WO2017126644A1 - 過熱水蒸気発生ユニット - Google Patents
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Definitions
- the present disclosure relates to a superheated steam generation unit used for a cooker or a dryer.
- Patent Document 1 As a superheated steam generating unit, for example, a steam cooker disclosed in JP 2010-91152 A (hereinafter referred to as Patent Document 1) is known.
- the steam cooker disclosed in Patent Document 1 includes a container, a steam generation unit, and a steam heating unit. The steam cooker generates heated steam by heating the steam contained in the container by heating the steam in the steam generator and then heating the steam in the steam heater.
- the superheated steam generation unit of the present disclosure includes a container having a jet port that opens upward, a first heater that heats the bottom surface of the container, and a second heater that is positioned inside the container. Two heaters are located between the jet port and the bottom surface.
- FIG. 12 is a cross-sectional view of the superheated steam generation unit shown in FIG. 11 taken along the line AA ′.
- the superheated steam generation unit 10 will be described in detail.
- FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of a superheated steam generation unit 10.
- the superheated steam generation unit 10 includes a container 1 having a spout 11 that opens upward, a first heater 2 that heats the bottom surface of the container 1, and a second that is located inside the container 1. And a heater 3.
- the container 1 is a member for containing water heated by the first heater 2 and the second heater 3.
- the container 1 has a spout 11 that opens upward.
- the spout 11 is a hole for ejecting water heated in the container 1 to the outside as superheated steam.
- the container 1 has a rectangular parallelepiped shape, and has a circular spout 11 on the upper surface.
- the external shape of the container 1 is a rectangular parallelepiped shape, it is not restricted to this. Specifically, it may be a cylindrical shape, a conical shape, a polygonal column shape, or the like.
- the shape of the ejection port 11 is not limited to a circular shape, and various shapes such as a quadrangle or a polygon can be used.
- the container 1 is made of a metal material such as aluminum or stainless steel.
- the container 1 has, for example, two through holes 12 that penetrate the side surface.
- the second heater 3 is inserted into the through hole 12 from the outside to the inside of the container 1.
- a tube 4 is inserted into the other through hole 12 from the outside to the inside of the container 1.
- the tube 4 is a member for allowing water to flow into the container 1 from the outside (for example, a tank filled with water).
- the tube 4 is made of, for example, stainless steel. The water that flows in from the tube 4 reaches the bottom surface of the container 1.
- the first heater 2 is a member for changing the water reaching the bottom surface of the container 1 to water vapor by heating.
- the first heater 2 is provided so that the bottom surface of the container 1 can be heated.
- the first heater 2 is attached to the lower surface of the outer peripheral surface of the container 1.
- the first heater 2 and the container 1 are in contact, but the present invention is not limited to this.
- a heat conduction sheet may be provided between the first heater 2 and the container 1.
- the first heater 2 is made of, for example, a ceramic heater.
- the first heater 2 includes a ceramic body 5 and a heating resistor 6 embedded in the ceramic body 5.
- the shape of the ceramic body 5 is, for example, a plate shape.
- the ceramic body 5 has a plate shape whose main surface is a rectangular shape having a length direction.
- the ceramic body 5 is made of an insulating ceramic material.
- the insulating ceramic material include alumina, silicon nitride, and aluminum nitride.
- the heating resistor 6 is a resistor that generates heat when a current flows.
- the heating resistor 6 is provided inside the ceramic body 5. That is, the heating resistor 6 is embedded in the ceramic body 5.
- the heating resistor 6 is made of a metal material. Examples of the metal material include tungsten, molybdenum, rhenium, and the like.
- the heating resistor 6 is electrically connected to an external power source (not shown).
- the main surface of the ceramic heater may be exposed in the container 1.
- the ceramic body 5 is a part (bottom part) of the container 1, and the heating resistor 6 functions as the first heater 2.
- the heating resistor 6 (first heater 2) is embedded in the bottom of the container 1.
- the second heater 3 is a member for further heating the water vapor changed from the water by the first heater 2. Similar to the first heater 2, the second heater 3 is formed of, for example, a ceramic heater.
- the second heater 3 includes a ceramic body 5 and a heating resistor 6 embedded in the ceramic body 5.
