JPH0642828A - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
- Publication number
- JPH0642828A JPH0642828A JP4198546A JP19854692A JPH0642828A JP H0642828 A JPH0642828 A JP H0642828A JP 4198546 A JP4198546 A JP 4198546A JP 19854692 A JP19854692 A JP 19854692A JP H0642828 A JPH0642828 A JP H0642828A
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- JP
- Japan
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- heat transfer
- refrigerant
- magnetic field
- external magnetic
- tubes
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- Pending
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱交換器伝熱管各部の冷媒流通抵抗不均一に
伴う偏流、過熱度のバラツキを防止して有効伝熱面積を
拡大する。 【構成】 冷媒を分配する複数本のキャピラリーチュー
ブと、該複数本のキャピラリーチューブを介して冷媒が
分配供給される複数本の伝熱管と、該複数本の伝熱管に
設けられた伝熱フィンとを備えてなる熱交換器におい
て、上記複数本の伝熱管の各下流端内に外部磁界の強さ
に応じて当該伝熱管内の冷媒流に対する管内抵抗を変え
る磁性流体部と、該磁性流体部に任意の強さの外部磁界
を与える外部磁界付与手段と、上記複数本の伝熱管内を
流れる各冷媒の温度を検出する温度検出手段と、該温度
検出手段によって検出された各冷媒の温度に応じて上記
対応する外部磁界付与手段の外部磁界付与強度を制御す
る外部磁界付与強度制御手段とを設け、各伝熱管部の冷
媒流量、温度の均一化を実現した。
伴う偏流、過熱度のバラツキを防止して有効伝熱面積を
拡大する。 【構成】 冷媒を分配する複数本のキャピラリーチュー
ブと、該複数本のキャピラリーチューブを介して冷媒が
分配供給される複数本の伝熱管と、該複数本の伝熱管に
設けられた伝熱フィンとを備えてなる熱交換器におい
て、上記複数本の伝熱管の各下流端内に外部磁界の強さ
に応じて当該伝熱管内の冷媒流に対する管内抵抗を変え
る磁性流体部と、該磁性流体部に任意の強さの外部磁界
を与える外部磁界付与手段と、上記複数本の伝熱管内を
流れる各冷媒の温度を検出する温度検出手段と、該温度
検出手段によって検出された各冷媒の温度に応じて上記
対応する外部磁界付与手段の外部磁界付与強度を制御す
る外部磁界付与強度制御手段とを設け、各伝熱管部の冷
媒流量、温度の均一化を実現した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本願発明は、例えば空気調和機用
蒸発器などのヒートポンプ式熱交換器として使用される
伝熱管を備えた熱交換器の構成に関するものである。
蒸発器などのヒートポンプ式熱交換器として使用される
伝熱管を備えた熱交換器の構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、空気調和機用の蒸発器として使
用されるヒートポンプ式熱交換器では、一般に図３に示
されるように、伝熱管４a〜４eを上下に所定の間隔を保
って配設しており、縦方向に複数枚の伝熱フィン(クロ
スフィン)Ｆ,Ｆ・・・が設けられている。
用されるヒートポンプ式熱交換器では、一般に図３に示
されるように、伝熱管４a〜４eを上下に所定の間隔を保
って配設しており、縦方向に複数枚の伝熱フィン(クロ
