PT106724A - FLUID TURBINE AND FUNCTIONING METHOD - Google Patents
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Abstract
A PRESENTE INVENÇÃO REFERE-SE A UMA TURBINA EQUIPADA COM ROTORES QUE SÃO IMPULSIONADOS E MANTIDOS EM MOVIMENTO POR UM FLUIDO. O DISPOSITIVO É CONSTITUÍDO POR DOIS ROTORES (1) QUE FUNCIONAM EM SENTIDO INVERSO UM DO OUTRO, ALIMENTADOS PELO FLUIDO QUE AO ENTRAR NO DISPOSITIVO É DEFLECTIDO PARA AS PLACAS (3) QUE CONSTITUEM AS PAREDES LATERAIS DO DISPOSITIVO, SENDO ENTÃO ENCAMINHADO PARA AS PÁS (1.2) DOS ROTORES (1), QUE AO RODAREM IRÃO ACIONAR QUALQUER DISPOSITIVO QUE ESTEJA CONECTADO E QUE POSSA APROVEITAR A ENERGIA MECÂNICA PRODUZIDA.The present invention relates to a turbine equipped with rotors that are driven and maintained in motion by a fluid. The device is constituted by two rotors (1) which operate in an inverted direction from one another, which are fed by the fluid which upon entering the device is deflected to the plates (3) constituting the side walls of the device, being then sent to the blades ( 1.2) OF THE ROTORS (1), WHICH WHEN ROUND WILL OPERATE ANY DEVICE THAT IS CONNECTED AND THAT CAN ENJOY THE MECHANICAL ENERGY PRODUCED.
Description
DESCRIÇÃO TURBINA DE FLUIDOS E MÉTODO DE FUNCIONAMENTO Âmbito da invenção A presente invenção refere-se a turbinas. Em particular, mas não exclusivamente, a turbinas equipadas com rotores que são impulsionados e mantidos em movimento pelo vento, vapor, água, ou outros fluidos tal como óleo, lama ou plasma.FIELD OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to turbines. In particular, but not exclusively, turbines equipped with rotors that are driven and kept moving by wind, steam, water, or other fluids such as oil, sludge or plasma.
Antecedentes da InvençãoBackground of the Invention
Esta invenção refere-se genericamente ao campo dos dispositivos produtores de energia, mais especificamente, a dispositivos equipados com turbinas que são colocadas e mantidas em movimento por fluidos. A produção de energia através de turbinas e do movimento de rotores é de há muito conhecida. Facilmente se encontram documentos que referem diversas formas de construção das turbinas, das pás das turbinas, dos rotores, métodos de funcionamento, etc.This invention relates generally to the field of energy-producing devices, more specifically, to devices equipped with turbines that are placed and held in fluid motion. The production of energy through turbines and the movement of rotors is long known. You can easily find documents that refer to various ways of building turbines, turbine blades, rotors, methods of operation, etc.
Pode-se, por exemplo, citar o documento GB2443240 que divulga uma turbina hidráulica montada horizontalmente, constituída por 2 ou mais rotores que giram em sentidos opostos, sendo a água que faz mover os rotores guiada por desviadores.One may cite, for example, GB2443240 which discloses a horizontally mounted hydraulic turbine, consisting of 2 or more rotors rotating in opposite directions, the water which causes the rotors to move guided by diverters.
