(57)【要約】【課題】空気調和機において、室外ユニットの小型化を図ることで、輸送性、設置スペース、リサイクル性に対応できるようにすること。【解決手段】空気調和機は、室内熱交換器及び室内ファンを有する室内ユニットと、圧縮機１、四方弁４、室外熱交換器２及び室外ファンを有する室外ユニットとが接続された冷凍サイクルを備える。この空気調和機は、圧縮機１を複数備え、室外熱交換器２として伝熱管の外径が７．９ｍｍ以下であるフィンチューブ型熱交換器を用い、室外ユニットにおける正面側から見て幅となる外形寸法を９００〜１０００ｍｍで、高さとなる外形寸法を１８００ｍｍ以下としている。【選択図】図２
2007093151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内熱交換器及び室内ファンを有する室内ユニットと圧縮機、四方弁、室外熱交換器及び室外ファンを有する室外ユニットとが接続された冷凍サイクルを備え、冷房標準能力が４０〜４５ｋＷである空気調和機において、
前記圧縮機を複数台備え、前記室外熱交換器として伝熱管の外径が７．９ｍｍ以下であるフィンチューブ型熱交換器を用い、前記室外ユニットにおける正面側から見て幅となる外形寸法が９００〜１０００ｍｍで、高さとなる外形寸法が１８００ｍｍ以下とした
ことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
請求項１に記載の空気調和機において、前記室外熱交換器はフィンチューブ型熱交換器を通風方向に３列に配列して構成されていることを特徴とする空気調和機。
【請求項３】
請求項１に記載の空気調和機において、前記室外ユニットは、アキュームレータ、冷媒量調整器を備え、前記複数の圧縮機を前面側に左右に並置し、前記アキュームレータ及び前記冷媒量調整器を前記複数の圧縮機の背面側に位置して左右に並置し、前記室外熱交換器を平面略コ字状に形成して前記アキュームレータ及び前記冷媒量調整器の背面側及び両側面側を囲むように配置したことを特徴とする空気調和機。
【請求項４】
室内熱交換器及び室内ファンを有する室内ユニットと圧縮機、四方弁、室外熱交換器及び送風用ファンを有する室外ユニットとが接続された冷凍サイクルを備え、冷房標準能力が５０〜９０ｋＷである空気調和機において、
前記圧縮機を複数台備え、前記室外熱交換器として伝熱管の外径が７．９ｍｍ以下であるフィンチューブ型熱交換器を用い、前記室外ユニットにおける正面側から見て幅となる外形寸法が１８００〜２０００ｍｍで、高さとなる外形寸法が１８００ｍｍ以下とした
ことを特徴とする空気調和機。
【請求項５】
請求項４に記載の空気調和機において、前記室外熱交換器はフィンチューブ型熱交換器を通風方向に３列に配列して構成されていることを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室内ユニットと室外ユニットとが接続された冷凍サイクルを備えた空気調和機に係り、特に、輸送性と設置スペースおよび地球環境保護に適したリサイクル性とを考慮して室外ユニットの外形寸法を小型化する空気調和機に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機のキャビネットサイズ（外形寸法）が冷暖房能力に対して小型であることは、輸送性、設置スペース、リサイクル性を良くする点からも要求される。その具体的な背景としては、近年の店舗、オフィスビルの高層化に伴い空気調和機のマルチエアコン化が急速に進展していることが挙げられる。空気調和機の室外ユニットを設置する場所としては、ビルの屋上が多く、屋上のスペースを有効に使用するためにも、室外ユニットを小型化、コンパクト化する必要がある。特に、据付のために空気調和機を輸送する際、輸送を容易に行うことができるように、ビルの汎用エレベータに載せて輸送できることが要求される。さらに、老朽化に伴いリサイクルされる場合も、取り外しと輸送を容易に行うため、小型化が望まれている。
