(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
断熱壁体で構成する本体内をダクト板で区画し、冷却器及び送風機を配設する冷気通風路と商品を収納する商品収納庫とを形成し前記冷気通風路内を仕切板で区画し、蓄熱放熱を行う第１の冷却器と通常冷却を行う第２の冷却器とをそれぞれ別個の冷気通風路に配設するショーケースにおいて、本体内の温度の高低状態または設定された時間到来により、第１の冷却器と第２の冷却器のそれぞれの運転時期を設定し、第１の冷却器による放熱運転中は第２の冷却器の冷却運転を停止するとともに、通常の冷却運転中に第２の冷却器に供給する量よりも少量の冷媒を第１の冷却器に供給することを特徴とするショーケース。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は冷却装置を配設したショーケースに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
冷凍冷蔵ショーケースで例えばオープンタイプのものは、図１５に示すように断熱壁３で形成され、前面に開口２を有するショーケース本体１の内部をダクト板４と底板１５で区画して商品収納庫５と冷気通風路７とに区画し、該冷気通風路７内の断熱壁３側をさらに仕切板６で区画して断熱壁３の側に通風路８を形成し、前記冷気通風路７内に送風機１２と冷却器１３とを配設して、前記冷却通風路７の上端を冷気吹出口９に、通風路８の上端を前記冷気吹出口９の外側位置で吹出口１０にそれぞれ形成し、開口２の下端には前記冷却通風路７と通風路８に連通する吸込口１１を形成している。図中１４は前記商品収納庫５内に複数段に配設した商品陳列棚を示す。
【０００３】
かかるショーケースに配設される冷却装置は、従来周知の冷凍サイクルで構成されるものであり、圧縮機の出口側に凝縮器、冷却器である蒸発器を冷媒配管で順次接続し、さらに蒸発器の出口側を圧縮機に冷媒配管で接続している。
【０００４】
そして、商品収納庫５内を冷却するには、送風機１２により吸込口１１から吸い込まれた空気は冷気通風路７内の冷却器１３で冷却され、冷気通風路７を通って上方の冷気吹出口９から前面の開口２に向けて吹き出される。これにより、開口２に冷気のエアカーテンを形成して外気の商品収納庫５内への侵入を防ぐと同時に、商品収納庫５の内部を所定温度に冷却する。この冷気エアカーテンは下方の吸込口１１から吸い込まれ、冷気通風路７内の冷却器１３で再び冷却され、この循環を繰り返す。
【０００５】
一方、送風機１２により吸込口１１に吸い込まれた空気の一部は冷気通風路７に入らずに通風路８に入って、吹出口１０から吹き出され冷気吹出口９から吹き出される形成される冷気エアカーテンの外側を流れて、この冷気エアカーテンをガードする。
【０００６】
このように冷却運転されるショーケースは通常は食品店舗に設置されるものであり、商品収納庫５内に収納されている要冷凍冷蔵食品を保冷するために、昼夜を問わず冷却運転しており、商品収納庫５内などの適宜箇所に配設したサーミスタセンサなどの温度センサで庫内温度を検出し、図１６の運転制御図に示すように庫内温度が一定値まで低下したならば冷却器１３の運転をオフし、その後庫内温度が一定値まで上昇したならば、冷却器１３の運転を再開する。この細かなオンオフ運転の繰り返しで連続的に冷却器１３を運転する。なお、冷却器１３用の送風機は冷却器１３がオフしているときでも運転する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように冷却運転は冷却器の細かなオンオフはあるものの、全体としては２４時間連続して運転が継続している。このため、消費電力が多く、熱コストが高いものになっている。また、特に夏季において、昼間の電力消費ピーク時には空調機による電力消費と相まって電力不足の原因となっている。
