JP2004101084A - Kiln - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、炭を燃料として鍛造ワークや陶磁器を焼成する焼成炉、更に詳しくは、燃焼ガスの炎を長く伸ばすことで、物品焼成効率を向上させることができるようにした焼成炉に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、焼物を焼成するための焼成炉として用いられている陶芸窯は、耐火レンガ等で構築した大型の固定式であり、設置に広いスペースを必要とし、高価な設備となるため、本出願人は、趣味の陶芸家等が個人的に自宅で陶磁器を手軽に焼成することができるように、木炭を燃料として陶磁器を焼成する陶芸窯(登り窯)を特開2000−146450号によってすでに提案した。
【0003】
この陶芸窯は、有底状の底窯部材と、この底窯部材の上に積み重ねることにより、その内部に縦型の物品焼成室を形成する筒窯部材と、最上部筒窯部材上に載置する蓋部材とからなり、上記物品焼成室の内部に焼成せんとする物品を配置し、底窯部材に炭を入れて給気口からの給気で燃焼させ、物品焼成室を上昇する燃焼ガスで物品を焼成するようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような陶芸窯は、底窯部材内で炭を燃焼させることによって発生した高温の燃焼ガスが物品焼成室内を上昇することにより、物品載置板上の物品を焼成することになるが、このような陶芸窯において、物品焼成効率の向上を図るには、燃焼ガスの炎をできるだけ長くすると共に、燃焼ガスを物品に直接的に接触させる必要があり、このような点で上記陶芸窯は改良の余地が見いだされた。
【0005】
そこで、この発明の課題は、燃焼ガスの炎をできるだけ長くし、しかも、燃焼ガスの物品焼成室内での滞炉時間を長くして物品に直接的に接触させることで、物品に対する焼成効率の向上が図れる焼物の焼成炉と焼成方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記のような課題を解決するため、請求項1の発明は、炭燃焼室と物品焼成室とからなり、上記炭燃焼室と物品焼成室の間に燃焼ガスが通過するための細い通路を形成した構成を採用したものである。
【0007】
また、請求項2の発明は、炭燃焼室とこれに連なる物品焼成室とからなり、上記物品焼成室が縦型に形成され、この物品焼成室の途中に物品載置板を架設し、物品焼成室の内面と物品載置板の両側縁との間で、燃焼ガスが通過するための細い通路を形成した構成を採用したものである。
【0008】
請求項3の発明は、炭燃焼室とこれに連なる物品焼成室とからなり、上記物品焼成室が縦型に形成され、この物品焼成室の途中に上下複数段の物品載置板を平面的にクロス状となる配置で架設し、物品焼成室の内面と各物品載置板の両側縁との間で、燃焼ガスが通過するための細い通路を形成し、この細い通路を上下で位置を違えることで、燃焼ガスの物品焼成室での滞炉時間を長くなるようにした構成を採用したものである。
【0009】
請求項4の発明は、下部に炭燃焼室とこれに連なる縦型の物品焼成室とからなる焼成炉を用い、上記物品焼成室の途中に上下複数段の物品載置板を、平面的にクロス状となる配置で架設し、物品焼成室の内面と各物品載置板の両側縁との間で、燃焼ガスが通過するための細い通路を形成し、上昇する燃焼ガスを各物品載置板間で傾斜流にして流れの経路を長くし、燃焼ガスの滞炉時間を長く設定すると同時に燃焼ガスを物品に接触させて焼成する構成を採用したものである。
【0010】
上記焼成炉は、内部が炭燃焼室となり、周囲に給気口が設けられた有底状の角形底窯部材と、この底窯部材の上に積み重ねることにより、その内部に縦型の物品焼成室を形成する複数の角形筒窯部材と、最上部の筒窯部材上に載置する角形の蓋部材とで構成され、底窯部材と筒窯部材の間、上下筒窯部材の間に物品載置板を平面的にクロスする配置で架設している。
【0011】
物品載置板は、耐熱性材料を用い、横幅が角形筒窯部材の内幅よりも狭く設定され、上記架設によって、物品焼成室の内面と物品載置板の両側縁との間に、燃焼ガスが通過するための細い通路を形成し、かつ、上下物品載置板を平面的にクロスする配置とすることにより、上下の燃焼ガスの通過間隙は平面的に直角の配置となり、この配置関係で物品焼成室を上昇する燃焼ガスは斜めに旋回する傾斜流になり、これによって、流れの経路を長くして燃焼ガスの滞炉時間を長く設定することができ、同時に燃焼ガスを物品に接触させて焼成することができる。
【0012】
請求項5の発明は、炭燃焼室とこれに連なる物品焼成室とからなり、上記物品焼成室が横型に形成され、この物品焼成室の炭燃焼室と反対側の位置に、上下複数の排気口をそれぞれ開閉可能となるよう設け、上記炭燃焼室と物品焼成室の間に燃焼ガスが通過するための細い通路を形成した構成を採用したものである。
【0013】
