JPS58217163A - 圧縮式冷凍サイクルの冷凍能力増加装置 - Google Patents
圧縮式冷凍サイクルの冷凍能力増加装置Info
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- JPS58217163A JPS58217163A JP9974382A JP9974382A JPS58217163A JP S58217163 A JPS58217163 A JP S58217163A JP 9974382 A JP9974382 A JP 9974382A JP 9974382 A JP9974382 A JP 9974382A JP S58217163 A JPS58217163 A JP S58217163A
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- Japan
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- compressor
- expander
- supercharging
- main compressor
- refrigeration cycle
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B11/00—Compression machines, plants or systems, using turbines, e.g. gas turbines
- F25B11/02—Compression machines, plants or systems, using turbines, e.g. gas turbines as expanders
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/07—Details of compressors or related parts
- F25B2400/075—Details of compressors or related parts with parallel compressors
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、圧縮式冷凍サイクルの冷凍能力増加装置に関
する。
する。
従来、圧縮機冷凍サイクルにおいて、圧縮機よりの吐出
ガスの速度エネルギを利用して過給機を駆動することに
より密度の高い冷媒を圧縮機へ押し込み冷凍能力を増大
させることは知られている（例えば特開昭５１−３４４
５号公報・Ｆ２５Ｂ１１１００）。
ガスの速度エネルギを利用して過給機を駆動することに
より密度の高い冷媒を圧縮機へ押し込み冷凍能力を増大
させることは知られている（例えば特開昭５１−３４４
５号公報・Ｆ２５Ｂ１１１００）。
しかしながら前記公知のものは次のような欠点がある。
（鑑）冷凍機の部分負荷運転や運転条件の変動により膨
張機と過給機の間に不整合が生じ（両者の運転のバラン
スがくずれ）運転不能になるおそれがある。過給機と土
圧ｍ機とが直列となっているため過給機の運転が不能と
なると冷凍システムの運転も不能となる。例えば、設計
点より冷媒の蒸発温度が上昇したり、部分負荷運転を行
うと、過給機は主圧縮機に対して逆に流体的抵抗となり
過給機の役目を果さなくなる。
張機と過給機の間に不整合が生じ（両者の運転のバラン
スがくずれ）運転不能になるおそれがある。過給機と土
圧ｍ機とが直列となっているため過給機の運転が不能と
なると冷凍システムの運転も不能となる。例えば、設計
点より冷媒の蒸発温度が上昇したり、部分負荷運転を行
うと、過給機は主圧縮機に対して逆に流体的抵抗となり
過給機の役目を果さなくなる。
（勺 低段がターボ圧縮機、高段が容積圧縮機からなる
二段圧縮方式と同じであるために、部分負荷運転に際し
ては前記の高低段をそれぞれ能力制御しなければならな
いが、低段側の圧縮機は膨張機と同軸のため任意の部分
負荷運転をすることが困難である。
二段圧縮方式と同じであるために、部分負荷運転に際し
ては前記の高低段をそれぞれ能力制御しなければならな
いが、低段側の圧縮機は膨張機と同軸のため任意の部分
負荷運転をすることが困難である。
（Ｃ） 吐出ガスの速度エネルギによる吐出ガスター
ビン（膨張機）によっては大きな有効エネルギは得られ
ず、膨張機の出力と膨張機の損失に相当する動力はその
