KR20080005400U - 고압 가스 용기 - Google Patents

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KR20080005400U KR2020070007776U KR20070007776U KR20080005400U KR 20080005400 U KR20080005400 U KR 20080005400U KR 2020070007776 U KR2020070007776 U KR 2020070007776U KR 20070007776 U KR20070007776 U KR 20070007776U KR 20080005400 U KR20080005400 U KR 20080005400U
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Abstract

본 고안은 수지 복합 소재를 이용하여 다수의 단위 용기를 다중 결합하여 필요한 용량의 가스를 저장할 수 있도록 한 고압 가스 용기에 관한 것으로, 내부에 고압 가스가 충전되는 원통 형상의 단위 용기(20)와; 내부에 단위 용기(10)가 복수 개 적층되고 설치 위치에 대응하는 임의 형태의 케이스(20)와; 케이스(20) 내부에 구비된 단위 용기(10)들이 서로 연통되도록 각 단위 용기 사이에 설치되는 니플(25)과; 케이스(20) 내부에 구비된 단위 용기(10) 사이의 공간에 삽입되어 단위 용기(10)의 움직임을 제한하고 각 단위 용기(10)의 폭발력이 주위로 전달되는 것을 차단하는 복수 개의 삽입봉(30)과; 가스의 주입 및 인출을 위하여 일단이 단위 용기(20)들 중 하나의 단부에 연결되고 타단은 케이스(20)의 외부로 돌출되는 커플러(21);를 포함하고, 케이스(20)와 단위 용기(10) 사이의 공간 및 단위 용기(10)와 삽입봉(30) 사이의 공간에 수지(27)를 충전한 후 경화시켜 일체화시킨 것을 특징으로 한다. 따라서, 설치 위치에 따라 임의의 형상을 가진 고압 가스 용기를 제작하여 사용할 수 있고, 경사와 위사로 이루어진 커버를 이용하여 가스 압력을 견딜 수 있어 단위 용기의 두께를 줄일 수 있게 된다.
고압가스, 용기, 수지, 니플, 경사, 위사, 커버, 경판, 커플러, 섬유

Description

고압 가스 용기{Vessel for High Pressure Gas}
도 1은 본 고안에 의한 고압 가스 용기가 도시된 구성도.
도 2는 본 고안의 고압 가스 용기의 측단면 일부가 도시된 도면.
도 3은 본 고안의 고압 가스 용기에서 단위 용기들의 배열 상태도.
도 4는 본 고안의 고압 가스 용기에서 각 단위 용기에 섬유를 감는 방향 설명을 위한 참고도.
도 5는 고안의 요부 구성인 단위 용기가 도시된 도면.
도 6은 단위 용기에 커버를 부착하는 형태가 도시된 도면.
도 7은 각 단위 용기의 커버 부분이 도시된 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 단위 용기 11: 본체
12: 오목부 13: 구멍
15: 경판 16: 편직물
17: 커버 19: 지지링
20: 케이스 21: 커플러
23: 섬유 25: 니플
27: 수지 30: 삽입봉
35: 구멍
본 고안은 고압 가스를 저장하는 고압 가스 용기에 관한 것으로서, 특히 수지 복합 소재를 이용하여 다수의 단위 용기를 다중 결합하여 필요한 용량의 가스를 저장할 수 있도록 한 고압 가스 용기에 관한 것이다.
일반적으로 고압 가스 용기는 금속 재료를 이용하여 원통형으로 제작하고 있다. 즉, 가스의 압력을 잘 견딜 수 있도록 인장 강도가 큰 금속 재료를 이용하여 원통형 구조로 제작하는 것이다.
