(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒容器は、回転するように構成されており；該円筒容器の内部にはスクリューコンベアが配置されており、該スクリューコンベアの中心軸線と該円筒容器の中心軸線とは同一の軸線であり、該スクリューコンベアの回転軸の回転数と該円筒容器の回転軸の回転数とは異なった回転数にて回転するように構成されており；該円筒容器の一方の端部には、２重管の形状に形成された、同一の軸線を有する大小二つの管が、配置されており、また該大小二つの管の開口部と対面する位置には２重管の形状に形成された、同一の軸線を有する大小二つの固定された管が配置されており、回転する該大小二つの管と該大小二つの固定された管は回転継手シールを介して連結されており、すなわち該大小二つの固定された管は該円筒容器の内部と各々気密に連通されており；該２重管の２個の管路は、粒体と媒質流体との混相流体を該円筒容器の内部へ流入させる入口側管路と、粒体と媒質流体との混相流体を該円筒容器の外部へ流出させる出口側管路の２種類の管路から構成されており；以上のように、回転する円筒容器と、スクリューコンベアと、入口側管路と出口側管路の２重管路、から少なくとも構成されている、遠心回転式粒体貯蔵兼粒体供給タンクにおいて、入口側管路から円筒容器の内部へ流入した粒体と媒質流体との混相流体は、スクリューコンベアのスクリュー羽根に衝突するなどして混相流体の速度が減衰されて粒体は媒質流体から分離され、該分離された粒体は遠心力の作用により円筒容器の内周面において外周方向へ押し付けられた状態でいったん貯蔵され、次に、該粒体は、スクリューコンベアの作用により、２重管路が配置されている円筒容器の側部の方向へ移送された後に、該円筒容器の側部に設けられた粒体排出穴から、出口側管路の上流側の管路の中へ排出されて再び粒体と媒質流体との混相流体が形成され、而して、入口側管路から円筒容器の内部へ流入して粒体を分離された媒質流体は、円筒容器の内部を流れた後に、再び粒体を混合されて混相流体となった状態で出口側管路から円筒容器の外部へ流出する；以上のように構成されたことを特徴とする、遠心回転式粒体貯蔵兼粒体供給タンク。
【請求項２】
円筒容器を回転駆動する円筒容器軸において、該円筒容器軸の外周部分にはスクリューコンベアを回転駆動する中空のスクリュー軸が軸受を介して配置されており；該スクリュー軸の端部にはスクリュー軸スプロケットが固定されており；該円筒容器軸には円筒容器軸スプロケットが固定されており；該スクリュー軸スプロケットと該円筒容器軸スプロケットとは、中間スプロケットとしての２列スプロケット及び２本のローラチェーンを介して連結されており；該スプロケット群の各々の歯数を任意の歯数に設定することにより、スクリュー軸の回転数と円筒容器軸の回転数を違えるように成した；以上のように構成されたことを特徴とする、請求項１に記載の遠心回転式粒体貯蔵兼粒体供給タンク。
【請求項３】
回転軸と、該回転軸に固定された第１軸芯部材と、第２軸芯部材と、軸芯空間と、羽根部材と、羽根包囲部材と、粒体射出孔と、入口側管路と出口側管路の２重管路、から少なくとも構成されている、研掃材などの粒体の遠心翼車ユニットにおいて；該回転軸と、該第１軸芯部材と、該第２軸芯部材と、該羽根部材と、該羽根包囲部材と、該粒体射出孔の各々は、同一の１本の軸線を中心軸として回転するように構成されており、且つ、該第１軸芯部材の外周円と、該第２軸芯部材の内周円と外周円とは、該同一の１本の軸線を中心軸として同心円状に形成されており、一方、該軸芯空間と、該入口側管路と出口側管路の２重管路は、回転はしないが該同一の１本の軸線を中心軸として同心筒状に形成されており；該軸芯空間は、該第１軸芯部材の外周面と、該第２軸芯部材の内周面とにより挟まれた領域にある円筒空間であり；該軸芯空間の端部は、入口側管路と出口側管路の２重管路の２重の円筒空間の端部と対面しており、該対面した部分は、該遠心翼車ユニットの外界にある空間から遮断されて可能な限り気密に連通されており；該第２軸芯部材の外周面には、該外周面から放射状に延びる複数の羽根部材と、羽根包囲部材とが固定されており、すなわち、該羽根部材と該羽根包囲部材とが一体化して形成された放射状筒体の内部空間は該軸芯空間に連通されており；該軸芯空間から該出口側管路に至る流路を流れる粒体と媒質流体との混相流体から粒体のみを補足、分離し、続いて該補足した粒体に該羽根部材により遠心力を付与して該粒体射出孔から外界に向け高速度で射出するため、該羽根部材の回転軸側の端部は、該軸芯空間において該粒体を効果的に補足する目的のために該回転軸方向に延伸した状態にて配置されており；粒体射出孔の開口面積については、単位時間あたりに粒体射出孔を通過する高速度の粒体の体積を基礎データとして算出した口径面積の数値に基づいて、該粒体射出孔の開口面積は可能な限り小さく形成される；以上のように構成されたことを特徴とする、研掃材などの粒体の遠心翼車ユニット。
【請求項４】
管内面に沿って移動しながら、管内壁に向けて研掃材などの粒体を投射し、且つ、該投射された粒体を回収して再び該管内壁に向けて投射する、所謂、被投射粒体のリサイクル使用機能を備えた、管内面への粒体投射装置において；該管内面への粒体投射装置は、請求項１乃至請求項２に記載の遠心回転式粒体貯蔵兼粒体供給タンクと、請求項３に記載の研掃材などの粒体の遠心翼車ユニットを具備しており；更に、該管内面への粒体投射装置は、管内を圧力の高い上流領域と、圧力の低い下流領域の二つの領域に区分するための、管内面接触シールと隔壁部材とから成る圧力境界壁としての圧力境界パーティションユニットを具備しており；該圧力境界パーティションユニットの上流側の領域には、請求項３に記載の研掃材などの粒体の遠心翼車ユニットが配置されており、該圧力境界パーティションユニットの下流側の領域には、請求項１乃至請求項２に記載の遠心回転式粒体貯蔵兼粒体供給タンクが配置されており；該圧力境界パーティションユニットについて、管の軸線の方向から見た該圧力境界パーティションユニットの外形の形状は該管の内面の形状と同様の形状を成しており、該圧力境界パーティションユニットの軸線の部分には２重管路が気密に配置されており、該２重管路の内側の管路の上流側は該遠心翼車ユニットの入口側管路に連通されており、該２重管路の内側の管路の下流側は該遠心回転式粒体貯蔵兼粒体供給タンクの出口側管路に連通されており、該２重管路の外側の管路の下流側は該遠心回転式粒体貯蔵兼粒体供給タンクの入口側管路に連通されており、該２重管路の外側の管路の上流側にある端部は該圧力境界パーティションユニットの上流側の領域において開口しており、すなわち、  