KR101147144B1 - 수증기 과열식 팬히터 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 수증기 과열식 팬히터에 필요한 것은 물(수도물 등)과 전기 만으로 이산화탄소가 발생하지 않기 때문에 저비용으로 환경에 우수한 깨끗한 난방기로서의 수증기 과열식 팬히터에 관한 것으로서, 일정량의 토르말린 원수를 저장 및 배출하도록 하부 일측에 원수 공급구를 가진 원수탱크와, 상기 원수탱크의 원수 공급구로부터 제1 연결관을 매개로 원수를 지속적으로 공급받아 초음파 또는 가열히터를 매개로 증기화하여 증기를 발생하는 수증기 발생기와, 상기 수증기 발생기로부터 제2 연결관을 매개로 수증기를 지속적으로 공급받아, 가열온도를 높여, 증기의 발생을 촉진하는 가열 히터가 내부에 배치된 가열몸체를 포함하는 가열기와, 상기 가열기의 하부 일측으로 외부 공기를 송풍하도록 상기 가열기의 하부 일측에 연통 가능하게 결합된 블로어를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

수증기 과열식 팬히터{Fan heater}

본 발명은 수증기 과열식 팬히터에 관한 것으로, 특히 수증기 과열식 팬히터에 필요한 것은 물(수도물 등)과 전기 만으로 이산화탄소가 발생하지 않기 때문에 저비용으로 환경에 우수한 깨끗한 난방기로서의 수증기 과열식 팬히터에 관련한 것이다.

증기는 산업체나 생활주변에서 흔하게 사용된다. 증기를 발생시키는 장치는 그 사용목적이나 용도 등에 따라 다양하게 존재한다. 또한, 인체에 흡입될 수 있는 증기를 발생하는 증기원인 물질을 수납하는 방법도 그 사용목적에 따라 많은 종류가 있다. 다공성 매체는 증기원인 물질을 수납하는 방법의 하나로 제시되고 있다.

그런데, 간단한 구성을 통해 인체에 유용한 수많은 종류의 성분을 증기로 발산할 수 있는 장치는 아직 실용화되지 않고 있다. 상기 장치는 수많은 종류의 성분을 모두 증기로 발산하고, 일정한 량의 증기를 장기간 발산하는 것이 바람직하다. 나아가, 간단한 구성을 통하여 상기 장치를 구현할 수 있어야 한다.

이에 본 발명에는 상기한 종래 문제점을 일소하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 인체에 유용한 수 많은 종류의 증기를 발산하고, 일정량의 증기를 장기간 발산하며, 간단한 구조로 구현될 수 있는 수증기 과열식 팬히터를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 수증기 과열식 팬히터에 관련한 것으로서,

일정량의 원수를 저장 및 배출하도록 하부 일측에 원수 공급구를 가진 원수탱크와,

상기 원수탱크의 원수 공급구로부터 제1 연결관을 매개로 원수를 지속적으로 공급받아 초음파 또는 가열히터를 매개로 증기화하여 증기를 발생하는 수증기 발생기와,

상기 수증기 발생기로부터 제2 연결관을 매개로 수증기를 지속적으로 공급받아, 가열온도를 높여, 증기의 발생을 촉진하는 가열 히터가 내부에 배치된 가열몸체를 포함하는 가열기와,

상기 가열기의 하부 일측으로 외부 공기를 송풍하도록 상기 가열기의 하부 일측에 연통 가능하게 결합된 블로어를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 수증기 과열식 팬히터에 필요한 것은 물(수도물 등)과 전기 만으로 이산화탄소가 발생하지 않기 때문에 저비용으로 환경에 우수한 깨끗한 난방기를 제공할 수 있도록 함으로써, 경제적 낭비가 방지되는 장점을 갖는다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 원수 제조장치를 개략적으로 나타낸 단면 구조도이고, 도 2는 본 발명의 가열기를 확대하여 도시한 확대 단면 구조도이며, 도 3은 도 2의 가열기의 가열몸통 내에 고정된 선회 블레이드의 구성을 상세히 예시하기 위한 개략 사시 구조도이다.

