特許第5708758号(P5708758)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5708758
(24)【登録日】2015年3月13日
(45)【発行日】2015年4月30日
(54)【発明の名称】加湿装置
(51)【国際特許分類】
   F24F 6/06 20060101AFI20150409BHJP
【FI】
   F24F6/06
【請求項の数】3
【全頁数】13
(21)【出願番号】特願2013-227419(P2013-227419)
(22)【出願日】2013年10月31日
(62)【分割の表示】特願2010-170759(P2010-170759)の分割
【原出願日】2010年7月29日
(65)【公開番号】特開2014-41004(P2014-41004A)
(43)【公開日】2014年3月6日
【審査請求日】2013年11月6日
(73)【特許権者】
【識別番号】000006611
【氏名又は名称】株式会社富士通ゼネラル
(72)【発明者】
【氏名】中村 陽平
(72)【発明者】
【氏名】喜内 一彰
(72)【発明者】
【氏名】大野 克弘
【審査官】 久保田 信也
(56)【参考文献】
【文献】 特開2010−054099(JP,A)
【文献】 特開2009−121752(JP,A)
【文献】 特開2009−030856(JP,A)
【文献】 米国特許第04117045(US,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F24F 6/06
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
空気の吸込口と吹出口とを有し前記吸込口と前記吹出口とを結ぶ空気通路を内部に有する筐体と、
前記吸込口から空気を吸込み該吸込んだ空気を前記空気通路を経て吹出口から吹出させる送風機と、
同送風機と前記吸込口との間の前記空気通路内に設けられ水を吸水して湿潤した状態で通過する空気に湿度を与える気化フィルタと、
同気化フィルタの下部側に配置され、前記気化フィルタに給水するための水を貯える給水トレイと、
前記気化フィルタを収容する収容部と、同収容部の外周側に前記給水トレイの水を汲み上げて前記気化フィルタに吸水させる水汲みポケットとを有する水車ユニットと、
前記給水トレイから立設され前記水車ユニットを回転可能に保持する一対の水車ユニット保持部とを備えた加湿装置であって、
前記水車ユニットの中心に回転軸を備えるとともに前記一対の水車ユニット保持部の上端にそれぞれ前記回転軸を回転自在に保持する軸受部を備え、
前記水車ユニット保持部は、前記給水トレイと前記軸受部との間に前記空気通路を流れる空気を通過させる通風孔を備え、
前記給水トレイの前記通風孔の下部側側面には、前記気化フィルタ側に凹む凹部が設けられ、前記水車ユニット保持部は、前記凹部から前記回転軸に向かって立設されることを特徴とする加湿装置。
【請求項2】
前記凹部には、十字形状のリブが配置されることを特徴とする請求項1記載の加湿装置。
【請求項3】
前記水車ユニット保持部は、前記凹部の前記給水トレイ長手方向の一端側と他端側から前記軸受部につながる2本の縦桟を有し、前記通風孔は、前記2本の縦桟と前記軸受部と前記凹部とで囲まれる空間に形成されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の加湿装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、水を含んだ気化フィルタに空気を通すことで、この空気に湿度を与える加湿装置に関し、詳細には、気化フィルタに通風する構造に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の気化式の加湿装置においては、空気の吸込口と吹出口とを有し、吸込口と吹出口とを結ぶ空気通路を内部に有する筐体を備え、この空気通路内には、吸込口から空気を吸込み、この吸込んだ空気を空気通路を経て吹出口から吹出させる送風機が配置されている。
【0003】
送風機と吸込口との間の空気通路内には、給水タンクから供給された水を貯える給水トレイと、この給水トレイの上部側に配置され、給水トレイに貯えられた水を吸水して湿潤した状態で通過する空気に湿度を与える気化フィルタが配置されている。
