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KR100540066B1 - Heating Apparatus Using Infrared Rays - Google Patents

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KR100540066B1
KR100540066B1 KR1020020032938A KR20020032938A KR100540066B1 KR 100540066 B1 KR100540066 B1 KR 100540066B1 KR 1020020032938 A KR1020020032938 A KR 1020020032938A KR 20020032938 A KR20020032938 A KR 20020032938A KR 100540066 B1 KR100540066 B1 KR 100540066B1
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Abstract

본 발명은 고온의 열을 발생하는 전기발열체와 이 발열체를 둘러싸고 있는 적외선 투과필터, 이 필터에 피복되어 있으며 상기 전기발열체에서 투과되어 나오는 근적외선에 의해 가열되어 원적외선을 발산하도록 되어 있는 원적외선 발산층 및 근중원(近中遠) 적외선을 반사하여 일정한 방향으로 보내는 반사경을 포함하여 이루어진 적외선 방사 전열장치에 관한 것으로서, 원적외선의 가열 방사거리가 현저히 확대되는 효과가 있고, 전기발열체를 둘러싸는 근적외선 투과필터에 의해 대류열전달이 감소되므로 전기발열체에서 절전효과를 얻을 수 있도록 되어 있으며, 본 발명에 따른 적외선 방사 전열장치를 페인트의 건조에 사용하는 경우 도막의 품질이 향상되어 미려한 광택효과를 얻을 수 있다.The present invention relates to an electric heating element that generates high temperature heat, an infrared ray transmitting filter surrounding the heating element, and a far infrared ray emitting layer and a near infrared ray which is coated on the filter and is heated by near infrared rays transmitted from the electric heating element to emit far infrared rays. The present invention relates to an infrared radiating heat transfer device including a reflecting mirror that reflects a heavy source infrared ray and sends it in a predetermined direction. The heating radiation distance of far infrared rays is remarkably extended, and is convection by a near infrared transmission filter surrounding an electric heating element. Since the heat transfer is reduced, it is possible to obtain a power saving effect in the electric heating element, and when the infrared radiation heating apparatus according to the present invention is used for drying the paint, the quality of the coating film is improved to obtain a beautiful gloss effect.

Description

적외선 방사 전열장치{Heating Apparatus Using Infrared Rays} Infrared Radiation Heater {Heating Apparatus Using Infrared Rays}             

도 1은 본 발명에 따른 적외선 방사 전열장치의 제1 실시예의 개략적인 단면도이고,1 is a schematic cross-sectional view of a first embodiment of an infrared radiation heating apparatus according to the present invention,

도 2은 본 발명의 제2 실시예에 따른 적외선 방사 전열장치의 개략적인 도면이며,2 is a schematic diagram of an infrared radiant heat transfer apparatus according to a second embodiment of the present invention,

도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 적외선 방사 전열장치의 개략적인 단면도이고,3 is a schematic cross-sectional view of an infrared radiation heat transfer apparatus according to a third embodiment of the present invention,

도 4는 본 발명에 따른 적외선 방사 전열장치의 제4 실시예에 사용되는 적외선 발생부의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of an infrared ray generator used in the fourth embodiment of the infrared radiation heat transfer apparatus according to the present invention.

본 발명은 적외선 방사 전열장치에 관한 것으로, 특히 근적외선과 원적외선을 동시에 발생하도록 하여 전력소비를 줄이면서 피가열 건조물(또는 인체)에 열전달효율을 향상시킨 적외선 방사 전열장치에 관한 것이다.The present invention relates to an infrared radiation heating apparatus, and more particularly, to an infrared radiation heating apparatus which improves heat transfer efficiency to a heated object (or human body) while reducing power consumption by simultaneously generating near infrared rays and far infrared rays.

일반적으로, 적외선은 그 파장이 0.75㎛에서 1000㎛까지 속하는 전자파를 일컫는 것으로, 그 파장이 0.75㎛에서 1.5㎛까지를 근적외선, 1.5㎛에서 5.6㎛까지를 중적외선 그리고 5.6㎛에서 1000㎛까지를 원적외선이라 한다.In general, infrared rays refer to electromagnetic waves whose wavelengths range from 0.75 μm to 1000 μm, and their wavelengths are near infrared from 0.75 μm to 1.5 μm, mid-infrared from 1.5 μm to 5.6 μm, and far infrared rays from 5.6 μm to 1000 μm. This is called.