한편, 사용 장소나 거치 장소가 협소한 경우에는 대용량의 고압 가스 용기를 사용하는 대신 소형의 고압 가스 용기를 다수 연결하여 사용하고 있는데, 대부분 고압 가스 용기들을 각각 병렬로 연결하여 필요한 용량이 저장될 수 있도록 하고 있다. 이러한 소형의 고압 가스 용기는 원통형 본체의 제작시 가스 압력에 대응할 수 있도록 저장되는 가스의 압력에 상당하는 두께를 갖도록 하고 있으며, 금속 재료를 이용한 주조 방식 또는 철판 벤딩 후 용접하는 방식으로 제작되고 있다. 이에 따라 제작 비용이 증가하고 제작 공정이 까다롭게 되며 용기의 소형화에도 한계가 있다.
이와 같이 소형의 고압 가스 용기를 사용하는 이유는 사용 장소 또는 거치 장소의 형태에 관계없이 더 많은 용량의 가스를 저장하기 위한 것으로, 각 고압 가 스 용기들이 움직이지 않도록 구조물로 고정하게 되며, 이들이 설치되는 장소에 대응하는 멀티 형상의 케이스를 함께 사용하기도 한다. 이때, 각 소형 고압 가스 용기 내부의 가스가 서로 연통될 수 있도록 각 소형 고압 가스 용기의 경판부에 노즐을 설치하고 이 노즐에 각각 플렉시블 파이프와 같은 연결관을 연결하여 가스를 이용하도록 하고 있다. 물론, 각 소형 고압 가스 용기에의 가스 주입은 각각 독립적으로 이루어지고 있다.
결과적으로 종래의 고압 가스 용기는 사용 장소 또는 거치 장소에 따라 용량에 제한을 받게 되고 설치 장소에 대응하여 멀티 형상으로 고압 가스 용기를 제작하더라도 그 형태 및 크기에 제약을 받으며 용기가 금속으로 형성되어 용기 중량이 큰 문제점이 있다.
본 고안은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 원통형의 소형 고압 가스 용기를 다중으로 결합하여 필요한 용량의 고압 가스를 저장할 수 있도록 하되 소형 고압 가스 용기를 필요한 형태대로 적층한 상태에서 그 주위를 수지 복합 재료로 고착하여 임의 형태로 제작할 수 있도록 한 고압 가스 용기를 제공하는데 그 목적이 있다.
또, 본 고안은 수지 복합 재료로 형성된 소형의 고압 가스 용기를 경사와 위사로 이루어진 커버로 보호하여 가스 압력에 대한 내압력을 증가시킬 수 있도록 한 고압 가스 용기를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 고안은 노즐이나 연결관을 사용하지 않고 니플을 이용하여 소형 고 압 가스 용기들이 직접 연통되도록 함으로써 구조를 간단히 함은 물론 소형 가스 용기들의 내부 압력을 일정하게 유지할 수 있도록 한 고압 가스 용기를 제공하는데 목적이 있다.
또, 본 고안은 소형 고압 가스 용기와 케이스 사이에 수지를 충전하여 소형 고압 가스 용기들을 일체화시킴은 물론 가스의 누설을 방지하고 소형 고압 가스 용기 사이에 삽입봉을 삽입하여 소형 고압 가스 용기들의 움직임을 차단한 고압 가스 용기를 제공하는데 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 고압 가스 용기는, 내부에 고압 가스가 충전되는 원통 형상의 단위 용기와; 내부에 상기 단위 용기가 복수 개 적층되고 설치 위치에 대응하는 임의 형태의 케이스와; 상기 케이스 내부에 구비된 단위 용기들이 서로 연통되도록 각 단위 용기 사이에 설치되는 니플과; 상기 케이스 내부에 구비된 단위 용기 사이의 공간에 삽입되어 상기 단위 용기의 움직임을 제한하고 각 단위 용기의 폭발력이 주위로 전달되는 것을 차단하는 복수 개의 삽입봉과; 가스의 주입 및 인출을 위하여 일단이 상기 단위 용기들 중 하나의 단부에 연결되고 타단은 상기 케이스의 외부로 돌출되는 커플러;를 포함하고, 상기 케이스와 단위 용기 사이의 공간 및 상기 단위 용기와 삽입봉 사이의 공간에 수지를 충전한 후 경화시켜 일체화시킨 것을 특징으로 한다.
