(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水道水を加熱して出湯する電気温水器において、
水道水を加熱して貯湯するタンクと、
前記タンクに水道水を給水する給水管と、
前記タンクから湯水を吐水する吐水部に供給する出湯管と、
前記タンクで発生する膨張水を排出すると共に逃し弁を備えた膨張水管と、
前記膨張水管とは別体であり前記タンクの湯水を入れ替える際に前記タンクの湯水を排水部に排水する排水管と、
前記排水管に流れる湯水の熱を、前記給水管に流れる水道水に放出する熱放出部と、
前記排水管に流れる湯水の流量を調整する流量調整手段と、を備えており、
前記流量調整手段は、前記排水管に流れる湯水の流量を所定の流量以下に減少させるよう当該湯水の流量を調整し、前記熱放出部において、前記排水管に流れる湯水の流量を減少させた状態で、前記排水管に流れる湯水の熱を、前記給水管に流れる水道水に放出させることを特徴とする電気温水器。
【請求項２】
前記流量調整手段は、前記排水管に流れる湯水の流量を所定の流量以下に減少させるために、前記排水管に流れる湯水の流量が増えるとともに前記熱放出部の上流側の流路抵抗が高まる流路抵抗部であることを特徴とする請求項１に記載の電気温水器。
【請求項３】
前記流路抵抗部は、前記給水管に設けられており、前記タンクの上流側の前記給水管の流路抵抗が高まることにより、前記タンクの下流側の前記排水管に流れる湯水の流量を減少させることを特徴とする請求項２に記載の電気温水器。
【請求項４】
前記流量調整手段は、前記排水管の温度を検知するセンサと、前記センサの検知した温度に基づき内部流路の一部の開度を調整する開度調整部と、を有し、
前記センサの検知した温度が所定の温度よりも高い場合、前記内部流路の一部の開度を小さくすることを特徴とする請求項１に記載の電気温水器。
【請求項５】
前記センサは、前記排水管における前記熱放出部の下流側の温度を検知することを特徴とする請求項４に記載の電気温水器。
【請求項６】
前記熱放出部は、前記排水管が前記給水管に沿って配設され、前記排水管の湯水が流れる方向と前記給水管の水道水が流れる方向とが対向していることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の電気温水器。
【請求項７】
前記給水管から前記排水管に前記タンクをバイバスするバイバス管と、前記バイバス管に前記バイバス管を開閉する開閉弁と、前記排水管に流れる湯水の温度を検知するセンサと、を備え、前記センサの検知した湯水の温度が所定の温度よりも高い場合、前記バイバス管の前記開閉弁を開けることにより、前記給水管からの水道水と前記タンクからの湯水を混合させて前記排水管に流れる湯水の温度を下げることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の電気温水器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水道から供給される水を加熱して吐水する電気温水器に関する。
【背景技術】
【０００２】
水道から供給される水を加熱して吐水する電気温水器として、電気ヒーターを内部に有するタンクを備えた構造のものが知られている。このような電気温水器は、水道から供給された水を電気ヒーターで加熱した状態でタンク内に貯えておくことにより、吐水を開始した直後から適切な温度の湯水を吐水することができる。
【０００３】
電気温水器は、通常、飲料時にお客様に安心して使用して頂くため、タンク内の湯水を定期的に入れ替えるように設定されているが、タンク内の高温の湯水を排水管に排水する際に排水管が接続される排水部の劣化のリスクを避けるため、タンク内の湯水を入れ替える際に高温の湯水と水道水とを混合させ、所定の温度以下に排水温度を低下させて排水部に排水していた。
【０００４】
例えば排水部がＶＰ管などで形成されていた場合、耐熱温度が６０℃程度と低いため、高温の湯水が直接排水されてしまうと、排水部が変形したり、接合部等が剥がれて漏水したりする恐れがあるため、タンク内の湯水を入れ替える際に高温の湯水と水道水とを混合させ、排水温度を低下させて排水部に排水していた。
