(57)【要約】【課題】気体の流れの分布の一様化を確実に図る。【解決手段】気体の流路を形成するダクト１０に設けられる整流装置３０Ａであって、ダクト１０が湾曲または曲折して気体の流れ方向が変化する曲がり部１５の下流側に配置され、曲がり部１５の曲がり方向外周側の流路Ｒの内壁面１３ｐから、流れ方向下流側に向かうにしたがって流路Ｒの中央に向かって延びる案内面３０ｇを有する案内部材３０Ａが設けられているものとした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体の流路を形成するダクトに設けられる整流装置であって、
前記ダクトが湾曲または曲折して前記気体の流れ方向が変化する曲がり部の下流側に配置され、前記曲がり部の曲がり方向外周側の前記流路の内壁面から、前記流れ方向下流側に向かうにしたがって前記流路の中央に向かって延びる案内面を有する案内部材が設けられていることを特徴とする整流装置。
【請求項２】
前記案内部材は、前記気体の流れ方向に沿って移動可能とされていることを特徴とする請求項１に記載の整流装置。
【請求項３】
前記案内部材を前記気体の流れ方向に沿って移動させる駆動部材と、
前記駆動部材における前記案内部材の移動を制御するコントローラと、
を備えていることを特徴とする請求項２に記載の整流装置。
【請求項４】
前記流路内において前記案内部材よりも下流側に、前記流路内の温度を検出する温度センサが設けられ、
前記コントローラは、前記温度センサで検出される温度に基づき、前記案内部材の移動を制御することを特徴とする請求項３に記載の整流装置。
【請求項５】
前記流路内において前記曲がり部よりも下流側に、前記流路内の前記気体の風速を検出する風速計が設けられ、
前記コントローラは、前記風速計で検出される前記風速に基づき、前記案内部材の移動を制御することを特徴とする請求項３又は４に記載の整流装置。
【請求項６】
前記案内部材は、二枚一対のプレートが、それぞれの上端部同士を回動自在に連結されてなることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の整流装置。
【請求項７】
気体の流路を形成するダクトであって、
前記ダクトが湾曲または曲折して前記気体の流れ方向が変化する曲がり部と、
請求項１から６のいずれか一項に記載の整流装置と、
を備えることを特徴とするダクト。
【請求項８】
前記整流装置の下流側に、複数枚の整流ベーンが配置されていることを特徴とする請求項７に記載のダクト。
【請求項９】
前記整流装置の下流側に、前記気体に対して所定の処理を施す気体処理部が設けられていることを特徴とする請求項７又は８に記載のダクト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屈曲部や湾曲部を有したダクトに設けられる整流装置、及びダクトに関する。
【背景技術】
【０００２】
脱硝装置や、ゴミ焼却設備の排ガス温度調整塔、排ガス浄化装置等をはじめとして、各種の設備においては、気体を通すダクトが備えられている。
【０００３】
このようなダクトにおいて、気体を冷却または加熱するための熱交換器が設けられていたり、気体の浄化処理等のためのフィルタや触媒が設けられていることがある。
これらの熱交換器、フィルタ、触媒等、気体に対して何らかの処理を施す気体処理部は、その処理効率を高めるために、ダクトの断面内における気体の流れがなるべく均一であることが望ましい。
【０００４】
しかし、ダクトは、その設置空間に存在する各種の障害物を避けたり、省スペース化を図りつつダクト管路長を稼ぐために、様々に屈曲または湾曲して設けられていることが多い。
すると、ダクトの屈曲または湾曲した部分（以下、これを屈曲部と称する）の下流側においては、屈曲部において気体に作用する遠心力によって、ダクトの断面内における気体の分布が、屈曲部外周側に偏ってしまう。
【０００５】
そこで、例えば特許文献１，２，３に記載のように、ダクトの屈曲部近傍に、ダクトの断面方向に沿って複数の整流部材を設ける構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３８４１６００号公報
