JPS62114679A - 超音波霧化装置 - Google Patents
超音波霧化装置Info
- Publication number
- JPS62114679A JPS62114679A JP25366485A JP25366485A JPS62114679A JP S62114679 A JPS62114679 A JP S62114679A JP 25366485 A JP25366485 A JP 25366485A JP 25366485 A JP25366485 A JP 25366485A JP S62114679 A JPS62114679 A JP S62114679A
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- JP
- Japan
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- liquid
- vibrator
- nozzle
- nozzle orifice
- nozzle hole
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- Pending
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-
- 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
- B05B17/0623—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 coupled with a vibrating horn
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- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Pressure-Spray And Ultrasonic-Wave- Spray Burners (AREA)
- Special Spraying Apparatus (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
【発明の詳細な説明】
本発明は、一般には超音波霧化装置に関するものであり
、特に（１）自動車用燃料噴射装置、例えば電子制御ガ
ソリン噴射弁又は電子制御ディーゼル噴射弁、（２）ガ
スタービン用燃料ノズル、（３）工Ｘ用、営業用、及び
家庭用のボイラ、加熱炉、暖房機用バーナ、（４）工業
用液体噴霧器１例えば食品、医薬品、農薬、肥料等の液
状物の乾燥を目的とする乾燥用噴霧器、調温、調湿用ス
プレー、焼粉用噴霧器（セラミック造粒）、噴Ａ塗装装
置、反応促進器、及び（５）工業用以外の液体噴霧器、
例えば農薬散布器、消毒液散布器等に好適に使用し、液
体を間欠的に又は連続的に微粒化する超音波宵化装とに
関するものである。
、特に（１）自動車用燃料噴射装置、例えば電子制御ガ
ソリン噴射弁又は電子制御ディーゼル噴射弁、（２）ガ
スタービン用燃料ノズル、（３）工Ｘ用、営業用、及び
家庭用のボイラ、加熱炉、暖房機用バーナ、（４）工業
用液体噴霧器１例えば食品、医薬品、農薬、肥料等の液
状物の乾燥を目的とする乾燥用噴霧器、調温、調湿用ス
プレー、焼粉用噴霧器（セラミック造粒）、噴Ａ塗装装
置、反応促進器、及び（５）工業用以外の液体噴霧器、
例えば農薬散布器、消毒液散布器等に好適に使用し、液
体を間欠的に又は連続的に微粒化する超音波宵化装とに
関するものである。
従ｍ貨
従来、上述したような種々の分野で液体（本明細ｉ’Ｊ
で「液体」とは液体は勿論、懸濁溶液等の液状物をも含
むものとして用いる。）を噴霧、即ち微粒化するために
圧力噴露へ−す又は液体噴吉器が使用されている。斯る
噴霧バーナ又は液体噴霧器に使用されている霧化装置は
