JP2006152896A - Synthetic resin molded centrifugal pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポンプケーシング、ガイドベーン(本発明では「内部ケーシング」と称す。)、バックケーシングおよび渦巻き状の遠心羽根車を合成樹脂により成型し、かつ、この遠心羽根車は前面側を開放したセミオープンタイプであり、かつ、上記のポンプケーシングの内部において、内部ケーシングを遠心羽根車に対向して配置しかつバックケーシングに当接して固定する合成樹脂製の遠心ポンプに関する。 In the present invention, a pump casing, a guide vane (referred to as an “inner casing” in the present invention), a back casing, and a spiral centrifugal impeller are molded from synthetic resin, and the centrifugal impeller is opened on the front side. The present invention relates to a synthetic resin centrifugal pump that is a semi-open type and has an inner casing disposed opposite to a centrifugal impeller and fixed in contact with a back casing inside the pump casing.
渦巻きポンプは出願人においても種々開発している(例えば、特許文献1参照。)。ところで、海水や化学液を取り扱う渦巻きポンプにおいては、ポンプケーシングや遠心羽根車などの接液部品を鋳鉄やステンレスなどの金属材料により形成すると、接液部品が海水や化学液に触れ、錆や腐食を生じる不具合がある。このため、ポンプケーシングおよび遠心羽根車を合成樹脂により成型した渦巻きポンプが知られている。 Various types of centrifugal pumps have been developed by the applicant (see, for example, Patent Document 1). By the way, in a centrifugal pump that handles seawater and chemical liquids, when wetted parts such as pump casings and centrifugal impellers are made of metallic materials such as cast iron and stainless steel, the wetted parts touch seawater and chemical liquids, causing rust and corrosion. There is a bug that causes For this reason, the spiral pump which shape | molded the pump casing and the centrifugal impeller with the synthetic resin is known.
この合成樹脂製のポンプにおいて、通常の遠心羽根車は、背面板と、これに対向して離間しかつ中央部に開口を有する前面板と、この背面板と前面板との間に放射方向に渦巻き状に延びる複数の羽根とで構成されている。このような遠心羽根車は中央部に連結された駆動軸で回転されると、前面板の開口部より液体を羽根車内に導入し、この液体を各羽根間の通路を介して加圧し、各羽根の放射方向の渦巻き先端側の開放された吐出口からその外周部に液体を送り出す。 In this synthetic resin pump, an ordinary centrifugal impeller includes a back plate, a front plate that is spaced apart from the back plate and has an opening in the center, and a radial direction between the back plate and the front plate. A plurality of blades extending in a spiral shape. When such a centrifugal impeller is rotated by a drive shaft connected to the center portion, a liquid is introduced into the impeller from an opening of the front plate, and the liquid is pressurized through a passage between the blades. A liquid is sent out to the outer peripheral part from the discharge outlet opened on the spiral spiral side in the radial direction of the blade.
一方、これに対して、遠心羽根車の前面側を開放したセミオープン構造のポンプがある。図6に示すように、このセミオープン型の遠心羽根車30は、背面板42と、この背面板42の前面に放射方向に渦巻き状に延びる複数の羽根43とで構成されており、前面板が無く、前面側が開放された構造をなしている。
On the other hand, there is a semi-open structure pump in which the front side of the centrifugal impeller is opened. As shown in FIG. 6, the semi-open
そこで、このようなセミオープン構造の渦巻きポンプを説明すると、図2に示すように、ポンプケーシング1の内部に、セミオープン型の遠心羽根車30と、この遠心羽根車30に対向して前面に配置の内部ケーシング11を有している。この内部ケーシング11は遠心羽根車30の外周に渦巻き状の通路44を設け、さらにその外周を包囲して背面側に延びバックケーシング8に当接している。この渦巻き状の通路44を通ってポンプで送給する液体が内部ケーシング11の吐出口45から吐出される。この場合、図3に示す内部ケーシング11の吐出口45の位置によりポンプの揚水効率が左右される。
Therefore, a semi-open centrifugal pump will be described. As shown in FIG. 2, a semi-open
一般にセミオープン構造の渦巻きポンプは、上記の内部ケーシングの固定方法として、上記のバックケーシングを固定する接触面に凹みを設け、これと組み合う上記の内部ケーシングの固定面に凸を設け、それぞれを嵌め合い位置を固定する構造をなしている。 In general, a centrifugal pump with a semi-open structure is provided with a recess on the contact surface for fixing the back casing and a protrusion on the fixing surface of the inner casing to be combined with the inner casing. It has a structure that fixes the mating position.
