(57)【要約】【課題】ガス充填部がゴム引布又はプラスチック引布の袋体よりなり、ガス充填部の内圧を容易に制御することができ、所望の圧力でガスを送り出すことができる球形ガスホルダーを提供する。【解決手段】ゴム引布又はプラスチック引布のガス充填部とガス加圧部とからなるガスホルダーであって、ガス充填部が、ガスを完全充填したときに略球形をなす袋体であり、ガス流入口とガス取出口を有し、フレームによって該球形の赤道部が支持され、ガス加圧部が、加圧状態においてガス充填部の上半分を覆う略半球形であり、ガス充填部とガス加圧部の間の空間に空気を送り込む送風手段と、該空間の圧力を制御する圧力調整手段を有することを特徴とする球形ガスホルダー。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム引布又はプラスチック引布のガス充填部とガス加圧部とからなるガスホルダーであって、ガス充填部が、ガスを完全充填したときに略球形をなす袋体であり、ガス流入口とガス取出口を有し、フレームによって該球形の赤道部が支持され、ガス加圧部が、加圧状態においてガス充填部の上半分を覆う略半球形であり、ガス充填部とガス加圧部の間の空間に空気を送り込む送風手段と、該空間の圧力を制御する圧力調整手段を有することを特徴とする球形ガスホルダー。
【請求項２】
ガス充填部とガス加圧部の間の空間から空気が流出する排気管の先端に上向きの開口部が設けられ、該開口部を覆う可動重錘蓋により該空間の圧力を制御する請求項１記載の球形ガスホルダー。
【請求項３】
ガス充填部の頂点にワイヤが取り付けられ、該ワイヤがガス加圧部の頂点に設けられた孔を通ってガスホルダー外へ出て、滑車を経由して垂直に吊り下げられ、該ワイヤの位置にもとづいてガス充填部のガス貯留量を判定する請求項１記載の球形ガスホルダー。
【請求項４】
ガス充填部の内圧を測定する圧力計が設けられ、ガス充填部の内圧により、ガスの完全充填と完全排出を判定する請求項１記載の球形ガスホルダー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、球形ガスホルダーに関する。さらに詳しくは、本発明は、ガス充填部がゴム引布又はプラスチック引布の袋体よりなり、ガス充填部の内圧を容易に制御することができ、所望の圧力でガスを送り出すことができる球形ガスホルダーに関する。
【背景技術】
【０００２】
都市ガスや、水素ガス、酸素ガスなどの工業用ガスなどの貯留に、球形ガスホルダーが広く使用されている。このような目的に使用される球形ガスホルダーは大型であり、材料には高張力鋼などが用いられ、耐用年数も長期にわたることが予定されている。これに対して、下水処理場や畜舎などから発生する消化ガスなどは、都市ガス、工業用ガスなどに比べて発生量が相対的に少なく、貯留設備にも長期耐久性は要求されない場合が多い。このような取り扱い量が少なく、設備更新期間も短いガス用のガスホルダーとして、ゴム引布又はプラスチック引布製のガスホルダーが開発されている。
図８は、従来のゴム引布製のガスホルダーの一例の側面図である。この例のガスホルダーは、ゴム引布又はプラスチック引布のジャバラ構造の袋体２１が、フレーム２２内の台板２３上に設置されている。袋体の下部には、台板を貫通して、ガス流入口２４とガス取出口２５が設けられている。袋体の上には、天板２６が載置され、天板の上にさらに重錘２７が載せられている。
この例のガスホルダーは、ガス取出口を閉じてガス流入口からガスを送り込むと、ジャバラ構造のゴム引布又はプラスチック引布の袋体が膨らみ、重錘を載せた天板が上昇する。ガス流入口を閉じて、ガス取出口を開くと、袋体の内部のガスが重錘により与えられる圧力で流出する。袋体内部の圧力は、重錘の重量によって制御することができ、この構造のガスホルダーは、内圧３ｋＰａ程度に耐える。この例のガスホルダーは、基礎工事はほとんど不要であり、使用開始時には袋体は畳まれているので、内部のガス置換も不要である。ジャバラ構造のゴム引布又はプラスチック引布の袋体を畳み、フレームを解体して運搬し、現場で組み立てて直ちに使用することができるので、簡便、容易かつ安価に設置することができる。しかし、ジャバラ構造のゴム引布又はプラスチック引布の袋体の製造にはかなり手間がかかり、補修なども容易ではないので、より簡単なガスホルダーが求められていた。
