JPH0634231A - 液体温度調節器 - Google Patents
液体温度調節器Info
- Publication number
- JPH0634231A JPH0634231A JP21354092A JP21354092A JPH0634231A JP H0634231 A JPH0634231 A JP H0634231A JP 21354092 A JP21354092 A JP 21354092A JP 21354092 A JP21354092 A JP 21354092A JP H0634231 A JPH0634231 A JP H0634231A
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- Japan
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- liquid
- screw blade
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Abstract
(57)【要約】
【目的】熱電変換素子を用いた液体温度調節器の液温調
節能力を高めることを目的とする。 【構成】熱電変換素子を挟んで、その両側に、熱良導性
素材から成る伝熱ブロック体と放熱体とを配設し、伝熱
ブロック体2と放熱体に設けられた円筒形液体流路4中
に、右旋回リボンスクリュー羽根6と左旋回リボンスク
リュー羽根7とを、開口部8を介して交互に連結して成
るリボンスクリュー羽根5を収納することにより、リボ
ンスクリュー羽根の両側を流れる一対の旋回液流が、合
流、衝突、旋回方向反転を繰り返しつつ、流れることに
より、液流と伝熱ブロック体との熱交換効率が著しく向
上し、装置の小型化、低価格化を達成できる。
節能力を高めることを目的とする。 【構成】熱電変換素子を挟んで、その両側に、熱良導性
素材から成る伝熱ブロック体と放熱体とを配設し、伝熱
ブロック体2と放熱体に設けられた円筒形液体流路4中
に、右旋回リボンスクリュー羽根6と左旋回リボンスク
リュー羽根7とを、開口部8を介して交互に連結して成
るリボンスクリュー羽根5を収納することにより、リボ
ンスクリュー羽根の両側を流れる一対の旋回液流が、合
流、衝突、旋回方向反転を繰り返しつつ、流れることに
より、液流と伝熱ブロック体との熱交換効率が著しく向
上し、装置の小型化、低価格化を達成できる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、工作機械、半導体製造
装置、各種化学反応装置等へ供給する水や純水、オイ
ル、溶液等を、ペルチェ素子を用いて温度調節を行う装
置に関するものである。
装置、各種化学反応装置等へ供給する水や純水、オイ
ル、溶液等を、ペルチェ素子を用いて温度調節を行う装
置に関するものである。
【0002】
【従来技術】この種の液体温度調節器は、装置が小型
で、しかも液体の温度を精密に制御でき、また、容易
に、液温を急速変化させることもできることから、熱電
変換素子(ペルチェ素子)によるものが、よく用いられ
る。このような液体温度調節器の一つとして、図7に示
すように、熱電変換素子60の両側に、アルミニウムや
銅などの熱良導性金属製の方形ブロックから成る熱交換
用伝熱ブロック体61と放熱体62とを密接させて配置
し、これら伝熱ブロック体61と放熱体62とに、蛇行
状に穿設した液体流路63、64に、夫々、温度調節す
べき液体と放熱用熱媒液として水などを通すように構成
したものが、知られている。
で、しかも液体の温度を精密に制御でき、また、容易
に、液温を急速変化させることもできることから、熱電
変換素子(ペルチェ素子)によるものが、よく用いられ
る。このような液体温度調節器の一つとして、図7に示
すように、熱電変換素子60の両側に、アルミニウムや
銅などの熱良導性金属製の方形ブロックから成る熱交換
用伝熱ブロック体61と放熱体62とを密接させて配置
し、これら伝熱ブロック体61と放熱体62とに、蛇行
状に穿設した液体流路63、64に、夫々、温度調節す
べき液体と放熱用熱媒液として水などを通すように構成
したものが、知られている。