【特許文献２】特許第４０５３２１９号公報
【特許文献３】特開２０００−１６７３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１，２，３に記載のような整流部材を設けたとしても、整流部材の上流側で気体の流れの分布が、屈曲部外周側に偏っていた場合、その偏りを整流部材で確実に解消できるとは限らない。
そこでなされた本発明の目的は、気体の流れの分布の一様化を確実に図ることのできる整流装置、ダクトを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明の整流装置は、気体の流路を形成するダクトに設けられる整流装置であって、前記ダクトが湾曲または曲折して前記気体の流れ方向が変化する曲がり部の下流側に配置され、前記曲がり部の曲がり方向外周側の前記流路の内壁面から、前記流れ方向下流側に向かうにしたがって前記流路の中央に向かって延びる案内面を有する案内部材が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
タクトの流路を流れてきた気体は、曲がり部において流れ方向が変化すると、遠心力により曲がり方向外周側に偏る。この偏った気体を、案内面により気体の流路の中央部に向けて導くことで、気体の流れの分布を改善できる。
【００１０】
ここで、前記案内部材は、前記気体の流れ方向に沿って移動可能とされているのが好ましい。
これにより、ダクトの形状、寸法、気体の流量、流速等によって案内部材を移動させ、気体の流れの偏りを有効に抑制できる。
【００１１】
前記案内部材を前記気体の流れ方向に沿って移動させる駆動部材と、前記駆動部材における前記案内部材の移動を制御するコントローラと、を備えていることを特徴としてもよい。
これにより、案内部材を、気体の流れの偏りを有効に抑制できる位置に自動的に移動させることができる。
【００１２】
前記流路内において前記案内部材よりも下流側に、前記流路内の温度を検出する温度センサが設けられ、前記コントローラは、前記温度センサで検出される温度に基づき、前記案内部材の移動を制御するようにしてもよい。
気体の流れの偏りが解消すると、流路内の気体の温度が平均化し、温度が低くなる。
そこで、コントローラでは、気体の温度がなるべく低くなるように、案内部材の移動を制御する。
【００１３】
また、前記流路内において前記曲がり部よりも下流側に、前記流路内の前記気体の風速を検出する風速計が設けられ、前記コントローラは、前記風速計で検出される前記風速に基づき、前記案内部材の移動を制御するようにしてもよい。
これにより、気体の流速が最も大きい部分に案内部材を配置すれば、偏流がより効果的に改善される。
【００１４】
前記案内部材は、二枚一対のプレートが、それぞれの上端部同士を回動自在に連結されてなることを特徴としてもよい。
これにより、案内部材の高さ及び勾配を変化させることができる。
【００１５】
気体の流路を形成するダクトであって、前記ダクトが湾曲または曲折して前記気体の流れ方向が変化する曲がり部と、上記したような整流装置と、を備えることを特徴とする。
このようにして、気体の流れの分布を改善できる。
【００１６】
このダクトは、整流装置の下流側に、複数枚の整流ベーンが配置されているようにしてもよい。
これにより、整流装置によって、複数枚の整流ベーンに至る気体の流れの分布を一様化することができる。
【００１７】
さらに、このダクトは、前記整流装置の下流側に、前記気体に対して所定の処理を施す気体処理部が設けられているようにしてもよい。
これにより、整流装置によって、気体処理部に至る気体の流れの分布を一様化することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、気体の流れの分布の一様化を確実に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施形態に係るダクトの構成を示す断面図である。