、ノズルから噴射された液体と外気（大気）との間の剪
断作用により液体を微粒化している。従って、供給液体
を微粒化するためには液体供給圧力を大とする必要があ
り、液体供給設備例えばポンプ、配管等が複雑且つ大型
化することとなった。
で「液体」とは液体は勿論、懸濁溶液等の液状物をも含
むものとして用いる。）を噴霧、即ち微粒化するために
圧力噴露へ−す又は液体噴吉器が使用されている。斯る
噴霧バーナ又は液体噴霧器に使用されている霧化装置は
、ノズルから噴射された液体と外気（大気）との間の剪
断作用により液体を微粒化している。従って、供給液体
を微粒化するためには液体供給圧力を大とする必要があ
り、液体供給設備例えばポンプ、配管等が複雑且つ大型
化することとなった。
更に、噴射Ｆｉ、量の調整は、供給液体の圧力を変える
か、ノズルの噴射口面積を変えることにより行なうが、
前者の方法では低流量時（低圧時）の微粒化の状態が悪
化し、その改善策として中、大型のボイラではエアー又
はスチームを併用し供給される液体燃料の微粒化を図っ
ている。そのために装置は益々複雑化し且つ大型となっ
た。一方、後者の方法では、ノズルの構造が極めて複雑
となり、その調整及び保守管理が大変であった。
か、ノズルの噴射口面積を変えることにより行なうが、
前者の方法では低流量時（低圧時）の微粒化の状態が悪
化し、その改善策として中、大型のボイラではエアー又
はスチームを併用し供給される液体燃料の微粒化を図っ
ている。そのために装置は益々複雑化し且つ大型となっ
た。一方、後者の方法では、ノズルの構造が極めて複雑
となり、その調整及び保守管理が大変であった。
このような従来の霧化装置の欠点を改良するべく、霧化
装置の噴射口から加圧して液状物を噴射すると同時に該
液状物に超音波振動を付与する試みがなされている。
装置の噴射口から加圧して液状物を噴射すると同時に該
液状物に超音波振動を付与する試みがなされている。
１＜ −［古
しかしながら、従来の超ｒｆ波による液体霧化装置は噴
＊ ！ｄ：が極めて小さく、大容量の微粒化を必要とす
る一１ユ記の如き霧化装置には使用することができなか
った。
＊ ！ｄ：が極めて小さく、大容量の微粒化を必要とす
る一１ユ記の如き霧化装置には使用することができなか
った。
上記従来の問題を解決し大容量の液体の微粒化を達成す
るべく、本出願人より超音波振動子の端部にエツジ部を
設け、該エツジ部に液体を薄膜状で供給することによっ
て、該エツジ部より液体が大にに微粒化される超音波噴
射方法及び噴射ノズルが提案されている（特願昭５９−
７７５７２を参照せよ）。
るべく、本出願人より超音波振動子の端部にエツジ部を
設け、該エツジ部に液体を薄膜状で供給することによっ
て、該エツジ部より液体が大にに微粒化される超音波噴
射方法及び噴射ノズルが提案されている（特願昭５９−
７７５７２を参照せよ）。
該噴射ノズル、即ち、霧化装置について第３図を参照し
簡単に説明すると、該霧化装置、即ち、例えばガスター
ビン用燃料ノズルｌは、中心に中心孔２を有した細長の
概略円筒形状の弁箱４を具備する。該弁箱４の下端には
、液体供給手段、即ちノズル孔６が設けられる。
簡単に説明すると、該霧化装置、即ち、例えばガスター
ビン用燃料ノズルｌは、中心に中心孔２を有した細長の
概略円筒形状の弁箱４を具備する。該弁箱４の下端には
、液体供給手段、即ちノズル孔６が設けられる。
前記弁箱４の中心孔２を貫いて振動子ｌｏが配置される
。該振動子１０は１本体部１４、該本体部１４より小径
の細長円柱状の振動子軸部１６及び本体部１４と軸部１
６とを連結する遷移部１８を有する０本体部１４にはよ
り大径とされた鍔２０が設けられており、該鍔２０が弁
箱４の上端に形成された肩部２２と、該弁箱４の上端面
にボルト（図示せず）によって取付られた環状の振動子
押え２４とによって弁箱４に取付られる。
。該振動子１０は１本体部１４、該本体部１４より小径
の細長円柱状の振動子軸部１６及び本体部１４と軸部１
