(57)【要約】 【課題】  多大な電力量を消費することもなく、また、広大なスペースを要せず、かつ、天井扉を確実に閉塞させることができる溶解炉の包囲体用の開閉扉を提供すること。【解決手段】  溶解炉１へ原料を装入するための開口部２を天井壁部３および前部壁部４に有し、集塵のための吸引口１６を内包する溶解炉包囲体５において、この溶解炉包囲体５の天井壁部および前部壁部４の開口部２を外側から覆う外扉９と、天井壁部の開口部２を内側から覆う天井部内扉１０とを有し、かつ前記外扉９に前記天井部内扉１０は固定され、外扉９と天井部内扉１０が同時に横行して開閉可能にされ、天井部内扉１０の下面は吸引口１６に近い部分が吸引口１６から遠い部分に比べて高くなる傾斜面１５とした。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶解炉へ原料を装入するための開口部を天井壁部および前部壁部に有する溶解炉包囲体における前記開口部を覆う開閉自在な溶解炉包囲体用の開閉扉において、前記開閉扉は、天井開口部および前面壁部の開口部を包囲体の外側から覆う外扉と、天井開口部を包囲体の内側から覆う天井部内扉とを有し、かつ前記外扉に前記天井部内扉は固定され、外扉と天井部内扉が同時に横行して開閉されるようにされていることを特徴とする溶解炉包囲体用の開閉扉。
【請求項２】
溶解炉へ原料を装入するための開口部を天井壁部および前部壁部に有し、集塵のための吸引口を内包する溶解炉包囲体において、この溶解炉包囲体の天井壁部および前部壁部の開口部を外側から覆う外扉と、天井壁部の開口部を内側から覆う天井部内扉とを有し、かつ前記外扉に前記天井部内扉は固定され、外扉と天井部内扉が同時に横行して開閉可能にされ、天井部内扉の下面は吸引口に近い部分が吸引口から遠い部分に比べて高くなる傾斜面としたことを特徴とする溶解炉包囲体用の開閉扉。
【請求項３】
天井部内扉または外扉には、前部壁部の開口部を内側から覆う前部内扉が固定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の溶解炉包囲体用の開閉扉。
【請求項４】
左右一対の各外扉に固定されている各天井部内扉は、いずれか一方または両方の天井部内扉の下面が、吸引口に向かって高くなる傾斜面としたことを特徴とする溶解炉包囲体用の開閉扉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製鋼用電気炉(アーク炉)等の溶解炉を包囲する包囲体(炉を包囲し粉塵の拡散を防止するハウス)を用いた集塵設備における溶解炉包囲体用の開閉扉に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、製鋼用電気炉(アーク炉)等の溶解炉における開閉扉は、例えば、図１２〜図１４に示すように、走行および横行可能なクレーンにより昇降可能に支持された底部が開閉可能なバケット３０からスクラップを溶解炉１内に装入する時を除き、通常は左右引き分けの天井扉３１が閉鎖されている。
【０００３】
図１２および図１３に示すように、左右の天井扉３１どうしは比較的密着させやすいが、天井扉の下部と固定屋根（天井外部面）の間には、各天井扉３１等の外扉３３の稼動のための車輪２１，２２やレール２３，２４が配置され、また、固定屋根の上に粉塵が堆積してもスムーズな開閉を保つため、通常５０ｍｍ〜１００ｍｍの隙間２８ｂを設ける必要がある。
【０００４】
包囲体５の中央にある炉１から漏洩した粉塵が熱気とともに包囲体５の中を上昇し、天井扉３１の下面に衝突して四方に分散し、図１２に矢印で示すように上述の隙間２８からそのまま漏洩してしまう。
【０００５】
前記の粉塵の漏洩を防ぐ技術として、例えば、次のような（１）（２）の技術が知られているが、それぞれ消費電力量あるいは設置スペースの面で問題を抱えている。
【０００６】
