(57)【要約】スクレーパ式装置用のセンサ支持エレメントのセグメント（１５）が開示され、これは互いに対して前後に略平行に配設された少なくとも二対のランナ（１６ａ，１６ｂ）を有する。少なくとも一対のランナ（１６）間には、センサ（２１）を受け入れる支持プレート（２０）が配設されている。本発明のセグメント（１５）は、他のそのようなセグメント（１５）と組み合わせてセンサ支持エレメントを形成することができる。
2005527791.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクレーパ式装置のセンサ支持エレメント（１１）のセグメント（１５）であって、
複数の前記セグメント（１５）から前記センサ支持エレメント（１１）が組み立てられて、筒状包囲面を備える中空体が形成され、
前記スクレーパ式装置が、パイプライン検査のためにパイプライン（１３）を通過可能であり、かつ
前記センサ支持エレメント（１１）が、前記パイプライン検査を行うのに必要なセンサ（２１）を備えたものにおいて、
前記セグメント（１５）が少なくとも２つのランナ対（１６）を有し、各ランナ対が略平行なランナ（１９）から成り、
セグメント（１５）の前記ランナ対（１６）が、前記スクレーパ式装置の移動方向に対して互いに前後に連続配置され、
前記ランナ（１９）が前記スクレーパ式装置の移動方向に配向され、
接続部材によって、連続配置された前記ランナ（１９）が弾性的に互いに接続され、
前記センサ（２１）のためのセンサ支持プレート（２０）が、少なくとも１つのランナ対（１６）のランナ（１９）同士の間に配設されるとともに、このランナ対（１６）のランナ（１９）に接続され、
前記セグメント（１５）が、セグメント（１５）同士を接続する接続装置によって別のセグメント（１５）に接続され、筒状包囲面を備える前記中空体を形成可能に構成されていることを特徴とするセグメント（１５）。
【請求項２】
請求項１に記載のセグメントであって、１つのセグメント（１５）の１つのランナ（１９）と隣接セグメント（１５）の１つのランナ（１９）との間に、センサ（２１）のための少なくとも１つの追加の支持プレート（２０）が取り付け可能であるセグメント（１５）。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のセグメントであって、筒状包囲面を備える中空体を形成するべく前記セグメントを別のセグメント（１５）に接続するために使用可能な前記接続装置が、前記スクレーパ式装置の移動方向に向かって前記セグメント（１５）の前側に取り付け可能であるセグメント（１５）。
【請求項４】
請求項３に記載のセグメントであって、前記接続装置がフランジ（６）として設けられているセグメント（１５）。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のセグメントであって、それぞれが２つの平行なランナ（１９）から成る前記ランナ対（１６）の数が、２〜１０対、好ましくは２〜４対であるセグメント（１５）。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のセグメントであって、スクレーパ式装置の移動方向に向かって前側に円錐テーパ状セグメント部（１８）を有し、これにより、複数の前記セグメント（１５）から組み付けられた前記中空体が、前記スクレーパ式装置の移動方向に向かって前側に円錐台形状に構成されているセグメント（１５）。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のセグメントであって、接続部材が、セグメント（１５）の連続するランナ（１９）間に、これら連続するランナ（１９）を接続する平行な弾性中間セグメント（１７）として設けられているセグメント（１５）。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のセグメントであって、接続部材が、セグメント（１５）の連続するランナ（１９）間に、これら連続するランナ（１９）を接続する２つの分岐又は合流する弾性中間セグメント（１７）として設けられているセグメント（１５）。
【請求項９】
請求項７又は８に記載のセグメントであって、前記弾性中間セグメント（１７）が、これら弾性中間セグメントによって接続される前記ランナ（１９）に対し所定角度を有して取付けられているセグメント（１５）。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれか一項に記載のセグメントであって、前記弾性中間セグメント（１７）が円形、楕円形、矩形、又は台形の断面を有するセグメント（１５）。
【請求項１１】
請求項７〜１０のいずれか一項に記載のセグメントであって、前記弾性中間セグメント（１７）の断面が前記ランナ（１９）の断面よりも小さいセグメント（１５）。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載のセグメントであって、前記スクレーパ式装置の移動方向に向かって前側に、かつ少なくとも１つのランナ対（１６）の間に、このランナ対（１６）のランナ（１９）同士を接続する横フィン（３６，３６ａ，３６ｂ）を有するセグメント（１５）。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載のセグメントであって、１つのランナ対（１６）に取付けられた前記支持プレート（２０）と、前記スクレーパ式装置の移動方向において後続するランナ対（１６）との間に、前記支持プレート（２０）と前記ランナ（１９）とを接続する接続部材（３５）を有するセグメント（１５）。
【請求項１４】
請求項１３に記載のセグメントであって、前記接続部材（３５）が前記ランナ（１９）の長手方向に沿って配設されているセグメント（１５）。
【請求項１５】
請求項１３又は１４に記載のセグメントであって、支持プレート（２０）およびランナ（１９）の前記接続部材（３５）が、スリーブ（３７）によって前記支持プレート（２０）に取り付け可能であるセグメント（１５）。
【請求項１６】
請求項１２〜１５のいずれか一項に記載のセグメントであって、連続するランナ（１９）同士の間に中間部材（１７）が設けられ、この中間部材の一端部が、横フィン部（３６ａ）によって後続のランナ対（１９）に接続されているセグメント（１５）。
【請求項１７】
