(57)【要約】      （修正有）【課題】集塵機を大型化することなく、フィルタの濾過面積を増大させるとともに、圧力気体によるダストの払い落としをエネルギ効率よく行うことができる集塵機を提供する。【解決手段】集塵機のフィルタ７を、円筒状の主フィルタ部７ａと、主フィルタ部７ａの内周側に配設した主フィルタ部７ａの先端から開口基端部側に向けて、軸方向の長さが主フィルタ部７ａの軸方向の長さに対して５０％以上となる円錐状の副フィルタ部７ｂとから構成するとともに、ケージを、主フィルタ部７ａの内周側に配設されて主フィルタ部の形状をその全長に亘って保持する主ケージ１０と、主ケージ１０の内周側でかつ副フィルタ部７ｂの外周側に配設されて副フィルタ部７ｂの形状をその全長に亘って保持する円錐状の副ケージ１１とから構成する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体の内部を区画壁により区画し、該区画した筐体の一方を含塵空気導入室、他方を浄化空気室とし、区画壁に形成したフィルタ取付穴に含塵空気導入室に配置したフィルタの開口基端部を取り付け、フィルタ内にケージを配設するとともに、フィルタ内に圧力気体を噴出することによってフィルタに付着したダストを払い落とす圧力気体導入手段を配設した集塵機において、前記フイルタを、円筒状の主フィルタ部と、該主フィルタ部の内周側に配設した主フィルタ部の先端から開口基端部側に向けて、軸方向の長さが主フィルタ部の軸方向の長さに対して５０％以上となる円錐状の副フィルタ部とから構成するとともに、前記ケージを、主フィルタ部の内周側に配設されて主フィルタ部の形状をその全長に亘って保持する主ケージと、該主ケージの内周側でかつ副フィルタ部の外周側に配設されて副フィルタ部の形状をその全長に亘って保持する円錐状の副ケージとから構成したことを特徴とする集塵機。
【請求項２】
主ケージの先端部と、これに接続される副ケージの基端部とに、間隙を設けたことを特徴とする請求項１記載の集塵機。
【請求項３】
主フィルタ部の先端部及び副フィルタ部の基端部を、中心部が開口した下端キャップにより覆うようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の集塵機。
【請求項４】
副フィルタ部の先端部を、円錐状の上端キャップにより覆うようにしたことを特徴とする請求項１、２又は３記載の集塵機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集塵機に関し、特に、同一長さのフィルタで濾過面積を増大させるとともに、フィルタの外表面に付着したダストを効果的に払い落とすことができる集塵機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、焼却炉や電気炉等から排出される排ガス中に含まれるダストを捕集するために、集塵機が広く採用されている。
ところで、この集塵機に用いられるフィルタには、ダストが付着することになるが、ダストが多量に付着し、通気抵抗（圧損）が所定値以上に上昇したとき、又は使用期間が一定時間経過した後に定期的に、ダストを払い落とすべく条件を選定してフィルタ内に圧力気体（例えば、圧縮空気等）を噴出させることによって、フィルタの外表面に付着したダストを払い落とすようにしている。
【０００３】
より具体的には、図６に示すように、フィルタの外表面に付着したダストを払い落とすために、集塵機２０は、筐体２の内部を区画壁３により上下に区画し、下部を含塵空気導入室４、上部を浄化空気室５とし、含塵空気導入室４を塵埃発生源（図示省略）に接続し、浄化空気室５を吸引装置Ｆに接続するようになされている（例えば、特許文献１参照）。
そして、区画壁３に形成したフィルタ取付穴に含塵空気導入室４に配置したフィルタ２１の開口基端部を取り付け、フィルタ２１内にフィルタの形状を保持するために均一な径の円筒状に形成したケージ２２を挿入するようにしている。
