JP3059289B2 - 窒素酸化物低発生ボイラ装置 - Google Patents
窒素酸化物低発生ボイラ装置Info
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- JP3059289B2 JP3059289B2 JP4051648A JP5164892A JP3059289B2 JP 3059289 B2 JP3059289 B2 JP 3059289B2 JP 4051648 A JP4051648 A JP 4051648A JP 5164892 A JP5164892 A JP 5164892A JP 3059289 B2 JP3059289 B2 JP 3059289B2
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- Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は窒素酸化物低発生ボイラ
装置に関するものである。
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】窒素酸化物（ＮＯｘ）の低減燃焼方法と
しては、排ガス再循環燃焼法をはじめとして、二段燃焼
法、燃料二段供給燃焼法、予混合燃焼法並びに濃淡燃焼
法等の種々の方法がある。例えば、ボイラ装置に適用さ
れた排ガス再循環燃焼法の例として、特開平３年第２３
６５０３号公報に記載されたものがある。これは燃焼ガ
スを、旋回させながら環状燃焼室内に上下往復を繰り返
させて行う排ガス再循環法の代表例である。
しては、排ガス再循環燃焼法をはじめとして、二段燃焼
法、燃料二段供給燃焼法、予混合燃焼法並びに濃淡燃焼
法等の種々の方法がある。例えば、ボイラ装置に適用さ
れた排ガス再循環燃焼法の例として、特開平３年第２３
６５０３号公報に記載されたものがある。これは燃焼ガ
スを、旋回させながら環状燃焼室内に上下往復を繰り返
させて行う排ガス再循環法の代表例である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような例を含め、
従来のボイラ装置では、上述した各種の窒素酸化物低減
燃焼方法が有機的に組み合されて行われる構成のものが
ない。 本発明は、このような点に鑑みて創案されたもの
で、即ち、ボイラ装置において、予混合燃焼法を発展さ
せ、予混合ガスの安定的な燃焼、水管群への効率的な伝
熱に、二段燃焼法、燃料二段供給燃焼法又は濃淡燃焼法
が有機的に組み合わされて行われるように構成し、これ
らの相乗作用によりＮＯｘの低減を計ることを目的とす
るものである。
従来のボイラ装置では、上述した各種の窒素酸化物低減
燃焼方法が有機的に組み合されて行われる構成のものが
ない。 本発明は、このような点に鑑みて創案されたもの
で、即ち、ボイラ装置において、予混合燃焼法を発展さ
せ、予混合ガスの安定的な燃焼、水管群への効率的な伝
熱に、二段燃焼法、燃料二段供給燃焼法又は濃淡燃焼法
が有機的に組み合わされて行われるように構成し、これ
らの相乗作用によりＮＯｘの低減を計ることを目的とす
るものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明は、内側水管群と外側水管群を同心円状に
配設して、その水管群間を環状燃焼室に構成すると共
に、この環状燃焼室の下部に於いて、該環状燃焼室を横
切る上下複数段の夫々の断面上には、複数のノズルを、
該ノズル軸の延長線が同心円の接線方向となるように構
成し、下段の複数のノズルから、燃料過濃な予混合ガス
を噴出させると共に、上段の複数のノズルからは、必要
な残余の空気を噴出させる構成とすることを特徴とする
ものである。
ために本発明は、内側水管群と外側水管群を同心円状に
配設して、その水管群間を環状燃焼室に構成すると共
に、この環状燃焼室の下部に於いて、該環状燃焼室を横
切る上下複数段の夫々の断面上には、複数のノズルを、
該ノズル軸の延長線が同心円の接線方向となるように構
成し、下段の複数のノズルから、燃料過濃な予混合ガス
