JPS60175705A - ラジアルタ−ビンの可変ノズル - Google Patents
ラジアルタ−ビンの可変ノズルInfo
- Publication number
- JPS60175705A JPS60175705A JP3030384A JP3030384A JPS60175705A JP S60175705 A JPS60175705 A JP S60175705A JP 3030384 A JP3030384 A JP 3030384A JP 3030384 A JP3030384 A JP 3030384A JP S60175705 A JPS60175705 A JP S60175705A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nozzle
- vane
- holder
- trailing edge
- rotor
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
- F01D17/10—Final actuators
- F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
- F01D17/14—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
- F01D17/16—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes
- F01D17/165—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes for radial flow, i.e. the vanes turning around axes which are essentially parallel to the rotor centre line
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (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】
〔技術分針ｊ
本発明はラジアルタービンの可変ノズルに関し、特にタ
ービンロータ入口部に単数あるいは複数のノズル翼を配
置し、これらを回動変位させるようにしたラジアルター
ビンの可変ノズルに関する。
ービンロータ入口部に単数あるいは複数のノズル翼を配
置し、これらを回動変位させるようにしたラジアルター
ビンの可変ノズルに関する。
最近では自動車エンジン等のターボチャージャにこの種
の可変ノズル翼を設けたものが開発されており、低速か
ら高速までの広い範囲にわたり排気エネルギの有効利用
が図られている。
の可変ノズル翼を設けたものが開発されており、低速か
ら高速までの広い範囲にわたり排気エネルギの有効利用
が図られている。
第１図はこのようなラジアルタービンの可変ノズルを示
すもので、本例は三夢重工技報ＶＯＬ、２０−隘５ （
１９８３−９）の「トラック・バス用バリアプル・ジェ
オメトリ・ターボ過給機付きエンジンの開発」に開示さ
れたものである。
すもので、本例は三夢重工技報ＶＯＬ、２０−隘５ （
１９８３−９）の「トラック・バス用バリアプル・ジェ
オメトリ・ターボ過給機付きエンジンの開発」に開示さ
れたものである。
ここで、１はノズルベーン、２はそのノズルベーン１の
端面に取付けられたベーン回動軸であり、回動軸２によ
り回動自在としたこのような複数のノズルベーン１がタ
ービンハウジング３で形成されだロータ入口部４に沿っ
て等間隔に配置されている。５はタービンロータである
。
端面に取付けられたベーン回動軸であり、回動軸２によ
り回動自在としたこのような複数のノズルベーン１がタ
ービンハウジング３で形成されだロータ入口部４に沿っ
て等間隔に配置されている。５はタービンロータである
。
しかして回動軸２は片側のハウジング３に枢支されてお
り、との回動軸２の他端には図示しないレバが取付けら
