DE10321922A1 - Vorrichtung zum Entfernen von Teilchen aus einem Abscheideraum - Google Patents

Vorrichtung zum Entfernen von Teilchen aus einem Abscheideraum Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von Teilchen aus Luft, insbesondere zum Ausfiltern von Staub in einem Staubsauger, mit einem Gehäuse, das ein Motor-/Gebläseaggregat aufweist, zum Ansaugen von teilchenbeladener Luft über eine Eintrittsöffnung, zum Fördern der Luft durch einen Keramikfilter, an dessen anströmseitiger Oberfläche sich die Teilchen anlagern, und zum abströmseitigen Ausblasen von gereinigter Luft aus eienr Austrittsöffnung. Um den Staubssammler unabhängig vom Keramikfilter anordnen, herausnehmen und hineinsetzen zu können, wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung ein Fördermittel aufweist, zum Transportieren von der Oberfläche des Keramikfilters abgelöster Teilchen in einen Staubsammler. Dadurch ist es möglich, einen Staubsammelraum getrennt von dem Raum anzuordnen, der das Keramikfilter aufweist. Durch Trennung von Abscheideraum und Staubsammelraum kann der Staubsammler entnommen und wieder eingesetzt werden, ohne den Keramikfilter aus der Vorrichtung entfernen zu müssen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von Teilchen aus Luft, insbesondere zum Ausfiltern von Staub in einem Staubsauger gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Aus der WO 01/41619 A1 ist ein Staubsauger mit einem Gehäuse und einem Gebläse bekannt, der einen Staubabscheider und eine Staubsammeleinheit aufweist. Über einen Saugschlauch wird Luft von der Staubsaugerdüse in eine Einlasskammer des Staubabscheiders geleitet. Die in die Einlasskammer geleitete Luft kann über eine Auslasskammer, die eine Vielzahl von kleinen Löchern aufweist, aus der Einlasskammer entweichen. Die Auslasskammer weist einen vertikal angeordneten zylindrischen Filter auf, der konzentrisch innerhalb der Auslasskammer angeordnet ist. Der zylindrische Filter kann aus keramischem Werkstoff hergestellt sein.
  • Nachteilig bei diesem aus dem Stand der Technik bekannten Staubsauger ist es, dass die Sammeleinheit nur zusammen mit dem Keramikfilter aus dem Staubsauger entnehmbar ist. Um den in der Sammeleinheit angesammelten Staub aus dem Staubsauger entfernen zu können muss also nicht nur die Sammeleinheit sondern auch der Keramikfilter aus dem Staubsauger entfernt werden. Ein Entfernen des Keramikfilters aus dem Staubsauger birgt jedoch die Gefahr, dass der Keramikfilter aufgrund seiner spröden Materialeigenschaften leicht beschädigt werden kann. Außerdem besteht ein weitere Nachteil darin, dass bei solchen keramischen Filtern die anströmseitige Oberfläche des Keramikfilters mit zunehmender Betriebsdauer durch aus dem Luftstrom abgeschiedene Staubteilchen verstopft wird. Aufgrund der verstopften Filterfläche entsteht am Filter ein derart großer Druckabfall, dass die Funktion des Staubsaugers deutlich beeinträchtigt oder sogar unmöglich gemacht ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Vorrichtung derart weiterzubilden, dass der Staubsammler unabhängig vom Keramikfilter angeordnet, herausgenommen und hineingesetzt werden kann.