(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラムシャット安全装置のための保持プラグアセンブリであって、前記保持プラグアセンブリは、
リセットピンと、
前記リセットピンへ取り付けられた保持プラグであって、前記保持プラグは遠位部および近位部を含み、前記近位部は円錐部を含む、保持プラグと、
前記保持プラグの前記遠位部へ取り付けられた安全ディスクと、
バネリテーナであって、前記リセットピンが、前記バネリテーナ中の穴部を通じて延びる、バネリテーナと、
を含み、
前記バネリテーナは円錐凹部を含み、前記円錐凹部は、前記保持プラグの前記円錐部のうち少なくとも一部を受容するようなサイズにされる、
保持プラグアセンブリ。
【請求項２】
前記バネリテーナと前記保持プラグとの間に配置されたリセットバネをさらに含む、請求項１に記載の保持プラグアセンブリ。
【請求項３】
前記保持プラグは第１のフランジを含み、前記バネリテーナは第２のフランジを含み、前記リセットバネは、前記第１のフランジと前記第２のフランジとの間に配置される、請求項２に記載の保持プラグアセンブリ。
【請求項４】
前記保持プラグの前記近位部は、ｅリングによって前記リセットピンへ固定される、請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の保持プラグアセンブリ。
【請求項５】
前記安全ディスクは、ｅリングにより前記保持プラグの前記遠位部へ取り付けられる、請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の保持プラグアセンブリ。
【請求項６】
前記保持プラグは、前記安全ディスクがスラムシャット安全装置内の弁座と接触する前に前記安全ディスクが前記遠位部から落下する事態を回避できるくらいの充分な長さを有する、請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の保持プラグアセンブリ。
【請求項７】
前記遠位部は、環状凹部によって分離された第１の遠位部および第２の遠位部を含む、請求項１〜６のうちいずれか１項に記載の保持プラグアセンブリ。
【請求項８】
前記第１の遠位部は、前記環状凹部とリセットバネフランジとの間に配置され、前記第２の遠位部は、少なくとも前記第１の遠位部と同じ長さである、請求項７に記載の保持プラグアセンブリ。
【請求項９】
前記保持プラグは、前記リセットピンの一部を受容する穴部を含み、前記穴部は前記近位部を通じて延び、前記穴部は前記遠位部において終端する、請求項１〜８のうちいずれか１項に記載の保持プラグアセンブリ。
【請求項１０】
前記保持プラグは、前記リセットピンの一部を受容する前記穴部に対して実質的に垂直なｅリング開口部を含み、前記ｅリング開口部は、前記保持プラグを前記リセットピンへ固定するｅリングのうち少なくとも一部を受容するようなサイズにされる、請求項９に記載の保持プラグアセンブリ。
【請求項１１】
前記穴部は、フランジの近隣において終端する、請求項９及び１０のうちいずれか１項に記載の保持プラグアセンブリ。
【請求項１２】
前記穴部は、前記安全ディスクがスラムシャット安全装置内の弁座と接触する前に前記保持プラグが前記リセットピンから落下する事態を回避できるだけの充分な長さを有する、請求項９〜１１のうちいずれか１項に記載の保持プラグアセンブリ。
【請求項１３】
流体分配網のためのスラムシャット安全装置であって、前記スラムシャット安全装置は、
流体入口および流体出口を有する弁本体であって、前記流体入口および前記流体出口は、流体流路によって接続される、弁本体と、
前記流体流路内に配置された弁座と、
リセットピンと、
前記リセットピンへ取り付けられた保持プラグであって、前記保持プラグは、遠位部および近位部を含む、保持プラグと、
前記リセットピンへ取り付けられたバネロケータと、
前記保持プラグの前記遠位部へ取り付けられた安全ディスクと、
を含み、
