JP6138105B2 - 燃焼装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体燃料を供給するための給油タンクを備えた液体燃料燃焼装置に関するものである。

石油ファンヒーター等の液体燃料燃焼装置には、液体燃料を供給するための給油タンクが着脱自在に設けられており、燃焼によって給油タンク内の液体燃料が減少した際には給油タンクを本体から取り出し、取り出した給油タンクに液体燃料を注油し、そして給油タンクを本体に装着することで給油を完了するようになっている。

この給油タンクの先端にはタンクキャップが設けられているが、万一、タンクキャップの取り付けが不完全であった場合には、給油タンクを本体に着脱する際にタンクキャップが外れてしまうことがある。そして、タンクキャップが外れてしまった場合には、給油タンク内の燃料が機器本体にふりかかり、機器本体やその周辺を汚すばかりでなく、燃焼中の燃焼部にふりかかると火災のおそれがあることから、安全性を考慮すると、給油を行う際には燃焼を停止させておく必要があった。

そこで、従来、特許文献１のように給油タンクの着脱を検知する手段を本体に設け、給油タンクが取り外されたことが検知された際には、自動的に燃焼を停止させる安全装置を搭載した燃焼装置が考案されている。

上述のように構成することで、給油のたびにわざわざ運転停止を指示しなくても、給油タンクを取り出すことによって燃焼が停止されるので、給油の際には必ず燃焼は停止することとなり、万一タンクキャップが外れてしまっても燃料が火炎にふりかかることがなく、安全に使用することができる。

また、燃焼が停止した直後は燃焼装置の本体内部や吹出口付近はかなりの高温となっている。そのため、燃焼が停止した際には、それが運転停止ボタンの指示によるものか、上述のように給油タンクが取り外されたことによるものなのかに関わらず、本体内部を冷却するために送風機を所定時間作動させるアフターランを行うようになっている。

特開２０００−９３０９号公報

アフターランにおいては、送風機の回転数が高いと騒音として感じられたり、吹き出される風により冷風感を与えてしまうおそれがあるため、使用者の快適性を考慮すると送風機の回転数は燃焼時の回転数よりも低くなるように設定される。送風機の回転数が低いと本体内部の冷却には多少時間がかかるものの、熱による内部部品の損傷を防ぐという効果は十分に得ることができる。

しかしながら、給油タンクが取り外されて燃焼が停止した場合には、タンクキャップが外れてしまったり、燃焼装置のすぐ傍で給油を行うなどして高温となっている部分に燃料が付着する可能性があり、高温部分に燃料が付着すると発火してしまう危険性がある。そのため、安全性を優先させると燃焼停止後は送風機の回転数を高くして直ちに発火を回避できる温度にまで低下させることが望ましいのだが、送風機の回転数を高くしてしまうと前述のように快適性を損なう虞がある。

本発明は、上記課題を解決するためのもので、使用者の快適性を損なうことなく、給油タンクを取り外した際の発火の危険性を回避して、安全に使用することのできる燃焼装置を提供することを目的とする。

本発明は、運転開始および停止を指示するスイッチを備えた操作部と、本体に取り外し自在に収容される給油タンクと、前記給油タンクから供給される液体燃料を燃焼するバーナと、本体内に空気を取り入れる送風機と、前記給油タンクが本体に収容されているかどうかを検知するタンク検知手段とを備え、操作部のスイッチにより運転停止が指示された場合には、前記バーナの燃焼を停止するとともに前記送風機の回転数を下げて第１所定時間駆動する第１アフターランを行い、前記タンク検知手段が給油タンクが本体に収容されていないことを検知した場合には前記バーナの燃焼を停止するとともに前記送風機を第１アフターランの回転数よりも高い回転数で第１所定時間よりも短い第２所定時間駆動する第２アフターランを行うことを特徴とする液体燃料燃焼装置である。

また、第２アフターランにおいて、前記第２所定時間経過後は回転数を下げて前記送風機の駆動を継続することを特徴とする請求項１記載の液体燃料燃焼装置である。

また、第２アフターラン開始時の前記送風機の回転数は、前記バーナでの燃焼を停止する直前の回転数よりも高くすることを特徴とする請求項１または２記載の液体燃料燃焼装置である。

