KR101210398B1 - 냉동공조 기기용 압축기의 진동 저감 구조 - Google Patents

냉동공조 기기용 압축기의 진동 저감 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 냉동공조 기기에 사용되는 압축기의 진동저감 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고무 등의 진동흡수가 가능한 제진재를 사용하여 냉매 압축과정 중 압축기에서 발생하는 진동이 배관으로 전달되는 것을 감소 및 차단하는 압축기의 진동 저감 구조에 관한 것이다. 본 발명의 진동저감 목적을 달성하기 위한 본 발명의 주요 구성은, 냉매를 압축하고 증발시켜 증발열을 이용해 공기온도를 조절하는 냉동 공조기기에 있어, 냉동 공조기기의 내측에 설치되고, 냉매배관에 의해 연결되어 냉매를 압축시키는 압축기에 설치되며, 압축기의 하부에 케이스 바닥면과 고정설치하기 위한 결합부가 있고, 마운팅부와 케이스 바닥면을 고정하기 위한 볼트에 상기 압축기에 의해 발생하는 진동을 흡수하는 제진재가 삽입되어 있는 구조의 냉동공조 기기용 압축기의 진동 저감 구조에 있어서, 상기한 마운팅부(110)에 수직으로, 주름진 형상의 1차 제진재(120)를 체결수단(100)으로 체결하고, 상기 1차제진재(120)의 외주에는 1차 제진재(120)를 둘러 싸는 2차 제진재(130)를 설치하여, 가동 중의 작은 진폭의 진동은 1차 제진재를 이용하여 흡수하고, 기동/정지 시의 큰 진폭의 진동은 2차 제진재(130)에서 흡수하는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하며, 상기한 2차 제진재(130)는 케이스(140)의 바닥면 위에 수직으로 세워진 원통형의 튜브 형상으로 이루어지며, 마운팅부(110) 외주 저면에 간격을 두고 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기한 마운팅부(110) 상부에는 진동 제한 캘(150)이 더 설치하되, 상기 진동 제한 캘(150)은 1차 제진재(120)의 상면에 간격을 두고 설치되며, 체결수단(100)을 관통하여 체결수단(100)과 일체로 체결되는 구조인 것을 특징으로 하며, 상기한 2차제진재(130)는 "ㄱ"자 형상으로 이루어지며 저면은 케이스(140)와 접하고, 상면에는 볼트공(11)이 형성되고, 수직한 몸체 중간에는 삽입공(12)이 형성하여, 마운팅부(110)가 삽입공(12)을 통과하여 설치되고, 상면에의 볼트공(11)에는 체결수단(100)이 체결되는 구조인 것을 특징으로 하며, 상기한 마운팅부(110)의 외주 단부에는 절곡된 형상의 프레임(200)을 구성하여 그 저면(201)은 "ㄴ" 형상을 이루며, 이 저면(201)에 대향하는 케이스(140)면에는 부착제진재(210)를 설치하여, 저면(201)이 부착제진재(210)와 간격지게 설치하는 것을 특징으로 하며, 상기한 프레임(200)은 마운팅부(110) 외주 단부에 수직하게 내려오도록 일체로 부착하는 부착제진재(211)으로 구성하여, 부착제진재(211)의 하단부는 케이스(140) 저면과 간격지게 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기한 부착제진재(211)은 케이스(140)에서 수직으로 부착되게 설치되되, 그 상단부는 마운팅부(110)와 간격지게 설치되는 것을 특징으로 한다.

Description

냉동공조 기기용 압축기의 진동 저감 구조{LOW-VIBRATION STRUCTURE FOR REFRIGERATION SYSTEM COMPRESSOR}
본 발명은 공기의 온도를 조절하는 냉동공조 기기에 사용되는 압축기의 진동저감 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고무 등의 진동흡수가 가능한 제진재를 사용하여 냉매 압축과정 중 압축기에서 발생하는 진동이 배관으로 전달되는 것을 감소 및 차단하는 압축기의 진동 저감 구조에 관한 것이다.
