(57)【要約】【課題】光熱費の削減及び効率の良い冷暖房運転をすることを図った空気調和機を提供する。【解決手段】太陽の放射熱を吸熱する為に、フィンを階段状に複数枚並設させて、該フィンに蛇行状に貫通横断している伝熱管と該伝熱管の内部に水を送水するための水入口及び水出口とで構成されている熱交換器コイル５及び室外機１をベース１３上に設け、空気調和機の冷暖房運転時、吹き出し口１４から放出される熱風を捕らえると共に、室外機１の日除けの為に、吹き出し口１４の前面から室外機１の天井面２１上まで設け、吹き出し口１５から放出される熱風の熱及び太陽の放熱を、熱交換器コイル５の伝熱管内に流す水に回収させることを特徴とする空気調和機。また、室外熱交換器のアルミニウムフィン及び冷媒配管に風呂の残り湯又は風呂の冷めた残り湯を散水する散水装置を設けたことを特徴とする空気調和機。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽の放射熱を吸熱する為に、フィンを階段状に複数枚並設させて、該フィンに蛇行状に貫通横断している伝熱管と該伝熱管の内部に水を送水するための水入口及び水出口とで構成されている熱交換器コイルを、室外機の吹き出し口前面から該室外機天井面上まで設け、該室外機の日除けをすると共に、空気調和機の冷暖房運転時、該吹き出し口から放出される熱風の熱及び太陽の放射熱を、前記熱交換器コイルの伝熱管内に流す水に回収させることを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
前記熱交換器コイルの階段状のフィンの勾配の角度は、水平面に対して３０度から４５度であることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
前記熱交換器コイルの階段状のフィンの側面において、最下段のフィンと、最上段のフィンにより形成する平行四辺形の傾斜角度は、水平面に対して３０度から４５度であることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和機。
【請求項４】
水平に設けられているベース上に、前記室外機を垂直に配置すると共に、該室外機の吹き出し口前面から該室外機天井面上まで、前記熱交換器コイルを３０度から４５度の勾配を設けて該ベース上に配置することにより、該室外機前面の吹き出し口側のカバーと該熱交換器コイルと接して形成する角度は、４５度から６０度であることを特徴とする請求項３に記載の空気調和機。
【請求項５】
前記室外機及び傾斜している前記熱交換器コイルを前記ベース上に設けて、前記吹き出し口から放出される熱風が、漏れずに該熱交換器コイルだけを通過する様に、該室外機，該熱交換器コイル及び該ベースの左右の側面を板で覆ったことを特徴とする請求項４に記載の空気調和機。
【請求項６】
前記熱交換器コイルに外気を送風する為に、前記室外機のファンを単独に駆動する回路を設けたことを特徴とする請求項５に記載の空気調和機。
【請求項７】
室外機熱交換器のアルミニウムフィン及び冷媒配管に、風呂の残り湯又は冷めた風呂の残り湯を散水する散水装置を設けたことを特徴とする請求項６に記載の空気調和機。
【請求項８】
前記散水装置は、円柱状の管に等間隔に複数の穴をあけて、前記室外機熱交換器のアルミニウムフィンの最上部に室外機天井カバーと平行に横設したことを特徴とする請求項７に記載の空気調和機。
【請求項９】
