(57)【要約】【課題】連通部を介して一次側から二次側に導かれる流体の通過流量を細やかに調整することができる調整弁の開度調整構造及びその製造方法を提供する。【解決手段】筒状部材２の側壁部に流体流通路１１、１２の一次側又は二次側の一方と筒状部材２の内部とを連通する連通部５は、筒状部材２の側壁部を貫通する１つ又は複数の貫通孔５ａと、そのうち少なくとも１つの貫通孔５ａの内壁部側の開口部位から連続して内壁部に沿って凹欠して形成された非貫通状態の溝部５ｂとから成り、溝部５ｂは、弁体１が摺動移動する摺動方向において、貫通孔５ａよりも弁座部４側に配置されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体流通路の一次側又は二次側の一方と内部を連通する筒状部材に、その軸心方向に沿って摺動自在な弁体と当該弁体が着座する弁座部を備えると共に、前記筒状部材の側壁部に前記流体流通路の一次側又は二次側の他方とその内部とを連通する連通部を設け、前記弁体が前記弁座部に着座して前記連通部を閉じる閉止位置と前記弁座部から離れて前記連通部の全体を開く全開位置との間で前記弁体が摺動移動して弁開度を調整自在な調整弁の開度調整構造であって、
前記連通部は、前記筒状部材の前記側壁部を貫通する１つ又は複数の貫通孔と、そのうち少なくとも１つの貫通孔の前記内壁部側の開口部位から連続して前記内壁部に沿って凹欠して形成された非貫通状態の溝部とから成り、
前記溝部は、前記弁体が摺動移動する摺動方向において、前記貫通孔よりも前記弁座部側に配置されている調整弁の開度調整構造。
【請求項２】
前記溝部は、その長軸を前記弁体の前記摺動方向に沿うように形成されている請求項１に記載の調整弁の開度調整構造。
【請求項３】
前記貫通孔が、前記筒状部材の側壁部の周方向に間隔を隔てて複数設けられ、そのうち少なくとも２つの貫通孔に対応して形成される溝部同士が、前記摺動方向において互いに重なるように形成されている請求項１又は２に記載の調整弁の開度調整構造。
【請求項４】
流体流通路の一次側又は二次側の一方と内部を連通する筒状部材に、その軸心方向に沿って摺動自在な弁体と当該弁体が着座する弁座部を備えると共に、前記筒状部材の側壁部に前記流体流通路の一次側又は二次側の他方とその内部とを連通する連通部を設け、前記弁体が前記弁座部に着座して前記連通部を閉じる閉止位置と前記弁座部から離れて前記連通部の全体を開く全開位置との間で前記弁体が摺動移動して弁開度を調整自在な調整弁の開度調整構造の製造方法であって、
前記連通部として、前記筒状部材の前記側壁部を貫通する貫通孔と、その貫通孔の前記内壁部側の開口部位から連続して前記内壁部に沿って凹欠した非貫通状態の溝部とを形成し、
前記溝部を前記弁体が摺動移動する摺動方向において前記貫通孔よりも前記弁座部側に配置し、
前記溝部については、その幅又は深さ又は長さのうち、少なくとも１つを調整して形成する調整弁の開度調整構造の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体流通路の一次側又は二次側の一方と内部を連通する筒状部材に、その軸心方向に沿って摺動自在な弁体と当該弁体が着座する弁座部を備えると共に、前記筒状部材の側壁部に前記流体流通路の一次側又は二次側の他方とその内部とを連通する連通部を設け、前記弁体が前記弁座部に着座して前記連通部を閉じる閉止位置と前記弁座部から離れて前記連通部の全体を開く全開位置との間で前記弁体が摺動移動して弁開度を調整自在な調整弁の開度調整構造、及び、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の調整弁は、例えば、図５に示すように、一次側流体流通路１１と二次側流体流通路１２との間に設けられ、一次側流体流通路１１から二次側流体流通路１２への流体の流量や二次側流体流通路１２における流体圧力を調整するものが知られている。
