JPS6166089A - 化学反応蓄熱装置 - Google Patents
化学反応蓄熱装置Info
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- JPS6166089A JPS6166089A JP59187447A JP18744784A JPS6166089A JP S6166089 A JPS6166089 A JP S6166089A JP 59187447 A JP59187447 A JP 59187447A JP 18744784 A JP18744784 A JP 18744784A JP S6166089 A JPS6166089 A JP S6166089A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D20/003—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using thermochemical reactions
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
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
本発明は固体の水和及び脱水反応を利用した化学反応蓄
熱装置に関するものである。
熱装置に関するものである。
従来例の格成とその問題点
化学反応蓄熱法は顕然蓄熱や潜熱蓄熱に比べ非常に大き
い蓄熱書度を有し、長期間の蓄熱が可能であるという利
点があるが、化学反応を基本としているため、蓄熱槽は
、反応器として化学反応をスムーズに進行させるととも
に主反応に悪彩費を及ぼす副反応が生じないような構造
が必要となる。
い蓄熱書度を有し、長期間の蓄熱が可能であるという利
点があるが、化学反応を基本としているため、蓄熱槽は
、反応器として化学反応をスムーズに進行させるととも
に主反応に悪彩費を及ぼす副反応が生じないような構造
が必要となる。
第３図は硫化ナトリウムを用いた化学蓄熱１の作動原理
を示しており、図面において化学蓄熱装置は、蓄ｒＩ！
、槽１と凝縮器／蒸発器２及びその間をつなぐバルブ付
き蒸気導通管３とからな−）（おり、蓄熱・放熱のプロ
セスは硫化ナトリウム（ＮａｚＳ＞を例にして説明する
と次のように行なわれる。なお固体蓄熱粒子としてはＮ
ａ２Ｓの他、Ｃａ Ｃ１２＋２１−１２０１Ｃａ Ｏ＋
Ｈｚ ０１Ｃａ Ｂｒ ２ ＋Ｈ２０などがある。
を示しており、図面において化学蓄熱装置は、蓄ｒＩ！
、槽１と凝縮器／蒸発器２及びその間をつなぐバルブ付
き蒸気導通管３とからな−）（おり、蓄熱・放熱のプロ
セスは硫化ナトリウム（ＮａｚＳ＞を例にして説明する
と次のように行なわれる。なお固体蓄熱粒子としてはＮ
ａ２Ｓの他、Ｃａ Ｃ１２＋２１−１２０１Ｃａ Ｏ＋
Ｈｚ ０１Ｃａ Ｂｒ ２ ＋Ｈ２０などがある。
■ 加熱用熱源によって蓄熱槽１内のＮａ２Ｓ・５Ｈ２
０を間接加熱する。
０を間接加熱する。
■ 装置系内は真空状態に保たれており、加熱されたＮ
ａ ２ Ｓ、−５８２０は１」２０を本然気として分離
し、Ｎａ２Ｓとなる。
ａ ２ Ｓ、−５８２０は１」２０を本然気として分離
し、Ｎａ２Ｓとなる。
■ 水蒸気は蒸気導通管３を経て、凝縮器／蒸発器２で
冷却・凝縮され、真空下において水の状態で貯溜される
。
冷却・凝縮され、真空下において水の状態で貯溜される
。
■ 凝縮器／蒸発器２に貯められている水を低温で蒸発
させ、蒸気導通管３を通して蓄熱槽１へ導く。
させ、蒸気導通管３を通して蓄熱槽１へ導く。
■ 水蒸気はＮａ２Ｓと接触づると反応してＮａ２Ｓ・
５Ｈ２０になり反応熱を発生する。
５Ｈ２０になり反応熱を発生する。
■ 発生した熱は熱交換して外部に取り出す。
実際の装置では、蓄熱槽１の中が固体蓄熱粒子充填部、
伝熱管、蒸気分数部などから構成され、設計に際しては
次のような要請がある。
伝熱管、蒸気分数部などから構成され、設計に際しては
次のような要請がある。
■ スタートアップ時に固体蓄熱粒子充填層から発生し
た蒸気が、蓄熱槽内の壁面で凝縮液化しても固体蓄熱粒
子を濡らさない構造とすること（液化した水が固体蓄熱
粒子と接触すると、固体蓄熱粒子が溶けたり、多水和物
を生成して主反応進行の阻害要因となり、また、固体蓄
