JP2001255091A - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
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- fins
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
- F28F1/126—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element consisting of zig-zag shaped fins
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
- F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
- F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
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- F28D1/05366—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
- F28D1/05391—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators with multiple rows of conduits or with multi-channel conduits combined with a particular flow pattern, e.g. multi-row multi-stage radiators
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱交換器のろう付時に、積層方向に加えられ
る圧力で蛇行状のフィンの直線部が座屈することを防ぐ
ことにある。 【解決手段】 扁平チューブと蛇行状のフィンとを交互
に積層し、少なくとも前記扁平チューブの一端にタンク
を有する熱交換器において、前記蛇行状のフィンは湾曲
部と直線部が交互に形成されて構成されるが、前記湾曲
部を直線部側の２つの部位を小径とし、それら間を前記
小径よりも大きな径で結ぶようにしたもので、該湾曲部
にスプリング効果を持たせたものである。
る圧力で蛇行状のフィンの直線部が座屈することを防ぐ
ことにある。 【解決手段】 扁平チューブと蛇行状のフィンとを交互
に積層し、少なくとも前記扁平チューブの一端にタンク
を有する熱交換器において、前記蛇行状のフィンは湾曲
部と直線部が交互に形成されて構成されるが、前記湾曲
部を直線部側の２つの部位を小径とし、それら間を前記
小径よりも大きな径で結ぶようにしたもので、該湾曲部
にスプリング効果を持たせたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、主に自動車のエ
バポレータやヒータコアに使用される熱交換器に関す
る。
バポレータやヒータコアに使用される熱交換器に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】自動車の熱交換器として、アルミニウム
合金の成形プレートを最中状に接合して扁平状のチュー
ブを形成し、このチューブとフィンを交互に所望数積層
してその両端又は一方にタンクを配して構成されてい
る。ここに用いられるフィンとしては、湾曲部と直線部
とが交互に連続して形成のいわゆるコルゲート状のフィ
ンである。
合金の成形プレートを最中状に接合して扁平状のチュー
ブを形成し、このチューブとフィンを交互に所望数積層
してその両端又は一方にタンクを配して構成されてい
る。ここに用いられるフィンとしては、湾曲部と直線部
とが交互に連続して形成のいわゆるコルゲート状のフィ
ンである。
【０００３】これらのコルゲート状のフィンの先行例と
して、特開平５−１０６９８５号公報、特開平２−２１
１９８号公報、特開昭６３−６１８９２号公報等があ
る。前記特開平５−１０６９８５号では、湾曲端部の曲
げ半径は０．１４から０．３７ｍｍ範囲内に設定すると
しており、エバポレータやコンデンサでは、フィンのピ
ッチが細かすぎ、特にエバポレータでは凝縮水の排水性
が悪く、目詰まりの問題があった。
して、特開平５−１０６９８５号公報、特開平２−２１
１９８号公報、特開昭６３−６１８９２号公報等があ
る。前記特開平５−１０６９８５号では、湾曲端部の曲
げ半径は０．１４から０．３７ｍｍ範囲内に設定すると
