(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置の内部での爆発から生じる圧力を外部に放出するために当該装置の放散口に取り付けられる爆発放散口用ベントカバーであって、
前記放散口を塞ぎ、内部の爆発により前記放散口から離脱する放散扉と、
前記放散口側に設けられた支点を中心に回転可能に枢支されたアームと、前記支点から距離Ｌ１だけ離れた位置において前記アームに押さえ部が設けられ、前記押さえ部が前記放散扉に重なることで、その荷重が放散扉のシール圧を維持するウェイトとを有し、
前記放散扉が離脱する過程において、前記ウェイトが押し上げられて前記支点を中心に回転し、前記押さえ部における前記放散扉との重なりが外れることを特徴とする爆発放散口用ベントカバー。
【請求項２】
装置の内側での爆発から生じる圧力を外部に放出するために当該装置の放散口に取り付けられる爆発放散口用ベントカバーであって、
前記放散口側に設けられた支軸を中心に回転可能に軸支されて、前記放散口を塞ぎ、内部の爆発により前記放散口から離脱する放散扉と、
前記放散口側に設けられた支点を中心に回転可能に枢支されたアームと、前記支点から距離Ｌ１だけ離れた位置において前記アームに押さえ部が設けられ、前記押さえ部が前記支軸から距離Ｌ２だけ離れた位置で前記放散扉に重なることで、その荷重が放散扉のシール圧を維持するウェイトとを有し
前記放散扉が軸支される支軸を中心として回転する過程において、前記ウェイトが押し上げられて前記支点を中心に回転し、前記押さえ部における重なりが外れることを特徴とする爆発放散口用ベントカバー。
【請求項３】
前記放散扉の支軸の位置は、前記放散扉が放散口を塞いだ状態のときに前記ウェイトが前記放散扉と重なる位置に対して、内部の爆発の際に前記放散扉が前記放散口から離脱する回転方向において逆側に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の爆発放散口用ベントカバー。
【請求項４】
前記距離Ｌ１は、前記距離Ｌ２より短く設定されていることを特徴とする請求項２若しくは３に記載の爆発放散口用ベントカバー。
【請求項５】
前記ウェイトは錘と、前記錘が取り付けられて前記支点を備えたアームとを有し、前記錘の重量を任意に変更することができることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の爆発放散口用ベントカバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集塵機、粉体サイロ、乾燥設備、タンク等、内部で爆発のおそれのある機器、容器、配管に取り付け、可燃性粉じん、可燃性ガスおよび引火性液体の蒸気による爆発から生じる異常な圧力を外部に放出することによって機器の破損を未然に防止し、被害を最小・局限化する爆発圧力の放散装置に関し、具体的には、労働安全衛生総合研究所作成の爆発圧力放散設備技術指針に従った爆発圧力放散口に取り付けるベントカバーの構造とその保持方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
爆発の種類は大きく分けて粉じん爆発とガス爆発に分類できる。可燃性ガス・蒸気やほとんどの可燃性粉体は、製造・輸送・貯蔵中に大気中において爆発の危険性があり、一旦爆発が発生すると、内部の圧力は急速に上昇して機器を破壊し、人身事故に至る危険も大きく、被害は甚大となる。
【０００３】
そこで国内では、粉じん爆発を規制する法律等として、乾燥設備を対象とする安全衛生規則第２９４条「乾燥設備の構造等」、機器全般を対象とする労働安全衛生法第２８条の２「危険性の調査・措置」が制定され、爆発圧力放散口の設置など、爆発防護対策を講じることが義務付けられている。
【０００４】
