(57)【要約】【課題】熱エネルギーや活性炭等の吸着物を使用せず、消耗品が少なく、設備の簡素化と低コスト化が実現でき、且つ二酸化炭素も大幅削減できる脱臭装置を提供する。【解決手段】脱臭装置１１において、水１９を満たす混合水槽２１を下部に備える気密構造の排気洗浄部本体１７と、排気洗浄部本体１７の内側に画成され排気洗浄部本体１７に接続された給気口２５から汚染排気２７が供給されるとともに混合水槽２１の水中に開放される給気室２３と、排気洗浄部本体１７の内側に給気室２３と画成され混合水槽２１の水中に開放されるとともに上方に排気口３５を備える洗浄室３３と、給気室２３の給気室水面４３と洗浄室３３の洗浄室水面４５とを仕切り水中に垂下する垂下板４７と、洗浄室３３の負圧によって給気室２３から垂下板４７を潜り洗浄室３３に流入する汚染排気２７を凹状曲面に沿って回転させて水１９と撹拌する巻上Ｒ板４９と、を設けた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を満たす混合水槽を下部に備える気密構造の排気洗浄部本体と、
前記排気洗浄部本体の内側に画成され該排気洗浄部本体に接続された給気口から汚染排気が供給されるとともに前記混合水槽の水中に開放される給気室と、
前記排気洗浄部本体の内側に前記給気室と画成され前記混合水槽の水中に開放されるとともに上方に排気口を備える洗浄室と、
前記給気室の給気室水面と前記洗浄室の洗浄室水面とを仕切り、水中に垂下する垂下板と、
前記洗浄室の負圧によって前記給気室から前記垂下板を潜り前記洗浄室に流入する前記汚染排気を凹状曲面に沿って回転させて前記水と撹拌する巻上Ｒ板と、
を具備することを特徴とする脱臭装置。
【請求項２】
請求項１記載の脱臭装置であって、
前記洗浄室には、対向壁から下向き傾斜で交互に邪魔板を突出して屈曲流路を形成し、衝突した上昇気流中から水分を水滴にして除去する水分付着分離器が設けられることを特徴とする脱臭装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の脱臭装置であって、
前記混合水槽に、該混合水槽の水から電気分解によってスラッジを析出する汚水電解部が接続されていることを特徴とする脱臭装置。
【請求項４】
請求項３記載の脱臭装置であって、
前記汚水電解部と前記混合水槽とが、前記スラッジの除去された前記汚水電解部のスラッジ除去水を前記混合水槽に戻す還管にて接続されていることを特徴とする脱臭装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗装、印刷などの工程から排出される揮発性有機化合物を含有する汚染排気の脱臭を行う脱臭装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
塗装、印刷などの工程から排出される汚染排気には、揮発性有機化合物であるＶＯＣ（volatile organic compounds）や高濃度の悪臭成分などが含有されている。このような有害悪臭成分を除去するものに例えば特許文献１に開示される直燃式脱臭装置が知られている。この直燃式脱臭装置は、高対流燃焼混合室に導入される被処理ガスの流入口を直燃脱臭装置の長さ方向に対して直角に設けると共に、高対流燃焼混合室の側壁面に高速燃焼型バーナを配設し、バーナの燃焼ガスの噴出力により、被処理ガスと燃焼ガスが高対流燃焼混合室内で攪拌混合され渦巻状となって混合を促進することにより、悪臭などの有害悪臭成分の除去を可能としている。
【０００３】
また、特許文献２に開示される脱臭装置は、排ガス中の芳香族化合物を吸着除去する吸着装置と、この吸着装置から芳香族化合物が吸着除去された排ガスの供給を受けて残存する揮発性有機化合物を生物分解する生物脱臭装置とを有することで、排ガスから揮発性有機化合物を高い効率で除去可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１１６２３６号公報
