JP4702064B2 - Self-priming pump - Google Patents
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Description
本発明は、自吸式ポンプ、例えば、給湯器に組み込まれる追い炊き用として使用される循環ポンプなどとして用いられる自吸式ポンプに関するもので、特に、風呂の浴槽水等を吸い上げ自吸させることができる自吸式ポンプに関するものである。 The present invention relates to a self-priming pump, for example, a self-priming pump used as a circulation pump used for additional cooking incorporated in a water heater. The present invention relates to a self-priming pump that can
従来から自吸式ポンプとして特許文献1が知られている。この特許文献1に示されたような自吸式ポンプは例えば給湯器に組み込まれるもので、自吸式ポンプが組み込まれた給湯器は、戸建て住宅であれば建物の裏口近傍に設置され、また、マンションのような集合住宅であれば玄関横に設置される。そして、通常は、浴槽の近くに設置されることで、配管の全長は5m以下程度となる。しかし、部屋の間取りによっては、浴槽とは正反対の場所に給湯器が設置される場合があり、このような場合には配管長さが最大で20〜25mにもなる場合がある。 Conventionally, Patent Document 1 is known as a self-priming pump. Such a self-priming pump as shown in Patent Document 1 is incorporated in, for example, a water heater. A water heater incorporating a self-priming pump is installed near the back door of a building if it is a detached house, and If it is a housing complex like an apartment, it will be installed next to the entrance. And normally, the full length of piping will be about 5 m or less by being installed near the bathtub. However, depending on the room layout, a water heater may be installed at a location opposite to the bathtub, and in such a case, the pipe length may be 20 to 25 m at the maximum.
ここで、従来、配管は銅配管が一般的であり、配管内径もφ12〜φ15mm程度のものが使用されている。 Here, conventionally, copper pipes are generally used, and pipe inner diameters of about φ12 to φ15 mm are used.
従来のこの種の給湯器に組み込まれる自吸式ポンプは、配管内径が上記のようにφ12〜φ15mmのものであるから配管抵抗もそれほど大きくなく、配管内やポンプ室内に残留したエアはスムーズに排出することができる。 Since the self-priming pump incorporated in this type of conventional water heater has a pipe inner diameter of φ12 to φ15 mm as described above, the pipe resistance is not so large, and the air remaining in the pipe and the pump chamber is smooth. Can be discharged.
図5にこの種の従来の自吸式ポンプPの一例の断面図を示す。図6は羽根車3を収納したケーシング本体13の正面図であり、図3はケーシング18内の仕切り板6の正面図、図4はケーシングカバー16を開放側から見た背面図である。
FIG. 5 shows a cross-sectional view of an example of a conventional self-priming pump P of this type. 6 is a front view of the
図5において1は電動機であり、その一側にケーシング18の一側部を取付けてある。ケーシング18は一側が開放したケーシング本体13と、一側が開放したケーシングカバー16とを組み合わせて構成してある。
In FIG. 5, 1 is an electric motor, and one side of the
