(57)【要約】  流体が気体状態から液体状態に液化され、液化流体は貯蔵される。１つの実施態様において、流体は酸素である。流体を液化するシステムの耐久性、寿命、信頼性、効率を増大する機構が利用される。
2013519058.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動気体生成器によって生成される気体状態にある流体の流れを受け入れるよう構成される入口と、
前記流体を前記気体状態から液体状態に液化するよう構成される液化組立体と、
前記入口から前記液化組立体への流路を形成するよう、前記入口を前記液化組立体と流体連絡して配置するよう構成される導管と、
前記入口と前記液化組立体との間で前記導管内に配置され、前記導管内の気体を選択的に排出するよう構成される弁と、
コントローラとを含み、
前記入口によって受け取られる前記気体状態にある流体の流れは、前記導管を通じて前記液化組立体に送られ、
前記コントローラは、前記弁が、（ｉ）前記流動気体流生成器が前記流体の流れの生成を開始した後、前記流体の流れ中の含水量が減少されるまで、前記流動気体流生成器から前記入口で受け入れられる前記流体の流れを排出し、次に、（ｉｉ）前記流体の流れ中の前記含水量が減少された後、前記入口で受け入れられる前記流体の流れが前記導管を通じて前記液化組立体に送られるよう、前記流体の流れの排出を停止するよう、前記弁を制御するよう構成される、
システム。
【請求項２】
前記コントローラは、前記気体状態にある前記流体の流れが前記流動気体流生成器から前記入口で初期的に受け入れられるとき、前記弁が前記入口で受け入れられる前記流体の流れを所定の時間期間に亘って排出し、次に、前記所定の時間期間の後、前記流体の流れの排出を停止するよう、前記弁を制御するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記コントローラは、前記流動気体流生成器と動作的に連絡し、前記所定の時間期間は、前記流動気体流生成器による前記流体の流れの生成の開始から前記コントローラによって測定される、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記流体は、酸素である、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記入口で受け入れられる前記流体の流れの前記水分に関連する情報を伝達する出力信号を生成するよう構成されるセンサを更に含み、前記コントローラは、前記センサと動作的に連絡し、前記コントローラは、前記入口で受け入れられる前記流体の流れが前記センサによって生成される前記出力信号に基づき前記液化組立体に送られるよう、前記弁が前記流体の流れの排出を停止するよう制御するよう構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
流動気体流生成器によって生成される気体状態にある流体の流れを受け入れるステップと、
前記流動気体流生成器が前記流体の流れの生成を開始した後、前記流体の流れ中の含水量が減少されるまで、前記流動気体流生成器から受け入れられる前記気体状態にある前記流体の流れを排出するステップと、
前記流体の流れ中の前記含水量が減少された後、前記流体の流れの前記排出を中止するステップとを含み、前記流体の流れの排出の中止は、前記流体を前記気体状態から液体状態に液化するよう構成される液化組立体に送られる前記流体の流れをもたらし、
前記液化組立体に送られる前記流体の流れを前記液化組立体内で液化するステップを含む、
方法。
【請求項７】
前記流動気体流生成器が前記流体の流れを生成する時間の量を所定の時間期間と比較するステップを更に含み、前記流体の流れの排出の中止は、前記流動気体流生成器が前記流体の流れを生成した時間の量が前記所定の時間期間を超えるのに応答する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記流動気体流生成器が前記流体の流れの生成を開始したことを示す前記流動気体流生成器からの通信を受信するステップと、該受信される通信に基づき、前記流動気体流生成器が前記流体の流れを生成した時間の量を決定するステップとを更に含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記流体は、酸素である、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記受け入れる前記流体の流れの前記含水量を検出するステップを更に含み、前記受け入れる前記流体の流れの排出の中止は、前記受け入れる流体の流れの前記検出される含水量に応答する、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
流動気体流生成器によって生成される気体状態にある流体の流れを受け入れる手段と、
前記流動気体流生成器が前記流体の流れの生成を開始した後、前記流体の流れ中の含水量が減少されるまで、前記流動気体流生成器から受け入れられる前記気体状態にある前記流体の流れを排出する手段と、
前記流体の流れ中の前記含水量が減少された後、前記流体の流れの排出を中止する手段とを含み、該中止する手段による前記流体の流れの排出の中止は、前記流体を前記気体状態から液体状態に液化するよう構成される液化組立体に送られる前記流体の流れをもたらし、
前記液化組立体に送られる前記流体の流れを前記液化組立体内で液化する手段を含む、
システム。
【請求項１２】
前記流動気体流生成器が前記流体の流れを生成した時間の量を所定の時間期間と比較する手段を更に含み、前記中止する手段による前記流体の流れの排出の中止は、前記流動気体流生成器が前記流体の流れを生成した時間の量が前記所定の時間期間を超えるのに応答する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記流動気体流生成器が前記流体の流れの生成を開始したことを示す前記流動気体流生成器からの通信を受信する手段と、該受信される通信に基づき、前記流動気体流生成器が前記流体の流れを生成する前記時間の量を決定する手段とを含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記流体は、酸素である、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記受け入れられる流体の流れの前記含水量を検出する手段を更に含み、前記中止する手段による前記受け入れられる流体の流れの排出の中止は、前記受け入れられる流体の流れの前記検出される含水量に応答する、請求項１１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の参照）