爆発圧力放散口に取り付けるベントカバーは、爆発の際、機器の一部を意図的に開口して爆発圧力を開放し機器全体の破壊を最小限にとどめるものであり、前述の爆発圧力放散設備技術指針には、その構造や保持方法等、設計に必要な事項が記載されており、大きく分けて、破裂板式、蝶番ドア式、離脱パネル式の３つがあるとされている。
【０００５】
破裂板式は、あらかじめ設定された爆発（破裂）圧力が生じたとき、一番先に破裂することで決められた放散面積を持つ開口を生ずる薄板が爆発放散口を覆っている。この薄板には、切り溝加工（脆弱線）などが施され、一旦開放した後は再び放散口が閉じることがないため、確実に圧力を開放できる。このような例として、特許文献１に記載されるものがある。
【０００６】
また、蝶番式の爆発放散口ベントカバーは、蝶番で支持されたフタが爆発圧力によって開くものであり、放散扉の保持方法には、金具・ピン式、ウェイト式、磁石等、さまざまなものがある。例えば、特許文献２には、あらかじめ設定された爆発圧力によって、弱く設計された留め具が変形、破断しベントカバーが開口する金具・ピン式のベントカバーが記載されている。このタイプのベントカバーは、放散扉を軽くできるため、爆発圧力に素早く反応して開口するという利点がある（爆発圧力放散設備技術指針においても、放散扉は単位面積当たりの質量は１２．２ｋｇ／ｍ２を超えてはならないことが明記されている）。
【０００７】
特許文献３には、砂礫を利用して放散扉に圧力をかけるウェイト式が記載されており、おもしである砂礫の量を調整することで爆発圧力の設定がしやすいという利点がある。
【０００８】
また、特許文献４には、放散扉側あるいは放散口側のいずれかに磁石を設け、放散扉の自重と磁石の吸引力により放散扉を一定の圧力で押圧して閉じる磁石式で、これも放散扉を軽くできるとともに、磁力に応じて爆発圧力の設定がある程度可能であるという利点がある。
【０００９】
離脱パネル式のベントカバーは、はめこまれたパネルがはずれて開口するものであり、その保持方法は、蝶番式に準ずるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特表２００６−５２４７８５号公報
【特許文献２】特開２０１１−２００７６号公報
【特許文献３】特公昭６０−２４０２２号公報
【特許文献４】特開２００１−１７１７９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
破裂板式のベントカバーは、薄板とそれを保持するフレームやパッキンなどの複数の部品のアセンブリとなっており、一旦破裂した場合、このアセンブリごとに交換しなければならない。また破裂しない場合であっても、常時震動、圧力変動、脈動等の圧力にさらされる薄板は、長年の使用によって、爆発が発生しなくても疲労で脆弱線（ミシン目）が切れてしまうことがある。さらに、パッキンの経年劣化に伴い、弾性が低下する。そうしたことから、品質保持のため、アセンブリごとの交換が定期的に必要となり、メンテナンス上もコスト面でも需要者の負担は大きくなる。
【００１２】
留め具が変形、破断して開口させるベントカバーでは、留め具が挟み込む弾性のシール圧によってパッキンのシール性を発揮させているが、こうした軽い扉に使われるパッキンは、発砲ゴムや樹脂などをつかった可撓性のパッキンが使われることが多く、疲労するにつれてパッキン中の気泡抜けにより、少しでもパッキンの厚さが保てなくなると、留め具がこれに追従できずにシール圧を維持できず、シール性を発揮できるようにパッキンを押しつぶすシール圧を得ることができなくなり、結果としてシール性が十分発揮できなくなるという欠点がある。
【００１３】
また、砂礫を放散扉上に載せてウェイトにしたベントカバーでは、ウェイトの重みによって爆発放散口に押圧されるため、パッキンなどのシール部材が疲労することにより厚さが保てなくなっても、これに追従して重みを与え続けるため、留め具を利用するものと比べてシール性は安定するという利点はある。一方で、放扉の重量が重くなるため、爆発時の開口速度が遅くなるという欠点がある。
