(57)【要約】【課題】大きさが小型になり、触媒を直接加熱できる有害排ガス除去装置を提供すること。【解決手段】本発明は、大きさが小型になり、触媒を直接加熱できる有害排ガス除去装置及びこれを含む有害排ガス除去システムに関する。このための有害排ガス除去装置は、有害排ガスを含む気体を供給されて、有害排ガスを除去する装置として、有害排ガスを含む気体をハウジングの一方に配置されている流入孔を通して一方向に移送して、前記一方向に移送した気体を有害排ガスと反応する触媒と反応させた後、前記触媒と反応した気体を前記一方向の反対方向に移送して、前記ハウジングの一方に配置された排出孔を通して外部に排出することを特徴とする。本発明によると、有害排ガス除去装置の全体の大きさを小型にしながらも気体に含まれている有害排ガスを効率的に除去することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有害排ガスを含む気体が供給され、該有害排ガスを除去する装置であって、
有害排ガスを含む気体を、ハウジングの一方に配置された流入孔を通して一方向に移送し、前記一方向に移送した気体を有害排ガスと反応する触媒と反応させた後、前記触媒と反応した気体を前記一方向の反対方向に移送して、前記ハウジングの一方に配置された排出孔を通して外部に排出することを特徴とする有害排ガス除去装置。
【請求項２】
前記ハウジングの内部空間は、
一端面が開口し、他端面が閉じたシリンダー形状をなして、他端面及び側面の一部が前記流入孔を通して前記ハウジング内部に挿入されるように形成され、前記側面に複数の連通ホールが形成された流入管と、
前記流入管の径方向外側に形成され、その外側面と前記ハウジングの内側面との間に前記排出孔と連通する排出通路を持つように配置されたもので、前記流入管の連通ホール及び前記排出通路と各々に連通できるように形成されたフィルターケースと、
前記フィルターケース内に配置されたもので、前記流入管の連通ホールを通して流入した有害排ガスを捕集する触媒を含むフィルター部と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の有害排ガス除去装置。
【請求項３】
前記フィルター部は、
前記フィルターケース内に収納され、前記フィルター部を通過する気体及び／あるいは前記触媒を加熱する加熱部をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の有害排ガス除去装置。
【請求項４】
前記加熱部は、
前記フィルター部の内部空間で同心円状に互いに離隔して、前記流入管の長さ方向に沿って配置された複数の第１加熱部材と、
前記第１加熱部材の径方向外側で、前記第１加熱部材の径方向外側で互いに離隔して、流入管の長さ方向に沿って配置された複数の第２加熱部材と、
を含むことを特徴とする請求項３に記載の有害排ガス除去装置。
【請求項５】
前記フィルター部は、
前記流入管の径方向外側に、前記流入管の側面と連通するように配置され、前記流入管の側面を通して流入した有害排ガスを捕集する触媒を含む第１フィルター部と、
前記第１フィルター部の内部空間に配置され、前記触媒を加熱する加熱部と、
前記第１フィルター部の径方向外側に、前記第１フィルター部と連通するように配置された中間混合部と、
前記中間混合部の径方向外側に、前記中間混合部と連通するように配置され、前記中間混合部の側面を通して流入した有害排ガスを捕集する第２フィルター部と、
をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の有害排ガス除去装置。
【請求項６】
前記第２フィルター部の外側面を取り囲むように配置され、前記第２フィルター部を通過した気体の無機物及び粒子性粒子を捕集する無機物フィルターをさらに含むことを特徴とする請求５に記載の有害排ガス除去装置。
【請求項７】
流入する気体から有害排ガスを除去して浄化させる請求項１から６のいずれか１項に記載の有害排ガス除去装置と、
前記有害排ガス除去装置によって浄化された気体と、有害排ガスを含む気体と、が各々隔離した状態で移送しながら互いに熱伝達できるようにすることによって、前記有害排ガス除去装置に浄化された気体に含まれている熱を浄化される前の気体に伝達する熱交換部と、
を含むことを特徴とする有害排ガス除去システム。
【請求項８】
前記有害排ガス除去装置の排出孔は、前記有害排ガス除去装置の流入孔の外郭を取り囲むように配置され、
前記熱交換部に流入した有害排ガスを含む気体を、前記有害排ガス除去装置の流入孔へ移送する第１連結管と、
前記有害排ガス除去装置の排出孔と連結し前記有害排ガス除去装置で浄化された気体を前記熱交換部に移送するために前記第１連結管を包むように配置された第２連結管と、を含み、
前記熱交換部は、
前記第１連結管と連通し、有害排ガスを含む気体が通過して前記有害排ガス除去装置に移送できるチャンバーと、
前記第２連結管と連通し、前記チャンバー内を貫通するように配置され、前記第２連結管を通して流入した浄化された気体を移送しながら、前記チャンバー内の有害排ガスを含む気体と熱交換させる熱交換管と、を含むことを特徴とする請求項７に記載の有害排ガス除去システム。
【請求項９】
一端に有害排ガスを含む気体が流入する流入孔が形成され、
他端は閉じているシリンダー形状の流入管と、
前記流入管の径方向外側に前記流入管の側面と連通できるように配置され、前記流入管の側面を通して流入した有害排ガスを捕集する触媒を含む第１フィルター部と、
前記第１フィルター部の内部空間に配置され、前記触媒を加熱する加熱部と、
前記第１フィルター部の径方向外側に前記第１フィルター部と連通できるように配置された中間混合部と、
前記中間混合部の径方向外側に前記中間混合部と連通できるように配置され、前記中間混合部の側面を通して流入した有害排ガスを捕集する第２フィルター部と、
前記第２フィルター部と連通するように配置され、一端には前記第２フィルター部を通過した気体が外部に排出される排出孔が形成された排出通路と、
を含むことを特徴とする有害排ガス除去装置。
【請求項１０】
前記加熱部は、
前記第１フィルター部の内側空間で円状に互いに離隔して前記流入管を取り囲むように配置された複数の第１加熱部材と、
