KR20130006778A - 태양전지모듈 거치대 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양전지모듈 거치대에 관한 것으로, 더 상세하게는 태양전지모듈을 장착하는 저부 구조 중 가로바를 복잡한 프레임 구조에 의존하지 않고 와이어로 연결설치함으로써, 제작, 조립, 설치 등을 간단하게 구현할 수 있어 거치대 시설에 소비되는 비용을 대폭 절감할 수 있게 한 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 거치대에 관한 것이다.
이에 본 발명은 적어도 다수의 지주(1)와, 상기 지주(1)에 마주보게 설치 및 각도조절이 가능케 되는 세로바(2)와, 상기 세로바(2) 사이에 연결설치되는 가로바(3A)를 포함하는 태양전지모듈 거치대에 있어서, 상기 지주(1)에 마주보게 설치되는 세로바(2)와 세로바(2) 사이에 와이어(3)를 관통연결시켜 외측에서 와이어(3)에 적정의 텐션을 가지도록 인장력을 부가한 다음 와이어(3)의 양끝단을 고정한 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 거치대를 제공한다.

Description

태양전지모듈 거치대{DEVICE FOR SUPPORTING MODULE OF SOLAR BATTERY}

본 발명은 태양전지모듈 거치대에 관한 것으로, 더 상세하게는 태양전지모듈을 장착하는 저부 구조를 복잡한 프레임에 의존하지 않고, 와이어로 연결설치함으로써, 제작, 조립, 설치 등을 간단하게 구현할 수 있어 거치대 시설에 소비되는 비용을 대폭 절감할 수 있게 한 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 거치대에 관한 것이다.

널리 알려진 바와 같이 태양발전시스템은 태양 빛에 의해 전기 에너지를 발생하는 태양전지모듈로부터 전력을 공급받아 상전계통과 주택에 안정된 전력을 공급하는 발전설비로, 고품질의 전기를 정전 없이 저렴하고, 안전하며, 편리하게 사용할 수 있는 자연 친화적인 발전시스템이다.

상기에서 태양전지모듈은 태양으로부터 가급적 빛을 많이 받을 수 있고, 적은 태양 빛에서도 많은 전기를 생산할 수 있도록 개발되어 지고 있다.

이렇게 태양전지모듈(이하 '모듈'이라 함)의 자체적인 개발도 물론 중요하지만 모듈을 지지하는 거치대 역시 태양 광을 받기 위한 목적을 달성하기 위해 간과해서는 아니 될 구성요소이다.

상기 모듈을 설치하기 위해 소규모 가정용으로부터 대규모발전용까지 모듈을 위한 거치대가 없이는 적절하고 안전한 설치는 물론이고 태양 광을 통한 최적의 전기발생을 이룰 수가 없으며, 특히 거치대 설치비용은 태양광발전시설비 원가의 10~20%까지 영향을 주고 있을 만큼 중요한 요소로 자리매김하고 있는 실정이었다.

상기 모듈을 설치하기 위한 거치대는 여러 종류가 있으나, 대부분 복잡한 프레임구조에 의존하여 모듈을 받칠 수 수밖에 없어 결국 설치비용 상승이 중요 안건으로 대두 되고 있었다.

이러한 프레임구조의 일 예로 등록실용신안공보 제040785의 "태양전지모듈거치대"와 같은 경우 도1과 같이 대략적으로 지주(A), 상기 지주에 설치되는 세로바(2), 상기 지주의 세로바와 세로바 사이에 설치되는 가로바(3A)로 이루어진 것이 대표적이고, 상기 세로바(2)와 가로바(3A)는 모듈을 받치기 위한 프레임구조로써 통상 사각파이프, 앵글, 찬넬, 등으로 이루어지는바 각 부재들을 상호 간에 대응 및 정밀한 조립이 가능토록 제작되어야 함은 물론, 각 부재들은 볼팅, 삽입, 끼움 등과 같은 여러 가지의 수단을 동원하여 조립되어야 하므로 현장에서 설치 및 시공하기가 복잡하고 어려움은 물론 작업시간이 많이 소요되는 문제점을 안고 있었다.

