CN110446547B - 微气泡发生装置以及淋浴喷头 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的之一在于产生包含大量微小气泡的微气泡而无需动力源和精密的加工精度。此外，本发明的另一目的在于提供一种可以切换含有微气泡的微气泡水与含有大量空气的有柔和触感的泡沫水的微气泡发生装置。本发明的微气泡发生装置具备：通水路(11)，其具有缩径部(R1)以及位于缩径部(R1)的下游侧的扩径部(R2)；空气流入部(V)，其设置于所述扩径部(R2)；以及弹性体(7)，其配置于所述空气流入部(V)，将所述通水路(11)与外部空气隔断，经由因所述通水路(11)中产生的负压而被压缩的所述弹性体(7)、从空气流入部(V)将外部空气吸引至通水路(11)内。

Description

微气泡发生装置以及淋浴喷头
技术领域
本发明涉及产生微小气泡的微气泡发生装置以及淋浴喷头。
背景技术
作为以往的微气泡的产生方式，有在过滤器上开设微小的孔而从该孔送出加压后的空气的挤出方式、利用叶片等来剪切流入的空气的剪切方式、利用水的粘性来送出空气的喷射器方式等。
作为所述喷射器方式，揭示有具备加压液体及气体的导入部和圆筒状的气泡发生空间的微气泡发生装置(专利文献1)。该微气泡发生装置设置有与气泡发生空间连通的加压液体导入孔和气体导入孔，在导入部的端面设置加压液体导入孔，在导入部的侧面设置气体导入孔。此外，微气泡发生装置在加压液体导入孔的导入部的端面和气体导入孔的导入部的侧面分别设置有开口，在与气体导入孔连通的气体导入管上设置有调整气体导入量的调整阀。
上述微气泡发生装置可以通过搭载于水龙头、淋浴喷头等排水装置来提高清洗能力。虽然不是微观级这样的微小的气泡程度，但这种排水装置通过使空气混合至流入的水的一部分来使流出的水的一部分气泡化。此外，排水装置通过使水彼此在到达排水口的通水路内碰撞来获得泡沫水。
用于产生这种泡沫水的装置具备减压部、通水路、整流部。减压部具有在给水口与排水口之间使流自给水口的水的水压减压用的多个小孔。通水路具有使通过所述减压部流出的水包含空气的多个空气孔。整流部设置在所述通水路的下游侧，使已含有空气的水沿通水路落下、朝排水口调整排出方向。
专利文献2揭示了一种可以选择性地切换整流排水、泡沫排水及淋浴排水这3种排水形态的排水装置。该排水装置具备第1筒体和第2筒体。在第1筒体内形成有内部具有间隔壁的通水路。第2筒体以与所述第1筒体的外周面之间间隔环状间隙的方式加以设置。呈所述环状间隙与开设于排水面侧的小径孔连通的构成。并且，该排水装置能以如下方式进行切换：通过封堵所述环状间隙来供给整流排水，此外，通过开放所述环状间隙来供给淋浴排水，进而，通过从所述小径孔经由环状间隙将外部空气导入至通水路内来供给泡沫排水。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4002439号
专利文献2：日本专利特开2005-290686号公报
发明内容
发明要解决的问题
在上述以往的采用挤出方式及剪切方式的微气泡发生装置中，需要对空气进行加压或者使叶片高速旋转用的动力源。此外，存在用于产生微气泡的孔的加工要求精度这样的问题。
在以往的喷射器方式中，要以微米单位准确且一致地加工成为空气流入口的孔或间隙也是有困难的，导致空气流入量发生偏差。因此，存在混存较大气泡或者气泡的产生量减少等而得不到有效的清洗性这一问题。此外，开设有大量微小孔的过滤器等存在容易引起堵塞这一缺点。
另一方面，作为对混入的空气量进行调整的装置，有的像专利文献2揭示的那样通过从排水面上开设的小径孔经由环状间隙将外部空气导入至通水路来切换整流排水与淋浴排水，但并不能产生微气泡这样的微小气泡。