れていて、とのレバ端を摺動自在に保持するスライダ、
スライダとビンで連結されスライダと共に回動するリン
グ、リングを回動させる駆動装置（以上図示せず）を介
して回動軸２を同方向に一斉回動させ、以て、ノズルベ
ーン１の翼角を変化させてそのスロート面積を変化させ
るようにしている。
り、との回動軸２の他端には図示しないレバが取付けら
れていて、とのレバ端を摺動自在に保持するスライダ、
スライダとビンで連結されスライダと共に回動するリン
グ、リングを回動させる駆動装置（以上図示せず）を介
して回動軸２を同方向に一斉回動させ、以て、ノズルベ
ーン１の翼角を変化させてそのスロート面積を変化させ
るようにしている。
しかしながら、このよう々従来のラジアルタービンの可
変ノズルにあっては、回動軸２がノズルベーン１の翼弦
のほぼ中央近傍に取付けられており、この固りに回動さ
せられるので、Ｉｆｉｌ動軸２を回動させるとベーン１
のトレーリングエツジＬＡからロータ５の先端部５Ａま
での距離が大きく変化してしまい、圧力損失の増大を招
くことによってエンジン全体の効率を低下させる。
変ノズルにあっては、回動軸２がノズルベーン１の翼弦
のほぼ中央近傍に取付けられており、この固りに回動さ
せられるので、Ｉｆｉｌ動軸２を回動させるとベーン１
のトレーリングエツジＬＡからロータ５の先端部５Ａま
での距離が大きく変化してしまい、圧力損失の増大を招
くことによってエンジン全体の効率を低下させる。
本発明の目的は、このような問題点に着目し、ノズルベ
ーンのトレーリングエツジの位置を変化させることなく
ベーンの翼角とスロート面積を変化させることにより、
可変ノズルを効果的に活用することができ、タービン効
率の向上を図ることのできるラジアルタービンの可変ノ
ズルを提供することにある。
ーンのトレーリングエツジの位置を変化させることなく
ベーンの翼角とスロート面積を変化させることにより、
可変ノズルを効果的に活用することができ、タービン効
率の向上を図ることのできるラジアルタービンの可変ノ
ズルを提供することにある。
かかる目的を達成するために、本発明ではベーンの翼弦
方向に穿設した溝にビンを嵌合し、このビンをノズル部
通路間に固定することにより、ベーンを摺動自在に保持
させるようになし、ベーンのハウジング壁に沿った端面
にはトレーリングエツジ近傍に軸心を配した円板状のフ
ランジ部を付設して、このフランジ部をリング形状のノ
ズルホルダに枢支させ、更にこのノズルホルダをロータ
軸の周りに回動自在となして、このノズルホルダを回動
させることによりフランジ部を介してベーンのトレーリ
ングエツジの位置を周方向に一斉移動させると共にベー
ンを固定ビンに沿って摺動さく５） せ、以てその翼角を変化させるようにする。
方向に穿設した溝にビンを嵌合し、このビンをノズル部
通路間に固定することにより、ベーンを摺動自在に保持
させるようになし、ベーンのハウジング壁に沿った端面
にはトレーリングエツジ近傍に軸心を配した円板状のフ
ランジ部を付設して、このフランジ部をリング形状のノ
ズルホルダに枢支させ、更にこのノズルホルダをロータ
軸の周りに回動自在となして、このノズルホルダを回動
させることによりフランジ部を介してベーンのトレーリ
ングエツジの位置を周方向に一斉移動させると共にベー
ンを固定ビンに沿って摺動さく５） せ、以てその翼角を変化させるようにする。
以下に、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。
第２図および第３図は本発明の一実施例を示す。
第２図において、１１はノズルベーンでアリ、ｌＩＡは
ノズルベーン１１の内部に設けた摺動溝である。
ノズルベーン１１の内部に設けた摺動溝である。
なお、摺動溝１１Ａはこれを翼弦の中心よりはＩＪ −
ディングエツジ寄シの位置の翼弦方向に設けることによ
り、ベーン１１の後述する翼角変化動作時に好適な変角
が得られる。
ディングエツジ寄シの位置の翼弦方向に設けることによ
り、ベーン１１の後述する翼角変化動作時に好適な変角