【０００３】
室外ユニットの外形寸法を小型化した空気調和機としては、例えば特開平１１−４４４３７号公報（特許文献１）に記載されているものがある。この特許文献１には、送風用ファンの性能を向上させることで、冷房標準能力が１４〜１６ｋＷ（５〜６ＨＰ）であり、正面側から見て幅となる外形寸法が６００〜７００ｍｍとされた室外ユニットを構成すること、冷房標準能力が２２〜２８ｋＷ（８〜１０ＨＰ）であり、正面側から見て幅となる外形寸法が９００〜１２００ｍｍとされた室外ユニットを構成することが開示されている。さらに、この特許文献１には、これらの室外ユニットをベース機として、冷房標準能力３５．５ｋＷ（１３ＨＰ）では６ＨＰのベース機を２台とし、冷房標準能力４５〜５６ｋＷ（１６〜２０ＨＰ）では８ＨＰまたは１０ＨＰのベース機２台として能力の増大を図るシリーズ構成とすることが開示されている。
【０００４】
また、この特許文献１には、送風用ファンの性能をさらに向上させることで、冷房標準能力が４０〜４５ｋＷ（１４、１６ＨＰ）であり、正面側から見て幅となる外形寸法が１２１０ｍｍとされた室外ユニットを構成することが開示されている。さらに、この特許文献１には、この室外ユニットをベース機として、冷房標準能力５０〜６３ｋＷ（１８〜２２ＨＰ）では１０ＨＰのベース機を２台とし、冷房標準能力６９〜９０ｋＷ（２４〜３２ＨＰ）では１６ＨＰのベース機を２台とし、冷房標準能力９６〜１１８ｋＷ（３４〜４２ＨＰ）は１６ＨＰのベース機２台および１０ＨＰのベース機１台として、シリーズ構成とすることが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−４４４３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１の空気調和機においては、室外ユニットを据え付ける上で特に容量の大きい機種で設置スペースを広くとる必要があり、輸送性及び据え付け性の面で問題があった。例えば、冷房標準能力６９〜９０ｋＷ（２４〜３２ＨＰ）の室外ユニットは、製品の幅寸法は２４３０ｍｍとなり、据付の際、汎用のエレベータに載せることができず、屋外から吊り上げる必要があった。また、幅寸法が大きいため、リサイクルなどのためエレベータに載せて搬出する場合にも、据付時と同様に輸送が困難となるなど、環境、特にリサイクル性に充分配慮されているとは言い難いという問題があった。さらに、特許文献１の空気調和機において、冷房標準能力が１１８ｋＷ（４２ＨＰ）までの室外ユニットの小型化を進めるための問題点として、小型化を実施しても性能を維持すべく、熱交換器の性能の確保が必要なこと、アキュームレータや冷媒量調整器などの要素部品のスペース確保、圧縮機のスペース確保が既存の圧縮機では困難になっていることなどが挙げられる。
【０００７】
本発明の目的は、室外ユニットの小型化を図ることで、輸送性、設置スペース性、リサイクル性を向上できる空気調和機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述の目的を達成するための本発明の第１の態様は、室内熱交換器及び室内ファンを有する室内ユニットと圧縮機、四方弁、室外熱交換器及び室外ファンを有する室外ユニットとが接続された冷凍サイクルを備え、冷房標準能力が４０〜４５ｋＷである空気調和機において、前記圧縮機を複数台備え、前記室外熱交換器として伝熱管の外径が７．９ｍｍ以下であるフィンチューブ型熱交換器を用い、前記室外ユニットにおける正面側から見て幅となる外形寸法が９００〜１０００ｍｍで、高さとなる外形寸法が１８００ｍｍ以下としたものである。
【０００９】
係る本発明の第１の態様におけるより好ましい具体的構成例は次の通りである。
（１）前記室外熱交換器はフィンチューブ型熱交換器を通風方向に３列に配列して構成されていること。
