DE2800285A1

DE2800285A1 - Kuehlschrank mit zwei auf unterschiedlichen temperaturen zu betreibenden kuehlfaechern

Info

Publication number: DE2800285A1
Application number: DE19782800285
Authority: DE
Inventors: Luigi Paracchini
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1977-01-14
Filing date: 1978-01-04
Publication date: 1978-07-20
Also published as: GB1591693A; DE7800183U1; SE7800278L; FR2377591A1; FR2377591B1; IT1192166B

Description

PHN 8730 _ _ _ -WIJN/SCHI/AMS

280Ü285 9-11-1977

Kühlschrank mit zwei auf unterschiedlichen Temperaturen zu betreibenden Kühlfächern.

Die Erfindung bezieht sich auf einem ersten auf einer höheren Temperatur zu betreibenden Kühlfach und einem zweiten auf einer niedrigeren Temperatur zu betreibenden Kühlfach und mit einem Kühlmittelkreis worin einen Kompressor, einen Kondensor, einen ersten Verdampferteil für das erste Kühlfach , einen zweiten Verdampferteil für das zweite Kühlfach, einen Solenoidvertil und eine ersten und eine zweiten Kapillarrohre angeordnet sind.

Ein Kühlschrank dieser Art, worin üblicherweise das für die höhere Temperatur ausgelegte Kühlfach bei einer

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Temperatur übex* 0 arbeitet und das für die niedrigere Temperatur ausgelegte Kühlfach (Tiefkühlfach) bei einer Temperatur nicht höher als -18 arbeitet, ist bekannt, wo-

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bei in seinem Kühlmittelkreis die zwei Kapillarröhren in Reihe und stromaufwärts des ersten Verdampferteis liegen. Dabei überbrückt das Solenoidventil die zweite Kapillarrohre und en ersten Verdampferteil. Im Betrieb ist das Solenoidventil nicht erregt und also geschlossen wenn die beiden Kühlfächer gekühlt werden müssen. In diesem Fall wird das Kühlmittel zunächst durch die zwei Kapillarröhren gedrosselt, verdampft danach beim Durchgang in die zwei Verdampferteile, fliesst durch ein Filter hindurch in den Kompressor und dann in den Kondensor. Wenn nur das Tiefkühlfach gekühlt werden muss, wird das Solenoidventil geöffnet, sodass nur der zweite Verdampferteil E2 wirksam ist.

Dieser bekannte Kühlschrank hat gewisse Nachteile. Erstens, da das Solenoidventil stromabwärts der ersten Kapillarröhre liegt, arbeitet es unter siechten hydrodynamischen Verhältnissen und im wesentlichen geht das Kühlmittel in gemischter Flüssigkeitdampfphase durch das Ventil. Zweitens arbeitet das Solenoidventil bei einer ziemlieh niedrigen Temperatur (in der Grössenordnung von -10 C), wodurch es sowohl von spezieller Konstruktion als auch teuer ist und isoliert werden muss. In der Praxis muss es sich in einer isolierten Wand des Kühlschrankes befinden. Dadurch ist die Zugänglichkeit des Solenoidventils schwierig und jede Reparatur bzw. jeder Ersatz des Solenoidventils verwickelt und teuer. Zum Schluss hat dieser bekannte Kühlschrank einen hohen Elektrizitätsverbrauch wenn nur das Tiefkühlfach über eine lange Zeitperiode gekühlt werden muss, beispielsweise während der Ferien, wenn nur Tiefkühlnahrungsmittel aufbewahrt werden müssen. Wie erwähnt wird unter diesen Umstanden das Solenoidventil im Betrieb gehalten und zwar für die ganze Periode, beispielsweise sogar einige Wochen.

