KR100986027B1 - 소각장치 - Google Patents

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KR100986027B1
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박재선
최용수
윤철하
윤지환
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본스틸산업 주식회사
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Abstract

본 발명은 1차 연소장치에서 연소 후 발생된 분진 및 연소가스를 이동시킨 후 2차 연수장치에서 재연소시킴으로써 불완전연소를 최소화하여 연소효율을 향상시키도록 한 소각장치에 관한 것이다.
본 발명은 하부에 설치되는 제1연소장치와, 상기 제1연소장치의 상부에 통하도록 설치된 제2연소장치로 구성된 연소부; 상기 연소부에 연결된 집진장치; 상기 집진장치의 상부에 형성된 연돌을 포함하며, 제1연소장치는, 연소로와 수냉부로 구성되고, 상기 연소로는, 일측에 투입구가 형성되고 타측에 버너가 장착되고, 내부에 공간을 갖는 외통체; 상기 외통체의 내부에 설치되며, 외통체의 내벽과 일정 간격으로 이격되고, 상기 투입구 및 버너와 통하도록 설치되며, 내부에 쓰레기가 수용되는 공간이 형성된 화로; 공기를 상기 화로 내에 공급하도록 상기 외통체에 부착된 에어포켓; 상기 에어포켓에 연결되어 공기를 공급하는 에어블로워를 포함한다.

Description

소각장치{INCINERATION APPARATUS}
본 발명은 소각장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 1차 연소장치에서 연소 후 발생된 분진 및 연소가스를 이동시킨 후 2차 연소장치에서 재연소시킴으로써 불완전연소를 최소화하여 연소효율을 향상시키도록 한 소각장치에 관한 것이다.
일반적으로 쓰레기는 매립 또는 소각으로 처리하게 되는데, 매립은 토양오염과 매립지의 부족이라는 문제가 있어 소각방법이 다각도로 연구되고 있는 실정이다.
소각처리는 쓰레기를 편리하게 처리할 수 있게 되나 소각시 발생되는 배출가스 중의 질소산화물, 다이옥신 등의 유해가스 성분이 대기환경을 오염시키는 심각한 문제가 발생하였다.
따라서, 쓰레기를 소각하는 소각부와 소각 후 발생하는 배출가스의 분진 및 유해성분을 처리하는 집진부를 부가하여 유해가스 성분의 발생을 최소화하며 유지비용을 절감하기 위한 여러 방안들이 제시되고 있다.
종래 소각장치는 내화물로 형성된 연소실의 내부로 공기를 공급함에 있어서 연소실 내로 송풍기의 토출관을 직접 연결하여 송풍하거나 여러 개의 노즐을 연결하여 연소실에 필요 공기를 공급하는 방식을 채택하고 있다.
그러나 이때에는 연소시 필요한 공기량의 조절이 용이하지 못하여 불완전연소가 발생되는 문제점이 있었다.
이러한 불완전연소에 의해 재 및 분진을 포함하는 연소가스와 같은 오염원이 발생되고, 이들 오염원은 대기중으로 비산하게 되어 환경오염의 원인이 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 연소에 필요한 공기의 주입을 원활하게 하여 완전 연소에 이르도록 하여 오염원의 발생을 원천적으로 방지할 수 있고, 배출되는 연소가스를 재차 연소시켜 오염원이 대기로 방출되는 폐단을 최대한 억제할 수 있도록 한 소각장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 본 발명의 목적은, 하부에 설치되는 제1연소장치와, 상기 제1연소장치의 상부에 통하도록 설치된 제2연소장치로 구성된 연소부; 상기 연소부에 연결된 집진장치; 상기 집진장치의 상부에 형성된 연돌을 포함하며, 제1연소장치는, 연소로와 수냉부로 구성되고, 상기 연소로는, 일측에 투입구가 형성되고 타측에 버너가 장착되고, 내부에 공간을 갖는 외통체; 상기 외통체의 내부에 설치되며, 외통체의 내벽과 일정 간격으로 이격되고, 상기 투입구 및 버너와 통하도록 설치되며, 내부에 쓰레기가 수용되는 공간이 형성된 화로; 공기를 상기 화로 내에 공급하도록 상기 외통체에 부착된 에어포켓; 상기 에어포켓에 연결되어 공기를 공급하는 에어블로워를 포함하는 것을 특징으로 하는 소각장치에 의해 달성될 수 있다.
