(57)【要約】【課題】吊揚時に吊荷を容易に傾斜させ、狭隘開口部より吊荷を搬出入することができる吊揚装置を提供する。【解決手段】クレーン２０の天秤１２に取り付けられた２本のエンドレスワイヤ１４と、各々が油圧シリンダ１６を有する２本のエンドレスワイヤ１８とによって熱交換器１００を吊り揚げる。油圧シリンダ１６のピストン１７を伸長すると、熱交換器１００は容易に傾斜する。そして、ピストン１７の伸長量を調整して熱交換器１００の傾斜角度を調整し、狭隘開口部１１２から熱交換器１００を搬出する。本発明の吊揚装置１０は、２本のエンドレスワイヤ１４及び油圧シリンダ１６を有する２本のエンドレスワイヤ１８によって構成しているので、大型重量物にならず簡単な構造となる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クレーンと、
前記クレーンの下端部に取り付けられた天秤と、
上端部が前記天秤に取り付けられ、下端部が吊荷の重心位置を挟んで一方側の両側面に取り付けられる２本の第１のワイヤと、
上端部が前記天秤に取り付けられた２本の油圧シリンダと、
前記油圧シリンダのピストンの下端部に上端部が取り付けられ、下端部が前記吊荷の重心を挟んで他方側の両側面に取り付けられる２本の第２のワイヤと、
を備え、前記２本の油圧シリンダのピストンを同時に伸縮させることによって前記吊荷を傾斜させることを特徴とする吊揚装置。
【請求項２】
前記天秤の梁には井桁が垂設され、前記２本の油圧シリンダを駆動する油圧ユニットが前記井桁に搭載されている請求項１に記載の吊揚装置。
【請求項３】
前記天秤の梁の端部には、三角形状の合吊金具が設けられるとともに、該合吊金具の頂部に前記梁の端部が第１の軸を介して回動自在に連結され、
前記合吊金具の底部の一方の角部に前記第１のワイヤであるエンドレスワイヤが第２の軸を介して摺接連結され、
前記合吊金具の底部の他方の角部に前記油圧シリンダが第３の軸を介して回動自在に連結されている請求項１又は２に記載の吊揚装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は吊揚装置に係り、特に発電所に設置される熱交換器等の大型機器の交換作業時に用いられる吊揚装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所の復水器内に設けられた熱交換器等の大型機器の交換作業は、建物の一部を撤去して取出用開口部を開設し、その開口部から大型機器を取り出す方法により行われている。この際、建物の構造や配管の位置等により開口部の大きさには制限があるため、水平の状態では大型機器の搬出入を行うことができない。
【０００３】
特許文献１には、復水器の上部に配置されているタービンを一時撤去し、タービン据付けピット開口部から復水器上部胴内に跨りガイドレールを敷設するとともに、熱交換器にガイドレールに係合案内される支持金具を取り付け、ガイドレールの案内により熱交換器を傾斜させ、復水器上部のタービン据付けピット開口部からタービン室の天井クレーンによって熱交換器を搬出入する方法及び装置が開示されている。
【０００４】
特許文献２、３には、途中に油圧ジャッキ（油圧シリンダ）が介在された４本のワイヤの上端部をクレーンに取り付け、下端部を発電所の大物機器の隅部に連結し、油圧ジャッキ内のピストンを上下動させることで、大型機器の姿勢を保持する吊荷の姿勢制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１２３８０５号公報
【特許文献２】特開平６−４８６８０号公報
