(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲を鋼板で囲んで内部にコンクリートを打設した鋼板コンクリート構造が適用され、
基礎底部から立設され発電機を支持する支持構造体と、
送電用母線に前記発電機の電力を引出すブッシングと前記支持構造体とが対向する領域に
設けられ、前記鋼板より透磁率が高い高透磁率材料または電気導電率の高い金属材料から
なる高導電率材料を適用した磁気シールドとを備えることを特徴とする発電機基礎台。
【請求項２】
前記磁気シールドは、中性点相間接続端子と前記発電機を接続する前記ブッシングと前
記支持構造体とが対向する領域にさらに設けられることを特徴とする請求項1に記載の発
電機基礎台。
【請求項３】
前記磁気シールドは、前記支持構造体の前記鋼板のうち前記ブッシングと対向する部位
に設けられることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発電機基礎台。
【請求項４】
前記磁気シールドは、前記発電機の発電機端子を収容する発電機端子箱の筐体の一部で
あることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発電機基礎台。
【請求項５】
前記支持構造体は、前記鋼板のうち前記ブッシングと対向する部位を切り欠いた切欠部
を有することを特徴とする請求項1に記載の発電機基礎台。
【請求項６】
前記切欠部に前記鋼板より透磁率の低い補強部材をさらに設けたことを特徴とする請求
項５に記載の発電機基礎台。
【請求項７】
前記支持構造体は、前記鋼板うち前記ブッシングと対向する部位を複数溝形状に切り欠
いたスリットを有することを特徴とする請求項1に記載の発電機基礎台。
【請求項８】
前記スリットに絶縁体をさらに設けたことを特徴とする請求項７に記載の発電機基礎台
。
【請求項９】
周囲を鋼板で囲み内部にコンクリートを打設した鋼板コンクリート構造が適用されター
ビン建屋の基礎底部から立設され、発電機を支持する支持構造体を有する発電機基礎台に
おいて、
送電用母線に前記発電機から電力を供給するブッシングと前記支持構造体とが対向する領
域において、前記鋼板より熱伝導率が高い部材を適用し冷却装置から循環している冷媒に
より冷却する冷却部を備えたことを特徴とする発電機基礎台。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電プラントにおいて発電機を支持する発電機基礎台およびその磁気シールドに関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所や火力発電プラントでは、それぞれ原子炉や蒸気発生器、ボイラーで発生した蒸気をタービンへ送り仕事をさせ、タービンに接続された発電機を回転させて電力を発生させる。ここで、発電機は、タービン建屋の基礎底部から上方に離間した位置において基礎底部から立設した支持構造体によって支持される。これは、通常タービンの下方に復水器が設置されるためにタービンを基礎底部の上方に設置する必要があり、さらにタービンと発電機とが同軸に接続されるためである。
【０００３】
従来は、発電機基礎台には鉄筋コンクリート構造が適用されることが一般的であったが、主に発電プラントの建設工期短縮のために発電機基礎台に鋼板コンクリート構造を適用する技術が公開されている（例えば、特許文献１参照。）。鋼板コンクリート構造とは、従来の鉄筋コンクリート構造の鉄筋を鋼板に置き換えた構造である。鋼板によってコンクリート打設のための型枠を兼用できるため型枠工事等が不要になり、また鋼板の製作時に電線管などの埋設品を組み込んだブロック化が可能なため、建設工期を大幅に削減できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平７−２１２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１に記載の技術は、相分離母線に発電機の電力を引出すブッシングから漏えいした磁束が支持構造体の鋼板に吸収され、電磁誘導による渦電流を発生させ、鋼板が発熱するという新たな課題が生じる可能性があった。
