KR102068778B1 - 열전소자가 적용된 대형 인공 부화기 - Google Patents

Abstract

부화기 내의 온도를 조절할 수 있도록 함에 따라 기존 대량의 부화설비에서 온도조절을 위한 기계실은 물론 각종 설비와 함께 공조시설 등이 필요 없을 뿐만 아니라 많은 양이 수용되는 복수 개의 트레이에도 열교환 된 공기를 균일하고 고르게 순환시킬 수 있도록 컨테어너; 상기 컨테이너의 상면에 구비되는 배기팬 및 댐퍼; 상기 개폐도어의 반대 측 컨테이너의 배면 양측에 소정 간격을 두고 열전소자를 포함하는 복수 개의 열교환부재로 구성되는 각각의 열교환부; 및 상기 각 열교환부의 열교환부재 전방에 그 열교환부재에 의해 열교환 된 공기를 순환시키는 각각의 순환팬;을 포함하는 부화기를 제공한다.
그에 따라 각종 설비 생략으로 인한 최소한의 설치면적에서도 대량의 부화가 가능함은 물론 최소한의 시설투자비가 소요되어 경제성이 우수한 효과와 더불어 부화 효율성도 극대화할 수 있는 효과도 가진다.

Description

열전소자가 적용된 대형 인공 부화기{Large artificial incubator with Peltier applied}

본 발명은 열전소자가 적용된 대형 인공 부화기에 관한 것으로, 더 상세하게는 열전소자를 이용하여 부화기 내의 온도를 조절할 수 있도록 함에 따라 기존 대량의 부화설비에서 온도조절을 위한 기계실은 물론 각종 설비와 함께 공조시설 등이 필요 없을 뿐만 아니라 많은 양이 수용되는 복수 개의 트레이에도 열교환 된 공기를 균일하고 고르게 순환시킬 수 있도록 한 열전소자가 적용된 대형 인공 부화기에 관한 것이다.

일반적으로 부화기는 인공적으로 수정란을 부화시키기 위한 장치로서, 통상 조류의 수정란을 부화시키는 데 사용된다.

아울러, 부화기는 수정란이 부화할 수 있도록 온도 및 습도를 조절하고, 수정란의 각 부분이 고르게 따뜻해지도록 수정란의 위치 및 방향을 돌려주는 전란 작업 또한 병행된다.

상기와 같이 부화기와 관련된 선행기술에는 대한민국 공개실용신안공보 제20-2010-0004226호(이하 '선행기술문헌 1'이라 한다)에 게시된 바와 같이 부화기 내부에 히팅코일과, 히팅코일에서 발생되는 열을 부화기 내부에 순환하기 위한 팬에서 나오는 바람을 부화기 내부에서 와류 되면서 순환되도록 설치하여 알을 수납한 트레이의 위치에 관계없이 온도를 항상 일정하게 유지할 수 있도록 하여 복수 개의 알을 수납하는 트레이에 놓인 알의 부화에 최적의 조건을 제공할 수 있는 부화기와 같은 기술이 제안된 바 있다.

또한, 대한민국 등록특허공보 제10-1232064호(이하 '선행기술문헌 2'라 한다)에 게시된 바와 같이 수관을 통하여 수납통의 개폐문을 열지 않고 부화할 때까지 외부에서 물을 공급할 수 있고, 효율적인 수납통 내부의 공기 순환이 가능하며, 회전반경 및 전란 틀을 사용자의 기호에 맞게 개조할 수 있으며, 수평으로도 전란이 가능하며, 공기오염도를 측정한 환기가 가능하며, 비상시 전원차단이나 알람 발생을 가능하게 하여 자동으로 제어되어, 소비 전력이 절감되며, 원가를 낮출 수 있으며, 부화율을 높일 수 있는 부화기와 같은 기술도 제안된 바 있다.

또, 대한민국 등록특허공보 제10-16697418호(이하 '선행기술문헌 3'이라 한다)에 게시된 바와 같이 전란 틀의 가장자리를 따라 최고 높이와 최저 높이가 연속적으로 변하도록 상하방향으로 이동하여 입체적인 전란 각이 발생할 수 있도록 된 입체 전란 각을 갖는 부화기와 같은 기술도 제안된 바 있다.