이러한 적외선은 가정용 또는 업무용 난로, 산업용 적외선 방사 전열장치 또는 인체건강을 위한 사우나 및 의료기기 등에 많이 이용되고 있다.Such infrared rays are frequently used in home or business stoves, industrial infrared radiation heaters, saunas and medical devices for human health.

그러나 종래의 적외선 방사 전열장치는 전력소비가 과다함에 비해 발생된 적외선의 효과는 그에 미치지 못하는 문제점이 있었다.However, the conventional infrared radiation heating device has a problem that the effect of the generated infrared rays is less than that of excessive power consumption.

본 발명은 전력이 많이 소요되는 종래의 적외선 방사 전열장치에 비해 전력소비를 줄일 수 있으면서도 적외선 발열효율이 높은 적외선 방사 전열장치를 제공하는 데 그 목적이 있다. An object of the present invention is to provide an infrared radiation heating device having a high infrared heat generation efficiency while reducing power consumption compared to a conventional infrared radiation heating device that requires a lot of power.

본 발명의 적외선 방사 전열장치를 산업용 건조설비로 사용하는 경우에는 건조효율이 높으면서도 피건조물의 표면의 품질을 높일 수 있고 원적외선 영역의 전자파 에너지 방사거리가 큰 적외선 방사 전열장치를 제공하는 데도 그 목적이 있다.
In the case of using the infrared radiation heating apparatus of the present invention as an industrial drying facility, the purpose of the present invention is to provide an infrared radiation heating apparatus having a high drying efficiency and a high quality of the electromagnetic radiation radiation distance in the far infrared region while improving the quality of the surface of the object. There is this.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 적외선 방사 전열장치는 고온의 열을 발생하는 전기발열체와 이 전기발열체에 의해 가열되어 원적외선을 발산하도록 되어 있는 원적외선 발산부 및 적외선을 반사하여 일정한 방향으로 보내는 반사경을 포함하여 이루어진 적외선 방사 전열장치에 있어서, 상기 전기발열체를 둘러싸도록 되어 있는 적외선 투과필터가 구비되어 있고, 상기 원적외선 발산부는 상기 적외선 투과필터에 피복되어 있는 원적외선 발산층으로 되어 있으며, 상기 반사경은 도파관의 역할을 하도록 전기발열체를 지나서 피건조물 방향으로 수직하게 하방으로 길게 연장된 부분을 구비하고 있으며, 상기 반사경의 이면은 열손실을 막을 수 있도록 피복단열층으로 단열되어 있는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the infrared radiation heating apparatus of the present invention reflects an electric heating element that generates a high temperature heat and a far infrared emitting part and infrared rays which are heated by the electric heating element to emit far infrared rays and send the infrared rays in a predetermined direction. In the infrared radiant heat transfer apparatus comprising a reflector, an infrared ray transmissive filter is provided to surround the electric heating element, and the far infrared ray diverging portion is a far infrared ray radiating layer coated on the infrared ray transmissive filter. It is provided with a portion extending vertically downwards in the direction of the object to be dried past the electric heating element to act as a waveguide, the back surface of the reflector is characterized by being insulated with a coating insulation layer to prevent heat loss.

또 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 적외선 방사 전열장치의 다른 형태로는, 상기 전기발열체에 바로 근적외선 투과물질과 원적외선 발산층이 적층되어 피복되어 있다.In another embodiment of the infrared radiant heat transfer apparatus of the present invention for achieving the above object, a near infrared ray transmitting material and a far infrared ray emitting layer are laminated and coated directly on the electric heating element.

상기 적외선 투과물질은 제올라이트 구조 형성물질과 융합되어 제올라이트 구조로 되어 있는 것이 바람직하다.
The infrared ray transmitting material is preferably fused with a zeolite structure forming material to form a zeolite structure.

