CN109384272B - 造水装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种提高造水效率的造水装置。该造水装置(1)具有加热被处理液而生成蒸气的加热器(10)和将由加热器(10)生成的蒸气冷凝的冷凝器(50)，加热器(10)的容器主体(11)的内部被分隔板(14)分隔而形成有多个加热室(20、30)，各加热室(20、30)分别具有多个导热管(21、31)，将导入到导热管(21、31)的内部的被处理液用导入到导热管(21、31)的外部的加热用流体加热，将温水作为加热用流体导入到前级的加热室(20)而生成的被处理液的蒸气，作为加热用流体导入到后级的加热室(30)。

Description

造水装置

技术领域

本发明涉及造水装置。

背景技术

作为造水装置已知陆地用和船舶用的装置，但是，一直以来，在船舶用的造水装置中，以船舶所搭载的锅炉的蒸气、柴油发动机的冷却水等为热源使海水蒸发，来制造淡水。作为现有的造水装置例如已知专利文献1所公开的结构。

如图13所示，该多效造水装置100中，密闭罐101的内部由分隔板102分隔，形成第一蒸发室103和第二蒸发室104，在第一蒸发室103和第二蒸发室104的下部分别设置有具有多个导热管105a、106a的加热器105、106。

作为热源供给的蒸汽通过第一蒸发室103的加热器105所具有的导热管105a的内部，将供给到第一蒸发室103的海水加热使其蒸发。在第一蒸发室103产生的蒸汽，在通过配置在第一蒸发室103的上部的除雾器107后，经由导管108供给到第二蒸发室104的加热器106，通过加热器106的导热管106a的内部，从而将供给到第二蒸发室104的海水加热使其蒸发。在第二蒸发室104产生的蒸汽，通过配置在第二蒸发室104的上部的除雾器109，被导入冷凝器110。密闭罐101的内部的除雾器107、109的支承例如像专利文献2所公开的那样，通常用从密闭罐101的内壁面突出的卡合片支承除雾器107、109的周缘部。

冷凝器110中，多个导热管被分隔板111分为冷凝用导热管112的组和加热用导热管113的组。在第二蒸发室104产生的蒸汽被通过冷凝用导热管112的内部的海水冷却而成为冷凝水，从底部的排出口114排出。通过冷凝用导热管112的内部而被加热的海水的一部分，被供给到加热用导热管113的内部，在被第一蒸发室103中产生的蒸汽加热后，从海水供给口115被导入第一蒸发室103，如上所述被加热器105加热。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平6-254534号报

专利文献2：日本实开昭60-124621号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

最近，因柴油发动机的小型化和高效率化，具有水套冷却水的废热量减少的倾向，另一方面，船上的水需求因强化排气限制对策而具有增加的倾向，因此，要求高效率的造水装置。

但是，上述现有的多效造水装置100是多效式的而谋求高效率化，但其是作为供给到第一蒸发室103的热源的蒸汽被导入加热器105的导热管105a的内部的结构，因此，为了确保需要的造水量，存在装置大型化，船内的设置会变得困难的问题。

于是，本发明的目的在于提供提高了造水效率的造水装置。

用于解决技术问题的技术方案

本发明的上述目的在于通过下述造水装置实现：一种造水装置，其包括：加热被处理液而生成蒸气的加热器；和将由所述加热器生成的蒸气冷凝的冷凝器，所述加热器的容器主体的内部被分隔板分隔而形成多个加热室，各个所述加热室分别具有多个导热管，利用导入所述导热管的外部的加热用流体来加热导入所述导热管的内部的被处理液，将温水作为加热用流体导入前级的所述加热室，将通过温水的加热在前级的所述加热室生成的被处理液的蒸气作为加热用流体导入后级的所述加热室(即，将温水作为加热用流体导入前级的上述加热室而生成的被处理液的蒸气，作为加热用流体导入后级的上述加热室)。

在该造水装置中，优选所述加热器具有将所述容器主体的开口部密闭的封闭板，多个所述导热管以贯通所述封闭板的方式配置，所述封闭板隔着垫片用连结件可拆装地固定于所述分隔板的端面。在该结构中，能够还包括壳体，其经由所述封闭板与所述加热器连结，且支承所述冷凝器。所述壳体优选其内部被分隔壁分割，形成与各个所述加热室对应的多个气液分离室，所述分隔壁优选以端面隔着垫片覆盖所述连结件的方式配置。

