(57)【要約】【課題】送風機の羽根の負圧面側での大きな剥離による送風騒音の増加とファンガードから発生する流体騒音の増加の両方を抑えられる共に、羽根外周端部で漏れ流れにより誘因される漏れ渦の乱れによる送風騒音の増加を抑える送風機及び送風機を備えた熱交換ユニットを提供する。【解決手段】ハブ側１５ｃの羽根１５の断面形状が羽根１５前縁に丸みを持つ翼型であり、外周側１５ｄの羽根１５の断面形状が薄肉の板状であり、羽根１５の外周端１６を羽根車の流入側に湾曲させることにより、羽根１５の外周端１６の圧力面側１６ａから負圧面側１６ｂへ漏れ流れＭが回り込む際、形状に沿って回り込むことで剥離せず羽根１５の外周端１６部で漏れ流れＭにより誘因される漏れ渦Ｓが安定的に形成されるため、漏れ渦Ｓの乱れによる送風騒音の増加を抑えることができる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、前記モータに取り付けられたハブと前記ハブの周囲に設けられた複数の羽根とからなる羽根車と、前記羽根車の外周を囲むオリフィスと、前記羽根車の吐出側に設けられたファンガードとで構成され、前記羽根のハブ側の羽根断面形状を翼型とし、前記羽根の外周側の羽根断面形状を薄肉の平板状、あるいは薄肉の翼型状にし、前記羽根の外周端を羽根車の流入側に湾曲した送風機。
【請求項２】
モータと、前記モータに取り付けられたハブと前記ハブの周囲に設けられた複数の羽根とからなる羽根車と、前記羽根車の外周を囲むオリフィスと、前記羽根車の吐出側に設けられたファンガードとで構成され、前記羽根のハブ側の羽根断面形状を翼型とし、前記羽根の外周側の羽根断面形状を薄肉の平板状、あるいは薄肉の翼型状にし、前記羽根の外周端の負圧面側に凸状のリブを設け、羽根外周端の圧力面側から負圧面側のリブにかけて丸みのある形状とした送風機。
【請求項３】
モータと、前記モータに取り付けられたハブと前記ハブの周囲に設けられた複数の羽根とからなる羽根車と、前記羽根車の外周を囲むオリフィスと、前記羽根車の吐出側に設けられたファンガードとで構成され、前記羽根のハブ側の羽根断面形状を翼型とし、前記羽根の外周側の羽根断面形状を薄肉の平板状、あるいは薄肉の翼型状にし、前記羽根の外周端の負圧面側、圧力面側の両側に凸状のリブを設け、前記圧力面側の凸状のリブと負圧面側の凸状のリブの領線部が滑らかな丸みのある形状とした送風機。
【請求項４】
空気との熱交換を行うフィンチューブ型の熱交換器と、請求項１から３のいずれか一項に記載の送風機と、前記熱交喚器と前記送風機とを収納する箱体とから成る熱交換ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、送風機と、送風機とフィンチューブ型の熱交換器を有して空気と熱交換を行う熱交換ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、建築事情の多様化、近隣騒音への配慮などの消費者意識の高まりなどに伴い、家庭用、業務用の空気調和機、電気給湯機などの室外ユニットは様々な場所に設置され、静粛性が望まれており、それらの室外ユニットに搭載されている送風機とフィンチューブ型の熱交換器からなる空気と熱交換を行う熱交換ユニットについても低騒音化が一層求められてきている。
【０００３】
以下、図面を参照しながら、上記従来の熱交換ユニット及び送風機を説明する。
【０００４】
図１０〜図１５に示すように熱交換ユニットの本体１は、箱体２と、箱体２内に設けられた熱交換器３と、箱体２内の熱交換器３の空気吸込側と反対の面に設けられた軸流型の送風機４と、軸流型送風機４の吐出側に設けられたファンガード５とを有する。
【０００５】
軸流送風機４は、モータ６と、モータ６にハブ８を取り付けハブ８の周囲に複数の羽根を配設した羽根車７と、羽根車７の周囲を囲むオリフィス９とからなる。
