(57)【要約】      （修正有）【課題】内燃機関を取り囲むカバーフードの内室内に、内燃機関用の冷却空気及び吸気の供給に用いられ、基準となる空気案内系が設けられた、船舶を駆動する船外機用の内燃機関を提供する。【解決手段】吸気開口９よりカバーフード７の内室１１に向かって空気流Ｌｓを流入させ、空気流は、第１の部分空気流Ｔｌｓ１と第２の部分空気流Ｔｌｓ２とに分割され、空気案内系３は、カバーフード７内に第１の部分空気流用の第１案内装置２０と、第２の部分空気流用の第２案内装置２１とを有し、第１部分空気流は、内燃機関２の吸気装置２２に供給され、第２部分空気流は、送風機８により、内燃機関及び補機の、内燃機関の運転により温められた前記表面に吹き付けられ、内燃機関の表面及び補機により温められた空気流は、送風機８と第３の案内装置とにより排気ＡＬとして、カバーフードに設けられた排気開口１０を介してカバーフードの外側あるいは大気中に圧送される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
船外機であって、
船舶を駆動する内燃機関と、
空気案内系と、
を備え、
前記空気案内系は、前記内燃機関及び補機の表面を取り囲むカバーフードを介して機能し、前記カバーフードに単数又は複数の吸気開口及び排気開口が、前記カバーフードの内室内を流動する空気流用に設けられており、前記内燃機関を介して駆動される送風機が、前記カバーフードの前記内室内の前記空気流に少なくとも部分的に影響を及ぼすようになっている、
船外機において、
吸気開口（９）を介して空気流（Ｌｓ）が、前記カバーフード（７）の前記内室（１１）に向かって流入し、前記空気流（Ｌｓ）は、前記吸気開口（９）に隣接して第１の部分空気流（Ｔｌｓ１）と第２の部分空気流（Ｔｌｓ２）とに分割され、前記空気案内系（３）は、前記カバーフード（７）内に前記第１の部分空気流（Ｔｌｓ１）用の第１の案内装置（２０）と、前記第２の部分空気流（Ｔｌｓ２）用の第２の案内装置（２１）とを有し、前記第１の部分空気流（Ｔｌｓ１）は、吸気として前記内燃機関（２）の吸気装置（２２）に供給され、前記第２の部分空気流（Ｔｌｓ２）は、前記送風機（８）の助力を得て、前記内燃機関（２）及び前記補機（４，５及び６）の、前記内燃機関（２）の運転により温められた前記表面に吹き付けられ、前記内燃機関（２）の前記表面及び前記補機（４，５及び６）により温められた前記空気流（Ｌｓｗ）は、前記送風機（８）と第３の案内装置（２３）とにより排気（ＡＬ）として、前記カバーフード（７）に設けられた排気開口（１０）を介して前記カバーフード（７）の外側（Ａｕｓ）あるいは大気中に圧送される、
ことを特徴とする船外機。
【請求項２】
前記吸気開口（９）は、前記カバーフード（７）の直立したフード壁（Ｈｗｈ）において上側の端部領域（Ｅｂｏ）に隣接して配置されており、前記吸気開口（９）に、前記カバーフード（７）に設けられた分配装置（２４）が接続しており、前記分配装置（２４）を介して前記第１の部分空気流（Ｔｌｓ１）及び前記第２の部分空気流（Ｔｌｓ２）が、前記第１の案内装置（２０）あるいは前記第２の案内装置（２１）内へ案内されることを特徴とする、請求項１に記載の船外機。
【請求項３】
前記第１の案内装置（２０）は、前記カバーフード（７）の上側のフード壁部分（２５）とともに１つの通路領域（２６）を形成し、前記通路領域（２６）は、例えば水平に方向付けられた四角形の出口領域（２７）でもって、前記出口領域（２７）に対応して前記吸気装置へ通じる入口領域（２８）に接続されていることを特徴とする、請求項１及び２に記載の船外機。
【請求項４】
前記カバーフード（７）を開放するために、前記出口領域（２７）と前記入口領域（２８）とは、互いに分離可能であり、環状のシール体（２９）を介して協働することを特徴とする、請求項１及び３に記載の船外機。
【請求項５】
