CN215762421U - 一种离心风叶、风机及包含其的空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种离心风叶、风机及空调系统，涉及空调技术领域，解决了离心风机风量小、噪音大、风机效率低、气流相对集中的技术问题。该离心风叶包括叶片和固定盘；叶片为前弯型叶片结构，固定在固定盘上；沿叶片高度方向从吸气口到固定盘，全部或部分叶片宽度逐步增加，风叶的吸气口呈渐缩形喇叭状结构；风机包括离心风叶和蜗壳；蜗壳两侧边具有倾斜的特征；空调系统包括风机。本实用新型风叶的吸气口成喇叭形渐缩结构，在相同风叶外径及高度条件下，增加风叶进气面积，减少进气阻力，提高风量及风机效率；叶片的进气角的变化，有效离散进气流体，降低噪音；叶片宽度逐渐增加，叶片做功能力逐渐增强，提高风机整体做功效率。

Description

一种离心风叶、风机及包含其的空调系统

技术领域

本实用新型涉及空调技术领域，尤其是涉及一种离心风叶、风机及包含其的空调系统。

背景技术

如图1所示，包含离心风叶和蜗壳的前弯型(风叶出气口弯曲方向与风叶旋转做功方向相同)风机系统，具有如下问题；

1、传统离心风叶，如图1和图2所示，当单个叶片1外径一定，需要提升机组的风量时，可以增加叶片1的做功高度，但此时风机吸风口面积成为制约风机的瓶颈因素，直接扩大内径，会导致风叶做功面积(每个叶片的宽度和高度相乘就是做功面积)的下降，从而导致风叶做功能力下降，无法达到提升风量的目的，传统离心风机风量低、效率低；

2、风叶内径沿高度方向呈现相等的特性，风叶进气角相同，流体进入风叶的频率相近，导致风叶工作时，噪音较大；

3、当风叶高度较大时，由于风叶做功能力相同，风叶靠近内侧位置，负压度较大，内侧难以有效吸气，导致整个风叶工作效率不高。

如上三点，导致风机系统风量小、噪音大、风机效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种离心风叶、离心蜗壳、风机及包含其的空调系统，以解决现有技术中存在的离心风机风量小、噪音大、风机效率低的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的一种离心风叶，包括叶片和固定盘，所述叶片为前弯型结构，固定在所述固定盘上；沿所述叶片高度方向从吸气口到所述固定盘，全部或部分所述叶片的宽度逐步增加，使得风叶的吸气口呈渐缩形喇叭状结构。

作为本实用新型的进一步改进，部分或全部所述叶片的进气侧倾斜设置。

作为本实用新型的进一步改进，所述叶片的吸进气侧倾斜角度不同或相同。

作为本实用新型的进一步改进，沿所述叶片高度方向，从吸气口向所述固定盘方向，所述叶片的进气角连续变化。

作为本实用新型的进一步改进，所述叶片的进气角连续变化为连续变大。

作为本实用新型的进一步改进，所述叶片的进气角最大值φ2为：φ2＝φ1+H×Y，其中：φ1为叶片进气角最小值，H为叶片高度，Y为第二系数，1度/毫米≥Y≥0.04度/毫米。

作为本实用新型的进一步改进，所述第二系数Y数值范围是0.2度/毫米≤Y≤0.5度/毫米。

作为本实用新型的进一步改进，所述离心风叶的吸气口垂直于轴线的最大内切圆直径D1为，D1＝D2+H×X,其中：D2为离心风叶的吸气口垂直于轴线的最小内切圆直径，H为叶片高度，X为第一系数，0.35≥X≥0.02。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一系数X数值范围是0.07≤X≤0.2。

作为本实用新型的进一步改进，所述叶片的出口角β规格为：5°≤β≤40°。

作为本实用新型的进一步改进，所述叶片的出口角β规格为13°≤β≤24°。

作为本实用新型的进一步改进，所述离心风叶为单侧叶片结构或双侧叶片结构，当为双侧叶片结构时，两侧所述叶片错位设置。

作为本实用新型的进一步改进，还包括设置在所述固定盘上，并位于所述叶片内侧的第二风叶。

作为本实用新型的进一步改进，还包括位于所述叶片出气侧端部的加强环，所述加强环呈环状结构。

本实用新型提供的一种风机，包括蜗壳和所述离心风叶，所述蜗壳收集所述离心风叶出流并导流后从出流口排出。

作为本实用新型的进一步改进，所述蜗壳为单侧倾斜结构或双侧倾斜结构。

作为本实用新型的进一步改进，当所述蜗壳为单侧倾斜结构时，0.7≤L1/L2≤0.99，当所述蜗壳为双侧倾斜结构时，0.6≤L1/L2≤0.98；其中：L1为蜗壳两侧最小距离，L2为蜗壳两侧最大距离。

