(57)【要約】【目的】水槽の開口上面に着脱可能に設置される、外部式濾過装置であって、濾過ユニットを流れる水の流速を適正に制御すると共にサイホン作用により水が濾過エレメントを通過できるようにし、濾過ユニットの濾過エレメント自体による濾過能率を高めると共にその濾過エレメントに好気性微生物の繁殖を促し、水の浄化能率を大幅に高めるようにした。【構成】水槽Ｖの上面に置かれる濾過本体Ｆと、この濾過本体Ｆに取り付けられる吸水ユニットＷとよりなり、吸水ユニットＷにより吸い上げられた水は、シャワー管２１を通して直接水槽Ｖに戻す第１の水の流れと、濾過ケース１内の濾過ユニット６にサイホン作用を利用して通過させて濾過したのち水槽Ｖ内に戻す第２の水の流れに分ける。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水槽（Ｖ）の開口上面に設置される濾過本体（Ｆ）と、水槽（Ｖ）内の未浄化水を該濾過本体（Ｆ）内に吸い上げる吸水ユニット（Ｗ）とを備えた外部式濾過装置であって、
前記濾過本体（Ｆ）は、内部に濾過室（Ｃ）を形成した濾過ケース（１）と、濾過室（Ｃ）内に収容される濾過ユニット（６）とを備え、前記濾過ケース（１）には、上端が濾過室（Ｃ）内に開口され、下端が排水口（３０）に連通される、所定の高さを有する落差管（２８）が立設され、また前記吸水ユニット（Ｗ）には、水中ポンプ（８）と、この水中ポンプ（８）により吸い上げた水槽（Ｖ）内の水を貯留する吸水チャンバ（１１）が設けられ、吸水チャンバ（１１）には、該吸水チャンバ（１１）内の水を直接水槽（Ｖ）内に戻す第１の流出口（１９）およびその水を前記濾過室（Ｃ）に流入させる第２の流出口（２６Ａ，２６Ｂ）とが設けられ、吸水チャンバ（１１）内の水は、前記第１の流出口（１９）を通して直接水槽（Ｖ）に戻される第１の水の流れと、前記第２の流出口（２６Ａ，２６Ｂ）を通して濾過室（Ｃ）に入り、前記濾過ユニット（６）を経て前記落差管（２８）によるサイホン作用により水槽（Ｖ）内に戻される第２の水の流れとに分かれて流れるようにしたことを特徴とする、外部式濾過装置。
【請求項２】
前記吸水ユニット（Ｗ）には、前記第１の水の流れと、前記第２の水の流れとに分かれて流れる水の流量を調整する流量制御弁（２４）が設けられることを特徴とする、前記請求項１記載の外部式濾過装置。
【請求項３】
前記濾過ユニット（６）は、濾過ケース（１）の底壁に立設される、前記落差管（２８）に、着脱可能に取り付けられることを特徴とする、前記請求項１または２記載の外部式濾過装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金魚、熱帯魚、海水魚等の飼育用水槽の開口上面に設置される濾過本体を備え、水槽内の水を循環濾過するようにした、外部式濾過装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、水槽内で金魚、熱帯魚、海水魚等の観賞魚を飼育、育成するために、水槽内の水を濾過して浄化する濾過装置として、その濾過本体を水槽の開口上面に設置し、この濾過本体に連結されるポンプにより、水槽内の水を、その濾過本体内を強制循環させて濾過し、濾過後の水を水槽内に還流させるようにした、外部式濾過装置は公知である（たとえば、非特許文献１参照）。
【０００３】
【非特許文献１】
梅津重利著  「熱帯魚の飼い方と病気」高橋書店発行  １９９０年７月２０日  １５版発行  （ろ過装置  １０７〜１１０頁）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような外部式濾過装置は、その主要部分である濾過本体を、水槽の上面に設置することができるため、この濾過装置が水槽内の有効容積を減ずることがない上に、水槽内の景観を悪くすることがなく、しかも、濾過装置の部品交換、清掃などのメンテナンスを水槽内に手を入れずに行なうことができるなどの利点があることから、広く一般に利用されている。
