DE2364534A1 - Mittel zum kuehlen und filtern von gasen und seine verwendung - Google Patents
Mittel zum kuehlen und filtern von gasen und seine verwendungInfo
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Description
J364534
Patentanwälte
Dr.-!ng. W. SUickrnair ne-cc
8 München 22, Maximilianstr. 43 *■ /bob
NISSiLW MOTOR CO., LTD.
j ITo. 2, Takara-machi, Kanagawa-ku, Yokohama City, Japan
j ITo. 2, Takara-machi, Kanagawa-ku, Yokohama City, Japan
'■ "Mittel zum Kühlen und Filtern von Gasen und seine Verwendung"
; Die Erfindung betrifft ein Luftsacksystem zum Schutz von Fahrzeuginsassen,
für den Pail, daß das Fahrzeug einem heftigen Aufprall oder einer starken Erschütterung ausgesetzt ist, insbesondere ein
Mittel zum Kühlen und Filtern von Gasen, die von dem Gasbildner des Luftsacksystems abgegeben werden.
Gasbildner für Luftsacksysteme von Kraftfahrzeugen enthalten im all- :
gaiBinai als gasbildendes Mittel ein Azid eines Alkalimetalls oder Erd- ;
alkal!metalls, wie Natrium, Kalium oder Barium, das unter Gasbildung
zersetzt wird und den aufblasbaren Teil des Luftsacksystems · . aufbläht, wenn das Fahrzeug einem Anprall oder einer mechanischen i
Erschütterung gefährlichen Ausmasses ausgesetzt wird. Das aus j Metallaziden freigesetzte Gas enthält toxische Zersetzungsproduk-j
te, z.B. Teilchen aus geschmolzenem Metall und/oder Metalloxid, ' |
wie Natrium oder Natriumoxid. Zur Entfernung solcher toxischen i : Bestandteile aus dem expandierenden Gas bevor dieses aus dem Gas-
: bildner austritt, ist bereits vorgeschlagen worden, das zylindrische
Gehäuse des Gasbildners doppelwandig auszubilden, so daß es aus einem durchbrochenen, zur Aufnahme eines gasbildenden Mittels
bestimmten, inneren Zylinder und einem durchbrochenen äußeren j Zylinder bes-teht, der den inneren Zylinder radial umgibt, wobei
: der innere und der äußere Zylinder an den gegenüberliegenden En- ! den geschlossen sind und somit einen zylindrisehen Hohlraum sur
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Aufnahme eines Mittels zum Kühlen und Filtern von Gasen bilden»
Das Mittel zum Kühlen und Filtern von Gasen liegt in dem zylindrischen
Hohlraum zwischen der inneren und äußeren Zylinderwand im allgemeinen teilchenförmig vor, so daß das durch Zersetzung '
des gasbildenden Mittels im inneren Zylinder expandierende Gas· ; durch die Zwischenräume zwischen den einzelnen Teilchen des Mittels
zum Kühlen und Filtern von Gasen hindurchtritt, bevor es durch die äußere durchbrochene Zylinderwand des Gasbildnergehäuses
austritt. Bei Verwendung dieser herkömmlichen Gasbildner werden geschmolzene Teilchen aus toxischem Metall oder Metalloxid
von dem Mittel zum Kühlen und Filtern von Gasen festgehalten und unverändert auf.der Oberfläche der Teilchen abgelagert. Auf der
anderen Seite wird das Kühlen des expandierenden Gases im allgemeinen durch den Kontakt des Gases mit dem Mittel zum Kühlen und
Filtern des Gases während des Gasdurchgangs bewirkt·.