【０００６】
羽根車７のハブ８の周囲に設けられた複数の羽根１０は、ハブ側１０ｃの同一半径の円筒断面における羽根１０の断面形状が羽根１０の前縁１０ａに丸みを持つ翼型であり、外周側１０ｄの同一半径の円筒断面における羽根１０の断面形状が薄肉の板状であり、ハブ側１０ｃから外周側１０ｄへの羽根１０の断面形状の変化は、ハブ側１０ｃから半径方向の略中央にかけ漸次翼型の肉厚を薄くし半径方向の略中央から外周側１０ｄにかけては略均一の肉厚の薄肉の平板状である。
【０００７】
以上のように構成された熱交換ユニット及び送風機について、以下その動作を説明する。
【０００８】
まず、熱交換器３の空気吸込側より吸い込まれた空気は、熱交換器３を通過する際に熱交換器３内の冷媒と熱交換し、温度変化する。温度変化した空気はモータ６が羽根車７を所定の回転方向に回転することで、箱体２の熱交換器３の空気吸込側の反対の面に設けられた軸流型送風機４に吸い込まれ、送風機４よりファンガード５を介して箱体２外へ吹き出される。
【０００９】
ここで、熱交換器３を通過する際、空気の流れが乱れ、そのまま、羽根車７に吸い込まれるため、羽根１０の前縁１０ａに対する流入気流は不安定となる。さらに、羽根車７の回転による遠心力により羽根車７内部の気流が外周側１０ｄに偏り、ハブ側１０ｃでは流入角が安定しない不安定な流入流れに対し、羽根１０の前縁１０ａに丸みを有する翼型の効果がより発揮され、図１４で示すように羽根の負圧面側１１ｃでの大きな剥離を抑え、また、周速も小さいため、翼型により負圧面側１１ｃで増速された吐出流れがファンガード５にて乱れを増加させる影響も外周側１０ｄに比べ遥かに小さい。
【００１０】
また、図１５で示すように、羽根１０の外周側１０ｄでは流入気流が集まりほぼ安定した流入流れとなるので、羽根１０の入口角の最適化により外周側１０ｄの前縁１０ａでの流入気流の流入角と前縁１０ａの設計入口角が大きく異ならないため、羽根１０の外周側１０ｄの薄肉の平板形状でも設計の最適化により流れが大きく剥離せず、かつ、羽根１０の負圧面側１１ｄ近傍の流速が増速されないので、羽根１０の吐出側１０ｂの吐出気流が増速されず、吐出気流がファンガード５の線材を通過する際の吐出気流の乱れが大きくならない。
【００１１】
従って、送風機４の羽根１０の負圧面側１１ｃ、１１ｄでの大きな剥離による送風騒音の増加とファンガード５から発生する流体騒音の増加の両方を抑えられる（特許文献１参照）。
【００１２】
【特許文献１】
特開平１０−１９６５９０号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の送風機４のような構成では、図１３で示すように、羽根１０の羽根外周端１０ｅで、羽根１０の外周側１０ｄが薄肉の平板形状のため、外周端１０ｅの圧力面側１２から負圧面側１３への漏れ流れＭが回り込む際に圧力面側１２と負圧面側１３の突起状の領線部１４で、突起状の形状に沿って回り込まず剥離して乱れるため、羽根１０の外周端１０ｅ部で漏れ流れＭにより誘因される漏れ渦Ｓが大きく乱れ、送風騒音が増加するという欠点があった。
【００１４】
本発明は、上記課題を解決するもので、送風機の羽根の負圧面側での大きな剥離による送風騒音の増加とファンガードから発生する流体騒音の増加の両方を抑えられる共に、羽根外周端部で漏れ流れにより誘因される漏れ渦の乱れによる送風騒音の増加を抑える送風機及び送風機を備えた熱交換ユニットを提供するものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、モータと、前記モータに取り付けられたハブと前記ハブの周囲に設けられた複数の羽根とからなる羽根車と、前記羽根車の外周を囲むオリフィスと、前記羽根車の吐出側に設けられたファンガードとで構成され、前記羽根のハブ側の羽根断面形状を翼型とし、前記羽根の外周側の羽根断面形状を薄肉の平板状、あるいは薄肉の翼型状にし、前記羽根の外周端を羽根車の流入側に湾曲しているものであり、外周端の圧力面側から負圧面側へ漏れ流れが回り込む際に羽根車流入側に湾曲した外周端により、形状に沿って回り込むことで剥離せず、羽根外周端部で漏れ流れにより誘因される漏れ渦が安定的に形成されるため、漏れ渦の乱れによる送風騒音の増加を抑える作用を有する。