【０００５】
しかしながら、その電気温水器では、高温の湯水を所定の温度以下に排水温度を低下させて排水部に排水する際、タンク内の高温の湯水を所定の温度以下に確実にさせるためにタンクの容量の倍近くの水道水を必要とし、タンクの容量が大きくなればタンク内の湯水を定期的に入れ替える際に大量の水道水を無駄にしなければならないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−６８７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、この問題を解決するために、タンクを備える電気温水器に排水管に流れる高温の湯水の熱を給水管に流れる水道水に与える熱放出部を設けることにより、所定の温度以下に排水温度を低下させて排水部に排水することが考えられる。そのような電気温水器であれば、タンク内の湯水を定期的に入れ替える際に、大量の水道水を無駄にするのを防止するとともに、捨てられる湯水の排熱を有効活用しながら排水部における劣化のリスクを避けられる。
【０００８】
しかしながら、タンク内の湯水を入れ替える際に、熱放出部を備えることで排水温度を低下させることができるものの、タンクから排水管に流れる湯水の流量が所定の流量よりも多い場合、熱放出部における熱交換を十分に行うことができず、高温の湯水が所定の温度以下に低下されないまま排水部に排水されてしまうという問題がある。
【０００９】
特に、タンク内の湯水を入れ替える際に、水道水の水圧を利用してタンク内の湯水を排水することになるが、水道水の水圧をそのまま利用してしまうと、排水管に流れる湯水の流量が所定の流量よりも大幅に多くなってしまい、熱放出部における熱交換を行うことができず、高温の湯水が低下されないまま排水部に排水されてしまうことになる。
【００１０】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、タンク内の湯水を定期的に入れ替える際に、大量の水道水を無駄にすることがなくなるとともに、捨てられる湯水の排熱を有効活用しながら排水部における劣化のリスクを避けることができる電気温水器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明に係る電気温水器は、水道水を加熱して出湯する電気温水器において、水道水を加熱して貯湯するタンクと、前記タンクに水道水を給水する給水管と、前記タンクから湯水を吐水する吐水部に供給する出湯管と、前記タンクで発生する膨張水を排出すると共に逃し弁を備えた膨張水管と、前記膨張水管とは別体であり前記タンクの湯水を入れ替える際に前記タンクの湯水を排水部に排水する排水管と、前記排水管に流れる湯水の熱を、前記給水管に流れる水道水に放出する熱放出部と、前記排水管に流れる湯水の流量を調整する流量調整手段と、を備えており、前記流量調整手段は、前記排水管に流れる湯水の流量を所定の流量以下に減少させるよう当該湯水の流量を調整し、前記熱放出部において、前記排水管に流れる湯水の流量を減少させた状態で、前記排水管に流れる湯水の熱を、前記給水管に流れる水道水に放出させることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、熱放出部において、排水管に流れる湯水の流量を減少させた状態で、排水管に流れる湯水の熱を、給水管に流れる水道水に放出させるため、タンク内の湯水を定期的に入れ替える際に、大量の水道水を無駄にすることがなくなるとともに、捨てられる湯水の排熱を有効活用しながら排水部における劣化のリスクを避けることができる。
【００１３】
また、本発明の電気温水器では、前記流量調整手段は、前記排水管に流れる湯水の流量を所定の流量以下に減少させるために、前記排水管に流れる湯水の流量が増えるとともに前記熱放出部の上流側の流路抵抗が高まる流路抵抗部であることを特徴とする。
【００１４】
