(57)【要約】【課題】湿気で容易に凝固する凝集剤を、内部で詰まってしまわず高効率で、安定して投入することができる凝集剤投入装置を低価格で提供する。【解決手段】食品添加物を主成分として構成された中性性質を有する凝集剤２を格納し、排出口５１が開設されたホッパー１０と、軸部材３２を備えた攪拌部材３１と、攪拌モーター３６と凝集剤を移動させつつ排出口まで移動させて排出するコイルスプリング４１と、排出モーター４２とを備え、排出口５１は、ホッパーのモーター側壁部１１ａであって、ホッパーの底板の上側近傍に開設され、コイルスプリングは、排出口から一端が所定の寸法だけ突出した状態でホッパーの内部に水平方向に沿って配置されると共に、突出した一端が排出モーターに連結され、凝集剤を排出モーター側に引き出す方向に搬送する。また、攪拌モーター及び排出モーターの駆動時間を予め設定した予定に従って運転する運転制御装置８０を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の壁部及びこの壁部の下部に配置された底板を備え、食品添加物を主成分として構成された中性性質を有する凝集剤を格納すると共に、前記凝集剤を外部に排出しうる排出口が開設されたホッパーと、
前記ホッパーの内部に回転動可能に配置された軸部材を備え、回転駆動されることによって前記ホッパーに格納された前記凝集剤を攪拌する攪拌部材と、
前記攪拌部材を回転駆動する攪拌モーターと、
前記ホッパーの内部に回転動可能に配置され、回転駆動されることによって前記ホッパーに格納された前記凝集剤を移動させつつ前記排出口まで移動させて前記排出口から排出するコイルスプリングと、
前記コイルスプリングを駆動する排出モーターと、
を備える凝集剤投入装置であって、
前記排出口は、前記排出モーター側に位置する前記壁部に開設され、
前記コイルスプリングは、前記排出口から一端が所定の寸法だけ突出した状態で前記ホッパーの内部に水平方向に沿って配置されると共に、前記突出した一端が前記排出モーターに連結され、前記排出モーターの駆動により、前記ホッパー内の前記凝集剤を前記排出モーター側に引き出す方向に搬送し、
前記攪拌モーター及び前記排出モーターのうち少なくとも前記排出モーターを予め設定した予定に従って運転する運転制御手段を備えることを特徴とする凝集剤投入装置。
【請求項２】
前記コイルスプリングの他端は、前記ホッパーの他の壁部に回転可能に保持されていることを特徴とする請求項１に記載の凝集剤投入装置。
【請求項３】
前記攪拌部材は、前記ホッパー内に水平方向に沿って配置される前記軸部材と、この軸部材から放射状に配置された複数の攪拌棒と、
攪拌棒から前記軸部材に沿って延設された延設部材と、
を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の凝集剤投入装置。
【請求項４】
前記軸部材と前記コイルスプリングとは平行に配置され、
前記コイルスプリングは、前記攪拌部材の先端に近接して配置されることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の凝集剤投入装置。
【請求項５】
前記底板は、前記攪拌部材の先端が描く輪郭の近傍に位置し、下方に膨出する半円筒状に形成されると共に、下端部に前記排出口に連通し前記コイルスプリングが配置される溝部を備えることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の凝集剤投入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品添加物を主成分として構成された中性性質を有する凝集剤を水中に投入する凝集剤投入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、粉体である凝集剤を沈殿槽やため池等に投入するために粉体投入装置が使用される。この種の粉体投入装置は、粉体を収納したホッパーの下部にらせん状の粉体搬送装置を配置し、この粉体移送装置を回転駆動して粉体を投入口まで移送して排出する。
