JPH0849600A - スターリングモジュールの圧力調節装置 - Google Patents

スターリングモジュールの圧力調節装置

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JPH0849600A
JPH0849600A JP7118628A JP11862895A JPH0849600A JP H0849600 A JPH0849600 A JP H0849600A JP 7118628 A JP7118628 A JP 7118628A JP 11862895 A JP11862895 A JP 11862895A JP H0849600 A JPH0849600 A JP H0849600A
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pressure
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ドン クー シン
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はスターリングモジュールの圧力調節
装置に関し、簡単な構造の圧力調節装置をピストン頂部
に螺合し、圧縮空間部と緩衝空間部との間の圧力差を迅
速に調節し得るスターリングモジュールの圧力調節装置
を提供することを目的とする。 【構成】 ピストン２００頂上中央部に肉盛りして形成
された円筒状の圧力調節手段支持部２１０と、該ピスト
ン頂上面所定部位に穿孔形成された複数の圧力調節孔２
７０と、前記圧力調節手段支持部２１０外周面に螺合さ
れ前記圧力調節孔２７０を間欠的に開閉して圧縮空間部
と緩衝空間部との間の圧力差を調節する圧力調節手段２
５０と、によりスターリングモジュールの圧力調節装置
が構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スターリングモジュー
ルの圧力調節装置に関する。詳しくは、ピストン頂部に
圧力調節装置を螺合し、圧縮空間部と緩衝空間部との間
の圧力差を迅速簡便に調節し、スターリングモジュール
の高速運転を良好に行い得るようにしたスターリングモ
ジュールの圧力調節装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、スターリングモジュールにおいて
は、図７に示したように、駆動部ケース２０が形成され
て該駆動部ケース２０の上面にシリンダー７０が連結さ
れ、該駆動部ケース２０の内部には駆動部１０が回動自
在に軸支され、該駆動部１０に対応する前記シリンダー
７０内方中央部にはシリンダー内周壁８０が形成されて
いる。該シリンダー内周壁８０の内部にはピストン連結
部３０ａ及び駆動ロッド４０を介して前記駆動部１０に
連結されたピストン３０が摺動自在に収納され、該ピス
トン３０の上方側の前記シリンダー内周壁８０内部には
それらピストン連結部３０ａ及びピストン３０を貫通し
たディスプレイサーロッド６０を介し前記駆動部１０に
連結されたディスプレイサー５０が摺動自在に収納され
ている。
【０００３】前記シリンダー７０の内周壁８０外方側の
周壁上部には中空環状の再生器１００が装置され、該再
生器１００はシリンダー内周壁８０の内部上方に形成さ
れる膨張空間部１２０に吸熱器９０を介して連結され、
該シリンダー７０の内周壁８０の外方側周面下部には環
状の放熱器１１０が装置されている。且つ、圧力調節装
置として、前記シリンダー７０の内周壁８０内の前記デ
ィスプレイサー５０とピストン３０間に形成される圧縮
空間部１３０と、該ピストン３０下方側に形成される緩
衝空間部１４０とが圧縮調節管１５０により連結され、
該圧縮調節管１５０の所定部位にチェックバルブ１６０
が設置されていた。
【０００４】そして、このように構成された従来のスタ
ーリングモジュールの作用においては、駆動部１０が駆
動し、ピストン３０とディスプレイサー５０とが夫々上
下方向に往復摺動すると、該ディスプレイサー５０上方