본 발명에 사용되는 전기발열체는 일반적으로 많이 사용되어 온 것으로서, 열선보빈에 저항발열선이 지지되어 있도록 할 수도 있고, 관형태로 되어 있는 파이프 히터를 사용하는 것도 가능하다.
The electric heating element used in the present invention is generally used a lot, the resistance heating wire may be supported by the heating coil bobbin, it is also possible to use a pipe heater in the form of a tube.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail.

도 1은 본 발명에 따른 적외선 방사 전열장치의 제1 실시예를 나타내는 개략적인 단면도로서, 전원이 공급되어 전기발열체(10)에서 1차적으로 근적외선을 중심으로 뜨거운 열이 발생되며, 이 열이 전기발열체(10)를 둘러싸는 근적외선 투과필터(12)를 거쳐 이 투과필터(12)에 도포되어 있는 원적외선 발산물질로 형성된 원적외선 발산층(14)을 가열하도록 되어 있다.1 is a schematic cross-sectional view showing a first embodiment of an infrared radiation heating apparatus according to the present invention, in which power is supplied to generate heat primarily around near infrared rays in an electric heating element 10, and the heat is generated by electricity. The far-infrared light emitting layer 14 formed of the far-infrared light emitting material applied to the transmission filter 12 is heated through the near-infrared light transmission filter 12 surrounding the heat generating element 10.

원적외선 발산층(14)이 전기발열체에 의해 발생된 500℃ 내외의 온도로 가열 됨으로써 원적외선이 발생하게 되며, 이렇게 전기발열체(10)에서 발생된 근적외선과 원적외선 발산층(14)에서 발생된 원적외선은 반사경(16)에 의해 방사되도록 되어 있다. 이 반사경(16)은 단열피복층(18)에 의해 이면이 단열되어 있는 것이 바람직하다.Far-infrared radiation is generated by heating the far-infrared radiating layer 14 to a temperature of about 500 ° C. generated by the electric heating element. The near-infrared rays generated in the electric heating element 10 and the far-infrared rays generated in the far-infrared radiating layer 14 are reflected mirrors. It is to be radiated by (16). It is preferable that this reflecting mirror 16 is insulated with the back surface by the heat insulating coating layer 18.

이렇게 전기발열체(10)가 적외선 투과필터(12)로 둘러싸여 있어서 단시간에 높은 온도까지 가열할 수 있고 열효율이 높게 되어 원적외선 발생효율을 높일 수 있게 된다. In this way, the electric heating element 10 is surrounded by the infrared transmission filter 12 can be heated to a high temperature in a short time and the thermal efficiency is high to increase the far infrared generation efficiency.

도 2는 본 발명에 따른 다른 적외선 방사 전열장치의 제2 실시예를 개략적으로 나타내는 도면으로서, 파이프 히터 형식으로 된 전기발열체(20)에서 1차적으로 근적외선을 중심으로 하는 뜨거운 열이 발생되며, 이 열이 전기발열체(20)를 둘러싸는 길다란 근적외선 투과필터(22)를 거쳐 이 투과필터(22)에 도포되어 있는 원적외선 발산층(24)을 가열하도록 되어 있다.2 is a view schematically showing a second embodiment of another infrared radiation heating apparatus according to the present invention, wherein hot heat is generated mainly around the near infrared rays in the electric heating element 20 having a pipe heater type. The heat passes through the long near infrared transmission filter 22 surrounding the electric heating element 20 to heat the far-infrared emission layer 24 applied to the transmission filter 22.

원적외선 발산층(24)이 전기발열체에 의해 가열됨으로써 원적외선이 발생하게 되며, 이렇게 발생된 근적외선과 원적외선은 반사경(26)에 의해 모아져 방출되도록 되어 있다. 상기 반사경은 피가열체를 향해 길게 연장되어 있다.Far-infrared rays are generated by heating the far-infrared radiating layer 24 by the electric heating element, and the near-infrared rays and the far-infrared rays generated in this way are collected by the reflector 26 to be emitted. The reflecting mirror extends long toward the object to be heated.

