(57)【要約】【課題】核燃料集合体（２）の上部タイプレート（６）の直角度を測定するための装置（２２）を提供すること。【解決手段】この装置は、第１の複数のティース（４０）を有する第１のコーム（２４）と；第１のコーム（２４）に対して平行でありかつ第１のコーム（２４）から間隔をあけた、第２の複数のティース（４０）を有する第２のコーム（２６）と；第１のコーム（２４）を越えて延びる第２の端部を有する、第１のコーム（２４）を第２のコーム（２６）に連結するコーム連結部（３０）と；コーム連結部（３０）の第２の端部のところに設けられる剛体フィンガー（３６）と；第２のコーム（２６）上に設けられる回転可能ゲージ（３４）と；ゲージ（３４）に動作的に連結される可動式のフィンガー（３８）とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
核燃料集合体（２）の上部タイプレート（６）の直角度を測定し設定する装置（２２）であって、
第１の複数のティース（４０）を有する第１のコーム（２４）と；
前記第１のコームに対し平行でありかつ前記第１のコームから間隔をあけた、第２の複数のティース（４０）を有する第２のコーム（２６）と；
前記第１のコーム（２４）を越えて延びる第２の端部を有する、前記第１のコーム（２４）を前記第２のコーム（２６）に連結するコーム連結部（３０）と；
前記コーム連結部の前記第２の端部のところに設けられる剛体フィンガー（３６）と；
前記第２のコーム上に設けられるゲージ（３４）と；
前記ゲージに動作的に連結される可動式のフィンガー（３８）とを備えることを特徴とする装置（２２）。
【請求項２】
前記第１のコーム（２４）および前記第２のコーム（２６）が、前記集合体のそれぞれの側において前記核燃料集合体（２）の前記燃料ロッド（１０）のすべてを取り囲むように構成されることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記コーム連結部（３０）に連結されるハンドル（３２）をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記可動式のフィンガー（３８）が前記第２のコーム（２６）に枢動的に連結されることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記ゲージ（３４）のゼロ位置が調整可能であることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項６】
前記ゲージ（３４）がダイヤルインジケーターゲージであることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項７】
前記ゲージ（３４）が前記第２のコーム（２６）に対して回転可能であり、かつ前記第２のコーム（２６）に対して複数の位置のところで選択的に固定されるように構成されることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項８】
前記上部タイプレート（６）の反対側で前記核燃料集合体（２）の端部を支持するように構成されるロッド案内支持部（５４）と、前記核燃料集合体（２）の前記端部を上昇させかつ下降させるように構成される偏心トグルドラムデバイス（５８）とを備える半自動集合体組立てロッド持ち上げデバイス（５６）をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項９】
前記偏心トグルドラムデバイス（５８）が、ドラムを偏心して支持するように構成される軸受（６０）と、偏心ドラムを上昇位置から下降位置まで回転させるように構成されるトグル（６６）とを備えることを特徴とする請求項８記載の装置。
【請求項１０】
前記上昇位置で前記トグル（６６）と係合するように構成される上部停止部（６４）と、前記下降位置で前記トグル（６６）と係合するように構成される下部停止部（６２）とをさらに備えることを特徴とする請求項９記載の装置。
【請求項１１】
前記偏心トグルドラムデバイス（５８）が前記ロッド案内支持部（５４）に締結されることを特徴とする請求項８記載の装置。
【請求項１２】