側のシリンダー７０内部の膨張空間部１２０と、該ディ
スプレイサー５０とピストン３０間の圧縮空間部１３０
と、該ピストン３０の下方側の緩衝空間部１４０とに
は、それらピストン３０及びディスプレイサー５０の摺
動により圧縮及び膨張の現象が発生される。
【０００５】次いで、前記ディスプレイサー５０の摺動
により前記膨張空間部１２０が膨張すると、該膨張空間
部１２０はガスの特性により低温になって吸熱器９０上
部の熱を奪い、該熱を奪った作動ガスはガス再生器１０
０を経て熱が奪われ、該再生器１００の奪取熱は放熱器
１１０から外部に放出され、前記熱の奪われた作動ガス
は前記圧縮空間部１３０に吸入され、前記ディスプレイ
サー５０が下方側に摺動する際再び前記膨張空間部１２
０に吸入される。
【０００６】且つ、この場合、前記圧縮空間部１３０と
緩衝空間部１４０との間に発生する圧力差を所定レベル
に維持させるため、それら圧縮空間部１３０と緩衝空間
部１４０との間に連結された圧力調節装置の圧力調節管
１５０及びチェックバルブ１６０を利用し、圧縮空間部
１３０と緩衝空間部１４０との間の圧力を調節するよう
になっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】然るに、このように構
成された従来のスターリングモジュールの圧力調節装置
においては、シリンダー外方側に長い圧力調節管を連結
し該圧力調節管にチェックバルブを装置して構成してい
るため、スターリングモジュールの容積が大きくなり製
品の小型化を図り得ないという不都合な点があった。
【０００８】又、長い圧力調節管とチェックバルブとを
用いて圧力を調節するため、圧力を迅速に調節すること
ができず、調節作用も煩雑であるという不都合な点があ
った。それでこのような問題点を解決するため本発明者
達は研究を重ねた結果、次のようなスターリングモジュ
ールの圧力調節装置を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、簡単構
造の圧力調節装置をピストン頂部に設け、圧縮空間部と
緩衝空間部との間の圧力差を迅速に調節し得るスターリ
ングモジュールの圧力調節装置を提供しようとするもの
である。
【００１０】そして、このような本発明の目的は、ピス
トンの頂上中央部を肉盛りして該肉盛り部側方のピスト
ン頂上に複数の圧力調節孔を穿孔形成し、それらピスト
ン及び肉盛り部の中心部位に所定径のディスプレイサー
ロッド孔を穿孔形成して該ピストンの外周壁上部に複数
のピストンリングを嵌合し、上方に環状の結合部が形成
され下方にフランジ状の開閉部が形成された圧力調節手
段を構成し、該圧力調節手段の開閉部が前記複数の圧力
調節孔を覆うように該圧力調節手段の結合部を前記ピス
トン頂上の肉盛り部に螺合し、ピストンが摺動するとき
前記圧力調節手段の開閉部が間欠的に前記圧力調節孔を
開閉し、圧縮空間部と緩衝空間部との間の圧力差を調節
するようにスターリングモジュールの圧力調節装置を構
成することにより達成される。
【００１１】
【作用】ピストンが摺動する場合、該ピストンが下方側
に摺動すると該ピストン下方側の緩衝空間部の圧力は複
数の圧力調節孔を夫々通ってピストン上方側の圧縮空間
部に流入され、その後、ピストンが上方側に摺動する際
はそれら複数の圧力調節孔が夫々圧力調節手段の開閉部
により閉じられ、圧縮空間部と緩衝空間部との間の圧力
差が調節される。
【００１２】
【実施例】以下本発明の実施例に対し図面を用いて詳細
に説明する。本発明に係るスターリングモジュールにお
いては、図７に示した従来の装置とほぼ同様に、駆動部
１０が内部に収納された駆動部ケース２０の上面にシリ
ンダー７０が連結され、該シリンダー７０の内部中央に
内周壁８０が形成されている。該シリンダー内周壁８０
の内方側にはピストン連結部３０ａ及び駆動ロッド４０
を介して前記駆動部１０に連結されたピストン３０が摺
動自在に収納され、該ピストン３０の上方側のシリンダ
ー内周壁８０の内部にはピストン連結部３０ａ及びピス
トン３０を貫通したディスプレイサーロッド６０を介し