しており、エバポレータやコンデンサでは、フィンのピ
ッチが細かすぎ、特にエバポレータでは凝縮水の排水性
が悪く、目詰まりの問題があった。
【０００４】特開平２−１１１９８号公報にあっては、
コルゲートフィンの谷部を平坦面とし、この平坦な谷部
を上記扁平形チューブの扁平面に溶接したので、接合強
度が大きくなると共に、熱伝導接触面も大きくなるとの
開示がある。
コルゲートフィンの谷部を平坦面とし、この平坦な谷部
を上記扁平形チューブの扁平面に溶接したので、接合強
度が大きくなると共に、熱伝導接触面も大きくなるとの
開示がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この例では、
積層型の熱交換器で、ジグにて組み立て積層方向に若干
の加圧力を加えながらろう付を行うが、フィンの頂部に
湾曲部（Ｒ形状）がないので、フィンの直線部Ａが加圧
力を受け座屈しやすく、図５に示す２点鎖状のように、
ろう付時にフィンの直線部が座屈してしまう問題があっ
た。
積層型の熱交換器で、ジグにて組み立て積層方向に若干
の加圧力を加えながらろう付を行うが、フィンの頂部に
湾曲部（Ｒ形状）がないので、フィンの直線部Ａが加圧
力を受け座屈しやすく、図５に示す２点鎖状のように、
ろう付時にフィンの直線部が座屈してしまう問題があっ
た。
【０００６】また、特開昭６３−６１８９２号公報にあ
っては、頂部Ｒ形状がフィンのピッチが１／２以上であ
ることが提案されている。この例にあっても、フィンで
は頂部Ｒ形状とルーバの切り起されている直線部との接
続部が角に曲げられているため、積層時の加圧力に対し
頂部Ｒ形状がスプリング効果（作用）を発揮できず、前
記特開平２−１１１９８号と同じように直線部が座屈す
る現象が発生してしまう。また、この公報にある従来例
であっても、頂部形状が円弧状のために直線部の方が弱
く、座屈する危険性を有していた。
っては、頂部Ｒ形状がフィンのピッチが１／２以上であ
ることが提案されている。この例にあっても、フィンで
は頂部Ｒ形状とルーバの切り起されている直線部との接
続部が角に曲げられているため、積層時の加圧力に対し
頂部Ｒ形状がスプリング効果（作用）を発揮できず、前
記特開平２−１１１９８号と同じように直線部が座屈す
る現象が発生してしまう。また、この公報にある従来例
であっても、頂部形状が円弧状のために直線部の方が弱
く、座屈する危険性を有していた。
【０００７】このため、この発明では、蛇行状のフィン
の直線部の座屈を防ぐためと、フィンとチューブの接触
面積の拡大を図ることを両立させることを目的とするも
のである。
の直線部の座屈を防ぐためと、フィンとチューブの接触
面積の拡大を図ることを両立させることを目的とするも
のである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、両側に平坦
面を有する扁平チューブと、蛇行状のフィンとを交互に
積層し、少なくとも前記扁平チューブの一端にタンクを
有する熱交換器において、前記蛇行状のフィンは、湾曲
部と直線部とが交互に形成され、該湾曲部は直線部側の
２つの部位を小径とすると共に、該小径間をそれより大
きい径で結んで形成し、ろう付時に加えられる前記扁平
チューブの積層方向からの圧力にて前記フィンの湾曲部
が弾性変形して該フィンの座屈を防ぐと共に、前記した
チューブとの接触面積を増加させること（請求項１）。
そして、好ましくは、小径の半径は、フィンピッチの１
／４未満の値とすること（請求項２）。及び、大径の半
径は、フィンピッチの１／４以上の値とすることにある
（請求項３）。
面を有する扁平チューブと、蛇行状のフィンとを交互に
積層し、少なくとも前記扁平チューブの一端にタンクを
有する熱交換器において、前記蛇行状のフィンは、湾曲
部と直線部とが交互に形成され、該湾曲部は直線部側の
２つの部位を小径とすると共に、該小径間をそれより大
きい径で結んで形成し、ろう付時に加えられる前記扁平
チューブの積層方向からの圧力にて前記フィンの湾曲部
が弾性変形して該フィンの座屈を防ぐと共に、前記した
チューブとの接触面積を増加させること（請求項１）。
そして、好ましくは、小径の半径は、フィンピッチの１
／４未満の値とすること（請求項２）。及び、大径の半
径は、フィンピッチの１／４以上の値とすることにある
（請求項３）。
【０００９】したがって、ろう付時にジグにて熱交換器
は固定され、積層方向に圧力が加えられるが、加えられ
る圧力により、フィンの湾曲部の小径と大径との連続的
な形状が直線に近い形状となり、スプリング作用が働い
て直線部を座屈から保護すると共にチューブの平坦面と
の接触面積が拡大するものである。以下、この発明の実
