如何用自己的双手制作风力发电机叶片：自制风车叶片示例

基本结构元素

尽管风力涡轮机及其制造方法种类繁多，但它们都由相同的结构元件组成。

风轮

叶片被认为是风力涡轮机最重要的元件之一。它们的设计会影响发电机其他组件的运行。各种材料用于制造刀片。

在制造之前，您需要计算刀片的长度。如果采用管道制造，则其直径必须至少为 20 厘米，计划叶片长度为 1 米。接下来，使用拼图将管道切割成 4 部分。一部分用于制作模板，其余刀片根据模板进行切割。之后，将它们组装在一个共同的圆盘上，整个结构固定在发电机轴上。组装好的风轮必须平衡。必须在防风的房间内进行平衡。如果操作正确，车轮不会自发转动。在叶片自发旋转的情况下，它们被破坏，直到整个结构处于平衡状态。最后，检查叶片旋转的准确性。它们应该在同一平面上旋转，没有任何扭曲。允许误差为 2 毫米。

桅杆

风力涡轮机的下一个结构元件是桅杆。大多数情况下，它是由一根旧水管制成的，其直径不应为 15 厘米，但长度应达到 7 米。如果在计划安装地点半径30米范围内有任何构筑物或建筑物，在这种情况下，桅杆的高度会增加。

为了使整个安装尽可能高效地工作，叶轮至少高出周围障碍物 1 米。安装后，桅杆的底座和固定拉线的钉子用混凝土浇注。作为延长线，建议使用直径为 6 mm 的镀锌电缆。

发电机

对于风力涡轮机，您可以使用任何汽车发电机，最好是功率更高的。它们都具有相同的设计并且需要更改。用于风车的汽车发电机的类似改造包括重绕定子导体，以及使用钕磁铁制造转子。为了安全地固定它们，您需要在转子磁极上钻孔。磁铁的安装是通过磁极交替进行的。转子本身用纸包裹，磁铁之间形成的所有空隙都用环氧树脂填充。

在粘贴磁铁的过程中，必须注意它们的极性。因此，转子连接到电源。随附的转子产生磁场，每个磁铁都被吸引的一侧粘在适当的位置。

要连接转子，您可以使用任何电压为 12 伏、电流为 1 至 3 安培的电源。连接的方式是，靠近尖牙的可拆卸环是负号，正侧靠近转子的末端。安装在转子或尖牙间隙中的磁铁使发电机自励，这被认为是它们的主要功能。

在转子旋转的最开始，磁铁开始激发发电机中的电流，该电流也进入线圈，导致尖牙的磁场增加。结果，发电机产生的电流值更大。当发电机被励磁并由其自身的转子进一步供电时，它变成了一种电流循环，其上安装了电磁极。必须对组装好的发电机进行测试，并对获得的输出数据进行测量。如果设备在 300 rpm 时产生大约 30 伏电压，则这被认为是正常结果。

选择哪种风车

好吧，对于那些远离变电站和 VL-0.4kv 的人来说，值得购买你能负担得起的最强大的风车模型。由于从图片中指示的功率，您将获得不超过 15%。

另一类消费者，当之无愧地选择了不支持中国工厂模式的选择，相反，他们更喜欢自学成才的大师自制风车。它也有它的好处。

在大多数情况下，此类设备的发明者都是有能力和负责任的人。在几乎 100% 的情况下，如果出现问题或需要维修，他们可以在没有任何问题的情况下退回安装。这绝对不是问题。

在中国工业风车中，外观当然更漂亮。如果您仍然决定购买它，请在用电钻检查后立即进行预防性维护，并将中国废金属更换为优质润滑脂的轴承。

如果您附近有大型燕窝，购买额外的刀片也无妨。

小鸡有时属于纺纱“小型磨坊”的分配范围。塑料刀片断裂，金属刀片弯曲。

我想以那些没有听取所有论点并遇到上述所有问题的用户的智慧结束。请记住，家庭最昂贵的风向标是风力涡轮机！

材料选择

风力设备的叶片可以由任何或多或少合适的材料制成，例如：

从PVC管

用这种材料制造刀片可能是最简单的事情。 PVC管可以在每个五金店找到。管道应选择专为带压下水道或燃气管道设计的管道。否则，强风中的气流会扭曲叶片并损坏它们对发电机桅杆的影响。

