JP2007100903A - 配管接続装置及び配管接続装置を用いた配管接続方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 設備側配管端部とメンテナンス側配管端部と２つの連結端管との位置合せを容易にして、設備側装置の配管と交換対象の対象装置の配管とを配管接続装置に容易に接続可能とし、作業者の負担を軽減すると共に作業時間の短縮を図る。
【解決手段】 設備側装置２の配管と交換対象の対象装置３の配管とを着脱可能に接続する配管接続装置１５に於いて、前記設備側装置の配管が設備側配管端部５を有し、前記対象装置が対象装置側配管端部６を有し、前記配管接続装置は把持部１１が設けられた基管１６と該基管の両端側に該基管と直交する様に接続された２つの連結端管９ａ，９ｂとを有し、少なくとも一方の連結端管と前記基管との間に該基管の中心線方向に伸縮可能な可撓管１８が介設され、前記一方の連結端管が前記基管に支持部材２３を介してスライド可能に支持する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、配管と配管とを切離し可能に接続する配管接続装置に関するものである。

原子力発電所等の原子力設備、火力発電所等の各種設備に於いて、設備を構成する装置の内、定期的に保守点検、交換の対象となっている装置は他の部位から切離し可能となっており、保守点検、交換作業時には該当する装置を切離して作業を実施している。

この為、保守点検、交換の対象となっている装置（以下対象装置）は、接続装置を介して他の部位に対して切離し可能となっている。特に、対象装置が他の部位と配管によって接続されている場合は、接続装置として配管接続装置が用いられる。

更に、作業者が立入ることができない領域、例えば原子力施設の高放射能領域、高放射線領域に在る対象装置に対して保守点検、交換作業が実施される場合は、対象装置と他の部位との接続は、ロボットハンド（マニプレータ）を使用して遠隔操作で行われる。従って、前記配管接続装置は、遠隔操作で対象装置と、他の部位との接続が行える構造となっている。

図６〜図８により従来の配管接続装置１について説明する。

図６中、２は設備４の他の部位、３は対象装置を示し、又前記他の部位２は配管接続の為に設備側配管端部５を有し、前記対象装置３はメンテナンス側配管端部６を有している。前記配管接続装置１は前記設備側配管端部５と前記メンテナンス側配管端部６とを接続する。

前記配管接続装置１はステンレス鋼管等の基管７を有し、該基管７の両端に形状の維持が可能であると共に曲げ変形可能な可撓管８，８が接続され、更に該可撓管８，８を介して連結端管９，９が前記基管７に直交する様に接続されている。又、該基管７の中央部には把持部１１が前記基管７と直角に設けられ、前記把持部１１はマニプレータ（図示せず）が把持可能な形状を有している。

前記設備側配管端部５、前記メンテナンス側配管端部６の先端部内形は面取り、テーパ形状に加工された雌型嵌合形状となっており、前記連結端管９は前記設備側配管端部５、前記メンテナンス側配管端部６と嵌合する様に、先端部外形が、面取りされ、或はテーパ形状に加工された雄型嵌合形状となっている。

前記連結端管９，９の軸心と前記設備側配管端部５、前記メンテナンス側配管端部６の軸心とが合致する様に、前記可撓管８，８が曲げ成形されている。前記可撓管８は真鍮等の材質で、前記設備側配管端部５と前記メンテナンス側配管端部６との芯合せが可能な様に容易に曲げ加工が可能であると共に曲げた状態を維持でき、更に前記連結端管９，９と前記設備側配管端部５、前記メンテナンス側配管端部６とを嵌合させる際に形状が変化しない様な所定の剛性を有している。

尚、前記設備側配管端部５と前記連結端管９の先端部、及び前記メンテナンス側配管端部６と前記連結端管９の先端部とは固定具、例えばスイングクランプ（図示せず）により連結されている。

以下、従来の配管接続装置１を使用した対象装置３の交換手順について説明する。

先ず、前記対象装置３の取外し手順について説明する。尚、作業はマニプレータによる遠隔作業によって行われるものとする。

前記設備側配管端部５と前記連結端管９、前記メンテナンス側配管端部６と前記連結端管９とを固定しているスイングクランプ（図示せず）を開放し、前記把持部１１を把持して前記配管接続装置１を持上げ、所要の位置に搬送する。次に、前記対象装置３を固定しているボルト１２を除去し、前記対象装置３を取外す。

