JPH07102952A - エンジン排ガス中のNOx低減装置 - Google Patents
エンジン排ガス中のNOx低減装置Info
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- JPH07102952A JPH07102952A JP24458293A JP24458293A JPH07102952A JP H07102952 A JPH07102952 A JP H07102952A JP 24458293 A JP24458293 A JP 24458293A JP 24458293 A JP24458293 A JP 24458293A JP H07102952 A JPH07102952 A JP H07102952A
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- Japan
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- exhaust pipe
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 水との共存下でも高い効率で排ガスに含まれ
るNOxを低減する。 【構成】 エンジン10の第1排気管12に第2弁2
7、噴射ノズル16及びNOx触媒14が設けられる。
排気管12から分岐して第2排気管22が設けられ、排
気管22には水分除去装置23及び第3弁28が設けら
れる。両排気管には弁27及び28の排ガス上流側で接
続管24が接続される。噴射ノズル16には炭化水素系
液体供給手段18により炭化水素系液体19が供給され
る。エンジンの排ガスを排気管12又は22のいずれか
に流すように切換える第1弁26が設けられる。コント
ローラ30が排ガスの温度を検出する温度センサ29の
出力により弁26と弁27と弁28とを切換え、排ガス
温度が200℃以上のとき排ガスを水分除去装置23及
びNOx触媒14に通す。排ガス温度が450℃以上の
とき水分除去装置の水分除去剤が再生される。
るNOxを低減する。 【構成】 エンジン10の第1排気管12に第2弁2
7、噴射ノズル16及びNOx触媒14が設けられる。
排気管12から分岐して第2排気管22が設けられ、排
気管22には水分除去装置23及び第3弁28が設けら
れる。両排気管には弁27及び28の排ガス上流側で接
続管24が接続される。噴射ノズル16には炭化水素系
液体供給手段18により炭化水素系液体19が供給され
る。エンジンの排ガスを排気管12又は22のいずれか
に流すように切換える第1弁26が設けられる。コント
ローラ30が排ガスの温度を検出する温度センサ29の
出力により弁26と弁27と弁28とを切換え、排ガス
温度が200℃以上のとき排ガスを水分除去装置23及
びNOx触媒14に通す。排ガス温度が450℃以上の
とき水分除去装置の水分除去剤が再生される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車のエンジンの排
ガスに含まれる窒素酸化物(以下、NOxという)を低
減する装置に関するものである。
ガスに含まれる窒素酸化物(以下、NOxという)を低
減する装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種のNOx低減技術として、銅イオ
ン交換ゼオライト触媒によるNOxの低減技術が提案さ
れている。このNOxの低減技術によれば、銅イオン交
換ゼオライト触媒上で酸素と炭化水素が共存すると、主
として300〜500℃の温度範囲でNOの選択還元が
高効率で触媒的に進行し、ディーゼルエンジン、希薄燃
焼方式ガソリンエンジン等の排ガス浄化が可能になる。
ン交換ゼオライト触媒によるNOxの低減技術が提案さ
れている。このNOxの低減技術によれば、銅イオン交
換ゼオライト触媒上で酸素と炭化水素が共存すると、主
として300〜500℃の温度範囲でNOの選択還元が
高効率で触媒的に進行し、ディーゼルエンジン、希薄燃
焼方式ガソリンエンジン等の排ガス浄化が可能になる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記銅イオン
交換ゼオライト触媒は高いNOxの選択還元機能がある
反面、分子構造上、水と共存すると水分を吸着し、水分