作为本实用新型的进一步改进，所述蜗壳两侧最小距离L1的两端点位于以蜗舌、蜗壳进流口圆心和蜗壳渐开线末端三者所组成的钝角形扇形区域内；所述蜗壳两侧最大距离L2的两端点位于以蜗壳渐开线末端、蜗壳进流口圆心和蜗舌侧出流口远端三者所组成的扇形区域内。

作为本实用新型的进一步改进，所述蜗壳的蜗舌为平直蜗舌或倾斜蜗舌；当所述蜗舌为平直蜗舌时，所述蜗舌长度方向与所述离心风叶轴向平行；当所述蜗舌为倾斜蜗舌时，所述蜗舌长度方向与所述离心风叶轴向之间具有夹角。

作为本实用新型的进一步改进，所述蜗舌为单侧倾斜或双侧倾斜结构。

作为本实用新型的进一步改进，所述蜗壳为一体结构或分体结构，当所述蜗壳为分体结构由多部分蜗壳单元组成时，相邻所述蜗壳单元之间通过限位式锁定结构连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述蜗壳上设置有局部切除部。

本实用新型提供的一种空调系统，包括所述风机和换热器。

本实用新型与现有技术相比具有如下有益效果：

本实用新型提供的离心风叶，通过将风叶的吸气口设置成喇叭形渐缩结构，在相同风叶外径及高度条件下，增加风叶进气面积，减少进气阻力，提高风量及风机效率；通过沿风叶的高度方向，从风叶吸气口往风叶固定盘的方向，风叶的进气角连续变化，有效离散进气流体，降低噪音；通过沿风叶的高度方向，从吸气口到固定盘方向，风叶宽度逐渐增加，风叶做功能力逐渐增强，提高了整个风叶高度方向平均做功能力，提高风机整体做功效率。本实用新型提供的风机，通过采用倾斜的蜗壳进一步增加进气通道，降低进气阻力，提高风量、降低噪音；同时倾斜的蜗壳还可以扩展出气流体，使得气流更加均匀的吹到换热器上，从而提高空调机组的换热量、降低机组功率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中离心风叶从吸气口侧看过去的结构示意图；

图2是现有技术中离心风叶从出风侧看过去的结构示意图；

图3是本实用新型离心风叶从吸气口侧看过去的结构示意图；

图4是图3中A局部放大图；

图5是本实用新型离心风叶为单侧风叶时从出风侧看过去的结构示意图；

图6是本实用新型离心风叶为双侧风叶时从出风侧看过去的结构示意图；

图7是本实用新型离心风叶进行叶片部分切除时的结构示意图；

图8是本实用新型离心风叶部分风叶吸气口倾斜的结构示意图；

图9是本实用新型离心蜗壳的结构示意图；

图10本实用新型离心蜗壳为双侧倾斜时的结构示意图；

图11是图10中沿II’的剖面视图；

图12是本实用新型离心蜗壳为单侧倾斜时的结构示意图；

图13是图12中沿II’的剖面视图；

图14是本实用新型离心蜗壳中倾斜蜗舌结构示意图；

图15是本实用新型离心风叶应用于7.2KW风管机时风量对比图；

图16是本实用新型离心风叶应用于7.2KW风管机时噪音对比图；

图17是本实用新型离心风叶应用于7.2KW风管机时功率对比图。

图中1、风叶；2、加强环；3、固定盘；4、第二风叶；5、蜗壳；6、蜗舌；7、渐开段；8、第一蜗壳；9、第二蜗壳；10、局部切除部。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

如图3所示，本实用新型提供了一种离心风叶，包括叶片1和固定盘3，叶片1为前弯型(风叶出气口弯曲方向与风叶旋转做功方向相同)结构，固定在固定盘3上，沿叶片1高度方向从吸气口到固定盘3，全部或部分叶片1的宽度逐步增加，使得风叶的吸气口呈渐缩形喇叭状结构。