【００１６】
本発明の請求項２に記載の発明は、モータと、前記モータに取り付けられたハブと前記ハブの周囲に設けられた複数の羽根とからなる羽根車と、前記羽根車の外周を囲むオリフィスと、前記羽根車の吐出側に設けられたファンガードとで構成され、前記羽根のハブ側の羽根断面形状を翼型とし、前記羽根の外周側の羽根断面形状を薄肉の平板状、あるいは薄肉の翼型状にし、前記羽根の外周端の負圧面側に凸状のリブを設け、羽根外周端の圧力面側から負圧面側のリブにかけて丸みのある形状としているものであり、外周端の圧力面側から負圧面側へ漏れ流れが回り込む際に羽根外周端の圧力面側から負圧面側のリブにかけて丸みのある形状により、形状に沿って回り込むことで剥離せず、羽根外周端部で漏れ流れにより誘因される漏れ渦が安定的に形成され、漏れ渦の乱れによる送風騒音の増加を抑えると共に、羽根外周端の圧力面側から負圧面側への漏れ流れの増加を抑制し、羽根外周端での漏れ流れ増加による空力性能の低下を抑制する作用を有する。
【００１７】
本発明の請求項３に記載の発明は、モータと、前記モータに取り付けられたハブと前記ハブの周囲に設けられた複数の羽根とからなる羽根車と、前記羽根車の外周を囲むオリフィスと、前記羽根車の吐出側に設けられたファンガードとで構成され、前記羽根のハブ側の羽根断面形状を翼型とし、前記羽根の外周側の羽根断面形状を薄肉の平板状、あるいは薄肉の翼型状にし、前記羽根の外周端の負圧面側、圧力面側の両側に凸状のリブを設け、前記圧力面側の凸状のリブと負圧面側の凸状のリブの領線部が滑らかな丸みのある形状としているものであり、外周端の圧力面側から負圧面側へ漏れ流れが回り込む際に羽根外周端の圧力面側の凸状のリブと負圧面側の凸状のリブの領線部が滑らかな丸みのある形状により、形状に沿って回り込むことで剥離せず、さらにオリフィスと外周端の最小隙間部が増すため漏れ流れが減少し、羽根外周端部で漏れ流れにより誘因される漏れ渦が小さく安定的に形成され、漏れ渦の乱れによる送風騒音の増加をさらに抑えると共に、羽根外周端の圧力面側から負圧面側への漏れ流れの減少させ、空力性能の向上する作用を有する。
【００１８】
本発明の請求項４に記載の熱交換ユニットの発明は、フィンチューブ型の熱交換器と、請求項１から３のいずれか一項に記載の送風機と、前記熱交喚器と前記送風機とを収納する箱体とから成るものであり、送風機の羽根の負圧面側での大きな剥離による送風騒音の増加とファンガードから発生する流体騒音の増加の両方を抑えられる共に、羽根外周端部で漏れ流れにより誘因される漏れ渦の乱れによる送風騒音の増加を抑え、また、従来と同等の騒音レベルの場合、送風機の空力性能及び熱交換ユニットの熱交換能力を向上させる作用を有する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下本発明による送風機及び送風機を備えた熱交換ユニットの実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、従来と同一構成、同一作用については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における送風機の断面図であり、図２は同実施の形態の送風機の正面図であり、図３は図２のＸ−Ｘ断面図であり、図４は同実施の形態の送風機のハブ側（Ａ−Ａ）円筒断面展開図であり、図５は同実施の形態の送風機の外周側（Ｂ−Ｂ）円筒断面展開図である。
