JP2003065208A - 自然エネルギー発電利用システム - Google Patents
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- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/10—Photovoltaic [PV]
-
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-
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- Wind Motors (AREA)
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- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 インバータを備えず商用電源と連係しない小
型・独立型として住居内の非常用専用機器への電力供給
を行う一方、非常時でなくても発電電力を活用すること
ができる自然エネルギー発電利用システムを提供する。 【構成】 充放電コントローラ３は、太陽電池モジュー
ル１及び小型風力発電装置２から供給される直流電力を
受け取り、二次電池である二重層コンデンサ４に充電す
る。スイッチ５は、停電検出部１０からの信号を入力
し、この信号に基づいて非停電時には二重層コンデンサ
４から放電された直流電力を常夜灯１１に供給し、停電
時には二重層コンデンサ４から放電された直流電力を室
内非常灯１２に供給する。
型・独立型として住居内の非常用専用機器への電力供給
を行う一方、非常時でなくても発電電力を活用すること
ができる自然エネルギー発電利用システムを提供する。 【構成】 充放電コントローラ３は、太陽電池モジュー
ル１及び小型風力発電装置２から供給される直流電力を
受け取り、二次電池である二重層コンデンサ４に充電す
る。スイッチ５は、停電検出部１０からの信号を入力
し、この信号に基づいて非停電時には二重層コンデンサ
４から放電された直流電力を常夜灯１１に供給し、停電
時には二重層コンデンサ４から放電された直流電力を室
内非常灯１２に供給する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、風力や太陽光などの
自然エネルギーによる発電電力を利用するシステムに関
する。
自然エネルギーによる発電電力を利用するシステムに関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、図３に示すように、風力発電
装置２１及び太陽光発電装置２２を併設するハイブリッ
ド型の自然エネルギー発電利用システムが知られてい
る。図３に示すシステムにおいては、太陽光発電装置２
２による発電電力を蓄電池２３に蓄え、また、風力発電
装置２１による発電電力をコントローラー２４を介して
蓄電池２３に蓄えている。そして、直流負荷２５に対し
ては蓄電池２３からの直流電力をそのまま供給し、交流
負荷２７に対しては蓄電池２３からの直流電力をインバ
ータ２６にて交流変換して供給するようにしている。
装置２１及び太陽光発電装置２２を併設するハイブリッ
ド型の自然エネルギー発電利用システムが知られてい
る。図３に示すシステムにおいては、太陽光発電装置２
２による発電電力を蓄電池２３に蓄え、また、風力発電
装置２１による発電電力をコントローラー２４を介して
蓄電池２３に蓄えている。そして、直流負荷２５に対し
ては蓄電池２３からの直流電力をそのまま供給し、交流
負荷２７に対しては蓄電池２３からの直流電力をインバ
ータ２６にて交流変換して供給するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のシステムは、比較的大型で設備費が高額であること
に加え、発電によって得られた直流電力を蓄電池２３に
蓄えてインバータ２６にて交流変換するため、発電電力
の６０％〜６５％程度しか電力を活用できず、電力ロス
が大きいという不満がある。また、かかるシステムを商
用電源と連係しない独立型として非常用照明などの専用
機器の用途のみに用いるとすれば、発電電力の多くが捨
