JPH0141002B2 - - Google Patents
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- JPH0141002B2 JPH0141002B2 JP57156232A JP15623282A JPH0141002B2 JP H0141002 B2 JPH0141002 B2 JP H0141002B2 JP 57156232 A JP57156232 A JP 57156232A JP 15623282 A JP15623282 A JP 15623282A JP H0141002 B2 JPH0141002 B2 JP H0141002B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- impedance
- thermistor
- temperature detection
- polymer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Resistance Heating (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は、芯糸上に順次内巻電極用導体、高分
子感温体、外巻電極用導体を設けた可撓性線状の
温度検知線に関するもので、特に電気カーペツト
等の大形採暖具に用いる長尺の温度検知線に関す
る。 従来例の構成とその問題点 高分子感温体を用いた可撓性線状のプラスチツ
クサーミスタと呼ばれるこの種の温度検知線は、
電気毛布、電気カーペツト等の面状採暖具に広く
用いられている。 第1図はこの温度検知線の構造を示す。1は芯
糸、2は芯糸にらせん状に巻きつけた内巻電極用
導体、3はその外側に被覆した高分子感温体層、
4はその外側にらせん状に巻きつけた外巻電極用
導体、5は絶縁外皮、6は接着用被覆層である。 第2図は上記の温度検知線を利用した温度制御
回路のブロツク図を示す。7は温度検知線を示
し、抵抗RSと直列に接続されて、電源8の
AC100Vを分圧する。9は検知線に並列に接続し
た放電管、例えばネオンランプである。10は加
熱用ヒータ、11はサイリスタなどの電力制御回
路、12はネオンランプ9と電力制御回路11の
ゲートとの間に挿入した温度制御回路である。 温度が低いときは、高分子感温体のインピーダ
ンスが高いため、検知線に並列接続されたネオン
ランプの点灯により温度制御回路12が作動し、
電力制御回路11をトリガーとして、ヒータ10
に通電される。ヒータの発熱により温度が上昇
し、設定温度に達すると、検知線のインピーダン
スが減少し、これへの印加電圧がネオンランプの
放電開始電圧のピーク値以下となるためネオンラ
ンプが消灯し、電力制御回路がオフし、ヒータへ
の通電が停止する。このようにして設定温度に調
節される。 温度検知線は、上記のような二重巻線構造で、
採暖具の大きさやヒータのパターンに合わせて、
適切な長さで使用されている。この温度検知線
は、配設された採暖具の平均温度を検知するが、
長さ方向にサーミスタ材料である高分子感温体が
並列構造で構成されているため、局所的な過熱を
優先的に信号としてとり出し、局部過熱温度を極
小におさえるという機能を発揮する。 従来、この種の温度検知線は電気毛布を中心に
発展してきたが、電気カーペツトの出現とその大
形化に伴い、長尺で使用する用途が増している。
この場合、温度検知線の端子間のインピーダンス
が長さに逆比例して低下することにより、回路的
に使用が難しいという欠点がある。すなわち、温
度設定のための電圧分割やサーミスタブレークダ
ウン(自己発熱による焼損)防止の電流制限の目
的より、第2図のように直列に抵抗RSを接続す
るが、サーミスタブレークダウンを防ぐために
は、低抗RSを約20KΩ以上として温度検知線に流
れる電流を制限する必要がある。そこで、例えば
ネオンランプ9の点滅(放電開始電圧68Vpeak)
を利用する場合、温度検知線の約50〜60℃におけ
るインピーダンスと抵抗RSが電源100Vを丁度
子感温体、外巻電極用導体を設けた可撓性線状の
温度検知線に関するもので、特に電気カーペツト
等の大形採暖具に用いる長尺の温度検知線に関す