前記入口領域（２８）は、集合容器（３０）に接続されており、前記集合容器（３０）は、前記吸気装置（２２）に接続されるターボチャージャ装置（３４）の圧縮機（３１）と構造的に統合されていることを特徴とする、請求項１及び４に記載の船外機。
【請求項６】
前記第２の部分空気流（Ｔｌｓ２）は、直立した通路（３５）を有する前記第２の案内装置（２１）により、前記内燃機関（２）の下面（１６）に向かって案内され、そこから越流領域（３６）を介して前記カバーフード（７）の前記内室（１１）内に、前記第２の部分空気流（Ｔｌｓ２）が前記内燃機関（２）及び前記補機（４，５及び６）の前記表面に対して熱を奪うという影響を及ぼすように到達することを特徴とする、請求項２に記載の船外機。
【請求項７】
前記通路（３５）は、一方では、前記直立したフード壁（Ｈｗｈ）のフード壁部分（３７）により、他方では、前記カバーフード（７）のインサート（４２）の画定部分（３８，３９，４０及び４１）により形成されることを特徴とする、請求項２及び６に記載の船外機。
【請求項８】
前記通路領域（２６）及び前記インサート（４２）は、接着、ねじ止め等により前記カバーフード（７）に結合されていることを特徴とする、請求項３及び７に記載の船外機。
【請求項９】
前記送風機（８）は、前記内燃機関（２）の上面（１５）から突出した直立したクランク軸（４３）を介して駆動されることを特徴とする、請求項１に記載の船外機。
【請求項１０】
前記船舶の航行方向（Ｂ）で見て、前記吸気開口（９）は、後側に位置する前記フード壁（Ｈｗｈ）に隣接して配置され、前記送風機（８）は、前側のフード壁（Ｈｗｖ）の近傍において前記クランク軸（４３）に配置されていることを特徴とする、請求項１、２及び９に記載の船外機。
【請求項１１】
前記送風機（８）を駆動する前記クランク軸（４３）としての第１のクランク軸（４３）は、前記第１のクランク軸（４３）に対して平行に延びる第２のクランク軸（４４）と相俟って、前記内燃機関（２）のクランク軸系（４５）を形成し、前記クランク軸系（４５）において前記クランク軸（４３及び４４）は、２つのコンロッドを介して少なくとも１つの往復動ピストンと作用結合していることを特徴とする、請求項９に記載の内燃機関。
【請求項１２】
前記航行方向（Ｂ）に対して横方向に中央長手方向平面の両側に配置される前記クランク軸（４３及び４４）は、前記クランク軸（４３及び４４）の、前記上面（１５）から突出した上側の端部に、第１及び第２の弾み車（４８及び４９）を有し、前記第１及び第２の弾み車（４８及び４９）は、前記クランク軸（４３及び４４）の高さ方向（Ｃ−Ｃ）で見て互いにずらされて配置され、一部オーバラップしており、前記送風機（８）は、上側の前記第１の弾み車（４８）と構造的に統合されていることを特徴とする、請求項９及び１１に記載の内燃機関。
【請求項１３】
送風機（８）を有する上側の前記第１の弾み車（４８）と、下側の前記第２の弾み車（４９）とは、上側の第１の保護フード部分（５２）あるいは下側の第２の保護フード部分（５３）によりカバーされており、前記第１の保護フード部分（５２）と前記第２の保護フード部分（５３）とは、一体に製造される又は複数の部分からなる送風機・弾み車カバー（５４）として形成されていることを特徴とする、請求項１１及び１２に記載の内燃機関。
【請求項１４】
前記送風機（８）を覆う前記第１の保護フード部分（５２）に前記第３の案内装置（２３）が設けられており、前記第３の案内装置（２３）は、前記送風機・弾み車カバー（５４）の略渦巻き状の接線方向通路部分（５７）を含み、前記接線方向通路部分（５７）は、前記送風機（８）により圧送される前記排気（ＡＬ）を、前記排気開口（１０）を介して前記カバーフード（７）の外側（Ａｕｓ）あるいは大気中に案内することを特徴とする、請求項１、４及び６に記載の内燃機関。
【請求項１５】
