透析槽用紧固件.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103906560 A (43)申请公布日 2014.07.02 CN 103906560 A (21)申请号 201280052301.8 (22)申请日 2012.10.26 2011-237134 2011.10.28 JP B01D 61/50(2006.01) (71)申请人 AGC 工程株式会社 地址 日本千叶县 (72)发明人 松村幸夫 大川秀一 结城忠雄 大岛和巳 信田浩二 大泽太护 喜多村和男 (74)专利代理机构 上海专利商标事务所有限公 司 31100 代理人 胡晓萍 (54) 发明名称 透析槽用紧固件 (57) 摘要 本发明提供一种制作容易、 。

2、且品质良好稳定、 价格也便宜、 轻量、 操作优异的透析槽用紧固件。 该透析槽用紧固件被使用在透析槽中， 该透析槽 包括 ： 室框、 交换膜， 该室框、 交换膜形成脱盐室 和 / 或浓缩室 ； 以及电极框， 该电极框将该室框及 交换膜夹持于内侧， 其特征是， 所述透析槽用紧固 件包括 ： 保持部件， 该保持部件具有供被处理液 流过所述脱盐室、 浓缩室的入口及出口 ； 紧固部， 该紧固部以规定的紧固压力对该保持部件进行紧 固 ； 以及格子状结构体， 该格子状结构体与所述 电极框抵接或隔着规定的板状部件与所述电极框 抵接， 并利用所述紧固部的紧固通过该抵接部分 对所述电极框、 室框及交换膜进行紧固，。

3、 该格子的 间距宽度为 10mm 以上 50mm 以下。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.04.24 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/JP2012/077794 2012.10.26 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2013/062108 JA 2013.05.02 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 7 页 附图 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书7页 附图5页 (10)申请公布号 CN 103906560 A CN 103906560 A 1/1 页 2 1. 一种透。

4、析槽用紧固件， 被使用在透析槽中， 该透析槽包括 ： 室框、 交换膜， 该室框、 交换膜形成脱盐室和 / 或浓缩室 ； 以及 电极框， 该电极框将该室框及交换膜夹持于内侧， 其特征在于， 所述透析槽用紧固件包括 ： 保持部件， 该保持部件具有供被处理液流过所述脱盐室、 浓缩室的入口及出口 ； 紧固部， 该紧固部以规定的紧固压力对该保持部件进行紧固 ； 以及 格子状结构体， 该格子状结构体与所述电极框抵接或隔着规定的板状部件与所述电极 框抵接， 并利用所述紧固部的紧固通过该抵接部分对所述电极框、 室框及交换膜进行紧固， 该格子的间距宽度为 10mm 以上 50mm 以下。 2. 如权利要求 1 。

5、所述的透析槽用紧固件， 其特征在于， 所述保持部件及所述格子状结构体分割成数个。 3. 如权利要求 1 或 2 所述的透析槽用紧固件， 其特征在于， 所述透析槽用紧固件被设计成当所述紧固部的紧固压力为 0.5MPa 以上时的所述室框 的挠曲为 1.5mm 以下。 4.如权利要求1至3中仼一项所述的透析槽用紧固件， 其特征在于， 所述格子状结构体 是通过对栅格进行加工成形而获得的。 5. 一种透析槽， 其特征在于， 包括权利要求 1 至 4 中仼一项所述的透析槽用紧固件。 权 利 要 求 书 CN 103906560 A 2 1/7 页 3 透析槽用紧固件 技术领域 0001 本发明涉及透析槽用。

6、紧固件， 尤其涉及制作容易、 且性能、 品质优良稳定、 价格低 廉、 轻型化、 操作优异的透析槽用紧固件。 背景技术 0002 目前， 已知有一种以直流电流为驱动电源来进行脱盐及浓缩的电透析槽。 0003 例如专利文献 1 所示， 这种电透析槽将阳离子交换膜与阴离子交换膜通过室框交 替地多层配列， 通过在其两端配置电极而在各离子交换膜间形成脱盐室及浓缩室。 此外， 其 构成为， 在如此层积设置的室框及这些层积设置的室框的两端配置有由阳极及阴极组成的 电极， 在最外部的两端配置有紧固件。在专利文献 1 的图 1( 本申请中示于图 9) 中， 通过隔 板及室框将阳离子交换膜及阴离子交换膜在电极间交。

