(57)【要約】【課題】薄型化が可能で、熱媒体の注入作業を行い易く空気溜りが生じ難い、密閉式膨張タンクを提供する。【解決手段】内部を主隔壁５によって第一室１１と第二室１２とに仕切られた筐体１、及び第一室１１に熱媒体が流出入可能な接続プラグ２、が備えられる膨張タンクであって、主隔壁５には熱媒体が流通可能な手段が備えられ、第二室１２にはエアバック６が備えられることを特徴とする膨張タンクとする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を主隔壁によって第一室と第二室とに仕切られた筐体、及び前記第一室に熱媒体が流出入可能な接続プラグ、が備えられる膨張タンクであって、
前記主隔壁には前記熱媒体が流通可能な手段が備えられ、前記第二室にはエアバックが備えられることを特徴とする、膨張タンク。
【請求項２】
前記第二室が副隔壁によって複数の小室に仕切られるとともに、前記複数の小室にそれぞれエアバッグが備えられ、
前記複数の小室が、それぞれ隣接する小室及び／又は前記第一室との間で、前記熱媒体の流通が可能であることを特徴とする、請求項１に記載の膨張タンク。
【請求項３】
前記接続プラグに、循環接続口、及び流体注入口が備えられることを特徴とする、請求項１又は２に記載の膨張タンク。
【請求項４】
前記接続プラグが前記筐体の両端に備えられることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の膨張タンク。
【請求項５】
床暖房用の熱源機に用いられることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の膨張タンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱媒体を流通させる配管系統内に設けられる密閉式膨張タンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
床暖房システムなどにおいて、熱媒体を流通させる配管系統内には、安全装置の１つとして膨張タンクが設けられている。膨張タンクは、温度変化による熱媒体の膨張／収縮（体積変化）を吸収して、配管系統の損傷を防止することができる。このような膨張タンクには、開放式膨張タンクと密閉式膨張タンクとがある。
【０００３】
開放式膨張タンクとしては、例えば、特許文献１に開示されているものがある。特許文献１には、温水暖房器と、温水生成用の熱交換器との間に形成される温水循環経路の途中に設けられて、温水の温度変化に伴う体積変化を吸収するようにした温水暖房装置における温水膨張タンクであって、温水の循環経路の一部を構成する気水分離部と、この気水分離部の上方に設けられるとともに、この気水分離部に連通孔を介して連通させられた温水膨張部とを備え、これらの気水分離部および温水膨張部が合成樹脂材料によって形成されているとともに、気水分離部の天板と前記温水膨張部の底板の一部が共有された状態で一体化されていることを特徴とする温水暖房装置における温水膨張タンクに関する技術が開示されている。
【０００４】
一方、密閉式膨張タンクとしては、例えば、特許文献２に開示されているものがある。特許文献２には、密閉式膨張タンクに、流入用の配管接続口と排出用の配管接続口とを別個に設け、配管の上流側に配管接続口を、連結管を介して配管接続し、配管の下流側に配管接続口を、連結管を介して配管接続することで、密閉式膨張タンク内を配管内の水が常に滞留せずに流れるようにするという技術が開示されている。
【特許文献１】特開平８−２００７１３号公報
【特許文献２】特開平１０−２８８３４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に開示されているような従来の開放式膨張タンクでは、循環している熱媒体の最高位より高い位置に膨張タンクを配置しなければならないといった制限や、大気開放面を上面にしなければならないといった制限、溢れた水を排水するオーバーフロー管を設けなければならない等の設置制限があった。また、特許文献２に開示されているような従来の密閉式膨張タンクでは、開放式膨張タンクのような設置制限はないが、熱媒体の体積変化による圧力の急変を緩和する構造として、一般的にダイヤフラムを使用しているため、薄型化を図ることは困難であった。さらに、従来の密閉式膨張タンクでは、配管接続口が一つであることが多いため、配管系統内に熱媒体を注入する際、膨張タンク内に空気溜まりが生じる虞があった。