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Vorrichtung ein Fördermittel aufweist, zum Transportieren von vorzugsweise von der Oberfläche des Keramikfilters abgelöster Teilchen in einen Staubsammler. Die Verwendung eines Fördermittels eröffnet die Möglichkeit den Staubsammler an einer anderen Position in der Vorrichtung anzuordnen, als ausschließlich unterhalb des Keramikfilters. Bei der bekannten Lösung ist es stets erforderlich den Staubsammler direkt unterhalb des Keramikfilters anzuordnen, damit Staubteilchen allein aufgrund der Schwerkraft in den Staubsammler gelangen können. Durch die erfindungsgemäße Verwendung eines Fördermittels kann der Staubsauger bspw. an einer Seite des Keramikfilters oder sogar oberhalb des Keramikfilters angeordnet sein. Dadurch ist es möglich einen Staubsammelraum getrennt von dem Raum anzuordnen, der das Keramikfilter aufweist. Durch Trennung von Abscheideraum und Staubsammelraum kann der Staubsammler derart ausgebildet sein, dass er leicht aus der Vorrichtung entnehmbar ist. Der Staubsammler kann entnommen und wieder eingesetzt werden ohne den Keramikfilter aus der Vorrichtung entfernen zu müssen.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Fördermittel einen luftdurchströmten Kanal zum Transportieren der abgelösten Teilchen auf. Um die vom Keramikfilter abgelösten Teilchen in den Staubsammler zu transportieren, kann prinzipiell jedes Fördermittel eingesetzt werden. Es ist jedoch vorteilhaft das Fördermittel als einen luftdurchströmten Kanal auszubilden. Dabei kann bspw. ein in einem Staubsauger bereits vorgesehenes Motor-/Gebläseaggregat verwendet werden, um einen Luftstrom zu erzeugen, der durch den Kanal geführt wird. Das Fördermittel umfasst dabei lediglich das bereits vorhandene Motor-/Gebläseaggregat und den erfindungsgemäßen Saugkanal. Der Saugkanal kann in einer einfachen und kostengünstigen Ausgestaltung durch Teile der Seitenwände des Gehäuses gebildet werden. Alternativ dazu kann der Kanal bspw. durch einen gesonderten Schlauch gebildet werden, der einen Abscheideraum, der das Keramikfilter trägt, und einen Raum, der den Staubsammler aufweist, strömungstechnisch miteinander verbindet.
  • Der Kanal kann zum Durchströmen mit Luft, die aus einem vom Motor-/Gebläseaggregat erzeugten Saugluftstrom abgezweigt ist, strömungstechnisch an das Motor-/Gebläseaggregat angeschlossen sein. Dies hat den Vorteil, dass der Kanal von Förderluft durchströmbar ist, ohne eine gesonderte Gebläseeinrichtung zu benötigen, die den Luftstrom im Kanal erzeugt. Der Kanal kann bspw. dadurch mit Luft versorgt werden, dass eine Versorgungsleitung von der Überdruckseite des Motor-/Gebläseaggregats in den Abscheideraum der das Keramikfilter aufweist geleitet wird. Der Luftstrom kann auch direkt an das Ende des Kanals eingeführt werden, dass an den Abscheideraum, der das Keramikfilter aufweist, angeschlossen ist. Der Kanal kann zum Durchströmen mit Luft jedoch auch strömungstechnisch an einen vom Motor-/Gebläseaggregat verschiedenen Ventilator angeschlossen sein. Es ist nicht zwingend erforderlich, dass der Kanal durch einen Saugluftstrom durchströmt wird. In gleicher Weise kann der Kanal auch mit Druckluft durchströmt sein. Die Luft wird als nicht angesaugt, sondern mit Überdruck durch den Kanal geblasen.
  • Wenn zur Erzeugung der Luft zum Durchströmen durch den Kanal ein gesonderter Ventilator vorgesehen ist, kann ein Luftstrom im Saugkanal unabhängig vom Motor-/Gebläseaggregat erzeugt werden. Dies hat den Vorteil, dass die Fördereinrichtung für abgelöste Teilchen auch dann funktionsfähig ist, wenn das Motor-/Gebläseaggregat nicht in Betrieb ist, d. h. die Fördereinrichtung ist auch dann betriebsbereit, wenn bspw. der Staubsauger nicht im Saugeinsatz ist.
