CN114016267B - 换热结构、热泵系统及衣物处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种换热结构、热泵系统及衣物处理装置，涉及衣物处理装置技术领域，解决了洗衣干衣机或干衣机中的热泵系统烘干效率低的技术问题。该换热结构包括旁通风道和位于主风道内沿气流流向依次布置的蒸发器、冷凝器，旁通风道的进风口连通于蒸发器的进风侧，旁通风道的出风口连通于冷凝器的进风侧；蒸发器表面的冷凝水能淋洒至旁通风道内，并形成能与流经旁通风道的气流换热的水幕。本发明充分利用了蒸发器表面冷凝水的冷量，提高了换热结构的换热效率；当该换热结构应用于热泵系统内时，提高了烘干效率，降低了热泵系统的负荷。

Description

换热结构、热泵系统及衣物处理装置

技术领域

本发明涉及衣物处理装置技术领域，尤其是涉及一种换热结构、热泵系统及衣物处理装置。

背景技术

随着人民生活水平和节能环保理念的进一步提高，热泵式洗衣干衣机应用越来越广泛。热泵式洗衣干衣机或干衣机作为衣物处理装置，可执行洗涤、漂洗、脱水、烘干等过程。

热泵式洗衣干衣机或干衣机的热泵通常包括压缩机、蒸发器、冷凝器和膨胀阀四部分，其中，滚筒的出风口与蒸发器的进风侧相连通，滚筒的进风口与冷凝器的出风口相连通，滚筒内排出的湿热空气依次经过风道内的蒸发器、冷凝器，湿热气流在经蒸发器后，与蒸发器换热并被吸热除湿，部分冷凝为水；经过冷凝器后重新被加热，形成热空气，再吹向滚筒中的衣物，不断循环上述过程，降低衣物含水率，进而达到烘干的目的。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：洗衣干衣机或干衣机中的热泵系统烘干效率较低，负荷高。在烘干衣物的过程中，热泵系统往往能从衣服中吸出带有大冷量的冷凝水，作为烘干附产品的冷量冷凝水通常通过管道直接排掉，造成了能源浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种换热结构、热泵系统及衣物处理装置，以解决现有技术中存在的洗衣干衣机或干衣机中的热泵系统烘干效率低的技术问题；本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的换热结构，包括旁通风道和位于主风道内沿气流流向依次布置的蒸发器、冷凝器，其中：

所述旁通风道的进风口连通于所述蒸发器的进风侧，所述旁通风道的出风口连通于所述冷凝器的进风侧；所述蒸发器表面的冷凝水能淋洒至所述旁通风道内，并形成能与流经所述旁通风道的气流换热的水幕。

优选的，所述换热结构还包括隔层和位于所述隔层上的淋水部，所述隔层将所述旁通风道分隔在所述主风道下方，所述蒸发器表面的冷凝水能滴落至所述隔层上，并经所述淋水部淋洒至所述旁通风道内形成所述水幕。

优选的，所述淋水部包括有一排或两排以上出水孔，每排所述出水孔的数量为两个以上，所述出水孔贯穿所述隔层并连通所述主风道和所述旁通风道。

优选的，位于相同排的所有所述出水孔的中心共线设置。

优选的，位于相同排的所有所述出水孔沿设定方向间隔布置，所述设定方向与所述旁通风道内的气流流向之间存在有夹角α，α的取值范围为0°＜α≤90°。

优选的，所述隔层的上表面设置有汇聚部，所述汇聚部为开口朝上的凹槽结构，用于聚积所述隔层上的冷凝水，所述淋水部位于所述汇聚部内。

优选的，所述汇聚部的口径由上至下逐渐减小，所述淋水部位于所述汇聚部的底端。

优选的，所述隔层上还设置有引流结构，所述引流结构连通所述淋水部和所述蒸发器的底部，用以将所述蒸发器表面滴落的冷凝水引流至所述淋水部。

优选的，所述引流结构包括引流槽，所述引流槽位于所述淋水部的上方，且所述引流槽的两端分别与所述蒸发器的底部和所述淋水部相连通。

优选的，所述隔层上还设置有引流结构，所述引流结构包括引流槽，所述引流槽的两端分别与所述蒸发器的底部和所述汇聚部相连通，用以将所述蒸发器表面滴落的冷凝水引流至所述汇聚部。

