(57)【要約】【課題】焼結層の温度測定データを転送する無線機の電源として使用されるバッテリの温度上昇を、特別な冷却装置を使用することなく防止し、以てバッテリの高寿命化を図ることを目的とする。【解決手段】焼結機のパレット台車１１に搭載された測定センサーによる測定値を転送する無線機の電源として使用されるバッテリの温度上昇を防止する耐熱ケース３８であって、パレット台車１１の架台２４の外側に取り付けられ、バッテリを熱雰囲気から遮蔽する遮蔽容器４０と、遮蔽容器４０に設けられ、遮蔽容器４０内に流入する吸気Ｋの流入口５０及び遮蔽容器４０から流出する吸気Ｋの流出口５１と、流出口５１に接続され、パレット台車１１の下方に設置されたウインドボックス１４に連通する通気管５２とを備えている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼結機のパレット台車に搭載された測定センサーによる測定値を転送する無線機の電源として使用されるバッテリの温度上昇を防止する耐熱ケースであって、
前記パレット台車の架台の外側に取り付けられ、前記バッテリを熱雰囲気から遮蔽する遮蔽容器と、前記遮蔽容器に設けられ、該遮蔽容器内に流入する吸気の流入口及び該遮蔽容器から流出する吸気の流出口と、前記流出口に接続され、前記パレット台車の下方に設置されたウインドボックスに連通する通気管とを備えることを特徴とする耐熱ケース。
【請求項２】
焼結機のパレット台車に搭載された測定センサーによる測定値を転送する無線機の電源として使用されるバッテリの温度上昇を防止する耐熱ケースであって、
前記パレット台車の架台の内側に取り付けられ、前記バッテリを熱雰囲気から遮蔽する遮蔽容器と、前記遮蔽容器に設けられ、該遮蔽容器内に流入する吸気の流入口及び該遮蔽容器から流出する吸気の流出口と、前記流入口に接続され、前記パレット台車の架台の外側の大気を取り込む通気管とを備えることを特徴とする耐熱ケース。
【請求項３】
請求項１又は２記載の耐熱ケースにおいて、前記バッテリが収納される断熱容器が、前記遮蔽容器内に該遮蔽容器の内面と間隙を有する状態で配置され、前記間隙が前記流入口から前記流出口に至る吸気の流通路とされていることを特徴とする耐熱ケース。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の耐熱ケースにおいて、前記流入口が前記遮蔽容器の下部に設けられていることを特徴とする耐熱ケース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼結機のパレット台車に搭載された測定センサーによる測定値を、焼結機から離れた位置に配置されている計測器等に転送する無線機の電源として使用されるバッテリの温度上昇を防止する耐熱ケースに関する。
【背景技術】
【０００２】
焼結機により製造される焼結鉱の品質は、焼結過程における焼結層（焼結原料層）の温度に大きく影響される。このため、焼結層の温度測定を行って焼結状態を制御する必要があり、熱電対を用いて焼結層の温度を直接測定することが従来より行われている。しかし、焼結層の温度は１４００℃以上と高温であるため、熱電対と焼結原料が溶着してしまい、１回〜数回の測定で熱電対が使用できなくなるという問題があった。
【０００３】
そこで、特許文献１では、焼結機のパレット（パレット台車）に、グレートバーと一体になりグレートバーから突出するスタンド（シンターケーキ支持スタンド）を設けると共に、スタンドの内部に、複数の熱電対をそのスタンドの高さ方向に並べた状態で収納し、これら複数の熱電対で焼結層から伝達されるスタンド内の温度をそれぞれ測定し、測定した温度をもとに、スタンドの材質、構造を条件として実際の焼結層内の温度変化を計算して算出することを特徴とする焼結層内のヒートパターン測定方法の発明が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２では、突出部（シンターケーキ支持スタンド）からパレットの進行方向下流側に向かって突出して設けられ、焼結原料層の温度を測定する測温体のうち少なくとも突出部から突出する部分が、焼結原料層の温度下で連続使用が可能な材質の保護管により包囲された２以上の温度測定部を備える温度測定装置の発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２２８０７１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２４３４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
