JPH0354312A - 排気ガスの浄化方法およびその装置 - Google Patents
排気ガスの浄化方法およびその装置Info
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- JPH0354312A JPH0354312A JP1187550A JP18755089A JPH0354312A JP H0354312 A JPH0354312 A JP H0354312A JP 1187550 A JP1187550 A JP 1187550A JP 18755089 A JP18755089 A JP 18755089A JP H0354312 A JPH0354312 A JP H0354312A
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- JP
- Japan
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- exhaust gas
- catalyst
- carrier
- catalytic converter
- exhaust
- 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.)
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion
- F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
く産業上の利用分野〉
本発明は排気ガス浄化装置に係り、詳しくは始動直後な
どにおける浄化効率を高める技術に関する. く従来の技術〉 自動車の排気系には、排気ガス中の有毒或分(Co,H
C,NOxなど)を減少させるために、酸化触媒コンバ
ータや三元触媒コンバータがその管路中に取り付けられ
ることが多い.これらの触媒コンバータ(以下、触媒)
は金属やセラミック製の担体の表面にプラチナやロジウ
ムなどをコーティングしたもので、有毒成分がこの触媒
を通過する際に酸化反応や還元反応を起こし無害化され
るのである。
どにおける浄化効率を高める技術に関する. く従来の技術〉 自動車の排気系には、排気ガス中の有毒或分(Co,H
C,NOxなど)を減少させるために、酸化触媒コンバ
ータや三元触媒コンバータがその管路中に取り付けられ
ることが多い.これらの触媒コンバータ(以下、触媒)
は金属やセラミック製の担体の表面にプラチナやロジウ
ムなどをコーティングしたもので、有毒成分がこの触媒
を通過する際に酸化反応や還元反応を起こし無害化され
るのである。
触媒はその性質上、混合気の空燃比や排気ガスの温度(
以下、排気温〉によりその作用(浄化効率)が変動し、
三元触媒においては前者が理論空燃比(ストイキオ)近
傍で、後者が通常運転時で最大値を示すように製作され
ている。したがって、埋論空燃比を維持するためには0
2センサを採用して燃料の噴射量をリアルタイムに制御
する電子制御式燃料噴射制御装置( E C I :
Electronic C−ontroed Inje
ction )などが採用されている.ところが、排気
温は暖@(ウ才一ムアップ)終了後にはアイドル運転か
ら高速走行に至るまで所定の範囲に納まるものの、始動
直後など機関温度が低いいわゆる冷間時には当然に低く
なり、有毒戒分(特に、HCおよびCo)の浄化効率が
低下する.この問題を解決すべく従来より触媒を排気温
の高いエキゾーストマニホールド付近に設置したり、触
媒自体に電気ヒータを組み込んだりといった方法が考え
られてきた.前者は乗用車の一部において既に実用化さ
れており、後者については試験段階である. く発明が解決しようとする課題〉 ところで、上述した触媒を排気温の高いエキゾーストマ
ニホールド付近に設置する方法を採った場合、背圧が高
くなって機関出力が低下する他、全開走行時などには排
気温が非常に高くなり触媒の劣化を早めるなど別種の問
題もあった. また、触媒自体に電気ヒータを組み込む方法については
、加熱に時間が掛かるため始動直後には間に合わないこ
とと、大きな電気エネルギーを必要とするため大容量の
バッテリーを用いなければ冷間時の始動が特に困難にな
るという2つの重大な欠点があった.更に、この方法に
はコスト高.tR造複雑,低信頼性(漏電、断線などが
多い)など種々の難点があり、実用化には程遠い現状で
あった.本発明は上記状況に鑑みなされたもので、単純
且つ安価な構成を採りながら触媒あるいは排気ガスを速
やかに加熱する手段を提供し、もって有毒成分の排出量
を低減することを目的とする. く課題を解決するための手段〉 そこで、本発明ではこの課題を解決するために、排気管