Die Erfindung befaßt sich damits ein neues "Mittel zum Kühlen und
Filtern von Gasen zirr Verfügung zu stellen,■das insbesondere zur
Verwendung in einem Gasbildner eines Luftsacksystems der eingangs genannten Art geeignet ist, mit großer ¥irksamkeit ein von
der Zersetzung eines Alkali- oder Erdalkaliazids gebildetes, expandierendes Gas zu Kühlen vermag und mit großer Wirksamkeit geschmolzene
Teilchen der Alkali- oder Erdalkalimetalle und/oder -oxide, die von dem expandierenden Gas· mitgerissen werden, auszufiltern
bzw. einzufangen, sowie zu· einem harmlosen Salz zu reduzieren vermag. Gasbildner, die ein solches Mittel zum Kühlen
und Filtern von Gasen enthalten, sind nicht nur wegen ihres Vermögens zur hochwirksamen Kühlung von Gasen, sondern auch für das
Filtern des Gases oder das Festhalten und Reduzieren toxischer, geschmolzener Komponenten des expandierenden Gases zu einem harmlosen
Salz erwünscht, da die genannten Zersetzungsprodukte aus Alkali- oder Erdalkalimetallen und/oder -oxiden sehr reaktiv und
gefährlich für den menschlichen Körper sind. \
Eine Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein Mittel zum Kühlen und Filtern von Gasen, insbesondere zur Verwendung in Gasbildnern,
für Euftsacksysteme, die ein Alkali- oder Erdalkaliazid
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zur Verfügung zu stellen, i
als gasbildendes Mittel enthalten^ "das geschmolzene Teilchen eines
toxischen Metalls oder Metalloxide die von e inem expandierenden I
Gas mitgerissen werden, festzuhalten und zu einer harmlosen Form ; zu reduzieren sowie gleichzeitig das Gas wirksam zu kühlen vermag.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Mittel zum Kühlen und Filtern
von Gasen, die bei der Zersetzung von Alkali- und/oder Erd- : alkalimetallaziden entstehen, das im wesentlichen aus einem!
anorganischen Carbonat, einem Salz einer starken anorganischen j Säure mit einer schwachen Base 'oder einer schwachen anorganischen\
Säure, jeweils in festem Zustand, besteht.
Durch die Verwendung eines anorganischen Carbonate als Mittel zum
Kühlen und Filtern von Gasen können geschmolzene Teilchen von Alkali- oder Erdalkalimetallen oder -oxiden aus expandierenden Gasen
wirksam herausgefiltert und zu einem relativ thermisch stabilen Carbonat reduziert werden. Beispiele für geeignete anorganische
Carbonate sind z.B. Zink-, Calcium-, Magnesium-, und Eisencarbonat. Insbesondere können z.B. geschmolzene Teilchen aus Natrium
oder Natriumoxid wirksam festgehalten und su Natriumcarbonat reduziert
werden, wenn Zinkcarbonat oder Eisencarbonat als Mittel zum Kühlen und Filtern von Gasen verwendet wird, wie aus folgenden
Reaktionsgleichungen hervorgeht:
2Na + ZnCCL· —» Na0CO, + Zn
3 2 3
6Na + Fe2(CO3 )3
> 3Na2CO3 + 2Fe
O .+ ZnCO3 >
Na2CO3 + ZnO
Die vorgenannten anorganischen Carbonate können in Form von Pulvern
oder granulierten Teilchen in dem zylindrischen Hohlraum eines Gasbildnergehäuses verwendet werden. Um einen hohen Wirkungsgrad
beim Kühlen und Filtern des Gases zu gewährleisten, wird vorzugsweise ein Mittel mit großer spezifischer Oberfläche
verwendet. Man kann das Mittel zum Kühlen und Filtern von Gasen auch im Gemisch mit Teilchen aus einem thermisch stabile! Metall-
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oxid, wie Aluminiumoxid, Siliciumdioxid oder Siliciumdioxid-Aluminiumoxid,
in dem Gasbildnergehäuse anordnen, oder man kann das
Mittel auf Teilchen eine s thermisch stabilen Metalloxids oder andere thermisch stabile Trägerstoffe, wie Drahtsiebe, Glaswolle
oder Glasfritten, aufbringen.
j Zum Aufbringen des anorganischen Garbonats auf einen Trägerstoff
Ϊ kann mit Vorteil eine Ausfällungsmethode angewendet werden, bei
! der der Trägerstoff bei relativ hoher Temperatur in eine gesättig-i ! te Lösung, vorzugsweise eine wäßrige Lösung, eines anorganischen ,
j Carbonats, wie Zink-, Calcium-, Magnesium- oder Eisencarbonat, ·
j eingetaucht und anschließend abkühlen gelassen wird, wobei sich ! ι das Oarbonat auf der Oberfläche des Trägerstoffes abscheidet.
