KR20230127490A - 디젤 미립자 필터의 세정 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디젤 미립자 필터의 재생에서 신품 수준의 성능을 발휘하도록 하는 디젤 미립자 필터의 세정 시스템을 제공하기 위하여, 디젤 미립자 필터를 재생시키는 디젤 미립자 필터의 세정 장치에 있어서, 오염된 디젤 미립자 필터를 지지하는 본체 및 상기 본체에 연결되어 상기 디젤 미립자 필터를 향해 세정물질를 분사하여 상기 디젤 미립자 필터의 오염물질을 제거하는 세정물질제공모듈을 포함하고, 상기 세정물질은 드라이아이스 펠렛을 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 디젤 미립자 필터의 세정 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배기가스 중 미연소 탄소를 포집하여 제거하는 디젤 미립자 필터의 세정 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 디젤 미립자 필터는 차량, 선박 및 디젤 발전기 등에 마련되어 배기가스 중 미연소 탄소를 제거한다. 최근 들어 환경오염에 따라 디젤 미립자 필터에 대한 규제가 강화되고 있어 디젤 미립자 필터를 세정 및 재생하기 위한 다양한 연구개발이 이루어지고 있다.
특히, 디젤 미립자 필터 내에 미연소 탄소가 축적되면, 차압이 증가하여 엔진의 출력이 저하되므로 주기적으로 디젤 미립자 필터를 분리하여 열재생 공정을 수행한다. 열재생 공정에서는 가열로 등을 이용하여 수트(Soot) 성분 및 애쉬(Ash) 성분을 제거한다.
그러나 디젤 미립자 필터의 열재생 공정은 많은 시간이 소요되고 재생 완료된 디젤 미립자 필터의 차압이 신품만큼 개선되지 못하는 것으로 알려져 있다. 이에, 디젤 미립자 필터의 성능을 신품 수준으로 개선하기 위한 다양한 연구개발이 이루어지고 있으나, 아직까지 구체적인 기술을 제시하지 못하고 있는 실정이다.
본 발명의 목적은 디젤 미립자 필터의 재생에서 신품 수준의 성능을 발휘하도록 하는 디젤 미립자 필터의 세정 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 디젤 미립자 필터의 세정 장치는 디젤 미립자 필터를 재생시키는 디젤 미립자 필터의 세정 장치에 있어서, 오염된 디젤 미립자 필터를 지지하는 본체 및 상기 본체에 연결되어 상기 디젤 미립자 필터를 향해 세정물질를 분사하여 상기 디젤 미립자 필터의 오염물질을 제거하는 세정물질제공모듈을 포함하고, 상기 세정물질은 드라이아이스 펠렛을 포함할 수 있다.
상기 디젤 미립자 필터의 세정 장치는 상기 본체에 연결되어 상기 세정물질이 분사되기 이전에 상기 디젤 미립자 필터를 향해 압축공기를 분사하여 상기 디젤 미리자 필터의 오염물질을 제거하는 압축공기제공모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 재생물질 및 상기 압축공기의 분사영역으로부터 상기 디젤 미립자 필터의 사이 거리는 10~50cm일 수 있다.
상기 압축공기제공모듈은 3~20bar의 압력조건으로 상기 압축공기가 상기 디젤 미립자 필터를 향해 제공되도록 할 수 있다.
상기 세정물질제공모듈은 3~15bar의 압력조건으로 상기 세정물질이 상기 디젤 미립자 필터를 향해 제공되도록 할 수 있다.
상기 드라이아이스의 미립자는 상기 디젤 미립자 필터로 침투 후 승화되어 상기 디젤 미립자 필터의 오염물질이 상기 필터의 기공으로부터 외부로 배출되도록 할 수 있다.
상기 디젤 미립자 필터를 향해 분사되는 상기 드라이아이스는 상기 디젤 미립자 필터의 내벽 사이에 순간적으로 진공을 형성하여 상기 오염물질이 상기 디젤 미립자 필터로부터 배출되도록 할 수 있다.
상기 디젤 미립자 필터의 세정 장치는 상기 본체에 연결되어 상기 세정물질된 이후에 상기 디젤 미립자 필터를 향해 액체가스를 분사하는 액체가스제공모듈을 더 포함하고, 상기 액체가스는 이산화탄소(CO2, Carbon dioxide)를 포함할 수 있다.