또, 대한민국 등록특허공보 제10-1853849호(이하 '선행기술문헌 4'라 한다)에 게시된 바와 같이 전열부와 전란부 사이에 공기순환부를 배치하여 부화율이 높은 부화기와 같은 기술도 제안된 바 있다.

그러나 선행기술문헌 1 내지 4는 대량의 수정란을 부화하는 것이 아니라 소량의 수정란을 부화하기 위한 부화기로서, 부화 효율성이 그리 높지 않은 단점을 가진다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 종래에도 많은 양의 알을 부화하기 위한 대량의 부화시설이 사용되는바, 통상적인 대량의 부화시설은 작업자가 출입할 수 있을 정도의 크기로 형성되어 대략 수십에서 수백 개의 수정란이 올려지는 복수 개의 트레이가 배치된다.

그러나 종래의 대량의 수정란을 부화시키는 부화시설에는 내부의 온도 조절을 위한 기계실은 물론 각종 설비, 즉 보일러, 물탱크, 펌프, 공조기, 각 배관라인은 물론 와이어링 등과 같은 부대시설이 요구됨에 따라 많은 시설투자비가 요구됨은 물론 설치면적 조건 또한 제한을 받는 단점과 함께 유지보수에 여러 애로점을 가진다.

특히, 종래 대량 부화시설에서의 가장 큰 단점은 수용되는 복수 개의 트레이로 열교환 된 공기의 순환이 균일하고 고르게 이루어지지 않아 부화 효율성을 떨어뜨리는 단점도 가진다.

대한민국 공개실용신안공보 제20-2010-0004226호 대한민국 등록특허공보 제10-1232064호 대한민국 등록특허공보 제10-1669718호 대한민국 등록특허공보 제10-1853849호

상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 구체적인 기술적 해결과제는 열전소자를 이용하여 부화기 내의 온도를 조절할 수 있도록 함에 따라 작업자가 출입할 수 있을 정도의 크기로 형성된 기존 대량의 부화설비에서 온도조절을 위한 기계실은 물론 각종 설비와 함께 공조시설 등이 필요 없을 뿐만 아니라 많은 양이 수용되는 복수 개의 트레이에도 열교환 된 공기를 균일하고 고르게 순환시킬 수 있도록 한 부화기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 구체적인 기술적 해결과제는 열교환 된 공기의 순환이 더욱더 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 구체적인 기술적 해결과제는 부화기의 내측에 위치하는 방열판에 이물질 또는 부화로 인한 깃털 등의 끼임을 방지함과 아울러 세척이 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 데 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 구체적인 기술적 해결수단은 작업자가 출입할 수 있을 정도의 크기로 형성되고, 내부에 부화시키고자 하는 다량의 수정란이 다단으로 올려지는 복수 개의 트레이가 배치되는 수용공간이 마련되며, 전면에는 컨트롤 표시패널과 적어도 하나 이상의 개폐도어가 형성되도록 사방이 폐쇄되는 컨테이너; 상기 컨테이너의 상면에 구비되는 배기팬 및 댐퍼; 상기 개폐도어의 반대 측 컨테이너의 배면 양측에 소정 간격을 두고 열전소자를 포함하여 배치되어 컨테이너의 내부 온도조절이 이루어질 수 있도록 복수 개의 열교환부재로 구성되는 각각의 열교환부; 및 상기 각 열교환부의 열교환부재 전방에 그 열교환부재에 의해 열교환 된 공기를 순환시키는 각각의 순환팬;을 포함한다.

상기 각 순환팬은 컨테이너의 배면 외측에 구비된 구동부재와 직결되어 서로 반대 방향으로 회전되는 것을 포함한다.

상기 각 열교환부에 구비되는 복수 개의 열교환부재는 그 열교환부재의 전방에 설치된 각 순환팬의 외직경을 벗어나지 않는 범위 내에 배치되는 것을 포함한다.

