JP4774607B2 - 燃焼装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はバーナや熱交換器等を備えた燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のいわゆるガンタイプ石油給湯装置について、図１１〜図１３を参照して説明する。
図１１は従来のガンタイプ石油給湯装置の要部の縦断面図、図１２はガンタイプ石油給湯装置をバーナの正面方向からみた図、図１３は従来のガンタイプ石油給湯装置の燃焼室内でのバーナ火炎の広がりの状態を示す図である。
【０００３】
ノズル室１０内に配置された燃料噴霧ノズル２０に対して図示しない石油供給源からの石油が供給され、燃料噴霧ノズル２０から燃料噴霧筒３０内に燃料が噴霧される。
一方、図示しない送風機から空気が前記ノズル室１０内に送られ、前記燃料噴霧ノズル２０からの燃料噴霧と共に燃料噴霧筒３０内に送られる。また送風機からの空気は空気室４０内に送られ、該空気室４０から旋回羽根４１を介して旋回空気流として燃料噴霧筒３０内に送られる。更に送風機からの空気は燃料噴霧筒３０の側周囲に設けられた空気穴３１から燃料噴霧筒３０内に導入される。
前記燃料噴霧筒３０内に噴霧された燃料は、同じく導入された前記旋回空気流によって旋回流となり、着火されて旋回火炎からなるバーナ火炎となる。
前記燃料噴霧筒３０内に発生した旋回火炎からなるバーナ火炎は、更に燃料噴霧筒３０の先端開口である吹き出し口３２から燃焼室５０内に吹き出される。
燃焼室５０内に吹き出されたバーナ火炎は燃焼室５０内に配設された熱交換器等を加熱し、或いは燃焼室５０を構成する缶体壁５１を加熱して缶体壁５１の外側に巻かれた熱交換コイル等を加熱する。これによって給湯等を行うことができる。
前記燃焼室５０内に吹き出されたバーナ火炎は、そのままでは燃焼室５０の中心軸Ｘ（バーナ火炎の吹き出しの中心でもある）付近に集中して吹き出されることになるので、このようなバーナ火炎の集中をなくすため、前記燃料噴霧筒３０の吹き出し口３２に対向させて拡散板６０を配置している。これによって燃焼室５０に吹き出されたバーナ火炎が、拡散板６０で拡散されて燃焼室５０内に広がり、熱交換器等を均一に加熱できるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記従来の装置においては、燃焼室５０に吹き出されるバーナ火炎が旋回火炎であるため、図１３に示すように、燃焼室５０内でのバーナ火炎の広がりの領域Ｄが楕円形となり、しかもこの楕円形の領域Ｄが燃焼室５０における火炎吹き出し方向に直角な空間面における長手方向Ｙから斜め方向に角度がずれた状態となっていた。この為、燃焼室５０内でバーナ火炎が十分均一には回らないという問題があった。
【０００５】
そこで本発明は上記従来装置における欠点を解消し、燃焼室内に吹き出されるバーナ火炎を燃焼室内に均一に拡散させることができ、よってまた燃焼室内に配置される熱交換器等に均一に熱を加えることができる燃焼装置の提供を課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の燃焼装置は、燃料噴霧ノズルより噴霧された燃料を旋回火炎からなるバーナ火炎とし、このバーナ火炎を前方の燃焼室に吹き出すようにすると共に、前記燃焼室への吹き出し口に対向して拡散板を配置し、この拡散板によって燃焼室に吹き出されたバーナ火炎を燃焼室内に拡散させるようにした燃焼装置であって、前記拡散板を、左右対称の帯状板で構成すると共に、この左右対称の帯状板からなる拡散板の長手方向を、バーナ火炎の吹き出し方向に直角な空間面において長手方向と短手方向を有する燃焼室の前記長手方向に対して、一定の角度だけずれた状態、ただし直角を除く状態、に配置することで、バーナ火炎の燃焼室内での拡がり領域を前記燃焼室の長手方向に一致させる構成としたことを第１の特徴としている。