- the ceramic body 5 and the heating resistor 6 various materials can be selected as in the case of the first heater 2.
- the 2nd heater 3 may be formed from the same material as the 1st heater 2, and may be formed from another material.
- the shape of the second heater 3 may be the same as that of the first heater 2, or another configuration may be adopted.
- the first heater 2 may generate heat at a higher temperature than the second heater 3. This is because the second heater 3 is simply a heater that heats water vapor to a desired temperature, whereas the first heater 2 heats room temperature water to 100 ° C., and further converts the water into water vapor. This is because the heater is used for vaporization.
- the heating temperature of the heating resistor 6 of the first heater 2 can be set to 200 to 350 ° C., for example.
- the heat generation temperature of the heat generating resistor 6 of the second heater 3 can be set to 150 to 300 ° C., for example.
- the second heater 3 is located between the ejection port 11 and the bottom surface. More specifically, the nozzle 11, the second heater 3, and the bottom surface are positioned so as to overlap when viewed in a plan view. Thereby, it is possible to reduce the possibility of temperature variation in the superheated steam that is ejected. Specifically, the water put in the container 1 is heated by the first heater 2 on the bottom surface of the container 1 and becomes steam. This steam is further heated by the second heater 3 to become superheated steam. At this time, since the second heater 3 is positioned between the bottom surface and the ejection port 11, more of the generated steam can flow near the second heater 3. Therefore, it can reduce that a vapor
- the second heater 3 is plate-shaped and is positioned so as to face the bottom surface.
- the first heater 2 is made of a plate-shaped ceramic heater, and the bottom surface of the container 1 is a metal plate. Therefore, since the first heater 2 which is a plate-shaped ceramic heater is not directly touched with water, the thermal shock generated in the first heater 2 can be reduced, and thereby the long-term reliability of the superheated steam generation unit 10 can be reduced. Can be improved.
- the second heater 3 may be warped.
- the convection of water vapor inside the container 1 can be made smooth.
- the water vapor can be heated more favorably by the second heater 3.
- the second heater 3 may be warped so as to protrude upward. Thereby, the thermal shock which arises in the 2nd heater 3 can be reduced. Specifically, when the ejection of superheated steam by the superheated steam generation unit 10 is interrupted, the steam that has been located inside the container 1 returns to water. At this time, the water vapor positioned above the second heater 3 adheres to the second heater 3 as water droplets. Since the second heater 3 is warped so as to protrude upward, water droplets attached to the second heater 3 can be made to flow easily. As a result, when the superheated steam generation unit 10 is used again, it is possible to reduce the possibility of thermal shock due to water droplets on the surface of the second heater 3.
- the second heater 3 may be provided so as to be inclined with respect to the bottom surface. Even with such a configuration, water droplets adhering to the second heater 3 can be easily flowed, so that the thermal shock generated in the second heater 3 can be reduced.
- the inner periphery of the container 1 has a quadrangular shape and the second heater 3 comes into contact with the three sides of the inner periphery when viewed in cross-section (may be seen through the plane, and so on). It may be located away from the remaining one side. As described above, by restricting the passage of the steam inside the container 1, it becomes easier for the steam to flow between the second heater 3 and the bottom surface, so that the steam can be further easily heated. Further, the spout 11 may be positioned other than directly above the remaining one side of the inner periphery of the container 1 and the second heater 3.
- the steam flows so as to wrap around from the lower surface side of the second heater 3 to the upper surface side, so that the steam can be heated on both the lower surface side of the second heater 3 and the upper surface side of the second heater 3. .
- it is possible to further reduce the possibility of variations in temperature in the superheated steam that is ejected.
- the second heater 3 may be columnar or cylindrical. Thereby, even if water droplets adhere to the second heater 3, the water droplets can easily flow down from the second heater 3. Therefore, it is possible to reduce the risk of thermal shock occurring in the second heater 3.
- a plurality of second heaters 3 may be provided, and a plurality of second heaters 3 may be juxtaposed at intervals.
- a plurality of second heaters 3 may be provided, and a plurality of second heaters 3 may be provided so as to intersect when viewed in cross section.