ところで、このようなセミオープン型の渦巻きポンプでは、例えば、内部ケーシング11の接触面11bとバックケーシング8の接触面8bとの両者の隙間寸法A(図2に示す)と、羽根43の羽根前端43aと内部ケーシング11の遠心羽根車30と対向する内部ケーシング内面11cとの間の隙間寸法B(図2に示す)がポンプの揚水性能を大きく左右する。
By the way, in such a semi-open type centrifugal pump, for example, the gap dimension A (shown in FIG. 2) between the
先ず、前者の隙間寸法Aについて考察すると、内部ケーシング11の接触面11bとバックケーシング8の接触面8bとの隙間寸法Aが大きい場合は、羽根車30の各羽根間の通路46で加圧された液体が内部ケーシング11の壁面に沿って内部ケーシング11の吐出口45から吐出するとき、内部ケーシング11の接触面11bとバックケーシング8の接触面8bとの隙間寸法Aより液体が漏れ、ポンプの揚水効率が低下する。次に、後者の隙間寸法Bについて考察すると、羽根43の羽根前端43aと内部ケーシング11の遠心羽根車30と対向する内部ケーシング内面11cとの隙間寸法Bが大きい場合は、羽根車30の各羽根間の通路46で加圧された液体が漏れ、ポンプの揚水効率が低下し、また隙間寸法Bが小さい場合は、壁面抵抗が増し、羽根車30の回転効率が低下する。
First, considering the former gap dimension A, when the gap dimension A between the
このため、内部ケーシング11の接触面11bとバックケーシング8の接触面8bとの隙間寸法Aと、羽根43の羽根前端43aと内部ケーシング11の遠心羽根車30と対向する内部ケーシング内面11cとの間の隙間寸法Bは、高精度に管理する必要がある。そこで、羽根43の羽根前端43aと内部ケーシング11の遠心羽根車30と対向する内部ケーシング内面11cとの間の隙間寸法Bを調整する方法としては、図2に示すように、駆動軸28の段部28aと羽根車30との間に調整シム33を介在させ、調整シム33の厚みを変更することにより隙間寸法Bを調整するようにしている。
For this reason, the clearance dimension A between the
さらに、軸封装置としてメカニカルシール34を使用しているが、このメカニカルシール34には回転側メカニカルシール34aと固定側メカニカルシール34bがある。図2に示すように、回転側メカニカルシール34aは羽根車30の背面板42の背面側に設置されており、固定側メカニカルシール34bはバックケーシング8の前面側に設置されている。また、このメカニカルシール34には、メカニカルシールの取付寸法Cが決定されている。この取付寸法Cを守らなければ、メカニカルシール34より液漏れが生じ、揚水効率が低下する。このため、メカニカルシールの取付寸法Cを管理する必要がある。
Further, a
ところで、海水や化学液を取り扱うこの種のセミオープン型の渦巻きポンプは、樹脂成形部品を使用しているため、それぞれの部品の寸法精度は成型で規定されており、その寸法精度を上げることは難しい。したがって、内部ケーシング11の接触面11bとバックケーシング8の接触面8bとの隙間寸法Aが大きくなる心配がある。また、羽根43の羽根前端43aと内部ケーシング11の遠心羽根車30と対向する内部ケーシング内面11cとの間の隙間寸法Bを調整する時、メカニカルシール34の取付寸法内に収まらず、メカニカルシール34から液漏れが発生する問題がある。
By the way, this kind of semi-open type centrifugal pump that handles seawater and chemical liquid uses resin molded parts, so the dimensional accuracy of each part is regulated by molding, and raising the dimensional accuracy is not possible. difficult. Therefore, there is a concern that the gap dimension A between the
本発明が解決しようとする課題は、上記の問題を解決するものであり、内部ケーシングの接触面とバックケーシングの接触面との隙間寸法を小さく管理できると共に、羽根の前端と内部ケーシングの遠心羽根車と対向する内部ケーシング内面との間の隙間寸法を調整する場合においても、メカニカルシールの取付寸法内に収まるように隙間寸法を管理できる合成樹脂製の渦巻きポンプを提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to solve the above-mentioned problem, and the gap between the contact surface of the inner casing and the contact surface of the back casing can be managed to be small, and the front end of the blade and the centrifugal blade of the inner casing A synthetic resin spiral pump capable of managing a gap dimension so as to be within a mounting dimension of a mechanical seal even when adjusting a gap dimension between an inner casing inner surface facing a vehicle.
