ES2437542A1 - Generador de electricidad mejorado - Google Patents
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Abstract
Generador de electricidad. Comprende un par de pistones (1), dotados de una cámara estanca (2) para mantener cada pistón (1) flotando en un fluido (4) y de una cámara superior (3) abierta sobre la que comprende una boquilla (7) de llenado progresivo de la cámara superior (3) con un fluido (4), para al realizar el llenado progresivo de una cámara superior (3), producir su hundimiento progresivo. La cámara superior comprende válvulas de vaciado (5) progresivo para al detectarse una posición de hundimiento, cerrar la boquilla y abrir las válvulas de vaciado volviendo el pistón a su posición inicial para repetir el ciclo. Los pistones están unidos articuladamente a los extremos (14) de una barra (15), y además la barra (15) articula, en el extremo de un eje fijo (16), para llenar uno de los pistones y simultáneamente vaciar el otro, ayudando, el descenso de uno de los pistones, a la elevación del otro obteniendo el desplazamiento alternativo ascendente/decente de los pistones a modo de balancín.
Description
La presente invención proporciona un sistema mejorado para aumentar la capacidad de generar energía del generador de electricidad de la patente de invención con número de solicitud P201.131.185.
10 Dicha patente invención P201.131.185 se basa en el empleo de un pistón cuyo desplazamiento ascendente/descendente produce el accionamiento de un alternador para producir energía y todo ello de una forma ecológica y económica.
El objeto de la presente invención es mejorar la configuración del generador agrupando pares de pistones, de forma que el movimiento ascendente/descendente de los pistones se realiza de forma alterna a modo de
15 balancín, lo que facilita el llenado y vaciado de los pistones mejorando el rendimiento e incrementando la capacidad de producción de energía.
El antecedente más próximo a la invención lo constituye su patente principal, que describe un generador de electricidad que se basa en el empleo de un pistón cuyo desplazamiento ascendente/descendente acciona un
20 alternador para la producción de energía. El pistón comprende una cámara inferior estanca y llena de aire para mantener dicho pistón flotando en el fluido y además comprende una cámara superior abierta por su base superior, sobre la que está dispuesta una boquilla de llenado progresivo de dicha cámara superior con un fluido. Al realizar el llenado progresivo de dicha cámara superior con el fluido, produce el hundimiento progresivo del pistón.
25 Además el pistón lleva incorporado un sensor que en el momento que detecta una posición de hundimiento, previamente establecida, se cierra la boquilla y se abren progresivamente unas válvulas de vaciado dispuestas verticalmente en la cámara superior, vaciando dicha cámara y volviendo el pistón a su posición inicial para repetir el ciclo.
La invención aporta mejoras que aumentan la producción de energía, tal y como a continuación se describe.
Para aumentar la producción de energía la invención se basa en el empleo de un pistón como el descrito en el apartado anterior, pero con la novedad de que se caracteriza por que comprende al menos un par de pistones, con sus correspondientes boquillas y alternadores. Los pistones están unidos articuladamente a los extremos de una barra, la cual, además, articula en el extremo de un eje fijo. Esta configuración permite partir
35 de una posición en la que uno de los pistones esté lleno de fluido y el otro vacio, lo que permite llenar el pistón vacio y simultáneamente vaciar el lleno. De este modo el descenso de uno de los pistones, ayuda a la elevación del otro obteniendo el desplazamiento alternativo ascendente/decente de los pistones a modo de balancín. Esta configuración facilita el desplazamiento ascendente/descendente de los pistones y en consecuencia aumenta el rendimiento y la producción de energía.
40 En una realización de la invención, inferiormente a cada uno de los pistones del al menos par de pistones, comprende un resorte de forma que al descender un pistón llega un momento en el que contacta con el resorte y lo comprime en el tramo final del movimiento descendente, para que al iniciarse su movimiento ascendente mediante su vaciado, se favorece este movimiento ascendente de cada pistón en su tramo inicial, lo que igualmente proporciona un mayor rendimiento.
