(57)【要約】【課題】遠心送風機の側板近傍における剥離を有効に低減し、風量の向上、送風効率の向上、送風音の低減を図る。【解決手段】主板１４および側板１５を有するとともに、これら主板１４および側板１５の間に多数枚の羽根１６，１６・・・を所定の翼角、所定の翼間隔で周方向に並設してなる遠心送風機であって、上記側板１５は、その回転軸方向の断面において、上記主板１４に対抗する気流ガイド面の形状が、曲線あるいは直線と曲線の組合せからなり、曲線部の曲率が周方向に変化している一方、空気吸込口周縁の直径及び軸方向の高さが周方向に一定であるようにした。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主板（１４）および側板（１５）を有するとともに、これら主板（１４）および側板（１５）の間に多数枚の羽根（１６），（１６）・・・を所定の翼角、所定の翼間隔で周方向に並設してなる遠心送風機であって、上記側板（１５）は、その回転軸方向の断面において、上記主板（１４）に対抗する気流ガイド面の形状が、曲線あるいは直線と曲線の組合せからなり、曲線部の曲率αが周方向に変化している一方、空気吸込口周縁の直径及び軸方向の高さが周方向に一定であることを特徴とする遠心送風機。
【請求項２】
側板（１５）の空気吹出口周縁と主板（１４）面との間の回転軸方向の距離が周方向に一定であることを特徴とする請求項１記載の遠心送風機。
【請求項３】
側板（１５）の空気吹出口周縁と主板（１４）面との間の回転軸方向の距離が周方向に変化していることを特徴とする請求項１記載の遠心送風機。
【請求項４】
多数枚の羽根（１６），（１６）・・・の１ピッチ間において、羽根（１６），（１６）・・・の負圧面側と接する側板（１５）面の曲率αが最も大きいことを特徴とする請求項１，２又は３記載の遠心送風機。
【請求項５】
多数枚の羽根（１６），（１６）・・・の１ピッチ間において、羽根（１６），（１６）・・・の負圧面側と接する側板（１５）面の曲率αが最も大きく、正圧面側と接する側板（１５）面の曲率αが最も小さいことを特徴とする請求項１，２又は３記載の遠心送風機。
【請求項６】
側板（１５）の曲線部の曲率αが空気吸込口から空気吹出口方向に変化していることを特徴とする請求項１，２，３，４又は５記載の遠心送風機。
【請求項７】
多数枚の羽根（１６），（１６）・・・のピッチが不等ピッチであり、側板（１５）の曲線部の曲率αの変化率が羽根（１６），（１６）・・・のピッチ間で異なっていることを特徴とする請求項１，２，３，４，５又は６記載の遠心送風機。
【請求項８】
多数枚の羽根（１６），（１６）・・・のピッチが不等ピッチであり、羽根（１１）全体の重心位置が回転軸上に重なるように側板（１５）の曲面形状が設定されていることを特徴とする請求項７記載の遠心送風機。
【請求項９】
空気調和機用室内機の送風機として構成されていることを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７又は８記載の遠心送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、遠心送風機の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばターボファン等の遠心送風機は、円形の主板および漏斗形状の側板を有するとともに、これら主板および側板の間の空気流路に多数枚の羽根を所定の翼角、所定の翼間隔で周方向に並設して構成されている。
【０００３】
このような遠心送風機の翼間流れは、多数枚の羽根の１ピッチ間で大きく変化する。しかし、同送風機の空気流路を形成する部材である上記主板と側板は、何れも周方向に一定の断面形状をなして構成されており、実際の翼間流れの変化に適切に対応していないため、特に側板面で剥離を生じ、性能を低下させていた。
【０００４】