例えば、（１）天井部の開口部内側にプッシュプル式エアカーテンと集塵ダクトを設け、バケット上端開口に蓋を被せた防塵装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
前記（１）の技術によると、天井扉が閉鎖された状態でもダクト集塵に加えてプッシュプル式エアカーテンを稼動させれば漏煙の防止が期待できる。しかし、天井扉が閉鎖された状態は長く続くため、エアカーテンを連続的に稼動させると、消費電力量が多大となり、コストが高くなるという問題がある。
【０００８】
また、（２）例えば、包囲体を分割構成とし、上部に気体ノズルを設けた集塵装置も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００９】
前記（２）の技術によると、天井扉と固定屋根が一体化しており隙間がないので、包囲体が閉鎖された状態では、気体ノズルからのエアカーテンがなくても漏煙しにくい利点がある。しかし前記（２）の場合は、包囲体全体が左右に開閉移動するため、周囲に広いスペースが必要となり、狭隘な場所には設置できないという問題がある。
【特許文献１】特開平３−２４７９８７号公報（アーク炉の防塵装置）
【特許文献２】特開平６１−１７３０７１号公報（集塵装置）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、前記の課題を有利に解決することができ、多大な電力量を消費することもなく、また、広大なスペースを要せず、かつ、天井扉を確実に閉塞させることができる溶解炉の包囲体用の開閉扉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】
【００１１】
前記の課題を有利に解決するために、第１発明の溶解炉包囲体用の開閉扉では、溶解炉へ原料を装入するための開口部を天井壁部および前部壁部に有する溶解炉包囲体における前記開口部を覆う開閉自在な溶解炉包囲体用の開閉扉において、前記開閉扉は、天井開口部および前面壁部の開口部を包囲体の外側から覆う外扉と、天井開口部を包囲体の内側から覆う天井部内扉とを有し、かつ前記外扉に前記天井部内扉は固定され、外扉と天井部内扉が同時に横行して開閉されるようにされていることを特徴とする。
【００１２】
また、第２発明の溶解炉包囲体用の開閉扉では、溶解炉へ原料を装入するための開口部を天井壁部および前部壁部に有し、集塵のための吸引口を内包する溶解炉包囲体において、この溶解炉包囲体の天井壁部および前部壁部の開口部を外側から覆う外扉と、天井壁部の開口部を内側から覆う天井部内扉とを有し、かつ前記外扉に前記天井部内扉は固定され、外扉と天井部内扉が同時に横行して開閉可能にされ、天井部内扉の下面は吸引口に近い部分が吸引口から遠い部分に比べて高くなる傾斜面としたことを特徴とする。
【００１３】
また、第３発明では、天井部内扉または外扉には、第１発明または第２発明の溶解炉包囲体用の開閉扉において、前部壁部の開口部を内側から覆う前部内扉が固定されていることを特徴とする。
【００１４】
また、第４発明では、請求項１〜３のいずれかに記載の溶解炉包囲体用の開閉扉において、左右一対の各外扉に固定されている各天井部内扉は、いずれか一方または両方の天井部内扉の下面が、吸引口に向かって高くなる傾斜面としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、天井扉は、天井部外扉と天井部内扉とを備えているので、これら天井部（または屋根部）内外の２重式の天井扉とされているので、天井部の内外の扉によって確実に粉塵気流の漏洩を防止でき、従来のように包囲体天井部のエアカーテンの稼動が不要であり、少ない消費電力量で粉塵気流の漏洩を防止できる。また、従来のように、包囲体全体を開閉移動させる必要がないので、分割された包囲体全体を接近または離反させるように移動させる場合に比べて、狭いスペースにも適用させて設置できる。そのため、本発明の開閉扉は、既存の溶解炉の包囲体にも適用して、集塵効率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