具体的には、調整弁は、一次側流体流通路１１及び二次側流体流通路１２の夫々とその内部を連通する筒状部材２と、当該筒状部材２の軸心方向で摺動自在な弁体１と、筒状部材２の軸心方向の一端部において弁体１が着座する弁座部４とを備えている。そして、例えば、筒状部材２の内部には、軸心方向で弁座部４が配設された側に一次側流体流通路１１が連通接続され、筒状部材２の側壁部には、筒状部材２の内部と二次側流体流通路１２とを連通する連通部５が設けられている。弁体１は、弁座部４に着座する閉止位置と、弁座部４から離れて連通部５の全体を開放する全開位置との間で摺動自在に設けられており、摺動方向での弁体１の位置を調整することにより連通部５の開放面積を調整して弁開度を調整するように構成されている。
そして、従来の調整弁では、図５に示すように、連通部５が、筒状部材２の側壁部に形成された複数の貫通孔にて構成されている。（特許文献１を参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２７１０６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、調整弁を流体流通路の二次側圧力を設定圧力に整圧する整圧弁として用いた場合には、調整弁の弁特性（弁開度と通過流量との関係）は整圧性能に大きく影響することになる。整圧性能を向上するためには、整圧弁での流体の通過流量を細やかに調整できることが求められる。
従来の調整弁では、図５に示すように、連通部５が複数の貫通孔にて構成されているので、例えば、貫通孔の数を多くして貫通孔の夫々の孔径を小さくすることにより、調整弁での流体の通過流量を細やかに調整することができる。しかしながら、例えば、貫通孔の孔径を小さくする場合には、先端の径が細いドリルを用いて加工することが必要になる。この場合、そのドリルが折れる等の問題が生じるため、孔径を小さくするには加工に限界があった。その為に、従来の調整弁では、流体の通過流量を細やかに調整することが困難であった。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、流体の通過流量を細やかに調整することができる調整弁の開度調整構造及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明に係る調整弁の弁開度調整構造は、流体流通路の一次側又は二次側の一方と内部を連通する筒状部材に、その軸心方向に沿って摺動自在な弁体と当該弁体が着座する弁座部を備えると共に、前記筒状部材の側壁部に前記流体流通路の一次側又は二次側の他方とその内部とを連通する連通部を設け、前記弁体が前記弁座部に着座して前記連通部を閉じる閉止位置と前記弁座部から離れて前記連通部の全体を開く全開位置との間で前記弁体が摺動移動して弁開度を調整自在な調整弁の開度調整構造であって、
前記連通部は、前記筒状部材の前記側壁部を貫通する一つ又は複数の貫通孔と、そのうち少なくとも１つの貫通孔の前記内壁部側の開口部位から連続して前記内壁部に沿って凹欠して形成された非貫通状態の溝部とから成り、
前記溝部は、前記弁体が摺動移動する摺動方向において、前記貫通孔よりも前記弁座部側に配置されている点にある。
【０００７】
本発明は、特に、連通部を、単純に筒状部材の側壁部を貫通する貫通孔のみから構成するのではなく、当該貫通孔に加えて貫通孔の内壁部側の開口部位から連続して内壁部に沿って凹欠した非貫通状態の溝部を設けて構成する点を特徴とする。このような溝部は、先端の径が細いバイト等の加工具により内壁部を切削加工することにより形成できるので、比較的容易な加工で形成でき、その溝部の幅、深さ、及び長さ等を高い精度で調整できる。
さらに、本発明の溝部は、弁体が摺動移動する摺動方向において、貫通孔よりも弁座部側に配置されている。これにより、本発明の調整弁は、弁体を閉止位置と全開位置との間で摺動移動させる場合、貫通孔よりも閉止位置側に溝部が存在することになる。よって、弁体の摺動移動により、幅、深さ、及び長さ等が高い精度で調整された溝部のみの開放量を調整することができるので、流体の通過流量を細やかに調整することができる。
