KR101896264B1 - 전처리 일체형 조립식 빗물 침투-저류 시설 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지중에 빗물을 저류하고 시간차를 두어 빗물을 지중에 침투시키기 위한 침투-저류 시설에 관한 것으로, 투수성이 우수한 저류블록을 간편하게 축조하여 전처리조와 저류조가 일체화되고, 저류된 빗물이 토양으로 서서히 스며들도록 구성된 전처리 일체형 조립식 빗물 침투-저류 시설에 관한 것이다.
본 발명은 「둘레벽에 의해 형성된 내부 공간이 격벽에 의해 수직으로 구획된 저류블록 다수개를 수직 적층하여, 상부에는 전처리조를 형성시키고, 하부의 저류조를 형성시키되, 상기 저류블록은 투수성 소재로 형성되고, 상기 전처리조의 상부에는 덮개판이 덮여 있고, 상기 전처리조와 저류조 사이에는 투수판이 적층되고, 상기 저류조의 하부에는 투수성 소재의 바닥판이 구비되고, 상기 덮개판에는 상기 전처리조의 일측 공간에 빗물을 유입시키는 투입구가 형성되어 있고, 상기 격벽 상단에는 월류홈이 형성되어 있고, 상기 전처리조의 타측 공간에 수직관이 구비되며, 상기 수직관의 하단은 상기 투수판을 관통하여 상기 저류조와 연통하도록 설치된 것을 특징으로 하는 전처리 일체형 조립식 빗물 침투-저류 시설」을 제공한다.

Description

전처리 일체형 조립식 빗물 침투-저류 시설{Pretreatment integrated modular rainwater penetration-storage facility}

본 발명은 지중에 빗물을 저류하고 시간차를 두어 빗물을 지중에 침투시키기 위한 저류 시설에 관한 것으로, 투수성이 우수한 저류블록을 간편하게 축조하여 전처리조와 저류조가 일체화되고, 저류된 빗물이 토양으로 서서히 스며들도록 구성된 전처리 일체형 조립식 빗물 침투-저류 시설에 관한 것이다.

최근 도시개발에 따른 불투수층 면적의 증가로 인해 우수 침투량 감소 및 지하수위 저하, 하천으로의 직접 유출량이 증가하는 추세이며, 도시지역의 우수 및 하수 배수시설의 발달로 인해 표면유출이 증가하고 대규모 하수종말처리장 건설 등으로 하천의 기저유량이 감소하는 현상이 나타나고 있다.

결국 도시화 및 산업화로 수질오염 등이 가속화되고 용수부족 및 열섬현상과 같은 환경문제가 지속적으로 발생하고 있어 이를 해결하기 위한 빗물관리가 필요하다.

이를 해결하기 위한 기술로는 등록특허 제10-0938223호(발명의 명칭 : 조립식 우수저류조)를 들 수 있다. 등록특허 제10-0938223호는 전체 저류조를 조립식 부재로 나누어 간편히 조립하기 위한 것이지만, 구조가 복잡하여 미숙련공은 조립이 어렵고, 투수성 소재가 아니므로 지속적인 빗물 침투량을 확보할 수 없다는 단점이 있다.

이에 반해, 등록특허 제10-1560719호는 각각의 유닛이 간단한 구조의 단위부재로 기성제작되어 미숙련공도 단순 적층 공정의 반복으로 소정의 품질로 시공할 수 있고, 설치 및 해체가 자유로운 조립식 침투저류조 블록유닛 및 이를 이용한 침투저류조 구조를 제공한다. 또한, 등록특허 제10-1560719호는 각각의 블록유닛이 투수성 소재로 제작되어 저장된 빗물이 시간차를 두고 서서히 지중으로 침투하도록 하는 특징도 있다.

1. 등록특허 제10-0938223호 "조립식 우수저류조" 2. 등록특허 제10-1560719호 "조립식 침투저류조 블록유닛 및 이를 이용한 침투저류조 구조"

본 발명은 상기 등록특허 제10-1560719호의 발명자가 등록특허 제10-1560719호에 기초하여, 종래의 특·장점은 그대로 취하면서, 분산되어 있던 전처리조와 저류조를 일체화시켜 지중(地中) 공간의 효율을 높이고, 구조를 더욱 단순 명료하게 하며, 시공이 더욱 간편해지도록 개량발명이다.

