(57)【要約】【課題】安定して気柱共鳴の抑制効果が得られる燃料供給装置を提供する。【解決手段】本発明の一態様は、燃料タンクから供給された燃料を複数のインジェクタ１６に対して分配するデリバリパイプ１５と、デリバリパイプ１５に接続しており内部がデリバリパイプ１５の内部と連通する接続配管１８と、を有する燃料供給装置１において、接続配管１８の内部とデリバリパイプ１５の内部とに亘って形成される燃料流路１７における当該燃料流路１７の中心軸Ｃ方向の端部に設けられ、燃料流路１７における当該燃料流路１７の中心軸Ｃ方向の長さＬを、燃料流路１７の中心軸Ｃと直交する方向について変更する凸型テーパ２１を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクから供給された燃料を複数の燃料噴射弁に対して分配するデリバリパイプと、前記デリバリパイプに接続しており内部が前記デリバリパイプの内部と連通する接続配管と、を有する燃料供給装置において、
前記接続配管の内部と前記デリバリパイプの内部とに亘って形成される流路における当該流路の中心軸方向の端部に設けられ、前記流路における当該流路の中心軸方向の長さを、前記流路の中心軸と直交する方向について変更する流路長変更部を有すること、
を特徴とする燃料供給装置。
【請求項２】
請求項１の燃料供給装置において、
前記流路長変更部は、前記接続配管における前記流路の中心軸方向の一端に形成される閉塞端に設けられ、凸型のテーパ形状、または、凹型のテーパ形状、または、スロープ形状に形成されていること、
を特徴とする燃料供給装置。
【請求項３】
請求項１または２の燃料供給装置において、
前記流路長変更部は、前記デリバリパイプに対して前記燃料の流れ方向の上流側の位置に設けられていること、
を特徴とする燃料供給装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つの燃料供給装置において、
前記流路長変更部は、前記デリバリパイプに対して前記燃料の流れ方向の下流側の位置に設けられていること、
を特徴とする燃料供給装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１つの燃料供給装置において、
前記接続配管への前記燃料の供給口は、前記流路の中心軸方向に直交するように設けられていること、
を特徴とする燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射弁に燃料を供給する燃料供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料供給装置に関する技術として、特許文献１には、デリバリパイプ内の燃料圧力の脈動を低減させるために、デリバリパイプに接続する接続配管の長さを調整することにより、燃料圧力の脈動の二次成分（定常波）の節をデリバリパイプの位置に設定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１０８２９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されるように、接続配管の長さを変更して調整しようとしても、特に燃料供給装置の車両搭載時において燃料供給装置の周辺部品の変更などが伴うため、制約が大きい。また、接続配管の長さを調整したとしても、例えば燃料噴射弁の作動状態が変わるなどして燃料圧力の脈動の二次成分の波長が変化すると、燃料圧力の脈動の二次成分の節の位置が接続配管の閉塞端（閉塞された端部）の位置と一致するおそれがある。そうすると、配管内において燃料圧力の脈動により共鳴音が発生する気柱共鳴が生じるおそれがある。さらに、その他、燃料圧力の脈動を低減させるために接続配管内にオリフィスを設置することも考えられるが、オリフィス自体が燃料の流れの抵抗となり、デリバリパイプへの燃料の供給が阻害されるおそれがある。