【0004】
この加湿装置は、加湿運転時、送風機の回転により、吸込口から吸込んだ空気を湿潤した状態の気化フィルタに通すことで、吸込んだ空気を加湿して吹出口から吹き出すようになっている。
【0005】
このような加湿装置としては、円板形状の気化フィルタを取付けた枠体に水汲みポケットを備え、枠体とともに気化フィルタを回転させることにより、給水トレイの水を水汲みポケットで汲み上げて気化フィルタに吸水させるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0006】
この特許文献1の加湿装置では、枠体を回転自在に保持するために、給水トレイの上部側に枠体保持部が取付けられ、この枠体保持部の上端に有する軸受部により、枠体の中心に有する回転軸が軸支される構造になっている。
【0007】
しかしながら、特許文献1では、枠体保持部は給水トレイから立設し、気化フィルタに対向するように配置されているため、この枠体保持部が気化フィルタに対する空気の通風の妨げになってしまう。したがって、気化フィルタの全面のうち、枠体保持部に対向する気化フィルタの一部分に空気が通らず、気化フィルタを有効利用することができなかった。
【0008】
特許文献1では、気化フィルタを通過する空気の風速と気化フィルタの面積とが不変と考えた場合、気化フィルタには空気が通らない不通過面が存在するため、この不通過面に相当する分だけ、気化フィルタの利用面積が実質的に小さくなっている。このため、風速と面積の積で表わされる気化フィルタを通過する通過風量が実質的に小さくなり、加湿量を十分に確保することができないという問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】特開2010−054099号公報(第8頁−第14頁、第9図−第16図)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明は上記問題点に鑑み、気化フィルタの加湿に寄与する利用面を大きくし、気化フィルタの有効利用を図ることができる加湿装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明は上記課題を解決するため、請求項1記載の発明は、空気の吸込口と吹出口とを有し前記吸込口と前記吹出口とを結ぶ空気通路を内部に有する筐体と、前記吸込口から空気を吸込み該吸込んだ空気を前記空気通路を経て吹出口から吹出させる送風機と、同送風機と前記吸込口との間の前記空気通路内に設けられ水を吸水して湿潤した状態で通過する空気に湿度を与える気化フィルタと、同気化フィルタの下部側に配置され、前記気化フィルタに給水するための水を貯える給水トレイと、前記気化フィルタを収容する収容部と、同収容部の外周側に前記給水トレイの水を汲み上げて前記気化フィルタに吸水させる水汲みポケットとを有する水車ユニットと、前記給水トレイから立設され前記水車ユニットを回転可能に保持する一対の水車ユニット保持部とを備えた加湿装置であって、前記水車ユニットの中心に回転軸を備えるとともに前記一対の水車ユニット保持部の上端にそれぞれ前記回転軸を回転自在に保持する軸受部を備え、前記水車ユニット保持部は、前記給水トレイと前記軸受部との間に前記空気通路を流れる空気を通過させる通風孔を備え、前記給水トレイの前記通風孔の下部側側面には、前記気化フィルタ側に凹む凹部が設けられ、前記水車ユニット保持部は、前記凹部から前記回転軸に向かって立設されることを特徴とする。
【0012】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の加湿装置において、前記凹部には、十字形状のリブが配置されることを特徴とする。
【0013】
請求項3記載の発明は、請求項1または請求項2記載の加湿装置において、前記水車ユニット保持部は、前記凹部の前記給水トレイ長手方向の一端側と他端側から前記軸受部につながる2本の縦桟を有し、前記通風孔は、前記2本の縦桟と前記軸受部と前記凹部とで囲まれる空間に形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
