(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯湯タンクにミキシング弁を介して風呂側及び給湯側流路を接続し、前記風呂側流路に高温差し湯を給湯した状態で前記給湯側流路に給湯が行われると、高温差し湯を中断して、前記給湯側流路で要求される温度にて給湯を行うように構成されたシステムにおいて、
前記給湯側流路には給湯用流量センサを設け、前記ミキシング弁と前記給湯用流量センサとの間、又は、前記風呂側流路に風呂用流量センサを設け、
前記給湯用流量センサの検出値が流量なしと判断される状態で、前記風呂用流量センサが所定の範囲を超えて変動した場合、又は、当日の前記風呂の湯張りの実績があるのにもかかわらず、前記給湯用流量センサが前記給湯側流路に給湯した実績がないことを検知した場合には、
前記給湯用流量センサが故障したものと判断することを特徴とする風呂用給湯システム。
【請求項２】
前記風呂用流量センサは、前記風呂側の流路に設けられ、前記風呂用流量センサが検知した値が、前記値を検知するよりも前に検知した値に対して、所定の差がある場合には、前記所定の範囲を超えて変動したものとすることを特徴とする請求項１に記載の風呂用給湯システム。
【請求項３】
前記風呂用流量センサは、前記風呂側流路に設けられ、前記風呂用流量センサが検知した値が、前に検知した値に対して、所定の差がある場合には、暫定エラー状態とし、前記風呂用流量センサによる検知を継続し、
前記風呂用流量センサが、所定の時間内に所定の変動域内で変動している場合には、前記給湯用流量センサが故障したものと判断することを特徴とする請求項１に記載の風呂用給湯システム。
【請求項４】
前記風呂用流量センサは、前記風呂側流路に設けられ、前記給湯側流路に給湯を行わずに、前記風呂への湯張りを実行完了するまでの間、前記風呂用流量センサが検知した流量を学習値として記憶手段に記憶させて、実際の給湯が行われる状況下において、前記風呂用流量センサの検知した値が、前記学習値から一定の値で変動した場合に、前記所定の範囲を超えて変動したものとすることを特徴とする請求項１に記載の風呂用給湯システム。
【請求項５】
前記給湯用流量センサが故障したものと判断した場合には、高温差し湯を停止することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の風呂用給湯システム。
【請求項６】
前記給湯用流量センサが故障したものと判断した場合には、高温差し湯の温度を低くして前記給湯側流路に給湯することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の風呂用給湯システム。
【請求項７】
前記給湯用流量センサが故障したものと判断した場合には、翌日の高温差し湯の温度を低くして前記給湯側流路に給湯することを特徴とする請求項１又は４に記載の風呂用給湯システム。
【請求項８】
前記給湯用流量センサが故障したものと判断した場合には、暫定エラー状態とすることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の風呂用給湯システム。
【請求項９】
前記暫定エラー状態中に、前記給湯用流量センサが所定の流量を検知した場合には、前記給湯用流量センサの故障判断を初めからやり直すことを特徴とする請求項８に記載の風呂用給湯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯湯タンクからの出湯流路がミキシング弁の下流で、風呂側流路と給湯用流路とが分岐した風呂給湯システムにおいて給湯側流路に設けられた給湯用流量センサの故障を検知する風呂用給湯システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、少人数向けや集合住宅向けの風呂用給湯システムでは、システム全体の構成をコンパクトにしてコストダウンを図るため、冷媒をＣＯ２冷媒ではなくＲ３２冷媒等の低圧のタイプのものとしてコンプレッサのコストを抑えたり、貯湯タンクからの高温湯と水とを混合するためのミキシング弁を１つにしたりする方向で検討が進められている。
