JP2006019604A - Cooling water filter unit and device to be cooled - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は冷却水フィルタユニット及び被冷却装置に関するものであり、特に、半導体製造装置に使用されている高温になりうる発熱ユニットを循環水冷するための冷却水フィルタユニットの目詰まり等に起因する運転中止を防止するための構成に特徴のある冷却水フィルタユニット及び被冷却装置に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a cooling water filter unit and a device to be cooled, and in particular, an operation caused by clogging of a cooling water filter unit for circulating water cooling a heat generating unit used in a semiconductor manufacturing apparatus that can be at a high temperature. The present invention relates to a cooling water filter unit and a device to be cooled that are characterized by a configuration for preventing cancellation.
一般に、半導体製造装置は、電熱線、マグネットコイル、コンプレッサ、熱交換機、或いは、真空ポンプ等の高温部になりやすい発熱ユニットを備えているため、半導体製造装置を安定に運転するために冷却水を循環させて発熱ユニットの加熱による装置停止を予防している(例えば、特許文献1参照)。 In general, a semiconductor manufacturing apparatus includes a heat generating unit that tends to be a high temperature part such as a heating wire, a magnet coil, a compressor, a heat exchanger, or a vacuum pump. Therefore, in order to stably operate the semiconductor manufacturing apparatus, cooling water is supplied. Circulation is used to prevent the apparatus from being stopped due to heating of the heat generating unit (see, for example, Patent Document 1).
この様な半導体製造装置に使用されている各種の冷却ユニットには、3k系(3kg/cm2 の供給圧力)或いは5k系(5kg/cm2 の供給圧力)の冷却水が通水されている。 Various types of cooling units used in such semiconductor manufacturing apparatuses are supplied with 3k-based (3 kg / cm 2 supply pressure) or 5k-based (5 kg / cm 2 supply pressure) cooling water. .
この様な目的で使用される冷却水には、純水ほどの水質が求められないため、工業用水或いは市水と呼ばれる一般的な安価な水が用いられており、或いは、回収した純水が用いられており、これらを特段に冷却することなく、室温、例えば、20℃で循環供給している。 The cooling water used for such a purpose does not require water quality as high as that of pure water. Therefore, general inexpensive water called industrial water or city water is used, or the recovered pure water is These are circulated and supplied at room temperature, for example, 20 ° C. without particularly cooling them.
この内、工業用水或いは市水には回収純水に比べてMg,Al,Ca,Fe等の元素成分が多く含まれているため、これらの元素成分が冷却水配管の管内壁にスケール(湯垢)として堆積するため、冷却水配管路の詰まりが発生しやすい。 Of these, industrial water or city water contains more elemental components such as Mg, Al, Ca, Fe, etc. than recovered pure water, so these elemental components are scaled (scale scale) on the inner wall of the cooling water pipe. ) Is likely to clog the cooling water piping.
このように、スケールの堆積により冷却したい箇所の配管口径が狭くなって詰まりが発生した場合に、冷却ユニットを交換したり或いはオーバーホールが必要になり、生産設備へのダメージが大きくなるため、冷却水の供給側にフィルタを設置することが一般的に広く知られている(例えば、特許文献2参照)。 In this way, when the pipe diameter of the part to be cooled becomes narrow due to the accumulation of scale and clogging occurs, the cooling unit needs to be replaced or overhauled, which increases the damage to the production equipment. It is generally well known to install a filter on the supply side (see, for example, Patent Document 2).
しかし、この場合にもフィルタ自体の目詰まりは避けられないため、冷却水の圧力または流量を監視している。
例えば、日常点検或いは週点検により冷却水の圧力または流量の経時変化を目視確認したり、或いは、半導体製造装置側にインターロックを設けて冷却水の流量を監視し、流量計の流量が規定値を下回った場合に設備を停止させている。
However, in this case as well, clogging of the filter itself is unavoidable, so the pressure or flow rate of the cooling water is monitored.
For example, it is possible to visually check changes in cooling water pressure or flow over time by daily inspection or weekly inspection, or by installing an interlock on the semiconductor manufacturing equipment side to monitor the flow of cooling water, and the flow rate of the flow meter is the specified value. The equipment is shut down when the value falls below.
