JPH0221573A - 燃料電池 - Google Patents
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- JPH0221573A JPH0221573A JP63170105A JP17010588A JPH0221573A JP H0221573 A JPH0221573 A JP H0221573A JP 63170105 A JP63170105 A JP 63170105A JP 17010588 A JP17010588 A JP 17010588A JP H0221573 A JPH0221573 A JP H0221573A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は積層型の燃料電池、ことに積層電池等と導電
性構造材とを絶縁する絶縁材の絶縁異常の拡大防止手段
を備えた燃料電池に関する。
性構造材とを絶縁する絶縁材の絶縁異常の拡大防止手段
を備えた燃料電池に関する。
第１４図は従来装置を単線で簡略化して示す断面図を含
む構成図である。図において、１は積層電池であシ、単
位電池２の積層体には複数単位電池ごとに冷却板３が介
装され、かつ積層端部には一対のガスシール板４および
絶縁板５が設けらへ上下一対の締付板６Ａが連結部材６
Ｂにより連結されて積層面に所定の締付荷重が加えられ
ることによシ一体化した積層電池１が形成される。積層
電池１は接地された金属製の密閉容器Ｚ内に絶縁支持台
７Ａによって絶縁支持され、締付板６Ａおよび締結部材
６Ｂからなる締結装置６は接続線１６によって密閉容器
１１に導電接続される。積層電池１の四方の側面には反
応ガスとしての燃料ガス、反応空気をそれぞれ積層電池
１に給排する反応ガスの給排装置としてそれぞれ一対の
マニホールド８がガスシールを兼ねた絶縁材４工を介し
て積層電池に気密に固定され、マニホールド８に絶縁継
手８Ｉｔ介して連結された一対の給排配管８Ａ、８Ｂを
介して反応ガスが供給、排出される。
む構成図である。図において、１は積層電池であシ、単
位電池２の積層体には複数単位電池ごとに冷却板３が介
装され、かつ積層端部には一対のガスシール板４および
絶縁板５が設けらへ上下一対の締付板６Ａが連結部材６
Ｂにより連結されて積層面に所定の締付荷重が加えられ
ることによシ一体化した積層電池１が形成される。積層
電池１は接地された金属製の密閉容器Ｚ内に絶縁支持台
７Ａによって絶縁支持され、締付板６Ａおよび締結部材
６Ｂからなる締結装置６は接続線１６によって密閉容器
１１に導電接続される。積層電池１の四方の側面には反
応ガスとしての燃料ガス、反応空気をそれぞれ積層電池
１に給排する反応ガスの給排装置としてそれぞれ一対の
マニホールド８がガスシールを兼ねた絶縁材４工を介し
て積層電池に気密に固定され、マニホールド８に絶縁継
手８Ｉｔ介して連結された一対の給排配管８Ａ、８Ｂを
介して反応ガスが供給、排出される。
また、９は積層電池１の冷却器であシ、絶縁継手９Ｉに
よって外部配管系統と絶縁された給排一対の果合管９Ａ
と、果合管９Ａから冷却板３に向けて分岐し冷却板３を
沿層方向に貫通して反集合管側でＵターンし、再び集合
管に戻る複数の冷却パイプ９Ｂとで構成される。冷却パ
イプ９Ｂは第１６図にその断面図を示すように１導電材
からなる冷却板６に形成された溝３Ａ内に収納され、冷
却板３との間が絶縁材３Ｉによって絶縁される。
よって外部配管系統と絶縁された給排一対の果合管９Ａ
と、果合管９Ａから冷却板３に向けて分岐し冷却板３を
沿層方向に貫通して反集合管側でＵターンし、再び集合
管に戻る複数の冷却パイプ９Ｂとで構成される。冷却パ
イプ９Ｂは第１６図にその断面図を示すように１導電材
からなる冷却板６に形成された溝３Ａ内に収納され、冷
却板３との間が絶縁材３Ｉによって絶縁される。
