JPH07107444B2 - 燃焼装置 - Google Patents
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- JPH07107444B2 JPH07107444B2 JP63194254A JP19425488A JPH07107444B2 JP H07107444 B2 JPH07107444 B2 JP H07107444B2 JP 63194254 A JP63194254 A JP 63194254A JP 19425488 A JP19425488 A JP 19425488A JP H07107444 B2 JPH07107444 B2 JP H07107444B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
- F23D14/60—Devices for simultaneous control of gas and combustion air
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N3/00—Regulating air supply or draught
- F23N3/08—Regulating air supply or draught by power-assisted systems
- F23N3/082—Regulating air supply or draught by power-assisted systems using electronic means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/02—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
- F23N5/10—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using thermocouples
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N1/00—Regulating fuel supply
- F23N1/08—Regulating fuel supply conjointly with another medium, e.g. boiler water
- F23N1/10—Regulating fuel supply conjointly with another medium, e.g. boiler water and with air supply or draught
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2225/00—Measuring
- F23N2225/08—Measuring temperature
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2233/00—Ventilators
- F23N2233/06—Ventilators at the air intake
- F23N2233/08—Ventilators at the air intake with variable speed
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、燃焼室へ空気を供給する送風機を備えた燃焼
装置に関し、特に送風機の通電制御に関する。
装置に関し、特に送風機の通電制御に関する。
[従来の技術] 燃焼装置の燃焼室に燃焼用の空気を送る送風機は、通電
電圧値によって回転速度、つまり送風量が制御されてい
る。
電圧値によって回転速度、つまり送風量が制御されてい
る。
そして、従来では、目標の燃焼量に応じた通電電圧値が
設定されており、目標の燃焼量に応じた電圧が送風機に
印加されていた。
設定されており、目標の燃焼量に応じた電圧が送風機に
印加されていた。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、送風機は回転系の質量が大きいため、送
風能力を変化させる場合、電圧値を変化させても送風機
の回転速度は素早く目標の回転速度に変化せず送風機の
回転速度を検出してフィードバック制御を行う場合、送
風機の回転速度をパルス信号によって検出する手段を用
いると、送風機の低速回転時にパルス信号の間隔が長く
なる。つまり、低速時は検出時間に遅れが生じ、適確な
フィードバック制御を行うことができない問題点を備え
ていた。
風能力を変化させる場合、電圧値を変化させても送風機
の回転速度は素早く目標の回転速度に変化せず送風機の
回転速度を検出してフィードバック制御を行う場合、送
風機の回転速度をパルス信号によって検出する手段を用
いると、送風機の低速回転時にパルス信号の間隔が長く
なる。つまり、低速時は検出時間に遅れが生じ、適確な
フィードバック制御を行うことができない問題点を備え
