(57)【要約】 【課題】分級網を取付けたフィルタユニットを使用し、液体に分散した粒子を分級網の目を通して液体と共に効率よく吸引、分離する湿式分級装置を提供する。【解決手段】分級網を取付けたフィルタユニットを使用して、網目より小さな粒子を液と共に吸引分離する湿式分級装置で、フィルタユニット内に清浄液を供給して目詰まりを除去し、フィルタユニットの外壁面を山形にすることで粒子の沈殿や付着を防止し、分級網の表裏を正しくフィルタユニットに取付ける切欠きを設け、粒子による摩耗や付着による不具合を防止するためチューブポンプやピンチバルブを装備した湿式分級装置である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吸引するための空間を規定する上壁面と、前記上壁面周縁部から下方に延びる周縁壁とから成るユニットハウジングと、前記ユニットハウジングの前記上壁面に設けた吸引管と、前記ユニットハウジング下面開放部に取付けた分級網と、前記分級網を上下面から挟む網パッキンと、前記網パッキンおよび前記分級網を前記ユニットハウジングに保持する網押さえフランジと、前記網押さえフランジを前記ユニットハウジングに取付けるフランジボルトとから成るフィルタユニットにおいて、前記上壁面に清浄液を供給する第２の管を設けたことを特徴とするフィルタユニット。
【請求項２】
請求項１に記載のフィルタユニットにおいて、前記周縁壁の内壁の形状を、前記フィルタハウジング下面部から前記吸引管に向かい最上部が前記吸引管の孔径と等しくなる山形とし、前記周縁壁の外壁面も山形とし、結果として請求項１の上壁面が無い形状としたことを特徴とするフィルタユニット。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のフィルタユニットにおいて、前記ユニットハウジングの前記分級網取付け面の外周および前記分級網外周の一部に、同一形状で非対称の切欠きを加工したことを特徴とするフィルタユニット。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のフィルタユニットにおいて、前記網押さえフランジに液ガイドを備えたことを特徴とするフィルタユニット。
【請求項５】
粒子が分散した液体を保有可能な槽に、原液投入口と、前記槽の底部排液口と、前記排液口に連結された排液ポンプと、前記粒子が分散した液を再び前記槽内に戻す循環液管と、前記槽内の液量を検出する液量センサと、前記槽の底面外部の超音波振動子から成るものを分級槽とし、前記分級槽に前記請求項１〜４のいずれかに記載のフィルタユニットを使用した湿式分級装置。
【請求項６】
請求項５に記載の分級槽において、前記槽底面外部の超音波振動子の代替として、前記分級槽の外部より分級槽内の液中に前記超音波振動子とは別の超音波振動子の発信部分を直接装入することを特徴とする湿式分級装置。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の分級槽において、前記循環液管および前記排液ポンプを使用せず、前記分級槽内の液体の撹拌のための攪拌機を設け、前記攪拌機の先端部の羽根を直接前記液中に装入することを特徴とする湿式分級装置。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれかに記載の湿式分級装置において、前記清浄液に圧力の変化を与える脈動発生機を装備したことを特徴とする湿式分級装置。
【請求項９】
請求項５〜８のいずれかに記載の湿式分級装置において、ポンプまたはバルブに可撓性のチューブを使用するチューブポンプおよびピンチバルブを装備したことを特徴とする湿式分級装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体に分散した微細粒子群から微細目を有するフィルタ（分級網）
を通して微細目より小さな粒子を液体と共に分離するフィルタユニットと、前記
フィルタユニットを利用した湿式分級装置である。
【背景技術】
【０００２】
