KR20060034548A - 스크롤 압축기의 조립구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스크롤 압축기의 조립구조에 관한 것으로서, 고정스크롤의 조립시 별도의 기준핀 체결을 배제하고 상부프레임과 고정스크롤의 중심이 일치된 상태가 고정될 수 있게 함으로써, 조립의 용이함을 제공할 수 있음은 물론 생산성을 향상 시킬 수 있으며, 고정스크롤의 미세 위치 보정을 가능하게 하며 신뢰성을 향상 시킬 수 있는 스크롤 압축기의 조립구조에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 내부에 밀폐된 수용공간을 형성하는 케이싱과, 상기 케이싱의 내부에 고정 설치되는 프레임과, 인벌류트 형상의 랩을 구비하여 상기 프레임에 고정 설치되는 고정스크롤과, 인벌류트 형상의 랩을 구비하여 상기 고정스크롤에 맞물리며 연속으로 이동하는 두개 한쌍의 압축실을 형성하도록 상기 프레임과 상기 고정스크롤 사이에 상대운동 가능하게 결합되는 선회스크롤을 포함하는 스크롤 압축기에 있어서, 상기 고정스크롤의 조립시 상기 고정스크롤과 상기 프레임의 중심이 일치된 상태가 고정될 수 있도록 상기 고정스크롤과 프레임의 상호 접촉면중 어느 일측에는 돌출단턱이 돌출 형성되고, 다른 일측에는 상기 돌출단턱이 압입되며 수용될 수 있도록 함몰단턱이 함몰 형성되어 구성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 조립구조를 제공한다.
스크롤 압축기, 선회스크롤, 프레임, 돌출단턱, 함몰단턱

Description

스크롤 압축기의 조립구조{ASSEMBLY STRUCTURE OF SCROLL COMPRESSOR}
도 1은 종래 스크롤 압축기의 구조를 도시한 단면도
도 2는 종래 스크롤 압축기로서, 고정스크롤과 상부프레임의 체결구조를 도시한 사시도
도 3은 본 발명에 따른 조립구조가 적용된 스크롤 압축기의 구조를 도시한 단면도
도 4는 본 발명에 따른 스크롤 압축기의 조립구조를 도시한 사시도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
111 : 케이싱 112,113 : 상부,하부프레임
112d : 볼트 체결공 112e : 돌출단턱
114 : 구동모터 115 : 고정스크롤
115d : 볼트 체결공 115e : 함몰단턱
116 : 선회스크롤 117 : 구동축
118 : 올담링 119 : 고저압분리판
120 : 체크밸브 130 : 볼트
본 발명은 스크롤 압축기의 조립구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고정스크롤의 조립시 별도의 기준핀 체결을 배제하고 상부프레임과 고정스크롤의 중심이 일치된 상태가 고정될 수 있게 함으로써, 조립의 용이함을 제공할 수 있음은 물론 생산성을 향상 시킬 수 있으며, 고정스크롤의 미세 위치 보정을 가능하게 하며 신뢰성을 향상 시킬 수 있는 스크롤 압축기의 조립구조에 관한 것이다.
일반적으로 압축기는 냉매 가스 등의 유체를 압축하는 기기로서, 상기 압축기는 유체를 압축하는 방식에 따라 회전식 압축기, 왕복동식 압축기, 스크롤 압축기 등으로 분류하게 된다.
상기 스크롤 압축기는 공조기 분야에 널리 적용하는 고효율 저소음 압축기로서, 두개의 스크롤이 상대 선회운동을 하면서 각 스크롤 사이에 복수개의 압축실을 쌍으로 형성하고, 이 압축실이 지속적으로 중심 방향으로 이동하면서 체적이 작아짐에 따라 냉매가 연속으로 흡입 압축되며 토출되는 방식이다.
도 1은 종래 스크롤 압축기의 구조를 도시한 단면도이고, 도 2는 종래 스크롤 압축기로서, 고정스크롤과 상부프레임의 체결구조를 도시한 사시도이다.
