(57)【要約】【課題】給湯機等に用いる漏洩検知管に配管を接続する際に必要な後加工を省略することによって、熱交換器の生産性の向上や低コスト化を図ることを目的とするものである。【解決手段】クランプして引き抜き加工により製造する、外管と、漏洩検知溝を設けた漏洩検知管からなる二重管式熱交換器において、前記漏洩検知管の少なくとも一端では、前記クランプによる縮管部に配管を接続したことを特徴とする熱交換器。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランプして引き抜き加工により製造する、外管と、漏洩検知溝を設けた漏洩検知管からなる二重管式熱交換器において、前記漏洩検知管の少なくとも一端では、前記クランプによる縮管部に配管を接続したことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記縮管部において、前記漏洩検知溝を閉塞させたことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
外管と、漏洩検知溝を設けた漏洩検知管からなる二重管式熱交換器において、前記漏洩検知管の少なくとも一端を拡管して、配管を接続したことを特徴とする熱交換器。
【請求項４】
外管と、漏洩検知溝を設けた漏洩検知管からなる二重管式熱交換器において、前記漏洩検知管の少なくとも一端の内部にソケットを挿入し、配管を接続したことを特徴とする熱交換器。
【請求項５】
外管と、漏洩検知溝を設けた漏洩検知管からなる二重管式熱交換器において、前記漏洩検知管の少なくとも一端では、二重リング式継手を用いて配管を接続したことを特徴とする熱交換器。
【請求項６】
前記二重リング式継手により、前記漏洩検知溝を閉塞させたことを特徴とする請求項５に記載の熱交換器。
【請求項７】
外管と、漏洩検知溝を設けた漏洩検知管からなる二重管式熱交換器において、クランプして引き抜き加工を行い、前記漏洩検知管の少なくとも一端の前記クランプによる縮管部に配管を接続したことを特徴とする熱交換器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍サイクル装置に用いられる熱交換器に関し、特に、給湯装置における給湯用熱交換器として用いられる熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、冷凍サイクル装置に用いられる利用側熱交換器２として、図７に示すように、外管１１、および漏洩検知溝１２を設けた管１３（以下、漏洩検知管１３とよぶ）からなり、外管１１と漏洩検知管１３との間の空間１５を第一流体（例えば、水）の流路とする一方、漏洩検知管１３の内部１４を第二流体（例えば、冷媒）の流路とした二重管式熱交換器が用いられていた。漏洩検知溝１２は、腐食等が生じて漏洩検知管１３の内部１４と、外管１１と漏洩検知管１３との間の空間１５とが連通し、漏洩検知管１３の内部１４を流れる第一流体（例えば、水）に異物が混入するのを防止するために、漏洩検知溝１２にまで腐食等が進行し、漏洩検知溝１２に第一流体（例えば、水）や第二流体（例えば、冷媒）がしみだした時点でこれを検知する目的（漏洩検知機能）で備えられている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭５８−１２００８７号公報（第３頁、第２図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、漏洩検知管１３は、図８に示したように、第１の管１３１を、内部に溝が形成され第１の管１３１より径が大きい第２の管１３２内に挿入し、図９に示したように、それらの管の一端をチャック２１によりクランプして、ダイス２２内を引き抜く、いわゆる引抜加工により製作される。その後、チャック２１によりクランプされた部分は切断（例えば、図９中のＣ−Ｃ´面で切断）するため、図１０に示したように、引抜加工のみが終了した段階では、漏洩検知管１３の一方の端Ｄ（図１０中の左端）は第一の管１３１を第２の管１３２より突き出すことが可能であるが、他方の端Ｅ（図１０中の右端）は同じ面で切断されるため、第一の管１３１を第２の管１３２より突き出すことが不可能であった。