この特許出願は、２００９年９月２８日に出願された米国仮出願第６１／２４６，２０９号の３５  Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９(ｅ）の下の優先権の利益を主張し、その全文を参照としてここに組み込む。
【０００２】
本発明は、気体状態から液体状態への流体の液化と、液体状態における流体の貯蔵とに関する。
【背景技術】
【０００３】
周囲温度及び周囲圧力で気体状態にある流体を液化し且つ貯蔵するシステムは既知である。しかしながら、そのようなシステムは、そのようなシステムの液化組立体及び／又は貯蔵組立体内に集まり得る水分によって引き起こされる非信頼性、非効率性、及び、無効果性の影響を受け易い。更に、液化流体は貯蔵中に沸騰し始めて気体状態になるので、流体を液化し且つ貯蔵するための従来的なシステムは、液化流体を貯蔵するよう構成される貯蔵組立体内の圧力を規制する効率的な機構を提供しない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は従来技術の問題点を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の１つの特徴は、入口と、液化組立体と、導管と、弁と、コントローラとを含むシステムに関する。入口は、気体状態にある流体の流れを受け入れるよう構成され、流体の流れは、流動気体流生成器によって生成される。液化組立体は、流体を気体状態から液体状態に液化するよう構成される。導管は、入口から液化組立体への流路を形成するよう、入口を液化組立体と流体連絡して配置するように構成され、入口によって受け入れられる気体状態にある流体の流れは、導管を通じて液化組立体に送られる。弁は、入口と液化組立体との間で導管内に配置され、導管内の気体を選択的に排気するよう構成される。コントローラは、弁が、（ｉ）流動気体流生成器が流体の流れの生成を開始した後、流体の流れ中の含水量が減少されるまで、流動気体流生成器から入口で受け入れられる流体の流れを排出し、次に、（ｉｉ）流体の流れ中の含水量が減少された後、入口で受け入れられる流体の流れが導管を通じて液化組立体に送られるよう、流体の流れの排出を停止するよう弁を制御するよう構成される。
【０００６】
本発明の他の特徴は、流動気体流生成器によって生成される気体状態にある流体の流れを受け入れるステップと、流動気体流生成器が流体の流れの生成を開始した後、流体の流れ中の含水量が減少されるまで、流動気体流生成器から受け入れられる気体状態にある流体の流れを排出するステップと、流体の流れ中の含水量が減少された後、流体の流れの排出を中止するステップであって、流体の流れの排出の中止が、流体を気体状態から液体状態に液化するよう構成される液化組立体に送られる流体の流れをもたらすステップと、液化組立体に送られる流体の流れを液化組立体内で液化するステップとを含む方法に関する。
【０００７】
本発明の更に他の特徴は、流動気体流生成器によって生成される気体状態にある流体の流れを受け入れる手段と、流動気体流生成器が流体の流れの生成を開始した後、流体の流れ中の含水量が減少されるまで、流動気体流生成器から受け入れられる気体状態にある流体の流れを排出する手段と、流体の流れ中の含水量が減少された後、流体の流れの排出を中止する手段であって、中止する手段による流体の流れの排出の中止は、流体を気体状態から液体状態に液化するよう構成される液化組立体に送られる流体の流れをもたらす手段と、液化組立体に送られる前記流体の流れを前記液化組立体内で液化する手段とを含むシステムに関する。
【０００８】
本発明のこれらの及び他の目的、機能、及び、特徴、並びに、動作方法、構造の関連素子の機能、部品の組み合わせ、及び、製造経済は、添付の図面を参照して、以下の記載及び付属の請求項を考察した後、より明らかになるであろう。これらの全ては、この明細書の一部を形成し、類似の参照番号は、様々な図面中の対応する部分を指している。本発明の１つの実施態様において、ここに例示される構造的な構成部品は、縮小率で描写されている。しかしながら、図面は例示及び記載の目的のためだけであり、本発明の限定ではないことが明示的に理解されるべきである。加えて、任意の実施態様に示し或いは記載する構造的な機能を他の実施態様において同様に使用し得ることが理解されるべきである。しかしながら、図面は例示及び記載の目的のためだけであり、本発明を限定する定義として意図されていないことが明示的に理解されるべきである。明細書及び請求項中で使用されるとき、文脈が明らかに他のことを規定しない限り、不定冠詞及び定冠詞の単一形態は、複数の参照を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の１つ又はそれよりも多くの実施態様に従って、流体を気体から液体に液化し、且つ、液化流体を貯蔵するよう構成されるシステムを示す概略図である。
【図２】本発明の１つ又はそれよりも多くの実施態様に従って、気体状態にある流体の流れを液体状態に液化し始めるよう液化組立体を準備する方法を示すフロー図である。
【図３】本発明の１つ又はそれよりも多くの実施態様に従って、気体状態にある流体の流れを液体状態に液化し始めるよう液化組立体を準備する方法を示すフロー図である。
【図４】本発明の１つ又はそれよりも多くの実施態様に従って、液化流体を貯蔵する方法を示すフロー図である。