請求項１６に記載のセグメントであって、前記中間部材（１７）が、スリーブ（３７）によって前記横フィン部（３６ａ）に接続されているセグメント（１５）。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか一項に記載のセグメントであって、このセグメントを隣接セグメント（１５）に接続可能にする横フィン部（３６ａ，３６ｂ）が設けられているセグメント（１５）。
【請求項１９】
請求項１８に記載のセグメントであって、隣接セグメント（１５）の対応する横フィン部（３６ｂ，３６ａ）に接続可能なように、前記横フィン部（３６ａ，３６ｂ）が構成されているセグメント（１５）。
【請求項２０】
請求項７〜１９のいずれか一項に記載のセグメントであって、前記中間セグメント（１７）の長さが２ｃｍ〜５０ｃｍであるセグメント（１５）。
【請求項２１】
請求項７〜２０のいずれか一項に記載のセグメントであって、前記弾性中間セグメント（１７）の長さと、これら弾性中間セグメントによって接続される隣接ランナ（１９）の長さとの比が１／１０〜５、好ましくは、２／１０〜１であるセグメント（１５）。
【請求項２２】
請求項１〜２１のいずれか一項に記載のセグメントであって、前記ランナ（１９）の長さが好ましくは５ｃｍ〜３００ｃｍ、より好ましくは１０ｃｍ〜５０ｃｍであるセグメント（１５）。
【請求項２３】
請求項１〜２２のいずれか一項に記載のセグメントであって、前記ランナ（１９）の上側の面が、これらランナ（１９）の長手方向に対する横方向に湾曲しているセグメント（１５）。
【請求項２４】
請求項２３に記載のセグメントであって、前記ランナ（１９）の上側の面が湾曲され、これらの面の曲率半径が、複数のセグメント（１５）から組み付けられた前記中空体の前記筒状包囲面の半径に適合されているグメント（１５）。
【請求項２５】
請求項１〜２４のいずれか一項に記載のセグメントであって、前記ランナ（１９）の断面が台形、平行四辺形状又は矩形であるセグメント（１５）。
【請求項２６】
請求項１〜２５のいずれか一項に記載のセグメントであって、前記ランナ（１９）の上側の面に対し端部が面一の金属製耐磨耗シュー（２９）が、このランナに組み込まれているセグメント（１５）。
【請求項２７】
請求項２６に記載のセグメントであって、組み込まれた耐磨耗シュー（２９）によって、ランナ（１９）の長さの１／１０〜３／４がカバーされているセグメント（１５）。
【請求項２８】
請求項１〜２７のいずれか一項に記載のセグメントであって、前記ランナ（１９）が凹部（３０）を備えるセグメント（１５）。
【請求項２９】
請求項１〜２８のいずれか一項に記載のセグメントであって、前記支持プレート（２０）が前記ランナ（１９）の下側に取り付け可能に構成されているセグメント（１５）。
【請求項３０】
請求項２９に記載のセグメントであって、前記ランナ（１９）がネジを受け入れる孔を有し、これにより、前記ネジのための内ネジ部（２４）を備えた支持プレート（２０）を前記ランナ（１９）の下側にネジ止めすることが可能なセグメント（１５）。
【請求項３１】
請求項１〜３０のいずれか一項に記載のセグメントであって、前記センサ（２１）のための前記支持プレート（２０）が平坦であるセグメント（１５）。
【請求項３２】
請求項１〜３１のいずれか一項に記載のセグメントであって、前記ランナ（１９）の下側が平坦であり、かつ、取付対象の支持プレート（２０）の向きに合わせて傾斜しているセグメント（１５）。
【請求項３３】
請求項１〜３２のいずれか一項に記載のセグメントであって、前記ランナ（１９）が弾性材から成るセグメント（１５）。
【請求項３４】
請求項１〜３３のいずれか一項に記載のセグメントであって、前記セグメント（１５）の全部または大部分が、ランナ（１９）と接続部材（３５）と中間セグメント（１７）と円錐テーパ状セグメント部（１８）と横フィン（３６）と横フィン部（３６ａ，３６ｂ）とをそれぞれ単数又は複数備えた単一パーツとして構成されているセグメント（１５）。
【請求項３５】
スクレーパ式装置のセンサ支持エレメントであって、請求項１〜３４のいずれか一項に記載のセグメント（１５）を複数組み付けたものから成る筒状中空体として構成されたセンサ支持エレメント（１１）。
【請求項３６】
請求項３５に記載のセンサ支持エレメントであって、筒状包囲面を備える中空体を形成するために前記複数のセグメント（１５）を接続する接続装置を備えたセンサ支持エレメント（１１）。
【請求項３７】
請求項３６に記載のセンサ支持エレメントであって、前記接続装置が、前記スクレーパ式装置の移動方向に向かって前記センサ支持エレメント（１１）の前側に配設されたフランジ（６）を備えるセンサ支持エレメント（１１）。
【請求項３８】
請求項３６又は３７に記載のセンサ支持エレメントであって、前記接続装置が、隣接するセグメント（１５）同士の間に取付けられたＵ形状バネプレート（２５）を備えるセンサ支持エレメント（１１）。
【請求項３９】
請求項３８に記載のセンサ支持エレメントであって、前記Ｕ形状バネプレート（２５）が前記支持プレート（２０）に取り付け可能であるセンサ支持エレメント（１１）。
【請求項４０】
請求項１〜３４のいずれか一項に記載のセグメント（１５）の複数個、又は、請求項３５〜３９のいずれか一項に記載のセンサ支持エレメント（１１）を備えたスクレーパ式エレメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクレーパ式装置のセンサ支持エレメントのセグメントに関し、前記センサ支持エレメントは複数のセグメントから組み立てられ、筒状包囲面を備える中空体を形成し、前記スクレーパ式装置は、パイプライン検査のためにパイプラインを通過可能であり、前記センサ支持エレメントは、パイプライン検査のために必要な複数のセンサを備えている。このタイプのスクレーパ式装置は、測定および非破壊材料検査を行うためにパイプラインを通過する。それらスクレーパ式装置は、通常、パイプライン検査のために必要な前記センサと、測定値を記録し処理するための装置と電力供給装置とを含む単数又は複数の追加のスクレーパ式装置エレメントとを有する。
【背景技術】
【０００２】
