(57)【要約】【課題】燃焼補正が容易に行え常に安心して使用出来る燃焼装置を提供する。【解決手段】Ｌｏ燃焼からＨｉ燃焼の間で熱要求に応じた燃焼を行うもので、この燃焼範囲を複数に分割して、分割した燃焼範囲毎に油量補正及び風量補正の少なくともどちらか一方を行うようにしたので、各分割単位での補正が可能で一箇所の補正が全燃焼範囲に影響することがなく、極めて簡単に補正が出来て常に良好な燃焼が得られるものであり、個々の部品のバラツキにも容易に対応可能で使用勝手が良いものである。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｌｏ燃焼からＨｉ燃焼の間で熱要求に応じた燃焼を行うもので、この燃焼範囲を複数に分割して、分割した燃焼範囲毎に油量補正及び風量補正の少なくともどちらか一方を行うようにした事を特徴とする燃焼装置。
【請求項２】
加熱用ヒ−タを備え流量ポンプから供給される燃油を気化する気化器と、該気化器に燃焼用の一次空気を供給すると共にバ−ナ部に二次空気を供給する送風機と、該送風機の送風口と気化器及びバ−ナ部とを連通する送風路と、前記送風路に連通する気化器の噴出口には一次空気を案内する案内路とが備えられ、更にこの案内路より風上側には、送風路の断面積を開閉の２位置で制御するダンパを備え、前記ダンパの開位置と閉位置に分けて個別に、油量補正或いは風量補正の一方或いは両方が行えるようにした事を特徴とする燃焼装置。
【請求項３】
前記油量補正或いは風量補正は、着火時も単独で補正出来るようにした事を特徴とする請求項１及び２記載の燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は暖房器や給湯機の燃焼部を構成する加熱用ヒ−タを備えた気化式の石油燃焼装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来よりこの種のものでは、Ｌｏ燃焼範囲ではダンパによって送風路を閉成するようにすることで、送風圧を上げながら燃焼空気量の下限値を下げられ、結果的に燃焼可変範囲を広くすることが出来るようにしたものであった。（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特開平８−２１６０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところでこの従来のものでは、Ｌｏ燃焼側の一点で油量補正或いは風量補正を行った場合、Ｈｉ燃焼側は勿論、燃焼範囲全体に影響してＬｏ燃焼は良好な燃焼が得られるが、着火時やＨｉ燃焼は異常燃焼するなどして、全燃焼範囲で良好な燃焼を得るには、微妙な調節が必要で時間もかかるものであり、又器具によって、部品のバラツキもあり全て一律に補正することも出来ないと言う問題点を有するものであった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この発明はこの点に着目し上記問題点を解決する為、特にその構成を請求項１では、Ｌｏ燃焼からＨｉ燃焼の間で熱要求に応じた燃焼を行うもので、この燃焼範囲を複数に分割して、分割した燃焼範囲毎に油量補正及び風量補正の少なくともどちらか一方を行うようにしたものである。
【０００５】
又請求項２では、加熱用ヒ−タを備え流量ポンプから供給される燃油を気化する気化器と、該気化器に燃焼用の一次空気を供給すると共にバ−ナ部に二次空気を供給する送風機と、該送風機の送風口と気化器及びバ−ナ部とを連通する送風路と、前記送風路に連通する気化器の噴出口には一次空気を案内する案内路とが備えられ、更にこの案内路より風上側には、送風路の断面積を開閉の２位置で制御するダンパを備え、前記ダンパの開位置と閉位置に分けて個別に、油量補正或いは風量補正の一方或いは両方が行えるようにしたものである。
