JPS627996B2 - - Google Patents
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- JPS627996B2 JPS627996B2 JP52035168A JP3516877A JPS627996B2 JP S627996 B2 JPS627996 B2 JP S627996B2 JP 52035168 A JP52035168 A JP 52035168A JP 3516877 A JP3516877 A JP 3516877A JP S627996 B2 JPS627996 B2 JP S627996B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C1/00—Reactor types
- G21C1/02—Fast fission reactors, i.e. reactors not using a moderator ; Metal cooled reactors; Fast breeders
- G21C1/03—Fast fission reactors, i.e. reactors not using a moderator ; Metal cooled reactors; Fast breeders cooled by a coolant not essentially pressurised, e.g. pool-type reactors
-
- 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
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
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- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、垂直軸線を有しかつ液体冷却材金属
を収容する主容器と、主容器の開いた上端を閉じ
る遮蔽用天蓋と、主容器内に配置されかつ炉芯を
納める円筒状内側容器と、主容器および内側容器
の間に形成された中間空間内で遮蔽用天蓋から懸
垂された熱交換器とを有する種類の高速中性子原
子炉に関する。
を収容する主容器と、主容器の開いた上端を閉じ
る遮蔽用天蓋と、主容器内に配置されかつ炉芯を
納める円筒状内側容器と、主容器および内側容器
の間に形成された中間空間内で遮蔽用天蓋から懸
垂された熱交換器とを有する種類の高速中性子原
子炉に関する。
上記した種類の高速中性子原子炉の従来の典型
的な例が例えば特開昭47−35699号公報に記載さ
れている。この従来の原子炉は、炉芯を収容する
円筒状内側容器と、主容器および内側容器の間に
形成された環状空間内に配置された熱交換器とを
有しており、高温ナトリウムが内側容器から半径
方向へ延びるダクトを介して内側容器から熱交換
器へ流れるように構成されている。
的な例が例えば特開昭47−35699号公報に記載さ
れている。この従来の原子炉は、炉芯を収容する
円筒状内側容器と、主容器および内側容器の間に
形成された環状空間内に配置された熱交換器とを
有しており、高温ナトリウムが内側容器から半径
方向へ延びるダクトを介して内側容器から熱交換
器へ流れるように構成されている。
このように構成された原子炉は、ナトリウムが
熱交換器の外殻へ横方向に到着するので追加の同
心状リングを設けて熱交換器中に均一な流れ分布
を得るようにしなければならず、このため構造が
複雑になりかつ製作費が高くなり、また高温ナト
リウムが２つの容器間に配置された低温ナトリウ
ム中で直接に流れないようにするために、ダクト
を熱交換器の外殻に液密状態に固定しなければな
らず、内側容器および熱交換器の間の熱膨張差を
考慮をするとダクトに特別の手段を設けて熱膨張
差を許容すると共に高温および低温ナトリウム間
の漏洩を防止しなければならないなどの欠点を有
する。
熱交換器の外殻へ横方向に到着するので追加の同
心状リングを設けて熱交換器中に均一な流れ分布
を得るようにしなければならず、このため構造が