因此，本发明的一个目的在于提供一种可以产生包含大量微小气泡的微气泡而无需动力源和精密的加工精度的微气泡发生装置。此外，本发明的另一目的在于提供一种可以切换含有微气泡的微气泡水与含有大量空气的有柔和触感的泡沫水的微气泡发生装置。
解决问题的技术手段
为了解决上述问题，本发明的微气泡发生装置具备：通水路，其具有缩径部以及位于缩径部的下游侧的扩径部；空气流入部，其设置于所述扩径部；以及弹性体，其配置于所述空气流入部，将所述通水路与外部空气隔断，所述微气泡发生装置经由因所述通水路中产生的负压而受到压缩的所述弹性体从空气流入部将外部空气吸引至通水路内。
本发明的微气泡发生装置提出：通过在所述通水路的缩径部流动的高速流的水使扩径部产生负压。
本发明的微气泡发生装置提出：所述弹性体以压接至空气流入部的壁面的方式加以配置，通过弹性体因负压而被压缩这一情况在弹性体与所述壁面之间产生间隙，通过该间隙从空气流入部将外部空气吸引至通水路内。
本发明的微气泡发生装置提出：所述弹性体以规定压缩率被压接至空气流入部的壁面，在与所述空气流入部的壁面正交的方向上被压缩。
在本发明的微气泡发生装置中，所述空气流入部具备：第1空气流入部，其配置有所述弹性体；以及第2空气流入部，其具有连通至所述通水路的开口，所述第1空气流入部与所述第2空气流入部能够切换。
此外，本发明的微气泡发生装置的一实施方式具备内壳和外壳。内壳具有给水口、排水口，而且在设置于给水口与排水口之间的通水路的途中具有内侧通气窗。外壳具有与所述内侧通气窗连通的外侧通气窗，配置在所述内壳的外侧。所述外壳沿所述内壳的外周面滑动，且隔着所述弹性体压接所述内壳的外周面，而且可以在内侧具备沿所述内壳的外周面滑动的弹性体。在所述外壳进行了滑动时，所述内侧通气窗与所述外侧通气窗的位置偏移，在所述内壳的外周面与弹性体之间产生间隙。可以切换第1空气流入部与第2空气流入部，在所述第1空气流入部，所述通水路通过产生的间隙与外部空气连通，在所述第2空气流入部，所述通水路通过所述外壳沿所述内壳的外周面滑动、所述内侧通气窗与所述外侧通气窗各自的窗位置对准而与外部空气连通。
本发明的淋浴喷头提出：在具有给水口及排水口的喷头壳的通水路内配置所述微气泡发生装置，并设置切换杆，所述切换杆切换配置有弹性体的第1空气流入部和具有连通至通水路的开口的第2空气流入部。
发明的效果
本发明的微气泡发生装置经由因通水路中产生的负压而被压缩的所述弹性体从空气流入部将外部空气吸引至通水路内，因此可以在通水路内产生包含大量微小气泡的微气泡。该微气泡带有负电位，因此具有附着至对象物而将污物分离的作用，所以清洗力强。此外，对于植物等而言，溶氧量增加使得生理活性得到提高，对于人体而言，皮下血流量增加，可以获得血流促进效果。
此外，本发明的微气泡发生装置通过在通水路的缩径部流动的高速流的水使扩径部产生负压，通过利用该负压使弹性体压缩，可以使空气流入部产生间隙、使通水路吸引外部空气。
此外，本发明的微气泡发生装置中，以压接至空气流入部的壁面的方式配置的弹性体因负压而被压缩，由此，可以在弹性体与所述壁面之间产生使空气泄漏的程度的狭窄间隙。该狭窄间隙是开孔等加工无法获得的程度的些许间隙。由于该间隙是在负压下产生的，由此不易发生堵塞等问题。
此外，本发明的微气泡发生装置可以通过设置第1空气流入部和第2空气流通部来切换排出微气泡水与泡沫水，所述第1空气流入部设置有所述弹性体，所述第2空气流通部具有连通至设置于所述通水路内的泡沫部的开口。如前文所述，所述微气泡水具有提高清洗能力的效果。此外，由于泡沫水可以含有大量空气，因此排水的粒径变大、冲到肌肤时的面积增大，从而获得满足的沐浴感受。此外，通过排出流入的空气，具有体积增加、流速上升、排水力提高等效果。
