CN216799377U - 灭菌消毒的等离子空气清净机 - Google Patents

灭菌消毒的等离子空气清净机 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种灭菌消毒的等离子空气清净机,其包括两个平行间隔的电极,以及至少一电介质在两电极之间,利用一高压电流施加在该两电极产生等离子体以灭菌、消毒、净化空气,等离子体驱动的催化剂涂层通过高压催化产生协作,光催化剂包括例如奈米二氧化钛(TiO2)通过等离子激发,等离子催化技术(PDC),进一步降解消除空气污染物,包括消除等离子体产生的臭氧等有毒副产物、细菌、病毒、臭味、甲醛、挥发性有机化合物VOC等,经过灭菌消毒的洁净空气用以净化车内、室内空间等,可以减少臭氧排放,有益人体健康。

Description

灭菌消毒的等离子空气清净机
技术领域
本实用新型涉及净化空气的等离子体驱动的催化剂(PDC)技术,特别指包括用于灭菌、消毒、清洁的等离子体驱动的催化剂技术的空气净化装置。
背景技术
光触媒PCO缺点是会产生臭氧,当臭氧浓度变高时对人体有危害需再改进,并且,由于等离子体包括不同能量的正负离子、电子和中性粒子。对于去除气味和挥发性有机化合物氮氧化物、硫氧化物等是有效的。然而众多研究单位对于使用等离子体消除挥发性有机化合物等仍存在一些问题,例如等离子包括有害化合物诸如挥发性有机化合物、一氧化碳、氮氧化物等排放物的不完全氧化,不完全氧化导致形成有毒副产物,如一氧化碳(CO)、臭氧等的气体毒性物质的问题。同时,这样的有毒副产物的形成需要额外的后段处理作业,造成的不良副产物又增加整个空气净化装置的成本和复杂性,非我们所乐见。
实用新型内容
本实用新型提供了一种灭菌消毒的等离子空气清净机,去除空气污染物并改善包括例如车内、室内或空间空气品质的等离子体驱动的催化剂消毒和净化装置。该装置包括等离子驱动的催化剂反映装置。本实用新型利用的等离子技术是基于绝缘电介质层阻挡放电(DBD)等离子体,形成在由绝缘电介质层阻挡间隔开的两个平行电极之间,阻挡放电的最重要的特性是非平衡等离子体条件,绝缘电介质层阻挡放电等离子体采用高电压,例如包括范围从几个kV至数十kV,频率范围从几百赫兹(Hz)到几千赫兹(Hz)的足够高的电压被用于电离两个电极之间的间隙中的介质,该介质包括许多组分,如不同能量的电子、正负离子和中性粒子。这些电离的组分能将挥发性有机化合物和其他空气污染物深入降解成无害的产物,如CO2和H2O。
所述灭菌消毒的等离子空气清净机产生的等离子在灭菌、消毒和净化空气过程中,等离子体产生臭氧和其他有毒副产物,因而,将催化剂涂层结合在等离子驱动的催化剂反映装置中以消除这些有毒的副产物;所述的光催化剂包括例如二氧化钛(TiO2),或奈米的二氧化钛(TiO2)光催化剂或二氧化钛催化剂掺杂其它元素,如钛、锌、铜、锰、镁、金、钼、钴、镍等元素或其氧化物或其合金,以提高其催化性能,该二氧化钛基的催化剂可以在等离子驱动的催化剂反映装置内被高压催化协作,光催化层由等离子激发,臭氧和来自DBD等离子体的其它副产物可以被二氧化钛基的催化剂消除。
本实用新型提供一种灭菌消毒的等离子空气清净机,包括:等离子驱动的催化剂反映装置,该装置包括:第一电极、第二电极,该第一电极和第二电极互为平行间隔地设置,提供一电源电压通过该第一电极、第二电极,在其平行间隔之间所界定的等离子区域产生等离子体;
至少一第一绝缘电介质层,该第一绝缘电介质层设于该第一电极及第二电极之间且形成在该第一电极或第二电极上;
至少一第一催化剂涂层,该第一催化剂涂层涂布在该第一绝缘电介质层;及
一下壳、一上壳,该下壳包括一第一气孔形成在该下壳一侧,及一开口形成在该下壳另一侧,该上壳包括一第二气孔,其中该等离子驱动的催化剂反映装置结合在所述的下壳内,该上壳结合在该开口,所述的等离子区域对应在该第一气孔及该第二气孔;