従来の湿式分級装置は、分級のために使用する網を取付けたフィルタユニット
を分級目的の粒子を含む液体を満たした分級槽に置き（特許文献１）、或いはフ
ィルタユニットを用いない装置では容器の底部に分級のための網を取付け分級目
的の粒子を含む液体を容器に入れ（特許文献２）、粒子を含む液体がこれらの網
の目を通過することにより網の目より小さな粒子群を回収するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１４８２５４号公報
【特許文献２】特開２００２−３５６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１および特許文献２の従来装置では、分級される粒子を含んだ液体が網   を通過する際、網に対して常に一方向の流れであり、網の目より大きな粒子は網の目を
通過できず、流れがあるため網に押し付けられる状態で網の目を塞ぎ、また網の目より
わずかに大きな粒子は液体の流れにより網の目にわずかに入り込んだ状態で網の目に詰
まり、網は有効に働く目が徐々に減少し、本来網の目を通過すべき粒子が通過しにくく
なる。
【０００５】
この状況を回復するためには、装置の運転を停止し、フィルタユニットを設けた装置（前記特許文献１）ではフィルタユニットを液体中から取出し、網の目を塞いでいる粒子を何らかの方法で除去し、目詰まりを解消して再びフィルタユニットを液体中に置き直して装置の運転を再開する作業を頻繁にする必要があり、作業がわずらわしく、また装置の稼働率が低くなる。
【０００６】
また、この状況を回復するためには、分級用の網を容器の底部に取付けた装置（前記特許文献２）の場合、容器中の粒子を含んだ液体を容器からすべて抜き出しその後、装置を分解して底部に取付けた網を取出し、網の目を塞いでいる粒子を何らかの方法で除去し、目詰まりを解消した後、再び網を容器の底部に取付けて装置の運転を再開する作業を頻繁にする必要があり、作業がわずらわしく、また装置の稼働率が低くなる。
【０００７】
さらに前述のフィルタユニットの構造は、液体を吸引するための吸引空間を規定するユニットハウジングを備え、ユニットハウジングは円形状の上壁とこの上壁の周縁部から下方に延びる周縁壁を有し、これら上壁および周側壁によって下面が解放された吸引空間を規定する。このユニットハウジング下面開口には、粉体（粒子）を分級するためのフィルタ手段（網）が着脱自在に取付けられている。
（特許文献１、段落００２８）
またユニットハウジング上壁のほぼ中央には網を通過した液体および粒子をフィルタユニットから装置外に吸引誘導するための、上壁を貫通してフィルタユニット外の粒子を含む液体とは隔絶される比較的細い吸引管を設け、また上壁の外側はフィルタ手段（網）に平行な平面である。
このフィルタユニットを分級目的の粒子を含んだ液の中に網の面が水平になるように没するため、液中の粒子の一部がフィルタユニットの上部外面上に沈殿、付着しフィルタ手段に接触しないため、本来網を通過すべき粒子の一部が液中に残留して装置外に誘導されない。
【０００８】
また、前記のとおり液体および粒子を装置外に誘導するための吸引管は、フィルタユニットの中央に位置しているため、吸引管を通して働く外部からの吸引の作用は網の中央部には比較的強く働き、吸引管の位置から遠く離れるほど作用は弱くなり、したがって網面の中央部では目を通過する液体の速度が大きく、目より少しだけ大きな粒子は目に強く入り込む。
一方、吸引管から遠い網面の周囲部では、網の目を通過する液体の速度は小さく、粒子を十分に吸い上げることができないなど、分級作用が網の全面で一様ではなく網面を効率よく使用できない。
【０００９】
また、これらの分級装置に使用する微細な目を有する網は、めっきやエッチングなどに類似な方法で作成される電成網が使用され、網の表側と裏側では微細目の寸法 に僅かな違いがあり、分級目的の粒子を含む液体に対し、網の表側を向けるか裏側を向けるかで分級装置の性能に違いが出るので、網をフィルタハウジングに取付ける場合には表裏が重要な要件になるが、従来の網では表裏の判別が俄かには難しく、表裏を間違えて取付ける可能性がある。
