(57)【要約】【課題】ヒートポンプユニットにおいて、熱交換器からの高温の排気が周囲環境に悪影響を及ぼさず、ファンが高温の排気に晒されないようにする。【解決手段】ヒートポンプユニット１は、機械部１０と、機械部１０の上方に設けられた熱交換器２１と、空気の流れにおいて熱交換器２１の上流側の流路である吸気流路Ｐ１と、空気の流れにおいて熱交換器２１の下流側の流路である排気流路Ｐ２と、熱交換器２１の上流側に配置され、吸気流路Ｐ１から排気流路Ｐ２に向かって熱交換器２１を通過するように空気を流動させるファン２２と、熱交換器２１を通過した後の空気の流れを上方に規定するように排気流路Ｐ２を形成する誘導部材２３とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械部と、
前記機械部の上方に設けられた熱交換器と、
空気の流れにおいて前記熱交換器の上流側の流路である吸気流路と、
空気の流れにおいて前記熱交換器の下流側の流路である排気流路と、
前記熱交換器の上流側に配置され、前記吸気流路から前記排気流路に向かって前記熱交換器を通過するように空気を流動させるファンと、
前記熱交換器を通過した後の空気の流れを上方に規定するように前記排気流路を形成する誘導部材と
を備えるヒートポンプユニット。
【請求項２】
前記熱交換器は、少なくとも一対のパネル状の対向部を有し、
前記吸気流路は、前記対向部の内側に形成され、
前記排気流路は、前記対向部の外側に形成され、
前記誘導部材は、前記排気流路の外側に配置されている、請求項１に記載のヒートポンプユニット。
【請求項３】
前記熱交換器と前記機械部との間には、前記吸気流路と流体的に接続された空気層を形成する第１冷却流路が設けられている、請求項１または請求項２に記載のヒートポンプユニット。
【請求項４】
前記誘導部材に隣接して設けられた外壁をさらに備え、
前記誘導部材と前記外壁との間に、前記第１冷却流路と流体的に接続された空気層を形成する第２冷却流路が設けられている、請求項３に記載のヒートポンプユニット。
【請求項５】
前記誘導部材には連通孔が設けられており、
前記排気流路と前記第２冷却流路は、前記連通孔を通じて流体的に接続されている、請求項４に記載のヒートポンプユニット。
【請求項６】
前記吸気流路の入口である吸気口と、
前記排気流路の出口である排気口と、  前記排気口から出る空気の流れを前記吸気口から遠ざけるように案内する排気案内部と
をさらに備える、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のヒートポンプユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒートポンプユニットとして、例えば特許文献１には、熱交換器を使用して放熱するものが開示されている。熱交換器からの排気は、高温となり得るため、周囲の人およびヒートポンプユニット内の機械部に向けられないようにすることが好ましい。例えば、特許文献２には、側方から常温の空気を熱交換器に吸気し、熱交換器にて熱交換した後の高温の空気を上方へ排気するヒートポンプユニットが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１４６０２５号公報
【特許文献２】登録実用新案第３２１００９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献２のヒートポンプユニットでは、ファンが熱交換器の下流に配置されている。そのため、ファンが高温の排気に晒され、損傷するおそれがある。
【０００５】
