(57)【要約】【課題】簡単な構成で除湿水の排水異常を検知し、除湿水が溢れるのを防止する。【解決手段】結露水を受けるドレンパン１３と、圧縮機２と放熱器３を連結する配管６に設けた第１の温度測定部８によって冷媒の温度を測定する第１の冷媒温度測定装置１０と、放熱器３内の凝縮温度を第２の温度測定部１１によって測定する第２の冷媒温度測定装置１２と、第１の冷媒温度測定装置１０および第２の冷媒温度測定装置１２により測定した温度情報によって圧縮機の運転を制御する制御装置９とを備え、第１の温度測定部８をドレンパン１３の溢水線よりも重力方向側のドレンパン１３内に設置するとともに、第１の冷媒温度測定装置１０で測定した温度が、第２の冷媒温度測定装置１２で測定した温度またはそれより低くなると、圧縮機の運転を停止するようにしたものである。【選択図】図２
2012034814.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、放熱器、絞り手段、および吸熱器を冷媒が循環する配管により連結したヒートポンプ装置と、空気流入口から前記吸熱器および前記放熱器を通って空気流出口へ流れる風回路と、前記吸熱器で空気と熱交換して生じる結露水を受けるドレンパンと、前記圧縮機と前記放熱器を連結する配管に設けた第１の温度測定部によって冷媒の温度を測定する第１の冷媒温度測定装置と、前記放熱器内の凝縮温度を第２の温度測定部によって測定する第２の冷媒温度測定装置と、前記第１および第２の冷媒温度測定装置により測定した温度情報によって前記圧縮機の運転を制御する制御装置とを備え、前記第１の温度測定部を前記ドレンパンの溢水線より重力方向側の前記ドレンパン内に設置するとともに、前記制御装置は、前記第１の冷媒温度測定装置で測定した温度が、前記第２の冷媒温度測定装置で測定した温度またはそれより低くなると、前記圧縮機の運転を停止するようにした除湿加温装置。
【請求項２】
制御装置は、第１の冷媒温度測定装置で測定した温度が、第２の冷媒温度測定装置で測定した温度またはそれより低くなると、圧縮機の回転数を所定時間低下させ、前記第１の冷媒温度測定装置で測定した温度が、再び前記第２の冷媒温度測定装置で測定した温度に上昇しなければ、前記圧縮機の運転を停止するようにした請求項１記載の除湿加温装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の除湿加温装置を搭載した衣類乾燥機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ装置を用いた除湿加温装置と、それを用いた衣類の乾燥を行う衣類乾燥機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の除湿加温装置５１は、図８〜図１０に示すように、筐体５２内に圧縮機５３、放熱器５４、吸熱器５５および絞り手段５６とからなるヒートポンプ装置５７を備えている。圧縮機５３と放熱器５４とを繋ぐ配管５８に、圧縮機５３から吐出する冷媒の温度を測定するための温度測定部５９を設置している。吸熱器５５の下方には、吸熱器５５で除湿された除湿水を受けるドレンパン６０が設けてあり、このドレンパン６０に集められた除湿水を排水する排水口６１と、除湿水を検知する水位センサー６２が設けられている。
【０００３】
ヒートポンプ装置５７の動作は、圧縮機５３で高温高圧に圧縮された冷媒が配管５８を通って放熱器５４に入り、送風機（図示せず）で送風された空気と熱交換して空気が加温され、冷媒は冷却されて液化する。液化した高圧冷媒は絞り手段５６に入り減圧されて、低温低圧の液冷媒となり吸熱器５５に入る。送風機で送風された空気と熱交換して空気は冷却除湿され、冷媒は加熱され、蒸気冷媒となって圧縮機５３に戻る。
【０００４】
圧縮機５３の冷媒吐出温度が規定値を超えると、圧縮機５３内にある潤滑油の劣化が激しくなるため、圧縮機５３から吐出される冷媒の温度を温度測定部５９により測定し、冷媒吐出温度が規定値以上になると圧縮機５３を停止する安全対策が施されている。
【０００５】