7、替地多层配列， 并在形成有脱盐室、 浓缩室及电极室的透析功能单元 40 的两端配置紧固框 41， 利用紧固螺栓 42、 螺母 43 及弹 簧 44 对该透析功能单元 40 进行紧固、 固定。( 参照专利文献 1) 0004 为减少紧固时室框等发生的挠曲变形， 上述紧固框 ( 本说明书中将该 “紧固框” 称 为 “紧固件” ) 包括具有与紧固压力相称的板厚、 覆盖电极面大小的例如 30mm 50mm 厚度 的铁板。并且， 铁板周围用螺栓及螺母紧固而使实体部的面积压力达到 0.5 1.4MPa。 0005 另外， 为进一步增加强度， 在上述紧固框上以与铁板面垂直的方式设置增强筋， 施 行了单位强度。

8、的重量减轻处置。 0006 现有技术文献 0007 专利文献 0008 专利文献 1 ： 日本专利特开 2001-276580 号公报 发明内容 0009 发明所要解决的技术问题 0010 不过， 现有的电透析槽用紧固件的重量非常大， 达到在电透析槽组装解体时对紧 固件的操作不得不使用吊车的程度。 0011 另外， 以往的透析槽用紧固件在制作方面， 由于必须对相当厚的材料进行加工、 进 行增强筋的焊接， 因而制作困难且昂贵。 0012 本发明鉴于上述现有技术问题而作， 其目的在于提供一种制作容易、 且品质优良 稳定、 价格低廉、 轻型、 操作优异的透析槽用紧固件。 0013 解决技术问题所采用。

9、的技术方案 0014 本发明的透析槽用紧固件被使用在电透析槽 ( 以下， 在本说明中， 也将 “电透析 槽” 简称为 “透析槽” ) 中， 该透析槽包括 ： 室框、 离子交换膜 ( 以下， 在本说明中， 也将 “离子 交换膜” 简称为 “交换膜” )， 该室框、 交换膜形成脱盐室和 / 或浓缩室 ； 以及电极框， 该电极 框将该室框及交换膜夹持于内侧， 其特征是， 上述透析槽用紧固件包括 ： 保持部件， 该保持 部件具有供被处理液流过上述脱盐室、 浓缩室的入口及出口 ； 紧固部， 该紧固部以规定的紧 说 明 书 CN 103906560 A 3 2/7 页 4 固压力对该保持部件进行紧固 ； 。

10、以及格子状结构体， 该格子状结构体与上述电极框抵接或 隔着规定的板状部件与上述电极框抵接， 并利用上述紧固部的紧固通过该抵接部分对上述 电极框、 室框及交换膜进行紧固， 该格子的间距宽度为 10mm 以上 50mm 以下。 0015 本发明的紧固件中的格子状结构体是格子结构， 强度高， 因此， 可实现轻型化。该 格子状结构体能使用所谓栅格， 该格栅被广泛地用作雨水沟的窨井盖、 脚手架及建筑用材 料、 具有泛用性、 且市场上有售。因此， 制作容易、 且品质优良又稳定， 而且价格低廉。 0016 另外， 在本发明的较佳实施方式中， 其特征是， 上述保持部件及上述格子状结构体 分割成数个， 即上述紧。

11、固件分割成数个， 较为理想的是被一分为二。 0017 通过将电透析槽用紧固件分割成数个， 可进一步实现轻型化。 因此， 能获得可以在 不使用吊车的情况下进行操作的紧固件。 0018 进一步而言， 在本发明的较佳实施方式中， 其特征是， 上述紧固件的结构被设计成 上述紧固部的紧固压力在 0.5MPa 以上时的上述室框的挠曲为 1.5mm 以下。 0019 由此， 与现有使用了用增强筋增强的铁板的透析槽用紧固件相比， 可获得重量大 大减轻且能确保充分刚度的透析槽用紧固件。 0020 发明效果 0021 根据本发明， 透析槽用紧固件构成为 ： 具有对电极框、 室框及离子交换膜进行紧固 的格子状结构体。