上記物品焼成室を形成する炉本体の後壁には、中央部の位置に炉本体の上部で開口する垂直の排気通路と、後壁の上部両側に後壁を水平に貫通して排気通路と連通する二個の排気口と、後壁の下部中央に排気通路の下端と連通する排気口が設けられ、これら各排気口は、炉本体の外部から抜き差しする栓部材によって、排気通路の連通と遮断が選択されるようになっている。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【0015】
図1乃至図3の第1の実施の形態は、炭Aを燃料に用いて陶磁器を焼成するために用いる、簡易登り窯となる焼成炉1を示している。
【0016】
この焼成炉1は、周壁に開閉自在となる給気孔2と開閉可能な空気穴3とが対向して設けられ、内部が燃焼室4となって上面が開放した有底角筒状の底窯部材5と、同じく周壁に、開閉可能な空気孔6が設けられ、上記底窯部材5上に載置して複数を順次接ぎ合わせて行く角形の筒窯部材7と、片寄った位置に排気口8が設けられ、最上部筒窯部材7の上端を閉鎖するための蓋部材9と、上記底窯部材5と筒窯部材7の間、上下筒窯部材7と7の間に架設する陶磁器等の平板状となる耐火性の物品載置板10とから形成されている。
【0017】
上記底窯部材5と筒窯部材7及び蓋部材9は、例えば、1400〜1500℃の温度に耐える耐火性の材料を用いた耐火構造になっており、これらの各構成部材を積み重ねることで、筒窯部材7の内部が物品焼成室11となる簡易登り窯を形成し、上記した各空気孔3、6は、耐火性の栓12の抜き差しによって開閉できるようになっている。
【0018】
ちなみに、図示の場合、底窯部材5の燃焼室4は、縦と横が220mm、高さ200mm程度の容積を有し、その上に内側口径が燃焼室4より少し大径の筒窯部材7を二段重ねして用い、底窯部材5の上端部両側及び各筒窯部材7の上端部両側に物品載置板10の載置段部13、14が設けられ、底窯部材5の燃焼室4の下部にはロストル15が設置されている。
【0019】
上記物品載置板10は、耐熱性材料を用い、横幅が筒窯部材7の内幅よりも狭く設定され、これを架設することによって、物品焼成室11の内面と物品載置板10の両側縁との間に、燃焼ガスが通過するための細い通路16を形成し、上下物品載置板10を平面的にクロスする配置とすることにより、上下の細い通路16は平面的に直角の配置となる。
【0020】
次に、第1の実施の形態の焼成炉1を用いた物品の焼成方法を説明する。
【0021】
底窯部材5の燃焼室4内に所定量の炭Aを投入してロストル15上に載せ、この底窯部材5の載置段部13間に物品載置板10を架設し、上記底窯部材5上に筒窯部材7を重ね、筒窯部材7の載置段部14間に物品載置板10を架設する。なお、物品載置板10上には、焼成せんとする物品Bを載置しておく。
【0022】
この時、底窯部材5上の物品載置板10と筒窯部材7の物品載置板10は、平面的にクロスする配置となるよう筒窯部材7の積み重ね位相を選択し、更にこの筒窯部材7の上に筒窯部材7を積み重ねてその上に蓋部材9を載置し、その内部が縦型の物品焼成室11となる焼成炉1を組み立てる。
【0023】
上記物品載置板10は、横幅が筒窯部材7の内幅よりも狭く設定されているので、これを架設することによって、物品焼成室11の内面と物品載置板10の両側縁との間に、燃焼ガスが通過するための細い通路16を形成することになり、上下物品載置板10を平面的にクロスする配置とすることにより、上下の細い通路16は平面的に直角の配置となり、蓋部材9は最上部の細い通路16に対して排気口8が平面的に直角の配置になるよう載置する。
【0024】
上記の状態で炭Aを着火燃焼させると、給気口2から流入した空気は、ロストル15の下から一次空気、ロストル15の上から二次空気として供給され、物品焼成室11を上昇する燃焼ガスは、下位の細い通路16を通過したのち、直角の配置となる上位の細い通路16に向けて流れる。
【0025】
このように、燃焼ガスの流路の途中に細い通路16を形成すると、燃焼ガスは細い通路16で絞られることで流速を増し、炎がよく伸びることで遠くまで届くことになり、また、細い通路16により燃焼ガスが下位の物品焼成室に戻るようなことがなく、これによって、物品の焼成効率が向上する。
【0026】
また、燃焼ガスが下位の細い通路16から上位の細い通路16へ、更に、上位の細い通路16から排気口8へと流れるとき、それぞれの上下配置が直角になっていることで、図1と図2に矢印で示すように、燃焼ガスは斜めに旋回する傾斜流になり、これによって、流れの経路が長くなり、燃焼ガスの滞炉時間が長く設定され、熱効率の向上が図れることになる。
【0027】
また、物品焼成室11を斜めに旋回する燃焼ガスの傾斜流は、物品載置板10上に載置した物品Bに対して直接的に接触することになり、物品Bを高温で焼成することができる。
【0028】
上記燃焼ガスによる物品焼成室11の温度は、燃焼室4内に投入する炭Aの量、給気口2と排気口8の開口量の調整、各空気孔3、6の開閉を調整することにより行うことができる。
【0029】
上記物品Bの焼成時において、物品焼成室11を上昇する燃焼ガスには、細かいカーボン分を含有しているため、釉薬を塗布した物品Bの場合、釉薬に作用して変化を与え、また、無釉の物品Bの場合、これが物品Bに接触して原料成分と融合し、炭Aと物品Bの原料成分の融合によりガラス状の物が付き、このガラス状の物で斬新で独特な色合いと模様が形成されることになる。