  • Der Ventilator kann von einer Antriebswelle des Motor-/Gebläseaggregat antreibbar sein. Bei dieser Ausgestaltung wird der Ventilator mittels der Motorkraft des Motor-/Gebläseaggregats betrieben. Dies hat den Vorteil, dass kein gesonderter Motor vorgesehen sein muss, um den gesonderten Ventilator betreiben zu können. Um bei dieser Variante den Ventilator betreiben zu können ohne stets das Gebläse mitlaufen zu lassen, kann zwischen Motor- und Gebläseaggregat eine Kupplung vorgesehen sein, die im Förderbetrieb, wenn der Ventilator durch den Motor angetrieben wird, das Gebläse von der Antriebswelle des Motors abkuppelt und somit das Gebläse außer Betrieb gesetzt ist. Die Kupplung kann insbesondere elektrische betätigbar ausgebildet sein.
  • Alternativ kann der Ventilator auch unabhängig vom Motor-/Gebläseaggregat elektrisch antreibbar sein. Dazu ist ein zusätzlicher Motor vorgesehen, an dessen Antriebswelle der Ventilator anschließbar ist. Für den Betrieb des Ventilators muss also das Motor-/Gebläseaggregat nicht in Betrieb sein. Es ist lediglich erforderlich, dass die Vorrichtung bzw. der Staubsauger an das Netz angeschlossen ist.
  • In allen erfindungsgemäßen Ausbildungen ist es vorteilhaft, wenn der Staubsammler lösbar mit der Vorrichtung verbunden ist. So können die abgelösten Teilchen bzw. der Staub in einfacher Weise aus der Vorrichtung entfernt und entsorgt werden. Vorzugsweise ist der Staubsammler als ein separater Sammlerbehälter ausgebildet. Der Sammelbehälter weist feste Seitenwände auf und kann zusätzlich einen Handgriff aufweisen. Dadurch wird der Staubsammler ähnlich einer Schublade leicht aus der Vorrichtung entnehmbar. Der Sammelbehälter kann in einfacher Weise aus der Vorrichtung herausgezogen und wieder eingeschoben werden.
  • Alternativ kann der Staubsammler auch als Filterbeutel ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn bereits in der Vorrichtung vorhandener Filterbeutel zum Abscheiden von Teilchen bzw. Staub als Staubsammler für die von dem Keramikfilter abgelösten Teilchen verwendet wird. Dadurch wird ein vom bereits vorhandenen Filterbeutel unterschiedlicher Staubsammler entbehrlich.
  • Die Vorrichtung kann eine in Transportrichtung dem Fördermittel vorgelagerte Auffangeinrichtung für vom Keramikfilter abgelöste Teilchen aufweisen. In den meisten Fällen werden vom Keramikfilter abgelöste Teilchen zunächst aufgrund der Schwerkraft nach unten fallen. Wenn der Staubsammler nicht direkt unterhalb des Keramikfilters, sondern seitlich oder sogar oberhalb von diesem angeordnet ist, kann eine Auffangeinrichtung, die dem Keramikfilter zugeordnet ist, die abgelösten Teilchen auffangen und ansammeln bevor sie durch das Fördermittel in den Staubsammler transportiert werden.
  • Vorzugsweise kann die Auffangeinrichtung eine in Schwerkraftrichtung unterhalb der anströmseitigen Oberfläche des Keramikfilters angeordnete Auffangfläche aufweisen. In den meisten Fällen werden die vom Keramikfilter abgelösten Teilchen und der Schwerkraft nach unten fallen. Zum Auffangen dieser Teilchen ist deshalb unterhalb der anströmseitigen Oberfläche des Keramikfilters eine Auffangfläche vorgesehen. Die Auffangfläche kann in einfacher Weise durch ein an der Unterkante des Keramikfilters angebrachtes Blech oder durch eine Wand des Gehäuses der Vorrichtung gebildet werden.