その結果、本発明により、比較的な容易な加工を行うだけで、流体の通過流量を細やかに調整することができる調整弁の開度調整構造が実現できる。
そして、このような調整弁の開度調整構造を、流体流通路の二次側圧力を設定圧力に整圧する整圧弁に適用する場合、二次側圧力を細やかに調整する機能を発揮する。
【０００８】
本発明に係る調整弁の開度調整構造の更なる特徴構成は、前記溝部は、その長軸を前記弁体の前記摺動方向に沿うように形成されている点にある。
【０００９】
上記特徴構成によれば、幅狭に形成可能な溝部の長軸を弁体の摺動方向に沿わせることで、弁体の摺動移動に伴って開放する溝部の開放量をより少量ずつ変動させることができる。これにより、流体の流量をより高精度に細やかに調整することができる。
【００１０】
上記目的を達成するための本発明に係る調整弁の開度調整構造の更なる特徴構成は、前記貫通孔が、前記筒状部材の側壁部の周方向に間隔を隔てて複数設けられ、そのうち少なくとも２つの貫通孔に対応して形成される溝部同士が、前記摺動方向において互いに重なるように形成されている点にある。
ここで、摺動方向において互いに重なるとは、当該摺動方向で見た場合に重なる（同じ位置にある）部分を有するという意味である。
【００１１】
単一の溝部の開放量を調整することにより、流体の通過流量をより細かく調整することができるが、一方で、弁体の摺動移動に対する流体の通過流量の変化率が小さくなり、弁体の摺動移動に対する応答性が悪くなることが考えられる。そこで、上記特徴構成によれば、少なくとも２つの貫通孔に対応する溝部同士を、弁体の摺動方向において互いに重なるように形成することで、弁体の摺動移動に伴って複数の溝部の開放量を調整することができ、弁体の摺動移動に対する流体の通過流量の変化率を大きくすることができる。よって、流体の通過流量を細やかに調整することができながら、弁体の摺動移動に対する応答性の向上も図ることができる。
【００１２】
本発明に係る調整弁の開度調整構造の製造方法の特徴構成は、流体流通路の一次側又は二次側の一方と内部を連通する筒状部材に、その軸心方向に沿って摺動自在な弁体と当該弁体が着座する弁座部を備えると共に、前記筒状部材の側壁部に前記流体流通路の一次側又は二次側の他方とその内部とを連通する連通部を設け、前記弁体が前記弁座部に着座して前記連通部を閉じる閉止位置と前記弁座部から離れて前記連通部の全体を開く全開位置との間で前記弁体が摺動移動して弁開度を調整自在な調整弁の開度調整構造の製造方法であって、
前記連通部として、前記筒状部材の前記側壁部を貫通する貫通孔と、その貫通孔の前記内壁部側の開口部位から連続して前記内壁部に沿って凹欠した非貫通状態の溝部とを形成し、
前記溝部を前記弁体が摺動移動する摺動方向において前記貫通孔よりも前記弁座部側に配置し、
前記溝部については、その幅又は深さ又は長さのうち、少なくとも１つを調整して形成する点にある。
【００１３】
上記特徴構成によれば、本発明に係る調整弁の開度調整構造の特徴構成で述べた如く、連通部を、単純に筒状部材の側壁部を貫通する貫通孔のみから構成するのではなく、当該貫通孔に加えて貫通孔の内壁部側の開口部位から連続して内壁部に沿って凹欠した非貫通状態の溝部を設けて設計している。よって、弁体の摺動移動により、幅、深さ、及び長さ等が高い精度で調整された溝部のみの開放量を調整することができるので、流体の通過流量を細やかに調整することができる。その結果、比較的容易な加工を行うだけで、流体の通過流量を細やかに調整することができる。
そして、溝部が、その幅、深さ、及び長さの少なくとも１つを調整して形成するので、溝部の開放量は、小さい値から大きい値まで自由に設定することができる。これにより、流体の通過流量を的確に且つより細やかに調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の調整弁の開度調整構造を説明するに、まず、本発明の調整弁の開度調整構造を有する整圧器（以下、主ガバナ１３として説明）を備えた整圧機構の全体構成及びその整圧機構の動作について、図１及び図２に基づいて説明する。