本発明による加湿装置において、水車ユニット保持部は、給水トレイと軸受部との間に空気通路を流れる空気を通過させる通風孔を備えることにより、空気の加湿に寄与する気化フィルタの利用面積が増え、気化フィルタの有効利用を図ることができる。また、給水トレイの通風孔の下部側側面には、気化フィルタ側に凹む凹部を形成して、この凹部を水車ユニット保持部の土台にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
図1】本発明による加湿装置の前方方向からみた状態を示す外観斜視図である。
図2】本発明による加湿装置の後方方向からみた状態を示す外観斜視図である。
図3図1のX−X断面図である。
図4】本発明による加湿装置から筐体とプレフィルタと集塵フィルタとヒータ脱臭ユニットを取り除いた内部構造を示す斜視図である。
図5】本発明による加湿装置から筐体を取り除いた内部構造を示す斜視図である。
図6図4の白抜矢印Aの方向からみた矢視図である。
図7】本発明による加湿装置から水車型の気化フィルタを抜き出した分解斜視図である。
図8図4の白抜矢印Aの方向からみた水車型の気化フィルタを抜き出した拡大斜視図である。
図9図4の矢印Hの方向からみた水車型の気化フィルタを抜き出した拡大斜視図である。
図10図8の白抜矢印Aの方向からみた矢視図である。
図11図3に示すI部を拡大した図であり、気化フィルタの周辺の空気の流れを説明する説明図である。
図12】本発明による水車型の気化フィルタの他の実施例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。図1および図2に示すように、本実施形態における加湿装置は、気化式の加湿装置であり、その筐体10が縦長の略直方体形状で構成されている。筐体10は、面積の最も大きい一方の側面に前面パネル32が形成され、この前面パネル32と対向する他方の側面に背面パネル34が形成されている。背面パネル34には、多数の開口部を設けた空気の吸込口26が形成されている。
【0017】
筐体10の上面には、操作パネル44と、この操作パネル44と隣接する矩形状のルーバ30とが配置されている。操作パネル44には、ユーザが加湿装置を運転操作するための各種ボタンや表示ランプなどが配されている。ルーバ30は、手動により開閉可能になっており、後述する空気の吹出口28となる。
【0018】
次に、筐体10の内部の構成を説明する。図3乃至図6に示すように、筐体10の内部には、吸込口26と吹出口28とを結ぶ空気通路が設けられている。この空気通路の上流側から下流側に向かって、プレフィルタ50、集塵フィルタ52、ヒータ脱臭ユニット54、気化フィルタ14、送風機12、オゾン発生ユニット16、マイナスイオン発生器46が順に配置されている。
【0019】
プレフィルタ50は、大きな埃やペットの毛などを捕集するフィルタであり、集塵フィルタ52は、小さな塵や花粉などを捕集するプリーツ構造のフィルタである。ヒータ脱臭ユニット54は、ヒータと脱臭フィルタとを備え、ヒータにより脱臭フィルタを加熱して、脱臭フィルタに付着した油の臭い、タバコやペットの臭いなどの悪臭成分を分解して除去するユニットである。
【0020】
気化フィルタ14は、通気性と吸水性を備えるプリーツ構造のフィルタであり、ポリエステルとレーヨンが50:50の割合で配合されたフィルタである。気化フィルタ14は、水を吸水して湿潤した状態で空気が通過する間に、水が気化して空気に湿度を与える。なお、気化フィルタ14の材質の種類や配合の割合は、これに限定することなく、適宜選択することができる。
【0021】
送風機12は、ファンモータ12aと、このファンモータ12aにより駆動されるファン12bとにより構成され、ファン12bを回転させることにより、吸込口26から空気を吸込み(白抜き矢印A)、この吸込んだ空気を空気通路を経て吹出口28から吹出す(白抜き矢印E、F)ものである。
【0022】
オゾン発生ユニット16は、送風機12の下流側から上方に延びる空気通路の上部に設けられ、オゾン発生ユニット16内の上流側から下流側に向かって、吸込口161、オゾン発生部16a、オゾン分解触媒58、低濃度オゾン吹出口162が順に配置されている。
【0023】
