JPS5849782B2 - エキカテンネンガスノカンレイオリヨウシタ エキタイクウキノセイゾウホウホウ - Google Patents
エキカテンネンガスノカンレイオリヨウシタ エキタイクウキノセイゾウホウホウInfo
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- JPS5849782B2 JPS5849782B2 JP50064104A JP6410475A JPS5849782B2 JP S5849782 B2 JPS5849782 B2 JP S5849782B2 JP 50064104 A JP50064104 A JP 50064104A JP 6410475 A JP6410475 A JP 6410475A JP S5849782 B2 JPS5849782 B2 JP S5849782B2
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- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は液化天然ガスの寒冷を利用した液体空気の製造
方法に関するものである。
方法に関するものである。
近年液化天然ガスが大量に輸入されて都市ガス用、火力
発電用等に用いられており、その使用量は更に増大する
傾向にある。
発電用等に用いられており、その使用量は更に増大する
傾向にある。
然るに液化天然ガスの有する寒冷はその使用に際して殆
ど利用されずに無駄にされているのが現状である。
ど利用されずに無駄にされているのが現状である。
空気分離装置に寒冷を供給して液体酸素、液体窒素の製
造に利用されている例があるが量的には少ない。
造に利用されている例があるが量的には少ない。
液体空気はその価格が安くなれば近年需要が増大して来
ている冷凍食品用、冷凍倉庫用、冷凍輸送用、低温破粋
および粉粋用、冷凍土木工法用、病院、大集会場、無塵
工場の空調用等に大量に需要が見込まれる。
ている冷凍食品用、冷凍倉庫用、冷凍輸送用、低温破粋
および粉粋用、冷凍土木工法用、病院、大集会場、無塵
工場の空調用等に大量に需要が見込まれる。
無限に存在する空気で寒冷を貯溜し得ること、放出して
も無害であることも液体空気を利用して上記用途に大量
需要が見込まれる理由であり、従って安価な液体空気の
製造供給法の確立が望まれている。
も無害であることも液体空気を利用して上記用途に大量
需要が見込まれる理由であり、従って安価な液体空気の
製造供給法の確立が望まれている。
本発明の目的は上記の要求に従い、周期的に切換え使用
する対で成る2個以上の熱交換器群によって原料空気よ
り炭酸ガスを凝縮固化分離する方法に関し、上記熱交換
器に於で空気と向流して液化天然ガスを流すことにより
空気流路に炭酸ガスを凝縮固化せしめて該成分を分離し
、更に固化分離した炭酸ガスをブロワー、真空ポンプを
用いて効果的に除去して装置外に排出する方法を提供す
ることにある。
する対で成る2個以上の熱交換器群によって原料空気よ
り炭酸ガスを凝縮固化分離する方法に関し、上記熱交換
器に於で空気と向流して液化天然ガスを流すことにより
空気流路に炭酸ガスを凝縮固化せしめて該成分を分離し
、更に固化分離した炭酸ガスをブロワー、真空ポンプを
用いて効果的に除去して装置外に排出する方法を提供す
ることにある。
以下本発明を図に示す実施例に従って詳細説明する。
原料空気供給管1を経て導入されたほゾ常温、常圧の空
気2 1, 5 0 0 Nm3/ hは切換弁2、管
3を経て前周期でその流路内に水分を凝縮固化している
低温の水除去熱交換器の切換え使用する対の一方4aに
入り、冷端温度で約−130℃迄冷却している該熱交換
器を加温しつつ、該熱交換器内の凝縮固化水分を融解同
伴して導出する。
気2 1, 5 0 0 Nm3/ hは切換弁2、管
3を経て前周期でその流路内に水分を凝縮固化している
低温の水除去熱交換器の切換え使用する対の一方4aに
入り、冷端温度で約−130℃迄冷却している該熱交換
器を加温しつつ、該熱交換器内の凝縮固化水分を融解同