また、第２アフターランにおいて、前記第２所定時間経過後は第１アフターランに移行することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の液体燃料燃焼装置である。

また、第２所定時間経過前に運転開始が指示されたときは、送風機の回転数を下げ、送風機の回転数を下げてから所定時間経過した後に運転開始動作を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の液体燃料燃焼装置である。

また、第２所定時間経過後に運転開始が指示されたときは、送風機の回転数が所定の回転数に下がってから運転開始動作を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の液体燃料燃焼装置である。

また、第１アフターランにおいて、前記タンク検知手段が給油タンクが本体に収容されていないことを検知した場合には、送風機の回転数を上げることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の液体燃料燃焼装置である。

上述のように構成することにより、給油タンクを取り外したときのように燃焼停止後早急に内部温度を低下させる必要がある場合は、送風機の回転数を高くしてアフターランを行うので、発火の危険を確実に回避することができ、安全性を向上させることができる。また、それ以外の燃焼停止時には送風機の回転数を低く抑えてアフターランを行うため使用者の快適性を損なうことがない。

本発明の液体燃料燃焼装置の内部構成図である。 本発明の要部を表すブロック図である。 本発明の第１アフターランを示すタイムチャートである。 本発明の実施例１の第２アフターランを示すタイムチャートである。 本発明の実施例１の第２アフターランの変形例を示すタイムチャートである。 本発明の実施例１において、第１アフターランの途中でタンク検知手段が作動したときの動作を示すタイムチャートである。 本発明の実施例２の第２アフターランを示すタイムチャートである。 本発明の実施例３の第２アフターランを示すタイムチャートである。

好適と考える本発明の実施形態を、本発明の作用効果を示して簡単に説明する。

本発明は、バーナの燃焼が停止した後も所定時間は送風機の駆動を継続するアフターランを行う燃焼装置であって、操作部のスイッチにより運転停止が指示された場合には、送風機の回転数を下げて第１所定時間駆動する第１アフターランを行い、給油タンクが取り外されたために燃焼が停止した場合には、送風機を第１アフターランの回転数よりも高い回転数で第１所定時間よりも短い第２所定時間駆動する第２アフターランを行うように構成した。

給油タンクが取り外されたため燃焼が停止した場合には、給油キャップが外れる可能性や、燃焼装置のすぐ傍で給油タンクに燃料を補給することが考えられるため、燃焼装置内部の高温となっている部分に燃料が付着する可能性がある。高温部分に燃料が付着すると発火するおそれがあるので、この場合には送風機の回転数を高くしてアフターランを行うことで温度を低下させ、発火の危険を確実に回避して安全性を向上させることができる。一方、使用者が運転停止ボタンを押して運転停止指示した場合には、その後必ずしも給油動作をするわけではなく、燃料が付着する可能性は前述の場合よりも低いことから、送風機の回転数を低くしてアフターランを行うため使用者の快適性を損なうことがない。

また、第２所定時間経過後は送風機の回転数を低下させるので、高い回転数で発火を回避できる温度まで低下させた後は、使用者が不快感を感じない低い回転数でのアフターランを継続して内部の温度を低下させることができる。

また、第２アフターラン開始時の送風機の回転数を燃焼停止直前の回転数より高くすることで、短時間で発火を回避できる温度以下に低下させることができるため、より安全性に優れるとともに、送風機の回転数が高く使用者が不快に感じる状態を短くすることができる。

また、第２所定時間経過後は第１アフターランの実行時と同じ回転数で送風機を駆動してアフターランを継続するので、快適性を損なうことなく本体内部の温度を低下させることができる。

また、第２所定時間が経過する前に再び運転開始が指示されたときは、送風機の回転数を下げ、送風機の回転数を下げてから所定時間経過した後に運転開始動作を行うことで、確実に着火させることができる。

また、第２所定時間が経過した後に運転開始が指示されたときは、送風機の回転数が所定の回転数に下がってから運転開始動作を行うことで確実に着火させることができる。

また、操作部の指示により運転が停止した場合でも、第１アフターランの実施中に給油タンクが取り外されたことが検知されたときには、燃焼装置内部の高温となっている部分に燃料が付着する可能性があるため、送風機の回転数を上げることで確実に燃焼装置内部の温度を低下させて発火の危険を回避することができる。