該２重管路の外側の管路の上流側と該圧力境界パーティションユニットの上流側の領域とは連通しており、該遠心翼車ユニットの出口側管路の下流側にある端部は該圧力境界パーティションユニットの下流側の領域において開口しており、すなわち、該遠心翼車ユニットの出口側管路の下流側と該圧力境界パーティションユニットの下流側の領域とは連通しており；以上のように構成されたことを特徴とする管内面への粒体投射装置において、管内においては圧力境界パーティションユニットを境界としてその上流側から下流側へ常に媒質流体が流れているが、管内壁に向けて投射された後の粒体は媒質流体との混相流体となって圧力境界パーティションユニットの２重管路の外側の管路を通って遠心回転式粒体貯蔵兼粒体供給タンクの内部へ流入し、次に、該タンクの内部において該粒体は媒質流体から分離され、該分離された粒体は遠心力の作用により該タンクの内周面においていったん貯蔵され、次に、該粒体はスクリューコンベアの作用により該タンクの側部の方向へ移送された後に粒体排出穴から排出され、且つ再び粒体と媒質流体との混相流体が形成され、次に、該混相流体は該圧力境界パーティションユニットの２重管路の内側の管路を通って遠心翼車ユニットの入口側管路に到り、次に、該粒体は遠心翼車ユニットの軸芯空間において媒質流体から分離された後に羽根部材により遠心力を付与されて粒体射出孔から管内壁に向けて高速度で投射され、一方、粒体を分離された後の媒質流体は該圧���境界パーティションユニットの下流側の領域へ流出され、以降、上記に述べた粒体と媒質流体との混相流体の運動が繰り返される；以上のように構成されたことを特徴とする、管内面への粒体投射装置。
【請求項５】
圧力境界パーティションユニットの上流側の領域に開口した入口部分から該圧力境界パーティションユニットの下流側の領域に開口した出口部分に至る管路において、該管路の上流側の入口部分、もしくは下流側の出口部分、もしくは該管路の途中部分に、該上流側の領域の圧力と該下流側の領域の圧力との圧力差を調整する圧力調整弁を具備したことを特徴とする、請求項４に記載の管内面への粒体投射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重力の作用が及ばない環境下において、例えば遠心力が作用する環境下において、ポンプの作用により入口側管路を通って上流側から移送された粒体と媒質流体との混相流体から該粒体を分離し、次に、該粒体を貯蔵し、次に、該貯蔵された粒体の一部を連続的且つ定量的に取り出し、次に、該取り出された粒体を再び媒質流体との混相流体と成して出口側管路を通って下流側へ移送する機能を具備した、遠心回転式粒体貯蔵兼粒体供給タンクに関する。
本発明はまた、重力の作用が及ばない環境下において、例えば遠心力が作用する環境下において、ポンプの作用により入口側管路を通って上流側から移送された粒体と媒質流体との混相流体から該粒体を分離し、次に、該粒体に遠心力を付与して該混相流体の流路から外れた領域に向け高速度で射出し、次に、該粒体が分離された後の媒質流体は出口側管路を通って下流側へ移送される機能を具備した、研掃材などの粒体の遠心翼車ユニットに関する。
本発明は更に、上述の遠心回転式粒体貯蔵兼粒体供給タンクと上述の研掃材などの粒体の遠心翼車ユニットとを組み合わせて管内面への粒体投射装置と成すことを目的としており、該管内面への粒体投射装置においては、該遠心回転式粒体貯蔵兼粒体供給タンクから、該研掃材などの粒体の遠心翼車ユニットへ移送された粒体と媒質流体との混相流体は、該遠心翼車ユニットにおいて粒体と媒質流体とに分離され、次に、該粒体には遠心力が付与されて管の内壁に向け高速度で射出され、次に、該粒体が分離された後の媒質流体は管の下流側へ移送され、一方、該遠心翼車ユニットから射出された後の粒体は再び媒質流体との混相流体と成って遠心回転式粒体貯蔵タンクへ移送され、すなわち粒体を何度もリサイクル使用可能な機能を具備した、且つ、重力の作用が及ばない環境下において使用可能な機能を具備した、管内面への粒体投射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の公知技術としては、特許第３０２８１４８号公報に記載の遠心投射装置が知られている。
【特許文献１】特許第３０２８１４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許第３０２８１４８号公報に開示された遠心投射装置を除く従来の遠心投射装置においては、研掃材は重力の作用すなわち自然落下を利用して回転翼車へ供給されている。よって、遠心投射装置の設置位置によっては自然落下による研掃材の供給が不可能となり、よって遠心投射装置の設置位置に大きな制約がある。
そこで、特許第３０２８１４８号公報に開示された遠心投射装置の主たる技術的解決課題は、設置位置の制約の少ない遠心投射装置を提供することであった。また、少なくとも回転翼車においては設置位置の制約が全く無い遠心投射装置を提供することであった。
また、特許第３０２８１４８号公報に開示された遠心投射装置の他の技術的解決課題は、気体の流れに乗って吸引移送されている途上の研掃材を研掃材のみ気体の流れより分離し、分離後の研掃材を回転翼車へ供給する遠心投射装置を提供することであった。
また、特許第３０２８１４８号公報に開示された遠心投射装置の更に他の技術的解決課題は、回転翼車により投射された研掃材を回収し、かつ回収された研掃材を吸引される気体の流れに乗せ、さらに吸引移送されている途上の研掃材を研掃材のみ気体の流れより分離し、分離後の研掃材を回転翼車へ再供給する方式の小型の遠心投射装置を提供することであった。