施の形態を図面をもとに説明する。
は固定され、積層方向に圧力が加えられるが、加えられ
る圧力により、フィンの湾曲部の小径と大径との連続的
な形状が直線に近い形状となり、スプリング作用が働い
て直線部を座屈から保護すると共にチューブの平坦面と
の接触面積が拡大するものである。以下、この発明の実
施の形態を図面をもとに説明する。
【００１０】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を図面にも
とづいて説明する。
とづいて説明する。
【００１１】図１において、この発明の熱交換器が示さ
れ、熱交換器１は２パスの熱交換器１で、空気の流れ方
向に前後するチューブ２ａ，２ｂとコルゲート状のフィ
ン３とを交互に積層すると共に、その積層方向の両端に
エンドプレート４を配し、別体の上方及び下方のタンク
５，６が各チューブ２ａ，２ｂの長手方向両端に連通す
るようにろう付接合されている。この熱交換器１を構成
するチューブ２ａ，２ｂは、一枚の板材をロールフォー
ミング成形により製造され、断面が扁平状となってい
る。
れ、熱交換器１は２パスの熱交換器１で、空気の流れ方
向に前後するチューブ２ａ，２ｂとコルゲート状のフィ
ン３とを交互に積層すると共に、その積層方向の両端に
エンドプレート４を配し、別体の上方及び下方のタンク
５，６が各チューブ２ａ，２ｂの長手方向両端に連通す
るようにろう付接合されている。この熱交換器１を構成
するチューブ２ａ，２ｂは、一枚の板材をロールフォー
ミング成形により製造され、断面が扁平状となってい
る。
【００１２】下方のタンク６は、アルミニウム合金材が
用いられ、独立した入口側通路９と出口側通路１０を備
えると共に、その一方側にチューブ２ａ，２ｂが挿入さ
れる一対の挿入孔１１，１１が等間隔で多数形成されて
いる。そして、長手方向両端（片方が図示されず）に閉
塞板１４，１４が前記各通路９，１０を閉塞するため長
孔１３を介して挿入されている。なお、入口側通路９と
出口側通路１０には、冷凍サイクルに接続する入口パイ
プ１７と出口パイプ１８がそれぞれ接続されている。
用いられ、独立した入口側通路９と出口側通路１０を備
えると共に、その一方側にチューブ２ａ，２ｂが挿入さ
れる一対の挿入孔１１，１１が等間隔で多数形成されて
いる。そして、長手方向両端（片方が図示されず）に閉
塞板１４，１４が前記各通路９，１０を閉塞するため長
孔１３を介して挿入されている。なお、入口側通路９と
出口側通路１０には、冷凍サイクルに接続する入口パイ
プ１７と出口パイプ１８がそれぞれ接続されている。
【００１３】上方のタンク（Ｕターン側のタンク）５
は、アルミニウム合金材が用いられ、長手方向に長く中
空部２２が形成され、その一方側面に前記チューブ２
ａ，２ｂが挿入される図示しない挿入孔が等間隔で多数
形成されている。そして、このタンク５には、その長手
方向両端（片方しか図示されず）の閉塞板２１が中空部
２２を閉塞するため、長孔（図示せず）を介して挿入さ
れている。
は、アルミニウム合金材が用いられ、長手方向に長く中
空部２２が形成され、その一方側面に前記チューブ２
ａ，２ｂが挿入される図示しない挿入孔が等間隔で多数
形成されている。そして、このタンク５には、その長手
方向両端（片方しか図示されず）の閉塞板２１が中空部
２２を閉塞するため、長孔（図示せず）を介して挿入さ
れている。
【００１４】また、前記タンク５，６と前記チューブ２
ａ，２ｂとは炉中ろう付されるが、タンク５，６が押し
出し成形のためにろう材層が外面に形成されていないの
で、図示しないが、ろう材シートを介在しながら挿入孔
１１に挿入されるものである。また、ろう材シートの代
わりにタンク６の表面にろう材層を塗布しても良いもの
である。また更にタンク５，６には、耐腐食性向上のた
めに、亜鉛Ｚｎを外面に塗布して外面に犠牲腐食層を形
成している。
ａ，２ｂとは炉中ろう付されるが、タンク５，６が押し
出し成形のためにろう材層が外面に形成されていないの
で、図示しないが、ろう材シートを介在しながら挿入孔
１１に挿入されるものである。また、ろう材シートの代
わりにタンク６の表面にろう材層を塗布しても良いもの
である。また更にタンク５，６には、耐腐食性向上のた
めに、亜鉛Ｚｎを外面に塗布して外面に犠牲腐食層を形
成している。
【００１５】このような構成の熱交換器１にあっては、
冷媒がタンク６の入口側通路９から入り、そして後方側
のチューブ２ｂ内を流れ、上方のタンク５内に至り、再
び前方側のチューブ２ａ内に流れてタンク６の出口側通
路１０に至り、外部機器へ流出される。
冷媒がタンク６の入口側通路９から入り、そして後方側
