JPH04272458A - 熱電併給システム - Google Patents
熱電併給システムInfo
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- JPH04272458A JPH04272458A JP3030919A JP3091991A JPH04272458A JP H04272458 A JPH04272458 A JP H04272458A JP 3030919 A JP3030919 A JP 3030919A JP 3091991 A JP3091991 A JP 3091991A JP H04272458 A JPH04272458 A JP H04272458A
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- heat
- exhaust gas
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- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 claims description 54
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 7
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 abstract 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 abstract 1
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は熱電併給システムに関
し、特に、熱機関を利用して電力を得るシステムにおい
て、熱機関から発生する高温の排気ガスを利用して省エ
ネルギを達成するような熱電併給システム（ＣＯＧＥＮ
ＲＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ：以下、「ＣＧＳ」と称
す）に関する。
し、特に、熱機関を利用して電力を得るシステムにおい
て、熱機関から発生する高温の排気ガスを利用して省エ
ネルギを達成するような熱電併給システム（ＣＯＧＥＮ
ＲＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ：以下、「ＣＧＳ」と称
す）に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３はＣＧＳの発生電力と発生熱量の時
間的関係を示す相関図であり、図４は発生電力と消費熱
源のニーズの時間的関係を示す相関図である。
間的関係を示す相関図であり、図４は発生電力と消費熱
源のニーズの時間的関係を示す相関図である。
【０００３】ＣＧＳにおいて使用される熱機関から発生
する排気ガスは、通常約５００℃以上にもなる。そして
、その熱容量は発生電力とほぼ比例し、その時間的変動
は図３のごとく発生電力の変動とほぼ一致する。
する排気ガスは、通常約５００℃以上にもなる。そして
、その熱容量は発生電力とほぼ比例し、その時間的変動
は図３のごとく発生電力の変動とほぼ一致する。
【０００４】一方、消費電力と消費熱源のニーズが同時
に発生する場合は問題がないが、図４に示すごとく、時
間的にずれたり、消費熱量が不定である場合が多い。こ
のため、従来は水を排気ガスの熱によって熱湯や蒸気に
変換して蓄熱し、随時熱を熱湯または蒸気の形で取出す
ボイラのような熱交換器をＣＧＳに利用するようにして
いた。
に発生する場合は問題がないが、図４に示すごとく、時
間的にずれたり、消費熱量が不定である場合が多い。こ
のため、従来は水を排気ガスの熱によって熱湯や蒸気に
変換して蓄熱し、随時熱を熱湯または蒸気の形で取出す
ボイラのような熱交換器をＣＧＳに利用するようにして
いた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のボイラのような
熱交換器を使用したＣＧＳは、熱交換器の蓄熱媒体とし
て熱湯または蒸気を使用しているため、蓄熱温度が排気
ガスの温度に比較して低く、たとえば１０ｋｇ／ｃｍ２
の蒸気圧のボイラから得られる蒸気温度は１８０℃程
度であるため、２００℃程度以上の高温を必要とするニ
ーズには対応できない面があった。また、このような熱
交換器は構造が複雑であり、取扱いや保守，点検が容易
ではなかった。
熱交換器を使用したＣＧＳは、熱交換器の蓄熱媒体とし
て熱湯または蒸気を使用しているため、蓄熱温度が排気