【図５】本発明の１つ又はそれよりも多くの実施態様に従って、液体を気体状態から液体状態に液化し且つ液化流体を貯蔵する方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、液体を気体状態から液体状態に液化し且つ液化された流体（液化流体）を貯蔵するよう構成されるシステム１０を概略的に例示している。１つの実施態様において、流体は酸素である。しかしながら、これは限定的であることは意図されず、酸素以外の他の流体を液化及び／又は貯蔵するシステムに、ここに記載されるシステム１０の機能の１つ又はそれよりも多くの機能を組み込むことは、この開示の範囲内にある。非限定的な実施例として、流体は、窒素又は他の流体であり得る。以下に議論するように、システム１０は、システム１０及び／又はシステムの個々の構成要素の耐久性、寿命、信頼性、及び、効率を増大する機能を含む。１つの実施態様において、システム１０は、コントローラ１２、液化組立体１４、貯蔵組立体１６、流体方向組立体１８、及び／又は、他の構成素子を含む。
【００１１】
コントローラ１２は、システム１０内に情報処理及び制御能力をもたらすよう構成される。よって、コントローラ１２は、１つ又はそれよりも多くのデジタルプロセッサ、アナログプロセッサ、情報を処理するよう設計されるデジタル回路、情報を処理するよう設計されるアナログ回路、状況機械、及び／又は、情報を電子的に処理するための他の機構を含み得る。プロセッサ１２は、単一の実在として図１に示されているが、これは例示的な目的であるに過ぎない。一部の実施において、コントローラ１２は、複数のプロセッサを含み得る。これらのプロセッサを同じ装置内に物理的に配置し得るし、或いは、コントローラ１２は、協働して作動する複数の装置の処理機能性を提示し得る。例えば、１つの実施態様において、コントローラ１２に帰させられる機能性は、熱交換組立体１４に動作的に接続される第一プロセッサ、貯蔵組立体１６に動作的に接続される第二プロセッサ、及び／又は、流体方向組立体１８に動作的に接続される第三プロセッサの間で分割される。
【００１２】
有線通信リンク、無線通信リンク、ネットワーク通信リンク、及び／又は、専用通信リンクを介して、コントローラ１２とシステム１０の構成素子との間の動作的な接続を達成し得る。１つの実施態様では、出力、通信、及び、システム１０の構成素子とコントローラ１２との間の制御入力を経路指定する１つ又はそれよりも多くの通信バスが、システム１０内に含められる。
【００１３】
１つの実施態様において、コントローラ１２は、制御インターフェース１３と関連付けられる。制御インターフェース１３は、コントローラ１２によるシステム１０の１つ又はそれよりも多くの構成素子の制御に関連する制御入力を受信するよう構成される。例えば、制御インターフェース１３は、ユーザーインターフェース及び／又はシステムインターフェースを含み得る。制御インターフェース１３のユーザーインターフェースは、システム１０と使用者との間のインターフェースをもたらすよう構成され、使用者は、ユーザーインターフェースを通じて、システム１０に情報を提供し且つシステム１０から情報を受け取り得る。これはデータ、結果、及び／又は、命令、並びに、他のあらゆる通信品目（集合的に「情報」と呼ぶ）が、使用者とシステム１０との間で通信されることを可能にする。制御インターフェース１３のユーザーインターフェース中に含めるのに適したインターフェース装置の実施例は、キーパッド、ボタン、スイッチ、キーボード、ノブ、レバー、ディスプレイスクリーン、タッチスクリーン、スピーカ、マイクロフォン、表示光、可聴アラーム、及び、プリンタを含む。１つの実施態様において、制御インターフェース１３のユーザーインターフェースは、実際には複数の別個のインターフェースを含み、それらの機能性を更に以下に議論する。
【００１４】
ハードワイヤードであれワイヤレスであれ、他の通信技法も制御インターフェース１３のユーザーインターフェースとして本発明によって想定されることが理解されるべきである。例えば、本発明は、制御インターフェース１３のユーザーインターフェースを、電子記憶装置によって提供される取り外し可能な記憶インターフェースと統合し得ることを想定する。この実施例では、使用者がシステム１０の実施をカスタマイズすることを可能にする取り外し可能な記憶装置（例えば、スマートカード、フラッシュドライブ、リムーバブルディスク等）から、情報をシステム１０内にロードし得る。制御インターフェース１３のユーザーインターフェースとしてシステム１０と共に使用されるよう適合される他の例示的な入力装置及び技法は、ＲＳ−２３２ポート、ＲＦリンク、ＩＲリンク、モデム（電話、ケーブル、又は、他のもの）を含むが、これらに限定されない。手短に言えば、システムと情報を通信する如何なる技法も制御インターフェース１３のユーザーインターフェースとして本発明によって想定されている。
【００１５】
制御インターフェース１３のシステムインターフェースは、システムに由来するシステム１０の構成素子（例えば、液化組立体１４、貯蔵組立体１６、及び／又は、流体方向組立体１８の個々の構成素子）の動作における変化の要求を受け取るよう構成される。そのような要求をコントローラ１２自体によってさえも生成し得る。非限定的な実施例として、貯蔵組立体１６と関連付けられる制御機能性を遂行する際、貯蔵組立体１６又はコントローラ１２は、貯蔵のために貯蔵組立体１６に送られる液化流体の流れにおける増大又は減少の要求を発し得る。制御インターフェース１３のシステムインターフェースは、システム１０に呼応して作動する他のシステムによって発せられるシステム１０の構成素子の動作における変化の要求を受け取るよう構成される。
【００１６】
液化組立体１４は、流体の流れを気体状態から液体状態に液化するよう構成される。液化組立体１４は、流体転移の相まで流体から熱を除去することによって流体の流れを液化する。液化組立体１４は、相転移の遙か下にまで流体を冷却する。例えば、流体が酸素である１つの実施態様において、液化組立体１４は、酸素を１バールで約−１８３℃及び／又は他の温度まで冷却する。液化組立体１４は、導管２０、熱交換組立体２２、弁２４、及び／又は、他の構成素子を含み得る。
【００１７】
導管２０は、入口２６と、出口２８とを含み、流体を入口２６から出口２８に方向付ける流路を形成するよう構成される。入口２６は、流動気体流生成器３０によってシステム１０に提供される気体状態にある流体の流れを受け入れるようシステム１０内に配置される。流動気体流生成器３０をシステム１の一体的な一部としてシステム１０に含めてもよく、或いは、流動気体流生成器３０はシステム１０の外部にあり、流体の流れをシステム１０にもたらすよう、流動気体流生成器３０をシステム１０に結合し得る。非限定的な実施例として、流動気体流生成器３０は、圧力スウング吸着システム、及び／又は、他の気体流生成器１つ又はそれよりも多くを含み得る。１つの実施態様において、導管２０は、銅及び／又は他の材料のような金属材料から形成される、ある長さの配管を含む。１つの実施態様において、導管２０によって形成される流路は、コイル形状又は所与の領域内の流路の経路長を増大する何らかの他の形状を有する。
