JP3278947B2 - 霧化ノズル - Google Patents
霧化ノズルInfo
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- JP3278947B2 JP3278947B2 JP01521193A JP1521193A JP3278947B2 JP 3278947 B2 JP3278947 B2 JP 3278947B2 JP 01521193 A JP01521193 A JP 01521193A JP 1521193 A JP1521193 A JP 1521193A JP 3278947 B2 JP3278947 B2 JP 3278947B2
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- ejection
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- liquid
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- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Pressure-Spray And Ultrasonic-Wave- Spray Burners (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は水、液体燃料、薬溶液な
どを霧化する霧化装置のノズルに関し、加湿器、薬霧化
等の医療機器、燃焼機器等に利用するものである。
どを霧化する霧化装置のノズルに関し、加湿器、薬霧化
等の医療機器、燃焼機器等に利用するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の霧化装置における単純噴流の衝突
霧化ノズルでは図７に示すように端面部１に設けられた
噴出孔２から加圧された液体が円柱状に噴出され、周囲
との相対速度差によって円柱表面に乱れが生じ、液滴３
に分裂される。この液滴径はレーリーの不安定性原理に
よれば（数式１）で示される。
霧化ノズルでは図７に示すように端面部１に設けられた
噴出孔２から加圧された液体が円柱状に噴出され、周囲
との相対速度差によって円柱表面に乱れが生じ、液滴３
に分裂される。この液滴径はレーリーの不安定性原理に
よれば（数式１）で示される。
【０００３】 （数式１） 乱れ波長 λ＝４．５Ｄn 液滴径 ｄ＝１．８９Ｄn ここでＤn は噴出孔径であり、噴出孔径に対応した液滴
径で噴出され、さらにこの液滴が衝突体４に衝突し、図
８に示すように、一般にクラウンと呼ばれている中空の
液膜５に変形し、液膜５の先端部から分裂して霧化され
るようになっており、粒子径は、液滴が小さくかつ衝突
速度が大きい程、小さくできるので、微細粒子を得よう
とすれば、例えば放電加工のような微細加工によって噴
孔径をできるだけ小さくし、かつ液体を高圧で加圧して
衝突速度を大きくする必要があった。
径で噴出され、さらにこの液滴が衝突体４に衝突し、図
８に示すように、一般にクラウンと呼ばれている中空の
液膜５に変形し、液膜５の先端部から分裂して霧化され
るようになっており、粒子径は、液滴が小さくかつ衝突
速度が大きい程、小さくできるので、微細粒子を得よう
とすれば、例えば放電加工のような微細加工によって噴
孔径をできるだけ小さくし、かつ液体を高圧で加圧して
衝突速度を大きくする必要があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、端面部１に噴出孔２を設けているので、加
工上の制約から最小の噴出孔径は板厚の１／４程度とな
り、噴出孔径を小さくしょうとすれば端面部１の板厚を
数十ミクロン程度に薄くしなければならないので、耐圧
性が低下し液体を噴出させるための液圧力を高圧にでき
ず、衝突体４への衝突速度が小さくなるので、微細粒子
に霧化できないという課題があった。さらに、霧化量を
増加させるために、噴出孔２の個数を多くすれば、端面
部１の耐圧性がさらに低下するので実用化できないとい
う課題があった。さらに、所定の霧化量から霧化量を減
少させると、噴出孔の面積が一定なので噴出孔からの噴
出速度が低下し、衝突体４への衝突速度が小さくなるの
