JP2007511361A - フィルタ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルタエレメントの使用期間の満了に伴い焼却する際に廃棄金属が残らないように、また粘着性物質による罹患が発生しないように、金属及び接着剤を全く使用しないで、現存するコンパクトなフィルタエレメントに改良を加えること。
【解決手段】２つのひだ付フィルタ布（１０、１１）を有するフィルタエレメントは、端部保持部材（１６、１７）と上端部及び底部枠部材（１３、１４）とを有する。フィルタ布の上端部と底部とは、枠部材（１３、１４）に包み込まれており、フィルタ布（１０、１１）の端部は端部保持部材に保持されている。これは、フィルタ布の端部に端部保持部材（１６、１７）をモールド成型することによりなされる。若しくは、管状の部材に溝部を設け、断面形状がＵ字型の留め部材３３で、又は対向する壁部の凹部で、フィルタ布の端部を溝部を有する壁部の内面に対して固定することでなされる。
【選択図】図１

Description

本発明は、フィルタ構造に関し、特にひだ付フィルタ布エレメントに適用する改良したフィルタエレメント装着装置に関連する。

フィルタ構造は、特徴的にジグザク形状に織り込まれ、保持部材に互いに隣接して装着された一組の自立するフィルタ布で構成される。通常、２つのフィルタ布の内側の折り目と外側の折り目は、上から見たときに２つのフィルタ布で形成される空間が菱形又は縦長の菱形になるように配置される。特許文献１（ＲＡＰＰ）には、上端部と底部がプラスチック製の枠部材に固定され、フィルタ布の内側の折り目が重なり合っていることを特徴とするひだ付フィルタ布の集合体が開示されている。この重なり合った領域を利用して、フィルタ布が接着剤で固定される。特許文献２（ＭＡＤＩＳＯＮ）には、フィルタ布の端部が溝を設けた保持部材に固定され、シール剤により封止されたフィルタエレメントが開示されている。

フィルタ布が主に接着剤で固定されている場合、例えば９０℃を超える温度環境で連続使用しているうちに接着剤の効果がなくなってくるので、多くの問題が生じることとなる。フィルタ布の端部は、接着剤が塗布され硬化又は乾燥している間は、変位することなく正確に位置決めされて固定されていなければならないので、構造物は時間浪費の厄介なものとなり得る。もし、フィルタ布の端部が正確に揃えられておらず、又は接着剤が硬化する間にずれたりすると、継ぎ目は漏れることとなる。部分的にひだの重なりあった部分を接着剤により固定する方法は、有効に利用できるフィルタの表面を減ずることとなる。何故なら、重なりあっているため、また接着剤を塗布した領域では細孔が埋まってしまうからである。この利用できる表面の減少は、全体としてフィルタの流量率に影響を及ぼす。

折り目のラインが粒子の流れによって摩耗すること、及びフィルタ材がもろいことを含め、ひだ付フィルタに生じる幾つかの問題を解消するために、強化や保護の観点から多くの試みが為されてきた。その試みには特許文献２の方法も含まれている。特許文献２の方法は、不織繊維質状である打ちのばし綿のフィルタ材料を支持するために、網又は穴の開けられたシートを用いる方法である。打ちのばし綿は水流絡合法により取り付けられ、これにより打ちのばし綿の繊維が、網を貫通し、このようにして、打ちのばし綿が網に絡み固定されることとなる。他の方法は、ひだの折り目の外側或いは内側を覆う、角度が付された補強部材、断面形状が円形又はＵ字型の保持部材を使用すること、フィルタエレメントの粘着した端部を保護し固定する溝が設けられた保護部材を備えることである。フィルタ材を支持する網又は穴の開けられたシート、他の保護部材、上端部及び底部の枠部材は、ある場合は堅固なプラスチックで構成されるが、通常は鋼鉄のような金属で構成される。しかし、使用済みのフィルタエレメントを廃棄する場合、焼却しても相当の廃棄金属が残ることになる。金属部品を使用すればフィルタエレメントの重量が重くなり、表面積の大きなフィルタは重く然も扱い難くなる。ひだの折り目を覆う補強部材は、結果として有効な濾過領域を失わせることになる。何故なら、それらの補強部材は、フィルタ材の表面の多くを覆うからである。

