(57)【要約】【課題】燃焼室に落ち込んだ異物を炭化室側から掻きだす等の大きな動作の補修作業を行う際にも作業しやすい、作業効率に優れた補修用仮炉蓋を提供する。【解決手段】コークス炉における燃焼室もしくは炭化室の補修時に用いられる仮炉蓋であって、上記炭化室の窯口に着脱自在に取り付けられる縦長形状の炉蓋本体２０と、上記炉蓋本体２０に設けられ上記炉蓋本体の窯口に対峙する面を部分的に開放するための開口部とを備え、上記炉蓋本体２０の下端部から所定高さまでの部分が、それより上の部分よりも幅広に設定されており、その幅広に設定された幅広部３３の幅寸法が、幅広部３３以外の幅寸法を１とすると、１．０５〜１．５となるように設定されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉における燃焼室もしくは炭化室の補修時に用いられる仮炉蓋であって、上記炭化室の窯口に着脱自在に取り付けられる縦長形状の炉蓋本体と、上記炉蓋本体に設けられ上記炉蓋本体の窯口に対峙する面を部分的に開放するための開口部とを備え、上記炉蓋本体の下端部から所定高さまでの部分が、それより上の部分よりも幅広に設定されており、その幅広に設定された幅広部の幅寸法が、幅広部以外の幅寸法を１とすると、１．０５〜１．５となるように設定されていることを特徴とする補修用仮炉蓋。
【請求項２】
上記幅広部の高さ寸法が、６００〜１３５０ｍｍに設定されている請求項１記載の補修用仮炉蓋。
【請求項３】
上記幅広部に開口部が設けられており、上記開口部の開口面積が、幅広部の平面部分の面積の５０〜９５％に設定されている請求項１または２記載の補修用仮炉蓋。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉における燃焼室や炭化室を補修する際、炭化室の窯口に一時的に取り付けられる補修用仮炉蓋に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、コークス炉では、炉体の下部に蓄熱室が設けられ、その上に燃焼室と炭化室とが交互に設けられており、上記炭化室において、炭化室両側の燃焼室の熱によって石炭を乾留してコークスとし、炭化室の奥側から手前側に押し出して取り出すことを繰り返して、コークスを連続的に製造している。
【０００３】
このようなコークス炉における炭化室１の一例を図５に示す。炭化室１は、燃焼室２と燃焼室２の間に挟まれた、間口の狭い形状で、正面に、縦長形状のコークス取り出し用の窯口３（以下、コークスサイド窯口、略して「ＣＳ窯口」という）が設けられている。また、炭化室１の奥面（図では見えない）には、上記ＣＳ窯口３と同様の、細長形状のコークス押し出し用の窯口（以下、プッシャーサイド窯口、略して「ＰＳ窯口」という）が設けられており、このＰＳ窯口からコークス押し出し具を挿入し、ＰＳ窯口から炭化室１内のコークスをＣＳ窯口３に押し出して取り出すようになっている。
【０００４】
なお、上記炭化室１において石炭の乾留を行う際は、図５の左側に示すように、炭化室１のＣＳ窯口３とＰＳ窯口とを、頑丈で耐熱性の高い炉蓋４で密閉するが、コークス取り出し時には、図５の右側に示すように、上記炉蓋４を取り外して完全にＣＳ窯口３とＰＳ窯口とを開放することができるようになっている。そのために、ＣＳ窯口３、ＰＳ窯口のどちらの開口枠にも、上下二個所に、左右一対の固定具５が設けられており、炉蓋４には、上記固定具５と係止する係止片６が設けられている。
【０００５】
ところで、上記炭化室１と左右の燃焼室２とを仕切る炉壁１ａには、通常耐火レンガが用いられているが、炉壁１ａは、繰り返し高温にさらされ、またコークス取り出し時にはコークス押し出し具やコークス自体がこすれながら移動するため、損傷しやすい。しかし、炉壁１ａが損傷したからといって、コークス炉を構成する炉壁１ａ自体を部分的に取り壊して新しくすることは困難なため、定期的に窯口（ＣＳ窯口３とＰＳ窯口のいずれであってもよい）から炭化室１内の炉壁１ａの状態を観察し、補修が必要な個所を見つけた時点で、その都度、窯口側から耐火材料を溶射したり吹き付けたりして、補修作業を行っている。