또한 상기 수냉부는 하부에는 연소로의 하우징의 로스트홀에 대응되는 유입구가 형성되고 일측면에 제2연소장치와 통하는 유출구가 형성되며 상기 유입구와 유출구를 연결하는 통로가 형성된 내부통체와, 상기 내부통체의 외면과 이격되어 워터재킷이 형성된 함체; 상기 함체의 유출구에 인접된 상기 통로에 통하도록 상부에 설치되는 배기구를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 연소에 필요한 공기의 주입을 원활하게 하여 완전 연소에 이르도록 하여 오염원의 발생을 원천적으로 방지할 수 있고, 배출되는 연소가스를 재차 연소시켜 오염원이 대기로 방출되는 폐단을 최대한 억제할 수 있는 효과가 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명이 적용되는 소각장치를 나타낸 정면도 및 측면도.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 소각장치의 '제1연소장치' 중에서 '연소로'를 나타낸 정면, 좌측면, 우측면, 평면, 저면을 나타낸 도면,
도 3은 본 발명에 따른 소각장치의 '제1연소장치' 중에서 '연소로'의 저면을 나타낸 부분 확대도.
도 4는 본 발명에 따른 소각장치의 '제1연소장치' 중에서 '수냉부'를 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 소각장치의 '제1연소장치' 중에서 '수냉부'를 나타낸 측면도.
도 6은 본 발명에 따른 소각장치의 '제1연소장치' 중에서 '수냉부'를 나타낸 평면도.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명이 적용되는 소각장치를 나타낸 정면도 및 측면도, 도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 소각장치의 '제1연소장치' 중에서 '연소로'를 나타낸 정면, 좌측면, 우측면, 평면, 저면을 나타낸 도면, 도 3은 본 발명에 따른 소각장치의 '제1연소장치' 중에서 '연소로'의 저면을 나타낸 부분 확대도, 도 4는 본 발명에 따른 소각장치의 '제1연소장치' 중에서 '수냉부'를 나타낸 사시도, 도 5는 본 발명에 따른 소각장치의 '제1연소장치' 중에서 '수냉부'를 나타낸 측면도, 도 6은 본 발명에 따른 소각장치의 '제1연소장치' 중에서 '수냉부'를 나타낸 평면도이다.
도 1a 및 도 1b에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 소각장치(A)는, 투입된 쓰레기를 연소시키는 연소부(B); 상기 연소부(B)에서 발생된 연소가스에 포함된 분진을 집진시키는 집진장치(C) 및 상기 집진장치(C)의 상부에 형성되어 연기를 배출하는 연돌(D)을 포함한다.
연소부(B)는, 하부에 설치되는 제1연소장치(B1)와, 상기 제1연소장치(B1)의 상부에 연통하여 설치된 제2연소장치(B2)로 포함한다.
또한 상기 제1연소장치(B1)는, 연소로(2)와 수냉부(4)를 포함한다.
도 2a 내지 도 2e를 참조하여 연소로(2)를 설명한다.
연소로(2)는, 일측에 투입문(221)가 형성되고 타측에 버너(223)가 장착되고, 내부에 공간을 갖는 하우징(22); 상기 하우징(22)의 내부에 설치되며, 하우징(22)의 내벽과 일정 간격으로 이격되고, 상기 투입문(221) 및 버너(223)와 통하도록 설치되며, 내부에 쓰레기가 수용되는 공간이 형성된 화로(24); 공기를 상기 화로(24) 내에 공급하도록 상기 하우징(22)에 부착된 에어포켓(26); 상기 에어포켓(26)에 연결되어 공기를 공급하는 에어블로워(28)를 포함한다.
