JPH04259700A - 低差圧回転式サイフォン組立体 - Google Patents

低差圧回転式サイフォン組立体

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JPH04259700A
JPH04259700A JP3269713A JP26971391A JPH04259700A JP H04259700 A JPH04259700 A JP H04259700A JP 3269713 A JP3269713 A JP 3269713A JP 26971391 A JP26971391 A JP 26971391A JP H04259700 A JPH04259700 A JP H04259700A
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JP
Japan
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condensate
steam
shoe
differential pressure
flow surface
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JP3269713A
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Gerald L Timm
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Johnson Corp
Original Assignee
Johnson Corp
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Publication date
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    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B13/00—Machines and apparatus for drying fabrics, fibres, yarns, or other materials in long lengths, with progressive movement
    • F26B13/10—Arrangements for feeding, heating or supporting materials; Controlling movement, tension or position of materials
    • F26B13/14—Rollers, drums, cylinders; Arrangement of drives, supports, bearings, cleaning
    • F26B13/18—Rollers, drums, cylinders; Arrangement of drives, supports, bearings, cleaning heated or cooled, e.g. from inside, the material being dried on the outside surface by conduction
    • F26B13/183—Arrangements for heating, cooling, condensate removal
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F5/00—Dryer section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F5/02—Drying on cylinders
    • D21F5/10—Removing condensate from the interior of the cylinders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F5/00—Elements specially adapted for movement
    • F28F5/02—Rotary drums or rollers

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  • Thermal Sciences (AREA)
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  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Jet Pumps And Other Pumps (AREA)