前記熱交換器コイル及び前記散水器に、水又は風呂の残り湯を選択的に流す為に、前記室外機と浴槽の間に往復する配管を設け、該浴槽から室外機へ送水する為の往路配管の先端に、該浴槽にて給水バルブ又は揚水ポンプを設けると共に、該タンクから該浴槽へ水又はお湯を戻すための復路配管を、該室外機から該浴槽の間に設けたことを特徴とする請求項８に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地球温暖化の原因となっている大気への熱負荷を軽減すると共に、光熱費の削減及び効率の良い冷暖房運転をすることを図った空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機は、室内に設置され、内部の熱交換器で冷媒と室内の空気との間で熱交換を行う室内機と、室内機と冷媒管を介して接続され、室内機で熱交換を行った冷媒と外気との熱交換を行う室外機とを備えている。そのような従来の空気調和機の室外機は、冷房運転において、冷媒と熱交換して温度上昇した空気を吹き出し口から放出させるようにしている。また、室外機に、太陽の放射熱を遮るために、室外機天井面に板を設けていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、そのようにして室外機内から放出される熱風は、大気への熱負荷となって環境上の問題となるだけでなく、熱風が持っている熱エネルギーを利用せずに無駄に捨てていると共に、暖かい外気及び太陽の放射熱の自然エネルギーも有効利用できていなという問題点もあった。さらに、風呂の残り湯の熱エネルギー及び冷めた風呂の残り湯の冷却エネルギーも有効利用できていなかった。
【０００４】
本発明は、そのような問題点に鑑み、次のことを目的とするものである。
（イ）冷房運転において、室外機の吹き出し口から放出される熱風及び太陽の放射熱の熱エネルギーを有効利用すると共に、効率の良い冷房運転をする。
（ロ）暖房運転において、風呂の残り湯の熱エネルギーを有効利用して、霜取りをすると共に、効率の良い暖房運転をする。
（ハ）冷房運転において、冷めた風呂の残り湯の冷却エネルギーを有効利用して、効率の良い冷房運転をする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するため、本願請求項１にかかる発明は、太陽の放射熱を吸熱する為に、フィンを階段状に複数枚並設させて、該フィンに蛇行状に貫通横断している伝熱管と該伝熱管の内部に水を送水するための水入口及び水出口とで構成されている熱交換器コイルを、室外機の吹き出し口前面から該室外機天井面上まで設け、該室外機の日除けをすると共に、空気調和機の冷暖房運転時、該吹き出し口から放出される熱風の熱及び太陽の放射熱を、前記熱交換器コイルの伝熱管内に流す水に回収させることを特徴とする。
【０００６】
また、本願の請求項２にかかる発明は、請求項１にかかる発明において、前記熱交換器コイルの階段状のフィンの勾配の角度は、水平面に対して３０度から４５度であることを特徴とする。
【０００７】
また、本願の請求項３にかかる発明は、請求項１又は２にかかる発明において、前記熱交換器コイルの階段状のフィンの側面において、最下段のフィンと、最上段のフィンにより形成する平行四辺形の傾斜角度は、水平面に対して３０度から４５度であることを特徴とする。
【０００８】
また、本願の請求項４にかかる発明は、請求項３にかかる発明において、水平に設けられているベース上に、前記室外機を垂直に配置すると共に、該室外機の吹き出し口前面から該室外機天井面上まで、前記熱交換器コイルを３０度から４５度の勾配を設けて該ベース上に配置することにより、該室外機前面の吹き出し口側のカバーと該熱交換器コイルと接して形成する角度は、４５度から６０度であることを特徴とする。
【０００９】
また、本願の請求項５にかかる発明は、請求項４にかかる発明において、前記室外機及び傾斜している前記熱交換器コイルを前記ベース上に設けて、前記吹き出し口から放出される熱風が、漏れずに該熱交換器コイルだけを通過する様に、該室外機，該熱交換器コイル及び該ベースの左右の側面を板で覆ったことを特徴とする。
【００１０】
また、本願の請求項６にかかる発明は、請求項５にかかる発明において、前記熱交換器コイルに外気を送風する為に、前記室外機のファンを単独に駆動する回路を設けたことを特徴とする。