ガスの温度に比較して低く、たとえば１０ｋｇ／ｃｍ２
の蒸気圧のボイラから得られる蒸気温度は１８０℃程
度であるため、２００℃程度以上の高温を必要とするニ
ーズには対応できない面があった。また、このような熱
交換器は構造が複雑であり、取扱いや保守，点検が容易
ではなかった。
【０００６】それゆえに、この発明の主たる目的は、高
温エネルギを随時得ることができ、しかも取扱いや保守
点検が容易な熱電併給システムを提供することである。
温エネルギを随時得ることができ、しかも取扱いや保守
点検が容易な熱電併給システムを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、熱機
関で駆動される発電機と、熱機関から発生する排気ガス
が有する熱を蓄熱する蓄熱手段とを備えた熱電併給シス
テムにおいて、蓄熱手段は可逆熱交換が可能であって、
熱の取出媒体として気体を用いるように構成したもので
ある。
関で駆動される発電機と、熱機関から発生する排気ガス
が有する熱を蓄熱する蓄熱手段とを備えた熱電併給シス
テムにおいて、蓄熱手段は可逆熱交換が可能であって、
熱の取出媒体として気体を用いるように構成したもので
ある。
【０００８】請求項２にかかる発明は、請求項１にかか
る発明の蓄熱手段を多数の粒状の蓄熱媒体を有し、この
蓄熱媒体は排気ガスおよび気体に直接さらされるように
構成したものである。
る発明の蓄熱手段を多数の粒状の蓄熱媒体を有し、この
蓄熱媒体は排気ガスおよび気体に直接さらされるように
構成したものである。
【０００９】
【作用】この発明にかかる熱電併給システムは、可逆熱
交換可能な蓄熱手段を備えているので、熱機関によって
発生した排気ガスが蓄熱手段を通過する際に熱を吸収，
蓄熱し、蓄えられた熱を使用するときに低温の気体を蓄
熱手段に通過させ、その際に蓄えられた熱を気体に受熱
して高温となった気体を消費熱源に送られる。また、蓄
熱手段に含まれる粒状の蓄熱媒体が高温の排気ガスおよ
び低温の気体に直接さらされることによって熱の授受を
効率よく行なうことができる。
交換可能な蓄熱手段を備えているので、熱機関によって
発生した排気ガスが蓄熱手段を通過する際に熱を吸収，
蓄熱し、蓄えられた熱を使用するときに低温の気体を蓄
熱手段に通過させ、その際に蓄えられた熱を気体に受熱
して高温となった気体を消費熱源に送られる。また、蓄
熱手段に含まれる粒状の蓄熱媒体が高温の排気ガスおよ
び低温の気体に直接さらされることによって熱の授受を
効率よく行なうことができる。
【００１０】
【発明の実施例】図２はこの発明の一実施例で使用され
る熱交換器の断面図である。図２を参照して、蓄熱槽１
は断熱材２で断熱された円筒型の容器からなり、内部に
蓄熱媒体（以下、蓄熱材と称する）３が充填されている
。蓄熱材３は熱機関からの排気ガスおよび熱を取出す際
に使われる気体、たとえば空気との熱交換ならびに蓄熱
能力があり、圧力、高温でも変質しにくい物質が望まし
く、その一例としては、酸化アルミナ，珪砂，ガラスな
どを球ないし粒状にしたものを使用し、通気性を維持す
るため、蓄熱材３が偏らないように格子４が設けられて
いる。蓄熱槽１の一端側には入口フランジ５が設けられ
、他端側には出口フランジ６が設けられている。
る熱交換器の断面図である。図２を参照して、蓄熱槽１
は断熱材２で断熱された円筒型の容器からなり、内部に
蓄熱媒体（以下、蓄熱材と称する）３が充填されている
。蓄熱材３は熱機関からの排気ガスおよび熱を取出す際
に使われる気体、たとえば空気との熱交換ならびに蓄熱
能力があり、圧力、高温でも変質しにくい物質が望まし
く、その一例としては、酸化アルミナ，珪砂，ガラスな
どを球ないし粒状にしたものを使用し、通気性を維持す
るため、蓄熱材３が偏らないように格子４が設けられて
いる。蓄熱槽１の一端側には入口フランジ５が設けられ
、他端側には出口フランジ６が設けられている。
【００１１】熱機関から排出される排気ガスは入口フラ
ンジ５から入り、蓄熱材３の間を通過することにより、
排気ガスの熱が蓄熱材３との間で熱交換され、熱吸収と
蓄熱が行なわれ、出口フランジ６から外気に排出される
。
ンジ５から入り、蓄熱材３の間を通過することにより、
排気ガスの熱が蓄熱材３との間で熱交換され、熱吸収と
蓄熱が行なわれ、出口フランジ６から外気に排出される
。
【００１２】次に、大気より常温の空気を出口フランジ
６から蓄熱材３の間を通過させると、上述の説明とは逆
に蓄熱材３の蓄熱が熱風となって入口フランジ５から放
出される。
６から蓄熱材３の間を通過させると、上述の説明とは逆
