JP2002129901A - チップシュラウド構造 - Google Patents
チップシュラウド構造Info
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- JP2002129901A JP2002129901A JP2000330513A JP2000330513A JP2002129901A JP 2002129901 A JP2002129901 A JP 2002129901A JP 2000330513 A JP2000330513 A JP 2000330513A JP 2000330513 A JP2000330513 A JP 2000330513A JP 2002129901 A JP2002129901 A JP 2002129901A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 重量を軽減させると共に構造をシンプルにし
たチップシュラウド構造を提供する。 【解決手段】 ディスク周方向へ取り付けられた複数の
タービン動翼１のディスク径方向外側先端に形成された
チップシュラウド２において、周方向へ隣り合ったター
ビン動翼１におけるチップ本体２ａの互いに当接する部
分の形状をディスク回転方向から見て滑らかな頂部を有
する三角形状に形成する。
たチップシュラウド構造を提供する。 【解決手段】 ディスク周方向へ取り付けられた複数の
タービン動翼１のディスク径方向外側先端に形成された
チップシュラウド２において、周方向へ隣り合ったター
ビン動翼１におけるチップ本体２ａの互いに当接する部
分の形状をディスク回転方向から見て滑らかな頂部を有
する三角形状に形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はチップシュラウド構
造に関するものである。
造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ジェットエンジンに使用するためにター
ビンディスク（以下、ディスクと言う）周方向に配設さ
れたタービン動翼のディスク径方向外側先端には、隣り
合うタービン動翼の先端に形成されたチップシュラウド
に当接して高速回転時にタービン動翼の共振を防止し且
つ高温ガスがタービン動翼の外側に漏洩するのを防止し
得るよう、チップシュラウドが設けられている。
ビンディスク（以下、ディスクと言う）周方向に配設さ
れたタービン動翼のディスク径方向外側先端には、隣り
合うタービン動翼の先端に形成されたチップシュラウド
に当接して高速回転時にタービン動翼の共振を防止し且
つ高温ガスがタービン動翼の外側に漏洩するのを防止し
得るよう、チップシュラウドが設けられている。
【０００３】斯かるチップシュラウドが設けられたター
ビン動翼の従来例は図３〜図７に示されており、図中、
１は図示してないディスクの外周に円周方向へ向けて所
定の間隔で取り付けられたタービン動翼、２はタービン
動翼１のディスク径方向外方先端部に溶接等の手段によ
り固設されたチップシュラウド、３はチップシュラウド
２が固設されたタービン動翼１が回転可能に収納された
タービンケーシングである。
ビン動翼の従来例は図３〜図７に示されており、図中、
１は図示してないディスクの外周に円周方向へ向けて所
定の間隔で取り付けられたタービン動翼、２はタービン
動翼１のディスク径方向外方先端部に溶接等の手段によ
り固設されたチップシュラウド、３はチップシュラウド
２が固設されたタービン動翼１が回転可能に収納された
タービンケーシングである。
【０００４】チップシュラウド２は、タービン動翼１の
先端部に直接固設されてディスク周方向及びディスク軸
線方向へ向かい広がるよう形成された所定厚さの板片状
のチップ本体２ａと、チップ本体２ａのディスク径方向
外方に突設されると共にディスク回転方向へ延在し且つ
ディスク軸線方向へ所定の間隔を置いて一体的に固設さ
れた２枚のチップフィン２ｂを備えている。
先端部に直接固設されてディスク周方向及びディスク軸
線方向へ向かい広がるよう形成された所定厚さの板片状
のチップ本体２ａと、チップ本体２ａのディスク径方向
外方に突設されると共にディスク回転方向へ延在し且つ