ひだ付フィルタ材の端部を覆う金属製の補強部材は、多くのコンパクトなフィルタエレメントに使用されている。補強部材には溝部が形成され、ひだ付フィルタ材の端部を収容し、圧縮バネの力で把持する構造を有する。補強部材は、フィルタ材の最後のひだの完全に覆うために、それぞれの側に拡張して構成される。このようにしてフィルタエレメントの端部が粒子を含む流体又は空気により摩耗することから保護できることとなる。多くのフィルタエレメントでは、それらの金属補強部材により堅固になることはない。然も、金属補強部材は使用中又は装着中に容易に変形する。金属側部の変形は、フィルタエレメントの変形を意味し、フィルタ収納容器の溝部へのフィルタエレメントの収納又は溝部からの取り外しを困難にする。

ＥＰ−Ａ−０３５１８５０号公報 ＷＯ ０３／０１５８９３号公報

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、フィルタエレメントの使用期間の満了に伴い焼却する際に廃棄金属が残らないように、また粘着性物質による罹患が発生しないように、金属及び接着剤を全く使用しないで、現存するコンパクトなフィルタエレメントに改良を加えることである。

本発明のフィルタ構造は、２つのひだ付フィルタ布により構成されるフィルタエレメントを含む。２つのひだ付フィルタ布は、断面形状が菱形の連続する複数の濾過チャンバを形成するように、それぞれの折り目が互いに反対側を向いて装着される。そして、フィルタ布の端部は端部保持部材によって固定されることを特徴とする。

ひだ付フィルタ布は、上端部及び底部も上端部枠部材及び底部枠部材によって固定されることが望ましい。ひだ付フィルタ布の上端部及び底部の端部は、モールド成型された上端部枠部材及び底部枠部材に都合良く包み込まれる。

上端部枠部材及び底部枠部材は、フィルタ布に形成されるひだよりも幅が広いことが望ましい。そして、端部保持部材は、モールド成型により形成され、これにより硬質端素子が得られる。その硬質端素子は、好ましくはガラス、カーボン又は合成繊維強化プラスチックによって製作された棒状部材のような補強部材によって補強されるのが好ましい。補強部材はガラス、カーボン又は合成材料の繊維、組紐又は他の繊維製品を含んでも良い。

端部保持部材の他の実施形態は、端部保持部材がそれぞれ略管状の部材を含み、一方の壁部の長手方向に溝部を有し、この溝部にフィルタ布の端部が挿入されて、留め部材によって保持されても良い。

留め部材は、断面形状がＵ字型であり、フィルタ布の端部を端部保持部材の溝部を有する壁部の内面に対して押圧する１つかそれ以上の押圧面と、端部保持部材の対向する壁部に設けられた対向面とを有しても良い。

留め部材は、フィルタ布の端部を端部保持部材の溝部を有する側壁の内面に対して押圧するように配置された、対向する側壁の凹部により設けても良い。

端部保持部材は、断面形状が略楕円形、略矩形、正方形を含めある程度細長のもの、湾曲した溝部が形成された壁部を有し断面形状を超えて延在するフランジが設けられた略台形、又は対向面の凹部が２つのローブ状の断面形状を画定するくびれを有する楕円形状のものの何れか一であっても良い。なお、いずれの端部保持部材であってもフィルタ布の端部は溝部を有する壁部の内面に対して押圧されて固定される。

端部保持部材は、混合してから２０分で硬化し、硬度（Shore Ａ）が９０である２成分の熱硬化性組成物を含むポリウレタン樹脂を用いて形成しても良い。

端部保持部材は、複数のエレメントが互いに隣合わせて接続できるように、相補的に構成しても良い。例えば、端部保持部材に２つのリブが設けられると共に前記リブの間に溝部が形成され、相補的な端部保持部材が前記溝部に嵌合するように寸法を合わせて作られた単一のリブにより形成しても良い。それ故、互いに背中合わせに置いたとき、端部保持部材は重なり合うこととなる。

