JPS60501372A - 流量調整弁と、その使用 - Google Patents

流量調整弁と、その使用

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JPS60501372A
JPS60501372A JP59502006A JP50200684A JPS60501372A JP S60501372 A JPS60501372 A JP S60501372A JP 59502006 A JP59502006 A JP 59502006A JP 50200684 A JP50200684 A JP 50200684A JP S60501372 A JPS60501372 A JP S60501372A
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アルト、エルキ
イーラ・ヘミーラ、ヴエイコ
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ハルトン・オ−・ワイ
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 流量調整弁と、その使用 この発明は、流量調整弁に作用する差圧が与えられた範囲内において変化すると き、ガス状物体の容積流量を正確に所定の値に維持する、特にエアコンディショ ニングならびにペンヂレーション装置のためのガス状物体の流量調整弁であって 、前記流量調整弁は、包囲体と包囲体により構成された流路に配置された調整部 材を備えた構成の流量調整弁に関するものである。 容積流量のセットポイントをかなり広い範囲で調整する従来技術の低圧流足調整 弁においては、最低圧の点から作動が開始され、容積流量レートが増加する。 流量が低いときでも、最低圧の圧力は、通常比較的高い。容積流量レートのセッ トポイントの増加につれて高い終りの圧力も増加する。 最低圧の圧力が高く、および/または容積流量セットポイン1−値によっては、 従来の流量調整弁が機能するためには、余分なブロワエネルギと大型のブロワを 必要とし、圧力の増加は、騒音問題を惹起し、構造が複雑となり、設置面におい ても問題が生じる。 ぬえ的にいって、流W調整弁が設置されている現場で流量調整弁の容積流tdの 値を正確に無段階に設定づることは、至勤の業であり、特に流量調整弁がすでに 設置済みであると実際面において不角能に近く、また設定値も直接読み取ること もでぎないこども事実である。 従来の技術による′ffLm調整弁においては、流量を規制する絞り圧力を読み 取ることができない。 ある構造の従来の流量調整弁においては、流量調整弁が 作動範囲にあるか否かを外部から判断できても、その流吊し・一トを調節するこ とができないようになっていることは、事実である。 流量調整弁の製造、格納、拡布、使用の容易性の条f1は、流は調整弁の設置現 場ならびの設置後において、簡単かつ正確に調整できることである。エアコンデ ィショニング装置には、流1調整弁の設定値が流量調整弁の外部から観察でき、 流量調整弁が作動範囲内にあるか否かが分り、流れをどの程度絞るかが判断でき ることが重要な課題である。 さらに、流量調整弁の基本構造ならびに製造技術に必須なことは、測定手段が簡 単で、できる限り部材が少なく、容積流過の値を設定するものとは、沖工個にな っているという点である。 現在公知の流量調整弁においては、調整部材を無段 階調整ができない構造になつている。 したがって、従来の流量調整弁は、手段 を拘束する危険のない、いわゆるシングルパス調整に基く単なるバランス調整が できない構造になっている。 つぎに、従来の流量調整弁は、局限され、コントロールされた補正に使用できな い。 第三に、従来の流5%調整弁は、昼間と夜間とては、送り込まれる空気流 の量が異なるなどの空気流量の異なるエアコンディショナなどの空調装置には、 最高の状態で使用できない。 従来の流量調整弁においては、調整部材のカウンタ部材として用いられれる力は 、質量体またはスプリング、またはスプリングとべDウズとの複合体である。  これらは、長所と欠点をもつもので、スプリング使用の欠点は、ゆるみ、製造の 不正確性、損傷を受けやりいなどである。 