JPH10122763A - 流体への熱伝達システム、同熱伝達用組立体、同熱伝達プロセス、該システムの又は該組立体の使用 - Google Patents
流体への熱伝達システム、同熱伝達用組立体、同熱伝達プロセス、該システムの又は該組立体の使用Info
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- JPH10122763A JPH10122763A JP22438597A JP22438597A JPH10122763A JP H10122763 A JPH10122763 A JP H10122763A JP 22438597 A JP22438597 A JP 22438597A JP 22438597 A JP22438597 A JP 22438597A JP H10122763 A JPH10122763 A JP H10122763A
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- tube
- heat transfer
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
- F28F13/12—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by creating turbulence, e.g. by stirring, by increasing the force of circulation
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構造によって高温流体から低温流体へ
の受熱効率を高めた二重管型熱伝達システムを提供す
る。 【解決手段】 本発明は、軸心を共有する二つの管状体
同士の間の円筒状空間に、内側の前記管状体を軸心にし
て笠形の、孔あき偏向部材を配設し、内側の前記管状体
中を流れる高温流体から、前記円筒状空間中を流れる低
温流体に熱を伝達させるよう構成された熱伝達システム
に関する。
の受熱効率を高めた二重管型熱伝達システムを提供す
る。 【解決手段】 本発明は、軸心を共有する二つの管状体
同士の間の円筒状空間に、内側の前記管状体を軸心にし
て笠形の、孔あき偏向部材を配設し、内側の前記管状体
中を流れる高温流体から、前記円筒状空間中を流れる低
温流体に熱を伝達させるよう構成された熱伝達システム
に関する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は熱伝達システム、熱
伝達用組立体及び熱伝達プロセスに関する。
伝達用組立体及び熱伝達プロセスに関する。
【０００２】
【従来の技術】高温表面に沿って流れる流体の中への熱
の伝達は公知の現象である。
の伝達は公知の現象である。
【０００３】この現象は熱伝達システムの中で使用され
る。
る。
【０００４】多くの熱伝達システムにおいて、例えば煙
道ガスダクト、排気管等の表面体（surface bodies）に
蓄積された放射熱(radial heat) は、これらの表面に沿
って通過するプロセス流体により除去される。
道ガスダクト、排気管等の表面体（surface bodies）に
蓄積された放射熱(radial heat) は、これらの表面に沿
って通過するプロセス流体により除去される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は熱伝達
システムを提供することにある。
システムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、例えば
固体廃棄物の気化から得られるガス等の一次流体からの
熱を二次流体に伝達する熱伝達システムであって、前記
一次流体を送るパイプラインと前記パイプラインの周り
を包囲して設けられたチューブすなわち管とを備えたこ
とと、前記一次流体を搬送する前記パイプラインに前記
二次流体が接触するように、該二次流体を搬送する環状
スペースが前記パイプラインと前記チューブとの間に形
成され、前記チューブが入口を有し、該入口を通じて前
記二次流体が前記チューブの中に流入し、前記チューブ
が更に出口を有し、前記出口を通じて前記二次流体が前
記チューブから流出することと、前記パイプラインと前
記チューブとの間の前記環状スペースの中に設けられ、
前記チューブの前記入口と前記出口との間を前記二次流
体が通過する間に前記パイプラインと前記チューブとの
間でその一方から他方へと前記二次流体を偏向させる偏
向手段（deflectionmeans）を備えたこととを特徴とす
る熱伝達システムが提供される。
固体廃棄物の気化から得られるガス等の一次流体からの
熱を二次流体に伝達する熱伝達システムであって、前記
一次流体を送るパイプラインと前記パイプラインの周り
を包囲して設けられたチューブすなわち管とを備えたこ
とと、前記一次流体を搬送する前記パイプラインに前記
二次流体が接触するように、該二次流体を搬送する環状
スペースが前記パイプラインと前記チューブとの間に形
成され、前記チューブが入口を有し、該入口を通じて前
記二次流体が前記チューブの中に流入し、前記チューブ