スフィン)Ｆ,Ｆ・・・が設けられている。
【０００３】該伝熱管４a〜４eは、各々その上流端側を
キャピラリーチューブＣ1〜Ｃ5を介して分配器３に接続
されている。
キャピラリーチューブＣ1〜Ｃ5を介して分配器３に接続
されている。
【０００４】分配器３には、膨張弁１により膨張された
気液２相状態の冷媒が冷媒供給通路２を介して導入され
るようになっており、該導入された気液２相状態の冷媒
を均等に分配して上記キャピラリーチューブＣ1〜Ｃ5に
供給する。そして、該キャピラリーチューブＣ1〜Ｃ5を
介して上記均等に分配された気液２相状態の冷媒が上記
各伝熱管４a〜４eに供給されて空気流と熱交換されて蒸
発した後、集合部５で集合され冷媒ガスＲ(Ｇ)として、
出口部６より流出して行くようになっている。
気液２相状態の冷媒が冷媒供給通路２を介して導入され
るようになっており、該導入された気液２相状態の冷媒
を均等に分配して上記キャピラリーチューブＣ1〜Ｃ5に
供給する。そして、該キャピラリーチューブＣ1〜Ｃ5を
介して上記均等に分配された気液２相状態の冷媒が上記
各伝熱管４a〜４eに供給されて空気流と熱交換されて蒸
発した後、集合部５で集合され冷媒ガスＲ(Ｇ)として、
出口部６より流出して行くようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記各伝熱
管４a〜４eへの冷媒導入部は、キャピラリーチューブＣ
1〜Ｃ5の長さ自体が中央部のものと上下両端側のものと
で異なっているとともに、チューブ部の曲成形状そのも
のも全てのものが均等ではない。又、本来伝熱管そのも
のも完全に均等ではなく、製造上の微妙な形状相違を有
している。
管４a〜４eへの冷媒導入部は、キャピラリーチューブＣ
1〜Ｃ5の長さ自体が中央部のものと上下両端側のものと
で異なっているとともに、チューブ部の曲成形状そのも
のも全てのものが均等ではない。又、本来伝熱管そのも
のも完全に均等ではなく、製造上の微妙な形状相違を有
している。
【０００６】従って、それらに起因して管内抵抗も微妙
に相違し、冷媒流通時の圧損が不均一となって、偏流を
生じ、熱交換能力が不十分となる問題があった。
に相違し、冷媒流通時の圧損が不均一となって、偏流を
生じ、熱交換能力が不十分となる問題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本願の請求項１および２
記載の発明は、それぞれ上記従来の問題を解決すること
を目的としてなされたもので、各々次のように構成され
ている。
記載の発明は、それぞれ上記従来の問題を解決すること
を目的としてなされたもので、各々次のように構成され
ている。
【０００８】(１) 請求項１記載の発明の構成 請求項１記載の発明の熱交換器は、冷媒を分配する複数
本のキャピラリーチューブと、該複数本のキャピラリー
チューブを介して冷媒が分配供給される複数本の伝熱管
と、該複数本の伝熱管に設けられた伝熱フィンとを備え
てなる熱交換器において、上記複数本の伝熱管の各下流
端内に外部磁界の強さに応じて当該伝熱管内の冷媒流に
対する管内抵抗を変える磁性流体部を設けて構成されて
いる。
本のキャピラリーチューブと、該複数本のキャピラリー
チューブを介して冷媒が分配供給される複数本の伝熱管
と、該複数本の伝熱管に設けられた伝熱フィンとを備え
てなる熱交換器において、上記複数本の伝熱管の各下流
端内に外部磁界の強さに応じて当該伝熱管内の冷媒流に
対する管内抵抗を変える磁性流体部を設けて構成されて
いる。
【０００９】(２) 請求項２記載の発明の構成 請求項２記載の発明の熱交換器は、冷媒を分配する複数
本のキャピラリーチューブと、該複数本のキャピラリー
チューブを介して冷媒が分配供給される複数本の伝熱管
と、該複数本の伝熱管に設けられた伝熱フィンとを備え
てなる熱交換器において、上記複数本の伝熱管の各下流
端内に外部磁界の強さに応じて当該伝熱管内の冷媒流に