即ち、詰まりが発生した場合、半導体製造装置の発熱ユニットが十分冷却されなくなって、自己発熱による昇温によって装置停止となり、半導体製造装置によっては処理が中断されて製品没が発生するために、詰まりを監視する必要がある。
しかし、監視によりフィルタ目詰まりが検知された場合には、フィルタを交換する必要があるが、フィルタ設置の施工方法にもよるが、バイパス経路を設けていない場合には、冷却ユニットを全て停止させてからフィルタ交換を行う必要があり、半導体製造装置はフィルタメンテナンス中に停止を余儀なくされ、場合によっては長時間停止することになるという問題がある。 However, when filter clogging is detected by monitoring, it is necessary to replace the filter, but depending on the filter installation method, if no bypass path is provided, stop all cooling units. After that, it is necessary to replace the filter, and there is a problem that the semiconductor manufacturing apparatus is forced to stop during the filter maintenance, and sometimes stops for a long time.
また、通常は冷却水配管の取付け工事を行って冷却水フィルタを交換することになるので、フィルタメンテナンス作業に専門性が必要となるため、メンテナンス作業を簡単に行うことができないという問題がある。 Further, since the cooling water filter is usually replaced by replacing the cooling water filter, expertise is required for the filter maintenance work, and there is a problem that the maintenance work cannot be easily performed.
したがって、本発明は、フィルタ詰まりが発生した場合に被冷却装置の停止を防止するとともに、メンテナンス作業を容易にすることを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to prevent the cooled device from stopping when a filter clogging occurs and to facilitate maintenance work.
図1は本発明の原理的構成図であり、ここで図1を参照して、本発明における課題を解決するための手段を説明する。
図1参照
上記課題を解決するために、本発明は、冷却水フィルタユニット1において、冷却水フィルタ2及び水圧計3を備えた冷却水供給経路4に、冷却水フィルタ5を備えた冷却水バイパス経路6をバイパス経路開放手段7を介して接続するとともに、水圧計3の検出出力が予め設定した圧力を超えた場合に、バイパス経路開放手段7に開放動作を行わせる信号を出力するバイパス経路開放制御手段8を備えていることを特徴とする。
FIG. 1 is a diagram illustrating the basic configuration of the present invention. Means for solving the problems in the present invention will be described with reference to FIG.
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention provides a cooling water bypass unit including a cooling water filter 5 in a cooling water supply path 4 including a cooling water filter 2 and a
このように、バイパス経路6に水圧計3の検出出力が予め設定した圧力を超えた場合に、前記バイパス経路開放手段7に開放動作を行わせる信号を出力するバイパス経路開放制御手段8を設けることによって、許容基準以上の詰まりが発生した場合に、自動的にバイパス経路6が開放されるので、半導体製造装置等の被冷却装置9が運転中止に至ることがなく、したがって、処理中断による製品没が発生することがない。
In this way, when the detection output of the
また、バイパス経路6にも冷却水フィルタ5を設けることによって、バイパス経路6を介して冷却水を通水しても被冷却装置9側の配管内壁にスケールが堆積することがないので、所定の期間の生産を終了したのちに、冷却装置9を停止して目詰まりを起こした冷却水フィルタ2を交換すれば良いので、生産効率を向上することができる。
Further, by providing the cooling water filter 5 also in the
また、このような冷却水供給系を冷却水フィルタユニット1として一体化しているので、メンテナンス作業が非常に容易になるとともに、最初の被冷却装置の設置においても、冷却水フィルタユニット1を配水管に取り付けるだけで、配水管自体の構成を変更する必要がないので、設置が容易になる。 Further, since such a cooling water supply system is integrated as the cooling water filter unit 1, the maintenance work becomes very easy, and the cooling water filter unit 1 is connected to the water distribution pipe even in the first installation of the apparatus to be cooled. Since it is not necessary to change the configuration of the water pipe itself, it is easy to install.
また、このような冷却水フィルタユニットに流量計を併せて設けることが望ましく、水圧と併せて監視することによって、冷却効果をより確実に高めることができる。 In addition, it is desirable to provide a flow meter in such a cooling water filter unit, and the cooling effect can be more reliably enhanced by monitoring together with the water pressure.