伴して導出する。
この再生周期にある水除去熱交換器4aの天然ガス用流
路は遮断されている。
路は遮断されている。
該熱交換器4aを導出した水分同伴空気は三方切換弁5
aを経て水分離器6に入り水を分離した後、飽和蒸気圧
分の水蒸気を伴って管7、切換弁2を経て、水除去熱交
換器の対を成す他方4bに入る。
aを経て水分離器6に入り水を分離した後、飽和蒸気圧
分の水蒸気を伴って管7、切換弁2を経て、水除去熱交
換器の対を成す他方4bに入る。
一方管41より導入されポンプ42により圧送された1
.2気圧、−160℃の液化天然ガスは3分してその一
部を弁43により流量約10,600N m3/ hに
調節され、三方切換弁44を経て水除去熱交換器4bの
天然ガス用流路に導入される。
.2気圧、−160℃の液化天然ガスは3分してその一
部を弁43により流量約10,600N m3/ hに
調節され、三方切換弁44を経て水除去熱交換器4bの
天然ガス用流路に導入される。
該液化天然ガスに冷却された原料空気は該水除去熱交換
器4bを流れる間に同伴する飽和水蒸気を凝縮固化分離
され、約−130℃になって該熱交換器4bを導出する
。
器4bを流れる間に同伴する飽和水蒸気を凝縮固化分離
され、約−130℃になって該熱交換器4bを導出する
。
水除去熱交換器4a,4bの容量、型式、切換時間は適
宜最適なものを選択し決定する。
宜最適なものを選択し決定する。
かくして得られた低温乾燥空気は三方切換弁5bを経て
管8に於で、過冷器29を経て来た液体空気貯槽31よ
りの1気圧−160℃の蒸発低温空気約9, 5 0
0 Nm3/ hと合流しテ31,000Nm3/hと
なり第1低温圧縮機9aに導入される。
管8に於で、過冷器29を経て来た液体空気貯槽31よ
りの1気圧−160℃の蒸発低温空気約9, 5 0
0 Nm3/ hと合流しテ31,000Nm3/hと
なり第1低温圧縮機9aに導入される。
合流後の低温乾燥空気は炭酸ガス約240pI]mを含
み1気圧約−140℃であるがこの温度は上記炭酸ガス
含有量に於で炭酸ガスが固化しない最低温度である。
み1気圧約−140℃であるがこの温度は上記炭酸ガス
含有量に於で炭酸ガスが固化しない最低温度である。
この低温乾燥空気は第1低温圧縮機9aに於で4.5気
圧に圧縮され、昇温しで中間冷却器11に入り向流する
液化天然ガスに冷却されて約−130℃になる。
圧に圧縮され、昇温しで中間冷却器11に入り向流する
液化天然ガスに冷却されて約−130℃になる。
中間冷却器11の冷媒用流路にはポンプ42により圧送
された1.2気圧、−160℃の液化天然ガスの3分し
た流れの第2番目の流れが弁48により約8,6 0
0 Nm3/ hに調節されて導入され上記乾燥空気を
冷却し自身は気化して管49へ導出される。
された1.2気圧、−160℃の液化天然ガスの3分し
た流れの第2番目の流れが弁48により約8,6 0
0 Nm3/ hに調節されて導入され上記乾燥空気を
冷却し自身は気化して管49へ導出される。
該中間冷却器11に於で約−130℃に冷却された乾燥
圧縮空気は次いで第2低温圧縮機9bに入り更に20気
圧迄圧縮されほゾ常温となって導出し管12を経て次の
炭酸ガス除去工程に向う。
圧縮空気は次いで第2低温圧縮機9bに入り更に20気
圧迄圧縮されほゾ常温となって導出し管12を経て次の
炭酸ガス除去工程に向う。
第1低温圧縮機9a、第2低温圧縮機9bはいづれも−
140℃〜−130℃程度に冷却した空気を吸入して圧
縮するが、これにより通常常温のガスを吸入して圧縮を
行う場合に比較して原動機10の所要動力は約5割少な
くて済む。
140℃〜−130℃程度に冷却した空気を吸入して圧
縮するが、これにより通常常温のガスを吸入して圧縮を
行う場合に比較して原動機10の所要動力は約5割少な
くて済む。
次いで管12、三方切換弁13を経て対で成る炭酸ガス
除去熱交換器の一方14aに導入された20気圧常温の
乾燥圧縮空気3 1,0 0 0 Nm’7 hは、該
熱交換器14a中で向流する液化天然ガスに冷却されて
含有する炭酸ガスを該熱交換器14aの空気用流路15