で微細粒子に霧化でず、霧化量を可変できないという課
題があった。
の構成では、端面部１に噴出孔２を設けているので、加
工上の制約から最小の噴出孔径は板厚の１／４程度とな
り、噴出孔径を小さくしょうとすれば端面部１の板厚を
数十ミクロン程度に薄くしなければならないので、耐圧
性が低下し液体を噴出させるための液圧力を高圧にでき
ず、衝突体４への衝突速度が小さくなるので、微細粒子
に霧化できないという課題があった。さらに、霧化量を
増加させるために、噴出孔２の個数を多くすれば、端面
部１の耐圧性がさらに低下するので実用化できないとい
う課題があった。さらに、所定の霧化量から霧化量を減
少させると、噴出孔の面積が一定なので噴出孔からの噴
出速度が低下し、衝突体４への衝突速度が小さくなるの
で微細粒子に霧化でず、霧化量を可変できないという課
題があった。
【０００５】本発明は上記課題を解決するもので、非常
に小さな微細粒子に霧化でき、液の耐圧性に優れ、霧化
量が可変できる実用的な単純噴流の衝突霧化ノズルを提
供することを目的としたものである。
に小さな微細粒子に霧化でき、液の耐圧性に優れ、霧化
量が可変できる実用的な単純噴流の衝突霧化ノズルを提
供することを目的としたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、第１の技術手段では微細な直線状の溝部を同
一平面上に複数個設けた基板と、この基板の溝部を設け
た平面に固着された平板と、この平板と前記基板の溝部
とで個々に構成された複数個の噴出部と、この噴出部と
個々に対向して設けられかつ、隣接する突起の長さが異
なる突起を有する衝突体と、前記溝部に液体を供給する
供給路とを設けたものである。
するため、第１の技術手段では微細な直線状の溝部を同
一平面上に複数個設けた基板と、この基板の溝部を設け
た平面に固着された平板と、この平板と前記基板の溝部
とで個々に構成された複数個の噴出部と、この噴出部と
個々に対向して設けられかつ、隣接する突起の長さが異
なる突起を有する衝突体と、前記溝部に液体を供給する
供給路とを設けたものである。
【０００７】第２の技術手段では微細な直線状の溝部を
同一平面上に複数個設けた基板と、この基板の溝部を設
けた平面に固着された平板と、この平板と前記基板の溝
部とで個々に構成された複数個の噴出部と、この噴出部
と個々に対向して設けられた突起を有する衝突体と、こ
の衝突体に連結した駆動部と、前記衝突体の下流側に設
けられた含浸体と、前記溝部に液体を供給する供給路と
を設けたものである。
同一平面上に複数個設けた基板と、この基板の溝部を設
けた平面に固着された平板と、この平板と前記基板の溝
部とで個々に構成された複数個の噴出部と、この噴出部
と個々に対向して設けられた突起を有する衝突体と、こ
の衝突体に連結した駆動部と、前記衝突体の下流側に設
けられた含浸体と、前記溝部に液体を供給する供給路と
を設けたものである。
【０００８】
【作用】本発明は上記構成によって、第１技術手段では
複数個の噴出部から噴出した微細な液滴を、個々の噴出
部に対向した位置に配設され、かつ隣接する突起の長さ
が異なる突起に高速で衝突させることができるので、微
細粒子に霧化できる。さらに隣接する突起の長さが異な
るので、個々の突起において液滴が衝突し液膜状態から
分裂して微細粒子に霧化される位置が隣接する突起で異
なるので、突起間の距離を小さくしても衝突によって霧
化された微細粒子どうしの再結合による巨大化を抑制で
きるので、突起間の距離を小さくして霧化ノズルを小型
化できる。
複数個の噴出部から噴出した微細な液滴を、個々の噴出
部に対向した位置に配設され、かつ隣接する突起の長さ
が異なる突起に高速で衝突させることができるので、微
細粒子に霧化できる。さらに隣接する突起の長さが異な
るので、個々の突起において液滴が衝突し液膜状態から
分裂して微細粒子に霧化される位置が隣接する突起で異
なるので、突起間の距離を小さくしても衝突によって霧
化された微細粒子どうしの再結合による巨大化を抑制で
きるので、突起間の距離を小さくして霧化ノズルを小型
化できる。
【０００９】第２技術手段では複数個の噴出部から噴出
した微細な液滴を、個々の噴出部に対向した位置に配設
された突起を有する衝突体に高速で衝突させることがで
