JPS6135911B2 - - Google Patents
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- JPS6135911B2 JPS6135911B2 JP3569981A JP3569981A JPS6135911B2 JP S6135911 B2 JPS6135911 B2 JP S6135911B2 JP 3569981 A JP3569981 A JP 3569981A JP 3569981 A JP3569981 A JP 3569981A JP S6135911 B2 JPS6135911 B2 JP S6135911B2
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- JP
- Japan
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- liquid
- nozzle
- pressure
- pressure chamber
- electric vibrator
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Links
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B17/00—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
- B05B17/04—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
- B05B17/06—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations
- B05B17/0607—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers
- B05B17/0638—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers spray being produced by discharging the liquid or other fluent material through a plate comprising a plurality of orifices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B17/00—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
- B05B17/04—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
- B05B17/06—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations
- B05B17/0607—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers
- B05B17/0615—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers spray being produced at the free surface of the liquid or other fluent material in a container and subjected to the vibrations
Landscapes
- Pressure-Spray And Ultrasonic-Wave- Spray Burners (AREA)
- Air Humidification (AREA)
- Special Spraying Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、加湿器、液体燃料燃焼装置等に使用
されている電子霧化装置に関するものである。
されている電子霧化装置に関するものである。
本発明の目的は、構成が簡単であり、しかも発
生させた霧化粒子が小さく、かつ噴霧量の調節が
容易で、しかも外部衝撃を受けても安定した霧化
を行える電子霧化装置を提供することにある。
生させた霧化粒子が小さく、かつ噴霧量の調節が
容易で、しかも外部衝撃を受けても安定した霧化
を行える電子霧化装置を提供することにある。
従来、液体燃料燃焼装置の霧化装置としては、
小口径のノズルに高圧ポンプで圧力をかけ噴霧す
るガンタイプ、あるいは高速回転している回転体
に液体を滴下させ遠心力で霧化するロータリー霧
化式等が実用化されている。これらの方式は装置
自体が大形化し、また発生した霧化粒子が大き
く、大燃焼量（10000Kcal／ｈ以上）の燃焼装置
に限られている。
小口径のノズルに高圧ポンプで圧力をかけ噴霧す
るガンタイプ、あるいは高速回転している回転体