路中に触媒コンバータを設けて排気ガスの浄化を行う排
気ガス浄化装置において、当該触媒コンバータの冷間時
における活性を高めるべく、当該触媒コンバータの上流
側に光エネルギーを供給するようにしたのである. 〈実施例〉 本発明の一実施例を図面に基づき具体的に説明する. 第1図には本発明に係る排気ガスの浄化装置を採用した
自動車の排気系の1実施例を簡略に示し、第2図には第
1図中A部の拡大断面を示してある.また、第3図には
この実施例の制御フローチャートを示し、第4図にはこ
の実施例の効果をグラフにより示してある.第1図にお
いて、エンジン1の前面にはエキゾーストマニホールド
2が接続し、その下端にはフレキシブルバイブ3を具え
た略L字形状のフロントエキゾーストバイブ(以下、フ
ロントパイプ)4が接続している.フロントパイブ4の
後端には触媒5が接続し、触媒5の後方には更にブリマ
フラ6 センタエキゾーストバイブ(以下、センタバイ
ブ)7を介して図示しない車体後端のメインマフラが接
続している.尚、本実施例における触媒5は三元触媒で
ある. 本実施例における触媒5は第2図に示すように、プラチ
ナなどをコーティングしたハニカム状の担体8の穴を軸
方向(排気流方向)に配置したいわゆるモノリス形であ
る.担体8の表面は光エネルギーを吸収しやすくするた
め黒色に塗装されており、ステンレスメッシ二製の支持
体9を介してステンレス製のシェル10内に納められて
いる.図中、11はヒートインシュレー夕の作用を有゛
するカバーであり、l2は触媒5通過後の排気温を測定
する排気温センサである。この排気温センサ12は触媒
の溶損などを防止するための公知の高温センサとは異な
り、触媒が活性化される排気温を検出してにより信号を
発するものである。 第2図において、シェル1oはそ
の前部が2層となっており、下面には円形の切り欠き1
0aが形成されている。そして、この切り欠き10aに
耐熱製のガラス意13が嵌め込まれている。一方、カバ
ーエ1にも同一部位に円形の切り欠きllaが形成され
、この切り欠きllaに光エネルギー照射装置たる高出
力の赤外線を照射する発光ダイオード装置(以下、LE
D)14が取り付けられている,LED14は、発光時
に担体8の前面を照射すると共に、担体8に流入する排
気ガスをも照射する方向に取り付けられている.尚、図
中14aは図示しない制御装置がらの電力を受けるリー
ド線であり、15はLED14の締結に供されるナット
である. 以下、本発明の作用を述べる. エンジンlが始動されると図示しないTDCセンサなど
の信号を受けて、第3図のフローチャートに示す制御が
開始される.この制御はエンジン1の1サイクル毎に行
ってもよいし、カウンタなどにより数10サイクル毎に
行ってもよい.尚、エンジン1は燃料噴射や点火時期を
電子的に制御する型式のもので、この制御もエンジン全
体の制御を行う図示しない電子制御ユニット(以下、E
CU:Elec−ironic Control Un
it)によりなされる.ECUでは制御を開始すると、
まず図示しない水温センサにより冷却水温く以下、WT
Water Temparature)を検出すると共
に、前述の排気温センサl2により排気温く以下、W,
: Exhaust Temparature
)を検出する.次に、これらの温度Wエ,WEをそれぞ
れに対する設定温度W。,wo’と比較する.設定温度
W。,wo’は触媒5が自体で十分活性化される温度で
あり、実験などにより求められる. 次に、ECU内ではWT >WO且つWE>Wo”であ
るかどうかを判定する。そして、WT≦WoあるいはW
,≦Wo゛である場合には、ECU内のスイッチがON
状態となり、触媒5に設けられたLED 1 4に電力
が供給される。前述したように、LED14は発光時に
ガラス窓13を介して担体8前面の表面と担体8に流入
する排気ガスとを照射するため,これらは瞬時に加熱さ
れる.その結果、浄化効率が通常走行時と同様に高くな
るまでの時間が短縮され、有毒或分の排出が低減される
のである.尚、第4図において実線と破線とにより示し
たものが、従来の装置と本実施例におけるそれぞれの浄
化効率と触媒温度である. 一方、暖機運転が終了してWエ〉Wo且つWE >Wo
’ となると、ECU内の上述したスイッチがOFF
状態となり、LED14への電力供給が停止される.こ
の時点では、もはや触媒5が自体で十分活性化しており
、LED14による照射は不要となる. このように、本実施例では冷却水温あるいは排気温に応
じてLED14によって担体8及び担体8に流入する排
気ガスを加熱するようにしたため、始動直後がら排気ガ
ス中の有毒成分を減少することができるようになった.
