(57)【要約】【課題】  全体を小型化、簡素化することができ、設備費及び運転費を削減できる混合物の処理装置を提供する。【解決手段】  粉粒分と水分との混合物としてのモルタル排水を分離して処理する混合物の処理装置であって、加熱手段２２と、加熱手段２２にモルタル排水を吹き付ける吹付手段２３と、吹付手段２３から吹き付けられて、加熱手段２２で加熱されたモルタル排水に含まれる水分が蒸発して生じた水蒸気を凝縮して水に戻す凝縮手段３２とを備える。吹付手段２３から加熱手段２２に向けてモルタル排水を吹き付け、モルタル排水を加熱手段２２によって加熱することよりモルタル排水に含まれる水分を蒸発させることができ、この水蒸気を凝縮手段３３で凝縮して水に戻すことにより、モルタル排水を粉粒分と水分とに分離して処理することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉粒分と水分との混合物としてのモルタル排水を分離して処理する混合物の処理装置であって、
加熱手段と、前記加熱手段に前記モルタル排水を吹き付ける吹付手段と、前記吹付手段から吹き付けられて、前記加熱手段で加熱された前記モルタル排水に含まれる水分が蒸発して生じた水蒸気を凝縮して水に戻す凝縮手段とを備えていることを特徴とする混合物の処理装置。
【請求項２】
前記加熱手段は、面状ヒータであることを特徴とする請求項１に記載の混合物の処理装置。
【請求項３】
内部が第１室と第２室の２室に区画されたケーシングを備え、前記第１室内に前記加熱手段及び吹付手段が設けられ、前記第２室内に前記凝縮手段が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の混合物の処理装置。
【請求項４】
前記吹付手段は、前記モルタル排水を遠心力の作用により、前記加熱手段に吹き付ける脱水濾過ドラムを備えていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の混合物の処理装置。
【請求項５】
前記吹付手段は、前記混合物を圧送して噴射させることにより、前記加熱手段に向けて吹き付けるノズルを備えていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の混合物の処理装置。
【請求項６】
前記凝縮手段は、前記第２室内に設けられた熱交換器と、前記第２室内に外気を取り込む冷却ファンとからなることを特徴とする請求項３〜５の何れか１項に記載の混合物の処理装置。
【請求項７】
粉粒分と水分との混合物としてのモルタル排水を分離して処理する混合物の処理方法であって、
加熱手段と、前記加熱手段に前記モルタル排水を吹き付ける吹付手段と、前記吹付手段から吹き付けられて、前記加熱手段で加熱された前記モルタル排水に含まれる水分が蒸発して生じた水蒸気を凝縮して水に戻す凝縮手段とを備えた混合物の処理装置を用い、
前記吹付手段から前記加熱手段に向けて前記モルタル排水を吹き付け、該モルタル排水を前記加熱手段によって加熱することより該モルタル排水に含まれる水分を蒸発させ、該水蒸気を前記凝縮手段で凝縮して水に戻すことにより、前記モルタル排水を粉粒分と水分とに分離して処理することを特徴とする混合物の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混合物の処理装置及び処理方法に関し、特に、粉粒体と液体との混合物を処理するのに好適な混合物の処理装置及び処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
土木や建築の現場から発生するモルタル排水（セメントと砂と水との混合物）は、環境保護の問題から、そのまま下水道や河川等に放流することはできない。このため、凝集沈殿方式や濾過除去方式により、対象のモルタル排水をセメント分と水分とに分離し、セメント分は、産業廃棄物として処分し、セメント成分が含まれる水は、炭酸ガスや中和剤を用いてｐＨ処理を行った後に、下水道や河川等に放流している。
【０００３】
