(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部濾板（１ａ）、中間濾板（１ｂ）および加圧板（１ｃ）とで構成する濾板（１）と、
前記下部濾板（１ａ）の上部、前記中間濾板（１ｂ）の上部に形成された加圧濾過室（２）と、
前記加圧濾過室（２）と前記中間濾板（１ｂ）および前記加圧板（１ｃ）を上下方向へ移動自在に支持するガイド（１２）と、
前記ガイド（１２）に支持された前記加圧濾過室（２）の開枠・閉枠を行う加圧ジャッキ（２６）と、
を備えた多段の攪拌機付水平濾板式濾過機（１１）であって、
前記加圧濾過室（２）に、鏡板（８）が設けられ、
前記加圧濾過室（２）に、前記原液を濾過する濾材（１８）上のケーキを攪拌・展圧する攪拌翼（７）が設けられるとともに、
前記加圧濾過室（２）の前記鏡板（８）の上部に隣接して支持板（５）と機械室（３）が設けられ、
前記機械室（３）内には前記攪拌翼（７）を旋回・昇降する攪拌機（６）が設けられ、
前記下部濾板（１a）の上面には、前記鏡板（８）が設けられた前記加圧濾過室（２）と、前記攪拌機（６）が設けられた前記機械室（３）と、前記中間濾板（１ｂ）とが、多段に載置されることを特徴とする多段の攪拌機付水平濾板式濾過機（１１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水平濾板式濾過機の加圧濾過室に攪拌機を設けた多段の攪拌機付水平濾板式濾過機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の多段水平濾板式濾過機２０は、図８に示すように、下部濾板９ａと、複数の中間濾板９ｂ，９ｂ…と、加圧板（上部濾板）９ｃを有しており、この下部濾板９ａと中間濾板９ｂ…と上部濾板９ｃが上下動のガイドとなるガイドロッド１２，１２…に挿通されて、上下方向に積層されている。また、下部濾板９ａと中間濾板９ｂ、中間濾板９ｂと中間濾板９ｂ、中間濾板９ｂと加圧板９ｃの間には図示しない空洞の濾過室が形成されている。下部濾板９ａは、濾過された液を回収する機能があり、加圧板９ｃは、原液を受け入れる機能があり、中間濾板９ｂは、それぞれ両方の機能を有している。これらをまとめて濾板スタック９と称する。
さらに、この濾板スタック９の隣接した右スペースには、濾材ラック１７が配置され、回転自在に複数の濾材ロール１７ａ，１７ａ…が配設されている。この濾材ロール１７ａには濾材１８がロール状に巻き取られており、濾材１８を各濾板９ａ，９ｂ…の上面に、一方（右側）から他方（左側）へ供給する供給装置になっている。
また、この濾板スタック９の隣接した左スペースには、濾材エキストラクタ１９が配置され、濾材１８が排出ロール装置１９ａにより各濾板９ａ，９ｂ…の上面から引き出し、機外に排出する。
【０００３】
積層した下段濾板９ａ、中間９ｂおよび加圧板９ｃが上方の加圧ジャッキ１６により押圧され、密閉状態の濾過室の濾材１８上に原液が供給されて、濾過処理が開始される。
濾過処理が開始されて、次第に濾材１８の濾過抵抗が増加して濾過困難となると、原液の供給が停止され、加圧ジャッキ１６が駆動して、中間濾板９ｂ…と加圧板９ｃを上方へ引き上げて、下部濾板９ａと中間濾板９ｂ、中間濾板９ｂと中間濾板９ｂ、中間濾板９ｂと加圧板９ｃの間に隙間を作り、濾材１８を右から左へ移動することにより濾板９ｂ、加圧板９ｃ上に新しい濾材１８を供給し、使用済みの濾材１８を排出して入れ替える。
このようにして濾過処理を自動的に繰り返すことができるシュナイダー方式とも呼ばれる多段水平濾板式濾過機２０が知られている（例えば、特許文献１参照）。
なお、通常、前記した水平濾板式濾過機は設置面積を小さくする目的で、一段当たりの濾過面積を適当なサイズに設け、多段に構成して全体の濾過面積を大きくして所要の濾過能力を実現する場合が多いが、基本的構成および作用効果は単段でも同様である。