■ Gegebenenfalls kann der Trägerstoff mit dem Carbonat impräg-
! niert werden, indem man den Trägerstoff nach dem Eintauchen in ;
; eine gesättigte Lösung, vorzugsweise eine wäßrige Lösung, des ; Carbonats, gegebenenfalls unter Erhitzen, einfach trocknet.
! Wenn die genannten Carbonate in Kombination mit Teilchen aus
! einem thermisch stabilen Metalloxid, wie Aluminiumoxid, Silicium-I
dioxid, oder Siliciumdioxid-Aluminiumoxid, verwendet werden, ist
j die Gas-Kühlungswirkung beträchtlich verbessert, da die Tempera-
: tür des expandierenden Gases bei der Berührung mit dem Carbonat ι und/oder dem Metalloxid und gleichzeitig durch die endotherme
; Reaktion zwischen den geschmolzenen Teilchen und dem Carbonat . herabgesetzt wird.
Beispiele für Salze aus einer starken anorganischen Säure und ;
[ einer schwachen Base, die erfindunga gemäß als Filtermittel ver- !
■ wendet werden können, sind wasserfreies Aluminium-, Zink-, Man- j
gan- und Eisensulfat. Beispiele für geeignete schwache Säuren sind Borsäure und Kieselsäure. In ähnlicher Weise wie die vorgenannten
Carbonate vermögen diese Salze und schwachen Säuren geschmolzene Teilchen aus Alkali- oder Erdalkalimetallen oder -oxiden
festzuhalten und zu harmlosen Salzen zu reduzieren, wie sich insbesondere aus folgenden Pormelgleichungen ergibt:
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23BA534
61Ta + Al2(SO4^)5 -4 3Na2SO4 + 2Al
O + Al2(SO4)3 —* 3Na3SO4 + A
+ H5BO5 — >
Na5BO5 + 3/2 H2
Jede(s) der vorgenannten Salze und schwachen Säuren kann teil- |
chenförmig in einem zylindrischen Hohlraum eines Gasbildnerge- · häuses, entweder allein oder in Kombination mit teilchenförmigen
stabilen Metalloxiden, wie Aluminiumoxid, Siliciumdioxid oder ;
Siliciumdioxid-Aluminiumoxid, in ähnlicher Weise wie die vorgenannten
anorganischen Carbonate angeordnet werden. In ähnlicher Weise kann ein Salz- oder eine schwache Säure, in gleicher Weise
wie vorstehend für die Carbonate besehrieben, auf geeignete Trägerstoffe,
wie thermisch stabile teilchenförmige Metalloxide, wie vorstehend beschrieben, Drahtsiebe, Glaswolle oder Giasfritten,
aufgebracht werden. Ein Drahtsieb, Glaswolle oder eine Glasfritte kann auf jeder Seite einer Schicht aus dem Mittel zum
Kühlen und !Filtern von Gasen in Berührung mit den inneren Wandflächen des durchbrochenen inneren und äußeren Zylinders des Gasbildnergehäuses
zur Fixierung des Mittels vorgesehen sein.