등록특허 제10-1560719호는 아래의 [참고도 1]에 도시된 바와 같이 유입된 빗물을 필터링하는 전처리조(100)와 필터링된 빗물을 수용하면서 수용된 빗물이 투수성 소재로 형성된 저류조(600)를 통해 시간차를 두고 서서히 지중으로 침투하도록 구성된 것이다.

[참고도 1]

100 : 전처리조 200 : 연결관 500 : 월류관 600 : 저류조

본 발명은 상기 전처리조와 저류조를 유기적으로 결합시켜 지중 공간의 효율성을 극대화시키고 공사비와 재료비를 절감시킬 수 있는 전처리 일체형 조립식 빗물 침투-저류 시설을 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 과제 해결을 위해 본 발명은 「둘레벽에 의해 형성된 내부 공간이 격벽에 의해 수직으로 구획된 저류블록 다수개를 수직 적층하여, 상부에는 전처리조를 형성시키고, 하부의 저류조를 형성시키되, 상기 저류블록은 투수성 소재로 형성되고, 상기 전처리조의 상부에는 덮개판이 덮여 있고, 상기 전처리조와 저류조 사이에는 투수판이 적층되고, 상기 저류조의 하부에는 투수성 소재의 바닥판이 구비되고, 상기 덮개판에는 상기 전처리조의 일측 공간에 빗물을 유입시키는 투입구가 형성되어 있고, 상기 격벽 상단에는 월류홈이 형성되어 있고, 상기 전처리조의 타측 공간에 수직관이 구비되며, 상기 수직관의 하단은 상기 투수판을 관통하여 상기 저류조와 연통하도록 설치된 것을 특징으로 하는 전처리 일체형 조립식 빗물 침투-저류 시설」을 제공한다.

또한, 본 발명은 「상기 전처리조는 상기 저류블록이 2개 이상 적층 형성되고, 상기 수직관의 상단은 상기 전처리조의 최상층 저류블록 중단에 이르도록 구성된 것을 특징으로 하는 전처리 일체형 조립식 빗물 침투-저류 시설」을 함께 제공한다.

또한, 본 발명은 「상기 저류블록은 평면이 十자로 형성된 격벽에 의해, 빗물이 유입되는 제1공간; 상기 제1공간과 격벽을 사이에 두고 인접하는 2개의 제2공간; 및 상기 제1공간과 대각 맞은편에 형성된 제3공간; 이 구획되고, 상기 수직관은 상기 제3공간에 구비된 것을 특징으로 하는 전처리 일체형 조립식 빗물 침투-저류 시설」을 함께 제공한다.

또한, 본 발명은 「상기 저류블록의 평면은 장방형 또는 정방형으로서, 상기 둘레벽은 4개의 벽체로 이루어져, 상기 둘레벽 중 일 벽체의 외면에는 일정 패턴의 제1요철면이 형성되고, 상기 둘레벽 중 상기 제1요철면이 형성된 벽체의 맞은편 벽체의 외면에는 상기 제1요철면에 대응하는 제2요철면이 형성된 것을 특징으로 하는 전처리 일체형 조립식 빗물 침투-저류 시설」을 함께 제공한다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 기대된다.

1. 기성제작된 단위부재인 저류블록 다수개를 적층하는 공정을 반복하여 간단히 구축되므로 숙련된 작업자가 아니더라도 일정한 품질로 간단히 시공할 수 있다.

2. 저류블록 및 바닥판, 투수판 등이 투수성 소재로 제작되므로 저장된 빗물이 시간차를 두고 서서히 지중으로 침투하도록 할 수 있다.

3. 상기 전처리조와 저류조를 유기적으로 결합시켜 지중 공간의 효율성을 극대화시키고 공사비와 재료비를 절감시킬 수 있다.

[도 1]은 본 발명이 제공하는 전처리 일체형 조립식 빗물 침투-저류 시설의 실시예들을 도시한 것이다.
[도 2]는 본 발명의 전처리 일체형 조립식 빗물 침투-저류 시설에 적용되는 저류블록의 일 실시예를 도시한 것이다.
[도 3]은 본 발명이 제공하는 전처리 일체형 조립식 빗물 침투-저류 시설 전처리부의 사시도(a), 단면도(b) 및 평면도(c)이다.