次に、新しい或は保守点検が完了した対象装置３を設置する場合、該対象装置３を前記ボルト１２により固定し、前記対象装置３を設置する。

該対象装置３の位置、具体的には前記メンテナンス側配管端部６の位置は、製作誤差、取付け誤差等を含んでおり、取外し前の前記メンテナンス側配管端部６の位置が再現されるとは限らない。この為、準備作業として、所要の測定器具により、前記設備側配管端部５と前記メンテナンス側配管端部６間の寸法が精度良く測定される。

測定結果を基に前記配管接続装置１を製作する。該配管接続装置１の前記連結端管９，９の先端間の寸法は、前記設備側配管端部５と前記メンテナンス側配管端部６間の寸法に正確に合致される。又、前記連結端管９，９の先端と前記基管７の中心線との寸法は同一に調整される。

前記連結端管９，９の先端間の寸法調整、該連結端管９，９の先端と前記基管７の中心線との寸法調整、該基管７の中心と前記連結端管９の中心の直角度の調整は、前記可撓管８の曲げ加工で行われる。

前記連結端管９，９の先端の位置調整が完了すると、前記把持部１１をマニプレータで把持し、一方の連結端管９を前記設備側配管端部５に嵌合させ、他方の連結端管９を前記メンテナンス側配管端部６に嵌合させ、スイングクランプにより前記設備側配管端部５と前記連結端管９、前記メンテナンス側配管端部６と前記連結端管９とを固定する。

前記配管接続装置１による前記設備側配管端部５と前記メンテナンス側配管端部６との接続で前記対象装置３の取付け作業が完了する。

上記配管接続装置１を使用した従来の配管接続に於いて、遠隔操作での寸法の測定は、難易度が高く、時間の掛る作業であった。又、前記可撓管８は屈撓性を有し、曲げ加工が容易である反面、精度の高い加工が難しく、スプリングバック等により微妙な曲げ加工が困難である。この為、図７で示される様に、前記連結端管９と前記メンテナンス側配管端部６間で芯ずれを生じる虞れがある。芯ずれを生じた場合は、図８に示される様に、前記可撓管８を曲げ、前記連結端管９の先端位置を前記メンテナンス側配管端部６と接合する位置に合せることが行われるが、この場合、該メンテナンス側配管端部６の中心線と前記連結端管９の中心線とが傾く可能性があり、前記メンテナンス側配管端部６と前記連結端管９の接合が不十分となることがある。

本発明は斯かる実情に鑑み、設備側配管端部とメンテナンス側配管端部と２つの連結端管との位置合せを容易にして、設備側装置の配管と交換対象の対象装置の配管とを配管接続装置に容易に接続可能とし、作業者の負担を軽減すると共に作業時間の短縮を図るものである。

本発明は、設備側装置の配管と交換対象の対象装置の配管とを着脱可能に接続する配管接続装置に於いて、前記設備側装置の配管が設備側配管端部を有し、前記対象装置が対象装置側配管端部を有し、前記配管接続装置は把持部が設けられた基管と該基管の両端側に該基管と直交する様に接続された２つの連結端管とを有し、少なくとも一方の連結端管と前記基管との間に該基管の中心線方向に伸縮可能な可撓管が介設され、前記一方の連結端管が前記基管に支持部材を介してスライド可能に支持され、前記連結端管のスライドにより２つの連結端管間寸法が、前記設備側配管端部、前記対象装置側配管端部間の寸法に調整され、前記２つの連結端管が前記設備側配管端部、前記対象装置側配管端部に接続可能である配管接続装置に係るものである。

又本発明は、前記支持部材にスライド把持部がスライド可能に支持され、前記連結端管は前記スライド把持部と一体にスライド可能であり、前記把持部と前記スライド把持部は遠隔操作用のマニプレータにより把持可能となっている配管接続装置に係るものである。