このように従来技術においては、燃料圧力の脈動を低減させることが容易ではないため、安定して気柱共鳴の抑制効果が得られないおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、安定して気柱共鳴の抑制効果が得られる燃料供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するためになされた本発明の一形態は、燃料タンクから供給された燃料を複数の燃料噴射弁に対して分配するデリバリパイプと、前記デリバリパイプに接続しており内部が前記デリバリパイプの内部と連通する接続配管と、を有する燃料供給装置において、前記接続配管の内部と前記デリバリパイプの内部とに亘って形成される流路における当該流路の中心軸方向の端部に設けられ、前記流路における当該流路の中心軸方向の長さを、前記流路の中心軸と直交する方向について変更する流路長変更部を有すること、を特徴とする。
【０００７】
この態様によれば、接続配管の内部とデリバリパイプの内部とに亘って形成される流路にて燃料圧力の脈動が生じたときに、燃料圧力の脈動波の節の位置は、流路長変更部における一部の位置と一致する場合でも、流路長変更部における他の部分の位置とは一致しない。そのため、配管内において燃料（気体燃料）の圧力の脈動により共鳴音が発生する気柱共鳴がほとんど発生しない。また、燃料圧力の脈動波の波長が変化したとしても、燃料圧力の脈動波の節の位置と一致する流路長変更部における一部の位置が移動するだけである。このように、燃料圧力の脈動波の節の位置は、流路長変更部における一部の位置と一致する場合でも、流路長変更部における他の部分の位置とは一致しないので、気柱共鳴がほとんど発生しない状態に変わりはない。したがって、安定して気柱共鳴の抑制効果が得られる。
【０００８】
上記の態様においては、前記流路長変更部は、前記接続配管における前記流路の中心軸方向の一端に形成される閉塞端に設けられ、凸型のテーパ形状、または、凹型のテーパ形状、または、スロープ形状に形成されていること、が好ましい。
【０００９】
この態様によれば、燃料圧力の脈動波の節の位置は、凸型のテーパ形状や凹型のテーパ形のテーパ面、または、スロープ形状のスロープ面において、一部の位置と一致する場合でも、他の部分の位置とは一致しない。そのため、気柱共鳴がほとんど発生しない。したがって、安定して気柱共鳴の抑制効果が得られる。
【００１０】
上記の態様においては、前記流路長変更部は、前記デリバリパイプに対して前記燃料の流れ方向の上流側の位置に設けられていること、が好ましい。
【００１１】
この態様によれば、デリバリパイプに対して上流側の位置で発生し得る気柱共鳴を抑制できる。
【００１２】
上記の態様においては、前記流路長変更部は、前記デリバリパイプに対して前記燃料の流れ方向の下流側の位置に設けられていること、が好ましい。
【００１３】
この態様によれば、デリバリパイプに対して下流側の位置で発生し得る気柱共鳴を抑制できる。
【００１４】
上記の態様においては、前記接続配管への前記燃料の供給口は、前記流路の中心軸方向に直交するように設けられていること、が好ましい。
【００１５】
この態様によれば、流路長変更部を接続配管への燃料の供給口とは異なる位置に設けることができるので、接続配管への燃料の供給口から流路を介してデリバリパイプへ流れる燃料の流れに対して、流路長変更部が抵抗とならないようにできる。そのため、デリバリパイプへの燃料の供給が阻害されない。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の燃料供給装置によれば、安定して気柱共鳴の抑制効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態の燃料供給装置の概略構成図である。
【図２】凸型テーパの周辺の拡大図である。
【図３】凸型テーパのテーパ面の一部を拡大して示した模式図である。
【図４】凸型テーパのテーパ面の一部を拡大して示した模式図であり、図３で示す状態から脈動波の波長が変化した場合を示す図である。
