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电磁感应加热式节能环保型加热装置

阅读:318发布:2023-05-28

专利汇可以提供电磁感应加热式节能环保型加热装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本实用新型涉及加热设备技术领域,具体涉及一种电磁 感应加热 式节能环保型加热装置,包括壳体,所述壳体的两端部分别设置有进 风 口和出风口,所述壳体的内腔内设置有若干加 热管 ,所述加热管包括换热管,其两端均贯穿所述壳体与外界相连接通,所述换热管内部均穿设有 电磁感应 线圈,若干所述换热管内部均穿设的电磁感应线圈相互 串联 ,且与加热控制装置相连接,所述加热控制装置与电源相连接。本实用新型设备具有升温速度快,电热转换效率高的优点。(ESM)同样的 发明 创造已同日 申请 发明 专利,下面是电磁感应加热式节能环保型加热装置专利的具体信息内容。

1.电磁感应加热式节能环保型加热装置,其特征在于,包括:
壳体(1),所述壳体(1)的两端部分别设置有进口(2)和出风口(3),所述壳体(1)的内腔内设置有若干加热管,所述加热管包括换热管(4),其两端均贯穿所述壳体(1)与外界相连接通,所述换热管(4)内部均穿设有电磁感应线圈(6),若干所述换热管(4)内部均穿设的电磁感应线圈相互串联,且与加热控制装置(7)相连接,所述加热控制装置(7)与电源(5)相连接;
所述换热管(4)外表面设置有翅片(8);
所述翅片(8)包括若干外翅片(8-1)和内翅片(8-2),所述内翅片(8-2)呈螺旋形等距均匀分布于所述换热管(4)的外表面且所述内翅片(8-2)与所述换热管(4)形成倾斜状的夹,若干所述外翅片(8-1)中心设置有通孔,若干所述外翅片(8-1)等距排布且套设于所述内翅片(8-2)外边缘,所述外翅片(8-1)的顶部固定有上斜翅片(8-11),所述外翅片(8-1)的底部固定有下斜翅片(8-12),所述上斜翅片(8-11)与所述下斜翅片(8-12)相互平行,且所述上斜翅片(8-11)与所述下斜翅片(8-12)均与所述外翅片(8-1)反向设置。
2.根据权利要求1所述的电磁感应加热式节能环保型加热装置,其特征在于,所述外翅片(8-1)呈矩形,且其采用激光焊接的方式固定于所述内翅片(8-2)外边缘。
3.根据权利要求1所述的电磁感应加热式节能环保型加热装置,其特征在于,所述加热控制装置(7)包括:整流滤波电路(7-1)、逆变电路(7-2)振荡电容(7-3)、功率开关器件(7-
4)、功率开关器件驱动电路(7-5)、脉冲调节电路(7-6)、脉宽调制积分电路(7-7)、第一比较器(7-8)以及控制器(7-9);其中,所述整流滤波电路(7-1)与所述逆变电路(7-2)相连接,所述逆变电路(7-2)与所述振荡电容(7-3)相连接,所述整流滤波电路(7-1) 用于将输入的交流电整流以输出直流电,所述逆变电路(7-2)用于将直流电转化为高频交流电,所述振荡电容(7-3)用于与所述电磁感应线圈(6)连接构成谐振电路;所述功率开关器件(7-4)的集电极与所述电磁感应线圈(6)相连,所述功率开关器件(7-4)的发射极接地,所述功率开关器件(7-4)的极与所述功率开关器件驱动电路(7-5)相连;所述脉冲调节电路(7-6)的两个输入端分别与所述振荡电容(7-3)的两端相连;所述脉冲调节电路(7-6)用于在所述功率开关器件(7-4)处于关断时检测所述谐振电路的振荡状态,并根据所述振荡状态产生锯齿波信号;所述脉宽调制积分电路(7-7)与所述控制器(7-9)相连,所述脉宽调制积分电路(7-7)用于将所述控制器(7-9)发出的脉冲宽度调制信号调整为设定幅值的直流信号;所述第一比较器(7-8)的两个输入端分别与所述脉冲调节电路(7-6)的输出端和脉宽调制积分电路(7-7)的输出端相连,且所述第一比较器(7-8)的输出端与所述功率开关器件驱动电路(7-