【特許文献２】特開２０１０−２１４２８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示される燃焼法による直燃式脱臭装置は、燃料費などの運転コストが嵩むことや、燃料の燃焼により二酸化炭素が生じ二次的な環境負荷が大きいという問題がある。また、特許文献２に開示される吸着法と生物学的脱臭法とを組み合わせた脱臭法は、吸着物質である活性炭等の消耗品が多いとともに、微生物を固定化した担体の担体充填層の管理が煩雑となり、設備が複雑となり運転コストも高くなる問題がある。
【０００６】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、熱エネルギーや活性炭等の吸着物を使用せず、消耗品が少なく、設備の簡素化と低コスト化が実現でき、二酸化炭素も大幅に削減できる脱臭装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
次に、上記の課題を解決するための手段を、実施の形態に対応する図面を参照して説明する。
本発明の請求項１記載の脱臭装置１１は、水１９を満たす混合水槽２１を下部に備える気密構造の排気洗浄部本体１７と、
前記排気洗浄部本体１７の内側に画成され該排気洗浄部本体１７に接続された給気口２５から汚染排気２７が供給されるとともに前記混合水槽２１の水中に開放される給気室２３と、
前記排気洗浄部本体１７の内側に前記給気室２３と画成され前記混合水槽２１の水中に開放されるとともに上方に排気口３５を備える洗浄室３３と、
前記給気室２３の給気室水面４３と前記洗浄室３３の洗浄室水面４５とを仕切り、水中に垂下する垂下板４７と、
前記洗浄室３３の負圧によって前記給気室２３から前記垂下板４７を潜り前記洗浄室３３に流入する前記汚染排気２７を凹状曲面に沿って回転させて前記水１９と撹拌する巻上Ｒ板４９と、
を具備することを特徴とする。
【０００８】
この脱臭装置１１では、給気室２３に対して洗浄室３３が負圧となり、給気室水面４３が垂下板４７の下縁付近となり、給気室２３の汚染排気２７が垂下板４７を潜って洗浄室３３へと流入する。流入した汚染排気２７は、巻上Ｒ板４９で水１９と揉まれて混合する。汚染排気２７が垂下板４７を通過し、巻上Ｒ板４９に衝突して、水１９が飛沫状態となり、汚染排気中の微粒子や汚染粉塵が水１９にキャッチされ、微粒子や汚染粉塵と混合撹拌状態となる。微粒子や汚染粉塵が除去された汚染排気２７は、巻上Ｒ板４９から洗浄室３３を上昇し、臭気が軽減された状態となって排気口３５から排気される。
【０００９】
請求項２記載の脱臭装置１１は、請求項１記載の脱臭装置１１であって、
前記洗浄室３３には、対向壁５３から下向き傾斜で交互に邪魔板５５を突出して屈曲流路５７を形成し、衝突した上昇気流中から水分を水滴５９にして除去する水分付着分離器５１が設けられることを特徴とする。
【００１０】
この脱臭装置１１では、巻上Ｒ板４９から排気口３５に向かって上昇する汚染排気２７が、邪魔板５５によって形成された屈曲流路５７を通過することで、水１９の慣性力を利用して水滴５９と空気４１とに分離される。すなわち、汚染排気２７が汚れた水滴５９と空気４１とに分けられ、汚染排気中のＶＯＣが水滴５９とともに汚水として除去される。
【００１１】
請求項３記載の脱臭装置１１は、請求項１又は２記載の脱臭装置１１であって、
前記混合水槽２１に、該混合水槽２１の水１９から電気分解によってスラッジ６７を析出する汚水電解部１５が接続されていることを特徴とする。
【００１２】
この脱臭装置１１では、混合水槽２１からの汚れた水１９が汚水電解部１５に送られ、水１９が電極セット８１を上昇して酸化・還元作用と、陽極から溶出する水酸化アルミの凝集作用等とにより、清浄な水１９と固形物となったスラッジ６７とに分離される。
【００１３】
請求項４記載の脱臭装置１１は、請求項３記載の脱臭装置１１であって、