また、質量体をカウンタフォースと して用いた場合、流量調整弁は、水平なダクトまたは流路にしか設置できず、回 転軸は、常に空気の流れに対し水平でなければならず、質量体(よ、流路と同じ 側に常になければならない欠点がある。 質量体をカウンタフォースとして用い た場合の艮7Ilr4よ、使−用の信頼性が高く、製造が正確に行なえ、耐久性 がある点である。 スプリングとベロウズの複合体の場合は、M4造的に損傷しやすく、単なるスプ リングよりもコストが高く、耐久性に劣る欠点がある。 従来の流過調整弁においては、調整部材の振動、揺動を防ぐ特殊なダンパが必要 である。 ある種の従来構造においては、ベロウズタイプのダンパが用いられて いるが、このような構造の欠点は、例えば、経時的変化によりダンパの一部が破 損したり、故障して保守が必要であり、正確性を損じる。 この発明の目的は、従来Ma造の流m調整弁を改良することにある。 この発明 のさらに詳細な目的は、従来構造の流量調整弁にみられる欠点を解消した流過調 整弁を提供することにある。 この発明の目的は、流量調整弁に、流量調整弁の差圧範囲を制限する制限部材が 設けられ、該制限部材は、調整部材の動きを制限するようにli[!置されてい ることを特徴′とする流m調整弁により達成される。 この発明の実施例においては、流量調整弁は、制限部材が調節可能であることを 特徴とする。 この発明の実施例においては、制限部材は、セルフ調節可能であ る。 この発明の実施例においては、流量調整弁に制限部材設定スケールが設け である。 この発明の実施例においては、制限部材は、必要に応じて、調整部材 を所定の位置にロックできるように配置されている。 この発明の数例の実施例は、調整部材が僅かにカーブしたプレートからなること を特徴とする。 調整部材の最初と最終の位置の間における回転角は、差圧が同 じであれば、異なった流量レートにおいて同じオーダーである。 調整部材の最 初と最終の位置は、差圧が同じであれば、容積流量レートのマグニチュードに基 く。 この発明の流m調整弁には、アジャストできる、または、セルファジャス トできる制限部材を設け、流儀調整弁の差圧範囲を制限するもので、該制限部材 は、調整部材の角運動を制限するように設けられれる1゜流1.調整弁の作動範 囲は、調整部材と流路との間の有効流通開口部分の度合を変えることにより変更 できる。 同様に、流量調整弁の作動範囲は、調整部材の位置に基いてカウンタトルクを生 ずるシフト可能な質量体により変更できる。 この発明の流量調整弁により、数々の著しい効果が得られる。 この発明の流f lit整弁によれば、調整部材の動きは、制限され、必要に応じ、完全に拘束で きる。 この特徴により、この発明の流量調整弁は−、いわゆるシングルパス調整と称す るバランス操作に用いることができ、故障が生じない。。 つぎに、流量調整弁 は、流量の僅かな補正に用いることができ、さらに、空気の流れを中央で変更す ることが望ましい空調装置に使第二に、この発明の流量調整弁によれば、流量調 整弁の設定値は、流量調整弁の作動範囲を変えることなく、極めて広い範囲、例 えば、ダグ1〜速麿が2”□8m/sの範囲に調整される。さらに、流量調整弁 は、作動範囲が20〜200Paである従来の流量調整弁よりも低い差圧、例え ば20Paの差圧でも作動する。 この発明の流量調整弁においては、調整部( Aの回転角は、約90°であり、これによって、有効流通開口を調節することな く、差圧の変化に対応して調整部材を大きく動かし、極めて広い作動範囲を得る ことができる。 第三に、この発明の流量調整弁によれば、容積流部レー1〜は、無段階に調整で き、しかも、ぞの調整も設置現場において、それがすでに設置完了している場合 でも、流量調整弁(二股(づた操作21ブを回4だ(′1で可能である。 また 、容積流mレー1〜は、目盛から直接読み取りでき、空気流の絞り度合ならびに 流通調整弁がその作動範囲にあるか否か、例えば、空気流入量が適正なものか、 過不足があるか否かをチェックできる。 この発明の流量調整弁においては、質量体がカウンタフォースとして用いられて いる。 しかしながら、この発明の流量調整弁においては、質量体の欠点は、実 際面で解消されている。 この発明の流量調整弁は、どのような方向の流路にも 設置でき、質量体(j、流路またはダクトのいずれの側にも設置できる。 