JP4463964B2 - 粉体供給装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉体供給装置、さらに詳しくは、複数個の計量室を備える回転テーブルを利用して、粉体貯槽内の粉体を、連続的にかつ定量的に空気輸送管路に供給する粉体供給装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
複数個の計量室を備える回転テーブルにより、粉体貯槽内の粉体を、連続的にかつ定量的に空気輸送管路に供給する粉体供給装置の一つの典型例は、空気輸送管路に開口する排出口が形成された粉体貯槽と、粉体貯槽内に回転自在に配設され外周部の周方向に粉体を導入し排出口に排出するための上開口及び下開口を有する複数個の計量室が形成された回転テーブルとを備えている。回転テーブルが駆動モータにより回転されると、計量室の各々は、粉体が導入される導入部、排出口に排出される排出部、並びに排出口の回転方向前後に形成され計量室の上開口及び下開口が閉塞される前側閉塞部及び後側閉塞部を通して移動される。
【0003】
導入部において計量室に導入された粉体は、続く前側閉塞部において上開口及び下開口が閉塞され計量室の容量に規定され計量される。続く排出部に計量室が移動すると、上開口及び下開口の閉塞は解除され、粉体は排出口を通して空気輸送管路に排出される。排出された粉体は、空気輸送管路を流れる圧力空気により所定の場所に送られる。
【0004】
排出部において粉体の排出された空の計量室は、続く後側閉塞部に通され上開口及び下開口が閉じられる。この閉塞された計量室の中には、排出部において連通した空気輸送管路の圧力空気が流入している。後側閉塞部を通過した計量室は、再び粉体貯槽内の導入部に移動し、空の計量室に粉体が再び導入される。
【0005】
かくして粉体は、回転テーブルの、計量室の容積、回転数などを規定することにより、連続的にかつ定量的に空気輸送管路に供給される。
【0006】
上述のように構成された粉体供給装置において、粉体の排出口の前後に形成された閉塞部は、計量室を閉塞し粉体を計量する目的の他に、重要な役目を有している。すなわち、前側閉塞部及び後側閉塞部によって、空気輸送管路を流れる圧力空気が粉体貯槽の中に流れ込むのが阻止されている。空気輸送管路の圧力空気が粉体貯槽の中に多量に漏れてしまうと、粉体の適切な輸送が不可能になる。したがって、計量室の上下の開口を閉じる例えば上開口に摺接するすり切り板、下開口に摺接する底壁などの閉塞部材と、計量室とのすき間は、極力小さくし、圧力空気の漏れをできるだけ回避することが重要である。
【0007】
一方、これらの閉塞部材には、計量室の側から空気輸送管路の圧力空気によって押離そうとする押離力が作用する。そこで、閉塞部材が押離されすき間が大きくならないようにするために、閉塞部材は、この押離力に対向して計量室に向け、ばね、ゴムなどの手段によって押付けられ、あるいはボルトなどによって押付方向のすき間を所定の大きさに保持するようにして取付けられている。この押離力は、圧力空気の圧力の大きさに応じて変動する。すなわち、輸送粉体の種類、輸送距離、輸送高さなどによって変動する。そこで、ばね、ゴムなどによる閉塞部材を押付ける押圧力の大きさは、閉塞部材に作用する押離力の最大値よりも大きくなるように設定されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したとおりの形態の従来の粉体供給装置には、次のとおりの解決すべき問題がある。
【0009】
(1)摺接部分の損傷:
ばね、ゴムなどにより閉塞部材を計量室へ押付ける実際の押圧力は、ばね、ゴムなどによる押圧力と、逆方向に作用する押離力との差になるので、空気輸送管路の圧力空気の圧力が低く押離力が小さい場合においては、閉塞部材は不必要な大きな押圧力により計量室に押付けられる。また、計量室と閉塞部材との間に噛み込まれる粉粒、異物なども、この大きな押圧力で押付けられる。したがって、計量室と閉塞部材の摺接部分の摩耗が増加する、摺接部分が損傷するなどの問題が発生する。
【0010】
(2)粉塵の発生、かさ密度の減少:
閉塞部材と計量室との摺接部分が摩耗、損傷し、すき間が適切に保持されなくなると、粉体貯槽内に漏れる圧力空気も多くなり、貯槽内の粉体が吹き上げられる。そして、粉塵が生ずる、粉体に空気が混入し粉体のかさ密度(単位容積当たりの粉体の重量)が小さくなり計量室に導入される粉体の量が少なくなって定量性が保持できなくなる、などの問題が発生する。
【0011】
(3)回転テーブルの駆動不具合:
閉塞部材が計量室に過度に押付けられると、また摺接部分が損耗すると、回転テーブルを回転させる駆動モータの負荷が大きくなる、回転が不安定になる、さらには回転が停止してしまう、などの問題が発生する。
【0012】
本発明は上記事実に鑑みてなされたもので、その主たる技術的課題は、複数個の計量室を備える回転テーブルを利用して、粉体を連続的にかつ定量的に空気輸送管路に供給する粉体供給装置において、空気輸送管路と粉体貯槽内との間を閉塞させる閉塞部材を計量室に押付ける押圧力が、計量室の側から閉塞部材を押離そうとする押離力が変動しても実質上変動することがないように、また過度に押圧することがないようにし、計量室と閉塞部材の摺接部分が損傷する問題、粉塵が発生する問題、また粉体の定量性が保持できなくなる問題、さらに回転テーブルの駆動不具合の問題、などを解決することができるようにした、粉体供給装置を提供することである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、上記技術的課題を解決する粉体供給装置として、空気輸送管路に開口する排出口が形成された粉体貯槽と、該粉体貯槽内に回転自在に配設され外周部の周方向に粉体を導入し該排出口に排出するための上開口及び下開口を有する複数個の計量室が形成された回転テーブルと、該回転テーブルの回転方向における該排出口の前後に配設され該上開口及び下開口をそれぞれ閉塞させる上部閉塞部材及び下部閉塞部材と、エアバッグを有し該上部閉塞部材及び下部閉塞部材の各々を該計量室に向け押圧する押圧手段とを備え、該エアバッグに、該空気輸送管路を流れる圧力空気が導かれている、ことを特徴とする粉体供給装置が提供される。
【0014】
本発明による粉体供給装置においては、閉塞部材を押圧する押圧手段にエアバッグが備えられ、エアバッグには空気輸送管路の圧力空気が導かれる。そして、圧力空気の圧力変動により計量室の側から閉塞部材に作用する押離力が変動しても、エアバッグにより閉塞部材に作用する押圧力も圧力空気の圧力変動に応じて変動するので、閉塞部材を計量室に押付ける閉塞部材の重量などによる実際の押圧力を実質上変動のないものにすることができ、また押圧力を過度に大きくしなくてもよいようにすることができる。
【0015】
好適実施形態においては、該空気輸送管路の該粉体貯槽の排出口より上流の圧力空気が、該エアバッグに導かれている。
【0016】
そして、上流側の安定した圧力空気をエアバッグに導くとともに、粉体貯槽から空気輸送管路に排出された粉体、粉塵などの異物がエアバッグに混入しないようにする。
【0017】
好適実施形態においては、該押圧手段はさらに、該下部閉塞部材を該計量室に向けて付勢する付勢手段を備えている。また、該付勢手段は、圧縮ばねを備えている。
【0018】
そして、下部閉塞部材をエアバッグによる押圧力の他に付勢手段により下部閉塞部材を保持しさらに計量室に向けて付勢することにより、下部閉塞部材を計量室から離す方向に働く下部閉塞部材の重量などの影響を除くことができ、さらに付勢力によって下部閉塞部材の実際の押圧力を任意に、例えば上部閉塞部材の押圧力に相当する力に容易に設定することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成された粉体供給装置の好適実施形態を図示している添付図面を参照して、さらに詳細に説明する。
【0020】
図1〜図3を参照して説明すると、図示の粉体供給装置は、空気輸送管路2に開口する排出口4を有する粉体貯槽6と、粉体貯槽6内に回転自在に配設され外周部の周方向に、粉体を導入し排出口4に排出するための上開口8a及び下開口8bを有する複数個の計量室8が形成された回転テーブル10と、回転テーブル10の回転方向(図2に矢印Rで示す)における排出口4の前後に配設され上開口8aを閉塞させる上部閉塞部材である上部すり切り板12及び下開口8bを閉塞させる下部閉塞部材である下部すり切り板14と、上部すり切り板12及び下部すり切り板14の各々を、エアバッグ16を有し計量室8に向け押圧する押圧手段18とを備えている。