前記核燃料集合体（２）の直角度を測定および設定するに先立って、前記ゲージ（３４）をゼロに合わせるように構成される設定ブロック（４４）をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１３】
前記設定ブロック（４４）が、案内板（５２）、前記剛体フィンガー（３６）および前記可動式フィンガー（３８）と係合するように構成されるゼロ設定板（４６）、ならびに前記第１および第２のコーム（２４、２６）と係合するように構成される少なくとも２つの基準ロッド（４８）とを備えることを特徴とする請求項１２記載の装置。
【請求項１４】
前記ゲージ（３４）が、時間、日付、作業者／検査員名、および測定値のうちの少なくとも１つを記憶するように構成されるメモリーを備えることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１５】
前記ゲージ（３４）が、前記使用者が前記メモリーに個々の測定値を選択的に保存できるように構成される使用者入力デバイス（３３）を備えることを特徴とする請求項１４記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、核燃料集合体の上部タイプレートの直角度を測定するためのかつ設定するための装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）燃料集合体上には、照射中のロッドの自由な伸びを可能にし、核燃料集合体を吊り上げ中にかつ／または核燃料集合体をあちこち移動させるために集合体を支持するために使用されるタイロッド上端部プラグの各々に均一な荷重が確実にかかるようにするために、上部タイプレート（ＵＴＰ）は集合体の燃料ロッドに直角に設置しなければならない。現在使用可能なＵＴＰ直角度ゲージおよび設定ブロックは、繰り返し測定を実現するのに困難を生じさせる多くの問題点を有する。この現在使用可能なＵＴＰ直角度ゲージでは、単一の検査員および単一のゲージを使用してさえ、同じ測定値とはならない。
【０００３】
この現在使用可能なＵＴＰ直角度ゲージは、核燃料集合体内の単一のロッドに対するＵＴＰの直角度を測定する。その燃料ロッドが曲がっている場合は、このＵＴＰは同じ集合体内の多くの他の燃料ロッドを考慮に入れずに不正確に繰り返し設定される。現在使用可能なＵＴＰ直角度ゲージは、集合体が水平位置にあるときに集合体側面上で使用するのが困難でもある。
【０００４】
その上、測定されている単一のロッドは柔軟であるので、検査員は不注意にゲージハンドルをわずかに回転させまたは捻じり、それでそのゲージが上に乗っているロッドが移動し、不正確な直角度の読みを生じさせる可能性がある。ＵＴＰ直角度に対する許容誤差は通常小さく、例えば±０．１７８ｍｍ（±０．００７インチ）であり、同じ部片を測定するとき２人以上の人間が異なる読みを行うことは容易にあり得る。これらのゲージの問題点のすべてによって、ゲージは極めて技能に依存するようになり、使用中の作業者が間違いを犯す潜在的な可能性が高くなる。
【０００５】
さらにこのＵＴＰ直角度は、核燃料集合体が組立てテーブル上で水平である間に設定される。この位置では、核燃料集合体の下の最後の支持ブロックは、ＵＴＰから６１０〜６６０ｍｍ（２４〜２６インチ）のところにあり、そのためＵＴＰの重量およびロッドの柔軟性に起因して集合体のヘッドが最低３．１８ｍｍ（０．１２５インチ）垂れ下がる。いくつかの核燃料ロッドのクラッディングがより薄い場合、このことがなおさら問題になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５９７８４３０号
【特許文献２】米国特許第６１２５１６０号
【特許文献３】米国特許第６３１０９３０号
【特許文献４】米国特許第６３３３９５７号
【特許文献５】米国特許第６５３９０７３号