上記技術的解決課題を達成するために、特許第３０２８１４８号公報に開示された遠心投射装置においては、気体の流れに乗って吸引移送されている途上の研掃材を研掃材のみ気体の流れより分離し、分離後の研掃材を回転翼車へ供給する方式の遠心投射装置において、回転翼車直前の研掃材経路から該回転翼車へ研掃材を供給する手段として重力を用いず、よって設置位置の制約が全く無い回転翼車を備えた遠心投射装置が提供された。
上記技術的解決課題を具体的に達成するために、特許第３０２８１４８号公報に開示された遠心投射装置においては、回転翼車と、該回転翼車を包囲する翼車ケースと、該翼車ケースの内部から気体を吸引する出口側吸引管と、該回転翼車に研掃材を供給する入口側吸引管から少なくとも構成されている遠心投射装置において、該翼車ケースは、回転翼車により投射される研掃材が通り抜ける部分に狭い溝状の投射穴を備えており、また該翼車ケースには、下流側が真空ブロアー等の吸引装置に連通連結された出口側吸引管の上流側の端部が開口しており、入口側吸引管においては、その上流側の端部が気体と共に研掃材を吸い込み、またその下流側の端部は該翼車ケース内部において開口している、ことを特徴とする遠心投射装置が提供された。
また、上記技術的解決課題を具体的に達成するために、特許第３０２８１４８号公報に開示された遠心投射装置においては、上記技術的解決課題を具体的に達成するために、本発明によれば、回転翼車と、該回転翼車を包囲する翼車ケースと、該翼車ケースの内部から気体を吸引する出口側吸引管と、該回転翼車に研掃材を供給する入口側吸引管から少なくとも構成されている遠心投射装置において、該回転翼車は、回転翼車の回転軸の周囲に放射状に配置されかつ回転軸から遠ざかるに従って羽根の幅が狭くなるように造形された複数の羽根を備えており、該翼車ケースは、回転翼車により投射される研掃材が通り抜ける部分に狭い溝状の投射穴を備えており、また該翼車ケースには、下流側が真空ブロアー等の吸引装置に連通連結された出口側吸引管の上流側の端部が開口しており、入口側吸引管においては、その上流側の端部が気体と共に研掃材を吸い込み、またその下流側の端部は該翼車ケース内部において開口している、ことを特徴とする遠心投射装置が提供された。
上記更に他の技術的解決課題を達成するために、特許第３０２８１４８号公報に開示された遠心投射装置においては、回転翼車と、該回転翼車を包囲する翼車ケースと、該翼車ケースの内部から気体を吸引する出口側吸引管と、該回転翼車に研掃材を供給する入口側吸引管から少なくとも構成されている遠心投射装置において、該翼車ケースは、回転翼車により投射される研掃材が通り抜ける部分に狭い溝状の投射穴を備えており、また該翼車ケースには、下流側が真空ブロアー等の吸引装置に連通連結された出口側吸引管の上流側の端部が開口しており、入口側吸引管においては、その上流側の端部が気体と共に研掃材を吸い込み、またその下流側の端部は該翼車ケース内部において開口している、ことを特徴とする遠心投射装置において、該遠心投射装置の翼車ケースが、被研掃面方向が開口した研掃キャビネットに装着され、かつ該翼車ケースは該研掃キャビネットの開口部に向け研掃材が投射される位置に装着され、さらに該研掃キャビネットの内部に入口側吸引管の上流側の端部が連通連結された、ことを特徴とする遠心投射装置が提供された。
【０００４】
ところが、特許第３０２８１４８号公報に開示された遠心投射装置においては次の通りの解決すべき問題が存在する。
すなわち、重力の作用が及ばない環境下において使用される遠心投射装置においては、重力の作用が及ばない環境下において使用可能な研掃材の貯蔵機能と研掃材の定量供給機能を具備する研掃材貯蔵兼研掃材供給タンクが必須であるが、特許第３０２８１４８号公報に開示された遠心投射装置においては、上述の必須要件が記載されていない。また、該必須要件の機能を具備していない。また、特許第３０２８１４８号公報に開示された遠心投射装置は、管内面の全周に向けて研掃材を投射することが出来ない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の技術的解決課題を達成するために、請求項１に係る発明においては；重力の作用が及ばない環境下においても使用可能な研掃材の貯蔵機能と研掃材の定量供給機能を具備する研掃材貯蔵兼研掃材供給タンクを実現するために；
円筒容器は、回転するように構成されており；該円筒容器の内部にはスクリューコンベアが配置されており、該スクリューコンベアの中心軸線と該円筒容器の中心軸線とは同一の軸線であり、該スクリューコンベアの回転軸の回転数と該円筒容器の回転軸の回転数とは異なった回転数にて回転するように構成されており；該円筒容器の一方の端部には、２重管の形状に形成された、同一の軸線を有する大小二つの管が、配置されており、また該大小二つの管の開口部と対面する位置には２重管の形状に形成された、同一の軸線を有する大小二つの固定された管が配置されており、回転する該大小二つの管と該大小二つの固定された管は回転継手シールを介して連結されており、すなわち該大小二つの固定された管は該円筒容器の内部と各々気密に連通されており；該２重管の２個の管路は、粒体と媒質流体との混相流体を該円筒容器の内部へ流入させる入口側管路と、粒体と媒質流体との混相流体を該円筒容器の外部へ流出させる出口側管路の２種類の管路から構成されており；以上のように、回転する円筒容器と、スクリューコンベアと、入口側管路と出口側管路の２重管路、から少なくとも構成されている、遠心回転式粒体貯蔵兼粒体供給タンクにおいて、入口側管路から円筒容器の内部へ流入した粒体と媒質流体との混相流体は、スクリューコンベアのスクリュー羽根に衝突するなどして混相流体の速度が減衰されて粒体は媒質流体から分離され、該分離された粒体は遠心力の作用により円筒容器の内周面において外周方向へ押し付けられた状態でいったん貯蔵され、次に、該粒体は、スクリューコンベアの作用により、２重管路が配置されている円筒容器の側部の方向へ移送された後に、該円筒容器の側部に設けられた粒体排出穴から、出口側管路の上流側の管路の中へ排出されて再び粒体と媒質流体との混相流体が形成され、而して、入口側管路から円筒容器の内部へ流入して粒体を分離された媒質流体は、円筒容器の内部を流れた後に、再び粒体を混合されて混相流体となった状態で出口側管路から円筒容器の外部へ流出する；