먼저, 본 발명에 따른 수증기 과열식 팬히터의 상세한 구성은 다음과 같다.

본 발명의 일실시예에 따른 수증기 과열식 팬히터는, 일정량의 원수를 저장 및 배출하도록 하부 일측에 원수 공급구(2a)를 가진 원수탱크(2)와, 상기 원수탱크(2)의 원수 공급구(2a)로부터 제1 연결관(9a)을 매개로 원수를 지속적으로 공급 받아 초음파 본체 또는 발열히터를 포함하는 증기발생수단(11)을 매개로 증기화하여 증기를 발생하는 수증기 발생기(10)와, 상기 수증기 발생기(10)로부터 제2 연결관(9b)을 매개로 수증기를 지속적으로 공급받아, 가열온도를 높여, 증기의 발생을 촉진하는 가열히터(H)가 내부에 배치된 가열몸체(21)를 포함하는 가열기(20)와, 상기 가열기(20)의 하부 일측으로 외부 공기를 송풍하도록 상기 가열기(20)의 하부 일측에 연통 가능하게 결합된 블로어(50)를 포함하여 이루어져 있다.

또한, 상기 가열몸체에는 상기 블로어(50)로부터 토출되는 공기와 상기 수증기를 선회 상승이동시키기 위한 선회 블레이드(40)가 내벽에 고정설치된 구성으로 되어 있다.

또, 상기 가열히터는 다수회 권회된 코일 히터 또는 2중으로 병렬배열된 시즈 히터로 구성됨이 바람직하다.

또한, 상기 원수탱크(2)의 하부에는 전기석으로서의 토르말린 원석이 그물망에 둘러싸인 방식으로 내장되어, 전기석 광석에서 발산되는 전계에 의해 생성된 하이드록실이온을 주 전이 요소로 갖는 원수를 제공하고, 하이드록실이온이, 절연성 그물망에 의해 원수탱크(2) 내부에 지지된 전기석의 수용 용기에 인가되는 직류펄스 전압에 의해 가열되는 전기석의 전계의 영향 하에 있는 물에서 생성되며, 상기 원수탱크(2)의 내부에서 상기 전기석 광석과 전기적으로 연통 가능한 격리 상태의 물이, 유동되면서 전기석의 전계의 영향에 의해 전이되어 마련되도록 하며, 그물망형 절연성 그물망에 의해 상기 원수 탱크 내부에 배치된 전기석이 도시하지 않은 상기 원수 탱크에 인가되는 직류펄스 전압에 의해 가열되어 발산되는 전기석의 전 계에 의거하여, 상기 원수탱크(2)의 내부에서 상기 전기석 광석과 전기적으로 연통 가능한 격리 상태의 물이, 유동되면서 전이되도록 구성되도록 함으로써, 전기석에서 발산하는 전계를 이용하여 이 전계를 통과하는 물을 전기분해시켜, 마이너스이온이 함유된 원수가 상기 가열기(20)에서 증발되어 상승되면서 선회함으로써, 항시 증기가 발생할 수 있도록 구성됨이 바람직하다.

도 1을 참조하면, 본원의 실시예에 따른 수증기 과열식 팬히터에서의 원수의 제공은, 상기 원수탱크(2) 내부에 지지된 전기석 광석으로서의 토르말린에 직류(DC)펄스 전압(도시하지 않음)을 인가함으로써 이루어진다.

또, 상기 원수탱크(2)는, 하나의 인클로저로서, 스테인레스와 알미늄 등의 금속제의 상자형태로 형성되어 있고, 하부 소정위치에 원수 공급구(2a)가 형성되어 있다.

여기에서, 상기 원수 공급구(2a)를 통해 유입된 물은, 상기 수증기 발생기(10)로부터 100℃에서 증발한 포화수증기 (또는 초음파 가습에서 발생하는 수증기)를 증압으로 더욱 고온으로 가열한 무색무취의 수증기(H2O 가스)로 응축전열, 대류전열, 복사전열의 3가지의 에너지를 가지고 있다.