ディスク軸線方向へ所定の間隔を置いて一体的に固設さ
れた２枚のチップフィン２ｂを備えている。
【０００５】すなわち、ディスクの径方向外方すなわち
タービンケーシング３の径方向外方から見ると、チップ
本体２ａにおけるディスク軸線方向Ｌと平行な方向にお
ける両側部は、図３、５に示すように、タービン動翼１
の回転方向（動翼回転方向）Ｄと平行な直線状に形成さ
れており、ディスク軸線方向Ｌと平行な方向における中
間部は、動翼回転方向Ｄ先端部において動翼回転方向Ｄ
へ向け先端部が鋭角状を成すよう三角形状に突出し、動
翼回転方向Ｄ後端部において動翼回転方向Ｄへ向け先端
部が鋭角状を成すよう三角形状に切除されて凹み部４が
形成されている。
タービンケーシング３の径方向外方から見ると、チップ
本体２ａにおけるディスク軸線方向Ｌと平行な方向にお
ける両側部は、図３、５に示すように、タービン動翼１
の回転方向（動翼回転方向）Ｄと平行な直線状に形成さ
れており、ディスク軸線方向Ｌと平行な方向における中
間部は、動翼回転方向Ｄ先端部において動翼回転方向Ｄ
へ向け先端部が鋭角状を成すよう三角形状に突出し、動
翼回転方向Ｄ後端部において動翼回転方向Ｄへ向け先端
部が鋭角状を成すよう三角形状に切除されて凹み部４が
形成されている。
【０００６】而して、タービン動翼１をディスクに取り
付けた場合、隣り合うタービン動翼１，１同士において
は、動翼回転方向Ｄ後方側のタービン動翼１に固設され
たチップ本体２ａの三角形状の部分が、動翼回転方向Ｄ
前方側のタービン動翼１に固設されたチップ本体２ａの
三角形状の凹み部４に嵌り、動翼回転方向Ｄ後方側にお
けるチップ本体２ａの回転方向前方側側面２ｃは、動翼
回転方向Ｄ前方側におけるチップ本体２ａの回転方向後
方側側面２ｄに当接し得るようになっている。
付けた場合、隣り合うタービン動翼１，１同士において
は、動翼回転方向Ｄ後方側のタービン動翼１に固設され
たチップ本体２ａの三角形状の部分が、動翼回転方向Ｄ
前方側のタービン動翼１に固設されたチップ本体２ａの
三角形状の凹み部４に嵌り、動翼回転方向Ｄ後方側にお
けるチップ本体２ａの回転方向前方側側面２ｃは、動翼
回転方向Ｄ前方側におけるチップ本体２ａの回転方向後
方側側面２ｄに当接し得るようになっている。
【０００７】又、チップ本体２ａは図４に示すように、
ディスク軸線方向Ｌと平行な方向において、タービン動
翼１に対するガス入口側Ａからガス出口側Ｂに向けて昇
り勾配に傾斜した形状になっており、２枚のチップフィ
ン２ｂに挟まれるごとく形成された回転方向前方側側面
２ｃ及び回転方向後方側側面２ｄは、ディスク軸線方向
Ｌと平行な方向において、台形状に形成されている。
ディスク軸線方向Ｌと平行な方向において、タービン動
翼１に対するガス入口側Ａからガス出口側Ｂに向けて昇
り勾配に傾斜した形状になっており、２枚のチップフィ
ン２ｂに挟まれるごとく形成された回転方向前方側側面
２ｃ及び回転方向後方側側面２ｄは、ディスク軸線方向
Ｌと平行な方向において、台形状に形成されている。
【０００８】上述のジェットエンジンでは、図示してな
い燃焼室で燃料が燃焼して生成した高温ガスは、ガス入
口側Ａからタービン動翼１に導入され、高温ガスの膨張
エネルギによりタービンは高速回転させられる。この
際、動翼回転方向Ｄへ隣り合うタービン動翼１，１同士
は、チップ本体２ａの回転方向後方側側面２ｄ及び回転
方向前方側側面２ｃを介して当接しているため、タービ
ンが高速回転してもタービン動翼１が共振することはな
く、又、チップシュラウド２があるため高温ガスがター
ビン動翼１から外周側へ漏洩することはない。
い燃焼室で燃料が燃焼して生成した高温ガスは、ガス入
口側Ａからタービン動翼１に導入され、高温ガスの膨張
エネルギによりタービンは高速回転させられる。この
際、動翼回転方向Ｄへ隣り合うタービン動翼１，１同士
は、チップ本体２ａの回転方向後方側側面２ｄ及び回転
方向前方側側面２ｃを介して当接しているため、タービ
ンが高速回転してもタービン動翼１が共振することはな
く、又、チップシュラウド２があるため高温ガスがター
ビン動翼１から外周側へ漏洩することはない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述のタービン動翼１