スクレーパ式装置は、オイルパイプラインなどの長距離のパイプラインにおいて、パイプ壁の、例えば腐食、亀裂、点食等の損傷を検出するために使用される。スクレーパ式装置の役目は、パイプの内壁、中身又は外壁に対する損傷の種類、程度および位置に関する詳細な情報を得ることにある。この目的のために、スクレーパ式装置のセンサは、スクレーパ式装置をパイプラインを通して移動させながら、内壁の全周部を走査する。通常、スクレーパ式装置は、パイプラインを通して輸送される媒体によって移動される。例えば超音波式や電磁式のセンサ等、種々の作動方式のセンサが、パイプライン検査のために使用される。前記センサ支持エレメントの目的は、これらセンサを、内管壁の所定場所に、またはこの内管壁に対する所定距離に案内することにある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
スクレーパ式装置用には、種々のセンサ支持エレメントが知られている。ある公知の実施形態で使用されているセンサ支持エレメントにおいては、複数のセンサが複数のセグメント上に配置されて、互いに前後に配置された（連続配置された）別体のセグメント・リングが形成されている。これらセグメント・リングは、スクレーパ式装置の移動方向に向けられたリジッドな軸によって互いに接続されている。この構成の主な欠点は、その軸がリジッドなことからセンサ支持エレメントの全長が長いため、センサ支持エレメントをパイプの湾曲に対してうまく適合させることができないことにある。
【０００４】
更に、センサ支持エレメントのパイプラインの通過中、各センサが内管壁からほぼ同じ距離に位置するように、セグメントが複数のバーからなるリンク機構等の延伸式機械装置によって互いに接続されているセンサ支持エレメントが知られている。このタイプの機械式装置の欠点は、センサの測定精度に支障をきたす故障が発生しやすいことにある。
【０００５】
別の実施形態においては、長手方向に捻られたランナが使用されている。センサがこれらランナに互いに前後に配置され、ランナの捻りによってセンサを側方にオフセットさせることで全周をカバーする。この構成の欠点は、パイプの大部分をカバーする、捻りランナの前向きの各サイドエッジによって、管壁から汚染物質が掻きとられる虞があること、および、ランナを真っ直ぐにしようとする力が発生することにある。両者とも、例えばセンサのワックス詰まり、センサの位置誤差等によって、検査結果を損なう。センサのオフセットはランナの捻りによって行われるので、ランナの捻りを大きくしなければ全長を短くすることができない。これらに関連した欠点により、センサ支持エレメントの全長を短くすることはできず、従って、その曲面トラバース性はかなり悪い。
【０００６】
カフとして形成されたセンサ支持エレメントがＤＥ  ３６２６６４６  Ｃ２から知られている。このカフは、複数の互いに平行な帯状セグメントに分割され、これら帯状セグメントにセンサが配置されている。帯状セグメントがスクレーパ式装置の軸心に対して平行に向けられる場合には、これらセンサによって走査される測定領域をオーバラップさせることや、センサを周方向にオフセットさせることはほとんど不可能である。従って、このセンサ支持エレメントの一好適実施形態においては、これら平行な帯状セグメントの中央軸心がパイプラインの中央軸心に対して鋭角を形成することによってセンサを周方向にオフセットさせ、これにより、帯状セグメントの連続配置された複数のセンサが、個々のセンサの有効走査面積よりも広幅の、管壁の表面の帯状部を走査するように構成されている。この構成の欠点は、パイプラインを通過中、スクレーパ式装置の移動方向に対して斜めに配置された帯状セグメントに対してこれらの配置を変動させる力が作用することによって、これら帯状セグメントがパイプラインの中央軸心に対し平行になってしまうことにある。これでは、望ましい測定精度が得られない虞があるのみならず、管壁の汚染物や凹凸スポットを掻き取り作用し、測定結果が損なわれたり、スクレーパ式装置が損傷したりする。
【０００７】
ＵＳ  ５，６１６，８５４からは、パイプラインの空気漏れを検査するための装置が公知であり、この装置では、検査対象のパイプラインの外側にカフが配置されている。
【０００８】
本発明の目的は、従来技術をベースに、前述したスクレーパ式装置のセンサ支持エレメントのセグメントであって、他の同様のセグメントと互いに組み付けてセンサ支持エレメントを形成することが可能なものを提供することにあり、このセグメントの特徴は、その作動および機能の高い安全性と、良好な曲面トラバース性とにある。本発明は、更に、そのようにして組み立てられたセンサ支持エレメントおよびスクレーパ式装置にも関する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、この目的は、添付の請求項１の特徴構成を備えたセグメントによって達成される。本発明の好適発展構成およびその改良構成は、従属請求項と、以下の説明および添付の図面から明らかである。
【００１０】
従って、本発明によるセグメントは、その少なくとも二対のランナそれぞれの対が、２つの略平行なランナからなる。これらランナ対は、スクレーパ式装置の移動方向に対して互いに前後に配置（連続配置）されている。これらランナは、スクレーパ式装置の移動方向に、即ちセグメントの長手方向に位置合わせされている。連続配置されたランナは、接続部材によって弾性的に互いに接続されている。例えば弾性材、好ましくは可塑性材から成るか、又は金属バネ部材によって提供されるランナの弾性接続によって、ランナが内管壁の窪み等の凹凸スポットに対して適合可能となることで、センサ支持エレメント全体が検査対象パイプラインの径の変動に対応可能となり、これにより、ランナの上側部が内管に常に接当し、かつ、ランナがセンサを管壁に対しわずかな距離をおいて案内する。
【００１１】
少なくとも一対のランナにおけるランナ同士の間には、センサのためのセンサ支持プレートが配設される。この支持プレートは、これらランナに別体の部材として取付けてもよいし、ランナと一体に形成してもよい。
【００１２】
前記セグメントは、セグメント連結用の接続装置によって別の同様のセグメントに対して接続され、筒状包囲面を備える中空体を形成するように構成される。
【００１３】
本発明のセグメントは、スクレーパ式装置のセンサ支持エレメントを構成するのに使用することができるものであり、これは高い作動および機能面の安全性を備えるとともに、センサを内管壁に対して所定の位置で案内し、かつ、フレキシブルであることから、管径の変動を補償するとともに内管壁の凹凸スポットにおいては曲がることによって磨耗と裂傷を低減させることが可能であり、しかも、コンパクトで全長が短く、このことによって曲面トラバース性が向上するとともに、セグメントに有効に作用する横方向の力も真っ直ぐにする力も発生させることなくスクレーパ式装置によって移動させることが可能であり、従って、測定精度が高くなり、パイプとセグメントに対する磨耗度が低くなり、しかもその構造により、組み立て、分解およびメンテナンスが容易になる。