（２）前記室外ユニットは、アキュームレータ、冷媒量調整器を備え、前記複数の圧縮機を前面側に左右に並置し、前記アキュームレータ及び前記冷媒量調整器を前記複数の圧縮機の背面側に位置して左右に並置し、前記室外熱交換器を平面略コ字状に形成して前記アキュームレータ及び前記冷媒量調整器の背面側及び両側面側を囲むように配置したこと。
【００１０】
また、本発明の第２の態様は、室内熱交換器及び室内ファンを有する室内ユニットと圧縮機、四方弁、室外熱交換器及び送風用ファンを有する室外ユニットとが接続された冷凍サイクルを備え、冷房標準能力が５０〜９０ｋＷである空気調和機において、前記圧縮機を複数台備え、前記室外熱交換器として伝熱管の外径が７．９ｍｍ以下であるフィンチューブ型熱交換器を用い、前記室外ユニットにおける正面側から見て幅となる外形寸法が１８００〜２０００ｍｍで、高さとなる外形寸法が１８００ｍｍ以下としたものである。
【００１１】
係る本発明の第２の態様におけるより好ましい具体的構成例は次の通りである。
（１）前記室外熱交換器はフィンチューブ型熱交換器を通風方向に３列に配列して構成されていること。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の空気調和機によれば、室外ユニットの小型化を図ることで、室外ユニットの小型化を図ることで、輸送性、設置スペース性、リサイクル性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の複数の実施形態について図を用いて説明する。各実施形態の図における同一符号は同一物または相当物を示す。
【００１４】
本発明の第１実施形態の空気調和機を図１から図７を用いて説明する。
【００１５】
図１は第１実施形態の冷凍サイクルを示す図である。この冷凍サイクルは、１台の室外ユニットと２台の室内ユニットを互いに接続したマルチ型空気調和装置の冷凍サイクルである。第１実施形態では、１台の室外ユニットと２台の室内ユニットとの組み合わせた例で説明するが、これ以外の台数による組み合わせであってもよい。
【００１６】
図１において、冷凍サイクルは、室内ユニット側に室内熱交換器８、室内熱交換用送風機９及び室内膨張弁１０等を備えて構成されており、室外ユニット側に複数の圧縮機１（１Ａは可変容量型圧縮機、１Ｂは定速型圧縮機を示す）、室外熱交換器２、油分離器３、四方弁４、アキュームレータ５、冷媒量調整器６、ガスバイパス制御弁１１、室外膨張弁１２、逆止弁１３、液阻止弁１４、ガス阻止弁１５及び油制御弁１８等を備えて構成されている。室外ユニットと室内ユニットとは液管１６とガス管１７により接続されている。
【００１７】
第１実施形態の空気調和機は、冷房・暖房運転とも可能なヒ−トポンプ式空気調和装置であるが、代表して冷房運転時の冷凍サイクルの動作を説明すると、まず、低温低圧の冷媒ガスが圧縮機１にて高温高圧に圧縮されて吐出される。吐出された高温高圧の冷媒ガスが油分離器３、逆止弁１３、四方弁４を経て、室外熱交換器２に入り、熱交換（凝縮）されて液冷媒となる。この液冷媒は室外膨張弁１２、冷媒量調整器６、液阻止弁１４を経て、液管１６を通り、分岐して各室内ユニットＡ、Ｂに入り、室内膨張弁１０を経て、室内熱交換器８で熱交換（蒸発）されて低圧ガス冷媒となる。低圧ガス冷媒は合流してガス管１７を通り、室外ユニットに入り、ガス阻止弁１５、四方弁４、アキュームレータ５を経て圧縮機１に戻る。
【００１８】
図２は第１実施形態の室外ユニットの部品配置構成図、図３は同室外ユニットの正面図、図４は同室外ユニットの分解斜視図である。
【００１９】
室外ユニット内には、図２に示すように、圧縮機１Ａ、１Ｂ、室外熱交換器２、油分離器３、アキュームレータ５、冷媒量調整器６、四方弁４、液阻止弁１４及びガス阻止弁１５が配置されている。
【００２０】
室外熱交換器２は、伝熱管の外径が７．９ｍｍ以下であるフィンチューブ型熱交換器を用いている。これによって、室外熱交換器２の伝熱管の性能をアップさせることができると共に、室外熱交換器２自身の小型化を図ることができる。また、室外熱交換器２の伝熱管の細径化による内容積の減少によって冷媒使用量を削減することができ、リサイクル性を向上できる。
