JP3532023B2 - 先行待機運転型ポンプの運転方法 - Google Patents
先行待機運転型ポンプの運転方法Info
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、先行待機運転型ポ
ンプの運転方法で、詳しくは、複数台の先行待機運転型
ポンプが設置されている排水機場への共通導水路の途中
に複数個の流水路が接続されている排水設備に適用され
る先行待機運転型ポンプの運転方法に関するものであ
る。
ンプの運転方法で、詳しくは、複数台の先行待機運転型
ポンプが設置されている排水機場への共通導水路の途中
に複数個の流水路が接続されている排水設備に適用され
る先行待機運転型ポンプの運転方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】この種の先行待機運転型ポンプの運転に
あたって、従来一般には、共通導水路における流水量の
変化を目視などによって大略的に捕らえて適宜台数のポ
ンプを適宜タイミングで運転開始するといったように、
排水機場への流水量の時間的な変化に関係なく、先行待
機運転型ポンプの初期運転(起動)時期や運転(起動)
台数を管理者等が適当に決定しているのが現況である。
あたって、従来一般には、共通導水路における流水量の
変化を目視などによって大略的に捕らえて適宜台数のポ
ンプを適宜タイミングで運転開始するといったように、
排水機場への流水量の時間的な変化に関係なく、先行待
機運転型ポンプの初期運転(起動)時期や運転(起動)
台数を管理者等が適当に決定しているのが現況である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
共通導水路の途中に複数個の流水路が接続されている排
水設備にあっては、天候条件などによって複数個の流水
路から共通導水路への雨水などの流入量が大きく変動
し、これにともない排水機場への流水量も時間的に大き
く変化する。このような条件下において、上記のごとく
起動時期や起動台数が不確定な運転方法を採用した場合
は、揚水機場における吸水井の水位がポンプの揚水遮断
水位以下に低下してもドライ運転を継続するようにポン
プの運転状態を先行させる先行待機運転型ポンプを用い
たとしても、ポンプ起動時期の遅れや起動台数の不足な
どに起因して洪水の発生およびポンプ駆動装置に対する
過負荷の発生等を招いたり、あるいは、ポンプ起動時期
が不当に早すぎたり、起動台数が過剰であることに起因
して消費動力に無駄を生じるという問題があった。
共通導水路の途中に複数個の流水路が接続されている排
水設備にあっては、天候条件などによって複数個の流水
路から共通導水路への雨水などの流入量が大きく変動
し、これにともない排水機場への流水量も時間的に大き
く変化する。このような条件下において、上記のごとく
起動時期や起動台数が不確定な運転方法を採用した場合
は、揚水機場における吸水井の水位がポンプの揚水遮断
水位以下に低下してもドライ運転を継続するようにポン
プの運転状態を先行させる先行待機運転型ポンプを用い
たとしても、ポンプ起動時期の遅れや起動台数の不足な
どに起因して洪水の発生およびポンプ駆動装置に対する
過負荷の発生等を招いたり、あるいは、ポンプ起動時期
が不当に早すぎたり、起動台数が過剰であることに起因
して消費動力に無駄を生じるという問題があった。
【0004】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、排水機場への流水量の時間的な変化に対応して常に
適正台数のポンプを適正時期に運転開始(起動)させる
ことができる先行待機運転型ポンプの運転方法を提供す
ることを目的としている。
で、排水機場への流水量の時間的な変化に対応して常に
適正台数のポンプを適正時期に運転開始(起動)させる
ことができる先行待機運転型ポンプの運転方法を提供す
ることを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、排水機場への共通導水路の途中に複数個
の流水路が接続されているとともに、上記排水機場には
複数台の先行待機運転型ポンプが設置されている排水設
備における先行待機運転型ポンプの運転方法であって、
