JP2001347127A - Detoxifying system for gaseous ammonia - Google Patents
Detoxifying system for gaseous ammoniaInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はアンモニアガスを無
害化処理する手法に関するものであって、特にアンモニ
アを冷媒として適用した冷凍機ユニットから、突発的な
災害や事故等に起因して漏洩する、あるいは長年の使用
に伴い漏洩するアンモニア冷媒を効果的に吸収し、無害
化する除害システムに係るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for detoxifying ammonia gas, and more particularly to a method of leaking from a refrigerator unit using ammonia as a refrigerant due to a sudden disaster or accident. Alternatively, the present invention relates to a detoxification system that effectively absorbs ammonia refrigerant that leaks due to long-term use and renders it harmless.
【0002】[0002]
【発明の背景】近年、地球を取り巻くオゾン層の破壊
や、地球温暖化現象を防ぐ目的から、各種の冷凍・空調
設備に適用される冷媒が、特定フロンから指定・代替フ
ロンへと移行され、フロンガスの大気中への排出が強く
規制される現状にあり、このためアンモニア等の自然冷
媒が見直されてきている。もとよりアンモニアは冷媒と
しての特性に優れているため、過去に冷媒として使用さ
れた実績もあるが、アンモニアガスそのものに強い刺激
臭があり、また人が大量に吸い込んだ場合には有害にな
ること等から、近年はあまり冷媒として使用されなかっ
たが、前記理由で徐々に見直されてきている。BACKGROUND OF THE INVENTION In recent years, refrigerants applied to various types of refrigeration and air conditioning equipment have been shifted from specified CFCs to designated / substituted CFCs for the purpose of destruction of the ozone layer surrounding the earth and preventing global warming. At present, discharge of CFCs into the atmosphere is strongly regulated, and natural refrigerants such as ammonia have been reviewed. Naturally, ammonia has excellent properties as a refrigerant, so it has been used as a refrigerant in the past, but ammonia gas itself has a strong pungent odor, and it can be harmful if a large amount of human inhales it. Therefore, in recent years, it has not been used much as a refrigerant, but has been gradually reviewed for the above reasons.
【0003】ところでこの種の冷凍・空調設備において
は、例えば突発的な災害や事故等によって冷媒管に亀裂
を生じた場合には、アンモニアが漏洩する可能性がある
ため、漏洩したアンモニアガスを無害化処理した後、大
気中に放出できるようにした除害装置が設けられるもの
であり、また法的にも除害規定として義務付けされてい
る。この除害処理にあたっては従来、漏洩したアンモニ
アを、例えばシャワーリング等によって気−液接触さ
せ、水に溶解、吸収させて、適宜の許容基準値までに浄
化した後、大気中に放出する手法を採っていた。しかし
ながらアンモニアを水に溶かすこのような手法では、大
量の水を要するという問題があり、また漏洩したアンモ
ニアガスの濃度が、ある一定値よりも高い場合には、シ
ャワーリングの水だけでは吸収し切れないという問題が
あり、必ずしも効果的な除害手法ではなかった。またこ
のような除害処理を必要とするため、冷媒としての特性
に優れたアンモニアは、更にその使用がためらわれるこ
とになっていた。[0003] In this type of refrigeration / air-conditioning equipment, if a refrigerant pipe is cracked due to, for example, a sudden disaster or accident, ammonia may leak, so that the leaked ammonia gas is harmless. An abatement device that can be released into the atmosphere after chemical conversion treatment is provided, and is legally required as an abatement regulation. Conventionally, in this abatement process, a method is used in which leaked ammonia is brought into gas-liquid contact with a shower ring or the like, dissolved and absorbed in water, purified to an appropriate allowable reference value, and then released into the atmosphere. I was taking it. However, such a method of dissolving ammonia in water has a problem that a large amount of water is required, and when the concentration of the leaked ammonia gas is higher than a certain value, the water in the shower ring alone cannot completely absorb the gas. However, it was not always an effective abatement method. In addition, since such an abatement treatment is required, the use of ammonia having excellent characteristics as a refrigerant has been further hesitated.
