KR200489120Y1 - 분무기형 공기 분리기 - Google Patents

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KR200489120Y1
KR200489120Y1 KR2020170001922U KR20170001922U KR200489120Y1 KR 200489120 Y1 KR200489120 Y1 KR 200489120Y1 KR 2020170001922 U KR2020170001922 U KR 2020170001922U KR 20170001922 U KR20170001922 U KR 20170001922U KR 200489120 Y1 KR200489120 Y1 KR 200489120Y1
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얀 요한 에버리쉬
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스토르크 테르메크 비.브이.
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Abstract

본 고안은 공기 분리기 또는 예열기와 같은 분무기형의 수처리를 위한 기기에 관한 것이다. 본 고안에 따르면, 용기(12)와 분무기(34) 간의 연결부(32) 및 처리되어야 할 물의 주입부는 처리 챔버(20)와의 액상 연통 내에 제 1 개방 단부(opening end)(42) 및 분무기 유닛(sprayer unit)으로의 연결의 위한 제 1 플랜지(flange)(60)가 제공되는 제 2 개방 단부(44)을 포함하며, 분무기 유닛은 상기 제 1 플랜지(60)와 연결된 분무기 플랜지(68)를 포함하고, 자신의 일 단부에서 연결 파이프(72) 와 액상 연통되는 분무기(34)가 적재된 분무기 플랜지(68)를 포함하며, 연결 파이프(72)는 처리될 물 주입부와의 연결을 위해 제 1 플랜지(60)를 통해 커플링 플랜지(74)로 연장된다.

Description

분무기형 공기 분리기{Spray type Deaerator}
본 고안의 일 면은 수처리, 특히 물의 탈기를 위한 분무기형 공기 분리기 또는 물의 예열을 위한 예열기로써 사용되는 기기에 관한 것이다. 공기 분리기는 물의 탈기를 위한 기기이며, 예를 들어 보일러의 급수로부터 공기 및 기타 용존 가스(dissolved gas)를 제거하기 위해 흔히 사용된다. 보일러 플랜트(boiler plant)는 보통 예열 용량뿐만 아니라 저장 용량에 있어서, 제한된 용량을 가진다. 본 고안에 따른 기기는 또한 종래 사용되는 예열기들에 비하여, 비교적 큰 예열 용량 및 저장 용량을 갖는 예열기로써 사용될 수도 있다.
일반적인 탈기 기기는 물의 주입부가 탈기되는 원칙에 따라 분류된다. 트레이형 공기 분리기(tray type deaerators)에서 탈기될 물은 주 용기(main vessel)의 돔형 상부, 주 용기 그 자체 또는 개별 탱크에서 케스케이드로써 트레이를 따라 흐른다. 분무기형 공기 분리기에서 탈기될 물은 탈기 챔버(deaeration chamber)를 한정하는 용기 내로 분무된다. 본 고안은 분무기형 공기 분리기에 관한 것이다.
분무기형 공기 분리기 내에서 일어나는 물리적 공기 분리 공정은 두 단계를 포함한다:
탈기될 물이 일반적으로 용기의 일 말단의 상부인 공기 분리 챔버의 증기실(steam space)(또한 선-공기 분리 지역(predeaeration zone))으로 분무되는 선-공기 분리 단계(predeaeration zone) 및 공기 분리 챔버 내 포함된 물의 주 용량 내에서의 최종 공기 분리이다. 분무된 물은 증기가 도입, 예를 들어 주입되는 용기에 포함되는 주 수량(main water volume)으로부터 부상하는 증기로부터 예열된다. 포화 상태에서 물에 포함되는 가스, 예를 들어 산소의 용해도는 (거의)0이며, 이는 분무된 입적(droplet)으로부터 주변 증기 대기로의 가스의 전환을 초래한다. 불응축 가스 및 소량의 증기는 용기로부터 벗어나는 것이 용납되었다. 공기 분리 챔버 내에 포함되는 물의 주용기(main vessel)에서 일어나는 최종 공기 분리는 증기 또는 고온의 응축액의 유도에 일어서 일어난다. 처리수는 공기 분리 챔버, 일반적으로 용기의 하부로부터 방출된다.