てられることになる。一方、比較的小型で設備費が低額
であるシステムとして、太陽光発電装置を一体化して直
流電力を直流のまま用いる屋外灯が知られているが、か
かるシステムは住居から全く独立したものとなってい
る。
来のシステムは、比較的大型で設備費が高額であること
に加え、発電によって得られた直流電力を蓄電池２３に
蓄えてインバータ２６にて交流変換するため、発電電力
の６０％〜６５％程度しか電力を活用できず、電力ロス
が大きいという不満がある。また、かかるシステムを商
用電源と連係しない独立型として非常用照明などの専用
機器の用途のみに用いるとすれば、発電電力の多くが捨
てられることになる。一方、比較的小型で設備費が低額
であるシステムとして、太陽光発電装置を一体化して直
流電力を直流のまま用いる屋外灯が知られているが、か
かるシステムは住居から全く独立したものとなってい
る。
【０００４】この発明は、上記の事情に鑑み、インバー
タを備えず商用電源と連係しない小型・独立型として住
居内の非常用専用機器への電力供給を行う一方、非常時
でなくても発電電力を活用することができる自然エネル
ギー発電利用システムを提供することを目的とする。
タを備えず商用電源と連係しない小型・独立型として住
居内の非常用専用機器への電力供給を行う一方、非常時
でなくても発電電力を活用することができる自然エネル
ギー発電利用システムを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる自然エ
ネルギー発電利用システムは、上記の課題を解決するた
めに、自然エネルギーを受けて発電する発電装置と、発
電電力を蓄える二次電池と、電力を直流駆動常夜灯へ供
給する第１供給路と、電力を直流駆動室内非常灯へ供給
する第２供給路と、停電を検出する停電検出手段と、非
停電時には第１供給路への電力供給を行い、停電時には
第２供給路への電力供給を行う切替手段と、を備えたこ
とを特徴とする。
ネルギー発電利用システムは、上記の課題を解決するた
めに、自然エネルギーを受けて発電する発電装置と、発
電電力を蓄える二次電池と、電力を直流駆動常夜灯へ供
給する第１供給路と、電力を直流駆動室内非常灯へ供給
する第２供給路と、停電を検出する停電検出手段と、非
停電時には第１供給路への電力供給を行い、停電時には
第２供給路への電力供給を行う切替手段と、を備えたこ
とを特徴とする。
【０００６】上記の構成であれば、発電電力は直流駆動
常夜灯において利用されるが、インバータを通す必要が
ないため、発電電力の利用に無駄を生じることがない。
そして、停電時には、直流駆動常夜灯で消費されていた
電力は、電力供給路の切替によって直流駆動室内非常灯
用に振り向けられる。従って、停電時専用の非常照明シ
ステムを別途具備する必要もない。別言すれば、インバ
ータを備えず商用電源と連係しない小型・独立型として
住居内の室内非常灯への停電時電力供給を行うことがで
きる一方、停電でなければ発電電力を常夜灯において活
用することができることになる。
常夜灯において利用されるが、インバータを通す必要が
ないため、発電電力の利用に無駄を生じることがない。
そして、停電時には、直流駆動常夜灯で消費されていた
電力は、電力供給路の切替によって直流駆動室内非常灯
用に振り向けられる。従って、停電時専用の非常照明シ
ステムを別途具備する必要もない。別言すれば、インバ
ータを備えず商用電源と連係しない小型・独立型として
住居内の室内非常灯への停電時電力供給を行うことがで
きる一方、停電でなければ発電電力を常夜灯において活
用することができることになる。
【０００７】電力を非常時携帯電話充電器へ供給する第
３供給路を備え、前記切替手段は停電時には前記第３供
給路へも電力供給を行うこととしてもよい。第１供給路
には電力供給時間帯を設定するタイマーを備えてもよ
い。発電装置は風力発電装置及び太陽光発電装置からな
るハイブリッド型としてもよい。直流駆動常夜灯及び直
流駆動室内非常灯は直流ＬＥＤから成るのがよい。二次
電池は二重層コンデンサから成るのがよい。
３供給路を備え、前記切替手段は停電時には前記第３供
給路へも電力供給を行うこととしてもよい。第１供給路
には電力供給時間帯を設定するタイマーを備えてもよ