本発明者は、このような要求に応じて、ガス充填部がゴム引布又はプラスチック引布の袋体よりなり、ガスを完全充填したときに略球形をなし、フレームによって赤道部が支持され、下端にガス流入口とガス取出口とを有する球形ガスホルダーを開発した。図９は、この球形ガスホルダーの一例の側面図である。この図は、袋体にガスが完全充填された状態を示す。この球形ガスホルダーは、ガス充填部がゴム引布又はプラスチック引布の袋体２８よりなり、ガスを完全充填したときに袋体が略球形となり、脚柱２９とリング３０からなるフレームによって袋体の赤道部が支持されている。略球形の袋体の赤道部に設けられたベルト（図示しない。）により、袋体がリングに固定されている。袋体の下端には、ガス流入口３１とガス取出口３２が設けられている。
図１０は、図９に示す球形ガスホルダーのガスを完全充填した状態を示す断面図であり、図１１は、ガス充填部からガスが一部排出された状態を示す断面図である。略球形の袋体２８の頂点の内側に、袋体の内面と接する表面を有する成形体３３が接着され、該成形体に取り付けられたフックに重錘３４が吊り下げられている。略球形の袋体の頂点の内側に重錘を設けることにより、ガスの充填量が減少して袋体の上部が下降するとき、重錘は略球形の垂直な直径上を下降する。図１１は、図１０に示す球形ガスホルダーのガスの充填量が減少した状態を示す断面図である。本態様の球形ガスホルダーにおいては、ガスの充填量が減少して袋体の上部が下降するとき、重錘は図中に一点鎖線で示す垂直な直径上を下降し、袋体は常に垂直な直径を対称軸とする回転対称形を保つ。
略球形の袋体は、ジャバラ構造の袋体に比べて容易に製造することができ、略球形の袋体を支持するフレームは、ジャバラ構造の袋体を支持するフレームに比べて構造が簡単なので、球形ガスホルダーを経済的に製造し、設置することができる。図１０及び図１１に示す球形ガスホルダーのガス充填部の内圧は、袋体の頂点の内側に設けた重錘の重量によって制御することができるが、ガスの貯留量すなわち袋体の形状によって変動し、常に一定の圧力でガスを送り出すことは困難であった。また、袋体の頂点の内側に設けた重錘は交換することが容易ではないので、状況に応じて送り出すガスの圧力を変化させることはほとんど不可能であった。
一つのタンクを形成する気密性の内殻と、その内殻を悪天候から保護するために供せられる外殻とを有し、ガスの充填量を容易に知ることができるガス貯蔵装置として、内殻がバラストを備えているとともに、複数の箇所で外殻に連結されており、所定の基準位置に対してバラストの位置を検出する手段が設けられ、外殻の加圧がブロワを用いて行われ、外殻内における圧力の制御がフローティングダンパ（水面昇降式通気弁）を用いて確保されるガス貯蔵装置が提案されている（特許文献１）。図１２は、このガス貯蔵装置の一例の断面図である。この例のガス貯蔵装置は、タンクを形成する気密性の内殻３５と、内殻を悪天候から保護する外殻３６とを有する。内殻にはガス流入排出口３７が設けられ、ガス流入排出口は、ガス供給排出用パイプ３８に接続されている。内殻はバラスト３９を有するとともに、バラストの位置が超音波センサ４０により検出される。内殻はアングル４１により床に固定され、外殻はアングル４２により床に固定される。外殻の加圧がブロワ４３を用いて行われ、外郭内における圧力の制御がフローティングダンパ４４を用いて確保される。この例のガス貯蔵装置は、ガス充填部である内殻よりも外殻の方が大きく、経済的な構造であるとは言いがたい。図１２に示すガス貯蔵装置は、内殻と外殻の間に形成される空間は、人が通れるのに十分なスペースであり、外殻に人が出入りするための開口部４５が設けられていて、この形状は小型のガスホルダーには適していない。