本発明は、ヒートポンプユニットにおいて、熱交換器からの高温の排気が周囲環境および機械部に悪影響を及ぼさず、ファンが高温の排気に晒されないようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、機械部と、前記機械部の上方に設けられた熱交換器と、空気の流れにおいて前記熱交換器の上流側の流路である吸気流路と、空気の流れにおいて前記熱交換器の下流側の流路である排気流路と、前記熱交換器の上流側に配置され、前記吸気流路から前記排気流路に向かって前記熱交換器を通過するように空気を流動させるファンと、前記熱交換器を通過した後の空気の流れを上方に規定するように前記排気流路を形成する誘導部材とを備えるヒートポンプユニットを提供する。
【０００７】
この構成によれば、熱交換器を通過する前の常温の空気中にファンが配置されているため、熱交換器を通過した後の高温の排気にファンが晒されることを防止できる。従って、高い耐熱性を有する特殊なファンを使用する必要がなく、標準的なファンを使用できる。また、誘導部材によって排気流路の高温の排気の流れを上方に規定しているため、周囲環境および機械部に悪影響を及ぼすことを防止できる。具体的には、熱交換器下方の機械部に高温の排気が当たり、機械部が熱損傷することを防止できるとともに、周囲の人などに高温の排気が当たり、不快感を与えることを防止できる。
【０００８】
前記熱交換器は、少なくとも一対のパネル状の対向部を有し、前記吸気流路は、前記対向部の内側に形成され、前記排気流路は、前記対向部の外側に形成され、前記誘導部材は、前記排気流路の外側に配置されてもよい。
【０００９】
この構成によれば、内側から外側へ順に、吸気流路、対向部、排気流路、および誘導部材が配置される。そのため、吸気から排気までの空気の流れを概ね内側から外側に規定でき、空気流路が複雑化することを防止するとともに、簡易に熱交換部を具体的に構成できる。
【００１０】
前記熱交換器と前記機械部との間には、前記吸気流路と流体的に接続された空気層を形成する第１冷却流路が設けられてもよい。
【００１１】
この構成によれば、第１冷却流路は吸気流路と流体的に接続されているため、第１冷却流路には吸気流路から常温の空気が流入する。従って、熱交換器と機械部との間が常温の空気層で冷却されるため、熱交換器からの熱によって機械部の温度が上昇することを防止できる。
【００１２】
前記誘導部材に隣接して設けられた外壁をさらに備え、前記誘導部材と前記外壁との間に、前記第１冷却流路と流体的に接続された空気層を形成する第２冷却流路が設けられてもよい。
【００１３】
この構成によれば、第２冷却流路は第１冷却流路と流体的に接続されているため、第２冷却流路には第１冷却流路と概ね同じ常温の空気が流入する。そのため、誘導部材と外壁との間に常温の空気層が設けられる。誘導部材は排気流路を流れる高温の排気によって高温となり得るが、この空気層によって外壁が高温となることが防止される。従って、周囲の人が外壁に触れて熱いと感じることを防止できる。
【００１４】
前記誘導部材には連通孔が設けられており、前記排気流路と前記第２冷却流路は、前記連通孔を通じて流体的に接続されてもよい。
【００１５】
この構成によれば、排気流路内の高温の排気と、第２冷却流路内の低温の空気とが混合されることで、排気温度が低下する。従って、排気が悪影響を及ぼすことを防止できる。
【００１６】
前記吸気流路の入口である吸気口と、前記排気流路の出口である排気口と、前記排気口から出る空気の流れを前記吸気口から遠ざけるように案内する排気案内部とをさらに備えてもよい。
【００１７】
この構成によれば、熱交換器を通過した後の高温の空気が排気流路を通って排気口から出た際に吸気口を介して吸気流路に吸気されることを抑制できる。これにより、吸気流路を通じて高温の空気が熱交換器に供給されることを抑制できるため、熱交換器における熱交換効率の低下を抑制できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、高温の排気の流れを上方に規定しているため、周囲環境および機械部に悪影響を及ぼすことを防止できる。また、熱交換器の上流側にファンを配置しているため、高温の排気にファンが晒されることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るヒートポンプユニットの模式的な部分断面図。