따라서, 종래와 같은 경우 프레임구조를 이루기 위한 각 부재들의 수량 및 조립시 필요로 하는 부속들이 많아 당연히 제조단가가 비싸질 수밖에 없었고, 이들을 현장에 설치할 때도 작업시간 및 인력이 많이 소요됨은 당연하여 전체적으로 비용이 많이 들고 있었다.

그리고, 상기 프레임의 복잡한 구조는 상당한 무게를 가지기 때문에 덩달아 지주도 튼튼한 구조물로 구축해야함으로 설비비용이 더욱 가중되고 있었고, 특히 모듈을 직접 받치고 있는 가로바(3A)는 장시간 사용시 모듈의 무게에 의해 점자 휘어지게 되는데, 이를 경우 인근의 모듈이 접촉되어 눌려질 수 있어 파손 등을 야기함으로 교체가 불가피하기 때문에 취급 및 유지 보수에 따른 작업의 번거로움과 경제적 비용낭비가 추가로 발생 되는 또 다른 문제점이 있었다.

한편, 도1a와 같이 종래의 거치대 구조는 지주(1) 양측으로 돌출되는 "T"형 암(1a)이 일체로 구성되고, 상기 암(1a)의 양측에 관체(1b)를 삽입한 후, 상기 관체(1b)에 판(1c)을 부착하며, 상기 판(1d)에 다시 연결대(2a)를 리벳팅하고, 상기 연결대에 세로바(2)를 결속하여서 지주(1)에 세로바(2)를 설치하고 있고, 상기 양측의 관체(1b)와 암(1a) 사이에 볼팅을 하여서 모듈의 각도를 조정하고 있었다.

상기와 같은 거치대의 구성은 우선 지주(1)에 세로바(2)의 설치수단의 경우 지주(1)와 암(1a), 관체(1b)와 판(1c)을 용접으로 달성하고, 반드시 암(1a)에 관체(1b)를 끼운 후 양측 관체(1b)에 다시 판(1c)을 용접해야하고, 상기 연결대(2a)에 세로바(2)을 삽입한 후 다시 연결대(2a)와 세로바(2)를 결속해야 하는 등 현장에서 작업해야 하는 부분이 많고, 지주(1)에서 세로바(2)의 각도조절수단의 경우 관체(1b)와 암(1a) 사이에 볼팅하여 볼트의 조임력으로 각도가 조정되고 있으나, 풍속, 우천, 눈 등의 외적인 환경에 의해 각도가 가변 될 수 있는 등의 문제점을 안고 있었다.

따라서, 상기와 같은 거치대는 구조는 지주(1)와 세로바(2)의 설치수단과, 지주(1)에서 세로바(2)의 각도조절수단이 복잡하여, 상술한 바와 같이 제작, 조립, 설치 등이 곤란함은 물론 많은 부재들과 부속들의 수량으로 거치대의 전체적인 제조단가가 비싸질 수밖에 없었다.

이에 본 발명은 종래와 같이 복잡하게 제작, 조립, 설치되는 부재들의 수량을 대폭 줄여 프레임 구조를 단순화함과 동시에 기존에 가지는 지지력보다 훨씬 뛰어나도록 하기 위해 개발된 것으로, 적어도 모듈을 받치는 프레임구조 중 가로바를 파이프, 찬넬, 앵글 등을 사용하지 않고 와이어를 사용하고, 상기 와이어에 향상된 지지력을 텐션력을 부가함으로써 달성할 수 있고, 동시에 제작, 조립, 설치 등을 간단하게 구현할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

부차적으로 본 발명은 가로바를 와이어로 채용한 것 외에도 지주와 세로바의 설치수단 및 세로바의 각도조절수단 등, 기존 거치대의 구조를 개량하여 구조적 견고함을 가지되 단순화함으로써, 전체적인 거치대의 조립, 설치에 따른 작업효율을 향상하고, 거치대 시설비용에 따른 경제성이 극대화 되도록 함에 또 다른 목적이 있다.