きるので、微細粒子に霧化できる。さらに衝突体に連結
した駆動部によって、衝突体を移動させることができる
ので、噴出部に対向した位置から突起をずらすことで、
全ての噴出部から液体を噴出させていても、突起に衝突
させて霧化させる量と、突起に衝突せずに含浸体に回収
させて霧化させない量とを制御できるので、霧化量を可
変させることができる。
した微細な液滴を、個々の噴出部に対向した位置に配設
された突起を有する衝突体に高速で衝突させることがで
きるので、微細粒子に霧化できる。さらに衝突体に連結
した駆動部によって、衝突体を移動させることができる
ので、噴出部に対向した位置から突起をずらすことで、
全ての噴出部から液体を噴出させていても、突起に衝突
させて霧化させる量と、突起に衝突せずに含浸体に回収
させて霧化させない量とを制御できるので、霧化量を可
変させることができる。
【００１０】
【実施例】以下本発明の霧化装置におけるノズルの第一
参考例を図１及び図２を参照して説明する。図１及び図
２において、６は、幅１０ミクロン程度の円板状のダイ
ヤモンドカッターにより深さ１０数ミクロンに加工され
た微細な直線状の溝部で、断面凹状にした供給路７に連
通して硬質材料であるシリコン材の基板８の端部上面に
設けられてある。そしてガラス製の平板９は溝部６、供
給路７を閉塞すべく溝部６を有する面に静電溶着によっ
て接着され、噴出部１０としての個々の液体流路を構成
しており、噴出部１０と対向して衝突体１１が設けられ
ている。
参考例を図１及び図２を参照して説明する。図１及び図
２において、６は、幅１０ミクロン程度の円板状のダイ
ヤモンドカッターにより深さ１０数ミクロンに加工され
た微細な直線状の溝部で、断面凹状にした供給路７に連
通して硬質材料であるシリコン材の基板８の端部上面に
設けられてある。そしてガラス製の平板９は溝部６、供
給路７を閉塞すべく溝部６を有する面に静電溶着によっ
て接着され、噴出部１０としての個々の液体流路を構成
しており、噴出部１０と対向して衝突体１１が設けられ
ている。
【００１１】上記構成において、供給路７に供給された
液体は、供給路７に充填され所定の液圧力となり溝部６
を通り下流端の噴出部１０から噴出し、液体の表面張力
によって溝部６の断面の相当直径の円柱状に変形すると
ともに、周囲との相対速度差によって円柱表面に生じた
乱れによって、溝部６の断面に対応した液滴に分裂され
る。溝部６の長手方向の長さを十分長くすることで、溝
部６が１０数ミクロンの矩形であっても加圧液に対する
耐圧性を向上でき、微細な噴出部１０であっても液体の
噴出速度が大きくでき、微細な液滴を、噴出部に対向し
て設けられた衝突体に高速で衝突させることができるの
で、微細粒子に霧化できる。
液体は、供給路７に充填され所定の液圧力となり溝部６
を通り下流端の噴出部１０から噴出し、液体の表面張力
によって溝部６の断面の相当直径の円柱状に変形すると
ともに、周囲との相対速度差によって円柱表面に生じた
乱れによって、溝部６の断面に対応した液滴に分裂され
る。溝部６の長手方向の長さを十分長くすることで、溝
部６が１０数ミクロンの矩形であっても加圧液に対する
耐圧性を向上でき、微細な噴出部１０であっても液体の
噴出速度が大きくでき、微細な液滴を、噴出部に対向し
て設けられた衝突体に高速で衝突させることができるの
で、微細粒子に霧化できる。
【００１２】また、第二参考例を図３及び図４を参照し
て説明する。図３及び図４において、１２は、幅１０ミ
クロン程度の円板状のダイヤモンドカッターにより深さ
１０数ミクロンに加工された微細な直線状の下溝部で、
断面凹形状の供給路７に連通して硬質材料であるシリコ
ン材の下板１３の端部上面に等間隔に複数個設けられて
おる。上板１４は、上溝部１５の位置を下溝部１２より
半ピッチずらして下板１３と同様にして同形状に形成
し、かつ供給路７に相当する供給路も上溝部１５を連通
させて形成し、互いに溝部と供給路を閉塞するように下
板１３に静電溶着によって接着され、ノズルの噴出部と
して個々の液体流路を構成しており、さらに複数個の噴
出部と個々に対向する位置に突起１６を有する衝突体１
１が設けられている。
て説明する。図３及び図４において、１２は、幅１０ミ
クロン程度の円板状のダイヤモンドカッターにより深さ