【特許文献３】特開２００１−１９３５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の発明においては、熱交換器の搬出入用軌道であるガイドレール等を建物に敷設しなければならず、手間がかかるという問題があった。また、タービン据付けピット開口部から熱交換器を搬出するためにはタービンケーシングを外す必要があるが、タービンケーシングは取り外しを想定しない構造となっており、多数の配管が取り付けられている。そのため、特許文献１に記載の発明においては、タービンケーシングの取り外し、すなわち搬出前の準備作業にも手間がかかるという問題があった。
【０００７】
一方、特許文献２、３に記載の発明は、油圧ジャッキ内のピストンを伸縮させることで吊荷の姿勢を保持する技術であるが、ピストンの伸縮ストロークを大きく設定することにより吊荷を斜めに吊り揚げることができる。しかしながら、特許文献２、３の発明は、４本のワイヤ毎に油圧ジャッキが設けられているので、吊揚装置全体が大型で重量物となるという問題があった。また、各々の油圧ジャッキを駆動する油圧ユニットの設置位置によっては、油圧ユニットから油圧ジャッキにオイルを供給する油圧ホースが無用に長くなったり縺れたりするため、油圧ホースの取り扱いが難しいという問題もあった。
【０００８】
ところで、図１０に示すように、クレーン２００の下部に天秤２０２を取り付けるとともに、天秤２０２の両端部に２本のワイヤ２０４を取り付け、総本数４本のワイヤ２０４によって熱交換器等の大型機器２０６を傾斜させて吊り揚げる方法も考えられる。しかしながら、１００トンもある大型重量物の大型機器２０６を４本の単なるワイヤで傾斜させるのは容易ではない。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、吊揚時に吊荷を容易に傾斜させ、狭隘開口部から吊荷を搬出入することができる簡単な構造の吊揚装置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】
【００１０】
本発明は、前記目的を達成するために、クレーンと、前記クレーンの下端部に取り付けられた天秤と、上端部が前記天秤に取り付けられ、下端部が吊荷の重心位置を挟んで一方側の両側面に取り付けられる２本の第１のワイヤと、上端部が前記天秤に取り付けられた２本の油圧シリンダと、前記油圧シリンダのピストンの下端部に上端部が取り付けられ、下端部が前記吊荷の重心を挟んで他方側の両側面に取り付けられる２本の第２のワイヤと、を備え、前記２本の油圧シリンダのピストンを同時に伸縮させることによって前記吊荷を傾斜させることを特徴とする吊揚装置を提供する。
【００１１】
本発明の吊揚装置によれば、クレーンの天秤に取り付けられた２本の第１のワイヤと、各々が油圧シリンダを有する２本の第２のワイヤとによって吊荷を吊り揚げる。そして、油圧シリンダのピストンを伸縮すると、吊荷は、２本の第１のワイヤと吊荷との連結部を支点として容易に傾斜する。そして、ピストンの伸縮量を調整して吊荷の傾斜角度を調整し、狭隘開口部から吊荷を搬出入する。本発明の吊揚装置は、２本の第１のワイヤ及び油圧シリンダを有する２本の第２のワイヤによって構成しているので、４本のワイヤ毎に油圧シリンダを設けた従来装置と比較して、大型重量物にならず簡単な構造となる。
【００１２】
また、本発明においては、前記天秤の梁には井桁が垂設され、前記２本の油圧シリンダを駆動する油圧ユニットが前記井桁に搭載されていることが好ましい。
【００１３】
本発明によれば、天秤の梁に井桁を垂設し、この井桁に油圧ユニットを搭載したので、クレーンの移動位置にかかわらず、油圧ユニットと油圧シリンダとの距離は一定となる。よって、油圧ユニットと油圧シリンダとを連結する油圧ホースは、一定長のものでよく、また、クレーンの移動によって引き回されることもないので縺れることもない。したがって、本発明によれば、油圧ホースの取り扱いが簡便になる。
【００１４】
また、本発明においては、前記天秤の梁の端部には、三角形状の合吊金具が設けられるとともに、該合吊金具の頂部に前記梁の端部が第１の軸を介して回動自在に連結され、前記合吊金具の底部の一方の角部に前記第１のワイヤであるエンドレスワイヤが第２の軸を介して摺接連結され、前記合吊金具の底部の他方の角部に前記油圧シリンダが第３の軸を介して回動自在に連結されていることが好ましい。
