(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃａ分及び／もしくはＭｇ分を含有する燃料を投入して又はＣａ化合物及び／もしくはＭｇ化合物を添加して燃焼させる流動床式焼却炉から付着物により肥大化した流動媒体を抜き出して、炉外に抜き出した流動媒体を付着物除去装置に投入し、該装置内に空気を吹き込むことにより流動媒体に付着した物質を除去して、流動媒体の再生及び粒子径の適正化を行い、除去した付着物を集塵装置で捕集し、捕集した付着物を脱塩剤、脱硫剤及び吸着剤のいずれかの薬剤として利用することを特徴とする流動媒体付着物の除去方法。
【請求項２】
流動床式焼却炉が循環流動床炉であり、循環流動床炉における収熱用の流動床から付着物により肥大化した流動媒体を抜き出して付着物除去装置に投入する請求項１記載の流動媒体付着物の除去方法。
【請求項３】
集塵装置から排出される除塵後の空気を流動床式焼却炉の一次空気又は／及び二次空気として利用する請求項１又は２記載の流動媒体付着物の除去方法。
【請求項４】
Ｃａ分及び／もしくはＭｇ分を含有する燃料を投入して又はＣａ化合物及び／もしくはＭｇ化合物を添加して燃焼させる流動床式焼却炉と、
付着物により肥大化した流動媒体を流動床式焼却炉から抜き出す流動媒体抜出手段と、
炉外に抜き出した流動媒体を貯留し、この流動媒体群に空気を吹き込むことで、流動媒体に付着した物質を除去する付着物除去装置と、
付着物除去装置後段に設置された除去した付着物を捕集するための集塵装置と、
回収した付着物の粉体を脱塩剤や吸着剤の代替物質として焼却炉の排ガス処理系統に吹き込む回収付着物吹込手段と、
付着物を除去して粒子径の適正化を行った流動媒体を付着物除去装置から抜き出して流動床式焼却炉又は／及び流動媒体貯留槽に戻す流動媒体循環系統とを包含してなることを特徴とする流動媒体付着物の除去装置を備えた流動床式焼却炉。
【請求項５】
流動床式焼却炉が循環流動床炉であり、循環流動床炉における収熱用の流動床に流動媒体抜出手段を設け、付着物により肥大化した流動媒体を付着物除去装置に投入するようにした請求項４記載の流動媒体付着物の除去装置を備えた流動床式焼却炉。
【請求項６】
集塵装置から排出される除塵後の空気を流動床式焼却炉の一次空気又は／及び二次空気として利用するための空気供給系統を設けた請求項４又は５記載の流動媒体付着物の除去装置を備えた流動床式焼却炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物やＲＤＦあるいは石炭等を燃焼させる流動床式焼却炉において、流動媒体の付着物を炉外で除去する方法、及びこの方法に用いる除去装置を備えた流動床式焼却炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
流動床式焼却設備では、運転中に流動媒体（主として、硅砂）の表面に灰の一部が付着あるいは被覆し、初期投入時に比べて粒子径が増大する傾向にある。肥大化した粒子は流動化開始速度が速くなるので、適切な流動状態を維持するためには、通風量を増やす必要があり、通風系統のユーティリティーの増大を招く。また、通風量が増えると、排ガス量が増加するため、排ガス処理系統のユーティリティーの増大を招く。
【０００３】
流動媒体の再生方法に関する従来技術としては、例えば、特開昭５６−１６０５１３号公報に、重油焚きボイラの流動媒体に付着した灰分に水を浸透させ、水分を含有する灰分を付着した状態のままで流動媒体を流動層炉に戻す技術が記載されている。しかしながら、この方法では、運転中に抜き出した流動媒体は高温となっており、この高温となった流動媒体に水を浸透させることから、熱衝撃による流動媒体自身の破砕を招く恐れがある。また、付着していた物質は炉内に戻されることから、炉内で付着原因物質が濃縮される可能性がある。
【０００４】
