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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2017-96527(P2017-96527A)
(43)【公開日】2017年6月1日
(54)【発明の名称】燃焼装置
(51)【国際特許分類】
   F23B 40/06 20060101AFI20170428BHJP
   F23B 60/02 20060101ALI20170428BHJP
   F23B 80/00 20060101ALI20170428BHJP
   F23K 1/04 20060101ALI20170428BHJP
   F23K 3/14 20060101ALI20170428BHJP
   B65G 65/46 20060101ALI20170428BHJP
【FI】
   F23B40/06
   F23B60/02
   F23B80/00
   F23K1/04
   F23K3/14 Z
   B65G65/46 E
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】OL
【全頁数】12
(21)【出願番号】特願2015-227068(P2015-227068)
(22)【出願日】2015年11月19日
(71)【出願人】
【識別番号】000171746
【氏名又は名称】株式会社ササキコーポレーション
(71)【出願人】
【識別番号】309015019
【氏名又は名称】地方独立行政法人青森県産業技術センター
(74)【代理人】
【識別番号】100086184
【弁理士】
【氏名又は名称】安原 正義
(74)【代理人】
【識別番号】100102015
【弁理士】
【氏名又は名称】大澤 健一
(74)【代理人】
【識別番号】100099690
【弁理士】
【氏名又は名称】鷺 健志
(72)【発明者】
【氏名】阿部 真也
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 拓也
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 翔一
(72)【発明者】
【氏名】赤平 亮
【テーマコード(参考)】
3F075
3K046
【Fターム(参考)】
3F075AA08
3F075BA01
3F075BB01
3F075CA02
3F075CA06
3F075CA09
3F075CC03
3F075CC05
3F075DA04
3F075DA23
3F075DA29
3K046AA07
3K046AA11
3K046AB06
3K046AC06
3K046AD02
3K046AD03
3K046BA01
3K046BA04
3K046EA03
3K046FA01
(57)【要約】      (修正有)
【課題】供給する燃料の水分条件を一定にして、安定した燃料の供給を行い、燃焼を安定させる燃焼装置を提供する。
【解決手段】燃焼室21と、燃焼室21に固形燃料Fを供給するとともに、固形燃料Fを貯留する燃料タンク61と、燃料を搬送して燃焼室21に供給する燃料タンク61と、燃焼室21下方部に設けられ、固形燃料Fを載置して燃焼させる燃焼部31と、燃焼部31に空気を吹き込む燃焼空気供給部41と、燃焼室21から発生した燃焼ガスで液体を加熱する熱交換部51と、を有し、燃料タンク61内には、熱交換部で発生させた温水から熱交換された温風を送風して噴出される温風噴出し口62が設けられることを特徴とする燃焼装置11。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
燃焼室と、
燃焼室に固形燃料を供給するとともに、固形燃料を貯留する燃料タンクと、
燃料を搬送して燃焼室に供給する燃料供給部と、
燃焼室下方部に設けられ、固形燃料を載置して燃焼させる燃焼部と、
燃焼部に空気を吹き込む燃焼空気供給部と、
燃焼室から発生した燃焼ガスで液体を加熱する熱交換部と、
を有し、
燃料タンク内には、熱交換部で発生させた温水から熱交換された温風を送風して噴出される温風噴出し口が設けられることを特徴とする燃焼装置。
【請求項2】