【0030】
また、炭Aの燃焼による窯内温度は、1300℃程度までになるので、無釉の物品Bの焼き締めが確実に行え、水漏れのない陶磁器が得られることになる。
【0031】
更に、物品Bの焼成完了時において、さますとき、給気口2を閉じて焼成炉1内の酸素を少なくした状態にすると、一酸化炭素による物品Bの冷却還元焼成が可能になり、風合いが金属調の作品が得られることになる。
【0032】
次に、図4乃至図6の第2の実施の形態は、炭Aを燃料に用いて陶磁器を焼成するために用いる横型の焼成炉1aを示している。
【0033】
この第2の実施の形態の焼成炉1aは、耐火材を用いて横長の角形で内部が物品焼成室21に形成された炉本体22の前壁23で下方位置に燃焼室24を設け、上記炉本体22の後壁25に上下複数の排気口26、27をそれぞれ開閉可能となるよう設け、上記燃焼室24の上部と物品焼成室21の前端下部を燃焼ガスが通過するための細い通路28で接続した構造になっている。
【0034】
上記燃焼室24は、炉本体22の前壁23の下部に耐火材を用いて内部中空に形成され、炉本体22の前壁23の下部前面で開口する炭供給口29を蓋部材30で開閉自在とし、この燃焼室24の前面下部に栓部材31で開閉可能な給気口32を設け、燃焼室24の内部にロストル33を配置した構造になっている。
【0035】
また、燃焼室24と物品焼成室21をつなぐ細い通路28は、燃焼室24の先端側上部から垂直に立ち上がる角形の垂直通路になっている。
【0036】
上記炉本体22の後壁25は、中央部の位置を垂直の排気通路34が炉本体22の上部で開口するように設けられ、後壁25の上部両側に排気通路34と連通する二個の排気口26と、後壁25の下部中央に排気通路34の下端と連通する排気口27が水平に貫通するよう設けられ、これら各排気口26、27は、炉本体22の外部から抜き差しする栓部材35によって、排気通路34の連通と遮断が選択されることになる。
【0037】
図示の場合、炉本体22は、底付きのベース枠22aと上部枠22b及び蓋部材22cを積み重ねて組み立て、上部枠22bを必要数だけ積み重ねることにより、物品焼成室21の容積を増やすことができるようにした例を示している。
【0038】
この第2の実施の形態の焼成炉1aは、上記のような構成であり、次に、この焼成炉1aを用いた物品の焼成方法を説明する。
【0039】
燃焼室24内に所定量の炭Aを投入してロストル33上に載せ、炉本体22の物品焼成室21内に焼成せんとする物品(図示省略)を収納しておく。
【0040】
この状態で炭Aを着火燃焼させると、給気口32から流入した空気は、ロストル33の下から一次空気、ロストル33の上から二次空気として供給され、燃焼ガスは、垂直の細い通路28を通過したのち、炉本体22の物品焼成室21に向けて流れる。
【0041】
このように、燃焼ガスの流路の途中に細い通路28を形成すると、燃焼ガスは細い通路28で絞られることで流速を増し、炎がよく伸びることで物品焼成室21の遠くまで届くことになり、また、細い通路28により燃焼ガスが下位の燃焼室24に戻るようなことがなく、これによって、物品の焼成効率が向上する。
【0042】
また、物品焼成室21の加熱時において、上下排気口26、27の開閉を選択することにより、炉本体22の物品焼成室21に向けて流れる燃焼ガスの流路を調整することができる。
【0043】
図4において、上位の排気口26を排気通路34と連通し、下位の排気口27を閉じた状態にすると、細い通路28から物品焼成室21に流入した燃焼ガスは、同図矢印aのように、物品焼成室21の上部から上位の排気口26に向かう流れとなり、物品焼成室21の上部を昇温させることで、焼成の初期に適した状態となる。
【0044】
また、下位の排気口27を排気通路34と連通し、上位の排気口26を閉じた状態にすると、細い通路28から物品焼成室21に流入した燃焼ガスは、同図矢印bのように、物品焼成室21の上部から下位の排気口27に向かう流れとなり、これによって、流れの経路が長くなり、燃焼ガスの滞炉時間が長く設定されることになり、熱効率の向上が図れ、しかも、物品焼成室21に収納した物品に対して直接的に接触することになり、物品を高温で焼成することができる。
【0045】
上記燃焼ガスによる物品焼成室21の温度は、燃焼室24内に投入する炭Aの量、給気口32と排気口26、27の開口量を調整することにより行うことができ、第1の実施の形態と同様、無釉物品の焼き締め、一酸化炭素による物品の還元焼成等が可能になる。
【0046】
なお、第1及び第2の実施の形態において、焼成する物品は陶磁器を例示したが、例えば、鍛造ワークの焼成にも使用することができる。
【0047】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によると、炭燃焼室と物品焼成室の間に燃焼ガスが通過するための細い通路を形成したので、炭燃焼室から物品焼成室へ向かう燃焼ガスの流れが細い通路で高速化し、燃焼ガスの炎が長くなって物品焼成室の遠くまで到達することになり、物品を高温で焼成することができ、物品に対する焼成効率の向上が図れる。
