KR100665478B1 - 가변 방전식 음이온발생램프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음이온을 발생하는 음이온발생램프에 관한 것으로, 음이온발생부와 접지선을 이격시켜 일체로 형성하여 음이온발생수단을 형성하고, 상기 음이온발생수단의 외측에 지지대를 씌우며, 상기 지지대의 끝부분에는 집진관을 체결하되 집진관은 가변수단에 의해 체결위치를 가변시키도록 하여 상기 음이온발생부와 집진관 사이의 거리를 변화시킴으로서 음이온발생량을 조절함과 아울러 오존의 발생량을 조절할 수 있도록 하고, 특히 방전극인 음이온발생부와 대전판인 접지관의 거리를 자유롭게 조절 가능하도록 하여 오존의 농도를 필요 이상 발생시키지 않도록 해서 악취 제거를 쉽게 실시하도록 하고 동시에 집진장치를 추가함으로써 하전(Electric Charged)된 미세먼지(Fine particle)의 상당부분을 집진관에 집진시켜 램프의 오염을 방지하며, 기존의 음이온 램프와 같이 표면을 자주 닦아주는 불편을 최소화시킬 수 있도록 개선된 음이온 및 집진 탈취가 동시에 이루어지는 음이온발생램프를 제공하려는 것이다.

이온발생, 오존발생, 살균, 항균, 악취제거, 탈취, 음이온, 가변

Description

가변 방전식 음이온발생램프 {Variableness discharge anion occurrence lamp}

도 1a 및 도 1b는 종래의 음이온 발생램프를 보인 예시도

도 2a 및 도 2b는 종래의 음이온 발생램프의 사용한 예를 보인 예시도

도 3은 전기 집진식 이온램프의 전기 집진부 설명도

도 4는 전기 집진식 이온램프의 활성영역과 비활성영역의 설명도

도 5는 방전극의 곡률반경 설명도

도 6은 방전거리에 따른 개시전압 설명 그래프

도 7 내지 도 10은 본 발명에 따른 음이온발생램프를 보인 사시도 및 상세도

도 11은 본 발명에 따른 음이온발생램프를 다르게 실시한 예를 보인 예시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1: 방전극 2: 대전판

3: 전기집진부의 활성영역 4: 전기집진부의 비활성영역

10: 음이온발생램프 11: 음이온발생수단

12: 음이온발생부 13: 접지선

14: 지지대 15: 그릴부

16: 통기구 17: 집진관

18: 관부 20, 30: 가변수단

21: 탄성돌기 22: 장착홈

31: 수나사 32: 암나사

본 발명은 음이온을 발생하는 음이온발생램프에 관한 것이다.

더욱 상세하게는 음이온발생부와 접지선을 이격시켜 일체로 형성하여 음이온발생수단을 형성하고, 상기 음이온발생수단의 외측에 지지대를 씌우며, 상기 지지대의 끝부분에는 집진관을 체결하되 집진관은 가변수단에 의해 체결위치를 가변시키도록 하여 상기 음이온발생부와 집진관 사이의 거리를 변화시킴으로서 음이온발생량을 조절함과 아울러 오존의 발생량을 조절할 수 있도록 하고, 특히 방전극인 음이온발생부와 대전판인 접지관의 거리를 자유롭게 조절 가능하도록 하여 오존의 농도를 필요 이상 발생시키지 않도록 해서 악취 제거를 쉽게 실시하도록 하고 동시에 집진장치를 추가함으로써 하전(Electric Charged)된 미세먼지(Fine particle)의 상당부분을 집진관에 집진시켜 램프의 오염을 방지하며, 기존의 음이온 램프와 같이 표면을 자주 닦아주는 불편을 최소화시킬 수 있도록 개선된 음이온 및 집진 탈취가 동시에 이루어지는 음이온발생램프를 제공하려는 것이다.

종래의 음이온발생램프는 첨부도면 도 1a 및 도 1b에 도시한 바와 같이 소켓형태 램프등기구에 삼파장 램프를 장착하고, 삼파장 램프의 한 중앙에 음이온발생 수단을 일체로 장착한 구성이다.