本发明的淋浴喷头可以通过操作杆在一个淋浴喷头上切换微气泡水与泡沫水。因此，例如能以如下方式根据使用者的喜好或用途来区分使用：若是以头皮的清洗、洗脸等去污为主，则选择微气泡水，若是对护发素、沐浴露等进行冲洗等希望获得强度或满足感，则选择泡沫水。
附图说明
图1为表示本发明的微气泡发生装置的原理的说明图。
图2为上述微气泡发生装置的纵截面立体图。
图3为上述微气泡发生装置的横截面立体图。
图4为构成减压部的衬套的立体图。
图5为上述微气泡发生装置的纵截面图。
图6为表示将本发明的微气泡发生装置切换到泡沫模式的状态的纵截面立体图。
图7为上述泡沫模式时的横截面立体图。
图8为装入了上述微气泡发生装置的淋浴喷头的截面图。
图9为表示装入了上述微气泡发生装置的淋浴喷头的内部结构的立体图。
具体实施方式
下面，根据附图，对本发明的微气泡(MB)发生装置的实施方式进行详细说明。首先，根据图1，对本发明的MB发生装置的原理进行说明。此处，所谓MB，是指气泡的直径为50μm(0.05mm)以下的微小气泡，所谓MB水，是指含有微小气泡的水。图1展示了为说明原理而进行了简化的MB发生装置。该MB发生装置通过隔着弹性体7闭合在一起的上壳6a和下壳6b来构成通水路11。该通水路11具有：缩径部R1，其截面积形成得较窄，以提高从给水口2流入的水的流速；以及扩径部R2，其位于该缩径部R1的下游侧，截面积形成得比所述缩径部R1大，以便从缩径部R1朝排水口3减缓水的流速。在所述扩径部R2，在上壳6a与下壳6b之间设置有空气流入部V。在空气流入部V配置有将所述通水路11与外部空气隔断的弹性体7，该弹性体7压接在上壳6a与下壳6b之间。该弹性体7的压接部位成为空气流入口V0。
在上述MB发生装置中，从给水口2流入的水以高速流通过缩径部R1而跑到扩径部R2，由此，因喷射效应而产生将空气从空气流入口V0吸入至通水路内11的作用。如图1的(b)所示，在所述空气流入部V，安装在下壳6b的凹槽6c内的弹性体7被压接至上壳6a，以关闭状态将外部空气隔断。如图1的(c)所示，在流水从所述缩径部R1跑到扩径部R2时，喷射效应带来的水的吸引力使得所述通水路11的空气流入部V附近的区域11a产生负压，由此，所述弹性体7被压缩，在弹性体7与上壳6a之间产生约0.05mm以下的些许间隙G。外部空气从空气流入口V0处产生的些许间隙G被吸引至通水路11内，由此产生直径为0.05mm以下的微小气泡。所述间隙G是通过弹性体7在空气流入部V被压缩至空气少许泄漏的程度而形成的。为此，较理想为所述弹性体7以规定压缩率被压接于上壳6a。例如，该压缩率大致设定为8％左右。
图2至图7展示了根据上述图1所示的原理构成的MB发生装置的实施方式。本实施方式的MB发生装置1具有MB发生功能和产生包含较大气泡的泡沫水的功能，呈可以切换各功能的构成。该MB发生装置1在上表面具有给水口2，在下表面具有排水口3，在所述给水口2与排水口3之间具备通水路11。此外，MB发生装置1具备：筒状的内壳4，其具有面向通水路11而开口的内侧通气窗12；以及筒状的外壳5，其以环绕该内壳4的方式设置，具有通往所述内侧通气窗12的外侧通气窗18。
所述通水路11在内壳4内具有内周面，所述内周面以直径从所述给水口2朝排水口3阶段性地变窄的方式形成。此外，所述通水路11具备：减压部13，其以将从上游侧朝下游侧从给水源流入至所述给水口2的水收窄的方式进行减压，由此提高流速；气泡部14，其使通过该减压部13之后的水包含空气而气泡化；泡沫部15，其将经过该气泡部14之后的水转换为细腻的泡沫水；以及整流部16，其将经过该泡沫部15之后的泡沫水朝所述排水口3整流。