前記第１加熱部材の径方向外側で、前記第１加熱部材の外側で互いに離隔して前記流入管を取り囲むように配置された複数の第２加熱部材と、を含むことを特徴とする請求項９に記載の有害排ガス除去装置。
【請求項１１】
前記第２フィルター部の外側面を取り囲むように配置され、前記第２フィルター部を通過した気体の無機物及び粒子性粒子を捕集する無機物フィルターをさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の有害排ガス除去装置。
【請求項１２】
前記排出通路の外側面を取り囲むように配置される断熱部をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の有害排ガス除去装置。
【請求項１３】
流入する気体から有害排ガスを除去して浄化する請求項９から１２のいずれか１項に記載の有害排ガス除去装置と、
前記有害排ガス除去装置によって浄化した気体と、有害排ガスを含む気体を各々隔離された状態で移送しながら、互いに熱伝達できるようにすることによって、前記有害排ガス除去装置で浄化された気体に含まれている熱を浄化される前の気体に伝達する熱交換部と、を含むことを特徴とする有害排ガス除去システム。
【請求項１４】
前記熱交換部に流入した有害排ガスを含む気体を、前記有害排ガス除去装置に移送する第１連結管と、前記有害排ガス除去装置で浄化された気体を前記熱交換部へ移送する第２連結管と、を含み、  
前記熱交換部は、
前記第１連結管と連通して有害排ガスを含む気体が通過して前記有害排ガス除去装置に流入するチャンバーと、
前記第２連結管と連通して前記チャンバー内を貫通するように配置され、前記第２連結管を通して流入した前記浄化された気体を移送しながら、前記チャンバー内の有害排ガスを含む気体と熱交換させる熱交換管と、を含むことを特徴とする請求項１３に記載の有害排ガス除去システム。
【請求項１５】
さらに、前記第１連結管に形成され、有害排ガスを含む気体を加熱する予熱部を含むことを特徴とする請求項１４に記載の有害排ガス除去システム。
【請求項１６】
前記第１連結管は複数に分岐するように形成され、前記有害排ガス除去装置は前記分岐した第１連結管各々に配置されていることを特徴とする請求項１４に記載の有害排ガス除去システム。
【請求項１７】
さらに、前記熱交換部のチャンバーで、有害排ガスを含む気体を流入する流入ラインが形成され、
前記流入ライン及び前記第１連結管の少なくともいずれか１つに形成され、有害排ガスを含む気体から水溶性有害物質を捕集する捕集手段を含むことを特徴とする請求項１４に記載の有害排ガス除去システム。
【請求項１８】
前記捕集手段は、スクライバーであることを特徴とする請求項１７に記載の有害排ガス除去システム。
【請求項１９】
有害排ガスを含む気体が流入する流入管と、
前記流入管の径方向外側に、前記流入管と連通されるように形成され、有害排ガスが浄化された気体を排出する排出通路と、
前記流入管及び排出通路との間に、これらと連通するように配置されたフィルターケースと、
前記フィルターケースの内部空間に配置され、前記有害排ガスを捕集する複数の触媒を含むフィルター部と、
前記フィルターケースの内部空間に前記フィルター部の長手方向に沿って配置され、棒形状で、前記触媒に直接熱を掛ける加熱部材と、
前記フィルター部を取り囲むように配置され、前記フィルター部から抜け出た無機物粒子性物質を捕集する無機物フィルターと、
を含むことを特徴とする有害排ガス除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
産業用設備から発生する有害排ガスを除去する有害排ガス除去装置及びこれを含む有害排ガス除去システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、製品を塗色するための塗装工程などの産業用設備から発生する揮発性有機化合物(VOC: Volatile Organic Compound)或いは、車両運行時に発生するＮＯｘのような物質が含まれている有害排ガスは、人体にとても有害な成分なので作業者が吸入しないように迅速に除去するべきであり、また室外に放出しないようにすることが正しい。前記有害排ガスの除去には吸着性能に優れた活性炭（以下「触媒」という）を使用することが一般的である。
【０００３】
従来の有害排ガス除去装置は触媒を含むハウジングと、ヒーターと、濃縮機と、を備えることが一般的である。ハウジングは複数の触媒を含む。ヒーターは前記ハウジングに含まれている触媒に熱を掛ける。これは触媒を利用して有害排ガスを除去するためには、前記触媒を特定温度以上にする必要があるからである。濃縮機は、気体に含まれている有害排ガスを濃縮して特定以上の濃度にする。
【０００４】
前記のような構造で作られている従来の有害排ガス除去装置において、有害排ガスは前記触媒に捕集されて除去される。即ち、前記触媒を含むハウジング内部に有害排ガスを含む気体を通過させると、前記触媒に有害排ガスが捕集される。有害ガスが除去された気体は再び室内に放出されるか、大気中に放出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００９／９３１３６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
尚、前記濃縮機によって気体内の有害排ガスの含量を多くすることで有害排ガスを除去が容易になることが一般的である。しかし、気体内の有害排ガスの含量が多くなればなるほど有害排ガスを除去するための触媒を含むハウジングも大きくしないといけない。そして、前記ハウジングの大きさが大きくなればなるほど前記触媒を加熱するためのヒーターの大きさも大きくしないといけない。したがって、有害排ガス除去装置の大きさが大きくなると製造費用が多くかかるだけではなく、前記ヒーターを動作させるための維持費用が高くなる問題点がある。尚、前記ヒーターは、前記ハウジングと一定の距離に離れて、前記触媒を間接的に加熱するため、前記ヒーターから発生した熱が前記ハウジングまで効率的に伝達されることが難しいという問題点もある。
【０００７】
加えて有害排ガスが除去された気体は、前記触媒から熱が伝達して特定温度の熱を持つようになるが、これを有害排ガス除去過程に再利用する必要性がある。
【０００８】
従って、本発明の目的は大きさが小型になり、触媒を直接加熱できる有害排ガス除去装置を提供することである。