前記送風機（８）は、混合型の流動、半径方向流動又はこれに類する流動を伴う羽根車系（１９）を有することを特徴とする、請求項１乃至５に記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船外機であって、船舶を駆動する内燃機関と、空気案内系とを備え、空気案内系は、内燃機関及び補機の表面を取り囲むカバーフードを介して機能するようになっている、船外機に関する。
【０００２】
米国特許第６３０２７４９号明細書（US 6,302,749 B1）において、水の乗り物（Ｗａｓｓｅｒｆａｈｒｚｅｕｇ）を駆動する船外機として作動する内燃機関が公知である。この内燃機関は、内室を画定するカバーフードに取り囲まれる。内室に対して空気の供給及び排出あるいは換気を行うために、内燃機関を大部分囲繞するカバーフードに、内室内を流動し、内燃機関のハウジング表面に吹き当てるために用いられる空気流用の吸・排気装置が設けられている。内燃機関は、複数のピストンと協働する直立したクランク軸を有し、クランク軸は、上側の端部領域において無端伝動機構によりバランサ軸を駆動する。直立した回転軸線を有する発電機には、送風機が設けられており、送風機は、フード状の無端伝動機構カバーの内室に対して空気の供給及び排出を行う。
【０００３】
独国特許発明第１０２０５１０９号明細書（DE 102 05 109 B4）も、船外機を示しており、この船外機には、垂直に方向付けられたクランク軸と、船外機の機関ハウジングの外側に取り付けられた複数の補機とが設けられている。カバーフードが、船外機あるいは補機を囲繞している。カバーフードの後側には、吸気スリットが設けられており、吸気スリットは、隣接する空気案内装置と協働する。空気案内装置は、新気がカバーフードの内室の上下の領域内にあるいは機関ハウジング及び補機に沿って案内されるようにする。
【０００４】
本発明の課題は、内燃機関を取り囲むカバーフードの内室内に、内燃機関用の冷却空気及び吸気の供給に用いられ、基準となる空気案内系が設けられた、船舶を駆動する船外機用の内燃機関を提案することである。しかし、その際、空気案内系は、是認できる手段にて実現可能であることが保証されていることが望ましい。
【０００５】
本発明により、上記課題は、請求項１の特徴により解決される。本発明を構成するさらなる特徴は、従属請求項に含まれている。
【０００６】
本発明により主として達成される利点は、空気案内系が、船外機の、カバーフードにより覆われる内燃機関との関連で、模範的な機能と容易な実現性との点で優れていることに見出せる。例えば空気流は、吸気開口を介して、綿密に練られた形式で、この空気流が吸気開口の近傍で第１の部分空気流と第２の部分空気流とに分割されるように、カバーフードの内室に向かって案内される。この関連で強調すべき点は、空気案内系が、カバーフード内に第１の部分空気流用の第１の案内装置と、第２の部分空気流用の第２の案内装置とを有することである。有利には、第１の部分空気流は、吸気として内燃機関の吸気装置に供給され、第２の部分空気流は、送風機の助力を受けて、上述の内燃機関及び補機の、内燃機関の運転により温められた表面に吹き付け、これを冷却する。その際、技術的に有利には、内燃機関の表面及び補機により温められた空気流は、送風機と第３の案内装置とにより排気として、カバーフードに設けられた排気開口を介してカバーフードの外側あるいは大気中に圧送される。
【０００７】
構造的に簡単に実現可能であるのは、吸気開口をカバーフードの直立したフード壁において上側の端部領域に配置することであり、吸気開口に、空気案内系を最適化する、カバーフードに設けられた分配装置が接続している。分配装置を介して第１の部分空気流及び第２の部分空気流は、第１の案内装置あるいは第２の案内装置内へ案内される。このとき、例えば第１の案内装置は、カバーフードの上側のフード部分とともに１つの通路領域を形成し、通路領域は、例えば水平に方向付けられた四角形の形状を呈する出口領域でもって、出口領域に対応して吸気装置へ通じる入口領域に接続されている。創意に富んでいるのは、カバーフードを開放するために、出口領域と入口領域とが、互いに分離可能であり、環状のシール体を介して協働する形態である。注目すべきは、入口領域が、集合容器に接続されており、集合容器が、吸気装置に接続されるターボチャージャ装置の圧縮機と構造的に統合されている形態である。