また、この場合の水圧計3としては、水圧が予め設定した圧力を超えた場合に警報出力を出力する機能を有する接点付圧力計を用いることが望ましく、それによって、従来使用していた圧力計を接点付圧力計に置き換えるだけで良くなるので、冷却水フィルタユニットの基本構成の設計変更が必要でなくなる。
Moreover, as the
また、バイパス経路開放手段7としては、切り換え動作が確実で、切り換え時の冷却水経路の機密性が高く且つ動作速度が速い空圧弁を用いることが望ましい。
なお、空圧弁を使用する場合には、バイパス経路開放制御手段8としては、駆動エアをエア信号としてバイパス経路開放手段7に供給する電磁弁を備えたリレーボックスが典型的なものである。
In addition, as the bypass path opening means 7, it is desirable to use a pneumatic valve that is reliable in switching operation, has high confidentiality of the cooling water path at the time of switching, and has a high operating speed.
When a pneumatic valve is used, the bypass path opening control means 8 is typically a relay box having an electromagnetic valve that supplies driving air to the bypass path opening means 7 as an air signal.
また、バイパス経路6が開放された場合に、開放されたことを表示するLED等を用いたモニタ手段を設けることが望ましく、それによって、冷却水運転情況を的確に把握することができる。
In addition, when the
また、上述の冷却水フィルタユニット1を備えることによって、半導体製造装置等の製造装置或いは大型コンピュータ等の非製造装置等の被冷却装置9を、運転停止することなく正常に運転することができる。
Moreover, by providing the cooling water filter unit 1 described above, the
本発明によれば、フィルタ詰まりが発生した場合に自動的に検知してバイパスに冷却水を流すように構成しているので、処理を中断することなく、装置の運転を継続することができる。 According to the present invention, when the filter is clogged, it is automatically detected and the cooling water is allowed to flow through the bypass. Therefore, the operation of the apparatus can be continued without interrupting the processing.
また、冷却水フィルタ及び水圧計を備えた冷却水供給経路、冷却水フィルタを備えた冷却水バイパス経路、バイパス経路開放手段、水圧計の検出出力が予め設定した圧力を超えた場合に、バイパス経路開放手段に開放動作を行わせる信号を出力するバイパス経路開放制御手段を一体化してユニットとしているので、フィルタ詰まりが発生した場合のメンテナンス作業が容易になる。 In addition, when the cooling water supply path including the cooling water filter and the water pressure gauge, the cooling water bypass path including the cooling water filter, the bypass path opening means, and the detection output of the water pressure gauge exceed the preset pressure, the bypass path Since the bypass path opening control means for outputting a signal for causing the opening means to perform the opening operation is integrated into a unit, the maintenance work when the filter is clogged becomes easy.
本発明は、冷却水フィルタ及び接点付圧力計等の水圧計を備えた冷却水供給経路、冷却水フィルタを備えた冷却水バイパス経路、空圧弁等からなるバイパス経路開放手段、水圧計の検出出力が予め設定した圧力を超えた場合にバイパス経路開放手段に開放動作を行わせる信号を出力するバイパス経路開放制御手段、例えば、駆動エアをエア信号としてバイパス経路開放手段に供給する電磁弁を備えたリレーボックスを一体化して冷却水フィルタユニットを構成したものである。 The present invention relates to a cooling water supply path provided with a water pressure gauge such as a cooling water filter and a pressure gauge with a contact, a cooling water bypass path provided with a cooling water filter, a bypass path opening means comprising a pneumatic valve, etc., a detection output of the water pressure gauge A bypass path opening control means for outputting a signal for causing the bypass path opening means to perform an opening operation when the pressure exceeds a preset pressure, for example, an electromagnetic valve for supplying driving air to the bypass path opening means as an air signal A cooling water filter unit is configured by integrating a relay box.
ここで、図2を参照して、本発明の実施例1の冷却水フィルタユニットを説明する。
図2参照
図2は、本発明の実施例1の冷却水フィルタユニットの概念的構成図であり、冷却水フィルタユニット10は、冷却水供給配管21、弁22,25、フィルタ23、及び、接点付圧力計24からなる冷却水本管20と、冷却水供給配管31、弁32,34、及び、フィルタ33からなり冷却水本管20に並列的に接続される冷却水バイパス管30と、圧力計12を備えた空圧弁11と、接点付圧力計25からの検出信号13によって空圧弁11をオンさせる駆動エア14をエア信号15として空圧弁11に送る電磁弁(Solenoid Valve)を備えたリレーボックス16とによって構成される。
Here, with reference to FIG. 2, the cooling water filter unit of Example 1 of this invention is demonstrated.