以上のように構成されていることを特徴とする、遠心回転式粒体貯蔵兼粒体供給タンク、が提供される。
【０００６】
上記の技術的解決課題を達成するために、請求項３に係る発明においては；重力の作用が及ばない環境下においても使用可能であり、且つ、管内面の全周に向けて研掃材を投射することが可能な遠心投射装置を実現するために；
回転軸と、該回転軸に固定された第１軸芯部材と、第２軸芯部材と、軸芯空間と、羽根部材と、羽根包囲部材と、粒体射出孔と、入口側管路と出口側管路の２重管路、から少なくとも構成されている、研掃材などの粒体の遠心翼車ユニットにおいて；該回転軸と、該第１軸芯部材と、該第２軸芯部材と、該羽根部材と、該羽根包囲部材と、該粒体射出孔の各々は、同一の１本の軸線を中心軸として回転するように構成されており、且つ、該第１軸芯部材の外周円と、該第２軸芯部材の内周円と外周円とは、該同一の１本の軸線を中心軸として同心円状に形成されており、一方、該軸芯空間と、該入口側管路と出口側管路の２重管路は、回転はしないが該同一の１本の軸線を中心軸として同心筒状に形成されており；該軸芯空間は、該第１軸芯部材の外周面と、該第２軸芯部材の内周面とにより挟まれた領域にある円筒空間であり；該軸芯空間の端部は、入口側管路と出口側管路の２重管路の２重の円筒空間の端部と対面しており、該対面した部分は、該遠心翼車ユニットの外界にある空間から遮断されて可能な限り気密に連通されており；該第２軸芯部材の外周面には、該外周面から放射状に延びる複数の羽根部材と、羽根包囲部材とが固定されており、すなわち、該羽根部材と該羽根包囲部材とが一体化して形成された放射状筒体の内部空間は該軸芯空間に連通されており；該軸芯空間から該出口側管路に至る流路を流れる粒体と媒質流体との混相流体から粒体のみを補足、分離し、続いて該補足した粒体に該羽根部材により遠心力を付与して該粒体射出孔から外界に向け高速度で射出するため、該羽根部材の回転軸側の端部は、該軸芯空間において該粒体を効果的に補足する目的のために該回転軸方向に延伸した状態にて配置されており；粒体射出孔の開口面積については、単位時間あたりに粒体射出孔を通過する高速度の粒体の体積を基礎データとして算出した口径面積の数値に基づいて、該粒体射出孔の開口面積は可能な限り小さく形成される；
以上のように構成されていることを特徴とする、研掃材などの粒体の遠心翼車ユニット、が提供される。
【０００７】
上記の技術的解決課題を達成するために、請求項４に係る発明においては；重力の作用が及ばない環境下においても使用可能であり、且つ、管内面に沿って移動しながら、管内壁の全周に向けて研掃材を投射し、且つ、該投射された研掃材を回収して再び該管内壁に向けて投射する、所謂、研掃材のリサイクル使用機能を備えた、管内面への研掃材投射装置を実現するために；
該管内面への粒体投射装置は、請求項１乃至請求項２に記載の遠心回転式粒体貯蔵兼粒体供給タンクと、請求項３に記載の研掃材などの粒体の遠心翼車ユニットを具備しており；更に、該管内面への粒体投射装置は、管内を圧力の高い上流領域と、圧力の低い下流領域の二つの領域に区分するための、管内面接触シールと隔壁部材とから成る圧力境界壁としての圧力境界パーティションユニットを具備しており；該圧力境界パーティションユニットの上流側の領域には、請求項３に記載の研掃材などの粒体の遠心翼車ユニットが配置されており、該圧力境界パーティションユニットの下流側の領域には、請求項１乃至請求項２に記載の遠心回転式粒体貯蔵兼粒体供給タンクが配置されており；該圧力境界パーティションユニットについて、管の軸線の方向から見た該圧力境界パーティションユニットの外形の形状は該管の内面の形状と同様の形状を成しており、該圧力境界パーティションユニットの軸線の部分には２重管路が気密に配置されており、該２重管路の内側の管路の上流側は該遠心翼車ユニットの入口側管路に連通されており、該２重管路の内側の管路の下流側は該遠心回転式粒体貯蔵兼粒体供給タンクの出口側管路に連通されており、該２重管路の外側の管路の下流側は該遠心回転式粒体貯蔵兼粒体供給タンクの入口側管路に連通されており、該２重管路の外側の管路の上流側にある端部は該圧力境界パーティションユニットの上流側の領域において開口しており、すなわち、  該２重管路の外側の管路の上流側と該圧力境界パーティションユニットの上流側の領域とは連通しており、該遠心翼車ユニットの出口側管路の下流側にある端部は該圧力境界パーティションユニットの下流側の領域において開口しており、すなわち、該遠心翼車ユニットの出口側管路の下流側と該圧力境界パーティションユニットの下流側の領域とは連通しており；以上のように構成されたことを特徴とする管内面への粒体投射装置において、管内においては圧力境界パーティションユニットを境界としてその上流側から下流側へ常に媒質流体が流れているが、管内壁に向けて投射された後の粒体は媒質流体との混相流体となって圧力境界パーティションユニットの２重管路の外側の管路を通って遠心回転式粒体貯蔵兼粒体供給タンクの内部へ流入し、次に、該タンクの内部において該粒体は媒質流体から分離され、該分離された粒体は遠心力の作用により該タンクの内周面においていったん貯蔵され、次に、該粒体はスクリューコンベアの作用により該タンクの側部の方向へ移送された後に粒体排出穴から排出され、且つ再び粒体と媒質流体との混相流体が形成され、次に、該混相流体は該圧力境界パーティションユニットの２重管路の内側の管路を通って遠心翼車ユニットの入口側管路に到り、次に、該粒体は遠心翼車ユニットの軸芯空間において媒質流体から分離された後に羽根部材により遠心力を付与されて粒体射出孔から管内壁に向けて高速度で投射され、一方、粒体を分離された後の媒質流体は該圧力境界パーティションユニットの下流側の領域へ流出され、以降、上記に述べた粒体と媒質流体との混相流体の運動が繰り返される；