在此需要说明的是，此处所指的叶片的宽度是指沿固定盘3径向的规格，也就是沿气流的出风方向，叶片1的宽度，换句话说，也就是指平行于固定盘对叶片1剖切，在所做截面内两点间最远距离。

本实用新型通过沿风叶的高度方向，从吸气口到固定盘方向，叶片宽度逐渐增加，叶片做功能力逐渐增强，提高了整个风叶高度方向平均做功能力，提高风机整体做功效率。

在此需要说明的是，叶片高度是指叶片1沿轴向的高度也就是从吸气口到固定盘3方向叶片1的规格。吸气口为所有的叶片1远离固定盘3的一端围合成的口部结构。气流经吸气口进入也就是沿离心风叶的轴向进入，然后转向90度后经离心风叶的径向也就是风叶宽度方向流出。

本实用新型提供的离心风叶，通过将风叶的吸气口设置成喇叭形渐缩结构，在相同风叶外径及高度条件下，增加风叶进气面积，减少进气阻力，提高风量及风机效率。

如图3、图5、图6所示，作为本实用新型的一种可选实施方式，离心风叶的吸气口垂直于轴线的最大内切圆直径D1为，D1＝D2+H×X,其中：D2为离心风叶的吸气口垂直于轴线的最小内切圆直径，H为叶片高度，X为第一系数，0.35≥X≥0.02。

最优的是，风叶吸气口规格中第一系数数值范围在：0.07≤X≤0.2。

作为本实用新型的一种可选实施方式，沿叶片1高度方向，从吸气口向固定盘3方向，叶片1的进气角连续变化。

进一步的，上述所指的叶片1的进气角连续变化为连续变大。

本实用新型通过沿风叶的高度方向，从风叶吸气口往风叶固定盘的方向，叶片1的进气角连续变化，有效离散进气流体，降低噪音。

如图4、图5和图6所示，具体的，在本实施例中，叶片1的进气角最大值φ2为：φ2＝φ1+H×Y，其中：φ1为叶片进气角最小值，H为叶片高度，Y为第二系数，1度/毫米≥Y≥0.04度/毫米。叶片进气角为叶片入口处，叶片型线切线与圆周切线的夹角，当叶片入口存在圆角时，从非圆角处开始计算。

最优的方案是，叶片的进气角规格中第二系数Y数值范围是0.2度/毫米≤Y≤0.5度/毫米。

如图3和图4所示，作为本实用新型的一种可选实施方式，叶片1的出口角β规格为：5°≤β≤40°。叶片出口角为叶片出口处，叶片型线切线与圆周切线的夹角。

最优的是，叶片的出口角β角度范围在：13°≤β≤24°。

如图8所示，作为本实用新型的一种可选实施方式，部分或全部叶片1的进气侧倾斜设置为倾斜结构。

此处需要说明的是，叶片1的进气侧也就是叶片1的最内侧，或者说，是沿固定盘3径向，叶片1最靠近固定盘3轴线的一侧。气流经离心风叶的吸气口进入，然后经叶片1的进气侧进入，然后经叶片1的出气侧排出。

如图6所示，对风叶一侧做了局部剖视图；

进气侧倾斜的叶片1可以连续设置也可以间隔设置。

如图8所示，更进一步的，叶片1的进气侧倾斜角度不同或相同。也就是说，叶片1的进气侧可以全部倾斜，也可以部分叶片倾斜，还可以叶片倾斜程度不同。

在此需要说明的是，在本实施例中，离心风叶为单侧叶片结构或双侧叶片结构，当为双侧叶片结构时，两侧叶片错位设置，以降低噪音。

进一步的，还包括设置在固定盘3上，并位于叶片1内的第二风叶4。

如图7所示，进一步的，还包括位于叶片1出气侧端部的加强环2，加强环2呈环状结构。当蜗壳5长度一定时，可以切除结构加强环内侧的部分风叶，同时增加风叶长度，保持与蜗壳的合适距离，以达到增加风叶做功长度的目的。

离心风机经常并联使用或使用在长度方向受限的场合，如风管机产品上使用。为了达到更好的进气条件，可以配合倾斜蜗壳使用，实现风量更大、噪音更低、功耗更小、两器换热效果更好的效果。