可以包括隔着所述分隔板配置在后级侧的所述加热室的、从内部对所述分隔板进行加强的加强部件。优选所述加强部件配置成使后级侧的所述加热室中的加热用流体的流动分流。

能够还包括设置在所述容器主体的外周面的滞留部。优选所述滞留部的内部空间经由形成在所述容器主体的侧壁的连通部与后级侧的所述加热室连通，导入所述滞留部的加热用流体与所述容器主体的外周面碰撞。

优选形成在后级的所述加热室的加热用流体的流路从上流侧向下流侧去逐渐变窄。

在造水装置中，实现低成本化并且良好地维持生成的冷凝水的纯度成为课题。作为该课题的解决方案，能够提供一种造水装置，其包括：加热被处理液而生成蒸气的加热器；具有除去由所述加热器生成的蒸气中所含的液滴的除雾器的壳体；和将除去了液滴的蒸气冷凝的冷凝器，所述除雾器由固定于所述加热器或者所述冷凝器收纳于所述壳体的内部的部分的支承部件支承。

在该造水装置中，优选所述支承部件具有使带状的部件折曲或者弯曲而成的形状，在宽度方向边缘部支承所述除雾器。更优选所述支承部件弯曲为U字状。所述冷凝器能够以贯通所述壳体的内部中央的方式配置。在该结构中，优选所述支承部件分别设置在所述冷凝器的两侧。

发明效果

根据本发明，能够提供提高了造水效率的造水装置。

附多个说明

图1是本发明的一个实施方式的造水装置的纵截面图。

图2是表示图1所示的造水装置的主要部分的平面图。

图3是表示图1所示的造水装置的另一主要部分的放大截面图。

图4是表示图1所示的造水装置的又一主要部分的平面图。

图5是表示图1所示的造水装置的又一主要部分的侧面图。

图6是本发明的另一实施方式的造水装置的主要部分的平面图。

图7是本发明的又一实施方式的造水装置的纵截面图。

图8是本发明的又一实施方式的造水装置的纵截面图。

图9是表示本发明的又一实施方式的造水装置的主要部分的纵截面图。

图10是表示本发明的又一实施方式的造水装置的主要部分的纵截面图。

图11是表示本发明的又一实施方式的造水装置的主要部分的纵截面图。

图12是表示本发明的又一实施方式的造水装置的主要部分的纵截面图。

图13是现有的造水装置的纵截面图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的一个实施方式。图1是本发明的一个实施方式的造水装置的纵截面图。本实施方式的造水装置1是双效型，包括：加热被处理液而生成蒸气的加热器10；设置在加热器10的上部的壳体40；以贯通壳体40的内部中央的方式被支承而中央部收纳于壳体40的内部的冷凝器50。

在加热器10中，圆筒状的容器主体11的下部开口和上部开口分别被底板12和封闭板13覆盖，在内部形成密闭空间。容器主体11的内部由上下延伸的分隔板14分隔，形成第一加热室20和第二加热室30。

在底板12和封闭板13分别形成有多个孔部，以贯通这些孔部的方式上下延伸的多个导热管21、31，分别配置在第一加热室20和第二加热室30内。

在底板12的下面侧与海水导入部15连结。海水导入部15形成为盘状，内部被分割板15a分割，形成第一导入室15b和第二导入室15c。第一导入室15b和第二导入室15c分别与导热管21、31的下端部连通，从导入口15d、15e导入的海水等的被处理液在导热管21、31的内部上升。

在第一加热室20和第二加热室30的侧壁分别形成有供给口23、33和排出口24、34。从供给口23、33供给的加热用流体通过导热管21、31的外部从排出口24、34排出。在第一加热室20和第二加热室30的内部分别设置有使加热用流体的流路曲折的挡板25、35。挡板25、35由外嵌于导热管21、31的筒状的间隔件(未图示)保持于规定的高度位置。