이하에서는 첨부된 도면과 함께 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 「둘레벽(11)에 의해 형성된 내부 공간이 격벽(12)에 의해 수직으로 구획된 저류블록(10) 다수개를 수직 적층하여, 상부에는 전처리조를 형성시키고, 하부의 저류조를 형성시키되, 상기 저류블록(10)은 투수성 소재로 형성되고, 상기 전처리조의 상부에는 덮개판(20)이 덮여 있고, 상기 전처리조와 저류조 사이에는 투수판(30)이 적층되고, 상기 저류조의 하부에는 투수성 소재의 바닥판(40)이 구비되고, 상기 덮개판(20)에는 상기 전처리조의 일측 공간에 빗물을 유입시키는 투입구(21)가 형성되어 있고, 상기 격벽(12) 상단에는 월류홈(13)이 형성되어 있고, 상기 전처리조의 타측 공간에 수직관(50)이 구비되며, 상기 수직관(50)의 하단은 상기 투수판(30)을 관통하여 상기 저류조와 연통하도록 설치된 것을 특징으로 하는 전처리 일체형 조립식 빗물 침투-저류 시설」을 제공한다.

본 발명이 제공하는 전처리 일체형 조립식 빗물 침투-저류 시설(이하 '본 발명 시설'라 함)은 지중에 매설되는 구조물로서, 다수개의 저류블록을 적층시킴으로써 구축된다.

본 발명 시설을 축조하는 과정을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

1) 소요 깊이만큼 땅을 파고 바닥에 바닥판(40)을 배치한다.

2) 소요되는 저류조 용량에 따라, 상기 바닥판(40) 위로 적정 개수의 저류블록(10)들을 적층하여 저류조를 축조한다.

3) 저류조 축조 후 상기 저류조의 최상층 저류블록(10) 위에 투수판(30)을 적층시킨다.

4) 소요되는 전처리조 용량에 따라, 상기 투수판(30) 위로 적정 개수의 저류블록(10)들을 적층하여 전처리조를 축조하면서, 하단이 상기 투수판(30)을 관통하여 상기 저류조와 연통하는 수직관(50)을 설치한다.

5) 전처리조 축조 후 상기 전처리조의 최상층 저류블록(10) 위를 덮개판(20)으로 덮는다.

위와 같이 본 발명 시설은 전처리조와 저류조가 동일한 저류블록(10)으로 축조되며 단지 투수판(30)을 기준으로 상부는 전처리조, 하부는 저류조로 구분되는 것이다. 이러한 본 발명 시설의 축조는 판형부재(바닥판, 투수판, 덮개판)와 저류블록을 계획된대로 적층시키는 극히 간단한 작업으로 진행되며, 이에 따라 작업자에게 높은 숙련도가 요구되지 않는다.

[도 1]은 본 발명이 제공하는 전처리 일체형 조립식 빗물 침투-저류 시설의 실시예들을 도시한 것이다. [도 1]의 (a)는 지상의 빗물이 배수관을 통해 유입되도록 구성된 예로서, 상기 덮개판(20)에 형성된 투입구(21)에는 배수관이 삽입, 결합된다. 상기 배수관을 통해서는 건물 옥상 등에서 흘러내려오는 빗물이 유입된다. [도 1]의 (b)는 지상의 빗물이 그레이팅을 통해 유입되도록 구성된 예로서, 상기 덮개판(20)에 형성된 투입구(21)에는 그레이팅이 설치된다. 상기 그레이팅을 통해서는 지상면에서 흐르던 빗물이 유입된다.

상기 투입구(21)를 통해 유입된 빗물은 전처리조를 거쳐 침전 방식으로 필터링되어 저류조로 유입된다. 상기 저류조를 구성하는 저류블록(10), 바닥판(40) 등은 모두 투수성 소재로 형성된 것이므로 상기 저류조에 유입된 빗물은 지중(토양)으로 서서히 침투하여 지하수를 이루게 된다.