【０００８】
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、夜間など外気温度が低下して、その結果、庫内温度の上昇も抑えられる時間帯や、例えば商品が弁当などのように夜間は庫内に収納されることのない商品が収納されているショーケースでは夜間の時間帯など、冷却装置に余剰能力が生じ、冷却能力を低下させても商品の保冷に支障のない時間を有効活用して、消費電力を削減するとともに熱コストを低減し、特に夏季の昼間の電力のピークカット運転を図ることのできる冷却装置および冷却装置が設置されるショーケースを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するため、第１に、断熱壁体で構成する本体内をダクト板で区画し、冷却器及び送風機を配設する冷気通風路と商品を収納する商品収納庫とを形成し前記冷気通風路内を仕切板で区画し、蓄熱放熱を行う第１の冷却器と通常冷却を行う第２の冷却器とをそれぞれ別個の冷気通風路に配設するショーケースにおいて、本体内の温度の高低状態または設定された時間到来により、第１の冷却器と第２の冷却器のそれぞれの運転時期を設定し、第１の冷却器による放熱運転中は第２の冷却器の冷却運転を停止するとともに、通常の冷却運転中に第２の冷却器に供給する量よりも少量の冷媒を第１の冷却器に供給する。
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
そして、この放熱運転時には少量の冷媒を第１の冷却器に供給することで、前記放熱運転と同時に熱交換による冷却作用もなすから、その分だけ蓄熱量を低減でき、高価な蓄熱部材の量を削減でき、全体として安価に構成できる。なお、放熱運転時に第１の冷却器に供給する冷媒は前記のように少量であるから、冷却回路を作動しても通常に作動させる場合に比較して運転コストを低減できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の第１実施形態であるショーケースの縦断側面図で、基本構成は図１５について既に説明した従来例と同様であり、断熱壁３で形成され、前面に開口２を有するショーケース本体１の内部をダクト板４と底板１５で区画して商品収納庫５と冷気通風路７とに区画し、該冷気通風路７内の断熱壁３側をさらに仕切板６で区画して断熱壁３の側に通風路８を形成し、前記冷気通風路７内に送風機１２と冷却器１６とを配設する。
【００２１】
本発明ではこの冷却器１６を蓄熱部材を有する蓄熱用熱交換器で構成する。該蓄熱用熱交換器は、例えば図２、図３に示すように複数の略平板状の蓄熱部材２０を設定間隔で互いに平行に並設し、これらの蓄熱部材２０に対して直交に貫通させて冷却管２２を蛇行状態に配管し、端部に位置する蓄熱部材２０の外側にエンドプレート２１ａ，２１ｂを配設したものである。
【００２２】
そして、蓄熱部材２０は例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブデン等の合成樹脂による中空の成形品で構成し、中空内部には蓄熱剤２３を充填した。この蓄熱剤２３は、主として物理的、化学的な変化によって蓄熱するもので、単位重量または容積当たりの熱容量が大きく、かつ、溶解、凝固時の潜熱の大きいものが望ましく、通常、冷熱の蓄熱剤としては蓄熱温度により炭酸ソーダや炭酸水素カリウム等が用いられる。温熱の蓄熱剤としては酢酸ソーダ混合物等が用いられる。また、蓄熱量が多少少なくても構わない場合などには、蓄熱剤として水等を利用し、その温度変化によって蓄熱するように構成することも可能であり、この場合には安価な熱交換器が得られる。
【００２３】