도 3은 본 발명에 따른 적외선 방사 전열장치의 제3 실시예를 나타내는 개략적인 단면도로서, 두번째 실시예에서와 마찬가지로 파이프 히터 형식으로 된 전기발열체(30)에서 1차적으로 근적외선을 중심으로 하는 고온의 열이 발생되고, 여기 서 발생된 열이 전기발열체(30)를 둘러싸는 길다란 근적외선 투과필터(32)를 통과하여 이 투과필터(32) 주위에 도포되어 있는 원적외선 발산층(34)을 가열할 수 있도록 되어 있다.Figure 3 is a schematic cross-sectional view showing a third embodiment of the infrared radiation heating apparatus according to the present invention, as in the second embodiment of the heat generating element 30 in the form of a pipe heater of the high temperature mainly around the near infrared Heat is generated, and the heat generated therein passes through the long near infrared transmission filter 32 surrounding the electric heating element 30 to heat the far-infrared emission layer 34 applied around the transmission filter 32. It is supposed to be.

상기 원적외선 발산층(34)이 전기발열체에서 발생된 열(근적외선)에 의해 가열됨으로써 원적외선이 발생하게 되며, 이렇게 발생된 근적외선과 원적외선은 반사경(36)에 의해 반사되어 하방의 피가열체를 향해 방출되도록 되어 있다. 상기 반사경(36)은 전기발열체(30)를 지나서 양쪽으로 피가열체를 향해 뻗어서 뜨거운 공기를 모아두는 역할과 아울러 도파관의 역할을 하도록 되어 있는데, 도파관은 적외선 발열효과가 멀리까지 미치도록 유도하기 위한 것이다. 반사경(36)의 이면에는 단열피복층(38)으로 덮여져서 단열처리되어 있다. 이러한 형식의 방사 전열장치는 산업용의 건조장치에 특히 유용하게 사용될 수 있는데, 특히 반사경(36)의 끝부분에 방사되는 적외선의 방향을 조절할 수 있도록 힌지로 연결된 도파판(36a)이 설치되어 있어서 임의의 방향으로 피가열체에 적외선을 보낼 수 있도록 되어 있다. 상기 반사경(36)의 중간부분은 굴곡된 부분을 포함하여 적외선이 특정부위로 집중되지 않고 골고루 방사할 수 있게 하는 것도 가능하다.The far-infrared radiating layer 34 is heated by heat (near-infrared) generated in the electric heating element, so that far-infrared rays are generated. It is supposed to be. The reflector 36 extends toward both sides of the heating element to pass through the electric heating element 30 to collect hot air as well as to act as a waveguide. The waveguide is used to induce an infrared heating effect to reach far. will be. The back surface of the reflector 36 is covered with a heat insulating coating layer 38 and is insulated. This type of radiation heat transfer device can be particularly useful for industrial drying equipment. In particular, the end of the reflector 36 is provided with a hinged waveguide plate 36a to adjust the direction of the infrared radiation. The infrared ray can be sent to the heating object in the direction of. The middle portion of the reflector 36 may include a curved portion to allow infrared radiation to be evenly distributed without concentrating on a specific portion.

도4는 본 발명에 따른 적외선 방사 전열장치의 제4 실시예에 사용되는 적외선 발생부의 단면도로서, 전기발열체를 지지하는 지지부(41)에 의해 지지되어 있는 전기발열체(40)에 바로 적외선 투과필터인 근적외선 투과물질(42)이 적층가공되어 있으며, 그 적외선 투과물질(42) 위에 전자파 변환물질인 원적외선 발산층(44)이 적층가공되어 있다. 즉, 적외선 투과물질(42)이 전기발열체(40)를 거리를 두고 둘 러싸는 것이 아니라 바로 부착되어 피복되어 있는 것이다.4 is a cross-sectional view of an infrared ray generating unit used in the fourth embodiment of the infrared radiation heating apparatus according to the present invention, which is an infrared ray transmitting filter directly on the electric heating element 40 supported by the supporting portion 41 supporting the electric heating element. The near infrared ray transmitting material 42 is laminated, and the far infrared ray emitting layer 44 which is an electromagnetic wave converting material is laminated on the infrared ray transmitting material 42. That is, the infrared ray transmitting material 42 is not directly wrapped around the electric heating element 40 at a distance, but is directly attached and coated.