종래 분무기형 공기 분리기에서, 용기의 상부는 탈기되어야 할 물의 공급부(source)로 추가적으로 연결되기 위해서 용기 플랜지 내에서 끝나는 연결 파이프가 제공된다. 일반적으로, 이 물은 용기 내의 압력에 비해 초과된 압력(overpressure)를 갖는다. 플랜지는 고리형 캐링 림(annular carrying rim)이 내벽에 인접하도록 제공되도록 기계 가공진다. 분무기 유닛은 플랜지에 고정되며, 플랜지는 분무기의 유닛의 하나 이상의 분무 노즐이 공기 분리 챔버의 선-공기 분리 지역에 위치하도록 플랜지의 고리형 캐링 림으로 고정된다. 물의 보급 도관(supply conduit)은 상응 플랜지를 통해 용기 플랜지로 연결되었다. 본 용기 플랜지는 미작동(recess)하는 림을 가동시킬 필요 때문에 표준 크기가 아니다. 따라서, 용기 플랜지는 특정 고안에 따른 요구에 대해 제조된다. 그 결과, 용기 및 분무기의 이 디자인은 높은 제조비를 갖는다.
US2689018A로부터, 물을 공기 분리하는 장치가 알려져 있으며, 이는 상부에 물 유입구 파이프를 갖는 탱크, 증기 유입구 파이프, 하부에 물 배출 파이브와 배수선 및 주로 공기인 비교적 불응축 가스를 위한 환풍기를 포함한다. 특히 장치는 탱크의 상부에 제공되는, 플랜지를 갖는 목(neck)을 갖는다. 중앙 구멍을 갖는 덮개판은 덮개판의 상부에 고정된 물 유입구 파이프의 오프닝과 함께 고정된다. 원통형 판은 상부판과 함께 통합되도록 형성되며, 이는 덮개판 및 물 유입부 파이프에 고정된다. 부수 튜브(depending tube)는 물 유입부 파이프의 오프닝과 정렬되는 상부판과 통합되도록 형성된다. 상부판은 중앙 오프닝과 정렬되도록 제공되며, 이는 파이프 및 부수 튜브 간에 자유로운 유통을 가능케한다. 분무기는 이 튜브에 설치된다. 이 종래 알려진 설계는 복잡하며, 관리 및 유지의 목적을 위해 조립(해체)하기가 쉽지 않다.
본 고안의 목적은 분무기형 수처리 기기의 새로운 또는 대안적인 디자인, 특히 처리 챔버 내 분무기 유닛을 고정하기 위한 표준 크기 부품의 사용을 가능케 하며, 이를 처리될 물의 주입부로의 연결, 특히 용기 플랜지를 추가적으로 기계 가공할 필요 없는 수처리 또는 물의 예열을 위한 보일러 응용물의 개발이다.
본 고안의 추가적인 목적은 분무기형 수처리 기기의 제조, 관리 및/또는 유지비를 감소하는 것이다.
본 고안에 따라서, 하나 이상의 목적들은 청구항 1에서 청구되는 물 처리를 위한 기기에 의해 획득될 수가 있다.
본 고안에 따른 수처리 기기는 다양한 주입구 및 배출구를 갖는 용기를 포함하며, 이는 수반되는 다양한 액체들을 위하여 일반적으로 사용된다. 하지만 본 고안에 따라서, 분무기는 분무기 플랜지에 직접적으로 고정되며(용기의 플랜지와 교제되기 위해), 분무기 플랜지로부터 반대 발단의 커플링 플랜지로 연장되는 연결 파이프와 액체 연통을 가지고, 커플링 플랜지는 처리되어야할 물의 공급, 예를 들어 보일러와 연결된다. 연결 파이프, 분무기 플랜지 및 커플링은 일체로 된 부분을 형성한다.
플랜지와 연결 파이프의 일체화된 디자인(integral design)은 용기 플랜지를 추가적으로 기계 가공할 필요 없이, 규격품 부품(off the shelf components)를 사용하는 것을 가능케하며, 따라서 비용을 현저하게 저축한다. 나아가, 용기에 대한 연결 및 처리되어야할 물의 주입부에 대한 연결을 공간적으로 각각 분리함으로써, 조합 및 분해가 덜 복잡해지며, 점검 및 유지가 더욱 쉽게 수행될 수 있다.
