KR20160019990A - Recovery apparatus of oil mist from air and gas compressor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 대형 공기압축기또는 가스압축기 설비의 기어박스 내 기어 또는 베어링의 온도강하 및 윤활을 목적으로 분사되는 오일이 기어박스 내 고열부분과의 접촉으로 온도가 상승되면서 발생하게 되는 유증기를 회수하기 위한 유증기 회수장치에 관한 것이며, 더 구체적으로는 대형 에어압축기 또는 가스압축기의 기어박스에서 배출되는 고온의 오일을 저장하는 오일탱크와, 오일탱크의 유증기를 흡수관을 통하여 진공흡수하여 구동유체와 공기를 혼합한 혼합유체를 싸이크론 세퍼레이터 유입구로 분사하는 이젝터 및, 유입된 혼합기체를 내부에 설치된 다수의 미공(156)이 형성되어 있는 원통형 다공칸막이기를 통과시켜 기/액분리하여 에어는 에어배출구로 배출하고 유증기 응축액은 응축액 배출구를 통하여 오일탱크로 보내는 싸이크론 세퍼레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 유증기 회수장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for recovering oil vapor which is generated as the temperature of oil injected for the purpose of temperature drop and lubrication of a gear or a bearing in a gear box of a large air compressor or a gas compressor facility is raised by contact with a high- More specifically, the present invention relates to an oil tank for storing a high-temperature oil discharged from a large-sized air compressor or a gearbox of a gas compressor, an oil tank for absorbing the vapor of the oil tank through a suction pipe, An injector for injecting the mixed fluid into the cyclone separator inlet and a mixed porous gas separator through which the introduced mixed gas is passed through a cylindrical porous partition provided with a plurality of micropores 156 provided therein to discharge the air to the air outlet The vapor condensate is sent to the oil tank through the condensate outlet. The present invention relates to a vapor recovery apparatus,
Description
본 발명은 대형 공기압축기또는 가스압축기 설비의 기어박스 내 기어 또는 베어링의 온도강하 및 윤활을 목적으로 분사되는 오일이 기어박스 내 고열부분과의 접촉으로 온도가 상승되면서 발생하게 되는 유증기를 회수하기 위한 유증기 회수장치에 관한 것이며, 더 구체적으로는 대형 에어압축기 또는 가스압축기의 기어박스에서 배출되는 고온의 오일을 저장하는 오일탱크와, 오일탱크의 유증기를 흡수관을 통하여 진공흡수하여 구동유체와 공기를 혼합한 혼합유체를 싸이크론 세퍼레이터 유입구로 분사하는 이젝터 및, 유입된 혼합기체를 내부에 설치된 다수의 미공이 형성되어 있는 원통형 다공칸막이기를 통과시켜 기/액분리하여 에어는 에어배출구로 배출하고 유증기 응축액은 응축액 배출구를 통하여 오일탱크로 보내는 싸이크론 세퍼레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 유증기 회수장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for recovering oil vapor which is generated as the temperature of oil injected for the purpose of temperature drop and lubrication of a gear or a bearing in a gear box of a large air compressor or a gas compressor facility is raised by contact with a high- More specifically, the present invention relates to an oil tank for storing a high-temperature oil discharged from a large-sized air compressor or a gearbox of a gas compressor, an oil tank for absorbing the vapor of the oil tank through a suction pipe, An ejector for injecting the mixed mixed fluid into the cyclone separator inlet and a mixed porous gas separator for separating the air by passing the introduced mixed gas through a cylindrical porous separator provided with a plurality of micropores provided therein to discharge the air to the air outlet, Cyclone separator sent to oil tank through condensate outlet It relates to a vapor recovery device, comprising a step of including.
일반적으로 대형 에어 압축기 또는 가스 압축기의 기어박스 내 기어, 베어링의 회전마찰열이 발생하여 온도가 상승하게 되며, 이와 같은 기어박스 내 온도상승을 막기 위하여 오일을 분사하여 설비의 적정온도가 유지되도록 하고 있으며, 기어박스에서 나오는 오일은 약 80℃의 고온으로 배출되어 오일탱크에 저장되며, 오일탱크에서는 하부 액상 오일층과 상부 기상 유증기층이 형성되며, 액상 오일은 오일 쿨러(Oil cooler)로 약 48℃로 냉각하여 기어박스로 다시 공급하고, 기상 유증기는 유증기 회수장치를 사용하여 액상의 오일로 회수한다.
