JP2006275333A - 加熱炉用の燃焼装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 基端側から先端側に向けてガス燃料を通流させるガス燃料流路20を内部に備えた横断面形状が円筒状の長尺状の燃料噴出体Bが、加熱炉横側部の供給口を通して炉内に燃焼用酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給路内に突入する状態で設けられ、燃料噴出体Bの側周壁の先端側に形成されたノズル嵌め込み用開口10に嵌め込み状態で装着されるノズル9に、ガス燃料流路20から供給されるガス燃料を噴出する噴出孔9aが、ノズル嵌め込み用開口10より露出するガス燃料噴出側の前面9cと燃料噴出体Bの内部に位置する内面9dとの間に亘る状態で形成された加熱炉用の燃焼装置であって、燃料噴出体Bにおけるノズルの装着部Bnが、ノズル9を、燃料噴出体Bの内部に位置する内面の全体をガス燃料流路20に露呈させる状態で支持するように構成されている。
【選択図】 図3
Description
前記燃料噴出体の側周壁の先端側に形成されたノズル嵌め込み用開口に嵌め込み状態で装着されるノズルに、前記ガス燃料流路から供給されるガス燃料を噴出する噴出孔が、前記ノズル嵌め込み用開口より露出するガス燃料噴出側の前面と前記燃料噴出体の内部に位置する内面との間に亘る状態で形成された加熱炉用の燃焼装置に関する。
そして、ガス燃料を燃料噴出体内のガス燃料流路を通して基端側から先端側に向けて通流させて、ノズルの噴出孔から炉内に噴出させるように構成してある。
つまり、ノズル9における、ガス燃料流路20のガス燃料通流方向において上手側に位置する上手側面9fの燃料噴出体Bの内部に位置する部分の周縁部、後面9dの燃料噴出体Bの内部に位置する部分の周縁部、及び、前記ガス燃料通流方向において下手側に位置する下手側面9eにおける燃料噴出体Bの内部に位置する部分の全面を接触支持するように構成していた。
尚、図13中、9aは、前記ノズル9に、ノズル嵌め込み用開口10より露出するガス燃料噴出側の前面9cと燃料噴出体Bの内部に位置する内面との間に亘る状態で形成された噴出孔である。
つまり、ガス燃料を緩慢燃焼させることにより、火炎の形成範囲を広くすることができるので、炉内の温度分布を小さくすることが可能となり、又、火炎の最高温度を低くすることが可能となって低NOx化を図ることができる。
特に、燃焼量が多いときは、ガス燃料流路を通流するガス燃料の流量が多くなって、ガス燃料流路のガス燃料の流速が速くなるので、ノズルの噴出孔からのガス燃料の噴出速度を遅くし難く、緩慢燃焼を行わせ難いものであった。
前記燃料噴出体の側周壁の先端側に形成されたノズル嵌め込み用開口に嵌め込み状態で装着されるノズルに、前記ガス燃料流路から供給されるガス燃料を噴出する噴出孔が、前記ノズル嵌め込み用開口より露出するガス燃料噴出側の前面と前記燃料噴出体の内部に位置する内面との間に亘る状態で形成されたものであって、
第1特徴構成は、前記燃料噴出体における前記ノズルの装着部が、前記ノズルを、前記燃料噴出体の内部に位置する内面の全体を前記ガス燃料流路に露呈させる状態で支持するように構成されている点を特徴とする。
従って、緩慢燃焼を良好に行わせ得る加熱炉用に燃焼装置を提供することができるようになった。
前記燃料噴出体における前記ノズルの装着部が、前記ノズルにおける、前記ガス燃料流路のガス燃料通流方向において上手側に位置する上手側面の前記前面側に隣接する部分、前記ガス燃料通流方向において下手側に位置する下手側面、及び、前記燃料噴出体の長手方向視にて両端側に位置する両端側部分を接触支持するように構成されている点を特徴とする。
従って、緩慢燃焼を良好に行わせるべく、燃料噴出体の内部に位置する内面の全体をガス燃料流路に露呈させる状態でノズルを支持しながらも、ノズルをより堅固に支持することができるようになった。