また、フィルタ２１内に圧力気体を噴出することによってフィルタ２１の外表面に付着したダストを払い落とすようにする圧力気体導入手段Ｐとして、圧力気体供給源６及び圧力気体供給用のバルブとして使用する開閉弁Ｖを介して接続されるインジェクターチューブ８を配備するようにしている。
さらに、インジェクターチューブ８には、フィルタ２１の開口基端部に対向する位置にノズル穴９を設けるようにしている。
【０００４】
インジェクターチューブ８は、その基端側を開閉弁Ｖの出口側と接続されており、常時は、開閉弁Ｖの入口側と連なる圧力気体供給源６とは遮断された状態で接続されている。
【０００５】
これにより、常時は、筐体２の浄化空気室５の下流側（空気の流れ方向の下流側）に接続した吸引装置Ｆの吸引力によりダスト発生源からのダストを含んだ空気は含塵空気導入室４に導かれ、ダストがフィルタ２１で濾過され、浄化後の空気が浄化空気室５を介して排出される。
そして、フィルタ２１の外表面にダストが付着し、通気抵抗が所定値に到達したとき、又は一定時間経過後に定期的に、開閉弁Ｖを短時間に開動作させ、圧力気体供給源６の圧力気体を瞬時にインジェクターチューブ８内に流出させ、インジェクターチューブ８に設けたノズル穴９から圧力気体をフィルタ２１内に噴出させ、フィルタ２１を含塵空気導入室４側に膨らませることによって、フィルタ２１の外表面に付着したダストを払い落とすようにしている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
ところで、この種の集塵機２０では、その性能を評価する基準として、単位時間当たりの処理風量が重要となる。
この場合、集塵機をできるだけ小型化し、処理風量を増大させることが望まれている。
一般に、この種の集塵機２０に使用されるフィルタ２１は、外径約１６０ｍｍ、長さ約６ｍのものが最も普及しており、フィルタ１本当たりの濾過面積は、約３ｍ２となる。
【０００７】
フィルタ１本当たりの濾過面積を増加させる方法としては、図７に示すように、円筒状の主フィルタ部２３の下端側を、ケージ２５よりも長目に、かつ、円錐状に形成し、この円錐状の部分を副フィルタ部２４として、ケージ２５の内側に向かって折り返すことによって、フィルタを、円筒状の主フィルタ部２３と、内側の円錐状の副フィルタ部２４とで構成するようにする方法がある（例えば、特許文献３参照）。
【０００８】
また、処理風量を増大させる他の方法として、１本当たりのフィルタの濾過面積を増大させる方法があり、例えば、フィルタの長さを６ｍから８ｍへ変更することによって処理風量は約３０％向上することとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−１７５６３５号公報
【特許文献２】特開２００４−３５１３２３号公報
【特許文献３】実開昭６３−１７３３２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、フィルタの下端側を内側に向かって折り返して濾過面積を増大する場合、円錐状の頂点部分２４ａを固定するに際して、ケージ２５に架設した支持杆２５ａに副フィルタ部２４の頂点部分２４ａに配設した止め具（図示省略）を取り付けるようにしており、円錐状にした副フィルタ部２４を安定させる関係からケージ２５の軸方向の長さに対して半分程度の位置で固定される。このため、濾過面積は２０〜２５％程度しか増加しない。
そして、図７（ｃ）に示すように、副フィルタ部２４は、ケージ２５の先端側の支持リング２５ｂに支持されるようにして内側に折り返されているため、折り返し部分では主フィルタ部２３と接近した状態で配設されている。
この状態で、フィルタ内が負圧となる濾過運転を開始すると、主フィルタ部２３と副フィルタ部２４は、折り返し部分から所定の距離Ｄ間において接触し、当該接触部分では含塵空気の濾過を行うことができず、実質的には濾過面積の向上にはほとんど寄与しないという問題があった。
【００１１】
一方、１本当たりのフィルタの濾過面積を増大させるためにフィルタ２１を長尺化すると、集塵機２０の含塵空気導入室４を大型化する必要があり、装置全体のコストアップの要因となる。
