KR20080019952A - Cold reserving heat exchanger - Google Patents

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KR20080019952A
KR20080019952A KR1020060082528A KR20060082528A KR20080019952A KR 20080019952 A KR20080019952 A KR 20080019952A KR 1020060082528 A KR1020060082528 A KR 1020060082528A KR 20060082528 A KR20060082528 A KR 20060082528A KR 20080019952 A KR20080019952 A KR 20080019952A
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Abstract

A cold-storage heat exchanger is provided to prevent sudden temperature increase refrigerant while reducing temperature difference between left and right sides inside the vehicle, by using chilled air stored in the cold-storage heat exchanger when an engine is stopped, and to minimize energy and time required for re-cooling. A cold-storage heat exchanger(100) comprises an outer casing(10), a cold-storage material, and a plurality of heat pipes(30). The outer casing, defining a cold-storage material charging part(11) there, is provided with a plurality of through holes(12). The cold-storage material is charged in the cold-storage material charging part within the outer casing. The heat pipes are invaginated within the outer casing.

Description

축냉 열교환기{Cold Reserving Heat Exchanger}Cold Storage Heat Exchanger

도 1은 본 발명에 따른 축냉 열교환기의 사시도. 1 is a perspective view of a cold storage heat exchanger according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 축냉 열교환기의 분해사시도.Figure 2 is an exploded perspective view of the cold storage heat exchanger according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 축냉 열교환기의 정면도.3 is a front view of the heat storage heat exchanger according to the present invention.

도 4는 상기 도 3의 본 발명에 따른 축냉 열교환기의 AA 방향의 단면도.4 is a cross-sectional view taken along the AA direction of the cold storage heat exchanger according to the present invention of FIG. 3.

도 5는 본 발명에 따른 축냉 열교환기가 구비된 차량용 공조장치.Figure 5 is a vehicle air conditioner with a cold storage heat exchanger according to the present invention.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **

100 : 축냉 열교환기100: cold storage heat exchanger

10 : 외부케이스 10: outer case

11 : 축냉재 충전부 12 : 통공부11: charge storage part 12: through hole

20 : 축냉재20: cold storage material

30 : 히트파이프30: heat pipe

200 : 공조케이스 E : 증발기 200: air conditioning case E: evaporator

210, 220, 230 : 벤트210, 220, 230: vent

본 발명은 축냉 열교환기에 관한 것으로써 축냉재 및 히트파이프가 구비되어 축냉 능력을 높여 자동차 실내의 온도를 쾌적하게 유지할 수 있도록 하는 축냉 열교환기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cold storage heat exchanger, in which a cold storage material and a heat pipe are provided to increase the cold storage capacity so as to comfortably maintain a temperature inside a vehicle.

일반적으로 자동차용 공조장치는 하절기나 동절기에 자동차 실내를 적정온도로 유지하거나 또는 우천시나 동절기에 자동차의 유리창에 끼게 되는 성에 등을 제거하여 운전자의 전·후방 시야가 확보될 수 있도록 하는 구성품이다. In general, a vehicle air conditioner is a component that maintains the interior of a car at an appropriate temperature in the summer or winter, or removes frost, which is stuck on the windshield of the car in the rain or winter, to secure the driver's front and rear view.

세계적으로 에너지 및 환경 문제에 관한 관심사가 커져 감에 따라, 최근 자동차 생산 산업에 있어서 연비를 포함한 각 파트의 효율 개선이 꾸준히 이루어지고 있으며, 또한 다양한 소비자의 욕구를 만족시키기 위하여 자동차 외관의 형태 역시 다양화되고 있는 추세이다. 이러한 경향에 따라, 차량의 각 부품들은 점차로 경량화·소형화 및 고기능화를 위한 꾸준한 연구 개발이 이루어지고 있다. 특히, 연비 향상과 매연 등의 배출 규제로 인해 수소연료전지를 이용하는 차량 및 동력과 전기에너지를 동시에 사용하는 하이브리드 차량에 대한 연구 개발이 증가되는 추세이다.As concerns about energy and environmental issues are growing around the world, the efficiency of each part including fuel economy has been steadily improved in the automobile production industry. In addition, the appearance of automobiles is also varied in order to satisfy various consumer needs. It is becoming a trend. In accordance with this tendency, each part of the vehicle has been steadily researched and developed for weight reduction, miniaturization and high functionality. In particular, due to fuel efficiency improvement and emission regulations such as soot, research and development on a vehicle using a hydrogen fuel cell and a hybrid vehicle using both power and electric energy are increasing.