このような構成とすれば、簡易な構成で熱放出部の上流側の内部流路の水圧の違いなどに関係なく排水管に流れる湯水の流量を確実に減少させることができるため、熱放出部を最適な設計にしやすく、熱放出部をコンパクトにさせることが可能になる。
【００１５】
また、本発明の電気温水器では、前記流路抵抗部は、前記給水管に設けられており、前記タンクの上流側の前記給水管の流路抵抗が高まることにより、前記タンクの下流側の前記排水管に流れる湯水の流量を減少させることを特徴とする。
【００１６】
このような構成とすれば、流路抵抗部に耐熱性をもたせる必要がないので、流路抵抗部の設計が容易となり、また、タンクの上流側の給水管の流路抵抗部により排水管に流れる湯水の流量と出湯管に流れる湯水の流量の両方を調整することが可能である。
【００１７】
また、本発明の電気温水器では、前記流量調整手段は、前記排水管の温度を検知するセンサと、前記センサの検知した温度に基づき内部流路の一部の開度を調整する開度調整部と、を有し、前記センサの検知した温度が所定の温度よりも高い場合、前記内部流路の一部の開度を小さくすることを特徴とする。
【００１８】
このような構成とすれば、タンクから排水管に流れる湯水の流量が多い場合、排水管の温度が所定の温度よりも高くなりやすく、センサの検知した温度が所定の温度よりも高くなり次第、内部流路の一部の開度を小さくするため、高温の湯水が低下されないまま排水されてしまうのを確実に防止することができる。
【００１９】
また、本発明の電気温水器では、前記センサは、前記排水管における前記熱放出部の下流側の温度を検知することを特徴とする。
【００２０】
このような構成とすれば、万一、熱放出部へのカルシウムの析出等により、熱放出部の性能が劣化した場合であっても、熱放出部の下流側の排水管の温度に基づいて排水管に流れる湯水の流量を調整するため、高温の湯水が低下されないまま排水されてしまうのをより確実に防止することができる。
【００２１】
また、本発明の電気温水器では、前記熱放出部は、前記排水管が前記給水管に沿って配設され、前記排水管の湯水が流れる方向と前記給水管の水道水が流れる方向とが対向していることを特徴とする。
【００２２】
このような構成とすれば、排水管に流れる湯水と給水管に流れる水道水との温度差を大きくとれるため、熱放出部における熱交換の能力を向上させることができる。
【００２３】
また、本発明の電気温水器では、前記給水管から前記排水管に前記タンクをバイバスするバイバス管と、前記バイバス管に前記バイバス管を開閉する開閉弁と、前記排水管に流れる湯水の温度を検知するセンサと、を備え、前記センサの検知した湯水の温度が所定の温度よりも高い場合、前記バイバス管の前記開閉弁を開けることにより、前記給水管からの水道水と前記タンクからの湯水を混合させて前記排水管に流れる湯水の温度を下げることを特徴とする。
【００２４】
このような構成とすれば、熱放出部を通過後の湯水の温度が高い際に開閉弁を開くことにより湯水に水道水を混合させるため、高温の湯水が低下されないまま排水されてしまうのをなくすことができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、タンク内の湯水を定期的に入れ替える際に、大量の水道水を無駄にすることがなくなるとともに、捨てられる湯水の排熱を有効活用しながら排水部における劣化のリスクを避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の電気温水器の正面図である。
【図２】第一の実施形態の電気温水器の内観斜視図である。
【図３】第一の実施形態の電気温水器の配管構成図である。
【図４】第ニの実施形態の電気温水器の配管構成図である。
【図５】第三の実施形態の電気温水器の配管構成図である。
【図６】第四の実施形態の電気温水器の配管構成図である。
【図７】熱放出部の拡大斜視図である。
【図８】熱放出部の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００２８】
