(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１バーナユニットと第２バーナユニットを有するガスバーナと、
前記ガスバーナの燃焼状態を検知する燃焼センサと、
ガス供給路と、
前記ガス供給路から分岐して前記第１バーナユニットに接続された第１ガス分岐路と、
前記ガス供給路から分岐して前記第２バーナユニットに接続された第２ガス分岐路と、
前記ガス供給路に設けられて、前記ガス供給路を開閉するガス元弁と、
前記第１ガス分岐路に設けられて、前記第１ガス分岐路を開閉する第１能力切替弁と、
前記第２ガス分岐路に設けられて、前記第２ガス分岐路を開閉する第２能力切替弁と、
前記ガスバーナにより加熱される熱交換器と、
前記熱交換器と温水端末とを連通する温水循環路と、
前記熱交換器により加熱された温水を前記温水循環路を介して前記温水端末に送出すると共に、前記温水端末で放熱した温水を前記熱交換器に戻す循環ポンプと、
前記温水循環路から前記温水端末に供給される温水の温度、又は前記温水端末から前記温水循環路に戻る温水の温度が所定温度範囲となるように、前記第１バーナユニットと前記第２バーナユニットの一方又は両方を断続的に燃焼させるバーナＯＮ／ＯＦＦ制御を実行する燃焼制御部と
を備えた温水循環システムにおいて、
前記燃焼制御部は、
前記バーナＯＮ／ＯＦＦ制御において、前記ガス元弁を開弁すると共に、前記第１能力切替弁と前記第２能力切替弁の一方又は両方を開弁して前記ガスバーナを燃焼させた状態から、前記ガスバーナを消火するときに、前記ガス元弁を開弁状態に維持しつつ、前記第１能力切替弁と前記第２能力切替弁を閉弁制御して、前記燃焼センサにより前記ガスバーナの消火が検知されるか否かを確認し、
前記ガスバーナの消火が検知されたときは、前記第１能力切替弁と前記第２能力切替弁を閉弁状態に維持して前記ガスバーナを消火状態に維持し、前記ガスバーナの消火が検知されなかったときには、前記ガス元弁も閉弁制御する
ことを特徴とする温水循環システム。
【請求項２】
請求項１記載の温水循環システムにおいて、
前記バーナＯＮ／ＯＦＦ制御において、前記燃焼制御部が、前記ガスバーナを燃焼させた状態で、前記ガス元弁を開弁状態に維持しつつ、前記第１能力切替弁と前記第２能力切替弁を閉弁制御したときに、前記燃焼センサにより前記ガスバーナの消火が検知されなかったときには、故障報知を行なう故障報知部を備えたことを特徴とする温水循環システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱した温水を温水端末に供給して放熱させる温水循環システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ガス熱源機と、このガス熱源機と温水端末とを連通した温水循環路と、温水循環路内の温水を循環させるポンプとを備えて、ガス熱源機により加熱された温水を温水端末に供給して放熱させる温水循環システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載された温水循環システムのガス熱源機においては、温水循環路の途中に設けられた熱交換器をバーナで加熱することによって、温水循環路内の温水を加熱する。そして、暖房運転時に、ガス熱源機から温水循環路に出湯される湯の温度が目標温度となるように、複数本のバーナユニットからなるバーナを、全面燃焼（全てのバーナユニットを燃焼）させて火力をある程度大きくした熱効率の高い状態で、所定制御周期でのバーナの燃焼時間と消火時間との比を切替えるバーナＯＮ／ＯＦＦ制御を実行して、温調を行っている。
【０００４】
