JP3378762B2 - Protection structure for fluid transport pipes in boilers - Google Patents
Protection structure for fluid transport pipes in boilersInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ボイラー内の流体
輸送管を燃焼ガスなどのボイラー内での燃焼による生成
物から保護するための保護構造に係り、特に、熱応力に
より管ブロック体にクラックが発生しないように構成し
た保護構造に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a protective structure for protecting a fluid transport pipe in a boiler from products such as combustion gas produced by combustion in the boiler, and more particularly, to a crack in a pipe block body due to thermal stress. The present invention relates to a protective structure configured to prevent the occurrence of
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、ボイラー内の流体輸送管を保護す
るための管ブロック体については種々な技術が開発さ
れ、例えば図６に示す構造のものが知られている。図６
に示す例は、耐火性、耐食性に優れ、かつ比較的熱伝導
率の高いＳｉＣなどを主成分とする管ブロック体１，
１，…を目地部２を介して上下左右に連結すると共に、
各管ブロック体１，１，…をフィン３とボルトなどの固
定具４により流体輸送管５，５に固着し、流体輸送管
５，５を保護する構造となっている。６は、固定具４の
ねじ部に螺合したナットである。７は、キャップを示
し、管ブロック体１と流体輸送管５との隙間には、耐火
性モルタル８を充填してある。2. Description of the Related Art Conventionally, various techniques have been developed for a pipe block body for protecting a fluid transportation pipe in a boiler, and for example, a structure shown in FIG. 6 is known. Figure 6
The example shown in 1 is a tube block body 1, which is mainly composed of SiC or the like, which has excellent fire resistance and corrosion resistance and has a relatively high thermal conductivity.
1, ... are connected vertically and horizontally via the joint portion 2,
The pipe block bodies 1, 1, ... Are fixed to the fluid transport pipes 5 and 5 by means of fins 3 and fixtures 4 such as bolts to protect the fluid transport pipes 5 and 5. Reference numeral 6 denotes a nut screwed into the thread portion of the fixture 4. Reference numeral 7 denotes a cap, and the gap between the tube block body 1 and the fluid transport pipe 5 is filled with a refractory mortar 8.
【０００３】しかしながら、上記のような管ブロック体
１を用いた保護構造の問題点として、管ブロック体１に
クラックが生じ易いという問題がある。クラックが生ず
る原因としては、管ブロック体１の熱膨張によって目地
部２の隙間が閉じてしまうことにより熱応力がかかるこ
とに加え、管ブロック体１が流体輸送管５を連結するフ
ィン３にボルトおよびナットで固定され、流体輸送管５
と管ブロック体１内面との隙間に耐火性モルタル８が充
填されることによって取付けられているため、金属製の
流体輸送管５およびフィン３と管ブロック体１の熱膨張
率の違いや流体輸送管５内の流体の移動に伴う流体輸送
管５の振動により管ブロック体１に応力がかかることが
考えられる。However, as a problem of the protection structure using the tube block body 1 as described above, there is a problem that the tube block body 1 is easily cracked. The cause of the cracks is that thermal expansion is caused by the thermal expansion of the pipe block body 1 to close the gaps in the joint portions 2 and thermal stress is applied to the pipe block body 1. In addition, the pipe block body 1 is bolted to the fins 3 connecting the fluid transport pipes 5. And fixed with nuts, fluid transport pipe 5
Since the space between the pipe block body 1 and the inner surface of the pipe block body 1 is attached by being filled with the refractory mortar 8, the difference in the coefficient of thermal expansion between the metal fluid transport pipe 5 and the fins 3 and the pipe block body 1 and the fluid transport. It is conceivable that the pipe block body 1 may be stressed by the vibration of the fluid transport pipe 5 accompanying the movement of the fluid in the pipe 5.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決するため、管ブロック体の熱膨脹による目地部の
閉じや流体輸送管およびフィンと管ブロック体との熱膨
張率の違い、さらに流体輸送管内での流体の移動に伴う
流体輸送管の振動によって管ブロック体に作用する応力
を緩和し、管ブロック体にクラックが生ずるのを防止す
ることのできるボイラー内の流体輸送管の保護構造を提
供することを主な課題としている。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention solves the above problems by closing the joints due to the thermal expansion of the tube block body, the difference in the coefficient of thermal expansion between the fluid transport tube and the fin and the tube block body, and Protective structure for a fluid transport pipe in a boiler that can alleviate the stress acting on the pipe block body due to the vibration of the fluid transport pipe accompanying the movement of the fluid in the fluid transport pipe and prevent cracks in the pipe block body The main issue is to provide.