【特許文献６】米国特許第６７６５９７９号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態によれば、核燃料集合体の上部タイプレートの直角度を測定するための装置は、第１の複数のティースを有する第１のコームと；第１のコームに対して平行でありかつ第１のコームから間隔をあけた、第２の複数のティースを有する第２のコームと；第１のコームを越えて延びる第２の端部を有する、第１のコームを第２のコームに連結するコーム連結部と；コーム連結部の第２の端部のところに設けられる剛体フィンガーと；第２のコーム上に設けられる回転可能ゲージと；ゲージに動作的に連結される可動式のフィンガーとを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】核燃料集合体の概略図である。
【図２】上部視野から見た本発明の一実施形態による上部タイプレート直角度測定システムの一部分を示す概略図である。
【図３】底部視野から見た本発明の一実施形態による上部タイプレート直角度測定システムの一部分を示す概略図である。
【図４】上部タイプレート直角度測定システムと共に使用可能な設定ブロックの概略平面図である。
【図５】上部タイプレート直角度測定システムおよび設定ブロックの一部分を示す概略図である。
【図６】核燃料集合体上にある上部タイプレート直角度測定システムおよび核燃料集合体の一部分を示す概略図である。
【図７】上部位置にある半自動集合体組立てデバイスの概略側立面図である。
【図８】下部位置にある半自動集合体組立てデバイスの概略側立面図である。
【図９】自動集合体組立て機械の概略正立面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１を参照すると、核燃料集合体２は、上部タイプレート６および下部タイプレート８を取り囲むチャンネル４を備える。チャンネル４内に、下部タイプレート８上に支持される複数の核燃料ロッド１０および１対の水ロッド２７が設けられている。核燃料ロッド１０は、上向きに上部タイプレート６に向かって上部タイプレート６まで延びる。複数のスペーサ１２、１４、１６が、核燃料集合体２の高さ全体にわたり互いに垂直に間隔をあけて配置され、個別の、垂直に位置合わせされる開口部を、そのような開口部が規則正しいアレーとなった格子位置のところに画成し、ロッド１０を受け、互いに対する横方向移動に抗してロッド１０を核燃料集合体２内に閉じ込める。３個のスペーサ１２、１４、１６しか図示されていないが、一般に８個または９個のスペーサが設けられることを理解されたい。
【００１０】
図１は核燃料ロッド１０の９ｘ９のアレーを示すが、他のアレー、例えば８ｘ８または１０ｘ１０のアレーを本発明で利用できることは理解されるであろう。ハンドル１８は、上部タイプレート６の頂部部分内に一体化され、核燃料コア（図示せず）に対して核燃料集合体２を吊り上げかつ移動させるための手段を提供する。
【００１１】
原子炉、例えば沸騰水型原子炉のコア内で核燃料集合体２を利用する際、冷却剤／減速材、例えば水が上向きにかつロッド１０の周りを流れるように下部タイプレート８を通り入る。この水の上向きの通過中に、蒸気が発生し、蒸気と液体の混合物が上部タイプレート６を上向きに通過する。蒸気発生中、チャンネル４は冷却剤／減速材の流れを核燃料集合体２内に閉じ込め、その流れをチャンネル４の外側をかつ同様に配設される燃料集合体の間を流れるコアバイパス容量から分離する。
【００１２】
図１に示すように、スペーサ１２、１４、１６全体にわたる開口部の格子すなわちアレーのすべての格子位置が完全な長さの燃料ロッド１０によって占有されるわけではない。例えば、１つまたは複数の水ロッド２７または減速材ロッドは、核燃料集合体２の中央部分を上向きに通過し、いくつかの格子位置を占有することができる。その上、１つまたは複数の部分長のロッド２０を核燃料集合体２内の選択される格子位置に設けることができる。したがって、例えば、各部分長のロッド２０は、下部タイプレート８からスペーサ、例えばスペーサ１２を通り燃料集合体内で上向きに延び、スペーサ１２の直上で終端することができる。部分長のロッド２０は、部分長のロッドのさもなければ片持ちになる端部のための支持を与えるように、通常スペーサの直上で終端する。
【００１３】
