KR20040007976A - Muffler of rotary compressor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 로터리 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 로터리압축기의 실린더에서 발생하는 소음을 저감시키는 동시에 오일의 토유량을 저감시키기 위한 머플러의 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a rotary compressor, and more particularly, to a structure of a muffler for reducing noise generated in a cylinder of a rotary compressor and at the same time reducing the amount of oil.
이하 도1 및 도2를 참조하여 종래의 로터리압축기의 개략적인 구성 및 동작을 설명하면, 일반적으로 로터리 압축기는 크게는 원통형 케이싱(100)과 상기 케이싱(100)의 내부에 구동부(10)와 압축부(11)가 포함되는 구성을 가진다. 상기 구동부(10)의 중심에는 편심부(101a)를 갖는 회전축(101)과 상기 회전축(101)과 고정 결합되어 자장에 의한 회전동력을 일으켜 상기 회전축(101)에 전달하는 회전자(102)가 구비되고 상기 회전자(102)와 소정 간격 이격되어 회전자(102)의 외주를 둘러싸며 상기 케이싱(100)에 고정되는 고정자(103)로 구성된다. 한편 상기 압축부(11)는 상기 편심부(101a)와 롤러피스톤(110)이 일체로 마련되는 실린더(106)가 형성되어 있으며, 상기 실린더(106)의 상하면은 상기 회전축(101)을 지지하는 상부플랜지(107) 및 하부플랜지(108)에 의하여 각각 기밀하게 밀착되어 있는데 상기 상부플랜지(107)에는 압축실에서 압축된 고압의 냉매가 토출되는 토출구멍(107a)이 있고, 상기 토출구멍(107a)을 개폐하기 위한 토출밸브(112) 및 상기 토출밸브(112)의 과다한 개방으로 인한 탄성변형을 방지하기 위한 밸브저지판(112a)이 필연적으로 구성되어 있다. 또한, 토출작용 시에 발생하는 소음을 줄이기 위한 머플러(111)가 상부플랜지의 상부에 마련된다.1 and 2, a schematic configuration and operation of a conventional rotary compressor will be described. In general, a rotary compressor is generally compressed with a driving unit 10 inside a cylindrical casing 100 and the casing 100. The part 11 has a structure included. At the center of the drive unit 10 is a rotating shaft 101 having an eccentric portion 101a and a rotor 102 fixedly coupled to the rotating shaft 101 to generate rotational power by a magnetic field and to transmit the rotating shaft 101 to the rotating shaft 101. It is provided and is spaced apart from the rotor 102 by a predetermined interval is composed of a stator 103 is fixed to the casing 100 surrounding the outer periphery of the rotor (102). Meanwhile, the compression unit 11 has a cylinder 106 in which the eccentric portion 101a and the roller piston 110 are integrally formed, and the upper and lower surfaces of the cylinder 106 support the rotating shaft 101. The upper flange 107 and the lower flange 108 are in close contact with each other. The upper flange 107 has a discharge hole 107a through which the high-pressure refrigerant compressed in the compression chamber is discharged, and the discharge hole 107a. ) And a valve stop plate 112a for preventing elastic deformation due to excessive opening of the discharge valve 112 is inevitably configured. In addition, a muffler 111 is provided on the upper flange to reduce the noise generated during the discharge operation.