を吸着するとNOxの選択還元機能が低下する不具合が
あった。本発明の目的は、水との共存下でも高い効率で
排ガスに含まれるNOxを低減し得るエンジン排ガス中
のNOx低減装置を提供することにある。
交換ゼオライト触媒は高いNOxの選択還元機能がある
反面、分子構造上、水と共存すると水分を吸着し、水分
を吸着するとNOxの選択還元機能が低下する不具合が
あった。本発明の目的は、水との共存下でも高い効率で
排ガスに含まれるNOxを低減し得るエンジン排ガス中
のNOx低減装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の構成を実施例に対応する図1に基づいて説明
する。本発明のNOx低減装置は、エンジン10の第1
排気管12に設けられたNOx触媒14と、このNOx
触媒14より排ガス上流側の第1排気管12に設けられ
NOx触媒14に向けて炭化水素系液体19を噴射可能
な噴射ノズル16と、この噴射ノズル16に前記液体1
9を供給する炭化水素系液体供給手段18とを備える。
本発明の特徴ある構成は、噴射ノズル16より排ガス上
流側の排気管12から分岐して設けられ大気に連通する
第2排気管22と、この第2排気管22に設けられた水
分除去装置23と、この水分除去装置23より排ガス下
流側の第2排気管22と噴射ノズル16より排ガス上流
側の第1排気管12とを接続する接続管24と、エンジ
ン10の排ガスを第1排気管12又は第2排気管22の
いずれかに流すように切換える第1弁26と、NOx触
媒14に到来する排ガスをNOx触媒14を通さずに接
続管24を介して大気に排出するか又はNOx触媒14
に流すように切換える第2弁27と、水分除去装置23
を通過した排ガスを大気に排出するか又は接続管24を
介してNOx触媒14に流すように切換える第3弁28
と、排ガスの温度を検出する温度センサ29と、この温
度センサ29の検出出力に応じて第1弁26と第2弁2
7と第3弁28とを切換え制御するコントローラ30と
を備えたことにある。
の本発明の構成を実施例に対応する図1に基づいて説明
する。本発明のNOx低減装置は、エンジン10の第1
排気管12に設けられたNOx触媒14と、このNOx
触媒14より排ガス上流側の第1排気管12に設けられ
NOx触媒14に向けて炭化水素系液体19を噴射可能
な噴射ノズル16と、この噴射ノズル16に前記液体1
9を供給する炭化水素系液体供給手段18とを備える。
本発明の特徴ある構成は、噴射ノズル16より排ガス上
流側の排気管12から分岐して設けられ大気に連通する
第2排気管22と、この第2排気管22に設けられた水
分除去装置23と、この水分除去装置23より排ガス下
流側の第2排気管22と噴射ノズル16より排ガス上流
側の第1排気管12とを接続する接続管24と、エンジ
ン10の排ガスを第1排気管12又は第2排気管22の
いずれかに流すように切換える第1弁26と、NOx触
媒14に到来する排ガスをNOx触媒14を通さずに接
続管24を介して大気に排出するか又はNOx触媒14
に流すように切換える第2弁27と、水分除去装置23
を通過した排ガスを大気に排出するか又は接続管24を
介してNOx触媒14に流すように切換える第3弁28
と、排ガスの温度を検出する温度センサ29と、この温
度センサ29の検出出力に応じて第1弁26と第2弁2
7と第3弁28とを切換え制御するコントローラ30と
を備えたことにある。
【0005】
【作用】排ガス温度が200〜450℃及び450℃以
上のときには、コントローラ30は排ガスを水分除去装
置23に通して水分を除去した後、NOx触媒14に通
す。そこで噴射ノズル16から噴射された液体19が還
元剤となって作用すると、NOx触媒14は高い効率で
排ガス中のNOxはN2に高い効率で転化する。排ガス
温度が200℃未満の低いエンジンの運転状態では、コ
ントローラ30は弁26〜28を切換えてNOx触媒1
4に排ガスを流さない。排ガス温度が450℃以上のエ
ンジンの運転状態では高温の排ガスにより水分除去装置
23の水分除去剤を再生する。
上のときには、コントローラ30は排ガスを水分除去装
置23に通して水分を除去した後、NOx触媒14に通
す。そこで噴射ノズル16から噴射された液体19が還
元剤となって作用すると、NOx触媒14は高い効率で
排ガス中のNOxはN2に高い効率で転化する。排ガス