のチューブ２ｂ内を流れ、上方のタンク５内に至り、再
び前方側のチューブ２ａ内に流れてタンク６の出口側通
路１０に至り、外部機器へ流出される。
【００１６】図２において、この発明の熱交換器１のタ
ンクを外したチューブとフィンの拡大斜視図が示されて
いる。この図におけるチューブ２ａ，２ｂは、空気の流
れに対して前後に配され、共に外面にろう材層を持つア
ルミニウム合金をロールホーミング成形にて製造され、
断面方向から見て扁平状で、短手方向で外面に平坦面１
５ａ，１５ｂを、長手方向両端に一対の円弧部２０ａ，
２０ｂを有し、一方の円弧部２０ａは巻き締め加工が施
されている。このチューブ２ａ，２ｂは、その内部にイ
ンナーフィン２５，２５がそれぞれ挿入さて、熱交換器
１の炉中ろう付時に他の部品と共にろう付されており、
該チューブ２ａ，２ｂ内の冷媒の流れを乱す作用を行っ
ている。
ンクを外したチューブとフィンの拡大斜視図が示されて
いる。この図におけるチューブ２ａ，２ｂは、空気の流
れに対して前後に配され、共に外面にろう材層を持つア
ルミニウム合金をロールホーミング成形にて製造され、
断面方向から見て扁平状で、短手方向で外面に平坦面１
５ａ，１５ｂを、長手方向両端に一対の円弧部２０ａ，
２０ｂを有し、一方の円弧部２０ａは巻き締め加工が施
されている。このチューブ２ａ，２ｂは、その内部にイ
ンナーフィン２５，２５がそれぞれ挿入さて、熱交換器
１の炉中ろう付時に他の部品と共にろう付されており、
該チューブ２ａ，２ｂ内の冷媒の流れを乱す作用を行っ
ている。
【００１７】図３、図４において、前記したフィン３の
拡大断面図が示されている。このフィン３はロール成形
により加工され、湾曲部３０と直線部３１を持ち、これ
が交互に形成した蛇行状のもので、湾曲部３０はその直
線部側の２つの部位を小径３０ａ，３０ａとし、その両
小径間を該小径よりも大きな大径３０ｂとして一連に形
成されている。
拡大断面図が示されている。このフィン３はロール成形
により加工され、湾曲部３０と直線部３１を持ち、これ
が交互に形成した蛇行状のもので、湾曲部３０はその直
線部側の２つの部位を小径３０ａ，３０ａとし、その両
小径間を該小径よりも大きな大径３０ｂとして一連に形
成されている。
【００１８】なお、湾曲部３０の小径３０ａ，３０ａの
半径は、例えばフィンピッチＰの１／４未満ぐらいの値
が好ましい。フィンピッチｆＰが３〜４ｍｍぐらいであ
るので、仮に４ｍｍとすると、半径Ｒとして１ｍｍ未満
の値となるものである。したがって、その小径間を繋ぐ
大径３０ｂは前記した小径の半径（フィンピッチの１／
４）よりも大きな値となること当然である。ここでのフ
ィン３のフィン高さＨは、ほぼ８ｍｍぐらいである。
半径は、例えばフィンピッチＰの１／４未満ぐらいの値
が好ましい。フィンピッチｆＰが３〜４ｍｍぐらいであ
るので、仮に４ｍｍとすると、半径Ｒとして１ｍｍ未満
の値となるものである。したがって、その小径間を繋ぐ
大径３０ｂは前記した小径の半径（フィンピッチの１／
４）よりも大きな値となること当然である。ここでのフ
ィン３のフィン高さＨは、ほぼ８ｍｍぐらいである。
【００１９】以上のように、フィン３は、チューブ２
ａ，２ｂとの間に介在されて、ジグが介して熱交換器が
組み立てられると、チューブ２ａ，２ｂの積層方向から
圧力が加えられるので、図４に示すように湾曲部３０が
二点鎖状のようにへこみ（弾性変形）、直線部３１へ加
わる圧力を緩和させるようになり、該直線部３１の座屈
が防がれる。また、湾曲部３０がへこむ（弾性変形）こ
とで、主に大径３０ｂが直線状となり、チューブ２ａ，
２ｂの平坦面との接触面積が拡大することになる。な
お、熱交換器１は炉中ろう付されるので、湾曲部３０は
へこんだ状態（直線に近い状態）にてろう付されて製品
となるものである。
ａ，２ｂとの間に介在されて、ジグが介して熱交換器が
組み立てられると、チューブ２ａ，２ｂの積層方向から
圧力が加えられるので、図４に示すように湾曲部３０が
二点鎖状のようにへこみ（弾性変形）、直線部３１へ加
わる圧力を緩和させるようになり、該直線部３１の座屈
が防がれる。また、湾曲部３０がへこむ（弾性変形）こ
とで、主に大径３０ｂが直線状となり、チューブ２ａ，
２ｂの平坦面との接触面積が拡大することになる。な
お、熱交換器１は炉中ろう付されるので、湾曲部３０は
へこんだ状態（直線に近い状態）にてろう付されて製品
となるものである。
【００２０】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、ろう
付時にチューブの積層方向に加えられる圧力がフィンに
伝えられるが、該フィンの湾曲部が弾性変形して直線部
