KR101583043B1 - Ｐｃｍ 팩을 구비한 탄약용기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탄약의 수명과 저장용기의 기밀성 및 편의성을 향상시킬 수 있도록 PCM 팩을 구비한 탄약용기에 관한 것으로, 일측이 개방되고 내부에 공간부가 형성되는 원통형 몸체와, 공간부를 둘러싸도록 몸체 내부에 삽입되며 상변환물질(PCM)이 충진된 팩과, 몸체의 공간부를 덮어서 폐쇄하는 커버와, 몸체의 상단 내주면을 따라 테두리가 부착되는 진공판막을 포함하며, 이때 진공판막은 테두리를 따라 점선 형태로 파단홈이 형성된다.

Description

ＰＣＭ 팩을 구비한 탄약용기{AMMUNITION CASE WITH PCM PACK}

본 발명은 탄약용기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탄약의 수명과 성능을 보장하고, 저장용기의 기밀성과 편의성 및 안전성을 향상시킬 수 있도록 PCM 팩을 구비한 탄약용기에 관한 것이다.

현재 군에서 사용되는 포탄이나 미사일 등의 모든 탄약은 적정 수명을 가지고 있는데, 이 수명에 직접적으로 영향을 주는 환경요소는 온도와 습기이며, 이 중 습기는 탄약의 성능에 결정적인 악영향을 미친다.

특히 NC(니트로셀룰로오스) 계열의 추진제는 상온에서 자연분해 반응에 의해 열과 수분, 질산 등을 발생시킨다. 이러한 자연분해 반응을 억제하기 위해, 추진제에 DPA(디페닐아민) 등의 안정제를 첨가하지만, 외부 온도가 높아지면 결국 자연분해 반응이 일어나게 되고, 밀폐된 공간에서 발생하는 열이 계속 상승작용을 일으켜 분해속도를 가속시킨다. 국방과학연구소 및 국방기술품질원의 시험 결과, NC 계열의 추진제는 저장온도가 10℃ 상승할 때 수명이 3.45배 단축되고, 저장습도가 10% 상승할 경우에도 온도상승에 따른 수명 단축율의 1/7이 단축되는 것으로 조사되었다. 따라서, 이러한 현상이 심해지면 통상 무더운 하절기에 자연발화까지 발생할 가능성이 높으며, 자연분해 반응을 억제하기 위한 온도저감장치를 필요로 한다.

NATO(북대서양조약기구)는 탄약의 적정 환경조건으로 온도 10~15℃, 습도는 60%(미사일의 경우 40%)일 것을 제시하고 있다. 그러나, 우리 군은 탄약 성능보장을 위한 방습 대책은 강구하고 있으나, 수명보장을 위한 온도저감 대책은 전무한 실정이다. 예컨대, 미사일의 경우 저장용기 내부에 제습제 및 질소충진 등의 방습조치를 취하고 있으며, 이글루 탄약고에는 제습장비 설치사업을 추진중이나, 이글루 탄약고에 제습장비만 설치함으로써 저장온도의 2~3℃ 상승을 초래하고 있다(이글루 탄약고의 하절기 저장온도는 최고 24℃이나 제습장비를 설치한 경우 26~27℃로 상승한다).

따라서, 향후 제습장비의 증가와 탄약의 수명 단축 등으로 인한 탄약의 교체비용 및 운영유지 비용의 과다소요가 예상된다.

또한, 탄약용기 내부에 질소를 충전하여 밀폐하거나, 온도 유지를 위해 에어컨이 설치된 이글루 탄약고에 탄약을 보관하는 방법은, 탄약용기 내부의 질소를 충전하기 위한 별도의 장비가 필요할 뿐만 아니라, 충전에 필요한 시간 및 예산이 많이 소요되는 문제가 있으며, 특히 에이컨이 설비된 이글루 탄약고는 반드시 전기공급이 이루어져야 하므로 전기 설비비를 비롯한 에어컨 운영유지비 등이 과다 소요되는 제한 사항이 있다.

아울러, 현재 개발중인 미사일 저장용기는 알루미늄 합금으로 제조하는데, 이 재질의 특성상 기밀처리가 제한되어 매년 제습제 교체 및 질소 재충진 등의 정비 소요가 예상되며, 알루미늄 저장용기는 열전도성이 높아 외부 화재발생시 쉽게 발화될 위험성이 있다. 또한, 저장온도 상승에 따른 탄약수명 단축으로 국방예산 낭비 및 군 전력의 손실이 초래되는 문제도 있다.