所述外壳5具备：圆筒形状的外壁部8；以及弹性体7，其沿该外壁部8的内侧面配置，压接至所述内壳4的外周面。所述弹性体7被压缩至如下程度：以规定压缩率压接至所述内壳4的外周面，而且，在通水路内11产生了负压时，在弹性体7与所述内壳4的外周面之间产生空气的泄漏。弹性体7的规定压缩率优选约8％左右。此外，弹性体7可由硅橡胶形成。此外，如图3所示，所述弹性体7在圆周上具有多个与所述外侧通气窗18连通的中间通气窗17。该弹性体7与外壳5呈一体并压接内壳4的外周面。
如图2所示，所述减压部13具备可以压入至给水口2的树脂制衬套23。如图4所示，该衬套23具有：大径部21，其直径与给水口2大致相同；以及小径部22，其与通水路11的内周面相配合，直径小于大径部21。所述减压部13具有以沿着衬套23的外周面的形状的方式从大径部21的上表面21a通到小径部22的下表面22a的竖筋状的槽部25。竖筋状的槽部25在衬套的圆周方向上等间隔地设置有多个。
所述槽部25具有：垂直部25a，其沿衬套23的大径部21的外周面大致垂直地下降；弯曲部25b，其从该垂直部25a的下端朝小径部22的上部缓缓地弯曲；以及倾斜部25c，其从该弯曲部25b的下端朝所述小径部22的下表面22a以朝内侧倾斜的方式延伸。
所述衬套23以与给水口2紧密贴合的方式被嵌合至内壳4。通过该嵌合，在衬套23的外周面与内壳4的内周面之间形成与多个槽部25相对应的多个导水路24。该导水路24相当于图1所示的缩径部R1，直径从垂直部25a到弯曲部25b变窄。因此，在导水路24中流动的水在沿倾斜部25c下降的期间内流速得以提高，朝通水路11的下游侧迅猛喷出。在所述各导水路24的下游侧设置有使通过导水路24之后的水气泡化的气泡部14和用于产生泡沫水的泡沫部15。气泡部14和泡沫部15相当于图1所示的扩径部R2，截面积比所述导水路24大。在本实施方式中，是将所述导水路24设定成6处，但并不限定于这样的6处，可以根据通水路11的内径和供给的水压等来酌情设定。
如图5及图6所示，所述泡沫部15具备分流肋31，所述分流肋31使经上述导水路24引导的水与通过内壳4的内侧通气窗12而导入的空气混合而成的水流朝多个方向分流。分流肋31具有倾斜的顶端部，所述顶端部是分流肋31的两侧斜面33合在一起的部分、即棱边35，该棱边35从上向下倾斜。
所述分流肋31由从通水路11的内周面突出的大致三角形状的板状的突出片29形成，以从通水路11的内周面朝通水路11的中心部向下方倾斜的方式设置。所述分流肋31的宽度方向的中心成为棱边35，具有朝以该棱边35为中心的左右方向以规定角度倾斜的一对斜面33。以所述棱边35为中心的一对斜面33的倾斜角根据要排出的流速加以设定。在将斜面33的倾斜角设为锐角的情况下，可以在不降低水的流速的情况下进行分流。在将斜面33的倾斜角设为钝角的情况下，可以在抑制了水的流速的状态下进行分流。在图6所示的实施方式中，分流肋31上形成的斜面33是设置一对，但各个斜面33的倾斜角并不限定于一个角度，也可以包含多个倾斜角度。再者，所述分流肋31使水的流动朝多个方向分散而使水彼此碰撞、由此转换为泡沫水。所述分流肋31是在面向所述一对斜面33的方向上均等地进行分流，但也包括不仅在面向斜面33的方向上、在除此之外的方向上也进行分流的情况。
通过所述多个分流肋31而流动的水为在整个通水路11中流动的全部水的约3成～4成左右，但与通过所述气泡部14而直接去往圆环肋36的水不一样，流动的方向发生变化。此外，通过多个分流肋31而流动的水会经由分流肋31、圆环肋36等，由此，可以使通水路11内的水彼此的碰撞增多。
所述整流部16具备：所述圆环肋36，其将所述分流肋31的下游侧呈环状相连；以及多个纵肋37，它们从该圆环肋36朝排水口3延伸。