また、特許第３０２０４６４号公報には、スクリューコンベアを備えた砂洗浄装置が開示されている。この技術は洗浄水を使用するもので、排水を処理する装置が必要となる。また、装置内に稼動部があるため、砂との摩耗による稼動部材の損傷が考えられる。
【０００５】
また、特表平８−５０４１３１号公報には、鋳物砂、特に活性ベントナイトを含有した砂の再生法に関する技術について記載されている。この技術は圧縮空気を層内に吹き込み流動層を形成させるもので、砂中に含まれる有価物の回収を可能とするものである。この技術は、Ｃａ分及び／又はＭｇ分を含有する燃料あるいはＣａ化合物及び／又はＭｇ化合物を添加して燃焼させる流動床炉における流動媒体の付着物除去技術ではなく、回収した付着物を脱塩剤等の薬剤として利用する技術でもない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の諸点に鑑みなされたもので、本発明の目的は、流動床式焼却炉における付着物で肥大化した流動媒体を一旦炉外に抜き出し、流動媒体中に高速空気を吹き込むことで流動媒体に付着した物質を除去し、流動媒体の再生及び粒子径の適正化を行うことにより、流動床式焼却炉で適切な流動状態を維持することが容易となり、かつ、通風系統及び排ガス処理系統のユーティリティーが増大することもない流動媒体付着物の除去方法、及びこの方法に用いる除去装置を備えた流動床式焼却炉を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の目的は、炉外に抜き出した流動媒体に高速空気を吹き込んで流動媒体に付着した物質を除去することにより、運転中に流動媒体を抜き出した場合でも流動媒体自身が急激な温度変化による熱衝撃を受けることがなく、しかも、炉内に付着原因物質が濃縮することはなく、さらに、除去装置の構成が非常に簡単で、流動媒体による装置の摩耗損傷も少ない流動媒体付着物の除去方法、及びこの方法に用いる除去装置を備えた流動床式焼却炉を提供することにある。
また、本発明の目的は、Ｃａ分及び／又はＭｇ分を含有する燃料あるいはＣａ化合物及び／又はＭｇ化合物を添加して燃焼させる流動床式焼却炉において、回収した付着物の粉体を薬剤として有効利用できるようにした技術を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の流動媒体付着物の除去方法は、流動床式焼却炉から付着物により肥大化した流動媒体を抜き出して、炉外に抜き出した流動媒体を付着物除去装置に投入し、該装置内に高速空気を吹き込むことにより流動媒体に付着した物質を除去して、流動媒体の再生及び粒子径の適正化を行い、除去した付着物を集塵装置で捕集するように構成されている。
【０００９】
また、本発明の方法は、Ｃａ分及び／もしくはＭｇ分を含有する燃料を投入して又はＣａ化合物及び／もしくはＭｇ化合物を添加して燃焼させる流動床式焼却炉から付着物により肥大化した流動媒体を抜き出して、炉外に抜き出した流動媒体を付着物除去装置に投入し、該装置内に高速空気を吹き込むことにより流動媒体に付着した物質を除去して、流動媒体の再生及び粒子径の適正化を行い、除去した付着物を集塵装置で捕集し、捕集した付着物を脱塩剤、脱硫剤、吸着剤等の薬剤として利用することを特徴としている。
これらの方法においては、集塵装置から排出される除塵後の空気を流動床式焼却炉の一次空気又は／及び二次空気として利用することができる。
【００１０】
流動床式焼却炉が循環流動床炉の場合には、循環流動床炉における収熱用の流動床から付着物により肥大化した流動媒体を抜き出して付着物除去装置に投入する。
【００１１】
本発明の流動媒体付着物の除去装置を備えた流動床式焼却炉は、廃棄物やＲＤＦ（ごみ固形化燃料）あるいは石炭等の燃料を燃焼させる流動床式焼却炉と、付着物により肥大化した流動媒体を流動床式焼却炉から抜き出す流動媒体抜出手段と、炉外に抜き出した流動媒体を貯留し、この流動媒体群に高速空気を吹き込むことで、流動媒体に付着した物質を除去する付着物除去装置と、付着物除去装置後段に設置された除去した付着物を捕集するための集塵装置と、付着物を除去して粒子径の適正化を行った流動媒体を付着物除去装置から抜き出して流動床式焼却炉又は／及びＢＭ（流動媒体）貯留槽に戻す流動媒体循環系統とを包含してなることを特徴としている。