燃料タンク内底部には、搬送部に燃料タンク内の燃料を供給する供給口が設けられ、供給口に燃料を掻き出す掻き出し羽根が設けられる、
請求項1に記載の燃焼装置。
【請求項3】
燃料タンク内中央部には、上下方向に撹拌羽根回転軸を有して、燃料タンク内の燃料を撹拌する撹拌羽根が、設けられる、
請求項1又は請求項2のいずれかに記載の燃焼装置。
【請求項4】
燃料タンクの供給口に一端部を臨ませたスクリューコンベアからなる第1搬送部と、
第1搬送部の排出側下方に設けたパドル部と、
パドル部下方に一端側を臨ませ、他端を燃焼室に連結したスクリューコンベアからなる第2搬送部とを備える、
請求項1又は請求項2又は請求項3のいずれかに記載の燃焼装置。
【請求項5】
燃料の搬送される第2搬送部より上流側に搬送部内に空気を送風する空気噴出口が設けられる、
請求項1又は請求項2又は請求項3又は請求項4のいずれかに記載の燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、燃焼装置に係る。詳細には、木質固形燃料を燃焼させる燃焼装置の燃料を収納する燃料タンク、更に詳細には、乾燥させながら燃料を収納する燃料タンクに係る。
【背景技術】
【0002】
特許文献1「固形燃料の燃焼装置」には「図6は、本発明の第2実施形態を示すシステム構成図である。同図に示すように、第2実施形態では、第1段供給部(16a)と第2段供給部(16b)との間に燃料乾燥装置(40)および燃料破砕装置(41)を設けたものである。」の開示がされている(特許文献1[0045]参照)。
更に、「燃料乾燥装置(40)は、モータ(42)および歯車(43)により回転するドラム(44)と、このドラム(44)に設けられたホッパ(45)と、ドラム(44)内に熱風を吹き込むブロワ(46)とを備えている。第1段供給部(16a)から供給されてきた固形燃料は、ホッパ(45)から回転するドラム(44)に送られ、ブロワ(46)からの熱風で乾燥された状態で供給口(47)から落下するようになっている。ドラム(44)で発生するガスは排気口(52)から排気される。」の記載がある(特許文献1[0046]参照)。
【0003】
更に、「第2実施形態では、燃料乾燥装置(40)で乾燥され、燃料破砕装置(41)で細かく破砕された固形燃料がボイラ(A)に供給されるので、燃焼効率をより向上させることができる。」の記載がある(特許文献1[0048]参照)。
更に、「図6」の図示がある。
【0004】
特許文献2「熱交換器一体型燃焼炉」には、「燃焼室8の側面には、燃料を供給する燃料供給部としてのスクリューコンベヤ17が設置されている。スクリューコンベヤ17は、筒状のケーシング18と、ケーシング18内に配置されて回転駆動される搬送スクリュー19で形成され、燃料が導かれる投入管20に一端が接続されている。」が開示されている(特許文献2[0040][解決手段]参照)。
更に、「図1」の図示がある。
【0005】
特許文献3「燃焼装置及び燃焼方法」には、「この構成によれば、ロストル上の固体燃料に、ロストルの通風空間を経てロストルで加熱された空気が供給され、ロストル上の固体燃料は加熱され乾燥が進むことになる。」が開示されている(特許文献3[0008]参照)。
更に、「前記ロストルの前記板状部材は、前記傾斜部側の端部に、切り込みを形成した板状部材を含んでおり、前記切り込みにおいて前記通風空間を通過した空気の一部が上昇するようにしていることが好ましい。この構成によれば、固体燃料には通風空間を経て加熱された空気が行き亘り易くなり、固体燃料の乾燥度合いが一層高まり、固体燃料の着火も一層容易になる。」が開示されている(特許文献3[0011]参照)。
更に、「図3」、「図7」の図示がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2005−300022号公報
【特許文献2】特開2015−25642号公報
【特許文献3】特開2011−242109号公報
【0007】
特許文献1記載の「固形燃料の燃焼装置」、特許文献2記載の「熱交換器一体型燃焼炉」、特許文献3「燃焼装置及び燃焼方法」には、燃料タンク内の燃料の水分条件を一定にして、安定した燃料の供給を行い、燃焼を安定させる旨の記載、図示は無い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