일반적으로 상기와 같은 압축기의 동작은, 어큐뮬레이터(104)로부터 흡입구(105)를 통해서 실린더 내부로 유입된 저압의 냉매가 상기 편심부(101a)를포함한 회전축(101)의 회전에 의한 상기 롤러피스톤(110)의 압축작용에 의하여 고압이 되어 상기 상부플랜지(107)의 토출구멍(107a)을 통하여 상기 실린더의 압축실로부터 토출되고 이러한 토출작용 시에 토출밸브(112)가 개방됨으로서 상기 머플러(111)와 상부플랜지(107)가 형성하는 공간(이하 소음공간이라 한다)으로 유입된다. 이러한 냉매는 토출공(111a)을 통하여 상기 케이싱(100) 내부로 토출되어 상기 회전자(102)와 고정자(103) 사이의 이격된 간격 및 토출구(109)를 통하여 압축기를 빠져나가게 된다. 이 때, 상기 회전축(101)의 주기적인 회전에 따른 고압냉매의 주기적인 토출작용에 의해 발생하는 맥동소음 및 상기 밸브(112)와 밸브저지판(112a) 사이에 발생하는 소음의 저감을 위해 상기와 같이 머플러(111)가 마련되는데 이러한 머플러의 구조는 도2를 참조하여 설명한다.In general, the operation of the compressor is such that the low pressure refrigerant introduced into the cylinder from the accumulator 104 through the suction port 105 is caused by the rotation of the rotary piston 101 including the eccentric portion 101a. The high pressure is applied by the compression action of 110 and is discharged from the compression chamber of the cylinder through the discharge hole 107a of the upper flange 107, and the discharge valve 112 is opened during this discharge action. And the upper flange 107 are introduced into a space (hereinafter referred to as a noise space). The refrigerant is discharged into the casing 100 through the discharge hole 111a to exit the compressor through the spaced interval between the rotor 102 and the stator 103 and the discharge port 109. At this time, the pulsation noise generated by the periodic discharge action of the high pressure refrigerant in accordance with the periodic rotation of the rotary shaft 101 and the noise for reducing the noise generated between the valve 112 and the valve stop plate 112a As shown in FIG. 2, a muffler 111 is provided.
일반적으로 머플러는 중심에 큰 원판의 형태로 회전축(101)이 삽입될 회전축 삽입구(202)가 형성되고, 상부플랜지(107)와 결합시키기 위한 결합부(201)가 마련된다. 상기 상부플랜지(107)에 형성되는 토출구멍(107a)과 소정 거리 이격되어 한 쌍의 토출공(111a)이 마련되는데 이러한 토출공(111a)에 의하여 상기 토출구멍(107a)으로부터 상기 소음공간으로 유입된 고압의 냉매가 케이싱(100)내부로 토출되어지게 되며 상기와 같은 토출작용에 의하여 발생된 소음은 상기 머플러의 음향 임피던스 변화에 의하여 저감되게 되는 것이다.In general, the muffler has a rotary shaft insertion hole 202 to be inserted into the rotary shaft 101 in the form of a large disc in the center, the coupling portion 201 for coupling with the upper flange 107 is provided. A pair of discharge holes 111a are provided spaced apart from the discharge holes 107a formed in the upper flange 107 by a predetermined distance, and the discharge holes 111a flow into the noise space from the discharge holes 107a. The high-pressure refrigerant is discharged into the casing 100, and the noise generated by the discharge action as described above is reduced by the change in the acoustic impedance of the muffler.
그러나, 상기와 같은 로터리압축기의 머플러는 소음공간으로 토출되는 냉매가 머플러에 형성된 반경이 큰 한 쌍의 토출공을 통해 배출되어 버리는 구조로 되어 있어, 냉매의 맥동 소음 및 밸브의 충격 소음 등을 저감시키는데 한계가 있었으며, 또한 소음공간에 고압의 냉매에 섞여 유입된 오일이 그대로 상기의 토출공을 통해 토출되어 압축기를 빠져나감으로 인하여 오일의 토출량이 많아 압축기의 효율이 저하되는 문제점이 있었다.However, the muffler of the rotary compressor as described above has a structure in which the refrigerant discharged into the noise space is discharged through a pair of large discharge holes formed in the muffler, thereby reducing the pulsation noise of the refrigerant and the impact noise of the valve. In addition, there was a problem in that the oil is mixed with a high-pressure refrigerant in the noise space is discharged through the discharge hole as it is discharged through the compressor as it is discharged from the oil, there is a problem that the efficiency of the compressor is lowered.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 머플러의 구조를 개선하여 오일의 토유량을 줄이고 압축기의 토출작용 시에 발생하는 소음을 더욱 감소시키기 위한 머플러를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a muffler for improving the structure of the muffler to reduce the oil amount of oil and further reduce the noise generated during the discharge action of the compressor.
도1은 종래의 로터리압축기의 단면을 도시한 측단면도이다1 is a side cross-sectional view showing a cross section of a conventional rotary compressor.
