(57)【要約】  【課題】  これまで障害となっていた配管、設置に係わる作業負担を大幅に軽減し、迅速且つ効率的に配管、設置することを可能となるようにした建築物屋根上における屋根上用消雪装置を提供する。  【解決手段】  密閉状とした中空パイプ３１と、それに貫装した熱源パイプ３４とからなり、該熱源パイプ３１の両端に水道管用のアダプター部４，４が一体形成されたヒートパイプ３，３，……の複数本を、棟方向に平行状であって上下方向に所定間隔を隔てた配置となるよう規制して建築物屋根上Hに固定した上、それらアダプター部４，４を水道管用の継ぎ手部品類５と直管６とによって接続し、熱源流体を流通可能とする流体回路２を形成すると共に、該流体回路２適所には、その一端から他端に向けて熱源液体を供給可能な給湯器を組み込んでなるものとした屋根上用消雪装置１である。【選択図】    図１
2007040031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直管状の熱源パイプの両端に夫々水道管用のアダプター部が一体形成されたヒートパイプの複数本を、棟方向に平行状であって互いに上下方向に所定間隔を隔てた配置となるよう規制して建築物屋根上に固定した上、それら隣接、対応するアダプター部間を水道管用の継ぎ手部品類、またはそれと直管とによって接続し、各ヒートパイプの一方端側から他方端側に向けてか、もしくはそれとは反対側の他方端側から一方端側に向けてか、あるいは一部のヒートパイプの一方端側から他方端側に向け、それ以外のヒートパイプの他方端側から一方端側に向けてかの何れかによって熱源流体を流通可能とする流体回路を形成してなるものとしたことを特徴とする屋根上用消雪装置。
【請求項２】
直管状の熱源パイプの両端に、夫々雄ネジを有するブッシングからなる水道管用のアダプター部が一体形成されたヒートパイプの複数本を、棟方向に平行状であって互いに上下方向に所定間隔を隔てた配置となるよう規制して建築物屋根上に固定した上、それら隣接、対応するアダプター部間を水道管用の継ぎ手部品類、またはそれと直管とによって接続し、各ヒートパイプの一方端側から他方端側に向けてか、もしくはそれとは反対側の他方端側から一方端側に向けてか、あるいは一部のヒートパイプの一方端側から他方端側に向け、それ以外のヒートパイプの他方端側から一方端側に向けてかの何れかによって熱源流体を流通可能とする流体回路を形成すると共に、該流体回路適所には、その一端から他端に向けて熱源液体を消雪用に加温、供給可能とする給湯器を組み込んでなるものとしたことを特徴とする屋根上用消雪装置。
【請求項３】
密閉状とした直管状の中空パイプと、同中空パイプの内周面に近接させて貫装した熱源パイプとからなり、該熱源パイプの両端に、夫々雄ネジを有するブッシングからなる水道管用のアダプター部が一体形成されたヒートパイプの複数本を、棟方向に平行状であって互いに上下方向に所定間隔を隔てた配置となるよう規制して建築物屋根上に固定した上、それら隣接、対応するアダプター部間を水道管用の継ぎ手部品類、またはそれと直管とによって接続し、各ヒートパイプの一方端側から他方端側に向けてか、もしくはそれとは反対側の他方端側から一方端側に向けてか、あるいは一部のヒートパイプの一方端側から他方端側に向け、それ以外のヒートパイプの他方端側から一方端側に向けてかの何れかによって熱源流体を流通可能とする流体回路を形成すると共に、該流体回路適所には、その一端から他端に向けて熱源液体を消雪用に加温、供給可能とする給湯器を組み込んでなるものとしたことを特徴とする屋根上用消雪装置。
【請求項４】
所定量の熱媒体用流体を封入した密閉、直管状の中空パイプと、同中空パイプの屋根上設置の際に下側配置となる内周面に近接させて貫装した熱源パイプとからなり、該熱源パイプの両端に、夫々雄ネジを有するブッシングからなる水道管用のアダプター部が一体形成されたヒートパイプの複数本を、棟方向に平行状であって互いに上下方向に所定間隔を隔てた配置となるよう規制して建築物屋根上に固定した上、それら隣接、対応するアダプター部間を水道管用の継ぎ手部品類、またはそれと直管とによって接続し、各ヒートパイプの一方端側から他方端側に向けてか、もしくはそれとは反対側の他方端側から一方端側に向けてか、あるいは一部のヒートパイプの一方端側から他方端側に向け、それ以外のヒートパイプの他方端側から一方端側に向けてかの何れかによって熱源流体を流通可能とする流体回路を形成すると共に、該流体回路適所には、その一端から他端に向けて熱源液体を消雪用に加温、供給可能とする給湯器を組み込んでなるものとしたことを特徴とする屋根上用消雪装置。
【請求項５】
流体回路が、ヒートパイプの熱源パイプ両端に、夫々一体形成された水道管用の雄ネジを有するブッシングからなるアダプター部に対して、接続可能なニップル、エルボ、チーズ、直管等の水道管用の配管部品を適宜、組み合わせて形成した上、ヒートパイプの消雪用放熱範囲を除いた配管の略全体に渡り、断熱被覆を施したものとしてなる、請求項１ないし４何れか一項記載の屋根上用消雪装置。
【請求項６】
流体回路が、その熱源流体用流路の末端側中途部分となる所定範囲を、建築物軒先に配置された雨樋付近か、または雨樋内かの何れかに沿って添設したものとしてなる、請求項１ないし４何れか一項記載の屋根上用消雪装置。
【請求項７】
流体回路が、その熱源流体用流路の末端側中途部分となる所定範囲を、耐食性を有した金属製の水道管用フレキシブルパイプとし、建築物軒先に配置された雨樋付近か、または雨樋内かの何れかに沿って添設したものとしてなる、請求項１ないし４何れか一項記載の屋根上用消雪装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ロードヒーティングや建築物屋内の床暖房等を含む消雪技術に関連するあらゆる分野をその技術分野とするものであり、建築物の屋根面上の積雪を消雪可能とする消雪装置を製造する分野は勿論のこと、その製造に必要とする設備、器具類を提供、販売する分野から、それら資材や機械装置、部品類に必要となる素材、例えば、木材、石材、各種繊維類、プラスチック、各種金属材料等を提供する分野、それらに組み込まれる電子部品やそれらを集積した制御関連機器の分野、各種計測器の分野、当該設備、器具を動かす動力機械の分野、そのエネルギーとなる電力やエネルギー源である電気、オイルの分野といった一般的に産業機械と総称されている分野、更には、それら設備、器具類を試験、研究したり、それらの展示、販売、輸出入に係わる分野、将又、それらの使用の結果やそれを造るための設備、器具類の運転に伴って発生するゴミ屑の回収、運搬等に係わる分野、それらゴミ屑を効率的に再利用するリサイクル分野などの外、現時点で想定できない新たな分野までと、関連しない技術分野はない程である。                                                  