以此,提供一电源电压与该第一电极和第二电极电性连接产生等离子体,用以在一污染空气通过第一气孔和第三气孔,至该第一电极、第二电极之间的等离子区域接触该等离子体时以灭菌、消毒和净化该污染空气,该等离子体驱动的第一催化剂涂层通过电源的高电压催化产生协作,该第一催化剂涂层通过等离子激发,等离子催化技术(PDC)降解消除空气污染物,包括等离子体产生的臭氧等有毒副产物、细菌、病毒、臭味、甲醛、挥发性有机化合物VOC、二氧化硫、硫化氢、氮氧化物、氨等,经过灭菌消毒的洁净空气从该第四气孔及第二气孔排出至空间中。
根据本实用新型灭菌消毒的等离子空气清净机的一实施例,其中等离子驱动的催化剂反映装置还包括一等离子产生器电源装置,该等离子产生器电源装置具有电源变压功能,该等离子产生器电源装置与该第一电极及第二电极电性连接,该等离子产生器电源装置可以外接一电源变压至所需的高电压,用以提供电源、电压至该第一电极、第二电极产生等离子体。
使用者可以将本实用新型灭菌消毒的等离子空气清净机,设置在例如汽车空调内循环进气口的位置,该等离子产生器电源装置用以连接该车辆的电源装置,将该车辆电源装置的电源电压升压至适合本实用新型灭菌消毒的等离子空气清净机使用的高电压例如变压为1kV至数十kV DC电流在第一电极、第二电极,用以在该车内空调系统的污染空气通过第一气孔和第三气孔,至该第一电极、第二电极之间的等离子区域接触该等离子体以灭菌、消毒和净化该污染空气,该等离子体驱动的第一催化剂涂层经高压催化产生协作,该第一催化剂涂层通过等离子激发,等离子催化技术(PDC)降解消除空气污染物,包括等离子体产生的臭氧等有毒副产物、细菌、病毒、臭味、甲醛、挥发性有机化合物VOC、二氧化硫、硫化氢、氮氧化物、氨等,经过灭菌消毒的洁净空气从该第四气孔及第二气孔通过该车辆空调的出气口排出至车辆的内部空间中。
根据本实用新型灭菌消毒的等离子空气清净机的一实施例,其中等离子驱动的催化剂反映装置还包括第二绝缘电介质层、第二催化剂涂层,该第二绝缘电介质层结合在第二电极,该第一绝缘电介质层结合在第一电极,而第二催化剂涂层涂布在第二电极上。
该催化剂涂层涂覆在绝缘电介质层上,催化剂涂层能够被等离子体有效地激发,不需设置紫外光照射来产生自由基,其能将诸如VOC的空气污染物分解成无害产物,例如水和二氧化碳,有效地使空气污染物的去除。由于光催化剂与等离子体接触,所以自由基在这种反应性的等离子体环境下有效产生,将等离子体产生的臭氧或其他有害副产物消除了,相对现有的等离子技术可以减少臭氧排放,提高空气净化功能,且结构简单而成本较低可普及。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1为本实用新型灭菌消毒的等离子空气清净机的立体图;
图2为本实用新型空气清净机的分解图;
图3为本实用新型图3空气清净机前视图;
图4为本实用新型图3空气清净机前视图AA端面的剖视图。
附图标记说明
100、灭菌消毒的等离子空气清净机;
10、催化剂反映装置;
11、第一电极;
13、第二电极;
15、等离子区域;
17、放电针;
21、第一绝缘电介质层;
23、第二绝缘电介质层;
31、第一催化剂涂层;
33、第二催化剂涂层;
51、下壳;
511、第一气孔;
513、开口;
53、上壳;
531、第二气孔;
7、等离子产生器电源装置;
90、固定架;
901、第一槽;
903、第二槽;
91、第一架体;
911、第三通气孔;
93、第二架体;
931、第四通气孔。
具体实施方式
