KR102483908B1 - 터보 블로워 장치 - Google Patents

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KR102483908B1
KR102483908B1 KR1020220014423A KR20220014423A KR102483908B1 KR 102483908 B1 KR102483908 B1 KR 102483908B1 KR 1020220014423 A KR1020220014423 A KR 1020220014423A KR 20220014423 A KR20220014423 A KR 20220014423A KR 102483908 B1 KR102483908 B1 KR 102483908B1
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turbo blower
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서원익
김영민
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유한회사 아르젠터보
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Abstract

본 발명은 터보 블로워 장치에 구비된 모터에서, 스테이터와 로터 사이에 외부 냉각유체가 유동함에 따라 로터의 회전에 의해 발생되는 열을 냉각시킬 수 있는 터보 블로워 장치에 관한 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 모터의 좌우측에 각각 일측 블로워와 타측 블로워가 결합되어 구성되는 터보 블로워 장치에 있어서, 상기 모터의 모터 케이스 내부에 고정되는 스테이터와, 상기 스테이터의 중심부에 배치되는 로터를 포함하며, 상기 스테이터는 복수개의 분할 철심을 포함하되, 상기 분할 철심은 일정간격 이격되어 배치되어 나란히 배치된 상기 분할 철심 사이에 이격부가 형성되고, 상기 로터는 복수개의 자성체 철심과, 복수개의 비자성체 철심을 포함하며, 상기 자성체 철심과 상기 비자성체 철심은 교대로 배치되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 터보 블로워 장치를 제공한다.

Description

터보 블로워 장치{Turbo blower apparatus}
본 발명은 터보 블로워 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 터보 블로워 장치에 구비된 모터에서, 스테이터와 로터 사이에 외부 냉각유체가 유동함에 따라 로터의 회전에 의해 발생되는 열을 냉각시킬 수 있는 터보 블로워 장치에 관한 것이다.
일반적으로 모터는 케이스의 내부에 스테이터가 구비되고, 스테이터의 내부에 로터가 회전하는 구조를 갖는다.
모터가 구동되면, 로터는 회전하고 로터의 회전에 따라 로터의 샤프트와 베어링에 열이 발생되며, 로터와 스테이터의 코일에는 열이 발생된다.
이때, 발생된 열로 인해 모터의 효율이 낮아지고, 수명이 짧아지게 되는 문제점이 발생한다.
따라서, 로터의 회전에 의해 발생하는 열로 인한 문제점을 방지하기 위하여, 외부의 공기를 케이스 내부로 유입시켜 열이 발생되는 부분을 자연냉각시키는 구조가 개발되고 있다.
한국 등록특허공보 제10-1377057호의 터보 블로워 장치는 본체의 내부 일측에 상기 본체의 하부에 형성된 유입구를 통해 유입된 외기를 흡입하여 송풍하기 위한 구동부가 배치되며, 상기 본체의 내부 타측에 제어부가 배치된 터보 블로워장치에 있어서, 상기 본체의 하부 공간에는 양면에 각각 흡음재가 부착된 격벽이 서로 이격된 상태로 마련되고, 상기 유입구는 상기 본체 하부의 마주보는 양측에 각각 마련되며, 상기 유입구를 통해 유입된 외기는 상기 격벽에 의해 다수회 유로 방향이 변경된 후 상기 구동부 측으로 유입되도록 구조를 제안한다.
또한, 한국 등록특허공보 제10-1841117호의 터보 블로워의 모터는 모터 케이싱의 내부로 외기를 분리하여 흡인하고, 각각의 유로를 통해 외기가 스테이터와 로터 및 베어링 유닛을 경유하여 흐르면서 터보 블로워의 주위 부품들을 고르게 냉각시키도록 구성되어 있다.
