ES1311946U - Wind energy collection system - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Sistema captador de energía eólica Wind energy collection system
Sector de la técnicaTechnical sector
En sistemas captadores eólicos, que generan electricidad para viviendas, agricultura, desalación del agua del mar, elevación del agua, realimentación de la corriente a la red eléctrica, obtención de hidrógeno por electrolisis del agua y almacenamiento de aire a presión en balsas en el mar a gran profundidad. In wind energy systems, which generate electricity for homes, agriculture, seawater desalination, water elevation, feedback of current to the electrical grid, obtaining hydrogen by electrolysis of water and storing pressurized air in ponds at great depth in the sea.
Objetivo de la invención y ventajas. Objective of the invention and advantages.
Proporcionar una gran fuente de energía con coste efectivo independiente de las condiciones óptimas del viento, no necesita una situación óptima, ni elevada. Providing a large, cost-effective source of energy independent of optimal wind conditions, it does not require an optimal or elevated location.
Usar captadores, que al utilizar velas o lonas permiten muy grandes dimensiones, proporcionando gran cantidad de energía a bajo coste. Sin tener en cuenta el generador estas turbinas pueden tener un coste entre una décima y una centésima parte de la de un aerogenerador típico. Using collectors, which use sails or canvas to achieve very large dimensions, providing a large amount of energy at a low cost. Without taking into account the generator, these turbines can have a cost between one-tenth and one-hundredth of that of a typical wind turbine.
Pueden aplicarse sin un poste o mástil utilizando los postes o zonas elevadas, edificios, etc. existentes. They can be applied without a pole or mast using existing poles or elevated areas, buildings, etc.
En algunos casos puede utilizar como mástiles unos conductos inflables, que simultáneamente facilitan su retracción. In some cases, inflatable tubes can be used as masts, which simultaneously facilitate their retraction.
Utilizar vientos de baja y alta intensidad, obteniendo un reducido coste del Kw/h. Use low and high intensity winds, obtaining a reduced cost per Kw/h.
Poder usar generadores eléctricos, síncronos, de múltiples pares de polos, con multiplicadores de rpm, o instalaciones con compresores de aire o bombas hidráulicas accionadas directamente por los ejes de las turbinas. Being able to use electric generators, synchronous, with multiple pairs of poles, with rpm multipliers, or installations with air compressors or hydraulic pumps driven directly by the turbine shafts.
Aportar un sistema sencillo y de gran rendimiento que no contamina, no mata las aves, no produce ruidos, vibraciones, interferencias radioeléctricas y no necesita dispositivos electicos para direccionarse hacia el viento. Provide a simple and high-performance system that does not pollute, does not kill birds, does not produce noise, vibrations, radioelectric interference and does not need electrical devices to direct it towards the wind.
Poder obtener electricidad, hidrógeno, desalación del agua del mar, y almacenamiento neumático en el fondo del mar. Being able to obtain electricity, hydrogen, desalination of sea water, and pneumatic storage at the bottom of the sea.
Antecedentes de la invenciónBackground of the invention
Los sistemas de energía eólica actuales, necesitan altas tecnologías, altos costos, colocación a elevadas alturas o grandes vientos para conseguir altos rendimientos, dependiendo de condiciones de viento difíciles de encontrar. Son difíciles de controlar y complejos. Producen interferencias eléctricas y no son muy aceptados por el público en general. Resultando la energía más cara que con los sistemas convencionales. La presente invención elimina dichos inconvenientes aportando un sistema sencillo, útil y económico, utilizando turbinas con cables y superficies velicas, casquetes esféricos o paracaídas de lona, tela o plástico. Current wind energy systems require high technology, high costs, high altitude placement or high winds to achieve high performance, depending on wind conditions that are difficult to find. They are difficult to control and complex. They produce electrical interference and are not widely accepted by the general public. Energy is therefore more expensive than with conventional systems. The present invention eliminates these drawbacks by providing a simple, useful and economical system, using turbines with cables and sail surfaces, spherical caps or parachutes made of canvas, fabric or plastic.
Explicación de la invenciónExplanation of the invention
Problema a resolver. Problem to solve.