종래 플라스틱 등의 소재로 구성된 빗물 저류조에서는 저류된 빗물을 토양으로 침투시키기 위해 바닥에 통공을 형성시키는 등의 조치를 취했는데, 이 경우 통공을 통해 유출되는 빗물이 토양에 가해지는 수압으로 작용하여 지반 안정성에 문제가 되기도 했다. 그러나 위와 같은 본 발명 시설은 빗물이 땅에 스며드는 것과 같이 투수성 소재의 저류블록(10), 바닥판(40) 등을 통해 토양으로 서서히 침투한다. 따라서, 빗물 침투에 따른 저항이 없고 지반 안정성에 문제를 일으키지 않는 상태로 지하수를 형성하게 된다.

상기 저류조에서 지중으로 빗물이 침투되는 속도보다 빗물의 유입속도가 빠르면 빗물은 전처리조에 머물게 된다. 상기 전처리조를 구성하는 저류블록(10) 및 투수판(20) 역시 투수성 소재로 형성된 것이므로, 수용되는 빗물이 저류조의 용량을 넘어 전처리조에서 저류되는 경우 역시 저류된 빗물은 지중(토양)으로 서서히 침투하게 된다.

상기 저류블록(10)은 둘레벽(11)에 의해 형성된 내부 공간이 격벽(12)에 의해 수직으로 구획된 블록이다. 즉, 둘레벽(11)에 의해 상하방향으로 트여 있는 공간이 형성되고, 그 공간은 격벽(12)에 의해 수직으로 구획되어 있다. 수직으로 구획된 공간이 곧 전처리조에서는 전처리 공간이 되고, 저류조에서는 저류 공간이 된다.

본 발명 시설에 적용되는 저류블록(10)의 형태에는 특별한 제한을 두지 않는다. 다만,상기 격벽(12)의 상단에는 월류홈(13)이 형성되어 있어, 구획된 공간 중 어느 한 공간에 물을 채우면 상기 월류홈(13)을 통해 격벽(12)의 뒷쪽 공간에도 물이 유입되도록 구성되어야 한다. 상기 저류블록(10)을 다수개 쌓은 경우, 적층된 다수개 저류블록(10)의 격벽(12) 역시 상하로 연속면을 이루되, 상기 저류블록(10)의 각 층마다 형성된 월류홈(13)에 의해 격벽(12)을 사이에 둔 양 공간에 빗물이 왕래하도록 할 수 있다.

상기 저류블록(10) 2개 이상을 적층하여 상기 전처리조를 형성시키는 경우, 상기 수직관(50)의 상단은 상기 전처리조의 최상층 저류블록(10) 중단에 이르도록 구성하여 물이 밑에서부터 차올라 상기 수직관(50)을 통해 하부의 저류조로 유출되도록 하여 전처리조의 용량을 최대한 활용할 수 있다.

본 발명 시설에 빗물이 유입되어 전처리(필터링)된 후 저류조에 저류되는 과정을 설명하면 다음과 같다. 이하에서는 저류블록(10) 2개의 적층으로 전처리조가 형성된 예를 기준으로 설명한다.

1) 빗물이 덮개판(20)의 투입구(21)를 통해 전처리조의 일측 공간에 유입된다.

2) 빗물이 상기 전처리조의 일측 공간에 계속 유입되어, 상기 일측 공간 내의 수위가 상승한다.

3) 상기 일측 공간 내의 수위가 저류블록(10) 1층 높이에 이르면 빗물이 격벽(12)에 형성된 월류홈(13)을 통해 타측 공간으로 흘러나간다. 이때 토사 등의 상당량은 일측 공간 내에 침전된다.

4) 상기 일측 공간에 빗물이 계속 유입되면 타측 공간의 수위도 함께 높아지면서 수직관(50)의 상단 입구까지 빗물이 차올라 상기 수직관(50)으로 빗물이 유입되어, 하부의 투수판(30)을 거쳐 저류조로 유출된다. 이때 상기 타측 공간에도 침전물이 쌓이게 되며 수직관(50)으로 유출되는 빗물은 중력에 의해 필터링되어 저류공간으로 배출되는 것이라 할 수 있다.