45 En otra realización de la invención se prevé la incorporación de un conducto que comunica ambos pistones del al menos par de pistones, de forma que cuando se vacía el fluido de un pistón a través de las válvulas de vaciado, simultáneamente se abre el conducto permitiendo el paso del fluido a vaciar a través del conducto, hacia el otro pistón, facilitando su llenado. Esta configuración también facilita el vaciado de los pistones al proporcionar dos caminos de vaciado, las válvulas y el conducto, lo que nuevamente aumenta el rendimiento
50 y la producción de energía.
Para conseguir una configuración compacta, el conducto que comunica ambos pistones del al menos par de pistones, es solidario la barra de unión de dichos pistones o incluso puede ser la propia barra.
La invención prevé que en lugar de utilizar el sensor de detección de una posición de hundimiento, para vaciar los pistones, las válvulas de vaciado están configuradas para abrirse cuando la parte exterior de la cámara superior del pistón, supera una cierta presión de hundimiento previamente establecida, de manera que al detectar la presión previamente establecida, las válvulas se abren para realizar el vaciado de la cámara superior del pistón.
En la realización preferente del generador, se prevén una pluralidad de pares de pistones, cuyo número es 5 función de las necesidades de producción de energía que se requiera proporcionar.
Cabe la posibilidad de que el generador descrito se instale en el interior de una plataforma flotante que se dispone en un fluido como puede ser un embalse, lago, depósito, río o mar, de forma que la plataforma flotante queda parcialmente sumergida, cuya parte sumergida comprende en su zona superior una abertura canalizada a lo largo de la plataforma flotante y que conecta con las boquillas para hacer circular el fluido por
10 la canalización y alimentar a las boquillas. En esta realización la plataforma flotante, mantiene un nivel de fluido constante en su interior mediante una bomba de vaciado, para conseguir el correcto funcionamiento del generador de acuerdo con la descripción realizada.
A continuación para facilitar una mejor comprensión de esta memoria descriptiva, y formando parte integrante de la misma, se acompañan una serie de figuras en las que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha
15 representado el objeto de la invención.
Figura 1.-Muestra una asociación de un par de pistones de acuerdo con un ejemplo de realización de la invención que proporciona una mayor capacidad de producción de energía.
20 Figura 2.-Muestra otro ejemplo de realización de la invención que constituye una variante de la figura anterior.
Figura 3.-Muestra otra realización de la invención en la que el generador se instala en el interior de una
25 plataforma flotante parcialmente sumergida, cuya parte sumergida comprende una abertura canalizada a lo largo de la plataforma flotante y que conecta con las boquillas para realizar el llenado de los pistones mediante la circulación del fluido por la canalización.
30 A continuación se realiza una descripción de la invención basada en las figuras anteriormente comentadas.
En la patente principal, de la que depende la presente invención, se describe un generador que basa su funcionamiento en el principio de Arquímedes haciendo que un pistón 1 posea un movimiento vertical ascendente y descendente de tal modo que al subir y bajar haga girar un alternador 9 transformando la
35 energía mecánica en eléctrica. La parte inferior del pistón 1 está unida al alternador 9 mediante una transmisión 10 para transformar la energía mecánica en eléctrica, tal y como es conocido en el estado de la técnica. De este modo se consigue un movimiento continuo en dirección vertical en sentido ascendente y descendente, transformando dicho movimiento en circular gracias a la transmisión 10.
El pistón 1, comprende una cámara inferior 2 estanca llena de aire, que permite disponer el pistón en un
40 fluido 4 flotando. Además dicho pistón está dotado de una cámara superior 3 abierta por su base superior, sobre la que está dispuesta una boquilla 7 de llenado progresivo de dicha cámara superior con el fluido 4, de forma que al realizar el llenado progresivo de dicha cámara superior 3 con el fluido 4, se produzca el hundimiento progresivo del pistón 1.