前記汚水電解部１５と前記混合水槽２１とが、前記スラッジ６７の除去された前記汚水電解部１５のスラッジ除去水９９を前記混合水槽２１に戻す還管９７にて接続されていることを特徴とする。
【００１４】
この脱臭装置１１では、混合水槽２１の汚れた水１９からスラッジ６７が除去され、清浄なスラッジ除去水９９となって再び混合水槽２１に戻される。これにより、混合水槽２１の水１９が一定の清浄度に保たれ、汚染排気２７の脱臭能力が一定に保持可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る請求項１記載の脱臭装置によれば、熱エネルギーを使用せず、活性炭等の吸着物も使用しないので、消耗品が少なく、設備の簡素化と低コスト化が実現でき、設備コストと運転コストの双方を低減できる脱臭装置が得られる。また、燃焼法に比べ二酸化炭素も大幅に削減できる。
【００１６】
請求項２記載の脱臭装置によれば、水と混合されて上昇する汚染排気中の水分を、斜め傾斜の邪魔板により付着させて水滴として大きくし、落下させて除去できる。
【００１７】
請求項３記載の脱臭装置によれば、混合水槽の水中に混ざった汚染排気からの汚染物質をスラッジとして除去できる。
【００１８】
請求項４記載の脱臭装置によれば、混合水槽の水が汚水電解部にてスラッジを除去した後に還流されるので、混合水槽の水を再び清浄なスラッジ除去水として再使用でき、運転コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る脱臭装置の構成図である。
【図２】（ａ）は図１に示した排気洗浄部本体の正面図、（ｂ）はその側面図である。
【図３】図２に示した排気洗浄部本体の拡大図である。
【図４】図３に示した巻上Ｒ板近傍の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る脱臭装置の構成図である。
本実施の形態に係る脱臭装置１１は、排気洗浄部１３と、汚水電解部１５とに大別して構成される。排気洗浄部１３は、排気洗浄部本体１７を有する。
【００２１】
図２（ａ）は図１に示した排気洗浄部本体１７の正面図、（ｂ）はその側面図である。
排気洗浄部本体１７は、水１９を満たす混合水槽２１を下部に備え、気密構造で形成される。排気洗浄部本体１７の内側には給気室２３が画成される。給気室２３は、排気洗浄部本体１７に接続された給気口２５から汚染排気２７が供給されるとともに、混合水槽２１の水中にて開放される。
【００２２】
本実施の形態では、混合水槽２１には、水位バランス還管２９を介して汚水回収槽３１が通じている。汚水回収槽３１には後述する洗浄室３３で汚染排気２７から分離された汚れた水１９が回収される。混合水槽２１と汚水回収槽３１とは単一の構成としてもよい。
【００２３】
図３は図２に示した排気洗浄部本体１７の拡大図である。
排気洗浄部本体１７の内側には、給気室２３と画成され混合水槽２１の水中に開放される洗浄室３３が設けられる。洗浄室３３は上方に排気口３５を備える。排気洗浄部本体１７の上方にはフィルター部３７が設けられる。また、排気洗浄部本体１７の上方には排気ファン３９が設けられ、排気ファン３９は洗浄室３３の空気４１を排気口３５から排出する。すなわち、洗浄室３３は、排気ファン３９が駆動されることにより、空気４１がフィルター部３７を通過して吸い上げられ、排気口３５から排出される。このフィルター部３７は、上昇する汚染排気中の水分を除去するものである。排気ファン３９としては例えば５０〜１００ｍ3 ／ｍｉｎ程度の風量が確保可能なものを用いる。
【００２４】
給気室２３と洗浄室３３の間には、給気室２３の給気室水面４３と洗浄室３３の洗浄室水面４５とを仕切り水中に垂下する垂下板４７が設けられている。したがって、混合水槽２１に水１９が入った状態では給気室２３と洗浄室３３とは通じていない。一方、排気ファン３９が駆動されて洗浄室３３が負圧になると、給気室水面４３が下がり、給気室２３の汚染排気２７が垂下板４７を潜って洗浄室３３へと流入するようになる。
