JPH0797619A - 蓄熱型交番燃焼バーナシステムを備えた加熱炉 - Google Patents
蓄熱型交番燃焼バーナシステムを備えた加熱炉Info
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- JPH0797619A JPH0797619A JP5244593A JP24459393A JPH0797619A JP H0797619 A JPH0797619 A JP H0797619A JP 5244593 A JP5244593 A JP 5244593A JP 24459393 A JP24459393 A JP 24459393A JP H0797619 A JPH0797619 A JP H0797619A
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Abstract
時間に自在に変更することのできる蓄熱型交番燃焼バー
ナシステムを備えた加熱炉を得ること。 【構成】 バーナへの燃焼用空気の供給と燃焼ガスの排
気を蓄熱体を通して交互に行なう蓄熱型交番燃焼バーナ
システムを備えた加熱炉1において、1又は2以上の単
位炉2a又はゾーンに燃焼ガス供給切換弁22を介して
他の単位炉又はゾーンの蓄熱体を通過した燃焼ガスを供
給する燃焼ガス供給系21a,21bを設けた。
Description
システムを備えた加熱炉に係り、さらに詳しくは、炉内
温度を被加熱物の加熱温度に対応して短時間に自在に変
更することのできる蓄熱型交番燃焼バーナシステムを備
えた加熱炉に関するものである。
ニット2基を一対として構成し、バーナへの燃焼用空気
の供給及びバーナからの燃焼ガスの排気を蓄熱体を通し
て行ない、2基のバーナを交互に燃焼させる蓄熱型交番
燃焼バーナシステムを用いた加熱炉として、特開平5−
118764号公報に開示された発明がある。
炉又はゾーン内で発生した燃焼ガスの大部分は、当該単
位炉又はゾーンの蓄熱体を介して外部に排出され、隣接
する他の単位炉又はゾーンへはほとんど流入しない。そ
こで、各単位炉又はゾーンの燃焼量を調整することによ
って、各単位炉又はゾーンの炉内温度を各単位炉又はゾ
ーンごとに変化させることができる。そして、この炉内
温度の変化は各単位炉又はゾーン内においてのみ起り、
隣接する他の単位炉又はゾーンへは影響を与えないの
で、従来のバーナを有する加熱炉に比べて、加熱炉全体
としての炉内温度パターンを自由に設定できるという特
性を有している。
加熱炉においては、加熱炉に装入される被加熱物の温度
が常温から数百度の範囲に分布しており、これらを同一
の温度に加熱することが要求され、あるいは装入される
被加熱物の温度が同じでも、製品品質の要求によって加
熱温度や加熱温度パターンを変える必要がある。
熱炉は、前述のように炉内温度パターンを各単位炉又は
ゾーンごとに設定可能なので、このような要求に適した
加熱炉ではあるが、高温加熱する必要のある被加熱物
(高温加熱材)に続いて低温加熱する必要のある被加熱
物(低温加熱材)が装入されると、高温加熱材を加熱す
るために燃焼量を増加して燃焼した単位炉又はゾーンに
はその炉体に熱が蓄熱されており、低温加熱材のために
その単位炉又はゾーンの燃焼を停止しても、低温加熱材
の加熱に適する所定温度に低下するまでに時間がかか
り、短時間の間に低温加熱材を所定の温度又は加熱パタ
ーンで加熱することができず、作業能率の向上を妨げて
いた。
たもので、炉内温度を被加熱物の加熱温度に対応して短
時間に自在に変更することのできる蓄熱型交番燃焼バー
ナシステムを備えた加熱炉を得ることを目的としたもの
である。
燃焼バーナユニットを備えた加熱炉は、 (1)1又は2以上の単位炉又はゾーンに燃焼ガス供給
切換弁を介して他の単位炉又はゾーンの蓄熱体を通過し
た燃焼ガスを供給する燃焼ガス供給系を設けたものであ
る。
た炉温検出手段と、1又は2以上の単位炉又はゾーンに
燃焼ガス供給切換弁を介して他の単位炉又はゾーンの蓄