さらに、インジェクターチューブ８に設けたノズル穴９から噴出する圧力気体によるダストの払い落とすときに生じる圧力損失値が大きくなり、エネルギ効率が悪いという問題もあった。
【００１２】
本発明は、上記従来の集塵機の有する問題点に鑑み、集塵機を大型化することなく、フィルタの濾過面積を増大させるとともに、圧力気体によるダストの払い落としをエネルギ効率よく行うことができる集塵機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明の集塵機は、筐体の内部を区画壁により区画し、該区画した筐体の一方を含塵空気導入室、他方を浄化空気室とし、区画壁に形成したフィルタ取付穴に含塵空気導入室に配置したフィルタの開口基端部を取り付け、フィルタ内にケージを配設するとともに、フィルタ内に圧力気体を噴出することによってフィルタに付着したダストを払い落とす圧力気体導入手段を配設した集塵機において、前記フィルタを、円筒状の主フィルタ部と、該主フィルタ部の内周側に配設した主フィルタ部の先端から開口基端部側に向けて、軸方向の長さが主フィルタ部の軸方向の長さに対して５０％以上となる円錐状の副フィルタ部とから構成するとともに、前記ケージを、主フィルタ部の内周側に配設されて主フィルタ部の形状をその全長に亘って保持する主ケージと、該主ケージの内周側でかつ副フィルタ部の外周側に配設されて副フィルタ部の形状をその全長に亘って保持する円錐状の副ケージとから構成したことを特徴とする。
【００１４】
この場合において、主ケージの先端部と、これに接続される副ケージの基端部とに、間隙を設けることができる。
【００１５】
また、主フィルタ部の先端部及び副フィルタ部の基端部を、中心部が開口した下端キャップにより覆うようにすることができる。
【００１６】
また、副フィルタ部の先端部を、円錐状の上端キャップにより覆うようにすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の集塵機によれば、フィルタを、円筒状の主フィルタ部と、該主フィルタ部の内周側に配設した主フィルタ部の先端から開口基端部側に向けて、軸方向の長さが主フィルタ部の軸方向の長さに対して５０％以上となる円錐状の副フィルタ部とから構成するとともに、前記ケージを、主フィルタ部の内周側に配設されて主フィルタ部の形状をその全長に亘って保持する主ケージと、該主ケージの内周側でかつ副フィルタ部の外周側に配設されて副フィルタ部の形状をその全長に亘って保持する円錐状の副ケージとから構成するようにすることにより、副フィルタ部の濾過面積は、主フィルタ部の３０〜５０％となり、濾過面積を増大させることができ、これによって、圧力損失値を、例えば、３．７ｋＰａ程度まで低減することができ、１５０００ｍ３／分クラスの集塵機では、１８％程度の省エネ運転を実現することができる。
また、副ケージを配設することによって、軸方向の長さが主フィルタ部の軸方向の長さに対して５０％以上となる円錐状の副フィルタ部を使用しても、濾過運転時に生じる負圧で副フィルタ部が外周側（浄化空気室側）引き込まれることを最小限に抑え、折り返し部分の近傍域での主フィルタ部と副フィルタ部の接触を抑制することができ、両者の接触による実質的な濾過面積の低下の問題を解消することができる。
さらに、ダストの払い落としの際に噴射される圧力気体が円錐状の副フィルタ部の表面に当たることによって、圧力気体をフィルタの中心軸から拡散する方向に向かって流れるようにすることができ、圧力気体によるダストの払い落としの際のエネルギ効率を向上することができる。
【００１８】
また、主ケージの先端部と、これに接続される副ケージの基端部とに、間隙を設けることにより、濾過運転時における折り返し部分の近傍域での主フィルタ部と副フィルタ部の接触をより確実に抑制することができ、両者の接触による実質的な濾過面積の低下の問題を解消することができる。
【００１９】
