。波板濾材32は山部3
29と谷部321とを連続して有している。山部は大き
い曲率半径R1を,谷部は小さい曲率半径R2を有して
いる。谷部は,平板濾材31に接着されている。入口通
路14の開口面積は,出口通路16の閉塞面積よりも大
きい。R1/R2は1.5〜3.0とすることが好まし
い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,オイルフィルター,空
気清浄器,燃料フィルター等に用いられる,濾過エレメ
ントに関する。
【0002】
【従来技術】例えば,自動車には,エンジンへ供給する
燃料からゴミを除去するための濾過エレメントである燃
料フィルターが装着されている。濾過エレメントとして
は,図10に示すごとく,平板濾材181と波板濾材1
82とを用いたものがある。この濾過エレメントを作製
するに当たっては,上流側71の波板濾材182上に,
一方下流側の平板濾材181上に,細幅状に長手方向に
沿って,各々シール剤2a,2bを塗布する。その後,
平板濾材181の上に波板濾材182を重合わせ,これ
らをスパイラル状に巻回する。
【0003】上記濾過エレメントにおいては,巻回操作
の際に,平板濾材181と波板濾材182とを位置決め
する必要がない。また,波板濾材182は,波板ローラ
ーで成形するに当たって,最も成形しやすい形状であ
る。そのため,効率が良く生産性もよい。しかし,上流
側71における,入口通路14の開口面積と出口通路1
6の閉塞面積とが1:1であり,両者の断面形状は対称
形である。そのため,入口通路14内に入る燃料6の量
が制限されて,濾過性能が不十分である。そこで,特開
平2−126907号公報における燃料フィルターが提
案されている。
【0004】該燃料フィルターは,図11に示すごと
く,燃料6を供給する燃料供給ライン90の途中に設け
られている。燃料フィルター9は,フィルターケース9
1と,該フィルターケース91の上部に取り付けられた
蓋体92と,上記フィルターケース91の中に収納され
た濾過エレメント1とを有する。
【0005】燃料6は,上記蓋体92中央に設けた導入
口920より燃料フィルター9内に導入され,濾過エレ
メント1で濾過されて,フィルターケース91の下部中
央に設けた導出口930より,図示略のエンジンに供給
される。該濾過エレメント1としては,例えば,図1
2,図13に示すごとく,コルゲート構造を有する多孔
性の巻回用濾紙10を,渦巻き状に巻回した円筒状のも
のがある(特開平2─126907号公報)。
【0006】巻回用濾紙10は,図13に示すごとく,
波板濾材13,15の谷部131,151同志と山部1
39,159同志とを互いに対面させて接着したもので
ある。上記山部139,159の間には,空洞状の入口
通路14及び出口通路16が交互に形成されている。そ
して,図12に示すごとく,入口通路14の下流側79
は,シール剤2bにより接着されている。
【0007】一方,出口通路16の上流側71は,図1
2,図14に示すごとく,シール剤2aにより接着され
ている。入口通路14は,上流側71が開口し,下流側
79が閉塞されている。一方,入口通路14と隣接する
出口通路16は,上流側71が閉塞され,下流側79が
開口している。
【0008】この濾過エレメント1においては,図12
に示すごとく,燃料6が上流側71から入口通路14に
流入し,燃料6は,多孔性の巻回用濾紙10を通り抜け
て,入口通路14から出口通路16へ通過する。このと
き,入口通路14側の巻回用濾紙10に,燃料6中に混
入しているゴミが捕獲される。上記濾過エレメント1
は,自動車の燃料フィルターの他に,空気清浄器等の各
種フィルターにも用いられている。
【0009】次に,上記濾過エレメントを製造するに当
たっては,まず,長尺状の濾材を波状に成形し,図13
に示すごとく,波板濾材13,15を作製する。次い
で,上流側71の波板濾材13上に,一方下流側79の
波板濾材15上に,長手方向に沿って,細幅状に各々シ
ール剤2a,2bを塗布する。次いで,波板濾材13,
15の谷部131,151同志,及び山部139,15
9同志が対面するように,波板濾材13,15を重ね合
わせ,巻回用濾紙10を得る。その後,該巻回用濾紙1
0を長手方向に沿ってスパイラル状に巻回する。
【0010】
【解決しようとする課題】しかしながら,上記巻回用濾
紙10を巻回するときに,入口通路と出口通路とがずれ
るために,シール剤2a,2bのはみ出しや,該シール
剤の接着が不完全になることがある。そのため,入口通
路14の下流側79及び出口通路16の上流側71が,
完全に閉塞されないおそれがある。
