(57)【要約】【課題】従来のユニットサイズを維持したまま熱交換器容量を大きくし、風速分布の速い通風エリアを有効に利用できる空調室外機が要求されている。【解決手段】この空調室外機１は、側面に空気吸込口３１を有し上面に空気吹出口３２を有し底面に底板部７を有する本体フレーム３０と、底板部７に設置された圧縮機１０や配管類１１と、本体フレーム３０内の上部に配備された送風ファンと、本体フレーム３０の空気吸込口３１に配備された第１熱交換器と、第１熱交換器の内面に沿って配置された第２熱交換器とを備えてなり、送風ファンの駆動により空気吸込口３１から吸込まれた空気が第１熱交換器と第２熱交換器を当該順に通過したのちに空気吹出口３２から上方に吹出される空調機室外ユニットにおいて、第２熱交換器の上下寸法を第１熱交換器の上下寸法よりも短くするとともに、第２熱交換器を第１熱交換器の上部位置に配備したものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
側面に空気吸込口を有し上面に空気吹出口を有し底面に底板部を有する本体フレームと、前記底板部に設置された冷媒回路の少なくとも圧縮機と、前記本体フレーム内の上部に配備された送風ファンと、前記本体フレームの空気吸込に配備された冷媒回路の第１熱交換器と、前記第１熱交換器の内面に沿って配置された冷媒回路の第２熱交換器とを備えてなり、前記送風ファンの駆動により前記空気吸込口から吸込まれた空気が前記第１熱交換器と前記第２熱交換器を当該順に通過したのちに前記空気吹出口から上方に吹出される空調室外機において、前記第２熱交換器の上下寸法を前記第１熱交換器の上下寸法よりも短くするとともに、前記第２熱交換器を前記第１熱交換器の上部位置に配備したことを特徴とする空調室外機。
【請求項２】
前記第２熱交換器の底面を受ける受部と、前記第２熱交換器の上面に掛止される上面掛止部と、前記受部と前記上面掛止部とをつなぐ縦連結部と、前記上面掛止部と一体に形成されていて前記第１熱交換器の上面に載せられて支持される載置部とからなる吊り下げ部材により、前記第２熱交換器が前記第１熱交換器に支持されることを特徴とする請求項１に記載の空調室外機。
【請求項３】
吊り下げ部材の縦連結部に取っ手部が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の空調室外機。
【請求項４】
吊り下げ部材の受部が上面が開口した断面コの字形状に形成されるとともに、前記受部の底部に排水用穴が形成されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の空調室外機。
【請求項５】
第１熱交換器と第２熱交換器はいずれも、左右両端部が前方に進出した形状に形成されているとともに、前記第１熱交換器の左右両端部のいずれかに設けられる冷媒分配用のヘッダーが、前記第２熱交換器の配備高さ位置において、前記第１熱交換器の内面側にはみ出すことなく前記左右両端部のいずれかの前方位置に配置されていることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の空調室外機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室外熱交換器を有する空調室外機に係り、室外熱交換器として第１熱交換器と第２熱交換器を備える空調室外機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機の性能を向上させるために熱交換器の容量を大きくする方法として、熱交換器の枚数を増やす方法が挙げられる。しかし、単純に熱交換器の枚数を増やせばその分ユニットサイズも大きくなってしまう。通常、熱交換器は有効伝熱面積を増やすためにコの字形やＬの字形のように曲げられて設置されているが、熱交換器の枚数が増えると曲げ加工が困難になり、また装置が大型化するといった課題があった。
【０００３】