以上のように構成されていることを特徴とする、管内面への粒体投射装置、が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は下記の効果をもたらすものである。
本発明の装置の利用分野について、管構造物の設置角度などその設置位置によっては自然落下による研掃材の供給が出来ないために従来の遠心投射装置では研掃作業が不可能となる管構造物があり、例えば、該管構造物の例として、水力発電所の水圧鉄管、給水用配管、排水用配管、ガス配管、あるいは石油プラント配管など、設置角度が水平の部分もあるし傾斜した部分もあるし、あるいは垂直の部分もあるといった種々の管構造物があるが、該管構造物において、その内面に付着した錆や水棲生物などの異物を除去する研掃作業などに本発明の装置を好適に適用することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に従って構成された装置の好適実施例について、添付図を参照して更に詳細に説明する。
【実施例】
【００１０】
本発明に従って構成された、請求項１乃至請求項２に係る好適実施例の遠心回転式粒体貯蔵兼粒体供給タンク１１０は；
回転する円筒容器１１１と；スクリューコンベア１１４と；入口側管路と出口側管路の２重管路と；メインフレーム１３１と遠心回転粒体タンク駆動モータ１３２と駆動シャフト１３３から構成されている遠心回転粒体タンク用動力ユニット１３０；から少なくとも構成されている。
円筒容器１１１は、外側円筒容器１１１１と内側円筒容器１１１３を具備した２重筒構造を成している。
外側円筒容器１１１１は２個の円筒容器ボス１１１２の部分において円筒容器回転軸１１２に固定されている。
内側円筒容器１１１３は、内側円筒容器入口筒１１１４と内側円筒容器出口穴１１１５と粒体排出穴１１１６を具備している。
なお、粒体排出穴１１１６の形状については、内側円筒容器１１１３の円筒部材と側板部材との接合円に沿った細長い溝状の穴であってもよい。
内側円筒容器入口筒１１１４には円筒容器入口外管１１１９が連結されており、円筒容器入口外管１１１９の内側には円筒容器出口内管１１１８が配置されている。
円筒容器入口外管１１１９と円筒容器出口内管１１１８に挟まれた空間すなわち入口側管路は、内側円筒容器１１１３の内部の空間に連通されている。
円筒容器出口内管１１１８と円筒容器ボス１１１２に挟まれた空間すなわち出口側管路は、外側円筒容器１１１１と円筒容器入口外管１１１９に挟まれた空間と、４個の円筒容器出口放射連結管１１１７を介して連通されている。
入口側管路の上流側の円環状の端面部材には輪状の入口輪穴１１２０が形成されている。
円筒容器入口外管１１１９と円筒容器出口内管１１１８の開口する端面と対面する位置には、円筒容器固定入口外管１１７１と円筒容器固定出口内管１１７２から成る円筒容器固定２重管１１７が配置されており、円筒容器固定入口外管１１７１と円筒容器固定出口内管１１７２により挟まれた回転しない入口側管路の下流側の円環状の端面部材には、回転継手外シール１１６１と回転継手内シール１１６２から成る回転継手シール１１６が固定されており、而して、該回転しない入口側管路は内側円筒容器１１１３と連通されており、円筒容器固定出口内管１１７２の内側の回転しない出口側管路は、外側円筒容器１１１１と内側円筒容器１１１３に挟まれた環状狭間空間と連通されている。なお、該環状狭間空間には、媒質流体の流路を阻害しないようにして、外側円筒容器１１１１と内側円筒容器１１１３を連結する部材が配置されている。また、円筒容器固定入口外管１１７１と円筒容器固定出口内管１１７２により挟まれた回転しない入口側管路には、媒質流体の流路を阻害しないようにして、円筒容器固定入口外管１１７１と円筒容器固定出口内管１１７２を連結する部材が配置されている。
円筒容器回転軸１１２において内側円筒容器１１１３の内部にある部分には、中空のスクリュー軸１１４２がスクリュー軸受１１４３を介して配置されており、スクリュー軸１１４２の端部にはスクリュー軸スプロケット１１４４が固定されている。
スクリュー軸１１４２の外周面にはスクリュー羽根１１４１が固定されているが、スクリュー羽根１１４１の内側円筒容器入口筒１１１４と干渉する部分には切欠きが形成されている。
円筒容器ボス１１１２がくりぬかれた空間にはスクリュー軸変速ユニット１１５が配置されており、該空間にある円筒容器回転軸１１２には円筒容器軸スプロケット１１５１が固定されている。該空間には、円筒容器回転軸１１２と平行な中間スプロケット軸１１５３が中間スプロケット軸受１１５４を介して配置されており、中間スプロケット軸１１５３には二列中間スプロケット１１５２が固定されている。
円筒容器軸スプロケット１１５１と二列中間スプロケット１１５２の片方の中間スプロケットとの間にはローラチェーン１１５５が懸架されており、スクリュー軸スプロケット１１４４と二列中間スプロケット１１５２のもう片方の中間スプロケットとの間には別のローラチェーン１１５５が懸架されている。
円筒容器軸スプロケット１１５１の歯数は、スクリュー軸スプロケット１１４４の歯数よりも小さいので、円筒容器１１１の回転数を例えば２００ｒｐｍとすれば、スクリューコンベア１１４の回転数は２００ｒｐｍよりも小さい回転数となる。すなわち、円筒容器１１１の回転数とスクリューコンベア１１４の回転数との差が、円筒容器１１１に対するスクリューコンベア１１４の相対回転数となり、当該相対回転数とスクリュー羽根１１４１の羽根ピッチが粒体の単位時間あたりの移送量を決定する要素となるものである。
円筒容器回転軸１１２を支持する軸受ユニット１５４は、車輪取付ブラケット１５２に固定されており、車輪取付ブラケット１５２には車輪１５１が固定されている。