熱粒子が溶けると、蒸気分散部を通って蓄熱槽の固体蓄
熱粒子充填部外へ流出した１（冷７ＪＪ して凝固した
り、蒸気分ｊｊ′１．部の入ｒ−＋ −ｗ閉塞しｌζ蒸
気流動を阻害する）っ ■ 蒸気分散部の一部が閉塞したとしても、蒸気の導通
が妨げられない構造とすること。
た蒸気が、蓄熱槽内の壁面で凝縮液化しても固体蓄熱粒
子を濡らさない構造とすること（液化した水が固体蓄熱
粒子と接触すると、固体蓄熱粒子が溶けたり、多水和物
を生成して主反応進行の阻害要因となり、また、固体蓄
熱粒子が溶けると、蒸気分散部を通って蓄熱槽の固体蓄
熱粒子充填部外へ流出した１（冷７ＪＪ して凝固した
り、蒸気分ｊｊ′１．部の入ｒ−＋ −ｗ閉塞しｌζ蒸
気流動を阻害する）っ ■ 蒸気分散部の一部が閉塞したとしても、蒸気の導通
が妨げられない構造とすること。
■ 固体蓄熱粒子が粒子充用部から１１４ｊ出落下し・
でも、系仝休の反応に悪影響を及ぼさないこと。
でも、系仝休の反応に悪影響を及ぼさないこと。
第４図は従来の多管式蓄熱装置の縦断面図であり、多管
式蓄熱装置は全体的にコンパクトでぞの容器重量に比べ
大きな蓄熱量を得ることができる。
式蓄熱装置は全体的にコンパクトでぞの容器重量に比べ
大きな蓄熱量を得ることができる。
他に小型のもので管内粒子或いはカプセル型と呼ばれる
ものがあるが、大型になると蓄熱量のｖｌに８８重量が
重くなるという欠点がある。
ものがあるが、大型になると蓄熱量のｖｌに８８重量が
重くなるという欠点がある。
第４図において、４は蓄熱槽、５は反応を起こす硫化ナ
トリウム（Ｎａ２Ｓ）などの固体蓄熱粒子充填層、６は
、脱水反応（蓄熱）時に固体蓄熱粒子充１．’ｔｌ１ｇ
５に熱を与え、水和反応（放熱）時に粒子充填層５から
熱を奪うための熱交換用伝熱管、７は反応媒体である蒸
気の通る蒸気分散管、８は固体蓄熱粒子充填層５の上部
に形成された蒸気空間で、この蒸気空１ＩＩ８に蒸気分
子＆管７の上部が同口しており、例えば、脱水反応時に
発生した蒸気は固体蓄熱粒子充填層５から蒸気分散管６
内に流入した後、蒸気空間８を経て蓄熱槽４の側壁に接
続された蒸気導通管９に至る。１０は、蓄熱槽４の上壁
１１の上側に設けた熱交換流体分散室で、該室１０内に
は仕切り板１２が設けられており、熱交換流体出入口１
３から流入した熱交換流体は蓄熱槽の粒子充填層５内で
伝熱管６と熱交換を行なう。１４は熱交換流体分散室１
０の上蓋である。
トリウム（Ｎａ２Ｓ）などの固体蓄熱粒子充填層、６は
、脱水反応（蓄熱）時に固体蓄熱粒子充１．’ｔｌ１ｇ
５に熱を与え、水和反応（放熱）時に粒子充填層５から
熱を奪うための熱交換用伝熱管、７は反応媒体である蒸
気の通る蒸気分散管、８は固体蓄熱粒子充填層５の上部
に形成された蒸気空間で、この蒸気空１ＩＩ８に蒸気分
子＆管７の上部が同口しており、例えば、脱水反応時に
発生した蒸気は固体蓄熱粒子充填層５から蒸気分散管６
内に流入した後、蒸気空間８を経て蓄熱槽４の側壁に接
続された蒸気導通管９に至る。１０は、蓄熱槽４の上壁
１１の上側に設けた熱交換流体分散室で、該室１０内に
は仕切り板１２が設けられており、熱交換流体出入口１
３から流入した熱交換流体は蓄熱槽の粒子充填層５内で
伝熱管６と熱交換を行なう。１４は熱交換流体分散室１
０の上蓋である。
固体蓄熱粒子充填層５の固体蓄熱粒子と反応する反応媒
体（蒸気）は蒸気分散管７、蒸気空間８を経て蒸気導通
管９に達し、図外の反応媒体貯溜槽側へ導かれる。この
うち、蒸気分散管７がら蒸気導通管９に至る過程が最も
重要なポイントとなるが、第４図に示したものでは、蒸
気分散管７は、その上部のみが蒸気空間８内で開口した
状態で固体蓄熱粒子充填層５中に配設された構造となっ
ているため、例えば、脱水反応（蓄熱）時に発生した蒸
気が、途中で冷却凝縮され固体蓄熱粒子と接触して多水
和物を１成したり、固体蓄熱粒子が溶出し、蒸気分散管
７内で凝固して該管７内を閉塞し、蒸気の導通を妨げて
系全体の反応に悪影響を及ぼすという問題があった。
体（蒸気）は蒸気分散管７、蒸気空間８を経て蒸気導通
管９に達し、図外の反応媒体貯溜槽側へ導かれる。この
うち、蒸気分散管７がら蒸気導通管９に至る過程が最も
重要なポイントとなるが、第４図に示したものでは、蒸
気分散管７は、その上部のみが蒸気空間８内で開口した
状態で固体蓄熱粒子充填層５中に配設された構造となっ