６とを連結する遷移部１８を有する０本体部１４にはよ
り大径とされた鍔２０が設けられており、該鍔２０が弁
箱４の上端に形成された肩部２２と、該弁箱４の上端面
にボルト（図示せず）によって取付られた環状の振動子
押え２４とによって弁箱４に取付られる。
振動子ｌＯの軸部１６は弁箱４及びノズル孔６より下方
に、つまり外方へと更に突出している。
に、つまり外方へと更に突出している。
振動子ｌＯの先端、つまり軸部１６の先端にはエツジ部
２６が形成される。
２６が形成される。
前記振動子１０のエツジ部２６は、第３図によると漸次
径が小さくされた４段の環状の階段にて形成されている
が、同径にて複数の山形突起を有する形状としたり、漸
次径が小さくされた４段以外の環状の階段状としたり、
更に漸次径が増大したり、又漸次径が小さくなり次で大
きくなるような形状とすることもできる。
径が小さくされた４段の環状の階段にて形成されている
が、同径にて複数の山形突起を有する形状としたり、漸
次径が小さくされた４段以外の環状の階段状としたり、
更に漸次径が増大したり、又漸次径が小さくなり次で大
きくなるような形状とすることもできる。
前述のように、振動子ｌＯの前記エツジ部２６に燃料を
供給するためのノズル孔６は１つ又は複数個環状に配列
して形成され、該ノズル孔６の燃料供給［１６ａは概略
前記エツジ部２６の上端に隣接して開口し、該ノズル孔
６の他端６ｂは燃料供給源（図示せず）に連結される。
供給するためのノズル孔６は１つ又は複数個環状に配列
して形成され、該ノズル孔６の燃料供給［１６ａは概略
前記エツジ部２６の上端に隣接して開口し、該ノズル孔
６の他端６ｂは燃料供給源（図示せず）に連結される。
」１記構成において、振動子１０は、本体部１４に作動
的に接続された超音波振動発生手段ｌＯＯにより連続的
に振動される。従って、液体燃料がノズル孔６を介して
エツジ部２６に供給されると、液体燃料は微粒化され外
方へと噴射される。
的に接続された超音波振動発生手段ｌＯＯにより連続的
に振動される。従って、液体燃料がノズル孔６を介して
エツジ部２６に供給されると、液体燃料は微粒化され外
方へと噴射される。
未発１５１者等は、更に上記霧化装置において大容量の
液体の微粒化を達成するべく研究した結果、ノズル孔６
から大容量の液体を振動子表面に供給する場合に、供給
液体が振動子表面に衝突する時の衝撃力が大きいと供給
液体は大粒径の液滴となり飛散し、超音波微粒化による
液滴径が大きくなり噴霧としては好ましくない現象が生
じることが分かった。又この傾向は前記衝撃力が大きく
なるに従って大となる。斯る弊害を解決するために。
液体の微粒化を達成するべく研究した結果、ノズル孔６
から大容量の液体を振動子表面に供給する場合に、供給
液体が振動子表面に衝突する時の衝撃力が大きいと供給
液体は大粒径の液滴となり飛散し、超音波微粒化による
液滴径が大きくなり噴霧としては好ましくない現象が生
じることが分かった。又この傾向は前記衝撃力が大きく
なるに従って大となる。斯る弊害を解決するために。
第４図に図示されるように、ノズル孔出口軸線と振動子
表面とのなす角度αをできるだけ鋭角とし、衝撃力を減
少せしめる方法が採用されている。
表面とのなす角度αをできるだけ鋭角とし、衝撃力を減
少せしめる方法が採用されている。
しかしながら、例えばボイラー、ガスタービン又は自動
車の燃料噴射ノズル等においては、運転負荷に応じて燃
料流量、従って燃料供給速度が変ってくるが、燃料供給
速度が遅い場合には、第４図に図示されるように、液体
とノズル孔出口部分の壁面との間に働く濡れ作用により
、液体燃料の噴射方向が変ったり（第４図でＡの場合）
、液体燃料がノズル孔出口部分の壁面に付着し、該壁面
に沿って流れることとなる（第４図でＢの場合）、この
ため、液体燃料が振動子ｌＯの所定の位ｌｘに供給され
ず、液体の噴￥＆量の低下又は不安定な噴霧となった。