상기 수소연료전지를 이용하는 차량 및 하이브리드 차량은 신호대기 등의 정차시 자동으로 엔진을 정지하고 다시 변속기의 조작으로 엔진이 재시동되도록 하는 아이들 스톱/고 시스템을 채택하는 경우가 많다. 그러나 상기 수소연료전지를 이용 하는 차량 및 하이브리드 차량의 경우에도 냉방장치는 엔진에 의해 작동되므로 엔진이 정지될 경우, 압축기도 정지하게 되고 이에 따라, 증발기의 온도가 급격하게 상승되어 사용자의 쾌적함을 떨어뜨리는 문제점이 있다. 또한, 증발기 내부의 냉매는 상온에서도 쉽게 기화되므로 압축기가 동작되지 않는 짧은 시간동안 냉매가 기화되어 다시 엔진이 작동되어 압축기 및 증발기가 작동되더라도 기화된 냉매를 압축하여 액화해야하므로 실내에 냉풍이 공급되기 위한 시간이 오래 소요될 뿐만 아니라 전체 에너지 소요량을 높이는 문제점이 있다. Vehicles and hybrid vehicles using the hydrogen fuel cell often adopt an idle stop / high system that automatically stops the engine when the vehicle stops, such as a signal standby, and restarts the engine by operating the transmission. However, even in the case of the vehicle and the hybrid vehicle using the hydrogen fuel cell, the cooling device is operated by the engine, so when the engine is stopped, the compressor is also stopped, accordingly, the temperature of the evaporator rises sharply, thereby reducing the user's comfort. There is a floating problem. In addition, since the refrigerant inside the evaporator is easily vaporized even at room temperature, the refrigerant is vaporized for a short period of time when the compressor is not operated and the engine is operated again, so even if the compressor and the evaporator are operated, the vaporized refrigerant must be compressed and liquefied. Not only does it take a long time, but there is a problem of increasing the overall energy requirement.

상기한 문제점을 해결하기 위해 기존의 냉매용 증발기의 하류측에 축냉 열교환기를 배치하는 기술이 공개된 바 있으나 상기 축냉 열교환기는 핀-튜브 타입으로 상기 축냉 열교환기에 의해 저항이 증대되어 오히려 주행 중의 냉방성능을 떨어뜨리는 문제점이 있었다.In order to solve the above problems, a technology for arranging a cold storage heat exchanger on the downstream side of a conventional evaporator has been disclosed. However, the cold storage heat exchanger is a fin-tube type, and the resistance is increased by the cold storage heat exchanger. There was a problem dropping.