そこで、通常備えている第１熱交換器に加えて、上下方向の一部と重合する第２熱交換器を備えることにより、熱交換器の容量を大きくするようにしたものが知られている（例えば特許文献１参照）。通常、熱交換器は有効面積を増やすためにコの字形やＬの字形のように曲げられて設置されており、その内側で底板上には圧縮機や冷媒配管などの部材が設置されている。そして、圧縮機や冷媒配管の上方は送風空間になっている場合がほとんどである。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１１４０６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、第２熱交換器を第１熱交換器に固定するにあたり、ルームエアコンを想定した場合は第２熱交換器の両端をねじ止めなどにより固定できるが、ビル用マルチエアコンを想定した場合はルームエアコンに比べて熱交換器のサイズが大きいため、両端のねじ止め固定だけでは第２熱交換器を固定するのは困難であるという課題がある。
【０００６】
また、第２熱交換器を第１熱交換器の下部位置に配備する場合、つまり第１熱交換器および第２熱交換器をともに底板上に保持させる場合は固定方法に関して問題ない。しかしながら、通常、第１熱交換器の下部位置周辺には圧縮機やアキュームレータや冷媒配管などの部品が配置されているため、第１熱交換器の下部位置に新たに第２熱交換器を配備しようとすると、空調室外機のユニットサイズが大きくなるという課題が生じる。
【０００７】
また、ビル用マルチエアコンの室外機など、設置スペースの制約を受ける室外機はユニット同士を横に並べて設置させるため、トップフロー方向に風を噴出す構造をとることが多く、第１熱交換器の下部位置に第２熱交換器を保持するということは、風速分布の早い通風エリアを有効に利用できないという課題もある。
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、従来のユニットサイズを維持したまま熱交換器容量を大きくし、風速分布の早い通風エリアを有効に利用することのできる空調室外機の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る空調室外機は、側面に空気吸込口を有し上面に空気吹出口を有し底面に底板部を有する本体フレームと、底板部に設置された冷媒回路の少なくとも圧縮機と、本体フレーム内の上部に配備された送風ファンと、本体フレームの空気吹吸込に配備された冷媒回路の第１熱交換器と、第１熱交換器の内面に沿って配置された冷媒回路の第２熱交換器とを備えてなり、送風ファンの駆動により空気吸込口から吸込まれた空気が第１熱交換器と第２熱交換器を当該順に通過したのちに空気吹出口から上方に吹出される空調機室外ユニットにおいて、第２熱交換器の上下寸法を第１熱交換器の上下寸法よりも短くするとともに、第２熱交換器を第１熱交換器の上部位置に配備したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明に係る空調室外機では、第２熱交換器の上下寸法が第１熱交換器の上下寸法よりも短く設定され、第２熱交換器が風速の早い第１熱交換器の上部位置に配備されているので、風速の早い部位を有効に利用して大容量の熱交換を行なうことができる。加えて、底板部の上方、すなわち第１熱交換器の下部近傍位置に配備されている冷媒回路の圧縮機ほか各種部品と干渉することがないため、無用に大きくすることなく従来の室外機の大きさを維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態に係る空調室外機の全体斜視図、図２は前記空調室外機の前面パネルを取り外した状態を示す分解斜視図、図３は図２の空調室外機から更に送風ファンおよび制御器を取り外した状態を示す分解斜視図、図４は図３の空調室外機の分解平面図である。