본 발명에 따른 태양전지모듈 거치대는, 적어도 다수의 지주(1)와, 상기 지주(1)에 마주보게 설치 및 각도조절이 가능케 되는 세로바(2)와, 상기 세로바(2) 사이에 연결설치되는 가로바(3A)를 포함하는 태양전지모듈 거치대에 있어서,

상기 지주(1)에 마주보게 설치되는 세로바(2)와 세로바(2) 사이에 와이어(3)를 관통연결시켜 외측에서 와이어(3)에 적정의 텐션을 가지도록 인장력을 부가한 다음 와이어(3)의 양끝단을 고정한 것을 특징으로 한다.

이와 아울러 본 발명은 적어도 다수의 지주(1)와, 상기 지주(1)에 마주보게 설치 및 각도조절이 가능케 되는 세로바(2)와, 상기 세로바(2) 사이에 연결설치되는 가로바(3A)를 포함하는 태양전지모듈 거치대에 있어서,

상기 지주(1) 상단에 양측으로 돌출되도록 지지봉(11)을 설치하고, 상기 지지봉(11)에 세로바(2)를 회전가능케 끼움 삽입한 후, 지지봉(11)의 양끝단 나사봉(12)에 너트(13)를 채워서 설치한 세로바의 설치수단과;

상기 지주(1)의 일측에 다수의 관통공(10)을 형성하고, 세로바(2)는 지주(1)로부터 일정각도로 기울어진 정도에 따라 다수의 관통공(10)과 일치되는 연통공(20)을 형성하여서 핀(14)을 끼워 고정케 하는 세로바의 각도조절수단;으로 구성됨을 또 다른 특징으로 한다.

본 발명은 상기와 같이 세로바와 세로바 사이를 와이어로 설치함으로써, 파이프, 찬넬, 앵글 등과 같은 조합으로 복잡하게 조립되는 프레임구조에 비해 부재들의 수량이 대폭 줄어들고 그에 따른 제작, 조립, 설치를 간단하고 신속게 구현할 수 있기 때문에 원가절감은 물론 제작, 설치에 따른 비용을 비약적으로 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 와이어의 텐션은 래치, 도르래, 조임부재와 같은 통상의 텐션부가장치를 통해 모듈의 무게에 따라 적정하게 조정할 수 있어 기존 바의 형태보다 훨씬 뛰어난 지지력을 부가할 수 있기 때문에 프레임 구조보다 우월한 지지력을 가지게 되고, 종래와 같은 바의 형태는 장시간 사용시 모듈의 무게에 의해 점자 휘어짐에 따른 교체의 번거로움을 와이어의 텐션 조정으로 간단하게 해결할 수 있기 때문에 취급 및 유지 보수가 용이한 이점이 있으며, 모듈을 받치는 프레임의 무게가 기존 바 형태에 비해 훨씬 가벼워짐으로써 굵기가 다소 적은 지주을 사용하더라도 구조적 견고함을 충분히 발휘할 수 있는 또 다른 효과가 있다.

이와 아울러 본 발명은 가로바를 와이어로 채용한 것 외에도 지주와 세로바의 설치수단 및 세로바의 각도조절수단 등을 간소화하게 개량하여 구조적 견고함을 가지되 단순화됨으로써, 전체적인 거치대의 조립, 설치에 따른 작업효율이 향상되고, 거치대 제작비용에 따른 경제성이 극대화되는 효과를 낳는다.

도 1은 종래 태양전지모듈 거치대의 사시도
도 1a는 종래 거치대의 지주와 세로바의 설치수단과 각도조절수단을 나타낸 상세도
도 2는 본 발명의 전체 사시도
도 2a는 본 발명에서 와이어 및 세로바의 설치수단을 구성한 예시도
도 2b는 본 발명에서 세로바의 각도조절수단을 구성한 예시도
도 3은 본 발명의 거치대에 모듈을 설치한 실시 예시도
도 3a는 본 발명의 와이어에 모듈을 설치하는 또 다른 실시 예시도
도 3c는 본 발명의 거치대에 모듈을 설치한 전체 예시도
도 4는 본 발명에서 세로바에 버팀수단을 구성한 예시도 이다.

이하 본 발명에 따른 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만 본 발명을 설명함에 있어 선등록된 공지기술 및 통상적 기술에 대한 구체적 설명은 본 발명의 요지를 흐릴 수 있어 생략 또는 간단한 명칭 등으로 대체한다.