优选的，所述蒸发器置于所述引流结构上，且所述引流结构的覆盖面积等于或大于所述蒸发器的底面面积。

优选的，所述引流槽包括有一个或两个以上，所有所述引流槽沿所述淋水部的长度方向排布。

优选的，所述引流槽的口径由上至下逐渐减小。

优选的，所述换热结构还包括水冷换热器，所述水冷换热器包括有一条或两条以上换热管路，所述换热管路位于所述旁通风道内并与所述淋水部相连通，所述旁通风道内的气流能在流经所述换热管路时与所述换热管路进行热交换。

本发明还提供了一种热泵系统，包括上述换热结构。

本发明还提供了一种衣物处理装置，包括上述热泵系统。

本发明提供的换热结构、热泵系统及衣物处理装置，与现有技术相比，具有如下有益效果：蒸发器与流经其的湿热空气换热时，蒸发器表面形成的冷凝水能淋洒至旁通风道中并形成水幕；流向蒸发器的湿热空气，一部分能依次经过主风道中的蒸发器和冷凝器，另一部分能进入旁通风道中并与旁通风道中的水幕进行热交换，之后再经过冷凝器；该结构充分利用了蒸发器表面冷凝水的冷量，提高了换热结构的换热效率；当该换热结构应用于热泵系统内时，提高了烘干效率，降低了热泵系统的负荷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明换热结构第一种实施例的结构示意图；

图2是图1中A处的局部放大图；

图3是本发明换热结构第二种实施例的结构示意图。

图中1、主风道；2、旁通风道；3、蒸发器；4、冷凝器；5、隔层；6、汇聚部；7、出水孔；8、引流槽；9、压缩机排气管路；10、水冷换热器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

现有技术中的热泵式洗衣干衣机或干衣机的热泵通常包括压缩机、蒸发器3、冷凝器4和膨胀阀四部分，其中，蒸发器3和冷凝器4均位于风道中，压缩机排气管路9(如图1所示)与冷凝器4的冷媒入口连接，压缩机中的高温高压气体进入冷凝器4。滚筒的出风口与蒸发器3的进风侧相连通，滚筒的进风口与冷凝器4的出风口相连通，滚筒内排出的湿热空气依次经过风道内的蒸发器3、冷凝器4，湿热气流在经蒸发器3后，与蒸发器3换热并被吸热除湿，部分冷凝为水；经过冷凝器4后重新被加热，形成热空气，再吹向滚筒中的衣物，不断循环上述过程，降低衣物含水率，进而达到烘干的目的。在上述过程中，热泵系统负荷高，烘干效率低；蒸发器3表面产生的冷凝水直接由排水管道排出机体外，造成冷源的浪费。

本发明实施例提供了一种换热结构、热泵系统及衣物处理装置，充分利用蒸发器3表面冷凝水的冷量，提高了换热效率，降低了热泵系统的负荷。

下面结合图1-图3对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。

实施例一

如图1-图3所示，图中虚线箭头方向表示气流的流动方向，实线箭头方向表示冷凝水的流动方向。

本实施例提供了一种换热结构，包括旁通风道2和位于主风道1内沿气流流向依次布置的蒸发器3、冷凝器4，其中：旁通风道2的进风口连通于蒸发器3的进风侧，旁通风道2的出风口连通于冷凝器4的进风侧；蒸发器3表面的冷凝水能淋洒至旁通风道2内，并形成能与流经旁通风道2的气流换热的水幕。

上述形成水幕的冷凝水是湿热空气与主风道1中的蒸发器3换热产生的，本实施例中利用了上述冷凝水的冷量，无需另外通入冷水。

本实施例的换热结构应用至热泵系统中时，蒸发器3与流经其的湿热空气换热，蒸发器3表面形成的冷凝水能淋洒至旁通风道2中并形成水幕；流向蒸发器3的湿热空气，一部分能依次经过主风道1中的蒸发器3和冷凝器4，在经过蒸发器3时冷凝并形成干冷的空气，之后经冷凝器4加热，再进入滚筒中；另一部分湿热空气能进入旁通风道2中并与旁通风道2中的水幕进行热交换，湿热空气在与冷凝水换热后温度降低并部分冷凝，之后再经过冷凝器4。与湿热空气换热后的冷凝水以及空气中析出的冷凝水再经排水管道排出机体。

上述结构充分利用了蒸发器3表面冷凝水的冷量，提高了换热结构的换热效率；当该换热结构应用于热泵系统内时，形成于旁通风道2内的水幕和原热泵系统的蒸发器3作为双冷源，用于降低湿热空气的温度，提高了烘干效率，降低了热泵系统的负荷。

作为可选地实施方式，本实施例的换热结构还包括隔层5和位于隔层5上的淋水部，隔层5将旁通风道2分隔在主风道1下方，蒸发器3表面的冷凝水能在重力作用下滴落至隔层5上，并经淋水部在重力作用下淋洒至旁通风道2内形成水幕。