が更に出口を有し、前記出口を通じて前記二次流体が前
記チューブから流出することと、前記パイプラインと前
記チューブとの間の前記環状スペースの中に設けられ、
前記チューブの前記入口と前記出口との間を前記二次流
体が通過する間に前記パイプラインと前記チューブとの
間でその一方から他方へと前記二次流体を偏向させる偏
向手段（deflectionmeans）を備えたこととを特徴とす
る熱伝達システムが提供される。
【０００７】前記二次流体は単に入口から真っ直ぐに、
チューブとパイプラインとにより形成されている環状ス
ペース流路を通過して出口から流出するのではなく、前
記流路に沿って偏向される。二次流体粒子が、例えばガ
ス粒子等が入口と出口との間で走行しなければならない
距離は増加されねばならない。
チューブとパイプラインとにより形成されている環状ス
ペース流路を通過して出口から流出するのではなく、前
記流路に沿って偏向される。二次流体粒子が、例えばガ
ス粒子等が入口と出口との間で走行しなければならない
距離は増加されねばならない。
【０００８】従ってチューブの中の二次流体粒子の滞在
時間が、公知の熱伝達システムに比して３ないし４まで
の係数によって増加される。更に高温パイプラインに向
かっての二次流体の偏向は、高温パイプラインの表面に
付着して静止している流体薄膜層の存在の可能性をほぼ
除去し、これにより非常に効果的な熱伝達が実現され
る。
時間が、公知の熱伝達システムに比して３ないし４まで
の係数によって増加される。更に高温パイプラインに向
かっての二次流体の偏向は、高温パイプラインの表面に
付着して静止している流体薄膜層の存在の可能性をほぼ
除去し、これにより非常に効果的な熱伝達が実現され
る。
【０００９】好ましくは、前記偏向手段が１つ以上の円
錐面状部材を具備し、好ましくは該円錐面状部材は順次
１つ以上の開口を有し、該開口は前記円錐面状部材を貫
通している。
錐面状部材を具備し、好ましくは該円錐面状部材は順次
１つ以上の開口を有し、該開口は前記円錐面状部材を貫
通している。
【００１０】前記チューブと前記パイプラインとにより
形成されている前記環状スペースを貫流する際に前記円
錐面状部材は前記二次流体を偏向させ、該円錐面状部材
の表面に形成されている前記開口は前記二次流体を単位
流（elementary streams）に分割する。このようにして
円錐面状部材とそれらの開口とは、二次流体のための熱
伝達面積を拡げ、円錐面状部材は高温パイプラインから
放射熱を受取る。偏向手段の円錐面状形状は、これらの
円錐面状部材が、高温パイプラインから放射された放射
熱を最適に受取ることを保証する。
形成されている前記環状スペースを貫流する際に前記円
錐面状部材は前記二次流体を偏向させ、該円錐面状部材
の表面に形成されている前記開口は前記二次流体を単位
流（elementary streams）に分割する。このようにして
円錐面状部材とそれらの開口とは、二次流体のための熱
伝達面積を拡げ、円錐面状部材は高温パイプラインから
放射熱を受取る。偏向手段の円錐面状形状は、これらの
円錐面状部材が、高温パイプラインから放射された放射
熱を最適に受取ることを保証する。
【００１１】好ましくは、前記偏向手段は、前記パイプ
ラインと前記チューブとの間に形成されている環状スペ
ースの中に規則的に間隔をおいて配置されている。従っ
て二次流体は強制的に数秒の期間にわたり、互いに隣接
する円錐面状部材とチューブ及びパイプラインのそれぞ
れのセグメントとにより形成されているチャンバ状スペ
ースの中に滞在し、このことにより非常に良好な熱伝達
が実現される。
ラインと前記チューブとの間に形成されている環状スペ
ースの中に規則的に間隔をおいて配置されている。従っ
て二次流体は強制的に数秒の期間にわたり、互いに隣接
する円錐面状部材とチューブ及びパイプラインのそれぞ
れのセグメントとにより形成されているチャンバ状スペ
ースの中に滞在し、このことにより非常に良好な熱伝達
が実現される。
【００１２】熱伝達を最大化するために好ましくは前記
パイプラインは耐熱性合金から成り、前記チューブには
絶縁材層が設けられ、該絶縁材層は前記チューブの外面
の周りを包囲して被着されている。
パイプラインは耐熱性合金から成り、前記チューブには
絶縁材層が設けられ、該絶縁材層は前記チューブの外面
の周りを包囲して被着されている。
【００１３】本発明は熱伝達用組立体にも関し、この熱
伝達用組立体は既存の高温流体移送パイプラインの周り
を包囲して設けられるものであり、既存の高温流体移送
パイプラインの周りを包囲して取付けられるための流体
移送チューブを具備し、前記流体移送チューブは流体入
口と流体出口と偏向手段とを有する。
伝達用組立体は既存の高温流体移送パイプラインの周り
を包囲して設けられるものであり、既存の高温流体移送
パイプラインの周りを包囲して取付けられるための流体
移送チューブを具備し、前記流体移送チューブは流体入
口と流体出口と偏向手段とを有する。
【００１４】従って、本発明から得られる利益は、本発
明の組立体を、例えば廃棄物燃焼プラントの中の既存の
高温流体移送パイプライン、例えば煙道ダクト等の周り
を包囲して設けることによっても得られる。更に、高温