아울러, 일반적인 공조장치에 구비되는 증발기는 입구파이프 및 출구파이프의 위치에 따라 상기 입구파이프 및 출구파이프에 근접한 부분에 냉매가 편중되어 좌·우 온도 차이가 커짐에 따라 차량 내부의 좌·우 벤트를 통해 배출되는 공기의 온도 또한 차이가 크게 되어 승객의 냉방쾌적성이 떨어지는 문제점이 있다.In addition, the evaporator provided in the general air conditioner is the refrigerant is concentrated in the portion close to the inlet pipe and the outlet pipe in accordance with the position of the inlet pipe and the outlet pipe, the left and right vents inside the vehicle as the temperature difference between the left and right increases The temperature of the air discharged through the difference is also large, there is a problem that the cooling comfort of the passenger falls.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 증발기 전면에 축냉 열교환기를 구비하여 엔진 정지시에도 상기 축냉 열교환기에 저장된 냉기를 이용하여, 차량 실내의 급격한 온도 상승을 방지하고 좌·우의 온도차이를 줄일 수 있어 사용자의 냉방쾌적성을 유지할 수 있으며 냉매의 급격한 온도상승을 방지하여 다시 냉매 압축기의 작동시 빠르게 축냉될 수 있으므로 재 냉방시 소모되는 에너지와 시간을 최소화할 수 있는 축냉 열교환기를 제공함에 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a cold storage heat exchanger in the front of the evaporator by using the cold air stored in the cold storage heat exchanger even when the engine is stopped, the rapid temperature rise in the vehicle interior It can prevent the temperature difference between left and right and maintain the cooling comfort of the user, and can prevent the rapid rise of the temperature of the refrigerant, which can be rapidly stored in the refrigerant compressor again, thus minimizing the energy and time consumed during re-cooling. To provide a refrigerated heat exchanger.

또한, 본 발명의 목적은 상기 축냉 열교환기 내부에 히트파이프를 삽입하는 간단한 구조로 축냉 능력을 향상 시킬 수 있어 차량의 소형화·경량화를 이룰 수 있도록 할 뿐만 아니라 전체 에너지 효율을 높일 수 있도록 한 축냉 열교환기를 제공함에 있다.In addition, the object of the present invention is to provide a simple structure for inserting a heat pipe inside the heat storage heat exchanger to improve the power storage ability to reduce the compactness and weight of the vehicle, as well as to increase the overall energy efficiency. In providing a flag.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 축냉 열교환기는 내부에 축냉재 충전부(11)를 형성하는 외부케이스(10); 상기 외부케이스(10) 내의 축냉재 충전부(11)에 충전되는 축냉재; 상기 외부케이스(10) 내에 함입 고정되는 다수의 히트파이프(30); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The cold storage heat exchanger of the present invention for achieving the above object is an outer case (10) for forming a cold storage material filling portion 11 therein; A cool storage material filled in the cool storage material charging part 11 in the outer case 10; A plurality of heat pipes 30 embedded in and fixed to the outer case 10; Characterized in that comprises a.

아울러, 상기 외부케이스(10)에는 다수의 통공부(12)가 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the outer case 10 is characterized in that a plurality of through-holes 12 are formed.

또한, 상기 외부케이스(10)는 한 쌍의 플레이트가 접합되고 이를 이루는 각 플레이트의 단면이 파형을 이루며 서로 대칭 형상을 이루는 것을 특징으로 하고, 상기 히트파이프(30)는 상기 외부케이스(10) 단면이 상기 플레이트의 마루 부분의 중첩에 의하여 볼록한 형상을 갖는 영역에 함입 고정되는 것을 특징으로 하며, 상 기 통공부(12)는 상기 외부케이스(10) 단면이 상기 플레이트의 골 부분끼리 서로 밀착결합된 영역에 형성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the outer case 10 is characterized in that the pair of plates are bonded to each other and the cross section of each plate constituting this form a symmetrical shape with each other, the heat pipe 30 is the cross section of the outer case 10 It is characterized in that the indentation is fixed to the area having a convex shape by the overlap of the floor portion of the plate, the through portion 12 is the outer case 10, the end of the outer case 10 is in close contact with each other the valley portion of the plate It is characterized in that formed in the area.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 축냉 열교환기를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the cold storage heat exchanger of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 축냉 열교환기의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 축냉 열교환기의 분해사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 축냉 열교환기의 정면도이다.1 is a perspective view of a cold storage heat exchanger according to the present invention, Figure 2 is an exploded perspective view of the cold storage heat exchanger according to the present invention, Figure 3 is a front view of the cold storage heat exchanger according to the present invention.