12、， 且格子的间距宽度为 10mm 以上 50mm 以下， 因此， 强度高且重量轻。可将 市场上有售的栅格用作格子状结构体， 因而制作容易、 品质优良又稳定， 而且价格低廉。 附图说明 0022 图 1 为表示电透析槽用紧固件的整体构成的主视图。 0023 图 2 为右侧紧固件部件的主视图。 0024 图 3 为右侧紧固件部件的右侧视图。 0025 图 4 为右侧紧固件部件的仰视图。 0026 图 5 为图 2 中的 B-B 向视剖视图。 0027 图 6 为图 2 中的 A-A 向视剖视图。 0028 图 7 为格子状结构体的简略立体构成图。 0029 图 8 为示意性地表示采用了本发明的电透。

13、析槽用紧固件的电透析槽的构成概要 的说明图。 0030 图 9 为例示于专利文献 1 的电透析槽的说明图。 具体实施方式 0031 以下， 对本发明的实施方式进行说明。 0032 如图 8 所示， 作为采用本发明的电透析槽用紧固件的电透析槽， 例如可将以下类 型的电透析槽作为代表例加以例举， 在该电透析槽中， 在纵向上， 将阳离子交换膜 50 和阴 离子交换膜 51 通过浓缩用室框 52 或脱盐用室框 53 交替地多层配列在作为阳极侧的电极 框 54 与作为阴极侧的电极框 55 之间， 在电极框 54、 55 的两外侧配置框状的紧固件， 并利用 紧固螺栓对紧固件 56、 56 进行紧固固定。此。

14、外， 在图 8 中， 上述电极框 54、 55 是指构成为固 定电极、 构成电极室并能供电极液导入的结构体。 说 明 书 CN 103906560 A 4 3/7 页 5 0033 接着， 图 1 中示出了本发明实施方式的电透析槽用紧固件的整体结构的主视图。 0034 图1所示的电透析槽用紧固件在图8所示的透析槽中被配置成从电极框的两侧进 行夹持。即， 图 1 所示的紧固件通常被使用成该紧固件的右侧配置于该透析槽的下侧， 而该 紧固件的左侧配置于该透析槽的上侧。该电透析槽用紧固件 10 由右侧紧固件部件 10A 和 左侧紧固件部件10B这对称的两个部件构成， 以使用都同样的结构(即， 将右侧紧。

15、固件部件 10A 反转即成左侧紧固件部件 10B) 为佳。 0035 电透析槽用紧固件 10 由右侧紧固件部件 10A 及左侧紧固件部件 10B 这对称的两 个部件构成。图 2 中示出了右侧紧固件部件 10A 的主视图， 图 3 中示出了该右侧紧固件部 件 10A 的右侧视图， 图 4 中示出了该右侧紧固件部件 10A 的仰视图。另外， 图 5 中示出了图 2 中的 B-B 向视剖视图， 图 6 中示出了图 2 中的 A-A 向视剖视图。如上所述， 上述右侧紧固 件部件 10A 在使用时配置于上述透析槽 ( 参照图 8) 的下侧， 左侧紧固件部件 10B 配置于上 述透析槽的上侧。此外， 也可。

16、以将上述右侧紧固件部件 10A 配置于上述透析槽的右侧， 并将 左侧紧固件部件 10B 配置于上述透析槽的左侧来加以使用。 0036 在右侧紧固件部件 10A 及左侧紧固件部件 10B 上分别配置有格子状结构体 1A 及 格子状结构体 1B。 0037 图 7 中示出了格子状结构体 1A 的简略立体结构图。格子状结构体 1B 也具同样结 构。 0038 如图 1 图 7 所示， 在图 1、 图 2 中， 朝纸面里侧呈规定宽度的板状的主条板 3A、 3B 以相等尺寸的横向间隙配置有数根。另一方面， 在该主条板 3A、 3B 的图 1 中， 在端侧位置朝 向纸面里侧有数根棒状或规定宽度的板状的交叉。