オゾン発生部16aは、水銀ランプなどのUVランプであり、UVランプの紫外線でオゾンを発生する。オゾン分解触媒58は、オゾン発生ユニット16内で発生したオゾンを低濃度オゾン吹出口162から吹出す際に、オゾン濃度を適正な範囲にするため、酸化チタンなどの金属触媒の作用によって、オゾンを分解する。
【0024】
オゾン発生ユニット16には、オゾン発生部16aよりも下流側でオゾン分解触媒58よりも上流側に、気化フィルタ14の風上面に向かって連通するオゾンダクト18が取付けられている。オゾンダクト18の先端には、気化フィルタ14の風上面にオゾン発生部16aで発生したオゾンを吹付ける吹付口18aが形成されている。吹付口18aから吹き付けられるオゾンにより、気化フィルタ14は除菌されるため、気化フィルタ14を清潔に保つことができる。
【0025】
マイナスイオン発生器46は、吹出口28付近の空気通路に配置され、放電電極と接地電極とを備えている。マイナスイオン発生器46は、直流高圧電源により放電電極と接地電極との間に、例えば、数kVの高電圧が印加されると、放電電極と接地電極との間にコロナ放電が起こり、コロナ放電で放出された電子が空気中の原子や分子と結合してマイナスイオンを発生する。
【0026】
筐体10内にはその他に、メイン基板40がプレフィルタ50および集塵フィルタ52の上部に配置され、加湿装置の動作を制御する制御部を備えている。制御部は、ユーザによる操作パネル44の各種ボタンの押下で決まる運転指示を受けて運転制御を行う。
【0027】
メイン基板40の制御部では、送風機12のファンモータ12aや後述する気化フィルタ14を回転するフィルタ回転モータ22aの駆動、オゾン発生ユニット16のUVランプ16aの点灯、マイナスイオン発生器46の電源オンオフなどの運転制御を行う。
【0028】
次に、以上説明してきた加湿装置の基本動作を説明する。加湿装置の加湿運転時、吸込口26から吸込まれた空気(白抜き矢印A)は、プレフィルタ50、集塵フィルタ52およびヒータ脱臭ユニット54を通過する間に除塵および脱臭される。次いで、除塵および脱臭された空気は、気化フィルタ14を通過する間に、湿潤した状態の気化フィルタ14から水が気化して加湿される。
【0029】
加湿された空気は、送風機12のファン12b内に吸引され、ファン12bの下流側から上方に延びる空気通路に送り出される(白抜き矢印B)。次いで、空気通路に送り出された空気は、ルーバ30を開けた状態で吹出口28から吹出される(白抜き矢印E)。
【0030】
マイナスイオン発生器46で発生したマイナスイオンは、吹出口28から吹出される空気(白抜き矢印E)に乗って放出される。放出されたマイナスイオンは、加湿装置の外部の空気中に浮遊するカビやウイルスなどの微生物に付着してこれらを不活性化する。
【0031】
加湿された空気の一部は、オゾン発生ユニット16内に吸込口161より取り込まれ(白抜き矢印C)、オゾン発生部16aによりオゾンが生成される。生成されたオゾンは、オゾン分解触媒58により余分なオゾンが分解される。余分なオゾンが分解されて低濃度(0.02ppm以下)になったオゾンは、低濃度オゾン吹出口162を通って(白抜き矢印F)、吹出口28から吹出される。
【0032】
一方、オゾン発生部16aで発生したオゾンの一部は、気化フィルタ14の風上面付近が負圧に、オゾン発生ユニット16付近が正圧になるため、この圧力差の作用によって、オゾンダクト18内に誘引され、吹付口18aから気化フィルタ14の風上面に吹付けられる(矢印D)。
【0033】
気化フィルタ14に吹付けられたオゾンは、吸込口26から吸込んだ空気とともに気化フィルタ14を通過する間に気化フィルタ14の除菌や消臭を行う。これにより、気化フィルタ14は常に清潔な状態で保たれる。
【0034】
次に、気化フィルタ14の周辺の構成を説明する。図4乃至図10に示すように、空気通路内には、気化フィルタ14が収容された水車ユニット15を備えている。水車ユニット15は水汲みカバー15aと歯車カバー15gを備えており、円盤状の水汲みカバー15aと歯車カバー15gを互いに嵌合することで、水車ユニット15の内部に円盤状の空間(気化フィルタ14を収容する気化フィルタ収容部)を形成する。なお、気化フィルタ収容部は、後述する水汲みカバー15aおよび歯車カバー15gに設けられる一対の収容部15f、15mにて構成されている。
【0035】