ているため、例えば、脱水反応（蓄熱）時に発生した蒸
気が、途中で冷却凝縮され固体蓄熱粒子と接触して多水
和物を１成したり、固体蓄熱粒子が溶出し、蒸気分散管
７内で凝固して該管７内を閉塞し、蒸気の導通を妨げて
系全体の反応に悪影響を及ぼすという問題があった。
発明の目的
本発明は、上記従来の問題を解Ｗｉするためになされた
ちのであり、固体と気体の脱離及び接触をスムーズに行
なうことができる化学反応蓄熱装置を提供することを目
的とするものである。
ちのであり、固体と気体の脱離及び接触をスムーズに行
なうことができる化学反応蓄熱装置を提供することを目
的とするものである。
発明の構成
上記目的を達成するため、本発明は、蓄熱槽に充填され
、固体の水和及び脱水反応を利用して反応熱として熱を
貯える固体蓄熱粒子充填層と、該固体蓄熱粒子充填層と
熱交換する伝熱管を右Ｊる化学反応蓄熱駅前において、
前記固体蓄熱粒子充填層の上下部に、前記蓄熱槽に設け
た酒気２Ｐ通管に連通ずる蒸気空間を設け、これら上下
部の蒸気空間に開口する蒸気分散管を前記固体蓄熱粒子
充填層内に配記した構成としたもので、脱水反応時に蒸
気が冷却凝縮してできる水はトラブルを起こすことなく
下部空間へ排除され、水和反応時に固体蓄熱粒子充填層
の下部に多水和物や固結物が形成されても上部蒸気空間
から蒸気を流入して、主反応をスムーズに進行させるこ
とができるものである。
、固体の水和及び脱水反応を利用して反応熱として熱を
貯える固体蓄熱粒子充填層と、該固体蓄熱粒子充填層と
熱交換する伝熱管を右Ｊる化学反応蓄熱駅前において、
前記固体蓄熱粒子充填層の上下部に、前記蓄熱槽に設け
た酒気２Ｐ通管に連通ずる蒸気空間を設け、これら上下
部の蒸気空間に開口する蒸気分散管を前記固体蓄熱粒子
充填層内に配記した構成としたもので、脱水反応時に蒸
気が冷却凝縮してできる水はトラブルを起こすことなく
下部空間へ排除され、水和反応時に固体蓄熱粒子充填層
の下部に多水和物や固結物が形成されても上部蒸気空間
から蒸気を流入して、主反応をスムーズに進行させるこ
とができるものである。
実施例と作用
第１図と第２図は本発明に係る蓄熱装置を示し、第１図
はｍ断面図、第２図は第１図におけるＡ−Ａ１ｍ面図で
あり、第４図に示したものと同じく多管式蓄熱装置であ
る。図面において、１５は蓄熱槽で、該槽１５の上壁１
６の下面に、固体蓄熱粒子充填層１７を収容した内槽１
８が吊り下げ支持されており、固体蓄熱粒子充填層１７
の上端部と蓄熱槽１５の上壁１ｅとの間に上部蒸気空間
１９が、内槽１８の底壁２０と蓄熱槽容器１５の底壁２
１との間に下部蒸気空間２２がそれぞれ形成されており
、上部蒸気空間１９は、内（ｎ１８の側壁２３上部に設
けた孔２４と、蓄熱槽１５の側壁２５と内槽１８の側壁
２３によって形成された蒸気通路２Ｇを介して側壁２５
に接続された蒸気導通管２７に連通している。下部蒸気
空間２２は蒸気通路２６を介して蒸気導通管・２７に連
通している。２８は、反応グシ体である蒸気が通る蒸気
分散管で、固体蓄熱粒子充填層１７内に上下方向に配設
され、上下部が」一部蒸気空間１９と下部蒸気空間２２
で開口している。２９は、固体蓄熱粒子充填層１７内に
配設した熱交換用伝熱管で、脱水反応（蓄熱）時に固体
蓄熱粒子充填層１７に熱を与え、水和反応（放熱）時に
は逆に熱を奪う。３０は、蓄熱槽１５の土壁１Ｇの上側
に設けた熱交換流体分散室で、内部に仕切り仮３１が設
けられており、熱交換流体出入口３２から流入した熱交
換流体は伝熱管２９を流れて粒子充ｌｌＴ１層１７の粒
子との間で熱交換を行なう。３３は熱交換室３０の上蓋
である。
はｍ断面図、第２図は第１図におけるＡ−Ａ１ｍ面図で
あり、第４図に示したものと同じく多管式蓄熱装置であ
る。図面において、１５は蓄熱槽で、該槽１５の上壁１
６の下面に、固体蓄熱粒子充填層１７を収容した内槽１
８が吊り下げ支持されており、固体蓄熱粒子充填層１７
の上端部と蓄熱槽１５の上壁１ｅとの間に上部蒸気空間
１９が、内槽１８の底壁２０と蓄熱槽容器１５の底壁２
１との間に下部蒸気空間２２がそれぞれ形成されており
、上部蒸気空間１９は、内（ｎ１８の側壁２３上部に設
けた孔２４と、蓄熱槽１５の側壁２５と内槽１８の側壁
２３によって形成された蒸気通路２Ｇを介して側壁２５
に接続された蒸気導通管２７に連通している。下部蒸気
