DE2525303A1 - Gas burner suitable for cupola melting - fitted with chamber for efficient mixing of gas and preheated air - Google Patents
Gas burner suitable for cupola melting - fitted with chamber for efficient mixing of gas and preheated airInfo
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Abstract
Description
GASBRENNER Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Verbrennen von gasförmigem Brennstoff, insbosondere Gasbrennerbauarten zum Verbrennen von Gas in Heizaggregaten. GAS BURNERS The present invention relates to devices for burning of gaseous fuel, in particular gas burner types for burning gas in heating units.
Als ein Anwendungsbeispiel des vorliegenden Gasbrenners kann sein Einsatz in der Hüttenindustrie zum Metallschmelzen in Gaskupolöfen dienen. As an application example of the present gas burner can be Used in the metallurgical industry for metal melting in gas cupola furnaces.
Eine weitere Einsatzmöglichkeit des vorliegenden Gasbrenners umfaßt seine Verwendung in der Glasindustrie zum Schmelzen von hochfeuerfesten Werkstoffen. Another possible use of the present gas burner includes its use in the glass industry for melting highly refractory materials.
Bei der Schaffung der Gasbrenner müssen Probleme gelöst werden, die mit der Gasvorwärmung aufgrund der Warmluftzufuhr an den Mischer des Gasbrenners sowie mit der Erzeugung einer @ochtemperaturflamme bei der Verbrennung des Gas-Luft-Gemisches beim Austritt aus der Düse des Gasbrenners in Verbindung stehen. In creating the gas burner, the problems must be solved with the gas preheating due to the hot air supply to the mixer of the gas burner as well as with the generation of a high temperature flame during the combustion of the gas-air mixture are in communication when exiting the nozzle of the gas burner.
Das Spazlfische d@s technologischen Schmelzprozesses in den Gaskupolöfen stellt au die Bauarten der Brennervorrichtungen zusätzliche Anforderungen, die mit der Bildung eines Reduktionsmittels in der Verbrennungskammer der Heizaggregate sowie mit dem Temperaturanstieg der Verbrennungsprodukte zwecks Erhöhung des Wirkungsgrades des Gasbrenners und des gesamten Aggregats insgesamt zusammenhängen. The fun thing about the technological melting process in the Gas cupola places additional requirements on the design of the burner devices, those with the formation of a reducing agent in the combustion chamber of the heating units as well as with the rise in temperature of the combustion products for the purpose of increasing the efficiency of the gas burner and the entire unit as a whole.
Der Verbrennungswirkungsgrad von Gas in den Gasbrennern ist von der Temperatur, bei der Gas und Luft im mischer vermischt werden, sowie von der Bauart des Verteilers in hohem Maße abhängig. The combustion efficiency of gas in the gas burners is of that The temperature at which the gas and air are mixed in the mixer and the type of construction of the distributor to a large extent.
In Verbindung damit gelangen zum Metallschmelzen in der Hüttenindustrie Gasbrenner mit vollständiger Vormischung von derselben Gas und Luft, bisweilen mit Vorwarmung v zum Einsatz. In connection with it get to the metal smelting in the metallurgical industry Gas burners with complete premix of the same gas and air, sometimes with Pre-heating v is used.
Bekannt sind Bauarten der Gasbrenner von Schachtstrahlungs-und Gaskupolöfen, die in Form eines Zylindergehäuses, in dem sich eine Mischkammer befindet, mit schachbrettartig starr angeordneten Gasstutzen mit Öffnungen zum Gasaustritt in den Mischer, in den die Luftzufuhr von der Seite erfolgt, ausgefü@rt sind. Der zylinderförmige Teil des Mischergehäuses weist eine Konfusorform auf und lient als Mundstück des Gasbrenners. Types of gas burners for shaft radiation and gas cupolas are known, in the form of a cylinder housing, in which there is a mixing chamber, with a checkerboard rigidly arranged gas nozzle with openings for gas outlet in the mixer, in the the air is supplied from the side. The cylindrical part of the mixer housing has a cone shape and serves as the mouthpiece of the gas burner.