【図２】本発明の第２実施形態に係るヒートポンプユニットの模式的な部分断面図。
【図３】本発明の第３実施形態に係るヒートポンプユニットの模式的な部分断面図。
【図４】本発明の第４実施形態に係るヒートポンプユニットの模式的な部分断面図。
【図５】本発明の第５実施形態に係るヒートポンプユニットの模式的な部分断面図。
【図６Ａ】本発明の第６実施形態に係るヒートポンプユニットの模式的な部分断面図。
【図６Ｂ】図６Ａのヒートポンプユニットの変形例を示す模式的な部分断面図。
【図７Ａ】本発明の第７実施形態に係るヒートポンプユニットの模式的な部分断面図。
【図７Ｂ】図７Ａのヒートポンプユニットの変形例を示す模式的な部分断面図。
【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の実施形態を説明する。
【００２１】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るヒートポンプユニット１を示している。本実施形態のヒートポンプユニット１は、機械部１０と、熱交換部２０とを備える。
【００２２】
機械部１０は、外装であるケーシング１１内に圧縮機および制御盤などを収容しており、ヒートポンプユニット１における機械部分を構成する。機械部１０は、公知のヒートポンプユニット１のものと同じであるため、ここでの詳細な説明を省略する。
【００２３】
熱交換部２０は、ヒートポンプユニット１内を循環する冷媒を介して機械部１０からの熱を空気中に放出する部分である。熱交換部２０は、熱交換器２１と、ファン２２と、誘導部材２３とを備える。
【００２４】
熱交換器２１は、機械部１０の上方に立設され、一対のパネル状の対向部２１ａを有している。対向部２１ａは、鉛直方向に延び、水平方向に対向している。対向部２１ａは、複数の伝熱管（図示せず）を有し、伝熱管の外側を空気が通過することによって空気中に放熱する。ここで、対向部２１ａの上流側（即ち対向部２１ａの間）の空気の流路を吸気流路Ｐ１と称し、下流側の空気の流路を排気流路Ｐ２と称する。また、本実施形態の熱交換器２１は、下端において機械部１０と接触している。
【００２５】
ファン２２は、図示されないモータによって駆動され、熱交換部２０における気流を発生させる（図１中の矢印参照）。ファン２２は、対向部２１ａの間の吸気流路Ｐ１中に配置され、対向部２１ａを内側から外側へ通過するように空気を流動させる。即ち、空気は、ファン２２によって、吸気流路Ｐ１から排気流路Ｐ２に向かって熱交換器２１を通過するように流されている。なお、ファン２２の種類は、特に限定されない。例えば、図示のような軸流型のファンであってもよいし、遠心型ないしその他のファンであってもよい。
【００２６】
誘導部材２３は、対向部２１ａの外側にて上下方向（本実施形態においては鉛直方向）に延びるように立設されている。誘導部材２３は、対向部２１ａを通過した後の空気を上方に排気する排気流路Ｐ２を形成している。本実施形態の誘導部材２３の高さｄ１は、熱交換器２１の高さと同程度であり、例えば１２００ｍｍ程度である。また、排気流路Ｐ２の幅ｄ２は、例えば３００ｍｍ程度である。
【００２７】
本実施形態の空気の流れを説明する。常温の空気は、ファン２２によって熱交換器２１上部に設けられた吸気流路Ｐ１の入口である吸気口２４から吸気流路Ｐ１に吸気される。即ち、吸気流路Ｐ１内の温度は、常温であり、例えば３０度程度である。吸気流路Ｐ１内に吸気された空気は、２手に分かれて熱交換器２１の対向部２１ａを内側から外側へ通過する。空気は、熱交換器２１の対向部２１ａを通過する際に加熱され、昇温する。対向部２１ａを通過した高温の空気は、誘導部材２３によって上方に誘導され、排気流路Ｐ２内を上方に流動する。即ち、排気流路Ｐ２内の空気は、高温となっており、例えば７０℃程度である。排気流路Ｐ２を上方に流動する空気は、排気流路Ｐ２の出口である排気口２５から上方に排気される。