【0011】また,波板濾材13と波板濾材15とを重
ね合わせるときに,谷部131,151同志,山部13
9,159同志が対向するように,位置決めする必要が
あり,量産性に問題がある。また,入口通路14及び出
口通路16の円筒部間が接合されていないと,シール不
良となり,ダストを濾過する機能を損ねる。
【0012】本発明はかかる従来の問題点に鑑み,圧力
損失が低く,濾過性能及び濾材の接着性に優れ,かつ小
型化した濾過エレメントを提供しようとするものであ
る。
【0013】
【課題の解決手段】本発明は,長尺状の平板濾材と長尺
状の波板濾材とを重ねると共にこれらをその長手方向に
巻回して,その幅方向に断面形状が略半円状の入口通路
を形成し,該入口通路はその上流側が開口し,一方下流
側が閉塞され,また上記入口通路と隣接して出口通路が
形成され,該出口通路は上流側が閉塞され,下流側が開
口している濾過エレメントであって,上記波板濾材は山
部と谷部とを連続して有していると共に,上記山部は大
きい曲率半径R1を,一方上記谷部は小さい曲率半径R
2を有しており,上記山部と平板濾材とにより上記入口
通路を形成し,一方,上記谷部と平板濾材とにより上記
出口通路を形成しており,上記谷部は上記平板濾材に接
着されており,上記入口通路の開口面積は,出口通路の
閉塞面積よりも大きいことを特徴とする濾過エレメント
にある。
【0014】本発明において最も注目すべきことは,平
板濾材と波板濾材とを重ね合わせていること,波板濾材
において,山部は大きい曲率半径R1を有し,谷部は小
さい曲率半径R2を有すること,そして,入口通路の開
口面積は出口通路の閉塞面積よりも大きいことである。
【0015】上記波板濾材は,山部と谷部とを連続して
有する。谷部の曲率半径R2に対する,山部の曲率半径
R1の比率(R1/R2)は,1.5〜3.0であるこ
とが好ましい。1.5未満の場合には,濾過エレメント
の濾過性能が低下するおそれがある。一方,3.0を越
える場合には,波板濾材を略半円状に成形することが困
難となり,濾過エレメントの生産性が低下するおそれが
ある。
【0016】上記入口通路の断面は,略半円形状であ
る。この形状は,真の半円状であっても,若干凸状或い
は偏平状の半円状であっても良い。また,部分的に直線
部分を有していても良い(図9参照)。上記出口通路の
上流側及び上記入口通路の下流側は,接着剤等のシール
剤により閉塞されている。
【0017】また,入口通路の下流側は,シール剤を塗
布した後,平板濾材に対して波板濾材の山部が押しつぶ
されていることが好ましい。上記平板濾材と波板濾材の
谷部とは,シール剤により,線状或いは点状に接着され
ている。これにより,互いに独立し,隣接した入口通路
を形成している。
【0018】上記シール剤としては,含浸性,接着強度
に点より,ホットメルト系接着剤を用いることが好まし
い。上記平板濾材及び波板濾材は,多孔性の濾材であ
り,濾紙,不織布,合成繊維織物等,任意である。本発
明の濾過エレメントは,車両の燃料フィルター,空気清
浄器等に設けられ,流体を濾過する機能を有する。上記
流体としては,濾過エレメントにより浄化されるべき,
燃料等の液体,或いは空気等の気体などである。
【0019】
【作用及び効果】本発明の濾過エレメントは,大きい曲
率半径R1の山部と小さい曲率半径R2の谷部とからな
る波板濾材を,平板濾材に重ね合わせて,これを巻回し
たものである。そのため,波板濾材と平板濾材との間の
空間に形成される入口通路及び出口通路の断面形状は,
一定となる。また,一方の濾材が平面形状であるため,
両濾材の位置決めをする必要もない。従って,シール剤
の塗布量を常に適正量とすることが容易であり,シール
剤がはみ出すことがなく,シール不良にもならず,接着
性に優れている。また,塗布作業の短時間化,簡易化を
図ることができ,量産性にも適している。
【0020】また,上記谷部の曲率半径よりも山部の曲
率半径を大きくし,入口通路の断面積を出口通路の断面
積よりも大きくしている。そのため,目詰まりしにく
く,濾過性能の向上,圧力損失の低減が可能となり,濾
過エレメントの大幅な小型化を達成することができる。
【0021】次に,波板濾材の谷部と平板濾材とは,接
着されている。そのため,入口通路と出口通路との差圧
により,平板濾材及び波板濾材が略半円形断面を広げる
ように変形することがない。また,出口通路を狭めるよ
うに変形して密着することはない。それ故,入口通路か
ら出口通路への圧力損失を低下させることができる。ま
た,上記のごとく,曲率半径が小さい方の谷部を平板濾
材に接着しているので,接着部の幅を小さくでき,接着
による濾過面積の損失が少なく,また接着用シール剤の
