JP7292490B2 - 空気調和機の室外機 - Google Patents

Description

本開示は、遮熱部を備える空気調和機の室外機に関する。

従来の空気調和機の室外機として、仕切り板によって筐体の内部を送風室と機械室とに区画して、送風機、熱交換器などを送風室に配置し、圧縮機、リアクトル、電装ボックスなどを機械室に配置する構造が知られている。リアクトルは、圧縮機の上方に配置されている。電装ボックスは、圧縮機およびリアクトルの上方に配置されている。電装ボックスの内部には、送風機および圧縮機の駆動を制御する電気部品が収容されている。

空気調和機の運転時には、圧縮機およびリアクトルが自己発熱して高温になり、機械室内に熱気が発生する。この熱気がリアクトルおよび電装ボックスの周囲に滞留すると、リアクトルおよび電気部品が熱的影響を受けて劣化するという問題が生じる。

そこで、このような問題を解決する技術が開発されている。例えば、特許文献１には、仕切り板の上部を機械室に向かって屈曲させて遮熱部を形成し、遮熱部の下方に圧縮機およびリアクトルを配置して、遮熱部の上方に電装ボックスを配置することにより、電装ボックスの周囲における熱気の滞留を抑制する技術が開示されている。また、特許文献１には、送風室と機械室とを連通する通風路を遮熱部に形成することにより、機械室内の熱気を送風室内に放出して、リアクトルの周囲における熱気の滞留を抑制する技術が開示されている。

特開平９－２２９４２７号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された技術では、送風室と機械室とを連通するため、送風室から機械室に小動物、粉塵、水分、塩分などが侵入しやすくなり、電気部品の故障が発生する可能性が高くなるという問題がある。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、電気部品の故障の発生を抑制することができるとともに、リアクトルおよび電気部品に対する熱的影響を緩和することができる空気調和機の室外機を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示にかかる空気調和機の室外機は、箱状の筐体と、筐体の内部を送風室と機械室とに区画する仕切り板と、送風室に配置されて、空気流を生成する送風機と、送風室に配置されて、送風機に取り込むための空気が通過する熱交換器と、を備える。また、空気調和機の室外機は、機械室に配置される圧縮機と、機械室において圧縮機の上方に配置されるリアクトルと、機械室において圧縮機およびリアクトルの上方に配置されて、電気部品を収容する電装ボックスと、を備える。筐体には、筐体の外部の空気を機械室および送風室のうち送風室内のみに流入させるための給気口と、送風機によって生成された空気流を送風室の外部へ排出させるための排気口とが設けられる。仕切り板には、機械室内に向かって突出してリアクトルと電装ボックスとの間に配置される少なくとも１つの遮熱部が設けられる。遮熱部の内部には、機械室および送風室のうち送風室のみと連通して、給気口から排気口に向かう空気の一部が通過可能な風路が形成されている。

本開示によれば、電気部品の故障の発生を抑制することができるとともに、リアクトルおよび電気部品に対する熱的影響を緩和することができるという効果を奏する。

実施の形態１にかかる空気調和機の室外機を模式的に示す正面図 実施の形態１にかかる空気調和機の室外機を模式的に示す平面図 図１に示された遮熱部と遮熱部の周辺を示す部分拡大正面図 実施の形態１にかかる空気調和機の室外機の仕切り板、遮熱部およびリアクトルを示す斜視図 実施の形態２にかかる空気調和機の室外機の遮熱部と遮熱部の周辺を示す部分拡大正面図 実施の形態３にかかる空気調和機の室外機の仕切り板、遮熱部およびリアクトルを示す斜視図 実施の形態３にかかる空気調和機の室外機の遮熱部と遮熱部の周辺を示す部分拡大正面図 実施の形態４にかかる空気調和機の室外機の遮熱部と遮熱部の周辺を示す部分拡大正面図

