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発明の名称 風呂装置及びその制御方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−165499(P2001−165499A)
公開日 平成13年6月22日(2001.6.22)
出願番号 特願平11−343836
出願日 平成11年12月2日(1999.12.2)
代理人 【識別番号】100094019
【弁理士】
【氏名又は名称】中野 雅房
【テーマコード(参考)】
3L024
【Fターム(参考)】
3L024 CC21 DD12 GG05 HH13 HH18 
発明者 吉田 晶 / 太田 明 / 山本 裕三 / 清水 学 / 濱田 誠
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 給湯器からの高温差し湯によって浴槽内の湯の追焚を行うと共に比較的低温の湯の落とし込みによって浴槽内に湯張りを行う風呂装置において、浴槽へ差し湯するための注湯路に、電気信号によって開閉する電磁弁と感熱部材によって開閉する感熱弁との2種類の開閉弁を設けたことを特徴とする風呂装置。
【請求項2】 前記電磁弁と前記感熱弁とは互いに並列にして注湯路に設けられていることを特徴とする、請求項1に記載の風呂装置。
【請求項3】 前記感熱弁は、注湯路に流れる湯水の温度によって感熱部材が熱的影響を受けることによって動作するものであることを特徴とする、請求項1に記載の風呂装置。
【請求項4】 請求項1に記載した風呂装置において、高温差し湯運転を行う際には、前記電磁弁を開いて注湯を開始し、このとき前記注湯路に流れる高温の湯を前記感熱弁に接触させることによって感熱弁を開き、感熱弁が開いたら電磁弁を閉じることを特徴とする風呂装置の制御方法。
【請求項5】 請求項3に記載した風呂装置において、高温差し湯運転を終了する際には、前記給湯器の燃焼運転を停止して前記注湯路に低温の水を流通させ、この低温の湯を感熱弁に接触させることによって感熱弁を閉じることを特徴とする風呂装置の制御方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高温差し湯によって浴槽内の湯の追焚を行うことができる風呂装置及びその制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】熱交換器を備えた追焚用の加熱循環回路を用いることなく、簡易に浴槽内の湯の追焚を行う方式としては、給湯器からの高温差し湯によって浴槽内の湯温を高くする方式がある。
【0003】従来にあっては、浴槽に高温差し湯するための注湯路にはパイロット式電磁開閉弁を設けてあり、この電磁開閉弁を開いて浴槽に80℃の湯を差し湯し、浴槽内の湯温が設定温度に達したら電磁開閉弁を閉じて差し湯を停止している。
【0004】このような高温差し湯方式の風呂装置では、追焚によって浴槽内の水位が上昇するので、かかる見地からは差し湯に用いる湯はできるだけ高温にして少量の湯を差し湯することが望ましい。このため、従来よりも高温の90℃くらいの高温の湯を差し湯することが望まれる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、注湯路に電磁開閉弁を用いている風呂装置では、差し湯温度が90℃の高温になると、給湯器内の熱交換器で成長した缶石が剥離して注湯路を流れるので、この缶石が電磁開閉弁のブリード孔に詰まり、電磁開閉弁が閉弁不良になるという問題が生じる。
【0006】この対策として、モータ駆動にてバルブを開閉するセラミック電動弁を採用した風呂装置がある。ところが、セラミック電動弁を用いた場合には、閉弁するためには静電容量の大きな電解コンデンサが必要で高価につき、また、モータ駆動であるため、差し湯中に停電が起きると、閉弁できなくなる欠点がある。
【0007】本発明は、上記の従来例の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、90℃くらいの高温差し湯を行っても動作不良を起こしたり、停電により閉弁できなくなったりする恐れのない風呂装置とその制御方法を提供することにある。