また、吸熱器５５で除湿された除湿水は、重力によって吸熱器５５の下方に設けたドレンパン６０に滴下し、排水口６１から除湿加温装置５１外に排出される。ドレンパン６０には、排水口６１が異物によって目詰まりしたとき等、ドレンパン６０に溜まる除湿水の水位の上昇を検知する水位センサー６２が設けてあり、除湿水がドレンパン６０から溢れるのを防止している。
【０００６】
一方、空気の流れについて説明すると、送風機によって空気口６３から除湿加温装置５１に送り込まれた空気は、まず、吸熱器５５に入って冷却され、吸熱器５５の温度が空気の飽和温度以下になると吸熱器５５の表面に結露し、除湿される。その後、放熱器５４に入って加熱され、高温低湿の空気となって排気口６４から除湿加温装置５１を出る。
【０００７】
近年、省エネルギの観点から、衣類乾燥機にヒータに代えて、このようなヒートポンプ装置を用いた除湿加温装置が用いられるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
また、ヒートポンプ装置を用いた洗濯乾燥機において、除湿水の水位をサーミスタで検知することが考えられている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平７−１７８２８９号公報
【特許文献２】特開２００６−２６２９２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前記従来の構成では、ドレンパン６０の除湿水を検知するために水位センサー６２を設けているため、水位センサー６２を設置するためのスペースが必要で装置が大型化するとともに、構成が複雑で高価になるという課題があった。
【００１１】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、簡単な構成で除湿水の排水異常を検知し、除湿水が溢れるのを防止することができる除湿加温装置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】
【００１２】
前記従来の課題を解決するために、本発明の除湿加温装置は、ヒートポンプ装置の吸熱器で空気と熱交換して生じる結露水を受けるドレンパンと、圧縮機と放熱器を連結する配管に設けた第１の温度測定部によって冷媒の温度を測定する第１の冷媒温度測定装置と、前記放熱器内の凝縮温度を第２の温度測定部によって測定する第２の冷媒温度測定装置と、前記第１および第２の冷媒温度測定装置により測定した温度情報によって前記圧縮機の運転を制御する制御装置とを備え、前記第１の温度測定部を前記ドレンパンの溢水線より重力方向側の前記ドレンパン内に設置するとともに、前記制御装置は、前記第１の冷媒温度測定装置で測定した温度が、前記第２の冷媒温度測定装置で測定した温度またはそれより低くなると、前記圧縮機の運転を停止するようにしたものである。
【００１３】
これによって、排水不良等により結露水がドレンパン内に溜まり、凝縮温度よりも高い圧縮機からの吐出冷媒温度を測定する第１の冷媒温度測定装置の第１の温度測定部が結露水と接触すると、結露水の温度は冷媒の温度よりも大幅に低いため測定温度が低下し、第２の冷媒温度測定装置により測定される冷媒の凝縮温度より低くなるため、専用の水位センサーを設けることなく、排水異常であることを検知することができるとともに、圧縮機の運転を停止することにより、除湿の進行を停止して結露水の溢水を防止することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の除湿加温装置は、簡単な構成で除湿水の排水異常を検知することができ、除湿の進行を停止して除湿水がドレンパンから溢れるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１における除湿加温装置の上面図
【図２】同除湿加温装置のブロック図
【図３】同図１のＢ−Ｂ断面図
【図４】同除湿加温装置の動作を示すタイムチャート
【図５】同除湿加温装置の他の例の動作を示すタイムチャート
