JPH03128990A - 微粒状ないし粉塵状の燃料を常圧下に在る貯蔵バンカから、高めた圧力下に在るガス化反応器中にニューマチック式に輸送する方法および装置 - Google Patents

微粒状ないし粉塵状の燃料を常圧下に在る貯蔵バンカから、高めた圧力下に在るガス化反応器中にニューマチック式に輸送する方法および装置

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JPH03128990A
JPH03128990A JP1072046A JP7204689A JPH03128990A JP H03128990 A JPH03128990 A JP H03128990A JP 1072046 A JP1072046 A JP 1072046A JP 7204689 A JP7204689 A JP 7204689A JP H03128990 A JPH03128990 A JP H03128990A
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ハンス‐リヒヤルト・バウマン
Hans-Reiner Schweimanns
ハンス‐ライナー・シュヴアイマンス
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は微粒状ないし粉塵状の燃料を常圧下に在る貯蔵
バンカから、高めた圧力下に在って〆前記燃料が飛散流
で酸素および/−i:たは空気ならびに場合によっては
水蒸気によってガス化されるガス化反応器中にニューマ
チック式に輸送する方法であって、前記燃料を貯蔵バン
カからポット圧送機によって配量容器を介してガス化反
応器中に輸送する形式のものに関する。さらに、本発明
はこの方法を実施するための装置に関する。
〔従来の技術〕
高い炭素含量を有する微粒状ないし粉塵状の燃料、たと
えば炭塵、ビート、水素添加残分鮫よび/または煙塵を
、高めた圧力下でガス化する場合、がス化ナベき燃料を
常圧下に在る貯蔵バンカから、ガス化圧下に在るガス化
反応器中に輸送することが必要となる。この場合、10
〜100バール、特に25〜45バールの範囲内にある
ガス化圧で作業するのが通例であるので、このことは簡
単には解決しえない技術曲間(3) 題である。この問題を解決するためには既に過去に訃い
て種々の提案がなされている。
そこで、西ドイツ国特許第1228742号明細書と関
係している同第1189226号明細書には冒頭で述べ
た形式の方法が既に提案されていて、この方法ではガス
化すべき燃料を輸送ガスを用いて、常圧下に在る貯蔵バ
ンカからポット圧送機中に輸送し、このポット圧送機か
ら相応する圧力上昇後に、配量容器を介してガス化反応
器中に輸送する。循環させて再使用することができる輸
送ガスとしては不活性ガス、特に窒素または空気が使用
される。しかしこの場合には、たんに唯一つのポット圧
送機を使用するようにしただけであるので、ガス化すべ
き燃料な配量容器に供給することはたんに不連続的に行
なうことができるにすぎない。
上記特許明細書に記載の作業法は、たしかに原則的には
前記問題に対する使用可能な解決手段ではあるが、しか
し今日、大規模工業的プラントに訟いてはガス化反応器
が常に2つ以上の(4) バーナを備えていて、これらのバーナに対しては均一で
かつ連続的な燃料供給が保証されなげればならないとい
う事実を考えると、この公知作業法にはなお一層の構成
および改善が必要である。
〔発明が解決しようとする課題〕
ゆえに本発明の課題は冒頭で述べた形式の方法を、ガス
化反応器が2つ以上のバーナを有しているような大規模
工業的プラントにち・いて使用するのに適当であるよう
に改善することである。それと同時に方法条件は、全て
のバーナに対して均一かつ連続的な燃料供給が最適条件
下で保証されているように構成されなげればならない。
さらに、本発明の課題はこの方法を実施するための有利
な装置を提供することである。
〔課題を解決するための手段〕
前記課題を解決するために本発明によれば冒頭で述べた
形式の方法において、中心の配量容器を介してガス化反
応器の全てのバーナに燃料を供給し、その際燃料取出し
に適合されている、該配量容器に対する燃料供給を、互
いに時間的に変位して充填されかつ空にされる少なくと
も2つのポット圧送機を介して連続的に行なうようにし
た。この方法を実施するための本発明による装置では、