【００１５】
本発明によれば、合吊金具の頂部が梁の端部に第１の軸を介して回動自在に連結されているため、この部分においても天秤構造となっている。よって、不使用時の吊揚装置は、２本の第１のワイヤよりも油圧シリンダを有する２本の第２のワイヤの方が重量物なので、天秤構造である合吊金具は第１の軸を介して回動する。この回動動作に連動して、油圧シリンダ及び第２のワイヤは、重力により第３の軸を介して回動し、鉛直方向に姿勢を変更する。同様に、第１のワイヤも重力により第２の軸を介して回動し、鉛直方向に姿勢を変更する。この形態において、油圧シリンダを含む第２のワイヤと第１のワイヤとは接近し、鉛直方向に並設された姿勢となる。よって、不使用時の状態の吊揚装置の形態がコンパクトになるので、不使用時における吊揚装置の収納スペースを省スペース化することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、吊揚時に吊荷を容易に傾斜させ、狭隘開口部から吊荷を搬出入することができる簡単な構造の吊揚装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】原子力発電所のタービン建屋の全体図
【図２】実施の形態の吊揚装置によって熱交換器が水平に吊り揚げられた状態を示す正面図
【図３】図２の右側面図
【図４】実施の形態の吊揚装置によって熱交換器が傾斜して吊り揚げられた状態を示す正面図
【図５】実施の形態の吊揚装置の天秤の構成を示した上面図
【図６】不使用時における実施の形態の吊揚装置の側面図
【図７】図６の正面図
【図８】実施の形態の油圧シリンダの油圧ユニットの油圧制御系を示したブロック図
【図９】実施の形態の吊揚装置によって熱交換器を搬出する状態を示した説明図
【図１０】４本のワイヤを使用した従来の吊揚装置の斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面に従って本発明に係る吊揚装置の好ましい実施の形態について説明する。
【００１９】
実施の形態で説明する吊揚装置は、原子力発電所に設置された略円筒形状の熱交換器を吊り揚げる装置である。なお、本発明の吊揚装置による吊揚対象物は、熱交換器に限定されず、原子力発電所のコンクリートブロック、又は火力発電所等に設けられた大型機器であってもよい。
【００２０】
図１は、原子力発電所のタービン建屋の全体図である。タービン建屋内には復水器１１０と、タービン１１１と、天井クレーン２０とが設置されている。最上部に位置するタービン１１１の下部には、タービン１１１で使用した蒸気を冷却し水に戻す復水器１１０が設けられる。この復水器１１０には、熱効率の向上を図るため、原子炉への給水を加熱する熱交換器１００が設けられる。
【００２１】
熱交換器１００は、図示しない表面接触方式の熱交換器（例えばＵ字管式熱交換器）が内部に設けられた略円筒形の大型機器であり、その重心は略中心軸上にあり、その重量は１００トン程度である。図２に示すように、熱交換器１００の両側面には、２個一組のトラニオン１０１、１０２（図２では２個のトラニオン１０１、１０２のみ図示）が溶接される。なお、熱交換器１００の製造時にトラニオン１０１、１０２が予め一体形成されている場合には、トラニオン１０１、１０２を溶接する必要はない。
【００２２】
トラニオン１０１、１０２は、熱交換器１００の一方の側面において長手方向に所定の間隔をもって２個設けられている。また、図３に示すように熱交換器１００の中心軸Ｐを挟んで、前記２個のトラニオン１０１、１０２に対向するように、熱交換器１００の他方側の側面にも２個のトラニオン１０１、１０２（図３ではトラニオン１０１のみ図示）が設けられる。
【００２３】