このような状況下で、貯湯タンクからの出湯流路がミキシング弁の下流で、風呂側流路と給湯用流路とが分岐した風呂給湯システムでは、風呂側へ高温差し湯中に、給湯側で要求があると、給湯側に高温のお湯が出ないように、風呂側流路への高温差し湯を中断して、給湯側で要求される温度で給湯を実施して、給湯終了後に風呂側流路に高温差し湯を再開させるという制御を行っている（特許文献１）。
しかしながら、高温水と水とを混合するミキシング弁の下流で風呂側流路と給湯側流路とに分岐して、それぞれの流路に流量センサを設けるようしたシステムの場合には、給湯側流量センサの検出値によって給湯の有無を判定することになるため、給湯用流路センサが故障した場合は給湯の有無を判定できなくなってしまう。このため、給湯用流路センサが故障した状態で、上記の高温差し湯を実行すると、高温差し湯の温度のお湯がそのまま給湯側に供給されて、使用者に不快感を与えるおそれがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１３２５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記問題を解決するために、本発明は、給湯用流量センサの故障の検知を、新たにセンサを設けることなく、風呂用流量センサ又は風呂の湯張り実績に基づいて、給湯用流量センサの故障の判断を可能とするシステム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】
【０００５】
本発明の第１の解決手段は、貯湯タンクにミキシング弁を介して風呂側及び給湯側流路を接続し、前記風呂側流路に高温差し湯を給湯した状態で前記給湯側流路に給湯が行われると、高温差し湯を中断して、前記給湯側流路で要求される温度にて給湯を行うように構成された風呂用給湯システムにおいて、前記給湯側流路には給湯用流量センサを設け、前記ミキシング弁と前記給湯用流量センサとの間、又は、前記風呂側の流路に風呂用流量センサを設け、前記給湯用流量センサの検出値が流量なしと判断される状態で、前記風呂用流量センサが所定の範囲を超えて変動した場合、又は、当日の前記風呂の湯張りの実績があるのにもかかわらず、前記給湯用流量センサが前記給湯側流路に給湯した実績がないことを検知した場合には、前記給湯用流量センサが故障したものと判断することを特徴とする。
第２の解決手段は、第１の解決手段において、前記風呂用流量センサは、前記風呂側の流路に設けられ、前記風呂用流量センサが検知した値が、前記値を検知するよりも前に検知した値に対して、所定の差がある場合には、前記所定の範囲を超えて変動したものとすることを特徴とする。
第３の解決手段は、第１の解決手段において、前記風呂用流量センサは、前記風呂側流路に設けられ、前記風呂用流量センサが検知した値が、前に検知した値に対して、所定の差がある場合には、暫定エラー状態とし、前記風呂用流量センサによる検知を継続し、
前記風呂用流量センサが、所定の時間内に所定の変動域内で変動している場合には、前記給湯用流量センサが故障したものと判断することを特徴とする。
第４の解決手段は、第１の解決手段において、前記風呂用流量センサは、前記風呂側流路に設けられ、前記給湯側流路に給湯を行わずに、前記風呂への湯張りを実行完了するまでの間、前記風呂用流量センサが検知した流量を学習値として記憶手段に記憶させて、実際の給湯が行われる状況下において、前記風呂用流量センサの検知した値が、前記学習値から一定の値で変動した場合に、前記所定の範囲を超えて変動したものとすることを特徴とする。
第５の解決手段は、第１乃至４の何れかの解決手段において、前記給湯用流量センサが故障したものと判断した場合には、高温差し湯を停止することを特徴とする。
第６の解決手段は、第１乃至３の何れかの解決手段において、前記給湯用流量センサが故障したものと判断した場合には、高温差し湯の温度を低くして給湯することを特徴とする。