【００１４】
前記ランナが互いに略平行という特徴は、これらランナ同士の間の角度が１５度以下、好ましくは１０度以下、特に好ましくは５度以下であるということを意味する。このタイプの直線配向において、低い掻き取り作用と短い全長とに関する本発明の利点は保持される。
【００１５】
ランナを真っ直ぐに配置することによって、掻き取りによる汚染の虞が最小となる。その結果、センサを支持プレートにいかなる状態にも配置することが可能となることから、構成がコンパクトになるとともに、走査領域のオーバラップにより測定精度が向上する。
【００１６】
本発明によれば、センサのオフセットを達成するためにはランナを捻る必要はなく、センサを、支持プレート上において任意の配置でコンパクトに設置することができる。この結果、全長が短くなり、曲面トラバース性が良好になり、かつ、掻き取り作用が低減される。
【００１７】
これらランナに高い固有の安定性が望まれる場合には、ランナ自身を比較的硬質の非弾性材から形成することができる。この場合、センサ支持エレメントの弾性は、ランナ同士の間、セグメント同士の間又はランナおよびセグメントの間に設けた弾性接続部材によって達成される。一好適実施形態においては、セグメントを高度にフレキシブルにするために、特に単一のパーツとして提供される場合には、前記ランナが弾性材から成り、好ましくは前記接続部材と同じ材料から成る。また、前記支持プレートに接続されることによって得られる安定性では不十分な場合には、必要に応じて、ランナに補強部材を設けてもよい。
【００１８】
別の好適実施形態においては、１つのセグメントのランナと隣接セグメントのランナとの間に、センサのための少なくとも１つの追加の支持プレートを取り付けることができる。前記センサ支持エレメントを形成するために、このセンサ支持エレメントのセグメント同士の間は、セグメント間に配置される支持プレートによって互いに接続されることができる。セグメントの別の好適実施形態においては、前記接続装置はセグメントの、スクレーパ式装置の移動方向に向かって前側に取付けることができる。この接続部材は、好ましくは、セグメントの前側を接続するフランジとして提供される。接続装置の別の好適実施形態は、隣接セグメント間に配設されるＵ形状バネプレートである。
【００１９】
各セグメントの、２つの平行なランナからなるランナ対の数は、好ましくは２〜１０、特に好ましくは２〜４である。この数は、他の要因の中でも、所定の測定精度を達成するのに必要なセンサの支持プレートの数と、センサ支持エレメントに望まれる曲面トラバース性とに依存する。
【００２０】
有利な一実施形態においては、セグメントのスクレーパ式装置の移動方向に向かって前側には、例えばセグメントの円錐状テーパ部等の円錐状テーパが設けられ、これにより、複数のセグメントから組み付けられた筒状中空体は、その前側に円錐台状の部分を有する。このことにより、たとえパイプラインの断面が凹みなどの管壁の凹凸スポット等によって減少していても、センサ支持エレメントとして作用する中空体を、パイプラインを通して問題なく引っ張ることが可能となる。
【００２１】
連続配置されるランナ対は弾性中間セグメントによって互いに接続されることが有利であり、これら中間セグメントは、好ましくはこれらランナに対し所定角度を有して配設され、好ましくは、円形、楕円形、矩形又は台形状の断面を有する。セグメントの弾性復帰力を向上させるために、前記中間セグメントの断面をランナの断面よりも小さくすることができる。前記中間セグメントは、互いに対して平行に又は合流若しくは分岐するように配置することが可能であり、これにより、１つのセグメントにおける異なるランナ対の中間セグメント同士の配置を異なるように構成することができる。
【００２２】
これら弾性中間セグメントによって、連続配置されているランナ対をパイプ軸心に対して可能な限り平行に配置して、ランナを径の変化と凹凸スポットとに対応可能にできる。更に、これら弾性中間セグメントを使用し、本発明による複数のセグメントから組み付けられるセンサ支持エレメントの全長を短いものとして選択することにより、センサ支持エレメントの曲面トラバース性が大きく向上し、その結果パイプラインの断面を、パイプ曲率半径の大きなものも小さなものもトラバース可能となる。
【００２３】
以下に例示する特徴構成は、センサ支持エレメントの安定性を向上させるとともに、引っ張り力に対するセグメントとセンサ支持エレメントとの安定性を向上させるために有利なものとなる可能性があり、例えば、パイプ内へ突出する出口をトラバースする時に不意に作用する力によってセグメントが引っ張られたり損傷を受けたりすることを防止するために有利なものとなったり、これらセグメントがパイプを移動中、センサの操向安定性を向上させるのに有利なものとなる可能性がある。
【００２４】
第１の好適な特徴構成によれば、少なくとも一対のランナ同士の間に設けたセグメントが、スクレーパ式装置の移動方向における前側に、前記一対のランナにおけるランナ同士を接続する横フィン部を有することが提案される。別の好適な特徴構成によれば、前記セグメントは、一対のランナ同士の間に取付けられる支持プレートと（前記移動方向において）後続のランナ対との間に、前記支持プレートおよびランナを接続する接続部材を有する。好ましくは、接続部材はランナの長手方向に沿って配設され、支持プレートとランナとの間の接続部材はスリーブによって前記支持プレートに取付けられている。
【００２５】
更に別の好適な特徴構成によれば、前記セグメントが、これを隣接するセグメントに接続可能にする横フィン部を備えることが提案される。更に、前記横フィン部は、これを隣接セグメントの対応横フィン部に接続し、両横フィン部が互いに補足し、隣接セグメント同士を接続する１つの横フィンを構成することができる。
【００２６】
この関連では、２つの連続ランナ同士を接続する中間セグメントを、スリーブによって１つのセグメントの横フィン部に接続することができる。前記スリーブは、引っ張り力に対する抵抗を作る一方で、フレキシブルな接続を作る。
【００２７】
