(57)【要約】【課題】極めて少ないエネルギーで加湿を行うことが可能で、ランニングコストを低く抑えることができて、しかも装置そのものの製作コストが小さい加湿装置を提供する。【解決手段】ノズル２１から噴射された水は粒子となって風洞３１内において浮遊する。強風圧空間Ａにおいて浮遊する大径の水粒子Ｗａ（例えば、直径約１００μｍ）の一部が蒸発して中径の水粒子Ｗｂ（例えば、直径約５０μｍ）となり、中風圧空間Ｂへ移動し、中風圧空間Ｂにおいて浮遊している中径の水粒子ｂの一部が蒸発して小径の水粒子Ｗｃ（例えば、直径約３０μｍ）となり、弱風圧空間Ｃへ移動する。そして、小径の水粒子Ｗｃの一部が蒸発して更に小さい放出水粒子Ｗｄになると、風洞３１の上端側の開口３３から外部へ放出される。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上端側に開口を有し、且つ下端側から上端側へ行くに従って徐々に拡径する風洞と、前記風洞内の下端部近傍に水を噴射する水噴射手段と、前記風洞の下端部から上端側の開口へ向かって風を送り出す送風手段とから成り、前記水噴射手段から噴射された水粒子を風洞内において浮遊させ、前記水粒子が浮遊している間に、その一部が蒸発することで径が小さくなり、所定の径より小さくなった水粒子が前記送風手段から送られる風によって前記風洞の上端側の開口から外部へ放出されることを特徴とする加湿装置。
【請求項２】
請求項１に記載した加湿装置において、風洞は上端側が開口し、且つ下端側から上端側へ行くに従って徐々に拡径する角筒によって構成されていることを特徴とする加湿装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載した加湿装置において、送風手段はスリット状の空気吹き出し口を備えることを特徴とする加湿装置。
【請求項４】
請求項３に記載した加湿装置において、水噴射手段は複数のノズルを有し、前記複数のノズルは並んで配置され、スリット状の空気吹き出し口は前記複数のノズルが並ぶ方向へ延びており、且つ前記複数のノズルは前記空気吹き出し口に平面視において囲まれるように備えられていることを特徴とする加湿装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載した加湿装置において、風洞の上端側の開口から放出される水粒子を側方へ送る側方送風手段を備えることを特徴とする加湿装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は加湿装置に係り、特に工場用、農事用など業務用の加湿装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
室内を所望の湿度に保つために用いる加湿装置には特許文献１に示すような加熱源を備え、この加熱源によって発生させた蒸気を放出する蒸気式のもの、或いは特許文献２に示すように超音波素子を備え、この超音波素子によって霧化した水を放出する超音波式のものが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１２９９０３号公報
【特許文献２】特開２０１３−２７５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記蒸気式加湿装置の加熱源や超音波式加湿装置の超音波素子を駆動させるためには、電力等のエネルギーが相当に必要である。このため、蒸気式加湿装置、超音波式加湿装置を工場や農産物を栽培する栽培舎などの大空間を加湿するために用いると、ランニングコストが嵩んでしまうという問題がある。
また、蒸気式加湿装置や超音波式加湿装置は、加熱源や超音波素子を備えており、装置そのものの製作コストが大きいという問題もある。
本発明は上記従来の問題点に着目して為されたものであり、極めて少ないエネルギーで加湿を行うことが可能で、ランニングコストを低く抑えることができて、しかも装置そのものの製作コストが小さい加湿装置の提供を、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、請求項１の発明は、