そこで、従来、上記側板の後縁形状を隣り合う羽根との間が傾斜面となるように周方向に階段状に変化させることによって、その静圧および風量に応じてインペラ内での剥離が生じやすい領域を減少させ、空気の流れを空気流路を形成している主板、側板および羽根の各表面に対して可及的滑らかに沿わせるようにしたものがある（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２６３２９４号公報（明細書１−７頁、図１−８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、この発明は、あくまでも特定の静圧および風量に応じて部分的に側板の後縁形状を階段状に変化させることによって剥離域を小さくしているのみであり、運転領域全体に亘って側板の隣り合う羽根間全体の断面形状を考慮したものではないので、必ずしも有効に剥離を低減することができなかった。
【０００７】
また、羽根の負圧面側又は正圧面側の出口幅が狭くなり、吹き出し面積が小さくなる。
【０００８】
もちろん、羽根の負圧面側の出口幅と正圧面側のではの一方を狭くしても、他方側を広くすることはできるが、その場合、羽根車の構造が複雑になり、送風効率の低下が懸念される。
【０００９】
そこで、本願発明では、同問題を解決するために、上記側板の前縁から後縁にいたる回転軸方向の断面の曲面を周方向に適切に所定の曲率で曲面状に変化させることにより、側板の羽根間各断面において、より剥離が生じにくい最適な流れを実現することによって、有効に送風音を抑制するとともに可及的に送風効率を向上させた遠心式送風機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願発明は、同目的を達成するために、次のような課題解決手段を備えて構成されている。
【００１１】
（１）  請求項１の発明
この発明は、主板１４および側板１５を有するとともに、これら主板１４および側板１５の間に多数枚の羽根１６，１６・・・を所定の翼角、所定の翼間隔で周方向に並設してなる遠心送風機であって、上記側板１５は、その回転軸方向の断面において、上記主板１４に対抗する気流ガイド面の形状が、曲線あるいは直線と曲線の組合せからなり、曲線部の曲率αが周方向に変化している一方、空気吸込口周縁の直径及び軸方向の高さが周方向に一定であることを特徴としている。
【００１２】
このような構成によると、上記側板の空気吸込口周縁から空気吹出口周縁にいたる回転軸方向の断面の曲面が、周方向においてなる翼間流れの変化に対応して周方向に異なる曲率で滑らかに曲面状に変化することから、同側板の周方向の各断面において、より剥離が生じにくい最適な流れを実現することができ、効果的に送風音を抑制するとともに送風効率を向上させることができる。
【００１３】
（２）  請求項２の発明
この発明は、上記請求項１の発明の構成において、側板１５の空気吹出口周縁と主板１４面との間の回転軸方向の距離が周方向に一定であることを特徴としている。
【００１４】
このような構成によると、側板１５の空気吹出口周縁と主板１４面との間の回転軸方向の距離が周方向に一定である遠心送風機において、上記側板の空気吸込口周縁から空気吹出口周縁にいたる回転軸方向の断面の曲面が、周方向においてなる流れの変化に対応して周方向に異なる曲率で滑らかに曲面状に変化するものとなり、同側板の周方向の各断面において、より剥離が生じにくい最適な流れを実現することができ、効果的に送風音を抑制するとともに送風効率を向上させることができる。
【００１５】
（３）  請求項３の発明
この発明は、上記請求項１の発明の構成において、側板１５の空気吹出口周縁と主板１４面との間の回転軸方向の距離が周方向に変化していることを特徴としている。
【００１６】
このような構成によると、側板１５の空気吹出口周縁と主板１４面との間の回転軸方向の距離が周方向に変化する状態で、上記側板の空気吸込口周縁から空気吹出口周縁にいたる回転軸方向の断面の曲面が、周方向においてなる流れの変化に対応して周方向に異なる曲率で滑らかに曲面状に変化するものとなり、同側板の周方向の各断面において、より剥離が生じにくい最適な流れを実現することができ、効果的に送風音を抑制するとともに送風効率を向上させることができる。