【背景技術】
【０００２】
（着目点）
建築物の屋根に大量に降り積もった雪は、これまでのところでは人海戦術による雪下ろし作業によって排雪する以外に特に有効な手段がなく、連日に渡って降り続くような雪を屋根から排除するために必要となる人手の確保や費用の捻出等に多大の負担を覚悟しなければならないだけではなく、湿気を含んだ重い雪が大量に積もり続けて雪下ろしが間に合わなくなってしまうと、多くの家屋が倒壊の危機に曝されてしまって地域災害にもなり兼ねなく、それまでいかなくとも、屋根の雪下ろし作業中に転落してしまう事故等といった人命に関わる問題をこれまでにも多発してきたことから、現在でも雪に強い家屋、特に雪下ろし作業を必要としない家屋の開発は永年の課題となっており、既に実用に供されているものも多い。
【０００３】
その一つに屋根の勾配を５０度以上に設定して屋根雪が自然に落下してしまうようにしたものがあり、確かに雪下ろし作業の労力や経費の軽減化を図ることができるものの、都市化による住宅の密集や自動車による交通の発達といった環境の変化から、屋根からの雪を落したまま山積みにしておくことが許されなくなってしまうと同時に、勢い良く落下する雪は、その騒音が周辺住民の迷惑となったり、軒下付近を危険地帯に化してしまうといった問題さえも生じ、それらの不都合を回避するために、一時は無落雪住宅のようなフラットな屋根面とする斬新な家屋の提案もなされてきたものの、それらは外観を限定してしまうという問題に加え、積雪荷重に耐えるだけの構造強度を必要とすることになって建築費の高騰に繋がってしまうといった難点を伴う外、何よりも既存の建築物への応用が効かないという大きな欠点があって実用性を欠き、広く普及するまでには至っておらず、結局現在でも家屋に積もる雪対策になかなか決定打を見出せないでいる。
【０００４】
（従来の技術）
そうした状況が続く中、例えば特開２００２-３２２８２８号公報に「屋根の融雪装置」発明として提案されているもののように、屋根上に設置される複数の支持フレームの支持バー間に、複数のヒートパイプが相互間隔をおいて平行に架設固定され、各ヒートパイプは、外パイプと、その外パイプ内に貫通された中パイプを備え、中パイプ内には温水等の加熱流体が流され、加熱源から中パイプに温水等の加熱流体が流れ、外パイプ内の作動流体が蒸発すると共に、その蒸気が外パイプの周壁面で熱交換することにより、冷却された作動流体が凝縮し、再び加熱流体からの熱を吸収して蒸発することを繰り返す過程において外パイプを介して屋根上の積雪を溶解し、消雪可能としたもの、あるいは特開２００３-８２８８２号公報に開示された「露出配管屋根融雪装置」発明のように、放熱パイプをフィン付きパイプと曲りパイプとによって構成し、フィン付きパイプは、円形中空断面の片側または両側に単列もしくは複列の突出部を連続して設け、フィン付きパイプが耐候性を有し熱伝導性の高い軽量のパイプで構成されたものとして放熱面の表面積を増大し、消雪性能を向上させたもの等といった、建築物屋根上用として消雪パイプ類を採用する消雪装置の提案が多く見受けられる。
【０００５】
前者の「屋根の融雪装置」に属するものは、屋根上に上下所定の間隔を隔てて、棟方向に平行状の配置とするよう設置された複数本のヒートパイプと、それらに対して温水等の加熱液体を供給する加熱源との接続構造についての明確な開示がなされていないが、軽量且つ柔軟な上、樹脂製のホース状に巻き取られた製品形態であって、必要な長さに合わせて簡便に切断し、接続バンド等の金具類を用いて効率的に配管、接続作業を行うことができるという理由から、広く一般に利用されているナイロン管、架橋ポリエチレン管、ポリブデン管等の樹脂製の管材を用いて接続することが考えられる。
【０００６】
このような樹脂製パイプの利用は、特開平４−６０３１５号公報の「家屋埋込み型発熱装置」発明にも開示されているとおり、建築物の床暖房や屋根の消雪装置等に広く用いられている。しかしながら、こうした配管作業性に秀れた樹脂製のパイプは、銅管やアルミニウム管、鋼管、ステンレス管等の金属製のパイプに比較すると、パイプ自体の耐候性や耐圧性、接続部分の強度等といった点において劣るものであると言わざるを得ず、比較的早期の段階に接続部の緩みやパイプの亀裂等といった様々なトラブルが発生し易く、長期的に見ると保守、点検や老朽後の交換作業等を含めた経済的な面や、自然環境に配慮したリサイクル処理等の観点からも不利な点が多く、しかも管路断面形状を圧縮させずに、折曲するには十分な曲率半径を確保する必要があり、消雪機能を発揮できない配管専用部分が屋根面上の多くを占領することになってしまうという欠点があった。
【０００７】
また後者の「露出配管屋根融雪装置」に代表される提案は、屋根上に配列された複数本の放熱用フィン付きのパイプを、予め折曲加工済みのものとしてか、あるいは設置場所において適宜、折曲加工して所定形状に成型したアルミニウム製の曲りパイプを用いるかして接続するようにし、耐久性や保守、点検、修理および廃棄処理といった様々な問題を改善すると共に、曲げパイプを予め工場の生産工程において曲げ加工済みのものとすることにより、管路断面積を圧縮させることなく、より小さな曲率半径で折曲することを可能にし、屋根上における曲げパイプの占有面積を最小限に抑え得るようにするものであったが、設置対象の屋根形状や面積等の条件に応じて様々な寸法、形状の曲げパイプを準備するか、あるいは必要に応じて専用設計による製造を余儀無くされる虞がある等といった具合に、生産効率と経済性とにおいて大きな欠点を有するものとなっていた。                                      