El pistón 1 comprende un sensor de detección de una posición de hundimiento, previamente establecida, y la
45 cámara superior comprende válvulas de vaciado 5 alineadas verticalmente para que al detectarse la posición de hundimiento previamente establecida, cerrar la boquilla 7 y abrir progresivamente las válvulas de vaciado 5 de arriba hacia abajo, vaciando la cámara superior 3 y volviendo el pistón 1 a su posición inicial, para repetir el ciclo.
La boquilla 7 está prevista en una conducción 8 del fluido 4, el cual puede suministrarse con el empleo de una
50 bomba que traslade el fluido 4 hacia la boquilla 7 también puede suministrarse mediante gravedad, aprovechando los desniveles del lecho de un río, en cuyo caso el extremo de la conducción 8 se dispone en un nivel superior del río para que el agua circule por gravedad por la conducción 8, de forma que gobernándose la apertura y cierre de la boquilla 7 se controla el llenado progresivo de la cámara superior 3.
El pistón 1 desciende hasta una posición límite detectada por el sensor de posición 6, momento en el cual se
55 cierra la boquilla 7 dejando de suministrarse fluido 4 al interior de la cámara superior 3, y simultáneamente la señal proporcionada por el sensor provoca la apertura de las válvulas de vaciado 4 de modo progresivo para vaciar la cámara. Al perder peso, el pistón comienza nuevamente a subir volviendo a su posición de origen.
El fluido 4 puede ser de un río, mar, embalse, lago o de un depósito, en los que se instale el generador de la invención.
En la figura 1 se representa una mejora de la presente adición, que consiste en disponer un par de pistones
5 1, con sus correspondientes boquillas 7 y alternadores 9 de manera que los pistones 1 están unidos a los extremos 14 de una barra 15, de forma articulada. Además la barra 15 está articulada en el extremo de un eje fijo 16 de modo que el par de pistones se van a desplazar alternativamente en sentido ascendente/descendente a modo de balancín. Para ello inicialmente se parte de una posición en la una de las cámaras superiores de uno de los pistones 1 se encuentra llena y la otra vacía, con lo que el pistón cuya
10 cámara superior 3 está llena está dispuesto en un plano inferior al del pistón 1 cuya cámara superior 3 está vacía. En esta situación cuando el sensor de posición de hundimiento detecta la posición de hundimiento previamente fijada, se vacía progresivamente la cámara superior que está llena y simultáneamente se llena progresivamente la cámara superior vacía, hasta que los pistones 1 cambian sus posiciones, repitiéndose el ciclo. Mediante esta configuración cuando uno de los pistones se encuentre llenándose, va a hacer
15 contrapeso ayudando a la elevación del otro pistón durante su vaciado.
Otra mejora de la invención consiste en disponer inferiormente a cada uno de los pistones 1 un resorte 17 con el que contacta cada pistón 1 en su movimiento descendente de forma que comprimen dicho resorte 17 en el tramo final del movimiento descendente. De esta manera al iniciarse el movimiento ascendente del pistón mediante su vaciado progresivo, y llenado progresivo del otro pistón, el resorte 17 favorecer el
20 movimiento ascendente de cada pistón en su tramo inicial, de modo que ayudan a la elevación del pistón.
En la figura 2 se ha representado otra mejora de la invención, que consiste en incluir un conducto 18 que comunica ambos pistones 1, para que en el momento de vaciado de uno de los pistones 1, cuando comience su elevación se abre dicho conducto 18 vaciando parte del contenido, por dicho conducto 18, hacia el otro pistón facilitando el llenado de este otro pistón, lo que permite realizar el llenado del pistón con el fluido
25 procedente de la boquilla 7 y simultáneamente con el fluido procedente del pistón que se está vaciando, y simultáneamente se realiza el vaciado del pistón a través del conducto 18 y simultáneamente a través de las válvulas de vaciado 5, lo que facilita el llenado y vaciado simultáneo de los pistones de forma progresiva.
El conducto 18 es solidario de la barra 15, o la propia barra 15 constituye el conducto 18.
