(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体燃料を気化した気化ガスを燃焼させるバーナと、一端に液体燃料のノズル部、他端に燃料供給口を備えた略扁平状の気化室と、加熱ヒータとを備え、前記略扁平状の気化室を両面から加熱ヒータにより加熱するように構成した液体燃料燃焼装置。
【請求項２】
複数の加熱ヒータを備え、第１の加熱ヒータを気化室の一面に、第２の加熱ヒータを前記気化室の他面に接するように構成した請求項１記載の液体燃料燃焼装置。
【請求項３】
バーナの燃焼熱を気化室に伝熱する伝熱体と、複数の加熱ヒータを備え、前記気化室の一面は前記伝熱体と第１の加熱ヒータに接し、他面は第２の加熱ヒータに接するように構成した請求項１記載の液体燃料燃焼装置。
【請求項４】
バーナの燃焼熱を気化室に伝熱する伝熱体と、複数の加熱ヒータを備え、前記気化室と前記伝熱体の間に前記加熱ヒータを配設した請求項１記載の液体燃料燃焼装置。
【請求項５】
気化室のノズル部側の温度を燃料供給口側の温度より高くなるようにした請求項１ないし４のいずれか１項に記載の液体燃料燃焼装置。
【請求項６】
伝熱体を気化室のノズル部側に配設した請求項３ないし５のいずれか１項に記載の液体燃料燃焼装置。
【請求項７】
気化室のノズル部側に気化室とノズル部を連通する複数の気化ガス通路を備えた請求項１ないし６のいずれか１項に記載の液体燃料燃焼装置。
【請求項８】
気化室内に金属の多孔体からなる気化素子または線材からなる気化素子のいずれかを備えた請求項１ないし７のいずれか１項に記載の液体燃料燃焼装置。
【請求項９】
加熱ヒータを薄膜の金属材料で構成した請求項１ないし８のいずれか１項に記載の液体燃料燃焼装置。
【請求項１０】
ノズル部側の加熱ヒータの発熱密度を燃料供給口側より高くした請求項９記載の液体燃料燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体燃料燃焼装置の特に気化部に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の液体燃料燃焼装置は特開平８−６８５０９号公報に記載されているようなものが知られていた。これを図９を用いて説明する。
【０００３】
図中、１は気化器でその上部に円形のバーナ受け座２を設け、前記バーナ受け座２のほぼ中央にノズル部３を配置し、バーナ受け座２とノズル部３の間に燃焼用空気を供給する開口部４を設けてある。そしてノズル部３に連通する連通口５を介して円筒状の気化室６を形成し、気化室６内には燃料の気化を促進するための気化素子７が、またノズル部３の反対側の端部には燃料を供給する給油口８が設けてある。そして気化器１の気化室６の反対側のバーナ受け座２の下側の約半周に沿うようにＵ字型のヒータ９が配設してある。１０は混合管で多数の炎孔１１を穿設した燃焼部１２とともにバーナ受け座２の上部に載置してある。
【０００４】
上記構成において、ヒータ９により所定温度まで気化器１が加熱されると給油口８を介して液体燃料は燃料供給手段１３により供給され、高温に加熱された気化素子７内で燃料が気化を開始する。気化室６で気化した気化ガスは連通口５を介してノズル部３より混合管１０内に噴出する。噴出した気化ガスはエゼクタ効果により燃焼用の１次空気を吸引し混合管１０内で混合されて混合気となり燃焼部１２に穿設した炎孔１１より噴出して燃焼する。そして燃焼により発生した燃焼排ガスは空気と混合して温風となり暖房等に使用される。燃焼を開始すると燃焼熱でバーナ受け座２に形成した受熱フランジ２ａを介して気化室６を加熱するため、ヒータ９による加熱が不要となり、自己の燃焼熱で燃料を気化しながら燃焼を継続するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平８−６８５０９号公報に記載されている構成の燃焼装置では、燃焼開始時に気化器１を加熱するためにヒータ９を使用し、ヒータ９で発生した熱を気化器１の金属部を介して燃料を気化するための気化素子７を加熱する間接加熱方式になっている。したがってヒータ９に通電してから気化素子７が燃料の気化可能温度に到達するまでの時間が長くなると言う課題があった。