熱体を通過した燃焼ガスを供給する燃焼ガス供給系とを
有し、前記燃焼ガスが供給される単位炉又はゾーンに設
けた炉温検出手段からの出力信号に関連して燃焼ガス供
給切換弁を制御するようにしたものである。
ゾーンに常温気体供給切換弁を介して常温気体を供給す
る常温気体供給系を設けたものである。
た炉温検出手段と、1又は2以上の単位炉又はゾーンに
常温気体供給切換弁を介して常温気体を供給する常温気
体供給系とを有し、前記常温気体が供給される単位炉又
はゾーンの炉温検出手段の出力信号に関連して前記常温
気体供給切換弁を制御するようにしたものである。
行なう場合、1又は2以上の単位炉又はゾーンの蓄熱式
交番燃焼バーナシステムを停止し、燃焼ガス供給系によ
り燃焼ガス切換弁を介して他の単位炉又はゾーンの蓄熱
体を通過して低温になった燃焼ガスを上記単位炉又はゾ
ーンに供給し、炉内温度を速やかに低下させる。
供給される側の単位炉又はゾーンの温度を測定し、この
単位炉の熱慣性により算出した燃焼ガス量と降温量の関
係に基づいて制御器から制御信号を出力し、この制御信
号によって燃焼ガス供給切換弁を制御して供給される側
の単位炉又はゾーンへの燃焼ガスの供給量を調整する。
た常温気体供給系により、上記(1)に準じて1又は2
以上の単位炉又はゾーンに低温気体を供給し、炉内温度
を低下させる。 (4)上記の場合、常温気体が供給される単位炉又はゾ
ーンの温度を測定し、この温度に基づいて常温気体の供
給量を制御する。
熱炉の第1の実施例の全体構成を示す模式図、図4はそ
の単位炉を模式的に示した斜視図である。両図におい
て、1は加熱炉で、複数のボックス型の単位炉2a,2
b,2c,2dを直列に連結し、1つの加熱炉1を構成
したものである。各単位炉2a〜2dにはそれぞれ被加
熱物wの搬入口3と搬出口4が設けられており、その天
井部分又はその他の部分には、例えば、ダクト7にダン
パ6を設置した炉圧制御装置5a,5b,5c,5dが
設けられている。そして、ダクト7には必要に応じてフ
ァン(図示せず)が設けられて誘引排気が行なわれた
り、煙突が設けられたりしている。本実施例において
は、炉圧制御手段5a〜5dは、ダンパ6の操作によっ
てダクト7の開度を変化させ、排気量又は吸気量を調整
しており、また、各単位炉2a〜2dのダクト7はそれ
ぞれ集合煙突8に接続されている。
側の炉壁には少なくとも一対以上、好ましくは、搬送帯
上の被加熱物wの上方と下方にそれぞれ一対以上の蓄熱
式交番燃焼バーナシステム(以下各単体をバーナユニッ
トという)9a,9bと9c,9d及び9e,9fと9
g,9hが配設され、被加熱物wに沿って水平火炎が形
成されるようになっている。ここで、バーナユニット9
a〜9hは、その構造、燃焼方式及び設置基数を限定す
るものではなく、どのような構造のものでも使用可能で
あるが、その一例を図1、図2に示す。
図、図2はそのA−A断面図である。本実施例では、バ
ーナ10、ウィンドボックス11及び蓄熱体12を一体
化したバーナユニット2基を対向配置して交互に燃焼さ
せ、燃焼していない方のバーナユットのバーナ10及び
蓄熱体12を通して燃焼ガスを排出するようにしたもの
である。
2a〜2dの一方の炉壁1aの搬入口3の上方に一対の
バーナユニット9a,9bを設置すると共に、これと対
向して、他方の炉壁1bに一対のバーナユニット9e,
9fを設置する。また、炉壁1aの搬入口3の下方に一
対のバーナユット9c,9dを設置すると共に、これと
対向して他方の炉壁1bに一対のバーナユニット9g,
9hを設置したものである(図4参照)。
aと9b、9cと9d)は、それぞれ蓄熱体12を経て
ウィンドボックス11に燃焼用空気を供給する燃焼用空
気供給系13a,13bを有し、燃焼用空気切換弁14
を切換えることにより、並設されたバーナユニット9
a,9bと9c,9dのそれぞれの対のうちの何れか一
方のバーナユニット(例えば、9aと9d)に、押込み
ファン15a,15bにより選択的に燃焼用空気を供給