17、条板5A、 5B以与该主条板3A、 3B正交的方 式以相等尺寸的纵向间隙被焊接。本发明的紧固件中， 通过将数根主条板 3A、 3B 与数根交 叉条板 5A、 5B 配置成正交， 从而来构成格子状结构体。此外， 也可以以格子形状呈菱形的方 式将数根主条板 3A、 3B 与数根交叉条板 5A、 5B 交叉配置， 从而获得格子状结构体。 0039 在主条板3A、 3B的一端(图1中的上端)分别固接有上侧端板7A、 7B， 而在主条板 3A、 3B 的另一端 ( 图 1 中的下端 ) 分别固接有下侧端板 9A、 9B。 0040 在上侧端板 7A、 7B 的外侧 ( 即， 图 1 中右方和左方的外侧 。

18、) 焊接有 L 形角状的保 持部件11A、 11B， 另一方面， 在下侧端板9A、 9B的外侧(即， 图1中右方和左方的外侧)焊接 有 L 形角状的保持部件 13A、 13B， 在 L 形角状的保持部件 11A、 11B 及 L 形角状的保持部件 13A、 13B 上的数个位置分别设置有螺栓孔 15。 0041 在本发明中， 以规定的紧固压力对保持部件进行紧固的紧固部是指位于上述保持 部件 11A、 11B、 13A 及 13B 的与将形成透析槽的室框及交换膜夹持于内侧的电极框相对的 面。在图 3 中与纸面垂直的右侧的面是紧固部， 在图 4 中与纸面垂直的下侧的面是紧固部。 在上述紧固部上， 。

19、通过数个螺栓孔 15 利用数个螺栓以本发明的透析槽用紧固件对透析槽 整体进行紧固。 0042 在本发明中， 透析槽用紧固件包括 ： 保持部件， 该保持部件具有供被处理液流过脱 盐室及浓缩室的入口及出口 ； 以及紧固部， 该紧固部以规定的紧固压力对该保持部件进行 紧固， 透析槽用紧固件既可以与电极框相抵接， 也可以隔着规定的板状部件与规定电极框 抵接。 0043 另外， 也可以在电透析槽用紧固件 10 的与电极框相面对的部分另行配置用于使 说 明 书 CN 103906560 A 5 4/7 页 6 紧固压力均匀分散且具有一定刚度的板状部件。 0044 在本申请的图 3、 图 5 及图 6 中例。

20、示出了以下形态 ： 透析槽用紧固件包括 ： 保持部 件， 该保持部件具有供被处理液流过脱盐室及浓缩室的入口及出口 ； 以及紧固部， 该紧固部 以规定的紧固压力对该保持部件进行紧固， 该透析槽用紧固件隔着规定的板状部件与上述 电极框抵接。铁板 21 为上述板状部件。 0045 即， 如图 6 所示， 在交叉条板 5A、 5B 的底面安装有铁板 21。在该铁板 21 的右端部 ( 图 1 中俯视观察时的右端侧 ) 配置有出口侧保持部件 23， 在该出口侧保持部件 23 上形成 有脱盐液用出口 31 及口径在一周上比该脱盐液用出口 31 小的浓缩液用出口 33。另一方 面， 在该铁板 21 的左端部。

21、 ( 图 1 中俯视观察时的左端侧 ) 配置有入口侧保持部件 25， 在该 入口侧保持部件 25 上形成有脱盐液用入口 35 及口径在一周上比该脱盐用液用入口 35 小 的浓缩液用入口 37。 0046 接着， 对本发明实施方式的作用进行说明。 0047 格子状结构体 1A 及格子状结构体 1B 使用所谓栅格是较为理想的， 该栅格被广泛 地用作雨水沟的窨井盖、 脚手架、 建筑用材料， 具有泛用性、 廉价且市场上有售。 该栅格是格 子结构， 因此， 具有强度高的特征。 0048 作为材质可例举钢铁、 不锈钢、 橡胶或 FRP 等， 但从强度方面考虑以钢铁或不锈钢 为佳。 0049 电透析槽用紧固。

22、件的重要的要求性能即强度是根据主条板 3A、 3B 的高度与横向 间距来确定的。 0050 紧固力与栅格的挠曲变形的关系因主条板 3A、 3B 的高度与横向间距而不同， 关于 紧固压力为 1.0MPa 时的挠曲， 在表 1 中示出了将 30mm 铁板 ( 比较例 ) 与使用了高度及横 向间距不同的主条板 3A、 3B 的钢铁制栅格的格子状结构体 ( 本发明的实施例 ) 比较后获得 的结果。此外， 所用的栅格的格子的纵横间隙为 3540mm。另外， 主条板的厚度为 6mm， 交 叉条板的厚度为 6mm。 0051 此外， 将宽度为 600mm、 长度为 1400mm 的电透析槽用紧固件、 即实际。