【００１２】
また、本発明の流動媒体付着物の除去装置を備えた流動床式焼却炉は、Ｃａ分及び／もしくはＭｇ分を含有する燃料を投入して又はＣａ化合物及び／もしくはＭｇ化合物を添加して燃焼させる流動床式焼却炉と、付着物により肥大化した流動媒体を流動床式焼却炉から抜き出す流動媒体抜出手段と、炉外に抜き出した流動媒体を貯留し、この流動媒体群に高速空気を吹き込むことで、流動媒体に付着した物質を除去する付着物除去装置と、付着物除去装置後段に設置された除去した付着物を捕集するための集塵装置と、回収した付着物の粉体を脱塩剤や吸着剤の代替物質として焼却炉の排ガス処理系統に吹き込む回収付着物吹込手段と、付着物を除去して粒子径の適正化を行った流動媒体を付着物除去装置から抜き出して流動床式焼却炉又は／及びＢＭ（流動媒体）貯留槽に戻す流動媒体循環系統とを包含してなることを特徴としている。
【００１３】
流動床式焼却炉が循環流動床炉の場合には、循環流動床炉における収熱用の流動床に流動媒体抜出手段を設けて、付着物により肥大化した流動媒体を付着物除去装置に投入する。
【００１４】
これらの場合、付着物除去装置は、流動媒体群の下部から散気管により空気を吹き込む構成としても良いし、流動媒体群の下側から分散板上のノズルにより空気を吹き込む構成としても良い。
また、付着物除去装置本体としてＢＭ（流動媒体）貯留槽を用いる場合と、付着物除去装置本体をＢＭ貯留槽とは別に設置する場合がある。
なお、付着物除去装置のＢＭ抜出口は装置底部に限ることなく、装置側面部に設けても良い。
また、集塵装置から排出される除塵後の空気を流動床式焼却炉の一次空気又は／及び二次空気として利用するための空気供給系統を設けることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は下記の実施の形態に何ら限定されるものではなく、適宜変更して実施することができるものである。図１は、本発明の実施の第１形態による流動媒体付着物の除去装置を備えた流動床式焼却炉の一例を示している。本実施の形態は、一例として、Ｃａ分を含有する燃料（ＲＤＦなど）を燃焼させたり、Ｃａ化合物を添加して廃棄物やＲＤＦあるいは石炭等を燃焼させる流動床式焼却炉において、流動媒体に付着した物質を除去するものである。
【００１６】
流動床式焼却炉１０では、運転中に流動媒体（主として、硅砂）の表面に灰の一部が溶融して付着あるいは被覆し、粒子径が初期投入時に比べて増大する。そこで、この肥大化した流動媒体（ＢＭ）を流動床式焼却炉１０から抜き出して炉外で付着物の除去処理を行う。流動床式焼却炉１０の下部から不燃物等とともに抜き出されたＢＭは、不燃物をふるい等（図示略）で分離した後、付着物除去装置１２に投入される。また、具体的な図示は省略しているが、流動床式焼却炉が循環流動床炉の場合には、循環流動床炉における収熱用の流動床から流動媒体を抜き出して付着物除去装置に投入すればよい。なお、本実施の形態では、付着物除去装置１２をＢＭ貯留槽１４とは別に設置している。付着物除去装置１２内の流動媒体群には高速空気が吹き込まれ、流動媒体同士の摩耗作用で付着物が除去されて、流動媒体の再生及び粒子径の適正化が行われる。この場合、吹込み空気流速は、例えば、１００m／s以上である。１６はブロワである。
【００１７】
付着物除去装置１２は、図１、図２に示すように、流動媒体群の下側から分散板１８上のノズル２０により空気を吹き込む構成とすることができる。ノズル２０は、例えば、図２のような構成とすることができる。この場合、空気吹込み方向としては、一例として、図３、図４、図５に示すように、ノズルを備えた分散板１８を上から見た状態で、略中心方向又は外側から内側に向かって空気を吹き込む構成とすることができる。図３、図４、図５においては、矢印の始点が吹込み部（ノズル）である。なお、付着物除去装置１２は、流動媒体群の下部から散気管により空気を吹き込む構成としても良い。