【００１０】
また、分級槽およびフィルタユニットを有する分級装置では、分級目的の粒子が網の面に接触する機会を増やすために槽内の粒子を含む液体を循環させることがあるが、槽内の液体の流れは一定流となり易く、液体全体を万遍なく網面へ接触させることは容易ではないため、本来フィルタユニットの網を通過すべき粒子が網面に接触できず槽内に残留することがある。
【００１１】
また、上記の分級装置で粒子を含む液体の誘導、循環などの際にポンプやバルブの使用が必須であるが、一般に粒子は摩耗性や付着性があり、ポンプやバルブの構造によっては摺動部や回転部に粒子が入り込み、ポンプやバルブの部品を摩耗させて運転に支障が起こり、ポンプやバルブからの異物の発生などの問題が起こり、さらに液が通過する際に接触する部品や管の壁面に粒子が付着し、簡単な洗浄では付着した粒子を完全に除去できずにコンタミネーションの原因となる。
【００１２】
本発明は、このような従来の問題を解決しようとするもので、微細粒子群が分散した液体から、網を使用して網の目より小さな粒子を効率よく分離吸引し、粒子を液体と共に装置外に誘導するフィルタユニット、および前記フィルタユニットを使用した湿式分級装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、液体を吸引するための空間を規定する上壁面と、前記上壁面周縁部から下方に延びる周縁壁とから成るユニットハウジングと、前記ユニットハウジングの前記上壁面に設けた吸引管と、前記ユニットハウジング下面開放部に取付けた分級網と、前記分級網を上下面から挟む網パッキンと、前記網パッキンおよび前記分級網を前記ユニットハウジングに保持する網押さえフランジと、前記網押さえフランジを前記ユニットハウジングに取付けるフランジボルトとから成るフィルタユニットにおいて、前記上壁面に清浄液を供給する第２の管を設けたことを特徴とする。
【００１４】
前記フィルタユニットにおいて、前記周縁壁の内壁の形状を前記フィルタハウジング下面部から前記吸引管に向かい最上部が前記吸引管の孔径と等しくなる山形とし、前記周縁壁の外壁面も山形とし、結果として前記上壁面が無い形状としたことを特徴とする。
【００１５】
前記フィルタユニットにおいて、前記ユニットハウジングの前記分級網取付け面の外周および前記分級網外周の一部に、同一形状で非対称の切欠きを加工したことを特徴とする。
【００１６】
前記フィルタユニットにおいて、前記網押さえフランジに液ガイドを備えたことを特徴とする。
【００１７】
粒子が分散した液体を保有可能な槽に、原液投入口と、前記槽の底部排液口と、前記排液口に連結された排液ポンプと、前記粒子が分散した液を再び前記槽内に戻す循環液管と、前記槽内の液量を検出する液量センサと、前記槽の底面外部の超音波振動子から成るものを分級槽とし、前記分級槽に前記フィルタユニットを使用した湿式分級装置を特徴とする。
【００１８】
前記分級槽において、前記槽底面外部の超音波振動子の代替として、前記分級槽の外部より分級槽内の液中に前記超音波振動子とは別の超音波振動子の発信部分を直接装入することを特徴とする。
【００１９】
前記分級槽において、前記循環液管および前記排液ポンプを使用せず、前記分級槽内の液体の撹拌のための攪拌機を設け、前記攪拌機の先端部の羽根を直接前記液中に装入することを特徴とする。
【００２０】
前記湿式分級装置において、前記清浄液に圧力の変化を与える脈動発生機を装備したことを特徴とする。
【００２１】
前記湿式分級装置において、ポンプまたはバルブに可撓性のチューブを使用するチューブポンプおよびピンチバルブを装備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、次に列挙する効果が得られる。
微細な目を有する分級網を使用する湿式分級装置において、フィルタユニットへ清浄液を流入させ分級網を逆洗して目詰まりを解消しながら装置の運転が可能となるので、網への目詰まりを除去するために、頻繁に装置の運転を休止し、網を取外し洗浄して運転を再開する煩わしい作業をすることなく、長時間の装置の運転が可能になり、粒子を効率よく分級することができ装置の稼働率が高くなる。