前記リセットピンは、前記弁座に対して近位方向および離隔方向においてスライド可能であり、これにより、前記安全ディスクも前記弁座に対して近位方向および離隔方向においてスライドし、閉鎖位置において、前記安全ディスクは前記弁座と接触して、前記流体流路中の流体流れを回避し、前記保持プラグの長さは、前記安全ディスクが前記弁座と接触する前に前記安全ディスクが前記遠位部から落下する事態を回避できるくらいの充分な長さであり、
前記保持プラグは、前記近位部上の円錐部を含み、前記バネロケータは円錐凹部を含み、前記円錐凹部は、前記円錐部のうち少なくとも一部を受容するようなサイズにされる、
スラムシャット安全装置。
【請求項１４】
リセットバネをさらに含み、前記リセットバネは、前記保持プラグと前記バネロケータとの間に配置され、前記リセットバネは、前記保持プラグを前記弁座へ向かって付勢する、請求項１３に記載のスラムシャット安全装置。
【請求項１５】
前記遠位部は、第１の遠位部および第２の遠位部を含み、前記第１の遠位部は、環状フランジと前記保持プラグ上のバネシートフランジとの間に配置され、前記第２の遠位部は、少なくとも前記第１の遠位部と同じ長さである、請求項１３及び１４のうちいずれか１項に記載のスラムシャット安全装置。
【請求項１６】
前記保持プラグは、前記リセットピンの一部を受容する穴部を含み、前記穴部は、前記安全ディスクが前記弁座と接触する前に前記保持プラグが前記リセットピンから落下する事態を回避できるくらいの充分な長さである、請求項１３〜１５のうちいずれか１項に記載のスラムシャット安全装置。
【請求項１７】
前記保持プラグは、前記穴部に対して実質的に垂直なｅリング開口部を含む、請求項１６に記載のスラムシャット安全装置。
【請求項１８】
前記穴部は、前記近位部を通じて延び、前記遠位部において終端する、請求項１６及び１７のうちいずれか１項に記載のスラムシャット安全装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ガス分配システムのためのスラムシャット安全装置に主に関し、詳細には、スラムシャット型安全弁のためのフェイルセーフ保持プラグアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガス分配システム（特に、天然ガス分配システム）においては典型的には、生成部からのガスは、一連のパイプに沿って一連の弁を通じて消費者へと搬送される。各ガス分配システムは、１つ以上の制御弁を含み得る。これら１つ以上の制御弁は、分配システム内のガス圧力を制御する。通常、ガスはシステムを通じて高圧で搬送される。しかし、消費者への最終分配の前の段階において、ガス圧力を低減する必要がある。このような圧力低減は典型的には、ローカルネットワーク内の圧力低減ステーションにおいて達成される。
【０００３】
典型的には、これらの圧力低減ステーションは、圧力制御弁が故障した場合においてガスの流れを遮断するための１つ以上の圧力制御弁および或る種類の安全装置を含む。最も一般的には、この目的のために、スラムシャット安全弁が用いられる。例えば、米国特許第４，１３４，４２１号（同文献を参考のため援用する）において、パイプライン内における過圧保護を提供するスラムシャット安全弁についての開示がある。スラムシャット安全弁の別の例について、米国特許出願第１２／１０５，３５１号に開示がある。本明細書中、同文献を参考のため援用する。このスラムシャット安全弁は圧力制御弁の上流に配置されることが多く、これにより、圧力制御弁の故障時において、圧力制御弁へのガス到達をスラムシャット弁によって回避することができる。スラムシャット安全弁は、最大圧力許容値および最小圧力許容値について、圧力制御弁の下流におけるガス圧力を監視する。下流圧力が最大許容値または最小許容値を超えた場合、スラムシャット安全弁が閉鎖し、これにより圧力制御弁へのガス流れが遮断され、圧力制御弁の故障に起因するガス漏れの制御不能が回避される。
【０００４】
公知のスラムシャット安全弁の場合、リセットピンに保持プラグが取り付けられる。保持プラグには、安全ディスクが取り付けられる。過圧状態または圧力不足状態が感知された場合、安全ディスクは、弁座近隣の弁開口部を被覆する。過圧状態または圧力不足状態およびリセットピンを感知するアクチュエータにリセットピンが取り付けられ、よって、安全ディスクが開口位置へと付勢される。