통상 열전열은 대류전열(0.24 cal/g/℃)에 의해 가열되는데, 과열수증기에서는 대류전열(0.48 cal/g/℃)로 가해진 과열수증기가 응축할때에 생기는 응축전열에 의해 가열된다.

이 응축전열은 539 cal/g 로 크게 응축할 때 대량의 열을 가져다 주기 때문에 급속히 가열될 수 있고 특히 저온부에 우선적으로 응축하는 특성이 있다.

일반적인 난방기기는 공기에 의한 전열은 대류전열로 한정되지만 과열수증기에서는 대류전열, 복사전열, 응축전열의 3가지 "복합전열작용"에 의해 열효율이 좋고, 특히 응축전열은 피가열물질에 대량의 열을 가져다 줄 수 있습니다.

본 발명에 따른 수증기 과열식 팬히터는, 물을 100℃로 비등시켜(또는 초음파 가습기) 발생된 수증기를 더욱 고온으로 가열하여, 과열 수증기를 만들어, 가열에 의해 발생한 가열공기와 혼합되어 팬에 의해 온풍으로 송출하는 기기의 일환으로서 안출되었다.

통상의 난방기기는 등유나 중유를 사용하기 때문에 지구 온난화에 영향을 주는 이산화탄소가 발생한다. 또한 최근의 유가 급증에 따라 경제적으로도 코스트가 높아져 부담이 되고 있다. 이에 비해 수증기 과열식 팬히터에 필요한 것은 물(수도물 등)과 전기만으로 이산화탄소가 발생하지 않기 때문에 저비용으로 환경에 우수한 깨끗한 난방기이다.

더욱이, 물속에는 드라바이트(토르말린으로 만든 세라믹)를 넣은 물로 마그네슘외 많은 이로운 물질이 들어 있다. '드라바이트' 물의 수증기는 마이너스 이온을 많이 함유하여 식물의 생육에 커다란 영향을 주는 하우스 재배에도 양호한 결과가 나온다.

본 발명의 기술적 특징은 다음과 같다.

1. 필요한 것은 물과 전기 뿐(중유, 등유는 사용하지 않음)

2. 온난화 방지에 공헌

3. 저비용

4. 식물, 농작물의 생육에 양호한 결과

5. 비닐하우스의 온풍장치에 최적

공기 중에 포함된 수증기는 열량을 가지고 있다. 다만, 같은 온도의 공기라도 습도의 변동에 따라 열량이 변한다. 예를 들면, 20℃, 습도 50%의 공기는 9.2 kcal의 열량을 가지고 있다. 여기에서 습도 80% 공기는 11.9 kcal로 증가된다.

이와 같이 같은 온도라도 함유된 수증기의 양의 차이로 이만큼 열량이 다르다. 습도를 포함한 온풍이 수증기가 적은 건조공기(가열공기)에 비해서 체감으로 따뜻하게 느껴지는 것도 이러한 연유이다.

또한, 전기석(tourmaline) 광석(3)은, 일반식

(여기에서 W = Ca, K, Na, X = Al,

,

, Li, Mg,

, Y = Al,

,

,

임) 으로 표기되는 삼방정계의 호우계 케이산염광물(전기석)을 의미한다.

또한, 상기 원수탱크(2)의 하부에는 스테인레스 등의 전도체에서 접시 형태로 형성된 전압인가용 전기석 수용을 위한 절연성 그물망(8)에 의해 수평 지지되어 이 전기석 수용 그물망(8) 내에 복수개의 전기석 광석(3)이 소정 크기의 벌크 상태 원석 그대로 수용되어 있다.

여기에서, 전압은 300 ～ 400V, 1초당 펄스 수는 30 ～ 40 로서, 이 전압이 전기석 광석(3)에 인가되도록 구성됨이 바람직하다.

다음에, 본원 발명에 따른 작동을 설명한다.