상기 열교환부재는 컨테이너의 내부에 위치하는 내측 방열판, 상기 내측 방열판의 배면에 열 또는 냉기를 전달하도록 구비되는 전달블록, 상기 전달블록의 배면에 마련되는 열전소자, 상기 열전소자의 배면에 컨테이너의 외부로 위치하는 외측 방열판, 및 상기 외측 방열판의 배면에 위치하는 냉각팬이 순차적으로 마련되는 것을 포함한다.

상기 내측 방열판은 외측 방열판 보다 넓은 면적으로 형성되되, 상기 내측 방열판에 형성되는 각 방열핀 사이는 5~10㎜이다.

본 발명은 열전소자를 이용하여 부화기 내의 온도를 조절할 수 있도록 함에 따라 기존 대량의 부화설비에서 온도조절을 위한 기계실은 물론 각종 설비와 함께 공조시설 등이 필요 없을 뿐만 아니라 많은 양이 수용되는 복수 개의 트레이에도 열교환 된 공기를 균일하고 고르게 순환시킬 수 있도록 함으로써, 각종 설비 생략으로 인한 최소한의 설치면적에서도 대량의 부화가 가능함은 물론 최소한의 시설투자비가 소요되어 경제성이 우수한 효과와 더불어 부화 효율성도 극대화할 수 있는 효과도 가진다.

또한, 열교환 된 공기의 순환이 더욱더 원활하게 이루어질 수 있도록 함으로써, 부화 효율성을 더욱더 높일 수 있는 효과를 가진다.

또, 부화기의 내측에 위치하는 방열판에 이물질 또는 부화로 인한 깃털 등의 끼임을 방지함과 아울러 세척이 용이하게 이루어질 수 있도록 함으로써, 방열 효율성을 저하시키지 않으면서 항시 청결한 상태를 유지하여 부화 환경 또한 청정하게 개선할 수 있는 효과도 가진다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 정면 투시도,
도 2는 도 1에 따른 열교환부와 순환팬을 설명하기 위한 일부 확대 정면도,
도 3은 도 1에 따른 평단면도,
도 4는 도 3에 따른 열교환부의 열교환부재를 설명하기 위한 일부 확대 단면도,
도 5는 본 발명의 사용 상태를 설명하기 위한 평단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 좀 더 상세하게 설명하면 다음과 같으며, 본 발명이 실시 예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 정면 투시도이며, 도 2는 도 1에 따른 열교환부와 순환팬을 설명하기 위한 일부 확대 정면도이고, 도 3은 도 1에 따른 평단면도이며, 도 4는 도 3에 따른 열교환부의 열교환부재를 설명하기 위한 일부 확대 단면도이고, 도 5는 본 발명의 사용 상태를 설명하기 위한 평단면도이다.

도시된 바와 같이 통상적인 부화기는 인공적으로 수정란을 부화시키기 위한 장치로서, 대부분이 소량을 부화시키는 것으로 부화 효율성이 떨어진다.

그에 따라 종래에도 대형 부화시설이 사용되는바, 이러한 종래의 대형 부화시설에는 내부의 온도 조절을 위한 기계실은 물론 각종 설비, 즉 보일러, 물탱크, 펌프, 공조기, 각 배관라인은 물론 와이어링 등과 같은 부대시설이 요구됨에 따라 많은 시설투자비가 요구됨은 물론 설치면적 조건에 제한을 받는 단점과 함께 유지보수에 여러 애로점을 가진다.

특히, 종래 대형 부화시설에서의 가장 큰 단점을 수용되는 복수 개의 트레이로 열교환 된 공기의 순환이 원활하게 이루어지지 않아 부화의 효율성을 저하시키는 단점도 가진다.

