(57)【要約】【課題】エネルギー負荷を抑えつつ、均一な温熱環境を形成することができる空調システムを提供する。【解決手段】空調システム１は、ファン２１Ａを有し、外気を処理する外調機２０と、冷水が供給され、空気を冷却するための冷却装置３０と、を備え、前記外調機２０は、冷却の対象となる対象部屋２の天井Ｃに設けられたパネル状の天井パネル１０と前記対象部屋２の直上階の部屋２Ｊの床スラブＳＪとの間の天井内空間Ｋに、処理した前記外気を供給し、前記冷却装置３０は、前記天井内空間Ｋに設けられ、前記天井パネル１０には、前記天井内空間Ｋから前記対象部屋２へと貫通する貫通部１１Ａが形成されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファンを有し、外気を処理する外調機と、
冷水が供給され、空気を冷却するための冷却装置と、を備え、
前記外調機は、冷却の対象となる対象部屋の天井に設けられたパネル状の天井パネルと前記対象部屋の直上階の部屋の床スラブとの間の天井内空間に、処理した前記外気を供給し、
前記冷却装置は、前記天井内空間に設けられ、
前記天井パネルには、前記天井内空間から前記対象部屋へと貫通する貫通部が形成されていることを特徴とする空調システム。
【請求項２】
前記外調機により処理された前記外気を、前記直上階の部屋の前記床スラブに向かって吹き付けるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の空調システム。
【請求項３】
前記外調機により処理された前記外気を、前記冷却装置の上方から該冷却装置に向かって吹き付けるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の空調システム。
【請求項４】
前記天井内空間には、水平方向の複数の単位空間に区画する仕切壁が設けられ、
前記外調機の給気口及び前記冷却装置は、前記単位空間それぞれに設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の空調システム。
【請求項５】
前記対象部屋の床スラブの上方に配置された床部には、吸込口が設けられ、
前記外調機の還気口は、前記対象部屋の前記床スラブと前記床部との間の床下空間に設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、冷房方式として、セントラル空調方式やパッケージ型空調方式等が知られている。
セントラル空調方式による冷房では、機械室等に設置された空気調和装置が空気を適切な温度に冷却し、この冷却された空気が搬送され、居室に設けられた吹出口から吹き出される。しかしながら、このセントラル空調方式では、吹出口の近傍では室内温度が低く吹出口から離れるにしたがって室内温度が高くなるという、吹出口からの距離に応じて温度差が生じてしまう。また、吹出口の近傍にいる執務者は、冷却された空気を直接体に受けるため、不快に感じることがある。このように、セントラル空調方式では、室内を均一な温熱環境とすることが難しい。
【０００３】
また、パッケージ型空調方式による冷房は、加熱冷却装置とファンとを一体化した空気調和装置を天井面に設置するものである。このパッケージ型空調方式でも、同様に、室内の温度は吹出口の位置に影響され、室内を均一な温熱環境とすることが難しいという問題点がある。
【０００４】
そこで、天井に設けられた輻射パネルと、輻射パネルの上面に設けられた複数の冷水配管と、輻射パネルの上方をインテリア側とペリメータ側とに仕切る仕切り部と、インテリア側の空気をペリメータ側に送風可能な送風機と、を備えた天井輻射式空調システムが提案されている（下記特許文献１参照）。このような天井輻射式空調システムでは、冷水配管を流通する冷水により輻射パネルが冷却され、冷却された輻射パネルの輻射効果により室内が冷房される構成である。
【０００５】