【００１７】
（４）  請求項４の発明
この発明は、上記請求項１，２又は３の発明の構成において、多数枚の羽根１６，１６・・・の１ピッチ間において、羽根１６，１６・・・の負圧面側と接する側板１５面の曲率αが最も大きいことを特徴としている。
【００１８】
このような構成によると、上記側板の空気吸込口周縁から空気吹出口周縁にいたる回転軸方向の断面の曲面が、周方向においてなる流れの変化に対応して周方向に異なる曲率で滑らかに曲面状に変化することから、同側板の周方向の各断面において、より剥離が生じにくい最適な流れを実現することができ、効果的に送風音を抑制するとともに送風効率を向上させることができる。
【００１９】
（５）  請求項５の発明
この発明は、上記請求項１，２又は３の発明の構成において、多数枚の羽根１６，１６・・・の１ピッチ間において、羽根１６，１６・・・の負圧面側と接する側板１５面の曲率αが最も大きく、正圧面側と接する側板１５面の曲率αが最も小さいことを特徴としている。
【００２０】
このような構成によると、上記側板の空気吸込口周縁から空気吹出口周縁にいたる回転軸方向の断面の曲面が、周方向においてなる流れの変化に対応して周方向に異なる曲率で滑らかに曲面状に変化することから、同側板の周方向の各断面において、より剥離が生じにくい最適な流れを実現することができ、効果的に送風音を抑制するとともに送風効率を向上させることができる。
【００２１】
（６）  請求項６の発明
この発明は、上記請求項１，２，３，４又は５の発明の構成において、側板１５の曲線部の曲率αが空気吹出口方向に少しづつ変化していることを特徴としている。
【００２２】
このような構成によると、上記側板の空気吸込口周縁から空気吹出口周縁にいたる回転軸方向の断面の曲面が、周方向においてなる流れの変化に対応して周方向に異なる曲率αで滑らかに曲面状に変化するものとなることから、同側板の周方向の各断面において、より剥離が生じにくい最適な流れを実現することができ、効果的に送風音を抑制するとともに送風効率を向上させることができる。
【００２３】
（７）  請求項７の発明
この発明は、上記請求項１，２，３，４，５又は６の発明の構成において、多数枚の羽根１６，１６・・・のピッチが不等ピッチであり、側板１５の曲線部の曲率αの変化率が羽根１６，１６・・・のピッチ間で異なっていることを特徴としている。
【００２４】
このような構成によると、上記側板の空気吸込口周縁から空気吹出口周縁にいたる回転軸方向の断面の曲面が、周方向においてなる流れの変化に対応して周方向に異なる曲率で滑らかに曲面状に変化するものとなることから、同側板の周方向の各断面において、より剥離が生じにくい最適な流れを実現することができ、効果的に送風音を抑制するとともに送風効率を向上させることができる。
【００２５】
（８）  請求項８の発明
この発明は、上記請求項７の発明の構成において、多数枚の羽根１６，１６・・・のピッチが不等ピッチであり、羽根１１全体の重心位置が回転軸上に重なるように側板１５の曲面形状が設定されていることを特徴としている。
【００２６】
このような構成によると、上記側板の空気吸込口周縁から空気吹出口周縁にいたる回転軸方向の断面の曲面が、周方向においてなる流れの変化に対応して周方向に異なる曲率で滑らかに曲面状に変化するものとなることから、同側板の周方向の各断面において、より剥離が生じにくい最適な流れを実現することができ、効果的に送風音を抑制するとともに送風効率を向上させることができる。
【００２７】
（９）  請求項９の発明
この発明は、上記請求項１，２，３，４，５，６，７又は８の発明の構成において、空気調和機用室内機の送風機として構成されていることを特徴としている。