【００１８】
粒子径が適正化された処理後のＢＭは、付着物除去装置１２のＢＭ抜出口２２から抜き出され、ＢＭ循環ライン２４を通って流動床式焼却炉１０に戻される。この場合、処理後のＢＭはＢＭ貯留槽１４に戻すこともできる。なお、付着物除去装置１２のＢＭ抜出口は装置底部に限ることなく、装置側面部等に設けても良い。また、除去された付着物は付着物除去装置１２後段に設置された集塵装置２６にて捕集される。集塵装置２６としては、一例として、バグフィルタのようなろ過式集塵器が用いられる。集塵装置２６から排出される除塵後の空気は、流動床式焼却炉１０の一次空気又は／及び二次空気として利用することが可能である。
【００１９】
集塵装置２６で回収した付着物は、必要に応じて粒度調整などの処理を施した後、薬剤として利用される。試験によると、回収した付着物はそのほとんどが４０〜８０μm程度の微粉体であって、しかもＣａ化合物（ＣａＯなど）を含有しており、洗煙用の薬剤、例えば図１に示すように、焼却炉の排ガス処理系統に設置された集塵装置２８（バグフィルタ等のろ過式集塵器）の前に吹き込まれている脱塩剤（消石灰等）の代替物質として利用することができる。付着物除去装置１２により除去された付着物の粉塵は、その由来が灰であるため、焼却炉からの灰と同様な処理を施す必要がある。灰処理量の増加は処理装置の規模の増大につながり、また、装置のランニングコストも高くなる。そこで、上記のように、回収した付着物の粉塵を脱塩剤の代替物質として利用することは、灰の排出量を抑えることになり、また、薬剤費の低減化につながる。なお、捕集した付着物の薬剤としての利用法としては、上記の脱塩剤に限らず、脱硫剤や吸着剤等としても利用することができる。
【００２０】
また、本実施の形態においては、装置の運転中に流動媒体を抜き出して流動媒体の再生及び粒子径の適正化を行う場合と、装置停止時（定期検査時など）に流動媒体を抜き出して流動媒体の再生及び粒子径の適正化を行う場合がある。運転時の場合は、例えば、流動媒体の一部を適量抜き出して除去装置で所定時間処理を行い、流動床炉に循環させるようにする。一方、停止時の場合は、例えば、流動媒体を全量抜き出して、除去装置で付着物がほぼ完全に除去できるまで処理を行った後、流動媒体を流動床炉に戻すようにする。なお、他の運転方法とすることも勿論可能である。
【００２１】
図６は、本発明の実施の第２形態による流動媒体付着物の除去装置を備えた流動床式焼却炉の一例を示している。本実施の形態も、一例として、Ｃａ分を含有する燃料（ＲＤＦなど）を燃焼させたり、Ｃａ化合物を添加して廃棄物やＲＤＦあるいは石炭等を燃焼させる流動床式焼却炉において、流動媒体に付着した物質を除去するものである。流動床式焼却炉１０の下部から不燃物等とともに抜き出されたＢＭは、不燃物をふるい等（図示略）で分離した後、ＢＭ貯留槽を改造して製作した付着物除去装置３０に投入される。このように、本実施の形態では、付着物除去装置本体としてＢＭ貯留槽を用いている。付着物除去装置３０に貯留された流動媒体群には高速空気が吹き込まれ、流動媒体同士の摩耗作用で付着物が除去されて、流動媒体の再生及び粒子径の適正化が行われる。
【００２２】
ＢＭ貯留槽を改造して製作した付着物除去装置３０は、例えば図６に示すように、散気管３２により流動媒体群の下部から空気を吹き込む構成とすることができる。なお、付着物除去装置３０は、流動媒体群の下側から分散板上のノズルにより空気を吹き込む構成としても良い。
【００２３】