また、常時、モルタル排水の処理が必要な大規模は現場においては、非特許文献１に記載のような排水処理機が用いられている。非特許文献１に記載の排水処理機は、モルタル排水のセメント分を沈殿させる原水槽と、原水槽でセメント分を分離させた上澄水を貯留させる中和槽と、中和槽に炭酸ガスを吹き込む炭酸ガス供給装置とを備えたものであって、この排水処理機を現場に設置して、回収したモルタル排水を原水槽に供給することにより、現場から発生するモルタル排水を連続して処理することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】株式会社鶴見製作所ホームページ、ｐＨ制御システムカタログ、インターネット＜ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｔｓｕｒｕｍｉｐｕｍｐ．ｃｏ．ｊｐ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような構成の排水処理機にあっては、原水槽、中和槽、炭酸ガス供給装置等からなる大型で、構造が複雑な設備であるため、設備費が高く、また、設置可能な場所が制限される。
【０００６】
また、モルタル排水から分離したセメント分を産業廃棄物として処分する費用の他に、モルタル排水から分離した上澄水を中和する費用が必要になるため、モルタル排水の処理費用が高く付く。
【０００７】
このため、モルタル排水の処理量が少なく、設置場所が制限されるリニューアル工事等の小規模の現場には適用することが難しい。また、建築現場の上層階等においても、エレベータに載せる搬入することができないため、適用することができない。
【０００８】
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、土木や建築等の小規模の現場や、建築現場の上層階等においても、適用が可能な混合物の処理装置及び処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記のような課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用している。
すなわち、本発明は、粉粒分と水分との混合物としてのモルタル排水を分離して処理する混合物の処理装置であって、加熱手段と、前記加熱手段に前記モルタル排水を吹き付ける吹付手段と、前記吹付手段から吹き付けられて、前記加熱手段で加熱されたモルタル排水に含まれる水分が蒸発して生じた水蒸気を凝縮して水に戻す凝縮手段とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の混合物の処理装置によれば、粉粒分と水分との混合物としてのモルタル排水を吹付手段によって加熱手段に吹き付けることにより、加熱手段によってモルタル排水が加熱されて、モルタル排水に含まれる水分が蒸発され、この水蒸気が凝縮手段で凝縮されて水に戻されることになる。従って、分離した粒状分としてのセメント分を産業廃棄物として処分し、分離した水分は、純水となるのでｐＨの調整をする必要がなく、純水として下水道等に放流するか、或いはモルタルの製造等に再利用することができる。
【００１１】
また、本発明において、内部が第１室と第２室の２室に区画されたケーシングを備え、前記第１室内に前記加熱手段及び吹付手段が設けられ、前記第２室内に前記凝縮手段が設けられていることとしてもよい。
【００１２】
本発明の混合物の処理装置によれば、ケーシング内に加熱手段、吹付手段、及び凝縮手段を収納して一体化することができるので、全体を小型化、簡素化することができる。従って、モルタル排水を処理する場合に、処理量が少ない小規模の現場にも十分に適用することが可能となる。また、ケーシングの内部を第１室と第２室とに区画し、第１室内で混合物を加熱して混合物に含まれる水分を蒸発させて水蒸気を生じさせ、この水蒸気を第２室内で冷却して水に戻しており、加熱と冷却とを別の室で行っているので、モルタル排水の処理を効率よく行うことができる。
【００１３】
さらに、本発明において、前記吹付手段は、前記モルタル排水を遠心力の作用により、前記加熱手段に吹き付ける脱水濾過ドラムを備えていることとしてもよい。
【００１４】
さらに、本発明において、前記吹付手段は、前記モルタル排水を圧送して噴射させることにより、前記加熱手段に向けて吹き付けるノズルを備えていることとしてもよい。
