CN113280534A - 具有层片式蒸发器的制冷器具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种层片式蒸发器,第一蒸发器模块包括多个彼此平行层片的部块。每个层片分别具有第一孔和第二孔,制冷剂管路的第一管区段经由第一孔延伸,制冷剂管路的第二管区段经由第二孔延伸。这些部块在平行于层片表面的第一方向上相互邻接。制冷剂管路的入口接头和出口接头配属于这些部块中的第一个,每个部块与前或后的部块通过制冷剂管路的两个弯部连接,在这些部块中的最后一个中,第一和第二管区段通过弯部相互连接。至少一个第二蒸发器模块在平行于层片的第二方向上邻接第一蒸发器模块地布置,以便与第一蒸发器模块串行地在第二方向上被空气流过,第二蒸发器模块的制冷剂管路与第一蒸发器模块的制冷剂管路串行地连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种制冷器具(尤其家用制冷器具),具有蒸发器腔和布置在该蒸发器腔中的第一蒸发器模块。对于这种也被称作无霜式器具的制冷器具,通过这样的方式冷却存放腔:使空气在蒸发器腔与存放腔之间交换。
背景技术
一般而言,蒸发器腔要么在制冷器具的本体的后壁与相对于存放腔的竖直分隔壁之间延伸,并且在其中的层片式蒸发器竖立地(hochkant)取向,要么蒸发器腔在本体的顶部与在本体的深度方向上向下倾斜(abschüssig)的分隔壁之间延伸,并且层片式蒸发器平行于分隔壁倾斜地安放。在这两种情况下,液态制冷剂都可以积聚在穿过蒸发器走向的制冷剂管路的最深部位处,从而经循环翻转的空气(无论空气在其横截面的哪个部位处经过蒸发器)都足够接近地经过充以液态制冷剂的管区段,以便有效地被冷却。
在最近几年中,在市场上出现多种制冷器具型式,这些制冷器具型式除了常见存放腔(常规冷藏格和冷冻格)之外也具有用于其它温度范围的存放腔。为了可以有能效地对这些腔进行调温,并且为了防止气味从一个腔扩散至其他的腔,每个腔应尽可能具有自身的蒸发器。在大多数情况下,这些腔彼此相叠布置,也就是说,在给定外部尺寸的本体中需要设置越多的存放腔,那么这些存放腔必须越矮小(niedrig)。但是,在高度较小的情况下,蒸发器腔的常规构造型式变得不经济;如果蒸发器腔布置在后壁上的情况下还必须在蒸发器上方安放用于使空气循环翻转的风机,则给蒸发器自身剩余过少的安装高度;如果应给每个存放腔均设有自身的蒸发器,则会损失过多安装高度。
为了冷却具有小的安装高度的存放腔,因此需要针对空气引导的新式设计。
从KR 19980018857 U已知一种具有两个彼此相叠布置的存放腔的制冷器具,这些存放腔分别具有自身的蒸发器。上腔的蒸发器如上文所说明地布置在本体的后壁上并且被竖直地流过,下存放腔配有竖直地纵长延伸的、被水平地流过的蒸发器。在文献中未说明蒸发器的内部构造。因此认为的是,当蒸发器没有完全充满液态制冷剂时,蒸发器的上部区域仅包含蒸气。与发生穿流的空气接触时,这个部分可能会超过蒸发温度地升温,并且然后还不足以冷却空气。
层片式蒸发器的已知构造型式(例如处于如KR 19980018857 U的上腔可使用的安装情形)包括多个由彼此平行层片所构成的部块其中,每个层片分别具有第一孔和第二孔,制冷剂管路的第一管区段延伸穿过所述第一孔,制冷剂管路的第二管区段延伸穿过所述第二孔,其中,竖直方向的部块相互邻接,制冷剂管路的入口接头和出口接头配属于这些部块中的最上方的那个部块,每个部块与前一部块或者后一部块通过制冷剂管路的两个弯部连接,并且,对于这些部块中的最下方的那个部块,第一和第二管区段通过一个弯部相互连接。因为液态制冷剂积聚在最下方的那个部块的管区段中,因而该部块的层片即便在仅仅部分填充的情况下也几乎保持为蒸发温度,并且竖直地流经蒸发器的空气至少在这个下方部块上被冷却到接近蒸发温度的温度。然而,如果这种蒸发器要在水平的、平行于层片的方向上被流过,那么,在不包含液态制冷剂的部块中,空气的有效的冷却将是不可能的。