このように、バーナを全面燃焼させてＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、燃焼させるバーナユニットの本数を減らして火力を調節する場合よりも、温調時の熱効率を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２８５６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ガス熱源機においては、ガスバーナに連通したガス供給管の異なる箇所に２個の開閉弁が設けられ、ガスバーナが消火状態にあるときには、この２個の開閉弁を共に閉弁状態とすることで、ガスバーナへの燃料ガスの供給遮断の信頼性を維持している。
【０００７】
そして、バーナＯＮ／ＯＦＦ制御を実行するときには、ガスバーナＯＮ時（燃焼時）には２個の開閉弁が共に開弁され、ガスバーナＯＦＦ時（消火時）には２個の開閉弁が共に閉弁されるため、２個の開閉弁には、バーナＯＮ／ＯＦＦ制御による頻繁な開閉に対応した耐久性が求められる。そのため、バーナＯＮ／ＯＦＦ制御を行わない仕様の温水循環システムのガス熱源機で用いられていたガス電磁弁を採用したときには、耐久性に問題が生じるおそれがある。
【０００８】
本発明はかかる背景を鑑みてなされたものであり、消火時のガスバーナへの燃料ガスの供給遮断の信頼性を確保した上で、開閉弁に要求される耐久性の条件を緩和した温水循環システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、第１バーナユニットと第２バーナユニットを有するガスバーナと、前記ガスバーナの燃焼状態を検知する燃焼センサと、ガス供給路と、前記ガス供給路から分岐して前記第１バーナユニットに接続された第１ガス分岐路と、前記ガス供給路から分岐して前記第２バーナユニットに接続された第２ガス分岐路と、前記ガス供給路に設けられて、前記ガス供給路を開閉するガス元弁と、前記第１ガス分岐路に設けられて、前記第１ガス分岐路を開閉する第１能力切替弁と、前記第２ガス分岐路に設けられて、前記第２ガス分岐路を開閉する第２能力切替弁と、前記ガスバーナにより加熱される熱交換器と、前記熱交換器と温水端末とを連通する温水循環路と、前記熱交換器により加熱された温水を前記温水循環路を介して前記温水端末に送出すると共に、前記温水端末で放熱した温水を前記熱交換器に戻す循環ポンプと、前記温水循環路から前記温水端末に供給される温水の温度、又は前記温水端末から前記温水循環路に戻る温水の温度が所定温度範囲となるように、前記第１バーナユニットと前記第２バーナユニットの一方又は両方を断続的に燃焼させるバーナＯＮ／ＯＦＦ制御を実行する燃焼制御部とを備えた温水循環システムの改良に関する。
【００１０】
そして、前記燃焼制御部は、前記バーナＯＮ／ＯＦＦ制御において、前記ガス元弁を開弁すると共に、前記第１能力切替弁と前記第２能力切替弁の一方又は両方を開弁して前記ガスバーナを燃焼させた状態から、前記ガスバーナを消火するときに、前記ガス元弁を開弁状態に維持しつつ、前記第１能力切替弁と前記第２能力切替弁を閉弁制御して、前記燃焼センサにより前記ガスバーナの消火が検知されるか否かを確認し、前記ガスバーナの消火が検知されたときは、前記第１能力切替弁と前記第２能力切替弁を閉弁状態に維持して前記ガスバーナを消火状態に維持し、前記ガスバーナの消火が検知されなかったときには、前記ガス元弁も閉弁制御することを特徴とする（第１発明）。
【００１１】