【０００６】
また、燃料を気化する気化素子７が円柱状であるために内部の温度が上がり難く長期間保管され酸化した変質灯油や高沸点の異種油成分を含む燃料を使用した際に燃料を完全に気化させることができず、気化素子７内にタール成分が生成し目詰まりによって燃焼不良を生ずる可能性があった。
【０００７】
そこで、本発明はこのような従来からの課題を解決して燃料を短時間で気化し、しかもタールの目詰まりによる燃焼不良を少なくするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、液体燃料を気化した気化ガスを燃焼させるバーナと、一端に液体燃料のノズル部、他端に燃料供給口を備えた略扁平状の気化室と、加熱ヒータとを備え、前記略扁平状の気化室を両面から加熱ヒータにより加熱するように構成したものである。
【０００９】
本発明によれば、加熱された気化室に供給された液体燃料は燃料供給口側より気化室内を移動拡散し、徐々に加熱されながら気化ガスとなってノズル部より噴出しバーナで燃焼するが、気化室を加熱ヒータによって両面から加熱されるために、燃焼開始時に加熱ヒータに通電してから気化室内が燃料気化可能温度に到達する時間が短縮できる。また、気化室が略扁平状に構成してあるために気化室の内部まで高温に加熱することが可能となり、長期間保管され酸化した変質灯油や高沸点の異種成分が混入し沸点が高くなった液体燃料も気化することができ、タール化を抑制することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は各請求項に記載の形態にすることによって、実施できるものである。すなわち、本発明の請求項１にかかる液体燃料燃焼装置は、液体燃料を気化した気化ガスを燃焼させるバーナと、一端にノズル部、他端に液体燃料の燃料供給口を備えた略扁平状の気化室と、加熱ヒータとを備え、前記略扁平状の気化室を両面から加熱ヒータによって加熱するように構成したものであり、加熱された気化室に供給された燃料は燃料供給口側より気化室内を移動拡散し、徐々に加熱されながら気化ガスとなってノズル部より噴出しバーナで燃焼するが、気化室を加熱ヒータによって両面から加熱されるために、燃焼開始時に加熱ヒータに通電してから気化室内が燃料気化可能温度に到達する時間が短縮できる。また、気化室が略扁平状に構成してあるために気化室の内部まで高温に加熱することが可能となり、長期間保管され酸化した変質灯油や高沸点の異種成分が混入し沸点が高くなった液体燃料も気化することができ、タール化を抑制することができる。
【００１１】
また、本発明の請求項２にかかる液体燃料燃焼装置は、複数の加熱ヒータを有し、第１の加熱ヒータを気化室の一面に、第２の加熱ヒータを前記気化室の他面に接するように構成したものであり、それぞれの加熱ヒータが直接気化室を加熱するために燃焼開始時に加熱ヒータに通電してから気化室内が燃料気化可能温度に到達する時間が短縮できる。また、気化室を加熱ヒータで両面から加熱することにより沸点が高くなった燃料も気化することができる。
【００１２】
また、本発明の請求項３にかかる液体燃料燃焼装置は、バーナの燃焼熱を気化室に伝熱する伝熱体と複数の加熱ヒータを備え、気化室の一面は前記伝熱体と第１の加熱ヒータに接し、他面は第２の加熱ヒータに接するように構成したものであり、予熱時に気化室を両面から加熱することができるとともに、燃焼時には燃焼熱で気化室を加熱することができる。
【００１３】
また、本発明の請求項４にかかる液体燃料燃焼装置は、バーナの燃焼熱を気化室に伝熱する伝熱体と複数の加熱ヒータを備え、気化室と伝熱体との間に加熱ヒータを配設する構成にしたものであり、予熱時に気化室を両面から加熱することができるとともに、燃焼時には加熱ヒータを介して燃焼熱で気化室を加熱することができる。