（第１実施形態）
図１〜図５は本発明の第１実施形態を示すものであって、溶解炉１へ原料を装入するための開口部２を天井壁部３および前部壁部４に有する溶解炉包囲体５には、天井壁部３および前部壁部４に連続した断面Ｌ字状の開口部２（図２および図５参照）が形成されている。
【００１８】
前記開口部２は、開閉自在な溶解炉包囲体用の左右一対の開閉扉６により覆われており、各開閉扉６は、前部開口部２を外側から覆う前部外扉部７と、天井開口部２を外側から覆う天井外扉部８とからなる断面Ｌ字状の外扉９を備えていると共に前記天井外扉部８の内側において間隔をおいて平行な天井部内扉１０を備えている。
【００１９】
前記の天井部内扉１０は、溶解炉包囲体５における天井部１７の内面に間隔をおいて平行に設けられており、前記天井部内扉１０の開閉方向の基端部は、外扉９と天井部内扉１０とを接続する前後方向に延長する接続部２０を介して、外扉９に固定されている。前記接続部２０は、内扉１０または外扉９と同様な耐火性鋼材または耐火被覆された鋼材が使用される。
【００２０】
したがって、各開閉扉６が、前記の外扉９とこれに間隔をおいた天井部内扉１０により、天井部の壁面（内面および屋根面）を内外から挟むようにされ、扉全開時には、外扉９と天井部内扉１０との間に天井部の壁面を収容可能にして、扉の移動を可能にしている。
【００２１】
前記開閉扉６の下部には、左右方向に間隔をおいて複数の下部走行車輪２１および図示省略の下部駆動装置が設けられ、また、開閉扉６の天井外扉部８には、左右方向に間隔をおいて上部走行用車輪２２および図示省略の上部駆動装置が設けられ、溶解炉包囲体５の前部壁部４の開口部下部外側に設けられた左右方向の下部レール２３に前記各下部走行車輪２１が載置され、屋根部に設けられた左右方向の上部レール２４に前記各上部走行用車輪２２が載置され、前記各走行用車輪２１〜２２は、フランジあるいはガイドローラ付車輪とされ、レール軸方向すなわち左右方向に走行可能にされ、天井部内扉１０は外扉９と共に左右方向に開閉移動可能な開閉扉６とされている。
【００２２】
図示の形態では、左右一対の各開閉扉６，６を相互に図示省略の駆動装置により接近または離反移動させることにより、開閉自在な扉が構成されている。なお、上部走行車輪２１および下部走行車輪２２を駆動する駆動装置は同期駆動される。
【００２３】
溶解炉包囲体５の内側には、天井部内扉１０が左右に開いて後退した位置の後端部から若干離れた位置に、吸引ダクト１２が内包されるように配置されており、各吸引ダクト１２の吸引口１６は、天井部内扉１０の下面レベルまたは若干下方に位置するように設けられている。
【００２４】
前記天井部内扉１０の左右方向の先端部と天井開口部２の左右方向の開口端部とは、天井部内扉１０相互が接近して閉じた状態において、上下方向に間隔をおいて左右方向に重なるように、天井部内扉１０の先端部までの長さは設定され、これにより、天井部内扉１０と包囲体天井部１７の開口端部部分との間の隙間２８ａは、内側の隙間２８ａとこれに接続する大気圧側の外部に接続する外側の隙間２８ｂが形成されている。
【００２５】
前記のように、天井扉部を断面コの字型とし、溶解炉包囲体５の固定屋根（天井壁部）を上下から挟む形状とすることにより、スクラップを装入後に開閉扉６を閉じた状態では、粉塵混じりの熱気が天井部内扉１０の下面でこれに沿って四方に分散しても、天井部内扉１０と天井壁部内側とにより形成されている隙間２８ａの外部への開放方向は、分散する粉塵混じりの熱気の横方向の移動方向と向きが逆なので、隙間２８ａ部分が負圧となり、粉塵混じりの熱気の漏洩が防止される。
【００２６】
なお、前記天井部内扉１０の前後方向の巾寸法は、溶解炉包囲体５における間隔をおいて対向している前部壁部および後部壁部間の間隔よりも小さく設定されている。なお、吸引ダクト１２には排気ダクト３２が接続されている。