車の燃料噴射ノズル等においては、運転負荷に応じて燃
料流量、従って燃料供給速度が変ってくるが、燃料供給
速度が遅い場合には、第４図に図示されるように、液体
とノズル孔出口部分の壁面との間に働く濡れ作用により
、液体燃料の噴射方向が変ったり（第４図でＡの場合）
、液体燃料がノズル孔出口部分の壁面に付着し、該壁面
に沿って流れることとなる（第４図でＢの場合）、この
ため、液体燃料が振動子ｌＯの所定の位ｌｘに供給され
ず、液体の噴￥＆量の低下又は不安定な噴霧となった。
本発明は斯る霧化装置の改良に関するものである。
ｍの
本発明の目的は、連続的に又は間欠的に液体を供給する
ことのできる超音波霧化装置を提供することである。
ことのできる超音波霧化装置を提供することである。
未発ＩＪ＋の他のＩＦ的は、人容賃及び小容量の液体を
振動子の所定位置へと供給し効率良く霧化することがで
き、従ってターンダウン比を非常に大きくとることので
きる超音波霧化装置を提供することである。
振動子の所定位置へと供給し効率良く霧化することがで
き、従ってターンダウン比を非常に大きくとることので
きる超音波霧化装置を提供することである。
本発明の他の目的は、供給液体の性状、特に粘度によっ
て微粒化の状態（ｔＩ！、量、粒径）が変動しない、安
定した微粒化を達成し得る超音波霧化装置を提供するこ
とである。
て微粒化の状態（ｔＩ！、量、粒径）が変動しない、安
定した微粒化を達成し得る超音波霧化装置を提供するこ
とである。
「古 るための
上記２目的は本発明に係る超音波霧化装置によって達成
される。要約すれば本発明は、超音波振動発生手段と、
該超音波振動発生手段に一端が連結されそして他端には
エツジ部を有した細長の振動子と、前記エツジ部に液体
を供給するために該振動子のエツジ部を有した側の端部
に近接して設けられたノズル孔を有した超音波霧化装置
において、前記ノズル孔の出口部分を囲包する壁面と１
懐ノズル孔出口の軸線とは少なくとも３０’以］二とな
るように形成されることを特徴とする超り波霧化装置で
ある。又、好ましい実施態様によると、ノズル孔出「１
の軸線は振動子に対しｌＯ°〜６０゜の範囲に形成され
る。
される。要約すれば本発明は、超音波振動発生手段と、
該超音波振動発生手段に一端が連結されそして他端には
エツジ部を有した細長の振動子と、前記エツジ部に液体
を供給するために該振動子のエツジ部を有した側の端部
に近接して設けられたノズル孔を有した超音波霧化装置
において、前記ノズル孔の出口部分を囲包する壁面と１
懐ノズル孔出口の軸線とは少なくとも３０’以］二とな
るように形成されることを特徴とする超り波霧化装置で
ある。又、好ましい実施態様によると、ノズル孔出「１
の軸線は振動子に対しｌＯ°〜６０゜の範囲に形成され
る。
次に１本発明に係る超音波霧化装置を図面に即して詳し
く説（リノする。
く説（リノする。
未発１！１は−１−述のように種々の用途に好適に使用
し得るが１本実施態様では、第３図に関連して説明した
ガスタービン用燃料ノズルに使用されるものとし、第１
図には該霧化装置の先端部のみが図示される。
し得るが１本実施態様では、第３図に関連して説明した
ガスタービン用燃料ノズルに使用されるものとし、第１
図には該霧化装置の先端部のみが図示される。
第１図を参照すると、本発明に係る霧化装置、即ち、本
実施態様ではガスタービン用燃料ノズルｌは、弁箱４の
下端部に振動子に対し角度αにてノズル孔６が設けられ
、振動子の所定位置に液体が供給される。該角度αはｌ
Ｏ″〜６０’の範囲とされるのが好ましい。
実施態様ではガスタービン用燃料ノズルｌは、弁箱４の
下端部に振動子に対し角度αにてノズル孔６が設けられ
、振動子の所定位置に液体が供給される。該角度αはｌ
Ｏ″〜６０’の範囲とされるのが好ましい。
未発１！ｊＩに従えば、前記ノズル孔６の出口部分６ａ
のｊｆ箱部分４ａは各ノズル孔毎に個別に又は各ノズル
孔を連通ずるように環状にえぐられ、ノズル孔６の出目