도4에는 저항열선으로 된 전기발열체(40)가 열선보빈(41)에 지지되어 있는 형태에 적용한 단면도를 보이고 있으나 파이프 형태의 전기발열체에도 이러한 구조를 적용할 수도 있다.Figure 4 shows a cross-sectional view applied to the form in which the electric heating element 40 of the resistance heating wire is supported by the hot wire bobbin 41, this structure may be applied to the electric heating element of the pipe form.

바람직하기로는, 상기 적외선 투과물질(42)은 제올라이트 구조 형성물질과 융합되어 제올라이트 구조로 되어 있는 것이 좋다. 적외선 투과물질과 제올라이트 구조 형성물질은 그 혼합비를 대략 1 : 1의 범위로 하면 된다. 이 융합물의 적층 두께는 약 3 - 15mm 정도로 한다. 바람직하게는 적층 두께를 5 - 10mm 정도로 한다.Preferably, the infrared ray transmitting material 42 is fused with the zeolite structure forming material to have a zeolite structure. What is necessary is just to make the mixing ratio of an infrared ray permeable material and a zeolite structure forming material into the range of about 1: 1. The stack thickness of this fusion is about 3-15 mm. Preferably the lamination thickness is about 5-10 mm.

적외선 투과물질(42)로 사용될 수 있는 것은 CsI, CaFe, NaCl, KCl, KBr, CsBr 등이 있다.Examples of the infrared ray transmitting material 42 may include CsI, CaFe, NaCl, KCl, KBr, CsBr, and the like.

전자파 변환물질로서 원적외선 발산층(44)에는 공지된 원적외선 발산물질이 사용될 수 있는데, 원적외선 발산층(44)의 적층 두께는 약 1 - 5mm 범위 정도로 하면 된다. 바람직하게는 적층 두께는 1 - 2mm 범위로 한다.As the electromagnetic wave converting material, a known far-infrared light emitting material may be used for the far-infrared light emitting layer 44. The stacking thickness of the far-infrared light emitting layer 44 may be about 1-5 mm. Preferably the lamination thickness is in the range of 1-2 mm.

또 상기 제올라이트 구조 형성물질로는 수산화알미늄(AlOH)이나 규산칼륨(Potassium Silicate) 또는 그 혼합물이 사용될 수 있다. 수산화알미늄과 규산칼륨의 혼합비는 대략 2:1이 적당하다.In addition, the zeolite structure forming material may be used aluminum hydroxide (AlOH), potassium silicate (Potassium Silicate) or a mixture thereof. The mixing ratio of aluminum hydroxide and potassium silicate is approximately 2: 1.

이렇게 전기발열체(40)에 적외선 투과물질(42)과 원적외선 발산층(44)이 적층가공됨으로써 전기발열체(40)에 대한 대류열전달이 방지되고 발열체 자체의 냉각이 방지되므로 열에너지를 전자파에너지(적외선 영역)로 변환시키는 효율을 높일 수 있게 되어 있는 것이다.In this way, the infrared transmission material 42 and the far infrared emitting layer 44 are laminated on the electric heating element 40 to prevent convective heat transfer to the electric heating element 40 and to prevent cooling of the heating element itself. It is possible to increase the efficiency to convert to).

상기한 바와 같은 장치로 되어 있는 본 발명에 따른 적외선 방사 전열장치는 전기발열체에서 고온으로 가열되어 근적외선이 방출되고, 이에 의해 전기발열체 주위의 원적외선 발산층이 가열되어 원적외선이 방출되도록 되어 있다. 원적외선 발산층에서 발산된 원적외선은 근적외선과 함께 방사되어 적외선 방사 전열장치에 있어서 적외선의 가열 방사거리가 현저히 확대되는 효과가 있다.The infrared radiant heat transfer apparatus according to the present invention having the device as described above is heated to a high temperature in the electric heating element to emit near infrared rays, whereby the far infrared emitting layer around the electric heating element is heated to emit far infrared rays. Far-infrared rays emitted from the far-infrared radiating layer are radiated together with the near-infrared rays, and thus the heating radiation distance of the infrared rays in the infrared radiating heat transfer device is significantly extended.