【図５】凹型テーパの周辺の拡大図である。
【図６】スロープの周辺の拡大図である。
【図７】比較例の燃料供給装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１に示すように、本実施形態の燃料供給装置１は、減圧弁１１と、燃料入口１２と、燃料出口１３と、燃料配管１４と、デリバリパイプ１５と、インジェクタ１６などを有する。
【００１９】
減圧弁１１は、不図示の燃料タンクに対して、燃料入口１２を介して接続されている。この減圧弁１１は、燃料タンクから供給される高圧の燃料（気体燃料、例えば、水素ガス）を所定の圧力値に減圧する弁である。燃料入口１２は、減圧弁１１に接続しており、減圧弁１１への燃料の供給口である。
【００２０】
燃料出口１３は、減圧弁１１の出口１１ａに接続しており、減圧弁１１からの燃料の排出口である。この燃料出口１３は、例えば円筒状（有底円筒状）に形成され、その中心軸方向の一端に閉塞端１３ａ（閉塞された端部）を備えている。
【００２１】
燃料配管１４は、例えば円筒状に形成されており、その中心軸方向の一端が燃料出口１３に接続し、その中心軸方向の他端がデリバリパイプ１５に接続している。そして、燃料配管１４の内部は、燃料出口１３の内部とデリバリパイプ１５の内部に連通している。
【００２２】
デリバリパイプ１５は、燃料配管１４に接続しており、燃料配管１４から供給された燃料を複数のインジェクタ１６に対して分配する。このデリバリパイプ１５は、例えば円筒状（有底円筒状）に形成され、中心軸方向の一端に閉塞端１５ａ（閉塞された端部）を備えている。
【００２３】
インジェクタ１６は、デリバリパイプ１５の外周部分において当該デリバリパイプ１５に接続する燃料噴射弁である。また、燃料出口１３の内部と燃料配管１４の内部とデリバリパイプ１５の内部とに亘って、燃料が流れる燃料流路１７が形成されている。
【００２４】
なお、以下の説明において、説明の便宜上、燃料出口１３と燃料配管１４を組み合わせた配管部分を、接続配管１８という。すなわち、接続配管１８は、デリバリパイプ１５に接続しており、その内部がデリバリパイプ１５の内部と連通している。
【００２５】
以上のような構成の燃料供給装置１において、不図示の燃料タンクから燃料入口１２を介して減圧弁１１に高圧の燃料が供給されると、高圧の燃料が減圧弁１１によって所定の圧力値に減圧される。そして、このように減圧された後の燃料は、燃料流路１７を流れることにより、燃料出口１３と燃料配管１４とを介してデリバリパイプ１５に供給される。そして、デリバリパイプ１５に供給された燃料は、デリバリパイプ１５により複数のインジェクタ１６に対して分配されて供給された後、各インジェクタ１６により噴射される。なお、インジェクタ１６により噴射された燃料は、例えば、不図示の通路を介して燃料電池（不図示）に供給される。このようにして、燃料供給装置１は、燃料タンク内の燃料をインジェクタ１６に供給した後、このインジェクタ１６を介して例えば燃料電池に供給する。
【００２６】
ここで、デリバリパイプ１５内の燃料圧力（燃料の圧力）は、インジェクタ１６が開弁して燃料を噴射すると低下し、インジェクタ１６が閉弁して燃料の噴射が停止すると上昇する。そのため、インジェクタ１６の開弁と閉弁とが繰り返されることにより、燃料出口１３の内部と燃料配管１４の内部とデリバリパイプ１５の内部に亘って形成される燃料流路１７において、燃料圧力の脈動が発生する。
【００２７】
このとき、図７に示すような比較例の燃料供給装置１０１において、例えば、接続配管１８の閉塞端１８ａ（閉塞された端部）における燃料流路１７側の面が、全体に亘って燃料流路１７の中心軸Ｃに直交する平坦面として形成されている場合を想定する。この場合、燃料流路１７における中心軸Ｃ方向（図７の左右方向）の長さＬ（接続配管１８の閉塞端１８ａとデリバリパイプ１５の閉塞端１５ａとの間の長さ）は、中心軸Ｃと直交する方向（図７の上下方向）について一定である。すると、接続配管１８の閉塞端１８ａにおける燃料流路１７側の面の全体に亘って、燃料圧力の脈動波Ｗの節Ｗａの位置が閉塞端１８ａの位置と一致して、気柱共鳴が生じてしまうおそれがある。ここで、気柱共鳴とは、配管内において気体燃料の圧力の脈動により共鳴音が発生する現象である。また、脈動波Ｗは、燃料流路１７の中心軸Ｃ方向に進行する波である。