【００１４】
また、本発明の請求項５にかかる液体燃料燃焼装置は、気化室のノズル部側の温度を燃料供給口側の温度より高くしたものであり、燃料を温度の低い燃料供給側より低沸点成分を気化し、温度の高いノズル部側に移動するに従い高沸点成分が気化することにより、燃料の気化によって生成するタールが分散して蓄積するために目詰まりによる燃焼不良を抑制することができる。
【００１５】
また、本発明の請求項６にかかる液体燃料燃焼装置は、伝熱体を気化室のノズル部側に配設したものであり、燃焼時にバーナの燃焼熱を気化室のノズル側に多く伝熱することにより、ノズル部側の温度を燃料供給口側より高くすることができる。
【００１６】
また、本発明の請求項７にかかる液体燃料燃焼装置は、気化室のノズル部側に気化室とノズルを連通する複数の気化ガス通路を設けた構成にしたものであり、一つの通路がタール等により閉塞されても他の通路により気化ガスが移動できるために、気化ガス通路のタールの生成による目詰まりを防止し、燃焼不良を抑制することができる。
【００１７】
また、本発明の請求項８にかかる液体燃料燃焼装置は、気化室内に金属の多孔体からなる気化素子または線材からなる気化素子を設けたものであり、気化室内に熱伝導の良い多孔性の気化素子を設けることにより、気化素子の内部まで高温化できるとともに、気化素子の細孔の毛細管現象によって燃料が効果的拡散することと、細孔表面で気化するために気化面積が広くなりタールが分散して生成することから気化素子への目詰まりを抑制することができる。
【００１８】
また、本発明の請求項９にかかる液体燃料燃焼装置は、加熱ヒータを薄膜状のヒータ材料で構成したものであり、気化室と伝熱体との距離が短かくなり、伝熱効率が高く気化室を加熱できるため消費電力を低減することができる。
【００１９】
また、本発明の請求項１０にかかる液体燃料燃焼装置は、加熱ヒータのノズル側の発熱密度を燃料供給口側より高くしたものであり、これにより気化室のノズル側の温度を燃料供給口側より高くすることができる。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明の具体的な実施例について図面を用いて説明する。
【００２１】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１においける液体燃料燃焼装置を示す要部断面図、図２は同液体燃焼装置の気化部の上面図、図３は同液体燃焼装置の気化部の下面図である。
【００２２】
図１〜図３において、２１は気化部で、その上部に円形のバーナ受け座２２を設け、前記バーナ受け座２２のほぼ中央にノズル部２３を配置しバーナ受け座２２とノズル部２３の間に燃焼用空気が流入する開口部２４が設けてある。２５は気化室で一端が気化ガス通路２６を介しノズル部２３と連通し、他端に燃料供給口２７が設けてある。２８は気化室２５内に設けてある気化素子、２９ａ、２９ｂは加熱ヒータで、気化室２５を両面から挟むように設けてある。３０はノズル部２３の上方に位置しバーナ受け座２２に載置した混合管、３１は下部周壁に多数の炎孔部３２を穿設したバーナ部である。３３は燃料を気化部２１に供給する燃料ポンプ、３４はノズル部２３を開閉するニードル、３５はニードル３４を駆動するソレノイドである。
【００２３】
次に動作、作用について説明すると、加熱ヒータ２９ａ、２９ｂに通電し、気化室２５が所定の温度に到達すると、燃料ポンプ３３が起動し、燃料を燃料供給口２７から気化室２５内に供給する。燃料供給口２７より気化室２５内に供給された燃料は多孔を有する気化素子２８の細孔内をノズル部側に向かって加熱されながら拡散移動し燃料中の低沸点成分から気化し液体から気体になり気化ガスとなって気化ガス通路２６を経由してノズル部２３より噴出する。気化ガスがノズル部２３より噴出する際にエゼクタ効果により開口部２４より１次空気を吸入し混合管３０内で気化ガスと混合しながらバーナ部３１内を経由して炎孔部３２で燃焼する。