い。発電装置は風力発電装置及び太陽光発電装置からな
るハイブリッド型としてもよい。直流駆動常夜灯及び直
流駆動室内非常灯は直流ＬＥＤから成るのがよい。二次
電池は二重層コンデンサから成るのがよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態の自然
エネルギー発電利用システムを図１及び図２に基づいて
説明していく。
エネルギー発電利用システムを図１及び図２に基づいて
説明していく。
【０００９】図１は住宅に適用された自然エネルギー発
電利用システムを示したブロック図である。充放電コン
トローラ３は、太陽電池モジュール１から供給される直
流電力及び小型風力発電装置２から供給される直流電力
を受け取り、二次電池である二重層コンデンサ４に対し
て過充電防止などの制御を行いながら充電を行い、ま
た、過放電防止などの制御を行いながら放電を行うよう
になっている。充放電電位はこの実施形態では１２Ｖと
し、容量は不日射・無風が３日間続いても各日１０時間
程度の放電が行える程度としている。例えば、後述する
常夜灯１１として消費電力が０．５０ＷのＬＥＤを３つ
用い、これらを１０時間点灯させるとすると、消費電力
量は１５．０Ｗｈとなる。３日分をまかなうとすれば、
４５．０ｗｈとなり、放電電位は１２Ｖであるから、必
要容量は３７５０ｍＡｈとなる。
電利用システムを示したブロック図である。充放電コン
トローラ３は、太陽電池モジュール１から供給される直
流電力及び小型風力発電装置２から供給される直流電力
を受け取り、二次電池である二重層コンデンサ４に対し
て過充電防止などの制御を行いながら充電を行い、ま
た、過放電防止などの制御を行いながら放電を行うよう
になっている。充放電電位はこの実施形態では１２Ｖと
し、容量は不日射・無風が３日間続いても各日１０時間
程度の放電が行える程度としている。例えば、後述する
常夜灯１１として消費電力が０．５０ＷのＬＥＤを３つ
用い、これらを１０時間点灯させるとすると、消費電力
量は１５．０Ｗｈとなる。３日分をまかなうとすれば、
４５．０ｗｈとなり、放電電位は１２Ｖであるから、必
要容量は３７５０ｍＡｈとなる。
【００１０】スイッチ５は、商用電力９の停電を検出す
る停電検出部１０からの信号を入力し、この信号に基づ
いて非停電時には二重層コンデンサ４から放電された直
流電力を第１供給路６に供給し、停電時には二重層コン
デンサ４から放電された直流電力を第２供給路７及び第
３供給路８に供給する。
る停電検出部１０からの信号を入力し、この信号に基づ
いて非停電時には二重層コンデンサ４から放電された直
流電力を第１供給路６に供給し、停電時には二重層コン
デンサ４から放電された直流電力を第２供給路７及び第
３供給路８に供給する。
【００１１】第１供給路６は、屋外に配置された常夜灯
１１に対して電力供給を行う経路である。常夜灯１１
は、ランプとして１２Ｖ直流ＬＥＤ（消費電力０．５０
Ｗ）を備える。常夜灯１１のランプは１つとは限らず、
この実施形態では、３つ設けている。また、第１供給路
６にはタイマー１４が設けられている。このタイマー１
４によって、例えば、１９時〜５時までの時間帯（夜
間）だけ電力供給を行うといった設定が可能となる。
１１に対して電力供給を行う経路である。常夜灯１１
は、ランプとして１２Ｖ直流ＬＥＤ（消費電力０．５０
Ｗ）を備える。常夜灯１１のランプは１つとは限らず、
この実施形態では、３つ設けている。また、第１供給路
６にはタイマー１４が設けられている。このタイマー１
４によって、例えば、１９時〜５時までの時間帯（夜
間）だけ電力供給を行うといった設定が可能となる。
【００１２】第２供給路７は、室内非常灯１２に対して
電力供給を行う経路である。室内非常灯１２のランプは
１２Ｖ直流ＬＥＤ（消費電力１．２０Ｗ）から成る。室
内非常灯１２は１箇所とは限らず、例えば、居間、トイ
レ、階段など、複数箇所に分散設置することもできる。
室内非常灯１２の総消費電力量と常夜灯１１の総消費電
力量とは略同じにするのがよい。
電力供給を行う経路である。室内非常灯１２のランプは
１２Ｖ直流ＬＥＤ（消費電力１．２０Ｗ）から成る。室
内非常灯１２は１箇所とは限らず、例えば、居間、トイ
レ、階段など、複数箇所に分散設置することもできる。
