(57)【要約】【課題】流体用フィルターの圧力損失を増やすことなく、フィルター目的に応じ、捕集、脱臭、反応の各性能を向上する。【解決手段】フィルターへの流体流入方向に所定の角度Θ１をもった第１のコルゲーション基材と、流体流入面からの垂線とΘ１と異なる角度Θ２をもつ第２のコルゲーション基材で構成され、角度Θ１が５〜８５度であるのに対して、角度Θ２が−５〜−８５度であり、第１のコルゲーション基材と第２のコルゲーション基材を交互に積層したフィルターを形成したものであり、傾斜していないコルゲーション基材と比較し、同じフィルター厚みＴのフィルターと比較し、１／ＣｏｓΘ１、１／ＣｏｓΘ２の倍率で通路長が長くなり、圧力損失を上げるが少なく、捕集、脱臭、反応の各性能を向上させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体流入側から見て、流体流入口から右側へ流路が伸びる第１の層と、流体流入口から左側へ流路が伸びる第２の層とを交互に積層してなるフィルター。
【請求項２】
第１の層は、波型頂部の稜線が、流体流入面からの垂線との角度５〜８５度をなす第１のコルゲーション基材であり、第２の層は、波型頂部の稜線が、流体流入面からの垂線との角度−５〜−８５度をもつ第２のコルゲーション基材であり、平板状の基材を挟んで第１のコルゲーション基材と第２のコルゲーション基材を交互に積層した請求項１記載のフィルター。
【請求項３】
第１のコルゲーション基材を連続で複数積層した第１コルゲーション積層体と、第２のコルゲーション基材を連続で複数積層した第２コルゲーション積層体を交互に積層した請求項３記載のフィルター。
【請求項４】
流体流入面でないフィルターの両側面に、箱型で、かつ、フィルター側を開口した側面カバーを設けた請求項２または３記載のフィルター。
【請求項５】
フィルターに接して側面カバー内を仕切る複数の整流板を、流体流入面に平行に設けた請求項４記載のフィルター。
【請求項６】
側面カバー内に加熱または冷却装置を設けた請求項４または５記載のフィルター。
【請求項７】
フィルターを光触媒の保持体として利用し、側面カバー内面にも光触媒を保持し、側面カバー内に光源を設けた請求項４または５記載のフィルター。
【請求項８】
前記平板状の基材は、フィルターの全幅長よりも短い幅であり、フィルターの両側面をフィルターフレームまたは平板で覆い、第１のコルゲーション基材と第２のコルゲーション基材を積層した際に、両側面側で上下の層が連通する請求項２記載のフィルター。
【請求項９】
フィルターを触媒、脱臭、除加湿の各機能の保持体として利用する請求項１〜８いずれかひとつに記載のフィルター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気等の流体に含まれる臭い成分、湿度、不要物である浮遊物質を吸着、反応分解、分離除去するフィルター及び、触媒、吸着剤を固定するフィルター状担体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のフィルターは、ハニカム状のものがあり、ハニカムが流体流入面に垂直に開口しているものが一般的であった。しかし、この一般的ハニカムでは、フィルター機能として使用する際、流体の流入方向に直線状に沿っているため、その主目的である不要物や被反応物質がハニカム壁面に捕捉され難いという課題があった。そして、この課題に対応し、ハニカムの開口ピッチを小さくたり、ハニカムの厚みを厚くして流路長を長くし、ハニカム壁面に不要物や被反応物質を捕捉し易くすることが行われてきたが、反面、ハニカム前面の目詰まりや作製の困難さが増大し、またフィルターとしての厚みが増大し使用サイズの制約を受ける課題があった。
【０００３】