【０００６】
そこで、本発明は、薄型化が可能で、熱媒体の注入作業を行い易く空気溜りが生じ難い、密閉式膨張タンクを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【０００８】
本発明は、内部を主隔壁（５）によって第一室（１１）と第二室（１２）とに仕切られた筐体（１）、及び第一室に熱媒体が流出入可能な接続プラグ（２、２）、が備えられる膨張タンクであって、主隔壁には熱媒体が流通可能な手段が備えられ、第二室にはエアバック（６）が備えられることを特徴とする、膨張タンク（１０）を提供することによって、上記課題を解決する。
【０００９】
ここで、「熱媒体が流通可能な手段」とは、第二室に備えられるエアバッグが第一室へと突出することを防ぎつつ、第一室と第二室との間で熱媒体の出入りを自由に行える手段であれば、特に限定されるものではない。具体的には、例えば、主隔壁を熱媒体が流通可能な複数の小孔を備えた板状体とする、主隔壁を熱媒体が流通可能な間隙を備えるスリット状とする、主隔壁を複数の柱状体から構成される形態とする等の手段を挙げることができる。また、「エアバッグ」とは、膨張タンクが備えられる配管系統内の熱媒体が膨張／収縮することによって加えられる外圧に応じて、膨張／収縮できる気体などが封じられた袋状体を意味する。
【００１０】
上記本発明の膨張タンク（１０）において、第二室（２２）が副隔壁（２５）によって複数の小室（２２ａ、２２ｂ）に仕切られるとともに、複数の小室にそれぞれエアバッグ（２６、２６）が備えられ、複数の小室が、それぞれ隣接する小室及び／又は第一室（１１）との間で、熱媒体の流通が可能であることが好ましい。
【００１１】
ここに、「第二室が副隔壁によって複数の小室に仕切られ」とは、第二室に１つ以上の副隔壁が設けられており、この副隔壁は筐体の上面と下面に固定されているものであれば、その形態は特に限定されない。たとえば、第二室内を完全に分断する板状体であっても良く、上述した主隔壁のように、熱媒体が流通可能な手段を備えた形態であっても良い。また、「複数の小室が、それぞれ隣接する小室及び／又は第一室との間で、熱媒体の流通が可能である」とは、全ての小室が隣接する小室及び／又は第一室との間で、熱媒体の流通が可能であることによって、第一室を流れる熱媒体が第二室に備えられる複数の小室の全てに流れ込むことが可能であることを意味する。
【００１２】
上記本発明の膨張タンク（１０）において、接続プラグ（２）に、循環接続口（４）、及び流体注入口（３）が備えられることが好ましい。
【００１３】
ここに、「循環接続口」とは、膨張タンクへと熱媒体が流れ込む入口と、膨張タンクから熱媒体が流れ出る出口とを意味する。また、「流体注入口」とは、膨張タンクが備えられる配管系統内へ、配管系統外から熱媒体を注入できる開口部を意味する。流体注入口は、熱媒体の注入後に熱媒体が逆流することを防止できる弁構造を有することが好ましい。
【００１４】
上記本発明の膨張タンク（１０）において、接続プラグ（２、２）が筐体（１）の両端に備えられることが好ましい。
【００１５】
上記本発明にかかる膨張タンク（１０）は、床暖房用の熱源機に好適に用いることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、熱媒体の体積変化をエアバッグで吸収する膨張タンクを提供することができる。エアバッグはダイヤフラムに比べて熱媒体に接する表面積が大きくなるため、効率良く熱媒体の体積変化を吸収することができる。したがって、本発明によれば、エアバッグを薄くしても熱媒体の体積変化を十分に吸収することが可能であり、エアバッグを薄くすることで薄型の膨張タンクを提供することができる。