１０数ミクロンに加工された微細な直線状の下溝部で、
断面凹形状の供給路７に連通して硬質材料であるシリコ
ン材の下板１３の端部上面に等間隔に複数個設けられて
おる。上板１４は、上溝部１５の位置を下溝部１２より
半ピッチずらして下板１３と同様にして同形状に形成
し、かつ供給路７に相当する供給路も上溝部１５を連通
させて形成し、互いに溝部と供給路を閉塞するように下
板１３に静電溶着によって接着され、ノズルの噴出部と
して個々の液体流路を構成しており、さらに複数個の噴
出部と個々に対向する位置に突起１６を有する衝突体１
１が設けられている。
【００１３】上記構成において、下板１３と上板１４の
それぞれに溝部を設けているので、下板１３、上板１４
のいずれか片側のみに溝部を設けたよりも最大２倍の密
度で噴出部を設けることができ、かつ個々の噴出部に対
向した位置に配設された突起１６を有する衝突体１１を
設けているので、それぞれの突起１６に微細な液滴を高
速で衝突させることができ、大流量で微細粒子に霧化で
きる。
それぞれに溝部を設けているので、下板１３、上板１４
のいずれか片側のみに溝部を設けたよりも最大２倍の密
度で噴出部を設けることができ、かつ個々の噴出部に対
向した位置に配設された突起１６を有する衝突体１１を
設けているので、それぞれの突起１６に微細な液滴を高
速で衝突させることができ、大流量で微細粒子に霧化で
きる。
【００１４】本発明の請求項１に対応した第一実施例を
図５を参照して説明する。図５において、１９は、幅１
０ミクロン程度の円板状のダイヤモンドカッターにより
深さ１０数ミクロンに加工された複数個の微細な直線状
の溝部で、断面凹状にした供給路７に連通して硬質材料
であるシリコン材の基板８の端部上面に設けられてあ
る。そしてガラス製の平板９は溝部６、供給路７を閉塞
すべく溝部６を有する面に静電溶着によって接着され、
噴出部１０として個々の液体流路を構成しており、この
噴出部１０と個々に対向して設けられかつ、隣接する突
起１６の長さが異なる突起１６を有する衝突体１１が設
けられている。
図５を参照して説明する。図５において、１９は、幅１
０ミクロン程度の円板状のダイヤモンドカッターにより
深さ１０数ミクロンに加工された複数個の微細な直線状
の溝部で、断面凹状にした供給路７に連通して硬質材料
であるシリコン材の基板８の端部上面に設けられてあ
る。そしてガラス製の平板９は溝部６、供給路７を閉塞
すべく溝部６を有する面に静電溶着によって接着され、
噴出部１０として個々の液体流路を構成しており、この
噴出部１０と個々に対向して設けられかつ、隣接する突
起１６の長さが異なる突起１６を有する衝突体１１が設
けられている。
【００１５】上記構成において、複数個の噴出部１０か
ら噴出した微細な液滴を、個々の噴出部１０に対向した
位置に配設され、かつ隣接する突起１６の長さが異なる
突起１６に高速で衝突させることができるので、個々の
突起１６において液滴が衝突し液膜状態から分裂して微
細粒子に霧化される位置が隣接する突起１６で異なるこ
ととなり、突起間の距離を小さくしても衝突によって霧
化された微細粒子どうしの再結合による巨大化を抑制で
き、突起間の距離を小さくして霧化ノズルを小型化でき
る。
ら噴出した微細な液滴を、個々の噴出部１０に対向した
位置に配設され、かつ隣接する突起１６の長さが異なる
突起１６に高速で衝突させることができるので、個々の
突起１６において液滴が衝突し液膜状態から分裂して微
細粒子に霧化される位置が隣接する突起１６で異なるこ
ととなり、突起間の距離を小さくしても衝突によって霧
化された微細粒子どうしの再結合による巨大化を抑制で
き、突起間の距離を小さくして霧化ノズルを小型化でき
る。
【００１６】また、本発明の請求項２に対応した第ニ実
施例を図６及び図７を参照して説明する。図６及び図７
において、２４は、複数個の噴出部１０と個々に対向す
る位置に突起１６を有する衝突体で、駆動部である小型
のステッピングモーター１７に連結されており、衝突体
１１の下流側には含浸体１８が設けられている。他は第
一の実施例と同じ構成である。
施例を図６及び図７を参照して説明する。図６及び図７
において、２４は、複数個の噴出部１０と個々に対向す
る位置に突起１６を有する衝突体で、駆動部である小型
のステッピングモーター１７に連結されており、衝突体