これ は、調整部材の回転軸が流1調整弁に設けたレベル手段により水平に設置できる 事実と、前記質m体の設置位置により、空調装置の設置状況の変化により別な位 置に分岐されたとしても前記質m体は、同じ角度で反対方向に回転することがで きる事実に某くものである。 この発明の流量調整弁は、別個の振動抑制手段を必要としない。碓かに振動抑制 手段tよ、調整部材にとって故障の原因となる。 原則として、ダクトシステム にお(プるカウンタ圧力は、調整部材を安定状態に保つのみで充分である。 こ の特徴に貢献する要素は、第一に、調整部材は、僅かにカーブしていることであ り、調整部材がどの位置においても流路を略完全には閉■しないことである。  その結果、調整部材がりD−ズの位置にあっても、調整部材の周縁にそい空気流 が下流へ流れることができる。 この特徴に貢献する他の要素は、例えば、調整 部材のダイスと形状、調整部材に対する調整部材の回転■の位置、カウンタウェ イトのサイズと位置、調整部材の制限部材である。 僅かにカーブした調整部材により、この発明の流m調整弁は、きわめて正確で、 静粛であり、角度調整の動きもきわめてスムーズである。 この発明の詳細は、添附の図面に示された実施例により説明されるが、この発明 は、これに限定されるものではない。 第1図は、一部を切断した正面図における、この発明の実施例を示す。 第2図は、第1図11− II線にそった断面図である。 第3A図は、この発明の流量調整弁に実施される調整部材の第1実施例の側面図 である。 第3B図は:この発明の流量調整弁に実施される調整部材の第2実施例の側面図 である。 第3C図は、この発明の流量調整弁に実施される調整部材の第3実施例の側面図 である。 第3D図は、この発明の流量調整弁に実施される調整部材の第4実施例の側面図 である。 第3[図は、この発明の流量調整弁に実施される調整部材の第5実施例の側面図 である。 第3[図は、この発明の流量調整弁に実施される調整部材の第6実施例の側面図 である。 第4A図は、容積流量レートが高い揚台における流量調整弁の調整部材の最初と 最終位置を示す側面図である。 第4B図は、容積流量レー1へが低い場合における流量調整弁の調整部材の最初 と最終位置を示す側面図である。 第5A図は、調整部材により有効流通開口が最大に開口するように調整された状 態における、流れの方向から見た流量調整弁の有効流通開口を示す。 第5B図は、調整部材により有効流通開口が最小に開口するように調整された状 態における、流れの方向から見た流量調整弁の有効流通開口を示す。 第5C図は、流路における流量調整弁の可変断面を有する有効流通開口の変化を 示す側面図である。 第5D図は、別個の調整部材による有効流通開口の変化を示す側面図である。 第6図は、流量調整弁の差圧範囲を制限する原理を示す側面図である。 第7図は、6Aの方向から見た第6図の詳細である。 第8図は、この発明の流量調整弁の作動範囲の変化を行なう方法を示す側面図で ある。 第9図は、保護ケースのカバー(該カバーは、外されている)方向から見た第1 図の流量調整弁を示す。 第10図は、この発明の流量調整弁の作動範囲を示すグラフである。 第11図は、この発明の流量調整弁の用例を示す説明図である。 第1図と、第2図に示す実施例において、この発明の流量調整弁は、符号10で 示されている。 流量調整弁10は、包囲体11と、この包囲体に内蔵されてい る調整部材12とを備えている。 調整部材12は、二枚のカーブしたフラップ 12a 、 12bが互いに部分的に干なって構成されている。 調整部材12 は、調整パ固定プツト14とスリーブ状の調整・固定ナツト16を介して回転軸 13に取Nられている。 回転軸13は、ベアリング15.18に回転自由に軸支されて、包囲体11内に 設けられている。 調整部材12は、包囲体11内の流路を流れる空気流により 回転するもので、錘23によるカウンタトルクによって、調整部材12は、必要 なスロットル作用が行なえる位置を占める構成になっている。 錘23は、前記 スリーブ状の調整・固定プツト16、部材19ならびに該部材と共に回転自由に 装着されたカバー20にJ:り調整部材12に一体的に連結し、調整部材12の 回転と共に回転する。 回転軸13は、保護ケース32内に設けられているバラ ンスと水準ボール31により水平に設置されている。 