EP1404203B1 - Aspirateur autonome a efficacite elevee - Google Patents

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EP1404203B1
EP1404203B1 EP02762515A EP02762515A EP1404203B1 EP 1404203 B1 EP1404203 B1 EP 1404203B1 EP 02762515 A EP02762515 A EP 02762515A EP 02762515 A EP02762515 A EP 02762515A EP 1404203 B1 EP1404203 B1 EP 1404203B1
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vacuum cleaner
cleaner according
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turbine
box
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Henrik Nielsen
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Nielsen Innovation SARL
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/441—Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/444—Bladed diffusers
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    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L5/00—Structural features of suction cleaners
    • A47L5/12—Structural features of suction cleaners with power-driven air-pumps or air-compressors, e.g. driven by motor vehicle engine vacuum
    • A47L5/22—Structural features of suction cleaners with power-driven air-pumps or air-compressors, e.g. driven by motor vehicle engine vacuum with rotary fans
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
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    • A47L5/00—Structural features of suction cleaners
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    • A47L5/22—Structural features of suction cleaners with power-driven air-pumps or air-compressors, e.g. driven by motor vehicle engine vacuum with rotary fans
    • A47L5/28—Suction cleaners with handles and nozzles fixed on the casings, e.g. wheeled suction cleaners with steering handle
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    • A47L5/28—Suction cleaners with handles and nozzles fixed on the casings, e.g. wheeled suction cleaners with steering handle
    • A47L5/32—Suction cleaners with handles and nozzles fixed on the casings, e.g. wheeled suction cleaners with steering handle with means for connecting a hose
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    • A47L5/12—Structural features of suction cleaners with power-driven air-pumps or air-compressors, e.g. driven by motor vehicle engine vacuum
    • A47L5/22—Structural features of suction cleaners with power-driven air-pumps or air-compressors, e.g. driven by motor vehicle engine vacuum with rotary fans
    • A47L5/36—Suction cleaners with hose between nozzle and casing; Suction cleaners for fixing on staircases; Suction cleaners for carrying on the back
    • A47L5/362—Suction cleaners with hose between nozzle and casing; Suction cleaners for fixing on staircases; Suction cleaners for carrying on the back of the horizontal type, e.g. canister or sledge type
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/0081—Means for exhaust-air diffusion; Means for sound or vibration damping
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
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    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/009—Carrying-vehicles; Arrangements of trollies or wheels; Means for avoiding mechanical obstacles

Definitions

  • the present invention relates to a vacuum cleaner and more particularly to a self-cleaning vacuum cleaner with high cleaning efficiency.
  • a vacuum cleaner according to the preamble of claim 1 is known for example from US Patent 3592566 .
  • Traditional vacuum cleaners generally include a frame mounted on transport members and carrying an electric turbine for creating, through a filter membrane, a vacuum in a particle collector. These particles are recovered from the ground for example by means of at least one broom and are driven to the collector by air flow, via a transfer conduit.
  • the present invention aims to solve these technical problems satisfactorily by achieving a vacuum cleaner and lightweight, very high cleaning efficiency.
  • a vacuum cleaner of the above type characterized in that the turbine comprises a set of blades and a nozzle whose box consists of an upstream portion volute centered on the axis of blades and opening into a divergent downstream portion of said box communicating with the outside, and in that said divergent downstream portion is provided with longitudinal internal partitions to divide and slow down the flow of air
  • the wall of the box and the partitions are made of an acoustically insulating material and / or absorbing vibrations.
  • said divergent downstream portion communicates with the outside through lateral orifices provided on the wall of the nozzle box.
  • the upstream end of said duct may be connected to a broom formed of a roller bearing an external peripheral brush and internal blades threshing soil.
  • said blade is rotated by an internal motor whose shaft is connected coaxially to the axis of rotation of said roller.
  • said transfer conduit consists of a flexible hose removably connected to said brush.
  • the upstream end of said pipe is provided with a rigid end piece allowing both the sealing connection with a chute carried by said broom and the manual catch for a brushless suction.
  • the hose is further extensible.
  • the transport members are arranged in the lower part and, where appropriate, in the upper part of the frame. These members are preferably constituted by optionally driving wheels.