ていた。
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、送風機の送
風能力を変化させる場合、素早く、且つ安定して目標の
回転速度に変化することのできる燃焼装置で、送風機の
回転速度をパルス信号によって検出するものでも低速回
転時の適確なフィードバック制御を行うことのできる燃
焼装置を提供することを目標としている。
風能力を変化させる場合、素早く、且つ安定して目標の
回転速度に変化することのできる燃焼装置で、送風機の
回転速度をパルス信号によって検出するものでも低速回
転時の適確なフィードバック制御を行うことのできる燃
焼装置を提供することを目標としている。
[課題を解決するための手段] 本発明は上記目的を達成するために、燃料の燃焼を行う
燃焼室と、該燃焼室へ燃焼用の空気を供給する送風機
と、該送風機の通電量制御は、目標の回転速度に応じた
オープンループ電圧と、目標の回転速度と現在の回転速
度との偏差に比例した比例電圧と、前記偏差を積分した
積分電圧とを加算した電圧を前記送風機へ印加する制御
回路を具備する燃焼装置において、前記送風機の現在の
回転速度を送風機の回転数に応じたパルス信号のパルス
間隔を検出測定することにより演算し、パルス間隔に基
づいて算出された送風機に印加する積分電圧の積分変化
量を送風機の回転速度に比例される制御回路を設けた。
燃焼室と、該燃焼室へ燃焼用の空気を供給する送風機
と、該送風機の通電量制御は、目標の回転速度に応じた
オープンループ電圧と、目標の回転速度と現在の回転速
度との偏差に比例した比例電圧と、前記偏差を積分した
積分電圧とを加算した電圧を前記送風機へ印加する制御
回路を具備する燃焼装置において、前記送風機の現在の
回転速度を送風機の回転数に応じたパルス信号のパルス
間隔を検出測定することにより演算し、パルス間隔に基
づいて算出された送風機に印加する積分電圧の積分変化
量を送風機の回転速度に比例される制御回路を設けた。
[作用および発明の効果] 上記構成よりなる本発明は、送風機を目標の回転速度で
回転させるオープンループ電圧と、偏差を素早く無くす
比例電圧と、偏差を微調整により無くす積分電圧とを加
算した電圧を制御回路が送風機に印加する。これによ
り、送風機は、送風能力を変化させる場合、現在の回転
速度から目標の回転速度へ素早く、且つフィードバック
制御によるふらつきも小さく抑えて変化させ、しかも送
風機の回転速度をパルス信号を用いて検出するので、送
風機の低速回転時にパルス信号の間隔が長くなり、パル
ス信号検出時間に遅れが生じる。この時、過剰な積分電
圧が印加されてしまう。低速回転数の場合は、高速回転
数の場合と同じ積分定数を掛けると、検出遅れの分だけ
遅く反応して行き過ぎてしまい過剰となりアンダーシュ
ートしてしまう。それで印加される積分電圧の積分変化
量を送風機の回転速度に比例させる、つまり低速時に積
分電圧の積分変化量を小さくすることによって過剰な積
分電圧値が印加されるのを防ぎ、適切な積分電圧値を印
加することができるため、適確なフィードバック制御を
行うことができる。また、パルス信号入力ごとに積分値
を演算するので、積分値が比例することになる。
回転させるオープンループ電圧と、偏差を素早く無くす
比例電圧と、偏差を微調整により無くす積分電圧とを加
算した電圧を制御回路が送風機に印加する。これによ
り、送風機は、送風能力を変化させる場合、現在の回転
速度から目標の回転速度へ素早く、且つフィードバック
制御によるふらつきも小さく抑えて変化させ、しかも送
風機の回転速度をパルス信号を用いて検出するので、送
風機の低速回転時にパルス信号の間隔が長くなり、パル
ス信号検出時間に遅れが生じる。この時、過剰な積分電
圧が印加されてしまう。低速回転数の場合は、高速回転
数の場合と同じ積分定数を掛けると、検出遅れの分だけ
遅く反応して行き過ぎてしまい過剰となりアンダーシュ
ートしてしまう。それで印加される積分電圧の積分変化
量を送風機の回転速度に比例させる、つまり低速時に積
分電圧の積分変化量を小さくすることによって過剰な積
分電圧値が印加されるのを防ぎ、適切な積分電圧値を印
加することができるため、適確なフィードバック制御を
行うことができる。また、パルス信号入力ごとに積分値
を演算するので、積分値が比例することになる。
[実施例] 次に、本発明の燃焼装置をガス給湯器に適用した一実施
例に基づき図面を用いて説明する。
例に基づき図面を用いて説明する。
第1図にバイパスミキシング式のガス給湯器の概略図を
示す。
示す。
このガス給湯器は、燃焼器10と、ガス供給配管20と、水
配管30と、制御回路40とから構成されている。
配管30と、制御回路40とから構成されている。
燃焼器10は、セラミック製の表面燃焼式バーナ11を内部
に配設し、燃料の燃焼を行う燃焼室12aを形成する燃焼
ケース12と、この燃焼ケース12内に燃焼用の空気を供給
する送風機13とからなり、送風機13によって燃焼ケース
12内に導かれた燃焼用の空気は、燃焼後、燃焼ガスとし