【０００５】
しかしながら、従来の前記外部式濾過装置は、水槽内の未浄化水をポンプにより濾過ケース内に吸い上げ、その水の加圧水を吐出口から該濾過ケース内に設けた濾過エレメントの濾過面に直接当てて濾過したのち、水槽内に戻すようにしているため、その未濾過の水は、濾過エレメントの比較的広い面積の濾過面に均等に当てることが難しく、濾過能率が悪くなり、また、糞、残餌、葉片などの被濾過物が濾過エレメントに偏って付着し、濾過エレメントの交換、清掃頻度が多くなるという問題があり、また、ポンプからの加圧水は、その全量が濾過エレメントを通過するため、その濾過エレメントを流れる水の速度の調整ができず、濾過エレメントに好気性微生物を繁殖させるのが難しく、濾過エレメントの微生物による浄化作用（一般に水流が遅い方が好気性微生物の繁殖に好適）を充分に機能させることができないという別の問題もある。
【０００６】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、サイホン作用を利用して濾過エレメントの全域に流速の等しい未浄化水を均等に通過させることができるとともに濾過エレメントに好気性微生物の繁殖を促し、全体として未浄化水の浄化能率を大幅に向上させることができるようにした新規な、外部式濾過装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以上のように、請求項１記載の発明は、水槽の開口上面に設置される濾過本体と、水槽内の未浄化水を該濾過本体内に吸い上げる吸水ユニットとを備えた外部式濾過装置であって、前記濾過本体は、内部に濾過室を形成した濾過ケースと、濾過室内に収容される濾過ユニットとを備え、前記濾過ケースには、上端が濾過室内に開口され、下端が排水口に連通される、所定の高さを有する落差管が立設され、また前記吸水ユニットには、水中ポンプと、この水中ポンプにより吸い上げた水槽内の水を貯留する吸水チャンバが設けられ、吸水チャンバには、該吸水チャンバ内の水を直接水槽内に戻す第１の流出口およびその水を前記濾過室に流入させる第２の流出口とが設けられ、吸水チャンバ内の水は、前記第１の流出口を通して直接水槽に戻される第１の水の流れと、前記第２の流出口を通して濾過室に入り、前記濾過ユニットを経て前記落差管によるサイホン作用により水槽内に戻される第２の水の流れとに分かれて流れるようにしたことを特徴としており、かかる特徴によれば、外部濾過装置において、吸水ユニットから吸水チャンバを経て濾過ケースの濾過室に流入した第２の流れの水は、サイホン作用による吸引力で濾過ユニットの濾過エレメントをその全域にわたり万遍なく通過して濾過され、また、吸水ユニットから吸水チャンバに入った第１の流れの水は、濾過ユニットを通過することなく（濾過されずに）水槽内に直接戻され、しかも濾過ユニットを通過する第２の流れの水は、それを通過しない第１の流れの水よりも流れ抵抗が大きいため、その流量および流速が抑えられながら、濾過エレメントの全域に亘り均等に流れ、その結果、濾過ユニットの濾過エレメントの目詰まりが少なくなると共に、その濾過エレメントでの好気性微生物の繁殖を促進して、該濾過エレメントによる、水の濾過作用と、好気性微生物による水の有機的浄化作用を共に高めることができる。
【０００８】
また、請求項２記載の発明は、前記請求項１記載にものにおいて、前記吸水ユニットには、前記第１の水の流れと、前記第２の水の流れとに分かれて流れる水の流量を調整する流量制御弁が設けられることを特徴としており、かかる特徴によれば、前記請求項１の発明の効果に加えて、前記第１の水の流れと第２の水の流れの流量割合を自由に選択調整することができる。