を噴出させると共に、上段の複数のノズルからは、必要
な残余の空気を噴出させる構成とすることを特徴とする
ものである。
【０００５】また本発明は、内側水管群と外側水管群を
同心円状に配設して、その水管群間を環状燃焼室に構成
すると共に、この環状燃焼室の下部に於いて、該環状燃
焼室を横切る上下複数段の夫々の断面上には、複数のノ
ズルを、該ノズル軸の延長線が同心円の接線方向となる
ように構成し、下段の複数のノズルから、燃料希薄な予
混合ガスを噴出させると共に、上段の複数のノズルから
は、必要な残余の燃料ガスを噴出させる構成とすること
を特徴とするものである。
同心円状に配設して、その水管群間を環状燃焼室に構成
すると共に、この環状燃焼室の下部に於いて、該環状燃
焼室を横切る上下複数段の夫々の断面上には、複数のノ
ズルを、該ノズル軸の延長線が同心円の接線方向となる
ように構成し、下段の複数のノズルから、燃料希薄な予
混合ガスを噴出させると共に、上段の複数のノズルから
は、必要な残余の燃料ガスを噴出させる構成とすること
を特徴とするものである。
【０００６】また本発明は、内側水管群と外側水管群を
同心円状に配設して、その水管群間を環状燃焼室に構成
すると共に、この環状燃焼室の下部に於いて、該環状燃
焼室を横切る上下複数段の夫々の断面上には、複数のノ
ズルを、該ノズル軸の延長線が同心円の接線方向となる
ように構成し、下段の複数のノズルから、燃料希薄な予
混合ガスを噴出させると共に、上段の複数のノズルから
は、燃料過濃な予混合ガスを噴出させる構成とすること
を特徴とするものである。
同心円状に配設して、その水管群間を環状燃焼室に構成
すると共に、この環状燃焼室の下部に於いて、該環状燃
焼室を横切る上下複数段の夫々の断面上には、複数のノ
ズルを、該ノズル軸の延長線が同心円の接線方向となる
ように構成し、下段の複数のノズルから、燃料希薄な予
混合ガスを噴出させると共に、上段の複数のノズルから
は、燃料過濃な予混合ガスを噴出させる構成とすること
を特徴とするものである。
【０００７】また本発明では、内側水管群と外側水管群
を同心円状に配設して、その水管群間を環状燃焼室に構
成すると共に、この環状燃焼室の下部に於いて、該環状
燃焼室を横切る上下複数段の夫々の断面上には、複数の
ノズルを、該ノズル軸の延長線が同心円の接線方向とな
るように構成し、下段の複数のノズルから、燃料過濃な
予混合ガスを噴出させると共に、上段の複数のノズルか
らは、燃料希薄な予混合ガスを噴出させる構成とするこ
とを特徴とするものである。
を同心円状に配設して、その水管群間を環状燃焼室に構
成すると共に、この環状燃焼室の下部に於いて、該環状
燃焼室を横切る上下複数段の夫々の断面上には、複数の
ノズルを、該ノズル軸の延長線が同心円の接線方向とな
るように構成し、下段の複数のノズルから、燃料過濃な
予混合ガスを噴出させると共に、上段の複数のノズルか
らは、燃料希薄な予混合ガスを噴出させる構成とするこ
とを特徴とするものである。
【０００８】
【作用】同一断面上に配設された複数のノズルから噴出
した予混合ガスは、内側水管群と外側水管群の間の環状
燃焼室に渦流を形成し、この渦流に着火されて、断面全
体に広がる安定な火炎が形成される。このように火炎
は、渦流に着火されて断面全体に広がり形成されるの
で、局所的な高温の発生が避けられる。 また、全ての燃
焼が内側水管群と外側水管群で囲まれた環状燃焼室内で
行われるので、燃焼熱の一部は燃焼と同時に水管群に伝
熱され、火炎温度が低下する。
した予混合ガスは、内側水管群と外側水管群の間の環状
燃焼室に渦流を形成し、この渦流に着火されて、断面全
体に広がる安定な火炎が形成される。このように火炎
は、渦流に着火されて断面全体に広がり形成されるの
で、局所的な高温の発生が避けられる。 また、全ての燃
焼が内側水管群と外側水管群で囲まれた環状燃焼室内で
行われるので、燃焼熱の一部は燃焼と同時に水管群に伝
熱され、火炎温度が低下する。
【０００９】以上のような作用によりＮＯｘの低減が計
られると共に、複数段のうちの、下段の複数のノズルと
上段の複数のノズルから空気比の異なった予混合ガスを