かかる蓄熱用熱交換器で構成する冷却器１６を配設した前記冷却通風路７の上端を冷気吹出口９に、通風路８の上端を前記冷気吹出口９の外側位置で吹出口１０にそれぞれ形成し、開口２の下端には前記冷却通風路７と通風路８に連通する吸込口１１を形成している。図中１４は前記商品収納庫５内に複数段に配設した商品陳列棚を示す。また、図示は省略するが商品収納庫５内などの適宜箇所にショーケース本体１内の温度を検出するサーミスタなどを用いる温度センサを配設する。
【００２４】
この冷却器１６に対して、冷却回路を接続する。該冷却回路は、図４に示すように従来周知と同様、圧縮機２５の出口側を、凝縮器２６、液溜２７、電磁弁２８、冷却器１６を冷媒配管２９で順次接続し、冷却器１６の出口側をさらに前記圧縮機２５の入口側に冷媒配管２９で接続して、冷凍サイクルを形成するものであり、冷却器１６には冷却器１６用の送風機１２が配設されている。
【００２５】
前記冷却器１６のオンオフ制御は、ショーケース本体１内の温度を検出する温度センサからの出力により一定温度以下に低下したと判断された場合や、タイマーなどによって予め設定した時間到来、例えば２２時になった場合などにオンするように制御を構成する。
【００２６】
次に作用を図５のタイムチャートについて説明する。ショーケース本体１内の温度が一定以下に低下して低温状態となった場合や、設定時間として外気温度が低くなった夜間の例えば２２時になった場合、冷却回路が作動し、電磁弁２８が開いて、圧縮機２５から送りだされる冷媒が、凝縮器２６を経て蓄熱用熱交換器で構成する冷却器１６に供給され、これにより蓄熱運転が開始する。
【００２７】
冷却器１６では冷却管２２に冷媒が流通することによって、冷媒の冷熱エネルギーが蓄熱部材２０及び蓄熱剤２３に熱伝導し、蓄熱剤２３を冷却するとともに、冷却管２２の外側および蓄熱部材２０間を流れる流体、例えば空気を冷却する。かかる熱交換作用によって蓄熱部材２０の蓄熱剤２３に冷熱エネルギーを蓄える。
【００２８】
冷熱エネルギーの満蓄を検知するには幾つかの方法があり、その一つは、蓄熱部材２０の表面温度または蓄熱剤２３の温度をサーミスタセンサなどの温度センサで検出し、所定温度以下であれば満蓄と判断する。また、他の方法としては、冷却器１６の冷媒制御を電子膨張弁で行い、冷却管２２の出口部の過熱度が一定値以下になったと判断されたならば満蓄と判定する。例えば、蓄熱運転の開始時における過熱度が５ｄｅｇのとき、蓄冷が進行するにともないこの過熱度は低下するから、これが０ｄｅｇになった時点をもって満蓄と判定する。
【００２９】
以上のようにして冷熱エネルギーが満蓄と判断されたときは、蓄熱運転を終了する。この蓄熱運転はショーケース本体１内の温度が低くなり、また、ショーケースが弁当ケースなどのように収納する商品が空の状態になる夜間などに、安価な夜間電力を利用して行う。
【００３０】
そして、蓄熱運転を一度終了した後も、夜間などの一定時間帯の間や、ショーケース本体１内の温度の低い状態のときは、冷熱エネルギーの満蓄検知を継続し、間欠的に蓄熱運転を行うなどして満蓄状態を保持する。満蓄運転中は、冷却運転はされないが、冷却器１６用の送風機１２は送風量を減少させた状態でオンしているから、ショーケース本体１内の温度が大きく上昇することはない。また、夜間などの一定時間帯の間や、ショーケース本体１内の温度の低い状態のときで、蓄熱運転を行っていない時間は、冷却回路の出力を停止し、または低下させることで消費電力を節減する。
【００３１】
昼間の時間帯やショーケース本体１内の温度が所定値以上で高い場合は、放熱運転を行う。この放熱運転は、冷却回路の出力を停止して蓄熱用熱交換器で構成する冷却器１６の送風機１２のみをオンし、蓄熱部材２０に蓄えた冷熱エネルギーを冷気吹出口９から放出し、庫内を所定温度に冷却する。庫内温度の調整は送風機１２の送風量を調整することで行う。
【００３２】
かかる蓄熱用熱交換器で構成する冷却器１６を設置するショーケースは、特に弁当など、夜間にはショーケース内には収納されることのない商品を陳列するショーケースに適用すれば、夜間は蓄熱運転だけを行っても支障がないから有効であり、簡単な構造で運転電力コストを低くできる。
