DE3602555C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 5.
Aus der GB-OS 20 30 689 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Steuerung einer Wirbelschicht-Verbrennungsanlage
bekanntgeworden, deren Wirkungsweise durch Zugabe
einer veränderbaren Menge an Inertgas verbessert werden
soll. Ferner ist in der GB-PS 13 26 658 ebenfalls ein
Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung von Material
in einem Wirbelschichtreaktor angegeben, bei welchem
durch Auswertung der Temperatur in verschiedenen Zonen
des Reaktors sowie durch Erfassung der Zufuhr an Ausgangsmaterial
die Steuerung des Reaktors erfolgt.
Bei dem pyrolytischen Aufarbeiten von Ausgangsmaterial
der eingangs angegebenen Art entstehen wegen der Ungleichmäßigkeiten
in der Zusammensetzung und dem Durchfluß
des Ausgangsmaterials stark schwankende Mengen gasförmiger
Pyrolyseprodukte. Es bedarf daher besonderer
Maßnahmen, um den Reaktor-Innendruck in einem gewünschten
Bereich zu halten, in welchem die Wirbelschicht eine gewünschte
Form und Größe annimmt und in der gewünschten
Weise wirken kann. Dabei ergeben sich jedoch
Schwierigkeiten. Das aus dem Reaktor austretende Pyrolyse
gas hat eine hohe Temperatur und einen hohen Gehalt an
kondensierbaren Bestandteilen, so daß Regel- und/oder
Stellglieder, die damit in Berührung kommen, rasch
unbrauchbar werden. Derartige Störungen können vermieden
werden, wenn die Stell- oder Regelglieder in Bereichen
angeordnet werden, wo das Pyrolysegas oder ein daraus
gewonnenes Produktgas bereits gereinigt und/oder abge
kühlt sind. Von einem derartigen Stand der Technik geht
die vorliegende Erfindung aus.
Bei bekannten Verfahren und Vorrichtungen der ange
gebenen Art wird der Reaktor-Innendruck dadurch
geregelt, daß der Produktgasstrom in Abhängigkeit von
dem Reaktor-Innendruck gedrosselt wird. Dabei ist
wegen des Volumens und des Strömungswiderstandes der
Aufbereitungseinrichtung eine verhältnismäßig große
Verzögerung in der Regelstrecke vorhanden, so daß es
schwierig ist, kurzzeitige Druckschwankungen auszu
regeln. Wenn wie üblich ein Teil des Produktgases als
Wirbelgas zur Bildung der Wirbelschicht im Kreislauf
zurückgeführt wird, können sich durch eine Regelung auf
der Produktseite der Aufbereitungseinrichtung leicht
störende Rückwirkungen auf die Bildung der Wirbelschicht
ergeben.
Die vorliegende Erfindung geht von der Aufgabe aus, ein
Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines
Pyrolysereaktors der beschriebenen Art zu schaffen,
die mit geringem Aufwand störungsfrei arbeiten und beim
Pyrolysieren von Abfallmaterial der genannten Art eine
gleichmäßige Ausbildung der Wirbelschicht sicherstellen.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst mit dem
Verfahren nach dem Anspruch 1 und der Vorrichtung nach
dem Anspruch 5.
Nach der Erfindung wird der Reaktor-Innendruck nur
indirekt geregelt; der eigentliche Regelvorgang betrifft
den Verdichter-Eingangsdruck und spielt sich ohne Ein
beziehung der Aufbereitungseinrichtung nur an dem Ver
dichter ab, so daß dafür die von der Aufbereitungs
einrichtung an sich bedingte Verzögerung nicht zur
Auswirkung kommt und die Regelung trägheitsarm vor sich
gehen kann. Dieser schnellen Regelung des Verdichter-
Eingangsdruckes ist ein die Aufbereitungseinrichtung
einschließender und deshalb langsamerer zweiter Regel
vorgang für die Sollwert-Einstellung überlagert. Die
Abhängigkeitsfunktion, nach welcher der Sollwert des
Verdichter-Eingangsdruckes in Abhängigkeit von dem
Reaktor-Innendruck geführt wird, kann steiler gewählt
werden als bei einer direkten proportionalen Regelung
die Abhängigkeitsfunktion zwischen der Drosselung des
Produktgasstromes und der Änderung des Reaktor-Innen
druckes. Das heißt, daß auch der zweite Regelvorgang
entsprechend schneller verläuft und die Regelung ins
gesamt genügend trägheitsarm ist, um auch verhältnismäßig
kurzzeitige Veränderungen des Reaktor-Innendruckes zu
friedenstellend ausregeln zu können. Besonders wichtig
ist ferner die Tatsache, daß nach der Erfindung die
einer Veränderung des Reaktor-Innendruckes entgegen
wirkende Druckänderung auf der Ausgangsseite der Auf
bereitungseinrichtung sich nicht erst nach einer
Drosselung mit der durch die Aufbereitungseinrichtung
bedingten Verzögerung aufbaut, sondern durch den allein
auf den Verdichter beschränkten schnellen Regelvorgang
mit geringster Verzögerung hergestellt wird, wobei die
dazu erforderlichen Änderungen der wirksamen Förder
menge des Verdichters vorübergehend sehr groß sein
können, ohne daß dadurch eine Instabilität der Gesamt
regelung hervorgerufen wird.