本实施例中隔层5为板体结构，蒸发器3位于隔层5上方或置于隔层5上表面，以便于蒸发器3表面的冷凝水在重力作用下滴落到隔层5上，冷凝水在隔层5上流至淋水部后，经淋水部在重力作用下滴淋至旁通风道2内形成水幕。上述结构简单，利用重力实现了蒸发器3表面的冷凝水滴落至隔层5、经过淋水部的水滴落至旁通风道2，无需多余的连接部件。

本实施例中提供了一种淋水部的具体实施方式，参见图1-图3所示，淋水部包括有一排或两排以上出水孔7，图中仅仅示出了一排出水孔；每排出水孔7的数量为两个以上，出水孔7贯穿隔层5并连通主风道1和旁通风道2。

隔层5上的冷凝水流至淋水部后，能够经过出水孔7滴淋至旁通风道2中，由于旁通风道2具有一定的高度，冷凝水在穿过多个出水孔7到达旁通风道2底面的过程中，形成了多条自上而下流动的水流，进而形成水幕，当湿热的空气流经旁通风道时，遇到上述水幕并与水幕换热，降温冷凝后再穿过水幕流向冷凝器4。

本实施例中的水幕，指的是多条自上而下流动的密集水流；空气能够经由相邻条水流之间的间隙穿过。

作为可选地实施方式，参见图1和图3所示，位于相同排的所有出水孔7的中心共线设置。当冷凝水经每排的多个出水孔7滴淋至旁通风道2时，能够形成相对规整均匀的水幕，利于提高湿热空气与冷凝水的接触面积，提高换热效率。

作为可选地实施方式，本实施例中，位于相同排的所有出水孔7沿设定方向间隔布置，设定方向与旁通风道2内的气流流向之间存在有夹角α，α的取值范围为0°＜α≤90°。优选的，该设定方向与旁通风道2内的气流流向相垂直，由于通常气流是沿旁通风道2的长度方向流动的，因此，参见图1和图3所示，本实施例中，所有出水孔7沿旁通风道2的宽度方向间隔布置。

上述布置出水孔7的布置方式，能够增大旁通风道2中湿热空气与形成水幕的冷凝水之间的接触面积，提高换热效率。

实施例二

本实施例是在上述实施例一的基础上进行的改进。当蒸发器3表面的冷凝水滴落至隔层5上，为了便于隔层5上的冷凝水流入淋水部中，作为可选地实施方式，参见图1-图3所示，隔层5的上表面设置有汇聚部6，汇聚部6为开口朝上的凹槽结构，用于聚积隔层5上的冷凝水，淋水部位于汇聚部6内。

由于作为汇聚部6的凹槽结构开设在隔层5的上表面，凹槽结构开口向上，这样，隔层5上的冷凝水能汇流到凹陷的汇聚部6中，便于隔层5上的冷凝水更多的经淋水部的出水孔7淋洒至旁通风道2，防止隔层5上的冷凝水由隔层5的边侧流出，造成流入淋水部的冷凝水水量减少。

作为可选地实施方式，参见图2所示，汇聚部6的口径由上至下逐渐减小，淋水部位于汇聚部6的底端。具体的，如图2，本实施例中的作为汇聚部6的凹槽结构的纵向截面为梯形，且梯形的上底朝下设置，但并不限于该形状；该结构能够便于隔层5上的冷凝水经过较宽的凹槽开口流入凹槽结构内，且经过凹槽结构底端的出水孔7流出。

其中，上述汇聚部6的作用是，使得隔层5上的冷凝水在流经出水孔7之前先聚积在汇聚部6内，再经出水孔7流入旁通风道2，防止流经出水孔7的冷凝水滴淋不连续，便于水幕的形成。

实施例三

本实施例是在上述实施例的基础上进行的改进。当蒸发器3表面的冷凝水滴落至隔层5上，为了便于隔层5上的冷凝水能够更迅速、更多的流入淋水部中，作为可选地实施方式，本实施例的隔层5上还设置有引流结构，引流结构连通淋水部和蒸发器3的底部，用以将蒸发器3表面滴落的冷凝水引流至淋水部。

上述引流结构的作用是，便于蒸发器3表面的冷凝水能够经由引流结构流入淋水部中，防止冷凝水向隔层5上的其他部位流动，造成冷量的浪费。

作为可选地实施方式，参见图1和图2所示，本实施例的引流结构包括引流槽8，引流槽8位于淋水部的上方，且引流槽8的两端分别与蒸发器3的底部和淋水部相连通。

引流槽8的开口向上，蒸发器3表面的冷凝水在重力作用下流动至蒸发器3的底部，之后滴落至引流槽8中，引流槽8中的冷凝水顺着引流槽8流动至淋水部，之后经出水孔7滴淋至旁通风道2中形成多条密集的水流，从而形成了水幕。