Die vorliegende Erfindung hat daher zur Aufgabe, einen Kühlschrank zu schaffen, dessen Elemente seines Kühlmittelkreises unter Umständen arbeiten, die nicht streng sin und er kann dadurch einer einfachen preisgünstigen

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Konstruktion sein.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es,

einen Kühlschrank der genannten Bauart zu schaffen, dessen Betrieb wirtschaftlich ist und der bei der Wartung des Solenoidventils keine speziellen Probleme ergeben wird.

Nach der Erfindung sind im KUhlmittelkreis die zwei KapiilarrShren parallel und das Solenoidventil stromaufwärts nur einer der Kapillarröhren angeordnet.

Ein Vorteil der Erfindung ist es, dttss das Kühlmittel nur in der FlUssigkeitsphase durch das Solenoidventil fliesst, so dass dieses Ventil unter optimalen hydrodynamischen Umständen arbeitet.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung befindet sich das Solenoidventil stromaufwärts der * ersten Kapillarrohre, die in dem ersten Verdampferteil mündet.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass das Solenoidventil nur für ziemlich kurze Perioden erregt wird, d.h., wenn es notwendig ist, das Kühlfach mit der höheren Temperatur zu kühlen. Dadurch is-t der von dem Solenoidventil beanspruchte Beitrag zu dem jährlichen Gesamtverbrauch an Elektrizität des Kühlschrankes vernachlässigbar.

Diese und andere Vorteile der Erfindung werden untenstehend an Hand einiger Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht, zum Teil im Schnitt, eines Kühlschrankes mit zwei Kühlfächern nach der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Kuhlmittelkreises für den Kühlschrank nach Fig. 2,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des Kühlmittelkreises,

Fig. 4 einen ersten elektrischen Schaltplan für den Kühlschrank nach Fig. 1,
. Fig. 5 einen zweiten elektrischen Schaltplan.

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Fig. 1 zeigt einen Kühlschrank mit einem

oberen Kühlfach 1 zum Aufbewahren von frischen Nahrungsmitteln (bei einer Betriebstemperatur nicht weniger als

O C) und einem unteren Tiefkühlfach 2 zum Gefrieren von frischen Nahrungsmitteln und zum Aufbewahren bereits eingefrorener Nahrungsmittel (bei einer Betriebstemperatur

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von normalerweise nicht über -18 C). Jedes Fach wird durch eine eigene (nicht dargestellte) Tür abgeschlossen und ist gegenüber dem anderen thermisch isoliert. Der Kühlschrank ist mit einem Kühlmittelkreis versehen, der aus einem Kompressor CM, einem Kondensor CD, einem ersten Verdampfer— teil E1 für das Kühlfach 1, einem zweiten Verdampferteil E2 für das Tiefkühlfach 2, einem Trocknungsfilter SF, einem Solenoidventil SV₁ einer ersten Kapillarröhre C1 und einer zweiten Kapillarröhre C2 besteht. Vorzugsweise haben die beiden Kapillarröhren dieselbe Durchströmungsleistung und zwar beispielsweise 4,5 Liter/Minute. Aus Gründen, die nachher noch beschrieben werden, befindet sich das Solenoidventil SV in demselben hinteren Teil 3 des Kühlschrankes,

O in dem sich auch der Kompres'sor CM befindet. Der Kühlschrank ist weiter mit einem ersten Thermostaten T1 für das Kühlfach 1 und einem zweiten Thermostaten T2 für das Tiefkühlfach 2 versehen und kann (nach der Ausführungsform des in Fig. 4 dargestellten Schaltkreises) ebenfalls einen elektrischen Widerstand 15 zum Abtauen des ersten Verdampferteils E1 enthalten.

Wie ersichtlich haben die jeweiligen Elemente des Kühlmittelkreises in den ^Figuren 1, 2'ünd 3 dieselben Bezugszeichen.