同様な相互連結可能な部分が上端部及び底部枠部材にも設けられて、個々のフィルタエレメントより高く広いフィルタパネルが組立られるように構成しても良い。

本発明のフィルタ構造体によれば、金属及び接着剤を全く使用しないで構成されるので、フィルタエレメントの使用期間が満了して焼却処分する際に、廃棄金属が残らず、また粘着性物質による罹患が発生しないという効果を発揮する。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、フィルタエレメントの正面図である。図２は、図１のII―II線に沿うフィルタエレメントの断面図である。図３は、２つの隣接するフィルタエレメントの側部の拡大断面図であり、フィルタ布がそれぞれの端部保持部材にどのように固定されているか、また端部保持部材同士はどのように組み合わされているかを示す。

図に示すように、本発明の実施の形態を示すコンパクトなフィルタエレメントは、２つのひだ付フィルタ布１０、１１から構成される。ひだ付フィルタ布１０、１１は、外側折り目と内側折り目の位置が一致するように、ひだを整列して互いに横付けで伸ばされる。それ故、フィルタ布１０、１１の間で断面形状が菱形若しくはダイアモンド型の複数の空洞１２が連続して形成される。

フィルタ布１０、１１の上端部及び底部は、それぞれ上端部枠部材１３及び底部枠部材１４に収容され、モールド成型するための樹脂を流し込む前、又は樹脂が硬化しないうちに、フィルタ布の端部が完全に樹脂に埋め込まれ又は完全に樹脂に浸漬されるように、モールド用の型枠に導入される。

フィルタ布１０、１１の端部は、それぞれの端部が図２に示す終端部１５の部分で纏めて固定される。合わされた端部は、図２に示すように端部を互いに挟んで垂直の端部保持部材１６、１７にモールド固定される。或いは、図３に示すように、最後のひだの一部分として挟んだ部分から後の部分が平たくされて、モールド固定されても良い。端部保持部材の幅は、フィルタ布１０、１１で形成されるひだの幅よりも広い。

図２は、最後のひだの一部分１８、１９がそれぞれの端部保持部材１６、１７の表面にモールド成型により接合している様子を示す。一方、図３では、ひだの一部分２０、２１は、樹脂の中に深く埋められて一体化している。

垂直な端部保持部材１６、１７は、隣接する端部保持部材同士が図３に示すように組み合わせが可能なように、断面形状が相補的な形を有している。端部保持部材１６には単一のリブ２２が形成され、端部保持部材１７には間隔を置いて２つのリブ２３、２４が形成されている。２つのリブ２３、２４の間には溝部２５が形成されて、この溝部２５に端部保持部材１６のリブ２２が精密な圧入で収容できることとなる。

端部保持部材１６、１７には、適当なプラスチック材料で製作した棒状部材２６のような長手方向の補強部材が埋め込まれている。そのようなプラスチック材料には、高密度のポリオレフィン、ポリアミド又はアクリル材料が含まれる。補強部材の代用には、適当な合成材料で構成した繊維又は糸の束、不織布又は網で構成したものを用いることができる。同様な補強部材を上端部枠部材１３及び底部枠部材１４にも適用することができる。

図３は、フィルタ布１０、１１の端部が、少なくとも、最後のひだの内側折り目を端部保持部材のモールド樹脂に包み込むことにより、端部保持部材１６、１７に具合良く埋め込まれ固定されている様子を示している。これによって、フィルタ布の堅固な固定と効果的な封止が可能になる。また、端部保持部材の互いに相補的な形状を有するリブと溝部により、端部保持部材同士が互いに連結が可能であり、その結果、より大きなフィルタパネルを実現することが可能である。その目的のために、上端部枠部材１３及び底部枠部材１４にも互いに連結可能なように構成される。

フィルタ布、上端部及び底部枠部材、端部保持部材に可燃物の材料を用い、上端部及び底部枠部材、端部保持部材、又はフィルタ布に関連して、金属の補強部材を使用しないことは、使い終えたフィルタエレメントを燃やすことにより処分することが可能である。この場合、別の方法で処分する金属廃材が残ることはない。

端部保持部材１６、１７は、端部から空気若しくは他の流体に含まれる粒子によってフィルタエレメントが摩耗しないように十分に幅広くなっている。

図４、５、６は、フィルタ装置の他の実施の形態を示す。装置は、２つのひだ付フィルタ布２０、２１より構成される。このフィルタ布は、図１〜３に関連して前述したように、外側と内側の織り目の位置を一致させ、断面形状が菱形、縦長の菱形又はダイアモンド状の複数の空洞２２が連続して形成されるように構成される。