【００２４】
本実施例において、気化室２５を加熱ヒータ２９ａ、２９ｂによって両面から直接加熱していることと、気化室２５が扁平状であるために、運転開始時に加熱ヒータ２９ａ、２９ｂに通電を開始してから気化室２５が燃料の気化が可能な所定の温度に到達する時間は、従来より大幅に短縮することができる。
【００２５】
また、燃料が気化室２５内で気化する過程において、気化室２５および内蔵された気化素子２８内の燃料の拡散通路に温度の低い部分が存在すると燃料の一部が気化室２５内で気化を完了せず、下流のノズル部２３で気化するために生成したタールがノズル部２３の気化ガス噴出孔を閉塞し燃焼量の低下を生ずるが、本実施例の構成によれば気化室２５を加熱ヒータ２９ａ、２９ｂによって両面から直接加熱していることと、気化室２５が扁平状であるために気化室２５、および気化素子２８の内部まで略均一に加熱され低温部が生じないために燃料は気化室２５内で気化を完了させることができる。
【００２６】
ここで気化素子２８は、気化室２５が両面から加熱されるために、セラミック等の比較的熱伝導率の悪い材料で構成されていても内部まで加熱できるが、熱伝導の良い金属材料で構成することによりさらに内部まで高温化が可能となり、燃料の気化を促進することができる。
【００２７】
また、気化素子２８を多孔体や、金網のように金属線からなる材料で構成することにより、燃料と接触面積が拡大することが可能となり、気化面積が拡大することによって、気化を促進することができる。
【００２８】
（実施例２）
図４は本発明の実施例２における液体燃料燃焼装置を示す要部縦断面図である。
【００２９】
本実施例２において、実施例１と異なる点は、二つの加熱ヒータ２９ａ，２９ｂを備え気化室２５の上面は伝熱体２２ａと第１の加熱ヒータ２９ａに接し、下面は第２の加熱ヒータ２９ｂに接する構成にした点である。
【００３０】
なお、実施例１と同一符号のものは同一構造であり、説明は省略する。
次に動作、作用を説明すると、加熱ヒータ２９ａ、２９ｂに通電し、気化室２５が所定の温度に到達すると、燃料ポンプ（図示せず）が起動し、燃料を燃料供給口２７から気化室２５内に供給する。燃料供給口２７より気化室２５内に供給された燃料は多孔を有する気化素子２８の細孔内をノズル部側に向かって加熱されながら拡散移動し燃料中の低沸点成分から気化し液体から気体になり気化ガスとなって気化ガス通路２６を経由してノズル部２３より噴出する。
【００３１】
運転開始時に扁平状の気化室２５を第１の加熱ヒータ２９ａと第２の加熱ヒータ２９ｂで挟むように両面から加熱するために、通電から気化室２５が燃料の気化可能な温度に到達するまでの時間を短縮することができる。
【００３２】
また、燃焼時は受熱壁２２ｂで受熱した熱はバーナ受け座２２、伝熱体２２ａを経由して気化室２５の上面を加熱するために燃料の気化に必要な消費電力を低減することができる。
【００３３】
（実施例３）
図５は本発明の実施例３における液体燃料燃焼装置を示す要部縦断面図である。
【００３４】
本実施例３において、実施例１と異なる点は、伝熱体２２ａと二つの加熱ヒータ２９ａ，２９ｂを備え、気化室２５と伝熱体２２ａの間に挟むように加熱ヒータ２９ａ、２９ｂを設けた構成にした点である。
【００３５】
なお、実施例１と同一符号のものは同一構造であり、説明は省略する。
次に動作、作用を説明すると、加熱ヒータ２９ａ、２９ｂに通電し、気化室２５が所定の温度に到達すると、燃料ポンプ（図示せず）が起動し、燃料を燃料供給口２７から気化室２５内に供給する。燃料供給口２７より気化室２５内に供給された燃料は多孔を有する気化素子２８の細孔内をノズル部側に向かって加熱されながら拡散移動し燃料中の低沸点成分から気化し液体から気体になり気化ガスとなって気化ガス通路２６を経由してノズル部２３より噴出する。
【００３６】