【図６】本発明の実施の形態２における除湿加温装置の動作を示すタイムチャート
【図７】本発明の実施の形態３における除湿加温装置を備えた衣類乾燥機の要部断面図
【図８】従来の除湿加温装置の上面図
【図９】同除湿加温装置の側面図
【図１０】同図８のＡ−Ａ断面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
第１の発明は、圧縮機、放熱器、絞り手段、および吸熱器を冷媒が循環する配管により連結したヒートポンプ装置と、空気流入口から前記吸熱器および前記放熱器を通って空気流出口へ流れる風回路と、前記吸熱器で空気と熱交換して生じる結露水を受けるドレンパンと、前記圧縮機と前記放熱器を連結する配管に設けた第１の温度測定部によって冷媒の温度を測定する第１の冷媒温度測定装置と、前記放熱器内の凝縮温度を第２の温度測定部によって測定する第２の冷媒温度測定装置と、前記第１および第２の冷媒温度測定装置に
より測定した温度情報によって前記圧縮機の運転を制御する制御装置とを備え、前記第１の温度測定部を前記ドレンパンの溢水線より重力方向側の前記ドレンパン内に設置するとともに、前記制御装置は、前記第１の冷媒温度測定装置で測定した温度が、前記第２の冷媒温度測定装置で測定した温度またはそれより低くなると、前記圧縮機の運転を停止するようにしたことにより、排水不良等により結露水がドレンパン内に溜まり、凝縮温度よりも高い圧縮機からの吐出冷媒温度を測定する第１の冷媒温度測定装置の第１の温度測定部が結露水と接触すると、結露水の温度は冷媒の温度よりも大幅に低いため測定温度が低下し、第２の冷媒温度測定装置により測定される冷媒の凝縮温度より低くなるため、専用の水位センサーを設けることなく、排水異常を検知することができ、除湿の進行を停止して除湿水がドレンパンから溢れるのを防止することができる。
【００１７】
第２の発明は、特に、第１の発明の制御装置は、第１の冷媒温度測定装置で測定した温度が、第２の冷媒温度測定装置で測定した温度またはそれより低くなると、圧縮機の回転数を所定時間低下させ、前記第１の冷媒温度測定装置で測定した温度が、再び前記第２の冷媒温度測定装置で測定した温度に上昇しなければ、前記圧縮機の運転を停止するようにしたことにより、完全な排水不良でない場合、例えば、ドレンパンの排水口がリント等の堆積によって狭くなっている状態では、結露水の排水量が減少し、排水量以上の結露水が生成されると水位が上昇する。したがって、圧縮機の運転回転数を低下させて除湿能力を低減し、結露量を減少させて運転することにより、結露水がドレンパンから溢れることなく、運転を継続することができる。そして、圧縮機の運転回転数を所定時間低下させても、再び第２の冷媒温度測定装置で測定した温度に上昇しなければ、完全な排水不良であると判断し、圧縮機の運転を停止することで溢水を防止することができる。
【００１８】
第３の発明は、第１または第２の発明の除湿加温装置を搭載した衣類乾燥機であり、水位センサーを設けることなく、簡単な構成で排水異常を検知することができる衣類乾燥機を提供することができる。
【００１９】
以下、本発明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、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における除湿加温装置の上面図、図２は、同除湿加温装置のブロック図、図３は、図１のＢ−Ｂ断面図、図４は、同除湿加温装置の動作を示すタイムチャートである。
【００２１】
図１〜図４において、筐体１内に圧縮機２、放熱器３、絞り手段４および吸熱器５と、これらを冷媒が循環する配管６で繋いだヒートポンプ装置７が設置されている。圧縮機２はインバーター等の回転数を可変できるものである。圧縮機２と放熱器３とを繋ぐ配管６に、圧縮機２から吐出する冷媒の温度を測定する第１の温度測定部８を設けてあり、この第１の温度測定部８で測定した冷媒の温度は、圧縮機２の動作を制御する制御装置９の第１の冷媒温度測定装置１０に入力される。
【００２２】