【００２８】
このような構成によると、上記請求項１，２，３，４，５，６，７又は８の発明の構成により、空気調和機用の室内機として最適な、送風音が低く、送風効率の高い高性能の遠心送風機を実現することができる。
【発明の効果】
【００２９】
以上の結果、本願発明によると、側板近傍における翼間流れの剥離を有効に低減し、効果的に風量の向上、送風効率の向上、送風音の低減を図ることが出来る。
【００３０】
したがって、空気調和機用の室内機に最適な低騒音・高性能の遠心送風機を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
（最良の実施の形態１）
図１〜図７は、例えば天井埋込型空気調和機に適用した本願発明の最良の実施の形態１に係る遠心送風機の構造を示している。この場合、遠心送風機として、例えばターボファンが採用されている。
【００３２】
図１中、先ず符号２は、当該天井埋込型空気調和機１のカセット型の本体ケーシングである。該本体ケーシング２は、その吸気・吹出パネル（下面パネル部）４が天井３と略同一平面状に連続するようにして、天井３内に埋設されている。
【００３３】
そして、上記本体ケーシング２の上記吸気・吹出パネル４には、中央部に方形の空気吸込口５が設けられ、さらに、その内側に遠心ファンの一例であるターボファン１１用のベルマウス６が連設されている。
【００３４】
また、上記本体ケーシング２の吸気・吹出パネル４の上記空気吸込口５の外周部４方には、所定の幅の空気吹出口９，９・・が設けられている。
【００３５】
そして、上記本体ケーシング２内には上記空気吸込口５から上記ベルマウス６を経て上記空気吹出口９，９・・方向に到る全周方向の通風路１０が形成されており、該通風路１０の上記ベルマウス６の背後（図示上部）中央に位置して、その空気吸込側（後述する側板１５側）が上記ベルマウス６に対応するターボファン（遠心送風機）１１がファンモータ１３およびファンモータ１３の回転駆動軸１３ａを介して上記本体ケーシング２の天板２ａに吊設されている。
【００３６】
また、同通風路１０には、該ターボファン１１を囲む状態で空気熱交換器１２が設けられている。
【００３７】
一方、該ターボファン１１は、上記ファンモータ１３の回転駆動軸１３ａに対して固定された円形の主板１４とターボファン羽根車内遠心方向への空気吸込口を形成する他端側漏斗形状の側板１５との間の空気流路に多数枚の羽根（動翼羽根）１６，１６・・・を所定の翼角、所定の翼間隔（不等ピッチ）で周方向に並設して構成されている。他方、その側板１５の筒状の空気吸込口側（図２〜図４では、上端側）周縁部内側には、上記ベルマウス６の下流側筒状の空気吹出口側周縁部が所定の隙間を保って相対回転可能に所定寸法遊嵌されている。
【００３８】
上記ベルマウス６は、上記ターボファン羽根車の空気吸込口を形成している上記側板１５の空気吸込口側周縁部に対して上記本体ケーシング２側空気吸込口５からの空気を羽根車内遠心方向にスムーズに流入させるために、図示のように吸気・吹出パネル４への取付縁部から内方に延び、その空気流上流側から空気流下流側にかけて次第に開口径が縮小した所定曲率半径の空気流入口部と空気流出口部とからなる気流ガイド面を有して構成されている。
【００３９】
そして、その形状により上記ターボファン羽根車の側板１５に対応して、上記ターボファン羽根車の空気吸込側の空気を当該空気吸込側において空気吹出側遠心方向にスムーズにガイドすることによって、送風時に生じる空力騒音を可能な限り低減するようにしている。
【００４０】
ところで、この実施の形態の場合、上記側板１５は、例えば図４〜図７に示すように、その回転軸方向の断面において、当該側板１５の空気吹出口側周縁１５ｂと主板１４面との間の回転軸方向の距離（空気吹出口の高さＨ）が周方向に一定であり、かつ上記主板１４に対抗する気流ガイド面の形状が、直線部ａと曲線部ｂとの組合せからなり、曲線部ｂの曲率αが図６および図７に示すように周方向にα1〜α2〜α3と変化している一方、空気吸込口側周縁（直線部ａの始端）１５ａの直径Ｒ1及び空気吹出口側周縁（曲線部終端）１５ｂの直径Ｒ2並びに回転軸方向の高さ（空気吹出口の高さ）Ｈが周方向に一定となっている。