일반적으로 냉동 공조기기는 실내의 공기를 강제 흡입하여 냉각, 제습 등의 작용을 이루어 다시 실내로 토출함으로써, 실내의 온도를 일정하게 유지할 수 있도록 하는 장치로서, 크게 실외기와 실내기로 이루어진다.
참고로 도시한 바와 같이, 도 1 은 종래 기술에 따른 냉동 공조기기의 실외기의 요부 분해도 예시도이고, 도 2 는 종래 기술에 따른 냉동 공조기기의 압축기 고정부와 냉매배관의 구조에 대한 요부도이다.
일반적으로 분리형 냉동 공조기기는 실내기와 실외기로 구성되며, 상기 실내와 실외기는 서로 냉매배관에 의해 연결되고, 상기 실외기에는 냉매를 고온, 고압으로 압축시키는 압축기(5)와, 상기 압축기(5)로부터 공급된 냉매를 실외 공기와 열교환시키는 응축기(3)와, 열교환된 냉매를 팽창시켜 저온, 저압의 냉매로 변환시키는 팽창밸브가 포함되어 구성되고, 상기 실내기에는 상기 팽창밸브로부터 공급된 냉매를 실내 공기와 열교환시키는 증발기가 포함되어 구성된다.
좀 더 구체적으로 설명하면, 상기 냉동 공조기기의 실외기는 개략 도시된 도 1 에 도시된 바와 같이, 실외공기가 흡/토출되는 흡입구(2) 및 토출구(4)가 형성된 케이스(1) 내측에 압축기(5) 및 응축기(3)가 설치되는데, 상기 압축기(5)는 상기 실내기 측의 증발기(미도시)와 도 2 에 도시한 냉매배관(7)에 의해 서로 연결되도록 설치된다. 이때, 상기 압축기(5)는 상기 케이스(1)의 내부에 위치되기 때문에 증발기와 연결되는 금속 재질의 상기 냉매배관(7)은 상기 케이스(1)를 통과하도록 설치된다.
이와 같은 구조의 냉동 공조기기가 작동할 경우, 압축기(5)에서 압축 작동시 발생하는 진동이 압축기(5)와 결합된 결합부(6)를 통하여 상기 케이스(1)에 전해지게 되고 그로 인한 진동 소음이 발생하게 된다. 따라서, 상기 압축기(5)에서 발생되는 진동이 상기 케이스(1)로 전달되는 것을 방지하기 위하여 상기 압축기(5)는 방진고무 등과 같은 제진재를 포함하는 상기 결합부(6)에 의해 상기 케이스(1)에 설치된다. 이 경우, 압축기(5)의 진동을 케이스(1)와의 접합부에서 완전히 방지할 수 없으므로, 상기 압축기(5)에서 발생되는 진동이 상기 냉매배관(7)으로 직접 전달되어, 구조적인 진동을 발생시키게 된다. 이렇게 발생된 구조적인 진동은 상기 냉매배관(7)에서 발생하는 피로균열의 원인으로 작용하게 되어 제품의 고장을 유발하게 된다. 이를 방지하기 위하여, 상기 압축기(5)와 연결되는 상기 냉매배관(7) 즉 상기 케이스(1) 내측에 위치되는 상기 냉매배관(7)에 여러 가지 형태의 루프를 형성하여 피로하중을 분산시켜왔다.
이와 같이, 종래 기술에 따른 냉동 공조기기의 실외기는 압축기(5)의 진동이 냉매배관(7)에 전달되는 것을 방지하기 위하여 냉매배관(7)의 여러 가지 형태의 루프를 형성하기 때문에 냉매배관(7)의 길이가 길어지게 된다. 냉매배관(7)의 길이가 길어질수록 피로하중 분산의 효과는 커지나 재료비용이 높아질 뿐 아니라 케이스(1) 내부에 냉매배관(7)의 루프를 형성할 수 있는 공간이 제한되기 때문에 압축기(5)의 진동이 냉매배관(7)으로 전달되는 것을 방지하는 데는 한계가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 케이스(1) 내측에 설치된 압축기(5)가 작동되는 경우, 냉매배관(7)에 전달되는 진동을 저감시킬 수 있는 냉동 공조기기의 압축기 진동 저감 구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.