壳体40是直径比加热器10的直径大的筒状的部件，在下部形成有开口41，上部42被盖板覆盖。开口41的周缘部与封闭板13的周缘部连结，将壳体40密闭。

壳体40的内部被包括下部分隔壁43和上部分隔壁44的分隔壁分隔，形成第一气水分离室60和第二气水分离室70。第一气水分离室60和第二气水分离室70包括设置在导热管21、31的正上方的气水分离板61、71和配置在气水分离板61、71的上方的除雾器62、72。除雾器62、72是将网板层叠而成的公知的部件，由安装于冷凝器50的支承部件63、73支承其下表面侧。

在第一气水分离室60和第二气水分离室70的上部分别形成有将生成的蒸气排出的蒸气排出口64、74。另外，在第一气水分离室60和第二气水分离室70的下部分别形成有将从蒸气分离出的液体排出的排水口65、75。

冷凝器50包括：以水平延伸的方式配置，内部被上部分隔壁44分隔的包括不锈钢等耐蚀性材料的导槽状的承接部件51；和沿承接部件51收纳在上部分隔壁44的两侧的多个导热管52，内置有包括配置在上部分隔壁44的第一气水分离室60侧的导热管52的预热器55。在导热管52的两端部，在从壳体40向外方突出的位置设置有头部(未图示)。导入冷凝器50的海水等被处理液，一部分经由预热器55从导入口15d导入第一导入室15b，另一方面，剩余部分作为排出水被排出。

具有上述结构的造水装置1中，作为供给到冷凝器50的被处理液的海水，在将第二气水分离室70的蒸气冷凝后，一部分被预热器55预热而导入第一导入室15b，通过配置在第一加热室20的导热管21的内部。

例如像搭载于船舶的柴油发动机的水套冷却水那样现场可使用的温水，作为加热用流体从供给口23供给到第一加热室20中，经由由挡板25形成的流路从排出口24排出。由此，通过导热管21的海水被加热而在导热管21内蒸发，被导入第一气水分离室60。

被导入第一气水分离室60的蒸气，在混入的液滴被气水分离板61和除雾器62分离后，一部分的蒸气被通过预热器55的导热管52的海水冷凝，作为淡水被回收。在第一气水分离室60中从蒸气分离出的海水被从排水口65排出而导入第二导入室15c，通过配置在第二加热室30的导热管31的内部。

第一气水分离室60中的剩余部分的蒸气被从排出口64排出，在作为加热用流体供给到第二加热室30的供给口33后，经由由挡板35形成的流路从排出口34排出，作为淡水被回收。由此，通过导热管31的海水被加热而在导热管31内蒸发，被导入第二气水分离室70。

被导入第二气水分离室70的蒸气在混入的液滴被气水分离板71和除雾器72分离后，一部分的蒸气在冷凝器50中被通过导热管52的海水冷凝，作为淡水被回收。在第二气水分离室70中从蒸气分离出的海水被从排水口75排出，作为盐水被回收。第二气水分离室70中的剩余部分的蒸气被与排出口74连接的排出器(未图示)等抽气。

本实施方式的造水装置1将海水等被处理液导入第一加热室20和第二加热室30各自具有的导热管21、31的内部，在管内使其蒸发，并且，通过将温水作为加热用流体导入第一加热室20，能够利用低温的废热生成冷凝水，因此能够实现造水装置1的小型化和高效率化。

本实施方式的造水装置1中，第一加热室20的加热用流体是温水，与其不同，第二加热室30的加热用流体是蒸气，因此，例如，第一加热室20的内压为0.5MPa，与其不同，第二加热室20的内压为-0.1MPa，分隔板14的两侧的压力差变大。在这样的情况下，在将封闭板13可拆装地设置于容器主体11时，分隔板14因蒸气的内压差而弯曲，由此在封闭板13与分隔板14之间产生间隙，经由该间隙，海水从第一加热室20进入第二加热室30，会导致导入第二加热室30的蒸气的纯度降低。

于是，本实施方式中，如图2所示，在一体形成于容器主体11的分隔板14的上端面，等间隔地形成多个螺栓孔14a，与形成在容器主体11的周缘凸缘部的螺栓孔11a一起，将分隔板14的螺栓孔14a用于与封闭板13的连结，由此来消除上述的问题，即，如图3所示，在封闭板13和分隔板14分别形成螺栓孔13a、14a，利用螺栓等连结件16，将封闭板13隔着垫片14b固定于容器主体11和分隔板14的上端面。如上所述，能够用连结件16使封闭板13与分隔板14之间可拆装地连结，由此能够良好地维持维护性，并且能够可靠地防止因分隔板14的变形而产生间隙。此外，底板12与分隔板14的下端面之间可以通过焊接等一体地固定，或者，与上述封闭板13和分隔板14的连结结构同样地可拆装地连结。