又請求項３では、前記油量補正或いは風量補正は、着火時も単独で補正出来るようにしたものである。
【発明の効果】
【０００６】
この発明によれば、ダンパ閉位置のＬｏ燃焼範囲と、ダンパ開位置のＨｉ燃焼範囲とで、それぞれ個別に油量補正或いは風量補正を行うようにしたことで、各分割単位での補正が可能で一箇所の補正が全燃焼範囲に影響することがなく、極めて簡単に補正が出来て常に良好な燃焼が得られるものであり、個々の部品のバラツキにも容易に対応可能で使用勝手が良いものである。
更にＬｏ燃焼範囲の一番下の火力である着火時も、単独で油量補正或いは風量補正が行えるようにすれば、最重要な着火が確実に行えるように補正出来、常に確実な着火が得られ安心して使用出来るものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
次にこの発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
１はアルミダイキャストから成る横椀状の気化器で、正面は燃料噴射ノズル２及び一次空気の噴出口３を備えた蓋体４で閉塞され、底部に仕切壁５で２つに仕切られた混合ガスの流出口６を形成している。
【０００８】
前記気化器１は燃料噴射ノズル２と対向する内面を、該燃料噴射ノズル２に対して垂直に形成し垂直気化面７とすると共に、燃油が吹き付けられる部分は該燃油の均一な拡散を計る為に平坦面８とし、更にこの平坦面８の周囲には長さの異なる複数個のビ−ド９を水平方向で且つそれぞれ平行に複数段配置して、流下する燃油の蛇行路１０を形成しているものである。
【０００９】
又上記平坦面８及び蛇行路１０は、燃料噴射ノズル２の噴射孔１１が左右に１つずつ形成されているので、これに対向して垂直気化面７上の左右にそれぞれ１つずつ設けられている。
【００１０】
１２は気化器１に鋳込まれたＵ字状のシ−ズヒ−タから成る加熱用ヒ−タで、垂直気化面７上方から燃料噴射ノズル２側に突出し、該垂直気化面７の上方空間を覆う上側壁１３と、垂直気化面７下方から稍突出し流出口６を形成する下側壁１４とに鋳込まれているものである。
【００１１】
１５は気化器１の蛇行路１０最終端に備えられた平面から見て台形の案内壁で
、気化器１内で形成される気化ガスと燃焼用一次空気による混合ガスを、底部の２つの流出口６にスム−ズに分割して案内するものである。
【００１２】
１６は気化器１下部に備えられたアルミダイキャスト製の混合室で、流出口６に連通し混合ガスの整流を行うように１段下方に凹ませて大容量とした整流室１７と、該整流室１７に連通し先細状に区画成形され間に下方に連通する二次空気室１８を交互に有する複数のガス室１９とを一体成形して構成され、更に整流室１７底部にはＵ字状のシ−ズヒ−タから成る補助ヒ−タ２０が鋳込まれており、予熱時の一定時間のみ通電され混合室１６を予熱するものである。
【００１３】
又上記混合室１６内面には、耐熱塗料を塗布し微細凹凸の塗装面２１を形成することで、混合ガスの流通抵抗として該混合ガスの噴出速度を均一にすると共に整流の促進を計るものである。
【００１４】
２２は各ガス室１９入口に上方から垂下して備えられた整流板で、一枚板に切欠部と屈曲片とを交互に形成して構成され、ガス室１９入口面積の約１／６を上方から閉塞することによって、ガス室１９への送風力を抑制して全体的に均一な火炎を形成するようにしているものである。
【００１５】