도 1에서 도시한 바와 같이 종래 스크롤 압축기는, 내부에 밀폐된 수용공간을 형성하되 일측에는 냉매가스가 흡입 및 토출될 수 있도록 가스흡입관(SP)과 가스토출관(DP)이 구비되어 있는 케이싱(11)과, 상기 케이싱(11) 내부의 상하 양측에 각각 고정되는 상부프레임(12) 및 하부프레임(13)과, 상기 상부프레임(12)과 하부프레임(13) 사이에 장착되어 회전력을 발생시키는 구동모터(14)와, 상기 구동모터 (14)의 회전자(14b) 중심에 압임됨과 아울러 상부프레임(12)을 통과하며 후술할 선회스크롤(16)에 결합되어 구동모터(14)의 회전력을 전달하는 구동축(17)과, 인벌류트 형상의 랩(15a)을 구비하여 상부프레임(12)의 상부에 고정 설치되는 고정스크롤(15)과, 인벌류트 형상의 랩(16a)을 구비하여 고정스크롤(15)에 맞물리며 연속으로 이동하는 두개 한쌍의 압축실(P)을 형성하도록 결합되어 고정스크롤(15)에 대해 상대운동하면서 냉매를 압축시키는 선회스크롤(16)과, 상기 선회스크롤(16)과 상부프레임(12) 사이에 설치되어 상기 선회스크롤(16)의 자전을 방지하면서 선회시키는 올담링(Oldham's ring)(18)을 포함하여 구성되어 있다.
상기 상부프레임(12)의 중앙에는 구동축(17)을 반경 방향으로 지지하는 축구멍(12a)이 형성되어 있고, 이 축구멍(12a)의 상단부에는 선회스크롤(16)의 보스부(16b)가 선회운동될 수 있도록 보스수용홈(12b)이 확장 형성되어 있다.
상기 구동축(17)은 구동모터(14)의 회전자(14b)에 압입되어 상하 양측이 각각 상부프레임(12)과 하부프레임(13)에 의해 지지되고, 그 내부에는 케이싱(11)의 오일을 흡상하여 각 베어링면을 윤활할 수 있도록 축 방향을 따라 길게 오일유로(17a)가 형성되어 있다.
상기 고정스크롤(15)에는 케이싱(11)의 내부 공간을 토출압측 공간(Spd)과 흡입압측 공간(Sps)으로 분리 구획하는 고저압분리판(19)이 결합되어 있다.
상기 고정스크롤(15)의 경판부 저면에는 두개 한쌍의 압축실(P)을 이루는 랩(15a)이 인벌류트 형상으로 형성되어 있고, 경판부의 측면에는 가스흡입관(SP)을 통해 흡입압측 공간(Sps)으로 흡입된 냉매가 압축실(P)로 흡입될 수 있도록 흡입구(도시하지 않음)가 형성되어 있으며, 경판부 상면 중앙에는 최종 압축실(P)에 압축된 압축가스가 토출압측 공간(Spd)으로 토출될 수 있도록 토출구(15b)가 형성되어 있다.
또 상기 고정스크롤(15)의 상면에는 선택적으로 토출구(15b)를 개폐하며 냉매가스의 역류를 방지하는 체크밸브(20)가 구비되어 있다.
상기 선회스크롤(16)의 경판부 상면에는 상기 고정스크롤(15)의 랩(15a)과 함께 두개 한쌍의 압축실(P)을 이루는 랩(16a)이 인벌류트 형상으로 형성되어 있고, 경판부 저면 중앙에는 상기한 구동축(17)이 결합되어 구동모터(14)의 동력을 전달받을 수 있도록 보스부(16b)가 형성되어 있으며, 이 보스부(16b)는 상부프레임(12)의 보스수용홈(12b)에 삽입되어 선회운동을 하도록 이루어져 있다.
한편, 상기와 같은 고정스크롤(15)은 상부프레임(12)의 상부에 중심이 일치되도록 배치된 후, 기준핀(31)에 의해 중심이 일치되게 고정된 상태에서 볼트(30) 체결을 통해 고정 조립되도록 구성되어 있다.