さらに、これら課題を解決するために、ハニカムのガス流路を屈曲させ不要物や被反応物質を壁面に衝突し易くし、流路長を長くし壁面に接触捕捉され易くする目的のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、流路内を乱流状態にして流体の拡散を促進し、且つ流路長を長くして、ハニカム壁面に不要物や被反応物質を捕捉し易くするため、流体流入面に対して所定の角度を有し溝を形成する波板Ａと、流体流入面に対して所定の角度を有し溝を形成する波板Ｂを交互に積層してハニカムを構成することが知られている（例えば、特許文献２参照）。以下、そのフィルターについて図１６及び図１７を用いて説明する。
【０００５】
図１６に示すようにフィルター１０１は、流体流入面に対して所定の角度を有した通路を有したハニカムブロックＡ１０２と、このハニカムブロックＡ１０２と流体流入面に対して逆位相の角度を有した通路を有したハニカムブロックＢ１０３を流路方向に重ね、連接したハニカムブロックＡ１０２とハニカムブロックＢ１０３の間で、通路を屈曲させた構成を示している。
【０００６】
また図１７に示すように、流体流入面に対して所定の角度を有し溝を形成した波板Ａ１０４と、端面に対して波板Ａ１０４と逆位相の角度を有し溝を形成した波板Ｂ１０５を交互に積層したハニカム１０６からなっている。
【特許文献１】特開２００６−３３４４９７号公報
【特許文献２】特開２００５−２５４０８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような従来のフィルターでは、流路長を長くし不要物や被反応物質を捕捉し易く捕集性能を高めようとすると、圧力損失が高くなるという課題があり、圧力損失を上げずに捕集性能を向上させることが要求されている。
【０００８】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、圧力損失を上げることなく捕集性能を向上させるとともに、安価に製造できるフィルターを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のフィルターは、流体流入側から見て、流体流入口から右側へ流路が伸びる第１の層と、流体流入口から左側へ流路が伸びる第２の層とを交互に積層してなるものである。
【００１０】
また、他の手段は、第１の層は、波型頂部の稜線が、流体流入面からの垂線との角度５〜８５度（Θ１）をなす第１のコルゲーション基材であり、第２の層は、波型頂部の稜線が、流体流入面からの垂線との角度−５〜−８５度（Θ２）をもつ第２のコルゲーション基材であり、平板状の基材を挟んで第１のコルゲーション基材と第２のコルゲーション基材を交互に積層したものである。
【００１１】
この手段により、第１のコルゲーション基材と第２のコルゲーション基材でそれぞれ形成される通路が、フィルターの流体流入面に対し、それぞれ角度Θ１と角度Θ２で傾斜しているため、傾斜していていないコルゲーション基材と比較し通路が長くなり、圧力損失を上げることなく、フィルターの納まり寸法を小さくして捕集性能を向上させるフィルターが得られる。
【００１２】
また、他の手段は、第１のコルゲーション基材を連続で複数積層した第１コルゲーション積層体と、第２のコルゲーション基材を連続で複数積層した第２コルゲーション積層体を交互に積層したものである。
【００１３】
これにより、複数層の積層体毎に交互に積層することができるので、製法上の優位性を生じることができる。
【００１４】
また、他の手段は、流体流入面でないフィルターの両側面に、箱型で、かつ、フィルター側を開口した側面カバーを設けたものである。
【００１５】
これにより、フィルターの流体流入面にある第１のコルゲーション基材に流入した流体の一部が、第１のコルゲーション基材を流通し、フィルターの流体流出面から流出する。また、一部は、第１のコルゲーション基材を流通してフィルター側面から側面カバー内に流出し、再度側面から第２のコルゲーション基材に流入し、第２のコルゲーション基材を流通し、フィルターの流体流出面から流出する。さらに、流体が、第２のコルゲーション基材を流通しても、フィルターの流体流出面から流出しない場合は、再度側面カバー内で反転し、側面カバー内に開口した第１のコルゲーション基材に流入する。そして、第１のコルゲーション基材を流通し、フィルターの流体流出面から流出する。さらに、流体が、第１のコルゲーション基材を流通しても、フィルターの流体流出面から流出しない場合は、フィルターを流出するまで上記動作を繰り返すことになる。