のチップ本体２ａにおいては、回転方向前方側側面２ｃ
から回転方向後方側側面２ｄまでの間は、図４に示すよ
うに台形状に形成されており、その面積が大きいため重
量が嵩み、従って、タービンの回転時にタービン動翼１
に作用する遠心力及び発生応力が高くなり、強度余裕を
低下させる虞がある。
のチップ本体２ａにおいては、回転方向前方側側面２ｃ
から回転方向後方側側面２ｄまでの間は、図４に示すよ
うに台形状に形成されており、その面積が大きいため重
量が嵩み、従って、タービンの回転時にタービン動翼１
に作用する遠心力及び発生応力が高くなり、強度余裕を
低下させる虞がある。
【００１０】又、図３や図５に示すように、チップシュ
ラウド２をタービンケーシング３の径方向外方から見た
場合、チップ本体２ａはガス出口側Ｂにおいてタービン
動翼１の先端部に対し、回転方向前方側側面２ｃ側から
タービン動翼１前側面側までの距離をＳ１、回転方向後
方側側面２ｄ側からタービン動翼１後側面側までの距離
をＳ２とすると、Ｓ１＞Ｓ２と偏った位置に固設されて
いる。
ラウド２をタービンケーシング３の径方向外方から見た
場合、チップ本体２ａはガス出口側Ｂにおいてタービン
動翼１の先端部に対し、回転方向前方側側面２ｃ側から
タービン動翼１前側面側までの距離をＳ１、回転方向後
方側側面２ｄ側からタービン動翼１後側面側までの距離
をＳ２とすると、Ｓ１＞Ｓ２と偏った位置に固設されて
いる。
【００１１】このため、チップ本体２ａの平面的な重心
位置Ｇ１とタービン動翼１の断面における重心位置Ｇ２
がずれ、その結果、回転時にタービン動翼１とチップ本
体２ａとの接続部に高い応力が発生して強度的に十分な
余裕を得ることができない。
位置Ｇ１とタービン動翼１の断面における重心位置Ｇ２
がずれ、その結果、回転時にタービン動翼１とチップ本
体２ａとの接続部に高い応力が発生して強度的に十分な
余裕を得ることができない。
【００１２】更に、チップ本体２ａのディスク径方向外
側にはチップフィン２ｂや台形の部分があるうえ、一方
のチップフィン２ｂと台形の部分との間の円弧部の曲率
半径Ｒが小さいため、構造が複雑で加工コストが掛か
り、修理も困難である等の問題がある。
側にはチップフィン２ｂや台形の部分があるうえ、一方
のチップフィン２ｂと台形の部分との間の円弧部の曲率
半径Ｒが小さいため、構造が複雑で加工コストが掛か
り、修理も困難である等の問題がある。
【００１３】本発明は、上述の実情に鑑み、重量を軽減
させると共に構造をシンプルにしたチップシュラウド構
造を提供することを目的としてなしたものである。
させると共に構造をシンプルにしたチップシュラウド構
造を提供することを目的としてなしたものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１におけ
るチップシュラウド構造は、ディスク周方向へ配設され
るようにしたタービン動翼のディスク径方向外側先端部
に設けられ且つディスク径方向から見て板片状のチップ
本体を有するチップシュラウド構造であって、ディスク
周方向へ隣り合って互いに当接し得るようにしたチップ
本体のディスク軸線方向中間部における形状を、ディス
ク回転方向から見て滑らかな頂部を有する三角形状に形
成したものである。
るチップシュラウド構造は、ディスク周方向へ配設され
るようにしたタービン動翼のディスク径方向外側先端部
に設けられ且つディスク径方向から見て板片状のチップ
本体を有するチップシュラウド構造であって、ディスク
周方向へ隣り合って互いに当接し得るようにしたチップ
本体のディスク軸線方向中間部における形状を、ディス
ク回転方向から見て滑らかな頂部を有する三角形状に形
成したものである。
【００１５】本発明の請求項２におけるチップシュラウ
ド構造は、ディスク周方向へ隣り合うチップ本体の互い
に当接し得るようにしたディスク軸線方向中間部におけ
る三角形状の部分と、チップ本体のディスク軸線方向両
側に形成されたチップフィンとの間に曲率半径の大きな
円弧を形成したものである。
ド構造は、ディスク周方向へ隣り合うチップ本体の互い
に当接し得るようにしたディスク軸線方向中間部におけ
る三角形状の部分と、チップ本体のディスク軸線方向両