Se necesita mucha energía renovable y a bajo costo. Los sistemas actuales han abaratado mucho los costes, pero aún resulta necesario mucha subvención que hay que pagarla de algún modo. La presente invención soluciona la mayor parte de dichos inconvenientes. There is a great need for renewable energy at low cost. Current systems have made costs much lower, but they still require a lot of subsidy that has to be paid for somehow. The present invention solves most of these problems.
El sistema captador de energía eólica de la invención, consiste en una turbina o hileras de turbinas formadas por una o más superficies velicas de lona, tela o lámina de material plástico con forma de casquete esférico, cono, capuchón o acampanadas, sujetos de uno o dos mástiles mediante unos cables o cordones de su periferia y sus extremos, al eje del generador eléctrico o elemento mecánico a mover, y cuyas superficies velicas portan unas aberturas laterales por donde sale el aire de forma inclinada, creando un par de giro constante. Un microprocesador controla el funcionamiento proporcionando avisos luminosos y audibles y su actuación segura mediante sensores, motores y actuadores. The wind energy capturing system of the invention consists of a turbine or rows of turbines formed by one or more sail surfaces made of canvas, fabric or plastic sheet in the shape of a spherical cap, cone, cap or bell-shaped, attached to one or two masts by means of cables or cords on their periphery and ends, to the axis of the electric generator or mechanical element to be moved, and whose sail surfaces carry lateral openings through which the air exits in an inclined manner, creating a constant torque. A microprocessor controls the operation by providing light and audible warnings and its safe operation by means of sensors, motors and actuators.
Con las hileras de turbinas entre dos postes se pueden utilizar unos casquetes esféricos o capuchones con cordones de sujeción a ambos lados y un orifico central para que se desplace a lo largo del cable y permita su acampamiento con vientos de ambos sentidos. Para esto también se utilizan parejas de elementos cónicos o capuchones unidos por sus vértices. Grupos de hileras de turbinas entre dos postes se pueden girar hacia el viento desplazando uno de sus extremos mediante un cable y un tambor de enrollado accionado por un motor eléctrico. Los otros extremos pueden estar fijos mediante unos postes o unos postes y un cable. For rows of turbines between two poles, spherical caps or caps with tether cords on both sides and a central hole can be used so that they can move along the cable and be set up in winds from both directions. Pairs of conical elements or caps connected at their vertices are also used for this. Groups of rows of turbines between two poles can be turned towards the wind by moving one end using a cable and a winding drum driven by an electric motor. The other ends can be fixed using poles or poles and a cable.
Lo generadores eléctricos pueden colocarse entre las turbinas y los postes o bien al lado opuesto de las mismas. The electric generators can be placed between the turbines and the poles or on the opposite side of them.
Cuando solo se sujetan las turbinas de un extremo las turbinas se direccionan automáticamente con la corriente de aire o viento por tener el conjunto formado por los cables, armazón y velas retrasado respecto al punto de apoyo o mástil sobre el que gira y se direcciona. Al lado opuesto puede portar como contrapeso el generador eléctrico cubierto por una carcasa aerodinámica. En una variante en lugar de usar superficies velicas en forma de casquetes, se utilizan velas triangulares. When only the turbines are attached at one end, the turbines are automatically steered by the air current or wind because the assembly consisting of cables, frame and sails is set back from the support point or mast on which it rotates and is steered. On the opposite side, the electric generator can be carried as a counterweight, covered by an aerodynamic casing. In a variant, instead of using cap-shaped sail surfaces, triangular sails are used.
En turbinas de grandes dimensiones se pueden aplicar multiplicadores de rpm entre la turbina y los generadores o se pueden utilizar generadores síncronos generadores. In large turbines, rpm multipliers can be applied between the turbine and the generators or synchronous generators can be used.
Cuando es posible la energía mecánica obtenida se puede utilizar para comprimir aire, almacenándolo en recipientes flexibles sumergidos en el mar a mediana o gran profundidad hasta el momento de su uso. When possible, the mechanical energy obtained can be used to compress air, storing it in flexible containers submerged in the sea at medium or great depth until the moment of use.