【００２８】
そこで、本実施形態では、燃料流路１７における中心軸Ｃ方向の一方の端部に、凸型テーパ２１（本発明の「流路長変更部」の一例）が設けられている。具体的には、接続配管１８における燃料流路１７の中心軸Ｃ方向の一端に形成される閉塞端１８ａの位置、すなわち、燃料出口１３の閉塞端１３ａの位置に、凸型テーパ２１が設けられている。
【００２９】
凸型テーパ２１は、閉塞端１８ａ側からデリバリパイプ１５側に向かって突出するようにして凸型のテーパ形状に形成されている。この凸型テーパ２１は、例えば、円錐状に形成されている。なお、ここでは、一例として、図１と図２に示すように、凸型テーパ２１の頂上部２１ｂは、燃料流路１７の中心軸Ｃの位置に設けられている。
【００３０】
そして、このように凸型テーパ２１を設けることにより、図３や図４に示すように、燃料流路１７における中心軸Ｃ方向（図３や図４の左右方向）の長さＬ（以下、単に「燃料流路１７の長さＬ」という。）を、中心軸Ｃと直交する方向（図３や図４の上下方向）について連続的に変更させている。ここで、燃料流路１７の長さＬは、凸型テーパ２１とデリバリパイプ１５の閉塞端１５ａとの間の長さである。
【００３１】
そして、図３や図４に示すように、例えば、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３＞Ｌ４としたときに、凸型テーパ２１は、燃料流路１７の長さＬを、中心軸Ｃと直交する方向（図３や図４の上下方向）について、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４の順に、変更させている。すなわち、燃料流路１７の長さＬは、中心軸Ｃと直交する方向について、接続配管１８の外側から内側に向かうに連れて徐々に小さくなっていく。そして、燃料流路１７の長さＬは、凸型テーパ２１の頂上部２１ｂを境にして、接続配管１８の内側から外側に向かうに連れて徐々に大きくなっていく。
【００３２】
なお、図３や図４においては、凸型テーパ２１のテーパ面２１ａ（外周面）の一部を拡大して示したときに、テーパ面２１ａが階段状に形成されている例を示しているが、テーパ面２１ａは斜めに直線状に形成されていてもよい。
【００３３】
本実施形態では、このようにして接続配管１８の閉塞端１８ａの位置に凸型テーパ２１を設けて、燃料流路１７における中心軸Ｃ方向の長さＬを中心軸Ｃと直交する方向について連続的に変更させている。すなわち、接続配管１８の閉塞端１８ａにおける燃料流路１７側の面が、テーパ面２１ａにより形成され、燃料流路１７の中心軸Ｃに直交する平坦面により形成されていない。
【００３４】
これにより、脈動波Ｗの節Ｗａの位置は、テーパ面２１ａの一部のポイント（地点）の位置と一致する場合でも、テーパ面２１ａの他の大部分のポイントの位置とは一致しない。すなわち、例えば、図３に示すように、脈動波Ｗの節Ｗａの位置は、テーパ面２１ａのポイントＰ１の位置と一致するが、テーパ面２１ａのポイントＰ２，Ｐ３，Ｐ４の位置とは一致しない。そのため、テーパ面２１ａの一部（ポイントＰ１）においてのみでしか気柱共鳴が発生しないため、気柱共鳴はほとんど発生しない。このようにして、接続配管１８の閉塞端１８ａに凸型テーパ２１を設けることにより、接続配管１８の長さを変化させなくても、気柱共鳴の抑制効果が得られる。したがって、本実施形態によれば、燃料供給装置１の車両搭載時において燃料供給装置１の周辺部品の変更を伴うなどの制約が課されることなく、気柱共鳴の抑制効果を得ることができる。
【００３５】