【００２５】
図示は省略するが垂下板４７は、下縁が鋸歯状（ギザギザ）に形成されており、鋸歯の半分から上あたりが、排気ファン３９の稼動時、給気室水面４３となるよう配置設定されている。
【００２６】
図４は図３に示した巻上Ｒ板近傍の拡大図である。
洗浄室３３の混合水槽２１には、垂下板４７の近傍に巻上Ｒ板４９が設けられている。巻上Ｒ板４９は、洗浄室３３の負圧によって給気室２３から垂下板４７を潜り洗浄室３３に流入する汚染排気２７を、凹状曲面に沿って回転させて水１９と撹拌するように働く。つまり、垂下板４７と巻上Ｒ板４９とで、水１９と汚染排気２７とが揉まれて混合する。
【００２７】
洗浄室３３には、水分付着分離器５１が設けられている。水分付着分離器５１は、対向壁５３から下向き傾斜で交互に邪魔板５５を突出して屈曲流路５７を形成し、衝突した上昇気流中から水分を水滴５９にして除去する。この水分付着分離器５１は、所謂エリミネーター（eliminator）的な作用を有し、空気４１の流れに随伴する水１９の飛散を防ぎ、水１９の慣性力を利用して水分を除去する。
【００２８】
巻上Ｒ板４９から排気口３５に向かって上昇する汚染排気２７は、水１９を霧（ミスト）状にして含む。このミストには汚染排気中の揮発性有機化合物が混入・付着している。水分付着分離器５１では、この霧状となった水１９を含んだ汚染排気２７が、邪魔板５５によって形成された屈曲流路５７を通過することで、水１９の慣性力を利用して水滴５９と空気４１とに分離される。すなわち、汚染排気２７が汚れた水滴５９と清浄な空気４１とに分けられ、汚染排気中の揮発性有機化合物が水滴５９とともに汚水として除去される。このように、洗浄室３３では、混合水槽２１内の水１９と混合されて上昇する汚染排気中の水分を、斜め傾斜の邪魔板５５により付着させて水滴５９として大きくし、落下させて除去できる。これにより、汚染排気２７の臭気を大幅に低減可能としている。
【００２９】
洗浄室３３には洗浄シャワーパイプ６１が設けられてもよい。洗浄シャワーパイプ６１は、邪魔板５５の基端側に取り付けられ、屈曲流路５７に向かって水１９を噴射する。洗浄シャワーパイプ６１への水１９の供給は、混合水槽２１にシャワーポンプ６３を接続し、シャワーフィルター６５を介して混合水槽２１内の水１９を供給することによって行うことができる。洗浄シャワーパイプ６１を設けることにより、洗浄室３３において上昇する汚染排気２７から揮発性有機化合物の付着した微粒子や汚染粉塵を分離させる作用をより高めることができる。
【００３０】
混合水槽２１は、汚水回収槽３１と少なくとも上層が分離されていることが好ましい。揮発性有機化合物の付着した水滴５９が落下するためである。本実施の形態のように、落下した水滴５９を汚水回収槽３１に流入させることで、垂下板４７と巻上Ｒ板４９との間の混合部で、落下直後の水滴５９に含まれる揮発性有機化合物が再び水１９に混合してミストに付着することを防止できる。
【００３１】
図１に示したように、脱臭装置１１は、排気洗浄部１３に、汚水電解部１５が接続されることが好ましい。汚水電解部１５は、汚水回収槽３１より送られる汚水から電気分解によってスラッジ６７を析出する。汚水電解部１５は、そのための電解槽６９を有する。電解槽６９の下方には、汚水回収槽３１からの汚水が汚水供給ポンプ７１によって供給される。汚水供給ポンプ７１と電解槽６９との間には供給バルブ７３が設けられ、汚水回収槽３１と電解槽６９とは流量制御及び遮断可能となっている。また、電解槽６９の下方にはドレンバルブ７５が設けられ、このドレンバルブ７５の開放によって電解槽６９の底に溜まった沈殿物の回収が行えるようになっている。
【００３２】
電解槽６９には複数枚の平行な陽極アルミ７７と陰極ステンレス７９とを交互に離間配置してなる電極セット８１が設けられる。電解槽６９は、電極セット８１に直流電流が印加されることにより、汚水が同時に酸化・還元されて電解される。混合水槽２１からの汚れた水１９は、汚水電解部１５に送られ、電極セット間を上昇して酸化・還元される作用と、陽極から溶出する水酸化アルミの凝集作用等とにより、清浄な水１９とスラッジ６７とに分離される。すなわち、混合水槽２１の水中に混ざった汚染排気２７からの汚染物質がスラッジ６７として除去できるようになっている。