に液体を滴下させ遠心力で霧化するロータリー霧
化式等が実用化されている。これらの方式は装置
自体が大形化し、また発生した霧化粒子が大き
く、大燃焼量（10000Kcal／ｈ以上）の燃焼装置
に限られている。
又、電気的振動子を用いた霧化器としては、第
１図、第３図に示すような霧化器もある。これに
ついて説明すると、第１図に於いて箱体１の下部
に電気的振動子２がパツキン３を介して設けられ
ている。箱体１の内部には液体４が充填されてお
り、電気的振動子２に交番電力を供給すると電気
的振動子２が第１図の上下方向の振動をするよう
になる。この振動によつて液体４も振動し、液体
４は第１図のように液体中央部が盛り上る。そし
て液体４は微粒子として飛散するのであるが、こ
れは第２図に示すような液体４の表面状態となつ
ている。超音波振動によつて、液体４の表面には
キヤピラリーウエーブ５と呼ばれる表面波が発生
する。この波が電気的振動子２の出力を増すこと
によつて強く励起されると、その波頭から液滴６
が生成される。液滴６の粒径は表面波の波長λに
関係し、波長が短くなるほど、即ち、電気的振動
子２に与える電気的な交番電力の加振周波数が高
いほど小さくなることが知られている。この第１
図に示すような霧化器の特徴は、箱体１下部に設
けた電気的振動子２の超音波振動によつて液体４
表面に於いて短い波長のキヤピラリーウエーブ５
を生じることによつて、そのキヤピラリーウエー
ブ５の波頭の部分がちぎれて液滴６を生じ、この
液滴６が霧化の状況となるのである。従つて、こ
のような霧化器に於いては、液体４の表面、即ち
液面がかなり広い範囲で必要となり、更にこのよ
うな霧化器は加湿器などの比較的制御性の少ない
ものについては十分実用化されているが、燃焼機
器では燃焼炎の安定化などの燃焼の基本的な問題
にまだまだ多くの課題を残しており、現在燃焼機
器では採用されていない。第３図はホーン型と呼
ばれるもので、ホーン形状７を外殻にもつた基体
８のホーンの広がつた端面に電気的振動子９を設
け、基体８の内部には送油管１０を設けている。
交番電力を電気的振動子９に供給すると、電気的
振動子９は第３図矢印のように左右に振動する。
この振動はホーン形状７をもつた基体８によつて
増幅され、先端部１１では大きな振動となる。こ
こで、送油管１０の先端の表面では、第２図と同
じように第４図に示している如く、キヤピラリー
ウエーブ１２を生じ、液滴１３を生じる。原理的
には第１図と同じであるが通常送油管１０への液
体の供給は、油面の落差あるいはポンプなどで加
圧して行なわれている。このタイプでは、送油管
１０内部でキヤビテーシヨンを生じ、液体中の溶
存ガスを析出する。このため、小さな径のノズル
では、途中霧化がとぎれ、例えば燃焼機器では消
火してしまうなどの欠点があり、又、そのために
供給液体を加圧すると、キヤビテーシヨンや気体
の発生のために大きな粒子が飛び出すなど安定し
た霧化にする制御が難しかつた。
１図、第３図に示すような霧化器もある。これに
ついて説明すると、第１図に於いて箱体１の下部
に電気的振動子２がパツキン３を介して設けられ
ている。箱体１の内部には液体４が充填されてお
り、電気的振動子２に交番電力を供給すると電気
的振動子２が第１図の上下方向の振動をするよう
になる。この振動によつて液体４も振動し、液体
４は第１図のように液体中央部が盛り上る。そし
て液体４は微粒子として飛散するのであるが、こ
れは第２図に示すような液体４の表面状態となつ
ている。超音波振動によつて、液体４の表面には
キヤピラリーウエーブ５と呼ばれる表面波が発生
する。この波が電気的振動子２の出力を増すこと
によつて強く励起されると、その波頭から液滴６
が生成される。液滴６の粒径は表面波の波長λに
関係し、波長が短くなるほど、即ち、電気的振動
子２に与える電気的な交番電力の加振周波数が高
いほど小さくなることが知られている。この第１
図に示すような霧化器の特徴は、箱体１下部に設
けた電気的振動子２の超音波振動によつて液体４
表面に於いて短い波長のキヤピラリーウエーブ５
を生じることによつて、そのキヤピラリーウエー
ブ５の波頭の部分がちぎれて液滴６を生じ、この
液滴６が霧化の状況となるのである。従つて、こ
のような霧化器に於いては、液体４の表面、即ち
液面がかなり広い範囲で必要となり、更にこのよ
うな霧化器は加湿器などの比較的制御性の少ない
ものについては十分実用化されているが、燃焼機
器では燃焼炎の安定化などの燃焼の基本的な問題
にまだまだ多くの課題を残しており、現在燃焼機
器では採用されていない。第３図はホーン型と呼
ばれるもので、ホーン形状７を外殻にもつた基体
８のホーンの広がつた端面に電気的振動子９を設
け、基体８の内部には送油管１０を設けている。
交番電力を電気的振動子９に供給すると、電気的
振動子９は第３図矢印のように左右に振動する。
この振動はホーン形状７をもつた基体８によつて
増幅され、先端部１１では大きな振動となる。こ
こで、送油管１０の先端の表面では、第２図と同