水汲みカバー15aは、輪状枠15bと回転軸15cとアーム部15dとを備えている。輪状枠15bの外周側には、円周方向に等間隔で複数の水汲みポケット15eが設けられ、輪状枠15bの内周側には、気化フィルタ14を収容する収容部15fが設けられている。回転軸15cは、空気の通過方向(白抜き矢印A)に円筒状に形成されており、空気の通過方向に直交する方向に放射状に延びる複数のアーム部15dを介して輪状枠15bと連結されている。複数のアーム部15d同士の間は開放されており、気化フィルタ14が露出されて空気が通過可能になっている。
【0036】
歯車カバー15gは、輪状枠15hと回転軸15iとアーム部15jとを備えている。輪状枠15hの外周側には、円周方向に一体形成された従動歯車15kが設けられ、輪状枠15hの内周側には、気化フィルタ14を収容する収容部15mが設けられている。回転軸15iは、空気の通過方向(白抜き矢印A)に円筒状に形成されており、空気の通過方向に直交する方向に放射状に延びる複数のアーム部15jを介して輪状枠15hと連結されている。複数のアーム部15j同士の間は開放されており、気化フィルタ14が露出されて空気が通過可能になっている。
【0037】
水車ユニット15は、従動歯車15kがフィルタ回転モータ22の出力軸に連結された駆動歯車22aと噛み合っており、シンクロナスモータなどのフィルタ回転モータ22を駆動することにより、回転軸15cおよび回転軸15iに直交する方向(矢印G)に、気化フィルタ14とともに一定速度で回転可能になっている。
【0038】
また、空気通路内には、水車ユニット15(気化フィルタ14)の下部側に、気化フィルタ14に給水するための水を供給する給水ユニット24を備えている。給水ユニット24は、給水トレイ24aと給水タンク保持部24bと仕切り板24cと一対の水車ユニット保持部24dとを備えている。
【0039】
給水トレイ24aは、図示しない給水タンクから供給された水を貯えるものであり、貫通孔24b1を介して給水タンク保持部24bと連通されている。給水タンク保持部24bは、給水タンクを保持する保持部であり、給水トレイ24aの水が一定の水位以下になると、給水タンクからの水を給水トレイ24aに貫通孔24b1を介して供給する。仕切り板24cは、水車ユニット15と給水タンクとの間を仕切るものである。
【0040】
一対の水車ユニット保持部24dは、給水トレイ24aの長手方向の両側面中央からそれぞれ立設され、水車ユニット15を回転自在に保持するものである。一対の水車ユニット保持部24dの上端は軸受部24hをそれぞれ備え、これらの軸受部24hに水車ユニット15の回転軸15cおよび回転軸15hが軸支されている。
【0041】
これにより、一対の水車ユニット保持部24dは、空気の通過方向(白抜き矢印A)に直交する気化フィルタ14の風上面および風下面にそれぞれ対向するように配置される。なお、一対の水車ユニット保持部24dは、給水トレイ24aに一定の水位の水が貯まった状態において、気化フィルタ14に直に吸水されない高さで、水汲みポケット15eで水汲み可能な高さに立設されている。
【0042】
一対の水車ユニット保持部24dは、空気通路を流れる空気の一部を通過させる通風孔24eをそれぞれ備えている。これらの通風孔24eは、縦桟24fと横桟24gで区切られた略矩形状の複数の孔からなっている。このように、水車ユニット保持部24dに通風孔24eを備えていても、縦桟24fが横桟24gで連結された構造になっているため、水車ユニット保持部24dの強度を確保することができる。なお、水車ユニット保持部24dは、本実施例では給水トレイ24aに一体形成しているが、給水トレイ24aとは別部材であってもよい。
【0043】
次に、加湿装置の加湿運転時、気化フィルタ14を湿潤させる動作を説明する。図8乃至図10に示すように、フィルタ回転モータ22が駆動されると、水車ユニット15は矢印Gの方向に回転し、給水トレイ24a内に貯まった水を水汲みポケット15eで汲み上げる。水車ユニット15の回転により、水汲みポケット15eが頂上付近に到達すると、汲み上げられた水が気化フィルタ14に掛かって吸水される。
【0044】
空になった水汲みポケット24は、水車ユニット15が一回転する毎に、給水トレイ24a内に貯まった水を繰返し汲み上げる。水車ユニット15が回転しているときは、複数の水汲みポケット15eによって汲み上げられた水が、気化フィルタ14に順次掛かって吸水されるため、気化フィルタ14の全面を湿潤な状態に保持する。