【００１４】
また、磁石は、鉄粉などの磁性粉体がある現場では使えず、温度（特に高温）により磁力が変化する場合がある。また、磁石の磁力は製造メーカーによって決められているため、磁石を変えれば、任意の爆発圧力に応じた磁力が得られるというわけでは必ずしもなく、異なる粉体可燃性物質を扱う現場ごとに設定される爆発圧力の変更に対し、磁石では十分に対応しきれない場合も多い。
【００１５】
本発明の目的は、こうした問題点を踏まえ、放散扉を軽くして爆発時の反応が良く（素早く開口）、パッキンの経年劣化にも影響を受けにくいシール安定性が確保でき、爆発圧力の設定変更もしやすいウェイト式爆発放散口用ベントカバーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するため、本発明に係る爆発放散口用ベントカバーは、装置の内部での爆発から生じる圧力を外部に放出するために当該装置の放散口に取り付けられる爆発放散口用ベントカバーであって、
前記放散口を塞ぎ、内部の爆発により前記放散口から離脱する放散扉と、
前記放散口に設けられた支点を中心に回転可能に枢支されたアームと、前記支点から距離Ｌ１だけ離れた位置において前記アームに押さえ部が設けられ、前記押さえ部が前記放散扉に重なることで、その荷重が放散扉のシール圧を維持するウェイトとを有し、
前記放散扉が離脱する過程において、前記ウェイトが押し上げられて前記支点を中心に回転し、前記押さえ部における前記放散扉との重なりが外れることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
ウェイトは、支点を中心に回転可能に枢支されて放散扉に重なっているので、内部に爆発が生じたとき、ウェイトは支点を中心とした回転運動をするのに対して、放散扉はほぼ垂直に持ち上げられるので重なりが外れ、以降ウェイトの重量から解放された放散扉の開放速度が速い。また、平常時においては、ウェイトが重なりを通じて放散扉に所定の荷重を与え続けるため、放散扉のシール圧を維持できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例による爆発放散口用ベントカバーを示す図である
【図２】爆発放散口用ベントカバーが開放される状態を示す図である。
【図３】別の実施形態に係る爆発放散口用ベントカバーを示す図である。
【図４】別の実施形態に係る爆発放散口用ベントカバーを示す図である。
【図５】さらに別の実施形態に係る爆発放散口用ベントカバーを示す図である。
【図６】さらに別の実施形態に係る爆発放散口用ベントカバーを示す図である。
【図７】さらに別の実施形態に係る爆発放散口用ベントカバーを示す図である。
【図８】さらに別の実施形態に係る爆発放散口用ベントカバーを示す図である。
【図９】さらに別の実施形態に係る爆発放散口用ベントカバーを示す図である。
【図１０】さらに別の実施形態に係る爆発放散口用ベントカバーを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本実施例に係る爆発放散口用ベントカバー１について説明する。図１において、爆発放散口用ベントカバー１は、集塵機やタンク等の装置或いはこれに接続された接続管等の壁面３に対してヒンジ部４を介して回動自在に放散扉５を軸支し、装置内部で発生した爆発圧力を爆発放散口２の開口部２ａへと案内する。
【００２０】
ヒンジ部４（図１Ｂ、平面視参照）は、壁面３に固定されたブラケット６、６と放散扉５に固定されたブラケット７、７を回動自在に連結するヒンジピン８、８を有し、ヒンジピン８、８を回動軸として放散扉５を回動させることにより、開口部２ａを開閉できるようになっている。
【００２１】
放散扉５の両側面のほぼ中心には受け金具９が溶接されており、後述するウェイト１０の押さえ金具１１によって受け金具９を押さえつけることによって、放散扉５の裏面つまり内側外周に設けられているパッキン１２が放散口２の縁部に押圧されてシールされるようになっている。