大きな部分？電動機（よって供給し １なければな
らず省エネルギ効果が大きいとは言えない。
ビン（膨張機）によっては大きな有効エネルギは得られ
ず、膨張機の出力と膨張機の損失に相当する動力はその
大きな部分？電動機（よって供給し １なければな
らず省エネルギ効果が大きいとは言えない。
本発明は、前記の公知技術の欠点を解消することを目的
とする。
とする。
本発明は、膨張弁に並列に二相流膨張機を設けて凝縮器
からの液化冷媒を導入するようにし、前記膨張機に過給
用圧縮機を連結し、該過給用圧縮機の吸入口を蒸発器側
と連通させて主、圧縮機への吸入冷媒ガスの一部？吸入
するようにし、またその吐出口を主圧縮機の中間位置（
連通して圧縮冷媒ガスを圧送するようにした圧縮式冷凍
サイクルの冷凍能力増加装量である。
からの液化冷媒を導入するようにし、前記膨張機に過給
用圧縮機を連結し、該過給用圧縮機の吸入口を蒸発器側
と連通させて主、圧縮機への吸入冷媒ガスの一部？吸入
するようにし、またその吐出口を主圧縮機の中間位置（
連通して圧縮冷媒ガスを圧送するようにした圧縮式冷凍
サイクルの冷凍能力増加装量である。
また本発明は、前記構成において１個または複数個の膨
張弁に並列に１個または複数個の二相流膨張機を設け、
該膨張機に連結する１個または複数個の過給用圧縮機の
吐出口をチェツキ弁を介して主圧縮機に連通させ膨張機
の運転台数を変化させまたは膨張弁のみによる運転もで
きるようにすることもでき、更に二相流膨張機及び主圧
縮機をスクリュ一式とし、過給用圧縮機の吐出口を主圧
縮機の閉じ込み後の位置に連通させることもで弾、また
主圧縮機を往復式で多段型とし、過給用圧縮機の吐出口
を二段目圧縮機の吸入側に連通させるようＫすることも
できる。
張弁に並列に１個または複数個の二相流膨張機を設け、
該膨張機に連結する１個または複数個の過給用圧縮機の
吐出口をチェツキ弁を介して主圧縮機に連通させ膨張機
の運転台数を変化させまたは膨張弁のみによる運転もで
きるようにすることもでき、更に二相流膨張機及び主圧
縮機をスクリュ一式とし、過給用圧縮機の吐出口を主圧
縮機の閉じ込み後の位置に連通させることもで弾、また
主圧縮機を往復式で多段型とし、過給用圧縮機の吐出口
を二段目圧縮機の吸入側に連通させるようＫすることも
できる。
本発明における冷凍サイクルにはヒートポンプサイクル
も含まれる。したがってヒートポンプサイクルのヒート
ポンプ能力の増加装置も包含している。
も含まれる。したがってヒートポンプサイクルのヒート
ポンプ能力の増加装置も包含している。
才１図は本発明の矛１実施例である。
（１）はスクリュ一式の主圧縮機、（２）は凝縮器、（
３）は膨張弁、（４）はスクリュ一式膨張機、（５）は
過給用圧縮機、（９）は蒸発器、（７）はモータ、（８
）はチェツキ弁である。
３）は膨張弁、（４）はスクリュ一式膨張機、（５）は
過給用圧縮機、（９）は蒸発器、（７）はモータ、（８
）はチェツキ弁である。
主圧縮機（１）からの吐出ガスは気管（１８１を経て凝
縮器（２）に入って液化し液化冷媒は液管αａから液管
（１１）に流れ二相流膨張機としてのスクリュ一式膨張
機（４）Ｋ流入して膨張仕事をして同軸の過給用圧縮機
（５）を回転させた後、管（１３を経て蒸発器（９）に
流入して蒸発し所要の冷凍作用を遂行する。次いで気化
冷媒は気管α４１α暖に分流する。気管α４を流れる気
化冷媒は主圧縮機（１）の吸入口から吸入さ２れる。気
管（Ｌ９を流れる気化冷媒は過給用圧縮機（５）により
圧縮され、チェツキ弁（８）ヲ経て主圧縮機（１）の閉
じ込み後の位置０から圧入される。
縮器（２）に入って液化し液化冷媒は液管αａから液管
（１１）に流れ二相流膨張機としてのスクリュ一式膨張
機（４）Ｋ流入して膨張仕事をして同軸の過給用圧縮機
（５）を回転させた後、管（１３を経て蒸発器（９）に
流入して蒸発し所要の冷凍作用を遂行する。次いで気化
冷媒は気管α４１α暖に分流する。気管α４を流れる気
化冷媒は主圧縮機（１）の吸入口から吸入さ２れる。気
管（Ｌ９を流れる気化冷媒は過給用圧縮機（５）により
圧縮され、チェツキ弁（８）ヲ経て主圧縮機（１）の閉
じ込み後の位置０から圧入される。
一方、液管（１０から液管（１２１に分流した液化冷媒
は膨張弁（３）において膨張した後、管αＪな経て蒸発
器（９）に流入する。スクリュ一式膨張機（４）は容積
型であるため、速度型膨張機に較べてはるかに容易に容
量制御が可能である。スクリュー圧縮機において十分実