Die Erfindung erfordert zu ihrer Verwirklichung nur
sehr einfache und betriebssichere Einrichtungen. Ins
besondere können handelsübliche Regel- und Stellein
richtungen verwendet werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungs
beispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher be
schrieben.
Die einzige Figur erläutert die Erfindung anhand eines
schematischen Fließdiagramms.
Bei dem in der Figur schematisch dargestellten Ausführungs
beispiel ist ein Pyrolysereaktor 1 an seinem oberen Ende
über eine Eintragöffnung 3 und eine nicht dargestellte
Druckschleuse mit zu pyrolysierendem Ausgangsmaterial
beschickbar. Der Reaktor 1 enthält in einem unteren
ringförmigen Bereich verteilte Wirbelgas-Einblasstellen 5,
die an einen Wirbelgas-Einlaß 7 angeschlossen und über
diesen mit einem Wirbelgas beschickbar sind. Der Reaktor 1
ist mittels Heizrohren 9 indirekt beheizbar. An seinem
unteren Ende befindet sich ein Austragschacht 11 für
feste und halbfeste Pyrolyseprodukte sowie überflüssiges
Wirbelschichtmaterial. Der Austragsschacht 11 ist über
eine nicht dargestellte Druckschleuse mit dem Außenraum
verbunden.
Im oberen Bereich des Reaktors 1 wird das im Betrieb
gebildete heiße Pyrolysegas über einen Pyrolysegas-
Auslaß 13 zu einem Aufbereitungs-Eingang 15 einer
Pyrolysegas-Aufbereitungseinrichtung 17 geleitet. In
dieser wird aus dem Pyrolysegas ein gereinigtes und
abgekühltes Produktgas gebildet, das aus einem Produkt
gas-Ausgang 19 austritt. Weitere gasförmige und/oder
flüssige Pyrolyseprodukte, die aus dem Pyrolysegas
gewonnen wurden, werden aus entsprechenden weiteren Aus
gängen, zum Beispiel dem angedeuteten weiteren Ausgang
21, abgegeben. An den Produktgas-Ausgang 19 kann eine
Entnahmeeinrichtung 23 angeschlossen sein, über die
Produktgas für andere Zwecke entnommen werden kann.
Aus den weiter unten noch zu beschreibenden Gründen ist
jedoch eine Entnahme von Produktgas an anderer Stelle
vorzuziehen.
Der Produktgas-Ausgang 19 ist an den Eingang 25 eines
Verdichters 27 angeschlossen. Am Ausgang 29 des Ver
dichters wird verdichtetes Produktgas über Verdichter
ausgang-Druckhaltemittel 31 abgegeben, die bei der dar
gestellten Ausführungsform in sehr einfacher Weise durch
ein Druckhalteventil (Überdruckventil) 33 gebildet sind.
Dadurch wird der Verdichter-Ausgangsdruck P1 im wesent
lichen konstant gehalten.
Zum Regeln des Reaktor-Innendruckes P2 ist eine Regel
einrichtung 35 vorgesehen; sie weist einen Druckfühler
37 zum Erfassen des Reaktor-Innendruckes P2 und Stell
mittel 39 zum Einwirken auf den Strom des Produktgases
auf. Die Stellmittel 39 wirken auf die wirksame Förder
menge des Verdichters 27 ein, und die Regeleinrichtung
35 ist zum Regeln des Verdichter-Eingangsdruckes P3 auf
einen Sollwert hin eingerichtet, der nach einer Abhängig
keitsfunktion von dem Reaktor-Innendruck P2 geführt wird.