じように第４図に示している如く、キヤピラリー
ウエーブ１２を生じ、液滴１３を生じる。原理的
には第１図と同じであるが通常送油管１０への液
体の供給は、油面の落差あるいはポンプなどで加
圧して行なわれている。このタイプでは、送油管
１０内部でキヤビテーシヨンを生じ、液体中の溶
存ガスを析出する。このため、小さな径のノズル
では、途中霧化がとぎれ、例えば燃焼機器では消
火してしまうなどの欠点があり、又、そのために
供給液体を加圧すると、キヤビテーシヨンや気体
の発生のために大きな粒子が飛び出すなど安定し
た霧化にする制御が難しかつた。
本発明はこのような従来の欠点を一掃したもの
で、以下その一実施例を図面とともに説明する。
で、以下その一実施例を図面とともに説明する。
第５図は霧化器の縦断面図であり、ホーン形状
１４を成す圧力室１５を有する基体１６に、電気
的振動子１７が設けられ基体１６のホーン形状１
４の狭くなつた所にノズル部１８を設け、基体１
６に圧力室１５内に充満させる液体を供給するた
めの液体供給口１９を設けている。液体は後述す
るように、ノズル部１８のノズル１８ａより噴出
しない程度の圧力で前記液体供給口１９より供給
され、圧力室１５内に充満する。電気的振動子１
７は、ピエゾ振動子１７ｂと電極１７ａと振動板
１７ｃより成り、電極１７ａと振動板１７ｃ間に
パルス波又は交流等の交番電力を供給するとピエ
ゾ振動子１７ｂは、径方向の中心と外周の間で伸
縮を繰返すために振動板１７ｃは、図の左右方向
にたわみ振動を行なう。たわみ振動によつて生じ
る液体の圧力は圧力室１５がホーン形状であるた
め、ホーンの狭くなつたノズル部１８では極めて
大きな圧力となりノズル部１８のノズル１８ａよ
り液体が第５図の左側へ噴出する。また、たわみ
振動のため、圧力室１５内は加圧されたり、圧力
が低下したりするが、加圧されたときは、前記の
ように液体を噴出するが、圧力が低下したとき
は、ホーン形状１４のためにノズル部１８付近で
は余り圧力の低下はおこらず、振動板１７ｃ周辺
の圧力が低下する。従つて、液体は液体供給口１
９より補給され、一種の液体ダイオード的な働き
でポンプの役割を行なつている。
１４を成す圧力室１５を有する基体１６に、電気
的振動子１７が設けられ基体１６のホーン形状１
４の狭くなつた所にノズル部１８を設け、基体１
６に圧力室１５内に充満させる液体を供給するた
めの液体供給口１９を設けている。液体は後述す
るように、ノズル部１８のノズル１８ａより噴出
しない程度の圧力で前記液体供給口１９より供給
され、圧力室１５内に充満する。電気的振動子１
７は、ピエゾ振動子１７ｂと電極１７ａと振動板
１７ｃより成り、電極１７ａと振動板１７ｃ間に
パルス波又は交流等の交番電力を供給するとピエ
ゾ振動子１７ｂは、径方向の中心と外周の間で伸
縮を繰返すために振動板１７ｃは、図の左右方向
にたわみ振動を行なう。たわみ振動によつて生じ
る液体の圧力は圧力室１５がホーン形状であるた
め、ホーンの狭くなつたノズル部１８では極めて
大きな圧力となりノズル部１８のノズル１８ａよ
り液体が第５図の左側へ噴出する。また、たわみ
振動のため、圧力室１５内は加圧されたり、圧力
が低下したりするが、加圧されたときは、前記の
ように液体を噴出するが、圧力が低下したとき
は、ホーン形状１４のためにノズル部１８付近で
は余り圧力の低下はおこらず、振動板１７ｃ周辺
の圧力が低下する。従つて、液体は液体供給口１
９より補給され、一種の液体ダイオード的な働き
でポンプの役割を行なつている。
第５図に示すように、電気的振動子１７の電極
１７ａと振動板１７ｃの間に正の電力を供給した
とき、電気的振動子１７は２０の破線部まで働
く。このため圧力室１５の液体は圧迫され逃げよ
うとするが瞬時の圧迫であるため圧力となる。圧
力は瞬時であるため、振動板１７ｃと平行な圧力
波となり波動となる。交番電力を電気的振動子１
７に加えると電気的振動子１７は破線部２０と一
点鎖線部２１の間を往復する運動となり、圧力波
が生じる。圧力波はホーン形状１４のためにノズ
ル部１８では、その圧力波の強さが増幅され、電
気的振動子１７で生じる微かな圧力波もノズル部
１８では強い圧力波となり、加圧されたとき、ノ
ズル１８ａから液体が外へ飛び出す。しかし、圧
力波であるため、強弱となり瞬時にして負圧とな
るため飛び出した液体は微粒子となる。これはノ
ズル１８ａが数十μという径の小さな孔であるた
め微粒子となる。負圧となつたときは、ノズル１
８ａの径が小さいため、液体は液体供給口１９よ
り供給され、ノズル１８ａから空気は入らず安定
した断続霧化が得られる。ホーン形状１４による
波動の強さの増幅作用は音響学的によく知られて
おり、圧力波も同様にして増幅されるのである。
ノズル１８ａから空気が入らないのはノズル１８
ａにて、液体の液面高さと、ノズル１８ａの径の
周にかかる表面張力とがつり合つており、電気的
振動子１７の振動によつて圧力が変化するとき、
つまり加圧されたときは瞬時の加圧のため、加圧
の方が表面張力より大きく、ノズル１８ａ外へ微