【０００５】[0005]
【課題を解決しようとするための手段】上記目的を達成
するため、本発明に係るボイラー内の流体輸送管の保護
構造は、ボイラー内の流体輸送管を保護する各管ブロッ
ク体間の目地部に、Ａｌ2 Ｏ3，ＳｉＯ2 を主成分とす
るセラミックファイバーと無機バインダーとを混合して
なるペースト状のクッション材を充填したことを特徴と
するものである。In order to achieve the above object, a protective structure for a fluid transport pipe in a boiler according to the present invention is a joint portion between pipe block bodies for protecting the fluid transport pipe in the boiler. In addition, a paste-like cushion material formed by mixing ceramic fibers containing Al 2 O 3 and SiO 2 as main components and an inorganic binder is filled.
【０００６】また、本発明に使用する管ブロック体は、
円弧状の断面を有する流体輸送管被覆部を備え、下端側
から上端側に向けて徐々に肉厚となるように外面に傾斜
が設けられると共に、上端の外面側縁部に係合突起が形
成され、両側面にテーパー部が設けられており、この管
ブロック体の流体輸送管被覆部は、２連構成以上である
とよい。The pipe block body used in the present invention is
A fluid transport pipe covering portion having an arcuate cross section is provided, the outer surface is inclined so that the thickness gradually increases from the lower end side to the upper end side, and an engaging protrusion is formed on the outer surface side edge portion of the upper end. It is preferable that the tapered portions are provided on both side surfaces, and that the fluid transport pipe covering portion of the pipe block body has a double structure or more.
【０００７】本発明によれば、各管ブロック体間の目地
部に充填させたクッション材の働きにより、流体輸送管
及びフィンと管ブロック体の熱膨張率の違い、さらに流
体輸送管内での流体の移動に伴う振動が原因となって管
ブロック体に生ずる応力を緩和することができるため、
管ブロック体のクラックの発生を防ぐことができる。According to the present invention, due to the function of the cushion material filled in the joint portion between the respective pipe block bodies, the difference in the coefficient of thermal expansion between the fluid transport pipe and the fins and the pipe block body, and the fluid inside the fluid transport pipe. Since the stress generated in the tube block body due to the vibration accompanying the movement of
It is possible to prevent the occurrence of cracks in the tube block body.
【０００８】[0008]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図を
参照して説明する。図１は、本発明に用いられる管ブロ
ック体の実施例を示す正面図、図２の（ａ）（ｂ）
（ｃ）は、図１の管ブロック体のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、
Ｃ−Ｃ線に沿う各断面図、図３の（ａ）（ｂ）（ｃ）
（ｄ）は、図１の管ブロック体のＤ−Ｄ線、Ｅ−Ｅ線、
Ｆ−Ｆ線、Ｇ−Ｇ線に沿う各断面図、図４の（ａ）
（ｂ）は、図２の管ブロック体の（ａ）（ｃ）断面部に
おける流体輸送管の被覆状態を示す各断面説明図、図５
の（ａ）（ｂ）は、図３の管ブロック体（ｃ）（ｄ）断
面部における流体輸送管の被覆状態を示す各断面説明図
である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view showing an embodiment of a tube block body used in the present invention, and FIGS. 2 (a) and 2 (b).
(C) is an AA line, a BB line of the tube block body of FIG.
Sectional views taken along the line C-C, (a), (b), and (c) of FIG.