温度が200℃未満の低いエンジンの運転状態では、コ
ントローラ30は弁26〜28を切換えてNOx触媒1
4に排ガスを流さない。排ガス温度が450℃以上のエ
ンジンの運転状態では高温の排ガスにより水分除去装置
23の水分除去剤を再生する。
【0006】
【実施例】次に本発明の一実施例を図面に基づいて詳し
く説明する。
く説明する。
【0007】<実施例>図1に示すように、ディーゼル
エンジン10の排気マニホルド11には第1排気管12
が接続され、この排気管12の途中にはNOx触媒14
が設けられる。このNOx触媒14はコージェライト製
のハニカム担体に粉末状の銅イオン交換ゼオライト(C
u−ZSM−5)触媒がコーティングされたものであ
る。この銅イオン交換ゼオライト触媒はNa型のZSM
−5ゼオライトのNaイオンをCuイオンとイオン交換
した物質であって、酸素を吸込みにくいうえ、吸着して
もすぐに放出してしまう性質を有する。このNOx触媒
14の排ガス上流側の第1排気管12には噴射ノズル1
6がNOx触媒14に向けて設けられる。噴射ノズル1
6には供給管17が接続され、この供給管17は三方弁
15及びポンプ18を介して炭化水素系液体19が入っ
たタンク21に配管される。この例では炭化水素系液体
19は軽油である。三方弁15にはタンク21に配管さ
れた戻り管17aが接続される。三方弁15が閉じてい
るときにはポンプ18から吐出された液体19は戻り管
17aを通ってタンク21に戻され、開いたときには噴
射ノズル16に吐出した液体19を供給する。
エンジン10の排気マニホルド11には第1排気管12
が接続され、この排気管12の途中にはNOx触媒14
が設けられる。このNOx触媒14はコージェライト製
のハニカム担体に粉末状の銅イオン交換ゼオライト(C
u−ZSM−5)触媒がコーティングされたものであ
る。この銅イオン交換ゼオライト触媒はNa型のZSM
−5ゼオライトのNaイオンをCuイオンとイオン交換
した物質であって、酸素を吸込みにくいうえ、吸着して
もすぐに放出してしまう性質を有する。このNOx触媒
14の排ガス上流側の第1排気管12には噴射ノズル1
6がNOx触媒14に向けて設けられる。噴射ノズル1
6には供給管17が接続され、この供給管17は三方弁
15及びポンプ18を介して炭化水素系液体19が入っ
たタンク21に配管される。この例では炭化水素系液体
19は軽油である。三方弁15にはタンク21に配管さ
れた戻り管17aが接続される。三方弁15が閉じてい
るときにはポンプ18から吐出された液体19は戻り管
17aを通ってタンク21に戻され、開いたときには噴
射ノズル16に吐出した液体19を供給する。
【0008】噴射ノズル16より排ガス上流側の第1排
気管12から第2排気管22が分岐して設けられる。第
2排気管22は第1排気管12と同様に大気に連通す
る。この排気管22の途中には水分除去装置23が設け
られる。この水分除去装置23は水分除去剤の塩化カル
シウムをペレット状又はハニカム状に成形してケーシン
グ23aに充填される。この水分除去装置23より排ガ
ス下流側の第2排気管22と噴射ノズル16より排ガス
上流側の第1排気管12とが接続管24で接続される。
気管12から第2排気管22が分岐して設けられる。第
2排気管22は第1排気管12と同様に大気に連通す
る。この排気管22の途中には水分除去装置23が設け
られる。この水分除去装置23は水分除去剤の塩化カル
シウムをペレット状又はハニカム状に成形してケーシン
グ23aに充填される。この水分除去装置23より排ガ
ス下流側の第2排気管22と噴射ノズル16より排ガス
上流側の第1排気管12とが接続管24で接続される。
【0009】第2排気管22の分岐箇所には第1弁26
が設けられる。この弁26はエンジンの排ガスを第1排
気管12又は第2排気管22のいずれかに流すように切
換えるためのものであって、この例では弁26が閉じて
いるときには排ガスは第1排気管12に流れ、開いたと
きは排ガスは第2排気管22に流れる。接続管24との
接続箇所より排ガス下流側で、噴射ノズル16より排ガ
ス上流側の第1排気管12には第2弁27が設けられ
る。この弁27はNOx触媒14に到来する排ガスをN
Ox触媒14を通さずに接続管24を介して大気に排出
するか又はNOx触媒14に流すように切換えるための
ものである。また接続管24との接続箇所より排ガス下