Ou ainda o documento CN2047727 que divulga uma turbina hidráulica, alojada numa estrutura exterior tridimensional e que contém desviadores que fazem com que a água faça girar os rotores em sentidos opostos. 1Or, the document CN2047727 discloses a hydraulic turbine housed in a three-dimensional outer structure and containing deviators that cause the water to rotate the rotors in opposite directions. 1
Diferentemente dos documentos atrás citados e de outros que revelam dispositivos que também podem ser considerados como pertencentes ao estado da técnica, a presente invenção revela um dispositivo que disponibiliza uma placa deflectora/ concentradora que, não só encaminha o fluido de modo a que os rotores girem em sentidos opostos, como, ao contrário do que acontece com os dispositivos existentes que possuem desviadores e que têm a superfície côncava virada para cima pelo que funcionam simplesmente como desviadores, pelo facto de a superfície convexa estar virada para cima, os desviadores também têm a função de concentradores, fazendo com que o fluido se concentre antes de ser encaminhado para os rotores, obrigando a que quando entra em contacto com as pás dos rotores, o faça sob pressão impelindo o seu movimento.Unlike the above and other documents which disclose devices which may also be considered as pertaining to the prior art, the present invention discloses a device which provides a baffle / concentrator plate which not only directs the fluid so that the rotors rotate in opposite directions, such as, unlike with existing devices having deflectors and having the concave surface facing upwards by which they simply function as deflectors, in that the convex surface is facing upwards, the deflectors also have the concentrator function, causing the fluid to concentrate before being routed to the rotors, forcing it into contact with the blades of the rotors, push it under pressure by impelling its movement.
Outras das diferenças que pode ser considerada relevante em relação ao estado da técnica, é o facto de, devido à dimensão das pás que ocupam a maior parte do espaço existente no rotor, o consumo de fluído é menor quando comparado com outros dispositivos idênticos. Também devido a este factor, a quantidade de fluido que se acumula no espaço entre as pás é muito maior, permitindo assim que a pressão exercida nas pás seja maior quando comparado com outros dispositivos idênticos.Other differences which may be considered relevant in relation to the prior art are the fact that, because of the size of the blades which occupy most of the space in the rotor, the fluid consumption is lower when compared to other identical devices. Also due to this factor, the amount of fluid accumulating in the space between the blades is much larger, thus allowing the pressure exerted on the blades to be greater when compared to other identical devices.
Vantagens da Invenção A principal vantagem da invenção é a de proporcionar um dispositivo que pode ser instalado em qualquer local onde seja necessário disponibilizar energia.Advantages of the Invention The main advantage of the invention is to provide a device which can be installed in any place where it is necessary to provide energy.
Como elementos diferenciadores dos dispositivos existentes, há o facto de a turbina estar equipada com 2 rotores, as pás 2 que equipam cada um dos rotores terem uma superfície superior com um tamanho diferente do da superfície inferior, o espaço que dentro do rotor pode ser ocupado pelo fluido é substancialmente reduzido dado que a maior parte do espaço existente é ocupado pelas pás, o facto de o fluido entrar em contacto com as pás dos rotores não pela zona central mas pelos lados, o facto de os rotores rodarem em simultâneo mas em sentidos inversos e especialmente o facto de o dispositivo da invenção possuir uma placa desviadora/concentradora que faz com que o fluido se concentre antes de ser encaminhado para os rotores, obrigando a que quando entra em contacto com as pás dos rotores, o faça sob pressão impelindo o seu movimento.As distinguishing elements of the existing devices, there is the fact that the turbine is equipped with 2 rotors, the blades 2 which each equip the rotors have an upper surface with a size different from the one of the lower surface, the space that inside the rotor can be occupied by the fluid is substantially reduced since most of the existing space is occupied by the blades, the fact that the fluid comes into contact with the blades of the rotors not through the central area but at the sides, that the rotors rotate simultaneously but in different directions and in particular the fact that the device of the invention has a diverter / concentrator plate which causes the fluid to concentrate prior to being routed to the rotors, forcing it to come into contact with the blades of the rotors by pressing its movement.