【０００９】
また、本発明のほかの目的は、触媒によって加熱された気体により有害排ガスを含む気体を加熱できる有害排ガス除去システムを提供することである。
【００１０】
また、本発明のもう１つの別の目的は、触媒と気体との化学反応時間及び温度均一性が確保できる構造を持つ有害排ガス除去装置及びこれを含む有害排ガス除去システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記のような目的を達成するために、本発明による有害排ガス除去装置は、有害排ガスを含む気体をが供給され、この有害排ガスを含む気体をハウジングの一方に配置された流入孔を通して一方向に移送して、この一方向に移送した気体を有害排ガスと反応する触媒と反応させてから前記触媒と反応した気体を前記一方向の反対方向に移送して、前記ハウジングの一方に配置された排出孔を通して外部に排出することを特徴とする。
【００１２】
この場合、前記ハウジングの内部空間には、一端面が開口し、他端面が閉口したシリンダー形状をなして、前記他端面及び側面の一部が前記流入孔を通して前記ハウジング内部に挿入された流入管が形成され、前記側面には多数の連通ホールが形成された前記流入管と、前記流入管の径方向外側に形成され、その外側面と前記ハウジング内側面との間に前記排出孔と連通する排出通路と持つように配置されたことで、前記流入管の連通ホール及び前記排出通路に各々連通するように形成された外側面の連通ホールを通して流入された有害排ガスを捕集する触媒を含むフィルター部と、が含まれる。
【００１３】
本発明のほかの態様での有害排ガス除去装置は、流入管、第１フィルター部、加熱部、第２フィルター部、中間混合部及び排出通路を含む。流入管は一方に有害排ガスを含む気体が流入される流入孔が形成され、他方は塞がっているシリンダー形状を有する。第１フィルター部は、前記流入通路の径方向外側に前記流入管の側面と連通するように配置され、前記流入管の側面を通して流入した有害排ガスを捕集する触媒を含む。加熱部は、前記第１フィルター部の内部空間に配置され前記触媒を加熱する。中間混合部は、前記第１フィルター部の径方向外側に前記第１フィルター部と連通するように配置される。第２フィルター部は、前記中間混合部の径方向外側に前記中間混合部と連通するように配置され、前記中間混合部の外側面を通して流入した有害排ガスを捕集する。排出通路は、前記第２フィルター部と連通するように配置され、一方には前記第２フィルターを通過した気体を外部に排出する排出孔が形成される。
【００１４】
本発明のもう一つのほかの態様での有害排ガス除去装置は、有害排ガスを含む気体が流入する流入管と、前記流入管の径方向外側に前記流入管と連通するように形成されて、有害排ガスが除去された気体を排出する排出通路と、前記流入管及び排出通路の間にこれらと連通するように配置されたフィルターケースと、前記フィルターケースの内部空間に配置され有害排ガスを捕集する複数の触媒を含むフィルター部と、前記フィルター部の内部空間に前記フィルター部の長手方向に沿って棒状をなして配置され、前記触媒に直接熱を掛ける加熱部材と、前記フィルター部を取り囲むように配置されて前記フィルター部から抜け出た無機物粒子性物質を捕集する無機物フィルターと、を含む。
【００１５】
一方、本発明の有害排ガス除去システムは、前述した構造で作られた有害排ガス除去装置と、前記有害排ガス除去装置によって浄化された気体と有害排ガスを含む気体とが各々分離された状態で移送されながらも互いに熱伝達ができるようにするもので、前記有害排ガス除去装置によって浄化された気体に含まれている熱を浄化される前の気体に伝達する熱交換部と、を含む。
【発明の効果】
【００１６】
本発明による有害排ガス除去装置は、加熱部によって触媒を直接的に加熱することで、前記加熱部で発生した熱を前記触媒に効率的に伝達することができる。また、上述のように、ハウジング内に加熱部と触媒とを配置し、触媒を直接加熱する構造によって、有害排ガス除去装置の全体の大きさを小型化しながらも気体に含まれている有害排ガスを効率的に除去することができる。
【００１７】
また、本有害排ガス除去システムは、特定温度の熱を持つ浄化された気体を浄化される前の気体の予熱に再利用することによって、前記触媒で発生される熱損失を最小化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の望ましい一実施例における有害排ガス除去装置の斜視図である。
【図２】図１に図示した有害排ガス除去装置の長手方向に沿った断面図である。
【図３】図１に図示した有害排ガス除去装置の短手方向に沿ったハウジング部の断面図である。
【図４】図３に図示した有害排ガス除去装置の触媒を拡大した斜視図である。
【図５】図１の有害排ガス除去装置の正面図である。
【図６】本発明の望ましい一実施例における有害排ガス除去システムの概略図である。
【図７】本発明の望ましい一実施例における有害排ガス除去システムの斜視図である。
【図８】本発明のほかの一実施例における有害排ガス除去システムの概略図である。
【図９】本発明のもう一つのほかの実施例における有害排ガス除去システムの概略図である。
【図１０】図９に図示した本発明のもう一つのほかの実施例における有害排ガス除去システムのスクライバーの一例の概略図である。
【図１１】図９に図示された本発明のもう一つのほかの実施例における有害排ガス除去システムでスクライバーのほかの例の概略図である。
【図１２】本発明のほかの実施例における有害排ガス除去装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に添付されている図面に従って本発明の技術的な構成を詳細に説明する。
【００２０】
図１は本発明の望ましい実施例による有害排ガス除去装置を図示し、図２は図１に図示した有害排ガス除去装置の長手方向に沿った断面図である。
【００２１】
図１及び図２を参照すると、本発明による有害排ガス除去装置（１００）は、ハウジング（１１０）と、流入管（１２０）と、フィルターケース（１３０）と、フィルター部（１４０）と、を含む。
【００２２】