また本発明の燃焼装置は、上記第１の特徴に記載の燃焼装置であって、燃料噴霧ノズルより燃料噴霧筒内に燃料を噴霧すると共に、該燃料噴霧筒内に燃焼用空気を旋回流として供給し、これによって燃料噴霧筒内に旋回火炎からなるバーナ火炎を発生させ、このバーナ火炎を前方の燃焼室に吹き出すようにすると共に、前記燃焼室への吹き出し口に対向して拡散板を配置し、この拡散板によって燃焼室に吹き出されたバーナ火炎を燃焼室内に拡散させるようにしたことを第２の特徴としている。
また本発明の燃焼装置は、燃料噴霧ノズルより噴霧された燃料を旋回火炎からなるバーナ火炎とし、このバーナ火炎を前方の燃焼室に吹き出すようにすると共に、前記燃焼室への吹き出し口に対向して拡散板を配置し、この拡散板によって燃焼室に吹き出されたバーナ火炎を、該バーナ火炎の吹き出し方向に直角な空間面において長手方向と短手方向を有する燃焼室内に拡散させるようにした燃焼装置であって、前記拡散板を燃焼室への吹き出しの中心に対して左右非対称にすることで、バーナ火炎の燃焼室内での拡がり領域を前記燃焼室の長手方向にずれた状態から一致させる構成としたことを第３の特徴としている。
また本発明の燃焼装置は、上記第３の特徴に記載の燃焼装置であって、燃料噴霧ノズルより燃料噴霧筒内に燃料を噴霧すると共に、該燃料噴霧筒内に燃焼用空気を旋回流として供給し、これによって燃料噴霧筒内に旋回火炎からなるバーナ火炎を発生させ、このバーナ火炎を前方の燃焼室に吹き出すようにすると共に、前記燃焼室への吹き出し口に対向して拡散板を配置し、この拡散板によって燃焼室に吹き出されたバーナ火炎を、該バーナ火炎の吹き出し方向に直角な空間面において長手方向と短手方向を有する燃焼室内に、拡散させるようにしたことを第４の特徴としている。
また本発明の燃焼装置は、上記第３又は第４の特徴に加えて、拡散板の左右非対称は、拡散板の左右の板部の何れか一方に、切り欠き、折り曲げ、凹凸、特定形状の少なくとも何れかを付加して構成したことを第５の特徴としている。
また本発明の燃焼装置は、上記第３又は第４の特徴に加えて、拡散板の左右非対称は、拡散板の左右の板部の双方に、切り欠き、折り曲げ、凹凸、特定形状の少なくとも何れかを付加し、その大きさ或いは比率を変えて構成したことを第６の特徴としている。
また本発明の燃焼装置は、上記第３又は第４の特徴に加えて、拡散板の左右非対称は、拡散板の左右の板部において、その長さ或いは幅を異ならせて構成したことを第７の特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の第１の実施形態を示す燃焼装置を燃焼室側からみた正面図、図２は第１の実施形態における拡散板の平面図、図３は同じく第１の実施形態に係る拡散板の正面図、図４は図２のＡ−Ａ断面図、図５は第１の実施形態において燃焼室内でのバーナ火炎の広がりの状態を示す図、図６は本発明の第２の実施形態に係る拡散板の正面図、図７は第２の実施形態において燃焼室内でのバーナ火炎の広がりの状態を示す図、図８は本発明の第３の実施形態に係る拡散板の平面図、図９は同じく第３の実施形態に係る拡散板の正面図、図１０は図８のＢ−Ｂ断面図である。
【０００８】
燃焼装置の全体的な構成は図１１、図１２に示すと共に、上記従来の技術の項で説明した通りである。よって以下の説明においては、主として本発明に特有の構成について説明する。
【０００９】
図１〜５及び図１１を参照して第１の実施形態を説明する。
燃焼室５０は、燃料噴霧筒３０の吹き出し口３２から吹き出されるバーナ火炎の吹き出し方向に直角な空間面（吹き出し口３２の面と平行な面）において長手方向Ｙと短手方向を有する形状、具体的には略長方形状とされている。そしてこの長方形状の両対角線の交わる点、即ち長方形状の中心は、前記吹き出し口３２の中心を通るバーナ火炎の吹き出しの中心軸Ｘ（図１１参照）上にある。