課題を解決するための本発明の手段は、請求項1の発明では、合成樹脂により成型したポンプケーシング内に合成樹脂成型製の内部ケーシングを配設し、該内部ケーシングを合成樹脂成型製の遠心羽根車と対向して配置しかつバックケーシングに当接して固定した遠心ポンプにおいて、該遠心羽根車と対向する内部ケーシング内面の寸法精度及び該バックケーシングに当接して固定する内部ケーシングの接触面の寸法精度をそれぞれ機械加工により高精度な面に仕上げたことを特徴とする合成樹脂成型製の遠心ポンプである。 According to a first aspect of the present invention, a synthetic resin molded inner casing is disposed in a pump casing molded from a synthetic resin, and the inner casing is made of a synthetic resin molded centrifuge. In the centrifugal pump that is disposed opposite to the impeller and fixed in contact with the back casing, the dimensional accuracy of the inner casing inner surface that faces the centrifugal impeller and the contact surface of the inner casing that contacts and fixes the back casing. A centrifugal pump made of synthetic resin, characterized in that each of the dimensional accuracy is finished to a highly accurate surface by machining.
請求項2の発明では、上記のバックケーシングに当接して固定する内部ケーシングの接触面に凹状穴を設け、該内部ケーシングの凹状穴に対応するバックケーシングの位置に凸状突起を設け、該内部ケーシングの接触面の凹状穴にバックケーシングの凸状突起を嵌挿して、該内部ケーシングを該バックケーシングに当接して固定し、該内部ケーシングを当接して固定するバックケーシングの接触面の寸法精度を機械加工により高精度な面に仕上げたことを特徴とする請求項1の手段の合成樹脂成型製の遠心ポンプである。
In the invention of
請求項3の発明では、上記のバックケーシングと内部ケーシングとの当接して固定する接触面に対向して共に凹状穴を設け、その凹状穴にピンを差し込んで該バックケーシングと内部ケーシングを当接して固定し、該内部ケーシングを当接して固定するバックケーシングの接触面の寸法精度を機械加工により高精度な面に仕上げたことを特徴とする請求項1の手段の合成樹脂成型製の遠心ポンプである。
According to a third aspect of the present invention, a concave hole is provided on both sides of the contact surface between the back casing and the inner casing that are in contact and fixed, and a pin is inserted into the concave hole so that the back casing and the inner casing are in contact with each other. The synthetic resin-molded centrifugal pump according to
上記の手段の作用について説明する。請求項1の発明によれば、内部ケーシングの遠心羽根車と対向する内部ケーシング内面と、内部ケーシングのバックケーシングとの接触面を機械加工により高精度な面に仕上げたことにより、内部ケーシングの寸法精度が上がってメカニカルシールをその取付寸法内に収めることができ、その結果、液漏れ防止効果が向上し、ポンプの揚水特性が影響されなくなる。さらに内部ケーシングの固定面とバックケーシングの固定面との隙間寸法Aを小さくすることができ、ポンプの揚水特性が影響されなくなる。 The operation of the above means will be described. According to the first aspect of the present invention, the inner casing inner surface facing the centrifugal impeller of the inner casing and the contact surface of the inner casing with the back casing are finished to a highly accurate surface by machining, whereby the dimensions of the inner casing are obtained. The accuracy can be increased and the mechanical seal can be accommodated within the mounting dimensions. As a result, the liquid leakage prevention effect is improved and the pumping characteristics of the pump are not affected. Furthermore, the gap dimension A between the fixed surface of the inner casing and the fixed surface of the back casing can be reduced, and the pumping characteristics of the pump are not affected.