噴出したり、または上段の複数のノズルから空気又は燃
料ガスを噴出することにより、濃淡燃焼や二段燃焼、燃
料二段供給燃焼が行われ、これらの相乗作用により更に
ＮＯｘの低減が計られる。
られると共に、複数段のうちの、下段の複数のノズルと
上段の複数のノズルから空気比の異なった予混合ガスを
噴出したり、または上段の複数のノズルから空気又は燃
料ガスを噴出することにより、濃淡燃焼や二段燃焼、燃
料二段供給燃焼が行われ、これらの相乗作用により更に
ＮＯｘの低減が計られる。
【００１０】
【実施例】次に本発明の実施の形態を図を参照して説明
する。符号１はボイラ本体であって、このボイラ本体１
内に、内側水管群２と外側水管群３を同心円上に配設し
て、その水管群２，３間を環状燃焼室４に構成する。か
かる環状燃焼室４の下部において、環状燃焼室４を横切
る上下複数段の夫々の断面上に、複数のノズル５を、該
ノズル軸の延長線が同心円の接線方向となるように構成
する。実施例では、複数のノズル５を上下二段に構成し
ているが、各段毎の空気比等を考慮して、場合により三
段以上の多段とすることができる。尚、図中符号６は蒸
気出口、７は排気口、８は水入口である。
する。符号１はボイラ本体であって、このボイラ本体１
内に、内側水管群２と外側水管群３を同心円上に配設し
て、その水管群２，３間を環状燃焼室４に構成する。か
かる環状燃焼室４の下部において、環状燃焼室４を横切
る上下複数段の夫々の断面上に、複数のノズル５を、該
ノズル軸の延長線が同心円の接線方向となるように構成
する。実施例では、複数のノズル５を上下二段に構成し
ているが、各段毎の空気比等を考慮して、場合により三
段以上の多段とすることができる。尚、図中符号６は蒸
気出口、７は排気口、８は水入口である。
【００１１】以上の構成において、下段の複数のノズル
５に、例えば空気比λ＝０．５〜０．７になるように燃
料過濃な予混合ガスを供給し、これを環状燃焼室４内、
即ち内側水管群２と外側水管群３間に噴出させると共
に、上段の複数のノズル５からは、完全燃焼に必要な残
余の空気、即ち二次空気を供給して環状燃焼室４内に噴
出させる。即ち、上段の複数のノズルからは、全体の空
気比を、例えば１．０５〜１．１程度にするのに必要な
残余の空気を噴出させる。
５に、例えば空気比λ＝０．５〜０．７になるように燃
料過濃な予混合ガスを供給し、これを環状燃焼室４内、
即ち内側水管群２と外側水管群３間に噴出させると共
に、上段の複数のノズル５からは、完全燃焼に必要な残
余の空気、即ち二次空気を供給して環状燃焼室４内に噴
出させる。即ち、上段の複数のノズルからは、全体の空
気比を、例えば１．０５〜１．１程度にするのに必要な
残余の空気を噴出させる。
【００１２】しかして、下段の同一断面上において複数
のノズル５から同心円の接線方向に噴出された予混合ガ
スは、環状燃焼室４に沿って渦流を形成し、この渦流に
着火することにより図中Ａ−Ａ断面に広がる火炎が形成
される。一方、上段の図中Ｂ−Ｂ断面上の複数のノズル
５から環状燃焼室４内に噴出さ れた二次空気は、上記の
予混合ガスと同様に環状燃焼室４内に渦流を形成し、こ
の空気の渦流は、上記予混合ガスの渦流による燃焼での
未燃分と良好に混合して、未燃分の完全燃焼に供され
る。
のノズル５から同心円の接線方向に噴出された予混合ガ
スは、環状燃焼室４に沿って渦流を形成し、この渦流に
着火することにより図中Ａ−Ａ断面に広がる火炎が形成
される。一方、上段の図中Ｂ−Ｂ断面上の複数のノズル
５から環状燃焼室４内に噴出さ れた二次空気は、上記の
予混合ガスと同様に環状燃焼室４内に渦流を形成し、こ
の空気の渦流は、上記予混合ガスの渦流による燃焼での
未燃分と良好に混合して、未燃分の完全燃焼に供され
る。
【００１３】以上のように燃焼した燃焼ガスは、環状燃
焼室４内を旋回しながら上昇し、ある高さに達すると内
側水管群２の内側に流入し、更に上昇して排気口７から
排出される。このように燃焼ガスは、環状燃焼室４内を
旋回流動するために、対流伝熱による内側水管群２への
伝熱が効果的に行われる。