5)相连;所述第一比较器(7-8)用于根据所述锯齿波信号和直流信号产生驱动信号并提供给所述功率开关器件驱动电路(7-5)。
4.根据权利要求3所述的电磁感应加热式节能环保型加热装置,其特征在于,所述脉冲调节电路(7-6)包括:状态检测电路(7-61)和锯齿波产生电路(7-62);所述状态检测电路(7-61)具有两个输入端,作为所述脉冲调节电路(7-6)的两个输入端;两个输入端分别与所述振荡电容(7-3)的两端相连;所述状态检测电路(7-61)用于在所述功率开关器件(7-4)处于关断时检测所述谐振电路的振荡状态,并根据所述振荡状态产生矩形波信号;所述锯齿波产生电路(7-62)与所述状态检测电路(7-61)的输出端相连,且所述锯齿波产生电路(7-
62)的输出端作为所述脉冲调节电路(7-6)的输出端;所述锯齿波产生电路(7-62)用于根据所述矩形波信号产生所述锯齿波信号。
5.根据权利要求4所述的电磁感应加热式节能环保型加热装置,其特征在于,所述状态检测电路(7-61)包括:第一电阻(7-611)、第二电阻(7-612)、第三电阻(7-613)、第四电阻(7-614)及第二比较器(7-615);所述第一电阻(7-611)的第一端与所述振荡电容(7-3)的一端相连,所述第一电阻(7-611)的第二端与第二电阻(7-612)串联后接地;且所述第一电阻(7-611)的第二端还与所述第二比较器(7-615)的第一输入端相连;所述第三电阻(7-613)的第一端与所述振荡电容(7-3)的另一端相连,所述第三电阻(7-613)的第二端与第四电阻(7-614)串联后接地;且所述第三电阻(7-613)的第二端还与所述第二比较器(7-615)的第二输入端相连;所述第二比较器(7-615)的输出端作为所述状态检测电路(7-61)的输出端。
6.根据权利要求4或5所述的电磁感应加热式节能环保型加热装置,其特征在于,所述锯齿波产生电路(7-62)包括:第五电阻(7-621)、第六电阻(7-622)和第一电容(7-623);所述第五电阻(7-621)的第一端用于接收工作高电平信号,所述第五电阻(7-621)的第二端与所述状态检测电路(7-61)的输出端相连,且所述第五电阻(7-621)的第二端与所述第一电容(7-623)的第一端相连;所述第六电阻(7-622)的第一端用于接收所述工作高电平信号,所述第六电阻(7-622)的第二端与所述第一电容(7-623)的第二端相连;且所述第一电容(7-623)的第二端作为所述锯齿波产生电路(7-62)的输出端,所述锯齿波产生电路(7-62)还包括:钳位二极管(7-624);所述钳位二极管(7-624)的负极用于接收所述工作高电平信号,所述钳位二极管(7-624)的正极与所述第一电容(7-623)的第二端相连。
7.根据权利要求4所述的电磁感应加热式节能环保型加热装置,其特征在于,所述脉宽调制积分电路(7-7)包括:第七电阻(7-71)和第二电容(7-72);所述第七电阻(7-71)的第一端与所述控制器(7-9)中的脉冲宽度调制信号输出端相连,所述第七电阻(7-71)的第二端与所述第二电容(7-72)的第一端相连,所述第二电容(7-72)的第二端接地;且所述第七电阻(7-71)的第二端作为所述脉宽调制积分电路(7-7)的输出端。
8.根据权利要求7所述的电磁感应加热式节能环保型加热装置,其特征在于,所述脉冲调节电路(7-6)还包括负载检测电路;所述负载检测电路分别与所述状态检测电路(7-61)和所述控制器(7-9)相连,所述负载检测电路用于根据所述状态检测电路(7-61)产生的矩形波信号产生负载加载信号,并提供给所述控制器(7-9),所述负载检测电路包括:第八电阻(7-10);所述第八电阻(7-10)的第一端与所述状态检测电路(7-61)的输出端相连,所述第八电阻(7-10)的第二端与所述控制器(7-9)中的负载检测反馈信号接收端相连。