- a plurality of second heaters 3 are provided, and a plurality of second heaters 3 may be attached to a plurality of wall surfaces of the container 1 when viewed in a longitudinal section. Thereby, while being able to heat the water vapor
- the second heater 3 may be inserted from each of the opposing wall surfaces. Thereby, the bias of the heat distribution generated in the container 1 can be further reduced.
- the portion into which water flows in the bottom surface of the container 1 may be inclined.
- the water which flowed into the bottom face of the container 1 can be quickly spread on the bottom face.
- water can be efficiently heated by the bottom surface.
- the bottom surface of the container 1 may be inclined toward the center.
- the water droplets adhering to the inner peripheral surface in the container 1 can be transmitted to the inclined portion of the bottom surface from the inner peripheral surface, and can return to the center of the bottom surface again. Thereby, water can be efficiently converted into water vapor.
- the ceiling surface of the container 1 becomes narrower as it goes upward. Thereby, superheated water vapor can be easily ejected from the ejection port 11.
- a plurality of second heaters 3 are provided with a gap in the lateral direction, and the second heater 3 is further overlapped with the gap when viewed in the vertical direction.
- Two heaters 3 may be provided. Thereby, when water vapor
- eleven second heaters 3 are provided over three layers. There are four second heaters 3 in the uppermost layer, three second heaters 3 in the middle layer, and four second heaters 3 in the lowermost layer. Is provided. The three second heaters 3 in the middle layer are positioned so as to overlap with the gap between the four heaters in the uppermost layer and the gap between the four heaters in the lowermost layer. Yes.
- Container 11 Jet 12: Through-hole 2: First heater 3: Second heater 4: Tube 5: Ceramic body 6: Heating resistor 10: Superheated steam generation unit
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Abstract
熱水蒸気発生ユニットは、上方に開口する噴出口を有する容器と、該容器の底面を加熱する第1ヒータと、前記容器の内部に位置する第2ヒータとを備えており、該第2ヒータが前記噴出口と前記底面との間に位置している。