室内非常灯１２の総消費電力量と常夜灯１１の総消費電
力量とは略同じにするのがよい。
【００１３】第３供給路８は、非常時携帯電話用充電電
源１３に対して電力供給を行う経路である。この第３供
給路８にはダウントランス（トランス内蔵のＤＣ−ＤＣ
コンバータ）１５が設けられている。非常時携帯電話用
充電電源１３として５．９Ｖ対応のものを用いるのであ
れば、ダウントランス１５によって直流１２Ｖを直流
５．９Ｖに降圧することになる。
源１３に対して電力供給を行う経路である。この第３供
給路８にはダウントランス（トランス内蔵のＤＣ−ＤＣ
コンバータ）１５が設けられている。非常時携帯電話用
充電電源１３として５．９Ｖ対応のものを用いるのであ
れば、ダウントランス１５によって直流１２Ｖを直流
５．９Ｖに降圧することになる。
【００１４】このような自然エネルギー発電利用システ
ムによれば、発電電力は昼間は二重層コンデンサ４に充
電され、夜間は常夜灯１１において利用される。この発
電電力の利用に際しては、インバータを通す必要がない
ため、無駄は生じない。そして、停電時には、常夜灯１
１で消費されていた電力は、電力供給路の切替によって
室内非常灯１２用に振り向けられる。従って、停電時専
用の非常照明システムを別途具備する必要がない。別言
すれば、インバータを備えず商用電源と連係しない小型
・独立型として住居内の室内非常灯１２への電力供給を
行うことができる一方、停電でないときには発電電力を
常夜灯１１において活用することができることになる。
ムによれば、発電電力は昼間は二重層コンデンサ４に充
電され、夜間は常夜灯１１において利用される。この発
電電力の利用に際しては、インバータを通す必要がない
ため、無駄は生じない。そして、停電時には、常夜灯１
１で消費されていた電力は、電力供給路の切替によって
室内非常灯１２用に振り向けられる。従って、停電時専
用の非常照明システムを別途具備する必要がない。別言
すれば、インバータを備えず商用電源と連係しない小型
・独立型として住居内の室内非常灯１２への電力供給を
行うことができる一方、停電でないときには発電電力を
常夜灯１１において活用することができることになる。
【００１５】また、この実施形態では、電力を非常時携
帯電話充電器１３へ供給する第３供給路８を備え、停電
時には前記第３供給路８へも電力供給を行い、停電時に
も携帯電話の充電が行えることとしている。また、第１
供給路６には電力供給時間帯を設定するタイマー１４を
備えているので、昼間に常夜灯１１を灯す無駄を排除す
ることができる。また、常夜灯１１及び室内非常灯とし
て直流ＬＥＤを用いており、電力消費を抑えることがで
きる。なお、交流を電源とする交流ＬＥＤ装置が知られ
ているが、この交流ＬＥＤ装置に比べて直流ＬＥＤのほ
うが５０％強の電力削減になる。そして、二次電池とし
て採用した二重層コンデンサ４は、鉛蓄電池などにおけ
る溶液交換などのメンテナンスがかからず、長寿命であ
り、かかる自然エネルギー発電利用システムにおいて好
適となる。
帯電話充電器１３へ供給する第３供給路８を備え、停電
時には前記第３供給路８へも電力供給を行い、停電時に
も携帯電話の充電が行えることとしている。また、第１
供給路６には電力供給時間帯を設定するタイマー１４を
備えているので、昼間に常夜灯１１を灯す無駄を排除す
ることができる。また、常夜灯１１及び室内非常灯とし
て直流ＬＥＤを用いており、電力消費を抑えることがで
きる。なお、交流を電源とする交流ＬＥＤ装置が知られ
ているが、この交流ＬＥＤ装置に比べて直流ＬＥＤのほ
うが５０％強の電力削減になる。そして、二次電池とし
て採用した二重層コンデンサ４は、鉛蓄電池などにおけ
る溶液交換などのメンテナンスがかからず、長寿命であ
り、かかる自然エネルギー発電利用システムにおいて好
適となる。
【００１６】図２は太陽電池モジュール１及び小型風力
発電装置２の住宅設置の態様を例示した説明図である。
この設置態様においては、傾斜屋根面１１上に箱型チム
ニー状（煙突状）の支持構造部１２を設け、この支持構
造部１２にて小型風力発電装置２を支持している。小型
風力発電装置２における風車２ａは垂直型風車としてい
る。垂直型風車としては、クロスフロー型、サボニウス