【０００８】
基準となる構造形式として、第２の部分空気流は、第２の案内装置を介して、直立した通路によって、内燃機関の下面に向かって案内され、そこから越流領域を介してカバーフードの内室内に、具体的には、第２の部分空気流が内燃機関及び補機の表面に対して熱を奪うという影響を及ぼすように到達する。本形態の発展形は、通路が、一方では、直立したフード壁のフード部分により、他方では、カバーフードのインサートの画定部分により形成されることにある。さらに好適には、通路領域及びインサートは、接着、ねじ止め等によりカバーフードに結合されている。
【０００９】
本発明の発展は、送風機が、内燃機関の上面から突出した直立したクランク軸を介して駆動されることで促進される。空気案内系の作用は、船舶の航行方向で見て、吸気開口が、後側に位置するフード壁に隣接して配置され、送風機が、前側のフード壁の近傍においてクランク軸に配置されていることにより最適化される。送風機を駆動する第１のクランク軸が、第１のクランク軸に対して平行に延びる第２のクランク軸と相俟って、内燃機関のクランク軸系を形成し、このクランク軸系においてクランク軸が、２つのコンロッドを介して少なくとも１つの往復動ピストンと作用結合していると、技術的に有利に働く。本形態は、航行方向に対して横方向に中央長手方向平面の両側に配置されるクランク軸が、クランク軸の、内燃機関の上面から突出した上側の端部に、第１及び第２の弾み車を有し、第１及び第２の弾み車が、クランク軸の高さ方向で見て互いにずらされて配置され、一部オーバラップしており、送風機が、上側の第１の弾み車と構造的に統合されていることにより改良される。
【００１０】
構造的に好ましい形態において、送風機を有する第１の弾み車と、下側の第２の弾み車とは、上側の第１のフード部分あるいは下側の第２のフード部分によりカバーされており、第１のフード部分あるいは第２のフード部分は、一体に製造される又は複数の部分からなる送風機・弾み車カバーとして形成されている。指標となる形態は、送風機を覆う第１のフード部分に第３の案内装置が設けられており、第３の案内装置が、送風機・弾み車カバーの略渦巻き状の接線方向部分を含み、接線方向部分が、送風機により圧送される排気を、排気開口によりカバーフードの外側あるいは大気中に案内することにある。最後に、送風機は、混合型の流動、半径方向流動又はこれに類する流動を伴う羽根車系を有しており、このことは、何ら問題なく実現可能である。
【００１１】
図面に本発明の一実施例を示し、以下に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】内燃機関、カバーフード及び空気案内系を備える船外機の概略側面図である。
【図２】内燃機関のクランク軸系を上から見た概略図である。
【図３】図１に示した空気案内系の部分とともに、カバーフードを左上から見た斜視図である。
【図４】図３と同様の図であるが、カバーフードなしで示す図である。
【図５】図１及び４に示した空気案内系の部分とともに、カバーフード内部を下から見た斜視図である。
【図６】空気案内系の送風機を含めた内燃機関の部分の斜視図である。
【図７】概ね図６に示した矢印方向Ａで見た図である。
【図８】補機を有する内燃機関を右上から見た斜視図である。
【図９】排気開口を有するカバーフードを左上から見た斜視図である。
【００１３】