【０００３】
従来、凝集剤等の粉体を投入する粉体投入装置として特許文献１に記載のものがある。特許文献１には、下方が弧の半円筒状に形成されたトラフ状貯留部を有する貯留槽と、排出口に粉体を搬送するらせん状のスクリューからなる排出装置と、貯留槽内を攪拌する攪拌機構と、を備え、前記排出装置は、該貯留槽の底部に前記半円筒の軸と平行に設けられた搬送機構と、搬送機構の駆動源を備え、前記攪拌機構は、前記半円筒の軸と一致させて架設された回転軸と、該回転軸の外周方向に翼状に設けられた複数の攪拌羽と、回転軸を回転させる駆動源を備え、該攪拌羽は、前記回転軸に垂直に立設され、略前記半円筒の内径の長さの２本のアームと、該２本のアームの先端に係架された攪拌板とからなり、前記駆動源により、該攪拌板がトラフ状貯留部の内壁面の一端から他端まで内壁面に沿うように回転する粉体供給機が記載されている。
【特許文献１】実登第３１２７２８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の粉体投入装置にあっては、粉体を排出するため、らせん状のスクリューを使用しているため、スクリューの製作に手間と費用がかさむ。このため、粉体投入装置が高価なものとなる。また、粉体として、食品添加物を主成分として構成された中性性質を有する凝集剤を使用することがあり、この場合には、凝集剤が湿気を吸収して凝固しやすく、加圧すると固まりやすいため、スクリューに詰まってしまうことがある。
【０００５】
本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、湿気で容易に凝固する凝集剤を、内部で詰まってしまうことなく高い効率で、安定して投入することができる凝集剤投入装置を低価格で提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決する請求項１に記載の発明は、筒状の壁部及びこの壁部の下部に配置された底板を備え、食品添加物を主成分として構成された中性性質を有する凝集剤を格納すると共に、前記凝集剤を外部に排出しうる排出口が開設されたホッパーと、前記ホッパーの内部に回転動可能に配置された軸部材を備え、回転駆動されることによって前記ホッパーに格納された前記凝集剤を攪拌する攪拌部材と、前記攪拌部材を回転駆動する攪拌モーターと、前記ホッパーの内部に回転動可能に配置され、回転駆動されることによって前記ホッパーに格納された前記凝集剤を移動させつつ前記排出口まで移動させて前記排出口から排出するコイルスプリングと、前記コイルスプリングを駆動する排出モーターと、を備える凝集剤投入装置であって、前記排出口は、前記排出モーター側に位置する前記壁部に開設され、前記コイルスプリングは、前記排出口から一端が所定の寸法だけ突出した状態で前記ホッパーの内部に水平方向に沿って配置されると共に、前記突出した一端が前記排出モーターに連結され、前記排出モーターの駆動により、前記ホッパー内の前記凝集剤を前記排出モーター側に引き出す方向に搬送し、前記攪拌モーター及び前記排出モーターのうち少なくとも前記排出モーターを予め設定した予定に従って運転する運転制御手段を備えることを特徴とする凝集剤投入装置である。
本発明に係る凝集剤投入装置によれば、凝集剤は、搬送スプリングで回転駆動されるコイルスプリングにより、ホッパー内において排出口まで引き出される方向に移動され、排出口から排出される。このため、既存のコイルスプリングを使用することにより、従来のスクリューに比して、安価に装置を構成でき、コストを低減することができる。
また、凝集剤を排出する際に生じる摩擦熱や圧力によって凝集剤が排出口付近で固化して排出するために大きな回転力が負荷したとしても、コイルスプリングにおいて大負荷がかかる箇所が、排出モーターに近接した位置であり、コイルスプリングが大きく撓んだり、ねじれたりすることがない。このため、コイルスプリングの変形や破損を防止して長時間にわたって凝集剤の投入を行うことができる。
更に、本発明では、運転制御手段により予め設定した予定に従って運転でき、投入する粉体の量及び投入タイミングを設定できる。