【図２】第２の実施形態に係るダクトの構成を示す断面図である。
【図３】第３の実施形態に係るダクトの構成を示す断面図である。
【図４】第４の実施形態に係るダクトの構成を示す断面図である。
【図５】第４の実施形態に係るダクトの変形例の構成を示す断面図である。
【図６】第５の実施形態に係るダクトの構成を示す断面図である。
【図７】第６の実施形態に係るダクトの構成を示す断面図、及び案内部材の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照して、本発明による整流装置、ダクトを実施するための形態を説明する。しかし、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。
【００２１】
（第１の実施形態）
図１は、熱交換器（気体処理部）２０を備えたダクト１０の一部を示す断面図である。
この図１に示すように、ダクト１０は、気体を熱交換器２０に送り込むためのものであり、熱交換器２０の入口２０ａに接続されている。
【００２２】
ダクト１０は、断面矩形で、上流側から、第一ストレート部１１と、第一ストレート部１１に連続し、第一ストレート部１１に対して直交して延びる第二ストレート部１２と、第二ストレート部１２に連続し、第二ストレート部１２に対して直交して延びる第三ストレート部１３と、を有している。ここで、第一ストレート部１１の下流端と第二ストレート部１２の上流端との接続部は、Ｌ字状に屈曲して気体搬送方向が９０°変わる第一屈曲部１４とされ、第二ストレート部１２の下流端と第三ストレート部１３の上流端との接続部も、Ｌ字状に屈曲して気体搬送方向が９０°変わる第二屈曲部（曲がり部）１５とされている。
【００２３】
第三ストレート部１３は、熱交換器２０の入口２０ａに対し、熱交換器２０の中心軸Ｃ１に対して直交する方向に延在し、下流端部１３ａの側面が、熱交換器２０の入口２０ａに連通して接続されている。
【００２４】
また、例えば熱交換器２０の出口２０ｂ側には、ダクト１０の入口１０ａから熱交換器２０の出口２０ｂ側へと向かう気体の流れを生成するファン２１が設けられている。
【００２５】
熱交換器２０は、例えば筒状をなした熱交換部２０ｃを有しており、ダクト１０の入口１０ａから第一ストレート部１１、第二ストレート部１２、第三ストレート部１３を経て熱交換器２０に流れ込んだ気体が、熱交換部２０ｃの内方から外方に通過することによって、気体が冷却または加熱される。
【００２６】
第三ストレート部１３の内部において、熱交換器２０の入口２０ａに対向した領域には、複数の整流ベーン１６からなる整流ベーン群１７が設けられている。整流ベーン群１７を構成する複数の整流ベーン１６は、第三ストレート部１３において、第三ストレート部１３の中心軸Ｃ２と熱交換器２０の中心軸Ｃ１の双方に対して傾斜して配列され、具体的には、熱交換器２０の入口２０ａ側の側面１３ｂから、その反対側の側面１３ｃに向けて、第三ストレート部１３の流れ方向下流側に傾斜するよう配列されている。
各整流ベーン１６は、第三ストレート部１３の軸方向に延びる上流ベーン部１６ａと、上流ベーン部１６ａに対して熱交換器２０の入口２０ａ側に向けて屈曲または湾曲した下流ベーン部１６ｂとを有した形状をなしている。
【００２７】
第三ストレート部１３において、上流側の第二ストレート部１２との接続部分に形成された第二屈曲部１５の屈曲方向外周側に位置する側面１３ｃの内壁面１３ｐには、案内部材（整流装置）３０Ａが形成されている。案内部材３０Ａは、第三ストレート部１３の流れ方向下流側に向かうにしたがって、第三ストレート部１３内の流路Ｒの断面中央に向けて延びる案内面３０ｇを有して形成されている。
【００２８】
このような案内部材３０Ａを有したダクト１０においては、ファン２１によってダクト１０の入口１０ａから第一ストレート部１１、第二ストレート部１２、第三ストレート部１３を経て熱交換器２０に気体が流れ込む。このとき、第一屈曲部１４、第二屈曲部１５においては、流路Ｒ内で、遠心力によって気体が屈曲方向外周側に偏る。