側に形成されたチップフィンとの間に曲率半径の大きな
円弧を形成したものである。
【００１６】本発明の請求項３におけるチップシュラウ
ド構造は、チップシュラウドのディスク径方向外方から
見た重心位置を略タービン動翼の断面における重心位置
に合わせたものである。
ド構造は、チップシュラウドのディスク径方向外方から
見た重心位置を略タービン動翼の断面における重心位置
に合わせたものである。
【００１７】本発明によれば、チップシュラウドの重量
を軽減することができるため、回転時にタービン動翼に
作用する遠心力及び発生応力が軽減され、強度余裕を向
上させることができ、又、回転時にタービン動翼とチッ
プシュラウドとの接続部に生ずる応力を軽減することが
可能となって、強度的に十分な余裕を得ることができ、
更には、構造が簡素化されて加工コストが低減され、修
理も容易となる。
を軽減することができるため、回転時にタービン動翼に
作用する遠心力及び発生応力が軽減され、強度余裕を向
上させることができ、又、回転時にタービン動翼とチッ
プシュラウドとの接続部に生ずる応力を軽減することが
可能となって、強度的に十分な余裕を得ることができ、
更には、構造が簡素化されて加工コストが低減され、修
理も容易となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図示
例と共に説明する。図１、２は本発明を実施する形態の
一例であって、図中、図３、４と同一の符号を付した部
分は同一物を表わしている。
例と共に説明する。図１、２は本発明を実施する形態の
一例であって、図中、図３、４と同一の符号を付した部
分は同一物を表わしている。
【００１９】本図示例におけるタービン動翼１において
は、隣り合うタービン動翼１同士の互いに当接する回転
方向前方側側面２ｃ及び回転方向後方側側面２ｄは、タ
ービン動翼１の回転方向Ｄから見てその形状は、図２に
示すように頂部がなだらかな円弧の三角形状に形成され
ると共に、両側の谷部もなだらかな円弧状に形成されて
いる。
は、隣り合うタービン動翼１同士の互いに当接する回転
方向前方側側面２ｃ及び回転方向後方側側面２ｄは、タ
ービン動翼１の回転方向Ｄから見てその形状は、図２に
示すように頂部がなだらかな円弧の三角形状に形成され
ると共に、両側の谷部もなだらかな円弧状に形成されて
いる。
【００２０】このため、タービン動翼１の回転方向前方
側側面２ｃ及び回転方向後方側側面２ｄの部分は、その
形状が台形状の場合よりも面積が減少し、このためチッ
プシュラウド２の重量が軽減される。従って、タービン
の回転時にタービン動翼１に作用する遠心力及び発生応
力が軽減され、強度余裕を向上させることができる。
側側面２ｃ及び回転方向後方側側面２ｄの部分は、その
形状が台形状の場合よりも面積が減少し、このためチッ
プシュラウド２の重量が軽減される。従って、タービン
の回転時にタービン動翼１に作用する遠心力及び発生応
力が軽減され、強度余裕を向上させることができる。
【００２１】又、図１に示すように、チップシュラウド
２をタービンケーシング３の径方向外方から見た場合、
チップ本体２ａはガス出口側Ｂにおいてタービン動翼１
の先端部に対し、回転方向前方側側面２ｃ側からタービ
ン動翼１前側面側までの距離をＳ１、回転方向後方側側
面２ｄ側からタービン動翼１後側面側までの距離をＳ２
とすると、略Ｓ１＝Ｓ２とバランスの取れた位置に固設
されている。
２をタービンケーシング３の径方向外方から見た場合、
チップ本体２ａはガス出口側Ｂにおいてタービン動翼１
の先端部に対し、回転方向前方側側面２ｃ側からタービ
ン動翼１前側面側までの距離をＳ１、回転方向後方側側
面２ｄ側からタービン動翼１後側面側までの距離をＳ２
とすると、略Ｓ１＝Ｓ２とバランスの取れた位置に固設
されている。
【００２２】このため、チップ本体２ａの平面的な重心
位置Ｇ１とタービン動翼１の断面における重心位置Ｇ２
が略一致し、その結果、回転時にタービン動翼１とチッ
プ本体２ａとの接続部に生ずる応力を軽減されて強度的
に十分な余裕を得ることができる。
位置Ｇ１とタービン動翼１の断面における重心位置Ｇ２
が略一致し、その結果、回転時にタービン動翼１とチッ