る。 従来例の構成とその問題点 高分子感温体を用いた可撓性線状のプラスチツ
クサーミスタと呼ばれるこの種の温度検知線は、
電気毛布、電気カーペツト等の面状採暖具に広く
用いられている。 第1図はこの温度検知線の構造を示す。1は芯
糸、2は芯糸にらせん状に巻きつけた内巻電極用
導体、3はその外側に被覆した高分子感温体層、
4はその外側にらせん状に巻きつけた外巻電極用
導体、5は絶縁外皮、6は接着用被覆層である。 第2図は上記の温度検知線を利用した温度制御
回路のブロツク図を示す。7は温度検知線を示
し、抵抗RSと直列に接続されて、電源8の
AC100Vを分圧する。9は検知線に並列に接続し
た放電管、例えばネオンランプである。10は加
熱用ヒータ、11はサイリスタなどの電力制御回
路、12はネオンランプ9と電力制御回路11の
ゲートとの間に挿入した温度制御回路である。 温度が低いときは、高分子感温体のインピーダ
ンスが高いため、検知線に並列接続されたネオン
ランプの点灯により温度制御回路12が作動し、
電力制御回路11をトリガーとして、ヒータ10
に通電される。ヒータの発熱により温度が上昇
し、設定温度に達すると、検知線のインピーダン
スが減少し、これへの印加電圧がネオンランプの
放電開始電圧のピーク値以下となるためネオンラ
ンプが消灯し、電力制御回路がオフし、ヒータへ
の通電が停止する。このようにして設定温度に調
節される。 温度検知線は、上記のような二重巻線構造で、
採暖具の大きさやヒータのパターンに合わせて、
適切な長さで使用されている。この温度検知線
は、配設された採暖具の平均温度を検知するが、
長さ方向にサーミスタ材料である高分子感温体が
並列構造で構成されているため、局所的な過熱を
優先的に信号としてとり出し、局部過熱温度を極
小におさえるという機能を発揮する。 従来、この種の温度検知線は電気毛布を中心に
発展してきたが、電気カーペツトの出現とその大
形化に伴い、長尺で使用する用途が増している。
この場合、温度検知線の端子間のインピーダンス
が長さに逆比例して低下することにより、回路的
に使用が難しいという欠点がある。すなわち、温
度設定のための電圧分割やサーミスタブレークダ
ウン(自己発熱による焼損)防止の電流制限の目
的より、第2図のように直列に抵抗RSを接続す
るが、サーミスタブレークダウンを防ぐために
は、低抗RSを約20KΩ以上として温度検知線に流
れる電流を制限する必要がある。そこで、例えば
ネオンランプ9の点滅(放電開始電圧68Vpeak)
を利用する場合、温度検知線の約50〜60℃におけ
るインピーダンスと抵抗RSが電源100Vを丁度
【式】と52Vに電圧分割されるように
設定されなければならない。そのためこの場合
は、長尺温度検知線は約50〜60℃で22KΩ以上
(20KΩ×52/48)でなければならないという制
限がつく。 発明の目的 本発明は、上記のような制限のもとで、サーミ
スタブレークダウンを生じることなく、長尺物と
しての使用に適した温度検知線を提供することを
目的とする。 発明の構成 本発明の温度検知線は、軸糸上に順次内巻電極
用導体、高分子感温体、外巻電極用導体を同心状
に設けた構成で、前記高分子感温体として、60
℃、60Hzにおけるインピーダンスが5×108〜3
×109Ω・cmであり、60〜100℃におけるサーミス
タB定数が8000〓以上のものを用いたことを特徴
とする。 さらに詳しく説明すると、温度検知線は第1図
のように構成されており、その電気的な等価回路
は抵抗Rと容量Cの並列回路で近似される。この
RとCの値は高分子感温体の特性(比抵抗ρ、誘
電率ε)と厚みおよび電極構造によつて決定され
る。本発明に用いる高分子感温体は、イオン性物
質を絶縁性高分子に添加してなるイオン伝導性高
分子感温体が適し、第3図のような特性をもつよ
うに設定される。なお、ZSPは体積固有インピー
ダンス、ρは比抵抗、XCは容量性リアクタンス
である。すなわち、一般商用周波数である。60Hz
において60℃の体積固有インピーダンスZSPが5
×108〜3×109Ω・cmである高分子感温体を用い
れば、第1図のような温度検知線は、その巻線構
造にも依存するが、60℃で30m当り約3×104〜
2×105Ωのインピーダンスを示す。なぜなら温