フィルタ布２０、２１の端部は、位置合わせ部２７において位置が合わされ、垂直端部保持部材２９の溝部２８に押し入れられる。そして、端部保持部材２９内の中空領域３０内で、それぞれフィルタ布端部３１、３２を形成するように再び広げられる。フィルタ布端部３１、３２は、中空領域３０に挿入された留め部材３３により、溝部２８の両脇で端部保持部材２９の内面に対して押圧されるように構成されている。

端部保持部材２９は、断面形状が略Ｃ字型となっており、そのように配置することで、フィルタ布端部が端部保持補材２９内で留め部材３３により堅固に固定されることとなる。

端部保持部材２９と共にフィルタ布２０、２１の上端部及び底部は、フィルタ布で形成されるひだよりも幅が広い上端部枠部材と底部枠部材とに収容される。上端部枠部材２３の端部の一部分の斜視図を図５に示した。図６は、その縦断面図を示す。フィルタ布２０、２１の上端部及び底部は、上端部枠部材２３と、図示していない対応する底部枠部材に収容され、モールド固定されている。図６は、フィルタ布を上端部枠部材２３のような枠部材にモールド成型する様子を示している。

フィルタ布の間に形成される空洞２２は、底部においては底部枠部材内で樹脂により封止され空気が逃げないように構成されている。しかし、上端部では上端部枠部材２３内で空気が逃げるように開放された状態になっている。これは、単にフィルタ布の端部を型枠２４による受面に持って来ることにより為される。

フィルタ布２０、２１は型枠２４の空洞に挿入される。型枠２４は、内部方向に階段状の段差が形成されるよう階段状の縁２６を有する側壁２５を有する。型枠２４の空洞は樹脂又はモールド固定することのできるプラスチック材料で満たされる。その後、樹脂又はモールド固定することのできるプラスチック材料は硬化し、フィルタ布２０、２１の端部が樹脂に浸漬され又は包み込められる。そして、型枠は剥ぎ取られる（もし、型枠が柔軟な材質でできている場合である。又は、取り除くことを容易にするために２つの部分に分けられる）。そうして、上端部枠部材２３を形成するモールド成型された本体部が残ることとなる。それは、図５に示すように階段状の形状を備えている。

図７〜１０は、垂直端部保持部材の他の実施の形態を示す断面図である。基本的にはＣ字型であるが、異なる断面形状を有している。即ち、横幅がフィルタ布のひだよりも広く、長手方向に溝部を有する中空の箱状のものである。

図７では、端部保持部材４０は、断面形状が単純な箱形の中空部材であり、一方の壁部の中央線に沿って溝部４１が設けられている。端部保持部材４０は、正方形の断面を横に細長くした長方形状になっており、より広い方の壁部に溝部４１が設けられている。フィルタ布４２、４３の端部は、図４の第１の形態と同様に、端部保持部材４０に収容され、端部は溝部を有する壁部の内面に接触するように織り込まれ、Ｕ字型の留め部材４４で保持固定される。このＵ字型の留め部材４４は、フィルタ布の端部を押圧するような押圧面を有している。

図８は、端部保持部材の他の実施の形態、端部保持部材４５を示す。端部保持部材４５は、溝部４６が設けられ、フィルタ布４７、４８の端部は端部保持部材４５に収容され、断面がＵ字型の留め部材４９により保持される。

図７の実施の形態との違いは、端部保持部材４５の断面形状が略正方形であることにある。この変形例として、正方形の端部保持部材を挙げることができる。

図９は。端部保持部材の他の実施の形態、端部保持部材５０を示す断面図である。端部保持部材５０は、湾曲した壁部５４に形成された溝部５３を介してフィルタ布５１、５２の端部を収容する。湾曲した壁部５４は、後部の壁部と共に台形状の空洞５５を画定する側壁部と繋がっているが、側壁部を超えて延在する。で略台形の空洞５５を形成している。台形状の空洞５５には、断面形状がＵ字型の留め部材５６がフィルタ布の端部を、湾曲した壁部５４の内面に対して押圧するように構成されている。