量も少なくて良い。
【0022】また,平板濾材及び波板濾材が密着するこ
とがないため,両濾材の全面において,濾過処理が行わ
れる。そのため,優れた濾過性能を発揮することができ
る。上記のごとく,本発明によれば,圧力損失が低く,
濾過性能及び濾材の接着性に優れ,かつ小型化した濾過
エレメントを提供することができる。
【0023】
【実施例】
実施例1 本発明の実施例にかかる濾過エレメントについて,図1
〜図7を用いて説明する。本例の濾過エレメント3は,
図1に示すごとく,長尺状の平板濾材31と長尺状の波
板濾材32とを重ねると共にこれらをその長手方向に巻
回したものである。
【0024】濾過エレメント3には,その幅方向に形成
され断面形状が略半円状の入口通路14と,該入口通路
14と隣接して形成された出口通路16とを有する。入
口通路14はその上流側71が開口し,下流側79がシ
ール剤4bにより閉塞されている(図1,図5)。一
方,出口通路16は,上流側71がシール剤4aにより
閉塞され,下流側79が開口している(図1,図3)。
【0025】波板濾材32は,山部329と谷部321
とを連続して有している。山部329とその内側面に位
置する一方の平板濾材31との間には,入口通路14が
形成されている。一方,谷部321とその外側面に位置
する他方の平板濾材31との間には,出口通路16が形
成されている。
【0026】平板濾材31と波板濾材32の谷部321
とは,シール剤4cにより接着されており,これらは,
互いに独立し,隣接した入口通路14を形成している。
図2,図3に示すごとく,入口通路14の断面は,半円
形状である。
【0027】また,図1〜図3に示すごとく,上流側7
1における,入口通路14の開口面積は,出口通路16
の閉塞面積よりも大きい。山部329の曲率半径R1
は,0.8mmと大きく,一方谷部321の曲率半径R
2は,0.4mmと小さい。谷部321の曲率半径R2
に対する山部329の曲率半径R1の比率(R1/R
2)は,2.0である。隣合う谷部321のピッチP
は,2.5mmである。
【0028】山部329の最頂点と平板濾材31の下面
との間Hは,1.4mmである。平板濾材31及び波板
濾材32の厚みは,各々0.2mmである。また,図
1,図5に示すごとく,入口通路14の下流側79は,
シール剤4bにより偏平状に閉塞されている。即ち,平
板濾材31に対して波板濾材32の山部329が押しつ
ぶされて,押圧部39が形成されている。
【0029】次に,上記濾過エレメント3の製造方法に
ついて説明する。まず,図4に示すごとく,平板濾材3
1の下流側79に塗布機40により,その長手方向に沿
って,細幅状にホットメルトのシール剤4bを塗布す
る。また,他の平板濾材を波型ローラーにより波型形状
に成形し,波板濾材32を得る。次に,上記波板濾材3
2の谷部321に,その幅方向に沿って,細幅状にシー
ル剤4cを塗布する。
【0030】次に,該波板濾材32と上記平板濾材31
と重ね合わせて,上記シール剤4bが付着した波板濾材
32の上面を,加熱圧着機5により加熱圧着する。これ
により,図5に示すごとく,平板濾材31及び波板濾材
32に,シール剤4bを含浸させると共に,波板濾材3
2の山部329に平坦な押圧部39を形成し,下流側7
9を閉塞する。これにより,巻回用濾紙30を得る。な
お,例えば上記シール剤4a〜cとしては,ホットメル
ト系接着剤を用いる。また,加熱圧着の条件は,例えば
加熱温度225℃,加圧7kgf/cm2 ,時間1.5
秒以上である。
【0031】次に,図6に示すごとく,波板濾材32上
の上流側71に,塗布機40により,その長手方向に沿
って,細幅状にシール剤4aを塗布し,次いで,巻回用
濾紙30を長手方向に沿ってスパイラル状に巻回する。
これにより,前記の濾過エレメント3が得られる。
【0032】次に,本例の作用について説明する。本例
の濾過エレメントは,図1,図2に示すごとく,大きい
曲率半径R1の山部329と,小さい曲率半径R2の谷
部321とからなる波板濾材32を,平板濾材31に重
ね合わせて,これを巻回したものである。
【0033】そのため,入口通路14と出口通路16が
ずれることなく,更に巻回用濾紙30の波板濾材32と
平板濾材31との間の空間に形成される入口通路14及
び出口通路16の断面形状は,一定となる。また,図
4,図6に示すごとく,一方の濾材が平面形状であるた
め,両濾材の位置決めをする必要がない。従って,シー
ル剤4a,4bの塗布量を常に適正量とすることが容易
であり,シール剤がはみだすこともない。また,シール
不良にもならず,接着性も良い。また,塗布作業の短時
間化,簡易化を図ることができ,量産性にも適してい
