KR20160036719A - 미세먼지 및 유해가스 동시처리 기능을 구비한 터널 대기 정화장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 터널 내부에 설치되어, 터널 내부에 설치되어, 상기 터널 내 공기 중의 미세먼지를 제거하는 전기 집진기; 상기 전기 집진기의 후단에 배치되며, 상기 전기 집진기로부터 유입되는 공기 중에 포함된 습기를 제거하는 실리카겔; 상기 실리카겔의 후단에 배치되며, 상기 실리카겔을 통과한 공기 중에 포함된 일산화탄소를 촉매반응으로 제거하는 상온촉매반응기; 상기 상온촉매반응기와 연결되며, 상기 상온촉매반응기로부터 유입되는 공기 중의 휘발성유기화합물을 제거하는 상온플라즈마반응기; 및 상기 터널 내부의 공기가 상기 전기 집진기를 통해 유입된 후, 상기 실리카겔, 상기 상온촉매반응기, 상기 상온플라즈마반응기로 순차 이동하도록 흡입력을 발생시키는 송풍기를 포함하는 미세먼지 및 유해가스 동시처리 기능을 구비한 터널 대기 정화장치를 제공한다.
따라서, 제습기와 집진기를 이용하여 터널 내의 공기에 포함된 습기와 미세먼지를 제거하고, 습기와 미세먼지가 제거된 공기에 포함된 대기오염물질 및 휘발성유기화합물을 상온촉매반응기와 상온플라즈마반응기를 이용하여 제거하여 터널 내부의 대기를 정화시키고, 정화된 공기를 터널의 외부로 배출하여 대기오염을 경감시킬 수 있다.
따라서, 제습기와 집진기를 이용하여 터널 내의 공기에 포함된 습기와 미세먼지를 제거하고, 습기와 미세먼지가 제거된 공기에 포함된 대기오염물질 및 휘발성유기화합물을 상온촉매반응기와 상온플라즈마반응기를 이용하여 제거하여 터널 내부의 대기를 정화시키고, 정화된 공기를 터널의 외부로 배출하여 대기오염을 경감시킬 수 있다.
Description
본 발명은 미세먼지 및 유해가스 동시처리 기능을 구비한 터널 대기 정화장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터널 내 대기 공기를 흡입하여 공기 중에 포함된 습기, 휘발성유기화합물 및 대기오염물질을 정화하는 미세먼지 및 유해가스 동시처리 기능을 구비한 터널 대기 정화장치에 관한 것이다.
대한민국 공개특허 제2014-0100806호에 기재된 배경기술을 참조하면, 일반적으로 터널은 교통, 통수 등의 목적으로 산악, 지하 또는 수저 등에 구멍을 뚫어 형성한 상당 크기의 내공 단면을 가지는 갱도를 말한다.
그런데, 터널 안의 공기는 차량 등이 내뿜는 각종 유해물질로 인해 오염되어 있으며, 특히, 교통량이 많은 도심지 및 산이 많은 산악지대나 고지대의 도로건설시에 필수적으로 시공하게 되는 터널의 경우에는 차량에서 발생되는 매연이나 타이어 분진 등에 의해서 내부공기의 오염도가 상당히 높아지게 된다. 이때, 유해물질로는 미세먼지, 일산화탄소(CO), 질소산화물(NOx) 휘발성 유기 화합물(VOCS) 등이 있다.
따라서, 상기 터널에는 상기 유해물질을 상기 터널 내부로부터 제거하여 쾌적한 주행 환경을 만들기 위해, 상기 터널 내부에 제트팬을 설치하여 상기 터널 내부의 공기를 환기시키고 있다. 즉, 상기 터널의 천정부에 차량의 통행방향과 동일하게 송풍방향을 갖는 다수개의 제트팬을 설치하고, 상기 제트팬의 송풍작용에 의해 터널 내부의 오염된 공기를 터널 외부로 방출시키는 방식으로 터널 내부의 환기가 이루어진다.