が得られる。
１２はベーン１１の摺動溝１１Ａに嵌合させたビンであ
り、ビン１２をハウジング３間に軸架して止めどス１２
Ａを螺着させることにより、ベーン１１を摺動溝１１Ａ
に沿って摺動自在に枢支している。
り、ビン１２をハウジング３間に軸架して止めどス１２
Ａを螺着させることにより、ベーン１１を摺動溝１１Ａ
に沿って摺動自在に枢支している。
更にまたベーン１１にはそのトレーリングエツジ近傍近
傍に中心軸を合わせるようにして端面に円板型のフラン
ジ部１１Ｂを付設し、このフランジ部１１Ｂ ｅ ＩＪ
ング形状のノズルホルダ１３に形成シた枢支溝１３Ａに
回動自在に嵌合わす。またここで、（６） ノズルホルダ１３はタービンロータ５と同心に形成され
ており、アーム１４を介してこのノズルホルダ１３をロ
ータ５の軸心の固りに回動させることができる。
傍に中心軸を合わせるようにして端面に円板型のフラン
ジ部１１Ｂを付設し、このフランジ部１１Ｂ ｅ ＩＪ
ング形状のノズルホルダ１３に形成シた枢支溝１３Ａに
回動自在に嵌合わす。またここで、（６） ノズルホルダ１３はタービンロータ５と同心に形成され
ており、アーム１４を介してこのノズルホルダ１３をロ
ータ５の軸心の固りに回動させることができる。
尚、ヘー７１１が単数の場合には、ノズルホルダはリン
グとする必要はない。
グとする必要はない。
すなわち、ノズルホルダ１３には第３図にも示すように
その四部に枢支ビン１３Ｂが形設してあり、このビン１
３Ｂにアーム１４の端部に形成したホー２１４Ａのスリ
ット部を枢支させるようになして、アーム１４の他方の
端部に連結したリンク１５を図示しない駆動装置を介し
て駆動させることにより、ノズルホルダ１３を回動させ
るようにする。
その四部に枢支ビン１３Ｂが形設してあり、このビン１
３Ｂにアーム１４の端部に形成したホー２１４Ａのスリ
ット部を枢支させるようになして、アーム１４の他方の
端部に連結したリンク１５を図示しない駆動装置を介し
て駆動させることにより、ノズルホルダ１３を回動させ
るようにする。
１６はアーム１４を回動自在に軸支させだ軸ビンであり
、ハウジング３に螺着されている。
、ハウジング３に螺着されている。
このように構成したラジアルタービンの可変ノズルにあ
っては、図示しないが例えば空気圧を用いたアクチュエ
ータや電動モータなどの駆動装置が、エンジンの運転状
態を検知する手段および制御手段を介して動作させられ
るようにしてあり、駆動装置によりリンク１５を介して
アーム１４を揺動させ、アーム１４の揺動によりそのホ
ー２１４Ａに枢支されているビン１３Ｂを介してノズル
ホルダ１３をロータ５の軸心の固りに回動させることが
できる。
っては、図示しないが例えば空気圧を用いたアクチュエ
ータや電動モータなどの駆動装置が、エンジンの運転状
態を検知する手段および制御手段を介して動作させられ
るようにしてあり、駆動装置によりリンク１５を介して
アーム１４を揺動させ、アーム１４の揺動によりそのホ
ー２１４Ａに枢支されているビン１３Ｂを介してノズル
ホルダ１３をロータ５の軸心の固りに回動させることが
できる。
そこで、第４図に示すようにノズルホルダ１３Ａがロー
タ軸心５Ｂの固りに回動すると、位置２ＯＡにあったノ
ズルベー７１１は、その溝１１Ａにビン１２が嵌合され
ていて、このビン１２に摺動回動自在に枢支されている
ため、フランジ部１１Ｂがホルダ１３Ａの枢支溝に枢支
されながら回動し、位置２０Ｂに移動する。
タ軸心５Ｂの固りに回動すると、位置２ＯＡにあったノ
ズルベー７１１は、その溝１１Ａにビン１２が嵌合され
ていて、このビン１２に摺動回動自在に枢支されている
ため、フランジ部１１Ｂがホルダ１３Ａの枢支溝に枢支
されながら回動し、位置２０Ｂに移動する。
カくシテ、ノズルベー７１１のトレーリングエツジＩＡ
はロータ５の先端部５Ａからの距離を変化させることな
く、しかもベーン１１の翼角を変化させ、隣接する図示
しないベーン１１との間のスロート間隔を変化させるこ
とができて、圧力損失の増大を防止することができる。