본 고안은 첨부된 도면들에 의해 추가적으로 표현되며, 여기서:
도 1은 분무기형 공기 처리기의 구체예의 입체 배치도이다.
도 2는 종래 분무기형 공기 분리기의 용기에 연결된 분무기 유닛의 배치를 보여준다.
도 3은 본 고안에 따른 분무기형 공기 분리기의 용기에 연결된 분무기 유닛의 배치의 구체예이다.
도 4는 도 3에서 사용되었듯이, 본 고안에 따른 분무기 및 연결부의 배치의 구체예를 나타낸다.
전체적으로 도면에서는 동일한 부품을 나타내기 위하여 동일한 참조 번호가 사용되었다.
일 구체예에서, 연결 파이프는 분무기가 적재된 제 1 하부 말단을 가지며, 여기서 커플링 플랜지는 제 2 상부 말단에 제공되고, 분무기 플랜지는 각각의 말단 사이의 위치에 제공된다.
바람직하게는 제 1 (용기)플랜지 및 분무기 플랜지는 동일한 크기이다. 더욱 바람직하게는, 이들은 시판되는 규격품 크기이다.
조건에 따라서, 증기, 가압 온수 및 증기/물 혼합물이 사용될 수 있으며, 이는 간단하게 본 명세서의 청구항에서 "고온 처리 유체(hot treating fluid)"로써 통합적으로 표시되었다.
본 고안의 제 2 면에서, 본 고안은 청구항 6에서 정의된 바와 같은 분무기 및 커플링의 조합에 관한 것이다.
나아가, 본 고안은 상기 물의 탈기를 위한 공기 분리기로써 표현된 기기의 사용에 관현 것이며, 즉, 처리 챔버(treatment chamber)를 한정하는 용기(vessel), 처리 챔버 상부에 배치되며 연결부를 통해 처리되어야 하는 물의 주입부와 액상 연통(fluid communication)되는 적어도 하나의 분무기, 용기 상측면에 배치되며 처리 도중 물로부터 분리된 가스를 위한 처리 챔버와 액상 연통되는 적어도 하나의 가스 유출구(gas outlet), 용기 내에 배치되고 고온 처리 유체에 대한 주입 연결부를 가지며 공기 분리 챔버로 개방되는, 적어도 하나의 처리 유체 유입구 및 처리수를 위한 적어도 하나의 물 배출구를 포함하는 수처리를 위한 기기이고, 여기서 용기와 분무기 간의 연결부 및 처리되어야 할 물의 주입부는 공기 분리 챔버와의 액상 연통 내에 제 1 개방 단부(opening end) 및 분무기 유닛(sprayer unit)으로의 연결의 위한 제 1 플랜지(flange)가 제공되는 제 2 개방 단부을 포함하며, 분무기 유닛은 상기 제 1 플랜지와 연결된 분무기 플랜지를 포함하고, 자신의 일 단부에서 연결 파이프(72)와 액상 연통되는 분무기(34)가 적재된 분무기 플랜지(68)를 포함하며, 연결 파이프는 처리될 물 주입부와의 연결을 위해 제 1 플랜지를 통해 커플링 플랜지로 연장된다. 이러한 기기에서, 탈기될 물은 분무기를 통하여 용기 내의 공기 분리 챔버 내로 주입되며, 이 때 고온 탈기 유체(hot degassing fluid)는 일반적으로 다수의 배출구 오프닝을 갖는 다기관(manifold)를 사용하여 유입구를 통하여 공기 처리 챔버 내로 유도된다. 분리된 가스는 가스 배출구를 통하여 환기된다. 탈기수는 탈기수 배출구를 통하여 공기 분리 챔버로부터 방출된다. 플랜트 내 재유통되는 물은 또한 다른 유입구를 통하여 공기 분리기로 첨가될 수 있다.
