JPH07124533A - 付着粉粒体又は堆積粉粒体の除去用空気発射装置 - Google Patents

付着粉粒体又は堆積粉粒体の除去用空気発射装置

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JPH07124533A
JPH07124533A JP5292339A JP29233993A JPH07124533A JP H07124533 A JPH07124533 A JP H07124533A JP 5292339 A JP5292339 A JP 5292339A JP 29233993 A JP29233993 A JP 29233993A JP H07124533 A JPH07124533 A JP H07124533A
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valve
piston
air
pressure
housing
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JP5292339A
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Hans Dietmar Maury
ハンス−デイートマル・マウリ
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    • B65D88/00—Large containers
    • B65D88/54—Large containers characterised by means facilitating filling or emptying
    • B65D88/64—Large containers characterised by means facilitating filling or emptying preventing bridge formation
    • B65D88/70—Large containers characterised by means facilitating filling or emptying preventing bridge formation using fluid jets
    • B65D88/703—Air blowing devices, i.e. devices for the sudden introduction of compressed air into the container
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16K31/1223—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a piston one side of the piston being acted upon by the circulating fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 サイロ，熱交換器，導管等における付着粉粒
体又は堆積粉粒体を空気衝撃により除去するために用い
られる空気発射装置の簡単な構造で強い空気衝撃を発生
する。 【構成】 空気発射装置の圧力容器に蓄えられている圧
縮空気は，吐出弁３及びそれに続く流出ノズル１１を経
て付着粉粒体又は堆積粉粒体の範囲へ達して，これを剥
離する。吐出弁３は，弁ハウジング９と案内部１８に沿
つて縦方向に案内されかつ急激に低下可能な閉鎖圧力を
背面に受けるピストン１９とを持つている。ピストン１
９は流出ノズル１１に近い前面に環状の弁密封面２５を
持ち，吐出弁３の閉鎖の際この弁密封面２５の内側に流
出ノズル１１内の圧力が作用し，弁密封面２５の外側に
圧力容器内の圧力が作用する。弁ハウジング９とピスト
ン１９用案内部１８との間に，圧力容器に接続される環
状通賂１７が形成されている。吐出弁３が開かれると，