즉 도 2에서 도시한 바와 같이, 상기 고정스크롤(15)과 상부프레임(12)에는 그 두께 방향을 따라 복수개의 기준핀공(12c,15c) 및 볼트 체결공(12d,15d)이 각각 형성되어 있는 바, 상기 고정스크롤(15)은 상부프레임(12)의 상부에 각 기준핀공(12c,15c)과 볼트 체결공(12d,15d)이 연통되도록 중심이 일치된 상태로 배치된 후, 기준핀공(12c,15c)에 삽입되는 기준핀(31)에 의해 중심이 일치된 상태가 고정되고, 그 후 볼트 체결공(12d,15d)에 볼트(30)가 체결됨으로써 고정되며 조립이 완료된다.
도면중 미설명 부호인 14a는 구동모터(14)의 고정자이다.
이하, 상기와 같은 구조로 이루어진 종래 스크롤 압축기의 작동구조를 설명하면 다음과 같다.
구동모터(14)에 전원이 인가되면, 구동축(17)이 구동모터(14)의 회전자(14b)와 함께 회전을 하면서 선회스크롤(16)이 올담링(18)에 의해 상부프레임(12)의 상면에서 편심 거리만큼 선회운동을 하고, 이와 함께 선회스크롤(16)은 고정스크롤(15)과의 랩(15a,16a) 사이에서 한쌍의 압축실(P)을 연속하여 형성하게 되는 바, 이 압축실(P)이 선회스크롤(16)의 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동되며 체적이 감소됨에 따라 냉매가스가 연속으로 흡입 압축되며 토출된다.
여기서, 냉매가스는 가스흡입관(SP)을 통해 흡입압측 공간(Sps)으로 흡입되었다가 흡입구를 통해 압축실(P)로 흡입되어 압축된 후 고정스크롤(15)의 토출구(15b)를 통해 토출압측 공간(Spd)으로 토출되고, 그 후 이 냉매가스는 가스토출관(DP)을 통해 냉동사이클시스템(도시하지 않음)으로 토출된다.
반면, 오일은 구동축(17)의 고속회전시 원심력에 의해 구동축(17)의 오일유로(17a)를 통해 흡입되어 상단으로 흡상되면서 일부는 상부프레임(12)의 축구멍(12a)을 윤활하는 한편 일부는 선회스크롤(16)의 스러스트 베어링면과 상부프레임(12)의 스러스트 베어링면 사이에 공급되며 윤활이 이루어지게 한다.
그런데 종래의 스크롤 압축기에 있어서는, 상부프레임(12)의 상부에 고정스크롤(15)을 조립할 시 별도의 기준핀(31)을 통해 상부프레임(12)과 고정스크롤(15)의 중심이 일치되게 고정된 상태에서 볼트(30) 체결을 통해 고정 조립되는 구조로 되어 있는 바, 별도의 기준핀(31) 삽입 공정에 따른 번거로움이 있었을 뿐만 아니라 조립성 및 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.
