(57)【要約】【課題】ポンプ装置のコラムパイプと吐出し管とが直交する接続部分における流れの剥離と渦流の発生を防止する。【解決手段】プルアウト形ポンプ装置（１００）は、コラムパイプ（１０２）と、コラムパイプ内に配置された水中モータポンプ（１０４）と、コラムパイプと水中モータポンプとの間の流れ（１２４）の下流側で、コラムパイプに直交して接続された吐出管（１２２）と、コラムパイプと吐出管との直交接続箇所の角部に吐出管の内周面が延長された連続面を提供する剥離防止構造体であって、流れが吐出管の内周壁から剥離するのを抑制する剥離防止構造体（１５０）とを有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コラムパイプ（１０２，２０２，３０２，４０２，５０２）と、
前記コラムパイプ内に配置された水中モータポンプ（１０４，４０４，５０４）と、
前記コラムパイプと前記水中モータポンプとの間の流れ（１２４，４２４，５２４）の下流側で、当該コラムパイプに直交して接続された吐出管（１２２，２２２，３２２，４２２，５２２）と、
前記コラムパイプと前記吐出管との直交接続箇所の角部に当該吐出管の内周面が延長された連続面を提供する剥離防止構造体であって、流れが当該吐出管の内周壁から剥離するのを抑制する剥離防止構造体と、
を有する、プルアウト形ポンプ装置（１００，２００，３００，４００，５００）。
【請求項２】
請求項１に記載のポンプ装置において、
前記剥離防止構造体（１５０）は、前記コラムパイプの前記内周壁上で、前記直交接続箇所の周囲に設けられ、
前記剥離防止構造体は、断面が半円形状若しくは流線形状に形成された、ポンプ装置（１００）。
【請求項３】
請求項１に記載のポンプ装置において、
前記剥離防止構造体（２５０）は、前記コラムパイプの前記内周壁上で、前記直交接続箇所の吐出管断面の中心より前記水中モータポンプに近い側の角部に設けられ、
前記剥離防止構造体は、断面が半円形状若しくは流線形状に形成された、ポンプ装置（２００）。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のポンプ装置において、
前記コラムパイプは、前記直交接続箇所より前記水中モータポンプから遠い側にコラムハッチ（４１２）を有し、
前記剥離防止構造体（４５０）は、
前記コラムパイプの前記内周壁に適合して湾曲した板であって、前記吐出管の吐出穴に合致した穴（４５４）が穿かれた固定用曲面板（４５２）と、
前記固定用曲面板の前記穴の周囲若しくはその一部に、断面が半円形状若しくは流線形状に形成された突起部（４５６）と、を有し、
前記剥離防止構造体は、前記コラムハッチに固定された、ポンプ装置（４００）。
【請求項５】
請求項１に記載のポンプ装置において、
前記剥離防止構造体（３５０，５５０）は、流れを滑らかに吐き出す形状（３６０，５６０）に形成された、ポンプ装置（３００，５００）。
【請求項６】
請求項５に記載のポンプ装置において、
前記水中モータポンプ（５０４）の電源ケーブル（５１０）を収納して保護する保護パイプであって、前記水中モータポンプの下流側に取り付けられた保護パイプ（５７０）を更に有し、
前記剥離防止構造体（５５０）は、前記保護パイプに固定された、ポンプ装置（５００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、剥離防止構造体を備えたポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、都市部における市街地化や宅地化による舗装率の向上および下水管渠の普及等によって、雨水がポンプ設備の吸水槽に急激かつ大量に流入する傾向にある。しかし、この大量の雨水が流入するのに充分な容量の吸水槽を設備することは、土地が高価である等のため経済的に困難なこともある。その結果、吸水槽の容量が不充分で、水位が大幅に急激な変化を生じさせ易い。この吸水槽の雨水を排除するポンプの一例として、プルアウト形ポンプ装置が広く用いられている。