【０００７】
同じく請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の凝集剤投入装置において、前記コイルスプリングの他端は、前記ホッパーの他の壁部に回転可能に保持されていることを特徴とする。
本発明に係る凝集剤投入装置によれば、コイルスプリングは、ホッパーの他の面に回転可能に保持されているため、コイルスプリングは、その両端側及び投入口において位置が保持される。このため、コイルスプリングの回転時において固化した凝集剤により大きな負荷がかかったとしても、コイルスプリングが大きく撓んだり、ねじれたりして変形したりすることが防止される。
【０００８】
同じく請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の凝集剤投入装置において、前記攪拌部材は、前記ホッパー内に水平方向に沿って配置される前記軸部材と、この軸部材から放射状に配置された複数の攪拌棒と、攪拌棒から前記軸部材に沿って延設された延設部材と、を備えることを特徴とする。
本発明に係る凝集剤投入装置によれば、ホッパーの凝集剤をコイルスプリングの配置位置付近まで確実に攪拌することができる。このため、コイルスプリングの配置位置付近における凝集剤の固化を防止でき、凝集剤を効率良くコイルスプリングに送ることができる。
【０００９】
同じく請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の凝集剤投入装置において、前記軸部材と前記コイルスプリングとは平行に配置され、前記コイルスプリングは、前記攪拌部材の先端に近接して配置されることを特徴とする。
本発明に係る凝集剤投入装置によれば、凝集剤は、攪拌部材の先端がコイルスプリングに近接した位置まで確実に攪拌される。このため、凝集剤の固化を防止でき、効率良くコイルスプリングに送ることができる。
【００１０】
同じく請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の凝集剤投入装置において、前記底板は、前記攪拌部材の先端が描く輪郭の近傍に位置し、下方に膨出する半円筒状に形成されると共に、下端部に前記排出口に連通し前記コイルスプリングが配置される溝部を備えることを特徴とする。
本発明に係る凝集剤投入装置によれば、凝集剤は、底板に近接して先端が位置して回転される攪拌部材とで効率良く攪拌され、コイルスプリングが配置された溝部に移動し、コイルスプリングで効率良く搬送、排出される。このため、ホッパー内の凝集剤が効率良く攪拌され排出される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、湿気、温度、圧力で容易に凝固する凝集剤の詰まりに起因するコイルスプリングの変形や破損を確実に防止して長期間にわたる凝集剤の投入運転を可能とできる共に、予め定めた量の凝集剤を所定のタイミングで投入することができる凝集剤投入装置を低価格で提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る凝集剤投入装置の使用状態を示す模式図である。
【図２】同凝集剤投入装置を示す正面図である。
【図３】ホッパーの蓋部材を取り外した状態の同凝集剤投入装置を示す平面図である。
【図４】同凝集剤投入装置の左側面図である。
【図５】同凝集剤投入装置の右側面図である。
【図６】同凝集剤投入装置の図２中のＡ−Ａ線に相当する断面図である。