以下に、実施の形態にかかる空気調和機の室外機を図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる空気調和機の室外機１を模式的に示す正面図である。図２は、実施の形態１にかかる空気調和機の室外機１を模式的に示す平面図である。空気調和機の室外機１は、図１および図２に示すように、箱状の筐体２と、筐体２の内部を送風室９と機械室１０とに区画する仕切り板３と、送風室９に配置されて空気流を生成する送風機４と、送風室９に配置されて送風機４に取り込むための空気が通過する熱交換器５とを備える。また、空気調和機の室外機１は、図１に示すように、機械室１０に配置される圧縮機６と、機械室１０において圧縮機６の上方に配置されるリアクトル７と、機械室１０において圧縮機６およびリアクトル７の上方に配置されて電気部品１４を収容する電装ボックス８とを備える。電装ボックス８の一部は、仕切り板３の上端部を越えて送風室９内に配置されている。図２では、電装ボックス８を一点鎖線で図示している。なお、以下の説明では、空気調和機の室外機１を単に室外機１と称することもある。また、以下の説明では、室外機１の幅方向をＸ軸方向とする。また、室外機１の奥行方向をＹ軸方向とする。また、室外機１の高さ方向をＺ軸方向とする。また、Ｚ軸方向を上下方向と称することもある。また、送風室９から外部へ空気が排出される方向を前方、前方の反対側を後方とする。図２に示される矢印は、送風室９内を流れる空気の送風方向を表している。

図１および図２に示すように、筐体２は、室外機１の外殻となる部材である。筐体２は、中空の直方体状に形成されている。筐体２は、底壁２１と、天井壁２２と、第１の側壁２３と、第２の側壁２４と、第３の側壁２５と、第４の側壁２６とを有する。図１に示すように、天井壁２２は、底壁２１の上方に底壁２１から離れて配置されている。図２に示すように、第１の側壁２３、第２の側壁２４、第３の側壁２５および第４の側壁２６は、底壁２１の周縁から立ち上がっている。筐体２のうち後方に位置する第１の側壁２３には、給気口２７が形成されている。給気口２７は、筐体２の外部の空気を送風室９内に流入させるための部分である。図示は省略するが、第３の側壁２５にも給気口が形成されている。筐体２のうち前方に位置する第２の側壁２４には、ベルマウス状の排気口２８が形成されている。排気口２８は、送風機４によって生成された空気流を送風室９の外部へ排出するための部分である。

図１に示すように、仕切り板３は、底壁２１から電装ボックス８に亘って上下方向に延びている。また、図２に示すように、仕切り板３は、第２の側壁２４から熱交換器５に亘ってＹ軸方向に延びている。詳しくは、仕切り板３は、第２の側壁２４からＹ軸方向に沿って直線状に延びた後、送風機４から離れるように傾斜状に延びている。送風室９と機械室１０とは、Ｘ軸方向に並んで形成されている。

図１に示すように、仕切り板３には、遮熱部１１が設けられている。遮熱部１１は、本実施の形態では１つであるが、複数でもよい。すなわち、遮熱部１１は、少なくとも１つあればよい。遮熱部１１は、機械室１０内に向かって突出してリアクトル７と電装ボックス８との間に配置されている。遮熱部１１は、圧縮機６およびリアクトル７から電装ボックス８への熱気の上昇を遮る役割を果たしている。遮熱部１１の詳細については後述する。

図２に示すように、送風機４は、モータ１３の運転に伴って回転し、空気流を生成する機器である。図１に示すように、送風機４の一部は、遮熱部１１と同じ高さ位置に設けられている。

図２に示すように、熱交換器５は、空気調和機の運転時に送風機４に取り込む空気と熱交換を行う部材である。熱交換器５内には、冷媒が流れている。この冷媒と送風機４に取り込む空気との間で熱交換が行われる。熱交換器５は、平面視でＬ字形状に形成されている。熱交換器５は、第３の側壁２５から第１の側壁２３に沿って延びている。熱交換器５のうち第１の側壁２３に沿った部分は、送風機４の後方に配置されている。熱交換器５のうち第３の側壁２５に沿った部分は、送風機４の側方に配置されている。

図１に示すように、圧縮機６は、熱交換器５内を流れる冷媒を圧縮する機器である。圧縮機６は、底壁２１の上に載置されている。圧縮機６は、図示しないボルトなどにより底壁２１に固定されている。

リアクトル７は、圧縮機６の速度を制御するインバータの一部となる電子部品である。リアクトル７の一部は、圧縮機６の直上に配置されており、リアクトル７の残部は、圧縮機６よりも上方であるが圧縮機６の直上から外れた位置に配置されている。