이와 유사하게, 본 고안에 따른 기기는 완충제(buffer)를 갖는 예열기로써 사용될 수 있다. 본 버퍼는 일반적으로 사용되지만 상당히 작은 용량을 갖는 하나 이상의 예열기가 고장난 경우 유리하다. 물의 예열을 위한 이러한 예열기, 즉 보일러 고안은 처리 챔버(treatment chamber)(20)를 한정하는 용기(vessel), 처리 챔버 상부에 배치되며 연결부를 통해 처리되어야 하는 물의 주입부와 액상 연통(fluid communication)되는 적어도 하나의 분무기, 용기 상측면에 배치되고 처리 도중 물로부터 분리된 가스를 위한 처리 챔버와 액상 연통되는 적어도 하나의 가스 유출구(gas outlet), 용기 내에 배치되고 고온 처리 유체에 대한 주입 연결부를 가지며 공기 분리 챔버로 개방되는, 적어도 하나의 처리 유체 유입구 및 가열된 물을 위한 적어도 하나의 물 배출구를 포함하며, 여기서 용기와 분무기 간의 연결부 및 처리되어야 할 물의 주입부는 공기 분리 챔버와의 액상 연통 내에 제 1 개방 단부(opening end) 및 분무기 유닛(sprayer unit)으로의 연결의 위한 제 1 플랜지(flange)가 제공되는 제 2 개방 단부을 포함하며, 분무기 유닛은 상기 제 1 플랜지와 연결된 분무기 플랜지를 포함하고, 자신의 일 단부에서 연결 파이프(72)와 액상 연통되는 분무기(34)가 적재된 분무기 플랜지(68)을 포함하며, 연결 파이프(72)는 처리될 물 주입부와의 연결을 위해 제 1 플랜지를 통해 커플링 플랜지로 연장된다. 예열기의 작동은 상기 언급된 공기 분리기의 작동과 유사하다.
본 고안은 분무기형 공기 분리기의 구체예의 도면에 의해서 표현되며, 이는 본 고안의 바람직한 응용이다. 도 1은 분무기형 공기 분리기의 이러한 구체예를 도표적으로 나타내며, 전체는 참조 번호 10으로써 표기되었다. 공기 분리기(10)는 수평으로 배치된 원통형 탱크 또는 용기(12)를 포함한다. 원통형 벽(cylindrical wall)(14) 및 각각 탱크(12)의 좌측과 우측 말단 벽(헤드)(16, 17)은 공기 분리 챔버(20)의 범위를 한정하며, 여기서 작동 중 물의 탈기가 일어난다. 안장(saddle)(22)은 탱크(12)를 지지하기 위하여 제공된다. 일 구체예는 탱크(12)가 우측 말단 벽(17)에서 맨홀(man hole)(24)를 포함하는 것을 보여준다. 중앙 증기 유입구는 원통형 벽(14)의 상측을 통해 탱크(12) 내로 연장되며, 공기 분리 챔버(20) 전역에 증기를 전달하기 위해 증기 다기관(26)과 연결되며, 보여진 구체예에서 증기 다기관(26)은 공기 분리 챔버(20)의 하반 부분에 배치되었다. 다기관의 위치는 그 중에서도 기기의 전반적인 디자인 및 적용될 특정 작동 조건에 의존한다. 즉, 다기관은 공기 분리의 상반 부분에 위치할 수도 있다. 원통형 벽(14)의 하단에는 수처리를 위한 배출구(28)가 존재한다. 좌측 말단 벽(16)에는 추가적인 온수(전체 플랜트에서 이미 탈기 및 순환된 응축액)를 위한 유입구(30)가 공기 분리 챔버(20) 내로 물을 유도하기 위하여 제공된다. 나아가, 공기 분리 챔버(20)의 증기 공간으로 탈기될 응축액을 분무하는 적어도 하나의 분무기를 포함하는 분무기 유닛(34)에 연결된 연결부-여기서 응축액 유입구 32-는 좌측 말단 벽(16)의 원통형 벽(14)의 상부에 제공된다. 처리될 물의 공급부 또는 주입부는 도면에서 보이지 않는 유입구(32)에 연결되었다. 탱크(12)의 상부 상에는 가스 및 증기를 방출하기 위한 가스 배출구로써의 몇몇의 환기구(36)가 위치한다. 내부 조절판(internal baffle)(보이지 않음)은 수류(water flow)를 특정 흐름로(flow path)를 따라 흐르도록 강요하기 위하여 공기 분리 챔버 내에 제공될 수 있다.