【００２８】
本実施形態によれば、熱交換器２１の上流側に位置して常温の空気が流れる吸気流路Ｐ１にファン２２が配置されているため、熱交換器２１を通過した後の高温の排気にファン２２が晒されることを防止できる。従って、高い耐熱性を有する特殊なファンを使用する必要がなく、標準的なファンを使用できる。また、排気流路Ｐ２によって熱交換器２１からの高温の排気の流れを上方に規定しているため、周囲環境および機械部１０に悪影響を及ぼすことを防止できる。具体的には、周囲の人などに高温の排気が当たり、不快感を与えることを防止できる。
【００２９】
また、本実施形態によれば、熱交換部２０において、内側から外側へ順に、吸気流路Ｐ１、対向部２１ａ、排気流路Ｐ２、および誘導部材２３が配置される。そのため、吸気から排気までの空気の流れを概ね内側から外側に規定でき、空気流路が複雑化することを防止するとともに、簡易に熱交換部２０を具体的に構成できる。
【００３０】
（第２実施形態）
図２に示す第２実施形態のヒートポンプユニット１の熱交換部２０には、排気流路Ｐ２に流体連通せず吸気流路Ｐ１と流体連通した第１冷却流路Ｐ３が設けられている。これに関する構成以外は、図１の第１実施形態のヒートポンプユニット１の構成と実質的に同じである。従って、図１に示した構成と同じ部分については同じ符号を付して説明を省略する。
【００３１】
本実施形態では、熱交換器２１と機械部１０との間に、吸気流路Ｐ１と流体的に接続された空気層を形成する第１冷却流路Ｐ３が設けられている。第１冷却流路Ｐ３によって形成される上下方向の隙間の間隔ｄ３は、例えば５０ｍｍ程度である。第１冷却流路Ｐ３を流れる空気は、熱交換部２０の側方の排気口２６から排気される。排気口２６は、排気が上方に向かうように傾斜して設けられている。
【００３２】
本実施形態によれば、第１冷却流路Ｐ３は、吸気流路Ｐ１と流体的に接続されているため、第１冷却流路Ｐ３には吸気流路Ｐ１と概ね同じ常温の空気が流れる。従って、熱交換器２１と機械部１０との間が流動する常温の空気層で冷却されるため、熱交換器２１からの熱によって機械部１０の温度が上がることを防止できる。
【００３３】
（第３実施形態）
図３に示す第３実施形態のヒートポンプユニット１の熱交換部２０には、第１冷却流路Ｐ３に流体連通した第２冷却流路Ｐ４が設けられている。これに関する構成以外は、図２の第２実施形態のヒートポンプユニット１の構成と実質的に同じである。従って、図２に示した構成と同じ部分については同じ符号を付して説明を省略する。
【００３４】
本実施形態では、外壁２８が誘導部材２３の外側に鉛直方向（上下方向）に延びるように立設されている。外壁２８と誘導部材２３との間には、第１冷却流路Ｐ３と流体的に接続された空気層を形成する第２冷却流路Ｐ４が設けられている。第２冷却流路Ｐ４によって形成される隙間の対向部２１ａにおける内外方向の間隔ｄ４は、例えば１５０ｍｍ程度である。なお、本実施形態では、第２冷却流路Ｐ４は、排気流路Ｐ２と流体的に接続されておらず、第２冷却流路Ｐ４内を流れる空気は、熱交換器２１の上部に設けられた排気口２７から上方に排気される。
【００３５】
第２冷却流路Ｐ４は第１冷却流路Ｐ３と流体的に接続されているため、第２冷却流路Ｐ４には第１冷却流路Ｐ３と概ね同じ常温の空気が流れる。そのため、誘導部材２３と外壁２８との間に流動する常温の空気層が設けられる。誘導部材２３は排気流路Ｐ２を流れる高温の排気によって高温となり得るが、この空気層によって外壁２８が高温となることが防止される。従って、周囲の人が外壁２８に触れて熱いと感じることを防止できる。
【００３６】
（第４実施形態）
図４に示す本実施形態のヒートポンプユニット１の熱交換部２０には、排気流路Ｐ２に流体連通した第１冷却流路Ｐ３が設けられている。これに関する構成以外は、図１の第１実施形態のヒートポンプユニット１の構成と実質的に同じである。従って、図１に示した構成と同じ部分については同じ符号を付して説明を省略する。