に蓄熱材３の蓄熱が熱風となって入口フランジ５から放
出される。
【００１３】図１はこの発明の一実施例を示す図であり
、３個の蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃを設けた例である。 図１を参照して、熱機関１１は発電機１２を駆動し、電
力Ａを発生させる。このとき、熱機関１１は発生した電
力に比例する出力を発生し、それに相当する熱量を有す
る排気ガスＢを発生する。蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃの一
方側にはバルブ１３ａ，１３ｂ，１３ｃとバルブ１４ａ
，１４ｂ，１４ｃと温度計１５ａ，１５ｂ，１５ｃが接
続される。バルブ１３ａ，１３ｂ，１３ｃは熱機関１１
に接続され、バルブ１４ａ，１４ｂ，１４ｃは吸収式冷
凍機２２，ヒートポンプ２３，蒸気発生器２４，給湯器
２５，乾燥器２６などに接続される。
、３個の蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃを設けた例である。 図１を参照して、熱機関１１は発電機１２を駆動し、電
力Ａを発生させる。このとき、熱機関１１は発生した電
力に比例する出力を発生し、それに相当する熱量を有す
る排気ガスＢを発生する。蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃの一
方側にはバルブ１３ａ，１３ｂ，１３ｃとバルブ１４ａ
，１４ｂ，１４ｃと温度計１５ａ，１５ｂ，１５ｃが接
続される。バルブ１３ａ，１３ｂ，１３ｃは熱機関１１
に接続され、バルブ１４ａ，１４ｂ，１４ｃは吸収式冷
凍機２２，ヒートポンプ２３，蒸気発生器２４，給湯器
２５，乾燥器２６などに接続される。
【００１４】蓄熱槽１ａ，１ｂ，１ｃの他方側には温度
計１６ａ，１６ｂ，１６ｃとバルブ１７ａ，１７ｂ，１
７ｃとバルブ１８ａ，１８ｂ，１８ｃとが接続される。 バルブ１７ａ，１７ｂ，１７ｃは吸引ファン２０に接続
され、バルブ１８ａ，１８ｂ１８ｃは排気ファン２１に
接続される。
計１６ａ，１６ｂ，１６ｃとバルブ１７ａ，１７ｂ，１
７ｃとバルブ１８ａ，１８ｂ，１８ｃとが接続される。 バルブ１７ａ，１７ｂ，１７ｃは吸引ファン２０に接続
され、バルブ１８ａ，１８ｂ１８ｃは排気ファン２１に
接続される。
【００１５】次に、図１の動作について説明する。熱機
関１１から排出された排気ガスＢの高温の熱を蓄熱槽１
ａに蓄熱する場合、バルブ１３ａ，１７ａを開き、その
他のバルブを閉じ、吸引ファン２０によって吸引すると
、排気ガスＢは蓄熱槽１ａを通過し、その熱は前述の図
２に示した蓄熱槽１内に蓄熱され、排気ガスＣとなって
大気中に放出される。このとき、温度計１５ａと１６ａ
で測定された両者の温度差によって蓄熱の状態を知るこ
とができる。温度計１５ａと１６ａの温度差が小さくな
り、蓄熱完了の状態になったとき、バルブ１３ａ，１７
ａを閉じ、蓄熱の状態を保持する。
関１１から排出された排気ガスＢの高温の熱を蓄熱槽１
ａに蓄熱する場合、バルブ１３ａ，１７ａを開き、その
他のバルブを閉じ、吸引ファン２０によって吸引すると
、排気ガスＢは蓄熱槽１ａを通過し、その熱は前述の図
２に示した蓄熱槽１内に蓄熱され、排気ガスＣとなって
大気中に放出される。このとき、温度計１５ａと１６ａ
で測定された両者の温度差によって蓄熱の状態を知るこ
とができる。温度計１５ａと１６ａの温度差が小さくな
り、蓄熱完了の状態になったとき、バルブ１３ａ，１７
ａを閉じ、蓄熱の状態を保持する。
【００１６】蓄熱槽１ｂに蓄熱するときには、同様にし
てバルブ１３ｂ，１７ｂを開き、その他のバルブを閉じ
ればよい。蓄熱槽１ｃに蓄熱するときには、バルブ１３
ｃと１７ｃとを開き、その他のバルブを閉じればよい。 それぞれの場合にも温度計１５ｂと１６ｂとの温度差，
１５ｃと１６ｃとの温度差によって蓄熱状態を知ること
ができる。
てバルブ１３ｂ，１７ｂを開き、その他のバルブを閉じ
ればよい。蓄熱槽１ｃに蓄熱するときには、バルブ１３
ｃと１７ｃとを開き、その他のバルブを閉じればよい。 それぞれの場合にも温度計１５ｂと１６ｂとの温度差，
１５ｃと１６ｃとの温度差によって蓄熱状態を知ること
ができる。
【００１７】次に、蓄熱槽１ａから蓄熱された熱を放出
させる場合には、バルブ１４ａ，１８ａを開き、その他
のバルブを閉じる。そして、排気ファン２１から外気Ｄ
を送風すると、空気は蓄熱槽１ａ内に取込まれ、熱交換
が行なわれて熱を吸収し、熱風Ｅとなって排出される。 この熱風は消費熱源を必要とする吸収式冷凍機２２，ヒ