【００１５】
さらに、本発明において、前記加熱手段は、前記第１室の内面に設けられた面状ヒータであることとしてもよい。
【００１６】
本発明の混合物の処理装置によれば、加熱手段としての面状ヒータにモルタル排水を吹き付けることにより、面状ヒータでモルタル排水が加熱され、モルタル排水に含まれる水分が蒸発させられることになる。また、面状ヒータを用いたことにより、吹き付けられたモルタル排水を広範囲で受け止めることができるとともに、面状ヒータの各位置において、蒸気を造るモルタル排水は少量となり、この少量のモルタル排水を加熱してモルタル排水に含まれる水分を蒸発させることができるので、モルタル排水に含まれる水分を効率良く蒸発させて水蒸気を生じさせることができる。
【００１７】
さらに、本発明において、前記凝縮手段は、前記第２室内に設けられた熱交換器と、前記第２室内に外気を取り込む冷却ファンとからなることとしてもよい。
【００１８】
本発明の混合物の処理装置によれば、加熱手段によって加熱されて蒸発された蒸気は、凝縮手段の熱交換器に導かれ、熱交換器で冷却ファンによって第２室内に取り込まれた外気との間で熱交換されることにより、凝縮されて水に戻されることになる。
【００１９】
さらに、本発明は、粉粒分と水分との混合物としてのモルタル排水を分離して処理する混合物の処理方法であって、加熱手段と、前記加熱手段に前記モルタル排水を吹き付ける吹付手段と、前記吹付手段から吹き付けられて、前記加熱手段で加熱されたモルタル排水に含まれる水分が蒸発して生じた水蒸気を凝縮して水に戻す凝縮手段とを備えた混合物の処理装置を用い、前記吹付手段から前記加熱手段に向けて前記モルタル排水を吹き付け、該モルタル排水を前記加熱手段によって加熱することより該モルタル排水に含まれる水分を蒸発させ、該水蒸気を前記凝縮手段で凝縮して水に戻すことにより、前記モルタル排水を粉粒分と水分とに分離して処理することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
以上、説明したように、本発明の混合物の処理装置及び処理方法によれば、粉粒分と水分との混合物としてのモルタル排水を吹付手段によって加熱手段に吹き付けることにより、加熱手段によってモルタル排水が加熱されて、モルタル排水に含まれる水分が蒸発され、この蒸気が凝縮手段で凝縮されて水に戻されることになる。従って、分離した粒状分（セメント分、砂分等）を産業廃棄物として処分し、分離した水分は純水となるのでｐＨの調整をする必要がなく、純水として下水道等に放流するか、或いはモルタルの製造等に再利用することができる。
また、吹付手段と、加熱手段と、凝縮手段とからなる簡単な構成のものであるので、全体を小型化できるとともに、設備費を安く抑えることができ、混合物の処理量が少ない小規模の現場にも十分に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による混合物の処理装置の第１の実施の形態を示した概略正面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図１の混合物の処理装置の脱水濾過ドラムに混合物としてのモルタル排水を投入した状態を示した説明図である。
【図４】脱水濾過ドラムによるモルタル排水の水分の吹き付け状態、面状ヒータによる水分の加熱状態、及び熱交換器による蒸気の凝縮状態を示した説明図である。
【図５】第１室から粒状分を排出させ、第２室から水を排出させている状態を示した説明図である。
【図６】本発明による混合物の処理装置の第２の実施の形態を示した概略正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図１及び図２には、本発明による混合物の処理装置の第１の実施の形態が示されている。本実施の形態の混合物の処理装置（以下、処理装置１という。）は、粉粒体と液体との混合物を粉粒体と液体とに分離して処理するのに適用可能なものであって、本実施の形態においては、土木や建築の現場から発生するモルタル排水４０（セメントと砂と水との混合物）をセメントと砂からなる粒状分４１と水分４２とに分離して処理するのに適用している。