第１発明によれば、前記燃焼制御部は、前記ガスバーナＯＮ／ＯＦＦ制御において、前記燃焼センサにより前記ガスバーナの消火が検知されることを条件として、前記ガス元弁を開弁状態に維持しつつ、前記第１能力切替弁と前記第２能力切替弁を閉弁制御して前記ガスバーナを消火状態に維持する。そのため、前記バーナＯＮ／ＯＦＦ制御において、前記ガス元弁と前記第１能力切替弁及び前記第２能力切替弁とを共に閉弁して前記ガスバーナを消火する場合に比べて、前記ガス元弁の開閉回数が減少し、前記ガス元弁に要求される耐久性の条件を緩和することができる。また、前記ガス元弁を開弁状態に維持しつつ、前記第１能力切替弁と前記第２能力切替弁を閉弁制御したときに、前記燃焼センサにより前記ガスバーナの消火が検知されなかったときには、前記ガス元弁も閉弁制御することで、前記ガスバーナ消火時の燃料ガスの遮断の信頼性を確保している。
【００１２】
また、前記バーナＯＮ／ＯＦＦ制御において、前記燃焼制御部が、前記ガスバーナを燃焼させた状態で、前記ガス元弁を開弁状態に維持しつつ、前記第１能力切替弁と前記第２能力切替弁を閉弁制御したときに、前記燃焼センサにより前記ガスバーナの消火が検知されなかったときには、故障報知を行なう故障報知部を備えたことを特徴とする（第２発明）。
【００１３】
第２発明において、前記ガスバーナを燃焼させた状態で、前記ガス元弁を開弁状態に維持しつつ、前記第１能力切替弁と前記第２能力切替弁を閉弁制御したときに、前記燃焼センサにより前記ガスバーナの消火が検知されなかったときには、前記第１能力切替弁又は前記第２能力切替弁の故障が生じていると判断することができる。そこで、この場合には、前記故障報知部により故障報知を行なうことにより、使用者に前記第１能力切替弁又は前記第２能力切替弁の修理を促すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】温水循環システムの構成図。
【図２】図１に示したコントローラの構成図。
【図３】バーナＯＮ／ＯＦＦ制御のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。図１を参照して、本実施形態の温水循環システム１は、ガス熱源機２、温水暖房端末３（本発明の温水端末に相当する）、ガス熱源機２と温水暖房端末３とを連通する温水循環路４、及び、温水循環システム１の全体的な作動を制御するコントローラ１０とを備えている。
【００１８】
ガス熱源機２には、大・小二つの燃焼面を形成する大バーナユニット２１ａ及び小バーナユニット２１ｂからなるガスバーナ２１、ガスバーナ２１に点火するための点火電極３１、点火電力３１に高電圧を印加して火花放電を生じさせるイグナイタ３０、ガスバーナ２１の燃焼炎を検出するフレームロッド３２（本発明の燃焼センサに相当する）、ガスバーナ２１により加熱される熱交換器２２、ガスバーナ２１に燃焼用空気を供給するファン２３、及び、ファン２３により燃焼用空気を取り込むと共にガスバーナ２１の燃焼排ガスを排気する給排気管２４が備えられている。
【００１９】
温水循環システム１は、ガスバーナ２１の燃焼排ガスにより熱交換器２２内を流通する温水を加熱し、この温水を温水暖房端末３に供給して放熱させることにより、温水暖房端末３の周囲を暖房する。
【００２０】
温水循環路４には、熱交換器２２により加熱された温水を温水暖房端末３に送出すると共に、温水暖房端末３で放熱した温水を熱交換器２２に戻す循環ポンプ４ａと、ガス熱源機２から温水循環路４に出湯される温水の温度を検出する往き温度センサ４ｂと、温水暖房端末３からガス熱源機２に戻る温水の温度を検出する戻り温度センサ４ｃとが備えられている。
【００２１】
ガス供給路６１から分岐してガスバーナ２１と接続されたガス分岐路６１ａ，６１ｂには、大バーナユニット２１ａ，小バーナユニット２１ｂへの燃料ガスの供給／遮断を個別に切替える第１能力切替弁６２ａ及び第２能力切替弁６２ｂが設けられている。また、ガス供給路６１には、大バーナユニット２１ａ，小バーナユニット２１ｂへの燃料ガスの供給／遮断を一括して切替えるガス元弁６１ｃと、大バーナユニット２１ａ，小バーナユニット２１ｂへの燃料ガスの供給流量を変更する比例弁７とが設けられている。