また、主フィルタ部の先端部及び副フィルタ部の基端部を、中心部が開口した下端キャップにより覆うようにすることにより、主フィルタ部の先端部及び副フィルタ部の基端部が、含塵空気に曝されることによって急速に摩耗することを防止することができる。
【００２０】
また、副フィルタ部の先端部を、円錐状の上端キャップにより覆うようにすることにより、ダストの払い落としの際に噴射される圧力気体が円錐状の副フィルタ部の先端表面に直接当たることを防止するとともに、円錐状の上端キャップによって、圧力気体をフィルタの中心軸から拡散する方向に向かって流れるようにすることができ、圧力気体によるダストの払い落としの際のエネルギ効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の集塵機の一実施例を示す一部断面の正面図である。
【図２】同集塵機のフィルタの説明図で、（ａ）は生地の状態を、（ｂ）は縫製後のフィルタの正面図である。
【図３】同集塵機のケージの説明図で、（ａ）は一部切り欠きの正面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ端面図、（ｃ）は（ａ）のＹ−Ｙ端面図、（ｄ）は（ａ）のＺ−Ｚ端面図、（ｅ）は（ａ）のＷ部分の一部切り欠きの断面拡大図である。
【図４】同集塵機にフィルタ及びケージを取り付ける方法を説明する概略図で、（ａ）はフィルタを取り付けた状態を、（ｂ）はケージをフィルタ内に挿入する状態を示す。
【図５】同フィルタ及びケージを集塵機に取り付けた状態を示す一部切り欠きの正面断面図である。
【図６】従来の集塵機を示す一部断面の正面図である。
【図７】同集塵機のフィルタ及びケージの説明図で、（ａ）はフィルタをケージに取り付ける前段を、（ｂ）はフィルタをケージに取り付けた状態を、（ｃ）は濾過運転中のフィルタの状態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の集塵機の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１〜図５に、本発明の集塵機の一実施例を示す。
この集塵機１は、筐体２の内部を区画壁３により区画し、該区画した筐体２の一方を含塵空気導入室４、他方を浄化空気室５とし、区画壁３に形成したフィルタ取付穴に含塵空気導入室４に配置したフィルタ７の開口基端部を取り付け、フィルタ７内にケージ（主ケージ１０及び副ケージ１１）を配設するとともに、フィルタ７内に圧力気体を噴出することによってフィルタ７の外表面に付着したダストを払い落とす圧力気体導入手段Ｐを配設するようにしている。
【００２４】
そして、この集塵機１は、前記フィルタ７を、円筒状の主フィルタ部７ａと、主フィルタ部７ａの内周側に配設した主フィルタ部７ａの先端から開口基端部側に向けて、軸方向の長さが主フィルタ部７ａの軸方向の長さに対して５０％以上、好ましくは、６０％以上となる円錐状の副フィルタ部７ｂとから構成するとともに、ケージを、主フィルタ部７ａの内周側（浄化空気室５側）に配設されて主フィルタ部７ａの形状をその全長に亘って保持する主ケージ１０と、主ケージ１０の内周側（浄化空気室５側）でかつ副フィルタ部７ｂの外周側（浄化空気室５側）に配設されて副フィルタ部７ｂの形状をその全長に亘って保持する円錐状の副ケージ１１とから構成するようにしている。
【００２５】
含塵空気導入室４は、フィルタ７が位置するケーシング部分４ａと払い落とされたダストが集められるホッパ部分４ｂとに別れ、ダストを含んだ空気は、ケーシング部分４ａの位置にある導入口Ｉ１、Ｉ２及びホッパ部分４ｂの位置にある導入口Ｉ３とから導入される。
このとき、各導入口の開口面積を調整し、主フィルタ部７ａと副フィルタ部７ｂの濾過面積の割合に合わせて、主フィルタ部７ａに対応する導入口Ｉ１、Ｉ２にはそれぞれ５０／１４０程度（合計１００／１４０程度）の量のダストを含んだ空気が、また、副フィルタ部７ｂに対応する導入口Ｉ３には４０／１４０の量のダストを含んだ空気が、それぞれ導入されるように調整することが好ましい。これは、本実施例において、副フィルタ部７ｂの濾過面積が、主フィルタ部７ａの濾過面積の約４０％となるからである。