各図において、この実施形態の空調室外機１は、底板部７上に立設された左右の柱部５，５と、柱部５，５間に取り付けられた前面パネル３と、底板部７上の両側から背側にかけて立設された通風自在なフィンガード６と、柱部５，５、前面パネル３およびフィンガード６の各上端部に設置された天面パネル４と、天面パネル４中央部の開口を被って設けられたファンガード２とから構成される本体フレーム３０を備えている。フィンガード６で被われる本体フレーム３０の両側面および背面は空気吸込口３１となっている。また、ファンガード２の通気部分は空気吹出口３２となっている。空気吹出口３２下方の本体フレーム３０には、送風ファン８が配備されている。底板部７上には冷媒回路の圧縮機１０および配管類１１などが設置されている。前面パネル３の内側位置には、冷媒回路の圧縮機１０や電磁弁などを制御する制御器９が配備されている。
【００１２】
空調室外機１内に配備される圧縮機１０や配管類１１は、図５に示すように、室内機１３内に配置される室内熱交換器１４と接続されて、冷媒が循環する冷媒回路を構成する。この冷媒回路において、冷房時は、圧縮機１０で高温高圧に圧縮されたガス冷媒が、四方弁１５を経て室外熱交換器１２に送り込まれ、送風ファン８によって吸い込まれる空気により冷却され凝縮されることにより高圧の液冷媒に変化する。室外熱交換器１２からの液冷媒は室内機２に送られ、膨張弁１６によって断熱膨張したのち、室内熱交換器１４において室内機ファンによって吸い込まれる空気から熱を奪って蒸発し低圧のガス冷媒に変化する。この低圧のガス冷媒は四方弁１５を経てアキュームレータ１７で気液分離され、冷媒ガスのみが圧縮機１０に吸入され、再度圧縮および凝縮の冷凍サイクル動作を繰り返すようになっている。
【００１３】
暖房時は、四方弁１５の冷媒流路が切り替えられて冷媒の流れが冷房時と逆になる。つまり、圧縮機１０で高温高圧に圧縮されたガス冷媒は四方弁１５を経て室内熱交換器１４で室内機ファンにより吸い込まれる空気によって冷却され凝縮することにより、高圧の液冷媒に変化する。液冷媒は膨張弁１６で断熱膨張して低温低圧の二相冷媒となったのちに、室外熱交換器１２に送り込まれる。室外熱交換器１２では室外機ファン８によって吸い込まれる空気から熱を奪い蒸発して低圧のガス冷媒となり、四方弁１５を経てアキュームレータ１７で気液分離され、冷媒ガスのみが圧縮機１０に吸入され再度、圧縮および凝縮の冷凍サイクル動作を繰り返す。以上に示す通り、室外熱交換器１２において、冷房時にはガス冷媒が液冷媒に凝縮され、暖房時には二相冷媒がガス冷媒に蒸発することになる。
【００１４】
送風ファン８によって生成される空気の流れを図６に示す。送風ファン８は室外熱交換器１２の上方位置に設置され、送風ファン８を回転させることにより空気の流れが引き起こされる。この空気は、空調室外機１の背面および両側面の３方向より水平方向に吸い込まれて室外熱交換器１２を通り抜ける。本体フレーム３０内に吸い込まれた空気はその後、垂直方向の流れに変わり、送風ファン８を通って本体フレーム３０上面の空気吹出口３２より上向きに吹き出される。この場合、送風ファン８に近い室外熱交換器１２の上側ほど吸込空気の流れが速くなり、室外熱交換器１２の下側ほど吸込空気の流れが遅くなる特性を有している。図中、吸込空気を表す広幅矢印の長さは流速に対応している。
【００１５】
ここで、室外熱交換器１２の斜視図を図７に示す。室外熱交換器１２は、送風ファン８によって生成される吸込空気流の風上側に配置される第１熱交換器１２ａと、第１熱交換器１２ａに対し吸込空気流の風下側に配置される第２熱交換器１２ｂとから成っている。第１熱交換器１２ａは本体フレーム３０の空気吸込口３１に沿って配備されている。すなわち、空気吸込口３１からの空気は、第１熱交換器１２ａと第２熱交換器１２ｂの重合部分において第１熱交換器１２ａから第２熱交換器１２ｂへとその順に通過して本体フレーム３０内に吸い込まれる。また、第１熱交換器１２ａおよび第２熱交換器１２ｂは、複数の板状のフィン１８を備えた伝熱管１９と、ヘッダー２０と呼ばれる配管と、ディストリビュータ２１と呼ばれる分配器とを接続することにより構成されている。この場合、冷房時には圧縮機１０で圧縮された高温高圧のガス冷媒が第１熱交換器１２ａおよび第２熱交換器１２ｂのヘッダー２０に分岐して流れ、各伝熱管１９内で熱交換しディストリビュータ２１から流出して合流し、暖房時には低温低圧の二相冷媒が第１熱交換器１２ａおよび第２熱交換器１２ｂの各ディストリビュータ２１に分岐して流れ、各伝熱管１９で蒸発し、ヘッダー２０から出て合流し、ガス冷媒として流出していく。この際、伝熱管１９からディストリビュータ２１までの配管径や長さを変えることにより、冷媒流量の調整が行なわれるようになっている。