なお、円筒容器固定２重管１１７が配置されている部分においては、円筒容器固定２重管１１７は車輪取付ブラケット１５２に固定されており、車輪取付ブラケット１５２には車輪１５１が固定されている。円筒容器固定入口外管１１７１と円筒容器固定出口内管１１７２により挟まれた回転しない入口側管路には、媒質流体の流路を阻害しないようにして、円筒容器固定入口外管１１７１と円筒容器固定出口内管１１７２を連結する部材が配置されている。また、円筒容器固定出口内管１１７２と軸受ユニット１５４とは、媒質流体の流路を阻害しないようにして、円筒容器固定出口内管１１７２と軸受ユニット１５４を連結する部材が配置されている。
以上のように構成された、遠心回転式粒体貯蔵兼粒体供給タンク１１０において、
遠心回転式粒体貯蔵兼粒体供給タンク１１０の外部から、円筒容器固定入口外管１１７１と円筒容器固定出口内管１１７２に挟まれた入口側管路を通って流入した粒体と媒質流体との混相流体は、内側円筒容器入口筒１１１４を通って内側円筒容器１１１３の内部に流入し、該混相流体は内側円筒容器１１１３の内部においてスクリューコンベア１１４のスクリュー羽根１１４１に衝突するなどして混相流体の速度が減衰され、よって粒体は媒質流体から分離され、該分離された粒体は遠心力の作用により内側円筒容器１１１３の内周面において外周方向へ押し付けられた状態で貯蔵される。
次に、該粒体は、スクリューコンベア１１４の作用により、粒体排出穴１１１６の方向へ移送された後に、粒体排出穴１１１６から排出される。
内側円筒容器１１１３の内部において粒体を分離された媒質流体は、内側円筒容器出口穴１１１５と、外側円筒容器１１１１と内側円筒容器１１１３に挟まれた環状狭間空間と、円筒容器出口内管１１１８と円筒容器ボス１１１２に挟まれた空間を経由して、円筒容器固定出口内管１１７２の内側の回転しない出口側管路に到り、次に、遠心回転式粒体貯蔵兼粒体供給タンク１１０の外部へ移送排出されるものであるが、粒体排出穴１１１６から排出された粒体は、該環状狭間空間の出口部分において、媒質流体と混合されて再び粒体と媒質流体との混相流体が形成されている。
【００１１】
本発明に従って構成された、請求項３に係る好適実施例の研掃材などの粒体の遠心翼車ユニット１２０は；
遠心翼車第１軸芯部材１２４１と、遠心翼車第２軸芯部材１２４２と、羽根包囲部材１２４３と、羽根部材１２４４と、粒体射出孔１２４５から、少なくとも構成された遠心翼車１２４と；遠心翼車回転軸１２３と；遠心翼車軸受ユニット１２２と；遠心翼車入口内管１２１６の内側に遠心翼車入口側管路を構成する遠心翼車入口内管１２１６と；遠心翼車出口外管１２１８と遠心翼車入口内管１２１６に挟まれた空間に遠心翼車出口側管路を構成する遠心翼車出口外管１２１８と；遠心翼車第２軸芯部材１２４２の端部が開口している筒の内周と遠心翼車出口外管１２１８の外周との間の隙間を気密にシールする遠心翼車シール１２５と；メインフレーム１４１と遠心翼車駆動モータ１４２と駆動シャフト１４３から構成された遠心翼車用動力ユニット１４０；から少なくとも構成されている。
遠心翼車回転軸１２３と、遠心翼車第１軸芯部材１２４１と、遠心翼車第２軸芯部材１２４２と、羽根包囲部材１２４３と、羽根部材１２４４と、粒体射出孔１２４５の各々は、同一の１本の軸線を中心軸として回転するように構成されており、且つ、第１軸芯部材１２４１の外周円と、第２軸芯部材１２４２の内周円と外周円とは、該同一の１本の軸線を中心軸として同心円状に形成されており、一方、該軸芯空間と、該入口側管路と出口側管路の２重管路は、回転はしないが該同一の１本の軸線を中心軸として同心筒状に形成されており；該軸芯空間は、第１軸芯部材１２４１の外周面と、該第２軸芯部材１２４２の内周面とにより挟まれた領域にある円筒空間であり；該軸芯空間の端部は、入口側管路と出口側管路の２重管路の２重の円筒空間の端部と対面しており、該対面した部分は、遠心翼車ユニットの外界にある空間から遮断されて可能な限り気密に連通されており；第２軸芯部材１２４２の外周面には、該外周面から放射状に延びる複数の羽根部材１２４４と、羽根包囲部材１２４３とが固定されており、すなわち、羽根部材１２４４と羽根包囲部材１２４３とが一体化して形成された放射状筒体の内部空間は該軸芯空間に連通されており；該軸芯空間から該出口側管路に至る流路を流れる粒体と媒質流体との混相流体から粒体のみを補足、分離し、続いて該補足した粒体に羽根部材１２４４により遠心力を付与して粒体射出孔１２４５から外界に向け高速度で射出するため、羽根部材１２４４の回転軸側の端部は、該軸芯空間において該粒体を効果的に補足する目的のために、遠心翼車回転軸１２３の方向に延伸した状態にて配置されており；粒体射出孔１２４５の開口面積については、単位時間あたりに粒体射出孔１２４５を通過する高速度の粒体の体積を基礎データとして算出した口径面積の数値に基づいて、粒体射出孔１２４５の開口面積は可能な限り小さく形成されている。
【００１２】
本発明に従って構成された、請求項４に係る好適実施例の管内面への粒体投射装置は、管内面に沿って移動しながら、管内壁に向けて研掃材などの粒体を投射し、且つ、該投射された粒体を回収して再び該管内壁に向けて投射する、所謂、被投射粒体のリサイクル使用機能を備えた、管内面への粒体投射装置である。
該管内面への粒体投射装置は、請求項１乃至請求項２に記載の遠心回転式粒体貯蔵兼粒体供給タンク１１０と、請求項３に記載の遠心翼車ユニット１２０を具備しており；更に、該管内面への粒体投射装置は、管内を圧力の高い上流領域と、圧力の低い下流領域の二つの領域に区分するための、管内面接触シール２１と、隔壁部材としての円錐筒形ケース部材１２１１と円筒形ケース部材１２１２、から成る圧力境界壁としての圧力境界パーティションユニット１２１を具備しており；圧力境界パーティションユニット１２１の上流側の領域には、請求項３に記載の遠心翼車ユニット１２０が配置されており、圧力境界パーティションユニット１２１の下流側の領域には、請求項１乃至請求項２に記載の遠心回転式粒体貯蔵兼粒体供給タンク１１０が配置されている。