본 발명은 도1과 같이 적어도 다수의 지주(1)와, 상기 지주에 마주보게 설치 및 각도조절이 가능케 되는 세로바(2)와, 상기 세로바(2) 사이에 연결설치되는 가로바(3A)를 포함하는 통상의 태양전지모듈 거치대를 기초로 한다.

상기 기초기술을 이용하여 본 발명은 가로바(3A)를 와이어(3)로 구성한 것을 특징으로 하면서, 지주에 세로바를 설치하는 수단, 지주(1)에 세로바(2)의 각도조절수단, 그리고 세로바에 와이어를 설치하는 수단을 간소화함으로써 거치대의 기본구성을 단순화한 것이다.

따라서, 본 발명은 도2와 같이 지주(1), 세로바(2), 와이어(3)로 구성되고, 지주에 세로바를 설치하는 수단, 지주에 세로바의 각도조절수단, 세로바에 와이어를 설치하는 수단이 구비된다.

이하 본 발명의 구성 및 구성에 따른 수단의 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

지주(1)는 원통파이프, 빔, 앵글 등으로 할 수도 있으나, 가장 바람직하게는 도2와 같이 사각파이프 형태가 가장 적당하며, 상기 지주(1)는 지반, 지붕, 옥상, 등에 설치될 수 있고, 태양광을 받을 수 있는 환경요건에 따라 고정형, 또는 추적형 등으로 될 수 있는데, 태양을 추적할 경우 빨래대와 같이 적어도 두 개를 한 조로 설치하여 지주 바닥을 턴테이블 등으로 구성할 수도 있다. 반면 고지대나 넓은 평지와 같이 굳이 태양을 추적하지 않고도 충분한 태양광을 얻을 수 있을 경우 수용할 수 있는 만큼의 최대의 수로 지주를 연달아 설치하면 된다.

세로바(2)는 도2와 같이 가장자리에 배치된 지주(1)의 경우 내측, 중간에 배치되는 지주(1)의 경우 양측에 설치되며, 적어도 길이방향의 모듈 두 개 정도를 수용할 수 있을 만큼의 길이를 가지되, 와이어(3)의 인장력에 의해 휨이 발생 되지않는 소재를 사용하고, 설치, 조립 등이 용이하도록 사각파이프 형태가 이상적이다.

와이어(3)는 얇은 철선을 꼬아서 만든 와이어로프가 바람직하고, 상기 와이어로프와 대응되는 인장력을 가지는 PC강선을 사용하여도 무방하다. 기본적으로 와이어로프의 구성은 아래 그림과 같이,

심(CORE), 소선(WIRE), 심선(STRAND-CORE), 스트랜트(STRAND)로 구성되고, 스트랜드는 각 종류에 따라 3~8개 정도로 이루어진 것을 사용하며, 충분한 인장강도와, 인장력에 따른 끊어짐, 늘어남 등이 발생 되지 않아야 하며, 피로수명, 내마모성이 우수하되, 비용이 저렴한 것을 사용한다.

지주에 세로바의 설치수단은, 도2a와 같이 지주(1) 상단에 양측으로 돌출되도록 지지봉(11)을 설치하고, 상기 지지봉(11)의 돌출부에 세로바(2)를 회전가능케 끼움 삽입한 후, 외측에 너트(13)를 채워서 설치한다.

상기에서 지지봉(11)은 양끝단에 나사봉(12)이 형성된 것을 사용하고, 지지봉의 중간은 지주(1)에 관통시켜 양측을 돌출한 상태에서 용접 등으로 고정하며, 세로바(2)는 상기 지지봉에(11) 회전가능토록 헐겁게 관통 삽입한 후 나사봉(12)에 너트(13)를 채워 세로바(2)가 빠지지 않도록 체결하면 간단하게 설치된다.

지주에 세로바의 각도조절수단은, 도2b와 같이 지주(1)의 일측에 다수의 관통공(10)을 형성하고, 세로바(2)는 지주(1)로부터 일정각도로 가변 되었을 때 지주(1)의 관통공(10)과 일치되게 연통공(20)을 형성하여서 핀(14)을 끼워 고정케 한다.