【００３７】
本実施形態では、熱交換器２１と機械部１０との間に、吸気流路Ｐ１と流体的に接続された空気層を形成する第１冷却流路Ｐ３が設けられている。第１冷却流路Ｐ３によって形成される隙間の上下方向の間隔ｄ３は、例えば５０ｍｍ程度である。第１冷却流路Ｐ３は吸気流路Ｐ１と流体的に接続されているため、第１冷却流路Ｐ３には吸気流路Ｐ１と概ね同じ常温の空気が流れる。従って、熱交換器２１と機械部１０との間に流動する常温の空気層が設けられるため、熱交換器２１からの熱によって機械部１０の温度が上昇することを防止できる。また、第１冷却流路Ｐ３は排気流路Ｐ２と流体的に接続されているため、排気流路Ｐ２内で、排気流路Ｐ２内の相対的に高温の排気と、第１冷却流路Ｐ３内の相対的に低温の空気とが混合される。従って、排気口２５からの排気温度が第１実施形態に比べて低下する。従って、排気が悪影響を及ぼすことを防止できる。
【００３８】
（第５実施形態）
図５に示す本実施形態のヒートポンプユニット１の熱交換部２０には、排気流路Ｐ２および第１冷却流路Ｐ３に流体連通した第２冷却流路Ｐ４が設けられている。これに関する構成以外は、図３の第３実施形態のヒートポンプユニット１の構成と実質的に同じである。従って、図３に示した構成と同じ部分については同じ符号を付して説明を省略する。
【００３９】
本実施形態では、誘導部材２３にスリット状に複数の連通孔２３ａが設けられている。従って、第２冷却流路Ｐ４と排気流路Ｐ２は、連通孔２３ａを通じて流体的に接続されている。従って、排気流路Ｐ２内の高温の排気と、第２冷却流路Ｐ４内の低温の空気とが混合されることで、排気温度が低下する。従って、排気が悪影響を及ぼすことを防止できる。
【００４０】
（第６実施形態）
図６Ａに示す本実施形態のヒートポンプユニット１の排気流路Ｐ２の排気口２５には、フード状部品（排気案内部）２９が設けられている。これに関する構成以外は、図１の第１実施形態のヒートポンプユニット１の構成と実質的に同じである。従って、図１に示した構成と同じ部分については同じ符号を付して説明を省略する。
【００４１】
フード状部品２９は薄い板で構成されており、その一端（下端）が熱交換器２１の対向部２１ａの上部に取り付けられている。フード状部品２９は、鉛直方向からファン２２とは反対側に向かって傾斜して配置され、排気口２５を部分的に覆っている。従って、フード状部品２９は、排気流路Ｐ２を流れて排気口２５から上方へ出る空気の流れ（図６Ａ中の矢印Ａ参照）を吸気口２４から遠ざけるように案内する（図６Ａ中の矢印Ｂ参照）。
【００４２】
本実施形態のヒートポンプユニット１によれば、熱交換器２１を通過した後の高温の空気が排気流路Ｐ２を通って排気口２５から出た際に吸気口２４から吸気流路Ｐ１に吸気されることを抑制できる。これにより、吸気流路Ｐ１を通じて高温の空気が熱交換器２１に供給されることを抑制できるため、熱交換器２１における熱交換効率の低下を抑制できる。
【００４３】
図６Ｂは、第６実施形態のヒートポンプユニット１の変形例を示している。本変形例では、上記フード状部品２９（図６Ａ参照）に代えてルーバー状部品（排気案内部）３０が設けられている。
【００４４】
ルーバー状部品３０は、排気口２５を覆うように取り付けられている。ルーバー状部品３０は、鉛直方向からファン２２とは反対側に向かって傾斜して並べられた複数の羽根部３０ａを有している。従って、ルーバー状部品３０は、排気流路Ｐ２を流れて排気口２５から上方へ出る空気の流れ（図６Ｂ中の矢印Ａ参照）を吸気口２４から遠ざけるように方向転換する（図６Ｂ中の矢印Ｂ参照）。
【００４５】
ルーバー状部品３０を使用した本変形例でも、上記フード状部品２９（図６Ａ参照）を取り付けた場合と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
（第７実施形態）