또, 본 고안의 고압 가스 용기에 따르면, 상기 단위 용기는, 고압 가스가 충전되고 상기 니플이 연결되는 구멍이 하나 이상 형성된 원통형의 본체와, 상기 본 체의 양단에 각각 접합되어 상기 본체를 밀폐시키고 각각 길이 방향 외측으로 돌출 형성된 경판과, 상기 본체의 길이 방향으로 배치되는 경사 및 상기 경사의 외측에서 상기 본체의 원주 방향을 따라 감겨지는 위사로 이루어져 상기 본체 및 경판을 감싼 상태에서 경화되는 커버와, 상기 경판의 외측 선단에 연결 형성되어 상기 커버를 고정하는 지지링을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 고안의 고압 가스 용기에 따르면, 상기 본체는 상기 니플이 연결되는 부분이 타측에 비해 직경이 작은 오목부로 형성되고, 상기 오목부에 상기 구멍이 형성되는 것을 특징으로 하며, 상기 오목부에 편직물이 감싸져 타측과 동일한 직경을 갖도록 한 상태에서 상기 커버가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또, 본 고안의 고압 가스 용기에 따르면, 상기 커버는 상기 본체 및 경판의 외측을 감싸는 내측 커버와, 상기 내측 커버의 외측을 감싸는 외측 커버로 이루어지고, 상기 외측 커버는 상기 내측 커버에 비해 더 촘촘하게 형성되는 것을 특징으한다.
또한, 본 고안의 고압 가스 용기에 따르면, 상기 단위 용기들은, 서로를 연통시키는 상기 니플이 결합된 후 섬유로 인접한 단위 용기들을 순차적으로 교차하여 감싸도록 하여 일체화되는 것을 특징으로 하고, 상기 삽입봉은 그 중심부에 상기 단위 용기의 길이 방향을 따라 길게 형성된 구멍을 구비한 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 고압 가스 용기를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 고안에 의한 고압 가스 용기가 도시된 구성도이고, 도 2는 본 고 안의 고압 가스 용기의 측단면 일부가 도시된 도면이며, 도 3은 본 고안의 고압 가스 용기에서 단위 용기들의 배열 상태도이고, 도 4는 본 고안의 고압 가스 용기에서 단위 용기들에 섬유를 감는 방향 설명을 위한 참고도이다. 그리고, 도 5는 고안의 오목부 구성인 단위 용기가 도시된 도면이고, 도 6은 단위 용기에 커버를 부착하는 형태가 도시된 도면이며, 도 7은 각 단위 용기의 커버 부분이 도시된 단면도이다.
본 고안에 의한 고압 가스 용기는, 내부에 고압 가스가 충전되는 원통 형상의 단위 용기(20)와; 내부에 상기 단위 용기(10)가 복수 개 적층되고 설치 위치에 대응하는 임의 형태의 케이스(20)와; 상기 케이스(20) 내부에 구비된 단위 용기(10)들이 서로 연통되도록 각 단위 용기 사이에 설치되는 니플(25)과; 상기 케이스(20) 내부에 구비된 단위 용기(10) 사이의 공간에 삽입되어 상기 단위 용기(10)의 움직임을 제한하고 각 단위 용기(10)의 폭발력이 주위로 전달되는 것을 차단하는 복수 개의 삽입봉(30)과; 가스의 주입 및 인출을 위하여 일단이 상기 단위 용기(20)들 중 하나의 단부에 연결되고 타단은 상기 케이스(20)의 외부로 돌출되는 커플러(21)와; 상기 케이스(20)와 단위 용기(10) 사이의 공간 및 상기 단위 용기(10)와 삽입봉(30) 사이의 공간에 충전된 후 경화되어 각 단위 용기(10)들과 케이스(20)를 일체화시키는 수지(27)로 이루어진다.