【特許文献１】特開平１１−１３２３９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、ガス充填部がゴム引布又はプラスチック引布の袋体よりなり、ガス充填部の内圧を容易に制御することができ、所望の圧力でガスを送り出すことができる球形ガスホルダーを提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ゴム引布又はプラスチック引布の袋体からなる球形のガス充填部の上半分を半球形のガス加圧部で覆い、ガス充填部とガス加圧部の間の空間に空気を送り込んで所定の圧力に保つことにより、ガス充填部から安定して所望の圧力でガスを送り出すことが可能となることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）ゴム引布又はプラスチック引布のガス充填部とガス加圧部とからなるガスホルダーであって、ガス充填部が、ガスを完全充填したときに略球形をなす袋体であり、ガス流入口とガス取出口を有し、フレームによって該球形の赤道部が支持され、ガス加圧部が、加圧状態においてガス充填部の上半分を覆う略半球形であり、ガス充填部とガス加圧部の間の空間に空気を送り込む送風手段と、該空間の圧力を制御する圧力調整手段を有することを特徴とする球形ガスホルダー、
（２）ガス充填部とガス加圧部の間の空間から空気が流出する排気管の先端に上向きの開口部が設けられ、該開口部を覆う可動重錘蓋により該空間の圧力を制御する(１)記載の球形ガスホルダー、
（３）ガス充填部の頂点にワイヤが取り付けられ、該ワイヤがガス加圧部の頂点に設けられた孔を通ってガスホルダー外へ出て、滑車を経由して垂直に吊り下げられ、該ワイヤの位置にもとづいてガス充填部のガス貯留量を判定する(１)記載の球形ガスホルダー、及び、
（４）ガス充填部の内圧を測定する圧力計が設けられ、ガス充填部の内圧により、ガスの完全充填と完全排出を判定する(１)記載の球形ガスホルダー、
を提供するものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の球形ガスホルダーは、構造が簡単であり、ガス充填部に比べてガス加圧部が小さく、簡単なフレームを用いて設置することができるので、経済的に製造することができる。本発明の球形ガスホルダーは、ガス充填部とガス加圧部の間の空間から空気が流出する排気管の先端の開口部に、開口部を覆う可動重錘蓋を設け、該空間の内圧を調整することにより、送り出すガスの圧力を所望の値に容易に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の球形ガスホルダーは、ゴム引布又はプラスチック引布のガス充填部とガス加圧部とからなるガスホルダーであって、ガス充填部が、ガスを完全充填したときに略球形をなす袋体であり、ガス流入口とガス取出口を有し、フレームによって該球形の赤道部が支持され、ガス加圧部が、加圧状態においてガス充填部の上半分を覆う略半球形であり、ガス充填部とガス加圧部の間の空間に空気を送り込む送風手段と、該空間の圧力を制御する圧力調整手段を有する球形ガスホルダーである。
図１は、本発明の球形ガスホルダーの一態様の側面図であり、図２は、その断面図である。図２は、ガス充填部にガスが完全充填された状態を示す。本態様の球形ガスホルダーは、ガス充填部１がゴム引布又はプラスチック引布の袋体よりなり、ガスを完全充填したときに袋体が略球形となり、脚柱２と隔壁板３からなるフレームによって袋体の赤道部が支持されている。袋体の下端には、ガス流入口４とガス取出口５が設けられている。
図１及び図２に示す球形ガスホルダーにおいては、ガス充填部の上半分が、加圧状態において略半球形となるガス加圧部６により覆われている。ガス加圧部の材質に特に制限はなく、例えば、ガス充填部と同じゴム引布又はプラスチック引布とすることができ、あるいは、金属板又はプラスチック板とすることもできる。ゴム引布又はプラスチック引布からなるガス加圧部は、加圧状態においてのみ略半球形となり、金属板又はプラスチック板からなるガス加圧部は、加圧状態においても、非加圧状態においても略半球形を保つ。ゴム引布又はプラスチック引布からなるガス加圧部は、施工前は折り畳んで保管、輸送することができるので、好適に用いることができる。