焼結機のパレット台車上に設置されているシンターケーキ支持スタンドに、焼結層の温度を測定する測定センサーを取り付けて焼結層の温度測定を行う場合、測定センサーによって測定された測定値を、焼結機から離れた位置に配置されている計測器等に転送する必要がある。しかし、複数のパレット台車が無端レールに沿って周回するドワイトロイド式の焼結機では、測定センサーと計測器等とをケーブルで接続した場合、ケーブルの取り回しが煩雑になると共に、配設されたケーブルの保守管理が必要になるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明者等は、測定センサーによって測定された測定値を無線通信により、焼結機から離れた位置に配置されている計測器等に転送することとしたが、焼結機の近傍が高温のため、無線機の電源として使用されるバッテリの寿命が著しく短くなることが判明した。
【０００８】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、焼結機のパレット台車に搭載された測定センサーによる測定値を転送する無線機の電源として使用されるバッテリの温度上昇を、特別な冷却装置を使用することなく防止し、以てバッテリの高寿命化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、第１の発明は、焼結機のパレット台車に搭載された測定センサーによる測定値を転送する無線機の電源として使用されるバッテリの温度上昇を防止する耐熱ケースであって、
前記パレット台車の架台の外側に取り付けられ、前記バッテリを熱雰囲気から遮蔽する遮蔽容器と、前記遮蔽容器に設けられ、該遮蔽容器内に流入する吸気の流入口及び該遮蔽容器から流出する吸気の流出口と、前記流出口に接続され、前記パレット台車の下方に設置されたウインドボックスに連通する通気管とを備えることを特徴としている。
ここで、「熱雰囲気」とは、焼結鉱製造過程において焼結層から放射される輻射熱によって高温（大凡２００〜３００℃前後）となった焼結機近傍の大気を指す。また、測定センサーは、焼結層の温度測定に限るものではなく、グレートバー直下のガス温度やガス成分等を測定するためのセンサーも含む。
【００１０】
また、第２の発明は、焼結機のパレット台車に搭載された測定センサーによる測定値を転送する無線機の電源として使用されるバッテリの温度上昇を防止する耐熱ケースであって、
前記パレット台車の架台の内側に取り付けられ、前記バッテリを熱雰囲気から遮蔽する遮蔽容器と、前記遮蔽容器に設けられ、該遮蔽容器内に流入する吸気の流入口及び該遮蔽容器から流出する吸気の流出口と、前記流入口に接続され、前記パレット台車の架台の外側の大気を取り込む通気管とを備えることを特徴としている。
【００１１】
焼結機では、焼結原料層（焼結層）中を下方に向けて空気を流すことで、点火炉によって着火した焼結原料は上層から下層に向けて順次燃焼する。焼結機において下方に向かう空気流を発生させるため、往路を走行するパレット台車の下方には、内部が負圧とされたウインドボックスが設置されている。
第１及び第２の発明では、この負圧を利用して、バッテリの温度上昇を防止する。即ち、バッテリが収納される遮蔽容器に、吸気の流入口と流出口を設け、遮蔽容器の流入口を外側の大気に連通させ、遮蔽容器の流出口とウインドボックスとを連通することにより、ウインドボックス内の負圧に起因する空気流（流入口から遮蔽容器内へ流入した吸気が流出口を経由してウインドボックスへ向かう流れ）が遮蔽容器内に形成される。そして、この空気流により、遮蔽容器に収納されたバッテリの温度上昇が防止される。