【0008】
【発明の開示】本発明にかかる風呂装置は、給湯器からの高温差し湯によって浴槽内の湯の追焚を行うと共に比較的低温の湯の落とし込みによって浴槽内に湯張りを行う風呂装置において、浴槽へ差し湯するための注湯路に、電気信号によって開閉する電磁弁と感熱部材によって開閉する感熱弁との2種類の開閉弁を設けたものである。ここで、感熱部材とは、熱膨張係数の大きな材料や形状記憶合金等である。また、電磁弁と感熱弁とは、例えば互いに並列にして注湯路に設けられる。
【0009】しかして、高温差し湯をする場合には、感熱弁を開いて高温の湯を浴槽に注湯することにより缶石の詰まりによる閉弁不良が起こりにくくなる。また、比較的低温の湯の落とし込みを行う場合には、電磁弁を開いて浴槽に湯を落とし込むことにより缶石の詰まりが起こりにくい状態で電磁弁を使用することができ、しかも速やかに注湯路を開閉することができる。
【0010】さらに電磁弁と感熱弁とを併用しても、セラミック電磁弁と静電容量の大きな電解コンデンサよりも安価に抑えることができる。しかも、電磁弁も感熱弁も一般に無通電時や熱的負荷を与えていない時には閉弁するので、このような常閉型の電磁弁や感熱弁を用いることにより、停電時には自然に注湯路が閉じられ、閉弁できなくなる恐れがなくなる。
【0011】また、本発明の実施形態における前記感熱弁は、注湯路に流れる湯水の温度によって感熱部材が熱的影響を受けることによって動作する。
【0012】このように感熱部材が注湯路に流れる湯水の温度によって影響を受け、感熱弁が開閉するようにすれば、感熱弁を開閉するためのヒーターが必要なく、コストを安価にすることができる。
【0013】また、本発明にかかる風呂装置の制御方法は、本発明にかかる風呂装置において、高温差し湯運転を行う際には、前記電磁弁を開いて注湯を開始し、このとき前記注湯路に流れる高温の湯を前記感熱弁に接触させることによって感熱弁を開き、感熱弁が開いたら電磁弁を閉じるようにしている。
【0014】このような風呂装置の制御方法によれば、注湯開始時に、高温の湯によって感熱弁を開くことができるので、ヒーターを備えない感熱弁を用いることができ、また電磁弁を注湯開始時に一時的に開くだけであるので、省電力化を図ることができる。
【0015】また、本発明にかかる別な風呂装置の制御方法は、注湯路に流れる湯水の温度によって感熱部材が熱的影響を受けることによって動作するようにした風呂装置において、高温差し湯運転を終了する際には、前記給湯器の燃焼運転を停止して前記注湯路に低温の水を流通させ、この低温の湯を感熱弁に接触させることによって感熱弁を閉じるようにしている。
【0016】このような風呂装置の制御方法によれば、高温差し湯の運転終了時に、感熱弁を閉じるために特別な装置が必要なく、容易に感熱弁を閉弁させることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】(第1の実施形態)図1は本発明の第1の実施形態による風呂装置の構成を示す概略図である。この風呂装置は、給湯器1と給湯器1を浴槽2等に接続するための配管部分とから構成されている。まず、給湯器1の構造から説明する。缶体3内の下部にはガスバーナー4が設けられており、ガス供給管5を通じて供給されたガスを燃焼させる。また、缶体3の底面にはガスを適正な空燃比で燃焼させるための空気を強制的に供給する送風機6が設けられ、缶体3の上面にはガスバーナー4で燃焼した排ガスを排気するための排気ダクト7が設けられている。
【0018】また、缶体3内においてガスバーナー4の上方には、通水用のパイプを蛇行状に屈曲させた熱交換器8が配設されている。熱交換器8の入水口には、上水道からの水を供給するための入水管9が接続されており、熱交換器8の出湯口には、熱交換器8で加熱された湯を出湯するための出湯管11が接続されている。入水管9には水量センサ10が設けられている。出湯管11には流量調整弁12と出湯温度センサTHが設けられており、出湯温度センサTHよりも下流側において出湯管11は浴槽2へ差し湯及び湯張りを行うための注湯管13とカランやシャワー等の出湯端末に給湯するための給湯管14とに分岐している。