型、ダリウス型、ジャイロミル型などがある。屋根部１
３は平板状を成し、支持構造部１２の四隅に立設された
柱部１４によって支持されている。そして、この柱部１
４によって柵状体１５も支持されている。
発電装置２の住宅設置の態様を例示した説明図である。
この設置態様においては、傾斜屋根面１１上に箱型チム
ニー状（煙突状）の支持構造部１２を設け、この支持構
造部１２にて小型風力発電装置２を支持している。小型
風力発電装置２における風車２ａは垂直型風車としてい
る。垂直型風車としては、クロスフロー型、サボニウス
型、ダリウス型、ジャイロミル型などがある。屋根部１
３は平板状を成し、支持構造部１２の四隅に立設された
柱部１４によって支持されている。そして、この柱部１
４によって柵状体１５も支持されている。
【００１７】支持構造部１２における軒側の側面には換
気ガラリ１２ａが形成されている。この換気ガラリ１２
ａは、支持構造部１２の内部空間と屋外とを連通させ
る。そして、支持構造部１２の内部空間は屋根裏空間に
連通している。また、風力発電装置２の発電機２ｂに接
続された電力供給線は、支持構造部１２における例えば
上面に形成された配線用穴から支持構造部２内に引き込
まれ、支持構造部２の内部空間を経て屋根裏空間に至
り、前述の充放電コントローラ３に接続される。
気ガラリ１２ａが形成されている。この換気ガラリ１２
ａは、支持構造部１２の内部空間と屋外とを連通させ
る。そして、支持構造部１２の内部空間は屋根裏空間に
連通している。また、風力発電装置２の発電機２ｂに接
続された電力供給線は、支持構造部１２における例えば
上面に形成された配線用穴から支持構造部２内に引き込
まれ、支持構造部２の内部空間を経て屋根裏空間に至
り、前述の充放電コントローラ３に接続される。
【００１８】太陽電池モジュール１は屋根部１３の上面
に設けられている。この太陽電池モジュール１に接続さ
れた電力供給線は、支持構造部１２における例えば上面
に形成された配線用穴から支持構造部１２内に引き込ま
れ、支持構造部１２の内部空間を経て屋根裏空間に至
り、前述の充放電コントローラ３に接続される。
に設けられている。この太陽電池モジュール１に接続さ
れた電力供給線は、支持構造部１２における例えば上面
に形成された配線用穴から支持構造部１２内に引き込ま
れ、支持構造部１２の内部空間を経て屋根裏空間に至
り、前述の充放電コントローラ３に接続される。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の自然エ
ネルギー発電利用システムによれば、インバータを備え
ず商用電源と連係しない小型・独立型として住居内の非
常用室内灯や非常時携帯電話充電器への停電時電力供給
を行う一方、停電でないときには発電電力を常夜灯にお
いて活用できるという効果を奏する。
ネルギー発電利用システムによれば、インバータを備え
ず商用電源と連係しない小型・独立型として住居内の非
常用室内灯や非常時携帯電話充電器への停電時電力供給
を行う一方、停電でないときには発電電力を常夜灯にお
いて活用できるという効果を奏する。
【図１】この発明の実施形態の自然エネルギー発電利用
システムを示したブロック図である。
システムを示したブロック図である。
【図２】図１の自然エネルギー発電利用システムにおけ
る太陽電池モジュール及び小型風力発電装置の建物設置
例を示した斜視図である。
る太陽電池モジュール及び小型風力発電装置の建物設置
例を示した斜視図である。
【図３】従来の自然エネルギー発電利用システムを示し
た説明図である。
た説明図である。
１ 太陽電池モジュール
２ 小型風力発電装置
３ 充放電コントローラ
４ 二重層コンデンサ
５ スイッチ
６ 第１供給路
７ 第２供給路
８ 第３供給路
１０ 停電検出部
１１ 常夜灯
１２ 室内非常灯
１３ 非常時携帯電話用充電電源
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０２Ｊ 9/06 ５０５ Ｈ０２Ｐ 9/00 Ｆ
Ｈ０２Ｐ 9/00 Ｈ０１Ｌ 31/04 Ｋ
(72)発明者 岩崎 隆
奈良県奈良市左京６丁目６番地２ 株式会
社大和総合技術研究所内
(72)発明者 塚原 次郎
奈良県奈良市左京６丁目６番地２ 株式会