【0004】[0004]
【開発を試みた技術的課題】本発明はこのような背景を
認識してなされたものであって、漏洩したアンモニアを
炭酸ガス及び水によって中和させ、無害化処理する新規
な除害システムの開発を試みたものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a background, and is directed to a novel abatement system for neutralizing a leaked ammonia with carbon dioxide gas and water to detoxify the ammonia. I tried to develop it.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】すなわち請求項1記載の
アンモニアガスの除害システムは、冷凍・空調設備の冷
媒としてアンモニアを適用した際、この設備の冷凍機ユ
ニットから漏洩したアンモニアガスを、大気中に放出す
る前に無害化処理するにあたって、前記冷凍機ユニット
から漏洩したアンモニアガスは、ダクトを介してスクラ
バやクーリングタワー等の閉鎖空間に導かれ、ここで炭
酸ガス及び水とによって塩を生成し、除害処理されるこ
とを特徴として成るものである。According to the first aspect of the present invention, when ammonia is applied as a refrigerant for a refrigeration / air-conditioning facility, the ammonia gas leaked from a refrigerator unit of the facility is removed to the atmosphere. During detoxification before being discharged into the chamber, the ammonia gas leaked from the refrigerator unit is guided to a closed space such as a scrubber or a cooling tower through a duct, where a salt is generated with carbon dioxide gas and water. It is characterized by being treated for abatement.
【0006】更にまた請求項2記載のアンモニアガスの
除害システムは、前記請求項1記載の要件に加え、前記
アンモニアガスと反応させる水は、前記冷凍機ユニット
の凝縮器を冷却する水が適用されることを特徴として成
るものである。Further, in the ammonia gas elimination system according to the present invention, in addition to the requirements described in the above-mentioned claim 1, the water to be reacted with the ammonia gas may be water for cooling a condenser of the refrigerator unit. It is characterized by being performed.
【0007】上記発明によれば、冷凍機ユニットから漏
洩するアンモニアガスを炭酸ガス及び水と反応させて、
炭酸アンモニウムまたは炭酸水素アンモニウム等の塩を
生成するため、確実且つ効果的に無害化処理できる。ま
たこのためアンモニアが冷媒として、より使いやすくな
る。更に漏洩したアンモニアガスを無害化処理するため
の水は、比較的少量で済み、生成された塩は肥料等に再
利用できる。According to the above invention, the ammonia gas leaking from the refrigerator unit is reacted with carbon dioxide gas and water,
Since a salt such as ammonium carbonate or ammonium hydrogen carbonate is generated, detoxification can be performed reliably and effectively. This also makes it easier to use ammonia as a refrigerant. Further, a relatively small amount of water is required for detoxifying the leaked ammonia gas, and the generated salt can be reused for fertilizer and the like.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】以下本発明のアンモニアガスの除
害システム1を図示の実施の形態に基づいて説明する。
説明にあたっては、実質的にアンモニアガスを除害処理
するものとして、スクラバ3を適用した形態[実施の形
態1]と、クーリングタワー3Aを適用した形態[実施
の形態2]とに分けて説明する。なおスクラバ3やクー
リングタワー3Aは、このように漏洩したアンモニアガ
スを導き、処理する部位であるため、ガス導入部(ダク
ト26)や放出部38等を具えながらも、実質的に閉鎖
された空間となっている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An ammonia gas elimination system 1 according to the present invention will be described below based on the illustrated embodiment.
In the description, the embodiment in which the scrubber 3 is applied [Embodiment 1] and the embodiment in which the cooling tower 3A is applied [Embodiment 2] will be described as those which substantially remove the ammonia gas. Since the scrubber 3 and the cooling tower 3A guide and process the leaked ammonia gas as described above, the scrubber 3 and the cooling tower 3A are provided with a gas introduction part (duct 26), a discharge part 38, etc. Has become.