焼室４内を旋回しながら上昇し、ある高さに達すると内
側水管群２の内側に流入し、更に上昇して排気口７から
排出される。このように燃焼ガスは、環状燃焼室４内を
旋回流動するために、対流伝熱による内側水管群２への
伝熱が効果的に行われる。
【００１４】以上の予混合ガスの燃焼においては、一次
燃焼、二次燃焼とも燃焼室内に体積の大きな渦流による
火炎を形成するために、局所的な高温部が存在せず、ま
た輻射伝熱が促進されるために火炎の冷却が効果的に行
われる。従って、いわゆる予混合二段冷却燃焼が理想的
に行われてＮＯｘの発生を効果的に抑制する。
燃焼、二次燃焼とも燃焼室内に体積の大きな渦流による
火炎を形成するために、局所的な高温部が存在せず、ま
た輻射伝熱が促進されるために火炎の冷却が効果的に行
われる。従って、いわゆる予混合二段冷却燃焼が理想的
に行われてＮＯｘの発生を効果的に抑制する。
【００１５】次に本発明では、以上の構成において、上
記とは逆に、下段のノズル５から燃料希薄な予混合ガス
を噴出すると共に、上段のノズル５からは、残余の燃料
ガス、即ち二次燃料を噴出することにより、燃料二段供
給燃焼法を安定的に実行することができる。この場合に
も下段のノズル５から噴出した予混合ガスの燃焼は上述
と同様に、渦流により保炎されて行われるため局所的な
高温部が形成されず、また輻射伝熱による火炎の冷却が
効果的に行われ、従って燃料二段供給燃焼と相俟ってＮ
Ｏｘの発生を大幅に抑制することができる。
記とは逆に、下段のノズル５から燃料希薄な予混合ガス
を噴出すると共に、上段のノズル５からは、残余の燃料
ガス、即ち二次燃料を噴出することにより、燃料二段供
給燃焼法を安定的に実行することができる。この場合に
も下段のノズル５から噴出した予混合ガスの燃焼は上述
と同様に、渦流により保炎されて行われるため局所的な
高温部が形成されず、また輻射伝熱による火炎の冷却が
効果的に行われ、従って燃料二段供給燃焼と相俟ってＮ
Ｏｘの発生を大幅に抑制することができる。
【００１６】次に本発明では、以上の構成において、下
段のノズル５から燃料希薄な予混合ガスを噴出すると共
に上段のノズル５から燃料過濃な予混合ガスを噴出した
り、或いは、これとは逆に、下段のノズル５から燃料過
濃な予混合ガスを噴出すると共に上段のノズル５から燃
料希薄な予混合ガスを噴出することにより、濃淡燃焼を
実行することができ、いわゆる PROMPT ＮＯ 及び THER
MAL ＮＯの発生を抑制することができる。この場合にも
下段及び上段のノズル５から噴出した予混合ガスの燃焼
は上述と同様に、渦流により保炎されて行われるため局
所的な高温部が形成されず、また輻射伝熱による火炎の
冷却が効果的に行われ、従って濃淡燃焼と相俟ってＮＯ
ｘの発生を大幅に抑制することができる。
段のノズル５から燃料希薄な予混合ガスを噴出すると共
に上段のノズル５から燃料過濃な予混合ガスを噴出した
り、或いは、これとは逆に、下段のノズル５から燃料過
濃な予混合ガスを噴出すると共に上段のノズル５から燃
料希薄な予混合ガスを噴出することにより、濃淡燃焼を
実行することができ、いわゆる PROMPT ＮＯ 及び THER
MAL ＮＯの発生を抑制することができる。この場合にも
下段及び上段のノズル５から噴出した予混合ガスの燃焼
は上述と同様に、渦流により保炎されて行われるため局
所的な高温部が形成されず、また輻射伝熱による火炎の
冷却が効果的に行われ、従って濃淡燃焼と相俟ってＮＯ
ｘの発生を大幅に抑制することができる。
【００１７】尚、ノズルへの予混合ガスの供給は、燃料
と空気とを予め混合してマニホールドにより各ノズルに
供給する他、ノズル内で燃料と空気とを混合させて噴出
させても良い。この場合、ノズル内における燃料と空気
との混合手段は従来のいかなる形式のものでも良い。
と空気とを予め混合してマニホールドにより各ノズルに
供給する他、ノズル内で燃料と空気とを混合させて噴出
させても良い。この場合、ノズル内における燃料と空気
との混合手段は従来のいかなる形式のものでも良い。
【００１８】本発明では、以上に説明した燃焼を実行す
ることにより、発生するＮＯｘ量が１０〜３０ppmと低
