(57)【要約】【課題】設置が容易な太陽熱収集装置、太陽熱コレクタ及び太陽熱集熱装置の設置方法を提供する。【解決手段】太陽熱収集装置１０は、傾斜した屋根１２の傾斜方向に沿って固定され、間隔を有してそれぞれ延びる１対の固定部材２０ａ、２０ｂと、１対の固定部材２０ａ、２０ｂの間にて固定部材２０ａ、２０ｂに沿って接続され、太陽熱により熱媒体を加熱する複数の太陽熱コレクタ２０ａ〜２０ｅと、１対の固定部材２０ａ、２０ｂにそれぞれ端部が固定され、複数の太陽熱コレクタ２０ａ〜２０ｅを覆う複数のカバーパネル２４ａ〜２４ｅとを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
傾斜した屋根の傾斜方向に沿って固定され、間隔を有してそれぞれ延びる１対の固定部材と、
前記１対の固定部材の間にて該固定部材に沿って接続され、太陽熱により熱媒体を加熱する複数の太陽熱コレクタと、
前記１対の固定部材にそれぞれ端部が固定され、前記複数の太陽熱コレクタを覆う複数のカバーパネルとを備えたことを特徴とする太陽熱収集装置。
【請求項２】
請求項１記載の太陽熱収集装置において、前記各太陽熱コレクタは、
前記固定部材の長手方向となる第１の方向に延びる第１の配管と、
前記第１の方向に延び、前記第１の配管と間隔をあけて配置された第２の配管と、
前記第１の方向と交差する第２の方向にそれぞれ間隔を有して延び、前記第１の配管と前記第２の配管とを接続する複数の第３の配管と、
前記第３の配管内の前記熱媒体を加熱する板状の集熱部とを有することを特徴とする太陽熱収集装置。
【請求項３】
請求項２記載の太陽熱収集装置において、隣り合う前記太陽熱コレクタの第１及び第２の配管が互いに接続されることを特徴とする太陽熱収集装置。
【請求項４】
請求項３記載の太陽熱収集装置において、最下部に配置された前記太陽熱コレクタの第１の配管に前記熱媒体が導入され、
最上部に配置された前記太陽熱コレクタの第２の配管から前記集熱部によって加熱された前記熱媒体が出ることを特徴とする太陽熱収集装置。
【請求項５】
第１の方向に延びる第１の配管と、
前記第１の方向に延び、前記第１の配管と間隔をあけて配置された第２の配管と、
前記第１の方向と交差する第２の方向にそれぞれ間隔を有して延び、前記第１の配管と前記第２の配管とを接続する複数の第３の配管と、
前記第３の配管内の熱媒体を加熱する板状の集熱部とを備え、
傾斜した屋根の傾斜方向に沿って固定され、間隔を有してそれぞれ延びる１対の固定部材の間に配置されることを特徴とする太陽熱コレクタ。
【請求項６】
それぞれ一方向に延びる１対の固定部材を間隔をあけて傾斜した屋根の上に固定する第１のステップと、
前記１対の固定部材の間に該固定部材に沿って順に複数の太陽熱コレクタを固定する第２のステップと、
前記第２のステップを実行した後、前記複数の太陽熱コレクタを覆う複数のカバーパネルを前記１対の固定部材に取り付ける第３のステップとを含むことを特徴とする太陽熱収集装置の設置方法。
【請求項７】
請求項６記載の太陽熱収集装置の設置方法において、前記第１のステップを実行した後、前記第２のステップを実行する前に、
前記太陽熱コレクタを固定する固定具を前記各固定部材にそれぞれ取り付けるステップを更に有し、
前記第２のステップでは、前記太陽熱コレクタが前記固定具に固定されることを特徴とする太陽熱収集装置の設置方法。
【請求項８】
請求項７記載の太陽熱収集装置の設置方法において、前記各固定部材の下端部に突起部が形成され、