여기서, 상기 단위 용기(10)는, 고압 가스가 충전되고 상기 니플(25)이 연결되는 부분이 타측에 비해 직경이 작은 오목부(12)로 형성되고 상기 오목부(12)에 구멍(13)이 하나 이상 형성된 원통형의 본체(11)와, 상기 본체(11)의 양단에 각각 접합되어 상기 본체(11)를 밀폐시키고 각각 길이 방향 외측으로 돌출 형성된 경판(15)과, 상기 본체(11)의 길이 방향으로 배치되는 경사(17') 및 상기 경사(17')의 외측에서 상기 본체(11)의 원주 방향을 따라 감겨지는 위사(17")로 이루어져 상기 본체(11) 및 경판(15)을 감싼 상태에서 경화되는 커버(17)와, 상기 경판(15)의 외측 선단에 연결 형성되어 상기 커버(17)를 고정하는 지지링(19)을 포함한다.
이때, 상기 오목부(12)에 편직물(16)이 감싸져 타측과 동일한 직경을 갖도록 한 상태에서 상기 커버(17)가 설치되는데, 상기 커버(17)는 상기 본체(11) 및 경판(15)의 외측을 감싸는 내측 커버(17a)와, 상기 내측 커버(17a)의 외측을 감싸는 외측 커버(17b)로 구분되며, 상기 외측 커버(17b)는 상기 내측 커버(17a)에 비해 더 촘촘하게 형성되는 것이 바람직하다.
또, 상기 단위 용기(10)들은, 서로를 연통시키는 상기 니플(25)이 결합된 후 섬유(23)로 인접한 단위 용기(10)들을 순차적으로 교차하여 감싸도록 하여 일체화된다. 따라서, 상기 케이스(20)에 수지(27)를 충전하여 경화시키기 이전에도 단위 용기(10)들의 적층 상태가 흐트러지지 않게 된다.
한편, 상기 삽입봉(30)의 중심부에는 상기 단위 용기(10)의 길이 방향을 따라 구멍(35)이 길게 형성된다. 이는 삽입봉(30)의 재료를 절감함과 더불어 고압 가스 용기의 전체 중량을 감소시키고 삽입봉(30)의 강도가 증가되도록 하기 위한 것이다. 또, 상기 케이스(20)는 한 겹의 두꺼운 재질로 형성하는 것보다는 얇은 두께의 플레이트를 다수 개 겹쳐서 성형하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성된 본 고안의 고압 가스 용기는 설치 위치 또는 설치 공간 의 모양에 따라 케이스의 외형을 변형하여 설치할 수 있도록 한다.
원통 형상의 본체(11) 양단에 각각 경판(15)을 접합하여, 밀폐된 단위 용기(10)를 형성한다. 이때, 상기 본체(11)에 원주 방향의 오목부(12)를 복수 개 형성하고, 이 오목부(12)에 편직물(16)을 감싸서 상기 본체(11)의 다른 부분과 동일한 높이가 되도록 한다. 이 상태에서 상기 본체(11)의 외측에 수지로 이루어진 커버(17)를 설치하여 본체(11) 내에 저장된 가스의 압력을 견딜 수 있도록 한다.
상기 커버(17)는, 수지로 이루어진 다수의 경사(17')를 상기 본체(11) 주위에 길이 방향으로 배치한 상태에서 상기 경사(17')의 외측에 위사(17")를 와인딩한 후 경화시킴으로써 일체화시키며, 본체(11) 및 경판(15)의 외면을 감싸도록 하여 상기 본체(11) 및 경판(15)의 내압력을 증대시킨다. 이때, 상기 커버(17)는 단일층으로 구성될 수도 있으나, 내부 커버(17a)와 외부 커버(17b)의 이중 구조 또는 삼중 구조로 형성하는 것이 내압면(耐壓面)에서 유리하다. 이때, 상기 경사(17')가 흐트러지지 않도록 상기 경사(17')의 끝단을 상기 경판(15)의 외측에 구비된 지지링(19)에 고정함으로써 경화된 커버(17)가 본체(11) 및 경판(15)과 일체화되어 움직이지 않게 한다.