【０００９】
さらに、請求項３記載の発明は、前記請求項１または２記載にものにおいて、前記濾過ユニットは、濾過ケースの底壁に立設される、前記落差管に、着脱可能に取り付けられることを特徴としており、かかる特徴によれば、前記請求項１または２記載の発明の効果に加えて、濾過ユニットの、濾過ケースへの支持構造を簡素化することができ、かつ濾過ユニットの着脱操作が容易になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１１】
図１〜１１を参照して、本発明の実施例について説明する。
【００１２】
図１は、外部式濾過装置を水槽にセットした場合の斜視図、図２は、図１の２矢視平面図、図３は、図２の３−３線に沿う断面図、図４は、図２の４−４線に沿う断面図、図５は、図２の５−５線に沿う断面図、図６は、図３の６−６線に沿う拡大断面図、図７は、図２の７−７線に沿う断面図、図８は、図２の８−８線に沿う断面図、図９は、濾過本体の分解断面図、図１０は、図１１の１０−１０線に沿う濾過ユニットの平断面図、図１１は、図１０の１１−１１線に沿う断面図である。
【００１３】
図１に示すように、本実施例にかかる外部式濾過装置は、水槽Ｖの開口上面に取外可能に設置して使用される、所謂上部式濾過装置であり、水槽Ｖの開口上面に設置される濾過本体Ｆと、この濾過本体Ｆ内に水槽内の水を強制供給する吸水ユニットＷとよりなる。
【００１４】
濾過本体Ｆの濾過ケース１は、ケース本体２と、その開口上面を開閉可能に閉じる蓋体３とよりなり、その長さは、水槽Ｖの幅よりも短く形成されていて、ケース本体１の長さ方向の両端部には、コ字状の左右ハンガ４，５がスライド調節可能に支持され、これらのハンガ４，５を適宜の長さにスライド調整したのち、それらの両端を、水槽Ｖの左右の縁に係合することにより、濾過ケース１を、水槽Ｖの開口上面に支持することができる。
【００１５】
前記濾過ケース１内には、後述する濾過ユニット６が着脱可能に収容され、また、濾過ケース１の長手方向の一方の上端縁（図１〜３の右端縁）には、前記吸水ユニットＷが着脱可能に懸吊支持される。
【００１６】
前記吸水ユニットＷは、動力源Ｐに接続される水中ポンプ８を有し、この水中ポンプ８の吸込口には、ストレーナ９が接続され、またその吐出口には吸水管１０が接続される。この吸水管１０は、鉛直に上方に延長されて、その開口上端が吸水チャンバ１１に接続される。この吸水チャンバ１１は四角のボックス状に形成されていて、その下面に、吸水ユニットＷを濾過ケース１の上端縁に着脱自在に懸吊するための係合凹部が形成されている。図６に示すように、吸水チャンバ１１は、堰板１２により第１のチャンバ１４と、第２のチャンバ１５とに仕切られており、これらのチャンバ１４，１５は、堰板１２の両端に開口した２つの連通口１７Ａ，１７Ｂを通して相互に連通されている。２つの連通口１７Ａ，１７Ｂのうち、前記吸水管１０の出口に近い側の一方の連通口１７Ａは、それよりも遠い側の他方の連通口１７Ｂよりも開口面積が小さくなっており、第１のチャンバ１４より、一方および他方の連通口１７Ａ，１７Ｂを通る水の流量が均等化するようにしている（もし仮に２つの連通口１７Ａ，１７Ｂの開口面積を同じにすると、吸水管１０の出口に近い方の連通口１７Ａの方が遠い方の連通口１７Ｂよりも水量の多い水が流れる）。
【００１７】
第１のチャンバ１４の、吸水管１０の出口から遠ざかる端部底壁には、図２〜６に示すように、第１の流出口１９が開口され、この第１の流出口１９には、接続管２０を介してＬ字状に形成した、行き止まりのシャワー管２１の鉛直な基部が抜差自在に接続される。このシャワー管２１の先部は、前記濾過ケース１の下方を、略水平に延長されていて、複数の噴口２２が下向きに開口されていて、後に詳しく述べるように、第１のチャンバ１４に貯留された水の一部は、濾過されることなく（濾過ユニット６へ流れることなく）前記複数の噴口２２より噴出されて、水槽Ｖ内に直接戻されるようになっている（第１の水の流れ）。