前記第３のステップでは、最下部の前記カバーパネルを前記突起部に引っ掛けて取り付けた後、残りの前記カバーパネルを前記屋根の上側に向かって順に取り付けることを特徴とする太陽熱収集装置の設置方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋根に設置される太陽熱収集装置、太陽熱コレクタ及び太陽熱集熱装置の設置方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、太陽の放射熱を吸収して内部に流通される熱媒体を加熱する太陽熱コレクタを屋根に設置するための太陽熱コレクタの設置構造が記載されている。太陽熱コレクタの設置構造は、屋根の構造面にレール状の支持部材を一対互いに平行となるように敷設し、これらの支持部材の間に太陽熱コレクタを配置し、この太陽熱コレクタを覆う透明パネルを一対の支持部材に架け渡している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１８０３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、太陽熱コレクタは、支持部材に沿って延び、一枚で構成されている。従って、例えば作業者が一人で太陽熱コレクタを搬送できず、必ずしも設置が容易であるとはいえない場合があった。
本発明は、設置が容易な太陽熱収集装置、太陽熱コレクタ及び太陽熱集熱装置の設置方法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】
【０００５】
前記目的に沿う第１の発明に係る太陽熱収集装置は、傾斜した屋根の傾斜方向に沿って固定され、間隔を有してそれぞれ延びる１対の固定部材と、
前記１対の固定部材の間にて該固定部材に沿って接続され、太陽熱により熱媒体を加熱する複数の太陽熱コレクタと、
前記１対の固定部材にそれぞれ端部が固定され、前記複数の太陽熱コレクタを覆う複数のカバーパネルとを備える。
【０００６】
第１の発明に係る太陽熱収集装置において、前記各太陽熱コレクタは、
前記固定部材の長手方向となる第１の方向に延びる第１の配管と、
前記第１の方向に延び、前記第１の配管と間隔をあけて配置された第２の配管と、
前記第１の方向と交差する第２の方向にそれぞれ間隔を有して延び、前記第１の配管と前記第２の配管とを接続する複数の第３の配管と、
前記第３の配管内の前記熱媒体を加熱する板状の集熱部とを有することが好ましい。
【０００７】
第１の発明に係る太陽熱収集装置において、隣り合う前記太陽熱コレクタの第１及び第２の配管を互いに接続することができる。
【０００８】
第１の発明に係る太陽熱収集装置において、最下部に配置された前記太陽熱コレクタの第１の配管に前記熱媒体が導入され、
最上部に配置された前記太陽熱コレクタの第２の配管から前記集熱部によって加熱された前記熱媒体が出ることが好ましい。
【０００９】
前記目的に沿う第２の発明に係る太陽熱コレクタは、第１の方向に延びる第１の配管と、
前記第１の方向に延び、前記第１の配管と間隔をあけて配置された第２の配管と、
前記第１の方向と交差する第２の方向にそれぞれ間隔を有して延び、前記第１の配管と前記第２の配管とを接続する複数の第３の配管と、
前記第３の配管内の熱媒体を加熱する板状の集熱部とを備え、
傾斜した屋根の傾斜方向に沿って固定され、間隔を有してそれぞれ延びる１対の固定部材の間に配置される。
【００１０】
前記目的に沿う第３の発明に係る太陽熱収集装置の設置方法は、それぞれ一方向に延びる１対の固定部材を間隔をあけて傾斜した屋根の上に固定する第１のステップと、
前記１対の固定部材の間に該固定部材に沿って順に複数の太陽熱コレクタを固定する第２のステップと、
前記第２のステップを実行した後、前記複数の太陽熱コレクタを覆う複数のカバーパネルを前記１対の固定部材に取り付ける第３のステップとを含む。
【００１１】