如图1所示，设置在壳体40的内部的下部分隔壁43设置成从冷凝器50的承接部件51的下表面垂下，下部分隔壁43的下端面与封闭板13的上表面抵接。如图3所示，在壳体40和下部分隔壁43与封闭板13之间设置有垫片43a，***封闭板13的螺栓孔13a的连结件16被下部分隔壁43的下端面覆盖。为了防止连结件16从封闭板13的上表面的突出，连结件16优选为低头螺栓。利用该结构，能够更可靠地维持利用连结件16的封闭板13和分隔板14的连结状态。

图4是壳体40的平面图，表示将盖板42取下的状态。另外，图5是安装于承接部件51的支承部件63的侧面图。如图4和图5所示，壳体40在水平延伸的承接部件51的一方侧壁通过焊接等固定有向第一气水分离室60水平突出的多个托架64。在多个托架64，带状的支承部件63的两端部分别用螺钉64a安装于托架64。支承部件63以宽度方向成为铅垂方向的朝向被固定。除雾器62为占据壳体40的内壁面与承接部件51的侧壁之间的空间整体的形状和大小，搭载于在俯视时呈曲线状的支承部件63的宽度方向边缘部。

在承接部件51的另一方侧壁，通过焊接等固定有向第二气水分离室70水平突出的多个托架74，与上述支承部件63同样，弯曲为U字状的带状的支承部件73的两端部分别安装于托架74。

如上所述，仅通过安装于冷凝器50的支承部件63、73，就能够支承除雾器62、72的整体，由此在壳体40的内壁面不需要除雾器62、72的支承部件。由此，除雾器62、72支承用的突起物在壳体40的内壁面不存在，因此，能够提高组装时的操作效率。壳体40使用SS400等廉价的材料形成，容易在内壁面实施耐腐蚀涂装，能够实现低成本化和耐久性这两者。

另外，支承部件63、73安装于冷凝器50，由此不易产生除雾器62、72的中央侧的落下，能够利用支承部件63、73可靠地支承除雾器62、72。而且，除雾器62、72由带状的支承部件63、73的缘部线状支承，由此能够确保蒸气的通过区域，并且进行除雾器62、72的稳定的支承。本实施方式的除雾器62、72的支承结构，在壳体40小型化而除雾器62、72的设置空间狭小的情况下，特别有效。

支承部件63、73的形状，从可靠地支承除雾器62、72的整体的观点出发，优选如本实施方式那样为U字状，但是，也能够是折曲或者弯曲为多边形状、波状等各种形状的形状。

此外，上述专利文献2公开的现有造水装置由从密闭罐的内壁面突出的卡合片支承除雾器的周缘部。这样的除雾器的支承构造，利用耐腐蚀性低的廉价的材料形成密闭罐，因此，需要对内壁面实施耐腐蚀涂装，但将卡合片完整地涂装需要花费时间，另外，在安装内部部件时，具有卡合片成为障碍而操作性差的问题。另外，除雾器在由卡合片支承的密闭罐的内壁侧的相反侧容易产生落下，无法稳定地进行气液分离，因此，具有冷凝水的纯度降低的问题。

以上，对本发明的一个实施方式进行了详细说明，本发明的具体方式不限于上述实施方式。例如，在本实施方式中，通过用连结件16将封闭板13隔着垫片14b可拆装地固定于分隔板14的端面，来加强分隔板14，但是，如图6所示，可以在相对于容器主体11的第一加热室20为低压侧的第二加热室30配置加强部件17。

加强部件17是设置在容器主体11的内壁面与分隔板14的侧面之间的块状的部件，在上下方向隔着间隔地配置有多个。通过该结构，也能够抑制分隔板14向第二加热室30侧膨胀，能够防止海水进入第二加热室30。这样的基于加强部件17的加强结构，也能够与上述基于连结件16的封闭板13和分隔板14的连结构造组合使用。