【００２２】
受け金具９を挟んでヒンジ部４の反対側の壁面３にはヒンジ部１３が設けられ、ヒンジ部１３を介してウェイト１０が放散扉５の反対側に回動自在に設けられている。ヒンジ部１３は、壁面３に固定されたブラケット１４、１４と、放散扉５のヒンジピン８、８を結ぶ回動軸に平行なヒンジピン１５、１５とを有し、ヒンジピン１５、１５を回動軸としてウェイト１０、１０を回動自在に連結している。
【００２３】
ウェイト１０は、ヒンジピン１５、１５を結ぶ回動軸に垂直かつ放散扉５の両側面に平行に延在するアーム１６、１６と、ヒンジピン１５、１５の他端側には錘１７、１７を有しており、ヒンジピン１５と錘１７の間には、平面視Ｌ字形状の押さえ金具１１がアーム１６の放散扉５への対向面に固定されている。ウェイト１０は、ヒンジピン１５を支点Ｐ、錘１７を力点Ｒ（錘１７の重心）、押さえ金具１１が受け金具９と重なり、押さえている箇所を作用点Ｔ、アーム１６を梃子として、作用点Ｔを中心に置き、力点Ｒと支点Ｐが両側に配置される梃子の原理を利用して、放散扉５をウェイト１０の重みで押さえつけている。
【００２４】
一方、爆発圧力によって放散扉５が開くと、放散扉５はヒンジピン８を支軸Ｑとして回動し、受け金具９が押さえ金具１１を持ち上げるため、ウェイト１０全体が持ち上がる。
【００２５】
図２は、爆発圧力によって放散扉５が開放される過程を示している。内部の爆発により、放散扉５が図面上側に向けて、開放されるとする。図２Ａは、ウェイト１０の押さえ金具１１によって受け金具９を押さえつけ、放散扉５をとじている状態である。放散扉５が、ウェイト１０の重みで押さえられ放散口２の縁部に押圧されて閉塞している。
この状態において、放散扉５の内側のパッキン１２（図２Ｃ参照）が疲労することにより厚さが保てなくなっても、これに追従してウェイト１０は重みを与え続けるため、放散扉５と放散口２との間のシール圧は安定的に維持される。
【００２６】
図２Ｂにおいて、爆発圧力が生じると、ウェイト１０はヒンジピン１５の支点Ｐを中心にして回動する。放散扉５は、ヒンジピン８の支軸Ｑを中心にして回動する。押さえ金具１１が受け金具９を抑えている作用点Ｔは、支点Ｐから作用点Ｔまでの距離Ｌ１を半径とした円周上を軌道ＯＡにして移動し、さらに受け金具９上を（図の紙面左方向へ）スライドしながら受け金具９の端部に至る。
【００２７】
一方、受け金具９はヒンジピン８の支点Ｐを中心に支軸Ｑからの距離Ｌ２を半径とした円周上を軌道ＯＢとして移動する。軌道ＯＡと軌道ＯＢの交叉する位置Ｓで、受け金具９が押さえ金具１１からはずれて放散扉５が開放される。
【００２８】
作用点Ｔが位置Ｓに移動した時の支軸Ｑ周りの角度θは、放散扉５の受け金具９がウェイト１０の押さえ金具１１との重なりから外れて放散扉５が完全に開放される角度である。このとき、ウェイト１０は支点Ｐ周りにおいて、角度α回転する。
【００２９】
図２Ｂに示すようにウェイト１０の支点Ｐと放散扉５の支軸Ｑのそれぞれの位置は、図面上で作用点Ｔの水平高さ位置よりも低い位置に設けられている（内部の爆発により放散扉５が開放される図面上向きの方向とは逆側の位置）。このため、放散扉５が内部爆発により持ち上がるに従い、押さえ金具１１の作用点Ｔと受け金具９の端部は、互いに近づく方向へ移動するため、端部Ｓに至るまでの角度θを小さくすることができる。装置内部の爆発力を迅速に外部に放出するためには、角度θが小さいほど良く、ウェイト１０との重なりが速く解消する。また、角度θが小さいほど、放散扉５は垂直或いは垂直に近く開放される。さらに、距離Ｌ１は、距離Ｌ２に対して短く設定し、受け金具９はほぼ垂直に移動させ、押さえ金具１１は水平方向に移動させるようにすることで、角度αに対して角度θをさらに小さくすることができる。
【００３０】