部分６ａを囲包する壁面４ｂと、該／ズル孔出［１の軸
線とのなす角度β（β１及びβ２）は少なくとも３０’
以上となるように形成される。
のｊｆ箱部分４ａは各ノズル孔毎に個別に又は各ノズル
孔を連通ずるように環状にえぐられ、ノズル孔６の出目
部分６ａを囲包する壁面４ｂと、該／ズル孔出［１の軸
線とのなす角度β（β１及びβ２）は少なくとも３０’
以上となるように形成される。
第２図には本発明の他の実施例が示される。１核実施例
において、振動子１０のエツジ部２６は振動子２６の先
端に環状に形成された複数段の、本実施例では２段の段
状開所とされ、ノズル孔６は振動子１０の内部を貫通し
て形成される。このような中空振動子においては、噴霧
量を大とするために液体をエツジ部２６に直接衝突する
ようにして供給され、従ってノズル孔出口軸線と周囲壁
面とのなす角度αは鋭角となり該ノズル孔出目軸線と周
囲壁面との間に−に述したと同様の濡れ作用の問題が生
じる。斯る構成の霧化装置においても、ノズル孔６の出
口部分６ａの振動子部分１０ａは各ノズル孔毎に個別に
又は各ノズル孔を連通ずるように環状にえぐられ、ノズ
ル孔６の出目部分６ａを囲包する壁面ｌＯｂと該ノズル
孔出「１の軸線とのなす角度β（β１及びβＺ）は少な
くとも３０°以上となるように形成される。
において、振動子１０のエツジ部２６は振動子２６の先
端に環状に形成された複数段の、本実施例では２段の段
状開所とされ、ノズル孔６は振動子１０の内部を貫通し
て形成される。このような中空振動子においては、噴霧
量を大とするために液体をエツジ部２６に直接衝突する
ようにして供給され、従ってノズル孔出口軸線と周囲壁
面とのなす角度αは鋭角となり該ノズル孔出目軸線と周
囲壁面との間に−に述したと同様の濡れ作用の問題が生
じる。斯る構成の霧化装置においても、ノズル孔６の出
口部分６ａの振動子部分１０ａは各ノズル孔毎に個別に
又は各ノズル孔を連通ずるように環状にえぐられ、ノズ
ル孔６の出目部分６ａを囲包する壁面ｌＯｂと該ノズル
孔出「１の軸線とのなす角度β（β１及びβＺ）は少な
くとも３０°以上となるように形成される。
上述のように１本発明に従うと、ノズル孔６の出口部分
６ａの周囲壁面部分４ａ、１０ａは各ノズル孔毎に個別
に又は各ノズル孔を連通ずるように環状にえぐられ、ノ
ズル孔６の出口部分６ａを囲包する壁面４ｂ、１０ｂと
該ノズル孔出口の軸線とのなす角度βは少なくとも３０
″以上となるように画成されるが、このようにえぐり取
られる部分の大きさは供給される液体の粘度、比重、つ
まり表面張力特性により種々に変更される。一般には、
該えぐり取り部分は、ノズル孔径ｄの２〜２０倍の半径
領域とされ、例えば供給液体が灯油であり、ノズル孔径
ｄが０．３ｍｍの場合、半径３．０ｍｍの領域にわたっ
て上記条件を満足するように構成される必要がある。
６ａの周囲壁面部分４ａ、１０ａは各ノズル孔毎に個別
に又は各ノズル孔を連通ずるように環状にえぐられ、ノ
ズル孔６の出口部分６ａを囲包する壁面４ｂ、１０ｂと
該ノズル孔出口の軸線とのなす角度βは少なくとも３０
″以上となるように画成されるが、このようにえぐり取
られる部分の大きさは供給される液体の粘度、比重、つ
まり表面張力特性により種々に変更される。一般には、
該えぐり取り部分は、ノズル孔径ｄの２〜２０倍の半径
領域とされ、例えば供給液体が灯油であり、ノズル孔径
ｄが０．３ｍｍの場合、半径３．０ｍｍの領域にわたっ
て上記条件を満足するように構成される必要がある。
」二足構成にて、ノズル孔の出口軸線を振動子に対し鋭
角とすることができ、従って供給液体が大の場合にも振
動子にあたる液体の衝撃力を小さくして大粒径の液滴が
発生するのを防止し、又供給液体の流量が小となった場
合にもノズル孔６からの液体は周囲の壁部分により影響
されることなく振動子の所定位ｌに正確に供給され、従
来のように壁面によりノズル孔からの液体の噴射方向が
移動することはない。