【００１０】
前記拡散板６０は、左右対称の帯状の板とされ、その中心が前記中心軸Ｘ上にあるように取り付けられている。
そして拡散板６０は、その長手方向が前記燃焼室５０のバーナ火炎吹き出し方向に直角な空間面の長手方向Ｙから一定の角度θだけずらした向きに配置している。
前記のように拡散板６０の向きを燃焼室５０の前記空間面の長手方向Ｙから一定の角度θだけずらすことで、図５に示すように、バーナ火炎の燃焼室５０内での広がりの領域Ｄを、長手方向Ｙとほぼ一致させることができ、バーナ火炎を燃焼室５０内に均一に拡散させることができる。
前記一定の角度θは、燃料の噴霧速度、導入する旋回空気流の速度、拡散板６０の寸法等によって、予め実験により適当な角度を得る。
【００１１】
前記拡散板６０は、図２〜４に示すように、左右対称の帯状板からなり、中央部６１と、その両側に連続する一対の傾斜部６２と、該傾斜部６２に続く取り付け脚部６３からなる。前記中央部６１には長手方向の軸線に沿って吹き出し口３２側に突出するようにリブ６１ａが設けられている。
【００１２】
図６、図７及び図１１を参照して第２の実施形態を説明する。
本実施形態では、前記第１実施形態における拡散板６０とは少し異なる拡散板７０を用いている。この拡散板７０では、中央部７１から傾斜部７２、７２にかけて、一対の切り欠き７４、７４を設けることで、拡散板７０を左右非対称としている。前記切り欠き７４、７４を設けている点以外は、前記第１実施形態の拡散板６０と同じとなり、取り付け脚部７３、リブ７１ａを設けている。
【００１３】
前記の切り欠き７４、７４によって左右非対称とした拡散板７０を用い、この拡散板７０を、図１２に示す従来の場合と同様に、燃焼室５０のバーナ火炎の吹き出し方向に直角な空間面の長手方向Ｙに一致させて配置させる。
切り欠き７４、７４によって拡散板７０を左右非対称とすることで、バーナ火炎の燃焼室５０内での広がりの領域Ｄを、長手方向Ｙとほぼ一致させることができ、バーナ火炎を燃焼室５０内に均一に拡散させることができる。
前記切り欠き７４、７４の程度は、その切り欠き７４を設けることで、バーナ火炎の燃焼室５０内での広がりの領域Ｄを図１３に示すような長手方向Ｙからずれた状態からどの程度長手方向Ｙに沿った方向に修正することができるかを、予め実験により得ておくことで、定めることができる。
第２の実施形態に係る左右非対称の拡散板７０は、必ずしも燃焼室５０のバーナ火炎の吹き出し方向に直角な空間面の長手方向Ｙに一致させて配置させる必要はない。前記長手方向Ｙからずらして配置させた方が、よりバーナ火炎を燃焼室５０の形に適合させて全体に拡散させることができる場合には、それに相応しい角度θだけずらして取り付ければよい。
【００１４】
図８〜１０及び図１１を参照して、本発明の第３の実施形態を説明する。
本実施形態では拡散板８０には、中央部８１から傾斜部８２、８２にかけて、一対の折り曲げ８４、８４を設けることで、拡散板８０を左右非対称としている。前記折り曲げ８４、８４を設けている点以外は、前記第１実施形態の拡散板６０と同じとなり、取り付け脚部８３、リブ８１ａを設けている。
前記折り曲げ８４、８４によって左右非対称とした拡散板８０を、図１２に示す従来の場合と同様に、燃焼室５０のバーナ火炎の吹き出し方向に直角な空間面の長手方向Ｙに一致させて配置させる。
折り曲げ８４、８４によって拡散板８０を左右非対称とすることで、上記第２の実施形態の場合と同様に、バーナ火炎の燃焼室５０内での広がりの領域Ｄを、長手方向Ｙとほぼ一致させることができ、バーナ火炎を燃焼室５０内に均一に拡散させることができる。
前記折り曲げ８４、８４の程度は、その折り曲げ８４を設けることで、バーナ火炎の広がりの領域Ｄを図１３に示すようなずれた状態からどの程度長手方向Ｙに沿った方向に修正できるかを、予め実験により得ておくことで、定めることができる。