  • Die Auffangfläche kann insbesondere rinnenförmig oder schalenförmig ausgebildet sein. Diese Gestaltungsform ermöglicht ein besonders gutes Auffangen und Vorkonzentrieren der vom Keramikfilter abgelösten Teilchen um dieses in das Fördermittel einbringen zu können.
  • Vorzugsweise kann die Auffangfläche eine Bodenfläche eines Behälters bilden, dessen mindestens eine Seiten- oder Deckenwand den Keramikfilter aufweist. Indem die Auffangfläche behälterartig ausgebildet ist, kann eine große Menge von abgelösten Teilchen angesammelt werden. Die Auffangfläche bildet insoweit eine puffernde Sammelzone in der Teilchen zunächst in größeren Mengen angesammelt werden können, bevor sie durch das Fördermittel in den eigentlichen Staubsammler transportiert werden. Dies hat den Vorteil, dass das Fördermittel nur in größeren Zeitabständen betrieben werden muss.
  • Der Keramikfilter kann als Flachfilter ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil, dass der Keramikfilter in einfacher Weise hergestellt werden kann. Des weiteren kann ein Flachfilter in einfacher Weise in die Vorrichtung eingesetzt und wieder herausgenommen werden. Dazu können in der Vorrichtung gegenüberliegende Führungsschienen vorgesehen sein in die der Flachfilter eingeschoben werden kann.
  • Alternativ kann der Keramikfilter hohlkammerförmig ausgebildet sein, wobei zumindest ein Teil seiner Wand die Auffangvorrichtung bildet. Eine solche Gestaltung des Keramikfilters hat nicht nur den Vorteil, dass die wirksame Fläche des Keramikfilters vergrößert wird, sondern es ist auch eine gesonderte Auffangvorrichtung entbehrlich.
  • Die Erfindung ist anhand von Figuren näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 eine schematisch Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
  • 2 einen schematische Darstellung einer Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • Die schematische Darstellung in 1 zeigt ein Gehäuse 1 eines Staubsaugers. Innerhalb des Gehäuses erstreckt sich eine Zwischenwand 2, die das Gehäuse 1 in einen Gebläseraum 3 und einen Staubraum 4 trennt. Die Zwischenwand 2 weist einen Öffnungsausschnitt 5 auf, durch den Saugluft aus dem Staubraum 4 in den Gebläseraum 3 angesaugt wird. Der Öffnungsausschnitt 5 wird von einem Keramikfilter 6 überdeckt. Der Keramikfilter 6 weist eine offenporige Struktur auf und kann bspw. in bekannten Verfahren als Schaumkeramik hergestellt sein. Der Keramikfilter 6 kann im Gehäuse 1 lösbar befestigt sein. Am Gehäuse 1 kann eine Entnahmeöffnung 7 ausgebildet sein, durch die der lösbare Keramikfilter 6 aus dem Gehäuse 1 entnommen werden kann. In der in Figur dargestellten Bauweise ist der Keramikfilter 6 als Flachfilter ausgebildet. Staubbeladene Luft kann über eine Eintrittsöffnung 8 in den Staubraum 4 gelangen. In der Ausbildung der Vorrichtung als Staubsauger wird die Eintrittsöffnung 8 durch ein in einem Staubraumdeckel angeordnetes Kupplungsstück gebildet, an das ein Saugschlauch mit Teleskoprohr und Düse anschließbar ist (nicht dargestellt). Die Bodenfläche und Teile der Seitenwand des Staubraums 4, welche sich unterhalb des Keramikfilters 6 befinden, bilden eine Auffangeinrichtung 31 für Teilchen 10.