상기와 같은 종래의 음이온발생램프는 일반적으로, 음이온 발생 램프는 크게 두 종류로 나누어진다. 첫 번째 부류는 도 1a에 도시한 고전적인 코로나 방전 방식을 이용하는 것과 두 번째는 도 1b에 도시한 전자 방사 방식을 이용하는 것이다.

전자의 경우 코로나 방전이라 불리는 방식으로 도3 및 도 4에 도시한 바와 같이 방전극(1)과 대전판(2)으로 구성되며, 일정 극간의 거리를 두고 코로나가 개시되는 개시전압을 인가하게 되면 그간 사이에는 활성영역(active zone:3)이라 불리는 영역이 형성되어 활성종을 형성시키게 되고, 대전판(2)을 지나온 전자가 음이온을 형성하는 영역을 비활성영역(passive zone:4)이라 한다.

대부분의 전자는 활성영역(3)에서 활성종을 형성시키는데 거의 다 소멸되며 비활성영역(4)에서 형성된 전자는 대부분 램프의 유리 표면에서 소실되어 음이온 발생량이 미비하다.

도 2a 및 도 2b에 도시한 바와 같이 또한 방전극(1)은 고전압에 의하여 방전이 이루어지면서 대량으로 형성된 활성종의 영향에 의하여 방전극(1)은 그 입자가 탈락하기 쉬운 구리(Cu) 및 알루미늄(Al)으로써 방전극 선단이 검게 변하는 흑화현상을 초래하여 방전극(1)과 대전판(2) 사이에 이상전류가 흘러 음이온 발생 장치가 내장된 음이온 발생 램프의 경우 수명 및 안정성에 영향을 미친다.

도 1b에 도시한 종래의 음이온방전램프는, 특수 소재에 의하여 전자를 대기 중에 방출 시켜 음이온을 형성시키는 장치로 국내특허출원 제10-2002-80961호에 공지된 기술이 알려져 있고, 이러한 방식을 이용하는 경우는 음이온의 발생량이 많지 만 대기 중에 부유하는 먼지가 과잉 방출된 전자에 의하여 하전 되어 램프 및 그 주변을 오염시켜 램프의 조도를 떨어뜨리고 시각적으로 혐오스럽게 하는 문제점이 지적되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소할 수 있도록 하는 가변 방전식 음이온발생램프를 제공하려는 것이다.

본 발명은 방전극의 역할을 하는 음이온발생부와 대전판의 역할을 하는 집진관관 사이의 거리를 임의로 조절이 가능하도록 하여 오존의 농도를 필요이상 발생시키지 않도록 하여 악취제거를 효과적으로 실시하도록 함과 아울러 하전(Electric Charged) 된 미세먼지(Fine particle)의 상당부분을 집진관에 집진시켜 램프의 오염을 방지하여 종래의 음이온 램프와 같이 표면을 자주 닦아주는 불편을 최소화 시킬 수 있도록 개선된 음이온 및 집진 탈취가 동시에 이루어지는 가변 방전식 음이온발생램프를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 순수한 음이온의 공급하고, 악취를 제거하며, 램프의 표면의 오염을 감소시키도록 하는 가변 방전식 음이온발생램프를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 방전극인 음이온발생부와 대전판인 집진관 사이의 극간거리를 자유롭게 조절 가능하도록 하여 용도에 따라 악취제거 혹은 살균이 필요한 곳에 적절하게 사용할 수 있고, 또한 순수한 음이온만을 생성할 수 있는 것이므로, 살균, 탈취, 음이온발생 등 어떠한 목적 및 환경 조건에도 사용 할 수 있는 가변 방전식 음이온발생램프를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 상기목적들과 특징은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명에 의하여 더욱 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

첨부도면 도 3은 전기 집진식 이온램프의 전기 집진부 설명도이고, 도 4는 전기 집진식 이온램프의 활성영역과 비활성영역의 설명도이며, 도 5는 방전극의 곡률반경 설명도이고, 도 6은 방전거리에 따른 개시전압 설명 그래프이며, 도 7 내지 도 10은 본 발명에 따른 음이온발생램프를 보인 사시도 및 상세도이고, 도 11은 본 발명에 따른 음이온발생램프의 다르게 실시한 예를 보인 예시도이다.

