KR20200067307A - 연료의 자연발화 무인 방지 시스템 - Google Patents

연료의 자연발화 무인 방지 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 연료를 저장하는 저장소에 설치되어 연료의 자연발화를 방지하기 위한 연료의 자연발화 무인 방지 시스템으로서, 상기 연료의 상부를 두루 이동하면서 하부에 위치한 연료의 온도를 측정하는 측정부; 상기 측정부와 함께 이동하면서 하부에 위치한 연료 상에 상기 연료의 온도를 낮추기 위한 물질을 분사할 수 있는 분사부; 및 상기 측정부에서 측정된 온도에 따라 상기 분사부의 분사를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 연료의 자연발화 무인 방지 시스템에 관한 것이다.

Description

연료의 자연발화 무인 방지 시스템{UNMANNED SPONTANEOUS IGNITION PREVENTION SYSTEM OF FUEL}
본 발명은 저탄장에 저장된 석탄의 자연발화를 방지하고 발화시에 효율적으로 진화할 수 있는 기술에 관한 것이다.
화력발전소의 경우 수입탄을 발전소별 저탄장에 하역후 보관하여 사용하고 있다. 그런데, 석탄의 자연 발화는 외부에서 아무런 착화원이 없는 상태에서 석탄이 공기 중의 상온에서 자발적으로 발열하고, 그 열이 장시간 축적되어 발화점에 도달되어 연소를 일으키는 현상으로, 석탄을 저장하는 저탄장에서는 석탄의 상태 및 종류에 따라 자연 발화가 빈번하게 발생하고 있다.
현재 저탄장에는 석탄의 온도를 측정하는 장치가 없어 자연발화 방지가 어렵고, 석탄이 자연발화하여 불꽃이나 연기가 발생되는 경우에는 작업자가 육안으로 확인하고 해당 자연발화 지점에 직접 살수 등을 통하여 이를 진화하는 방식으로 저탄장의 관리가 운영되고 있다.
저탄장의 이러한 자연발화는 유해가스를 누출시켜 안전사고를 발생시키고, 연료 손실 및 환경오염을 물론, 발전소의 출력과 효율을 저하시키는 주요 원인이다.
이에, 본 발명의 발명자는 저탄장에서 효율적으로 석탄의 자연발화를 방지할 수 있는 방법에 대하여 오랫동안 연구하고 시행착오를 거친 끝에 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명은 연료의 상부를 주기적으로 이동하면서 연료의 온도를 측정하고, 측정된 온도에 따라서 소화물질 등을 연료에 분사함으로써 자연발화를 미리 예방할 수 있는 연료의 자연발화 무인 방지 시스템을 제공하는 것이다.
또한 연료의 상부에서 직접 연료로 소화물질을 분사하기 위해서 소화물질 공급라인이 필수적인데, 이러한 공급라인의 꼬임이나 엉킴이 없이 효율적으로 소화물질 분사부가 연료의 상부를 두루 이동할 수 있는 연료의 자연발화 무인 방지 시스템을 제공하고자 한다.
한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.