て前記駆動部１０に連結されたディスプレイサー５０が
摺動自在に収納されている。
【００１３】また、前記シリンダー７０の内周壁８０の
外方側周面上部には中空環状の再生器１００が装置さ
れ、該再生器１００はシリンダー内周壁８０の内部上方
に形成される膨張空間部１２０に吸熱器９０を介して連
結され、該シリンダー７０の内周壁８０の外方側周壁下
部には環状の放熱器１１０が装置されている。
【００１４】そして、本発明に係るスターリングモジュ
ールの圧力調節装置においては、第１実施例として、図
１に示したように、前記ピストン３０の頂上中央部が該
ピストンの外径よりも小径に段を有して円筒状に肉盛り
されたピストン２００に形成され、該ピストン２００の
外周と前記円筒部の外周との間には図１（Ｃ）に示した
ように、該ピストン２００の中心を中心とする円周上に
複数個の圧力調節孔２７０が穿設されている。そして該
圧力調節孔２７０は４個を１組としてその４組が等間隔
に配置されている。この圧力調節孔２７０と後述する圧
力調節手段２５０とによりピストン２００の上下両方側
に形成される圧縮空間部１３０と緩衝空間部１４０との
間の圧力が調節されるようになっている。
【００１５】即ち、該ピストン２００の頂上中央部には
所定径の段を有して円筒状に形成され中央部に所定径の
ディスプレイサーロッド孔２３０が穿孔形成された圧力
調節手段支持部２１０が形成されている。且つ、図１
（Ｂ）に示したように、上方側に所定径及び幅を有する
環状の結合部２５１が形成され、該結合部２５１に連続
して下方側に所定径及び厚さを有するフランジ状の開閉
部２５２が形成された圧力調節手段２５０が構成され、
該圧力調節手段２５０が該圧力調節手段２５０の結合部
２５１により前記圧力調節手段支持部２１０外周面に嵌
合されている。
【００１６】該圧力調節手段２５０の開閉部２５２は、
前記同一円周上に穿孔された４組の各圧力調節孔２７０
に対応し４方側が羽状に形成され、それら４方側の羽に
より４組の各圧力調節孔２７０が間欠的に開閉されるよ
うになっている。又、前記圧力調節手段支持部２１０の
上方側端は段付けにより小径の支持部材結合部２２０に
形成され、該支持部材結合部２２０に環状の支持部材２
６０が螺合されて前記圧力調節手段２５０を支持するよ
うになっている。更に、前記ピストン２００の外周壁上
部には、一対のピストンリング２４０が嵌合され圧縮空
間部１３０と緩衝空間部１４０との間の圧力を密閉する
ようになっている。
【００１７】このように構成された本発明に係るスター
リングモジュールの圧力調節装置の第１実施例の作用を
説明すると次のようである。即ち、駆動部１０の回動に
よりピストン２００とディスプレイサー５０とが夫々摺
動され、該ピストン２００が下方側に移動すると、該ピ
ストンの緩衝空間部１４０の圧力が該ピストン２００頂
部の各圧力調節孔２７０を通って該ピストン２００頂部
の圧力調節手段２５０の開閉部２５２に作用し、該開閉
部２５２の４個の羽が夫々上方に開放されるので、それ
ら圧力調節孔２７０を通って緩衝空間部１４０の圧力は
ピストン２００の上方側の圧縮空間部１３０に流入され
る。
【００１８】次いで、該ピストン２００が上方側に摺動
すると、前記圧縮空間部１３０の圧力により前記開閉部
２５２の各羽は夫々下方向きに復帰して前記各圧力調節
孔２７０が閉じられ、圧縮空間部１３０と緩衝空間部１
４０との間の圧力差が適宜に調節される。
【００１９】そして、本発明に係るスターリングモジュ
ールの圧力調節装置の第２実施例として次のように構成
して使用することもできる。即ち、図２（Ｃ）に示した
ように、ピストン３００頂部に所定径を有する２個１組
の圧縮調節孔３７０が同一円周上に等間隔に８組穿孔形
成されている。且つ、図２（Ｂ）に示したように、それ
ら圧力調節孔３７０を開閉させる圧力調節手段３５０の
開閉部３５２がそれら圧力調節孔３７０の各８組に対応
し８個の羽を有して形成され、該開閉部３５２に連続し
てリング状の結合部３５１が第１実施例と同様に形成さ
れている。又、その他は図２（Ａ）に示したように、第