(D) is a D-D line, an E-E line of the tube block body of FIG.
Sectional views taken along lines FF and GG, FIG.
FIG. 5B is a cross-sectional explanatory view showing a covering state of the fluid transport pipe in the cross-sectional portions (a) and (c) of the pipe block body of FIG. 2;
3A and 3B are cross-sectional explanatory views showing the covering state of the fluid transport pipe in the cross-section portion of the pipe block bodies (c) and (d) of FIG. 3.
【０００９】この実施の形態において用いられる管ブロ
ック体１０は、図示のように２連構成からなり、２本の
流体輸送管１１を並列状に被覆する円弧状の断面を有す
る流体輸送管被覆部１２，１２が平行に形成されてい
る。この管ブロック体１０は、その内面１３、つまり流
体輸送管１１を被覆する面が鉛直であるのに対し、外面
１４は、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように下端側から上
端側に向けて徐々に肉厚となるように傾斜が設けられて
いる。The pipe block body 10 used in this embodiment has a double structure as shown in the drawing, and has a circular arc-shaped cross section for covering two fluid transport pipes 11 in parallel. 12, 12 are formed in parallel. In this tube block body 10, the inner surface 13, that is, the surface that covers the fluid transport tube 11, is vertical, while the outer surface 14 is from the lower end side to the upper end side, as shown in FIGS. The slope is provided so as to gradually become thicker toward.
【００１０】一方、管ブロック体１０の上端における外
面側の端縁部には、肉厚な係合突起１５が突設されてい
る。この管ブロック体１０の流体輸送管被覆部１２，１
２間には、図示するように連結部１６が形成され、この
連結部１６の内面中間部に上下方向に延びる流体輸送管
１１の位置決め用突部１７が形成されている。また、こ
の突部１７の中央部にボルト穴１８が開設され、ボルト
穴１８には、ナット収納部１９が形成されている。さら
に、管ブロック体１０の両側面には、図示のようにテー
パー部２１が設けられている。On the other hand, a thick engagement projection 15 is provided at the outer edge of the upper end of the tube block body 10 in a protruding manner. The fluid transport pipe covering portions 12, 1 of the pipe block body 10
A connecting portion 16 is formed between the two, as shown in the drawing, and a positioning protrusion 17 for the fluid transport pipe 11 extending in the up-down direction is formed in the intermediate portion of the inner surface of the connecting portion 16. In addition, a bolt hole 18 is formed in the center of the protrusion 17, and a nut storage portion 19 is formed in the bolt hole 18. Further, tapered portions 21 are provided on both side surfaces of the tube block body 10 as illustrated.
【００１１】管ブロック体１０の材質は、ＳｉＣ，Ｓｉ
3 Ｎ4 を主成分とするものが好ましく、図示のように２
連構成に限定されず、例えば３連以上に構成することが
できる。The material of the tube block body 10 is SiC or Si.
Those containing 3 N 4 as a main component are preferable, and 2 as shown in the figure.
The present invention is not limited to the continuous structure, and may be, for example, three or more.
【００１２】次に、上記構成の管ブロック体１０を用い
た本発明の実施形態の一例について説明する。ボイラー
の流体輸送管１１，１１，…の数に合わせ、複数個の管
ブロック体１０，１０，…をそれぞれ流体輸送管被覆部
１２，１２の内面１３が鉛直状に連なるように揃えると
共に、流体輸送管１１の位置決め用突部１７を流体輸送
管１１を連結するフィン２３に当接し、ボルト２４およ
びナット２５によって固定する。この結果、流体輸送管
１１と管ブロック体１０の流体輸送管被覆部１２の内面
１３との間に隙間２２が形成される（図５）。なお、２
８は、キャップを示している。Next, an example of an embodiment of the present invention using the tube block body 10 having the above structure will be described. According to the number of the fluid transport pipes 11, 11, ... Of the boiler, the plurality of pipe block bodies 10, 10, ... The positioning projection 17 of the transport pipe 11 is brought into contact with the fin 23 connecting the fluid transport pipe 11, and is fixed by the bolt 24 and the nut 25. As a result, a gap 22 is formed between the fluid transport pipe 11 and the inner surface 13 of the fluid transport pipe covering portion 12 of the pipe block body 10 (FIG. 5). 2
8 indicates a cap.