プ本体２ａとの接続部に生ずる応力を軽減されて強度的
に十分な余裕を得ることができる。
【００２３】更に、チップ本体２ａのタービン径方向外
側に突設させたチップフィン２ｂと回転方向前方側側面
２ｃや回転方向後方側側面２ｄの三角形状の部分との間
の円弧の曲率半径Ｒを従来のものよりも大きくすること
ができるため、構造が簡素化されて加工コストが低減さ
れ、修理も容易となる。
側に突設させたチップフィン２ｂと回転方向前方側側面
２ｃや回転方向後方側側面２ｄの三角形状の部分との間
の円弧の曲率半径Ｒを従来のものよりも大きくすること
ができるため、構造が簡素化されて加工コストが低減さ
れ、修理も容易となる。
【００２４】なお、本発明のチップシュラウド構造は、
上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得るこ
とは勿論である。
上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得るこ
とは勿論である。
【００２５】
【発明の効果】以上、説明したように本発明の請求項１
〜３記載のチップシュラウド構造によれば、 Ｉ）チップシュラウドの重量を軽減することができるた
め、タービンの回転時にタービン動翼に作用する遠心力
及び発生応力が軽減され、強度余裕を向上させることが
できる、 ＩＩ）回転時にタービン動翼とチップシュラウドとの接
続部に生ずる応力を軽減することが可能となり、強度的
に十分な余裕を得ることができる、 ＩＩＩ）構造が簡素化されて加工コストが低減され、修
理も容易となる、等、種々の優れた効果を奏し得る。
〜３記載のチップシュラウド構造によれば、 Ｉ）チップシュラウドの重量を軽減することができるた
め、タービンの回転時にタービン動翼に作用する遠心力
及び発生応力が軽減され、強度余裕を向上させることが
できる、 ＩＩ）回転時にタービン動翼とチップシュラウドとの接
続部に生ずる応力を軽減することが可能となり、強度的
に十分な余裕を得ることができる、 ＩＩＩ）構造が簡素化されて加工コストが低減され、修
理も容易となる、等、種々の優れた効果を奏し得る。
【図１】本発明のチップシュラウド構造の実施の形態の
一例で、チップシュラウドをタービンケーシングの径方
向外方から見た状態を示す図である。
一例で、チップシュラウドをタービンケーシングの径方
向外方から見た状態を示す図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ方向矢視図である。
【図３】従来のチップシュラウド構造の一例で、チップ
シュラウドをタービンケーシングの径方向外方から見た
状態を示す図である。
シュラウドをタービンケーシングの径方向外方から見た
状態を示す図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ方向矢視図である。
【図５】従来のチップシュラウド構造においてタービン
動翼をタービン回転方向へ並べてタービンケーシングの
径方向外方から見た状態を示す図である。
動翼をタービン回転方向へ並べてタービンケーシングの
径方向外方から見た状態を示す図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ方向矢視図である。
【図７】タービン動翼の回転時に一のタービン動翼のチ
ップシュラウドのチップ本体が隣り合うタービン動翼の
チップシュラウドのチップ本体の下面に係合した状態を
示す断面図である。
ップシュラウドのチップ本体が隣り合うタービン動翼の
チップシュラウドのチップ本体の下面に係合した状態を
示す断面図である。
【符号の説明】 １ タービン動翼 ２ チップシュラウド ２ａ チップ本体 ２ｂ チップフィン ２ｃ 回転方向前方側側面 ２ｄ 回転方向後方側側面 Ｄ 回転方向（動翼回転方向）（ディスク周方向） Ｇ１ 重心位置 Ｇ２ 重心位置 Ｌ ディスク軸線方向 Ｒ 曲率半径
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 薮田 祥三 東京都田無市向台町三丁目５番１号 石川 島播磨重工業株式会社田無工場内 (72)発明者 矢戸 英俊 東京都田無市向台町三丁目５番１号 石川 島播磨重工業株式会社田無工場内 Ｆターム(参考） 3G002 BA02 BB03