するようになっている。
及び燃焼ガス排出切換弁17を経て単位炉2a内の燃焼
ガスを排出する燃焼ガス排出系16a,16bを有し、
燃焼ガス排出切換弁17を切換えることにより、燃焼し
ていないバーナユニット(例えば、9bと9c)から、
吸引ファン18a,18bにより燃焼ガスを排出する。
接続された燃料供給系で、燃料供給切換弁20を切換え
ることにより、燃焼するバーナユニット(例えば、9a
と9d)のバーナ10に燃料を供給する。また、21
a,21bは他の単位炉(例えば、2b,2c,2d)
から、蓄熱体12を通過して低温になった燃焼ガスを、
当該単位炉(この場合2a)の蓄熱体12を経てバーナ
ユニット9a〜9dの一部に供給する燃焼ガス供給系
で、燃焼ガス供給切換弁22を切換ることにより、選択
的に燃焼ガスを供給する。
は、燃焼用空気切換弁14及び燃料供給切換弁20を切
換えることにより、燃焼用空気及び燃料は同一炉壁上に
並設されたバーナユニット(図1の9aと9b)に選択
的に供給され、また、燃焼ガスは、燃焼ガス排出切換弁
17を切換えることにより、対向する壁面に上記バーナ
ニット9aと9bに対向して設置されたバーナユニット
(図4の9eと9f)から選択的に排出される。
ーナユニット9a又は9bのうち、例えば、バーナユニ
ット9aを燃焼させるときは、これに対向する他方の炉
壁1bに設置したバーナユニット9eを停止させ、停止
中のバーナユニット9eから蓄熱体12を経て燃焼ガス
を排出させて蓄熱体12でその排熱を回収し、バーナユ
ニット9eの燃焼時にその熱を燃焼用空気の予熱に利用
することにより、再び単位炉2aに還流させるようにな
っている。このようにして、並設したバーナユニット9
aと9b、9eと9f及び対向設置されたバーナユニッ
ト9aと9e,9bと9fは交互に燃焼と燃焼ガスの排
出を繰返す。
に設置されたバーナユニット9c,9dと9g,9hに
ついては、上記と同様に燃焼と燃焼ガスの排出を行なう
が、当該バーナユニット(例えば、9d)と、その直上
に設置されたバーナユニット9bとの間では、交互に燃
焼又は燃焼ガスの排出を行なうように選択する。かくし
て、加熱炉1内に装入された被加熱物wは、蓄熱式交番
加熱バーナシステムにより、所望の加熱温度又は加熱パ
ターンに加熱される。
熱に引続いて低温加熱材の加熱を行なう場合は、例え
ば、単位炉2aのバーナユニット9a〜9hを停止し、
燃焼ガス供給切換弁22を調整して燃焼ガス供給系21
から、他の単位炉(例えば2b,2c,2d)の蓄熱体
12を通して低温になった燃焼ガスを、当該単位炉2a
のバーナユニット9a〜9hの一部又は全部に、蓄熱体
12を経て炉内に供給する。そして、炉圧制御装置5a
のダンパ6を操作してダクト7の開度を変化させ、排気
量を調整して炉圧を制御することにより、当該単位炉2
aの炉温を速やかに低下させる。
は、燃焼ガスの供給を停止し、又は燃焼ガスの供給量を
調整して炉内温度を所定の温度に保持し、高温加熱材に
引続く低温加熱材の加熱を目標とする温度又は温度パタ
ーンにより加熱する。この場合、燃焼ガスの供給量は、
燃焼ガスが供給される側の単位炉(本例の場合、2b,
2c,2d)の温度を測定し、この単位炉の熱慣性より
算出した燃焼ガス量と降温量の関係をもとに制御する
(図6参照)。また、供給する燃焼ガス中のO2 濃度は
低いので、被加熱物の酸化スケールを増加させることは
ない。さらに、炉内で発生した燃焼ガスを再利用するの
であるから、他のガスを供給する場合に比べてコスト増
の要因にもならない。
燃焼用空気及び燃料を、その量を調整しつつバーナユニ
ット9a〜9hに供給し、対向するバーナユニット9a
〜9hを交互に燃焼させて炉温を所定の温度に維持す
る。また、低温加熱材に引続いて高温加熱材を加熱する
場合は、燃焼用空気及び燃料の供給量を増加して炉内温
度を上昇させ、所定の温度又は温度パターンにより高温
加熱材を加熱する。
図6はその拡大縦断面図である。第1の実施例では、対
向する炉壁1a,1bにそれぞれ並設したバーナユニッ