Zu diesem Zweck hat die Regeleinrichtung 35 einen Soll
wertsteller 41, der über eine Steuerleitung 43 an den
Druckfühler 37 angeschlossen ist. Die Abhängigkeits
funktion wird entsprechend dem Betriebsverhalten des
Reaktors 1 und der Aufbereitungseinrichtung 17 gewählt.
Die Regeleinrichtung 35 hat eine Funktions-Stelleinrich
tung 45 zum Verändern der Abhängigkeitsfunktion derart,
daß der sich im Betrieb des Reaktors 1 einstellende
Bereich von Reaktor-Innendrücken P2 wie auch die Ansprech
charakteristik der Regeleinrichtung 35 verändert werden
kann. Dadurch kann die Regeleinrichtung 35 bequem an
unterschiedliche Betriebsbedingungen oder unterschied
liche Regelaufgaben angepaßt werden.
Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Stell
mittel 39 durch eine steuerbare Drossel 47 gebildet, die
in einem Nebenschluß 49 des Verdichters 27 angeordnet
ist. Diese Ausführung ist sehr einfach und wenig auf
wendig. Sie bietet den Vorteil, daß während des Regel
vorganges der Verdichter mit im wesentlichen konstanter
Drehzahl läuft, so daß bei der Regelung nur Gasströme
und Ventilteile beschleunigt und verzögert werden müssen.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist als Verdichter
27 ein Flüssigkeitsringverdichter vorgesehen. Bei dieser
Verdichterbauart lassen sich leicht eine weitgehende
chemische Beständigkeit gegenüber dem Produktgas sowie
eine große Unempfindlichkeit gegen von dem Produktgas
mitgeführte Verunreinigungen und Schwebstoffe erzielen.
Die Leitungen zum Zu- und Abführen der Betriebsflüssigkeit
sind nicht dargestellt.
Es ist bekannt und aus Gründen der Wirtschaftlichkeit
zweckmäßig, das Wirbelgas wenigstens teilweise aus
Produktgas zu bilden. Demgemäß wird bei der dargestellten
Ausführungsform ein Teilstrom des verdichteten Produkt
gases über eine zwischen dem Verdichter-Ausgang 29 und
dem Wirbelgas-Einlaß 7 vorgesehene Kreislaufverbindung 51
dem Wirbelgas-Einlaß 7 des Reaktors zugeführt. Diese
Technik ist an sich bekannt. Bei der dargestellten Aus
führungsform erfolgt die beschriebene Zufuhr von Produkt
gas zum Wirbelgas-Einlaß 7 über Entkoppelungsmittel, um
Rückwirkungen zwischen dem Verdichter 27 und der in dem
Reaktor 1 gebildeten Wirbelschicht zu vermeiden. Zu
diesen Entkoppelungsmitteln gehören bei der dargestellten
Ausführungsform Wirbelgas-Druckhaltemittel 53 zum Kon
stanthalten des Wirbelgas-Eingangsdruckes P4 und ein
Pufferspeicher 55, an den der Verdichter-Ausgang 29
über das Druckhalteventil 33 und der Wirbelgas-Einlaß 7
über ein die Wirbelgas-Druckhaltemittel 49 darstellendes
Reduzierventil 57 angeschlossen sind. Die Kreislaufver
bindung 51 weist ferner einen Überschußgas-Ausgang 59
auf, über den der nicht als Wirbelgas benötigte Anteil
des von dem Verdichter 27 in die Kreislaufverbindung 51
eingeleiteten Produktgasstromes zu weiterer Verwendung
abgeleitet wird. Es versteht sich, daß überschüssiges
Produktgas auch an anderer Stelle abgeleitet werden
kann, zum Beispiel wie schon erwähnt stromaufwärts des
Verdichters 27, doch ist die Ableitung aus der beschrie
benen Kreislaufverbindung stromab vom Verdichter 27
zweckmäßiger, weil dadurch der am Verdichter 27 gebildete
Regelkreis nicht auch Veränderungen ausgleichen muß, die
auf Veränderungen bei der Entnahme von überschüssigem
Produktgas zurückgehen.
Zweckmäßigerweise ist der Überschußgas-Ausgang 59 wie
dargestellt an die Kreislaufverbindung 51 über ein
zweites Druckhalteventil 61 oder dergleichen ange
schlossen, so daß das überschüssige Gas selbsttätig
abgegeben wird. Um die Druckverhältnisse in der Kreis
laufverbindung 51 weiter zu stabilisieren, ist es
zweckmäßig, den Überschußgas-Ausgang 59 wie dargestellt
an den Pufferspeicher 55 anzuschließen.
