JPH09100799A - 遠心圧縮機 - Google Patents
遠心圧縮機Info
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- JPH09100799A JPH09100799A JP7259633A JP25963395A JPH09100799A JP H09100799 A JPH09100799 A JP H09100799A JP 7259633 A JP7259633 A JP 7259633A JP 25963395 A JP25963395 A JP 25963395A JP H09100799 A JPH09100799 A JP H09100799A
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- JP
- Japan
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- diffuser
- centrifugal compressor
- piston rod
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- 230000006835 compression Effects 0.000 claims 1
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 235000012489 doughnuts Nutrition 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
- F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
- F04D29/46—Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable
- F04D29/462—Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable especially adapted for elastic fluid pumps
-
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- F04D29/464—Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable especially adapted for elastic fluid pumps adjusting flow cross-section, otherwise than by using adjustable stator blades
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2250/00—Geometry
- F05D2250/50—Inlet or outlet
- F05D2250/52—Outlet
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 羽根付きディフューザを有する遠心圧縮機の
低流量領域の作動範囲を拡げる。 【解決手段】 本発明の遠心圧縮機は、羽根付きディフ
ューザを有しており、該ディフューザのスロート部に出
没可能に突起が設けられている。
低流量領域の作動範囲を拡げる。 【解決手段】 本発明の遠心圧縮機は、羽根付きディフ
ューザを有しており、該ディフューザのスロート部に出
没可能に突起が設けられている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は遠心圧縮機のサージ
ング領域を低流量側にシフトさせることができる遠心圧
縮機に関する。
ング領域を低流量側にシフトさせることができる遠心圧
縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に遠心圧縮機の吐出量を絞って行く
と、吐出圧が高まるが、ある値まで絞るとサージングが
起る。サージングは次のようにして起る。すなわち遠心
圧縮機の定格回転数に対して図５のような風圧・風量曲
線を有する遠心圧縮機がＰｃ，Ｖｃで運転中、使用風量
がＶ1 に減少すれば、空気槽の圧力はさらに上昇しよう
とするが、ブロワの吐出圧力はＰｃ以上になり得ないの
で、運転点は急速にＰ0点に移り、吐出零となる。その
結果、空気槽の圧力は低下することになり、これがＰ0
以下になれば運転点は突然Ｐ2 に移り、吐出風量Ｖ2 は
使用風量Ｖ1 より大なるため、運転点はＰ2 からＰｃに
至り、最初に戻る。そして引続き同じサイクルを繰返
す。
と、吐出圧が高まるが、ある値まで絞るとサージングが
起る。サージングは次のようにして起る。すなわち遠心
圧縮機の定格回転数に対して図５のような風圧・風量曲
線を有する遠心圧縮機がＰｃ，Ｖｃで運転中、使用風量
がＶ1 に減少すれば、空気槽の圧力はさらに上昇しよう
とするが、ブロワの吐出圧力はＰｃ以上になり得ないの
で、運転点は急速にＰ0点に移り、吐出零となる。その