【００１７】
また、筐体の上面と下面に固定された副隔壁を第二室に設けることで、筐体の強度を増すことができる。したがって、本発明によれば、筐体を構成する部材の肉厚を薄くすることが可能となり、さらに薄型の膨張タンクを提供することができる。
【００１８】
また、接続プラグを、循環接続口、及び流体注入口が一体となった形態とすることによって、その構造を簡単にすることができる。さらに、流体注入口に、熱媒体の注入後に熱媒体が逆流することを防止できる弁構造を付与することで、熱媒体の注入作業が行い易い膨張タンクを提供することができる。
【００１９】
また、接続プラグを筐体の両端に設けることによって、循環する熱媒体の上流と下流との間に膨張タンクを納めることが可能となり、熱媒体注入時のエア溜りが生じ難い膨張タンクを提供することができる。
【００２０】
さらに、本発明にかかる膨張タンクは薄型化が可能であるため、床暖房システムの熱源機内に用いた際、薄型の熱源機を提供することが可能となる。そのため、放熱器と面一に設置できる熱源機や、壁掛け型の熱源機などを提供することができる。
【００２１】
本発明のこのような作用及び利得は、次に説明する発明を実施するための最良の形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下本発明を図面に示す実施形態に基づき説明するが、以下に説明するものは本発明の実施形態の一例であって、本発明はその要旨を超えない限り以下の説明になんら限定されるものではない。
【００２３】
図１は、本発明にかかる膨張タンクの１つの実施形態を概略的に示した図である。内部の構造をわかり易く示すため、筐体１の上面を剥がして示している。以下の説明において、図１に示した本発明にかかる膨張タンク１０（以下、単に「膨張タンク１０」という。）の左右方向を「横方向」、上下方向を「縦方向」、奥／手前方向を「厚さ方向」という。図２は、図１に示した膨張タンク１０を図１に示したＡの方向から見た図である。紙面左右方向が膨張タンク１０の横方向、紙面上下方向が膨張タンク１０の厚さ方向、紙面奥／手前方向が膨張タンク１０の縦方向である。図３は、図１に示したIII−III´での膨張タンク１０の垂直方向の断面を概略的に示した図である。紙面左右方向が膨張タンク１０の厚さ方向、紙面上下方向が膨張タンク１０の縦方向、紙面奥／手前方向が膨張タンク１０の横方向である。図４は、図１に示したＩＶ−ＩＶ´での膨張タンク１０の垂直方向の断面を概略的に示した図である。紙面左右方向が膨張タンク１０の横方向、紙面上下方向が膨張タンク１０の厚さ方向、紙面奥／手前方向が膨張タンク１０の縦方向である。
【００２４】
図１及び図２に示すように、膨張タンク１０には、筐体１の横方向の両端に接続プラグ２、２が備えられている。そして、接続プラグ２、２は、それぞれ循環接続口４、及び流体注入口３が一体となった構造をしている。流体注入口３、３は、膨張タンク１０が備えられる配管系統内へ、配管系統外から熱媒体を注入できる開口部である。循環接続口４、４は、膨張タンク１０を床暖房用の熱源機に用いる際に、一方は加熱・熱交換を行う装置（不図示）側に接続し、他方は放熱器（不図示）側に接続させる。また、図１及び図３に示すように、膨張タンク１０の筐体１は主隔壁５によって、第一室１１と第二室１２に仕切られており、第二室１２にはエアバッグ６が備えられている。
【００２５】
膨張タンク１０が備えられる配管系統内に熱媒体を注入する際には、熱媒体注入口３、３を開口し、一方の熱媒体注入口３から熱媒体を注入する。膨張タンク１０では、両端に接続プラグ２、２が備えられていることによって、配管系統内を循環する熱媒体の上流と下流との間に膨張タンク１０が備えられることになり、熱媒体の注入時に空気溜まりが生じ難くなる。注入された熱媒体は循環接続口４、４を通って膨張タンク１０が備えられる配管系統内を充満し、膨張タンク１０へと流れ込んだ熱媒体は、第一室１１から主隔壁５を通って第二室１２へと流れ込んで第一室１１、及び第二室１２を充満する。熱媒体の注入完了後に熱媒体の逆流を防止するため、流体注入口３、３には熱媒体の逆流を防止できる弁構造が付加されることが好ましい。かかる形態とすることによって、熱媒体の注入作業を行いやすくなる。