複雑になりかつ製作費が高くなり、また高温ナト
リウムが２つの容器間に配置された低温ナトリウ
ム中で直接に流れないようにするために、ダクト
を熱交換器の外殻に液密状態に固定しなければな
らず、内側容器および熱交換器の間の熱膨張差を
考慮をするとダクトに特別の手段を設けて熱膨張
差を許容すると共に高温および低温ナトリウム間
の漏洩を防止しなければならないなどの欠点を有
する。
そこで、本発明は、上記したような従来の原子
炉の問題点を解決すると共に構造が簡単でありか
つ製作が容易である高速中性子原子炉を提供する
ことを目的とする。
炉の問題点を解決すると共に構造が簡単でありか
つ製作が容易である高速中性子原子炉を提供する
ことを目的とする。
上記した目的を達成するため、本発明は、熱交
換器が環状の形状を有しかつ熱伝達管が内殻およ
び外殻の間に配置されていること、熱交換器がそ
の内殻内に同軸状に延びる垂直な部分を有するダ
クトによつて内側容器に連結されていること、お
よび各ダクトの垂直な部分が高温および低温ナト
リウムを不活性気体で分離するように配置された
２つの同軸状管状エメレントで作られていること
を主要な構成要件とする。
換器が環状の形状を有しかつ熱伝達管が内殻およ
び外殻の間に配置されていること、熱交換器がそ
の内殻内に同軸状に延びる垂直な部分を有するダ
クトによつて内側容器に連結されていること、お
よび各ダクトの垂直な部分が高温および低温ナト
リウムを不活性気体で分離するように配置された
２つの同軸状管状エメレントで作られていること
を主要な構成要件とする。
次に、図示した本発明による高速中性子原子炉
の好適な例を説明する。
の好適な例を説明する。
第１図において、参照数字１は周知の一般型式
の高速原子炉を示し主要構成部分が概略的に示さ
れている。この原子炉は特に金属製容器２すなわ
ち円筒形壁およびほぼ半球状の底部壁とを有する
所謂主容器を有している。主容器はその上端３で
適当な厚さをもつ遮蔽用天蓋４から懸吊されてい
る。この天蓋４には、天蓋自体と容器とを、通常
コンクリート製の外部環境を確実に保護するため
に主容器の周囲に設置された密封蔽壁７の受け材
６上に支持する役目をする円周状のリム５が設け
られている。主容器２は、平行壁を有する第２の
容器８所謂安全容器で包囲され、この第２の容器
８も天蓋４から懸吊されている。
の高速原子炉を示し主要構成部分が概略的に示さ
れている。この原子炉は特に金属製容器２すなわ
ち円筒形壁およびほぼ半球状の底部壁とを有する
所謂主容器を有している。主容器はその上端３で
適当な厚さをもつ遮蔽用天蓋４から懸吊されてい
る。この天蓋４には、天蓋自体と容器とを、通常
コンクリート製の外部環境を確実に保護するため
に主容器の周囲に設置された密封蔽壁７の受け材
６上に支持する役目をする円周状のリム５が設け
られている。主容器２は、平行壁を有する第２の
容器８所謂安全容器で包囲され、この第２の容器
８も天蓋４から懸吊されている。
主容器２は通常は大容量の液体金属９、例えば
ナトリウムなどの、原子炉冷却用液体を収容して
いる。容器２および容器８の上端でこれら２つの
容器を密封している原子炉遮蔽用天蓋４には一連
の通路１０が設けられて、原子炉作動に必要な構
成要素が漏洩防止手段を有してこの遮蔽用天蓋を
貫通せしめるようにされ、かつ容器２内の液体金
属９に浸漬させるようにこの天蓋から懸吊されて
いる。これらの構成要素は特にポンプ１１や、主
容器２の垂直軸線のまわりに間隔をとつて配置さ
れた熱交換器１２などであり、これらの熱交換器
は、通常ポンプを介して隔てられ、またはポンプ
は熱交換器を介して隔てられている。
ナトリウムなどの、原子炉冷却用液体を収容して
いる。容器２および容器８の上端でこれら２つの
容器を密封している原子炉遮蔽用天蓋４には一連
の通路１０が設けられて、原子炉作動に必要な構
成要素が漏洩防止手段を有してこの遮蔽用天蓋を
貫通せしめるようにされ、かつ容器２内の液体金
属９に浸漬させるようにこの天蓋から懸吊されて
いる。これらの構成要素は特にポンプ１１や、主
容器２の垂直軸線のまわりに間隔をとつて配置さ
れた熱交換器１２などであり、これらの熱交換器