【００２１】
図１〜図５に示すように、羽根車７のハブ８の周囲に複数の羽根１５が設けられ、ハブ側１５ｃの同一半径の円筒断面における羽根１５の断面形状が羽根１５前縁１５ａに丸みを持つ翼型であり、外周側１５ｄの同一半径の円筒断面における羽根１５の断面形状が薄肉の板状であり、ハブ側１５ｃから外周側１５ｄへの羽根１５の断面形状の変化は、ハブ側１５ｃから半径方向の略中央にかけ漸次翼型の肉厚を薄くし、半径方向の略中央から外周側１５ｄにかけては略均一の肉厚の薄肉の平板状である。羽根１５の外周端１６は、羽根車の流入側に湾曲している。
【００２２】
以上のように構成された送風機４について、以下その動作を説明する
まず、図４で示すように、熱交換器３を通過する際、空気の流れが乱れ、そのまま、羽根車７に吸い込まれるため、羽根１５の前縁１５ａに対する流入気流は不安定となる。
【００２３】
さらに、羽根車７の回転による遠心力により羽根車７内部の気流が外周側１５ｄに偏り、ハブ側１５ｃでは流入角が安定しない不安定な流入流れに対し、羽根１５の前縁１５ａに丸みを有する翼型の効果がより発揮され、図１４で示すように羽根１５の負圧面側１５ｃ２での大きな剥離を抑え、また、周速も小さいため、翼型により負圧面側１５ｃ２で増速された吐出流れがファンガード５にて乱れを増加させる影響も外周側１５ｄに比べ遥かに小さい。
【００２４】
また、図５で示すように、羽根１５の外周側１５ｄでは流入気流が集まりほぼ安定した流入流れとなるので、羽根１５の入口角の最適化により外周側１５ｄの前縁１５ａでの流入気流の流入角と前縁１５ａの設計入口角が大きく異ならないため、羽根１５の外周側１５ｄの薄肉の平板形状でも設計の最適化により流れが大きく剥離せず、かつ、羽根１５の負圧面側１５ｄ２近傍の流速が増速されないので、羽根１５の吐出側１５ｂの吐出気流が増速されず、吐出気流がファンガード５の線材を通過する際の吐出気流の乱れが大きくならない。
【００２５】
従って、送風機４の羽根１５の負圧面側１５ｃ２，１５ｄ２での大きな剥離による送風騒音の増加とファンガード５から発生する流体騒音の増加の両方を抑えられる。
【００２６】
そして、羽根１５の外周端１６の圧力面側１６ａから負圧面側１６ｂへ漏れ流れＭが回り込む際に羽根車流入側に湾曲した外周端１６により、形状に沿って回り込むことで剥離せず、羽根１５の外周端１６部で漏れ流れＭにより誘因される漏れ渦Ｓが安定的に形成されるため、漏れ渦Ｓの乱れによる送風騒音の増加を抑えることができる。
【００２７】
このため、送風機４が搭載された熱交換ユニットの送風騒音の増加を抑制することができる。また、従来と同等の騒音レベルの場合、送風機４の空力性能及び熱交換ユニットの熱交換能力を向上させることができる。
【００２８】
尚、本発明の実施の形態では、送風機４を軸流型の送風機として説明したが斜流型の送風機でも同様な効果を得られる。
【００２９】
（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２における送風機の正面図であり、図７は同実施の形態の送風機のＸ−Ｘ断面図である。なお、実施の形態１と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３０】
図６、図７に示すように、羽根１５の外周端１７の負圧面側１７ｂに凸状のリブ１８を設けており、羽根１５の外周端１７の圧力面側１７ａから負圧面側１７ｂのリブ１８にかけて丸みのある形状としている。
【００３１】
以上のように構成された送風機４について、以下その動作を説明する。