請求項2の発明によれば、内部ケーシングの接触面に凹状穴を設け、またバックケーシングに凸状突起を設け、それぞれを嵌め合うことにより、内部ケーシングの位置を固定することができ、ポンプの揚水特性が影響されなくなる。さらに、内部ケーシングの接触面に凹状穴を設けることにより、突出部が無いのでその接触面を機械加工により高精度な面とすることが容易にでき、それにより、内部ケーシングの接触面とバックケーシングの接触面との隙間寸法Aを一層に小さく管理できると共に、羽根車の前面と内部ケーシングの遠心羽根車と対向する内部ケーシング内面との間の隙間寸法Bを調整する場合においても、メカニカルシールの取付寸法内に収まるように管理でき、ポンプの揚水特性が影響されなくなる。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、バックケーシングと内部ケーシングとの接触面に対向して共に凹状穴を設け、その凹状穴にピンを差し込んで嵌め合うことにより、内部ケーシングの位置を固定することができ、ポンプの揚水特性が影響されなくなる。さらに、バックケーシングと内部ケーシングとの接触面に対向して共に凹状穴を設けることは、その接触面を共に機械加工により高精度な面とすることができ、それにより、内部ケーシングの固定面とバックケーシングの固定面との隙間寸法Aを一層に小さく管理できると共に、羽根車の前面と内部ケーシングとの間の隙間寸法Bを調整する場合においても、メカニカルシールの取付寸法内に収まるように管理でき、ポンプの揚水特性が影響されなくなる。
According to the invention of
以上説明したように、本発明によれば、内部ケーシングに関して遠心羽根車と対向する内部ケーシング内面、およびバックケーシングに固定する接触面を機械加工しているので、この内部ケーシングの寸法精度を上げることが可能になる。さらに、バックケーシングに関しても内部ケーシングとの接触面を機械加工しているので、バックケーシングの寸法精度を上げることも可能になる。つまり、内部ケーシングと遠心羽根車の羽根前端との隙間調整の精度の向上、さらに、内部ケーシングとバックケーシングとの隙間及びメカニカルシールの取付寸法の変動を小さくすることが可能になる。その結果、ポンプの揚水特性の低下を抑制し、メカニカルシールからの漏水も防止できるなど、本発明は優れた効果を奏する。 As described above, according to the present invention, since the inner casing inner surface facing the centrifugal impeller and the contact surface fixed to the back casing are machined with respect to the inner casing, the dimensional accuracy of the inner casing is increased. Is possible. Furthermore, since the contact surface with the inner casing is machined with respect to the back casing, the dimensional accuracy of the back casing can be increased. In other words, it is possible to improve the accuracy of adjusting the gap between the inner casing and the blade front end of the centrifugal impeller, and to reduce the variation in the gap between the inner casing and the back casing and the mounting dimensions of the mechanical seal. As a result, the present invention has excellent effects such as suppressing a decrease in pumping characteristics of the pump and preventing water leakage from the mechanical seal.
本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。図1及び図2に示す渦巻き遠心ポンプにおいて、ポンプケーシング1はPPE樹脂などの合成樹脂から成型する。この合成樹脂製のポンプケーシング1は、図2に示すように、前面の中央部に吸込口2が設けてあり、この吸込口2に対向して吸込フランジ管継手3がボルト4にて固定されている。また、ポンプケーシング1の上面部にポンプの吐出口5が設けてあり、この吐出口5に対向して吐出フランジ管継手6がボルト7にて固定されている。図1に見られるように、ポンプケーシング1の背面部にはPPE等の合成樹脂製のバックケーシング8が嵌め合わされており、この背面部はボルト9によってバックケーシング8に固定されている。また、ポンプケーシング1の内部には中央部に吸込口10を有する内部ケーシング11がバックケーシング8に対向して設置されており、さらにボルト12によってバックケーシング8に固定されている。この固定方法については後述する。