環状通路１７が完全な円筒状開口３９の形で流出ノズル
１１へ通じる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，サイロ，熱交換器，導
管等の付着粉粒体又は堆積粉粒体を空気衝撃により除去
する空気発射装置が，圧縮空気を畜える圧力容器と，流
出ノズルと，圧力容器と流出ノズルとの間に設けられる
圧縮空気用吐出弁とを持ち，吐出弁が弁ハウジングと案
内部内に縦方向に案内されかつ急激に低下可能な閉鎖圧
力を背面に受けるピストンとを持ち，このピストンが流
出ノズルに近い側の前面に環状の弁密封面を持ち，吐出
弁の閉鎖の際この弁密封面の内側に流出ノズルの圧力が
作用し，この弁密封面の外側に圧力容器内の圧力が作用
する，付着粉粒体又は堆積粉粒体の除去用空気発射装置
に関する。
【０００２】空気発射装置は大きいエネルギ密度のパル
ス状空気衝撃を発生する装置である。この空気衝撃は，
サイロ，熱交換器，プロセス技術装置の導管，サイクロ
ン，炉入口等の付着粉粒体又は堆積粉粒体を周期的に又
は必要に応じて除去するために使用される。このため圧
力容器内の圧縮空気が，大きい出口断面を持つ吐出弁を
介して，急激に解放されて膨張する。その際遊離する圧
力エネルギにつて，装置又は装置部分にある付着粉粒体
又は堆積粉粒体が剥離される。
【０００３】
【従来の技術】このような空気発射装置により得られる
空気衝撃の大きさにとつて重要なのは，使用される吐出
弁の寸法及び構成である。欧州特許第０１３４７２６号
明細書から公知の空気発射装置では，吐出弁が構造単位
を形成し，圧力容器から吐出弁へ至る入口導管が流出ノ
ズルに直交して設けられているので，吐出弁の開放の際
流出する空気に著しい流れ損失及び絞り損失が生ずる。
外側カラー及び内側カラーを持つ弁板として構成される
弁体の構成及び案内についても，同じような欠点があ
る。弁体の閉鎖位置でその内側カラーが流出ノズルの環
状弁座に載り，外側カラーは弁ハウジング内における弁
体の案内に役立つ。この公知の吐出弁は，空気の流れを
強制し，従つて空気はまず９０゜転向され，続いて流出
ノズルへ入る際１８０゜転向される。
【０００４】別の空気発射装置がドイツ連邦共和国特許
第３６０２２０７号明細書から公知である。この空気発
射装置でも弁座面が流出管の端部により形成されるが，
この管端部は圧力容器へ至る流入導管の中心軸線のほぼ
高さにある。こうして吐出弁の開放の際流出管へ流れる
圧縮空気の大部分が，１回だけ９０゜転向される。この
構造でも流出管が一部流入導管へ入り込んでいるので，
カラー状に形成される弁座面の範囲に望ましくない流れ
損失従つて圧力損失が生ずる。
【０００５】Ａｇｒｉｃｈｅｍａ Ｍａｔｅｒｉａｌｆ
ｌｕｓｓｔｅｃｈｎｉｋ ＧｍｂＨの会社刊行物″Ｌｕ
ｆｔｓｔｏｓｓｇｅｒａｅｔｅ：Ｓｉｃｈｅｒｅｒ Ｂ
ｅｔｒｉｅｂ ｕｎｄ ｚｕｖｅｒｌａｅｓｓｉｇｅ
Ｆｕｎｋｔｉｏｎ″から別の空気発射装置が公知であ
る。ここには，圧力容器内に設けられる吐出弁が記載さ
れており，この吐出弁の弁密封面へ圧縮空気が半径方向
に流入するので，前述した構造において必要な流出管の
カラーは回避されるが，流れの９０゜の転向が行われ
る。この公知の吐出弁では，流出は弁の全断面にわたつ
て均一には行われず，弁密封面の周囲にわたつて複数の
吹出し開口が設けられ，その間に連絡片が設けられてい
る。これらの連絡片は吐出弁の弁ハウジングの延長部と
して構成されて，弁ハウジングを弁座に結合している。
これらの連絡片は流れの方向に対して直角に設けられる
面を形成し，これらの面が著しい圧力損失を生じ，従つ
て得られる空気衝撃を弱めるので，極めて不利である。
更に圧力容器内に吐出弁を設けることは，装置の監視及
び保守に関して不利である。この点で，このような圧力
容器が圧力容器条令に従つており，従つて容易に開かれ
てはならないことは，重要である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の基礎になつて
いる課題は，簡単に構成されて特に強い空気衝撃を生ず