Description
本開示は、調理器または乾燥機等に用いられる過熱水蒸気発生ユニットに関するものである。
過熱水蒸気発生ユニットとして、例えば特開2010-91152号公報(以下、特許文献1という)に開示された蒸気調理器が知られている。特許文献1に開示された蒸気調理器は、容器と蒸気発生部と蒸気加熱部とを備えている。蒸気調理器は、容器の内部に収容された水を蒸気発生部で加熱することによって蒸気にした後に、この蒸気を蒸気加熱部で加熱することによって加熱水蒸気を発生させている。
本開示の過熱水蒸気発生ユニットは、上方に開口する噴出口を有する容器と、該容器の底面を加熱する第1ヒータと、前記容器の内部に位置する第2ヒータとを備えており、該第2ヒータが前記噴出口と前記底面との間に位置している。
過熱水蒸気発生ユニット10について詳細に説明する。
図1は、過熱水蒸気発生ユニット10の一例を示す縦断面図である。図1に示すように、過熱水蒸気発生ユニット10は、上方向に開口する噴出口11を有する容器1と、容器1の底面を加熱する第1ヒータ2と、容器1の内部に位置する第2ヒータ3とを備えている。
容器1は、第1ヒータ2および第2ヒータ3によって加熱される水を収容するための部材である。容器1は上方に開口する噴出口11を有する。噴出口11は、容器1内で加熱された水を過熱水蒸気として外部に噴出するための孔である。具体的には、容器1は外形が直方体状であって、上面に円状の噴出口11を有している。なお、本例においては、容器1の外形が直方体状であるが、これに限られない。具体的には、円柱状であってもよいし、円錐状であってもよく、また多角柱状等であってもよい。また、噴出口11の形状も、円状に限られず、四角形または多角形等の様々な形状を用いることができる。容器1は、例えば、アルミニウムまたはステンレス等の金属材料から成る。
容器1は、例えば、側面を貫通する2つの貫通孔12を有している。一方の貫通孔12には第2ヒータ3が容器1の外側から内側に挿入されている。また、他方の貫通孔12には容器1の外側から内側にチューブ4が挿入されている。チューブ4は、外部(例えば、水が充填されたタンク等)から容器1の内部に水を流入させるための部材である。チューブ4は、例えば、ステンレス等から成る。チューブ4から流入された水は、容器1の底面に到達する。
第1ヒータ2は、容器1の底面に到達した水を加熱することによって水蒸気に変化させるための部材である。第1ヒータ2は、容器1の底面を加熱できるように設けられている。具体的には、第1ヒータ2は容器1の外周面の下面に取り付けられている。本例においては、第1ヒータ2と容器1とが接触しているが、これに限られない。具体的には、例えば、第1ヒータ2と容器1との間に熱伝導用シートが設けられていてもよい。これにより、第1ヒータ2と容器1との間に生じる隙間を減らすことができるので、第1ヒータ2と容器1との間で熱を伝えやすくできる。
第1ヒータ2は、例えば、セラミックヒータから成る。第1ヒータ2は、セラミック体5およびセラミック体5に埋設された発熱抵抗体6から成る。セラミック体5の形状は、例えば、板状である。図1に示す過熱水蒸気発生ユニット10においては、セラミック体5は主面が長さ方向を有する長方形状である板状である。
セラミック体5は、絶縁性のセラミック材料から成る。絶縁性のセラミック材料としては、例えばアルミナ、窒化珪素または窒化アルミニウムが挙げられる。発熱抵抗体6は、電流が流れることによって発熱する抵抗体である。発熱抵抗体6はセラミック体5の内部に設けられている。すなわち、発熱抵抗体6はセラミック体5に埋設されている。発熱抵抗体6は金属材料から成る。金属材料としては、例えばタングステン、モリブデンまたはレニウム等が挙げられる。発熱抵抗体6は、外部の電源(図示せず)に電気的に接続されている。
また、図2に示すように、セラミックヒータの主面が容器1内に露出していてもよい。この場合には、セラミック体5が容器1の一部(底部)となっており、発熱抵抗体6が第1ヒータ2として機能している。言い換えると、容器1の底部に発熱抵抗体6(第1ヒータ2)が埋設されていることになる。
第2ヒータ3は、第1ヒータ2によって水から変化した水蒸気をさらに加熱するための部材である。第2ヒータ3は、第1ヒータ2と同様に、例えば、セラミックヒータから成る。第2ヒータ3は、セラミック体5およびセラミック体5に埋設された発熱抵抗体6から成る。セラミック体5および発熱抵抗体6としては、第1ヒータ2の場合と同様に様々な材料を選択することができる。また、第2ヒータ3は、第1ヒータ2と同じ材料から形成されていてもよいし、別の材料から形成されていてもよい。第2ヒータ3の形状も第1ヒータ2の場合と同様の構成にしてもよいし、他の構成を採用してもよい。
第1ヒータ2は、第2ヒータ3よりも高い温度で発熱してもよい。これは、第2ヒータ3は、単に水蒸気を所望の温度にまで加熱するヒータであることに対して、第1ヒータ2は、常温の水を100℃に加熱するとともに、さらに、水を水蒸気に気化させるためのヒータであるからである。第1ヒータ2の発熱抵抗体6の発熱温度は、例えば、200~350℃に設定できる。また、第2ヒータ3の発熱抵抗体6の発熱温度は、例えば、150~300℃に設定できる。