In general, the rotational friction heat of gears and bearings in the gear box of a large air compressor or a gas compressor is generated and the temperature rises. In order to prevent the temperature rise in the gear box, oil is sprayed to maintain the proper temperature of the equipment The oil from the gearbox is discharged to a high temperature of about 80 ° C and stored in the oil tank. In the oil tank, the lower liquid oil layer and the upper vapor phase oil layer are formed. The liquid oil is oil cooler at about 48 ° C And supplied to the gear box again. The vapor phase vapor is recovered as a liquid phase oil using a vapor recovery device.
종래 유증기 회수장치는 도 1에서 보는 바와 같이, 이젝터 내 고압공기 흐름에 의해 오일탱크의 유증기를 진공흡수하여 형성된 공기와 유증기의 혼합유체를 에어필터(Air filter)에 의해 기/액 분리한 다음, 분리된 공기는 외부로 배출되고 유증기 액은 오일탱크로 회수하였다.
As shown in FIG. 1, a conventional vapor recovery device is a vapor recovery device in which a mixed fluid of air and a vapor, which is formed by vacuum-absorbing the vapor of oil in an oil tank by a high-pressure air flow in an ejector, is subjected to vapor / liquid separation using an air filter, The separated air was discharged to the outside and the vapor liquid was recovered to the oil tank.
그러나 이러한 종래기술에서는 기액분리를 위해 쉽게 오염되는 에어필터 사용으로 필터의 오염도가 증가하면서 유증기 분리효율이 급속히 저하되고, 이로 인해 분리되지 못한 유분이 배출되는 에어와 같이 배출되어 환경오염을 야기하고 또한 배출구 주변에 유분이 달라붙게 되어 화재 등 안전문제를 야기하였다.
However, in such a conventional technique, the use of an air filter that is easily contaminated for gas-liquid separation increases the degree of pollution of the filter, and the vapor separation efficiency is rapidly lowered. And the oil was attached to the vicinity of the discharge port, resulting in safety problems such as fire.
또한 대한민국 등록실용신안 제20-0257367호에는 이젝터 내에서 형성된 고압공기와 유증기의 혼합유체를 냉각응축기에 분사하여 유증기를 응축 분리하는 장치가 공지되어 있으며, 유증기 회수효율이 낮아서 에어에 포함되어 나가는 유증기를 별도의 흡착탑을 설치해 흡착 제거해 주어야 하는 문제점이 있었다.
In addition, Korean Utility Model Registration No. 20-0257367 discloses an apparatus for condensing and separating a vapor by injecting a mixed fluid of high-pressure air and vapor generated in an ejector into a cooling condenser, and the vapor recovery efficiency is low, There is a problem that a separate adsorption tower must be installed and adsorbed and removed.
이와 같은 종래 유증기 회수장치의 분리 회수의 저효율성을 개선하여 고효율의 유증기 회수가 가능한 개선된 유증기 회수장치가 요망되고 있었다.There has been a demand for an improved vapor recovery apparatus capable of improving the efficiency of separation of the conventional vapor recovery apparatus and recovering the vapor of high efficiency.