먼저, 전기석 수용 그물망(8) 내에 전기석 광석으로서의 토르말린(3)을 내장시킨다. 그런 다음에, 전기석 광석(3)에 직류펄스전압를 인가하면, 전기석 광석(3)이 550 ～ 600 ℃ 정도로 발열하게 된다. 이 상태에서 상기 원수탱크(2) 내의 물은 전기석 광석(3)의 주위에 발산하는 전계의 영향권 내에서 전기분해가 이루어지게 된다.

여기서, 상기 전기분해에 의해 물(6,

)은, 수소이온(

)과 수산화물이온(

)으로 해리되는 바, 상기 원수탱크(2)의 음극부분에서는, 음극부분에서 방출되는 전자와 수소이온(

)이 결합하여 수소(

) 가스가 되어, 상기 수증기 발생기(10)(10)의 토출구에 연결된 제1 연결관(9a)을 통해 상기 가열기(20)에서 선회 후 외부로 방출된다.

또, 상기 원수탱크(2)의 양극부분에서는 수산화물이온(

)의 태반이 주위의 물(6,

)과 결합하여, 하이드록실이온(

)이 되고, 이 수산화물이온(

)의 일부는 전자를 방출하여 물(6,

)과 산소(

)가 되어 물(6,

)에 용해되어 용존산소로 축적되게 된다.

다시 말해서, 본원에 의한 원수는 계면활성물질로서의 하이드록실이온(

)을 함유하게 되며, 물은, 수소결합에 의해 수십개의 물분자(

)가 회합한 크러스터(분자집단)을 형성하거나, 또는 발열된 전기석 광석(3)에서 방사되는 원적외선의 작용하에서 원수가 보다 작은 크러스터를 이루게 되는 것이다. 이와 같 이 하이드록실이온(

)을 포함하는 원수은, 위염, 피부병, 고혈압, 심장병, 숙취, 변비 등에 대하여 우수한 효능이 있어, 건강보조식품 등으로 널리 이용되고 있다.

상술한 바와 같이, 하이드록실이온은, 절연성 그물망에 의해 상기 원수탱크(2) 내부에 지지된 전기석의 수용 용기에 인가되는 직류펄스 전압에 의해 가열되는 전기석의 전계의 영향 하에 있는 물에서 생성되며, 상기 상기 원수탱크(2)의 내부에서 상기 전기석 광석과 전기적으로 연통 가능한 격리 상태의 물이, 유동되면서 전기석의 전계의 영향에 의해 전이됨으로써, 원수에 적용되게 되는 것이다.

또한, 절연성 그물망에 의해 상기 원수탱크(2) 내부에 지지된 전기석의 수용 용기에 인가되는 직류펄스 전압에 의해 가열되어 발산되는 전기석의 전계에 의거하여, 상기 상기 원수탱크(2)의 내부에서 상기 전기석 광석과 전기적으로 연통 가능한 격리 상태의 물이, 유동되면서 전이됨으로써, 별도의 정제공정을 필요로 하지 않게 되는 것이다.

[수활성용기를 세장형 사행 유로로 한 경우의 마이너스이온 전이 실험예]

1. 표준시험형태

시험 및 측정은 외부자계, 외부자계 및 진동, 충격의 영향이 없는 곳으로 지정방향에 바르게 취부한 후, 실시한다.

시험상태 주위온도 15 ~ 35ㅀC

주변환경의 상대습도 30%

2. 시험전원

2-1) 전압변동 시험전원(380 V)의 ㅁ2%이하

2-2) 직류전원의 리플률 3% 이하

3. 시험의 방법

동작시험 동작시험은 전원회로부에 정격사용전원을 인가하여, 로타리엔코더의 축을 회전시켜, 1회전당의 출력펄스수(1초당 직류전원의 펄스 수 35로 설정하기 위함), 출력신호파형의 상태 및 출력부의 ON, OFF상태에 관하여 조사하면서, 실시한다.

여기에서, 상기 전기석 광석을 저온 또는 고온에서 보관 가능한 단열용기 중에서 2시간이상 방치한 후 실시한 후, 380V 의 직류전압을 인가한후, 송출구(5b)를 통과하는 물의 전류를 측정하였다.