ト(例えば9aと9b)間に、燃焼用空気切換弁14を
介して燃焼用空気供給系13a,13bを、また、燃焼
ガス切換弁17を介して燃焼ガス排気系16a,16b
を、さらに、燃料供給切換弁20を介して燃料供給系1
9a,19bを設け、また、燃焼ガス供給切換弁22を
介して燃焼ガス供給系21a,21bを接続した場合を
示したが、本実施例においては、対向する炉壁1a,1
bに対向して設置されたバーナユニット(例えば9aと
9e)間に、上述の燃焼用空気供給系13a,13b、
燃焼ガス排気系16a,16b、燃料供給系19a,1
9b及び燃焼ガス供給系21a,21bを、それぞれ切
換弁14,17,20,22を介して接続したものであ
る。
内温度を検出する温度センサで、その出力信号は制御器
24に加えられる。なお、この温度センサ23a,23
dを各単位炉2a〜2dの上方に設置した場合を示した
が、設置場所は適宜選定することができ、また、例え
ば、炉内の上方と下方の如く2か所以上に温度センサを
設置してもよい。
も、対向して設置されたバーナユニット(例えば、9b
と9f、9dと9h)を第1の実施例の場合と同様に交
互に燃焼・排気させて搬入された被加工物wを加熱す
る。また、高温加熱物の加熱に引続いて低温加熱物を加
熱する場合は、第1の実施例の場合と同様に、単位炉
(例えば、2a)のバーナユニット9a〜9hを停止
し、この単位炉2a内に他の単位炉(例えば2d)の蓄
熱体11を通過した低温の燃焼ガスを導入し、炉内温度
を低下させる。
2aの炉温を検出してその出力信号を制御器24に加
え、制御器24は燃焼ガスが供給される側の単位炉2a
の熱慣性より算出した燃焼ガス量と降温量に基づく制御
信号を、燃焼ガス供給切換弁22に加えてその開度を調
整し、単位炉2aに供給する燃焼ガスの供給量を制御す
る。なお、図示してないが、制御器24の出力信号は各
切換弁14,17,20に加えられ、各単位炉2a〜2
dのバーナユニット9a〜9hの燃焼、燃焼ガスの排出
及び停止を制御する。
は燃焼ガス供給系21a,21bを燃焼用空気供給系1
3a,13bの押込みファン15a,15bの下流側に
接続して接続点の上流側に燃焼ガス供給切換弁22を設
けると共に、前記接続点と押込みファン15a,15b
との間に燃焼用空気切換弁14aを設けたものである。
熱材を加熱するときは、燃焼ガス供給切換弁22を閉じ
て燃焼用空気切換弁14aを開き、燃焼用空気切換弁1
4を制御して各バーナユニット9a〜9hに交互に燃焼
用空気を供給する。また、低温加熱材を加熱するとき
は、燃焼用空気切換弁14aを閉じて燃焼ガス供給切換
弁22を開き、燃焼用空気切換弁14を制御して、バー
ナユニット9a〜9hの一部又は全部に他の単位炉から
の低温の燃焼ガスを供給し、炉内温度を低下させる。
ができる。本実施例によれば、燃焼ガスの供給に燃焼用
空気供給系の配管を兼用するようにしたので、配管を簡
素化すると共に設備費を低減することができる。
炉の蓄熱体を通過した低温の燃焼ガスを供給して炉内温
度を低下させる場合を示したが、燃焼ガス供給系に代え
て常温気体(例えば、常温の空気、窒素又はこれらの混
合ガス)供給系を設けてもよい。
加熱材を加熱する場合は、常温気体源(図示せず)から
燃焼ガス供給切換弁22に代わる常温気体供給切換弁を
介して特定の単位炉に常温気体を供給し、炉内温度を低
下させる。本実施例においても、炉温センサにより常温
気体が供給される単位炉の炉温を測定し、これに基いて
常温気体供給切換弁を制御し、単位炉に供給される常温
気体の供給量を調整する。
本発明はこれに限定するものではなく、以下に述べるよ
うな態様も実施することができる。 (1)上記の各実施例では複数のボックス型の単位炉を
直列に連結した加熱炉に本発明を実施した場合を示した
が、一連の加熱を行なうに足る十分な長さの1基の炉体
を構成し、この炉体を例えば天井から垂下した隔壁状の
壁部などによって複数のゾーンに区画し、各ゾーンごと