【００２６】
フィルタ７の製作方法は、特に限定されるものではないが、図２（ａ）に示すように、主フィルタ部７ａとなる長方形の不織布等からなる生地７ａ’と、副フィルタ部７ｂとなる三角形の生地７ｂ’とからなり、それぞれを円筒状と円錐状とに縫製し、生地７ａ’のＴ１部分と生地７ｂ’のＴ２部分を縫い合わせ、生地７ｂ’の先端部分に副ケージ１１に取り付ける際に使用する案内紐１５を取り付けるようにしている。
また、Ｔ１部分とＴ２部分とはケージに取り付けてから縫い合わせても構わない。
【００２７】
主ケージ１０は、濾過運転時に浄化空気室５の下流側に接続した吸引装置Ｆの吸引力によって生じる負圧で主フィルタ部７ａが内周側（浄化空気室５側）に引き込まれることを最小限に抑えて、主フィルタ部７ａの形状を保持することができるものであれば、その形状は特に限定されるものではなく、本実施例においては、フィルタ７の全長に亘る長さを有する多数の支持バー１０ａと、この支持バー１０ａを所定径に保持するために所定の位置に取り付けられる複数の支持リング１０ｂとを備え、支持バー１０ａの上端を環状のケージプレート１２に取り付けるようにしている。
【００２８】
そして、各支持バー１０ａを先端側で折り返して副ケージ１１用の副支持バー１１ａとし、各副支持バー１１ａを、主ケージ１０の開口基端部側の近傍（副フィルタ部７ｂを取り付けたときに、副フィルタ部７ｂの長さが主フィルタ部７ａの長さの５０〜１００％、好ましくは、６０〜１００％となる位置）で収束させて固定する。
【００２９】
副ケージ１１は、濾過運転時に浄化空気室５の下流側に接続した吸引装置Ｆの吸引力によって生じる負圧で副フィルタ部７ｂが外周側（浄化空気室５側）に引き込まれることを最小限に抑えて、副フィルタ部７ｂの形状を保持することができるものであれば、その形状は特に限定されるものではなく、本実施例においては、副支持バー１１ａと、この副支持バー１１ａを所定の円錐状に保持するために所定の位置に取り付けられる複数の副支持リング１１ｂとを備えるようにしている。
【００３０】
この場合、図３（ａ）及び（ｅ）に示すように、各支持バー１０ａを先端側で折り返して形成した主ケージ１０と副ケージ１１の接続部を、主フィルタ部７ａ及び副フィルタ部７ｂを装着した後、中心部１３ａが開口した下端キャップ１３により覆うようにする。
これにより、主フィルタ部７ａの先端部及び副フィルタ部７ｂの基端部を下端キャップ１３により保護し、当該部分が含塵空気に曝されることによって急速に摩耗することを防止することができる。
【００３１】
また、副ケージ１１を構成する各副支持バー１１ａの収束端は、溶接等の固定手段によって固定しても構わないが、本実施例においては、副フィルタ部７ｂの先端部分に配設した案内紐１５を挿通することができるように中心部に孔を形成した円錐状（円錐台状を含む）の上端キャップ１４を配設し、これに固定するようにしている。
これにより、副ケージ１１に装着した副フィルタ部７ｂの先端部を、上端キャップ１４により覆って保護することができ、ダストの払い落としの際に噴射される圧力気体が円錐状の副フィルタ部７ｂの先端表面に直接当たることを防止するとともに、円錐状の上端キャップ１４によって、圧力気体をフィルタ７の中心軸から拡散する方向に向かって流れるようにすることができ、圧力気体によるダストの払い落としの際のエネルギ効率を向上することができる。
【００３２】
この場合、図３（ｅ）に示すように、主ケージ１０の先端部と、これに接続される副ケージ１１の基端部とに、間隙Ｌ（この間隙Ｌは、特に限定されるものではないが、通常、１０〜５０ｍｍ程度に設定するようにする。）を設けるようにしている。
これにより、各支持バー１０ａの先端側の折り返し部分の近傍域において、主フィルタ部７ａと副フィルタ部７ｂとの間に、「間隙Ｌ＋支持バー１０ａの直径＋副支持バー１１ａの直径」の空間を形成することができ、濾過運転時における折り返し部分の近傍域での主フィルタ部７ａと副フィルタ部７ｂの接触をより確実に抑制することができ、両者の接触による実質的な濾過面積の低下の問題を解消することができる。