The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In the spiral centrifugal pump shown in FIGS. 1 and 2, the
上記の吸込フランジ管継手3及び吐出フランジ管継手6には図示しない吸込管及び吐出管が連結されるようになっている。また、吸込フランジ管継手3の内部端面には、弁座13が設けてあり、この弁座13には一方向弁を構成する弁体14が離脱可能に着座するようになっている。弁体14は周囲にパッキン部15を設けており、このパッキン部15が吸込フランジ管継手3とポンプケーシング1の間で挟持されている。そして、弁体14はパッキン部15の根元部分が弾性変形することにより弁座13に接離する構造になっている。これにより、ポンプケーシング1内部に流体圧力が加わると弁座13に着座して吸込口2を閉止する。
A suction pipe and a discharge pipe (not shown) are connected to the suction flange pipe joint 3 and the discharge
ポンプケーシング1の内部には仕切り壁16が設けてあり、この仕切り壁16の内部には内部ケーシング11の吸込口10に連なる通路17が存在する。この仕切り壁16の端部はOリング18を介して、内部ケーシング11と嵌め合わされている。また、仕切り壁16の外周には、ポンプケーシング1の壁面に囲まれた気液分離室19が設けてある。
A
ポンプケーシング1の上部には、図2に示すように、吐出口5に隣接して呼び水口20が設けてある。この呼び水口20には、呼び水キャップ21が設置され、呼び水口20を閉止する。また、上記のポンプケーシング1の下部には、排水口22が設けてあり、排水キャップ23を排水口22に設置することにより通常は閉止している。
As shown in FIG. 2, a priming
また、図1に示すように、バックケーシング8は背面側にブラケット24を嵌め合わせ、ボルト25にて固定されており、上記ブラケット24は電動機26にボルト27にて固定されている。電動機26は電動機軸と一体の駆動軸28を備えており、この駆動軸28はバックケーシング8の中央部に設けてある駆動軸導入口29を通りポンプケーシング1内部に導入されている。この駆動軸28の先端には遠心羽根車30が上記の内部ケーシング11に対向して固定ナット31により固定されている。上記の遠心羽根車30の中心部には、図8に示すように、駆動軸28が貫通される駆動軸取付穴32を有し、貫通した駆動軸28の先端に固定ナット31を螺合して締め付けることで遠心羽根車30が固定されている。この時、駆動軸28には遠心羽根車30の位置を規制する段部28aが設けてあり、必要に応じてこの駆動軸28の段部28aと遠心羽根車30との間に調整シム33を介入させることにより、遠心羽根車30の位置を調整することが可能となっている。
Further, as shown in FIG. 1, the
ここで図8の(a)及び(b)により遠心羽根車30の構造を示す。遠心羽根車8は上記のとおり駆動軸28が貫通される駆動軸取付穴32を有し、駆動軸取付穴32の周囲に円形の背面板42を有し、この背面板41の中心部を除いてその周囲に渦巻き状の羽根43が背面板41から前面側に羽根前端43aを延ばして設けられており、セミオープン型の羽根車を形成しており、この実施例では5枚の羽根43が設けられている。
Here, FIGS. 8A and 8B show the structure of the
さらに、遠心羽根車30の背面中央部とバックケーシング8の前面中央部との間に、軸封装置であるメカニカルシール34が設置されており、駆動軸28は、このメカニカルシール34を貫通して設置されている。このメカニカルシール34により、駆動軸28と駆動軸導入口29との間の気密が保たれている。
Further, a
なお、駆動軸28には、バックケーシング8の駆動軸導入口29の背面側に水切り板35が設置されている。これは、万一、メカニカルシール34より液漏れが生じた場合、液が駆動軸28を伝って電動機26に浸入しようとするのを遠心力ではじき飛ばすためのものである。上記のブラケット24は水切り板35によりはじき飛ばされた液を排出できるように水切り板35の周りに空間36を設けている。
The
さらに、上記電動機26の下部にはボルト37によりベース38が取付けられており、このベース38はボルト39により固定ベース40に固定されている。