【０００７】
本発明の球形ガスホルダーは、ガス充填部とガス加圧部の間の空間に空気を送り込む送風手段と、該空間の圧力を制御する圧力調整手段を有する。図１及び図２に示す態様においては、ガス充填部１とガス加圧部６と隔壁板３により仕切られた空間に、ブロワ７と送気管８からなる送風手段により空気が送り込まれ、排気管９の先端に設けられた圧力調整手段１０により、ガス充填部とガス加圧部の間の空間の圧力が調整される。
ガス充填部に貯留されたガスを燃料として使用するとき、必要なガス圧力は１〜３ｋＰａである場合が多い。圧力調整手段を用いて、ガス充填部とガス加圧部の間の空間の圧力を制御することにより、ガス充填部の貯留量の変化によってガス充填部の袋体の形状がどのように変化しても、ガス充填部とガス加圧部の間の空間の圧力と等しい安定した一定の圧力でガスを送り出すことができる。
本発明の球形ガスホルダーにおいては、ガス充填部とガス加圧部の間の空間から空気が流出する排気管の先端に上向きの開口部を設け、該開口部を覆う可動重錘蓋により該空間の圧力を制御することが好ましい。図３は、本発明に用いる圧力調整手段の一態様の側面図及び平面図である。本態様の圧力調整手段においては、排気管９の先端に、底部が密閉され、上向きの開口部１１を有する管フランジ１２が取り付けられ、そのフランジ１３に３本の可動重錘蓋支柱１４が設けられている。
図４は、図３に示す圧力調整手段に用いる可動重錘蓋の平面図及び側面図であり、(ａ)は可動重錘蓋の平面図、(ｂ)は低圧用可動重錘蓋の側面図、(ｃ)は中圧用可動重錘蓋の側面図、(ｄ)は高圧用可動重錘蓋の側面図である。可動重錘蓋１５には、圧力調整手段の可動重錘蓋支柱１４に対応する位置に孔１６が設けられ、可動重錘蓋支柱に可動重錘蓋の孔を挿通することにより、圧力調整手段の開口部を塞いで、ガス充填部とガス加圧部の間の空間の圧力を制御することができる。重量の異なる複数個の可動重錘蓋を準備しておくことにより、ガス充填部とガス加圧部の間の空間の圧力を所望の値に調整することができる。
図５は、圧力調整手段の可動重錘蓋支柱に可動重錘蓋の孔を挿通した状態を示す側面図である。可動重錘蓋支柱１４に可動重錘蓋１５の孔が挿通され、可動重錘蓋により圧力調整手段の開口部が塞がれている。
【０００８】
図３に示す態様の圧力調整手段において、管フランジ１３の内径が１５５ｍｍであると、開口部１１の面積は１８８ｃｍ2となる。ガス充填部とガス加圧部の間の空間の圧力を２.０ｋＰａに制御するためには、
１８８ｃｍ2 × ０.０２ｋｇ／ｃｍ2 ＝ ３.７６ｋｇ
の可動重錘蓋を開口部に載置する。ガス充填部とガス加圧部の間の空間の圧力が２.０ｋＰａを超えると、可動重錘蓋が僅かに浮上して、可動重錘蓋と開口部の隙間から空気が洩れ、ガス充填部とガス加圧部の間の空間の圧力が２.０ｋＰａに保たれる。ガス充填部とガス加圧部の間の空間には、常にブロワにより空気が送られるので、ガス充填部とガス加圧部の間の空間の圧力が２.０ｋＰａを下回ることはない。
同様にして、ガス充填部とガス加圧部の間の空間の圧力を１.０ｋＰａに制御するためには、１.８８ｋｇの可動重錘蓋を開口部に載置し、ガス充填部とガス加圧部の間の空間の圧力を３.０ｋＰａに制御するためには、５.６４ｋｇの可動重錘蓋を開口部に載置する。図１０に示す球形ガスホルダーにおいては、重錘の交換によるガス圧力の制御が極めて困難であるのに対して、本発明の球形ガスホルダーに用いる圧力調整手段によれば、極めて容易にガス圧力を所望の値に制御することができる。
図６は、本発明に用いる圧力調整手段の他の態様の側面図である。本態様の圧力調整手段においては、管フランジ１２のフランジ１３に可動重錘蓋１５が蝶番１７により取り付けられている。ガス充填部とガス加圧部の間の空間の圧力が所定の値を超えると、可動重錘蓋が僅かに浮いて、可動重錘蓋と開口部の隙間から空気が洩れ、ガス充填部とガス加圧部の間の空間の圧力が所定の値に保たれる。ガス充填部とガス加圧部の間の空間の圧力を頻繁に変更する必要がなく、常に一定の値に保つ場合には、本態様の圧力調整手段を好適に用いることができる。