対する管内抵抗を変える磁性流体部と、該磁性流体部に
任意の強さの外部磁界を与える外部磁界付与手段と、上
記複数本の伝熱管内を流れる各冷媒の温度を検出する温
度検出手段と、該温度検出手段によって検出された各冷
媒の温度に応じて上記対応する外部磁界付与手段の外部
磁界付与強度を制御する外部磁界付与強度制御手段とを
備えて構成されている。
本のキャピラリーチューブと、該複数本のキャピラリー
チューブを介して冷媒が分配供給される複数本の伝熱管
と、該複数本の伝熱管に設けられた伝熱フィンとを備え
てなる熱交換器において、上記複数本の伝熱管の各下流
端内に外部磁界の強さに応じて当該伝熱管内の冷媒流に
対する管内抵抗を変える磁性流体部と、該磁性流体部に
任意の強さの外部磁界を与える外部磁界付与手段と、上
記複数本の伝熱管内を流れる各冷媒の温度を検出する温
度検出手段と、該温度検出手段によって検出された各冷
媒の温度に応じて上記対応する外部磁界付与手段の外部
磁界付与強度を制御する外部磁界付与強度制御手段とを
備えて構成されている。
【００１０】
【作用】本願の請求項１および２記載の発明の熱交換器
は、各々以上のように構成されている結果、当該各構成
に対応して各々次のような作用を奏する。
は、各々以上のように構成されている結果、当該各構成
に対応して各々次のような作用を奏する。
【００１１】(１) 請求項１記載の発明の作用 請求項１記載の発明の熱交換器の構成では、冷媒を分配
する複数本のキャピラリーチューブと、該複数本のキャ
ピラリーチューブを介して冷媒が分配供給される複数本
の伝熱管と、該複数本の伝熱管に設けられた伝熱フィン
とを備えてなる熱交換器において、上記複数本の伝熱管
の各下流端内に外部磁界の強さに応じて当該伝熱管内の
気液２相冷媒流に対する管内抵抗を変える磁性流体部を
設けている。
する複数本のキャピラリーチューブと、該複数本のキャ
ピラリーチューブを介して冷媒が分配供給される複数本
の伝熱管と、該複数本の伝熱管に設けられた伝熱フィン
とを備えてなる熱交換器において、上記複数本の伝熱管
の各下流端内に外部磁界の強さに応じて当該伝熱管内の
気液２相冷媒流に対する管内抵抗を変える磁性流体部を
設けている。
【００１２】したがって、上記磁性流体部に対する外部
磁界の強さを例えば当該伝熱管内を流れる冷媒の温度に
応じて加減することなどの方法により任意に管内抵抗を
調整し、分配後の各伝熱管内を流れる冷媒の流量をコン
トロールすることができる。
磁界の強さを例えば当該伝熱管内を流れる冷媒の温度に
応じて加減することなどの方法により任意に管内抵抗を
調整し、分配後の各伝熱管内を流れる冷媒の流量をコン
トロールすることができる。
【００１３】そして、それにより熱交換器全体の流量、
温度の平均化を実現でき、有効伝熱面積の拡大を図るこ
とが可能となる。
温度の平均化を実現でき、有効伝熱面積の拡大を図るこ
とが可能となる。
【００１４】(２) 請求項２記載の発明の作用 請求項２記載の発明の熱交換器の構成では、冷媒を分配
する複数本のキャピラリーチューブと、該複数本のキャ
ピラリーチューブを介して冷媒が分配供給される複数本
の伝熱管と、該複数本の伝熱管に設けられた伝熱フィン
とを備えてなる熱交換器において、上記複数本の伝熱管
の各下流端内に外部磁界の強さに応じて当該伝熱管内の
冷媒流に対する管内抵抗を変える磁性流体部と、該磁性
流体部に任意の強さの外部磁界を与える外部磁界付与手
段と、上記複数本の伝熱管内を流れる各冷媒の温度を検
出する温度検出手段と、該温度検出手段によって検出さ
れた各冷媒の温度に応じて上記対応する外部磁界付与手
段の外部磁界付与強度を制御する外部磁界付与強度制御
手段とを備えている。
する複数本のキャピラリーチューブと、該複数本のキャ
ピラリーチューブを介して冷媒が分配供給される複数本
の伝熱管と、該複数本の伝熱管に設けられた伝熱フィン
とを備えてなる熱交換器において、上記複数本の伝熱管
の各下流端内に外部磁界の強さに応じて当該伝熱管内の