第３の実施形態に係る左右非対称の拡散板８０もまた、必ずしも燃焼室５０のバーナ火炎の吹き出し方向に直角な空間面の長手方向Ｙに一致させて配置させる必要はない。前記長手方向Ｙからずらして配置させた方が、よりバーナ火炎を燃焼室５０の形に適合させて全体に拡散させることができる場合には、それに相応しい角度θをずらして取り付ければよい。
【００１５】
上記第２実施形態及び第３実施形態においては、拡散板の左右の板部の双方に切り欠き７４、７４、或いは折り曲げ８４、８４を付加することで左右非対称の拡散板７０、８０を構成した。が、左右非対称の拡散板は前記の他、左右の板部の双方に凹凸やその他の特定形状等の何れかを付加することで構成することができる。このようにして構成された左右非対称の拡散板もまた、本発明に係る左右非対称の拡散板である。
また拡散板の左右非対称は、拡散板の左右の板部の何れか一方に、切り欠き、折り曲げ、凹凸、その他の特定形状の少なくとも何れかを付加し、その大きさ或いは比率を変えることによって構成してもよい。このようにして構成された左右非対称の拡散板もまた、本発明に係る左右非対称の拡散板である。
【００１６】
また拡散板の左右非対称は、拡散板の左右の板部において、その長さ或いは幅を異ならせて構成してもよい。このようにして構成された左右非対称の拡散板もまた、本発明に係る左右非対称の拡散板である。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は以上の構成、作用からなり、請求項１に記載の燃焼装置によれば、燃料噴霧ノズルより噴霧された燃料を旋回火炎からなるバーナ火炎とし、このバーナ火炎を前方の燃焼室に吹き出すようにすると共に、前記燃焼室への吹き出し口に対向して拡散板を配置し、この拡散板によって燃焼室に吹き出されたバーナ火炎を燃焼室内に拡散させるようにした燃焼装置であって、前記拡散板を、左右対称の帯状板で構成すると共に、この左右対称の帯状板からなる拡散板の長手方向を、バーナ火炎の吹き出し方向に直角な空間面において長手方向と短手方向を有する燃焼室の前記長手方向に対して、一定の角度だけずれた状態、ただし直角を除く状態、に配置することで、バーナ火炎の燃焼室内での拡がり領域を前記燃焼室の長手方向に一致させる構成としたので、
例え燃焼室の形状がバーナ火炎の吹き出し方向に直角な空間面において長手方向と短手方向を有する形状であっても、燃焼室内に吹き出されるバーナ火炎を燃焼室内に均一に拡散させることができる。
よってまた燃焼室内に配置される熱交換器等に均一に熱を加えることができる。
以上の結果、熱交換器等における熱交換効率の向上、熱交換に伴う結露水発生の減少、熱交換器等における熱応力の低下、燃焼室を構成する缶体胴板の温度上昇の低減、熱応力の低減、缶体胴板の肉厚減少の低減に効果を発揮させることができる。
また請求項２に記載の燃焼装置によれば、上記請求項１に記載の燃焼装置であって、燃料噴霧ノズルより燃料噴霧筒内に燃料を噴霧すると共に、該燃料噴霧筒内に燃焼用空気を旋回流として供給し、これによって燃料噴霧筒内に旋回火炎からなるバーナ火炎を発生させ、このバーナ火炎を前方の燃焼室に吹き出すようにすると共に、前記燃焼室への吹き出し口に対向して拡散板を配置し、この拡散板によって燃焼室に吹き出されたバーナ火炎を燃焼室内に拡散させるようにしたので、
例え燃焼室の形状がバーナ火炎の吹き出し方向に直角な空間面において長手方向と短手方向を有する形状であっても、燃焼室内に吹き出されるバーナ火炎を燃焼室内に均一に拡散させることができる。
よってまた燃焼室内に配置される熱交換器等に均一に熱を加えることができる。
以上の結果、熱交換器等における熱交換効率の向上、熱交換に伴う結露水発生の減少、熱交換器等における熱応力の低下、燃焼室を構成する缶体胴板の温度上昇の低減、熱応力の低減、缶体胴板の肉厚減少の低減に効果を発揮させることができる。