ポット圧送機が配量容器の側方に配置されていて、かつ
該配量容器と輸送管を介してのみ連通している。このよ
うに構成されていると、本発明による方法を有利に実施
することができる。
〔発明の作用ならびに効果〕
本発明による作業法によシ次のことが達成される。すな
わち、全てのバーナに対する燃料供給に役立つ中心の配
量容器中に燃料堆積層の安定したレベルが生じ、したが
って配量容器中の燃料堆積層に多種多様にガスが貫流す
ることによって生じる変動が回避され、ひいてはこの変
動がバーナへの燃料桶送の均一性を損うことが回避され
るようになる。この場合には配量容器に、交互に充填さ
れかつ空にされる少なくとも2つのポット圧送機を配置
することによシ、こr7) の配量容器、ひいては後置されたバーナに対する連続的
な燃料供給が保証されている。
本発明による方法のもう1つの重要な特徴は、配量容器
への燃料供給時およびとの配量容器からの燃料取出し時
に、使用される燃料の嵩密度の60〜90%程度である
高い輸送流密度で作業する点に認められる。この場合に
、この高い輸送流密度には次のような利点がある:1、
 高めた圧力下での輸送ガス使用量が著しく減少する。
この使用量はたとえば典型的な石炭塵の場合に、燃料1
トンにつきわずか1.2〜1.5m3の範囲内である。
2、輸送管中での燃料−ガス混合物の速度を2〜8 m
/θに低下させることができる。
これによシ、貫流される装置部分における摩耗が最小に
される。
ろ、輸送管中では栓輸送(Pfropfen foer
aer−ung)が生じるのではなく、液体流に似た著
しく均一の流動輸送が生じる。
如何なる輸送ガスがこの系で使用されるのか/Q) (l) は第一に、ガス化の際に形成される粗ガスが如何なる目
的に役立つと望ましいかに依存している。合成ガスを製
造する場合には、ポット圧送機までのニューマチック式
燃料輸送ならびにこのポット圧送機から配量容器へのニ
ューマチック式燃料輸送のために不活性ガス、特にC0
2を使用し、配量容器には可燃性がスを供給して、この
可燃性がスによシ同様に燃料を配量容器からバーナにニ
ューマチック式に輸送させることが有利である。このよ
うにして、ガス化する際に生じる粗ガス中に在って、こ
の粗ガスを引き続き処理して合成ガスにする際に望まし
くない厄介物となる不活性ガスの割合を1〜2%のゾロ
セスに対して許容しうる割合に低減させることができる
。輸送ガスとして役立つ可燃性ガスとはこの方法で形成
されるCO2不含の合成ガスか、または合成装置のガス
精製装置からの残留ガスまたはフラッシュガスであって
よい。そこで、たとえばクラウス(C1aus)装置か
らのso2含有残留ガスを使用し、ひいてはガス化反応
器に診ける環境保護的な処理に供給することができる。
それに対して、ガス化の際に形成される粗ガスをたとえ
ばガスー蒸気タービン発電所用の可燃ガスを製造するた
めに使用したい場合には、ガス化の際に生じる粗ガス中
の特定の不活性ガス含分は重要でない。この場合は全装
置にむいて不活性ガス、たとえば6φの最大酸素含有率
を有する不純窒素トよび/咬たはCO2を輸送ガスとし
て使用することができる。
本発明による方法のその他の詳細は請求項2から71で
に記載されている。
〔実施例〕
次に、合成がスを発生させる場合の本発明の1実施例を
図面につき詳説する。
この場合、後処理プラントの貯蔵バンカから到来する、
常圧下に在る炭塵は不活性輸送ガスとしてのCO2によ
って導管1を介してサイクロの輸送ガスは精製された状
態で導管22を介して引き出される。この輸送のために
は、約2〜4バールの低い過圧で炭塵1トンあたり約5
゜Nm3のCO2が必要とされる。充填過程の間はサイ
クロンフィルタ2aも、これに所属するポット圧送機3
aも常圧下に在るので、炭塵は重力の影響を受けて導管
4を介してポット圧送機3aに流入する。このポット圧
送機3a中で所要充填レベルが達成されるやいなや、導
管4を介する炭塵供給はこの導管4中に配置されている
弁5を閉鎖することによって中断される。弓き続き、弁
6aの開放後にCO2が導管γを介してポット圧送機3
a中に圧送され、この圧送は配量容器8中を支配する運
転圧よりも一般に0.5〜2バール高い圧力がボット圧
送機中に生じるまで行なわれる。この実施例にふ・いて
ポット圧送機3a中では31バールの圧力が存在し、配
量容器8中では圧力は約30パールである。
それゆえに5、弁9の開放後に炭塵は差圧の影響を受け