以上で実施例の説明を終えるが、本発明はこの実施例に
限るものではない.例えば、光エネルギーとしてレーザ
ーなどLED14以外のものを用いてもよいし、温度検
出の対象を冷却水温や排気温のどちらが一方としたり、
これら以外のものくシェル外面の温度)などとしてもよ
い.また、温度による制御を行わず、常時光エネルギー
を照射するようにしてもよいし、光エネルギーを排気ガ
スと触媒とのどちらか一方に照射するようにしてもよい
.更に、本実施例における触媒5は三元触媒としたが、
酸化触媒を用いてもよい. 〈発明の効果〉 本発明によれば、光エネルギーを排気ガスや触媒に照射
して触媒の冷間時における活性を高めるようにしたため
、簡便且つ低コストな装置を用いながら冷間時における
触媒の活性を高めることができるようになった.その4 結果、始動直後から触媒の浄化効率が高まり、排気ガス
中の有嘉成分による環境汚染が減少される.
以下、排気温〉によりその作用(浄化効率)が変動し、
三元触媒においては前者が理論空燃比(ストイキオ)近
傍で、後者が通常運転時で最大値を示すように製作され
ている。したがって、埋論空燃比を維持するためには0
2センサを採用して燃料の噴射量をリアルタイムに制御
する電子制御式燃料噴射制御装置( E C I :
Electronic C−ontroed Inje
ction )などが採用されている.ところが、排気
温は暖@(ウ才一ムアップ)終了後にはアイドル運転か
ら高速走行に至るまで所定の範囲に納まるものの、始動
直後など機関温度が低いいわゆる冷間時には当然に低く
なり、有毒戒分(特に、HCおよびCo)の浄化効率が
低下する.この問題を解決すべく従来より触媒を排気温
の高いエキゾーストマニホールド付近に設置したり、触
媒自体に電気ヒータを組み込んだりといった方法が考え
られてきた.前者は乗用車の一部において既に実用化さ
れており、後者については試験段階である. く発明が解決しようとする課題〉 ところで、上述した触媒を排気温の高いエキゾーストマ
ニホールド付近に設置する方法を採った場合、背圧が高
くなって機関出力が低下する他、全開走行時などには排
気温が非常に高くなり触媒の劣化を早めるなど別種の問
題もあった. また、触媒自体に電気ヒータを組み込む方法については
、加熱に時間が掛かるため始動直後には間に合わないこ
とと、大きな電気エネルギーを必要とするため大容量の
バッテリーを用いなければ冷間時の始動が特に困難にな
るという2つの重大な欠点があった.更に、この方法に
はコスト高.tR造複雑,低信頼性(漏電、断線などが
多い)など種々の難点があり、実用化には程遠い現状で
あった.本発明は上記状況に鑑みなされたもので、単純
且つ安価な構成を採りながら触媒あるいは排気ガスを速
やかに加熱する手段を提供し、もって有毒成分の排出量
を低減することを目的とする. く課題を解決するための手段〉 そこで、本発明ではこの課題を解決するために、排気管
路中に触媒コンバータを設けて排気ガスの浄化を行う排
気ガス浄化装置において、当該触媒コンバータの冷間時
における活性を高めるべく、当該触媒コンバータの上流
側に光エネルギーを供給するようにしたのである. 〈実施例〉 本発明の一実施例を図面に基づき具体的に説明する. 第1図には本発明に係る排気ガスの浄化装置を採用した
自動車の排気系の1実施例を簡略に示し、第2図には第
1図中A部の拡大断面を示してある.また、第3図には
この実施例の制御フローチャートを示し、第4図にはこ
の実施例の効果をグラフにより示してある.第1図にお
いて、エンジン1の前面にはエキゾーストマニホールド
2が接続し、その下端にはフレキシブルバイブ3を具え
た略L字形状のフロントエキゾーストバイブ(以下、フ
ロントパイプ)4が接続している.フロントパイブ4の
後端には触媒5が接続し、触媒5の後方には更にブリマ
フラ6 センタエキゾーストバイブ(以下、センタバイ
ブ)7を介して図示しない車体後端のメインマフラが接
続している.尚、本実施例における触媒5は三元触媒で
ある. 本実施例における触媒5は第2図に示すように、プラチ
ナなどをコーティングしたハニカム状の担体8の穴を軸
方向(排気流方向)に配置したいわゆるモノリス形であ
る.担体8の表面は光エネルギーを吸収しやすくするた