【００１６】
また、一方、フィルターの流体流入面にある第２のコルゲーション基材に流入した流体は、前記フィルターの流体流入面にある第１のコルゲーション基材に流入した流体とは逆に、フィルターから流出するまでに、次に筐体を経由して第２のコルゲーション基材に流入し、次に筐体を経由して第１のコルゲーション基材に流入することを交互に繰り返す。
【００１７】
これにより、第１のコルゲーション基材と第２のコルゲーション基材でそれぞれ形成される通路が、フィルターの流体流入面に対し、それぞれ角度Θ１と角度Θ２で傾斜しているため、流体の通過経路を長くとることができる。さらに、フィルター流入面に面した通路が、フィルター側面で途切れても、側面カバーを通じて連通して通路を有効に使用できる。さらに角度Θ１、角度Θ２を大きくしても、フィルター側面で途切れて、流通しない通路を構成してフィルター全体を利用できないという課題を解消できる。さらに、加えて通路の反転が繰り返され、不要物や被反応物質が、コルゲーション壁面や側面カバーに接触して捕集され易くなり、圧力損失を上げることなく捕集性能を向上させるフィルターが得られる。
【００１８】
また、他の手段は、フィルターに接して側面カバー内を仕切る複数の整流板を、流体流入面に平行に設けたものである。
【００１９】
これにより、筐体内を通過する流体が、筐体内の圧力損失の少ない部分に偏ってショートパスすることを防ぎ、各通路を均一に流通し、効果的に捕集性能を向上させるフィルターが得られる。
【００２０】
また、他の手段は、側面カバー内に加熱または冷却装置を設けたものである。
【００２１】
これにより、フィルター内部を流通した流体が、側面カバーに流入したとき、加熱または冷却することができる。さらに、流路の傾斜角度を大きくして、フィルターの流入側から、流出側に直接通過することを避ければ、流体全体が、側面カバーを通過することになり、フィルター中心部に加熱または冷却機能を持たせることなく、外縁である筐体より簡易に加熱または冷却することができる。
【００２２】
また、他の手段は、フィルターを光触媒の保持体として利用し、側面カバー内面にも光触媒を保持し、側面カバー内に光源を設けたものである。
【００２３】
これにより、フィルターの流入面または流出面側に光源を設置する必要が無いか削減することができるので、フィルターの流入面または流出面側を遮蔽するものを少なくすることができ、機器の構成に優位であり、流路の傾斜角度を大きくして流体が流通する時間を長くし、また光源をフィルターの左右に設置することができるので、光触媒の機能を効果的に発揮することができる。
【００２４】
また、前記平板状の基材は、フィルターの全幅長よりも短い幅であり、フィルターの両側面をフィルターフレームまたは平板で覆い、第１のコルゲーション基材と第２のコルゲーション基材を積層した際に、両側面側で上下の層が連通するものである。
【００２５】
この手段により、側面カバーを設けずにフィルター両側面で流体が第１、第２のコルゲーション基材間を流通することになり、第１、第２のコルゲーション基材自体がフィルターの両側面部分で整流機能を果すことになる。さらには、フィルターの全体に第１、第２のコルゲーション基材が行き渡るため、脱臭等の各機能を有する材料の保持する量を確保し、脱臭等の性能の確保が可能である。
【００２６】
また、他の手段は、フィルターを触媒、脱臭、除加湿の各機能をもつ材料の保持体として利用するものである。
【００２７】
これにより、フィルターの効果的な捕集効果を利用した、高効率に触媒、脱臭、除加湿の各機能を発揮することができる保持体が得られる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、圧力損失の増加を抑えて捕集性能を向上させるとともに、安価に製造できるフィルターを提供できる。
【００２９】
また、フィルターの効果的な捕集効果を利用した、高効率に触媒、脱臭、除加湿の各機能を発揮することができるフィルターを提供できる。