１実施例と同様に構成されている。
【００２０】更に、本発明に係るスターリングモジュー
ルの圧力調節装置の第３実施例として次のように構成し
て使用することもできる。即ち、図３（Ａ）（Ｂ）
（Ｃ）に示したように、ピストン４００の頂部所定部位
に所定径を有しほぼ楕円状の複数個の圧力調節孔４７０
が同一円周上に所定間隔を置いて穿孔形成され、該ピス
トン４００の頂部中央には所定の径及び高さを有する円
筒状の圧力調節手段支持部４１０が肉盛りして形成さ
れ、該ピストン４００の中心部には所定径のディスプレ
イサーロッド孔４３０が穿孔形成されている。
【００２１】且つ、前記圧力調節手段支持部４１０に対
応し所定の幅及び厚さを有して環状に形成された結合部
４５１と、該結合部４５１に連続してフランジ状に形成
されフランジ上面所定部位に環状の溝部４５３が形成さ
れた開閉部４５２とにより圧力調節手段４５０が構成さ
れ、該圧力調節手段４５０が該圧力調節手段４５０の結
合部４５１により前記圧力調節手段支持部４１０に螺合
されている。その他は前記第１実施例と同様に構成され
ている。
【００２２】そして、本発明に係るスターリングモジュ
ールの圧力調節装置の第４実施例として次のように構成
して使用することもできる。即ち、図４（Ａ）（Ｂ）
（Ｃ）に示したように、ピストン４００の頂部所定部位
に所定径を有しほぼ楕円状の複数個の圧力調節孔４７０
が同一円周上に夫々所定間隔を置いて穿孔形成され、該
ピストン４００の頂部中央には所定の径及び高さを有す
る円筒状の圧力調節手段支持部４１０が肉盛りして形成
され、該ピストン４００の中心部に所定径のディスプレ
イサーロッド孔４３０が穿孔形成されていることは前記
第３実施例と同様である。
【００２３】且つ、前記圧力調節手段支持部４１０に対
応し所定の幅及び厚さを有して環状に形成された結合部
４５１と、該結合部４５１に連続してフランジ状に形成
されフランジ上面縁部と中間部位とに所定の幅及び高さ
を有する環状の第１段部５５３及び第２段部５５５が夫
々上方向き突成された開閉部５５２と、により圧力調節
手段５５０が構成され、該圧力調節手段５５０は該圧力
調節手段の結合部５５１により前記圧力調節手段支持部
４１０外周面に螺合されている。その他は前記第１実施
例と同様に構成されている。
【００２４】又、本発明に係るスターリングモジュール
の圧力調節装置の第５実施例として次のように構成して
使用することもできる。即ち、図５（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）
に示したように、所定の径及び幅を有する環状の結合部
６５１と、該結合部６５１下方に連続してフランジ状に
形成されフランジ上面縁部が所定の幅及び高さを有し上
方向き突成された開閉部６５２と、該開閉部６５２の外
周壁内部中央に挾合された環状の補強部材６５２ａと、
を備えて圧力調節手段６５０が構成されている。更に、
該圧力調節手段６５０の螺合される圧力調節手段支持部
４１０とその他の構造は前記第３及び第４実施例と同様
に構成されている。
【００２５】そして、本発明に係るスターリングモジュ
ールの圧力調節装置の第６実施例として次のように構成
して使用することもできる。即ち、図６（Ａ）（Ｂ）
（Ｃ）に示したように、ピストン４００の頂上中央部位
に所定の径及び高さを有する円筒状の圧力調節手段支持
部４１０が肉盛りして形成され、該圧力調節手段支持部
４１０頂面所定部位に複数のねじ孔７５３ａが穿孔形成
され、該ピストン４００の頂部に複数の圧力調節孔４７
０が第３実施例と同様に穿孔形成され、圧力調節手段支
持部４１０中央に所定径のディスプレイサーロッド孔４
３０が第３実施例と同様に穿孔形成されている。
【００２６】且つ、前記圧力調節手段支持部４１０外周
面に嵌合される薄膜環状の緩衝リング７５４と、該緩衝
リング７５４の上面に接し且つ前記圧力調節手段支持部
４１０の外周面に嵌合される所定幅を有した環状の固定
具７５１と、該固定具７５１及び前記圧力調節手段支持
部４１０の上面に固定される環状の固定リング７５２