このよう釦、筐閉容器７．積層電池１と電気的に絶縁さ
れ九反応ガスの給排装置としてのマニホールド８および
冷却器９は電気的接続回路としての接続線１８によシ積
層電池１のはｔ丁中央に位置する単位電池２Ａに導電接
続され、また冷却器９も接続８１９によりマニホールド
８を介して単位［池２人に導電接続されることＫよシ、
第１５図にその等価回路の模式図を示すように、積層電
池１とマニホールド８および冷却器９４４の導電性構造
物との最大電位差が積層電池１の出力電圧Ｅの約％に低
減される。
れ九反応ガスの給排装置としてのマニホールド８および
冷却器９は電気的接続回路としての接続線１８によシ積
層電池１のはｔ丁中央に位置する単位電池２Ａに導電接
続され、また冷却器９も接続８１９によりマニホールド
８を介して単位［池２人に導電接続されることＫよシ、
第１５図にその等価回路の模式図を示すように、積層電
池１とマニホールド８および冷却器９４４の導電性構造
物との最大電位差が積層電池１の出力電圧Ｅの約％に低
減される。
上述のように構成された従来装置において、マニホール
ド８を積層電池１と絶縁するガスシールを兼ねた絶縁材
４工、−ｆｆｉたは冷却器９を積層電池１と絶縁する絶
縁材３工のいずれか１箇所にでも絶縁破壊が生ずると、
絶縁破壊個所と単位電池２人との間が給電！１８または
１９を介して短絡されることＫなシ、大きな短絡電流が
流れて絶縁破壊個所の損傷が拡大するとともに１燃料電
池やガスシールに損傷が及ぶ事故えの進展が懸念される
。
ド８を積層電池１と絶縁するガスシールを兼ねた絶縁材
４工、−ｆｆｉたは冷却器９を積層電池１と絶縁する絶
縁材３工のいずれか１箇所にでも絶縁破壊が生ずると、
絶縁破壊個所と単位電池２人との間が給電！１８または
１９を介して短絡されることＫなシ、大きな短絡電流が
流れて絶縁破壊個所の損傷が拡大するとともに１燃料電
池やガスシールに損傷が及ぶ事故えの進展が懸念される
。
ｉｆｃ、絶Ｒ７ランジ８工、９工が絶縁破壊した場合に
は単電池２人が給電線１８．１９を介して直接接地され
ることＫなシ、積層電池１およびその出力回路の対地電
位が変化し、時には地絡を流が発生するという事故にま
で発展する。
は単電池２人が給電線１８．１９を介して直接接地され
ることＫなシ、積層電池１およびその出力回路の対地電
位が変化し、時には地絡を流が発生するという事故にま
で発展する。
この発明は、燃料電池中の絶縁破壊により生じる短計電
流または漏れ電流を燃料電池の運転に支障のない値まで
限流し、又漏れ電流による事故の拡大を抑制すること、
または絶縁異常を早期に検出して保護対策を構じられる
ようにすることにある。
流または漏れ電流を燃料電池の運転に支障のない値まで
限流し、又漏れ電流による事故の拡大を抑制すること、
または絶縁異常を早期に検出して保護対策を構じられる
ようにすることにある。
上記課題を解決するため釦、この発明によれば、複数段
に積層された単位電池からなる積層電池が、この積層電
池を収納する金属製の密閉容器と、この密閉容器および
積層電池のいずれかに？Ｊ縁材を介して結合された導電
性構造物を具備し、この導電性構造物および密閉容器に
前記積層電池の任意の単位電池の電位または接地電位を
与える電気的接続回路を有するものにおいて、この電気
的接続回路に直列接続された限流抵抗を備えてなるもの
、または電気的接続回路に漏れ電流検出装置が限流抵抗
に代えて直列接続されてなるものとする。
に積層された単位電池からなる積層電池が、この積層電
池を収納する金属製の密閉容器と、この密閉容器および
積層電池のいずれかに？Ｊ縁材を介して結合された導電
性構造物を具備し、この導電性構造物および密閉容器に
前記積層電池の任意の単位電池の電位または接地電位を
与える電気的接続回路を有するものにおいて、この電気
的接続回路に直列接続された限流抵抗を備えてなるもの