【０００３】
また、台風等の天災による一度の大量の降雨によって雨水の排水が充分に行なわれず、低地等に出水の災害を生じさせる虞がある場合にも、出水を迅速に排水するためにプルアウト形ポンプ装置が用いられている。
【０００４】
プルアウト形ポンプ装置の公報掲載の公知技術として、例えば特許文献１に開示の技術がある。
【０００５】
図１は、ポンプユニット７０４がコラムパイプ７０２に挿入された構成を有する従来のポンプ装置７００を説明する図である。揚水溜め中に浸漬するようにして取り付けたコラムパイプ７０２の下部に、ソールプレート７３２が取り付けられ、該ソールプレート７３２上にポンプユニット７０４が固定されている。このポンプユニット７０４は、インペラ７２６から吐き出された揚液をコラムパイプ７０２内に軸方向へ導くために案内羽根を備えた吐出ボウル７３４、その下部に取り付けられた吸込ベル７３６、上部に取り付けられたモータ７１６及び該モータ７１６の軸に取り付けられたインペラ７２６などの主要部品から構成されている。また、モータ７１６の上部には、動力用ケーブル７１０が取り付けられ揚水管７０２のコラムハッチ７１２を貫通して外部に引き出されており、またモータ７１６の下部には、メカニカルシール７３８が取り付けられており、モータ室内へ揚液が侵入するのを防いでいる。
【０００６】
また、水中に吊り下げられて揚水作業を行う水中モータポンプを用いた揚水装置に関する公報掲載技術として、特許文献２に開示の技術もある。
【０００７】
固定された外ケーシング内に着脱自在に水中モータポンプユニットを取付けた液体揚水装置において、水中モータポンプユニットの上部に吊り下げ管の下端を固着し、吊り下げ管の上端を外ケーシングの上部で支承すると共に、モータに至るケーブルおよびケーブルグランドを吊り下げ管内に位置させた技術が開示されている。
【０００８】
更にまた、空転状態でも水中モータポンプが加熱により破損することがなく、継続した運転を可能とする公報掲載技術として、特許文献３に開示の技術もある。
【０００９】
水中モータポンプのモータフレームの外周壁とコラムパイプの内周壁との間の流路内に、モータフレームから水流と平行に複数の放熱フィンを突出させる。コラムハッチに空転状態での空気の流路を形成する空気弁を設ける技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】実開昭６０−３２５９９号公報
【特許文献２】特開昭５８−１３８２９３号公報
【特許文献３】特許第２６３２４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、ポンプ装置が設置されたコラムパイプは、通常、吐出管がコラムパイプと直交して接続されている。図２は、ポンプ装置６００が設置されたコラムパイプ６０２を示す図である。
【００１２】
図２に示されるように、コラムパイプ内に水中モータポンプが設置されている。水中モータポンプは、例えば、ポンプ部が上流側、モータ部が下流側となるように配置され、モータ部は、密閉された構造を有し、ポンプ部に直結している。コラムパイプの吸水口から水をポンプ装置内へ取り込む。コラムパイプは、水中モータポンプの下流側で、吐出管と直交して接続されている。図２に示すように、水中ポンプの稼働中、開口部から取り込まれた流体は、コラムパイプと水中モータポンプとの間の流路を流れる。水中モータポンプの下流側に流れた流体は、コラムパイプと吐出管との直交接続部において、上方へ向けた流れから側方に向けた流れへと流れの方向を急激に変える。このとき、コラムパイプと吐出管との接続部分において、流れの剥離が生じ、渦流れが発生することがある。そうなれば、当然に流体の移送効率は低下する。
【００１３】
上記の問題を解決するために本発明はなされたのであって、その課題とするところは、ポンプ装置のコラムパイプと吐出し管とが直交する接続部分における流れの剥離と渦流の発生を抑制するポンプ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