粒子径が適正化された処理後のＢＭは、付着物除去装置３０から抜き出され、ＢＭ循環ライン２４を通って流動床式焼却炉１０に戻される。また、除去された付着物は付着物除去装置３０後段に設置された集塵装置２６（バグフィルタ等のろ過式集塵器）にて捕集される。集塵装置２６から排出される除塵後の空気は、流動床式焼却炉１０の一次空気又は／及び二次空気として利用することが可能である。集塵装置２６で回収した付着物は、必要に応じて粒度調整などの処理を施した後、薬剤として利用される。具体的には、例えば図６に示すように、焼却炉の排ガス処理系統に設置された集塵装置２８（バグフィルタ等のろ過式集塵器）の前に吹き込まれている脱塩剤の代替物質として利用することができる。なお、捕集した付着物の薬剤としての利用法としては、上記の脱塩剤に限らず、脱硫剤や吸着剤等としても利用することができる。
他の構成及び作用等は、実施の第１形態の場合と同様である。
【００２４】
図７は、本発明の実施の第３形態による流動媒体付着物の除去装置を備えた流動床式焼却炉の一例を示している。本実施の形態は、一例として、流動床式焼却炉が循環流動床炉の場合であり、Ｃａ分を含有する燃料（ＲＤＦなど）を燃焼させたり、Ｃａ化合物を添加して廃棄物やＲＤＦあるいは石炭等を燃焼させる流動床炉において、流動媒体に付着した物質を除去するものである。循環流動床炉３４においては、サイクロン３６の後段に設置された収熱用の流動床３８からＢＭが抜き出され、抜き出されたＢＭが付着物除去装置１２に投入される。このように、本実施の形態では、付着物除去装置１２をＢＭ貯留槽１４とは別に設置している。付着物除去装置１２内の流動媒体群には高速空気が吹き込まれ、流動媒体同士の摩耗作用で付着物が除去されて、流動媒体の再生及び粒子径の適正化が行われる。
【００２５】
粒子径が適正化された処理後のＢＭは、付着物除去装置１２のＢＭ抜出口２２から抜き出され、ＢＭ循環ライン２４を通って流動床炉３４に戻される。この場合、処理後のＢＭはＢＭ貯留槽１４に戻すこともできる。なお、付着物除去装置１２のＢＭ抜出口は装置底部に限ることなく、装置側面部等に設けても良い。また、除去された付着物は付着物除去装置１２後段に設置された集塵装置２６にて捕集される。集塵装置２６から排出される除塵後の空気は、流動床炉３４の一次空気又は／及び二次空気として利用することが可能である。
【００２６】
集塵装置２６で回収した付着物は、必要に応じて粒度調整などの処理を施した後、薬剤として利用される。回収した付着物はそのほとんどが４０〜８０μm程度の微粉体であって、しかもＣａ化合物（ＣａＯなど）を含有しており、洗煙用の薬剤、例えば図７に示すように、焼却炉の排ガス処理系統に設置された集塵装置２８（バグフィルタ等のろ過式集塵器）の前に吹き込まれている脱塩剤（消石灰等）の代替物質として利用することができる。なお、捕集した付着物の薬剤としての利用法としては、上記の脱塩剤に限らず、脱硫剤や吸着剤等としても利用することができる。
他の構成及び作用等は、実施の第１形態の場合と同様である。
【００２７】
図８は、本発明の実施の第４形態による流動媒体付着物の除去装置を備えた流動床式焼却炉の一例を示している。本実施の形態も、一例として、流動床式焼却炉が循環流動床炉の場合であり、Ｃａ分を含有する燃料（ＲＤＦなど）を燃焼させたり、Ｃａ化合物を添加して廃棄物やＲＤＦあるいは石炭等を燃焼させる流動床炉において、流動媒体に付着した物質を除去するものである。循環流動床炉３４においては、サイクロン３６の後段に設置された収熱用の流動床３８からＢＭが抜き出され、抜き出されたＢＭがＢＭ貯留槽を改造して製作した付着物除去装置３０に投入される。このように、本実施の形態では、付着物除去装置本体としてＢＭ貯留槽を用いている。付着物除去装置３０に貯留された流動媒体群には高速空気が吹き込まれ、流動媒体同士の摩耗作用で付着物が除去されて、流動媒体の再生及び粒子径の適正化が行われる。
【００２８】