See Figure 2
FIG. 2 is a conceptual configuration diagram of the cooling water filter unit according to the first embodiment of the present invention. The cooling
なお、この場合のフィルタ23及びフィルタ33は冷却水として用いる工業用水・市水中に含まれるMg,Al,Ca,Fe等の元素成分を除去するためのものであり、基本的な形状・構成は、一般家庭の蛇口に取り付けるフィルタと同様のものであり、内部に設けるフィルタ要素の性能・特性が異なるものである。
In this case, the
また、接点付圧力計24は、通常の圧力計が水圧をモニタするだけのものであるのに対して、予め設定した閾値を超えた場合に電気接点が接触する警報接点を引き出して警報するものであり、従来の圧力計を置き換えるだけで良いので配管系を含む冷却システムの設計変更は不要となる。
In addition, the
また、空圧弁11は、半導体製造技術分野において一般的に使用されているエアオペバルブで良く、ここでは、普段は閉じているNC(ノーマルクローズ)型の空圧弁を用いる。
なお、この様な空圧弁11は、切り換え動作が確実で、切り換え時の冷却水経路の機密性が高く且つ動作速度が速いという特性を有する。
The
Such a
また、この場合の駆動エア14とは、5〜8kg/cm2 程度の高圧の空気からなり、この高圧空気を予めリレーボックス16に供給しておき、接点付圧力計24から警報が発せられた場合には電磁弁を介して高圧空気がエア信号15として空圧弁11に送られて、空圧弁11をオープンさせる。
The driving
また、リレーボックス16には、電磁弁が動作していることを告知するLED(発光ダイオード)17からなるモニタ手段を設けておき、冷却水バイパス管30に冷却水が流れているか否か、したがって、冷却水本管20に設けたフィルタ23が目詰まりを起こしているか否かを確実に把握するようにする。
In addition, the
次に、この冷却水フィルタユニット10の動作を説明すると、この冷却水フィルタユニット10をCVD装置等の半導体製造装置の冷却ユニット40と冷却水供給配管50との間に接続して半導体製造装置の運転を行っている最中に冷却水本管20に設けたフィルタ23が目詰まりが発生し、水圧が予め設定した閾値を超えた場合に接点付圧力計24において電気接点が接触する警報接点を引き出して検出信号13をリレーボックス16に送る。
Next, the operation of the cooling
リレーボックス16においては検出信号13により電磁弁を作動させて予め供給されている高圧空気からなる駆動エア14をエア信号15として空圧弁11に送り、空圧弁11をオープンすることによって、冷却水供給配管50からの冷却水を冷却水バイパス管30にバイパスして冷却ユニット40に供給するとともに、その状態をLED17で表示する。
なお、この場合、冷却水本管20の弁22,25はオープン状態のままとしているので、冷却水本管20からも冷却水が供給された状態となる。
In the
In this case, since the
このように、冷却水本管20に設けたフィルタ23が目詰まりが発生した場合、冷却水バイパス管30を介して冷却水を供給することができるので、半導体製造装置には常時冷却水が供給され、処理中に運転を中止する必要がないので、製品没が発生することはない。
As described above, when the
また、メンテナンスは、一連の製品の製造が終了した後に行えば良く、定期点検或いは定期交換が不要になるため、メンテナンスが簡素化されるとともに、冷却水フィルタを寿命まで使い切ることが可能になり、それによって、ランニングコストを低減することができる。 In addition, maintenance can be performed after a series of products have been manufactured, and since periodic inspection or replacement is not required, the maintenance is simplified and the cooling water filter can be used up to the end of its life. Thereby, the running cost can be reduced.