２３は混合室１６のガス室１９及び二次空気室１８上で気化器１の背面側に形成されたバ−ナ部で、前記ガス室１９上に固定される凸状の炎孔部２４と、該隣接する炎孔部２４間の凹部で形成され二次空気室１８と連通した二次空気供給部２５とで構成され、炎孔部２４頂部にはほぼ中央部から側壁まで延設された細長逆Ｌ字状の炎孔２６が、長手方向に沿って左右交互に形成され、更に二次空気供給部２５底部には二次空気室１８と連通する二次空気孔２７を、炎孔部２４のフランジ部２８に形成した小孔を重合して形成することで、炎孔２６との距離を取り確実に二次空気の整流が行えるようにしているものである。
【００１６】
２９は炎孔部２４両側に固着された保炎ガイドで、炎孔２６と対向する上部を該炎孔２６とは反対側の斜め上方に向かって屈曲させ、炎孔２６に形成される火炎の広がりを抑制すると共に下方から供給される二次空気の案内を行うものである。
【００１７】
３０は炎孔部２４内に備えられた耐熱性の整流アミで、線径０．２９ｍｍの線材を３６メッシュに編み上げて構成され、炎孔２６から噴出する混合ガスの最後の整流を行うものである。
【００１８】
３１は気化器１背面からバ−ナ部２３上に突出した縦長の吸熱フィンで、燃焼ガスとの接触面積を多くしてヒ−トバック量を増大させる為に複数に分割形成され、燃焼時には燃焼熱のヒ−トバックを気化熱として利用し加熱用ヒ−タ１２の省電力化を計るものであり、上端はバ−ナ部２３側に向かって下り傾斜した傾斜部３２とし、上昇してくる燃焼熱の抜けを良くしているものである。
【００１９】
更に前記各吸熱フィン３１間下部には炎孔部２４が位置するように配設され、そしてこの吸熱フィン３１間の炎孔部２４には他の炎孔２６の約１０倍の大きさとなる２つの四角形から成る大炎孔３３を形成し、又各吸熱フィン３１の突出端面には下端から上端へ抜ける縦溝３４をほぼ中央部に１本設け、大火力燃焼時には大炎孔３３に形成される火炎の広がりで、この縦溝３４にも火炎が入り込み吸熱面積が増大するように構成されているものである。
【００２０】
３５は吸熱フィン３１上方に備えられたＬ字状の抑止板で、気化器１側から吸熱フィン３１上約２／３まで張り出して該吸熱フィン３１間及び縦溝３４上を覆い、この間を上昇して来る燃焼熱の上昇力を抑制するものであり、又吸熱フィン３１上方全体を覆うまで張り出させた場合には、抑止板３５自体にスリットや穴を形成して抑制力を調節するようにしても良いものである。
【００２１】
３６は吸熱フィン３１間の気化器１背面壁に横方向Ｒ状の凸部を複数個連続して形成した凹凸面で、吸熱面積を増大させると共に、燃焼熱の上昇力を制御し十分なヒ−トバックを得るようにしているもので、特にＲ形状であるから燃焼熱に乱流を起こさせることなく、スム−ズにその上昇力のみを抑制することが出来るものである。
【００２２】
３７は気化器１背面を露呈させバ−ナ部２３の上方を囲った上方開放の燃焼室で、外周は所定間隔を介してカバ−枠３８で覆われており、更に吸熱フィン３１上方の壁面には、一定間隔で横列した複数個の第１噴出孔３９と、該第１噴出孔３９前方を閉塞し上方開放とした第１案内片４０とから成る第１空気噴出部４１が備えられ、燃焼室３７内に二次空気を噴出して火炎の回り込みを防止するものである。
【００２３】
更に前記燃焼室３７の気化器１背面と対向する一側壁下部には、一定間隔で横列した複数個の第２噴出孔４２と、該第２噴出孔４２前方を閉塞し上方は開放とした第２案内片４３とから成る第２空気噴出部４４が備えられ、燃焼室３７内に二次空気を噴出し火炎の片寄りを抑制すると共に、エア−カ−テン作用で一側壁の焼損を防止するものである。
【００２４】
又前記燃焼室３７とカバ−枠３８との所定間隔は、混合室１６外周上端部分から仕切板４５で燃焼室３７側と混合室１６側とに上下に仕切られ、上方を燃焼室３７冷却用の冷却流路４６とすると共に下方を混合室１６保温用の保温流路４７としており、この冷却流路４６と保温流路４７とは気化器１の反対側の混合室１６先端部でのみ連通しているものである。