【００１１】
また、本願の請求項７にかかる発明は、請求項６にかかる発明において、室外機熱交換器のアルミニウムフィン及び冷媒配管に、風呂の残り湯又は冷めた風呂の残り湯を散水する散水装置を設けたことを特徴とする。
【００１２】
また、本願の請求項８にかかる発明は、請求項７にかかる発明において、前記散水装置は、円柱状の管に等間隔に複数の穴をあけて、前記室外機熱交換器のアルミニウムフィンの最上部に室外機天井カバーと平行に横設したことを特徴とする。  
【００１３】
また、請求項９にかかる発明において、請求項８にかかる発明において、前記熱交換器コイル及び前記散水器に、水又は風呂の残り湯を選択的に流す為に、前記室外機と浴槽の間に往復する配管を設け、該浴槽から室外機へ送水する為の往路配管の先端に、該浴槽にて給水バルブ又は揚水ポンプを設けると共に、該タンクから該浴槽へ水又はお湯を戻すための復路配管を、該室外機から該浴槽の間に設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の空気調和機は、次のような効果を奏する。
すなわち、請求項１にかかる発明においては、前記課題を解決するため、太陽の放射熱を吸熱する為に、フィンを階段状に複数枚並設させて、該フィンに蛇行状に貫通横断している伝熱管と該伝熱管の内部に水を送水するための水入口及び水出口とで構成されている熱交換器コイルを、空気調和機の冷暖房運転時、吹き出し口から放出される熱風を捕らえると共に、室外機の日除けの為に、該吹き出し口の前面から室外機の天井面上まで設け、該吹き出し口から放出される熱風の熱及び太陽の放射熱を、該熱交換器コイルの伝熱管内に流す水に回収させるようにした。その結果、冷房運転において、吹き出し口から放出される熱風は、水により冷却された熱交換器コイルの伝熱管及びフィンに接蝕することにより、冷却されてから大気中へ放出するので、大気への熱負荷は軽減する。
逆に、吹き出し口前面に勾配して設けられている、熱交換器コイルの伝熱管の内部の水は、熱風により温まる。温まった水を、温水として貯湯タンク及び浴槽等へ有効利用でき、光熱費の削減になる。また、室外機の天井面上まで熱交換器コイル設けたことにより、日除けをすると同時に、太陽の放射熱を吸熱して、水を温めて貯湯タンク及び浴槽等へ有効利用できる。
【００１５】
また、請求項２，３及び４にかかる発明においては、請求項１にかかる空気調和機において、前記熱交換器コイルのフィンは階段状に設けることにより、必然的に勾配する。勾配の角度は、水平面に対して３０度から４５度である。さらに、該熱交換器コイルの設置の方位を南に取り付けることにより年間を通して太陽の放射熱を効果的に捕らえることができるので、熱交換器コイルを設置するだけで、太陽熱利用温水器の効果がある。
【００１６】
また、請求項５にかかる発明においては、請求項４にかかる空気調和機において、前記室外機及び傾斜している前記熱交換器コイルを前記ベースの上に設けて、前記吹き出し口から放出される熱風が、漏れずに該熱交換器コイルだけを通過する様に、該室外機，該熱交換器コイル及び該ベースの左右の側面を板で覆ったことにより、吹き出し口から放出される熱風を効果的に熱交換器コイルで捕らえることができる。
【００１７】
また、請求項６にかかる発明においては、請求項５にかかる空気調和機において、前記熱交換器コイルに外気を送風する為に、前記室外機のファンを単独に駆動する回路を設けたので、熱交換器コイルに、暑い外気を吹きつける。例として、２００７年８月１６日埼玉県熊谷市に於いて、気温４０．９度を記録しましたが、家庭の水道水温は、２６度前後です。室外機のファンを単独に駆動する回路により、熱交換器コイルのフィン及び伝熱管に、暑い外気を吹き付けて、伝熱管内部の水道水を加熱して、貯湯タンク及び浴槽等へ使用すれば、風呂の追い焚きの光熱費の削減及び大気への熱負荷の軽減となる。