前記燃料噴出体の長手方向視にて、前記ノズルの前記前面が前記燃料噴出体の側周面に沿う円弧状に形成され、前記ノズルのガス燃料受入側の後面が、前記前面の側に凹入する凹入状に形成されている点を特徴とする。
そこで、上述のように、ノズルの前面を燃料噴出体の側周面に沿う円弧状に形成することにより、ノズルを燃料噴出体のノズル嵌め込み用開口に装着したときに、燃料噴出体の外周面からの突出量を極力少なくするように、又は、燃料噴出体の外周面から突出しないようにすることが可能となるので、ノズルの過熱を防止してノズルの耐久性を向上することが可能となる。
従って、緩慢燃焼をより一層良好に行わせることができ、しかも、ノズルの耐久性を向上することができるようになった。
前記噴出孔が、孔の長さが孔の直径の2倍以上になるように形成されている点を特徴とする。
そして、噴出孔から噴出されるガス燃料の拡散を抑制することが可能となることにより、形成される火炎の形状を安定化させることができる。
従って、火炎の形状を安定化させることができるので、炉内の加熱対象物の加熱を安定化させることができるようになった。
前記ノズルが、前記前面を前記燃料噴出体の周方向の半周又は略半周にわたるように形成し、且つ、前記後面を前記燃料噴出体の長手方向視にて中心角が180°又は略180°の円弧状に形成して構成され、
前記噴出孔として、前記燃料噴出体の長手方向視にて、前記ノズルにおける前記前面の周方向において異なる位置に開口する複数の噴出孔が形成されている点を特徴とする。
そして、複数の噴出孔を、ノズルにおける、燃料噴出体の周方向における広い範囲に分散させて設けることが可能となることにより、幅広の火炎を形成することが可能となるので、炉内の温度分布を均一化させることが可能となる。
従って、緩慢燃焼をより一層良好に行わせることができ、しかも、ノズルの耐久性を向上することができるようにしながら、炉内の温度分布を均一化させることができるようになった。
前記複数の噴出孔が、前記燃料噴出体の長手方向視にて、放射状に形成されている点を特徴とする。
従って、より一層幅広の火炎を形成して、炉内の温度分布をより一層均一化させることができるようになった。
前記複数の噴出孔の横断面積の総和が、前記ガス燃料流路における、前記ノズルのガス燃料受入側の後面と前記燃料噴出体の内周面とにより形成される流路部分の横断面積よりも小さくなるように構成されている点を特徴とする。
そして、ノズルの後面が燃料噴出体の内周面よりも内方側に突出している場合、ガス燃料流路は、そのノズルにより狭められることになる。
そこで、複数の噴出孔の横断面積の総和をガス燃料流路における、ノズルのガス燃料受入側の後面と燃料噴出体の内周面とにより形成される流路部分の横断面積よりも小さくすることにより、ガス燃料がノズルにおける燃料噴出体の内部に位置する内面に圧力がかかる状態でガス燃料流路を通流して複数の噴出孔に供給して、複数の噴出孔夫々から噴出されるガス燃料の拡散を抑制することが可能となるのである。
従って、緩慢燃焼をより一層良好に行わせることができるようになった。
前記ノズルが、前記ノズル嵌め込み用開口を通して挿脱自在に構成され、
前記ノズル嵌め込み用開口を通して挿入して前記燃料噴出体に嵌め込んだ状態の前記ノズルの外れを止める止め具が、前記燃料噴出体の長手方向視にて、前記燃料噴射体の外周部のうちで前記酸素含有ガス供給路の壁部に近い位相に位置する両側部に、前記燃料噴出体の外部より操作自在に設けられている点を特徴とする。
又、両止め具をノズルの外れ止めを解除するように操作して、ノズルをノズル嵌め込み用開口から抜き出すことにより、ノズルを燃料噴出体から取り外すことができる。
つまり、ノズルのメンテナンスのときや、燃料噴出体に装着されているノズルを異なるノズルに交換するとき等、ノズルを燃料噴出体から取り外したり、燃料噴出体に装着したりする場合に、そのノズルの着脱作業を燃料噴出体の外部より止め具を操作して行うことが可能であるので、簡単に行うことができる。