社大和総合技術研究所内
(72)発明者 片山 功
奈良県奈良市左京６丁目６番地２ 株式会
社大和総合技術研究所内
Ｆターム(参考） 3H078 AA07 AA26 AA34 BB05 BB11
BB18 CC02 CC22 CC32 CC57
CC72
5F051 JA09 JA17 KA04 KA05 KA10
5G015 GB06 JA19 JA32 JA48 JA52
JA60 KA01
5H590 AA02 CA14 CA30 CE02 CE05
CE10 EA07 EA13 JA09 KK02
Claims (6)
- 【請求項１】 自然エネルギーを受けて発電する発電装
置と、発電電力を蓄える二次電池と、電力を直流駆動常
夜灯へ供給する第１供給路と、電力を直流駆動室内非常
灯へ供給する第２供給路と、停電を検出する停電検出手
段と、非停電時には第１供給路への電力供給を行い、停
電時には第２供給路への電力供給を行う切替手段と、を
備えたことを特徴とする自然エネルギー発電利用システ
ム。 - 【請求項２】 請求項１に記載の自然エネルギー発電利
用システムにおいて、電力を非常時携帯電話充電器へ供
給する第３供給路を備え、前記切替手段は停電時には前
記第３供給路へも電力供給を行うように構成されたこと
を特徴とする自然エネルギー発電利用システム。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の自然エネ
ルギー発電利用システムにおいて、第１供給路には電力
供給時間帯を設定するタイマーが備えられていることを
特徴とする自然エネルギー発電利用システム。 - 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
の自然エネルギー発電利用システムにおいて、発電装置
は風力発電装置及び太陽光発電装置からなることを特徴
とする自然エネルギー発電利用システム。 - 【請求項５】 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載
の自然エネルギー発電利用システムにおいて、直流駆動
常夜灯及び直流駆動室内非常灯は直流ＬＥＤから成るこ
とを特徴とする自然エネルギー発電利用システム。 - 【請求項６】 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載
の自然エネルギー発電利用システムにおいて、二次電池
は二重層コンデンサから成ることを特徴とする自然エネ
ルギー発電利用システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001255223A JP2003065208A (ja) | 2001-08-24 | 2001-08-24 | 自然エネルギー発電利用システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001255223A JP2003065208A (ja) | 2001-08-24 | 2001-08-24 | 自然エネルギー発電利用システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003065208A true JP2003065208A (ja) | 2003-03-05 |
Family
ID=19083238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001255223A Pending JP2003065208A (ja) | 2001-08-24 | 2001-08-24 | 自然エネルギー発電利用システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003065208A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2001
- 2001-08-24 JP JP2001255223A patent/JP2003065208A/ja active Pending
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