そして、第二屈曲部１５で屈曲外周側に偏った気体は、案内部材３０Ａの案内面３０ｇに案内されることによって、流路Ｒの中央部に向けて導かれる。すると、複数の整流ベーン１６に至る気体が、流路Ｒ内の分布が均等化された状態となる。
【００２９】
上述したようにして、ダクト１０において、整流ベーン群１７よりも上流側で流路Ｒが屈曲する第二屈曲部１５の下流側に、第二屈曲部１５の屈曲方向外周側から流路Ｒの断面中央に向けて延びる案内面３０ｇを有した案内部材３０Ａが設けられているので、整流ベーン群１７における整流効果をより一層高めることができる。したがって、熱交換器２０における熱交換効率を一層高めることが可能となる。
【００３０】
（第２の実施形態）
次に、本発明にかかる整流装置、ダクトの第２の実施形態について説明する。なお、以下に説明する第２の実施形態においては、上記第１の実施形態と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。
図２に示すように、第三ストレート部１３において、第二屈曲部１５の屈曲方向外周側に位置する内壁面１３ｐには、第三ストレート部１３の流れ方向下流側に向かうにしたがって、第三ストレート部１３内の流路Ｒの断面中央に向けて延びる案内面３０ｇを有した案内部材（整流装置）３０Ｂが形成されている。
【００３１】
この案内部材３０Ｂは、第三ストレート部１３の内壁面１３ｐに沿って、第三ストレート部１３の中心軸Ｃ２の方向に移動可能に設けられている。この案内部材３０Ｂは、図示しないアクチュエータ等の駆動部材によって、第三ストレート部１３の内壁面１３ｐ上における設置位置を調整するようにしてもよいし、ボルト等によって固定できるようにしてもよい。
【００３２】
このような案内部材３０Ｂを有したダクト１０においては、ダクト１０内における風量や、ダクト１０の寸法や形状等に応じて、案内部材３０Ｂによる偏流解消効果が最も高くなるよう、案内部材３０Ｂの位置を設定することができる。
【００３３】
（第３の実施形態）
次に、本発明にかかる整流装置、ダクトの第３の実施形態について説明する。なお、以下に説明する第３の実施形態においては、上記第１、第２の実施形態と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。
図３に示すように、第三ストレート部１３において、第二屈曲部１５の屈曲方向外周側に位置する内壁面１３ｐには、第三ストレート部１３の流れ方向下流側に向かうにしたがって、第三ストレート部１３内の流路Ｒの断面中央に向けて延びる案内面３０ｇを有した案内部材（整流装置）３０Ｃが形成されている。
この案内部材３０Ｃは、第三ストレート部１３の内壁面１３ｐに沿って、第三ストレート部１３の中心軸Ｃ２の方向に、アクチュエータ等の駆動部材３３によって移動可能に設けられている。
【００３４】
また、整流ベーン群１７の下流側、例えば熱交換器２０内には、流路Ｒ内の気体温度を検出する温度センサ５０を設け、温度センサ５０において検出される気体温度が最も低くなるよう駆動部材３３の動作を制御して、案内部材３０Ｃの位置を自動的に調整するコントローラ３１を備えるようにしてもよい。
【００３５】
流路Ｒにおける流れが均一であるほど、気体温度は平均化されて低くなる。これにより、上記案内部材３０Ｃを有したダクト１０においては、ダクト１０内における風量、風速や、ダクト１０の寸法や形状等に応じて、案内部材３０Ｃによる偏流解消効果が最も高くなるよう、案内部材３０Ｃ位置を自動的に調整することができる。
【００３６】
さらに、温度センサ５０は複数配置されていてもよい。この場合、複数の温度センサ５０が検出する気体温度の平均温度を下げるようにコントローラ３１が案内部材３０Ｃの位置を自動的に調整するようにしてもよい。また、複数の温度センサ５０が検出する気体温度のうち最高温度が最も低くなるようにコントローラ３１が案内部材３０Ｃの位置を自動的に調整するようにしてもよい。
【００３７】
（第４の実施形態）