度検知線の1m当りのインピーダンスZ(Ω)値
は、その構造仕様によつても変わるが、高分子感
温体の体積固有インピーダンスZSP(Ω・cm)値の
約1/500程度である。したがつて30m当りのイン
ピーダンスZはZSP・1/500・1/303×104〜2
×105Ωとなるのである。この場合第2図で示す
抵抗RSを約2.8×104〜1.8×105Ωとすると、電源
100Vを48Vと52Vに電圧分割できるため、ネオン
ランプ9の点滅を利用できる。なお、この抵抗
RSの値約2.8×104〜1.8×105Ωは前述のようにサ
ーミスタブレークダウンを防ぐのに最小限必要な
抵抗値22KΩを上回つているので支障はない。 次に300m当りの温度検知線のインピーダンス
ZはZSP・1/500・1/3003×103〜2×104Ωとな
る。この場合、抵抗RSを約2.8×103〜1.8×104Ω
にすると、電源100Vを48Vと52Vに電圧分割で
き、ネオンランプ9の点滅を利用することができ
る。なお、この場合も、抵抗RSの値約2.8×103〜
1.8×104Ωはサーミスタブレークダウンを防ぐた
め必要な22KΩ以上であるので問題はない。 以上のようにサーミスタの保護抵抗は、局部加
熱によるサーミスタブレークダウンを防ぐために
は前述のように2×104Ω以上が必要であるため、
約60℃を最高設定平均温度とする汎用採暖具にお
いては最適なインピーダンスを示すといえ、60℃
以上でサーミスタB定数が8000〓以上と高いこと
より局部加熱を低く抑えることができる。 特にネオンランプにより温度信号をスイツチン
グする場合には、100V電源電圧に対し約45〜
60V(Vpeak=65〜80V)で動作するため、本発明
の温度検知線は適している。本発明の場合温度検
知線は最高設定温度で約22KΩ(ネオン管使用の
場合)までインピーダンスを低くすることができ
るため、前述したように本発明の温度検知線は30
〜300mというような広範囲での使用が原理的に
は可能である。この場合、長尺になればなる程、
巻線電極の抵抗を抵く設定しなければならないの
は当然である。 本発明に用いる高分子感温体であるイオン伝導
性組成物としては、ポリ塩化ビニル組成物、ポリ
塩化ビニル酢酸ビニル共重合体、ポリアミド組成
物等があり、なかでもポリ塩化ビニル組成物ある
いはその共重合体組成物が適し、イオンキヤリア
としては過塩素酸塩が、可塑剤としてはペンタエ
リスリトール、ジペンタエリスリトール等のペン
タエリスリトールエステル類が熱安定性にすぐれ
ていて好ましい。 なお、本発明の温度検知線はカーペツト等の面
状採暖具を構成する場合に、熱プレス等により熱
圧力が加えられることもあり、このような点ある
いは、耐荷重性の点より検討した結果、ポリ塩化
ビニルの平均重合度を1800以上とすることによ
り、加熱変形性を低減させることができた。 本発明の温度検知線は、一般に市場で使用され
ている温度検知線に比べ、ハイインピーダンス型
のものということができ、長尺使用に適してい
る。そのインピーダンス−温度特性の特徴は、低
温域(60℃以下)でC成分の寄与が大きく、高温
域(60℃以上)でR成分の寄与が大きくなり、サ
ーミスタB定数も大きいことである。 実施例の説明 過塩素酸塩 を0.5重量%含有し、ジペンタエリスリトールエ
ステル18重量%を含む体積固有インピーダンス
ZSPが60Hzで4.5×109Ω・cm(30℃)、8×108Ω・
cm(60℃)、3×107Ω・cm(100℃)である高分
子感温体を用い、第1図のように直径0.5mmのポ
リエステル芯糸1上に内巻ステンレス鋼線2(箔
幅0.32mm)をピツチ0.7mmで巻き、上記高分子感
温層3を製線押出機によつて直径1.3mmの管状に
被覆したのち、外巻ステンレス鋼線4をピツチ
0.75mmで巻き、さらにポリエステルフイルム(厚
さ15μm)によるスペーサーを入れ、軟質ポリ塩
化ビニル5、ポリエチレン6を順次0.5mm、0.3mm
の厚みにチユービングして温度検知線とした。 この検知線のインピーダンスを測定したとこ
ろ、60Hzにおいて1m当り、9×106Ω(30℃)、
1.6×106Ω(60℃)、6×104Ω(100℃)であつた。