【００３０】
また、フィルター中心部に加熱または冷却機能を持たせることなく、外縁である筐体より簡易に加熱または冷却するフィルターを提供できる。
【００３１】
また、圧力損失を低減して省エネルギー化を可能とするとともに、光触媒の機能を効果的に発揮することができるフィルターを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明の請求項１記載のフィルターは、流体流入側から見て、流体流入口から右側へ流路が伸びる第１の層と、流体流入口から左側へ流路が伸びる第２の層とを交互に積層してなるものである。
【００３３】
また、第１の層は、波型頂部の稜線が、流体流入面からの垂線との角度５〜８５度（Θ１）をなす第１のコルゲーション基材であり、第２の層は、波型頂部の稜線が、流体流入面からの垂線との角度−５〜−８５度（Θ２）をもつ第２のコルゲーション基材であり、平板状の基材を挟んで第１のコルゲーション基材と第２のコルゲーション基材を交互に積層したものであり、第１のコルゲーション基材と第２のコルゲーション基材でそれぞれ形成される通路が、フィルターの流体流入面に対し、それぞれ角度Θ１と角度Θ２で傾斜しているため、傾斜していていないコルゲーション基材と比較し通路が長くなり、圧力損失を上げることなく、フィルターの納まり寸法を小さくして捕集性能を向上させるフィルターが得られる。
【００３４】
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。
【００３５】
（実施の形態１）
図１〜図２に示すように、本実施の形態によるフィルター６は、第１のコルゲーション基材５Ａ第２のコルゲーション基材５Ｂとを、平板基材５Ｃを間に挟んで交互に積層したものである。第１のコルゲーション基材５Ａは、波型頂部１Ａの稜線２Ａが流体流入面３からの垂線４に対して所定の角度Θ１をもっている。第２のコルゲーション基材５Ｂは、波型頂部１Ｂの稜線２Ｂが流体流入面３からの垂線４に対して角度Θ１と異なる角度Θ２を持っている。角度Θ１が５〜８５度であるのに対して、角度Θ２が−５〜−８５度である。すなわち、流体流入面３側から見ると、第１のコルゲーション基材５Ａの通路７Ａは、流体流入面３から左側に伸びており、第２のコルゲーション基材５Ｂの通路７Ｂは、流体流入面３から右側に伸びている。このように通路７Ａ、７Ｂは、フィルター６の流体流入面３からの垂線４に対して、それぞれ角度Θ１と角度Θ２で傾斜しているため、傾斜していていないコルゲーション基材と比較し、同じフィルター厚みのフィルターでは、１／ＣｏｓΘ１、１／ＣｏｓΘ２の倍率で通路長が長くなり、圧力損失を上げるが少なく、捕集性能を向上させるフィルターを提供できる。
【００３６】
ここでは、コルゲーション基材で説明したが、各層間で閉じられた通路が形成されれば良く、ハニカムの単層でも、単一の四角孔通路でも、通路方向に沿って仕切りがあるものでも良く、仕切り形状は、波形でも、四角形状でも、多角形状でも良く、形状により作用効果に大きな差異は生じない。
【００３７】
（実施の形態２）
第２の実施の形態について、図３〜図１０を用いて説明する。本実施の形態のフィルター６は、第１の実施の形態で用いたフィルター６に、流体流入面３と、流体流入面３と対向する流体流出面８とは異なる面、すなわち、フィルター６の両方の側面９Ａ、９Ｂに、フィルター６側を開口した側面カバー１０Ａ、１０Ｂを設けたものである。
【００３８】
このような構成によれば、図４に示すように、フィルター６の流体流入面３にある第１のコルゲーション基材５Ａに流入した流体１１は、一部、角度Θ１で傾斜して第１のコルゲーション基材５Ａ内の通路７Ａを流通し、フィルター６の流体流出面８から流出する。また図５に示すように、流体１１の一部は、角度Θ１で傾斜して第１のコルゲーション基材５Ａ内の通路７Ａを流通してフィルター６の側面９Ａから側面カバー１０Ａ内に流出する。側面カバー１０Ａ内に流出した流体１１は、図６に示すように、フィルター６の側面９Ａにあり側面カバー１０Ａ内に開口する第２のコルゲーション基材５Ｂに流入する。