Further, a
上記の内部ケーシング11について、さらに図3〜図7により説明する。内部ケーシング11はPPE樹脂などの合成樹脂により成型されたものであり、遠心羽根車30と対向する内部ケーシング内面11cおよび上記のバックケーシング8当接して固定する接触面11bを機械加工により旋削仕上げしている。先ず、上記のバックケーシング8に当接して固定する接触面11bを機械加工によって内部ケーシング11の接触面の平面度の精度を上げている。これにより、内部ケーシング11とバックケーシング8との隙間寸法Aが小さくなり、この隙間からの漏水の増大が防止でき、ポンプの揚水特性の低下が抑制されている。
The
さらに、遠心羽根車30と対向する内部ケーシング内面11cを機械加工により旋削仕上げすることによって、内部ケーシング11と遠心羽根車30の羽根前端43aとの隙間寸法Bを可能な限り小さく調整することが可能となり、この隙間から揚水がロスして漏れ出す量の増大が防止でき、ポンプの揚水特性の低下が抑制されている。さらに、遠心羽根車30と対向する内部ケーシング内面11cおよびバックケーシング8に固定する接触面11bを共に出来るだけ同じ幅分の機械加工により仕上げることで、内部ケーシング11の寸法精度が上がり、メカニカルシール34の取付寸法Cの幅の変動が可能な限り小さくなり、常に一定の取り付け寸法Cになるようにされている。このことにより、メカニカルシール34からの漏水の増大が防止でき、ポンプの揚水特性の低下の抑制が図られ、さらに電動機26への液の浸入が抑制されている。
Further, by turning the inner casing
さらに、図4に示すように、内部ケーシング11には3箇所の凹状穴11aの部分が設けてあり、一方、図5に示すように、上記のバックケーシング8には、凸状突起8aが設けてある。これらを嵌め合って図7の(a)に示すように固定し、さらに内部ケーシング11とバックケーシング8をボルト12により内部ケーシング11の前面側からボルト締めする。これにより、内部ケーシング11をバックケーシング8に取り付け、内部ケーシング11の位置を正確に固定することが可能になり、内部ケーシング11の取り付けの隙間寸法Aの精度が上がるため、ポンプの揚水特性の低下を抑制することができる。
Further, as shown in FIG. 4, the
また、図4に示す内部ケーシング11の3箇所の凹状穴11aの部分に対応する図6に示すバックケーシング8の位置に凹状穴8cを設けている。そして、図7(b)に示すように、内部ケーシング11の凹状穴11aおよびこれに対向するバックケーシング8の凹状穴8cにピン41を挿入し、嵌め合った内部ケーシング11とバックケーシング8を固定し、さらに内部ケーシング11とバックケーシング8をボルト12により内部ケーシング11の前面側からボルト締めする。図7の(a)の場合と同様に、内部ケーシング11をバックケーシング8に取り付け、内部ケーシング11の位置を正確に固定することが可能となり、ポンプの揚水特性の低下を抑制することができる。さらに、図7の(b)に示すピン41により位置を固定するものでは、内部ケーシング11の接触面11bおよびバックケーシング8の接触面8bは共に凸状突起を有さないため、これらの接触面8bおよび接触面11bは極めて容易に機械加工により精度を高めることができる。そこで内部ケーシング11の取り付けの隙間寸法Aの精度が上がると共にメカニカルシール34の取付寸法Bの変動が小さくなる。このことによりメカニカルシール34からの漏水の増大が防止されることとなり、ポンプの揚水特性の低下の抑制および電動機26への液の浸入を抑制することがより一層に可能となる。
Moreover, the
1 ポンプケーシング
1a 背面部
2 吸込口
3 吸込フランジ管継手
4 ボルト
5 吐出口
6 吐出フランジ管継手
7 ボルト
8 バックケーシング
8a 凸状突起
8b 接触面
8c 凹状穴
9 ボルト
10 吸込口
11 内部ケーシング
11a 凹状穴
11b 接触面
11c 内部ケーシング内面
12 ボルト
13 弁座
14 弁体
15 パッキン部
16 仕切り壁
17 内部ケーシングへの通路
18 Oリング
19 気液分離室
20 呼び水口
21 呼び水キャップ
22 排水口
23 排水キャップ
24 ブラケット
25 ボルト
26 電動機
27 ボルト
28 駆動軸
28a 段部
29 駆動軸導入口
30 遠心羽根車
31 固定ナット
32 駆動軸取付穴
33 調整シム
34 メカニカルシール
34a 回転側メカニカルシール
34b 固定側メカニカルシール
35 水切り板
36 空間
37 ボルト
38 ベース
39 ボルト
40 固定ベース
41 ピン
42 背面板
43 羽根
43a 羽根前端
44 渦巻き状の通路
45 吐出口
46 各羽根間の通路
A 隙間寸法
B 隙間寸法
C メカニカルシールの取付寸法
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