は、通常ポンプを介して隔てられ、またはポンプ
は熱交換器を介して隔てられている。
天蓋４の中心部分には、複数の回転式遮蔽体で
構成される装置１３が設置されており、これによ
り第１図に図示の操作監視装置１４が原子炉炉芯
１５の上方に接近し、これを制御し、さらには炉
芯内の燃料集合体の操作を含む必要な操作を行な
うようにすることができるようになつている。
構成される装置１３が設置されており、これによ
り第１図に図示の操作監視装置１４が原子炉炉芯
１５の上方に接近し、これを制御し、さらには炉
芯内の燃料集合体の操作を含む必要な操作を行な
うようにすることができるようになつている。
原子炉炉芯１５は通常の方法でダイヤグリツド
１６上で支持され、またダイヤグリツド１６の周
縁部分は、内側容器すなわち円筒形容器１７に接
合されている。この円筒形容器１７は主容器内の
液体金属９を２分している。
１６上で支持され、またダイヤグリツド１６の周
縁部分は、内側容器すなわち円筒形容器１７に接
合されている。この円筒形容器１７は主容器内の
液体金属９を２分している。
内側容器１７は、炉芯１５の燃料集合体（図示
せず）の該分裂により発生した熱量を吸収し、次
いて原子炉炉芯の上端から排出された高温液体金
属を回収することを主なる役目としている。
せず）の該分裂により発生した熱量を吸収し、次
いて原子炉炉芯の上端から排出された高温液体金
属を回収することを主なる役目としている。
これに対し、内側容器１７と主容器２との間の
中間空間１８は、熱交換器１２からの低温液体金
属が収容され、また熱交換器１２には、容器１７
からの高温液体金属が供給される。この低温液体
金属は、中間空間１８内の循環ポンプ１１によ
り、ダイヤグリツド下方の原子炉炉芯１５の延長
通路となる大径断面のダクト１９を通つて循環さ
れる。このため低温液体金属は、ポンプ出口に戻
される。液体金属循環の方向を矢印２０で示す。
中間空間１８は、熱交換器１２からの低温液体金
属が収容され、また熱交換器１２には、容器１７
からの高温液体金属が供給される。この低温液体
金属は、中間空間１８内の循環ポンプ１１によ
り、ダイヤグリツド下方の原子炉炉芯１５の延長
通路となる大径断面のダクト１９を通つて循環さ
れる。このため低温液体金属は、ポンプ出口に戻
される。液体金属循環の方向を矢印２０で示す。
本発明の構成における各熱交換器の具体的構造
を第２図に図示する。
を第２図に図示する。
本図において、熱交換器は垂直軸線を有する中
央供給ダクト２１を主として有しており、このダ
クトの下端は、内側容器１７の側壁に形成せられ
たオリフイス２３を通して内側容器と連通するエ
ルボ継手２２を設けている。容器１７の側壁下部
のオリフイス２３の位置は、熱交換器の高さすな
わち熱交換器の熱伝達管の長さに制限を与えるよ
うなことのない位置に選定される。以上の配置に
おいて、原子炉炉芯から排出される高温液体金属
が矢印２０の方向に容器１７の内壁に沿つて下流
してオリフイス２３およびダクト２１に達するこ
とを可能ならしめるに適した間隙が原子炉炉芯１
５と容器１７の内壁との間に形成されるようにす
ることが必要である。
央供給ダクト２１を主として有しており、このダ
クトの下端は、内側容器１７の側壁に形成せられ
たオリフイス２３を通して内側容器と連通するエ
ルボ継手２２を設けている。容器１７の側壁下部
のオリフイス２３の位置は、熱交換器の高さすな
わち熱交換器の熱伝達管の長さに制限を与えるよ
うなことのない位置に選定される。以上の配置に
おいて、原子炉炉芯から排出される高温液体金属
が矢印２０の方向に容器１７の内壁に沿つて下流
してオリフイス２３およびダクト２１に達するこ
とを可能ならしめるに適した間隙が原子炉炉芯１
５と容器１７の内壁との間に形成されるようにす
ることが必要である。
熱交換器１２に突入した部分では、ダクト２１
は２つの管状エレメントダクト２４と２５とによ
つて構成されており、外部エレメントダクト２４
は下部のエルボのダクト２２の延長を構成するよ
うになし、内部エレメントのダクト２５はこの外
部エレメントダクト２４内に配置され、よどんだ
液体金属をみたす環状空間２６がこれらダクト２