请参阅图1至图4所示,本实用新型一实施例,一种灭菌消毒的等离子空气清净机100,包括:等离子驱动的催化剂反映装置10,该装置包括:第一电极11、第二电极13,该第一电极11和第二电极13互为平行间隔地设置,用以提供一电流电压通过该第一电极11、第二电极13,在其平行间隔之间所界定的等离子区域15产生等离子体;
至少一第一绝缘电介质层21,该第一绝缘电介质层21设于该第一电极11及第二电极13之间且形成在该第一电极11或第二电极13上;
至少一第一催化剂涂层31,该第一催化剂涂层31涂布在该第一绝缘电介质层21;及一下壳51、一上壳53,该下壳51包括一第一气孔511形成在该下壳51一侧,及一开口513形成在该下壳51另一侧,该上壳53包括一第二气孔531,其中该等离子驱动的催化剂反映装置10结合在所述的下壳51内,该上壳53结合在该开口513,所述的等离子区域15对应在该第一气孔511及该第二气孔531;
以此,在一空间中提供一电源电压电性连接该第一电极11和第二电极13产生等离子体,用以在一污染空气通过第一气孔511和第三气孔911,至该第一电极11、第二电极13之间的等离子区域时15接触该等离子体灭菌消毒和净化该污染空气,该等离子体驱动的第一催化剂涂层31通过电源的高压催化产生协作,该第一催化剂涂层31通过等离子激发,等离子催化技术(PDC)降解消除空气污染物,包括等离子体产生的臭氧等有毒副产物、细菌、病毒、臭味、甲醛、挥发性有机化合物VOC、二氧化硫、硫化氢、氮氧化物、氨等,经过灭菌消毒的洁净空气从该第四气孔931及第二气孔531排出至空间中。
该催化剂涂层涂覆在绝缘电介质层上,催化剂涂层能够被等离子体有效地激发,不需设置紫外光照射来产生自由基,其能将诸如VOC的空气污染物分解成无害产物,例如水和二氧化碳,有效地使空气污染物的去除。由于光催化剂与等离子体接触,所以自由基在这种反应性的等离子体环境下有效产生,将等离子体产生的臭氧或其他有害副产物消除。
根据本实用新型灭菌消毒的等离子空气清净机100的一实施例,其中等离子驱动的催化剂反映装置10还包括一等离子产生器电源装置7,该等离子产生器电源装置7具有电源变压装置功能,该等离子产生器电源装置7电性连接该第一电极11及第二电极13,该电极材质包括金属或非金属的导电体,例如铜、铁或合金等,该等离子产生器电源装置7可以外接一电源,可将该电源变压至本实用新型的灭菌消毒的等离子空气清净机100适用的电源电压范围或频率,例如包括但不限于1kV至数十kV DC电流,用以提供电源、电压至该第一电极11、第二电极13产生等离子体。
使用者可以将本实用新型灭菌消毒的等离子空气清净机100,设置在例如汽车空调内循环进气口的位置,该等离子产生器电源装置7用以连接该车辆的电源装置,将该车辆电源装置的电源电压升压至适合本实用新型灭菌消毒的等离子空气清净机100使用的高压例如变压为1kV至数十kV,实施例如为DC 4.7kV或3.7kV施加在第一电极11、第二电极13,用以在该车内空调系统的污染空气通过第一气孔511和第三气孔911,至该第一电极11、第二电极13之间的等离子区域15时接触该等离子体灭菌、消毒和净化该污染空气,该等离子体驱动的第一催化剂涂层31通过电源的高电压催化产生协作,该第一催化剂涂层31通过等离子有效激发,等离子催化技术(PDC)降解消除空气污染物,包括等离子体产生的臭氧等有毒副产物、细菌、病毒、臭味、甲醛、挥发性有机化合物VOC、二氧化硫、硫化氢、氮氧化物、氨等,经过灭菌消毒的洁净空气从该第四气孔931及第二气孔531通过该车辆空调的出气口排出至车辆的内部空间中。
在一些实施例中,本实用新型灭菌消毒的等离子空气清净机100,装设使用上并无方向性限制,例如汽车空调内循环进气口的位置,车辆污染的气流从该等离子产生器电源装置7的第二气孔531、第四气孔931,通过至该第一电极11、第二电极13之间的等离子区域15接触该等离子体将空气中的污染物质灭菌、消毒,达成空气净化再通过第三气孔911及第一气孔511,向该车辆空调的出气口排出至车辆的内部空间中,以净化车辆内的空气。