はロータ５の先端部５Ａからの距離を変化させることな
く、しかもベーン１１の翼角を変化させ、隣接する図示
しないベーン１１との間のスロート間隔を変化させるこ
とができて、圧力損失の増大を防止することができる。
なお、本例ではフランジ部１１Ｂがスロートの形成され
るトレーリングエツジＩＡの位置に設けてあり、このフ
ランジ部１１Ｂがノズルホルダ１３の溝１３Ａに嵌合さ
れた構成となっているので、べ一７１１のこの部分とハ
ウジング３との間にすき間が形成されず、したがってこ
の部分のすき間からガスが逃げるのを防止することがで
き、タービン効率の向上にも貢献する。
るトレーリングエツジＩＡの位置に設けてあり、このフ
ランジ部１１Ｂがノズルホルダ１３の溝１３Ａに嵌合さ
れた構成となっているので、べ一７１１のこの部分とハ
ウジング３との間にすき間が形成されず、したがってこ
の部分のすき間からガスが逃げるのを防止することがで
き、タービン効率の向上にも貢献する。
第５図は本発明の他の実施例を示す。本例はノズルベー
ン１１のトレーリングエツジＩＡに軸心を合わせてペー
７１１の両側に円板状のフランジ部１１Ｂおよび１１Ｃ
を設けるようにしたもので、２３はタービンシュラウド
５０側のハウジング３壁面に回動自在に嵌合させたノズ
ルホルダである。
ン１１のトレーリングエツジＩＡに軸心を合わせてペー
７１１の両側に円板状のフランジ部１１Ｂおよび１１Ｃ
を設けるようにしたもので、２３はタービンシュラウド
５０側のハウジング３壁面に回動自在に嵌合させたノズ
ルホルダである。
ノズルホルダ２３をノズルホルダ１３と対称形状になし
てこのノズルホルダ２３の枢支溝２３Ａにベーン１１の
フランジ部１１０を回動自在に枢支させるようにする。
てこのノズルホルダ２３の枢支溝２３Ａにベーン１１の
フランジ部１１０を回動自在に枢支させるようにする。
その他の構成については第２図の例と同様とするが、こ
こでノズルホルダ２３には直接駆動手段を連結する必要
はなく、ホルダ２３をホルダ１３の回動するに連れてノ
ズルベーン１１を介し連動させることができる。
こでノズルホルダ２３には直接駆動手段を連結する必要
はなく、ホルダ２３をホルダ１３の回動するに連れてノ
ズルベーン１１を介し連動させることができる。
（９）
なお、以上の説明では、ノズルベー７１１に設けた摺動
溝１１Ａはノズルベーン１１を貫通させるようにしてい
るが、溝１１Ａは必ずしもベーン１１の全幅にわたって
貫通させる必要はカ＜、片側のみあるいは両側から別個
の溝を穿設して、これらの溝に個々のビンを嵌合させ枢
支させるようにしてもよい。
溝１１Ａはノズルベーン１１を貫通させるようにしてい
るが、溝１１Ａは必ずしもベーン１１の全幅にわたって
貫通させる必要はカ＜、片側のみあるいは両側から別個
の溝を穿設して、これらの溝に個々のビンを嵌合させ枢
支させるようにしてもよい。
また、ノズルベーン１１やビンは金属に限らずセラミッ
クスで形成することもできる。更にまた、ノズルホルダ
１３や２３をセラミックスで形成してもよく、その形状
もハウジング３の壁面と面接触させる形状とせず、外周
部全周にわたり線接触させる形状にして焼付きを防止す
るようにしてもよい。
クスで形成することもできる。更にまた、ノズルホルダ
１３や２３をセラミックスで形成してもよく、その形状
もハウジング３の壁面と面接触させる形状とせず、外周
部全周にわたり線接触させる形状にして焼付きを防止す
るようにしてもよい。
以上説明したように、本発明によれば、ノズルベーンに
設けた翼弦方向の溝にビンを嵌合させて、このビンを固
定し、ビンによりベーンを摺動回動自在に保持させると
共に、ベーンのハウジングと対向する端面にトレーリン
グエツジに中心を合わ（１０） せだ円板状のフランジ部を設け、一方、対応するハウジ
ング壁にはロータの軸心と同心の回動自在としたリング
形状のノズルホルダを設けてこのノズルホルダに形設し
た嵌合孔にフランジ部をそれ−ぞれ回動自在に嵌合せ、
ノズルホルダを回動させることによりフランジ部を回動