【0003】尚、放熱体は、上記のような水冷式の外
に、断面が櫛歯状をなすように、方形ブロック上に一体
的に多数の伝熱フィンを突設し、これに送風して放熱を
するようにした空冷式のものなどもある。また、液体流
路は、伝熱ブロック体に直接、貫通孔をあけることによ
り設けたもの、或いは、その貫通孔中に、更にステンレ
スなどのような耐食性金属パイプを通したものなどが用
いられている。このような熱電変換素子を用いた液体温
度調節器は、その液温調節能力(冷却或いは加熱能力)
を大きくする場合は、従来、熱電変換素子の数を増加さ
せる以外によい方法が無いため、装置が大型化してしま
う欠点があった。
に、断面が櫛歯状をなすように、方形ブロック上に一体
的に多数の伝熱フィンを突設し、これに送風して放熱を
するようにした空冷式のものなどもある。また、液体流
路は、伝熱ブロック体に直接、貫通孔をあけることによ
り設けたもの、或いは、その貫通孔中に、更にステンレ
スなどのような耐食性金属パイプを通したものなどが用
いられている。このような熱電変換素子を用いた液体温
度調節器は、その液温調節能力(冷却或いは加熱能力)
を大きくする場合は、従来、熱電変換素子の数を増加さ
せる以外によい方法が無いため、装置が大型化してしま
う欠点があった。
【0004】
【発明の目的】本発明は、熱電変換素子を増設すること
なく、このような熱電変換素子を用いた液体温度調節器
の液温調節能力を高めることを目的とするものである。
なく、このような熱電変換素子を用いた液体温度調節器
の液温調節能力を高めることを目的とするものである。
【0005】
【発明の構成】このような目的を達成すべく、本発明者
は、装置の熱効率の向上を目指して、様々な試みを行っ
ていた際、伝熱ブロック体に蛇行状に穿設した液体流路
を流れる液体が、ほとんどの場合、層流をなして流れて
いることに注目し、この伝熱ブロック体内の液体の流れ
を、旋回流若しくは乱流に変えることにより、伝熱ブロ
ック体と液体との間の熱交換効率が著しく向上すること
を見いだし、本発明を完成するに至ったものである。
は、装置の熱効率の向上を目指して、様々な試みを行っ
ていた際、伝熱ブロック体に蛇行状に穿設した液体流路
を流れる液体が、ほとんどの場合、層流をなして流れて
いることに注目し、この伝熱ブロック体内の液体の流れ
を、旋回流若しくは乱流に変えることにより、伝熱ブロ
ック体と液体との間の熱交換効率が著しく向上すること
を見いだし、本発明を完成するに至ったものである。
【0006】本発明の第一の要旨は、熱電変換素子を挟
んで、その両側に、熱良導性素材から成る伝熱ブロック
体と放熱体とを、前記熱電変換素子と熱授受可能に配設
し、前記伝熱ブロック体及び/又は放熱体に設けられた
液体流路中に、旋回方向が交互に反転するリボンスクリ
ュー羽根を収納したことを特徴とする液体温度調節器に
ある。
んで、その両側に、熱良導性素材から成る伝熱ブロック
体と放熱体とを、前記熱電変換素子と熱授受可能に配設
し、前記伝熱ブロック体及び/又は放熱体に設けられた
液体流路中に、旋回方向が交互に反転するリボンスクリ
ュー羽根を収納したことを特徴とする液体温度調節器に
ある。
【0007】本発明の第二の要旨は、上記第一の要旨に
おいて規定される液体温度調節器において、リボンスク
リュー羽根が、伝熱ブロック体及び/又は放熱体に穿設
した円筒状の液体流路を、その流れ方向に沿って、円筒
状流路を2分することにより、このリボンスクリュー羽
根の両側に該羽根によって区画形成された液体旋回流路
が、リボンスクリュー羽根の旋回方向の反転位置のとこ
ろに該リボンスクリュー羽根に設けた開口部において、
互に合流するように構成されていることを特徴とする液
体温度調節器にある。
おいて規定される液体温度調節器において、リボンスク
リュー羽根が、伝熱ブロック体及び/又は放熱体に穿設
した円筒状の液体流路を、その流れ方向に沿って、円筒
状流路を2分することにより、このリボンスクリュー羽
根の両側に該羽根によって区画形成された液体旋回流路
が、リボンスクリュー羽根の旋回方向の反転位置のとこ
ろに該リボンスクリュー羽根に設けた開口部において、
互に合流するように構成されていることを特徴とする液
体温度調節器にある。