【０００５】
安全ディスクは典型的には、ｅリングまたは他の類似のロック接続部によって保持プラグ上に保持される。保持プラグも同様に、ｅリングまたは他の類似のロック接続部によってリセットピンへと取り付けられる。弁メンテナンスまたは修理時において個々の構成要素の修理または交換を必要に応じて行うことができるようにするために、ｅリングまたは他のロック接続部を取り外し可能とする必要がある。しかし、これらの取り外し可能なロック接続部（特にｅリング）の場合、制御弁中を移動している流体圧力に晒された場合に故障し易い。ｅリングまたは他のロック接続部が故障した場合、安全ディスクおよび／または保持プラグがリセットピンから外れる可能性があり、その結果スラムシャット安全弁の故障に繋がる。スラムシャット安全装置を制御弁に取り付ける目的は、制御弁の故障時において制御弁中の流体流れを回避することであるため、スラムシャット安全装置を常に動作可能な状態にしておくことが重要である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
スラムシャット安全装置のためのフェイルセーフ保持プラグアセンブリは、リセットピンと、近位端部においてリセットピンへ取り付けられた保持プラグと、遠位端部においてリセットピンへ取り付けられた安全ディスクとを含む。保持プラグアセンブリは、安全ディスクが弁座と接触する前に安全ディスクが遠位端部から落下する事態を回避できるくらいの充分な長さを有する。保持プラグアセンブリはまた、安全ディスクが弁座と接触する前に保持プラグがリセットピンから落下する事態を回避できるくらいの充分な長さを有する。
【０００７】
フェイルセーフ保持プラグアセンブリを有するスラムシャット安全装置は、弁本体を含む。弁本体は、流体入口および流体出口を有する。流体入口および流体出口は、流体流路によって接続される。流体流路内に弁座が配置される。リセットピンは、弁本体内に少なくとも部分的に延びる。保持プラグがリセットピンへ取り付けられ、保持プラグは、遠位部および近位部を含む。安全ディスクが保持プラグの遠位部へ取り付けられる。安全ディスクは、弁座に対して近位方向および離隔方向において保持プラグと共にスライド可能である。安全ディスクが弁座と接触すると、流体流路中の流体の流れが回避される。保持プラグは、安全ディスクが弁座と接触する前に安全ディスクが遠位部から落下する事態を回避できるくらいの充分な長さを有する。保持プラグはまた、安全ディスクが弁座と接触する前に保持プラグがリセットピンから落下する事態を回避できるくらいの充分な長さを有する。
【０００８】
本発明の目的、特徴および利点は、以下の記載を図面と共に参照すれば明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】従来技術のスラムシャット安全弁の断面図である。
【図２】図１のスラムシャット安全弁の一部の切り欠き図である。
【図３】図１のスラムシャット安全弁が開口位置にある様子を示す切り欠き図である。
【図４】図１のスラムシャット安全弁が閉鎖位置にある様子を示す切り欠き図である。
【図５】図１のスラムシャット安全弁の切り欠き図であり、コネクタ故障に起因して弁ディスクが保持プラグから退避している様子を示す。
【図６】本開示の教示内容に従って構成されたフェイルセーフ保持プラグアセンブリの切り欠き図であり、保持プラグコネクタの故障の場合を示す。
【図７】図６のフェイルセーフ保持プラグアセンブリの切り欠き図であり、ディスクコネクタの故障の場合を示す。
【図８】図６のフェイルセーフ保持プラグアセンブリの切り欠き図であり、保持プラグコネクタの故障およびディスクコネクタの故障が同時に起こった場合を示す。
【図９Ａ】図６の保持プラグの斜視図である。
【図９Ｂ】図６の保持プラグの平面図である。
【図９Ｃ】図６の保持プラグの断面図である。
【図１０Ａ】図６の保持プラグのバネロケータの斜視図である。
【図１０Ｂ】図６の保持プラグのバネロケータの平面図である。