출력파형의 편차를 사사오입하면, 대략 0.06 밀리암페어의 전류가 발생한 것을 측정되었다.

한편, 무통전 상태에서 송출구(5b)를 통과하는 물의 전류는 대략 0.01 밀리암페어의 전류값을 나타내었다.

또한, 진공에서 전기석 광석(3)에 직류펄스전압(4)을 가변시켜 인가하더라도 전기석 광석이 600℃ 이상으로 온도 상승하는 경우는 발생치 않았다(표1 참조).

전압(Volt)	전기석의 온도	물에서의 마이너스이온 평균 함유량	물에서의 원적외선 측정량	물에서의 전류치
300	500℃	178	90	0.06 mA
500	550℃	180	93	0.06 mA
600	580℃	185	96	0.06 mA

표 1의 결과를 위한 실험에서는, 전기석 광석의 입경을 10 ～ 15 cm인 원석을 준비하고, 이 원석을 절연성 그물망(8)에 1Kg을 수납한 후, 원수탱크(2)로서, 5 mm 직경의 절연파이프로서의 제1 연결관(9a)에서, 원수를 유속 대략 1 cm3/m로 유동시켰으며, 이때의 제1 연결관(9a)의 유효 전장은 4 cm로 하였다.

또, 상기 전기석 광석에 의해 전이된 원수를 24시간 방치한 후 물의 전류를 측정한 결과 초기 송출 시와 같은 0.06 밀리 암페어로 측정됨으로써, 전기석 결정의 양단에 플러스 전극과 마이너스 전극을 자연스럽게 전이받아 영구적으로 유지하는 특성을 갖고 있음이 확인되었다.

또한, 공지의 증류와 분별 증류 기법을 통해 수돗물을 활성화한 원수를 가열하여 끓어 나오는 기체를 끓는점의 차이에 의해 분리함으로써, 수도물에 함유되어 있는 기타 물질을 필요에 따라 증류하여 더욱 순수한 성분으로 제공토록 하여도 좋다.

[화장품에 채용시의 보습효과 실험예]

본원의 원수가 함유된 화장품의 보습효과를 조사하기 위해서 피부 표피 각질층의 수분 함유량을 측정하였다.

1. 시험 시료로서 원수가 함유된 유액과 원수가 함유되지 않은 유액을 준비한다.

2. 측정장치로서, 피부 수분 측정기를 사용하고, 실온에서 습도 60%, 유액 도포 후 1시간 경과 후 시험하였다.

3. 전기석에 의한 원수가 함유된 유액이 처리된 시료가 원수 미함유 유액측보다 30～40 % 정도 보습 효과가 우수한 것으로 판명되었다.

[콜레스테롤 저하 효과]

고 콜레스테롤 (270～350 mg) 환자 15명에게 1일 4～5회 생수 1컵(액 200 ml) 당 원수를 스포이드로 5～6 방울 첨가해서 30일간 음용한 결과 대부분의 환자가 15일 후 배뇨시 이물감을 느껴 관찰해 본 결과 지방 덩어리가 함께 배설되는 것으로 판명되었다. 또 30일 경과 후 Accutrend G.C (Bohringer manheim사)로 콜레스테롤을 측정결과 15명 중 13명의 혈중 농도가 정상치인 220 mg 이하로 저하되었음이 판명되었다( 그중 2명은 250 및 245 mg 이었음).

[숙취제거 효과]

30대 직장인 30명을 대상으로 생수 1컵에 원수 5방울을 첨가해 음용한 후 30분 뒤에 소주 1병씩 음용한 결과, 음주 후 대부분 취기를 느꼈으며 자리에서 일어나 바깥 바람을 쐬인 후 모두 다 머리가 맑아지고 취기가 없어진 듯 하다고 하였다. 그리고, 1시간 후 알콜 흡입 측정기로 측정한 바, 20명은 0.003 mg 이하로 혈중 알콜 농도가 저하되었으며, 아침에 주로 발생하는 속쓰림, 구토 및 두통이 시험자 모두에게 발생하지 않았다.