上端側に開口を有し、且つ下端側から上端側へ行くに従って徐々に拡径する風洞と、前記風洞内の下端部近傍に水を噴射する水噴射手段と、前記風洞の下端部から上端側の開口へ向かって風を送り出す送風手段とから成り、前記水噴射手段から噴射された水粒子を風洞内において浮遊させ、前記水粒子が浮遊している間に、その一部が蒸発することで径が小さくなり、所定の径より小さくなった水粒子が前記送風手段から送られる風によって前記風洞の上端側の開口から外部へ放出されることを特徴とする加湿装置である。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載した加湿装置において、風洞は上端側が開口し、且つ下端側から上端側へ行くに従って徐々に拡径する角筒によって構成されていることを特徴とする加湿装置である。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載した加湿装置において、送風手段はスリット状の空気吹き出し口を備えることを特徴とする加湿装置である。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項３に記載した加湿装置において、水噴射手段は複数のノズルを有し、前記複数のノズルは並んで配置され、スリット状の空気吹き出し口は前記複数のノズルが並ぶ方向へ延びており、且つ前記複数のノズルは前記空気吹き出し口に平面視において囲まれるように備えられていることを特徴とする加湿装置である。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項１から４のいずれかに記載した加湿装置において、風洞の上端側の開口から放出される水粒子を側方へ送る側方送風手段を備えることを特徴とする加湿装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の加湿装置では、極めて少ないエネルギーで加湿を行うことが可能で、ランニングコストを低く抑えることができる。しかも、この加湿装置は加熱源や超音波素子を備えておらず構造が簡単であることから、装置そのものの製作コストを小さくすることが可能である。
また、装置を小型のものとできるので設置スペースを取らない。更に、比較的低圧で水を噴射することから安全性の高い装置とすることが可能である。更に、水が滞留しないので衛生的な加湿が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る加湿装置の構成を示す図である。
【図２】図１の加湿装置の分解斜視図である。
【図３】図１の加湿装置の動作を説明するための図である。
【図４】図１の加湿装置の風洞内における水粒子の変化を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る加湿装置の側面図である。
【図６】図５の加湿装置の正面図である。
【図７】図５の加湿装置の背面図である。
【図８】図５の加湿装置に搭載される送風部と水噴射ユニットの平面図である。
【図９】図５の加湿装置に搭載される送風部と水噴射ユニットの斜視図である。
【図１０】図５の加湿装置の動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施の形態に係る加湿装置１を図１〜図４にしたがって説明する。
符号３は支持ケースを示し、この支持ケース３は、その上面と左側面が開口している。支持ケース３の底部には排水バルブ４が備えられている。支持ケース３によって水受け部６が構成されている。
【００１３】
支持ケース３の上面開口を閉鎖するように水噴射ユニット５が備えられている。
水噴射ユニット５の構造を説明する。
符号７は保持ケースを示し、この保持ケース７は高さ寸法の小さい角筒状の本体部９と、この本体部９の上下の端部にそれぞれ固定されたフランジ１１、１３とから構成されている。本体部９内には多数の小穴を有するパンチングメタルから成る仕切り板１５が設けられている。仕切り板１５上には高さ寸法の小さい略円筒状の囲い部１７が設置されており、この囲い部１７には図示しない切欠き部が形成されている。
【００１４】