【００１６】
第１熱交換器１２ａと第２熱交換器１２ｂの全体形状はいずれも、空調室外機１の背面および両側面から空気を吸い込めるように、左右両端部が前方に進出した平面視コの字形状でかつ略同一形状で構成されている。第２熱交換器１２ｂは第１熱交換器１２ａの内面と重合する形状に形成されており、第１熱交換器１２ａの内面に沿って配置される。また、第２熱交換器１２ｂの上下寸法は第１熱交換器１２ａの上下寸法よりも短く設定されている。そして、第２熱交換器１２ｂは第１熱交換器１２ａの上部位置に配備して重合させ、下側を非重合部とすることにより、下側部分にある圧縮機１０や配管類１１などの部品と干渉しないようになっている。すなわち、第２熱交換器１２ｂを第１熱交換器１２ａの上部に配置したことにより、風速の早い部位を有効に利用することができる。また、底板部７の上方、すなわち第１熱交換器１２ａの下部近傍位置に配備されている冷媒回路の圧縮機１０や配管類１１などの各種部品と第２熱交換器１２ｂとが干渉しないため、従来の空調室外機のサイズを維持したまま熱交換容量を大きくすることができる。言うまでもなく、前記のように第２熱交換器１２ｂを配置すると、既存の空調室外機１を利用して性能を上げることが可能となる。
【００１７】
また、この空調室外機１では、本体フレーム３０の上面の空気吹出口３２から上向きに、すなわちトップフロー方向に風を吹き出す構造になっている。そこで、送風ファン８によって風は水平方向に吸い込まれ、室外熱交換器１２を通過し、垂直方向に本体フレームから吹き出される。このファン１８と室外熱交換器１２との関係により、ファン１８に近い側ほど風速が早く熱交換しやすいため、第１熱交換器１２ａの上部位置に第２熱交換器１２ｂを備えることは、効率的に熱交換を行うことにつながる。
【００１８】
続いて、第１熱交換器１２ａへの第２熱交換器１２ｂの取り付け方を説明する。図８は空調室外機において第１熱交換器に第２熱交換器を取り付ける態様を示す斜視図、図９は空調室外機に用いる吊り下げ部材のひとつの部品図、図１０は空調室外機に用いる別の吊り下げ部材の部品図である。
まず、図９に示した吊り下げ部材３５は第２熱交換器１２ｂの左右中央部に取り付けられるものである。この吊り下げ部材３５は、第２熱交換器１２ｂを第１熱交換器１２ａに支持するために用いられる。すなわち、第２熱交換器１２ｂに取り付けた吊り下げ部材３５により第２熱交換器１２ｂを第１熱交換器１２ａに引っ掛ける構造となっている。この吊り下げ部材３５は、第２熱交換器１２ｂの底面を受ける受部２３と、第２熱交換器の１２ｂ上面に掛止される上面掛止部２２と、受部２３と上面掛止部２２とをつなぐ左右２本の縦連結部２６，２６と、上面掛止部２２と一体に形成されて第１熱交換器１２ａの上面に載せられ支持される載置部３３とから構成されている。左右の縦連結部２６，２６の例えば上下ほぼ中央位置に、それぞれ取っ手部２７，２７が設けられている。吊り下げ部材３５の受部２３は、上面が開口した断面コの字形状に形成されている。この受部２３はその上面開口から第２熱交換器の第２熱交換器１２ｂの底部を収受するようになっている。受部２３の底部には排水用穴３４が形成されている。
【００１９】
一方、図１０に示した吊り下げ部材３５ａは第２熱交換器１２ｂの左右側部に取り付けられるものである。この吊り下げ部材３５ａは、前述した吊り下げ部材３５とサイズの違いはあれ同様の構成であり、載置部３３ａと一体の上面掛止部２２ａと、排水用穴３４ａを有する受部２３ａと、取っ手部２７を有する縦連結部２６とから構成されている。