ランナの長さは、好ましくは５ｃｍ〜３００ｃｍ、特に好ましくは１０ｃｍ〜５０ｃｍである。これは、着脱式の支持プレートとして好適な長さと、ランナおよびセンサ支持エレメントに必要な曲面トラバース性とに依存する。ランナの長さを短くするとランナの曲面トラバース性は向上するが、ランナ同士の間に取り付け可能な支持プレートの長さは減少し、従って支持プレート上に取り付け可能なセンサの数も減少する。
【００２８】
連続配置されるランナを互いに接続する中間セグメントの長さは、好ましくは２ｃｍ〜５０ｃｍである。本発明のセグメントの一好適実施形態においては、全てのランナの長さは均一である。隣接ランナを接続するすべての中間セグメントも同じ長さにすることが可能である。これによって製造コストが減少するのみならず、セグメントはその全長に亘って均一な機械的作用を提供する。
【００２９】
前記中間セグメントの長さの、これら中間セグメントによって接続される隣接ランナの長さに対する比は、好ましくは１／１０〜５、特に好ましくは、２／１０〜１である。この関連で考慮に入れるべき点は、一方において、中間セグメントの長さを小さくすればセグメント又はセンサ支持エレメントの全長は減少するが、他方において、中間セグメントの長さを長くすれば、セグメント又はセンサ支持エレメントの可撓性が増大する点であるが、いずれの場合も曲面トラバース性については有利なものである。
【００３０】
ランナの安定性を増加するためには、これらランナを台形、平行四辺形状又は矩形状の断面を有するように構成すると有利である。また、ランナの高さ（即ち、本発明による複数のセグメントから組み付けられたセンサ支持エレメントに対し径方向におけるランナの寸法）の、ランナの幅（即ち、このセンサ支持エレメントの周方向におけるランナの寸法）に対する比も安定性に影響を与えるが、その好適な比は１／３〜３である。
【００３１】
前記ランナの上側部分は平坦とすることができ、又は好ましくは、スクレーパ式装置の移動方向に対応するランナ長手方向に対し横方向に湾曲している。平坦な形状は小型のランナ又は小さな管径に有用であり、他方、湾曲した上側部分は、特に幅広のランナ又は大きな管径の場合に有利である。湾曲した上側部分の曲率半径は、本発明による複数のセグメントから組み付けられるセンサ支持エレメントの筒状包囲面の半径に適合されることが好ましく、これにより、センサ支持エレメントがパイプを移動中、このセンサ支持エレメントのランナが内管壁に接当する。ランナと内管壁との間の摩擦を軽減し、従ってランナの磨耗を減少させその供用寿命を伸ばすためには、金属材から成り、かつランナの表面と面一に終端する耐磨耗シューを規則的な間隔でランナに組み込むことが可能である。更に、この耐磨耗シューは、ランナの安定性も増大させる。ランナには、その長さの１／１０〜３／４の範囲に亘って耐磨耗シューが組み込まれることが好ましい。
【００３２】
前記ランナには、たとえば前記耐磨耗シュー同士の間に、凹部を備えることができる。このタイプの凹部は、例えば斜め方向に超音波を放出する超音波センサ等の、センサの測定フィールドのためのクリアランスを形成するために特に有利である。
【００３３】
センサ用の前記支持プレートは、ランナの下側部分に取り付けることができる。これによって、セグメントの安定性が増大し、従ってセンサ支持エレメントの安定性が増大する。この関連では、前記ランナはネジを受け入れるための孔を備え、他方前記支持プレートはこれらネジにマッチする内ネジ部を備え、これによって、支持プレートをランナに対してネジ止めするように構成することができる。これによってセグメントとセンサ支持エレメントとの組み付けのみならず、セグメント、支持プレートおよびセンサの修理目的の交換も簡単になる。
【００３４】
前記支持プレートは湾曲に又は平坦にすることができ、このことは製造コストを節約するために好適である。センサと内管壁の間の距離を一定に維持することが必要な場合、これは、センサの組み付け高さを適切に調節することによって達成することができる。
【００３５】
好ましくは、前記ランナの下側部分も形状が平坦であり、かつ、取り付け対象である支持プレートのセンサ支持エレメントに対し径方向に適合されるように傾斜している。
【００３６】
本発明のセグメントの全部または大部分は、単一パーツとして提供することができる。この単一パーツは、特に、ランナと、弾性接続部材と、中間セグメントと、円錐テーパ状セグメント部と、横フィン部とをそれぞれ単数又は複数備えた単一パーツとして構成されていることが好ましい。これらの構成要素を１つのパーツとして提供することによって、製造がシンプルなものになる。
【００３７】
前記セグメント又は、その部分、特に当該部分が複数の要素から構成されているものは、弾性可塑性材から成ることが好ましく、この弾性可塑性材は、一方においては可撓性、特に前記中間セグメントの接続部材の可撓性を許容することが可能な弾性を有し、他方においては、セグメント、特にそのランナが、センサを案内する働きを達成可能な耐性および安定性を有する。実際の用途においては、ショアーＡ硬度が６５〜９５の弾性可塑性材が有利なことが分かっている。例えば、ポリウレタンが適当な材料である。
【００３８】
複数の本発明によるセグメントによって、筒状中空体として、スクレーパ式装置のセンサ支持エレメントを形成することができる。このセンサ支持エレメントは複数の個別のセグメントから組み立てることが好適であるが、それを１つのパーツとして構成することも可能である。センサ支持エレメントの隣接するセグメント間にはＵ形状バネプレートを取付けて、センサ支持エレメントにプリテンションを付与し、センサ支持エレメントの移動中にセグメントのランナがパイプの内壁面に押し付けられるようにすることができる。これらＵ形状バネプレートは前記支持プレートに取付けられ、これら支持プレートはランナの下側部分に取付けられることが好ましい。本発明による、少なくとも１つのセンサ支持エレメントを有するスクレーパ式装置は、測定と非破壊材料検査とを行うためにパイプラインを通過することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下では、２枚の図面に基づいて公知のセンサ支持エレメントの具体例が示される。本発明は、これらに続く図面に示す例示的な実施形態において示される。
【００４０】