상기에서 관통공(10)은 세로바가 45도 기울어진 각도를 기준으로 지주(1) 일측에 형성하고, 상기 관통공(10)을 중심으로 상하 12도 기울어진 상태에서 관통공(10)을 추가로 더 형성하며, 이는 필요에 따라 관통공의 수를 늘리거나 기울어진 각도는 편의에 따라 변경할 수도 있다.

그리고 상기 관통공(10)과 일치되는 연통공(20)의 고정은 이상적으로는 고리형태의 핀(14)을 끼워 고정함이 바람직하나 이탈 등을 방지하기 위해 관통체결, 볼팅, 결속, 원터치부재 등으로 달성할 수도 있다.

상기에서 세로바에 와이어를 설치하는 수단은, 도2와 같이 마주보게 설치되는 세로바(2)와 세로바(2) 사이에 다수의 와이어(3)를 관통연결시켜 외측에서 인장력을 부가한 채 와이어(3)의 일단을 고정함으로써 가능하다.

상기에서 와이어(3)의 텐션부가는 래치, 도르래, 조임부재와 같은 텐션부가장치로 달성할 수 있고, 와이어(3)의 고정은 용접, 압착 링, 매듭, 등으로도 달성될 수 있다.

상기에서 와이어(3)는 두 줄의 와이어 사이에 적어도 3개의 모듈이 설치될 수 있을 정도의 인장력을 가지도록 팽팽하게 설치하고, 상기 와이어(3) 역시 적어도 3개의 모듈이 설치되더라도 늘어나거나 처지지 않는 소재여야 한다.

상기에서 와이어(3)는 두 줄의 와이어 사이에 적어도 3개의 모듈이 설치될 수 있을 정도의 인장력을 가지도록 팽팽하게 설치하고, 상기 와이어(3)의 소재 역시 적어도 3개의 모듈이 설치되더라도 늘어나거나 처지지 않는 것을 사용하여야 한다.

예를 들어 대규모의 태양광발전시설에 주로 사용되는 태양전지모듈의 일 예로 1638×982×6의 규격에 기본 프레임을 포함하여 대략 20kg의 무게를 가지는 모듈이 2줄의 와이어 사이에 3개 설치된 경우, 한 줄에 받는 하중이 대략 30kg을 정도 되나, 바람, 눈, 비, 등의 외적인 환경을 포함한다 하더라도 최소 와이어의 인장력은 500kg 이상이면 충분하나, 현재 시판되고 있는 와이어로프 중 직경8mm를 사용한다 하더라도 최소 인장력이 3t이상을 가지기 때문에 상기와 같이 늘어나거나 처지지 않을 정도의 성능은 충분히 발휘할 수 있어 통상의 와이어로프를 설치하면 무방하다.

또한, 상기에서 세로바에 와이어를 설치하는 수단을 더 바람직하게는 도2의 상세도와 같이 양끝단에 와이어(3)를 고정하는 고정부재(31)와, 상기 고정부재(31)의 일측에는 고정부재(31)로부터 회전가능케 되는 나사봉(32)을 구성하고, 상기 나사봉(32)을 세로바(2)에 관통삽입한 후 외측에서 조임너트(33)를 채워 인장력을 부가한 다음, 내측의 또 다른 고정너트(34)로 인장력이 유지되도록 하면 더 간단하게 설치할 수 있고 동시에 별도의 텐션부가장치나, 현장에서 직접 시행해야하는 추가적인 고정수단 없이도 와이어의 텐션조정을 용이하게 함은 물론 적정텐션을 유지한 상태로 와이어의 고정을 용이하게 달성할 수 있게 된다.

한편, 상기에서 도4과 같이 지주(1)의 양측면에 설치된 세로바(2)와 세로바(2) 사이에 다수의 연결봉(4)으로 관통연결하여 양끝단에서 너트(41)로 체결고정한 버팀수단을 포함함으로써, 와이어(3)의 인장력에 의해 세로바(2)의 끝단이 휘어지는 것을 방지할 수 있다.