【図１０Ｃ】図６の保持プラグのバネロケータの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
ここで図面を参照して、図１は、公知のスラムシャット安全弁１０の一例を示す。スラムシャット安全装置１０をガス分配システム内の主要調整器（図示せず）へ取り付けることで、主要調整器の故障時において安全遮断能力を提供することが可能になる。スラムシャット安全装置１０は、弁部１１と、スラムシャット部１３と、アクチュエータ１５とを含む。弁部１１は、弁本体１２を含む。弁本体１２は、流体入口１４および流体出口１６を有する。流体入口１４および流体出口１６は、流体通路１８によって接続される。流体通路１８は、弁座２０を含む。スラムシャット安全装置１０内を流れる流体は、流体入口１４から弁座２０を含む流体通路１８を通じて流体出口１６へと流れる。
【００１１】
スラムシャット部１３は、安全ディスク２２を含む。主要調整器の下流において過圧状態または圧力不足状態が感知された場合、安全ディスク２２は、弁座２０と協働して、スラムシャット安全装置１０内の流体流れを制限する。安全ディスク２２は、弁座２０に対して近位方向および離隔方向においてケージ２４内においてスライドする。いくつかの公知のスラムシャット安全装置１０は、ケージ２４を含まない場合がある。
【００１２】
アクチュエータ１５は、ハウジング２６を含む。ハウジング２６は、１つ以上のバネ２８を封入する。これらのバネ２８は、ダイヤフラム３０へ接続される。ダイヤフラム３０は、アクチュエータ１５内の圧力変化を感知し、圧力変化に応答して、アクチュエータハウジング２６内において移動する。ダイヤフラム３０は、バックプレート３２へ接続される。バックプレート３２は、ダイヤフラム３０と共に、ハウジング２６内において長手方向に移動する。アクチュエータ１５が過圧状態または圧力不足状態を感知した場合、バックプレート３２は、カム３４と相互作用して、安全ディスク２２へと接続されたリセットピン３６を解放する。リセットピン３６が解放された後、リセットピン３６および安全ディスク２２は、バネ圧力下において弁座２０へ向かってスライドし、その結果、安全ディスク２２は弁座２０と接触し、これにより、流路１８内を流れる流体が遮断される。
【００１３】
図２は、スラムシャット安全装置１０のスラムシャット部１３およびアクチュエータ１５の拡大図である。スラムシャット部１３は、安全ディスク２２へ接続されたリセットピン３６と、ラッチプラグ３８と、リセットスリーブ４０とを含む。リセットスリーブ４０は、安全ディスク２２の反対側においてリセットピン３６へ取り付けられる。過圧状態または圧力不足状態に起因してスラムシャット安全装置１０が起動され、当該状態が修正された後、リセットスリーブ４０を用いてスラムシャット安全装置１０をリセットする。カム３４は、ラッチプラグ３８を解放可能に所定位置に保持し、これにより、安全ディスク２２は図３に示すように装填位置に維持される。カム３４がアクチュエータ１５によって起動されると、カム３４はリセットプラグ３８を解放し、リセットピン３６および安全ディスク２２は弁座２０に向かってスライドしてスラムシャット安全装置１０を閉鎖させ、これにより流路１８内の流体流れを止める。リセットピン３６および安全ディスク２２を移動させる力が、リセットバネ４３から提供される。リセットバネ４３は、リセットピン３６および安全ディスク２２を弁座２０へ向かって付勢し、リセットピン３６および安全ディスク２２は、装填位置または退避位置においてカム３４およびラッチプラグ３８によって保持される。安全ディスク２２は、保持プラグアセンブリ４２によってリセットピン３６へ取り付けられる。保持プラグアセンブリ４２は、保持プラグ４４およびバネロケータ４６を含む。保持プラグ４４は、リセットピン３６と安全ディスク２２との間の接続を形成する。
【００１４】