容積流量レートに関する定量流量調整弁10の作動範囲は、調整ノブ24を回転 することにより変更できるものであり、調整ノブ24を回転することにより、フ ラップ状の調整部材12と有効流通開口のサイズ、鍾23の位置、調整部材12 の最初と最後の位置乃(変更される。 フラップ状の調整部材12の各半体12 a、12bは、回転軸13と調整ナツト14.16に設けIζ互いに逆ねじの螺 糸にそって、互いに反対の方向に動く。 回転軸13の一端は、ベアリング15 に支承され、前記調整操作により、前記フラップ状の調整部材12の半休12b にスリーブ16を介して回転自由に装着された部材19と、部材19に取付られ たカバーとが、回転軸13の軸方向に動かされる。 カバー20に取付られた歯 車22が回転軸13に接触し、回転軸13の溝に形成されたピニオンランクと、 回転自由に’AMされた部材19の横り向の動きとにより、回転し、同時に歯車 22は、ビニオーンラック34により錘23をシフトする。 第3八図から第3F図は、この発明の流m調整弁1.0に用いられる調整部材1 2の他の例を示すものである。 第3八図から第3D図において、調整部材112a、 112bi12(112 dそれぞれを構成する各一対の半休は、回転軸13に対し僅かにカーブしている が、第3E図と第3F図においては、調整部材1120.112fは、一方の半 休のみが僅かに傾斜している。 第4八図と第4B図において観察されるように、作動範囲の最小差圧にお番プる 高い容積流量レートにおいては、調整部材12は、対応ブる差圧にお(プる低い 容積流量しニドにおけるよりも、より水平の位置にある。 同様に、作動範囲の最小差圧における高い容積流量レートにおいては、調整部材 12は、対応する差圧における大きな容積流量レー1〜におけるよりも、より垂 直の位置にある。 最高の容積流量レートと作動範囲の最小の差圧における調整部材12の位置は、 最小の容積流がレート−と竹動範囲の最高の差圧における調整部材12の位置か ら90°離れている。 これと対照的に、回転角φ2は、差圧が同じ場合、畠い 容積流$レー1−に対づる回転角φ1と実質的に同じオーダーである。 このよ うに、この発明の流9調整弁10においては、最小差圧と最大差圧に対する調整 部材12の回転角φ 1、φ2は、異なった容積流量レートにおいて、実質的に 同じオーダーである。 差圧△pの同じ最小値と最大値においては、回転角φ  1、φ 2は、約60”である。 第5A図と第5b図の実施例における、この発明の流量調整弁10においては、 有効流通開口37は、調整部材12のサイズを調整することにより変えられる。 この実施例において、有効流通開口37は、フラップ状の調整部材12の半体1 2a 、 12bを第5A図の矢印へで示す方面に動かすことにより変えられる 。 第5C図の実施例においては、有効流通開口37は、流路11.11aを矢印B の方向に移動、即ち、流れの方向にシフトさせることにより変えられる。 第5D図の実施例においては、有効流通量[137は、流路に設置した一つ、ま たは、複数の部材からなる別個の調整部材36による流通開口の調整によって変 えられる。 符号35は、調整部材36の軸を示す。調整部材36は、軸35を 回転軸として矢印C方向に回動される。。 この発明の流量調整弁においては、差圧範囲は、制限部材25.26a 、26 bにより制限される。 制限部材26a 、26bが第6図矢印り方向に動くと 、調整部材12の動きは、制限される。、 制限部材26a、26bは、第7図 に示すように、選択された容積流量レートに従いセルフ調整する制限部材である ことが望ましい9. 制限部材26a 、26bは、前記保護ケース内で傾斜面 を有している。制限部材26a、26bは、第7図矢印Fで示覆方法で、前記流 量レートが調整されるにつれて制限ピン25が移動づるとき、調整される。 コ ンスタント流量調整弁10のフラップ状調整部材12の動きは、調節可能の制限 部材26a、261)により全体的に、または、部分的に捕捉8れる。 保護ケース32の制限ピン25と調節スケール3つは、コンスタント流量調整弁 10に作用づる差圧△pを示す。 制限ピン25が制限部材26aに接触すると きは、差圧△pは、最低であり、制限ピン25が制限部材26bに接触するとき は、差圧△pは、最高である(第7図)。 制限ピン25が制限部材26aと制 限部材26bどの中間にあるときは、流量調整弁は、作動範囲にあるもので、そ うでないときは、量的に過ぎた空気または少な過き゛る空気が流入する。 