て暢送管102介して配量容器8中に圧送される。この
場合に導管Tからは導管11と導管12が分岐1−てい
て、これらの導管により付加的なCO2をホッパ状先細
部の範囲内で、均一に分配された管片を介してポット圧
送機3aに導入することができる。この付加的なCO2
供給は第一には輸送管10を介して引き出される炭塵の
輸送流密度を調節して、この輸送流密度が本発明による
構成では使用される炭塵の嵩密度の60〜90多程度と
なるようにするために役立つ。それと同時にこのガス導
入により、ポット圧送機3aから炭塵が流出する際にブ
リッジ形成が阻医される。しかし、導管11および12
を介しての002供給はポット圧送機3a中で炭塵が流
動床に類似して浮遊しないように制限される。輸送管1
0には導管13が開口していて、この導管13により必
要に応じて洗浄ガスを輸送管10に吹き込んで、この輸
送管をポット圧送機3aを空にしかつ弁9を閉鎖した後
に後洗浄することができる。この場合、洗浄ガスとして
は形成された合成がスの部分流を使用(11) することができる。
ポット圧送機3aを完全に空にした後、導管7.11$
−よび12を介するCO2供給は中断され、かつポット
圧送機3aは2段階で放圧される。第1放圧段階にかい
て、CO2は導管14を介して緩衝容器15に導入され
る。この場合に、ポット圧送機3a中の過圧の約70%
が削減される。緩衝容器15に捕集されたCO2は導管
16を介して引き出され、かつ炭塵をサイクロンフィル
タ2aにニューマチック式に輸送するために再使用する
ことができる。この場合、とのCO2は使用量の約75
%をカバーする。第2放圧段階に督いて弁1γaは閉鎖
されていて、弁18訃よび19が開放されているので、
軽度に不純化されたCO2は導管20および21を介し
てサイクロンフィルタ2aに導入される。このサイクロ
ンフィルタからCO2は連行された炭塵を分離した後に
導管22を介して大気中に放出される。
本発明によれば配量容器8にはもう1つのポ(12) ット圧送機3bと、この輸送機に所属するサイクロンフ
ィルタ2bとが配属されていて、しかも交互に一方のポ
ット圧送機ばそのつど充填され、他方のポット圧送機は
そのつど空にされる。
こうして、配量容器8には連続的に炭塵を供給すること
ができ、しかも配量容器8に対するこの炭塵供給は炭塵
取出しに適合されでいで、この場合配量容2〈8中の炭
塵堆積層レベルは極めて僅かな変動しか有しない。これ
らの変動範囲は第1図ではノ・ツチングにより示されて
いる。
ポット圧送機3bとサイクロンフィルタ2bに配属され
た導管3よび弁はポット圧送機3aおよびサイクロンフ
ィルタ2aに耘げる対応する導管および弁とそれぞれ同
じ参照符号を備えている。これらの導管によび弁は機能
的にも同じであるので、これらの作用形式をここでもう
一度詳説することは省く。
本発明の構成では、ポット圧送機3aおよび3bが配量
容器8の測方に配置されていて、この容器上方で鉛直に
は配置されて耘らずかつこの容器とそれぞれ輸送管10
を介してのみ連通しているようになっている。このよう
に構成することにより、−面において全装置のコンパク
トな構造が可能となり、他面にかいて配量容器8に対す
る燃料輸送が輸送管10を介して重力の影響を受けて行
なわれることが阻止され、ひいてはこのことが輸送調整
可能性を損うことが阻止される。この場合に、ポット圧
送機3aおよび3bの設計は、一般に公知でかつ使用さ
れる燃料に対して特異的に検出されたデータを考慮して
行なわれ、この場合、ポット圧送機を輸送管10を介し
て完全かつ均一に空にすることがこの輸送管に輸送ガス
を付加的に添加することなく保証されているようにする
。ポット圧送機3aおよび3bを空にすることは、配量
容器8中で最低許容燃料充填レベルが達成された場合に
そのつど交互に開始される。この最低充填レベルは第1
図では配量容器8中の7・ツチング範囲の下限線によっ
て示されている。空にする際の質量流量はポット圧送機
3aQよび3bと(1ら) 配量容器8との間の、調節されかつ自動的に後調節され
る差圧に左右される。この差圧は差圧計23 a 督よ
び23t)によシ検出され、これらの差圧計はインパル
ス導線24aおよび241)を介してポット圧送機3d
および3bと、エキ・パルス導線25ahよび25bを
介して配量容器8とそれぞれ接続していて、かつ差圧調
節器を介して弁6aないしは弁6bおよび17aないし