また、放熱器３内に冷媒の凝縮温度を測定する第２の温度測定部１１を設けてあり、この第２の温度測定部１１で測定した冷媒の温度は、制御装置９の第２の冷媒温度測定装置１２に入力される。
【００２３】
吸熱器５の下方には、吸熱器５で除湿された除湿水を受けるドレンパン１３が設けてあり、このドレンパン１３に集められた除湿水を排水する排水口１４を設けている。配管６は、圧縮機２と放熱器３とを繋ぐ部分の一部をドレンパン１３内の底部に近接配置し、サーミスタ等で構成した第１の温度測定部８は、ドレンパン１３から除湿水が溢れないよう
に設定された溢水線Ｗより重力方向下側に、少なくともその一部または全部が位置するように配管６に取り付けられている。
【００２４】
ヒートポンプ装置７の基本的な動作は従来と同様であり、説明は簡略におこなう。圧縮機２で高温高圧に圧縮された冷媒は、配管６を通り第１の温度測定部８が取り付けられている部分を通って放熱器３に入る。放熱器３で送風機（図示せず）で送風された空気と熱交換して空気が加温され、冷媒は冷却されて液化する。液化した高圧冷媒は絞り手段４に入り、減圧されて低温低圧の液冷媒となり吸熱器５に入る。吸熱器５で送風機によって送風された空気と熱交換して空気は冷却除湿され、冷媒は加熱されて蒸気冷媒となり圧縮機２に戻る。
【００２５】
圧縮機２の冷媒吐出温度が規定値を超えると、圧縮機２内にある潤滑油の劣化が激しくなるため、圧縮機２から吐出される冷媒温度を第１の温度測定部８により測定し、冷媒吐出温度が規定値以上になると制御装置９によって圧縮機２の動作を停止するようにしている。
【００２６】
ヒートポンプサイクルでは、圧縮機２から吐出される冷媒の吐出温度は、凝縮温度より高い関係にあり、冷媒の吐出温度（例えば、８０℃〜１００℃）は第１の温度測定部８で測定し、凝縮温度（例えば、６０℃〜７０℃）は第２の温度測定部１１で測定している。冷媒の吐出温度と凝縮温度は、圧縮機２の動作に連動して所定の範囲内で制御される。すなわち、図４に示すように、第１の温度測定部８で測定する冷媒の吐出温度は、第１の所定範囲内であり、第２の温度測定部１１で測定する凝縮温度は、吐出温度より低い第２の所定範囲内で制御される。
【００２７】
一方、除湿加温装置によって除湿加温される空気の流れを説明すると、図示しない送風機によって筐体１に設けた空気流入口１５から除湿加温装置に送り込まれた空気は、まず、吸熱器５に入って冷却され、吸熱器５の温度が空気の飽和温度以下になると吸熱器５の表面に結露し、除湿される。その後、放熱器３に入って加熱され、高温低湿の空気となって空気流出口１６から除湿加温装置を出る風回路１７が構成されている。
【００２８】
ヒートポンプ装置７の動作により、吸熱器３で結露した除湿水はドレンパン１３に落下して集められ、最下部にある排水口１４から筺体１外に排出される。送風機で送風される空気にリント等の異物が含まれていると、吸熱器３で結露した除湿水に付着しドレンパン１３に溜まる。
【００２９】
排水口１４がリント等の異物によって目詰まりする等の排水不良が起きた場合、除湿水は排水口１４から排水されずにドレンパン１３に溜まる。ヒートポンプ装置７の動作により吸熱器３で結露した除湿水で水位が上昇し、やがて溢水線Ｗを超えるとドレンパン１３から除湿水が溢れて水漏れが生じる。圧縮機２と放熱器３とを繋ぐ配管６の一部をドレンパン１３内の底部に近接配置しているので、ドレンパン１３内の水位が上昇すると、その底部に配設された配管６の一部が結露水と接触し、溢水線Ｗを超える前に第１の温度測定部８とともに配管６の一部が結露水と接触する。
【００３０】
このとき、圧縮機２から吐出された冷媒は高温であるため、結露水と接触することにより、第１の温度測定部８が冷却されて測定温度が大幅に低下し、第２の冷媒温度測定装置１２の第２の温度測定部１１で測定した冷媒凝縮温度よりも低下する。通常、ヒートポンプサイクルでは、第１の冷媒温度測定装置１０で測定される冷媒吐出温度は、第２の冷媒温度測定装置１２で測定される冷媒凝縮温度よりも高いため、温度が近接または逆転することで結露水が排水されていないことを検知することができる。
【００３１】