第３の発明に係る太陽熱収集装置の設置方法において、前記第１のステップを実行した後、前記第２のステップを実行する前に、
前記太陽熱コレクタを固定する固定具を前記各固定部材にそれぞれ取り付けるステップを更に有し、
前記第２のステップでは、前記太陽熱コレクタが前記固定具に固定されることが好ましい。
【００１２】
第３の発明に係る太陽熱収集装置の設置方法において、前記各固定部材の下端部に突起部が形成され、
前記第３のステップでは、最下部の前記カバーパネルを前記突起部に引っ掛けて取り付けた後、残りの前記カバーパネルを前記屋根の上側に向かって順に取り付けることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１〜４記載の太陽熱収集装置においては、太陽熱収集装置の設置が容易となる。
【００１４】
特に、請求項３記載の太陽熱収集装置においては、隣り合う太陽熱コレクタの接続が容易である。
【００１５】
請求項５記載の太陽熱コレクタにおいては、太陽熱収集装置の設置が容易となる。
【００１６】
請求項６〜８記載の太陽熱集熱装置の設置方法においては、太陽熱収集装置の設置が容易である。
【００１７】
特に、請求項７記載の太陽熱集熱装置の設置方法においては、太陽熱コレクタの脱落が防止される。
【００１８】
特に、請求項８記載の太陽熱集熱装置の設置方法においては、カバーパネルの脱落が防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る太陽熱収集装置の斜視図である。
【図２】同太陽熱収集装置の平面図である。
【図３】カバーパネルを取り外した同太陽熱収集装置の斜視図である。
【図４】カバーパネルを取り外した同太陽熱収集装置の平面図である。
【図５】同太陽熱収集装置の太陽熱コレクタの平面図である。
【図６Ａ】同太陽熱収集装置の設置ステップＳ１を示す説明図である。
【図６Ｂ】同太陽熱収集装置の設置ステップＳ２を示す説明図である。
【図６Ｃ】同太陽熱収集装置の設置ステップＳ３を示す説明図である。
【図６Ｄ】同太陽熱収集装置の設置ステップＳ５を示す説明図である。
【図６Ｅ】同太陽熱収集装置の設置ステップＳ８を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。なお、各図において、説明に関連しない部分は図示を省略する場合がある。
【００２１】
本発明の一実施の形態に係る太陽熱収集装置１０は、例えば、傾斜した屋根（傾斜屋根）１２に設置される。太陽熱収集装置１０は、太陽熱を収集し、熱媒水（熱媒体の一例）を加熱することができる。
太陽熱収集装置１０は、図１及び図２に示すように、１対の固定部材２０ａ、２０ｂ、複数の太陽熱コレクタ２２ａ〜２２ｅ、及び複数のカバーパネル２４ａ〜２４ｅを備えている。
【００２２】
図１〜図４に示す１対の固定部材２０ａ、２０ｂは、傾斜屋根１２の傾斜方向に沿って固定され、間隔を有してそれぞれ延びている。各固定部材２０ａ、２０ｂの下端部の上面には、後述する１段目のカバーパネル２４ａの落下を防止するための上方に突出した突起部３２が形成されている。
【００２３】
太陽熱コレクタ２２ａ〜２２ｅは、１対の固定部材２０ａ、２０ｂの間にて固定部材２０ａ、２０ｂに沿って配置される。図４に示すように、平面視すると（傾斜屋根１２の面に直交する方向から見ると）太陽熱コレクタ２２ａ〜２２ｅと固定部材２０ａ、２０ｂとの間には、それぞれ隙間が設けられる。
【００２４】
各太陽熱コレクタ２２ａ〜２２ｅは、第１の配管３６ａ、第２の配管３６ｂ、複数の第３の配管３６ｃ及び集熱部３８を有している（図５参照）。
第１の配管３６ａは、図３〜図５に示すように、固定部材２０ａ、２０ｂの長手方向（第１の方向）に延びている。