根据本实用新型灭菌消毒的等离子空气清净机100的一实施例,其中等离子驱动的催化剂反映装置10还包括第二绝缘电介质层23、第二催化剂涂层33,该第二绝缘电介质层23结合在第二电极13,该第一绝缘电介质层21结合在第一电极11,而第二催化剂涂层33涂布在第二绝缘电介质层23上,在图4中,第二催化剂涂层33涂布在第二绝缘电介质层23上并结合在该第二电极13的外侧,虽不在第一电极11和第二电极13之间的区域,但第一电极11和该第二电极13之间等离子区域15产生的等离子体,可以接触该第二催化剂涂层33,而达到该奈米二氧化钛的催化剂可以接触到等离子体而被激发以分解被空气污染物和消除臭氧等有毒副产物。
请参阅图2至图4所示,根据本实用新型灭菌消毒的等离子空气清净机100的一实施例,其中等离子驱动的催化剂反映装置10进一步包括一固定架90,该固定架90还包括第一架体91及第二架体93,该第一架体91在中间区域形成有第三通气孔911,及第二架体93在中间区域形成有第四通气孔931,该第一架体91结合该第二架体93形成该固定架90,其中该固定架90一侧形成一第一槽901及固定架90另一侧形成一第二槽903,其中第一电极11及第一绝缘电介质层21、第一光催化剂31结合在该第一槽901,该第二电极13及第二绝缘电介质层23、第二光催化剂33结合在该第二槽903,该第一电极11和该第二电极13互为平行间隔设置,且平行间隔之间为该等离子区域15。
根据本实用新型灭菌消毒的等离子空气清净机100的一实施例,其中该第一电极11和第二电极13包括长方形、正方形或者“U”形的任一种(图中未示),所属领域技术人员可以了解及使用这些形状结构的电极。
根据本实用新型灭菌消毒的等离子空气清净机100的一实施例,其中第一绝缘电介质层21及第二绝缘电介质层23包括玻璃、石英或陶瓷的任一种。
请参阅图2所示,根据本实用新型灭菌消毒的等离子空气清净机100的一实施例,其中第一电极11或第二电极13任一侧结合有一放电针17,使负高压电由针尖放电的作用产生等离子体。
请参阅图1至图4所示,根据本实用新型灭菌消毒的等离子空气清净机100的一实施例,包括等离子驱动的催化剂反映装置10,该装置包括:第一电极11、第二电极13,该第一电极11和第二电极13互为平行间隔地设置,用以提供一电流电压通过该第一电极11、第二电极13,在其平行间隔之间所界定的等离子区域15产生等离子体;
至少一第一绝缘电介质层21,该第一绝缘电介质层21设于该第一电极11及第二电极13之间;
至少一第一催化剂涂层31,该第一催化剂涂层31涂布在该第一绝缘电介质层21或该第一电极11或该第二电极13;及一下壳51、一上壳53,该下壳51包括一第一气孔511形成在该下壳51一侧,及一开口513形成在该下壳51另一侧,该上壳53包括一第二气孔531,其中该等离子驱动的催化剂反映装置结合在所述的下壳51内,该上壳53结合在该开口513,所述的等离子区域15对应在该第一气孔511及该第二气孔531;
以此,在一空间中提供一电源电压电性连接该第一电极11和第二电极13产生等离子体,用以在一污染空气通过第一气孔511和第三气孔911,至该第一电极11、第二电极13之间的等离子区域15时接触该等离子体灭菌消毒和净化该污染空气,该等离子体驱动的第一催化剂涂层31通过电源的高压催化产生协作,该第一催化剂涂层31通过等离子激发,等离子催化技术(PDC)降解消除空气污染物,包括等离子体产生的臭氧等有毒副产物、细菌、病毒、臭味、甲醛、挥发性有机化合物VOC、二氧化硫、硫化氢、氮氧化物、氨等,经过灭菌消毒的洁净空气从该第四气孔931及第二气孔531排出至空间中。