【００３２】
外周端１７の圧力面側１７ａから負圧面側１７ｂへ漏れ流れＭが回り込む際に羽根１５の外周端１７の圧力面側１７ａから負圧面側１７ｂのリブ１８にかけて丸みのある形状により、形状に沿って回り込むことで剥離せず、羽根１５の外周端１７部で漏れ流れＭにより誘因される漏れ渦Ｓが安定的に形成され、漏れ渦Ｓの乱れによる送風騒音の増加を抑えると共に、羽根１５の外周端１７の圧力面１７ａから負圧面側１７ｂ側への漏れ流れＭの増加を抑制し、羽根１５の外周端１７での漏れ流れＭ増加による送風機４の空力性能の低下を抑制する。
【００３３】
このため、送風機４が搭載された熱交換ユニットの送風騒音の増加と空力性能の低下を抑制することができる。また、従来と同等の騒音レベルの場合、送風機４の空力性能及び熱交換ユニットの熱交換能力をさらに向上させることができる。
【００３４】
尚、本発明の実施の形態では、送風機４を軸流型の送風機として説明したが斜流型の送風機でも同様な効果を得られる。
【００３５】
（実施の形態３）
図８は、本発明の実施の形態３における送風機の正面図であり、図９は同実施の形態の送風機のＸ−Ｘ断面図である。なお、実施の形態１と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３６】
図８、図９において、羽根１５の外周端１９の圧力面側１９ａ、負圧面側１９ｂの両側に設けた凸状のリブ２０，２１を設け、圧力面側１９ａの凸状のリブ２０と負圧面側１９ｂの凸状のリブ２１の領線部２２が滑らかな丸みのある形状としている。
【００３７】
以上のように構成された送風機について、以下その動作を説明する。
【００３８】
外周端１９の圧力面側１９ａから負圧面側１９ｂへ漏れ流れＭが回り込む際に羽根１５の外周端１９の圧力面側の凸状のリブ２０ａと負圧面側の凸状のリブ２０ｂの領線部２１が滑らかな丸みのある形状により、形状に沿って回り込むことで剥離せず、さらにオリフィス９（図示せず）と羽根１５の外周端１９の最小隙間部が増するため漏れ流れＭが減少し、羽根１５外周端１９部で漏れ流れＭにより誘因される漏れ渦Ｓが小さく安定的に形成され、漏れ渦Ｓの乱れによる送風騒音の増加をさらに抑えると共に、羽根１５の外周端１９の圧力面側１９ａから負圧面側１９ｂへの漏れ流れＭの減少させ、空力性能の向上する。
【００３９】
このため、送風機４が搭載された熱交換ユニットの送風騒音の増加を抑制し、空力性能の向上することができる。また、従来と同等の騒音レベルの場合、送風機４の空力性能及び熱交換ユニットの熱交換能力を大幅に向上させることができる。
【００４０】
尚、本発明の実施の形態では、送風機４を軸流型の送風機として説明したが斜流型の送風機でも同様な効果を得られる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載の発明は、モータと、前記モータに取り付けられたハブと前記ハブの周囲に設けられた複数の羽根とからなる羽根車と、前記羽根車の外周を囲むオリフィスと、前記羽根車の吐出側に設けられたファンガードとで構成され、前記羽根のハブ側の羽根断面形状を翼型とし、前記羽根の外周側の羽根断面形状を薄肉の平板状、あるいは薄肉の翼型状にし、前記羽根の外周端を羽根車の流入側に湾曲しているものであり、外周端の圧力面側から負圧面側へ漏れ流れが回り込む際に羽根車流入側に湾曲した外周端により、形状に沿って回り込むことで剥離せず、羽根外周端部で漏れ流れにより誘因される漏れ渦が安定的に形成されるため、漏れ渦の乱れによる送風騒音の増加を抑えることができる。
【００４２】