また請求項３に記載の燃焼装置によれば、燃料噴霧ノズルより噴霧された燃料を旋回火炎からなるバーナ火炎とし、このバーナ火炎を前方の燃焼室に吹き出すようにすると共に、前記燃焼室への吹き出し口に対向して拡散板を配置し、この拡散板によって燃焼室に吹き出されたバーナ火炎を、該バーナ火炎の吹き出し方向に直角な空間面において長手方向と短手方向を有する燃焼室内に拡散させるようにした燃焼装置であって、前記拡散板を燃焼室への吹き出しの中心に対して左右非対称にすることで、バーナ火炎の燃焼室内での拡がり領域を前記燃焼室の長手方向にずれた状態から一致させる構成としたので、
上記請求項１に記載の構成による上記効果と同じ効果を得ることができる。
また請求項４に記載の燃焼装置によれば、請求項３に記載の燃焼装置であって、燃料噴霧ノズルより燃料噴霧筒内に燃料を噴霧すると共に、該燃料噴霧筒内に燃焼用空気を旋回流として供給し、これによって燃料噴霧筒内に旋回火炎からなるバーナ火炎を発生させ、このバーナ火炎を前方の燃焼室に吹き出すようにすると共に、前記燃焼室への吹き出し口に対向して拡散板を配置し、この拡散板によって燃焼室に吹き出されたバーナ火炎を、該バーナ火炎の吹き出し方向に直角な空間面において長手方向と短手方向を有する燃焼室内に拡散させるようにしたので、
上記請求項２に記載の構成による上記効果と同じ効果を得ることができる。
また請求項５に記載の燃焼装置によれば、上記請求項３又は４に記載の構成による効果に加えて、拡散板の左右非対称は、拡散板の左右の板部の何れか一方に、切り欠き、折り曲げ、凹凸、特定形状の少なくとも何れかを付加して構成したので、
拡散板を、バーナ火炎の吹き出し方向に直角な空間面において長手方向と短手方向を有する燃焼室に対して、前記長手方向から一定の回転角度だけずらせた向きに配置させるといった調整を行うことなく、前記長手方向に一致させて配置しても、バーナ火炎を燃焼室内に均一に拡散させることが可能となる。
また請求項６に記載の燃焼装置によれば、上記請求項３又は４に記載の構成による効果に加えて、拡散板の左右非対称は、拡散板の左右の板部の双方に、切り欠き、折り曲げ、凹凸、特定形状の少なくとも何れかを付加し、その大きさ或いは比率を変えて構成したので、
上記請求項５に記載の構成による効果と同様に、バーナ火炎の吹き出し方向に直角な空間面において長手方向と短手方向を有する燃焼室に対して、拡散板を前記長手方向からずらすことなく、バーナ火炎を燃焼室内に均一に拡散させることが可能となる。
また請求項７に記載の燃焼装置によれば、上記請求項３又は４に記載の構成による効果に加えて、拡散板の左右非対称は、拡散板の左右の板部において、その長さ或いは幅を異ならせて構成したので、
上記請求項５、６に記載の構成による効果と同様に、バーナ火炎の吹き出し方向に直角な空間面において長手方向と短手方向を有する燃焼室に対して、拡散板を長手方向からずらすことなく、バーナ火炎を燃焼室に均一に拡散させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す燃焼装置を燃焼室側からみた正面図である。
【図２】第１の実施形態における拡散板の平面図である。
【図３】同じく第１の実施形態に係る拡散板の正面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図５】第１の実施形態において燃焼室内でのバーナ火炎の広がりの状態を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る拡散板の正面図である。
【図７】第２の実施形態において燃焼室内でのバーナ火炎の広がりの状態を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る拡散板の平面図である。
【図９】同じく第３の実施形態に係る拡散板の正面図である。