另外，在本实施方式中，将容器主体11的分隔板14沿铅垂方向设置，将容器主体11的内部左右分割，但是，通过将分隔板14水平设置而将容器主体11的内部上下分割，也可以形成第一加热室20和第二加热室30。

另外，在本实施方式中，采用冷凝器50内置的预热器55配置在第一气水分离室60的结构，但是，如图7所示，也可以是预热器55配置于第二气水分离室70的结构，供给到冷凝器50的被处理液在将第二气水分离室70的蒸气冷凝后，一部分被预热器55预热而导入第一导入室15b，剩余部分作为排水排出。或者，如图8所示，可以采用预热器55具有配置在第一气水分离室60的第一预热器55a和配置在第二气水分离室70的第二预热器55b的结构，供给到冷凝器50的被处理液在将第二气水分离室70的蒸气冷凝后，一部分在第二预热器55b和第一预热器55a中被预热而导入第一导入室15b，剩余部分作为排水排出。

另外，本实施方式的造水装置1采用双效型，但是，通过将容器主体11用多个分隔板分隔而形成3个以上的加热室，将在前级的加热室生成的蒸气用作后级的加热室的加热用流体，能够形成3重以上的多效型。另一方面，关于用固定于冷凝器的支承部件支承除雾器的结构，可以为不具有分隔板的单效型，在单效型或者多效型的任一者的造水装置中，都能够利用冷凝器50的承接部件51支承支承部件63。支承部件63相对于冷凝器50的安装位置并不一定如本实施方式那样为承接部件51，可以为能够安装支承部件63的其它位置。

容器主体11和封闭板13的连结，在本实施方式中，如图2所示，将螺栓等的连结件隔着垫片***在容器主体11的周缘凸缘部形成有多个的螺栓孔11a，但是，如图9所示，通过在容器主体11的筒状端部的外面整周形成利用角焊形成的焊接部W1，能够将容器主体11和封闭板13连结。容器主体11和底板12的连结也能够通过在容器主体11的筒状端部的外周形成焊接部W2进行。此时，底板12与封闭板13和分隔板14的连结能够与本实施方式同样地隔着垫片用连结件进行。或者，如图10的(a)所示，通过在分隔板14的厚度方向两侧形成焊接部W3、W4，能够将封闭板13(或者底板12)和分隔板14连结。另外，如图10的(b)所示，在封闭板13(或者底板12)形成贯通孔13b，在该贯通孔13b形成焊接部W5，由此能够将封闭板13(或者底板12)和分隔板14连结。形成在封闭板13的贯通孔13b优选形成在由设置在下部分隔壁43与封闭板13之间的垫片43a封闭的位置。

主要由蒸气形成的加热用流体以高速被导入第二加热室30的供给口33，在供给口33与第二加热室30之间设置有具有被导入的加热用流体所碰撞的碰撞板的滞留部，由此，能够提高导热管31的热交换效率。但是，该结构中，供给口33从加热器10向外方较大地突出，由此具有造水装置1大型化的问题。于是，如图11所示，优选在容器主体11的外周面设置通过焊接等固定的滞留部18，滞留部18的内部空间经由形成在容器主体11的侧壁的连通部18a与第二加热室30连通，并且，在从供给口33向滞留部18导入加热用流体时，加热用流体与容器主体11的外周面碰撞。根据该结构，容器主体11的外周面起到上述的碰撞板的作用，因此，不需要重新在滞留部18内设置碰撞板，能够紧凑地维持造水装置1的结构。容器主体11的外周面中的加热用流体的碰撞部位无特别限定，但是优选在连通部18a的下方。

图11是沿图9的A-A截面表示图9所示的加热器10的变形例的截面图。从供给口33导入第二加热室30的加热用流体由于上下配置的挡板35、35而曲折地沿着分隔板14流动，从排出口34排出。封闭板13与上方的挡板35的间隔S1、上下的挡板35、35的间隔S2、以及下方的挡板35与底板12的间隔S3优选为S1>S2>S3。第二加热室30中的挡板35的数量和配置无特别限定，但是，从供给口33导入的加热用流体在第二加热室30的内部中逐渐冷凝，因此，与图11所示的构成同样，通过构成为使由封闭板13、多个挡板35和底板12形成于第二加热室30内的加热用流体的流路，从上游侧向下游侧逐渐变狭窄，能够有效地加热导热管31的整体。