ートポンプ２３，蒸気発生器２４，給湯器２５，乾燥器
２６などに供給される。
させる場合には、バルブ１４ａ，１８ａを開き、その他
のバルブを閉じる。そして、排気ファン２１から外気Ｄ
を送風すると、空気は蓄熱槽１ａ内に取込まれ、熱交換
が行なわれて熱を吸収し、熱風Ｅとなって排出される。 この熱風は消費熱源を必要とする吸収式冷凍機２２，ヒ
ートポンプ２３，蒸気発生器２４，給湯器２５，乾燥器
２６などに供給される。
【００１８】同様にして、蓄熱の完了した蓄熱槽１ｂか
ら熱風を放出させるには、バルブ１４ｂと１８ｂとを開
き、他のバルブを閉じればよい。蓄熱槽１ｃから熱風を
放出させるときには、バルブ１４ｃと１８ｃとを開き、
その他のバルブを閉じればよい。また、温度計１５ａと
１６ａ，１５ｂと１６ｂ，１５ｃと１６ｃで測定した温
度により、放熱の状態を把握することができる。
ら熱風を放出させるには、バルブ１４ｂと１８ｂとを開
き、他のバルブを閉じればよい。蓄熱槽１ｃから熱風を
放出させるときには、バルブ１４ｃと１８ｃとを開き、
その他のバルブを閉じればよい。また、温度計１５ａと
１６ａ，１５ｂと１６ｂ，１５ｃと１６ｃで測定した温
度により、放熱の状態を把握することができる。
【００１９】さらに、これら３個の蓄熱槽１ａ，１ｂ，
１ｃを蓄熱，保持，放熱の状態になるようにそれぞれの
バルブの開閉により行なう組合わせで運用することによ
り、蓄熱量および利用時間の柔軟性が向上する。
１ｃを蓄熱，保持，放熱の状態になるようにそれぞれの
バルブの開閉により行なう組合わせで運用することによ
り、蓄熱量および利用時間の柔軟性が向上する。
【００２０】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、熱機
関からの排気ガスが有する熱を高温度で蓄熱し、この熱
を取出すときには気体を利用し、排気ガスと同程度の温
度の熱風として取出せる熱交換器を使用しているため、
従来の技術からは得られない高温エネルギを随時得るこ
とができる。このため、たとえば高温乾燥などのニーズ
にも対応できるほか、取出した熱風を利用してボイラな
どの熱交換器を働かせることもでき、多角的な利用に応
用できる。
関からの排気ガスが有する熱を高温度で蓄熱し、この熱
を取出すときには気体を利用し、排気ガスと同程度の温
度の熱風として取出せる熱交換器を使用しているため、
従来の技術からは得られない高温エネルギを随時得るこ
とができる。このため、たとえば高温乾燥などのニーズ
にも対応できるほか、取出した熱風を利用してボイラな
どの熱交換器を働かせることもでき、多角的な利用に応
用できる。
【００２１】また、従来の熱交換器を使用している場合
と異なり、蓄熱媒体および熱伝達媒体などに水のような
液体を使用していないため、取扱いや保守点検が容易と
なる。また、熱交換器には粒状の蓄熱媒体が充填され、
高温の排気ガスおよび熱取出時に使用される低温の気体
に直接さらされるようにすれば、熱の授受が効率よく行
なわれ、効率のよい熱電併給システムを提供することが
できる。
と異なり、蓄熱媒体および熱伝達媒体などに水のような
液体を使用していないため、取扱いや保守点検が容易と
なる。また、熱交換器には粒状の蓄熱媒体が充填され、
高温の排気ガスおよび熱取出時に使用される低温の気体
に直接さらされるようにすれば、熱の授受が効率よく行
なわれ、効率のよい熱電併給システムを提供することが
できる。
【図１】この発明の一実施例を示す図である。
【図２】この発明の一実施例に用いられる蓄熱槽の断面
図である。
図である。
【図３】ＣＧＳの発生電力と発生熱量の時間的関係を示
す相関図である。
す相関図である。
【図４】発生電力と消費熱源のニーズの時間的関係を示
す相関図である。
す相関図である。
１，１ａ，１ｂ，１ｃ 蓄熱槽
２ 断熱材
３ 蓄熱材
４ 格子
５ 入口フランジ
６ 出口フランジ
１１ 熱機関
１２ 発電機
１３ａ〜１３ｃ，１４ａ〜１４ｃ，１７ａ〜１７ｃ，１
８ａ〜１８ｃ バルブ １５ａ〜１５ｃ，１６ａ〜１６ｃ 温度計２０，２１
ファン
８ａ〜１８ｃ バルブ １５ａ〜１５ｃ，１６ａ〜１６ｃ 温度計２０，２１
ファン
Claims (2)
- 【請求項１】 熱機関で駆動される発電機と、前記熱
機関から発生する排気ガスが有する熱を蓄熱する蓄熱手
段とを備えた熱電併給システムにおいて、前記蓄熱手段
は可逆熱交換が可能であって、熱の取出媒体は気体であ
ることを特徴とする、熱電併給システム。 - 【請求項２】 前記蓄熱手段は多数の粒状の蓄熱媒体
を有し、前記蓄熱媒体は前記排気ガスおよび前記気体に