【００１８】
また、本願の請求項７にかかる発明においては、請求項６にかかる空気調和機において、散水装置により、風呂の残り湯を散水することにより、暖房効果が上がると共に、フィンの霜取りにも効果がある。また、冷房運転においては、散水装置により、冷めた風呂の残り湯を室外機熱交換器のフィン及び冷媒配管に散水することにより、冷房効率が良くなる。
【００１９】
また、本願の請求項８にかかる発明においては、請求項７にかかる空気調和機において、前記散水装置は、円柱状の管の側面に直径約２ミリ程度の穴を、約１0ｍｍから２０ｍｍ程度に等間隔にあけて、室外機熱交換器のフィンの最上部に横設して、室外機天井カバーと平行に設ける共に、該散水装置の水入口に電磁弁を設けて、電磁弁を遠隔操作によりフィン及び冷媒配管に効果的に、散水することができる。
【００２０】
また、請求項９にかかる発明においては、請求項８にかかる空気調和機において、前記熱交換器コイルに水を流すと共に、前記散水器に、風呂の残り湯を流す為に、前記室外機と浴槽の間を往復する配管を設け、浴槽から室外機へ送水する為の往路配管を設け、浴槽から給水する為に、浴槽にて往路配管の先端に給水バルブ又は揚水ポンプを設けると共に、該タンクから浴槽へ水又はお湯を戻すための復路配管を、該室外機から該浴槽へ設けることにより浴槽の残り湯を有効利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】空気調和機の構成図
【図２】熱交換器コイルの正面図
【図３】熱交換器コイルの左側面図
【図４】熱交換器コイルの右側面図
【図５】太陽の放射熱を捕らえるフィンの側面図
【図６】階段状のフィンの設置図
【図７】本発明の室外機の設置構成図
【図８】室外機の左側面に板の取り付け斜視図
【図９】室外機の右側面に板の取り付け斜視図
【図１０】本発明の空気調和機の室外機の冷房運転状態を示す断面図
【図１１】本発明の空気調和機の室外機のファンモーター単独運転状態を示す断面図
【図１２】散水装置の断面図
【図１３】散水装置の側面図
【図１４】散水装置の取り付け及び使用図
【図１５】本発明の室外機において水の利用状態を示す斜視図
【図１６】室外機において風呂の残り湯の利用状態を示す斜視図
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施するための形態を図１〜図１６に基づいて説明する。
【実施例】
【００２３】
図１は、空気調和機の構成図である。図１において、本発明の空気調和機は、従来と同様に室外機１，室内機２，冷媒配管３，信号線４にて構成されている。                  
【００２４】
図２は、熱交換器コイルの正面図である。図２において、熱交換器コイル５は、階段状に複数枚並設しているフィン６に、蛇行状に貫通横断している伝熱管７と伝熱管７の内部に水を送水するための水入り口８及び水出口９とで構成されている。
【００２５】
図３は、熱交換器コイルの左側面図である。図４において、熱交換器コイル５は、階段状に複数枚並設しているフィン６を伝熱管７が貫通し、下部に水入口８を設けている。また、伝熱管７の材質は、銅，真鍮及びステンレス等である。
【００２６】
図４は、熱交換器コイルの右側面図である。図４において、熱交換器コイル５は、階段状に複数枚並設しているフィン６を伝熱管７が貫通し、上部に水出口９を設けている。
また、フィン６は平板状であり、大きさは、幅は約５００ｍｍから７００ｍｍ程度、奥行きは約３０ｍｍから５０ｍｍ程度、厚さ約０．５ｍｍから０．８ｍｍ程度である。フィンの材質は、銅，アルミニウム及びステンレス等である。
【００２７】
図５は、太陽の放射熱を捕らえるフィンの側面図である。図５において、階段状に複数枚のフィン６を設けることにより、階段状のフィン６は、必然的に勾配する。勾配角度Ａは、水平面１０に対して３０度から４５度であり、太陽の放射熱を効果的に吸収できる。また、フィン６は水平面１０に対して平行である。