【0008】本発明の第三の要旨は、上記第一要旨にお
いて規定される液体温度調節器において、一連のリボン
スクリュー羽根が、旋回方向を反転する位置において、
右旋回をするリボンスクリュー羽根の端部と左旋回する
リボンスクリュー羽根の端部とが、その中央部におい
て、略十字形をなして結合することを繰り返して連続し
ていることにより、構成されていることを特徴とする液
体温度調節器にある。以下、一実施例に基づいて、詳細
に説明する。
いて規定される液体温度調節器において、一連のリボン
スクリュー羽根が、旋回方向を反転する位置において、
右旋回をするリボンスクリュー羽根の端部と左旋回する
リボンスクリュー羽根の端部とが、その中央部におい
て、略十字形をなして結合することを繰り返して連続し
ていることにより、構成されていることを特徴とする液
体温度調節器にある。以下、一実施例に基づいて、詳細
に説明する。
【0009】
【実施例1】図1は、本発明にかかる液体温度調節器の
第一実施例の要部を示すもので、伝熱ブロック体2、放
熱体3及び熱電変換素子60の配置構成は、図7に示し
た従来のものと全く同じである。伝熱ブロック体2は、
厚板状黒鉛で構成され、該伝熱ブロックには、横断面が
円形の、一連の液体流路4を蛇行状に穿設してある。こ
の液体流路4は、伝熱ブロック体の一方の側面2aに、
左右一対となって開口して、夫々、温度制御すべき液体
の入口4aと出口(図示せず)とをなしている。この入
口4aと出口には、送液パイプ50が一端で連結してい
る。
第一実施例の要部を示すもので、伝熱ブロック体2、放
熱体3及び熱電変換素子60の配置構成は、図7に示し
た従来のものと全く同じである。伝熱ブロック体2は、
厚板状黒鉛で構成され、該伝熱ブロックには、横断面が
円形の、一連の液体流路4を蛇行状に穿設してある。こ
の液体流路4は、伝熱ブロック体の一方の側面2aに、
左右一対となって開口して、夫々、温度制御すべき液体
の入口4aと出口(図示せず)とをなしている。この入
口4aと出口には、送液パイプ50が一端で連結してい
る。
【0010】液体流路4中には、入口4aから出口に至
る流程すべてにわたって、リボンスクリュー羽根5が収
納されている。このリボンスクリュー羽根5は、そのス
クリュー山部6a,6aが、液体の進行方向にむかって
左旋回するように形成された左旋回リボンスクリュー羽
根6と、スクリュー山部7a,7aが、右旋回するよう
に構成された右旋回リボンスクリュー羽根7とが、交互
に連続するように、設けられており、この左旋回リボン
スクリュー羽根6から右旋回リボンスクリュー羽根7へ
と、旋回方向を反転する位置に、開口部8が、リボンス
クリュー羽根の一部を打ち抜くことにより、設けられて
いる。
る流程すべてにわたって、リボンスクリュー羽根5が収
納されている。このリボンスクリュー羽根5は、そのス
クリュー山部6a,6aが、液体の進行方向にむかって
左旋回するように形成された左旋回リボンスクリュー羽
根6と、スクリュー山部7a,7aが、右旋回するよう
に構成された右旋回リボンスクリュー羽根7とが、交互
に連続するように、設けられており、この左旋回リボン
スクリュー羽根6から右旋回リボンスクリュー羽根7へ
と、旋回方向を反転する位置に、開口部8が、リボンス
クリュー羽根の一部を打ち抜くことにより、設けられて
いる。
【0011】リボンスクリュー羽根6,7のスクリュー
山部6a,7aは、液体流路4の内周面に螺旋軌道をな
して接触するように、その形状が定められているので、
液体流路4内は、図3に示すように、リボンスクリュー
羽根7(若しくは6)を境に、その両側に、液体旋回流
路9a,9bが、画成されている。前記開口部8は、こ
の両液体旋回流路9a,9bの進行方向に、またがった
状態で対面して設けられている。
山部6a,7aは、液体流路4の内周面に螺旋軌道をな
して接触するように、その形状が定められているので、
液体流路4内は、図3に示すように、リボンスクリュー
羽根7(若しくは6)を境に、その両側に、液体旋回流
路9a,9bが、画成されている。前記開口部8は、こ
の両液体旋回流路9a,9bの進行方向に、またがった
状態で対面して設けられている。
【0012】放熱体3側の構成も、伝熱ブロック体2側