发明内容
因此,存在着对这样的层片式蒸发器的需求:当该层片式蒸发器竖立地布置并且被水平地流过时,即便在不完全地填充的情况下,该层片式蒸发器也能够在其整个横截面上均匀地冷却。
该任务通过一种上文所说明的构造型式的层片式蒸发器解决,所述层片式蒸发器具有至少一个第一和第二蒸发器模块,这些蒸发器模块的部块在平行于层片表面的第一方向上相互邻接,其中,这些蒸发器模块在平行于层片表面的第二方向上相互邻接,并且,第一和第二蒸发器模块的制冷剂管路串行地(in Reihe)连接。如果这种层片式蒸发器以这样的取向安装在制冷器具中:在所述取向的情况下,第一方向基本上与竖直方向一致,从而第一部块是最上方的部块,而最后的部块是最下方的部块,那么,与唯一蒸发器模块的容量相当的液态制冷剂量就足以使空气在层片式蒸发器的整个被流过的横截面上冷却。
为了有效地冷却这些层片,每个管区段与每个层片在该管区段的至少三分之二周边(优选整个周边)上导热地连接。
第二方向优选与第一方向正交;由此,在已装入的状态下,第一方向可以与竖直方向一致,并且第二方向可以与本体的宽度方向一致。
尤其是,这些蒸发器模块可以构成方体(Quader),该方体具有在第一和第二空间方向上走向的棱边。这种层片式蒸发器能够简单地以与存放腔的各种高度及宽度相适应的各种尺寸进行生产,其方式是,改变每个蒸发器模块中的部块数量(或蒸发器模块的数量)。
每个蒸发器模块的层片优选是矩形的,并且沿着至少一个长棱边邻接同一蒸发器模块的相邻部块,并且沿着短棱边邻接其它蒸发器模块的部块。由此,在一个部块的两个管区段中,各一管区段可以被放置在另一管区段的背流区/流动阴影中。
不同的蒸发器模块的制冷剂管路优选彼此焊接和/或插接连接。由此,这些模块可以价格便宜地大量生产;通过视需求而定地使不同数量的模块相互连接的方式,可以有利地提供具有不同宽度的层片式蒸发器。
为了能够实现这些模块的快速且简单的组装,这些制冷剂管路之间的连接优选沿着方体的单个棱边布置。
在参照空气流或者参照制冷剂流位于上游的那个蒸发器模块的层片之间的间距可以与参照这种流位于下游的那个蒸发器模块的层片之间的间距相比更大地选择。因为空气在其穿过层片式蒸发器的路径上逐渐地失去水分,因此,在多个蒸发器层片保持同样程度地被供以液态制冷剂的情况下,霜层在这样的蒸发器层片上最快速地增加:空气在其穿过蒸发器的路径上首先到达这些蒸发器层片上。如果在这些蒸发器层片之间使得间距较大,那么,在霜层会如此程度妨碍空气循环以至于使除霜变得必要之前,霜层会达到较大的厚度。另一方面,仅仅通过制冷剂蒸气所冷却的层片的吸热能力比通过液态制冷剂所冷却的层片的吸热能力小得多,从而,如果串行地连接的模块不同程度地被以制冷剂供给,则在制冷剂流中位于最前面的那个蒸发器模块的层片可以达到霜层的最高增长率。
为了不使生产不必要地复杂化,在一个蒸发器模块内部,在这些层片之间的间距应是统一的。
本发明的主题也涉及一种制冷器具,其具有至少一个存放腔、蒸发器腔和如上所说明的层片式蒸发器,所述层片式蒸发器安放在蒸发器腔中。
优选地,制冷器具具有多个存放腔,这些存放腔与各一蒸发器腔连通,以便被其蒸发器进行调温。由此,每个存放腔可以(优选借助于分别自身的温度传感器)调节到自身的温度,这种自身的温度在针对单个存放腔的制冷剂回路合适地构造的情况下也可以高于周围环境温度。附加地,也可以实现对于每个存放腔而言特定的空气湿度水平,其方式是,调节蒸发器与存放腔之间的温度差。不会发生来自不同存放腔的被不同地调温的或者不同程度潮湿的空气量的混合。