도시된 바와 같이 본 발명의 축냉 열교환기(100)는 한 쌍의 플레이트가 접합되어 축냉재 충전부(11)를 형성하는 외부케이스(10); 상기 축냉재 충전부(11)에 충전되는 축냉재(20); 다수개의 히트파이프(30); 를 포함하여 구성된다.As shown, the cold storage heat exchanger 100 of the present invention includes an outer case 10 in which a pair of plates are joined to form a cold storage filling part 11; A cool storage material 20 filled in the cool storage material charging part 11; A plurality of heat pipes 30; It is configured to include.

상기 외부케이스(10)는 본 발명의 축냉 열교환기(100)의 기본 몸체로 상기 외부케이스(10)는 이를 이루는 각 플레이트의 단면이 파형을 이루며 서로 대칭 형상으로 제작된다. 상기 외부케이스(10)의 단면을 이루는 플레이트의 마루 부분을 이루는 영역이 상기 축냉재 충전부(11)를 형성하게 되고, 상기 플레이트의 단면이 골 부분을 이루는 영역이 접합된다.The outer case 10 is a basic body of the cold storage heat exchanger 100 of the present invention, the outer case 10 is a cross-sectional shape of each plate forming a waveform and are manufactured in a symmetrical shape with each other. An area forming the floor portion of the plate forming the cross section of the outer case 10 forms the charge accumulator 11, and an area in which the cross section of the plate forms a valley portion is joined.

또한, 본 발명의 축냉 열교환기(100)는 상기 플레이트의 골 부분끼리 서로 밀착결합된 영역에 통공부(12)가 형성되어 차량용 공조장치 내부의 증발기(E)를 통과한 공기가 상기 축냉 열교환기(100)를 통과하도록 한다. 상기 통공부(12)는 상기 증발기(E)를 통과한 공기의 통기저항이 증대되지 않도록 하는 크기로 제작되어야 함은 당연하다.In addition, in the cold storage heat exchanger 100 of the present invention, a through hole 12 is formed in a region in which the valley portions of the plate are closely coupled to each other so that the air passing through the evaporator E inside the vehicle air conditioner is the cold storage heat exchanger. Pass (100). Naturally, the through part 12 should be manufactured to a size such that the airflow resistance of the air passing through the evaporator E is not increased.

상기 축냉재 충전부(11)에는 축냉재(20)가 충전되며 상기 축냉재(20)가 충전된 후 상기 히트파이프(30)가 함입고정된다. 상기 축냉재(20)의 재료로 상온에서 고체상태인 파라핀과 같은 물질이 이용될 경우에 상기 도 2에 도시된 바와 같이 상기 히트파이프가 함입되어 고정되고 상기 축냉재(20)로 액체상태의 물질이 이용될 경우 상기 축냉재 충전부(11)의 직경에 맞는 고정부재가 더 구비되어 상기 축냉재 충전부(11)에 고정될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.The accumulator coolant charging unit 11 is filled with the accumulator coolant 20 and the heat pipe 30 is inserted into and fixed after the accumulator coolant 20 is filled. When a material such as paraffin in a solid state at room temperature is used as the material of the coolant 20, the heat pipe is embedded and fixed as shown in FIG. 2, and the liquid material is stored in the coolant 20. In this case, it is preferable that the fixing member is further provided to match the diameter of the accumulator coolant 11 so that it can be fixed to the accumulator coolant 11.

상기 히트파이프(30)(Heat Pipe)는 파이프 내부에 휘발성 액체를 장입하고, 고진공과 동시에 완전 밀봉한 것으로 가해진 열온에 따라 파이프 전체가 같은 온도로 신속히 확산전도된다. 상기 히트파이프(30)는 이미 전기, 전자 등의 산업분야 및 농업분야 등에서 널리 사용되는 것으로 다른 별도의 동력원의 필요 없이 구리의 최고 수천 배에 달하는 열전도 성능을 낼 수 있다.The heat pipe 30 charges a volatile liquid into the pipe, and diffuses and conducts the entire pipe rapidly to the same temperature according to the heat temperature applied by the high vacuum and the complete sealing. The heat pipe 30 is already widely used in industrial and agricultural fields such as electricity, electronics, etc., and can achieve heat conduction performance of up to several thousand times of copper without the need for a separate power source.