하우징(22)은 다수의 금속판재(225)를 연결하여 대략 박스형상으로 형성되며, 정면에는 버너(223)가 장착되고, 후면에는 원료(이하 '쓰레기'라 함)를 투입하거나 재를 배출시키기 위한 투입문(221)이 형성되며, 양측면에는 내부에 공기를 공급하도록 에어포켓(26)이 형성된다.
상기 금속판재(225)는 장방형의 판상으로 형성되며, 이러한 금속판재(225)가 연이어져 배치되고, 각 금속판재(225)는 분해 및 조립이 가능하도록 볼트(226)와 너트로 고정된다.
즉, 금속판재(225)의 양측면이 절곡되어 브라켓(227)이 형성되고, 상기 브라켓(227)에 볼트(226)를 체결시키기 위한 통공(미도시)이 형성되며, 상기 통공에 볼트(226)가 체결된 후 너트를 결합시키는 것이다.
따라서 다수의 금속판재(225)를 그 각각의 브라켓(227)끼리 맞댄 후 통공에 볼트(226)를 체결시킴으로써 고정시키게 된다.
이러한 금속판재(225)와 볼트(226)의 결합에 의해 분해 및 조립이 용이하게 되고 추후 보수작업이 용이하게 이루어질 수 있다.
바람직하게는 상기 볼트(226)가 체결된 부위가 내부를 향하도록 하여 외부로는 노출되지 않도록 한다.
또한 하우징(22)의 상부에는 화로(24)와 통하는 로스트홀(228)을 갖는 상판(229)이 형성된다.
상기 로스트홀(228)을 통해 화로(24)에서 연소될때 발생되는 분진, 미연소 입자 등이 배출가스에 포함되어 상부로 배출될 수 있고, 이렇게 배출된 분진 및 미연소 입자는 다음 공정의 제2연소장치(B2)에서 연소된다.
또 상기 하우징(22)의 하부에는 분해 결합이 용이하도록 다수의 타일판(232)이 연결된 하판부(230)가 형성되는데, 상기 하판부(230)가 화로(24)의 바닥면이 된다.
또한 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 하판부(230)의 하부에는 에어챔버(283)가 형성되고, 상기 에어챔버(283)에는 외부의 송풍기(28a)가 연결된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 하판부(230)는 다수의 타일판(232)이 상호 일부분씩 중첩되어 결합된 것으로, 화로(24)의 바닥면을 이루게 된다.
상기 타일판(232)은 다수의 홀(239)이 형성된 장방형의 판재이며 일측에는 돌출부(233)가 형성되고, 타측에는 돌출부(233)와 동일한 크기의 홈부(234)가 형성된 것으로, 일측의 타일판(232)의 홈부(234)에 타측의 타일판(232)의 돌출부(233)가 결합되어 연속적으로 연결된다.
따라서 송풍기(28a)에서 공급된 공기는 에어챔버(283)을 경유하여 타일판(232)의 홀(239)을 통해 화로(24) 내에 유입된다.
상기 에어포켓(26)은 하우징(22)의 외면에 부착되며, 상기 에어포켓(26)과 통하는 송기관(263)이 하우징(22)을 관통하여 화로(24)와 통하도록 다수 결합된다.
에어포켓(26)은 직사각형의 박스 형상으로써 일측에는 공기를 불어넣는 에어블로워(28)가 장착된다.
송기관(263)은 에어포켓(26)과 화로(24)가 통하도록 다수로 연결된다.
따라서 송기관(263)의 일단이 에어포켓(26)에 통하도록 연결되고 내화물(27)을 관통하여 타단이 화로(24)에 통하도록 연결됨으로써 에어포켓(26)의 공기가 송기관(263)을 통해 화로(24)에 공급될 수 있다.