【００２８】
図６は、階段状のフィンの設置図である。図６において、階段状のフィン６の側面において、最下段のフィン１１と、最上段のフィン１２により形成する平行四辺形１４の傾斜角度Ａは、水平面１０対して３０度から４５度である。
【００２９】
図７は、本発明の室外機の設置構成図である。図７において、水平に設けられているベース１３上に、室外機１を配置する角度Ｃは、垂直である。また、室外機１の吹き出し口１５前面から室外機天井面２１上まで熱交換器コイル５を、角度Ａである３０度から４５度の勾配を設けてベース１３上に配置することにより、室外機前面の吹き出し口側のカバー１６と熱交換器コイル５と接して形成する角度Ｂは、４５度から６０度であることを特徴とする請求項４に記載の空気調和機である。
【００３０】
図８は、本発明の室外機左側面に板の取り付け斜視図である。図８において、室外機１及び傾斜している熱交換器コイル５をベース１３の上に設けて、吹き出し口１５から放出される熱風が、漏れずに交換器コイル５だけを通過する様に、室外機１，熱交換器コイル５及びベース１３の左の側面を板１７で覆っている。
【００３１】
図９は、本発明の室外機右側面に板の取り付け斜視図である。図９において、室外機１及び傾斜している熱交換器コイル５をベース１３の上に設けて、吹き出し口１５から放出される熱風が、漏れずに熱交換器コイル５だけを通過する様に、室外機１，熱交換器コイル５及びベース１３の右の側面を板１７で覆っている。
【００３２】
図１０は、本発明の空気調和機の室外機の冷房運転状態を示す断面図である。図１０において、従来の室外機１は、ファンモーター１８が駆動して、ファン１９の回転により、外気は矢印の方向へ進む。外気は、室外機１内に吸い込まれ室外機熱交換器２０を通過することにより加熱され、熱風となって吹き出し口１５から、無駄に捨てられて大気への熱負荷となっていました。しかし、本発明の空気調和機は、室外機１及び吹き出し口１５の前面に傾斜させて熱交換器コイルをベース１３上に設けて、室外機１の吹き出し口１５から放出される熱風を熱交換器コイル５で捕らえて、熱交換器コイル５の伝熱管内部の水を加熱して、温まった水を貯湯タンク及び風呂等へ有効利用して、光熱費の削減及び大気への熱負荷を軽減する。
また、室外機１の吹き出し口１５から天井面２１上まで、熱交換器コイル５を設けることにより、室外機１の日除けになり、冷房効率を上げると共に、太陽の放射熱を捕らえて、熱交換器コイル５の伝熱管内部の水への加熱に効果がある。
【００３３】
図１１は、本発明の空気調和機の室外機のファンモーター単独運転状態を示す断面図である。図１１において、例として、２００７年８月１６日埼玉県熊谷市に於いて、気温４０．９度を記録しましたが、家庭の水道水温は、２６度前後です。室外機１のファンモーター1８を単独に駆動する回路により、ファン１９を回転させて、暑い外気を矢印の方向に送風して、熱交換器コイル５のフィン及び伝熱管に暑い外気を吹きつけて、伝熱管内部の水道水を加熱して、例えば、貯湯タンク及び浴槽等へ使用すれば、風呂の追い焚きの光熱費の削減及び大気への熱負荷の軽減となる。
【００３４】
図１２は、散水装置の断面図である。図１２において、散水装置２２は円柱状であり、側面に水又はお湯を散水する為の穴２３を等間隔に複数設け、往路配管２４に電磁弁２５を取り付けて、電磁弁２５を遠隔操作により、散水ができる。
尚、散水装置２２の材質は、銅，真鍮，塩化ビニール，ステンレス又はプラスチック製等で、その大きさは直径約１５ｍｍから３０ｍｍ程度、長さ約５００ｍｍから７００ｍｍ程度の円柱状である。
【００３５】
図１３は、散水装置の側面図である。図１２において、散水装置２２は、風呂の残り湯を散水する為に、円柱状の管の側面に直径約２ミリ程度の穴２３を、約１０ｍｍから２０ｍｍ程度の等間隔に複数あけてある。
【００３６】