は171)に作用する。この場合、差圧調節機構の機能
形式は次のとおシである: 配量容器8からガス化反応器27に通じる導管3d、3
9.40.41における燃料質量流量が検出され、かつ
合計されて燃料−全質量流量となる。導管3 B 、 
39 、40 および41中の適当な測定器によシ、こ
の質量流量はガス化反応器27の設計に応じて全負荷と
なるように調節される。この質量流量は、配量容器8と
ガス化反応器27との間で一定の差圧が調整されて保持
される場合には、たんに維持するだけでよい。この差圧
は差圧計44によシ検出され、/IA) この差圧計はインパルス導線45を介して配量容器8と
、またインパルス導線46を介してガス化反応器27と
接続している。この場合にこの差圧計44は配量容器8
に導管33を介してガスを供給するための調節弁47と
、配量容器8からガスを引き出すための調節弁49とに
作用する。この場合、差圧計44の目標値は自動的にま
たは手で干渉することにより変えることができる。
既に上述した差圧計23 a および23bの作用は差
圧計44の機能と比較することができる。
差圧計23ahよび231)の目標値は差圧計44の目
標値に比例して自動的に適合される。
したがって、ガス化反応器27に対する燃料質量流量は
ポット加圧機3aおよび3bから配量容器8に燃料を補
給するためのガイド量である。
ポット圧送機3aから配量容器8に通じる輸送管10は
ポット圧送機3bから配量容器8に通じる対応する導管
とは異なる圧力損失を有することがあるので、それぞれ
の差圧は2つの別個の差圧計23a3よび231)によ
シ検出されかつ調節されなげればならない。差圧計23
 a 訟よび231)の目標値を変えることはガス化反
応器27に通じる導管における燃料−全質量流量に比例
して直接に行なうこともできる。ガス化反応器21に通
じる導管に釦げる質量流量の検出ならびに全質量流量の
検出は本発明の対象ではないので、詳説することは差し
控える。
この場合には差圧調節機構によって調節される燃料−質
量流量は100〜25%の変動範囲を有することができ
ると望ましく、このようにすれば配量容器8中でほぼ一
定の充填レベルが全ての運転条件下で保証されているよ
うになる。
配量容器8は既述したようにガス化反応器27の全ての
バーナに対する中心の燃料供給に役立つ。この実施例に
おいては、配量容器8からガス化反応器27中のバーナ
に炭塵を輸送するための輸送ガスとして、形成された合
成ガス(CO+H2)の部分流が使用される。この部分
流はガス処理装置29から導管30を介して弓き出され
、かつ圧縮機31中で所要圧力にもたらされる。引き続
き、この合成がスは導管32を介して導管33および3
4に到達し、これらの導管を介してこの合成ガスは配量
容器8のホッパ状先細部の範囲で、均一に分配された管
片を介してこの配量容器に導入される。この場合に、導
管32を介して引き出された合成ガスは蒸気加熱された
熱交換器35中で、少なくとも配量容器8中の炭塵の温
度を有するようになる1で加熱される。炭塵はこの配量
容器から導管36を介して引き出され、その際導管33
訟よび34によるガス供給は、炭塵のグリッジ形成が回
避されかつ導管36ならびに後置されてバーナに通じて
いる導管中での輸送流密度が使用される炭塵の嵩密度の
60〜90多程度であるように調節される。導W36を
介して炭塵は分配器37に流入し、この分配器から炭塵
は均一に分配されて導管38.39.40および41を
介してガス化反応器37の4つのバーナ(図示しない)
に供給される。この場合、導管40ふ・よび41は第1
図ではたんに短かく示されている。バーナはガス化反応
器27中で一平面内に同心で、それぞれ2つのバーナが
向かい合っている形で配置されている。勿論、実地では
バーナの数分よび配置形式がこの実施例と異なっていて
もよい。ガス化反応器27中では炭塵が飛散流で酸素お
よび/丑たは空気ならびに場合によっては水蒸気によっ
て自体公知の方法でガス化され、しかも生じる粗ガスは
ガス化反応器27と一緒に1とめられて1つの構造ユニ
ットを形成している廃熱ボイラ28中で冷却され、引き
続き導管42でガス処理装置29に供給される。このガ
ス処理装置中では粗ガスから合成ガスへの変換が行なわ
れて、この合成ガスを導管43を介して引き出し、かつ
引き続きその使用に供給することができる。
この場合、炭塵なガス化することも、ガス化の際に生じ