【特許文献１】（１）特開２００２-３２２８２８号公報    （２）特開２００３-８２８８２号公報    （３）特開平４−６０３１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
（問題意識）
上記において見てきたとおり、従前までに提案のある建築物屋根上用の融雪装置は、複数本のヒートパイプ部分同士や、それらに対して給湯等を行う加熱源との接続に対し、比較的簡便且つ低廉にて設置可能な樹脂製パイプを採用することが多かったが、樹脂製パイプには、管路断面の圧縮を防止するために十分な曲率で湾曲させなければならず、そのため屋根上面の広い面積を占拠してしまう上、金属製パイプに比較して早期に老朽化してしまい、設置以降の維持、管理費用等の経済的負担が大きく、しかも老朽後の交換、廃棄処分の際にも自然環境への十分な配慮を必要とするという欠点があり、また、樹脂製パイプより耐久強度が高く、維持管理に有利な金属製パイプは、樹脂製パイプのこうした欠点を補うことができるものの、施工に際しては、予め様々な寸法、形状のパイプを準備し、設置屋根の寸法、形状に合わせて配管できるよう多くの在庫を確保し、それらについて製品管理を行い、さらに屋根形状に合致するパイプが無い場合には、専用設計の曲げパイプを製造しなければならない等、経済的に不利な面があるという欠点を有しており、これまでそれら樹脂製パイプと金属パイプとがもつ夫々の欠点を効果的に解消することができず、施工主の経済的負担を増大させ、製造工場の設計、生産、品質管理、在庫管理等の作業効率を悪化させてしまい、施工業者の作業負担を大きくしているというのが現状となっていた。
【０００９】
（発明の目的）
そこで、この発明は、金属製パイプの耐久性や、曲り部分の曲率を小さくできるという利点を取り入れて、しかもこれまで障害となっていた金属製パイプの製造、加工、施工等の作業負担を大幅に軽減し、迅速且つ効率的に配管可能とした建築物屋根上における融雪技術の開発はできないものかとの判断から、逸速くその開発、研究に着手し、長期に渡る試行錯誤と幾多の試作、実験とを繰り返してきた結果、今回、遂に新規な構造の屋根上用消雪装置を実現化することに成功したものであり、以下では、図面に示すこの発明を代表する実施例と共に、その構成を詳述することとする。                                                              
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（発明の構成）
図面に示すこの発明を代表する実施例からも明確に理解されるように、この発明の屋根上用消雪装置は、基本的に次のような構成から成り立っている。
即ち、直管状の熱源パイプの両端に夫々水道管用のアダプター部が一体形成されたヒートパイプの複数本を、棟方向に平行状であって互いに上下方向に所定間隔を隔てた配置となるよう規制して建築物屋根上に固定した上、それら隣接、対応するアダプター部間を水道管用の継ぎ手部品類、またはそれと直管とによって接続し、各ヒートパイプの一方端側から他方端側に向けてか、もしくはそれとは反対側の他方端側から一方端側に向けてか、あるいは一部のヒートパイプの一方端側から他方端側に向け、それ以外のヒートパイプの他方端側から一方端側に向けてかの何れかによって熱源流体を流通可能とする流体回路を形成してなるものとした構成を要旨とする屋根上用消雪装置である。
【００１１】
この基本的な構成からなる屋根上用消雪装置を、より具体的な構成のものとして示すと、直管状の熱源パイプの両端に、夫々雄ネジを有するブッシングからなる水道管用のアダプター部が一体形成されたヒートパイプの複数本を、棟方向に平行状であって互いに上下方向に所定間隔を隔てた配置となるよう規制して建築物屋根上に固定した上、それら隣接、対応するアダプター部間を水道管用の継ぎ手部品類、またはそれと直管とによって接続し、各ヒートパイプの一方端側から他方端側に向けてか、もしくはそれとは反対側の他方端側から一方端側に向けてか、あるいは一部のヒートパイプの一方端側から他方端側に向け、それ以外のヒートパイプの他方端側から一方端側に向けてかの何れかによって熱源流体を流通可能とする流体回路を形成すると共に、該流体回路適所には、その一端から他端に向けて熱源液体を消雪用に加温、供給可能とする給湯器を組み込んでなるものとした構成からなる屋根上用消雪装置となる。
【００１２】
さらに具体的には、密閉状とした直管状の中空パイプと、同中空パイプの内周面に近接させて貫装した熱源パイプとからなり、該熱源パイプの両端に、夫々雄ネジを有するブッシングからなる水道管用のアダプター部が一体形成されたヒートパイプの複数本を、棟方向に平行状であって互いに上下方向に所定間隔を隔てた配置となるよう規制して建築物屋根上に固定した上、それら隣接、対応するアダプター部間を水道管用の継ぎ手部品類、またはそれと直管とによって接続し、各ヒートパイプの一方端側から他方端側に向けてか、もしくはそれとは反対側の他方端側から一方端側に向けてか、あるいは一部のヒートパイプの一方端側から他方端側に向け、それ以外のヒートパイプの他方端側から一方端側に向けてかの何れかによって熱源流体を流通可能とする流体回路を形成すると共に、該流体回路適所には、その一端から他端に向けて熱源液体を消雪用に加温、供給可能とする給湯器を組み込んでなるものとした屋根上用消雪装置といえる。
【００１３】
同様に、所定量の熱媒体用流体を封入した密閉、直管状の中空パイプと、同中空パイプの屋根上設置の際に下側配置となる内周面に近接させて貫装した熱源パイプとからなり、該熱源パイプの両端に、夫々雄ネジを有するブッシングからなる水道管用のアダプター部が一体形成されたヒートパイプの複数本を、棟方向に平行状であって互いに上下方向に所定間隔を隔てた配置となるよう規制して建築物屋根上に固定した上、それら隣接、対応するアダプター部間を水道管用の継ぎ手部品類、またはそれと直管とによって接続し、各ヒートパイプの一方端側から他方端側に向けてか、もしくはそれとは反対側の他方端側から一方端側に向けてか、あるいは一部のヒートパイプの一方端側から他方端側に向け、それ以外のヒートパイプの他方端側から一方端側に向けてかの何れかによって熱源流体を流通可能とする流体回路を形成すると共に、該流体回路適所には、その一端から他端に向けて熱源液体を消雪用に加温、供給可能とする給湯器を組み込んでなるものとした屋根上用消雪装置であるということが可能である。                                                        