冷媒流に対する管内抵抗を変える磁性流体部と、該磁性
流体部に任意の強さの外部磁界を与える外部磁界付与手
段と、上記複数本の伝熱管内を流れる各冷媒の温度を検
出する温度検出手段と、該温度検出手段によって検出さ
れた各冷媒の温度に応じて上記対応する外部磁界付与手
段の外部磁界付与強度を制御する外部磁界付与強度制御
手段とを備えている。
【００１５】したがって、上記磁性流体部に対して印加
される外部磁界付与手段による外部磁界の強さを上記温
度検出手段によって検出された冷媒の温度に応じて精度
良く加減することにより適切に管内抵抗を調整し、分配
後の各伝熱管内を流れる冷媒の流量をコントロールする
ことができるようになる。
される外部磁界付与手段による外部磁界の強さを上記温
度検出手段によって検出された冷媒の温度に応じて精度
良く加減することにより適切に管内抵抗を調整し、分配
後の各伝熱管内を流れる冷媒の流量をコントロールする
ことができるようになる。
【００１６】そして、それにより偏流の発生を防止して
熱交換器全体の過熱度の平均化を正確に実現できるよう
になり、有効伝熱面積の拡大を図ることが可能となる。
熱交換器全体の過熱度の平均化を正確に実現できるよう
になり、有効伝熱面積の拡大を図ることが可能となる。
【００１７】
【発明の効果】上記の結果、本願発明の熱交換器による
と、全ての伝熱管の冷媒ガスの過熱度が等しくなり、熱
交換部の有効伝熱面積が十分に拡大して熱交換能力が向
上する。
と、全ての伝熱管の冷媒ガスの過熱度が等しくなり、熱
交換部の有効伝熱面積が十分に拡大して熱交換能力が向
上する。
【００１８】
【実施例】図１および図２は、本願発明の実施例に係る
ヒートポンプ式の空気調和機用蒸発器としての熱交換器
１５の構成を示している。
ヒートポンプ式の空気調和機用蒸発器としての熱交換器
１５の構成を示している。
【００１９】該熱交換器１５は、複数本の伝熱管４a〜
４eを上下に所定の間隔を保って配設されており、縦方
向に複数枚の伝熱フィン(クロスフィン)Ｆ1〜Ｆnが設け
られている。
４eを上下に所定の間隔を保って配設されており、縦方
向に複数枚の伝熱フィン(クロスフィン)Ｆ1〜Ｆnが設け
られている。
【００２０】該伝熱管４a〜４eは、各々その上流端側を
キャピラリーチューブＣ1〜Ｃ5を介して分配器３に接続
されている。
キャピラリーチューブＣ1〜Ｃ5を介して分配器３に接続
されている。
【００２１】分配器３には、膨張弁１により膨張された
気液２相状態の冷媒流が冷媒供給通路２を介して導入さ
れるようになっており、該導入された冷媒を均等に分配
して上記キャピラリーチューブＣ1〜Ｃ5に供給する。そ
して、該キャピラリーチューブＣ1〜Ｃ5を介して上記均
等に分配された冷媒が上記各伝熱管４a〜４eに供給され
て空気流と熱交換されて略完全に蒸発した後、集合部５
で集合され、冷媒ガスＲ(Ｇ)として出口部６より流出し
て行くようになっている。
気液２相状態の冷媒流が冷媒供給通路２を介して導入さ
れるようになっており、該導入された冷媒を均等に分配
して上記キャピラリーチューブＣ1〜Ｃ5に供給する。そ
して、該キャピラリーチューブＣ1〜Ｃ5を介して上記均
等に分配された冷媒が上記各伝熱管４a〜４eに供給され
て空気流と熱交換されて略完全に蒸発した後、集合部５
で集合され、冷媒ガスＲ(Ｇ)として出口部６より流出し
て行くようになっている。
【００２２】ところが、先にも述べたように、上記各伝
熱管４a〜４eへの冷媒導入部は、キャピラリーチューブ
Ｃ1〜Ｃ5の長さ自体が中央部のものと上下両端側のもの
とで異なっているとともに、チューブ部の曲成形状その
ものを全てのものが均等ではない。又、本来伝熱管４a
〜４eそのものも完全に均等ではなく、製造上の微妙な
形状相違を有している。
熱管４a〜４eへの冷媒導入部は、キャピラリーチューブ
Ｃ1〜Ｃ5の長さ自体が中央部のものと上下両端側のもの
とで異なっているとともに、チューブ部の曲成形状その
ものを全てのものが均等ではない。又、本来伝熱管４a