以下、本発明について上記課題を解決するための手段を説明する。尚、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【００１５】
上記課題を解決するために、プルアウト形ポンプ装置（１００，２００，３００，４００，５００）は、コラムパイプ（１０２，２０２，３０２，４０２，５０２）と、コラムパイプ内に配置された水中モータポンプ（１０４，４０４，５０４）と、コラムパイプと水中モータポンプとの間の流れ（１２４，４２４，５２４）の下流側で、コラムパイプに直交して接続された吐出管（１２２，２２２，３２２，４２２，５２２）と、コラムパイプと吐出管との直交接続箇所の角部に吐出管の内周面が延長された連続面を提供する剥離防止構造体であって、流れが吐出管の内周壁から剥離するのを抑制する剥離防止構造体とを有する。
【００１６】
ここで、剥離防止構造体（１５０）は、コラムパイプの内周壁上で、直交接続箇所の周囲に設けられ、断面が半円形状若しくは流線形状に形成されることを特徴とすれば、直交角部における流れの剥離と渦流の発生を抑制できる。
【００１７】
また、剥離防止構造体（２５０）は、コラムパイプの内周壁上で、直交接続箇所の吐出管断面の中心より水中モータポンプに近い側の角部に設けられ、断面が半円形状若しくは流線形状に形成されることを特徴とすれば、直交角部のうち流速の速い側（Ａ部）の流れの剥離と渦流の発生を抑制できる。
【００１８】
更に、コラムパイプは、直交接続箇所より水中モータポンプから遠い側にコラムハッチ（４１２）を有し、剥離防止構造体（４５０）は、コラムパイプの内周壁に適合して湾曲
した板であって、吐出管の吐出穴に合致した穴（４５４）が穿かれた固定用曲面板（４５２）と、固定用曲面板の穴の周囲若しくはその一部に、断面が半円形状若しくは流線形状に形成された突起部（４５６）とを有し、コラムハッチに固定されることを特徴とすれば、水中モータポンプの取り付け、取り外しの作業に支障をきたすことを防ぐことができる。
【００１９】
更にまた、剥離防止構造体（３５０，５５０）は、流れを滑らかに吐き出す形状（３６０，５６０）に形成されることを特徴とすれば、吐出管の断面中心より水中モータポンプから遠い側の角部（Ｂ部）の流れの剥離と渦流の発生を抑制できる。
【００２０】
更にまた、水中モータポンプ（５０４）の電源ケーブル（５１０）を収納して保護する保護パイプであって、水中モータポンプの下流側に取り付けられた保護パイプ（５７０）を更に有し、剥離防止構造体（５５０）は、保護パイプに固定されることを特徴とすれば、電源ケーブルの絡みや損傷を抑え、効率の良いポンプ装置を提供できる。
【発明の効果】
【００２１】
以上の構成を備えた本発明によれば、剥離抑制構造をコラムパイプと吐出し管とが直交して接続する部分、すなわち角部のコラムパイプ内に取り付けたので、流体は、急激に流れ方向を変えることなく、スムーズに流れ方向を変えられるようになり、流れの剥離、渦流の発生を抑制し、流体の移動が効率よく行われる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】水中モータポンプがコラムパイプに挿入された構成を有する従来のポンプ装置を説明する図である。
【図２】ポンプ装置が設置されたコラムパイプを示す図である。
【図３】第１実施形態に係る剥離防止体を有するポンプ装置を示す図である。
【図４】第２実施形態に係る剥離防止体を有するポンプ装置の直交接続部の周囲の構成を示す拡大図である。
【図５】第３実施形態に係る剥離防止体及びディフレクタを有するポンプ装置の直交接続部の周囲の構成を示す拡大図である。
【図６】第４実施形態に係る剥離防止体を有するポンプ装置を示す図である。
【図７】第５実施形態に係る剥離防止体を有するポンプ装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