이하 본 발명의 거치대에 태양전지모듈을 설치하는 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명 거치대에 태양전지모듈을 설치하고, 상기 태양전지모듈이 설치된 것을 적정의 각도로 기울어진 상태가 도3과 같다. 상기에서 태양전지모듈은 도3a와 같이 태양전지판(A)과, 저부 프레임(A1)으로 이루어진다. 이에 본 발명은 상기 태양전지판(A)의 저부 프레임(A1)의 일측과 와이어(3) 사이에 결속부재(B)를 이용하여 볼팅 체결하여서 설치한다. 상기 결속부재(3)는 프레임(A1)에 구멍이 하나로 뚫려 양산되는 것을 감안할 때 도3a와 같이 와이어(3)를 감을 수 있는 결속판(B)과 같은 형태로 하나의 구멍을 통해 체결이 완료할 수 있도록 함이 바람직하다. 이렇게 본 발명의 거치대에 태양전지 모듈을 설치한 것을 도3b에 도시된 바와 같고, 모듈의 설치 갯 수나, 계절, 일조각, 등의 환경적인 요인에 따라 적정하게 조절하여 사용하면 된다.

본 발명은 상기와 같은 실시 예를 설명하였지만 해당기술분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 실시 예에 기재된 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이다. 그리고 본 발명에서 제시한 도면은 예시도로 써 특징을 부각시키고자 도법에는 맞지 않을 수 있고 요지를 흐릴 수 있는 부분은 편의상 일부 삭제하였다.

1: 지주 10: 관통공
11: 지지봉 12: 나사봉
13: 너트 14: 핀
2: 세로바 20: 연통공
3: 와이어 31: 고정부재
32: 나사봉 33: 조임너트
34: 고정너트 4: 연결봉
41: 너트 A: 태양전지판
A1: 프레임 3A: 가로바

Claims (4)

1. 적어도 다수의 지주(1)와, 상기 지주(1)에 마주보게 설치 및 각도조절이 가능케 되는 세로바(2)와, 상기 세로바(2) 사이에 연결설치되는 가로바(3A)를 포함하는 태양전지모듈 거치대에 있어서,
   상기 지주(1)에 마주보게 설치되는 세로바(2)와 세로바(2) 사이에 와이어(3)를 관통연결시켜 외측에서 와이어(3)에 적정의 텐션을 가지도록 인장력을 부가한 다음 와이어(3)의 양끝단을 고정한 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 거치대.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 와이어(3)는 양끝단에 와이어(3)를 고정하는 고정부재(31)와, 상기 고정부재(31)의 일측에는 고정부재(31)로부터 회전가능케 되는 나사봉(32)을 구성하고, 상기 나사봉(32)을 세로바(2)에 관통삽입한 후 외측에서 조임너트(33)를 채워 인장력을 부가한 다음, 내측의 또 다른 고정너트(34)로 고정한 와이어의 설치수단을 특징으로 하는 태양전지모듈 거치대.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 지주(1)의 양측면에 설치된 세로바(2)와 세로바(2) 사이에 다수의 연결봉(5)을 관통삽입하여 연결봉(4)의 양끝단에서 너트(41)를 채워 고정한 버팀수단이 더 구비됨을 포함하는 태양전지모듈 거치대.
   
4. 적어도 다수의 지주(1)와, 상기 지주(1)에 마주보게 설치 및 각도조절이 가능케 되는 세로바(2)와, 상기 세로바(2) 사이에 연결설치되는 가로바(3A)를 포함하는 태양전지모듈 거치대에 있어서,
   상기 지주(1) 상단에 양측으로 돌출되도록 지지봉(11)을 설치하고, 상기 지지봉(11)에 세로바(2)를 회전가능케 끼움 삽입한 후, 지지봉(11)의 양끝단 나사봉(12)에 너트(13)를 채워서 설치한 세로바의 설치수단과;
   상기 지주(1)의 일측에 다수의 관통공(10)을 형성하고, 세로바(2)는 지주(1)로부터 일정각도로 기울어진 정도에 따라 다수의 관통공(10)과 일치되는 연통공(20)을 형성하여서 핀(14)을 끼워 고정케 하는 세로바의 각도조절수단;으로 구성됨을 특징으로 하는 태양전지모듈 거치대.

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