側面９Ａから第２のコルゲーション基材５Ｂに流入した流体１１は、図７に示すように、角度Θ２で傾斜して第２のコルゲーション基材５Ｂの通路７Ｂを流通し、フィルター６の流体流出面８から流出する。さらに、図８〜図１０に示すように、第２のコルゲーション基材５Ｂを流通しても、フィルター６の流体流出面８から流出しない流体１１の一部は、側面カバー１０Ｂで反転し、側面９Ｂに開口をもつ第１のコルゲーション基材５Ａに流入し、角度Θ１で傾斜して第１のコルゲーション基材５Ａの通路７Ａを流通し、フィルター６の流体流出面８から流出する。さらに、流体１１が、第１のコルゲーション基材５Ａを流通しても、フィルター６の流体流出面８から流出しない場合は、前記第２のコルゲーション基材５Ｂの通路７Ｂを流通し、フィルター６を流出するまで繰り返す。一方、フィルター６の流体流入面３にある第２のコルゲーション基材５Ｂに流入した流体１１は、前記フィルター６の流体流入面３にある第１のコルゲーション基材５Ａに流入した流体１１とは逆に、フィルター６から流出するまでに、次に側面カバー１０Ｂを経由して第１のコルゲーション基材５Ａに流入し、次に側面カバー１０Ａを経由して第２のコルゲーション基材５Ｂに流入することを交互に繰り返す。
【００３９】
これにより、第１のコルゲーション基材５Ａの通路と第２のコルゲーション基材５Ｂの通路がフィルター側面で途切れても、流体は、さらに、側面カバー１０Ａ、１０Ｂを通じて連通して、通路を有効に利用できる。角度Θ１、角度Θ２を大きくすると、通路が長くなり捕集には有効であるが、反面、フィルター側面で通路が途切れることが多くなりフィルター全体を利用できないという矛盾点を解消でき、加えて、通路の反転が繰り返され、不要物や被反応物質が、通路が直線のみで構成されているより、コルゲーション壁面や筐体に接触捕集される易くなり、圧力損失の増加を少なくして捕集性能を向上できるというフィルターを提供できる。
【００４０】
また、フィルターを流体の流入方向に直列に複数並べても、捕集効果が上がり、さらに効率をあげることができる。
【００４１】
また、側面カバー１０Ａ、１０Ｂを用いて流体１１の反転を行う代わりに、平板基材５Ｃの幅方向の長さを短くし、側面９Ａ、９Ｂ近傍で第１のコルゲーション基材５Ａの通路７Ａと第２のコルゲーション基材５Ｂの通路７Ｂとが上下で連通させてもよい。この場合、第１のコルゲーション基材５Ａ、第２のコルゲーション基材５Ｂ自体によって通過する流体１１の整流が行われることになる。
【００４２】
（実施の形態３）
図１１に示すように、第１のコルゲーション基材５Ａと第２のコルゲーション基材５Ｂを複数層毎に積層した第１コルゲーション積層体１２Ａと第２コルゲーション積層体１２Ｂを交互に積層してフィルター６形状を形成したものであり、第１のコルゲーション基材５Ａからなる第１コルゲーション積層体１２Ａの通路７Ａと、第２のコルゲーション基材５Ｂからなる第２コルゲーション積層体１２Ｂの通路７Ｂがフィルターの側面９Ａ、９Ｂで途切れても、流体１１は側面カバー１０Ａ、１０Ｂ内を連通し、それぞれ、第２コルゲーション積層体１２Ｂと第１コルゲーション積層体１２Ａに流入することになり、複数層の積層体毎に積層しても効果に差異を生じず、例えば、押し出し製法によるハニカムを一つの積層体とすることができ、製法上の優位性を生じるフィルターを提供できる。
【００４３】
（実施の形態４）
図１２に示すように、フィルター６の積層方向に沿って、フィルター６に接して側面カバー１０Ａ、１０Ｂを仕切る整流板１３を設けたものであり、側面カバー１０Ａ、１０Ｂを通過する流体１１が、側面カバー１０Ａ、１０Ｂ内の圧力損失の少ない部分にショートパスして、通路長の短い通路に偏って流入することを防ぎ、各通路を均一に流通し、効果的に捕集性能を向上させるフィルターを提供できる。
【００４４】
（実施の形態５）
図１３に示すように、フィルター６を触媒、脱臭、除加湿の各機能の保持体１４として利用するものであり、フィルターの効果的な捕集と、流体の接触時間の長さを利用した、高効率に触媒、脱臭、除加湿の各機能を発揮することができるフィルターが提供できる。