符号１９は給水管を示し、この給水管１９はＵ字状に形成されている。給水管１９には４つのノズル２１が上向きに取り付けられており、これらのノズル２１が囲い部１７内に位置している。また、給水管１９の両端部は囲い部１７の切欠き（図示せず）から出ており、更に保持ケース７の本体部９から突出している。給水管１９の本体部９から突出する部分には、連結管２３を介してホース２５が連結されている。２本のホース２５は１本のホース２７に連結され、ホース２７は給水ユニット２９に接続されている。給水ユニット２９はポンプ等を備えており、外部の給水源に連結されてノズル２１への給水量を調節することができるようになっている。なお、給水ユニット２９の下面にはキャスタ３０が取り付けられている。
保持ケース７、仕切り板１５、囲い部１７、給水管１９、ノズル２１、連結管２３、ホース２５、ホース２７及び給水ユニット２９によって水噴射手段が構成されている。
【００１５】
符号３１は風洞を示し、この風洞３１は四角筒であり、上端側に開口３３を有し、下端側にも開口３５を有している。また、風洞３１は下端側から上端側へ行くに従って徐々に拡径している。風洞３１の下端部にはフランジ３７が備えられている。
フランジ３７は保持ケース７のフランジ１３上に設置され、風洞３１は水噴射ユニット５上に備えられている。
【００１６】
符号３９は支持ケースを示し、この支持ケース３９は、その上面と右側面が開口している。支持ケース３９の上面開口を閉鎖するように送風ユニット４１が備えられている。
送風ユニット４１の構造を説明する。
符号４３は保持ケースを示し、この保持ケース４３は高さ寸法の小さい角筒状の本体部４５と、この本体部４５の下端部に固定されたフランジ４７とから構成されている。
【００１７】
本体部４５にはモータホルダ４９が取り付けられている。モータホルダ４９は本体部４５の内面側の４つの角部にそれぞれ固定される４本の脚部５１と、４本の脚部５１の上端部に支持されるリング部５３とから成る。リング部５３にはモータ５５が下向きに保持されており、このモータ５５の回転軸５７にファン５９が取り付けられている。モータ５５は図示しないコントロール装置によって回転数を調節できる。
送風ユニット４１と図示しないコントロール装置によって送風手段が構成されている。
【００１８】
支持ケース３と支持ケース３９は、それぞれの側面の開口どうしが合わさるように連結され、支持ケース３の内部空間と支持ケース３９の内部空間が連通している。互いに連結された支持ケース３と支持ケース３９の内部空間によって送風路４０が構成される。従って、支持ケース３から成る水受け部６は送風路４０の一部によって形成されることになる。
上記のようにファン５９は支持ケース３９に備えられているので、風洞３１の下方から外れた位置に備えられている。
なお、連結された支持ケース３と支持ケース３９の下面にはキャスタ６１が取り付けられている。
【００１９】
次に、この加湿装置１の動作について説明する。
モータ５５を駆動させファン５９を回転させて送風を開始する。ファン５９の回転によって発生した風は図１において矢印で示すように送風路４０を通り、パンチングメタル製の仕切り板１５を通過して、風洞３１の下端側の開口３５から入り、上端側の開口３３を通って外部へ抜ける。風洞３１内における風圧は下端側の開口３５から離間するに従って弱くなる。
【００２０】
また、給水ユニット２９を作動させて、ホース２７、２５更に連結管２３を介して給水管１９へ水が供給される。そして、４つのノズル２１から霧状になった水（水粒子）が噴射される。
前述のように風洞３１内における風圧は下端側の開口３５から離間するに従って弱くなっている。すなわち、図３に示すように風洞３１内には下方から上方へいくに従って強風圧空間Ａ、中風圧空間Ｂ、弱風圧空間Ｃが形成される。強風圧空間Ａは中風圧空間Ｂより風圧が強く、弱風圧空間Ｃは中風圧空間Ｂより風圧が弱い。
【００２１】
前述のようにノズル２１から噴射された水は粒子となって風洞３１内において浮遊する。すなわち、図３に示すように、強風圧空間Ａにおいては大径の水粒子Ｗａ（例えば、直径約１００μｍ）が浮遊し、中風圧空間Ｂにおいては中径の水粒子Ｗｂ（例えば、直径約５０μｍ）が浮遊して、弱風圧空間Ｃにおいては小径の水粒子Ｗｃ（例えば、直径約３０μｍ）が浮遊する。