【００３３】
図６は第２実施形態を示し、基本構成は第１実施形態と同様であるが、第１実施形態において冷気通風路７に該当する部分を、仕切板１７で通風方向にさらに２つに区画して、それぞれ独立した別個の第１の冷気通風路７ａと第２の冷気通風路７ｂに形成した。商品収納庫５の側に位置する第１の冷気通風路７ａは下方部を幅広に形成し、ここに第１実施形態で配設したものと同様の蓄熱用熱交換器で構成する冷却器１６を配設し、通風路８の側に位置する第２の冷気通風路７ｂは上方部を幅広に形成し、ここに通常冷却を行う第２の冷却器１３ａを配設する。
【００３４】
そして、図７に示すように各冷気通風路７ａ，７ｂの吸込口１１の下流側に複数の送風機１２ａ，１２ｂを並列させて取り付けたファンガイド１８を配設し、該ファンガイド１８内を区画板１９で独立した２つの風路に区画して、各風路を冷気通風路７ａ，７ｂにそれぞれ連通し、送風機１２ａを冷気通風路７ａに対応させ、送風機１２ｂを冷気通風路７ｂに対応させる。この場合、図示の例では幅方向に並列して４個配設した送風機１２ａ，１２ｂのうち、内側の２個の送風機１２ａを冷気通風路７ａに対応させ、外側の２個の送風機１２ｂを冷気通風路７ｂに対応させたが、その反対でもよい。
【００３５】
また、１個のファンガイド１８を区画板１９で区画して冷気通風路７ａ，７ｂにそれぞれ対応する風路を形成したが、これに限定されるものではなく、冷気通風路７ａ，７ｂにそれぞれ対応するファンガイドを別個に独立させて形成してもよい。
【００３６】
さらに、冷却器１３ａと冷却器１６の配設位置の上下関係は、図６に示した例と反対でもよく、冷気通風路７ａ，７ｂの前後位置関係も図６に示した例とは反対に、商品収納庫５の側に第２の冷気通風路７ｂを形成し、その背後に第１の冷気通風路７ａを形成してもよい。
【００３７】
図８はかかる冷却器１３ａと冷却器１６に接続する冷却回路図を示し、圧縮機２５の出口側を冷媒配管２９で凝縮器２６、液溜２７に順次接続し、液溜２７の出口側を電磁弁３１、減圧用の絞り装置３２を介して冷媒配管２９で冷却器１３ａの入口側に接続し、該冷却器１３ａの出口側を絞り装置３４が並列接続されている電磁弁３３を介して冷媒配管２９で圧縮機２５の入口側に接続した。
【００３８】
さらに、前記通常の冷却器１３ａの冷却回路に並列するように、蓄熱用熱交換器で構成する冷却器１６の冷却回路を形成する。この冷却器１６の冷却回路は、電磁弁３１の入口側で冷媒配管２９を分岐し、分岐した冷媒配管２９を電磁弁２８、絞り装置３５を介して冷却器１６の入口側に接続し、冷却器１６の出口側を電磁弁３３からの冷媒配管２９と合流させて冷媒配管２９で圧縮機２５の入口側に接続する。
【００３９】
次に動作を図９のタイムチャートについて説明する。通常の冷却運転は送風機１２ｂにより吸込口１１から吸い込まれた空気は冷気通風路７ｂを通り、通常の冷却器１３ａに送られてここで熱交換され冷却されて冷気となって冷気吹出口９から吹き出され、開口２に冷気エアカーテンを形成するとともに、商品収納庫５の内部を所定温度に冷却する。
【００４０】
この間、図１０に示すように冷却回路では電磁弁３１，３３が開き、冷却器１３ａにのみ冷媒が供給され、通常の冷凍サイクルによる冷却運転のみが行われ、電磁弁２８は閉じているから蓄熱用熱交換器で構成する冷却器１６には冷媒は供給されず、冷却器１６は停止している。
【００４１】
タイマーなどにより設定されている夜間の所定時間の到来や、温度センサで検出されるショーケース本体１内の温度が所定値よりも低くなった場合などは、温度低下によって冷却回路に発生している余剰の冷却能力を利用し、図１１に示すように電磁弁２８を開いて蓄熱用熱交換器で構成する冷却器１６にも冷媒を流し、冷却器１６で蓄熱運転を行う。蓄熱作用は第１実施形態と同様であるからここでの詳細な説明は省略する。