【００１３】図４に示すように上下方向に隣接する管ブ
ロック体１０，１０，…は、上方の管ブロック体１０の
下端部外側に下方の管ブロック体１０の係合突起１５を
目地部２０ａを設けて配設させる。また、図５に示すよ
うに左右方向に隣接する管ブロック体１０は、一方の管
ブロック体１０の一端部に次の管ブロック体１０の端部
を目地部２０ｂを設けて配設させて、各流体輸送管１
１，１１，…に複数の管ブロック体１０，１０，…を取
付ける。この目地部２０ａ，２０ｂの大きさ、つまり目
地間隔は、予め管ブロック体１０がボイラー内の温度に
対応させて、熱膨張しても閉じないだけの寸法に設計し
ておくとよい。As shown in FIG. 4, the pipe block bodies 10, 10, ... Adjacent to each other in the vertical direction have the engaging projections 15 of the lower pipe block body 10 on the outside of the lower end portion of the upper pipe block body 10 and the joint portions 20a. Is provided and arranged. Further, as shown in FIG. 5, in the pipe block bodies 10 adjacent in the left-right direction, one pipe block body 10 has one end portion provided with the joint portion 20b at the end portion of the next pipe block body 10, Each fluid transport pipe 1
A plurality of tube block bodies 10, 10, ... Are attached to 1, 11 ,. The sizes of the joint portions 20a and 20b, that is, the joint intervals, may be designed in advance so that the tube block body 10 does not close even if it thermally expands in accordance with the temperature inside the boiler.
【００１４】この管ブロック体１０と流体輸送管１１と
の間には、図示するようにクッション材２９を介して耐
火性モルタル２６が充填される。このクッション材２９
は、熱伝導率の低い材質、例えばＡｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2
を主成分とするセラミックファイバーを所定厚のシート
状に形成したものが好ましく、無機バインダーを用いて
管ブロック体１０の全面に貼設させてある。モルタル２
６は、ＳｉＣを主成分とするものが好ましい。A space between the pipe block body 10 and the fluid transport pipe 11 is filled with a refractory mortar 26 via a cushion material 29 as shown in the figure. This cushion material 29
Is a material having a low thermal conductivity, such as Al 2 O 3 or SiO 2
It is preferable that the ceramic fiber containing as a main component be formed into a sheet having a predetermined thickness, and is attached to the entire surface of the tube block body 10 by using an inorganic binder. Mortar 2
It is preferable that 6 has SiC as a main component.
【００１５】上記する上下左右に連結される各管ブロッ
ク体１０，１０間の目地部２０ａ，２０ｂには、クッシ
ョン材２７が充填される。このクッション材２７の材質
は、Ａｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2 を主成分とするセラミックフ
ァイバーと無機バインダーとを混合してペースト状とし
たものである。A cushion material 27 is filled in the joint portions 20a, 20b between the pipe block bodies 10, 10 which are vertically and horizontally connected. The material of the cushion material 27 is a paste prepared by mixing ceramic fibers containing Al 2 O 3 and SiO 2 as main components with an inorganic binder.
【００１６】この流体輸送管の保護構造においては、各
管ブロック体１０，１０間の目地部２０ａ，２０ｂにク
ッション材２７が充填され、さらに、流体輸送管１１と
管ブロック体１０との間にクッション材２９を介して耐
火性モルタル２６が充填されているため、クッション材
２７，２９の働きにより流体輸送管１１およびフィン２
３と管ブロック体１０の熱膨張率の違い、さらに流体輸
送管１１内での流体の移動に伴う流体輸送管１１の振動
によって管ブロック体１０に作用する応力が緩和され、
管ブロック体１０にクラックが生ずるのが防止される。In this protective structure of the fluid transport pipe, the joint portions 20a, 20b between the pipe block bodies 10, 10 are filled with the cushioning material 27, and the space between the fluid transport pipe 11 and the pipe block body 10 is further filled. Since the refractory mortar 26 is filled through the cushion material 29, the cushion materials 27 and 29 work to cause the fluid transport pipe 11 and the fins 2 to operate.