【0009】〔実施の形態1〕本発明のアンモニアガス
の除害システム1は、例えばアンモニアを冷媒として適
用した冷凍機のコンプレッサ等から漏洩するアンモニア
ガスを効果的に除害処理するものであって、一例として
図1に示すように、冷凍機ユニット2と、スクラバ3
と、炭酸ガスボンベ4とを具えて成るものである。冷凍
機ユニット2は、コンプレッサ21を主要部材とし、凝
縮器や、蒸発器、膨張弁等を適宜含むものである。因み
にアンモニア冷媒は、コンプレッサ21によって圧縮さ
れ、高温・高圧の気体状態となった後、凝縮器で空気や
水等によって冷却されて液体状態となり、膨張弁によっ
て適宜圧力が下げられて、蒸発しやすい気体状態とな
り、蒸発器に送り込まれ、目的の冷却を行った後、再び
コンプレッサ21へと循環移送されるものである。なお
本実施の形態では、主に冷凍を目的としているため、一
般的な「冷凍機ユニット」という用語を使用したが、こ
れによって本発明の除害システムが必ずしも冷凍のみに
限定されるものではなく、冷暖房等の空調をも包含する
ものである。[Embodiment 1] An ammonia gas abatement system 1 of the present invention effectively removes ammonia gas leaking from, for example, a compressor of a refrigerator using ammonia as a refrigerant. As an example, as shown in FIG. 1, a refrigerator unit 2 and a scrubber 3
And a carbon dioxide gas cylinder 4. The refrigerator unit 2 includes the compressor 21 as a main member, and appropriately includes a condenser, an evaporator, an expansion valve, and the like. Incidentally, the ammonia refrigerant is compressed by the compressor 21 to be in a high-temperature and high-pressure gas state, and then cooled by air or water in a condenser to be in a liquid state. The pressure is appropriately reduced by the expansion valve, and the ammonia refrigerant is easily evaporated. After being brought into a gaseous state, it is sent to the evaporator, and after being cooled as desired, it is circulated and transferred to the compressor 21 again. In the present embodiment, since the purpose is mainly for refrigeration, the general term "refrigerator unit" is used, but the abatement system of the present invention is not necessarily limited to only refrigeration. And air conditioning such as cooling and heating.
【0010】そしてこのような冷凍機ユニット2に適用
される冷媒は、突発的な災害や事故等によって、比較的
大量に漏洩する可能性があり、冷媒として適用されたア
ンモニアガスそのものに、強い刺激臭があり、また人が
多量に吸い込んだ場合には有害となるため(比較的少量
であれば、体内に吸収されたアンモニアは、尿素として
排出される)、上記冷凍機ユニット2は、ケーシング2
2によって密閉状態に囲まれている。なお冷凍機ユニッ
ト2が、例えば機械室等のように適宜区画された部屋に
格納されている場合には、このような機械室等を密閉可
能に形成しておき、上記ケーシング22として適用でき
る。またケーシング22内には、アンモニアガスの漏洩
を検出する漏洩検知器23が設けられるとともに、漏洩
したアンモニアガスをスクラバ3に送り出すための給気
口24及び排気口25が設けられている。更にこの排気
口25は、ダクト26によってスクラバ3に接続されて
いる。[0010] The refrigerant applied to such a refrigerator unit 2 may leak in a relatively large amount due to a sudden disaster or accident or the like, and the ammonia gas itself used as the refrigerant may be strongly stimulated. Since there is an odor and it is harmful if a person inhales a large amount (if the amount is relatively small, the ammonia absorbed in the body is discharged as urea),
2 are hermetically sealed. In addition, when the refrigerator unit 2 is stored in an appropriately partitioned room such as a machine room, for example, such a machine room or the like is formed to be hermetically sealable, and can be used as the casing 22. In the casing 22, a leak detector 23 for detecting leakage of ammonia gas is provided, and an air supply port 24 and an exhaust port 25 for sending the leaked ammonia gas to the scrubber 3 are provided. Further, the exhaust port 25 is connected to the scrubber 3 by a duct 26.