Se pueden utilizar materiales no oxidables a base de acero, zinc, fibra de vidrio o carbono. Y las telas o lonas de fibras naturales o sintéticas reforzadas con grafeno. Non-oxidizable materials based on steel, zinc, fiberglass or carbon can be used, as well as fabrics or canvases made of natural or synthetic fibers reinforced with graphene.
La protección de fuertes vientos se realiza retrayendo eléctricamente el mástil cuando un sensor de velocidad del viento detecta cierta intensidad. En este último caso los mástiles de las turbinas giran o se inclinan alrededor del soporte que es articulado. Al sistema se le puede dar color naranja, rojo o verde. Protection from strong winds is achieved by electrically retracting the mast when a wind speed sensor detects a certain intensity. In the latter case, the turbine masts rotate or tilt around the support, which is articulated. The system can be coloured orange, red or green.
Se aplican luces estroboscópicas para determinar y avisar de su situación, cuando sus dimensiones son importantes. Strobe lights are used to determine and warn of their location, when their dimensions are important.
Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings
La FIG. 1 muestra una vista esquematizada y lateral de una turbina de hilera de casquetes esféricos o paracaídas en funcionamiento del sistema de la invención. FIG. 1 shows a schematic and side view of a spherical cap or parachute row turbine in operation of the system of the invention.
La FIG. 2 muestra una vista esquematizada y lateral de la turbina de la figura 1 con los casquetes o parecidas retraídos. FIG. 2 shows a schematic side view of the turbine in Figure 1 with the caps or similar retracted.
Las FIG. 3, 4, 8, 9 y 10 muestran vistas esquematizadas de turbinas de la invención. FIGS. 3, 4, 8, 9 and 10 show schematic views of turbines of the invention.
Las FIG. 6 y 7 muestran vistas esquematizadas y en planta de grupos de turbinas que permiten direccionarse hacia el viento. FIGS. 6 and 7 show schematic and plan views of groups of turbines that allow steering into the wind.
La FIG. 11 muestra una vista esquematizada y lateral de una variante de turbina. FIG. 11 shows a schematic and side view of a turbine variant.
La FIG. 12 muestra una vista seccionada de la turbina de la figura 11. FIG. 12 shows a sectional view of the turbine of Figure 11.
La FIG. 13 muestra una vista esquematizada de una porción de turbina formada por dos conos invertidos válida para vientos de ambos sentidos. FIG. 13 shows a schematic view of a turbine portion formed by two inverted cones valid for winds from both directions.
La FIG. 14 muestra una vista esquematizada y lateral de una turbina retraída y soportada de uno de uno de sus extremos. FIG. 14 shows a schematic side view of a turbine retracted and supported at one of its ends.
La FIG. 15 muestra una vista esquematizada y lateral de una turbina retraída y soportada por un mástil telescópico extensible. FIG. 15 shows a schematic and side view of a retracted turbine supported by an extendable telescopic mast.
La FIG. 16 muestra una vista esquematizada y lateral de la turbina de la figura 15 extendida. La FIG. 17 muestra una turbina aplicada a un edificio. FIG. 16 shows a schematic and side view of the turbine of FIG. 15 extended. FIG. 17 shows a turbine applied to a building.
La FIG. 18 muestra una turbina generadora de corriente y propulsora de un buque. FIG. 18 shows a ship's propulsion and current generating turbine.
Realización preferente de la invenciónPreferred embodiment of the invention
La FIG. 1 muestra una forma de realización con una turbina formada por una hilera de casquetes esféricos o paracaídas (1), y constituida por las superficies velicas de tela (2), con las aberturas o rendijas (4) y sujeta por los cordones (3) unidos a su vez al cable (6), el cual atraviesa los casquetes (1) cuyos extremos accionan las generadores eléctricos (5) y estos a su vez están sujetos por las postes (7), articulados (8) en su extremo inferior para poder abatirlo, lo cual se realiza con los motores eléctricos (9). La salida de aire (10) por las aberturas (4) genera un par de giro y movimiento giratorio a toda la turbina. FIG. 1 shows an embodiment with a turbine formed by a row of spherical caps or parachutes (1), and constituted by the fabric veil surfaces (2), with the openings or slits (4) and held by the cords (3) attached in turn to the cable (6), which passes through the caps (1) whose ends activate the electric generators (5) and these in turn are held by the posts (7), articulated (8) at their lower end to be able to fold it, which is done with the electric motors (9). The air outlet (10) through the openings (4) generates a torque and rotary movement to the entire turbine.