참고로 도 3 은 냉동 공조기기가 기동/정지 및 가동 중에 압축기 진동의 예를 나타낸 것이고, 도 4 는 작용 응력에 대한 냉매배관의 수명선도의 예를 나타낸 것이다.
냉동 공조기기에 사용되는 압축기는 기기의 특성상 기동/정지 시 큰 진폭으로 진동하게 되며, 이로 인해 냉매배관(7)에 큰 응력을 부여하게 된다. 또한, 가동 중에는 작은 진폭으로 진동하여 기동/정지 시보다 낮은 응력이 냉매배관(7)에 작용하게 된다. 일반적으로 응력-수명 선도는 Y축에 응력을 로그(log) 스케일로 나타내고, X축에 수명을 로그(log) 스케일로 나타낸 그래프에서 오른쪽 아래로 떨어지는 직선 형태를 가지게 된다. 도 3 의 (b)에서와 같이 기동/정지 시 배관에 작용하는 응력이 가동 중 배관에 작용하는 응력의 3배라면, 각각의 피로수명은 도 4 에 나타낸 바와 같이 2만 사이클과 5,000만 사이클로 나타나게 되어 가동 중 수명이 2500배가 길어짐을 의미한다.
따라서, 기동 시에 비하여 가동 중 배관에 받는 악역향(damage)은 무시할 수 있음을 의미한다. 이 경우 진동저감장치를 이용하여 기동시의 응력을 2/3 수준으로만 줄여도 기동 시의 진동에 의한 수명이 30만 사이클로 15배 증가함을 알 수 있다. 즉, 기동/정지 시의 응력을 제한하게 되면 냉매배관의 수명을 현저히 증가시킬 수 있을 것이다. 또한, 냉동 공조기기의 운반중에는 더 큰 진동이 발생하여 배관의 수명을 현저하게 감소시키는 것으로 알려져 있다. 이 경우에도 진동을 제한하게 되면 피로 수명을 현저히 증가시킬 수 있다.
상기한 본 발명의 진동저감 목적을 달성하기 위한 본 발명의 주요 구성은, 냉매를 압축하고 증발시켜 증발열을 이용해 공기온도를 조절하는 냉동 공조기기에 있어, 냉동 공조기기의 내측에 설치되고, 냉매배관에 의해 연결되어 냉매를 압축시키는 압축기에 설치되며, 압축기의 하부에 케이스 바닥면과 고정설치하기 위한 결합부가 있고, 마운팅부와 케이스 바닥면을 고정하기 위한 볼트에 상기 압축기에 의해 발생하는 진동을 흡수하는 제진재가 삽입되어 있는 구조의 냉동공조 기기용 압축기의 진동 저감 구조에 있어서, 상기한 마운팅부(110)에 수직으로, 주름진 형상의 1차 제진재(120)를 체결수단(100)으로 체결하고, 상기 1차제진재(120)의 외주에는 1차제진재(120)를 둘러 싸는 2차제진재(130)를 설치하여, 가동 중의 작은 진폭의 진동은 1차 제진재를 이용하여 흡수하고, 기동/정지 시의 큰 진폭의 진동은 2차 제진재(130)에서 흡수하는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하며, 상기한 2차제진재(130)는 케이스(140)의 바닥면 위에 수직으로 세워진 원통형의 튜브 형상으로 이루어지며, 마운팅부(110) 외주 저면에 간격을 두고 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기한 마운팅부(110) 상부에는 진동 제한 캘(150)이 더 설치하되, 상기 진동제한캘(150)은 1차 제진재(120)의 상면에 간격을 두고 설치되며, 체결수단(100)을 관통하여 체결수단(100)과 일체로 체결되는 구조인 것을 특징으로 하며, 상기한 2차제진재(130)는 "ㄱ"자 형상으로 이루어지며 저면은 케이스(140)와 접하고, 상면에는 볼트공(11)이 형성되고, 수직한 몸체 중간에는 삽입공(12)이 형성하여, 마운팅부(110)가 삽입공(12)을 통과하여 설치되고, 상면에의 볼트공(11)에는 체결수단(100)이 체결되는 구조인 것을 특징으로 하며, 상기한 마운팅부(110)의 외주 단부에는 절곡된 형상의 프레임(200)을 구성하여 상기 프레임(200) 또는 케이스(140)의 어느 일면에 간격지도록 부착제진재(210),(211)를 설치하는 것을 특징으로 하며, 상기 부착제진재(211)는, 상기 프레임(200)의 마운팅(110) 외주 단부에서 수직되게 내려오도록 일체로 부착되고, 상기 부착제진재(211)의 하단부를 케이스(140) 저면과 간격지게 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 부착제진재(211)는, 상기 케이스(140)에서 수직으로 부착되고, 상기 부착제진재(211)의 상단부는 마운팅부(110)와 간격지게 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기한 특징 외의 다른 특징 및 구성에 대하여 이후, 추가로 설명한다.