【００２３】
本実施の形態の処理装置１は、図１及び図２に示すように、内部が第１室１６と第２室１９の２室に区画されるケーシング２と、第１室１６内に設けられる加熱手段２２と、第１室１６内に設けられるとともに、加熱手段２２に向けて回収したモルタル排水４０を吹き付ける吹付手段２３と、第２室１９内に設けられるとともに、加熱手段２２で加熱されて蒸発した水蒸気を回収して凝縮させる凝縮手段３２とを備えている。
【００２４】
ケーシング２は、４枚の側板３〜６と、底板８と、上板７とからなる箱状をなすものであって、内部が仕切り板９によって第１室１６と第２室１９の２室に区画されている。
ケーシング２の上部（上板７）には、第１室１６内にモルタル排水４０を投入する投入口１２が設けられ、この投入口１２は開閉蓋１３によって開閉可能に構成されている。ケーシング２の側部（側板５）には、第１室１６内から粒状分４１を排出させる排出口１４が設けられ、この排出口１４は開閉蓋１５によって開閉可能に構成されている。ケーシング２の第１室１６内は、仕切り板１１によって上室１７と下室１８の２室に区画され、上室１７内に加熱手段２２が設けられ、上室１７及び下室１８内に後述する吹付手段２３が設けられている。
【００２５】
ケーシング２の上部（上板７）には、第２室１９内に外気を取り込むための外気口２０が設けられ、この外気口２０に後述する凝縮手段３２の冷却ファン３６が設けられ、この冷却ファン３６の作動により、外気が外気口２０を介して第２室１９内に取り込まれる。ケーシング２の仕切り板９の上部には、第１室１６と第２室１９との間を相互に連通する複数の流入口１０が設けられ、各流入口１０を介して第１室１６内の水蒸気が第２室１９に設置された熱交換器３３（後述する）に導かれる。ケーシング２の側部（側板６）には、第２室１９内から水を排出させるための排水口２１が設けられ、この排水口２１はホース等を介して下水道等に接続されている。
【００２６】
加熱手段２２は、例えば、ＩＨヒータ等の面状ヒータ２２であって、本実施の形態においては、第１室１６の内面の全体（内側面及び底面）を覆うように、複数枚の面状ヒータ２２が第１室１６の内面に設けられている。面状ヒータ２２に後述する吹付手段２３からモルタル排水４０を吹き付けることにより、モルタル排水４０が加熱されてモルタル排水４０に含まれる水分４２が蒸発する。
【００２７】
加熱手段２２は、面状ヒータ２２に限らず、モルタル排水４０に含まれる水分４２を効率良く加熱して蒸発させることができるものであればよい。また、面状ヒータ２２は、少なくとも吹付手段２３から吹き付けられるモルタル排水４０を受け止める部分のみに設けるように構成してもよい。
【００２８】
吹付手段２３は、例えば、第１室１６の上室１７内の中央部に回転可能に設けられる脱水濾過ドラム２４と、第１室１６の下室１８内に設けられるとともに、脱水濾過ドラム２４を回転駆動させる駆動源２５とから構成されている。
【００２９】
脱水濾過ドラム２４は、例えば、側面及び底面がフィルタにより形成された、直径の異なる３つの円筒状の第１フィルタ部材２６、第２フィルタ部材２７、及び第３フィルタ部材２８を内側からこの順に間隔をおいて３層に配置して構成したものであって、最も内側の第１フィルタ部材２６の内側にモルタル排水４０が投入される。
【００３０】
本実施の形態においては、第１フィルタ部材２６、第２フィルタ部材２７、第３フィルタ２８の順にフィルタの目の粗さが小さくなるように、各フィルタ部材２７〜２８のフィルタの目の粗さを設定している。これにより、第１フィルタ部材２７の内側に投入されたモルタル排水４０は、第１フィルタ部材２６のフィルタ、第２フィルタ部材２７のフィルタ、及び第３フィルタ部材２８のフィルタで順次濾過され、第３フィルタ部材２８のフィルタを通過したモルタル排水４０から分離された水分４２が遠心力によって面状ヒータ２２の表面に吹き付けられる。
【００３１】
本実施の形態においては、例えば、第１フィルタ部材２６のフィルタの目の粗さを１．０ｍｍとし、第２フィルタ部材２７のフィルタの目の粗さを１００μｍとし、第３フィルタ部材２８のフィルタの目の粗さを２５μｍとしている。