この発明は、木質固形燃料を燃焼させる燃焼装置の燃料を収納する燃料供給部あるいは燃料タンクを提供し、供給する燃料の水分条件を一定にして、安定した燃料の供給を行い、燃焼を安定させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の燃焼装置は、
燃焼室と、
燃焼室に固形燃料を供給するとともに、固形燃料を貯留する燃料タンクと、
燃料を搬送して燃焼室に供給する燃料供給部と、
燃焼室下方部に設けられ、固形燃料を載置して燃焼させる燃焼部と、
燃焼部に空気を吹き込む燃焼空気供給部と、
燃焼室から発生した燃焼ガスで液体を加熱する熱交換部と、
を有し、
燃料タンク内には、熱交換部で発生させた温水から熱交換された温風を送風して噴出される温風吹き出し口が設けられる。
【0010】
更に加えて、本発明の燃焼装置は、
燃料タンク内底部には、搬送部に燃料タンク内の燃料を供給する供給口が設けられ、供給口に燃料を掻き出す掻き出し羽根が設けられる。
【0011】
更に加えて、本発明の燃焼装置は、
燃料タンク内中央部には、上下方向に撹拌羽根回転軸を有して、燃料タンク内の燃料を撹拌する撹拌羽根が、設けられる。
【0012】
更に加えて、本発明の燃焼装置は、
燃料タンクの供給口に一端部を臨ませたスクリューコンベアからなる第1搬送部と、
第1搬送部の排出側下方に設けたパドル部と、
パドル部下方に一端側を臨ませ、他端を燃焼室に連結したスクリューコンベアからなる第2搬送部とを備える。
【0013】
更に加えて、本発明の燃焼装置は、
燃料の搬送される第2搬送部より上流側に搬送部内に空気を送風する空気噴出口が設けられる。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、燃料タンク内の燃料の水分条件を一定にして、安定した燃料の供給を行える。そのため、燃焼が安定する。
掻き出し羽根を設けた場合は、掻き出し羽根によって供給口から安定して燃料が供給される。
【0015】
燃料タンク内の燃料を撹拌する撹拌羽根を設けた場合は、撹拌羽根によって燃料が撹拌され、乾燥効率が向上する。
スクリューコンベアからなる第1搬送部とスクリューコンベアからなる第2搬送部の間にパドル部を設けた場合は、パドル部によって、燃料の供給量が精度よく安定して供給される。
スクリューコンベアからなる第2搬送部より、上流側に搬送部内に空気を送風する吹き出し口が設けられた場合は、吹き出し口により、燃焼室で発生した噴煙等の逆流による燃料タンク側からの吹き出しを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
図1】この発明の実施の形態に係る実施例に係る燃焼装置、燃料タンクの正面断面図である。
図2】この発明の実施の形態に係る実施例に係る燃焼装置の図1AA断面図である。
図3】この発明の実施の形態に係る実施例に係る燃焼装置の熱交換部の側面断面図である。
図4】この発明の実施の形態に係る燃料タンクへ温風を送風するための実施例を示す背面説明図である。
図5】この発明の実施の形態に係る実施例に係る図1のBB断面図である。
図6】この発明の実施の形態に係る実施例に係る燃料タンクの側面断面図であり、図1のEE断面図である。
図7】この発明の実施の形態に係る実施例に係る燃料タンクの側面断面図であり図1のFF断面図である。
図8】この発明の実施の形態に係る実施例に係る燃料タンクの側面断面図であり図1のFF断面図である。
図9】この発明の実施の形態に係る実施例に係る図1に撹拌羽根を取り付けた使用状態図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
この発明の実施の一形態に係る実施例を、図面に基づいて説明する。
11は、本発明の実施例に係る燃焼装置である。燃焼装置11は、内部下部に燃焼室21を、その側方に熱交換部51を備え、図1の左側には燃料タンク61を備えている。燃料タンク61と燃焼室21は、燃料供給部71によって、連結されている。
31は燃焼部である。燃焼部31は、燃焼板からなる。燃焼部31は、燃焼室21下方部に設けられ、木質チップ、あるいはペレット等の固形燃料Fを載置して燃焼させる。
【0018】