また、分級網の目詰まりを除去する逆洗のための清浄液に圧力の変化を与えることで網面に対する逆洗の効果がより一層増大され、一層長時間の装置の運転が可能になり、粒子をより一層効率よく分級することができ装置の稼働率が高くなる。
【００２３】
またフィルタユニットのユニットハウジングの外壁形状を山形にすることで、ユニットハウジングの外壁に粒子が沈殿、付着することを防止でき、本来分級網の目を通過すべきすべての粒子が分級網に接触する機会が増え、網を通過すべき粒子が効率よく装置外に誘導される。
【００２４】
またユニットハウジングの内壁形状を、ユニットハウジングの上壁に設けた吸引管に向かって山形にすることで、吸引管からの吸引作用は分級網の全面にほぼ均一に働き、分級網を通過する粒子を含む液体の流れ速度も網の全面についてほぼ均一になり、吸引の際に粒子の大きさ、形状、比重などによって異なる粒子が網目を通過しやすい流速を容易に制御でき、分級のための最適条件の設定が容易で、吸引による分級作用が分級網の全面で一様になり網面を効率良く使用できる。
【００２５】
またユニットハウジングおよび分級網の外周に非対称な同一形状の切欠きを設けることで、目視では俄かに判別ができない分級網の表裏の微細な目の寸法の違いを確認することなく、前記ユニットハウジングに網の表裏を容易に正しく取付けることが出来る。
【００２６】
また分級網を取付ける網押さえフランジに設けた液ガイドの効果で、液体中の粒子は分級槽の中の液体の流れに加え、液体全体が万遍なく網面へ導かれて網面と接触する機会が増大し、分級網を通過すべき粒子の槽内への残留は僅少になる。
【００２７】
また本湿式分級装置に使用するポンプおよびバルブの液送部分、および液流の開閉部に可撓性チューブを用いたポンプおよびバルブを用いることで、ポンプおよびバルブの回転、摺動部に液中の粒子が直接接触せず、粒子の摩耗性や付着が原因で起こるポンプやバルブなどの不具合の発生がなくなり、さらに同一分級装置で異質の粒子を扱う際はチューブ自体を交換することで、容易にかつ安価にコンタミネーションの原因を除去できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は本発明のポンプ循環式分級槽の構造図（立面透視図）
【図２】図２は本発明のポンプ循環式分級槽の構造図（上面図）
【図３】図３は本発明の実施形態を示すポンプ循環式湿式分級装置構成図
【図４】図４は本発明のフィルタユニット断面図
【図５】図５は図４のＡ部詳細図
【図６】図６は本発明のユニットハウジング分級網取付け面の切欠き構造図
【図７】図７は本発明の分級網取付けフランジ図
【図８】図８は本発明の分級網に加工する切欠き図
【図９】図９は本発明の超音波発振部液中置き式分級槽の構造図（立面透視図）
【図１０】図１０は本発明の超音波発振部液中置き式分級槽の構造図（上面図）
【図１１】図１１は本発明の攪拌機循環式分級槽の構造図（立面透視図）
【図１２】図１２は本発明の攪拌機循環式分級槽の構造図（上面図）
【図１３】図１３は本発明の実施形態を示す攪拌機循環式湿式分級装置構成図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明を実施するための形態を、図１〜１３に基づいて説明する。
【００３０】
図１は本発明の分級槽１の立面を透視断面で簡易に示しており、分級槽は分級槽外箱１ａと、外箱の内側にあり粒子が分散した液を充填する分級槽内箱１ｂと、内箱の底部の一部に設けた液排出口１ｃと、液排出口に連通し液を分級槽外に排出するための液取出し口１ｄと、内箱の底部外側に密着させて取付け粒子の分散を促進する１個以上の超音波振動子１ｅと、分級槽全体を床面に安定して定置するためのゴム脚１ｆと、分級槽の上面開口部全体を覆い、装置に必要な部品、配管などを固定するための分級槽蓋１ｇと、粒子と液の混合物を分級槽内箱に投入するための原液投入口２と、循環ポンプＰ２（図３に記載）を介して液を分級槽に戻す循環液管３と、吸引ポンプＰ１（図３に記載）に接続し、粒子が分散した液中で分級網を通過する粒子を吸引するためのフィルタユニット４と、前記フィルタユニットに対し清浄液を供給する清浄液輸送管５と、前記分級槽中の液量を検出するための液量センサＬｓなどから構成され、また前記粒子が分散した液を６で示している。