空間２２は蒸気通路２６を介して蒸気導通管・２７に連
通している。２８は、反応グシ体である蒸気が通る蒸気
分散管で、固体蓄熱粒子充填層１７内に上下方向に配設
され、上下部が」一部蒸気空間１９と下部蒸気空間２２
で開口している。２９は、固体蓄熱粒子充填層１７内に
配設した熱交換用伝熱管で、脱水反応（蓄熱）時に固体
蓄熱粒子充填層１７に熱を与え、水和反応（放熱）時に
は逆に熱を奪う。３０は、蓄熱槽１５の土壁１Ｇの上側
に設けた熱交換流体分散室で、内部に仕切り仮３１が設
けられており、熱交換流体出入口３２から流入した熱交
換流体は伝熱管２９を流れて粒子充ｌｌＴ１層１７の粒
子との間で熱交換を行なう。３３は熱交換室３０の上蓋
である。
次に作用について説明する。
脱水反応〈蓄熱）過程で伝熱管２つによって加熱された
固体蓄熱粒子充填層４層１７の固体蓄熱粒子〈水和塩）
は、水を蒸気として分離して無水塩となるが、蒸気が蒸
気導通管２７に達するまでに冷却凝縮して水となっても
、分散管２８を通って下部蒸気空間２２へ排除され、固
体蓄熱粒子充１を層１７に浦ｆＢすることはない。
固体蓄熱粒子充填層４層１７の固体蓄熱粒子〈水和塩）
は、水を蒸気として分離して無水塩となるが、蒸気が蒸
気導通管２７に達するまでに冷却凝縮して水となっても
、分散管２８を通って下部蒸気空間２２へ排除され、固
体蓄熱粒子充１を層１７に浦ｆＢすることはない。
また、水和反応（放熱）過程で、蒸発器から流入する蒸
気が蓄熱槽内で冷却凝縮して水となっても下部蒸気空間
２２へ排除される。これらの蓄放熱過程（脱水・水和反
応）を通してこの提案した蓄熱槽で可能性として残され
ている問題点は固体蓄熱粒子充填層１１下部に水分がた
まりやすく多水和物が形成され易いということである。
気が蓄熱槽内で冷却凝縮して水となっても下部蒸気空間
２２へ排除される。これらの蓄放熱過程（脱水・水和反
応）を通してこの提案した蓄熱槽で可能性として残され
ている問題点は固体蓄熱粒子充填層１１下部に水分がた
まりやすく多水和物が形成され易いということである。
これによって蒸気分散管２８が目詰まりして下部蒸気空
間圓２２から分散管２８への蒸気の流入が妨げられた場
合でも、上部蒸気空間１つから分散管２８へ蒸気が流入
することで主反応をスムーズに進行させることが可能で
ある。
間圓２２から分散管２８への蒸気の流入が妨げられた場
合でも、上部蒸気空間１つから分散管２８へ蒸気が流入
することで主反応をスムーズに進行させることが可能で
ある。
なお、図示例では熱交換流体分散室３０を固体蓄熱粒子
充填層１７の−Ｅ側に設けたが、下側に設けることによ
って固体蓄熱粒子充填層１７下部に水分がたまって形成
される恐れのある多水和物の形成を熱交換流体からの熱
によって防ぐことが可能である。
充填層１７の−Ｅ側に設けたが、下側に設けることによ
って固体蓄熱粒子充填層１７下部に水分がたまって形成
される恐れのある多水和物の形成を熱交換流体からの熱
によって防ぐことが可能である。
また、図示例では蒸気分散管２８を管状としたが、板状
として固体蓄熱粒子充填層１７を分割設置することも可
能である。
として固体蓄熱粒子充填層１７を分割設置することも可
能である。
発明の詳細
な説明したように、本発明によれば、水和及び脱水反応
時に、蒸気が冷部凝縮して生じる水によるトラブルがな
くなるとともに、水和物が形成された場合でも主反応を
スムーズに進行させることができる利点を有する。
時に、蒸気が冷部凝縮して生じる水によるトラブルがな
くなるとともに、水和物が形成された場合でも主反応を
スムーズに進行させることができる利点を有する。
第１図および第２図は本発明に係る蓄熱装置を示し、第
１図は縦断面図、第２図は第１図におけるＡ−ＡｉＦｉ
面図、第３図は化学蓄熱装置の作動原理図、第４図は従
来の蓄熱装置の縦断面■である。 １５・・−蓄熱槽、１７・・・固体蓄熱粒子充填層、１
α・・・上部蒸気空間、２２・・・下部蒸気空間、２１
・・・蒸気導通管、２８・・・蒸気分散管、２９・・・
伝熱管代理人 森 本 義 弘 第３図 第４図
１図は縦断面図、第２図は第１図におけるＡ−ＡｉＦｉ
面図、第３図は化学蓄熱装置の作動原理図、第４図は従
来の蓄熱装置の縦断面■である。 １５・・−蓄熱槽、１７・・・固体蓄熱粒子充填層、１
α・・・上部蒸気空間、２２・・・下部蒸気空間、２１