상기 에어블로워(28) 및 송풍기(28a)는 임펠러의 회전에 의해 공기를 화로(24) 내에 공급하기 위한 것으로, 이러한 공기의 공급에 의해 화로(24) 내의 화력이 적정하게 유지될 수 있다.
한편 하우징(22)의 외부에는 견인용 와이어(미도시)를 장착한 후 크레인으로 들어올릴 수 있도록 고리(25)가 다수로 형성된다.
또한, 하우징(22)의 하부에는 지면과 이격되도록 일정 높이를 갖는 받침대(5)가 장착된다.
받침대(5)는 일정 높이를 갖는 H형강을 격자형태로 조립한 것으로, 지면과 일정 높이로 하우징(22)이 이격될 수 있다. 이러한 이격 공간에 의해 하우징(22)의 하판부(230)를 구성하는 다수의 타일판(232)에 대한 분해 조립이 가능해질 수 있다.
화로(24)는 사각형이며 상기 하우징(22)의 내부에 설치되며, 화로(24)의 외면과 하우징(22)의 내면 사이에 일정 크기의 공간이 형성된다.
화로(24)의 일측에는 상기 하우징(22)에 결합된 버너(223)가 삽입되도록 버너공(244)이 형성되고, 타측에는 투입문(221)과 통하는 투입공(242)이 형성되며, 측면에는 송기관(263)이 결합되도록 다수의 송기홀(240)이 형성된다.
또한 화로(24)의 바닥면은 상기와 같이 다수의 타일판(232)으로 형성된 하판부(230)가 된다.
또 화로(24)의 외벽과 하우징(22)의 내벽 사이에 형성된 공간에는 화로(24)의 열에너지가 직접 하우징(22)으로 전달되지 않도록 하여 에너지 손실이 없도록 내화물(27)이 충전된다.
내화물(27)은 통상의 내화벽돌이 바람직하나 반드시 이에 한정되지 않고 내화성능을 갖는 물질로 대체 가능하다.
한편 상기 연소로(2)의 상부에는 화로(24)에서 연소된 후 배출되는 폐열가스의 열을 이용하여 온수를 제공할 수 있도록 열교환기의 역할을 하는 수냉부(4)가 형성된다.
상기 수냉부(4)는 도 3 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, 하부에는 연소로(2)의 하우징(22)의 로스트홀(228)에 대응되는 유입구(422)가 형성되고, 일측면에 유출구(424)가 형성되며, 상기 유입구(422)와 유출구(424)를 연결하는 통로가 형성된 내부통체(42)와, 상기 내부통체(42)의 외면과 이격되어 워터재킷(44)이 형성된 함체(41); 상기 함체(41)의 유출구(424)에 인접된 통로에 통하도록 상부에 설치되는 배기구(46)를 포함한다.
상기 유출구(424)는 제2연소장치(B2)와 덕트로 연결됨으로써 미연소된 입자, 분진이 유출구(424)를 통해 제2연소장치(B2)로 이동될 수 있다.
상기 워터재킷(44)은 내부통체(42)와 함체(41) 사이에 형성된 공간으로써, 일측에는 냉수의 공급관(441)이 연결되고, 타측에는 회수관(442)이 연결됨으로써 냉수가 배출가스에 의해 가열된 후 순환되면서 내부통체(42)의 고열에 의해 가열된 후 회수관(442)을 통해 외부의 온수저장탱크(미도시)로 공급된다.
따라서 배출가스의 폐열을 이용하여 난방 또는 생활용수로 사용되는 온수를 얻을 수 있어 에너지 재활용을 극대화시킬 수 있다.
또한 상기 수냉부(4)는 상기 유입구(422)와 통하는 점검구(426)가 상부에 형성되고, 상기 점검구(426)에는 개폐가능하도록 개폐장치(47)가 설치된다.