て図示しない排気口より排出される。
に配設し、燃料の燃焼を行う燃焼室12aを形成する燃焼
ケース12と、この燃焼ケース12内に燃焼用の空気を供給
する送風機13とからなり、送風機13によって燃焼ケース
12内に導かれた燃焼用の空気は、燃焼後、燃焼ガスとし
て図示しない排気口より排出される。
ガス供給配管20は、送風機13の遠心式ファン14の内周に
開口するノズル21へ、燃料のガスを供給するもので、上
流側より元電磁弁22、主電磁弁23、比例弁24が順次設け
られている。比例弁24の下流のガス供給配管20は2つに
分岐され、一方には切替用電磁弁25、他方にはオリフィ
ス26が設けられている。なお、元電磁弁22、主電磁弁23
および切替用電磁弁25は、通電制御によってガス供給配
管20を開閉するもので、比例弁24は通電量に応じて開口
比が変化し、ノズル21に供給されるガス量を調節するも
のである。
開口するノズル21へ、燃料のガスを供給するもので、上
流側より元電磁弁22、主電磁弁23、比例弁24が順次設け
られている。比例弁24の下流のガス供給配管20は2つに
分岐され、一方には切替用電磁弁25、他方にはオリフィ
ス26が設けられている。なお、元電磁弁22、主電磁弁23
および切替用電磁弁25は、通電制御によってガス供給配
管20を開閉するもので、比例弁24は通電量に応じて開口
比が変化し、ノズル21に供給されるガス量を調節するも
のである。
水配管30は、一方が水の供給源に接続され、他方が給湯
口に接続されるもので、バーナ11の表面でガスの燃焼に
よって発生する熱により内部を流れる水を加熱する熱交
換器31、およびこの熱交換器31をバイパスするバイパス
水路32を備える。
口に接続されるもので、バーナ11の表面でガスの燃焼に
よって発生する熱により内部を流れる水を加熱する熱交
換器31、およびこの熱交換器31をバイパスするバイパス
水路32を備える。
熱交換器31およびバイパス水路32の上流の水配管30に
は、水圧を調節するガバナ機能と水量を調節する水量調
節機能とが組み合わされた電動水量制御装置33が設けら
れている。また、バイパス水路32には、バイパス過路32
を通過する水量を調節する絞り弁34が形成されている。
は、水圧を調節するガバナ機能と水量を調節する水量調
節機能とが組み合わされた電動水量制御装置33が設けら
れている。また、バイパス水路32には、バイパス過路32
を通過する水量を調節する絞り弁34が形成されている。
電動水量制御装置33と絞り弁34は、水量を調節する手段
として、水路を開閉可能な弁体をギアドモータによって
駆動される。
として、水路を開閉可能な弁体をギアドモータによって
駆動される。
制御回路40は、第2図に示すように、マイクロコンピュ
ータ42、リレー回路42および駆動回路43から構成される
もので、使用者によって操作されるコントローラ44や各
種センサの出力に応じて、バーナ11に着火を行うスパー
カ45、元電磁弁22、主電磁弁23、比例弁24、切替用電磁
弁25、電動水量制御装置33、絞り弁34を通電制御するも
のである。
ータ42、リレー回路42および駆動回路43から構成される
もので、使用者によって操作されるコントローラ44や各
種センサの出力に応じて、バーナ11に着火を行うスパー
カ45、元電磁弁22、主電磁弁23、比例弁24、切替用電磁
弁25、電動水量制御装置33、絞り弁34を通電制御するも
のである。
制御回路40の各種センサは、バーナ11の炎の検出および
空燃比を検出するためのフレームロッド46およびサーモ
カップル47、電動水量制御装置33および絞り弁34の弁体
に連動し、開度を検出するポテンショメータ48、49、熱
交換器31およびバイパス水路32に流入する水温を検出す
る入水温センサ50、熱交換器31を通過した湯温を検出す
る湯温センサ51、熱交換器31およびバイパス水路32を通
過し、混合された湯温を検出する出湯温センサ52、熱交
換器31およびバイパス水路32に流入する水量を検出する
水量検出センサ53、送風機13の回転速度を検出する回転
速度検出センサ54を備える。なお、回転速度検出センサ
54は、送風機13のモータ(図示しない)の回転軸に連動
し、モータの回転に応じたパルス信号を発生するもので
ある。
空燃比を検出するためのフレームロッド46およびサーモ
カップル47、電動水量制御装置33および絞り弁34の弁体
に連動し、開度を検出するポテンショメータ48、49、熱
交換器31およびバイパス水路32に流入する水温を検出す
る入水温センサ50、熱交換器31を通過した湯温を検出す
る湯温センサ51、熱交換器31およびバイパス水路32を通
過し、混合された湯温を検出する出湯温センサ52、熱交
換器31およびバイパス水路32に流入する水量を検出する
水量検出センサ53、送風機13の回転速度を検出する回転
速度検出センサ54を備える。なお、回転速度検出センサ
54は、送風機13のモータ(図示しない)の回転軸に連動
し、モータの回転に応じたパルス信号を発生するもので
ある。