流側の第2排気管22には第3弁28が設けられる。こ
の弁28は水分除去装置23を通過した排ガスを大気に
排出するか又は接続管24を介してNOx触媒14に流
すように切換えるためのものである。
が設けられる。この弁26はエンジンの排ガスを第1排
気管12又は第2排気管22のいずれかに流すように切
換えるためのものであって、この例では弁26が閉じて
いるときには排ガスは第1排気管12に流れ、開いたと
きは排ガスは第2排気管22に流れる。接続管24との
接続箇所より排ガス下流側で、噴射ノズル16より排ガ
ス上流側の第1排気管12には第2弁27が設けられ
る。この弁27はNOx触媒14に到来する排ガスをN
Ox触媒14を通さずに接続管24を介して大気に排出
するか又はNOx触媒14に流すように切換えるための
ものである。また接続管24との接続箇所より排ガス下
流側の第2排気管22には第3弁28が設けられる。こ
の弁28は水分除去装置23を通過した排ガスを大気に
排出するか又は接続管24を介してNOx触媒14に流
すように切換えるためのものである。
【0010】第2排気管22の分岐箇所の近傍の第1排
気管12には排ガス温度を検出する温度センサ29が設
けられる。このセンサ29の検出出力はマイクロコンピ
ュータからなるコントローラ30の制御入力に接続され
る。コントローラ30の制御出力は第1弁26、第2弁
27、第3弁28、三方弁15及びポンプ18に接続さ
れる。コントローラ30はメモリ31を備える。メモリ
31には表1及び図2に示す排ガス温度に応じた弁の開
閉及びポンプの作動の有無が予め記憶される。
気管12には排ガス温度を検出する温度センサ29が設
けられる。このセンサ29の検出出力はマイクロコンピ
ュータからなるコントローラ30の制御入力に接続され
る。コントローラ30の制御出力は第1弁26、第2弁
27、第3弁28、三方弁15及びポンプ18に接続さ
れる。コントローラ30はメモリ31を備える。メモリ
31には表1及び図2に示す排ガス温度に応じた弁の開
閉及びポンプの作動の有無が予め記憶される。
【0011】
【表1】
【0012】このような構成のNOx低減装置の動作を
説明する。先ずエンジン10が軽負荷で、低速域の運転
状態のときのように、排気マニホルド11から排出され
る温度センサ29が排ガス温度200℃未満を検出する
ときには、コントローラ30はメモリ31に記憶される
表1に基づいて第1弁26を図1の実線に示すように閉
じ、第2弁27及び第3弁28を図1の破線に示すよう
に切換え、ポンプ18を不作動にして、三方弁15を閉
じる。これにより排ガスは第1排気管12、接続管24
及び第2排気管22を通って大気中に放出される。
説明する。先ずエンジン10が軽負荷で、低速域の運転
状態のときのように、排気マニホルド11から排出され
る温度センサ29が排ガス温度200℃未満を検出する
ときには、コントローラ30はメモリ31に記憶される
表1に基づいて第1弁26を図1の実線に示すように閉
じ、第2弁27及び第3弁28を図1の破線に示すよう
に切換え、ポンプ18を不作動にして、三方弁15を閉
じる。これにより排ガスは第1排気管12、接続管24
及び第2排気管22を通って大気中に放出される。
【0013】次にエンジン10が中負荷で、中速域の運
転状態のときのように、排ガス温度が200℃〜450
℃になると、或いは更にエンジン10が中高負荷にな
り、高速域の運転状態のときのように、排ガス温度が4
50℃以上になると、コントローラ30は第1弁26を
図1の破線に示すように開き、第2弁27及び第3弁2
8を図1の実線に示すように切換え、ポンプ18を作動
させて、三方弁15を開く。これにより排ガスは第2排
気管22の水分除去装置23、接続管24及び第1排気
管12のNOx触媒14を通過する。水分除去装置23
により排ガス中に含まれる水分が除去される。またポン
プ18から吐出した液体19が噴射ノズル16から所定
量だけNOx触媒14に噴射されるので、NOx触媒1
4は水分によりそのNOx転化率が低下することなく、
排ガス中に含まれるNOxを高い効率でN2に還元し、
大気中に放出する。排ガス温度が450℃以上のときに
は高温の排ガスが水分除去装置23を通過することによ
り、ケーシング23aに充填されていた水分除去剤の塩
化カルシウムペレットの水分が蒸発し、ペレットが再生
される。