【０００６】
そこで本発明は、相分離母線に発電機の電力を引出すブッシングから漏えいし支持構造体の鋼板へ向かう磁束による鋼板の影響を低減する鋼板コンクリート構造を適用した発電機基礎台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】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明の発電機基礎台は、周囲を鋼板で囲んで内部にコンクリートを打設した鋼板コンクリート構造が適用され、基礎底部から立設され発電機を支持する支持構造体と、
送電用母線に発電機発電機の電力を引出すブッシングと支持構造体とが対向する領域に設けられ、鋼板より透磁率が高い高透磁率材料または電気導電率の高い金属材料からなる高導電率材料を適用した磁気シールドとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、鋼板コンクリート構造を適用した発電機基礎台において、送電用母線に発電機の電力を引出すブッシングから漏えいし支持構造体の鋼板へ向かう磁束による鋼板の影響を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る発電機基礎台の概略縦断面図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る発電機基礎台の概略上面図。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る発電機基礎台の図１におけるＡ−Ａ矢視図。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る発電機基礎台の磁気シールドを相分離母線接続端子箱の一部とした例を示す概略縦断面図。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る発電機基礎台の磁気シールドを発電機端子箱の一部とした例を示す概略縦断面図。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る発電機基礎台を示し、（ａ）は発電機の回転軸を挟んだ両側に平行に支持構造体を設けた概略上面図、（ｂ）はコの字形状の支持構造体に支持デッキを設けた概略断面図、（ｃ）は支持デッキの４角に支持構造体を設けた概略断面図。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る発電機基礎台の概略縦断面図。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る発電機基礎台の磁束の方向を示し、（ａ）は切欠部を設けない場合を示す概略斜視図、（ｂ）は切欠部を設けた場合を示す概略斜視図。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る発電機基礎台の鋼板を示し、（ａ）は切欠部をスリットとした例を示す概略斜視図、（ｂ）はスリット内に絶縁体を設けた例を示す概略斜視図。
【図１０】本発明の第４の実施形態に係る発電機基礎台の概略縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
（構成）
以下、本発明の第１の実施形態に係る発電機基礎台について図１乃至図６を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る発電機基礎台の概略縦断面図である。
【００１３】
発電機基礎台１は、支持構造体４と、磁気シールド５とから構成される。発電機基礎台１は、支持構造体４の上面４ａに設けられた固定具７によって発電機６を支持する。発電機６の下方には発電機端子箱８が設けられ、さらに図３に示すように、ブッシング１１は送電用ブッシング１１ａと接地用ブッシング１１ｂとから構成され、発電機端子箱８の下方には送電用ブッシング１１ａおよび接地用ブッシング１１ｂを介して相分離母線接続端子箱９と、中性点相間接続端子箱１８とが設けられる。
【００１４】