상기 세정물질은 상기 디젤 미립자 필터의 양측방에서 상기 디젤 미립자 필터를 향해 분사될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 디젤 미립자 필터의 세정 방법은 디젤 미립자 필터를 재생시키는 디젤 미립자 필터의 세정 방법에 있어서, 오염된 디젤 미립자 필터를 지지하는 단계 및 상기 디젤 미립자 필터를 향해 세정물질를 분사하여 상기 디젤 미립자 필터의 오염물질을 제거하는 단계를 포함하고, 상기 세정물질은 드라이아이스 펠렛을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 디젤 미립자 필터의 세정 방법은 디젤 미립자 필터를 재생시키는 디젤 미립자 필터의 세정 방법에 있어서, 오염된 디젤 미립자 필터를 지지하는 단계 및 상기 디젤 미립자 필터를 향해 압축공기를 분사하여 상기 디젤 미립자 필터의 오염물질을 1차적으로 제거하는 단계 및 상기 디젤 미립자 필터를 향해 세정물질를 분사하여 상기 디젤 미립자 필터의 오염물질을 2차적으로 제거하는 단계를 포함하고, 상기 세정물질은 드라이아이스 펠렛을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 디젤 미립자 필터는 드라이아이스 펠렛을 기반으로 디젤 미립자 필터의 재생을 수행하여 종래의 열재생되는 디젤 미립자 필터와 비교하여 차압이 개선되고 재생공정이 용이한 효과가 있다.
이상과 같은 본 발명의 기술적 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 실시예에 따른 디젤 미립자 필터의 세정 장치를 개략적으로 나타낸 개념도이고,
도 2는 본 실시예에 따른 디젤 미립자 필터의 세정 방법을 나타낸 흐름도이고,
도 3은 본 실시예에 따른 디젤 미립자 필터의 세정 방법에서 드라이아이스 펠렛을 이용한 개념도이고,
도 4는 본 실시예에 따른 디젤 미립자 필터의 세정 장치에 의해 재생된 디젤 미립자 필터의 세정 시험 결과를 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 디젤 미립자 필터의 세정 방법을 나타낸 흐름도이고,
도 3은 본 실시예에 따른 디젤 미립자 필터의 세정 방법에서 드라이아이스 펠렛을 이용한 개념도이고,
도 4는 본 실시예에 따른 디젤 미립자 필터의 세정 장치에 의해 재생된 디젤 미립자 필터의 세정 시험 결과를 개략적으로 나타낸 개념도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 실시예는 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 위하여 과장되게 표현된 부분이 있을 수 있으며, 도면 상에서 동일 부호로 표시된 요소는 동일 요소를 의미한다.
도 1은 본 실시예에 따른 디젤 미립자 필터의 세정 장치를 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 디젤 미립자 필터의 세정 장치(1000, 이하, 세정 장치라 칭한다.)는 본체(100), 분사모듈(200), 압축공기제공모듈(300), 세정물질제공모듈(400) 및 액체가스제공모듈(500)을 포함한다.
본체(100)는 재생을 수행하기 위한 디젤 미립자 필터(10)를 내부에 지지하며, 디젤 미립자 필터(10)의 재생 환경을 형성한다. 일례로 본체(100)는 내부에 디젤 미립자 필터(10)가 수용 및 지지되는 함체로 마련될 수 있으나, 이를 한정하지는 않는다.
그리고 분사모듈(200)은 외부로부터 본체(100) 내부로 연장되어 디젤 미립자 필터(10)를 향해 압축공기, 세정물질 및 액체가스가 분사되는 경로를 형성한다. 이러한 분사모듈(200)은 디젤 미립자 필터(10)의 일측방 또는 양측방에 함께 또는 선택적으로 마련될 수 있다.
다만, 본 실시예에서는 분사모듈(200)에 압축공기제공모듈(300), 세정물질제공모듈(400) 및 액체가스제공모듈(500)이 함께 연결되는 것에 대하여 설명하고 있으나, 이는 본 실시예를 설명하기 위한 것으로 분사모듈(200)은 복수로 마련되어 각각이 압축공기제공모듈(300), 세정물질제공모듈(400) 및 액체가스제공모듈(500)과 연결될 수 있다.
그리고 압축공기제공모듈(300)은 분사모듈(200)에 연결되어, 본체(100) 내부에 배치된 디젤 미립자 필터(10)를 향해 압축공기가 분사되도록 한다.