Als Brennstoff für den vorliegenden Gasbrenner dient Erdgas (s. z.B. das Werk von W.A. Gr@tschow, A.A. Tschorny "Primenenie prirodnogo gasa" aus den Jahre 1967). Natural gas is used as fuel for the present gas burner (see e.g. the work of W.A. Gr @ chev, A.A. Chorny "Primenenie prirodnogo gasa" from the Year 1967).
Ebenfalls bekannt sind Gasbrenner mit vollständiger Vormischung von Gas und Luft (s. z.B. das Werk von W.N. Michejew "Sshiganie gas@obrasnogo topliwa" aus dem Jahre 1961). Gas burners with complete premixing are also known from Gas and air (see e.g. the work of W.N. Michejew "Sshiganie gas @ obrasnogo topliwa" from 1961).
Diese Typen der Gasbrenner waben Nachteile wie niedrige Konzentration der Wärmeenergie in der Verbrennungskammer, die sich aus der Bildung einer verlängerten Flamme bel der Verbrennung ergibt, die durch eine langwierige Dissoziation der Verbrennungsprodukte in der Flamme des Gasbrenn@@@ verursacht wird. These types of gas burners have disadvantages such as low concentration the thermal energy in the combustion chamber resulting from the formation of an elongated Flame bel of combustion results from a protracted dissociation of the combustion products is caused in the flame of the gas burn @@@.
Diese Nachteile der Gasbrenner führen die Bildung eines Oxydationsmittels in der Verbrennungskammer des Schmelzaggregats herbei, wodurch die Temperatur des schmelzflüssigen Metalls gesenkt wird. These disadvantages of gas burners result in the formation of an oxidizing agent in the combustion chamber of the melting unit, reducing the temperature of the molten metal is lowered.
Durch dlase Umstände wird bei anderen bekannten Ausbildungen versucht, die Konzentration der Wärmeenergie zu erhöhen, die Dissoziationszeit der Verbrennungsprodukte in der Flamme des Gasbrenners zu verkürzen. Due to the circumstances, other known trainings try to to increase the concentration of thermal energy, the dissociation time of the combustion products to shorten in the flame of the gas burner.
So wird z.B. die Mundstuckform geändert, der Brennerflamme Reingas zugeführt, um die Temperatur des schmelzflüssigen Metalls zu erhöhen (s. z.B. das Werk von W.A. Gratschow, A.A. Tschorny "Sowremenye metody plawkl tschuguna" aus dem Jahre 1973).For example, the shape of the mouthpiece is changed, the burner flame is pure gas supplied to raise the temperature of the molten metal (see e.g. das Work by W.A. Gratschow, A.A. Tschorny "Sowremenye metody plawkl tschuguna" from 1973).
Bekannt ist eine Bauart der Gasbrenner (s. z.B. den Urheberschein der UdSSR Nr. 293 487, Kl. F 27b /I /16), die aus einem Mischer besteht, der ein zylinderförmiges Gehäuse aufweist, in dem sich ein Gasverteiler befindet, welcher in Form eines zylinderförmigen Stutzens mit Seitenöffnungen zum Gasaustritt in den Mischer, an den über eine Rchrleitung die Luftzufuhr erfolgt, ausgeführt ist. Im stirnseitigen Teil des Verteilers ist olne geeichte Öfnung angebracht, die @it der Zentralbohrung des Mundstückes zur unmittelbaren Erdgaszufuhr an die Gasbrennerflamme in Verbindung steht. Der Hohlraum des Mischers ist mit dem Mundstückkanal über @eduzierbuchsen verbunden. Der Gasbrenner ist mit Mutterschrauben am Körper des Kupolofens befestigt. One type of gas burner is known (see e.g. the copyright certificate of the USSR No. 293 487, class F 27b / I / 16), which consists of a mixer that has a having a cylindrical housing in which there is a gas distributor, which in the form of a cylindrical Nozzle with side openings for Gas outlet into the mixer, to which the air is supplied via a pipe, is executed. There is a calibrated opening in the front part of the distributor, die @it of the central bore of the mouthpiece for the direct supply of natural gas to the Gas burner flame is in communication. The cavity of the mixer is with the mouthpiece channel connected via reducing sockets. The gas burner is attached to the body with nut bolts of the cupola.