【発明の効果】
【００１４】
以上のとおり、この発明の屋根上用消雪装置によれば、ヒートパイプにおける熱源パイプの両端に、夫々水道管用のアダプター部を一体形成したものとし、複数本のヒートパイプ同士を、水道管用の継ぎ手部品類、またはそれと直管とによって接続して流体回路を形成することが可能となり、これによりフレキシブルであるが比較的耐圧性に劣り、劣化し易いという欠点をもつ合成樹脂製のパイプに比較して接続部分を含む流体回路全体の耐圧性能と管路寿命とを高めたものとすることができる上、曲がり部分の曲率を小さくしてヒートパイプをより広い範囲に配置することが可能となり、しかも一般市場に普及している既製の水道管用部品類を利用することにより、専用金属製パイプの設計、製造、加工、品質管理および保管等のメーカー負担を大幅に軽減することが可能となり、既に水道管の配管技術を習得、熟練している作業者がそのまま設置作業に携われることから、作業用員への専用配管施工についての教育や、膨大な経費を要する新たな配管構造の開発等を一切不要とするだけではなく、配管施工作業の効率とその信頼性とを高い水準に保つことが保証されることとなって、従前のこの種装置類と同等かそれらよりも安価なものとしての提供をも可能にするという秀れた特徴が得られるものである。
【００１５】
加えて、ヒートパイプを、密閉状とした直管状の中空パイプと、同中空パイプの内周面に近接させて貫装した熱源パイプとからなるものとし、熱源パイプ内を流通する熱源流体の容積を小さく抑え、中空パイプ内に封入され、対流可能な空気もしくはそれ以外の熱媒体用気体（熱媒体用流体）を通じ、より広い表面積において効率的に放熱可能なものとすることによって高い消雪効果を得るものとなり、さらに、中空パイプ中に熱媒体用液体（熱媒体用流体）を適量収容したことにより、熱源パイプ中を通過する熱源流体からの熱を吸収した熱媒体用液体が気化、対流して中空パイプ上側内壁面に接触して凝縮する過程中に効率的に放熱し、より高い消雪能力を発揮するという効果を発揮する。
【００１６】
さらに、流体回路の末端側となる所定範囲を建築物屋根の雨樋付近か、雨樋の内側かの何れかに沿って添設状に配管したものとし、軒先に垂れ下がる氷柱を解消して屋根下の安全を確保することができ、しかも同流体回路の雨樋付近か、雨樋内側かの何れかに沿って添設する管路部分に水道管用の金属製フレキシブルパイプを採用したものでは、軒先形状に沿わせて折曲設置する場合に、それが上面開口の狭い雨樋であったとしても、敷設作業性を大幅に向上させることができることになって流体回路敷設時の作業工数を大幅に削減できるものとなることから、より経済的な施工を実現可能とするという利点が得られることとなる。                                                                                      
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
上記したとおりの構成からなるこの発明の実施に際し、その最良もしくは望ましい形態について説明を加えることにする。
流体回路は、設置対象となる面積範囲に対し、適宜配置された複数本のヒートパイプ同士を直列状や並列状、もしくはそれらの組み合わせ等様々な経路を形成するよう接続可能とすると共に、供給源から供給された熱源流体を、各ヒートパイプに対して効率的に循環、供給できるようにする機能を果たすものであり、水道管用の継ぎ手部品類や直管等の外、必要に応じて水道管用のフレキシブルパイプを使用することが可能であって、エルボやチーズ、直管等を含む殆ど全ての配管部品類を耐圧強度や耐食性に秀れたステンレス鋼製のものとするのが望ましく、各配管部品を屋根の棟方向に平行状に配管することによって雪留め機能を果たすものとすることが可能である外、ステンレス鋼管やステンレス製フレキシブルパイプ等を設置対象屋根の雨樋付近もしくは雨樋内に沿って配管し、落雪や氷柱防止の機能を果たすようにすることも可能である。
【００１８】
ヒートパイプは、流体回路に供給される熱源流体が発する熱を、その外側に接触または近接する雪や氷等に効率的に伝達して融解させてしまう機能を果たすものであり、積雪や氷に接触または近接する伝熱表面積を、当該流体管路に用いた水道管用パイプの外表面積よりも大きく設定可能な構造のものとしなければならず、密閉状とした直管状の中空パイプと、同中空パイプの内周面に近接させて貫装した熱源パイプとからなるものとするのが望ましく、所定量の熱媒体用流体を封入した密閉、直管状の中空パイプと、同中空パイプの屋根上設置の際に下側配置となる内周面に近接させて貫装した熱源パイプとからなるものとすることができ、設置対象となる建築物屋根上面の略全面か、あるいは設置、必要範囲内に対して適宜間隔を隔てて配置したものとすることが可能であり、落雪や氷柱の発生を防止するよう軒先付近に沿って棟方向に配置し、雪留めとしての機能も果たすようなものとすることができる。
【００１９】
熱源パイプは、供給源から流体回路に流入した熱源流体が通過する際に、同熱源流体がもつ熱を外に向けて放出可能とし、これによってヒートパイプの消雪機能を発揮可能とする機能を果たすものであり、両端には夫々ブッシングやニップル、ユニオン等のように端部がボルト状雄ネジ部分もしくはナット状雌ネジ部分に形成されたものや、あるいは袋ナットによって接続可能としたフランジ部を有するソケット状部分等を含む水道管用のアダプター部の何れかが一体形成されたものとしなければならず、ステンレス鋼製のものとするのが望ましく、その中途部分が、密閉状の中空パイプを貫通し、一体化されたものとすることができる。
【００２０】
中空パイプは、熱源パイプの中途所定範囲を外側から密閉状に包囲して密閉空間を形成し、熱源パイプから放出される熱を、より広い面積を通して効率的に放熱可能とする機能を果たすものであり、熱源パイプの外径寸法よりもさらに大きな内径寸法を有するものとしなければならず、空気やその外の気体を封入した密閉筒状のものとすることができる外、所定量の熱媒体用流体としての液体を収容したものとすることが可能であり、ヒートパイプの設置姿勢において上下中心より下側に配された熱源パイプが没する程度の量を収容したものとすることができる。