【０００９】
本発明の球形ガスホルダーは、ガス充填部の袋体の頂点にワイヤを取り付け、該ワイヤをガス加圧部の頂点に設けられた孔を通してガスホルダー外へ出し、滑車を経由して垂直に吊り下げ、該ワイヤの位置にもとづいてガス充填部中のガス貯留量を判定することができる。図７は、本発明の球形ガスホルダーの他の態様の断面図である。本図は、ガスの充填量が減少した状態を示す。本態様の球形ガスホルダーは、ガス充填部の袋体の頂点にワイヤからなるレベル計１８が取り付けられ、ワイヤは滑車を経由して垂直に吊り下げられ、ワイヤの末端１９の位置から、ガス充填部の頂点の位置を読み取ることができる。ワイヤの末端が移動する範囲には、読み取り用の目盛尺２０が設けられ、ガス充填部の袋体の頂点の位置の読み取りを容易にしている。
本発明の球形ガスホルダーにレベル計を取り付けると、ガス充填部は垂直な直径を対称軸とする回転対称形を保つので、ガス充填部の袋体の頂点の位置と袋体の内容積との間には１対１の関係が成り立つ。したがって、袋体の頂点の位置と袋体の内容積との関係を示すグラフをあらかじめ作成しておき、そのグラフから球形ガスホルダーのガスの貯留量を読み取ることができ、あるいは、ワイヤの末端１９が移動する範囲に設けた目盛尺２０の目盛を、ガス充填部の略球形の袋体の内容積として、ガスの貯留量を直読することもできる。
本発明の球形ガスホルダーにおいては、レベル計にリミットスイッチなどを取り付け、ガス充填部の略球形の袋体の内容積に応じて、ガスの流入と取り出しを自動的に制御することができる。
【００１０】
本発明の球形ガスホルダーは、ガス充填部の内圧を測定する圧力形を設け、ガス充填部の内圧により、ガスの完全充填と完全排出を判定することができる。ガス充填部の袋体がガスにより完全充填されたとき、さらなるガスの流入により、ガス充填部の内圧は、ガス充填部とガス加圧部の間の空間の圧力よりも高くなるので、ガスの完全充填を判定することができる。ガスが完全充填された場合は、ガス取出口よりガスを取り出し、トーチなどを用いてガスを燃焼させ、ガス充填部の内圧を所定の値に保つことが好ましい。
本発明の球形ガスホルダーのガス充填部の容量に特に制限はないが、１〜３００ｍ3であることが好ましく、５〜２００ｍ3であることがより好ましい。容量１ｍ3未満のガスホルダーは、一般的な汎用品が市販されているので、市販品を購入して経済的に使用することができる。容量が３００ｍ3を超えると、ゴム引布又はプラスチック引布では強度が不足するので、金属製のガスホルダーを作製することが好ましい。
【００１１】
本発明に用いるゴム引布又はプラスチック引布の基布の材質に特に制限はなく、例えば、綿織物、ポリエステル織物、ポリアミド織物などを挙げることができる。本発明に用いるゴム引布のゴムの材質に特に制限はなく、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルブタジエンゴム、水素化ニトリルブタジエンゴム、ＥＰＤＭエラストマーなどを挙げることができる。これらの中で、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルブタジエンゴム及びＥＰＤＭエラストマーを好適に用いることができる。本発明に用いるプラスチック引布のプラスチックの材質に特に制限はなく、例えば、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ニトロセルロースなどを挙げることができる。これらの中で、ポリウレタンを好適に用いることができる。