図１は、電気温水器１の正面図である。電気温水器１は、水栓２と止水管４との間に設置される装置であって、止水管４から供給される水道水を電気ヒータによって加熱して湯水とし、かかる湯水を水栓２に供給して水栓２から吐水させる装置である。
【００２９】
図１は、電気温水器１が水栓２に接続された状態の外観を示す図である。図１に示すように、電気温水器１は、水栓２とともに、下水道（図示しない）へ連通するシンク排水配管６を備えたシンク５の上方に設置される。
【００３０】
また、水栓２には、水道水が給水配管７を経由して供給されるとともに、電気温水器１のタンク（図示しない）内で沸き上げられた湯水も出湯配管８を経由して供給される。その結果、水栓２にて水道水と湯水とが混合されて所望の温度で吐水されることになる。
【００３１】
また、電気温水器１のタンク内で沸き上げられた湯水は、お客様に安心して頂くために定期的に入れ替えられる。タンク内の湯水を入れ替える際には、シンク５の上方に設置された排水金具３より、排水配管９を経由してシンク５に排出される。
【００３２】
図２は、本発明の第一の実施形態の電気温水器の内観斜視図である。この図２は、図１の電気温水器１の前面カバーを取り外して内部を露出した状態を示している。また、図３は、第一の実施形態の電気温水器の配管構成図である。
【００３３】
本発明における第一の実施形態の電気温水器１は、水道水を加熱して貯湯するタンク１０と、タンク１０に水道水を給水する給水管１６と、タンク１０から湯水を吐水する吐水部である水栓２に供給する出湯管１７と、タンク１０で発生する膨張水を排出するための膨張水管１９と、タンク１０の湯水を入れ替える際にタンク１０の湯水を排水部に排水する排水管１８と、備えている。ここで、排水部とは、例えば排水管１８の下流側である排水配管９やシンク排水配管６である。
【００３４】
また、排水管１８に流れる湯水の熱を、給水管１６に流れる水道水に放出する熱放出部１２と、排水管１８に流れる湯水の流量を調整する流量調整手段である減圧弁１３と、を備えており、流量調整手段である減圧弁１３は、当該湯水の流量を所定の流量以下に減少させるよう当該湯水の流量を調整することにより、熱放出部１２において、排水管１８に流れる湯水の流量を減少させた状態で、排水管１８に流れる湯水の熱を、給水管１６に流れる水道水に放出している。
【００３５】
電気温水器１内のタンク１０へは、図１で示す給水配管７を経由して給水口２０から供給された水道水が給水管１６に設けられた減圧弁１３及び熱放出部１２を経由して供給される。そして、供給された水道水はタンク１０に備えられた電気ヒーター１１にて、所定の温度（例えば８５℃）まで沸き上げられる。また、タンク１０の上部へは、出湯管１７及び逃し弁１５を備えた膨張水管１９が接続されており、出湯管１７はタンク１０から出湯口２１を介して水栓２に連通している。
【００３６】
さらに、出湯管１７からは排水管１８が分岐し、排水管１８は、熱放出部１２及び排水電磁弁１４を経由して膨張水管１９へ接続され、膨張水管１９は排水口２２へ連通し、排水口２２は、図１で示す排水金具３へ排水配管９で連通している。
【００３７】
なお、新鮮な温水を確保するため、タンク１０内の温水は操作パネル（図示しない）で自動または手動操作で入れ替えを行うことができる。入れ替え操作を行うと、排水電磁弁１４が開き、出湯管１７、排水管１８、熱放出部１２、排水電磁弁１４を経由して、排水口２２より排出される。そして、排出されたタンク１０内の温水は、図１で示す排水金具３より排水配管９を経由してシンク５へと排出され、シンク排水配管６を経由して下水道（図示しない）へ流れる。
【００３８】
ここで、排水管１８から高温の温水（例えば８５℃）が排出されると、その排出管１８の下流側で劣化を引き起こす恐れがある。しかしながら、本発明の電気温水器１においては、排水電磁弁１４が開くと同時に、給水口２０から減圧弁１３、熱放出部１２を経由して水道水がタンク１０内へ供給されるとともに、押し出されたタンク１０内の温水（例えば８５℃）と給水された水道水が熱放出部１２にて熱交換される。