め黒色に塗装されており、ステンレスメッシ二製の支持
体9を介してステンレス製のシェル10内に納められて
いる.図中、11はヒートインシュレー夕の作用を有゛
するカバーであり、l2は触媒5通過後の排気温を測定
する排気温センサである。この排気温センサ12は触媒
の溶損などを防止するための公知の高温センサとは異な
り、触媒が活性化される排気温を検出してにより信号を
発するものである。 第2図において、シェル1oはそ
の前部が2層となっており、下面には円形の切り欠き1
0aが形成されている。そして、この切り欠き10aに
耐熱製のガラス意13が嵌め込まれている。一方、カバ
ーエ1にも同一部位に円形の切り欠きllaが形成され
、この切り欠きllaに光エネルギー照射装置たる高出
力の赤外線を照射する発光ダイオード装置(以下、LE
D)14が取り付けられている,LED14は、発光時
に担体8の前面を照射すると共に、担体8に流入する排
気ガスをも照射する方向に取り付けられている.尚、図
中14aは図示しない制御装置がらの電力を受けるリー
ド線であり、15はLED14の締結に供されるナット
である. 以下、本発明の作用を述べる. エンジンlが始動されると図示しないTDCセンサなど
の信号を受けて、第3図のフローチャートに示す制御が
開始される.この制御はエンジン1の1サイクル毎に行
ってもよいし、カウンタなどにより数10サイクル毎に
行ってもよい.尚、エンジン1は燃料噴射や点火時期を
電子的に制御する型式のもので、この制御もエンジン全
体の制御を行う図示しない電子制御ユニット(以下、E
CU:Elec−ironic Control Un
it)によりなされる.ECUでは制御を開始すると、
まず図示しない水温センサにより冷却水温く以下、WT
Water Temparature)を検出すると共
に、前述の排気温センサl2により排気温く以下、W,
: Exhaust Temparature
)を検出する.次に、これらの温度Wエ,WEをそれぞ
れに対する設定温度W。,wo’と比較する.設定温度
W。,wo’は触媒5が自体で十分活性化される温度で
あり、実験などにより求められる. 次に、ECU内ではWT >WO且つWE>Wo”であ
るかどうかを判定する。そして、WT≦WoあるいはW
,≦Wo゛である場合には、ECU内のスイッチがON
状態となり、触媒5に設けられたLED 1 4に電力
が供給される。前述したように、LED14は発光時に
ガラス窓13を介して担体8前面の表面と担体8に流入
する排気ガスとを照射するため,これらは瞬時に加熱さ
れる.その結果、浄化効率が通常走行時と同様に高くな
るまでの時間が短縮され、有毒或分の排出が低減される
のである.尚、第4図において実線と破線とにより示し
たものが、従来の装置と本実施例におけるそれぞれの浄
化効率と触媒温度である. 一方、暖機運転が終了してWエ〉Wo且つWE >Wo
’ となると、ECU内の上述したスイッチがOFF
状態となり、LED14への電力供給が停止される.こ
の時点では、もはや触媒5が自体で十分活性化しており
、LED14による照射は不要となる. このように、本実施例では冷却水温あるいは排気温に応
じてLED14によって担体8及び担体8に流入する排
気ガスを加熱するようにしたため、始動直後がら排気ガ
ス中の有毒成分を減少することができるようになった.
以上で実施例の説明を終えるが、本発明はこの実施例に
限るものではない.例えば、光エネルギーとしてレーザ
ーなどLED14以外のものを用いてもよいし、温度検
出の対象を冷却水温や排気温のどちらが一方としたり、
これら以外のものくシェル外面の温度)などとしてもよ
い.また、温度による制御を行わず、常時光エネルギー
を照射するようにしてもよいし、光エネルギーを排気ガ
スと触媒とのどちらか一方に照射するようにしてもよい
.更に、本実施例における触媒5は三元触媒としたが、
酸化触媒を用いてもよい. 〈発明の効果〉 本発明によれば、光エネルギーを排気ガスや触媒に照射
して触媒の冷間時における活性を高めるようにしたため
、簡便且つ低コストな装置を用いながら冷間時における
触媒の活性を高めることができるようになった.その4 結果、始動直後から触媒の浄化効率が高まり、排気ガス
中の有嘉成分による環境汚染が減少される.