상기의 과정을 통해 각 단위 용기(10)의 제작이 완료되면 복수 개의 단위 용기(10)를 적층하여 설치 위치에 맞게 임의 형상으로 제작된 케이스(20)에 삽입될 수 있는 구조로 만들고 수지로 형성된 섬유(23)를 이용하여 인접한 단위 용기(10)들을 순차적으로 교차하여 감싸도록 함으로써 적층된 단위 용기(10)들이 흐트러지지 않게 한다. 이때, 상기 본체(11)의 오목부(12)에 구멍(13)을 형성하고 니플(25) 을 삽입하여 이웃하는 단위 용기(10) 사이가 서로 연통하도록 하도록 함으로써 단위 용기(10) 전체를 하나로 연통시킨다.
여기서, 상기 오목부(12)에 구멍(13)을 형성하여 니플(25)을 삽입하는 이유는 상기 니플(25)로 인해 각 단위 용기(10) 사이의 간격이 멀어져 고압 가스의 저장 용량이 감소하는 것을 방지하기 위한 것이며, 상기 오목부(12)에 편직물(16)을 설치하는 이유는 구멍(13)을 형성하는 과정에서 커버(17)의 경사(17')와 위사(17") 들의 간격이 벌어져 내압력이 낮아지는 것을 방지하기 위한 것이다.
이와 같이 단위 용기들(10)의 적층이 완료되면 단위 용기(10)들 사이의 빈 공간에 삽입봉(30)을 삽입하여 단위 용기(10)들의 움직임을 제한한다. 이때, 상기 삽입봉(30)의 중앙에 길이 방향의 구멍(35)을 형성함으로써 삽입봉(30)의 중량을 감소시킴과 동시에 강도가 향상되도록 하고 삽입봉(30)의 원료가 되는 수지의 양을 절약하게 된다.
이후, 적층된 단위 용기(10)들을 상기 케이스(20)에 삽입하고, 상기 케이스(20)와 단위 용기(10)들 사이의 공간 및 단위 용기(10)와 삽입봉(30) 사이의 공간에 수지(27)를 충전한 후 경화시켜 단위 용기(10)들과 케이스(20)를 일체화시키게 된다. 물론, 상기 단위 용기(10)들 중 하나에 구비된 커플러(21)가 상기 케이스(20)의 외측에 돌출되도록 한 상태에서 단위 용기(10)들과 케이스(20)를 일체화시켜야 하는 것은 당연하다.
이에 따라 상기 커플러(15)를 통해 상기 케이스(20) 내부에 있는 각 단위 용기(10)에 고압 가스를 충전하거나 상기 단위 용기(10)들에 저장된 고압 가스를 인 출하여 사용하는 것이 가능하게 된다.
이상에서는 본 고안의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 고안의 범위는 이 같은 특정 실시 예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 고안의 실용신안등록청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 고안의 고압 가스 용기는 사용 장소 또는 설치 장소에 따라 임의 형상으로 제작된 케이스 내에 소형의 단위 용기들을 다수 적층하여 사용하게 되므로 설치 공간의 형태에 무관하게 최대의 저장 용량을 확보할 수 있는 효과가 있다.
또, 본 고안의 고압 가스 용기에 따르면, 각 단위 용기의 외측에 수지로 이루어진 커버를 부착함으로써 단위 용기의 두께를 줄일 수 있고 각 단위 용기 사이의 공간에 삽입봉을 삽입하여 단위 용기들의 움직임을 제한하고 유사시 폭발의 영향을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 고안의 고압 가스 용기에 띠르면, 니플을 이용하여 각 단위 용기 사이를 연통시키게 되므로 내부 구조가 단순해지고 각 단위 용기 내부의 가스 압력을 균일하게 유지시키는 효과가 있다.
또, 본 고안의 고압 가스 용기에 따르면, 니플이 각 단위 용기의 본체에 구비된 오목부에 형성된 구멍에 삽입되므로 단위 용기 사이의 간격을 줄여 가스의 저장 용량을 최대화하고 오목부에 편직물이 구비되어 구멍의 천공에 따른 커버의 흐 트러짐을 최소화할 수 있다.