O Nach der ersten Ausführungsform des KUhlkreises

(Fig. 2) erstreckt sich die zweite Kapillarröhre C2 parallel zu der ersten Kapillarröhre C1 und dem ersten Verdampferteil Teil E1, und zwar zwischen den Verbindungsstellen p1 (unmittelbar stromabwärts des Kondensors CD) und P2 (zwischen

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den zwei Verdampferteilen E1 und E2, die in Reihe stehen). Das Solenoidventil befindet sich hinter dem Punkt P1 und unmittelbar stromaufwärts nur der ersten Kapillarröhre CI, die zu dem ersten Verdampferteil E1 geht.

Aus elektrischem Gesichtspunkt eignen sich die Schaltkreise der Fig. k und 5 für beide Ausführungsformen des Kuhlmittelkreises.

Der Schaltplan nach Fig. ^l enthält die Leitungen 7 und 8 für die Betriebssjjannung (beispielsweise 220 V, 50 Hz) mit zwei parallelen Schaltern 9 und 10, die vom ersten Thermostaten T1 fUr das Kühlfach 1 und vom zweiten Thermostaten T2 für das Tiefkühlfach 2 gesteuert werden. Der Schalter 9 kann aus einer ersten Stellung, in der er über die Kontakte 11 und 12 geschlossen ist, umschalten auf einer zweiten Stellung, in der er über die Kontakte 11 und I3 geschlossen ist. Das Solenoid lh des Solenoidventils SV befindet sich zwischen dem Kontakt 12 und dem Leiter 8. Der elektrischen Widerstand I5 zum Abtauen des ersten Verdampferteils E1 des Kühlfaches ist mit dem Kontakt I3 und dem genannten Leiter 8 verbunden. Der zweite Schalter 10 kann die Kontakte 16 und 17 betätigen wie dies vom Thermostaten T2 gesteuert wird. In der geschlossenen Stellung arbeitet der Motor 18 des Kühlkompressors CM.

Der Schaltplan nach Fig. 5 bezieht sich auf einen Kühlschrank, in dem das Abtauen des Verdampferteils stattfindet ohne Hilfe eines speziellen elektrischen Widerstandes durch eine geeignete Bemessung des KUhlmittelkreises und der Isolierung des Kühlschrankes selbst. Dieser Schaltplan zeigt die Speiseleitungen 20 und 21 mit zwei parallelen Schaltern 22 und 23, die vom ersten Thermostaten T1 für das Kühlfach 1 bzw. zweiten Thermostaten T2 für das Tiefkühlfach 2 gesteuert werden. Der Schalter 22 kann die Kontakte 2k und 25 betätigen, wie dies vom Thermostaten T2 gesteuert wird. In der geschlossenen Stellung erregt er das

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Solenoid 26 des Solenoidventils SV. Dei' Schalter 23 kann von einer ersten Stellung, in der er die Kontakte 27 und 28 schliesst auf einer zweiten Stellung, in der er die Kontakte 27 und 29 schliesst, umschalten. Der Motor 30 des Kühlkoinpressors CM liegt zwischen dem Kontakt 28 und der Leitung 21 und ein Leiter 3I führt vom Kontakt 29 zu einem Hilfskontakt 32, der zwischen dem Kontakt 2$ und dem Solenoid 26 des Solenoidventils SV liegt.

Zunächst wird die Wirkungsweise des Kühlschrankes nach Fig. 1 beschrieben, der mit dem Kühlmittelkreis nach Fig. 2 versehen ist, wowie mit dem elektrischen Kreis nach Fig. k. Es durfte jedoch einleuchten, dass der Kühlschrank ebenfalls mit dem elektrischen Kreis nach Fig. 5 versehen sein kann.