また、天井に設けられた天井放射パネルと、天井放射パネルの上方に設けられた屋内空調機と、を備えた室内空調システムも提案されている（下記特許文献２参照）。このような室内空調システムでは、天井放射パネルの上方の空気が屋内空調機で冷却され、この冷却された空気が天井放射パネルを冷却する。そして、冷却され天井放射パネルの冷放射により室内が冷房される構成である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２１０５号公報
【特許文献２】特許第４６０５７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の特許文献１に記載の天井輻射式空調システムにおいて、執務者は、自身や機器類から生じる熱量が高い場合には、輻射パネルの輻射効果では十分に冷やされず、さらなる快適な熱環境が望まれている。
また、上記の特許文献２に記載の室内空調システムでは、天井放射パネルの上方の冷却された空気は天井放射パネルの上方から室内側へ移動する構成ではないため、室内が十分に冷房されないという問題点がある。さらに、天井放射パネル上方の空間を冷却するために、ファン等により空気を流動させると、エネルギー負荷が高くなるという問題点もある。
【０００８】
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、エネルギー負荷を抑えつつ、均一な温熱環境を形成することができる空調システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明に係る空調システムは、ファンを有し、外気を処理する外調機と、冷水が供給され、空気を冷却するための冷却装置と、を備え、前記外調機は、冷却の対象となる対象部屋の天井に設けられたパネル状の天井パネルと前記対象部屋の直上階の部屋の床スラブとの間の天井内空間に、処理した前記外気を供給し、前記冷却装置は、前記天井内空間に設けられ、前記天井パネルには、前記天井内空間から前記対象部屋へと貫通する貫通部が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
このように構成された空調システムでは、外調機は処理した外気を天井内空間に供給する。天井内空間に設けられた冷却装置は、処理された外気を含む天井内空間の空気を冷水を用いて冷却する。この冷却され密度が高くなった空気は、下方へと移動して天井パネルに形成された貫通部を通過して対象部屋へ移動する。一方、対象部屋の執務者の発熱や機器類の発熱等の対象部屋の熱負荷によって温められた空気は、上方へと移動して天井パネルの貫通部を通過して天井内空間に到達する。この温められ空気は、上記のように冷却装置により冷却される。ここで、冷却装置により冷却された空気は、対象部屋へと移動する際に、天井パネルにおける貫通部の周囲の部分に衝突するため、下方への移動が幾分抑制される。これにより、冷却された空気は、適切な下降速度で対象部屋へ移動する。よって、均一な温熱環境を形成することができる。
また、冷却装置には搬送動力を設けることなく外調機の搬送動力（ファン）だけで、冷却した空気を対象部屋に供給することができるため、エネルギー負荷を抑えることができる。
また、外調機は外気の湿度を除去したり、外気を所定の温度まで冷却する等の処理をする。よって、冷却装置は除湿または冷却された外気をさらに冷却するため、冷却効率が良好とされる。
【００１１】
また、本発明に係る空調システムは、前記外調機により処理された前記外気を、前記直上階の部屋の前記床スラブに向かって吹き付けるように構成されていることが好ましい。
【００１２】
このように構成された空調システムでは、外調機により処理された外気が直上階の部屋の床スラブに向かって吹き付けるため、天井内空間において、上側の空気の温度が高く自然対流により下側の空気の温度が低いという温熱環境を形成される。よって、冷却装置は天井内空間の上側の高い温度の空気を冷却して、冷却された空気を下方の対象部屋に効率的に移動させることができる。
【００１３】
また、本発明に係る空調システムは、前記外調機により処理された前記外気を、前記冷却装置の上方から該冷却装置に向かって吹き付けるように構成されていてもよい。
【００１４】
このように構成された空調システムでは、外調機により処理された外気が冷却装置の上方から冷却装置に向かって吹き付けられ、冷却装置により冷却された空気は下方へと移動する。よって、外調機により上方から下方に向かう流れが形成されることにより、自然対流よりも大きな対流となり、冷却装置の熱交換率が高められる。
【００１５】
また、本発明に係る空調システムは、前記天井内空間には、水平方向の複数の単位空間に区画する仕切壁が設けられ、前記外調機の給気口及び前記冷却装置は、前記単位空間それぞれに設けられていてもよい。
【００１６】
このように構成された空調システムでは、単位空間毎に空気が冷却されて、冷却された空気が対象部屋に移動する。よって、天井内空間内で水平方向に温熱環境の偏りを抑えることができるため、対象部屋の温熱環境を均一にすることができる。
【００１７】
また、本発明に係る空調システムは、前記対象部屋の床スラブの上方に配置された床部には、吸込口が設けられ、前記外調機の還気口は、前記対象部屋の前記床スラブと前記床部との間の床下空間に設けられていてもよい。
【００１８】
このように構成された空調システムでは、対象部屋内の空気は、吸込口を介して床下空間に導入され、床下空間に滞留する。この床下空間内の空気は、床下空間に設けられた還気口から吸い込まれて外調機に導入される。よって、外調機の吸い込みによる対象部屋の気流の発生、温度変化等を抑制することができるため、対象部屋の温熱環境を均一にすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る空調システムによれば、エネルギー負荷を抑えつつ、均一な温熱環境を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第一実施形態に係る（ａ）空調システムの構成を示す模式的な図であり、（ｂ）空調システムの対象部屋の天井パネルの上面図であり、（ｃ）空調システムの対象部屋の天井パネルの拡大図である。
【図２】本発明の第二実施形態に係る空調システムの構成を示す模式的な図である。
【図３】本発明の第二実施形態の変形例１に係る空調システムの構成を示す模式的な図である。
【図４】本発明の第三実施形態に係る空調システムの構成を示す模式的な図である。
【図５】本発明の第四実施形態に係る空調システムの構成を示す模式的な図である。
【図６】本発明の第五実施形態に係る空調システムの構成を示す模式的な図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第一実施形態）
本発明の第一実施形態に係る空調システムについて、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の第一実施形態に係る（ａ）空調システムの構成を示す模式的な図であり、（ｂ）空調システムの対象部屋の天井パネルの上面図であり、（ｃ）空調システムの対象部屋の天井パネルの拡大図である。
【００２２】
まず、図１を用いて、本実施形態に係る空調システム１の冷却の対象となる居室（対象部屋）２について説明する。
居室２は、床スラブＳと、床スラブＳから上方に延び隣接する部屋（不図示）との空間を仕切る複数の壁Ｗと、床スラブＳと対向する天井Ｃと、を有している。建築物において、このような居室２が水平方向及び鉛直方向に複数設けられている。
【００２３】
天井Ｃには、水平面をなす天井パネル１０が設けられている。天井パネル１０は、パネル状に形成された天井パネル本体１１が複数枚配置されて構成されている。本実施形態では、天井パネル本体１１は、アルミニウム等の金属からなり、平面視矩形に形成されている。なお、天井パネル本体は、石綿吸音板等から構成されていてもよい。
【００２４】
この天井パネル１０と、居室２の直上階の居室（対象部屋の直上階の部屋）２Ｊの床スラブＳＪとの間には、天井内空間Ｋが形成されている。
【００２５】
天井パネル本体１１には、天井内空間Ｋから居室２へと貫通する天井貫通孔１１Ａ（貫通部）が複数形成されている。本実施形態では、天井貫通孔１１Ａは、円形に形成されている。
【００２６】
次に、空調システム１について説明する。
図１（ａ）に示すように、空調システム１は、外気を処理する外調機２０と、天井内空間Ｋに設けられた複数の冷却装置３０と、を有している。
【００２７】
外調機２０は、外気を処理する本体部２１と、天井Ｃに設けられた還気口２２と、天井内空間Ｋに設けられた給気口２３と、を備えている。さらに、外調機２０は、還気口２２から吸い込んだ居室２内の空気を本体部２１に導入する還気ダクト２４と、本体部２１により処理された外気を給気口２３に導入する給気ダクト２５と、を有している。
【００２８】
本体部２１は、ファン２１Ａを有している。本体部２１は、導入された外気の湿度を除去したり、外気を所定の温度まで冷却する等の処理し、処理した外気を給気ダクト２５に供給する。
【００２９】
給気口２３は、給気ダクト２５の先端に設けられ、天井内空間Ｋの上側に設けられた直上階の居室２Ｊの床スラブＳＪに設けられている。これにより、本体部２１により処理された外気は、給気口２３から天井内空間Ｋ内に下方に向かって吹き出される。
【００３０】
冷却装置３０は、天井内空間Ｋに複数設けられている。例えば、冷却装置３０は、直上階の居室２Ｊの床スラブＳＪに設けられた支持部３０Ｓにより吊り下げられるようにして、直上階の居室２Ｊの床スラブＳＪに支持されている。
【００３１】
冷却装置３０は、熱交換により冷却した空気を供給する。例えば、冷却装置３０は、冷凍機３２に接続された冷水配管（不図示）を有している。この冷水配管には、冷凍機３２で製造された冷水が流通する。
【００３２】
次に、上記のように構成された空調システム１における、空気の流れについて説明する。
空調システム１において、外調機２０は、導入された外気を処理し、処理した外気を給気ダクト２５に供給する。給気ダクト２５を流通した外気は、給気口２３から天井内空間Ｋに吹き出される。一方、天井内空間Ｋに設けられた冷却装置３０は、外調機２０から供給された外気を含む天井内空間Ｋ中の空気と、冷水配管内を流通する冷水とを熱交換する。これにより、冷却され、密度が高くなった空気は、冷却装置３０から下方へと移動して、天井パネル１０に形成された天井貫通孔１１Ａを通過して居室２へ移動する。一方、居室２の執務者の発熱や機器類の発熱等の居室２の熱負荷によって温められた空気は、上方へと移動して天井Ｃに設けられた還気口２２から吸い込まれ、還気ダクト２４を流通して、外調機２０の本体部２１から外部に排出される。このように、冷却装置３０により冷却され密度の高くなった空気が下方へ移動し、居室２の温かい空気が上方に移動する自然対流が生じる。
【００３３】
このように構成された空調システム１では、冷却された空気は、居室２へと移動する際に、天井パネル１０における天井貫通孔１１Ａの周囲の部分に衝突するため、下方への移動が幾分抑制される。これにより、冷却された空気は、適切な下降速度で居室２へ移動する。よって、均一な温熱環境を形成することができる。
【００３４】
また、冷却装置３０には搬送動力を設けることなく外調機２０のファン２１Ａだけで、冷却した空気を居室２に供給することができるため、エネルギー負荷を抑えることができる。
【００３５】
また、外調機２０は外気の湿度を除去する湿度処理をするため、冷凍機３２は約１６度程度の中温の冷水を冷却装置３０に供給すれば、冷却装置３０は居室２内の空気を適切に冷却することができる。よって、一般的な約７度の低温の冷水を供給する冷凍機に比べて、冷却効率が良好とされる。また、外調機２０が外気を所定の温度まで冷却する場合にも、同様に冷却効率を良好とすることができる。
【００３６】
また、冷却装置３０の周辺の冷却された空気は、熱伝導率の高い金属からなる天井パネル１０を冷却する。よって、冷却された天井パネル１０からの冷輻射により、居室２内を効率的に冷却することができる。
【００３７】
（第二実施形態）
上記に示す第二実施形態について、主に図２を用いて説明する。
図２は、本発明の第二実施形態に係る空調システムの構成を示す模式的な図である。
以下の他の実施形態、変形例において、前述した実施形態で用いた部材と同一の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００３８】
図２に示すように、空調システム１０１の外調機１２０は、本体部２１と、天井内空間Ｋに設けられた給気口１２３と、本体部２１により処理された外気を給気口１２３に導入する給気ダクト１２５と、を有している。
【００３９】
給気ダクト１２５は、天井内空間Ｋにおいて、直上階の居室２Ｊの床スラブＳＪと冷却装置３０との間の空間Ｋ１に配置されている。
【００４０】
給気口１２３は、給気ダクト１２５の先端に設けられ、直上階の居室２Ｊの床スラブＳＪに向かって開口している。これにより、本体部２１により処理された外気は、給気口１２３から直上階の居室２Ｊの床スラブＳＪに向かって吹き付けられる。
【００４１】
このように構成された空調システム１０１では、外調機１２０により処理された外気が直上階の居室２Ｊの床スラブＳＪに向かって吹き付けられるため、天井内空間Ｋにおいて、上側の空気の温度が高く、自然対流により下側の空気の温度が低いという温熱環境を形成される。よって、冷却装置３０は天井内空間Ｋの上側の高い温度の空気を冷却して、冷却された空気を下方の居室２に効率的に移動させることができる。
【００４２】
（第二実施形態の変形例１）
上記に示す第二実施形態の変形例１について、主に図３を用いて説明する。
図３は、本発明の第二実施形態の変形例１に係る空調システムの構成を示す模式的な図である。
【００４３】
図３に示すように、空調システム１０１Ｘの外調機１２０Ｘは、本体部２１と、天井内空間Ｋに設けられた複数の給気口１２３Ｘ，１２３Ｘ…と、本体部２１により処理された外気を給気口１２３に導入する給気ダクト１２５Ｚと、を有している。
【００４４】
給気ダクト１２５Ｚは、天井内空間Ｋにおいて、直上階の居室２Ｊの床スラブＳＪと冷却装置３０との間の空間Ｋ１に配置される主ダクト部１２５Ｘと、主ダクト部１２５Ｘから分岐した複数の分岐ダクト部１２５Ｙ，１２５Ｙ…と、を有している。
【００４５】
給気口１２３Ｘは、給気ダクト１２５Ｚの各分岐ダクト部１２５Ｙの先端に設けられている。給気口１２３Ｘは、直上階の居室２Ｊの床スラブＳＪに向かって開口している。これにより、本体部２１により処理された外気は、各給気口１２３Ｘから直上階の居室２Ｊの床スラブＳＪに向かって吹き付けられる。
【００４６】
このように構成された空調システム１０１Ｘでは、外調機１２０Ｘにより処理された外気が、複数の給気口１２３Ｘからそれぞれ直上階の居室２Ｊの床スラブＳＪに向かって吹き付けられる。よって、天井内空間Ｋにおいて水平方向の位置による温熱環境の偏りを抑えることができるため、居室２の温熱環境をより一層均一にすることができる。
【００４７】
（第三実施形態）
次に、本発明の第三実施形態に係る空調システムについて、主に図４を用いて説明する。
図４は、本発明の第三実施形態に係る空調システムの構成を示す模式的な図である。
【００４８】
図４に示すように、空調システム２０１の外調機２２０は、本体部２１と、天井内空間Ｋに設けられた複数の給気口２２３，２２３…と、本体部２１により処理された外気を給気口２２３に導入する給気ダクト２２５と、を有している。
【００４９】
給気ダクト２２５は、天井内空間Ｋにおいて、直上階の居室２Ｊの床スラブＳＪと冷却装置３０との間の空間Ｋ１に配置される主ダクト部２２５Ｘと、主ダクト部２２５Ｘから分岐した複数の分岐ダクト部２２５Ｙ，２２５Ｙ…と、を有している。分岐ダクト部２２５Ｙ，２２５Ｙ…には、風量調整用のダンパ２２４が設けられているものもある。
【００５０】
給気口２２３は、給気ダクト２２５の各分岐ダクト部２２５Ｙの先端に設けられている。給気口２２３は、下方に向かって開口している。これにより、本体部２１により処理された外気は、各給気口２２３から冷却装置３０に向かってに吹き付けられる。
【００５１】
このように構成された空調システム２０１では、外調機２２０により処理された外気が冷却装置３０の上方から冷却装置３０に向かって吹き付けられ、冷却装置３０により冷却された空気は下方へと移動する。よって、外調機２２０により上方から下方に向かう流れが形成されることにより、自然対流よりも大きな対流となり、冷却装置３０の熱交換率が高められる。