結果、空気槽の圧力は低下することになり、これがＰ0
以下になれば運転点は突然Ｐ2 に移り、吐出風量Ｖ2 は
使用風量Ｖ1 より大なるため、運転点はＰ2 からＰｃに
至り、最初に戻る。そして引続き同じサイクルを繰返
す。
【０００３】上述のように風圧曲線が右上りの部分はサ
ージングにより運転が不安定になる。なお、遠心圧縮機
の回転数が変る場合には図５のような風圧・風量曲線を
それぞれの回転数に対応して画ことができるが、それぞ
れの曲線のＰｃに相当する点を結んだ曲線をサージング
ラインという。遠心圧縮機を設計する場合には作動域が
サージングラインを下回る風量にならないようにする
が、広い作業域が要求される場合には可変ディフューザ
を採用すことが知られている。
ージングにより運転が不安定になる。なお、遠心圧縮機
の回転数が変る場合には図５のような風圧・風量曲線を
それぞれの回転数に対応して画ことができるが、それぞ
れの曲線のＰｃに相当する点を結んだ曲線をサージング
ラインという。遠心圧縮機を設計する場合には作動域が
サージングラインを下回る風量にならないようにする
が、広い作業域が要求される場合には可変ディフューザ
を採用すことが知られている。
【０００４】図６は羽根付きディフューザを有する遠心
圧縮機の正断面図である。図においてａは羽根車、ｂは
羽根付きディフューザ、ｃはスクロールである。かかる
羽根付きディフューザ（ベーンドディフュード）におい
て、低風量領域で作動させる場合にディフューザ羽根を
図７に示すように寝かせるようにする。これを可変ディ
フューザという。すなわち低流量の領域では全部のディ
フューザ羽根ｄをディフューザ入口近傍を支点ｅとして
点線で示すように寝かせる。そうするとディフューザ入
口付近であって羽根間隔が最も狭い部分、すなわちスロ
ート部ｆの空気流の通過面積が小さくなるので、サージ
ラインは低流量側にシフトする。
圧縮機の正断面図である。図においてａは羽根車、ｂは
羽根付きディフューザ、ｃはスクロールである。かかる
羽根付きディフューザ（ベーンドディフュード）におい
て、低風量領域で作動させる場合にディフューザ羽根を
図７に示すように寝かせるようにする。これを可変ディ
フューザという。すなわち低流量の領域では全部のディ
フューザ羽根ｄをディフューザ入口近傍を支点ｅとして
点線で示すように寝かせる。そうするとディフューザ入
口付近であって羽根間隔が最も狭い部分、すなわちスロ
ート部ｆの空気流の通過面積が小さくなるので、サージ
ラインは低流量側にシフトする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし上述の可変ディ
フューザには次のような問題がある。 ディフューザ羽根を可動にするための機構が複雑でコ
ストが高い。 羽根の角度を可変にするためにディフューザ羽根とケ
ーシングとの間に隙間が必要であるがそのための遠心圧
縮機の設計点での性能が低下する。
フューザには次のような問題がある。 ディフューザ羽根を可動にするための機構が複雑でコ
ストが高い。 羽根の角度を可変にするためにディフューザ羽根とケ
ーシングとの間に隙間が必要であるがそのための遠心圧
縮機の設計点での性能が低下する。
【０００６】本発明は上記問題点に鑑み案出されたもの
で、簡単で安価な機構により、広い作動域に対応できる
と共に遠心圧縮機の設計点における性能低下のない遠心
圧縮機を提供することを目的とする。
で、簡単で安価な機構により、広い作動域に対応できる
と共に遠心圧縮機の設計点における性能低下のない遠心
圧縮機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は羽根付きディフューザを有する遠心圧縮機にお
いて、該ディフィーザのスロート部に出没可能な突起を
設けている。突起の断面形状は円形、楕円形または翼形
などが好ましい。
本発明は羽根付きディフューザを有する遠心圧縮機にお
いて、該ディフィーザのスロート部に出没可能な突起を
設けている。突起の断面形状は円形、楕円形または翼形
などが好ましい。
【０００８】また突起を出没させるアクチュエータは空
気圧シリンダであって、ケーシングのスロート部分を貫
通する上記突起にピストンロッド先端が固着されてい
て、空気圧シリンダのピストンロッド側の給気ポートに
は圧縮機の入口圧力が印加されており、空気圧シリンダ
の反ロッド側の給気ポートにはディフューザ出口圧力が
印加されており、空気圧シリンダ内に突起を引込ませる
方向に付勢するばねが設けられていることが好ましい。
気圧シリンダであって、ケーシングのスロート部分を貫
通する上記突起にピストンロッド先端が固着されてい
て、空気圧シリンダのピストンロッド側の給気ポートに
は圧縮機の入口圧力が印加されており、空気圧シリンダ
の反ロッド側の給気ポートにはディフューザ出口圧力が
印加されており、空気圧シリンダ内に突起を引込ませる
方向に付勢するばねが設けられていることが好ましい。
【０００９】次に本発明の作用を説明する。上述のよう
にディフューザのスロート部に出没可能に突起を設け、
サージングの起る低流量の領域では突起を突出させ、通
常の作動領域では引込むようにしたので、低流量の作動