이와 같이 로터의 회전에 따라 발생되는 열을 냉각시키기 위한 다양한 방식을 제안되고 있지만, 여전히 장시간 모터의 운전에 따라 발생되는 열을 효율적으로 냉각시키는데에 한계가 따르는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1377057호(발명의 명칭: 터보 블로워의 모터 냉각구조, 공고일: 2018.03.23)
상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 스테이터와 로터 사이에 외부 공기가 유동함에 따라 로터의 회전에 의해 발생되는 열을 냉각시킬 수 있는 터보 블로워 장치를 제공한다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 모터의 좌우측에 각각 일측 블로워와 타측 블로워가 결합되어 구성되는 터보 블로워 장치에 있어서, 상기 모터의 모터 케이스 내부에 고정되는 스테이터와, 상기 스테이터의 중심부에 배치되는 로터를 포함하며, 상기 스테이터는 복수개의 분할 철심을 포함하되, 상기 분할 철심은 일정간격 이격되어 배치되어 나란히 배치된 상기 분할 철심 사이에 이격부가 형성되고, 상기 로터는 복수개의 자성체 철심과, 복수개의 비자성체 철심을 포함하며, 상기 자성체 철심과 상기 비자성체 철심은 교대로 배치되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 터보 블로워 장치를 제공한다.
여기서, 상기 자성체 철심은 상기 분할 철심이 배치되는 영역과 대응되는 영역에 배치되고, 상기 비자성체 철심은 상기 이격부가 형성된 영역과 대응되는 영역에 배치될 수 있다.
또한, 상기 모터 케이스는 상기 모터 케이스 내부로 냉각유체가 유입되도록 형성된 복수개의 냉각유체 유입홀과, 상기 모터 케이스 내부의 냉각유체가 외부로 배출되도록 형성된 냉각유체 배출홀을 포함할 수 있다.
또한, 상기 냉각유체 유입홀은 상기 비자성체 철심이 형성된 영역과 대응되는 영역에 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 터보 블로워 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 스테이터와 로터 사이에 외부 공기가 유동함에 따라 로터의 회전에 의해 발생되는 열을 냉각시킬 수 있는 이점이 있다.
둘째, 자성체 철심은 분할 철심이 배치되는 영역과 대응되는 영역에 배치되고, 비자성체 철심은 이격부가 형성된 영역과 대응되는 영역에 배치됨으로써 냉각유체 유동이 보다 원활하게 수행되어 냉각효율이 상승하는 이점이 있다.
셋째, 모터 케이스 내부로 냉각유체가 유입되도록 형성된 복수개의 냉각유체 유입홀과, 모터 케이스 내부의 공기가 외부로 배출되도록 형성된 냉각유체 배출홀이 형성됨으로써, 공기 유동이 보다 원활하게 수행되어 냉각효율이 상승하는 이점이 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터보 블로워 장치의 전체 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터보 블로워 장치의 로터 및 스테이터의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터보 블로워 장치의 모터 케이스의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터보 블로워 장치의 로터 및 스테이터의 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터보 블로워 장치의 비자성체 철심의 여러가지 실시예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터보 블로워 장치의 로터 보호케이스의 구성을 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성 요소가 다른 구성요소에 “직접 연결되어” 있다거나 또는 “직접 접속되어” 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용되는 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터보 블로워 장치의 전체 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터보 블로워 장치의 로터(300) 및 스테이터(200)의 구성을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터보 블로워 장치는 전기 에너지를 공급받아 회전력을 발생시키는 모터와, 상기 모터의 일 측 및 타측에 구비되고 모터의 회전력을 전달받아 펜을 회전시켜 공기를 불어넣는 일측 및 타측 블로워(B)로 이루어지며, 모터는 모터 케이스(100), 스테이터(200), 로터(300)를 포함한다.
상기 모터 케이스(100)의 일측에는 일측 블로워(B)가 결합되어 있고, 케이스의 타측에는 타측 블로워(B)가 결합되어 있으며, 상기 모터 케이스(100)의 형상에 대한 설명은 후술하도록 한다.