进一步的，在上述实施例二的基础上，参见图1和图2所示，本实施例中引流槽8的两端分别与蒸发器3的底部和汇聚部6相连通，用以将蒸发器3表面滴落的冷凝水引流至汇聚部6。具体的，引流槽8的出水端与作为汇聚的凹槽结构相连通。

蒸发器3表面的冷凝水在重力作用下流动至蒸发器3的底部，之后滴落至引流槽8中，引流槽8中的冷凝水顺着引流槽8流动至作为汇聚部6的凹槽结构中，汇聚部6中的冷凝水经过多个出水孔7形成多条密集的水流，进而形成水幕。

为了使得蒸发器3表面的冷凝水尽可能多的滴落至引流结构中，作为可选地实施方式，参见图1和图3所示，蒸发器3置于引流结构上，且引流结构的覆盖面积等于或大于蒸发器3的底面面积。

这样，蒸发器3表面的冷凝水在重力作用下流动至蒸发器3的底部，蒸发器3底部的冷凝水均能够流入引流结构中，且引流槽8将冷凝水引导至汇聚部6中，再经汇聚部6中的出水孔7滴淋至旁通风道2中形成水幕。上述结构能够更充分的利用蒸发器3表面的冷凝水，使蒸发器3表面的冷凝水尽可能多的滴落至引流结构中，防止冷量浪费。

作为可选地实施方式，参见图1和图2所示，本实施例的引流槽8包括有一个或两个以上，所有引流槽8沿淋水部的长度方向排布。该结构能够使得蒸发器3底部滴落的冷凝水顺着不同的引流槽8流入至汇聚部6的不同部位，从而由不同的出水孔7滴淋至旁通风道2中形成水幕，这样形成的水幕与湿热空气具有更大的接触面积，能够提高换热效率。

作为可选地实施方式，引流槽8的口径由上至下逐渐减小。如图所示，引流槽8的径向截面为三角形(或者其他形状)，其中三角形的顶点朝下。

该结构能够便于蒸发器3底部的冷凝水经过较宽的引流槽8开口滴落至引流槽8中，防止液体飞溅。

实施例四

本实施例是在上述实施例的基础上进行的改进，参见图3所示，换热结构还包括水冷换热器10，水冷换热器10内部包括有一条或两条以上换热管路，换热管路位于旁通风道2内并与淋水部相连通，旁通风道2内的气流能在流经换热管路时与换热管路进行热交换。

参见图3，隔层5上的冷凝水流至淋水部后，能够经过出水孔7滴淋至水冷换热器10内部的换热管路中，旁通风道2中的湿热空气能由水冷换热器10的翅片间隙中穿过，并与换热管路换热，旁通风道2中的空气在经过换热后流向冷凝器4。

本实施例中旁通风道2内设置水冷换热器10，水冷换热器10的换热管路与出水孔7相连通，蒸发器3表面的冷凝水能够依经引流槽8引流聚积在汇聚部6中，并经汇聚部6内的出水孔7流入对应换热管路中，换热管路中的冷凝水与湿热空气之间进行间壁式换热。换热后的冷凝水和析出的冷凝水均排到冷凝水水管排出机体外。

实施例五

参见图1和图3所示，本实施例还提供了一种热泵系统，包括上述换热结构。

本实施例的热泵系统，该结构充分利用了蒸发器3表面冷凝水的冷量，旁通风道2中的水幕与热泵系统中的蒸发器3作为双冷源使用，提高了与湿热空气的换热效率，降低了热泵系统的负荷。

当该热泵系统应用于洗衣干衣一体机或者烘干机内时，主风道1的进风口和出风口均与滚筒的内部空间相连通。

当洗衣干衣一体机或者烘干机内开始进入烘干后实行烘干升温，此时蒸发器3还未有冷凝水，系统的吸湿冷凝主要蒸发器3来完成。随着烘干的进一步运行，来自滚筒内湿热的空气经过低温的蒸发器3实现冷热交换，湿热的空气析出冷凝水并被冷却，低温的冷凝水在重力的作用下沿着蒸发器3翅片流到蒸发器3底部的隔层5。隔层5上的引流槽8引导低温冷凝水源源不断地向更低处的汇聚部6聚积。进入汇聚部6的低温冷凝水穿过多个密集的出水孔7淋洒到旁通风道2内，形成了多条密集的水流，从而形成拦截旁通风道2的低温水幕，该水幕与来自滚筒内进入旁通风道2的湿热空气进行热交换，充分利用大量低温的冷凝水冷却滚筒内的湿热空气，进而提高系统的冷凝效率和烘干效率。