风力涡轮机的叶片承受来自离心力的严重载荷，叶片越长，载荷越大。

家用风力发电机的双叶轮的叶片边缘以每秒数百米的速度旋转，这就是子弹从手枪中飞出的速度。这种速度会导致 PVC 管道破裂。这是特别危险的，因为飞管碎片会导致人员死亡或严重受伤。

您可以通过将刀片缩短到最大并增加其数量来摆脱这种情况。多叶风轮更容易平衡，噪音更小

管道壁的厚度也很重要。例如，用PVC管制成的有六个叶片的风轮，直径为2米，其厚度不应小于4毫米。要为家庭工匠计算刀片的设计，您可以使用现成的表格和模板

要为家庭工匠计算刀片的设计，您可以使用现成的表格和模板。

模板应由纸制成，附在管道上并圈出。这应该与风力涡轮机上的叶片一样多次。使用拼图，必须根据标记切割管道 - 刀片几乎准备就绪。管道的边缘经过抛光处理，边角和末端都经过圆润处理，使风车看起来很漂亮，噪音也更小。

应该用钢制成一个带有六个条纹的圆盘，它将起到结合叶片并将轮子固定在涡轮机上的结构的作用。

连接结构的尺寸和形状必须与将在风电场中使用的发电机类型和直流电相匹配。钢材必须选择得厚到在风吹时不会变形。

铝

与PVC管相比，铝管更耐弯曲和抗撕裂。它们的缺点是重量较大，需要采取措施保证整个结构整体的稳定性。此外，您应该仔细平衡车轮。

考虑六叶片风轮铝叶片的执行特点。

根据模板，应制作胶合板图案。已经根据模板从一块铝板上切割出六片刀片的空白。未来的刀片被卷成一个深度为10毫米的溜槽，而涡旋轴应与工件的纵轴成10度角。这些操作将使叶片具有可接受的空气动力学参数。螺纹套筒连接到刀片的内侧。

带铝叶片的风轮的连接机构与带PVC管制成的叶片的轮不同，其盘上没有条带，而是螺柱，它们是带有螺纹的钢棒件，其螺纹适合于衬套的螺纹。

玻璃纤维

考虑到其空气动力学参数、强度和重量，由玻璃纤维专用玻璃纤维制成的叶片是最完美的。这些刀片是最难建造的，因为您需要能够加工木材和玻璃纤维。

我们将考虑为直径为两米的车轮实施玻璃纤维叶片。

应采取最谨慎的方法来实施木材基质。它是根据成品模板从棒材加工而成的，用作刀片模型。完成矩阵的工作后，您可以开始制作刀片，刀片由两部分组成。

首先，必须用蜡处理基体，其一侧应覆盖环氧树脂，并在其上涂抹玻璃纤维。再次涂上环氧树脂，再涂上一层玻璃纤维。层数可以是三层或四层。

然后你需要将得到的粉扑直接放在基质上大约一天，直到它完全干燥。这样刀片的一部分就准备好了。在矩阵的另一边，执行相同的动作序列。

叶片的成品零件应用环氧树脂连接。在里面，你可以放一个木塞，用胶水固定，这会将叶片固定到轮毂上。应将螺纹衬套插入插头中。连接节点将以与前面示例相同的方式成为集线器。

定子制造

正如您在照片中看到的，线圈的形状像一个细长的水滴。这样做是为了使磁铁的运动方向垂直于线圈的长边部分（这是感应最大 EMF 的地方）。

如果使用圆形磁铁，线圈的内径应与磁铁的直径大致匹配。如果使用方形磁铁，线圈绕组的配置必须使磁铁与绕组的直线长度重叠。安装较长的磁铁没有多大意义，因为最大 EMF 值仅出现在与磁场方向垂直的导体部分。

定子的制造从线圈的绕组开始。根据预先准备的模板，线圈最容易缠绕。模板非常不同：从小型手工工具到微型自制机器。

每个单独相的线圈相互串联：第一个线圈的末端连接到第四个线圈的开头，第四个线圈的末端连接到第七个线圈的开头，依此类推。

回想一下，当根据“星形”方案连接相时，设备绕组（相）的末端连接到一个公共节点，该节点将是发电机的中性点。在这种情况下，三根自由线（每相的起点）连接到一个三相二极管电桥。