に蓄熱型交番燃焼バーナシステム及び各ゾーンごとに燃
焼ガスを直接炉外へ排出する炉圧制御装置を設置すると
共に、他のゾーンの蓄熱体を通過した燃焼ガスを供給す
る燃焼ガス供給系を設けるようにしてもよい。
と搬出側の炉壁に蓄熱型交番燃焼バーナシステムを設置
する場合を示したが、各単位炉又はゾーンの被加工物の
進行方向と直交した炉壁に蓄熱型交番燃焼バーナシステ
ムを設置してもよい。 (3)さらに、他の単位炉の蓄熱体を通過した低温の燃
焼ガスを、1又は2以上の単位炉の蓄熱体を通して炉内
に供給する場合を示したが、蓄熱体を介することなく直
接ウィンドボックスに供給してもよく、あるいは炉体に
別途供給口を設け、この供給口から炉体内に燃焼ガスを
供給してもよい。
単位炉のすべてのバーナユニットを停止して他の単位炉
から燃焼ガスを供給する場合を示したが、対向設置され
たバーナユニットの一方に燃焼ガスを供給し、他方のバ
ーナユニットを排気に利用して、燃焼ガスの供給と排気
を交互に切換えるようにしてもよい。 (5)さらに、他の単位炉の蓄熱体を通過した低温の燃
焼ガス供給系を各単位炉又はゾーンごとに設けず、被加
熱物の温度が高くなる炉後部の1つあるいは複数の単位
炉又はゾーンのみに設けてもよい。
テムを備えた加熱炉は、1又は2以上の単位炉又はゾー
ンに燃焼ガス供給切換弁を介して他の単位炉又はゾーン
の蓄熱体を通過した低温の燃焼ガスを供給する燃焼ガス
供給系を設け、高温加熱材に引続いて低温加熱材を加熱
する場合は、燃焼ガス供給系により単位炉又はゾーン内
に低温の燃焼ガスを供給し、短時間で単位炉又はゾーン
内の温度を低温加熱材の加熱に適する温度に低下させ、
あるいは炉内温度を低温加熱材の加熱に適する温度パタ
ーンに調整するようにしたので、作業能率を大幅に向上
することができる。
ゾーン内に炉温検出手段を設け、その出力信号に関連し
て燃焼ガス供給切換弁を制御するようにしたので、単位
炉若しくはゾーン内の温度又は炉内温度を低温加熱材の
加熱に適する温度又は温度パターンに正確に制御するこ
とができる。
け、高温加熱材に引続いて低温加熱材を加熱する場合
は、常温気体供給系により1又は2以上の単位炉又はゾ
ーン内に常温気体を供給し、短時間で単位炉又はゾーン
内の温度を低温加熱材の加熱に適する温度に低下させ、
又は炉内温度を低加熱材の加熱に適する温度パターンに
調整するようにしたので、作業能率を大幅に向上するこ
とができる。
ゾーン内に炉温検出手段を設け、常温気体が供給される
単位炉又はゾーンの炉温検出手段の出力信号に関連して
常温気体供給切換弁を制御するようにしたので、単位炉
若しくはゾーン内の温度又は炉内温度を低温加熱材の加
熱に適する温度又は温度パターンに正確に制御すること
ができる。
る。
である。
Claims (4)
- 【請求項1】 バーナへの燃焼用空気の供給と燃焼ガス
の排気を蓄熱体を通して交互に行なう蓄熱型交番燃焼バ
ーナシステムを備えた加熱炉において、 1又は2以上の単位炉又はゾーンに燃焼ガス供給切換弁
を介して他の単位炉又はゾーンの蓄熱体を通過した燃焼
ガスを供給する燃焼ガス供給系を設けたことを特徴とす
る蓄熱型交番燃焼バーナシステムを備えた加熱炉。 - 【請求項2】 バーナへの燃焼用空気の供給と燃焼ガス
の排気を蓄熱体を通して交互に行なう蓄熱型交番燃焼バ
ーナシステムを備えた加熱炉において、 各単位炉又はゾーンに設置された炉温検出手段と、1又
は2以上の単位炉又はゾーンに燃焼ガス供給切換弁を介
して他の単位炉又はゾーンの蓄熱体を通過した燃焼ガス
を供給する燃焼ガス供給系とを有し、 前記燃焼ガスが供給される単位炉又はゾーンに設けた炉
温検出手段からの出力信号に関連して前記燃焼ガス供給
切換弁を制御することを特徴とする蓄熱型交番燃焼バー
ナシステムを備えた加熱炉。 - 【請求項3】 バーナへの燃焼用空気の供給と燃焼ガス
の排気を蓄熱体を通して交互に行なう蓄熱型交番燃焼バ
ーナシステムを備えた加熱炉において、 1又は2以上の単位炉又はゾーンに常温気体供給切換弁
を介して常温気体を供給する常温気体供給系を設けたこ