【００５２】
また、居室２内の熱負荷が大きい場合には、ダンパ２２４の開度を大きくすることで、居室２内を効果的に冷却することができる。また、サーバーやコピー機等の熱負荷の高い機器（不図示）の直上に給気口２２３を設けることで、遍在する熱負荷に対応することができる。
【００５３】
（第四実施形態）
次に、本発明の第四実施形態に係る空調システムについて、主に図５を用いて説明する。
図５は、本発明の第四実施形態に係る空調システムの構成を示す模式的な図である。
【００５４】
図５に示すように、天井内空間Ｋは、仕切壁Ｗ１１により水平方向に区画されている。つまり、天井内空間Ｋは、単位空間Ｋ１１，Ｋ１１に分割されている。
【００５５】
冷却装置３０，３０は、単位空間Ｋ１１，Ｋ１１それぞれに配置されている。
空調システム３０１の外調機３２０は、本体部２１と、単位空間Ｋ１１，Ｋ１１にそれぞれ設けられた給気口３２３，３２３と、本体部２１により処理された外気を給気口３２３に導入する給気ダクト３２５と、を有している。また、冷却装置３０は、単位空間Ｋ１１，Ｋ１１にそれぞれ設けられている。
【００５６】
給気ダクト３２５は、天井内空間Ｋにおいて、直上階の居室２Ｊの床スラブＳＪと冷却装置３０との間の空間Ｋに配置される主ダクト部３２５Ｘと、主ダクト部３２５Ｘから分岐した複数の分岐ダクト部３２５Ｙ，３２５Ｙと、を有している。
【００５７】
給気口３２３は、給気ダクト３２５の各分岐ダクト部３２５Ｙの先端に設けられている。給気口２２３は、下方に向かって開口している。これにより、本体部２１により処理された外気は、各給気口３２３から冷却装置３０に向かってに吹き付けられる。
【００５８】
このように構成された空調システム３０１では、外調機３２０により処理された外気が冷却装置３０の上方から冷却装置３０に向かって吹き付けられ、冷却装置３０により冷却された空気は下方へと移動する。よって、外調機３２０により上方から下方に向かう流れが形成されることにより、自然対流よりも大きな対流となる。この大きな対流は、単位空間Ｋ１１それぞれにおいて形成されるため、水平方向での温熱環境の偏りを抑制することができる。
【００５９】
（第五実施形態）
次に、本発明の第五実施形態に係る空調システムについて、主に図６を用いて説明する。
図６は、本発明の第五実施形態に係る空調システムの構成を示す模式的な図である。
【００６０】
居室２の床スラブＳの上方には、平面状に床部Ｆが配置されている。この床部Ｆと床スラブＳとの間には、床下空間Ｙが形成されている。
【００６１】
床部Ｆには、上下方向に貫通する吸込口４１が複数設けられている。これにより、居室２内の空気は、吸込口４１を介して床下空間Ｙに導入される。
【００６２】
外調機４２０は、本体部２１と、床下空間Ｙに設けられた還気口４２２と、給気口２３と、還気口４２２から吸い込んだ床下空間Ｙ内の空気を本体部２１に導入する還気ダクト４２４と、給気ダクト２５と、を有している。
【００６３】
このように構成された空調システム４０１では、居室２内の空気は、吸込口４１を介して床下空間Ｙに導入され、床下空間Ｙに滞留する。この床下空間Ｙ内の空気は、床下空間Ｙに設けられた還気口４２２から吸い込まれ外調機４２０に導入される。よって、吸込みによる居室２の気流発生、温度変化等を抑制することができるため、居室２の温熱環境を均一にすることができる。
【００６４】
なお、上述した実施の形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１…空調システム
２…居室（対象部屋）
２Ｊ…居室（対象部屋の直上階の部屋）
１０…天井パネル
１１Ａ…天井貫通孔（貫通部）
２０…外調機
２１Ａ…ファン
３０…冷却装置
４１…吸込口
４２２…還気口
Ｃ…天井
Ｆ…床部
Ｋ…天井内空間
Ｋ１１…単位空間
ＳＪ…直上階の部屋の床スラブ
Ｗ１１…仕切壁
【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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