【００１８】
図６，９に最も明瞭に示すように、前記第１の流出口１９の開口上端には、流量制御弁２４が設けられる。この流量制御弁２４は、把手部２４ｈと、その下部に一体に設けられて、第１の流出口１９を可変に絞り調整し得る円弧状の弁部２４ｖを有し、前記把手部２４ｈの回動操作で、第１の流出口１９を無段に絞り調整できるようになっている。
【００１９】
また、図５，６に示すように、前記第２のチャンバ１５の底壁両端には、２つの第２の流出口２６Ａ，２６Ｂが開口され、これらの流出口２６Ａ，２６Ｂは、図２，３，９に示すように、前記濾過ケース１内に連通されている。そして、これら２つの第２の流出口２６Ａ，２６Ｂは、前記２つの連通口１７Ａ，１７Ｂの近くにそれぞれ位置している。第２のチャンバ１５内に流入した水は、第２の流出口２６Ａ，２６Ｂを通り濾過室Ｃへと流入するようになっている（第２の水の流れ）。
【００２０】
したがって水中ポンプ８の運転によれば、水槽Ｖ内の未浄化の水は、吸水管１０を通って第１のチャンバ１４に吸い上げられ、該第１のチャンバ１４内の水の一部は、流量制御弁２４を介してシャワー管２１より水槽Ｖ内に直接戻される（第１の水の流れ）と共にその水の残り水は２つの連通口１７Ａ，１７Ｂを通って第２のチャンバ１５に入り、ここから２つの第２の流出口２６Ａ，２６Ｂを通って濾過ケース１内の濾過室Ｃに流入する（第２の水の流れ）。そして、前記第１の流出口１９と、第２の流出口２６Ａ，２６Ｂに分流される水の分配流量は、流量制御弁２４の回動制御により無段に調整される。
【００２１】
図１に示すように、前記流量制御弁２４の把手部２４ｈは、濾過ケース１の蓋体３に穿設した通孔３ｈを貫通してその外部に突出され、濾過ケース１の外から回動調整できるようになっている。
【００２２】
図９に最も明瞭に示すように、前記濾過ケース１内の底壁には、その長手方向に沿って複数本、この実施例では３本の落差管２８が間隔をあけて立設されており、これら落差管２８は、一定の高さ（落差）を有しており、その上端は濾過ケース１内に開口され、またその下端は、濾過ケース１の底壁下面に、その長手方向に設けた排水管２９にそれぞれ連通されており、この排水管２９の下流端は、水槽Ｖ内に向けて開口する排水口３０に連通される。濾過ケース１内の濾過室Ｃに流入した水は、該室Ｃに貯留され、その水位が、前記落差管２８の高さを超えると、濾過ケース１内の貯留水は、これらの落差管２８へと流れ、そこからサイホン作用により排水管２９を通り、排水口３０から水槽Ｖ内に戻される。
【００２３】
図３に示すように、濾過ケース１の下流側端部、すなわち吸水ユニットＷの取付側と反対側の隅部にはドレン３２が開口され、このドレン３２には、オーバフロードレン管３３が立設される。このオーバフロードレン管３３は、前記複数の落差管２８よりも高く延びており、濾過ケース１内に貯留水が、何らかの原因で落差管２８よりも高い水位になったとき、その貯留水をこのオーバフロードレン管３３よりドレン３２を通して水槽Ｖ内に戻すことができるようにしてあり、これにより、貯留水が濾過ケース１の上縁を越えてオーバフローすることがない。
【００２４】