当所有线圈组装成一个电路时，您可以准备一个用于浇注定子的模具。之后，我们将整个电气部件浸入模具中并用环氧树脂填充。

阿列克谢2011

接下来，我贴一张成品定子的照片。填充普通环氧树脂。我把玻璃纤维放在顶部和底部。定子外径280mm，内孔70mm。

如何自己制作立式风力发电机

风力发电机的自我制造是完全可能的，尽管不像乍看起来那么简单。您将需要组装整套设备，这非常困难，或者购买其中的一些元件，这非常昂贵。该套件可能包括：

• 风力发电机
• 逆变器
• 控制器
• 电池组
• 电线、电缆、配件

最好的选择是部分购买成品设备，部分 DIY制造.事实是节点和元素的价格非常高，不是每个人都能买到的。此外，一次性的高额投资让人怀疑这些资金是否可以以更有效的方式使用。

该系统的工作原理如下：

• 风车旋转并将扭矩传递给发电机
• 产生电流为电池充电
• 电池连接到将直流电转换为 220 V 50 Hz 交流电的逆变器。

组装通常从发电机开始。最成功的选择是在钕磁铁上组装三相设计，这样您就可以产生适当的电流。

旋转部件是基于最容易使用的系统之一制作的，可以用您自己的双手进行重建。刀片由管段、锯成两半的金属桶或以某种方式弯曲的金属板制成。

桅杆焊接在地面上并安装在已经完成的垂直位置。作为一种选择，它在发电机的安装地点立即由木材制成。为了牢固可靠的安装，应为支架打好基础，并用锚固定桅杆。在高处，应额外用妊娠纹固定。

系统的所有组件和部件都需要在功率、性能设置方面相互调整。无法提前说风力涡轮机的效率如何，因为太多未知参数将无法让我们计算系统的特性。同时，如果您最初将系统置于一定功率下，则输出始终是相当接近的值。主要要求是节点制造的强度和精度，以使发电机的运行足够稳定和可靠。

DIY立式风力发电机

使用的材料和设备

涡轮机尺寸可以任意选择——越大，功率越大。在示例中，产品的直径为 60 厘米。

要制作立式涡轮机，您需要：

1. 管道 Ø 60 厘米（最好是不锈钢 - 镀锌、硬铝等）。
2. 耐用塑料（两个直径为 60 厘米的圆盘）。
3. 用于固定刀片的角（每个 6 件） - 36 件。
4. 对于基地 - 汽车轮毂。
5. 用于紧固的螺母、垫圈螺钉。

设备和工具：

1. 拼图。
2. 保加利亚语。
3. 钻头。
4. 螺丝刀。
5. 钥匙。
6. 手套，面具。

要平衡刀片，您可以使用小金属板、磁铁，稍微不平衡，您可以简单地钻孔。

风力发电机装置图

制作立式风车

1. 将金属管纵向切割以获得6个相同的刀片。
2. 用塑料切出两个相同的圆圈（直径 60 厘米）。这将是上部和下部涡轮支撑。
3. 为了使施工更容易，您可以在上支撑的中心切割一个 Ø 30 厘米的圆圈。
4. 根据汽车轮毂上有多少个孔，它们上会标记完全相同的孔，用于安装在下部塑料支架中。用钻头钻孔。
5. 根据模板，您需要标记刀片的位置（两个三角形形成一个星形）。角落的固定位置被标记。在两个支撑上，它应该是相同的。
6. 最好不要一次切刀片，而是一次切刀片（使用研磨机）。
7. 刀片上还应注意角的连接点。然后钻孔。
8. 在角的帮助下，刀片通过垫圈用螺栓和螺母连接到基圆上。

叶片越长，装置就越强大，但平衡它就越困难，在强风中结构会“松动”。

DIY发电机

对于风车，您需要选择带有永磁体的自励发电机（这些用于 T-4、MTZ、T-16、T-25 拖拉机）。

如果你把一个传统的汽车发电机，他们的电压绕组由电池供电，即：无电压-无励磁。

这意味着如果您安装了自动发电机+电池，并且长时间有弱风，电池将简单地放电，当再次出现风时，系统将无法启动。

或者用自己的双手在钕磁铁上制作风力发电机。这样的装置将发出 1.5 kW 的弱风，最大 3.5 kW 的强风。 步骤说明:

制作了两个直径为 50 厘米的金属煎饼。

每个上的 12 个钕磁铁（尺寸约为 50 x 25 x 1.2 毫米）用强力胶粘在周围。磁铁交替：“北” - “南”。

煎饼彼此相对放置，两极也朝向“北” - “南”。

它们之间是一个自制的定子。这些是 9 圈铜线，横截面为 3 毫米。每个70转。它们之间按照“星形”方案连接并填充聚合物树脂。线圈沿一个方向缠绕。为方便起见，绕组的开始和结束必须标记（例如，用不同颜色的电工胶带）。

由钕磁铁制成的自制风车发电机

定子厚度约为 15 - 20 mm。在其制造中，有必要通过带有螺母的螺栓提供来自线圈的绕组的输出。他们将为发电机供电。

定子和转子之间的距离为 2 mm。

这项工作的本质是磁铁的南北方向颠倒，从而导致电流“运行”通过线圈。

转子磁铁将被非常强烈地吸引。为了顺利连接零件，您需要在其中钻孔并切割螺柱的螺纹。转子立即相互对齐，并逐渐在钥匙的帮助下，上一个下降到下一个。毕竟，临时发夹被移除了。

该发生器可用于立式和卧式模型。

组装过程

• 用于安装定子的支架安装在桅杆上（可以是三个或六个叶片）。
• 轮毂用螺母固定在其上方。
• 轮毂中有 4 个螺柱。他们打开发电机。
• 发电机定子连接到固定在桅杆上的支架。
• 叶片涡轮固定到第二转子板。
• 从定子开始，电线通过端子连接到电压调节器。

主要特征

风力发电机的性能取决于安装在其上的叶片的数量和尺寸，这从公式中可以清楚地看出：

N=pSV3/2，其中

N是气流的功率，它决定了设备的功率；

р——空气密度；

S——风力发电机扫过的面积；

V 是风速。

这种技术设备的这种元素的主要特征是：

几何尺寸。

根据下图：

R是决定设备扫过面积的半径；

b - 宽度，确定特定模型的速度；

c - 厚度，取决于制造材料和设计特征；

φ——安装角度决定了叶片旋转平面相对于其轴线的位置；

r 是旋转的截面半径或内半径。

• 机械强度 - 确定元件承受施加在其上的载荷的能力，并取决于制造中使用的材料及其设计。
• 空气动力效率——决定了将风能的平移运动转化为风力发电机轴的旋转运动的能力。
• 气动声学参数 - 表征风力涡轮机运行期间产生的噪音水平。

PVC管片

同样重要的是制造风力涡轮机叶片的材料选择。最简单的方法是用塑料管制造风力涡轮机的叶片。可以在任何五金店买到的 PVC 管材可能是最合适的材料。必须使用具有所需壁厚的管道（设计用于污水或压力气体管道），否则带有足够强风的进入气流会使叶片弯曲，这将导致它们对发电机桅杆的破坏。

带有切割标记的 pvc 管

应该记住，风力发电机的叶片承受来自离心力的相当大的载荷，叶片越大，叶片越长。家用风力发电机双叶轮叶片端部的运动速度为每秒数百米，堪比手枪子弹的速度（工业风力发电机的叶片尖端）轮可以达到超音速）。

PVC刀片可能无法承受如此高速下的拉伸载荷，而以子弹速度飞行的弹片碎片对人类生命和健康构成真正的威胁。结论很明显——我们通过增加叶片的数量来减少叶片的长度。此外，带有大量叶片的风轮更容易平衡并且产生的噪音更小。

考虑用 PVC 管制造直径为 2 m 的六叶片风轮的叶片。为确保必要的抗拉和抗弯强度，管道的壁厚必须至少为 4 毫米。计算风力涡轮机叶轮的叶片轮廓是一个复杂且耗时的过程，需要高度专业化的知识，因此对于业余高手来说，使用现成的模板会更合理。

刀片模板由直径为 160 毫米的 PVC 管制成

模板必须从纸上剪下来，贴在管壁上并用记号笔圈出。再重复该过程五次 - 应从一根管道获得六个刀片。我们沿着用电动拼图获得的线条切割管道，得到六个几乎完成的刀片。剩下的只是打磨切口和圆角和边缘。这将使风轮外观整洁并降低运行噪音。