如图5所示，内侧通气窗12设置在从各分流肋31的正上方位置偏移的位置。详细而言，内侧通气窗12设置在避开了从所述减压部13内设置的导水路24流向所述分流肋31的水的流路的位置。如此，通过将内侧通气窗12设定在从连结导水路24与分流肋31的棱边35的直线状的流路朝左右方向加以偏移的位置，在排水口3的下游侧有过滤器、淋浴的撒水板等压力损失源的情况下，能使水不易从所述内侧通气窗12漏走。
如图2及图3所示，在沿内壳4的外周面朝规定方向滑动外壳5时，内侧通气窗12与中间通气窗17及外侧通气窗18的位置发生偏移，本发明的微气泡发生装置在所述内壳4的外周面与弹性体7之间形成所述通水路11与外部连通的第1空气流入部V1。此外，如图6及图7所示，通过中间通气窗17及外侧通气窗18各自的窗位置对准内侧通气窗12，本发明的微气泡发生装置形成通水路11与外部连通的第2空气流入部V2。该第2空气流入部V2与所述第1空气流入部V1是可以切换的。以下，将形成第1空气流入部V1的位置称为MB模式，将形成第2空气流入部V2的位置称为泡沫模式。
如图1至图5所示，MB模式下，通过弹性体7的压接来封堵内侧通气窗12，由此，大幅减少通过外侧通气窗18及中间通气窗17导入至通水路11的空气流入量。此时，弹性体7压接在内壳4的外周面上，但如前文所述，弹性体7的压缩率设定在8％左右的较低值。因此，在导水路24中流动的高速流的水使得气泡部14产生了负压时，弹性体7由于该负压而被压缩，从而在弹性体7与内壳4的外周面之间产生空气泄漏的程度的些许间隙。该间隙G的宽度可设定成最大在约0.05mm以下。因此，内侧通气窗12与中间通气窗17及外侧通气窗18通过间隙G连通而吸引外部空气，由此，在气泡部14内产生直径为0.05mm以下的微小气泡。该微小气泡在气泡部14及泡沫部15中与通过导水路24之后的水混合在一起，可以作为含有微观级程度的微小气泡的MB水排出。该MB中包含的气泡相对于泡沫模式的气泡而言可以做到约1/20以下。
图6及图7展示了切换到泡沫模式的状态。在该泡沫模式下，内壳4的内侧通气窗12与外壳5的外侧通气窗18经由中间通气窗17而连通。该连通使得内壳4与外壳5之间形成第2空气流入部V2，因此可以将更多空气吸引至通水路11内。由此，在气泡部14中产生较大气泡，较大气泡在气泡部14及泡沫部15中与通过导水路24之后的水混合在一起，并从排水口3以含有较大气泡的泡沫水的形式排出。这种泡沫水冲到肌肤时的面积较大，从而获得满足的沐浴感受，而且获得水势提高带来的节水效果。
图8及图9展示了将上述实施方式的MB发生装置1装到淋浴喷头71中的例子。该淋浴喷头71具备：上壳72，其经由软管等连接至供水龙头的给水口；以及下壳73，其设置有多个用于获得喷淋状的排水的排水孔(未图示)。在所述上壳72与下壳73的接合部分设置有空气孔77。
如图9所示，装在淋浴喷头71中的所述MB发生装置1具有：内壳4，其配置在下壳73的中心部；以及外壳5，其以能沿该内壳4的外周面滑动的方式配置。所述外壳5上设置有从外周部的一端朝上壳72及下壳73的外侧突出的切换杆78。于是，通过左右滑动该切换杆78，可以切换图2及图3所示的MB模式与图6及图7所示的泡沫模式。
所述空气孔77由对上壳72与下壳73进行密封的O形圈76的间隙控制。因此，通过调整上壳72与下壳73的紧固状态，可以对所述空气孔77的开口宽度酌情进行微调。该空气孔77对淋浴喷头71中内置的MB发生装置1供给外部空气，尤其可以调整切换到泡沫模式时的气泡的大小。但在MB模式下，因紧靠内侧通气窗12配置的弹性体7的压缩而产生的间隙G对MB发生的影响较大，因此，所述空气孔77的开口宽度不会直接影响MB发生。
通过由上述构成形成的MB发生装置产生的MB带有负电位，因此具有附着至对象物而将污物分离的作用，所以清洗力强。因此，对于植物等而言，溶氧量增加使得生理活性得到提高。此外，对于人体而言，皮下血流量增加，可以获得血流促进效果。由此，获得体感温度感觉较高、深部体温上升这一效果。另一方面，包含较大气泡而产生的泡沫水在较少的水量下也会获得满足的沐浴感受，因此节水性优异。