上記共通導水路にその水流方向に間隔を隔てた複数箇所
にそれぞれ流速測定装置を設置し、それら流速測定装置
による測定流速から上記複数箇所の流水量とそれら各箇
所から排水機場までの到達時間との相関曲線を求め、そ
の相関曲線と上記先行待機運転型ポンプの所要運転開始
時間とに基づいて排水機場に設置された先行待機運転型
ポンプの運転開始時間および運転台数を決定することを
特徴とするものである。
に、本発明は、排水機場への共通導水路の途中に複数個
の流水路が接続されているとともに、上記排水機場には
複数台の先行待機運転型ポンプが設置されている排水設
備における先行待機運転型ポンプの運転方法であって、
上記共通導水路にその水流方向に間隔を隔てた複数箇所
にそれぞれ流速測定装置を設置し、それら流速測定装置
による測定流速から上記複数箇所の流水量とそれら各箇
所から排水機場までの到達時間との相関曲線を求め、そ
の相関曲線と上記先行待機運転型ポンプの所要運転開始
時間とに基づいて排水機場に設置された先行待機運転型
ポンプの運転開始時間および運転台数を決定することを
特徴とするものである。
【0006】すなわち、本発明は、共通導水路の水流方
向に間隔を隔てた複数箇所の流速を測定するだけで、そ
の測定流速と各測定点における既知の断面積および各測
定点から排水機場までの既知の距離によって複数箇所そ
れぞれの流水量と各箇所から排水機場までの到達時間を
求めるとともに、両者(流水量と到達時間)の相関曲線
を求め、かつ、その求めた相関曲線と先行待機運転型ポ
ンプの所要運転開始時間とに基づいてポンプの運転開始
時期および運転台数を決定することによって、排水機場
への流水量が時間的にどのように変化しても、その変化
する流水量に対応して常に適正台数のポンプを適正時期
に運転開始(起動)させることが可能となる。
向に間隔を隔てた複数箇所の流速を測定するだけで、そ
の測定流速と各測定点における既知の断面積および各測
定点から排水機場までの既知の距離によって複数箇所そ
れぞれの流水量と各箇所から排水機場までの到達時間を
求めるとともに、両者(流水量と到達時間)の相関曲線
を求め、かつ、その求めた相関曲線と先行待機運転型ポ
ンプの所要運転開始時間とに基づいてポンプの運転開始
時期および運転台数を決定することによって、排水機場
への流水量が時間的にどのように変化しても、その変化
する流水量に対応して常に適正台数のポンプを適正時期
に運転開始(起動)させることが可能となる。
【0007】特に、上記の運転方法の運用に際して、先
行待機運転型ポンプの運転開始時間および運転台数を、
請求項2に記載したように、上記流水量および到達時間
の相関曲線と先行待機運転型ポンプの所要運転開始時間
との交点を求め、その求めた交点に相当する台数に1を
加えた台数のポンプを所要運転開始時間前に起動するよ
うに決定するときは、排水機場における吸水井の水位の
増加を見込んで適切な時期に適切な台数のポンプを起動
させることが可能で、消費動力の無駄は最小限に抑えつ
つ、洪水の発生およびポンプ駆動装置に対する過負荷の
発生等を未然に防止することができる。
行待機運転型ポンプの運転開始時間および運転台数を、
請求項2に記載したように、上記流水量および到達時間
の相関曲線と先行待機運転型ポンプの所要運転開始時間
との交点を求め、その求めた交点に相当する台数に1を
加えた台数のポンプを所要運転開始時間前に起動するよ
うに決定するときは、排水機場における吸水井の水位の
増加を見込んで適切な時期に適切な台数のポンプを起動
させることが可能で、消費動力の無駄は最小限に抑えつ
つ、洪水の発生およびポンプ駆動装置に対する過負荷の
発生等を未然に防止することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
にもとづいて説明する。図1は本発明方法を適用した排
水設備の概略構成図であり、同図において、1は排水機
場で、この排水機場1には、後述するような構成をもつ
複数台の先行待機運転型立軸ポンプPが設置されてい
る。2は上記排水機場1への共通導水路であって、該共
通導水路2の途中には複数個(図面上では3個で示す
が、2個以上であればよい)の流水路3A,3B,3C