【００３３】
電解槽６９の上部にはスクレーバー８３が流体圧シリンダー８５によって電解槽水面に沿う方向で移動されるようになっている。スクレーバー８３が移動されることで、電解槽水面に浮上したスラッジ６７が掻き寄せられ、水切り濾過布８７を備えた浮上スラッジ回収槽８９に回収される。浮上スラッジ回収槽８９の下方には水抜きバルブ９１が設けられ、スラッジ６７から脱水された水１９がドレン水となって排水されるようになっている。このドレン水は、揮発性有機化合物の付着したスラッジ６７が除去されているので、臭気が少ないため、混合水槽２１に還流することも可能となる。
【００３４】
また、電解槽６９の上部には戻り槽９３が取り付けられ、戻り槽９３にはスラッジ６７の浮上する電解槽水面よりも下方のスラッジ６７を含まない水１９が流入するようになっている。この戻り槽９３には水面調整板９５が取り付けられている。水面調整板９５の外側には還管９７が接続され、還管９７は混合水槽２１へと通じている。すなわち、混合水槽２１の汚水からスラッジ６７が除去され、清浄なスラッジ除去水９９となって再び混合水槽２１に戻される。
【００３５】
これにより、混合水槽２１の水１９が一定の清浄度に保たれ、汚染排気２７の脱臭能力が一定に保持可能となる。このようにして、混合水槽２１の水１９が汚水電解部１５にてスラッジ６７を除去した後に還流されるので、混合水槽２１の水１９を再び清浄なスラッジ除去水９９として再使用でき、運転コストが低減できるようになっている。
【００３６】
次に、上記構成を有する脱臭装置１１の作用を説明する。
脱臭装置１１では、排気ファン３９が駆動されると、給気室２３が大気圧〜正圧で、洗浄室３３が負圧となる。これにより、給気室水面４３が下がり、給気室水面４３が垂下板４７の下縁付近となる。給気口２５から取り込まれた汚染排気２７は、給気室２３で減速され、図４に示すように、給気室水面４３から巻上Ｒ板４９によって水１９と共に洗浄室３３に巻き込まれる。垂下板４７の通過風速は例えば２０〜４０ｍ／ｓに設定される。
【００３７】
巻上Ｒ板４９では、垂下板４７の鋸歯部分を通過直後、すなわち洗浄室３３に吸い上げられる直後に、凹曲面のＲ面に当たるようになっていることで、衝突となり、狭小部分通過とＲ面衝突の衝撃で水分は飛沫状態となって、汚染排気中の微粒子・汚染粉塵を効率的にキャッチする混合撹拌状態となる。
【００３８】
この際、巻上Ｒ板４９の上方が下向き面になっていることで、汚染排気２７と水１９とがより効率的に撹拌される。粉体と水１９とを混ぜるのに掻き回さなければならないのと同じ理屈となる。このような鋸歯部分の通過と巻上Ｒ板４９との組合せに、洗浄室３３の負圧が作用し、巻上Ｒ板４９の上方にて汚染排気２７が水１９と混合状態となり引き上げられる。この位置（混合部）においても洗浄されることになる。混合された水１９と汚染排気２７とは、洗浄室３３に吸い上げられる。この水１９は揮発性有機化合物をキャッチした状態のものとなる。混合部で上昇に至らなかった汚水は、混合水槽２１内に沈むことになる。この沈んだ汚水（粉じん等）は、所定運転時間毎などで、混合水槽２１内（底部）から回収される。
【００３９】
汚染排気２７は、水分付着分離器５１にて汚れた水滴５９と空気４１とに分けられる。すなわち、水滴５９は、水分付着分離器５１の邪魔板５５により付着させて水滴５９として大きくし、落下により除去される。これに加え、洗浄シャワーパイプ６１により、洗浄室３３において上昇する汚染排気２７から揮発性有機化合物の付着した微粒子や汚染粉塵を分離させる作用がより高められる。洗浄室３３で浄化された空気４１は、フィルター部３７を経由して排気ファン３９により屋外に排出される。このフィルター部３７では、空気４１中に残る水滴などの水分をさらに取り除くためである。本実施の形態では、汚染排気２７を洗浄した水１９は、汚水回収槽３１に常時戻されることになる。