る粗ガスを引き続き処理して合成ガスにすることも、自
体公知の方法で行なわれる。
この工程の詳細は、この工程が本発明の対象で(19) はないので詳説しない。
炭塵のガス化反応のためには短かい滞留時間しか利用で
きないので、ガス化反応器27のバーナに炭塵を供給す
ることに対しては炭塵−質量流量の高い均一性が保証さ
れていなげればならない。本発明による方法を実施すれ
ばポット圧送機3a3よび3bから配量容器8中に炭塵
を連続的に補給することに基づきこの配量容器中に炭塵
堆積層の比較的安定したレベルならびに安定したガス流
が生じるので、前記の要求は本発明による方法を用いれ
ば十分に満たされる。
この場合、わずか±2%の輸送流密度の変動範囲を保証
することができる。この場合に配量容器8の設計は一般
に公知でかつ使用される燃料に対して特異的に検出され
たデータを考慮して行なわれ、この場合、導管36を介
して完全かつ均一に空にすることがこの導管中に輸送ガ
スを付加的に添加rることなく保証されているようにす
る。配量容器8からガス化反応器27の11!A々のバ
ーナに炭塵を輸送する際の質量流量は(20) 配量容器8と、ガス化反応器27との間の、調節されか
つ自動的に後調節される差圧に左右される。この差圧調
節の詳細に関しては、既に上で述べた。
合成ガスを製造する場合、充填過程の間にポット圧送機
3aないし7ri3 bから配量容器8に侵入する、輸
送ガスとして役立つCO2は導管33ち・よび34を介
して導入される合成ガスによって十分に排除されなげれ
ばならないので、配量容器8中では目標値を上回わる過
圧が生じる。それゆえに、過剰輸送ガスは導管26を介
して配量容器8から排出される。この過剰ガスは合成ガ
スと002とからなる混合ガスであって、CO2含分が
主体である。いずれにせよガス化反応器27中で炭塵を
ガス化する際にはCO2含有の粗ガスが形成されるので
、前記の混合ガスはガス化反応器27の急冷部分に戻す
か、またはガス化の際に形式された粗ガスにこの粗ガス
がガス処理装置29に流入する前に添加することができ
る。それゆえに、導管26を介して排出されたガスは壕
ずフィルタ50中で、連行された炭塵を除去され、次い
で導管51および52を介してガス化反応器2γの急冷
部分ないしはガス処理装置29に流入する。この場合に
、導管26を介して配量容器8から排出されるガスの量
は導管51中の弁49により調節される。
このガスを本発明の構成ではガス化反応器27ないしは
ガス処理装置29に戻すようにすることにより、合成ガ
スがボット圧送機3a>よび3bならびにサイクロンフ
ィルタ2aおよび2bの不活性ガス路中には流入しない
ことが確保される。したがって、不活性輸送媒体として
これらの装置中で使用されたCO2を上述したように回
収することが保証されていて、會た導管22を介して不
活恒でない輸送ガスが噴出することによって環境が汚染
されることも回避される。この方法に新しいCO2を導
入しなげればならない場合は、その供給は相応する圧縮
後に導管53を介して行なわれる。この場合には、ガス
処理装置29中で粗ガスから分離されたC02(9ろ) を−緒に使用することができる。
それに対して可燃ガスを発生させる場合に全装置中で輸
送ガスとしてたとえばガス化酸素を供給する空気分解装
置からの酸素含有窒素を使用したい場合は、配量容器8
から導管26゜51$−よび52を介して排出された過
剰ガスはいずれにせよ導管54を介してガス化反応器2
1の反応帯域に導入されなければならない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の1実施例を示すフローシトである。 1・・・導管、2a、2b・−・サイクロンフィルタ、
3a、3b・・・ポット圧送機、4・・・導管、5゜5
a、5b・・・弁、7・・・導管、8・・・配量容器、
9・・・弁、10・・・輸送管、11.12.13.1
4・・・導管、15・・・緩衝容器、16・・・導管、
Ir&。 17b、18.19・・・弁、20.21.22・・・
導管、23 a 、 23 b−・差圧計、24 a、
、 24b。 25a、25b・・・インパルス導線、26・・・導管
、27・・・ガス化反応器、28・・・廃熱ボイラ、2
9・・・ガス処理装置、30・・・導管、31・−・圧
縮機、32.33.34・・・導管、35・・・熱交換
器、36・・・導管、37・・・分配器、3B、39.