그러나 이와 같은 종래의 제트팬을 이용한 환기방식은, 터널 내부의 오염된 공기가 처리되지 않은 채, 터널 주변 환경으로 방출됨에 따라 주변 환경의 오염이 필연적으로 수반된다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 터널 내부의 대기 중의 공기에 포함된 습기와 미세먼지 및 대기오염물질과 휘발성유기화합물을 정화하고, 정화된 터널 내부의 대기가 터널 외부로 배출되게 하는 미세먼지 및 유해가스 동시처리 기능을 구비한 터널 대기 정화장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 터널 내부에 설치되어, 상기 터널 내 공기 중의 미세먼지를 제거하는 전기 집진기; 상기 전기 집진기의 후단에 배치되며, 상기 전기 집진기로부터 유입되는 공기 중에 포함된 습기를 제거하는 실리카겔; 상기 실리카겔의 후단에 배치되며, 상기 실리카겔을 통과한 공기 중에 포함된 일산화탄소를 촉매반응으로 제거하는 상온촉매반응기; 상기 상온촉매반응기와 연결되며, 상기 상온촉매반응기로부터 유입되는 공기 중의 휘발성유기화합물을 제거하는 상온플라즈마반응기; 및 상기 터널 내부의 공기가 상기 전기 집진기를 통해 유입된 후, 상기 실리카겔, 상기 상온촉매반응기, 상기 상온플라즈마반응기로 순차 이동하도록 흡입력을 발생시키는 송풍기를 포함하는 미세먼지 및 유해가스 동시처리 기능을 구비한 터널 대기 정화장치를 제공한다.
본 발명에 따른 미세먼지 및 유해가스 동시처리 기능을 구비한 터널 대기 정화장치는 상기 전기 집진기와 인접하게 구비되며 상기 터널 내 공기 중의 미세먼지를 제거하는 백 필터, 및 상기 상온촉매반응기의 후단에 구비되며 상기 상온촉매반응기를 통과한 공기 중에 포함된 유해가스를 제거하는 제올라이트를 더 포함할 수 있다.
상기 상온플라즈마반응기는 상기 공기가 유입되는 유입구 및 상기 공기가 배출되는 배출구가 형성될 수 있으며, 내측에는 상호 이격되게 한 쌍의 방전전극이 구비될 수 있고, 상기 방전전극 사이에는 고유전체가 마련된 본체와, 상기 방전전극과 연결되어, 상기 방전전극으로 전압을 공급하면서 상기 고유전체 상에서 코로나 방전이 발생되게 하는 전원공급부를 포함할 수 있으며, 상기 고유전체는 바륨티타네이트일 수 있다.
상기 전원공급부와 상기 방전전극 사이에는 슬라이닥스를 연결 구비할 수 있으며, 상기 슬라이닥스를 통해 상기 방전전극으로 공급되는 전압은 3.3 내지 3.5kV일 수 있다.
본 발명에 따른 미세먼지 및 유해가스 동시처리 기능을 구비한 터널 대기 정화장치는 실라카겔과 집진기 백 필터를 이용하여 터널 내의 공기에 포함된 습기와 미세먼지를 제거하고, 습기와 미세먼지가 제거된 공기에 포함된 대기오염물질 및 휘발성유기화합물을 상온촉매반응기와 상온플라즈마반응기를 이용하여 제거하여 터널 내부의 대기를 정화시키고, 정화된 공기를 터널의 외부로 배출하여 대기오염을 경감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세먼지 및 유해가스 동시처리 기능을 구비한 터널 대기 정화장치의 개략 구성도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 상온촉매반응기의 개략 구조도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 상온플라즈마반응기의 개략 구조도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 상온촉매반응기의 개략 구조도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 상온플라즈마반응기의 개략 구조도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세먼지 및 유해가스 동시처리 기능을 구비한 터널 대기 정화장치의 개략 구성도, 도 2는 도 1에 나타낸 상온촉매반응기의 개략 구조도, 도 3은 도 1에 나타낸 상온플라즈마반응기의 개략 구조도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세먼지 및 유해가스 동시처리 기능을 구비한 터널 대기 정화장치(100)는 전기 집진기(110)와, 실리카겔(120)와, 상온촉매반응기(130)와, 상온플라즈마반응기(140)와, 송풍기(150)를 포함하고, 백 필터(160) 및 제올라이트(170)를 더 포함할 수 있다.
상기 전기 집진기(110)는 터널(미도시) 내의 공기 중에 포함된 미세먼지를 제거하는 역할을 한다. 상기 전기 집진기(110)는 터널 내부의 공기를 공급받아 미세먼지를 제거한 후 이후 설명될 실리카겔(120)로 배출 공급되게 한다. 이러한, 상기 전기 집진기(110)는 여과필터나 싸이클론 또는 전기집진 방식을 통해 공급되는 공기 중 미세먼지를 제거할 수 있으나, 이에 한정하지 않고 공지의 집진수단을 선택하여 사용 가능함은 물론이다.