と、該固定リング７５２を前記圧力調節手段支持部４１
０頂面の各ネジ孔７５３ａに螺合する複数のネジ７５３
と、を備えて圧力調節手段７５０が構成され、その他は
第３実施例と同様に構成されている。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るスタ
ーリングモジュールの圧力調節装置においては、従来の
ようにシリンダー外方側に圧力調節管とチェックバルブ
とを装置することなく、シリンダー内方側のピストン頂
部に圧力調節手段及び支持部を装置し、圧縮空間部と緩
衝空間部との間の圧力を調節するようになっているた
め、、圧力の調節が迅速に行われ、、製品の構造が
簡単化され、、製品の容積が縮小され小型化を図り得
るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスターリングモジュールの圧力調
節装置の第１実施例を示した構成図で、（Ａ）は縦断面
図、（Ｂ）は圧力調節手段の平面図、（Ｃ）はピストン
の平面図である。
【図２】本発明に係るスターリングモジュールの圧力調
節装置の第２実施例を示した構成図で、（Ａ）は縦断面
図、（Ｂ）は圧力調節手段の平面図、（Ｃ）はピストン
の平面図である。
【図３】本発明に係るスターリングモジュールの圧力調
節装置の第３実施例を示した構成図で、（Ａ）は分解縦
断面図、（Ｂ）は圧力調節手段の平面図、（Ｃ）はピス
トンの平面図である。
【図４】本発明に係るスターリングモジュールの圧力調
節装置の第４実施例を示した構成図で、（Ａ）は分解縦
断面図、（Ｂ）は圧力調節手段の平面図、（Ｃ）はピス
トンの平面図である。
【図５】本発明に係るスターリングモジュールの圧力調
節装置の第５実施例を示した構成図で、（Ａ）は分解縦
断面図、（Ｂ）は圧力調節手段の平面図、（Ｃ）はピス
トンの平面図である。
【図６】本発明に係るスターリングモジュールの圧力調
節装置の第６実施例を示した構成図で、（Ａ）は分解縦
断面図、（Ｂ）は圧力調節手段の平面図、（Ｃ）はピス
トンの平面図である。
【図７】従来のスターリングモジュールの構成を示した
概略縦断面図である。
【符号の説明】
１０…駆動部 ２０…駆動部ケース ３０…ピストン ３０ａ…ピストン連結部 ４０…駆動ロッド ５０…ディスプレイサー ６０…ディスプレイサーロッド ７０…シリンダー ８０…シリンダー内周壁 ９０…吸熱器 １００…再生器 １１０…放熱器 １２０…膨張空間部 １３０…圧縮空間部 １４０…緩衝空間部 １５０…圧力調節管 １６０…チェックバルブ ２００，３００，４００…ピストン ２１０，４１０…圧力調節手段支持部 ２２０…支持部材結合部 ２３０，４３０…ディスプレイサーロッド孔 ２４０…ピストンリング ２５０，３５０，４５０，５５０，６５０，７５０…圧
力調節手段 ２５１，３５１，４５１，５５１，６５１…結合部 ２５２，３５２，４５２，５５２，６５２…開閉部 ２５２ａ，３５２ａ…羽 ２６０…支持部材 ２７０，３７０，４７０…圧力調節孔 ４５３…溝 ５５３…第１段部 ５５５…第２段部 ６５２ａ…補強部材 ７５１…固定具 ７５２…固定板 ７５３…ネジ ７５３ａ…ネジ孔 ７５４…緩衝リング

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 駆動部ケース内に内装され駆動する駆動
    部と、該駆動部に連結され該駆動部により摺動されるよ
    うにシリンダー内に収納されたピストン及びディスプレ
    イサーと、それらピストン及びディスプレイサーの摺動
    により該ピストンの上方側シリンダー内部に形成される
    圧縮空間部と該ピストンの下方側に形成される緩衝空間
    部との間の圧力差を調節する圧力調節装置と、を備えた
    スターリングモジュールにおいて、 前記圧力調節装置は、前記ピストン頂上中央部が所定径
    を有し円筒状に肉盛りされ形成された圧力調節手段支持
    部と、 該圧力調節手段支持部側方の前記ピストン頂面所定部位
    に所定径を有し夫々複数個穿孔形成された圧力調節孔