第8図においては、流1調整弁10の作動範囲は、矢印Fに示づように、錘23 を動かすことにより変更することができる。 @23、制限部材26a 、26bにより、フラップ状の調整部、材1°2の異 なった流量レートにおける最初と最終の位置が定まる。 この発明のコンスタント流過調整弁10においては、調製部材12の回転軸13 に対し調節可能のフレキシブルなカバー20と、保護ケース32のボールケース 29と、ボールケース29内を動くボール30とによる重力効果により、同じ配 置構成を構成することができる。 コンスタント流量調整弁10は、最初に、錘 23のカウンタトルクなしに、バランスウェイト38によりバランスさせて製造 することができる。 ボールケース29のボール30とスケール40とが調整部 材の位置を示す。 カバー20は、ボール30とカバー20のスケール41によ り示される(1/置に対応する位置に回転さけられ、ネジ21によりロックされ る。 容積流量レートVに関するこの発明の流量調整弁10の作動範囲は、無段階の調 整することができ、その結果、第9図に示すように、流量調整弁10が作動する 差圧範囲を変えなくしたり、または、所望の態様で変えることらできる1、 第 9図において、斜線部分は、この発明の流量調整弁が作動する範囲を示す。 第 9図の例において、作動範囲の下限と下限の圧力の比率は、110、または、例 えば、2O−200Paであり、容積流量レート■の下限と上限の比率14は、 空気流速2〜8m/sに相当する。 すでに述べたように、コンスタント流量調 整弁10の作動範囲は、操作ノブ24の回動により調整される。 回転可能部材 19に設けられた制限ピン25、回転軸13の方向に変えられる制限部材26a  、26bならびに鍾23により、調整部材12は、種々の容積流量レートにお いて、異なった最初と最終位置をとることができる。 歯車ラック34の端部と ノJバー20の容積流量レートスケール42が、コンスタント流(6)調整弁1 0により調整した空気流を示す。 制限ピン25と、保護クース32に制限ピン 25に近接させて設けたスケール39(換言すれば、制限部材26a 、26b をセットするためのスケール)は、流量調整弁10に作用する差圧Δpを示す。  制限ピン25が制限部材26a 、26bのいずれかに当たれば、流量調整弁 10は、作動範囲外にあり、過分な、または、不足した空気が流量調整弁10を 通過する。 スケール39、制限部U26a、26bに関連する制限ピン25の 位置は、外部手段により設定できる。 この発明の流量調整弁10においては、調整部材12の動きを規制でき、または 、すでに述べたように制限部材26a 、26bにより調整部材12は、完全に 拘束できる。 これによって、第10図に示すように、種々の可能性が生ずる。 第10図の例a)は、流量調整弁10が空調装置の調整のみに使用されている場 合を示す。 空調装置がバランスされていれば、流量調整弁10は、自動的に止 しい位置をとり、その後で、流量調整弁10は、制限部材2’6a、26bによ り規制される。 空調装置は、流量調整弁により、このような方法でバランスさ れるもので、このことは、空調装置においては、どの点でも空気間は、適正であ るが、空調装置に設置した流量調整弁10は、外部的影響で空気流の容積流量レ ートVが変化するようなときには、容積?に@レートVを一定に保つような働き をしないことを意味する。 空気流は、ついで集中的に変更される。 流量調整 弁10は、規制されているので、不動作となるおそれはない。 第10図の例b)は、流量調整弁10が例えば、±20Paの範囲で僅かに補正 される場合を示で。 流量調整弁10は、バランスした適正位置になっている。  流量、調整弁10の調整部材12は、横両方向に僅か動けるようになっている 。 僅かな圧力変化の場合には、容積流量マグニチュードが変化しようどすれば 、流量調整弁10は、容積流量レートを補正する。 他方、なんらかの理由で、 流量調整弁10が停止1−すれば、大ぎなエラーは、発生しない。 第10図の例C)は、空調装置が最大の空気量でバランスしている場合を示す。  流量調整弁10は、賃なったマグニチュードの空気流が流れる空調装置に使用 されている。 昼間は、通常、高い容積流量レートになっており、空調装置をバ ランスさせたときは、調整部材12の動きは、下限の圧力制限部拐268により 規制されている。 