圧力境界パーティションユニット１２１について、管１の軸線の方向から見た圧力境界パーティションユニット１２１の外形の形状は管１の内面の形状と同様の形状を成しており、圧力境界パーティションユニット１２１の軸線の部分には２重管路が気密に配置されており、該２重管路の内側の管路の下流側は遠心翼車ユニット１２０の入口側管路すなわち遠心翼車入口内管１２１６に連通されており、該２重管路の内側の管路の上流側は遠心回転式粒体貯蔵兼粒体供給タンク１１０の出口側管路に連通されており、該２重管路の外側の管路すなわち弁ケース入口管１２１３の下流側は遠心回転式粒体貯蔵兼粒体供給タンク１１０の入口側管路に連通されており、該２重管路の外側の管路すなわち弁ケース入口管１２１３の上流側にある端部は圧力境界パーティションユニット１２１の上流側の領域において開口しており、すなわち、  該２重管路の外側の管路すなわち弁ケース入口管１２１３の上流側と圧力境界パーティションユニット１２１の上流側の領域とは連通しており、遠心翼車ユニット１２０の出口側管路すなわち遠心翼車出口外管１２１８の下流側にある端部は圧力境界パーティションユニット１２１の下流側の領域において開口しており、すなわち、遠心翼車ユニット１２０の出口側管路すなわち遠心翼車出口外管１２１８の下流側すなわち遠心翼車最終出口管１２１９と圧力境界パーティションユニット１２１の下流側の領域とは連通しており；以上のように構成されたことを特徴とする管内面への粒体投射装置において、管１の内部においては、圧力境界パーティションユニット１２１を境界としてその上流側から下流側へ、ルーツポンプ３の作用により常に媒質流体が流れているが、管１の内壁に向けて投射された後の粒体は媒質流体との混相流体となって圧力境界パーティションユニット１２１の２重管路の外側の管路を通って遠心回転式粒体貯蔵兼粒体供給タンク１１０の内部へ流入し、次に、該タンクの内部において該粒体は媒質流体から分離され、該分離された粒体は遠心力の作用により該タンクの内周面においていったん貯蔵され、次に、該粒体はスクリューコンベア１１４の作用により該タンクの側部の方向へ移送された後に粒体排出穴１１１６から排出され、且つ再び粒体と媒質流体との混相流体が形成され、次に、該混相流体は圧力境界パーティションユニット１２１の２重管路の内側の管路を通って遠心翼車ユニット１２０の入口側管路に到り、次に、該粒体は遠心翼車ユニット１２０の軸芯空間において媒質流体から分離された後に羽根部材１２４４により遠心力を付与されて粒体射出孔１２４５から管内壁に向けて高速度で投射され、一方、粒体を分離された後の媒質流体は、遠心翼車最終出口管１２１９を経由して、圧力境界パーティションユニッ１２１の下流側の領域へ流出され、以降、上記に述べた粒体と媒質流体との混相流体の運動が繰り返される。
なお、２重管構造のフレキシブル管継手ユニット１５０は、請求項１乃至請求項２に係る遠心回転式粒体貯蔵兼粒体供給タンク１１０と、請求項３に係る遠心翼車ユニット１２０とを強固に連結するフレキシブル管継手ユニットであるが、外フレキシブル管継手１５０１は円筒容器固定入口外管１１７１と弁ケース出口外管１２１５とを連結しており、内フレキシブル管継手１５０２は円筒容器固定出口内管１１７２と弁ケース入口内管１２１７とを連結している。
本発明に従って構成された好適実施例の装置における管１の内面に在る装置が、管１の内面に沿って移動する方法を図１を参照して説明すると、圧力境界パーティションユニット１２１は、管１の上流側の領域から下流側の領域に向け強い移動圧力を受けており、而して、ワイヤロープ７０１をウインチ７によって巻き取り、または繰り出すことにより装置を管１に沿って移動させ、ワイヤロープ７０１の巻き取り、繰り出し速度をコントロールすることにより、装置の走行速度をコントロールする。
【００１３】
本発明に従って構成された、請求項５に係る好適実施例の装置は、圧力境界パーティションユニット１２１の上流側の領域に開口した入口部分から圧力境界パーティションユニット１２１の下流側の領域に開口した出口部分に至る管路において、該管路の上流側の入口部分、もしくは下流側の出口部分、もしくは該管路の途中部分に配置されている、該上流側の領域の圧力と該下流側の領域の圧力との圧力差を調整する目的のために配置されている圧力調整弁に係る装置である。
なお、本発明に従って構成された好適実施例の装置においては、該圧力調整弁は、圧力境界パーティションユニット１２１の上流側の領域に開口した入口部分から圧力境界パーティションユニット１２１の下流側の領域に開口した出口部分に至る管路において、該管路の途中部分に配置されているが、粒子の衝突による圧力逃がし弁板１２６の摩耗を防止するためには該管路の下流側の出口部分に配置された方が良い。
図６を参照して該圧力調整弁の構成について述べると、円環状の圧力逃がし弁板１２６は、弁ケース入口管１２１３と遠心翼車入口内管１２１６に挟まれた環状の空間を塞ぐ位置に配置されており、該上流側の領域の圧力と該下流側の領域の圧力との圧力差が小さい場合には、圧力逃がし弁板１２６はコイルスプリング１２７の力により閉じられている。次に、ルーツポンプ３に吸引される媒質流体の流量が増大することに起因して該圧力差が大きくなると、圧力逃がし弁板１２６はコイルスプリング１２７の方向へ向かう圧力を受けるが、該圧力差がさらに大きくなると、圧力逃がし弁板１２６はコイルスプリング１２７の力に打ち勝って開き、よって、該環状の空間から遠心回転式粒体貯蔵兼粒体供給タンク１１０の入口側管路の方向に向け媒質流体が流入し、而して、圧力逃がし弁板１２６が受ける力とコイルスプリング１２７の力が釣り合う位置まで圧力逃がし弁板１２６が開くことになる。
図４を参照して、任意の各部分の絶対圧力値Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の値を比較すると下記のとうりである。
Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３＞Ｐ４