实施例六

本实施例还提供了一种衣物处理装置，包括上述热泵系统。

本实施例的衣物处理装置，可以为洗衣干衣一体机或者烘干机，利用上述热泵系统，旁通风道2中的水幕与热泵系统中的蒸发器3作为双冷源使用，提高了与湿热空气的换热效率，降低了热泵系统的负荷。

在本说明书的描述，具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (16)

1.一种换热结构，其特征在于，包括旁通风道(2)和位于主风道(1)内沿气流流向依次布置的蒸发器(3)、冷凝器(4)，其中：

所述旁通风道(2)的进风口连通于所述蒸发器(3)的进风侧，所述旁通风道(2)的出风口连通于所述冷凝器(4)的进风侧；所述蒸发器(3)表面的冷凝水能淋洒至所述旁通风道(2)内，并形成能与流经所述旁通风道(2)的气流换热的水幕。

2.根据权利要求1所述的换热结构，其特征在于，所述换热结构还包括隔层(5)和位于所述隔层(5)上的淋水部，所述隔层(5)将所述旁通风道(2)分隔在所述主风道(1)下方，所述蒸发器(3)表面的冷凝水能滴落至所述隔层(5)上，并经所述淋水部淋洒至所述旁通风道(2)内形成所述水幕。

3.根据权利要求2所述的换热结构，其特征在于，所述淋水部包括有一排或两排以上出水孔(7)，每排所述出水孔(7)的数量为两个以上，所述出水孔(7)贯穿所述隔层(5)并连通所述主风道(1)和所述旁通风道(2)。

4.根据权利要求3所述的换热结构，其特征在于，位于相同排的所有所述出水孔(7)的中心共线设置。

5.根据权利要求3所述的换热结构，其特征在于，位于相同排的所有所述出水孔(7)沿设定方向间隔布置，所述设定方向与所述旁通风道(2)内的气流流向之间存在有夹角α，α的取值范围为0°＜α≤90°。

6.根据权利要求2所述的换热结构，其特征在于，所述隔层(5)的上表面设置有汇聚部(6)，所述汇聚部(6)为开口朝上的凹槽结构，用于聚积所述隔层(5)上的冷凝水，所述淋水部位于所述汇聚部(6)内。

7.根据权利要求6所述的换热结构，其特征在于，所述汇聚部(6)的口径由上至下逐渐减小，所述淋水部位于所述汇聚部(6)的底端。

8.根据权利要求2所述的换热结构，其特征在于，所述隔层(5)上还设置有引流结构，所述引流结构连通所述淋水部和所述蒸发器(3)的底部，用以将所述蒸发器(3)表面滴落的冷凝水引流至所述淋水部。

9.根据权利要求8所述的换热结构，其特征在于，所述引流结构包括引流槽(8)，所述引流槽(8)位于所述淋水部的上方，且所述引流槽(8)的两端分别与所述蒸发器(3)的底部和所述淋水部相连通。

10.根据权利要求6所述的换热结构，其特征在于，所述隔层(5)上还设置有引流结构，所述引流结构包括引流槽(8)，所述引流槽(8)的两端分别与所述蒸发器(3)的底部和所述汇聚部(6)相连通，用以将所述蒸发器(3)表面滴落的冷凝水引流至所述汇聚部(6)。

11.根据权利要求8或10所述的换热结构，其特征在于，所述蒸发器(3)置于所述引流结构上，且所述引流结构的覆盖面积等于或大于所述蒸发器(3)的底面面积。

12.根据权利要求9或10所述的换热结构，其特征在于，所述引流槽(8)包括有一个或两个以上，所有所述引流槽(8)沿所述淋水部的长度方向排布。

13.根据权利要求9或10所述的换热结构，其特征在于，所述引流槽(8)的口径由上至下逐渐减小。

14.根据权利要求2所述的换热结构，其特征在于，所述换热结构还包括水冷换热器(10)，所述水冷换热器(10)包括有一条或两条以上换热管路，所述换热管路位于所述旁通风道(2)内并与所述淋水部相连通，所述旁通风道(2)内的气流能在流经所述换热管路时与所述换热管路进行热交换。

15.一种热泵系统，其特征在于，包括权利要求1-14任一所述的换热结构。

16.一种衣物处理装置，其特征在于，包括权利要求15所述的热泵系统。

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