  • Innerhalb des Gebläseraums 3 ist ein Motor-/Gebläseaggregat 11 angeordnet. Das Motor-/Gebläseaggregat 11 weist einen elektrischen Antriebsmotor 12 auf, dessen Antriebswelle 13 ein Gebläserad 14 trägt. Das Gebläserad 14 trennt den Gebläseraum 3 strömungstechnisch in einen Unterdruckraum 15 und einen Überdruckraum 16. Der Unterdruckraum 15 ist strömungstechnisch an eine abströmseitige Oberfläche 17 des Keramikfilters 6 angeschlossen. Aufgrund des im Unterdruckraum 15 durch das Motor-/Gebläseaggregat 11 erzeugten Unterdrucks wird teilchen- bzw. staubbeladene Luft über die Eintrittsöffnung 8 in den Staubraum 4 angesaugt. Der Saugluftstrom wird durch den offenporigen Keramikfilter 6 in den Unterdruckraum 15 gesaugt. Aufgrund der geringen Porengröße von wenigen Mikrometern des Keramikfilters 6 werden die Teilchen 10 im Staubraum 4 zurückgehalten, ohne den Keramikfilter 6 passieren zu können. Die Teilchen 10 lagern sich an einer anströmseitigen Oberfläche 18 des Keramikfilters 6 an. Der von Teilchen 10 befreite Saugluftstrom gelangt über das Gebläserad 14 aus dem Unterdruckraum 15 in den Überdruckraum 16 hinein. Vom Überdruckraum 16 aus wird die von Teilchen gereinigte Luft über eine Austrittsöffnung 19 nach außen aus der Vorrichtung hinausgeblasen. Mittels des Motor-/Gebläseaggregats 11 wird somit von Teilchen gereinigte Luft in einem Strömungskanal 20 von der abströmseitigen Oberfläche 17 des Keramikfilters 6 zum Ausblasen an die Austrittsöffnung 19 gefördert. Die an der anströmseitigen Oberfläche 18 angelagerten Teilchen 10 können mittels Schwerkraft oder einer gesonderten Reinigungseinrichtung von der anströmseitigen Oberfläche 18 in eine Auffangeinrichtung 31 gelangen. Die Auffangeinrchtung 31 ist in schwerkraftrichtung unterhalb der anströmseitigen Oberfläche 18 des Keramikfilters 6 angeordnet. Die Auffangschale 31 erstreckt sich rinnenförmig entlang der unteren Kante des Keramikfilters 6. Die Auffangschale 31 bildet eine Bodenfläche und teilweise die Seitenwände eines Behälters 32, der lösbar an dem Staubsauger befestigt ist. Eine Seitenwand des Behälters 32 weist den Keramikfilter 6 auf. Der Staubsauger weist einen separaten Staubsammler 9 auf, der vorzugsweise lösbar in dem Staubsauger angebracht ist. Der Staubsammler 9 weist eine erste Öffnung 33 auf, die an das Fördermittel 30 angeschlossen ist. Das Fördermittel 30 ist als hohler Kanal, bzw. als hohle Leitung ausgebildet. In einer kostengünstigen Variante kann es sich dabei um einen Kunststoffschlauch handeln. Der Staubsammler 9 weist eine zweite Öffnung 34 auf, die den Staubsammler 9 über einen Bypass-Kanal 35 mit dem Unterdruckraum 15 verbindet. Der Bypass-Kanal 35 weist eine Ventilanordnung 36 auf, die im Förderbetrieb geöffnet ist. Im normalen Saugbetrieb zum Ansammeln der Teilchen 10 am Keramikfilter 6 ist die Ventilanordnung 36 geschlossen. Der Staubsammler ist über das als Hohlkanal ausgebildete Fördermittel 30 mit der Auffangeinrichtung 31 verbunden. Wenn die Ventilanordnung 36 geöffnet ist, wird aufgrund des Unterdrucks im Unterdruckraum 15 ein Saugluftstrom erzeugt, der die in der Auffangeinrichtung 31 befindlichen Teilchen 10 in den Staubsammler 9 befördert.