【０００６】
また、炉壁１ａの損傷がひどくなると、炉壁１ａの一部が崩れて炭化室１と燃焼室２との間に貫通孔があいてしまうことがある。そうなると、燃焼室２内に、耐火レンガの破砕片や炭化室１に供給された石炭の一部が落ち込むため、燃焼効率が低下して、コークスの品質低下を招くおそれがある。
【０００７】
このため、炉壁１ａの補修だけでなく、燃焼室２内に落ち込んだ異物を除去する作業が必要となるが、燃焼室２自体は熱が逃げないよう全く開口が設けられていないことから、炭化室１側から炉壁１ａの下部に穴をあけ、その穴から異物を掻き出すことが行われている。
【０００８】
これらの補修作業は、通常、作業者による人力で行われるが、炭化室１内がまだ熱い状況での作業になるため、作業者への熱遮断と、炭化室１内への冷気の侵入防止が重要な課題となっている。そこで、炉壁１ａの補修作業時に、炭化室１の窯口を開放したままにするのではなく、窯口に、一時的に補修用の仮炉蓋を取り付け、その仮炉蓋に設けられた最小限の開口から補修作業を行う技術が、いくつか提案されている。
【０００９】
例えば、図６に示すように、石炭の乾留時に用いられる炉蓋４（図５を参照）と同様、窯口の開口枠に炉蓋を取り付けるための係止片６を備え、開閉または着脱可能な扉を有する複数の修理用窓７を複数設けた高熱炉修理用仮炉蓋が提案されている（特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】実開昭６２−７０１４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記図６に示す仮炉蓋では、炉壁１ａ（図５参照）の損傷個所に応じて、ランスを差し込むことはできても、修理用窓７によって形成される開口が小さいため、炭化室１側の炉壁１ａの下部に穴をあけて燃焼室２内に落ち込んだ異物を掻きだす作業を行うことは困難である。
【００１２】
そこで、例えば図７に示すように、仮炉蓋の上下に設けられた炉蓋取り付け用の係止片６のうち、下側の係止片６より下の部分に、従来よりも大きな扉８を設け、この扉８を左右に開くと従来よりも大きな開口が形成されるようになったものが提案され、試用されている。この仮炉蓋によれば、上記扉８を開くと、開口が仮炉蓋の下端まで形成されているため、炉壁１ａに穴をあけたり、隣の燃焼室２まで道具を延ばして、燃焼室２の下部に落ち込んだレンガ屑等の異物を掻きだしたりすることができる。なお、上記扉８には、正面からみてＵ字状の切欠き部９が形成されているが、これは、仮炉蓋を窯口に取り付けたり取り外したりする際に、この切欠き部９から機械の一部を差し込んで作業するためのものである。
【００１３】
このように、図７に示す仮炉蓋では、扉８を開くと従来よりも大きな開口が仮炉蓋の下部に形成されるものの、仮炉蓋自体の幅が、従来の炉蓋（通常、幅４０〜６５ｃｍ程度、高さ４〜１０ｍ程度）と同様、炭化室１の窯口の開口幅に合わせてごく狭く設定されており、開口を囲う仮炉蓋の周壁１０が空間を狭く仕切っているため、窮屈で作業しづらいという問題がある。また、開口の左右に開いた扉８が、仮炉蓋の周壁１０の内側にとどまって作業の邪魔となるため、作業効率が悪いという問題もある。
【００１４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、燃焼室に落ち込んだ異物を炭化室側から掻きだす等の大きな動作の補修作業を行う際にも作業しやすい、作業効率に優れた補修用仮炉蓋の提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の目的を達成するため、本発明は、コークス炉における燃焼室もしくは炭化室の補修時に用いられる仮炉蓋であって、上記炭化室の窯口に着脱自在に取り付けられる縦長形状の炉蓋本体と、上記炉蓋本体に設けられ上記炉蓋本体の窯口に対峙する面を部分的に開放するための開口部とを備え、上記炉蓋本体の下端部から所定高さまでの部分が、それより上の部分よりも幅広に設定されており、その幅広に設定された幅広部の幅寸法が、幅広部以外の幅寸法を１とすると、１．０５〜１．５となるように設定されている補修用仮炉蓋を第１の要旨とする。