점검구(426)는 내부의 연소상태를 확인하거나 또는 시료 채취를 위해 형성된 것으로 상기 개폐장치(47)를 통해 시료 채취 기구를 투입하게 된다.
상기 개폐장치(47)는 외부의 제어부의 조작에 의해 자동으로 개폐되는 것으로, 덮개(474)가 레일(472)을 따라 이동하면서 개폐될 수 있도록 하였다.
즉, 개폐장치(47)는 점검구(426)의 양측에 동일한 크기로 배열된 일정 길이를 갖는 레일(472); 상기 레일(472)에 결합되는 대차(475)가 장착되고, 상기 점검구(426)를 폐쇄하는 덮개(474); 상기 덮개(474)의 상부에 설치되며, 상기 대차(475)를 구동시키는 구동모터(476)를 포함한다.
덮개(474)는 점검구(426)를 덮을 수 있도록 일정 면적으로 형성된 판상이며, 2쌍의 대차(475)가 배치되고, 각 쌍을 이루는 대차(475)끼리는 샤프트(473)로 연결되며, 이 샤프트(473) 중 어느 하나의 샤프트(473)에 장착된 풀리(477)와 구동모터(476)의 풀리가 벨트 또는 체인과 같은 연결수단(478)으로 연결된다.
구동모터(476)는 외부의 제어부와 연결됨으로써 제어부의 개폐신호에 따라 개방 정도 및 폐쇄작동의 동력을 제공하게 된다.
즉, 구동모터(476)의 구동에 의해 대차(475)가 구동되면, 상기 대차(475)가 장착된 덮개(474)가 레일(472)을 따라 이동함으로써 개폐작동을 하게 된다.
이하 본 발명에 따른 소각장치의 작용을 설명한다.
하우징(22)에 마련된 투입문(221)을 통해 쓰레기를 화로(24) 내에 투입한다.
제어부를 조작하여 연소 스위치를 온 작동시키면 버너(223)가 착화되면서 화염이 발생되고, 아울러 에어블로워(28)가 작동되어 공기가 에어포켓(26) 및 송기관(263)을 통해 화로(24) 내에 공급된다.
따라서 화로(24)의 내부에 투입된 쓰레기가 연소되기 시작된다.
연소 과정에서 공기의 유입으로 형성된 기류를 타고 분진 및 미연소 입자들이 상승하여 상판(229)의 로스트홀(228)을 통해 수냉부(4)의 내부통체(42)의 유입구(422)로 유입된 후 유출구(424)로 배출되어 제2연소장치(B2)로 유입된다.
한편 연소과정에서 발생되는 배출가스가 워터재킷(44)에서 가열된 후 외부의 온수저장탱크(미도시)에 저장됨으로써 난방용 또는 생활용의 온수를 부수적으로 제공받을 수 있다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.
B : 연소부 C ; 집진장치
D : 연돌 B1 : 제1연소장치
B2 : 제2연소장치 2 : 연소로
4 : 수냉부 5 : 받침대
22 : 하우징 24 : 화로
26 ; 에어포켓 28 : 에어블로워
42 : 내부통체 44 : 워터재킷
46 : 배기구 47 : 개폐장치

Claims (14)

  1. 투입된 쓰레기를 연소시키는 연소부(B); 상기 연소부(B)에서 발생된 연소가스에 포함된 분진을 집진시키는 집진장치(C); 및 상기 집진장치(C)의 상부에 형성되어 연기를 배출하는 연돌(D);을 포함하는 소각장치(A)에 있어서,
    상기 연소부(B)는 하부에 설치되는 제1연소장치(B1)와, 상기 제1연소장치(B1)의 상부에 연통하여 설치된 제2연소장치(B2)로 구성되며,
    상기 제1연소장치(B1)는 연소로(2)와, 상기 연소로(2)의 상부에 연통하여 설치된 연소가스를 냉각시키는 수냉부(4)로 구성되고,
    상기 연소로(2)는, 일측에 투입문(221)가 형성되고 타측에 버너(223)가 장착되고, 내부에 공간을 갖는 하우징(22); 상기 하우징(22)의 내부에 설치되며, 하우징(22)의 내벽과 일정 간격으로 이격되고, 상기 투입문(221) 및 버너(223)와 통하도록 설치되며, 내부에 쓰레기가 수용되는 공간이 형성된 화로(24); 공기를 상기 화로(24) 내에 공급하도록 상기 하우징(22)에 부착된 에어포켓(26); 및 상기 에어포켓(26)에 연결되어 공기를 공급하는 에어블로워(28);를 포함하고,