【０００４】
濾過処理する原液の供給は、図８に示すように、原液タンク１３からポンプ１３ａを介して供給され、原液供給ヘッダー１４に通される。この原液供給ヘッダー１４と各濾過室とは耐圧ホース１５，１５によって接続され、濾過室に原液が供給される。
また、濾板９ａ，９ｂ内の濾材１８により濾過された濾液は、図示しない排液口からホースを介して濾液タンクに排出される。
このように、原液の供給、濾過、濾材の交換等の動作は全自動で繰り返しできることから、高効率で濾過ができる濾過機として広く知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
ところで、近年、レアメタル（希少金属）の回収のほか、金属粉の濾過、ケーキ中の触媒回収等に多段式水平濾板式濾過機が利用されるケースが増えてきており、より効率の高い有価物の回収装置が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１０５１３号公報（図７）
【特許文献１】特開２００４−９０１４号公報（段落００１１〜２９、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、レアメタル等の金属粉や触媒を含んだスラリーは、濾過した後、通気乾燥すると割れ（クラック）が入ってしまい、その後の洗浄液および脱液用空気が割れ目から抜けてしまうため、ケーキ洗浄がうまくできないという問題があった。
また、レアメタル等の金属粉や触媒を含んだスラリーの中には、脱液後ケーキが堅く締まってしまうものもあるため、洗浄液が通りにくくなり、洗浄の時間が多くかかるという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、多段の攪拌機付水平濾板式濾過機の各段にてレアメタル等の金属粉および触媒の固く締まったケーキをほぐすとともに、コンタミネーションの問題が生じることのない水平濾板式濾過機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載された多段の攪拌機付水平濾板式濾過機（１１）は、下部濾板（１ａ）、中間濾板（１ｂ）および加圧板（１ｃ）とで構成する濾板（１）と、前記下部濾板（１ａ）の上部、前記中間濾板（１ｂ）の上部に形成された加圧濾過室（２）と、前記加圧濾過室（２）と前記中間濾板（１ｂ）および前記加圧板（１ｃ）を上下方向へ移動自在に支持するガイド（１２）と、前記ガイド（１２）に支持された前記加圧濾過室（２）の開枠・閉枠を行う加圧ジャッキ（２６）と、を備えた多段の攪拌機付水平濾板式濾過機（１１）であって、前記加圧濾過室（２）に、鏡板（８）が設けられ、前記加圧濾過室（２）に、前記原液を濾過する濾材（１８）上のケーキを攪拌・展圧する攪拌翼（７）が設けられるとともに、前記加圧濾過室（２）の前記鏡板（８）の上部に隣接して支持板（５）と機械室（３）が設けられ、前記機械室（３）内には前記攪拌翼（７）を旋回・昇降する攪拌機（６）が設けられ、前記下部濾板（１a）の上面には、前記鏡板（８）が設けられた前記加圧濾過室（２）と、前記攪拌機（６）が設けられた前記機械室（３）と、前記中間濾板（１ｂ）とが、多段に載置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明によれば、多段の加圧濾過室にそれぞれ鏡板が設けられ、加圧濾過室に原液を濾過する濾材上のケーキを攪拌・展圧する攪拌翼が設けられるとともに、加圧濾過室の鏡板の上部にはそれぞれ支持板が設けられ、支持板には攪拌翼を旋回・昇降する攪拌機が設けられたことにより、例えばレアメタルのような希少金属の場合であっても、その固まりをほぐし、固まりを無くすことが多段でできる。また、攪拌機による攪拌によりケーキの通気乾燥の際に発生するクラック（割れ）を潰すことができるので、空気漏れがなく、通気乾燥を高めることが多段でできる多段の攪拌機付水平濾板式濾過機を提供することができる。