40゜41.42.43・・・導管、44・・・差圧計
、45゜46・・・インパルス導線、47.49・・・
調節弁、50・・・フィルタ、51.52,53.54
・・・導管 ktt4ノ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、微粒状ないし粉塵状の燃料を常圧下に在る貯蔵バン
    カから、高めた圧力下に在つて前 記燃料が飛散流で酸素および/または空気ならびに場合
    によつては水蒸気によつてガス化されるガス化反応器中
    にニユーマチツク式に輸送する方法であつて、前記燃料
    を貯蔵バンカからポット圧送機によつて配量容器を介し
    てガス化反応器中に輸送する形式のものにおいて、中心
    の配量容器を介してガス化反応器の全てのバーナに燃料
    を供給し、その際燃料取出しに適合されている、該配量
    容器に対する燃料供給を、互いに時間的に変位して充填
    されかつ空にされる少なくとも2つのポット圧送機を介
    して連続的に行なうことを特徴とする、微粒状ないし粉
    塵状の燃料を常圧下に在る貯蔵バンカから、高めた圧力
    下に在るガス化反応器中にニユーマチツク式に輸送する
    方法。 2、配量容器への燃料供給時および該配量容器からの燃
    料取出し時に、使用される燃料の嵩密度の60〜90%
    程度である輸送流密度で作業する、請求項1記載の方法
    。 3、燃料質量流量を差圧測定により調節する、請求項1
    または2記載の方法。 4、合成ガスを発生させる場合に、燃料を不活性ガスを
    用いてポット圧送機中に輸送し、かつ該ポット圧送機中
    で作業圧にもたらし、配量容器には可燃性ガスを供給す
    る、請求項1から6までのいずれか1項記載の方法。 5、可燃ガスを発生させる場合に、全装置において不活
    性ガスを輸送ガスとして使用する、請求項1から4まで
    のいずれか1項記載の方法。 6、配量容器で発生する過剰輸送ガスを、ガス化反応器
    および/またはガス処理装置に戻す、請求項1から5ま
    でのいずれか1項記載の方法。 7、燃料にポット圧送機からの流出時に付加的な輸送ガ
    スを、ブリッジ形成を回避しながら所望の輸送流密度が
    生ずるような量で混加する、請求項1から6までのいず
    れか1項記載の方法。 8、請求項1から7までのいずれか1項記載の方法を実
    施するための装置において、ポット圧送機(3a、3b
    )が配量容器(8)の側方に配置されていて、かつ該配
    量容器と輸送管(10)を介してのみ連通していること
    を特徴とする、微粒状ないし粉塵状の燃料を常圧下に在
    る貯蔵バンカから、高めた圧力下に在るガス化反応器中
    にニユーマチツク式に輸送する装置。
JP1072046A 1988-03-26 1989-03-27 微粒状ないし粉塵状の燃料を常圧下に在る貯蔵バンカから、高めた圧力下に在るガス化反応器中にニューマチック式に輸送する方法および装置 Pending JPH03128990A (ja)

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DE3810404.0 1988-03-26

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