【００２１】
そして、中空パイプ内に収容する熱媒体用流体には、空気の外、酸素、窒素、炭酸ガス、一酸化炭素等の気体や、シクロペンタン、イソブタン、アルコール、メタノール等の揮発性の液体（流体）、あるいは、水や不当液、熱媒油等の消雪用に加熱された熱源流体からの放熱では気化しない液体を充填したものとすることが可能であり、消雪の過程にあって気化と液化とを繰り返す流体は、液体の状態で中空パイプ内に気化可能な空間を確保するように収容したものとすべきであり、また、消雪に際して気化しない液体の場合には、中空パイプ内に大きな隙間空間を形成せずに、液体のまま対流しながら中空パイプ内壁周面に接して効率的に放熱可能としたものとするのが望ましい。
【００２２】
水道管用の継ぎ手部品類は、消雪用の流体回路を、広く普及している水道配管技術によって配管、設置可能にすると共に、耐圧性と耐久強度とに秀れた金属製配管を簡便に施工可能とする機能を果たすものであり、広く一般に利用されている水道管用の継ぎ手部品であって、耐食性、耐圧性能の高いステンレス鋼製のものとすべきであり、より具体的には、エルボ、チーズ、ニップル、ブッシング、ユニオン、フランジ、ソケット、クロス、プラグ、キャップ、バルブ等を含み、さらに、ステンレス鋼以外の素材からなるシールやパッキン等の必要部品類を含むものであって一般に広く使用されている既製の水道管用継ぎ手部品であるということができ、その外の直管やフレキシブルパイプ等もまた、同様に既製の水道管用の部品を使用しなければならず、それらはステンレス製のものを用いるようにするのが望ましく、また、ガス管用のステンレス鋼製継ぎ手部品類を使用することによっても略同等の効果を得ることができる。
【００２３】
給湯器は、燃料や電力等のエネルギーの供給を受けることにより、流体回路に供給される熱源流体に対して消雪能力を十分に発揮可能とする程度の熱量を与えることを可能とする機能を果たすものであり、ガス、灯油、軽油、重油等の燃料や、電力等によって熱源流体を加熱可能とするものであるが、地下水や床暖房等の他の用途に利用された循環温水あるいは熱媒油等を循環させるポンプ等と置き換えることが可能であって、水道水圧を利用する場合には不要であるが、強制循環用のポンプを設けると、熱源流体を循環利用する場合等に有利になる。
【００２４】
熱源流体は、流体回路中を円滑に通過可能であってしかもヒートパイプ内を通過する際には、効率的に熱交換可能とする機能を果たすものであり、給湯器、ボイラもしくはそれに代わる熱交換機等との熱交換効率に秀れたものとすべきであり、加熱空気や蒸気、それ以外の加熱されたガス等の熱源気体とすることが可能であるが、給湯器やボイラ等による加熱、循環に有利な水や不凍液、熱媒油等の熱源液体とするのが望ましい。また、流体回路中に熱源流体を通過させず、空洞状とするか、もしくは熱伝達用の不活性気体等を充填する等して、各ヒートパイプ内にニクロム線や電気的絶縁被膜を有するステンレス線等を挿通し、電流を供給して発熱させることにより、放熱可能な構造とすることも不可能ではない。
以下では、図面に示すこの発明を代表する実施例と共に、その構造について詳述することとする。                                                                                                              
【実施例１】
【００２５】
図１の屋根上用消雪装置の斜視図、図２のヒートパイプの斜視図、図３のヒートパイプの正面図、図４のヒートパイプの平面図、および図５のヒートパイプの断面図に図示される事例は、密閉状とした直管状の中空パイプ３１と、同中空パイプ３１の内周面に近接させて貫装した熱源パイプ３４とからなり、該熱源パイプ３１の両端に、夫々雄ネジ４１を有するブッシングからなる水道管用のアダプター部４，４が一体形成されたヒートパイプ３，３，……の複数本を、棟方向に平行状であって互いに上下方向に所定間隔を隔てた配置となるよう規制して建築物屋根上Hに固定した上、それら隣接、対応するアダプター部４，４間を水道管用の継ぎ手部品類５と直管６とによって接続し、各ヒートパイプ３，３，……の一方端側から他方端側に向けて熱源流体を流通可能とする流体回路２を形成すると共に、該流体回路２適所には、その一端から他端に向けて熱源液体を消雪用に加温、供給可能とする給湯器を組み込んでなるものとした、この発明の屋根上用消雪装置における代表的な一実施例を示すものである。
【００２６】
当該屋根上用消雪装置１は、その流体回路２の消雪機能を発揮させるための範囲に、図２ないし図５中に示すようなヒートパイプ３の複数本を配管するものであって、該ヒートパイプ３は、直径５０・前後、長さ４００・前後のステンレス鋼管（JIS-SUS304，SUS309，SUS310，SUS410，SUS430，SUS321，SUS316，SUS347，SUS329等、以下省略する）の両端に、夫々ステンレス鋼製の密閉用円板３２，３２の嵌合用段差部分を嵌合、装着し熔接によって密閉状とした中空パイプ３１と、該中空パイプ３１の配管、設置の際に下側配置となる内周面に平行状に近接させるよう、直径１０・前後、長さ５００・前後のステンレス鋼管製の熱源パイプ３４を両端密閉用円板３２，３２に貫通させ、その両端側を夫々４０・前後、密閉用円板３２，３２の外側に露出、延伸させると共に、夫々の露出基端部分を各密閉用円板３２，３２に熔接、密閉化したものとし、さらに同熱源パイプ３４両端の夫々には、水道管用のアダプターの一種であり、先端側に雄ネジ４１が、基端側にナット４２が夫々一体化形成されたブッシング４，４の各基端側が同心状に嵌合（螺合）、装着され、熔接によって密閉状に結合された上、中空パイプ３１の内部に何れか一方の密閉用円板３２の板圧方向に貫通された熱媒用注入孔３３を通じて乾燥空気を常温で封じ込め、同熱媒用注入孔３３にステンレス製の栓部品を圧入、密閉したものとなっている。
【００２７】