【0019】注湯管13はその一部で並列な2本の分岐管13a、13bに分かれており、パイロット式電磁開閉弁15と熱動弁16(感熱弁)とが互いに並列となるよう一方の分岐管13aに電磁開閉弁15が設けられ、他方の分岐管13bに熱動弁16が設けられている。さらに、その下流側には逆止弁17が設けられ、注湯管13の先端は浴槽2のバスアダプター18に接続されている。
【0020】また、給湯管14には逆止弁19と水抜き栓20が設けられており、入水管9から分岐したバイパス管21が給湯管14の逆止弁19よりも下流部分に接続されている。なお、22はバイパス水量制御弁である。
【0021】電磁開閉弁15は、ソレノイドを励磁すると、スプリングに抗してプランジャがソレノイド内に引き込まれ、ケース内の水通路に設けられた弁座とバルブ(ダイアフラム)との間が開成されるものであり、無通電時にはスプリングによって水圧に抗してバルブと弁座の間が閉じられる。また、熱動弁16は、図2に示すように、PTCヒーター等のヒーター38に通電してピストン状の感熱部39を加熱すると、感熱部39の内部に封止されているワックス等の熱膨張係数の大きな感熱部材が膨張し、スプリング40に抗してロッド41が感熱部39から押し出され、ケース42内の水通路43に設けられた弁座44とバルブ45との間が開成されるものであり、無通電時にはスプリング40によって水圧に抗してバルブ45が閉じられる。
【0022】しかして、注湯管12の電磁開閉弁14及び熱動弁15を閉じた状態で、カラン等の出湯端末が開栓されると、水量センサ10が入水管9に最低作動流量以上の水が流れていることを検出した時にガスバーナー4が燃焼を開始し、熱交換器8で加熱された湯が出湯管11へ出湯される。出湯管11へ出湯された湯は給湯管14へ流れ、バイパス管21を通って給湯管14へ流れ込んだ水と混合された後、カラン等の出湯端末から吐出される。
【0023】また、浴槽2内に高温(90℃)の湯を差し湯して浴槽2内の湯を追い焚きする場合には、図3のフロー図に示すように、リモコンの追焚スイッチをオンにし(ステップS1)、熱動弁16のヒーター38に通電して(ステップS2)熱動弁16のみを開く。熱動弁16が開くと、水量センサ10が入水管9に最低作動流量以上の水が流れているのを検出した時に(ステップS3)ガスバーナー4が燃焼を開始し、熱交換器8で加熱された高温の湯が出湯管11へ出湯される(ステップS4)。出湯管11へ出湯された高温の湯は熱動弁16を通って注湯管13を流れ、バスアダプター18から浴槽2に注湯される。
【0024】逆に、高温差し湯を停止する場合には、図4のフロー図に示すように、追焚スイッチをオフにして(ステップS6)熱動弁16のヒーター38への通電を停止し(ステップS7)、熱動弁16が閉じて給湯器1の流量が最低作動流量以下になると(ステップS8)、給湯器1が燃焼を停止し、追焚運転を完了する(ステップS9)。
【0025】このように高温差し湯の場合には、熱動弁16を通して90℃といった高温の湯が流れるので、電磁開閉弁15を用いる場合のように缶石詰まりで閉弁不良が起きる恐れがない。また、セラミック電動弁のように高価な電解コンデンサも必要ない。さらに、高温差し湯を行っている時に停電が起こっても、熱動弁16はスプリング40によってバルブ45が閉じられるので閉弁できなくなることもない。
【0026】つぎに、空の浴槽2内に比較的低温(例えば、40数℃)の湯を落とし込んでお湯張りする場合には、図5のフロー図に示すように、リモコンのお湯張りスイッチをオンにし(ステップS11)、電磁開閉弁15に通電して電磁開閉弁15のみを開く(ステップS12)。電磁開閉弁15が開くと、水量センサ10が入水管9に最低作動流量以上の水が流れているのを検出した時に(ステップS13)ガスバーナー4が燃焼を開始し、熱交換器8で加熱された湯が出湯管11へ出湯される。出湯管11へ出湯された湯は電磁開閉弁15を通って注湯管13を流れ、バスアダプター18から浴槽2に落とし込まれてお湯張りが開始する(ステップS14)。