【００２７】
図６（ａ）は、前記第１実施形態の変形形態を示したもので、図６（ａ）に示すように、天井部外扉９と天井部内扉１０との接続部２０を、鋼板等の板状部材により一体に屈折連設すると、経済的である。図６（ａ）に、スクラップを溶解炉に装入した後の粉塵混じりの気流の流れを矢印で示すように、左右の天井部内扉１０により吸引口１６に向かって効率よくガイドすることができる。なお、図６（ａ）以下の形態において、同様な要素には同様な符号を付して説明の重複を避けた。
【００２８】
図６ｂは、第１実施形態の第２変形形態を示すものであって、この形態では、天井部内扉１０の下面に下向に縦向きに突出する縦整流板１０が前後方向に間隔をおいて複数配置され、前記各縦整流板１１の上部が天井部内扉１０の下面に溶接等により固定されている。また、この変形形態では、吸引ダクト１２は片側（図示の場合は左側）に設けられ、吸引ダクト１２から左右方向に最も離れた位置の天井部内扉１０の下面には、前記各縦向きの縦整流板１１の横端部間を閉塞する向きの縦じゃま板１３が設けられて、気流の流れが、吸引ダクト１２側に誘導されるようにされている。前記の縦整流板１０あるいは前記縦じゃま板１３などの気流制御板１４を設けておくと効率よく気流を誘導することができる。
【００２９】
図６（ｃ）は、前記図６（ｂ）の変形形態を示すものであって、この形態では、一方の吸引ダクト１２を省略すると共に吸引ダクト１２を省略した側の天井部内扉１０の下面を、吸引ダクト１２から離れるにしたがって下方に傾斜する傾斜面１５とし、各天井部内扉１０の高レベル位置の下面レベルは、吸引ダクト１２の吸引口１６のレベルまたは、その近傍に位置するレベルに設けられている形態であるが、その他の構成は、前記図６（ｂ）と同様である。このように、天井部内扉１０の下面を吸引ダクト１２に接近するにしたがって高くなるような傾斜面１５とすることによっても、気流の流れを吸引口１６に向かって強制的に誘導させることができ、また前記縦じゃま板１３と共同して、気流の流れを強制的に誘導することができる。
【００３０】
図７（ａ）は第２実施形態の開閉扉６を示すものであって、図１、図６（ａ）（ｂ）の実施形態と相違する点は、各開閉扉６の天井部内扉１０の先端部下面が吸引ダクトの吸引口１６に向かって漸次高レベルとなるように傾斜させた傾斜面１５としている点が相違するが、その他の構成は前記形態の場合と同様である。このように各天井部内扉１０の下面を対称的に傾斜させた傾斜面１５とすると、粉塵気流の流れを左右に分散させることができ、左右の吸引ダクト１２に均等に誘導させることができる。
【００３１】
図７（ｂ）の形態では、溶解炉包囲体５の内側に配置されている左右２つの天井部内扉１０の下面が連続した傾斜面１５を形成するようにした形態であり、吸引口１６に近い側の天上部内扉１０の下面を一番高レベル位置にかつ吸引口１６に、遠い側の端部下面が中間レベルに、吸引口１６に遠い側の天上部内扉１０における吸引口１６に近い側が前記と同じ中間レベル位置に、又最も遠い側の下面が最も低いレベルになるように傾斜して設けられ、最も低い側の天井部内扉１０の端部には、包囲体天井部１７内面に近接するように立ち上がる縦部分１８が設けられ、前記縦部分１８により、隙間２８ａを小さくして粉塵気流の漏洩が防止されるように構成されている。
【００３２】
図７（ｃ）は、図７（ｂ）の変形形態を示すものであって、相違する点は、最も低いレベル側に設けられた縦部分１８がさらに下向きに延長されて、縦じゃま板１３を形成し、粉塵気流が低レベル側の包囲体内部に分散しないように構成されているが、その他の構成は前記実施形態の場合と同様である。
【００３３】