域でスロート部を流れる空気流が絞られ、サージングラ
インが低流量側にシフトすると共に通常の作動領域では
スロート部の空気流は突起により邪魔されることがなく
性能の低下もない。なお、突起は全てのディフューザ羽
根の間に設けることは必ずしも必要ではなく、１または
２以上設ければよい。
にディフューザのスロート部に出没可能に突起を設け、
サージングの起る低流量の領域では突起を突出させ、通
常の作動領域では引込むようにしたので、低流量の作動
域でスロート部を流れる空気流が絞られ、サージングラ
インが低流量側にシフトすると共に通常の作動領域では
スロート部の空気流は突起により邪魔されることがなく
性能の低下もない。なお、突起は全てのディフューザ羽
根の間に設けることは必ずしも必要ではなく、１または
２以上設ければよい。
【００１０】遠心圧縮機の風量の関係は図５に示すよう
な風圧・風量曲線で表されるので、突起を出没させるア
クチュエータを上述のような構造にしておけば、通常の
作動域では突起は引込んでいるが、吐出風量を絞って遠
心圧縮機の吐出圧力と吸入圧力（通常はケージ圧力零）
との差圧が大きくなると突起はばねに抗してスロート内
に突出する。従ってサージングラインは低流量側にシフ
トする。
な風圧・風量曲線で表されるので、突起を出没させるア
クチュエータを上述のような構造にしておけば、通常の
作動域では突起は引込んでいるが、吐出風量を絞って遠
心圧縮機の吐出圧力と吸入圧力（通常はケージ圧力零）
との差圧が大きくなると突起はばねに抗してスロート内
に突出する。従ってサージングラインは低流量側にシフ
トする。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下発明の１実施形態について図
面を参照しつつ説明する。図１は本発明の遠心圧縮機の
ディフューザ部分の側断面図である。図２は図１のＡ−
Ａ矢視断面図である。図１および図２において１は羽根
付きディフューザ（ベーンドディフューザ）、２はディ
フューザ羽根である。ディフューザ入口近傍であって羽
根と羽根との間隔が最も狭くなっている場所をスロート
部１３という。３は突起であり、スロート部１３に設け
られ出没可能となっていっる。なお、羽根の断面形状は
図３（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示すように円形、楕円形また
は翼形などが好ましい。また突起３は必ずしも全てのス
ロート部１３に設ける必要はない。４は突起３を出没さ
せるアクチュエータとしてのエヤシリンダである。５は
シリンダ、６はピストン、７はピストンロッドである。
ピストンロッド７は突起３と一体に固着されている。８
は突起３を引込ませる方向にピストン６を付勢するばね
である。９は羽根車であり、１０はスクロールである。
スクロール１０は図６にスクロールｃとして示すよう
に、円周上で次第に面積が広くなるカタツムリ状の形状
をしている。なお、スクロール１０の代りにコレクタを
使用してもよい。
面を参照しつつ説明する。図１は本発明の遠心圧縮機の
ディフューザ部分の側断面図である。図２は図１のＡ−
Ａ矢視断面図である。図１および図２において１は羽根
付きディフューザ（ベーンドディフューザ）、２はディ
フューザ羽根である。ディフューザ入口近傍であって羽
根と羽根との間隔が最も狭くなっている場所をスロート
部１３という。３は突起であり、スロート部１３に設け
られ出没可能となっていっる。なお、羽根の断面形状は
図３（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示すように円形、楕円形また
は翼形などが好ましい。また突起３は必ずしも全てのス
ロート部１３に設ける必要はない。４は突起３を出没さ
せるアクチュエータとしてのエヤシリンダである。５は
シリンダ、６はピストン、７はピストンロッドである。
ピストンロッド７は突起３と一体に固着されている。８
は突起３を引込ませる方向にピストン６を付勢するばね
である。９は羽根車であり、１０はスクロールである。
スクロール１０は図６にスクロールｃとして示すよう
に、円周上で次第に面積が広くなるカタツムリ状の形状
をしている。なお、スクロール１０の代りにコレクタを
使用してもよい。
【００１２】コレクタは円周上のどの位置でも面積が同
じ、すなわちドーナツ状の形状をしている。１１はスク
ロール１０出口側とエヤシリンダ４の反ピストンロッド
側のポート１４とを連通する配管である。１２は遠心圧
縮機の入口側とエヤシリンダ４のピストンロッド側のポ
ート１５とを連通する配管である。１６はケーシングで
ある。突起３はケーシング１６のスロート部１３に穿設
された孔１７を通って出没するようになっている。
じ、すなわちドーナツ状の形状をしている。１１はスク
ロール１０出口側とエヤシリンダ４の反ピストンロッド
側のポート１４とを連通する配管である。１２は遠心圧
縮機の入口側とエヤシリンダ４のピストンロッド側のポ
ート１５とを連通する配管である。１６はケーシングで
ある。突起３はケーシング１６のスロート部１３に穿設
された孔１７を通って出没するようになっている。