まず、従来技術のプルアウト形ポンプ装置を説明する。図２は、ポンプ装置６００が設置されたコラムパイプ６０２を示す図である。コラムパイプ６０２内には、水中モータポンプ６０４が設置されている。ポンプ装置６００が設置されたコラムパイプ６０２は、水中モータポンプ６０４の下流側で、吐出管６２２と直交して接続されている。
【００２４】
本実施形態では、図２に示されるように、水中モータポンプ６０４は、ポンプ部６１５が上流側、モータ部６１６が下流側となるように配置される。モータ部６１６は、密閉された構造を有し、ポンプ部６１５に直結している。水中モータポンプ６０４は、吸水口６２０から流体をポンプ装置６００内へ取り込む。
【００２５】
ポンプ装置６００の稼働中、吸水口６２０から取り込まれた流体は、コラムパイプ６０２と水中モータポンプ６０４との間の流路６２４を流れる。水中モータポンプ６０４の下流側に流れた流体は、コラムパイプ６０２と吐出管６２２との直交接続部において、上方へ向けた流れから側方に向けた流れへと流れの方向を急激に変える。このとき、コラムパイプ６０２の内周壁で吐出管６２２との接続部分において、流れの剥離が生じ渦流れが発生することがある。
【００２６】
図２において流体の流れが太矢印で示されるが、コラムパイプ６０２に直交して接続する吐出管６２２の接続部付近では、図２に示すように、直交接続部における吐出管６２２の断面中心より水中モータポンプ６０４に近い側の角部（Ａ部）と吐出管６２２の断面中心より水中モータポンプ６０４から遠い側の角部（Ｂ部）の両方で、流体剥離が起こり、渦流６４０が発生する。その結果、流体の移送効率は低下する。この流体剥離及び渦流は、コラムパイプ６０２と吐出管６２２との接続角度が小さい場合に顕著に現れる。
【００２７】
次に、本実施形態に係る剥離防止構造体を有するプルアウト形ポンプ装置を説明する。図３は、第１実施形態に係る剥離防止体１５０を有するポンプ装置１００を示す図である。
【００２８】
図３に示されるように、ポンプ装置１００は、コラムパイプ１０２と、コラムパイプ１０２内に配置された水中モータポンプ１０４とを有する。水中モータポンプ１０４は、例えば、流れの上流側にポンプ部１１５、下流側にモータ部１１６となるように配置される。モータ部１１６は、密閉された構造を有し、ポンプ部１１５に直結している。また、ポンプ装置１００は、水中モータポンプ１０４の上流側に吸水口１２０を備え、水をポンプ装置１００内へ取り込む。
【００２９】
コラムパイプ１０２は、水中モータポンプ１０４の下流側において、吐出管１２２が直交して接続されている。また、コラムパイプ１０２は、コラムパイプ１０２と水中モータポンプ１０４との間の流路１２４を通る、吸水口１２０からの延長線上の最下流にコラムハッチ１１２を有している。
【００３０】
図３に示すように、ポンプ装置１００は、コラムパイプ１０２と吐出管１２２との直交接続部の全周に剥離防止構造体の一例としての剥離防止体１５０を有する。剥離防止体１５０は、直交接続部の角部を隠すように、吐出管１２２の内周面がコラムパイプ１０２側に延長された連続面で構成される。
【００３１】
かかる構成のポンプ装置１００を稼働させると、ポンプ部１１５によって流体が吸水口１２０からポンプ装置１００内に取り込まれる。流体は、コラムパイプ１０２と水中モータポンプ１０４との間の流路１２４を通り、水中モータポンプ１０４の下流側において向きを９０°変えて吐出管１２２から排出される。剥離防止体１５０を有するので、直交接続部の吐出管１２２側で生じる流体剥離と渦流の発生を抑制することが可能となり、効率の良い流体移送が可能となる。
【００３２】
図４は、第２実施形態に係る剥離防止体２５０を有するポンプ装置２００の直交接続部の周囲の構成を示す拡大図である。第２実施形態に係るポンプ装置２００は、剥離防止構造体の一例としての剥離防止体２５０が、コラムパイプ２０２と吐出管２２２との直交接続部における吐出管２２２の断面中心より水中モータポンプ（不図示）に近い側の角部（Ａ部）にだけ形成され、吐出管２２２の断面中心より水中モータポンプ（不図示）から遠い側の角部（Ｂ部）には形成されていない点で、直交接続部の全周に剥離防止体１５０（図３）が形成された第１実施形態に係るポンプ装置１００（図３）と異なる。