Claims (3)
- 【請求項１】 ディスク周方向へ配設されるようにした
タービン動翼のディスク径方向外側先端部に設けられ且
つディスク径方向から見て板片状のチップ本体を有する
チップシュラウド構造であって、ディスク周方向へ隣り
合って互いに当接し得るようにしたチップ本体のディス
ク軸線方向中間部における形状を、ディスク周方向から
見て滑らかな頂部を有する三角形状に形成したことを特
徴とするチップシュラウド構造。 - 【請求項２】 ディスク周方向へ隣り合うチップ本体の
互いに当接し得るようにしたディスク軸線方向中間部に
おける三角形状の部分と、チップ本体のディスク軸線方
向両側に形成されたチップフィンとの間に曲率半径の大
きな円弧を形成した請求項１記載のチップシュラウド構
造。 - 【請求項３】 チップシュラウドのディスク径方向外方
から見た重心位置を略タービン動翼の断面における重心
位置に合わせた請求項１又は２記載のチップシュラウド
構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000330513A JP2002129901A (ja) | 2000-10-30 | 2000-10-30 | チップシュラウド構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000330513A JP2002129901A (ja) | 2000-10-30 | 2000-10-30 | チップシュラウド構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002129901A true JP2002129901A (ja) | 2002-05-09 |
Family
ID=18807017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000330513A Pending JP2002129901A (ja) | 2000-10-30 | 2000-10-30 | チップシュラウド構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002129901A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102639817A (zh) * | 2010-01-20 | 2012-08-15 | 三菱重工业株式会社 | 涡轮动叶片及涡轮机 |
| JP2014500432A (ja) * | 2010-11-22 | 2014-01-09 | スネクマ | ターボ機械用可動ブレード |
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| JPH02104903A (ja) * | 1988-08-18 | 1990-04-17 | Soc Natl Etud Constr Mot Aviat <Snecma> | タービンケーシングへの結合を行う支持体に取付けられるタービンステータリング |
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| US5653579A (en) * | 1995-11-14 | 1997-08-05 | Solar Turbines Incorporated | Ceramic blade with tip seal |
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| DE19807247A1 (de) * | 1998-02-20 | 1999-09-09 | Mtu Muenchen Gmbh | Strömungsmaschine mit Rotor und Stator |
-
2000
- 2000-10-30 JP JP2000330513A patent/JP2002129901A/ja active Pending
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