【００２６】
主隔壁５には、第二室に備えられるエアバッグ６が第一室１１へと突出することを防ぎつつ、第一室１１と第二室１２との間で熱媒体の流通を可能とする手段が備えられている。この手段は特に限定されるものではないが、筐体１の上下面（図１に示した筐体１の紙面手前／奥側の面）と連結されていることが好ましい。かかる形態とすることによって、筐体１内の熱媒体の体積変化に伴う筐体１の膨張／収縮を抑えることができ、筐体１の強度、及び耐久性が増す。熱媒体の流通を可能とする手段として、具体的には、例えば、主隔壁５を熱媒体が流通可能な複数の小孔を備えた板状体とする、主隔壁５を熱媒体が流通可能な間隙を備えるスリット状とする、主隔壁５を複数の柱状体から構成される形態とする等の手段を挙げることができる。
【００２７】
主隔壁５に熱媒体が流通可能な手段が備えられていることによって、膨張タンク１０が備えられる配管系統内を充満している熱媒体が温度上昇に伴って膨張した場合には、エアバッグ６がその体積膨張分を吸収できる。具体的には、膨張した熱媒体が第一室１１から主隔壁５を通って第二室１２へと流れ込み、エアバッグ６内の気圧と等しくなるまでエアバッグ６を圧迫する。エアバッグ６が圧迫されることによって、熱媒体が膨張した分、エアバッグ６の体積が減少する。一方、熱媒体が温度低下に伴って収縮した場合には、熱媒体がエアバッグ６を圧迫する圧力とエアバッグ６内の気圧とが等しくなるまでエアバッグ６が膨張する。このエアバッグ６の膨張によって、熱媒体が第二室１２から主隔壁５を通って第一室１１へと流れ出る。
【００２８】
図３及び図４に示すように、エアバッグ６は第二室１２内の大部分を占める形態で備えられることが好ましい。このような形態で備えられるエアバッグ６は、従来の膨張タンクに備えられていたダイヤフラムに比べて熱媒体に接する表面積が大きいため、効率良く熱媒体の体積変化を吸収することができる。したがって、エアバッグ６を薄型化しても熱媒体の体積変化を十分に吸収することが可能であるため、膨張タンク１０の薄型化を図ることができる。
【００２９】
上述したように、膨張タンク１０は薄型化を図ることが可能であり、薄型化することによって、膨張タンク１０を床暖房用の熱源機に用いる際に、該熱源機を薄型化することができる。熱源機を薄型化するために、膨張タンク１０の厚さを極力抑えるという観点からは、厚さ１ｍｍ程度の銅板を用いて膨張タンク１０を製造するのが好ましい。膨張タンク１０の外形寸法は、具体的には、厚さ８〜１０ｍｍ程度にすることが可能であり、縦・横寸法は床暖房システム全体の保有熱媒体量、熱媒体の膨張率、初期充填圧、系内最大圧力などから計算される所要タンク容量によって決定することができる。かかる形態とすることによって、放熱器と面一に設置できる熱源機や、壁掛け型の熱源機などを提供することができる。
【００３０】
これまでの説明では、筐体１内に主隔壁５とエアバッグ６とが一つずつ備えられる形態について説明してきたが、本発明はかかる形態に限定されるものではない。他の形態例を図５〜図１０を用いて以下に説明する。
【００３１】
図５は、本発明にかかる膨張タンクの他の実施形態である膨張タンク２０を概略的に示した図である。内部の構造をわかり易く示すため、筐体２１の上面を剥がして示している。以下の説明において、図５に示した膨張タンク２０の左右方向を「横方向」、上下方向を「縦方向」、奥／手前方向を「厚さ方向」という。図６は、図５に示したＶＩ−ＶＩ´での膨張タンク２０の垂直方向の断面を概略的に示した図である。紙面左右方向が膨張タンク２０の厚さ方向、紙面上下方向が膨張タンク２０の縦方向、紙面奥／手前方向が膨張タンク２０の横方向である。図７は、図５に示したVII−VII´での膨張タンク２０の垂直方向の断面を概略的に示した図である。紙面左右方向が膨張タンク２０の横方向、紙面上下方向が膨張タンク２０の厚さ方向、紙面奥／手前方向が膨張タンク２０の縦方向である。図５〜図７において、図１と同様の構成を採るものには、図１にて使用した符号と同符号を付し、その説明を適宜省略する。また、図５、及び図６では、図が煩雑になるのを防ぐため、符号を一部省略している。