本实用新型提供了一种风机，如图9所示，包括蜗壳5和设置在蜗壳5内的离心风叶，蜗壳5收集所述离心风叶出流并导流后从出流口排出。

如图10和图12所示，蜗壳5进气侧距离特征：蜗壳两侧最小距离L1(除圆角外)，蜗壳两侧最大距离L2，进一步的，蜗壳5为单侧倾斜结构或双侧倾斜结构。

蜗壳5为单侧倾斜结构或双侧倾斜结构。

如图13所示，当蜗壳5为单侧倾斜结构时，0.7≤L1/L2≤0.99，优选0.85≤L1/L2≤0.96；

如图11所示，当蜗壳5为双侧倾斜结构时，0.6≤L1/L2≤0.98，优选0.8≤L1/L2≤0.95；其中：L1为蜗壳两侧最小距离，L2为蜗壳两侧最大距离。

如图11和图13所示，蜗壳两侧最小距离L1的两端点位于以蜗舌6、蜗壳进流口圆心和蜗壳渐开线末端三者所组成的钝角形扇形区域内；蜗壳两侧最大距离L2的两端点位于以蜗壳渐开线末端、蜗壳进流口圆心和蜗舌出流口远端三者所组成的扇形区域内。

如图11和图13所示，具体的：蜗壳5进气侧最窄距离投影区间：将蜗壳5沿着中面I-I’投影，保持蜗壳5非渐开段最外侧投影J-K竖直向上，蜗壳两侧最小距离L1两端点投影位于A-O-C(钝角)所包围的区域内，O为风叶的旋转中心(当蜗壳进气口为圆形时，也可是蜗壳的进气圆心)，A是O与蜗舌的相切点；C是经过O与J-K垂线与蜗壳最外侧的交点。

优选：蜗壳两侧最小距离L1两端点投影位于A-O-B(钝角)所处的区域内；B是经过O与J-K平行线与蜗壳最外侧的交点，B点远离J-K侧；

如图14所示，蜗舌特征：蜗舌的形状对噪音有影响，蜗壳5的蜗舌6为平直蜗舌或倾斜蜗舌；当蜗舌6为平直蜗舌时，蜗舌6长度方向与叶片1轴向平行；当蜗舌6为倾斜蜗舌时，蜗舌6长度方向与叶片1轴向之间具有夹角。

具体的：蜗壳进气侧最宽距离投影区间：将蜗壳5沿着中面I-I’投影，保持蜗壳5非渐开段最外侧投影J-K竖直向上，蜗壳两侧最大距离L2两端点投影位于D-O-C(直角)所包围的区域内，O为风叶的旋转中心(当蜗壳进气口为圆形时，也可是蜗壳的进气圆心)，D是经过O与J-K平行线与蜗壳最外侧的交点，D点靠近J-K侧；C是经过O与J-K垂线与蜗壳最外侧的交点。

优选：蜗壳两侧最大距离L2两端点投影位于E-O-J(锐角)所处的区域内；E是靠近蜗舌侧蜗壳外轮廓最外侧的投影；J是远离蜗舌侧蜗壳外轮廓最外侧的投影。

进一步的，蜗舌6为单侧倾斜或双侧向中间倾斜的倾斜结构。

进一步的，蜗壳5为一体结构或分体结构，当蜗壳5为分体结构由多部分蜗壳单元组成时，相邻蜗壳单元之间通过限位式锁定结构连接。

具体的，为了方便安装拆卸风叶或电机，一般蜗壳会拆分成多个结构，如图9所示，蜗壳5可拆分成第一蜗壳8及第二蜗壳9,两个蜗壳之间设置相互限位的卡扣特征，可以方便的实现蜗壳拼装与分离；进一步的蜗壳5还可以拆分成两个以上的部分；

蜗壳上具有安装特征，与其固定件连接，以保证安装的可靠性。

为了进一步减少风管机的厚度方向尺寸，可以对蜗壳5进行局部特征进行切除形成局部切除部10。

本实用新型提供了一种空调系统，包括上述的风机和换热器。

如图15-图17所示，本实用新型提供的离心风叶，应用在某款7.2kw风管机上为例，机组风量大，相同转速风量提升10.6％-12.1％，相同风量下的噪音降低3-5dB(A)左右，风机系统效率提升23％-45％％。

这里首先需要说明的是，“向内”是朝向容置空间中央的方向，“向外”是远离容置空间中央的方向。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (23)