【００２１】
２台（複数）の圧縮機１Ａ、１Ｂはキャビネット内の前面側に左右に並置されている。室外熱交換器２は、フィンチューブ型熱交換器を平面略コ字状に形成したものを用い、キャビネットの背面、両側面に設けられた通風口に各辺が沿うように配置されている。なお、室外熱交換器２は通風方向に２列の配列で構成されている。油分離器３、アキュームレータ５及び冷媒量調整器６は、圧縮機１Ａ、１Ｂの背面側に位置して左右に並置されると共に、前記室外熱交換器２の略コ字状の中に収納されるように配置されている。係る構成よって、コンパクトで据付スペースを小さくすることができる。
【００２２】
室外ユニットのキャビネット部品は、図４に示すように、ファンガード１９、上カバー２０、室外プロペラファン２１（φ７００以上のファン）、ファンモータ２２、モータクランプ２３、保護網２４、脇カバー２５、脇カバー２６、補助ステー２７、上部前カバー２８、下部前カバー２９、底ベース３０で構成されている。圧縮機１Ａ、１Ｂ、室外熱交換器２、油分離器３、アキュームレータ５、冷媒量調整器６などのサイクル部品がキャビネット内部に配置されている。
【００２３】
第１実施形態の冷房標準能力は４０〜４５ｋＷ（１４〜１６ＨＰ）であり、室外ユニットの外形寸法については、図２及び図３に示すように、正面側から見て幅となる外形寸法が１０００ｍｍ以下（具体的には９００〜１０００ｍｍ）で、高さとなる外形寸法が１８００ｍｍ以下としてある。幅寸法が従来の１２１０ｍｍから１０００ｍｍ以下となることで、小型化が進み、輸送性、設置スペース、リサイクル性において従来例より有利となる。また、幅寸法を１０００ｍｍ以下、高さ寸法を１８００ｍｍ以下とすることで、汎用エレベータに載せることが容易となり、輸送性で極めて有利となる。
【００２４】
上述した第１実施形態の変形例について、図５から図７を用いて第１実施形態と相違する点を説明する。
【００２５】
図５に示す変形例１は、室外熱交換器２の配列を２列から３列に変更し、室外熱交換器２の伝熱面積をアップさせたものである。この変形例１によれば、空気調和機の性能を向上することができる。
【００２６】
図６に示す変形例２は、アキュームレータ５を廃止し、部品数低減、冷凍サイクル簡略化で有利なものとしている。このアキュームレータ５を廃止することへの対応として、冷媒を溜める容積確保のために冷媒量調整器の容積アップや、圧縮機過熱ヒータの容量アップなどを行うことが必要である。
【００２７】
図７に示す変形例３は、冷媒量調整器６を廃止し、部品数低減、冷凍サイクル簡略化で有利なものとしている。この冷媒量調整器６を廃止することへの対応として、冷媒を溜める容積確保のためにアキュームレータの容積アップや、圧縮機過熱ヒータの容量アップなどを行うことが必要である。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態の空気調和機について図８を用いて説明する。図８は本発明の第２実施形態の室外ユニットの部品配置構成図である。この第２実施形態は、次に述べる点で第１実施形態と相違するものであり、その他の点については第１実施形態と基本的には同一であるので、重複する説明を省略する。
【００２８】
室外ユニットはキャビネット内を左右に複数（第２実施形態では２つ）の部屋に分割されている。一方の部屋（図示の左側の部屋）には、３台の圧縮機１Ａ、１Ｂがキャビネット内の前面側に左右に並置され、第１室外熱交換器２Ａが平面略コ字状に形成されて配置され、アキュームレータ５が、圧縮機１Ａ、１Ｂの背面側に位置して配置されると共に、第１室外熱交換器２Ａの略コ字状の中に収納されるように配置されている。他方の部屋（図示の右側の部屋）には、１台の圧縮機１Ｂがキャビネット内の前面側に配置され、第２室外熱交換器２Ｂが平面略コ字状に形成されて配置され、油分離器３及び冷媒量調整器６が、圧縮機１Ｂの背面側に位置して並置されると共に、第２室外熱交換器２Ｂの略コ字状の中に収納されるように配置されている。換言すれば、複数の圧縮機１Ａ、１Ｂが各部屋の前面側に分散して配置され、アキュームレータ５、冷媒量調整器６及び油分離器３などの複数の容器が各部屋に背面側に分散して配置され、複数の前記室外熱交換器２Ａ、２Ｂが平面略コ字状に形成されて各部屋に分散して配置されている。また、各部屋の上部には室外プロペラファンなどの通風装置がそれぞれ配置されている。