说明书全文

电磁感应加热式节能环保型加热装置

技术领域

[0001] 本实用新型涉及加热设备技术领域,具体涉及一种电磁感应加热式节能环保型加热装置。

背景技术

[0002] 目前现有的加热装置大多使用加热管进行加热,加热管是在无缝金属管内(管、管、不锈钢管、管)装入电热丝,空隙部分填满有良好导热性和绝缘性的化镁粉后缩管而成,再加工成用户所需要的各种型状。一般使用最多的就是不锈钢304材质。工作环境一般分为干烧与液体加热,如果说是干烧,比如用于烘箱,道式加热器,可以采用碳钢材质、也可以采用不锈钢304材质。如果是加热液体的,若是,就用不锈钢电热管,这个不锈钢一般是不锈钢304材质,若是油,可以用碳钢或者不锈钢304材质。若是带有弱酸性液体的,可以采用不锈钢316材质。若液体中有强酸的,就应该采用不锈钢316、聚四氟乙烯甚至是钛管。
[0003] 然而目前现有的加热管,应用于水中时,加热管表面容易结垢,降低加热效果,影响使用寿命,同时现有的加热管温度从内部向外部传导,在传导过程中存在着滞后和损耗,升温速度慢。实用新型内容
[0004] 本实用新型提供一种电磁感应加热式节能环保型加热装置,用以提供一种升温速度快,点转换效率高,使用寿命长的加热装置。
[0005] 本实用新型提供一种电磁感应加热式节能环保型加热装置,包括:
[0006] 壳体,所述壳体的两端部分别设置有进风口和出风口,所述壳体的内腔内设置有若干加热管,所述加热管包括换热管,其两端均贯穿所述壳体与外界相连接通,所述换热管内部均穿设有电磁感应线圈,若干所述换热管内部均穿设的电磁感应线圈相互串联,且与加热控制装置相连接,所述加热控制装置与电源相连接。
[0007] 作为优选,所述换热管外表面设置有翅片。
[0008] 作为优选,所述翅片包括若干外翅片和内翅片,所述内翅片呈螺旋形等距均匀分布于所述换热管的外表面且所述内翅片与所述换热管形成倾斜状的夹,若干所述外翅片中心设置有通孔,若干所述外翅片等距排布且套设于所述内翅片外边缘,所述外翅片的顶部固定有上斜翅片,所述外翅片的底部固定有下斜翅片,所述上斜翅片与所述下斜翅片相互平行,且所述上斜翅片与所述下斜翅片均与所述外翅片反向设置。
[0009] 作为优选,所述外翅片呈矩形,且其采用激光焊接的方式固定于所述内翅片外边缘。
[0010] 作为优选,所述加热控制装置包括:整流滤波电路、逆变电路振荡电容、功率开关器件、功率开关器件驱动电路、脉冲调节电路、脉宽调制积分电路、第一比较器以及控制器;其中,所述整流滤波电路与所述逆变电路相连接,所述逆变电路与所述振荡电容相连接,所述整流滤波电路用于将输入的交流电整流以输出直流电,所述逆变电路用于将直流电转化为高频交流电,所述振荡电容用于与所述电磁感应线圈连接构成谐振电路;所述功率开关器件的集电极与所述电磁感应线圈相连,所述功率开关器件的发射极接地,所述功率开关器件的极与所述功率开关器件驱动电路相连;所述脉冲调节电路的两个输入端分别与所述振荡电容的两端相连;所述脉冲调节电路用于在所述功率开关器件处于关断时检测所述谐振电路的振荡状态,并根据所述振荡状态产生锯齿波信号;所述脉宽调制积分电路与所述控制器相连,所述脉宽调制积分电路用于将所述控制器发出的脉冲宽度调制信号调整为设定幅值的直流信号;所述第一比较器的两个输入端分别与所述脉冲调节电路的输出端和脉宽调制积分电路的输出端相连,且所述第一比较器的输出端与所述功率开关器件驱动电路相连;所述第一比较器用于根据所述锯齿波信号和直流信号产生驱动信号并提供给所述功率开关器件驱动电路。