aに固化分離する。
除去熱交換器の一方14aに導入された20気圧常温の
乾燥圧縮空気3 1,0 0 0 Nm’7 hは、該
熱交換器14a中で向流する液化天然ガスに冷却されて
含有する炭酸ガスを該熱交換器14aの空気用流路15
aに固化分離する。
かくして水分、炭酸ガス双方を分離除去された空気は約
一152℃で該熱交換器14aを導出し、三方切換弁1
6を経て管27より液化器28に導入され液化する。
一152℃で該熱交換器14aを導出し、三方切換弁1
6を経て管27より液化器28に導入され液化する。
一方寒冷供給源である液化天然ガスは次の如く供給され
る。
る。
液ポンプ42により1.2気圧で圧送され3分された内
最後の流れは弁50に於で約2 0,0 0 0 Nm
3/ hに調節され、液化器28に入り向流する清浄空
気を液化し、1.2気圧、160℃のま\三方弁51を
経、管52を経て炭酸ガス除去熱交換器14aの天然ガ
ス用流路54aに入り上記の如く向流する空気を冷却し
炭酸ガスを固化させ、ほゾ常温となって該熱交換器14
aを導出し、三方弁55、管56を経て管47,49よ
りの気化ガスと合流し管57より装置外へ導出使用に供
される。
最後の流れは弁50に於で約2 0,0 0 0 Nm
3/ hに調節され、液化器28に入り向流する清浄空
気を液化し、1.2気圧、160℃のま\三方弁51を
経、管52を経て炭酸ガス除去熱交換器14aの天然ガ
ス用流路54aに入り上記の如く向流する空気を冷却し
炭酸ガスを固化させ、ほゾ常温となって該熱交換器14
aを導出し、三方弁55、管56を経て管47,49よ
りの気化ガスと合流し管57より装置外へ導出使用に供
される。
炭酸ガス除去熱交換器14aがこの様に炭酸ガスの凝縮
固化周期にある時、対を成す他方の熱交換器14bは固
化炭酸ガスの除去即ち再生周期にある。
固化周期にある時、対を成す他方の熱交換器14bは固
化炭酸ガスの除去即ち再生周期にある。
前周期で該熱交換器14bの空気流路15b内に炭酸ガ
スの凝縮固化が行われるが、この周期の終りに三方切換
弁13.16.17、および18を切換えることにより
該通路15bは凝縮固化周期より蒸発除去周期に切り換
えられる。
スの凝縮固化が行われるが、この周期の終りに三方切換
弁13.16.17、および18を切換えることにより
該通路15bは凝縮固化周期より蒸発除去周期に切り換
えられる。
同時に三方弁51.55を切り換えて管53から流路5
4bを流れる液化天然ガスを管52から流路54aに流
し、流路54bは遮断する。
4bを流れる液化天然ガスを管52から流路54aに流
し、流路54bは遮断する。
三方切換弁17.18を切換えることにまり流路15b
は放出三方弁19、加熱器20,23、循環ブロヮー2
1,弁22、循環流路24と接続して循環系統を形成す
るが該系統中には弁25を介して真空ポンプ26を接続
する。
は放出三方弁19、加熱器20,23、循環ブロヮー2
1,弁22、循環流路24と接続して循環系統を形成す
るが該系統中には弁25を介して真空ポンプ26を接続
する。
循環系統形成後まず三方放出弁19を開いて系統内の空
気を常圧附近迄放出し、弁22.25を開いて加熱器2
0.23および循環用ブロアー21を始動して、系統内
の残溜空気を加温しつつ循環し、通路15b内に凝縮固
化している炭酸ガスを該循環空気中に蒸発同伴させ、同
時に真空ポンプ26を作動させて循環系統内の空気およ
び炭酸ガスを系外に排出する。
気を常圧附近迄放出し、弁22.25を開いて加熱器2
0.23および循環用ブロアー21を始動して、系統内
の残溜空気を加温しつつ循環し、通路15b内に凝縮固
化している炭酸ガスを該循環空気中に蒸発同伴させ、同
時に真空ポンプ26を作動させて循環系統内の空気およ
び炭酸ガスを系外に排出する。
この過程は炭酸ガスの蒸発に見合う熱を供給しつつ、ま
た圧力も蒸発を促進するように除々に低下させるので固
化炭酸ガスは短時間に完全に系外に排出することが出来
る。
た圧力も蒸発を促進するように除々に低下させるので固