図８は、本発明の第３実施形態の溶解炉包囲体用の開閉扉６を備えた溶解炉包囲体５を示すものであって、図２に示す第１実施形態の場合と相違する点は、天井部内扉１０における前部側の端部に、前部側開口部２を形成する包囲体前部内壁面２５に間隔を置いて平行に前部内扉２６を下向きの接続部２０を介して一体に設けた点が相違しているが、その他の構成は、前記第１実施形態の場合と同様である。
【００３４】
なお、前部内扉２６の前後方向の巾寸法は、溶解炉包囲体５における間隔をおいて対向している前部壁および後部壁間の間隔よりも小さく設定され、左右方向の長さは前記天井内扉１０と同様に設定される。この第３実施形態の場合では、前部内扉２６は、前部開口部２の上部のみを覆うようにしている。その理由は、前記前部内扉２６によりガイドされた粉塵気流が包囲体の内側に向かう点および粉塵気流の運動エネルギーが弱くなっているため、吸引ダクトにより吸引されやすくなる点等が上げられため、設計により適宜前部内扉２６の下端レベルは設定される。なお、この形態では、吸引ダクト１２を省略するが、天井部内扉１０の端部に対応した上部の吸引ダクトと、前部内扉２６の下端レベルに対応した下部レベルの吸引ダクトを設けるようにしてもよい。
【００３５】
図９（ａ）（ｂ）は、本発明の第４実施形態を示すものであって、この形態では、吸引ダクト１２は左右方向に間隔をおいて複数（図示の場合は３つ）の分岐した吸引口１６とされている。また、左右の各天井部内扉１０の下面には、左右方向に間隔をおいて、複数の縦整流板１０が前後方向に連続するように複数（図示の場合は４枚）平行に設けられ、各分岐吸引ダクト１２の左右方向の寸法は、前記縦整流板１０間の左右方向の間隔寸法より小さくされ、また各分岐吸引ダクト１２間の間隔寸法は、前記縦整流板１０の板厚寸法よりも大きく設定され、前記各天上部内扉１０が開いた時に、前記縦整流板１０は分岐吸引ダクト１２間に後退可能にされている。
【００３６】
前記のような構成であると、粉塵気流を縦整流板１０および分岐吸引ダクト１２により無理なく、粉塵気流を複数に分配して、吸引ダクト１２により吸引排出することができる。
【００３７】
図１０は本発明の第５実施形態を示すものであって、この形態では、包囲体天井壁部（屋根部）全体が、後部から前部に向かって漸次傾斜するように設けられた形態であり、このようにすることにより、包囲体５の内部においては、屋根面に平行に天井部内面が後方から前部に向かって漸次低レベル位置になるように構成されている。
【００３８】
前記の包囲体天井部１７および屋根部２７を平行な傾斜部とした変更に伴って、天井部外扉９および天井内側の天井部内扉１０は、包囲体天井部１７の傾斜面２９に沿って傾斜するように設けられている。なお、この場合でも、上部レール２４は傾斜させることなく配置しておくと共にこれに載置される上部走行用車輪もその軸線を傾斜させることなく上部走行用車輪２２は載置される。
【００３９】
前記のように、包囲体天井部１７および屋根部２７を平行な傾斜面とすると、天井部外扉９と天井部内扉１０（特に天井部内扉１０）を、特殊な部材を使用することなく平坦な部材を使用することにより、天井部内扉１０下面を傾斜面１５に簡単に構成することができ、後部側に向かって上昇する粉塵気流を後部の高レベル位置に配置した吸引ダクト１２の吸引口１６により吸引排出することができる。
【００４０】
前記各実施形態に示すように、開閉扉の天井部扉を、天井部外扉９と天井部内扉１０およびこれらを一体に接続する接続部２０とにより、天井扉を断面コの字型とし、固定屋根面および天井内面を上下から挟む形状とされているので、これにより、粉塵混じりの熱気が天井部内扉１０の下面で四方に分散しても、天井内面と天井部内扉１０との隙間２８ａから流れる気流の向きと熱気の向きが逆なので、前記隙間２８ａが負圧になるため粉塵を含む熱気の漏洩が防止される。
【００４１】