【００３３】
具体的には、剥離防止体２５０は、直交接続部における吐出管２２２の断面中心より水中モータポンプ（不図示）に近い側の角部（Ａ部）に、吐出管２２２の内周面がコラムパイプ２０２側に延長された連続面を有し、その断面は、図４に示されるように、半円形若しくは流線形である。第２実施形態では、直交角部のうち流速の速いＡ部において、流体は、剥離防止体２５０に沿ってスムーズに流れ、流体剥離や渦の発生が抑制される。
【００３４】
図５は、第３実施形態に係る剥離防止体３５０及びディフレクタ３６０を有するポンプ装置３００の直交接続部の周囲の構成を示す拡大図である。第３実施形態に係るポンプ装置３００は、剥離防止構造体の一例としての剥離防止体３５０に加えて、剥離防止構造体の一例としてのディフレクタ３６０を有する点で、ディフレクタを有しない第２実施形態に係るポンプ装置２００（図４）と異なる。
【００３５】
剥離防止体３５０は、第２実施形態の剥離防止体２５０（図４）と同様に、直交接続部における吐出管３２２の断面中心より水中モータポンプ（不図示）に近い側の角部（Ａ部）に、吐出管３２２の内周面がコラムパイプ３０２側に延長された連続面を有する。また、剥離防止体３５０は、コラムパイプ３０２と吐出管３２２との直交接続部における吐出管３２２の断面中心より水中モータポンプ（不図示）から遠い側の角部（Ｂ部）に、コラムパイプ３０２内を流れる流体が吐出管３２２に滑らかに入るように形成されたディフレクタ３６０を有する。かかる構成を有することで、第３実施形態では、Ａ部でもＢ部でも、流体は、剥離防止体３５０又はディフレクタ３６０に沿ってスムーズに流れ、流体剥離や渦の発生が抑制される。
【００３６】
図６は、第４実施形態に係る剥離防止体４５０を有するポンプ装置４００を示す図である。第４実施形態に係るポンプ装置４００は、剥離防止構造体の一例としての剥離防止体４５０がコラムパッチ４１２に固定されている点で、剥離防止体２５０（図４）がコラムハッチ（不図示）に固定されていない第２実施形態に係るポンプ装置２００（図４）と異なる。
【００３７】
図６に示されるように、ポンプ装置４００は、コラムパイプ４０２と、コラムパイプ４０２内に配置された水中モータポンプ４０４とを有する。水中モータポンプ４０４は、例えば、流れの上流側にポンプ部４１５、下流側にモータ部４１６となるように配置される。モータ部４１６は、密閉された構造を有し、ポンプ部４１５に直結している。また、ポンプ装置４００は、水中モータポンプ４０４の上流側に吸水口４２０を備え、水をポンプ装置４００内へ取り込む。
【００３８】
コラムパイプ４０２は、水中モータポンプ４０４の下流側において、吐出管４２２が直交して接続されている。また、コラムパイプ４０２は、コラムパイプ４０２と水中モータポンプ４０４との間の流路４２４を通る、吸水口４２０からの延長線上の最下流にコラムハッチ４１２を有している。
【００３９】
剥離防止体４５０は、固定用曲面板４５２上に、第２実施形態の剥離防止体２５０（図４）と同様の半円形若しくは流線形の断面を有する突起部４５６が形成されて構成されている。固定用曲面板４５２は、剥離防止体４５０がコラムパッチ４１２に固定されたときに、吐出管４２２に対応する位置に吐出管４２２と同じ大きさの穴４５４が穿かれている。剥離防止構造体の一例としての突起部４５６は、第２実施形態の剥離防止体２５０（図４）と同様に、直交接続部における吐出管４２２の断面中心より水中モータポンプ４０４に近い側の角部（Ａ部）に、吐出管４２２の内周面がコラムパイプ４０２側に延長された連続面を有する。固定用曲面板４５２に突起部４５６を取り付ける方法は溶接でも良いし、固定用曲面板４５２と突起部４５６とを鋳物により一体として形成してもよい。
【００４０】
かかる構成を有することで、水中モータポンプ４０４をコラムパイプ４０２に取り付ける際、あるいは、コラムパイプ４０２から取り外す際に、剥離防止体４５０を予め取り外すことが可能となり、作業に支障をきたすことを防ぐことができる。尚、突起部は、図３に示す剥離防止体１５０と同様に、吐出管の直交接続部の全周に形成されてもよい。