粒子径が適正化された処理後のＢＭは、付着物除去装置３０から抜き出され、ＢＭ循環ライン２４を通って流動床炉３４に戻される。また、除去された付着物は付着物除去装置３０後段に設置された集塵装置２６（バグフィルタ等のろ過式集塵器）にて捕集される。集塵装置２６から排出される除塵後の空気は、流動床炉３４の一次空気又は／及び二次空気として利用することが可能である。集塵装置２６で回収した付着物は、必要に応じて粒度調整などの処理を施した後、薬剤として利用される。具体的には、例えば図８に示すように、焼却炉の排ガス処理系統に設置された集塵装置２８（バグフィルタ等のろ過式集塵器）の前に吹き込まれている脱塩剤の代替物質として利用することができる。なお、捕集した付着物の薬剤としての利用法としては、上記の脱塩剤に限らず、脱硫剤や吸着剤等としても利用することができる。
他の構成及び作用等は、実施の第１形態、第２形態、第３形態の場合と同様である。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成されているので、つぎのような効果を奏する。
（１）  流動床式焼却炉における付着物で肥大化した流動媒体を一旦炉外に抜き出し、流動媒体中に高速空気を吹き込むことで流動媒体に付着した物質を除去し、流動媒体の再生及び粒子径の適正化を行うので、流動床式焼却炉で適切な流動状態を維持することが容易となる。
（２）  流動化開始速度が大きくならないので、ブロワ等の通風系統のユーティリティーが増大することはない。また、流動床炉からの排ガス量が増加しないので、排ガス処理系統のユーティリティーが増大することはない。
（３）  運転中に抜き出した流動媒体は高速空気のみが吹き込まれるので、流動媒体自身が急激な温度変化による熱衝撃を受けることはなく、流動媒体の破砕等が起こりにくい。
（４）  付着物を炉外で除去するので、炉内に付着原因物質が濃縮することがない。
（５）  除去装置内に稼動部はなく空気吹込み手段のみを設けた構造であるので非常に単純で簡単な構成であり、また、流動媒体による装置の摩耗損傷も受けにくい。
（５）  Ｃａ分及び／又はＭｇ分を含有する燃料あるいはＣａ化合物及び／又はＭｇ化合物を添加して燃焼させる流動床式焼却炉の場合は、回収した付着物の粉体を、例えば、廃棄物焼却炉等の排ガス処理系統で集塵器前に吹き込まれている脱塩剤の代替物質として利用することができる。また、回収した付着物の粉体は、吸着剤や脱硫剤としても利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態による流動媒体付着物の除去装置を備えた流動床式焼却炉を示す概略構成説明図である。
【図２】本発明の実施の第１形態における付着物除去装置の空気吹込構造の一例を示す拡大構成説明図である。
【図３】本発明の実施の第１形態における付着物除去装置の空気吹込方向の一例を示す模式的概略平面説明図である。
【図４】本発明の実施の第１形態における付着物除去装置の空気吹込方向の他の例を示す模式的概略平面説明図である。
【図５】本発明の実施の第１形態における付着物除去装置の空気吹込方向のさらに他の例を示す模式的概略平面説明図である。
【図６】本発明の実施の第２形態による流動媒体付着物の除去装置を備えた流動床式焼却炉を示す概略構成説明図である。
【図７】本発明の実施の第３形態による流動媒体付着物の除去装置を備えた流動床式焼却炉を示す概略構成説明図である。
【図８】本発明の実施の第４形態による流動媒体付着物の除去装置を備えた流動床式焼却炉を示す概略構成説明図である。
【符号の説明】
１０  流動床式焼却炉
１２、３０  付着物除去装置
１４  ＢＭ貯留槽
１６  ブロワ
１８  分散板
２０  ノズル
２２  ＢＭ抜出口
２４  ＢＭ循環ライン
２６、２８  集塵装置
３２  散気管
３４  循環流動床炉
３６  サイクロン
３８  収熱用の流動床
【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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