第２の配管３６ｂは、第１の配管３６ａ同様、固定部材２０ａ、２０ｂの長手方向に延び、第１の配管３６ａと間隔をあけて配置されている。第２の配管３６ｂの内径は、第１の配管３６ａの内径と実質的に同じである。
【００２５】
各第３の配管３６ｃは、第１の配管３６ａ及び第２の配管３６ｂの長手方向（固定部材２０ａ、２０ｂの長手方向）と交差する第２の方向にそれぞれ間隔を有して延びている。第３の配管３６ｃは、各太陽熱コレクタ２２ａ〜２２ｅの第２の方向（幅方向）の一方側の端部に配置された第１の配管３６ａと、第２の方向（幅方向）の他方側の端部に配置された第２の配管３６ｂとを接続する。従って、第１の配管３６ａを流れる熱媒水の一部は、第３の配管３６ｃを通って、第２の配管３６ｂへと流れる（図５に示す矢印参照）。各第３の配管３６ｃの内径は、第１及び第２の配管３６ａ、３６ｂの内径よりも小さくなっている。
【００２６】
集熱部３８は、太陽熱を収集することができる。集熱部３８は、第３の配管３６ｃに接して設けられ、第３の配管３６ｃを流れる熱媒水を加熱することができる。集熱部３８は板状であり、平面視して（傾斜屋根１２の面に直交する方向から見て）第１の配管３６ａと第２の配管３６ｂとの間に設けられる。
【００２７】
各太陽熱コレクタ２２ａ〜２２ｅは、ルーフィングを敷いた野地板の上に断熱材（不図示）を介して配置される。各太陽熱コレクタ２２ａ〜２２ｅは、傾斜屋根１２から脱落しないよう、図４に示すように、対角に配置された２つの固定具４０を介して固定部材２０ａ、２０ｂに固定される。２つの固定具４０のうち、一方の固定具４０は固定部材２０ａに取り付けられ、他方の固定具４０は固定部材２０ｂに取り付けられる。
【００２８】
図４に示すように、隣り合う太陽熱コレクタの第１の配管３６ａは、第１の管継手４２ａを介して互いに接続されている。隣り合う太陽熱コレクタの第２の配管３６ｂは、第２の管継手４２ｂを介して互いに接続されている。
【００２９】
第１及び第２の管継手４２ａ、４２ｂは、それぞれ例えば、一端側にメタルシールを用いたねじ込み式の接続部を有する管継手である。図５に示すように、第１の管継手４２ａの一部４３ａ及び第２の管継手４２ｂの一部４３ｂの他端側は、太陽熱コレクタ２２ａ〜２２ｅの第１及び第２の配管３６ａ、３６ｂにそれぞれ予め溶接されている。これにより、設置現場における第１及び第２の管継手４２ａ、４２ｂの接続作業が一部省略され（各管継手４２ａ、４２ｂの他端側のねじ締め作業が省略され）、設置作業の工数を低減することも可能である。
【００３０】
各太陽熱コレクタ２２ａ〜２２ｅの第１の配管３６ａに他端側が溶接された第１の管継手４２ａは、それぞれ固定具４０に引っ掛けて固定される。また、各太陽熱コレクタ２２ａ〜２２ｅの第２の配管３６ｂに他端側が溶接された第２の管継手４２ｂは、それぞれ固定具４０に引っ掛けて固定（以下、単に「固定」という場合がある）される。
【００３１】
なお、後述するカバーパネルの枠体４６との干渉を回避するために、各管継手４２ａ、４２ｂの径方向断面の中心位置を、各配管３６ａ、３６ｂの径方向断面の中心位置に対して、傾斜屋根１２の表面の方向にオフセットさせることも可能である。
【００３２】
最下部に配置された太陽熱コレクタ（１段目の太陽熱コレクタ）２２ａの第１の配管３６ａには、加熱前の熱媒水が導入される。最上部に配置された太陽熱コレクタ（５段目の太陽熱コレクタ）２２ｅの第２の配管３６ｂからは、各太陽熱コレクタの集熱部３８によって加熱された熱媒水が出る（図２に示す矢印参照）。
【００３３】