本例の過熱水蒸気発生ユニット10においては、第2ヒータ3が噴出口11と底面との間に位置している。より、具体的には、平面視したときに、噴出口11と第2ヒータ3と底面とが重なるように位置している。これにより、噴出される過熱水蒸気に温度のばらつきが発生するおそれを低減できる。具体的には、容器1に入れられた水は容器1の底面において第1ヒータ2に加熱され蒸気となる。この蒸気が第2ヒータ3によってさらに加熱されて過熱水蒸気になる。このとき、底面と噴出口11との間に第2ヒータ3が位置していることによって、発生した蒸気のより多くを第2ヒータ3の近傍を流すことができる。そのため、第2ヒータ3によって十分に加熱されていないまま蒸気が噴出されることを低減できる。
また、本例の過熱水蒸気発生ユニット10においては、第2ヒータ3が、板状であって、底面と対向するように位置している。これにより、第2ヒータ3の広範囲で水蒸気を加熱することができるので、噴出される過熱水蒸気に温度のばらつきが発生するおそれをさらに低減できる。
また、本例の過熱水蒸気発生ユニット10においては、第1ヒータ2が板状のセラミックヒータから成るとともに、容器1の底面が金属板である。これにより、板状のセラミックヒータである第1ヒータ2に直接的に水がふれることがなくなることから、第1ヒータ2に生じる熱衝撃を低減できる、これにより、過熱水蒸気発生ユニット10の長期信頼性を向上できる。
また、図3に示すように、第2ヒータ3が反っていてもよい。第2ヒータ3が反っていることによって、容器1の内部の水蒸気の対流をスムーズにすることができる。その結果、第2ヒータ3による水蒸気の加熱をより良好に行なうことができる。
特に、第2ヒータ3が上向きに凸になるように反っていてもよい。これにより、第2ヒータ3に生じる熱衝撃を低減できる。具体的には、過熱水蒸気発生ユニット10による過熱水蒸気の噴出を中断した際に、容器1の内部に位置していた水蒸気は水へと戻ることになる。このとき、第2ヒータ3よりも上方に位置している水蒸気は第2ヒータ3に水滴として付着することになる。第2ヒータ3が上向きに凸になるように反った形状であることによって、第2ヒータ3に付着した水滴が流れやすくすることができる。その結果、再度、過熱水蒸気発生ユニット10を使用したときに、第2ヒータ3の表面のうち水滴がついていることによって熱衝撃が生じるおそれを低減できる。
また、図4に示すように、第2ヒータ3が、底面に対して傾斜するように設けられていてもよい。このような構成によっても、第2ヒータ3に付着した水滴を流しやすくできることから、第2ヒータ3に生じる熱衝撃を低減できる。
また、図5に示すように、横断面視(平面透視でもよい。以下同様。)したときに容器1の内周が四角形状であるとともに、第2ヒータ3が内周の3辺に接触しており残りの1辺から離れて位置していてもよい。このように、容器1の内部において蒸気の通り道を制限することによって、第2ヒータ3と底面との間に蒸気が篭りやすくなるので、蒸気をさらに加熱しやすくできる。さらに、噴出口11を、上述の容器1の内周の残りの一辺と第2ヒータ3との間の直上以外に位置させてもよい。これにより、蒸気が第2ヒータ3の下面側から上面側に回りこむように流れることになるので、蒸気を第2ヒータ3の下面側と第2ヒータ3の上面側の両方で加熱することができる。これにより、噴出される過熱水蒸気に温度のばらつきが発生するおそれをさらに低減できる。
また、第2ヒータ3が、円柱状または円筒状であってもよい。これにより、第2ヒータ3に水滴が付着したとしても、第2ヒータ3から水滴が流れ落ちやすくすることができる。そのため、第2ヒータ3に熱衝撃が生じるおそれを低減できる。
さらに、図6に示すように、第2ヒータ3が複数設けられているとともに、複数の第2ヒータ3が、間隔を空けて並置されていてもよい。これにより、第2ヒータ3の表面積が大きくなるので、水蒸気をさらに加熱しやすくできる。これにより、噴出される過熱水蒸気に温度のばらつきが発生するおそれをさらに低減できる。
さらに、図7に示すように、第2ヒータ3が複数設けられているとともに、横断面視したときに、複数の第2ヒータ3が、交差するように設けられていてもよい。これにより、ヒータの発熱量および水蒸気の流れに偏りがあったとしても、水蒸気の全体をより均一に加熱することができる。そのため、噴出される過熱水蒸気に温度のばらつきが発生するおそれをさらに低減できる。
さらに、図8に示すように、第2ヒータ3が複数設けられているとともに、縦断面視したときに、複数の第2ヒータ3が容器1のうち複数の壁面に取り付けられていてもよい。これにより、容器1内の水蒸気をより均一に加熱することができるとともに、容器1に生じる熱分布の偏りを低減できる。特に、図8に示すように、対向する壁面のそれぞれから第2ヒータ3が挿入されていてもよい。これにより、容器1に生じる熱分布の偏りをさらに低減できる。