、または電気的接続回路に漏れ電流検出装置が限流抵抗
に代えて直列接続されてなるものとする。
上記手段において、積層電池と反応ガスの給排装ｆｉ！
（マニホールド）、冷却器等の導電性構造物とを導電接
続する電気的接続回路としての接続線に直列に限流抵抗
を設けたことにより、絶縁材が絶縁破壊することによっ
て給電線を通る短絡電流が所定レベル以下に限流され、
したがって事故の拡大が阻止ちれる。また、給ｉ１ｆ！
Ａに直列に漏れ電流検出装置を設けたことによシ、短絡
の早期検出が可能となシ、シたがって事故が拡大する前
に燃料電池の発電を停止するなどの保護処置を容易に実
施することができる。
（マニホールド）、冷却器等の導電性構造物とを導電接
続する電気的接続回路としての接続線に直列に限流抵抗
を設けたことにより、絶縁材が絶縁破壊することによっ
て給電線を通る短絡電流が所定レベル以下に限流され、
したがって事故の拡大が阻止ちれる。また、給ｉ１ｆ！
Ａに直列に漏れ電流検出装置を設けたことによシ、短絡
の早期検出が可能となシ、シたがって事故が拡大する前
に燃料電池の発電を停止するなどの保護処置を容易に実
施することができる。
以下この発明を実施例に基づいて説明する。
第１図はこの発明の第１実施例を示す装置の構成図、第
２図は実施例装置の等価回路の模式図であシ、以下従来
装置と同じ部分には同一参照符号を用いることによシ詳
細な説明を省略する。図において、冷却器９及び反応ガ
スマニホールド８は絶縁材３Ｉ又は絶縁材で作られたシ
ール材４Ｉ建よシ積層電池（発電部）１と絶縁され、又
絶縁継手９工、８：［Ｋよシ密閉容器７の接地電位よシ
も絶縁されており、限流抵抗２１を配した接続線１日及
び接続線１９によシ槓層！池１のなかの任意の単位電池
２人の電位を与えられている。このような構成において
、いま絶縁材３工又はシール材４工のどこか一部が絶縁
破壊をおこすと積層電池１は絶縁破壊部と接続線１８．
１９．冷却器９゜反応ガスマニホールド８等を介して短
絡されるが限流抵抗２１によシ１！流は限流され、事故
の拡大が抑制される。
２図は実施例装置の等価回路の模式図であシ、以下従来
装置と同じ部分には同一参照符号を用いることによシ詳
細な説明を省略する。図において、冷却器９及び反応ガ
スマニホールド８は絶縁材３Ｉ又は絶縁材で作られたシ
ール材４Ｉ建よシ積層電池（発電部）１と絶縁され、又
絶縁継手９工、８：［Ｋよシ密閉容器７の接地電位よシ
も絶縁されており、限流抵抗２１を配した接続線１日及
び接続線１９によシ槓層！池１のなかの任意の単位電池
２人の電位を与えられている。このような構成において
、いま絶縁材３工又はシール材４工のどこか一部が絶縁
破壊をおこすと積層電池１は絶縁破壊部と接続線１８．
１９．冷却器９゜反応ガスマニホールド８等を介して短
絡されるが限流抵抗２１によシ１！流は限流され、事故
の拡大が抑制される。
第３図、第４図は本発明の第２実施例を示す構成図およ
び模式図であシ、冷却器９及び反応ガスマニホールド８
は絶縁材３■又は絶縁材で作られたシール材４工によシ
積層電池（発電部）１と絶縁され、又絶縁継手９１，８
工によシ接地電位よりも絶縁されている。気密端子２９
Ｂおよび接続線２９Ａからなる電気的接続回路２９には
漏れ電流検出装置６１が配され、接続線２９及び接続線
１９によシ積層電池１のなかの任意の単位電池２人の電
位を与えられている。このような構成において、いま絶
縁材３工又はシール材４工のどこか一部が絶縁破壊をお
こすと、積層電池１は絶縁破壊部と接続線２９Ａ、１９
．冷却器９１反応ガスマニホールド８等を介して短絡さ
れるが漏れ電流検出装ｆｉ１３１によシ漏れ電流が検出
され、この検出１１を流に基づいて燃料電池の発電運転
を停止するなどの処置が可能となるので、事故が早期に
検出され装置の保護が行われることによシ事故の拡大全
未然に防止することができる。