１１の下流側には含浸体１８が設けられている。他は第
一の実施例と同じ構成である。
【００１７】上記構成において、複数個の噴出部１０か
ら噴出した微細な液滴を、個々の噴出部１０に対向した
位置に配設された突起１６を有する衝突体１１に高速で
衝突させることができるので、微細粒子に霧化できる。
さらに衝突体１１に連結した駆動部である小型のステッ
ピングモーター１７によって、衝突体１１を移動させる
ことができるので、噴出部１０に対向した位置から突起
１６をずらすことで、全ての噴出部１０から液体を噴出
させていても、突起１６に衝突させて霧化させる量と、
突起１６に衝突せずに含浸体１８に回収させて霧化させ
ない量とを制御できるので、霧化量を可変させることが
できる。
ら噴出した微細な液滴を、個々の噴出部１０に対向した
位置に配設された突起１６を有する衝突体１１に高速で
衝突させることができるので、微細粒子に霧化できる。
さらに衝突体１１に連結した駆動部である小型のステッ
ピングモーター１７によって、衝突体１１を移動させる
ことができるので、噴出部１０に対向した位置から突起
１６をずらすことで、全ての噴出部１０から液体を噴出
させていても、突起１６に衝突させて霧化させる量と、
突起１６に衝突せずに含浸体１８に回収させて霧化させ
ない量とを制御できるので、霧化量を可変させることが
できる。
【００１８】なお、上記第一、第二の各実施例の各溝部
は矩形であるが、半円形でもよい。また溝部長さは溝部
深さの２０〜５０倍程度である。さらにノズルの溝部と
供給路は一体構成としているが、ノズルの溝部と板材を
固着させた後、別体で加工した供給路と一体化させても
よい。
は矩形であるが、半円形でもよい。また溝部長さは溝部
深さの２０〜５０倍程度である。さらにノズルの溝部と
供給路は一体構成としているが、ノズルの溝部と板材を
固着させた後、別体で加工した供給路と一体化させても
よい。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１の
発明によれば、複数個の噴出部から噴出した微細な液滴
を、個々の噴出部に対向した位置に配設され、かつ隣接
する突起の長さが異なる突起に高速で衝突させることが
できるので、個々の突起において液滴が衝突し液膜状態
から分裂して微細粒子に霧化される位置が隣接する突起
で異なるので、突起間の距離を小さくしても衝突によっ
て霧化された微細粒子どうしの再結合による巨大化を抑
制できるので、突起間の距離を小さくして霧化ノズルを
小型化できる。
発明によれば、複数個の噴出部から噴出した微細な液滴
を、個々の噴出部に対向した位置に配設され、かつ隣接
する突起の長さが異なる突起に高速で衝突させることが
できるので、個々の突起において液滴が衝突し液膜状態
から分裂して微細粒子に霧化される位置が隣接する突起
で異なるので、突起間の距離を小さくしても衝突によっ
て霧化された微細粒子どうしの再結合による巨大化を抑
制できるので、突起間の距離を小さくして霧化ノズルを
小型化できる。
【００２０】請求項２の発明によれば、衝突体に連結し
た駆動部によって、衝突体を移動させることができるの
で、噴出部に対向した位置から突起をずらすことで、全
ての噴出部から液体を噴出させていても、突起に衝突さ
せて霧化させる量と、突起に衝突せずに含浸体に回収さ
せて霧化させない量とを制御できるので、霧化量を可変
させることができる。
た駆動部によって、衝突体を移動させることができるの
で、噴出部に対向した位置から突起をずらすことで、全
ての噴出部から液体を噴出させていても、突起に衝突さ
せて霧化させる量と、突起に衝突せずに含浸体に回収さ
せて霧化させない量とを制御できるので、霧化量を可変
させることができる。
【図１】本発明の第一参考例における霧化ノズルの断面
図
図
【図２】同ノズルの一部斜視図
【図３】本発明の第二参考例における霧化ノズルの断面
図
図
【図４】同ノズルの一部斜視図
【図５】本発明の第一実施例における霧化ノズルの断面
図
図
【図６】本発明の第二実施例における霧化ノズルの要部
断面図
断面図
【図７】同ノズルの要部断面図
【図８】従来の単純噴流の衝突霧化ノズルの断面図
６ 溝部 ７ 供給路 ８ 基板 ９ 平板 １０ 噴出部 １１ 衝突体 １２ 下溝部 １３ 下板 １４ 上板 １５ 上溝部 １６ 突起 １７ ステッピングモーター １８ 含浸体