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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は蒸気加熱式回転乾燥ドラ
ムのための低差圧サイフォン組立体に係わり、具体的に
は、回転式サイフォン組立体のためのピックアップシュ
ー（ｐｉｃｋ−ｕｐ　ｓｈｏｅ）に関する。
【０００２】┯従来の技術並びに発明が解決しようとす
る課題┨高速回転式ドラムの応用機器における復水除去
手段に対する要求事項は、静止あるいは低速回転式ドラ
ムの応用機器のものと異なっている。抄紙器等のための
蒸気乾燥ドラムの分野では、ドラムから復水を除去する
ためにサイフォンパイプが長い間用いられてきており、
また、復水を拾い上げるのを助けるスコップのごとき手
段並びに流れ指向手段は、ドラムの最下方部から復水を
除去する静止サイフォンパイプとともに通常用いられて
いる。また、回転式サイフォンは、乾燥用ドラムのより
高い回転速度のために復水が遠心力の故に乾燥用ドラム
の内周面全体に多少とも均一な層をなして分配されるよ
うな応用機器に用いられている。これらの高回転速度応
用機器では、その遠心力がドラム内壁からの復水の除去
を駄目にしてしまう。
【０００３】代表的な場合、蒸気加熱式回転サイフォン
は蒸気と流体との双方を取り扱っており、復水がサイフ
ォンに引き込まれる際に蒸気がそのサイフォン内に不注
意で導入されてしまう。在来の回転式サイフォンの圧力
損失特性ではその蒸気の質量流量で単調な振舞い即ち行
動はなされない。高流量では、流量が増大すると二次的
に増加する圧力損失がその蒸気の質量流量により生ずる
。他方、低流量では、混合体の密度が増加し、また、復
水に作用する遠心力に抗してドラムの回転軸線にサイフ
ォン組立体を介して混合体を揚程する際に圧力損失が生
ずる。また、復水の流れが充分な即ちかなりの期間停止
していると、ロール内部の流体レベルが高まり、サイフ
ォンの入口は覆われてしまい、密度の高い柱状流体を移
動させるのに大きな差圧が必要となる。
【０００４】蒸気で吸引されるサイフォンは復水の除去
を高めるために用いられており、吸引を生ずる回転式サ
イフォンを開示している米国特許には第４，７１８，１
７７号、第４，６０６，１３６号、第４，５１６，３３
４号及び第２，９９３，２８２号があり、また、英国特
許第２，４１３，２７１号　には吸引式サイフォンの別
の例が開示されている。これら特許に開示されているも
のの各々には、本発明の新規な開放式復水流路の設計形
状とは異なってピックアップ先端部に流れ指向手段が組
み込まれている。この形式の設計形状に伴う圧力損失に
より、ドラムから復水を除去するのにその圧力損失を補
償するより高い差圧を適用することが必要である。
【０００５】米国特許第　４，７１８，１７７号では、
断面が三角形状の蒸気吹き出しラインの形をした設計形
状の流れ指向手段が用いられている。この特許では三角
形状の再指向効果が組合わさっており、その三角形状の
底辺は乾燥用ドラムの長手方向軸線と平行になっており
、円筒状復水ピックアップ手段に設けられた細長い溝孔
内に位置決めされている再指向装置の頂点のところの複
数の孔からの復水流の方向に蒸気を注入することにより
ジェットポンプ効果を得ている。
【０００６】従来のいくつかの蒸気吸引式サイフォンに
は小さな蒸気注入ポート、代表的な場合、０．３２３平
方ｃｍ（０．０５平方インチ）程度の蒸気注入ポートが
組み込まれており、その蒸気注入ポートはサイフォン先
端部からシリンダの中心線へ向かってづらされた半径方
向位置に位置している。これらの特許ではドラムの壁と
流体との界面に作用しない位置で蒸気が導入されており
、従って蒸気は流体の排出を助けるという点で効果的で
はない。米国特許第　２，９９３，２８２号及び同第　
４，６０６，１３６号並びに英国特許第２４１，１７１
号に開示されているものはこの構造のものである。これ
らの装置でもってした場合、蒸気注入ポートは復水の流
れ内に蒸気を運んで混合体の密度を低減させないばかり
でなく、その復水の流れに対向してその混合体の密度を
低減させるようにはなっていない。混合体の密度を低減
させることで復水除去効率が高められ、その復水除去効
率が高められるということは低流量での圧力損失の増大
を相殺する意味で特に重要である。小さな孔に固有の別
の制限即ち問題は、先端部が復水で覆われている場合、
混合体の密度を低減させることにそれら孔がほとんど助
けとならないことである。
【０００７】本発明の目的は、在来の回転式サイフォン
よりも低い差圧で復水をより効率よく除去するようにな
った回転式乾燥ドラムを提供することである。
【０００８】本発明の別の目的は、本発明の設計限界内
で蒸気ポートの溢流を阻止する回転式サイフォンを提供
することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明による低差圧回転
式サイフォンの構造はそれの作動特性を改良する２つの
基本的な特徴事項を有している。第１には、大きな環状
チャンネルにより、サイフォンの中心線に向かって半径
方向に蒸気を指向させる蒸気ポートが画成されていると