상기와 같은 히트파이프가 상기 충전재 사이에 함입고정됨으로써 상기 증발기(E) 내부의 냉매 편중에 따라 상기 증발기(E)를 통과한 좌·우 공기의 온도가 다르더라도 본 발명의 축냉 열교환기(100)는 빠르고 고르게 축냉가능하여 좌·우로 토출되는 냉풍의 온도차를 줄일 수 있게 된다.As the heat pipe is fixed between the fillers, even if the temperature of the left and right air passing through the evaporator E is different according to the refrigerant deflection inside the evaporator E, the heat storage heat exchanger 100 according to the present invention. It is possible to cool rapidly and evenly to reduce the temperature difference of the cold wind discharged to the left and right.

도 4는 상기 도 3의 본 발명에 따른 축냉 열교환기(100)의 AA 방향의 단면도이다. 도시된 바와 같이, 상기 각 플레이트의 단면이 마루 부분을 이루는 영역에 축냉재(20)가 충전되고 상기 충전된 축냉재(20) 사이에 상기 히트파이프(30)가 함입고정된다. 또한, 상기 각 플레이트의 단면이 골 부분을 이루는 영역에서는 각각 의 플레이트가 접합되며 상기 영역에 통공부(12)가 형성된다.4 is a cross-sectional view in the AA direction of the cold storage heat exchanger 100 according to the present invention of FIG. As shown, the coolant 20 is filled in an area where the cross section of each plate forms a floor, and the heat pipe 30 is inserted and fixed between the charged coolant 20. In addition, in the region where the cross section of each plate forms a valley portion, each plate is joined and a through portion 12 is formed in the region.

도 5는 본 발명에 따른 축냉 열교환기(100)가 구비된 차량용 공조장치로 각각의 도어에 의하여 개도가 조절되는 벤트(210, 220, 230)가 형성된 공조케이스(200); 상기 공조케이스(200)의 일 측에 장착된 증발기(E), 상기 공조케이스(200) 내부의 상기 증발기(E) 전면에 장착 고정되는 축냉 열교환기(100);를 포함하여 구성된다.5 is an air conditioner for a vehicle equipped with a heat-cooled heat exchanger 100 according to the present invention, the air conditioner case 200 having vents 210, 220, and 230 having openings controlled by respective doors; And an evaporator (E) mounted on one side of the air conditioning case 200 and a refrigerated heat exchanger (100) mounted and fixed to the front of the evaporator (E) inside the air conditioning case (200).

상기 축냉 열교환기(100)가 장착됨으로서, 상기 축냉 열교환기(100)는 상기 증발기(E)의 작동시 차가워진 공기의 냉기를 저장하고 잠시 엔진이 정지될 경우에도 상기 축냉 열교환기(100)의 저장된 냉기를 통해 차량 실내로 토출되는 공기를 냉각하여 사용자의 냉방 쾌적성을 유지할 수 있도록 하고 상기 증발기(E) 내부 냉매의 급격한 기화를 방지하여 다시 엔진의 작동시에도 재냉방에 소요되는 시간을 줄일 수 있게 된다. 이 때, 상기 축냉 열교환기(100) 내부에 장착된 히트파이프(30)는 빠른 열전도도를 가지고 있으므로 상기 증발기(E) 내부의 냉매가 편중되더라도 상기 축냉 열교환기(100)는 고른 온도 분포를 갖게 되고 이에 따라, 차량 내부의 좌·우 벤트(210, 220, 230)로 토출되는 공기 역시 온도차이를 줄일 수 있게 된다.Since the cold storage heat exchanger (100) is mounted, the cold storage heat exchanger (100) stores cold air of cold air during the operation of the evaporator (E), even when the engine is stopped for a while. By cooling the air discharged into the vehicle interior through the stored cold air to maintain the cooling comfort of the user and to prevent the sudden evaporation of the refrigerant inside the evaporator (E) to reduce the time required for re-cooling even when the engine is operating again It becomes possible. At this time, since the heat pipe 30 mounted inside the heat storage heat exchanger 100 has a high thermal conductivity, the heat storage heat exchanger 100 has an even temperature distribution even when the refrigerant inside the evaporator E is biased. Accordingly, the air discharged to the left and right vents 210, 220, and 230 inside the vehicle may also reduce the temperature difference.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다. The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the scope of application is not limited, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims.