또 이와 같은 조립구조의 경우에는, 상부프레임(12)과 고정스크롤(15)이 기준핀(31)을 통해 중심이 일치되게 고정된 상태에서 각 부품간의 가공정도에 따른 고정스크롤(15)의 미세 위치 보정(특히 고정스크롤의 원주 방향을 따른 미세 위치 보정)을 하기 어려운 구조적인 문제점이 있었고, 이에 따라 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출한 것으로서, 고정스크롤의 조립시 별도의 기준핀 체결을 배제하고 상부프레임과 고정스크롤의 중심이 일치된 상태가 고정될 수 있게 함으로써, 조립의 용이함을 제공할 수 있음은 물론 생산성을 향상 시킬 수 있으며, 고정스크롤의 미세 위치 보정을 가능하게 하며 신뢰성을 향상 시킬 수 있는 스크롤 압축기의 조립구조에 관한 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 내부에 밀폐된 수용공간을 형성하는 케이싱과, 상기 케이싱의 내부에 고정 설치되는 프레임과, 인벌류트 형상의 랩을 구비하여 상기 프레임에 고정 설치되는 고정스크롤과, 인벌류트 형상의 랩을 구 비하여 상기 고정스크롤에 맞물리며 연속으로 이동하는 두개 한쌍의 압축실을 형성하도록 상기 프레임과 상기 고정스크롤 사이에 상대운동 가능하게 결합되는 선회스크롤을 포함하는 스크롤 압축기에 있어서, 상기 고정스크롤의 조립시 상기 고정스크롤과 상기 프레임의 중심이 일치된 상태가 고정될 수 있도록 상기 고정스크롤과 프레임의 상호 접촉면중 어느 일측에는 돌출단턱이 돌출 형성되고, 다른 일측에는 상기 돌출단턱이 압입되며 수용될 수 있도록 함몰단턱이 함몰 형성되어 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 조립구조가 적용된 스크롤 압축기의 구조를 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 스크롤 압축기의 조립구조를 도시한 사시도이다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 조립구조가 적용된 스크롤 압축기는, 내부에 밀폐된 수용공간을 형성하되 일측에는 냉매가스가 흡입 및 토출될 수 있도록 가스흡입관(SP)과 가스토출관(DP)이 구비되어 있는 케이싱(111)과, 상기 케이싱(111) 내부의 상하 양측에 각각 고정되는 상부프레임(112) 및 하부프레임(113)과, 상기 상부프레임(112)과 하부프레임(113) 사이에 장착되어 회전력을 발생시키는 구동모터(114)와, 상기 구동모터(114)의 회전자(114b) 중심에 압임됨과 아울러 상부프레임(112)을 통과하며 후술할 선회스크롤(116)에 결합되어 구동모터(114)의 회전 력을 전달하는 구동축(117)과, 인벌류트 형상의 랩(115a)을 구비하여 상부프레임(112)의 상부에 고정 설치되는 고정스크롤(115)과, 인벌류트 형상의 랩(116a)을 구비하여 고정스크롤(115)에 맞물리며 연속으로 이동하는 두개 한쌍의 압축실(P)을 형성하도록 결합되어 고정스크롤(115)에 대해 상대운동하면서 냉매를 압축시키는 선회스크롤(116)과, 상기 선회스크롤(116)과 상부프레임(112) 사이에 설치되어 상기 선회스크롤(116)의 자전을 방지하면서 선회시키는 올담링(Oldham's ring)(118)을 포함하여 구성되어 있다.
상기 상부프레임(112)의 중앙에는 구동축(117)을 반경 방향으로 지지하는 축구멍(112a)이 형성되어 있고, 이 축구멍(112a)의 상단부에는 선회스크롤(116)의 보스부(116b)가 선회운동될 수 있도록 보스수용홈(112b)이 확장 형성되어 있다.
상기 구동축(117)은 구동모터(114)의 회전자(114b)에 압입되어 상하 양측이 각각 상부프레임(112)과 하부프레임(113)에 의해 지지되고, 그 내부에는 케이싱(111)의 오일을 흡상하여 각 베어링면을 윤활할 수 있도록 축 방향을 따라 길게 오일유로(117a)가 형성되어 있다.
상기 고정스크롤(115)에는 케이싱(111)의 내부 공간을 토출압측 공간(Spd)과 흡입압측 공간(Sps)으로 분리 구획하는 고저압분리판(119)이 결합되어 있다.
상기 고정스크롤(115)의 경판부 저면에는 두개 한쌍의 압축실(P)을 이루는 랩(115a)이 인벌류트 형상으로 형성되어 있고, 경판부의 측면에는 가스흡입관(SP)을 통해 흡입압측 공간(Sps)으로 흡입된 냉매가 압축실(P)로 흡입될 수 있도록 흡입 구(도시하지 않음)가 형성되어 있으며, 경판부 상면 중앙에는 최종 압축실(P)에 압축된 압축가스가 토출압측 공간(Spd)으로 토출될 수 있도록 토출구(115b)가 형성되어 있다.