Diese Gasbrenner liefern die Möglichkeit, leuchtende Flammen zu erhalten, besitzen aber eine geringe Leistung und können daher nur an Schmelzaggregaten von kleiner Leistung Verwendung finden. These gas burners provide the possibility of obtaining luminous flames, but have a low output and can therefore only be used on melting units from small power use.
Der Einsatz dieser Gasbrenner bei Kupolöfen von großer Leistung erfordert die Aufstellung mehrerer Gasbrenner, infolgedessen ihre Einstellung erschwert und eine ungleichmäßige Gas- und Luftverteilung in den einzelnen Gasbrennern herbeigeführt wird, wobei die wärmetechnischen Eigenschaften der erwähnten Brenner beeinträchtigt werden.The use of these gas burners in cupolas requires great power the installation of several gas burners, as a result of which their adjustment is difficult and causes an uneven gas and air distribution in the individual gas burners is, the thermal properties of the burner mentioned impaired will.
Mit dem Bestreben, einen Gasbrenner von großer Leistung zu schaffen, ohne seine wärmetech@@schen Eigenschaften zu verschlechtern, wird dle neuartige Bauart eines leistungsfähigeren Brenners begründet, die die Merkmale der obenerwähnten Brenner in sich vereinigt (s. z.B. den Urheberschein der UdSSR Nr. 293 488 F 27b I/16)* Dieser Gasbrenner besteht aus elnem Mischer, in dem slch ein Gasverteiler befindet, der in Form eines T-Sammiers mit Öffhungen zum Gasaustritt in den @ischer ausgeführt ist. With the aim of creating a gas burner of great performance, without deteriorating its thermal properties, the new Design of a more powerful burner justifies the characteristics of the above Brenner united in itself (see e.g. the copyright of the USSR No. 293 488 F 27b I / 16) * This gas burner consists of a mixer in which a gas distributor which is in the form of a T-collector with openings to the gas outlet is carried out in the @ischer.
@n der Seitenwand des T-Sammlers sind suf der Mundstück-@eite geeichte Öffnungen ausgebildet, die über Rohre mit den Zentralbohrungen des Gasbrennermundstücks in Verbindung stehen und z@@ Erdgaszufuhr an die Hauptflamme des Gasbrenners dienen. The mouthpiece side is calibrated on the side wall of the T-collector Openings formed, which via tubes with the central bores of the gas burner mouthpiece are in connection and serve z @@ natural gas supply to the main flame of the gas burner.
Der Mischer ist hinter dem Gasverteiler angeordnet und kenvergent ausgeführt und mit dem Inneren des Mundstückkanals verbunden, wobei er an dieser Stelle der Form des gekrümmten Mundstückes entspricht.The mixer is located behind the gas distributor and kenvergent executed and connected to the interior of the mouthpiece channel, where he is on this Place corresponds to the shape of the curved mouthpiece.
Das Mundstück des Gasbrenners ist in Form eines Gerippes aus geführt, dessen wellenförmiger Kanal eine Verbindung von mehreren ungeschlossenen Ringen darstellt, in deren Mitten Rohre zur Erdgaszufuhr an die Flamme des Gasbrenners zwecks Erhöhung der Leuchtkraft der Verbrennungsprodukte angeordnet sind. The mouthpiece of the gas burner is made in the form of a frame, whose undulating channel is a connection of several unclosed rings represents, in the middle of which pipes for supplying natural gas to the flame of the gas burner are arranged to increase the luminosity of the combustion products.
@@@e Gasbrenner bieten die Möglichkeit, eine leuchtende Flamme zu erhalten und den Wärmeübergang zum schmelzflüssigen Metall zu erhöhen. Diese Gasbrenner haben aber eine unvollkommens Konstruktion des Gasverteilers, der nur in Horizontalebene ange-@rdnet ist, was eine ungleichmäßige Vermischung von Gas und Luft i@ ns@@@r, Bildang von ung@bundenem Sauerstoff in der Verbrennungsk@mmer herbeiführt, wodurch im Ofen ein Oxydationsmittel entsteht, das sich auf das schmelzflüssige Metall nachteilig @uswirkt. Außerdem sind diese @asbrenner von kleiner Leistung. @@@ e gas burners offer the possibility of a glowing flame and to increase the heat transfer to the molten metal. These gas burners but have an imperfect construction of the gas distributor, which only works in the horizontal plane an- @ rdnet is what an uneven mixing of gas and air i @ ns @@@ r, Formation of unbound oxygen in the combustion chamber brings about, whereby An oxidizing agent is produced in the furnace, which is detrimental to the molten metal @exacts. In addition, these @asbrenner are of low performance.