【００４１】
そして、例えば図６および図７に示すように、上記多数枚の羽根１６，１６・・・の１ピッチ間において、上記羽根１６，１６・・・の負圧面側と接する側板１５面の曲率α3が最も大きく、正圧面側と接する側板１５面の曲率α1が最も小さく形成されている。
【００４２】
また、上記多数枚の羽根１６，１６・・・のピッチは不等ピッチであり、側板１５の曲線部ｂの曲率αが空気吸込口から空気吹出口方向にかけて少しづつ変化しており、上記側板１５の曲線部ｂの断面の曲率αの変化率が羽根１６，１６・・・のピッチ間で異なっている。
【００４３】
このような構成によると、上記側板１５の空気吸込口周縁１５ａから空気吹出口側周縁１５ｂにいたる回転軸方向の断面（図６）の曲面が、周方向において異なる翼間流れの変化に対応して周方向に異なる曲率で滑らかに曲面状に変化するようになることから、同側板１５の周方向の各断面において、より剥離が生じにくい最適な翼間流れを実現することができ、効果的に送風音を抑制するとともに送風効率を向上させることができる。
【００４４】
なお、図１〜図３の構成では、その図面の表現形態において、上記側板１５の周方向の曲率αの変化（α1〜α2〜α3の相違）を示すことが困難なために、特に曲率αの変化が分るようには表現できていないが、実際には上述のように変化している。
【００４５】
（最良の実施の形態２）
次に図８および図９は、本願発明の最良の実施の形態２に係る遠心送風機の側板の要部の構成を示している。
【００４６】
この実施の形態の側板１５でも、上記最良の実施の形態１のものと同様に、その回転軸方向の断面において、上記主板１４に対抗する気流ガイド面の形状が、やはり直線部ａと曲線部ｂの組合せからなり、その内の曲線部ｂの曲率αが周方向に変化しているが、同実施形態では、その場合において、さらに同側板１５の空気吹出口側周縁１５ｂと主板１４面との間の回転軸方向の距離（空気吹出口の高さＨ）をも周方向に変化（Ｈ1〜Ｈ2〜Ｈ3）させながら、上記曲線部ｂの曲率αを周方向に変化（α1〜α2〜α3）させたことを特徴とするものである。
【００４７】
このような構成の場合、羽根１６の空気吹出口側周縁１５ｂの正圧面側と負圧面側との間では階段状の段部が生じるが、隣合う羽根１６と羽根１６との間における空気吹出口側周縁１５ｂを含む側板１５の全体（直線部ａを除く部分）が周方向の吹出流れの相異に応じて周方向に曲率αを異にする最適な曲面形状となるので、上記最良の実施の形態１の場合よりも、より効果的に剥離を抑制することができるようになる。
【００４８】
（最良の実施の形態３）
次に図１０〜図１２は、本願発明の最良の実施の形態３に係る遠心送風機の羽根車部の構成を示している。
【００４９】
この実施の形態の側板１５では、上記最良の実施の形態２のものと同様に、その回転軸方向の断面において、上記主板１４に対抗する気流ガイド面の形状が、直線部ａと曲線部ｂの組合せからなり、曲線部ｂの曲率αが周方向に変化しており、さらに側板１５の空気吹出口側周縁１５ｂと主板１４面との間の回転軸方向の距離をも図示のごとく周方向に変化させながら、上記曲線部ｂの曲率αを周方向に変化（α1〜α2〜α3）させてはいるが、特に羽根１６の空気吹出口側周縁１５ｂの正圧面側と負圧面側との間で階段状の段部が生じないように、可能な限り滑らかな曲面変化としたことを特徴とするものである。
【００５０】
このような構成によれば、隣合う羽根１６と羽根１６との間における空気吹出口側周縁１５ｂを含む側板１５の全体（直線部ａを除く部分）が周方向の吹出流れの相異に応じて周方向に曲率αを異にする最適な曲面形状となるので、上記最良の実施の形態２の場合よりも、より効果的に剥離を抑制することができるようになる。