電装ボックス８は、室外機１を運転させるために必要な制御基板などの電気部品１４を収容する部材である。電装ボックス８は、上方に開口する箱状に形成されている。電装ボックス８の開口は、導電性の電装カバー１５により覆われている。電装ボックス８には、導電性の図示しないアース板が取り付けられている。アース板は、仕切り板３と電装ボックス８とを電気的に接続する。

ここで、図３および図４を参照して、遮熱部１１について詳しく説明する。図３は、図１に示された遮熱部１１と遮熱部１１の周辺を示す部分拡大正面図である。図４は、実施の形態１にかかる空気調和機の室外機１の仕切り板３、遮熱部１１およびリアクトル７を示す斜視図である。

図３に示すように、遮熱部１１は、水平に延びている。遮熱部１１の水平寸法Ｌ１は、リアクトル７の水平寸法Ｌ２よりも大きい。遮熱部１１の水平寸法Ｌ１は、圧縮機６の水平寸法Ｌ３よりも大きい。遮熱部１１は、リアクトル７および圧縮機６の直上に配置されている。遮熱部１１は、平面視でリアクトル７および圧縮機６と重なる位置に配置されている。遮熱部１１は、本実施の形態では仕切り板３の一部を機械室１０に向かって屈曲させて形成されている。遮熱部１１の内部には、送風室９と連通して、給気口２７から排気口２８に向かう空気の一部が通過可能な風路１２が形成されている。風路１２は、機械室１０とは連通していない。機械室１０は、密閉空間になっている。なお、リアクトル７と電気部品１４とは、配線１６を介して、電気的に接続されている。配線１６は、遮熱部１１の先端部を迂回して配置されている。

図４に示すように、遮熱部１１には、第１の連通口１１ａ、第２の連通口１１ｂおよび開口１１ｃが形成されている。図４では、第１の連通口１１ａ、第２の連通口１１ｂおよび開口１１ｃにハッチングを付して、それぞれの領域を明確にしている。第１の連通口１１ａおよび第２の連通口１１ｂは、送風室９と風路１２とを連通する開口である。第１の連通口１１ａは、図２に示される熱交換器５のうち第１の側壁２３に沿った部分の方を向いている。第２の連通口１１ｂは、図２に示される送風機４の方を向いている。開口１１ｃは、前方を向いている。開口１１ｃは、図２に示される第２の側壁２４により閉塞される。風路１２は、給気口２７から排気口２８に向かう空気の送風方向に沿って延びている。

次に、室外機１の効果について説明する。

図２に示すように、モータ１３が回転して送風機４が駆動すると、送風室９内が負圧になるため、室外機１の外部の空気は、給気口２７から送風室９内に流入する。送風室９内に流入した空気は、熱交換器５を通過して、送風機４によって空気流となり、排気口２８から送風室９の外部へと排出される。また、送風室９内に流入した空気の一部は、熱交換器５から遮熱部１１の風路１２を通過して、排気口２８から送風室９の外部へと排出される。

本実施の形態では、図１に示すように、仕切り板３には、機械室１０内に向かって突出してリアクトル７と電装ボックス８との間に配置される遮熱部１１が設けられている。これにより、圧縮機６およびリアクトル７から電装ボックス８への熱気の上昇を遮ることができるため、電気部品１４に対する熱的影響を緩和することができる。

本実施の形態では、図１に示すように、遮熱部１１の内部には、送風室９と連通して、給気口２７から排気口２８に向かう空気の一部が通過可能な風路１２が形成されていることにより、送風機４の送風動作に伴って、遮熱部１１の風路１２に空気が流れる。遮熱部１１の風路１２に流れる空気により、遮熱部１１を強制空冷することができる。これにより、機械室１０内の熱気を遮熱部１１に放熱することができるため、機械室１０の内部温度を下げてリアクトル７および電気部品１４に対する熱的影響を緩和することができる。したがって、本実施の形態では、遮熱部１１による熱気の遮熱と遮熱部１１への強制空冷との相乗効果によって、リアクトル７および電気部品１４に対する熱的影響を緩和することができる。