Die Arbeitsweise der dargestellten Vorrichtung ergibt
sich ohne weiteres aus der vorstehenden Beschreibung
des Aufbaus. Man erkennt, daß im Betrieb der Verdichter
27 ständig mit im wesentlichen voller Drehzahl läuft.
Der dadurch bedingte Energie-Mehrverbrauch ist ver
gleichsweise gering und wird mehr als wettgemacht durch
den Vorteil, daß bei der Regelung des Verdichter-Ein
gangsdruckes P3 nur Gasströme und die Einstellung der
Drossel 27 verändert werden müssen, so daß die Regelung
besonders trägheitsarm ist. Man erkennt ferner, daß
durch die in der Kreislaufverbindung 51 vorgesehenen
Entkoppelungsmittel sowohl der Verdichter-Ausgangsdruck
P1 als auch der Wirbelgas-Einlaßdruck P4 sehr weitgehend
konstant gehalten werden, so daß unerwünschte Rückwir
kungen nicht auftreten können. Es versteht sich, daß
der von dem zweiten Druckhalteventil 61 festgelegte
Druck P5 des Pufferspeichers zwischen den Drücken P1
und P4 liegen muß, d.h. es gilt: P1<P5<P4.
Claims (14)
1. Verfahren zum Betreiben eines indirekt beheizten
Wirbelschicht-Pyrolysereaktors zum pyrolytischen Aufarbeiten
von Ausgangsmaterial, das vorwiegend aus Alt- und
Abfallmaterial mit hohem Gehalt an polymeren organischen
Substanzen besteht, wie insbesondere Altgummi, Altreifen
und/oder Kunststoffabfälle, wobei dem Reaktor ein Wirbelgas
zur Bildung einer Wirbelschicht zugeführt wird, ein
aus dem Reaktor austretendes, gasförmige Pyrolyseprodukte
enthaltendes Pyrolysegas in einer Aufbereitungseinrichtung
zu einem abgekühlten und gereinigten Produktgas aufbereitet,
zumindest ein Teilstrom des Produktgases dem
Eingang eines Verdichters zugeführt, ein verdichtetes
Produktgas aus dem Ausgang des Verdichters abgegeben und
der Innendruck des Reaktors durch eine auf den Produktgasstrom
einwirkende Regelung geregelt wird, wobei
ferner ein Teilstrom des verdichteten Produktgases im
Kreislauf dem Reaktor als Wirbelgas zugeführt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß der Verdichter-Ausgangsdruck (P1)
konstant gehalten wird, und daß zum Regeln des Reaktor-
Innendruckes (P2) der Verdichter-Eingangsdruck (P3) durch Verändern
der wirksamen Förderleistung des Verdichters auf einen
Sollwert hin geregelt und der Sollwert nach einer Abhängigkeitsfunktion,
die dem Betriebsverhalten des Reaktors
und der Aufbereitungseinrichtung entspricht, in Abhängigkeit
von dem Reaktor-Innendruck geführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Änderung der wirksamen Förderleistung durch
Drosselung des Verdichtergasstroms in einem Nebenschluß
erfolgt.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Wirbelgas-Einlaßdruck
(P4) konstant gehalten wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß überschüssiges Produktgas auf der Ausgangsseite
des Verdichters abgeführt wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach
einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem indirekt
beheizten Wirbelschicht-Pyrolysereaktor (1), der einen
Wirbelgas-Einlaß (7) und einen Pyrolysegas-Auslaß (13) aufweist,
einer Pyrolysegas-Aufbereitungseinrichtung (17), die
einen mit dem Pyrolysegas-Auslaß (13)
des Reaktors verbundenen Aufbereitungs-Eingang (15) und
einen Produktgas-Ausgang (19) zum Abgeben eines aus
dem Pyrolysegas durch Aufbereiten gewonnenen abgekühlten und
gereinigten Produktgases aufweist, einem Verdichter (27),
der einen mit dem Produktgas-Ausgang (19) verbundenen
Verdichter-Eingang (25) und einen Verdichter-Ausgang (29)
zum Abgeben verdichteten Produktgases aufweist, Verdichterausgang-
Druckhaltemitteln (31) zum Konstanthalten des
Verdichter-Ausgangsdruckes (P1) und einer Regeleinrichtung (35)
zum Regeln des Reaktor-Innendruckes (P2), die
einen Druckfühler (37) zum Erfassen des Reaktor-Innendruckes
(P2) und Stellmittel (39) zum Einwirken auf den
Strom des Produktgases aufweist, wobei eine
Kreislaufverbindung (51) zwischen dem Verdichter-Ausgang
(29) und dem Wirbelgas-Einlaß (7) vorgesehen ist, dadurch
gekennzeichnet, daß die Stellmittel (39) auf die wirksame
Fördermenge des Verdichters (27) einwirken und die Regeleinrichtung
(35) zum Regeln des Verdichter-Eingangsdruckes
(P3) auf einen Sollwert hin eingerichtet ist, der
nach einer dem Betriebsverhalten des Reaktors (1) und der
Aufbereitungseinrichtung (17) entsprechenden Abhängig