【００１８】
熱交換組立体２２は、導管２０と熱連絡してシステム１０内に配置される。熱交換組立体２２は、導管２０内の流体から熱を除去するよう構成される。例えば、１つの実施態様において、熱交換組立体２２は、導管２０と熱連絡する（例えば、直接的に接触する）本体又は導管自体を冷却する圧縮器冷凍システムを含む。
【００１９】
コントローラ１２は、熱交換組立体２２と動作的に連絡して、熱交換組立体２２の動作を制御する。これは熱交換組立体２２が少なくとも第一状態及び第二状態において動作するよう制御することを含む。第一状態において、熱交換組立体２２は、導管２０内の流体から熱を除去し、流体を気体状態から液体状態に転換する。第二状態において、熱交換組立体２２は、導管２０内の流体から実質的により少ない熱を除去する。例えば、熱交換組立体２２が前述の圧縮器冷凍システムを含む実施態様では、第二状態において、熱交換組立体２２内に含められる圧縮器の動作を低減し得るし、停止さえし得る。
【００２０】
コントローラ１２は、導管２０を流通する流体の液化の間、熱交換組立体２２が第一状態において動作するよう制御する。様々な理由のうちのいずれのためにも、コントローラ１２は、熱交換組立体２２の動作を第一状態から第二状態に切り換え得る。例えば、システム１０が（例えば、コントローラ１２への入力を通じて）使用者によって停止又は休止されるならば、コントローラ１２は熱交換組立体２２が第二状態において動作するよう制御し得る。他の実施例として、貯蔵組立体１６の貯蔵容量に達するならば、貯蔵のための液化流体の生成を中断するために、コントローラ１２は熱交換組立体２２が第二状態において動作するよう制御し得る。更に他の実施例として、流動気体流生成器３０が気体状態にある流体の流れを現時点で生成していないならば、コントローラ１２は熱交換組立体２２が第二状態において動作するよう制御し得る。
【００２１】
第一状態にある熱交換組立体２２の動作中、導管２０を流通する流体が液化される間、流体内の水分（例えば、水蒸気及び／又は液体）は流体から氷結し、導管２０内に霜(frost)を形成する。流体の液化中、この霜はそれ自体に粘着したり、流体が気体状態にある導管２０の一部（例えば、入口２６に比較的近い導管２０の部分）で導管２０の壁に粘着したりしない傾向を有する。しかしながら、流体が液体状態に転移する導管２０の後半の区画（出口２８に比較的近い導管２０の区画）内で、導管２０を通じる流体の流速は実質的に遅い。この流速の降下は、導管２０の後半の区画における導管２０内で霜の蓄積を引き起こし、目詰まりを引き起こし得る。１つの実施態様において、導管２０の内径は、入口２６から出口２８に減少する。この導管２０の内径の漸進的な減少は、流体内の霜を蓄積させ、導管２０を目詰まりさせ得る。更に、従来的な液化システムでは、熱交換組立体２２が第二状態で作動されるならば、導管２０内の温度は上昇する。（殆どの実施において、温度は完全に溶解するほど高くはないが）これは導管２０内の霜を軟化させる。熱交換組立体２２が第一状態に戻るや否や、霜を更に軟化し、次に、導管２０を通じる初期的な流れによって、導管２０を下って出口２８に向かって移動させ得る。この軟化された霜は、導管２０の壁及び／又はそれ自体に粘着して目詰まりを形成する傾向をより大きく有する。導管２０内の目詰まりは非建設的な発生と考えられる。何故ならば、それらはダウンタイム（休止時間）を引き起こし、（例えば、導管２０を洗浄又は交換する）保守を必要とし、システム１０の他の構成素子及び／又は流動気体流生成器３０への付随的損傷を引き起こし、且つ／或いは、他の否定的な影響を有するからである。
【００２２】
弁２４は、流体を導管２０の出口２８から貯蔵組立体１６に方向付けるか、或いは、流体を出口２８でシステム１０から排出するかのいずれかに選択的に構成される。１つの実施態様において、弁２４は第一モード及び第二モードにおいて動作可能である。第一モードにおいて、弁２４は、システム１０から導管２０の出口２８から流体を排出する。これは流体を大気及び／又は何らかの汚水受けに排出することを含む。第二モードにおいて、弁２４は、流体を導管２０の出口２８から貯蔵組立体１６に方向付ける。
【００２３】
弁２４は、コントローラ１２によって第一モードと第二モードとの間で制御される。コントローラ１２は、導管２０内の目詰まりを減少するよう弁２４を制御するよう構成される。これは、熱交換組立体２２を第一状態と第二状態との間で切り換えるときに、動作弁２４が導管２０から水分を除去することを含む。例えば、１つの実施態様において、制御インターフェース１３は、コントローラ１２が熱交換組立体２２を第二状態から第一状態に切り換えて液化組立体１４内の流体の液化を開始（又は再開）すべきことを示す制御信号を受信する。そのような制御信号に応答して、コントローラ１２は、弁２４が第一モードで動作するよう制御するのに対し、流動気体流生成器３０（又は何らかの他の気体源）からの気体状態にある流体は、導管２０を通じて流れる。これは熱交換組立体２２を動作の第二状態から第一状態に実際に切り換える前に起こり得る。液化組立体１４内の流体の液化を開始する前に導管２０を通じる気体状態にある流体の流れは、従前の動作からの導管２０内の残留霜を導管２０から除去する。
【００２４】
１つの実施態様において、コントローラ１２は、所定の量の時間に亘って弁２４を第一モードで作動する。使用者入力に基づき所定の量の時間を決定し得る。１つの実施態様において、システム１０は、弁２４の排出部に又は排出部付近に１つ又はそれよりも多くのセンサを更に含み、センサは、弁２４によって排出される流体中の含水量を検出する。弁２４によって排出される流体中の含水量が所定の閾値より下になるまで、コントローラ１２は弁２４を第一モードで作動し得る。使用者入力に基づき所定の閾値を決定し得る。
【００２５】
気体状態にある流体の流れによって導管２０内の水分が除去されるや否や、コントローラ１２は弁２４が第二モードにおいて作動するよう制御し、液化組立体１４が導管２０内の流体の液化を開始するよう制御する。これは熱交換組立体２２を動作の第二状態から第一状態に切り換えることを含み得る。