Claims (9)

  1. 내부에 고압 가스가 충전되는 원통 형상의 단위 용기(10)와;
    내부에 상기 단위 용기(10)가 복수 개 적층되고 설치 위치에 대응하는 임의 형태의 케이스(20)와;
    상기 케이스(20) 내부에 구비된 단위 용기(10)들이 서로 연통되도록 각 단위 용기 사이에 설치되는 니플(25)과;
    상기 케이스(20) 내부에 구비된 단위 용기(10) 사이의 공간에 삽입되어 상기 단위 용기(10)의 움직임을 제한하고 각 단위 용기(10)의 폭발력이 주위로 전달되는 것을 차단하는 복수 개의 삽입봉(30)과;
    가스의 주입 및 인출을 위하여 일단이 상기 단위 용기(20)들 중 하나의 단부에 연결되고 타단은 상기 케이스(20)의 외부로 돌출되는 커플러(21);를 포함하고,
    상기 케이스(20)와 단위 용기(10) 사이의 공간 및 상기 단위 용기(10)와 삽입봉(30) 사이의 공간에 수지(27)를 충전한 후 경화시켜 일체화시킨 것을 특징으로 하는 고압 가스 용기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단위 용기(10)는, 고압 가스가 충전되고 상기 니플(25)이 연결되는 구멍(13)이 하나 이상 형성된 원통형의 본체(11)와, 상기 본체(11)의 양단에 각각 접합되어 상기 본체(11)를 밀폐시키고 각각 길이 방향 외측으로 돌출 형성된 경 판(15)과, 상기 본체(11)의 길이 방향으로 배치되는 경사(17') 및 상기 경사(17')의 외측에서 상기 본체(11)의 원주 방향을 따라 감겨지는 위사(17")로 이루어져 상기 본체(11) 및 경판(15)을 감싼 상태에서 경화되는 커버(17)와, 상기 경판(15)의 외측 선단에 연결 형성되어 상기 커버(17)를 고정하는 지지링(19)을 포함하는 것을 특징으로 하는 고압 가스 용기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 본체(11)는, 상기 니플(25)이 연결되는 부분이 타측에 비해 직경이 작은 오목부(12)로 형성되고, 상기 오목부(12)에 상기 구멍(13)이 형성되는 것을 특징으로 하는 고압 가스 용기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 오목부(12)에 편직물(16)이 감싸져 타측과 동일한 직경을 갖도록 한 상태에서 상기 커버(17)가 설치되는 것을 특징으로 하는 고압 가스 용기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 커버(17)와 상기 편직물(16)은 수지 복합 소재로 형성된 것을 특징으로 하는 고압 가스 용기.
  6. 제3항 또는 제5항에 있어서,
    상기 커버(17)는 상기 본체(11) 및 경판(15)의 외측을 감싸는 내측 커버(17a)와, 상기 내측 커버(17a)의 외측을 감싸는 외측 커버(17b)로 이루어지고,
    상기 외측 커버(17b)는 상기 내측 커버(17a)에 비해 더 촘촘하게 형성되는 것을 특징으로 하는 고압 가스 용기.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단위 용기(10)들은, 서로를 연통시키는 상기 니플(25)이 결합된 후 섬유(23)로 인접한 단위 용기(10)들을 순차적으로 교차하여 감싸도록 하여 일체화되는 것을 특징으로 하는 고압 가스 용기.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 삽입봉(30)은 그 중심부에 상기 단위 용기(10)의 길이 방향을 따라 길게 형성된 구멍(35)을 구비한 것을 특징으로 하는 고압 가스 용기.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 케이스(20)는 얇은 두께의 플레이트를 다수 개 겹쳐서 성형하는 것을 특징으로 하는 고압 가스 용기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20200110034A (ko) * 2019-03-15 2020-09-23 삼성중공업 주식회사 압축가스 저장선박 및 이의 격벽 형성 방법

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