また、請求項２に記載の発明は、モータと、前記モータに取り付けられたハブと前記ハブの周囲に設けられた複数の羽根とからなる羽根車と、前記羽根車の外周を囲むオリフィスと、前記羽根車の吐出側に設けられたファンガードとで構成され、前記羽根のハブ側の羽根断面形状を翼型とし、前記羽根の外周側の羽根断面形状を薄肉の平板状、あるいは薄肉の翼型状にし、前記羽根の外周端の負圧面側に凸状のリブを設け、羽根外周端の圧力面側から負圧面側のリブにかけて丸みのある形状としているものであり、外周端の圧力面側から負圧面側へ漏れ流れが回り込む際に羽根外周端の圧力面側から負圧面側のリブにかけて丸みのある形状により、形状に沿って回り込むことで剥離せず、羽根外周端部で漏れ流れにより誘因される漏れ渦が安定的に形成され、漏れ渦の乱れによる送風騒音の増加を抑えると共に、羽根外周端の圧力面側から負圧面側への漏れ流れの増加を抑制し、羽根外周端での漏れ流れ増加による空力性能の低下を抑制することができる。
【００４３】
また、請求項３に記載の発明は、モータと、前記モータに取り付けられたハブと前記ハブの周囲に設けられた複数の羽根とからなる羽根車と、前記羽根車の外周を囲むオリフィスと、前記羽根車の吐出側に設けられたファンガードとで構成され、前記羽根のハブ側の羽根断面形状を翼型とし、前記羽根の外周側の羽根断面形状を薄肉の平板状、あるいは薄肉の翼型状にし、前記羽根の外周端の負圧面側、圧力面側の両側に凸状のリブを設け、前記圧力面側の凸状のリブと負圧面側の凸状のリブの領線部が滑らかな丸みのある形状としているものであり、外周端の圧力面側から負圧面側へ漏れ流れが回り込む際に羽根外周端の圧力面側の凸状のリブと負圧面側の凸状のリブの領線部が滑らかな丸みのある形状により、形状に沿って回り込むことで剥離せず、さらにオリフィスと外周端の最小隙間部が増すため漏れ流れが減少し、羽根外周端部で漏れ流れにより誘因される漏れ渦が小さく安定的に形成され、漏れ渦の乱れによる送風騒音の増加をさらに抑えると共に、羽根外周端の圧力面側から負圧面側への漏れ流れの減少させ、空力性能の向上することができる。
【００４４】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の送風機と、フィンチューブ型の熱交換器と、前記熱交喚器と前記送風機とを収納する箱体から成るものであり、送風機の羽根の負圧面側での大きな剥離による送風騒音の増加とファンガードから発生する流体騒音の増加の両方を抑えられる共に、羽根外周端部で漏れ流れにより誘因される漏れ渦の乱れによる送風騒音の増加を抑え、また、従来と同等の騒音レベルの場合、送風機の空力性能及び熱交換ユニットの熱交換能力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による送風機の実施の形態１の断面図
【図２】同実施の形態の送風機の正面図
【図３】図２のＸ−Ｘ線断面図
【図４】図２のＡ−Ａ線断面図
【図５】図２のＢ−Ｂ線断面図
【図６】本発明の実施の形態２における送風機の正面図
【図７】図６のＸ−Ｘ線断面図
【図８】本発明の実施の形態３における送風機の正面図
【図９】図８のＸ−Ｘ線断面図
【図１０】従来の熱交換ユニットの断面図
【図１１】従来の送風機の断面図
【図１２】従来の送風機の正面図
【図１３】図１２のＸ−Ｘ線断面図
【図１４】図１２のＡ−Ａ線断面図
【図１５】図１２のＢ−Ｂ線断面図
【符号の説明】
１  熱交換ユニット
２  箱体
３  熱交換器
４  送風機
５  ファンガード
６  モータ
７  羽根車
８  ハブ
９  オリフィス
１５  羽根
１５ｃ  ハブ側
１５ｄ  外周側
１６，１７，１９  外周端
１８，２０，２１  凸状のリブ
２２  領線部
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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