保持プラグ４４は、穴部４８を含む。穴部４８は、リセットピン３６の一端を受容する。リセットピン３６は、解放可能な接続（例えば、ピンｅリング５０）によって保持プラグ４６へ固定され得る。ピンｅリング５０をメンテナンスまたは修理時において取り外すことで、リセットピン３６を保持プラグ４６から取り外すことが可能になる。同様に、安全ディスク２２は、解放可能な接続（例えば、ディスクｅリング５２）によって保持プラグ４６へと解放可能に固定され得る。ｅリング以外の解放可能な接続を用いてもよく、当業者であれば、弁特性および流体特性に基づいて適切な解放可能な接続を選択することができる。
【００１５】
図４は、スラムシャット部１３が作動位置にある様子を示す。リセットピン３６および安全ディスク２２は弁座２０に向かって移動しており、安全ディスク２２は弁座２０と係合し、これにより流路１８内における流体流れが回避される。
【００１６】
図５は、公知のスラムシャット安全装置において発生する問題を示す。この問題において、安全ディスク２２は、リセットピン３６から接続解除され得る。ｅリング５０および５２は弁本体１２内の流体流れおよび流体圧力に晒されるため、ｅリング５０および５２が故障する可能性がある。図５において、ディスクｅリング５２が故障しており、ディスク２２が保持プラグ４４から接続切断されており、流路１８内において角度を以て傾斜している。ディスク２２が保持プラグ４４から接続切断されると、スラムシャット安全装置１０は故障する。なぜならば、安全ディスク２２は弁座２０と協働して、流路１８中の流体流れを回避することができなくなっているからである。さらに、安全ディスク２２に起因して、ミスアライメントおよび／または振動に起因して弁本体１２内における損傷が発生し得る。図５中に図示していないものの、ピンｅリング５０が故障した場合、類似の問題が発生し得る。
【００１７】
図６〜図８は、本開示の教示内容に従って構成されたフェイルセーフ保持プラグアセンブリ１４２を示す。図中、同様の要素は、図１〜図５中の対応する要素よりも１００だけ大きい参照符号によって示す。フェイルセーフ保持プラグアセンブリ１４２は、リセットピン１３６と、リセットピン１３６へ取り付けられた保持プラグ１４４と、バネロケータ１４６と、バネロケータ１４６と保持プラグ１４４との間に配置されたリセットバネ１４３とを含む。リセットバネ１４３は、保持プラグ１４４および安全ディスク１２２を弁座１２０へ向かって付勢する。
【００１８】
保持プラグ１４４は、長尺遠位部１５４および長尺近位部１５６を含む。近位部１５６は、リセットピン１３６を受容する長尺穴部１４８を含む。近位部１５６はまた、円錐部１５８を含む。保持プラグ１４４が装填位置に来ると、円錐部１５８は、バネロケータ１４６内の円錐凹部１６０内において少なくとも部分的に適合する。近位端部および遠位端部双方において保持プラグ１４４を長尺にすることにより、ピンｅリングまたはディスクｅリングの故障に関係無く、安全ディスク１２２は、遠位部１５４上に配置されたままである。リセットピン１３６もまた長尺であるため、長尺穴部１４８内に適切に配置される。保持プラグ１４４の全体的長さは、ディスクｅリング１５２の故障時において安全ディスク１２２が保持プラグの遠位端部から落下する事態を回避できるくらいの充分な長さである。また、保持プラグ１４４の全体的長さは、ピンｅリング１５０の故障時において保持プラグ１４４がリセットピン１３６から落下する事態を回避できるくらいの充分な長さである。
【００１９】
図６は、ピンｅリング１５０が故障した状況を示す模式図である。ピンｅリング１５０が故障すると、保持プラグ１４４は、リセットピン１３６に沿って自由にスライドする。保持プラグ１４４および安全ディスク１２２は一般的には、流路１１８内の流体圧力に起因して弁座１２０へ向かって強制移動させられる。保持プラグ１４４の長尺近位部１５６は、安全ディスク１２２が弁座と接触する前に保持プラグ１４４がリセットピン１３６からスライドして完全に外れる事態を回避できるくらいの充分な長さを有する。換言すれば、保持プラグ１４４は、ピンｅリング１５０の故障時において安全ディスク１２２と弁座１２０との間の適切なアライメントを維持できるくらいの充分な長さを有する。
【００２０】