流体が必要であるがしかし廃熱が利用可能でなくバーナ
が所要高温流体を提供するために使用されている状況で
は本発明は、良好な熱伝達の利点を提供するために使用
されることが可能であり、この場合、バーナ燃料消費量
が比較的小さく、大気に放出される熱量が比較的小さい
ことが、付随する利点である。
明の組立体を、例えば廃棄物燃焼プラントの中の既存の
高温流体移送パイプライン、例えば煙道ダクト等の周り
を包囲して設けることによっても得られる。更に、高温
流体が必要であるがしかし廃熱が利用可能でなくバーナ
が所要高温流体を提供するために使用されている状況で
は本発明は、良好な熱伝達の利点を提供するために使用
されることが可能であり、この場合、バーナ燃料消費量
が比較的小さく、大気に放出される熱量が比較的小さい
ことが、付随する利点である。
【００１５】更に本発明は、流体に、熱流体移送パイプ
ラインと該熱流体移送パイプラインの周りを包囲して設
けられているチューブとの間に形成されている環状スペ
ースを貫流させ、前記流体がほぼジグザグ状に前記環状
スペースを通るように前記チューブ内における前記流体
の流れが偏向させられることを特徴とする、流体への熱
伝達プロセス(a process for transferring heat) に関
する。
ラインと該熱流体移送パイプラインの周りを包囲して設
けられているチューブとの間に形成されている環状スペ
ースを貫流させ、前記流体がほぼジグザグ状に前記環状
スペースを通るように前記チューブ内における前記流体
の流れが偏向させられることを特徴とする、流体への熱
伝達プロセス(a process for transferring heat) に関
する。
【００１６】より小さいプラントスペースで、本発明の
システムを使用して熱伝達を行うことが可能であるので
投資が小さくなる。二次流体は例えば空気、水又は蒸気
(steam) でよく、一次ガスは、例えば固体廃棄物の熱分
解及び、又は気化により生成されたガスでよい。
システムを使用して熱伝達を行うことが可能であるので
投資が小さくなる。二次流体は例えば空気、水又は蒸気
(steam) でよく、一次ガスは、例えば固体廃棄物の熱分
解及び、又は気化により生成されたガスでよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】次に本発明が、図１及び２に関す
る次の説明及び実験結果により説明される。
る次の説明及び実験結果により説明される。
【００１８】本発明のシステム１（図１）はパイプライ
ン２及びチューブ４を有し、チューブ４はパイプライン
２の周りを包囲して設けられている。チューブ４には入
口６及び出口８が設けられている。パイプライン２もチ
ューブ４も横断面が円形であるので、環状スペース１０
がチューブ４とパイプライン２との間に形成されてい
る。
ン２及びチューブ４を有し、チューブ４はパイプライン
２の周りを包囲して設けられている。チューブ４には入
口６及び出口８が設けられている。パイプライン２もチ
ューブ４も横断面が円形であるので、環状スペース１０
がチューブ４とパイプライン２との間に形成されてい
る。
【００１９】パイプライン２もチューブ４も好ましくは
金属から成り、パイプライン２は好ましくは耐熱性合金
から成っており、また、良好な熱伝達特性を提供し、更
に、パイプライン２の中の流体とチューブ４の中の流体
との間に混合が発生しないことを保証するため、好まし
くは環状スペース１０から完全に密閉遮断されている。
金属から成り、パイプライン２は好ましくは耐熱性合金
から成っており、また、良好な熱伝達特性を提供し、更
に、パイプライン２の中の流体とチューブ４の中の流体
との間に混合が発生しないことを保証するため、好まし
くは環状スペース１０から完全に密閉遮断されている。
【００２０】複数の金属製円錐面状偏向部材１２がパイ
プイライン２に取付けられ、チューブ４の内面に向かっ
て外方に拡がっている（図２も参照）。これらの円錐面
状偏向部材１２には開口１４が設けられている。
プイライン２に取付けられ、チューブ４の内面に向かっ
て外方に拡がっている（図２も参照）。これらの円錐面
状偏向部材１２には開口１４が設けられている。
【００２１】絶縁材層１６がチューブ４の外面を覆って
いる。
いる。
【００２２】使用中、高温一次流体、例えば廃棄物燃焼
プラントからの煙道ガス等は、パイプライン２を通過し
て搬送される。
プラントからの煙道ガス等は、パイプライン２を通過し
て搬送される。
【００２３】二次流体が入口６を通じてチューブ４の中
に導入され、次いで環状スペース１０を貫流し、次いで
出口８を通じてチューブ４から流出する。
に導入され、次いで環状スペース１０を貫流し、次いで
出口８を通じてチューブ４から流出する。
【００２４】環状スペース１０の中に流入すると二次流
体は強制的に第１の円錐面状偏向部材１２の開口を貫流
させられ、パイプライン２の外面とチューブ４の内面と
第１の円錐面状偏向部材１２の傾斜面とにより形成され
た第１のチャンバ１８の中へと向けられ、次いで高温パ
イプライン２に当てられる。
体は強制的に第１の円錐面状偏向部材１２の開口を貫流
させられ、パイプライン２の外面とチューブ４の内面と
第１の円錐面状偏向部材１２の傾斜面とにより形成され