【００３９】
減圧弁１３が内部流路の水圧を下げることにより、熱放出部１２において、排水管１８に流れる湯水の流量を減少させた状態で、排水管１８に流れる湯水の熱を、給水管１６に流れる水道水に放出させているため、タンク１０内の湯水を定期的に入れ替える際に、大量の水道水を無駄にすることがなくなるとともに、捨てられる湯水の排熱を有効活用しながら排水部における劣化のリスクを避けることができるようになる。
【００４０】
ここで、熱放出部１２は、減圧弁１３で水圧が減圧して保持されて流量が一定になることを考慮し、さらに水道水の最高温度（例えば３０℃）、沸し上げ設定温度の最高温度（例えば８５℃）を考慮して、排出される温水の温度がシンク排水配管６の劣化の恐れのない所定の温度（例えば６０℃）以下になるように設計している。このように、減圧弁１３を備えることにより、水圧の違いや水圧変動に関係なく排水流量を一定にすることができるので、熱放出部１２の設計が容易となり、最適な設計（構造、サイズ）で確実に排水温度を低下させることができる。
【００４１】
また、本発明の電気温水器１では、減圧弁１３は、給水管１６に設けられており、タンク１０の上流側の給水管１６の流路抵抗を高めることにより、タンク１０の下流側の排水管１８に流れる湯水の流量を減少させるように構成しているため、減圧弁１３に耐熱性をもたせる必要がないので、減圧弁１３を専用の設計にする必要がなく、また、タンク１０の上流側の給水管１６の減圧弁１３で排水管１８に流れる湯水の流量と出湯管１７に流れる湯水の流量の両方を調整することが可能になる。
【００４２】
図４は、第ニの実施形態の電気温水器１の配管構成図である。図４の電気温水器１は、図３の電気温水器１において、給水管１６の減圧弁１３と熱放出部１２との間に、もう一つの流量調整手段である定流量弁２３を備えたものである。減圧弁１３のみの場合よりも、内部流路の流量を定流量化でき、さらに排水流量を安定させて少なくすることができるので、さらに排出される温水の温度を低下させることができ、熱放出部１２のサイズも小さくできる。
【００４３】
もう一つの流量調整手段は、定流量弁２３でなくても形状記憶合金やワックスペレットでも同様の効果があり、水道水の温度が熱放出部１２にて所定の温度（例えば６０℃）まで低下させることが出来る温度以上の場合に排水流量を少なくすることができる。尚、流量調整手段は、定流量弁２３、形状記憶合金やワックスペレットのみでも良いし、図４に示すように減圧弁１３を組合せれば内部流路を減圧させた状態でより少ない流量で安定させて定流量にすることが可能となり、熱放出部１２のサイズを小さくできるというメリットがある。
【００４４】
なお、流量調整手段は、給水管１６の減圧弁１３と熱放出部１２の間ではなく、給水口２０と減圧弁１３との間でもよい。さらに排水管１８の熱放出部１２以降に設けてもよい。形状記憶合金やワックスペレットで構成される流量調整手段が排水管１８の熱放出部１２以降に設けられた場合は、熱放出部１２を通過後の温水の温度が所定の温度（例えば６０℃）よりも高い場合に排水流量を少なくすることにより、確実に排出される温水の温度を低下させることができる。
【００４５】
図５は、第三の実施形態の電気温水器１の配管構成図である。図５の電気温水器１は、図３の第一の実施形態の電気温水器１において、開度調整部２５を減圧弁１３とタンク１０の間に、温度検知手段２４を排水管１８に設けている。タンク１０から排水管１８に流れる湯水の流量が多い場合、排水管１８の温度が温度よりも高くなりやすい。温度検知手段２４の検知した温度が所定の温度（例えば６０℃）よりも高くなり次第、内部流路の一部の開度を小さくするため、高温の湯水が低下されないまま排水されてしまうのを確実に防止することができる。
【００４６】
また、図５の電気温水器１は、開度調整部２５を減圧弁１３とタンク１０の間に、温度検知手段２４を排水管１８の熱放出部１２の下流側に設けている。万一、熱放出部１２にカルシウムへの析出等により、熱放出部１２の性能が劣化した場合であっても、熱放出部１２の下流側の排水管１８の温度に基づいて排水管１８に流れる湯水の流量を調整するため、高温の湯水が低下されないまま排水されてしまうのをより確実に防止することができる。