図１に示すように、整圧機構は、一次側流体流通路１１と二次側流体流通路１２との間に整圧器である主ガバナ１３を設けると共に、一次側流体流通路１１と二次側流体流通路１２とを連通接続するパイロット調整管２０を設けて構成されている。都市ガスＧ（流体流通路を流通する流体の一例）は、一次側流体流通路１１から二次側流体流通路１２へ流通する際、主ガバナ１３により二次側流体流通路１２での二次側圧力が所定値に整圧された状態で、二次側流体流通路１２の下流側の都市ガスＧの需要地へ供給される。本願にあっては、主ガバナ１３が、本願における調整弁の開度調整構造を採用している。
【００１５】
パイロット調整管２０には、一次側から二次側への都市ガスＧの流通方向において、パイロットガバナ２２と絞り弁２１とを順次設けてある。パイロットガバナ２２は、圧力検出部２２ａで検出する圧力の低下により開弁する、ノーマルオープンのダイヤフラム式のガバナである。その圧力検出部２２ａは、パイロットガバナ調整管２５を介してパイロット調整管２０の絞り弁２１の下流側に接続してある。弁体２２ｂは、圧力検出部２２ａで検出する圧力の低下により弁体２２ｂがバネ付勢により開弁し、圧力検出部２２ａで検出する圧力の上昇により弁体２２ｂがバネ付勢に抗して閉弁するように構成されている。
絞り弁２１は、都市ガスＧの流量を所定量に制限できる機能を有しているものであればどのようなもので構成してもよい。
【００１６】
上述した主ガバナ１３は、ノーマルクローズのダイヤフラム式のガバナである。ダイヤフラム１３ｂは、その面の一方側から他方側へバネ付勢されると共に、他方側の圧力検出部１３ａを一方側と区画するように設けられている。さらに、ダイヤフラム１３ｂの他方側には、棒状部材３により当該ダイヤフラム１３ｂと連動する弁体１が設けられ、主ガバナ１３の開度を調整するように機能する。
上記圧力検出部１３ａは、主ガバナ調整管２４を介してパイロット調整管２０のパイロットガバナ２２と絞り弁２１との中間位置に接続されており、パイロット調整管２０から圧力検出部１３ａへ圧力を導くように構成されている。主ガバナ１３は、圧力検出部１３ａにて検出する圧力が所定値未満となる場合、バネ付勢により閉弁し、圧力検出部１３ａにて検出する圧力が所定値以上となる場合、バネ付勢に抗して開弁する。
【００１７】
次に、上記整圧機構の動作について説明する。
〔二次側の圧力降下に対する整圧機能〕
二次側流体流通路１２の都市ガスＧの圧力が所定値よりも低下すると、当該圧力降下は、パイロット調整管２０とパイロットガバナ調整管２５を介してパイロットガバナ２２の圧力検出部２２ａへ導かれる。パイロットガバナ２２の圧力検出部２２ａにて検出される圧力の低下により弁体２２ｂが開方向にバネ付勢されて開弁すると、パイロットガバナ２２の二次側において、都市ガスＧの流量が増加し、絞り弁２１の上流側の都市ガスＧが圧力上昇する。当該圧力上昇は、主ガバナ調整管２４を介して主ガバナ１３の圧力検出部１３ａに導かれる。その結果、主ガバナ１３の調整弁が開弁し、二次側で低下した圧力が上昇するように圧力調整する整圧機能が働く。
【００１８】
〔二次側の圧力上昇に対する調整機能〕
二次側流体流通路１２の都市ガスＧの圧力が所定値よりも上昇すると、当該圧力上昇は、パイロット調整管２０とパイロットガバナ調整管２５を介してパイロットガバナ２２の圧力検出部２２ａへ導かれる。パイロットガバナ２２の圧力検出部２２ａにて検出される圧力の上昇により弁体２２ｂが閉方向にバネ付勢されて閉弁すると、パイロットガバナ２２の二次側において、都市ガスＧの流量が減少し、絞り弁２１の上流側の都市ガスＧが圧力降下する。当該圧力降下は、主ガバナ調整管２４を介して主ガバナ１３の圧力検出部１３ａに導かれる。その結果、主ガバナ１３の調整弁が閉弁し、二次側で上昇した圧力が低下するように圧力調整する整圧機能が働く。
【００１９】
次に、本発明の特徴構成である調整弁の開度調整構造を、図２乃至図４に基づいて説明する。