た第１のチャンバ１８の中へと向けられ、次いで高温パ
イプライン２に当てられる。
【００２５】次いで二次流体は、後続の第２の円錐面状
偏向部材１２の傾斜面に沿って上方へ偏向させられて流
れ、このことにより二次流体は再び第２の円錐面状偏向
部材１２の開口１４を貫流し、ジグザグ状に偏向させら
れて環状スペース１０のチャンバ１８を通る。
偏向部材１２の傾斜面に沿って上方へ偏向させられて流
れ、このことにより二次流体は再び第２の円錐面状偏向
部材１２の開口１４を貫流し、ジグザグ状に偏向させら
れて環状スペース１０のチャンバ１８を通る。
【００２６】本発明は前述の実施の形態に制限されず、
請求する権利は前記特許請求の範囲により定められる。
請求する権利は前記特許請求の範囲により定められる。
【図１】本発明によるシステムを一部を切取って示す側
面図である。
面図である。
【図２】図１の一部を拡大して示す側面図である。
１ 本発明のシステム ２ パイプライン ４ チューブ ６ 入口 ８ 出口 １０ 環状スペース １２ 円錐面状偏向部材 １６ 絶縁材層 １８ チャンバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 597119275 カーリン・マリネスク ルーマニア国、2200 ブラソフ、ストリー ト・トゥルヌルイ ５ (71)出願人 597119286 コーネル・ウルス ルーマニア国、2200 ブラソフ、ストリー ト・トゥルヌルイ ５ (71)出願人 597119297 ヒルベルト・フェルステーク オランダ国、8071 セーカー ヌンスペー ト、スタティオンスラーン 55 (72)発明者 コーネル・ドゥテスク ルーマニア国、2200 ブラソフ、ストリー ト・トゥルヌルイ ５ (72)発明者 ティベリウ・フィリプ ルーマニア国、2200 ブラソフ、ストリー ト・トゥルヌルイ ５ (72)発明者 ヴァシレ・マルク ルーマニア国、2200 ブラソフ、ストリー ト・トゥルヌルイ ５ (72)発明者 カーリン・マリネスク ルーマニア国、2200 ブラソフ、ストリー ト・トゥルヌルイ ５ (72)発明者 コーネル・ウルス ルーマニア国、2200 ブラソフ、ストリー ト・トゥルヌルイ ５ (72)発明者 ヒルベルト・フェルステーク オランダ国、8071 セーカー ヌンスペー ト、スタティオンスラーン 55
Claims (13)
- 【請求項１】 例えば固体廃棄物の気化から得られるガ
ス等の一次流体からの熱を二次流体に伝達する熱伝達シ
ステムであって、 前記一次流体を送るパイプラインと、 前記パイプラインの周りを包囲して設けられたチューブ
とを備えたことと、 前記一次流体を搬送する前記パイプラインに前記二次流
体が接触するように、該二次流体を搬送する環状スペー
スが前記パイプラインと前記チューブとの間に形成さ
れ、前記チューブが入口を有し、該入口を通じて前記二
次流体が前記チューブの中に流入し、前記チューブが更
に出口を有し、前記出口を通じて前記二次流体が前記チ
ューブから流出することと、 前記パイプラインと前記チューブとの間の前記環状スペ
ースの中に設けられ、前記チューブの前記入口と前記出
口との間を前記二次流体が通過する間に前記パイプライ
ンと前記チューブとの間でその一方から他方へと前記二
次流体を偏向させる偏向手段を備えたこととを特徴とす
る熱伝達システム。 - 【請求項２】 前記偏向手段が１つ以上の開口を有し、
該開口が前記偏向手段を貫通していることを特徴とする
請求項１に記載の熱伝達システム。 - 【請求項３】 前記偏向手段が１つ以上の円錐面状部材
を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載
の熱伝達システム。 - 【請求項４】 前記偏向手段が規則的に間隔をおいて配
置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３
のうちのいずれか１つの請求項に記載の熱伝達システ
ム。 - 【請求項５】 前記円錐面状部材の一傾斜面が前記熱伝
達システムの中に、二次流体の入口に面するように配置
されていることを特徴とする請求項４に記載の熱伝達シ
ステム。 - 【請求項６】 前記パイプラインが耐熱性合金から成る
ことを特徴とする請求項１ないし請求項５のうちのいず
れか１つの請求項に記載の熱伝達システム。 - 【請求項７】 絶縁材層が前記チューブの外面を覆って
いることを特徴とする請求項１ないし請求項６のうちの
いずれか１つの請求項に記載の熱伝達システム。 - 【請求項８】 更にバーナを具備することを特徴とする
請求項１ないし請求項７のうちのいずれか１つの請求項
に記載の熱伝達システム。 - 【請求項９】 既存の高温流体移送パイプラインの周り
を包囲して取付けられるための流体移送チューブを具備
し、前記流体移送チューブが低温流体入口と高温流体出
口と偏向手段とを有することを特徴とする熱伝達用組立
体。 - 【請求項１０】 流体に、熱流体移送パイプラインと該
熱流体移送パイプラインの周りを包囲して設けられてい
るチューブとの間に形成されている環状スペースを貫流
させ、前記流体がほぼジグザグ状に前記環状スペースを
通るように前記チューブ内における前記流体の流れが偏