この特性のサーミスタB定数は30〜60℃で5800
〓、60〜100℃で10200〓である。 この検知線56mを用いて4.5畳用電気カーペツ
トを構成したところ、検知線の60℃におけるイン
ピーダンスは30KΩを示し、第2図のような回路
で最高設定温度を60℃に設定したところ、ネオン
管(放電開始電圧Vpeak=68V)を使用し、RS=
35KΩに設定された。 このカーペツトを大きさ20×20cmのウレタンフ
オームで局部的に覆つて保温したところ、ウレタ
ンフオーム下の過熱部で約84℃という低い温度を
示し、局部過熱に対する安定性が確認された。な
お、この温度検知線の電流値の長さ依存性を測定
したところ第4図のように長さに対して電流値が
長尺まで長さに比例し、従来例の温度検知線(30
〜60℃におけるサーミスタB定数が9000〓、60℃
におけるインピーダンスが3.3×105Ω)に比べす
ぐれた長尺適性を示した。 発明の効果 本発明によれば、次のような効果が得られる。 (1) 長さ当りのインピーダンスが高いため、長尺
での使用に適し、大面積採暖具への適用が容易
である。 (2) 高分子感温体のインピーダンスが高いため、
巻線電極との抵抗差が大きく、検知線の長さ方
向への電圧降下が小さく、全面温度検知の効率
が向上する。 (3) 60℃以上で高いサーミスタB定数をもち、局
部過熱に対する安全性能が高い。 (4) 自己発熱がなく、サーミスタブレークダウン
が長尺でも起こらない。
は、長尺温度検知線は約50〜60℃で22KΩ以上
(20KΩ×52/48)でなければならないという制
限がつく。 発明の目的 本発明は、上記のような制限のもとで、サーミ
スタブレークダウンを生じることなく、長尺物と
しての使用に適した温度検知線を提供することを
目的とする。 発明の構成 本発明の温度検知線は、軸糸上に順次内巻電極
用導体、高分子感温体、外巻電極用導体を同心状
に設けた構成で、前記高分子感温体として、60
℃、60Hzにおけるインピーダンスが5×108〜3
×109Ω・cmであり、60〜100℃におけるサーミス
タB定数が8000〓以上のものを用いたことを特徴
とする。 さらに詳しく説明すると、温度検知線は第1図
のように構成されており、その電気的な等価回路
は抵抗Rと容量Cの並列回路で近似される。この
RとCの値は高分子感温体の特性(比抵抗ρ、誘
電率ε)と厚みおよび電極構造によつて決定され
る。本発明に用いる高分子感温体は、イオン性物
質を絶縁性高分子に添加してなるイオン伝導性高
分子感温体が適し、第3図のような特性をもつよ
うに設定される。なお、ZSPは体積固有インピー
ダンス、ρは比抵抗、XCは容量性リアクタンス
である。すなわち、一般商用周波数である。60Hz
において60℃の体積固有インピーダンスZSPが5
×108〜3×109Ω・cmである高分子感温体を用い
れば、第1図のような温度検知線は、その巻線構
造にも依存するが、60℃で30m当り約3×104〜
2×105Ωのインピーダンスを示す。なぜなら温
度検知線の1m当りのインピーダンスZ(Ω)値
は、その構造仕様によつても変わるが、高分子感
温体の体積固有インピーダンスZSP(Ω・cm)値の
約1/500程度である。したがつて30m当りのイン
ピーダンスZはZSP・1/500・1/303×104〜2
×105Ωとなるのである。この場合第2図で示す
抵抗RSを約2.8×104〜1.8×105Ωとすると、電源
100Vを48Vと52Vに電圧分割できるため、ネオン
ランプ9の点滅を利用できる。なお、この抵抗
RSの値約2.8×104〜1.8×105Ωは前述のようにサ
ーミスタブレークダウンを防ぐのに最小限必要な
抵抗値22KΩを上回つているので支障はない。 次に300m当りの温度検知線のインピーダンス
ZはZSP・1/500・1/3003×103〜2×104Ωとな
る。この場合、抵抗RSを約2.8×103〜1.8×104Ω
にすると、電源100Vを48Vと52Vに電圧分割で
き、ネオンランプ9の点滅を利用することができ
る。なお、この場合も、抵抗RSの値約2.8×103〜
1.8×104Ωはサーミスタブレークダウンを防ぐた
め必要な22KΩ以上であるので問題はない。 以上のようにサーミスタの保護抵抗は、局部加