び模式図であシ、冷却器９及び反応ガスマニホールド８
は絶縁材３■又は絶縁材で作られたシール材４工によシ
積層電池（発電部）１と絶縁され、又絶縁継手９１，８
工によシ接地電位よりも絶縁されている。気密端子２９
Ｂおよび接続線２９Ａからなる電気的接続回路２９には
漏れ電流検出装置６１が配され、接続線２９及び接続線
１９によシ積層電池１のなかの任意の単位電池２人の電
位を与えられている。このような構成において、いま絶
縁材３工又はシール材４工のどこか一部が絶縁破壊をお
こすと、積層電池１は絶縁破壊部と接続線２９Ａ、１９
．冷却器９１反応ガスマニホールド８等を介して短絡さ
れるが漏れ電流検出装ｆｉ１３１によシ漏れ電流が検出
され、この検出１１を流に基づいて燃料電池の発電運転
を停止するなどの処置が可能となるので、事故が早期に
検出され装置の保護が行われることによシ事故の拡大全
未然に防止することができる。
第５図、第６図はこの発明の第６実施例を示す構成図お
よび模式図であり、第１図と相違する点は接続線１８が
なく、替わりに限流抵抗４１を配した接続線３９により
、冷却器９反応ガスマニホールド８が上部締付板６Ａに
導電接続され、接続線３９を介して接地電位が給電され
ている点で、絶縁材３工又はシール材４工の絶縁破壊の
際の対地漏れ電流を限流することができる。
よび模式図であり、第１図と相違する点は接続線１８が
なく、替わりに限流抵抗４１を配した接続線３９により
、冷却器９反応ガスマニホールド８が上部締付板６Ａに
導電接続され、接続線３９を介して接地電位が給電され
ている点で、絶縁材３工又はシール材４工の絶縁破壊の
際の対地漏れ電流を限流することができる。
第７図、第８図はこの発明の第４実施例を示す構成図お
よび模式図であシ、第５図と相違する点は接続線４９Ａ
、気密端子４９Ｂよりなる電気的接続回路に接続された
漏れ電流検出装置５１により、冷却器９反応ガスマニホ
ールド８には接地電位が給電されている点で、絶縁材３
工又はシール材４工の絶縁破壊の際の対地漏れ電流が検
出される。
よび模式図であシ、第５図と相違する点は接続線４９Ａ
、気密端子４９Ｂよりなる電気的接続回路に接続された
漏れ電流検出装置５１により、冷却器９反応ガスマニホ
ールド８には接地電位が給電されている点で、絶縁材３
工又はシール材４工の絶縁破壊の際の対地漏れ電流が検
出される。
第９図および第１０図は第５実施例を示す構成図および
模式図であり、前述の各実施例と異なる点は密閉容器７
を絶縁材７エによって大地から絶縁し、密閉容器Ｚ全接
続線（接地線）５９により限流抵抗６１を介して接地し
た点にある。この実施例装置においては、絶縁材８１．
９工や絶縁板５等対地絶縁材の絶縁破壊を含むすべての
地絡電流を限流することができる。
模式図であり、前述の各実施例と異なる点は密閉容器７
を絶縁材７エによって大地から絶縁し、密閉容器Ｚ全接
続線（接地線）５９により限流抵抗６１を介して接地し
た点にある。この実施例装置においては、絶縁材８１．
９工や絶縁板５等対地絶縁材の絶縁破壊を含むすべての
地絡電流を限流することができる。
第１１図は第６実施例を示す構成図であシ、第９図と異
なる点は絶縁材７エによって大地から絶縁された密閉容
器７の接地線５９に直列に漏れ電流検出装置７１を設け
た点にあシ、地絡電流を漏れ電流の段階で早期に検出し
て保護処置をとることができる。
なる点は絶縁材７エによって大地から絶縁された密閉容
器７の接地線５９に直列に漏れ電流検出装置７１を設け
た点にあシ、地絡電流を漏れ電流の段階で早期に検出し
て保護処置をとることができる。
第１２図は第７実施例を示す構成図であシ、積層を池１
の電圧計測標７３．熱電対７２が密閉容器７を貫通する
部分に設けられた気密端子７４を支持する金属製の端子
板７５を絶縁板７６によジ密閉容器７と絶縁し、端子板