が接続されている。この共通導水路2にはその水流方向
に間隔を隔てた複数箇所、好ましくは上記各流水路3
A,3B,3Cの接続箇所の直上流位置にそれぞれ流速
測定装置4A,4B,4Cが設置されている。
にもとづいて説明する。図1は本発明方法を適用した排
水設備の概略構成図であり、同図において、1は排水機
場で、この排水機場1には、後述するような構成をもつ
複数台の先行待機運転型立軸ポンプPが設置されてい
る。2は上記排水機場1への共通導水路であって、該共
通導水路2の途中には複数個(図面上では3個で示す
が、2個以上であればよい)の流水路3A,3B,3C
が接続されている。この共通導水路2にはその水流方向
に間隔を隔てた複数箇所、好ましくは上記各流水路3
A,3B,3Cの接続箇所の直上流位置にそれぞれ流速
測定装置4A,4B,4Cが設置されている。
【0009】5は演算処理装置で、上記3つの流速測定
装置4A,4B,4Cによる測定信号、つまり、測定流
速V1,V2,V3が入力され、それら入力される測定
流速V1,V2,V3と上記3つの流速測定装置4A,
4B,4Cの設置箇所における共通導水路2の断面積
(既知)とから上記3箇所の流水量Q1,Q2,Q3を
演算するとともに、それら3箇所から上記排水機場1ま
での距離L1,L2,L3(既知)と上記測定流速V
1,V2,V3とから上記3箇所から排水機場1までの
流水到達時間T1,T2,T3を演算して、その演算さ
れた流水量Q1,Q2,Q3と流水到達時間T1,T
2,T3との相関曲線(図2参照)を求め、さらに、そ
の相関曲線と上記先行待機運転型立軸ポンプPの所要運
転開始時間t(ポンプ始動に要する時間+裕度)とに基
づいて上記先行待機運転型立軸ポンプPの運転開始時間
および運転台数を決定する。6はコントローラで、上記
演算処理装置5からの出力信号である運転開始時間およ
び運転台数の信号を受けて、上記先行待機運転型立軸ポ
ンプPの運転を時系列的に制御する。
装置4A,4B,4Cによる測定信号、つまり、測定流
速V1,V2,V3が入力され、それら入力される測定
流速V1,V2,V3と上記3つの流速測定装置4A,
4B,4Cの設置箇所における共通導水路2の断面積
(既知)とから上記3箇所の流水量Q1,Q2,Q3を
演算するとともに、それら3箇所から上記排水機場1ま
での距離L1,L2,L3(既知)と上記測定流速V
1,V2,V3とから上記3箇所から排水機場1までの
流水到達時間T1,T2,T3を演算して、その演算さ
れた流水量Q1,Q2,Q3と流水到達時間T1,T
2,T3との相関曲線(図2参照)を求め、さらに、そ
の相関曲線と上記先行待機運転型立軸ポンプPの所要運
転開始時間t(ポンプ始動に要する時間+裕度)とに基
づいて上記先行待機運転型立軸ポンプPの運転開始時間
および運転台数を決定する。6はコントローラで、上記
演算処理装置5からの出力信号である運転開始時間およ
び運転台数の信号を受けて、上記先行待機運転型立軸ポ
ンプPの運転を時系列的に制御する。
【0010】なお、上記演算処理装置5における流水到
達時間T1,T2,T3は、例えば流水量Q3の場合、
T3=(L3/V3)で演算しても、T3={(L3−
L2)/V3}+{(L2−L1)/V2}+(L1/
V1)で演算してもよい。また、上記演算処理装置5で
先行待機運転型立軸ポンプPの運転開始時間および運転
台数を決定するにあたっては、図2に示す相関曲線と上
記所要運転開始時間tとの交点を求め、その求めた交点
に相当する台数に1を加えた台数を運転台数に決定し、
かつ、その決定された台数のポンプPを上記所要運転開
始時間t前に起動するような運転開始時間に決定する。
例えば、図2のように、上記所要運転開始時間tがTx
であるとき、3台のポンプPをTx前に起動する。
達時間T1,T2,T3は、例えば流水量Q3の場合、
T3=(L3/V3)で演算しても、T3={(L3−
L2)/V3}+{(L2−L1)/V2}+(L1/
V1)で演算してもよい。また、上記演算処理装置5で
先行待機運転型立軸ポンプPの運転開始時間および運転
台数を決定するにあたっては、図2に示す相関曲線と上
記所要運転開始時間tとの交点を求め、その求めた交点
に相当する台数に1を加えた台数を運転台数に決定し、