【００２６】
貯蔵組立体１６は、液化組立体１４と流体連絡し、液化組立体１４によって液化された流体を貯蔵するよう構成される。１つの実施態様において、貯蔵組立体１６は、貯蔵貯槽３２と、１つ又はそれよりも多くのセンサ３４とを含む。貯蔵組立体１６の一部又は全部をデューワ容器に形成し得る。
【００２７】
貯蔵貯槽３２は、液化組立体１４からの貯蔵組立体１６によって受け取られる液化流体を保持するよう構成される。液化流体は、第二モードにおける弁２４の作動が流体を液化組立体１４から入口３６に方向付けるよう、弁２４と流体連絡する入口３６を介して貯蔵組立体１６内に受け入れられる。気体状態にある流体は、流体方向組立体１８と流体連絡する出口３８を通じて貯蔵貯槽３２から放出される。流体は、流動液体出口３９を通じて、液体状態において貯蔵貯槽３２から放出される。
【００２８】
センサ３４は、貯蔵貯槽３２内の圧力に関連する情報を伝達する出力信号を生成するよう構成される。１つの実施態様において、センサ３４は、出口３８又は出口付近に配置される。センサ３４は、センサ３４によって生成される出力信号がコントローラ１２に通信されるよう、コントローラ１２と動作的に連絡する。
【００２９】
貯蔵貯槽３２内での液化流体の貯蔵中、（例えば、液化流体と周囲温度との間の極めて大きな温度差の故に）流体の温度は上昇し始め得る。温度が上昇すると、流体の一部は沸騰して液体状態から気体状態になる。流体沸騰は貯蔵貯槽３２内の圧力を上昇させる。何故ならば、流体の気体状態は液体状態よりも大きい容積を必要とするからである。ある時点で、この圧力上昇が緩和されないならば、貯蔵貯槽３２は漏れ出し且つ／或いは破裂する。
【００３０】
従来的なシステムでは、弁が出口３８又は出口付近に配置され、出口は沸騰によって引き起こされる貯蔵貯槽３２内の圧力を緩和する。例えば、所定の閾値レベルで沸騰気体の一部を大気に排気し、それによって、貯蔵貯槽３２内の圧力を閾値レベルより下に戻すように弁を構成し得る。例えば、圧力が何らかの所定の閾値より上に上昇するならば、高圧出口４１が機械的に開放するか或いは高圧出口４１に「亀裂」が生じるよう、高圧出口４１を構成し得る。しかしながら、この貯蔵貯槽３２内の圧力を規制する機構は非効率的である。最終的には沸騰して排出される貯蔵貯槽３２内に貯蔵される流体を液化するのに利用される源は、本質的に浪費される。更に、沸騰流体の一部を排出することは、残余の液化流体の温度クリープ(temperature  creep)に何ら取り組まない。
【００３１】
システム１０は、貯蔵貯槽３２内の圧力を従来技術よりも効率的に規制するよう構成される。貯蔵貯槽３２内の流体の一部を単に排出する代わりに、システム１０は、貯蔵貯槽３２内の温度を下げ、それによって、沸騰流体の一部を凝結して液体形態に戻して、貯蔵貯槽３２内の圧力を減少する。
【００３２】
１つの実施態様において、コントローラ１２は、センサ３４によって生成される出力信号を受信し、貯蔵貯槽３２内の圧力が高過ぎるか（例えば、閾値より上か）否かを決定する。圧力が高過ぎるならば、制御信号を生成し、制御信号は、コントローラ１２に液化組立体１４を制御させて、貯蔵貯槽３２内に導入されるべき追加的な流体の液化を開始させる、液化組立体１４から貯蔵貯槽３２内に受け入れられる液化流体の温度は、貯蔵貯槽３２内の流体が液体から気体に転移する沸騰温度よりも遥かに低い。よって、液化組立体１４からの追加的な液化流体の導入は、貯蔵貯槽３２内の全体温度を下げる。典型的には、最近沸騰した流体の温度は、沸騰温度よりもずっと大きい。従って、追加的な流体の導入によって引き起こされる貯蔵貯槽３２内の全体温度の低下は、少なくとも一部の沸騰気体の凝結を引き起こし、ひいては、貯蔵貯槽３２内の圧力を減少する。
【００３３】
液化組立体１４が現時点で流体を液化していないならば、液化組立体１４による追加的な流体の液化の開始は、流体を液化し始めることを含む。液化組立体１４が現時点で流体を液化しているならば、液化組立体１４による追加的な流体の液化の開始は、液化される流体の量を増大することを含む。例えば、液化組立体１４が所与の速度で流体を液化するならば、液化の速度を増大し、追加的な流体の液化を開始し得る。
【００３４】
理解されるように、この貯蔵貯槽３２内の高温に応答するシステム１０の作動は、外観上、従来的なシステムの応答の正に反対である。貯蔵貯槽３２から流体を放出するよりもむしろ、システム１０はより多くの流体を追加し、追加的な流体の比較的低い温度に依存して、沸騰流体の凝結を引き起こすことによって貯蔵貯槽３２内の温度を下げる。この貯蔵貯槽３２内の圧力を規制する解決策は、従来的な解決策よりも効率的である。何故ならば、貯蔵貯槽３２内の貯蔵のために乾燥され且つ液化される流体は、大気に単に排気されないからである。
【００３５】
流体方向組立体１８は、流動気体流生成器３０とシステム１０との間の流体を、貯蔵組立体１６と大気との間、及び／又は、システム１０と１つ又はそれよりも多くの他の目的地との間に方向付けるよう構成される。１つの実施態様において、流体方向組立体１８は、流体入口４０と、導管４２と、流体乾燥器４４と、第一弁４６と、第二弁４８とを含む。
【００３６】
流体入口４０は、流動気体流生成器３０によって生成される流体の流れを受け入れるよう構成される。１つの実施態様において、流体入口４０は、流動気体流生成器３０によって生成される気体状態における流体の流れを処理及び／又は貯蔵のためにシステム内に受け入れ得るよう、流動気体流生成器３０がシステム１０と取り外し可能に連結されることを可能にする。
【００３７】
導管４２は、気体状態にある流体の流れを液化のために液化組立体１４に運搬するよう構成される。導管４２は、流体入口４０と液化組立体１４との間に、気体状態にある流体の流れのための流路を形成する。１つの実施態様において、導管４２は、銅のような金属材料、ＰＶＣ又はＴｙｇｏｎのような非金属材料、及び／又は、他の材料で形成される１つ又はそれよりも多くのある長さの配管を含む。１つの実施態様において、導管４２は、流体乾燥器４４、第一弁４６、及び／又は、第二弁４８のうちの１つ又はそれよりも多くを収容するマニフォルドを含む。
【００３８】