これによって、調整部材12は、昼間の操作において空気量 が増加するのを防ぐばかりか、集中操作で空気間が減少される夜間の操伯におい てもなんらの問題も発生させない。 調整部材12が、全開位置に回動すること が訂されれば、夜間操作における空調システムのある部分には、昼間操作と同様 な量の空気流が流れ、他の部分には、はとんど流れない。 第10図の例d)は、流量調整弁10が、異なったマグニチュードの空気流が流 れる空調装置に使用されている場合、を示ず。 空調装置は、少ない空気量でバ ランスしている。 流量調整弁10の調整部材12の動きは、上限圧ノ〕制限部 U26bで規制されている。 調整部材12は、閉廿位置に回動できず、集中操 竹で空気流が増加しても何等の問題も生じない。 第10図の例e)は、流量調整弁10が作動づるTなった圧力範囲にわたり、流 量調整弁10により空気流レートの補正を行なうようになっている場合を示す。 制限部材26a 、26bは、極限位置にある。 前記実施例では、この発明の二三の例を示したにずぎないものであって、下記の 請求の範囲に示された発明思想の範囲内においての変更が容易であることは、当 業者に明らかであり、例えば、この発明は、断面が円形のダクトに限定されるも のではない。 国際調査報告

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.流fA HV弁(10)に作用する差圧(Δp)が変化するとき、ガス状物 体の容積流子を正確に、所定の直に紺持する、特にエアコンディショニングなら びにベンチレーション装置のためのガス状物体の流量調整弁であって、前記流量 調整弁(10)は、包囲体(11と包囲体(11)により構成された流路に配置 された回転可能な調整部材(12)を備え、前記流量調整弁(10)には、前記 流LM調整弁の差JI:範囲を制限する制限部tl+ (25; 26a 、2 6b)が設ケチアリ、制限部材(25: 26a 、26b)は、前記調整部材 (12)の動きを規制するように配置されていることを特徴とする流量調整弁。 2、制限部材(26a 、26b)が調節自由であることを特徴とする請求の範 囲1による流量調整弁。 3、容積流量レートの設定値が変えられたとき、制限部材<26a 、26b) がセルフ調節することを特徴とする請求の範囲1または2による流量調整弁。 4、流量調整弁(10)に作用する差圧(△p)が変化したとぎ、調整部vJ( 12)は、回転できるように配置されていることを特徴とする請求の範囲1へ・ 3による流量調整弁。 5、流量調整弁(10)に制限部材(25: 26a、26b)の設定スケール (39〉が設けであることを特徴とする請求の範囲1〜4による流量調整弁。 6、制限ビン(25)と、前記制限部材の設定スケール(39)とが流量調整弁 (10)に作用する差圧(八〇)を示すように配置されていることを特徴とする 請求の範囲5による流量調整弁。 7、流量調整弁(10)の作動範囲が調整部材(12)と流路の間の有効流通開 口(37)を変えることにより変更されることを特徴とする請求の範囲1へ・6 による流量調整弁。 8、流れこむガス状物体の流れに面する調整部材(12)の面が僅かにカーブし ていることを特徴とする請求の範囲1へ・7による流し調整弁。 9、制限部材(25: 26a、26b)が′JAv部材(12)の動きを規制 するように配置されていることを特徴とする請求の範囲1へ・8による流ffl !整弁。 10 流量調整弁(10)がシングルパス調整を基にして空気流をバランスさせ ることに用いられる前記請求の範囲1〜9のいずれかによる流量調整弁の利用方 法。 11 圧力が比較的低い範囲で変化するとき、流量調整弁(10)により、容積 流過レートを補正するようにして、空気流をバランスさせるために流量調整弁( 1o)を利用することを特徴とする請求 いずれかによる流量調整弁の利用方法。 12 圧力が増加または減少するときにのみ、流1調整弁(10)により、容積 流過レートを補正するようにして、空気流をバランスさせるために流量調整弁( 1o)を利用することを特徴とする前記請求の範囲1〜9のいずれかによる流量 調整弁の利用方法。
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