また、例えばインジェクタ１６の作動状態が変わるなどして、図４に示すように脈動波Ｗの波長が変化したとしても、脈動波Ｗの節Ｗａの位置と一致するテーパ面２１ａの一部のポイントの位置がテーパ面２１ａに沿って、例えば、ポイントＰ１からポイントＰ４へ移動するだけである。そのため、脈動波Ｗの節Ｗａの位置は、テーパ面２１ａの一部のポイントの位置と一致する場合でも、テーパ面２１ａの他の大部分のポイントの位置とは一致しないので、気柱共鳴はほとんど発生しない状態に変わりはない。したがって、安定して気柱共鳴の抑制効果が維持される。特に、凸型テーパ２１は、燃料との接触面積を出来るだけ多く確保できるので、気柱共鳴の抑制効果が得られ易い。なお、図４は、図３のときよりも脈動波Ｗの波長が大きくなった様子を示している。
【００３６】
また、凸型テーパ２１は、接続配管１８の閉塞端１８ａ、すなわち、燃料出口１３の閉塞端１３ａに設けられるため、燃料配管１４内の燃料の流れの抵抗とはならない。そのため、デリバリパイプ１５への燃料の供給が阻害されない。
【００３７】
さらに、図２に示すように、凸型テーパ２１は接続配管１８における燃料流路１７の中心軸Ｃ方向の一端に形成される閉塞端１８ａに設けられる一方で、接続配管１８への燃料の供給口である減圧弁１１の出口１１ａは燃料流路１７の中心軸Ｃと直交するように接続配管１８の外周部の位置に設けられている。このようにして、凸型テーパ２１を減圧弁１１の出口１１ａとは異なる位置に設けているので、減圧弁１１の出口１１ａから燃料流路１７を介してデリバリパイプ１５へ流れる燃料の流れに対して、凸型テーパ２１が抵抗とならない。なお、凸型テーパ２１は、減圧弁１１の出口１１ａから可能な限り離れた位置に設けることにより、より効果的に燃料配管１４内の燃料の流れの抵抗とはならないようにすることができる。
【００３８】
なお、第１変形例として、図５に示すように、接続配管１８の閉塞端１８ａにおいて凹型テーパ２２（本発明の「流路長変更部」の一例）を設けてもよい。凹型テーパ２２は、デリバリパイプ１５側から閉塞端１８ａ側に向かって凹むようにして、凹型のテーパ形状に形成されている。この凹型テーパ２２においては、テーパ面２２ａが漏斗状に形成されていてもよく、また、２つの平坦なテーパ面２２ａがくの字に組み合わせて形成されていてもよい。
【００３９】
また、第２変形例として、図６に示すように、接続配管１８の閉塞端１８ａにおいてスロープ２３（本発明の「流路長変更部」の一例）を設けてもよい。スロープ２３は、デリバリパイプ１５側から閉塞端１８ａ側に向かって傾くようにして、スロープ形状に形成されている。詳しくは、スロープ２３のスロープ面２３ａが、接続配管１８の中心軸、すなわち、燃料流路１７の中心軸Ｃに対して斜めに形成されている。
【００４０】
また、その他の変形例として、凸型テーパ２１は、円錐状でなく、例えば２つの平坦なテーパ面２１ａを斜めにして組み合わせて形成したような四角柱の形状に形成されていてもよい。
【００４１】
また、上記の説明においては、凸型テーパ２１や凹型テーパ２２やスロープ２３は、デリバリパイプ１５に対して燃料の流れ方向の上流側の位置にある接続配管１８の閉塞端１８ａに設けられている。しかしながら、これに限定されず、凸型テーパ２１や凹型テーパ２２やスロープ２３は、デリバリパイプ１５に対して燃料の流れ方向の下流側の位置に設けられていてもよい。なお、デリバリパイプ１５に対して燃料の流れ方向の下流側の位置としては、例えば、デリバリパイプ１５の閉塞端１５ａの位置が考えられる。さらには、凸型テーパ２１や凹型テーパ２２やスロープ２３は、デリバリパイプ１５に対して燃料の流れ方向の上流側の位置と下流側の位置の両方に設けられていてもよい。
【００４２】
以上のように本実施形態によれば、燃料供給装置１は、凸型テーパ２１を有する。そして、この凸型テーパ２１は、接続配管１８の内部とデリバリパイプ１５の内部とに亘って形成される燃料流路１７における当該燃料流路１７の中心軸Ｃ方向の端部に設けられ、燃料流路１７における中心軸Ｃ方向の長さＬを、中心軸Ｃと直交する方向について変更している。