3 and the difference in the coefficient of thermal expansion between the tube block body 10 and the vibration of the fluid transport tube 11 accompanying the movement of the fluid in the fluid transport tube 11 relieve the stress acting on the tube block body 10,
It is prevented that the tube block body 10 is cracked.
【００１７】また、上記構成の管ブロック体１０を使用
することにより、燃焼ガスなどのボイラー内での燃焼に
よる生成物は、流体輸送管１１を被覆する管ブロック体
１０の外面１４の傾斜に沿って上昇する。さらに、管ブ
ロック体１０の上端の外面側の縁部に係合突起１５が形
成されていることと相俟って、上下に隣接する管ブロッ
ク体１０の目地部２０ａからボイラー内での燃焼による
生成物が管ブロック体の内面側に入り込むような流れが
生じにくくなる。このため、上下に隣接する管ブロック
体１０の目地部２０ａの隙間を広くとることができ、管
ブロック体１０のクラックが生ずるのを防止する効果が
より向上する。Further, by using the tube block body 10 having the above-described structure, the products of combustion gas or the like in the boiler are burned along the inclination of the outer surface 14 of the tube block body 10 covering the fluid transport tube 11. Rise. In addition to the fact that the engaging projections 15 are formed on the outer surface side edge of the upper end of the tube block body 10, combustion occurs in the boiler from the joint portions 20a of the vertically adjacent tube block bodies 10. A flow in which the product enters the inner surface side of the tube block body is less likely to occur. Therefore, the gap between the joint portions 20a of the vertically adjacent pipe block bodies 10 can be widened, and the effect of preventing cracks in the pipe block bodies 10 is further improved.
【００１８】特に、管ブロック体１０の両側面には、テ
ーパー部２１が設けられていることにより、左右に隣接
する管ブロック体１０の目地部２０ｂの隙間を広くと
り、かつ隙間の外面側を狭くすることができる。このた
め、隙間が閉じた場合の熱応力を低減させることができ
る。In particular, the tapered portions 21 are provided on both side surfaces of the pipe block body 10, so that the joint portions 20b of the pipe block bodies 10 which are adjacent to each other on the left and right sides have a wide gap and the outer surface side of the gap. Can be narrowed. Therefore, the thermal stress when the gap is closed can be reduced.
【００１９】[0019]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、各管ブロ
ック体間の目地部にクッション材が充填されているた
め、流体輸送管およびフィンと管ブロック体の熱膨張率
の違い、さらに流体輸送管内での流体の移動に伴う流体
輸送管の振動が原因となって、管ブロック体に生ずる応
力を緩和させることができ、管ブロック体のクラックの
発生を防ぐことができる。As described above, according to the present invention, since the joints between the pipe block bodies are filled with the cushion material, the difference in the thermal expansion coefficient between the fluid transport pipe and the fin and the pipe block body, The stress generated in the pipe block body due to the vibration of the fluid transport pipe accompanying the movement of the fluid in the fluid transport pipe can be relieved, and the generation of cracks in the pipe block body can be prevented.
【図１】本発明に用いられる管ブロック体を示す正面図
である。FIG. 1 is a front view showing a tube block body used in the present invention.
【図２】図（ａ）（ｂ）（ｃ）は、図１の管ブロック体
のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線に沿う各断面図であ
る。2 (a), (b), and (c) are cross-sectional views taken along the line AA, the line BB, and the line CC of the tube block body of FIG.