상기 전기 집진기(110)의 후단에는 실리카겔(120)이 위치하며, 상기 실리카겔(120)은 터널(미도시) 내부의 공기 중에 포함된 습기를 제거하는 역할을 한다. 상기 실리카겔(120)은 황산과 규산나트륨의 반응에 의해 만들어지는 튼튼한 그물조직의 규산입자로 표면적이 매우 넓어 물이나 알코올 등을 흡수하는 능력이 매우 뛰어나 제습제로 널리 사용된다. 상기 실리카겔(120)에 의해서 상기 터널(미도시) 내부의 공기 중에 포함된 습기를 제거되는 것으로 한정하는 것은 아니며, 상기 실리카겔(120)이 아닌 공지의 제습기를 상기 전기 집진기(110)의 후단에 설치하여 터널(미도시) 내부의 공기 중에 포함된 습기를 제거할 수도 있다.
상기 실리카겔(120)의 후단에는 상온촉매반응기(130)가 배치되며, 상기 상온촉매반응기(130)는 터널 내부의 공기 중에 포함된 일산화탄소를 촉매반응을 이용하여 제거하는 역할을 한다. 상기 상온촉매반응기(130)는 상기 전기 집진기(110) 및 상기 실리카겔(120)을 통해 미세먼지 및 습기가 제거된 공기를 공급받아 일산화탄소를 제거한 후 후술될 상온플라즈마반응기(140)로 배출 공급되게 한다.
이러한 상온촉매반응기(130)는 상기 전기 집진기(110) 및 실리카겔(120)를 거쳐 공급되는 공기 중 일산화탄소를 촉매반응으로 제거하게 된다. 여기서, 도 2를 참조하면, 상기 상온촉매반응기(130)는 통 형상 몸체(132)와, 상기 몸체(132)의 내부에 내부 삽입 설치되는 상온촉매(134)를 포함한다. 상기 상온촉매(134)는 상기 몸체(132)의 유입구(132a)에서 유입된 후 배출구(132b)를 통해 상온플라즈마반응기(140)로 배출 이송되는 공기 중 일산화탄소를 25℃ 이하의 저온에서도 촉매반응을 통한 제거효율을 유지되게 한다.
상기 상온촉매반응기(130)는 상온플라즈마반응기(140)와 연결되며, 상기 상온플라즈마반응기(140)는 터널 내부의 공기 중에 포함된 휘발성유기화합물을 제거하는 역할을 한다. 상기 상온플라즈마반응기(140)는 상기 상온촉매반응기(130)와 연결된 상태로 상기 상온촉매반응기(130)를 통해 일산화탄소가 제거된 공기를 공급받아 휘발성유기화합물을 제거한 후 터널 외부로 배출하게 된다. 이러한 상기 상온플라즈마반응기(140)는 상기 상온촉매반응기(130)로부터 공급되는 공기 중의 휘발성유기화합물을 플라즈마반응으로 제거하게 된다.
여기서, 도 3을 참조하면, 상기 상온플라즈마반응기(140)는 내부에 고유전체(144)가 마련된 본체(140a)와, 상기 고유전체(144)로 코로나방전이 발생되도록 전압을 공급하는 전원공급부(140b)를 포함한다. 상기 본체(140a)는 내부에 공간부를 가지는 통 형상 구조물로, 일측에는 상기 상온촉매반응기(!30)와 연결되어 공기를 유입되게 하는 유입구(141)가 형성되고, 타측에는 내부로 유입된 공기를 외부로 배출되게 하는 배출구(142)가 형성된다. 그리고, 상기 본체(140a)의 내부에는 상호 이격되게 한 쌍의 방전전극(143)이 마련된 상태로 상기 고유전체(144)가 상기 방전전극(143) 사이에 충전된다.
여기서, 상기 고유전체(144)는 바륨티타네이트(BaTiO3)를 선택 사용할 수 있다. 상기 전원공급부(140b)는 상기 방전전극(143)과 연결되어 상기 방전전극(143)으로 전압을 공급하여, 상기 고유전체(144)에서 코로나 방전을 발생되게 한다. 그리고, 상기 전원공급부(140b)와 상기 방전전극(143) 사이에는 슬라이닥스(도면미도시)를 연결 구비할 수 있다. 이러한, 상기 슬라이닥스는 상기 방전전극(143)으로 공급되는 전압을 3.3 내지 3.5kV로 유지되게 한다.
상기 상온플라즈마반응기(140)는 상기 방전전극(143) 사이에 충전된 고유전체(144) 상에서 코로나 방전을 발생되게 하면서, 상기 본체(140a) 내부로 유입된 공기가 상기 고유전체(144)를 통과시, 상기 공기 내 휘발성유기화합물을 분해 제거하게 된다.