[0011] 作为优选,所述脉冲调节电路包括:状态检测电路和锯齿波产生电路;所述状态检测电路具有两个输入端,作为所述脉冲调节电路的两个输入端;两个输入端分别与所述振荡电容的两端相连;所述状态检测电路用于在所述功率开关器件处于关断时检测所述谐振电路的振荡状态,并根据所述振荡状态产生矩形波信号;所述锯齿波产生电路与所述状态检测电路的输出端相连,且所述锯齿波产生电路的输出端作为所述脉冲调节电路的输出端;所述锯齿波产生电路用于根据所述矩形波信号产生所述锯齿波信号。
[0012] 作为优选,所述状态检测电路包括:第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻及第二比较器;所述第一电阻的第一端与所述振荡电容的一端相连,所述第一电阻的第二端与第二电阻串联后接地;且所述第一电阻的第二端还与所述第二比较器的第一输入端相连;所述第三电阻的第一端与所述振荡电容的另一端相连,所述第三电阻的第二端与第四电阻串联后接地;且所述第三电阻的第二端还与所述第二比较器的第二输入端相连;所述第二比较器的输出端作为所述状态检测电路的输出端。
[0013] 作为优选,所述锯齿波产生电路包括:第五电阻、第六电阻和第一电容;所述第五电阻的第一端用于接收工作高电平信号,所述第五电阻的第二端与所述状态检测电路的输出端相连,且所述第五电阻的第二端与所述第一电容的第一端相连;所述第六电阻的第一端用于接收所述工作高电平信号,所述第六电阻的第二端与所述第一电容的第二端相连;且所述第一电容的第二端作为所述锯齿波产生电路的输出端,所述锯齿波产生电路还包括:钳位二极管;所述钳位二极管的负极用于接收所述工作高电平信号,所述钳位二极管的正极与所述第一电容的第二端相连。
[0014] 作为优选,所述脉宽调制积分电路包括:第七电阻和第二电容;所述第七电阻的第一端与所述控制器中的脉冲宽度调制信号输出端相连,所述第七电阻的第二端与所述第二电容的第一端相连,所述第二电容的第二端接地;且所述第七电阻的第二端作为所述脉宽调制积分电路的输出端。
[0015] 作为优选,所述脉冲调节电路还包括负载检测电路;所述负载检测电路分别与所述状态检测电路和所述控制器相连,所述负载检测电路用于根据所述状态检测电路产生的矩形波信号产生负载加载信号,并提供给所述控制器,所述负载检测电路包括:第八电阻;所述第八电阻的第一端与所述状态检测电路的输出端相连,所述第八电阻的第二端与所述控制器中的负载检测反馈信号接收端相连。
[0016] 本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0017] 下面通过附图和实施例,对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