角とすることができ、従って供給液体が大の場合にも振
動子にあたる液体の衝撃力を小さくして大粒径の液滴が
発生するのを防止し、又供給液体の流量が小となった場
合にもノズル孔６からの液体は周囲の壁部分により影響
されることなく振動子の所定位ｌに正確に供給され、従
来のように壁面によりノズル孔からの液体の噴射方向が
移動することはない。
灸１立盪］
以」二の如くに構成される本発明に係る霧化装Ｊによる
と液体の性状に関係なく液体の供給量が大なる場合は勿
論、低流量時でも安定して振動子の所定の位置に液体が
供給され、液体の微粒化を達成することができ、従って
ターンダウン比を非常に大きくとれるという利点がある
。
と液体の性状に関係なく液体の供給量が大なる場合は勿
論、低流量時でも安定して振動子の所定の位置に液体が
供給され、液体の微粒化を達成することができ、従って
ターンダウン比を非常に大きくとれるという利点がある
。
第１図は、本発明に係る超音波霧化装置の部分断面図で
ある。 第２図は、本発明に係る超音波霧化装置の他の実施例の
部分断面図である。 第３図は、従来の超音波霧化装置の断面図である。 第４図は、第３図の部分拡大断面図である。 １：ｊｌ化装置 ４：弁箱 ４ｂ、ｆｏｂ ：ノズル孔出ロ壁面 ６：ノズル孔 ６ａ：ノズル孔出口 １０：振動子 ２６二工ツジ部 第１図 Ｏ 第２図 Ｏ
ある。 第２図は、本発明に係る超音波霧化装置の他の実施例の
部分断面図である。 第３図は、従来の超音波霧化装置の断面図である。 第４図は、第３図の部分拡大断面図である。 １：ｊｌ化装置 ４：弁箱 ４ｂ、ｆｏｂ ：ノズル孔出ロ壁面 ６：ノズル孔 ６ａ：ノズル孔出口 １０：振動子 ２６二工ツジ部 第１図 Ｏ 第２図 Ｏ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）超音波振動発生手段と、該超音波振動発生手段に一
端が連結されそして他端にはエッジ部を有した細長の振
動子と、前記エッジ部に液体を供給するために該振動子
のエッジ部を有した側の端部に近接して設けられたノズ
ル孔を有した超音波霧化装置において、前記ノズル孔の
出口部分を囲包する壁面と該ノズル孔出口の軸線とは少
なくとも３０°以上となるように形成されることを特徴
とする超音波霧化装置。 ２）ノズル孔出口の軸線は、振動子に対し１０°〜６０
°の範囲に形成されて成る特許請求の範囲第１項記載の
超音波霧化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25366485A JPS62114679A (ja) | 1985-11-14 | 1985-11-14 | 超音波霧化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25366485A JPS62114679A (ja) | 1985-11-14 | 1985-11-14 | 超音波霧化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62114679A true JPS62114679A (ja) | 1987-05-26 |
Family
ID=17254461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25366485A Pending JPS62114679A (ja) | 1985-11-14 | 1985-11-14 | 超音波霧化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62114679A (ja) |
-
1985
- 1985-11-14 JP JP25366485A patent/JPS62114679A/ja active Pending
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