第７の解決手段は、第１又は第４の解決手段において、前記給湯用流量センサが故障したものと判断した場合には、翌日の高温差し湯の温度を低くして前記給湯側流路に給湯することを特徴とする。
第８の解決手段は、第１乃至７の解決手段において、前記給湯用流量センサが故障したものと判断した場合には、暫定エラー状態とすることを特徴とする。
第９の解決手段は、第８の解決手段において、前記暫定エラー状態中に、前記給湯用流量センサが所定の流量を検知した場合には、前記給湯用流量センサの故障判断を初めからやり直すことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、この構造により、給湯用流量センサが故障した場合は、風呂用流量センサによって異常を検知することができる。これにより、異常を検知した場合には、高温差し湯の温度を低くして対応することが可能となる。また、ミキシング弁の下流の風呂側流路と給湯用流路のそれぞれに流量センサを設けることが可能となるため、より正確な流量を検知することができ、使用湯量を正確に学習することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１の実施の形態の風呂用給湯システムの構成図
【図２】本発明の第１の実施の形態の判断フロー図
【図３】本発明の第１の実施の形態の他の流量センサの変動を示すグラフ
【図４】本発明の第１の実施の形態の他の流量センサの変動を示すグラフ
【図５】本発明の第１の実施の形態の他の判断フロー図
【図６】本発明の第２の実施の形態の流量センサの変動を示すグラフ
【図７】本発明の第２の実施の形態の学習値取得フロー図
【図８】本発明の第３の実施の形態の判断フロー図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態の風呂用給湯システムの構成を図１を参照して説明する。
図１に示す通り、高温水が貯蔵された貯湯タンク１には、出湯流路２が接続されて、この出湯流路２が、水と混合するためのミキシング弁３を介して風呂側４及び給湯側流路５に分岐し、風呂側流路４は風呂６に接続され、給湯側流路５はシャワー等の給湯器具７が接続される。尚、貯湯タンク１から供給される水圧は、１７０ＫＰａ以下とする。風呂側流路４には電磁弁８が設けられ、電磁弁８の下流側に風呂用流量センサ９が設けられる。給湯側流路５には給湯用流量センサ１０が設けられる。また、風呂側及び給湯側には図示しないが操作パネルが設けられ、風呂側には自動湯張り及び差し湯等の選択ができるように構成されている。また、風呂には水位を検知するためのセンサ１１が設けられる。尚、流量センサ９，１０は周知のものを使用することができ、以下に説明する例では、単位時間当たりの流量相当値をパルスとして出力するものを使用した。
各センサ９，１０、ミキシング弁３及び電磁弁８は制御手段１２に接続される。制御手段１２は演算手段及び記憶手段を備えている。演算手段は、ＣＰＵやＩＣ等から構成され、センサ９，１０，１１の検出値を以下で説明する比較を行い記憶手段に記憶する。ミキシング弁３や電磁弁８は風呂５側や給湯器具７側に設けられた操作パネルからの入力値に従って、開閉を制御手段により制御される。
上記構成において、電磁弁８をＯＮにして風呂側流路４に高温差し湯を給湯した状態で給湯側流路５に給湯が行われると、高温差し湯を停止したり、高温差し湯の温度を低くして給湯するというように高温差し湯を中断して、給湯側流路５で要求される温度にて給湯が行われる。