【００４３】
これにより、接続配管１８の内部とデリバリパイプ１５の内部とに亘って形成される燃料流路１７にて燃料圧力の脈動が生じたときに、燃料圧力の脈動波Ｗの節Ｗａの位置は、凸型テーパ２１のテーパ面２１ａにおける一部の位置と一致する場合でも、テーパ面２１ａにおける他の部分の位置とは一致しない。そのため、気柱共鳴がほとんど発生しない。また、燃料圧力の脈動波Ｗの波長が変化したとしても、脈動波Ｗの節Ｗａの位置と一致するテーパ面２１ａの一部の位置がテーパ面２１ａに沿って移動するだけである。そのため、脈動波Ｗの節Ｗａの位置は、テーパ面２１ａの一部の位置と一致する場合でも、テーパ面２１ａの他の大部分の位置とは一致しないので、気柱共鳴はほとんど発生しない状態に変わりはない。したがって、安定して気柱共鳴の抑制効果が得られる。
【００４４】
また、凸型テーパ２１は、接続配管１８における燃料流路１７の中心軸Ｃ方向の一端に形成される閉塞端１８ａに設けられている。これにより、接続配管１８の閉塞端１８ａにおける燃料流路１７側の面に、燃料流路１７の中心軸Ｃに直交する平坦面が形成されていない。そのため、気柱共鳴の抑制効果が得られる。
【００４５】
また、凸型テーパ２１は、デリバリパイプ１５に対して燃料の流れ方向の上流側の位置に設けられている。これにより、デリバリパイプ１５に対して上流側の位置で発生し得る気柱共鳴を抑制できる。
【００４６】
また、凸型テーパ２１は、デリバリパイプ１５に対して燃料の流れ方向の下流側の位置に設けられていてもよい。これにより、デリバリパイプ１５に対して下流側の位置で発生し得る気柱共鳴を抑制できる。
【００４７】
また、凸型テーパ２１は、接続配管１８における燃料流路１７の中心軸Ｃ方向の一端に形成される閉塞端１８ａに設けられている。その一方で、接続配管１８への燃料の供給口である減圧弁１１の出口１１ａは、燃料流路１７の中心軸Ｃ方向に直交するようにして接続配管１８の外周部に設けられている。このようにして、凸型テーパ２１を減圧弁１１の出口１１ａと異なる位置に設けているので、減圧弁１１の出口１１ａから燃料流路１７を介してデリバリパイプ１５へ流れる燃料の流れに対して凸型テーパ２１が抵抗とならない。そのため、デリバリパイプ１５への燃料の供給が阻害されない。
【００４８】
また、燃料供給装置１は、凸型テーパ２１の代わりに、凹型テーパ２２またはスロープ２３を有していてもよい。
【００４９】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。
【００５０】
例えば、接続配管１８の閉塞端１８ａにおいて、凸型テーパ２１や凹型テーパ２２やスロープ２３の代わりに、閉塞端１８ａ側からデリバリパイプ１５側に向かって突出する凸部が複数設けられていてもよい。このとき、複数の凸部の総面積を平坦面の部分の総面積よりも大きくすることが望ましい。
【符号の説明】
【００５１】
１    燃料供給装置
１１  減圧弁
１１ａ  出口
１３  燃料出口
１３ａ  閉塞端
１４  燃料配管
１５  デリバリパイプ
１５ａ  閉塞端
１６  インジェクタ
１７  燃料流路
１８  接続配管
１８ａ  閉塞端
２１  凸型テーパ
２１ａ  テーパ面
２１ｂ  頂上部
２２  凹型テーパ
２２ａ  テーパ面
２３  スロープ
２３ａ  スロープ面
Ｃ  中心軸
Ｌ，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４    長さ
Ｗ    脈動波
Ｗａ  節
【図１】
2018115641.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2018115641.tif 000007
【図６】
2018115641.tif 000008
【図７】
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