【００３２】
図５〜図７に示すように、膨張タンク２０の筐体２１は、主隔壁５によって第一室２１と第二室２２とに仕切られており、さらに第二室２２は副隔壁２５によって左小室２２ａと右小室２２ｂとに仕切られている。そして、左小室２２ａ、及び右小室２２ｂには、それぞれエアバッグ２６、２６が備えられている。
【００３３】
副隔壁２５は、図６に示すように、筐体２１の上下面（紙面左右側の面）と連結されており、エアバッグ２６が、それ自身が備えられる小室（左小室２２ａ、又は右小室２２ｂ）から他の小室（右小室２２ｂ、又は左小室２２ａ）へと突出するのを防げる形態であれば、その形態は特に限定されない。副隔壁２５を筐体２１の上下面に連結させることによって、筐体２１の強度を増すことができる。また、副隔壁２５には、熱媒体を流通可能とする手段が備えられる形態であることが好ましい。該手段としては、上述した主隔壁５に備えられる、熱媒体を流通可能とする手段と同様の手段を挙げることができる。かかる形態とすることによって、筐体２１内での熱媒体の流れがより円滑になる。
【００３４】
図８は、本発明にかかる膨張タンクの他の実施形態である膨張タンク３０を概略的に示した図である。内部の構造をわかり易く示すため、筐体３１の上面を剥がして示している。以下の説明において、図８に示した膨張タンク３０の左右方向を「横方向」、上下方向を「縦方向」、奥／手前方向を「厚さ方向」という。図９は、図８に示したＩＸ−ＩＸ´での膨張タンク３０の垂直方向の断面を概略的に示した図である。紙面左右方向が膨張タンク３０の厚さ方向、紙面上下方向が膨張タンク３０の縦方向、紙面奥／手前方向が膨張タンク３０の横方向である。図１０は、図８に示したＸ−Ｘ´での膨張タンク３０の垂直方向の断面を概略的に示した図である。紙面左右方向が膨張タンク３０の横方向、紙面上下方向が膨張タンク３０の厚さ方向、紙面奥／手前方向が膨張タンク３０の縦方向である。図８〜図１０において、図１と同様の構成を採るものには、図１にて使用した符号と同符号を付し、その説明を適宜省略する。また、図８、及び図９では、図が煩雑になるのを防ぐため、符号を一部省略している。
【００３５】
図８〜図１０に示すように、膨張タンク３０の筐体３１は主隔壁５によって第一室３１と第二室３２とに仕切られており、さらに第二室３２は副隔壁３５によって上小室３２ａと下小室３２ｂとに仕切られている。そして、上小室３２ａ、及び下小室３２ｂには、それぞれエアバッグ３６、３６が備えられている。
【００３６】
副隔壁３５は、図１０に示すように、筐体３１の上下面（紙面上下側の面）と連結されており、エアバッグ３６が、それ自身が備えられる小室（上小室３２ａ、又は下小室３２ｂ）から他の小室（下小室３２ｂ、又は上小室３２ａ）へと突出するのを防ぎつつ、熱媒体が流通可能な手段を備える形態であれば、その形態は特に限定されない。副隔壁３５において、熱媒体が流通可能な手段としては、上述した主隔壁５に備えられる、熱媒体を流通可能とする手段と同様の手段を挙げることができる。かかる形態とすることによって、筐体３１の強度を増すことができ、かつ、第一室３１、上小室３２ａ、及び下小室３２ｂにおいて、熱媒体の流出入が互いに可能となる。
【００３７】
これまでの説明では、筐体の第二室が一又は二の小室によって構成される形態について説明してきたが、本発明にかかる膨張タンクは、かかる形態に限定されるものではない。第二室が三以上の複数の小室に仕切られ、その小室のそれぞれにエアバッグか備えられる形態であっても良い。第二室が複数の小室に仕切られる形態とする場合は、全ての小室が、第一室と、直接的、若しくは他の一又は二以上の小室を介して間接的に、熱媒体の流通が可能であるように仕切られることが好ましい。熱媒体の流通が可能であるように仕切るためには、副隔壁を、上述したように、熱媒体が流通可能な複数の小孔を備えた板状体や、熱媒体が流通可能な間隙を備えるスリット状や、複数の柱状体から構成される形態等にすることが好ましい。