る付着粉粒体又は堆積粉粒体の除去用空気発射装置を提
供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
本発明によれば，弁ハウジングとピストン用案内部との
間に，圧力容器に接続される環状通路が形成され，吐出
弁の開放の際この環状通路が，完全な円筒状開口の形
で，流出ノズルへ通じる。
【０００８】
【発明の効果】このような空気発射装置では，圧縮空気
は組込み障害物に打勝つことなく流出ノズルへ達するこ
とができる。環状通路の出口は完全な円筒状開口の形を
しているので，同心的に設けられる流出ノズルへ圧縮空
気が全周から流入することができる。弁ハウジングとピ
ストン用案内部との間に設けられる環状通路を介して圧
縮空気の流入が行われるので，弁座への全周にわたる流
入が保証されるのみならず，この流入は弁座へ達する前
に既に全周にわたつて均一に行われる。こうして流れ損
失が回避されるので，この空気発射装置により圧力容器
内の圧縮空気ができるだけ短い時間内に膨張する。従つ
て特に強い空気衝撃が得られる。
【０００９】
【実施態様】ピストン用案内部が，弁ハウジング内にほ
ぼ対称に設けられる流れ案内体を形成するピストンハウ
ジングに形成されているのがよい。これによつても吐出
弁の周囲にわたつて流れが均一になる。更に弁ハウジン
グ内にピストンハウジングをこのように構成しかつ配置
することによつて，″流れ技術的な逆説″として知られ
ている効果が利用され，従つて流れ案内体を適当に構成
すると，流入側で作用する動圧の力が，流入側とは反対
側の端部に動圧のため現れる力とほぼ同じになる。この
ような流れ案内体は，理想的な場合流れ中で抵抗なしの
状態をとる。
【００１０】このため更にピストンハウジングが，放射
状支持連絡片を介して，環状通路を維持しながら弁ハウ
ジング内に設けられ，ピストンから遠い方の端面で円錐
のように先細になつていると，有利である。この場合放
射状支持連絡片は流れ技術的に最適な例えば滴状の断面
を持ち，従つて環状通路内に無視し得る程度の流れ抵抗
しか生じない。ピストンハウジングの端面を円錐，球冠
等のように形成することによつて，吐出弁の開放の際そ
こに作用する動圧が制限される。
【００１１】支持連絡片の少なくとも１つに通路が形成
され，この通路を介してピストンハウジングが切換え可
能な３ポート２位置切換え弁に接続されているのがよ
い。従つて支持連絡片は，弁ハウジング内にピストンハ
ウジングを支持する機能のほかに，３ポート２位置切換
え弁への接続導管の機能も引受ける。３ポート２位置切
換え弁を排気位置へ切換えることによつて，ピストンハ
ウジングが排気され，それにより弁密封面の範囲で作用
する圧縮空気がピストンへの押圧作用を決定し，弁断面
を開放するまでこのピストンを急激に戻す。
【００１２】環状通路が，全周でピストン縦軸に対して
２５ないし７５゜の出口角をなして流出ノズルへ通じて
いると，吐出弁内の流れ状態が更に改善される。
【００１３】この場合更に弁密封面又はこれと共同作用
する弁座が，出口角をなして面取りされていると，有利
である。
【００１４】ピストンにある弁密封面と共同作用する弁
座が，弁ハウジシグに交換可能に設けられるフランジに
形成されていることによつて，変化する運転上の要求に
簡単に合わせることが可能である。この場合適当なフラ
ンジの選択により，流出開口の大きさ従つて空気衝撃の
強さが規定される。更にフランジを前もつて取外した
後，ピストンが容易に交換される。
【００１５】本発明により，流出ノズルを包囲するノズ
ル本体をフランジに取付け可能にすることが提案され
る。
【００１６】弁ハウジングがピストン縦軸線に対して同
軸的に向く入口開口を持ち，この入口開口が弁ハウジン
グ内で環状通路の方へ広がつていると，有利である。こ
れにより吐出弁への流入，それに沿う流れ及びこれから
の流出が，対称にかつ全周にわたつて行われ，従つて特
に損失の少ない流れ案内が行われる。
【００１７】本発明の好ましい構成では，ピストン及び