さらに、下部濾板の上面には、鏡板が設けられた加圧濾過室と、攪拌機が設けられた機械室と、中間濾板とが、多段に載置されることにより、多段の数だけ、濾過効率を倍増することができる。
【００１５】
また、加圧濾過室に鏡板が設けられたことにより、鏡板は加圧に強く、しかも、円鼓状に形成されたことにより、残渣の残るような曲げＲの小さなコーナー部がないため、捌けがよく、コンタミネーションの問題は生じにくい。
【００１６】
さらに、加圧濾過室の鏡板の上部には支持板が設けられ、支持板には前記攪拌翼を旋回・昇降する攪拌機が設けられたことにより、加圧濾過室の多段化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の単段の濾板の攪拌機付水平濾板式濾過機の正面を示す断面図である。
【図２】本発明の単段の濾板の攪拌機付水平濾板式濾過機の側面を示す断面図である。
【図３】本発明の濾板の攪拌機付水平濾板式濾過機の平面を示し、図１、図４に示すＡ−Ａ線の断面図である。
【図４】本発明の多段の濾板の攪拌機付水平濾板式濾過機の正面を示し、一部破断した断面図である。
【図５】本発明の多段の濾板の攪拌機付水平濾板式濾過機の側面を示し、一部破断した断面図である。
【図６】本発明の多段の濾板の攪拌機付水平濾板式濾過機を示し、濾材交換の際、濾板に隙間ができた開枠状態を示す拡大正面図である。
【図７】本発明の多段の濾板の攪拌機付水平濾板式濾過機を示し、濾材交換後閉枠状態になり、ケーキの攪拌状況を示す拡大正面図である。
【図８】従来の多段水平濾板式濾過機を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の攪拌機付水平濾板式濾過機１０の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。攪拌機付水平濾板式濾過機１０は、レアメタル（希少金属）等を含んだスラリーの濾過に好適な濾過機である。
図１〜３に示すように、攪拌機付水平濾板式濾過機１０は、単段の濾板１と、この濾板１に載置され、鏡板８を備えた加圧濾過室２と、この加圧濾過室２を上下方向へ移動自在に挿通させるガイド１２と、ガイド１２に挿通されて加圧濾過室２の開枠と閉枠を行う加圧ジャッキ２６とを備え、加圧濾過室２に原液を濾過して生成された濾材１８上のケーキを攪拌・展圧する攪拌翼７を設けている。
また、攪拌機付水平濾板式濾過機１０は、ベース２１の上に下部濾板１aが載置され、下部濾板１aの上面には、加圧濾過室２が載置されている。加圧濾過室２は、ここでは、例えば一段で構成する。
この加圧濾過室２の上部は、機械室３が形成され、さらに、最上部には均等に加圧ジャッキ２６の力を伝える役目をする加圧板１ｃが載置されている。
【００１９】
図４，５（図３は同様のため、共に使用する）に示すように、多段の場合の攪拌機付水平濾板式濾過機１１は、複数段の濾板１と、それぞれの濾板１に載置された、鏡板８を備えた各加圧濾過室２，２…と、この加圧濾過室２，２…を上下方向へ移動自在に挿通させるガイド１２と、ガイド１２に挿通されて加圧濾過室２，２…の開枠と閉枠を行う加圧ジャッキ２６とを備え、各加圧濾過室２，２…には、原液を濾過して生成された濾材１８上のケーキを攪拌・展圧する攪拌翼７を設けている。
多段の攪拌機付水平濾板式濾過機１１は、ベース２１の上に下部濾板１aが載置され、下部濾板１aの上面には、加圧濾過室２と機械室３、中間濾板１ｂとが繰り返し複数ずつ載置されている。図４，５は中間部を大きく破断した図になっており、ここでは、例えば全体では３段からなる攪拌機付水平濾板式濾過機１１となっている。