본 발명의 실시예에 따라서, 본 발명은 연료를 저장하는 저장소에 설치되어 연료의 자연발화를 방지하기 위한 연료의 자연발화 무인 방지 시스템으로서,
상기 연료의 상부를 두루 이동하면서 하부에 위치한 연료의 온도를 측정하는 측정부;
상기 측정부와 함께 이동하면서 하부에 위치한 연료 상에 상기 연료의 온도를 낮추기 위한 물질을 분사할 수 있는 분사부; 및
상기 측정부에서 측정된 온도에 따라 상기 분사부의 분사를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
연료의 자연발화 무인 방지 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따라서 상기 측정부 및 상기 분사부가 상기 연료의 상부를 이동할 수있도록 상기 저장소의 내부 상부에 설치된 이동레일을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라서 상기 이동레일은,
상기 저장소 내부 상부의 길이방향을 따라 마주보도록 형성된 한 쌍의 가로레일; 및
양단부가 한 쌍의 상기 가로레일을 타고 한 쌍의 상기 가로레일의 길이방향으로 이동하도록 한 쌍의 상기 가로레일 사이에 형성된 세로레일을 포함하고,
상기 측정부 및 상기 분사부는,
상기 세로레일 상을 이동할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라서 상기 측정부 및 상기 분사부는,
상기 이동레일 상의 기설정된 경로를 따라 이동하는 것을 반복적으로 진행하되,
상기 분사부가 상기 물질을 분사시 이동을 멈추었다가, 상기 분사부의 분사가 종료시 다시 기설정된 경로를 따라 이동할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라서 상기 측정부는 열화상카메라를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라서 상기 분사부가 분사하는 물질은 물 또는 화학약품을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라서 상기 측정부 및 상기 분사부에 전력을 공급하는 전력공급라인; 및
상기 분사부에 분사되는 물질을 공급하는 물질공급라인을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라서 상기 전력공급라인 또는 상기 물질공급라인은 페스툰 시스템(festoon system)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라서 상기 물질공급라인은 플렉서블(flexible)한 재질의 호스(hose); 및
상기 호스가 감기거나 풀릴 수 있는 릴(reel)을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 연료의 자연발화 무인 방지 시스템을 이용하면 연료의 자연발화를 미리 예방하고 방지할 수 있게 되어 연료의 손실을 크게 줄일 수 있게 된다.
연료의 상부를 주기적으로 이동하면서 연료의 상태를 감시함으로써, 작업자가 굳이 관찰하거나 지켜보지 않더라도 연료의 자연발화를 방지할 수 있게 된다.
또한, 연료 상부의 효율적이면서 최적화된 이동을 통하여 연료소화물질의 공급라인이나 전력선의 꼬임이나 엉킴을 최소화하면서 연료의 감시 및 자연발화 방지 공정을 자동화할 수 있게 된다.
한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.
도 1은 본 발명에 따른 연료의 자연발화 무인 방지 시스템이 적용된 저탄장을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료의 자연발화 무인 방지 시스템을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료의 자연발화 무인 방지 시스템의 측정부 및 분사부가 연료의 상부를 이동하는 하나의 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료의 자연발화 무인 방지 시스템의 측정부 및 분사부가 연료의 상부를 이동하는 다른 하나의 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 물질공급라인을 페스툰 시스템으로 구성한 것을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 페스툰 시스템이 적용되어 물질공급라인의 이동하는 것을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료의 자연발화 무인 방지 시스템의 이동레일이 저탄장 천장의 형상에 따라 다양하게 변형되어 적용될 수 있는 것을 나타낸 도면이다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 연료의 자연발화 무인 방지 시스템을 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 연료의 자연발화 무인 방지 시스템이 적용된 저탄장을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 연료가 저장된 저장소의 연료 상부, 즉 천정 아래 부분을 두루 이동하면서 연료의 온도를 측정하고, 측정된 연료의 온도가 기설정된 온도 이상인 경우 물이나 소화물질 등을 분사하여 연료의 자연발화를 사전방지 또는 발생된 연소를 빠르게 소화시킬 수 있는 연료의 자연발화 무인 방지 시스템에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 측정부(100), 분사부(200) 및 제어부(300)를 포함한다.
측정부(100)는 연료의 상부를 두루 이동하면서 하부에 위치한 연료의 온도를 측정하게 된다. 이때 측정부(100)로 열화상카메라가 이용될 수 있다. 열화상카메라는 열을 추적 탐지하여 화면에 표시하되 온도에 따라 다른 색으로 표현하며 쉽게 온도 파악이 가능한 카메라이다.
열화상카메라로 촬영된 영상에서 일정온도 이상의 연료가 발견이 되면, 바로 제어부(300)는 분사부(200)를 동작시켜 물 또는 소화물질 등을 연료에 분사하게 된다.
이때 측정부(100)와 분사부(200)는 동일한 방향을 바라보도록 설정하여, 측정부(100)에서 측정된 연료에 분사부(200)가 물 등의 소화물질을 바로 분사할 수 있게 한다.