KR 10-0236372 B1 (1999.09.30 등록) KR 10-1282484 B1 (2013.06.28 등록)

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 보관된 탄약의 수명을 향상시킬 수 있는 PCM 팩을 구비한 탄약용기를 제공함에 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 기밀성과 편의성 및 안전성이 향상된 PCM 팩을 구비한 탄약용기를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 내부의 온도 및 습도를 용이하게 확인할 수 있어 유지 보수비용을 절감할 수 있는 PCM 팩을 구비한 탄약용기를 제공함에 있다.

전술한 본 발명의 목적은, 일측이 개방되고 내부에 공간부가 형성되는 원통형 몸체; 상기 공간부를 둘러싸도록 상기 몸체 내부에 삽입되며, 상변환물질(PCM)이 충진된 팩; 상기 몸체의 공간부를 덮어서 폐쇄하는 커버; 및 상기 몸체의 상단 내주면을 따라 테두리가 부착되는 진공판막을 포함하며, 상기 진공판막은 테두리를 따라 점선 형태로 파단홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 PCM 팩을 구비한 탄약용기를 제공함에 의해 달성될 수 있다.

삭제

본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 공간부의 온도 또는 습도를 계측하기 위해 커버의 저면 또는 진공판막의 일측에 구비되는 온습도 지시기를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 온습도 지시기와 대향하여 커버의 상측면 일측에 구비되는 관측창을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 온습도 지시기와 관측창 사이에 개재되는 볼록렌즈를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 커버의 저면에 돌출 형성되는 유동방지 턱을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 몸체의 상단부 외주면을 따라 구비되며 나사산을 가지는 제1 결합부와, 커버의 내주면을 따라 구비되며 제1 결합부와 나사결합되도록 나사산을 가지는 제2 결합부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 몸체와 커버 사이에 개재되는 고무패킹을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 커버의 상측면에 방사상으로 돌출 형성되는 복수 개의 돌출형 리브를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 돌출형 리브의 상측에 돌출형 리브의 길이 방향을 따라 연장 형성되며, 커버의 회전 개폐를 위한 지지봉이 삽입되는 삽입홈을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 몸체의 일측에 공간부와 연통하도록 구비되는 진공 노즐을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 공간부의 일측에 삽입되는 제습제 팩을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 몸체는 단열소재로 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 PCM 팩을 구비한 탄약용기에 의하면, 탄약용기의 재질을 단열소재로 개선하고, PCM과 제습제를 이용하여 용기 내부의 온도 및 습도를 일정하게 유지시킴으로써, 탄약의 수명과 성능을 보장함은 물론, 국방예산의 낭비 및 군 전력손실의 방지에 기여할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 PCM 팩을 구비한 탄약용기에 의하면, 탄약이 저장용기에 포장되어 야전부대에 조달된 이후에는 정비 비용이 거의 불필요하므로, 사후 유지 및 보수 비용이 획기적으로 절감되는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 PCM 팩을 구비한 탄약용기에 의하면, 현재의 알루미늄 합금 저장용기보다 가격이 저렴하여 예산절감의 효과가 있고, 이글루 탄약고의 제습장비 설치가 불필요하므로 설치비용을 절감할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 PCM 팩을 구비한 탄약용기에 의하면, 주변 화재발생시 발화시간을 지연시켜, 동조폭발 방지를 위해 필요한 대응 시간을 충분히 확보할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 PCM 팩을 구비한 탄약용기에 의하면, 동남아, 아프리카, 중동 국가 등 열대 지역에 탄약 수출시 수명 및 성능보장 측면에서 경쟁력을 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PCM 팩을 구비한 탄약용기의 사시도.
도 2는 도 1 의 분해 사시도.
도 3은 도 1의 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 커버의 평면도 및 측면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 온습도 지시기의 사진.

이하에서는 본 발명의 실시예에 관하여 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 쉽게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 한정되는 것을 의미하지는 않는다. 그리고 본 발명의 여러 실시예를 설명함에 있어서, 동일한 기술적 특징을 갖는 구성요소에 대하여는 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.

실시예

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PCM 팩을 구비한 탄약용기의 사시도이고, 도 2는 도 1의 분해 사시도이다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 PCM 팩을 구비한 탄약용기(이하, '탄약용기')(100)는, 일측이 개방된 원통 형태의 몸체(200)와, 몸체(200)의 개방부를 개폐하는 커버(400)를 포함한다.