図２に示すように熱交換器１００の重心位置Ｇは、ほぼ熱交換器１００の中心軸Ｐ上にある。熱交換器１００の側面に設けられた２個のトラニオン１０１、１０２は、重心位置Ｇを挟んで長手方向に略均等位置に設けられる。したがって、４個のトラニオン１０１、１０２は、熱交換器１００の重心位置Ｇを挟んで対向するように設けられる。なお、製造誤差等により、実際の重心位置が理論上の重心位置とは若干異なる場合もありうる。そのため、本発明においては、「重心位置Ｇ」を、重心位置と、その近傍を含む概念として使用する。
【００２４】
次に、この熱交換器１００を吊り揚げる吊揚装置１０について説明する。
【００２５】
図３、図６は、吊揚装置１０の正面図であり、図２は熱交換器１００を水平に吊り揚げた場合を示し、図４は熱交換器１００を傾斜させて吊り揚げた場合を示している。図７は、吊揚装置１０の側面図であり、図２の右側面図である。
【００２６】
吊揚装置１０は、図２〜図４に示すようにクレーン２０、天秤１２、２本のエンドレスワイヤ（２本の第１のワイヤ：同図では１本のエンドレスワイヤのみ図示：残りのエンドレスワイヤは手前側のエンドレスワイヤに重なっている）１４、油圧シリンダ１６を有する２本のエンドレスワイヤ（２本の第２のワイヤ）１８、井桁２２、及び油圧ユニット２４等から構成される。
【００２７】
天秤１２は、常設の天井クレーン２０にエンドレスワイヤ１４、１８を垂設するための部材であり、図５に示す天秤１２の上面図の如く、水平に配設された２本の梁２６、２６を備えている。この２本の梁２６、２６は、両端部が連結部材２８、２８によって連結されることにより所定の間隔をもって並設される。また、梁２６、２６の間に、梁２６にかかる熱交換器１００の荷重を受けるための２本のピン３０、３０が図５、図６の如く固定される。このピン３０、３０に、図６に示すクレーン２０のフック３２が係合されることにより、クレーン２０に天秤１２が連結される。
【００２８】
この天秤１２にエンドレスワイヤ１４、１８を直接連結してもよいが、実施の形態の吊揚装置１０は、合吊金具３４を介してエンドレスワイヤ１４、１８を天秤１２に連結している。
【００２９】
合吊金具３４は、梁２６の両端部に連結部材２８を介して取り付けられている。この合吊金具３４は、図７に示すように三角形状の同一形状をした２枚の金具３４Ａ、３４Ａを図６の如く対向配置することにより構成される。
【００３０】
このように構成された合吊金具３４の頂部に、梁２６の端部が、連結部材２８とピン（第１の軸）３６とを介して回動自在に連結される。また、図７の如く、合吊金具３４の底部の一方の角部に、エンドレスワイヤ１４がピン（第２の軸）３８を介して摺接連結される。更に、合吊金具３４の底部の他方の角部に油圧シリンダ１６の基部がピン（第３の軸）４０を介して回動自在に連結されている。
【００３１】
エンドレスワイヤ１４は、熱交換器１００の吊り揚げ時に図２に示した右側のトラニオン１０２に係合される。また、図４に示すように油圧シリンダ１６のピストン１７の先端部には、図６に示したシャックル４２を介してエンドレスワイヤ１８が連結される。このエンドレスワイヤ１８は、熱交換器１００の吊り揚げ時に図２に示した左側のトラニオン１０１に係合される。これによって、熱交換器１００が吊揚装置１０によって吊り揚げられる。
【００３２】
図６に示すように天秤１２の梁２６には井桁２２が垂設されており、この井桁２２に、２本の油圧シリンダ１６を駆動する油圧ユニット２４が搭載されている。このように井桁２２に油圧ユニット２４を搭載することにより、クレーン２０の移動位置にかかわらず、油圧ユニット２４と２本の油圧シリンダ１６との距離は一定となる。よって、油圧ユニット２４と油圧シリンダ１６とを連結する油圧ホース４４は、一定長のものでよく、また、クレーン２０の移動によって引き回されることもないので縺れることもない。したがって、実施の形態の吊揚装置１０によれば、油圧ホース４４の取り扱いが簡便になる。
【００３３】