분사부(200)는 측정부(100)와 함께 이동하면서 하부에 위치한 연료 상에 연료의 온도를 낮추기 위한 물질을 분사할 수 있다. 이때 분사부(200)가 분사하는 물질은 물 또는 소화용 화학약품일 수 있다. 액상일수도 있고, 분말형태로 이루어진 물질일 수도 있다. 다만 분말형태의 화학약품보다는 액상의 화학약품이 공급라인을 통한 공급이 용이할 수 있겠다.
이외에도 분사부(200)가 분사하는 물질로서 연료의 온도를 저하시킬 수 있는 물과 화학약품 이외의 물질을 더 포함할 수 있다.
제어부(300)는 분사부(200)의 분사를 제어하게 된다. 즉, 제어부(300)는 측정부(100)와 분사부(200) 모두에 연결되고, 측정부(100)에서 측정된 온도에 따라 분사부(200)의 분사를 제어하게 된다.
측정부(100)에서 측정된 온도가 기설정된 온도 이상인 경우 제어부(300)는 분사부(200)의 동작을 온(ON) 시키고, 측정부(100)에서 측정된 온도가 기설정된 온도 미만인 경우 분사부(200)의 분사는 이루어지지 않는다.
도 1에 도시된 바와 같이 측정부(100)와 분사부(200)는 일체로 형성될 수 있다. 또한 측정부(100)와 분사부(200)가 일체의 하나의 모듈로 형성되고 제어부(300) 또한 이러한 하나의 모듈에 모두 탑재될 수 있다. 따라서 측정부(100)와 분사부(200) 및 제어부(300)는 함께 이동할 수 있다.
측정부(100)와 분사부(200)는 저탄장 내의 저탄장연료(F)의 상부를 두루 이동하여야 하는데, 도 1에서와 같이 천장 아래 형성된 이동레일을 이용할 수 있다. 측정부(100)와 분사부(200)의 저탄장 내 이동은 이후 자세히 후술한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료의 자연발화 무인 방지 시스템을 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 연료의 자연발화 무인 방지 시스템은 측정부(100)와 분사부(200)에 전력을 공급하는 전력공급라인(700) 및 분사부(200)에 분사물질 즉, 분사부(200)에서 분사되는 물질을 공급하는 물질공급라인(600)을 더 포함한다.
전력원(J)로부터 공급된 전력은 전력공급라인(700)을 타고 측정부(100) 및 분사부(200)에 공급될 수 있다. 이때 전력공급라인(700)은 전기선(710) 및 릴(720)을 포함할 수 있다.
전기선(710)은 측정부(100) 및 분사부(200)가 이동함에 따라 릴(720)에 감기거나 풀리게 된다. 이때 전기선의 처짐을 방지하기 위하여 이동레일을 따라 곳곳에 처짐방지부(미도시)가 설치될 수 있다.
물질공급라인(600)은 플렉서블한 호스(610) 및 릴(620)을 포함할 수 있다. 플렉서블한 호스(610)는 측정부(100) 및 분사부(200)가 이동함에 따라 릴(620)에 감기거나 풀리게 된다. 또한 전력공급라인(700)과 마찬가지로 플렉서블한 호스(610)의 처짐을 방지하기 위하여 이동레일을 따라 곳곳에 처짐방지부가 설치될 수 있다.
물질저장탱크(T)에서 펌프(P)를 통하여 이동하는 분사물질은 물질공급라인(600)을 타고 분사부(200)로 이동하여 결국 저탄장연료(F)의 상부에 뿌려질 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료의 자연발화 무인 방지 시스템의 측정부(100) 및 분사부(200)가 연료의 상부를 이동하는 하나의 예를 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 연료의 자연발화 무인 방지 시스템은 측정부(100) 및 분사부(200)가 연료의 상부를 이동할 수 있도록 저장소 내부 상부에 이동레일이 설치된 것을 특징으로 한다.
이러한 이동레일은 한 쌍의 가로레일(400) 및 세로레일(500)을 포함할 수 있다.
한 쌍의 가로레일(400)은 저장소 내부 상부의 길이방향을 따라 마주보도록 형성될 수 있다. 저장소의 천장 중 길게 형성된 부분을 따라서 한 쌍의 가로레일(400)이 마주보고 형성되는 것이다.