前記濾過ケース１内には、前記落差管２８の数に対応した数の複数（３個）の濾過ユニット６が着脱可能に収容されている。各濾過ユニット６は、いずれも同じ構造を有しているので、以下に、その一つについて説明するに、図１０，１１に示すように濾過ユニット６の取付フレーム３６は、外周に複数の張出片を放射方向に張り出した輪状の上部取付板３７と、八角形状に形成した下部取付板３８を、それらの外側に位置する複数本の外側連結棒３９およびそれらの外側連結棒３９と周方向に位置をずらした内側連結棒４０により分解可能に連結して構成され、その取付フレーム３８の外側および内側連結棒３９，４０には、板状の濾過エレメント４１が交互にジグザグ状に無端に巻き付けられ、この濾過エレメント４１の内側に清浄室４２が画成される。取付フレーム３６の中心部には、中空で、多数の縦スリットを穿設した支持軸４３が設けられ、さらに、その支持軸４３の外側には、これを同心状に囲む多孔円筒体４４が設けられ、この多孔円筒体４４と支持軸４３間の環状空間内に活性炭などの浄化剤４５が収容される。取付フレーム３６の下部取付板３８には、清浄室４２に連通する多数の小孔４６が穿設されている。
【００２５】
上記のように構成される３個の濾過ユニット６は、その中心部の支持軸４３が、濾過ケース１の、前記落差管２８にそれぞれ抜差自在に差し込まれる。これにより、図１〜３に示すように、３個の濾過ユニット６は、濾過ケース１の濾過室Ｃ内の長手方向に縦列して収容される。
【００２６】
つぎに、この実施例の作用について説明する。
【００２７】
この濾過装置を使用するに当たっては、図１〜３に示すように、濾過本体Ｆの濾過ケース１の両端に設けた左右ハンガ４，５を伸縮調整して、濾過本体Ｆを水槽Ｖの開口上面に設置し、濾過ケース１内に複数の濾過ユニット６を前述のように収容する。濾過ケース１の一端の上端縁には、吸水ユニットＷが懸吊支持され、該ユニットＷの水中ポンプ８を、水槽Ｖの水中内に浸漬させる。濾過ケース１の開口上面を蓋体３により閉じる。以上により、本発明にかかる上部式濾過装置は、水槽Ｖにセットされる。
【００２８】
ここで、動力源Ｐに接続される水中ポンプ８の運転により、水槽Ｖ内の未浄化水は、ストレーナ９により一次濾過されて、この水中ポンプ８により吸い上げられ、矢印ａ（図５，６）に示すように、吸水管１０から吸水チャンバ１１の第１のチャンバ１４に貯留される。第１のチャンバ１４内の貯留水は、矢印ｂ（図４，６）に示すように、その一部が第１の流出口１９へ流れ（第１の水の流れ）、またその残部が矢印ｄ，ｅ（図６）に示すように、第２の流出口２６Ａ，２６Ｂへと分流して流れる（第２の水の流れ）。そして、第１、第２の流出口１９；２６Ａ，２６Ｂへ流れる水の流量割合は、第１の流出口１９に設けた流量制御弁２４の回動調整により行なわれる。
【００２９】
第１の流出口１９に流れた水は、濾過室Ｃへ流れることなく、そのまま濾過されずにシャワー管２１へと流れ、矢印ｃ（図２）に示すように、複数の噴口２２より水槽Ｖに戻される（第１の水の流れ）。
【００３０】
一方、第１チャンバ内の残り水は、矢印ｄ（図６）に示すように、堰板１２の左右の連通口１７Ａ，１７Ｂをオーバーフローして２つの第２の流出口２６Ａ，２６Ｂを通って矢印ｅ（図２，５，６）に示すように、濾過ケース１の濾過室Ｃ内にその長手方向に沿って流れる。このとき、吸水管１０に近い方の連通口１７Ａは、それよりも遠い方の連通口１７Ｂよりもその開口面積が小さいので、２つの第２の流出口２６Ａ，２６Ｂを流れる水の流量が均等化するように調整される。濾過室Ｃ内では、そこに流入した水の水位が次第に上昇して、複数の濾過ユニット６は、その下半部以上が貯留水内に浸漬された状態となる。濾過室Ｃの水位が、複数の落差管２８の高さ（落差）を超えると、その水は、その落差管２８の上縁をオーバフローして、矢印ｅ（図３）に示すように、その落差管２８内を流下し、排水管２９を通って矢印ｆ（図３）に示すように排出口３０から水槽Ｖ内に戻される（第２の水の流れ）。
【００３１】