위와 같은 과정을 거쳐 저류조의 저류공간에 유입된 빗물은 저류블록(10) 격벽(12)에 형성된 월류홈(13)을 통해 격벽 뒷공간으로도 흘러들어가면서 차오르게 된다.

상기 저류공간의 용적이 곧 본 발명 저류조의 저류용량인데, 본 발명 저류조를 구성하는 바닥판(40), 투수판(30) 및 저류블록(10)이 모두 투수성 소재로 형성된 것이므로 저류된 빗물은 서서히 지중으로 침투하게 된다.

즉, 본 발명 시설은 폭우 시에는 지중에 일정 수량의 빗물을 수용토록 하여 급격한 방류를 막고, 폭우가 지나간 후에는 저류조에 수용된 빗물이 서서히 지중으로 침투하여 지하수를 이루도록 함으로써 수자원의 효율적 활용에 기여토록 한 것이다.

한편, 본 발명 시설은 전체적으로 투수성 소재로 형성되어 빗물이 서서히 지중으로 침투하도록 구성된 것이나, 일시적으로 과량의 빗물이 유입되는 경우가 발생할 수 있다. 따라서, [도 1]에 도시된 바와 같이 상기 전처리조의 상단측에 월류관을 설치하여 저류 용량을 초과하는 양의 빗물이 유입되는 경우에는 상기 월류관을 통해 빗물이 다시 지상으로 배출되도록 구성할 수 있다. 이러한 경우라 하더라도 본 발명 저류조는 저류 용량 및 전처리조의 용적만큼에 해당하는 양의 빗물은 지중에서 수용하게 되므로 수해 방지에 기여할 수 있다.

한편, 상기 저류블록(10)은 [도 2] 및 [도 3]에 도시된 바와 같이 평면이 十자로 형성된 격벽(12)에 의해, 빗물이 유입되는 제1공간, 상기 제1공간과 격벽(12)을 사이에 두고 인접하는 2개의 제2공간 및 상기 제1공간과 대각 맞은편에 형성된 제3공간이 구획되도록 구성할 수 있다. 이 경우 상기 수직관(50)은 상기 제3공간에 구비되도록 한다.

이러한 저류블록(10)의 구성에 따라 빗물이 상기 제1공간으로 유입되어 토사 등은 상기 제1공간에 침전되도록 하고, 빗물은 위로 차올라 제1, 2공간 사이의 격벽(12)에 형성된 월류홈(13)을 통해 제2공간으로 유입되며, 유입되는 빗물의 양이 증가함에 따라 제2, 3공간 사이의 격벽(12)에 형성된 월류홈(13)을 통해 빗물이 제3공간으로 유입되어 차오르다가 수직관의 높이만큼 빗물이 차오른 이후에 상기 수직관(50)을 통해 하부의 저류조로 유출된다.

위와 같은 구성에 의해 유입되는 빗물이 제1공간 내지 제3공간을 순차적으로 거치며 토사를 차례로 침전시킬 수 있게 된다. 一자형 격벽보다는 十자형 격벽으로 저류블록(10)의 내부 공간을 구획할 때 토사 등 불순물의 필터링 효과가 향상된다.

평면이 十자로 형성된 격벽(12)에 의해 저류블록(10)의 내부 공간이 제1공간, 2개의 제2공간 및 제3공간으로 구획된 경우 빗물이 제1공간으로 유입되어 전처리(필터링)된 후 저류조에 저류되는 과정을 다시 정리하면 다음과 같다. 이하에서는 [도 3]과 함께 저류블록(10) 2개의 적층으로 전처리조가 형성된 예를 기준으로 설명한다.

1) 빗물이 덮개판(20)의 투입구를 통해 전처리조의 제1공간에 유입된다.

2) 빗물이 상기 전처리조의 제1공간에 계속 유입되어, 상기 제1공간 내의 수위가 상승하여, 제1, 2공간 사이의 격벽(12a)에 형성된 월류홈(13)을 통해 빗물이 제2공간으로 흘러나간다. 이때 토사 등의 상당량은 상기 제1공간 내에 침전된다.

3) 빗물이 제1공간에 계속 유입되면 제2공간의 수위도 함께 높아져, 제2, 3공간 사이의 격벽(12b)에 형성된 월류홈(13)을 통해 빗물이 제3공간으로 흘러간다. 이때에도 토사 등의 상당량은 상기 제2공간 내에 침전된다.