第1図は本発明に係る排気ガスの浄化装置を採用した自
動車の排気系の1実施例を示す概略図であり、第2図は
第1図中A部の拡大断面である.また、第3図はこの実
施例の制御フローチャートであり、第4図はこの実施例
の効果を示すグラフである。 図中、 1はエンジン、 2はエキゾーストマニホールド、 4はフロントエキゾーストバイブ、 5は触媒コンバータ、 8は担体、 10はシェル、 11はカバー 12は排気温センサ、 13はガラス窓、 14は発光ダイオード装置である。 特 許 出 願 人 三菱自動車工業株式会社 代 埋 人
動車の排気系の1実施例を示す概略図であり、第2図は
第1図中A部の拡大断面である.また、第3図はこの実
施例の制御フローチャートであり、第4図はこの実施例
の効果を示すグラフである。 図中、 1はエンジン、 2はエキゾーストマニホールド、 4はフロントエキゾーストバイブ、 5は触媒コンバータ、 8は担体、 10はシェル、 11はカバー 12は排気温センサ、 13はガラス窓、 14は発光ダイオード装置である。 特 許 出 願 人 三菱自動車工業株式会社 代 埋 人
Claims (2)
- (1)排気管路中に触媒コンバータを設けて排気ガスの
浄化を行う排気ガス浄化装置において、当該触媒コンバ
ータの冷間時における活性を高めるべく、当該触媒コン
バータの上流側に光エネルギーを供給するようにしたこ
とを特徴とする排気ガスの浄化方法。 - (2)排気管路中に触媒コンバータを設けて排気ガスの
浄化を行う排気ガス浄化装置において、当該触媒コンバ
ータの冷間時における活性を高めるべく、当該触媒コン
バータと前記排気ガスとの少なくとも一方に光エネルギ
ーを照射する光エネルギー照射装置を具えたことを特徴
とする排気ガス浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1187550A JPH0354312A (ja) | 1989-07-21 | 1989-07-21 | 排気ガスの浄化方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1187550A JPH0354312A (ja) | 1989-07-21 | 1989-07-21 | 排気ガスの浄化方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0354312A true JPH0354312A (ja) | 1991-03-08 |
Family
ID=16208043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1187550A Pending JPH0354312A (ja) | 1989-07-21 | 1989-07-21 | 排気ガスの浄化方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0354312A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5778664A (en) * | 1996-09-20 | 1998-07-14 | Battelle Memorial Institute | Apparatus for photocatalytic destruction of internal combustion engine emissions during cold start |
| KR20030012150A (ko) * | 2001-07-30 | 2003-02-12 | 채재우 | 적외선을 이용한 디젤엔진 피엠트랩의 자동 재생장치 |
| KR100512283B1 (ko) * | 2002-03-28 | 2005-09-05 | 주식회사 엔토피아하이텍 | 적외선을 이용한 디젤엔진의 배기가스 재순환식입자상물질 자동 저감장치 |
| WO2006026258A1 (en) * | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Battelle Memorial Institute | Infrared heat regeneration device and method |
-
1989
- 1989-07-21 JP JP1187550A patent/JPH0354312A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5778664A (en) * | 1996-09-20 | 1998-07-14 | Battelle Memorial Institute | Apparatus for photocatalytic destruction of internal combustion engine emissions during cold start |
| KR20030012150A (ko) * | 2001-07-30 | 2003-02-12 | 채재우 | 적외선을 이용한 디젤엔진 피엠트랩의 자동 재생장치 |
| KR100512283B1 (ko) * | 2002-03-28 | 2005-09-05 | 주식회사 엔토피아하이텍 | 적외선을 이용한 디젤엔진의 배기가스 재순환식입자상물질 자동 저감장치 |
| WO2006026258A1 (en) * | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Battelle Memorial Institute | Infrared heat regeneration device and method |
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