세로레일(500)은 양단부가 한 쌍의 가로레일(400)을 타고 가로레일(400)의 길이방향으로 이동할 수 있도록 가로레일(400) 사이에 형성되게 된다. 즉, 세로레일(500)은 양단부가 한 쌍의 가로레일(400)에 각각 걸친 상태로 길이방향을 따라 왕복운동할 수 있는 것이다.
그리고 이때 측정부(100) 및 분사부(200)는 세로레일(500) 상을 이동하게 된다. 측정부(100)와 분사부(200)는 세로레일(500) 상을 이동하고, 세로레일(500)은 양단부를 가로레일(400) 상에 걸친 상태로 가로레일(400)의 길이방향을 따라 이동하기 때문에 결국 측정부(100) 및 분사부(200)는 연료의 상부를 두루 이동할 수 있게 된다.
도 3에 도시된 바와 같이 세로레일(500)이 먼저 가로레일(400)을 타고 이동하고, 가로레일(400)의 일단에서 타단으로 모든 이동을 완료하고 나면, 측정부(100) 및 분사부(200)가 세로레일(500) 상에서 일부 이동하고, 이후 다시 세로레일(500)이 가로레일(400)의 타단에서 일단으로 돌아오게 된다. 그리고 다음으로 다시 측정부(100) 및 분사부(200)가 세로레일(500) 상을 이동하게 된다. 이런 과정을 반복적으로 진행하면서 연료의 상부를 두루 이동하게 된다.
일단 시작점부터 완료점까지의 모든 이동(R1)이 종료가 되면, 다시 이동한 경로를 역으로 이동할 수 있게 된다. 즉, 완료점부터 시작점으로 새로운 이동(R2)가 진행되는 것이다. 이렇게 측정부(100)와 분사부(200)는 연료의 상부를 반복적으로 두루 이동하면서 연료를 감시하게 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자연발화 방지 시스템의 측정부(100) 및 분사부(200)가 연료의 상부를 이동하는 다른 하나의 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 도 3과는 다른 방식에 따라 측정부(100)와 분사부(200)가 이동하는 것을 나타낸 것이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 측정부(100)와 분사부(200)의 연료의 상부에서의 이동은 우선 측정부(100)와 분사부(200)가 세로레일(500)을 타고 세로레일(500)의 일단에서 타단으로 이동하고, 이러한 이동이 종료된 다음, 세로레일(500)이 가로레일(400)의 일단에서 타단방향으로 일부 이동하게 된다. 그 다음 다시 측정부(100) 및 분사부(200)가 세로레일(500)의 타단에서 일단으로 이동하고 이동이 완료되면 세로레일(500)이 가로레일(400)을 타고 다시 이동하게 된다. 이러한 이동을 반복하면서 측정부(100) 및 분사부(200)가 시작점에서 완료점까지 이동하게 된다(R1).
이후 다시 측정부(100) 및 분사부(200)는 상술한 과정을 역으로 진행하면서 경로를 역으로 이동하게 된다(R2). 이러한 이동을 통하여 측정부(100)와 분사부(200)는 연료의 상부를 반복적으로 두루 이동할 수 있게 되는 것이다.
한편 본 발명에 따른 측정부(100) 및 분사부(200)는 이동레일 상의 기설정된 경로를 이동하다가 기설정된 온도 이상의 연료가 발견되면 측정부(100) 및 분사부(200)는 이동을 멈추고 분사부는 상술한 연료에 물질을 분사하게 된다. 그리고 분사가 종료되면 다시 기설정된 경로를 따라 이동하게 된다. 한편 분사 후 분사지점 온도를 다시 측정하고, 기설정된 온도 이상이면 분사부(200)는 물질을 재분사하고, 기설정된 온도 미만이면 측정부(100) 및 분사부(200)는 기설정된 경로를 따라 이동을 계속 진행할 수도 있다. 이렇게 반복적으로 주기적으로 연료의 상부를 이동하면서 연속적으로 연료의 자연발화를 감시하게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 물질공급라인을 페스툰 시스템으로 구성한 것을 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 페스툰 시스템이 적용되어 물질공급라인의 이동하는 것을 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 6에서는 물질공급라인만을 도시하고 있지만, 전력공급라인도 동일하게 적용될 수 있음은 자명하다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 물질공급라인을 페스툰 시스템으로 구성함으로써, 물질공급라인의 엉킴이나 꼬임이 방지될 수 있다.