Otra de las variaciones de la invención, consiste en que las válvulas de vaciado de la cámara superior se
30 diseñan de manera que cuando superen una presión preestablecida se abran mecánicamente sin necesidad de disponer del sensor que indique la posición de hundimiento de cada pistón.
En la realización preferente de la invención se emplean una pluralidad de pares de pistones 1, para aumentar la capacidad de obtención de energía.
Por último, en la figura 3 se ha representado otra de las mejoras, que consiste en incorporar el generador en
35 el interior de una plataforma flotante 19 que pueda ser instalada en un embalse, lago, depósito, río o en el mar. La plataforma 19 comprende una abertura 20 de una canalización 22 dispuesta a lo largo del interior de la plataforma flotante 19, por donde circule el fluido 4 y alimenta a las boquillas 7 encargadas de llenar los pistones 1. Para ello la abertura 20, está sumergida en el fluido 4. Además la plataforma flotante 19 comprende una válvula 23 de vaciado que mantiene siempre el mismo nivel de llenado de la plataforma
40 flotante, para lo que la válvula 23 conecta con el exterior a través de un tubo 24.
Claims (9)
- REIVINDICACIONES1.-GENERADOR DE ELECTRICIDAD, que se basa en el empleo de un pistón cuyo desplazamiento5 ascendente/descendente acciona un alternador (9) para la producción de energía, comprendiendo dicho pistón (1) una cámara inferior estanca (2) y llena de aire para mantener el pistón (1) flotando en el fluido (4), y una cámara superior (3) abierta por su base superior, sobre la que está dispuesta una boquilla (7) de llenado progresivo de dicha cámara superior (3) con un fluido (4), para al realizar el llenado progresivo de dicha cámara superior (3) con el fluido (4), producir su hundimiento progresivo; y contando el pistón (1) con un10 sensor (6) de detección de una posición de hundimiento, previamente establecida, y la cámara superior comprende válvulas de vaciado (5) alineadas verticalmente para que al detectarse la posición de hundimiento previamente establecida, cerrar la boquilla (7) y abrir progresivamente las válvulas de vaciado (5) de arriba hacia abajo, vaciando la cámara superior (3) y volviendo el pistón (1) a su posición inicial, para repetir el ciclo; caracterizado por que comprende al menos un par de pistones (1), con sus correspondientes boquillas (7) y15 alternadores, donde los pistones están unidos articuladamente a los extremos (14) de una barra (15), y donde dicha barra (15) además articula, en el extremo de un eje fijo (16), para llenar uno de los pistones y simultáneamente vaciar el otro, ayudando, el descenso de uno de los pistones, a la elevación del otro obteniendo el desplazamiento alternativo ascendente/decente de los pistones a modo de balancín.
- 2.-GENERADOR DE ELECTRICIDAD, según reivindicación 1, caracterizado por que inferiormente a cada20 uno de los pistones (1) del al menos par de pistones, comprende un resorte (17) con el que cada pistón contacta y comprime en el tramo final del movimiento descendente, para que al iniciarse el movimiento ascendente de un pistón mediante su vaciado, favorezca dicho movimiento ascendente de cada pistón en su tramo inicial.
- 3.-GENERADOR DE ELECTRICIDAD, según reivindicación 1, caracterizado por que comprende conducto25 (18) que comunica ambos pistones (1) del al menos par de pistones, para al vaciar el fluido de un pistón a través de las válvulas de vaciado, simultáneamente se abre el conducto (18) por el que se permite el paso del fluido a vaciar hacia el otro pistón, facilitando el llenado y vaciado simultaneo de los pistones.
- 4.-GENERADOR DE ELECTRICIDAD, según reivindicación 3, caracterizado por que el conducto (18) que comunica ambos pistones del al menos par de pistones, es solidario de la barra (15) de unión de dichos30 pistones.
- 5.-GENERADOR DE ELECTRICIDAD, según reivindicación 3, caracterizado por que el conducto (18) que comunica ambos pistones del al menos par de pistones es la propia barra (15).