る。
【0034】また,谷部321の曲率半径R2よりも山
部329の曲率半径R1を大きくし,入口通路14の断
面積を出口通路16の断面積よりも大きくしている。そ
のため,目詰まりしにくく,濾過性能の向上,圧力損失
の低減が可能となり,濾過エレメント3の大幅な小型化
を達成することができる。
【0035】次に,図2,図3に示すごとく,濾過エレ
メント3の上流側71では,入口通路14の開口面積が
出口通路16の閉塞面積よりも大きい。一方,下流側7
9では,出口通路16の開口面積が入口通路14の閉塞
面積よりも大きい。そのため,濾過エレメント3内を通
過する時の圧力損失が小さい。また,波板濾材32は一
定の曲率を有するため,図7に示すごとく,燃料による
濾面への圧力60が張力方向に働く。そのため,波板濾
材32の変形がなく,濾過性能を十分に発揮させること
ができる。
【0036】次に,波板濾材32の谷部321と平板濾
材31とは,シール剤4cにより接着されている。その
ため,入口通路14と出口通路16との差圧により,平
板濾材31及び波板濾材32が略半円形断面を広げるよ
うに変形することがない。また,出口通路16を狭める
ように,変形し,密着することもない。それ故,入口通
路14から出口通路16への圧力損失を低下させること
ができる。また,曲率半径R2が小さい方の谷部321
を平板濾材31に接着しているので,接着部の幅を小さ
くでき,接着による濾過面積の損失が少なく,またシー
ル剤の塗布量も少なくてよい。
【0037】また,平板濾材31及び波板濾材32が密
着することがないため,両濾材の全面において,濾過処
理が行われる。そのため,優れた濾過性能を発揮するこ
とができる。また,入口通路14は,流体中のゴミによ
り開孔部が詰まり易いが,断面積を大きくすることで,
入口通路の目詰まりを低減できる。入口通路14は,汚
れた流体の通路であるため,流体の流れが悪く,広い通
路を必要とする。一方,出口通路16は,清浄化された
流体の通路であるため,流体の流れが良く,入口通路1
4より狭い通路で良い。従って,入口通路14の断面積
を大きく,出口通路16の断面積を小さくすると,流体
の流れについてバランスの良い濾過エレメントが形成さ
れる。
【0038】また,入口通路14の下流側は,平板濾材
31に対して波板濾材32が押しつぶされている。その
ため,接着強度の向上及びシールの信頼性が向上する。
また,そのため,出口通路の面積を拡大することがで
き,出口側の通油抵抗を低くすることができる。また,
濾紙を波型形状とするための折曲げローラーへ濾紙を拘
束する際に,濾紙の拘束性を向上させることができる。
そのため,濾紙を確実に成形することができる。以上の
説明においては,平板濾材と波板濾材を重ねて巻くと
も,平板濾材を外側にして巻く場合につき説明したが,
波板濾材を外側にして巻くこともでき,この場合も同様
の効果が得られる。
【0039】実施例2 本例においては,図8に示すごとく,波板濾材の前記曲
率半径R1,R2の比率(R1/R2)と,濾過エレメ
ントの小型化率,及び濾材の圧力損失の関係について測
定した。濾過エレメントの小型化率とは,同一の濾過能
力を発揮させるために必要な濾過エレメントの全体容量
をいう。また,圧力損失とは,流体が入口通路から出口
通路へ通過する際に生ずる差圧をいう。上記測定は,実
施例1の濾過エレメントを用い,その波板濾材の山部及
び谷部の曲率半径を変えておこなった。
【0040】上記測定結果を図8に示す。同図より,波
板濾材の山部と谷部との曲率半径の比率(R1/R2)
が大きくなるほど,小型化率が向上し,また圧力損失が
低くなることが分かる。そして,上記比率が1.5〜
3.0の間にある場合に,特に圧力損失が低く,小型化
率が高いことが分かる。
【0041】実施例3 本例は,図9に示すごとく,波板濾材における山部又は
谷部が,その一部分に直線部分を有する例を示すもので
ある。その他は,実施例1と同様である。即ち,本例の
濾過エレメントにおいては,図9(a)に示すごとく,
波板濾材32は,山部329と谷部321との間に,直
線部分S1を設けている。本例において山部329の最
頂点と平板濾材31の下面との間Hは2.0mmであ
り,上記直線部分S1は0.8mmである。次に,上記
波板濾材32において,曲率半径R1とR2との境界部
が曲面の場合(図2参照)には,流体の流れによって濾
材の脈動が生じ,濾材の耐久性が損なわれるおそれがあ
る。しかし,上記図9(a)の場合のように,山部32
9と谷部321との間に直線部分S1を設けることによ
り,曲率半径R1とR2との境界部が直線となる。その