即便在存放腔具有小的高度的情况下,层片式蒸发器的以上所说明的新式构造也允许将层片式蒸发器以节省空间的方式安装在后壁上,而不是以常规方式由于蒸发器的顶式安装而进一步减小存放腔的可用的高度。
一般适用地,每个这样的存放腔可以被视为具有小的高度的存放腔:对于所述存放腔,在高度、宽度和深度方面,高度是最小的尺寸,但尤其是这样的存放腔:对于该存放腔,高度不多于三分之二宽度或深度。但尤其是,根据本发明的蒸发器也允许了经济地冷却具有至今在制冷器具构造中不常见的棱边长度比例关系(例如高度最多相当于一半深度或宽度)的存放腔,这是因为(尤其从空间利用和能效的角度出发)这些存放腔无法通过常规蒸发器经济地冷却。但是,与棱边长度无关地,在本发明的意义上较小的存放腔也可以例如通过如下事实得出:这种较小的存放腔被唯一抽出箱填充,因为即便在一个抽出箱的情况下所有三个尺寸中高度是最小的,这是因为否则的话则无法快速地获得箱的内容物。
为了使与存放腔通过入口及出口连通的蒸发器腔的空间需求保持小,或为了能够对被蒸发器腔占据的空间尽可能最大程度地用层片式蒸发器填充,在出口处优选布置有径流式风机,所述径流式风机的轴线在平行于层片表面的方向(尤其第二方向)上取向。
出口和入口可以分别是在存放格与蒸发器腔之间的分隔壁的在第二方向上间隔开的棱边上的在第一方向上纵长延伸的缝隙。
此外,本发明的主题涉及一种用于生产层片式蒸发器的方法,其具有如下步骤:
b)将这些层片推到这些管路上,其方式是,将一个管路的各两个支边(Schenkel)导入到一个层片的两个孔中;
c)将这些层片沿着支边编组成多个部块,这些部块分别由支边的自由区段相互间隔开;
d)将这些自由区段弯曲,以便使这些部块在平行于层片的第一空间方向上相互邻接地放置;和
e)将这些管路串行地连接。
附图说明
从对实施例的接下来的说明参照随附的图得出本发明的另外的特征和优点。附图示出:
图1示出根据本发明的蒸发器的层片的两种变型方案;
图2示出成部块形式地套装到管路的支边上的层片的俯视图;
图3示出单个蒸发器模块;
图4示出具有四个串行地连接的蒸发器模块的层片式蒸发器;
图5示出穿过根据本发明的具有多个层片式蒸发器的制冷器具的截面;和
图6示出穿过图5的制冷器具的蒸发器腔的水平截面。
具体实施方式
图1示出层片1、1’的两种变型方案,这些层片用于制造根据本发明的层片式蒸发器。这些层片1、1’是薄板材,典型地是由铝制成的、基本上矩形的板材。两个孔2在相对于该矩形的长棱边3平行的方向上相互间隔开;这些孔2之间的间距d典型地处于棱边3的长度的三分之一到一半之间。短棱边4的长度可以处于d至2d之间。
这些层片1的孔2是具有这样直径的圆形:该直径以最小间隙与制冷剂管路的待推入的管区段的直径一致,以便能够沿着这些孔2的基本上整个周边实现管区段与层片之间的导热接触。
对于这些层片1’的孔2,圆形周边被切口5中断,这些切口5使得由这些切口5限界的舌部6能够在管区段推入时移位避让(auszuweichen);由此,导热接触虽然不是在管区段的整个周边上都可行,但是在推入时偏移的舌部6的压力确保了管区段与层片之间的有效热传递。
图2示出已部分完成的蒸发器模块7a-d的俯视图。每个蒸发器模块包括弯曲成发夹形的制冷剂管路8,所述制冷剂管路8具有第一弯部9和两个通过弯部9一件式连接的笔直管区段10a和10b。在这些管区段10a-b上分别套装有多个平行层片1,并且将这些层片1编组成部块11a-d。所有部块11a-d在管区段9的纵长方向上的延展范围是相同的;这些层片1在一个部块11a-d中的数量以及这些层片1相互间的间距可以改变。
图3示出已完成的蒸发器模块7。使这些管区段10a-b在图2没有层片的那些区域成形为半圆形的第二弯部12,从而这些部块11a-d构成这样的堆垛:在所述堆垛中,一个部块的层片的长棱边3分别面向相邻部块的层片的长棱边。