燃焼部31は、V字断面からなる板状体からなる。燃焼部31は、2枚の板状体312、313を相互に断面V字状となるように両先端を接して構成し、断面V字板状の燃焼部31の中心部を境に2分割される。
燃焼部31表面には、灰、燃えカス落下用のスリット311を複数列設ける。燃焼部31のV字型断面の一方の面上に、断面逆V字型板状体で凸状からなる金具である凸状物33を設置する。凸状物33表面には、孔状の第1空気供給口331が複数設けられる。
32は、着火用バーナである。着火用バーナ32は固形燃料Fを着火するためのものである。この実施例では、電気ヒーターで高温にされた空気を噴射して着火する。
22は、耐火煉瓦である。耐火煉瓦22は、燃焼室21の内部周辺に積層され断熱する。
【0019】
41は、燃焼空気供給部である。燃焼空気供給部41は、パイプ状からなり、第1燃焼空気供給部42と、第2燃焼空気供給部43と搬送部空気供給部46とヒーター送風用空気供給部47からなる。燃焼空気供給部41は、吸気ファン44により、前記部分に空気を吹き込む。
45は、燃焼空気供給部41の分岐である。分岐45では、図1に図示するように吸気ファン44側から延設される燃焼空気供給部41は、第1燃焼空気供給部42と、第2燃焼空気供給部43と、搬送部空気供給部46と、ヒーター送風用空気供給部47とに分岐する。
【0020】
第1燃焼空気供給部42は、燃焼部31下方から固形燃料F側に向け、吸気ファン44から供給される空気を吹き込む。第2燃焼空気供給部43は、燃焼部31の上面よりも上方位置の側面から燃焼室21内に、吸気ファン44から供給される空気を吹き込む。
第1燃焼空気供給部42、燃焼部31下方からあるいは、第2燃焼空気供給部43により、燃焼部31の上面よりも上方位置の側面から燃焼室21内に、吸気ファン44から供給される空気を吹き込むことで、効率よく固形燃料Fを燃焼させる。
ヒーター送風用空気供給部47は、着火用バーナ32の後方から空気を供給する。
搬送部空気供給部46は、燃料供給部71に送風し、搬送方向に噴出する。
着火用バーナ32は、電気ヒーターを加熱し、ヒーター送風用空気供給部47で供給される空気により固形燃料Fに着火する。
【0021】
液体室53は、燃焼装置11、燃焼室21の内側に沿って液体タンクとして設置される。液体室53内には、液体これら実施例では水が溜められる。
52は、煙管である。煙管52は、液体室53中を貫通して設置される。煙管52は、燃焼ガスが通過する煙管52が加熱する液体を溜めた水室からなる液体室内53内に、縦方向に設けられる。煙管52は、図3に図示されるように、燃焼室21上部から下方に燃焼ガスが通過する入力側煙管521と前記下方に通過した燃焼ガスが排出側の上方に向かって通過する排出側煙管522からなる。
入力側煙管521と排出側煙管522はそれぞれ複数設けられる。この実施例では、入力側煙管521、排出側煙管522とはそれぞれ集められてそれぞれグループを形成している。そのため、燃焼ガスの通気が乱れにくい。
【0022】
51は、熱交換部である。熱交換部51は、燃焼室21側方に設けられる。熱交換部51は、燃焼室21側方に設けられる円筒状の煙管52と、煙管52の周囲に位置する液体室53と、からなる。
燃焼室21から発生した燃焼ガスで液体、この実施例では水を加熱する熱交換部51が設けられる。熱交換部51では、燃焼室21から発生した燃焼ガスで液体を加熱する。この実施例では液体は水からなるが、それ以外の液体を用いてもよい。
【0023】
54は、螺旋材である。螺旋材54は、金属製の帯状板又は棒状材を螺旋状に成形してなる。螺旋材54の長手方向中心は両端を開口した円筒541となっており、円筒541の周囲に金属製の帯状板又は棒状材が、螺旋状に形成されている。燃焼ガスは、螺旋材54に沿って旋回しながら移動することになり、燃焼ガスの移動距離を稼ぐことが可能である。
【0024】
それぞれの煙管52内には、螺旋材54が挿入される。
螺旋材54は、煙管内において上下可動可能あるいは、回転可動可能あるいは、回動可動可能に設けられている。
筒状からなる煙管52だけでなく、煙管52内に螺旋材(スクリュー)54を入れているため、旋回流が発生し、煙の煙管52内の滞在時間を長くする。そのため、熱交換が効率よく行える。煙を長く引き回すことで、煤等が落ち易くなる。