Breve descrição dos desenhosBrief description of the drawings
Estas e outras características podem ser facilmente compreendidas através dos desenhos anexos, que devem ser considerados como meros exemplos e não restritivos de algum modo do âmbito da invenção. Nos desenhos, e para fins ilustrativos, as medidas de alguns dos elementos pode estar exagerada e não desenhada à escala. As dimensões e as dimensões relativas não correspondem às relações reais para a realização da invenção. A figura 1 apresenta uma vista em perspectiva frontal do dispositivo da invenção, sendo visíveis os rotores (1), a placa def lectora/concentradora (2) e as placas (3) que constituem as paredes laterais do dispositivo. A figura 2 apresenta uma vista dos rotores (1), sendo visível o eixo de rotação (1.1) e as pás (1.2). A figura 3 apresenta uma vista da placa 3 deflectora/concentradora (2) que é colocada abaixo da placa (4.1) que constitui a parede superior do dispositivo e por cima dos rotores (1). A figura 4 apresenta uma vista das placas (3) que constituem as paredes laterais do dispositivo. A figura 5 apresenta uma vista da placa (4.1) que constitui a parede superior com o orifício (4.1.1) de entrada do fluido e a placa (4.2) que constitui a parede inferior com o orifício (4.2.1) de saída do fluido do dispositivo. A figura 6 apresenta uma vista das placas (5) que constituem as paredes frontal e traseira do dispositivo.These and other features can be readily understood from the accompanying drawings, which are to be considered as mere examples and not in any way restrictive of the scope of the invention. In the drawings, and for illustrative purposes, the measurements of some of the elements may be exaggerated and not drawn to scale. The relative dimensions and dimensions do not correspond to the actual ratios for carrying out the invention. Figure 1 shows a front perspective view of the device of the invention, the rotors 1, the deflector / concentrator plate 2 and the plates 3 constituting the side walls of the device being visible. Figure 2 shows a view of the rotors (1), the axis of rotation (1.1) and the blades (1.2) being visible. Figure 3 shows a view of the deflector / concentrator plate 3 which is placed below the plate 4.1 which constitutes the upper wall of the device and above the rotors 1. Figure 4 shows a view of the plates (3) constituting the side walls of the device. Figure 5 shows a view of the plate (4.1) constituting the upper wall with the fluid inlet (4.1.1) and the plate (4.2) constituting the lower wall with the outlet orifice (4.2.1) of the fluid from the device. Figure 6 shows a view of the plates (5) constituting the front and rear walls of the device.
Descrição detalhada da InvençãoDetailed Description of the Invention
Descrição do Dispositivo A presente invenção refere-se a um dispositivo para a produção de energia mecânica accionado por meio de um fluido.The present invention relates to a device for the production of mechanical energy driven by a fluid.
Os termos lateral, superior e inferior, frontal e traseira, por cima e por baixo, para cima e para baixo, utilizados na descrição são para fins descritivos e não necessariamente para descrever posições relativas. É de notar que os termos são utilizados de modo intermutável em circunstâncias apropriadas e que as formas de realização da invenção aqui descritas são capazes de funcionar noutras orientações que aqui descritas ou ilustradas. Por forma substancialmente cilíndrica, substancialmente curvo, substancialmente prismática de base quadrangular, substancialmente prismática de base rectangular, substancialmente hemicilíndrica, substancialmente em cunha, entendem-se como formas 4 preferenciais para a realização da invenção, podendo a mesma funcionar com outros formatos. Por largura da pá entende-se a medida linear entre um ponto junto ao eixo de rotação do rotor e um ponto da sua periferia. Por comprimento da pá entende-se a medida linear entre um ponto na aresta frontal e um ponto na aresta traseira. Os termos lateral, superior e inferior, frontal e traseira, cima e baixo são as posições percebidas por um observador colocado de frente para o dispositivo. Por plano vertical refere-se um plano vertical definido na largura do dispositivo. 0 dispositivo é composto por uma turbina equipada com pelo menos ou somente dois rotores (1), placa deflectora/concentradora (2) colocada abaixo da placa (4.1) que constitui a parede superior e por cima dos rotores (1), placas (3) que constituem as paredes laterais, placa (4.1) que constitui a parede superior, placa (4.2) que constitui a parede inferior e placas (5) que constituem as paredes frontal e traseira do dispositivo.The terms side, top and bottom, front and back, top and bottom, up and down, used in the description are for descriptive purposes and not necessarily to describe relative positions. It is to be noted that the terms are used interchangeably in appropriate circumstances and that the embodiments of the invention described herein are capable of operating in other orientations which are described or illustrated herein. By way of substantially cylindrical, substantially curved, substantially prismatic quartz base, substantially prismatic base with substantially hemi-cylindrical, substantially wedge shaped, are understood as preferred forms for the realization of the invention, and it may operate in other formats. By blade width is meant the linear measurement between a point next to the axis of rotation of the rotor and a point on its periphery. By spade length is meant the linear measure between a point on the front edge and a point on the rear edge. The terms lateral, top and bottom, front and back, up and down are the positions perceived by an observer placed facing the device. By vertical plane refers to a vertical plane defined in the width of the device. The device is composed of a turbine equipped with at least two rotors (1), deflector / concentrator plate (2) placed below the plate (4.1) constituting the top wall and above the rotors (1), plates ) which constitute the side walls, plate (4.1) constituting the top wall, plate (4.2) constituting the bottom wall and plates (5) constituting the front and rear walls of the device.