【0045】
次に、加湿装置の加湿運転時、気化フィルタ14による加湿動作を説明する。図11に示すように、 湿潤な状態に保持された気化フィルタ14を、ヒータ脱臭ユニット54で除塵および脱臭された空気が通過する際、気化フィルタ14に含まれる水が気化して通過空気が加湿される。
【0046】
このとき、除塵および脱臭された空気は、図8に示す複数のアーム部15d同士の間を通過するとともに、風上側の水車ユニット保持部24dに備えた通風孔24eを通過する(矢印J)。次いで、気化フィルタ14を通過し、加湿された空気として、図9に示す複数のアーム部15j同士の間を通過するとともに、風下側の水車ユニット保持部24dに備えた通風孔24eを通過する(矢印K)。
【0047】
この結果、本実施形態による加湿装置においては、気化フィルタ14の全面のうち、風上側の水車ユニット保持部24dに対向する気化フィルタ14の一部分にも、通風孔24eを介して除塵および脱臭された空気の一部が通過することになるので、気化フィルタ14を有効利用することができる。
【0048】
具体的には、風上側の水車ユニット保持部24dが気化フィルタ14に対する通風の妨げにならず、空気の加湿に寄与する気化フィルタ14の利用面積が増えるため、気化フィルタ14を通過する通過風量を大きくすることができ、気化フィルタ14での加湿量を十分に確保することができる。
【0049】
また、風下側の水車ユニット保持部24dが気化フィルタ14で加湿された空気に対する通風の妨げにならないため、空気のよりスムーズな流れを形成して吹出口28から加湿された空気を吹出すことができる。
【0050】
次に、図12を用いて、一対の水車ユニット保持部24dのその他の実施例を説明する。なお、これまでに説明した本実施形態による加湿装置とは、一対の水車ユニット保持部24dの上端に備える軸受部24hの構造が相違するのみであるため、その他の構成については説明を省略する。
【0051】
図12に示すように、風上側の水車ユニット保持部24dには、軸受部24hの中心を貫通させて、空気通路を流れる空気の一部を通過させる貫通孔24iを備えている。図示しない風下側の水車ユニット保持部24dにも同様に、軸受部24hの中心を貫通させて、空気通路を流れる空気の一部を通過させる貫通する貫通孔24iを備えている。
【0052】
除塵および脱臭された空気の一部は、風上側の水車ユニット保持部24dに備えた貫通孔24iを通過し、次いで、円筒状の回転軸15cを介して気化フィルタ14を通過し、加湿された空気として、円筒状の回転軸15iを介して風下側の水車ユニット保持部24dに備えた貫通孔24iを通過する。この結果、本実施形態による加湿装置においては、空気の加湿に寄与する気化フィルタ14の利用面積を更に増やすことができ、気化フィルタ14を通過する通過風量をより大きくすることができる。
【符号の説明】
【0053】
10 筐体
12 送風機
12a ファンモータ
12b ファン
14 気化フィルタ
15 水車ユニット
15a 水汲みカバー
15b 輪状枠
15c 回転軸
15d アーム部
15e 水汲みポケット
15f 収容部
15g 歯車カバー
15h 輪状枠
15i 回転軸
15j アーム部
15k 従動歯車
15m 収容部
16 オゾン発生ユニット
161 吸込口
162 低濃度オゾン吹出口
16a UVランプ
18 オゾンダクト
18a オゾン吹付口
22 フィルタ回転モータ
22a 駆動歯車
24 給水ユニット
24a 給水トレイ
24b 給水タンク保持部
24b1 貫通孔
24c 仕切り板
24d 水車ユニット保持部
24e 通風孔
24f 縦桟
24g 横桟
24h 軸受部
24i 貫通孔
24j 凹部
24k リブ
26 吸込口
28 吹出口
30 ルーバ
32 前面パネル
34 背面パネル
36 分解オゾン吹出口
40 メイン基板
44 操作パネル
50 プレフィルタ
52 集塵フィルタ
54 ヒータ脱臭ユニット
58 オゾン分解触媒
図1
図2
図3
図4
図5
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図12