  • said particle transfer duct comprises an articulation delimiting a lower section and an upper section and allowing the opening of said duct.
  • said lower section of the transfer duct is provided with a housing for receiving heavy particles.
  • said frame contains at least one rechargeable electric battery for feeding the turbine and / or the motorization of the blade.
  • the vacuum cleaner of the invention uses a new type of turbine with very high efficiency and low electrical power of the order of 80 W which can be powered by rechargeable batteries.
  • the vacuum cleaner shown in the figures comprises a frame mounted on transport members R and carrying an electric turbine T intended to create, through a filter membrane M, a vacuum in a collector C of particles.
  • the turbine T is housed in a chamber k and the collector C here consists of a flexible bag S with an air-permeable wall, enclosed in a compartment K delimited upwards and laterally by a rigid wall sealed and downwards. by the membrane M ensuring the separation with the suction chamber k.
  • the bag S is wedged inside the compartment K by means of projections D secured to its inner wall.
  • the particles are recovered from the ground and entrained to the collector C by air flow via a transfer conduit C.
  • This air flow in the conduit C is the result of the suction produced by the turbine T in the chamber and the compartment K.
  • the frame is furthermore equipped with a grip handle N.
  • the turbine T comprises a set of blades P and a nozzle 1.
  • the nozzle 1 consists of a housing consisting of an upstream portion 11 in volute centered on the axis of the blades and opening into a divergent downstream portion 12 communicating with the outside through orifices 10 formed laterally on the wall of the box of the nozzle 1.
  • the divergent downstream portion 12 is provided with longitudinal internal partitions 13 ( Figure 1B ) to divide and slow down the flow of air discharged by the turbine T.
  • the efficiency of such a turbine is thus very high (of the order of 45%) because, thanks to the partitions 13 and the increasing increase of the section of the downstream portion 12, there is no turbulence and the low speed flow remains laminar.
  • the desired effect is sensitive as soon as the angle ⁇ between the vertical and the tangent of the partitions exceeds 5 ° ( Figure 1B ). It is possible to make the vacuum cleaner quieter by making the wall of the box and the partitions 13 with an acoustically insulating material and / or absorbing vibrations.
  • the engine of the turbine is powered by at least one rechargeable battery E housed in a housing A disposed under the turbine T inside the frame.
  • the upstream end of the transfer duct C (in the flow direction) is capable of being connected to a broom B for tearing off and lifting the particles to be sucked off from the ground.
  • the broom B is formed of a roller bearing an external peripheral brush b and internal blades for threshing.
  • the brush B is mounted here in front of the lower rolling members R.
  • the brush B is rotated either by an internal motor whose shaft is for example connected coaxially to the axis of rotation of the roller as in the embodiment of the invention.
  • Figures 1A, 1B either by an external motor with a belt drive or gears as in the embodiment of the Figures 2A , 2B , 2C .
  • the first mode has the advantage of being compact, more robust and less noisy.
  • the transfer conduit C is rigid and fixed on the frame and comprises a hinge-type hinge defining a lower section C1 slightly inclined and a substantially vertical upper section C2.
  • the hinge H allows the opening of the duct and the access and / or emptying of a receiving box L of heavy particles located at the base of the section C2, under the section C1.
  • This arrangement also makes it possible to widen the diameter of the duct and thus reduce air loss.
  • the transfer conduit C consists of a flexible flexible hose releasably connected to the blade B.
  • the flexible pipe is further extensible by being made, for example, accordion.
  • the upstream end of the conduit C is provided with a nozzle 2 for sealing connection with a chute G carried by the broom B.
  • the tip 2 also allows a manual grip to perform a brushless suction as shown on the Figure 2B .
  • the frame is provided with two sets of transport members R, R ', one of which is mounted in the upper part of the frame to allow the use of the hoover as shown on the drawing.
  • Each of the sets of transport members respectively lower and upper R, R ' is preferably constituted by a train of wheels optionally driven which is fixed to the frame by means of forks F, F'.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nozzles For Electric Vacuum Cleaners (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
  • Filters For Electric Vacuum Cleaners (AREA)

Description

  • La présente invention concerne un aspirateur et plus particulièrement un aspirateur autonome à grande efficacité de nettoyage. Un aspirateur selon le préambule de la revendication 1 est connu par exemple de US-A-3592566 .