〜４eそのものも完全に均等ではなく、製造上の微妙な
形状相違を有している。
【００２３】従って、それらに起因して管内抵抗も微妙
に相違し、冷媒ガス流通時の圧損が不均一となって、偏
流を生じ、熱交換能力が不十分となる問題があった。
に相違し、冷媒ガス流通時の圧損が不均一となって、偏
流を生じ、熱交換能力が不十分となる問題があった。
【００２４】そこで、本実施例では該問題を解決するた
めに次のような構成を採用している。
めに次のような構成を採用している。
【００２５】すなわち、符号７,７・・・は上記複数本
の伝熱管４a〜４eの各下流端部分に設けられ、外部磁界
付与手段(電磁コイル)Ｌ1〜Ｌ5によって付与される磁力
によって所定の管内位置(壁面部)に固定された所定粘度
の磁性流体であり、上記外部磁界の付与強度に応じて、
例えば図２の(Ａ),(Ｂ),(Ｃ)に示すように伝熱管中心部
方向への突出量をリニアに変更し、それによって当該伝
熱管内部の冷媒流に対する管内抵抗(流通抵抗)をリニア
に可変するようになっている。
の伝熱管４a〜４eの各下流端部分に設けられ、外部磁界
付与手段(電磁コイル)Ｌ1〜Ｌ5によって付与される磁力
によって所定の管内位置(壁面部)に固定された所定粘度
の磁性流体であり、上記外部磁界の付与強度に応じて、
例えば図２の(Ａ),(Ｂ),(Ｃ)に示すように伝熱管中心部
方向への突出量をリニアに変更し、それによって当該伝
熱管内部の冷媒流に対する管内抵抗(流通抵抗)をリニア
に可変するようになっている。
【００２６】一方、符号Ｓ1〜Ｓ5は、上記各伝熱管４a
〜４eの内部を流れる冷媒の温度を検出する温度センサ
であり、該温度センサＳ1〜Ｓ5の各検出出力は、マイク
ロコンピュータ側の温度測定手段１１に入力されて、正
確に測定記憶される。
〜４eの内部を流れる冷媒の温度を検出する温度センサ
であり、該温度センサＳ1〜Ｓ5の各検出出力は、マイク
ロコンピュータ側の温度測定手段１１に入力されて、正
確に測定記憶される。
【００２７】次に、符号１２は上記温度測定手段１１に
より測定された各伝熱管毎の冷媒ガス温度に基いて、そ
れらの平均値を演算する平均値演算手段であり、該平均
値演算手段１２の演算値は外部磁界強度制御手段１３に
入力される。
より測定された各伝熱管毎の冷媒ガス温度に基いて、そ
れらの平均値を演算する平均値演算手段であり、該平均
値演算手段１２の演算値は外部磁界強度制御手段１３に
入力される。
【００２８】外部磁界強度制御手段１３は、上記外部磁
界付与手段Ｌ1〜Ｌ5の外部磁界発生強度を励磁電流値を
可変することにより任意にコントロールするようになっ
ており、上記のように平均値演算手段１２より平均温度
が入力されると、その値に応じて予じめ測定しマップ化
されている各伝熱管毎の特性に応じて上記外部磁界付与
手段Ｌ1〜Ｌ5に供給する励磁電流値を加減調整し、それ
によって上記各伝熱管４a〜４e内の磁性流体７,７・・
を図２の(Ｂ)または(Ｃ)に示すように個別に微妙に変形
させて管内抵抗を調節し、各伝熱管４a〜４e内を流れる
冷媒の温度(流量)が全て上記平均値に一致するようにな
るように制御する。
界付与手段Ｌ1〜Ｌ5の外部磁界発生強度を励磁電流値を
可変することにより任意にコントロールするようになっ
ており、上記のように平均値演算手段１２より平均温度
が入力されると、その値に応じて予じめ測定しマップ化
されている各伝熱管毎の特性に応じて上記外部磁界付与
手段Ｌ1〜Ｌ5に供給する励磁電流値を加減調整し、それ
によって上記各伝熱管４a〜４e内の磁性流体７,７・・
を図２の(Ｂ)または(Ｃ)に示すように個別に微妙に変形
させて管内抵抗を調節し、各伝熱管４a〜４e内を流れる
冷媒の温度(流量)が全て上記平均値に一致するようにな
るように制御する。
【００２９】この結果、本実施例の熱交換器によると、
偏流が解消されて全ての伝熱管の冷媒の温度(流量)が等
しくなり、熱交換部の有効伝熱面積が拡大して熱交換能
力が向上する。
偏流が解消されて全ての伝熱管の冷媒の温度(流量)が等