도 2는 종래 구체예에 따른 공기 분리기(10) 내 분무기 유닛(34)의 배치를 보여주며, 이는 명세서의 서문 부분에 설명된 바와 같다. 연결부(32)는 반대면이 공기 분리 챔버 내로 개방되는 탱크의 원통형 벽의 상부 상의 파이브 부분(40)을 포함한다. 파이프 부분(40)의 반대 말단(44)으로는 특수 플랜지(46), 예를 들어 크기 32''가 용접되었다. 특수 플랜지(46)는 볼트(52)를 사용하여 유사하게 특별히 제조된 분무기 플랜지(50)에 연결되기 위해 기계 공정에 의해 조제된 고리형 캐링 림(annylar carrying rim)(48) 을 포함한다. 분무기 플랜지(50)는 분무기 유닛(도 2에 보이지 않음)을 가지며, 예를 들어 존재 시 노즐 및 필터를 포함한다. 특수 플랜지(46)의 외부 테두리는 연결 파이프(56)의 대형 상응 플랜지(large counter flange)(54)에 연결되며, 대형 상응 플랜지는 일반적으로 팔꿈치형 부분(elbow section)이고, 물 공금 도관(또한 안 보임)으로의 추가적인 연결을 위한 추가적이지만 더욱 작은 플랜지를 갖는다. 연결 파이프는, 이의 차례일 경우, 처리될 물의 공급부로 연결된다.
도 3은 고안에 따른 기본 배치를 보여준다. 파선은 탱크 및 이의 부품들을 나타낸다. 실선은 분무기 유닛, 연결 파이프 및 플랜지들의 배치를 보여준다. 또다시, 연결부(32)는 반대면이 공기 분리 챔버 내로 개방되는 탱크의 원통형 벽의 상부 상의 파이브 부분(40)을 포함한다. 파이프 부분(40)의 반대 말단(44)은 감춰진(recessed) 고리형 캐링 림을 갖지 않는 표준 크기, 예를 들어 26''인 규격품 용기 플랜지(60)에 용접되었다. 분무기 유닛(34)은 존재할 경울 하나 이상의 디스크(discs)(62) 및 필터를 포함하며, 용기 플랜지(60)와 동일한 구조를 갖는 분무기 플랜지(68)의 밑면(66)에 적재된다. 플랜지(60, 68)들은 일반적인 방법, 예를 들어 보여지지 않은 볼트의 수단을 통해 서로에게 고정되며, 서로를 향한 플랜지 표면 사이에 개스킷(gasket)(70)이 삽입되었다. 분무기 플랜지(68)는 짧은 연결 파이프 부분(72)에 용접되었다. 본 부분은 물 주입부 도관(역시 보이지 않음)으로 연결되기 위해 플랜지(68)를 통해 탱크(12)내로 연장된다. 플랜지(68)과 플랜지(74)는 서로 떨어져 위치한다. 이들은 서로 다른 목적을 수행한다. 상단 플랜지(74)는 조합을 처리될 물의 공급부와 연결하며, 하단 플랜지(68)는 탱크(12)의 연결부(32)의 파이프 부분(40)으로의 조합의 설치를 제공한다.
이로부터-연결부의 이중 작용을 고려하여-탱크(12)의 특수 플랜지(46)가 표준 규격 플랜지(60)의 단일작용에 의해 교체되는 반면, 단일 작용 특수 분무기 플랜지(50)는 역시 표준 규격을 갖는 분리된 두 플랜지(68, 74)들에 의해 교체된다는 것을 볼 수 있다.
도 4는 분무기 유닛(34), 연별 파이프 부분(72) 및 각각 완전체와 플랜지(68, 74)의 배치를 보여준다. 플랜지(74)는 연결 파이프 부분(72)의 상부(75)에 용접되었다. 하부(하부 플랜지)(73)로는 분무기 유닛(34)이 설치되었다. 분무기 플랜지(68)는 각각의 말단(73, 75) 사이에 위치에서 연결 파이프 부분(72)으로 용접되었다. 윙(76)들은 연결부(32)에서의 설치(해체) 도중 분무기를 보호하기 위해, 플랜지(68, 73)들 사이의 주분의 주변 부분(72)에 제공되었다.