【００１３】次に本実施形態の作用を説明する。遠心圧
縮機の吐出流量を絞って行くと吐出圧が上昇する。すな
わち、吐出圧と風量との関係は図５に示すようになって
いる。吐出量を図５のＶｃ以下まで絞って行くとサージ
ングが起る。本発明の遠心送風機では通常の運転状態で
はばね８により突起は引込んだ状態になっているが吐出
圧力が上昇すると、吐出圧力が配管１１を介してエヤシ
リンダの反ピストンロッド側に印加されているのでばね
８に抗して突起３がスロート部１３に突出することにな
る。そうするとスロート部１３を流れる空気流が絞られ
るので図５のＰｃ点を含むサージングラインは低流量側
にシフトし、遠心圧縮機は従来サージングを起していた
低流量領域でも安定した作動が可能となる。なお、突起
３は途中まで突出した状態で使用してもよい。
縮機の吐出流量を絞って行くと吐出圧が上昇する。すな
わち、吐出圧と風量との関係は図５に示すようになって
いる。吐出量を図５のＶｃ以下まで絞って行くとサージ
ングが起る。本発明の遠心送風機では通常の運転状態で
はばね８により突起は引込んだ状態になっているが吐出
圧力が上昇すると、吐出圧力が配管１１を介してエヤシ
リンダの反ピストンロッド側に印加されているのでばね
８に抗して突起３がスロート部１３に突出することにな
る。そうするとスロート部１３を流れる空気流が絞られ
るので図５のＰｃ点を含むサージングラインは低流量側
にシフトし、遠心圧縮機は従来サージングを起していた
低流量領域でも安定した作動が可能となる。なお、突起
３は途中まで突出した状態で使用してもよい。
【００１４】次に本発明の他の実施形態について図面を
参照しつつ説明する。図４は本発明の他の実施形態を示
すフローシートである。図中４はアクチュエータとして
のエヤシリンダで図１に示すものと同じである。なおピ
ストンロッド側のポート１５は大気に解放されている。
１８は制御器である。１９はスクロール１０またはコレ
クタ出口の圧力と遠心圧縮器入口側の圧力の差圧を図示
しない差圧計で検出し、その差圧計からの出力信号であ
る。２０は遠心圧縮器の回転数を検出する図示しない回
転計からの出力信号である。２１は制御器１８とエヤシ
リンダ４の反ピストンロッド側ポートとを連通する配管
である。
参照しつつ説明する。図４は本発明の他の実施形態を示
すフローシートである。図中４はアクチュエータとして
のエヤシリンダで図１に示すものと同じである。なおピ
ストンロッド側のポート１５は大気に解放されている。
１８は制御器である。１９はスクロール１０またはコレ
クタ出口の圧力と遠心圧縮器入口側の圧力の差圧を図示
しない差圧計で検出し、その差圧計からの出力信号であ
る。２０は遠心圧縮器の回転数を検出する図示しない回
転計からの出力信号である。２１は制御器１８とエヤシ
リンダ４の反ピストンロッド側ポートとを連通する配管
である。
【００１５】次に作用を説明する。制御器１８にはあら
かじめ当該遠心圧縮機の回転数毎の風圧・風量曲線（図
５参照）を記憶させておく。回転計からの回転数信号２
０が制御器１８に送られるとその回転数に相当する風圧
・風量曲線が選定される。そこで差圧計からの差圧信号
１９が制御器１８に送られると制御器１８はサージング
ラインに近いか否かを判断し、近い場合には所要の圧力
の空気を配管２１を介してエヤシリンダ４の反ピストン
ロッド側のポート１４に送る。エヤシリンダ４の反ピス
トンロッド側の圧力が高まるとばね８に抗してピストン
６が動き突起３がスロート部１３内に突出する。このよ
うな制御をすることにより広い作動回転範囲をもつ遠心
圧縮機、たとえばターボチャージャーなどについても対
応できる。
かじめ当該遠心圧縮機の回転数毎の風圧・風量曲線（図
５参照）を記憶させておく。回転計からの回転数信号２
０が制御器１８に送られるとその回転数に相当する風圧
・風量曲線が選定される。そこで差圧計からの差圧信号
１９が制御器１８に送られると制御器１８はサージング
ラインに近いか否かを判断し、近い場合には所要の圧力
の空気を配管２１を介してエヤシリンダ４の反ピストン
ロッド側のポート１４に送る。エヤシリンダ４の反ピス
トンロッド側の圧力が高まるとばね８に抗してピストン
６が動き突起３がスロート部１３内に突出する。このよ
うな制御をすることにより広い作動回転範囲をもつ遠心
圧縮機、たとえばターボチャージャーなどについても対
応できる。
【００１６】本発明は以上述べた実施形態に限定される
ものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可
能である。
ものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可
能である。
【００１７】
【発明の効果】以上述べたように本発明の遠心圧縮機は
ディフューザのスロート部に突起を出没可能に設け、通
常の運転時には引込ませておき、サージングを起すよう
な低流量域で突出させるようにしたので、簡単で安価な
構造でありながらサージングを防止し作動域を拡大する
ことができる。また、通常の運転状態では突起が引込ん
でいるので、その状態での性能が低下することもないな
ど優れた効果を有する。