ピストンハウジングが必要な材料厚さになるまで中空に
形成され，共通な蓄圧空間を形成している。この蓄圧空
間の利点は，ピストンの背面に作用する空気の僅かな漏
れ損失が，吐出弁を直ちに開放して制御できない空気衝
撃を発生することになる閉鎖圧力の危険な低下を生じな
いことである。空気発射装置の信頼性を高めるため更に
本発明の構成によれば，圧力容器内の圧力とピストンの
背面に作用する閉鎖圧力との圧力差が所定値を超過する
と圧力容器内の圧力を減少する差圧弁が設けられてい
る。これにより，ピストンの背面に作用する閉鎖圧力
が，ピストンの前面に作用する圧力容器の圧力を常に超
過しているので，ピストンが戻されて吐出弁を不意に開
くことがないようにすることができる。
【００１８】最後に本発明の構成によれば，ピストンの
運動を緩衝する空気クツシヨン緩衝装置がピストンハウ
ジング内に設けられている。これによりピストン及びピ
ストシハウジングに作用する機械的負荷が著しく減少さ
れ，従つて空気発射装置の永続的で確実な運転が保証さ
れる。
【００１９】本発明のそれ以外の詳細及び利点は，本発
明による空気発射装置の好ましい実施例を示す添付図面
の以下の説明から明らかになる。
【００２０】
【実施例】図１に示す空気発射装置は圧縮空気を収容す
る圧力容器１を含み，管状中間片２を介して吐出弁３が
結合フランジにより取付けられている。ノズル本体４が
吐出弁３から粉粒体容器５の内部へ通じている。この容
器５の内側に付着する付着粉粒体又は堆積粉粒体６は，
ノズル本体４からパルス状に与えられる空気発射装置の
空気衝撃によつて除去される。吐出弁３の操作は，圧力
容器１の外被に取付けられている制御装置７を介して行
われる。圧力容器１は支柱８により粉粒体容器５の外被
に取付けられている。例えば鋼線に懸架することにより
別の取付けも可能である。
【００２１】吐出弁３の詳細は図２の左側部分に示され
ている。吐出弁３は入口開口１０と出口開口とを持つ弁
ハウジング９を含み，この出口開口は，管状中間片２を
介して圧力容器１から供給される圧縮空気用の流出ノズ
ル１１も同時に形成している。この流出ノズル１１の大
部分は下流側に取付けられるノズル本体４により形成さ
れている。
【００２２】弁ハウジング９は一体の鋳造部品から成
り，この弁ハウジング９の縦軸線の中心にピストンハウ
ジング１２が一体に形成されている。ピストンハウジン
グ１２は弁ハウジング９内に同軸的に設けられ，放射状
に一体に形成される支持連絡片１３を介してこの弁ハウ
ジング９に結合されている。ピストンハウジング１２
は，図２において上方へ向く前面を円錐１４のように形
成され，この円錐１４に円筒部分１５が続いている。弁
ハウジング９の内壁１６は，ピストンハウジング１２の
外径に大幅に従うように形成されているので，弁ハウジ
ング９とピストンハウジング１２との間に，周囲にわた
つて均一な断面積を持つ環状通路１７が生ずる。この環
状通路１７により形成される流れ断面は，流線形のよう
に形成される支持連絡片１３により僅かしか悪影響を受
けない。ここに場合によつては生ずる渦が流出ノズル１
１の範囲の流れ状態に及ぼす影響をできるだけ少なくす
るため，支持連絡片１３は流出ノズル１１から遠い側に
ある弁ハウジング９の範囲即ち図２の上部範囲に設けら
れている。
【００２３】ピストンハウジング１２の内壁は円筒部分
１５の範囲に案内部１８を持ち，この案内部に沿つてピ
ストン１９が軸線方向に滑ることができる。ピストン１
９はコツプ状に形成され，その空所はピストンハウジン
グ１２の内部空間と共に共通な蓄圧空間２０を形成して
いる。できるだけ大きい蓄圧空間２０を得るために，ピ
ストン１９及びピストンハウジング１２の材料厚さは必
要な最小値まで減少されている。
【００２４】ピストンハウジング１２内には，緩衝シリ
ンダ２２及びこれと共同作用する緩衝ピストン２３から
成る空気クツシヨン緩衝装置２１が設けられている。ピ
ストン１９の背面即ち入口開口１０に近い側に，ピスト
ン１９を閉鎖位置に保とうとする圧縮ばね２４が当つて
いる。
【００２５】ピストン１９は，流出ノズル１１に近い側