・・・蒸気導通管、２８・・・蒸気分散管、２９・・・
伝熱管代理人 森 本 義 弘 第３図 第４図
Claims (1)
- １、蓄熱槽に充填され、固体の水和及び脱水反応を利用
して反応熱として熱を貯える固体蓄熱粒子充填層と、該
固体蓄熱粒子充填層と熱交換する伝熱管を有する化学反
応蓄熱装置において、前記固体蓄熱粒子充填層の上下部
に、前記蓄熱槽に設けた蒸気導通管に連通する蒸気空間
を設け、これら上下部の蒸気空間に開口する蒸気分散管
を前記固体蓄熱粒子充填層内に配設したことを特徴とす
る化学反応蓄熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59187447A JPS6166089A (ja) | 1984-09-06 | 1984-09-06 | 化学反応蓄熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59187447A JPS6166089A (ja) | 1984-09-06 | 1984-09-06 | 化学反応蓄熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6166089A true JPS6166089A (ja) | 1986-04-04 |
| JPH0146799B2 JPH0146799B2 (ja) | 1989-10-11 |
Family
ID=16206229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59187447A Granted JPS6166089A (ja) | 1984-09-06 | 1984-09-06 | 化学反応蓄熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6166089A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US4798400A (en) * | 1986-07-11 | 1989-01-17 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Light-weight and strong vehicle frame for a four wheeled buggy operated by a seated driver |
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| JP2009257686A (ja) * | 2008-04-18 | 2009-11-05 | Toyota Central R&D Labs Inc | 化学蓄熱システム |
| JP2009264613A (ja) * | 2008-04-22 | 2009-11-12 | Toyota Central R&D Labs Inc | 車両用化学蓄熱システム |
| JP2014020566A (ja) * | 2012-07-12 | 2014-02-03 | Aisin Seiki Co Ltd | 化学蓄熱装置 |
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| JPS5368448A (en) * | 1976-11-30 | 1978-06-17 | Ebara Corp | Container of heat-accumulating medium |
| JPS55165496A (en) * | 1979-04-30 | 1980-12-23 | Wallsten Hans Ivar | Unit containing absorbant |
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1984
- 1984-09-06 JP JP59187447A patent/JPS6166089A/ja active Granted
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0146799B2 (ja) | 1989-10-11 |
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