Ebenso wie bei den anorganischen Carbonaten, läßt sich mit den Salzen aus einer starken anorganischen Säure und einer schwachen
Base sowie mit den sehwachen Säuren eine große Gas-Kühlwirkung
erzielen. Die Temperatur des expandierenden Gases wird durch die Berührung mit dem Mittel zum Kühlen und Filtern von Gasen sowie
die endotherme Reaktion zwischen den geschmolzenen Teilchen und dem Mittel herabgesetzt. Obwohl die Verwendung einer starken Säure
angesichts der großen Wärmemenge, die durch die Reaktion mit einem Alkalimetall entwickelt wird, gefährlich sein würde, könnenschwache
Säuren, wie Borsäure oder Kieselsäure, recht sicher an- ;
gewendet werden. i
- ι
Bevorzugte Methoden der Verwendung eines erfindungsgemäßen Mittels=
; zum Kühlen und Filtern von Gasen sind nachfolgend angegeben: \
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(1) Ein anorganisch.es Carbonat, ein wasserfreies Salz
einer starken anorganischen Säure mit einer schwachen Basey oder
eine schwache Säure wird als Mittel zum Kühlen und Filtern von G-asen teilchenförmig in dem zylindrischen Hohlraum eines Gasbildnergehäuses
angeordnet, ' ;
(2) ein anorganisches Carbonat, ein xvasserfreies Salz
einer starken anorganischen Säure mit einer schwachen Base, oder
eine schwache Säure wird als Mittel zum Kühlen und Filtern von
Gasen teilchenförmig in dem zylindrischen Hohlraum eines Gasbildnergehäuses
zusammen mit teilchenförmigen, thermisch stabilen Metalloxiden, z.B. Aluminiumoxid, Siliciumdioxid öder Silieiumdioxid-Aluminiumoxid,
angeordnet,
(3) ein anorganisches Carbonat, ein wasserfreies Salz
einer starken anorganischen Säure mit einer schwachen Base, oder eine schwache Säure wird auf teilchenförmige, thermisch stabile
Metalloxide, wie Aluminiumoxid, Siliciumdioxid oder- Siliciumdioxid-
Aluminiumoxid, aufgebracht und als Mittel zum Kühlen und Filtern von Gasen in dem zylindrischen Hohlraum eines Gasbildnergehäuses
angeordnet,
(4) ein anorganisches Carbonat, ein wasserfreies Salz
eines starken anorganischen Säure mit einer schwachen Base, oder eine schwache Säure wird pulverförmig oder teilchenförmig als
Mittel zum Kühlen und Filtern von Gasen in dem zylindrischen Hohl·
raum eines Gasbildnergehäuses angeordnet, wobei ein Drahtsieb, Glaswolle oder eine Glasfritte auf jeder Seite des Mittels zum
Kühlen und Filtern von Gasen zu dessen Fixierung vorgesehen ist.
Die Beispiele erläutern die "Erfindung.
Beispiel 1 :
Teilchenförmiges ZnCO, wird als Mittel zum Kühlen und Filtern
von Gasen in dem Zwischenraum zwischen den durchbrochenen inneren·
und äußeren zylindrischen Wänden eines Gasbildnergehäuses angeordnet,
das Natriumazid als gasbildendes Mittel enthält, wobei auf jeder Seite des Mittel in Berührung mit den inneren Wandflä- '.
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chen des inneren und äußeren Zylinders eine Glasfritte eingescho-;
ben wird. Each der Gasbildung durch Zersetzung des gasbildenden ;
Mittels wird die auf den Glasfritten zurückbleibende Na-Menge j
bestimmt, um die Filterwirkung zu ermitteln. Hierbei zeigt sich, j
daß etwa 90 bis 98 Prozent der für das Azid berechneten Na-Menge j
von dem Mittel festgehalten werden. !
Vermutlich sind die Unregelmäßigkeiten in der Filterwirkung auf
>. die Unterschiede in der Gestalt des Filtermittels und der Art und Weise der Anordnung in dem Gasbildnergehäuse zurückzuführen. j
Eine bessere Filterwirkung ließe sich dadurch erreichen, daß man ;
die Gestalt des Mittels und die Art und V/eise seiner Verwendung ι
in dem Gasbildnergehäuse verbessert. !
mittleren Teilchenförmiges
Aluminiumoxid mit einer^l Teilchengröße von 400
bis 500 ix wird in eine gesättigte Zinkcarbonatlösung von 60°C
eingetaucht und nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur getrocknet.