【００２２】
図４に示すように、強風圧空間Ａにおいて浮遊している大径の水粒子Ｗａの一部が蒸発して中径の水粒子Ｗｂとなり、中風圧空間Ｂへ移動する。また、中風圧空間Ｂにおいて浮遊している中径の水粒子Ｗｂの一部が蒸発して小径の水粒子Ｗｃとなり、弱風圧空間Ｃへ移動する。そして、小径の水粒子Ｗｃの一部が蒸発して更に小さい放出水粒子Ｗｄになると、風洞３１の上端側の開口３３から外部へ放出される。上記したように大径の水粒子Ｗａ、中径の水粒子Ｗｂ及び小径の水粒子Ｗｃから蒸発した水は放出水粒子Ｗｄとなって開口３３から放出される。
加湿装置１では大径の水粒子Ｗａ、中径の水粒子Ｗｂ、小径の水粒子Ｗｃ及び放出水粒子Ｗｄからの蒸発によって生じた湿気を含む高湿度の風も加湿に寄与する。すなわち、この高湿度の風と放出水粒子Ｗｄの両方によって、極めて効率よく、且つ効果の高い加湿を行うことが可能となる。
なお、風洞３１内から落下した水Ｗは水受け部６に収容され、この水Ｗはバルブ４を開くことで排出する。
【００２３】
このように加湿装置１では、風洞３１内において水粒子Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃを浮遊させるだけの風圧を発生させればよく、モータ５５の出力を小さなものとできる。また、給水ユニット２９のポンプも風洞３１内に水を粒子にして噴射することができるだけの出力で足りる。従って、極めて少ないエネルギーで加湿を行うことが可能で、ランニングコストを低く抑えることができる。
また、加湿装置１は加熱源や超音波素子を備えておらず、しかも構造が簡単であることから、装置そのものの製作コストを小さくすることが可能である。
【００２４】
本発明の実施の形態に係る加湿装置７１を図５〜図１０にしたがって説明する。
符号７３は支持ケースを示し、この支持ケース７３には空圧安定室７５が設けられている。また、支持ケース７３には吸気ファン７７が取り付けられており、この吸気ファン７７は空圧安定室７５に外気を送り込むようになっている。
【００２５】
支持ケース７３の上部には上面が開口する上部ケース７９が設けられており、この上部ケース７９には図９に詳細に示すように、送風部８１が備えられている。送風部８１の詳細な構成を説明する。
符号８３はベース板を示し、このベース板８３は複数の脚部８５によって支持されている。脚部８５は角パイプによって構成されている。
【００２６】
ベース板８３上には、長寸法のバー状エアノズル８７と短寸法のバー状エアノズル８９が備えられている。長寸法のバー状エアノズル８７には、その略全長に渡って延びる空気吹き出し口８８が設けられている。また、短寸法のバー状エアノズル８９の頂部には、その略全長に渡って延びる空気吹き出し口９０が設けられている。
長寸法のバー状エアノズル８７は３本備えられ、互いに等しい間隔を開けて平行に配置され、短寸法のバー状エアノズル８９は２本備えられ、３本の長寸法のバー状エアノズル８７の両端を挟むように配置されている。
バー状エアノズル８７、８９は脚部８５に連通しており、脚部８５はホース９１を介して空圧安定室７５に接続されている。
送風手段は吸気ファン７７、空圧安定室７５、送風部８１、脚部８５及びホース９１によって構成されている。
【００２７】
送風部８１の上方には水噴射ユニット９３が上部ケース７９に支持されて備えられている。水噴射ユニット９３の詳細な構成を説明する。
符号９５は矩形に形成された給水管を示し、この給水管９５には１０個のノズル９７が取り付けられている。ノズル９７は５個ずつ二列に並んで配置されている。
給水管９５は、上部ケース７９に取り付けられた一対の支持管９９、１０１によって支持されており、一方の支持管９９はホース１０３を介して給水ユニット１０５に接続されている。
【００２８】
また、上部ケース７９上には風洞８０が備えられており、この風洞８０は四角筒であり、下端側から上端側へ行くに従って徐々に拡径している。
風洞８０は上端側に開口８２を有し、下端側にも開口８４を有している。下端側の開口８４は上部ケース７９の開口に連なっている。
上記水噴射ユニット９３は風洞８０の下端部に位置しており、水噴射ユニット９３の下方に送風部８１が位置している。