    상기 연소로(2)의 하우징(22) 상부에는 화로(24)와 통하는 로스트홀(228)을 갖는 상판(229)이 형성되며, 하부에는 다수의 타일판(232)이 일부분씩 중첩되게 결합되어 분해 및 조립되도록 연결되어 상기 화로(24)의 바닥면이 되는 하판부(230)가 형성된 것이고, 상기 타일판(232)은 다수의 홀(239)이 형성되며,
    상기 수냉부(4)는, 하부에는 연소로(2)의 하우징(22)에 통하는 유입구(422)가 형성되고, 일측면에 유출구(424)가 형성되며, 상기 유입구(422)와 유출구(424)를 연결하는 통로가 형성된 내부통체(42)와, 상기 내부통체(42)의 외면과 이격되어 워터재킷(44)이 형성된 함체(41); 및 상기 함체(41)의 유출구(424)에 인접된 통로에 통하도록 설치되는 배기구(46);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 소각장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징(22)은 다수의 금속판재(225)가 연결되어 형성되며,
    상기 금속판재(225)는 분해 및 조립이 가능하도록 볼트(226)와 너트로 체결된 것을 특징으로 하는 소각장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 볼트(226)가 체결된 부위가 내부를 향하도록 하여 외부로 노출되지 않도록 한 것을 특징으로 하는 소각장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 타일판(232)은 다수의 홀(239)이 형성된 장방형의 판재이며 일측에는 돌출부(233)가 형성되고, 타측에는 상기 돌출부(233)와 동일한 크기의 홈부(234)가 형성된 것으로, 상기 홈부(234)에 돌출부(233)가 결합되는 것을 특징으로 하는 소각장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 에어포켓(26)은 하우징(22)을 관통하여 화로(24)와 통하는 다수의 송기관(263)을 포함하는 것을 특징으로 하는 소각장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 하판부(230)의 하부에는 에어챔버(283)가 형성되고, 상기 에어챔버(283)에는 외부의 송풍기(28a)가 연결된 것을 특징으로 하는 소각장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징(22)의 하부에는 지면과 이격되도록 일정 높이를 갖는 받침대(5)가 장착된 것을 특징으로 하는 소각장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 화로(24)의 외벽과 하우징(22)의 내벽 사이에는 화로(24)의 에너지 손실을 막기위해 내화물(27)이 충전된 것을 특징으로 하는 소각장치.
  11. 삭제
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 워터재킷(44)은, 일측에 냉수의 공급관(441)이 연결되고, 타측에 회수관(442)이 연결됨으로써 냉수를 가열 및 순환시켜 온수가 되도록 한 것을 특징으로 하는 소각장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 수냉부(4)는 상기 유입구(422)와 통하는 점검구(426)가 상부에 형성되고, 상기 점검구(426)에는 개폐장치(47)가 형성된 것을 특징으로 하는 소각장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 개폐장치(47)는, 점검구(426)의 양측에 동일한 크기로 배열된 일정 길이를 갖는 레일(472); 상기 레일(472)에 결합되는 대차(475)가 장착되고, 상기 점검구(426)를 폐쇄하는 덮개(474); 및 상기 덮개(474)의 상부에 설치되며, 상기 대차(475)를 구동시키는 구동모터(476);를 포함하는 것을 특징으로 하는 소각장치.



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