図１は、複数の帯状セグメント２から組み立てられた公知のセンサ支持エレメント１を略示しており、これら帯状セグメント２は、センサ支持エレメント１の長手軸心回りで捻られ、かつ、センサ支持エレメント１の中央軸心３に対して鋭角で延出している。これら帯状セグメント２には、センサを受けるための孔４が設けられている。センサ支持エレメント１の前側には、円錐テーパ状帯状部分５が設けられている。帯状セグメント２は、フランジ６によって互いにネジ止めされている。フランジ６の中央位置には、他のスクレーパ式装置エレメントの接続のために作用し、好ましくはカルダン継手として提供される接続部分７が設けられている。
【００４１】
前記センサ支持エレメント１のパイプラインの通過中、捻られた帯状セグメント２には、前記中央軸心に対して平行位置合わせ方向に復帰力が作用する。更に、センサ支持エレメント１は、その構成に起因した固定の長さを有する。その結果、小さな管径の円弧面を横断する時の円弧面トラバース性が不良となる。実際の用途においては、スクレーパ式装置によってトラバースされる曲率半径は、パイプラインの直径の１．５倍までである。その結果、所定の全長の公知のスクレーパ式装置の用途が、比較的大きなパイプライン直径のものに限られる。
【００４２】
図２は、別の公知のセンサ支持エレメント１を略示し、これは、移動方向に対して平行に位置合わせされるとともに、リジッドな軸９によって互いに接続された帯状セグメント２から組み立てられる、２つの前後に配置されるセグメント・リング８を有する。帯状セグメント２には、センサを受け入れるための孔４が設けられている。これら帯状セグメント２は、円錐状テーパ部５においてフランジ６によって接続されている。軸９の両端部には案内用のカフ１０が、軸９の前側部には他のスクレーパ式装置への接続のための接続部７が、それぞれ支持されている。
【００４３】
図３は、本発明によるセンサ支持エレメント１１と、カルダン継手を有する接続部７によって接続された別のスクレーパ式装置エレメント１２とを、パイプライン１３の長手方向に示している。このセンサ支持エレメント１１は複数のセグメント１５から組み立てられており、各セグメント１５は、連続配置された平行な二対のランナ１６から成る。前記スクレーパ式装置エレメント１２は、例えば測定値記録装置又は電源装置を支持することができ、かつ、内管壁に接当する２つのカフ１０を備える。 
図３を補足する図４は、本発明による、前後配置された２対のランナ１６ａ、１６ｂを備えたセグメント１５の斜視図であり、これらランナ１６ａ、１６ｂは２つの分岐した弾性中間セグメント１７によって接続されている。このセグメント１５は、スクレーパ式装置の移動方向における前側に、円錐台外包形状に形成された円錐セグメント部１８を備える。円錐テーパ状セグメント部１８は、その前側において、フランジの接続を可能にするべく適切に曲げられている。
【００４４】
（スクレーパ式装置の移動方向において）第１のランナ対１６ａのランナ１９間には、センサ２１を備えた支持プレート２０が取付けられている。これらセンサ２１は支持プレート２０に対して、この支持プレート２０の下側から（例えば、ピン又はプラグコネクタ等の）センサコネクタ２２が突出するように取付けられている。これらセンサ２１は、その使用目的または測定値に依り、内管壁に対して直交に又は斜めに位置合わせすることができる。
【００４５】
前記ランナ１９は、好ましくは、台形の断面を有し、かつ、オリフィス２３を介してアクセス可能であって支持プレート２０をランナ１９に取付けるのに用いるネジを受け入れる孔２４を有する。
【００４６】
前記支持プレート２０の側面には、Ｕ形状バネプレート２５がネジ２６によって取付けられている。第２ランナ対１６ｂの各ランナ１９には１つの支持プレート２０がネジ止めされ、この支持プレート２０は、前記セグメント１５を組み付ける際には、隣接セグメント１５の隣接ランナ対１６のランナ１９にネジ止めされてセンサ支持エレメント１１を構成する。
【００４７】
図５および図６は、それぞれ、図４のセグメント１５の側面図および平面図である。このセグメント１５は、中央軸心２７に対して軸心方向に略対称である。
【００４８】
図７は、支持プレート２０上のランナ対１６間および隣接ランナ対１６の隣接ランナ１９間に取付けられているセンサ２１の、移動軌跡２８の略展開図を示す。全てのセンサ２１の移動軌跡２８は等距離で平行な直線であり、これによって、これらセンサ２１の有効走査領域が内管壁を完全にカバーすることを確保している。隣接する移動軌跡２８を有するこれらのセンサ２１は、通常、１つの支持プレート２０に配設される。
【００４９】
図８は、２つのランナ対１６を備えた、本発明によるセグメント１５の斜視図である。各ランナ１９には、ランナ１９の表面と端部が面一である２つの耐磨耗シュー２９が組み込まれている。図８は、これら耐磨耗シュー２９を鋳造材によって取り囲む方法を示している。更に、この図は、ランナ１９に形成され、側方に音を発するセンサ２１のためのクリアランスを形成する凹部３０を示している。
【００５０】
図９は、本発明によるセンサ支持エレメント１１の、パイプライン１３の長手方向断面における側面図である。このセンサ支持エレメント１１は複数のセグメント１５から組み立てられ、各セグメント１５は、平行なランナ１９を備え連続に配置された複数のランナ対１６を有する。これらランナ対１６は、弾性分岐中間セグメント１７によって互いに接続されている。セグメント１５の円錐テーパ状セグメント部１８は、円錐台を形成している。それらセグメント部１８は、フランジナットによって前側に取付けられたフランジ６によって互いに保持されている。このフランジ６の中央部には、センサ支持エレメント１１を別のスクレーパ式装置エレメントに固定するのに使用可能な接続部７が設けられている。
【００５１】
図１０は、図９に示した本発明によるセンサ支持エレメント１１の、Ａ−Ａ’線に沿った断面を示す。その内壁がセンサ支持エレメント１１の筒状包囲面に対応するパイプライン１３は、他の図面と同様、明瞭のために図の半部にのみ示す。ランナ対１６間に取付けられセンサ２１を備える支持プレート２０は、一ランナ対１６のうち一方のランナ１９と、隣接ランナ対１６の隣接ランナ１９との間に取付けられる。支持プレート２０の間にはＵ形状バネプレート２５が、ネジによって、支持プレートの側面に取付けられている。これらバネプレート２５は、ランナ１９がパイプライン１３の内管壁にしっかりと接触するように、センサ支持エレメント１１のプレテンション付与を行う。
【００５２】
図１１および図１２は、図９に示した本発明によるセンサ支持エレメント１１の、それぞれＢ−Ｂ’線およびＣ−Ｃ’線に沿った断面図である。