【0027】逆に、浴槽2への湯の落とし込みを停止する場合には、図6のフロー図に示すように、お湯張りスイッチをオフにし(ステップS16)、電磁開閉弁15への通電を停止して電磁開閉弁15を閉じて(ステップS17)お湯張りを完了する(ステップS18)。
【0028】このように比較的低温の湯を浴槽2内に落とし込む場合には、電磁開閉弁15を用いても缶石詰まりが起きる恐れがなく、しかも電磁開閉弁15は熱動弁16と比較してレスポンスが良好である。また、セラミック電動弁のように高価な電解コンデンサも必要ない。さらに、湯張りを行っている時に停電が起こっても、電磁開閉弁15はスプリング32によってバルブ37が閉じられるので閉弁できなくなることもない。
【0029】よって、このような風呂装置によれば、缶石詰まりによって閉弁不良が起きることもなく、また停電時にも確実に注湯管13を閉弁することができる。また、セラミック電動弁及び静電容量の大きな電解コンデンサに比較して、電磁開閉弁及び能動弁の方が部品コストが安価となる。
【0030】(第2の実施形態)第2の実施形態もほぼ第1の実施形態と同様な構造を有しているが、第1の実施形態において電磁開閉弁15と熱動弁16を並列にしていた部分(第1図のA部分)を図7のような構造に変更している。
【0031】すなわち、この実施形態でもパイロット式電磁開閉弁15と熱動弁46とは、互いに並列となるようにしてそれぞれ分岐管13aと13bに設けられている。しかし、この実施形態の熱動弁46はヒータへの通電によって感熱部を加熱するものではなく、注湯管13に流れる湯の熱によって感熱部47を加熱するようにしている。すなわち、この熱動弁46の構造は図8に示すようになっており、ピストン状の感熱部47が加熱されると、感熱部47の内部に封止されているワックス等の熱膨張係数の大きな感熱部材が膨張し、スプリング48に抗してロッド49が感熱部47から押し出され、ケース50内の水通路51に設けられた通水孔52とバルブ53との間が開成されるものである。
【0032】熱動弁46のバルブ53は、電磁開閉弁15と並列となるように分岐管13bに設けられているが、その感熱部47は分岐部13aと13bとの分岐点よりも上流側において注湯管13を流れる湯と接するように設けられている。また、熱動弁46のバルブ53は、感熱部47が高温の湯(90℃)に触れたときに開き、湯張り用の比較的低温の湯では開かないようにスプリング力などを調整されている。
【0033】しかして、浴槽2内に高温(90℃)の湯を差し湯して浴槽2内の湯を追い焚きする場合には、図9のフロー図に示すように、リモコンの追焚スイッチをオンにして(ステップS21)電磁開閉弁15を開く(ステップS22)。電磁開閉弁15が開くと、水量センサ10が入水管9に最低作動流量以上の水が流れているのを検出した時に(ステップS23)ガスバーナー4が燃焼を開始し、熱交換器8から90℃の高温の湯の出湯が開始され(ステップS24)、出湯管11へ出湯された高温の湯は電磁開閉弁15を通って注湯管13を流れる。
【0034】この結果、熱動弁46の感熱部47が高温の湯に触れ、感熱部47が90℃になると熱動弁46のバルブ53が開き(ステップS26)、高温の湯は熱動弁54を通って注湯管13を流れるので、出湯温度センサTHが90℃の温度を検出すると(ステップS25)、電磁開閉弁15を無通電にして電磁開閉弁15を閉じ(ステップS27)、そのまま高温差し湯を継続する(ステップS28)。
【0035】高温差し湯を終了する場合には、図10のフロー図に示すように、追焚スイッチをオフにして(ステップS31)熱交換器8からの出湯温度を下げると(ステップS32)、感熱部47の温度が下がるので、熱動弁46が閉じ、給湯器1の流量が最低作動流量以下になると(ステップS33)、給湯器1が燃焼を停止し、追焚運転が完了する(ステップS34)。停電の場合にも高温の湯が水に変わるので、その水の冷却効果によって感熱部47の温度が下がり、熱動弁46が速やかに閉じる。