도2는 종래의 머플러를 도시한 상면도이다2 is a top view showing a conventional muffler.
도3a, 도3b, 도3c, 도3d는 본 발명의 실시례에 따른 머플러를 도시한 상면도이다.3A, 3B, 3C, and 3D are top views illustrating a muffler according to an embodiment of the present invention.
도4는 본 발명과 종래의 기술의 비교실험에 대한 그래프이다.Figure 4 is a graph of a comparative experiment of the present invention and the prior art.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
301: 결합부302a, 302b, 302c, 302d: 토출소공301: coupling portion 302a, 302b, 302c, 302d: discharge pore
303: 회전축 삽입구 304: 제1챔버303: rotary shaft insertion hole 304: the first chamber
305: 제2챔버306: 제3챔버305: second chamber 306: third chamber
401: 토출구멍401: discharge hole
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 로터리압축기의 실린더로부터 발생하는 소음을 저감시키기 위한 머플러에 있어서, 상기 머플러의 회전축 삽입구멍 근처에 다수개의 토출소공이 형성되는 것을 주요한 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a main feature of the muffler for reducing the noise generated from the cylinder of the rotary compressor, characterized in that a plurality of discharge pores are formed near the rotation shaft insertion hole of the muffler.
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시례를 도3a, 도3b, 도3c 및 도3d를 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다. 한편 동일 구성에 대하여는 같은 부호를 사용하며, 실시례에 따른 중복되는 작용 및 설명은 가급적 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 3A, 3B, 3C, and 3D. The same reference numerals are used for the same components, and overlapping operations and descriptions according to embodiments will be omitted as much as possible.
도3a에 표현된 바와 같이 본 발명에 따르는 머플러는 이에 형성된 회전축 삽입구(303)에 회전축이 삽입될 경우 세 군데의 결합부(301)와 상기 회전축에 의하여 구획되는 3개의 공간(이하, 챔버라 한다)으로 나뉘어 구성되고 상기 3개의 챔버는 각각 회전축과 상기 결합부(301)에 의해서 이루어지는 좁은 유로를 통해 연통되어있다. 이러한 챔버는 상부플랜지에 형성되는 토출구멍(401)과 직접 연통되는 제1챔버(304)와 상기 토출구멍(401)과 소정거리 떨어진 곳에 형성되는 제2챔버(305) 및 제3챔버(306)로 구분할 수 있다. 도3a에서 보는 바와 같이 제2챔버(305) 및 제3챔버(306)는 서로 대칭적으로 구성된다. 이 때 상기 제2챔버(305) 및 제3챔버(306)에는 상기 회전축 삽입구(303)에 가능한 가깝도록 하여 원호형으로 다수개의 토출소공(302a)이 형성되어 있다. 이러한 구조를 가진 머플러의 작용에 대하여 설명하면, 우선 로터리압축기의 실린더에서 고압으로 압축된 냉매의 유체력에 의하여 토출밸브가 개방되고 이 때 고압의 냉매는 빠른 속도로 상부플랜지에 형성된 토출구멍(401)을 통하여 상기 제1챔버(304)에 유입되게 된다. 이러한 냉매는 상기의 제1챔버(304)와 제2챔버(305) 및 제3챔버(306) 사이에 형성되는 좁은 유로를 통하여 이동하기 때문에 빠른 속도로 제2챔버(305) 및 제3챔버(306)로 이동하게 되고 상기 제2챔버(305) 및 제3챔버(306)에 형성된 다수개의 토출소공(302a)를 통하여 케이싱 내부로 토출되는데 이 때, 상기 다수개의 토출소공(302a)으로 토출되는 냉매는 상기 토출구멍(401)에 가장 가까운 토출소공의 순서로 순차적으로 토출되며 이와 같은 경로를 거쳐 맥동소음 및 밸브에서 발생하는 소음 또한 토출되어지게 되는 것이다. 이러한 경우 직접적으로는 머플러에 의해 발생되는 소음이 차단됨과 동시에 그 맥동소음 및 밸브에서 발생하는 소음은 다수개의 토출소공(302a)을 통해 빠져나가는 와중에 상기 다수개의 토출소공(302a)의 위치에 따라 소음파의 위상이 다양하게 되어 서로 간섭에 의한 상쇄를 일으켜 소음이 저감되는 현상이 일어난다. 