【００２２】
なお、第１能力切替弁６２ａが設けられた分岐路６１ａは本発明の第１ガス分岐路に相当し、分岐路６１ａに接続された大バーナユニット２１ａは本発明の第１バーナユニットに相当する。また、第２能力切替弁６２ａが設けられた分岐路６１ｂは本発明の第２ガス分岐路に相当し、分岐路６１ｂに接続された小バーナユニット２１ｂは本発明の第２バーナユニットに相当する。
【００２３】
また、コントローラ１０には、リモコン５が接続されており、使用者は、リモコン５に設けられたスイッチを操作して、温水暖房端末３の暖房運転の開始／停止や暖房能力の設定を行なう。
【００２４】
次に、図２を参照して、コントローラ１０は、図示しないＣＰＵ，メモリ等により構成された電子ユニットであり、ＣＰＵに温水循環システム１の制御用プログラムを実行させることによって、コントローラ１０は、熱交換器２２により加熱した温水を温水暖房端末３に供給する暖房運転を行なう燃焼制御部１１、及び、ガス元弁６１ｃ又は第１能力切替弁６２ａ又は第２能力切替弁６２ｂの故障を検知したときに故障報知を行なう故障報知部１２として機能する。
【００２５】
コントローラ１０には、往き温度センサ４ｂの温度検出信号と、戻り温度センサ４ｃの温度検出信号と、フレームロッド３２の炎検出信号Ｆsとが入力される。また、コントローラ１０から出力される制御信号によって、循環ポンプ４ａ、ファン２３、イグナイタ３０、比例弁７、ガス元弁６１ｃ、第１能力切替弁６２ａ、及び、第２能力切替弁６２ｂの作動が制御される。
【００２６】
また、コントローラ１０は、リモコン５から出力される暖房スイッチ５ｂの操作信号等を入力すると共に、リモコン５に表示部５ａの表示データを出力して温水循環システム１の運転状況等を表示部５ａに表示させる。
【００２７】
燃焼制御部１１は、第１能力切替弁６２ａと第２能力切替弁６２ｂを開閉して、ガスバーナ２１の有効燃焼範囲（燃焼面の範囲）を大・中・小の３段階に切替える。即ち、燃焼制御部１１は、第１能力切替弁６２ａと第２能力切替弁６２ｂを共に開弁することで、大バーナユニット２１ａと小バーナユニット２１ｂを共に燃焼させる有効燃焼範囲大の段階と、第１能力切替弁６２ａを開弁して第２能力切替弁６２ｂを閉弁することで、大バーナユニット２１ａのみを燃焼させる有効燃焼範囲中の段階と、第１能力切替弁６２ａを閉弁して第２能力切替弁６２ｂを開弁することで、小バーナユニット２１ｂのみを燃焼させる有効燃焼範囲小の段階とを切替える。さらに、燃焼制御部１１は、有効燃焼範囲大・中・小の各段階で、比例弁７の開度を変更することで、ガスバーナ２１の火力を調節する。
【００２８】
次に、図３に示したフローチャートに従って、燃焼制御部１１による暖房運転の処理と、故障報知部１２による故障報知の処理について説明する。
【００２９】
図３のＳＴＥＰ１で、リモコン５の暖房スイッチ５ｂが操作（暖房開始操作）されたことを、リモコン５から受信した操作信号から認識すると、燃焼制御部１１は、ＳＴＥＰ２に進んでガスバーナ２１の点火処理を行う。具体的には、燃焼制御部１１は、ファン２３を作動させると共に、イグナイタ３０から点火電極３１に高電圧を印加して火花放電を生じさせた状態で、第１能力切替弁６２ａ及び第２能力切替弁６２ｂとガス元弁６１ｃを開弁して、ガスバーナ２１に点火する。
【００３０】
続くＳＴＥＰ３〜ＳＴＥＰ９のループにより、燃焼制御部１１は、戻り温度センサ４ｃの検出温度Ｔs2がバーナ消火温度ＴOFF以上になったときにガスバーナ２１を消火し、戻り温度センサ４ｃの検出温度Ｔs2がバーナ点火温度ＴON以下になったときにガスバーナ２１に点火する処理を繰り返して、温水暖房端末３からの戻り温度がＴOFF〜ＴONの範囲（本発明の所定温度範囲に相当する）に保たれるようにする「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」を実行する。