図２Ｃにおいて、受け金具９は押さえ金具１１からはずれて放散扉５は全開する。一方、ウェイト１０は自重によって反転する。受け金具９は押さえ金具１１からはずれた瞬間、放散扉５を押圧していたウェイト１０の重さが消失するため、爆発圧力により放散扉５の開放速度が速くなる。
【００３１】
図３は、装置の開口部２ａの形状にあわせ、爆発放散口２にフランジ１９を設けてボルトなどで取り付けられるようにした、爆発放散口用ベントカバー１００を示している。爆発放散口用ベントカバー１００においては、ウェイト１０の支点となる水平高さ位置を爆発放散口用ベントカバー１のものよりも低い位置（図３Ｂにおける紙面下側）に設け、ヒンジ部に蝶番２０を使用している。他の構成は、爆発放散口用ベントカバー１と同様であるので説明を省略する。爆発放散口用ベントカバー１００においては、支点Ｐの水平高さ位置を支軸Ｑより低い位置に設けると、角度θの増加量に比べて、押さえ金具１１の水平方向への移動量を大きくできるため、放散扉５をよりすばやく開放できる。
【００３２】
また、放散扉５が開放される角度θは、押さえ金具１１の作用点Ｔが、受け金具９のどの位置にあるかによっても調節できる。作用点Ｔが受け金具９の図面上の左端部に近いほど、角度θは小さくなる。
【００３３】
図４は、他の実施例による爆発放散口用ベントカバー２００を示す図であって、ウェイト２１は平面視コ字状をしており、アーム２２、２２のウェイト支点Ｐ側から一番離れた両端部を連結する形でウェイト部２３が設けられている。また放散扉５の上面中央には、扉５の強度を補強するための側面視Ｌ字状のリブ２４を、アーム２２に垂直になるように固着している。このリブ２４は放散扉５の幅よりも若干長く、放散扉５からはみ出したリブ両端部を、ウェイト２１の押さえを受ける受け部２４ａ、２４ａとしている。
【００３４】
アーム２２、２２を連結させる形でウェイト部２３を設け、放散扉５の支軸Ｑとの干渉を避けるため、ウェイト部２３の位置をウェイト支点Ｐからさらに遠くにしたため、ウェイト部２３の重量を軽量にできる利点があるとともに、両アームを連結することにより、ウェイト２１全体がより安定して回動できる利点がある。
【００３５】
図５は、他の実施例による爆発放散口用ベントカバー３００を示す図であるが、ウェイト２５の形状が平面視コ字状をしており、放散扉５の回転軸側を除く三方周囲を取り囲んでいる。ウェイト２５は、アーム２６全体に重量が分散してアーム２６自体が錘２７に相当し、爆発圧力の設定圧力にあわせて板状の錘２７を複数積層させることもできる。
【００３６】
図６は、配管に設けられた爆発放散口２８に設けられた爆発放散口用ベントカバー４００である。放散扉３０の形状は、放散口の形状にあわせ、円形となっているが、これに限定されることはなく、集塵機やタンク等に設けられた爆発放散口の形状にあわせてさまざまな形状がありうる。さらに、放散扉３０の支軸Ｑの数は、放散口の形状にあわせて１つでも２つでもよく、それ以上でもかまわない。
【００３７】
図１から図６までに示した実施例では、ウェイトの押さえ金具（押さえ部）の作用点Ｔの両端側にそれぞれウェイト支点Ｐと錘１７の重心（アーム全体が錘である錘２７の場合も含む）が設けられている場合を示すものであるが、同じ爆発圧力であっても、ウェイト１０の支点Ｐと作用点Ｔの距離が近いほど、錘１７，２７の重さを軽くできる。
【００３８】
図７は、装置の垂直な側面に設けられた爆発用放散口用ベントカバー５００である。ウェイト３２のアーム３３は水平に延在し、アーム３３端部に錘３４を設けている。Ｌ字状の押さえ金具３５は、閉じた状態の放散扉３６に平行に延在して、放散扉３６の受け金具３７を押さえて、放散扉３６を押圧しており、内部の圧力が爆発圧力に達すると放散扉３６の下方にある支軸Ｑを軸に上部から開放される。
【００３９】
以下の実施例では、錘１７、ウェイト１０の支点Ｐ、作用点Ｔ、放散扉５、放散扉５の支軸Ｑを単純化して、それぞれの位置関係の変更例を示すことにする。
図８は、ウェイト１０の支点Ｐ、作用点Ｔ、力点Ｒをこの順に配置する例である。