支持構造体４は、周囲を鋼板２で囲んでコンクリート容器を構成し、このコンクリート容器内部にコンクリート３を打設する鋼板コンクリート構造が適用され、タービン建屋の基礎底部２１から立設される。図２は、本発明の第１の実施形態に係る発電機基礎台の概略上面図である。図２に示すように、支持構造体４は水平断面が発電機６を包囲するロの字形状である。発電機６の両側面に固定具７が設けられ、ボルト７ａを上方から固定具７を貫通して支持構造体４の上面４ａに打ち込み固定具７を支持構造体４に固定する。
【００１５】
さらに図１に示すように、支持構造体４と発電機６を近接させて支持するために、支持構造体４は鉛直上方に向かって発電機６に近づく傾斜面を有する。なお支持構造体４は、基礎底部２１から固定具７が設けられる上面４ａまでが一体で形成されるだけでなく、複数の鋼板コンクリートからなる部材を組み合わせて形成してもよい。
【００１６】
発電機６の下方には、発電機端子箱８が設けられる。発電機端子箱８には、発電機６で発生した電力を外部に引出す送電用発電機端子８ａ、ならびに発電機６の接地を行うための接地用発電機端子（図示せず）が収容される。
【００１７】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る発電機基礎台の図１におけるＡ−Ａ矢視図である。図３に示すように、発電機端子箱８の下方に送電用ブッシング１１ａおよび接地用ブッシング１１ｂを介してそれぞれ相分離母線接続端子箱９および中性点相間接続端子箱１８が設けられる。相分離母線接続端子箱９は、通常３つの相分離母線接続端子１０を収容する。
【００１８】
３つの相分離母線接続端子１０は３本の相分離母線２２にそれぞれ接続される。相分離母線２２は、発電機６の電力を外部へ送電する送電用母線である。また、中性点相間接続端子箱１８は、三相の交流電力をそれぞれ中性点接地抵抗器（図示せず）によって接地するための３つの中性点相間接続端子１９を収容する。
【００１９】
３本の送電用ブッシング１１ａは、各々送電用発電機端子８ａと相分離母線接続端子１０を接続する。発電機６の電力は、送電用発電機端子８ａによって取り出され、送電用ブッシング１１ａおよび相分離母線接続端子１０を通って相分離母線２２に三相交流電力として供給される。３本の接地用ブッシング１１ｂは、各々接地用発電機端子と中性点相間接続端子１９を接続する。中性点相間接続端子１９はそれぞれ中性点接地抵抗器に接続され、発電機６の中性点を接地する。
【００２０】
磁気シールド５は、支持構造体４の鋼板２のうちブッシング１１と対向する部位に支持部材５ａを介して鋼板２から離間して設けられる。支持構造体４の鋼板２のうちブッシング１１と対向する部位は、例えば図１に示す鉛直上方に向かって発電機６に近づく傾斜面となる。さらに、磁気シールド５で発生した熱が鋼板２に伝わることを防ぐために、熱伝導率の低い材料を断熱材として鋼板２と磁気シールド５の間に設けてもよい。
【００２１】
磁気シールド５は、高透磁率材料または高導電率材料が適用可能である。高透磁率材料としてフェライトやパーマロイ、珪素鋼板等の鋼板２より透磁率が高く、磁場閉じ込め効率の高い材料を適用することができる。また、高導電率材料としてアルミや銅等、電気導電率の高い金属材料を適用することができる。
【００２２】
（作用）
以下、本発明の第１の実施形態の作用について説明する。発電機６の運転時において、発電機６で発生した電力は、発電機端子箱８内の発電機端子８ａによって取り出され、ブッシング１１によって相分離母線接続端子１０に供給される。さらに、発電機６の接地に係る電流がブッシング１１を介して中性点相間接続端子１９に流れる。
【００２３】
このとき、ブッシング１１に流れる電流によってブッシング１１の周囲に磁束３１が漏えいする。磁気シールド５を設けない場合、磁束３１は支持構造体４の鋼板２のうちブッシング１１に対向する部位に吸収され、電磁誘導による渦電流を生じさせ、鋼板２に発熱が生じる可能性がある。
【００２４】
まず、磁気シールド５として高透磁率材料を適用した場合の作用について説明する。この場合、ブッシング１１から漏えいし鋼板２へ向かう磁束３１を磁気シールド５に吸収し発熱させ、鋼板２に磁束３１が吸収され発熱することを防ぐ。さらに、磁気シールド５の表面にフィンや凹凸形状を設け、磁気シールド５で発生した熱を効率よく放熱する構成としても良い。