La FIG. 2 muestra la turbina de la figura 1 con la hilera de casquetes esféricos o paracaídas (1) abatidos por el efecto del viento, que actúa en sentido contrario, está , formada por las superficies velicas de tela (2), y sujeta por los cordones (3) unidos a su vez al cable (6), el cual atraviesa los casquetes (1) cuyos extremos accionan los generadores eléctricos (5) y estos a su vez están sujetos por los postes (7), con las articulaciones (8) en su extremo inferior para poder abatirlo, lo cual se realiza con los motores eléctricos (9). FIG. 2 shows the turbine of figure 1 with the row of spherical caps or parachutes (1) lowered by the effect of the wind, which acts in the opposite direction, it is formed by the sail surfaces of fabric (2), and held by the cords (3) attached in turn to the cable (6), which passes through the caps (1) whose ends activate the electric generators (5) and these in turn are held by the posts (7), with the joints (8) at their lower end to be able to lower it, which is done with the electric motors (9).
La FIG. 3 muestra una turbina formada por una hilera de casquetes esféricos o paracaídas (1d), constituida por las superficies velicas de tela (2), con las aberturas o rendijas (4) y sujeta por los cordones (3) los cuales se aplican a ambos lados para producir campanamiento y aprovechar los vientos de ambos sentidos, unidos a su vez al cable (6), el cual atraviesa de forma holgada las casquetes (1) cuyos extremos accionan los generadores eléctricos (5) y estos a su vez están sujetos por los postes (7). La salida de aire por las aberturas (4) genera igualmente un par de giro y movimiento giratorio a toda la turbina. FIG. 3 shows a turbine formed by a row of spherical caps or parachutes (1d), consisting of the fabric sail surfaces (2), with openings or slits (4) and held by cords (3) which are applied to both sides to produce a bell and take advantage of the winds from both directions, in turn attached to the cable (6), which loosely passes through the caps (1) whose ends drive the electric generators (5) and these in turn are held by the posts (7). The air outlet through the openings (4) also generates a torque and rotary movement to the entire turbine.
La FIG. 4 muestra una turbina formada por una hilera de casquetes esféricos o paracaídas (1d), constituida por las superficies velicas de tela (2), con las aberturas o rendijas (4) y sujeta por los cordones (3) los cuales se aplican a ambos lados para aprovechar los vientos de ambas direcciones, unidos a su vez al cable (6), el cual atraviesa los casquetes (1d) cuyos extremos accionan los generadores eléctricos (5) y estos a su vez están sujetos por los postes (7). La salida de aire por las aberturas (4) genera igualmente un par de giro y movimiento giratorio a toda la turbina. En este caso los casquetes (1d) se llenan con el aire del viento actuando en sentido contrario. FIG. 4 shows a turbine formed by a row of spherical caps or parachutes (1d), made up of the fabric sail surfaces (2), with openings or slits (4) and held by cords (3) which are applied to both sides to take advantage of the winds from both directions, in turn attached to the cable (6), which passes through the caps (1d) whose ends drive the electric generators (5) and these in turn are held by the posts (7). The air exit through the openings (4) also generates a torque and rotary movement to the entire turbine. In this case the caps (1d) are filled with air from the wind acting in the opposite direction.
La FIG. 5 muestra el casquete (1d) utilizado en las figuras 3 y 4, constituido por las telas (2) las aberturas o rendijas (4) y el orificio central que permite el desplazamiento del casquete y su inflado con el viento de ambos sentidos. FIG. 5 shows the cap (1d) used in figures 3 and 4, consisting of the fabrics (2), the openings or slits (4) and the central hole that allows the cap to move and inflate with the wind from both directions.