본 발명에 따른 냉동 공조기기용 압축기의 진동 저감 구조에 의하면, 실내기로 냉매를 이동시키기 위한 냉매배관이 연결된 압축기가 기동/정지와 같이 큰 진폭의 진동을 2차 제진재에 흡수되도록 하기 때문에 냉매배관에 전달되는 피로하중을 작게하여 냉매배관의 수명을 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 냉매배관 길이를 최소화할 수 있으므로 재료비용을 절감시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1 은 종래 기술에 따른 냉동 공조기기의 실외기의 요부에 대한 부분 분해예시도이다.
도 2 는 종래 기술에 따른 냉동 공조기기의 압축기와 냉매배관의 구조도이다.
도 3 의 (a),(b)는 냉동 공조기기가 기동/정지 및 가동 중에 압축기의 진동을 나타낸 것이다.
도 4 는 작용 응력에 대한 냉매배관의 수명선도를 나타낸 것이다.
도 5(a) 내지 5(d)는 본 발명의 실시 예들
도 6(a) 내지 6(e) 는 본 발명의 다른 실시 예
도 7(a) 내지 7(c)는 본 발명의 또 다른 실시 예
본 발명은, 고온, 고압으로 압축된 냉매를 압축기 외부로 토출하는 토출구와 냉매를 상기 토출구로부터 토출관까지 이동시키기 위한 냉매배관(7)과 토출밸브를 포함하여 이루어진 압축기에 있어서, 상기 압축기(5)와 케이스의 결합 지점에 설치되어 압축기에서 발생한 진동이 상기 케이스 및 냉매배관으로 전달되는 것을 저감시키는 제진재를 포함하여 이루어진다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 상세히 설명한다.
도 5(a) 내지 5(d), 도 6(a) 내지 6(e) 및 도 7(a) 내지 7(c)는 본 발명에 따른 압축기의 진동저감 구조에 대한 여러 실시 예들을 예시한다.
먼저, 상기 본 발명에 따른 압축기의 진동 저감 구조는 도 5(a)와 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 도 2 에 도시한 압축기(5)와 연결되어 있는 마운팅부(110), 압축기(5)와 바닥면에 구성되는 케이스(이하, 케이스(140)라 한다.) 사이를 고정하기 위한 볼트와 너트 등의 체결수단(100), 가동 중의 진동을 흡수하기 위한 1차 제진재(120), 기동 정지 시의 진동을 흡수하기 위한 튜브 형상의 2차 제진재(130) 또는 진동 제한 캘(150, 160)로 구성된다.
여기서, 상기 압축기(5)는 마운팅부(110)와 결합되어 있고, 마운팅부(110)는 볼트와 너트 등의 체결수단(100)을 이용하여 케이스(140)의 바닥면에 고정 설치되며, 내측의 1차 제진재(120)는 볼트(10)에 의하여 관통되어 설치되며, 그 외주로 튜브형 2차 제진재(130)가 설치된다.
그리하여, 도 5 의 (b)와 같이 기동/정지에 의한 큰 진동이 발생할 경우, 마운팅부(10)가 요동되면, 1차적으로 1차 제진재(120)가 잡아주고 더큰 요동과 진동은 2차적으로 2차 제진재(130)가 잡아준다.