させなからベーンをトレーリングエツジの周りに揺動さ
せるようにしたので、ノズルベーンのトレーリングエツ
ジとロータ先端部との間の半径方向の距離を変化させる
ことなくノズルベーンの翼角とスロート部の面積を変化
させることができ、この部における圧力損失の増大を招
くことなく効率的に可変ノズルを設けた成果が得られて
、タービン効率を高めることができる。
設けた翼弦方向の溝にビンを嵌合させて、このビンを固
定し、ビンによりベーンを摺動回動自在に保持させると
共に、ベーンのハウジングと対向する端面にトレーリン
グエツジに中心を合わ（１０） せだ円板状のフランジ部を設け、一方、対応するハウジ
ング壁にはロータの軸心と同心の回動自在としたリング
形状のノズルホルダを設けてこのノズルホルダに形設し
た嵌合孔にフランジ部をそれ−ぞれ回動自在に嵌合せ、
ノズルホルダを回動させることによりフランジ部を回動
させなからベーンをトレーリングエツジの周りに揺動さ
せるようにしたので、ノズルベーンのトレーリングエツ
ジとロータ先端部との間の半径方向の距離を変化させる
ことなくノズルベーンの翼角とスロート部の面積を変化
させることができ、この部における圧力損失の増大を招
くことなく効率的に可変ノズルを設けた成果が得られて
、タービン効率を高めることができる。
まり、トレーリングエツジにあたるベーンの両側にフラ
ンジ部を設けて、このフランジ部をノズルホルダに嵌合
させるようにすれば、この部のベーンとハウジングとの
間にすき間が形成されず、すき間損失が低減されるのみ
々らずベーンの変角動作を円滑にすることができる。
ンジ部を設けて、このフランジ部をノズルホルダに嵌合
させるようにすれば、この部のベーンとハウジングとの
間にすき間が形成されず、すき間損失が低減されるのみ
々らずベーンの変角動作を円滑にすることができる。
第１図は従来のラジアルタービンの可変ノズルの一例を
示す断面図、 第２図は本発明ラジアルタービンの可変ノズルの構成の
一例を示す断面図、 第３図はその構成を分解して示す斜視図、第４図はその
動作を説明するだめの線図、第５図は本発明の他の実施
例の主要部を示す断面図である。 １・・・ノズルベーン、 ＩＡ・・・トレーリングエツジ、 ２・・・回動軸、 ３・・・タービンハウジング、 ４・・・ロータ入口部、 ５・・・タービンロータ、 ５Ａ・・・先端部、 ５Ｂ・・・軸心、 ５Ｇ・・・シュラウド、 １１・・・ノズルベーン、 １１Ａ・・・摺動溝、 １１Ｂ 、 １１０・・・フランジ部、１２・・・ビン
、 １２Ａ・・・ねじ、 １３・・・ノズルホルダ、 １３Ａ・・・枢支溝、 １３Ｂ・・・枢支ビン、 １４・・・アーム、 １４Ａ・・・ホーン、 １５・・・リンク、 １６・・・軸ピン、 ２ＯＡ 、 ２０Ｂ・・・位置、 ２３・・・ノズルホルダ、 ２３Ａ・・・枢支溝。 特許出願人 日産自動車株式会社 （１３） 〜 区 マー− 憾 １？４ 塚
示す断面図、 第２図は本発明ラジアルタービンの可変ノズルの構成の
一例を示す断面図、 第３図はその構成を分解して示す斜視図、第４図はその
動作を説明するだめの線図、第５図は本発明の他の実施
例の主要部を示す断面図である。 １・・・ノズルベーン、 ＩＡ・・・トレーリングエツジ、 ２・・・回動軸、 ３・・・タービンハウジング、 ４・・・ロータ入口部、 ５・・・タービンロータ、 ５Ａ・・・先端部、 ５Ｂ・・・軸心、 ５Ｇ・・・シュラウド、 １１・・・ノズルベーン、 １１Ａ・・・摺動溝、 １１Ｂ 、 １１０・・・フランジ部、１２・・・ビン
、 １２Ａ・・・ねじ、 １３・・・ノズルホルダ、 １３Ａ・・・枢支溝、 １３Ｂ・・・枢支ビン、 １４・・・アーム、 １４Ａ・・・ホーン、 １５・・・リンク、 １６・・・軸ピン、 ２ＯＡ 、 ２０Ｂ・・・位置、 ２３・・・ノズルホルダ、 ２３Ａ・・・枢支溝。 特許出願人 日産自動車株式会社 （１３） 〜 区 マー− 憾 １？４ 塚
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）ノズルベーンをタービンロータの入口部に沿ったハ