図２を参照すると、上部タイプレート直角度ゲージ２２は、第１のコーム２４およびコーム連結部３０によって連結される第２のコーム２６を備える。使用を容易にするために、ハンドル３２が上部タイプレート直角度ゲージ２２にコーム連結部３０に沿って設けられる。第２のコーム２６は、可動式のフィンガー３８に動作的に連結されるダイヤルインジケーターゲージ３４を支持する。このゲージ３４はデジタルゲージであり得ることを理解されたい。この可動式のフィンガー３８はダイヤルインジケーターゲージ３４に枢動的に連結され、全体的にＬ字型形状の形態を有する。コーム連結部３０の端部のところに剛体のフィンガー３６が設けられ、コーム連結部３０に固定される。第１の留め具２９をハンドル３２をコーム連結部３０に固定するために使用することができ、第１および第２のコーム２４、２６は組立てられ、第１の留め具２９ならびにドエルピン２５によって上部タイプレート直角度ゲージ２２の枠に固定される。
【００１４】
作業者／検査員がダイヤルインジケーターゲージ３４を第２のコーム２６に対して回転できるように、回転ロック蝶ねじ３５をダイヤルインジケーターゲージ３４に設けることができる。作業者／検査員がダイヤルインジケーターゲージによって行われる測定値を保存できるように、ボタン３３もダイヤルインジケーターゲージ３４に設けることができる。このダイヤルインジケーターゲージ３４は、いくつかのデータを保存するように構成されるメモリーを備えることができる。データは、例えばＵＳＢケーブルによってダイヤルインジケーターゲージに入れかつダイヤルインジケーターゲージから取り出すことができる。作業者／検査員の名前、日付および時間、場所、等などのデータは、ダイヤルインジケーターゲージのメモリー内に入れることができる。作業者／検査員は、ダイヤルインジケーターゲージ３４によって行われた測定値を保存するためにボタン３３を押すことができる。メモリー内に保存された測定値は、例えば、測定値が取られた時間および日付および／または場所、および／または測定値を取った作業者／検査員を確認することが可能であるように、メモリー内に保存された他の情報と相互に関連付けすることができる。
【００１５】
図３に示すように、第１および第２のコーム２４、２６は、核燃料集合体２の燃料ロッド１０を隣接するティース４０の間に取り囲むように構成されるティース４０を備える。このティース４０は、例えばコーム内に軽く圧入されたピンを備えることができる。この第１および第２のコーム２４、２６は、（複数の）上部タイプレート基準点と位置合わせされる基準燃料ロッド位置を取り囲むように構成されるくぼみ４２も備える。
【００１６】
この上部タイプレート直角度ゲージ２２は、核燃料集合体２の単一の側上の（ロッドの中央線の各々をわずかに越える）核燃料ロッド１０のすべてを取り囲む。この上部タイプレート直角度ゲージ２２は、上部タイプレート６の直角度を測定するとき核燃料集合体２の単一の側上のすべての燃料ロッドを考慮に入れ、その結果ロッド曲がりおよび／または上部タイプレート直角度ゲージ２２のハンドル３２を不注意で回転させることによって生じる作業者または検査員の偏りによって生じる問題点をなくす。
【００１７】
この第１および第２のコーム２４、２６は、現行のゲージより長いロッド長さを収めるように間隔があけられている。第１と第２のコーム２４、２６間のこの増加した距離によって、より正確な上部タイプレート直角度測定が可能になる。その上、この第１および第２のコーム２４、２６は、核燃料集合体２が水平の集合体組立てテーブル上にある間の核燃料集合体２の側面の測定中、安定性を加える。この第１および第２のコーム２４、２６は、集合体２の複数のロッド上にあることによってダイヤルインジケーターゲージ３４の重量を支持し、上部タイプレート直角度ゲージ２２の重量が障害になることを防止する。
【００１８】