与第一弯部9相邻的部块11a构成堆垛的最下方的部块。这些管区段10a-b蜿蜒形地延伸穿过堆叠在该部块11a上方的部块11b、11c直至入口接头和出口接头13、14为止。这些接头之一(在这里是接头13)拓宽,以便插入结构相同的第二蒸发器模块的接头14。
图4示出四个蒸发器模块(用7a-d标明),这些蒸发器模块的制冷剂管路8串行地连接,其方式是,这些接头13、14相互插接且焊接。这些相互插接的接头13、14位于一条直线上,该直线平行于由蒸发器模块7a-d构成的、大致方体形的蒸发器15的长棱边走向。
这些蒸发器模块7a-d可以是结构几乎相同;在图4的情况下,蒸发器模块7a与其余模块7b-d的区别在于,在该蒸发器模块7a中,这些层片1之间的间距更大。如果蒸发器15在运行时被空气水平地(箭头16的方向)流过,则蒸发器模块7a构成参照空气流位于最上游的模块,并且在空气流中被一同携带的湿气优选沉积在模块7a的层片上,特别是当接头13作为入口接头使用并且因此蒸发器模块7a比其它蒸发器模块要更好地供以液态制冷剂时。增大的层片间距允许了将两个除霜过程之间的时间间隔选择得较长。
替代地,当模块7d的接头14作为用于制冷剂的入口接头使用时,可以反作用于蒸发器模块7a的快速积霜;于是,最好向模块7d供以液态制冷剂。根据液态制冷剂有多频繁且有多少制冷剂到达参照制冷剂流进一步位于下游的部块中,霜形成物可以不同地分布到这些模块7a-d上。当只有蒸气到达这些模块7b-d中时,霜形成物这样强地集中到模块7d上,使得可能有意义的是,在该模块7d中设置增大的层片间距。当其它模块也不时地接收液态制冷剂时,在它们中也发生霜形成,从而霜分布到所有模块上并且在所有模块中的层片间距可以是相同的。
因为经连接的接头13、14构成在蒸发器15中的制冷剂管路的最高点,因而能够将参照制冷剂流而言最大程度地位于上游的模块7a或者7d的制冷剂管路8完全地用液态制冷剂填充,即便后续模块的制冷剂管路8仅仅包含蒸气。由此确保了发生穿流的空气在蒸发器15的整个横截面上均匀地冷却,即便蒸发器15不完全地被填充。
图5示出穿过具有多个不同地调温的存放腔的家用制冷器具的本体17的截面。该截平面在本体17的后壁附近穿过该后壁处延伸的蒸发器腔18a-c走向。这些蒸发器腔18a-c中的每个蒸发器腔分别包含在上文所说明的类型的蒸发器15a-c,并且与分别所配属的存放腔构成闭合的空气回路。在图5中未示出的存放腔分别具有与所配属的蒸发器腔18a-c相同的高度,并且由本体17的隔热的且禁止在不同空气回路之间发生空气交换的中间底部19相互分隔开。
在这里,最下方的存放腔是冷冻格,所述冷冻格的高度大约相当于其宽度。蒸发器腔18a的高度比存放腔的高度稍小,这是因为后壁的一部分以常见的方式被机器室20占据。蒸发器腔18a与存放腔通过在分隔壁24a的上部区域中的设有轴流式风机21的出口开口22a以及通过呈在分隔壁24a的下棱边上的间隙形式的入口开口23a连通。蒸发器15a包括多个(在这里是五个)在本体17的宽度方向上并排地布置的蒸发器模块7,这些蒸发器模块7在这里具有各五个部块11,这五个部块11在运行时被从下往上被流过。
第二高的存放腔及其蒸发器腔18b扁平得多;在这里,如果想要如在蒸发器腔18a中那样设置水平间隙和开口,那么就没有足够的空间余下以便安放足够数量和尺寸的蒸发器模块7。因此,在蒸发器15b中,蒸发器模块7的数量下降,从而在蒸发器15b的右侧和左侧余下空间以便设置入口开口23b和(在这里被径流式风机25遮盖的)出口开口22b,并且,部块11的数量也与蒸发器腔18b的高度相适配地减小。