ハウジング（１１０）は空洞のケース形状である。前記ハウジング（１１０）の前方には、有害排ガスが含まれている気体が流入する流入孔（１１４）と、浄化した気体が排出される排出孔（１１７）と、が形成される。産業現場で発生した有害排ガスを含む気体は流入孔（１１４）に流入する。前記排出孔（１１７）は第２連結管（１２３０）と連結し浄化された気体を外部に移送する。尚、前記流入孔（１１４）は、第１連結管（１２２０）と連結しており、有害排ガスを含む気体は、有害排ガス除去装置内に強制循環あるいは自然循環で流入する。
【００２３】
流入管（１２０）は、前記流入孔（１１４）を通して前記ハウジング（１１０）内に横方向に挿入される。前記流入管（１２０）は前方面（１２１）が開口し、後方面（１２２）が閉口したシリンダー形状をなす。前記流入管（１２０）の後方面（１２２）及び側面（１２３）の一部が、前記流入孔（１１４）を通して前記ハウジング（１１０）内部に挿入される。前記側面（１２３）には多数の連通ホール（１２４）が形成される。流入管（１２０）の内部空間は有害排ガスを含む気体の流入通路（Ｒ１）になる。
【００２４】
フィルターケース（１３０）は前記ハウジング（１１０）の内部に位置する。前記フィルターケース（１３０）は前記流入管（１２０）の径方向外側に形成される。前記フィルターケース（１３０）の外側面（１３２）は、ハウジング内側面（１１１）との間に前記排出孔（１１７）と連通する排出通路（Ｒ２）を持つように配置される。前記フィルターケース（１３０）の前端面及び後端面は、気体がこれらを通して外部に抜け出ることができないように密閉されていることが望ましい。
【００２５】
前記フィルターケース（１３０）は前記流入通路（Ｒ１）及び前記排出通路（Ｒ２）と各々連通できるように形成される。即ち、前記フィルターケース（１３０）は外側面及び内側面において、気体が通り抜けることができるような構造あるいは材料で作られている。
【００２６】
フィルター部（１４０）は前記フィルターケース（１３０）内に配置されたもので、触媒（１５０）を含む。前記触媒（１５０）は前記流入管（１２０）の連通ホール（１２４）を通して流入した有害排ガスを捕集する。前記触媒（１５０）の一例としては白金系酸化触媒がある。前記白金系酸化触媒は低温系酸化触媒として、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）と白金（Ｐｔ）とを混合した材料で作ることができる。このような触媒は主に１００℃から３００℃で反応する。この他に前記触媒（１５０）はニッケル／コバルト系酸化触媒であってもよい。前記ニッケル／コバルト酸化触媒は高温系酸化触媒として、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）とニッケル／コバルト（Ｎｉ／Ｃｏ）とを混合した材料で作ることができる。このような触媒は主に３００℃以上で反応する。
【００２７】
尚、前記触媒（１５０）はセラミック材質で作ることもできる。セラミックは高温で焼いて製造した非金属無機質固体材料として多くの気孔が形成されたものである。このようなセラミック材質で作られた触媒は前記気孔によって気体と接触する面積が増加して、より多くの有害排ガスを捕集することができる。
【００２８】
このような構造を持つ本発明では、有害排ガスを含む気体をハウジング（１１０）の前方側に配置された流入孔（１１４）を通して後方に移送して、後方に移送した気体を有害排ガスと反応する前記触媒（１５０）と反応させた後、前記触媒と反応した気体を前方に移送して、前記ハウジングの前方に配置された排出孔（１１７）を通して外部に排出する。
【００２９】
前記流入通路（Ｒ１）を通る気体の流入経路と、前記排出通路を通る気体の排出経路と、は相互に反対方向である。これによって、気体が混合する時間及び有害排ガスと触媒とが反応する時間が増加するようになる。
【００３０】
即ち、前記流入管（１２０）を通して流入する気体は、前記流入管（１２０）の後方面（１２２）に衝突するぐらいの圧力によって流入される。前記気体は、流入管内より圧力が低いフィルターケースを通過しながら移送方向が排出孔の方向に曲がるようになる。これによってフィルターケース内部を通過する時間が長くなり、結果的に触媒との接触時間が長くなる。
【００３１】
尚、排出通路（Ｒ２）の後端面は塞がっている。これによって前記排出通路の後方は負圧が発生するようになる。これによって前記排出通路（Ｒ２）に気体が流入すれば、排出通路の後方から前方への圧力によって気体の流れに対流が発生するようになって気体の混合が促進される。これによって気体の温度が均一になって、より安定的に有害なガスを除去することができる。
【００３２】
尚、排出孔（１１７）及び流入孔（１１４）が同心上の位置にあるので有害排ガス除去装置のサイズを小さくでき、これによって前記有害排ガス除去装置を含む有害排ガス除去システムも小型化できる。前記流入孔（１１４）は第１連結管（１２２０）と連結し、排出孔（１１７）は第２連結管（１２３０）と連結する。これについては後に、詳細に説明する。
【００３３】
又、本発明の有害排ガス除去装置は加熱部（１６０）をより多く含むことができる。加熱部（１６０）は、前記フィルターケース（１３０）内に挿入されて前記触媒（１５０）に直接的に熱伝達する。このような加熱部（１６０）の形状は、前記フィルターケース（１３０）の横方向に沿って長く形成された棒状（ｂａｒ）である。前記触媒（１５０）は特定温度、例えば、１００℃から６００℃になって初めて有害排ガスの捕集ができる。前記加熱部（１６０）に電源が供給されると熱を発散して触媒（１５０）を直接的に加熱する。このような加熱部（１６０）の一例として発熱コイルがあげられる。
【００３４】
前記のような構造でつくられた有害排ガス除去装置（１００）は前記加熱部（１６０）によって触媒（１５０）が直接的に加熱されることで、前記加熱部（１６０）で発生した熱を前記触媒（１５０）に効率的に伝達することができる。尚、前記のようにハウジング（１１０）内にフィルター部（１４０）と触媒（１５０）とを配置して、触媒（１５０）を直接的に加熱する構造によって、有害排ガス除去装置（１００）全体の大きさを小型化しながらも気体に含まれている有害排ガスを効率的に除去することができる。
【００３５】