압축공기제공모듈(300)은 3~20bar의 압력조건으로 압축공기를 디젤 미립자 필터(10)를 향해 제공하여 디젤 미립자 필터(10)가 압축공기에 의해 세정되도록 한다. 이때, 압축공기를 이용한 세정거리, 즉 분사모듈(200)로부터 디젤 미립자 필터(10)의 거리는 10~50cm일 수 있으나, 이를 한정하지는 않는다.
그리고 세정물질제공모듈(400)은 분사모듈(200)에 연결되어 본체(100) 내부에 배치된 디젤 미립자 필터(10)를 향해 세정물질이 분사되도록 하여 디젤 미립자 필터(10)가 세정물질에 의해 다시 세정되도록 한다. 여기서, 세정물질은 압축공기와 드라이아이스 펠렛을 포함할 수 있다.
세정물질제공모듈(400)은 세정물질이 디젤 미립자 필터(10)를 향해 분사될 때에 3~15bar의 압력조건으로 분사되도록 할 수 있다. 이때, 세정물질제공모듈(400)은 스크램블(Scramble) 기능을 갖도록 마련될 수 있으며, 세정물질을 이용한 세정거리, 즉 분사모듈(200)로부터 디젤 미립자 필터(10)의 거리는 10~50cm일 수 있으나, 이를 한정하지는 않는다. 그리고 세정물질제공모듈(400)은 유량별 50~3,000Nm3/h 차압을 측정하는 기능을 가질 수 있다.
그리고 액체가스제공모듈(500)은 분사모듈(200)에 연결되어 본체(100) 내부에 배치된 디젤 미립자 필터(10)를 향해 액체가스가 분사되도록 한다. 여기서, 액체가스는 이산화탄소(CO2, Carbon dioxide)를 포함할 수 있다. 액체가스제공모듈(500)은 세정물질에 의해 세정이 완료된 디젤 미립자 필터(10)를 향해 이산화탄소를 포함하는 액체가스를 분사하여 디젤 미립자 필터(10)의 성능이 보다 향상되도록 할 수 있다.
액체 이산화탄소는 석우계 용매와 비슷한 용해력을 가지고 있다. 또한 다른 용매들과 비교할 때 밀도는 크게 차이가 없고 표면장력은 월등히 낮아 작은 틈새 사이로 침구가 용이하여 세정효과를 향상시킬 수 있다. 그리고 점도가 낮기 때문에 유속이 빨라 세정속도를 단축시킬 수 있다.
이에, 세정 장치(1000)는 재생이 필요한 디젤 미립자 필터(10)의 세정이 수행되도록 하여 재생 디젤 미립자 필터를 생산할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 디젤 미립자 필터(10)의 재생 방법에 대하여 상세히 설명하도록 한다. 다만, 상술된 구성요소에 대해서는 상세한 설명을 생략하고 동일한 참조부호를 부여하여 설명하도록 한다.
도 2는 본 실시예에 따른 디젤 미립자 필터의 재생 방법을 나타낸 흐름도이고, 도 3은 본 실시예에 따른 디젤 미립자 필터의 재생 방법에서 드라이아이스 펠렛을 이용한 개념도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 디젤 미립자 필터(10)의 재생에서는 디젤 미립자 필터(10)가 장착된 장치(미도시)로부에서 직접 세정하거나 이들 장치로부터 디젤 미립자 필터(10)를 제거하여 세정 장치(1000)가 마련된 환경으로 디젤 미립자 필터(10)를 이동시켜 디젤 미립자 필터(10)를 본체(100) 내부에 배치시킴으로서 재생공정을 준비한다(S100).
이후, 작업자는 압축공기제공모듈(300)을 제어하여 본체(100) 내부에 배치된 디젤 미립자 필터(10)를 향해 압축공기가 제공되도록 한다(S200). 이에, 디젤 미립자 필터(10)는 압축공기에 의해 1차적으로 물리적 세정이 이루어질 수 있다.
여기서, 압축공기제공모듈(300)은 압축공기가 3~20bar의 압력조건으로 디젤 미립자 필터(10)를 향해 분사되도록 할 수 있으나, 이를 한정하지는 않는다.