転状態のときのように、排ガス温度が200℃〜450
℃になると、或いは更にエンジン10が中高負荷にな
り、高速域の運転状態のときのように、排ガス温度が4
50℃以上になると、コントローラ30は第1弁26を
図1の破線に示すように開き、第2弁27及び第3弁2
8を図1の実線に示すように切換え、ポンプ18を作動
させて、三方弁15を開く。これにより排ガスは第2排
気管22の水分除去装置23、接続管24及び第1排気
管12のNOx触媒14を通過する。水分除去装置23
により排ガス中に含まれる水分が除去される。またポン
プ18から吐出した液体19が噴射ノズル16から所定
量だけNOx触媒14に噴射されるので、NOx触媒1
4は水分によりそのNOx転化率が低下することなく、
排ガス中に含まれるNOxを高い効率でN2に還元し、
大気中に放出する。排ガス温度が450℃以上のときに
は高温の排ガスが水分除去装置23を通過することによ
り、ケーシング23aに充填されていた水分除去剤の塩
化カルシウムペレットの水分が蒸発し、ペレットが再生
される。
【0014】<比較例>第2排気管22、水分除去装置
23、接続管24、第1弁26、第2弁27及び第3弁
28を設けない以外は実施例と同様にNOx触媒低減装
置を構成した。
23、接続管24、第1弁26、第2弁27及び第3弁
28を設けない以外は実施例と同様にNOx触媒低減装
置を構成した。
【0015】<比較結果>図3に示すように、比較例の
低減装置のNOx転化率に比べて実施例の低減装置のN
Ox転化率は全ての温度領域で高い値を示した。特に比
較例の低減装置のNOx転化率が排ガス温度400℃の
ときに約18%であったものが、実施例の低減装置のN
Ox転化率は同じ温度領域で約37%を示した。
低減装置のNOx転化率に比べて実施例の低減装置のN
Ox転化率は全ての温度領域で高い値を示した。特に比
較例の低減装置のNOx転化率が排ガス温度400℃の
ときに約18%であったものが、実施例の低減装置のN
Ox転化率は同じ温度領域で約37%を示した。
【0016】なお、上記例ではNOx触媒として銅イオ
ン交換ゼオライト触媒により作られたものを挙げたが、
本発明はこれに限らず、他の構成のNOx触媒でも水と
の共存下ではNOx転化率が低下するため、これらのN
Ox触媒にも適用することができる。また、上記例では
NOxの還元剤として炭化水素系液体として軽油を用い
たが、本発明はこれに限るものではなく、他の還元剤を
用いてもよい。
ン交換ゼオライト触媒により作られたものを挙げたが、
本発明はこれに限らず、他の構成のNOx触媒でも水と
の共存下ではNOx転化率が低下するため、これらのN
Ox触媒にも適用することができる。また、上記例では
NOxの還元剤として炭化水素系液体として軽油を用い
たが、本発明はこれに限るものではなく、他の還元剤を
用いてもよい。
【0017】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、N
Ox触媒の排気管とは別に第2排気管を設け、NOx触
媒の排ガス上流側の第2排気管に水分除去装置を設け、
排ガス温度が200℃以上のときに排ガスを水分除去装
置とNOx触媒に通すようにしたので、NOx触媒が水
との共存下においてもNOxを高い効率でN2に転化で
き、NOxを低減することができる。特に排ガス温度が
450℃以上のときには水分除去装置の水分除去剤を再
生することができる。
Ox触媒の排気管とは別に第2排気管を設け、NOx触
媒の排ガス上流側の第2排気管に水分除去装置を設け、
排ガス温度が200℃以上のときに排ガスを水分除去装
置とNOx触媒に通すようにしたので、NOx触媒が水
との共存下においてもNOxを高い効率でN2に転化で
き、NOxを低減することができる。特に排ガス温度が
450℃以上のときには水分除去装置の水分除去剤を再
生することができる。
【図1】本発明の一実施例のNOx低減装置の構成図。
【図2】そのコントローラのメモリに記憶される排ガス
温度による弁及びポンプの動作図。
温度による弁及びポンプの動作図。
【図3】実施例及び比較例のNOx転化率を示す図。
10 エンジン 12 第1排気管 14 NOx触媒 16 噴射ノズル 18 ポンプ(炭化水素系液体供給手段) 19 炭化水素系液体 22 第2排気管 23 水分除去装置 24 接続管 26 第1弁 27 第2弁 28 第3弁 29 温度センサ 30 コントローラ