向させられることを特徴とする、流体への熱伝達プロセ
ス。 - 【請求項１１】 請求項１ないし８のうちのいずれか１
つの請求項に記載の熱伝達システムで、又は請求項９に
記載の熱伝達用組立体で実施される請求項１０に記載
の、流体への熱伝達プロセス。 - 【請求項１２】 請求項１ないし請求項８のうちのいず
れか１つの請求項に記載の熱伝達システムの、熱を流体
の中に伝達するための使用。 - 【請求項１３】 請求項９に記載の熱伝達用組立体の、
熱を流体の中に伝達するための使用。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP96202219A EP0823612A1 (en) | 1996-08-07 | 1996-08-07 | Turbulator for a concentric-tube heat exchanger |
| NL96202219.0 | 1996-08-07 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10122763A true JPH10122763A (ja) | 1998-05-15 |
Family
ID=8224263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22438597A Pending JPH10122763A (ja) | 1996-08-07 | 1997-08-06 | 流体への熱伝達システム、同熱伝達用組立体、同熱伝達プロセス、該システムの又は該組立体の使用 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0823612A1 (ja) |
| JP (1) | JPH10122763A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100988172B1 (ko) | 2008-09-19 | 2010-10-18 | 송재열 | 열교환기 |
| WO2012133041A1 (ja) * | 2011-03-31 | 2012-10-04 | 三菱重工業株式会社 | 航空機・宇宙機用流体冷却システム及び航空機・宇宙機用流体冷却方法 |
| CN102878856A (zh) * | 2012-10-25 | 2013-01-16 | 北京化工大学 | 折流扰流组合式强化传热内插件 |
Families Citing this family (4)
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|---|---|---|---|---|
| CZ2012516A3 (cs) * | 2012-07-27 | 2013-09-11 | Ústav chemických procesu AV CR, v. v. i. | Zarízení pro fluidní zplynování tuhých paliv |
| RU2663370C1 (ru) * | 2017-07-25 | 2018-08-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калининградский государственный технический университет" | Теплообменник |
| CN109163595B (zh) * | 2018-07-16 | 2020-07-28 | 哈尔滨工程大学 | 一种规则球孔多孔介质插件及应用该多孔介质插件的强化换热管 |
| KR102436569B1 (ko) * | 2021-02-25 | 2022-08-24 | 연세대학교 원주산학협력단 | 터뷸레이터 장치 |
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| FR2470355A1 (fr) * | 1979-11-26 | 1981-05-29 | Commissariat Energie Atomique | Echangeur de chaleur |
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-
1996
- 1996-08-07 EP EP96202219A patent/EP0823612A1/en not_active Withdrawn
-
1997
- 1997-08-06 JP JP22438597A patent/JPH10122763A/ja active Pending
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| CN102878856A (zh) * | 2012-10-25 | 2013-01-16 | 北京化工大学 | 折流扰流组合式强化传热内插件 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0823612A1 (en) | 1998-02-11 |
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