図７は、ディスクｅリング１５２が故障したときの状況を示す模式図である。ディスクｅリング１５２が故障すると、安全ディスク１２２は、保持プラグの遠位部１５４に沿って自由にスライドする。安全ディスク１２２は一般的には、流路１１８内の流体圧力に起因して弁座１２０へ向かって強制移動させられる。遠位部１５４は、ディスク１２２が弁座１２０と接触する前にディスク１２２が遠位部１５４から落下する事態を回避できるくらいの充分な長さを有する。換言すれば、保持プラグ１４４は、ディスクｅリング１５２の故障時において安全ディスク１２２と弁座１２０との間の適切なアライメントを維持できるだけの充分な長さを有する。
【００２１】
図８は、ディスクｅリング１５２およびピンｅリング１５０双方が故障している様子を示す模式図である。ディスクｅリング１５２およびピンｅリング１５０双方が故障した場合、ディスク１２２は遠位部１５４に沿って自由にスライドし、保持プラグ１４４はリセットピン１３６上において自由にスライドする。長尺遠位部１５４および長尺近位部１５６の全体的長さは、安全ディスク１２２が弁座１２０と接触する前の安全ディスク１２２の遠位部１５４からの落下および保持プラグ１４４のリセットピン１３６からの落下の発生を回避できるだけの充分な長さである。換言すれば、保持プラグ１４４は、ピンｅリング１５０の故障およびディスクｅリング１５２の故障が同時発生した場合において安全ディスク１２２と弁座１２０との間の適切なアライメントを維持できるだけの充分な長さを有する。
【００２２】
図９Ａ〜図９Ｃは、保持プラグ１４４の一実施形態を示す。この実施形態において、保持プラグ１４４は、本体１６４を含む。本体１６４は、長尺近位部１５６と、長尺遠位部１５４とを含む。近位部１５６は概して円筒状であり、円錐部１５８において終端する。遠位部１５４は、第１の遠位部１６６および第２の遠位部１６８を含む。第１の遠位部１６６および第２の遠位部１６８は、環状凹部１７０によって分離される。第２の遠位部１６８は、少なくとも第１の遠位部１６６と同じ長さである。環状凹部１７０は、ディスクｅリング１５２を受容できるだけのサイズである。安全ディスク１２２は、環状凹部１７０と、バネシートフランジ１７２との間に配置される。バネシートフランジ１７２は、リセットバネ１４３の配置先となる座面を提供し、よって保持プラグ１４４を弁座１２０へ向かって付勢する。穴部１４８は、長尺近位部１５６を通じて完全に延び、バネシートフランジ１７２の近隣において遠位部１５４において終端する。ｅリング開口部１７４は、穴部１４８に対して実質的に垂直方向に延び、ピンｅリング１５０を受容するようなサイズにされる。ピンｅリング１５０は、保持プラグ１４４をリセットピン１３６へと固定する。
【００２３】
図１０Ａ〜図１０Ｃに示すバネロケータ１４６の一実施形態において、バネロケータ１４６は、円錐凹部１６０を含むロケータ本体１７６と、バネシートフランジ１７８と、中央穴部１８０とを含む。上記したように、円錐凹部１６０は、リセットバネ１４３が圧縮された場合に少なくとも保持プラグ１４４の円錐部１５８のうち一部を受容するようなサイズにされる。よって、円錐凹部１６０および円錐部１５８は協働して、従来技術のスラムシャット弁の場合よりも保持プラグ１４４がバネロケータ１４６へ移動してバネロケータ１４６に大幅に近接することを可能にする。より詳細には、リセットピン１４３が圧縮された状態で保持プラグ１４４が装填位置に来た場合、円錐凹部１６０は、円錐部１５８の一部と実質的に重複する。さらに、円錐凹部１６０により、より長尺の近位部１５６の利用が可能になり、その結果、保持プラグ１４４がリセットピン１３６から落下する可能性が低減する。
【００２４】
本発明を例示する目的のため、特定の代表的な実施形態および詳細について記載してきたが、本明細書中に開示される方法および装置において、本発明の範囲から逸脱することなく多様な変更を行うことが可能であることが当業者にとって明らかである。
【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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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