  • Alternativ zum Bypass-Kanal 35 kann der Saugluftstrom durch einen gesonderten Ventilator 37 erzeugt werden und die Unterdruckseite des Ventilators an die zweite Öffnung 34 des Staubsammlers 9 angeschlossen sein. Im dargestellten Beispiel ist der Ventilator 37 von einem gesonderten Motor 38 angetrieben.
  • In 2 ist der Keramikfilter 6 als Hohlkammerfilter ausgebildet. Ist der Keramikfilter 6 hohlkammerartig ausgebildet, kann die Innenwand der Keramik die begrenzenden Wände des Staubraums 4 bilden. Teile der Seitenwand des Keramikfilters 6 bilden die Auffangeinrichtung 31 für Teilchen 10. Das Fördermittel 30 ist in dieser alternativen Ausbildung nicht über einen Saugluftstrom betreibbar, sondern mittels einer mechanischen Förderschnecke 39. In einer kostengünstigen Version kann die Förderschnecke als eine Federwendel ausgebilodet sein, die sich in einem flexiblen Kunststoffschlach dreht. Der Drehantrieb erfolgt in 2 über den gesonderten Motor 38, der in Abwandlung zu dem in 1 gezeigten Beispiel nicht an einen Ventilator 37 angeschlossen ist, sondern über eine Antriebswelle 40 mit der Förderschnecke 39 gekoppelt ist. Die Forderschnecke 39 weist eine Auswurföffnung 41 auf, um die Teilchen 10 in den Staubsammel 9 einleiten zu können.

Claims (15)

  1. Vorrichtung zum Abscheiden von Teilchen (10) aus Luft, insbesondere zum Ausfiltern von Staub in einem Staubsauger, mit einem Gehäuse (1), das ein Motor-/Gebläseaggregat (11) aufweist, zum Ansaugen von teilchenbeladener Luft über eine Eintrittsöffnung (8), zum Fördern der Luft durch einen Keramikfilter (6), an dessen anströmseitiger Oberfläche (18) sich die Teilchen (10) anlagern, und zum abströmseitigen Ausblasen von gereinigter Luft aus einer Austrittsöffnung (19), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Fördermittel (30) aufweist, zum Transportieren von vorzugsweise von der Oberfläche des Keramikfilters (6) abgelöster Teilchen (10) in einen Staubsammler (9).
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fördermittel (30) einen luftdurchströmten Kanal zum Transportieren der abgelösten Teilchen (10) aufweist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (30) zum Durchstömen mit Luft, die aus einem vom Motor-/Gebläseaggregat (11) erzeugten Saugluftstrom abgezweigt ist, strömungstechnisch an das Motor-/Gebläseaggregat (11) angeschlossen ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (30) zum Durchstömen mit Luft strömungstechnisch an einen vom Motor-/Gebläseaggregat (11) verschiedenen Ventilator (37) angeschlossen ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilator (37) von einer Antriebswelle (13) des Motor-/Gebläseaggregats (11) antreibbar ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilator (37) unabhängig vom Motor-/Gebläseaggregat (11) elektrisch antreibbar ist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Staubsammler (9) lösbar mit der Vorrichtung verbunden ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Staubsammler (9) ein separater Sammelbehälter ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Staubsammler (9) ein Filterbeutel ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine in Transportrichtung dem Fördermittel (30) vorgelagerte Auffangeinrichtung (31) für vom Keramikfilter (6) abgelöste Teilchen (10) aufweist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangeinrichtung (31) eine in Schwerkraftrichtung unterhalb der anströmseitigen Oberfläche (18) des Keramikfilters (6) angeordnete Auffangfläche aufweist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangfläche (31) rinnenförmig oder schalenförmig ausgebildet ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangfläche (31) eine Bodenfläche eines Behälters (32) bildet, dessen mindesten eine Seiten- oder Deckenwand den Keramikfilter (6) aufweist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Keramikfilter (6) als Flachfilter ausgebildet ist.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil einer Wand eines hohlkammerförmigen Keramikfilters (6) die Auffangvorrichtung (31) bildet.
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