最上部の加圧板１ｃは、均等に力を伝える加圧する働きをしている。
以下、図３、図４、図５を参照しながら詳細に説明する。
【００２０】
＜濾板の構成＞
濾板１は、平板であって、上面に窪みと側面に、窪みに溜まった濾液を排水する排液口１ｆが形成されている。また、濾板１は、窪みに収納されて濾板１の上面を被覆する濾材を支持する金網等のスペーサを備えている。
濾板１は、下部に１つの下部濾板１ａと、複数の中間濾板１ｂとにより構成されている。濾板１の材質は特に限定されないが、例えば、処理液が酸性であれば、特に金属にこだわらず、樹脂やゴムライニングの構造部材で形成されることが望ましい。濾板１は、リブを設けて強度を有する厚み１００ｍｍの平板である。濾板１は、上面に１０〜２０ｍｍほどの窪みを有し、この窪みに金網等のスペーサが挿着されて濾材１８を支持し、この濾材１８によって濾過した濾液を一箇所に集めて排液口１ｆから機外に排出する処理板である。この濾板１は、例えば３枚（３段）から構成されており、正方形または矩形をした枠型から形成されている。従来の多段水平濾板式濾過機２０の濾板９との相違点は、濾板９の積み上げにより、濾板９内に濾過室の空間を確保しているのに対して、攪拌機付水平濾板式濾過機１１（１０）の場合は、下部濾板１ａと中間濾板１ｂとの間に、加圧濾過室２と機械室３を設けている。
【００２１】
＜加圧濾過室の構成＞
加圧濾過室２は、加圧しながら濾過する部屋であり、下部濾板１ａの上面、中間濾板１ｂの上面に開枠・閉枠自在に載置されている。加圧濾過室２は、耐圧と液漏れがない密閉構造になっており、また、残留するケーキ１８ａ（図６参照）の形状が矩形に形成されるため、４隅（コーナー）に後記する攪拌翼７により、攪拌できない領域が生じる。このため、濾過効率が若干低下する。
これを解消すべく、図４に示すように、加圧濾過室２に鏡板８を設けてもよい。この鏡板８を設けたことにより、残留するケーキ１８ａ（図７参照）の形状が円形に形成されるため、後記する攪拌翼７により、満遍なく攪拌・展圧することができる。また、鏡板８の中は加圧に強い加圧室となるため、この鏡板８の設置により、加圧濾過室２自体の加圧対策が不要にできる。したがって、鏡板８を設けた場合は、加圧濾過室２の鏡板３の外側は密閉構造でなくても構わない。
【００２２】
加圧濾過室２は、濾板１から分離し、加圧可能な密閉された室を形成しており、圧力が漏れないように機密性を高めている。加圧濾過室２は、レアメタル（希少金属）等を含んだ原液の濾過が効率よく濾過するように、例えば、約０．５〜１．０Ｍｐａ（５〜１０ｋｇｆ／ｃｍ２）の気圧に対して漏れないような密閉性を高めた密閉構造になっている。
【００２３】
＜機械室＞
機械室３は、加圧濾過室２の攪拌翼７を駆動する駆動装置である。機械室３は、加圧濾過室２の支持板５により攪拌機６の電動モータ６ａと減速機６ｂが支持されている。
【００２４】
＜攪拌機の構成＞
攪拌機６は、機械室３に設けられた減速機６ｂ付の電動モータ６ａであり、図示しないウォームとウォームホイールによって減速するとともに、回転方向を直角に変換し、攪拌機６の主軸７ａに回転力を伝達する。攪拌機６は支持板５に支持され、固定されている。主軸７ａの回転数は、毎分１０〜２０回転であるが、これ以外であってもよい。
また、撹拌機６は上昇・下降可能な機構が具備されている。
【００２５】
攪拌翼７は、加圧濾過室２に配置され、複数個の回転羽根７ｃが固定されたアーム７ｂを正逆転自在に回転する。アーム７ｂの本数は、２本、３本、４本…と複数本から構成されており、その他の本数であってもよい。アーム７ｂの回転中心に垂直に伸びた主軸７ａは、機械室３の攪拌機６に接続されている。なお、上記撹拌機６の上昇・下降可能な機構に代えて、前記主軸７ａは上下方向へ移動自在であってもよい。