すなわち、電動機1の一側にケーシング本体13を取付け、電動機1の回転シャフト14をケーシング本体13内に設けた羽根車室5内の羽根車3に結合している。ケーシング本体13の開放側(電動機1と反対側の側面開口側)に仕切り板6及びパッキン15を介してケーシングカバー16の開放側を結合して内部にポンプ室17を形成したケーシング18が形成してある。
That is, the casing
上記仕切り板6は図3に示すように、所定位置に中央の孔部6a、還流部10’の一つを構成するための還流用孔部6b、流通孔部6cを形成してあり、パッキン15はこれらの中央の孔部6a、還流用孔部6b、流通孔部6cの周囲からの水漏れを防止するように構成してある。
As shown in FIG. 3, the
また、図5に示すように、ケーシング本体13の羽根車室5内には羽根車3を収容してあり、羽根車室5の中央部には回転シャフト14を突出してあり、回転シャフト14の先端部には羽根車3をメカニカルシール19を挟み込んだ状態で装着してあることで、電動機1とポンプ室17とをシールしている。
Further, as shown in FIG. 5, the
羽根車3には、水を吸排するためのブレード2を設けてあり、更に、ブレード2の前面には前面シュラウド4が装着してある。前面シュラウド4は円板状の中央に開口部11を設けて該開口部11を仕切り板6の中央の孔部6aに対向させてこの部分を羽根車3の吸込み部21としていると共に、開口部11の周縁部に前方に向けてマウスリング20を突設し、マウスリング20の先端と仕切り板6との間に小間隙12’を形成している。これによりブレード2より吐き出された水が羽根車3の吸込み部21に戻り難くし、ポンプの効率を高くしている。
The
ケーシング本体13には羽根車室5、吐出通路8、送出タンク部9が設けてあり、羽根車室5から流出した水が吐出通路8を経て送出タンク部9に送られるようになっている。また、送出タンク部9と羽根車室5とは更に別の還流部10を構成するための孔部37により連通している。
The
ケーシングカバー16内には図4に示すように、吸込継手22と連通する吸込通路23と、水タンク部24とが形成してある。吸込通路23は図3、図5に示す仕切り板6の中央の孔部6aによってケーシング本体13の羽根車室5と連通している。水タンク部24と送出タンク部9とは図3に示す仕切り板6に設けた流通孔部6cにより連通している。図4中25は水タンク部24に連通する吐出継手であり、26は水タンク部24の上部に形成した気水分離室である。また、27は水タンク部24に連通する排水継手であり、排水継手27には図7に示すように電磁弁のような開閉弁28を有する排水管29を接続してあって、開閉弁28を開くことでポンプ内の水を外部に排水できるようになっており、運転に当たっては開閉弁28を閉じるようになっている。
As shown in FIG. 4, a
図7は従来の自吸式ポンプPの使用状態を示す概略構成図であり、図7において30は給湯器、31は吸込配管、32は吐出配管、33は熱交換器、34は浴槽である。吸込配管31は途中に三方切換え弁35を設けて水道管36に接続してある。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a use state of a conventional self-priming pump P. In FIG. 7, 30 is a water heater, 31 is a suction pipe, 32 is a discharge pipe, 33 is a heat exchanger, and 34 is a bathtub. . The
次に、動作を説明する。 Next, the operation will be described.
まず、開閉弁28を閉じ、三方切換え弁35を切換えて吸込配管31側を閉、水道管36側を開とすることで、水道水を呼び水として一定量注水する。注水された水は羽根車室5内に浸入することになる。
First, the on-off
次に、三方切換え弁35を切換えて水道管36側を閉、吸込配管31側を開とすると共に、電動機1を駆動すると羽根車室5内の羽根車3が回転する。すると羽根車室5内の水が羽根車3のブレード2によってかき回されることとなり、この時水中に気泡が混入することになる。空気が混入された水は吐出通路8を通って送出タンク部9に入り、大半の水とエアーは仕切り板6に設けた流通孔部6cを通ってケーシングカバー16内の水タンク部24に流入する。ここで一部の水は還流部10を構成するための孔部37を通って羽根車3へと戻されて自吸効率を高めるようになっている。
Next, the three-way switching valve 35 is switched to close the
ケーシングカバー16内の水タンク部24の上部には気水分離室26を設けてあるので、仕切り板6の流通孔部6cを通ってケーシングカバー16内の水タンク部24に流入した水は、この気水分離室26で空気と水とに分離され、その空気は図4の矢印Cに示すように吐出継手25から熱交換機33を経て吐出配管32を通って浴槽34内へ吐出される。
Since the air /
更に一部の水は図4の矢印Dに示すように水タンク部24から仕切り板6に設けた還流部10’を構成するための還流用孔部6bを通って再び羽根車室5に戻り、同様に自吸効率を高めるようになっている。すなわち、水は羽根車室5と水タンク部24との間を循環し空気のみが外部に流出する。そして、この状態が続くと羽根車室5の中央部や吸込配管31から吸込通路23においては圧力が徐々に低下していく。吸込通路23内の圧力と外部の圧力差によって浴槽34内の水が吸い上げられることになり、配管内のエアが次々と排出されていく。水が吸込配管31を通って吸込継手22を介して吸込通路23への流入すると本格的な吸水状態へと移行し、循環運転することになる。