【００１２】
また、第１及び第２の発明に係る耐熱ケースでは、前記バッテリが収納される断熱容器が、前記遮蔽容器内に該遮蔽容器の内面と間隙を有する状態で配置され、前記間隙が前記流入口から前記流出口に至る吸気の流通路とされていることを好適とする。
【００１３】
ウインドボックスの負圧を利用して吸引される吸気にはダストが多く含まれている。そのため、当該構成では、バッテリが収納される断熱容器を遮蔽容器内に設けて二重容器とすることで、バッテリにダストが付着するのを防止すると共に、断熱性の向上を図っている。
【００１４】
また、第１及び第２の発明に係る耐熱ケースでは、前記流入口が前記遮蔽容器の下部に設けられていることを好適とする。
本明細書では、耐熱ケースの上下に関して、パレット台車に耐熱ケースを取り付けたときに、焼結層に近い側を「上」側、その逆側、即ちパレット台車の車輪に近い側を「下」側とする。
【００１５】
パレット台車上の焼結層は燃焼すると高温になるため、パレット台車の近傍では、上方ほど大気の温度が高くなる。そのため、当該構成では、遮蔽容器の下部に流入口を設けることで、比較的低温の大気を遮蔽容器内に取り込むことにより、バッテリの温度上昇を効果的に防止する。
【発明の効果】
【００１６】
第１及び第２の発明に係る耐熱ケースでは、バッテリが収納される遮蔽容器に、吸気の流入口と流出口を設け、流入口が外側の大気に連通し、流出口がウインドボックスに連通しているので、ウインドボックス内の負圧に起因する空気流が遮蔽容器内に形成され、遮蔽容器に収納されたバッテリの温度上昇を、特別な冷却装置を使用することなく防止してバッテリの高寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ドワイトロイド式焼結機の模式図である。
【図２】測定センサーが装着されたパレット台車の斜視図である。
【図３】測定センサーが装着されたシンターケーキ支持スタンドの側面図である。
【図４】同シンターケーキ支持スタンドの前面図である。
【図５】焼結層温度計測システムの構成を示す模式図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る耐熱ケースにおける吸気の流れを示す模式図である。
【図７】同耐熱ケースの断面図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る耐熱ケースにおける吸気の流れを示す模式図である。
【図９】吸気の有無による耐熱ケース内温度の対比グラフである。
【図１０】吸気の有無による耐熱ケース内バッテリの寿命を対比したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態に付き説明し、本発明の理解に供する。なお、前述したように、以下の説明では、パレット台車の進行方向を「前」側、その逆方向を「後」側と呼ぶ。また、耐熱ケースの上下については、パレット台車に耐熱ケースを取り付けたときに、焼結層に近い側を「上」側、パレット台車の車輪に近い側を「下」側とする。
【００１９】
［焼結機］
高炉等で溶銑を製造する際の原料となる焼結鉱は、粉状鉄鉱石に石灰石や粉コークスを添加し、水や接着材などのバインダによって粒子状に固めた焼結原料を焼き固めることにより製造される。そして、この焼結鉱の製造には、図１に示すドワイトロイド式の焼結機１０が用いられることが多い。
【００２０】
ドワイトロイド式の焼結機１０では、上下に配置された往路と復路からなる無端レール１６上を走行する複数のパレット台車１１が数珠状に連結され、無端搬送コンベアを構成している。パレット台車１１に焼結原料を供給する給鉱部１７と、製造された焼結鉱が排出される排鉱部１８にそれぞれ設けられたスプロケット１９を回転させることにより、複数のパレット台車１１が無端レール１６に沿って周回する。
【００２１】