【図７】同凝集剤投入装置の運転制御装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を実施するための形態に係る凝集剤投入装置について説明する。まず、凝集剤投入装置の使用状態について説明する。図１は同凝集剤投入装置の使用状態を示す模式図である。本実施形態に係る凝集剤投入装置１は、湖沼の水質を改善するため、凝集剤２を湖沼等の水面１００に投入（図中矢印Ｃ）するものである。ここで、凝集剤２は、食品添加物を主成分として構成された中性性質を有する。この凝集剤２は、食品添加物を主成分とするため分子量が大きい。このため、分子が汚泥などの不純物を包み込む際、より多くの量の不純物を包み込んで凝集することができる、大量の原水を浄化することができる。また、凝集剤２は、中性性質のため、汚濁濃度の高い原水を処理するために大量の凝集剤２を投入しなければならない場合であっても、中和作業を行う必要がない。このため、浄水化の時間短縮と中和剤使用分のコスト発生を回避することができる。また、作業中に作業者の体に付着した場合にも安全である。
【００１４】
この例では凝集剤投入装置１は、湖沼に隣接した陸地９０に設置された建屋１１０に配置されている。凝集剤投入装置１は、運転制御装置８０に接続され、予め定められたスケジュールに従って所定量の凝集剤を水面１００に投入する。
【００１５】
以下、凝集剤投入装置１の構成について詳細に説明する。図２は本発明の実施形態に係る凝集剤投入装置を示す正面図、図３はホッパーの蓋部材を取り外した状態の同凝集剤投入装置を示す平面図である。また、図４は同凝集剤投入装置の左側面図、図５は同凝集剤投入装置の右側面図、図５は同凝集剤投入装置の図１中のＡ−Ａ線に相当する断面図である。
【００１６】
凝集剤投入装置１は、架台２０と、この架台２０に配置され凝集剤２が配置されるホッパー１０と、ホッパー１０に配置された攪拌装置３０と、ホッパー１０において攪拌装置３０の下部に配置された排出装置４０と、攪拌装置３０と排出装置４０の運転を制御する運転制御装置８０と、を備える。攪拌装置３０は、架台２０に配置された攪拌モーター３６で駆動され、排出装置４０は架台２０に配置された排出モーター４２で駆動される。
【００１７】
ホッパー１０は、筒状、即ち四角筒状の鉛直壁１１と、底板７０とを備える。ホッパー１０は、上部に開口１０ａが形成され、開口１０ａから投入した凝集剤２が格納される。鉛直壁１１は、４枚の壁部、即ち対向するモーター側壁部１１ａ、反モーター側壁部１１ｂ、他の対向する２枚の壁部１１ｃ、１１ｄを備える。開口１０ａには、この開口１０ａを覆う蓋部材１２が配置され、蓋部材１２には取っ手１３が設けられている。また、モーター側壁部１１ａの下部には、凝集剤２を外部に投入（矢印Ｃ）する円形の排出口５１が開設されている。排出口５１の周囲には短円筒状の開口周縁部材４３が配置されている。
【００１８】
攪拌装置３０は、ホッパー１０内に配置される攪拌部材３１と、この攪拌部材３１を回転駆動する攪拌モーター３６とを備える。攪拌部材３１は、ホッパー１０内に水平方向に沿って配置された軸部材３２と、この軸部材３２から放射状に配置される複数の攪拌棒を備える。軸部材３２は、カップリング３９で攪拌モーター３６に接続されている。この例では、軸部材３２を挟んで一方（図２中上側）に２本の攪拌棒３３ａ、３３ａ、他方（図２中下側）に２本の攪拌棒３３ｂ、３３ｂが配置されている。
【００１９】
それぞれの攪拌棒３３ｂ、３３ｂの先端には、軸部材３２に沿う、即ち水平方向に延設された延設部材３４ａ、３４が配置されている。延設部材３４ａ、３４は、軸部材３２の回転で下方に移動したとき、コイルスプリング４１に近接するように設置される。このため、コイルスプリング４１近くの凝集剤を攪拌できる他、コイルスプリング４１内部に入り込んだ凝集剤を攪拌することができ、コイルスプリング４１内に凝集剤が詰まるのを防止でき、コイルスプリング４１による搬送効率を向上させることができる。
【００２０】
本実施形態では、軸部材３２を挟んで、図２中の下方に配置された２本の攪拌棒３３ｂ、３３ｂの延設部材３４ｂ、３４ｂは、その先端がそれぞれモーター側壁部１１ａ、反モーター側壁部１１ｂの内面に近接するように配置される。これにより、モーター側壁部１１ａ及び反モーター側壁部１１ｂの近くに位置する凝集剤２を確実に攪拌することができる。
【００２１】
軸部材３２は、ホッパー１０のモーター側壁部１１ａに配置された軸受部材３７、反モーター側壁部１１ｂに配置された軸受部材３８で回転動可能にホッパー１０に保持される。攪拌モーター３６は、例えば減速機付の直流モーターが使用できる。