【００４１】
図７は、第５実施形態に係る剥離防止構造体５８０を有するポンプ装置５００を示す図
である。剥離防止構造体の一例としての剥離防止構造体５８０は、電源ケーブル５１０等を内部に収納する保護パイプ５７０を有する。また、剥離防止構造体５８０は、図５に示す第３実施形態と同様、剥離防止構造体の一例としての剥離防止体５５０と剥離防止構造体の一例としてのディフレクタ５６０とを有する。剥離防止体５５０とディフレクタ５６０とは、保護パイプ５７０の外周部に固定される。これは、溶接によって固定さてもよいし、鋳物により一体として形成されてよい。
【００４２】
図７に示されるように、ポンプ装置５００は、コラムパイプ５０２と、コラムパイプ５０２内に配置された水中モータポンプ５０４とを有する。水中モータポンプ５０４は、例えば、流れの上流側にポンプ部５１５、下流側にモータ部５１６となるように配置される。モータ部５１６は、密閉された構造を有し、ポンプ部５１５に直結している。また、ポンプ装置５００は、水中モータポンプ５０４の上流側に吸水口５２０を備え、水をポンプ装置５００内へ取り込む。
【００４３】
コラムパイプ５０２は、水中モータポンプ５０４の下流側において、吐出管５２２と直交して接続されている。また、コラムパイプ５０２は、コラムパイプ５０２と水中モータポンプ５０４との間の流路５２４を通る、吸水口５２０からの延長線上の最下流にコラムハッチ５１２を有している。
【００４４】
剥離防止体５５０は、固定用曲面板５５２上に、半円形若しくは流線形の断面を有する突起部５５６が形成されて構成されている。固定用曲面板５５２は、剥離防止体５５０が保護パイプ５７０に固定されてポンプ装置５００に設置されたときに、吐出管５２２に対応する位置に吐出管５２２の内径と同じ大きさの穴５５４が穿かれている。剥離防止構造体の一例としての突起部５５６は、直交接続部における吐出管５２２の断面中心より水中モータポンプ５０４に近い側の角部（Ａ部）に、吐出管５２２の内周面がコラムパイプ５０２側に延長された連続面を有する。
【００４５】
また、剥離防止体５５０は、コラムパイプ５０２と吐出管５２２との直交接続部における吐出管５２２の断面中心より水中モータポンプ５０４から遠い側の角部（Ｂ部）に、コラムパイプ５０２内を流れる流体が吐出管５２２に滑らかに入るように形成されたディフレクタ５６０を有する。かかる構成を有することで、第５実施形態では、Ａ部でもＢ部でも、流体は、剥離防止体５５０又はディフレクタ５６０に沿ってスムーズに流れ、流体剥離や渦の発生が抑制される。保護パイプ５７０を有することで、電源ケーブル５１０の絡みや損傷を抑え、効率の良いポンプ装置５００を提供できる。
【符号の説明】
【００４６】
１００，２００，３００，４００，５００：ポンプ装置、１０２，２０２，３０２，４０２，５０２：コラムパイプ、１０４，４０４，５０４：水中モータポンプ、１１２，４１２，５１２：コラムハッチ、１１５，４１５，５１５：ポンプ部、１１６，４１６，５１６：モータ部、１２０，４２０，５２０：吸水口、１２２，２２２，３２２，４２２，５２２：吐出管、１２４，４２４，５２４：流路、１５０：剥離防止体（剥離防止構造体）、２５０：剥離防止体（剥離防止構造体）、３５０：剥離防止体（剥離防止構造体）、３６０：ディフレクタ（剥離防止構造体）、４５０：剥離防止体（剥離防止構造体）、４５２：固定用曲面板、４５４：穴、４５６：突起部（剥離防止構造体）、５１０：電源ケーブル、５５０：剥離防止体（剥離防止構造体）、５５２：固定用曲面板、５５４：穴、５５６：突起部（剥離防止構造体）、５６０：ディフレクタ（剥離防止構造体）、５７０：保護パイプ、５８０：剥離防止構造体（剥離防止構造体）
【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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