【００２０】
そこで、図８に示すように、第２熱交換器１２ｂの背面部の上面に、吊り下げ部材３５の上面掛止部２２が掛止され、第２熱交換器１２ｂの底面側は吊り下げ部材３５の受部２３に収受される。これら上面掛止部２２および受部２３はねじ止めにより第２熱交換器１２ｂに固定される。同様にして、吊り下げ部材３５ａも第２熱交換器１２ｂの側面部に取り付けられる。そして、吊り下げ部材３５，３５の取っ手部２７，２７が手で持たれて、重量１０ｋｇほどの第２熱交換器１２ｂが持ち上げられ、正面から吊り下げ部材３５，３５ａの載置部３３，３３ａが第１熱交換器１２ａの上面に乗せられる。その際、ヘッダー２０ａなどの配管に当らないように、第１熱交換器１２ａを少し上に持ち上げるようにして取り付けられる。そして、第１熱交換器１２ａの両端部に取り付けた固定用板金２４ａと、第２熱交換器１２ｂの両端部に取り付けた固定用板金２４ｂとをねじ止め（左右側板における上下各２箇所の計４箇所）することにより、第２熱交換器１２ｂが第１熱交換器１２ａに固定されるのである。
【００２１】
この場合、吊り下げ部材３５，３５ａの載置部３３，３３ａは、アルミニウム製で薄い板状のフィン１８の上で保持されることになるため、載置部３３，３３ａとフィン１８との接地面積が重要となる。この接地面積が小さいと、第２熱交換器１２ｂの重みによってフィン１８が変形して倒れてしまう。したがって、フィン１８の単位面積当たりの強度を求め、第２熱交換器１２ｂを保持してもフィン１８が倒れないような適正な接地面積を設計により得ている。この第２熱交換器１２ｂの重量は約１０ｋｇであることから、吊り下げ部材３５の載置部３３および上面掛止部２２の総面積が２３０ｃｍ２になるように設計した。
すなわち、載置部３３，３３ａは、左右横方向の寸法が第１熱交換器１２ａのフィン１８の幅寸法よりも大きく形成されて接地面積を広く採られているので、載置部３３が第１熱交換器１２ａの上面に載置された場合でも、アルミニウム製であるフィン１８の変形を防ぐことができる。
【００２２】
そして、吊り下げ部材３５の受部２３には取っ手部２７が設けられているので、第２熱交換器１２ｂを第１熱交換器１２ａに取り付ける際に、作業者が取っ手部２７を手で持って取り付けることが可能であるし、機械により取っ手部２７を吊り下げて取り付けることも可能である。また、この縦連結部２６と第２熱交換器１２ｂとの間に３０ｍｍ程度の隙間を設けることにより、取っ手部２７が握りやすくなるだけでなく、縦連結部２６による空気の流通阻害の影響をほとんどなくすことができる。
【００２３】
また、吊り下げ部材３５，３５ａの受部２３，２３ａには排水用穴３４，３４ａがあけられている。暖房時、特に外気が低い場合、熱交換器１２に霜がつくことがある。この霜を溶かすために、暖房運転を一時止め少しの間冷房運転に切り替えて、室外熱交換器１２についた霜を溶かす制御を行う。つまり、冷房運転に切り替えることにより、熱交換器１２には高温高圧のガス冷媒が流れることになり、その熱により室外熱交換器１２についている霜を溶かすことができる。この際、吊り下げ部材３５，３５ａの受部２３，２３ａの底面上と第２熱交換器１２ｂとの間に霜が溶けて生じた水が残っていると、暖房運転に切り替わった際に、残っていた水が急速に凍りだしてしまう。そのため、第２熱交換器１２ｂについた霜を溶かした際に生じた水を排水用穴３４，３４ａから迅速に流下させて受部２３，２３ａ上に水を溜めないようにしている。
【００２４】
第１熱交換器１２ａの端部にヘッダーを配置した図を図１１に示す。室外熱交換器１２に取り付けられるヘッダー２０は、第１熱交換器１２ａおよび第２熱交換器１２ｂの双方に接続されているため、図１１（ａ）に示したようなヘッダー２０の場合は、第２熱交換器１２ｂを正面から組み込む際に第２熱交換器１２ｂの側部と干渉してしまう。そこで、図１１（ｂ）のような第１熱交換器１２ａからのヘッダー２０ａでは、途中に折れ曲がり部３６が設けられている。この折れ曲がり部３６を設けたことにより、ヘッダー２０は、第２熱交換器１２ｂの配備高さ位置において第１熱交換器１２ａの内面側にはみ出すことなく右側端部の前方位置に配置される。従って、上記の干渉が回避されて、第２熱交換器１２ｂを前面から差し入れて取り付けることが可能となる。