このような構造のヒートパイプ３の複数本を、図１中に示すように、建築物の屋根上面Hの軒先側となる範囲であって棟方向に平行する直列状に配列し、さらに上下方向に適宜間隔を隔てて同様のものを２列平行状に配置させ、互いに隣接、対峙する熱源パイプ３４，３４，……の各ブッシング４，４間に、両端に雌ネジが刻設されたステンレス鋼製の短尺状直管継ぎ手５１を介して接続し、上側配置となる列の両端配置のヒートパイプ３，３における末端側のブッシング４，４には夫々ステンレス鋼製のエルボ５２，５２を接続する一方、下側配置となる列の両端配置のヒートパイプ３，３における末端側のブッシング４，４には、夫々ステンレス鋼製のチーズ５３，５３を接続した上、各エルボ５２，５２の末端と、それに対峙するチーズ５３，５３の上側端とに、両端に雄ネジを形成したステンレス鋼製直管６，６の両端を夫々接続し、上下２列の複数本の各ヒートパイプ３，３，……を互いに並列状に接続したものであり、夫々のヒートパイプ３，３，……は、棟方向の複数適所を雪留め金具に準じた固定構造の取付け金具８，８，……によって屋根上面に固着している。
【００２８】
取付け金具８は、屋根面Hの瓦棒部分に挟着、固定する固定金具部、あるいは金属製葺き板や瓦の上下隙間から挿入され、葺き板や瓦の適所に掛着するか、または釘等によって野地板や垂木に達するよう固定可能な図示しない吊り金具部と、固定金具部（吊り金具部）の適所に一体化され、ヒートパイプ３に巻き付け装着可能な固着用バンド部とを有するかするものであるが、積雪荷重にも耐える程度の十分な強度を備えてヒートパイプ３を屋根上面Hに固定でき、しかも屋根上面Hの防水や強度等の基本的性能を悪化させるものでなければ、何れの構造を採用することも可能である。
【００２９】
このように設置、配管された上下２列の中、下側配置となる配管の左右端に接続されたチーズ５３，５３の何れか一方の下向き端に、ステンレス鋼製の短尺状直管６，６やエルボ５２，５２等を適宜接続し、図示しない循環用ポンプ内蔵型（もしくは付属型）の給湯器における給湯口に接続するようにし、また同チーズ５３，５３の中の何れか他方の下向き端に、ステンレス鋼製の直管６，６およびエルボ５２等を接続し、軒先側の雨樋G上まで延伸させ、さらにステンレス鋼製のフレキシブルパイプ７の一端をニップルあるいは袋ナット等を用いて接続し、同フレキシブルパイプ７を雨樋Gの内側底面上に沿って略全長に渡り敷設、配管した上、その末端側にステンレス製のニップルあるいは袋ナット等を用いてエルボ５２，５２，……および短尺状の直管６，６，……等を接続し、図示しない前記給湯器の給水口に接続したものとしている。
また、各配管接続部分には、必要に応じてシール材やパッキン等による防水処理が施されており、各ヒートパイプ３，３，……以外の流体回路２を形成している直管６，６，……、短尺状直管継ぎ手５１，５１，……、エルボ５２，５２，……、チーズ５３，５３，……、図示しないブッシング、ニップル、ユニオン、ソケット等のアダプター部品類の外周壁面に、外壁に耐候用被膜を形成した発泡樹脂製の断熱被覆部品９を装着したものとなっている。                                                                                              
【実施例２】
【００３０】
図５のヒートパイプの断面図、および図６の屋根上用消雪装置の斜視図に示されている事例は、所定量のエタノールあるいはメタノールからなる熱媒体用流体３５を封入した密閉、直管状の中空パイプ３１と、同中空パイプ３１の屋根上設置の際に下側配置となる内周面に近接させて貫装した熱源パイプ３４とからなるようにし、該熱源パイプ３４の両端に、夫々雄ネジ４１を有するブッシングからなる水道管用のアダプター部４，４が一体形成されたヒートパイプ３，３，……の複数本を、棟方向に平行状であって互いに上下方向に所定間隔を隔てた配置となるよう規制して建築物屋根上Hに固定した上、それら隣接、対応するアダプター部４，４間を水道管用の継ぎ手部品類５、またはそれと直管６とによって接続し、各ヒートパイプ３，３，……の一方端側から他方端側に向けて熱源流体を流通可能とする流体回路２を形成すると共に、該流体回路２適所には、その一端から他端に向けて熱源液体を消雪用に加温、供給可能とする給湯器を組み込んでなるものとした、この発明の屋根上用消雪装置における他の実施例を示すものである。
【００３１】
各ヒートパイプ３は、その全長寸法を設置対象となる屋根Hの左右巾に合わせて大型化している外は、前記実施例１に示したものと略同様の構造であり、中空パイプ３１中に適量の熱媒体用流体３５が封入されており、その量は、図５中の二点鎖線に示すよう、設置姿勢において熱源パイプ３４が凝縮した熱媒体用流体３５中に僅かに没する程度となるよう設定されている。
【００３２】
各ヒートパイプ３，３，……は、図６中に示すように、棟方向に平行状であって上下方向に所定間隔を隔て、建築物屋根上面Hの略全面に渡り配置され、各棟方向の複数適所を取付け金具８，８，……によって固定したものとし、最上位となるヒートパイプ３の一方端のブッシング４には、短尺状直管継ぎ手５１およびエルボ５２が接続され、さらに直管６，６やエルボ５２を接続して、屋根H下側まで垂下、延伸させて図示しない循環用ポンプ内蔵型（もしくは付属型）給湯器の給湯口に接続したものとする一方、同最上位のヒートパイプ３における他方端のブッシング４には、エルボ５２，５２および短尺状の直管６を介して下側に隣接するヒートパイプ３の他方端ブッシング４に接続したものとなっている。
【００３３】
最上位から２番目のヒートパイプ３の一端ブッシング４は、エルボ５２，５２および短尺状の直管６を通じてさらに下位に隣接する（最上位から３番目の）ヒートパイプ３の一端ブッシング４に接続されたものとなっており、以下同様に、最下位までの各ヒートパイプ３，３，……が順次直列状に接続され、最下位のヒートパイプ３の一方端にエルボ５２，５２および短尺状直管継ぎ手５１、直管６等を接続して屋根H下側まで垂下させた上で、図示しない前記給湯器の給水口に接続されている。また、各配管接続部分には、必要に応じてシール材やパッキン等が施され、各ヒートパイプ３，３，……以外の流体回路２には、その外周壁面に発泡樹脂製であって外壁に耐候用被膜を形成した断熱被覆部品９が装着されている。
【００３４】