従って、ノズルの着脱作業を簡略化することができるようになった。
先ず、燃焼装置を設けたガラス溶解炉について説明する。
図8及び図9に示すように、ガラス溶解炉は、溶解槽2を下部に備えると共にアーチ型の天井を備えた炉本体1を中央に設け、溶解槽2の一端からガラス原料を投入し、他端から溶融ガラスを取り出すように構成し、ガラス原料の移送方向Tに対して、炉本体1の左右夫々に、蓄熱室3を原料移送方向Tに沿って延設し、炉本体1の左右の炉壁4の上部に、複数の空気口(所謂ポート)5を原料移送方向Tに沿って並設し、蓄熱室3と各空気口5とを空気供給路6にて連通させて、所謂サイドポート式に構成してある。
つまり、空気供給路6は、溶解炉横側部の空気口5(供給口に相当する)を通して炉内7に空気を燃焼用酸素含有ガスとして供給するように構成してあり、酸素含有ガス供給路に相当する。
炉内7の燃焼ガスEは、ガス燃料Gの噴出を停止している燃料噴出体Bの側の空気口5から、蓄熱室3に流入し、蓄熱材を通過して、蓄熱材に排熱が回収された後、排気される。
蓄熱室3においては、燃焼ガスEを排出させる状態のときに、燃焼ガスEから排熱を蓄熱材に回収して蓄熱し、燃焼用空気Aを供給する状態のときには、蓄熱材の蓄熱により燃焼用空気Aを予熱する。そして、そのように予熱された燃焼用空気Aが、空気供給路6を通流して空気口5から炉内7に供給されるのである。
前述のように前記空気供給路6に設ける前記燃料噴出体Bは、基端側から先端側に向けてガス燃料を通流させるガス燃料流路20を内部に備えた横断面形状が円筒状の長尺状に形成してある。
燃料噴出体Bの側周壁の先端側に形成したノズル嵌め込み用開口10に嵌め込み状態で装着するノズル9に、ガス燃料流路20から供給されるガス燃料を噴出する噴出孔9aを、ノズル嵌め込み用開口10より露出するガス燃料噴出側の前面9cと燃料噴出体Bの内部に位置する内面における後面9dとの間に亘る状態で形成してある。
図1ないし図4に示すように、燃料噴出体Bは、それぞれ円筒状の外筒体11と内筒体12とを略同軸芯状に配置して、外筒体11及び内筒体12の基端部を、底板13にて閉塞し、内筒体12の先端は外筒体11の先端よりも引退させて、その外筒体11の先端部をキャップ14にて閉塞して構成してある。つまり、横断面形状が円筒状の燃料噴出体Bの側周壁は、外筒体11及び内筒体12から構成されている。
前記下部閉じ板16は、厚み方向視で円弧状に形成して、その下部閉じ板16により、前記切り欠き部分における下部部分の内筒体12と外筒体11との間を閉塞してある。
前記側方閉じ板17は、夫々長方形状に形成して、前記切り欠き部分における左右夫々の側の部分の内筒体12と外筒体11との間を閉塞してある。
各ノズル装着用柱18には、外側から内側に貫通するようにネジ挿通孔18bを形成してある。
この実施形態では、燃料噴出体Bの長手方向視にて、ノズル9の前記前面9cを燃料噴出体Bの側周面に沿う円弧状に形成し、ノズル9のガス燃料受入側の後面9dを、前面9cの側に凹入する凹入状に前記前面9cに平行状に形成し、燃料噴出体Bの長手方向に並ぶ上面9e及び下面9fを互いに平行で且つ前記前面9cに直交する平面状に形成してある。
又、ノズル9は、その前面9cを燃料噴出体Bの周方向の略半周にわたるように形成し、且つ、その後面9cを燃料噴出体Bの長手方向視にて中心角が略180°の円弧状に形成して構成してある。
具体的には、10個の噴出孔9aを、燃料噴出体Bの周方向に5個並ぶ列が燃料噴出体Bの長手方向に2列になるように形成し、各列の5個の噴出孔9aは、燃料噴出体Bの長手方向視にて放射状に形成してある。
この実施形態では、各列の5個の噴出孔9aは、燃料噴出体Bの長手方向視にて、最も外側の噴出孔9a同士の噴出方向(即ち、軸心の延びる方向)の広がり角度が40°、外から2個目の噴出孔9a同士の噴出方向(即ち、軸心の延びる方向)の広がり角度が20°となる放射状に形成してある。