도 5 의 (c)는 진동 제한 캘(150)을 더 설치한 것으로, 와셔(151) 하부에 덮개 형상으로 구성되고 하부 외주에 하돌기(152)가 하방으로 꺾인 형상으로 이루어진다.
이와 같은 구조에 의하면 앞선 상기 구조 보다 더 진동억제,제한 효과가 더 높아진다.
도 5 의 (d)는 도 5 의 (c)에 도시된 와셔(151)를 제거한 다른 형상을 나타낸다. 이러한 구조에서는 와셔(151)에 의한 지나친 진동제어 효과를 어느 정도 완화시켜주므로 체결수단(100) 부분에서 지나치게 부분적으로 집중하중이 발생하는 것을 막아주는 효과가 있다.
한편, 장치의 가동 중에는 기동/정지 작동시보다 적은 진동이 발생하므로, 마운팅부(110)가 2차 제진재(130) 및 진동 제한 캘(150)에 닿지 않고 1차 제진재(120)에만 접촉하여 진동 제한되므로 가동 중의 진동을 케이스(140)의 바닥면에 전달하지 않으므로 가동 중의 소음은 종래와 동일하게 유지된다.
도 6(a) 내지 도 6(e)는 본 발명의 또 다른 실시 예이다.
본 실시 예에 따른 압축기의 진동 저감 구조는 도시된 바와 같이, 가동 중의 진동을 흡수하기 위한 1차 제진재(120), 기동/정지 시의 진동을 전달하기 위한 프레임(200), 기동/정지 시의 진동을 흡수하기 위한 2차 제진재인 부착형의 부착제진재(210)로 구성된다.
여기서, 상기 압축기(5)는 마운팅부(110)와 결합되어 있고, 마운팅부(110)는 볼트와 너트의 체결수단(100)을 이용하여 케이스(140)의 바닥면에 고정 설치되며, 1차 제진재(120)가 볼트에 끼워져 있고, 마운팅부(110) 끝단부는 절곡된 형상의 프레임(200)을 이룬다. 그리하여, 도 6(b)와 같이 기동/정지에 의한 큰 진동이 발생할 경우, 프레임(200) 하단이 케이스(140) 바닥면에 부착된 부착제진재(210)에 접하여 진동을 흡수하게 된다. 또한, 가동 중에는 부착제진재(210)와 프레임(200)은 닿지 않고 1차 제진재(120)만을 이용하게 하여, 가동 중의 진동을 케이스(140)의 바닥면에 전달하지 않으므로 가동 중의 소음은 종래와 동일하게 유지된다.
이때, 부착제진재(210)의 재질 및 두께와, 프레임(200)과 부착제진재(210)와의 간격을 조절하여 진폭의 구속 정도를 달리하여 진동 저감량을 얼마든지 조절할 수 있다.
또한 바닥면 부분이 절곡된 형상의 프레임(200) 구조 대신, 도 6(d) 및 도 6(e)와 같이, 부착제진재(211)을 프레임(200) 외측 저부에 부착하거나 또는 케이스(140) 저면에 수직으로 세워 부착할 수도 있다. 그리하여, 기동/정지 시의 큰 진동을 흡수하도록 할 수 있다.
도 7(a), 도 7(b) 및 도 7(c)는 본 발명의 또 다른 실시 예이다.
본 발명에 따른 압축기의 진동 저감 구조에 대한 본 실시 예에서는, 압축기와 연결되어 있는 마운팅부(110), 압축기와 케이스(140)를 고정하기 위한 체결수단(100), 가동 중의 진동을 흡수하기 위한 1차 제진재(120), 기동 정지 시의 진동을 구속하기 진동 구속 장치인 2차 제진재(130)로 구성된다.