貯湯タンク１からの高温湯をミキシング弁３で水と混合して風呂６側に例えば５５℃の温度で給湯している状態（高温差し湯）で、給湯器具７側で蛇口を開く等の操作をした場合には、給湯用流量センサ１０が故障していると、高温差し湯の温度で給湯されてしまうが、本実施の形態では、貯湯タンク１からの水圧が低いことを利用して給湯用流量センサ１０の故障を検知する。即ち、給湯用流量センサ１０が故障していると、給湯用流量センサ１０の検出値が流量なしと判断される状態で給湯器具７側に給湯がある場合にも、風呂用流量センサ９の流量が変動する。そして、この風呂用流量センサ９の検出値が所定の範囲を超えて変動した場合には、給湯用流量センサ１０が故障したものと判断して、高温差し湯を停止したり、高温差し湯の温度を低くして給湯するというように高温差し湯を中断するものである。尚、給湯用流量センサ１０の検出値が流量なしと判断される場合とは、流路での水の微少な変動等があるため実質的に流量なしということを意味する。一例を挙げると給湯用流量センサ１０の検出値が３ｐｐｓ未満の値が２秒以上継続して検知する場合をいうものとする。
【０００９】
給湯用流量センサ１０の検出値が流量なしと判断される状態で、風呂用流量センサ９が所定の範囲を超えて変動したとする判断は、風呂用流量センサ９が検知した値が、前記値を検知するよりも前に検知した値に対して、所定の差がある場合には、前記所定の範囲を超えて変動したものとすることができる。尚、前に検知した値とは、例えば、所定の時間ごとに流量を検出している場合には、直前以前の値とする。
給湯用流量センサ１０が正常時であれば、給湯器具７の給湯開始時には上昇し、終了時には下降するが、故障時には、ほぼ０ｐｐｓとなる。尚、風呂６への給湯中に給湯器具７への給湯が同時に行われると、貯湯タンク１からの水圧が低いため、風呂用流量センサ９が検知する流量は、給湯器具７の給湯時には下降して、給湯器具７の給湯の終了時には上昇するという挙動をとる。本発明ではこのような流量の挙動を利用して、給湯用流量センサ１０の故障を検知するものである。
給湯用流量センサ１０が給湯を検知していない状態で、風呂用流量センサ９の検出値がそれ以前の検出値（高温差し湯時）の値に対して、所定の差Ａｐｐｓを超えて変動すれば、給湯用流量センサ１０に故障があったものとする。尚、Ａの値についてはシステムにより適宜設定するものとする。
判断フローを図２を参照して説明すると、高温差し湯を実行し（Ｓ１）、風呂用流量センサ９により流量をリアルタイムで検出する（Ｓ２）。給湯用流量センサ１０の検出値がほぼ０か否かを判断し（Ｓ３）、ほぼ０ではない場合はＳ２に戻り、ほぼ０である場合には、風呂用流量センサ９が高温差し湯の定常時の検出値に対して、Ａｐｐｓを超えて変動したか否かを判断し（Ｓ４）、Ａｐｐｓを超えて変動していない場合はＳ３に戻り、Ａｐｐｓを超えて変動した場合には、給湯用流量センサ１０が故障していると判断して、制御手段１２において暫定エラーフラグを立てて、高温差し湯を停止するか、或いは、高温差し湯の温度を下げて（例えば、５５℃から５０℃へ）風呂に給湯する（Ｓ５）。その後、給湯流量センサ１０が給湯を実行している状態と判断できる流量を検知したか否かを判断し（Ｓ６）、給湯流量センサ１０が給湯を実行している状態と判断できる流量を検知していない場合には、Ｓ５に戻り、給湯流量センサ１０が給湯を実行している状態を検知した場合には、暫定エラーフラグを元に戻して高温差し湯を再開する（Ｓ７）。
また、Ｓ５の状態が所定時間以上継続しているときは、給湯用流量センサ１０が故障していることを風呂５側の操作パネルに表示するようにしてもよいが、暫定エラーフラグはＳ５の状態が所定時間以上継続していなければ、操作パネルにエラー表示を行わないことが好ましい。誤検出の可能性があるためである。
【００１０】
尚、水源の状態や集合住宅における隣接する部屋での水の使用量等により、風呂用流量センサ９の検出値が変動する場合がある。この場合には、風呂用流量センサ９が検知した値が、前に検知した値に対して、所定の差がある場合には、暫定エラー状態とし、風呂用流量センサ９による検知を継続し、風呂用流量センサ９の検出値が所定の範囲内で変動している場合には、外乱ではなく、給湯用流量センサ１０が故障したものと判断するようにすることが好ましい。誤検出を防止するためである。