【００１６】
また、本発明は、そのなかでも、特に、上記幅広部の高さ寸法が、６００〜１３５０ｍｍに設定されている補修用仮炉蓋を第２の要旨とする。
【００１７】
さらに、本発明は、それらのなかでも、特に、上記幅広部に開口部が設けられており、上記開口部の開口面積が、幅広部の平面部分の面積の５０〜９５％に設定されている補修用仮炉蓋を第３の要旨とする。
【発明の効果】
【００１８】
すなわち、本発明の補修用仮炉蓋は、炭化室の窯口に着脱自在に取り付けられる炉蓋本体において、上記炉蓋本体の下端部から所定高さまでの部分を、それより上の部分よりも幅広に設定して幅広部とし、しかもこの幅広部の幅寸法を、幅広部以外の幅寸法に対し特定の割合に設定したものである。
【００１９】
この構成によれば、上記幅広部によって、炉蓋本体の下部に空間的なゆとりができ、補修作業時の窮屈感が、大幅に緩和されるようになっている。また、上記幅広部に大きな開口部を設けることができるため、この開口部から炭化室内を即座に見渡して補修すべき個所を即座に特定することができ、補修作業時には、扉が作業の邪魔にならず、作業しやすいという利点を有している。
【００２０】
そして、本発明では、特に、上記幅広部の幅寸法が、幅広部以外の幅寸法を１とすると、１．０５〜１．５となるように設定されているため、高い作業効率で補修作業を行うことができ、しかも仮炉蓋の取り扱い性が良好である。
【００２１】
しかも、上記幅広部に設けられる開口部から、炭化室内の炉壁、床面、天井面からなる内部空間全体を、素早く見渡せるという利点を有している。すなわち、一般に、炭化室内は、コークス押出側、すなわちＰＳ窯口側からコークス排出側、すなわちＣＳ窯口に向かって空間が広がるようにテーパのついた構造となっている。このテーパがないと、コークスを押し出す際にコークスが押し詰まるというトラブルが発生するため、炭化室内のテーパを確認することが、メインテナンス上、重要な項目となっている。本発明の補修用炉蓋によれば、上記幅広部に設けられる開口部から炭化室内のテーパを一目で把握しやすいことから、炉壁の部分的な補修だけでなく、炭化室全体のメインテナンス作業の効率化を図ることができる。
【００２２】
なお、補修用仮炉蓋の幅広部に設けられる開口部は、必要に応じて、断熱シートで被覆することができ、作業状況に応じてその開口の大きさを変えることができる。また、場合によっては、図７に示すもののように、幅広部に設けられる開口部に扉を付けることもできる。
【００２３】
また、本発明のなかでも、特に、上記幅広部の高さ寸法が、６００〜１３５０ｍｍに設定されている補修用仮炉蓋は、より高い作業効率で補修作業を行うことができ、しかも仮炉蓋の取り扱い性が良好である。
【００２４】
さらに、本発明のなかでも、特に、上記幅広部に開口部が設けられており、上記開口部の開口面積が、幅広部の平面部分の面積の５０〜９５％に設定されている補修用仮炉蓋は、開口面積が従来に比べて大幅に大きく設定されているため、さらに高い作業効率で補修作業を行うことができる。
なお、本発明において、「幅広部の平面部分」とは、補修用仮炉蓋を実際の使用時のように垂直に立てた状態において正面に配置される面のうち幅広部の面部分をいう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】（ａ）は本発明の一実施の形態を模式的に示す正面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ'断面図である。