    と、 前記圧力調節手段支持部に嵌合され前記ピストンが摺動
    するとき前記各圧力調節孔を間欠的に開閉して前記圧縮
    空間部と緩衝空間部との間の圧力差を調節する圧力調節
    手段と、を備えてなるスターリングモジュールの圧力調
    節装置。
  2. 【請求項２】 前記圧力調節孔は、前記ピストンの頂面
    で且つ該ピストンの中心を中心とする円周上に、所定径
    の円孔が４個を１組としてその４組が等間隔に穿孔形成
    される請求項１記載のスターリングモジュールの圧力調
    節装置。
  3. 【請求項３】 前記圧力調節孔は、前記ピストンの頂面
    で且つ該ピストンの中心を中心とする円周上に、所定径
    の円孔が２個を１組としてその８組が等間隔に穿孔形成
    される請求項１記載のスターリングモジュールの圧力調
    節装置。
  4. 【請求項４】 前記圧力調節孔は、前記ピストンの頂面
    で且つ該ピストンの中心を中心とする円周上に、所定径
    の複数個の楕円孔が等間隔に穿孔形成される請求項１記
    載のスターリングモジュールの圧力調節装置。
  5. 【請求項５】 前記圧力調節手段支持部は、前記ピスト
    ン頂上中央部位に肉盛りされた円筒状上部が所定高さに
    切刻され、段を有する小径の支持部材結合部が該円筒状
    上部に形成される請求項１記載のスターリングモジュー
    ルの圧力調節装置。
  6. 【請求項６】 前記圧力調節手段は、前記圧力調節手段
    支持部外周面に嵌合されるように所定の径、高さ及び厚
    さを有して形成された環状の結合部と、該結合部下方に
    該結合部と連続し一体に形成されたフランジ状の開閉部
    と、を備えてなる請求項１記載のスターリングモジュー
    ルの圧力調節装置。
  7. 【請求項７】 前記圧力調節手段支持部の支持部材結合
    部には、環状の支持部材が螺合され、該圧力調節手段支
    持部外周面に嵌合される圧力調節手段を支持するように
    なる請求項５記載のスターリングモジュールの圧力調節
    装置。
  8. 【請求項８】 前記圧力調節手段の開閉部は、所定厚さ
    及び外径を有するフランジ状をなし、放射状に４方側が
    羽で形成された請求項６記載のスターリングモジュール
    の圧力調節装置。
  9. 【請求項９】 前記圧力調節手段の開閉部は、所定厚さ
    及び外径を有するフランジ状をなし、放射状に８方側が
    羽で形成された請求項６記載のスターリングモジュール
    の圧力調節装置。
  10. 【請求項１０】 前記圧力調節手段の開閉部は、所定厚
    さ及び外径を有するフランジ状をなし、該フランジ表面
    上所定部位に所定幅及び深さを有する環状の溝部が形成
    された請求項６記載のスターリングモジュールの圧力調
    節装置。
  11. 【請求項１１】 前記圧力調節手段の開閉部は、所定厚
    さ及び外径を有するフランジ状をなし、該フランジ表面
    上の縁部と中間部位とに、所定幅及び高さを有する２個
    の環状段部が夫々突成された請求項６記載のスターリン
    グモジュールの圧力調節装置。
  12. 【請求項１２】 前記圧力調節手段の開閉部は、該開閉
    部の外周壁内部中央に環状の補強部材が挾合された請求
    項１０記載のスターリングモジュールの圧力調節装置。
  13. 【請求項１３】 前記圧力調節手段は、前記圧力調節手
    段支持部外周面に嵌合される薄板環状の緩衝リングと、
    該緩衝リングの上面に接し且つ前記圧力調節手段支持部
    外周面に嵌合される環状の固定具と、該固定具及び前記
    圧力調節手段支持部上面に固定される環状の固定リング
    と、該固定リングを前記圧力調節手段支持部に固定する
    複数のネジと、を備えてなる請求項１記載のスターリン
    グモジュールの圧力調節装置。
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