【図１０】図８のＢ−Ｂ断面図である。
【図１１】従来のガンタイプ石油給湯装置の要部の縦断面図である。
【図１２】ガンタイプ給湯装置をバーナの正面方向からみた図である。
【図１３】従来のガンタイプ石油給湯装置において燃焼室内でのバーナ火炎の広がりの状態を示す図である。
【符号の説明】
１０ ノズル室
２０ 燃料噴霧ノズル
３０ 燃料噴霧筒
３２ 吹き出し口
４０ 空気室
４１ 旋回羽根
５０ 燃焼室
６０、７０、８０ 拡散板
６１、７１、８１ 中央部
６２、７２、８２ 傾斜部
６３、７３、８３ 取り付け脚部
７４ 切り欠き
８４ 折り曲げ
Ｄ バーナ火炎の広がりの領域
Ｘ 中心軸
Ｙ 長手方向
θ 角度

Claims (7)

1. 燃料噴霧ノズルより噴霧された燃料を旋回火炎からなるバーナ火炎とし、このバーナ火炎を前方の燃焼室に吹き出すようにすると共に、前記燃焼室への吹き出し口に対向して拡散板を配置し、この拡散板によって燃焼室に吹き出されたバーナ火炎を燃焼室内に拡散させるようにした燃焼装置であって、
   前記拡散板を、左右対称の帯状板で構成すると共に、この左右対称の帯状板からなる拡散板の長手方向を、バーナ火炎の吹き出し方向に直角な空間面において長手方向と短手方向を有する燃焼室の前記長手方向に対して、一定の角度だけずれた状態、ただし直角を除く状態、に配置することで、バーナ火炎の燃焼室内での拡がり領域を前記燃焼室の長手方向に一致させる構成としたことを特徴とする燃焼装置。
2. 請求項１に記載の燃焼装置であって、燃料噴霧ノズルより燃料噴霧筒内に燃料を噴霧すると共に、該燃料噴霧筒内に燃焼用空気を旋回流として供給し、これによって燃料噴霧筒内に旋回火炎からなるバーナ火炎を発生させ、このバーナ火炎を前方の燃焼室に吹き出すようにすると共に、前記燃焼室への吹き出し口に対向して拡散板を配置し、この拡散板によって燃焼室に吹き出されたバーナ火炎を燃焼室内に拡散させるようにした燃焼装置。
3. 燃料噴霧ノズルより噴霧された燃料を旋回火炎からなるバーナ火炎とし、このバーナ火炎を前方の燃焼室に吹き出すようにすると共に、前記燃焼室への吹き出し口に対向して拡散板を配置し、この拡散板によって燃焼室に吹き出されたバーナ火炎を、該バーナ火炎の吹き出し方向に直角な空間面において長手方向と短手方向を有する燃焼室内に拡散させるようにした燃焼装置であって、
   前記拡散板を燃焼室への吹き出しの中心に対して左右非対称にすることで、バーナ火炎の燃焼室内での拡がり領域を前記燃焼室の長手方向にずれた状態から一致させる構成としたことを特徴とする燃焼装置。
4. 請求項３に記載の燃焼装置であって、燃料噴霧ノズルより燃料噴霧筒内に燃料を噴霧すると共に、該燃料噴霧筒内に燃焼用空気を旋回流として供給し、これによって燃料噴霧筒内に旋回火炎からなるバーナ火炎を発生させ、このバーナ火炎を前方の燃焼室に吹き出すようにすると共に、前記燃焼室への吹き出し口に対向して拡散板を配置し、この拡散板によって燃焼室に吹き出されたバーナ火炎を、該バーナ火炎の吹き出し方向に直角な空間面において長手方向と短手方向を有する燃焼室内に、拡散させるようにした燃焼装置。
5. 拡散板の左右非対称は、拡散板の左右の板部の何れか一方に、切り欠き、折り曲げ、凹凸、特定形状の少なくとも何れかを付加して構成したことを特徴とする請求項３又は４に記載の燃焼装置。
6. 拡散板の左右非対称は、拡散板の左右の板部の双方に、切り欠き、折り曲げ、凹凸、特定形状の少なくとも何れかを付加し、その大きさ或いは比率を変えて構成したことを特徴とする請求項３又は４に記載の燃焼装置。
7. 拡散板の左右非対称は、拡散板の左右の板部において、その長さ或いは幅を異ならせて構成したことを特徴とする請求項３又は４に記載の燃焼装置。

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