본 발명은 열전소자를 이용하여 부화기 내의 온도를 조절할 수 있도록 함에 따라 기존 대량의 부화설비에서 온도조절을 위한 기계실은 물론 각종 설비와 함께 공조시설 등이 필요 없을 뿐만 아니라 많은 양이 수용되는 복수 개의 트레이에도 열교환 된 공기를 균일하고 고르게 순환시킬 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명에 따른 부화기(1)는 내부에 부화시키고자 하는 다량의 수정란이 다단으로 올려지는 복수 개의 통상적인 트레이(T)가 배치되는 수용공간(12)이 마련되며, 전면에는 조작을 위한 통상적인 컨트롤 표시패널(14)과, 적어도 하나 이상의 개폐도어(16)가 형성되도록 사방이 폐쇄되는 컨테이너(10)를 포함한다. 상기 컨테이너의 내부에는 상기 컨트롤 표시패널과 연결되는 통상적인 온도감지 센서(도시하지 않음)가 적어도 하나 이상 일정 간격을 두고 배치되어, 컨테이너 내부의 각 위치의 온도를 정확하게 감지할 수 있도록 한다. 상기 컨트롤 표시패널에는 통상적인 복수 개의 조작버튼은 물론 디스플레이 패널 등과 함께 각종 기기의 설정 값을 제어하는 공지된 제어부가 마련된다.

컨테이너(10)는 통상적인 조립식 판넬에 의해 제작되는 것으로, 설치되는 조건이나 면적에 따라 필요로 하는 크기나 부피로 제작 가능하다.

그에 따라 관리자는 컨테이너의 외부에서 컨트롤 표시패널을 통하여 그 컨테이너의 내부 상황을 정확하면서 간편하게 파악할 수 있는 편리성을 제공한다.

또한, 상기 컨테이너(10)의 상면에 컨테이너(10) 내부의 온도에 따라 내부 공기를 배기하거나 또는 외부 공기를 유입하도록 구비되는 통상적인 배기팬(20) 및 댐퍼(20A)를 구비한다. 상기 배기팬과 댐퍼는 컨트롤 표시패널과 연결되어 컨테이너의 내부 온도에 따라 내부 공기를 배기 또는 외부 공기를 흡기하는 역할을 한다.

아울러, 상기 개폐도어(16)의 반대 측 컨테이너(10)의 배면 양측에 소정 간격을 두고 공지된 열전소자(32)를 포함하여 배치되어 컨테이너(10)의 내부 온도조절이 이루어질 수 있도록 복수 개의 열교환부재(35)로 구성되는 각각의 열교환부(30)를 포함한다. 상기 열교환부 또한 컨트롤 표시패널과 연결되어 설정 값에 의해 히팅 또는 쿨링 되도록 작동된다.

즉, 상기 열교환부의 열교환부재는 컨테이너의 내부에 구비된 온도감지 센서와 컨트롤 표시패널의 제어부에 의해 설정 값에 따라 열전소자에 의한 히팅 또는 쿨링 되도록 함으로써, 컨테이너 내부 온도를 최상의 적정조건으로 유지한다. 상기 열교환부재는 후술하겠지만 열전소자를 포함하는 기술적 구성을 가지는 것으로, 그 열전소자의 특성으로 인해 히팅과 쿨링이 이루어짐으로써, 최소한의 간단한 구조를 제공한다.

그로 인해 종래 대량의 부화설비에서와 같은 각종 부대시설이 필요없는 조건을 가지게 된다.

다시 말해서, 열전소자로 인해 히팅과 쿨링이 이루어짐으로써, 종래 대량의 부화설비에서 온도조절을 위한 기계실은 물론 각종 설비, 즉 보일러, 물탱크, 펌프, 공조기, 각 배관라인은 물론 와이어링 등과 같은 부대시설이 필요없는 조건을 가질 수 있는 것이다.

그에 따라 시설투자비가 요구되지 않음은 물론 설치면적 조건에 제한 또한 받지 않으면서 유지보수 또한 간단하고 편리하게 이루어질 수 있는 장점을 가진다.

그리고 상기 각 열교환부(30)의 열교환부재(35) 전방에 그 열교환부재(35)에 의해 열교환 된 공기를 순환시키는 각각의 순환팬(40);을 포함한다. 상기 각 순환팬(40)은 컨테이너(10)의 배면 외측에 구비된 통상적인 모터 등과 같은 구동부재(42)와 직결되어 서로 반대 방향으로 회전되는 것을 포함한다. 상기 순환팬의 블레이드는 통상적인 기술적 구성을 가지는 것으로, 한글 자음의 기억('ㄱ') 자 형태로 절곡 된 형태로, 구동부재와 연결되는 중심으로부터 외측으로 갈수록 좁은 폭으로 형성된다. 그에 따라 순환팬의 회전시 공기는 외측 방향의 방사형태로 기류를 형성한다. 그로 인해 열교환된 공기는 도 5에서와같이 회전방향에 따라 컨테이너의 내측 벽을 타고 순환됨과 아울러 순환팬과 순환팬의 중간은 기류에 의한 데드 존(dead zone)이 발생하면서 균일하면서 고르게 순환시키는 조건을 가진다.