【００３２】
なお、各フィルタ部材２６〜２８のフィルタの目の粗さは、上記のサイズに限らず、対象とするモルタル排水４０に含まれるモルタル分４１の粒度に応じて設定すればよい。また、脱水濾過ドラム２４は、３層に限らず、１層、２層、又は４層以上としてもよい。
【００３３】
凝縮手段３２は、第２室１９内に設けられる熱交換器３３と、第２室１９の外気口２０に設けられる冷却ファン３６とから構成されている。熱交換器３３は、仕切り板９の各流入口１０にそれぞれ接続されるとともに、第２室１９の略全体に行き渡るように所望の形状に折り曲げられた凝縮管３４と、凝縮管３４に取り付けられた複数の冷却フィン３５とから構成されている。
【００３４】
第１室１６内の蒸気は、各流入口１０を介して熱交換器３３の凝縮管３４内に流入し、凝縮管３４内を流れる際に、冷却ファン３５によって第２室１９内に取り込んだ外気との間で熱交換されることにより凝縮されて水に戻され、第２室１９内に貯留される。
【００３５】
上記のように構成した本実施の形態の処理装置１を用いてモルタル排水４０を処理するには、まず、図３に示すように、開閉蓋１３を開けて投入口１２を開放し、現場から回収したモルタル排水４０を投入口１２から第１室１６内の脱水濾過ドラム２４の第１フィルタ部材２６の内側に投入し、開閉蓋１３で投入口１２を閉じる。
【００３６】
次に、図４に示すように、駆動源２５を作動させて、脱水濾過ドラム２４を回転させることにより、第１フィルタ部材２６の内側に投入したモルタル排水４０に遠心力を作用させて、第１フィルタ部材２６のフィルタ、第２フィルタ部材２７のフィルタ、及び第３フィルタ部材２８のフィルタで順次濾過することにより、モルタル排水４０を粒状分４１と水分４２とに分離する。
【００３７】
ここで、モルタル排水４０から分離された粒状分４１は、第１フィルタ部材２６の内側、第２フィルタ部材２７の内側、及び第３フィルタ部材２８の内側にそれぞれ回収されるとともに、各フィルタ部材２６〜２８の下部のフィルタを通過した粒状分４１は、第１室１６の底部に回収される。
【００３８】
また、第１フィルタ部材２６のフィルタ、第２フィルタ部材２７のフィルタ、及び第３フィルタ部材２８のフィルタを通過したモルタル排水４０から分離された水分４２は、第３フィルタ部材２８の側部のフィルタを介して面状ヒータ２２の表面に吹き付けられる。
【００３９】
面状ヒータ２２に吹き付けられた水分４２は、面状ヒータ２２によって加熱されることにより蒸発して水蒸気となり、この水蒸気は第１室１６内を上昇して各流入口１０から第２室１９の熱交換器３３の凝縮管３４内に流入し、凝縮管３４内を流れる際に、冷却ファン３５によって第２室１９内に取り込まれた外気との間で熱交換されることにより凝縮され、水に戻されて第２室１９内に貯留される。
【００４０】
そして、図５に示すように、第２室１９内に貯留された水は、第２室１９から排水口２１を通じて下水道や河川等に放流するか、或いは、純水としてモルタルの製造等に再利用する。
【００４１】
上記のように構成した本実施の形態の処理装置１にあっては、吹付手段２３（脱水濾過ドラム２４）と、加熱手段２２（面状ヒータ２２）と、凝縮手段３２（熱交換器３３）とを一体化させて、それらを一つのケーシング２内に収納したものであるので、全体を小型化することができる。
【００４２】
従って、設置スペースが制限されるような小規模な現場でも十分に適用することができる。また、建築現場の上層階等でのモルタル排水４０の処理に使用する場合にも、エレベータを用いて上層階に搬入できるので、そのような現場にも対応することができる。
【００４３】
また、吹付手段２３の脱水濾過ドラム２４は、円筒状のフィルタ部材２６〜２８を３層に組み合わせたものであり、また、加熱手段２２の面状ヒータ２２は、ＩＨヒータ等を利用したものであり、さらに、凝縮手段３２は、熱交換器３３と冷却ファン３６とを組み合わせたものであるので、全体の構造を簡素化することができ、設備費を安く抑えることができる。
【００４４】
さらに、モルタル排水４０を粒状分４１と水分４２とに分離し、粒状分４１は産業廃棄物として処分し、水分４２は一旦蒸発させた後に水に戻しているので、水のｐＨを調整する必要がなく、純水として下水道等に放流するか、或いは、モルタルの製造等に再利用することができ、ｐＨの調整に要する費用を削減することができる。