次に、本発明にかかる整流装置、ダクトの第４の実施形態について説明する。なお、以下に説明する第４の実施形態においては、上記第１〜第３の実施形態と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。
図４に示すように、第三ストレート部１３において、第二屈曲部１５の屈曲方向外周側に位置する内壁面１３ｐには、第三ストレート部１３の流れ方向下流側に向かうにしたがって、第三ストレート部１３内の流路Ｒの断面中央に向けて延びる案内面３０ｇを有した案内部材（整流装置）３０Ｄが形成されている。
この案内部材３０Ｄは、第三ストレート部１３の内壁面１３ｐに沿って、第三ストレート部１３の中心軸Ｃ２の方向に、アクチュエータ等の駆動部材３３によって移動可能に設けられている。
【００３８】
また、整流ベーン群１７の上流側には、少なくとも流路Ｒ内の内壁面１３ｐ側における風速を検出する風速計４０を設け、風速計４０において検出される流路Ｒ内の内壁面１３ｐ側における風速が最も低くなるよう、駆動部材３３の動作を制御して案内部材３０Ｄの位置を自動的に調整するコントローラ４１を備えるようにしてもよい。
【００３９】
偏流が改善されれば、流路Ｒ内の内壁面１３ｐ側における風速は低くなる。これにより、上記案内部材３０Ｄを有したダクト１０においては、ダクト１０内における風量や、ダクト１０の寸法や形状等に応じて、案内部材３０Ｄによる偏流解消効果が最も高くなるよう、案内部材３０Ｄの位置を自動的に調整することができる。
【００４０】
（第４の実施形態の変形例）
なお、上記実施形態において、風速計４０は、流路Ｒ内に複数個を設けてもよい。例えば、流路Ｒ内の内壁面１３ｐ側と、その反対側（第二屈曲部１５の屈曲方向内周側）にも設けるようにし、二つの風速計４０で検出される風速の差がなるべく小さくなるように、案内部材３０Ｄの位置を自動的に調整してもよい。
【００４１】
また、図５に示すように、案内部材３０Ｄの案内面３０ｇに開口する貫通孔４３を形成し、この貫通孔４３内に風速計４０を設けてもよい。
この場合、風速計４０において検出される流路Ｒ内の内壁面１３ｐ側における風速が最も高くなるよう、駆動部材３３の動作を制御して案内部材３０Ｄの位置を自動的に調整するコントローラ４１を備えるようにしてもよい。
【００４２】
（第５の実施形態）
次に、本発明にかかる整流装置、ダクトの第５の実施形態について説明する。なお、以下に説明する第５の実施形態においては、上記第１〜第４の実施形態と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。
図６に示すように、第三ストレート部１３において、第二屈曲部１５の屈曲方向外周側に位置する内壁面１３ｐには、第三ストレート部１３の流れ方向下流側に向かうにしたがって、第三ストレート部１３内の流路Ｒの断面中央に向けて延びる案内面３０ｇを有した案内部材（整流装置）３０Ｅが形成されている。
案内部材３０Ｅには、第三ストレート部１３の内壁面１３ｐを貫通して外部に露出するレバー３４等が設けられ、第三ストレート部１３には、このレバー３４が、案内部材３０Ｅの位置調整に応じて第三ストレート部１３の中心軸Ｃ２に沿って移動できるよう、スリット（図示無し）が形成されている。このレバー３４を操作することによって、ダクト１０の外部から案内部材３０Ｅの位置を調整できるようなっている。
このとき、案内部材３０Ｅの位置を、ピンやボルト等による係止、シュー等の摩擦による係止等によって、電源喪失時にも固定・維持できるようにするのが好ましい。
【００４３】
また、上記第３の実施形態と同様に、整流ベーン群１７の下流側、例えば熱交換器２０内に、流路Ｒ内の気体温度を検出する温度計５１を設け、温度計５１において検出される気体温度が、最も低くなるよう案内部材３０Ｅの位置を自動的に調整するようにしてもよい。
このとき、温度計５１は、電源喪失時にも温度検出が可能なアナログ式のものを用いるのが好ましい。
【００４４】
（第６の実施形態）