とを特徴とする蓄熱型交番燃焼バーナシステムを備えた
加熱炉。 - 【請求項4】 バーナへの燃焼用空気の供給と燃焼ガス
の排気を蓄熱体を通して交互に行なう蓄熱型交番燃焼バ
ーナシステムを備えた加熱炉において、 各単位炉又はゾーンに設置された炉温検出手段と、1又
は2以上の単位炉又はゾーンに常温気体供給切換弁を介
して常温気体を供給する常温気体供給系とを有し、 前記常温気体が供給される単位炉又はゾーンの炉温検出
手段の出力信号に関連して前記常温気体供給切換弁を制
御することを特徴とする蓄熱型交番燃焼バーナシステム
を備えた加熱炉。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5244593A JP2985602B2 (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 蓄熱型交番燃焼バーナシステムを備えた加熱炉 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5244593A JP2985602B2 (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 蓄熱型交番燃焼バーナシステムを備えた加熱炉 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0797619A true JPH0797619A (ja) | 1995-04-11 |
JP2985602B2 JP2985602B2 (ja) | 1999-12-06 |
Family
ID=17121032
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5244593A Expired - Lifetime JP2985602B2 (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 蓄熱型交番燃焼バーナシステムを備えた加熱炉 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2985602B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999017060A1 (fr) * | 1997-09-26 | 1999-04-08 | Nippon Furnace Kogyo Kabushiki Kaisha | Systeme de bruleur regeneratif a accumulation de chaleur et a interversion |
CN101797622A (zh) * | 2010-03-31 | 2010-08-11 | 辽宁向导科技发展有限公司 | 烧热脏煤气的单蓄热式锻造加热炉 |
-
1993
- 1993-09-30 JP JP5244593A patent/JP2985602B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999017060A1 (fr) * | 1997-09-26 | 1999-04-08 | Nippon Furnace Kogyo Kabushiki Kaisha | Systeme de bruleur regeneratif a accumulation de chaleur et a interversion |
CN101797622A (zh) * | 2010-03-31 | 2010-08-11 | 辽宁向导科技发展有限公司 | 烧热脏煤气的单蓄热式锻造加热炉 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2985602B2 (ja) | 1999-12-06 |
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