本実施の形態では、遮熱部１１の風路１２を送風室９のみと連通させて、機械室１０内の熱気を遮熱部１１に放熱することができる。これにより、機械室１０を密閉空間にできるため、送風室９から機械室１０に小動物、粉塵、水分、塩分などが侵入することを抑制して、電気部品１４の故障が発生しにくくなる。

なお、熱的影響によるリアクトル７および電気部品１４の劣化を抑制する方法として、高い温度定格および低損失特性を有するリアクトル７および電気部品１４を用いることが考えられる。しかし、このような方法では、リアクトル７および電気部品１４のサイズが増大するため、リアクトル７および電気部品１４の筐体２への取り付け困難性、リアクトル７および電気部品１４の製造コストの増加などの問題が発生する。これに対し、本実施の形態では、リアクトル７および電気部品１４に対する熱的影響を緩和することにより、熱的影響によるリアクトル７および電気部品１４の劣化を抑制することができる。したがって、高い温度定格および低損失特性を有するリアクトル７および電気部品１４を用いる必要がないため、上記問題の発生を抑制することができる。

なお、本実施の形態では、仕切り板３の一部を屈曲させて遮熱部１１を形成したが、遮熱部１１が仕切り板３とは別体に形成される構成にしてもよい。このような構成にする場合には、仕切り板３に開口を形成して、開口を通じて送風室９と連通するように遮熱部１１を仕切り板３に溶接、ボルトなどで固定すればよい。また、遮熱部１１および風路１２の形状は、例示した形状に限られない。また、遮熱部１１が凹凸構造を備えてもよい。このようにすると、遮熱部１１の表面積が増えて、遮熱部１１と熱気との接触面積が増えるため、機械室１０内の熱気を遮熱部１１により一層放熱することができる。また、熱伝導率の高い材料で形成されたフィン材が遮熱部１１の風路１２に挿入されてもよい。このようにすると、機械室１０内の熱気を遮熱部１１の風路１２を流れる空気中に効率良く放熱することができる。また、フィン材によって遮熱部１１の機械的強度を高めることができるため、圧縮機６の駆動時に発生する振動による遮熱部１１および仕切り板３の変形を抑制することができる。

実施の形態２．
次に、図５を参照して、実施の形態２にかかる空気調和機の室外機１Ａについて説明する。図５は、実施の形態２にかかる空気調和機の室外機１Ａの遮熱部１１Ａと遮熱部１１Ａの周辺を示す部分拡大正面図である。本実施の形態では、複数の遮熱部１１Ａを設けた点が前記した実施の形態１と相違する。なお、実施の形態２では、前記した実施の形態１と重複する部分については、同一符号を付して説明を省略する。

図５に示すように、遮熱部１１Ａは、上下方向に互いに間隔を空けて複数設けられている。遮熱部１１Ａの数は、本実施の形態では３つであるが、２つまたは４つ以上でもよい。複数の遮熱部１１Ａのそれぞれの水平寸法Ｌ１は、本実施の形態では同じ寸法であるが、異なる寸法にしてもよい。複数の遮熱部１１Ａのうち少なくとも１つを、リアクトル７の水平寸法Ｌ２または圧縮機６の水平寸法Ｌ３より大きくすれば、複数の遮熱部１１Ａのうち残部の水平寸法Ｌ１は自由に設定してよい。複数の遮熱部１１Ａのそれぞれの内部には、風路１２Ａが形成されている。

本実施の形態では、前記した実施の形態１と同様の効果を奏することができる。また、本実施の形態では、遮熱部１１Ａが上下方向に互いに間隔を空けて複数設けられていることにより、機械室１０内の熱気から遮熱部１１Ａへの放熱量を増やすことができるため、リアクトル７および電気部品１４に対する熱的影響をより一層緩和することができる。

なお、複数の遮熱部１１Ａのうち全部または一部が凹凸構造を備えてもよい。また、熱伝導率の高い材料で形成されたフィン材が、複数の遮熱部１１Ａのうち全部または一部の風路１２Ａに挿入されてもよい。