Os rotores (1) estão colocados simetricamente em relação ao plano vertical que passa pelo centro do dispositivo e configurados para rodarem em torno do seu eixo de rotação (1.1) em simultâneo mas com sentidos de rotação opostos, ou seja, um rodará no sentido horário e o outro no sentido anti-horário. Conforme a figura 2, os rotores (1) têm uma forma substancialmente cilíndrica. As pás (1.2) têm um formato substancialmente em cunha, em que a largura da superfície superior é menor do que a largura da superfície inferior. A diferença entre a largura da superfície superior e a largura da superfície inferior das pás (1.2) pode variar entre 1% e 20%, em particular entre 3% e 8%, por exemplo 5%. A superfície lateral que une a superfície superior e a superfície inferior tem uma forma substancialmente curva. 5The rotors (1) are arranged symmetrically with respect to the vertical plane passing through the center of the device and configured to rotate about their axis of rotation (1.1) simultaneously but with opposite rotational directions, that is, one will rotate clockwise and the other counterclockwise. According to Figure 2, the rotors (1) have a substantially cylindrical shape. The blades (1.2) have a substantially wedge shape, wherein the width of the top surface is less than the width of the bottom surface. The difference between the width of the upper surface and the width of the lower surface of the blades (1.2) can range from 1% to 20%, in particular from 3% to 8%, for example 5%. The side surface joining the upper surface and the lower surface has a substantially curved shape. 5
Conforme a figura 3, a placa deflectora/concentradora (2) é constituída por dois quartos de cilindro unidos longitudinalmente, com a superfície convexa virada para cima de modo a proporcionar um espaço comum que permite que o fluido se concentre após entrar no dispositivo e antes de ser encaminhado para os rotores, e duas zonas distintas do lado côncavo viradas para baixo, tendo nas suas partes frontal e traseira um orifício com uma forma substancialmente cilíndrica para encaixar nas placas (5) que constituem as paredes frontal e traseira do dispositivo. A extremidade do lado oposto ao da união dos quartos de cilindro tem um formato substancialmente em cunha.According to Figure 3, the baffle / concentrator plate (2) is comprised of two cylinder rooms joined longitudinally, the convex surface facing upwards to provide a common space that allows the fluid to concentrate after entering the device and before to be routed to the rotors, and two distinct zones of the downwardly facing concave side, having at their front and rear portions an orifice of substantially cylindrical shape for engaging the plates (5) constituting the front and rear walls of the device. The end of the opposite side of the cylinder quarter union has a substantially wedge shaped shape.
Conforme a figura 4, as placas (3) que constituem as paredes laterais têm uma forma substancialmente hemicilíndrica, sendo a espessura na parte inferior maior do que a espessura na parte superior.According to Figure 4, the plates (3) constituting the side walls are substantially hemi-cylindrical in shape, the thickness at the bottom being greater than the thickness at the top.
Conforme a figura 5, a placa (4.1) que constitui a parede superior e a placa (4.2) que constitui a parede inferior têm uma forma substancialmente prismática de base quadrangular, tendo no seu centro uma abertura com uma forma substancialmente cilíndrica, que no caso da placa (4.1) que constitui a parede superior serve para colocar o tubo que vai permitir a alimentação do dispositivo com o fluído, e no caso da placa (4.2) que constitui a parede inferior para saída do fluído entretanto utilizado.According to Figure 5, the plate (4.1) constituting the top wall and the plate (4.2) constituting the bottom wall have a substantially prismatic square-shaped shape, having at its center an aperture with a substantially cylindrical shape, which in the case of the plate (4.1) constituting the top wall serves to place the tube which will allow the feeding of the device with the fluid, and in the case of the plate (4.2) constituting the lower outlet wall of the fluid in the meantime used.