이후, 작업자는 세정물질제공모듈(400)을 제어하여 본체(100) 내부에 배치된 디젤 미립자 필터(10)를 향해 세정물질이 제공되도록 한다(S300). 이에, 디젤 미립자 필터(10)로는 압축공기와 드라이아이스 펠렛이 분사되며 2차적으로 물리 화학적 세정이 이루어질 수 있다. 드라이아이스 펠렛을 기반으로 한 물리 화학적 세정은 세정성능이 우수할 뿐만 아니라 2차 오염물이 없는 친환경 기술이다.
특히, 드라이아이스 펠렛과 압축공기가 디젤 미립자 필터(10)를 향해 분사됨에 따라 디젤 미립자 필터(10)의 오염물질은 드라이아이스 펠렛과의 충돌 운동 에너지에 따라 파쇄 및 제거될 수 있다. 이때, 드라이아이스 미립자가 침투후 승화(500~800배 부피 팽창)하게 되고, 오염물질은 디젤 미립자 필터(10)로부터 외부로 배출될 수 있다. 즉, 디젤 미립자 필터(10)의 내벽 사이를 빠르게 지나가는 드라이아이스 입자의 순간적 진공 형성에 의해 디젤 미립자 필터(10) 내 오염물질이 외부로 배출되며 2차 세정을 수행할 수 있다.
여기서, 세정물질제공모듈(400)은 세정물질이 1.5~2bar의 압력조건으로 디젤 미립자 필터(10)를 향해 분사되도록 할 수 있으나, 이를 한정하지는 않는다.
한편, 작업자는 2차 세정이 완료되면, 액체가스제공모듈(500)을 제어하여 본체(100) 내부에 배치된 디젤 미립자 필터(10)를 향해 액체가스가 제공되도록 한다(S400). 여기서, 액체가스는 이산화탄소를 포함하여 2차 세정이 완료된 디젤 미립자 필터(10)의 성능이 보다 향상되도록 한다.
한편, 이하에서는 본 실시예에 따른 생산 장치에 의해 재생된 디젤 미립자 필터의 성능을 평가하기 위한 차압 실험에 대하여 설명하도록 한다.
도 4는 본 실시예에 따른 디젤 미립자 필터의 세정 장치에 의해 재생된 디젤 미립자 필터의 세정 시험 결과를 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 세정 장치(1000)에 의해 재생된 디젤 미립자 필터(10)와 종래 열처리 공정을 통해 재생이 완료된 디젤 미립자 필터에 대하여 차압 성능에 대한 시험을 수행하였다.
일례로, 세정 전 디젤 미립자 필터, 즉 초기 시험 샘플의 차압을 측정한 결과 20.6mbar로 나타났다. 해당 디젤 미립자 필터의 신품 차압은 13.1mbar로 시험 샘플은 오염에 의해 차압이 57.3% 증가한 것으로 나타났다.
이에, 종래의 열처리 공정을 통해 초기 시험 샘플의 세정을 진행하였다. 이때, 디젤 미립자 필터를 20분 동안 가열한 이후 압축공기로 파티클를 세정하는 공정을 20분간 진행하였으며, 이러한 열처리 공정에 의해 재생된 디젤 미립자 필터의 차압은 16.6mbar로 나타났다. 즉, 재생을 수행하였음에도 불구하고 종래의 열처리 공정을 통한 재생 디젤 미립자 필터는 신품 대비 차압이 26.7% 증가한 것으로 나타났다.
한편, 본 실시예에 따른 세정 장치(1000)를 통해 초기 시험 샘플의 세정을 수행하였다. 이때, 20분 동안 압축공기를 기반으로 한 1차 물리적 세정을 진행한 이후 20분 동안 드라이아이스 펠렛을 기반으로 2차 물리 화학적 세정을 진행하였다. 이후, 본 실시예에 의해 재생된 디젤 미립자 필터(10)의 차압을 확인한 결과 13.1mbar로 나타났다. 즉, 본 실시예를 통한 재생 디젤 미립자 필터(10)는 신품 대비 차압이 0% 증가한 것으로 나타나 신품과 동일한 성능을 보였다.