粒子２２が飛散する。負圧になつたときは表面張
力を外方向に強めようとする力が働らき、結果と
して液体は液体供給口１９より供給されることに
なる。２３は最初圧力室１５に液体を充満させる
ときに、圧力室１５中にあつた空気を押出す排気
口である。
１７ａと振動板１７ｃの間に正の電力を供給した
とき、電気的振動子１７は２０の破線部まで働
く。このため圧力室１５の液体は圧迫され逃げよ
うとするが瞬時の圧迫であるため圧力となる。圧
力は瞬時であるため、振動板１７ｃと平行な圧力
波となり波動となる。交番電力を電気的振動子１
７に加えると電気的振動子１７は破線部２０と一
点鎖線部２１の間を往復する運動となり、圧力波
が生じる。圧力波はホーン形状１４のためにノズ
ル部１８では、その圧力波の強さが増幅され、電
気的振動子１７で生じる微かな圧力波もノズル部
１８では強い圧力波となり、加圧されたとき、ノ
ズル１８ａから液体が外へ飛び出す。しかし、圧
力波であるため、強弱となり瞬時にして負圧とな
るため飛び出した液体は微粒子となる。これはノ
ズル１８ａが数十μという径の小さな孔であるた
め微粒子となる。負圧となつたときは、ノズル１
８ａの径が小さいため、液体は液体供給口１９よ
り供給され、ノズル１８ａから空気は入らず安定
した断続霧化が得られる。ホーン形状１４による
波動の強さの増幅作用は音響学的によく知られて
おり、圧力波も同様にして増幅されるのである。
ノズル１８ａから空気が入らないのはノズル１８
ａにて、液体の液面高さと、ノズル１８ａの径の
周にかかる表面張力とがつり合つており、電気的
振動子１７の振動によつて圧力が変化するとき、
つまり加圧されたときは瞬時の加圧のため、加圧
の方が表面張力より大きく、ノズル１８ａ外へ微
粒子２２が飛散する。負圧になつたときは表面張
力を外方向に強めようとする力が働らき、結果と
して液体は液体供給口１９より供給されることに
なる。２３は最初圧力室１５に液体を充満させる
ときに、圧力室１５中にあつた空気を押出す排気
口である。
第６図は上記霧化装置を液体燃料燃焼装置の燃
料霧化装置として用いた場合を示す構成断面図で
ある。２４は上記霧化装置で、液体燃料はカート
リツジタンク２５から固定タンク２６で液面を一
定に保たれ、送油管２７を経て霧化装置２４の供
給口１９から圧力室１５に満たされる。このと
き、圧力室１５内にあつた空気は排気口２３を通
して排気管２８から押し出されるが前述のように
ノズル部１８のノズルからは液体燃料は噴出しな
い圧力関係が保たれている。電気的振動子１７に
交番電力を印加すると前述の如くノズル部１８か
ら液体燃料が噴霧される。ところが霧化動作中に
ノズル部１８から空気が圧力室１５内に入るとノ
ズル部１８における表面張力が逆の作用をし、噴
霧が停止する。通常はノズル１８ａでの表面張力
と液面高さの釣り合いというわずかな力で霧化動
作が継続されており、霧化装置に急激な衝撃等が
加わると、上記表面張力と液面高さの釣り合いが
一瞬くずれ、空気がノズル１８ａから圧力室１５
に入り噴霧が停止してしまう。本実施例では、こ
の問題を解決するため霧化装置２４は取付金具２
９を取付台３０に衝撃吸収装置３１を介して取付
けられており、急激な衝撃は吸収され噴霧が停止
することを避けている。このようにして噴霧され
た液体燃料は、送風機３２から送風される燃焼空
気と混合され保炎器３３により混合、拡散され燃
焼室３４で燃焼する。
料霧化装置として用いた場合を示す構成断面図で
ある。２４は上記霧化装置で、液体燃料はカート
リツジタンク２５から固定タンク２６で液面を一
定に保たれ、送油管２７を経て霧化装置２４の供
給口１９から圧力室１５に満たされる。このと
き、圧力室１５内にあつた空気は排気口２３を通
して排気管２８から押し出されるが前述のように
ノズル部１８のノズルからは液体燃料は噴出しな
い圧力関係が保たれている。電気的振動子１７に
交番電力を印加すると前述の如くノズル部１８か
ら液体燃料が噴霧される。ところが霧化動作中に
ノズル部１８から空気が圧力室１５内に入るとノ
ズル部１８における表面張力が逆の作用をし、噴
霧が停止する。通常はノズル１８ａでの表面張力
と液面高さの釣り合いというわずかな力で霧化動
作が継続されており、霧化装置に急激な衝撃等が
加わると、上記表面張力と液面高さの釣り合いが
一瞬くずれ、空気がノズル１８ａから圧力室１５
に入り噴霧が停止してしまう。本実施例では、こ
の問題を解決するため霧化装置２４は取付金具２
９を取付台３０に衝撃吸収装置３１を介して取付
けられており、急激な衝撃は吸収され噴霧が停止
することを避けている。このようにして噴霧され
た液体燃料は、送風機３２から送風される燃焼空
気と混合され保炎器３３により混合、拡散され燃
焼室３４で燃焼する。
なお、本実施例では衝撃吸収装置３１をバネで
構成しているが、第７図に示した如く、弾力性の
あるゴム等で構成しても同じ効果が得られる。
構成しているが、第７図に示した如く、弾力性の
あるゴム等で構成しても同じ効果が得られる。