前記図６中に示した流体回路２は、最上位のヒートパイプ３から最下位のヒートパイプ３に向けて順次熱源流体を供給する構造としているが、最下位のヒートパイプ３から最上位のものへ、また、上下中間適所のヒートパイプ３からチーズ５３等の継ぎ手部品類５を介して分岐させ、最上位側と最下位側との上下双方に振り分けて供給するよう配管したもの等、様々な配管構造とすることが可能である。
【００３５】
（実施例の作用）
以上のとおりの構成からなる実施例１の図１中に示したとおりの屋根上用消雪装置１は、各ヒートパイプ３，３，……を屋根上面Hに配管、設置する際に不可欠となる配管技術が、一般に広く利用されている短尺状直管継ぎ手５１、エルボ５２、チーズ５３等の水道管用の継ぎ手部品類５や直管６等を用いた水道配管技術と同じであって、水道工事の経験やノウハウをそのまま応用することが可能となることから、専用設計された配管を接続する場合に比較して作業効率を大幅に高めることが可能となる上、配管強度やその耐久性等にも定評があり、しかも樹脂製配管のように大きな曲率半径を確保せずとも、エルボ５２やチーズ５３等を用いてより小さな曲率半径によって折曲状、分岐状の配管が可能となり、設置スペースの効率化によって、より隅々まで消雪可能な装置として提供することが可能である。
【００３６】
このようにして配管、設置された屋根上用消雪装置１は、建築屋根上Hに積雪したときに、図示しない給湯器を起動させて十分に消雪可能な程度の温度に加熱された湯または不凍液等の熱源液体を、内蔵（付属）ポンプによって図１中の白抜き矢印に示す方向に向けて強制的に循環、供給させると、上下２列に配置され並列状に接続された複数本のヒートパイプ３，３，……の各熱源パイプ３４，３４，……を通過し、その外周を取り巻く中空パイプ３１，３１，……中の乾燥空気が加熱されて上昇し、同中空パイプ３１，３１，……上側内周壁面に接触すると熱を放出して冷却され、内周壁面に沿って熱源パイプ３４，３４，……付近まで降下して再度加熱されて、上昇し、上側内周壁面に接触して放熱するという対流、循環を始めることとなる。
【００３７】
各中空パイプ３１，３１，……中の空気が対流、循環することにより、それよりも遙かに細い各熱源パイプ３４，３４，……中を流れる熱源液体から放出される熱を、迅速且つ効率的に各熱源パイプ３４，３４，……よりも遙かに大きな表面積をもつ各中空パイプ３１，３１，……外周壁面に伝達し、それに接触している積雪を速やかに融解してしまうこととなり、ヒートパイプ３，３，……付近の雪が融解されると、さらに屋根面H上側の雪がその自重によって摺り下がり、軒先側に配置されたヒートパイプ３，３，……まで達して堰き止められて消雪されて行くという行程が、屋根面H上の積雪が全て無くなるまで自動的に繰り返される。
【００３８】
さらに、各ヒートパイプ３，３，……を通過し終えた熱源液体が、最終的に雨樋G内底部付近に敷設されたフレキシブルパイプ７中を通過すると、雨樋Gに流入した雪融け水や雨水の凍結を阻止すると共に、雨樋Gおよび軒先から滴下、流下する水の凍結を防止して氷柱の発生を解消することが可能となり、フレキシブルパイプ７を通過し、各消雪段階において次第に冷却されてしまった熱源液体は、図１中の黒塗り矢印に示すように、流下して図示しない給湯器の給水口に供給され、同給湯器によって再度、加熱され給湯口を通じて同図中の白抜き矢印に示されるように流体回路２に強制的に循環、供給されることとなり、連続的な消雪に利用し得るものとなる。
【００３９】
また、各ヒートパイプ３，３，……と図示しない給湯器とを結ぶ、水道管用の継ぎ手部品類５や直管６等、消雪効果を期待されていない配管に対して被着された断熱被覆部品９は、熱源流体が流体回路２中を流動するときの不要な熱損失を削減し、給湯器によって熱源流体に加えられた熱を無駄なく屋根上面Hの積雪に伝達することが可能となる。
【００４０】
実施例２の屋根上用消雪装置１は、屋根上面Hに積雪があったときに、ポンプ内蔵型（もしくは付属型）の図示しない給湯器を起動させ、図６中の白抜き矢印に示す方向に、加熱した湯または不凍液の熱源流体を流体回路２に対して強制的に送り込み、屋根上面Hに配管、設置した複数本のヒートパイプ３，３，……の中の最上位のヒートパイプ３の一端に流入、通過させ、一部の熱を放熱して最上位から２番目のヒートパイプ３の他端側に流入するようにし、以下同様に最上位から最下位までの各ヒートパイプ３，３，……を順次蛇行状の流体回路２を通じて通過、放熱するものであり、流体回路２を通過し終えた熱源流体は、同図６中の黒塗り矢印に示すように、図示しない給湯器の給水口に供給され、再加熱した後に、同図６中の白抜き矢印のように、強制的に循環供給されることとなる。
【００４１】
各ヒートパイプ３，３，……の熱源パイプ３４に流入した熱源流体は、その保有している熱の一部を、同熱源パイプ３４の周壁を通じて中空パイプ３１中に、図５中の二点差線によって示される位置まで収容された熱媒体用流体３５に伝達し、この熱を吸収した熱媒体用流体３５の一部が同中空パイプ３１内で蒸発し、上側内周壁面付近まで上昇、接触しながら同周壁内面に沿って降下するよう対流、循環するものとなり、中空パイプ３１上側内壁面に接触した一部の気化ガス（熱媒体用流体３５）が同壁面を通じて放熱することによって冷却、凝縮して液化し、滴下または流下することとなる。したがって、液化した熱媒体用流体３５を熱源パイプ３４中に流れる熱源流体によって連続的に加熱、蒸発するようにし、外部への放熱によって凝縮するという、気化熱を利用した放熱行程を自動的に繰り返すものとなり、前記実施例１の空気を封入したヒートパイプ３よりも、さらに迅速且つ効率的な放熱を得ることが可能となる。
【００４２】
また、この発明の屋根上用消雪装置１は、前記実施例１および２に示したようなヒートパイプ３，３，……を並列または直列状に配管、接続するようにして１つの流体回路２が形成されるようにするものに加え、並列または直列の流体回路２を複数有するようにしたものとすることも可能であり、あるいは途中に分岐箇所を設けて並列または直列状の流体回路２を増設したもの等とすることもでき、さらに、複数の給湯器またはボイラを適宜分散、配置させて接続したものとしたり、水道圧を利用して熱源流体を圧送し、消雪に利用後に冷却してしまった熱源流体を他の用途に利用可能となるようなもの等とすることが可能である。
【００４３】
（実施例の効果）