また、メンテナンス作業においては、冷却水フィルタユニット10を一体として交換すれば良いので、特殊な配管工事が不要となり、メンテナンス作業が容易になる。
Further, in the maintenance work, the cooling
次に、図3を参照して、本発明の実施例2の冷却水フィルタユニットを説明するが、この実施例2においては冷却水本管20に流量計を設けたものであり、他の基本構成は上記の実施例1の冷却水フィルタユニットと同様である。
Next, a cooling water filter unit according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3. In this second embodiment, the cooling water
図3参照
図3は、本発明の実施例2の冷却水フィルタユニットの概念的構成図であり、冷却水フィルタユニット10は、冷却水供給配管21、弁22,25、フィルタ23、接点付圧力計24、及び、流量計26からなる冷却水本管20と、冷却水供給配管31、弁32,34、及び、フィルタ33からなり冷却水本管20に並列的に接続される冷却水バイパス管30と、圧力計12を備えた空圧弁11と、接点付圧力計24からの検出信号13によって空圧弁11をオンさせる駆動エア14をエア信号15として空圧弁11に送る電磁弁を備えたリレーボックス16とによって構成される。
See Figure 3
FIG. 3 is a conceptual configuration diagram of the cooling water filter unit according to the second embodiment of the present invention. The cooling
この本発明の実施例2においては、水圧のみならず、流量計26によって冷却水本管20に流れる冷却水の流量を監視し、流量が予め設定した閾値を下回った場合に、駆動エア14をエア信号15として送るための検出信号18をリレーボックス16に出力する。
In the second embodiment of the present invention, not only the water pressure but also the flow rate of the cooling water flowing through the cooling water
即ち、この実施例2においては、接点付圧力計24で検出した圧力及び流量計26で検出した流量の一方が予め設定した閾値を超えた場合(或いは、下回った場合)に冷却水バイパス管30に冷却水を流すようにしているので、より完全な冷却効果を維持することができる。
That is, in the second embodiment, when one of the pressure detected by the
以上、本発明の各実施例を説明してきたが、本発明は各実施例に記載した条件・構成に限られるものではなく、各種の変更が可能であり、例えば、各実施例に記載した構成要素は、それ自体に限られるものではない。 The embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the conditions and configurations described in the embodiments, and various modifications are possible. For example, the configurations described in the embodiments. Elements are not limited to themselves.
例えば、上記実施例においては、圧力計として、警報接点を取り出すことができる接点付圧力計を用いているが、接点付圧力計に限られるものではなく、通常の圧力計を用いて、検出した圧力を電圧値或いは電流値としての電気信号として出力して、電気出力を比較器により予め設定した水圧に対応する電圧値或いは電流値と比較して目詰まりを判定するようにしても良い。 For example, in the above embodiment, a pressure gauge with a contact from which an alarm contact can be taken out is used as a pressure gauge. However, the pressure gauge is not limited to a pressure gauge with a contact, and is detected using a normal pressure gauge. Pressure may be output as an electric signal as a voltage value or a current value, and clogging may be determined by comparing the electric output with a voltage value or a current value corresponding to a preset water pressure by a comparator.
また、上記の実施例においては、バイパス経路開放手段として空圧弁を用いているが、空圧弁に限られるものではなく、電磁弁等の他の弁機構を用いても良いものである。 In the above embodiment, the pneumatic valve is used as the bypass path opening means. However, the present invention is not limited to the pneumatic valve, and other valve mechanisms such as an electromagnetic valve may be used.