为了将叶片相互连接并将轮子连接到涡轮机上，需要制作一个连接单元，这是一个用钢切割而成的圆盘，同时焊接或切割出六个钢带。连接节点的具体尺寸和配置取决于将作为微型风电场核心的发电机或直流电机。我们只指出，制造连接单元的钢材必须有足够的厚度，以使车轮不会在风的压力下弯曲。

我们用自己的双手制造风车

1. 风力涡轮机叶片

风轮是该装置最重要的结构元件。它将风力转化为机械能。因此，所有其他元素的选择取决于其结构。

最常见和最有效的叶片类型是风帆和叶片。对于第一个选项的制造，有必要将一块材料固定在轴上，将其与风流成一定角度。然而，在旋转运动期间，这种叶片将具有显着的空气动力阻力。此外，它会随着攻击角度的增加而增加，这会降低其功能的有效性。

第二种刀片的工作效率更高——带翼的。在它们的轮廓上，它们类似于飞机的机翼，并且摩擦力的成本降低到最低限度。这种类型的风力涡轮机具有高的风能利用率和低的材料成本。

刀片可以由塑料或塑料管制成，因为它比木材更高效。效率最高的是直径两米六叶片的风轮结构。

2、风力发电机

对于风力发电设备，最可接受的选择是转换为交流电的异步发电机构。它的主要优点是成本低、易于获取和模型分布的广度、重新装备的可能性和低速下的出色操作。

它可以改造成永磁发电机。研究表明，这种设备可以在低速下运行，但在高值时会很快失去效率。

3. 风力涡轮机支架

要将叶片固定在发电机的外壳上，需要使用风力涡轮机的头部，这是一个厚度可达 10 毫米的钢盘。六个带孔的金属条焊接在上面，用于将刀片固定在上面。圆盘本身使用带锁紧螺母的螺栓连接到发电机构。

由于发电装置能够承受最大载荷，包括来自陀螺力的载荷，因此必须牢固地固定。在设备上，发电机安装在一侧，为此必须将轴连接到外壳，外壳看起来像一个带有螺纹孔的钢元件，用于拧到相同直径的发电机轴上。

为了生产风力发电设备的支撑架，所有其他元件都将放置在该支撑架上，必须使用厚度不超过 10 毫米的金属板或一块相同尺寸的梁。

4. 风力发电机旋转

旋转机构提供风车围绕垂直轴的旋转运动。因此，可以沿风向转动设备。对于其制造，最好使用滚动轴承，它可以更有效地感知轴向载荷。

5.电流接收器

受电弓的作用是减少来自风车发电机的电线扭曲和折断的可能性。它的设计包含一个由绝缘材料、触点和电刷制成的套筒。为了防止天气现象，必须关闭当前接收器的接触节点。

风力发电机的工作原理

风力发电机或风力发电厂 (WPP) 是一种用于将风流的动能转换为机械能的设备。由此产生的机械能使转子旋转并转换为我们需要的电能形式。

文中详细介绍了动能风车的工作原理和装置，推荐您阅读。

WUE的结构包括：

• 形成螺旋桨的叶片，
• 旋转涡轮转子
• 发电机的轴和发电机本身，
• 一种将交流电转换为直流电用于给电池充电的逆变器，
• 电池。

风力涡轮机的本质很简单。在转子旋转过程中，会产生三相交流电，然后通过控制器为直流电池充电。接下来，逆变器将电流转换为可以消耗的电流，为照明、收音机、电视、微波炉等供电。

具有水平旋转轴的风力发电机的详细布置使您可以很好地想象哪些元素有助于将动能转换为机械能，然后再转换为电能。

一般来说，任何类型和设计的风力发电机的工作原理如下：在旋转过程中，作用在叶片上的力有三种：制动、冲击和提升。

这种风力涡轮机的运行方案可以让您了解风力发电机工作产生的电力会发生什么变化：一部分是积累的，另一部分是消耗的

最后两个力克服制动力并使飞轮运动。在发电机的静止部分，转子形成磁场，使电流通过导线。

用各种材料亲手制造风力发电机叶片的特点

叶片的形状和风力涡轮机的效率在很大程度上决定了所使用的材料。其中最常见的：

PVC管

出售范围广泛，允许您选择最佳选择，同时考虑到未来设计的大小。应优先考虑用于天然气管道或下水道的产品 - 它们的密度将使其易于承受甚至强阵风。但值得考虑的是，离心力会随着叶片长度的增加而增加叶片上的负载。风力涡轮机的边缘以每秒几百米的速度旋转。并且管道意外破裂会导致附近人员受伤。