更に又本発明は、把持部が設けられた基管と、該基管の両端側に該基管と直交する様に接続された２つの連結端管とを有し、少なくとも一方の連結端管と前記基管との間に該基管の中心線方向に伸縮可能な可撓管が介設され、前記一方の連結端管がスライド把持部を有すると共に前記基管に支持部材を介してスライド可能に支持された配管接続装置を用いて、設備側装置に設けられた配管と交換対象の対象装置の配管とを接続する配管接続方法に於いて、前記把持部をマニプレータが把持して配管接続装置を保持する工程と、一方の連結端管を前記配管の一方の配管端部に位置合せする工程と、前記スライド把持部をマニプレータが把持し他方の連結端管をスライドさせ２つの連結管の間寸法を、前記２つの配管端部間の寸法に調整する工程と、前記マニプレータにより前記２つの連結管を前記２つの配管端部に嵌合させる工程と、前記２つの連結管を前記２つの配管端部に固定する工程とを具備する配管接続装置を用いた配管接続方法に係るものである。

本発明によれば、設備側装置の配管と交換対象の対象装置の配管とを着脱可能に接続する配管接続装置に於いて、前記設備側装置の配管が設備側配管端部を有し、前記対象装置が対象装置側配管端部を有し、前記配管接続装置は把持部が設けられた基管と該基管の両端側に該基管と直交する様に接続された２つの連結端管とを有し、少なくとも一方の連結端管と前記基管との間に該基管の中心線方向に伸縮可能な可撓管が介設され、前記一方の連結端管が前記基管に支持部材を介してスライド可能に支持され、前記連結端管のスライドにより２つの連結端管間寸法が、前記設備側配管端部、前記対象装置側配管端部間の寸法に調整され、前記２つの連結端管が前記設備側配管端部、前記対象装置側配管端部に接続可能であるので、前記可撓管を用いた前記配管接続装置に於ける連結端管間寸法を前記設備側配管端部、前記対象装置側配管端部間の寸法に合致させる調整作業が簡単に行え、作業者の調整作業の負担が軽減すると共に作業時間が短縮する。

又本発明によれば、前記支持部材にスライド把持部がスライド可能に支持され、前記連結端管は前記スライド把持部と一体にスライド可能であり、前記把持部と前記スライド把持部は遠隔操作用のマニプレータにより把持可能となっているので、配管接続装置を用いて遠隔作業による配管接続作業が可能になる。

更に又本発明によれば、把持部が設けられた基管と、該基管の両端側に該基管と直交する様に接続された２つの連結端管とを有し、少なくとも一方の連結端管と前記基管との間に該基管の中心線方向に伸縮可能な可撓管が介設され、前記一方の連結端管がスライド把持部を有すると共に前記基管に支持部材を介してスライド可能に支持された配管接続装置を用いて、設備側装置に設けられた配管と交換対象の対象装置の配管とを接続する配管接続方法に於いて、前記把持部をマニプレータが把持して配管接続装置を保持する工程と、一方の連結端管を前記配管の一方の配管端部に位置合せする工程と、前記スライド把持部をマニプレータが把持し他方の連結端管をスライドさせ２つの連結管の間寸法を、前記２つの配管端部間の寸法に調整する工程と、前記マニプレータにより前記２つの連結管を前記２つの配管端部に嵌合させる工程と、前記２つの連結管を前記２つの配管端部に固定する工程とを具備するので、配管接続装置を用いた遠隔配管接続に於いて、配管接続装置を製作する過程で前記２つの配管端部間の正確な寸法が必要なく、配管接続過程で前記２つの配管端部間の正確な寸法を得る為の遠隔操作による面倒な測定工程が省略でき、大幅な作業時間の短縮が図れ、又前記２つの連結管間の寸法調整が容易で該２つの連結管と前記２つの配管端部との適正な嵌合状態が得られる等の優れた効果を発揮する。

以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。

図１〜図４に於いて、本発明の第１の実施の形態を説明する。尚、図中、図６中で示したものと同等のものには同符号を付してある。

図１中、２は設備４の他の部位、３は交換、保守、点検の対象となる対象装置を示しており、該対象装置３の固定手段については図示を省略しており、前記設備４に対して着脱可能に設けられている。

前記他の部位２は設備側配管端部５を有し、前記対象装置３はメンテナンス側配管端部６を有しており、前記設備側配管端部５と前記メンテナンス側配管端部６に接合する配管接続装置１５によって前記他の部位２と前記対象装置３とが接続され、前記配管接続装置１５は前記設備側配管端部５、前記メンテナンス側配管端部６に対して着脱可能となっている。