以下本発明の一実施例としての液体燃料燃焼装置を図面により説明する。

図１は液体燃料燃焼装置の一例であるファンヒーターの内部構成図であり、本体１内には、灯油等の液体燃料を加熱気化する気化器２と、気化器２で発生した気化ガスを燃焼するバーナ３と、本体１に着脱自在な給油タンク４と、給油タンク４から供給された燃料を貯留する油受皿５と、油受皿５上に載置され気化器２へ燃料を汲み上げる電磁ポンプ６を備えている。

また、本体１の背面には本体１内部に空気を供給する送風機７が取付けられていて、バーナ３での燃焼により発生した燃焼排ガスは、送風機７から供給される空気と混合されて温風となり本体１の前面から排出されることで室内の暖房が行われる。

図２は、燃焼装置の動作を制御する制御部の構成を示すブロック図である。マイコンからなる制御部８の入力側には、室温を検知する室温検知手段９、バーナ３での燃焼状態を検知する炎検知手段１０、給油タンク４が本体１に装着されているかを検知するタンク検知手段１１、使用者がボタンの操作を行う操作部１２が接続されており、操作部１２には運転の開始および停止を指示する運転ボタン１３や温度を設定する温度設定ボタン１４などが設けられている。

そして制御部８は、室温検知手段９が検知した室温と温度設定ボタン１４の操作によって設定された設定温度との差から燃焼量を決定してバーナ３での燃焼を制御する燃焼制御手段１５、送風機７の駆動を制御する送風機制御手段１６を備えており、送風機制御手段１６はバーナ３の燃焼が停止した後も送風機７の駆動を継続するアフターランを行うためのアフターラン制御手段１７を有している。

アフターラン制御手段１７は、アフターランにおける送風機７の回転数を設定する回転数設定手段１８と、アフターランを行う時間を設定するアフターラン時間設定手段１９と、アフターランの開始とともに起動し経過時間を計時するタイマ手段２０を備えている。

また、制御部８の出力側には、点火手段２１、電磁ポンプ６、気化器２、送風機７が接続されており、燃焼制御手段１５が決定した燃焼量に基づき、これらの部品の動作が制御されて室温が設定温度になるように燃焼が行われる。

次に、上述の構成におけるファンヒーターの動作について説明する。

操作部１２に設けられた運転ボタン１３の操作により運転開始が指示されると、気化器２のヒータへ通電が行われ気化器２の加熱が開始される。気化器２が加熱されて液体燃料を気化することのできる温度まで上昇すると、電磁ポンプ６が始動して油受皿５内の液体燃料を汲み上げ、液体燃料が気化器２に供給される。

気化器２に供給された液体燃料は、加熱気化されて気化ガスとなり、気化器２の先端に設けられた噴出口からバーナ３に向けて噴出される。バーナ３に向けて噴出された気化ガスは、噴出された際のエジェクタ効果により周囲の空気を一次空気として取り込むため、バーナ３内部で気化ガスと一次空気とが混合されて混合ガスとなる。この混合ガスはバーナ３から噴出して、点火手段２１により点火され燃焼が開始される。

燃焼開始に伴い、送風機７の駆動も開始される。送風機７の回転によって本体１内に取り込まれた空気は一部が二次空気として火炎に供給されて火炎が完全燃焼し、燃焼によって発生した排ガスは、本体１内に取り込まれた空気と混合されて温風となり本体１前面より排出される。

燃焼が開始されると、炎検知手段１０により燃焼状態が監視され、また燃焼制御手段１５は室温検知手段９が検知する室温と設定温度との差から燃焼量を決定し、この燃焼量に基づいて気化器２を加熱するヒータの温度、電磁ポンプ６が汲み上げる燃料の量が制御され、送風機７は送風機制御手段１６により回転数が制御されて燃焼が継続される。

また、運転ボタン１３の操作により運転停止が指示されると、電磁ポンプ６の駆動が停止して気化器２への燃料の供給が停止する。そして、気化器２はヒータへの通電が停止されると同時に噴出口が閉塞されるので気化ガスの噴出が停止し、これによりバーナ３の燃焼が停止する。