績のあるスライド弁機構を膨張機に使用することにより
、０〜１００％までの任意の容量制御が可能となる。ス
ライド弁機構等の容量制御機構のないスクリュ一式膨張
機を使用すると診はスクリュ一式膨張機（４）はそれを
流れる冷媒流量が適当値のと鎗能率のよい作動を行うの
で、負荷の変動に伴う主圧縮機の容量制御の変動、その
他の運転条件の変動などに際して冷媒流量が前記の適当
値から外れたときは液管ａ４を経て膨張弁（３）を流れ
る冷媒流量を加減調節することにより前記の変動に対応
することができる。
は膨張弁（３）において膨張した後、管αＪな経て蒸発
器（９）に流入する。スクリュ一式膨張機（４）は容積
型であるため、速度型膨張機に較べてはるかに容易に容
量制御が可能である。スクリュー圧縮機において十分実
績のあるスライド弁機構を膨張機に使用することにより
、０〜１００％までの任意の容量制御が可能となる。ス
ライド弁機構等の容量制御機構のないスクリュ一式膨張
機を使用すると診はスクリュ一式膨張機（４）はそれを
流れる冷媒流量が適当値のと鎗能率のよい作動を行うの
で、負荷の変動に伴う主圧縮機の容量制御の変動、その
他の運転条件の変動などに際して冷媒流量が前記の適当
値から外れたときは液管ａ４を経て膨張弁（３）を流れ
る冷媒流量を加減調節することにより前記の変動に対応
することができる。
本実施例によれば膨張弁（３）と並列にスクリュ一式膨
張機（４）を設けているため、スクリュ一式膨張機が故
障したり、運転条件の変動や主圧縮機の部分負荷運転に
際してもそれらの影響を受けることなく冷凍運転を継続
することができる。
張機（４）を設けているため、スクリュ一式膨張機が故
障したり、運転条件の変動や主圧縮機の部分負荷運転に
際してもそれらの影響を受けることなく冷凍運転を継続
することができる。
また本実施例によれば、膨張弁と並列にスクリュ一式膨
張機を用いるので、その分だけ冷凍能力を増加すること
ができる。
張機を用いるので、その分だけ冷凍能力を増加すること
ができる。
すなわち、矛８図のＰｉ線図において、膨張弁を使用す
る冷凍サイクルは■−■−■−■−■−■であるから、
その絞り膨張は■−■の等エンタルピー変化であるに対
し、スクリュ一式膨張機を使用する場合は■−■の等エ
ントロピー変化となるのでスクリュ一式膨張機を流れる
冷媒量をＧ。
る冷凍サイクルは■−■−■−■−■−■であるから、
その絞り膨張は■−■の等エンタルピー変化であるに対
し、スクリュ一式膨張機を使用する場合は■−■の等エ
ントロピー変化となるのでスクリュ一式膨張機を流れる
冷媒量をＧ。
ぽんとすればｐｉ 線図上でＧ、 （ｉｏ−ｉ、）Ｋ
ｃａｌ／ｈの冷凍能力が膨張弁に較べて増大し、同時に
Ｇｇ（’。
ｃａｌ／ｈの冷凍能力が膨張弁に較べて増大し、同時に
Ｇｇ（’。
−１４）・ダＫｅＣＬνんの膨張機動力が取り出せるこ
とになる（ただしマは膨張機効率とする）。
とになる（ただしマは膨張機効率とする）。
牙２図は本発明の牙２実施例である。
本実施例は２個の膨張弁と３台の同容量のスクリュ一式
膨張機と過給用圧縮機をそれぞれ並設した点において牙
１実施例と相違している。
膨張機と過給用圧縮機をそれぞれ並設した点において牙
１実施例と相違している。
本実施例では主圧縮機（１）の容量制御量に合わせて膨
張機（４υ（４ＨＯの運転台数を変化させ、ル台運転の
とき（Ｓ−＋−Ｘ）台までの中間の容量制御につ℃）て
は膨張弁で行うようにする。すなわち、膨張機の運転台
数と膨張弁開度の２つを適当に設定することにより任意
の圧縮機処理量に対応可能となる。
張機（４υ（４ＨＯの運転台数を変化させ、ル台運転の
とき（Ｓ−＋−Ｘ）台までの中間の容量制御につ℃）て
は膨張弁で行うようにする。すなわち、膨張機の運転台
数と膨張弁開度の２つを適当に設定することにより任意
の圧縮機処理量に対応可能となる。
２個の膨張弁ｃ３υ（至）を並設し、例えば膨張弁Ｃ３
１を全処理用、膨張弁−は（全処理量−膨張機の処理量
）となるように選定しておき、膨張機が故障したり一時
的に急激な運転条件の変動のあるときなど、膨張弁のみ
の運転が必要なとぎに備える。ｌ１１６２輸は電磁弁で
、適宜開閉操作をして運転台数を変更する。５１） ５
３ ＠は過給用圧縮機である。
１を全処理用、膨張弁−は（全処理量−膨張機の処理量
）となるように選定しておき、膨張機が故障したり一時
的に急激な運転条件の変動のあるときなど、膨張弁のみ
の運転が必要なとぎに備える。ｌ１１６２輸は電磁弁で