@@ ist Zweck der vorliegenden Erfindung, die obenerwahnten Nachteile zu beseitigen. @@ is the purpose of the present invention, the above disadvantage to eliminate.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gasbrenner von hoher Leistung zum Metallschmelzen zu schaffen, der durch eine Konstruktionsänderung des Verteilers die kurzflammige oxydationsfreie Verbrennung des Gas-Luft-Gemisches und die Vorwärmung von Gas gewährleistet. The invention is based on the object of a gas burner of high To create performance for metal smelting, which is achieved by a design change of the Distributor the short-flame, oxidation-free combustion of the gas-air mixture and the preheating of gas is guaranteed.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einem Gasbrenner, der einen Mischer enthält, an den über einen Stutzen Luft und übar einen Verteiler Erdgas zugeführt wird, weicher Verteiler in Flucht mit dem Mischer liegt, an dessen Ausgang ein Mundstück angeordnet ist, in das das Gas-Luft-Gemisch einströmt, erfindungsgemäß der Verteiler in Form von zwei in Parallelebenen befindlichen, ringförmigen Sammlern ausgeführt ist, die in Hinblick auf den Mischer konzentrisch angeordnet und untereinander durch Rohre verbunden sind, wobei der ringförmige Sammler, der sich auf der Mundstükseite befindet, radial konvergente Stutzen mit Gasaustrittsöffnungen aufweist. The problem posed is achieved in that in a gas burner, which contains a mixer to which air is connected via a nozzle and a distributor can be used Natural gas is supplied to the soft distributor in alignment with the mixer A mouthpiece is arranged at the outlet, into which the gas-air mixture flows, according to the invention the distributor in the form of two ring-shaped collectors located in parallel planes is executed, which are arranged concentrically with respect to the mixer and one below the other are connected by pipes, with the annular collector, which is located on the mouthpiece side is located, has radially convergent nozzle with gas outlet openings.
Der vorliegende Gasbrenner mit solcher Verteilerkonstruktion bietet die Möglichkeit, aufgrund der Heißluftwärme Gas auf elne 400 bis 500°C nahe Temperatur zu erwärmen. Im Liischer wird das Gas-Luft-Cemisch in seinem gesamten Volumen innig vermischt, was letzten Endes die Bildung einer @ochtemperaturflamme und eines Reduktionsmittels im Schmelzaggregat bewirkt. The present gas burner with such a manifold construction offers the possibility, due to the hot air heat, gas to a temperature close to 400 to 500 ° C to warm up. In the Liischer the gas-air mixture becomes intimate in its entire volume mixed, which ultimately results in the formation of a high temperature flame and a reducing agent causes in the melting unit.
Aufgrund eines erhöhten Wirkungsgrades kann ferner der Gasbrenner an Wärmekraftmaschinensätzen von groer Leistung Verwendung finden. Due to an increased efficiency, the gas burner can also on heat engine sets of high power use.
@achstehend wird die Erfindung anhand von Ausfü@rungsbeispielen unter Hinweis auf die beigeschlossenen Zeichnungen näher erläutert; es zeigen Fig. 1 Gesamtansicht des Gasbrenners, Fig. 2 einen Schnitt gemaß Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 eine Seitenansicht in Fig. 1. The invention is illustrated below with the aid of exemplary embodiments Reference to the accompanying drawings explained in more detail; 1 shows an overall view of the gas burner, Fig. 2 is a section along line II-II in Fig. 1, Fig. 3 is a side view in Fig. 1.