  • Les aspirateurs traditionnels comprennent généralement un bâti monté sur des organes de transport et portant une turbine électrique destinée à créer, à travers une membrane filtrante, une dépression dans un collecteur de particules. Ces particules sont récupérées à partir du sol par exemple au moyen d'au moins un balai et sont entraînées vers le collecteur par flux d'air, via un conduit de transfert.
  • Cependant, pour obtenir une qualité de nettoyage satisfaisante, ces turbines utilisent des moteurs puissants (de l'ordre de 1000 à 1500 W) qui sont alimentés par le secteur via des cordons électriques.
  • Le rendement de ces moteurs n'est pas très bon et les cordons réduisent la mobilité et la maniabilité de ces appareils.
  • En outre, les pertes aérauliques sont nombreuses et importantes, réduisant ainsi la capacité de récupération des particules les plus lourdes que le flux d'air ne peut transférer jusqu'au collecteur ce qui nuit à la qualité du nettoyage.
  • La présente invention a pour but de résoudre ces problèmes techniques de manière satisfaisante en réalisant un aspirateur autonome et léger, à efficacité de nettoyage très élevée.
  • Ce but est atteint selon l'invention au moyen d'un aspirateur du type précédent, caractérisé en ce que la turbine comporte un jeu de pales et une tuyère dont le caisson est constitué d'une portion amont en volute centrée sur l'axe des pales et débouchant dans une portion aval divergente dudit caisson communiquant avec l'extérieur, et en ce que ladite portion aval divergente est pourvue de cloisons internes longitudinales pour diviser et ralentir le flux d'air
  • De préférence, la paroi du caisson ainsi que les cloisons sont réalisées avec un matériau acoustiquement isolant et/ou absorbant les vibrations.
  • Selon une autre caractéristique, ladite portion aval divergente communique avec l'extérieur par des orifices latéraux ménagés sur la paroi du caisson de la tuyère.
  • Selon une variante, l'extrémité amont dudit conduit est susceptible d'être raccordée à un balai formé d'un rouleau portant une brosse périphérique externe et d'ailettes internes de battage du sol.
  • Selon une autre variante, ledit balai est mû en rotation par un moteur interne dont l'arbre est raccordé coaxialement à l'axe de rotation dudit rouleau.
  • Selon un premier mode de réalisation de l'invention ledit conduit de transfert est constitué d'un tuyau flexible raccordé de manière amovible audit balai.
  • Avantageusement, l'extrémité amont dudit tuyau est pourvue d'un embout rigide permettant à la fois le raccordement étanche avec une goulotte portée par ledit balai et la prise manuelle pour une aspiration sans balai.
  • De préférence, le tuyau flexible est, en outre, extensible.
  • Pour permettre une utilisation de l'aspirateur soit en aspiro-batteur, soit en traîneau, il est prévu que les organes de transport soient disposés en partie basse et, le cas échéant, en partie haute du bâti. Ces organes sont, de préférence, constitués de roues éventuellement motrices.
  • Selon un second mode de réalisation de l'invention, ledit conduit de transfert des particules comporte une articulation délimitant un tronçon inférieur et un tronçon supérieur et permettant l'ouverture dudit conduit.
  • Avantageusement, ledit tronçon inférieur du conduit de transfert est muni d'un boîtier de réception des particules lourdes.
  • Selon une autre caractéristique, ledit bâti contient au moins une batterie électrique rechargeable pour l'alimentation de la turbine et/ou la motorisation du balai.
  • L'aspirateur de l'invention utilise un nouveau type de turbine à rendement très élevé et à faible puissance électrique de l'ordre de 80 W qui peut donc être alimentée par des batteries rechargeables.
  • En outre, la récupération sélective des particules en fonction de leur poids permet de diminuer les pertes aérauliques et d'améliorer la qualité du nettoyage.