の構成と全く同じで、黒鉛ブロック内に放熱用熱媒液の
管状液体流路が設けられ、この流路内に、リボンスクリ
ュー羽根5と全く同様の構成のリボンスクリュー羽根が
収納されている。51は、管状流路の入口に嵌着する送
液パイプある。このような伝熱ブロック体2と放熱体3
の表面は、液体流路内周面も含めて、炭化硅素皮膜で被
覆処理することにより、硬度と耐食性を高めてあり、更
に、フェノール樹脂等の熱硬化性耐熱樹脂によって、樹
脂含浸を施してある。このような伝熱ブロック体2の上
面と放熱体3の下面との間に、熱伝導性グリース、例え
ば、シリコンオイルと金属若しくはその酸化物粉末との
混合物を介して、熱の授受可能に密接されて成るもので
ある。
の構成と全く同じで、黒鉛ブロック内に放熱用熱媒液の
管状液体流路が設けられ、この流路内に、リボンスクリ
ュー羽根5と全く同様の構成のリボンスクリュー羽根が
収納されている。51は、管状流路の入口に嵌着する送
液パイプある。このような伝熱ブロック体2と放熱体3
の表面は、液体流路内周面も含めて、炭化硅素皮膜で被
覆処理することにより、硬度と耐食性を高めてあり、更
に、フェノール樹脂等の熱硬化性耐熱樹脂によって、樹
脂含浸を施してある。このような伝熱ブロック体2の上
面と放熱体3の下面との間に、熱伝導性グリース、例え
ば、シリコンオイルと金属若しくはその酸化物粉末との
混合物を介して、熱の授受可能に密接されて成るもので
ある。
【0013】
【作用】実施例1の装置は、入口4aから入った液体
が、リボンスクリュー羽根6の両側の一対の左旋回流路
に2分されて入り、該両流路を旋回して流れる。開口部
8に至ると、夫々の旋回流路を流れる液体は、その一部
分が、開口部8を通り抜け、他の部分は、開口部8を通
過することなく、右旋回リボンスクリュー羽根7に到達
する。即ち、この時点で、開口部8を通過した液流の夫
々は、リボンスクリュー羽根6によって隔てられた他側
の左旋回流路を流れて来た液体と衝突し合流することに
なる。
が、リボンスクリュー羽根6の両側の一対の左旋回流路
に2分されて入り、該両流路を旋回して流れる。開口部
8に至ると、夫々の旋回流路を流れる液体は、その一部
分が、開口部8を通り抜け、他の部分は、開口部8を通
過することなく、右旋回リボンスクリュー羽根7に到達
する。即ち、この時点で、開口部8を通過した液流の夫
々は、リボンスクリュー羽根6によって隔てられた他側
の左旋回流路を流れて来た液体と衝突し合流することに
なる。
【0014】このように、開口部8において、合流混合
して形成された一対の新しい液流は、夫々、旋回方向を
異にするリボンスクリュー羽根7と液体流路4の内壁と
の間に形成される一対の右旋回流路に別れて入る。そし
て、この右旋回流路を通過した時点で、夫々の右旋回流
路を流れる液体は、リボンスクリュー羽根7とこれに続
く左旋回リボンスクリュー羽根6との間に設けられた開
口部8において、前記と同様に、その一部分が、該開口
部を通り抜けることにより、両流路の液体の衝突混合、
乱流化が行われる。以下、これを繰り返えしながら、液
体流路を通過する間に、該流路の内壁面に接触して熱の
授受が行われ、所定の温度に調節されて、出口から供給
される。
して形成された一対の新しい液流は、夫々、旋回方向を
異にするリボンスクリュー羽根7と液体流路4の内壁と
の間に形成される一対の右旋回流路に別れて入る。そし
て、この右旋回流路を通過した時点で、夫々の右旋回流
路を流れる液体は、リボンスクリュー羽根7とこれに続
く左旋回リボンスクリュー羽根6との間に設けられた開
口部8において、前記と同様に、その一部分が、該開口
部を通り抜けることにより、両流路の液体の衝突混合、
乱流化が行われる。以下、これを繰り返えしながら、液
体流路を通過する間に、該流路の内壁面に接触して熱の
授受が行われ、所定の温度に調節されて、出口から供給
される。
【0015】
【実施例2】図4は、本発明の第二実施例において、液
体流路内に収納されているリボンスクリュー羽根を示す
ものである。第二実施例と第一実施例との相違は、液体
流路内に収納されているリボンスクリュー羽根の形状の
みで、他は、全く同一である。第二実施例におけるリボ
ンスクリュー羽根10は、左旋回リボンスクリュー羽根