본 발명은 도 7과 같은 가변식 방전식 음이온발생램프(10)에 관한 것으로, 일반 삼파장 스크루 타입으로 소켓에 끼워 사용하는 램프에 고전압 발생부를 내장하고, 삼파장 램프의 안쪽에는 상기 고전압을 인가받아 음이온을 발생시키는 음이온발생수단(11)을 장착하며, 음이온발생수단(11)의 외측에는 지지대(14)를 씌우고 지지대(14)의 끝부분에는 집진관(17)을 체결하되, 집진관(17)과 음이온발생수단(11) 사이의 전극간 거리를 임의로 조절 할 수 있도록 한 것이다.

상기 음이온발생수단(11)은 첨부도면 도 8내지 도 10을 참조하여 상세하게 설명한다.

상기 음이온발생수단(11)은 음이온발생부(12)와 이격시킨 위치에 접지선(13) 및 고정체를 일체로 이루어지는 것이고, 상기 음이온발생부(12)는 본 발명의 발명자에 의해 선 등록한 실용신안 등록 제20-308262호, 특허출원 제10-2005-0023355호, 실용신안 등록출원 제20-2005-0007651호의 음이온발생 기술을 이용하는 것으로 그에 따른 상세한 설명은 생략한다.

상기 지지대(14)는 부도체(不導體)의 재질로 형성하되 대롱 형태로 형성하여 안쪽에 상기 음이온발생수단(11)을 내장한 것이고, 지지대(14)의 끝부분에는 그릴부(15)를 형성하며, 지지대(14)의 끝부분 외측에는 통기구(16)를 형성한 것이다.

또한 상기 지지대(14)의 끝부분 한 쪽에는 가변수단(20)(30)을 형성하여 가변수단(20)(30)에 집진관(17)을 체결한 것이다.

상기 집진관(17)은 재질은 도체(導體)이고, 바깥쪽에 깔때기 모양의 확산관을 형성하며 다른 한쪽에는 관부(18)를 형성하고, 관부(18)는 상기 지지대(14)의 끝부분에 체결하는 것이다.

상기 가변수단(20)은 하나의 예로서, 지지대(14)의 어느 한쪽에 도체(導體)재질의 탄성돌기(21)를 형성하고, 탄성돌기(21)는 상기 접지선(13)과 통전하도록 안쪽에서 연결하며, 상기 집진관(17)의 관부(18)에 여러 개의 장착홈(22)을 형성하여 집진관(17)을 상기 지지대(14)에 형성한 탄성돌기(21)에 체결 장착하는 것이고, 이때 여러 개의 장착홈(22) 중에 어느 위치에 체결하느냐에 따라 집진관(17)의 체결장착 위치가 결정되는 것이다.

다르게 실시한 예로서 도 11에 도시한 바와 같이 상기 가변수단(30)은 지지대(14)의 끝부분에 도체(導體) 재질의 수나사(31)를 형성하고, 수나사(31)는 상기 접지선(13)과 통전하도록 안쪽에서 연결하며, 상기 집진관(17)의 관부(18)에는 암나사(32)를 형성하여 상기 수나사(31)에 암나사(32)를 체결하도록 하는 것이고, 집진관(17)을 회전시켜 체결되는 정도에 따라 집진관(17)의 체결장착 위치가 결정되 는 것이다.

상기와 같이 집진관(17)의 체결위치를 가변수단(20)(30)에 의해 가변시키는 것이고, 가변시킴에 따른 음이온발생 및 오존의 발생관계를 설명하면 다음과 같다.

집진관(17)과 고압 발생부 사이의 거리는 최대 전계 함수의 역이므로 고압 발생부와 집진관 사이의 전극간 거리가 가까울수록 전계가 커지므로 활성 라디칼(active radical)의 생성이 많아지고 전극간 거리가 멀어지면 전계가 낮아지므로 활성라디칼 생성이 적어진다.