４，２５間で形成されるようにされている。不活
性ガスのブランケツト２７は液体金属表面上に存
在し、かつダクト２１の上部と熱交換器１２の内
殻２８との間に閉じこめられている。この内殻２
８は、エレメントダクトおよび中央の供給用ダク
ト２１と共軸関係にある外殻２９に接続されてい
る。ダクト２１を通つて熱交換器に移送される液
体金属は、円形窓３１を通過して内殻２８と外殻
２９との間に形成される空間３２を上方へと循環
するが、この円形窓３１に対向するフレア状の端
部３０を介してダクト２１の管状エレメントダク
ト２５の延長部が内殻２８に接続されている。上
記液体金属は、環状空間３２内を上方に循環し、
外殻２９の基部に形成された第２窓３３を通して
環状空間から流出される。
は２つの管状エレメントダクト２４と２５とによ
つて構成されており、外部エレメントダクト２４
は下部のエルボのダクト２２の延長を構成するよ
うになし、内部エレメントのダクト２５はこの外
部エレメントダクト２４内に配置され、よどんだ
液体金属をみたす環状空間２６がこれらダクト２
４，２５間で形成されるようにされている。不活
性ガスのブランケツト２７は液体金属表面上に存
在し、かつダクト２１の上部と熱交換器１２の内
殻２８との間に閉じこめられている。この内殻２
８は、エレメントダクトおよび中央の供給用ダク
ト２１と共軸関係にある外殻２９に接続されてい
る。ダクト２１を通つて熱交換器に移送される液
体金属は、円形窓３１を通過して内殻２８と外殻
２９との間に形成される空間３２を上方へと循環
するが、この円形窓３１に対向するフレア状の端
部３０を介してダクト２１の管状エレメントダク
ト２５の延長部が内殻２８に接続されている。上
記液体金属は、環状空間３２内を上方に循環し、
外殻２９の基部に形成された第２窓３３を通して
環状空間から流出される。
垂直熱伝達管３４は、内殻２８および外殻２９
の形成する空間３２内に間隔をもつて、配置され
ているが、これらの管は一連の同心円状に配置さ
れ、かつその上端と下端は、２つの管板３５，３
６に結合され熱伝達液体の流入と排出用マニホル
ド３７，３８を構成している。これらのマニホル
ドは内側容器からの液体金属により伝達される熱
量を集収し、原子炉外部に設けて蒸気発生器（図
示されず）にその熱を返還するものである。一般
に、この熱伝達液体もまた液体金属であり、好ま
しくは原子炉容器の内部を循環している液体金属
と同様の性質をもつものである。この液体は外殻
２９の近くの熱交換器の周辺に等間隔で設置され
ている管３９を通つて入口用マニホルド３７へと
移送される。
の形成する空間３２内に間隔をもつて、配置され
ているが、これらの管は一連の同心円状に配置さ
れ、かつその上端と下端は、２つの管板３５，３
６に結合され熱伝達液体の流入と排出用マニホル
ド３７，３８を構成している。これらのマニホル
ドは内側容器からの液体金属により伝達される熱
量を集収し、原子炉外部に設けて蒸気発生器（図
示されず）にその熱を返還するものである。一般
に、この熱伝達液体もまた液体金属であり、好ま
しくは原子炉容器の内部を循環している液体金属
と同様の性質をもつものである。この液体は外殻
２９の近くの熱交換器の周辺に等間隔で設置され
ている管３９を通つて入口用マニホルド３７へと
移送される。
第２図に図示の構造物には、内側容器１７の内
壁は、原子炉炉芯と対面する側を保護用のバツフ
ルプレート４０で裏当てされており、容器１７と
バツフルプレートとの間に空間を形成し、この空
間に液体金属を満たして淀ませ、容器１７内の高
温液体金属と空間１８内の低温液体金属との間を
隔離する。こうしてこの空間は、例えば、原子炉
の緊急操業休止などの場合の急激な温度変化から
容器１７の壁を保護する。
壁は、原子炉炉芯と対面する側を保護用のバツフ
ルプレート４０で裏当てされており、容器１７と
バツフルプレートとの間に空間を形成し、この空
間に液体金属を満たして淀ませ、容器１７内の高
温液体金属と空間１８内の低温液体金属との間を
隔離する。こうしてこの空間は、例えば、原子炉
の緊急操業休止などの場合の急激な温度変化から
容器１７の壁を保護する。
第３図に図示のさらに別の実施例では、液体金