11と、右旋回リボンスクリュー羽根15とが、第一実
施例と同様に、1ピッチ毎に、交互に連結しており、且
つ、一方のリボンスクリュー羽根11の端部12と、他
方のリボンスクリュー羽根15の端部16とが、ほぼ十
字形をなすように、その中央部において、一体結合して
いる。第二実施例の装置は、このような構成のリボンス
クリュー羽根10が、伝熱ブロック体及び放熱体に、夫
々形成された液体流路に、そのスクリュー山部13,1
7が、液体流路内周面に接触する状態で収納されて成る
ものである。
体流路内に収納されているリボンスクリュー羽根を示す
ものである。第二実施例と第一実施例との相違は、液体
流路内に収納されているリボンスクリュー羽根の形状の
みで、他は、全く同一である。第二実施例におけるリボ
ンスクリュー羽根10は、左旋回リボンスクリュー羽根
11と、右旋回リボンスクリュー羽根15とが、第一実
施例と同様に、1ピッチ毎に、交互に連結しており、且
つ、一方のリボンスクリュー羽根11の端部12と、他
方のリボンスクリュー羽根15の端部16とが、ほぼ十
字形をなすように、その中央部において、一体結合して
いる。第二実施例の装置は、このような構成のリボンス
クリュー羽根10が、伝熱ブロック体及び放熱体に、夫
々形成された液体流路に、そのスクリュー山部13,1
7が、液体流路内周面に接触する状態で収納されて成る
ものである。
【0016】
【作用】このようなリボンスクリュー羽根10は、ほ
ぼ、実施例1の装置と同様に、左旋回リボンスクリュー
羽根11の両側に形成される一対の左旋回流路を流れる
液体が、右旋回リボンスクリュー羽根15に到達した時
点で、両リボンスクリュー羽根の端部は、相互に、略十
字形をなすように連結しているので、夫々が2分される
ことになる。かくして、一対の左旋回流路に分流してい
た液流の約半分づつが、合流することにより、新しい2
本の液流となって、リボンスクリュー羽根15の両側に
形成されている一対の右旋回流路に、夫々入ることにな
る。このように、液流の方向が反転する位置において、
旋回液流は、2分され、この2分された液流が合流して
新しい流れを形成することを繰り返しつつ、出口に至
る。
ぼ、実施例1の装置と同様に、左旋回リボンスクリュー
羽根11の両側に形成される一対の左旋回流路を流れる
液体が、右旋回リボンスクリュー羽根15に到達した時
点で、両リボンスクリュー羽根の端部は、相互に、略十
字形をなすように連結しているので、夫々が2分される
ことになる。かくして、一対の左旋回流路に分流してい
た液流の約半分づつが、合流することにより、新しい2
本の液流となって、リボンスクリュー羽根15の両側に
形成されている一対の右旋回流路に、夫々入ることにな
る。このように、液流の方向が反転する位置において、
旋回液流は、2分され、この2分された液流が合流して
新しい流れを形成することを繰り返しつつ、出口に至
る。
【0017】
【効果】本願装置は、伝熱ブロック体や放熱体中に形成
された液体の熱交換用流路に、交互に旋回方向を反転す
るリボンスクリュー羽根が、収納される構成により、液
流が、流路内を旋回し、更に、所定のピッチ毎に、衝
突、合流、旋回方向の反転を繰り返すので、液体と流路
内壁面との接触効率が飛躍的に高くなり、従来の装置に
比べて、3割以上の熱交換効率の向上を達成することが
できる。このことは、同時に、装置の小型化、製造価格
の低減の達成を意味するものである。
された液体の熱交換用流路に、交互に旋回方向を反転す
るリボンスクリュー羽根が、収納される構成により、液
流が、流路内を旋回し、更に、所定のピッチ毎に、衝
突、合流、旋回方向の反転を繰り返すので、液体と流路
内壁面との接触効率が飛躍的に高くなり、従来の装置に
比べて、3割以上の熱交換効率の向上を達成することが
できる。このことは、同時に、装置の小型化、製造価格
の低減の達成を意味するものである。
【図1】本発明の第1実施例を示す説明図である。
【図2】図1に示した伝熱ブロック体の内部構成を示す
要部断面説明図である。
要部断面説明図である。
【図3】図2のA−A部分断面説明図である。
【図4】本発明の第2実施例の要部を示す説明図であ
る。
る。
【図5】図4のB−B断面説明図である。