또한 빠른 속도의 냉매는 제1챔버에서 제2챔버로 이동시 이동 관성에 의하여 머플러의 측벽(미도시, 종래기술에 의한 도1참조)으로 이동하게 되는데 냉매에 포함된 알갱이가 큰 오일은 이러한 이동 관성이 큼으로 인하여 상기 머플러의 측벽으로 달라붙는 양이 많아져 상기의 머플러는 냉매의 오일을 회수하는 작용 또한 가지게 된다.As shown in FIG. 3A, the muffler according to the present invention has three spaces (hereinafter, referred to as chambers) partitioned by three coupling parts 301 and the rotary shaft when the rotary shaft is inserted into the rotary shaft insertion hole 303 formed therein. The three chambers are communicated through narrow passages formed by the rotating shaft and the coupling part 301, respectively. The chamber may include a first chamber 304 in direct communication with the discharge hole 401 formed in the upper flange, and a second chamber 305 and a third chamber 306 spaced apart from the discharge hole 401 by a predetermined distance. Can be divided into As shown in FIG. 3A, the second chamber 305 and the third chamber 306 are configured symmetrically with each other. At this time, the second chamber 305 and the third chamber 306 are formed in a plurality of discharge holes 302a in an arc shape as close as possible to the rotation shaft insertion hole 303. Referring to the operation of the muffler having such a structure, first, the discharge valve is opened by the fluid force of the refrigerant compressed to high pressure in the cylinder of the rotary compressor, and the high-pressure refrigerant is discharged to the upper flange at a high speed (401). It is introduced into the first chamber 304 through the). Since the refrigerant moves through a narrow flow path formed between the first chamber 304, the second chamber 305, and the third chamber 306, the second chamber 305 and the third chamber ( It is moved to 306 and is discharged into the casing through a plurality of discharge holes 302a formed in the second chamber 305 and the third chamber 306, which is discharged into the plurality of discharge holes (302a) The refrigerant is sequentially discharged in the order of the discharge pore closest to the discharge hole 401, and the pulsation noise and the noise generated by the valve are also discharged through the path. In this case, the noise generated by the muffler is directly cut off, and the pulsation noise and the noise generated from the valve are noises depending on the positions of the plurality of discharge pores 302a while being exited through the plurality of discharge pores 302a. The phases of the waves vary, causing cancellation by interference, which reduces noise. In addition, the high-speed refrigerant is moved to the side wall of the muffler (not shown, see Fig. 1 of the prior art) by the moving inertia when moving from the first chamber to the second chamber. Due to this large amount of adhesion to the side wall of the muffler increases, the muffler also has the function of recovering the oil of the refrigerant.