몸체(200)는 단열 소재, 예컨대 유리섬유(glass fiber) 복합 소재로 이루어지는 것이 바람직하며, 직경과 길이 등의 규격은 내부에 삽입되는 포탄이나 미사일 등 탄약의 규격에 따라 적절히 선택될 수 있다.

몸체(200) 내부에는 탄약이 삽입되는 공간부(210)가 형성되며, 삽입된 탄약을 둘러싸도록 PCM(Phase Change Materials; 상변환물질) 팩(pack)(300)이 삽입된다. 바람직하게는, 몸체(200)에 탄약을 삽입할 때 탄약의 외주면을 PCM 팩(300)으로 둘러싸서 삽입한다.

PCM(상변환물질)이란 어느 일정 온도에서 고체와 액체의 상이 바뀌면서 잠열을 흡수 또는 방출하는 물질로서, 통상 저 융점(녹는점)을 지니고 있으며, 높은 열 저장 능력을 지닌 매체를 말한다. 이러한 PCM은 다양한 형태의 에너지(미활용 및 폐기에너지)를 고농도로 저장하기 때문에 사용분야, 시기 및 목적에 적합하게 변환 가능하므로 에너지를 효율적이고 합리적으로 이용할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 잠열 및 축열 성능이 우수하기 때문에 외부에서 열이 침투하더라도 물질의 상이 변화하며 침투되는 열을 흡수함으로써 온도를 일정하게 유지시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 5℃ 이하의 고체 상태로 냉각된 PCM은 탄약에서 발생하는 열과 몸체(200) 외부에서 전도되는 미세한 열을 계속 흡수하여 몸체(200) 내부의 온도 상승을 억제하며, 이때 내부 온도가 12~13℃까지 상승하면 액체로 변하면서 계속 열을 흡수하여 내부의 온도상승을 최대한 억제시키도록 미리 PCM의 밀도를 조절하여 투입할 수 있다. 예컨대, 봄과 가을은 외부온도가 10~25℃, 평균 16℃ 내외이기 때문에, PCM은 낮에는 열을 흡수하고 밤에는 열을 배출하여 용기 내부온도를 15℃ 이하로 유지하고, 겨울에는 외부온도가 10℃ 이하이기 때문에 고체인 상태를 유지하도록 하는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 하절기 고온다습한 환경에서도 탄약용기(100)의 내부온도를 낮게 유지하면서 자연분해 반응 및 열발생을 억제하여 탄약의 수명과 성능을 보장할 수 있다.

PCM은 온도에 따라 액상과 고상으로 상변화가 일어나므로, PCM이 충진되는 팩(300)은 열 전도성이 우수하고 누수가 되지 않는 재질, 예컨대 얇은 박막의 알루미늄으로 이루어질 수 있다.

다른 예로서, PCM 팩(300)은 허니콤 구조를 갖는 수지층과, 수지층 사이에 충전되는 캡슐 형태의 PCM과, PCM의 이탈을 방지할 수 있도록 수지층에 부착되는 커버층을 포함하여 이루어질 수 있다. 이때, PCM은 그 자체가 캡슐 형태로 이루어질 수 있으며, 한편 별도의 마이크로캡슐을 제작하여 캡슐의 내부에 PCM을 충전시켜 마감한 형태일 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 PCM 팩(300)은 사각 형태의 얇은 시트 형태로 이루어질 수도 있으며, 이때 사용자는 시트를 원하는 크기로 재단하여 탄약용기(100)의 공간부(210)에 말아서 집어넣어 간단하게 사용할 수 있다. 공간부(210)에 삽입된 PCM 팩(300)은 탄약을 고정시킴과 동시에 외부의 충격으로부터 탄약을 보호하는 역할도 하게 된다.

아울러, 공간부(210)의 습기 제거를 위해 실리카 겔 등의 제습제가 투입될 수 있는데, 이 제습제는 PCM 팩(300)의 일측에 별도의 공간을 마련하여 투입될 수도 있고, 별도의 제습제 팩(미도시)이 PCM 팩(300)과 함께 공간부(210)에 삽입되는 것도 가능하다. 제습제 팩은 통기성이 좋은 천이나 종이 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

몸체(200) 내 공간부(210)에 탄약과 PCM 팩(300)의 삽입이 완료되면, 커버(400)를 덮어서 몸체(200) 내부를 밀폐한다. 이때, 기밀성 향상을 위해, 커버(400)는 몸체(200)의 개방부에 나사결합 방식으로 결합되는 것이 바람직하며, 몸체(200)와 마찬가지로 커버(400) 역시 유리섬유(glass fiber) 복합 소재 등 단열소재로 이루어지는 것이 바람직하다.