次に、コンピュータ41による燃焼制御、および水量制御
について簡単に説明する。
について簡単に説明する。
燃焼制御は、使用者が給湯口に接続されたカランを操作
し、水配管30に水流が生じると、光量検出センサ53内の
回転体が回転し、燃焼が開始される。そして燃焼量は、
コントローラ44によって設定された出湯温が得られるよ
うに、各種センサによって得られた入水量、入水温、熱
交換器31とバイパス水路32との混合湯温(出湯温)等よ
り決定され、送風機13が決定された燃焼量に応じた風量
をバーナ11に供給されるように通電制御される。そし
て、送風機13の回転速度やバーナ11の炎の温度に応じた
ガス量が得られるように、比例弁24および切替用電磁弁
25が通電制御される。
し、水配管30に水流が生じると、光量検出センサ53内の
回転体が回転し、燃焼が開始される。そして燃焼量は、
コントローラ44によって設定された出湯温が得られるよ
うに、各種センサによって得られた入水量、入水温、熱
交換器31とバイパス水路32との混合湯温(出湯温)等よ
り決定され、送風機13が決定された燃焼量に応じた風量
をバーナ11に供給されるように通電制御される。そし
て、送風機13の回転速度やバーナ11の炎の温度に応じた
ガス量が得られるように、比例弁24および切替用電磁弁
25が通電制御される。
また、絞り弁34は、入水温、熱交換器31を通過した湯
温、出湯温より適切な開度で固定されるように、通電制
御される。また、電動水量制御装置33は、出湯温が得ら
れるに必要な最大流量を越えないように通電制御され
る。
温、出湯温より適切な開度で固定されるように、通電制
御される。また、電動水量制御装置33は、出湯温が得ら
れるに必要な最大流量を越えないように通電制御され
る。
次に、送風機13の通電制御について説明する。送風機13
は、上述のように、燃焼量に応じた風量をバーナ11に供
給する回転速度が決定され、その回転速度が得られるよ
うに通電電圧が決定される。この通電電圧は、燃焼量に
応じた、つまりコンピュータ41が算出した目標の回転速
度Fに応じたオープンループ電圧ffと、目標の回転速度
Fと回転速度検出センサ54によって読み取られた送風機
13の現在の回転速度Φとの偏差(F−Φ)に比例した比
例電圧pと、偏差(F−Φ)を積分した積分電圧iとを
加算した電圧Vとされる。
は、上述のように、燃焼量に応じた風量をバーナ11に供
給する回転速度が決定され、その回転速度が得られるよ
うに通電電圧が決定される。この通電電圧は、燃焼量に
応じた、つまりコンピュータ41が算出した目標の回転速
度Fに応じたオープンループ電圧ffと、目標の回転速度
Fと回転速度検出センサ54によって読み取られた送風機
13の現在の回転速度Φとの偏差(F−Φ)に比例した比
例電圧pと、偏差(F−Φ)を積分した積分電圧iとを
加算した電圧Vとされる。
つまり、V=ff+p+i ff=aF+b p=c(F−Φ) in=in-1+d(F−Φ) なお、a、b、c、dは各定数を示す。また、in-1、in
は、本実施例では送風機13の回転速度をパルス信号の間
隔によって検出しているため、in-1は1パルス前に算出
された積分電圧値、inは今回のパルス信号で算出された
積分電圧値を示す。
は、本実施例では送風機13の回転速度をパルス信号の間
隔によって検出しているため、in-1は1パルス前に算出
された積分電圧値、inは今回のパルス信号で算出された
積分電圧値を示す。
次に、第3図のタイムチャートを用いて、上記の送風機
13の通電制御を説明する。
13の通電制御を説明する。
例えば、使用者がコントローラ44を操作して設定水温を
変化させたり、入水温度や入水量が変化した場合など、
目標の燃焼量が時間tで変化した場合、送風機13の回転
速度は、燃焼量が変化する前の回転速度Eから、目標の
燃焼量に応じた目標の回転速度Fへ変化しなければなら
ない。
変化させたり、入水温度や入水量が変化した場合など、
目標の燃焼量が時間tで変化した場合、送風機13の回転
速度は、燃焼量が変化する前の回転速度Eから、目標の
燃焼量に応じた目標の回転速度Fへ変化しなければなら
ない。
すると、送風機13には、コンピュータ41の働きにより、
上記オープンループ電圧ffと比例電圧pと積分電圧iと
を加算した電圧が印加される。
上記オープンループ電圧ffと比例電圧pと積分電圧iと
を加算した電圧が印加される。
この結果、送風機13の回転速度は、図中実線αに示すよ
うに、従来のオープンループ電圧ffのみの印加時(図中
破線β)に比例して、回転速度Eから目標の回転速度F
へ素早く、且つフィードバック制御の影響によるふらつ
きも小さく抑えて変化することができる。
うに、従来のオープンループ電圧ffのみの印加時(図中
破線β)に比例して、回転速度Eから目標の回転速度F
へ素早く、且つフィードバック制御の影響によるふらつ
きも小さく抑えて変化することができる。
(他の実施例) 上記実施例に示すように、送風機13の回転速度をパルス
信号の間隔によって検出するものは、送風機13の低速回