属は液体１７とバツフルプレート４０との間の空
間内を循環させられる。特に、この空間は燃料集
合物（図示されず）の端部結合部における漏洩物
を回収する目的で炉芯支持用のダイヤグリツドの
下部の領域と連通している。この目的のためエル
ボダクト２２は、液体金属淀みの満たされる環状
ダクト４２を形成するジヤケツト４１に取りかこ
まれている。液体金属の上昇流は破線の矢印４３
の方向へと循環して、容器１７の内壁を冷却す
る。容器１７の最上部に達した後、この流れは内
壁の全周にわたつて取りつけられているドリル孔
４４を介して空間１８へと排出される。
属は液体１７とバツフルプレート４０との間の空
間内を循環させられる。特に、この空間は燃料集
合物（図示されず）の端部結合部における漏洩物
を回収する目的で炉芯支持用のダイヤグリツドの
下部の領域と連通している。この目的のためエル
ボダクト２２は、液体金属淀みの満たされる環状
ダクト４２を形成するジヤケツト４１に取りかこ
まれている。液体金属の上昇流は破線の矢印４３
の方向へと循環して、容器１７の内壁を冷却す
る。容器１７の最上部に達した後、この流れは内
壁の全周にわたつて取りつけられているドリル孔
４４を介して空間１８へと排出される。
概略すれば本発明は、きわめて単純な設計の内
側容器を使用できること液体金属の速度分布を良
好となし内側容器との結合に必要な装置を単純化
しうる環状形式の熱交換器を使用できることとの
作用効果を奏する高速中性子原子炉を提供するも
のと言える。本発明の形態は熱交換器および、主
容器と熱交換器出口からの低温液体金属を回収す
る内部容器の間の空間との間に良好な断熱手段を
与えることと、さらに熱交換器ならびに内側容器
修理作業が容易となる。さらにエルボ状に屈曲し
た熱伝達管を配置することにより熱交換器に流入
流出する液体金属と中間液体供給排出用の回路と
の間に生じる干渉現象を防止するという利点があ
る。
側容器を使用できること液体金属の速度分布を良
好となし内側容器との結合に必要な装置を単純化
しうる環状形式の熱交換器を使用できることとの
作用効果を奏する高速中性子原子炉を提供するも
のと言える。本発明の形態は熱交換器および、主
容器と熱交換器出口からの低温液体金属を回収す
る内部容器の間の空間との間に良好な断熱手段を
与えることと、さらに熱交換器ならびに内側容器
修理作業が容易となる。さらにエルボ状に屈曲し
た熱伝達管を配置することにより熱交換器に流入
流出する液体金属と中間液体供給排出用の回路と
の間に生じる干渉現象を防止するという利点があ
る。
最後に、第２図から第３図に図示の構成により
内部容器壁への熱交換器の軸線方向供給管の結合
高さは、装置作動の固有な条件に適合させること
ができる。さらに結合高さをダイヤグリツドの近
辺とすることも可能である。
内部容器壁への熱交換器の軸線方向供給管の結合
高さは、装置作動の固有な条件に適合させること
ができる。さらに結合高さをダイヤグリツドの近
辺とすることも可能である。
第１図は本発明に従つて配置された一連の熱交
換器と円筒形の内側容器とが取り付けられている
高速原子炉の垂直断面図であり、第２図は熱交換
器と内側容器とさらに特にこれら２つの装置を結
合するため採用された方法とを拡大寸法で示す断
面詳細図であり、第３図は別の実施例の断面図で
ある。 ２……金属製主容器、９……液状冷却金属、１
２……熱交換器、１５……原子炉炉芯、１７……
内側容器、１８……中間層、２１……中央ダク
ト、２４……管状エレメントダクト、２５……管
状エレメント、２６……環状空間、２８……内
殻、２９……外殻、３４……熱伝導用管、３５…
…管端板、３６……管端板、４０……バツフルプ
レート。
換器と円筒形の内側容器とが取り付けられている
高速原子炉の垂直断面図であり、第２図は熱交換
器と内側容器とさらに特にこれら２つの装置を結
合するため採用された方法とを拡大寸法で示す断
面詳細図であり、第３図は別の実施例の断面図で
ある。 ２……金属製主容器、９……液状冷却金属、１
２……熱交換器、１５……原子炉炉芯、１７……
内側容器、１８……中間層、２１……中央ダク
ト、２４……管状エレメントダクト、２５……管