最後に、図１０は端部保持部材６０を示す。この端部保持部材６０は、断面形状がより複雑な、変形した楕円形状を有し、対向する側壁部６１、６２に凹部を形成することで、くびれを形成している。端部保持部材６０は、両端により広い部分を持つ２つのローブ状の空洞を囲っており、それらは凹部を有する側壁６１、６２の間で中央線に沿って締め付けられた領域において結合している。

一方の側壁６１には、その中央部に長手方向に溝部６３が設けられている。そして、長手方向には案内リブ又は案内フランジ６４、６５が設けられている。

一組のひだ付フィルタ布６６、６７の端部は溝部６３に挿入され、側壁６１の内面に対して図に示したように、分岐して折り返される。

他の側壁６２の凹部６８は、図示したようにフィルタ布６６、６７の折り返し部分を押圧するように構成されている。そのため、図４、７、８、９で用いた断面形状がＵ字型の留め部材を使用しない。前述した他の実施の形態において、端部保持部材２９、４０、４５、５０、６０の空洞は、フィルタ布の端部が位置決めされ、別々に準備された留め部材が挿入された後、熱硬化性樹脂が流し込まれる。このようにして、フィルタ布の端部と留め部材が端部保持部材内部に包み込められる。その結果、フィルタ布の端部は所定の位置に堅固に固定され、自由に引っ張り出せないことになる。他には、膨張する重合体の泡を空洞に満たすことも可能であり、そうすることでフィルタエレメントを軽量にすることができる。

製造においては、最初に端部保持部材２９がフィルタ布の端部に固定される。そして、上端部と底部でモールド成型が行われ、図１の上端部枠部材１３、底部枠部材１４又は図５の上端部枠部材２３に示すような形に形成される。

端部保持部材６１は、適当な耐久性があり長持ちするプラスチック材料、例えば高密度ポリオレフィンを連続して押し出し、適当な長さに切断して得られる。本発明の構成上の利点は、相互連結性にある。それは、軽い小さなユニットから大きな表面積を有するフィルタエレメントを容易に構成することができる点にある。例えば、典型的な１．５ｍ×１．５ｍのフィルタエレメントは、重すぎて一人で取り付けることは不可能であり、設置及び／又は取り外しが厄介である。特に、作業する者は、金属の端部にダメージを与えないように気を付けねばならない。一方、本発明によれば、より小さくて軽量の、例えば０．５ｍ×１．５ｍのユニットを一人の作業者が組み入れることが可能である。樹脂製の端部保持部材は変形の心配が無いため、損傷の危険性が少なく然も素早く設置することができる。

なお、本発明は上記の実施の形態に限定されることはなく、実施の形態は単に例示として示したものである。発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

本発明のフィルタエレメントの正面図である。 図１のII―II線に沿うフィルタエレメントの断面図である。 ２つの隣接するフィルタエレメントの側部の拡大断面図である。フィルタ布がそれぞれの端部保持部材にどのように固定されているか、また端部保持部材同士はどのように組み合わされているかを示している。 ひだ付きフィルタエレメントの端部保持部材の他の実施の形態を示す断面図である。 上端部又は底部枠部材の端部を示す他の実施の形態の角部の一部分の斜視図である。 図５の上端部又は底部枠部材の縦断面図である。 ひだ付きフィルタエレメントの端部保持部材の他の実施の形態を示す断面図である。 ひだ付きフィルタエレメントの端部保持部材の他の実施の形態を示す断面図である。 ひだ付きフィルタエレメントの端部保持部材の他の実施の形態を示す断面図である。 ひだ付きフィルタエレメントの端部保持部材の他の実施の形態を示す断面図である。

符号の説明

１０、１１、１０ａ、１１ａ、２０、２１、４２、４３、４７、４８、５１、５２、６６、６７ ひだ付フィルタ布
１２、２２、５５ 濾過チャンバ
１３、２３ 上端部枠部材
１４ 底部枠部材
１５ 終端部
１６、１７、２９、４０、４５、５０、６０ 端部保持部材
１８、１９、２０、２１ ひだの一部分
２２、２３、２４ リブ
２５、６１、６２ 側壁
２６ 補強部材
２７ 位置合わせ部
２８、４１、４６、５３、６３ 溝部
３０ 中空領域
３１、３２ フィルタ布端部
３３、４４、４９、５６ 留め部材
５４ 湾曲した壁部
６４、６５ 案内リブ
６８ 凹部