直接さらされることを特徴とする、請求項１の熱電併給
システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3030919A JPH04272458A (ja) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | 熱電併給システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3030919A JPH04272458A (ja) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | 熱電併給システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04272458A true JPH04272458A (ja) | 1992-09-29 |
Family
ID=12317106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3030919A Pending JPH04272458A (ja) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | 熱電併給システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04272458A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013533455A (ja) * | 2010-08-06 | 2013-08-22 | エノルコン ゲーエムベーハー | 太陽熱発電所のための高温蓄熱器 |
| JP2014508912A (ja) * | 2011-03-23 | 2014-04-10 | アイゼントロピック リミテッド | 改良蓄熱システム |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5618046A (en) * | 1979-07-25 | 1981-02-20 | Nissan Motor Co Ltd | Regenerator for heat gas machine |
| JPH0370846A (ja) * | 1989-08-11 | 1991-03-26 | Hitachi Ltd | 熱回収装置およびその運転方法 |
-
1991
- 1991-02-26 JP JP3030919A patent/JPH04272458A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5618046A (en) * | 1979-07-25 | 1981-02-20 | Nissan Motor Co Ltd | Regenerator for heat gas machine |
| JPH0370846A (ja) * | 1989-08-11 | 1991-03-26 | Hitachi Ltd | 熱回収装置およびその運転方法 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2013533455A (ja) * | 2010-08-06 | 2013-08-22 | エノルコン ゲーエムベーハー | 太陽熱発電所のための高温蓄熱器 |
| US9410748B2 (en) | 2010-08-06 | 2016-08-09 | Enolcon Gmbh | High-temperature heat store for solar-thermal power plants |
| JP2014508912A (ja) * | 2011-03-23 | 2014-04-10 | アイゼントロピック リミテッド | 改良蓄熱システム |
| US9658004B2 (en) | 2011-03-23 | 2017-05-23 | Energy Technologies Institute Llp | Layered thermal store with selectively alterable gas flow path |
| US9709347B2 (en) | 2011-03-23 | 2017-07-18 | Energy Technologies Institute Llp | Thermal storage system |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19960123 |