このようにしてバーナ３の燃焼が停止すると、送風機制御手段１６は所定時間送風機７の駆動を継続して本体１内部を冷却するアフターラン（第１アフターラン）を行う。第１アフターランにおいて、アフターラン制御手段１７は、回転数設定手段１８により送風機７の回転数を第１回転数Ｒ１に設定し、アフターラン時間設定手段１９はアフターランを継続する時間を第１所定時間Ｔ１に設定する。そして、送風機７が回転数Ｒ１で駆動開始されると同時にタイマ手段２０が起動して計時を開始する。

図３は第１アフターランのタイムチャートであって、運転ボタン１３の指示により燃焼が停止すると同時に、送風機７の回転数を燃焼停止直前よりも低いＲ１に変更してアフターランが開始される。本実施例では、運転ボタン１３の操作により運転停止が指示された際には、アフターランにおける送風機７の回転数Ｒ１を小火力燃焼時の回転数よりさらに低い回転数に設定するようになっており、これによりアフターラン時のモーター音を小さくして騒音として感じられないようにするとともに、冷風感も与えにくくするようになっている。

そしてタイマ手段２０で計時される時間が第１所定時間Ｔ１に達すると、送風機制御手段１６は送風機７の駆動を停止させてアフターランが終了する。このようにアフターランを行うことにより、本体１内部を冷却し内部部品の熱による損傷を防止することができる。

以上が、運転ボタン１３の指示により燃焼が停止した際のアフターラン制御であるが、ファンヒーターにおいては、給油のために給油タンク４を本体１から取り外した際にも燃焼が停止されるようになっている。

もし、給油タンク４のキャップの取り付けが不完全であった場合には、給油タンク４を本体１に着脱する際にキャップが外れてしまうおそれがある。また、給油タンク４を取り外して本体１のすぐ傍で燃料を補給するようなことも考えられる。このような場合には燃料が本体にふりかかる可能性があり、燃焼中のバーナ３に燃料がふりかかると火災を発生させる危険性がある。そこで、給油タンク４が本体１に収容されているかどうかをタンク検知手段１１で検知し、タンク検知手段１１が給油タンク４が本体に収容されていないことを検知した場合には燃焼を停止させる。

タンク検知手段１１の作動によって燃焼が停止した場合にも、送風機７の駆動を継続するアフターランを行うが、この場合は前述の第１アフターランとは異なる第２アフターランを行う。

給油タンク４が取り外されたときには、燃焼装置内部の高温となっている部分に燃料が付着する可能性があり、高温部分に燃料が付着すると発火するおそれがあるため、快適性よりも安全性を重視する制御が要求される。そこで、第２アフターランの送風機７の回転数を第１アフターランの回転数よりも高く設定する。第１アフターランの回転数よりも高い回転数とすることで本体１内部の冷却を早めて、速やかに発火を回避することのできる温度まで低下させるとともに、気化ガスが充満していた場合には素早く気化ガスを本体外に排出する。

第２アフターランにおいて、アフターラン制御手段１７は、回転数設定手段１８により送風機７の回転数を第１アフターランの回転数Ｒ１よりも高い第２回転数Ｒ２に設定し、アフターラン時間設定手段１９は第２所定時間Ｔ２を設定する。送風機７の回転数が高ければ冷却に要する時間は短くなるため、第２所定時間Ｔ２は第１所定時間Ｔ１よりも短い時間を設定することができる。そして、送風機７が回転数Ｒ２で駆動開始されると同時にタイマ手段２０が起動して計時を開始する。

図４は第２アフターランのタイムチャートであり、タンク検知手段１１が作動して燃焼が停止すると同時に、送風機７の回転数をＲ２に変更してアフターランが開始される。そして、タイマ手段２０で計時される時間が第２所定時間Ｔ２に達するまでアフターランを継続する。

本実施例では、第２アフターランの間は回転数を一定にして送風機７の駆動を行っているが、第１アフターランの回転数よりも高い回転数であれば、図５のように徐々に低下するようにしてもよい。その場合も第２所定時間Ｔ２は第１所定時間Ｔ１よりも短い時間に設定することができる。