一方、漏洩検知管１３を二重管式熱交換器として完成させるには、漏洩検知管１３を外管１１内に挿入した後、図１１に示すように両端に配管との接続口を設ける必要がある。図１１において、３１は外管１１と漏洩検知管１３との間の空間１５とのみ連通する配管を接続する第一接続口、３２は漏洩検知管１３の内部１４とのみ連通する配管を接続する第二接続口であり、漏洩検知管１３の漏洩検知溝１２は端部３３で外気に開放されている。しかし、第二接続口３２をろう付け等により漏洩検知管１３に接続する際に、一方の端Ｄは、第一の管１３１を第２の管１３２より突き出ているため容易にろう付け接続できるが、他方の端Ｅは、後加工により第２の管１３２の一部をはぎ取るなどして第一の管１３１を第２の管１３２より突き出した状態（端Ｄと同様の状態）にしてから、第二接続口３２を接続する必要があった。この後加工の必要性により、熱交換器の生産性が低下したり、熱交換器が高コスト化するといった課題が生じていた。
【０００５】
そこで、本発明は、第２の管１３２の一部をはぎ取るといった後加工を省略することで、熱交換器の生産性の向上や低コスト化を図ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明の熱交換器は、クランプして引き抜き加工により製造する、外管と、漏洩検知溝を設けた漏洩検知管からなる二重管式熱交換器において、前記漏洩検知管の少なくとも一端では、前記クランプによる縮管部に配管を接続したことを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の本発明の熱交換器は、請求項１に記載の熱交換器において、前記縮管部において、前記漏洩検知溝を閉塞させたことを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の本発明の熱交換器は、前記漏洩検知管の少なくとも一端を拡管して、配管を接続したことを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の本発明の熱交換器は、前記漏洩検知管の少なくとも一端の内部にソケットを挿入し配管を接続したことを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の本発明の熱交換器は、前記漏洩検知管の少なくとも一端では、二重リング式継手を用いて、配管を接続したことを特徴とする。
【００１１】
請求項６記載の本発明の熱交換器は、請求項５に記載の熱交換器において、前記二重リング式継手により、前記漏洩検知溝を閉塞させたことを特徴とする。
【００１２】
請求項７記載の本発明の熱交換器の製造方法は  外管と、漏洩検知溝を設けた漏洩検知管からなる二重管式熱交換器において、クランプして引き抜き加工を行い、前記漏洩検知管の少なくとも一端の前記クランプによる縮管部に配管を接続したことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明による第１の実施の形態は、クランプして引き抜き加工により製造する、外管と、漏洩検知溝を設けた漏洩検知管からなる二重管式熱交換器において、前記漏洩検知管の少なくとも一端では、前記クランプによる縮管部に配管を接続したものである。本実施の形態によれば、漏洩検知管を製作する際の引抜加工における縮管部を利用し、配管を接続することにより、熱交換器の生産性の向上や低コスト化が可能である。
【００１４】
本発明による第２の実施の形態は、第１の実施の形態において、縮管部の漏洩検知溝を閉塞させたものである。本実施の形態によれば、縮管部で、漏洩検知溝は、圧縮され閉塞されているので、外管と漏洩検知管との間の空間や、漏洩検知管の内部や、外気などと連通することはなく、漏洩検知機能を保つことが可能である。
【００１５】