Claims (2)
- 【請求項1】 エンジン(10)の第1排気管(12)に設けら
れたNOx触媒(14)と、 前記NOx触媒(14)より排ガス上流側の第1排気管(12)
に設けられ前記NOx触媒(14)に向けて炭化水素系液体
(19)を噴射可能な噴射ノズル(16)と、 前記噴射ノズル(16)に前記液体(19)を供給する炭化水素
系液体供給手段(18)とを備えたエンジン排ガス中のNO
x低減装置において、 前記噴射ノズル(16)より排ガス上流側の排気管(12)から
分岐して設けられ大気に連通する第2排気管(22)と、 前記第2排気管(22)に設けられた水分除去装置(23)と、 前記水分除去装置(23)より排ガス下流側の第2排気管(2
2)と前記噴射ノズル(16)より排ガス上流側の前記第1排
気管(12)とを接続する接続管(24)と、 前記エンジン(10)の排ガスを前記第1排気管(12)又は第
2排気管(22)のいずれかに流すように切換える第1弁(2
6)と、 前記NOx触媒(14)に到来する排ガスをNOx触媒(14)
を通さずに前記接続管(24)を介して大気に排出するか又
は前記NOx触媒(14)に流すように切換える第2弁(27)
と、 前記水分除去装置(23)を通過した排ガスを大気に排出す
るか又は前記接続管(24)を介して前記NOx触媒(14)に
流すように切換える第3弁(28)と、 前記排ガスの温度を検出する温度センサ(29)と、 前記温度センサ(29)の検出出力に応じて前記第1弁(26)
と第2弁(27)と第3弁(28)とを切換え制御するコントロ
ーラ(30)とを備えたことを特徴とするエンジン排ガス中
のNOx低減装置。 - 【請求項2】 水分除去装置の水分除去剤がペレット状
又はハニカム状の塩化カルシウムである請求項1記載の
エンジン排ガス中のNOx低減装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24458293A JPH07102952A (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | エンジン排ガス中のNOx低減装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24458293A JPH07102952A (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | エンジン排ガス中のNOx低減装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07102952A true JPH07102952A (ja) | 1995-04-18 |
Family
ID=17120870
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24458293A Pending JPH07102952A (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | エンジン排ガス中のNOx低減装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07102952A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1243766B1 (en) * | 2001-03-21 | 2008-07-23 | Nissan Motor Co., Ltd. | Exhaust gas purification device of internal combustion engine |
-
1993
- 1993-09-30 JP JP24458293A patent/JPH07102952A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1243766B1 (en) * | 2001-03-21 | 2008-07-23 | Nissan Motor Co., Ltd. | Exhaust gas purification device of internal combustion engine |
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