図４は、第１の温度測定部８および第２の温度測定部１１で測定した冷媒の温度変化を示しており、区間１は運転開始後の立ち上がり過程であり、第１の冷媒温度測定装置１０で測定した冷媒吐出温度と、第２の冷媒温度測定装置１２で測定した冷媒凝縮温度はともに徐々に高くなる。区間２は、安定状態であり、第１の冷媒温度測定装置１０で測定される冷媒吐出温度が設定された第１の所定範囲内になるように、制御装置９で圧縮機２の回転数を制御する。運転動作中に結露水の排水異常が発生すると、ドレンパン１３内に結露水が溜まって水位が徐々に上昇する。
【００３２】
区間３は、結露水の排水異常の発生によりドレンパン１３内の水位がＷ１まで上昇し、冷媒吐出温度を測定する第１の温度測定部８がドレンパン１３に溜まった結露水と接触すると、冷却されて急速に低下する。そして、第２の冷媒温度測定装置１２で測定される凝縮温度で設定されている第２の温度範囲の下限値まで低下すると、排水異常であることを検知し、圧縮機２の運転を停止することにより、除湿の進行を停止させることができる。これにより、結露水は、第１の温度測定部８が結露水と接触した水位がＷ１から、圧縮機２の運転を停止するまでにＷ２に上昇した状態で停止し、結露水の溢水による水漏れを防止することができる。
【００３３】
また、圧縮機２の回転数が大きいときなど冷媒の循環量が多い場合は、第１の温度測定部８が結露水と接触して温度が低下するが、第２の冷媒温度測定装置１２で測定した冷媒凝縮温度よりも低くならず、排水異常の判定ができない場合がある。その際、第２の冷媒温度測定装置１２の第２の温度測定部１１で測定した冷媒凝縮温度に大きな変化がなく、第２の温度範囲内であれば、圧縮機２の回転数変化等のヒートポンプサイクルの変動による温度低下ではなく、排水不良によるものであると判断することができ、圧縮機２の運転を制御する制御装置９により、圧縮機２の運転を停止させ、水漏れを防止することができる。つまり、冷媒の吐出温度と凝縮温度の両方の変化を監視することにより、排水異常を精度よく検知することができる。
【００３４】
図５は、排水異常を検知する他の例を示したものである。第１の冷媒温度測定装置１０で測定した温度が、第２の冷媒温度測定装置１２の所定範囲の上限値まで低下すると、圧縮機２の運転を停止するようにしたものである。これにより、第１の温度測定部８が結露水と接触してからドレンパン１３に溜まる結露水（水位Ｗ２）の量が少ない時点で、圧縮機２の運転を停止することができる。なお、排水異常を検知するタイミングは、第２の冷媒温度測定装置１２の所定範囲の上限値または下限値、またはその間のいずれで判定してもよい。
【００３５】
（実施の形態２）
図６は、本発明の第２の実施の形態における除湿加温装置の動作を示すタイムチャートである。本実施の形態の特徴は、圧縮機２をインバーター等の回転数を可変できる構成とし、制御装置９は、第１の冷媒温度測定装置１０により測定した温度の急激な低下があると、圧縮機２の運転回転数を所定時間ｔ１低下させ、第１の温度測定部８での測定温度が再び上昇しなければ、圧縮機２の運転を停止するようにしたことである。温度上昇の判定は、例えば予め設定された第１の所定範囲の下限値として判定することができる。他の構成は実施の形態１と同じであり、同一の符号を付して詳細な説明は実施の形態１のものを援用する。
【００３６】
上記の構成により、完全な排水不良でない場合、例えば、ドレンパン１３の排水口１４がリント等の堆積によって狭くなっている状態では、結露水の排水量が減少し、排水量以上の結露水が生成されると水位が上昇する。したがって、圧縮機２の運転回転数を低下させて除湿能力を低減し、結露量を減少させて運転することにより、結露水は水位Ｗ２からＷ３への上昇量を少なくでき、ドレンパン１３から溢れることなく、継続して除湿するこ
とができる。
【００３７】
また、圧縮機２の運転回転数を低下させて所定時間ｔ１動作させた場合でも、第１の温度測定部８での測定温度が上昇しなければ、完全な排水不良と判断し、圧縮機２の運転を停止して溢水を防止することができる。
【００３８】
（実施の形態３）