化炭酸ガスは短時間に完全に系外に排出することが出来
る。
上記系統中の加熱器20,23は空温加熱器、スチーム
加熱器、電熱器を用いるかあるいは配管部分を長くする
ことにより行う。
加熱器、電熱器を用いるかあるいは配管部分を長くする
ことにより行う。
循環ブロワーはスクリュ一式、ターボ式等があるが現在
はルーツ式が安価で適当である。
はルーツ式が安価で適当である。
また真空ポンプは油回転式が適当である。
これらの容量は炭酸ガス除去熱交換器14a,14bの
容量および切り換え時間に応じて決定すればよい。
容量および切り換え時間に応じて決定すればよい。
循環系統中の真空度が充分高くなり通路15b内の炭酸
ガスが排出された後は該熱交換器14bの予冷に入る。
ガスが排出された後は該熱交換器14bの予冷に入る。
即ち循環ブロワー21および加熱器20.23の作動を
止め、三方弁51および55、を両側開にし、熱交換器
14aの流路54aに液化天然ガスを導入したま\熱交
換器14bの流路54bにもこれを導入して冷却を行う
。
止め、三方弁51および55、を両側開にし、熱交換器
14aの流路54aに液化天然ガスを導入したま\熱交
換器14bの流路54bにもこれを導入して冷却を行う
。
この予冷期間に供給される液化天然ガスの量は少量で良
い。
い。
これは蒸発除去期間に炭酸ガスを真空下で蒸発している
ので流路15bの温度を凝縮固化周期の温度よりあまり
上昇させなくても良く従って熱履歴の巾が小さいためで
ある。
ので流路15bの温度を凝縮固化周期の温度よりあまり
上昇させなくても良く従って熱履歴の巾が小さいためで
ある。
熱交換器14bが所定温度迄冷却した時真空ポンプ26
の作動を停止し、三方切換弁13.16,17および1
8を作動して流路15bを蒸発除去周期より凝縮固化周
期に、流路15aを凝縮固化周期より蒸発除去周期に切
り換える。
の作動を停止し、三方切換弁13.16,17および1
8を作動して流路15bを蒸発除去周期より凝縮固化周
期に、流路15aを凝縮固化周期より蒸発除去周期に切
り換える。
この様に炭酸ガス除去工程は凝縮固化、切換、蒸発、真
空排気、予冷を経て一周期を終了し、これを対で成る熱
交換器に於で交互に繰り返すことにより連続的に行われ
る。
空排気、予冷を経て一周期を終了し、これを対で成る熱
交換器に於で交互に繰り返すことにより連続的に行われ
る。
炭酸ガス除去工程を経て管27内を導出する20気圧約
−152℃の清浄圧縮空気は次いで液化工程に入る。
−152℃の清浄圧縮空気は次いで液化工程に入る。
即ち液化器28に於で前記の如く液化し約−157℃で
導出した後過冷器29に入り、液体空気貯槽31よりの
蒸発空気と向流して更に冷却され約−162℃になって
導出し、膨張弁3oにより1.2気圧迄降圧、約−19
2℃の液体空気となって液体空気貯槽31内に供給され
る。
導出した後過冷器29に入り、液体空気貯槽31よりの
蒸発空気と向流して更に冷却され約−162℃になって
導出し、膨張弁3oにより1.2気圧迄降圧、約−19
2℃の液体空気となって液体空気貯槽31内に供給され
る。
この量は上記工程中のロスおよび蒸発空気があるため約
2 0, O O O Nm3/ hである。
2 0, O O O Nm3/ hである。
この際発生した1.2気圧−190’Cの蒸発空気9,
5 0 0 Nm3/ hは弁32を経て膨脹して1
気圧−191℃となり前記過冷器29に導入されて向流
する液体空気を過冷し、自身は−160’Cとなって管
33を経て水除去熱交換器4aあるいは4bよりの乾燥
空気と管8に於で合流の上第1低温圧縮機9aに導入さ
れる。
5 0 0 Nm3/ hは弁32を経て膨脹して1
気圧−191℃となり前記過冷器29に導入されて向流
する液体空気を過冷し、自身は−160’Cとなって管
33を経て水除去熱交換器4aあるいは4bよりの乾燥
空気と管8に於で合流の上第1低温圧縮機9aに導入さ
れる。
この蒸発空気を前記炭酸ガス除去熱交換器14a,14
bに帰還させて該熱交換器の再生用ガスとして使用する
通常の方法を採用せずに全量再圧縮するのは、蒸発空気