以上のような構成からなる実施例１の屋根上用消雪装置１は、前記この発明の効果の項で記載の特徴に加え、図１中に示したように、その流体回路２を、複数本のヒートパイプ３，３，……が水道管用の継ぎ手部品類５や直管６等によって接続されてなるものとすることにより、水道管の配管工事と同様の作業行程によって効率的に設置することが可能であり、しかも水道工事の経験者が、その経験とノウハウとをそのまま活かすことができることから、配管技術の習得に多くの時間を必要とせず、より安定した配管品質を確保することが可能となり、しかも水道工事で培った熟練の技術を無駄なく利用することができて、当該消雪装置１の配管工事を行った作業者は、水道工事にも十分な技量をもって参加することができるようになるという利点があり、さらに、従前までのものでは、配管、折曲部分において管路断面の縮小化が懸念されるために、できるだけ大きな曲率で配管を湾曲させる必要があり、屋根上面H面積の多くを配管構造に占められてしまうという欠点があったのに対し、水道管用のエルボやチーズ等の曲率の小さな継ぎ手部品類を採用して実現するようにしてあることから、屋根上面Hのヒートパイプ３，３，……による占有率を向上させると共に、さらに効果的な消雪を実現可能にするという特徴が得られることとなる。
【００４４】
そして、各ヒートパイプ３の中空パイプ３１中に、熱源パイプ３４中を流れる熱源流体からの熱を吸収して対流現象を発生する空気を充填したものとし、比較的細い熱源パイプ３４に比較的少ない量（４０cc/m程度）の熱源流体を加熱、供給することにより、熱源パイプ３４よりも遙かに外表面積の大きい中空パイプ３１に迅速且つ効率的に熱伝達することが可能となり、これによって経済的により多くの積雪を消雪するものとなる上、各ヒートパイプ３，３，……を屋根上面Hの軒先側に集中的に配置させ、棟方向に平行状に固定してあって流体管路２自体が雪留めの効果を発揮するものとなり、しかも流体回路２の末端側に到達し、冷却が進んでしまった熱源流体を、雨樋G内底面上に配管したフレキシブルパイプ７に供給、通過させる構造としたことにより、雨樋とその周辺である軒先付近とに放熱し、氷柱の形成を効果的に阻害することとなって屋根下およびその周辺の安全性を大幅に改善できるようになるという効果を発揮する。
【００４５】
実施例２の屋根上用消雪装置１は、設置対象となる屋根上面Hの棟方向寸法に合わせた長さのヒートパイプ３，３，……が、夫々複数個の雪留め金具型の取付け金具９，９，……を介して固着されてなるものとしてあり、前記実施例１のもののように、棟方向に渡って複数に分割したヒートパイプ３，３，……が継ぎ手部品類５を用いて継ぎ足されてなるものよりも高い消雪効果を確保できる上、設置個数を削減された取付け金具９，９，……によって比較的簡便に設置作業を進めることができるものとし、しかも葺き板や瓦等にダメージを与えず、建築物屋根の防水性や強度等といった基本性能を悪化させることがない上、屋根のメンテナンスや吹き替えの際にも簡便に取り外すことが可能となり、流体回路２を形成する全ての主要部品類が、ステンレス鋼製のものを採用したことによって錆の発生や破損といった損傷が殆ど皆無となり、屋根の葺き替え等の理由から分解、撤去した後にも、新しく葺き替えられた屋根上面Hに再度、組み立て直して使用することができる外、各部品をそのまま他の消雪装置や配管設備等にリサイクル利用することも可能にするという利点が得られるものとなる。
【００４６】
（結  び）
叙述の如く、この発明の屋根上用消雪装置は、その新規な構成によって所期の目的を遍く達成可能とするものであり、しかも流体回路の殆どを水道管用の継ぎ手部品や直管等を利用して実現するようにしたことから、従前からの融雪装置等に比較して製造も容易であって配管設備に要する経費も大幅に節減することができる上、既存の水道管の配管技術を活かして正確且つ迅速な配管作業を比較的容易に実現でき、万が一破損が生じたような場合にも、各接続部品類が何れも入手が容易な普及品であって配管作業の経験者も多く、維持、管理にも秀れた経済性を有していることから、毎年冬季になると建築物の屋根上に連日降り積もる雪に悩まされてきた地域の人々には大いに歓迎されるものとなるのは勿論のこと、その高い実用性から消雪装置の販売店や施工業者をはじめ、自治体その他各方面からも高く評価されることとなって広範に渡って利用、普及していくものになると予想される。                                                                                                      
【図面の簡単な説明】
【００４７】
図面は、この発明の屋根上用消雪装置の技術的思想を具現化した代表的な幾つかの実施例を示すものである。
【図１】屋根上用消雪装置を示す斜視図である。
【図２】ヒートパイプを示す斜視図である。
【図３】ヒートパイプを示す正面図である。
【図４】ヒートパイプを示す平面図である。
【図５】ヒートパイプを縦断面化して示す正面図である。
【図６】他の屋根上用消雪装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４８】
１      屋根上用消雪装置
２      流体回路
３      ヒートパイプ
３１    同  中空パイプ
３２    同  密閉用円板
３３    同  熱媒用注入孔
３４    同  熱源パイプ
３５    同  熱媒体用流体
４      ブッシング(水道管用のアダプター部)
４１    同  雄ネジ
４２    同  ナット
５      水道管用の継ぎ手部品類
５１    同  短尺状直管継ぎ手
５２    同  エルボ
５３    同  チーズ
６      直管
７      フレキシブルパイプ
８      取付け金具
９      断熱被覆部品
H      建築物屋根
G    同  雨樋
【図１】
2007040031.tif 000003
【図２】
2007040031.tif 000004
【図３】
2007040031.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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