设置在第二加热室30的挡板能够兼用作图6所示的加强部件17。即，如图12所示，在加强部件17与封闭板13和底板12之间分别形成隙间17a、17b，由此能够将加热用流体的流动分为加强部件17的上下。像这样使加强部件17作为挡板发挥作用，由此不需要重新设置挡板，能够降低组装工数。基于加强部件17的加热用流体的流动的分流能够通过在加强部件17的左右形成间隙来进行，或者，能够在加强部件17形成多个开口、切口来进行。

关于用支承部件支承除雾器的结构，在本实施方式中，冷凝器50在收纳于壳体40的内部的部分固定有支承部件63、73，但是，在壳体40的内部的内壁面以外的部位也可以固定支承部件63、73。加热器10或者冷凝器50能够将至少一部分收纳在壳体40的内部，加热器10或者冷凝器50能够在收纳于壳体40的内部的部分固定支承部件63、73，支承除雾器62、72。例如，可以延长图1所示的加热器10的上部而收纳在壳体40的内部，从该收纳的部分的外壁面向上方延伸地固定支承部件63、73。

附图标记说明

1 造水装置

10 加热器

11 容器主体

13 封闭板

14 分隔板

17 加强部件

20 第一加热室

21 导热管

30 第二加热室

31 导热管

40 壳体

43 下部分隔壁

44 上部分隔壁

50 冷凝器

51 承接部件

52 导热管

60 第一气水分离室

61 气水分离板

62 除雾器

63 支承部件

70 第二气水分离室

71 气水分离板

72 除雾器

73 支承部件。

Claims (8)

1.一种造水装置，其包括：

加热被处理液而生成蒸气的加热器；和将由所述加热器生成的蒸气冷凝的冷凝器，

所述加热器的容器主体的内部被分隔板分隔而形成多个加热室，

该造水装置的特征在于：

各个所述加热室分别具有多个导热管，利用导入到所述导热管的外部的加热用流体来加热导入到所述导热管的内部的被处理液，

将温水作为加热用流体导入到前级的所述加热室，

将通过温水的加热在前级的所述加热室生成的被处理液的蒸气作为加热用流体导入到后级的所述加热室，

所述加热器具有将所述容器主体的开口部密闭的封闭板，多个所述导热管以贯通所述封闭板的方式配置，

所述封闭板隔着垫片，用连结件可拆装地固定于所述分隔板的端面，

还包括壳体，其经由所述封闭板与所述加热器连结，且支承所述冷凝器，

所述壳体的内部被分隔壁分割，形成与各个所述加热室对应的多个气液分离室，

所述分隔壁以端面隔着垫片覆盖所述连结件的方式配置。

2.如权利要求1所述的造水装置，其特征在于：

包括隔着所述分隔板配置在后级侧的所述加热室的、从内部对所述分隔板进行加强的加强部件，

所述加强部件配置成使后级侧的所述加热室中的加热用流体的流动分流。

3.如权利要求1所述的造水装置，其特征在于：

还包括设置在所述容器主体的外周面的滞留部，

所述滞留部的内部经由形成在所述容器主体的侧壁的连通部与后级侧的所述加热室连通，

导入到所述滞留部的加热用流体与所述容器主体的外周面碰撞。

4.如权利要求1所述的造水装置，其特征在于：

形成在后级的所述加热室的加热用流体的流路从上流侧向下流侧去逐渐变窄。

5.如权利要求1所述的造水装置，其特征在于：

还包括在内部收纳所述加热器或者所述冷凝器的至少一部分的壳体，

所述壳体包括：除去由所述加热器生成的蒸气中所含的液滴的除雾器；和固定于所述加热器或者所述冷凝器被收纳于所述壳体的内部的部分的、支承所述除雾器的支承部件。

6.如权利要求5所述的造水装置，其特征在于：

所述支承部件具有使带状的部件折曲或者弯曲而成的形状，在宽度方向边缘部支承所述除雾器。

7.如权利要求6所述的造水装置，其特征在于：

所述支承部件弯曲为U字状。

8.如权利要求5所述的造水装置，其特征在于：

所述冷凝器以贯通所述壳体的内部中央的方式配置，

所述支承部件分别设置在所述冷凝器的两侧。

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