本発明に係る調整弁の開度調整構造を有する主ガバナ１３は、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、シリンダ２（筒状部材の一例）と、シリンダ２の軸心方向に沿って摺動移動自在な弁体１と、シリンダ２の軸心方向の一端側で弁体１を着座させる環状の弁座部４とを備えている。弁座部４の中央には、一次側流体流通路１１とシリンダ２の内部を連通する開口部４ｂが設けてあり、シリンダ２の側壁部には、二次側流体流通路１２とシリンダ２の内部とを連通する連通部５を設けてある。
【００２０】
弁体１は、上述したように、主ガバナ１３のダイヤフラム１３ｂと棒状部材３により連結され、ダイヤフラム１３ｂの上下動に連動して駆動するように構成されている。
弁体１は、その下部にシリンダ２の内壁部に沿うように設けられた環状凸部１ａを有し、当該環状凸部１ａが弁座部４の環状のゴムシート４ａに当接するように着座して連通部５を閉じる閉止位置と、環状凸部１ａが環状のゴムシート４ａから離れて連通部５の全体を開く全開位置との間で摺動移動することにより弁開度を調整自在に構成されている。
弁体１は、上記閉止位置にある場合、都市ガスＧの一次側から二次側への流通を禁止し、上記閉止位置以外の位置にある場合、都市ガスＧが連通部５を介して一次側から二次側への流通を許容すると共に、その位置調整により、一次側から二次側へ導かれる都市ガスＧの通過流量を調整するように機能する。
【００２１】
上記連通部５は、筒状部材２の側壁部を貫通する１つ又は複数の貫通孔５ａと、そのうち少なくとも１つの貫通孔５ａの内壁部側の開口部位から連続して内壁部に沿って凹欠した非貫通状態の溝部５ｂとから構成されている。当該溝部５ｂは、上記弁体１がシリンダ２の軸心方向に沿って摺動移動する摺動方向〔図２（ｃ）において白抜き矢印で示す方向〕において、貫通孔５よりも弁座部４の側に形成され、その長軸を弁体１の摺動方向に沿うように設けられている。本実施形態において、溝部５ｂの幅は、貫通孔５ａの径に対して幅狭に形成されている。
弁体１の摺動移動に伴って溝部５ｂの開口部位が開放する場合、溝部５ｂが、貫通孔５ａの開口部位から連続して切り欠かれているため、都市ガスＧが、溝部５ｂを介して貫通孔５ａを流通し、一次側から二次側へ導かれるように構成されている。
溝部５ｂは、バイト等の切削加工により形成することができ、ドリル等によりシリンダ２の側壁部を貫通させて設ける貫通孔に比べて、溝部５ｂの幅、深さ、長さを高い加工精度で形成できる。このため、例えば、ドリルにより加工される貫通孔５ａは、容易に加工できる最小加工直径が２ｍｍ〜３ｍｍ程度であるが、バイトにより加工される溝部５ｂの溝幅は、容易に１ｍｍ以下にできる。
【００２２】
本発明の調整弁の開度調整構造は、弁体１を弁座部４の側の閉止位置から全開位置までの間で摺動移動させる場合、貫通孔５ａに対して弁座部４側に設けられている溝部５ｂの開口部位のみを開放させることができる。そして、弁体１を溝部５ｂの開口部位のみを開放する位置で摺動移動させる場合、弁体１の摺動移動に伴う溝部５ｂの開口部位の開放量は、幅狭の溝部５ｂにより少量ずつ変動させることができる。この結果、一次側から二次側に導かれる都市ガスＧの通過流量を少量ずつ変動させることができ、高い精度で調整する機能を発揮する。
【００２３】
貫通孔５ａは、図２（ｂ）に示されているように、シリンダ２の内壁部の周方向（Ｘ方向）に間隔を隔てて複数設けることができる。そして、そのうち少なくとも二つの貫通孔５ａに対応して形成される溝部５ｂ同士が、弁体１の摺動方向において互いに重なるように形成されている。例えば、図２（ｂ）における直線Ｘ1に沿う位置では、図示した全ての溝部５ｂが重なるように配置されている。弁体１を複数の溝部５ｂを開放するように直線Ｘ1に沿う位置の近傍で摺動移動する場合、弁体１の摺動移動に対して一次側から二次側へ導かれる都市ガスＧの流量の変化率を大きくすることができ、弁体１の摺動方向に対して応答性の高い状態で調整する機能を発揮する。