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre en référence aux dessins sur lesquels :
    • les figures 1A et 1B représentent des vues en coupe respectivement de profil et de face d'un premier mode de réalisation de l'aspirateur de l'invention ;
    • les figures 2A, 2B et 2C représentent des vues en coupe et de profil, d'un second mode de réalisation de l'aspirateur de l'invention respectivement dans trois positions d'utilisation différentes.
  • L'aspirateur représenté sur les figures comprend un bâti monté sur des organes de transport R et portant une turbine électrique T destinée à créer, à travers une membrane filtrante M, une dépression dans un collecteur C de particules. La turbine T est logée dans une chambre k et le collecteur C est ici constitué d'un sac souple S à paroi perméable à l'air, enfermé dans un compartiment K délimité vers le haut et latéralement par une paroi rigide étanche et vers le bas par la membrane M assurant la séparation avec la chambre d'aspiration k.
  • Une variante consiste à réunir la membrane et la paroi du sac S comme représenté sur la figure 2A.
  • Le sac S est calé à l'intérieur du compartiment K au moyen de saillies D solidaires de sa paroi interne. Les particules sont récupérées à partir du sol et entraînées vers le collecteur C par flux d'air via un conduit de transfert C. Ce flux d'air dans le conduit C est le résultat de l'aspiration produite par la turbine T dans la chambre k et le compartiment K. Le bâti est, en outre, équipé d'un manche de prise et de direction N. La turbine T comporte un jeu de pales P et une tuyère 1. La tuyère 1 est constituée d'un caisson formé d'une portion amont 11 en volute centrée sur l'axe des pales et débouchant dans une portion aval divergente 12 communiquant avec l'extérieur au travers d'orifices 10 ménagés latéralement sur la paroi du caisson de la tuyère 1.
  • La portion aval divergente 12 est pourvue de cloisons internes longitudinales 13 (figure 1B) permettant de diviser et de ralentir le flux d'air refoulé par la turbine T. Le rendement d'une telle turbine est ainsi très élevé (de l'ordre de 45 %) du fait que, grâce aux cloisons 13 et à l'augmentation croissante de la section de la portion aval 12, il ne se produit pas de turbulence et que le flux à faible vitesse reste donc laminaire.
  • L'effet recherché est sensible dès que l'angle α entre la verticale et la tangente des cloisons dépasse 5° (figure 1B). Il est possible de rendre l'aspirateur plus silencieux en réalisant la paroi du caisson ainsi que les cloisons 13 avec un matériau acoustiquement isolant et/ou absorbant les vibrations. Le moteur de la turbine est alimenté par au moins une batterie rechargeable E logée dans un carter A disposé sous la turbine T à l'intérieur du bâti.
  • L'extrémité amont du conduit de transfert C (dans le sens du flux) est susceptible d'être raccordée à un balai B permettant d'arracher et de soulever du sol les particules à aspirer.
  • Dans le mode de réalisation représenté sur les figures, le balai B est formé d'un rouleau portant une brosse périphérique externe b et d'ailettes internes a de battage.
  • Le balai B est monté ici devant les organes inférieurs de roulement R. Le balai B est mû en rotation soit par un moteur interne dont l'arbre est par exemple raccordé coaxialement à l'axe de rotation du rouleau comme dans le mode de réalisation des figures 1A, 1B, soit par un moteur externe avec une transmission par courroie ou engrenages comme dans le mode de réalisation des figures 2A, 2B, 2C. Le premier mode présente l'avantage d'être compact, plus robuste et moins bruyant.
  • Dans ce dernier cas, il est aussi possible de coupler le moteur du balai avec les organes de roulement.
  • Dans le mode de réalisation des figures 1A, 1B, le conduit de transfert C est rigide et fixé sur le bâti et comporte une articulation du type charnière H délimitant un tronçon inférieur C1 légèrement incliné et un tronçon supérieur C2 sensiblement vertical.
  • L'articulation H permet l'ouverture du conduit ainsi que l'accès et/ou la vidange d'un boîtier de réception L des particules lourdes situé à la base du tronçon C2, sous le tronçon C1.
  • Cette disposition permet en outre d'élargir le diamètre du conduit et de réduire ainsi les pertes aérauliques.