、適宜開閉操作をして運転台数を変更する。５１） ５
３ ＠は過給用圧縮機である。
本実施例の冷媒の流れは前記の点で矛１実施例と相違す
るがその他は矛１実施例と同じである。
るがその他は矛１実施例と同じである。
、？４図は主圧縮機を往復式の多段型とした矛３実施例
であって、モータ（７）により１１段の圧縮機０刀、矛
２段の圧ｍ機器、矛３段の圧縮機［有］が運転される。
であって、モータ（７）により１１段の圧縮機０刀、矛
２段の圧ｍ機器、矛３段の圧縮機［有］が運転される。
圧縮機Ｃ２１には蒸発器から気管α四を経て気化冷媒が
吸入される。一方、過給用圧縮機により圧縮された気化
冷媒はチェツキ弁（８）を経て圧縮機器の吸入側にある
吐出口α３に圧入される。ＣＩ＆は矛３段の圧縮機器か
ら凝縮器（２）へ高圧の冷媒ガスを送る気管である。
吸入される。一方、過給用圧縮機により圧縮された気化
冷媒はチェツキ弁（８）を経て圧縮機器の吸入側にある
吐出口α３に圧入される。ＣＩ＆は矛３段の圧縮機器か
ら凝縮器（２）へ高圧の冷媒ガスを送る気管である。
（ａｌ 膨張弁と並列に二相流膨張機を設けているた
め、膨張機や過給用圧縮機が故障したり、運転条件の変
動や主圧縮機の部分負荷運転に際してもそれらの影響を
受けることなくシステムの冷凍運転を継続することがで
きる。
め、膨張機や過給用圧縮機が故障したり、運転条件の変
動や主圧縮機の部分負荷運転に際してもそれらの影響を
受けることなくシステムの冷凍運転を継続することがで
きる。
（イ）二相流膨張機により冷媒を等エントロピー変化の
膨張をさせるので従来の膨張弁を用いる等エンタルピー
変化の膨張よりも冷凍能力が増加し、その分だけ動力が
取り出させことになる。
膨張をさせるので従来の膨張弁を用いる等エンタルピー
変化の膨張よりも冷凍能力が増加し、その分だけ動力が
取り出させことになる。
（ｃ） （イ）の膨張機の動力により過給用圧縮機を
駆動 ′するため過給用圧縮機の処理ガスの増量
分だけ主圧縮機の処理ガス量を増加することができる。
駆動 ′するため過給用圧縮機の処理ガスの増量
分だけ主圧縮機の処理ガス量を増加することができる。
なお、主圧縮機をスクリュ一式とし、該主圧縮機の閉じ
込み後の位置に過給用圧縮機の吐出口を連通させた場合
、主圧縮機の処理量の１０％内外の冷媒ガスを圧送する
ときスクリュ一式の主圧縮機の所要動力は殆んど同一で
あるという効果のあることが知られている（スクリュー
圧縮機のエコノマイザ−効果）ので、この効果を利用で
きることＫなり、膨張弁のみの場合と同一のモータ馬力
で、事実上過給用圧縮機の処理能力分の処理ガス量の増
大が可能である。
込み後の位置に過給用圧縮機の吐出口を連通させた場合
、主圧縮機の処理量の１０％内外の冷媒ガスを圧送する
ときスクリュ一式の主圧縮機の所要動力は殆んど同一で
あるという効果のあることが知られている（スクリュー
圧縮機のエコノマイザ−効果）ので、この効果を利用で
きることＫなり、膨張弁のみの場合と同一のモータ馬力
で、事実上過給用圧縮機の処理能力分の処理ガス量の増
大が可能である。
なおまた、前記の公知技術では過給機が主圧縮機と直列
に設置されているため、容量制御や運転条件の変動によ
り運転が不能となったり、過給機を設けない場合より主
圧縮機の所要動力が増加することがあるが、複数の膨張
機、過給用圧縮機と複数の膨張弁とを設ければ、常に主
圧縮機の所要動力が最小となるよう膨張機の運転台斂と
膨張弁開度を調整することができる。
に設置されているため、容量制御や運転条件の変動によ
り運転が不能となったり、過給機を設けない場合より主
圧縮機の所要動力が増加することがあるが、複数の膨張
機、過給用圧縮機と複数の膨張弁とを設ければ、常に主
圧縮機の所要動力が最小となるよう膨張機の運転台斂と
膨張弁開度を調整することができる。
牙１図、牙２図はそれぞれ本発明Ｏ牙ｌ、矛２の実施例
の系統図、１・３図は冷媒の膨張過程を説明する冷凍サ
イクルのｐｉ線図、矛４図は本発明の矛８の実施例の系
統図である。 （１）＠−主圧縮機、（３）・・膨張弁、（４）・・二
相流膨張機としてのスクリュ一式膨張機、（５）・・過
給用圧縮機、（８）・・チェツキ弁、ｕｌ・・主圧縮機
の中間位置としての吐出口、（２υ（２）（２濁・・土
圧組機としての牙１段、才２段及び牙８段の往復式の圧
縮機、ｅｕｃｔ２１−−膨張弁、ｔ４ｎ（４ｓｔ４：ｓ
−−二ａ流＋ｙｗｍ トしてのスクリュ一式膨張機、