【００３１】
なお、ＳＴＥＰ３〜ＳＴＥＰ９では、ガスバーナ２１の有効燃焼範囲を大として、「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」を実行する例を示している。
【００３２】
ＳＴＥＰ３〜ＳＴＥＰ４のループで、燃焼制御部１１は、ＳＴＥＰ３でリモコン５の暖房スイッチ５ｂが操作（暖房停止操作）されたか否かを判断し、ＳＴＥＰ４で戻り温度センサ４ｃの検出温度Ｔs2がバーナ消火温度ＴOFF以下になったか否かを判断する。
【００３３】
ＳＴＥＰ３で暖房停止操作がなされたときはＳＴＥＰ２０に分岐し、燃焼制御部１１は、ＳＴＥＰ２０でガス元弁６１ｃをＯＦＦ制御（閉弁制御）し、ＳＴＥＰ２１で第１能力切替弁６２ａ及び第２能力切替弁６２ｂをＯＦＦ制御（閉弁制御）して、ガスバーナ２１を消火する。そして、ＳＴＥＰ１に戻り、燃焼制御部１１は、暖房開始操作がなされるのを待つ。
【００３４】
また、ＳＴＥＰ４で戻り温度センサ４ｃの検出温度Ｔs2がバーナ消火温度ＴOFF以上になったときにはＳＴＥＰ５に進み、戻り温度センサ４ｃの検出温度Ｔs2がバーナ消火温度ＴOFFよりも低いときにはＳＴＥＰ３に戻る。
【００３５】
ＳＴＥＰ５で、燃焼制御部１１は、第１能力切替弁６２ａ及び第２能力切替弁６２ｂをＯＦＦ制御（閉弁制御）する（ガス元弁６１ｃは開弁状態を維持）。そして、続くＳＴＥＰ６〜ＳＴＥＰ８のループにより、燃焼制御部１１は、ＳＴＥＰ６でフレームロッド３２の検出信号からガスバーナ２１が消火したか否かを判断し、ＳＴＥＰ７で暖房停止操作がなされたか否かを判断し、ＳＴＥＰ８で戻り温度センサ４ｃの検出温度Ｔs2がバーナ点火温度ＴON以下になったか否かを判断する。
【００３６】
ここで、ＳＴＥＰ６でガスバーナ２１の消火が検知されない場合は、ＳＴＥＰ５で第１能力切替弁６２ａ及び第２能力切替弁６２ｂのＯＦＦ制御を行ったにも拘わらず、ガスバーナ２１への燃料ガスの供給が遮断されていない状況であるので、第１能力切替弁６２ａと第２能力切替弁６２ｂのうちの少なくともいずれか一方が、開弁故障状態にあると判断することができる。
【００３７】
そこで、この場合には、ＳＴＥＰ６からＳＴＥＰ３０に分岐し、燃焼制御部１１はガス元弁６１ｃをＯＦＦ制御（閉弁制御）する。そして、続くＳＴＥＰ３１で、故障報知１２は、リモコン５の表示部５ａに故障の発生を報知する表示をし（故障報知）、ＳＴＥＰ３２に進んで処理を終了する。
【００３８】
ここで、第１能力切替弁６２ａ及び第２能力切替弁６２ｂのいずれか一方と、ガス元弁６１ｃが同時に故障することは極めて稀であると想定できるため、ガス元弁６１ｃをＯＦＦ制御することで、ガスバーナ２１への燃料ガスの供給が停止することが期待できる。
【００３９】
ＳＴＥＰ７で暖房停止操作がなされたときにはＳＴＥＰ４０に分岐し、燃焼制御部１１は、ガス元弁４０をＯＦＦしてＳＴＥＰ１に戻り、暖房開始操作がなされるのを待つ。
【００４０】
ＳＴＥＰ８で戻り温度センサ４ｃの検出温度Ｔs2がバーナ点火温度ＴON以下であるときはＳＴＥＰ９に進み、戻り温度センサ４ｃの検出温度Ｔs2がバーナ点火温度ＴONよりも高いときにはＳＴＥＰ６に戻る。
【００４１】
ＳＴＥＰ９で、燃焼制御部１１は、ガスバーナ２１の点火処理を行う。ここでは、ガス元弁６１ｃは開弁状態に維持されているため、燃焼制御部１１は、ファン２３を作動させると共に、イグナイタ３０から点火電極３１に高電圧を印加して火花放電を生じさせた状態で、第１能力切替弁６２ａと第２能力切替弁６２ｂをＯＮ制御（開弁制御）してガスバーナ２１に点火し、ＳＴＥＰ３に戻る。