La FIG. 6 un grupo de hileras de turbinas con casquetes (1d) los cuales están fijadas de un extremo a unos postes o mástiles (7) y los otros a un cable (26) el cual se enrolla en un tambor (25) accionado por el motor eléctrico (9a). Las flechas indican el desplazamiento con vientos de ambos sentidos. Los muelles (29) proporcionan la distancia correcta entre los postes y el cable. FIG. 6 shows a group of turbine rows with caps (1d) which are fixed at one end to poles or masts (7) and the other ends to a cable (26) which is wound on a drum (25) driven by the electric motor (9a). The arrows indicate the displacement with winds from both directions. The springs (29) provide the correct distance between the poles and the cable.
La FIG. 7 muestra un grupo de hileras de turbinas con casquetes (1d) los cuales están fijadas de un extremo a un cable (28) entre dos postes (7) y los otros a un cable (26) el cual se enrolla en un tambor (25) accionado por el motor eléctrico (9a). Las flechas indican el desplazamiento con vientos de ambos sentidos. Es parecido al sistema de la figura 6, pero con vientos perpendiculares. Entre ambos extremos se pueden ajustar para vientos de todas las direcciones o sentidos. Los muelles (29) proporcionan la distancia correcta para las hileras de turbinas. FIG. 7 shows a group of turbine rows with caps (1d) which are fixed at one end to a cable (28) between two posts (7) and the other to a cable (26) which is wound on a drum (25) driven by the electric motor (9a). The arrows indicate the displacement with winds from both directions. It is similar to the system of figure 6, but with perpendicular winds. Between both ends they can be adjusted for winds from all directions or senses. The springs (29) provide the correct distance for the turbine rows.
La FIG. 8 muestra una turbina formada por una hilera de casquetes esféricos o paracaídas (1), de distintas dimensiones y sujetos por los cordones (3) unidos a su vez al cable (6), el cual atraviesa los casquetes (1) cuyos extremos accionan los generadores eléctricos (5) y estos a su vez están sujetos por los postes (7). La salida de aire por las aberturas genera igualmente un par de giro y movimiento giratorio a toda la turbina. FIG. 8 shows a turbine formed by a row of spherical caps or parachutes (1), of different dimensions and held by cords (3) attached in turn to the cable (6), which passes through the caps (1) whose ends activate the electric generators (5) and these in turn are held by the posts (7). The air output through the openings also generates a torque and rotary movement to the entire turbine.
La FIG. 9 muestra una turbina formada por una hilera de casquetes esféricos o paracaídas (1), sujetos por los cordones (3) a la cúpula del casquete contiguo y cuyo extremo acciona el generador eléctrico (5) al otro lado del poste (7) que lo soporta. La salida de aire por las aberturas genera igualmente un par de giro y movimiento giratorio a toda la turbina. La hilera de casquetes se direcciona automáticamente con la corriente de aire. FIG. 9 shows a turbine formed by a row of spherical caps or parachutes (1), held by cords (3) to the dome of the adjacent cap and whose end drives the electric generator (5) on the other side of the post (7) that supports it. The air output through the openings also generates a torque and rotary motion to the entire turbine. The row of caps is automatically directed by the air stream.
La FIG. 10 muestra una turbina formada por una hilera de casquetes esféricos o paracaídas (1), sujetos per su periferia mediante los cables (36) y cuyo extremo acciona el generador eléctrico (5) al otro lado del poste (7) que lo soporta. La salida de aire por las aberturas genera igualmente un par de giro y movimiento giratorio a toda la turbina. La hilera de casquetes se direcciona automáticamente con la corriente de aire. FIG. 10 shows a turbine formed by a row of spherical caps or parachutes (1), held in place by their periphery by cables (36) and whose end drives the electric generator (5) on the other side of the post (7) that supports it. The air output through the openings also generates a torque and rotary motion to the entire turbine. The row of caps is automatically directed by the air stream.
La FIG. 11 muestra una turbina (1a) constituida por las superficies vélicas triangulares de tela (2a), sujetas de sus vértices mas externos por los cables (36) cuyos extremos accionan a un generador eléctrico (5) soportado y al otro lado del poste (7). FIG. 11 shows a turbine (1a) consisting of triangular sail surfaces of fabric (2a), held at their outermost vertices by cables (36) whose ends drive an electric generator (5) supported on and on the other side of the pole (7).