符号说明
MB 微气泡
R1 缩径部
R2 扩径部
G 间隙
V 空气流入部
V0 空气流入口
V1 第1空气流入部
V2 第2空气流入部
1 MB发生装置
2 给水口
3 排水口
4 内壳
5 外壳
6a 上壳
6b 下壳
6c 凹槽
7 弹性体
8 外壁部
11 通水路
11a 通水路的空气流入部附近的区域
12 内侧通气窗
13 减压部
14 气泡部
15 泡沫部
16 整流部
17 中间通气窗
18 外侧通气窗
21 大径部
21a 上表面
22 小径部
22a 下表面
23 衬套
24 导水路
25 槽部
25a 垂直部
25b 弯曲部
25c 倾斜部
29 突出片
31 分流肋
33 斜面
35 棱边(棱线)
36 圆环肋
37 纵肋
71 淋浴喷头
72 上壳
73 下壳
76 O形圈
77 空气孔
78 切换杆。

Claims (9)

1.一种微气泡发生装置，其特征在于，具备：
通水路，其具有缩径部以及位于缩径部的下游侧的扩径部；
空气流入部，其设置于所述扩径部；以及
弹性体，其配置于所述空气流入部，将所述通水路与外部空气隔断，
所述弹性体以压接至空气流入部的壁面的方式加以配置，因所述通水路中产生的负压，所述弹性体被压缩，被压缩的弹性体与所述壁面之间产生间隙，通过该间隙从空气流入部将外部空气吸至通水路内。
2.根据权利要求1所述的微气泡发生装置，其特征在于，
通过在所述通水路的缩径部流动的高速流的水在扩径部中产生负压。
3.根据权利要求1所述的微气泡发生装置，其特征在于，
所述弹性体以规定压缩率压接在空气流入部的壁面上。
4.根据权利要求1所述的微气泡发生装置，其特征在于，
所述弹性体在与所述空气流入部的壁面正交的方向上被压缩。
5.根据权利要求1或2所述的微气泡发生装置，其特征在于，
所述缩径部在通水路内设置有多个。
6.根据权利要求1所述的微气泡发生装置，其特征在于，
所述空气流入部具备：第1空气流入部，其配置有所述弹性体；以及第2空气流入部，其具有连通至所述通水路的开口，
所述第1空气流入部与所述第2空气流入部能够切换。
7.一种微气泡发生装置，其特征在于，具备：
内壳，其具有给水口、排水口，而且在设置于所述给水口与所述排水口之间的通水路的途中具有内侧通气窗；以及外壳，其具有与所述内侧通气窗连通的外侧通气窗，并配置在所述内壳的外侧，
所述通水路具有缩径部以及位于该缩径部的下游侧并设置有空气流入部的扩径部，
所述外壳沿所述内壳的外周面滑动，而且在内侧具备弹性体，所述弹性体压接所述内壳的外周面而且能够沿外周面滑动，
所述空气流入部具备：第1空气流入部，其配置有所述弹性体；以及第2空气流入部，其具有连通至所述通水路的开口，
该微气泡发生装置在所述外壳滑动时切换所述第1空气流入部与所述第2空气流入部，在所述第1空气流入部中，所述通水路通过间隙与外部空气连通，所述间隙是所述内侧通气窗与所述外侧通气窗的位置偏移而在所述内壳的外周面与弹性体之间产生的，在所述第2空气流入部中，通过所述外侧通气窗面对所述内侧通气窗而使所述通水路与外部空气连通。
8.一种淋浴喷头，其特征在于，
将权利要求7所述的微气泡发生装置配置在具有给水口及排水口的喷头壳的通水路内，设置有切换配置有弹性体的第1空气流入部与具有连通至通水路的开口的第2空气流入部的切换杆。
9.根据权利要求8所述的淋浴喷头，其特征在于，
在所述喷头壳上，在至少一个部位设置有外部空气导入口，经由该外部空气导入口将外部空气引导至所述第1空气流入部或第2空气流入部。
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