【００４５】
さらに、モルタル排水４０から分離させた水分４２を、加熱手段２２としての面状ヒータ２２に吹き付けて蒸発させて水蒸気とし、この水蒸気を凝縮して水に戻しているので、水分４２の処理に要する時間を短縮することができ、モルタル排水４０の分離処理を効率良く行うことができる。
【００４６】
さらに、面状ヒータ２２を用いたことにより、吹き付けられたモルタル排水４０を広範囲で受け止めることができるとともに、ヒータ２２の各位置で蒸気を作る排水モルタル４０は少量となり、この少量のモルタル排水４０を加熱して、モルタル排水４０に含まれる水分４２を蒸発させればよいので、モルタル排水４０に含まれる水分４２を効率良く蒸発させて水蒸気を生じさせることができる。
【００４７】
さらに、ケーシング２の内部を第１室１６と第２室１９とに区画し、第１室１６内でモルタル排水４０加熱して、モルタル排水４０に含まれる水分４２を蒸発させて水蒸気を生じさせ、この水蒸気を第２室１９内で加熱して水に戻しており、加熱と冷却を別の室で行っているので、モルタル排水４０の処理を効率よく行うことができる。  
【００４８】
図６には、本発明による混合物の処理装置の第２の実施の形態が示されている。本実施の形態の混合物の処理装置１は、吹付手段２３を、モルタル排水４０を面状ヒータ２２に吹き付ける複数の噴射孔を有するノズル２９と、ノズル２９にモルタル排水４０を圧送する圧送ポンプ３１と、圧送ポンプ３１とノズル２９とを連結する配管３０とによって構成したものであって、その他の構成は前記実施の形態に示すものと同様である。
【００４９】
本実施の形態においては、圧送ポンプ３１を作動させて、モルタル排水４０を配管３０を介してノズル２９に供給し、このモルタル排水４０をノズル２９の噴射孔から面状ヒータ２２の表面に向けて霧状にして吹き付けることにより、モルタル排水４０が面状ヒータ２２によって加熱され、モルタル排水４０に含まれる水分４２が蒸発して水蒸気となり、この水蒸気が第２室１９の熱交換器３３に導かれる。
【００５０】
ここで、ノズル２９としては、モルタル排水４０を霧状にして噴射させることができるものであれば制限はなく、例えば、スパイラルノズル（株式会社  共立合金製作所製）を用いることができる。また、モルタル排水４０をフィルタで濾過した後に、ノズル２９に供給してもよいし、フィルタ付きのノズルを使用してもよい。
【００５１】
そして、本実施の形態の混合物の処理装置にあっても、前記第１の実施の形態に示すものと同様の作用効果を奏する。
【００５２】
なお、上記の各実施の形態の処理装置１を複数台設置することにより、大規模の現場におけるモルタル排水４０の処理に適用してもよい。
【００５３】
また、前記各実施の形態においては、本発明による混合物の処理装置１をモルタル排水４０を粒状分４１と水分４２とに分離して処理する場合に適用したが、その他の各種の粉粒体と液体との混合物を分離処理する場合に本発明を適用してもよいものであり、その場合にも同様の作用効果を奏する。
【符号の説明】
【００５４】
１  処理装置
２  ケーシング
３  側板
４  側板
５  側板
６  側板
７  上板
８  底板
９  仕切り板
１０  流入口
１１  仕切り板
１２  投入口
１３  開閉蓋
１４  排出口
１５  開閉蓋
１６  第１室
１７  上室
１８  下室
１９  第２室
２０  外気口
２１  排水口
２２  加熱手段（面状ヒータ）
２３  吹付手段
２４  脱水濾過ドラム
２５  駆動源
２６  第１フィルタ部材
２７  第２フィルタ部材
２８  第３フィルタ部材
２９  ノズル
３０  配管
３１  圧送ポンプ
３２  凝縮手段
３３  熱交換器
３４  凝縮管
３５  冷却フィン
３６  冷却ファン
４０  モルタル排水
４１  粒状分
４２  水分
【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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