【0021】
粉体貯槽6は、円板状の底壁20と、底壁20の周縁部から上方に延び基本的に円筒状に形成された周壁22を有する下部貯槽24及びそれに続く上部貯槽26とを備えている。下部貯槽24は、平面視(図2)において周壁22の一部を矩形状に外方に突出させた突出部28を備えている。突出部28の上端部は上部貯槽26のフランジ27によって閉じられ、下端部は底壁20に取付けられたカバー30によって閉じられている。この突出部28内に排出口4が位置付けられ、上端部及び下端部に空気輸送管路2が連結されている。粉体貯槽6の底壁20は支持フレーム32に取付けられている。支持フレーム32には回転軸34が回転自在に支持され、その一端部(上端部)は底壁20を貫通し粉体貯槽6の中に突出するよう位置付けられている。回転軸34と底壁20との間にはそれ自体周知のもので構成することができる軸受・シール手段36が介在されている。回転軸34の上端部は回転テーブル10に固定されている。回転軸34の他端部(下端部)は支持フレーム32の下端に取付けられた駆動モータである電動モータ38にチェーンカップリング40を介して連結されている。
【0022】
回転テーブル10は、上下二枚の円板によって形成された本体部42と、板部材を環状に丸めて形成され本体部42の外周部に取付けられた内環44と、この内環44の周方向に所定の間隔で放射状に立設された複数個の仕切板46と、仕切板46の半径方向先端に一体的に取付けられた板部材を環状に丸めて形成された外環48とを備えている。内環44、外環48並びに隣り合った一対の仕切板46、46によって、上開口8a及び下開口8bを有する計量室8が形成されている。円板状の本体部42の中心部には回転軸34が固定される円筒状のボス50が備えられている。回転テーブル10は、粉体貯槽6に対し回転軸34の軸線方向の動きがないように規制され取付けられている。
【0023】
上部すり切り板12及び下部すり切り板14は、排出口4を中心にした回転方向Rの前後において、少なくとも一個以上の計量室8の上開口8a及び下開口8bを常に閉塞するようにして(図示の形態では二個)、平面視(図2)で略台形状に、厚板部材により、実質上同じ大きさに形成されている。上部すり切り板12及び下部すり切り板14の各々は、その一面が回転テーブル10の計量室8に摺接される摺接面を形成し、他面は押圧手段18に備えられた上部エアバッグサポート52及び下部エアバッグサポート54にそれぞれ当接している。上部すり切り板12は上部エアバッグサポート52に、下部すり切り板14は下部エアバッグサポート54にそれぞれ、ノックピン56により、当接した平面上における移動を固定され連結されている。上部すり切り板12及び下部すり切り板14は、扱われる粉体の種類に応じて適宜の材料、例えばステンレス鋼板、樹脂板などによって形成されている。
【0024】
排出口4は、上述の上部すり切り板12及び下部すり切り板14に形成されるとともに、押圧手段18(押圧手段18については後に詳述する)の上部エアバッグサポート52、上部案内板58、並びに下部エアバッグサポート54、下部案内板60それぞれを連通して形成されている。また、排出口4は、回転テーブル10の計量室8の一個に、その上開口8a及び下開口8bを通して連通するように配設されている。
【0025】
かくして、計量室8の各々は、回転テーブル10が矢印R(図2)の方向に回転されると、符号Xで示す粉体が導入される導入部及び符号Yで示す粉体が排出口4に排出される排出部を通って移動される。導入部X及び排出部Yにおいては上開口8a及び下開口8bは開口されている。そして、回転方向Rの排出部Yの前後に、上部すり切り板12及び下部すり切り板14によって上開口8a及び下開口8bが閉塞される符号Z1で示す前側閉塞部及び符号Z2で示す後側閉塞部が形成される。
【0026】