への圧力が緩和されることから、直線部の座屈が防がれ
るものである。また湾曲部が直線に近い形状となり、チ
ューブの平坦面との接触面積が拡大することになり、熱
交換効率の向上が図られるものである。
付時にチューブの積層方向に加えられる圧力がフィンに
伝えられるが、該フィンの湾曲部が弾性変形して直線部
への圧力が緩和されることから、直線部の座屈が防がれ
るものである。また湾曲部が直線に近い形状となり、チ
ューブの平坦面との接触面積が拡大することになり、熱
交換効率の向上が図られるものである。
【図１】この発明に係る熱交換器の斜視図である。
【図２】同上のタンクを外した状態のチューブとフィン
とよりなる熱交換器の拡大斜視図である。
とよりなる熱交換器の拡大斜視図である。
【図３】同上の熱交換器に用いられるフィンの拡大断面
図である。
図である。
【図４】フィンの湾曲部付近にあって、熱交換器のチュ
ーブ間に挿入されて組み立てられた状態の該フィンの湾
曲部の作用説明図である。
ーブ間に挿入されて組み立てられた状態の該フィンの湾
曲部の作用説明図である。
【図５】フィンの頂部を直線状とした例における直線部
の座屈を示す拡大説明図である。
の座屈を示す拡大説明図である。
１ 熱交換器 ２ａ，２ｂ チューブ ３ フィン ５ タンク ６ タンク ９ 入口側通路 １０ 出口側通路 １５ａ，１５ｂ 平坦面 ２０ａ，２０ｂ 円弧部 ２５ インナーフィン ３０ 湾曲部 ３１ 直線部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桜田 宗夫 埼玉県大里郡江南町大字千代字東原39番地 株式会社ゼクセル江南工場内
Claims (3)
- 【請求項１】 両側に平坦面を有する扁平チューブと、
蛇行状のフィンとを交互に積層し、少なくとも前記扁平
チューブの一端にタンクを有する熱交換器において、 前記蛇行状のフィンは、湾曲部と直線部とが交互に形成
され、該湾曲部は直線部側の２つの部位を小径とすると
共に、該小径間をそれより大きい径で結んで形成し、ろ
う付時に加えられる前記扁平チューブの積層方向からの
圧力にて前記フィンの湾曲部が弾性変形して該フィンの
座屈を防ぐと共に、前記したチューブとの接触面積を増
加させることを特徴とする熱交換器。 - 【請求項２】 小径の半径は、フィンピッチの１／４未
満の値とすることを特徴とする請求項１記載の熱交換
器。 - 【請求項３】 大径の半径は、フィンピッチの１／４以
上の値とすることを特徴とする請求項１記載の熱交換
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000071405A JP2001255091A (ja) | 2000-03-15 | 2000-03-15 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000071405A JP2001255091A (ja) | 2000-03-15 | 2000-03-15 | 熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001255091A true JP2001255091A (ja) | 2001-09-21 |
Family
ID=18589995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000071405A Pending JP2001255091A (ja) | 2000-03-15 | 2000-03-15 | 熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001255091A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2875896A1 (fr) * | 2004-09-29 | 2006-03-31 | Valeo Thermique Moteur Sas | Intercalaire d'echange de chaleur pour un dispositif d'echange de chaleur |
| JP2006138620A (ja) * | 2004-07-15 | 2006-06-01 | Showa Denko Kk | 熱交換器 |
| JP2006170601A (ja) * | 2004-07-05 | 2006-06-29 | Showa Denko Kk | エバポレータ |
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