Further, a part of the water returns to the
循環運転が始まると、大半の水は流通孔部6cを経由して吐出継手25から吐出されるが、一部の水は図5の矢印Eを経由し、羽根車3の吸込み部21へ戻される。この図5の矢印Eを経由する水は漏れであり、できるだけ小さい方が効率を高めることができる。したがって、マウスリング20の先端と仕切り板6との間の小間隙12’の距離を最小となるように設定することで漏れ量を低減している。
When the circulation operation starts, most of the water is discharged from the
ポンプ内、配管内に残留したエアはポンプ運転により吐出継手25から吐出されるが、完全に排出されず、一部のエアはポンプ室17内に引き込まれ遠心力により羽根車3の中心付近に集中しようとする。特に、マウスリング20と、仕切り板6が近接した箇所はエアの塊の直径よりも狭いため表面張力が高まり、集中しやすい。しかし、通常はポンプのエア排出能力が高いため、支障なくエアを排出することができるので対した問題とはならない。
The air remaining in the pump and the piping is discharged from the
ところで、近年、施工性の向上の目的で風呂の追い焚き用の配管に、暖房用として使用されるペアチューブと呼ばれる配管が使用されるようになってきている。このペアーチューブと呼ばれる配管は、往きと戻りが並行してい接続された樹脂配管であり、往き戻り同時に配管でき、樹脂製であるため軽量で接続作業が容易であるという特徴を備えている。このため、風呂の追い焚き用の配管もこのペアーチューブと呼ばれる配管を使用するのが一般的となって来た。 By the way, in recent years, for the purpose of improving workability, a pipe called a pair tube used for heating has come to be used as a pipe for bathing. This pipe called a pair tube is a resin pipe that is connected in the direction of return and return, and can be connected at the same time, and is made of resin, so that it is lightweight and easy to connect. For this reason, it has become common to use a pipe called a pair tube as a pipe for bathing.
しかしながら、このペアーチューブは内径がφ10mmと小さいため、配管抵抗が大きく、配管全長が20m以上ともなると、吸込側に大きな負荷が発生することになる。このためポンプのエアを排出する能力が低下することになる。 However, since this pair tube has a small inner diameter of φ10 mm, the pipe resistance is large, and if the total length of the pipe is 20 m or more, a large load is generated on the suction side. For this reason, the ability of the pump to discharge air is reduced.
更に、マウスリング20近傍に集中していたエアはマウスリング20の端面にラジアル方向の段差がないため、かき回されこともなく、いつまでも絡みつくことで、ポンプのエア絡み音が高くなると共に、小さなエアの塊が断続的に長時間排出されるため、エンドユーザが配管の不都合によるエアの巻き込みと勘違いしてクレームの原因になるという問題が生じる。
本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、エアを容易に排出し、ポンプの騒音を低減でき、小さなエアの排出も無くなり、しかも、ポンプ効率の低下を補うことができる自吸式ポンプを提供することを課題とするものである。 The present invention was invented in view of the above-described conventional problems, and can easily discharge air, reduce pump noise, eliminate small air discharge, and compensate for a decrease in pump efficiency. It is an object of the present invention to provide a self-priming pump that can be used.