본 발명은 대형 공기압축기또는 가스압축기 설비의 기어박스 내 기어 또는 베어링의 온도강하 및 윤활을 목적으로 분사되는 오일이 기어박스 내 고열부분과의 접촉으로 온도가 상승되면서 발생하게 되는 유증기를 원통형 다공칸막이를 설치한 사이클론 세퍼레이터를 개발하여 고효율로 분리 회수할 수 있는 개선된 기술의 유증기 회수장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention relates to a large-sized air compressor or a gas compressor, and more particularly to a large-sized air compressor or a gas compressor having a cylindrical porous multi- The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a vapor recovery apparatus of improved technology capable of separating and recovering a highly efficient cyclone separator.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 대형 에어압축기 또는 가스압축기의 기어박스에서 배출되는 고온의 오일을 저장하는 오일탱크(110)와;In order to achieve this object, the present invention relates to an oil tank (110) for storing a high temperature oil discharged from a large air compressor or a gear box of a gas compressor;
오일탱크의 유증기를 흡수관(116)을 통하여 진공흡수하여 공기와 혼합하고, 혼합유체를 사이크론 세퍼레이터 유입구로 분사하는 이젝터(120) 및;An
유입된 혼합유체를 내부에 설치된 다수의 미공(156)이 형성되어 있는 원통형 다공칸막이기(155)를 통과시켜 기/액분리하여 에어는 에어배출구(159)로 배출하고 유증기 응축액은 응축액 배출구(158)를 통하여 오일탱크(110)로 보내는 사이크론 세퍼레이터(150)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유증기 회수장치에 관한 것이다.
The introduced mixed fluid is passed through a cylindrical
또한 상기 본 발명에서 흡수관(116)은 오일탱크(110) 내에 위치한 흡수관 입구에 와이어 메쉬 데미스터(115)가 형성된 것을 특징으로 하는 유증기 회수장치에 관한 것이다.
In the present invention, the
또한 상기 본 발명에서 오일탱크(110)는 그 내부의 상부면에 고정되고 수직으로 형성된 다수개의 칸막이(113)가 설치된 것을 특징으로 하는 유증기 회수장치에 관한 것이다.
Also, in the present invention, the
대형 에어 또는 가스 압축기의 기어박스의 bull gear, 저널 베어링의 온도유지 및 윤활을 목적으로 오일을 분사하게 되며, 분사된 오일은 기어박스 내 고열부분과 접촉으로 온도가 상승함으로써 유증기가 발생되며, 발생된 유증기는 오일에 포함되어 오일탱크로 유입되면 오일탱크 하부는 액체 오일, 오일탱크 상부는 기체인 유증기가 일부 탄화된 흄과 함께 분포하게 된다.
The oil is injected for the purpose of maintaining the temperature and lubrication of the bulb gear of the gear box of the large air or gas compressor, the temperature of the journal bearing, and the lubricating oil. The injected oil comes into contact with the high temperature part in the gear box, When the oil vapor is contained in the oil and flows into the oil tank, the oil under the oil tank is distributed with the liquid oil, and the vapor in the upper part of the oil tank is distributed with the partially carbonized fume.
이러한 유증기와 흄은 오일의 흐름을 방해하고 기어박스 내 압력상승을 오일누설의 원인이 된다. 따라서 이러한 유증기와 흄은 기어박스에서 연속적으로 배출함으로써 문제를 해결할 수 있는 것이다.
These vapors and fumes interfere with the flow of oil and cause pressure leakage inside the gearbox. Therefore, these vapors and fumes can be solved by discharging continuously from the gearbox.
압축공기는 에어 레귤레이터에서 수분을 제거하고 압력을 조절하여 이젝터에 유입된다. 유입된 에어는 구동부의 분사노즐을 통해 가속되어 압력에너지에서 속도에너지로 변환된다. 이때 유증기 흡입관에 음압이 형성되어 오일탱크 상부에 존재하는 고온의 유증기가 흡입관을 따라 이젝터에 흡입된다. 흡입된 유증기는 구동유체인 에어와 혼합되어 이젝터 디퓨저를 통과하면서 서로 순간 열교환되어 유증기 온도가 떨어진 상태로 사이클론으로 유입된다.
The compressed air removes moisture from the air regulator and regulates pressure to enter the ejector. The introduced air is accelerated through the injection nozzle of the driving part to be converted from velocity energy to velocity energy. At this time, a negative pressure is formed in the vapor suction pipe, and the high-temperature vapor existing in the upper part of the oil tank is sucked into the ejector along the suction pipe. The inhaled vapor is mixed with the air as the driving fluid and passes through the ejector diffuser, instantaneously exchanges heat with each other, and flows into the cyclone while the vapor temperature drops.