にある前面に，４５゜の面取り部を持つ弁密封面２５を
備えている。この弁密封面２５と共同作用する弁座２６
にも同じ面取り部がある。この弁座２６は，弁ハウジン
グ９へ入り込むフランジ２８のカラー２７に形成されて
いる。この場合カラー２７の外径は案内部１８及びピス
トン１９の直径より少し大きいので，組立て作業の際フ
ランジ２８の取外し後ピストン１９を弁ハウジング９か
ら引出すことができる。
【００２６】弁座２６の周りで弁ハウジング９の内壁１
６又は環状通路１７は，ピストン１９の縦軸線に対して
約４５゜の出口角ｗをなして傾斜しているので，吐出弁
３の開放の際環状通路１７を経て流れる空気は，ほぼ同
じ角ｗをなして流出ノズル１１へ達する。この場合小さ
い転向角のため僅かな流れ損失しか生じない。
【００２７】蓄圧空間２０は，支持連絡片１３にある通
路２９及び急速排気弁３０を介して３ポート２位置切換
え弁３１に接続されている。この３ポート２位置切換え
弁３１は，図２に示す初期位置で，逆止弁３２及び絞り
３３を介して圧力源３４に接続されている。更に圧力源
３４と圧縮空気を収容する圧力空間との間に圧力調整弁
３５が設けられている。実施例では，この圧力空間に属
する導管３６は，充填孔３７を経て環状通路１７へ通じ
ている。しかしこの導管は直接圧力容器１へ通じること
ができる。
【００２８】圧力調整弁３５に対して並列に差圧弁３８
が接続されている。
【００２９】空気発射装置は次のように動作する。圧力
容器１の充填のため，圧力源３４により発生される圧縮
空気が，３ポート２位置切換え弁３１を経てまず蓄圧空
間２０へ導かれる。この蓄圧空間２０に生ずる圧力は，
圧縮ばね２４の閉鎖力と共に，図２に示す閉鎖位置へピ
ストン１９を移動させる。同時に圧力調整弁３５及び充
填孔３７を経て，圧力容器１が所望の圧力に達するまで
圧縮空気を充填される。この場合ピストン１９の背面に
作用する力がその前面に作用する力より大きいので，ピ
ストン１９は閉鎖位置に留まる。即ちピストン１９の背
面は蓄圧空間２０内の閉鎖圧力を受けているが，ピスト
ン１９の前面は，圧力容器１の存在する圧力の作用を，
有効弁密封面２５の外側にある範囲でのみ受け，この弁
密封面２５の内側にある前面範囲は，流出ノズル１１内
の大気圧を受けている。その結果閉鎖方向にピストン１
９へ作用する力が生ずる。
【００３０】例えば急速排気弁３０又は３ポート２位置
切換え弁３１の範囲に僅かな漏れ損失があつても，比較
的大きい蓄積空間２０のため閉鎖圧力が徐々にしか低下
しないので，この閉鎖力は維持される。更に差圧弁３８
は，蓄圧空間２０内の圧力が圧力容器１内の圧力以下に
低下しないようにしている。
【００３１】３ポート２位置切換え弁３１の切換えによ
り，蓄圧空間２０に蓄えられていた空気が急激に逃げ，
それによりピストン１９における前述した力状態が反転
する。ピストン１９の前面に作用する圧力容器１内の圧
力はピストン１９を後方位置へ急激に動かすので，圧力
容器１内に蓄えられている圧縮空気は，今や開かれる完
全な円筒状開口３９を経て流出ノズル１１へ急激に流出
することができる。この場合非常に僅かな圧力損失しか
生じないので，付着粉粒体又は堆積粉粒体６を除去する
ため強い空気衝撃が発生される。
【図面の簡単な説明】
【図１】粉粒体容器の一部切欠いて示す外被に取付けら
れる空気発射装置の平面図である。
【図２】図１による空気発射装置の一部切欠いて示す吐
出弁とその制御回路を示す図である。
【符号の説明】
１ 圧力容器 ３ 吐出弁 ６ 付着粉粒体又は堆積粉粒体 ９ 弁ハウジング １１ 流出ノズル １７ 環状ノズル １８ 案内部 １９ ピストン ２５ 弁密封面 ３９ 開口

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 サイロ，熱交換器，導管等の付着粉粒体
    又は堆積粉粒体を空気衝撃により除去する空気発射装置
    が，圧縮空気を蓄える圧力容器と，流出ノズルと，圧力
    容器と流出ノズルとの間に設けられる圧縮空気用吐出弁