【００２５】
次に、磁気シールド５として高導電率材料を適用した場合の作用について説明する。ブッシング１１から漏えいする磁束３１が高周波であるとき、高導電率材料の磁気シールド５を貫く磁束３１の強さが変化することによって磁気シールド５に渦電流が流れる。この渦電流によって磁気シールド５から発生する磁束は、ブッシング１１から漏えいする磁束３１を打ち消す方向であるため、磁束３１のシールドとして作用する。
【００２６】
本実施形態は、以下の変形が可能である。図４は、本発明の第１の実施形態に係る発電機基礎台の磁気シールドを相分離母線接続端子箱の一部とした例を示す概略縦断面図である。図４に示すように、相分離母線接続端子箱９の側面を延長してブッシング１１の側周を包囲する形状とし、相分離母線接続端子箱９の側面に上述した強透磁率材料や電気抵抗率の低い材料を適用する。この場合、相分離母線接続端子箱９の側面に磁気シールド５の作用を持たせることができる。なお、磁気シールド５によって相分離母線接続端子箱９の筐体の側面を構成するだけでなく、磁気シールド５を相分離母線接続端子箱９の筐体の側面に貼り付けて設ける構成としてもよい。
【００２７】
図５は、本発明の第１の実施形態に係る発電機基礎台の磁気シールドを発電機端子箱の一部とした例を示す概略縦断面図である。図５に示すように、発電機端子箱８によって発電機端子８ａおよびブッシング１１を包囲する形状とし、発電機端子箱８に強透磁率材料や電気抵抗率の低い材料を適応する。この場合、発電機端子箱８に磁気シールド５の作用を持たせることができる。なお、上述した変形例に限られず、支持構造体４の鋼板２とブッシング１１とが対向する領域において磁気シールド５を介挿すれば、同様の作用を発揮することができる。
【００２８】
さらに支持構造体４について以下の変形が可能である。図６は、本発明の第１の実施形態に係る発電機基礎台を示し、（ａ）は発電機の回転軸を挟んだ両側に平行に支持構造体を設けた概略上面図、（ｂ）はコの字形状の支持構造体に支持デッキを設けた概略断面図、（ｂ）は支持デッキの四隅に支持構造体を設けた概略断面図である。
【００２９】
図６（ａ）に示すように、発電機６の回転軸６ａを挟んだ両側に平行に支持構造体４を設け、固定具７によって発電機６の両側面を支持する構成とすることができる。また、図６（ｂ）に示すように、水平断面がコの字形状の支持構造体４の上に平板形状の支持デッキ１２を設け、支持デッキ１２の上面に発電機６を配置し固定具７で固定する構成とすることができる。さらに、図６（ｃ）に示すように、平板形状の支持デッキ１２の四隅を４本の支持構造体４で支え、支持デッキ１２の上面に発電機６を配置し固定具７で固定する構成とすることができる。この場合、４本の支持構造体４を相互に梁で接続し強度を高める構成としてもよい。図６（ｂ）および図６（ｃ）の場合、支持デッキ１２の下方にブッシング１１および相分離母線接続端子箱９が設けられる。
【００３０】
図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）に示す支持構造体４においても、ブッシング１１と鋼板２が対向する領域に磁気シールド５を設けることによって、ブッシング１１から漏えいする磁束３１の鋼板２への影響を低減することができる。さらに、図６（ｂ）および図６（ｃ）に示す支持デッキ１２のうちブッシング１１に対向する部位に磁気シールド５を設けてもよい。
【００３１】
（効果）
本発明の第１の実施形態によれば、鋼板コンクリート構造を適用した発電機基礎台１の支持構造体４の鋼板２とブッシング１１とが対向する領域において磁気シールド５を設けることによって、鋼板２に磁束３１が吸収され鋼板２が発熱することを防ぐことができる。
【００３２】
（第２の実施形態）
（構成）
以下、本発明の第２の実施形態に係る発電機基礎台について図７および図８を参照して説明する。第１の実施形態に係る発電機基礎台の各部と同一部分には同一符号を付し、同一の構成についての説明は省略する。
【００３３】