상술한 바와 같이 본 발명의 축냉 열교환기는 증발기 전면에 축냉 열교환기를 구비하여 엔진 정지시에도 상기 축냉 열교환기에 저장된 냉기를 이용하여 차량 실내의 급격한 온도 상승을 방지하고 실내 좌·우의 온도차이를 줄일 수 있어 사용차의 냉방 쾌적성을 높일 수 있는 효과가 있다. As described above, the cold storage heat exchanger of the present invention includes a cold storage heat exchanger in front of the evaporator to prevent rapid temperature rise in the vehicle interior and reduce the temperature difference between the indoor left and right by using the cold air stored in the cold storage heat exchanger even when the engine is stopped. There is an effect that can increase the cooling comfort of the car used.

또한, 본 발명의 축냉 열교환기는 엔진정지시 냉매의 급격한 온도상승을 방지하여 다시 압축기의 작동될 경우 상기 증발기 내부의 냉매가 빠르게 냉각될 수 있으므로 재 냉방시 소모되는 에너지와 시간을 최소화할 수 있어 연비의 향상과 유해 배기물질의 배출이 저감되어 부가적으로 환경오염을 줄일 수 있는 장점이 있다.In addition, the cold storage heat exchanger of the present invention prevents a rapid temperature rise of the refrigerant when the engine is stopped, and when the compressor is operated again, the refrigerant inside the evaporator may be rapidly cooled, thereby minimizing energy and time consumed during recooling. In addition, it is possible to reduce environmental pollution by additionally reducing the emission of harmful exhaust materials.

Claims (5)

내부에 축냉재 충전부(11)를 형성하는 외부케이스(10);An outer case 10 forming an accumulator coolant 11 therein; 상기 외부케이스(10) 내의 축냉재 충전부(11)에 충전되는 축냉재; A cool storage material filled in the cool storage material charging part 11 in the outer case 10; 상기 외부케이스(10) 내에 함입 고정되는 다수의 히트파이프(30); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 축냉 열교환기.A plurality of heat pipes 30 embedded in and fixed to the outer case 10; A cold storage heat exchanger, characterized in that comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 외부케이스(10)에는 다수의 통공부(12)가 형성되는 것을 특징으로 하는 축냉 열교환기.The outer case 10 is a cold storage heat exchanger, characterized in that a plurality of through-holes 12 are formed. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 외부케이스(10)는 한 쌍의 플레이트가 접합되고 이를 이루는 각 플레이트의 단면이 파형을 이루며 서로 대칭 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 축냉 열교환기.The outer case 10 is a cold storage heat exchanger, characterized in that a pair of plates are bonded to each other and the cross section of each plate forming a symmetrical shape to form a waveform. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 히트파이프(30)는 상기 외부케이스(10) 단면이 상기 플레이트의 마루 부분의 중첩에 의하여 볼록한 형상을 갖는 영역에 함입 고정되는 것을 특징으로 하는 축냉 열교환기.The heat pipe (30) is cold storage heat exchanger, characterized in that the outer case 10 is embedded in the area having a convex shape by the overlap of the floor portion of the plate. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 통공부(12)는 상기 외부케이스(10) 단면이 상기 플레이트의 골 부분끼리 서로 밀착결합된 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 축냉 열교환기.The through hole (12) is a cold storage heat exchanger, characterized in that the outer case 10 is formed in a region where the valley portions of the plate in close contact with each other.
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