La FIG. 12 muestra las velas triangulares de la turbina de la figura 11 seccionadas. FIG. 12 shows the triangular sails of the turbine in Figure 11 in section.
La FIG. 13 muestra la turbina (1d) de actuación con vientos de doble sentido, formada por dos casquetes cónicos (2c) unidos por sus vértices y atravesados por el cable (6) y sujetos los casquetes a este por los cordones (3). El aire sale por las aberturas (4). FIG. 13 shows the turbine (1d) for operation with two-way winds, formed by two conical caps (2c) joined at their vertices and crossed by the cable (6) and the caps attached to it by the cords (3). The air exits through the openings (4).
La FIG. 14 muestra la turbina (1) con los casquetes retraídos soportada por el poste (7) y el brazo (12) al que está unido el generador eléctrico (5) al otro lado del poste. FIG. 14 shows the turbine (1) with the caps retracted supported by the pole (7) and the arm (12) to which the electric generator (5) is attached on the other side of the pole.
La FIG. 15 muestra la turbina (1) con los casquetes retraídos soportada por un poste extensible retraído, teniendo el generador eléctrico (5) al otro lado del poste. El poste extensible porta un capuchón (13) y se le aplica aire a presión mediante la bomba (17). En el extremo inferior el poste extensible porta una rótula que le permite girar e inclinarse por la acción del viento. Puede tener un muelle para mantenerlo vertical cuando no hace viento. FIG. 15 shows the turbine (1) with the caps retracted supported by a retracted extendable pole, with the electric generator (5) on the other side of the pole. The extendable pole carries a cap (13) and is supplied with pressurized air by means of the pump (17). At the lower end the extendable pole carries a ball joint that allows it to rotate and tilt due to the action of the wind. It may have a spring to keep it vertical when there is no wind.
La FIG. 16 muestra la turbina (1) con los casquetes retraídos soportada por un poste extensible, formado por elementos tubulares (15) y el vástago (14) teniendo el generador eléctrico (5) al otro lado del poste. El poste extensible porta un capuchón (13) y se encuentra extendido por la aplicación de aire a presión mediante la bomba (17). En el extremo inferior el poste extensible porta una rótula que le permite girar e inclinarse por la acción del viento. Puede tener un muelle para mantenerlo vertical cuando no hace viento. Este tipo extensible se puede utilizar para los postes de todas las demás figuras utilizadas en esta descripción. FIG. 16 shows the turbine (1) with the caps retracted supported by an extendable pole, formed by tubular elements (15) and the stem (14) having the electric generator (5) on the other side of the pole. The extendable pole carries a cap (13) and is extended by the application of pressurized air through the pump (17). At the lower end the extendable pole carries a ball joint that allows it to rotate and tilt due to the action of the wind. It can have a spring to keep it vertical when there is no wind. This extendable type can be used for the poles of all the other figures used in this description.
La FIG. 17 muestra un edificio (31) al cual se le aplica la turbina (1) extensible, soportadas por el cable (6), cuya extensión es ayudada por el conducto inflable y extensible (13a) inicialmente alojados junta con el generador en el interior de la cámara (27a). FIG. 17 shows a building (31) to which the extensible turbine (1) is applied, supported by the cable (6), whose extension is helped by the inflatable and extensible conduit (13a) initially housed together with the generator inside the chamber (27a).
La FIG. 18 muestra un buque (30) tirado parcialmente por una turbina (1) la cual se repliega en un alojamiento o cámara (27). Su utilización se puede efectuar automáticamente cuando está armado y la dirección del viento es favorable. Puede utilizar cualquiera de los modelos de turbinas utilizadas en la memoria. FIG. 18 shows a vessel (30) partially pulled by a turbine (1) which is retracted into a housing or chamber (27). Its use can be carried out automatically when it is armed and the wind direction is favorable. Any of the turbine models used in the report can be used.
Claims (15)
Priority Applications (1)
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| ES202400050U ES1311946Y (en) | 2024-03-04 | 2024-03-04 | Wind energy collection system |
Applications Claiming Priority (1)
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| ES202400050U ES1311946Y (en) | 2024-03-04 | 2024-03-04 | Wind energy collection system |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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2024
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