流体乾燥器４４は、流体入口４０で受け入れられる気体状の流体の流れが液化組立体１４に向かう途中に流体乾燥器４４を通じて案内されるよう、導管４２によって形成される流路内に配置される。流体乾燥器４４は、流体の流れが液化組立体１４に達する前に、気体状態にある流体の流れから水分を除去するよう構成される。上記に議論したように、流体の流れ中の水分は、関連する欠点を伴って、液化組立体１４内に目詰まりを引き起こし得る。更に、流体の流れ中の水分は、最終的には貯蔵組立体１６に貯蔵される液化流体中の不純物の原因となり得る。よって、流体乾燥器４４の機能は、システム１０の効率性、有効性、信頼性、及び／又は、耐久性にとって有意であり得る。
【００３９】
１つの実施態様において、流体乾燥器４４は、乾燥剤を保持するカートリッジ又は容器を含む。気体状態にある流体の流れがカートリッジを通過するとき、乾燥剤は流体の流れから水分を除去する。１つの実施態様では、他の種類の水分抽出媒体が乾燥剤と置換される。
【００４０】
第一弁４６は、流体乾燥器４４と流体入口４０との間の導管４２によって形成される流路内に配置される。第一弁４６は、第一モード及び第二モードにおいて選択的に動作可能である。コントローラ１２は、第一弁４６と動作的に連絡し、コントローラ１２は、第一モードと第二モードとの間で第一弁４６の動作を制御する。第一モードにおいて、第一弁４６は、流体入口４０で受け入れられる気体状態にある流体の流れを導管４２に沿って液化組立体１４に向かって方向付ける。第二モードにおいて、第一弁４６は、システム１０から流体入口４０で受け入れられる気体状態にある流体の流れを排出する。これは流体の流れを大気及び／又は汚水受けに排出することを含み得る。
【００４１】
１つの実施態様において、コントローラ１２は、第一弁４６を制御してシステム１０に導入される水分を移動させる。これは流体乾燥器４４（又はその構成部品）の寿命を延ばし、液化組立体１４及び／又は貯蔵組立体１６に達する水分を減少し得る。一部の場合、流動気体流生成器３０によって生成される流体の流れ中の含水量は、（流れ生成の開始後に存在する）初期レベルから流体気体流生成器３０が流体の流れを生成し始めるときのより低い均衡レベルに落ち得る。例えば、流動気体流生成器３０は、吸着技法を使用してもよく、吸着技法は、始動後、進行中の動作中に存在する水分の典型的なレベルに対して高いレベルの水分を有する流体の流れを生成する。
【００４２】
１つの実施態様では、流動気体流生成器３０が流体の流れの生成を開始するとき、流体入口４０で受け入れられる流体の流れによってシステム１０内に導入される水分を移動するために、コントローラ１２は、第一弁４６が第二モードで動作するよう制御し、流体の流れ中の含水量が減少されるまで、流体入口４０で受け入れられる流体の流れをシステム１０から排出する。流体入口４０で受け入れられる流体の流れの水分レベルが減少されるや否や、コントローラ１２は第一モードで動作するよう第一弁４６を制御するので、流体入口４０で受け入れられる流体の流れが導管４２を通じて液化組立体１４に送られる。流体の流れの水分レベルが減少されるのを保証するために、コントローラ１２は第一弁４６が流動気体流生成器３０による流体の流れの生成の開始から所定の時間期間に亘って第二モードで動作するよう制御し得る。時間期間は使用者入力に基づき得る。時間期間は約３０分、約６０分、約９０分、又は、他の時間期間であり得る。コントローラ１２は、（例えば、制御インターフェース１３を介した）流動気体流生成器３０との通信に基づき、流動気体流生成器３０が流体の流れの生成を開始したことを決定する。
【００４３】
非限定的な代替として、コントローラ１２は、流体の流れ中の水分の直接的な測定に依存して第一弁４６を制御し得る。流体入口４０と第一弁４６との間のシステム１０内に含まれるセンサから、並びに／或いは、（流動気体流生成器３０が水分センサを含むならば）流動気体流生成器３０自体から、流体の流れ中の水分の直接的な測定値を取得し得る。コントローラ１２は、センサ及び／又は流動気体流生成器３０による水分の測定値を所定の閾値と比較し得る。使用者入力に基づき所定の閾値を決定し得る。所定の閾値は、約−６０℃の露点、及び／又は、他のレベルの水分であり得る。
【００４４】
第二弁４８は、第一弁４６とは反対の流体乾燥器４４の側に導管４２によって形成される流路内に配置される。第二弁４８は、第一モード及び第二モードにおいて動作可能である。第一モードにおいて、第二弁４８は、導管４２によって形成される流路内の流体の流れを、液化のために液化組立体１４の導管２０に連絡する。第二モードにおいて、第二弁４８は、導管４２の流路を貯蔵組立体１６の出口３８と連絡する。コントローラ１２は、第二弁４８の動作を制御して流体乾燥器４４を乾燥させ、それは流体乾燥器４４の寿命を延ばし、第一弁４６の有効性を増大し、且つ／或いは、他の利益をもたらす。
【００４５】
一般的に、動作中、コントローラ１２は、第二弁４８が第一モードで動作し、液化のために導管４２内の流体の流れを液化組立体１４に方向付けるよう制御する。しかしながら、周期的に、コントローラ１２は第二弁４８が短い時間期間に亘って第二モードにおいて動作するよう制御する。この第二弁４８の切り換えと共に、コントローラ１２は第一弁４６がその第二モードで動作するようにも制御する。これは貯蔵組立体１６内に貯蔵され且つ沸騰して気体状態になる気体の一部を導管４２内に導入させ、第一弁４６を通じてシステム１０から排出されるよう導管４２を通じて進行させる。前述から理解されるように、液化組立体１４による液化の後、貯蔵組立体１６内に貯蔵される流体は、比較的乾燥している。それが流体乾燥器４４を通じて流れるとき、第二弁４８を通じて導管４２に導入される乾燥流体は、流体乾燥器４４内に蓄積した水分の少なくとも一部を除去し、第一弁４６を通じてシステム１０から水分を排出する。
【００４６】
１つ又はそれよりも多くのトリガ事象によって上述したように流体乾燥器４４を乾燥するために第一弁４６及び第二弁４８を制御するようコントローラ１２を始動し得る。１つの実施態様において、トリガ事象は、貯蔵貯槽３２内の流体の一部が大気に排出される必要があるレベルまで上昇する貯蔵組立体１６の貯蔵貯槽３２内の流体の圧力及び／又は量である。１つの実施態様において、トリガ事象は、流体乾燥器４４が乾燥された従前の時間からの時間期間の経過である。１つの実施態様において、トリガ事象は、ある量の流体が液化組立体１４によって液化されたという（例えば、コントローラ１２内の）決定である。１つの実施態様において、トリガ事象は、（例えば、制御インターフェース１３を介した）使用者命令の受信である。