상기 스테이터(200)는 모터 케이스(100) 내부에 고정되며, 철심과 코일로 이루어지되, 복수개의 분할 철심(210)을 포함한다.
상기 분할 철심(210)은 길이방향으로 일정간격 이격되어 배치되어 나란히 배치된 상기 분할 철심(210) 사이에 이격부(220)가 형성되고, 상기 이격부(220) 사이로 상기 모터 케이스(100)로부터 유입된 냉각유체가 이동하며 냉각을 수행할 수 있도록 한다.
본 발명에서는 분할 철심(210)이 4개로 구성된 것을 실시예로 하고 있으나, 터보 블로워의 크기 및 출력등에 따라 더 많은 분할 철심(210)으로 형성될 수도 있다.
상기 로터(300)는 상기 스테이터(200)의 중심부에 배치되며, 로터(300)의 길이방향의 중심에는 축(S)이 구비된다. 상기 로터(300)의 축(S)은 일측 및 타측 블로워(B)의 펜(fan)과 연결되고, 로터(300)가 회전하면 좌측 및 우측 블로워(B)에 설치된 펜이 회전하게 된다.
구체적으로 상기 로터(300)는 복수개의 자성체 철심(310)과, 복수개의 비자성체 철심(320)을 포함한다.
상기 자성체 철심(310)과 상기 비자성체 철심(320)은 교대로 배치되며, 이때, 상기 자성체 철심(310)은 상기 분할 철심(210)이 배치되는 영역과 대응되는 영역에 배치되고, 상기 비자성체 철심(320)은 상기 이격부(220)가 형성된 영역과 대응되는 영역에 배치된다.
이에 따라, 상기 스테이터(200)와 상기 로터(300) 사이에 외부 냉각유체가 유동하여, 상기로터(300)의 회전에 의해 발생되는 열을 냉각시킬 수 있을 뿐만 아니라, 상기 자성체 철심(310)은 상기 분할 철심(210)이 배치되는 영역과 대응되는 영역에 배치되고, 상기 비자성체 철심(320)은 상기 이격부(220)가 형성된 영역과 대응되는 영역에 배치됨으로써 냉각유체의 유동이 보다 원활하게 수행되어 냉각효율이 상승하게 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터보 블로워 장치의 모터 케이스(100)의 구성을 도시한 도면이다.
또한, 상기 모터 케이스(100)는 상기 모터 케이스(100) 내부로 냉각유체가 유입되도록 형성된 복수개의 냉각유체 유입홀(110)과, 상기 모터 케이스(100) 내부의 냉각유체가 외부로 배출되도록 형성된 냉각유체 배출홀(120)과, 상기 모터 케이스(100) 내부로 냉각유체가 유입되도록 형성된 복수개의 냉각유체 유입보조홀(130)을 포함한다.
이 때, 상기 냉각유체 유입홀(110)로부터 냉각유체가 유입되어, 상기 스테이터(200)에 형성된 이격부(220)를 경유하여 상기 로터(300)와 상기 스테이터(200) 사이의 영역을 이동하여 상기 로터(300)의 열을 냉각시킨 후, 상기 냉각유체 배출홀(120)로 냉각유체가 배출됨으로써 냉각유체의 유동이 보다 원활하게 수행되어 냉각효율이 상승하게 된다.
또한, 상기 냉각유체 유입보조홀(130)은 복수개로 구성되며, 상기 냉각유체 배출홀과 마주보는 영역에 형성되되, 상기 냉각유체 유입홀(110) 사이에 형성되고, 상기 비자성체 철심(320)이 형성된 영역과 대응되는 영역에 형성됨에 따라, 냉각유체가 상기 모터 케이스(100) 내부에서 원활하게 유입, 유동 및 배출될 수 있도록 한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터보 블로워 장치의 로터(300') 및 스테이터(200')의 구성을 도시한 도면이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 터보 블로워 장치의 스테이터(200'), 블로워 및 축의 구성 및 형상은 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 터보 블로워 장치의 스테이터(200'), 블로워 및 축의 구성 및 형상과 동일하다.