도3b는 본 발명의 또 다른 실시례로서, 도3b에서 보는 바와 같이 상기 도3a의 구성과 유사하나, 토출소공(302b)의 크기가 토출구멍(401)으로부터 거리적으로 멀어질수록 커지는 상이한 구성을 가진다.3B is another embodiment of the present invention, similar to the configuration of FIG. 3A as shown in FIG. 3B, but having a different configuration in which the size of the discharge pore 302b becomes larger as the distance from the discharge hole 401 increases. Has
이러한 구성은 도3a에 설명한 머플러보다는 토출오일의 저감면에서 보다 바람직하다. 보통 상기 도3a 이하에서 보여주는 본 발명에 따른 실시례에 의한 머플러에 형성되는 토출소공은 상기 회전축 삽입구에 최대한 가깝도록 형성되기 때문에 제1챔버에서 이동하는 고압냉매가 이동 관성에 의해 직진함에 의하여 상기 토출구멍과 가장 가까운 토출소공 즉, 제1챔버와 제2챔버 및 제3챔버 사이에 이루어지는 좁은 유로의 길목에 위치하는 토출소공으로는 고압의 냉매가 직접 토출될 수 있으나 그 외 원호형으로 뒤따라 형성되며 상기 토출구멍에 멀리 있는 토출소공일수록 냉매 및 오일의 이동관성에 의해 상기 토출구멍(401)으로부터 직접 이동해 오는 고압 냉매의 직접적인 토출이 이루어지기 어렵게 되며, 상기 머플러의 측벽 등에 부딪쳐 이동방향이 꺽이는 등의 현상에 의하여 고압냉매의 간접적인 토출이 가능하게 된다. 이러한 경우 고압냉매가 상기 머플러의 측벽에 부딪히며 상기 고압냉매에 포함된 오일은 점성 및 입자의 크기 때문에 상기 머플러의 측벽에 달라붙는 현상이 발생하게 된다. 이러한 현상에 주의하여 도3a의 실시례와 도3b의 실시례를 비교하여 보면 도3b의 토출소공(302b)은 토출구멍(401)에서 멀어질수록 그 크기가 커지도록 구성되어 있다. 즉, 다수개의 토출소공(302b) 중 상기의 회전축 삽입구(303)에서 가장 가까우며 고압냉매의 이동 유로선상에 가장 가까운 토출소공의 크기가 가장 작게 구성되어 있게 된다. 따라서 제1챔버(304)로부터 이동하는 냉매 및 냉매에 포함된 오일은 상기 냉매와 냉매에 포함된 오일의 이동 방향의 길목에 있는 제2챔버(305) 또는 제3챔버(306)에 형성된 첫 번째 토출소공, 즉, 상기 토출구멍(401)에서 가장 가까우면서 가장 작은 토출소공을 통하여 직접 케이싱의 내부로 빠져나가는 고압냉매의 양은 상대적으로 적어지며, 상기 머플러의 측벽 등에 의해 부딪혀 오일의 함유량이 격감된 냉매의 우회적인 토출의 양이 많아지므로 상기에서 설명한 바와 같이 오일의 이동 관성에 따른 토유량의 저감효과가 더욱 커지게 되는 것이다.This configuration is more preferable in terms of reducing the discharge oil than in the muffler described in Fig. 3A. Usually, since the discharge pore formed in the muffler according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 3A or less is formed to be as close as possible to the rotation shaft insertion opening, the high pressure refrigerant moving in the first chamber moves straight through the moving inertia. The discharge pore closest to the hole, that is, the discharge pore located in the narrow passageway formed between the first chamber, the second chamber, and the third chamber may directly discharge the high-pressure refrigerant, but is formed subsequent to the arc. The discharge pore farther away from the discharge hole, the more difficult the direct discharge of the high-pressure refrigerant moving directly from the discharge hole 401 due to the movement inertia of the refrigerant and oil, and the movement direction is bent by hitting the side wall of the muffler or the like. This allows indirect discharge of the high pressure refrigerant. In this case, the high pressure refrigerant collides with the side wall of the muffler, and the oil contained in the high pressure refrigerant sticks to the side wall of the muffler because of viscosity and particle size. In view of this phenomenon, when comparing the embodiment of Fig. 3A and the embodiment of Fig. 3B, the discharge pore 302b of Fig. 3B is configured to increase in size as it moves away from the discharge hole 401. That is, the size of the discharge pore closest to the rotation shaft insertion hole 303 of the plurality of discharge pore 302b and closest to the moving passage line of the high-pressure refrigerant is configured to be the smallest. Therefore, the refrigerant flowing from the first chamber 304 and the oil included in the refrigerant are first formed in the second chamber 305 or the third chamber 306 on the way of the moving direction of the refrigerant and the oil included in the refrigerant. The amount of the high-pressure refrigerant flowing directly into the casing through the smallest discharge pore closest to the discharge hole 401, that is, the discharge hole 401 is relatively small, and the content of oil is reduced due to the side wall of the muffler. Since the amount of indirect discharge of the refrigerant is increased, the effect of reducing the amount of oil due to the moving inertia of the oil is increased as described above.