  • Dans le mode de réalisation des figures 2A, 2B et 2C, le conduit de transfert C est constitué d'un tuyau souple flexible raccordé de manière amovible au balai B.
  • Selon une variante non représentée, le tuyau flexible est, en outre, extensible en étant réalisé, par exemple, en accordéon.
  • L'extrémité amont du conduit C est pourvue d'un embout 2 permettant le raccordement étanche avec une goulotte G portée par le balai B. L'embout 2 permet aussi une prise manuelle pour effectuer une aspiration sans balai comme représenté sur la figure 2B.
  • Toujours dans le mode de réalisation des figures 2A, 2B et 2C, le bâti est pourvu de deux jeux d'organes de transport R, R' dont l'un est monté dans la partie haute du bâti pour permettre l'utilisation de l'aspirateur en traîneau comme représenté sur la figure 2C. Chacun des jeux d'organes de transport respectivement inférieur et supérieur R, R' est constitué, de préférence, d'un train de roues éventuellement motrices qui est fixé au bâti au moyen de fourches F, F'.

Claims (12)

  1. Aspirateur comprenant notamment un bâti monté sur des organes de transport (R, R') et portant une turbine électrique (T) destinée à créer à travers une membrane filtrante (M) une dépression dans un collecteur (S) de particules récupérées à partir du sol, et entraînées vers le collecteur par flux d'air via un conduit de transfert (C), ladite turbine (T) comportant un jeu de pales (P) et une tuyère (1) dont le caisson est constitué d'une portion amont (11) en volute centrée sur l'axe des pales et débouchant dans une portion naval (12) divergente dudit caisson communiquant avec l'extérieur, caractérisé en ce que ladite portion aval divergente (12) est pourvue de cloisons internes longitudinales (13), s'étendant progressivement divergentes les unes par rapport aux autres à partir de ladite portion (12), pour diviser et ralentir le flux d'air.
  2. Aspirateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi du caisson ainsi que les cloisons (13) sont réalisées avec un matériau acoustiquement isolant et/ou absorbant les vibrations.
  3. Aspirateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite portion aval divergente (12) communique avec l'extérieur par des orifices latéraux (10) ménagés sur la paroi du caisson de la tuyère (1).
  4. Aspirateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'extrémité amont dudit conduit (C) est susceptible d'être raccordée à un balai (B) formé d'un rouleau portant une brosse périphérique externe (b) et d'ailettes internes (a) de battage du sol.
  5. Aspirateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit balai (B) est mû en rotation par un moteur interne dont l'arbre est raccordé coaxialement à l'axe de rotation dudit rouleau.
  6. Aspirateur selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que ledit conduit de transfert (C) est constitué d'un tuyau flexible raccordé de manière amovible audit balai (B).
  7. aspirateur selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'extrémité amont dudit tuyau est pourvue d'un embout rigide (2) permettant à la fois le raccordement étanche avec une goulotte (G) portée par ledit balai (B) et la prise manuelle pour une aspiration sans balai.
  8. Aspirateur selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le tuyau flexible est, en outre, extensible.
  9. Aspirateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits organes de transport (R, R') sont disposés en partie basse et, le cas échéant, en partie haute du bâti.
  10. Aspirateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit conduit de transfert (C) des particules comporte une articulation (H) délimitant un tronçon inférieur (C1) et un tronçon supérieur (C2) et permettant l'ouverture dudit conduit (C).
  11. Aspirateur selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit tronçon inférieur (C1) du conduit de transfert (C) est muni d'un boîtier de réception (L) des particules lourdes.
  12. Aspirateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit bâti contient au moins une batterie électrique rechargeable (E) pour l'alimentation de la turbine (T) et/ou la motorisation du balai (B).
EP02762515A 2001-07-03 2002-07-03 Aspirateur autonome a efficacite elevee Expired - Lifetime EP1404203B1 (fr)

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FR0108799 2001-07-03
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EP1404203A1 EP1404203A1 (fr) 2004-04-07
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US (1) US7356873B2 (fr)
EP (1) EP1404203B1 (fr)
CN (1) CN1323630C (fr)
AT (1) ATE451047T1 (fr)
DE (1) DE60234694D1 (fr)
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