ともにシリンダからの蒸気がサイフォンピックアップ領
域に導かれている。このチャンネルの領域は従来の特許
のインジェクタのものよりもかなり大きくてより多量の
蒸気が流れるのを可能にし、その結果復水混合体の密度
をかなり低減させることにより復水除去率が高められる
。本発明の第２の基本的特徴事項は、蒸気の流れを先端
領域に導入することであり、その先端領域では蒸気は復
水に直接作用してドラム凹所即ち空所からの吸引を助け
るようになっている。これらの特徴事項並びに別個のチ
ャンネルを介して復水をサイフォン中央プレナムに導入
するという本発明の特徴事項により低作動差圧で所望と
される復水除去率を達成することができる。
【００１０】具体的には、本発明では、ドラム胴体に隣
接して配置された復水流路と、復水を受領する中心プレ
ナムとを形成することにより上述したことが達成される
。サイフォンフート内に同軸線関係をなして位置した環
状コアにより実質的に環状の注入ポートが画成され、そ
の注入ポートの入口はドラム内部と連通しており、また
、その注入ポートの出口はフートプレナムに向かって指
向されている。そして、環状ポートはコアに設けられた
突起によって保持され且つ決定された、コアとフートと
の間の離隔距離によって画成されている。
【００１１】サイフォンパイプはコアを介してフートプ
レナムと連通しており、また、そのコアから半径方向に
離隔されたフートに設けられている環状延長部により凹
所が画成されており、その凹所の近接縁部はフート流れ
経路から遠く離隔されていて復水がその凹所に流入する
のを阻止している。その凹所にはポート入口が連通して
いる。
【００１２】ドラム及びサイフォンパイプ内に存在して
いる差圧により復水はフート復水流れ面とドラムとの間
で流れ、また、フート中央プレナム内に流れる。復水が
流入すると、環状ポートからの中央プレナムの蒸気は復
水と混合し、この低密度の混合体は復水サイフォンパイ
プを通して容易に除去される。本発明にあっては、混合
体の低密度と復水に作用する蒸気の直接作用とにより、
在来のサイフォンよりもかなり低い差圧で復水のかなり
の量を除去することが可能である。
【００１３】前述した本発明の目的並びに利点は、以下
の説明及び添付図面から明かとなろう。
【００１４】
【実施例】第１図には代表的な蒸気加熱式乾燥用ドラム
が断面で示されており、本発明による回転式低差圧サイ
フォン組立体はそのドラムに代表的な態様で装着されて
いる。回転式乾燥用ドラムの主たる構成要素には円筒状
シェル即ち胴体１０と、２つの端部ヘッドとが含まれて
おり、それら２つの端部ヘッドのうちの１つが参照番号
１２で示されている。各端部ヘッド１２には軸受ジャー
ナル１４が備えられており、少なくとも一方の軸受ジャ
ーナル１４には第１図で参照番号１６で示されている軸
線方向孔が備えられていて、その軸線方向孔１６を通し
て生蒸気が流入することができるようになっているとと
もにその軸線方向孔１６を通して復水混合体を取り出す
ことができるようになっている。復水は本発明によるサ
イフォンシュー１８を介して取り出され、そのサイフォ
ンシュー１８はソケット接合体２０に連通しており、そ
のソケット接合体２０は放射方向サイフォン導管２２と
、その放射方向サイフォン導管２２並びに軸線方向導管
２６に連通するエルボウ２４に連通しており、その軸線
方向導管２６は図示されていない回転継手を通って延び
ているとともに最終的には復水除去収集手段２８まで延
びている。
【００１５】本発明によるサイフォンシュー１８は中心
環状コア３０と環状フート３２とを有している。そのコ
ア３０には環状円錐面３４が備えられており、その環状
円錐面３４は４つのスペーサー突起３８により、フート
３２に画成された円錐面３６に対して均一に離隔された
関係に保たれている。そして、そのスペーサー突起３８
は互いに９０度の離隔関係をなしてコア面３４から突出
している。それらスペーサー突起３８は環状円錐面３４
に溶接されていてもよいし、あるいはコア３０の金属で
形成されていてもよく、また、それらスペーサー突起３
８はフート３２に溶接されていてもよく、コア３０とフ
ート３２とを組み立てた即ち組み合わせた状態に保つよ
うになっている。
【００１６】互いに離隔された円錐面３４及び３６は互
いに協働して蒸気注入ポートを画成しており、その蒸気
注入ポートは第２図に示されているように環状ポート出
口４０を有している。出口４０の真の連続環状形態はそ
れらスペーサー突起３８によって中断されてしまうけれ
ども、それらスペーサー突起３８の円周方向寸法はポー
ト出口の周面全体に比べれば小さいものである。
【００１７】コア３０には軸線方向に延びる孔が備えら
れており、その軸線方向に延びる孔は概ね凸状の円錐面
４１を有しており、その円錐面４１により中央プレナム
領域４２が画成されている。円錐孔部４３はプレナム領
域４２並びにサイフォンパイプソケット接合体２０に連
通していて中央プレナム領域４２がサイフォン導管２２
及び２６を介して抜気され得るようになっている。
【００１８】フート３２の凸状復水流れ面４６には小さ
なスペーサー脚部４４が形成されていてサイフォンシュ