【００２４】
次に、本発明の連通部５の製造方法について説明する。
本発明に係る連通部５は、シリンダ２の側壁部を貫通して貫通孔５ａを形成する貫通孔形成工程と、シリンダ２の内壁部に沿って貫通孔５ａの開口部位から連続して非貫通状態で凹欠するように切り欠く溝部形成工程とを有する。
貫通孔形成工程は、例えば、先端の径が２ｍｍ〜３ｍｍ程度のドリル等を用いてシリンダ２の側壁部を貫通するものであり、ドリルは、シリンダ２を貫通する際に折れない程度の太さのものが好適に用いられる。
溝部形成行程は、先端の径が細いバイト等を用いて、シリンダ２の内壁部を非貫通状態で切り欠いて溝部５ｂを形成するものであり、当該溝部５ｂは、シリンダ２の内壁部に沿って、貫通孔５ａの開口部位と連続するように形成される。当該溝部形成行程において、溝部５ｂの幅、深さ、長さは、バイト加工等により、適宜調整することができる。
【００２５】
〔別実施形態〕
（１）連通部５の溝部５ｂの幅は、自由に設定することができる。
例えば、溝部５ｂの幅は、図３（ａ）に示すように、シリンダ２の内壁部からの平面視で、弁体１の摺動方向において、貫通孔５ａの径よりも狭い幅ｌ1とすることで、上記実施形態で述べたような本願の機能を十分に発揮することができる。
一方、溝部５ｂの幅は、図３（ｂ）に示すように、シリンダ２の内壁部からの平面視で、弁体１の摺動方向において、貫通孔５ａの径と同程度以上の幅ｌ2（ｌ1≦ｌ2）としても、溝部５ｂの深さを適切に調整すれば、本発明の機能を良好に発揮させることができる。
【００２６】
例えば、溝部５ｂの深さは、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、浅い深さｈ1とすることもできるし、深い深さｈ2とすることもできる。このように、溝部５ｂの深さを適宜変更して、溝部５ｂを介して一次側から二次側に導かれる流体の通過流量を細やかに調整することができる。
【００２７】
（２）
図２（ｂ）に示す実施形態では、貫通孔５ａの形状は、円形に形成されているが、楕円形状や、多角形状等の様々な形状とすることができる。溝部５ｂの形状は、直線状に形成されているが、別に直線である必要なく、屈曲していてもよい。
【００２８】
（３）
また、図２に示す実施形態において、溝部５ｂは、シリンダ２の内壁部側からの平面視で、弁体１の摺動方向と、その長軸とが同じ方向となるように形成したが、溝部５ｂの長軸が弁体１の摺動方向と別方向を向いていてもよい。
【００２９】
（４）
上記実施形態において、連通部５は、全部の貫通孔５ａの夫々に対して１つの溝部５ｂが対応して形成されているものから成る例を示したが、別にこのようにしなくてもよい。例えば、複数の貫通孔５ａを設け、それらの一部、若しくは全部の貫通孔５ａに対して溝部５ｂを対応して形成されているものとできる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明の調整弁の開度調整構造及びその製造方法は、連通部を介して一次側から二次側に導かれる流体の通過流量を細やかに調整することができる調整弁の開度調整構造及びその製造方法として有効に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る調整弁を備えた整圧器から成る整圧機構の概略構成図
【図２】本発明に係る調整弁の弁開度調整構造を示す図
【図３】本発明に係る貫通孔及び溝部から成る連通部の拡大図
【図４】本発明に係る調整弁の断面図
【図５】調整弁の弁開度調整構造の従来例を示す図
【符号の説明】
【００３２】
１  ：弁体
２  ：シリンダ
４  ：弁座部
５  ：連通部
５ａ：貫通孔
５ｂ：溝部
１１：一次側流体流通路
１２：二次側流体流通路
Ｇ：都市ガス
【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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