【0048】
また、物品焼成室の途中に上下複数段の物品載置板を平面的にクロス状となる配置で架設し、物品焼成室の内面と各物品載置板の両側縁との間に形成される燃焼ガスが通過するための細い通路を上下で位置を違えることで、物品焼成室での燃焼ガスの滞炉時間が長くなり、物品焼成室内における熱効率の向上が図れると共に、燃焼ガス流が物品に対して直接的に接触することで物品を高温で焼成することができ、物品に対する焼成効率の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施の形態の焼成炉を示す縦断正面図
【図2】この発明の第1の実施の形態の焼成炉を示す縦断側面図
【図3】この発明の第1の実施の形態の焼成炉を示す分解斜視図
【図4】この発明の第2の実施の形態の焼成炉を示す縦断正面図
【図5】(A)はこの発明の第2の実施の形態の焼成炉を示す背面図、(B)は同一部切り欠き平面図
【図6】(A)は図4の矢印A−Aに沿う横断平面図、(B)は図4の矢印B−Bに沿う横断平面図
【符号の説明】
1 焼成炉
1a 焼成炉
2 給気孔
3 空気孔
4 燃焼室
5 底窯部材
6 空気孔
7 筒窯部材
8 排気口
9 蓋部材
10 物品載置板
11 物品焼成室
12 栓
13 載置段部
14 載置段部
15 ロストル
16 細い通路
21 物品焼成室
22 炉本体
23 前壁
24 燃焼室
25 後壁
26 排気口
27 排気口
28 細い通路
29 炭供給口
30 蓋部材
31 栓部材
32 給気口
33 ロストル
34 排気通路
35 栓部材
A 炭
B 物品[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a firing furnace for firing a forged work or ceramic using charcoal as a fuel, and more particularly, to a firing furnace capable of improving the firing efficiency of articles by extending a flame of a combustion gas for a long time.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, pottery kilns that have been used as firing furnaces for firing porcelain are large fixed types constructed of refractory bricks and the like, require a large space for installation, and are expensive equipment. Has already proposed a pottery kiln (climbing kiln) for firing ceramics using charcoal as a fuel in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-146450 so that a hobby potter or the like can personally easily fire ceramics at home. .
[0003]
This pottery kiln has a bottomed bottom kiln member, a cylindrical kiln member that forms a vertical article firing chamber inside by stacking on the bottom kiln member, and a top kiln member. An article to be fired is placed inside the article firing chamber, and charcoal is put into the bottom kiln member and burned by air supplied from an air supply port, so that the combustion rises in the article firing chamber. The article is baked with gas.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the pottery kiln as described above, the high-temperature combustion gas generated by burning the charcoal in the bottom kiln member rises in the article firing chamber, thereby firing the article on the article mounting plate. However, in such a pottery kiln, in order to improve the firing efficiency of the article, it is necessary to make the flame of the combustion gas as long as possible and bring the combustion gas into direct contact with the article. The kiln has room for improvement.