ため,脈動もなく,濾材の耐久性を向上させることがで
きる。
【0042】また,図9(b)に示すごとく,波板濾材
32の山部329にも直線部分S2を設けることができ
る。該直線部分S2は,0.8mm以下の長さである。
隣合う谷部321のピッチPは3.0mm以下である。
次に,上記波板濾材32は,上記のごとく,入口通路1
4断面での幅の狭い頂部を拡大し,入口通路断面の高さ
を減少させている。そのため,巻回用濾紙の巻回回数を
多くすることができ,総入口断面を大きくすることがで
きる。
【0043】また,図9(c)に示すごとく,波板濾材
32の谷部321にも直線部分S3を設けることもでき
る。これにより,波板濾材32と平板濾材31との接着
面積を大きくすることができ,接着信頼性が向上する。
【0044】また,波板濾材32の曲率半径R1とR2
の比(R2/R1)の調整のため,R1又はR2と直線
部分とを組合せることもできる。
【0045】本例の濾過エレメントは,波板濾材32の
山部329と谷部321との間,又は山部329に,直
線部分S1,S2を設けている。そのため,入口通路1
4の容量が出口通路16の容量よりも大きく,濾過処理
能力に優れている。その他,本例においても実施例1と
同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の濾過エレメントの斜視図。
【図2】実施例1の,波板濾材の形状及び寸法を示す説
明図。
【図3】実施例1の濾過エレメントの上流側の平面図。
【図4】実施例1の,平板濾材と波板濾材とを重ね合わ
せている状態を示す説明図。
【図5】実施例1の濾過エレメントの入口通路における
下流側の圧着閉塞状態を示す説明図。
【図6】実施例1の,巻回用濾紙の巻回方法を示す説明
図。
【図7】実施例1の濾過エレメントの作用を示す説明
図。
【図8】実施例2における,波板濾材の山部と谷部との
曲率半径の比率(R1/R2)と,濾過エレメントの小
型化率及び圧力損失との関係を示すグラフ。
【図9】実施例3の濾過エレメントにおける,直線部分
を有する波板濾材の形状及び寸法を示す説明図。
【図10】従来例における,濾過エレメントの問題点を
示す説明図。
【図11】従来例にかかる,他の濾過エレメントを内蔵
した燃料フィルターにおける,半分切断断面図。
【図12】従来例の,他の濾過エレメントの作用を示す
説明図。
【図13】従来例の,他の濾過エレメントの製造方法を
示す説明図。
【図14】従来例の,他の濾過エレメントの問題点を示
す説明図。
【符号の説明】
14...入口通路, 16...出口通路, 3...濾過エレメント, 30...巻回用濾紙, 31...平板濾材, 32...波板濾材, 321...谷部, 329...山部, 4a,4b,4c...シール剤, 71...上流側, 79...下流側, R1...波板濾材の山部の曲率半径, R2...波板濾材の谷部の曲率半径,
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高垣 孝成 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 山口 吉光 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電 装株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 長尺状の平板濾材と長尺状の波板濾材と
    を重ねると共にこれらをその長手方向に巻回して,その
    幅方向に断面形状が略半円状の入口通路を形成し,該入
    口通路はその上流側が開口し,一方下流側が閉塞され,
    また上記入口通路と隣接して出口通路が形成され,該出
    口通路は上流側が閉塞され,下流側が開口している濾過
    エレメントであって,上記波板濾材は山部と谷部とを連
    続して有していると共に,上記山部は大きい曲率半径R
    1を,一方上記谷部は小さい曲率半径R2を有してお
    り,上記山部と平板濾材とにより上記入口通路を形成
    し,一方,上記谷部と平板濾材とにより上記出口通路を
    形成しており,上記谷部は上記平板濾材に接着されてお
    り,上記入口通路の開口面積は,出口通路の閉塞面積よ
    りも大きいことを特徴とする濾過エレメント。
  2. 【請求項2】 請求項1において,上記曲率半径R2に
    対する曲率半径R1の比率(R1/R2)は1.5以上
    3.0以下であることを特徴とする濾過エレメント。
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