ー１８とドラム内面６０との間に所望とされる離隔距離
を保っており、それによりドラム胴体内で復水の厚みを
所望のものに制御している。流れ面４６はドラム胴体の
内面６０の半径に合致するよう形状決めされている。
【００１９】フート３２の内部には流れ面４６に沿って
流れてくる復水を受領する復水流れ開口部４８が備えら
れており、その開口部４８は中央プレナム領域４２の一
部を形成している。
【００２０】フート３２の外部には軸線方向に延びる円
筒状スカート５２が備えられており、その円筒状スカー
ト５２はコア３０の円錐面３１に対して半径方向に離隔
された関係をなしており、また、スカート５２とコア３
０とは互いに協働して環状凹所５０を画成しており、そ
の環状凹所５０は第２図に示されているように近接縁部
５４を有しており、その近接縁部５４はフート復水流れ
面４６からかなり離隔されている。
【００２１】コア３０及びフート３２のそれぞれの円錐
面３４及び３６は凹所５０に連通しいて、円錐面３１と
円錐面３４とが交差することにより環状ポートのための
環状入口５６が画成されており、その環状ポートは凹所
５０内に位置する円錐面３４及び３６によって画成され
ている。そして、ドラム胴体の内面６０から凹所縁部５
４までのかなりの離隔距離により蒸気が確実にポート入
口５６内に注入されるようになっている。
【００２２】復水除去収集手段２８に連通しているとと
もに中央プレナム領域４２に連通しているサイフォン導
管２２により内部に低圧が生成され、それにより蒸気と
復水とをそれぞれ別々の通路を介して中央プレナム領域
４２内へ流すのが容易ならしめられている。乾燥用ドラ
ムを加熱する目的でその乾燥用ドラムに流入する蒸気に
より、サイフォンシュー１８の内部よりもそのサイフォ
ンシュー１８外部でより高い圧力領域が生成される。サ
イフォンシュー１８はシリンダと一緒に回転し、そのシ
リンダの相対位置並びにシリンダ壁即ちドラム内面６０
に対して近接した関係を、シュー１８の復水流れ面４６
から延びているスペーサー脚部４４によって維持し、も
ってシュー１８内への復水流れ通路を画成している。
【００２３】中央プレナム領域４２とサイフォンシュー
１８の外側の領域との間に存在する差圧により、復水は
内部ドラム壁即ちドラム内面６０と復水流れ面４６との
間を流れるとともに復水流れ開口部４８及び中央プレナ
ム４２に流れるようになっている。
【００２４】蒸気は凹所５０から環状ポート出口４０を
介して中央プレナム領域４２に導入され、その蒸気の流
れはドラム内面６０に隣接して流体界面を画成している
シュー復水流れ開口部４８に指向され、また、シュー半
径方向軸線５８に指向されている。ドラム内面６０に隣
接した流体界面のところでは、シュー１８内に流れ込む
復水は注入された蒸気と混合し、復水だけの密度よりも
低い密度の混合体を形成する。復水に対する蒸気の直接
の作用とともにその低減された密度により、低差圧での
復水除去率が高められる。
【００２５】復水がポート入口５６から溢れた場合環状
蒸気ポートを通して蒸気を注入するのが阻止される。こ
のような溢流の可能性は、復水が凹所５０内へ横方向に
侵入するのを阻止するシュースカート５２によって作り
出される復水バリアにより低減される。
【００２６】サイフォン１８内への蒸気の注入を環状ポ
ート出口４０を介して行なう際、また、円錐面３４及び
３６間の離隔距離が閉塞を最小にするようなものである
場合、蒸気と復水とを混合させるのに環状ポートを用い
ることにより、在来のサイフォン構造体に比べて回転式
サイフォンで優れた低差圧復水除去がもたらされる。開
口部４８及びプレナム領域４２はバッフルあるいはデフ
レクタにより何等制限されていないので、蒸気と復水と
は完全に混合されて復水の密度を下げ、除去を高めるの
である。
【００２７】当業者には理解されるとおり、本発明の精
神並びに範囲を逸脱することなく本発明の概念に対して
様々な変形をなし得るものであることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】乾燥用ドラムの回転軸線を通って取られた部分
平面、部分断面概略図で、乾燥用ドラム内のサイフォン
システムを示している図。
【図２】サイフォンシューの長手方向軸線に沿って取ら
れた拡大正面概略断面図。
【図３】第２図の３−３線に沿って取られた縮小断面平
面図。
【図４】第２図の４ー４線に沿って取られた断面平面図
。
【図５】サイフォンシューコアの斜視端面図で、そのコ
アの環状蒸気注入ポート領域を示している図。
【符号の説明】
１０　　円筒状胴体 １２　　端部ヘッド １４　　軸受ジャーナル １６　　軸線方向孔 １８　　サイフォンシュー ２０　　ソケット接合体 ２２　　半径方向サイフォン導管 ２４　　エルボウ ２６　　軸線方向導管 ２８　　復水除去収集手段 ３０　　中央環状コア ３１　　環状凹所 ３２　　環状フート ３４　　円錐面 ３６　　円錐面 ３８　　スペーサー突起 ４０　　環状ポート出口 ４１　　凸状円錐面 ４２　　中央プレナム領域 ４３　　円錐孔部分 ４４　　スペーサー脚部 ４６　　復水流れ面 ４８　　復水流れ開口部 ５０　　環状凹所 ５２　　スカート ５４　　近接縁部 ６０　　ドラム内面