【００４７】
また、図５の電気温水器１において、開度調整部２５と温度検知手段２４を給水管１６の減圧弁１３とタンク１０の間に設けても良い。熱放出部１２の性能を把握しておけば、水道水の温度で排水管１８から高温の湯水が排水しないようにすることができ、専用の開度調整部２５温度検知手段２４にする必要がなくなる。また、開度調整部２５の代わりに、排水電磁弁１４に開閉機能のみではなく、流量調整機能を持たせたものとしても良く、配管まわりの簡略化に繋がり、結果的に電気温水器１の全体をコンパクトにできる。
【００４８】
また、図５の電気温水器１において、排水管の温度を検知する温度検知手段２４を用いているが、給水管１６又は排水管１８の内部流路の流量が所定の流量以上であることを検知する流量検知手段を用いても良い。温度検知手段２４が検知した流量が所定の流量以上である場合、給水管１６又は排水管１８の内部流路の一部の開度を小さくするため、構成は複雑になるものの、センサの検知した流量が所定の流量よりも高くなり次第、内部流路の一部の開度を小さくするため、高温の湯水が低下されないまま排水されてしまうのを確実に防止することができる。
【００４９】
図６は、第四の実施形態の電気温水器１の配管構成図である。図６の電気温水器１は、図３の第一の実施形態の電気温水器１において、給水管１６から排出管１８にタンク１０をバイバスするバイバス管２７と、バイバス管２７にバイバス管２７を開閉する開閉弁であるバイバス電磁弁２６と、排水管１８に流れる湯水の温度を検知するセンサである温度検知手段２４と、を備えたものである。
【００５０】
温度検知手段２４の検知した湯水の温度が所定の温度よりも高い場合、バイバス管２７のバイバス電磁弁２６を開けるように設定される。熱放出部１２を通過後の温水の温度が所定の温度（例えば６０℃）を超えるような場合には、バイバス電磁弁２６を開いて、水道水を混合させて排出される温水の温度を低下させることができ、高温の湯水が低下されないまま排水されてしまうのをなくすことができる。
【００５１】
図７は、本発明の熱放出部の斜視図である。また、図８は熱放出部の断面図である。熱放出部１２は熱放出部内管２８と熱放出部外管２９とで構成され、その断面は、図８に示すように、熱放出部内管２８の外側に熱放出部外管２９が位置する構造となっている。
【００５２】
水道水は図７の下方より熱放出部内管２８を経由して図７の上方へ至る。一方、タンク１０からの温水の排水は、図７の上方より、熱放出部外管２９を経由して図７の下方へ至る。このように、熱交換する液体の流れを対向させることで、水道水との温度差を大きくとれるため、熱交換の能力を向上させることができる。
【００５３】
さらに、タンク１０からの温水の排水を熱放出部外管２９へ通すことにより、熱放出部内管２８を通過する水道水と、熱放出部外管２９へ触れる外気の両方でタンク１０からの温水を冷やすことができ、確実に、排出させる温水の温度を低下させることが可能となり、熱放出部のサイズを小さくできる。
【００５４】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００５５】
１…電気温水器
２…水栓
３…排水金具
４…止水栓
５…シンク
６…シンク排水配管
７…給水配管
８…出湯配管
９…排水配管
１０…タンク
１１…電気ヒーター
１２…熱放出部
１３…減圧弁
１４…排水電磁弁
１５…逃し弁
１６…給水管
１７…出湯管
１８…排水管
１９…膨張水管
２０…給水口
２１…出湯口
２２…排水口
２３…定流量弁
２４…温度検知手段（センサ）
２５…開度調整部
２６…バイバス電磁弁（開閉弁）
２７…バイバス管
２８…熱放出部内管
２９…熱放出部外管
【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】
0005991640.tif 000008
【図８】
0005991640.tif 000009