그리고, 전기발열체를 둘러싸는 적외선 투과필터에 의해 대류열전달이 감소되므로 전기발열체에서 절전효과를 얻을 수 있도록 되어 있다. In addition, the convective heat transfer is reduced by the infrared transmission filter surrounding the electric heating element, so that a power saving effect can be obtained in the electric heating element.

또한, 본 발명에 따른 적외선 방사 전열장치를 페인트의 건조에 사용하는 경우 도막의 품질이 향상되어 미려한 광택효과를 얻을 수 있다.In addition, when the infrared radiation heat transfer apparatus according to the present invention is used for drying the paint, the quality of the coating film may be improved to obtain a beautiful gloss effect.

Claims (7)

고온의 열을 발생하는 전기발열체와 이 전기발열체에 의해 가열되어 원적외선을 발산하도록 되어 있는 원적외선 발산부 및 적외선을 반사하여 피건조물 방향으로 보내는 반사경을 포함하여 이루어진 적외선 방사 전열장치에 있어서, An infrared radiant heat transfer apparatus comprising an electric heating element that generates heat at a high temperature, a far infrared emitting part that is heated by the electric heating element, and emits far infrared rays, and a reflector that reflects infrared rays and sends them toward the object to be dried. 상기 전기발열체를 둘러싸도록 되어 있는 적외선 투과필터가 구비되어 있고, 상기 원적외선 발산부는 상기 적외선 투과필터에 피복되어 있는 원적외선 발산층으로 되어 있으며, 상기 반사경은 원적외선을 멀리까지 유도하는 도파관의 역할을 하도록 전기발열체를 지나서 피건조물 방향으로 수직하게 하방으로 길게 연장된 부분을 구비함으로써 대류에 의한 열손실을 방지할 수 있게 되어 있으며, 상기 반사경의 이면은 피복단열층을 구비하여 열손실을 막을 수 있는 구조로 된 것을 특징으로 하는 적외선 방사 전열장치.An infrared ray transmitting filter is provided to surround the electric heating element, and the far infrared ray emitting portion is formed of a far infrared ray emitting layer coated on the infrared ray transmitting filter, and the reflector is configured to act as a waveguide to induce far infrared rays. It is possible to prevent heat loss due to convection by providing a portion extending vertically downwardly in the direction of the object to be dried over the heating element, and the rear surface of the reflector is provided with a cover insulation layer to prevent heat loss. Infrared radiation heating apparatus, characterized in that. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 반사경은 굴곡부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 적외선 방사 전열장치.The infrared radiant heat transfer apparatus according to claim 1, wherein the reflector has a bent portion. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 전기발열체는 파이프 형태의 열선보빈에 의해 지지되어 있고, 상기 적외선 투과필터는 전기발열체를 둘러싸되 전기발열체에 바로 적층가공되어 피복되고, 그 위에 원적외선 발산층이 적층가공되어 있어, 대류열전달에 의한 전기발열체의 냉각을 방지하여 열에너지를 적외선영역의 전자파에너지로 변환시키는 효율이 높은 구조로 된 것을 특징으로 하는 적외선 방사 전열장치.The heating element of claim 1, wherein the heating element is supported by a heat ray bobbin in the form of a pipe, and the infrared ray transmitting filter surrounds the heating element and is directly laminated and coated on the heating element, and a far infrared ray emitting layer is laminated thereon. Infrared radiation heat transfer device characterized in that the structure of the high efficiency to prevent the cooling of the electric heating element by the convective heat transfer to convert the thermal energy into electromagnetic energy in the infrared region. 제5항에 있어서, 상기 적외선 투과물질은 제올라이트 구조 형성물질과 융합되어 제올라이트 구조로 되어 있는 적외선 방사 전열장치.The infrared radiant heat transfer apparatus according to claim 5, wherein the infrared ray transmitting material is fused with a zeolite structure forming material to form a zeolite structure. 제1항에 있어서, 상기 반사경에 이어져 설치되어 적외선의 방향을 조절하기 위한 도파판이 추가로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 적외선 방사 전열장치.The infrared radiant heat transfer apparatus according to claim 1, further comprising a wave guide plate connected to the reflector and configured to adjust the direction of the infrared rays.
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