送風部８１の長寸法のバー状エアノズル８７の空気吹き出し口８８はノズル９７が５個並ぶ方向へ延びており、短寸法のバー状エアノズル８９の空気吹き出し口９０はノズル９７が２個並ぶ方向へ延びている。そして、１０個のノズル９７は空気吹き出し口８８、９０に平面視において囲まれるように備えられている（図８参照）。
【００２９】
支持ケース７３の上部の背面寄りには、空気導入ベース１０７が設けられており、この空気導入ベース１０７は中空となっており、その内部がダンパー１０８を介して空圧安定室７５に連通している。空気導入ベース１０７内にはダンパー１０８が備えられている。
また、支持ケース７３の上部の背面寄りには、支持フレーム１０９が設けられている。この支持フレーム１０９の上端部には回動シャフト１１１が回動自在に取り付けられ、この回動シャフト１１１は図示しない機構によって所望の角度に固定できるようになっている。回動シャフト１１１は中空となっている。
【００３０】
回動シャフト１１１には３本の支持管１１３の基端部が固定され、これらの支持管１１３は上方を向く姿勢で備えられている。支持管１１３の先端部にはベースフレーム１１５が固定され、このベースフレーム１１５には長寸法のバー状エアノズル１１７、短寸法のバー状エアノズル１１９が、それぞれ２本ずつ備えられている。
バー状エアノズル１１７、１１９はバー状エアノズル８７、８９とサイズを除いて同様の構造であり、スリット状の空気吹き出し口を有している。バー状エアノズル１１７、１１９は矩形を為すように配置されている。
これらのバー状エアノズル１１７、１１９は支持管１１３を介して回動シャフト１１１に連通している。空気導入ベース１０７と回動シャフト１１１は３本の蛇腹状のホース１２１を介して連通している。
側方送風手段は、空気導入ベース１０７、支持フレーム１０９、回動シャフト１１１、支持管１１３、ベースフレーム１１５、バー状エアノズル１１７、１１９及び蛇腹状のホース１２１によって構成されている。
【００３１】
次に、この加湿装置７１の動作について説明する。
吸気ファン７７が駆動して空圧安定室７５に外気が導入され、空圧安定室７５からホース９１、脚部８５及びベース板８３を介してバー状ノズル８７、８９へ空気が送られ、スリット状の空気吹き出し口８８、９０から空気が放出されて、風洞８０へ風が送られる。
この風は風洞８０の下端側の開口８４から入り、上端側の開口８２を通って外部へ抜ける。風洞８０内における風圧は下端側の開口８４から離間するに従って弱くなる。
【００３２】
また、給水ユニット１０５を作動させて、ホース１０３、更に支持管９９を介して給水管９５へ水が供給される。そして、１０個のノズル９７から霧状になった水（水粒子）が噴射される。
実施の形態１と同様に風洞８０内には下方から上方へいくに従って強風圧空間Ａ、中風圧空間Ｂ、弱風圧空間Ｃが形成される。そして、ノズル９７から噴射された水は粒子となって風洞８０内において浮遊する。すなわち、図１０に示すように、強風圧空間Ａにおいては大径の水粒子Ｗａ（例えば、直径約１００μｍ）が浮遊し、中風圧空間Ｂにおいては中径の水粒子Ｗｂ（例えば、直径約５０μｍ）が浮遊して、弱風圧空間Ｃにおいては小径の水粒子Ｗｃ（例えば、直径約３０μｍ）が浮遊する。
【００３３】
図４に示したように強風圧空間Ａにおいて浮遊している大径の水粒子Ｗａの一部が蒸発して中径の水粒子Ｗｂとなり、中風圧空間Ｂへ移動する。また、中風圧空間Ｂにおいて浮遊している中径の水粒子Ｗｂの一部が蒸発して小径の水粒子Ｗｃとなり、弱風圧空間Ｃへ移動する。そして、小径の水粒子Ｗｃの一部が蒸発して更に小さい放出水粒子Ｗｄになると、風洞８０の上端側の開口８２から外部へ放出される。上記したように大径の水粒子Ｗａ、中径の水粒子Ｗｂ及び小径の水粒子Ｗｃから蒸発した水は放出水粒子Ｗｄとなって開口８２から放出される。
【００３４】
また、ダンパー１０８を開けば、空圧安定室７５から空気導入ベース１０７へ空気が供給され、この空気は回動シャフト１１１、３本の支持管１１３及びベースフレーム１１５を通って、バー状エアノズル１１７、１１９のスリット状の空気吹き出し口から放出される。これにより、風洞８０の開口８２から放出された放出水粒子Ｗｄが横方向へ送られる。従って、放出水粒子Ｗｄを所望の方向へ供給することが可能となる。また、回動シャフト１１１を回動させてバー状エアノズル１１７、１１９の向きを変えれば、放出水粒子Ｗｄを斜め上方へ向かって放出することもできる。