押圧手段18は、上部すり切り板12に上方から当接された上部エアバッグサポート52、上部エアバッグサポート52を上下方向の移動のみを可能にして案内する粉体貯槽6に固定された上部案内板58、上部エアバッグサポート52と上部案内板58との間に収容された一対のエアバッグ16、16、並びに下部すり切り板14に下方から当接された下部エアバッグサポート54、下部エアバッグサポート54を上下方向の移動のみを可能にして案内する粉体貯槽6に固定された下部案内板60、下部エアバッグサポート54と下部案内板60との間に収容された一対のエアバッグ16、16とを備えている。四個のエアバッグ16は、前側閉塞部Z1及び後側閉塞部Z2の各々において、それぞれ計量室8の上下に対向して位置付けられ配設されている。
【0027】
エアバッグ16は、平面視(図2)において略正方形を成す平坦な袋状に合成ゴムにより形成されている。一方の平坦面の中央部には圧力空気を導入するための配管口金16aが備えられている。このエアバッグ16の方形の面積によって押圧面積が規定され、その大きさは上述の閉塞される計量室8の開口面積二個分と同じ大きさに形成されている。
【0028】
上部エアバッグサポート52及び下部エアバッグサポート54は、平面視(図2)において上部すり切り板12及び下部すり切り板14と略同じ大きさの台形状に形成されている。下部エアバッグサポート54の形状は、回転方向Rの両端部の下部すり切り板16と当接しない面側に一対のばね受け凹部62が形成されている以外、上部エアバッグサポート52と実質的に同一である。上部エアバッグサポート52において説明すると、回転方向Rにおける台形状の中央部には排出口4を形成する円筒部64が形成され、その回転方向Rの両側の、上部すり切り板12と当接しない面側にエアバッグ16が収容される平面視(図2)で正方形の一対の凹部66、66が形成されている。上部エアバッグサポート52及び下部エアバッグサポート54と、上部すり切り板12及び下部すり切り板14各々との間には、前述のノックピン56が介在されている。
【0029】
上部案内板58及び下部案内板60も、平面視(図2)において上部すり切り板12及び下部すり切り板14と略同じ大きさの台形状に形成されている。上部案内板58及び下部案内板60は、実質的に同一の形状に形成され、中央部に円筒部68が、その両側にエアバッグサポート52、54の一対凹部66、66に対応して嵌合する一対の凸部70、70が形成されている。一対の凸部70、70の中央にはエアバッグ16の配管口金16aを通すための開口72が形成されている。円筒部68の内周面には、前述のエアバッグサポート52、54の円筒部64が軸線方向に移動自在にそれぞれ嵌合され、嵌合部分は周知のシール手段であるクワッドリング74によってシールされている。また、上部エアバッグサポート52と上部案内板58、下部エアバッグサポート54と下部案内板60との間にはそれぞれ、パッキン76が取付けられている。
【0030】
この上部案内板58は粉体貯槽6のフランジ27に、また下部案内板60は底壁20に取付けられたカバー30にそれぞれ取付けられている。なお、フランジ27及びカバー30の各々には上部案内板58及び下部案内板60の空気配管を連結する部分を開放するための矩形の開口78が形成されている。
【0031】
前述の押圧手段18はさらに、下部すり切り板14をその重量に相当する力により計量室8に付勢する付勢手段80を備えている。付勢手段80は、下部エアバッグサポート54の一対のばね受け凹部62と下部案内板60との間に取付けられた一対の圧縮コイルばね82、82を備えている。したがって、一個のばね82により、下部すり切り板14の一端がその重量の半分の力で支持され、さらにその重量の半分の力で計量室8に付勢される。すなわち、ばね82一個の取付ばね力は、下部すり切り板14の重量相当の力に設定されている。
【0032】
空気輸送管路2は、圧力空気生成源としての例えばルーツブロワ84に連結され、ルーツブロワ84から吐出された圧力空気は、空気配管86により上部案内板68に流れ、矢印Kで示すように、上部案内板68、上部エアバッグサポート52、上部すり切り板12の排出口4を流れ、回転テーブル10の計量室8の上開口8aから下開口8bを通り、下部すり切り板14、下部エアバッグサポート54、下部案内板60を流れ、空気配管88によって、粉体の輸送先に連結されている。