다만, 본 발명의 다른 실시예에 따른 터보 블로워 장치의 로터(300')는 복수개의 자성체 철심(310')과, 복수개의 비자성체 철심(320') 및 로터 보호케이스(330')를 포함한다.
상기 자성체 철심(310')과 상기 비자성체 철심(320')은 교대로 배치되며, 이때, 상기 자성체 철심(310')은 상기 분할 철심(210)이 배치되는 영역과 대응되는 영역에 배치되고, 상기 비자성체 철심(320')은 상기 이격부(220')가 형성된 영역과 대응되는 영역에 배치된다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 터보 블로워 장치의 로터(300')에 포함되는 상기 비자성체 철심(320')은 냉각유체가 이동하는 로터 유로(321')가 형성되며, 상기 비자성체 철심(320')의 여러가지 실시예를 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터보 블로워 장치의 비자성체 철심(320')의 여러가지 실시예를 도시한 도면이다.
도 5의 (a)는 비자성체 철심(320a')의 제1 실시예로, 비자성체 철심(320a')에 로터 유로(321a')가 형성되되, 상기 로터 유로(321a')는 사각형 단면의 관통홀로 형성된다.
도 5의 (b)는 비자성체 철심(320b')의 제2 실시예로, 비자성체 철심(320b')에 로터 유로(321b')가 형성되되, 상기 로터 유로(321b')는 원형 단면의 관통홀로 형성된다.
도 5의 (c)는 비자성체 철심(320c')의 제3 실시예로, 비자성체 철심(320c')에 로터 유로(321c')가 형성되되, 상기 로터 유로(321c')는 상기 비자성체 철심(320c')의 상면과 하면 적어도 한면에 형성되고, 스파이럴 형상으로 형성되며, 이때, 상기 로터 유로(321c')는 상기 비자성체 철심(320c')의 상면과 하면에 지그재그로, 겹쳐지지 않게 배치됨으로써, 냉각효율을 높일 수 있다.
도 5의 (d)는 비자성체 철심(320d')의 제4 실시예로, 비자성체 철심(320d')에 로터 유로(321d')가 형성되되, 상기 로터 유로(321d')는 상기 비자성체 철심(320d')의 상면과 하면 적어도 한면에 형성되고, 단면이 사각형 형상으로 형성되며, 이때, 상기 로터 유로(321d')는 상기 비자성체 철심(320d')의 상면과 하면에 지그재그로, 겹쳐지지 않게 배치됨으로써, 냉각효율을 높일 수 있다.
도 5의 (e)는 비자성체 철심(320e')의 제5 실시예로, 비자성체 철심(320e')에 로터 유로(321e')가 형성되되, 상기 로터 유로(321e')는 상기 비자성체 철심(320e')의 상면과 하면 적어도 한면에 형성되고, 단면이 삼각형 형상으로 형성되며, 이때, 상기 로터 유로(321e')는 상기 비자성체 철심(320e')의 상면과 하면에 지그재그로, 겹쳐지지 않게 배치됨으로써, 냉각효율을 높일 수 있다.
도 5의 (f)는 비자성체 철심(320f')의 제6 실시예로, 비자성체 철심(320f')에 로터 유로(321f')가 형성되되, 상기 로터 유로(321f')는 상기 비자성체 철심(320f')의 상면과 하면 적어도 한면에 형성되고, 단면이 반원형 형상으로 형성되며, 이때, 상기 로터 유로(321f')는 상기 비자성체 철심(320f')의 상면과 하면에 지그재그로, 겹쳐지지 않게 배치됨으로써, 냉각효율을 높일 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터보 블로워 장치의 로터 보호케이스(330')의 구성을 도시한 도면이다.