７５ｔ−接続線７９および限流抵抗８１を介して接地さ
れた密閉容器７に導電接続した点が前述の各実施列と異
なっておシ、気密端子７４または熱電対７２の絶縁異常
による地絡を流がＶｉ流される。
の電圧計測標７３．熱電対７２が密閉容器７を貫通する
部分に設けられた気密端子７４を支持する金属製の端子
板７５を絶縁板７６によジ密閉容器７と絶縁し、端子板
７５ｔ−接続線７９および限流抵抗８１を介して接地さ
れた密閉容器７に導電接続した点が前述の各実施列と異
なっておシ、気密端子７４または熱電対７２の絶縁異常
による地絡を流がＶｉ流される。
第１３図は第８実施ｆｐＩＵを示す構成図であシ、第１
２図に示す実施例と異なる点は、端子板７５を接続線７
９および電流検出装置９１を介して接地した点にあシ、
気密端子７４および熱電対７２の絶縁異常−ｔａれ電流
の段階で早期に検出して燃料電池を保護できる。なお漏
れ電流検出装置としては直流電流継電器等が使用される
。
２図に示す実施例と異なる点は、端子板７５を接続線７
９および電流検出装置９１を介して接地した点にあシ、
気密端子７４および熱電対７２の絶縁異常−ｔａれ電流
の段階で早期に検出して燃料電池を保護できる。なお漏
れ電流検出装置としては直流電流継電器等が使用される
。
以上この発明の実施例を対象部位ごとに詳しく説明した
が、第１実施例から第８実施例を組合わせて実施するこ
とＫよシ、すべての絶縁部材の絶縁破壊や絶縁不良を短
絡電流の限流、あるいは漏れ電流の早期検出によシ事故
の拡大を防止することができる。
が、第１実施例から第８実施例を組合わせて実施するこ
とＫよシ、すべての絶縁部材の絶縁破壊や絶縁不良を短
絡電流の限流、あるいは漏れ電流の早期検出によシ事故
の拡大を防止することができる。
この発明は前述のように、積層電池あるいは密閉容器に
絶縁材を介して結合された導電性構造物または密閉容器
に積層電池の任意の単位電池の電位または接地電位を与
える電気的接続回路（接続巌ンに、限流抵抗または漏れ
電流検出装ｆＩｔを接続するよう構成した。その結果、
絶縁材のいずれか−１（２）所で絶縁破壊事故が生じた
場合、電気的接続回路を介して積層を池の一部短絡回路
あるいは地絡回路が形成されて事故が拡大するという従
来技術の問題点が、限流抵抗による事故電流の限流作用
によって事故の拡大が抑制されるとともに、漏れ電流検
出装Ｒ全配し之場合には漏れ電流の段階で絶縁異常を早
期に検出して燃料電池の保護を行うことができるので、
絶縁の信頼性の高い燃料電池を提供できるとともに、事
故の拡大が抑制されることによる燃料電池の損傷の戦域
およびその修復の各易化に貢献できる利点が得られる。
絶縁材を介して結合された導電性構造物または密閉容器
に積層電池の任意の単位電池の電位または接地電位を与
える電気的接続回路（接続巌ンに、限流抵抗または漏れ
電流検出装ｆＩｔを接続するよう構成した。その結果、
絶縁材のいずれか−１（２）所で絶縁破壊事故が生じた
場合、電気的接続回路を介して積層を池の一部短絡回路
あるいは地絡回路が形成されて事故が拡大するという従
来技術の問題点が、限流抵抗による事故電流の限流作用
によって事故の拡大が抑制されるとともに、漏れ電流検
出装Ｒ全配し之場合には漏れ電流の段階で絶縁異常を早
期に検出して燃料電池の保護を行うことができるので、
絶縁の信頼性の高い燃料電池を提供できるとともに、事
故の拡大が抑制されることによる燃料電池の損傷の戦域
およびその修復の各易化に貢献できる利点が得られる。
第１図および第２図はこの発明の第１実施例を示す構成
図および等価回路の模式図、第６図および第４図は第２
実施列を示す構成図および模式図、第５図および第６図
は第３実施列を示す構成図および模式図、第７図および
第８図は第４実施例を示す構成図および模式図、第９図
および第１０図は第５実施９１を示す構成図および模式
図、第１１図は第６実施列を示す構成図、第１２図は第