螺旋材54を円筒状の煙管52内で可動させることで、煙管52内に蓄積した煤、あるいは煙管、螺旋材表面に付着した酸化膜を取り除き掃除することが容易となる。
【0025】
523は、燃焼部31から落ちた灰の回収部である。熱交換部51の煙管52の下方部には、燃焼ガス内のダストを受けて取り出せる集塵室57が設けられている。
524は、煙突である。煙突524は、排出側煙管522の下流側に設置し、燃焼ガスを排気する。
煙管52に設けた螺旋材によって、通過する燃焼ガスが螺旋状に通過して、煙管52内を通過する燃焼ガス内に含まれるダストや灰が分離され下方の集塵室57に落下して捕集することができる。
螺旋材54によって、燃焼ガスが、煙管52内を直線状に通過しないため、燃焼ガスの熱を煙管から有効に加熱水に伝達できる。
螺旋材54を回転させることで、煙管52螺旋材54表面に付着した煤や酸化膜を掃除する。
【0026】
61は、燃料タンクであり、固形燃料Fが収納される。611は、燃料タンク61の底面である。64は、供給口である。供給口64から、燃料タンク61外へ、固形燃料Fは供給される。
62は、温風吹き出し口である。温風吹き出し口62からは、供給された温風を吐き出す。63は、掻き出し羽根である。掻き出し羽根63は、燃料タンク61の下部に設けられ、回転軸を回転中心として回転することで、供給口64に固形燃料Fを掻き出す。
【0027】
図9に図示する65は撹拌羽根、651は撹拌羽根回転軸である。撹拌羽根回転軸651は、図5図9に図示されるように、底面611から、上下方向に設けられ、周囲に撹拌羽根65を取り付ける。撹拌羽根65は、図9に図示されるように、スクリュー状からなり燃料タンク61の底面611から、上下方向に設けられて撹拌羽根回転軸651により回転する。撹拌羽根65は、取り外して図1の状態とすることも可能である。図6において、652はモーター、653、654はスプロケット、655はチェーンである。スプロケット653は、モーター652のモーター回転軸656に取り付けられる。スプロケット654は撹拌羽根回転軸651に取り付けられる。チェーン655は、スプロケット653、スプロケット654間に架け渡される。
そのため、モーター652の駆動力は、スプロケット653、チェーン655、スプロケット654、撹拌羽根回転軸651を介して伝わり、撹拌羽根65は、回転する。スクリュー状の撹拌羽根65により、固形燃料Fをかき混ぜて、固形燃料Fを上に移動させる。
【0028】
71は、燃料供給部である。燃料供給部71は、燃料タンク61の下部に設置される。
72は、第1搬送部である。第1搬送部72は、スクリューコンベアからなる。第1搬送部72は、一端に設けられた搬入口721は、燃料タンク61の供給口64に臨ませて設置する。第1搬送部72の他端には、排出口722を設ける。
73は、パドル部である。パドル部73は、第1搬送部72の排出口722下部に設置する。パドル部73は、回転中心を回転軸として回転して固形燃料Fを間欠的に定量供給する。
【0029】
第1搬送部72の一端部にはスプロケット723が取付けられる。パドル部73の一端部にはスプロケット731が取付けられる。スプロケット723とスプロケット731との間には、チェーン724が架け渡される。
パドル部73の中間部には、スプロケット732が取り付けられる。第2搬送部74の一端部には、スプロケット743が取り付けられる。スプロケット732とスプロケット743との間にはチェーン733が架け渡される。
75は、モーターである。モーターの回転軸は第2搬送部74に取り付けられる。そのため、モーター75を回転すると、第2搬送部74が駆動される。第2搬送部74の駆動は、スプロケット743、チェーン733、スプロケット732を介して伝えられパドル部73を駆動する。パドル部73の駆動は、スプロケット731、チェーン724、スプロケット723を介して伝えられ第1搬送部72を駆動する。
パドル部73は、図7に図示されるように4枚の板状のパドルが回転しているため、回転が停止したときに、図8に示すようなパドルを壁面に接した状態で停止させると、燃料タンク61側と燃焼室21側とを遮断することができる。このため、燃焼室21側から万一燃焼ガスや炎が逆流したとき、燃料タンク61側への逆流を防止できる。
【0030】