E:전계(Electric Field) V: 전압(Voltage)

S:전극간 거리(Distance) n:기하계수(Utilization Factor)

상기 집진관(17)은 도전성과 내산성이 우수하고 가공성이 우수한 구리 혹은 알루미늄을 이용한 것이고, 탈부착이 쉽도록 되어있어서 공기 중의 미세먼지가 하전 되어서 집진관(17)에 부착이 될 경우에 간단하게 집진관(17)을 지지대(14)에서 분리하여 집진관(17) 표면을 청소하고 다시 장착하여 계속 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 음이온발생부(12)에 대한 부연설명을 하면 다음과 같다.

고전압을 가하는 방전극의 선단이 매우 작아 방전 개시 전압을 낮출 수 있는데, 이는 결국 고전압 인가를 낮추는 효과도 있는 것이다.

특히 도 5에 도시한 바와 같은 방전극에서 방전극의 곡률반경(r)이 매우 작은 경우는 방전 개시 전압을 정교하게 제어할 수 있는 것이고, 일반적으로 바늘을 이용하는 음이온 발생기는 대전판과의 거리를 정교하게 조절할 수 없는 것이다.

첨부도면 도 6과 같이 방전 개시 전압이 갑자기 높아져 점프하는 구간이 생겨서 강한 활성영역(active zone)을 형성하게 되는데, 이 경우 대량의 오존이 발생하게 되어 사용자의 건강을 해 칠 수 있고, 이를 줄이기 위하여 전압을 낮추게 되면 방전이 시작되지 않게 된다.

따라서 본 발명에 따른 가변 방전식 음이온발생램프(10)는, 램프 유리부분 끝단에서 음이온발생부(12)에서 고전압을 인가받아 음이온이 발생되는데, 이를 원통형 지지대(14)가 감싸고 있고, 지지대(14)의 끝 쪽에는 그릴부(15)를 통해 음이온은 원활하게 토출되며 특히 측면에 형성한 통기구(16)를 통하여 외기를 받아들이므로 자연스럽게 이온풍을 발생하여 상기 그릴부(15)를 통해 더욱 활발하게 음이온을 토출하는 것이다.

또한 고전압 발생장치(구체적으로 도시하지 않음)의 접지선(13)이 원통형 지지대 내부공간을 통해 음이온 발생부 아래쪽 근처까지 도달하고, 이 부근에서 지지대(14) 벽면을 관통해 바깥쪽의 탄성돌기(21)에 연결되는 것이고, 상기 지지대(14)의 끝부분에는 집진관(17)을 체결하되 집진관(17)은 도체(導體)로서 결국 탄성돌기(21)와 통전함으로서 집진관(17)과 접지선(13)은 통전하는 것이다.

따라서 사용자는 선호하는 위치에 집진관(17)의 체결장착위치를 가변수단(20)(30)에 의해 가변시켜 집진관(17)과 음이온발생부(12)사이의 거리를 가깝거나 멀도록 조절하는 것이다.

상기 집진관(17)의 위치에 따라 음이온발생과 오존 발생의 상관관계를 설명 하면 다음과 같다.

대부분 고전압 에너지가 음이온발생에 쓰이는 것에서부터 대부분 고전압 에너지가 집진관(17)과 음이온발생부(12)사이의 방전을 통한 살균, 탈취에 쓰이는 것까지의 사이에서 음이온방사와 살균탈취기능의 정도가 가변적으로 이루어지는 것이다.

즉, 집진관(17) 위치가 바깥쪽일수록 음이온방사기능은 적고 살균탈취정도는 크고, 집진관(17) 위치가 중간쯤일 때는 음이온방사기능은 중간정도 살균탈취정도 역시 중간정도이며, 집진관(17) 위치가 안쪽일수록 음이온방사기능은 크고 살균탈취정도는 적은 것이다.

따라서 사용자는 집진관(17)을 쉽게 탈부착이 가능하고 그 위치를 임의로 가변시키면서 음이온발생량을 조절함과 아울러 반비례로 기능을 발휘하는 살균탈취정도를 조절하면서 사용하고, 집진관(17)의 표면이 흑화현상 등 오염되었을 때에는 분리하여 청소한 후 다시 장착하여 계속 사용하는 것이다.

또한 상기 접지선(13)은 고전압이 음이온발생부(12)에 인가되는 것으로 이때 고전압이 누전되어 안전사고를 초래할 개연성이 있는 것으로 이를 예방하는 것이다.