    とを持ち，吐出弁が弁ハウジングと案内部内に縦方向に
    案内されかつ急激に低下可能な閉鎖圧力を背面に受ける
    ピストンとを持ち，このピストンが流出ノズルに近い側
    の前面に環状の弁密封面を持ち，吐出弁の閉鎖の際この
    弁密封面の内側に流出ノズルの圧力が作用し，この弁密
    封面の外側に圧力容器内の圧力が作用するものにおい
    て，弁ハウジング（９）とピストン（１９）用案内部
    （１８）との間に，圧力容器（１）に接続される環状通
    路（１７）が形成され，吐出弁（３）の開放の際この環
    状通路（１７）が，完全な円筒状開口（３９）の形で，
    流出ノズル（１１）へ通じることを特徴とする，付着粉
    粒体又は堆積粉粒体の除去用空気発射装置。
  2. 【請求項２】 ピストン（１９）用案内部（１８）が，
    弁ハウジング（９）内にほぼ対称に設けられる流れ案内
    体を形成するピストンハウジング（１２）に形成されて
    いることを特徴とする，請求項１に記載の空気発射装
    置。
  3. 【請求項３】 ピストンハウジング（１２）が，放射状
    支持連絡片（１３）を介して，環状通路（１７）を維持
    しながら弁ハウジング（９）内に設けられ，ピストン
    （１９）から遠い方の端面で円錐（１４）のように先細
    になつていることを特徴とする，請求項２に記載の空気
    発射装置。
  4. 【請求項４】 支持連絡片（１３）の少なくとも１つに
    通路（２９）が形成され，この通路を介してピストンハ
    ウジング（１２）が切換え可能な３ポート２位置切換え
    弁（３１）に接続されていることを特徴とする，請求項
    ２に記載の空気発射装置。
  5. 【請求項５】 環状通路（１７）が，全周でピストン縦
    軸に対して２５ないし７５゜の出口角（ｗ）をなして流
    出ノズル（１１）へ通じていることを特徴とする，請求
    項１に記載の空気発射装置。
  6. 【請求項６】 弁密封面（２５）又はこれと共同作用す
    る弁座（２６）が，出口角（ｗ）をなして面取りされて
    いることを特徴とする，請求項５に記載の空気発射装
    置。
  7. 【請求項７】 ピストン（１９）にある弁密封面（２
    ５）と共同作用する弁座（２６）が，弁ハウジング
    （９）に交換可能に設けられるフランジ（２８）に形成
    されていることを特徴とする，請求項１に記載の空気発
    射装置。
  8. 【請求項８】 流出ノズル（１１）を包囲するノズル本
    体（４）がフランジ（２８）に取付け可能であることを
    特徴とする，請求項７に記載の空気発射装置。
  9. 【請求項９】 弁ハウジング（９）がピストン縦軸線に
    対して同軸的に向く入口開口（１０）を持ち，この入口
    開口が弁ハウジング（９）内で環状通路（１７）の方へ
    広がつていることを特徴とする，請求項１に記載の空気
    発射装置。
  10. 【請求項１０】 ピストン（１９）及びピストンハウジ
    ング（１２）が必要な材料厚さになるまで中空に形成さ
    れ，共通な蓄圧空間（２０）を形成していることを特徴
    とする，請求項１ないし９の１つに記載の空気発射装
    置。
  11. 【請求項１１】 圧力容器（１）内の圧力とピストン
    （１９）の背面に作用する閉鎖圧力との圧力差が所定値
    を超過すると圧力容器（１）内の圧力を減少する差圧弁
    （３８）が設けられていることを特徴とする，請求項１
    ないし１０の１つに記載の空気発射装置。
  12. 【請求項１２】 ピストン（１９）の運動を緩衝する空
    気クツシヨン緩衝装置（２１）がピストンハウジング
    （１２）内に設けられていることを特徴とする，請求項
    １ないし１１の１つに記載の空気発射装置。
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