運転開始時に扁平状の気化室２５を第１の加熱ヒータ２９ａと第２の加熱ヒータ２９ｂで挟むように両面から加熱するために、通電から気化室２５が燃料の気化可能な温度に到達するまでの時間を短縮することができる。
【００３７】
また、燃焼時は受熱壁２２ｂで受熱した熱はバーナ受け座２２、伝熱体２２ａを経由して加熱ヒータ２９を介して気化室２５を加熱するために燃料の気化に必要な消費電力を低減することができる。
【００３８】
この時に加熱ヒータ２９を薄膜の金属材料で構成することにより、伝熱体２２ａと気化室２５の距離が短縮し、伝熱体２２ａから気化室２５への伝熱を効率良くすることができる。
【００３９】
また、加熱ヒータ２９ａ、２９ｂの発熱密度を気化室２５のノズル部２３側を密に、燃料供給口２７側を粗にすることによって、気化室２５のノズル部２３側の温度を燃料供給口２７側より高くすることができる。
【００４０】
（実施例４）
図６は本発明の実施例４における液体燃料燃焼装置を示す要部縦断面図である。
【００４１】
本実施例４において、実施例３と異なる点は、伝熱体２２ａを気化室２５のノズル部２３側に設けた構成にした点である。
【００４２】
なお、実施例１と同一符号のものは同一構造であり、説明は省略する。
次に動作、作用を説明すると、加熱ヒータ２９ａ、２９ｂに通電し、気化室２５が所定の温度に到達すると、燃料ポンプ（図示せず）が起動し、燃料を燃料供給口２７から気化室２５内に供給する。燃料供給口２７より気化室２５内に供給された燃料は多孔を有する気化素子２８の細孔内をノズル部２３側に向かって加熱されながら拡散移動し燃料中の低沸点成分から気化し液体から気体になり気化ガスとなって気化ガス通路２６を経由してノズル部２３より噴出し、バーナ部（図示せず）で燃焼する。
【００４３】
燃焼中は受熱壁２２ｂで受熱した熱はバーナ受け座２２、伝熱体２２ａを経由して加熱ヒータ２９ａ、２９ｂを介して気化室２５を加熱するが伝熱体２２ａが気化室２５のノズル部２３側に設けてあるために、気化室２５の温度はノズル部２３側が高く燃料供給口２７が低くなる。燃料供給口２７から供給された燃料は温度の低い燃料供給口２７側より低沸点成分が気化を開始し、高温のノズル部２３側に移動するに従い順次高沸点成分が気化することによって、燃料は気化室２５内のほぼ全域で気化するために、燃料の気化によって生じるタール成分の蓄積が分散され局部的な目詰まりを発生することなく長時間安定して気化ガスを得ることができる。したがって気化室２５の温度が燃料供給口２７側からノズル部２３側まで均一、または燃料供給口２７側が高い場合に生ずるタールが燃料供給口２７側に集中して蓄積し燃料の供給を阻害するようなことがない。
【００４４】
（実施例５）
図７は本発明の実施例５における液体燃料燃焼装置を示す要部縦断面図である。
【００４５】
本実施例５において、実施例４と異なる点は、気化室２５とノズル部２３を連通する気化ガス通路２６を複数個設けた構成とした点である。
【００４６】
なお、実施例１と同一符号のものは同一構造であり説明は省略する。
次に動作、作用について説明すると、気化室２５の燃料供給口２７から供給された燃料は加熱された気化室２５内をノズル部２３側に向かって加熱されながら拡散移動して気化するが、長期間保管され酸化した変質灯油や高沸点の異種成分が混入し沸点が非常に高くなった液体燃料を使用した際に気化室２５内で気化が完了せず下流側の気化ガス通路２６近傍で気化しタールが蓄積し気化ガス通路２６を閉塞する場合があるが、本実施例によれば気化ガス通路２６が複数個設けてあるために、１個の気化ガス通路２６が閉塞しても残された他の通路を気化ガスが通過することによって燃焼の供給を阻害することがない。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１にかかる液体燃料燃焼装置は、略扁平状の気化室を両面から加熱ヒータにより加熱しているので、運転開始時に加熱ヒータに通電してから気化室が燃料の気化温度に到達するまでの時間が短縮され、燃焼待ち時間が短いという効果と、気化室の内部まで加熱できることから低温部がないために燃料の気化が促進されタールの生成を抑制できるという効果がある。