Der Gasbrenner stellt eine Schweißkonstruktion dar, die aus dem zylinderförmigen Mischer 1 (Fig. 1) besteht, in dem sich ein Verteiler 2 befindet, der in Form von zwei ringförmigen, in Parallelebenen liegenden, in Flucht mit der Achse des Mischers 1 angeordneten und durch Rohre 5 untereinander verbundenen Sammlorn 3 und 4 ausgeführt ist. The gas burner is a welded construction that consists of the cylindrical Mixer 1 (Fig. 1), in which there is a distributor 2, which is in the form of two ring-shaped, lying in parallel planes, in alignment with the axis of the mixer 1 arranged and interconnected by tubes 5 collectors 3 and 4 executed is.
Am Ausgang des Mischers 1 befindet sich ein Mundstück 6, und der unweit des Mundstückes 6 angeordnete ringförmige Sammler 4 weist radial konvergente Stutzen 7 (Fig. 2) mit Gasausrittsöffnungen 8 (Fig. 1) auf. At the output of the mixer 1 there is a mouthpiece 6, and the not far from the mouthpiece 6 arranged annular collector 4 has radially convergent Nozzle 7 (Fig. 2) with gas outlet openings 8 (Fig. 1).
Das Mundstück 6 hat Schlitzkanäle 9 (Fig. 1, 3) und eien Zentralbohrung 10 und ist wassergekühlt ausgeführt, Die Wasserkammer 11 (Fig. ) zur Abkühlung des Mundstückes 6 ist durch die Vorder- und Rückwand 12 bzw. 13 des mundstückes 6 gebildet. The mouthpiece 6 has slot channels 9 (Fig. 1, 3) and a central bore 10 and is water-cooled, the water chamber 11 (Fig.) For cooling the The mouthpiece 6 is formed by the front and rear walls 12 and 13 of the mouthpiece 6, respectively.
Das Wasser wird der Wasserkammer 11 über einen Stutzen 14 zu- und über einen Stutzen 15 abgeleitet.The water is supplied to the water chamber 11 via a nozzle 14 and above a connecting piece 15 derived.
Auf der anderen Stirnseite ist der Mischer 1 mit einem Deckel 16 geschlossen, der mit Schraubenbolzen 17 an dem Mischer befestigt wird. The mixer 1 with a cover 16 is on the other end face closed, which is fastened to the mixer with screw bolts 17.
In Flucht mit dem Mischer 1 ist ein Zentralrohr 18 angeordnet, das durch den Deckel 16, die ringförmigen Sammler 4 und 5 hindurchgeführt wlrd und sich an die Zentralbohrung 10 des Mundstückes 6 anschließt0 In dem Zentralrohr 18 befindet sich ein Zünder 19 zum Anzünden des Gas-Luft-Gemisches, der aus einer Mischkammer 202 der über Rohr 21 Gas und über Rohr 22 Luft zugeführt wird, und einem Rohr 29 mit Mundstückeinsatz 24 besteht. In alignment with the mixer 1, a central tube 18 is arranged, which wlrd through the cover 16, the annular collector 4 and 5 and passed to the central bore 10 of the mouthpiece 6 is located in the central tube 18 an igniter 19 for igniting the gas-air mixture coming from a mixing chamber 202, which is supplied with gas via pipe 21 and air via pipe 22, and a pipe 29 with mouthpiece insert 24 consists.
Bei der Arbeit des Gasbrenners wird das Gas von einer Hauptrohrleitung über Stutzen 25 dem ringförmigen Sammler 3 und die vorgewärmte Luft über einen Stutzen 26 dem Mischer 1 zugeführt. When the gas burner works, the gas is drawn from a main pipeline the annular collector 3 via nozzle 25 and the preheated air via a nozzle 26 fed to the mixer 1.
Zur visuellen Beobachtung der Arbeit des Gasbrenners ist ein Beobachtungsfenster 27 im Deckel 16 vorgesehen. Der Gasbrenner wlrd mit Schraubenbolzen 29 am Körper des Wärmekraftmaschinensatzes befestigt. Der Gasbrenner ist einfach aufgebaut, leicht bedienbar und kann bei Wärmekraftmaschinensätzen von beliebiger Leistung zum Einsatz gelangen. An observation window is provided for visual observation of the work of the gas burner 27 is provided in the cover 16. The gas burner is attached to the body with screw bolts 29 of the heat engine set attached. The gas burner is simple, light operable and can be used with heat engine sets of any power reach.