Venn die beiden Fächer 1 und 2 gekühlt werden müssen, hält der Thermostat T1 den Schalter 9 über die Kontakte 11 und 12 geschlossen, wahrend der Thermostat T2 den Schalter 10 geschlossen hält. Dadurch arbeitet der Motor 18 des Kompressors CM und das Solenoidventil SV ist geöffnet da das Solenoid Ik erregt ist. In dem Kuhlmittelkreis gelangt das Kühlmittel völlig in flUssigner Phase vom Kondensor CD an den Punkt Pi. Da die Kapillarröhren C1 und C2 dieselbe Durchstromungsleistung haben fliesst eine erste Hälfte des genannten Kühlmittels in das Solenoidventil SV und danach in die erste Kapillarröhre C1^ und dann in den ersten Verdampferteil E1 und gelangt am Punkt P2 in Dampfphase. Die andere Hälfte des Kühlmittels fliesst vom Punkt P1 Über die zweite Kapillarröhre C2 und erreicht den Punkt P2 in einer gemischten FlUssigkeitdampfphase. Die ganze Kühlmittelmenge flieset dann in den Verdampferteil E2, wo sie weiter verdampft und zunächst in die nachfolgenden Elemente des Kühlmittelkreises bis zum Punkt P1. Wenn der erste Thermostat T1 eine Temperatur detektiert entsprechend der Schwellentemperatur, die in dem Kühlfach 1 einer Beo triebstemperatur nicht weniger als 0 entspricht, schliesst der Schalter 9 die Kontakte 11 und 13· üblicherweise hat

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der zweite Thermostat T2 noch nicht die Schwellentemperatur erreicht, wodurch der Schalter 10 geschlossen bleibt. Dadurch arbeitet der Motor 18 des Kompressors CM weiter, wahrend das Solenoidventil SV schliesst, weil sein Solenoid Ik nicht mehr erregt ist und der Abtauwiderstand sich erhitzt.

In dem Kühlmittelkreis findet das Kühlmittel das Solenoidventil SV geschlossen und fliesst dadurch völlig in die zweite Kapillarrohre C2 und daraufhin in den zweiten Verdampferteil E2 usw. Gleichzeitig wird der erste Verdampferteil E1 durch den Widerstandserhitzer 15 abgetaut. Wenn der zweite Thermostat T2 die Schwellentemperatur detektiert (im Tiefkühlfach 2 gleich -18° c), wird der Schalter 10 geöffnet, so dass der Kompressor CM angehalten wird und der Kühlmittelfluss im Kühlmittelkreis aufhört. Während dieser Haltezeit wird im ersten Verdampferteil E1 das Abtauen fortgesetzt bis ein Thermostat, üblicherweise zunächst der Thermostat T1, detektiert, was dem Ende des genannten Abtauvorganges entspricht. Dadurch wird das Solenoidventil SV wieder geöffnet und wenn, einige Minute später, der Thermostat T2 ebenfalls sein Schwellenwert detektiert, wird der Motor 18 des Kompressors CM wieder wirksam. Der Zweck dieser frühen Öffnung des Solenoidventils SV ist das Ausgleichen der Drücke in dem Ktthlmittelkreis und dadurch das Erleichtern des Startes des Kompressors. Dadurch fängt ein neuer Kreislauf, der dem obenstehend erwähnten, völlig entspricht, mit Neubetrieb des Kompressors CM an.

Nach der zweiten Ausführungsform des Kühlmittelkreises (Fig. 3) liegen die zweite Kapillarröhre C2 und der zweite Verdampferteil E2 in einem Zweig des Kuhlmittelkreises parallel zu einem Zweig der das Solenoidventil SV, die erste Kapillarröhre C1 und den ersten Verdampferteil E1 enthält. Die Anfangs- und Endpunkte der zwei parallelen Zweige sind durch die Bezugszeichen P3 bzw. Vh angegeven, wobei der erste stromabwärts des Kondensors CD und stromaufwärts des Solenoidventils SV liegt und der zweite stromabwärts der beiden Verdampferteile und stromaufwärts des Kompressors CM.

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Die Wirkungsweise des in Fig. 1 dargestellten KUlilsclirankes versehen mit dem KUhlmittelkreis nach Fig. 3 und dem elektrischen Kreis nach Fig. 5 wird untenstehend beschrieben.