[0005]
Therefore, an object of the present invention is to improve the firing efficiency for an article by making the flame of the combustion gas as long as possible and, furthermore, increasing the residence time of the combustion gas in the article firing chamber to directly contact the article. It is an object of the present invention to provide a sintering furnace and a sintering method for a sinter which can achieve the above.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the invention of
[0007]
The invention according to
[0008]
The invention according to
[0009]
The invention according to claim 4 uses a firing furnace including a charcoal combustion chamber and a vertical article firing chamber connected to the lower part, and a plurality of upper and lower article mounting plates in the middle of the article firing chamber. It is laid in a cross-shaped arrangement and forms a narrow passage for the combustion gas to pass between the inner surface of the article firing chamber and both side edges of each article mounting plate, and the rising combustion gas is placed on each article mounting plate. This configuration adopts a configuration in which the flow path is lengthened by forming a gradient flow between the plates, the furnace gas residence time is set longer, and the combustion gas is brought into contact with the article and fired.
[0010]
The above firing furnace has a bottomed square bottom kiln member having a charcoal combustion chamber inside and an air supply port provided around it, and a vertical article firing inside by stacking on the bottom kiln member. It is composed of a plurality of rectangular cylindrical kiln members forming a chamber, and a rectangular lid member placed on the uppermost cylindrical kiln member, between the bottom kiln member and the cylindrical kiln member, and between the upper and lower cylindrical kiln members. The mounting plate is erected in a crosswise arrangement.