図７は、本発明の第３の実施の形態における除湿加温装置を備えた衣類乾燥機の要部断面図である。除湿加温装置の構成は、実施の形態１のものと同じであり、同一の符号を付して詳細な説明は実施の形態１のものを援用する。
【００３９】
本実施の形態の衣類乾燥機は、洗濯機能を備えた洗濯乾燥機であり、洗濯、すすぎ、脱水に続いて乾燥までおこなうことができる。洗濯乾燥機の筐体２１内に洗濯水を溜める水槽２２が弾性支持され、この水槽２２内にドラム２３が回転可能に配設されている。ドラム２３は、洗濯槽、脱水槽、乾燥槽として機能する。ドラム２３の前面側には、衣類等の洗濯物をドラム２３内に出し入れする開口部２４が設けてあり、扉２５によって開閉することができる。ドラム２３の回転軸は前上がりに傾斜している。
【００４０】
ドラム２３は、水槽２２の背面側に取り付けたモータ２６によって正逆回転駆動され、洗濯およびすすぎ時は、投入された洗濯物の量に応じて設定された所定量の洗濯水を給水し、ドラム２３内の洗濯物を撹拌し、ドラム２３内で落下するたたき洗いの作用が洗濯物に及ぶ速度で、所定時間回転動作する。脱水時は、洗濯物に遠心力が作用しドラム２３の内周側面に張り付く高速で回転動作し、洗濯物から脱水された洗濯水は水槽２２から筐体２１外へ排出される。
【００４１】
さらに、乾燥時は、脱水時にドラム２３の内周側面に張り付いた洗濯物をほぐす動作に続いて、ドラム２３内で洗濯物を撹拌する動作をおこなう。このとき、除湿加温装置で除湿加温された乾燥用空気がドラム２３内に導入される。除湿加温装置の空気流出口１６から出た乾いた高温の乾燥用空気は、送風機２９によって水槽２２の背面側の上部に設けた導入口２７から水槽２２内に導入される。
【００４２】
ドラム２３の内周側面には多数の孔（図示せず）が設けてあり、この孔から水槽２２内に導入された乾燥用空気がドラム２３内に入り、ドラム２３内で撹拌されている洗濯物と接触する。洗濯物から水分を奪って多湿となった乾燥用空気は、ドラム２３の周側面に設けた多数の孔から出て水槽２２内に入り、水槽２２の前面側の上部に設けた導出口２８から空気流入口１５を通り、除湿加温装置の風回路１７を流れる。
【００４３】
空気流入口１５から除湿加温装置に送り込まれた空気は、吸熱器５で冷却除湿された後、放熱器３に入って加熱され、高温低湿の空気となって空気流出口１６から導入口２７へ導かれる。このように、除湿加温装置で除湿加温された乾燥用空気は、矢印イのように、導入口２７からドラム２３内に入り、導出口２８から除湿加温装置に戻る循環風路３０を循環し、ドラム２３内の洗濯物の乾燥を進行させる。
【００４４】
なお、本実施の形態では、洗濯機能を備えた洗濯乾燥機について説明したが、洗濯機能がなく、衣類の乾燥のみをおこなう衣類乾燥機でも同様である。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上のように、本発明にかかる除湿加温装置は、簡単な構成で除湿水の排水異常を検知することができ、除湿の進行を停止して除湿水がドレンパンから溢れるのを防止することができるので、除湿加温装置および衣類乾燥機として有用である。
【符号の説明】
【００４６】
２  圧縮機
３  放熱器
４  絞り手段
５  吸熱器
６  配管
７  ヒートポンプ装置
８  第１の温度測定部
９  制御装置
１０  第１の冷媒温度測定装置
１１  第２の温度測定部
１２  第２の冷媒温度測定装置
１３  ドレンパン
１５  空気流入口
１６  空気流出口
１７  風回路
【図１】
2012034814.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2012034814.tif 000007
【図６】
2012034814.tif 000008
【図７】
2012034814.tif 000009
【図８】
2012034814.tif 000010
【図９】
2012034814.tif 000011
【図１０】
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