【００２２】
排出装置４０は、コイルスプリング４１と、排出モーター４２とを備える。コイルスプリング４１は、所定の直径、ピッチ、長さ、線径を備える既存のコイルスリングを使用するものであり、容易かつ安価に入手できる。コイルスプリング４１は、一端４１ａを排出モーター４２にカップリング４５で接続され、回転駆動される。また、コイルスプリング４１は、鉛直壁１１のモーター側壁部１１ａの排出口５１に挿入され、他端４１ｂにおいて反モーター側壁部１１ｂに配置されたスプリング保持軸受４４で回転可能に保持される。排出モーター４２は、例えば減速機付の直流モーターを使用できる
【００２３】
この構成により、コイルスプリング４１は、排出口５１から一端４１ａが所定の寸法だけ突出した状態でホッパー１０の内部に水平方向に配置されると共に、突出した一端４１ａが排出モーター４２に連結されることとなる。コイルスプリング４１は、排出モーター４２の駆動により、ホッパー１０内の凝集剤２を排出モーター４２側、即ち排出口５１側に向け引き出す方向に搬送して排出口５１から排出する。コイルスプリング４１による凝集剤の搬送量の調整は、排出モーター４２の回転速度を調整することにより行うことができる。
【００２４】
排出口５１において、コイルスプリング４１の回転により搬送された凝集剤２は、コイルスプリング４１の内部、コイルスプリング４１を構成する線材の隙間、及びコイルスプリング４１の外周と開口周縁部材４３の間から排出される。
【００２５】
このため、排出口５１付近に凝集剤２が詰まったとしても、コイルスプリング４１の排出モーター４２との接続部（カップリング４５）との距離が小さく、コイルスプリング４１に撓み、ねじれが発生しにくく、コイルスプリング４１の破損を防止できる。これに対して、反モーター側壁部１１ｂ側に排出口を設けると、排出口から凝集剤を押し出すこととなり、押し出し箇所、即ち凝集剤の硬化しやすい箇所が、回転駆動力の付与箇所であるカップリング４５から大きく離れることとなる。このため、回転駆動負荷がかかるコイルスプリング４１の長さが大きくなり、コイルスプリング４１が大きく撓んだり、ねじれたりして、コイルスプリング４１が破損するおそれがある。本実施形態では、このような事態を防止できる。
【００２６】
本実施形態において、軸部材３２はコイルスプリング４１の上側に平行に配置される。また、攪拌モーター３６は、排出モーター４２の上側に配置される。このため、排出モーター４２は、架台２０にブラケット６１で固定され、攪拌モーター３６は、排出モーター４２の上部を覆うように配置された支持台６２上にブラケット６３を介して固定される。また、攪拌モーター３６、排出モーター４２は、カバー部材６４で覆われる。
【００２７】
更に、架台２０には、排出口５１の下部に相当する位置に凝集剤２を投入するための投入開口２１が開設されている。また、架台２０において、投入開口２１の周囲には、凝集剤の散乱を防止する縦壁部材２３が設置されている。
【００２８】
ホッパー１０の底板７０は、図２、図３及び図５に示すように、攪拌部材３１の先端が描く輪郭の近傍に位置し、下方に膨出する半円筒状に形成された円筒面部７１を備える。更に、円筒面部７１の下端部には、コイルスプリング４１が配置されると共に、排出口５１に連通する半円筒状の溝部７２が形成されている。このため、排出口５１は、底板７０の上側近傍に開設されることになる。このような構成により、本実施形態では、凝集剤２は、底板７０に近接して先端が位置して回転される攪拌部材で効率良く攪拌され、コイルスプリング４１が配置された溝部７２に移動して、コイルスプリング４１で効率良く排出口５１まで搬送され排出される。
【００２９】
次に攪拌モーター３６及び排出モーター４２の駆動制御について説明する。攪拌モーター３６及び排出モーター４２は、運転制御手段である運転制御装置８０によって駆動が制御される。即ち、攪拌モーター３６及び排出モーター４２のうち少なくとも排出モーター４２は、予め設定した予定に従って運転される。例えば、それぞれ運転開始、終了時刻や、駆動時間が設定される。本例では、攪拌モーター３６及び排出モーター４２の両者が運転制御装置８０で制御される。