【図２】（ａ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ'拡大断面図、（ｂ）は図１（ａ）のＣ−Ｃ'拡大断面図である。
【図３】上記実施の形態の、幅広部と開口部の説明図である。
【図４】（ａ）は図１（ａ）のＤ−Ｄ'拡大断面図、（ｂ）は図４（ａ）において円Ｑで囲われた部分の拡大図である。
【図５】一般的なコークス炉の炭化室の構成を示す斜視図である。
【図６】従来の補修用仮炉蓋の一例を示す正面図である。
【図７】従来の、改良された補修用仮炉蓋の例を示す部分的な正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
つぎに、本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施の形態に限られるものではない。
【００２７】
本発明の補修用仮炉蓋の一実施の形態を図１に示す。図１（ａ）は、その正面図であり、図１（ｂ）は、そのＡ−Ａ'断面図である。すなわち、この補修用仮炉蓋は、炭化室１（図５を参照）内の炉壁１ａの下部に穴をあけて隣の燃焼室２内に落ち込んだ異物を炭化室１側から掻きだす際に用いられるもので、炭化室１の窯口（この例では、ＣＳ窯口）３に着脱自在に取り付けられる縦長形状の炉蓋本体２０に、１個の両面開放扉３０と、１個の開口部３１とが設けられている。
【００２８】
より詳しく説明すると、上記炉蓋本体２０は、炭化室１の窯口３に対峙する平面部２１と、この平面部２１の周縁部から立ち上がる周壁部２２とを備えている。上記周壁部２２は、窯口３を塞ぐ平面部２１が熱変形して歪みが生じないよう補強のために設けられるもので、通常、平面部２１と周壁部２２とは、鋳型成形により一体的に成形されている。
【００２９】
また、上記炉蓋本体２０の上下３個所には、図１（ａ）のＢ−Ｂ'断面図である図２（ａ）に示すように、平面部２１を水平方向に横切るリブ板３２が設けられている。さらに、図１（ｂ）、図２（ａ）に鎖線で示すように、平面部２１の窯口３に対峙する面に、上記両面開放扉３０および開口部３１を塞がない配置で、断熱部材４０が取り付けられるようになっている。
【００３０】
そして、上記炉蓋本体２０は、その下端部から所定高さまでの部分（テーパが付けられている部分Ｐを除く。この例では、炉蓋本体２０の全長７０００ｍｍに対し、下端から９５０ｍｍの高さまでの部分、図３においてＨで示す。）が、それより上の部分によりも幅広に設定されて、幅広部３３が形成されている。これが、本発明の大きな特徴である。
【００３１】
上記幅広部３３には、この部分の幅の広さを利用して、従来に比べて幅の大きな開口部３１が設けられている。なお、上記開口部３１は、平面視が略長方形の部分３１ａと、その上辺部の中央部分が上向きに切り欠かれた開口延長部３１ｂとで構成されている。上記開口延長部３１ｂは、この仮炉蓋を炭化室１（図５参照）の窯口３に取り付けたり取り外したりする作業に利用するためのものであるが、この開口延長部３１ｂを利用して、炉壁１ａに穴をあける作業や、炭化室１側から燃焼室２の異物を掻きだす作業を行う際、道具を高い位置から動かすことができ、作業効率を高めることができる。
【００３２】
また、上記幅広部３３の上には、この炉蓋本体２０を炭化室１の窯口３に着脱自在に取り付けるための、上下一対の係止片６（図１に戻る）の片方が設けられ、炉蓋本体２０の上方に、他方の係止片６が設けられている。上記係止片６は、一般的に用いられているもので、窯口３の開口縁部に設けられる固定具５（図５参照）と係合することによって、炉蓋本体２０を炭化室１側に圧着固定し、係合を解除することによって、炉蓋本体２０を取り外すことができるようになっている。
【００３３】
そして、上記下方の係止片６と最下段のリブ板３２との間の平面部２１に、両面開放扉３０が設けられている。この両面開放扉３０を開いて開口部をつくることにより、比較的高い位置から炭化室１内の炉壁１ａの状態を観察することができ、補修作業の段取りを決めることができる。また、実際の補修作業において、上記幅広部３３の開口部３１とともに、この両面開放扉３０を開いてその開口部を利用することができる。