【0011】スクラバ3は、ダクト26を介して導入し
たアンモニアガスを、実質的に無害化処理する閉鎖部位
であり、内部に適宜の充填剤31が収容されるととも
に、アンモニアガスが充填剤31を通過する前後位置に
おいて、それぞれ炭酸ガス噴射口32と散水口33とが
形成されている。すなわちアンモニアガスは、充填剤3
1を通過する前に炭酸ガスボンベ4から供給される炭酸
ガスと混合され、混合されたものが充填剤31の表面に
おいて、散水口33から供給される水と接触して中和反
応を起こし、塩が生成されるのである。なお散水口33
から供給された水や、この水の一部から生成された塩等
を一旦貯留するために、スクラバ3の底部には、回収タ
ンク34が形成されている。The scrubber 3 is a closed portion for substantially detoxifying the ammonia gas introduced through the duct 26. The scrubber 3 contains an appropriate filler 31 therein, and the ammonia gas removes the filler 31. A carbon dioxide gas injection port 32 and a water spray port 33 are formed at positions before and after the passage. That is, the ammonia gas is
1 and before passing through the carbon dioxide gas cylinder 4, the mixture is mixed with the carbon dioxide gas supplied from the carbon dioxide gas cylinder 4, and the mixture is brought into contact with water supplied from the water sprinkling port 33 on the surface of the filler 31 to cause a neutralization reaction, Is generated. Water spout 33
A recovery tank 34 is formed at the bottom of the scrubber 3 for temporarily storing water supplied from the water, salt generated from a part of the water, and the like.
【0012】またこの回収タンク34と散水口33との
間には、循環ポンプ35が設けられ、回収タンク34内
に落下した液体を、塩を生成するための水として繰り返
し使用できるように構成されている。すなわち塩を生成
するための水は、まず給水口から回収タンク34内に供
給された後、循環ポンプ35によって散水口33からス
クラバ3の内部に送り込まれ、一部が塩の生成に使われ
た後、回収タンク34内に落下する、という循環を繰り
返すものである。もちろんこの循環を繰り返す液体は、
上記中和反応がほぼ平衡になった状態で新しい水に入れ
替えられるものである。なお充填剤31を経て浄化され
たガスは、ガス中に含まれる水滴を分離するためのエリ
ミネータ36から排気ファン37を経て、大気中に放出
される。因みにこの放出部を38と符号を付すものであ
る。A circulation pump 35 is provided between the recovery tank 34 and the water spout 33 so that the liquid dropped into the recovery tank 34 can be repeatedly used as water for producing salt. ing. That is, the water for producing the salt is first supplied into the collection tank 34 from the water supply port, and then sent into the scrubber 3 from the watering port 33 by the circulation pump 35, and a part of the water is used for producing the salt. Thereafter, the circulation of falling into the collection tank 34 is repeated. Of course, the liquid that repeats this circulation,
The water is replaced with fresh water in a state where the neutralization reaction is almost in equilibrium. The gas purified through the filler 31 is discharged from the eliminator 36 for separating water droplets contained in the gas through the exhaust fan 37 to the atmosphere. Incidentally, this discharging portion is denoted by reference numeral 38.
【0013】ここでアンモニアガスが上記充填剤31を
通過する間に行われる化学反応について説明する。これ
はアンモニアガスが、炭酸ガス及び水と結び付くことに
よって中和され、炭酸アンモニウムまたは炭酸水素アン
モニウム等の塩として固定されるものであって、その反
応式の代表例を以下に示す。Here, the chemical reaction that takes place while the ammonia gas passes through the filler 31 will be described. In this method, ammonia gas is neutralized by binding with carbon dioxide gas and water, and is fixed as a salt such as ammonium carbonate or ammonium hydrogen carbonate. A typical example of the reaction formula is shown below.
【0014】[0014]
【化1】2NH3 +CO2 +H2 O→(NH4 )2 CO
3 、または## STR1 ## 2NH 3 + CO 2 + H 2 O → (NH 4 ) 2 CO
3 or
【0015】[0015]
【化2】NH3 +CO2 +H2 O→NH4 ・HCO3 ## STR2 ## NH 3 + CO 2 + H 2 O → NH 4 .HCO 3
【0016】なお上式からも理解されるように、塩の生
成に必要とされる水の量は、漏洩したアンモニアガスの
処理量によって決まるものである。従って散水口33か
ら供給される水は、一回の通過ですべてが反応してしま
うのではなく、回収タンク34内に貯留された後も中和
反応がほぼ平衡状態となるまでは、繰り返し使用が可能
である。また反応によって生成された炭酸アンモニウム
や炭酸水素アンモニウム等の塩は、無害であり肥料等と
して再利用できる。As can be understood from the above formula, the amount of water required for salt formation is determined by the amount of leaked ammonia gas. Therefore, the water supplied from the sprinkling port 33 does not completely react in a single pass, but is repeatedly used until the neutralization reaction is substantially equilibrated even after being stored in the recovery tank 34. Is possible. Salts such as ammonium carbonate and ammonium hydrogen carbonate generated by the reaction are harmless and can be reused as fertilizers.