这些部块11自身可以与蒸发器15a的部块结构相同;但是,也可以设想的是,为了与对于单个存放腔分别所需要的功率相适应,从一个蒸发器15a-c到其它蒸发器地改变每个部块11的层片1的数量。固然,层片1的数量越小,由于突出的弯部9、12而使功率与蒸发器空间需求之间的比例关系变得越不利。因此,可能适宜的是,在功率需求小的情况下,进一步降低模块7的数量(如蒸发器15c的实例所示出),从而蒸发器腔18c仅仅占据后壁的宽度的一部分,并且,在剩余宽度上,存放腔26c可以延伸直到后壁。于是,入口开口23c可以构造成在后壁与分隔壁24c的远离径流式风机25的那一端部之间的间隙。
图6示出在图5的点划线VI-VI的高度上穿过本体17的后面部分的截面。本体17的已经提及的后壁用标号27标明,侧壁用标号28标明。蒸发器15b的在本体的深度方向上突出的弯部9、12接收在旁通部块29(典型地是由膨胀聚苯乙烯制成的成形件)中,以便通过入口开口23b从存放腔26b抽吸的空气在蒸发器15b的层片之间强制穿过。
径流式风机25的抽吸开口30与蒸发器15b的下游端部相对置。径流式风机25以已知的方式包括风机叶轮,所述风机叶轮在壳体31内部绕着与抽吸开口30同中心的、相对于层片1平行的轴线34旋转。抽吸开口30的直径大致相当于一个部块11在相对于层片垂直的方向上的棱边长度,壳体31的棱边长度大致相当于包括弯部9、12在内的蒸发器15b的厚度。
为了使得能够在尽管存放腔26b的高度很小的情况下仍轻易地获得该存放腔的内容物,有意义的是,设置可拉出的筐具32或者抽出箱。此外,可以通过轨导向装置或者通过筐具32的造型来确保:所述可拉出的筐具32或者抽出箱不会卡阻这些开口22b、23b。在这里所示出的情况下,分隔壁24b的突出到存放腔26b中的接片33侧边连接(flankiert)入口开口23b,并且筐具32的深度与存放腔26b的深度这样相适应,从而,只有当筐具32如图所示地在接片33旁侧靠置在分隔壁24b上时,存放腔26b的门才可以关闭。以类似的方式,出口开口22b可以成形为超过分隔壁24b突出的喷嘴,从而,筐具32(当其挡住出口开口22b时)也防止了门的关闭。入口开口和出口开口23b、22b的自由横截面分别在竖直方向上缝隙状地纵长延伸,以便尽可能少地限制存放腔26b的可用于安放冷藏物品(或筐具32)的宽度。
附图标记列表
1、1’ 层片
2 孔
3 长棱边
4 短棱边
5 切口
6 舌部
7a-d 蒸发器模块
8 制冷剂管路
9 弯部
10 管区段
11a-d 部块
12 弯部
13 接头
14 接头
15a-c 蒸发器
16 箭头
17 本体
18a-c 蒸发器腔
19 中间底部
20 机器室
21 轴流式风机
22a-c 出口开口
23a-c 入口开口
24a-c 分隔壁
25 径流式风机
26b,c 存放腔
27 后壁
28 侧壁
29 旁通部块
30 抽吸开口
31 壳体
32 筐具
33 接片
34 轴线
Claims (15)
1.一种层片式蒸发器,其具有第一蒸发器模块(7a),所述第一蒸发器模块包括多个由彼此平行的层片(1)所构成的部块(11a-d),
其中,每个层片(1)分别具有第一孔(2)和第二孔(2),一制冷剂管路(8)的第一管区段(10a)延伸穿过所述第一孔,所述制冷剂管路(8)的第二管区段(10b)延伸穿过所述第二孔,
其中,这些部块(11a-d)在相对于所述层片(1)的表面平行的第一方向上相互邻接,并且
其中,所述制冷剂管路(8)的入口接头(13,14)和出口接头(14,13)配属于这些部块中的第一部块(11d),
每个部块(11a-d)与先前部块或者与随后部块通过所述制冷剂管路(8)的两个弯部(12)连接,并且
对于这些部块中的最后部块(11a),第一管区段和第二管区段(10a,b)通过一个弯部(9)相互连接,