상기 터널 내부의 공기가 상기 전기 집진기(110)과 상기 실리카겔(120)을 통해 유입된 후, 상기 상온촉매반응기(130), 상기 상온플라즈마반응기(140)로의 순차적 이동은 송풍기(150)에 의해 이루어지며, 상기 송풍기(150)는 상기 터널 내부의 공기를 상기 터널 외부로 배출 이동할 수 있게 한다.
상기 송풍기(150)는 터널 내 공기가 상기 전기 집진기(110) 및 상기 실리카겔(120)로 유입된 후, 상기 상온촉매반응기(130), 상기 상온플라즈마반응기(140)를 순차적으로 이동된 후, 상기 터널 외부로 배출되도록 흡입력을 발생시키는 역할을 한다. 이러한, 상기 송풍기(150)는 상기 상온플라즈마반응기(140)의 배출구(142)와 연결되어, 상기 전기 집진기(110), 상기 실리카겔(120), 상기 상온촉매반응기(130)로 공기를 순차적으로 이송되게 하는 흡입력을 발생시킬 수 있으나, 이에 한정하지 않고 복수의 분기라인(도면미도시)을 통해 상기 전기 집진기(110), 상기 실리카겔(120), 상기 상온촉매반응기(130)와 각각 연결되어, 상기 전기 집진기(110), 상기 실리카겔(120), 상기 상온촉매반응기(130) 각각에서 흡입력을 발생되게 할 수도 있다.
상기 전기 집진기(110)와 인접하게 백 필터(160)가 구비된다. 상기 백 필터(160)는 상기 전기 집진기(110)와 동일하게 터널 내의 공기 중에 포함된 미세먼지를 제거하는 역할을 한다. 상기 전기 집진기(110)와 상기 백 필터(160)가 터널 내의 공기 중에 포함된 미세먼지를 중복하여 제거함으로써 터널 내의 미세먼지를 제거하는 효과를 증대시킬 수 있다. 상기 전기 집진기(110)와 상기 백 필터(160)가 인접하게 위치하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 상기 전기 집진기(110)의 후단에 상기 백 필터(160)가 구비될 수 있으며, 상기 백 필터(160)는 일반적인 필터로 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 상온촉매반응기(130)의 후단에는 제올라이트(170)가 구비되며, 상기 제올라이트(170)는 상기 상온촉매반응기(130)를 통과한 공기 중에 포함된 유해가스를 제거하는 역할을 한다. 터널 내의 공기 중에 포함된 유해가스 중 일산화탄소는 상기 상온촉매반응기(130)에서 1차적으로 제거된 후 상기 제올라이트(170)에 의해 2차적으로 제거된다. 또한, 상기 제올라이트(170)는 일산화탄소만 제거하는 것이 아니라 상기 상온촉매반응기(130)를 통과한 공기 중에 포함된 휘발성유기화합물을 1차적으로 걸러주는 역할을 한다. 상기 제올라이트(170)에서 휘발성유기화합물이 1차적으로 제거되고, 상기 상온플라즈마반응기(140)에서 2차적으로 제거되게 되며, 상기 상온촉매반응기(130), 상기 제올라이트(170), 상기 상온플라즈마반응기(140)가 순차적으로 일산화탄소와 휘발성유기화합물을 중복적으로 제거함으로써 터널 내의 일산화탄소 및 휘발성유기화합물을 제거하는 효과를 증대시킬 수 있다.
이와 같이 구성되는 일 실시 예에 따른 상기 미세먼지 및 유해가스 동시처리 기능을 구비한 터널 대기 정화장치(100)의 작동을 설명하면, 상기 송풍기(150)를 작동시키면 상기 터널 내부의 공기가 상기 전기 집진기(110) 및 상기 백 필터(160)로 유입된다. 이렇게, 상기 터널 내 공기가 상기 전기 집진기(110) 및 상기 백 필터(160)로 유입되면, 상기 전기 집진기(110) 및 상기 백 필터(160)에서는 공기 내 미세먼지를 제거한 후 상기 실리카겔(120)로 배출시킨다.
상기 전기 집진기(110) 및 상기 백 필터(160)에서 배출되는 공기는 상기 실리카겔(120)를 통과하면서 습기가 제거되게 되고, 상기 실리카겔(120)를 통과한 공기는 상기 상온촉매반응기(130) 내 상온촉매(134)의 촉매반응으로 공기 내 일산화탄소를 제거한 후 상기 상온플라즈마반응기(140)로 배출시킨다. 상기 상온플라즈마반응기(140)로 유입되는 공기는 상기 제올라이트(170)를 통과하면서 공기 중에 포함된 유해가스가 제거된 후 상기 상온플라즈마반응기(140) 내부에서 발생된 코로나 방전에 의해 공기 내에 포함된 휘발성유기화합물이 분해 제거된다. 이렇게, 상기 상온플라즈마반응기(140)에서 배출되는 공기는 터널 외부로 배출이 이루어지게 된다.