【0036】つぎに、空の浴槽2内に比較的低温(例えば、40数℃)の湯を落とし込んでお湯張りする場合には、注湯管13の電磁開閉弁15に通電して電磁開閉弁15のみを開く。電磁開閉弁15が開くと、水量センサ10が入水管9に最低作動流量以上の水が流れているのを検出した時にガスバーナー4が燃焼を開始し、熱交換器8で加熱された湯が出湯管11へ出湯される。出湯管11へ出湯された湯は電磁開閉弁15を通って注湯管13を流れ、バスアダプター18から浴槽2に落とし込まれる。このときにも、熱動弁46の感熱部47は注湯路13内の湯に接触するが、湯温が低いので熱動弁46は閉じたままに保たれる。(図5参照)
【0037】湯張りを終了する場合には、電磁開閉弁15への通電を停止する。停電の場合にも電磁開閉弁15に通電されなくなるので、電磁開閉弁15が閉じる。(図6参照)
【0038】上記のように、この実施形態にあっても、電磁開閉弁15及び熱動弁46は第1の実施形態と同様な動作をするので、第1の実施形態と同様な作用効果を奏する。すなわち、このような風呂装置によれば、缶石詰まりによって閉弁不良が起きることもなく、また停電時にも確実に注湯管13を閉弁することができる。また、セラミック電動弁及び静電容量の大きな電解コンデンサに比較して、電磁開閉弁15及び能動弁46の方が部品コストが安価となる。更に、熱動弁46を開く際には、最初に電磁開閉弁15のソレノイド31に通電するだけでよいので、省電力を図れる。
【0039】図11は図7に示したような構成の第2の実施形態に用いることができる別な構造の熱動弁46の構造を示す概略断面図である。この熱動弁46にあっては、分岐管13aと分岐管13bとの近傍で分岐管13bの端にケース54が設けられており、ケース54の上面には注湯管13及び分岐管13aに連通する通水孔55が開口され、下面には分岐管13bと連通した開口56があけられている。また、通水孔55の下面に設けられたバルブ57はケース54の底面との間に介装されたバイアスバネ58によって通水孔55の縁に押圧され、通水孔55を閉じている。一方、バルブ57の上面と注水管13の内壁面との間に形状記憶合金によって作製されたバネ59が介装されている。この形状記憶合金バネ59は90℃に変態点を設定されており、90℃よりも低い温度では収縮し、90℃以上の温度では伸張するように記憶付けされている。従って、熱動弁46のバルブ57は、通常はバイアスバネ58によって閉じられているが、高温差し湯時に形状記憶合金バネ59が高温の湯に触れると伸張し、バルブ57が強制的に開かれる。また、形状記憶合金バネ59の温度が90℃よりも下がると、再びバイアスバネ58の弾性力によってバルブ57が閉じられる。
【0040】よって、このような熱動弁46を用いても第2の実施形態の作用効果を実現することができる。
【0041】図12に示すものは、形状記憶合金バネ59を用いたさらに別な構造の熱動弁46を示している。この熱動弁46にあっては、バルブ57が分岐管13b側の背圧によって閉じにくくなるのを防止するため、バルブ57の中央部に通孔60をあけ、通孔60から湯が流通できるようにしている。
【0042】一方、分岐管13bをつなぐための開口56をケース54の側面に設け、バルブ57の下面と対向させてケース54の底面から円柱ガイド61を突出させると共にバルブ57の下面から垂下させた円筒体62を円柱ガイド61に摺動自在に嵌合させ、円柱ガイド61の外周面と円筒体62の内周面との間をパッキン63で水密的に封止し、バルブ57の通孔60を通して分岐管13a側と分岐管13b側とで水漏れが生じるのを防いでいる。
【0043】このような構造の熱動弁によれば、バルブ57の両面に同じ水圧が加わるので、バルブ57が閉じ易くなり、バイアスバネ58もバルブ57を閉じておくのに必要最低限のバネ定数のものを用いることができる。
【0044】(第3の実施形態)第3の実施形態もほぼ第1の実施形態と同様な構造を有しているが、第1の実施形態において電磁開閉弁15と熱動弁16を並列にしていた部分(第1図のA部分)を図13のような構造に変更している。