図８は、油圧ユニット２４による油圧シリンダ１６の油圧制御系を示したブロック図である。
【００３４】
油圧ユニット２４は、オイルタンク４６、モータ４８によって駆動されるプランジャポンプ５０、及びリリーフバルブ５２を有し、リリーフバルブ５２から２本の油圧シリンダ１６に系統が分岐される。また、分岐されたそれぞれの系統は、ピストン１７を伸長させる系統Ａとピストン１７を収縮させる系統Ｂに分岐される。系統Ａには、上流側から下流側に向けてフローコントロールバルブ５４Ａ、カウンタバランスバルブ５６Ａ、及びストップバルブ５８Ａが設けられる。そして系統Ａは、図６に示した油圧ホース４４を介して油圧シリンダ１６の所定の位置に接続される。一方、図８に示した系統Ｂには、上流側から下流側に向けてフローコントロールバルブ５４Ｂ、カウンタバランスバルブ５６Ｂ、及びストップバルブ５８Ｂが設けられる。そして系統Ｂは、パイロットチェックバルブ６０と図６に示した油圧ホース４４を介して油圧シリンダ１６の所定の位置に接続される。なお、系統Ａからの油圧は、パイロットチェックバルブ６０にかかるように構成されている。
【００３５】
このように構成された油圧ユニット２４によって、ピストン１７を伸長させる場合には、まず、ストップバルブ５８Ａを開放し、ストップバルブ５８Ｂを閉鎖する。次に、モータ４８を駆動してオイルタンク４６内のオイルを系統Ａに送り出す。送り出されたオイルは、リリーフバルブ５２によって圧力が調整された後、フローコントロールバルブ５４Ａによって流量が調節され、そして、カウンタバランスバルブ５６Ａによって圧力の変動が緩和される。この後、オイルは、開放されているストップバルブ５８Ａを通過し、油圧シリンダ１６に供給される。これにより、ピストン１７が伸長する。
【００３６】
次に、ピストン１７の伸長量が所望の伸長量になると、ストップバルブ５８Ａを閉鎖し、パイロットチェックバルブ６０に系統Ａからの油圧をかけないようにする。これにより、油圧シリンダ１６からピストン１７を伸長させるためのオイルがパイロットチェックバルブ６０によって遮断されるので、熱交換器１００を吊り揚げた際に、ピストン１７を伸長させる力がピストン１７に作用しても、ピストン１７は伸長しない。よって、ピストン１７が熱交換器１００の重さで伸びることを阻止することができる。なお、ピストン１７を収縮させる場合には、系統Ａと同一構成の系統Ｂを駆動すればよい。
【００３７】
次に、吊揚装置１０を用いて熱交換器１００を搬出する手順について図９を参照しながら説明する。なお、吊揚装置１０による熱交換器１００の搬入は、搬出の逆の手順で行う。
【００３８】
まず、準備作業として、搬出入ルート上の熱交換器１００が設けられた階の天井の一部を撤去し、熱交換器１００の搬出入用の開口部１１２を設ける。しかしながら、建物の強度を保つため、天井の撤去にあたり強度梁を残す必要がある。したがって、天井には狭隘な開口部１１２が形成される。
【００３９】
次に、熱交換器１００を復水器１１０から取り出し、開口部１１２の下まで搬出する。復水器１１０の上部にはタービン１１１等が設置されており、天井クレーン２０が使用できないため、この作業では、復水器１１０の内部と開口部１１２の下まで仮設の床を設置し、台車又はエアースキッド（空気浮上移動台）等を用いて熱交換器１００を搬出する。
【００４０】
次いで、上階に常設されている天井クレーン２０を下げて開口部１１２を通過させ、天井クレーン２０に天秤１２を取り付ける。この後、エンドレスワイヤ１４の下端部を熱交換器１００のトラニオン１０２に取り付け、エンドレスワイヤ１８の下端部を熱交換器１００のトラニオン１０１に取り付ける。
【００４１】
次に、油圧シリンダ１６のピストン１７の伸長量を、熱交換器１００を水平に吊り揚げる量に調整し、この後、天井クレーン２０を上げて、熱交換器１００を水平に吊り揚げる。
【００４２】