Conforme a figura 6, as placas (5) que constituem as paredes frontal e traseira do dispositivo têm uma forma substancialmente prismática de base rectangular, tendo duas aberturas com um forma substancialmente cilíndrica equidistantes do centro da placa e na mesma linha horizontal 6 que passa por este, que servem para apoio dos eixos de rotação (1.1) dos rotores (1) e para que estes possam ser ligados externamente aos dispositivos que possam aproveitar a energia mecânica gerada.According to Figure 6, the plates (5) constituting the front and rear walls of the device have a substantially prismatic rectangular base shape, having two substantially cylindrical shaped apertures equidistant from the center of the plate and on the same horizontal line 6 passing through which serve to support the axes of rotation (1.1) of the rotors (1) and so that they can be connected externally to the devices which can take advantage of the mechanical energy generated.
Conforme a figura 1, a placa deflectora/concentradora (2) colocada imediatamente abaixo da placa (4.1) que constitui a parede superior e com a superfície convexa virada para cima, forma com esta um espaço para onde o fluido é admitido após entrar no dispositivo através do orifício (4.1.1), e que ao mesmo tempo que se destina a evitar que o fluido se dirija de imediato para as pás (1.2) dos rotores (1), permite que a pressão deste aumente, fazendo com que se dirija no sentido das placas (3) que constituem as paredes laterais de modo a que este entre em contacto com as pás (1.2) dos rotores (1) junto às placas (3) que constituem as paredes laterais, de modo a que um dos rotores rode no sentido horário e o outro no sentido anti-horário. A superfície côncava fica virada para baixo e imediatamente acima dos rotores (1). Método de funcionamentoAs shown in Figure 1, the deflector / concentrator plate 2 placed immediately below the top wall plate (4.1) and with the convex surface facing upwards, forms with it a space to which the fluid is admitted after entering the device through the orifice (4.1.1), and which at the same time is intended to prevent the fluid from immediately flowing into the blades (1.2) of the rotors (1), allows the pressure thereof to increase, causing it to go in the direction of the plates (3) constituting the side walls so that it comes into contact with the blades (1.2) of the rotors (1) next to the plates (3) constituting the side walls, so that one of the rotors turn clockwise and counterclockwise. The concave surface faces downwards and immediately above the rotors (1). Method of operation
Funcionamento: 1) 0 fluído necessário ao funcionamento do dispositivo é admitido no dispositivo através do orifício (4.1.1) localizada na placa (4.1) que constitui a parede superior. 2) A placa deflectora/concentradora (2) juntamente com a placa (4.1) formam uma antecâmara que permite que o fluido se concentre após entrar no dispositivo e antes de ser encaminhado para os rotores, fazendo com que a sua pressão aumente. 7 3) A placa deflectora/concentradora (2) que está colocada abaixo da placa (4.1) e que constitui a parede superior e acima dos rotores (1) orienta o fluido no sentido das placas (3) que constituem as paredes laterais do dispositivo, fazendo com que este passe no espaço existente entre as extremidades da placa deflectora/concentradora (2) e as placas (3) que constituem as paredes laterais. 4) 0 fluido entra no espaço existente entre as pás (1.2) fazendo com que os rotores (1) rodem. 5) Dada a localização dos acessos do fluido aos rotores (1), estes rodam em simultâneo mas com sentidos de rotação opostos, ou seja, um rodará no sentido horário e o outro no sentido anti-horário. 6) A rotação dos rotores (1) é transmitida aos eixos de rotação (1.1) que por sua vez alimentam os dispositivos que estão externamente ligados. 7) 0 fluido sai do dispositivo através do orifício (4.2.1) localizado na placa (4.2) que constitui a parede inferior, podendo ser reaproveitado. 19-05-2014Operation: 1) The fluid necessary for the operation of the device is admitted to the device through the hole (4.1.1) located on the plate (4.1) constituting the top wall. 2) The deflector / concentrator plate 2 together with the plate 4.1 forms an antechamber which allows the fluid to concentrate after entering the device and before being routed to the rotors causing their pressure to increase. 3) The deflector / concentrator plate 2 which is located below the plate 4.1 and which constitutes the upper wall and above the rotors 1 guides the fluid towards the plates 3 forming the side walls of the device , causing it to pass in the space between the ends of the deflector / concentrator plate (2) and the plates (3) constituting the side walls. 4) The fluid enters the space between the blades (1.2) causing the rotors (1) to rotate. 5) Given the location of the fluid ports to the rotors (1), they rotate simultaneously but with opposite rotational directions, ie one will rotate clockwise and the other counterclockwise. 6) The rotation of the rotors (1) is transmitted to the rotational axes (1.1) which in turn power the externally connected devices. 7) The fluid exits the device through the orifice (4.2.1) located in the plate (4.2) constituting the lower wall, and can be reused. 05-19-2014