该催化剂涂层涂覆在绝缘电介质层上,催化剂涂层能够被等离子体有效地激发,不需设置紫外光照射来产生自由基,其能将诸如VOC的空气污染物分解成无害产物,例如水和二氧化碳,有效地使空气污染物的去除。由于光催化剂与等离子体接触,所以自由基在这种反应性的等离子体环境下有效产生,将等离子体产生的臭氧或其他有害副产物消除。
根据本实用新型灭菌消毒的等离子空气清净机100的一实施例,其中等离子驱动的催化剂反映装置10还包括一等离子产生器电源装置7,该等离子产生器电源装置7具有电源变压装置功能,该等离子产生器电源装置7与该第一电极11及第二电极13电性连接,该电极材质包括金属或非金属的导电体,例如铜、铁或合金等,该等离子产生器电源装置7可以外接一电源,可将该电源变压至本实用新型的灭菌消毒的等离子空气清净机100适用的电源电压范围或频率,例如包括但不限于1kV至数十kV DC电流,用以提供电源、电压至该第一电极11、第二电极13产生等离子体。
使用者可以将本实用新型灭菌消毒的等离子空气清净机100,设置在例如汽车空调内循环进气口的位置,该等离子产生器电源装置7用以连接该车辆的电源装置,将该车辆电源装置的电源电压升压至适合本实用新型灭菌消毒的等离子空气清净机100使用的高压例如变压为1kV至数十kV,实施例如为DC 4.7kV或3.7kV,在第一电极11、第二电极13,用以在该车内空调系统的污染空气通过第一气孔511和第三气孔911,至该第一电极11、第二电极13之间的等离子区域15时接触该等离子体灭菌、消毒和净化该污染空气,该等离子体驱动的第一催化剂涂层31通过电源的高电压催化产生协作,该第一催化剂涂层31通过等离子有效激发,等离子催化技术(PDC)降解消除空气污染物,包括等离子体产生的臭氧等有毒副产物、细菌、病毒、臭味、甲醛、挥发性有机化合物VOC、二氧化硫、硫化氢、氮氧化物、氨等,经过灭菌消毒的洁净空气从该第四气孔931及第二气孔531通过该车辆空调的出气口排出至车辆的内部空间中。
请参阅图2至图4所示,根据本实用新型灭菌消毒的等离子空气清净机100的一实施例,其中等离子驱动的催化剂反映装置10进一步包括一固定架90,该固定架90还包括第一架体91及第二架体93,该第一架体91在中间区域形成有第三通气孔911,及第二架体93在中间区域形成有第四通气孔931,该第一架体91结合该第二架体93形成该固定架90,其中该固定架90一侧形成一第一槽901及固定架90另一侧形成一第二槽903,其中第一电极11及第一绝缘电介质层21结合在该第一槽901,该第二电极13结合在该第二槽903,该第一电极11和该第二电极13互为平行间隔设置,且平行间隔之间为该等离子区域15。
根据本实用新型灭菌消毒的等离子空气清净机100的一实施例,其中第一催化剂涂层31或第二催化剂涂层33包括但不限于二氧化钛或奈米二氧化钛或/及其氧化物或其合金的一种或多种的涂层。二氧化钛的涂层结合在等离子驱动的催化剂反映装置10中,该催化剂具有奈米的多介孔结构,其总有效表面积被增加。奈米二氧化钛的催化剂可混合其它元素,例如镁、金、钼、钴、镍、钛、锌、钯、铜、锰、镧、钥、钨、钒、硒、钡、铈、锡、铁,或其氧化物以提高其光催化性能。该催化剂可用涂覆、沉积、浸涂或凝胶法等方式结合在绝缘电介质层或其它如透气性的基底、金属、玻璃、陶瓷、塑胶等。该奈米二氧化钛的催化剂位置也可以是在电极的表面上、电极之间或在等离子驱动的催化剂反映装置10进气口或出气口或其空间之间,该奈米二氧化钛的催化剂可以接触到等离子体而被激发以分解空气污染物和消除臭氧等有毒副产物。
以上说明内容仅为本实用新型较佳实施例,所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1.一种灭菌消毒的等离子空气清净机,其特征在于,包括:
等离子驱动的催化剂反映装置,该装置包括:
第一电极、第二电极,该第一电极和第二电极互为平行间隔地设置,提供一电源流电压通过该第一电极、第二电极,在其平行间隔之间所界定的等离子区域产生等离子体;
至少一第一绝缘电介质层,该第一绝缘电介质层设于该第一电极及第二电极之间且形成在该第一电极或第二电极上;
至少一第一催化剂涂层,该第一催化剂涂层涂布在该第一绝缘电介质层;及
一下壳、一上壳,该下壳包括一第一气孔形成在该下壳一侧,及一开口形成在该下壳另一侧,该上壳包括一第二气孔,其中该等离子驱动的催化剂反映装置结合在所述的下壳内,该上壳结合在该开口,所述等离子区域对应在该第一气孔及该第二气孔。
2.根据权利要求1所述的灭菌消毒的等离子空气清净机,其特征在于,等离子驱动的催化剂反映装置还包括第二绝缘电介质层、第二催化剂涂层,该第二绝缘电介质层结合在第二电极,该第一绝缘电介质层结合在第一电极,而第二催化剂涂层涂布在第二绝缘电介质层上。
3.根据权利要求2所述的灭菌消毒的等离子空气清净机,其特征在于,等离子驱动的催化剂反映装置还包括一固定架,该固定架还包括第一架体及第二架体,该第一架体在中间区域形成有第三通气孔,第二架体在中间区域形成有第四通气孔,该第一架体结合该第二架体形成该固定架,其中该固定架一侧形成一第一槽及固定架另一侧形成一第二槽,其中第一电极及第一绝缘电介质层、第一光催化剂涂层结合在该第一槽,该第二电极及第二绝缘电介质层、第二催化剂涂层结合在该第二槽,该第一电极和该第二电极互为平行间隔设置,且平行间隔之间为该等离子区域。
4.根据权利要求2所述的灭菌消毒的等离子空气清净机,其特征在于,该第一电极和第二电极为长方形、正方形或者U形的任一种。
5.根据权利要求2所述的灭菌消毒的等离子空气清净机,其特征在于,第一绝缘电介质层及第二绝缘电介质层为玻璃、石英或陶瓷的任一种。
6.根据权利要求2所述的灭菌消毒的等离子空气清净机,其特征在于,第一电极或第二电极任一侧结合有一放电针。
7.根据权利要求1至6的任一项所述的灭菌消毒的等离子空气清净机,其特征在于,第一催化剂涂层或第二催化剂涂层包括但不限于二氧化钛或奈米二氧化钛或/及其氧化物或其合金的一种或多种的涂层。
8.根据权利要求7所述的灭菌消毒的等离子空气清净机,其特征在于,等离子驱动的催化剂反映装置还包括一等离子产生器电源装置,等离子产生器电源装置具有电源变压功能,该等离子产生器电源装置与该第一电极及第二电极电性连接,该等离子产生器电源装置可以外接一电源,用以提供电源电压至该第一电极、第二电极产生等离子体。
9.一种灭菌消毒的等离子空气清净机,其特征在于,包括:
等离子驱动的催化剂反映装置,该装置包括:
第一电极、第二电极,该第一电极和第二电极互为平行间隔地设置,提供一电源电压通过该第一电极、第二电极,在其平行间隔之间所界定的等离子区域产生等离子体;
至少一第一绝缘电介质层,该第一绝缘电介质层设于该第一电极及第二电极之间;
至少一第一催化剂涂层,该第一催化剂涂层涂布在该第一绝缘电介质层或该第一电极或该第二电极;及
一下壳、一上壳,该下壳包括一第一气孔形成在该下壳一侧,及一开口形成在该下壳另一侧,该上壳包括一第二气孔,其中该等离子驱动的催化剂反映装置结合在所述的下壳内,该上壳结合在该开口,所述等离子区域对应在该第一气孔及该第二气孔。
10.根据权利要求9所述的灭菌消毒的等离子空气清净机,其特征在于,等离子驱动的催化剂反映装置还包括第二催化剂涂层,第一催化剂涂层或第二催化剂涂层包括但不限于二氧化钛或奈米二氧化钛或/及其氧化物或其合金的一种或多种的涂层。
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