특히, 상기 각 열교환부(30)에 구비되는 복수 개의 열교환부재(35)는 그 열교환부재(35)의 전방에 설치된 각 순환팬(40)의 외직경을 벗어나지 않는 범위 내에 배치되는 것을 포함한다.

다시 말해서, 순환팬(40)은 열교환부재(35)의 전방에 마련되어 그 열교환부재(35)에서 열교환 된 공기 전체를 효율적으로 순환시키는 조건을 가진다. 이는 열교환부재가 순환팬의 외직경을 벗어날 경우, 히팅된 공기는 특성상 상부로 상승되고 쿨링된 공기는 하부로 가라앉는 경우가 발생할 수 있으므로 열교환부재는 순환팬의 외직경을 벗어나 않도록 함에 따라 열교환부재에서 열교환된 공기 전체를 전방으로 균일하고 고르게 순환시킬 수 있는 것이다.

한편, 상기 열교환부재(35)는 컨테이너(10)의 내부에 위치하는 통상적인 복수 개의 방열핀(33A)이 일정 간격으로 형성되는 통상적인 형태의 내측 방열판(33)과, 상기 내측 방열판(33)의 배면에 열 또는 냉기를 전달하도록 전도율이 우수한 알루미늄 등으로 제작되어 구비되는 전달블록(34)과, 상기 전달블록(34)의 배면에 상기 컨트롤 표시패널과 연결되도록 마련되는 공지된 열전소자(32)와, 상기 열전소자(32)의 배면에 컨테이너(10)의 외부로 위치하는 통상적인 복수 개의 방열핀(36A)이 일정 간격으로 형성되는 외측 방열판(36), 및 상기 외측 방열판(36)의 배면에 위치하는 통상적인 냉각팬(38)이 순차적으로 마련되는 것을 포함한다. 상기 전달블록은 컨테이너의 배면 두께를 보상하기 위한 것으로, 컨테이너의 두께에 따라 다양한 두께로 형성할 수 있다.

다시 말해서, 열전소자에 의해 히팅 또는 쿨링 시 전달블록을 거쳐 열 또는 냉기는 전달블록을 통하여 내측 방열판으로 전달되고, 그 전달된 열 또는 냉기는 내측 방열판의 전방에 위한 순환팬에 의하여 컨테이너의 내부로 순환될 수 있도록 제공된다.

아울러, 컨테이너의 외부에 위치한 외측 방열판은 컨테이너의 내부로 제공되는 열 또는 냉기와 반대의 냉기 또는 열이 발생하는 관계로, 이를 신속하게 방출하지 않을 경우, 컨테이너 내부 온도 제어가 원활하게 이루어지지 않음에 따라 외측 방열판을 거친 냉기 또는 열은 냉각팬에 의해 대기로 신속하게 방출된다.

그로 인해 컨테이너의 내부 온도제어를 더욱더 정밀하고 정확하게 제어할 수 있는 조건을 가지게 된다.

그리고 상기 내측 방열판(33)은 열교환 효율성을 높일 수 있도록 외측 방열판(36) 보다 넓은 면적으로 형성되되, 상기 내측 방열판(33)에 형성되는 각 방열핀(33A) 사이는 대략 5~10㎜이다. 상기 외측 방열판에 형성되는 방열핀 사이는 통상적인 2~3㎜의 간격을 가진다. 이는 방열에는 아무런 지장을 초래하지 않으나, 컨테이너 내부에 설치시에는 컨테이너 내부에 발생하는 이물질, 특히 수정란이 부화할 경우, 털 등이 방열핀 사이에 끼어 방열 성능을 저하 시킨다. 더욱이 털 등이 낄 경우에 이를 제거하고자 할 때, 방열핀 사이가 너무 좁아 고압세척시에도 쉽게 빠지지 않는 단점을 가진다.