また、上記の実施例においては、冷却水バイパス管30にもフィルタ33を設けているが、冷却水バイパス管30にはフィルタ33は必ずしも必要がないものである。
In the above embodiment, the cooling
また、上記の実施例の説明においては、一連の製品の製造が終了した後に冷却水フィルタユニットを一括して交換しているため、冷却水バイパス管30に冷却水を流した状態でも、冷却水本管20の弁22,25はオープン状態のままとしているので、冷却水本管20からも冷却水を供給しているが、冷却水バイパス管30がオープンになった状態では、冷却水本管20の弁22,25と閉じて、その間にフィルタ23を交換するようにしても良いものである。
Further, in the description of the above embodiment, since the cooling water filter unit is replaced at a time after the production of a series of products is completed, the cooling water is supplied even when the cooling water is flowing through the cooling
この場合には、フィルタ23を交換したのち、冷却水バイパス管30をクローズして冷却水本管20に冷却水供給ラインを戻す必要があるので、リレーボックス16にはリセット機能を持たせる。
In this case, it is necessary to close the cooling
ここで再び図1を参照して、本発明の詳細な特徴を改めて説明する。
再び、図1参照
(付記1) 冷却水フィルタ2及び水圧計3を備えた冷却水供給経路4に、冷却水フィルタ2を備えた冷却水バイパス経路6をバイパス経路開放手段7を介して接続するとともに、前記水圧計3の検出出力が予め設定した圧力を超えた場合に、前記バイパス経路開放手段7に開放動作を行わせる信号を出力するバイパス経路開放制御手段8を備えていることを特徴とする冷却水フィルタユニット。
(付記2) 上記冷却水供給経路4に流量計を設けたことを特徴とする付記1記載の冷却水フィルタユニット。
(付記3) 上記水圧計3が、水圧が予め設定した圧力を超えた場合に警報出力を出力する機能を有する接点付圧力計であることを特徴とする付記1または2に記載の冷却水フィルタユニット。
(付記4) 上記バイパス経路開放手段7が空圧弁からなるとともに、上記バイパス経路開放制御手段8が、駆動エアをエア信号として前記バイパス経路開放手段7に供給する電磁弁を備えたリレーボックスからなることを特徴とする付記1乃至3のいずれか1に記載の冷却水フィルタユニット。
(付記5) 上記バイパス経路6が開放された場合に、開放されたことを表示するモニタ手段を上記リレーボックスに設けたことを特徴とする付記4記載の冷却水フィルタユニット。
(付記6) 付記1乃至5のいずれか1に記載の冷却水フィルタユニット1を備えたことを特徴とする被冷却装置。
The detailed features of the present invention will be described again with reference to FIG. 1 again.
Again see Figure 1
(Supplementary Note 1) A cooling
(Additional remark 2) The cooling water filter unit of Additional remark 1 characterized by providing the said cooling water supply path 4 with the flowmeter.
(Supplementary note 3) The cooling water filter according to Supplementary note 1 or 2, wherein the
(Supplementary Note 4) The bypass path opening means 7 includes a pneumatic valve, and the bypass path opening control means 8 includes a relay box including an electromagnetic valve that supplies driving air to the bypass path opening means 7 as an air signal. The cooling water filter unit according to any one of appendices 1 to 3, characterized in that:
(Supplementary note 5) The cooling water filter unit according to supplementary note 4, wherein the relay box is provided with a monitoring means for displaying that the
(Additional remark 6) The to-be-cooled apparatus provided with the cooling water filter unit 1 of any one of Additional remark 1 thru | or 5.
本発明の活用例としては、熱処理炉、或いは、CVD装置等の半導体製造装置の発熱部を冷却するための冷却水フィルタユニットが典型的なものであるが、半導体製造装置用に限られるものではなく、発熱部を伴う各種の製造装置に適用されるものであり、さらには、製造装置だけではなく、冷却が必要な発熱部を伴う大型コンピュータ等の非製造装置用の冷却水フィルタユニットとしても適用されるものである。 As a practical example of the present invention, a cooling water filter unit for cooling a heat generating portion of a semiconductor manufacturing apparatus such as a heat treatment furnace or a CVD apparatus is typical, but it is not limited to a semiconductor manufacturing apparatus. In addition, the present invention is applied to various manufacturing apparatuses with a heat generating part, and further, as a cooling water filter unit for not only a manufacturing apparatus but also a non-manufacturing apparatus such as a large computer with a heat generating part that requires cooling. Applicable.
1 冷却水フィルタユニット
2 冷却水フィルタ
3 水圧計
4 冷却水供給経路
5 冷却水フィルタ
6 冷却水バイパス経路
7 バイパス経路開放手段
8 バイパス経路開放制御手段
9 被冷却装置
10 冷却水フィルタユニット
11 空圧弁
12 圧力計
13 検出信号
14 駆動エア
15 エア信号
16 リレーボックス
17 LED
18 検出信号
20 冷却水本管
21 冷却水供給配管
22 弁
23 フィルタ
24 接点付圧力計
25 弁
26 流量計
30 冷却水バイパス管
31 冷却水供給配管
32 弁
33 フィルタ
34 弁
40 冷却ユニット
50 冷却水供給配管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cooling water filter unit 2
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