【図３】図（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、図１の管ブロ
ック体のＤ−Ｄ線、Ｅ−Ｅ線、Ｆ−Ｆ線、Ｇ−Ｇ線に沿
う各断面図である。3 (a), (b), (c), and (d) are cross-sectional views taken along the lines DD, EE, FF, and GG of the tube block body of FIG. Is.
【図４】図（ａ）（ｂ）は、図２の管ブロック体の
（ａ）（ｃ）断面部における流体輸送管の被覆状態を示
す各断面説明図である。4 (a) and (b) are cross-sectional explanatory views showing a covering state of a fluid transport pipe in cross-sections (a) and (c) of the pipe block body of FIG.
【図５】図（ａ）（ｂ）は、図３の管ブロック体の
（ｃ）（ｄ）断面部における流体輸送管の被覆状態を示
す各断面説明図である。5 (a) and 5 (b) are cross-sectional explanatory views showing a covering state of the fluid transport pipe in cross-sections (c) and (d) of the pipe block body of FIG.
【図６】従来の流体輸送管の被覆状態を示す断面説明図
である。FIG. 6 is a cross-sectional explanatory view showing a covering state of a conventional fluid transport pipe.
１０ 管ブロック体 １１ 流体輸送管 ２０ｂ 目地部 ２７ クッション材 10 tube block 11 Fluid transport pipe 20b joint 27 Cushion material
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−53941（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−15367（ＪＰ，Ａ) 実開 昭51−6109（ＪＰ，Ｕ) 実開 平７−2701（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭50−58326（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−21101（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−3204（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭41−23458（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F22B 37/10 602 F23M 5/00 F23M 5/08 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-50-53941 (JP, A) JP-A-48-15367 (JP, A) Actually open Sho 51-6109 (JP, U) Actual-open flat 7- 2701 (JP, U) Actual opening 50-58326 (JP, U) Actual opening 56-21101 (JP, U) Actual opening Flat 4-3204 (JP, U) Actual public 41-23458 (JP, Y1) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) F22B 37/10 602 F23M 5/00 F23M 5/08
Claims (3)
ブロック体間の目地部に、Ａｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2 を主成
分とするセラミックファイバーと無機バインダーとを混
合してなるペースト状のクッション材を充填したことを
特徴とするボイラー内流体輸送管の保護構造。1. A paste-like mixture obtained by mixing a ceramic fiber containing Al 2 O 3 and SiO 2 as a main component and an inorganic binder in a joint portion between respective tube block bodies for protecting a fluid transportation pipe in a boiler. A protective structure for a fluid transport pipe in a boiler, characterized by being filled with a cushion material.
流体輸送管被覆部を備え、下端側から上端側に向けて徐
々に肉厚となるように外面に傾斜が設けられると共に、
上端の外面側縁部に係合突起が形成され、両側面にテー
パー部が設けられていることを特徴とする請求項１記載
のボイラー内の流体輸送管の保護構造。2. The pipe block body is provided with a fluid transport pipe covering portion having an arcuate cross section, the outer surface of which is inclined so that the thickness gradually increases from the lower end side to the upper end side, and
The protective structure for a fluid transportation pipe in a boiler according to claim 1, wherein an engaging projection is formed on an outer surface side edge portion of the upper end, and taper portions are provided on both side surfaces.
連構成以上であることを特徴とする請求項１または２記
載のボイラー内の流体輸送管の保護構造。3. The fluid transport pipe covering portion of the pipe block body is 2
The structure for protecting a fluid transport pipe in a boiler according to claim 1 or 2, wherein the structure is continuous or more.
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|---|---|---|---|
| JP09523897A JP3378762B2 (en) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | Protection structure for fluid transport pipes in boilers |
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|---|---|
| JPH1054506A JPH1054506A (en) | 1998-02-24 |
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|---|---|---|---|---|
| JP6568417B2 (en) * | 2015-07-06 | 2019-08-28 | 株式会社東芝 | Heat transfer tube and manufacturing method thereof |
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1997
- 1997-03-28 JP JP09523897A patent/JP3378762B2/en not_active Expired - Fee Related
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