또 상기 고정스크롤(115)의 상면에는 선택적으로 토출구(115b)를 개폐하며 냉매가스의 역류를 방지하는 체크밸브(120)가 구비되어 있다.
상기 선회스크롤(116)의 경판부 상면에는 상기 고정스크롤(115)의 랩(115a)과 함께 두개 한쌍의 압축실(P)을 이루는 랩(116a)이 인벌류트 형상으로 형성되어 있고, 경판부 저면 중앙에는 상기한 구동축(117)이 결합되어 구동모터(114)의 동력을 전달받을 수 있도록 보스부(116b)가 형성되어 있으며, 이 보스부(116b)는 상부프레임(112)의 보스수용홈(112b)에 삽입되어 선회운동을 하도록 이루어져 있다.
한편, 상기 고정스크롤(115)은 조립시 별도의 기준핀(31) 체결을 배제하고 상부프레임(112)과 고정스크롤(115)의 상호 접촉면에 형성되는 돌출단턱(112e) 및 함몰단턱(115e)을 통해 중심이 일치된 상태가 고정될 수 있도록 구성되어 있는 바, 이에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 4에서 도시한 바와 같이, 상기 고정스크롤(115)과 접촉되는 상부프레임(112)의 상면 외주연부에는 소정 높이를 갖도록 그 두께 방향을 따라 돌출됨과 아울러 원주 방향을 따라 소정 원호면을 갖는 돌출단턱(112e)이 형성되어 있고, 상기 고정스크롤(115)의 저면 외주연부에는 돌출단턱(112e)이 압입되며 수용될 수 있도록 그 두께 방향을 따라 상향 함몰됨과 아울러 원주 방향을 따라 소정 원호면을 갖 는 함몰단턱(115e)이 형성되어 있는 바, 고정스크롤(115)의 조립시 고정스크롤(115)은 상부프레임(112)의 상면에 중심이 일치되게 배치됨과 아울러 돌출단턱(112e)의 내측 원호면이 함몰단턱(115e)의 원호면에 면접촉되며 압입됨으로써 그 배치된 상태가 고정될 수 있다.
아울러, 상기와 같은 돌출단턱(112e) 및 함몰단턱(115e)은 고정스크롤(115)의 원주 방향을 따라 소정 간격을 두고 이격되게 복수개가 구비될 수 있는 바, 바람직하게는 고정스크롤(115)의 반경 방향을 따라 서로 대향되게 적어도 2개가 구비된다.
또 상기 돌출단턱(112e) 및 함몰단턱(115e)을 고정스크롤(115)의 원주 방향을 따라 전면적으로 형성할 수 있음은 물론이다.
이와 같은 구조에 의해 상기 고정스크롤(115)은 상부프레임(112)의 상부에 중심이 일치된 상태로 배치됨과 아울러 돌출단턱(112e) 및 함몰단턱(115e)을 통해 그 배치된 상태가 고정되고, 고정스크롤(115)과 상부프레임(112)에 그 두께 방향을 따라 각각 형성되어 연통되는 복수개의 볼트 체결공(112d,115d)에 볼트(130)가 체결됨으로써 고정되며 조립이 완료된다.
이와 같이 본 발명은 고정스크롤(115)의 조립시 종래와 같이 별도의 기준핀 체결을 배제하고 상부프레임(112)과 고정스크롤(115)의 상호 접촉면에 형성되는 돌추단턱(112e) 및 함몰단턱(115e)을 통해 중심이 일치된 상태가 고정될 수 있게 함으로써, 종래 기준핀 체결 공정에 따른 번거로움을 해소하고 작업성 및 생산성이 향상 될 수 있게 한다.