図１４は、散水装置の取り付け及び使用図である。図１４において、散水装置２２は、室外機熱交換器２０のアルミニウムフィン２６の最上部に横設して室外機天井カバー２７と平行に横設けて、円柱状の管の側面の穴２３がアルミニウムフィン２６と対面して設けている。そして、冷房運転時において、アルミニウムフィン２６及び冷媒配管２８に、冷めた風呂の残り湯を矢印の方向に、散水することによりアルミニウムフィン２６及び冷媒配管２８を冷却して、冷房効率をあげる。また、暖房運転時においては、風呂の残り湯を矢印の方向に散水することによりアルミニウムフィン２６及び冷媒配管２８を加熱して、暖房効率を上げると共に、アルミニウムフィン２６に付着した霜取りにも効果がある。
【００３７】
図１５は、本発明の室外機において水の利用状態を示す斜視図である。図１５において、冷房運転時には、給水バルブ２９を開くと水道水は往路配管２４を通り、熱交換器コイル５の水入口８から伝熱管７へ水道水を送水することにより、室外機１の吹き出し口１５から放出する熱風を捕らえて冷却してから、大気へ放出するので大気への熱負荷を軽減する。
逆に、熱交換器コイル５の伝熱管７内部の水道水の水温は上昇して、温水として水出口９から復路配管３０を通って、貯湯タンク又は浴槽３１等に利用して、温水温度上昇をより効率化でき光熱費の削減になる。
また、空気調和機を使用していない時、傾斜させて設けている熱交換器５に水道水を送水することにより、太陽熱利用温水器として使用できると共に、室外機ファンを単独運転させて、熱交換器５に暑い外気を吹き付ければ、一層効果的に水温を上昇できる。
【００３８】
図１６は、室外機において風呂の残り湯の利用状態を示す斜視図である。図１６において、暖房運転時には、風呂の残り湯を揚水ポンプ３２にて汲み上げて、往路配管２４を通り、遠隔操作により電磁弁２５を開くことにより、散水装置２２により、室外機熱交換器のアルミニウムフィン及び冷媒配管に散水して、加熱して暖房効率を上げて、光熱費の削減及びフィンの霜取りにも効果がある。
また、冷めた風呂の残り湯を、揚水ポンプ３２にて汲み上げて、往路配管２４を通り、遠隔操作により電磁弁２５を開くことにより、散水装置２２により、室外機熱交換器のアルミニウムフィン及び冷媒配管に散水して、アルミニウムフィン及び冷媒配管を冷却して冷房効率を上げて、光熱費の削減をする。さらに、水入口８から熱交換器コイル５へ冷めた風呂の残り湯を送水して、室外機のファンを単独運転して、吹き出し口１５から放出する暖かい外気を捕らえて、熱交換器コイル５の伝熱管内部の水道水を加熱して、温水として水出口９から復路配管３０を通って、貯湯タンク又は浴槽３１等に利用して、温水温度上昇をより効率化でき光熱費の削減になる。
【符号の説明】
【００３９】
１  室外機
２  室内機
３  冷媒配管
４  信号線
５  熱交換器コイル
６  フィン
７  伝熱管
８  水入口
９  水出口
１０  水平面
１１  最下段のフィン
１２  最上段のフィン
１３  ベース
１４  平行四辺形
１５  吹き出し口
１６  室外機前面の吹き出し口側のカバー
１７  板
１８  ファンモーター
１９  ファン
２０  室外機熱交換器
２１  室外機天井面
２２  散水装置
２３  穴
２４  往路配管
２５  電磁弁
２６  アルミニウムフィン
２７  室外機天井カバー
２８  冷媒配管
２９  給水バルブ
３０  復路配管
３１  浴槽  
３２  揚水ポンプ
Ａ  ベース（水平面）と熱交換器コイルが接して形成する角度
Ｂ  室外機前面の吹き出し口側カバーと熱交換器コイルが接して形成する角度
Ｃ  ベース上に室外機を設置する角度
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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