ところで、第２の流出口２６Ａ，２６Ｂから濾過室Ｃに流入した水が、排水口３０から水槽Ｖ内に戻される過程で、濾過室Ｃに溜まった未浄化の水は、濾過ユニット６の濾過エレメント１４の濾過面の全面に接触し、前記落差管２８の存在で発生するサイホン作用に基づく吸引力により、該落差管２８内に吸引され、その間に濾過室Ｃの水は、濾過エレメント４１の全域を万遍なく通過して濾過され、さらに浄化剤４５を通過して浄化される。一方前述したように、水中ポンプ８により吸水チャンバ１１に吸い上げられた水の一部はシャワー管２１を通って水槽Ｖ内に直接戻されて、残りの水が濾過ユニット６を流れるので、濾過エレメント４１を通過する水は、その流量および流速が抑えられ、その結果、濾過エレメント４１の目詰まりが少なくなると共に、その濾過エレメント４１での好気性微生物の繁殖を促進して、該濾過エレメント４１による、水の濾過作用と、好気性微生物による水の有機的浄化作用を共に高めることができる。
【００３２】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はその実施例に限定されることなく、本発明の範囲内で種々の実施例が可能である。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、請求項１記載の発明によれば、外部濾過装置において、吸水ユニットから濾過ケースの濾過室に流入した水は、その一部（第２の流れの水）がサイホン作用による吸引力で濾過ユニットを通過して濾過され、また、その残部（第１の流れの水）は濾過ユニットを通過することなく水槽内に直接戻され、しかも濾過ユニットを通過する水は、それを通過しない水よりも流れ抵抗が大きいため、濾過ユニットを通過する水は、その流量および流速が抑えられながら、濾過エレメントの全域に亘り均等に流れ、その結果、濾過ユニットの濾過エレメントの目詰まりが少なくなると共に、その濾過エレメントでの好気性微生物の繁殖を促進して、該濾過エレメントによる、水の濾過作用と、好気性微生物による水の有機的浄化作用を共に高めることができる。
【００３４】
また、請求項２記載の発明によれば、前記請求項１の発明の効果に加えて、前記第１の水の流れと第２の水の流れの流量割合を自由に選択調整することができる。
【００３５】
さらに、請求項３記載の発明によれば、前記請求項１または２記載の発明の効果に加えて、濾過ユニットの、濾過ケースへの支持構造を簡素化することができ、かつ濾過ユニットの着脱操作が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】外部式濾過装置を水槽にセットした場合の斜視図
【図２】図１の２矢視平面図
【図３】図２の３−３線に沿う断面図
【図４】図２の４−４線に沿う断面図
【図５】図２の５−５線に沿う断面図
【図６】図３の６−６線に沿う拡大断面図
【図７】図２の７−７線に沿う断面図
【図８】図２の８−８線に沿う断面図
【図９】濾過本体の分解断面図
【図１０】図１１の１０−１０線に沿う濾過ユニットの平断面図
【図１１】図１０の１１−１１線に沿う断面図
【符号の説明】
１・・・・・・・・・・・・濾過ケース
６・・・・・・・・・・・・濾過ユニット
８・・・・・・・・・・・・水中ポンプ
１１・・・・・・・・・・・吸水チャンバ
１９・・・・・・・・・・・第１の流出口
２６Ａ，２６Ｂ・・・・・・第２の流出口
２４・・・・・・・・・・・流量制御弁
２８・・・・・・・・・・・落差管
３０・・・・・・・・・・・排水口
Ｃ・・・・・・・・・・・・濾過室
Ｆ・・・・・・・・・・・・濾過本体
Ｖ・・・・・・・・・・・・水槽
Ｗ・・・・・・・・・・・・吸水ユニット
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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