[클린징 시 각질층 제거 효과]

원수 함유 화장품에서 클린징 액에 채용했을 경우에서, 먼저 피부 각질층에 염색한 후 안정화하고, 이 염색된 피부에 각각의 시료를 도포하여 마사지 한 후 1시간 후에 시료를 완전히 제거한 다음, 피부 색도 측정기로 각각의 색도를 측정하였다. 여기에서, 피부의 각질층 제거율을 간접 측정한바, 원수 함유 클린징 액이 활성성 미함유 클린징 액으로 처리한 경우보다 피부 색도차가 10% 이상으로 나타남이 판명되었다.

따라서, 상기한 시험예에서와 같이, 상기 전기석에 의해 의해 전기분해가 이루어지고, 이 결과 생성된 하이드록실이온(hidroxyl ion)에는 계면 활성화 효과를 가지고 있기 때문에, 이러한 계면 활성화 작용은, 첫째로, 유분의 유화(침투, 분산, 가융화 물을 마련함), 둘째로, 환원작용(산화성 물질의 중화), 셋째로, 정균 및 제균작용(세척효과) 및 탈취, 발모, 육모 그리고 피부 미백 작용에 대하여 극대화를 도모할 수 있게 되는 것이다.

또한, 인체의 체내 산화를 규제함에 있어서도, 이 마이너스 이온은 산화를 막을 수 있는 성분으로 의학계에서 입증되고 있으며, 가장 빠른 산화 억제 효과를 볼 수 있는 것으로서, 본원의 마이너스 이온 특히, 하이드록실이온이 전이된 원수가 증발을 통해 체내에 흡수되면, 알칼리 체질화시킬 수 있게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 전기석 광석으로서의 토르말린에서 발산하는 전계를 이용하여 이 전계를 통과하는 물을 전기분해시켜, 마이너스이온이 함유된 원수를 간편하게 제조하여 공금함으로써, 사용자에게 유익하고도 따뜻한 열원을 제공할 수 있다는 매우 뛰어난 효과가 있는 것이다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 원수 제조장치를 개략적으로 나타낸 단면 구조도,

도 2는 본 발명의 가열기를 확대하여 도시한 확대 단면 구조도, 및

도 3은 도 2의 가열기의 가열몸통 내에 고정된 선회 블레이드의 구성을 상세히 예시하기 위한 개략 사시 구조도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2 : 원수탱크 3 : 토르말린

8 : 절연성 그물망 10 : 수증기 발생기

20 : 가열기 30 : 가열히터

40 : 선회 블레이드 50 : 블로어

Claims (3)

1. 일정량의 원수를 저장 및 배출하도록 하부 일측에 원수 공급구(2a)를 가진 원수탱크(2)와, 상기 원수탱크(2)의 원수 공급구(2a)로부터 제1 연결관(9a)을 매개로 원수를 지속적으로 공급받아 초음파 본체 또는 발열히터를 포함하는 증기발생수단(11)을 매개로 증기화하여 증기를 발생하는 수증기 발생기(10)와, 상기 수증기 발생기(10)로부터 제2 연결관(9b)을 매개로 수증기를 지속적으로 공급받아, 가열온도를 높여, 증기의 발생을 촉진하는 가열히터(H)가 내부에 배치된 가열몸체(21)를 포함하는 가열기(20)와, 상기 가열기(20)의 하부 일측으로 외부 공기를 송풍하도록 상기 가열기(20)의 하부 일측에 연통 가능하게 결합된 블로어(50)를 포함하여 이루어지며,

   상기 가열몸체(21)에는 상기 블로어(50)로부터 토출되는 공기와 상기 수증기를 선회 상승이동시키기 위한 선회 블레이드(40)가 내벽에 고정설치되고,

   상기 가열히터는 다수회 권회된 코일 히터 또는 2중으로 병렬배열된 시즈 히터로 구성된 것을 특징으로 하는 수증기 과열식 팬히터.
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