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】内壁を有しているとともに内部に復水が収
    容されている、蒸気加熱式乾燥用ドラムと一緒に用いる
    ための低差圧回転式サイフォン組立体にして、長手方向
    軸線を有するシューが備えられており、該シューは復水
    流れ面と流れ面離隔手段とを有しており、該復水流れ面
    には復水を受領するための開口部が備えられており、前
    記離隔手段は前記乾燥用ドラムの内壁に対して並置され
    た関係に前記復水流れ面を保つよう構成されており、前
    記シューは復水を受領している前記復水流れ面の開口部
    と連通する開放された妨げられていない中央プレナムを
    有しているとともに該中央プレナムの軸線は前記シュー
    の長手方向軸線と共軸線関係に置かれており、前記シュ
    ーに画成された少なくとも１つの蒸気ポートは前記流れ
    面から離隔された蒸気入口と前記復水流れ面に向かって
    前記中央プレナム内へ放出する出口とを有しており、前
    記蒸気ポートから噴出される蒸気は前記中央プレナム内
    の復水と混合して該復水の除去を高める密度の低減され
    た復水質量体を形成しており、更に、前記シューには前
    記中央プレナムに連通して復水除去手段が取り付けられ
    ている低差圧回転式サイフォン組立体。
  2. 【請求項２】前記シューには複数個のポートが画成され
    ており、該複数個のポートは前記シューの長手方向軸線
    のまわりで概ね環状の形態をなして配列されており、各
    ポートは前記復水流れ面の開口部に向かって配備された
    前記シュー中央プレナムの出口と、前記ドラム内の蒸気
    に連通する入口とを有している請求項１記載の低差圧回
    転式サイフォン組立体。
  3. 【請求項３】前記シューに画成された環状延長部により
    スカートが画成されており、該スカートは前記プレナム
    の軸線から半径方向に離隔されているとともに前記復水
    流れ面から離れる方向に延在していて環状凹所を形成し
    ており、前記スカートは前記復水流れ面から離隔された
    近接縁部を有しており、前記蒸気ポート入口は前記凹所
    に連通している請求項２記載の低差圧回転式サイフォン
    組立体。
  4. 【請求項４】前記ポートは前記中央プレナムに備えられ
    ていて出口を構成している環状開口部を構成しており、
    該出口は前記復水流れ面の開口部に向けて配備されてお
    り、前記ポート入口は前記凹所からの蒸気を受領する環
    状開口部を構成している請求項３記載の低差圧回転式サ
    イフォン組立体。
  5. 【請求項５】内壁を有しているとともに内部に復水が収
    容されている蒸気加熱式乾燥用ドラムと一緒に用いるた
    めの低差圧回転式サイフォン組立体にして、シューが備
    えられており、該シューはフートと、コアと、中央プレ
    ナムと、復水除去手段とを組み合わせて有しており、前
    記フートはそれに画成された第１の円錐面と、長手方向
    軸線と、前記乾燥用ドラムの内壁に対して離隔された並
    置関係をなして位置するようにされた復水流れ面とを有
    しており、前記復水流れ面は復水を受領する開口部を有
    しており、前記コアは前記フートの前記第１の円錐面に
    対して対向し且つ離隔された同心円関係をなす第２の円
    錐面を有しており、該第１及び第２の円錐面は環状蒸気
    ポートを画成しており、前記中央プレナムは前記コア及
    び前記フート内に画成されているとともに前記復水流れ
    面の開口部に連通しており、前記コアの前記第２の円錐
    面と前記フートの前記第１の円錐面とにより画成された
    前記環状蒸気ポートは前記復水流れ面の開口部に向かっ
    て配備された出口を有しており、前記復水除去手段は前
    記中央プレナムに連通している低差圧回転式サイフォン
    組立体。
  6. 【請求項６】注入用の前記環状蒸気ポート内には複数の
    スペーサが位置しており、それらスペーサは前記フート
    の前記第１の円錐面と前記コアの前記第２の円錐面との
    間に位置していてそれらの間に離隔距離を保っている請
    求項５記載の低差圧回転式サイフォン組立体。
  7. 【請求項７】前記フートには前記コアから半径方向に離
    隔された環状スカートが画成されていて蒸気を受領する
    凹所を形成しており、該凹所は前記ポート及び前記中央
    プレナムに連通している請求項５記載の低差圧回転式サ
    イフォン組立体。
  8. 【請求項８】前記スカートは近接縁部を有しており、該
    近接縁部は前記スカートの端部によって画成されている
    とともに前記凹所に対する近接部を画成している請求項
    ７記載の低差圧回転式サイフォン組立体。
JP3269713A 1990-12-06 1991-10-17 低差圧回転式サイフォン組立体 Pending JPH04259700A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/622,957 US5109612A (en) 1990-12-06 1990-12-06 Aspirated syphon shoe
US07/622957 1990-12-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04259700A true JPH04259700A (ja) 1992-09-16

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ID=24496200

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3269713A Pending JPH04259700A (ja) 1990-12-06 1991-10-17 低差圧回転式サイフォン組立体

Country Status (13)

Country Link
US (1) US5109612A (ja)
EP (1) EP0493871B1 (ja)
JP (1) JPH04259700A (ja)
KR (1) KR920012868A (ja)
CN (1) CN1027767C (ja)
AT (1) ATE123090T1 (ja)
AU (1) AU624287B1 (ja)
BR (1) BR9102001A (ja)
CA (1) CA2040188C (ja)
DE (1) DE69110028T2 (ja)
ES (1) ES2048026B1 (ja)
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