【００３１】
図２は、図１の概略上面を示す図で、各部品の配置例を示している。
【００３２】
図３は本発明の実施形態を示す例で、ポンプ循環式の湿式分級装置の構成を示したもので、前記装置は分級槽１と、分級槽の液取出し口１ｄ（図１に記載）から取出される液を再び分級槽に戻す循環ポンプＰ２と、フィルタユニット４（図１に記載）に清浄液を供給するためのポンプＰ３と、清浄液に圧力変化を与える脈動発生機Ｐｓと、前記フィルタユニットを通して吸引した粒子を含む液を装置外へ移送するためのポンプＰ１と、それぞれの液を通過または閉止するためのバルブＶ１〜Ｖ５と、これらを接続する接続管１４ａ〜１４ｋと、吸引液容器１１と、清浄液容器１２と、残液容器１３などから構成される。
【００３３】
前記湿式分級装置の分級運転は、バルブＶ３およびＶ４を閉止しバルブＶ２を開放してポンプＰ１を運転することで分級槽１の中の粒子を含む液体６（図１に記載）はフィルタユニット４に取付けられた分級網４ｄ（図４および図５に記載）を通して吸引液容器１１に移送されることで行われる。
【００３４】
また、前記分級運転中はＰ１の吸込み圧力によって清浄液容器１２からの液がフィルタユニットに吸込まれるのを防止するためバルブＶ３を閉止することが必要であるが、ポンプＰ３が停止中にＰ３自体に液を閉止する機能がある場合、Ｖ３は不要になる。
【００３５】
前記脈動発生機Ｐｓは、比較的短い周期で液の流れる量を増減させる機構であり、或いはポンプＰ３が例えば電磁ポンプであり、吐出圧力が比較的短い周期で変化する場合には、Ｐｓは不要になる。
【００３６】
前記清浄液による分級網への逆洗運転を行う場合、吸引ポンプＰ１を停止してバルブＶ２を閉止し、バルブＶ３を開放してポンプＰ３および脈動発生機Ｐｓを運転するが、ポンプＰ１が停止中にＰ１自体に液を閉止する機能がある場合Ｖ２は不要になる。
分級運転と分級網への逆洗運転は、分級液の状態に合わせ、適度に交互運転を行う。
【００３７】
運転操作を終了する場合は、ポンプＰ１を停止し、バルブＶ１、Ｖ２およびＶ３を閉止し、バルブＶ４およびＶ５を開放してポンプＰ２およびＰ３を運転し、分級槽１内の液を残液容器１３に排出する一方、清浄液容器１２からの清浄液を循環液管３を経由して分級槽内に供給し、配管系内および分級槽内の洗浄運転を行う。
【００３８】
図４は本発明のフィルタユニットの概略構造を示しており、前記フィルタユニットは最上端に吸引管４ｂと清浄液による分級網の逆洗を可能にするための清浄液管４ｃとを備えたユニットハウジング４ａと、ユニットハウジングの底部には分級網４ｄ（図８に詳細を記載）と、分級網の上下には網を本体に隙間なく取付けるための網パッキン４ｅ（図５に詳細を記載）と、分級網と網パッキンを同時に前記ユニットハウジングに取付ける液ガイド４ｈ（図７に詳細を記載）を備えたリング状の網押さえフランジ４ｆと、フランジボルト４ｇ（図５に詳細を記載）から構成されている。
また、従来のユニットハウジングの天井面はフラットなため、天井外面の上に液体中の粒子が沈殿し易かった難点があったが、本発明のユニットハウジングは、ハウジング外面の形状を山形にすることで、ハウジング外面への粒子の沈殿を防止している。
【００３９】
図５は図４フィルタユニットのＡ部を詳細図示したものである。
【００４０】
図６は本発明のユニットハウジング４ａの下面図を示し、リング状の平面の一部に非対称の切欠き４ｉを設け、分級網に予め設けた同様の切欠き（図８に記載）を前記ユニットハウジングの切欠き４ｉに合致させることで分級網の表裏を正しくユニットハウジングに組付けることができる。
【００４１】