フロントページの続き (72)発明者 宇野 克彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−118150（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−113469（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−213861（ＪＰ，Ａ) 実公 昭41−23008（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B05B 1/26 B05B 1/14 F02M 61/18 360 F23D 11/24
Claims (2)
- 【請求項１】 微細な直線状の溝部を同一平面上に複数
個設けた基板と、この基板の溝部を設けた平面に固着さ
れた平板と、この平板と前記基板の溝部とで個々に構成
された複数個の噴出部と、この噴出部と個々に対向して
設けられかつ、隣接する突起の長さが異なる突起を有す
る衝突体と、前記溝部に液体を供給する供給路からなる
霧化ノズル。 - 【請求項２】 微細な直線状の溝部を同一平面上に複数
個設けた基板と、この基板の溝部を設けた平面に固着さ
れた平板と、この平板と前記基板の溝部とで個々に構成
された複数個の噴出部と、この噴出部と個々に対向して
設けられた突起を有する衝突体と、この衝突体に連結し
た駆動部と、前記衝突体の下流側に設けられた含浸体
と、前記溝部に液体を供給する供給路からなる霧化ノズ
ル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01521193A JP3278947B2 (ja) | 1993-02-02 | 1993-02-02 | 霧化ノズル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01521193A JP3278947B2 (ja) | 1993-02-02 | 1993-02-02 | 霧化ノズル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06226148A JPH06226148A (ja) | 1994-08-16 |
| JP3278947B2 true JP3278947B2 (ja) | 2002-04-30 |
Family
ID=11882547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01521193A Expired - Lifetime JP3278947B2 (ja) | 1993-02-02 | 1993-02-02 | 霧化ノズル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3278947B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101952821B1 (ko) * | 2017-09-11 | 2019-02-28 | 탱크테크 주식회사 | 고압 미분무수 화재 진압 건 |
| KR102118776B1 (ko) * | 2017-09-29 | 2020-06-03 | 오지수 | 멸균용 노즐 장치 |
| GB201815323D0 (en) | 2018-09-20 | 2018-11-07 | Billericay Farm Services Ltd | Microdroplet nozzle |
| KR102007419B1 (ko) * | 2018-11-27 | 2019-08-05 | (주)창연 | 난반사형 리플렉터를 포함하는 무화 분무노즐 |
-
1993
- 1993-02-02 JP JP01521193A patent/JP3278947B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JPH06226148A (ja) | 1994-08-16 |
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