도 3은 도 1의 단면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 몸체(200)의 상단 외주면과 커버(400)의 하단 내주면에 각각 원형이나 삼각형 또는 사각형 나사산을 가진 결합부(500)가 각각 구비되며, 이들의 나사 결합에 의해 몸체(200)와 커버(400)가 견고히 결합되어 몸체(200) 내부의 공간부(210)를 외기로부터 밀폐한다.

몸체(200)의 상단 외주면을 따라 나사산을 가진 제1 결합부(510)가 구비된다. 일 예로서, 도 3에 도시된 바와 같이 나사산이 몸체(200)의 외측을 향하도록 몸체(200) 상단의 테두리에 제1 결합부(510)가 안착되고 원주방향을 따라 체결되는 복수 개의 나사못 등의 체결구(530)에 의해 몸체(200)에 견고히 결합될 수 있다.

또한, 커버(400)의 하단 내주면을 따라 나사산을 가진 제2 결합부(520)가 구비된다. 일 예로서, 도 3에 도시된 바와 같이 나사산이 커버(400)의 내측을 향하도록 커버(400) 하단의 내주면에 제2 결합부(520)가 복수 개의 나사못 등의 체결구(530)에 의해 견고히 결합될 수 있다.

몸체(200)와 커버(400) 결합시에는 나사산을 가진 제1 결합부(510)와 제2 결합부(520)가 나사 결합되며, 제1 결합부(510)와 제2 결합부(520)가 상하 방향으로 접촉하는 접촉부에는 기밀성 향상을 위해 고무패킹(600)이 개재되는 것이 바람직하다.

한편, 커버(400)의 저면에는 내장된 탄약 또는 발사관의 유동 방지를 위한 유동방지 턱(410)이 예컨대 환형으로 하향 돌출 형성되는 것이 바람직하며, 유동방지 턱(410)의 중앙부에는 온도 및 습도를 나타내는 온습도 지시기(420, 도 5 참조)가 구비된다. 이때, 커버(400)의 상측면에는 온습도 지시기(420)와 대향하도록 관측창(430)이 구비되어 온습도 지시기(420)의 수치 또는 눈금을 육안으로 확인하여 온도 및 습도를 파악할 수 있다. 바람직하게는, 온습도 지시기(420)와 관측창(430) 사이에 볼록렌즈(440)가 개재됨으로써, 확대된 온습도 지시기(420)의 수치 또는 눈금을 용이하게 확인할 수 있다. 물론, 본 발명의 다른 예로서, 온습도 지시기(420) 대신에 온도계 및/또는 습도계가 구비되는 것도 가능하다.

몸체(200)에 커버(400)를 결합하여 몸체(200) 내부를 완전히 밀폐시킨 후에는, 몸체(200) 내부의 공간부(210)를 진공 분위기(예컨대, 0.5 psi 수준)로 형성하여 습기를 제거하는 것이 바람직하다. 이를 위해 몸체(200)의 일측 예컨대 커버(400) 반대쪽인 몸체(200)의 바닥면에 진공 노즐(220)이 구비될 수 있다. 진공 형성시에는 이 진공 노즐(220)에 진공 파이프(미도시)를 연결하고 진공 펌프(미도시)를 작동시켜 공간부(210)의 공기를 외부로 배기하게 된다. 물론, 진공 형성 후에는 별도의 마개를 사용하여 진공 노즐(220)을 밀봉하는 것이 바람직하다.

도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 커버의 평면도이고, 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 커버의 측면도이다.

커버(400)의 개폐는 몸체(200)를 고정한 상태에서 손으로 커버(400)를 돌림으로써 이루어질 수 있으나, 경우에 따라서는 내부에 형성된 진공 분위기나 동절기 결빙 등 외부 환경의 영향, 또는 기밀성 확보를 위해 과도하게 폐쇄된 경우 개봉이 어려워질 수 있다.

이를 위해, 대검 등의 도구를 사용하여 커버(400)를 개폐할 수 있도록, 커버(400)의 상측면에는 돌출형 리브(450)가 상향 돌출되어 방사상으로 연장 형성된다. 사용자는 발 또는 대검 등의 도구를 사용하여 돌출형 리브(450)의 옆면을 일 방향으로 타격함으로써 커버(400)를 회전시켜 개폐할 수 있다.