実施の形態３．
次に、図６および図７を参照して、実施の形態３にかかる空気調和機の室外機１Ｂについて説明する。図６は、実施の形態３にかかる空気調和機の室外機１Ｂの仕切り板３Ａ、遮熱部１１およびリアクトル７を示す斜視図である。図７は、実施の形態３にかかる空気調和機の室外機１Ｂの遮熱部１１と遮熱部１１の周辺を示す部分拡大正面図である。本実施の形態では、送風室９と機械室１０とを連通する開口部１７を仕切り板３Ａに形成した点、および、突起部１８を仕切り板３Ａに設けた点が前記した実施の形態１と相違する。なお、実施の形態３では、前記した実施の形態１と重複する部分については、同一符号を付して説明を省略する。図６では、突起部１８を省略している。

図６に示すように、仕切り板３Ａのうち遮熱部１１とリアクトル７との間に位置する部位には、送風室９と機械室１０とを連通する開口部１７が形成されている。開口部１７の形状は、特に制限されないが、本実施の形態では矩形である。開口部１７の開口面積は、図示の例に限定されず、適宜変更してよい。上下方向における開口部１７の位置は、上下方向におけるリアクトル７の位置の上方となるように、開口部１７およびリアクトル７が配置されている。開口部１７とリアクトル７とは、本実施の形態ではＹ軸方向において一致する位置に配置されているが、Ｙ軸方向にずれた位置に配置されてもよい。

図７に示すように、仕切り板３Ａには、突起部１８が設けられている。突起部１８は、仕切り板３Ａのうち開口部１７の縁から機械室１０内に向かって延びて、開口部１７の正面に開口部１７と隙間を空けて配置されている。突起部１８は、本実施の形態では仕切り板３Ａのうち開口部１７の下縁から機械室１０内に向かって斜め上方に延びている。突起部１８は、上方に向かうにつれて開口部１７から離れるように傾斜している。突起部１８は、本実施の形態では仕切り板３と別体に形成されているが、仕切り板３と一体に形成されてもよい。突起部１８は、開口部１７の縁の全長に亘って設けられることが好ましいが、開口部１７の縁の一部に設けられてもよいし、開口部１７の縁に沿って間隔を空けて複数設けられてもよい。なお、突起部１８は、仕切り板３Ａのうち開口部１７の上縁から機械室１０内に向かって斜め下方に延びてもよい。また、突起部１８は、仕切り板３Ａのうち開口部１７の上縁および下縁のそれぞれから機械室１０内に向かって延びてもよい。

本実施の形態では、前記した実施の形態１と同様の効果を奏することができる。また、本実施の形態では、仕切り板３Ａのうち遮熱部１１とリアクトル７との間に位置する部位には、送風室９と機械室１０とを連通する開口部１７が形成されていることにより、開口部１７を通じて、機械室１０内の熱気を送風室９内に直接放出することができる。本実施の形態では、遮熱部１１による熱気の遮熱と遮熱部１１への強制空冷と開口部１７を通じた熱気の放出との相乗効果によって、リアクトル７および電気部品１４に対する熱的影響をより一層緩和することができる。

本実施の形態では、仕切り板３Ａには、開口部１７の縁から機械室１０内に向かって延びて、開口部１７の正面に開口部１７と隙間を空けて配置される突起部１８が設けられている。これにより、開口部１７を通じた送風室９内への熱気の放出を許容しながら、開口部１７を通じた機械室１０への小動物、粉塵、水分、塩分などの侵入を抑制して、電気部品１４の故障が発生しにくくなる。

実施の形態４．
次に、図８を参照して、実施の形態４にかかる空気調和機の室外機１Ｃについて説明する。図８は、実施の形態４にかかる空気調和機の室外機１Ｃの遮熱部１１Ｂと遮熱部１１Ｂの周辺を示す部分拡大正面図である。本実施の形態では、水平軸Ｈに対して遮熱部１１Ｂを傾斜させた点が前記した実施の形態３と相違する。なお、実施の形態４では、前記した実施の形態３と重複する部分については、同一符号を付して説明を省略する。