また、天井部内扉１０の下面に縦整流板１１あるいはじゃま板１３等の気流制御板１４を設けると、包囲体内における粉塵気流の四方への分散を、片側に設けられた吸引口１６の１方向へ向かわせるように誘導したり、両側に設けられた吸引口１６の２方向（前後の２方向）に向かわせるように誘導することができ、熱気が向かった側にのみ集塵用の吸引口１６を設けて、より効率的に集塵して、包囲体５内に滞留する粉塵を少なくすると共に粉塵の漏洩も防止することができる。
【００４２】
さらに、縦整流板１１あるいは縦じゃま板１３などの気流制御板１４の設置された天井扉を中央から端に向かって傾斜させ、片側１方向への気流がより生成されやすくすることができる。
【００４３】
前記実施形態においては、左右両側の外扉を左右方向に接近または離反させて開閉移動させる形態を示したが、本発明を実施する場合、一つの外扉を開閉移動させる形態の扉にも適用するよにしてもよい。
【００４４】
図示の実施形態では、一対の開閉扉６を一組溶解炉包囲体５に設けた形態を示したが、複数の溶解炉１を内部に有する溶解炉包囲体では、間隔をおいて複数組の開閉扉６を設けるようにすればよく、この場合、上部走行用レール２１および下部走行用レール２２等は共用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】第１実施形態の溶解炉包囲体用の開閉扉を示す縦断正面図である。
【図２】第１実施形態の溶解炉包囲体用の開閉扉を示す縦断側面図である。
【図３】第１実施形態の溶解炉包囲体用の開閉扉を取り出して示す斜視図である。
【図４】第１実施形態の溶解炉包囲体用の開閉扉を備えた溶解炉包囲体を示す概略斜視図である。
【図５】第１実施形態の溶解炉包囲体用の開閉扉を備えた溶解炉包囲体の概略縦断側面図である。
【図６】（ａ）は第１実施形態の第１変形形態を示す縦断正面図、（ｂ）は第２変形形態を示す縦断正面図、（ｃ）第３実施形態を示す縦断正面図である。
【図７】（ａ）は第２実施形態を示す縦断正面図、（ｂ）はその第１変形形態を示す縦断正面図、（ｃ）第２変形形態を示す縦断正面図である。
【図８】第３実施形態の溶解炉包囲体用の開閉扉を備えた溶解炉包囲体を示す概略縦断側面図である。
【図９】（ａ）は第４実施形態を示す縦断側面図、（ｂ）はその底面図である。
【図１０】第５実施形態を示す縦断側面図である。
【図１１】第５実施形態の溶解炉包囲体用の開閉扉を備えた溶解炉包囲体を示す概略斜視図である。
【図１２】従来の溶解炉包囲体用の開閉扉を備えた溶解炉包囲体を示す縦断正面図である。
【図１３】従来の溶解炉包囲体用の開閉扉を備えた溶解炉包囲体を示す概略斜視図である。
【図１４】従来の溶解炉包囲体用の開閉扉を備えた溶解炉包囲体の概略縦断側面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  溶解炉
２  開口部
３  天井壁部
４  前部壁部
５  溶解炉包囲体
６  開閉扉
７  前部外扉部
８  天井外扉部
９  外扉
１０  天井部内扉
１１  縦整流版
１２  吸引ダクト
１３  縦じゃま板
１４  気流制御板
１５  傾斜面
１６  吸引口
１７  包囲体天井部
１８  縦部分
２０  接続部
２１  下部走行用車輪
２２  上部走行用車輪
２３  下部レール
２４  上部レール
２５  包囲体前部内壁面
２６  前部内扉
２７  屋根部
２８  屋根部
２８ａ  内側の隙間
２８ｂ  外側の隙間
２９  傾斜面
３０  バケット
３１  天井扉
３２  排気ダクト
３３  外扉
【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】
2006258399.tif 000011
【図１０】
2006258399.tif 000012
【図１１】
2006258399.tif 000013
【図１２】
2006258399.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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