Wollen wir die Wirkungsweise des Gasbrenners näher betrachten. Vor dem Anzünden des Gasbrenners wird der Zünder 19, dessen Mlsohkammer 20 über das Rohr 22 Luft und über das Rohr 21 Gas ugeführt wird, aus den Zentralrohr 18 herausgenommen. Uber daa Rohr 23 strömt das Gas-Luft-Gemisch in den Mundstückeinsatz 24 ein, wo es am Ausgang mit offener Flamme angezündet wird. Nach Anzünden wird der Zünder 19 derart ins Zentralrohr 18 eingeführt, daß sich die Flamme des Zünders 19 vor den Kanälen 9 des Mundstückes 6 bafindet. Berner wird über den Stutzen 26 die auf 550 bis 600°C vorgewärmte Luft dem Mischer 1 des Gasbrenners und über die Gasstutzen 25 Erdgas von der Hauptrohrleitung zugeführt, das sich dank der gut entwickslten Oberfläche des Verteilers bein Durchgang durch den Sammler 3, die Rohre 5, den Sammler 4 und die radial konvergenten Stutzen 7, die mit Heißluft umspült werden, aufwärmt. Beim Austritt aus den Öffnungen 8 der radial konvergenten Stutzen 7 wird das auf 400 bis 500°C vorgewärmte Gas gleichmäßig im Volumen des Mischers verteilt, innig mit Meißluft vermischt, und das entstandene Gas-Luft-Gemisch verbrennt beim Austritt aus den Schlitzkanälen 9 des Mundstückes 6 unter Bildung einer kurzen Hochtemperaturflamme. Let's take a closer look at how the gas burner works. before the ignition of the gas burner, the igniter 19, whose Mlsohkammer 20 over the Tube 22 is air and through tube 21 is gas is led out of the central tube 18 taken out. The gas-air mixture flows through the pipe 23 into the mouthpiece insert 24, where it is lit with an open flame at the exit. After lighting it will the igniter 19 inserted into the central tube 18 in such a way that the flame of the igniter 19 bafindet in front of the channels 9 of the mouthpiece 6. Berner is about the nozzle 26 the air preheated to 550 to 600 ° C to the mixer 1 of the gas burner and via the Gas nozzle 25 Natural gas supplied from the main pipeline, which thanks to the well developed Surface of the distributor when passing through the collector 3, the pipes 5, the collector 4 and the radially convergent nozzles 7, which are flushed with hot air, warms up. When the radially convergent nozzle 7 emerges from the openings 8, this opens 400 to 500 ° C preheated gas evenly distributed in the volume of the mixer, intimately mixed with chisel air, and the resulting gas-air mixture burns when it escapes from the slot channels 9 of the mouthpiece 6 with the formation of a short high-temperature flame.
Nach Anfeuern des Gasbrenne@s wird die Luftzufuhr an den Zünder 19 unterbrochen und das Erdgas strömt in die Hauptflamme des Gasbrenners ein, wobei es die Leuchtkraft der Verbrennungsprodukte erhöht. After the gas burner has been lit, the air supply to the igniter 19 interrupted and the natural gas flows into the main flame of the gas burner, whereby it increases the luminosity of the products of combustion.
Durch eine onstruktionsänderung des Gasverteilers gewährleistet somit der vorliegende Gasbrenner eine Vorwärmung von Gas auf 400 bis 5000C, eine innige Vermischung von Gas und Luft im Volumen des Mischers, was die Erzeugung einer kurzen Hochtemperaturflamme bewirkt. Die Erzeugung der kurzen Hochtemperaturflamme wurde durch eine Vorwärmung von Gas und Luft bedingt, infolgedessen die Verbrennung des Gas-Lufgemisches intensiver und im kleinen Volumen erfolgt. This is guaranteed by changing the design of the gas distributor the present gas burner preheats gas on 400 to 5000C, an intimate mixing of gas and air in the volume of the mixer, what the Creates a short high temperature flame. The generation of the short high temperature flame was caused by the preheating of gas and air, resulting in combustion of the gas-air mixture takes place more intensively and in a small volume.
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Cited By (1)
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1975
- 1975-06-06 DE DE2525303A patent/DE2525303C3/en not_active Expired
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |