JP6372238B2 - ノズルアタッチメント - Google Patents

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Description

本発明は、構造物のシェルにノズルを形成するために用いるノズルアタッチメントに関するものである。
構造物の鋼製のシェルにノズルを設ける場合は、シェルに孔を設け、その孔の周縁に、ノズルとなる管状部材の一端部を溶接して取り付ける構造が、広く一般的に採られている。
しかし、このノズル取付構造は、構造物のシェルと管状部材との溶接が必要なため、火気の使用が禁じられている現場では施工できない。
又、管状部材を溶接する作業では、溶接トーチを管状部材の外周に沿わせて移動させる必要があるため、ロボットのような遠隔操作機器を用いて現場施工することは困難である。したがって、前記ノズル取付手法は、人が立ち入ることのできない環境で採用することは難しい。
更に、構造物のシェルに対しノズルを溶接した構造では、ノズルを使用しなくなった場合であっても、ノズルを簡単に撤去することはできない。
なお、円形断面の樹脂製のダクトを容器壁に取り付ける場合の構造としては、容器壁に設けた開口にダクトの一端部を嵌入し、ダクトの一端に径方向外向きに突出させて設けた係合爪を、容器壁内面の開口周縁部に係止させる構造が考えられている(たとえば、特許文献1参照)。
このダクト取付構造は、ダクトの容器壁への取り付け時に溶接作業は必要としない。
しかし、ダクトの一端部を容器壁の開口へ嵌入させるときには、係合爪を開口に通すために、ダクト自体を撓ませる必要がある。そのため、前記ダクト取付構造は、金属製の管状部材を、構造物の鋼製のシェルに設けた孔に取り付ける場合に採用することは難しい。
更に、たとえば、容器壁が湾曲している場合は、容器壁に開口(孔)を設けると、開口の周縁部も湾曲する。そのため、前記ダクト取付構造では、係合爪のすべてを容器壁内面に接触させて係止させることができず、各係合爪に作用する力が不均等になることで、ダクトの向きや取り付け状態が安定しなくなる虞もある。
特開平7−280157号公報
そこで、本発明は、構造物のシェルに設けた孔に、管状部材を、溶接作業を要することなく取り付けて、ノズルを形成することができるノズルアタッチメントを提供しようとするものである。
本発明は、前記課題を解決するために、請求項1に対応して、構造物のシェルの孔に挿通配置させるための管状部材と、前記管状部材の前記シェル内への挿入側となる長手方向一端寄りの外周面の周方向複数個所に、ブラケットを介して前記管状部材の半径方向に沿う面内で回動可能に設けた係止用羽根と、前記係止用羽根を前記管状部材の外周面より離反する方向へ展開させるように付勢する羽根付勢手段と、前記係止用羽根の展開方向への回動を、該係止用羽根の係止用端縁が前記シェルの内側から該シェルの孔のエッジに接する角度姿勢で規制するための羽根姿勢保持手段と、前記管状部材における長手方向中間部の外周面に鍔状に設けた前記シェルの孔の径よりも大きい外径を有するシールプレートと、前記シールプレートにおける前記係止用羽根に臨む側面の外周部に設けたシールチューブとを備えた構成を有するノズルアタッチメントとする。
又、請求項2に対応して、前記請求項1に対応する構成において、前記管状部材の長手方向一端部の外周面に、該管状部材の前記シェルの孔への差し込み時に該管状部材を前記孔の中央部へ案内するための側面略楔形状の挿入ガイドを、前記ブラケットと一体に、又は、前記ブラケットと別体として設けるようにした構成とする。
更に、請求項3に対応して、前記請求項1又は2に対応する構成において、前記係止用羽根は、前記管状部材の長手方向一端寄りの外周面における周方向等間隔の3個所に設けるようにした構成とする。
更に、請求項4に対応して、前記請求項1から請求項3のいずれか一項に対応する構成において、前記羽根姿勢保持手段は、前記係止用羽根の展開方向への回動を前記所定の角度姿勢で規制する機能に加えて、この回動を規制する機能を解除する機能を備えるものとした構成とする。
更に、請求項5に対応して、前記請求項1から請求項4のいずれか一項に対応する構成において、前記シールプレートにおける前記係止用羽根に臨む側面の内周寄り個所に、中央部に開口を備えて前記シールチューブの少なくとも半ばまでを覆うシート状のシール部材を取り付けた構成とする。
更に、請求項6に対応して、前記請求項1から請求項5のいずれか一項に対応する構成において、前記管状部材は、長手方向一端寄りで、且つ該管状部材を前記シェルの孔に差し込んだ配置とするときに前記シェルの内側に突出して配置される部分に、周壁を内外方向に貫通する孔を設けてなる構成とする。
本発明のノズルアタッチメントによれば、構造物のシェルに設けた孔に、管状部材を、溶接作業を要することなく取り付けて、ノズルを形成することができる、という優れた効果を発揮する。
本発明のノズルアタッチメントの実施の一形態を示すもので、(a)は一部切断概略側面図、(b)は(a)のA−A方向矢視図である。 図1(a)のB−B方向矢視図である。 図1のノズルアタッチメントの使用手順を示すもので、(a)はシェルの孔に差し入れ初めの状態を、(b)は係止用羽根がシェルの孔を通過するまで差し入れた状態を、(c)はシールチューブを膨張させた状態を、それぞれ示す図1(b)に対応する図である。
以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。
図1(a)(b)乃至図3(a)(b)(c)は本発明のノズルアタッチメントの実施の一形態を示すものである。
本発明のノズルアタッチメントは、図1(a)(b)及び図2に、符号1で示すもので、図1(a)に一点鎖線で示すような寸法で構造物のシェルSに設けられる孔Hを対象としてノズルを形成するために用いるものである。
本発明のノズルアタッチメント1は、シェルSの孔Hに挿通させて配置するための或る長さ寸法を有する管状部材2を備える。この管状部材2は、長手方向一端側を、シェルSの内部に挿入して配置する側とし、長手方向他端側を、シェルSの外部に突出させて配置する側とする。
管状部材2には、長手方向一端寄りの外周面における周方向等間隔の3個所に、挿入ガイド兼ブラケット3と、挿入ガイド兼ブラケット3に管状部材2の半径方向に沿う面内で回動可能となるように支持させた係止用羽根4と、係止用羽根4を管状部材2の外周面より離反する方向へ展開させるように付勢するための羽根付勢手段5と、係止用羽根4の展開方向への回動を或る角度姿勢で規制するための羽根姿勢保持手段6とを備える。
更に、管状部材2における長手方向中間部の外周面には、シェルSの孔Hの径よりも大きい外径を有する鍔状のシールプレート7を設け、シールプレート7における係止用羽根4に臨む側の面には、シールチューブ8とシール部材9を設けた構成とする。
挿入ガイド兼ブラケット3は、管状部材2の長手方向に沿って、管状部材2の長手方向一端寄り個所から長手方向中間部のシールプレート7に接する位置まで延びている。
挿入ガイド兼ブラケット3は、或る寸法を隔てて平行配置された二枚一組の板状部材10から構成されている。
各板状部材10は、一つの端縁が管状部材2の外周面に取り付けられた状態で、管状部材2の長手方向一端寄りに配置された一端部から、管状部材2の長手方向中間部に配置された他端部に向けて、管状部材2の外周面から突出する寸法が次第に増大するように、側面形状が略楔形状となっている。更に、各板状部材10の他端部が管状部材2の外周面から突出する寸法は、その突出端部から管状部材2の中心(管軸)までの距離が、シェルSの孔Hの半径よりもやや小さくなるように設定してある。これにより、管状部材2を長手方向一端側からシェルSの孔Hに差し込むときには、周方向の3個所に設けてある挿入ガイド兼ブラケット3の板状部材10のいずれかが孔Hのエッジに触れると、その板状部材10が孔Hのエッジに対してスライドすることで、管状部材2の位置が孔Hの中央寄りに補正される。したがって、管状部材2は、長手方向中間部まで孔Hに差し込む操作を行うと、各挿入ガイド兼ブラケット3に案内されて、自動的に孔Hのほぼ中央に配置される。
係止用羽根4は、挿入ガイド兼ブラケット3の各板状部材10の間に収納可能な厚みを有し且つ管状部材2の長手方向に平行に延びる細長い略三角形状の側面形状を備えている。係止用羽根4の管状部材2の長手方向に沿う方向の寸法は、挿入ガイド兼ブラケット3よりも短く設定してある。
係止用羽根4は、管状部材2の長手方向一端寄りに配置される一端部に、板厚方向に貫通するピン挿通孔11を備えた構成としてあり、このピン挿通孔11に挿通させて各板状部材10に支持させた羽根用ピン12を介して、挿入ガイド兼ブラケット3の一端寄り個所に回動可能に取り付けられている。
羽根付勢手段5は、トーションバネ13を備える。トーションバネ13は、挿入ガイド兼ブラケット3の各板状部材10の間で、且つ羽根用ピン12の位置よりもシールプレート7側に寄った個所に、バネ用ピン14を介して取り付けられている。トーションバネ13は、一方のアーム13aが管状部材2の外周面に接触させてあり、他方のアーム13bは、屈曲させて係止用羽根4における管状部材2の外周面寄りの端縁に係止させるようにしてある。これにより、羽根付勢手段5は、係止用羽根4と管状部材2の外周面との間に挟まれて弾性変形されるトーションバネ13の復元力により、係止用羽根4を、管状部材2の外周面より離反して展開させる方向に付勢するようにしてある。
なお、係止用羽根4には、回動時にバネ用ピン14との干渉を避けるための切欠き15が設けてある。
羽根姿勢保持手段6は、係止用羽根4の他端部に設けた貫通孔16に通して取り付けたリング状ワイヤ17と、2本のピン部材18と、係止ピン20とから構成されている。2本のピン部材18は、挿入ガイド兼ブラケット3における係止用羽根4の回動軌跡と干渉しないシールプレート7側に寄った個所で、且つ管状部材2の外周面寄りの個所に、管状部材2の長手方向に沿う方向に或る隙間を隔てて平行に設けられている。係止ピン20は、シールプレート7に穿設したピン取付孔19に、挿入ガイド兼ブラケット3側とは逆側の側面から挿入して取り付けてあり、先端部が、各ピン部材18に対し管状部材2の外周面寄り近傍位置に配置されている。
リング状ワイヤ17は、係止用羽根4とは離反する側の部分を、各ピン部材18の間を通して管状部材2の外周面に近接する側へ突出させ、この突出部分に形成されるループを、係止ピン20の先端寄り個所に掛けた状態としてある。
シールプレート7のピン取付孔19と係止ピン20との隙間は、係止ピン20を引き抜ける程度の弱い接着性を有するシール材(図示せず)でシールするようにしてある。更に、シールプレート7のピン取付孔19に挿通させた係止ピン20には、シールプレート7より突出する部分の根元に、Oリング21を装着した構成としてもよい。
以上の構成としてある羽根姿勢保持手段6は、係止用羽根4が管状部材2より離反する方向へ回動するときには、係止ピン20に係止させたリング状ワイヤ17が係止用羽根4の貫通孔16との間で緊張するときの角度姿勢で、係止用羽根4の回動を規制できるようにしてある。一方、係止用羽根4が管状部材2に近接する方向の回動は、リング状ワイヤ17が弛むことにより許容できるようにしてある。
なお、係止用羽根4は、図1(b)に示すように、羽根姿勢保持手段6によって管状部材2の外周面より離反する方向への回動が規制された角度姿勢となるときに、管状部材2の長手方向他端寄りに配置されている係止用端縁22が、図1(b)のように、管状部材2の長手方向に対して傾斜した角度となるようにしてある。更に、係止用羽根4は、この角度姿勢のときに、係止用端縁22の管状部材2の外周面に最も近い側の端部から、管状部材2の中心(管軸)までの距離が、シェルSの孔Hの半径よりも小さくなり、且つ係止用端縁22における管状部材2の外周面より最も遠い側の端部から、管状部材2の中心(管軸)までの距離が、シェルSの孔Hの半径よりも大きくなるものとしてある。
これにより、前述したように、管状部材2を長手方向中間部までシェルSの孔Hに差し込むときには、係止用羽根4が孔Hのエッジに触れると、図3(a)に示すように、係止用羽根4が孔Hのエッジに押されて挿入ガイド兼ブラケット3の各板状部材10の間に収容される。その後、係止用羽根4が孔Hを通過すると、図3(b)に示すように、羽根付勢手段5により付勢された係止用羽根4が、羽根姿勢保持手段6によって規制される角度姿勢まで展開する。この状態で、管状部材2の周方向の3個所に配置されている各係止用羽根4は、その係止用端縁22で、シェルSの内側から孔Hのエッジに接するようになる。
更に、羽根姿勢保持手段6では、シールプレート7のピン取付孔19より係止ピン20を引き抜く操作により、リング状ワイヤ17を係止ピン20より外すことができる。これにより、係止用羽根4の管状部材2の外周面より離反する方向への回動の規制は、解除される。このため、係止用羽根4では、羽根付勢手段5により付勢されている管状部材2の外周面より離反する方向への回動が自在となるため、係止用羽根4における係止用端縁22は、シェルSの孔Hのエッジより外れた位置まで移動させられるようにしてある。
シールプレート7は、図1(a)、図2に示すように、係止用羽根4に臨む側面における挿入ガイド兼ブラケット3よりも外周寄り位置に、或る幅寸法を有する略楕円形状のシールチューブ拘束部材23が、周方向に配列して取り付けられている。
各シールチューブ拘束部材23の内側には、環状のシールチューブ8が配置されている。図示しないが、シールチューブ8には、周方向の一個所に、ガス給排ノズルが設けてあり、このガス給排ノズルには、外部のガス供給手段より空気等のシールチューブ膨張用のガスを導くガス給排ラインが接続してあるものとする。
更に、シールプレート7の係止用羽根4に臨む側面には、中央部に開口を設けたシート状のシール部材9が、挿入ガイド兼ブラケット3の近傍位置から、シールチューブ拘束部材23及びシールチューブ8の少なくとも半ばまでを覆うように配置されている。このシール部材9は、シールチューブ拘束部材23よりも内側(中心側)となる個所を、円環状の固定用部材24と、シールプレート7との間に挟み、この状態で、固定用部材24をシールプレート7にボルト24aを介して取り付けることにより、シールプレート7に固定してある。
シール部材9は、たとえば、独立気泡型のウレタンやゴムのように、弾性変形し且つ止水性を有する材質としてある。
なお、図では、シール部材9の外形を略四角形状として示してあるが、より多角な形状や円形としてもよいことは勿論である。
シールプレート7の外周縁部には、各シールチューブ拘束部材23を取り囲むように、或る幅寸法を有する円環状部材25が取り付けてある。この円環状部材25は、後述するようにシールチューブ8を膨張させるときに、シールチューブ8のシールプレート7外周側への膨出を防ぐ堰として機能させるためのものである。
シールチューブ8は、前述したように、図3(b)に示した如く、管状部材2をシェルSの孔Hに長手方向中間部まで差し込んで、各係止用羽根4の係止用端縁22を孔Hのエッジに接触させた後に、ガス給排ノズルからガスを注入して膨張させる。
これにより、シールチューブ8は、図3(c)に示すように、シールチューブ拘束部材23の内側で膨張し、シールプレート7と、シール部材9を介して接しているシェルSの外周面との隙間を満たした後、この隙間を拡大させる方向の力を発するようになる。この力が、管状部材2と各挿入ガイド兼ブラケット3を介して各係止用羽根4に伝えられることで、各係止用羽根4の係止用端縁22が、シェルSの内側から孔Hのエッジに強く押し付けられ、この状態で、管状部材2のシェルSの孔Hに対する位置が固定される。同時に、シール部材9が、膨張するシールチューブ8により、孔Hを囲む位置で、シェルSの外周面に押し付けられて密着する。このため、シールプレート7とシェルSの外周面との隙間において、管状部材2の周囲は、シール部材9により全周に亘り水密にシールすることができる。
管状部材2は、図1(a)に示すように、長手方向一端寄りで、管状部材2をシェルSの孔Hに挿通配置させるときにシェルSの内側に突出して配置される部分に、周壁を内外方向に貫通する孔26を設けた構成としてもよい。かかる構成によれば、本発明のノズルアタッチメント1を用いて、構造物のシェルSにグラウトやスラリーのような流動性があまり高くない流体の充填用ノズルを形成する場合に、管状部材2を通してシェルSの内側へ供給する前記流体を、シェルSの内周面近傍位置へ効率よく注入させることができる。
以上の構成としてある本発明のノズルアタッチメント1を使用する場合は、予め、シールチューブ8内のガスを抜くか、あるいは、シールチューブ8に対するガスの出入りが自由な状態としておく。
この状態で、本発明のノズルアタッチメント1は、管状部材2を、図3(a)のように、長手方向一端側よりシェルSの孔Hに差し込んで、図3(b)のように、各係止用羽根4を、孔Hを通過させる。これにより、孔Hを通過した時点で羽根付勢手段5により展開される各係止用羽根4の係止用端縁22が、孔Hのエッジに接するようになる。
次いで、本発明のノズルアタッチメント1では、図3(c)のように、シールチューブ8にガスを注入して膨張させる。これにより、管状部材2には、シールプレート7とシェルSの外周面との間で膨張するシールチューブ8により孔Hより引き出す方向の力が付与される一方、各係止用羽根4の係止用端縁22がシェルSの内側から孔Hのエッジに押し付けられるため、本発明のノズルアタッチメント1が、シェルSの孔Hに対して固定される。
この際、本発明のノズルアタッチメント1では、管状部材2の周方向の3個所に係止用羽根4が設けてあるため、たとえシェルSが円筒タンクの周壁のように湾曲していて、そこに設けられた孔Hのエッジが一つの平面内に位置していない場合であっても、すべての係止用羽根4の係止用端縁22を、確実に且つ均等に孔Hのエッジに接触させることができる。よって、本発明のノズルアタッチメント1は、前記のようにシェルSが湾曲していても、その孔Hに取り付けられた状態で、位置と向きが安定した管状部材2によるノズルを形成することができる。
更に、本発明のノズルアタッチメント1は、シェルSの孔Hに対するノズルの設置が不要になった場合は、シールチューブ8を膨張させていたガスを抜いた後、係止ピン20をシールプレート7のピン取付孔19より引き抜く。これにより、各係止用羽根4は、羽根姿勢保持手段6による展開方向への回動の規制が解除されるため、この状態で、管状部材2をシェルSの孔Hに多少押し込んで、各係止用羽根4を孔Hのエッジから離すと、各係止用羽根4は、羽根付勢手段5により付勢されている管状部材2の外周面より離反する方向へ回動させられて、係止用端縁22が、孔Hのエッジより外れた位置に移動させられる。その後は、管状部材2をシェルSの孔Hより引き抜くことで、本発明のノズルアタッチメント1は、撤去することができる。
このように、本発明のノズルアタッチメント1によれば、シェルSの孔Hに、溶接作業を要することなく管状部材2を取り付けてノズルを形成することができる。
又、ノズルが不要になった場合には、本発明のノズルアタッチメント1は、簡単な操作によって、シェルSの孔Hから容易に撤去することができる。
なお、本発明のノズルアタッチメント1は、取付対象となるシェルSが湾曲している場合にも安定した取り付けを行うためには、係止用羽根4を管状部材2の外周面における周方向等間隔の3個所に設けることが望ましい。しかし、取付対象となるシェルSの孔Hが平らな面に設けられていて、シェルSの孔Hのエッジが一つの平面内に位置している場合は、管状部材2の周方向に等間隔の4個所以上の複数個所に、係止用羽根4を設ける構成としてもよい。更には、係止用羽根4は、管状部材2の周方向等間隔の2個所に設けた構成としても、シェルSに溶接作業を要することなくノズルを形成するという効果は達成することができる。
又、本発明は、前記実施の形態にのみ限定されるものではなく、挿入ガイド兼ブラケット3は、管状部材2のシェルSの孔Hへの挿入時に、挿入にしたがって管状部材2を孔Hの中央へ案内できるような側面略楔形状としてあり、且つ係止用羽根4を回動可能に支持することができるようにしてあれば、図示した如き2枚一組の板状部材10からなる構成以外の任意の構成であってもよい。
前記実施の形態では、係止用羽根4は、挿入ガイド兼ブラケット3に支持させるものとして示したが、係止用羽根4を回動可能に支持するブラケットと、管状部材2のシェルSの孔Hへの挿入時に管状部材2を孔Hの中央へ案内するための側面略楔形状の挿入ガイドとを、別部材として、管状部材2の長手方向一端寄りの外周面に共に設けた構成としてもよい。更に、挿入ガイドは備えることが望ましいが、たとえば、管状部材2をシェルSの孔Hに差し入れる作業を視認しながら実施する場合のように、管状部材2を孔Hの中央部に配置させることに困難性がなくて、管状部材2を孔Hの中央部に自動的に案内させる機能を特に必要としない場合は、挿入ガイドは省略した構成としてもよい。