다음은 순수한 음이온을 공급하는 것에 대하여 설명한다.

우리가 거주하는 공간에는 이온이라는 존재가 있는데, 이온에는 양이온과 음이온 2종류가 있고, 지구상 모든 곳에 분포하며, 미국에서 발표된 자료에 의하면 이십세기 초, 대기 속 이온은 양이온과 음이온의 비율이 1:1.2 이었지만 현재는 이 온의 분포 비가 역전이 되었다고 발표된 바 있다.

이와 같이 이온 밸런스를 무너뜨린 주범으로는 자동차의 배기가스, 공장에서 배출되는 각종 매연, 농약, 신개발 건축자재, 자외선, 각종 전기 제품으로부터 방출되는 전자파가 있는데, 이들 영향에 의하여 1세기 만에 이온 밸런스는 균형이 깨져 버린 것이다.

더러워진 양이온이 많은 공기를 계속 호흡하면, 양이온은 몸속의 전자를 하나 빼앗아 자기 자신은 전기적으로 중화되나, 몸 쪽은 전자를 빼앗기고 혈액은 산성화가 되며 젖산이 증가하는 것이다.

혈액 속에 젖산이 증가하는 원인은 혈액의 주성분인 적혈구와 백혈구의 세포막 지방이 양이온에 의해 전자를 빼앗겨 산화되면, 적혈구끼리 엉겨서 끈적끈적한 상태가 되어 혈액의 흐름이 나빠지는 것이고, 이럴 경우 산소 결핍 상태와 유사한 현상이 일어나 불완전 연소가 발생 하게 되고, 그 결과 대량의 젖산이 발생하는 것이다.

젖산은 양이온 상태에서 전리되기 쉬워지고, 양이온 상태일 때 제공된 다량의 수소이온이 혈액의 산성화를 가속시키는데, 음(-)이온은 양(+)으로 대전한 수소이온을 중화 시키고, 전리되어 있던 수소이온을 환원시켜 안정된 상태로 만드는 것이고, 그 결과 피 속의 산성도는 원래대로 돌아가게 된다.

1) 플러스 이온 상태

RCOOH ⇒ RCOO-+H +

2) 마이너스 이온 상태

H++RCOO- ⇒ RCOOH

현재의 실내공기 질은 상당히 낮은 수준의 공기이므로, 실내공기를 정화 시키고 부족한 음이온을 공급하여 대기 중의 이온밸런스를 회복하는 것이 무엇보다 시급한 것이고, 본 발명에 따른 음이온발생램프(10)는 음이온 생성 효율을 증대 시키고 음이온이 부족한 공간에 다량의 음이온을 공급시켜 이온 밸런스를 회복시키는 역할을 하는 것이다.

다음은 악취제거에 대하여 설명한다.

방전극(1)과 대전판(2) 사이에 직류 고전압이 가해지면 양 극간에 일정한 방향으로 불평등 전계(inhomogeneous field)를 형성시키고, 이 불평등 전계의 강도는 방전 극 쪽으로 갈수록 강해진다. 이 영역이 활성영역(Active zone)인데 방전극(1)으로부터 방출된 자유전자가 기체 내를 빠른 속도로 이동하면서 연쇄적으로 기체분자와 충돌하여 많은 수의 양이온과 자유전자를 생성시키고 활발하게 이온화가 이루어지는 영역이다.

이때 대표적인 활성종인 오존(O3)을 생성하게 되는데, 오존은 강력한 산화 작용으로 박테리아와 바이러스 균을 제거하며 강력한 표백기능을 가지며, 담배연기 및 기타 악취를 내는 가스, 각종 유해물질과 반응하여 무해 화하는 긍정적인 효능을 갖고 있다.

이를 좀 더 상세하게 발생 원리를 도식적으로 표현하면 다음과 같다.

O2 + e- ⇒ O + O + e-

O + O- ⇒ O2

O + O2+ M ⇒ O3 + M

O2 + O2 ⇒ O3 + O

즉 적절하게 발생시키는 오존에 의해 악취를 제거하고 살균효과를 기대할 수 있는 것이다.