又、燃料噴出体Bの径方向に沿う径方向視にて、各噴出孔9aの噴出方向は燃料噴出体Bの軸心に直交する方向になるように構成してある。
これら複数種のノズル9は、いずれも、複数の噴出孔9aを燃料噴出体Bの長手方向に沿う長手方向視にてノズル9の前面9cの周方向において異なる位置に開口する状態で形成してあるが、複数の噴出孔9aの具体的な形成形態が、図1ないし図4を用いて説明した上記の形成形態と異なるものである。
更に、各ノズル装着用柱18のネジ挿通孔18bに外れ止め用ネジ25を挿通してノズル9の取付板24に螺入することにより、ノズル9の外れを止めるように構成してある。
そして、本発明では、上述したように、燃料噴出体Bの前記ノズル装着部Bnを、ノズル9を、燃料噴出体Bの内部に位置する内面の全体をガス燃料流路20に露呈させる状態で支持するように構成してある。
つまり、図3及び図4に示すように、前記ガス燃料流路20におけるガス燃料通流方向に直交する面での横断面積は、ノズル9の後面9dと内筒体12の内周面とにより区画される部分にて最も狭くなるので、その部分の面積が、前記複数の噴出孔9aの横断面積の総和よりも大きくなるように構成してある。
次に別実施形態を説明する。
(イ) ノズル9の外形形状は上記の実施形態において例示した形状に限定されるものではない。
例えば、上記の実施形態では、ノズル9のガス燃料受入側の後面9dを、ガス燃料噴出側の前面9cの側に凹入する凹入状に形成したが、図7に示すように、燃料噴出体Bの長手方向視にて、ノズル9の前面9cを燃料噴出体Bの側周面に沿う円弧状に形成しても、後面9dは、直線状、即ち平面状に形成しても良い。
但し、この場合、ノズル9における燃料噴出体Bの径方向に沿う方向の長さが長いと、ノズル9の後面9dによりガス燃料流路20が狭められる量が大きくなって、ガス燃料流路20を通流するガス燃料の流速が速められ易いので、ノズル9における燃料噴出体Bの径方向に沿う方向の長さが燃料噴出体Bの半径よりも短い等、できるだけ短い方が好ましい。
又、その場合、燃料噴出体Bの長手方向視にて円弧状の前面9c及び後面9d夫々の中心角を互いに異ならせても良い。
例えば、燃料噴出体Bの周方向に並ぶ噴出孔9aの列における噴出孔9aの個数は、5個よりも多くしても良いし、少なくしても良い。
又、燃料噴出体Bの長手方向に並ぶ噴出孔9aの列数は、3列以上でも良い。
又、ノズル9に形成する噴出孔9aの個数は、複数個に限らず1個でも良い。
以下、エンドポート式のガラス溶解炉について説明する。
炉体1の一側面を形成する炉壁4の外側に、2室の蓄熱室3を設けると共に、その炉壁4に、各蓄熱室3に対応させて空気口5を形成し、各蓄熱室3と各空気口5とを空気供給路6にて連通させて、各空気供給路6に対して、第1実施形態と同様の燃料噴出体Bを第1実施形態と同様に設けて、左右の燃料噴出体Bを用いて交番燃焼を行わせるように構成してある。
燃料噴出体Bを設けた側面に隣接する側面を形成する炉壁4における燃料噴出体Bの側の端部に、ガラス原料の投入口4iを設け、燃料噴出体Bを設けた側面に対向する側面を形成する炉壁4の外部に作業槽8を設けると共に、その作業槽8と溶解槽2との間の炉壁4には、溶解槽2と作業槽8とを連通させる取り出し孔4e形成してある。
つまり、投入口4iからガラス原料を溶解槽2に投入して、そのガラス原料を、取り出し孔4eの側に向かって蛇行状に流動させながら溶融させ、取り出し孔4eを通じて、清浄な溶融ガラスを作業槽8に導くように構成してある。
6 酸素含有ガス供給路
7 炉内
9 ノズル
9a 噴出孔
9c 前面
9d 内面、後面
9e 下手側面
9f 上手側面
10 ノズル嵌め込み用開口
20 ガス燃料流路
25 止め具
B 燃料噴出体
Bn 装着部
Claims (8)