羽根付勢手段5は、係止用羽根4を、管状部材2の外周面より離反する方向へ回動させるように付勢できれば、トーションバネ13以外のバネや弾性部材を用いた任意の構成としてもよい。
羽根姿勢保持手段6は、本発明のノズルアタッチメント1をシェルSの孔Hに取り付けた後、取り外す必要がないことが明らかである場合は、係止用羽根4に一端部を接続したワイヤ等の索状物の他端部を、挿入ガイド兼ブラケット3や管状部材2に固定した構成としてもよい。あるいは、挿入ガイド兼ブラケット3と係止用羽根4との間に、係止用羽根4が所定の角度姿勢まで展開すると突き当たるストッパを設けるようにしてもよい。
本発明のノズルアタッチメント1を用いてシェルSの孔Hに形成するノズルに水密性や気密性が求められない場合は、シール部材9を省略した構成、あるいは、シール部材9に代えて、液透過性を有するシート材を用いる構成としてもよい。
管状部材2の長手方向他端部には、ノズルを通して流通させるべき流体用のホースや配管との接続手段を備えるようにしてもよい。
その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。
1 ノズルアタッチメント、2 管状部材、3 挿入ガイド兼ブラケット(ブラケット)、4 係止用羽根、5 羽根付勢手段、6 羽根姿勢保持手段、7 シールプレート、8 シールチューブ、9 シール部材、22 係止用端縁、26 孔、S シェル、H 孔

Claims (6)

  1. 構造物のシェルの孔に挿通配置させるための管状部材と、
    前記管状部材の前記シェル内への挿入側となる長手方向一端寄りの外周面の周方向複数個所に、ブラケットを介して前記管状部材の半径方向に沿う面内で回動可能に設けた係止用羽根と、
    前記係止用羽根を前記管状部材の外周面より離反する方向へ展開させるように付勢する羽根付勢手段と、
    前記係止用羽根の展開方向への回動を、該係止用羽根の係止用端縁が前記シェルの内側から該シェルの孔のエッジに接する角度姿勢で規制するための羽根姿勢保持手段と、
    前記管状部材における長手方向中間部の外周面に鍔状に設けた前記シェルの孔の径よりも大きい外径を有するシールプレートと、
    前記シールプレートにおける前記係止用羽根に臨む側面の外周部に設けたシールチューブとを備えた構成を有すること
    を特徴とするノズルアタッチメント。
  2. 前記管状部材の長手方向一端部の外周面に、該管状部材の前記シェルの孔への差し込み時に該管状部材を前記孔の中央部へ案内するための側面略楔形状の挿入ガイドを、前記ブラケットと一体に、又は、前記ブラケットと別体として設けるようにした
    請求項1記載のノズルアタッチメント。
  3. 前記係止用羽根は、前記管状部材の長手方向一端寄りの外周面における周方向等間隔の3個所に設けるようにした
    請求項1又は2記載のノズルアタッチメント。
  4. 前記羽根姿勢保持手段は、前記係止用羽根の展開方向への回動を前記所定の角度姿勢で規制する機能に加えて、この回動を規制する機能を解除する機能を備えるものとした
    請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のノズルアタッチメント。
  5. 前記シールプレートにおける前記係止用羽根に臨む側面の内周寄り個所に、中央部に開口を備えて前記シールチューブの少なくとも半ばまでを覆うシート状のシール部材を取り付けた
    請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のノズルアタッチメント。
  6. 前記管状部材は、長手方向一端寄りで、且つ該管状部材を前記シェルの孔に差し込んだ配置とするときに前記シェルの内側に突出して配置される部分に、周壁を内外方向に貫通する孔を設けてなる構成とした
    請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のノズルアタッチメント。
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