かつ、その決定された台数のポンプPを上記所要運転開
始時間t前に起動するような運転開始時間に決定する。
例えば、図2のように、上記所要運転開始時間tがTx
であるとき、3台のポンプPをTx前に起動する。
【0011】図3は上記先行待機運転型立軸ポンプPの
構成例を示す一部断面側面図であり、この立軸ポンプP
は、吸水ベルマウス7の下端開口の深さがこれ以下では
空気を吸い込んでしまうポンプ固有の最低水位LWLよ
りも上方に羽根車8が配設されているとともに、この羽
根車8を収容する羽根車室9の入口下方付近に一端が開
口接続されているとともに他端が大気に開放され、か
つ、その途中に吸気弁10を介装した吸気管11を装備
しており、水位降下時には羽根車室9の入口レベルの揚
水開始水位HWLとポンプ固有の最低水位(揚水遮断水
位)LWLの間の所定水位になったときに、吸気弁10
を開弁させて羽根車室9の入口に空気を送り込んで揚水
運転から気中運転に切替え、水位上昇時には排水機場1
における吸水井13の水位が羽根車室9の入口レベルH
WLになったときに、吸気弁10を閉弁させて残留空気
を吸い揚げながら気中運転から揚水運転に切替えるよう
に構成されているものであって、吸水井13の水位がポ
ンプ固有の最低水位(揚水遮断水位)LWL以下に低下
しても気中運転に切替えてポンプ運転を継続できるよう
になされたものである。
構成例を示す一部断面側面図であり、この立軸ポンプP
は、吸水ベルマウス7の下端開口の深さがこれ以下では
空気を吸い込んでしまうポンプ固有の最低水位LWLよ
りも上方に羽根車8が配設されているとともに、この羽
根車8を収容する羽根車室9の入口下方付近に一端が開
口接続されているとともに他端が大気に開放され、か
つ、その途中に吸気弁10を介装した吸気管11を装備
しており、水位降下時には羽根車室9の入口レベルの揚
水開始水位HWLとポンプ固有の最低水位(揚水遮断水
位)LWLの間の所定水位になったときに、吸気弁10
を開弁させて羽根車室9の入口に空気を送り込んで揚水
運転から気中運転に切替え、水位上昇時には排水機場1
における吸水井13の水位が羽根車室9の入口レベルH
WLになったときに、吸気弁10を閉弁させて残留空気
を吸い揚げながら気中運転から揚水運転に切替えるよう
に構成されているものであって、吸水井13の水位がポ
ンプ固有の最低水位(揚水遮断水位)LWL以下に低下
しても気中運転に切替えてポンプ運転を継続できるよう
になされたものである。
【0012】つぎに、上記構成の排水設備における立軸
ポンプPの運転方法について、図4のフローチャートを
参照して簡単に説明する。3個の流水路3A,3B,3
Cから雨水などが流入している状態にある共通導水路1
に設置した流速測定装置4A,4B,4Cにより水流方
向の複数箇所の流速V1,V2,V3が測定され(ステ
ップS20)、それら測定流速V1,V2,V3が演算
処理装置5に入力される。この演算処理装置5では、入
力される測定流速V1,V2,V3と上記各流速測定装
置4A,4B,4Cの設置箇所における共通導水路2の
断面積(既知)および上記3つの設置箇所から排水機場
1までの距離L1,L2,L3(既知)とにより各箇所
の流水量Q1,Q2,Q3および上記各箇所から排水機
場1までの流水到達時間T1,T2,T3がそれぞれ演
算される(ステップS21)とともに、その演算された
流水量Q1,Q2,Q3と流水到達時間T1,T2,T
3とにより図2に示すような相関曲線が作成される(ス
テップS22)。
ポンプPの運転方法について、図4のフローチャートを
参照して簡単に説明する。3個の流水路3A,3B,3
Cから雨水などが流入している状態にある共通導水路1
に設置した流速測定装置4A,4B,4Cにより水流方
向の複数箇所の流速V1,V2,V3が測定され(ステ
ップS20)、それら測定流速V1,V2,V3が演算
処理装置5に入力される。この演算処理装置5では、入
力される測定流速V1,V2,V3と上記各流速測定装
置4A,4B,4Cの設置箇所における共通導水路2の
断面積(既知)および上記3つの設置箇所から排水機場
1までの距離L1,L2,L3(既知)とにより各箇所
の流水量Q1,Q2,Q3および上記各箇所から排水機