状エレメント、２６……環状空間、２８……内
殻、２９……外殻、３４……熱伝導用管、３５…
…管端板、３６……管端板、４０……バツフルプ
レート。
Claims (1)
- １ 高速中性子原子炉において、垂直軸線を有し
かつ液体冷却材金属を収容する主容器と、該主容
器の開いた上端を閉じる遮蔽用天蓋と、前記主容
器内に配置されかつ炉芯を納める円筒状内側容器
と、主容器および内側容器の間に形成された中間
空間内で前記遮蔽用天蓋から懸垂された熱交換器
とを有し、核熱交換器が環状の形状を有しかつ共
通の垂直軸線の周りに配置された内殻および外殻
と、前記内殻および外殻の間に配置されかつ上端
および下端を有する熱交換管束と、前記熱交換管
がそれぞれそれらの下端および上端において開い
ている熱交換液体用の入口マニホルドおよび出口
マニホルドと、熱交換器の上端において内殻に形
成された前記液体冷却材金属用の入口円形窓と、
熱交換器の下端に形成された前記液体冷却材金属
用の出口円形窓とを有し、前記原子炉がさらに内
側容器をそれぞれの熱交換器へ連結するダクトを
有し、各ダクトが対応する熱交換器の垂直軸線の
周りに同軸状に離隔して配置された内側管状エレ
メントおよび外側管状エレメントを有し、内側管
状エレメントが入口円形窓の直下で内殻に連結さ
れたフレア状上端部分を有し、かつ外側管状エレ
メントが内側容器に形成されたオリフイスを通し
て内側容器へ開いている前記ダクトの下部エルボ
部分から上方へ延びており、不活性気体のブラン
ケツトが内側容器および内側管状エレメントの間
で前記フレア状上端部分の下に囲まれて形成さ
れ、かつ外側管状エレメントの上縁が前記ブラン
ケツト中に配置されていることを特徴とする高速
中性子原子炉。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR7609082A FR2346816A1 (fr) | 1976-03-29 | 1976-03-29 | Reacteur nucleaire a neutrons rapides |
| FR7613275A FR2350566A1 (fr) | 1976-05-04 | 1976-05-04 | Echangeur de chaleur |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS52139891A JPS52139891A (en) | 1977-11-22 |
| JPS627996B2 true JPS627996B2 (ja) | 1987-02-20 |
Family
ID=26219375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3516877A Granted JPS52139891A (en) | 1976-03-29 | 1977-03-29 | Fast neutron reactor |
Country Status (9)
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|---|---|
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| JP (1) | JPS52139891A (ja) |
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| DE (1) | DE2713260A1 (ja) |
| ES (1) | ES457242A1 (ja) |
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| IT (1) | IT1072709B (ja) |
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- 1977-03-29 JP JP3516877A patent/JPS52139891A/ja active Granted
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