- 基端側から先端側に向けてガス燃料を通流させるガス燃料流路を内部に備えた横断面形状が円筒状の長尺状の燃料噴出体が、加熱炉横側部の供給口を通して炉内に燃焼用酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給路内に突入する状態で設けられ、
前記燃料噴出体の側周壁の先端側に形成されたノズル嵌め込み用開口に嵌め込み状態で装着されるノズルに、前記ガス燃料流路から供給されるガス燃料を噴出する噴出孔が、前記ノズル嵌め込み用開口より露出するガス燃料噴出側の前面と前記燃料噴出体の内部に位置する内面との間に亘る状態で形成された加熱炉用の燃焼装置であって、
前記燃料噴出体における前記ノズルの装着部が、前記ノズルを、前記燃料噴出体の内部に位置する内面の全体を前記ガス燃料流路に露呈させる状態で支持するように構成されている加熱炉用の燃焼装置。 - 前記燃料噴出体における前記ノズルの装着部が、前記ノズルにおける、前記ガス燃料流路のガス燃料通流方向において上手側に位置する上手側面の前記前面側に隣接する部分、前記ガス燃料通流方向において下手側に位置する下手側面、及び、前記燃料噴出体の長手方向視にて両端側に位置する両端側部分を接触支持するように構成されている請求項1記載の加熱炉用の燃焼装置。
- 前記燃料噴出体の長手方向視にて、前記ノズルの前記前面が前記燃料噴出体の側周面に沿う円弧状に形成され、前記ノズルのガス燃料受入側の後面が、前記前面の側に凹入する凹入状に形成されている請求項1又は2記載の加熱炉用の燃焼装置。
- 前記噴出孔が、孔の長さが孔の直径の2倍以上になるように形成されている請求項1〜3のいずれか1項に記載の加熱炉用の燃焼装置。
- 前記ノズルが、前記前面を前記燃料噴出体の周方向の半周又は略半周にわたるように形成し、且つ、前記後面を前記燃料噴出体の長手方向視にて中心角が180°又は略180°の円弧状に形成して構成され、
前記噴出孔として、前記燃料噴出体の長手方向視にて、前記ノズルにおける前記前面の周方向において異なる位置に開口する複数の噴出孔が形成されている請求項1〜4のいずれか1項に記載の加熱炉用の燃焼装置。 - 前記複数の噴出孔が、前記燃料噴出体の長手方向視にて、放射状に形成されている請求項5記載の加熱炉用の燃焼装置。
- 前記複数の噴出孔の横断面積の総和が、前記ガス燃料流路における、前記ノズルのガス燃料受入側の後面と前記燃料噴出体の内周面とにより形成される流路部分の横断面積よりも小さくなるように構成されている請求項5又は6記載の加熱炉用の燃焼装置。
- 前記ノズルが、前記ノズル嵌め込み用開口を通して挿脱自在に構成され、
前記ノズル嵌め込み用開口を通して挿入して前記燃料噴出体に嵌め込んだ状態の前記ノズルの外れを止める止め具が、前記燃料噴出体の長手方向視にて、前記燃料噴射体の外周部のうちで前記酸素含有ガス供給路の壁部に近い位相に位置する両側部に、前記燃料噴出体の外部より操作自在に設けられている請求項1〜7のいずれか1項に記載の加熱炉用の燃焼装置。
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JP2012154582A (ja) * | 2011-01-27 | 2012-08-16 | Osaka Gas Co Ltd | 溶解炉用の燃焼装置および溶解炉 |
JP2018013253A (ja) * | 2016-07-19 | 2018-01-25 | 日本電気硝子株式会社 | バーナノズルおよびスルーポートバーナ |
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- 2005-03-28 JP JP2005092233A patent/JP4225981B2/ja active Active
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