【００４７】
流体乾燥器４４の温度を上げることによって、貯蔵組立体１６から排出される流体の噴出による流体乾燥器４４からの水分の除去を増大し得る。これを活用するために、１つの実施態様において、流体方向組立体１８は、流体乾燥器４４を通じた貯蔵組立体１６からの流体の排出中の流体乾燥器４４の温度を上げるよう構成されるヒータ５０を含む。ヒータ５０は、流体乾燥器４４の温度を約７５℃及び／又は周囲温度よりも高い他の温度まで上げ得る。１つの実施態様において、ヒータ５０は、廃熱を生成する液化組立体１４の構成素子、又は、液化組立体１４の１つ又はそれよりも多くの構成素子によって生成される廃熱によって加熱される素子を含む。非限定的な実施例として、熱交換組立体２２が圧縮器冷凍機を含む実施態様において、ヒータ５０は、熱交換組立体２２と関連付けられる冷媒圧縮器によって生成される廃熱を活用し得る。
【００４８】
流体方向組立体１８の構造は、上述したシステム１０に導入される水分を減少するために記載した機構に関して、限定的ではないことが理解されよう。上述した機構を実施するよう組み立て得る弁及び／又は導管構造の無限数の置換における他の構造の弁及び／又は導管は、この開示の範囲内にある。
【００４９】
図２は、気体状態にある流体の流れを液体状態に液化し始めるよう液化組立体を準備する方法５２を例示している。以下に提示する方法５２の工程は例示的であることが意図されている。一部の実施態様では、記載していない１つ又はそれよりも多くの追加的な工程を伴って、及び／又は、議論した工程のうちの１つ又はそれよりも多くの工程を伴わずに、方法５２を達成し得る。加えて、図２に例示し且つ以下に記載する方法５２の工程の順序が限定的であることは意図されていない。１つの実施態様において、方法５２は、図１に示し且つ上述したシステム１０の機能の少なくとも一部を含むシステムによって遂行される。しかしながら、他の実施態様では、この開示の範囲から逸脱せずに、他の脈絡において方法５２を実施し得る。
【００５０】
工程５４で、流動気体流生成器３０が液化のために気体状態にある流体の流れの生成を開始したという通信を流動気体流生成器３０から受信する。１つの実施態様において、工程５４は（図１に示し且つ上述した）コントローラ１２と同じ又は類似するコントローラによって遂行される。
【００５１】
工程５６で、流動気体流生成器３０によって生成される気体状態にある流体の流れを受け入れる。流体の流れを液化するよう構成されるシステムにある流体入口で流体の流れを受け入れ得る。１つの実施態様において、工程５６は（図１に示し且つ上述した）流体方向組立体１８の流体入力４０と同じ又は類似する流体方向組立体の流体入力によって遂行される。
【００５２】
工程５８で、流体入口で受け入れられる流体の流れを（例えば、大気に）排出する。１つの実施態様において、工程５８は、流体入口と流体連絡する弁によって遂行される。例えば、弁は（図１に示し且つ上述した）第一弁４６と同じ又は類似であり得る。
【００５３】
工程６０で、流動気体流生成器からの流体の流れの排出が継続されるべきか否かについての決定を行う。１つの実施態様において、この決定は、流体の流れ中の水分が減少されるよう、流動気体流生成器が流体の流れの生成を開始して以来、所定の時間期間が経過したか否かを決定することを含む。１つの実施態様において、工程６０での決定は、流動気体流生成器から受け入れる流体の流れ中の含水量を検出し、前記決定を検出含水量に基づかせること（例えば、含水量を閾値と比較すること）を含む。流動気体流生成器及び／又は流体の流れを大気に排出する弁の一方又は両方と動作的に連絡するコントローラによって、工程６０を遂行し得る。例えば、コントローラは（図１に示し且つ上述した）コントローラ１２と同じ又は類似であり得る。
【００５４】
流体の流れの排出が継続されるべきとの決定が工程６０で行われるならば、方法５２は工程５８に戻る。流体の流れの排出が継続されるべきでないとの決定が工程６０で行われるならば、方法５２は工程６２に進む。工程６２で、流体の流れの排出を中止し、流体の流れを液化のために液化モジュールに送る。１つの実施態様では、大気への流体の流れの排出を弁によって中止し、（図１に示し且つ上述した）流体方向組立体１８と同じ又は類似する流体方向組立体によって、流体の流れを液化モジュールに送る。
【００５５】
図３は、気体状態にある流体を液体状態に液化し始めるよう液化組立体を準備する方法６６を例示している。以下に提示される方法６６の工程は、例示的であることが意図されている。一部の実施態様では、記載されていない１つ又はそれよりも多くの追加的な工程を伴って、及び／又は、議論した工程のうちの１つ又はそれよりも多くの工程を伴わずに、方法６６を達成し得る。加えて、図３に例示し且つ以下に記載する方法６６の工程の順序が限定的であることは意図されていない。１つの実施態様において、方法６６は、図１に示し且つ上述したシステム１０の機能の少なくとも一部を含むシステムによって遂行される。しかしながら、他の実施態様では、この開示の範囲から逸脱せずに、他の脈絡において方法６６を実施し得る。
【００５６】
工程６８で、流体を気体状態から液体状態に液化するよう構成される液化組立体と関連付けられる導管の入口で、気体状態にある流体の流れを受け入れる。１つの実施態様において、工程６８は（図１に示し且つ上述した）導管２０の入口２６と同じであり或いは類似する導管の入口によって遂行される。
【００５７】
工程７０で、制御信号を受信する。制御信号は、液化組立体と関連付けられる熱交換組立体が第一状態から第二状態に切り換えられるべきことを示す。第一状態において、熱交換組立体は、導管内の流体から熱を除去し、流体を気体状態から液体状態に転移させる。第二状態において、熱交換組立体は、第一状態において除去されるよりも実質的に少ない熱を導管内の流体から除去する。１つの実施態様において、工程７０は（図１に示し且つ上述した）コントローラ１２と同じ又は類似するコントローラ１２によって遂行される。
【００５８】