先ず、前記配管接続装置１５について説明する。

基管１６の一端にＬ字状に屈曲された連結管１７が接続され、該連結管１７を介して連結端管９ａが前記基管１６の一端側に直交する様に接続されている。該基管１６の他端には伸縮可能な可撓管１８が接続され、該可撓管１８の先端にはスライドブロック１９が連結され、該スライドブロック１９には下方に延出する連結管２１が設けられ、該連結管２１と前記可撓管１８とは前記スライドブロック１９内部にＬ字状に成形された流路（図示せず）によって連通され、前記連結管２１の中心線と前記基管１６の中心線とは直交している。前記連結管２１の下端に連結端管９ｂが設けられ、該連結端管９ｂは前記連結管２１、前記スライドブロック１９、前記可撓管１８を介して前記基管１６の他端側に直交する様に接続されている。

前記可撓管１８は、薄肉のステンレス、薄肉の真鍮等で製作されたベローズ管であり、中心線方向に低剛性で大きな伸縮性を有している。尚、前記可撓管１８を流通する流体によっては、材質を合成樹脂製とすることもできる。

前記基管１６の中央部には把持部１１が立設され、前記スライドブロック１９にはスライド把持部２２が立設されている。前記把持部１１にはガイドロッド２３の一端部が固着され、該ガイドロッド２３は前記把持部１１を介して前記基管１６に平行に支持され、前記ガイドロッド２３に前記スライド把持部２２が摺動自在に嵌合している。

前記可撓管１８が容易に伸縮可能であり、前記スライドブロック１９及び前記連結管２１は、前記ガイドロッド２３に沿って平行移動可能となっている。又、前記可撓管１８は剛性が小さく、前記スライドブロック１９、前記連結管２１、前記連結端管９ｂを支持することはできないが、前記ガイドロッド２３が前記スライドブロック１９、前記連結管２１、前記連結端管９ｂを支持する。

尚、前記把持部１１、前記スライド把持部２２はマニプレータの把持に適応した形状をしている。

次に、図３、図４に於いて、前記設備側配管端部５と前記連結端管９ａの接合構造、前記メンテナンス側配管端部６と前記連結端管９ｂの接合構造について説明する。尚、両接合構造は同一であるので、以下は、前記連結端管９ｂと前記メンテナンス側配管端部６との接合構造について説明する。

該メンテナンス側配管端部６の先端部にはリング状のＶ溝が形成され、前記連結端管９ｂの先端には前記Ｖ溝に嵌合するリング状のＶ突条が形成されている。又、前記連結端管９ｂの先端近傍には太径部１０が形成され、該太径部１０と前記連結端管９ｂとの境界には段差が形成されている。

前記メンテナンス側配管端部６は、前記対象装置３の一部である管保持ブロック２６に保持され、該管保持ブロック２６にはクランプシャフト２７が回転自在に設けられている。該クランプシャフト２７にスイングクランプ２８が固着され、前記クランプシャフト２７の上端部は前記スイングクランプ２８より上方に突出するボルト頭部２９となっており、該ボルト頭部２９は基部が６角形状で上部が円錐形状をしている。

前記スイングクランプ２８は、先端部が半円の凹部を形成する半円弧形状をし、前記クランプシャフト２７と一体に回転する様になっており、前記スイングクランプ２８の回転により前記連結端管９ｂが前記スイングクランプ２８の凹部に嵌脱自在となっている。

又、前記連結端管９ｂのＶ突条を前記Ｖ溝に嵌合した状態で、前記ボルト頭部２９をレンチにより回転させると、前記スイングクランプ２８の下面が前記太径部１０の段差に当接し、前記連結端管９ｂを前記メンテナンス側配管端部６に押付け、前記連結端管９ｂと前記メンテナンス側配管端部６とが接続される様になっている。

以下、前記対象装置３の交換手順について説明する。

新しい対象装置３に交換した後、前記配管接続装置１５により前記他の部位２と前記対象装置３とを接続する手順について説明する。尚、以下の操作はマニプレータ等による遠隔操作で行われる。