図８Ａに示される例は、爆発放散口用ベントカバー１の変形例であり、支軸Ｑが一箇所に集約されている。尚、放散扉５は、爆発放散口用ベントカバー１における平面視方形のものから、平面視円形に変更されているが、このような形状は設置される装置側に合わせるものであり、他の形状であってもよいが、作図の都合上円形にした。
図８Ｂに示される例は、爆発放散口用ベントカバー２００の変形例であり、支軸Ｑが一箇所に集約されている。
【００４０】
図８Ｃに示される例は、爆発放散口用ベントカバー３００の変形例であり、支点Ｐが一箇所に集約されている。尚、アーム１６の先端に錘１７が設けられているが、アーム１６の全体に分散させても良い。さらに、押さえ金具１１と放散扉の受け金具９の数も、放散扉５に均一に加重を掛けられるのならば、対向する２か所に限られず、形状もこれらに限定されない。これらはどの実施例においても共通して言えることである。
【００４１】
図８Ｄに示される例は、放散扉５側の支軸Ｑとして、枢軸を要する支軸の代わりに、例えばチェーン５０を利用した例である。爆発圧力に達したとき、放散扉５にはもっぱら垂直に持ち上げる力（図７の場合は水平の力）が働き、支軸Ｑを中心に回動する必要が無いからであり、危険を考慮してつなぎ止めておく機能だけがあれば良いからである。
【００４２】
図９Ａに示される例は、放散扉５を挟んで、支軸Ｑの反対側に作用点が設けられている。放散扉５と作用点Ｔの直線延長線上に、ウェイト１０、支点Ｐを有する。図９Ｂに示される例は、ウェイト１０の錘１７が直接的に放散扉５を押さえている状態を示す図である。図９Ａ、９Ｂに示される例では、放散扉５の支軸Ｑの反対側１点で放散扉５を押圧しており、非常にシンプルな構造であるが、ウェイト１０の重量は爆発圧力の設定荷重以上のものが必要となる。
【００４３】
図１０Ａに示す例は、放散扉５の両側に作用点Ｔが２つ設けられ、ウェイト１０は２つの作用点Ｔを結ぶ直線延長線上の両側に設けられ、ウェイト１０、支点Ｐを直線状に配置している。図１０Ｂに示す例は、ウェイト１０の錘１７が直接的に放散扉５を押圧している状態を示す図である。図１０に示す例では放散扉５の支軸Ｑを示しているが、支軸Ｑのない場合も可能である。ウェイトの重量は爆発圧力の設定荷重以上のものが必要であるが、放散扉４２の開く方向に対して垂直に押さえるので、安定して扉を押圧できる。
【００４４】
なお、受け金具について、上述の実施例の他に、内部が設定した爆発圧力に達したとき、放散扉の受け金具が変形、破断することを妨げない。
【００４５】
以上のように、放散扉とウェイトを別々に設け、それぞれの支点を反対側もしくは直交する位置に設けることによって、放散扉は、わずかな角度だけ持ち上げられるだけで、ウェイトの重量から解放されるため、従来のウェイト式放散口用ベントカバー（放散扉とウェイトが一体）の放散扉が重すぎて開動作が遅いという欠点を克服できる。
【００４６】
また、ウェイトの錘の重さを変更することで、設定される爆発圧力の変更に容易に対応できる。さらに、放散扉のヒンジピンが挿通される図示されない孔をヒンジピンの径よりも上下（垂直な扉であれば左右）に大きく設けることで、パッキンの弾力が徐々に低下しても、ウェイトの重みによって一定の力で押圧されるため、シール性が安定して確保できるなど、従来からあるウェイト式爆発放散口用ベントカバーの利点をそのまま生かすことができる。
【符号の説明】
【００４７】
１，１００，２００，３００，４００，５００：ベントカバー
２：爆発放散口
２ａ：開口部
５，３０，３６：放散扉
８  ヒンジピン
９，３７：受け金具
２４ａ：受け部
１０，３２：ウェイト
１１，３５：押さえ金具
１２：パッキン
１５：ヒンジピン
Ｐ：支点
Ｑ：支軸
Ｔ：作用点
【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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