74は、第2搬送部である。第2搬送部74は、スクリューコンベアからなる。第2搬送部74は、一端に設けられた搬入口741は、パドル部73下部に設置する。第2搬送部74の他端には、排出口742を設ける。排出口742は、燃焼部31横に設置する。
461は、空気噴出口である。空気噴出口461は、燃料の搬送される第2搬送部より上流側に、第1搬送部72内の排出口722部に設けられる。空気噴出口461は、第2搬送部74より上流側搬送部内に空気を送風し、固形燃料Fの搬送方向に向け噴出する。
本実施例において、空気噴出孔461は、パドル部73より上流側に設けたが、パドル部73より下流側に設けてもよい。
燃料タンク61の温風吹き出し口62からは、熱交換部51で発生した温水から取り込んで発生させた温風が噴出されていて、固形燃料Fは、温風で温められ乾燥されながら、燃料タンク61から、掻き出し羽根63により掻き出され、供給口64から、第1搬送部72、パドル部73、第2搬送部74により、燃焼部31に供給される。
【0031】
したがって、この実施例では、供給する固形燃料Fの水分条件を一定にして、安定した燃料の供給を行うことができる。これによって、燃焼が安定する。
更に、掻き出し羽根63によって供給口64から安定して燃料が供給される。
燃料タンク61内の燃料を撹拌する螺旋状の撹拌羽根65を設けると燃料が撹拌され、乾燥効率が向上する。
スクリューコンベアからなる第1搬送部72とスクリューコンベアからなる第2搬送部74の間にパドル部73を設けたことによって、固形燃料Fの供給量が精度よく安定して供給される。
【0032】
スクリューコンベアからなる第2搬送部74より、上流側に搬送部内に空気を送風する空気噴出口461が設けられたことにより、燃焼室21で発生した噴煙等の逆流による燃料タンク61側からの吹き出しを防止できる。
第1燃焼空気供給部42により燃焼部31下方から、あるいは第2燃焼空気供給部43により、燃焼部31の上面よりも上方位置の側面から燃焼室21内に、あるいはヒーター送風用空気供給部47、搬送部空気胸腔部46に吸気ファン44から供給される空気は、それぞれ圧力を調整して供給される。
【0033】
図4において、燃料タンク61へ温風を吹き出すための一例を説明する。
燃焼装置11の熱交換部51によって生成させた温水の一部をポンプ26によって取り出し、外部に設けた温風発生部27により温風を発生させ、燃料タンク61に送風する。
温風発生部27は、ラジエター25と送風ファン24とから成る。温風発生部27は、ポンプ26によって取り出された温水を配管233を通してラジエター25に流入させる。次いで温風発生部27は、送風ファン24によってラジエター25に風を吹き付け、温風を発生させ、温風ダクト251,252によって燃料タンク61内に送風する。
【0034】
ラジエター25に送られた温水は、ラジエター25部分で熱交換され、再び、燃焼装置11側に配管234を通して戻される。温風ダクト251,252によって燃料タンク61へ送られた温風は、温風吹き出し口62から噴出される。温風吹き出し口62は、燃料タンク61の角部の側面に多数の孔を設けて構成されていて、貯留された固形燃料Fに温風が吹き付けられ乾燥が行われる。尚、温風吹き出し口62は、多数の孔を設けた物に限らず、金網等の固形燃料Fがこぼれずに、風を放出できる構造のものであればよい。また、孔の大きさや形状を上下位置で変化させてもよい。また、燃料タンク61を円筒状として、円周面に温風吹き出し口62を設けてもよい。
燃焼装置11で発生させた温水は、背面側に設けた配管231を通してポンプ260によって取り出され、農ビハウス等の施設の暖房等に利用される。利用され冷却された温水は、配管232を通して燃焼装置11へ戻される。
【符号の説明】
【0035】
11 燃焼装置
21 燃焼室
31 燃焼部
41 燃焼空気供給部
42 第1燃焼空気供給部
43 第2燃焼空気供給部
461 空気噴出口
51 熱交換部
61 燃料タンク
62 温風吹き出し口
63 掻き出し羽根
65 撹拌羽根
651 撹拌羽根回転軸
71 燃料供給部
72 第1搬送部
73 パドル部
74 第2搬送部
F 固形燃料
図1
図2
図3
図4
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図8
図9