このように、給油タンク４が取り外されたため燃焼が停止した場合には、燃焼装置内部の高温となっている部分に燃料が付着する可能性があり、高温部分に燃料が付着すると発火するおそれがある。そのため、タンク検知手段１１が作動して燃焼が停止したときは、送風機７の回転数を高く設定したアフターラン（第２アフターラン）を行うことで、発火の危険を確実に回避して安全性を向上させることができる。一方、運転ボタン１３による運転停止指示に基づき燃焼を停止させる場合には、送風機７の回転数を低く設定したアフターラン（第１アフターラン）を行うことで使用者の快適性を損なわない運転を行うことができる。

また、燃焼停止後もタンク検知手段１１は給油タンク４が本体１に装着されているかを検知している。運転ボタン１３の操作により運転停止が指示されると、燃焼が停止して第１アフターランを行うが、第１アフターランでは送風機７の回転数が低く設定されているため本体１内部の温度が低下するまでには時間が必要となる。そのため第１アフターランの途中で給油タンク４が取り外されてしまうと、タンク検知手段１１が作動して燃焼が停止したときと同様に火災が発生する危険性がある。そこで、バーナ３での燃焼が停止してからタンク検知手段１１が作動した場合にも送風機７の回転数を上げるようになっている。

図６はこのときの動作を示すタイムチャートであって、運転ボタン１３の指示により燃焼が停止すると、送風機７の回転数をＲ１に変更して第１アフターランが開始されるが、この第１アフターランの実施中にタンク検知手段１１が作動すると送風機４の回転数がＲ２に変更される。回転数をＲ２に上げることにより、本体１内部の冷却を早めて、速やかに発火を回避することのできる温度まで低下させる。図では送風機７を回転数Ｒ２で駆動する時間をＴ２’としているが、この時間は一定でもよいし、第１アフターランを開始してからタンク検知手段１１が作動するまでの時間によって可変するものであってもよい。また、第１アフターランを開始してからある程度の時間が経過し、すでに本体１の温度が発火を回避できる温度まで低下している場合には、タンク検知手段１１が作動しても回転数を上げずに第１アフターランを継続することとしてもよい。

ところで、第２アフターラン実施中に運転開始操作が行われることもあるが、高い回転数Ｒ２で送風機７が駆動されているときに着火動作を行うと着火ミスが起こり易くなってしまう。そこで、回転数Ｒ２で送風機７が駆動されている間、すなわち第２アフターランを開始してから第２所定時間Ｔ２が経過する前に運転開始が指示されたときには送風機７は回転数を下げるように制御される。なお、送風機７の回転数を下げるように指示しても送風機７は惰性で回転を続けるため、実際の回転が設定した回転数になるまでにはある程度の時間を必要とする。そのため、送風機７の回転数を下げてから所定時間経過した後に点火動作を開始する。

また、第２アフターランを開始してから第２所定時間経過した後は送風機７の駆動を停止させているが、実際に送風機７が回転を停止するまでにはやはりある程度の時間が必要となる。そこで、第２所定時間経過後に運転開始が指示された場合には、送風機７の回転が着火ミスを起こさない回転数に下がるのを待ってから着火動作を行う。

図７は本発明の実施例２における第２アフターランのタイムチャートである。なお、本実施例は、燃焼装置の構成および第１アフターランの制御は実施例１と同じであるため説明を省略する。

タンク検知手段１１の作動によって燃焼が停止すると、アフターラン制御手段１７は、回転数設定手段１８により送風機７の回転数を第１アフターランの回転数Ｒ１よりも高い第２回転数Ｒ２に設定し、アフターラン時間設定手段１９は第２所定時間Ｔ２を設定するので、送風機７は回転数Ｒ２で駆動開始されて第２アフターランが開始となる。また、第２アフターランの開始と同時にタイマ手段２０が起動して計時を開始する。そして、タイマ手段２０が計時する時間が第２所定時間Ｔ２に達すると、次に回転数設定手段１８は送風機の回転数をＲ２より低い回転数Ｒ３に設定し、アフターラン時間設定手段１９は第３所定時間Ｔ３を設定するので、この回転数Ｒ３で送風機７の駆動が行われ、同時にタイマ手段２０はリセットされて新たに計時を開始する。そして、タイマ手段２０で計時される時間が第３所定時間Ｔ３に達すると、送風機制御手段１６は送風機７の駆動を停止させて第２アフターランが終了する。