【００４０】
邪魔板５５から落下して汚水回収槽３１に戻った汚水は、汚水供給ポンプ７１により、供給バルブ７３で流量調整されて、電解槽６９の下部に送られる。汚水は、電極セット８１（陽極アルミ７７、陰極ステンレス７９）間を上昇して酸化・還元作用と、陽極から溶出する水酸化アルミの凝集作用等により清浄な水１９と固形物に分離される。その時の陽極側の酸化作用によりトルエン、キシレン等の有機溶剤の側鎖が酸化され、トルエン、キシレンは無害な安息香酸に変わる。安息香酸は弱酸ではあるが、陽極から溶出するアルミイオン（両性類）により、中和されるため液中のｐＨは変化しない。以上の物はスラッジ６７と水酸化アルミに固定され、汚れた水１９の中から排出される。
【００４１】
電解時に発生する気泡に付着した固形物はスラッジ６７として電解槽水面に浮上する。浮上したスラッジ６７は、流体圧シリンダー８５に連結されたスクレーバー８３により定時的に浮上スラッジ回収槽８９に掻き落とされる。水分の含まれたスラッジ６７は、水切り濾過布８７で水分が抜かれ濃縮される。
【００４２】
電解槽６９の上方から７分目の位置、すなわち、電極セット８１の直上から、浄化された電解水がスラッジ除去水９９となって多少の水酸化アルミを含みながら、戻り槽９３から還管９７を通り混合水槽２１に戻される。水面調整板９５は、浮上スラッジを排出しやすい電解槽水面を調整する。以上の事を繰り返しながら汚染排気２７は浄化され続ける。
【００４３】
上記の脱臭装置１１では、給気室２３に対して洗浄室３３が負圧となり、給気室水面４３が垂下板４７の下縁付近となり、給気室２３の汚染排気２７が垂下板４７を潜って洗浄室３３へと流入する。流入した汚染排気２７は、巻上Ｒ板４９で水１９と揉まれて混合する。汚染排気２７が垂下板４７を通過し、巻上Ｒ板４９に衝突して、水１９が飛沫状態となり、汚染排気中の微粒子や汚染粉塵が水１９にキャッチされ、微粒子や汚染粉塵と混合撹拌状態となる。微粒子や汚染粉塵が除去された汚染排気２７は、巻上Ｒ板４９から洗浄室３３を上昇し、臭気が軽減された状態となって排気口３５から排気される。
【００４４】
このように、脱臭装置１１では、熱エネルギーも使用せず、活性炭等の吸着物も使用しないため、消耗品は少なく、設備の簡素化と低コスト化が達成でき、ランニングコストの低減で二酸化炭素の削減にも寄与する。
【００４５】
したがって、本実施の形態による脱臭装置１１によれば、揮発性有機化合物の付着した微粒子や汚染粉塵が含まれた汚染排気２７を水酸化アルミの混合された電解水で洗浄して、微粒子や汚染粉塵の混ざった汚水を汚水電解部１５に送り、電極間で酸化・還元作用により微粒子や汚染粉塵に付着した揮発性有機化合物等を無害化し除去できる。この結果、熱エネルギーを使用せず、活性炭等の吸着物も使用しないので、消耗品が少なく、設備の簡素化と低コスト化が実現でき、設備コストと運転コストの双方を低減できる。また、燃焼法に比べ二酸化炭素も大幅に削減できる。
【符号の説明】
【００４６】
１１…脱臭装置
１５…汚水電解部
１７…排気洗浄部本体
１９…水
２１…混合水槽
２３…給気室
２５…給気口
２７…汚染排気
２９…水位バランス還管
３３…洗浄室
３５…排気口
４３…給気室水面
４５…洗浄室水面
４７…垂下板
４９…巻上Ｒ板
５１…水分付着分離器
５３…対向壁
５５…邪魔板
５７…屈曲流路
５９…水滴
６７…スラッジ
９７…還管
９９…スラッジ除去水
【図１】
2012125720.tif 000003
【図２】
2012125720.tif 000004
【図３】
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【図４】
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