여기서의 2차 제진재(130)는 도 7(c)에 도시한 바와 같이, "ㄱ"자 형상으로 이루어지며, 상부에 볼트공(11)이 형성되어 볼트(10)가 체결되고 그 수직한 하부 중간에는 삽입공(12)이 형성된다. 그리하여 삽입공(12)으로 마운팅부(110)가 걸쳐 끼워지고 하단은 케이스(140) 저면에 접촉하게 설치한다. 그리하여 도 7(b) 와 같이 마운팅부(110)에서 큰 진동이 발생할 경우, 이를 구속하는 역할을 한다.
10 : 볼트 11 : 볼트공
12 : 삽입공 100 : 체결수단
110 : 마운팅부 120 : 1차 제진재
130 : 2차 제진재 140 : 케이스
150 : 진동 제한 캘 151 : 와셔
152 : 하돌기 200 : 프레임
210 : 부착제진재 211 : 부착제진재

Claims (7)

  1. 냉매를 압축하고 증발시켜 증발열을 이용해 공기온도를 조절하는 냉동 공조기기에 있어, 냉동 공조기기의 케이스에 냉매 배관이 연결되고, 상기 케이스의 내측에는 상기 냉매 배관에 연결되어 상기 냉매 배관을 통해 흐르는 냉매를 압축하는 압축기가 설치되고, 압축기의 하부에 케이스의 바닥면과 고정설치하기 위한 결합부가 있고, 압축기의 하부에 연결된 마운팅부와 케이스의 바닥면을 상호 고정하기 위한 체결 수단이, 상기 압축기에 의해 발생하는 진동을 흡수하는 제진재에 삽입되어 있는 구조의 냉동공조 기기용 압축기의 진동 저감 구조에 있어서,
    상기한 마운팅부(110)에 수직으로, 주름진 형상의 1차 제진재(120)를 체결수단(100)으로 체결하고,
    상기 1차 제진재(120)의 외주에는, 상기 케이스(140)의 바닥면에 대해 상하 방향으로 상기 마운팅부(110)의 저면과 간격을 두고서 1차 제진재(120)를 둘러 싸는 2차제진재(130)를 설치하여,
    가동 중의 작은 진폭의 진동은 1차 제진재(120)를 이용하여 흡수하고, 기동/정지 시의 큰 진폭의 진동은, 상기 마운팅부(110)의 상기 상하 방향으로의 진동시에 상기 마운팅부(110)의 저면이 이에 대향하는 2차 제진재(130)에 접촉하게 함으로써 2차 제진재(130)에서 흡수하는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉동공조 기기용 압축기의 진동 저감 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기한 2차 제진재(130)는 케이스(140)의 바닥면 위에 수직으로 세워진 원통형의 튜브 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉동공조 기기용 압축기의 진동 저감 구조.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기한 마운팅부(110) 상부에는 진동 제한 캘(150)이 더 설치되고, 상기 진동 제한 캘(150)은 1차 제진재(120)의 상면에 간격을 두고 설치되며, 체결수단(100)을 관통하여 체결수단(100)과 일체로 체결되는 구조인 것을 특징으로 하는 냉동공조 기기용 압축기의 진동 저감 구조.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기한 2차 제진재(130)는 "ㄱ"자 형상으로 이루어지며 저면은 케이스(140)와 접하고, 상면에는 볼트공(11)이 형성되고, 수직한 몸체 중간에는 삽입공(12)이 형성하여, 마운팅부(110)가 삽입공(12)을 통과하여 설치되고, 상면에의 볼트공(11)에는 체결수단(100)이 체결되는 구조인 것을 특징으로 하는 냉동공조 기기용 압축기의 진동 저감 구조.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기한 마운팅부(110)의 외주 단부에는 절곡된 형상의 프레임(200)을 구성하여, 상기 프레임(200)의 저면에 간격지도록 부착제진재(211)를 설치하는 것을 특징으로 하는 냉동공조 기기용 압축기의 진동 저감 구조.
  6. 삭제
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 부착제진재(211)는, 상기 케이스(140)의 바닥면에서 수직으로 부착되고, 상기 부착제진재(211)의 상단부는 마운팅부(110)와 간격지게 설치되는 것을 특징으로 하는 냉동공조 기기용 압축기의 진동 저감 구조.
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