【0045】すなわち、この実施形態でもパイロット式電磁開閉弁15と熱動弁71とは、互いに並列となるようにしてそれぞれ分岐管13aと13bに設けられている。この実施形態の熱動弁71は、感熱部47を加熱するためのPTCヒーター等のヒータ72を備えており、さらに、分岐管13bに流れる湯の熱によって感熱部47を加熱するようにしている。すなわち、この熱動弁71の構造は図14に示すようになっており、ピストン状の感熱部47が加熱されると、感熱部47の内部に封止されているワックス等の熱膨張係数の大きな感熱部材が膨張し、スプリング48に抗してロッド49が感熱部47から押し出され、ケース50内の水通路51に設けられた通水孔52とバルブ53との間が開成されるものである。
【0046】熱動弁71のバルブ53は、電磁開閉弁15と並列となるように分岐管13bに設けられており、その感熱部47も分岐管13bのうちバルブ53よりも上流側において分岐管13bを流れる湯と接するように設けられている。また、熱動弁71のバルブ53は、ヒーター72で加熱されたとき、あるいは感熱部47が高温の湯(90℃)に触れたときに開き、湯張り用の比較的低温の湯では開かないようにスプリング力等を調整されている。
【0047】しかして、浴槽2内に高温(90℃)の湯を差し湯して浴槽2内の湯を追い焚きする場合には、図15のフロー図に示すように、リモコンの追焚スイッチをオンにし(ステップS41)、熱動弁71のヒーター72に通電して(ステップS42)感熱部47を加熱し、バルブ53を開く。熱動弁71のバルブ53が開くと、水量センサ10が入水管9に最低作動流量以上の水が流れているのを検出した時に(ステップS43)ガスバーナー4が燃焼を開始し、熱交換器8で加熱された高温の湯が出湯管11へ出湯され(ステップS44)、出湯管11へ出湯された高温の湯は熱動弁71を通って注湯管13を流れる。熱動弁46の感熱部47が高温の湯に触れるとヒーター72をオフにしても湯温で熱動弁46が開状態に保たれるので、出湯温度センサTHが90℃の温度を検出すると(ステップS45)、ヒーター72の通電を停止し(ステップS46)、そのままの状態で高温差し湯を継続する(ステップS47)。
【0048】高温差し湯を終了する場合には、図16のフロー図に示すように、追焚スイッチをオフにして(ステップS51)熱交換器8からの出湯温度を下げると(ステップS52)、感熱部47の温度が下がるので、熱動弁71が閉じ、給湯器1の流量が最低作動流量以下になると(ステップS53)、給湯器1が燃焼を停止し、追焚運転が完了する(ステップS71)。停電の場合には高温の湯が水に変わるので、その水の冷却効果によって感熱部47の温度が下がり、速やかに熱動弁71が閉じる。
【0049】つぎに、空の浴槽2内に比較的低温(例えば、40数℃)の湯を落とし込んでお湯張りする場合には、注湯管13の電磁開閉弁15に通電して電磁開閉弁15のみを開く。電磁開閉弁15が開くと、水量センサ10が入水管9に最低作動流量以上の水が流れているのを検出した時にガスバーナー4が燃焼を開始し、熱交換器8で加熱された湯が出湯管11へ出湯される。出湯管11へ出湯された湯は電磁開閉弁15を通って注湯管13を流れ、バスアダプター18から浴槽2に落とし込まれる。このときにも、熱動弁71の感熱部47は注湯路13内の湯に接触するが、湯温が低いので熱動弁71は閉じたままに保たれる。(図5参照)
【0050】湯張りを終了する場合には、電磁開閉弁15への通電を停止する。停電の場合にも電磁開閉弁15に通電されなくなるので、電磁開閉弁15が閉じる。(図6参照)
【0051】上記のように、この実施形態にあっても、電磁開閉弁15及び熱動弁71は第1の実施形態と同様な動作をするので、第1の実施形態と同様な作用効果を奏する。すなわち、このような風呂装置によれば、缶石詰まりによって閉弁不良が起きることもなく、また停電時にも確実に注湯管13を閉弁することができる。また、セラミック電動弁及び静電容量の大きな電解コンデンサに比較して、電磁開閉弁15及び能動弁71の方が部品コストが安価となる。更に、熱動弁71を開く際には、最初にヒーター72に通電するだけでよいので、省電力を図れる。
【0052】なお、上記実施形態においては、高温の湯を90℃の湯としたが、これに限定されるものではなく、例えば60℃以上のような風呂に落とし込む温度として通常より高温の温度によって差し湯される場合も含まれる。




 

 


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