【００２５】
４８は燃焼量に応じて回転数が制御される送風機で、送風路４９上面に設けた送風口５０を介して該送風路４９とほぼ直角状に連通し、更に送風路４９は気化器１の噴出口３に一端を開口し燃料噴射ノズル２を上方に固着した案内路５１と連通し、該案内路５１を介して燃焼用の一次空気を供給するものである。
【００２６】
又送風路４９中で案内路５１に流通しなかった燃焼空気は、気化器１外周を通り燃焼室３７を冷却した後、保温流路４７を通って二次空気孔２７からバ−ナ部２３に燃焼用の二次空気として供給されるものである。
【００２７】
５２は上記案内路５１より風上側に備えられた逆Ｌ字状のダンパで、Ｌｏ燃焼範囲Ｂてはステッピングモ−タ５３の駆動で立設し、送風口５０を閉塞する閉位置とし、送風路４９をダンパ５２外周の送風隙間５４と、案内路５１の延長線上部分に備えた直径４mmで４個の通気孔５５のみの通気面積として、送風圧と送風量とを同時に低減してＬｏ燃焼に応じた最適な燃焼空気量とするものであり、このＬｏ燃焼範囲Ｂの最小火力位置を着火燃焼範囲Ｃとするものであり、又Ｈｉ燃焼範囲Ａでは送風口５０下方に傾斜して開位置とし送風の案内を行い乱流を防止出来るものである。
【００２８】
５６はステッピングモ−タ５３に連結した駆動軸で、ダンパ５２下端を貫通固着すると共に軸支部５７に回動自在に軸支されている。
【００２９】
５８は燃料噴射ノズル２に送油管５９を介して燃油を圧送する流量ポンプで、送風機４８及びダンパ５２と連動して燃油の供給量を負荷に応じて可変し、ＨｉからＬｏ、着火燃焼までバ−ナ部２３の燃焼量を制御するものである。
【００３０】
６０はダンパ５２を立設状態に規制するストッパ−、６１は遮熱板である。
【００３１】
次に図８に示す電気回路のブロック図について説明すれば、バーナ部２３の燃焼量に関する熱要求がマイコン６２に入力することで、該マイコン６２が演算し送風機４８の回転数を制御すると共に、流量ポンプ５８を周波数と２つのオンタイム切替えによって制御するものであり、マイコン６２内にはＨｉ燃焼範囲Ａ内の油量及び風量の補正を行うＨｉ燃焼補正部６３と、Ｌｏ燃焼範囲Ｂ内の油量及び風量の補正を行うＬｏ燃焼補正部６４と、着火燃焼範囲Ｃ内の油量及び風量の補正を行う着火燃焼補正部６５とがそれぞれ独立して設けられ、入力側には各補正部６３、６４、６５の補正値を設定調節するデップスイッチ等から成る油量調整部６６と風量調整部６７とが備えられている。
【００３２】
又上記マイコン６２には、４４０００Kｃａｌ/h〜１４０００Kｃａｌ/hをＨｉ燃焼範囲Ａ、１６０００Kｃａｌ/h〜８０００Kｃａｌ/hをＬｏ燃焼範囲Ｂ、Ｈｉ燃焼範囲Ａでの流量ポンプ５８のオンタイムを８．７ｍｓ、Ｌｏ燃焼範囲Ｂ及び着火燃焼範囲Ｃのオンタイムを４．４ｍｓとし、各燃焼範囲中での流量ポンプ５８の基準周波数や送風機４８の基準回転数及び油量補正値、風量補正値が予め記憶されているものである。
【００３３】
更に流量ポンプ５８を周波数と２つのオンタイムで制御するのは、該流量ポンプ５８のプランジャー（図示せず）の上下動制御による供給量の増減に関係する駆動周波数制御では、下げ過ぎると脈動燃焼が起こり、又上げすぎると供給量が増加しない領域がある為、必要とするカロリーを得るには、プランジャーのストロークを制御するオンタイムを上記のように切替える必要があるからである。
【００３４】
次にこの発明の実施形態の作動について説明する。
今加熱用ヒ−タ１２に通電し気化器１を所定温度まで加熱すれば、これを適所に備えた温度センサ−（図示せず）で検知し、送風機４８及び流量ポンプ５８を駆動させることで、気化器１には燃料噴射ノズル２から燃油が、又噴出口３からは燃焼用の一次空気がそれぞれ供給される。