尚、前記スイングクランプ２８は、前記連結端管９ｂの挿入に干渉しない位置、図４中実線の位置に後退した状態となっている。

以下の接続に使用される配管接続装置１５は、図面寸法で製作されたものとし、前記対象装置３交換後の前記設備側配管端部５と前記メンテナンス側配管端部６間の遠隔操作による寸法測定は省略される。

前記把持部１１を把持し、固定側の前記連結端管９ａを前記設備側配管端部５に位置合せする。次に、スライド側の前記連結端管９ｂを前記メンテナンス側配管端部６に位置合せする。位置合せは、前記スライド把持部２２をマニプレータにより把持し、前記把持部１１に対して近接離反させ、前記連結端管９ｂの位置を調整する。

前記可撓管１８は容易に伸縮可能であるので、前記連結端管９ｂの位置調整も簡単に行える。又、前記連結管２１は前記基管１６に対して直交姿勢を維持したまま、平行移動するので、前記連結端管９ｂの中心線と前記メンテナンス側配管端部６の中心線との傾きについては調整する必要がない。

前記連結端管９ａと前記設備側配管端部５、前記連結端管９ｂと前記メンテナンス側配管端部６との位置合せが完了すると、前記配管接続装置１５を下ろして前記連結端管９ａ，９ｂを前記設備側配管端部５、前記メンテナンス側配管端部６に押付け、それぞれ嵌合させる。

前記連結端管９ｂを前記メンテナンス側配管端部６に嵌合させた場合、反力は前記ガイドロッド２３が負担し、前記連結端管９ｂの位置ずれが防止されると共に該連結端管９ｂと前記メンテナンス側配管端部６間に充分な接合力を発生させることができる。

図示しないレンチを前記ボルト頭部２９に嵌合させ、該ボルト頭部２９、前記クランプシャフト２７を介して前記スイングクランプ２８を、図４中時計方向に回転し、該スイングクランプ２８を前記太径部１０に係合させ、前記連結端管９ａ，９ｂを前記設備側配管端部５、前記メンテナンス側配管端部６に押付けた状態で固定する。

該連結端管９ａ，９ｂの固定により、前記配管接続装置１５による前記他の部位２と前記対象装置３との接続が完了する。

該対象装置３を取外す場合は、図示しないレンチにより前記ボルト頭部２９を図４中反時計方向に回転させ、前記スイングクランプ２８と前記太径部１０との係合を解除し、前記配管接続装置１５を上方に持上げて取外す。前記対象装置３を前記設備４に固定しているボルト等の固定手段を抜去することで、前記対象装置３を取外すことができる。

上記した様に、前記連結端管９ｂと前記メンテナンス側配管端部６との位置合せは、前記配管接続装置１５の取付け時に簡単に行えるので、該配管接続装置１５を製作する際に前記連結端管９ａ，９ｂ間の寸法を前記設備側配管端部５と前記メンテナンス側配管端部６間の寸法に正確に合せる必要が無く、前記対象装置３交換後、前記設備側配管端部５と前記メンテナンス側配管端部６間寸法を精密に測定する工程を省略できる。

尚、前記スライドブロック１９の仮位置決めの為に、前記対象装置３交換後、前記設備側配管端部５と前記メンテナンス側配管端部６間の寸法を大まかに測定してもよい。

又、前記ガイドロッド２３は前記スライド把持部２２に固着し、前記ガイドロッド２３は前記把持部１１に対して摺動自在となっていてもよい。又、この場合、前記基管１６にガイドブロックを設け、前記ガイドロッド２３を前記ガイドブロックと前記把持部１１に摺動自在に貫通させ、前記ガイドロッド２３を前記ガイドブロックと前記把持部１１にガイドさせる様にしてもよい。

図５は本発明の第２の実施の形態を示している。

該第２の実施の形態では、連結端管９ａ，９ｂをそれぞれ可撓管１８ａ，１８ｂを介して基管１６に接続し、前記連結端管９ａ，９ｂそれぞれがスライド可能としたものである。

前記基管１６に把持部１１が固着され、該把持部１１に固着されたガイドロッド２３は前記把持部１１の左右に延出しており、前記ガイドロッド２３にスライド把持部２２ａ，２２ｂが摺動自在に嵌合し、該スライド把持部２２ａ，２２ｂと前記基管１６とは前記可撓管１８ａ，１８ｂによって接続されている。前記スライド把持部２２ａ，２２ｂにスライドブロック１９ａ，１９ｂが取付けられ、該スライドブロック１９ａ，１９ｂを介して前記連結端管９ａ，９ｂが前記可撓管１８ａ，１８ｂに連通している。