【0017】〔実施の形態2〕実施の形態2では、クー
リングタワー3Aによって実質的にアンモニアガスを除
害処理するものであり、炭酸ガス及び水によって塩を生
成する無害化処理そのものは、実施の形態1をほぼ踏襲
するものである。しかしながら、この実施の形態2で
は、冷凍機ユニット2の凝縮器を冷却した後の水が、ク
ーリングタワー3Aの散水口33に導かれるように配管
され、またクーリングタワー3A内を通過して冷却され
た液体が、循環ポンプ35を介して冷凍機ユニット2の
凝縮器を冷却するものとして循環使用できるように配管
接続されている。[Embodiment 2] In Embodiment 2, the cooling tower 3A substantially removes ammonia gas, and the detoxification process itself, which produces salt using carbon dioxide gas and water, is described in Embodiment 2. It almost follows 1. However, in the second embodiment, the water after cooling the condenser of the refrigerator unit 2 is piped so as to be guided to the sprinkling port 33 of the cooling tower 3A, and is cooled by passing through the cooling tower 3A. Are connected via a circulation pump 35 so as to be circulated for cooling the condenser of the refrigerator unit 2.
【0018】すなわち塩の生成に要する水は、まず給水
口からクーリングタワー3A内の底部に供給され、ここ
から循環ポンプ35によって冷凍機ユニット2に移送さ
れ、この凝縮器を冷却した後、クーリングタワー3A内
に送り込まれ、一部が塩の生成に使用されながら、溶液
全体としてはタワー内の通過に伴い冷却を受け、再度、
循環ポンプ35によって冷凍機ユニット2に送られる、
という循環を繰り返すことになる。もちろんこの循環使
用される液体は、塩を生成する中和反応が、ほぼ平衡に
なった状態で新しい水に入れ替えられるものである。That is, the water required for salt formation is first supplied from the water supply port to the bottom of the cooling tower 3A, and then transferred to the refrigerator unit 2 by the circulating pump 35 to cool the condenser. While being partially used for salt generation, the solution as a whole is cooled as it passes through the tower, and again,
Sent to the refrigerator unit 2 by the circulation pump 35,
That is to repeat the cycle. Of course, the liquid used in this circulation is replaced with fresh water in a state where the neutralization reaction for producing salts is almost in equilibrium.
【0019】またこの実施の形態2では、塩を生成する
ための水は、冷凍機ユニット2の凝縮器を冷却したもの
が循環使用されることに因み、水の供給量がほぼ一定に
なることが予想される。このため、ケーシング22から
クーリングタワー3A内に送り込むアンモニアガスの量
を適宜調節し得るように、排気口25に排気ファン25
Aを設けるとともに、ダクト26内にダンパー26Aを
設けることが望ましい。In the second embodiment, the supply of water is substantially constant because the water for producing the salt is obtained by circulating and using the cooled condenser of the refrigerator unit 2. It is expected that. Therefore, the exhaust fan 25 is connected to the exhaust port 25 so that the amount of ammonia gas sent from the casing 22 into the cooling tower 3A can be appropriately adjusted.
It is desirable to provide a damper 26 </ b> A in the duct 26 while providing A.
【0020】なお実施の形態2では、処理後のアンモニ
アガスを排気する側に、エリミネータ36を設けていな
いが、このものは適宜設けることが可能である。またこ
の実施の形態において塩を生成する処理工程自体は、実
施の形態1と同様であるため、生成についての説明は省
略する。更に、実施の形態1、2共に、塩を生成するた
めの水は、スクラバ3またはクーリングタワー3A内の
充填剤31の下方に供給しているが、塩の生成が効率的
に行えれば、例えば充填剤31の上方から水と一緒に供
給しても構わない。In the second embodiment, the eliminator 36 is not provided on the side for exhausting the treated ammonia gas, but this can be provided as appropriate. Further, in this embodiment, the processing steps for generating the salt are the same as those in the first embodiment, and thus the description of the generation is omitted. Furthermore, in both the first and second embodiments, the water for generating the salt is supplied below the filler 31 in the scrubber 3 or the cooling tower 3A. However, if the salt can be efficiently generated, for example, It may be supplied together with water from above the filler 31.