Das so erhaltene Mittel zum Kühlen und Filtern von Gasen wird in dem. Hohlraum zwischen dem durchbrochenen inneren und äußeren
Zylinder eines Gasbildnergehäuses angeordnet, das ein Alkaliazid als gasbildendes Mittel mit auf jeder Seite des Mittels in Berührung mit den inneren TifendfläriTan des inneren und äuEeren Zylinders ein- : geschobenen Glaswollsehiehten oder Drahtnetzen enthält. Die Kühl-; und Filtereigenschaften des Mittels zum Kühlen und Filtern von [ Gasen v/erden bei der Gasbildung durch Zersetzung des gasbilden- : den Mittels untersucht. Hierbei zeigt sich, daß das expandieren- ■ de Gas das eine Temperatur von 10000G an der Oberfläche des inne-i ren Zylinders besitzt, vor dem Verlassen des äußeren Zylinders ; auf 1500C abgekühlt wird, während geschmolzene Teilchen aus dem
Alkalimetall (oder Alkalimetalloxid) mit einem berechneten Wirkungsgrad von 90 bis 98 Prozent festgehalten werden.
eingetaucht und nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur getrocknet.
Das so erhaltene Mittel zum Kühlen und Filtern von Gasen wird in dem. Hohlraum zwischen dem durchbrochenen inneren und äußeren
Zylinder eines Gasbildnergehäuses angeordnet, das ein Alkaliazid als gasbildendes Mittel mit auf jeder Seite des Mittels in Berührung mit den inneren TifendfläriTan des inneren und äuEeren Zylinders ein- : geschobenen Glaswollsehiehten oder Drahtnetzen enthält. Die Kühl-; und Filtereigenschaften des Mittels zum Kühlen und Filtern von [ Gasen v/erden bei der Gasbildung durch Zersetzung des gasbilden- : den Mittels untersucht. Hierbei zeigt sich, daß das expandieren- ■ de Gas das eine Temperatur von 10000G an der Oberfläche des inne-i ren Zylinders besitzt, vor dem Verlassen des äußeren Zylinders ; auf 1500C abgekühlt wird, während geschmolzene Teilchen aus dem
Alkalimetall (oder Alkalimetalloxid) mit einem berechneten Wirkungsgrad von 90 bis 98 Prozent festgehalten werden.
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Äquivalente Mengen Aluminiumoxid und Aluminiumsulfat mit einer j Teilchengröße .von 500 Ms 600 u werden miteinander vermischt und ;
in dem zylindrischen Hohlraum eines Gasbildnergehäuses angeord- i
net, das Natriumazid als gasbildendes Mittel enthält. Bei den Mesf
sungen zeigt sich, daß in dem expandierenden Gas enthaltene ge- !
schmolzene Teilchen aus Natrium oder Natriumoxid mit einem "be- '■
rechneten Wirkungsgrad von 90 Ms 98 Prozent festgehalten werden.!
Äquivalente Mengen von Aluminiumoxid und Borsäure mit einer
Teilchengröße von 500 bis 600 μ werden miteinander vermischt
und in dem zylindrischen Hohlraum eines Gasbildnergehäuses angeordnet, das Natriumazid als gasbildendes Mittel enthält. Bei den
Messungen zeigt sich, daß in dem expandierenden Gas enthaltene
Teilchen aus geschmolzenem Natrium oder Natriumoxid mit einem
berechneten Wirkungsgrad von 85 bis 90 Prozent festgehalten werden.
Teilchengröße von 500 bis 600 μ werden miteinander vermischt
und in dem zylindrischen Hohlraum eines Gasbildnergehäuses angeordnet, das Natriumazid als gasbildendes Mittel enthält. Bei den
Messungen zeigt sich, daß in dem expandierenden Gas enthaltene
Teilchen aus geschmolzenem Natrium oder Natriumoxid mit einem
berechneten Wirkungsgrad von 85 bis 90 Prozent festgehalten werden.