しくなり、熱交換部の有効伝熱面積が拡大して熱交換能
力が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本願発明の実施例に係る熱交換器の構
成を示す制御システム図である。
成を示す制御システム図である。
【図２】図２は、同熱交換器の伝熱管要部の構成を示す
断面図である。
断面図である。
【図３】図３は、従来の熱交換器の一般的な構成を示す
図である。
図である。
２は冷媒供給通路、３は分配器、４a〜４eは伝熱管、７
は磁性流体、Ｓ1〜Ｓ5は温度センサ、Ｌ1〜Ｌ5は外部磁
界付与手段である。
は磁性流体、Ｓ1〜Ｓ5は温度センサ、Ｌ1〜Ｌ5は外部磁
界付与手段である。
Claims (2)
- 【請求項１】 冷媒を分配する複数本のキャピラリーチ
ューブと、該複数本のキャピラリーチューブを介して冷
媒が分配供給される複数本の伝熱管と、該複数本の伝熱
管に設けられた伝熱フィンとを備えてなる熱交換器にお
いて、上記複数本の伝熱管の各下流端内に外部磁界の強
さに応じて当該伝熱管内の冷媒流に対する管内抵抗を変
える磁性流体部を設けたことを特徴とする熱交換器。 - 【請求項２】 冷媒を分配する複数本のキャピラリーチ
ューブと、該複数本のキャピラリーチューブを介して冷
媒が分配供給される複数本の伝熱管と、該複数本の伝熱
管に設けられた伝熱フィンとを備えてなる熱交換器にお
いて、上記複数本の伝熱管の各下流端内に外部磁界の強
さに応じて当該伝熱管内の冷媒流に対する管内抵抗を変
える磁性流体部と、該磁性流体部に任意の強さの外部磁
界を与える外部磁界付与手段と、上記複数本の伝熱管内
を流れる各冷媒の温度を検出する温度検出手段と、該温
度検出手段によって検出された各冷媒の温度に応じて上
記対応する外部磁界付与手段の外部磁界付与強度を制御
する外部磁界付与強度制御手段とを備えてなる熱交換
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4198546A JPH0642828A (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4198546A JPH0642828A (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | 熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0642828A true JPH0642828A (ja) | 1994-02-18 |
Family
ID=16392967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4198546A Pending JPH0642828A (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | 熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0642828A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114383221A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-04-22 | 青岛海尔空调器有限总公司 | 空调器 |
-
1992
- 1992-07-24 JP JP4198546A patent/JPH0642828A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114383221A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-04-22 | 青岛海尔空调器有限总公司 | 空调器 |
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