ＮＯｘ化を計ることができ、これは、従来の装置におい
ては、６０ppm程度が限度であったことから考えると飛
躍的な進歩である。これは、本発明の独特な構成によ
り、予混合ガスの安定な燃焼と共に、各種のＮＯｘ低減
燃焼方法が有機的に組み合わされて行われるからであ
る。
ることにより、発生するＮＯｘ量が１０〜３０ppmと低
ＮＯｘ化を計ることができ、これは、従来の装置におい
ては、６０ppm程度が限度であったことから考えると飛
躍的な進歩である。これは、本発明の独特な構成によ
り、予混合ガスの安定な燃焼と共に、各種のＮＯｘ低減
燃焼方法が有機的に組み合わされて行われるからであ
る。
【００１９】
【発明の効果】本発明は以上のとおり、予混合ガスを、
同心円上に配設した内側水管群と外側水管群間の環状燃
焼室内に同一断面上で同心円の接線方向に複数のノズル
から噴出して渦流を形成し、この渦流に着火することに
より局所的な高温部が存在しない安定な火炎を形成する
ことができ、このような複数のノズルを複数段構成し
て、上記予混合燃焼に、二段燃焼法、燃料二段供給燃焼
法又は濃淡燃焼法を有機的に組み合わせて適用できる構
成としたので、これらの相乗作用により大幅なＮＯｘの
低減を計ることができる。
同心円上に配設した内側水管群と外側水管群間の環状燃
焼室内に同一断面上で同心円の接線方向に複数のノズル
から噴出して渦流を形成し、この渦流に着火することに
より局所的な高温部が存在しない安定な火炎を形成する
ことができ、このような複数のノズルを複数段構成し
て、上記予混合燃焼に、二段燃焼法、燃料二段供給燃焼
法又は濃淡燃焼法を有機的に組み合わせて適用できる構
成としたので、これらの相乗作用により大幅なＮＯｘの
低減を計ることができる。
【図１】 本発明の縦断説明図である。
【図２】 図１のＡ−Ａ線及びＢ−Ｂ線横断説明図であ
る。
る。
【図３】 図１のＣ−Ｃ線横断説明図である。
１ ボイラ本体 ２ 内側水管群 ３ 外側水管群 ４ 環状燃焼室 ５ ノズル ６ 蒸気出口 ７ 排気口 ８ 水入口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F23C 11/00 F22B 35/00
Claims (4)
- 【請求項１】 内側水管群と外側水管群を同心円状に配
設して、その水管群間を環状燃焼室に構成すると共に、
この環状燃焼室の下部に於いて、該環状燃焼室を横切る
上下複数段の夫々の断面上には、複数のノズルを、該ノ
ズル軸の延長線が同心円の接線方向となるように構成
し、下段の複数のノズルから、燃料過濃な予混合ガスを
噴出させると共に、上段の複数のノズルからは、必要な
残余の空気を噴出させる構成とした窒素酸化物低発生ボ
イラ装置 - 【請求項２】 内側水管群と外側水管群を同心円状に配
設して、その水管群間を環状燃焼室に構成すると共に、
この環状燃焼室の下部に於いて、該環状燃焼室を横切る
上下複数段の夫々の断面上には、複数のノズルを、該ノ
ズル軸の延長線が同心円の接線方向となるように構成
し、下段の複数のノズルから、燃料希薄な予混合ガスを
噴出させると共に、上段の複数のノズルからは、必要な
残余の燃料ガスを噴出させる構成とした窒素酸化物低発
生ボイラ装置 - 【請求項３】 内側水管群と外側水管群を同心円状に配
設して、その水管群間を環状燃焼室に構成すると共に、
この環状燃焼室の下部に於いて、該環状燃焼室を横切る
上下複数段の夫々の断面上には、複数のノズルを、該ノ
ズル軸の延長線が同心円の接線方向となるように構成
し、下段の複数のノズルから、燃料希薄な予混合ガスを
噴出させると共に、上段の複数のノズルからは、燃料過
濃な予混合ガスを噴出させる構成とした窒素酸化物低発
生ボイラ装置 - 【請求項４】 内側水管群と外側水管群を同心円状に配
設して、その水管群間を環状燃焼室に構成すると共に、
この環状燃焼室の下部に於いて、該環状燃焼室を横切る
上下複数段の夫々の断面上には、複数のノズルを、該ノ
ズル軸の延長線が同心円の接線方向となるように構成
し、下段の複数のノズルから、燃料過濃な予混合ガスを