図７は、本発明の第２の実施形態に係る発電機基礎台の概略縦断面図である。第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、磁気シールド５に変えて鋼板２に切欠部１３を設けた点である。切欠部１３は、支持構造体４の鋼板２のうちブッシング１１に対向する部位に設けられる。
【００３４】
（作用）
以下、本発明の第２の実施形態の作用について説明する。図８は、本発明の第２の実施形態に係る発電機基礎台の磁束を示し、（ａ）は切欠部を設けない場合を示す概略斜視図、（ｂ）は切欠部を設けた場合を示す概略斜視図である。図８（ａ）に示すように、ブッシング１１で漏えいした磁束３１は、ブッシング１１に対向する部位の鋼板２に向かい、一箇所の発熱部２ａで局部的に発熱する可能性がある。そこで、図８（ｂ）に示すように、ブッシング１１に対向する部位の鋼板２に切欠部１３を設けることによって、磁束３１が向かう鋼板２の発熱部２ａを分散させ、一箇所で局部的に発熱することを防ぐことができる。さらに、切欠部１３に鋼板２より透磁率の低い補強部材を設け、切欠部１３の周囲に発熱部２ａを分散させつつ、補強部材によって切欠部１３の補強を行う構成とすることもできる。
【００３５】
（効果）
本発明の第２の実施形態によれば、支持構造体４の鋼板２のうちブッシング１１に対向する部位に切欠部１３を設けることによって、ブッシング１１で漏えいした磁束３１が向かう鋼板２の発熱部２ａを分散させ、一箇所で局部的に発熱することを防ぐことができる。
【００３６】
（第３の実施形態）
（構成）
以下、本発明の第３の実施形態に係る発電機基礎台について図９を参照して説明する。第１の実施形態に係る発電機基礎台の各部と同一部分には同一符号を付し、同一の構成についての説明は省略する。図９は、本発明の第３の実施形態に係る発電機基礎台の鋼板を示し、（ａ）は切欠部をスリットとした例を示す概略斜視図、（ｂ）はスリット内に絶縁体を設けた例を示す概略斜視図である。スリット１４は、ブッシング１１に対向する部位の鋼板２を複数の平行な溝形状に切り欠いて形成される。
【００３７】
（作用）
以下、本発明の第３の実施形態の作用について説明する。図９（ａ）では、切欠部１３を複数の平行な溝形状で切り欠いたスリット１４とする。この構成によって、磁束３１が鋼板２に吸収され発生する渦電流を分散させることによって発熱を抑える。
【００３８】
図９（ｂ）では、スリット１４内に絶縁体１５を設ける。この構成によって、磁束３１が鋼板２に吸収され発生する渦電流を分散させつつ、絶縁体１５がコンクリート容器の一部を構成し、支持構造体４の強度を高めることができる。
【００３９】
さらに、鋼板２のスリット１４内に絶縁体１５を設けることによってコンクリート容器を構成し、このコンクリート容器内にコンクリート３の打設が可能となる。また、スリット１４内に絶縁体１５を設けるだけでなく、鋼板２と絶縁体１５を互い違いに組み合わせてコンクリート３を打設するコンクリート容器を構成してもよい。
【００４０】
（効果）
本発明の第３の実施形態によれば、ブッシング１１に対向する部位の鋼板２にスリット１４を形成することによって、磁束３１が鋼板２に吸収され発生する渦電流を分散させることによって発熱を抑えることができる。
【００４１】
（第４の実施形態）
（構成）
以下、本発明の第４の実施形態に係る発電機基礎台について図１０を参照して説明する。第１の実施形態に係る発電機基礎台の各部と同一部分には同一符号を付し、同一の構成についての説明は省略する。図１０は、本発明の第４の実施形態に係る発電機基礎台の概略縦断面図である。第３の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、磁気シールド５に変えて冷却装置１６および冷却部１７を設けた点である。
【００４２】
冷却部１７は、支持構造体４の鋼板２のうちブッシング１１に対向する部位に設けられ、銅やアルミ等の熱伝導率の高い材料が適用される。さらに冷却装置１６によって冷媒を循環させて冷却部１７を冷却することができるように、冷却装置１６と冷却部１７とがヒートパイプ等で接続される。
【００４３】
（作用）