아울러, 돌출형 리브(450)의 상측에는 길이 방향으로 길게 삽입홈(451)이 형성되는바, 사용자는 지지봉(700)이나 대검 등을 이 삽입홈(451)에 끼워넣고 커버(400)의 외측으로 돌출된 지지봉(700)이나 대검 등 도구의 일단을 파지하여 일 방향으로 수평 회전시킴으로써 커버(400)를 회전시켜 개폐할 수도 있다. 이때, 삽입홈(451)의 폭과 깊이 및 길이 등의 규격은 필요에 따라 적절히 선택될 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 전술한 진공 노즐(220)에 의한 진공 분위기가 유지될 수 있도록, 몸체(200)와 커버(400) 사이에 유리섬유(glass fiber) 등 얇은 단열소재로 이루어지는 진공판막(미도시)이 개재될 수 있다. 이 진공판막은 탄약용기(100)의 기밀성 향상을 위한 것으로, 예컨대 열융착 등의 방법으로 몸체(200)의 상단 내주면에 진공판막의 테두리가 부착될 수 있다. 또한, 야전에서 쉽게 개봉할 수 있도록 진공판막의 테두리를 따라 점선 형태로 얕은 파단홈(미도시)을 형성하여, 일정 압력이나 충격을 가하면 쉽게 절단 및 분리될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이때, 전술한 온습도 지시기(420)가 진공판막의 일측에 구비될 수도 있다.

상술한 바와 같이 구성되는 PCM 팩을 구비한 탄약용기(100)에 의하면, 몸체(200)의 공간부(210)에 삽입되는 PCM 팩(300)과 제습제 팩 및 공간부(210)에 형성되는 진공 분위기에 의해, 탄약용기(100) 내부의 온도와 습도를 일정하게 유지하여 자연분해 반응을 억제함으로써 탄약의 수명을 향상시킬 수 있다.

또한, 커버(400)의 관측창(430)을 통해 탄약용기(100) 내부의 온도 및 습도를 실시간으로 확인하여 유지 보수 비용을 절감할 수 있으며, 몸체(200)와 커버(400)의 나사산 결합 방식과 진공판막에 의해 기밀성이 향상되는 효과가 있다.

아울러, 몸체(200)와 커버(400)가 단열 소재로 이루어지고, 내부에는 PCM 팩(300)이 삽입되어 있으므로, 주변의 화재 발생시에도 발화시간을 지연시켜 대형 사고의 위험을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양하게 변형 실시할 수 있을 것으로 이해된다.

100 : 탄약용기
200 : 몸체
300 : PCM 팩
400 : 커버
420 : 온습도 지시기
430 : 관측창
440 : 볼록렌즈
450 : 돌출형 리브
500 : 결합부
600 : 고무패킹
700 : 지지봉

Claims (13)

1. 일측이 개방되고 내부에 공간부가 형성되는 원통형 몸체;
   상기 공간부를 둘러싸도록 상기 몸체 내부에 삽입되며, 상변환물질(PCM)이 충진된 팩;
   상기 몸체의 공간부를 덮어서 폐쇄하며, 상측면에 방사상으로 복수 개의 돌출형 리브가 돌출 형성되고, 회전 개폐를 위한 지지봉이 삽입되도록 상기 돌출형 리브의 상측에 길이 방향을 따라 삽입홈이 연장 형성되는 커버;
   상기 몸체의 상단 내주면을 따라 테두리가 부착되며, 점선 형태의 파단홈이 테두리를 따라 형성되는 진공판막;
   상기 공간부의 온도 및 습도를 계측하기 위해 상기 커버의 저면 또는 상기 진공판막의 일측에 구비되는 온습도 지시기;
   상기 온습도 지시기와 대향하여 상기 커버의 상측면 일측에 구비되는 관측창; 및
   상기 온습도 지시기와 상기 관측창 사이에 개재되는 볼록렌즈;를 포함하는 것을 특징으로 하는 PCM 팩을 구비한 탄약용기.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 커버의 저면에 돌출 형성되는 유동방지 턱을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 PCM 팩을 구비한 탄약용기.
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 청구항 1에 있어서,
    상기 몸체의 일측에 상기 공간부와 연통하도록 구비되는 진공 노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 PCM 팩을 구비한 탄약용기.
12. 청구항 1에 있어서,
    상기 공간부의 일측에 삽입되는 제습제 팩을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 PCM 팩을 구비한 탄약용기.
13. 삭제

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