【００３８】
さらに、これまでの説明では、循環接続用口４と流体注入口３とが一体になっている形態について説明してきたが、本発明にかかる膨張タンクは、かかる形態に限定されるものではない。循環接続用口、及び流体注入口は、それぞれが分離された構造でも良い。しかし、接続プラグの構造を簡易化するという観点からは、循環接続用口、及び流体注入口が一体型であることが好ましい。
【００３９】
本発明にかかる膨張タンクに用いることができる筐体、及び隔壁の材料は、使用環境に耐え得るものであれば特に限定されない。すなわち、内部の熱媒体の体積変化に伴う筐体の膨張／収縮を抑制できる形態であれば良い。また、本発明にかかる膨張タンクを床暖房用の熱源機に用いる場合には、床暖房システムの運転時の環境に耐え得るための耐電蝕性を有することが好ましい。本発明にかかる膨張タンクに用いることができる筐体、及び隔壁の材料として、具体的には、例えば、銅や繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）などを挙げることができる。
また、筐体を薄型化するためには筐体を構成する材料の肉厚を薄くすることが好ましい。しかし、肉厚を薄くすると筐体が膨張しやすくなるため、上述したように、筐体内に上面と下面とに連結された隔壁を設けることによって、筐体の耐久性を向上させることが好ましい。
【００４０】
本発明にかかる膨張タンクに用いることができるエアバッグの材料は、使用環境に耐え得るものであれば特に限定されない。構造の長期安定性、簡単化、及び低価格化という観点からは、耐薬品性及び耐熱性に優れた化学的に安定した弾性ゴム系で構成されることが好ましい。また、エアバッグ内に充填させる流体としては、例えば、空気や窒素などを挙げることができる。
【００４１】
以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ、好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う膨張タンクもまた本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】膨張タンク１０を概略的に示した図である。
【図２】膨張タンク１０を図１に示したＡの方向から見た図である。
【図３】図１に示したIII−III´での膨張タンク１０の垂直方向の断面を概略的に示した図である。
【図４】図１に示したＩＶ−ＩＶ´での膨張タンク１０の垂直方向の断面を概略的に示した図である。
【図５】膨張タンク２０を概略的に示した図である。
【図６】図５に示したＶＩ−ＶＩ´での膨張タンク２０の垂直方向の断面を概略的に示した図である。
【図７】図５に示したVII−VII´での膨張タンク２０の垂直方向の断面を概略的に示した図である。
【図８】膨張タンク３０を概略的に示した図である。
【図９】図８に示したＩＸ−ＩＸ´での膨張タンク３０の垂直方向の断面を概略的に示した図である。
【図１０】図８に示したＸ−Ｘ´での膨張タンク３０の垂直方向の断面を概略的に示した図である。
【符号の説明】
【００４３】
１、２１、３１  筐体
２  接続プラグ
３  流体注入口
４  循環接続口
５  主隔壁
６、２６、３６  エアバッグ
１０、２０、３０  膨張タンク
１１  第一室
１２、２２、３２  第二室
２２ａ、２２ｂ、３２ａ、３２ｂ  小室
２５、３５  副隔壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
2009024911.tif 000005
【図４】
2009024911.tif 000006
【図５】
2009024911.tif 000007
【図６】
2009024911.tif 000008
【図７】
2009024911.tif 000009
【図８】
2009024911.tif 000010
【図９】
2009024911.tif 000011
【図１０】
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