また、本発明の有害排ガス除去装置は、さらに無機物フィルター（１４９）を具備することができる。前記無機物フィルター（１４９）は、例えば、１６００℃の高温でも耐えられる素材で、無機物有害排ガス及び／あるいは粒子性物質を捕集する機能を有する。前記無機物フィルター（１４９）の一例として不繊布などの素材があげられる。前記無機物フィルターは無機物粒子性物質を捕集しながら、加熱して無機物粒子性物質を燃焼させる役割を果たす。
【００３６】
また、図２を参照すると、前記フィルター部（１４０）の詳細構造の一例として、前記フィルター部（１４０）の径方向内側には、フィルター部（１４０）の内側面と接するように流入通路（Ｒ１）が形成されている。そして、前方は前記流入孔（１１４）を通して流入した気体が前記流入通路（Ｒ１）に流入できるように開口しており、前記フィルター部の後方は気体が排出しないように密閉される。
【００３７】
このような構造によって、有害排ガスを含む気体は流入通路（Ｒ１）に流入し、有害排ガスは触媒（１５０）に捕集された後、前記フィルター部（１４０）の外周面を通過して排出通路（Ｒ２）及び排出孔（１１７）を通して外部に排出される。
【００３８】
前記フィルターケース（１３０）の外周面は図３で図示されているように、円形であるか、断面積をより広くするためしわが寄るように形成されることがある。このようなしわが寄るフィルターケース（１３０）の形状は、前記触媒（１５０）と反応した気体がフィルター部（１４０）と接触する面積をより広くして単位時間当たりに多量の気体をフィルタリングできるようにするためである。尚、前記フィルターケース（１３０）にしわが多くなればなるほど浸透圧の差が大きくなり、このような浸透圧の差は配合条件に有利に働く。
【００３９】
この場合、図２及び図３に図示したように、フィルター部（１４０）は、第１フィルター部（１４１）と第２フィルター部（１４２）と中間混合部（１４６）とを含む。第１フィルター部（１４１）は流入管（１２０）の径方向外側に前記流入管の側面と連通できるように配置される。前記第１フィルター部（１４１）は触媒（１５０）を含む。前記触媒（１５０）は前記流入管の側面を通して流入した有害排ガスを捕集する。
【００４０】
この場合、加熱部（１６０）は特に図３に図示した通り、前記第１フィルター部（１４１）内部空間に配置されて、前記触媒及び前記第１フィルター部（１４１）を通過する気体を加熱する。
【００４１】
この場合、前記加熱部（１６０）は、一群の第１加熱部材（１６０ａ）と他の一群の第２加熱部材（１６０ｂ）とを備える。第１加熱部材（１６０ａ）は、前記第１フィルター部（１４１）の内部空間で中心から同距離の径方向位置に、相互に離隔して、前記流入部の流入通路（Ｒ１）を取り囲むように配置される。隣り合う前記第１加熱部材（１６０ａ）の間にスペースを置く理由は、前記第１加熱部材（１６０ａ）に起因して気体が通過するスペースが減少して、前記第１フィルター部（１４１）での圧力が増加することを防止するためである。前記第１フィルター部（１４１）での圧力が増加すると、負圧のために流入管に流入した気体が流入管から径方向にに位置した第１フィルター部（１４１）に流入されずに再び流入孔に戻ってしまう現象が発生する。
【００４２】
尚、隣り合う前記第１加熱部材（１６０ａ）間の離隔距離は、これらの間に配置される第２加熱部材（１６０ｂ）との隔離距離と等しいか、該隔離距離より少し小さいことが望ましいが、これは後述する通り、第２加熱部材（１６０ｂ）とともに前記第１フィルター部（１４１）に流入される気体全体を加熱するためである。
【００４３】
前記第２加熱部材（１６０ｂ）は前記第１加熱部材の径方向外側に、前記第１加熱部材と離隔して、前記流入部を取り囲むように配置される。この場合、隣り合う前記第２加熱部材（１６０ｂ）間の離隔距離は、これらの間に配置される第１加熱部材（１６０ａ）との隔離距離と等しいか、該隔離距離より少し小さいことが望ましい。これによって第１フィルター部に流入した気体は、第１加熱部材（１６０ａ）及び第２加熱部材（１６０ｂ）によって全体が加熱されることになる。
【００４４】
この場合、前記第１加熱部材（１６０ａ）は前記第１フィルター部（１４１）の内側面から適切に離隔するように形成され、前記第１加熱部材（１６０ａ）及び第２加熱部材（１６０ｂ）と、前記第１フィルター部（１４１）の内側面と、の間に触媒（１５０）の一部が配置されるようにすることが望ましい。これは気体が、第１加熱部材（１６０ａ，１６０ｂ）と直接的に接触すると自然発火する危険が発生するが、本発明では気体が触媒に触れて化学反応を起こすようにして、自然発火しないようにしている。    
【００４５】
中間混合部（１４６）は前記第１フィルター部（１４１）の径方向外側に、前記第１フィルター部（１４１）と連通するように配置される。前記中間混合部（１４６）は前記加熱部（１６０）を備えないので加熱することはなく、温度が低い気体と、前記加熱部（１６０）を通って完全に加熱された気体と、が均一に混合して気体を均一に加熱する。前記中間混合部（１４６）には気体がよく混合するように空気層が形成される。この場合、該空気層をつくる空気が混合するための対流を持つことができる。
【００４６】
前記第２フィルター部（１４２）は前記中間混合部（１４６）の側面を通して流入した有害排ガスを捕集する。気体が中間混合部（１４６）を通して十分に加熱されることによって有害排ガスが前記触媒との反応が活発になり、これによって触媒の捕集能力が向上する。
【００４７】
尚、前記第２フィルター部（１４２）の外側面には無機物フィルター（１４９）が配置される。前記無機物フィルターは、前記第２フィルター部の外側面を取り囲むように配置されて、前記第２フィルター部（１４２）を通過した気体の中から無機物及び粒子性粒子を捕集する。
【００４８】
これは、前記第１フィルター部及び第２フィルター部内に配置された触媒には、前述通り、白金系酸化触媒及び／あるいはニッケル／コバルト酸化触媒を使うことができるが、この場合、前記第１フィルター部及び第２フィルター部を通過しながら有機性発火物質は捕集されるが、無機物及び粒子性粒子は捕集されないためである。これによって前記第２フィルター部の外郭を取り囲んで無機物フィルターを設置すると、例えば１６００℃のような高温でも耐えられる素材であり、無機物有害排ガス及び／あるいは粒子性粒子を捕集できる。
【００４９】
これによって、本発明は発火性有機物有害排ガスとともに無機物有害排ガス及び／あるいは粒子性粒子をもフィルタリングすることができるようになる。