本発明に用いるゴム引布又はプラスチック引布は、もみ試験において、無荷重５００回で異常のないことが好ましく、無荷重１,０００回で異常のないことがより好ましい。無荷重５００回で異常が生ずると、ガスホルダーとしての耐久性が不足するおそれがある。本発明に用いるゴム引布又はプラスチック引布は、貯留するガスを用いたガス透過試験において、５.０ｃｍ3／(ｍ2・ｓ・Ｐａ)以下であることが好ましく、３.０ｃｍ3／(ｍ2・ｓ・Ｐａ)以下であることがより好ましく、１.０ｃｍ3／(ｍ2・ｓ・Ｐａ)以下であることがさらに好ましい。ガス透過試験の結果が５.０ｃｍ3／(ｍ2・ｓ・Ｐａ)を超えると、球形ガスホルダーからのガスの漏洩が無視し得ない量に達するおそれがある。ゴム引布又はプラスチック引布のもみ試験は、ＪＩＳ Ｋ ６４０４−６にしたがい、スコット形もみ試験機を用いて行うことができる。ゴム引布又はプラスチック引布のガス透過試験は、ＪＩＳ Ｋ ６４０４−１０にしたがい、ケンブリッジ式ガス透過試験装置を用いる試験方法Ｂ１又はマノメータ式ガス透過試験機を用いる試験方法Ｂ２により行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００１２】
本発明の球形ガスホルダーは、構造が簡単であり、ガス充填部に比べてガス加圧部が小さく、簡単なフレームを用いて設置することができるので、経済的に製造することができる。本発明の球形ガスホルダーは、ガス充填部とガス加圧部の間の空間から流出する排気管の先端の開口部に、開口部を覆う可動重錘蓋を設け、該空間の内圧を調整することにより、送り出すガスの圧力を所望の値に容易に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の球形ガスホルダーの一態様の側面図である。
【図２】図１に示す球形ガスホルダーの断面図である。
【図３】本発明に用いる圧力調整手段の一態様の側面図及び平面図である。
【図４】本発明に用いる可動重錘蓋の一態様の平面図及び側面図である。
【図５】本発明に用いる圧力調整手段の一態様の側面図である。
【図６】本発明に用いる圧力調整手段の他の態様の側面図である。
【図７】本発明の球形ガスホルダーの他の態様の断面図である。
【図８】従来のゴム引布製のガスホルダーの一例の側面図である。
【図９】従来の球形ガスホルダーの一例の側面図である。
【図１０】図９に示す球形ガスホルダーの断面図である。
【図１１】図９に示す球形ガスホルダーの断面図である。
【図１２】従来のガス貯蔵装置の一例の断面図である。
【符号の説明】
【００１４】
１  ガス充填部
２  脚柱
３  隔壁板
４  ガス流入口
５  ガス取出口
６  ガス加圧部
７  ブロワ
８  送気管
９  排気管
１０  圧力調整手段
１１  開口部
１２  管フランジ
１３  フランジ
１４  可動重錘蓋支柱
１５  可動重錘蓋
１６  孔
１７  蝶番
１８  レベル計
１９  ワイヤの末端
２０  目盛尺
２１  ジャバラ構造の袋体
２２  フレーム
２３  台板
２４  ガス流入口
２５  ガス取出口
２６  天板
２７  重錘
２８  袋体
２９  脚柱
３０  リング
３１  ガス流入口
３２  ガス取出口
３３  成形体
３４  重錘
３５  内殻
３６  外殻
３７  ガス流入排出口
３８  ガス供給排出用パイプ
３９  バラスト
４０  超音波センサ
４１  アングル
４２  アングル
４３  ブロワ
４４  フローティングダンパ
４５  開口部
【図１】
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【図２】
2007327581.tif 000004
【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】
2007327581.tif 000009
【図８】
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【図９】
2007327581.tif 000011
【図１０】
2007327581.tif 000012
【図１１】
2007327581.tif 000013
【図１２】
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