【００３５】
そして気化器１では、燃料噴射ノズル２から噴射された燃油は、垂直気化面７の平坦面８に衝突し凹凸がないので均一に周囲に拡散するが、直ぐには落下せず周囲のビ−ド９上を供給される一次空気の送風力もあって蛇行路１０に沿って順次移動し、十分な気化時間となって気化が促進されると共に、ビ−ド９による凹凸で供給される一次空気も乱流を起こし気化ガスとの混合も十分に行われ、良好な混合ガスを得ることが出来るものである。
【００３６】
従って、垂直気化面７によって軽量・コンパクトな気化器１を得て、小型で強力な燃焼装置が得られると共に、気化能力を低下させることなく常に十分な混合ガスを形成することが出来るものである。
【００３７】
又垂直気化面７で気化された気化ガスは、該垂直気化面７に衝突して跳ね返される一次空気と共に、横椀状の気化器１内で加熱用ヒ−タ１２を備えた上下側壁１３・１４側に流れるが、この上下側壁１３・１４は加熱用ヒ−タ１２によって十分加熱されているので、気化ガスの気化は更に促進されると共に、一次空気も良好に加熱され、しかも気化器１は横椀状で気化ガスと一次空気とは直ぐには流出せず、ある程度気化器１内にとどまり十分混合した後、流出口６から流出されるものである。
【００３８】
一方この流出口６から流出した混合ガスは混合室１６内に流入するが、該混合室１６は上記気化器１の予熱と同時に通電される補助ヒ−タ２０によって一定時間加熱され、高温の予熱状態が維持されているので、流入した混合ガスは液化することながないものである。
【００３９】
そして、混合ガスは整流室１７で整流を促進した後、直ぐに複数のガス室１９に細かく分割して流入し、内壁面の塗装面２１による微細凹凸と先細形状とによって、炎孔部２４の炎孔２６から噴出する混合ガスの噴出速度は、長手方向に関係なく全体が均一となり、又混合ガスは炎孔２６から噴出される直前に整流アミ３０を通過して最後に整流されて噴出し、適宜点火手段（図示せず）で点火されれば燃焼が開始されるものである。
【００４０】
又この燃焼時吸熱フィン３１間では、炎孔部２４の大炎孔３３が多量の混合ガスの供給を受けて他の炎孔２６に比べて大火炎で燃焼し、吸熱フィン３１間のみにヒ−トバック専用の火炎が形成されるＬｏ燃焼時でも、ある程度良好なヒ−トバック量を得ることが出来るものであり、更にＨｉ燃焼時には、大炎孔３３に形成される火炎の広がりによって、隣接する吸熱フィン３１の縦溝３４内に両側から火炎が入り込み、この縦溝３４内を下端から上端にかけて火炎が通過することで、実質的に吸熱面積が増大したこととなり、気化量が増えるＨｉ燃焼時でも十分なヒ−トバック量を得て良好な燃焼が行えるものである。
【００４１】
従って、ヒ−トバック量がそれほど多く必要でないＬｏ燃焼時には、通常のヒ−トバックが行われ多すぎることによる気化器１の溶解を防止出来、多量のヒ−トバック量が必要なＨｉ燃焼時には、火炎の広がりと縦溝３４を利用して自然にヒ−トバック量が増大することが出来、即ち火力に応じて自動的に吸熱面積を増減出来、常に最適な気化熱で良好な気化が行え良好な燃焼が維持されるものであり、勿論、燃焼開始後は加熱用ヒ−タ１２に通電する必要もなく確実に省電力化を計ることが出来るものである。
【００４２】
更にこの燃焼時吸熱フィン３１間及び縦溝３４内を上昇する燃焼熱は、上方の抑止板３５によって上昇力を抑制され、そして吸熱フィン３１上端の傾斜部３２から斜め上方に抜けるものであり、従って傾斜部３２と抑止板３５との組み合せで、吸熱フィン３１間及び縦溝３４内に熱気をこもらせて異常加熱状態とすることなく、燃焼熱を傾斜部３２と抑止板３５との間から容易に抜けさせることで、上昇力をある程度抑制しながら良好なヒ−トバック量を得るようにしているものである。