도3c는 상기의 실시례와는 또 다른 구성을 가지는 실시례로서 대체적인 구성은 상기의 실시례와 유사하나 토출소공(302c)의 크기 및 그 크기에 따른 배치가 상기한 실시례와는 상이한 점이 있다. 즉, 토출구멍(401)에서 가까운 토출소공(302c)의 크기는 가장 작고 상기의 토출구멍(401)에서 멀어질 수로 토출소공(302c)의 크기가 점점 커지다가 다시 점점 더 작아져 상기 토출소공(302c)과 가장 멀리 떨어진 토출소공(302c)은 상기의 토출구멍(401)에서 가장 가까운 토출소공(302c)의 크기만큼으로 작아지는 대칭적인 구성을 가지게 된다. 이러한 구성에 따라 종래의 기술과 비교한 실험 데이터를 분석한 도4를 보면 도4는 도3c에 표현된 발명에 따른 실험 데이터를 종래기술과 비교한 그래프로서 도4에서 보여지 듯 로터리압축기의 소음저감 효과가 종래기술에 비하여 뚜렷하게 개선되는 효과를 보여주고 있다. 즉, 도4에서 Y축은 dB(데시벨)을 X축은 로터리압축기의 회전진동수 즉 주파수를 말하는 것으로 단위는 Hz를 말하고 있다. 여기서 종래기술에 대하여 본원 발명의 기술이 평균적으로 데시벨로 측정되는 소음을 크게 저감시킴을 알 수 있다.Figure 3c is an embodiment having a different configuration from the above embodiment, the alternative configuration is similar to the above embodiment, but the discharge pore 302c and the arrangement according to the size is different from the above embodiment have. That is, the size of the discharge pore 302c closest to the discharge hole 401 is the smallest, and the size of the discharge pore 302c gradually increases and becomes smaller as the number of the discharge pore 302c moves away from the discharge hole 401. The discharge pore 302c farthest from 302c has a symmetrical configuration that becomes smaller by the size of the discharge pore 302c closest to the discharge hole 401. Referring to Figure 4 analyzing the experimental data compared to the conventional technology according to this configuration Figure 4 is a graph comparing the experimental data according to the invention represented in Figure 3c with the prior art as shown in Figure 4 the noise of the rotary compressor The reduction effect shows a marked improvement over the prior art. That is, in Fig. 4, the Y axis represents dB (decibels) and the X axis represents the rotation frequency, or frequency, of the rotary compressor, and the unit is Hz. Here, it can be seen that the technology of the present invention significantly reduces the noise measured in decibels on the basis of the prior art.
도3d는 토출소공(302d)이 회전축 삽입구(303) 주위로 원호형으로 복수의 열로 배열된 것을 표현하고 있으며 이러한 구성 또한 본 발명의 기술적 사상에 따른 다른 하나의 실시례를 보여주는 것이다.3d illustrates that the discharge holes 302d are arranged in a plurality of rows in an arc shape around the rotation shaft insertion hole 303. This configuration also shows another embodiment according to the technical idea of the present invention.
따라서 이상에서 설명한 것 외에도 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람은 본 발명의 설명만으로도 쉽게 상기와 동일 범주내의 다른 형태의 본 발명을 실시할 수 있을 것이다.Therefore, in addition to those described above, those skilled in the art to which the present invention pertains may easily implement other forms of the present invention within the same scope as described above only by the description of the present invention.
본 발명에 따르면 냉매의 토출 시에 발생되는 맥동소음 및 밸브에서 발생하는 소음이 차단됨과 동시에 토출소음파의 다양한 위상 변화로 인하여 소음파들간의 간섭에 의한 상쇄현상이 일어나므로 뛰어난 소음 저감 효과를 얻을 수 있고, 또한 오일의 토유량이 저감되어 상대적으로 냉매의 배출량이 증가되어 압축기의 효율이 향상되는 이점이 있다.According to the present invention, the pulsation noise generated at the time of discharge of the refrigerant and the noise generated from the valve are blocked and at the same time, due to various phase changes of the discharge noise wave, an offset phenomenon occurs due to the interference between the sound waves, thereby obtaining an excellent noise reduction effect. In addition, the oil amount of the oil is reduced, and the discharge of the refrigerant is relatively increased, thereby improving the efficiency of the compressor.
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