場1までの流水到達時間T1,T2,T3がそれぞれ演
算される(ステップS21)とともに、その演算された
流水量Q1,Q2,Q3と流水到達時間T1,T2,T
3とにより図2に示すような相関曲線が作成される(ス
テップS22)。
【0013】次いで、上記図2に示す相関曲線と先行待
機運転型立軸ポンプPの所要運転開始時間tとの交点を
求め(ステップS23)、その求めた交点に相当する台
数nが何台であるかを判定して、n<1の場合は1台の
ポンプPを、1<n<2の場合は2台のポンプPを、2
<n<3の場合は3台のポンプPといったように、交点
に相当する台数nに1を加えた台数を運転台数Nに決定
するとともに、その決定された台数のポンプPを上記流
水到達時間T1,T2,T3が所要運転開始時間tにな
る前に起動するような運転開始時間を決定する(ステッ
プS24〜S26)。
機運転型立軸ポンプPの所要運転開始時間tとの交点を
求め(ステップS23)、その求めた交点に相当する台
数nが何台であるかを判定して、n<1の場合は1台の
ポンプPを、1<n<2の場合は2台のポンプPを、2
<n<3の場合は3台のポンプPといったように、交点
に相当する台数nに1を加えた台数を運転台数Nに決定
するとともに、その決定された台数のポンプPを上記流
水到達時間T1,T2,T3が所要運転開始時間tにな
る前に起動するような運転開始時間を決定する(ステッ
プS24〜S26)。
【0014】そして、上記演算処理装置5で決定された
運転台数Nおよび運転開始時間の信号がコントローラ6
に送られて、決定された台数Nの先行待機運転型立軸ポ
ンプPが決定された運転開始時間に所定どおりに運転開
始(起動)される(ステップS27〜29)。
運転台数Nおよび運転開始時間の信号がコントローラ6
に送られて、決定された台数Nの先行待機運転型立軸ポ
ンプPが決定された運転開始時間に所定どおりに運転開
始(起動)される(ステップS27〜29)。
【0015】なお、上記の実施の態様では、立軸ポンプ
Pへ適用した例について説明したが、これ以外に、先行
待機運転を行うことができる他のポンプに適用してもよ
いことはもちろんである。また、流速測定装置の設置数
は3個に限定されるものでなく、共通導水路2に接続さ
れる流水路の数に対応した数の流速測定装置を設置すれ
ばよい。
Pへ適用した例について説明したが、これ以外に、先行
待機運転を行うことができる他のポンプに適用してもよ
いことはもちろんである。また、流速測定装置の設置数
は3個に限定されるものでなく、共通導水路2に接続さ
れる流水路の数に対応した数の流速測定装置を設置すれ
ばよい。
【0016】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、共通導
水路の水流方向に間隔を隔てた複数箇所の流速を測定す
るだけで、その測定流速と各測定点における既知の断面
積および各測定点から排水機場までの既知の距離によっ
て複数箇所それぞれの流水量と各箇所から排水機場まで
の到達時間との相関曲線を求めることが可能で、その求
めた相関曲線と先行待機運転型ポンプの所要運転開始時
間とに基づいてポンプの運転開始時期および運転台数を
決定することによって、排水機場への流水量が時間的に
どのように変化しても、その変化する流水量に対応して
常に適正台数のポンプを適正時期に運転開始(起動)さ
せることができる。これによって、ポンプ起動時期の遅
れや起動台数の不足などに起因する洪水やポンプ駆動装
置に対する過負荷の発生等を防止できるとともに、ポン
プ起動時期が不当に早すぎたり、起動台数が過剰である
ことに起因する消費動力の無駄をなくして、全体として
安全かつ経済的なポンプ運転を実現することができると
いう効果を奏する。
水路の水流方向に間隔を隔てた複数箇所の流速を測定す
るだけで、その測定流速と各測定点における既知の断面
積および各測定点から排水機場までの既知の距離によっ
て複数箇所それぞれの流水量と各箇所から排水機場まで
の到達時間との相関曲線を求めることが可能で、その求
めた相関曲線と先行待機運転型ポンプの所要運転開始時
間とに基づいてポンプの運転開始時期および運転台数を
決定することによって、排水機場への流水量が時間的に
どのように変化しても、その変化する流水量に対応して