転時に回転速度検出センサ54より発生されるパルス信号
の間隔が長くなる。これにより、低速時は検出時間に遅
れが生じる。
信号の間隔によって検出するものは、送風機13の低速回
転時に回転速度検出センサ54より発生されるパルス信号
の間隔が長くなる。これにより、低速時は検出時間に遅
れが生じる。
そこで、送風機13に印加される積分電圧iの積分変化量
を送風機13の回転速度(回転速度Fまたは現在の回転速
度Φ)に比例させる。
を送風機13の回転速度(回転速度Fまたは現在の回転速
度Φ)に比例させる。
つまり、送風機13に印加される積分電圧iの積分変化量
を in=in-1+d(F−Φ)F {またはin=in-1+d(F−Φ)Φ} とする。
を in=in-1+d(F−Φ)F {またはin=in-1+d(F−Φ)Φ} とする。
また、計算を開始、またはキャンセルするために、 |in|≧g、|F−Φ|≧hの時in=0とする。なお、g、
hは定数である。
hは定数である。
これにより、送風機13の低速時に適切な積分電圧iの積
分変化量を印加することができるため、送風機13の低速
時に適確なフィードバック制御を行うことができる。
分変化量を印加することができるため、送風機13の低速
時に適確なフィードバック制御を行うことができる。
(変形例) 本実施例は、送風機の回転速度をパルス信号によって検
出したが、例えば送風機によって電力を発生させ、その
電圧によって回転速度を検出したり、あるいは送風機の
風圧を流量センサを用いて検出し、その流量センサの値
を送風機の回転速度として代用しても良い。
出したが、例えば送風機によって電力を発生させ、その
電圧によって回転速度を検出したり、あるいは送風機の
風圧を流量センサを用いて検出し、その流量センサの値
を送風機の回転速度として代用しても良い。
また、本発明をガス給湯器の燃焼装置に適用した例を示
したが、ガスや灯油等を用いた暖房装置や、ボイラーな
ど他の燃焼装置に適用しても良い。
したが、ガスや灯油等を用いた暖房装置や、ボイラーな
ど他の燃焼装置に適用しても良い。
第1図はガス給湯器の概略構成図、第2図は制御回路の
概略ブロック図、第3図は作動説明のためのタイムチャ
ートである。 図中 12a……燃焼室、13……送風機、40……制御回路
概略ブロック図、第3図は作動説明のためのタイムチャ
ートである。 図中 12a……燃焼室、13……送風機、40……制御回路
Claims (1)
- 【請求項1】燃料の燃焼を行う燃焼室と、該燃焼室へ燃
焼用の空気を供給する送風機と、該送風機の通電量制御
は、目標の回転速度に応じたオープンループ電圧と、目
標の回転速度と現在の回転速度との偏差に比例した比例
電圧と、前記偏差を積分した積分電圧とを加算した電圧
を前記送風機へ印加する制御回路を具備する燃焼装置に
おいて、前記送風機の現在の回転速度を送風機の回転数
に応じたパルス信号のパルス間隔を検出測定することに
より演算し、パルス間隔に基づいて算出された送風機に
印加する積分電圧の積分変化量を送風機の回転速度に比
例させる制御回路を設けたことを特徴とする燃焼装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63194254A JPH07107444B2 (ja) | 1988-08-03 | 1988-08-03 | 燃焼装置 |
KR1019890011030A KR930004527B1 (ko) | 1988-08-03 | 1989-08-02 | 연소장치 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63194254A JPH07107444B2 (ja) | 1988-08-03 | 1988-08-03 | 燃焼装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0244117A JPH0244117A (ja) | 1990-02-14 |
JPH07107444B2 true JPH07107444B2 (ja) | 1995-11-15 |
Family
ID=16321559
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63194254A Expired - Fee Related JPH07107444B2 (ja) | 1988-08-03 | 1988-08-03 | 燃焼装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07107444B2 (ja) |
KR (1) | KR930004527B1 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2551290B2 (ja) * | 1991-11-22 | 1996-11-06 | 株式会社ノーリツ | 燃焼装置 |
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