【００５０】
尚、図示されてはいないが、前記排出孔の外側面を取り囲むように配置される断熱部をさらに含むことができる。前記断熱部は前記有害排ガス除去装置内部の温度を高温の状態に維持しながら、その外部の温度は適正温度に下げて使用者の火傷を防止する機能を有する。
【００５１】
尚、前記触媒（１５０）の形状の一例として、図４に図示した通り、中空（１５１）のシリンダー形状であってもよい。このような触媒（１５０）の形状によって、有害排ガスと接触する面積が増加することによって前記触媒（１５０）での有害排ガス捕集性能を向上させることができる。ここで、前記触媒（１５０）の形状の他の一例として、前記中空が☆形であってもよい。これは触媒（１５０）と有害排ガスとが接触する面積をさらに増加するためである。前記触媒（１５０）の中空の形状は星形に限定はされず、触媒（１５０）と有害排ガスとが接触する面積をさらに増加できる形状なら、どのような形状でもかまわない。
【００５２】
この場合、前記触媒（１５０）の一例が白金系酸化触媒であってもよい。前記白金系酸化触媒は低温系酸化触媒として、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）と白金（Ｐｔ）とを混合した材料で作られる。このような触媒は主に１００℃から３００℃で反応する。
【００５３】
これとは違って前記触媒はニッケル／コバルト系酸化触媒であってもよい。前記ニッケル／コバルト酸化触媒（１５０）は高温系酸化触媒として、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）とニッケル／コバルト（Ｎｉ／Ｃｏ）とを混合した材料でつくられる。このような触媒は主に３００℃以上で反応する。
【００５４】
つまり前記触媒は白金系酸化触媒（１５０）及びニッケル／コバルト系酸化触媒をどちらも含むことがより望ましい。
【００５５】
尚、触媒（１５０）はセラミック材質で作られる。セラミックは高温で焼いて製造した非金属無機物固体材料として多数の気孔が形成されたものである。このようなセラミック材質で作られた触媒（１５０）は前記気孔によって気体と接触する面積が増加し、より多い量の有害排ガスを捕集することができる。
【００５６】
尚、図２に戻って有害排ガス除去装置（１００）は、さらに温度調節モジュールを具備することができる。
【００５７】
温度調節モジュールは触媒を加熱する温度を制御する。このような温度調節モジュールは、有害排ガス除去装置（１００）内部が過度に加熱されることを防止する。
【００５８】
このような温度調節モジュールの一例として、温度センサー（１７０）と、図示していない制御部と、を具備することができる。
【００５９】
温度センサー（１７０）は、触媒（１５０）の温度を測定する為のものである。ここで、温度センサー（１７０）は、ハウジング（１１０）内で触媒（１５０）に接触しないように設置されてもよい。この場合、温度センサー（１７０）は有害排ガスが触媒（１５０）に流入する方か、触媒（１５０）から有害排ガスが排出される方に設置することができる。
【００６０】
前述の位置に設置された温度センサー（１７０）は、ハウジング（１１０）内の温度を測定して触媒（１５０）の温度を間接的に測定する。ここで、ハウジング（１１０）内の温度と触媒（１５０）の温度との相関を実験から予め設定しておくことにより、触媒（１５０）の温度を正確に測定することができる。他の例として、温度センサー（１７０）を触媒（１５０）に接触させて触媒（１５０）の温度を直接的に測定することもできる。温度センサー（１７０）には、熱電対(thermo couple)が利用される。
【００６１】
制御部には温度センサー（１７０）で測定された温度情報が提供される。制御部は提供された温度情報を基づいて、触媒の温度が設定温度を超過しないように触媒（１５０）に熱をかける加熱部（１６０）の動作を制御する。即ち、制御部は温度センサー（１７０）で測定された値と設定された値とを比較する。このとき、制御部は測定された温度値が設定されている温度値より低いと判断されると、加熱部（１６０）に供給する電源をオン（Ｏｎ）にして触媒（１５０）を加熱することができる。そして、制御部は測定された温度値が設定されている温度値に到達したと判断されると加熱部（１６０）に供給する電源をオフ（Ｏｆｆ）にして触媒（１５０）がそれ以上加熱されないようにする。これは、触媒（１５０）が限界温度を超過して加熱されて破損することを防止する。
【００６２】
図５は、図１の有害排ガス除去装置の前方の正面図である。図５に図示した通り、前記有害排ガス除去装置の排出孔（１１７）は、前記有害外ガス除去装置の流入孔（１１４）の外郭を取り囲むように配置されている。この場合、排出孔（１１７）は一定な間隔で離隔されて配置されてもよいし、一つに連結されていてもよい。
【００６３】
図６は、本発明の望ましい実施例における有害排ガス除去システムの概略図であり、図７は、本発明の望ましい実施例における有害排ガス除去システムの斜視図である。
【００６４】
図６及び図７を参照すると、本発明の望ましい実施例における有害排ガス除去システム（１０００）は前述した有害排ガス除去装置（１００）と熱交換部（１２１０）とを含む。
【００６５】
有害排ガス除去装置（１００）は有害排ガスを除去する。このような有害排ガス除去装置（１００）は前述したので、詳細な説明は省略する。
【００６６】
熱交換部（１２１０）は、前記有害排ガス除去装置（１００）によって浄化された気体と有害排ガスを含む気体とが相互に熱伝達することができるようにしながら各々隔離した状態で移動することができる。このために、熱交換部（１２１０）は前記浄化された気体と有害排ガスを含む気体とが、熱伝導性に優れた金属を間に置いて、相互に混合しないように形成される。これによって、熱交換部（１２１０）は、前記有害排ガス除去装置（１００）によって浄化された気体に含まれている熱を有害排ガスが含まれている気体に伝達する。
【００６７】
ここで、前記の浄化された気体は、有害排ガス除去装置（１００）に含まれた触媒（１５０）と反応しながら触媒（１５０）から熱伝達され加熱された状態にある。従って、前記浄化された気体は有害排ガスを含む気体より温度が高いため、有害排ガスを含む気体は前記の加熱された気体からの熱伝達により加熱される。これによって、有害排ガスを含む気体は加熱されて有害排ガス除去装置（１００）に流入し前記触媒（１５０）と接触する。