【0021】[0021]
【発明の効果】本発明によれば、例えば冷凍機の冷媒と
してアンモニアを適用した場合、漏洩するアンモニアガ
スを炭酸ガス及び水と反応させることで、比較的簡単に
且つ効果的に無害化処理が行える。またこれによって従
来敬遠されがちであったアンモニアが、冷媒としてより
適用しやすくなるものである。更に漏洩したアンモニア
ガスを無害化処理するための水は、比較的少量で済み、
生成された塩は肥料等として有効に活用できる。According to the present invention, for example, when ammonia is applied as a refrigerant of a refrigerator, the ammonia gas leaking is reacted with carbon dioxide gas and water, whereby the detoxification treatment can be performed relatively easily and effectively. I can do it. In addition, this makes it easier to apply ammonia, which has conventionally been often avoided, as a refrigerant. Furthermore, a relatively small amount of water is required for detoxifying the leaked ammonia gas.
The generated salt can be effectively used as fertilizer and the like.
【図1】本発明のアンモニアガスの除害システムにおい
て、スクラバを適用した実施の形態1を示す説明図であ
る。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a first embodiment in which a scrubber is applied to an ammonia gas removal system of the present invention.
【図2】本発明のアンモニアガスの除害システムにおい
て、クーリングタワーを適用した実施の形態2を示す説
明図である。FIG. 2 is an explanatory view showing Embodiment 2 in which a cooling tower is applied to the ammonia gas removal system of the present invention.
1 アンモニアガスの除害システム 2 冷凍機ユニット 3 スクラバ 3A クーリングタワー 4 炭酸ガスボンベ 21 コンプレッサ 22 ケーシング 23 漏洩検知器 24 給気口 25 排気口 25A 排気ファン 26 ダクト 26A ダンパー 31 充填剤 32 炭酸ガス噴射口 33 散水口 34 回収タンク 35 循環ポンプ 36 エリミネータ 37 排気ファン 38 放出部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ammonia gas removal system 2 Refrigerator unit 3 Scrubber 3A Cooling tower 4 Carbon dioxide cylinder 21 Compressor 22 Casing 23 Leak detector 24 Air supply port 25 Exhaust port 25A Exhaust fan 26 Duct 26A Damper 31 Filler 32 Carbon dioxide gas injection port 33 Dispersion Water port 34 Recovery tank 35 Circulation pump 36 Eliminator 37 Exhaust fan 38 Discharge unit
Claims (2)
を適用した際、この設備の冷凍機ユニットから漏洩した
アンモニアガスを、大気中に放出する前に無害化処理す
るにあたって、前記冷凍機ユニットから漏洩したアンモ
ニアガスは、ダクトを介してスクラバやクーリングタワ
ー等の閉鎖空間に導かれ、ここで炭酸ガス及び水とによ
って塩を生成し、除害処理されることを特徴とするアン
モニアガスの除害システム。When ammonia is applied as a refrigerant for a refrigeration / air-conditioning facility, the ammonia gas leaked from the refrigerator unit of the facility is detoxified before being released into the atmosphere. The ammonia gas is introduced into a closed space such as a scrubber or a cooling tower through a duct, where the ammonia gas generates a salt with carbon dioxide gas and water, and is subjected to an abatement treatment.
前記冷凍機ユニットの凝縮器を冷却する水が適用される
ことを特徴とする請求項1記載のアンモニアガスの除害
システム。2. The water reacted with the ammonia gas,
The ammonia gas removal system according to claim 1, wherein water for cooling a condenser of the refrigerator unit is applied.
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JP2000174103A JP3500573B2 (en) | 2000-06-09 | 2000-06-09 | Ammonia gas removal system |
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