熱によるサーミスタブレークダウンを防ぐために
は前述のように2×104Ω以上が必要であるため、
約60℃を最高設定平均温度とする汎用採暖具にお
いては最適なインピーダンスを示すといえ、60℃
以上でサーミスタB定数が8000〓以上と高いこと
より局部加熱を低く抑えることができる。 特にネオンランプにより温度信号をスイツチン
グする場合には、100V電源電圧に対し約45〜
60V(Vpeak=65〜80V)で動作するため、本発明
の温度検知線は適している。本発明の場合温度検
知線は最高設定温度で約22KΩ(ネオン管使用の
場合)までインピーダンスを低くすることができ
るため、前述したように本発明の温度検知線は30
〜300mというような広範囲での使用が原理的に
は可能である。この場合、長尺になればなる程、
巻線電極の抵抗を抵く設定しなければならないの
は当然である。 本発明に用いる高分子感温体であるイオン伝導
性組成物としては、ポリ塩化ビニル組成物、ポリ
塩化ビニル酢酸ビニル共重合体、ポリアミド組成
物等があり、なかでもポリ塩化ビニル組成物ある
いはその共重合体組成物が適し、イオンキヤリア
としては過塩素酸塩が、可塑剤としてはペンタエ
リスリトール、ジペンタエリスリトール等のペン
タエリスリトールエステル類が熱安定性にすぐれ
ていて好ましい。 なお、本発明の温度検知線はカーペツト等の面
状採暖具を構成する場合に、熱プレス等により熱
圧力が加えられることもあり、このような点ある
いは、耐荷重性の点より検討した結果、ポリ塩化
ビニルの平均重合度を1800以上とすることによ
り、加熱変形性を低減させることができた。 本発明の温度検知線は、一般に市場で使用され
ている温度検知線に比べ、ハイインピーダンス型
のものということができ、長尺使用に適してい
る。そのインピーダンス−温度特性の特徴は、低
温域(60℃以下)でC成分の寄与が大きく、高温
域(60℃以上)でR成分の寄与が大きくなり、サ
ーミスタB定数も大きいことである。 実施例の説明 過塩素酸塩 を0.5重量%含有し、ジペンタエリスリトールエ
ステル18重量%を含む体積固有インピーダンス
ZSPが60Hzで4.5×109Ω・cm(30℃)、8×108Ω・
cm(60℃)、3×107Ω・cm(100℃)である高分
子感温体を用い、第1図のように直径0.5mmのポ
リエステル芯糸1上に内巻ステンレス鋼線2(箔
幅0.32mm)をピツチ0.7mmで巻き、上記高分子感
温層3を製線押出機によつて直径1.3mmの管状に
被覆したのち、外巻ステンレス鋼線4をピツチ
0.75mmで巻き、さらにポリエステルフイルム(厚
さ15μm)によるスペーサーを入れ、軟質ポリ塩
化ビニル5、ポリエチレン6を順次0.5mm、0.3mm
の厚みにチユービングして温度検知線とした。 この検知線のインピーダンスを測定したとこ
ろ、60Hzにおいて1m当り、9×106Ω(30℃)、
1.6×106Ω(60℃)、6×104Ω(100℃)であつた。
この特性のサーミスタB定数は30〜60℃で5800
〓、60〜100℃で10200〓である。 この検知線56mを用いて4.5畳用電気カーペツ
トを構成したところ、検知線の60℃におけるイン
ピーダンスは30KΩを示し、第2図のような回路
で最高設定温度を60℃に設定したところ、ネオン
管(放電開始電圧Vpeak=68V)を使用し、RS=
35KΩに設定された。 このカーペツトを大きさ20×20cmのウレタンフ
オームで局部的に覆つて保温したところ、ウレタ
ンフオーム下の過熱部で約84℃という低い温度を
示し、局部過熱に対する安定性が確認された。な
お、この温度検知線の電流値の長さ依存性を測定
したところ第4図のように長さに対して電流値が
長尺まで長さに比例し、従来例の温度検知線(30
〜60℃におけるサーミスタB定数が9000〓、60℃
におけるインピーダンスが3.3×105Ω)に比べす
ぐれた長尺適性を示した。 発明の効果 本発明によれば、次のような効果が得られる。 (1) 長さ当りのインピーダンスが高いため、長尺
での使用に適し、大面積採暖具への適用が容易
である。 (2) 高分子感温体のインピーダンスが高いため、
巻線電極との抵抗差が大きく、検知線の長さ方
向への電圧降下が小さく、全面温度検知の効率