사이클론에 유입된 에어와 유증기의 혼합유체는 원통부 외벽을 타고 선회류를 이루어 하강하면서 원심력 작용에 의해서 유증기 액적과 에어로 분리되기 시작한다. 내부에 설치된 원통형 다공칸막이는 재 비말동반을 방지하기 위하여 본 발명에서 특별히 만들어 설치한 것이다. 다수의 미공이 형성된 원통형 다공칸막이는 직경이 다른 복수 개를 상하로 설치할 수 있고 원통형 다공칸막이 외면과 사이크론 몸체 간에 복수 개의 지지대로 고정된다.The mixed fluid of the air and the vapor entering the cyclone starts to separate into the vapor droplet and air by the centrifugal force while descending with the swirling flow on the outer wall of the cylinder part. The cylindrical perforated partition provided in the inside is specially provided in the present invention to prevent re-entrainment. A plurality of holes having different diameters can be vertically installed, and the cylindrical porous partition is fixed between the outer surface and the cyclone body by a plurality of supports.
원통형 다공칸막이는 직경이 다른 다수개의 원통형 다공칸막이를 만들어 직경이 큰 것을 외곽에 배치하고 직경은 작을 수록 안쪽에 배치하여 형성하며, 1개의 원통형 다공칸막이만으로 분리하는 것보다 갯수가 많을수록 를 분리효율이 뛰어나며 물론 너무 많아도 좋지 않다.
The cylindrical perforated partitions are formed by forming a plurality of cylindrical perforated partitions having different diameters and arranging the larger diameter part on the outer side and the smaller diameter part on the inner side. The larger the number of the cylindrical perforated partitions is, It is excellent, of course not too much.
사이클론 하부에 모인 유증기 응축액은 응축액 배출구를 통하여 배출되어 오일탱크로 회수되고, 분리된 에어는 상부의 에어배출구로 배출된다. The vapor condensate collected at the bottom of the cyclone is discharged through the condensate discharge port and recovered to the oil tank, and the separated air is discharged to the upper air discharge port.
본 발명은 이젝터 및 원통형 다공칸막이가 설치된 사이크론 세퍼레이터 등으로 구성함으로써 유증기 분리 회수효율을 유증기 액경 5㎛에서 약 96%이상을 분리 회수할 수 있었고, 액경 약 8㎛ 이상은 100% 가까이 분리 회수율을 보이는 등, 고효율로 유증기를 분리 회수할 수 있는 효과가 있었다.
The present invention is constituted by a cyclone separator provided with an ejector and a cylindrical porous partition, whereby the efficiency of separating and recovering the vapor can be separated and recovered at about 96% or more at a vapor diameter of 5 mu m, So that it is possible to separate and recover the vapor at high efficiency.
또한 이젝터 내 고압에어 흐름에 의해 기어박스와 오일탱크 내부에 음압(약 -100mmH20)을 형성함으로써 오일의 흐름을 원활하게 하는 효과가 있다.
In addition, the negative pressure (about -100 mmH20) is formed in the gear box and the oil tank by the high-pressure air flow in the ejector, so that the flow of the oil is smooth.
또한 본 발명은 본 발명은 대형 공기압축기또는 가스압축기 설비의 기어박스에서 발생하는 유증기를 고효율로 분리 회수함으로써 청정 에어만을 배출하여 환경오염을 방지하는 효과가 있다.Further, the present invention has the effect of preventing environmental pollution by discharging only clean air by separating and recovering the vapor generated in a gear box of a large air compressor or a gas compressor facility with high efficiency.
도 1:종래기술에 대한 구성도이다.
도 1:본 발명에 대한 구성도이다.
도 3:본 발명의 사이크론 세퍼레이터에 대한 단면도이다.
도 4:본 발명의 유증기 액경에 대한 분리회수효율 그래프이다.1 is a block diagram of the prior art;
1 is a block diagram of the present invention;
3 is a cross-sectional view of the cyclone separator of the present invention.
4 is a graph showing efficiency of separation and recovery of the vapor diameter of the present invention.
도 1은 종래기술의 유증기 회수장치의 구성을 나타낸 것으로, 기어박스(10) 내 기어 및 베어링은 회전운동으로 가열되게 되는데, 기어 및 베어링의 회전운동을 원활하게 하고 가열되는 기어 및 베어링을 냉각하기 위하여 오일펌프(11)로 오일을 분사하게 되며, 분사되는 오일에 의해 기어박스 내 온도를 약 80℃ 정도로 냉각, 유지하게 된다.