该问题的解决方案可以是减少结构的长度，同时增加它们的数量。这种设计噪音更小，即使在微风中也能自信地旋转。选择材料时，有必要考虑管道的厚度，叶片的密度取决于此。风力涡轮机叶片的自己动手绘制是使用根据实践经验开发的特殊表格完成的。它们将帮助您根据所需的零件数量及其长度轻松确定所需的材料参数。

加工和成型 PVC 管的刀片将花费最少的时间。根据标记，剪下所需长度的段，然后将它们沿切开并稍微打开。打磨边缘使产品外观更加美观和整洁，也有助于降低噪音水平。结构的完成部分安装在钢底座上，其厚度是根据未来的风荷载计算得出的。

铝

与其他用于风力涡轮机叶片的材料不同，铝的主要优点是提高了强度以及抗弯曲和撕裂的能力。但是与塑料相比，金属重量的增加使得有必要采取特殊措施来加强结构并仔细平衡车轮。

刀片按以下顺序制作。首先，从胶合板上切出图案，根据该图案切割建筑坯料。在 10 毫米深的槽中成型，使产品具有翼形，具有出色的空气动力学特性。每个刀片都附有一个螺纹套筒，借助该螺纹套筒，所有部件都组装成一个单一的结构。

玻璃纤维

据专家介绍，这种材料是自制风力涡轮机叶片的最佳特性组合。重量轻、强度高和出色的空气动力学特性是该材料的主要优点。但其在国内的加工有些困难。首先，用木头设计和切割出一个矩阵。在其中一个表面上涂上一层环氧树脂，并在上面放置一块合适尺寸的玻璃纤维。然后再次铺设树脂和玻璃纤维层，并重复此顺序三到四次。所得工件在白天进行干燥。只有一半的零件是这样制成的。

当叶片计划安装在风力发电机上时，所述程序应重复多次。完成的元件用环氧树脂连接，带有螺纹衬套的木软木塞被放置在里面并粘在结构的金属底座上。

中国电子替代品

用自己的双手制作风力涡轮机控制器是一项享有盛誉的业务。但鉴于电子技术的发展速度，自组装的意义往往失去意义。此外，大多数提议的方案已经过时。

事实证明，在现代电子元件上购买专业制造、安装质量高的现成产品更便宜。例如，您可以在 Aliexpress 上以合理的价格购买合适的设备。

因此，例如，在中国门户网站的报价中，有一个 600 瓦的风车模型。价值 1070 卢布的设备。适用于 12/24 伏电池，工作电流高达 30 A。

相当不错，专为600瓦风力发电机设计，国产充电控制器。这样的设备可以从中国订购并在大约一个半月内通过邮件收到。

尺寸为 100x90 毫米的高品质全天候控制器外壳配备强大的冷却散热器。外壳设计符合防护等级 IP67。外部温度范围为 - 35 至 + 75ºС。外壳上显示风力发电机状态模式的灯光指示。

问题是，如果真的有机会购买类似且技术上严肃的东西，为什么要花时间和精力用自己的双手组装一个简单的结构？

好吧，如果这种模式还不够，中国人有非常“酷”的选择。因此，在新来的产品中，注意到功率为 2 kW、工作电压为 96 伏的型号。

新到货清单中的中国产品。提供电池充电控制，与 2 kW 风力发电机协同工作。接受高达 96 伏的输入电压

诚然，这款控制器的成本已经是之前开发的五倍。但话又说回来，如果你用自己的双手比较生产类似产品的成本，购买看起来像是一个理性的决定。

中国产品唯一令人困惑的是，它们往往会在最不合时宜的情况下突然停止工作。因此，必须经常想到购买的设备 - 自然地，用您自己的双手。但这比从头开始制作一个自己动手做的风力涡轮机充电控制器要容易和简单得多。

对于我们网站上的自制产品爱好者，有一系列专门介绍风力涡轮机制造的文章：

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