上記課題を解決するために本発明に係る自吸式ポンプは、電動機1と、電動機1により駆動され水を吸排するためのブレード2を備えた羽根車3と、羽根車3の漏れを小さくして効率よく運転するためにブレード2面に付加された前面シュラウド4と、前面シュラウド4を付加した羽根車3を収納する羽根車室5と、羽根車室5の一側に設けた仕切り板6と、仕切り板6に設けた羽根車室5に水を吸い込むための孔部6aと、羽根車室5から流出した水が通水される吐出通路8と、前記羽根車室5から流出した水を受ける送出タンク部9と、送出タンク部9と前記羽根車室5とを連通する還流部10を備え、前記前面シュラウド4が中央が開口部11となったほぼ平坦面に形成されると共に、前記ブレード2の前面シュラウド4の中央の開口部11に対向した部分の高さを前面シュラウド4で覆われた部分のブレード2高さよりも高くして該高くなった部分を前面シュラウド4の開口部11から前方に突出させ、該ブレード2の前面シュラウド4の中央の開口部11から突出した部分を仕切り板6に小間隙12を介して対向させて成ることを特徴とするものである。
In order to solve the above problems, a self-priming pump according to the present invention reduces the leakage of an electric motor 1, an
このように前面シュラウド4をほぼ平坦面としてマウスリング20を無くすことで、仕切り板6との間の距離を大きく取ることができて、エアが容易に排出でき、ポンプの騒音を低減でき、更に、小さなエアの塊の排出が無くなる。しかも、ブレード2の前面シュラウド4の中央の開口部11に対向した部分の高さを前面シュラウド4で覆われた部分のブレード2高さよりも高くして該高くなった部分を前面シュラウド4の開口部11から前方に突出させ、該ブレード2の前面シュラウド4の中央の開口部11から突出した部分を仕切り板6に小間隙12を介して対向させることで、前面シュラウド4をほぼ平坦面としてマウスリング20を無くすことによるポンプ効率の低下を補うことができる。
Thus, by eliminating the
本発明は、前面シュラウドをほぼ平坦面とすることで、仕切り板との間の距離を大きく取ることができ、エアの表面張力が低下し、配管内ポンプ内に残留したエアをスムーズに排出することが可能となり、ポンプの騒音を低減でき、小さなエアの排出も無くなり、エンドユーザが配管の不都合によるエアの巻き込みと勘違いするといったクレームの原因を無くすことができる。また、ブレードの前面シュラウドの中央の開口部に対向した部分の高さを前面シュラウドで覆われた部分のブレード高さよりも高くして該高くなった部分を前面シュラウドの開口部から前方に突出させ、該ブレードの前面シュラウドの中央の開口部から突出した部分を仕切り板に小間隙を介して対向させることで、前面シュラウドをほぼ平坦面としてマウスリングを無くすことによるポンプ効率の低下分を補うことができる。この結果、本発明の自吸ポンプは、エア排出能力を高めると共に、必要なポンプ性能を確保することができる。 In the present invention, the front shroud is substantially flat, so that the distance from the partition plate can be increased, the air surface tension is reduced, and the air remaining in the pump in the pipe is smoothly discharged. This makes it possible to reduce the noise of the pump, eliminate the discharge of small air, and eliminate the cause of the complaint that the end user misunderstands that the air is caught due to inconvenience of the piping. In addition, the height of the portion of the blade facing the central opening of the front shroud is made higher than the blade height of the portion covered with the front shroud so that the raised portion protrudes forward from the opening of the front shroud. By making the portion protruding from the central opening of the front shroud of the blade face the partition plate through a small gap, the front shroud is made almost flat to compensate for the reduction in pump efficiency due to the elimination of the mouth ring. Can do. As a result, the self-priming pump of the present invention can increase the air discharge capability and ensure the necessary pump performance.
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。 Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the accompanying drawings.
図1には本発明の自吸式ポンプPの一実施形態の断面図を示し、図2は羽根車を収納したケーシング本体の正面図である。ケーシング内の仕切り板の正面図は、前述の従来例で述べた自吸式ポンプPと同じなので図3を共用して説明する。また、ケーシングカバーを開放側から見た背面図は、前述の従来例で述べた自吸式ポンプPと同じなので図4を共用して説明する。 FIG. 1 shows a cross-sectional view of an embodiment of the self-priming pump P of the present invention, and FIG. 2 is a front view of a casing body housing an impeller. Since the front view of the partition plate in the casing is the same as the self-priming pump P described in the above-described conventional example, it will be described with reference to FIG. Further, since the rear view of the casing cover as viewed from the open side is the same as the self-priming pump P described in the above-described conventional example, FIG.