- 6.-GENERADOR DE ELECTRICIDAD, según reivindicación 1, caracterizado por que las válvulas de vaciado(5) están configuradas para abrirse cuando la parte exterior de la cámara superior (3), supera una cierta35 presión de hundimiento previamente establecida, para realizar su vaciado evitando el uso del sensor (6) de detección de una posición de hundimiento.
- 7.-GENERADOR DE ELECTRICIDAD, según reivindicación 1, caracterizado por que el generador está instado en una plataforma flotante (19) dispuesta en un fluido seleccionado entre el fluido de un embalse, lago, depósito, río y mar; contando la plataforma flotante (19) con una abertura (20), que queda sumergida en40 el fluido, y que comunica con una canalización (22) que discurre a lo largo del interior de la plataforma flotante (19), y que conecta con las boquillas (7), para hacer circular el fluido por la canalización (22) y alimentar a las boquillas (7); comprendiendo la plataforma flotante (19) una válvula de vaciado (23) para mantener siempre el mismo nivel de llenado de la plataforma flotante (19).
- 8.-GENERADOR DE ELECTRICIDAD, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, 45 caracterizado por que comprende una pluralidad de pares de pistones (1).6 7OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCASN.º solicitud: 201230882ESPAÑAFecha de presentación de la solicitud: 07.06.2012Fecha de prioridad:INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA51 Int. Cl. : F03B17/02 (2006.01)DOCUMENTOS RELEVANTES
- Categoría
- 56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas
- Y
- US 4404801 A (PALM DIETER) 20.09.1983, 1-8
- resumen; columna 1, líneas 56-59; columna 2, líneas 15-17,60-68; columna 3, líneas 11-68;
- reivindicaciones; figuras 1-5.
- Y
- FR 2943101 A1 (NOLLO ERIC) 17.09.2010, 1-8
- título; resumen; página 3, línea 13 – página 5, línea 3; figura 1.
- A
- US 2006017292 A1 (MATSUBARA HIDEO) 26.01.2006, 1,2,7
- título; resumen; párrafos 53-57,63,64,71-81,86-88; figuras 1-4,10,13,15,17.
- A
- US 2011120109 A1 (MCGILLIS JACK ALEXANDER) 26.05.2011, 1,7
- título; resumen; párrafos 33-38,40,41,43,44,46-50,52-56,65; figuras 1-7.
- Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud
- El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:
- Fecha de realización del informe 11.10.2012
- Examinador G. Barrera Bravo Página 1/4
INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICANº de solicitud: 201230882Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) F03B Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos debúsqueda utilizados) INVENES, EPODOC, WPIInforme del Estado de la Técnica Página 2/4OPINIÓN ESCRITANº de solicitud: 201230882Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 11.10.2012Declaración- Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)
- Reivindicaciones Reivindicaciones 1-8 SI NO
- Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)
- Reivindicaciones Reivindicaciones 1-8 SI NO
Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).Base de la Opinión.-La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.Consideraciones:Informe del Estado de la Técnica Página 3/4OPINIÓN ESCRITANº de solicitud: 2012308821. Documentos considerados.-A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.- Documento
- Número Publicación o Identificación Fecha Publicación
- D01
- US 4404801 A (PALM DIETER) 20.09.1983
- D02
- FR 2943101 A1 (NOLLO ERIC) 17.09.2010
- 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaraciónSe considera D01 el documento del estado de la técnica más cercano al objeto de la solicitud. En adelante se utilizará la terminología empleada en las reivindicaciones de la solicitud, excepto en lo que respecta al término “pistón”, utilizado a lo largo de la memoria descriptiva y que parece que se pretende referir realmente a un “recipiente”, hecho que se ha tenido en cuenta a la hora de redactar la presente opinión escrita.El documento D01 divulga (las referencias entre paréntesis corresponden a D01) un generador de electricidad que se basa en el empleo de un recipiente (resumen), cuyo desplazamiento ascendente/descendente acciona un alternador para la producción de energía (columna 1, líneas 56-59; columna 