図７Ａに示す本実施形態のヒートポンプユニット１の排気流路Ｐ２の排気口２５には、フード状部品（排気案内部）２９が設けられている。これに関する構成以外は、図３の第３実施形態のヒートポンプユニット１の構成と実質的に同じである。従って、図３に示した構成と同じ部分については同じ符号を付して説明を省略する。
【００４７】
本実施形態のヒートポンプユニット１には、第６実施形態（図６Ａ参照）と同じく、フード状部品２９が設けられている。このようにフード状部品２９は、第３実施形態のヒートポンプユニット１にも設けることができる。さらにいえば、フード状部品２９は、その他の実施形態のヒートポンプユニット１にも設けることができる。
【００４８】
本実施形態のヒートポンプユニット１によって得られる効果は第６実施形態と概ね同じである。これに加えて、特に本実施形態では、フード状部品２９によって、排気流路Ｐ２を流れて排気口２５から出た高温の排気を、第２冷却流路Ｐ４を流れて排気口２７から出た常温の空気と合流させることができる。これにより、高温の排気をヒートポンプユニット１外に放出することを抑制できる。
【００４９】
図７Ｂは、第７実施形態のヒートポンプユニット１の変形例を示している。本変形例では、上記フード状部品２９の端部２９ａが概ね水平方向外側に、即ち吸気口２４から遠ざかる方向へ折り曲げられている。
【００５０】
このようにフード状部品２９に概ね水平な端部２９ａを形成することで、前述のように排気流路Ｐ２を流れて排気口２５から出た高温の排気を、第２冷却流路Ｐ４を流れて排気口２７から出た常温の空気と合流させる機能を損なうことなく、ヒートポンプユニット１の高さを低くすることができる。より詳細には、図７Ｂでは概ね水平な端部２９ａを有していないフード状部品２９を破線で仮想的に示しており、これと比較して、本変形例では高さｈだけ低くすることができる。
【００５１】
以上より、本発明の具体的な実施形態および変形例について説明したが、本発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、個々の実施形態および変形例の内容を適宜組み合わせたものを、この発明の一実施形態としてもよい。特に留意すべきは、第６実施形態および第７実施形態のフード状部品２９およびルーバー状部品３０は、それぞれ任意の実施形態に対して組み合わせて使用できる。また、上記の各実施形態では、熱交換器２１の形状として対向部２１ａを有するものを例示したが、熱交換器２１の形状はこれに特に限定されない。また、ファン２２は複数個設けられてもよい。また、熱交換器２１は、少なくとも一対のパネル状の対向部２１ａを有し、吸気流路Ｐ１は、対向部２１ａの外側に形成され、排気流路Ｐ２は、対向部２１ａの内側に形成され、誘導部材は、排気流路の内側に配置されてもよい。また、上記の各実施形態では、熱交換器２１、誘導部材２３、排気流路Ｐ２および第２冷却流路Ｐ４が、鉛直方向に設けられているものを例示した。しかしながら、誘導部材２３が熱交換器を通過した後の空気の流れを上方に規定する機能を損なわなければ、熱交換器２１、誘導部材２３、排気流路Ｐ２および第２冷却流路Ｐ４の少なくとも一つを傾斜するように配置してもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１  ヒートポンプユニット
１０  機械部
１１  ケーシング
２０  熱交換部
２１  熱交換器
２１ａ  対向部
２２  ファン
２３  誘導部材
２３ａ  連通孔
２４  吸気口
２５，２６，２７  排気口
２８  外壁
２９  フード状部品（排気案内部）
３０  ルーバー状部品（排気案内部）
３０ａ  羽根部
Ｐ１  吸気流路
Ｐ２  排気流路
Ｐ３  第１冷却流路
Ｐ４  第２冷却流路
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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