の組成が窒素富化になる傾向があるため貯槽31に於け
る液体空気中の酸素の割合が徐々に増加して行くことを
防ぎ且つ寒冷の損失を極少にするためである。
bに帰還させて該熱交換器の再生用ガスとして使用する
通常の方法を採用せずに全量再圧縮するのは、蒸発空気
の組成が窒素富化になる傾向があるため貯槽31に於け
る液体空気中の酸素の割合が徐々に増加して行くことを
防ぎ且つ寒冷の損失を極少にするためである。
これにより常に大気組成と同一の液体空気を製造し、貯
蔵し、供給することが出来る0 以上の工程を経て生成した液体空気は貯槽31に貯えら
れ、要求に応じて弁34、管35を経て1.2気圧、−
192.9℃の液体空気として使用に供される。
蔵し、供給することが出来る0 以上の工程を経て生成した液体空気は貯槽31に貯えら
れ、要求に応じて弁34、管35を経て1.2気圧、−
192.9℃の液体空気として使用に供される。
本願発明は以上の様に構成され実施されるが、本方法の
特徴効果は次の通りである。
特徴効果は次の通りである。
無駄に廃棄されている豊富な天然ガスの寒冷を有効に利
用して極めて経済的に液体空気を製造することを可能に
した。
用して極めて経済的に液体空気を製造することを可能に
した。
即ち液体空気の製造工程を水除去工程、圧縮工程、炭酸
ガス除去工程および液化工程より構成し、このいづれの
工程に於でも液化天然ガスの寒冷を有効に利用したこと
により安価な液体空気を製造し得る。
ガス除去工程および液化工程より構成し、このいづれの
工程に於でも液化天然ガスの寒冷を有効に利用したこと
により安価な液体空気を製造し得る。
水除去、炭酸ガス除去は冷却のみによって行ない、さら
に圧縮工程は液化天然ガスの寒冷を利用することにより
使用動力が少なくて済む低温圧縮機を採用し、蒸発空気
を全量再び圧縮工程に戻すことにより更に炭酸ガスの固
化温度を低下せしめてより低温で圧縮すること可能にし
、これにより通常の圧縮方法に比較して約5割位の動力
の減少を可能にした。
に圧縮工程は液化天然ガスの寒冷を利用することにより
使用動力が少なくて済む低温圧縮機を採用し、蒸発空気
を全量再び圧縮工程に戻すことにより更に炭酸ガスの固
化温度を低下せしめてより低温で圧縮すること可能にし
、これにより通常の圧縮方法に比較して約5割位の動力
の減少を可能にした。
また液体空気貯槽よりの蒸発空気は全量再圧縮して液化
するため常に大気組成と同一の組成を有する液体空気を
製造し供給することが出来る。
するため常に大気組成と同一の組成を有する液体空気を
製造し供給することが出来る。
従って長期間運転に際しても貯槽中の液体空気中の酸素
の割合が増大して危険に至る心配がない。
の割合が増大して危険に至る心配がない。
水除去工程、炭酸ガス除去工程はいづれもこの種装置で
通常行われている帰還ガスによる再生を行わないため熱
交換器の流路が2流路で済み且つ伝熱面積が少なくて良
い等の特徴がある。
通常行われている帰還ガスによる再生を行わないため熱
交換器の流路が2流路で済み且つ伝熱面積が少なくて良
い等の特徴がある。
図は本発明の各工程の構成を示す系統図である。
4a ,4bは水除去熱交換器、6は水分離器、9a,
9bは低温圧縮機、11は中間冷却器、14a,14b
は炭酸ガス除去熱交換器、20,23は加熱器、21は
循環ブロワー、26は真空ポンプ、28は液化器、29
は過冷器、31は液体空気貯槽、42は液化天然ガス圧
送用ポンプである。
9bは低温圧縮機、11は中間冷却器、14a,14b
は炭酸ガス除去熱交換器、20,23は加熱器、21は
循環ブロワー、26は真空ポンプ、28は液化器、29
は過冷器、31は液体空気貯槽、42は液化天然ガス圧
送用ポンプである。
Claims (1)
- 1 液化天然ガスの寒冷を利用して液体空気を製造する
方法において、原料空気を周期的に交互に切換え使用す
る対をなす水除去熱交換器の一方に導入して冷却して含
有する水分を凝縮固化分離し除去する水分除去工程、液
体空気貯槽よりの低温空気と合流せしめ、これを圧縮機
により低温圧縮し冷却器により冷却して15〜35気圧
