(57)【要約】【課題】安全管理上・衛生上の点から屋内で充分使用することができ、最適な洗浄を行うことができる。【解決手段】供給蒸気で流入する流体Ａの温度を上昇して流出する第一熱交換器と、該第一熱交換器に流入する流体Ａを加圧することで加温する圧力ポンプと、中央吐出口と該中央吐出口と隔てられて周設された周囲吐出口を有し、該第一熱交換器が流出する流体Ａを該中央吐出口が噴出可能で、別経路で供給された流体Ｂを該周囲吐出口が噴出可能な洗浄ノズルを備え、流体Ｂの噴出圧力が流体Ａよりも低圧となるように構成されている洗浄機。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給蒸気で流入する流体の温度を上昇して流出する熱交換器と、該流出された流体を噴出可能な洗浄ノズルと、該噴出流体を高圧供給する高圧供給機構を備えていることを特徴とする洗浄機。
【請求項２】
前記高圧供給機構が圧力ポンプであり、該圧力ポンプの加圧で加温された流体が前記熱交換器に流入することを特徴とする請求項１記載の洗浄機。
【請求項３】
供給蒸気で流入する流体の温度を上昇して流出する熱交換器と、該流出された流体に直接蒸気を供給して昇温するタンクと、該昇温流体を噴出可能なノズルと、該噴出流体を低圧供給する低圧供給機構を備えていることを特徴とする洗浄機。
【請求項４】
中央吐出口と該中央吐出口と隔てられて周設された周囲吐出口を有し、別経路で供給された流体を該中央吐出口と該周囲吐出口が各々噴出可能であることを特徴とする洗浄ノズル。
【請求項５】
供給蒸気で流入する流体Ａの温度を上昇して流出する第一熱交換器と、該第一熱交換器に流入する流体Ａを加圧することで加温する圧力ポンプと、中央吐出口と該中央吐出口と隔てられて周設された周囲吐出口を有し、該第一熱交換器が流出する流体Ａを該中央吐出口が噴出可能で、別経路で供給された流体Ｂを該周囲吐出口が噴出可能な洗浄ノズルを備え、流体Ｂの噴出圧力が流体Ａよりも低圧となるように構成されていることを特徴とする洗浄機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は高圧で熱湯などの流体を噴霧することによって洗浄を行う洗浄機及び洗浄ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
　従来、機械関連業種の工場等において、燃焼装置で作り出した熱湯などの洗浄流体を高圧で噴霧して洗浄を行う洗浄機が用いられている。かかる洗浄機は例えば屋外において多様な対象物の洗浄が可能であり、高度な汎用性を有するものである。
【０００３】
　しかし、既存の上記洗浄機は燃焼装置により熱湯を作り出し、この熱湯を噴霧して洗浄するものであるため、ＣＯ２やＮＯＸが排出されることなり、また火災の危険性も存在する。そのため、安全管理上・衛生上の点から屋内で使用することが難しく、工場内に設置された機械など移動が困難な対象物に適用することが出来なかった。
【０００４】
　さらに、上記洗浄機では熱湯を高圧で噴霧するため吐き出した熱湯の粒子が細かいミスト状になり、例えば９０℃でノズルから吐き出し場合には測定間隔１０ｃｍ毎に６５℃、６０℃、５５℃、４７℃、４４℃となるなど、その温度が急激に低下する。そのため、洗浄ノズルの先端から数ｃｍ程度離れた位置では熱湯の殺菌作用が期待できないこととなり、殺菌と洗浄の両作用を得ることは不可能であった。
【０００５】
　また、高圧で熱湯を噴霧するため、洗浄ノズルから噴霧した熱湯が跳ね返って周囲への飛散が激しく、汚れや細菌を拡散することになるので、特に狭い場所で使用するには適さない。さらに、周囲が囲まれた場所で使用する場合や上部しか開いていない容器に噴霧する場合には湯煙が多く発生し、洗浄する対象物が見えなくなるという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