3, líneas 19-22). Dicho recipiente (figura 1) comprende una cámara inferior estanca (1) y llena de aire para mantener el recipiente flotando en el fluido, y una cámara superior (2) abierta por su base superior, sobre la que está dispuesta una boquilla (71, 72, 73) de llenado progresivo de dicha cámara superior con un fluido, para al realizar el llenado progresivo de dicha cámara superior con el fluido, provocar su hundimiento progresivo (figuras 2-5); la cámara superior comprende válvulas de vaciado alineadas verticalmente (columna 3, líneas 1119; reivindicación 8; figuras 4, 5) para que al detectarse la posición de hundimiento previamente establecida, cerrar la boquilla y abrir progresivamente las válvulas de vaciado (columna 3, líneas 11-19; reivindicación 8; figuras 4, 5), vaciando la cámara superior y volviendo el recipiente a su posición inicial, para repetir el ciclo. La boquilla está dispuesta en una conducción (8) conectada a una bomba (15) para aplicar el fluido a la boquilla. El documento D01 divulga también la utilización de una pluralidad de recipientes unidos en paralelo (columna 2, líneas 15-17; columna 3; líneas 23-66; 21, 22, 23; figura 5), con las correspondientes boquillas de llenado (71, 72, 73).Reivindicación independiente 1. La diferencia entre lo divulgado en el documento D01 y la reivindicación 1, reside en que en la reivindicación 1 la unión entre los recipientes se produce mediante una barra, en la que cada uno de sus extremos se articula en uno de los recipientes y además dicha barra se encuentra articulada en el extremo de un eje fijo. El efecto técnico producido por dicha diferencia sería facilitar el movimiento alternativo ascendente/descendente de un par de recipientes a modo de balancín. El problema técnico objetivo que resuelve lo dispuesto en la reivindicación 1, sería cómo mejorar el rendimiento del generador, aprovechando el movimiento ascendente/descendente de uno de los recipientes para facilitar el movimiento del otro recipiente.El documento D02 divulga (las referencias entre paréntesis corresponden a D02) un generador de electricidad (título) con dos recipientes, donde dichos recipientes están unidos a los extremos de una barra (3), de modo que junto con un mecanismo de cable (5) y poleas (6) el descenso de uno de los recipientes ayuda a la elevación del otro. Además la propia barra (3) incluye un conducto que comunica ambos recipientes, donde al vaciar el fluido de un recipiente, simultáneamente se abre dicho conducto por el que se permite el paso del fluido hacia el otro recipiente para acelerar el llenado y vaciado simultaneo del par de recipientes (ver página 3, línea 13 pagina 5, linea 3; figura 1). Resultaria obvio para un experto en la materia combinar las características divulgadas en los documentos D02 y D01 de modo que se obtenga un generador de electricidad conforme a lo dispuesto en la reivindicación 1. El hecho de articular las uniones entre la barra y los recipientes, así como el hecho de articular la barra en el extremo de un eje fijo en lugar de emplear el mecanismo de cable y poleas, se consideran opciones mecánicas equivalentes que no difieren en ninguna característica esencial de la técnica descrita en el documento D02 y por tanto no cumplirían con las exigencias del art. 8.1 LP 11/1986. En cuanto al hecho de que en el documento D01 no se mencionan explícitamente unos medios de detección de la posición de hundimiento, a partir de lo dispuesto a lo largo de dicho documento (columna 3, líneas 23-68; reivindicación 8; figuras 2-5) se considera que dichos medios de detección se encuentran implícitamente divulgados en el documento D01. En consecuencia, la reivindicación 1 no cumpliría con el requisito de actividad inventiva (art. 8.1 LP 11/1986).Reivindicaciones dependientes 2-8. Las reivindicaciones 2-8, frente al estado de la técnica anterior, no incluyen características técnicas adicionales o alternativas que cumplan con las exigencias del art. 8.1 LP 11/1986, de modo que las reivindicaciones 2-8 no cumplirían con el requisito de actividad inventiva (art. 8.1 LP 11/1986).Informe del Estado de la Técnica Página 4/4
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