また、図３に示すように、回転羽根７ｃは、アーム７ｂの長手方向に対して、３０〜４５度に交差して接続されている。
【００２６】
＜鏡板の構成＞
鏡板８は、一般の圧力容器の両端部に設けられる鏡板の形状に成形されている。鏡板８の中心には主軸７ａを通すと通し穴が設けられ、この通し穴と主軸７ａとの隙間は、図示しないメカニカルシールにて塞ぎ、気密性を高めている。また、メカニカルシールにて機械室３への液漏れを防止している。鏡板８の中は加圧室になっている。
【００２７】
＜ガイドロッドの構成＞
ガイド１２（以下、ガイドロッド１２という）は、図３に示すように、下部濾板１aと加圧濾過室２、中間濾板１ｂと加圧濾過室２、加圧濾過室２と加圧板１ｃの４隅に設けたガイドロッド１２の通し穴１ｄに挿通され、上下動をガイドするガイドロッドである。図４に示すように、ガイドロッド１２は、加圧ジャッキ２６により、下部濾板１aと加圧濾過室２、中間濾板１ｂと加圧濾過室２、との間に隙間を設けた開枠状態、隙間を無くした閉枠状態にするための上下動のガイドとなる。
【００２８】
＜加圧ジャッキの構成＞
加圧ジャッキ２６は、図４に示すように、下部濾板１aと加圧濾過室２、中間濾板１ｂと加圧濾過室２、との間に隙間を設けた開枠状態、隙間を無くした閉枠状態にするためのジャッキである。加圧ジャッキ２６は、減速機２６ｂ付の電動モータ２６ａからなり、図示しないウォームとウォームホイール２６ｄによってさらに減速するとともに、電動モータ２６ａの正転、逆転によりウォームホイール２６ｄを正逆回転させて、ジャッキねじ２６ｆを上下動自在に移動させる。
【００２９】
＜濾材の種類＞
濾材１８は、図８に示すように、濾材ラック１７に配置され、ロール状に巻き取られた濾材ロール１７ａである。濾材１８は、濾過の際に用いる固液分離用の多孔材であればよく、ここでは濾紙１８（ペーパー）であるが、濾紙１８に限らず濾布１８であってもよい、濾布には羊毛、木綿、ガラス繊維、合成繊維などの各種繊維で織り上げた布も好適である。
【００３０】
＜濾材の供給・排出方法＞
図８に示すように、濾材１８の供給方法は、従来と同様の濾材供給・排出システムの濾材ラック１７にストックされた濾材ロール１７ａ…から各濾板１に供給される。
これと同時に、濾過により残留したケーキとともに、使用済みの濾材１８は、濾材供給・排出システムの濾材エキストラクタ１９の排出ロール装置１９ａにより、機外に引き出されて排出される。
【００３１】
＜濾過手段の濾過方法＞
濾過手段の濾過方法は、濾材１８の上面に窪みを設け、この窪みに金網等のスペーサを挿着し、その上に濾材１８を支持して、この濾材１８によって濾過した濾液を一箇所に集めて排液口１ｆから機外に排出する。濾過方法は、濾材１８が原液を濾過してメディアを除く濾過、具体的にはケーキを除く濾過をいい、加圧しても良いし、負圧にして吸い込んでもよい。ここでは、若干高めの約０．５〜１．０Ｍｐａが好適である。
図８に示すように、濾過方法にて濾過処理する原液の供給は、原液タンク１３からポンプ１３ａを介して供給され、原液供給ヘッダー１４に通される。原液は、この原液供給ヘッダー１４と各加圧濾過室２とは耐圧ホース１５，１５によって接続され、加圧濾過室２に供給される。
また、下部濾板１ａと中間濾板１ｂ内で濾材１８により濾過された濾液は、下部濾板１ａと中間濾板１ｂの排液口１ｆから図示しないホースを介して濾液タンクに排出される。
【００３２】
本発明の多段の攪拌機付水平濾板式濾過機１１の動作について説明する。
運転サイクルは、１．濾過工程、２．脱液工程  ３．リスラリ洗浄工程、４．展圧・乾燥（通気）工程、５．濾材（ケーキ）排出工程となる。
１．濾過工程