Patentansprüche
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Claims (21)
1. Mittel zum Kühlen und Filtern von Gasen, die bei der Zersetzung
von Alkali- und/oder Erdalkalimetallaziden entstehen,
im wesentlichen bestehend aus einem anorganischen Garbonat, einem Salz einer starken anorganischen Säure mit einer schwachen Base !
oder einer schwachen anorganischen Säure, jeweils in festem Zustand, |
2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische
Carbonat ein Metallcarbonat, vorzugsweise Zink-, Calcium-, Magnesium- oder Eisencarbonat ist.
!
3. Mittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das ' Metallcarbonat teilchenförmig vorliegt.
j
4. Mittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Me-
tallcarbonat auf einen thermisch stabilen Trägerstoff aufgebracht
! ist.
j
5. Mittel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerstoff
ein Metalloxid, vorzugsweise Aluminiumoxid, Silicium- ! dioxid oder Siliciumdioxid-Aluminiumoxid ist.
6. Mittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Metalloxid
teilchenförmig vorliegt.
; 7. Mittel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
Qlrägerstoff ein Drahtsieb, Glaswolle oder eine Glasfritte ist.
8. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Salz
aus der starken anorganischen Säure und der schwachen Base ein j
wasserfreies Sulfat, vorzugsweise Aluminium-, Zink-, Mangan- oder j
Eisensulfat, ist. '
9. Mittel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserfreie Sulfat teilchenförmig vorliegt.
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- ίο - 23fU534
10. Mittel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserfreie Sulfat auf einem thermisch stabilen Trägerstoff aufgebracht
ist.
11. Mittel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerstoff ein Metalloxid, vorzugsweise Aluminiumoxid, Siliciumdioxid
oder Siliciumdioxid-Aluminiumoxid ist.
12. Mittel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Metalloxid teilchenförmig vorliegt.
13. Mittel nach Anspruch 10, dadir ch gekennzeichnet, daß der
Trägerstoff ein Drahtsieb, Glaswolle oder eine G-lasfritte ist.
14. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schwache anorganische Säure Borsäure oder Kieselsäure ist.
15. Mittel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die
schwache anorganische Säure teilchenförmig vorliegt.
16. Mittel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die schwache anorganische Säure auf einem thermisch stabilen Trägerstoff
aufgebracht ist.
17. Mittel nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichne't ist, daß der Trägerstoff ein Metalloxid, vorzugsweise Aluminiumoxid,
Siliciumdioxid oder Siliciumdioxid-Aluminiumoxid ist.
18. Mittel nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das
Metalloxid teilchenförmig vorliegt.
19. Mittel nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerstoff ein Drahtsieb, Glaswolle oder eine Glasfritte ist.
20. Verwendung der Mittel zum Kühlen und Filtern von Gasen
nach Anspruch 1 bis 19 in Gasbildnern für Luftsacksysteme.
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21. - Ausführung form nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,
daß der G-asbildner aus einem durchbrochenen inneren Zylinder zur
Aufnahme eines gasbildenden Mittels und einem durchbrochenen, den inneren Zylinder radial umschließenden äußeren Zylinder besteht,
wobei der innere und der äußere Zylinder an den gegenüberliegenden Seiten geschlossen sind und hierdurch einen im wesentlichen
zylindrischen Hohlraum zur Aufnahme des Mittels zum Kühlen und Filtern von Gasen bilden.
409831/Q725
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP71673A JPS4988769A (de) | 1972-12-26 | 1972-12-26 | |
| JP71573A JPS4988768A (de) | 1972-12-26 | 1972-12-26 | |
| JP71873A JPS4988771A (de) | 1972-12-26 | 1972-12-26 |
Publications (1)
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| DE2364534A1 true DE2364534A1 (de) | 1974-08-01 |
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ID=27274568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DE2364534A Withdrawn DE2364534A1 (de) | 1972-12-26 | 1973-12-24 | Mittel zum kuehlen und filtern von gasen und seine verwendung |
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1973
- 1973-12-24 DE DE2364534A patent/DE2364534A1/de not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8141 | Disposal/no request for examination |