이와 같이, 본 발명에 따른 디젤 미립자 필터는 드라이아이스 펠렛을 기반으로 디젤 미립자 필터의 재생을 수행하여 종래의 열재생되는 디젤 미립자 필터와 비교하여 차압이 개선되고 재생공정이 용이한 효과가 있다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
Claims (11)
- 디젤 미립자 필터를 재생시키는 디젤 미립자 필터의 세정 장치에 있어서,
오염된 디젤 미립자 필터를 지지하는 본체; 및
상기 본체에 연결되어 상기 디젤 미립자 필터를 향해 세정물질를 분사하여 상기 디젤 미립자 필터의 오염물질을 제거하는 세정물질제공모듈을 포함하고,
상기 세정물질은
드라이아이스 펠렛을 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤 미립자 필터의 세정 장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 본체에 연결되어 상기 세정물질이 분사되기 이전에 상기 디젤 미립자 필터를 향해 압축공기를 분사하여 상기 디젤 미리자 필터의 오염물질을 제거하는 압축공기제공모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤 미립자 필터의 세정 장치.
- 제2 항에 있어서,
상기 재생물질 및 상기 압축공기의 분사영역으로부터 상기 디젤 미립자 필터의 사이 거리는 10~50cm인 것을 특징으로 하는 디젤 미립자 필터의 세정 장치.
- 제2 항에 있어서,
상기 압축공기제공모듈은
3~20bar의 압력조건으로 상기 압축공기가 상기 디젤 미립자 필터를 향해 제공되도록 하는 것을 특징으로 하는 디젤 미립자 필터의 세정 장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 세정물질제공모듈은
3~15bar의 압력조건으로 상기 세정물질이 상기 디젤 미립자 필터를 향해 제공되도록 하는 것을 특징으로 하는 디젤 미립자 필터의 세정 장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 드라이아이스의 미립자는
상기 디젤 미립자 필터로 침투 후 승화되어 상기 디젤 미립자 필터의 오염물질이 상기 필터의 기공으로부터 외부로 배출되도록 하는 것을 특징으로 하는 탈질설비의 필터재생 장치.
- 제6 항에 있어서,
상기 디젤 미립자 필터를 향해 분사되는 상기 드라이아이스는
상기 디젤 미립자 필터의 내벽 사이에 순간적으로 진공을 형성하여 상기 오염물질이 상기 디젤 미립자 필터로부터 배출되도록 하는 것을 특징으로 하는 탈질설비의 필터재생 장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 본체에 연결되어 상기 세정물질된 이후에 상기 디젤 미립자 필터를 향해 액체가스를 분사하는 액체가스제공모듈을 더 포함하고,
상기 액체가스는
이산화탄소(CO2, Carbon dioxide)를 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤 미립자 필터의 세정 장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 세정물질은
상기 디젤 미립자 필터의 양측방에서 상기 디젤 미립자 필터를 향해 분사되는 것을 특징으로 하는 디젤 미립자 필터의 세정 장치.
- 디젤 미립자 필터를 재생시키는 디젤 미립자 필터의 세정 방법에 있어서,
오염된 디젤 미립자 필터를 지지하는 단계; 및
상기 디젤 미립자 필터를 향해 세정물질를 분사하여 상기 디젤 미립자 필터의 오염물질을 제거하는 단계를 포함하고,
상기 세정물질은
드라이아이스 펠렛을 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤 미립자 필터의 세정 방법.
- 디젤 미립자 필터를 재생시키는 디젤 미립자 필터의 세정 방법에 있어서,
오염된 디젤 미립자 필터를 지지하는 단계;
상기 디젤 미립자 필터를 향해 압축공기를 분사하여 상기 디젤 미립자 필터의 오염물질을 1차적으로 제거하는 단계; 및
상기 디젤 미립자 필터를 향해 세정물질를 분사하여 상기 디젤 미립자 필터의 오염물질을 2차적으로 제거하는 단계를 포함하고,
상기 세정물질은
드라이아이스 펠렛을 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤 미립자 필터의 세정 방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020220024837A KR20230127490A (ko) | 2022-02-25 | 2022-02-25 | 디젤 미립자 필터의 세정 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220024837A KR20230127490A (ko) | 2022-02-25 | 2022-02-25 | 디젤 미립자 필터의 세정 시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230127490A true KR20230127490A (ko) | 2023-09-01 |
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ID=87975165
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020220024837A KR20230127490A (ko) | 2022-02-25 | 2022-02-25 | 디젤 미립자 필터의 세정 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230127490A (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20120112850A (ko) | 2010-03-25 | 2012-10-11 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | Ｄｐｆ의 재생 제어 장치, 재생 제어 방법, 및 재생 지원 시스템 |
-
2022
- 2022-02-25 KR KR1020220024837A patent/KR20230127490A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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