工程７２で、工程７０での制御信号に応答して、入口から出口に導管を通過した後、導管の入口で受け入れられた流体を（例えば、大気に）排出する。１つの実施態様において、工程７２は、導管の出口から下流に配置される弁を制御するコントローラによって遂行される。コントローラ及び／又は弁は（図１に示し且つ上述した）コントローラ１２及び／又は弁２４と同じ又は類似であり得る。
【００５９】
工程７４で、流体の流れが排出され続けるべきか或いは貯蔵のために貯蔵組立体に方向付けられるべきか否かについての決定を行う。１つの実施態様において、工程７４で行われる決定は、流体の流れが導管から残留水分を除去する時間期間に亘って排出されるべきか否かの決定を含む。時間期間は所定の時間期間であり得る。（図１に示し且つ上述した）コントローラ１２と同じ又は類似するコントローラによって工程７４を遂行し得る。
【００６０】
流体の流れが排出され続けるべきか否かの決定が工程７４で行われるならば、方法６６は工程７２に戻る。流体の流れが最早排出されるべきではないとの決定が工程７４で行われるならば、方法６６は工程７６に進む。工程７６で、導管を通じた流体の流れの液化を開始するよう、熱交換を動作の第二状態から第一状態に切り換える。１つの実施態様において、工程７６は（図１に示し且つ上述した）コントローラ１２と同じ又は類似するコントローラ１２によって遂行される。
【００６１】
工程７８で、導管を通過した後の流体の流れの排出を中止し、その結果、流体の流れを、貯蔵のために貯蔵組立体に方向付ける。１つの実施態様において、工程７８は、流体の流れを排出していた弁を制御するコントローラによって遂行される。コントローラ及び／又は弁は（図１に示し且つ上述した）コントローラ１２及び／又は弁２４と同じ又は類似し得る。
【００６２】
図４は、液化流体を貯蔵する方法８０を例示している。以下に提示される方法８０の工程は例示的であることが意図されている。一部の実施態様では、記載されない１つ又はそれよりも多くの追加的な工程を伴って、及び／又は、議論した動作の１つ又はそれよりも多くの動作を伴わずに、方法８０を達成し得る。加えて、図４に例示し且つ以下に記載する方法８０の工程の順序が限定的であることは意図されていない。１つの実施態様において、方法８０は、図１に示し且つ上述したシステム１０の機能の少なくとも一部を含むシステムによって遂行される。しかしながら、他の実施態様では、この開示の範囲から逸脱せずに、他の脈絡において方法８０を実施し得る。
【００６３】
工程８３で、液化組立体によって液化された流体を貯蔵する。１つの実施態様において、液化組立体は（図１に示し且つ上述した）液化組立体１４と同じ又は類似であり、工程８２は（図１に示し且つ上述した）貯蔵組立体１６と同じであり或いは類似する貯蔵組立体によって遂行される。
【００６４】
工程８４で、貯蔵組立体内に貯蔵され且つ沸騰して気体状態になった流体を、液化のために液化モジュールに導入される気体状態にある流体から水分を除去するよう構成される流体乾燥器を通じて排出する。工程８４の開始を１つ又はそれよりも多くのトリガ事象の発生に基づかせ得る。１つの実施態様において、流体乾燥器は（図１に示し且つ上述した）流体乾燥器４４と同じ又は類似であり、工程８４は（図１に示し且つ上述した）流体方向組立体１８及びコントローラ１２と同じ又は類似であるコントローラの制御の下で流体方向組立体によって遂行される。
【００６５】
１つの実施態様では、工程８６で、流体乾燥器の温度が工程８４の間に上昇させられるよう、乾燥器を加熱する。（図１に示し且つ上述した）ヒータ５０と同じ又は類似するヒータによって工程８６を遂行し得る。
【００６６】
図５は、流体を気体状態から液体状態に気化する方法８８を例示している。以下に提示する方法８８の工程は例示的であることが意図されている。一部の実施態様では、記載しない１つ又はそれよりも多くの追加的な工程を伴って、且つ／或いは、議論した動作の１つ又はそれよりも多くの動作を伴わずに、方法８８を達成し得る。加えて、図５に例示し且つ以下に記載する方法８８の工程の順序が限定的であることは意図されていない。１つの実施態様において、方法８８は、図１に示し且つ上述したシステム１０の機能の少なくとも一部を含むシステムによって遂行される。しかしながら、他の実施態様では、この開示の範囲から逸脱せずに、他の脈絡において方法８８を実施し得る。
【００６７】
工程９０で、流体の流れを気体状態から液体状態に液化する。１つの実施態様において、工程９０は（図１に示し且つ上述した）液化組立体１４と同じであり或いは類似する液化組立体によって遂行される。
【００６８】
工程９２で、液化流体を貯蔵する。１つの実施態様において、工程９２は（図１に示し且つ上述した）貯蔵貯槽３２と同じであり或いは類似する貯蔵貯槽によって遂行される。
【００６９】
工程９４で、貯蔵貯槽内の圧力を検出する。１つの実施態様において、工程９４は（図１に示し且つ上述した）センサ３４及びコントローラ１２と同じであり或いは類似するセンサ及びコントローラによって遂行される。
【００７０】
工程９６で、検出圧力に応答して、貯蔵のための流体の液化を調節する。例えば、沸騰する貯蔵貯槽内の流体が貯蔵貯槽内の圧力を（例えば、閾値より上に）上昇させるならば、工程９６は、追加的な流体の液化を開始して貯蔵貯槽内の温度を下げることを含む。他の実施例として、貯蔵貯槽内の圧力が十分に低いならば、貯蔵のために液化される流体の量を減少し得る。１つの実施態様において、工程９６は（図１に示し且つ上述した）コントローラ１２と同じであり或いは類似するコントローラの制御の下で（図１に示し且つ上述した）液化組立体１４と同じであり或いは類似する液化組立体によって遂行される。
【００７１】
現時点で最も実用的且つ好適と考えられる実施態様に基づき例示の目的のために本発明を詳細に記載したが、そのような詳細は専らその目的のためであること、並びに、本発明は開示の実施態様に限定されず、逆に、付属の請求項の精神及び範囲内にある変更及び均等構成を包含することが意図されていることが理解されるべきである。例えば、本発明は、可能な限り、任意の実施態様の１つ又はそれよりも多くの機能を任意の他の実施態様の１つ又はそれよりも多くのの機能と組み合わせ得ることが理解されるべきである。
【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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