keitsfunktion von dem Reaktor-Innendruck (P2) geführt
wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Regeleinrichtung (35) eine Funktions-Stell
einrichtung (45) zum Verändern der Abhängigkeitsfunktion
aufweist, derart, daß der sich im Betrieb des Reaktors
(1) einstellende Bereich von Reaktor-Innendrücken (P2)
wie auch die Ansprechcharakteristik der Regeleinrichtung
(35) verändert werden können.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stellmittel (39) zum Einwirken auf
die wirksame Fördermenge des Verdichters (27) eine steuerbare
Drossel (47) in einem Nebenschluß (49) des Verdichters
(27) aufweisen.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Verdichter (27) ein Flüssigkeitsringverdichter
ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, mit
einer Kreislaufverbindung (51) zwischen dem Verdichter-
Ausgang (29) und dem Wirbelgas-Einlaß (7), gekennzeichnet
durch Entkoppelungsmittel (31, 53, 55) zum Verhindern von
Rückwirkungen zwischen dem Verdichter (27) und der Wirbelschicht
des Reaktors (1).
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Entkoppelungsmittel Wirbelgas-Druckhaltemittel
(53) zum Konstanthalten des Wirbelgas-Einlaßdruckes
(P4) aufweisen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Entkoppelungsmittel einen Pufferspeicher
(55) aufweisen, an den der Verdichter-Ausgang (29)
über ein die Verdichterausgang-Druckhaltemittel (31) dar
stellendes Druckhalteventil (33) und der Wirbelgas-Eingang
(7) über ein die Wirbelgas-Druckhaltemittel (53)
darstellendes Reduzierventil (57) angeschlossen sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kreislaufverbindung (51)
einen Überschußgas-Ausgang (59) zum Ableiten überschüssigen
Produktgases aufweist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß der Überschußgas-Ausgang (59) an die Kreislaufverbindung
(51) über ein zweites Druckhalteventil
(61) angeschlossen ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis
13, dadurch gekennzeichnet, daß der Überschußgas-
Ausgang (59) an den Pufferspeicher (55) angeschlossen ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863602555 DE3602555A1 (de) | 1986-01-29 | 1986-01-29 | Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines pyrolysereaktors |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863602555 DE3602555A1 (de) | 1986-01-29 | 1986-01-29 | Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines pyrolysereaktors |
Publications (2)
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DE3602555A1 DE3602555A1 (de) | 1987-07-30 |
DE3602555C2 true DE3602555C2 (de) | 1992-06-11 |
Family
ID=6292821
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19863602555 Granted DE3602555A1 (de) | 1986-01-29 | 1986-01-29 | Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines pyrolysereaktors |
Country Status (1)
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DE (1) | DE3602555A1 (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FI123904B (fi) * | 2012-02-24 | 2013-12-13 | Teknologian Tutkimuskeskus Vtt | Menetelmä ja laitteisto pyrolyysinesteen valmistamiseksi |
PL399500A1 (pl) * | 2012-06-12 | 2013-12-23 | Dagas Spólka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia | Sposób prowadzenia procesu pirolizy odpadowych tworzyw sztucznych i/lub odpadów gumowych i/lub odpadów organicznych oraz instalacja do realizacji tego sposobu |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3605655A (en) * | 1970-05-05 | 1971-09-20 | Fuller Co | Method and apparatus for incinerating combustible wastes |
GB2030689B (en) * | 1978-08-04 | 1983-05-05 | Energy Equip | Method and means for controlling the operation of fluidised bed combustion apparatus |
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1986
- 1986-01-29 DE DE19863602555 patent/DE3602555A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3602555A1 (de) | 1987-07-30 |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: BBC BROWN BOVERI AG, 6800 MANNHEIM, DE |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ASEA BROWN BOVERI AG, 6800 MANNHEIM, DE |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
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Owner name: TIMMANN, HINRICH, DR., 3167 BURGDORF, DE |
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