本発明による第３の実施の形態は、漏洩検知管の少なくとも一端を拡管して、配管を接続したものである。本実施の形態によれば、漏洩検知管の一端を拡管し配管を接続することにより、熱交換器の生産性の向上や低コスト化が可能である。
【００１６】
本発明による第４の実施の形態は、漏洩検知管の少なくとも一端の内部にソケットを挿入し、配管を接続したものである。本実施の形態によれば、漏洩検知管の一端の内部にソケットを挿入し、配管を接続することにより、熱交換器の生産性の向上や低コスト化が可能である。
【００１７】
本発明による第５の実施の形態は、漏洩検知管の少なくとも一端では、二重リング式継手を用いて配管を接続したものである。本実施の形態によれば、二重リング式継手を用いて配管を接続することにより、熱交換器の生産性の向上や低コスト化が可能である。
【００１８】
本発明による第６の実施の形態は、第５の実施の形態において、二重リング式継手により、漏洩検知溝を閉塞させたものである。本実施の形態によれば、二重リング式継手により、漏洩検知溝は、圧縮され閉塞されているので、外管と漏洩検知管との間の空間や、漏洩検知管の内部や、外気などと連通することはなく、漏洩検知機能を保つことが可能である。
【００１９】
本発明による第７の実施の形態は、外管と、漏洩検知溝を設けた漏洩検知管からなる二重管式熱交換器において、クランプして引き抜き加工を行い、前記漏洩検知管の少なくとも一端の前記クランプによる縮管部に配管を接続したものである。本実施の形態によれば、漏洩検知管を製作する際の引抜加工における縮管部を利用し、配管を接続することにより、熱交換器の生産性の向上や低コスト化が可能である。
【００２０】
【実施例】
まず、本発明の熱交換器を用いる冷凍サイクル装置について説明する。
【００２１】
図１は、本発明の熱交換器を利用した給湯装置を示す構成図である。
【００２２】
図１に示すように、本実施例による給湯装置は、圧縮機１、給湯用熱交換器としての利用側熱交換器２、減圧器３、および外気を熱源とする熱源側熱交換器４からなる冷媒サイクルＡと、給水ポンプ５、利用側熱交換器２、および給湯タンク６からなる給湯サイクルＢとを備えている。冷媒サイクルＡは、冷媒として例えば炭酸ガス（二酸化炭素）を用い、圧縮機１では臨界圧力を越える圧力まで冷媒を圧縮して運転する。
【００２３】
圧縮機１から吐出された冷媒は、利用側熱交換器２において給水ポンプ５から供給される水を加熱し、加熱されたお湯は、給湯タンク６に貯められる。
【００２４】
次に、このような給湯装置に用いられる本発明の一実施例による熱交換器の構成について、図２を用いて説明する。従来の技術と同じものは、同じ符号を付して説明を省略する。
【００２５】
図２は本実施例による熱交換器に用いられる漏洩検知管１３ａの両端の要部断面図である。
【００２６】
図２に示すように、漏洩検知管１３ａは、従来、後加工が必要であった漏洩検知管１３ａの一端Ｅ´を、漏洩検知管１３ａを製作する際の引抜加工において、チャック２１によりクランプされた部分を切断せず、チャック２１によりクランプされ縮管された部分（以下、クランプ部とよぶ）に、第二接続口３２をろう付け等により接続する。さらに第二接続口３２には第二流体（例えば、冷媒）が流れる配管４１が接続される。
【００２７】
ここで、クランプ部では、第一の管１３１ａと第二の管１３２ａとの間に形成された漏洩検知溝１２は、チャック２１にクランプされたことにより、圧縮され閉塞されているので、漏洩検知溝１２は端Ｅ´においては、外管１１と漏洩検知管１３ａとの間の空間１５や、漏洩検知管１３ａの内部１４や、外気などと連通することはない。一方、他方の端Ｄにおいては、従来と同様に漏洩検知溝１２は外気とのみ連通しているので、本実施例による熱交換器の漏洩検知機能が失われることはない。
【００２８】
また、漏洩検知管１３ａを製作する際の引抜加工において、チャック２１によりクランプする際に、漏洩検知管１３ａの第一の管１３１ａの内部１４がつぶれないように、第一の管１３１ａの内部１４に丸棒のような治具を挿入してからチャック２１によりクランプすると、冷媒流路となる第一の管１３１ａの内部１４がつぶれることなく、熱交換器としての機能が失われることはない。
【００２９】
なお、図２においては、クランプされ縮管された部分の管径と第二接続口３２を介して接続された配管４１の径はほぼ同等となっているが、これにこだわるものではない。また、チャック２１の形状を変えクランプして縮管される形状は円形ではなく、半楕円、方形などの形とし、かつ、それにあう形状の第二接続口３２を接続しても良い。
【００３０】
上記のように構成された熱交換器においては、次のような効果が得られる。
【００３１】
まず、漏洩検知管１３ａを製作する際の引抜加工におけるクランプ部を利用し、直接第二接続口３２を接続することにより、従来の熱交換器のように漏洩検知管１３の一端の切断、および、漏洩検知管１３の第２の管１３２の一部をはぎ取るといった後加工を省略することで、熱交換器の生産性の向上や低コスト化が可能である。さらに、クランプ部では、漏洩検知溝１２は、漏洩検知管１３ａを製作する引抜加工の際に圧縮され閉塞されているので、外管１１と漏洩検知管１３ａとの間の空間１５や、漏洩検知管１３ａの内部１４や、外気などと連通することはなく、漏洩検知機能を保てる。さらに、第一の管１３１ａの内部１４に丸棒のような治具を挿入してからクランプすると、冷媒流路となる第一の管１３１ａの内部１４がつぶれることなく、熱交換器としての機能を確実に保てる。
【００３２】
次に、上述のように構成された漏洩検知管１３ａを用いて製作した熱交換器２を給湯装置に用いた場合の動作について説明する。
【００３３】
漏洩検知管１３ａの内部１４は冷媒である炭酸ガスの流路とし、外管１１と漏洩検知管１３ａとの間の空間１５は水の流路とする。この給湯装置においては、圧縮機１で圧縮された冷媒は、高温高圧状態となり、本実施例の熱交換器である利用側熱交換器２の漏洩検知管の内部１４を通過する際に、空間１５を流れる水に放熱し冷却される。すなわち、給湯タンク６の底部から給水ポンプ５により利用側熱交換器２の空間１５へ送り込まれた水は、円管２４の内部を流れる冷媒により加熱される。冷媒は、その後減圧器３により減圧されて、低温低圧の気液二相状態となる。そして、熱源側熱交換器４では、冷媒は空気によって冷却されて、気液二相またはガス状態となり、気液二相またはガス状態となった冷媒は、再び圧縮機１に吸入される。このようなサイクルを繰り返すことにより、利用側熱交換器２を流れる水はお湯となり、そのお湯を給湯タンク６の頂部から貯めることで給湯器として利用できる。このように、炭酸ガスを冷媒として使用した給湯装置の利用側熱交換器として、本実施例の熱交換器を用いると、漏洩検知機能を有した低コストな熱交換器であっても、伝熱特性が良好な炭酸ガスを流すことで熱交換性能が向上する。
【００３４】
次に、別の実施例による熱交換器の構成について、図３を用いて説明する。図３は本実施例による熱交換器に用いられる漏洩検知管１３ｂの両端の要部断面図である。
【００３５】
図３に示すように、漏洩検知管１３ｂは、従来、後加工が必要であった漏洩検知管１３ｂの一端Ｅ´を、従来の技術で説明（図９）したように、漏洩検知管１３ｂを製作する際の引抜加工において、チャック２１によりクランプされた部分を切断し、第一の管１３１ｂと第二の管１３２ｂをあわせて拡管し接続部４２を製作するものである。さらに接続部４２には第二流体（例えば、冷媒）が流れる配管４１が接続される。
【００３６】
ここで、漏洩検知管１３ｂの一端Ｅ´では、第一の管１３１ｂと第二の管１３２ｂとの間に形成された漏洩検知溝１２は、拡管や、接続部４２への配管４１のろう付け等により溝が埋まる可能性があるが、他方の端Ｄにおいては、従来と同様に漏洩検知溝１２は外気とのみ連通しているので、本実施例による熱交換器の漏洩検知機能が失われることはない。
【００３７】
上記のように構成された熱交換器においては、次のような効果が得られる。
【００３８】
漏洩検知管１３ｂの一端を第一の管１３１ｂと第二の管１３２ｂをあわせて拡管し接続部４２を製作することにより、従来の熱交換器のように漏洩検知管１３の第２の管１３２の一部をはぎ取るといった後加工を省略でき、熱交換器の生産性の向上や低コスト化が可能である。
【００３９】
さらに、別の実施例による熱交換器の構成について、図４を用いて説明する。図４は本実施例による熱交換器に用いられる漏洩検知管１３ｃの両端の要部断面図である。
【００４０】
図４に示すように、漏洩検知管１３ｃは、従来、後加工が必要であった漏洩検知管１３ｃの一端Ｅ´を、従来の技術で説明（図９）したように、漏洩検知管１３ｃを製作する際の引抜加工において、チャック２１によりクランプされた部分を切断し、第一の管１３１ｃの内径に沿うように形成され、かつ、第二流体（例えば、冷媒）が流れる配管４１の外径に沿うように形成された接続ソケット４３を用い、配管４１を接続するものである。
【００４１】
ここで、漏洩検知管１３ｃの一端Ｅ´では、第一の管１３１ｃと第二の管１３２ｃとの間に形成された漏洩検知溝１２は、接続ソケット４３の挿入やろう付け等により溝が埋まる可能性があるが、他方の端Ｄにおいては、従来と同様に漏洩検知溝１２は外気とのみ連通しているので、本実施例による熱交換器の漏洩検知機能が失われることはない。なお、接続ソケット４３は漏洩検知管１３ｃや配管４１と同じ材質、例えば、銅で形成されていることが望ましい。
【００４２】
上記のように構成された熱交換器においては、次のような効果が得られる。
【００４３】
漏洩検知管１３ｃの一端に第一の管１３１ｃの内径に沿うように形成された接続ソケット４３を挿入し、配管４１を接続することにより、従来の熱交換器のように漏洩検知管１３の第２の管１３２の一部をはぎ取るといった後加工を省略でき、熱交換器の生産性の向上や低コスト化が可能である。
【００４４】
さらに、別の実施例による熱交換器の構成について、図５を用いて説明する。図５は本実施例による熱交換器に用いられる漏洩検知管１３ｄの両端の要部断面図である。
【００４５】
図５に示すように、漏洩検知管１３ｄは、従来、後加工が必要であった漏洩検知管１３ｄの一端Ｅ´を、従来の技術で説明（図９）したように、漏洩検知管１３ｄを製作する際の引抜加工において、チャック２１によりクランプされた部分を切断し、二重リング式継手４４を用い、配管４１を接続するものである。二重リング式継手４４は、図６に示すようにボディ部４４１、第一リング４４２、第二リング４４３、ナット４４４から構成されている。ボディ部４４１の内部は軸方向に連通しており、その一端の内面には第二リング４４３の一端のテーパ部５３と勘合するテーバ部分５１が形成されており、かつ、外面にはナット４４４と結合するねじ部５２が形成されている。また、第一リング４４２の一端には、第二リング４４３の他端の内面に挿入される突起部５４が形成されている。漏洩検知管１３ｄをナット４４４、第一リング４４２、第二リング４４３の穴を通してボディ部４４１の一端に挿入し、ナット４４４を締めることにより、第一リング４４２の突起部５４が第二リング４４３の内面に勘合し、かつ、第二リング４４３のテーパ部５３がボディ部４４１のテーパ部５１に勘合することにより、図５に示すように、第一リング４４２と第二リング４４３が漏洩検知管１３ｄを押しつぶしつつ、ボディ部４４１に固定され、漏洩検知管１３ｄの内部１４とボディ部４４１の内部を連通させる一方、外気との機密を保つ。ここで、漏洩検知管１３ｄの第一の管１３１ｄと第二の管１３２ｄとの間に形成された漏洩検知溝１２は、第一リング４４２と第二リング４４３により圧縮され閉塞されている。なお、図６では省略しているが二重リング式継手のボディ部４４１の軸方向に連通した内部の他端はろう付けやねじ加工などなんらかの方法で配管４１に接続されるようになっている。
【００４６】
ここで、漏洩検知管１３ｄの一端Ｅ´では、第一の管１３１ｄと第二の管１３２ｄとの間に形成された漏洩検知溝１２は、二重リング式継手４４の第一リング４４２と第二リング４４３により、圧縮され閉塞されているので、端Ｅ´においては、外管１１と漏洩検知管１３ｄとの間の空間１５や、漏洩検知管１３ｄの内部１４や、外気などと連通することはない。一方、他方の端Ｄにおいては、従来と同様に漏洩検知溝１２は外気とのみ連通しているので、本実施例による熱交換器の漏洩検知機能が失われることはない。