このように、ヘッダー部２０の一部が曲げられていることにより、作業者が第２熱交換器１２ｂを第１熱交換器１２ａに引っ掛ける際に、第２熱交換器１２ｂがヘッダー２０と接触干渉することがなく、作業者が第２熱交換器１２ｂを容易に第１熱交換器１２ａに引っ掛けることができる。尚、第２熱交換器１２ｂを上方から組み込む場合はヘッダー２０（図１１（ａ））を有する第１熱交換器１２ａであっても構わない。
【００２５】
さらに、コの字状である上面掛止部の垂下部分２２および受部２３の起立部分で第２熱交換器１２ｂを挟んで取り付けるため、上面掛止部２２または受部２３の板厚分だけ第１熱交換器１２ａとのクリアランスを確保することができる。このクリアランスがあることにより、輸送時などに発生する振動によって第１熱交換器１２ａと第２熱交換器１２ｂが擦れて損傷するという不具合を防ぐことができる。
【００２６】
そして、この実施形態の空調室外機１では、ビル用マルチエアコンを想定した場合でも第１熱交換器１２ａに第２熱交換器１２ｂを保持することが可能となり、従来の室外機サイズを維持したまま室外空調機の性能を改善することが可能となる。あるいは、元からある熱交換器の容量が必要以上にある場合は、第２熱交換器１２ｂを小型化することにより、例えば３列の熱交換器ではなく２列と半分の熱交換器にすることによってコストダウンを図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明の実施の形態に係る空調室外機の全体斜視図である。
【図２】前記空調室外機の前面パネルを取り外した状態を示す分解斜視図である。
【図３】図２の空調室外機から更に送風ファンおよび制御器を取り外した状態を示す分解斜視図である。
【図４】図３の空調室外機の分解平面図である。
【図５】前記空調室外機を含む冷媒回路の回路構成図である。
【図６】前記空調室外機における空気の流れを示す説明図である。
【図７】図４の空調室外機から更に圧縮機および配管類を取り外した状態を示す分解斜視図である。
【図８】前記空調室外機において第１熱交換器に第２熱交換器を取り付ける態様を示す斜視図である。
【図９】前記空調室外機に用いる吊り下げ部材のひとつの部品図である
【図１０】前記空調室外機に用いる別の吊り下げ部材の部品図である
【図１１】前記空調室外機の第１熱交換器の一方の前端面を示すものであり、（ａ）はその一例を示す正面図、（ｂ）はその別例を示す正面図である
【符号の説明】
【００２８】
１  空調室外機、２  ファンガード、３  前面パネル、４  天面パネル、５  柱部、６  フィンガード、７  底板部、８  送風ファン、１０  圧縮機、１１  配管類、１２ａ  第１熱交換器、１２ｂ  第２熱交換器、２０  ヘッダー、２０ａ  ヘッダー、２２  上面掛止部、２２ａ  上面掛止部、２３  受部、２３ａ  受部、２６  縦連結部、２７  取っ手部、３０  本体フレーム、３１  空気吸込口、３２  空気吹出口、３３  載置部、３３ａ  載置部、３４  排水用穴、３４ａ  排水用穴、３５  吊り下げ部材、３５ａ  吊り下げ部材、３６  折れ曲がり部。
【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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【図１０】
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【図１１】
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