【００５３】
図１３は、センサ支持エレメント１１の前側を示す。エレメント１５の円錐テーパ状セグメント部１８は、ネジ３１によって取付けられた円形フランジ６によって互いに保持されている。この円形フランジ６はオリフィス３２を有し、これらオリフィス３２からケーブルを通過可能になっている。円形フランジ６の中央部には接続部７が取付けられている。
【００５４】
図１４は、センサ支持エレメント１１の前側を、円錐テーパ状セグメント部１８に取付けられるフランジ６と、１つのセグメント１５とを省略して示している。円錐テーパ状セグメント部１８は、１つのリングを形成する列状に配置され、それらの前側にリング形状のフランジ受け面３３を形成している。このフランジ受け面３３には、前記フランジネジ３１用のネジ孔３４が設けられている。
【００５５】
図１５は、第２のセンサ支持エレメント１１のパイプライン１３長手方向断面における側面図であり、このセンサ支持エレメント１１は好適には亀裂検査に使用される。センサ支持エレメント１１は、４対のランナ１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄを備える複数のセグメント１５から組み立てられており、これらのランナ１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄは、合流、平行配置または分岐させた弾性中間部材１７によって互いに接続されている。
【００５６】
図１６は、図１５のＡ−Ａ’線に沿った断面の詳細を示している。Ｕ形状バネプレート２５に接続された支持プレート２０にはセンサ２１が取付けられ、支持プレート２０の下側においてはセンサコネクタ２２が突出している。
【００５７】
図１７は図１５に示した本発明による、連続かつ平行に配置された４つのランナ対１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄを備えたセグメント１５の斜視図であり、第１ランナ１６ａ対の間と第４ランナ対１６ｄの間とにはセンサ２１のための支持プレート２０が取付けられている。第２ランナ対１６ｂおよび第３ランナ対１６ｃには１つの支持プレート２０がそれぞれ取付けられ、隣接セグメントのランナに接続可能である。第１ランナ対１６ａおよび第２ランナ対１６ｂが合流姿勢の中間部材１７によって接続され、第２ランナ対１６ｂおよび第３ランナ対１６ｃが平行な中間部材１７によって接続され、第３ランナ対１６ｃおよび第４ランナ対１６ｄが分岐姿勢の中間部材１７によって接続され、これにより、すべての中間部材１７がランナ１９に所定角度で係合している。
【００５８】
図１８および図１９はそれぞれ、図１７のセグメント１５の側面図および平面図である。第３ランナ対１６ｃおよび第４ランナ対１６ｄは第１ランナ対１６ａおよび第２ランナ対１６ｂの中央軸心２７から側方にオフセットされ、これにより、異なる支持プレート２０のセンサ２１の隣接する有効走査領域が互いに補足し合うように構成されている。これにより、パイプライン亀裂検査に必要とされる測定精度も高いものとなる。
【００５９】
図２０は、図１５を補足する略展開図として、センサ２１の移動軌跡２８を示す。センサ２１の数と配置、そして支持プレート２０の周方向におけるオフセットによって、異なる支持プレート２０の２つのセンサ２１がそれぞれ同じ移動軌跡２８を有するように構成されている。これにより同じ移動軌跡２８上のセンサ２１の有効走査領域は互いオーバラップし、例えば測定精度がより高いものとなる。ただし、これらセンサ２１は亀裂検査等のために、例えば左向きおよび右向きのような、異なる方向に音を発することも可能である。
【００６０】
図２１は、本発明によるセグメント１５の別の好適実施形態を示し、このセグメントは、強い引っ張り力に対する特別な安定性を有するように構成されている。このセグメント１５は連続配置された三つのランナ対１６ａ，１６ｂ，１６ｃを有し、各ランナは２つの平行なランナ１９から成る。セグメント１５は、その前側が円錐テーパ状に構成されている。
【００６１】
図８および図１７の実施形態と異なり、連続配置されたランナ１９間の中間部材１７は、スクレーパ式装置の移動方向に配向されていることから、これらの中間部材１７には横方向の力が作用しない。更に、この実施形態においては、長手方向に延出する追加の接続部材３５が設けられ、重量を支える等のためにランナ１９と支持プレート２０との間に接続されている（図２２を参照）。第１ランナ対１６ａおよび第２ランナ対１６ｂの間にある一方の中間部材１７は、両ランナ対１６ａ，１６ｂに連続配置されたランナ１９の間を真っ直ぐ延出している。第１ランナ対１７ａと第２ランナ対１７ｂとの間にある他方の中間部材１７は横フィン部３６ａによって接続され、この横フィン部３６ａの箇所で中間部材１７がスリーブ３７によって、第２ランナ対１６ｂの側方オフセットされた平行なランナ１９に取付けられている。
【００６２】
第２ランナ対１６ｂのこの側方オフセットされたランナ１９は、円錐テーパ状セグメント部１８の方向に接続部材３５を備え、この接続部材３５はスリーブ３７を備えて、このスリーブ３７に対し、第１ランナ対１６ａの一部を構成する支持プレート２０が取り付け可能になっている。このランナ１９は、更に、中間部材１７によって真っ直ぐな接続状態で、第３ランナ対１６ｃのランナ１９に接続されている。第２ランナ対１６ｂのもう１つのランナ１９は、その前側に、中間部材１７のスリーブ３７を受け入れるのに適した横フィン部３６ｂと、隣接するセグメント１５の横フィン部３６ａとを有する。このランナ１９は、中間部材１７によって、第３ランナ対１６ｃの両ランナ１９の間かつこれらの前側に取付けられた横フィン３６に対し、真っ直ぐな接続状態で接続されている。
【００６３】
対応する組みつけられた横フィン部３６ａ，３６ｂの作用は、横フィン３６の作用に対応する。第３ランナ対１６ｃのランナ１９のうち第２ランナ対１６ｂのランナ１９に真っ直ぐに接続されていない方のランナ１９は、その前側に接続部材３５を有し、この接続部材３５にはスリーブ３７が設けられ、このスリーブ３７には支持プレート２０を取付けることが可能である。
【００６４】