【００４２】
ＳＴＥＰ３〜ＳＴＥＰ９の「バーナＯＮ／ＯＦＦ制御」においては、ＳＴＥＰ５による第１能力切替弁６２ａと第２能力切替弁６２ｂのＯＦＦ制御に応じて、ＳＴＥＰ６でガスバーナ２１が消火されたことが検知されることを条件として、ＳＴＥＰ５及びＳＴＥＰ９で、第１能力切替弁６２ａと第２能力切替弁６２ｂをＯＮ／ＯＦＦ制御（ガス元弁６１ｃは開弁維持）してガスバーナ２１を断続的に燃焼させている。
【００４３】
この場合、ガス元弁６１ｃは開弁状態に維持されて、ＯＮ／ＯＦＦの切替えは行われない。そのため、ガス元弁６１ｃについては開閉動作の回数が抑制され、第１能力切替弁６２ａ及び第２能力切替弁６２ｂよりも耐久性の低いものを用いることができる。
【００４４】
そして、第１能力切替弁６２ａ又は第２能力切替弁６２ｂが故障したときには、ＳＴＥＰ６から分岐したＳＴＥＰ３０で、ガス元弁６１ｃが閉弁されるため、第１能力切替弁６２ａ及び第２能力切替弁６２ｂとガス元弁６１ｃとを、ガス供給管６１の異なる位置に設けることによる燃料ガスの供給遮断の信頼性が、担保されている。
【００４５】
なお、本実施形態では、図３のＳＴＥＰ５で、第１能力切替弁６２ａと第２能力切替弁６２ｂのＯＦＦ制御をしたときに、ＳＴＥＰ６でガスバーナ２１の消火が検知されなかったときには、ＳＴＥＰ３０でガス元弁６１ｃを閉弁すると共に、ＳＴＥＰ３１で故障報知を行なったが、この故障報知を行なわない場合にも本発明の効果を得ることができる。
【００４６】
また、本実施形態では、本発明の温水端末として温水暖房端末３を示したが、ガス熱源機２から供給される温水を熱源として利用する温水端末であれば、例えば、温水を熱源として衣類乾燥用の温風を生成する衣類乾燥機等の他の種類の温水端末であってもよい。
【００４７】
また、本実施の形態において、燃焼制御部１１は、図３のフローチャートに示したように、戻り温度センサ４ｃの検出温度Ｔs2が所定範囲内（ＴON≦Ｔs2≦ＴOFF）となるように、ガスバーナ２１を断続的に燃焼させるバーナＯＮ／ＯＦＦ制御を行ったが、往き温度センサ４ｂの検出温度Ｔs1が所定範囲内となるように、ガスバーナ２１を断続的に燃焼させるバーナＯＮ／ＯＦＦ制御を行うようにしてもよい。
【００５０】
また、本実施の形態において、燃焼制御部１１は、ガスバーナ２１の有効燃焼範囲を大として、第１能力切替弁６２ａと第２能力切替弁６２ｂの開弁と閉弁を同時に切替えることで、バーナＯＮ／ＯＦＦ制御を行ったが、ガスバーナ２１の有効燃焼範囲を中とするときには、第２能力切替弁６２ｂを閉弁維持して、第１能力切替弁６２ａのみの開弁と閉弁を切替えることでバーナＯＮ／ＯＦＦ制御を行えばよい。また、ガスバーナ２１の有効燃焼範囲を小とするときには、第１能力切替弁６２ａを閉弁維持して、第２能力切替弁６２ｂのみの開弁と閉弁を切替えることでバーナＯＮ／ＯＦＦ制御を行えばよい。
【符号の説明】
【００５１】
１…温水循環システム、２…ガス熱源機、３…温水暖房端末、４…温水循環路、４ａ…循環ポンプ、４ｂ…往き温度センサ、４ｃ…戻り温度センサ、５…リモコン、５ａ…（リモコンの）表示部、５ｂ…暖房スイッチ、１０…コントローラ、１１…燃焼制御部、１２…故障報知部、２１…ガスバーナ、２１ａ…大バーナユニット、２１ｂ…小バーナユニット、２２…熱交換器、３２…フレームロッド、６１ｃ…ガス元弁、６２ａ…第１能力切替弁、６２ｂ…第２能力切替弁。
【図１】
0005542574.tif 000002
【図２】
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【図３】
0005542574.tif 000004