1.一种离心风叶，包括叶片和固定盘，所述叶片为前弯型结构，固定在所述固定盘上；其特征在于，沿所述叶片高度方向，从吸气口到所述固定盘，全部或部分所述叶片的宽度逐步增加。

2.根据权利要求1所述的离心风叶，其特征在于，部分或全部所述叶片的进气侧倾斜设置。

3.根据权利要求2所述的离心风叶，其特征在于，所述叶片的吸进气侧倾斜角度不同或相同。

4.根据权利要求1所述的离心风叶，其特征在于，沿所述叶片高度方向，从吸气口向所述固定盘方向，所述叶片的进气角连续变化。

5.根据权利要求4所述的离心风叶，其特征在于，所述叶片的进气角连续变化为连续变大。

6.根据权利要求4所述的离心风叶，其特征在于，所述叶片的进气角最大值φ2为：φ2＝φ1+H×Y，其中：φ1为叶片进气角最小值，H为叶片高度，Y为第二系数，1度/毫米≥Y≥0.04度/毫米。

7.根据权利要求6所述的离心风叶，其特征在于，所述第二系数Y数值范围是0.2度/毫米≤Y≤0.5度/毫米。

8.根据权利要求1所述的离心风叶，其特征在于，所述离心风叶的吸气口垂直于轴线的最大内切圆直径D1为，D1＝D2+H×X,其中：D2为离心风叶的吸气口垂直于轴线的最小内切圆直径，H为叶片高度，X为第一系数，0.35≥X≥0.02。

9.根据权利要求8所述的离心风叶，其特征在于，所述第一系数X数值范围是0.07≤X≤0.2。

10.根据权利要求1所述的离心风叶，其特征在于，所述叶片的出口角β规格为：5°≤β≤40°。

11.根据权利要求10所述的离心风叶，其特征在于，所述叶片的出口角β规格为13°≤β≤24°。

12.根据权利要求1所述的离心风叶，其特征在于，所述离心风叶为单侧叶片结构或双侧叶片结构，当为双侧叶片结构时，两侧所述叶片错位设置。

13.根据权利要求1所述的离心风叶，其特征在于，还包括设置在所述固定盘上，并位于所述叶片内侧的第二风叶。

14.根据权利要求1所述的离心风叶，其特征在于，还包括位于所述叶片出气侧端部的加强环，所述加强环呈环状结构。

15.一种风机，其特征在于，包括蜗壳和如权利要求1-14中任一所述的离心风叶，所述蜗壳收集所述离心风叶出流并导流后从出流口排出。

16.根据权利要求15所述的风机，其特征在于，所述蜗壳为单侧倾斜结构或双侧倾斜结构。

17.根据权利要求16所述的风机，其特征在于，当所述蜗壳为单侧倾斜结构时，0.7≤L1/L2≤0.99，当所述蜗壳为双侧倾斜结构时，0.6≤L1/L2≤0.98；其中：L1为蜗壳两侧最小距离，L2为蜗壳两侧最大距离。

18.根据权利要求17所述的风机，其特征在于，所述蜗壳两侧最小距离L1的两端点位于以蜗舌、蜗壳进流口圆心和蜗壳渐开线末端三者所组成的钝角形扇形区域内；所述蜗壳两侧最大距离L2的两端点位于以蜗壳渐开线末端、蜗壳进流口圆心和蜗舌侧出流口远端三者所组成的扇形区域内。

19.根据权利要求15所述的风机，其特征在于，所述蜗壳的蜗舌为平直蜗舌或倾斜蜗舌；当所述蜗舌为平直蜗舌时，所述蜗舌长度方向与所述离心风叶轴向平行；当所述蜗舌为倾斜蜗舌时，所述蜗舌长度方向与所述离心风叶轴向之间具有夹角。

20.根据权利要求19所述的风机，其特征在于，所述蜗舌为单侧倾斜或双侧倾斜结构。

21.根据权利要求15所述的风机，其特征在于，所述蜗壳为一体结构或分体结构，当所述蜗壳为分体结构由多部分蜗壳单元组成时，相邻所述蜗壳单元之间通过限位式锁定结构连接。

22.根据权利要求15所述的风机，其特征在于，所述蜗壳上设置有局部切除部。

23.一种空调系统，其特征在于，包括如权利要求15-22中任一所述的风机。

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