【００６８】
前記のような有害排ガス除去システム（１０００）では、浄化された気体が持つ熱を、有害排ガスを含む気体の予熱に再利用することによって、前記触媒（１５０）から発生する熱損失が最小化できる。
【００６９】
前記熱交換部（１２１０）は、チャンバー（１２１１）と熱交換管（１２１３）とを包含する。
【００７０】
チャンバー（１２１１）では、有害排ガスを含む気体が通過して前記有害排ガス除去装置（１００）に移送される。チャンバーの一側には、有害排ガスを含む気体が流入される第１流入ホール（１２１５）が形成されている。そして、チャンバー（１２１１）の他側には、有害排ガス除去装置（１００）と前記チャンバー（１２１１）との間を連結する第１連結管（１２２０）が配置される。これによって、前記第１流入ホール（１２１５）に流入した気体は第１連結管（１２２０）へ移送される。
【００７１】
熱交換管（１２１３）は、その一部が前記チャンバー（１２１１）内に配置される。このことよって、前記浄化された気体は、前記チャンバー（１２１１）内部の有害排ガスを含む気体と混合されることなく、前記チャンバー（１２１１）の外部へ排出される。このために熱交換管（１２１３）の一端は前記第２連結管（１２３０）と連通し、他端はチャンバー（１２１１）外部に開口されるように形成される。このような熱交換管（１２１３）の材質は、熱伝導性に優れたアルミニウム類または銅類から選ばれたどちらか一つとなる。そして、前記熱交換管（１２１３）の形状の一例として、ジグザグと何度か折り曲げられるように形成されたものがある。尚、前記熱交換管（１２１３）の外面に複数の図示されていない放熱板を作って前記熱交換管（１２１３）に含まれている熱が前記チャンバー（１２１１）内により多く伝わるようにもできる。
【００７２】
このような熱交換管（１２１３）とチャンバー（１２１１）とは互いに密閉されることが望ましい。これは熱交換管（１２１３）内の気体とチャンバー（１２１１）内の気体とが一緒に混合されないようにするためである。よって、前記熱交換部（１２１０）では、チャンバー（１２１１）と熱交換管（１２１３）とが互いに密閉され、チャンバー（１２１１）内の有害排ガスを含む気体が、熱交換管（１２１３）を通って浄化されないまま外部に流出されることはない。
【００７３】
即ち、第１連結管（１２２０）は、熱交換部（１２１０）の排出ホール（１２１７）と、有害排ガス除去装置（１００）の流入孔（１１４）と、の間を連結する。この第１連結管（１２２０）は、前記熱交換部（１２１０）に流入された有害排ガスを含む気体を前記有害排ガス除去装置に移送する。
【００７４】
第２連結管（１２３０）は、熱交換管（１２１３）の第２流入ホール（１２１８）と有害排ガス除去装置（１００）の排出孔（１１７）との間を連結する。この第２連結管（１２３０）は、前記有害排ガス除去装置（１００）で浄化された気体を前記熱交換部（１２１０）に移送する。
【００７５】
この場合、前記有害排ガス除去装置を通過し浄化された気体の熱交換管（１２１３）での移送経路は、有害排ガス除去装置を通過する前の気体のチャンバー（１２１１）での移送経路とは互いに反対方向であることが望ましい。それは、熱交換の対象になる気体が熱交換管を隔てて隣接する時間が長くなり、熱交換効率が向上するためである。
【００７６】
そのために、熱交換部で、有害排ガスを含む気体がチャンバー（１２１１）に流入する第１流入ホール（１２１５）の位置が、浄化された気体が熱交換管へ流入する第２流入ホール（１２１８）の位置と反対側にある方が望ましい。
【００７７】
これを言い換えれば、熱交換部（１２１０）で、有害排ガスを含む気体がチャンバー（１２１１）から排出される排出ホール（１２１７）の位置が、浄化された気体が熱交換管へ流入する第２流入ホール（１２１８）の位置と同じ側にある方が望ましい。
【００７８】
本発明にでは、前記有害排ガス除去装置の流入孔（１１４）及び排出孔（１１７）は皆同じ側に位置する。これによって前記排出孔と熱交換部との間を連結する第２連結管（１２３０）の長さが短くなり、その構造もシンプルになり、熱損失も少なくなる。
【００７９】
この場合、前記有害排ガス除去装置の排出孔（１１７）は、前記有害排ガス除去装置の流入孔（１１４）の外郭を取り囲むように配置され、前記第２連結管（１２３０）は、前記第１連結管（１２２０）を包むように配置される。また、前記有害排ガス除去システムは、さらに予熱部（１２４０）を具備する。前記予熱部（１２４０）は第１連結管（１２２０）に形成される。前記予熱部は有害排ガスが含まれている気体を加熱する。前記の加熱された気体が触媒（１５０）と接触することで、触媒（１５０）の温度が低くなることを防止するだけでなく、触媒（１５０）が有害排ガスを捕集する温度まで加熱することがより容易になる。
【００８０】
前記熱交換部（１２１０）及び有害排ガス除去装置（１００）は、ベースフレーム（１２０１）によりモジュール化されている。
【００８１】
一方、図８は図５の変更例として、より見やすいように単純化した概念図である。図８に図示した通り、有害排ガス除去システム（２０００）の前記第１連結管（１２２０）は複数に分岐するように形成され、前記有害排ガス除去装置（１００）は、前記第１連結管の分岐管（１２２０ａ、１２２０ｂ）において各々配置される。そして、前記第１連結管（１２２０）には、有害排ガスを含む気体を分岐した前記第１連結管の分岐管（１２２０ａ、１２２０ｂ）のいずれか一方に案内するバルブ（２０１０）が配置される。前記バルブ（２０１０）は、有害排ガスを含む気体の流れを制御するものとして、前記第１連結管の分岐管のいずれか１つに有害排ガスを含む気体を案内する。
【００８２】
このようなバルブの一例として、三方弁がある。前記三方弁は、流入する有害排ガスを含む気体を、複数の分岐管（１２２０ａ、１２２０ｂ）のいずれか１つ選択して案内する。尚、前記分岐管（１２２０ａ、１２２０ｂ）それぞれにバルブを設置して有害排ガス除去装置（１００）のいずれか一つに有害排ガスを含む気体を案内することもできる。
【００８３】