23、施加紧固压力 的 L 形角状的保持部件 11A、 11B、 L 形角状的保持部件 13A、 13B 及出口侧保持部件 23 及入 口侧保持部件 25 部分的面积作为实体部的面积 0.24mm2来进行了计算。 0052 表 1 0053 0054 依据表 1 可知， 在以最大挠曲与使用现有铁板时相等或更低的方式选定栅格的情 说 明 书 CN 103906560 A 6 5/7 页 7 况下， 重量可减轻至 3 分之 1 以下。 0055 作为最大允许应力， 需以180N/mm2为基准选定应力处于该值以下的主条板3A、 3B。 另外， 关于挠曲， 当挠曲超过 1.5mm 时， 应力也会超过 180。

24、N/mm2， 因此， 从允许应力的限定条 件出发也应该将允许挠曲抑制在 1.5mm 以下。主条板 3A、 3B 的高度为 40 100mm 是较为 理想的， 50 75mm 是更为理想的， 50 60mm 是最最为理想的。 0056 这样， 通过将栅格用作电透析槽用紧固件 10， 可以获得具有以下特征的电透析槽 用紧固件10， 该电透析槽用紧固件10与使用30mm50mm厚度的铁板并以增强筋增加强度 的现有电透析槽用紧固件相比， 在重量远远减轻的情况下， 用 0.5MPa 以上的紧固压力进行 旋紧时的挠曲为 1.5mm 以下。当用 0.5MPa 以上的紧固压力进行紧固时的挠曲为 1.5mm 以。

25、 下是较为理想的。 0057 而且， 电透析槽中的本发明的电透析槽用紧固件 10 的合计重量为 140kg 以下， 在 对电透析槽进行紧固时， 即使不用吊车也能进行操作， 因此， 是较为理想的。 0058 在本发明中，“格子的间距宽度” 是指格子的横向间距宽度及纵向间距宽度这两种 含义。 0059 此外， 当格子状结构体的横向间距、 纵向间距的间距宽度都在10mm以上50mm以下 时， 电透析槽用紧固件 10 有充分的强度。此外， 将横向相邻的格子中央部间的距离称为横 向间距宽度， 将纵向相邻的格子中央部间的距离称为纵向间距宽度。另外， 以横向间距、 纵 向间距的间距宽度都为 10mm 50m。

26、m 是较为理想的。另外， 构成格子的板材的厚度为 4 10mm 是较为理想的。 0060 另外， 作为更进一步地实现轻型化的方法， 通过将图 1 所示的电透析槽用紧固件 10 一分为二， 较为理想的是通过将电透析槽用紧固件 10 沿上下方向一分为二， 可形成不使 用吊车就能操作的紧固件。 根据该形状， 制作容易， 且使用批量生产品即栅格， 因此， 能获得 品质优良且稳定、 价格也低廉、 轻型化、 操作性能优异的电透析槽用紧固件10。 不过， 电透析 槽用紧固件 10 并不限于一分为二， 也可采用一分为三以上的分割。 0061 此外， 在进行一分为二以上的分割时， 分割部间的间隙的紧固状态可能会。

27、变差， 但 利用与电透析槽用紧固件10邻接的电极框(由数十mm厚的树脂制成)将压力分散均匀化， 因而经过确认并无问题。 0062 然而， 也可在电透析槽用紧固件 10 的与电极框向面对的部分另行配置用于分散 压力且具有一定刚度的板材。 0063 实施例 0064 以下， 利用实施例对本发明进行说明， 但本发明并不限定于这些实施例。 0065 实施例 1 0066 以下， 对本发明的实施例进行说明。 0067 作为格子状结构体而使用的栅格是以大吴公司 ( 日文 ： 社 ) 产的以高度 55mm 的主条板 3A、 3B 为基材的型号 R5MO55-S， 在两端板 7A、 7B、 9A、 9B 上焊。