図３及び図４を参照して説明する。風呂用流量センサ９が高温差し湯の状態から所定の差（Ａｐｐｓ）を超えて（図３では、Ａｐｐｓを超えて降下し、図４では、Ａｐｐｓを超えて上昇している。）変動を示した後に、風呂用流量センサの検出値が所定の範囲内（±Ｂｐｐｓ）で変動している。所定の差Ａを超えて変動した後に、所定の時間内に所定の範囲内（±Ｂ）で変動した場合にのみ、給湯用流量センサ１０が故障したものと判断する。尚、Ａ及びＢの値についてはシステムにより適宜設定するものとすることができるが、一例を挙げると、Ａを±１３ｐｐｓとしＢを±１０ｐｐｓとする。また、所定の時間は、給湯用流量センサの故障と判断できる程度の時間であり、例えば、１０秒程度とすることができる。
判断フローを図５を参照して説明すると、高温差し湯（５５℃）を実行し（Ｓ１１）、風呂用流量センサ９により流量をリアルタイムで検出する（Ｓ１２）。給湯用流量センサ１０の検出値がほぼ０か否かを判断し（Ｓ１３）、給湯用流量センサ１０の検出値がほぼ０ではない場合にはＳ１２に戻り、給湯用流量センサ１０の検出値がほぼ０である場合には、風呂用流量センサ９の検出値が前回検出された値に対して、所定の差（Ａｐｐｓ）を超えて変動したか否かを判断し（Ｓ１４）、Ａｐｐｓを超えていない場合はＳ１３に戻り、Ａｐｐｓを超えた場合には、所定の範囲（±Ｂｐｐｓ）内で風呂用流量センサ９の検出値が変動しているか否かを判断する（Ｓ１５）。所定の範囲（±Ｂｐｐｓ）を超えて変動している場合はＳ１４に戻り、所定の範囲（±Ｂｐｐｓ）内で変動している場合には、給湯用流量センサ１０が故障していると判断して、制御手段１０において暫定エラーフラグを立てて、高温差し湯を停止するか、或いは、高温差し湯の温度を下げて（例えば、５５℃から５０℃へ）風呂に給湯する（Ｓ１６）。その後、給湯用流量センサ１０が給湯を実行している状態と判断できる流量を検知したか否かを判断し（Ｓ１７）、給湯用流量センサ１０が給湯を実行している状態と判断できる流量を検知していない場合にはＳ１７に戻り、給湯用流量センサ１０が給湯を実行している状態を検知した場合には、暫定エラーフラグを元に戻して高温差し湯を再開する（Ｓ１８）。
また、Ｓ１６の状態が所定時間以上継続しているときは、給湯用流量センサ１０が故障していることを風呂５側の操作パネルに表示するようにしてもよいが、暫定エラーフラグはＳ１６の状態が所定時間以上継続していなければ、操作パネルにエラー表示を行わないことが好ましい。誤検出の可能性があるためである。
【００１１】
（第２の実施の形態）
上記実施の形態では、風呂用流量センサ９の検出値から規定の値を超えて変動したか否かを判断基準としたが、本実施の形態では学習値を基準に判断する。具体的には、給湯側流路５に給湯を行わずに、風呂６への湯張りを実行完了するまでの間、風呂用流量センサ９が検知した流量を学習値として記憶手段に記憶させて、実際の給湯が行われる状況下において、風呂用流量センサ９の検知した値が、学習値から一定の値で低くなった場合に、所定の範囲を超えて変動したものとする。
図６は、ある日の湯張り時の風呂用流量センサ９の平均値（学習値）を破線で示し、給湯器具７を使用した場合の風呂用流量センサ９の検出値の低下を示したものである。通常は、給湯用流量センサ１０が故障すると点線で示すように給湯用流量センサ１０の検出値はほぼゼロの値を示すが、風呂用流量センサ９は、給湯側で要求があると実線で示すように低下する。図６に示したように、風呂用流量センサ９の学習値を基準値として、学習値に対して、一定の値Ｃｐｐｓを下回った場合に、給湯用流量センサ１０が故障したものと判断する。本実施の形態においてこのような学習値を利用するようにしたのは、風呂用流量センサ９に対して一定の値を基準に判断してしまうと、例えば季節的な要因や、配管の不純物の付着等の配管上の要因等で流量が変化することがあるので、このような場合には誤検知となるからである。尚、学習値の取得は、毎日行うことが好ましい。