しかも、水粒子Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃの蒸発を促すことができ、広範囲において加湿することが可能となる。また、ダンパー１０８の開度を調節することで、放出水粒子Ｗｄの供給範囲を調節することが可能である。
【００３５】
以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的構成は、この実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても発明に含まれる。
例えば、風洞の形状は四角筒に限定されず、下端側から上端側へ行くに従って徐々に拡径する形状であれば円筒でもよい。
また、ファンを風洞の下方へ備える構成としてもよい。
更に、上記実施の形態では、大径の水粒子Ｗａの直径を約１００μｍ、中径の水粒子Ｗｂの直径を約５０μｍ、小径の水粒子Ｗｃの直径を約３０μｍとしたが、本発明はこれに限定されず、風洞の拡径度合（風洞の下端側の開口から風洞の上端側の開口の間の断面積）、送風手段の風力等を変更して、風洞内の風圧を変えれば浮遊する水粒子の直径を変更することができ、更には放出水粒子Ｗｄの直径を変更することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明の加湿装置は、加湿装置製造業において産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【００３７】
１…加湿装置      ３…支持ケース      ４…排水バルブ
５…水噴射ユニット      ６…水受け部      ７…保持ケース  
９…保持ケースの本体部      １１、１３…フランジ
１５…仕切り板      １７…囲い部      １９…給水管
２１…ノズル        ２３…連結管      ２５、２７…ホース
２９…給水ユニット      ３０…キャスタ      ３１…風洞  
３３…風洞の上端側の開口      ３５…風洞の下端側の開口
３７…風洞のフランジ      ３９…支持ケース
４０…送風路    ４１…送風ユニット
４３…保持ケース      ４５…保持ケースの本体部      ４７…フランジ    
４９…モータホルダ      ５１…モータホルダの脚部
５３…モータホルダのリング部      ５５…モータ      ５７…モータの回転軸
５９…ファン      ６１…キャスタ
７１…加湿装置      ７３…支持ケース      ７５…空圧安定室  
７７…吸気ファン      ７９…上部ケース
８０…風洞      ８２…風洞の上端側の開口      ８４…風洞の下端側の開口
８１…送風部      ８３…ベース板      ８５…脚部
８７…長寸法のバー状ノズル
８８…長寸法のバー状エアノズルのスリット状の空気吹き出し口
８９…短寸法のバー状ノズル
９０…寸法のバー状エアノズルのスリット状の空気吹き出し口
９１…ホース      ９３…水噴射ユニット      ９５…給水管
９７…ノズル      ９９、１０１…支持管      １０３…ホース
１０５…給水ユニット      １０７…空気導入ベース
１０９…支持フレーム      １１１…回動シャフト      １１３…支持管
１１５…ベースフレーム      １１７…長寸法のバー状エアノズル
１１９…短寸法のバー状エアノズル      １２１…蛇腹状のホース
Ａ…強風圧空間      Ｂ…中風圧空間    Ｃ…弱風圧空間
Ｗａ…大径の水粒子      Ｗｂ…中径の水粒子      Ｗｃ…小径の水粒子
Ｗｄ…放出水粒子      Ｗ…水
【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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