ウジング間のノズル部に配置し、該ノズルベーン全回動
させるようにしたラジーｒルタービンロータの可変ノズ
ルにおいて、前記ノズルベーンに摺動溝を設け、前記ハ
ウジングに固定したピンを前記摺動溝に嵌合させて前記
ノズルベーンを摺動回動自在に保持させるようになすと
共に、該ノズルベーンのトレーリングエツジの両端部の
少くとも一方に該トレーリングエツジ近傍に中心を合わ
せた円板形状のフランジ部を設け、一方、前記ノズル部
を形成するハウジングの前記フランジ部に対応する壁面
には前記タービンロータの軸心と同心のノズルホルダを
回動自在に嵌合して、該ノズルホルダに設けだ嵌合孔に
前記ノズルベーンのフランジ部を回動自在に嵌合させた
ことを特徴とするラジアルタービンの可変ノズル。 ２、特許請求の範囲第１項に記載のラジアルタービンの
可変ノズルにおいて、前記ノズルベーンのフランジ部を
前記トレーリングエツジの両端部に設けると共に、前記
ノズルホルダを前記ノズル部を形成するハウジングの両
側の壁面に設けたことを特徴とするラジアルタービンの
可変ノズル。 （以下余白）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3030384A JPS60175705A (ja) | 1984-02-22 | 1984-02-22 | ラジアルタ−ビンの可変ノズル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3030384A JPS60175705A (ja) | 1984-02-22 | 1984-02-22 | ラジアルタ−ビンの可変ノズル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60175705A true JPS60175705A (ja) | 1985-09-09 |
Family
ID=12299981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3030384A Pending JPS60175705A (ja) | 1984-02-22 | 1984-02-22 | ラジアルタ−ビンの可変ノズル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60175705A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5851104A (en) * | 1997-12-15 | 1998-12-22 | Atlas Copco Rotoflow, Inc. | Nozzle adjusting mechanism |
| GB2400633A (en) * | 2003-04-15 | 2004-10-20 | Honeywell Int Inc | Variable flow nozzle |
-
1984
- 1984-02-22 JP JP3030384A patent/JPS60175705A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5851104A (en) * | 1997-12-15 | 1998-12-22 | Atlas Copco Rotoflow, Inc. | Nozzle adjusting mechanism |
| GB2400633A (en) * | 2003-04-15 | 2004-10-20 | Honeywell Int Inc | Variable flow nozzle |
| GB2400633B (en) * | 2003-04-15 | 2005-03-09 | Honeywell Int Inc | Variable flow nozzle for a turbocharger |
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