Claims (17)

1. ２つのひだ付フィルタ布（１０、１１）を、それぞれの折り目が互いに反対方向を向くように配置して、断面形状が菱形の連続する複数の濾過チャンバ（１２）を形成し、前記ひだ付フィルタ布の（１０、１１）の端部は、それぞれの終端部（１５）で端部保持部材（１６）により保持されているフィルタエレメントを含むことを特徴とするフィルタ構造体。
2. 前記ひだ付フィルタ布（１０、１１）の上端部と底部とは、上端部及び底部枠部材（１３、１４）にも固定されていることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ構造体。
3. 前記ひだ付フィルタ布の上端部と底部とは、モールド成型された上端部及び底部枠部材（２３）に包み込まれていることを特徴とする請求項２に記載のフィルタ構造体。
4. 前記端部保持部材（１６）は、モールド成型により形成され、これにより硬質端素子が得られ、該硬質端素子は補強部材（２２、２６）により補強されて成り、前記端部保持部材（１６）は前記フィルタ布に形成されるひだよりも幅が広くなるように構成したことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ構造体。
5. 前記補強部材（２２、２６）は、ガラス、カーボン又は合成繊維強化プラスチックで作製された棒状部材を含むことを特徴とする請求項４に記載のフィルタ構造体。
6. 前記補強部材は、ガラス、カーボン又は合成材料の繊維、組紐又は他の繊維製品を含むことを特徴とする請求項４に記載のフィルタ構造体。
7. 前記端部保持部材（２０）は、それぞれ、一方の壁部の長手方向に溝部を有する略管状の部材を含み、前記溝部に前記フィルタ布（３１、３２）の端部が挿入されて、前記フィルタ布の端部が留め部材（３３）により保持されていることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ構造体。
8. 前記留め部材（３３）は、断面形状がＵ字型であり、前記フィルタ布の端部を前記端部保持部材（２０）の前記溝部を有する壁部の内面に対して押圧する１つかそれ以上の押圧面と、前記端部保持部材（２０）の対向する壁部に設けられた対向面とを有することを特徴とする請求項７に記載のフィルタ構造体。
9. 前記留め部材は、前記フィルタ布の端部を前記端部保持部材（６０）の前記溝部を有する側壁（６１）の内面に対して押圧するように配置された、対向する側壁（６２）の凹部（６８）により設けられていることを特徴とする請求項７に記載のフィルタ構造体。
10. 前記端部保持部材（２０）は断面形状が略楕円であることを特徴とする請求項７に記載のフィルタ構造体。
11. 前記端部保持部材（４０）又は（４５）は、断面形状が略矩形であることを特徴とする請求項８に記載のフィルタ構造体。
12. 前記端部保持部材（５０）は、溝部が形成された湾曲した壁部（５４）を有し、略台形の断面形状を超えて延在するフランジが設けられていることを特徴とする請求項８に記載のフィルタ構造体。
13. 前記端部保持部材（６０）は、くびれを有する楕円形状であり、対向面の凹部が２つのローブ状の断面形状を画定することを特徴とする請求項９に記載のフィルタ構造体。
14. 前記端部保持部材は、混合して２０分以内に硬化する２成分の熱硬化性組成物を含むポリウレタン樹脂から成ることを特徴とする請求項１乃至１３の何れか一に記載のフィルタ構造体。
15. 前記端部保持部材（１６）は、複数のエレメントが互いに隣合わせて接続できるように、相補的に構成されることを特徴とする請求項４に記載のフィルタ構造体。
16. 前記端部保持部材（１７）に２つのリブ（２３、２４）が設けられると共に前記リブ（２３、２４）の間に溝部が形成され、相補的な端部保持部材（１６）が前記溝部に嵌合するように寸法を合わせて作られた単一のリブ（２２）により形成されていることを特徴とする請求項１５に記載のフィルタ構造体。
17. 前記上端部及び底部枠部材（２３）に、同様な相互連結可能な部分が設けられていることを特徴とする請求項１６に記載のフィルタ構造体。

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