Wenn die beiden Fächer 1 und 2 des Kühlschrankes gekühlt werden müssen wird der Schalter 22 vom Thermostaten T1 geschlossen, während der Schalter 23 vom Thermostaten T2 in die Lage gesteuert wird, in der er die Kontakte 27 und 28 schliesst. Dadurch arbeitet der Motor 30 des Kompressors CM und das Solenoidventil SV ist geöffnet, weil das Solenoid 26 erregt ist. In dem Kühlmittelkreis gelangt das Kühlmittel ausschliesslich in der flüssigen Phase an den Punkt P3j von woraus ein Teil über das Solenoidventil SV in die erste Kapillarröhre C1 sowie in den ersten Verdampferteil E1 fliesst. Der andere Teil des Kühlmittels fliesst in die zweite Kapillarröhre C2 und in den zweiten Verdampferteil E2 bevor dieser zweite Teil der erste Teil am Punkt Ph trifft, wo das Kühlmittel ausschliesslich in der Dampfphase ist. Die ganze Kühlmittelmenge fliesst von dem Punkt pk zu dem Punkt P3 zurück. Wenn der Thermostat T1 sein Schwellenwert detektiert, wird der Schalter 22 geöffnet wodurch das Solenoid 26 nicht mehr erregt ist und das Solenoidventil SV schliesst. Der Thermostat T2 hält den Schalter 23 in der vorhergehenden Stellung, so dass der Kompressormotor weiter arbeitet. Dadurch' geht die ganze KUhlmittelmenge stromabwärts von dem Punkt P3 nur Ubqr denjenigen Zweig des Kreises, der die zweite Kapillarröhre C2 und den zweiten Verdampferteil E2 enthält, so dass nur das Tiefkühlfach 2 weiter gekühlt wird. Gleichzeitig wird der erste Verdampferteil abgetaut ohne die Notwendigkeit eines speziellen Widerstandserhitzers (auf bekannte Weise durch eine optimale Bemessung des KUhlmittelkreises und der Kühlschrankisolierung). Wenn der zweite Thermostat T2 die Arbeitstemperatur detektiert, verursacht dies, dass der

$5 Schalter 23 in diejenige Stellung umgeschaltet wird (die durch eine gestrichelte Linie in Fig. 5 angegeben ist),

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in der die Kontakte 27 und 2° geschlossen sind. Dadurch wird das Solenoid 26 erregt und das Solenoidventil SV wird geöffnet während der Zeit, in der der Kompressor in Ruhe ist. Auf diese Weise ergibt sich wegen des natürliehen Umlaufes des Kühlmittels in den beiden Zweigen zwischen den Punkten P3 und P^, ein Gleichgewicht in den Drücken in den jeweiligen Teilen des KUhlmittelkreises und kann folglich der Kompressor CM nach dem Halten auf die richtige Weise anlaufen. Dies geschieht, wenn der Thermostat T2 die Kontakte 27 und 28 des Schalters 23 schliesst und der Thermostat T1 den Schalter 22 schliesst.

Da die zwei Kapillarrbhren parallel laufen und das Solenoidventil stromabwärts nur einer dieser Kapillarröhren liegt, arbeitet das Solenoidventil hydraulisch optimal. Das Kühlmittel fliesst durch das Ventil nur in der flüssigen Phase im wesentlichen bei einer Kondensations—

ο temperatur in der Grössenordnung von 50 C. Aus diesem Grunde ist es nicht notwendig, das Solenoidventil thermisch zu isolieren. Zur Vereiiifachtung der Wartung ist es geeignet, das Solenoidventil auf der Rückseite des Kühlschrankes anzuordnen wo ebenfalls der Kompressor sich befindet. Diese Stelle ist sehr gut erreichbar. Weiter ist es möglich, ein Solenoidventil einer normalen Konstruktion, geringen Preis und bewährten Zuverlässigkeit zu verwenden.