噴出させると共に、上段の複数のノズルからは、燃料希
薄な予混合ガスを噴出させる構成とした窒素酸化物低発
生ボイラ装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4051648A JP3059289B2 (ja) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | 窒素酸化物低発生ボイラ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4051648A JP3059289B2 (ja) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | 窒素酸化物低発生ボイラ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05256410A JPH05256410A (ja) | 1993-10-05 |
| JP3059289B2 true JP3059289B2 (ja) | 2000-07-04 |
Family
ID=12892681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4051648A Expired - Fee Related JP3059289B2 (ja) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | 窒素酸化物低発生ボイラ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3059289B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4729382B2 (ja) * | 2005-10-27 | 2011-07-20 | 株式会社タクマ | 多管式貫流ボイラ |
| JP5473342B2 (ja) * | 2008-02-27 | 2014-04-16 | 大阪瓦斯株式会社 | 流体加熱装置、過熱蒸気発生器、及び給湯装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5173906A (en) * | 1974-12-24 | 1976-06-26 | Chugai Ro Kogyo Kaisha Ltd | Netsushorironiokeru chitsusosankabutsuteigennenshoseigyohoho |
| JPS5270432A (en) * | 1975-12-08 | 1977-06-11 | Hitachi Zosen Corp | Method of two-stage burning for suppressing generation of nitrogen oxi des |
| JPS60223906A (ja) * | 1984-04-19 | 1985-11-08 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 燃焼装置 |
| JPS6141802A (ja) * | 1984-08-06 | 1986-02-28 | 三菱重工業株式会社 | ボイラ |
| JPS6280410A (ja) * | 1985-10-03 | 1987-04-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ボイラの二段燃焼方法 |
-
1992
- 1992-03-10 JP JP4051648A patent/JP3059289B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05256410A (ja) | 1993-10-05 |
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Legal Events
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