【００４７】
上記のように構成された熱交換器においては、次のような効果が得られる。
【００４８】
まず、二重リング式継手４４を用いて配管４１を接続することにより、従来の熱交換器のように漏洩検知管１３の第２の管１３２の一部をはぎ取るといった後加工を省略でき、熱交換器の生産性の向上や低コスト化が可能である。さらに、二重リング式継手４４により漏洩検知溝１２は閉塞されているので、外管１１と漏洩検知管１３ｄとの間の空間１５や、漏洩検知管１３ｄの内部１４や、外気などと連通することはなく、漏洩検知機能を保てる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、漏洩検知管を製作する際の引抜加工におけるクランプ部を利用し、配管を接続することにより、熱交換器の生産性の向上や低コスト化が可能である。
【００５０】
さらに、本発明によれば、クランプ部では、漏洩検知溝は、圧縮され閉塞されているので、外管と漏洩検知管との間の空間や、漏洩検知管の内部や、外気などと連通することはなく、漏洩検知機能を保つことが可能である。
【００５１】
また、本発明によれば、漏洩検知管の一端を第一の管と第二の管をあわせて拡管し接続部を製作することにより、熱交換器の生産性の向上や低コスト化が可能である。
【００５２】
また、本発明によれば、漏洩検知管の一端に第一の管の内径に沿うように形成された接続ソケットを挿入し、配管を接続することにより、熱交換器の生産性の向上や低コスト化が可能である。
【００５３】
また、本発明によれば、二重リング式継手を用いて配管を接続することにより、熱交換器の生産性の向上や低コスト化が可能である。
【００５４】
さらに、本発明によれば、二重リング式継手により、漏洩検知溝は、圧縮され閉塞されているので、外管と漏洩検知管との間の空間や、漏洩検知管の内部や、外気などと連通することはなく、漏洩検知機能を保つことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱交換器を利用した給湯装置を示す構成図
【図２】本発明の一実施例による熱交換器の漏洩検知管の両端の要部断面図
【図３】他の実施例による熱交換器の漏洩検知管の要部断面図
【図４】他の実施例による熱交換器の漏洩検知管の要部断面図
【図５】他の実施例による熱交換器の漏洩検知管の要部断面図
【図６】同実施例による二重リング式継手の構成図
【図７】従来の熱交換器の要部断面図
【図８】従来の熱交換器による漏洩検知管の製作過程での断面構成図
【図９】従来の漏洩検知管の製作工程を示す断面構成図
【図１０】従来の漏洩検知管の製作過程での要部側面図
【図１１】従来の熱交換器を示す構成図
【符号の説明】
１  圧縮機
２  利用側熱交換器（給湯用熱交換器）
３  減圧器
４  熱源側熱交換器（室外熱交換器）
５  給水ポンプ
６  給湯タンク
１１  外管
１２  漏洩検知溝
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ  漏洩検知管
１３１、１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃ、１３１ｄ  第一の管
１３２、１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃ、１３２ｄ  第二の管
２１  チャック
２２  ダイス
３１  第一接続口
３２  第二接続口
４１  配管
４２  接続部
４３  ソケット
４４  二重リング式継手
４４１  ボディ部
４４２  第一リング
４４３  第二リング
４４４  ナット
【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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