次に、本発明にかかる整流装置、ダクトの第６の実施形態について説明する。なお、以下に説明する第６の実施形態においては、上記第１〜第５の実施形態と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。
図６に示すように、第三ストレート部１３において、第二屈曲部１５の屈曲方向外周側に位置する内壁面１３ｐには、第三ストレート部１３の流れ方向下流側に向かうにしたがって、第三ストレート部１３内の流路Ｒの断面中央に向けて延びる案内面３０ｇを有した案内部材（整流装置）３０Ｆが形成されている。
案内部材３０Ｆは、２枚のプレート６０，６０は、その上端部６０ａ，６０ａ同士がピン６１等によって回動自在に連結されるとともに、それぞれの下端部６０ｂ，６０ｂが、第三ストレート部１３の内壁面１３ｐに沿って図示しないガイドレール等に沿って中心軸Ｃ２方向にスライド自在、回動自在に連結されている。
【００４５】
このような構成によれば、２枚のプレート６０，６０の角度を調整することによって、案内面３０ｇの角度、及び案内面３０ｇの高さ、案内部材３０Ｆの気体流れ方向に沿った厚さが変更可能となっている。さらに、案内部材３０Ｆの位置についても調整可能となっている。
したがって、このような案内部材３０Ｆを有したダクト１０においては、ダクト１０内における風量や、ダクト１０の寸法や形状等に応じて、案内部材３０Ｆによる偏流解消効果が最も高くなるよう、よりきめ細やかな調整を行うことが可能となる。
【００４６】
（その他の実施形態）
なお、本発明の整流装置、ダクトは、図面を参照して説明した上述の各実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、案内部材３０Ａ〜３０Ｆは、複数個を設けるようにしてもよい。
案内面３０ｇは、平面とは限らず、第三ストレート部１３の内壁面１３ｐから滑らかに連続するよう、湾曲面によって形成してもよい。
【００４７】
また、上記各実施形態で示したダクト１０のレイアウト形状は一例に過ぎず、整流ベーン群１７の上流側に少なくとも一つの屈曲部を有しているのであれば良い。
もちろん、ダクト１０は、屈曲部ではなく湾曲部を有したものであってもよい。さらに、屈曲部や湾曲部の曲がり角度は９０°に限らない。
【００４８】
さらに、整流ベーン群１７は、いかなる構成であってもよい。例えば、その整列方向、ダクト１０内における位置等は、上記各実施形態で例示した以外のものとしてもよい。また、整流ベーン群１７を構成する各整流ベーン１６の形状も、適宜他の構成としてもよい。
加えて、整流ベーン群１７を省略した構成とすることも可能である。このような構成によっても、案内部材３０Ａ〜３０Ｆによって、流路Ｒ内における偏流が改善される。
【００４９】
また、ダクト１０の下流端に熱交換器２０を接続した構成を例示したが、熱交換器２０以外に、触媒等、他の目的の気体処理部を備えるようにしてもよい。
加えて、上記各実施形態で示した、案内部材３０Ａ〜３０Ｆは、単体で、既存のダクト１０に設置することも可能である。
さらに、上記第一〜第六の実施形態の構成を、適宜組み合わせてもよい。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１０  ダクト
１０ａ  入口
１１  第一ストレート部
１２  第二ストレート部
１３  第三ストレート部
１３ａ  下流端部
１３ｂ  側面
１３ｃ  側面
１３ｐ  内壁面
１４  第一屈曲部
１５  第二屈曲部（曲がり部）
１６  整流ベーン
１７  整流ベーン群
２０  熱交換器（気体処理部）
２０ａ  入口
２０ｂ  出口
２０ｃ  熱交換部
２１  ファン
３０Ａ〜３０Ｆ  案内部材（整流装置）
３０ｇ  案内面
３１  コントローラ
３３  駆動部材
３４  レバー
４０  風速計
４１  コントローラ
４３  貫通孔
５０  温度センサ
５１  温度計
６０  プレート
Ｒ  流路
【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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