그에 따라 컨테이너의 내부에 위치하는 방열판의 방열핀 사이는 이물질이나 혹은 깃털이 쉽게 끼지 않으면서 혹여 일부가 끼일 경우라도 고압세척시 쉽게 분리될 수 있는 간격을 갖도록 하는 것이 바람직한 것이다.

여기서, 5㎜ 이하일 경우에는 외측 방열판의 방열핀과 같은 현상이 빈번하게 발생하며, 10㎜ 이상일 경우에는 세척 효율성은 우수할 수 있으나, 방열 효율성이 떨어지는 단점을 가진다. 그로 인해 상기한 대략 5~10㎜가 적정하다 할 것이다.

이로써, 본 발명은 대량의 수정란을 부화하기 위한 구조를 통상적인 열전소자를 사용함으로써, 종래 대량의 부화설비에서 온도조절을 위한 기계실은 물론 각종 설비, 즉 보일러, 물탱크, 펌프, 공조기, 각 배관라인은 물론 와이어링 등과 같은 부대시설이 필요없는 조건을 가질 수 있는 것이다.

그로 인해 많은 시설투자비가 요구되지 않음은 물론 설치면적 조건에 제한 또한 받지 않으면서 유지보수 또한 간단하고 편리하게 이루어질 수 있는 조건도 가진다.

아울러, 본 발명의 부화기는 설치조건에 따라 다양한 크기나 부피로 제작 가능함에 따라 어떠한 장소나 설치조건에 구애받이 않고 간단하게 설치할 수 있는 편리성도 제공한다.

1 : 부화기
10 : 컨테이너 12 : 수용공간
14 : 컨트롤 표시패널 16 : 개폐도어
20 : 배기팬 20A : 댐퍼
30 : 열교환부 32 : 열전소자
33 : 내측 방열판 33A,36A : 방열핀
34 : 전달블록 35 : 열교환부재
36 : 외측 방열판 38 : 냉각팬
40 : 순환팬 42 : 구동부재

Claims (5)

1. 작업자가 출입할 수 있을 정도의 크기로 형성되고, 내부에 부화시키고자 하는 다량의 수정란이 다단으로 올려지는 복수 개의 트레이가 배치되는 수용공간이 마련되며, 전면에는 컨트롤 표시패널과 개폐도어가 형성된 컨테이너;
   상기 컨테이너의 일측에 구비되는 배기팬 및 댐퍼;
   상기 개폐도어의 반대 측 컨테이너의 배면에 열전소자를 포함하여 배치되어 컨테이너의 내부 온도조절이 이루어질 수 있도록 복수 개의 열교환부재로 구성되는 열교환부; 및
   상기 열교환부의 열교환부재 전방에 그 열교환부재에 의해 열교환된 공기를 순환시키는 순환팬;을 포함하되,
   상기 컨테이너의 배면에 형성되는 열교환부는 소정 간격을 두고 복수개 형성되고,
   상기 순환팬은 복수개의 열교환부에 각각 형성되되, 컨테이너의 배면 외측에 구비된 구동부재와 직결되어 서로 반대 방향으로 회전되고,
   상기 열교환부에 구비되는 복수 개의 열교환부재는 그 열교환부재의 전방에 설치된 순환팬의 외직경을 벗어나지 않는 범위 내에 배치되는 것을 포함하는 열전소자가 적용된 대형 인공 부화기.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 열교환부재는 컨테이너의 내부에 위치하는 내측 방열판, 상기 내측 방열판의 배면에 열 또는 냉기를 전달하도록 구비되는 전달블록, 상기 전달블록의 배면에 마련되는 열전소자, 상기 열전소자의 배면에 컨테이너의 외부로 위치하는 외측 방열판, 및 상기 외측 방열판의 배면에 위치하는 냉각팬이 순차적으로 마련되는 것을 포함하는 열전소자가 적용된 대형 인공 부화기.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 내측 방열판은 외측 방열판 보다 넓은 면적으로 형성되되, 상기 내측 방열판에 형성되는 각 방열핀 사이는 5~10㎜인 열전소자가 적용된 대형 인공 부화기.
   
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