【００４２】
この蓄熱用熱交換器で構成する冷却器１６は、放熱時に冷却器１３ａと同一の性能が発揮できるような蓄熱剤２３を選定しているものであるが、冷却器１６で蓄熱するには蒸発温度を冷却器１３ａの側よりも低く設定する必要がある。これに対処すべく、本発明では蓄熱運転時には、冷却器１３ａ側の出口側の電磁弁３３を閉じ、絞り装置３４の側に冷媒を流して減圧させることで、冷却器１６側から送りだされてくる冷媒の蒸発温度と同一のものにして圧縮機２５に戻すようにした。
【００４３】
ちなみに、冷却器１３ａのみの運転による通常の冷却運転では圧縮機２５に戻す冷媒温度は−６℃程度であるが、蓄熱運転時では冷却器１６での蒸発温度が−１３℃程度であることから、圧縮機２５に戻す冷媒温度も−１３℃程度に設定する必要がある。
【００４４】
このようにして夜間などに割安な夜間電力を使用して蓄熱運転を行い、冷熱エネルギーを蓄熱する。満蓄の検知は第１実施形態と同様である。なお、蓄熱運転中は、冷却器１６の送風機１２ａは停止させる。しかしながら、一方の送風機１２ｂは作動していることから、圧力差によって停止中の送風機１２ａが逆転して冷却器１６の側に流れ込み、該冷却器１６に着霜するおそれがある。これに対処するため、本発明では送風機１２ａに微電圧をかけロック状態として逆転を防止し、あるいは送風機１２ａに微電圧をかけ低回転で正転させ圧力をかけて流れ込みを防止し、または、設置スペースのある場合は、送風機１２ａに電気的制御で開閉可能なダンパーを取り付ける。
【００４５】
そして、昼間の電力消費ピーク時には、図１２に示すように通常冷却するための冷却器１３ａをはじめとして、圧縮機２５その他の通常の冷却回路の作動と送風機１２ｂの全てを停止し、蓄熱用の送風機１２ａのみを運転して冷却器１６から放熱する放熱運転を行い、庫内を冷却する。冷却器１６の放冷による庫内温度制御用送風機１２ａの風量調整により行う。これにより、電力消費ピーク時に使用する電力は送風機１２ａ運転のためだけとなり、ピークカットを図れる。
【００４６】
この放熱運転時、前記のように圧縮機２５その他の通常の冷却回路の作動と送風機１２ｂの全てを完全に停止せずに、通常の冷却運転で冷却器１３ａに流す冷媒の供給量よりも少量の冷媒を冷却器１６に供給して、蓄熱を放熱すると同時に、冷却運転を行うこともできる。この場合は、冷却器１５の運転動力を要することにはなるが、冷却回路の容量が制御され供給される冷媒は少量であるから、通常運転よりは運転コストを低くできる。また、冷却器１６も小さくできるから、高価な蓄熱剤の使用量を削減できる。
【００４７】
前記第２実施形態では送風機１２ａ，１２ｂは冷気通風路７ａ，７ｂに対応するものとして、別個に設けたが、第３実施形態としては図１３、図１４に示すように送風機１２を冷却器１３ａと冷却器１６に共用するものとし、送風を停止する側の冷気通風路７ａ，７ｂを閉鎖するための手段として、送風機１２の下流側位置で吸込口１１にダンパー３６を配設する。
【００４８】
このダンパー３６は図１３に示す例では、側面Ｌ字形に形成し、Ｌ字形の角部を回転軸としたもので、図示の状態は通常冷却運転時や蓄熱運転時におけるものとして、冷気通風路７ａが遮断され、冷気通風路７ｂが吸込口１１に連通している。放熱運転時にはこの状態から右方向にダンパー３６を９０度回動すれば、冷気通風路７ａが吸込口１１に連通し、冷気通風路７ｂが遮断された状態となる。
【００４９】
図１４に示すダンパー３７の例は、平板状のもので、端部を冷気通風路７ａ，７ｂを区画する区画板１７の端部に冷気通風路７ａ，７ｂの方向に回動自在に取り付けた。
【００５０】
前記実施形態では、ショーケースは前面を開口２に形成したオープンショーケースとしたが、これに限定されるものではなく、上面に開口を形成したタイプににも適用できる。
【００５１】
【発明の効果】