図８に示すように、遮熱部１１Ｂは、水平軸Ｈに対して下方に角度θだけ傾斜している。角度θは、遮熱部１１Ｂの風路１２Ｂを流れる空気の空気抵抗が低減される角度となるように、かつ、リアクトル７と接触しない角度に適宜設定すればよい。遮熱部１１Ｂの水平寸法Ｌ１は、リアクトル７の水平寸法Ｌ２よりも大きい。遮熱部１１Ｂの水平寸法Ｌ１は、圧縮機６の水平寸法Ｌ３よりも大きい。遮熱部１１Ｂは、リアクトル７および圧縮機６の直上に配置されている。遮熱部１１Ｂは、突起部１８の直上から側方にかけて配置されている。遮熱部１１Ｂは、突起部１８の先端部と隙間を空けて配置されている。配線１６は、遮熱部１１Ｂの先端部を迂回して配置されている。なお、遮熱部１１Ｂは、水平軸Ｈに対して上方に傾斜してもよい。遮熱部１１Ｂを上方に傾斜させる場合には、遮熱部１１Ｂの角度を、遮熱部１１Ｂの風路１２Ｂを流れる空気の空気抵抗が低減される角度となるように、かつ、電装ボックス８と接触しない角度に適宜設定すればよい。

本実施の形態では、前記した実施の形態３と同様の効果を奏することができる。また、本実施の形態では、遮熱部１１Ｂの風路１２Ｂを流れる空気の空気抵抗が低減される角度に、遮熱部１１Ｂを傾けることができるため、遮熱部１１Ｂの風路１２Ｂを流れる空気の流量を増やすことができる。これにより、機械室１０内の熱気を遮熱部１１Ｂにより一層放熱することができるため、リアクトル７および電気部品１４に対する熱的影響をより一層緩和することができる。

本実施の形態では、遮熱部１１Ｂは、水平軸Ｈに対して下方に角度θだけ傾斜しているため、遮熱部１１Ｂを水平または上方に傾斜させる場合に比べて、遮熱部１１Ｂと突起部１８との間隔を狭めることができる。これにより、開口部１７を通じた送風室９内への熱気の放出を許容しながら、開口部１７を通じた機械室１０への小動物、粉塵、水分、塩分などの侵入を抑制して、電気部品１４の故障が発生しにくくなる。

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 空気調和機の室外機、２ 筐体、３，３Ａ 仕切り板、４ 送風機、５ 熱交換器、６ 圧縮機、７ リアクトル、８ 電装ボックス、９ 送風室、１０ 機械室、１１，１１Ａ，１１Ｂ 遮熱部、１１ａ 第１の連通口、１１ｂ 第２の連通口、１１ｃ 開口、１２，１２Ａ，１２Ｂ 風路、１３ モータ、１４ 電気部品、１５ 電装カバー、１６ 配線、１７ 開口部、１８ 突起部、２１ 底壁、２２ 天井壁、２３ 第１の側壁、２４ 第２の側壁、２５ 第３の側壁、２６ 第４の側壁、２７ 給気口、２８ 排気口。

Claims (3)

1. 箱状の筐体と、
   前記筐体の内部を送風室と機械室とに区画する仕切り板と、
   前記送風室に配置されて、空気流を生成する送風機と、
   前記送風室に配置されて、前記送風機に取り込むための空気が通過する熱交換器と、
   前記機械室に配置される圧縮機と、
   前記機械室において前記圧縮機の上方に配置されるリアクトルと、
   前記機械室において前記圧縮機および前記リアクトルの上方に配置されて、電気部品を収容する電装ボックスと、を備え、
   前記筐体には、前記筐体の外部の空気を前記機械室および前記送風室のうち前記送風室内のみに流入させるための給気口と、前記送風機によって生成された前記空気流を前記送風室の外部へ排出させるための排気口とが設けられ、
   前記仕切り板には、前記機械室内に向かって突出して前記リアクトルと前記電装ボックスとの間に配置される少なくとも１つの遮熱部が設けられ、
   前記遮熱部の内部には、前記機械室および前記送風室のうち前記送風室のみと連通して、前記給気口から前記排気口に向かう前記空気の一部が通過可能な風路が形成されている空気調和機の室外機。
2. 前記遮熱部は、上下方向に互いに間隔を空けて複数設けられている請求項１に記載の空気調和機の室外機。
3. 前記遮熱部は、水平軸に対して上方または下方に傾斜している請求項１または２に記載の空気調和機の室外機。

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