【００４３】
一方実線で示すＨｉ燃焼範囲Ａでは、図９に示す如く燃焼量がＨｉ燃焼範囲Ａの最大のａ点ではダンパ５２は開、送風機４８の回転数も最大の状態に設定され、燃焼量を少なくする為に流量ポンプ５８の周波数を下げると共に、送風機４８の回転数を減少させてくると、Ｈｉ燃焼範囲Ａの最小のｂ点に達し、この状態でもダンパ５２はまだ開状態である。
【００４４】
そしてこのｂ点より更に燃焼量を下げる場合には、ダンパ５２を閉にし送風機４８の回転数を上昇させれば、同じく実線のＬｏ燃焼範囲Ｂのｃ′点に達し、更にｄ点まで燃焼量を低下させることが出来るものであり、逆にダンパ５２を開する時には、Ｌｏ燃焼範囲Ｂの最大燃焼量のｃ点に達し更に燃焼量を上げる時に、ダンパ５２を開すると共に送風機４８の回転数を下げれば、Ｈｉ燃焼範囲Ａのｂ′点に移行され、ダンパ５２の開閉でＡ、Ｂ２つの安定燃焼領域で広い燃焼可変範囲を得ることが出来るものである。
更にＬｏ燃焼範囲Ｂの最小火力点のｄ点は、一点のみではあるが着火燃焼範囲Ｃを兼用しているものである。
【００４５】
次に燃焼量の補正を行う場合、先ずダンパ５２の開位置であるＨｉ燃焼範囲Ａが部品のバラツキ等で通常の燃焼範囲を外れている時は、油量調整部６６及び風量調整部６７を調整して、Ｈｉ燃焼補正部６３で補正値を入れ替えることにより、図９のＨｉ燃焼範囲Ａの上下に点線で示される補正値となり、バラツキを吸収する補正値を選択することで、良好な燃焼を常に得られるものである。
【００４６】
一方ダンパ５２の閉位置であるＬｏ燃焼範囲Ｂを補正する場合には、油量調整部６６及び風量調整部６７を調整して、Ｌｏ燃焼補正部６４で補正値を入れ替えることにより、図９のＬｏ燃焼範囲Ｂの上下に点線で示される補正値となり、バラツキを吸収する補正値を選択することで、良好な燃焼を常に得られるものである。
【００４７】
更にダンパ５２の閉位置である着火燃焼範囲Ｃを補正する場合にも、油量調整部６６及び風量調整部６７を調整して、着火燃焼補正部６５で補正値を入れ替えることにより、図９の着火燃焼範囲Ｃの上下に点線で示される補正値となり、バラツキを吸収する補正値を選択することで、良好な着火を常に得ることが出来るものである。
【００４８】
以上のように、燃焼範囲を複数に分割し、この分割した複数の燃焼範囲毎に補正を可能とすることで、補正作業を簡単に出来、特に製造ライン上で一台ずつ燃焼確認しながら調整作業を容易に行え、効率の良い作業が行えるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】この発明の実施形態を付した気化式石油燃焼装置の断面図。
【図２】同燃焼室の横断面図。
【図３】同バ−ナ部の断面図。
【図４】同送風路の断面図
【図５】同バ−ナ部の分解斜視図。
【図６】同バ−ナ部の拡大断面図。
【図７】同気化器の正面図。
【図８】同要部電気回路のブロック図。
【図９】同油量と送風機回転数との関係を示す特性図。
【符号の説明】
【００５０】
１  気化器
３  噴出口
１２  加熱用ヒ−タ
２３  バ−ナ部
４８  送風機
４９  送風路
５０  送風口
５１  案内路
５２  ダンパ
５８  流量ポンプ
６３  Ｈｉ燃焼補正部
６４  Ｌｏ燃焼補正部
６５  着火燃焼補正部
６６  油量調整部
６７  風量調整部
Ａ  Ｈｉ燃焼範囲
Ｂ  Ｌｏ燃焼範囲
Ｃ  着火燃焼範囲
【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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