[0011]
The article mounting plate is made of a heat-resistant material and has a width set to be narrower than the inner width of the rectangular cylindrical kiln member. With the above-described construction, a combustion occurs between the inner surface of the article firing chamber and both side edges of the article mounting plate. By forming a narrow passage through which the gas passes, and by arranging the upper and lower article placing plates so as to cross in a plane, the upper and lower combustion gas passage gaps are arranged at right angles in a plane. As a result, the combustion gas ascending in the article baking chamber becomes an obliquely swirling flow, whereby the flow path can be lengthened and the combustion gas residence time can be set longer, and at the same time, the combustion gas comes into contact with the article. It can be fired.
[0012]
The invention according to
[0013]
On the rear wall of the furnace main body forming the article firing chamber, a vertical exhaust passage opening at the center of the furnace main body at the top of the furnace main body, and an exhaust passage extending horizontally through the rear wall on both upper sides of the rear wall. Two exhaust ports that communicate with each other, and an exhaust port that communicates with the lower end of the exhaust path are provided at the lower center of the rear wall, and each of these exhaust ports is connected to the exhaust path by a plug member that is inserted and removed from the outside of the furnace body. Shutdown is selected.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
The first embodiment shown in FIGS. 1 to 3 shows a
[0016]
This
[0017]
The
[0018]
Incidentally, in the case shown in the figure, the combustion chamber 4 of the
[0019]
The
[0020]
Next, a method of firing an article using the
[0021]
A predetermined amount of charcoal A is put into the combustion chamber 4 of the
[0022]
At this time, the stacking phase of the
[0023]
Since the width of the
[0024]
When the charcoal A is ignited and burned in the above state, the air flowing in from the
[0025]
As described above, when the
[0026]
Also, when the combustion gas flows from the lower
[0027]
Further, the inclined flow of the combustion gas swirling obliquely through the
[0028]
The temperature of the
[0029]
At the time of firing the article B, since the combustion gas rising in the
[0030]
In addition, since the temperature in the kiln due to the burning of the charcoal A becomes up to about 1300 ° C., the unglazed article B can be securely tightened, and a ceramic without water leakage can be obtained.
[0031]
Furthermore, when the firing of the article B is completed, when the
[0032]
Next, a second embodiment of FIGS. 4 to 6 shows a
[0033]
In the
[0034]
The
[0035]
The
[0036]
The
[0037]
In the case shown in the figure, the
[0038]
The firing
[0039]
A predetermined amount of charcoal A is charged into the
[0040]
When the charcoal A is ignited and burned in this state, the air flowing in from the
[0041]
As described above, when the
[0042]
In addition, when the
[0043]
In FIG. 4, when the
[0044]
When the
[0045]
The temperature of the
[0046]
In the first and second embodiments, the articles to be fired are ceramics, but they can be used for firing forged works, for example.
[0047]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the narrow passage for the combustion gas to pass between the charcoal combustion chamber and the article firing chamber is formed, the flow of the combustion gas from the charcoal combustion chamber to the article firing chamber is narrow. The speed is increased in the passage, and the flame of the combustion gas becomes longer and reaches far from the article firing chamber, so that the article can be fired at a high temperature, and the firing efficiency for the article can be improved.
[0048]
In addition, a plurality of upper and lower stages of the article mounting plates are laid in a crosswise arrangement in the middle of the article firing chamber, and are formed between the inner surface of the article firing chamber and both side edges of each article mounting plate. By changing the position of the narrow passage for the passage of the combustion gas up and down, the residence time of the combustion gas in the article firing chamber becomes longer, improving the thermal efficiency in the article firing chamber and the combustion gas flow to the article. The article can be fired at a high temperature by making direct contact with the article, and the firing efficiency of the article can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a vertical front view showing a firing furnace according to a first embodiment of the present invention; FIG. 2 is a vertical side view showing a firing furnace according to a first embodiment of the present invention; FIG. FIG. 4 is an exploded perspective view showing a firing furnace according to a first embodiment; FIG. 4 is a vertical sectional front view showing a firing furnace according to a second embodiment of the present invention; FIG. FIG. 6 (A) is a cross-sectional plan view along arrow AA in FIG. 4, and FIG. 6 (B) is a cross-sectional plan view along arrow AA in FIG. Cross-sectional plan view along B
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