１つの有害排ガス除去装置（１００）が長時間使われる場合、有害排ガス除去装置（１００）内のフィルター部の触媒が、有害排ガスを含む気体により冷却され捕集能力が落ちると、フィルター部の触媒の温度を上げるために多くの電力が消耗される可能性がある。このような場合、前記有害排ガス除去システムでは、捕集能力が落ちた有害排ガス除去装置へ有害排ガスを含む気体を案内しないようにバルブを制御して、有害排ガスを含む気体を他の有害排ガス除去装置へ案内するようにする。即ち、前記有害排ガス除去システムでは、１つの有害排ガス除去装置（１００）の捕集能力が落ちたとしても、別の有害排ガス除去装置を代わりに稼動して、有害排ガスを含む気体に含まれている有害排ガスを捕集できるので、有害排ガス除去システムの稼動を一時的に停止しなくても済むという特長がある。
【００８４】
これとは逆に、バルブを全部開放して前記分岐管（１２２０ａ、１２２０ｂ）へ有害排ガスを含む気体を案内し、複数の有害排ガス除去装置（１００ａ、１００ｂ）を全部稼動して、有害排ガスを含む気体から有害排ガスを速く捕集することもできる。
【００８５】
一方、図９に図示した通り、別の変更例である有害排ガス除去システム（３０００）は、さらに捕集手段（３１００）を含む。前記捕集手段（３１００）は、有害排ガスを含む気体から水溶性有害物質を捕集する役を担う。前記捕集手段（３１００）の一例としてスクライバーがある。前記スクライバーは流入ラインに形成される。このようなスクライバーは、有害排ガスを含む気体から水溶性有害物質を捕集する役を担う。
【００８６】
前記有害排ガス除去装置（１００）の触媒は、およそ６００℃まで加熱される。有害排ガスを含む気体には、揮発性有機化合物、ＮＯｘだけでなく、硫黄（Ｓ）或いは塩素（Ｃｌ）のような水溶性有害物質も含まれている。硫黄（Ｓ）及び塩素（Ｃｌ）は触媒が６００℃以上の場合、容易に捕集できる。しかし、触媒が６００℃以上に加熱されると、高温によって有害排ガス除去装置（１００）が破損する可能性がある。ただし、硫黄（Ｓ）或いは塩素（Ｃｌ）のような水溶性有害物質は、水に吸収されやすい性質を持っている。従って、有害排ガスを含む気体が、有害排ガス除去装置（１００）に流入される前に、スクライバーに水溶性有害物質を捕集させる。即ち、水溶性有害物質をスクライバーで捕集することで、有害排ガスを含む気体内に含まれている全ての有害物質を、前記有害排ガス除去システム（３０００）によって捕集することができる。
【００８７】
図１０に図示した通り、前記捕集手段（３１００）の一例として、水を反応タンク（３１１０）内に流すことができる。有害排ガスを含み気体が流入ラインを通じて反応タンク（３１１０）内に流入され、前記気体に含まれている硫黄（Ｓ）或いは塩素（Ｃｌ）のような水溶性有害物質は、流れる水に吸収される。
【００８８】
図１１を参照すると、前記捕集手段（３１００）の別の例として、流入ラインと連通されるように形成された管（３２２０）を反応タンク（３２１０）内に形成し、前記管（３２２０）の先端が水面の下に浸るように設置する。硫黄（Ｓ）或いは塩素（Ｃｌ）のような水溶性有害物質は、反応タンク（３２１０）内部に満たされた水に吸収される。一方、前記管（３２２０）にはポンプ（３２３０）が配置される。前記ポンプ（３２３０）は、有害排ガスを含む気体を反応タンク（３２１０）の内部に強制的に送ることによって、有害排ガスを含む気体を反応タンク（３２１０）内部の水面下に容易に供給できるようにする。
【００８９】
図１２は、本発明の別の実施例における有害排ガス除去装置（２００）を図示した断面図である。図１２に図示された有害排ガス除去装置（２００）は、図１に図示した有害排ガス除去装置とは逆に、流入孔（２１４）と排出孔（２１７）との位置が互いに反対である。
【００９０】
より詳しく説明すると、ハウジング（２１０）の一方には、有害排ガスが含まれている気体が流入される流入孔（２１４）が形成される。そして、ハウジング（２１０）の他方、即ち前記流入孔と反対側には、浄化された気体が排出される排出孔（２１７）が形成される。産業現場から発生された有害排ガスを含む気体は、流入孔（２１４）へ流入される。このようなハウジング（２１０）の両側には、管が連通するように設置される構造も可能である。
【００９１】
これによって、流入孔（２１４）を通じて流入通路（Ｒ１）に流入された有害排ガスを含む気体が、径方向に移動しながら、フィルターケース（２３０）内のフィルター部（２４０）により有害排ガスがフィルタリングされ、その後浄化された気体が排出通路（Ｒ２）を通じて前記流入孔（２１４）の反対方向に形成された排出孔（２１７）に抜け出す。
【００９２】
この場合、前記フィルター部（２４０）は、図１と同一に、第１フィルター部と、第２フィルター部と、中間混合部と、から形成される。尚、前記フィルター部（２４０）内には、触媒（１５０）及び加熱部（１６０）が含まれ、前記ハウジング（２１０）内部には、温度センサー（１７０）が配置されてもよい。前記の触媒（１５０）、加熱部（１６０）及び温度センサー（１７０）の構造及び機能は、図４に説明された通りなので、これについての詳しい説明は省略する。
【００９３】
本発明について図面に図示した実施例を参考に説明したが、これは例示的なものに過ぎなく、本発明が属する技術分野の当業者であれば、誰でもこれより多様な変更及び均等なほかの実施例が可能であることが分かる。それゆえ、本発明の本当の技術的な保護範囲は添付された特許請求範囲の技術的思想によって定められるものである。
【符号の説明】
【００９４】
１００：有害排ガス除去装置
１１０：ハウジング
１１４：流入孔
１１７：排出孔
１２０：流入管
１３０：フィルターケース
１４０：フィルター部
１５０：触媒
１６０：加熱部
１０００：有害排ガス除去システム
１２１０：熱交換部
Ｒ１：流入通路
Ｒ２：排出通路
【図１】
2011025227.tif 000003
【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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【図１１】
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【図１２】
2011025227.tif 000013
【図２】
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