【００３４】
上記両面開放扉３０は、図１（ａ）のＤ−Ｄ'拡大断面図である図４（ａ）に示すように、左右同一幅の片扉３５、３６からなり、互いの片扉３５、３６を突き合わせる側に、開閉用の把手３７が設けられている。また、片扉３５、３６の突き合わせ端面は、この部分（円Ｑで囲う部分）を拡大した図４（ｂ）に示すように、互いに重なる傾斜面に形成されており、片扉３５、３６を閉じた状態で、互いの突き合わせ端面から熱が漏れにくくなっている。さらに、上記片扉３５、３６の把手３７には、片扉３５、３６を閉じた状態で固定するためのロック金具が設けられている（図示を省略）。
【００３５】
上記補修用仮炉蓋を用い、例えばつぎのようにして、炭化室１内の炉壁１ａに穴をあけて燃焼室２に落ち込んだ異物を掻きだし、炭化室１の炉壁１ａの穴を閉じる、という一連の補修作業を行うことができる。すなわち、まず、補修の対象となる炭化室１の、窯口３の開口枠に、上記補修用仮炉蓋を当接し、炉蓋本体２０の係止片６を、上記窯口３の開口枠に設けられている固定具５に係合して、炉蓋本体２０を窯口３の開口枠に圧着固定する［図１（ａ）および図５を参照］。
【００３６】
つぎに、炉蓋本体２０の両面開放扉３０を開放し、その開口部から炭化室１内を観察し、炭化室１内の炉壁１ａのどこにどれくらいの大きさの穴をあけて燃焼室２側から異物を掻きだすかの作業手順を確認する。そして、穴を比較的大きくあける必要がある場合は、両面開放扉３０の開口部を利用して、炭化室１内にカッターを挿入し、炉壁１ａの穴あけ予定部の上側部分をカッティングする。このとき、幅広部３３の開口部３１には、断熱シートを取り付けて塞いでおく。つぎに、カッターを取り出して上記両面開放扉３０を閉じ、断熱シートを外して開口部３１を開放する。そして、カッターを開口部３１から炭化室１内に挿入して、炉壁１ａの穴あけ予定部の下側部分をカッティングする。
【００３７】
このようにして、炉壁１ａに穴をあけた後、同じく上記開口部３１から異物掻きだし具を挿入し、上記穴を利用して、燃焼室２側に落ち込んでいる異物を、炭化室１側に掻きだし、さらに炭化室１内から外に掻きだす。そして、炭化室１および燃焼室２から異物を完全に除去した後、炭化室１の炉壁１ａにあけた穴を新たな耐火レンガで塞ぎ、必要に応じて、炉壁１ａの損傷部分を補修して、一連の補修作業を終了する。
【００３８】
この一連の補修作業は、上記炉蓋本体２０の下部が幅広部３３として幅が広くなっていることと、この幅広部３３に設けられた開口部３１の開口が大きいこととが相俟って、非常に効率よく行うことができる。したがって、従来に比べて、作業時間を大幅に短縮することができ、その結果、炭化室１や燃焼室２の熱が外に逃げるのを大幅に抑制することができる。また、作業者にとっても、炉蓋本体２０の下部に幅広部３３が形成されているため、手前側に突出する炉蓋本体２０の周壁部２２の左右の間隔が広く、動作の自由度が高い。このため、炭化室１側に足を踏み込んだり、カッターや掻きだし具をもつ手を延ばしたりする際、周壁部２２が邪魔になって動きにくいということがなく、よりスムーズに作業を行うことができる。作業者が周壁部２２に当たって思わぬ事故を招くことも抑制され、作業の安全性も高くなる。
【００３９】
なお、上記一連の補修作業の説明では、炭化室１内を観察するとき、あるいは補修作業を行うとき、両面開放扉３０を開放して得られる開口部と、幅広部３３の開口部３１の両方を利用する場合を説明したが、作業によっては、両面開放扉３０による開口部を用いない場合もある。また、場合によっては、上記幅広部３３の開口部３１に、両面開放扉等の扉を付けて開閉するようにしてもよい。
【００４０】