【００４５】
（実施の形態６）
図１４に示すように、側面カバー１０Ａ、１０Ｂに加熱または冷却機能１５を設けたものであり、フィルター内部を流通した流体１１が、側面カバー１０Ａ、１０Ｂに設けた加熱または冷却機能で加熱または冷却され、さらに、流路の傾斜角度を大きくして、フィルターの流入側から、流出側に直接通過することを避ければ、流体全体が、側面カバー１０Ａ、１０Ｂを通過することになり、フィルター中心部に加熱または冷却機能を持たせることなく、外縁である筐体より簡易に加熱または冷却することができる。
【００４６】
（実施の形態７）
図１５に示すように、フィルター６を光触媒１６の保持体１７として利用し、側面カバー１０Ａ、１０Ｂ内面にも光触媒１６を保持し、側面カバー１０Ａ、１０Ｂ内に光源１８を設けたものであり、フィルター６の流入面または流出面側に光源を設置する必要が無いか削減することができるので、フィルターの流入面または流出面側を遮蔽するものを少なくすることができ、機器の構成上優位であり、圧力損失も小さくすることができ、この構成によれば、流風路の傾斜角度を大きくして流体が流通する時間を長くし、また光源を左右に設置することができるので、光触媒の機能を効果的に発揮することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
捕集効率の高いフィルターとして、気体、液体を問わず流体全般に使用可能で、フィルターに触媒、脱臭、除加湿機能を付加して、流体に対して触媒装置、脱臭装置、除加湿装置として利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１実施例のコルゲーション基材の構成図
【図２】同フィルターの斜視図
【図３】同第２実施例のフィルターの正面断面図
【図４】同フィルターの流体の流れを示す天面断面図
【図５】同フィルターの流体の流れを示す天面断面図
【図６】同フィルターの正面断面図
【図７】同フィルターの流体の流れを示す天面断面図
【図８】同フィルターの流体の流れを示す天面断面図
【図９】同フィルターの正面断面図
【図１０】同フィルターの流体の流れを示す天面断面図
【図１１】同第３実施例のフィルターの正面断面図
【図１２】同第４実施例のフィルターの天面方向の断面図
【図１３】同第５実施例のフィルターの正面断面図
【図１４】同第６実施例のフィルターの天面断面図
【図１５】同第７実施例のフィルターの天面断面図
【図１６】従来のフィルターの断面図
【図１７】従来のフィルターの斜視図
【符号の説明】
【００４９】
１Ａ、１Ｂ  波型頂部
２Ａ、２Ｂ  稜線
３          流体流入面
４          垂線
５Ａ        第１のコルゲーション基材
５Ｂ        第２のコルゲーション基材
６          フィルター
７Ａ、７Ｂ  通路
８          流体流出面
９Ａ、９Ｂ  側面
１０Ａ、１０Ｂ  側面カバー
１１        流体
１２Ａ      第１コルゲーション積層体
１２Ｂ      第２コルゲーション積層体
１３        整流板
１４        保持体
１５        加熱または冷却機能
１６        光触媒
１７        保持体
１８        光源
【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】
2009247523.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2009247523.tif 000013
【図１２】
2009247523.tif 000014
【図１３】
2009247523.tif 000015
【図１４】
2009247523.tif 000016
【図１５】
2009247523.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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