아울러 본 발명의 조립구조은 각 부품간의 가공정도에 따른 고정스크롤(115)의 미세 위치 보정 즉, 고정스크롤(115)과 상부프레임(112)의 중심이 일치되게 고정된 상태에서 원주 방향을 따른 고정스크롤(115)의 미세 위치 보정을 가능하게 함으로써, 조립오차를 저감시켜 신뢰성이 향상 될 수 있게 한다.
도면중 미설명 부호인 114a는 구동모터(114)의 고정자이다.
이하, 본 발명에 따른 조립구조가 적용된 스크롤 압축기의 작동구조를 설명하면 다음과 같다.
구동모터(114)에 전원이 인가되면, 구동축(117)이 구동모터(114)의 회전자(114b)와 함께 회전을 하면서 선회스크롤(116)이 올담링(118)에 의해 상부프레임(112)의 상면에서 편심 거리만큼 선회운동을 하고, 이와 함께 선회스크롤(116)은 고정스크롤(115)과의 랩(115a,116a) 사이에서 한쌍의 압축실(P)을 연속하여 형성하게 되는 바, 이 압축실(P)이 선회스크롤(116)의 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동되며 체적이 감소됨에 따라 냉매가스가 연속으로 흡입 압축되며 토출된다.
여기서, 냉매가스는 가스흡입관(SP)을 통해 흡입압측 공간(Sps)으로 흡입되었다가 흡입구를 통해 압축실(P)로 흡입되어 압축된 후 고정스크롤(115)의 토출구(115b)를 통해 토출압측 공간(Spd)으로 토출되고, 그 후 이 냉매가스는 가스토출관(DP)을 통해 냉동사이클시스템(도시하지 않음)으로 토출된다.
반면, 오일은 구동축(117)의 고속회전시 원심력에 의해 구동축(117)의 오일유로(117a)를 통해 흡입되어 상단으로 흡상되면서 일부는 상부프레임(112)의 축구 멍(112a)을 윤활하는 한편 일부는 선회스크롤(116)의 스러스트 베어링면과 상부프레임(112)의 스러스트 베어링면 사이에 공급되며 윤활이 이루어지게 한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절히 변경 가능한 것이다.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 스크롤 압축기의 조립구조에 의하면, 고정스크롤의 조립시 별도의 기준핀 체결을 배제하고 상부프레임과 고정스크롤의 상호 접촉면에 형성되는 지지돌부 및 지지홈을 통해 중심이 일치된 상태가 고정될 수 있게 함으로써, 조립의 용이함을 제공할 수 있음은 물론 생산성을 향상 시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명의 조립구조는 각 부품간의 가공정도에 따른 고정스크롤의 미세 위치 보정을 가능하게 함으로써, 조립오차를 저감시켜 신뢰성이 향상 될 수 있게 한다.

Claims (3)

  1. 내부에 밀폐된 수용공간을 형성하는 케이싱과, 상기 케이싱의 내부에 고정 설치되는 프레임과, 인벌류트 형상의 랩을 구비하여 상기 프레임에 고정 설치되는 고정스크롤과, 인벌류트 형상의 랩을 구비하여 상기 고정스크롤에 맞물리며 연속으로 이동하는 두개 한쌍의 압축실을 형성하도록 상기 프레임과 상기 고정스크롤 사이에 상대운동 가능하게 결합되는 선회스크롤을 포함하는 스크롤 압축기에 있어서,
    상기 고정스크롤의 조립시 상기 고정스크롤과 상기 프레임의 중심이 일치된 상태가 고정될 수 있도록 상기 고정스크롤과 프레임의 상호 접촉면중 어느 일측에는 돌출단턱이 돌출 형성되고, 다른 일측에는 상기 돌출단턱이 압입되며 수용될 수 있도록 함몰단턱이 함몰 형성되어 구성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 조립구조.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 돌출단턱과 상기 함몰단턱은 상기 고정스크롤의 원주 방향을 따라 원호면을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 조립구조.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 돌출단턱과 상기 함몰단턱은 상기 고정스크롤의 반경 방향을 따라 서로 대향되게 적어도 2개가 구비된 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 조립구조.
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