にする圧縮工程、次いで周期的に交互に切換え使用する
対をなす炭酸ガス除去熱交換器の一方に導入して冷却し
含有する炭酸ガスを凝縮除去するにあたり、前周期の残
溜空気を放出して該器内をほぼ大気圧とした後、大気圧
の残溜空気を加熱器、ブロワーを介して循環せしめるこ
とにより凝縮炭酸ガスを蒸発させ、且つこれを真空ポン
プにより吸引することにより切換式炭酸ガス除去熱交換
器内に凝縮した前周期の炭酸ガスを除去した後、前記冷
却を行う炭酸ガス除去工程、更に液化器に導入し液化し
た後、過冷器に導入して向流する液体空気貯槽よりの低
温空気と熱交換して過冷し膨張弁によって膨張後液体空
気貯槽に導入する液化工程によって液化貯蔵せしめると
共に前記水分除去工程ならびに前記炭酸ガス除去工程に
おける各熱交換器と圧縮工程における冷却器および液化
工程における液化器にそれぞれ液化天然ガスを供給して
向流する原料空気を冷却するようにしたことを特徴とす
る液体空気の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP50064104A JPS5849782B2 (ja) | 1975-05-30 | 1975-05-30 | エキカテンネンガスノカンレイオリヨウシタ エキタイクウキノセイゾウホウホウ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP50064104A JPS5849782B2 (ja) | 1975-05-30 | 1975-05-30 | エキカテンネンガスノカンレイオリヨウシタ エキタイクウキノセイゾウホウホウ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS51140880A JPS51140880A (en) | 1976-12-04 |
JPS5849782B2 true JPS5849782B2 (ja) | 1983-11-07 |
Family
ID=13248427
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP50064104A Expired JPS5849782B2 (ja) | 1975-05-30 | 1975-05-30 | エキカテンネンガスノカンレイオリヨウシタ エキタイクウキノセイゾウホウホウ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5849782B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS53124188A (en) * | 1977-04-06 | 1978-10-30 | Hitachi Ltd | Utilizing method for chillness of liquefied natural gas in air separator |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4945054A (ja) * | 1972-08-03 | 1974-04-27 | ||
JPS5056392A (ja) * | 1973-09-19 | 1975-05-17 |
-
1975
- 1975-05-30 JP JP50064104A patent/JPS5849782B2/ja not_active Expired
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4945054A (ja) * | 1972-08-03 | 1974-04-27 | ||
JPS5056392A (ja) * | 1973-09-19 | 1975-05-17 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS51140880A (en) | 1976-12-04 |
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