以上述べたように本発明のショーケースは、第１に、断熱壁体で構成する本体内をダクト板で区画し、冷却器及び送風機を配設する冷気通風路と商品を収納する商品収納庫とを形成し前記冷気通風路内を仕切板で区画し、蓄熱放熱を行う第１の冷却器と通常冷却を行う第２の冷却器とをそれぞれ別個の冷気通風路に配設するショーケースにおいて、本体内の温度の高低状態または設定された時間到来により、第１の冷却器と第２の冷却器のそれぞれの運転時期を設定し、第１の冷却器による放熱運転中は第２の冷却器の冷却運転を停止するとともに、通常の冷却運転中に第２の冷却器に供給する量よりも少量の冷媒を第１の冷却器に供給することを特徴とする。
【００５２】
【００５３】
【００５４】
【００５５】
【００５６】
【００５７】
【００５８】
【００５９】
【００６０】
【００６１】
そして、この放熱運転時には少量の冷媒を第１の冷却器に供給することで、前記放熱運転と同時に熱交換による冷却作用もなすから、その分だけ蓄熱量を低減でき、高価な蓄熱部材の量を削減でき、全体として安価に構成できる。なお、放熱運転時に第１の冷却器に供給する冷媒は前記のように少量であるから、冷却回路を作動しても通常に作動させる場合に比較して運転コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態であるショーケースの縦断側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態であるショーケースに配設される冷却装置の冷却器の正面図である。
【図３】本発明の第１実施形態であるショーケースに配設される冷却装置の冷却器の要部である蓄熱部材の縦断正面図である。
【図４】本発明の第１実施形態であるショーケースに配設される冷却装置の冷却回路図である。
【図５】本発明の第１実施形態であるショーケースに配設される冷却装置の運転制御のタイムチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態であるショーケースの縦断側面図である。
【図７】本発明の第２実施形態であるショーケースの要部の斜視図である。
【図８】本発明の第２実施形態であるショーケースに配設される冷却装置の冷却回路図である。
【図９】本発明の第２実施形態であるショーケースに配設される冷却装置の運転制御のタイムチャートである。
【図１０】本発明の第２実施形態であるショーケースの冷却装置の通常冷却運転の冷却回路図である。
【図１１】本発明の第２実施形態であるショーケースの蓄熱運転の冷却回路図である。
【図１２】本発明の第２実施形態であるショーケースの放熱運転の冷却回路図である。
【図１３】本発明の第３実施形態であるショーケースの縦断側面図である。
【図１４】本発明の第３実施形態であるショーケースの要部の縦断側面図である。
【図１５】従来のショーケースの縦断側面図である。
【図１６】従来のショーケースに配設される冷却装置の運転制御のタイムチャートである。
【符号の説明】
１…ショーケース本体， ２…開口， ３…断熱壁，４…ダクト板， ５…商品収納庫， ６…仕切板，７，７ａ，７ｂ…冷気通風路，８…通風路， ９…冷気吹出口，１０…吹出口， １１…吸込口，１２，１２ａ，１２ｂ…送風機， １３，１３ａ…冷却器，１４…陳列棚， １５…底板， １６…冷却器，１７…区画板， １８…ファンガイド，１９…区画板，２０…蓄熱部材， ２１ａ，２１ｂ…エンドプレート，２２…冷却管， ２３…蓄熱剤， ２５…圧縮機，２６…凝縮器， ２７…液溜， ２８…電磁弁，２９…冷媒配管， ３１…電磁弁， ３２…絞り装置，３３…電磁弁， ３４…絞り装置， ３５…絞り装置，３６…ダンパー， ３７…ダンパー
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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