JP6185288B2 - 酸化処理システム - Google Patents

Description

本発明は、酸化処理システムの技術に関する。

従来、処理室内の処理対象を酸化処理して、処理対象を殺菌また脱臭等する、酸化処理システムに関する技術は種々知られている。前記酸化処理システムには、処理室と、オゾン発生装置と、を具備し、オゾン発生装置にて発生させたオゾン（Ｏ３）ガスを用いて処理室内の処理対象の酸化処理を行うものが公知となっている（特許文献１参照）。

ここで、処理対象とは、処理室においてオゾンガスを用いて酸化処理されるものである。処理対象には、例えば、リネン素材の衣類や、介護施設の居室内の機器類等のように、処理室に配置されるもの、処理室２の内壁、また、処理室２内の空間等がある。

特開昭６３−５９９６１号公報

しかしながら、前記酸化処理システムでは、処理室内の温度によって、オゾンガスによる処理対象の酸化反応が異なり、処理室内の処理対象の酸化処理時間が異なってくる。例えば、前記酸化処理システムでは、処理室内の温度が低い場合よりも高い場合の方が、オゾンガスによる処理対象の酸化反応が促進されて、処理室内の処理対象を酸化処理する処理時間が短くなる。そして、前記酸化処理システムでは、このように処理室内の温度によって処理室内の処理対象の酸化処理時間が異なり、酸化処理時間のバラつきが大きくなると、処理室内の処理対象を酸化処理する状態（例えば、処理対象の酸化処理が完了する時間）を管理することが困難になる。

また、前記酸化処理システムでは、オゾン発生装置内の温度（オゾン発生装置内のオゾン反応器の周辺温度）が低下するとオゾン発生装置のオゾン発生量が増加し、オゾン発生装置内の温度（オゾン発生装置内のオゾン反応器の周辺温度）が上昇するとオゾン発生装置のオゾン発生量が減少する。そして、前記酸化処理システムでは、オゾン発生装置においてオゾンガスを発生する動作を行うと、オゾン反応器が発熱してオゾン発生装置内の温度（オゾン反応器の周辺温度）が上昇し、オゾン発生装置のオゾン発生量が減少することとなる。

本発明は、以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、処理室内の処理対象を酸化処理する状態を管理することができるとともに、オゾン発生装置のオゾン発生量を増加させることができる、酸化処理システムを提供することを課題とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

請求項１においては、処理室と、オゾン発生装置と、を具備し、前記オゾン発生装置にて発生させたオゾンガスを用いて前記処理室内の処理対象の酸化処理を行う、酸化処理システムであって、前記処理室内の温度を所定の範囲内の温度に調温するように構成されるとともに、前記オゾン発生装置内を冷却するように構成される調温部を具備し、前記オゾン発生装置と前記調温部とを接続するオゾン発生装置側供給管を具備し、前記調温部は、前記オゾン発生装置側供給管を介して前記オゾン発生装置内に冷気を供給することによって前記オゾン発生装置内を冷却するように構成され、前記オゾン発生装置側供給管は、前記オゾン発生装置内におけるオゾンガスを発生させるオゾン反応器の周辺に前記調温部からの冷気を供給するように配置されて構成されるものである。

請求項２においては、前記調温部は、前記処理室内を昇温させるときに熱交換によって生じる冷気を用いて前記オゾン発生装置内を冷却するように構成されるものである。

請求項３においては、前記オゾン発生装置と前記調温部とを接続するオゾン発生装置側排出管を具備し、前記調温部から前記オゾン発生装置側供給管を介して前記オゾン発生装置内に供給された冷気が、前記オゾン発生装置内から前記オゾン発生装置側排出管を介して前記調温部に排出されて、前記調温部と前記オゾン発生装置内とを循環して前記オゾン発生装置内を冷却するように構成されるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
即ち、本発明によれば、処理室内の処理対象を酸化処理する状態を管理することができるとともに、オゾン発生装置のオゾン発生量を増加させることができる。

本発明の実施形態に係る酸化処理システムの全体的な構成を示したブロック図。 同じく酸化処理システムの内部構造を示した一部拡大断面図。 同じく酸化処理システムの全体的な構成を示したブロック図。 同じく酸化処理システムの全体的な構成を示したブロック図。 同じく酸化処理システムにおけるオゾンガスを用いて処理室内の処理対象の酸化処理を行う一連の動作を示すフロー図。

次に、本発明の実施形態に係る酸化処理システム１について、図１から図４を用いて説明する。

酸化処理システム１は、図１に示すように、処理室２と、オゾン発生装置３と、オゾン供給管４と、調温部５と、処理室側供給管６と、オゾン発生装置側供給管７と、を具備し、オゾン発生装置３と処理室２内とがオゾン供給管４を介して接続されて構成される。酸化処理システム１は、オゾン発生装置３にて発生させたオゾン（Ｏ３）ガスがオゾン供給管４を介して処理室２に供給されるように構成される。酸化処理システム１は、オゾン発生装置３にて発生させたオゾンガスを用いて処理室２内の処理対象の酸化処理を行うように構成される。酸化処理システム１では、処理室２内において酸化処理されることにより、処理対象の殺菌また脱臭等が行われる。

ここで、処理対象とは、処理室２においてオゾンガスを用いて酸化処理されるものである。処理対象には、処理室２に配置されるもの、処理室２の内壁、また、処理室２内の空間等がある。処理対象には、精密機械工業、半導体工業、医薬品工業等の製造設備や研究施設のクリーンルームやアイソレータの内壁、手術室の内壁、殺菌装置の殺菌室の内壁、歯科・眼科等の医院の居室の内壁、洗浄装置の洗浄室の内壁、食品製造工場の内壁、ホテルの客室の内壁、介護施設もしくは病院等の不特定多数が集う各種施設の内壁、食堂・レストラン等の厨房の内壁、または、有害な化学物質や微生物が残留した施設内の内壁等がある。また、処理対象には、クリーンルーム内やアイソレータ内、手術室内、殺菌装置の殺菌室内、歯科・眼科等の医院や介護施設の居室内、洗浄装置の洗浄室内、食品製造工場内、ホテルの客室内、介護施設もしくは病院等の不特定多数が集う各種施設内、食堂・レストラン等の厨房内、または、有害な化学物質や微生物が残留した施設内等のもの、例えば、クリーンルームやアイソレータ内の装置や工具、手術室内の手術用具、殺菌装置の殺菌室内の衣類（例えば、リネン素材の衣類）や容器、歯科・眼科等の医院や介護施設の居室内の設置品や機器類、洗浄装置の洗浄室内の電子部品や電気製品等、食品製造工場に設置された製造機器、食品工場内の雰囲気中の浮遊菌、治具類、ケーキ、パイ、もしくは、そば等の原材料、ホテルの客室内のカーテン、ベッド等の調度品、介護施設もしくは病院等の不特定多数が集う各種施設内の調度品、食堂・レストラン等の厨房内の調度品や食器類及び排気される臭い物質、または、有害な化学物質や微生物が残留した施設内の設置物等がある。 このように、酸化処理システム１では、半導体の表面処理のように処理対象そのものの処理（酸化処理）が行われる。また、酸化処理システム１では、処理対象に付着した化学物質または微生物の処理（酸化処理）が行われて、処理対象の臭い物質の低減（脱臭）、処理対象の有害物質の無害化、処理対象の微生物の殺菌等が行われる。

酸化処理システム１のオゾン発生装置３は、オゾンガスを発生させるものである。オゾン発生装置３は、その内部にオゾンガスを発生させるオゾン反応器８を二個（複数個）備えて構成される。オゾン発生装置３（オゾン反応器８）には、酸素に放電することによりオゾンガスを発生するもの（放電式オゾン発生装置）、または、酸素に紫外線を照射することによってオゾンガスを発生するもの（紫外線式オゾン発生装置）等がある。

酸化処理システム１の処理室２（処理室２内）では、オゾンガスを用いて処理対象が酸化処理される。

酸化処理システム１の調温部５は、処理室２内の温度またはオゾン発生装置３内の温度を調温するように構成される。調温部５は、暖気または冷気を発生させるように構成される。調温部５は、暖気または冷気を処理室２に供給して、処理室２内の温度を所定の範囲内の温度に調温するように構成される。調温部５は、オゾン発生装置３に冷気を供給して、オゾン発生装置３内を冷却するように構成される。

酸化処理システム１は、処理室２と調温部５とが処理室側供給管６を介して接続されて構成される。酸化処理システム１は、調温部５において発生された暖気または冷気が処理室側供給管６を介して調温部５から処理室２に供給されて、処理室２内の温度が所定の範囲内の温度に調温（例えば、処理室２内の温度が３５℃±５℃の温度の調温）されるように構成される。

酸化処理システム１は、オゾン発生装置３と調温部５とがオゾン発生装置側供給管７を介して接続されて構成される。酸化処理システム１は、調温部５において発生された冷気がオゾン発生装置側供給管７を介して調温部５からオゾン発生装置３に供給されて、オゾン発生装置３内が冷却されるように構成される。酸化処理システム１は、調温部５において発生された冷気がオゾン発生装置側供給管７を介して調温部５からオゾン発生装置３に供給されて、オゾン発生装置３内（オゾン発生装置３内の温度）を降温（例えば、オゾン発生装置３内の温度を３５℃±５℃の温度に降温）させるように構成される。

以上のように、処理室２内の温度を所定の範囲内の温度に調温するように構成されるとともに、オゾン発生装置３内を冷却するように構成される調温部５を具備する、酸化処理システム１では、調温部５において発生された暖気または冷気が処理室２に供給されて、処理室２内の温度が所定の範囲内の温度に調温され、また、調温部５において発生された冷気がオゾン発生装置３に供給されて、オゾン発生装置３内が冷却される。このように、酸化処理システム１では、処理室２内の温度が所定の範囲内の温度に調温されることから、処理室２内の処理対象の酸化処理時間を所定の範囲内の時間で（バラつきが少なく）行うことができ、また、冷気がオゾン発生装置３に供給されることから、オゾン発生装置３内の温度（オゾン反応器８の周辺温度）が上昇することを抑制する（また、オゾン発生装置３内の温度を低下させる）ことができる。したがって、酸化処理システム１によれば、処理室２内の温度を所定の範囲内の温度に調温するように構成されないものに比べて処理室２内の処理対象を酸化処理する状態を管理することができるとともに、オゾン発生装置３内を冷却するように構成されないものに比べてオゾン発生装置３のオゾン発生量を増加させることができる。

また、酸化処理システム１によれば、オゾン発生装置３内が冷却されてオゾン発生装置３のオゾン発生量を増加させることができることから、オゾン発生装置３内を冷却するように構成されないものに比べて、処理室２にオゾンガスを多量に供給することができ、処理室２内の処理対象の酸化処理を短時間で行うことができる。さらに、酸化処理システム１によれば、オゾン発生装置３内が冷却されてオゾン発生装置３のオゾン発生量を増加させることができることから、オゾン発生装置３内を冷却するように構成されないものに比べて、オゾン発生装置３のオゾン反応器８において効率良くオゾンガスを発生させることができ、オゾン発生装置３を小型化することができる。

酸化処理システム１の調温部５は、調温部５において発生させた暖気を処理室２に供給して、処理室２内（処理室２内の温度）を昇温（例えば、２０℃から３５℃±５℃に昇温）させて、処理室２内の温度を所定の範囲内の温度に調温するように構成される。以上のように、処理室２内を昇温させて処理室２内の温度を所定の範囲内の温度に調温するように構成される調温部５を具備する酸化処理システム１では、処理室２内を昇温させて処理室２内の温度を所定の範囲内の温度に調温する。このように、酸化処理システム１では、処理室２内を昇温させることにより、処理室２内におけるオゾンガスの化学反応速度を促進させる。したがって、酸化処理システム１によれば、オゾンガスの酸化力に基づく処理対象への作用力を増加させることができる。

また、酸化処理システム１の調温部５は、ヒートポンプであり、処理室２内を昇温させるときに熱交換によって生じる冷気を用いてオゾン発生装置３内を冷却するように構成される。以上のように、調温部５が処理室２内を昇温させるときに熱交換によって生じる冷気を用いてオゾン発生装置３内を冷却するように構成される、酸化処理システム１では、調温部５が処理室２内を昇温させるときに熱交換によって生じる冷気を用いてオゾン発生装置３内を冷却する。したがって、酸化処理システム１によれば、処理室２内を昇温させるときに熱交換によって生じる冷気を用いてオゾン発生装置３内を冷却しないものに比べて、処理室２内の昇温とオゾン発生装置３内の冷却とを効率良く行うことができる。

酸化処理システム１のオゾン発生装置側供給管７は、オゾン発生装置３内のオゾン反応器８の周辺に調温部５からの冷気を供給するように配置される。図２に示すように、オゾン発生装置側供給管７は、その下流側の開口７ａ（オゾン発生装置側供給管７における冷気の流通方向の下流側の開口７ａ）がオゾン発生装置３内に位置するように配置される。オゾン発生装置側供給管７は、その下流側の開口７ａがオゾン発生装置３のオゾン反応器８の周辺に位置するように配置される。酸化処理システム１のオゾン発生装置３は、オゾン反応器８がオゾン発生装置側供給管７の内部に支持部材９によって支持されるようにして構成される。酸化処理システム１は、オゾン発生装置側供給管７の下流側の開口部（開口７ａの近傍）にオゾン発生装置３のオゾン反応器８が位置するように構成される。酸化処理システム１は、オゾン発生装置側供給管７の下流側においてオゾン発生装置側供給管７の内部（オゾン発生装置側供給管７の下流側の開口部の内側）にオゾン発生装置３のオゾン反応器８が位置するように構成される。

以上のように、オゾン発生装置側供給管７がオゾン発生装置３内のオゾン反応器８の周辺に調温部５からの冷気を供給するように配置されて構成される酸化処理システム１では、オゾン発生装置３内のオゾン反応器８の周辺に調温部５からの冷気を供給する。したがって、酸化処理システム１によれば、オゾン発生装置３のオゾン反応器８の周辺を確実に冷却することができる。

また以上のように、オゾン発生装置３のオゾン反応器８がオゾン発生装置側供給管７の内部に位置するように構成される酸化処理システム１では、オゾン発生装置３のオゾン反応器８が、オゾン発生装置側供給管７の開口７ａが位置する方向を除いて、オゾン発生装置側供給管７に囲まれることとなる。したがって、酸化処理システム１によれば、オゾン発生装置側供給管７の側板が電磁ノイズの遮断壁となって、オゾン発生装置３のオゾン反応器８から生じる電子ノイズを、オゾン発生装置側供給管７の開口７ａが位置する方向を除いて、オゾン発生装置側供給管７によって遮断することができる。

また、酸化処理システム１は、シールド部材１０を具備して構成される。シールド部材１０は、オゾン発生装置３のオゾン反応器８から生じる電子ノイズが、オゾン発生装置３内においてオゾン反応器８が配置される空間からそれ以外の空間（例えば、オゾン反応器８よりも下流側の制御基板が配置される空間）に流出することを抑制するように構成される。シールド部材１０は、金属素材からなるメッシュ状の部材（金網）で構成される。シールド部材１０は、オゾン発生装置３内に設けられる。シールド部材１０は、オゾン発生装置側供給管７の下流側側の開口７ａの近傍に配置される。

以上のように、オゾン発生装置３のオゾン反応器８から生じる電子ノイズが、オゾン発生装置３内においてオゾン反応器８が配置される空間からそれ以外の空間に流出することを抑制するように構成されるシールド部材１０を具備する、酸化処理システム１では、オゾン発生装置３のオゾン反応器８から生じる電子ノイズが、オゾン発生装置側供給管７の下流側の開口７ａからオゾン発生装置側供給管７の外側に流出することをシールド部材１０によって抑制することができる。

また、酸化処理システム１は、ファン１１を二個（複数個）具備して構成される。二個のファン１１は、オゾン発生装置３の二個のオゾン反応器８毎に対応するように配置される。ファン１１は、オゾン発生装置側供給管７内に配置される。ファン１１は、オゾン発生装置３のオゾン反応器８よりも上流側（オゾン発生装置側供給管７における冷気の流通方向の上流側）に配置される。ファン１１は、オゾン発生装置側供給管７内を流通する冷気を、オゾン発生装置３のオゾン反応器８よりも上流側からオゾン反応器８側に送り出すように構成される。ファン１１は、オゾン発生装置側供給管７内を流通する冷気がオゾン発生装置３のオゾン反応器８に均一（比較的均一）にあたるように、当該冷気を流通させる。

以上のように、オゾン発生装置側供給管７内を流通する冷気をオゾン発生装置３のオゾン反応器８側に送り出すように構成されるファン１１を具備する、酸化処理システム１では、オゾン発生装置側供給管７内を流通する冷気をオゾン発生装置３のオゾン反応器８側に送り出すことによって、オゾン反応器８を確実に冷却することができる。

また、図１に示すように、酸化処理システム１は、処理室側排出管１２と、オゾン発生装置側排出管１３と、を具備して構成される。

酸化処理システム１は、処理室２と調温部５とが処理室側排出管１２を介して接続されて構成される。酸化処理システム１は、調温部５から処理室側供給管６を介して処理室２に供給された暖気（または冷気）が処理室２から処理室側排出管１２を介して調温部５に排出されるように構成される。酸化処理システム１は、処理室側供給管６および処理室側排出管１２を介して、調温部５とオゾン発生装置３内とを暖気が循環するように構成される。

以上のように、調温部５から処理室側供給管６を介して処理室２に供給された暖気が、処理室２内から処理室側排出管１２を介して調温部５に排出されて、調温部５と処理室２内とを循環して、処理室２内を昇温させるように構成される、酸化処理システム１では、調温部５と処理室２内とを暖気が循環して処理室２内を昇温させる。したがって、酸化処理システム１によれば、調温部５と処理室２内とを暖気が循環しないものに比べて、処理室２内を効率良く昇温させることができる。

酸化処理システム１は、オゾン発生装置３と調温部５とがオゾン発生装置側排出管１３を介して接続されて構成される。酸化処理システム１は、調温部５からオゾン発生装置側供給管７を介してオゾン発生装置３内に供給された冷気がオゾン発生装置３内からオゾン発生装置側排出管１３を介して調温部５に排出されるように構成される。酸化処理システム１は、オゾン発生装置３を密閉構造にして、オゾン発生装置側供給管７およびオゾン発生装置側排出管１３を介して、調温部５とオゾン発生装置３内とを冷気が循環するように構成される。

以上のように、調温部５からオゾン発生装置側供給管７を介してオゾン発生装置３内に供給された冷気が、オゾン発生装置３内からオゾン発生装置側排出管１３を介して調温部５に排出されて、調温部５とオゾン発生装置３内とを循環して、オゾン発生装置３内を冷却するように構成される、酸化処理システム１では、調温部５とオゾン発生装置３内とを冷気が循環して、オゾン発生装置３内を冷却する。したがって、酸化処理システム１によれば、調温部５とオゾン発生装置３内とを冷気が循環しないものに比べて、オゾン発生装置３内を効率良く冷却することができる。

また、酸化処理システム１は、オゾン分解触媒１４を具備し、オゾン分解触媒１４を処理室２内に配置して、処理室２内においてオゾン分解触媒１４によってオゾンガスを分解するように構成することもできる（図３参照）。このように構成される酸化処理システム１では、処理室２内で処理対象の酸化処理を行った後、処理室２内においてオゾンガスが酸素に還元される時間を短くすることができる。

また、酸化処理システム１は、処理室２が排気口１５を備え、処理室２の排気口１５にオゾン分解触媒１４を設けて、処理室２の排気口１５から排気するときにオゾン分解触媒１４によってオゾンガスを分解するように構成することもできる（図４参照）。このように構成される酸化処理システム１では、処理室２内で処理対象の酸化処理を行いながら、オゾン分解触媒１４で分解して処理室２の排気口１５から処理室２外に排気することができる。

調温部５は、処理室２に調温ユニットを設けて（例えば、処理室２に電熱線を設けて）、処理室２内の温度を調温（昇温）させるように構成することもできる。このように構成される酸化処理システム１では、処理室２に暖気を供給して処理室２内の温度を調温するものに比べて、処理室２内の調温操作を簡易に行うことができる。

次に、酸化処理システム１におけるオゾンガスを用いて処理室２内の処理対象の酸化処理を行う一連の動作について説明する。

図５に示すように、酸化処理システム１の処理室２内の温度を所定の範囲内の温度に調温する工程（ステップＳ１）を行う。このとき、酸化処理システム１の調温部５において発生させた暖気を処理室２に供給して、処理室２内を昇温させて、処理室２内の温度を所定の範囲内の温度に調温する。酸化処理システム１の処理室２内の温度を所定の範囲内の温度に調温する工程（ステップＳ１）を行った後、調温部５において暖気を発生させる動作を停止して、ステップＳ２およびステップＳ３に移行する。

次に、酸化処理システム１の処理室２内の処理対象の酸化処理を行う工程（ステップＳ２）を行う。このとき、酸化処理システム１のオゾン発生装置３を作動させてオゾン発生装置３においてオゾンガスを発生させて、オゾン発生装置３にて発生させたオゾンガスを処理室２内に供給して、オゾンガスを用いて処理室２内の処理対象の酸化処理を行う。

さらに、酸化処理システム１の処理室２内の温度を所定の範囲内の温度に調温する工程（ステップＳ１）を行った後、処理室２内の処理対象の酸化処理を行う工程（ステップＳ２）を行うときに、オゾン発生装置３内を冷却する工程（ステップＳ３）を行う。このとき、酸化処理システム１の調温部５において発生させた冷気をオゾン発生装置３に冷気を供給して、オゾン発生装置３内を冷却する。

以上のように、酸化処理システム１におけるオゾンガスを用いて処理室２内の処理対象の酸化処理を行う方法では、処理室２内の温度を所定の範囲内の温度に調温する（ステップＳ１）ことから、処理室２内の処理対象の酸化処理時間を所定の範囲内の時間で行うことができ、また、オゾン発生装置３内を冷却する（ステップＳ３）ことから、オゾン発生装置３内の温度が上昇することを抑制することができる。したがって、酸化処理システム１では、処理室２内の温度を所定の範囲内の温度に調温しないものに比べて処理室２内の処理対象を殺菌・脱臭する処理状態を管理することができるとともに、オゾン発生装置３内を冷却しないものに比べてオゾン発生装置３のオゾン発生量を増加させることができる。

また、酸化処理システム１におけるオゾンガスを用いて処理室２内の処理対象の酸化処理を行う方法では、処理室２内の温度を所定の範囲内の温度に調温する工程（ステップＳ１）を行った後、処理室２内の処理対象の酸化処理を行う工程（ステップＳ２）を行うときに、オゾン発生装置３内を冷却する工程（ステップＳ３）を行うことから、処理室２を調温するものとオゾン発生装置３を調温するものとを共通化することができ、酸化処理システム１を小型化することができる。

１ 酸化処理システム
２ 処理室
３ オゾン発生装置
４ オゾン供給管
５ 調温部
６ 処理室側供給管
７ オゾン発生装置側供給管
８ オゾン反応器
１２ 処理室側排出管
１３ オゾン発生装置側排出管

Claims (3)

1. 処理室と、オゾン発生装置と、を具備し、前記オゾン発生装置にて発生させたオゾンガスを用いて前記処理室内の処理対象の酸化処理を行う、酸化処理システムであって、
   前記処理室内の温度を所定の範囲内の温度に調温するように構成されるとともに、前記オゾン発生装置内を冷却するように構成される調温部を具備し、
   前記オゾン発生装置と前記調温部とを接続するオゾン発生装置側供給管を具備し、
   前記調温部は、前記オゾン発生装置側供給管を介して前記オゾン発生装置内に冷気を供給することによって前記オゾン発生装置内を冷却するように構成され、
   前記オゾン発生装置側供給管は、前記オゾン発生装置内におけるオゾンガスを発生させるオゾン反応器の周辺に前記調温部からの冷気を供給するように配置されて構成される
   ことを特徴とする酸化処理システム
2. 前記調温部は、前記処理室内を昇温させるときに熱交換によって生じる冷気を用いて前記オゾン発生装置内を冷却するように構成される請求項１に記載の酸化処理システム。
3. 前記オゾン発生装置と前記調温部とを接続するオゾン発生装置側排出管を具備し、
   前記調温部から前記オゾン発生装置側供給管を介して前記オゾン発生装置内に供給された冷気が、前記オゾン発生装置内から前記オゾン発生装置側排出管を介して前記調温部に排出されて、前記調温部と前記オゾン発生装置内とを循環して前記オゾン発生装置内を冷却するように構成される
   請求項１または請求項２に記載の酸化処理システム。

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