【００３０】
図６は同凝集剤投入装置の運転制御装置の構成を示すブロック図である。運転制御装置８０は、商用電源８５からの電力を制御して攪拌モーター３６及び排出モーター４２に出力する。運転制御装置８０は、漏電防止器８１と、タイマー８２と、攪拌モーター用インバーター８３と、排出モーター用インバーター８４とを備える。漏電防止器８１は、凝集剤投入装置１における漏電を検出して、漏電を検出したとき電力を遮断する。
【００３１】
タイマー８２は、２つのモーター、即ち攪拌モーター３６及び排出モーター４２の運転時間、休止時間を時、分、秒単位で指定できる。運転制御装置８０は、指定されたタイミングに従って、電力を攪拌モーター用インバーター８３及び排出モーター用インバーター８４に供給する。なお、タイマー８２は、攪拌モーター３６及び軸受部材３７の運転開始時刻及び停止時刻、あるいは運転開始時刻、運転時間を指定するものであってもよい。
【００３２】
攪拌モーター用インバーター８３、排出モーター用インバーター８４は、商用電源８５からの電力を攪拌モーター３６及び排出モーター４２の入力用電力に変換して出力し、攪拌モーター３６及び排出モーター４２の回転速度を設定する。
【００３３】
この構成により、本実施形態に係る凝集剤投入装置１は、運転制御装置８０の制御のもと予め定めた予定に従って運転される。即ち、汚濁水の流入ポンプ等、他の装置と連動させて使用するような場合において、インバーターによる回転速度の制御だけでは粉体を適量投入することが難しかったのに対し、タイマーにより稼働時間を制御することで凝集剤の投入量を制御できる。例えば処理水量が少なく少量の凝集剤を投入するとき、インバーターの制御でモーターの回転速度を小さくことが一般的である。しかし、凝集剤が固化しているとモーターが回転せず、凝集剤が投入できないことがある。これに対して、本実施形態では、モーターの駆動時間を短くして凝集剤の投入量を少ない量に調整することができる。
【００３４】
なお、上記実施形態では、凝集剤投入装置１は、湖沼に隣接した建屋に配置するとして説明したが、その他の箇所、例えば凝集剤投入装置１を浄化装置の浄化槽に汚水の攪拌装置と共に配置して、凝集剤２を浄水槽に投入することができる。この場合、運転制御装置を攪拌装置の動作に合わせて設定できる。また、上記実施形態では、攪拌装置の攪拌棒を放射状に２組配置するものとして説明したが、３組以上配置することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、湿気で容易に凝固する凝集剤を、内部で詰まってしまうことなく、高い効率で、安定して投入することができる凝集剤投入装置を安価に提供できるため、産業上の利用可能性を備えている。
【符号の説明】
【００３６】
１：凝集剤投入装置
２：凝集剤
１０：ホッパー
１０ａ：開口
１１：鉛直壁
１１ａ：モーター側壁部（壁部）
１１ｂ：反モーター側壁部（壁部）
１１ｃ、１１ｄ：壁部
１２：蓋部材
１３：取っ手
２０：架台
２１：投入開口
２３：縦壁部材
３０：攪拌装置
３１：攪拌部材
３２：軸部材
３３ａ、３３ａ：攪拌棒
３３ｂ、３３ｂ：攪拌棒
３４ａ、３４ｂ：延設部材
３４ｂ、３４ｂ：延設部材
３６：攪拌モーター
３７：軸受部材
３８：軸受部材
３９：カップリング
４０：排出装置
４１：コイルスプリング
４２：排出モーター
４３：開口周縁部材
４４：スプリング保持軸受
４５：カップリング
５１：排出口
６１：ブラケット
６２：支持台
６３：ブラケット
６４：カバー部材
７０：底板
７１：円筒面部
７２：溝部
８０：運転制御装置
８１：漏電防止器
８２：タイマー
８３：攪拌モーター用インバーター
８４：排出モーター用インバーター
８５：商用電源
９０：陸地
１００：水面
１１０：建屋
【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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