상기 로터 보호케이스(330')는 상기 로터(300')는 상기 자성체 철심(310') 및 상기 비자성체 외측면을 감싸는 원통형 형상으로 형성되어, 상기 로터(300')의 외측면을 감싸게 배치된다.
이때, 상기 로터 보호케이스(330')는 상기 비자성체 철심(320')이 형성된 영역과 대응되는 영역에 케이스 홀(331')이 형성됨으로써 상기 비자성체 철심(320')에 형성된 로터 유로(321')에 냉각유체가 이동할 수 있도록 하며, 상기 케이스 홀(331')은 장원형으로 형성되어, 상기 로터 유로(321')와 상기 케이스 홀(331')이 동일한 영역에 배치될 수 있도록 한다.
결과적으로, 이 때, 상기 냉각유체 유입홀(110)은 상기 비자성체 철심(320')이 형성된 영역과 대응되는 영역에 형성됨에 따라, 상기 냉각유체 유입홀(110)로부터 냉각유체가 유입되어, 상기 스테이터(200')에 형성된 이격부(220')를 경유하여 상기 로터(300')와 상기 스테이터(200') 사이의 영역을 이동하여 상기 로터(300')의 열을 냉각시킴과 동시에, 상기 케이스 홀(331') 및 상기 로터 유로(321')에도 냉각유체가 이동하여 상기 로터(300')의 냉각을 수행한 후, 상기 냉각유체 배출홀로 냉각유체가 배출됨으로써 냉각유체의 유동이 보다 원활하게 수행되어 냉각효율이 상승하게 된다.
상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
100: 모터 케이스
110: 냉각유체 유입홀
120: 냉각유체 배출홀
200, 200': 스테이터
210, 210': 분할 철심
220, 220': 이격부
300, 300': 로터
310, 310': 자성체 철심
320, 320', 320a', 320b', 320c', 320d', 320e', 320f': 비자성체 철심
321a', 321b', 321c', 321d', 321e', 321f': 로터 유로
330': 로터 보호케이스
331': 케이스 홀

Claims (4)

  1. 모터의 좌우측에 각각 일측 블로워와 타측 블로워가 결합되어 구성되는 터보 블로워 장치에 있어서,
    상기 모터의 모터 케이스 내부에 고정되는 스테이터;
    상기 스테이터의 중심부에 배치되는 로터;를 포함하며,
    상기 스테이터는 복수개의 분할 철심을 포함하되, 상기 분할 철심은 일정간격 이격되어 배치되어 나란히 배치된 상기 분할 철심 사이에 이격부가 형성되고,
    상기 로터는,
    복수개의 자성체 철심; 및
    복수개의 비자성체 철심;을 포함하며,
    상기 자성체 철심과 상기 비자성체 철심은 교대로 배치되되,
    상기 자성체 철심은 상기 분할 철심이 배치되는 영역과 대응되는 영역에 배치되고,
    상기 비자성체 철심은 상기 이격부가 형성된 영역과 대응되는 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 터보 블로워 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 모터 케이스는,
    상기 모터 케이스 내부로 냉각유체가 유입되도록 형성된 복수개의 냉각유체 유입홀; 및
    상기 모터 케이스 내부의 냉각유체가 외부로 배출되도록 형성된 냉각유체 배출홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 터보 블로워 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 냉각유체 유입홀은 상기 비자성체 철심이 형성된 영역과 대응되는 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 터보 블로워 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101377057B1 (ko) 2012-08-02 2014-03-24 (주) 에이스터보 터보 블로워장치
JP2014087075A (ja) * 2012-10-19 2014-05-12 Hideo Suyama 埋込磁石同期電動機の回転子
KR101968472B1 (ko) * 2018-12-24 2019-04-11 유한회사 아르젠터보 자연냉각 기능을 갖는 터보 블로워 장치

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