さらに、図9に示すように、容器1の底面のうち水が流入される部分(チューブ4の開口部の直下)が、傾斜していてもよい。これにより、容器1の底面に流入された水を底面において素早く広げることができる。その結果、底面によって水を効率よく加熱することができる。特に、図9に示すように、容器1の底面が中央部に向かって傾斜するような形状であってもよい。これにより、容器1内の内周面に付着した水滴が、内周面から底面のうち傾斜している部分を伝わって、再び、底面の中央に戻ることができるようになる。これにより、効率的に水を水蒸気に変換できるようになる。
さらに、図10に示すように、容器1の天井面が上方に向かうに連れて狭まるように、傾斜していてもよい。これにより、過熱水蒸気を噴出口11から噴出しやすくすることができる。
さらに、図11および図12に示すように、複数の第2ヒータ3が横方向に隙間を空けて複数設けられているとともに、上下方向で見たときに、この隙間に重なるように、さらに第2ヒータ3が設けられていてもよい。これにより、容器1の内部を水蒸気が上昇するときに、水蒸気が第2ヒータ3に接する可能性を大きくできる。これにより、より効率的に水蒸気を加熱できる。具体的には、図12に示す過熱水蒸気発生ユニットにおいては、3層に渡って11枚の第2ヒータ3が設けられている。一番上の層には4枚の第2ヒータ3が、中間の層には3枚の第2ヒータ3が、一番下の層には4枚の第2ヒータ3が、それぞれ隙間を空けて設けられている。そして、中間の層の3枚の第2ヒータ3は、一番上の層の4枚のヒータの隙間、および、一番下の層の4枚のヒータの隙間、と重なるように位置している。
1:容器
11:噴出口
12:貫通孔
2:第1ヒータ
3:第2ヒータ
4:チューブ
5:セラミック体
6:発熱抵抗体
10:過熱水蒸気発生ユニット
11:噴出口
12:貫通孔
2:第1ヒータ
3:第2ヒータ
4:チューブ
5:セラミック体
6:発熱抵抗体
10:過熱水蒸気発生ユニット
Claims (9)
- 上方に開口する噴出口を有する容器と、該容器の底面を加熱する第1ヒータと、前記容器の内部に位置する第2ヒータとを備えており、該第2ヒータが前記噴出口と前記底面との間に位置している過熱水蒸気発生ユニット。
- 前記第2ヒータが、板状であって、前記底面と対向するように位置している請求項1に記載の過熱水蒸気発生ユニット。
- 前記第1ヒータが板状のセラミックヒータから成るとともに、前記容器の底面が金属板である請求項2に記載の過熱水蒸気発生ユニット。
- 前記第2ヒータが反っている請求項2または請求項3に記載の過熱水蒸気発生ユニット。
- 前記第2ヒータが、底面に対して傾斜するように位置している請求項2または請求項3に記載の過熱水蒸気発生ユニット。
- 横断面視したときに、前記容器の内周が四角形状であるとともに、前記第2ヒータが前記内周の3辺に接触しており残りの1辺から離れて位置している請求項2乃至請求項5のいずれかに記載の過熱水蒸気発生ユニット。
- 前記第2ヒータが、円柱状または円筒状である請求項1に記載の過熱水蒸気発生ユニット。
- 前記第2ヒータが複数位置しているとともに、前記複数の第2ヒータが、間隔を空けて並置されている請求項1または請求項7に記載の過熱水蒸気発生ユニット。
- 前記第2ヒータが複数位置しているとともに、横断面視したときに、前記複数の第2ヒータが、交差するように位置している請求項1、請求項7または請求項8に記載の過熱水蒸気発生ユニット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017562914A JP6600015B2 (ja) | 2016-01-22 | 2017-01-20 | 過熱水蒸気発生ユニット |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016010267 | 2016-01-22 | ||
JP2016-010267 | 2016-01-22 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2017126644A1 true WO2017126644A1 (ja) | 2017-07-27 |
Family
ID=59361891
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2017/001847 WO2017126644A1 (ja) | 2016-01-22 | 2017-01-20 | 過熱水蒸気発生ユニット |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6600015B2 (ja) |
WO (1) | WO2017126644A1 (ja) |
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