図1において1は電動機であり、その一側にケーシング18の一側部を取付けてある。ケーシング18は一側が開放したケーシング本体13と、一側が開放したケーシングカバー16とを組み合わせて構成してある。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an electric motor, and one side of a
電動機1の一側にケーシング本体13を取付け、電動機1の回転シャフト14をケーシング本体13内に設けた羽根車室5内の羽根車3に結合している。ケーシング本体13の開放側(電動機1と反対側の側面開口側)に仕切り板6及びパッキン15を介してケーシングカバー16の開放側を結合して内部にポンプ室17を形成したケーシング18が形成してある。
A casing
上記仕切り板6は図3に示すように、所定位置に中央の孔部6a、還流部10’の一つを構成するための還流用孔部6b、流通孔部6cを形成してあり、パッキン15はこれらの中央の孔部6a、還流用孔部6b、流通孔部6cの周囲からの水漏れを防止するように構成してある。
As shown in FIG. 3, the
また、図1に示すように、ケーシング本体13の羽根車室5内には羽根車3を収容してあり、羽根車室5の中央部には回転シャフト14を突出してあり、回転シャフト14の先端部には羽根車3をメカニカルシール19を挟み込んだ状態で装着してあることで、電動機1とポンプ室17とをシールしている。
Further, as shown in FIG. 1, the
羽根車3には、水を吸排するためのブレード2を設けてあり、更に、ブレード2の前面には前面シュラウド4が装着してある。前面シュラウド4はほぼ平坦となった円板状の中央に開口部11を設けて該開口部11を仕切り板6の中央の孔部6aに対向させてこの部分を羽根車3の吸込み部21としている。
The
ブレード2は前面シュラウド4の中央の開口部11に対向した部分の高さが前面シュラウド4で覆われた部分のブレード2高さよりも高くなっていてこの高くなった部分が突出ブレード部2aとなっている。ブレード2の突出ブレード部2aは前面シュラウド4の中央の開口部11から前方に(孔部6aを有する仕切り6側に)突出させてあり、開口部11から前方に突出した突出ブレード部2aの突出先端が仕切り板6に小間隙12を介して対向している。したがって、仕切り板6とほぼ平坦面となった前面シュラウド4との間の隙間は、突出ブレード部2aの突出先端と仕切り板6との間の小間隙12よりも長くなっており、エア排出がスムーズにできる十分な距離が確保してある。
In the
ケーシング本体13には羽根車室5、吐出通路8、送出タンク部9が設けてあり、羽根車室5から流出した水が吐出通路8を経て送出タンク部9に送られるようになっている。また、送出タンク部9と羽根車室5とは更に別の還流部10を構成するための孔部37により連通している。
The
ケーシングカバー16内には図4に示すように、吸込継手22と連通する吸込通路23と、水タンク部24とが形成してある。吸込通路23は仕切り板6の中央の孔部6aによってケーシング本体13の羽根車室5と連通している。水タンク部24と送出タンク部9とは仕切り板6に設けた流通孔部6cにより連通している。図4中25は水タンク部24に連通する吐出継手であり、26は水タンク部24の上部に形成した気水分離室である。また、27は水タンク部24に連通する排水継手であり、排水継手27には電磁弁のような開閉弁28を有する排水管29を接続してあって、開閉弁28を開くことでポンプ内の水を外部に排水できるようになっており、運転に当たっては開閉弁28を閉じるようになっている。
As shown in FIG. 4, a
上記実施形態の自吸式ポンプPは例えば、前述の従来例と同様に図7に示すように給湯器30に組み込んで使用される。
The self-priming pump P of the above embodiment is used by being incorporated in a
次に、本実施形態の動作を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
まず、開閉弁28を閉じ、三方切換え弁35を切換えて吸込配管31側を閉、水道管36側を開とすることで、水道水を呼び水として一定量注水する。注水された水は羽根車室5内に浸入することになる。
First, the on-off
次に、三方切換え弁35を切換えて水道管36側を閉、吸込配管31側を開とすると供に、電動機1を駆動すると羽根車室5内の羽根車3が回転する。すると羽根車室5内の水が羽根車3のブレード2によってかき回されることとなり、この時水中に気泡が混入することになる。空気が混入された水は吐出通路8を通って送出タンク部9に入り、大半の水とエアーは仕切り板6に設けた流通孔部6cを通ってケーシングカバー16内の水タンク部24に流入する。ここで一部の水は還流部10を構成するための孔部37を通って羽根車3へと戻されて自吸効率を高めるようになっている。
Next, the three-way switching valve 35 is switched to close the
ケーシングカバー16内の水タンク部24の上部には気水分離室26を設けてあるので、仕切り板6の流通孔部6cを通ってケーシングカバー16内の水タンク部24に流入した水は、この気水分離室26で空気と水とに分離され、その空気は図4の矢印Cに示すように吐出継手25から熱交換機33を経て吐出配管32を通って浴槽34内へ吐出される。
Since the air /