　本発明は上記問題点に鑑みなされたものであって、有毒な排ガスを発生せず且つ火災の危険性がなく、安全管理上・衛生上の点から屋内で充分使用することができ、最適な洗浄を行うことができる洗浄機及び洗浄ノズルを提供することを目的とする。
【０００７】
　また、本発明は洗浄ノズルから離れた位置でも洗浄流体の温度を維持でき、殺菌作用と洗浄作用の両者を得ることができる洗浄機及び洗浄ノズルを提供することを目的とする。
【０００８】
　さらに、本発明は噴霧した熱湯の飛散を抑止して狭い場所でも使用でき、且つ湯煙の発生を抑止して洗浄対象物の良好な視認を実現できる洗浄機及び洗浄ノズルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
　本発明による洗浄機は、供給蒸気で流入する流体の温度を上昇して流出する熱交換器と、該流出された流体を噴出可能な洗浄ノズルと、該噴出流体を高圧供給する高圧供給機構を備えていることを特徴とする。前記高圧供給機構は圧力ポンプとし、該圧力ポンプの加圧で加温された流体が前記熱交換器に流入するようにすると好適である。
【００１０】
　また本発明による洗浄機は、供給蒸気で流入する流体の温度を上昇して流出する熱交換器と、該流出された流体に直接蒸気を供給して昇温するタンクと、該昇温流体を噴出可能なノズルと、該噴出流体を低圧供給する低圧供給機構を備えていることを特徴とする。
【００１１】
　また本発明による洗浄ノズルは、中央吐出口と該中央吐出口と隔てられて周設された周囲吐出口を有し、別経路で供給された流体を該中央吐出口と該周囲吐出口が各々噴出可能であることを特徴とする。
【００１２】
　さらに本発明による洗浄機は、供給蒸気で流入する流体Ａの温度を上昇して流出する第一熱交換器と、該第一熱交換器に流入する流体Ａを加圧することで加温する圧力ポンプと、中央吐出口と該中央吐出口と隔てられて周設された周囲吐出口を有し、該第一熱交換器が流出する流体Ａを該中央吐出口が噴出可能で、別経路で供給された流体Ｂを該周囲吐出口が噴出可能な洗浄ノズルを備え、流体Ｂの噴出圧力が流体Ａよりも低圧となるように構成されていることを特徴とする。
【００１３】
　また、本発明の洗浄機は、工場のスチームボイラーの配管から供給される蒸気が導かれ、管路内に流入する水の温度を該供給蒸気により上昇して熱湯とし、該熱湯を流出する熱交換器と、該熱交換器が流出する熱湯が導かれ、該熱湯を対象物に噴出するノズルと、該噴出する熱湯を高圧供給する高圧供給機構と、該噴出する熱湯を低圧供給する低圧供給機構とを備え、該低圧供給機構で殺菌用に低圧噴出する熱湯の噴出圧力が該高圧供給機構で洗浄用に高圧噴出する熱湯の噴出圧力よりも低圧となるように構成し、該熱湯の低圧噴出と高圧噴出が選択可能であることを特徴とし、更には前記殺菌用に低圧噴出する熱湯が１００℃近くの温度であり、前記ノズルの吐出口から低圧噴出した熱湯の温度が該吐出口から測定距離１ｍでほぼ９５℃を維持するものとすると好適である。
【発明の効果】
【００１４】
　以上の如く、本発明による洗浄機及び洗浄ノズルは上記構成であるから、有毒な排ガスを発生せず且つ火災の危険性がなく、安全管理上・衛生上の点から屋内で充分使用することができ、最適な洗浄を行うことが可能となるという効果を奏する。
【００１５】
　また、本発明の洗浄機及び洗浄ノズルは、洗浄ノズルから離れた位置でも洗浄流体の温度を維持でき、殺菌作用と洗浄作用の両者を得ることができるという効果を有する。
【００１６】
　さらに、本発明の洗浄機及び洗浄ノズルは、噴霧した熱湯の飛散を抑止して狭い場所でも使用でき、且つ湯煙の発生を抑止して洗浄対象物の良好な視認を実現できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
　以下、本発明による洗浄機及び洗浄ノズルを実施形態に基づいて具体的に説明するが、前記洗浄機及び洗浄ノズルはかかる実施形態によって限定されるものではない。図１は本発明による洗浄機の流体回路図、図２は沸騰水殺菌消毒時の系統図、図３は飛散抑止状態で洗浄する時の系統図、図４は飛散・湯煙抑止状態で洗浄する時の系統図、図５は本発明による洗浄ノズルの先端近傍を示す一部断面側面図である。
【００１８】
　図に於いて洗浄機は、第一の熱交換器１０ａ、第二の熱交換器１０ｂと洗浄ノズル２０とを備え、供給された水が水道圧など低圧或いは圧力ポンプ４４による高圧で、直接或いは熱交換器１０ａ、１０ｂを介して洗浄ノズル２０に供給され、洗浄ノズル２０によって低圧或いは高圧で対象物に噴出して洗浄或いは殺菌を行うものである。前記熱交換器１０ａ、１０ｂは別途供給される蒸気によって、熱交換器１０ａ、１０ｂ内を流れる水の温度を上昇させる。尚、本実施形態における洗浄等に使用する流体には水を使用したが、これに限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内で適宜の流体を使用できる。
【００１９】
　前記洗浄機の流体回路（図１参照）において、ボイラーの配管等から供給される蒸気は弁３１の開閉で前記流体回路内に導かれ、ストレーナー３２で濾過されると共に、不要な水分は蒸気トラップ３３で排除される。なお殆どの工場ではスチームボイラーからの配管等があるので、上記のように蒸気を熱源として利用することができ、これにより燃焼装置を不要にして有毒な排ガスの発生を無くすことが可能となり、更には火災に繋がる危険性もなく、燃料消費でランニングコストが上昇することもない。
【００２０】
　前記濾過された蒸気の蒸気圧は圧力計３４で計測され、必要に応じて減圧弁３５で減圧される。さらに供給蒸気の蒸気圧は圧力計３６で計測されると共に、安全弁３７で蒸気を大気に放出して最高使用圧力以内に蒸気圧を抑える。前記最高使用圧力は法規制である１．０ｋｇ／ｃｍ２としたが、その設定は本発明の趣旨の範囲内で適宜である。安全弁３７で最高使用圧力以内にされた供給蒸気は蒸気流入口１１ａ、１１ｂから熱交換器１０ａ、１０ｂ内に導かれると共に、温調弁３８の開閉で後述する沸騰水タンク４６内に導入可能である。
【００２１】
　ここで、熱交換器１０ａ、１０ｂは、螺旋状に巻かれた水が流れる管路１２ａ、１２ｂを断熱カバー１３ａ、１３ｂで封止された構成で、管路１２ａ、１２ｂの一端である流入口１４ａ、１４ｂと他端である流出口１５ａ、１５ｂが突出しており、断熱カバー１３ａ、１３ｂの側方には前述した蒸気流入口１１ａ、１１ｂが設けられている。そして、熱交換器１０ａ、１０ｂ内に導かれた蒸気は、後述する管路１２ａ、１２ｂ内に供給された水と熱交換を行って水温を上昇させ、その後蒸気流出口１６ａ、１６ｂから各々排出されて不要となった水分が蒸気トラップ３９で排除されるようになっている。
【００２２】
　また、噴出する流体である水は水道栓４１から供給され、ストレーナー４２で濾過された後、逆止弁４３を通って上記流体回路内に供給される。逆止弁４３を通過した水は、水道圧など低圧で直接洗浄ノズル２０に送られるか、圧力ポンプ４４によって加圧され高圧になった状態で熱交換器１０ａの流入口１４ａから管路１２ａ内に送られるか、水道圧などの低圧で熱交換器１０ｂの流入口１４ｂから管路１２ｂ内に送られる。なお前記構成以外でも、高圧高温流体や低圧流体を洗浄ノズル２０から噴出可能な高圧供給機構（圧力ポンプ４４等）や低圧供給機構（水道圧供給機構等）を有する構成であれば適宜である。前記流入口１４ａから熱交換器１０ａの管路１２ａ内に送られた水は予め加圧により温度が上昇しており、さらに熱交換器１０ａで熱交換され温度上昇し、熱湯状態で洗浄ノズル２０に供給されるようになっている。
【００２３】
　前記流入口１４ｂから熱交換器１０ｂの管路１２ｂ内に低圧で送られた水は、熱交換器１０ｂでの熱交換で温度が上昇し、温水状態で流出口１５ｂから流出される。前記温水は低圧温水状態で洗浄ノズル２０に直接供給されるか、或いはボールタップ４５の開閉で沸騰水タンク４６内に導かれ、温調弁３８の開放で沸騰水タンク４６内に導入された蒸気で更に昇温されて沸騰水となり、電磁ポンプ４７を介して水道圧など低圧沸騰水の状態で洗浄ノズル２０に供給される。なお、この他にも必要な経路に流体・蒸気を導くため、図示しない機構・装置・器具等が配設されている。
【００２４】
　洗浄ノズル２０は図５に示すように、先端中心に中央吐出口２０ａを有し、中央吐出口２０ａの外周には周囲吐出口２０ｂが隔てた状態で周設され、主として管内に流体Ａが導かれる中央管２１ａと、管内に流体Ｂが導かれる外周管２１ｂとからなる二重構造で、流体Ａを中央吐出口２０ａから噴出し、流体Ｂを周囲吐出口２０ｂから噴出する構成である。なお流体Ａ、Ｂは本実施形態では温度・圧力が異なる水である。
【００２５】
　中央管２１ａの先端には固定ガイド２２が設けられ、その周囲には周囲吐出口２０ｂの間隔を隔ててスライドガイド２３になっており、その外周には位置決めロックハンドル２４とスライドガイドホルダー２５が設けられている。またスライドガイド２３と中央管２１ａの間には中央管ガイド２６が配設されている。そして、前記位置決めロックハンドル２４を回転することで、スライドガイド２３がネジ作用で前後方向に移動して、周囲吐出口２０ｂを拡大・縮小することができ、周囲吐出口２０ｂから吐き出される流体Ｂの噴霧状態を調整できる。
【００２６】
　外周管２１ｂの下方には流体Ｂの流入口２７が形成され、流体Ｂの流量は流入口２７の下方に設置された流量調整バルブ２８で調整できるようになっている。また外周管２１ｂの後端には中央管２１ａに固着された芯出しキャップ２９がネジ作用ではめられ、中央管２１ａの芯出しができるようになっている。上記洗浄ノズル２０は中央吐出口２０ａと周囲吐出口２０ｂの一方のみ及び双方同時の流体噴出が選択的に可能であり、後述するように殺菌作用と洗浄作用の両者が得られる構成である。例として本実施形態では、周囲吐出口２０ｂのみの噴出と中央吐出口２０ａと周囲吐出口２０ｂ双方の噴出を選択的に行えるようにしたが、噴出構成は本発明の趣旨の範囲内で適宜である。
【００２７】
　次に、本発明の洗浄機及び洗浄ノズルの使用状態をそれぞれ沸騰水殺菌消毒をする場合、飛散抑止状態で洗浄する場合、飛散・湯煙抑止状態で洗浄する場合に分けて説明する。
【００２８】
　沸騰水殺菌消毒をする場合には図２に示すように、ボイラーの配管等から供給された蒸気は安全弁３７を介して蒸気流入口１１ｂから熱交換器１０ｂ内に供給され、蒸気流出口１６ｂから蒸気トラップ３９に排出されると共に、温調弁３８を介して沸騰水タンク４６内に供給される。また、逆止弁４３を通って供給された水は、水道圧など低圧常温水の状態で熱交換器１０ｂ内の管路１２ｂに供給される経路を辿る。
【００２９】
　そして、熱交換器１０ｂ内で常温水と蒸気の熱交換が行われて流出口１５ｂから低圧で温水が流出され、開放状態のポールタップ４５を通って沸騰水タンク４６側にのみ流れ込み、沸騰水タンク４６内で温調弁３８を介して供給された蒸気によって例えば１００℃近い熱湯・沸騰水にされる。ここで例えば供給蒸気圧力１．０ｋｇ／ｃｍ２の時の蒸気温度は約１００℃なので、熱交換率から１００℃の熱湯を確保することは従来困難であったが、熱交換器１０ｂから沸騰水タンク４６内へ温水を供給し、前記沸騰水タンク４４内に蒸気圧力１．０ｋｇ／ｃｍ２の蒸気を直接供給することで、限りなく１００℃に近い低圧沸騰水を確保できる。前記沸騰水は電磁ポンプ４７で汲み上げられ、洗浄ノズル２０の中央管２１ａと外周管２１ｂの間の外周経路に例えば水道圧力（約２ｋｇ／ｃｍ２）など低圧の所定圧力で供給される。供給された低圧沸騰水（流体Ｂ）は洗浄ノズル２０の周囲吐出口２０ｂから吐き出されて噴霧される。
【００３０】
　このとき、スライドガイド２３を移動して周囲吐出口２０ｂの大きさを調整することができるので、吐き出す流体Ｂの吐出熱や湯膜の吐出粒子など噴霧・吐出状態を調整可能である。また沸騰水を水道圧など低圧で吐き出して拡散しないようにすることで、急激な温度低下を防いで吐出口温度を長い距離維持できる。従って、例えば９５℃で吐き出して測定間隔１ｍの着地点でもほぼ９５℃であるなど、吐出口と着地点の温度差が殆どない熱湯・沸騰水の吐き出しが可能で、吐出口が洗浄対象物から離れていても高温状態を維持でき、高度な殺菌・消毒作用が得られる。
【００３１】
　飛散抑止状態で洗浄する場合には図３に示すように、ボイラーの配管等から供給された蒸気は安全弁３７を介して蒸気流入口１１ａ、１１ｂから熱交換器１０ａ、１０ｂ内に供給され、蒸気流出口１６ａ、１６ｂから蒸気トラップ３９に排出される。また、逆止弁４３を通って供給された水は、常温水の状態で熱交換器１０ａ、１０ｂ内の管路１２ａ、１２ｂにそれぞれ供給される。熱交換器１０ａに導かれる前記常温水は圧力ポンプ４４によって高圧で供給され、熱交換器１０ｂに導かれる前記常温水は水道圧など低圧で供給される。前記高圧供給される常温水は圧力ポンプ４４で加圧されることで加温されるため、後述のように熱交換器１０ａを通過させれば吐出温度は１００℃〜１０５℃になり、１００℃前後或いは１００℃以上の温度で連続吐出が可能である。
【００３２】
　そして、熱交換器１０ａ、１０ｂ内で常温水と蒸気の熱交換が行われ、流出口１５ａからは高圧熱湯が洗浄ノズル２０の中央管２１ａ内の中央経路に、流出口１５ｂからは低圧温水が洗浄ノズル２０の中央管２１ａと外周管２１ｂの間の外周経路に供給される。前記熱湯（流体Ａ）は洗浄ノズル２０の中央吐出口２０ａから高圧の所定圧力で噴霧され、前記温水（流体Ｂ）は洗浄ノズル２０の周囲吐出口２０ｂから低圧の所定圧力で噴霧される。なおスライドガイド２３を移動して周囲吐出口２０ｂの大きさを調整し、前記温水の噴霧状態を調整できることは上記と同様である。
【００３３】
　ここで例えば、中央吐出口２０ａから高圧熱湯を噴霧しながら、その外周に位置する周囲吐出口２０ｂから水道圧力にて低圧温水を空円錐状に噴霧して温水膜のカーテンを形成することで中央の熱湯噴射を包み込み、高圧噴射による飛び散りを前記カーテンで吸収する。前記カーテンは低圧噴射なので跳ね返りが少なく周囲への飛散は激減し、高圧噴射で起きる飛散現象を抑止・防止できる。また低圧噴射する温水によって、高圧噴射された熱湯及び低圧噴射された温水の双方の温度下降を極力少なくしてある程度の殺菌作用を得ることができる。又圧力ポンプ４４で常温水を加圧・加温する構成で、例えば１０リットルの熱交換器一本で充分に１００℃近い或いは１００℃以上の熱湯が７．２ｌ／ｍｉｎ等で連続して吐き出すことが可能である。
【００３４】
　飛散・湯煙抑止状態で洗浄する場合には図４に示すように、ボイラーの配管などから供給された蒸気は安全弁３７を介して蒸気流入口１１ａから熱交換器１０ａ内に供給され、蒸気流出口１６ａから蒸気トラップ３９に排出される経路を辿る。また、逆止弁４３を通って供給された水は、圧力ポンプ４４の作用で高圧にされた常温水の状態で熱交換器１０ａ内の管路１２ａに供給されると共に、一部は洗浄ノズル２０の中央管２１ａと外周管２１ｂの間の外周経路に水道圧など低圧の常温水の状態のまま供給される。上記と同様、前記高圧供給される常温水は圧力ポンプ４４で加圧されることで加温されるため、熱交換器１０ａを通過させれば吐出温度は１００℃〜１０５℃になり、１００℃前後或いは１００℃以上の温度で連続吐出が可能である。
【００３５】
　そして、熱交換器１０ａ内で常温水と蒸気との熱交換が行われ、流出口１５ａからは高圧熱湯が洗浄ノズル２０の中央管２１ａ内の中央経路に供給される。中央経路の熱湯（流体Ａ）は圧力ポンプ４４の作用で中央吐出口２０ａから高圧で噴射されると共に、外周経路の常温水（流体Ｂ）は周囲吐出口２０ｂから水道圧などの低圧で噴射される。なおスライドガイド２３を移動して周囲吐出口２０ｂの大きさを調整し、前記常温水の噴霧状態を調整できることは上記と同様である。
【００３６】
　従って、水膜のカーテンを形成して飛散防止を図ることが出来ると共に、周囲吐出口２０ｂから噴霧する外周吐出水である水膜カーテンで熱吸収を行い湯煙の発生を抑止・防止できる。これにより、狭い場所での洗浄や容器などの洗浄で高圧熱湯洗浄するときに、湯煙で洗浄対象物が見えなくなる現象を防止できる。又圧力ポンプ４４で常温水を加圧・加温する構成で、例えば１０リットルの熱交換器一本で充分に１００℃近い或いは１００℃以上の熱湯が７．２ｌ／ｍｉｎ等で連続して吐き出すことが可能である。
【００３７】
　上記のように本実施形態の洗浄機及び洗浄ノズルは、熱湯など噴出流体の圧力を低圧（水道圧等）と高圧（圧力ポンプのポンプ圧等）の２系統にして洗浄ノズルに供給して噴出し、洗浄・殺菌・飛散防止・湯煙防止の各機能を実現するように構成されている。そして、最高使用圧力１．０ｋｇ／ｃｍ２以下、熱交換器の容器容量０．０４ｍ３以下である法規制をクリアするものである。
【００３８】
　また上記実施形態はあくまでも本発明の例示であり、例えば供給蒸気で流入する流体の温度を上昇して流出する熱交換器と、該流出された流体を噴出可能な洗浄ノズルと、該噴出流体を高圧供給するポンプ等の高圧供給機構を備えている洗浄機で燃焼装置を使用せずに洗浄を可能にするもの等、解決手段に記載した趣旨の構成を全て包含するものである。
【００３９】
　尚、旧来のスチーム熱交換器は大型で細長く固定設置式で設置スペースを広くとり、又高価なものであるが、本発明で使用する熱交換器は複数の熱交換器に細分化した多段式のものとして洗浄機の小型化を図り、且つ洗浄機にキャスターを取り付けて移動可能とする等の構成とすると、一台で広範囲な使用が可能な汎用性の高いものとなり好適である。例えば熱交換器の容器容量０．０４ｍ３のもの一つを使用する換わりに、複数に細分化されて合計容器容量が０．０４ｍ３となる多段式の熱交換器を使用する等である。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
　本発明の洗浄機及び洗浄ノズルは、有毒な排ガスの発生や火災の危険性が無く、安全管理上や衛生上の点から屋内で充分使用できる洗浄を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明による洗浄機の流体回路図。
【図２】沸騰水殺菌消毒時の系統図。
【図３】飛散抑止状態で洗浄する時の系統図。
【図４】飛散・湯煙抑止状態で洗浄する時の系統図。
【図５】本発明による洗浄ノズルの先端近傍を示す一部断面側面図。
【符号の説明】
【００４２】
１０ａ、１０ｂ　熱交換器
２０　洗浄ノズル
２０ａ　中央吐出口
２０ｂ　周囲吐出口
２１ａ　中央管
２１ｂ　外周管
４４　圧力ポンプ
４６　沸騰水タンク
【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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