１段目の太陽熱コレクタ２２ａが有する第１の配管３６ａには、導水管４４が接続される。なお、導水管４４は、各図において一部のみを示している。５段目の太陽熱コレクタ２２ｅが有する第２の配管３６ｂには、出湯管（不図示）が接続される。導水管４４及び出湯管は、それぞれ傾斜屋根１２の頂部から屋内へと入り、屋内又は屋外に設置された貯湯タンク（不図示）へと延びる。
【００３４】
導水管４４は、固定部材２０ａと太陽熱コレクタ２２ａ〜２２ｅとの隙間に沿って配置され、図３及び図４に示すＵ字配管４５を介して１段目の太陽熱コレクタ２２ａが有する第１の配管３６ａに接続される。導水管４４は、例えば、柔軟性を有するフレキシブル配管である。
【００３５】
各カバーパネル２４ａ〜２４ｅは、図２に示すように、平面視して（傾斜屋根１２の面に直交する方向から見て）四角形状の枠体４６と、この枠体４６の内側に固定されたガラス４８とを有している。カバーパネル２４ａ〜２４ｅは、例えば、各太陽熱コレクタ２２ａ〜２２ｅに対応して、太陽熱コレクタ２２ａ〜２２ｅの上方にそれぞれ配置される。
【００３６】
詳細には、図２に示すように、平面視して（傾斜屋根１２の面に直交する方向から見て）、隣接するカバーパネルの枠体４６のうち、隣り合う部分が、第１及び第２の管継手４２ａ、４２ｂと交差して配置される。換言すると、平面視して（傾斜屋根１２の面に直交する方向から見て）、カバーパネルの枠体４６のうち、固定部材２０ａ、２０ｂと交差する方向に延びる部分が、集熱部３８の上を通らないように（隣り合う太陽熱コレクタがそれぞれ有する集熱部３８の隙間の上を通るように）配置される。
【００３７】
各カバーパネル２４ａ〜２４ｅは、両端部がそれぞれ固定部材２０ａ、２０ｂに固定される。特に、最下部に配置される１段目のカバーパネル２４ａは、前述の固定部材２０ａ、２０ｂにそれぞれ形成された突起部３２に接触し、引っ掛けられた状態で固定される。
【００３８】
次に、太陽熱収集装置１０の設置方法について説明する。
【００３９】
（ステップＳ１）
図６Ａに示すように、１対の固定部材２０ａ、２０ｂを傾斜屋根１２のルーフィングを敷いた野地板に取り付ける。固定部材２０ａ、２０ｂは、それぞれ、傾斜屋根１２の傾斜方向に沿って固定される。
【００４０】
（ステップＳ２）
【００４１】
図６Ｂに示すように、固定具４０を固定部材２０ａ、２０ｂの予め決められた位置に取り付ける。なお、本ステップＳ２と前ステップＳ１の実行順序は、逆にすることもできる。
【００４２】
（ステップＳ３）
図６Ｃに示すように、固定部材２０ａ、２０ｂの下側の端部の間に、断熱材（不図示）を敷き、その上に１段目の太陽熱コレクタ２２ａを配置する。太陽熱コレクタ２２ａの第１の配管３６ａに他端側が溶接された第１の管継手４２ａ及び第２の配管３６ｂに他端側が溶接された第２の管継手４２ｂをそれぞれ固定具４０に固定する。
【００４３】
（ステップＳ４）
１段目の太陽熱コレクタ２２ａの上側に断熱材（不図示）を敷き、２段目の太陽熱コレクタ２２ｂを配置する。太陽熱コレクタ２２ｂの第１の配管３６ａに他端側が溶接された第１の管継手４２ａ及び第２の配管３６ｂに他端側が溶接された第２の管継手４２ｂは、それぞれ固定具４０に固定される。
【００４４】
（ステップＳ５）
同様に、それぞれ断熱材（不図示）を敷き、その上に３段目〜５段目の太陽熱コレクタ２２ｃ、２２ｄ、２２ｅを順次配置する。５段目の太陽熱コレクタ２２ｅを配置すると、図６Ｄに示す状態となる。
【００４５】
（ステップＳ６）
第１及び第２の管継手４２ａ、４２ｂを介して、１〜５段目の太陽熱コレクタ２２ａ〜２２ｅを接続する。このように、管継手を用いて２カ所にて接続することで、隣り合う太陽熱コレクタを容易に接続できる。
【００４６】
（ステップＳ７）