【００４８】
また、請求項２にかかる液体燃料燃料装置は、複数の加熱ヒータにより気化室を挟むように構成しているので、気化室への熱伝導が良く運転開始時に加熱ヒータに通電してから気化室が燃料の気化温度に到達するまでの時間が短縮できるとともに、気化室の内部まで加熱できるという効果がある。
【００４９】
また、請求項３にかかる液体燃料燃焼装置は、気化室の一面をバーナの燃焼熱を気化室に伝熱する伝熱体と加熱ヒータで加熱し、他面を加熱ヒータで加熱することにより、気化室が燃料の気化温度に到達するまでの時間が短縮できるとともに、燃焼時の消費電力を低減することができるという効果がある。
【００５０】
また請求項４にかかる液体燃料燃焼装置は、加熱ヒータを伝熱体と気化室で挟むように配設した構成とすることによって、運転開始時は加熱ヒータ、燃焼時は燃焼熱で気化室を両面から加熱し、気化室が燃料の気化温度に到達するまでの時間が短縮できるとともに、燃焼時の消費電力を低減することができるという効果がある。
【００５１】
また、請求項５にかかる液体燃料燃焼装置は、気化室のノズル部側の温度を燃料供給口側の温度より高くなるようにすることによって、燃料が気化室のほぼ全体で気化するために、気化によって生じるタールが分散されて蓄積しタールによる気化室の目詰まりを抑制するという効果がある。
【００５２】
また、請求項６にかかる液体燃料燃焼装置は、伝熱体を気化室のノズル部側に配設した構成とすることにより、気化室のノズル部側の温度を燃料供給口側の温度より高くすることができる。
【００５３】
また、請求項７にかかる液体燃料燃焼装置は、気化室とノズル部を連通する気化ガス通路を複数個備えた構成とすることによって、１個の気化ガス通路がタールで閉塞しても他の気化ガス通路で気化室とノズル部を連通し、タール詰まりによる燃焼不良を抑制することができる。
【００５４】
また、請求項８にかかる液体燃料燃焼装置は、気化室内に設けた気化素子を金属の多孔体または線材で構成することによって気化素子の熱伝導と気化面積の拡大を図り、燃焼の気化を促進することができる。
【００５５】
また、請求項９にかかる液体燃料燃焼装置は、加熱ヒータを薄膜の金属材料で構成することによって、伝熱体と気化室の距離が短縮し、伝熱体から気化室への伝熱を効率良くすることが可能となり、気化室との伝熱面積が広くできるために伝熱効率が高く、気化室が燃料の気化温度に到達するまでの時間が短縮できる。
【００５６】
また、請求項１０にかかる液体燃料燃焼装置は、ノズル部側の加熱ヒータの発熱密度を燃料供給口側より高くしたことにより、気化室のノズル側の温度を燃料供給側の温度より高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における液体燃料燃焼装置の要部縦断図
【図２】同液体燃料燃焼装置の気化器の上面図
【図３】同液体燃料燃焼装置の気化器の下面図
【図４】本発明の実施例２における液体燃料燃焼装置の要部縦断面図
【図５】本発明の実施例３における液体燃料燃焼装置の要部縦断面図
【図６】本発明の実施例４における液体燃料燃焼装置の要部縦断面図
【図７】本発明の実施例５における液体燃料燃焼装置の要部縦断面図
【図８】従来の液体燃料燃焼装置の要部縦断面図
【符号の説明】
２１  気化部
２２  バーナ受け座
２２ａ  伝熱体
２２ｂ  受熱壁
２３  ノズル部
２５  気化室
２６  気化ガス通路
２７  燃料供給口
２８  気化素子
２９，２９ａ，２９ｂ  加熱ヒータ
３１  バーナ部
３２  炎孔部
【図１】
0003624652.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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