したがって、本発明の補修用仮炉蓋には、必ずしも、幅広部３３に形成される開口部３１とは別に両面開放扉３０が設けられている必要はなく、開口部３１のみが設けられたものであってもよい。もちろん、いろいろな高さで観察したり補修具を挿入したりすることができるように、２個以上の扉を上下に並べて配置したものであってもよい。そして、必ずしも扉は、上記の例のように両面開放扉である必要はなく、片扉のものや、上下に開く扉、あるいは開口枠部に板体を係合するようになっているものであってもよい。いずれにしても、炉蓋本体２０の下部の所定高さまでの部分が、幅広部３３になっていれば、それ以外の構成は、何ら限定するものではない。
【００４１】
なお、本発明の補修用仮炉蓋において、幅広部３３の幅寸法Ｗは、幅広部３３以外の部分の幅寸法Ｖを１とすると、１．０５〜１．５に設定される。そして、なかでも１．１〜１．３に設定することが好適である。なお、上記幅寸法Ｗ、Ｖを図３に示す。すなわち、幅広部３３の幅寸法Ｗの、幅広部３３以外の部分の幅寸法Ｖに対する割合が、上記の範囲よりも大きすぎると、作業性は向上するが、エネルギーロスが大きくなり好ましくない。また、炉蓋本体２０自体の重量や嵩が大きすぎると取り扱いにくいものとなる点においても好ましくない。逆に、上記割合が、上記の範囲よりも小さすぎると、せっかく幅広部３３を設けても、作業効率の向上や作業者の安全性の向上に寄与する効果が小さいため、好ましくない。
【００４２】
また、本発明の補修用仮炉蓋において、幅広部３３の高さ寸法Ｈ（図３参照）は、炉蓋本体２０の全長にかかわらず、通常、６００〜１３５０ｍｍに設定することが好適である。そして、６００〜１２００ｍｍに設定することがより好ましく、８００〜１０００ｍｍに設定することが、さらに好ましい。すなわち、作業者の足元の自由度を高めるには、少なくとも膝から下に相当する高さまでの部分が、幅広になっていることが好ましく、そのためには、幅広部３３の高さＨは、６００ｍｍ以上であることが望ましい。ただし、幅広部３３の高さＨが１３５０ｍｍを超えると、そのために炉蓋固定用の係止片６の取り付け位置と、炭化室１側の固定具５の取り付け位置を高くしなければならず、炉蓋の着脱作業性が悪くなるおそれがあり、好ましくない。また、上記幅広部３３の高さＨが高いと、それだけ炉蓋本体２０自体の重量や嵩が大きくなるため、取り扱いにくくなるという問題もあり、好ましくない。
【００４３】
さらに、本発明の補修用仮炉蓋において、幅広部３３における開口部３１の開口面積（図３において、右上がり斜線と左上がり斜線が交差した斜め格子で示す部分、延長開口部３１ｂも一部含む）は、幅広部３３の平面部分の面積（図３において右上がり斜線で示す部分）の５０〜９５％に設定することが好適である。そして、なかでも５５〜９０％に設定することが、より好適である。すなわち、開口部３１の開口面積が、幅広部３３の平面部分の面積に対して小さすぎると、せっかく幅広部３３を設けても作業効率の向上効果が充分に得られないおそれがあり、逆に、大きすぎると、幅広部３３の強度が損なわれるおそれがあり、好ましくない。
【００４４】
なお、本発明の補修用仮炉蓋において、炉蓋本体２０を炭化室１の窯口３に着脱自在に取り付ける構造は、上記の例に限らず、どのような構造を採用しても差し支えない。また、上記の例において炉蓋本体２０に設けられるリブ板３２や断熱材４０も、必ずしも設ける必要はなく、設ける場合も、それらの形状や配置は、その都度、適宜に設定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明の補修用仮炉蓋は、炭化室側から燃焼室内の異物を掻きだす作業等の補修作業を効率よく行うことのできる補修用仮炉蓋として、広く利用することができる。
【符号の説明】
【００４６】
２０  炉蓋本体
３１  開口部
３３  幅広部
【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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