또한 물질공급라인을 페스툰 시스템으로 구성함으로써 별도의 플렉서블한 호스(610)의 처짐방지부가 불필요해 진다. 페스툰 시스템을 통하여 물질공급라인 또는 전력공급라인이 저장소의 천장에서 엉킴이나 꼬임없이 원활하게 이동할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료의 자연발화 무인 방지 시스템의 이동레일이 저탄장 천장의 형상에 따라 다양하게 변형되어 적용될 수 있는 것을 나타낸 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이 저장소 중앙에 중앙칼럼(K)이 형성된 경우, 중앙칼럼(K)을 중심으로 양쪽으로 연료의 자연발화 무인 방지 시스템이 형성될 수 있다. 즉, 저장소의 다양한 형태에 맞추어 본 발명의 기본 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 이동레일이 다양하게 변형되어 사용될 수 있다.
본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명의 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.
F: 저탄장연료
100: 측정부
200: 분사부
300: 제어부
400: 가로레일
500: 세로레일
600: 물질공급라인
610: 플렉서블한 호스
620: 릴
700: 전력공급라인
710: 전기선
720: 릴
J: 전력원
T: 물질저장탱크
K: 중앙칼럼

Claims (9)

  1. 연료를 저장하는 저장소에 설치되어 연료의 자연발화를 방지하기 위한 연료의 자연발화 무인 방지 시스템으로서,
    상기 연료의 상부를 두루 이동하면서 하부에 위치한 연료의 온도를 측정하는 측정부;
    상기 측정부와 함께 이동하면서 하부에 위치한 연료 상에 상기 연료의 온도를 낮추기 위한 물질을 분사할 수 있는 분사부; 및
    상기 측정부에서 측정된 온도에 따라 상기 분사부의 분사를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    연료의 자연발화 무인 방지 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 측정부 및 상기 분사부가 상기 연료의 상부를 이동할 수있도록 상기 저장소의 내부 상부에 설치된 이동레일을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    연료의 자연발화 무인 방지 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 이동레일은,
    상기 저장소 내부 상부의 길이방향을 따라 마주보도록 형성된 한 쌍의 가로레일; 및
    양단부가 한 쌍의 상기 가로레일을 타고 한 쌍의 상기 가로레일의 길이방향으로 이동하도록 한 쌍의 상기 가로레일 사이에 형성된 세로레일을 포함하고,
    상기 측정부 및 상기 분사부는,
    상기 세로레일 상을 이동하는 것을 특징으로 하는,
    연료의 자연발화 무인 방지 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 측정부 및 상기 분사부는,
    상기 이동레일 상의 기설정된 경로를 따라 이동하는 것을 반복적으로 진행하되,
    상기 분사부가 상기 물질을 분사시 이동을 멈추었다가, 상기 분사부의 분사가 종료시 다시 기설정된 경로를 따라 이동하는 것을 특징으로 하는,
    연료의 자연발화 무인 방지 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 측정부는 열화상카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    연료의 자연발화 무인 방지 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 분사부가 분사하는 물질은 물 또는 화학약품을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    연료의 자연발화 무인 방지 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 측정부 및 상기 분사부에 전력을 공급하는 전력공급라인; 및
    상기 분사부에 분사되는 물질을 공급하는 물질공급라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    연료의 자연발화 무인 방지 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전력공급라인 또는 상기 물질공급라인은 페스툰 시스템(festoon system)을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    연료의 자연발화 무인 방지 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 물질공급라인은 플렉서블(flexible)한 재질의 호스(hose); 및
    상기 호스가 감기거나 풀릴 수 있는 릴(reel)을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    연료의 자연발화 무인 방지 시스템.
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