１つの支持プレート２０が第１ランナ対１６ａと第３ランナ対１６ｃとにそれぞれ接続されている場合、センサ支持エレメントがパイプラインを通して引っ張られる時には、第１ランナ対１６ａの一方のランナ１９から第３ランナ対１６ｃの横フィン３６に直線状の力が発生しているとともに、支持プレート２０から第３ランナ対１６ｃの一方のランナ１９にも別の直線状の力が、スリーブ３７によって支持プレート２０に接続され当該支持プレート２０を第２ランナ対１６ｂのランナ１９に接続する接続部材３５を介して、第１ランナ対１６ａの間に発生している。同じことは、第２ランナ対１６ｂに取付けられ隣接セグメントとの接続を行う支持プレート２０にも当てはまる。
【００６５】
これらの手段によって、セグメント１５およびこれらセグメントから組み立てられるセンサ支持エレメントは、たとえ強い引っ張り力が発生しても、非常に高い安定性とセンサ操向安定性とを達成する。
【００６６】
図２２は、図２１に示したセグメント１５を３つ組み立てたものからなるセンサ支持エレメント部分を示し、ここでは第１ランナ対１６ａと第３ランナ対１６ｃとの間に、支持プレート２０がそれぞれ取付けられている。更に、別の支持プレート２０が、セグメント１５の第２ランナ対１６ｂの各ランナ１９と、隣接セグメント１５の第２ランナ対１６ｂの隣接ランナ１９との間に取付けられている。この図からはコンパクトで高度な安定性を有する構成が明らかであるが、この構成は同時に、移動軌跡がオーバラップするセンサ２１を含む多数のセンサ２１を、特に別々の支持プレート２０に実装可能にするものである。
【００６７】
図２３は、図２１のセグメント１５から組み立てられたセンサ支持エレメント１１を示す。この図には、明瞭のため支持プレート２０は示していない。また、１つのセグメント１５のみハッチングによって示し、図２１の同様のセグメント１５との比較における構造および多数組み付け状態を明瞭にしている。
【００６８】
図２４〜図２７は、図２３に示したセンサ支持エレメント１１の別例である。図２４は図９に対応し、図２５および図２６は図１０〜１２に対応するがＵ形状バネプレートの図示は省略しており、そして図２７は図２０に対応している。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】捻られたランナを有する公知のセンサ支持部材の略側面図
【図２】帯状セグメントによって形成された２つのセグメント・リングを備える別の公知のセンサ支持エレメントの略側面図
【図３】本発明による第１のセンサ支持エレメントと別のスクレーパ式装置エレメントとを備えたスクレーパ式装置の側方断面図
【図４】図３の２対のランナを備えた、本発明によるセグメントの斜視図
【図５】図４のセグメントの側面図
【図６】図４のセグメントの平面図
【図７】センサの移動軌跡を示す、図４のセグメントの一対のランナの略平面図
【図８】耐磨耗性シューを備える二対のランナを有する、図４の変形例のセグメントの斜視図
【図９】図４のセグメントを備える図３のセンサ支持エレメントの側面図
【図１０】図９のＡ−Ａ’線に沿った断面図
【図１１】図９のＢ−Ｂ’線に沿った断面図
【図１２】図９のＣ−Ｃ’線に沿った断面図
【図１３】フランジを備える、図９のセンサ支持エレメントの前面図
【図１４】フランジの無い、図９のセンサ支持エレメントの前面図
【図１５】４対のランナを備えるセグメントを有する第２のセンサ支持エレメントの側面図
【図１６】図１５のＡ−Ａ’線に沿った断面の詳細図
【図１７】図１５の４対のランナを備えるセグメントの斜視図
【図１８】図１７のセグメントの側面図
【図１９】図１７のセグメントの平面図
【図２０】センサの移動軌跡を示す、セグメントの４対のランナの略平面図
【図２１】３対のランナを備える、本発明によるセグメントの第３実施形態の斜視図
【図２２】図２１の３つの組み付けられたセグメントの斜視図
【図２３】図２１のセグメントから組みつけられたセンサ支持エレメントの斜視図
【図２４】図２３のセンサ支持エレメントの側面図
【図２５】図２４の一断面を示す図
【図２６】図２４の別の断面を示す図
【図２７】センサの移動軌跡を示す、図２１のセグメントの一対のランナの略平面図
【符号の説明】
【００７０】
１    公知のセンサ支持エレメント
２    帯状セグメント
３    センサ支持エレメントの中央軸心
４    センサ用のボア
５    円錐テーパ状帯状部
６    フランジ
７    接続部
８    セグメント・リング
９    リジッドな軸
１０  カフ
１１  本発明によるセンサ支持エレメント
１２  スクレーパ式装置エレメント
１３  パイプライン
１５  本発明によるセグメント
１６  平行なランナ対
１６ａ  第１ランナ対
１６ｂ  第２ランナ対
１６ｃ  第３ランナ対
１６ｄ  第４ランナ対
１７  弾性中間部材
１８  円錐テーパ状セグメント部
１９  ランナ
２０  支持プレート
２１  センサ
２２  センサコネクタ
２３  ランナのオリフィス
２４  支持プレートのネジボア
２５  Ｕ形状バネプレート
２６  Ｕ形状バネプレートの取り付けネジ
２７  一対のランナの中央軸心
２８  センサの移動軌跡
２９  耐磨耗性シュー
３０  凹部
３１  フランジネジ
３２  オリフィス
３３  フランジ受入面
３４  フランジネジのためのネジボア
３５  接続部材
３６  横フィン
３６ａ  第１横フィン部
３６ｂ  第２横フィン部
３７  スリーブ
【図１】
2005527791.tif 000003
【図２】
2005527791.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2005527791.tif 000007
【図６】
2005527791.tif 000008
【図７】
2005527791.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2005527791.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2005527791.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
2005527791.tif 000026
【図２５】
2005527791.tif 000027
【図２６】
2005527791.tif 000028
【図２７】
2005527791.tif 000029
【国際調査報告】
2005527791.tif 000030
2005527791.tif 000031
2005527791.tif 000032
2005527791.tif 000033