4) 이후에도 빗물이 제1공간에 계속 유입되면 제3공간의 수위도 함께 높아지면서 수직관(50)의 상단 입구까지 빗물이 차올라 상기 수직관(50)으로 빗물이 유입되어, 하부의 투수판(30)을 거쳐 저류조로 유출된다. 이때 상기 제3공간에도 침전물이 쌓이게 되며 수직관(50)으로 유출되는 빗물은 중력에 의해 필터링되어 저류공간으로 배출되는 것이라 할 수 있다.

위와 같이 전처리조에는 토사 등이 침전되므로, 덮개판(20)을 열어 침전물을 제거하는 청소·관리를 하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 저류블록(10)의 평면은 장방형 또는 정방형으로서, 상기 둘레벽(11)은 4개의 벽체로 이루어지며, 상기 둘레벽(11) 중 일 벽체의 외면에는 일정 패턴의 제1요철면이 형성되고, 상기 둘레벽 중 상기 제1요철면이 형성된 벽체의 맞은편 벽체의 외면에는 상기 제1요철면에 대응하는 제2요철면이 형성되도록 구성할 수 있다.

이에 따라 상기 저류블록을 횡방향으로 연속배치할 때 인접하는 저류블록의 제1요철면과 제2요철면이 상호 맞물리도록 하여 블록간의 일체성을 강화할 수 있다.

또한 이 경우 인접하는 저류블록의 둘레벽에 별도의 통공을 형성시켜 수직방향으로 축조된 본 발명 저수 시설 모듈 간에 빗물의 유동이 가능하도록 구성할 수 있다.

이상에서 본 발명에 관하여 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 살펴보았으나 본 발명은 위의 실시예에 의하여 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없는 범위에서 다소간의 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 본 발명의 청구범위는 이건 발명의 진정한 범위 내에 속하는 수정 및 변형을 포함한다.

10 : 저류블록 11 : 둘레벽 12 : 격벽 13 : 월류홈
20 : 덮개판 30 : 투수판 40 : 바닥판 50 : 수직관

Claims (4)

1. 둘레벽에 의해 형성된 내부 공간이 격벽에 의해 수직으로 구획된 저류블록 다수개를 수직 적층하여, 상부에는 전처리조를 형성시키고, 하부에는 저류조를 형성시키되,
   상기 저류블록은 투수성 소재로 형성되고, 평면이 十자로 형성되고 상단에 월류홈이 형성된 격벽에 의해, 빗물이 유입되는 제1공간; 상기 제1공간과 격벽을 사이에 두고 인접하는 2개의 제2공간; 및 상기 제1공간과 대각 맞은편에 형성된 제3공간; 이 구획되고
   상기 전처리조는 상기 저류블록이 2개 이상 적층 형성되고,
   상기 전처리조의 상부에는 덮개판이 덮여 있고,
   상기 전처리조와 저류조 사이에는 투수판이 적층되고,
   상기 저류조의 하부에는 투수성 소재의 바닥판이 구비되고,
   상기 덮개판에는 상기 전처리조의 제1공간에 빗물을 유입시키는 투입구가 형성되어 있고,
   상기 전처리조의 제3공간에 수직관이 구비되되, 상기 수직관은 상단이 상기 전처리조의 최상층 저류블록 중단에 이르고, 하단은 상기 투수판을 관통하여 상기 저류조와 연통하도록 설치되고,
   상기 전처리조의 제3공간 상단측에는 월류관이 설치된 것을 특징으로 하는 전처리 일체형 조립식 빗물 침투-저류 시설.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에서,
   상기 저류블록의 평면은 장방형 또는 정방형으로서, 상기 둘레벽은 4개의 벽체로 이루어지며,
   상기 둘레벽 중 일 벽체의 외면에는 일정 패턴의 제1요철면이 형성되고,
   상기 둘레벽 중 상기 제1요철면이 형성된 벽체의 맞은편 벽체의 외면에는 상기 제1요철면에 대응하는 제2요철면이 형성된 것을 특징으로 하는 전처리 일체형 조립식 빗물 침투-저류 시설.
   
   
   
   
   
   
   

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