따라서, 전기 집진기(110)와 실리카겔(120)을 이용하여 터널 내의 공기에 포함된 미세먼지와 습기를 제거하고, 습기와 미세먼지가 제거된 공기에 포함된 대기오염물질 및 휘발성유기화합물을 상온촉매반응기(130)와 상온플라즈마반응기(140)를 이용하여 제거하여 터널 내부의 대기를 정화시키고, 정화된 공기를 터널의 외부로 배출하여 대기오염을 경감시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100 : 미세먼지 및 유해가스 동시처리 기능을 구비한 터널 대기 정화장치
110 : 전기 집진기
120 : 실리카겔
130 : 상온촉매반응기 140 : 상온플라즈마반응기
150 : 송풍기 160 : 백 필터
170 : 제올라이트
130 : 상온촉매반응기 140 : 상온플라즈마반응기
150 : 송풍기 160 : 백 필터
170 : 제올라이트
Claims (4)
- 터널 내부에 설치되어, 상기 터널 내 공기 중의 미세먼지를 제거하는 전기 집진기;
상기 전기 집진기의 후단에 배치되며, 상기 전기 집진기로부터 유입되는 공기 중에 포함된 습기를 제거하는 실리카겔;
상기 실리카겔의 후단에 배치되며, 상기 실리카겔을 통과한 공기 중에 포함된 일산화탄소를 촉매반응으로 제거하는 상온촉매반응기;
상기 상온촉매반응기와 연결되며, 상기 상온촉매반응기로부터 유입되는 공기 중의 휘발성유기화합물을 제거하는 상온플라즈마반응기; 및
상기 터널 내부의 공기가 상기 전기 집진기를 통해 유입된 후, 상기 실리카겔, 상기 상온촉매반응기, 상기 상온플라즈마반응기로 순차 이동하도록 흡입력을 발생시키는 송풍기를 포함하는 미세먼지 및 유해가스 동시처리 기능을 구비한 터널 대기 정화장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 전기 집진기와 인접하게 구비되며 상기 터널 내 공기 중의 미세먼지를 제거하는 백 필터, 및
상기 상온촉매반응기의 후단에 구비되며 상기 상온촉매반응기를 통과한 공기 중에 포함된 유해가스를 제거하는 제올라이트를 더 포함하는 미세먼지 및 유해가스 동시처리 기능을 구비한 터널 대기 정화장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 상온플라즈마반응기는,
상기 공기가 유입되는 유입구 및 상기 공기가 배출되는 배출구가 형성되며, 내측에는 상호 이격되게 한 쌍의 방전전극이 구비되고, 상기 방전전극 사이에는 고유전체가 마련된 본체와,
상기 방전전극과 연결되어, 상기 방전전극으로 전압을 공급하면서 상기 고유전체 상에서 코로나 방전이 발생되게 하는 전원공급부를 포함하며,
상기 고유전체는, 바륨티타네이트인 것을 특징으로 하는 미세먼지 및 유해가스 동시처리 기능을 구비한 터널 대기 정화장치.
- 청구항 3에 있어서,
상기 전원공급부와 상기 방전전극 사이에는 슬라이닥스를 연결 구비하며,
상기 슬라이닥스를 통해 상기 방전전극으로 공급되는 전압은 3.3 내지 3.5kV인 미세먼지 및 유해가스 동시처리 기능을 구비한 터널 대기 정화장치.
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| KR1020140128274A KR20160036719A (ko) | 2014-09-25 | 2014-09-25 | 미세먼지 및 유해가스 동시처리 기능을 구비한 터널 대기 정화장치 |
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|---|---|
| KR20160036719A true KR20160036719A (ko) | 2016-04-05 |
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ID=55800002
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR20180052252A (ko) * | 2016-11-10 | 2018-05-18 | 재단법인 다차원 스마트 아이티 융합시스템 연구단 | 미세먼지 및 유해가스를 동시에 제거하는 공기 정화 필터 및 장치 |
| KR20190087735A (ko) | 2018-01-17 | 2019-07-25 | 한국원자력기술 주식회사 | 터널 내부 설치용 수소제거 촉매체 설치시스템 |
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-
2014
- 2014-09-25 KR KR1020140128274A patent/KR20160036719A/ko not_active Application Discontinuation
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