ディフューザのスロート部に突起を出没可能に設け、通
常の運転時には引込ませておき、サージングを起すよう
な低流量域で突出させるようにしたので、簡単で安価な
構造でありながらサージングを防止し作動域を拡大する
ことができる。また、通常の運転状態では突起が引込ん
でいるので、その状態での性能が低下することもないな
ど優れた効果を有する。
【図１】本発明の遠心圧縮機のディフューザ部の側断面
図である。
図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】突起の変形例の断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態を示すフローシートであ
る。
る。
【図５】遠心圧縮機の一般的な風圧・風量曲線である。
【図６】羽根付きディフューザを有する遠心圧縮機の正
断面図である。
断面図である。
【図７】可変ディフューザの説明図である。
１ 羽根付きディフューザ（ベーンドディフューザ） ２ ディフューザ羽根 ３ 突起 ４ エヤシリンダ（アクチュエータ） ７ ピストンロッド ８ ばね １３ スロート部
Claims (3)
- 【請求項１】 羽根付きディフューザを有する遠心圧縮
機において、該ディフューザのスロート部に、出没可能
な突起を設けたことを特徴とする遠心圧縮機。 - 【請求項２】 上記突起の断面形状は円形，楕円形また
は翼形である請求項１記載の遠心圧縮機。 - 【請求項３】 上記突起を出没させるアクチュエータは
空気圧シリンダであって、ケーシングのスロート部分を
貫通する上記突起にピストンロッド先端が固着されてい
て、空気圧シリンダのピストンロッド側の給気ポートに
は圧縮機の入口圧力が印加されており、空気圧シリンダ
の反ロッド側の給気ポートにはディフューザ出口圧力が
印加されており、空気圧シリンダ内に突起を引込ませる
方向に付勢するばねが設けられている請求項１または請
求項２記載の遠心圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7259633A JPH09100799A (ja) | 1995-10-06 | 1995-10-06 | 遠心圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7259633A JPH09100799A (ja) | 1995-10-06 | 1995-10-06 | 遠心圧縮機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09100799A true JPH09100799A (ja) | 1997-04-15 |
Family
ID=17336785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7259633A Pending JPH09100799A (ja) | 1995-10-06 | 1995-10-06 | 遠心圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09100799A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011061816A1 (ja) * | 2009-11-17 | 2011-05-26 | トヨタ自動車株式会社 | 遠心圧縮機及びターボ過給機 |
| JP2014528044A (ja) * | 2011-09-28 | 2014-10-23 | ヌオーヴォ ピニォーネ ソシエタ ペル アチオニ | 圧縮機統合作動システム |
| CN109356886A (zh) * | 2018-12-17 | 2019-02-19 | 珠海格力电器股份有限公司 | 离心式压缩机及扩压器装置 |
| CN112112838A (zh) * | 2019-06-19 | 2020-12-22 | 开利公司 | 扩压器系统和包括其的离心压缩机 |
| US11261878B2 (en) | 2019-08-22 | 2022-03-01 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Vaned diffuser and centrifugal compressor |
| KR20230111527A (ko) | 2022-01-18 | 2023-07-25 | (주)매그플러스 | 원심 압축기 |
| EP4336052A1 (en) * | 2022-09-12 | 2024-03-13 | Hamilton Sundstrand Corporation | Variable vaneless diffuser with moving floor |
| US12135039B2 (en) | 2022-09-12 | 2024-11-05 | Hamilton Sundstrand Corporation | Variable pipe diffuser |
-
1995
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