上部タイプレート直角度ゲージ２２が使用できるようになる前に、上部タイプレート直角度ゲージ２２と共に図４に示す工学的かつ製品要件のすべてに合致するとして認定されなければならない設定ブロック４４上で、上部タイプレート直角度ゲージ２２はゼロに合わされなければならない。上部タイプレート直角度ゲージ２２を設定ブロック４４上に配置した後、ダイヤルインジケーターゲージ３４がゼロにならない場合は、使用に先立ってこのゲージを設定ブロック４４に対して再度ゼロにするように、ダイヤルインジケーターゲージ３４上の微調整点３７を使用して調整を行うための認定されたゲージ技術者が必要になる。この設定ブロック４４は、案内板５２および基準ロッド４８を備える。ゼロ設定板４６が案内板５２の一端部に設けられ、側面案内部５０が案内板５２の側面に沿って設けられる。ゼロ設定板４６、基準ロッド４８、および側面案内部５０を定位置にかつ案内板５２上に固定するために、第２の留め具４５およびドエルピン３９を設けることができる。ゲージの認定中設定ブロック４４の安定性を維持するために、設定ブロック用の支持部、または足として作用するように、第３の留め具４７を案内板５２を貫通して設けることができる。この留め具は、例えば、ゴムの足に留めることができることも理解されたい。この留め具は、例えばねじ切りされた留め具、または案内板５２に留められた突起部であることができることも理解されたい。
【００１９】
図５を参照すると、上部タイプレート直角度ゲージ２２は、第１および第２のコーム２４、２６のくぼみ４２が基準ロッド４８上にあり、かつ剛体フィンガー３６および可動式のフィンガー３８がゼロ設定板４６に向かって指すように、設定ブロック４４上に配置されている。上部タイプレート直角度ゲージ２２は、２つのフィンガー３６、３８がゼロ設定板４６に触れることができるように、上部タイプレート直角度ゲージ２２が完全に着座するまでゼロ設定板４６に向かって摺動する。この点でフィンガー３６、３８は、基準ロッド４８に対して正確に直角な平面を測定し、作業者／検査員は、ダイヤルインジケーターゲージ３４がゼロを指していることを検証することができ、そうでないときは、どのような測定を行うのにも先立って、ゼロの読みを得るのに必要である、ダイヤルインジケーターゲージ３４上の微調整点３７を使用して調整を行うために認定されたゲージ技術者が必要になる。
【００２０】
図６を参照すると、上部タイプレート６の直角度を測定するために、上部タイプレート直角度ゲージ２２は、上部タイプレート６の方角を指して作業者／検査員の指３１で核燃料集合体２の燃料ロッド１０に圧し付けられている。上部タイプレート直角度ゲージ２２が核燃料集合体２の上に着座した後、それは、剛体フィンガー３６および可動式のフィンガー３８が上部タイプレート基準部５９、すなわち上部タイプレート６の側面上の突起部片に触れるまで上部タイプレートの底部表面に向かって上向きに摺動させられる。ダイヤルインジケーターゲージの回転ロック蝶ねじ３５を緩めることによって、作業者／検査員は視差影響を生じさせないより正確な読みのために、任意の角度からダイヤルインジケーターゲージ３４を読むことが可能になる。剛体フィンガー３６は上部タイプレート直角度ゲージ２２の位置を設定し、ダイヤルインジケーターゲージ３４に動作的に連結される可動式のフィンガー３８は、右基準停止部に対する左基準停止部の位置に従って上方または下方に移動させることができる。左基準停止部が右基準停止部より高い場合は、ダイヤルインジケーターゲージ３４は正の読みを生じさせるであろうし、その逆も同様である。ダイヤルインジケーターゲージ３４の読みに基づいて、上部タイプレート６の頂部の、タイロッド１１の各々に取り付けられた６角ナット２８（図６参照）は、ロックタブ９の設置に先立って上部タイプレート６の直角度を変更させるように調整できる。上部タイプレート６は、４つの集合体側面の各々の上で、ダイヤルインジケーターゲージ３４においてゼロのゲージの読みが得られるとき、直角であると判断される。しかしながら、集合体が水平集合体組立てテーブル上にあるとき３つの側面のみ測定することができ、一方すべての４つの側面は最終検査スタンドで再認証されるべきことを要することを理解されたい。
【００２１】
図７〜９を参照すると、半自動集合体組立てロッド持ち上げデバイス５６が、ロッドの上端部プラグおよび上部タイプレート６のレベルを核燃料集合体２の残りと位置合わせするようにもって行くために、核燃料ロッドの端部のところで核燃料集合体２を支持する。核燃料集合体２の反対側端部は、ロッド案内支持部５４によって支持される。この半自動集合体組立てロッド持ち上げデバイス５６は、核燃料ロッドに対して直角になるように核燃料集合体２の端部を上昇させるように、図７に示す上部位置でロックする偏心トグルドラムデバイス５８を備える。図８に示す下部位置にあるときは、このロッド案内支持部５４は十分低く、核燃料集合体２の核燃料ロッドに接触しない、または組立てを妨げない。したがって、このロッド案内支持部５４は、使用しないとき半自動集合体組立てロッド持ち上げデバイス５６上に残すことができる。