上記第２の実施の形態では、前記連結端管９ａ，９ｂがそれぞれ変位可能であるので、位置調整代が大きくなる。

尚、前記ガイドロッド２３を前記把持部１１に対して回転自在とし、前記ガイドロッド２３の左右両端部に右螺子、左螺子を刻設し、前記スライド把持部２２ａ，２２ｂと螺合させ、前記ガイドロッド２３の回転により前記連結端管９ａ，９ｂ間の寸法調整を行う様にしてもよい。

又、上記第１の実施の形態、第２の実施の形態に於いて、前記連結端管９ｂをスライド可能に支持する前記可撓管１８の支持部材として前記ガイドロッド２３が用いられたが、その他種々変更が可能であり、例えば、図１に於いて、前記ガイドロッド２３を省略し、前記スライドブロック１９から前記可撓管１８を同心に貫通するスライド管を延出させ、延出部を前記基管１６にスライド自在に嵌合させ、前記スライド管と前記基管１６の嵌合部を介して荷重伝達を行う様にしてもよい。

本発明の第１の実施の形態を示す正面図である。 該第１の実施の形態に於ける配管接続装置の正面図である。 図１のＡ部を示すメンテナンス側配管端部の拡大図である。 メンテナンス側配管端部の平面図である。 本発明の第２の実施の形態を示す正面図である。 従来例を示す正面図である。 該従来例に於ける配管接続装置と設備側配管端部、メンテナンス側配管端部との取合いを示す正面図である。 該従来例に於ける位置調整を示す説明図である。

符号の説明

２ 他の部位
３ 対象装置
４ 設備
５ 設備側配管端部
６ メンテナンス側配管端部
９ 連結端管
１１ 把持部
１５ 配管接続装置
１６ 基管
１７ 連結管
１８ 可撓管
２１ 連結管
２３ ガイドロッド
２８ スイングクランプ
２９ ボルト頭部

Claims (3)

1. 設備側装置の配管と交換対象の対象装置の配管とを着脱可能に接続する配管接続装置に於いて、前記設備側装置の配管が設備側配管端部を有し、前記対象装置が対象装置側配管端部を有し、前記配管接続装置は把持部が設けられた基管と該基管の両端側に該基管と直交する様に接続された２つの連結端管とを有し、少なくとも一方の連結端管と前記基管との間に該基管の中心線方向に伸縮可能な可撓管が介設され、前記一方の連結端管が前記基管に支持部材を介してスライド可能に支持され、前記連結端管のスライドにより２つの連結端管間寸法が、前記設備側配管端部、前記対象装置側配管端部間の寸法に調整され、前記２つの連結端管が前記設備側配管端部、前記対象装置側配管端部に接続可能であることを特徴とする配管接続装置。
2. 前記支持部材にスライド把持部がスライド可能に支持され、前記連結端管は前記スライド把持部と一体にスライド可能であり、前記把持部と前記スライド把持部は遠隔操作用のマニプレータにより把持可能となっている請求項１の配管接続装置。
3. 把持部が設けられた基管と、該基管の両端側に該基管と直交する様に接続された２つの連結端管とを有し、少なくとも一方の連結端管と前記基管との間に該基管の中心線方向に伸縮可能な可撓管が介設され、前記一方の連結端管がスライド把持部を有すると共に前記基管に支持部材を介してスライド可能に支持された配管接続装置を用いて、設備側装置に設けられた配管と交換対象の対象装置の配管とを接続する配管接続方法に於いて、前記把持部をマニプレータが把持して配管接続装置を保持する工程と、一方の連結端管を前記配管の一方の配管端部に位置合せする工程と、前記スライド把持部をマニプレータが把持し他方の連結端管をスライドさせ２つの連結管の間寸法を、前記２つの配管端部間の寸法に調整する工程と、前記マニプレータにより前記２つの連結管を前記２つの配管端部に嵌合させる工程と、前記２つの連結管を前記２つの配管端部に固定する工程とを具備することを特徴とする配管接続装置を用いた配管接続方法。

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