FIG. 1 shows a configuration of a conventional vapor recovery apparatus in which gears and bearings in a
분사되는 오일은 기어 및 베어링의 가열부분과 접촉하면서 유증기가 발생하되며, 오일에 포함되어 배관을 통하여 오일탱크(20)에 유입된다.
The oil to be injected is brought into contact with the heating portion of the gear and the bearing, and the oil vapor is contained in the oil and flows into the
유입되는 약 80℃ 정도의 오일은 오일탱크(20) 내에서 하부는 액상인 오일층이 형성되고 상부는 기상인 유증기층이 형성된다. 본 발명은 이 유증기를 액상의 오일로 만들어 회수하는 고효율의 회수장치에 관한 것이다.
The incoming oil of about 80 캜 is formed in the
오일탱크(20)의 유증기를 이젝터(30)에 의해 고압공기와 혼합하여 에어필터(40)에 분사함으로써 기/액 분리되어 공기는 대기 중에 방출하고 유증기는 하부 배출관을 통해 오일탱크(20)로 회수하는 것이다.
The vapor of the
종래기술에서는 기/액 분리를 위해 에어필터(40)를 사용함으로써 에어필터는 오염℃되기 쉽고 오염도가 증가할수록 분리효율이 급격히 저하되어 분리되지 못한 유증기가 에어와 함께 대기로 배출되는 문제점이 있었다. 이러한 종래기술의 문제점에 대해서는 앞에서도 설명한 바이다.
In the prior art, the use of the
오일탱크(20) 내 오일은 약 80℃ 정도에 이러기 때문에 고온오일은 오일쿨러(50)에 의해 약 48℃ 정도로 냉각하여 기어박스(10)에 분사된다.Since the oil in the
도 2는 본 발명의 유증기 회수장치의 구성을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 사이크론 세퍼레이터의 구성을 나타낸 도면이다.
FIG. 2 is a view showing a constitution of a vapor recovery apparatus according to the present invention, and FIG. 3 is a view showing a constitution of a cyclone separator of the present invention.
이젝터(120)에 공급되는 고압에어는 에어레귤레이터(130)에 의해 수분이 제거되고 압력이 조절되어 이젝터(120)에 공급되며, 이젝터(120)에 유입된 고압에어는 구동부의 분사노즐을 통해 가속되어 압력에너지에서 속도에너지로 변환되며, 에어의 고속흐름에 의해 흡입관(116) 내는 음압으로 되며, 오일탱크(110)의 유증기는 흡입관(116)을 통하여 이젝터로 흡입되며, 흡입된 유증기는 구동유체인 에어와 혼합되어 이젝터 디퓨저를 통과하면서 서로 순간 열교환되어 에어에 비해 상대적으로 온도가 높은 유증기는 온도강하되며, 이와같이 이젝터(120) 내에서 온도강하된 혼합유체는 사이클론 세퍼레이터(150)에 유입된다.
The high pressure air supplied to the
사이클론 세퍼레이터(150)에 유입된 에어와 유증기의 혼합유체는 사이클론 세퍼레이터(150) 내 원통부(153) 외벽을 타고 선회류를 이루어 하강하면서 원심력 작용에 의해서 에어와 유증기 액적은 분리되게 되며, 또한 원통부(153) 하부에 설치된 원통형 다공칸막이(155)를 통과하면서 고효율의 기/액 분리가 이루어지게 되며, 도 3에서 보는 바와 같이, 고효율로 분리된 청정 에어는 상승 선회류(161)를 형성하며 상승하여 에어 배출구(159)로 배출되며, 유증기의 응축 오일은 응축액 배출구(158)을 통하여 배출되어 오일탱크(110)에 회수된다.