また、上記実施例では燃焼装置の霧化装置につ
いて説明したが、他の目的に用いられる霧化装置
についても同様である。さらにまた、霧化装置の
構成も、本実施例に限定されるものではなく、圧
力室にノズルを臨ませ、電気的振動子にて圧力室
の液体を加振してノズルより噴霧する構成のもの
であればよく他に多くの実施形態をとることが可
能である。
いて説明したが、他の目的に用いられる霧化装置
についても同様である。さらにまた、霧化装置の
構成も、本実施例に限定されるものではなく、圧
力室にノズルを臨ませ、電気的振動子にて圧力室
の液体を加振してノズルより噴霧する構成のもの
であればよく他に多くの実施形態をとることが可
能である。
以上のように本発明によれば従来のものよりも
非常に簡素な構成の霧化装置とすることができ、
また電気的振動子に印加する電力を制御するだけ
で簡単に噴霧量を調整でき、さらに非常に小さな
微粒子も得ることができ、さらにまた各種液体の
霧化装置として適応できる。また、連続して安定
な噴霧が得られる等、その応用範囲が広い霧化装
置を提供することができる。
非常に簡素な構成の霧化装置とすることができ、
また電気的振動子に印加する電力を制御するだけ
で簡単に噴霧量を調整でき、さらに非常に小さな
微粒子も得ることができ、さらにまた各種液体の
霧化装置として適応できる。また、連続して安定
な噴霧が得られる等、その応用範囲が広い霧化装
置を提供することができる。
第１図は従来の霧化装置の構成断面図、第２図
は第１図液面図の拡大図、第３図は他の従来例の
断面図、第４図は第３図の要部拡大図、第５図は
本発明の一実施例にかかる電子霧化装置の断面
図、第６図は本発明を液体燃料燃焼装置に適用し
た断面図、第７図は他の適用例を示す断面図であ
る。 １４……ホーン形状、１５……圧力室、１６…
…基体、１７……電気的振動子、１８……ノズル
部、１９……供給口、２４……霧化装置、２９…
…取付金具、３０……取付台、３１……衝撃吸収
装置。
は第１図液面図の拡大図、第３図は他の従来例の
断面図、第４図は第３図の要部拡大図、第５図は
本発明の一実施例にかかる電子霧化装置の断面
図、第６図は本発明を液体燃料燃焼装置に適用し
た断面図、第７図は他の適用例を示す断面図であ
る。 １４……ホーン形状、１５……圧力室、１６…
…基体、１７……電気的振動子、１８……ノズル
部、１９……供給口、２４……霧化装置、２９…
…取付金具、３０……取付台、３１……衝撃吸収
装置。
Claims (1)
- １ 液体が充填される圧力室を有する基体と、前
記圧力室に臨むよう設けられたノズルと、前記圧
力室に充填された液体を加振する電気的振動子と
を有すると共に、少なくとも前記基体と、前記ノ
ズルと、前記電気的振動子とを外部衝撃から保護
する衝撃吸収手段を設けた電子霧化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3569981A JPS57150467A (en) | 1981-03-11 | 1981-03-11 | Electronic atomizer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3569981A JPS57150467A (en) | 1981-03-11 | 1981-03-11 | Electronic atomizer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57150467A JPS57150467A (en) | 1982-09-17 |
| JPS6135911B2 true JPS6135911B2 (ja) | 1986-08-15 |
Family
ID=12449124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3569981A Granted JPS57150467A (en) | 1981-03-11 | 1981-03-11 | Electronic atomizer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57150467A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61141955A (ja) * | 1984-12-14 | 1986-06-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 液体噴射装置 |
-
1981
- 1981-03-11 JP JP3569981A patent/JPS57150467A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57150467A (en) | 1982-09-17 |
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