【００５１】
しかも、同構成では、そのようにした場合においても、空気吹出口の高さＨを十分に大きく取ることができ、従来のように上記羽根１６，１６・・・の負圧面側又は正圧面側の出口幅が相当に狭くなり、空気吹出流路の吹き出し面積が小さくなるといった問題も生じにくい。
【００５２】
（最良の実施の形態４）
次に図１３は、本願発明の最良の実施の形態４に係る遠心送風機の側板部の構成を示している。
【００５３】
この実施の形態の側板１５では、上記最良の実施の形態３のものと同様に、その回転軸方向の断面において、上記主板１４に対抗する気流ガイド面の形状が、直線部ａと曲線部ｂの組合せからなり、曲線部ｂの曲率αが周方向に変化しており、さらに側板１５の空気吹出口側周縁１５ｂと主板１４面との間の回転軸方向の距離（空気吹出口の高さＨ）をも周方向に変化（Ｈ1〜Ｈ2〜Ｈ3）させながら、しかも上記曲線部ｂの曲率αを周方向に変化させ、かつ、できるだけ上記羽根１６，１６・・・の空気吹出口側周縁１５ｂの正圧面側と負圧面側との間で階段状の段部が生じないようにし、しかも、空気吹出口の高さＨ（換言すると、空気吹出流路の吹き出し面積）が可及的に大きくなるように周方向に曲率αを変化させたことを特徴とするものである。
【００５４】
このような構成によれば、隣合う羽根１６と羽根１６との間における空気吹出口側周縁１５ｂを含む側板１５の全体（直線部ａを除く部分）が周方向の吹出流れの相異に応じて周方向に曲率αを異にする最適な曲面形状となるので、やはり上記最良の実施の形態２の場合よりも、より効果的に剥離を抑制することができるようになる。
【００５５】
しかも、同構成では、図１３から明らかなように、空気吹出口の高さＨを周方向の広い角度範囲（１ピッチ間の略全域）に亘って高くすることができ、上述した羽根１６，１６・・・の負圧面側又は正圧面側の出口幅が狭くなり、空気吹出流路の吹き出し面積が小さくなる従来の問題を、より効果的かつ確実に解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】天井埋込型空気調和機に適用した本願発明の最良の実施の形態１に係る遠心ファンおよび同遠心ファンを適用して構成した空気調和機の構成を示す断面図である。
【図２】同遠心ファンの羽根車の斜視図である（この場合、図１とは上下を逆にして示している。以下の各図においても同じ）。
【図３】同遠心ファンの羽根車の羽根部の拡大側面図である。
【図４】同遠心ファンの羽根車の羽根の構成を示す一部拡大断面図である。
【図５】同遠心ファンの側板と羽根との関係を示す平面図である。
【図６】同遠心送風機の側板の構成を示す説明用の断面図である。
【図７】同遠心送風機の側板の周方向における曲率αの羽根間の変化と出口側の高さＨとの関係を示す図である。
【図８】天井埋込型空気調和機に適用した本願発明の最良の実施の形態２に係る遠心送風機の側板の構成を示す説明用断面図である。
【図９】同遠心送風機の側板の周方向における曲率半径αの羽根間の変化と出口側の高さＨとの関係を示す図である。
【図１０】本願発明の最良の実施の形態３に係る遠心送風機の羽根車の構成を示す斜視図である。
【図１１】同遠心送風機の羽根車の羽根部の側面図である。
【図１２】同遠心送風機の側板の周方向における曲率半径αの羽根間の変化と出口側の高さＨとの関係を示す図である。
【図１３】本願発明の最良の実施の形態４に係る遠心送風機の側板の周方向における曲率半径αの羽根間の変化と出口側の高さＨとの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
６はベルマウス、１０は通風路、１１はターボファン、１４は主板、１４ａはハブ、１５は側板、１６は羽根である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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