図６に示すように、濾過工程が終了すると、加圧ジャッキ２６により、濾板１と加圧濾過室２との隙間ｓに開枠され、濾材１８が排出した後、閉枠状態（図７）になる。
図８に示すように、原液タンク１３からポンプ１３ａを介して原液供給ヘッダー１４と耐圧ホース１５，１５を介して原液が供給口８ａから供給され、濾過が開始する。
２．ケーキ脱液工程
濾材１８の初期においては、目詰まりがないため、どんどん原液の濾過が進み、次第に濾材１８に目詰まりが起こると、濾過圧力が上昇するので、上昇したら原液供給をストップし、空気を供給口８ａから入れて脱液を行う。この際ケーキ１８ａにクラックが入るような処理物の時は、撹拌機６を回し、クラックをつぶし、空気漏れを無くすことで、脱液を促進させる。
３．リスラリ洗浄工程
ケーキ脱液が終了した後、撹拌機６を回しながらシャワーノズル８ｂから洗浄水を入れる。洗浄水を入れ撹拌機６を回すことで、ケーキ１８ａと洗浄水が効率良く接触し、ケーキ１８ａ中の不純物が取り除かれる。
４．展圧・乾燥（通気）工程
ケーキ１８ａの攪拌・展圧により、通気乾燥での割れは潰されて割れの発生が抑えられる。
５．濾材（ケーキ）排出工程
所定の乾燥度に達すると、加圧ジャッキ２６により、下部濾板１ａ、中間濾板１ｂと、各加圧濾過室２との間に隙間が開枠し、乾燥したケーキ１８ａが残留した濾材１８が濾材エキストラクタ１９の排出ロール装置１９ａ（図８参照）により機外に引き出される。
この後は、１〜５の工程の繰り返しになり、連続して継続される。
このように、攪拌翼７による攪拌によりケーキ１８ａのクラックを潰して割れを防ぐことができること、リスラリ洗浄による十分なケーキ１８ａ中の不純物除去が行えるので、レアメタル（希少金属）等の濾過洗浄には好適である。
【００３３】
本発明はその技術思想の範囲内で種々の改造、変更が可能である。
例えば、本発明の多段の攪拌機付水平濾板式濾過機１１は、２，３段式にして説明したが、４，５，６…段、それ以上の段重ねにしてもよい。
ここでは多段で説明したが、最少の段数は単段の一段であってもよく、下部濾過室１ａと撹拌機６を設けた加圧濾過室２と、加圧板１ｃの最小の構成であっても構わない。
なお、レアメタルとは、金、銀、白金(プラチナ)、パラジウム、ロジウム、ニッケル、コバルト、チタン、タングステン、モリブデン、タンタル、インコネル、ビスマス・セレニウム等をいうが、その他の重金属、希少金属であっても構わない。
【符号の説明】
【００３４】
１    濾板
１ａ  下部濾板
１ｂ  中間濾板
１ｃ  加圧板
１ｄ  ガイドロッドの通し穴
１ｅ  開口用連結ボルト通し穴
１ｆ  排液口
２    加圧濾過室
３    機械室
５    支持板（仕切り板）
６    攪拌機
６ａ  電動モータ
６ｂ  減速機
７    攪拌翼
７ａ  主軸
７ｂ  アーム
７ｃ  回転羽根
８    鏡板（圧力隔壁）
８ａ  供給口
８ｂ  シャワーノズル
１０  攪拌機付水平濾板式濾過機（一段）
１１  攪拌機付水平濾板式濾過機（多段）
１２  ガイド（ガイドロッド）
１３  原液タンク
１３ａ  ポンプ
１４  原液供給ヘッダー
１５  耐圧ホース
１６  加圧ジャッキ
１７  濾材ラック
１７ａ  濾材ロール
１８  濾材（濾紙、濾布）
１８ａ  ケーキ
１９  濾材エキストラクタ
２０  多段水平濾板式濾過機（従来）
２１  ベース
２２  ポスト
２３  ビーム（梁）
２６  加圧ジャッキ
２６ａ  電動モータ
２６ｂ  減速機
２６ｃ  ウォーム
２６ｄ  ウォームホイール
２６ｅ  ブラケット
２６ｆ  ジャッキねじ
【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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