【0033】
四個のエアバッグ16各々の配管口金16aには、空気輸送管路2の粉体貯槽6の排出口4より上流の部分が分岐された空気配管90が連結され、空気輸送管路2の圧力空気が導かれている。
【0034】
図1〜図3とともに主として図4を参照して、押圧手段18による押圧力及び計量室8からの押離力との関係について説明する。
【0035】
(1)押圧力:
粉体供給装置に連結される空気輸送管路2の圧力空気の圧力をPとし、エアバッグ16一個の押圧面積をS1とすると、上部すり切り板12及び下部すり切り板14それぞれに設けられた二個のエアバッグ16、16により、上部すり切り板12及び下部すり切り板14各々に作用する押圧力は、
[P×S1×2個]になる。
【0036】
(2)押離力:
一方、計量室8の上開口8a及び下開口8bの開口面積をそれぞれS2とすると、計量室8の側から上部すり切り板12及び下部すり切り板14それぞれに作用する押離力は、計量室8が排出口4の前後二箇所においてそれぞれ二個閉塞されるので、
[P×S2×2個×2箇所]の力になる。
なお、開口面積S2は、厳密には、上開口8a及び下開口8bの開口面積だけでなく、計量室8を形成する前述の内環44、外環48並びに隣り合った一対の仕切板46、46の部分も含めて計算される。
【0037】
(3)付勢手段:
さらに、下部すり切り板14は付勢手段80によって、押圧手段18により押圧される方向に、圧縮ばね82二個により下部すり切り板14の重量Wに相当する力で付勢される。
【0038】
(4)実際の押圧力:
したがって、重量Wを有する上部すり切り板12及び下部すり切り板14各々を計量室8の方向に押付ける押圧力は、
上部すり切り板12においては、[P×S1×2+重量W]となり、
下部すり切り板14においては、[P×S1×2+付勢力W]になる。
ここで、エアバッグ16の押圧面積S1は計量室8の開口面積S2の二倍の大きさ[S2×2]に規定されているので、これらの押圧力から押離力[P×S2×2個×2箇所]を差し引いた実際の押圧力は、[重量W相当の力]に設定される。
【0039】
なお、上述の説明においては、付勢手段80による付勢力として下部すり切り板14の重量W相当の力が設定されているが、この付勢力の大きさは、粉体供給装置の大きさ、形態、扱う粉体の種類などによって、エアバッグサポート、エアバッグ、粉体などの重量が押圧力に影響する場合、また上部すり切り板と下部すり切り板で重量が異なる場合などにおいては、その重量を加算するなどして設定すればよい。
【0040】
図1〜図4を参照して、上述したとおりの粉体供給装置の作用を説明する。
【0041】
(1)押圧力を適切にすることができる:
上述のように、押圧手段18を用いることにより、計量室8に上部すり切り板12及び下部すり切り板14を押し付ける実際の押圧力は、上述の実施の形態においては[重量W相当の力]になり、空気圧力Pの大きさが変動しても変わらない。すなわち、いかに空気輸送管路2の空気圧力Pが変化しても、計量室8に上部すり切り板12及び下部すり切り板14を押し付ける実際の押圧力は一定に保たれる。この実際の押圧力の大きさは、上部すり切り板12及び下部すり切り板14の重量などを任意に設定することにより任意の大きさにすることができる。そして、実際の押圧力を過度に大きくならないようにすることができる。したがって、計量室と閉塞部材との摺接部分の損傷する問題、粉塵が発生する問題、粉体の定量性が保持できなくなる問題、回転テーブルの駆動不具合の問題、などを解決することができる。
【0042】
(2)エアバッグによる確実な押圧力:
エアバッグ16には空気輸送管路2の粉体貯槽6の排出口4より上流の圧力空気が分岐され導かれるので、上流側の安定した圧力空気がエアバッグに導かれるとともに、排出された粉体、粉塵などの異物の混入することがなく、エアバッグ16の機能不良、損傷などが防止され、確実な押圧力が得られる。
【0043】
(3)摺動部の異物噛み込みによる損傷防止:
計量室8に摺接する上部すり切り板12及び下部すり切り板14は、変形自在なエアバッグ16、また弾性部材である圧縮ばね82によって押圧されるので、万一この摺接部分に硬い粉粒、異物などが噛み込まれても、エアバッグ16、圧縮ばね82などが変形しこの部分が開くので、摺動部分の破損が防止される。噛み込んだ粉粒、異物などは、回転テーブル10の回転とともに排出口4に運ばれ排出される。