該圧力調整弁の効能について述べると、圧力境界パーティションユニット１２１の上流側の領域の圧力が、圧力境界パーティションユニット１２１の下流側の領域の圧力よりもより大きくなると、管内面接触シール２１の端部は管１の内壁へより強く押しつけられ、よって、管内面接触シール２１のシール機能が増大するので、管１の内部を下流側へ流れる媒質流体は、管１と管内面接触シール２１との間の隙間から通過することを阻止され、よって、管１の内部を下流側へ流れる媒質流体の流路は、弁ケース入口管１２１３と遠心翼車入口内管１２１６に挟まれた環状の空間の流路に集中することになるので、而して、遠心翼車１２４により管１の内壁へ投射された後の研掃材などの粒体を、より効果的に遠心回転式粒体貯蔵兼粒体供給タンク１１０へ回収移送することが可能となる。
【００１４】
以上に本発明の装置の好適実施例について説明したが、本発明の装置は該好適実施例の他にも特許請求の範囲に従って種々実施例を考えることができる。
該好適実施例の装置の説明においては、管１の下流側にルーツ式の真空ポンプ３を配置しているが、管１の上流側にルーツ式の吐出ポンプ３を配置することも出来る。
該好適実施例の装置の説明においては、装置も管も大気中にあるものとして説明を行ったが、装置と管が水中にある場合においても本発明の装置を適用することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
本発明の装置の利用分野について、管構造物の設置角度などその設置位置によっては自然落下による研掃材の供給が出来ないために従来の遠心投射装置では研掃作業が不可能となる管構造物があり、例えば、該管構造物の例として、水力発電所の水圧鉄管、給水用配管、排水用配管、ガス配管、あるいは石油プラント配管など、設置角度が水平の部分もあるし傾斜した部分もあるし、あるいは垂直の部分もあるといった種々の管構造物があるが、該管構造物において、その内面に付着した錆や水棲生物などの異物を除去する研掃作業などに本発明の装置を好適に適用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に従って構成された管内面への粒体投射装置の好適実施例の装置構成を示す全体図。
【図２】本発明に従って構成された管内面への粒体投射装置の好適実施例の装置において管内に配置された装置の断面図。
【図３】本発明に従って構成された管内面への粒体投射装置の好適実施例の装置において、管内に配置された装置のうち主要装置の正面図。
【図４】図３に示す装置の断面図であって且つ流体と粒体の流れを示す図。
【図５】本発明に従って構成された遠心回転式粒体貯蔵兼粒体供給タンクの好適実施例の断面図であり、Ｂ−Ｂ矢視部は図８におけるＢＸ−ＢＸ矢視部の断面図であり、ｂ−ｂ矢視部は図９におけるｂＸ−ｂＸ矢視部の断面図である。
【図６】本発明に従って構成された研掃材などの粒体の遠心投射ユニットの好適実施例の断面図。
【図７】図５におけるＡ−Ａ矢視の断面図。
【図８】図５におけるＢ−Ｂ矢視の断面図。
【図９】図５におけるｂ−ｂ矢視の断面図。
【図１０】図６におけるＥ−Ｅ矢視の断面図。
【図１１】図６におけるＦ−Ｆ矢視の断面図。
【図１２】図６におけるｆ−ｆ矢視の断面図。
【図１３】図６におけるＣ−Ｃ矢視の断面図。
【図１４】図６におけるｄ−ｄ矢視の断面図。
【図１５】図６におけるＤ−Ｄ矢視の断面図。
【図１６】図１３におけるＧ−Ｇ矢視の断面図。
【図１７】図１４におけるＨ−Ｈ矢視の断面図。
【符号の説明】
【００１７】
管１
管内面接触シール２１
ルーツポンプ３
流体セパレータ４
ウィンチ７
ワイヤロープ７０１
管内を流れる流体の方向８０
本発明の装置内を流れる流体の方向８１
本発明の装置の移動方向８２
遠心翼車の回転方向８３
粒体が流れる方向８４
圧力境界パーティションユニットが圧力を受ける方向８５
ユニバーサルジョイント１００
遠心回転式粒体貯蔵兼粒体供給タンク１１０
円筒容器１１１
外側円筒容器１１１１
円筒容器ボス１１１２
内側円筒容器１１１３
内側円筒容器入口筒１１１４
内側円筒容器出口穴１１１５内側円筒容器１１１３
粒体排出穴１１１６
円筒容器出口放射連結管１１１７
円筒容器出口内管１１１８
円筒容器入口外管１１１９
入口輪穴１１２０
円筒容器回転軸１１２
スクリューコンベア１１４
スクリュー羽根１１４１
スクリュー軸１１４２
スクリュー軸受１１４３
スクリュー軸スプロケット１１４４
スクリュー軸変速ユニット１１５
円筒容器軸スプロケット１１５１
二列中間スプロケット１１５２
中間スプロケット軸１１５３
中間スプロケット軸受１１５４
ローラチェーン１１５５
回転継手シール１１６
回転継手外シール１１６１
回転継手内シール１１６２
円筒容器固定２重管１１７
円筒容器固定入口外管１１７１
円筒容器固定出口内管１１７２
圧力境界パーティションユニット１２１
円錐筒形ケース部材１２１１
円筒形ケース部材１２１２
弁ケース入口管１２１３
弁ケース１２１４
弁ケース出口外管１２１５
弁ケース入口内管１２１７
圧力逃がし弁板１２６
コイルスプリング１２７
遠心翼車ユニット１２０
遠心翼車入口内管１２１６
遠心翼車出口外管１２１８
遠心翼車最終出口管１２１９
遠心翼車軸受ユニット１２２
遠心翼車回転軸１２３
遠心翼車シール１２５
遠心翼車１２４
遠心翼車第１軸芯部材１２４１
遠心翼車第２軸芯部材１２４２
羽根包囲部材１２４３
羽根部材１２４４
粒体射出孔１２４５
遠心回転粒体タンク用動力ユニット１３０
メインフレーム１３１
遠心回転粒体タンク駆動モータ１３２
駆動シャフト１３３
遠心翼車用動力ユニット１４０
メインフレーム１４１
遠心翼車駆動モータ１４２
駆動シャフト１４３
フレキシブル管継手ユニット１５０
外フレキシブル管継手１５０１
内フレキシブル管継手１５０２
車輪１５１
車輪取付ブラケット１５２
被牽引金具１５３
軸受ユニット１５４
下流側流体出口仮設栓９０５
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【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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