REIVINDICAÇÕES 1. Turbina de fluidos constituída por placa (4.1) que constitui a parede superior, placa (4.2) que constitui a parede inferior, placas (5) que constituem as paredes frontal e traseira, placas (3) que constituem as paredes laterais, por dois rotores (1) configurados para rodarem em simultâneo em torno dos seus eixos rotação (1.1) em resposta a um fluxo de fluido e em sentidos opostos, caracterizada por ser constituída por placa deflectora/concentradora (2) constituída por dois quartos de cilindro unidos longitudinalmente com a superfície convexa virada para cima, que juntamente com a placa (4.1) formam uma antecâmara que permite que o fluido se concentre após entrar no dispositivo e antes de ser encaminhado para os rotores, fazendo com que a sua pressão aumente. 2. Turbina de fluidos de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por os rotores (1) estarem dispostos simetricamente em relação ao plano vertical que passa pelo centro do dispositivo. 3. Turbina de fluidos de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizada por os eixos de rotação (1.1) dos rotores (1) serem coplanares com o plano horizontal que passa pelo centro da turbina. 4. Turbina de fluidos de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizada por a superfície superior das pás (1.2) que equipam os rotores (1) ter uma largura maior do que a largura da superfície inferior. 5. Turbina de fluidos de acordo com as reivindicações 1Fluid turbine comprising plate (4.1) constituting the upper wall, plate (4.2) constituting the lower wall, plates (5) constituting the front and rear walls, plates (3) constituting the side walls, by means of two rotors (1) configured to rotate simultaneously about their axis of rotation (1.1) in response to a flow of fluid and in opposite directions, characterized in that it consists of baffle / concentrator plate (2) which together with the plate (4.1) form an antechamber which allows the fluid to concentrate after entering the device and before being routed to the rotors, causing its pressure to increase. Fluid turbine according to claim 1, characterized in that the rotors (1) are arranged symmetrically with respect to the vertical plane passing through the center of the device. Fluid turbine according to the preceding claims, characterized in that the axes of rotation (1.1) of the rotors (1) are coplanar with the horizontal plane passing through the center of the turbine. Fluid turbine according to the preceding claims, characterized in that the upper surface of the blades (1.2) which equip the rotors (1) has a width greater than the width of the lower surface. Fluid turbine according to claims 1
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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PT106724A PT106724A (en) | 2013-01-11 | 2013-01-11 | FLUID TURBINE AND FUNCTIONING METHOD |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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PT106724A PT106724A (en) | 2013-01-11 | 2013-01-11 | FLUID TURBINE AND FUNCTIONING METHOD |
Publications (1)
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PT106724A true PT106724A (en) | 2014-07-11 |
Family
ID=51842280
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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PT106724A PT106724A (en) | 2013-01-11 | 2013-01-11 | FLUID TURBINE AND FUNCTIONING METHOD |
Country Status (1)
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PT (1) | PT106724A (en) |
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GB2443420A (en) * | 2006-10-31 | 2008-05-07 | Abdul Mohsin Ibrahim Omer | Water turbine |
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- 2013-01-11 PT PT106724A patent/PT106724A/en unknown
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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BB1A | Laying open of patent application |
Effective date: 20140220 |
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BB1A | Laying open of patent application |
Effective date: 20141030 |