【図6】図4のC−C断面説明図である。
【図7】従来技術の一例を示す説明図である。
2 伝熱ブロック体 3 放熱体 5、10 リボンスクリュー羽
根 6、11 右旋回リボンスクリ
ュー羽根 7、15 左旋回リボンスクリ
ュー羽根 8 開口部 60 熱電変換素子
根 6、11 右旋回リボンスクリ
ュー羽根 7、15 左旋回リボンスクリ
ュー羽根 8 開口部 60 熱電変換素子
Claims (3)
- 【請求項1】熱電変換素子を挟んで、その両側に、熱良
導性素材から成る伝熱ブロック体と放熱体とを、前記熱
電変換素子と熱授受可能に配設し、前記伝熱ブロック体
及び/又は放熱体に設けられた液体流路中に、旋回方向
が交互に反転するリボンスクリュー羽根を収納したこと
を特徴とする液体温度調節器。 - 【請求項2】リボンスクリュー羽根が、伝熱ブロック体
及び/又は放熱体に穿設した円筒状の液体流路を2分割
することにより、該リボンスクリュー羽根の両側に画成
された液体旋回流路が、リボンスクリュー羽根の旋回方
向の反転位置で該リボンスクリュー羽根に設けられた開
口部において、互に合流するように構成されている請求
項1の液体温度調節器。 - 【請求項3】リボンスクリュー羽根が、旋回方向を反転
する位置において、右旋回をするリボンスクリュー羽根
の端部と左旋回するリボンスクリュー羽根の端部とが、
略十字形をなして結合することを繰り返すことにより連
結している請求項1の液体温度調節器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21354092A JPH0634231A (ja) | 1992-07-16 | 1992-07-16 | 液体温度調節器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21354092A JPH0634231A (ja) | 1992-07-16 | 1992-07-16 | 液体温度調節器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0634231A true JPH0634231A (ja) | 1994-02-08 |
Family
ID=16640886
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21354092A Pending JPH0634231A (ja) | 1992-07-16 | 1992-07-16 | 液体温度調節器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0634231A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20020036898A (ko) * | 2000-11-11 | 2002-05-17 | 이성하 | 열전반도체소자를 이용한 금형 및 오일 냉각장치 |
KR101378907B1 (ko) * | 2012-05-18 | 2014-04-14 | 삼성중공업 주식회사 | 선박 |
CN103791751A (zh) * | 2012-10-30 | 2014-05-14 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种传热管 |
GB2510025A (en) * | 2012-10-30 | 2014-07-23 | China Petroleum & Chemical | Heat transfer tube |
CN114013788A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-02-08 | 安徽日竞控制技术有限公司 | 一种内置隐藏提拉把手的锂电池散热防护架 |
-
1992
- 1992-07-16 JP JP21354092A patent/JPH0634231A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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