28、接宽度 90mm 的 L 形角状的保持部件 11A、 11B、 13A、 13B， 在电透析槽用紧固件 10 的电极框侧 ( 图 1 中为主 条板 3A、 3B 的底面侧 ) 焊接厚度 7mm 的铁板 21， 并进行了展示。 0068 使用的栅格为不锈钢制， 横向主条板的间距宽度为 35mm， 纵向交叉条板的间距宽 度为 40mm。另外， 使用的栅格主条板厚度为 6mm。 说 明 书 CN 103906560 A 7 6/7 页 8 0069 该电透析槽用紧固件 10 被制作成右侧紧固件部件 10A 及左侧紧固件部件 10B 的 两部分分割形式。 右侧紧固件部件10A及左侧紧固件部件10B各自。

29、的尺寸为长度700mm、 宽 度 687mm， 以 350mm 间距配置紧固用的螺栓孔 15。使用该电透析槽用紧固件 10， 用 M25 螺栓 以 70Nm( 紧固压力为 1.0MPa) 紧固于上述螺栓孔时的挠曲 ( ) 为 0.4mm， 这是良好的。 0070 另外， 该电透析槽用紧固件 10 在操作时的重量为达到轻型化的每块 55Kg， 可实现 两人操作。此外， 在层叠的室框及离子交换膜的左侧需要右侧紧固件部件 10A 及左侧紧固 件部件 10B 一组部件 ( 共计两块 )， 并同样地在右侧需要一组部件 ( 共计两块 )， 合计需要 四块， 因此， 此时的电透析槽用紧固件 10 的全部重量。

30、 220Kg( 55Kg4 块 )。 0071 比较例 1 0072 针对与实施例1同样的室框及交换膜， 采用板厚为30mm的铁板制作出电透析槽用 紧固件。尺寸为以下形状 ： 长度 1400mm， 宽度 687mm， 以 350mm 的间距配置紧固用的螺栓孔 15。 0073 使用该电透析槽用紧固件， 用 M25 螺栓以 70Nm( 紧固压力为 1.0MPa) 进行紧固 时的挠曲为 1.3mm， 结果劣于实施例 1， 另外， 该电透析槽用紧固件操作时的重量为 220Kg， 全部重量为 440Kg( 220Kg2 块 )， 重量大， 不用吊车就无法操作。 0074 在产业上利用的可能性 0075。

31、 本发明的透析槽用紧固件可作为制作容易、 廉价且实现了轻型化的紧固件加以利 用。 0076 此外， 在此引用 2011 年 10 月 28 日提出申请的日本专利申请 2011-237134 号的 说明书、 权利要求书、 附图及摘要的全部内容， 以作为本发明的说明书的公开内容来加以采 用。 0077 符号说明 0078 1A、 1B 格子状结构体 0079 3A、 3B 主条板 0080 5A、 5B 交叉条板 0081 7A、 7B 上侧端板 0082 9A、 9B 下侧端板 0083 10 电透析槽用紧固件 0084 10A 右侧紧固件部件 0085 10B 左侧紧固件部件 0086 11A。

32、、 11B、 13A、 13B 保持部件 0087 15 螺栓孔 0088 21 铁板 0089 23 出口侧保持部件 0090 25 入口侧保持部件 0091 31 脱盐液用出口 0092 33 浓缩液用出口 0093 35 脱盐液用入口 0094 37 浓缩液用入口 说 明 书 CN 103906560 A 8 7/7 页 9 0095 40 透析功能单元 0096 41 紧固框 ( 紧固件 ) 0097 42 紧固螺栓 0098 43 螺母 0099 44 弹簧 0100 50 阳离子交换膜 0101 51 阴离子交换膜 0102 52 浓缩用室框 0103 53 脱盐用室框 0104 54、 55 电极框 0105 56 紧固件 说 明 书 CN 103906560 A 9 1/5 页 10 图 1 说 明 书 附 图 CN 103906560 A 10 2/5 页 11 图 2 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103906560 A 11 3/5 页 12 图 5 图 6 图 7 说 明 书 附 图 CN 103906560 A 12 4/5 页 13 图 8 说 明 书 附 图 CN 103906560 A 13 5/5 页 14 图 9 说 明 书 附 图 CN 103906560 A 14 。