Ein weiterer Vorteil insbesondere der ersten Ausführungsform des Kühlschrankes ist, dass das Solenoidventil nur erregt ist wenn das Kühlfach mit der höheren betriebstemperatur gekühlt werden muss. Dadurch ist es möglich einen zusätzlichen Handschalter zu verwenden, der (beispielsweise während langer Urlaubsperioden, wenn nur das Gefrierfach gefüllt ist) das Solenoid des Solenoidventils für die ganze Periode in (nicht erregtem ) Zustand hält. Dies hat keinen Einfluss auf den Betrieb des Gefrierfaches und dadurch kann etwa 0,35 kWh pro Tag gespart werden.

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Claims

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PATENTANSPRUECHE:

(iy Kühlschrank mit einem ersten auf einer

höherem Temperatur zu betreibenden Kühlfach und einem zweiten auf einer niedrigeren Temperatur zu betreibenden Kühlfach und mit einem Kuhlmittelkreis worin einen Kompressor, einen Kondensor, einen ersten Verdampferteil für das erste Kühlfach, einen zweiten Verdampferteil für das zweite Kühlfach, ein Solenoidventil und eine erste und eine zweite Kapillarrohre angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Kapillarröhren parallel liegen und das Solenoidventil stromaufwärts nur einer der Kapillarrohre liegt.
2. Kühlschrank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapi11arrBhre zu der das Solenoidventil stromaufwärts liegt, in den ersten Verdampferteil mündet.
3. Kühlschrank nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kapillarrohre zu der das Solenoidventil nicht stromaufwärts liegt an einer Stelle zwischen den zwei in Reihe liegenden Verdampferteilen mündet.
k. Kühlschrank nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kapillarröhre und der erste Verdampferteil und die zweite Kapillarröhre und der zweite Verdampferteil in zwei parallelen Zweigen des Kreises liegen, die an einem Punkt stromabwärts des Kondensors und stromaufwärts des Solenoidventils und an einem Punkt stromabwärts der beiden Verdampferteile mit einander verbunden sind.
5. Kühlschrank nach einem der vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Kapillarröhren für dieselbe Kühlmitteldurchflussmenge bemessen ist.
6. Kühlschrank nach einem der vorstehenden An-

sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Solenoidventil in einem thermisch nicht isolierten Bereich und vorzugsweise in der Nähe des Kompressors angeordnet ist.

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7. Kühlschrank nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einem ersten Thermostat zur Steuerung der Temperatur im für die höhere Temperatur ausgelegten Kühlfach und mit einem zweiten Thermostat zur Steuerung der Temperatur im für die niedrigere Temperatur ausgelegten Kühlfach, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Thermostat einen Schalter betätigt, der zwischen einer ersten Stellung, in der er das Solenoidventil erregt und einer zweiten Stellung, in der er einen elektrischen Widerstanderhitzer zum Abtauen des ersten Verdampferteils und/oder des ersten Kühlfaches erregt, schaltbar ist.
8. Kühlschrank nach Anspruch 7f dadurch gekennzeichnet, dass der genannte zweite Thermostat den Kompres— sormotorschalter betätigt.
9· Kühlschrank nach einem der Ansprüche 1 bis 6

mit einem ersten Thermostat zur Steuerung der Temperatur im für die höhere Temperatur ausgelegten Kühlfach und einem zweiten Thermostat zur Steuerung der Temperatur im für die niedrigere Temperatur ausgelegten Kühlfach, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Thermostat einen Schalter betätigt, der zwischen einer ersten Stellung, in der der Schalter den Kompressormotor einschaltet und einer zweiten Stellung, in der er das Solenoid des Solenoidventils erregt, schaltbar ist.
10. Kühlschrank nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, dass der erste Thermostat einen Schalter betätigt, der, in geschlossener Stellung das Solenoid des Solenoidventils erregt.

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