【００２２】
この半自動集合体組立てロッド持ち上げデバイス５６は、軸受６０内に支持される偏心トグルドラムデバイス５８を備える。この偏心トグルドラムデバイス５８は、図７に示す上部位置から図８に示す下部位置まで、持ち上げロール（またはドラム）レバー、またはトグル６６によって移動させることができる。この持ち上げロールレバー、またはトグル６６は、図７に示す上部位置では上部停止部６４と接触しており、図８の下部位置では示された下部停止部６２と接触している。第４の留め具６５が、半自動集合体組立てロッド持ち上げデバイス５６を固定し、半自動集合体組立てロッド持ち上げデバイス５６をロッド案内支持部５４に締結するために使用される。
【００２３】
この上部タイプレート直角度ゲージによって、上部タイプレート直角度測定の再現性が可能になり、測定値の中の作業者／検査員の変動が減少する。この上部タイプレート直角度ゲージによって、ただ１つのロッドの考慮だけではなく、直角度測定のために単一の側面上の核燃料集合体のすべての燃料ロッドを考慮に入れることも可能になる。
【００２４】
この半自動集合体組立てロッド持ち上げデバイスは、上部タイプレートを設定するとき上部タイプレートの正確な設定を確実にするために、集合体の端部を支持するためのロッド案内支持部を含む。この上部タイプレート直角度ゲージは頑丈であり、集合体検査スタンドおよび顧客現場で上部タイプレート直角度を検査するために使用することができる。
【００２５】
この上部タイプレート直角度ゲージは、追加の将来の燃料集合体設計を検査するためにも使用することができる。上部タイプレート直角度ゲージの２つのコームの間の距離によって、複数ロッドコームゲージ設計に起因する、いっそう長いロッド全体長さが収容され、集合体が水平集合体組立てテーブル上にある間の集合体側面の測定中、および検査スタンドでの垂直検査中における安定性が加えられる。
【００２６】
この上部タイプレート直角度ゲージは、国内および外国の顧客が、このゲージの正しい使用をできるようにために必要な訓練がほとんどまたは全くなしで使用することもできる。
【００２７】
本発明を現在最も実際的でありかつ好ましい実施形態であると考えられるものと関連して説明してきたが、本発明は開示された実施形態に限定されず、それとは反対に、添付の特許請求の範囲の趣旨および範囲内に含まれる様々な改変および均等な構成を包含することを意図していることを理解されたい。
【符号の説明】
【００２８】
２  核燃料集合体
４  チャンネル
６  上部タイプレート
８  下部タイプレート
９  ロックタブ
１０  核燃料ロッド
１１  タイロッド
１２  スペーサ
１４  スペーサ
１６  スペーサ
１８  ハンドル
２０  部分長のロッド
２２  上部タイプレート直角度ゲージ、直角度測定設定装置
２４  第１のコーム
２５  ドエルピン
２６  第２のコーム
２７  水ロッド
２８  ６角ナット
２９  第１の留め具
３０  コーム連結部
３１  指
３２  ハンドル
３３  使用者入力デバイス、ボタン
３４  ダイヤルインジケーターゲージ
３５  回転ロック蝶ねじ
３６  剛体フィンガー
３７  微調整点
３８  可動式フィンガー
３９  ドエルピン
４０  第１のティース
４２  くぼみ
４４  設定ブロック
４５  第２の留め具
４６  ゼロ設定板
４７  第３の留め具
４８  基準ロッド
５０  側面案内部
５２  案内板
５４  ロッド案内支持部
５６  半自動集合体組立てロッド持ち上げデバイス
５８  偏心トグルドラムデバイス
５９  上部タイプレート基準部
６０  軸受
６２  下部停止部
６４  上部停止部
６５  第４の留め具
６６  トグル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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