給鉱部１７に設置されたホッパー１２を介してパレット台車１１に積載された焼結原料は、ホッパー１２の下流側に設置された点火炉１３を通過する際に着火される。点火炉１３から排鉱部１８までの往路には、パレット台車１１上の焼結原料に対して下方から吸気するためのウインドボックス１４が往路に沿って連設されている。ウインドボックス１４の下方には吸気管１５が配設されており、吸気管１５の先に設置したブロア（図示省略）を作動させることで吸気が行われる。
点火炉１３によって着火した焼結原料は、焼結原料層（焼結層）中を下方に向けて空気が流れることで上層から下層に向けて順次燃焼する。そして、このとき発生する燃焼熱によって焼結原料が溶融してシンターケーキとなる。製造されたシンターケーキは、排鉱部１８においてパレット台車１１が下降する際に落下して焼結機１０から排出される。
【００２２】
［パレット台車］
図２に、測定センサー３０が装着されたパレット台車１１を示す。パレット台車１１は、平面視して矩形状とされた架台２４と、架台２４の上面に配設され、床面２５を構成する複数のグレートバー２１と、床面２５から上方に突出し、シンターケーキを支持する複数のシンターケーキ支持スタンド２０（以下では、単に「支持スタンド」と呼ぶ。）とを備えている。図２に示すように、パレット台車１１の短辺方向Ｘがパレット台車１１の進行方向Ｆとなる。
【００２３】
架台２４は、短辺方向Ｘに配された２本の短辺梁（図示省略）と、短辺梁間に架設された４本の長辺梁（図示省略）とから概ね構成されている。架台２４の両短辺には、パレット台車１１を移動させるための車輪２３と、パレット台車１１に積載された焼結層の落下を防止するための側壁２２とが設けられている。
【００２４】
各グレートバー２１は平面視して帯板状とされている。各グレートバー２１の長手方向中間部は両端部に比べて幅が狭く、隣接するグレートバー２１間に形成された間隙が吸気Ｋの流通路とされている（図６参照）。各グレートバー２１は、その長手方向がパレット台車１１の進行方向Ｆ（パレット台車１１の短辺方向Ｘ）と平行となるように配設されている。本実施の形態では、グレートバー２１の長辺同士が隣接するようにグレートバー２１をパレット台車１１の長辺方向Ｙに連続配置して、パレット台車１１の長辺方向Ｙに列なるグレートバー列を形成すると共に、当該グレートバー列をパレット台車１１の短辺方向Ｘに３列（前列、中列、後列）並設している。
【００２５】
図３及び図４に支持スタンド２０の形状を示す。支持スタンド２０は概略板状とされ、側面視すると、基部２０ｄから頂部２０ｕに向けて縮幅する正弦半波形状もしくは台形状とされている。各支持スタンド２０は、その側面部２０ｅがパレット台車１１の進行方向Ｆと平行となるように配置される。本実施の形態では、パレット台車１１の長辺方向Ｙに所定の間隔をあけて、グレートバー列の中列及び後列にそれぞれ４基設置されている（図２参照）。
【００２６】
図２に示すように、パレット台車１１の床面２５の中央部に配置された２基の支持スタンド２０には、焼結層の温度を測定するための測定センサー３０が設置されている。具体的には、支持スタンド２０の前面部２０ａからパレット台車１１の進行方向Ｆに向けて水平に突出する測定センサー３０が、支持スタンド２０の高さ方向に間隔（８０ｍｍ〜１２０ｍｍ程度）をあけて３本設置されている。
測定センサー３０の突出量（支持スタンド２０の前面部２０ａから測定センサー３０の前端までの距離）は３０ｍｍ〜６０ｍｍ程度が好適である。測定センサー３０の突出量が３０ｍｍ未満だと、支持スタンド２０の壁効果の影響が大きくなる一方、測定センサー３０の突出量が６０ｍｍを超えると、折れやすいという問題がある。
【００２７】
なお、各測定センサー３０は、支持スタンド２０から脱落しないように、支持スタンド２０の側面部２０ｅ間に架設された円柱状の固定部材３７により測定センサー３０の基部を下方から支持している。
【００２８】
［測定センサー］
測定センサー３０は、焼結層の温度を検知する感温部が前端部に設けられた測温体３２と、測温体３２が挿入される筒状の空洞（図示省略）を有する保護体３３とから概略構成されている。
【００２９】