【００２９】
そして、第２実施形態の空気調和機は、冷房標準能力が５０〜９０ｋＷ（１８〜３２ＨＰ）であり、室外ユニットの幅寸法を１８００〜２０００ｍｍとし、高さ寸法を１８００ｍｍ以下としている。
【００３０】
係る構成の第２実施形態の空気調和機によれば、幅寸法が１８００〜２０００ｍｍとなる機種が、従来の冷房標準能力５０〜６３ｋＷ（１８〜２２ＨＰ）から５０〜９０ｋＷ（１８〜３２ＨＰ）まで拡大され、製品シリーズ全体での販売比率で極めて高い３２ＨＰ以下について、据付時に汎用エレベータを使用できる可能性がアップし、輸送性、設置スペース、リサイクル性において従来例より有利となる。また、室外ユニットが一体となっているので、設置工事の際の配管・配線の工事も容易である。
【００３１】
また、圧縮機を４台とすることで、室外ユニット内の圧縮機すべての配置を前面（保守・サービスする側）寄りとすることができ、組立性・作業性を良好とすることができる。
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態の空気調和機について図９を用いて説明する。図９は本発明の第３実施形態の室外ユニットの部品配置構成図である。この第３実施形態は、次に述べる点で第１実施形態と相違するものであり、その他の点については第２実施形態と基本的には同一であるので、重複する説明を省略する。
【００３２】
室外ユニットはキャビネット内を左右に３つの部屋に分割されている。左側の部屋には、２台の圧縮機１Ａ、１Ｂがキャビネット内の前面側に左右に並置され、第１室外熱交換器２Ａが平面略コ字状に形成されて配置されている。中央の部屋には、２台の圧縮機１Ｂまたは１Ａがキャビネット内の前面側に配置され、第２室外熱交換器２Ｂが平面略コ字状に形成されて配置され、アキュームレータ５が、圧縮機１Ｂの背面側に位置して配置されると共に、第２室外熱交換器２Ｂの略コ字状の中に収納されるように配置されている。右側の部屋には、第３室外熱交換器２Ｃが平面略コ字状に形成されて配置され、油分離器３及び冷媒量調整器６が、背面側に位置して配置されると共に、第３室外熱交換器２Ｃの略コ字状の中に収納されるように配置されている。圧縮機１は、最大体積吐出量が毎秒６０００ＣＣ以上の可変容量型圧縮機１ａが１台、吸入容積１３０ｃｃ以上の定速型圧縮機１Ｂが３台用いられて構成されている。また、各部屋の上部には室外プロペラファンなどの通風装置がそれぞれ配置されている。
【００３３】
そして、第３実施形態の空気調和機は、冷房標準能力が９６〜１３６ｋＷ（３４〜４８ＨＰ）であり、室外ユニットの幅寸法を２７００〜３０００ｍｍとし、高さ寸法を１８００ｍｍ以下としている。
【００３４】
第３実施形態によれば、幅寸法が２７００〜３０００ｍｍとなる機種が、従来の冷房標準能力６９〜９０ｋＷ（１８〜２２ＨＰ）から９６〜１３６ｋＷ（１８〜３２ＨＰ）まで拡大され、輸送性、設置スペース、リサイクル性において従来例より有利となる。また、室外ユニットが一体となっているので、設置工事の際の配管・配線の工事も容易である。
【００３５】
なお、圧縮機１が最大体積吐出量が毎秒６０００ＣＣ以上の可変容量型圧縮機１Ａを４台用いて構成され、容量の大きな機種においても、要求される容量分の圧縮機を機内に納めることができる。可変容量型圧縮機１Ａを１台と定速型圧縮機１Ｂを３台用いて構成される場合は、空気調和機から発する高調波の低減で有利となる。また、可変容量型圧縮機１Ａを４台用いて構成される場合は、圧縮機１の容量制御がきめ細かく行える利点がある。