분무기 유닛(34), 플랜지(68, 74) 및 연결 파이프 부분(72)의 배치는 간단하고 신속한 설치를 가능케하는 모듈(module)로써 선제조(pre-manufacture)될 수 있다.

Claims (8)

  1. 처리 챔버(treatment chamber)(20)를 한정하는 용기(vessel)(12), 처리 챔버(20) 상부에배치되며, 연결부를 통해 처리되어야 하는 물의 주입부와 액상 연통(fluid communication)되는 적어도 하나의 분무기(34), 용기(12) 상측면에 배치되며, 처리 도중 물로부터 분리된 가스를 위한 처리 챔버(20)와 액상 연통되는 적어도 하나의 가스 유출구(gas outlet)(36), 용기 내에 배치되며, 고온 처리 유체에 대한 주입 연결부를 가지며, 처리 챔버로 개방되는 적어도 하나의 처리 유체 유입구(18, 26) 및 처리수를 위한 적어도 하나의 물 배출구(28)를 포함하는 수처리를 위한 기기(10)이고,
    여기서, 용기(12)와 분무기(34) 간의 연결부(32) 및 처리되어야 할 물의 주입부는 처리 챔버(20)와의 액상 연통 내에 제 1 개방 단부(opening end)(42) 및 분무기 유닛(sprayer unit)으로의 연결의 위한 제 1 플랜지(flange)(60)가 제공되는 제 2 개방 단부(44)을 포함하며, 분무기 유닛은 상기 제 1 플랜지(60)와 연결된 분무기 플랜지(68)를 포함하고, 자신의 일 단부에서 연결 파이프(72)와 액상 연통되는 분무기(34)가 적재된 분무기 플랜지(68)을 포함하며, 연결 파이프(72)는 제2 상단 단부(75)에서 처리될 물 주입부와의 연결을 위해 제 1 플랜지(60) 및 분무 플랜지(68)를 통해 커플링 플랜지(74)로 연장되되, 커플링 플랜지(74)는 분무 플랜지(68)와 이격되어 배치되고,
    연결 파이프(72), 분무기 플랜지(68) 및 커플링 플랜지(74)는 일체로 된 부분(integral part)인 것을 특징으로 하는 분무기형 공기 분리기.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 연결 파이프(72)는 분무기(34)가 적재된 제 1 하단 단부(73)를 가지며, 여기서 커플링 플랜지(74)는 제 2 상단 단부(75)를 제공하고, 분무기 플랜지(68)는 각각의 단부 사이에 위치에서 제공되는 것을 특징으로 하는 분무기형 공기 분리기.
  4. 제 1 항에 있어서, 제 1 플랜지(60) 및 분무기 플랜지(68)은 동일한 크기인 것을 특징으로 하는 분무기형 공기 분리기.
  5. 제 1항에 있어서, 플랜지(60, 68)은 시판되며, 규격 크기인 것을 특징으로 하는 분무기형 공기 분리기.
  6. 수처리를 위한 기기에 사용하기 위한 분무기(34) 및 용기(12)의 제1 플랜지(60)에 연결 가능한 분무기 플랜지(68)의 조립체로서, 상기 분무기 플랜지(68)는 분무기(34)를 가지며, 그 일 단부(73)에서 연결 파이프(72)와 액상 연통되고, 연결 파이프(72)는 분무 플랜지(68)를 통해 연장되고, 연결 파이프(72)의 반대 단부(75)는 물의 주입부로의 연결을 위한 커플링 플랜지(74)를 갖고, 커플링 플랜지(74)는 분무 플랜지(68)와 이격되어 배치되고,
    연결 파이프(72), 분무기 플랜지(68) 및 커플링 플랜지(74)는 일체로 된 부분인 것을 특징으로 하는 분무기와 분무기 플랜지의 조립체.
  7. 삭제
  8. 제 6항에 있어서, 연결 파이프(72)는 분무기(34)가 적재된 제 1 하단 단부(73)를 가지며, 여기서 커플링 플랜지(74)는 제 2 상단 단부(75)에 제공되고, 분무기 플랜지(68)는 각각의 단부(73, 75) 간의 위치에서 제공되는 것을 특징으로 하는 분무기와 분무기 플랜지의 조립체.
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