船外機１は、船舶を駆動する内燃機関２と、空気案内系３とを備え、空気案内系３は、内燃機関２の表面と、内燃機関２の外側に組み付けられる詳細には説明しない補機４，５及び６（図８）とを取り囲むドーム状のカバーフード７を介して機能するようになっている。空気案内系３には、一方では、内燃機関２により駆動される送風機８が、他方では、カバーフード７に設けられた吸気開口９及び排気開口１０が含まれ、カバーフード７は、内燃機関２を広範囲にドーム状に覆っている。制御対象の空気流Ｌｓは、吸気開口９を介してカバーフード７の内室１１に流入し、排気開口１０を介してこのカバーフード７から流出する。
【００１４】
内燃機関２は、機関ハウジング１２を有し、機関ハウジング１２は、航行方向Ｂで見て後面１３及び前面１４を有し、高さ方向Ｃ−Ｃで見て上面１５及び下面１６を有し、さらに右側の長手方向側面１７及び左側の長手方向側面１８を有している。両長手方向側面１７，１８には、補機あるいは周辺機器４，５及び６が取り付けられている。混合型の流動、半径方向流動又はこれに類する流動を伴う羽根車系１９を有する送風機８の影響を受け、空気流は、吸気開口９を介してカバーフード７の内室１１へ向かう。吸気開口９に隣接して、すなわち内室１１内で、空気流Ｌｓは、第１の部分空気流Ｔｌｓ１と第２の部分空気流Ｔｌｓ２とに分割される（図１）。
【００１５】
このために空気案内系３は、カバーフード７内に第１の部分空気流Ｔｌｓ１用の第１の案内装置２０と、第２の部分空気流Ｔｌｓ２用の第２の案内装置２１とを有している。第１の部分空気流Ｔｌｓ１は、吸気として内燃機関２の吸気装置２２に供給されるのに対し、第２の部分空気流Ｔｌｓ２は、送風機８の作用により、内燃機関２及び補機４，５及び６の、内燃機関２の運転により温められた表面に吹き付けられる。さらに内燃機関２の表面及び補機４，５及び６により温められた空気流Ｌｓｗは、送風機８と第３の案内装置２３（図３）とにより排気ＡＬとして、カバーフード７に設けられた排気開口１０を介して上述のカバーフード７の外側Ａｕｓあるいは大気中に案内される（図８）。
【００１６】
吸気開口９は、カバーフード７の上側の端部領域Ｅｂｏの直立した後側のフード壁Ｈｗｈに配置されている。そして吸気開口９には、分配装置２４（図３及び４）が接続しており、分配装置２４を介して第１の部分空気流Ｔｌｓ１及び第２の部分空気流Ｔｌｓ２は、第１の案内装置２０あるいは第２の案内装置２１内へ案内される。第１の案内装置２０は、カバーフード７の上側のフード壁部分２５とともに１つの通路領域２６を形成している（図３）。通路領域２６は、例えば水平に方向付けられた四角形の出口領域２７（図３及び５）でもって、出口領域２７に対応して吸気装置２２へ通じる入口領域２８（図４）に接続されている。
【００１７】
内燃機関２へのアクセスを可能にすべく、カバーフード７を開放するために、出口領域２７と入口領域２８とは、略水平の平面Ｄ−Ｄ（図４）において分離可能である。この平面Ｄ−Ｄにおいてあるいは出口領域２７と入口領域２８との間で、相応に調整されたシール体２９（図５）が機能している。入口領域２８は、集合容器３０に接続されている。集合容器３０は、吸気装置２２に接続されタービン３２を有するターボチャージャ装置３４（図３及び６）の圧縮機３１と構造的に統合されている。
【００１８】
第２の部分空気流Ｔｌｓ２は、直立した通路３５により内燃機関２の下面１６に向かって案内される。そこから越流領域３６（図１）を介して、第２の部分空気流Ｔｌｓ２は、カバーフード７の内室１１内に、具体的には、第２の部分空気流Ｔｌｓ２が送風機８の助力を得て内燃機関２及び補機の表面に到達してそこから熱を奪うという作用を奏する。通路３５は、一方では、直立したフード壁Ｈｗｈのフード壁部分３７により、他方では、カバーフードのインサート４２の、互いに角度をなして配置される画定部分３８，３９，４０及び４１（図４）により形成される。本実施例において、通路領域２６及びインサート４２は、例えばプラスチックからなる成形部品であり、接着、ねじ止め等によりカバーフード７（図３及び４）に結合されている。