７実施例を示す構成図、第１３図は第８実施例を示す構
成図、第１４図および第１５図は従来装置を示す構成図
および模式図、第１６図は第１４図の要部を示す拡大断
面図である。 １・・・積層電池、２，２人・・・単位！池、７・・・
密閉容器、８・・・マニホールド（反応ガスの給排装置
）９・・・冷却器、３工、４１，５，８１，９Ｉ、７エ
、７６・・・絶縁材、１＜５１８．１９，２９，３９
、４９ 、５９ ・’Ｉｆｉ的接続回Ｍ （接続＃）、
２１．４１．６１．８１・・・限流抵抗、３１，５１７
１．９１・・・漏れ電流検出装置、７５・・・端子板。 ＼１ Ｑｏ ｏ−＋ ＹＩＳ図
図および等価回路の模式図、第６図および第４図は第２
実施列を示す構成図および模式図、第５図および第６図
は第３実施列を示す構成図および模式図、第７図および
第８図は第４実施例を示す構成図および模式図、第９図
および第１０図は第５実施９１を示す構成図および模式
図、第１１図は第６実施列を示す構成図、第１２図は第
７実施例を示す構成図、第１３図は第８実施例を示す構
成図、第１４図および第１５図は従来装置を示す構成図
および模式図、第１６図は第１４図の要部を示す拡大断
面図である。 １・・・積層電池、２，２人・・・単位！池、７・・・
密閉容器、８・・・マニホールド（反応ガスの給排装置
）９・・・冷却器、３工、４１，５，８１，９Ｉ、７エ
、７６・・・絶縁材、１＜５１８．１９，２９，３９
、４９ 、５９ ・’Ｉｆｉ的接続回Ｍ （接続＃）、
２１．４１．６１．８１・・・限流抵抗、３１，５１７
１．９１・・・漏れ電流検出装置、７５・・・端子板。 ＼１ Ｑｏ ｏ−＋ ＹＩＳ図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）複数段に積層された単位電池からなる積層電池が、
この積層電池を収納する金属製の密閉容器と、この密閉
容器および積層電池のいずれかに絶縁材を介して結合さ
れた導電性構造物を具備し、この導電性構造物および密
閉容器に前記積層電池の任意の単位電池の電位または接
地電位を与える電気的接続回路を有するものにおいて、
この電気的接続回路に直列接続された限流抵抗を備えて
なることを特徴とする燃料電池。 ２）請求項１記載のものにおいて、電気的接続回路に漏
れ電流検出装置が限流抵抗に代えて直列接続されてなる
ことを特徴とする燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63170105A JPH0221573A (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63170105A JPH0221573A (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | 燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0221573A true JPH0221573A (ja) | 1990-01-24 |
Family
ID=15898728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63170105A Pending JPH0221573A (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0221573A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1988
- 1988-07-08 JP JP63170105A patent/JPH0221573A/ja active Pending
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