（５１１５２（５３＋・・過給用圧縮機。 昭和５γ年６月１０日 発明者 猪 野 展 海 特許出願人 株式会社前川製作所 、口ｌ ′：置−
の系統図、１・３図は冷媒の膨張過程を説明する冷凍サ
イクルのｐｉ線図、矛４図は本発明の矛８の実施例の系
統図である。 （１）＠−主圧縮機、（３）・・膨張弁、（４）・・二
相流膨張機としてのスクリュ一式膨張機、（５）・・過
給用圧縮機、（８）・・チェツキ弁、ｕｌ・・主圧縮機
の中間位置としての吐出口、（２υ（２）（２濁・・土
圧組機としての牙１段、才２段及び牙８段の往復式の圧
縮機、ｅｕｃｔ２１−−膨張弁、ｔ４ｎ（４ｓｔ４：ｓ
−−二ａ流＋ｙｗｍ トしてのスクリュ一式膨張機、
（５１１５２（５３＋・・過給用圧縮機。 昭和５γ年６月１０日 発明者 猪 野 展 海 特許出願人 株式会社前川製作所 、口ｌ ′：置−
Claims (4)
- （１）膨張弁と並列に二相流膨張機乞設けて凝縮器から
の液化冷媒を導入するようにし、前記膨張機に過給用圧
縮機を連結し、該過給用圧縮機の吸入口を蒸発器側に連
通させて主圧縮機への吸入冷媒ガスの一部を吸入するよ
うにし、またその吐出口を主圧縮機の中間位置に連通し
て圧縮冷媒ガスを圧送するようにした圧縮式冷凍サイク
ルの冷凍能力増加装置。 - （２）１個または複数個の膨張弁と並列に１個または複
数個の二相流膨張機を設け、該膨張機に連結する１個ま
たは複数個の過給用圧縮機の吐出口をチェツキ弁を介し
て主圧縮機に連通させた特許請求の範囲才１項記載の圧
縮式冷凍サイクルの冷凍能力増加装置。 - （３）二相流膨張機及び主圧縮機をスクリュ一式とし、
過給用圧縮機の吐出口を主圧縮機の閉じ込み後の位置に
連通させた特許請求の範囲矛１項または矛２項記載の圧
縮式冷凍サイクルの冷凍能力増加装置。 - （４）主圧縮機を往復式の多段型とし、過給用圧縮機の
吐出口を二段目圧縮機の吸入側に連通させた特許請求の
範囲矛１項または矛２項記載の圧縮式冷凍サイクルの冷
凍能力増加装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9974382A JPS58217163A (ja) | 1982-06-10 | 1982-06-10 | 圧縮式冷凍サイクルの冷凍能力増加装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9974382A JPS58217163A (ja) | 1982-06-10 | 1982-06-10 | 圧縮式冷凍サイクルの冷凍能力増加装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58217163A true JPS58217163A (ja) | 1983-12-17 |
| JPS6360300B2 JPS6360300B2 (ja) | 1988-11-24 |
Family
ID=14255489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9974382A Granted JPS58217163A (ja) | 1982-06-10 | 1982-06-10 | 圧縮式冷凍サイクルの冷凍能力増加装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58217163A (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| EP2975337A4 (en) * | 2013-05-02 | 2016-12-21 | Maekawa Seisakusho Kk | REFRIGERATION SYSTEM |
Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
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| JP5127849B2 (ja) * | 2010-01-26 | 2013-01-23 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
-
1982
- 1982-06-10 JP JP9974382A patent/JPS58217163A/ja active Granted
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