図７は本発明の網押さえフランジ４ｆの下側に固定された液ガイド４ｈの取付け詳細例を側面図と下面図で示し、前記液ガイドは主に矢印で示した方向からの液の流れをフランジの中心部、すなわち分級網の網面方向に導く作用がある。
【００４２】
図８は本発明の分級網４ｄの形状を示し、前記分級網の外周の一部に前記ユニットハウジング４ａに設けた非対称の切欠き４ｉと同一形状の切欠き４ｋを加工し、前記分級網の表裏が容易に正しくユニットハウジングに取付けられることを可能にしている。
【００４３】
図９は本発明の分級槽７の立面を透視断面で簡易に示しており、前記図１で説明の超音波振動子１ｅを装備せずに、粒子の分散に寄与する超音波発信器Ｕｓの発振部Ｓｐを分級槽の上方から分級槽蓋１ｇを貫通して直接粒子が分散した液６中に置くもので、これにより前記超音波振動子Ｕｓ型式の選択、および液中に置く前記発振部の位置の自由度が増加する。
【００４４】
図１０は、図９の分級槽の概略上面を示す図で、各部品の配置例を示している。
【００４５】
図１１は本発明の分級槽８の立面を透視断面で簡易に示しており、前記分級槽内の液の循環は、分級槽の上外部に設けた例えば電動回転式の攪拌機Ａｇから分級槽蓋１ｇを貫通して液６中に直接装入された攪拌機回転軸先端の撹拌羽根により行われる。
【００４６】
図１２は、図１１の分級槽の概略上面を示す図で、各部品の配置例を示している。
【００４７】
図１３は本発明の攪拌機循環式湿式分級装置の基本的な構成を説明したものであり、前記図３に示した基本構成に対し、液を循環させるための循環ポンプＰ２を装備せず、その代替に攪拌機Ａｇ（図１１に記載）を備えたもので、図３と比較して装置の構成と配管が単純化され、運転操作が簡易化される。
【００４８】
前記図１１では超音波振動子１ｅは分級槽内箱１ｂの底部外面に装置されているが、図９で示したように超音波振動子を分級槽の底部外面に装備せずに、図９の超音波発信器Ｕｓの発振部Ｓｐに示すように分級槽の外部から液中に直接超音波を加える方法も可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
フィルタユニットに、装備された分級網の目詰まりを除去するための逆洗機構を付加することで、分級網の目詰まりを最小限に抑えながら長時間の効率良い分級操作が可能となり、微細粒子の分級用途に広く適用できる。
【符号の説明】
【００５０】
１      ポンプ循環式分級槽
１ａ    分級槽外箱
１ｂ    分級槽内箱
１ｃ    液排出口
１ｄ    液取出し口
１ｅ    超音波振動子
１ｆ    ゴム脚
１ｇ    分級槽蓋
２      原液投入口
３      循環液管
４      フィルタユニット
４ａ    ユニットハウジング
４ｂ    吸引管
４ｃ    清浄液管
４ｄ    分級網
４ｅ    網パッキン
４ｆ    網押さえフランジ
４ｇ    フランジボルト
４ｈ    液ガイド
４ｉ    ユニットハウジング切欠き
４ｊ    分級網の目の範囲
４ｋ    分級網切欠き
５      清浄液移送管
６      粒子を含む液体
７      超音波発振部液中置き式分級槽
８      攪拌機循環式分級槽
１１    吸引液容器
１２    清浄液容器
１３    残液容器
１４ａ  接続管
１４ｂ  接続管
１４ｃ  接続管
１４ｄ  接続管
１４ｅ  接続管
１４ｆ  接続管
１４ｇ  接続管
１４ｈ  接続管
１４ｉ  接続管
１４ｊ  接続管
１４ｋ  接続管
５０    液体の流れ（方向を⇒で示す）
Ｐ１    吸引ポンプ
Ｐ２    循環ポンプ
Ｐ３    清浄液ポンプ
Ｖ１    循環バルブ
Ｖ２    吸引バルブ
Ｖ３    清浄液バルブ
Ｖ４    洗浄バルブ
Ｖ５    廃液バルブ
Ａｇ    攪拌機
Ｌｓ    液量センサ
Ｐｓ    脈動発生機
Ｕｓ    超音波発信器
Ｓｐ    超音波発振部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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