[0018] 附图用来提供对本实用新型的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的限制。
[0019] 在附图中:
[0020] 图1为本实用新型一个实施例中电磁感应加热式节能环保型加热装置结构示意图;
[0021] 图2为本实用新型一个实施例中加热管结构示意图;
[0022] 图3为本实用新型一个实施例中翅片结构示意图;
[0023] 图4为本实用新型一个实施例中加热控制装置结构示意图。
[0024] 图5为本实用新型一个实施例中加热控制装置结构示意图。

具体实施方式

[0025] 以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
[0026] 如图1和图2所示,本实用新型实施例提供了一种电磁感应加热式节能环保型加热装置,包括:
[0027] 壳体1,所述壳体1内部设置有腔体,其外部现状不限,在本实施例中为方形结构,其两端部分别设置有进风口2和出风口3,所述壳体1的内腔内设置有若干加热管,加热管之间的排列方式不限,在本实施例中为加热管之间为横向平行设置,所述加热管包括换热管4,其两端均贯穿所述壳体1与外界相连接通,换热管的外壁与壳体接触位置,焊接连接,保证密封,所述换热管4内部均穿设有电磁感应线圈6,若干所述换热管4内部均穿设的电磁感应线圈相互串联,且与加热控制装置7相连接,所述加热控制装置7与电源5相连接。
[0028] 上述技术方案的工作原理及有益效果为:
[0029] 本实施例在使用时,对空气、水、油等物质均可使用进行加热,其工作原理为电流通过加热控制装置,可控的与电磁感应线圈相连接,利用电磁感应的原理,在换热管内产生涡流,使得换热管自身产生热量。相比于现有技术,本实施例提供的技术方案,在对水进行加热时,水在被磁化后,不易结垢,本加热装置的使用寿命长,同时本实施例利用换热管自身产生热量后向外进行传递,提升了了热传导的速度,减小了损耗,具有升温速度快,电热转换效率高的优点。
[0030] 如图3所示,在一个实施例中,所述换热管4外表面设置有翅片8。
[0031] 所述翅片8包括若干外翅片8-1和内翅片8-2,所述内翅片8-2呈螺旋形等距均匀分布于所述换热管4的外表面且所述内翅片8-2与所述换热管4形成倾斜状的夹角,若干所述外翅片8-1中心设置有通孔,若干所述外翅片8-1等距排布且套设于所述内翅片8-2外边缘,所述外翅片8-1的顶部固定有上斜翅片8-11,所述外翅片8-1的底部固定有下斜翅片8-12,所述上斜翅片8-11与所述下斜翅片8-12相互平行,且所述上斜翅片8-11与所述下斜翅片8-12均与所述外翅片8-1反向设置。
[0032] 所述内翅片8-2上环状分布有若干散热孔8-21。
[0033] 所述外翅片8-1呈矩形,且其采用激光焊接的方式固定于所述内翅片8-2外边缘。
[0034] 如图4所示,在一个实施例中,
[0035] 本实施例提供的加热控制装置7包括:整流滤波电路7-1、逆变电路7-2振荡电容7-3、功率开关器件7-4、功率开关器件驱动电路7-5、脉冲调节电路7-6、脉宽调制积分电路7-
7、第一比较器7-8以及控制器7-9;其中,所述整流滤波电路7-1与所述逆变电路7-2相连接,所述逆变电路7-2与所述振荡电容7-3相连接,所述整流滤波电路7-1用于将输入的交流电整流以输出直流电,所述逆变电路7-2用于将直流电转化为高频交流电,所述振荡电容7-3用于与所述电磁感应线圈6连接构成谐振电路;本实施例中功率开关器件7-4可采用现有技术中常用的功率开关管,例如:绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。IGBT具有三个连接端,分别为:
集电极、发射机和门极。所述功率开关器件7-4的集电极与所述电磁感应线圈6相连,所述功率开关器件7-4的发射极接地,所述功率开关器件7-4的门极与所述功率开关器件驱动电路
7-5相连;所述脉冲调节电路7-6的两个输入端分别与所述振荡电容7-3的两端相连;所述脉冲调节电路7-6用于在所述功率开关器件7-4处于关断时检测所述谐振电路的振荡状态,并根据所述振荡状态产生锯齿波信号;所述脉宽调制积分电路7-7与所述控制器7-9相连,所述脉宽调制积分电路7-7用于将所述控制器7-9发出的脉冲宽度调制信号调整为设定幅值的直流信号;所述第一比较器7-8的两个输入端分别与所述脉冲调节电路7-6的输出端和脉宽调制积分电路7-7的输出端相连,且所述第一比较器7-8的输出端与所述功率开关器件驱动电路7-5相连;所述第一比较器7-8用于根据所述锯齿波信号和直流信号产生驱动信号并提供给所述功率开关器件驱动电路7-5。
[0036] 上述技术方案的工作原理为:
[0037] 通过采用脉冲调节电路与由振荡电容和电磁感应线圈构成的谐振电路相连,用于检测谐振电路的振荡状态,并根据该震荡状态产生锯齿波信号;再采用脉宽调制积分电路与控制器相连,将控制器发出的PWM信号调整为设定幅值的直流信号;还采用第一比较器根据上述锯齿波信号和直流信号生成驱动信号,以使功率开关器件驱动电路根据该驱动信号驱动功率开关器件导通和关断,实现了根据谐振电路的振荡状态来调节功率开关器件的导通时间及频率。并且本实施例提供的调节过程采用硬件结构来实现,不但能够实现现有技术中采用软件算法所能实现的功能,而且相比于软件算法具有的延迟缺陷而言,上述技术方案采用硬件结构,能够达到较快的处理速度,缩短延迟时间,提高电磁感应线圈的功率调节精度,进而提高温度控制的精确度。
[0038] 如图5所示,在一个实施例中,
[0039] 所述脉冲调节电路7-6包括:状态检测电路7-61和锯齿波产生电路7-62;所述状态检测电路7-61具有两个输入端,作为所述脉冲调节电路7-6的两个输入端;两个输入端分别与所述振荡电容7-3的两端相连;所述状态检测电路7-61用于在所述功率开关器件7-4处于关断时检测所述谐振电路的振荡状态,并根据所述振荡状态产生矩形波信号;所述锯齿波产生电路7-62与所述状态检测电路7-61的输出端相连,且所述锯齿波产生电路7-62的输出端作为所述脉冲调节电路7-6的输出端;所述锯齿波产生电路7-62用于根据所述矩形波信号产生所述锯齿波信号。
[0040] 所述状态检测电路7-61包括:第一电阻7-611、第二电阻7-612、第三电阻7-613、第四电阻7-614及第二比较器7-615;所述第一电阻7-611的第一端与所述振荡电容7-3的一端相连,所述第一电阻7-611的第二端与第二电阻7-612串联后接地;且所述第一电阻7-611的第二端还与所述第二比较器7-615的第一输入端相连;所述第三电阻7-613的第一端与所述振荡电容7-3的另一端相连,所述第三电阻7-613的第二端与第四电阻7-614串联后接地;且所述第三电阻7-613的第二端还与所述第二比较器7-615的第二输入端相连;所述第二比较器7-615的输出端作为所述状态检测电路7-61的输出端。
[0041] 所述锯齿波产生电路7-62包括:第五电阻7-621、第六电阻7-622和第一电容7-623;所述第五电阻7-621的第一端用于接收工作高电平信号,所述第五电阻7-621的第二端与所述状态检测电路7-61的输出端相连,且所述第五电阻7-621的第二端与所述第一电容
7-623的第一端相连;所述第六电阻7-622的第一端用于接收所述工作高电平信号,所述第六电阻7-622的第二端与所述第一电容7-623的第二端相连;且所述第一电容7-623的第二端作为所述锯齿波产生电路7-62的输出端,所述锯齿波产生电路7-62还包括:钳位二极管
7-624;所述钳位二极管7-624的负极用于接收所述工作高电平信号,所述钳位二极管7-624的正极与所述第一电容7-623的第二端相连。
[0042] 所述脉宽调制积分电路7-7包括:第七电阻7-71和第二电容7-72;所述第七电阻7-71的第一端与所述控制器7-9中的脉冲宽度调制信号输出端相连,所述第七电阻7-71的第二端与所述第二电容7-72的第一端相连,所述第二电容7-72的第二端接地;且所述第七电阻7-71的第二端作为所述脉宽调制积分电路7-7的输出端。
[0043] 所述脉冲调节电路7-6还包括负载检测电路;所述负载检测电路分别与所述状态检测电路7-61和所述控制器7-9相连,所述负载检测电路用于根据所述状态检测电路7-61产生的矩形波信号产生负载加载信号,并提供给所述控制器7-9,以使控制器7-9能够根据负载加载信号来判断得到是否有负载、负载是否合适等结论。具体的所述负载检测电路包括:第八电阻7-10;所述第八电阻7-10的第一端与所述状态检测电路7-61的输出端相连,所述第八电阻7-10的第二端与所述控制器7-9中的负载检测反馈信号接收端相连。由于换热管4会吸收一部分电磁感应线圈6发出的电磁波能量,因此,谐振电路的谐振次数减少,状态检测电路7-61产生的矩形波信号的脉冲数量少于空载时的脉冲数量。控制器7-9根据脉脉冲数量即可判断得知是否加载负载。
[0044] 显然,本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样,倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内,则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
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