【0044】
以上、本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、例えば下記のように、本発明の範囲内においてさまざまな変形あるいは修正ができるものである。
【0045】
(1)エアバッグ:
本発明の実施の形態においては、押圧手段18に同じエアバッグ16を四個用いたが、例えば、排出口4の前後の前側閉塞部Z1、後側閉塞部Z2において押離力の大きさに違いがでるような場合などにおいては、エアバッグを4個同じものにしないで、押離力とバランスをとることができるように押圧面積の大きさの異なるものに変えてもよい。また、計量室8を挟んだ上下でエアバッグの大きさを変えてもよい。
【0046】
(2)付勢手段:
本発明の実施の形態においては、下部すり切り板14を下方から押上げる付勢手段80が備えられているが、空気輸送管路2の空気圧力Pの変動が、扱う粉体の種類が一定、粉体輸送先が一定などにより比較的少ない場合には、付勢手段の設置を省略することもできる。また、上部すり切り板12及び下部すり切り板14の重量の違いなどにより必要であれば、上部すり切り板12及び下部すり切り板14の両方に付勢手段を設けてもよい。
【0047】
(3)圧力空気の流れ:
本発明の実施の形態においては、空気輸送管路2を流れる圧力空気は排出口4の部分において矢印K(図1)で示すように、上方から下方に向かって流れているが、この流れの方向は、逆に下方から上方に向かうように空気輸送管路2を接続してもよい。
【0048】
【発明の効果】
本発明に従って構成された粉体供給装置によれば、複数個の計量室を備える回転テーブルを利用して、粉体を連続的にかつ定量的に空気輸送管路に供給する粉体供給装置において、空気輸送管路と粉体貯槽内との間を閉塞させる閉塞部材を計量室に押付ける押圧力が、計量室の側から閉塞部材を押離そうとする押離力が変動しても実質上変動することがないように、また過度に押圧することがないようにし、計量室と閉塞部材の摺接部分が損傷する問題、粉塵が発生する問題、また粉体の定量性が保持できなくなる問題、さらに回転テーブルの駆動不具合の問題、などを解決することができるようにした、粉体供給装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従って構成された粉体供給装置の一実施形態主要部を示す、側面断面図。
【図2】図1のA−A矢印方向に見た平面図。
【図3】図2のB−B矢印方向に見た断面図。
【図4】押圧力と押離力との関係を示した説明図。
【符号の説明】
2:空気輸送管路
4:排出口
6:粉体貯槽
8:排出口
8a:上開口
8b:下開口
10:回転テーブル
12:上部すり切り板(上部閉塞部材)
14:下部すり切り板(下部閉塞部材)
16:エアバッグ
18:押圧手段
80:付勢手段
82:圧縮ばね
X:導入部
Y:排出部
Z1:前側閉塞部
Z2:後側閉塞部
R:回転方向
P:空気圧力
Claims (4)
- 空気輸送管路に開口する排出口が形成された粉体貯槽と、該粉体貯槽内に回転自在に配設され外周部の周方向に粉体を導入し該排出口に排出するための上開口及び下開口を有する複数個の計量室が形成された回転テーブルと、該回転テーブルの回転方向における該排出口の前後に配設され該上開口及び下開口をそれぞれ閉塞させる上部閉塞部材及び下部閉塞部材と、エアバッグを有し該上部閉塞部材及び下部閉塞部材の各々を該計量室に向け押圧する押圧手段とを備え、
該エアバッグに、該空気輸送管路を流れる圧力空気が導かれている、ことを特徴とする粉体供給装置。 - 該空気輸送管路の該粉体貯槽の排出口より上流の圧力空気が、該エアバッグに導かれている、請求項1記載の粉体供給装置。
- 該押圧手段はさらに、該下部閉塞部材を該計量室に向けて付勢する付勢手段を備えている、請求項1又は2記載の粉体供給装置。
- 該付勢手段は、圧縮ばねを備えている、請求項3記載の粉体供給装置。
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