測温体３２には、例えばシース熱電対を用いることができる。シース熱電対は、金属シース内に熱電対素線を挿入し、金属シースと熱電対素線との間に粉末無機絶縁物を充填したものである。
また、測温体３２を被覆する保護体３３は、測温体３２の損傷を防止するために設けられている。保護体３３は、焼結原料の荷重を受けると共に、焼結層の温度が約１２００〜１３００℃まで達する使用環境に耐えるものでなければならない。そのため、当該温度域で構造用部材として十分な剛性と高温耐摩耗性を有する材料として、例えば鉄ニッケル系金属を用いて形成することができる。
【００３０】
［焼結層温度計測システム］
本発明の第１の実施の形態に係る耐熱ケース３８を用いた焼結層温度計測システムの構成を図５に示す。測定センサー３０の後部から延出するリード線３６は、支持スタンド２０の基部２０ｄを経由した後（図３参照）、パレット台車１１に取り付けられている耐熱ケース３８内の無線子機４２（無線機）にケーブル４８を介して接続されている。また、耐熱ケース３８内には、無線子機４２に電力を供給するためのバッテリ４１が収納され、耐熱ケース３８の外部には、無線子機４２のアンテナ４３が装着されている。
一方、焼結機１０から離れた位置には、無線親機４４（無線機）が設置されており、無線親機４４は接続ボックス４５を介してオペレーションルーム４７内のパーソナルコンピュータ４６に接続されている。
【００３１】
測定センサー３０によって測定された焼結層の温度測定データ（測定値）は、パレット台車１１に設置された無線子機４２から無線通信により、焼結機１０から離れた位置に配置されている無線親機４４に転送される。無線親機４４により受信された焼結層の温度測定データは、計測器として機能するパーソナルコンピュータ４６に取り込まれ、温度補正などのデータ処理が行われる。
なお、上記と同様の耐熱ケース３８が、無端搬送コンベアを構成する複数のパレット台車１１に取り付けられており、各パレット台車１１に設置された無線子機４２から送信された焼結層の温度測定データは無線親機４４により受信され、パーソナルコンピュータ４６に取り込まれる。
【００３２】
［第１の実施の形態に係る耐熱ケース］
図６に示すように、第１の実施の形態に係る耐熱ケース３８は、パレット台車１１の架台２４の一方の短辺の外側に取り付けられている。耐熱ケース３８は、無線子機４２の電源として使用されるバッテリ４１の温度上昇を防止する機能を有しており、パレット台車１１の架台２４に取り付けられる遮蔽容器４０と、遮蔽容器４０内に該遮蔽容器４０の内面と間隙５６を有する状態で配置される断熱容器５５とから大略構成されている（図７参照）。
【００３３】
遮蔽容器４０は、バッテリ４１及び無線子機４２を熱雰囲気から遮蔽する機能を有し、蓋（図示省略）を有する箱状の直方体容器から構成されている（図７参照）。遮蔽容器４０を正面視して、対向する一方の側面の下部には、遮蔽容器４０内に流入する吸気Ｋの流入口５０が、他方の側面の上部には、遮蔽容器４０から流出する吸気Ｋの流出口５１がそれぞれ設けられている。図６に示すように、遮蔽容器４０の流出口５１には、パレット台車１１の架台２４を貫通し、下方に設置されたウインドボックス１４に連通する通気管５２が接続される。
また、遮蔽容器４０の一方の側面には、無線子機４２のアンテナ４３が装着されると共に、測定センサー３０から延出するケーブル４８の取り込み口（図示省略）が設けられている。
【００３４】
一方、断熱容器５５も、蓋（図示省略）を有する箱状の直方体容器から構成され、遮蔽容器４０の内面から突出する支持部材（図示省略）によって支持されている。断熱容器５５内には、バッテリ４１及び無線子機４２が収納されており、バッテリ４１及び無線子機４２を囲繞するように、断熱容器５５の全内周面には断熱材５７が配置されている（図７参照）。断熱材５７としては、例えばグラスウールやロックウールなど市販されているものを使用することができる。
【００３５】