【００３３】
次に、フィルタ７の集塵機１への取付方法を説明する。
【００３４】
まず、図４（ａ）に示すように、フィルタ７をケージプレート１２に取り付け、含塵空気導入室４側に配設し、副フィルタ部７ｂの先端に取り付けた案内紐１５を区画壁３よりも浄化空気室５側に位置させておく。
【００３５】
次に、図４（ｂ）に示すように、主ケージ１０及び副ケージ１１を、浄化空気室５側からフィルタ７内に挿入する。
この際、案内紐１５を、副ケージ１１の先端部に配設した上端キャップ１４の中心部に形成した孔に通過させながら、主ケージ１０及び副ケージ１１を区画壁３に載置する。
【００３６】
主ケージ１０及び副ケージ１１を、区画壁３に載置し、図５に示す状態となったときに、副フィルタ部７ｂが副ケージ１１に沿うまで案内紐１５を引き上げ、案内紐１５を上端キャップ１４に固定し、余分な部分を切断する。
【００３７】
上記構成のバグ式集塵機は、常時は、筐体２の浄化空気室５の下流側に接続した吸引装置Ｆの吸引力によりダスト発生源からのダストを含んだ空気は含塵空気導入室４に導かれ、ダストがフィルタ７で濾過され、浄化後の空気が浄化空気室５を介して排出される。
このとき、図１に示すように、ケーシング部分４ａの位置にある導入口Ｉ１、Ｉ２からそれぞれ、主フィルタ部７ａと副フィルタ部７ｂの濾過面積の割合に合わせて、主フィルタ部７ａに対応する導入口Ｉ１、Ｉ２にはそれぞれ５０／１４０程度（合計１００／１４０程度）の量の空気が、また、副フィルタ部７ｂに対応する導入口Ｉ３には４０／１４０の量の空気が、それぞれ導入されるようにする。
そして、フィルタ７の主フィルタ部７ａ及び副フィルタ部７ｂの外表面にダストが付着し、通気抵抗が所定値に到達したとき、又は一定時間経過後に定期的に、圧力気体導入手段Ｐの開閉弁Ｖを開閉することにより、インジェクターチューブ８に圧力気体を間欠的に噴出し、インジェクターチューブ８に設けた複数のノズル穴９からフィルタ７の開口基端部に向けて、フィルタ７の外表面に付着したダストを払い落とす圧力気体を噴出させる。
【００３８】
このとき、圧力気体は、円錐状の副フィルタ部７ｂの周面に沿って、通過する断面積が徐々に減少するから、主フィルタ部７ａ及び副フィルタ部７ｂに対して効果的に作用し、払い落とし効果が増大する。
また、濾過面積が約４０％増加することによって、圧力損失値も約４０％低下し、圧力損失値は１．２ｋＰａまで低減することができ、機器での圧力損失値が２．５ｋＰａ程度を加算しても１５０００ｍ３／分クラスの集塵機では、１８％程度の省エネ運転を実現することができる。
【００３９】
以上、本発明の集塵機について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の集塵機は、集塵機を大型化することなく、フィルタの濾過面積を増大させるとともに、圧力気体によるダストの払い落としをエネルギ効率よく行うことができるという特性を有していることから、フィルタ内に圧力気体を噴出することによってフィルタの外表面に付着したダストを払い落とすようにする圧力気体導入手段を配設する集塵機の用途に好適に用いることができる。
また、適用対象も、新規の集塵機のほか、既設の集塵機に対しても、フィルタ及びケージを変更することによって適用を可能にすることができる。
【符号の説明】
【００４１】
１    集塵機
２    筐体
３    区画壁
４    含塵空気導入室
５    浄化空気室
７    フィルタ
７ａ  主フィルタ部
７ｂ  副フィルタ部
１０  主ケージ
１１  副ケージ
１３  下端キャップ
１４  上端キャップ
【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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