다음은 램프표면의 오염을 감소키는 것에 대하여 설명한다.

램프의 표면은 유리로써 (+)전하를 띄고 있어서 음(-)이온 혹은 하전된 오염 물질이 쉽게 부착되는 것으로, 첨부도면 도 2a는 음이온 방사형 램프의 가동 초기 상태이고, 도 2b는 일정시간이 지난 후 램프의 유리 표면이 오염된 모습을 보여준 것이다.

이렇게 유리 표면이 하전 된 먼지로부터 오염이 되면 램프는 조도가 낮아지고 미관상 좋지 못한 것이지만, 본 발명 따른 음이온발생램프(10)는 탈부착이 가능한 집진관(17)을 구비함으로서 집진관(17)이 대신하여 램프표면 및 주변의 오염을 감소시키는 것이다.

본 발명에서는 구체적인 실시예에 대하여 설명했지만 본 발명의 기술사상범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함을 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

본 발명에 따른 음이온발생램프(10)는 대기 중에 하전 된 미세먼지를 집진, 정화하여 쾌적한 실내를 만들고, 또한 하전 된 먼지의 일부가 램프의 표면을 오염시켜 조도를 떨어뜨리는 단점을 보완하며 집진된 먼지도 쉽게 탈착하여 청소 할 수 있는 것이다.

특히 방전극인 음이온발생부(12)와 대전판인 집진관(17) 사이의 극간거리를 자유롭게 조절 가능하도록 하여 용도에 따라 악취제거 혹은 살균이 필요한 곳에 적절하게 사용할 수 있고, 또한 순수한 음이온만을 생성할 수 있는 것이므로, 본 발명에 따른 음이온발생램프(10) 하나만으로 어떠한 환경 조건에도 사용 할 수 있는 것이다.

Claims (3)

1. 고전압을 가하여 음이온을 발생시키고 음이온발생부의 한쪽에 접지선을 일체로 형성하는 음이온발생수단(11)과 방전극과 대전판 사이에서 방전을 발생시켜 활성 종을 발생시키는 음이온발생램프에 있어서,

   상기 음이온발생수단(11)의 외측에 씌우되, 부도체(不導體)의 재질로 대롱 형태로 형성하고, 끝부분에는 그릴부(15)를 형성하며, 끝부분 외측에는 통기구(16)를 형성한 지지대(14)와,

   상기 지지대(14)의 끝부분 바깥쪽에 체결장착 하되, 도체(導體) 재질로서 바깥쪽에 깔때기 모양의 확산관을 형성하고 다른 한쪽에는 관부(18)를 형성하며 상기 접지선(13)과 통전하는 집진관(17), 및

   상기 지지대(14)의 끝 부분에서 상기 집진관(17)은 체결장착위치를 가변할 수 있도록 하는 가변수단(20)(30)을 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 가변 방전식 음이온발생램프.
2. 청구항 1에 있어서, 가변수단(20)은,

   지지대(14)의 어느 한쪽에 도체(導體)재질의 탄성돌기(21)를 형성하고, 탄성돌기(21)는 접지선(13)과 통전하도록 연결하는 것과,

   집진관(17)의 관부(18)에 여러 개의 장착홈(22)을 형성하는 것과,

   상기 집진관(17)을 지지대(14)에 형성한 탄성돌기(21)에 체결 장착할 때 여러 개의 장착홈(22) 중에 어느 위치에 체결하느냐에 따라 집진관(17)의 체결장착 위치를 설정하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 가변 방전식 음이온발생램프.
3. 청구항 1에 있어서, 가변수단(30)은,

   지지대(14)의 끝부분에 도체(導體) 재질의 수나사(31)를 형성하고, 수나사(31)는 상기 접지선(13)과 통전하도록 안쪽에서 연결하는 것과,

   상기 집진관(17)의 관부(18)에는 암나사(32)를 형성하는 것과,

   상기 집진관(17)의 암나사(32)를 지지대(14)의 수나사(31)에 체결하고, 체결되는 정도에 따라 집진관(17)의 체결장착 위치를 설정하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 가변 방전식 음이온발생램프.

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