遮蔽容器４０の内面と断熱容器５５の外面との間に設けられた間隙５６は、流入口５０から流出口５１に至る吸気Ｋの流通路とされている。ウインドボックス１４内が負圧とされているため、間隙５６内の空気は通気管５２を介してウインドボックス１４に向けて吸引される。これに伴い、流入口５０から間隙５６内に大気が吸引され、流入口５０から間隙５６内へ流入した吸気Ｋが流出口５１から通気管５２を経由してウインドボックス１４へ向かう空気流が形成される（図６、図７参照）。その結果、断熱容器５５が空冷され、断熱容器５５内のバッテリ４１の温度上昇を防止することができる。
【００３６】
［第２の実施の形態に係る耐熱ケース］
図８に本発明の第２の実施の形態に係る耐熱ケース３９を示す。なお、第１の実施の形態を構成する構成要素と同様の構成要素には同じ符号を付し、当該構成要素の説明を省略する。
第２の実施の形態では、耐熱ケース３９が、パレット台車１１の架台２４の一方の短辺の内側に取り付けられている。また、遮蔽容器４０の流入口５０には、パレット台車１１の架台２４を貫通し、パレット台車１１の外側の大気に連通する通気管５８が接続されている。なお、アンテナ４３は架台２４の外側に取り付けている。
ウインドボックス１４内が負圧とされているため、通気管５８を介して流入口５０から間隙５６内に大気が吸引され、流入口５０から間隙５６内へ流入した吸気Ｋは流出口５１からウインドボックス１４へ向けて排出される。
【００３７】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、上記実施の形態では、耐熱ケースにバッテリと無線機を収納するようにしているが、バッテリのみ収納してもよい。また、上記実施の形態では、耐熱ケースを二重容器としているが、流入口にダストフィルタを設置して断熱容器を省略し、バッテリに吸気を直接当てるようにしてもよい。
なお、上記実施の形態では、焼結層の温度計測を例に採り説明したが、グレートバー直下のガス温度やガス成分の計測等にも適用できることは言うまでもない。
【００３８】
次に、本発明の効果を検証するために実施した試験について説明する。
上述した二重容器からなる耐熱ケースを使用し、遮蔽容器内に吸気が流入する場合と流入しない場合について試験を実施した。なお、遮蔽容器内に吸気が流入しない場合については、遮蔽容器の流出口又は流入口から通気管を取り外し、遮蔽容器内の空気を遮蔽容器外へ吸引しないようにした。なお、試験時における耐熱ケース外の大気温度は２１０℃程度であった。
【００３９】
図９及び図１０に試験結果を示す。図９は、吸気の有無による耐熱ケース内温度を対比したグラフである。また、図１０は、吸気の有無による耐熱ケース内バッテリの寿命を対比したグラフである。これらの図より、吸気を行った場合、耐熱ケース（断熱ケース）内の温度は９０℃となり、バッテリの寿命は４５日であったことがわかる。一方、吸気を行わない場合、耐熱ケース（断熱ケース）内の温度は１８０℃となり、バッテリの寿命は７日であった。一般に、焼結機は１．５ヶ月周期で停止するため、本発明に係る耐熱ケースを用いた場合、焼結機の操業中にバッテリを交換する必要がないというメリットがある。
【符号の説明】
【００４０】
１０：焼結機、１１：パレット台車、１２：ホッパー、１３：点火炉、１４：ウインドボックス、１５：吸気管、１６：無端レール、１７：給鉱部、１８：排鉱部、１９：スプロケット、２０：支持スタンド（シンターケーキ支持スタンド）、２０ａ：前面部、２０ｄ：基部、２０ｅ：側面部、２０ｕ：頂部、２１：グレートバー、２２：側壁、２３：車輪、２４：架台、２５：床面、３０：測定センサー、３２：測温体、３３：保護体、３６：リード線、３７：固定部材、３８、３９；耐熱ケース、４０：遮蔽容器、４１：バッテリ、４２：無線子機（無線機）、４３：アンテナ、４４：無線親機（無線機）、４５：接続ボックス、４６：パーソナルコンピュータ、４７：オペレーションルーム、４８：ケーブル、５０：流入口、５１：流出口、５２：通気管、５５：断熱容器、５６：間隙、５７：断熱材、５８：通気管、Ｆ：進行方向、Ｋ：吸気、Ｘ：短辺方向、Ｙ：長辺方向
【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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