このように、第２アフターランを開始する際には高い回転数Ｒ２で送風機７を駆動して速やかに発火を回避できる温度まで低下させ、その後は使用者が不快感を感じない低い回転数Ｒ３に変更してアフターランを継続することで、快適性を損なうことなく本体１内部の温度を低下させることができる。

図８は本発明の実施例３における第２アフターランのタイムチャートである。本実施例は、燃焼装置の構成および第１アフターランの制御は実施例１、２と同じであるため説明を省略する。

タンク検知手段１１の作動によって燃焼が停止すると、アフターラン制御手段１７は、回転数設定手段１８により送風機７の回転数を第２回転数Ｒ２に設定するが、この第２回転数Ｒ２は燃焼停止直前の送風機７の回転数よりも高くなるように設定されている。また、アフターラン時間設定手段１９は第２所定時間Ｔ２を設定するので、送風機７は回転数Ｒ２で駆動開始されて第２アフターランが開始となる。そして、第２アフターランの開始と同時にタイマ手段２０が起動して計時を開始し、タイマ手段２０が計時する時間が第２所定時間Ｔ２に達すると、第１アフターラン制御に移行する。

具体的には、回転数設定手段１８は送風機の回転数をＲ１に設定し、アフターラン時間設定手段１９は第１所定時間Ｔ１を設定する。そして、この回転数Ｒ１で送風機７の駆動が行われ、タイマ手段２０はリセットされずに計時を継続する。そしてタイマ手段２０で計時される時間が第１所定時間Ｔ１に達すると、送風機制御手段１６は送風機７の駆動を停止させて第２アフターランが終了する。

このように、第２アフターランを開始する際には送風機７の回転数を燃焼停止直前の回転数より高くすることで、より短時間で発火を回避できる温度以下に低下させることができるため、より安全性に優れるとともに、送風機７の回転数が高く使用者が不快に感じる状態を短くすることができる。また、第２所定時間Ｔ２経過後は第１アフターランと同じ回転数Ｒ１に変更してアフターランを継続することで、快適性を損なうことなく本体１内部の温度を低下させることができる。

１ 本体
３ バーナ
４ 給油タンク
７ 送風機
１１ タンク検知手段
１２ 操作部

Claims (7)

1. 運転開始および停止を指示するスイッチを備えた操作部と、本体に取り外し自在に収容される給油タンクと、前記給油タンクから供給される液体燃料を燃焼するバーナと、本体内に空気を取り入れる送風機と、前記給油タンクが本体に収容されているかどうかを検知するタンク検知手段とを備え、操作部のスイッチにより運転停止が指示された場合には、前記バーナの燃焼を停止するとともに前記送風機の回転数を下げて第１所定時間駆動する第１アフターランを行い、前記タンク検知手段が給油タンクが本体に収容されていないことを検知した場合には前記バーナの燃焼を停止するとともに前記送風機を第１アフターランの回転数よりも高い回転数で第１所定時間よりも短い第２所定時間駆動する第２アフターランを行うことを特徴とする液体燃料燃焼装置。
2. 第２アフターランにおいて、前記第２所定時間経過後は回転数を下げて前記送風機の駆動を継続することを特徴とする請求項１記載の液体燃料燃焼装置。
3. 第２アフターラン開始時の前記送風機の回転数は、前記バーナでの燃焼を停止する直前の回転数よりも高くすることを特徴とする請求項１または２記載の液体燃料燃焼装置。
4. 第２アフターランにおいて、前記第２所定時間経過後は第１アフターランに移行することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の液体燃料燃焼装置。
5. 第２所定時間経過前に運転開始が指示されたときは、送風機の回転数を下げ、送風機の回転数を下げてから所定時間経過した後に運転開始動作を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の液体燃料燃焼装置。
6. 第２所定時間経過後に運転開始が指示されたときは、送風機の回転数が所定の回転数に下がってから運転開始動作を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の液体燃料燃焼装置。
7. 第１アフターランにおいて、前記タンク検知手段が給油タンクが本体に収容されていないことを検知した場合には、送風機の回転数を上げることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の液体燃料燃焼装置。

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