以下、本発明の第４の実施形態の作用について説明する。冷却装置１６は、空気や水、パラフィン等の冷媒を冷却部１７に供給して循環させ、鋼板２で発生した熱を冷却部１７によって冷却する。
【００４４】
また、冷却部１７に上述した磁気シールド５を適用することによって冷却部１７自体を発熱させつつ、冷却部１７を冷却することができる。さらに、冷却装置１６によって冷媒を冷却部１６に循環させる構成とするだけでなく、冷却装置１７を送風装置として冷却風を支持構造体４の鋼板２のうちブッシング１１に対向する部位に噴き当てる構成としてもよい。また、鋼板２に冷却装置１６からの冷媒を流通させることができる流路を形成する構成としてもよい。
【００４５】
（効果）
本発明の第４の実施形態によれば、冷却装置１６によってブッシング１１から漏えいした磁束３１が鋼板２に吸収されることによって発生した熱を冷却することができる。
【００４６】
なお、本発明の実施形態は上述した実施形態に限られないことは言うまでもない。例えば、支持構造体４の高さや、ブッシング１１ならびに相分離母線接続端子１０の数、固定具７の発電機６の固定位置等は、タービンの電力や復水器の容量、タービン建屋の構造等によって適宜変更され得るものである。また、タービン建屋とボイラー建屋が独立した構成の発電プラントだけでなく、タービン建屋とボイラー建屋が一体化した建屋の発電プラントにも適用可能である。
【００４７】
さらに、発電機端子箱８内に発電機端子８ａを収容する構成とするだけでなく、発電機６の筐体内に発電機端子８ａを収容する構成や、発電機端子８ａを省いて直接ブッシング１１によって発電機６の電力を引き出す構成としてもよい。また、相分離母線接続端子箱９内に収容した相分離母線接続端子１０と相分離母線２２を接続する構成だけでなく、相分離母線接続端子１０を省いて相分離母線２２の端部とブッシング１１を直接接続する構成としてもよい。
【００４８】
さらに、支持構造体４の鋼板２のうち、発電機端子箱８や相分離母線接続端子１０に対向、近接する部位に上述した磁気シールド５や切欠部１３を設けてもよい。このとき、発電機端子箱８や相分離母線接続端子１０から漏えいする磁束３１の支持構造体４の鋼板２への吸収や、磁束３１の支持構造体４の鋼板２への吸収による発熱を抑えることができる。
【００４９】
さらに、送電用ブッシング１１ａによって引出された発電機６の電力を外部へ送電する送電用母線として、交流電力の相毎に独立した金属外皮で密閉された相分離母線２２を適用するだけでなく、相毎に分離されていない相非分離母線を適用することも可能である。
【００５０】
さらに、相分離母線２２または相非分離母線からなる送電用母線は発電機の下方に設置される場合に限られない。例えば、水力発電所では回転軸を該垂直にして発電機６が配置され、送電母線は発電機６の側周面から離間して配置される。このとき、鋼板コンクリート構造を適用した発電機基礎台１は、発電機６を周囲から支持する構造であり、ブッシング１１は発電機６の電力を発電機６の側周面から離間して配置された送電母線に引出すように設けられる。なお、上述した第１から第４の実施形態は適宜組み合わせることができる。 
【符号の説明】
【００５１】
１・・・発電機基礎台
２・・・鋼板
２ａ・・・発熱部
３・・・コンクリート
４・・・支持構造体
４ａ・・・上面
５・・・磁気シールド
５ａ・・・支持部材
６・・・発電機
６ａ・・・回転軸
７・・・固定具
７ａ・・・ボルト
８・・・発電機端子箱
８ａ・・・送電用発電機端子
９・・・相分離母線接続端子箱
１０・・・相分離母線接続端子
１１・・・ブッシング
１１ａ・・・送電用ブッシング
１１ｂ・・・接地用ブッシング
１２・・・支持デッキ
１３・・・切欠部
１４・・・スリット
１５・・・絶縁体
１６・・・冷却装置
１７・・・冷却部
１８・・・中性点相間接続端子箱
１９・・・中性点相間接続端子
２１・・・基礎底部
２２・・・相分離母線
３１・・・磁束 
【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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