The mixed fluid of the air and the vapor introduced into the
본 발명에서는 기액/분리의 효율을 더욱 높이기 위하여, 오일탱크(110) 내 유증기가 흡입되는 흡입관(116) 입구에 와이어 메쉬 데미스터(Wire Mash Demister)(115)를 형성하여 흡입관으로 빨려드는 유증기가 와이어 메쉬 데미스터(115)에 충돌하여 액화되도록 하였으며, 또한 오일탱크(110) 내 유증기층에 다수 개의 칸막이(113)를 설치하였으며, 오일탱크(110) 상부 유증기가 유동하면서 칸막이(113)에 충돌하여 액화되도록 형성하였다.
In the present invention, a
도 4에서 본 발명의 사이클론 세퍼레이터와 표준형 사이크론을 사용한 경우에 있어서 액적 직경에 따른 포집효율을 나타낸 그래프이다. 도 4의 그래프에서 알 수 있는 바와 같이, 원통형 다공칸막이(155)를 설치한 본 발명의 사이크론 세퍼레이터(150)을 사용한 포집효율(청색선)은 입경 5㎛ 액적이 약 96% 포집효율을 보여주고, 입경이 8㎛ 이상에서는 100%에 가까운 포집효율을 보여주고 있다.
4 is a graph showing the collection efficiency according to the droplet diameter when the cyclone separator of the present invention and the standard type crocon are used. As can be seen from the graph of FIG. 4, the collection efficiency (blue line) using the
이에 대해 표준형 사이크론을 사용한 경우(적색선)는 본 발명에 비하여 포집효율이 현저히 낮은 것임을 알 수 있다.
On the other hand, it can be seen that the use of the standard type cyclone (red line) is significantly lower than that of the present invention.
이와 같이, 본 발명의 유증기 회수장치는 특별히 고안한 원통형 다공칸막이(155)를 설치한 사이크론 세퍼레이터(150)를 장착함으로써 표준형 사이크론을 보다도 현저히 높은 포집율을 보였주었을 뿐 아니라 종래 유증기 회수장치보다도 현저하게 높은 고효율의 유증기 회수가 가능한 것으로 확인되었다.As described above, the vapor recovery apparatus of the present invention has a remarkably higher collection rate than that of the standard type ciclon by mounting the
본 발명의 구성은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 통상 기술의 범주 내에서 실시할 수 있는 다양한 실시예를 포함하는 것이다.The configuration of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes various embodiments that can be practiced within the ordinary skill in the art.
10:기어박스 20:오일탱크 30:이젝터 40:에어필터 50:오일쿨러
110:오일탱크 113:칸막이 115: 120:이젝터 130:에어 레귤레이터 150:사이크론 세퍼레이터 151:유입구 155:원통형 다공칸막이 156:미공 157:지지대 158:응축액 배출구 159:에어배출구 160:하강선회류 161:상승선회류10: gear box 20: oil tank 30: ejector 40: air filter 50: oil cooler
The present invention relates to an air purifier for an internal combustion engine and an air purifier for an internal combustion engine that includes an
Claims (4)
오일탱크의 유증기를 흡수관(116)을 통하여 진공흡수하여 공기와 혼합하고, 혼합유체를 싸이크론 세퍼레이터 유입구로 분사하는 이젝터(120) 및;
유입된 혼합유체를 내부에 설치된 다수의 미공(156)이 형성되어 있는 원통형 다공칸막이기(155)를 통과시켜 기/액분리하여 에어는 에어배출구(159)로 배출하고 유증기 응축액은 응축액 배출구(158)를 통하여 오일탱크(110)로 보내는 싸이크론 세퍼레이터(150)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유증기 회수장치.An oil tank 110 for storing a high temperature oil discharged from a large air compressor or a gear box of a gas compressor;
An ejector 120 for absorbing the vapor of the oil tank through the absorption pipe 116 to mix with the air, and injecting the mixed fluid to the cyclone separator inlet;
The introduced mixed fluid is passed through a cylindrical porous partitioning device 155 having a plurality of micropores 156 provided therein to discharge air to the air outlet 159 and the vapor condensate is discharged through the condensate outlet 158 And a cyclone separator (150) for sending the oil to the oil tank (110) through the oil separator (150).
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2014
- 2014-08-12 KR KR1020140104159A patent/KR20160019990A/en not_active Application Discontinuation
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