【００１９】
往復動ピストン形の内燃機関２は、少なくとも１つの往復動ピストンを有し、往復動ピストンは、２つのコンロッドを介して、互いに平行に方向付けられ、逆向きの回転方向で回転する２つの第１及び第２のクランク軸４３及び４４（図２）と作用結合している。クランク軸系４５（図２及び８）の第１及び第２のクランク軸４３及び４４は、船舶の図示しない水線に対して概ね直立しており、駆動軸４６により水線の下で船舶スクリュ４７（図１）を駆動する。クランク軸４３及び４４は、内燃機関２の上面１５から突出し、航行方向Ｂに対して横方向に見て、内燃機関２の中央長手方向平面Ｅ−Ｅ（図２）に対して対称に並んで位置する。クランク軸４３及び４４の端部領域には、第１及び第２の弾み車４８及び４９（図１及び２）が設けられている。高さ方向Ｃ−Ｃで見て、第１の上側の弾み車４８と第２の下側の弾み車４９とは、互いにずらされてクランク軸４３及び４４に取り付けられており、省スペース化の理由から一部において互いにオーバラップしている（図２）。第１の弾み車４８は、第２の弾み車４９より上に位置し、送風機８あるいは羽根車系１９の羽根車５０（図３）を支持し（図１）、駆動している。そして第１の弾み車４８と送風機８とは、構造的に統合されている。
【００２０】
内燃機関２は、機関ハウジング１２によりクランク軸４３及び４４を収容する。内燃機関２は、ディーゼル噴射法で作動し、内燃機関２の運転を最適化すべく、圧縮機３１及びタービン３２を有するターボチャージャ装置３４が設けられている。ターボチャージャ装置３４は、内燃機関２の吸気装置２２に接続されており、ターボチャージャ装置３４及び吸気装置２２は、内燃機関２の上面１５に、具体的には、カバーフード７の、航行方向Ｂで見て後側のフード壁Ｈｗｈから遠くないところに配置されている。内燃機関２のより詳細については、類似の内燃機関を扱う欧州特許出願公開第２９８０３７４号明細書（EP 2 980 374 A1）を参照されたい。
【００２１】
後側のフード壁Ｈｗｈには、吸気開口９が設けられているのに対し、第１のクランク軸４３と作用結合している送風機８は、航行方向Ｂで見て、カバーフード７の、前側の直立したフード壁Ｈｗｖの近傍に配置されている。第２の案内装置２１の、直立した通路３５あるいは下面に隣接して位置する越流領域３６と、送風機８の羽根車５０の直立した回転軸線５１とを離間せしめたため、航行方向Ｂで見て、作用範囲Ｗｂ（図１）が生じる。この範囲では、部分空気流Ｔｌｓ２が内燃機関２及び補機４，５及び６の表面に好適に吹き付ける。
【００２２】
送風機８を有する第１の上側の弾み車４８と、第２の下側の弾み車４９とは、第１の上側の保護フード部分５１あるいは第２の保護フード部分５２に取り囲まれるようにカバーされている。第１の保護フード部分５１と、第２の保護フード部分５２とは、一体に製造される又は複数の部分からなるハウジング状の送風機・弾み車カバー５４として形成されている。さらに、送風機８を覆う第１の保護フード部分５１の上面５５には、温められた部分空気流Ｌｓｗ用の流入開口５６が設けられており、送風機・弾み車カバー５３の上述のフード部分５１は、渦巻き状の接線方向部分５７を有している。接線方向部分５７は、送風機８により圧送される排気ＡＬを排気開口１０によりカバーフード７の外側Ａｕｓに案内する。第２の保護フード部分５２の換気のために、天板領域に、環状の貫通スリット５８が設けられている。
【００２３】
最後に図９には、排気開口１０が航行方向Ｂで見て左側のフード壁５９に設けられており、送風機８あるいは接線方向部分５７から来た排気ＡＬが、排気開口１０から流出する様子を示してある。
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【外国語明細書】
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