図３に示すように、１段目の太陽熱コレクタ２２ａが有する第１の配管３６ａにＵ字配管４５を介して導水管４４を接続する。なお、前述の通り、導水管４４は、固定部材２０ａと太陽熱コレクタ２２ａ〜２２ｅとの隙間に沿って配置される。
【００４７】
（ステップＳ８）
図６Ｅに示すように、固定部材２０ａ、２０ｂの下側の端部に１段目のカバーパネル２４ａを取り付ける。１段目のカバーパネル２４ａは固定部材２０ａ、２０ｂの各突起部３２に接触し、引っ掛けられた状態で配置されるので、カバーパネル２４ａが落下することを防止できる。
１段目のカバーパネル２４ａは、固定部材２０ａ、２０ｂにねじ止めされる。
【００４８】
（ステップＳ９）
２〜５段目のカバーパネル２４ｂ〜２４ｅを、傾斜屋根１２上側へ向かって順に取り付ける。各カバーパネル２４ｂ〜２４ｅは、固定部材２０ａ、２０ｂにねじ止めされる。
【００４９】
以上、ステップＳ１〜Ｓ９を実行することにより、図１に示す太陽熱収集装置１０が傾斜屋根１２に設置される。
このように、本実施の形態によれば、太陽熱コレクタが分割されているので、搬送や設置が容易となる。また、太陽熱コレクタの枚数を増減するだけで、集熱能力を容易に変更できる。
【００５０】
なお、本発明は、前述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能である。例えば、前述の実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて発明を構成する場合も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００５１】
前述の実施の形態においては、太陽熱コレクタの枚数は５枚であったが、これに限定されるものではなく、任意の枚数でよい。
また、各太陽熱コレクタ２２ａ〜２２ｅの第１の配管３６ａ及び第２の配管３６ｂがそれぞれ固定具により固定されるように構成することもできる。
【００５２】
また、第１及び第２の管継手４２ａ、４２ｂは、それぞれ他端を第１の配管３６ａ及び第２の配管３６ｂに予め溶接せずに、両端側にメタルシールを用いたねじ込み式の接続部を有する管継手としてもよい。特にこの場合は、各太陽熱コレクタ２２ａ〜２２ｅの第１の配管３６ａ及び第２の配管３６ｂが、それぞれ固定具により固定されるように構成することができる。
【００５３】
また、前述の太陽熱収集装置の設置方法において、ステップＳ３〜ステップＳ５に示したように、太陽熱コレクタは下側から上側に向かって配置されたが、反対に上側から下側に向かって配置することも可能である。
更に言えば、可能な場合には、前述の各ステップの順序を入れ替えて実行してもよく、各ステップを含んだ設置方法により太陽熱収集装置が設置されれば良い。
【符号の説明】
【００５４】
１０：太陽熱収集装置、１２：傾斜屋根、２０ａ、２０ｂ：固定部材、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ：太陽熱コレクタ、２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ：カバーパネル、３２：突起部、３６ａ：第１の配管、３６ｂ：第２の配管、３６ｃ：第３の配管、３８：集熱部、４０：固定具、４２ａ：第１の管継手、４２ｂ：第２の管継手、４３ａ：第１の管継手の一部、４３ｂ：第２の管継手の一部、４４：導水管、４５：Ｕ字配管、４６：枠体、４８：ガラス
【図１】
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【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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