が向上する。 (3) 60℃以上で高いサーミスタB定数をもち、局
部過熱に対する安全性能が高い。 (4) 自己発熱がなく、サーミスタブレークダウン
が長尺でも起こらない。
第1図は温度検知線の構造を示す図、第2図は
同検知線を用いた温度制御回路のブロツク図、第
3図は本発明の高分子感温体の温度特性を示す
図、第4図は温度検知線の電流値の長さ依存性の
比較図である。 1……芯糸、2……内巻電極用導体、3……高
分子感温体、4……外巻電極用導体、5……外
皮。
同検知線を用いた温度制御回路のブロツク図、第
3図は本発明の高分子感温体の温度特性を示す
図、第4図は温度検知線の電流値の長さ依存性の
比較図である。 1……芯糸、2……内巻電極用導体、3……高
分子感温体、4……外巻電極用導体、5……外
皮。
Claims (1)
- 1 芯糸上に順次内巻電極用導体、高分子感温
体、外巻電極用導体を同心円状に設けた温度検知
線であつて、前記高分子感温体の体積固有インピ
ーダンスが60℃、60Hzにおいて5×108〜3×
109Ω・cmであり、60℃〜100℃におけるサーミス
タB定数が8000〓以上であることを特徴とする温
度検知線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57156232A JPS5944803A (ja) | 1982-09-07 | 1982-09-07 | 温度検知線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57156232A JPS5944803A (ja) | 1982-09-07 | 1982-09-07 | 温度検知線 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5944803A JPS5944803A (ja) | 1984-03-13 |
| JPH0141002B2 true JPH0141002B2 (ja) | 1989-09-01 |
Family
ID=15623252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57156232A Granted JPS5944803A (ja) | 1982-09-07 | 1982-09-07 | 温度検知線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5944803A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH071858B2 (ja) * | 1985-03-20 | 1995-01-11 | 耕司 戸田 | 高周波用チャネルフィルタ |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5130959A (ja) * | 1974-09-09 | 1976-03-16 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | |
| JPS5110859A (en) * | 1975-06-12 | 1976-01-28 | Hayashibara Biochem Lab | Pururanoshosuru seikeibutsunoseizoho |
| JPS589892B2 (ja) * | 1978-07-18 | 1983-02-23 | 松下電器産業株式会社 | 高周波加熱装置 |
| JPS5699904A (en) * | 1980-01-09 | 1981-08-11 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Heattsensitive wire |
-
1982
- 1982-09-07 JP JP57156232A patent/JPS5944803A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5944803A (ja) | 1984-03-13 |
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