更に一部の水は図4の矢印Dに示すように水タンク部24から仕切り板6に設けた還流部10’を構成するための還流用孔部6bを通って再び羽根車室5に戻り、同様に自吸効率を高めるようになっている。すなわち、水は羽根車室5と水タンク部24との間を循環し空気のみが外部に流出する。そして、この状態が続くと羽根車室5の中央部や吸込配管31から吸込通路23においては圧力が徐々に低下していく。吸込通路23内の圧力と外部の圧力差によって浴槽34内の水が吸い上げられることになり、配管内のエアが次々と排出されていく。水が吸込配管31を通って吸込継手22を介して吸込通路23への流入すると本格的な吸水状態へと移行し、循環運転することになる。
Further, a part of the water returns to the
循環運転が始まると、大半の水は流通孔部6cを経由して吐出継手25から吐出されるが、一部の水は図1の矢印Eを経由し、羽根車3の吸込み部21へ戻される。
When the circulation operation is started, most of the water is discharged from the discharge joint 25 via the circulation hole 6c, but a part of the water is returned to the
ここで、管路抵抗が大きく吸込側に大きな負荷が発生し、ポンプのエア排出能力が低下した場合でも、前面シュラウド4をほぼ平坦として従来のようにマウスリング20を設けないので、ほぼ平坦な前面シュラウド4と仕切り板6との間の距離をエアの塊の直径よりも十分に大きく確保でき、これにより表面張力の影響が無いためエアは従来のようにマウスリング20近傍に集中することもなく、スムーズに羽根車3の吸込み部21に引かれ、水と一緒に排出されることになる。
Here, even when the pipe resistance is large and a large load is generated on the suction side, and the air discharge capacity of the pump is reduced, the
しかし、前面シュラウド4をほぼ平坦面としてマウスリング20を設けない構造とすると図1の矢印E方向の漏れが多くなり、ポンプとしての効率が低下することになる。しかしながら、本発明においては、ブレード2の前面シュラウド4の中央の開口部11に対向した部分の高さを前面シュラウド4で覆われた部分のブレード2高さよりも高くして該高くなった部分を前面シュラウド4の開口部11から前方に突出させ、該ブレード2の前面シュラウド4の中央の開口部11から突出した部分を仕切り板6に小間隙12を介して対向させてあるので、上記図1の矢印E方向の漏れを減少させることができると共に、水をかき出すというブレード2本来の仕事量が増加するため、ポンプとしての性能の低下が発生しない。ブレード2の吸込み部21に位置する部分である突出ブレード部2a部分は仕切り板6との間の距離が狭いが、ブレード2の端面よりラジアル方向に段差ができるためエアを効率よくかき回すことができ、結果的にエアを水と一緒にスムーズに排出できることになる。
However, if the
これによりエア絡みによる異常音の発生がなく、かつポンプ性能の維持も可能にした優れた自吸式ポンプPを実現できる。 As a result, it is possible to realize an excellent self-priming pump P that does not generate abnormal noise due to air entanglement and that can maintain the pump performance.
なお、上記実施形態では本発明の自吸式ポンプPを、給湯器に組み込んで追い炊き用として使用する例として説明したが、これにのみ限定されることなく、燃料電池装置やヒートポンプ装置、あるいはその他の種々の装置のポンプとして使用することができる。 In the above-described embodiment, the self-priming pump P of the present invention has been described as an example of being used for additional cooking by incorporating it in a water heater. However, the present invention is not limited to this, and the fuel cell device, the heat pump device, or It can be used as a pump for various other devices.
1 電動機
2 ブレード
3 羽根車
4 前面シュラウド
5 羽根車室
6 仕切り板
6a 孔部
8 吐出通路
9 送出タンク部
10 還流部
11 開口部
12 小間隙
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JP2003269360A (en) * | 2002-03-18 | 2003-09-25 | Ogihara Seisakusho:Kk | Self-priming pump |
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- 2006-01-12 JP JP2006005228A patent/JP4702064B2/en active Active
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