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態の空気調和機について図１０を用いて説明する。図１０は本発明の第４実施形態の室外ユニットの部品配置構成図である。この第４実施形態は、次に述べる点で第３実施形態と相違するものであり、その他の点については第３実施形態と基本的には同一であるので、重複する説明を省略する。
【００３６】
この第４実施形態の空気調和機は、冷房標準能力が９６〜１３６ｋＷ（３４〜４８ＨＰ）であり、２つに分離した室外ユニットを用いたものである。一方の室外ユニットは第２実施形態の室外ユニットと機器の配置構成及び外形寸法が同一である。但し、圧縮機１Ａ、１Ｂ、油分離器３、アキュームレータ５及び冷媒量調整器６などの容量は冷房能力に対応した大きさとなっている。他方の室外ユニットは第１実施形態の室外ユニットの外形寸法と同一であり、第３室外熱交換器３Ｃが配置されている。
【００３７】
第４実施形態によれば、室外ユニットを２台に分離することにより、１台当りの幅寸法が２０００ｍｍ以下でかつ高さ寸法が１８００ｍｍ以下となり、９６〜１３６ｋＷまでの機種についても汎用エレベータに載せることが容易となり、輸送性で有利となる。
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態の空気調和機について図１１を用いて説明する。図１０は本発明の第５実施形態の室外ユニットの部品配置構成図である。この第５実施形態は、次に述べる点で第４実施形態と相違するものであり、その他の点については第４実施形態と基本的には同一であるので、重複する説明を省略する。
【００３８】
この第５実施形態では、熱交換器２Ａ〜２Ｃの片側または両側を長くした構成である。かかる構成とすることにより、熱交換器の伝熱面積を増大させ、性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態の冷凍サイクルを示す図である。
【図２】第１実施形態の室外ユニットの部品配置構成図である。
【図３】第１実施形態の室外ユニットの正面図である。
【図４】第１実施形態の室外ユニットの分解斜視図である。
【図５】第１実施形態の室外ユニットの変形例１の部品配置構成図である。
【図６】第１実施形態の室外ユニットの変形例２の部品配置構成図である。
【図７】第１実施形態の室外ユニットの変形例３の部品配置構成図である。
【図８】本発明の第２実施形態の室外ユニットの部品配置構成図である。
【図９】本発明の第３実施形態の室外ユニットの部品配置構成図である。
【図１０】本発明の第４実施形態の室外ユニットの部品配置構成図である。
【図１１】本発明の第５実施形態の室外ユニットの部品配置構成図である。
【符号の説明】
【００４０】
１…圧縮機、２…室外熱交換器、３…油分離器、４…四方弁、５…アキュームレータ、６…冷媒量調整器、７…室外熱交換器用送風機、８…室内熱交換器、９…室内熱交換器用送風機、１０…室内膨張弁、１１…ガスバイパス制御弁、１２…室外膨張弁、１３…逆止弁、１４…液阻止弁、１５…ガス阻止弁、１６…液管、１７…ガス管、１８…油制御弁、１９…ファンガード、２０…上カバー、２１…室外プロペラファン、２２…ファンモータ、２３…モータクランプ、２４…保護網、２５…脇カバー、２６…脇カバー、２７…補助ステー、２８…上部前カバー、２９…下部前カバー、３０…底ベース。
【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】
2007093151.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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