次に、学習フローの一例を図７を用いて説明する。図１において電磁弁８をＯＮにした状態で風呂６への自動湯張りを開始する（Ｓ２１）。給湯用流量センサ１０の検出値が３ｐｐｓ未満となる状態を２秒以上継続し、且つ、風呂用流量センサ９検出値が３５ｐｐｓ以上となる状態を２秒以上継続し、且つ、風呂設定湯量の３／４以上となったか否かを判断して（Ｓ２２）、条件を満たすまでＳ２２を継続し、条件を満たした場合には風呂用流量センサ９の値を経時的に記録し（Ｓ２３）、風呂６の湯張りが完了したら、記録された値を平均して学習値として記録する（Ｓ２４）。
具体的に、学習値を使用した判断フローを図８を参照して説明する。
電磁弁８をＯＮにして高温差し湯を開始し（Ｓ３１）、給湯用流量センサ１０の検出値が３ｐｐｓ未満となる状態を２秒以上継続し、且つ、風呂用流量センサ９の検出値が３５ｐｐｓ以上となる状態を２秒以上継続しているか否かを判断し（Ｓ３２）、条件を満たしていない場合は継続して検知を行い、条件を満たした場合には、風呂流量学習値から風呂用流量センサ９の瞬時値を引いた差が３０秒以上継続して１３ｐｐｓを超えているか否かを判断する（Ｓ３３）。この条件を満たさない場合はＳ３２に戻り、この条件を満たす場合には、給湯用流量センサ１０が故障していると判断して、暫定エラーフラグを立てて、高温差し湯を停止するか、或いは、高温差し湯の温度を下げて（例えば、５５℃から５０℃へ）風呂に給湯する（Ｓ３４）。その後、給湯用流量センサ１０が給湯を実行している状態の流量を検知し（Ｓ３５）、検知しない場合にはそのまま検知を継続し、検知した場合には、暫定エラーフラグを元に戻して高温差し湯を再開する（Ｓ３６）。
また、Ｓ３４の状態が所定時間以上継続しているときは、給湯用流量センサ１０が故障していることを風呂５側の操作パネルに表示するようにしてもよいが、暫定エラーフラグはＳ３４の状態が所定時間以上継続していなければ、操作パネルにエラー表示を行わないことが好ましい。誤検出の可能性があるためである。
また、暫定エラーフラグの履歴を記憶手段に残しておいて、暫定エラーフラグが１度でも立った場合には、高温差し湯の操作を利用者がした場合にも高温差し湯の温度を通常の５５℃等の高温から５０℃等に落として制御するようにしてもよい。
【００１２】
（第３の実施の形態）
次に、図１を参照して本発明の第３の実施の形態について説明する。
図示したものにおいて、給湯用流量センサ１０の検出値が流量なしと判断される状態で、当日の風呂の湯張りの実績がある場合には、風呂に湯張りをしているにもかかわらず、給湯がないことを理由に、給湯用流量センサ１０が故障したものと判断し、高温差し湯の給湯を中断し、高温差し湯の温度を低くして給湯するという処理をするものである。
当日の風呂の湯張りの実績があるか否かは、風呂６で湯張りを実行して規定の水位まで達した際に当日の湯張りの実績があるとして制御手段１２の記憶手段に記憶し、演算手段により給湯側への給湯の実績と照合するようにすることが好ましい。また、給湯側流路５への給湯の実績は、給湯側流路５への給湯の有無を給湯用流路センサ１０で検知した場合に給湯の実績があるとすれば良いが、一例を示すと、給湯用流路センサ１０が１７ｐｐｓ以上の値を２秒以上検知した場合に実績があると判断するようにする。
尚、実績の有無は日毎に行い、前日に給湯用流量センサ１０が故障したものと判断した場合には、高温差し湯の温度を翌日から低くしておくようにしてもよい。
尚、実施の形態３では、風呂用流量センサ９を風呂側流路４に設け、給湯用流量センサ１０を給湯側流路５に設けた装置構成で説明したが、風呂用流量センサ９が、ミキシング弁３の下流側で、風呂側流路４と給湯側流路５とが分岐する前に設けてもよい。
【符号の説明】
【００１３】
１  貯湯タンク
２  出湯流路
３  ミキシング弁
４  風呂側流路
５  給湯側流路
６  風呂
７  給湯器具
８  電磁弁
９  風呂用流量センサ
１０  給湯用流量センサ
１１  水位センサ
１２  制御手段
【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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