常に適正台数のポンプを適正時期に運転開始(起動)さ
せることができる。これによって、ポンプ起動時期の遅
れや起動台数の不足などに起因する洪水やポンプ駆動装
置に対する過負荷の発生等を防止できるとともに、ポン
プ起動時期が不当に早すぎたり、起動台数が過剰である
ことに起因する消費動力の無駄をなくして、全体として
安全かつ経済的なポンプ運転を実現することができると
いう効果を奏する。
【0017】特に、上記運転方法の運用に際して、先行
待機運転型ポンプの運転開始時間および運転台数を、請
求項2に記載したように、上記流水量および到達時間の
相関曲線と先行待機運転型ポンプの所要運転開始時間と
の交点に相当する台数に1を加えた台数のポンプを所要
運転開始時間前に起動するように決定すれば、排水機場
における吸水井の水位の増加を見込んで適切な時期に適
切な台数のポンプを起動させることが可能で、消費動力
の無駄は最小限に抑えつつ、洪水の発生およびポンプ駆
動装置に対する過負荷の発生等を未然に確実に防止する
ことができる。
待機運転型ポンプの運転開始時間および運転台数を、請
求項2に記載したように、上記流水量および到達時間の
相関曲線と先行待機運転型ポンプの所要運転開始時間と
の交点に相当する台数に1を加えた台数のポンプを所要
運転開始時間前に起動するように決定すれば、排水機場
における吸水井の水位の増加を見込んで適切な時期に適
切な台数のポンプを起動させることが可能で、消費動力
の無駄は最小限に抑えつつ、洪水の発生およびポンプ駆
動装置に対する過負荷の発生等を未然に確実に防止する
ことができる。
【図1】本発明方法を適用した排水設備の概略構成図で
ある。
ある。
【図2】排水機場への流水量と流水到達時間との相関曲
線を説明する図である。
線を説明する図である。
【図3】先行待機運転型立軸ポンプの構成例を示す一部
断面側面図である。
断面側面図である。
【図4】排水設備における立軸ポンプの運転方法を説明
するフローチャートである。
するフローチャートである。
1 排水機場
2 共通導水路
3A,3B,3C 流水路
4A,4B,4C 流速測定装置
P 先行待機運転型立軸ポンプ
Claims (2)
- 【請求項1】 排水機場への共通導水路の途中に複数個
の流水路が接続されているとともに、上記排水機場には
複数台の先行待機運転型ポンプが設置されている排水設
備における先行待機運転型ポンプの運転方法であって、 上記共通導水路にその水流方向に間隔を隔てた複数箇所
にそれぞれ流速測定装置を設置し、 それら流速測定装置による測定流速から上記複数箇所の
流水量とそれら各箇所から排水機場までの到達時間との
相関曲線を求め、 その相関曲線と上記先行待機運転型ポンプの所要運転開
始時間とに基づいて排水機場に設置された先行待機運転
型ポンプの運転開始時間および運転台数を決定すること
を特徴とする先行待機運転型ポンプの運転方法。 - 【請求項2】 上記先行待機運転型ポンプの運転開始時
間および運転台数は、上記相関曲線と先行待機運転型ポ
ンプの所要運転開始時間との交点を求め、その求めた交
点に相当する台数に1を加えた台数のポンプを上記所要
運転開始時間前に起動するように決定されるものである
請求項1記載の先行待機運転型ポンプの運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02941596A JP3532023B2 (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | 先行待機運転型ポンプの運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02941596A JP3532023B2 (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | 先行待機運転型ポンプの運転方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09222092A JPH09222092A (ja) | 1997-08-26 |
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