其特征在于,
至少一个第二蒸发器模块(7b)在平行于所述层片(1)的第二方向上邻接于所述第一蒸发器模块(7a)布置,以便与所述第一蒸发器模块(7a)串行地在所述第二方向(16)上被空气流过,并且
所述第二蒸发器模块(7b)的制冷剂管路(8)与所述第一蒸发器模块(7a)的制冷剂管路(8)串行地连接。
2.根据权利要求1所述的层片式蒸发器,
其特征在于,
每个管区段(10a,b)与每个层片(1)在该管区段的至少三分之二周边上、优选在整个周边上导热地连接。
3.根据权利要求1或2所述的层片式蒸发器,
其特征在于,
所述第二方向(16)与所述第一方向正交。
4.根据权利要求3所述的层片式蒸发器,
其特征在于,
所述蒸发器模块(7a-d)构成方体,所述方体具有在所述第一空间方向和所述第二空间方向(16)上走向的棱边。
5.根据以上权利要求中任一项所述的层片式蒸发器,
其特征在于,
每个蒸发器模块(7a-d)的层片(1)是矩形的,并且所述层片沿着至少一个长棱边(3)邻接于同一蒸发器模块(7a-d)的相邻部块(11a-d)并且沿着短棱边(4)邻接于另一蒸发器模块(7a-d)的部块(11a-d)。
6.根据以上权利要求中任一项所述的层片式蒸发器,
其特征在于,
不同蒸发器模块(7a-d)的制冷剂管路(8)彼此焊接和/或插接连接。
7.根据引用权利要求4的权利要求6所述的层片式蒸发器,
其特征在于,
在所述制冷剂管路(8)之间的连接是沿着所述方体的单个棱边布置。
8.根据以上权利要求中任一项所述的层片式蒸发器,
其特征在于,
位于上游的蒸发器模块(7a)的层片(1)之间的间距大于位于下游的蒸发器模块(7b-c)的层片之间的间距。
9.根据以上权利要求中任一项所述的层片式蒸发器,
其特征在于,
在一个蒸发器模块(7a-d)内部,所述层片(1)之间的间距是统一的。
10.一种制冷器具,其具有至少一个存放腔(26b,c)、蒸发器腔(18a-c)和根据权利要求1至9中任一项所述的层片式蒸发器(15a-c),所述层片式蒸发器安放在所述蒸发器腔(18a-c)中。
11.根据权利要求10所述的制冷器具,
其特征在于,
所述蒸发器腔(18a-c)与所述存放腔(26b,c)通过入口(23b,c)和出口(22b,c)连通,并且
在所述出口(22b,c)处布置有径流式风机(25),所述径流式风机的轴线(34)在相对于所述层片(1)的表面平行的方向上取向。
12.根据权利要求11所述的制冷器具,
其特征在于,
所述出口(22b)和/或所述入口是所述存放格(26b)与所述蒸发器腔(18b)之间的分隔壁(24b)的在所述第二方向(16)上间隔开的棱边处的在所述第一方向上纵长延伸的缝隙。
13.根据权利要求11所述的制冷器具,
其特征在于,
所述层片式蒸发器是根据权利要求3所述的层片式蒸发器,并且
所述第二方向(16)是所述制冷器具的宽度方向。
14.根据以上权利要求中任一项所述的制冷器具,
其特征在于,
所述第一方向是竖直方向。
15.一种用于制造层片式蒸发器的方法,具有如下步骤:
a)提供多个弯曲成发夹形的管路(8)和多个具有各两个孔(2)的层片(1);
b)将所述层片(1)插装到所述管路上,其方式是,将一个管路(8)的各两个管区段(10)导入到一个层片(1)的两个孔(2)中;
c)将所述层片(1)沿着所述管区段(10)编组成多个分别通过所述管区段(10)的自由区段相互间隔开的部块(11);
d)使所述自由区段弯曲,以便使这些部块(11)在相对于所述层片(1)平行的第一空间方向上相互邻接地放置;和
e)使所述管路(8)串行地连接。
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