熱交換器１００が所定の高さまで吊り揚げられると、ピストン１７を伸長し、熱交換器１００を傾斜させていく。このとき、ピストン１７の伸長量は、ピストン１７に取り付けられている伸縮式のエンコーダ（不図示）によって検出され、エンコーダから出力されるパルス数に基づいて演算部が熱交換器１００の傾斜角度を算出する。この角度は、不図示の表示装置に表示され、これによって、作業する作業者に熱交換器１００の傾斜角度を知らしめることができる。また、熱交換器１００に水準器を取り付けておいても、熱交換器１００の傾斜角度を確認することができる。そして、開口部１１２を通過可能な傾斜角度まで熱交換器１００を傾斜させる。
【００４３】
熱交換器１００の傾斜姿勢は、図９（ａ）のように熱交換器１００の先端が上になるように傾斜させてもよいし、図９（ｂ）に示すように熱交換器１００の後端が上になるように傾斜させてもよい。
【００４４】
次に、クレーン２０によって天秤１２を斜め上方に操作し、開口部１１２から熱交換器１００を上階に吊り揚げる。この時、開口部１１２と熱交換器１００との干渉を確認しながら、必要に応じてピストン１７の伸長量と、クレーンの移動量を調整する。
【００４５】
熱交換器１００が上階に吊り揚げられたことを確認すると、ピストン１７を収縮していき、図９（ｂ）の二点鎖線で示すように熱交換器１００を水平にする。この後、熱交換器１００をクレーン２０によって搬出する。以上が実施の形態の吊揚装置１０による熱交換器１００の搬出手順である。
【００４６】
実施の形態の吊揚装置１０によれば、２本のエンドレスワイヤ１４、及び油圧シリンダ１６を有する２本のエンドレスワイヤによって構成しているので、４本のワイヤ毎に油圧シリンダを設けた従来装置と比較して、大型重量物にならず簡単な構造となる。
【００４７】
また、実施の形態の吊揚装置１０は、図６、図７に示したように、合吊金具３４の頂部が梁２６の端部にピン３６を介して回動自在に連結されているため、この部分においても天秤構造となっている。
【００４８】
よって、不使用時の吊揚装置１０は、エンドレスワイヤ１４よりも油圧シリンダ１６を有するエンドレスワイヤ１８の方が重量物なので、天秤構造である合吊金具はピン３６を介して図７の如く反時計回り方向に所定角度回動する。この回動動作に連動して、油圧シリンダ１６及びエンドレスワイヤ１８は、重力によりピン４０を介して回動し、鉛直方向に姿勢を変更する。同様に、エンドレスワイヤ１４も重力によりピンを介して回動し、鉛直方向に姿勢を変更する。この形態において、油圧シリンダ１６を含むエンドレスワイヤ１８とエンドレスワイヤ１４とは接近し、鉛直方向に並設された姿勢となる。よって、不使用時の状態の吊揚装置１０の形態がコンパクトになるので、不使用時における吊揚装置１０の収納スペースを省スペース化することができる。
【００４９】
なお、実施の形態では、熱交換器１００を傾斜させるアクチュエータとして油圧シリンダ１６を使用したが、吊荷を所望の角度に傾斜可能なストロークを有するものであれば、ボールねじ装置等の直動式アクチュエータを代用してもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１０…吊揚装置、１２…天秤、１４…エンドレスワイヤ、１６…油圧シリンダ、１７…ピストン、１８…エンドレスワイヤ、２０…クレーン、２２…井桁、２４…油圧ユニット、２６…梁、２８…連結部材、３０…ピン、３２…フック、３４…合吊金具、３６、３８、４０…ピン、４２…シャックル、４４…油圧ホース、４６…オイルタンク、４８…モータ、５０…プランジャポンプ、５２…リリーフバルブ、５４Ａ、５４Ｂ…フローコントロールバルブ、５６Ａ、５６…カウンタバランスバルブ、５８Ａ、５８Ｂ…ストップバルブ、６０…パイロットチェックバルブ、１００…熱交換器
【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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