JP2000065308A - 燃焼ガス流に対し交差する熱吸収用フィンを持った多管式貫流ボイラ - Google Patents
燃焼ガス流に対し交差する熱吸収用フィンを持った多管式貫流ボイラInfo
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- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 113
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 16
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- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 内外２列の水管列の間に設けた燃焼ガス通路
に燃焼ガスを垂直方向に流動させる構成の多管式貫流ボ
イラにおいて、外側水管による熱の吸収量を増加させ
る。 【解決手段】 上部管寄せ１と下部管寄せ２の間を内外
２列の多数の垂直な水管で連結し、各水管列での隣接す
る水管の間を閉塞用フィン８で閉塞することで、内側水
管列と外側水管列の間に燃焼ガス通路７を設け、燃焼ガ
ス通路７では垂直方向に燃焼ガスを流動させる構成とし
た多管式貫流ボイラにおいて、内側水管３は水管表面に
燃焼ガス流に対して交差方向に凹部と凸部を交互に設け
ているバルジ水管とし、外側水管４は燃焼ガス通路に面
する部分に燃焼ガス流に対して交差する向きに熱吸収用
フィン１１を多数段設けたフィン付き水管とする。
に燃焼ガスを垂直方向に流動させる構成の多管式貫流ボ
イラにおいて、外側水管による熱の吸収量を増加させ
る。 【解決手段】 上部管寄せ１と下部管寄せ２の間を内外
２列の多数の垂直な水管で連結し、各水管列での隣接す
る水管の間を閉塞用フィン８で閉塞することで、内側水
管列と外側水管列の間に燃焼ガス通路７を設け、燃焼ガ
ス通路７では垂直方向に燃焼ガスを流動させる構成とし
た多管式貫流ボイラにおいて、内側水管３は水管表面に
燃焼ガス流に対して交差方向に凹部と凸部を交互に設け
ているバルジ水管とし、外側水管４は燃焼ガス通路に面
する部分に燃焼ガス流に対して交差する向きに熱吸収用
フィン１１を多数段設けたフィン付き水管とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内側水管列と外側水管
列の間に設けた燃焼ガス通路内で燃焼ガスを垂直方向に
流動させるボイラであって、燃焼ガス通路に燃焼ガス流
に対し交差する熱吸収用フィンを持った多管式貫流ボイ
ラに関するものである。
列の間に設けた燃焼ガス通路内で燃焼ガスを垂直方向に
流動させるボイラであって、燃焼ガス通路に燃焼ガス流
に対し交差する熱吸収用フィンを持った多管式貫流ボイ
ラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】上部に環状の上部管寄せ、下部にも環状
の下部管寄せを設け、上下管寄せ間を内外２列の多数の
垂直水管で連結し、各水管列での隣接する水管の間を水
管端部の通煙口を設ける部分を除いて閉塞することで、
内側水管列と外側水管列の間に燃焼ガス通路を設け、燃
焼ガス通路は内側水管端部に設けた内側通煙口によって
ボイラ中心部の燃焼室と接続し、内側通煙口と管軸方向
反対側の外側水管端部に設けた外側通煙口によって煙道
と接続しておき、燃焼ガス通路では垂直方向に燃焼ガス
を流動させる構成とした多管式貫流ボイラが知られてい
る。
の下部管寄せを設け、上下管寄せ間を内外２列の多数の
垂直水管で連結し、各水管列での隣接する水管の間を水
管端部の通煙口を設ける部分を除いて閉塞することで、
内側水管列と外側水管列の間に燃焼ガス通路を設け、燃
焼ガス通路は内側水管端部に設けた内側通煙口によって
ボイラ中心部の燃焼室と接続し、内側通煙口と管軸方向
反対側の外側水管端部に設けた外側通煙口によって煙道
と接続しておき、燃焼ガス通路では垂直方向に燃焼ガス
を流動させる構成とした多管式貫流ボイラが知られてい
る。
【０００３】このボイラの場合、内側水管は燃焼室に面
しているため多くの熱を吸収することができるが、外側
水管の伝熱面は燃焼ガス通路に面している部分のみであ
り、燃焼ガス通路での燃焼ガス温度は燃焼室内での温度
よりも低いため、外側水管は内側水管に比べて熱の吸収
量が少ない。ボイラの効率を向上させるには、熱吸収量
の少ない外側水管の熱吸収量を増加させる必要があり、
外側水管の燃焼ガス通路に面した部分に熱吸収用フィン
を設けることで伝熱面積を増加させ、熱吸収量の増加が
図られていた。図４に記載のように燃焼ガス流に対して
交差方向に熱吸収用フィンを設けると、燃焼ガス流は熱
吸収用フィンの下流側に巻き込む流れを発生し、燃焼ガ
スが熱吸収用フィンを加熱するため、外側水管の熱吸収
量が増加する。しかし、熱吸収用フィンは燃焼ガスの流
れに対する抵抗となるため、熱吸収用フィンを設けた場
合には、燃焼ガスは抵抗の少ない内側水管表面に沿って
多く流れ、熱吸収用フィンの加熱を行う燃焼ガスは相対
的に少なくなるため、熱吸収用フィンの効果が十分に発
揮できていないという問題があった。
しているため多くの熱を吸収することができるが、外側
水管の伝熱面は燃焼ガス通路に面している部分のみであ
り、燃焼ガス通路での燃焼ガス温度は燃焼室内での温度
よりも低いため、外側水管は内側水管に比べて熱の吸収
量が少ない。ボイラの効率を向上させるには、熱吸収量
の少ない外側水管の熱吸収量を増加させる必要があり、
外側水管の燃焼ガス通路に面した部分に熱吸収用フィン
を設けることで伝熱面積を増加させ、熱吸収量の増加が
図られていた。図４に記載のように燃焼ガス流に対して
交差方向に熱吸収用フィンを設けると、燃焼ガス流は熱
吸収用フィンの下流側に巻き込む流れを発生し、燃焼ガ
スが熱吸収用フィンを加熱するため、外側水管の熱吸収
量が増加する。しかし、熱吸収用フィンは燃焼ガスの流
れに対する抵抗となるため、熱吸収用フィンを設けた場
合には、燃焼ガスは抵抗の少ない内側水管表面に沿って
多く流れ、熱吸収用フィンの加熱を行う燃焼ガスは相対
的に少なくなるため、熱吸収用フィンの効果が十分に発
揮できていないという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、内外２列の水管列の間に設けた燃焼ガス通
路に燃焼ガスを垂直方向に流動させる構成の多管式貫流
ボイラにおいて、外側水管による熱の吸収量を増加させ
ることにある。
する課題は、内外２列の水管列の間に設けた燃焼ガス通
路に燃焼ガスを垂直方向に流動させる構成の多管式貫流
ボイラにおいて、外側水管による熱の吸収量を増加させ
ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上部に環状の上部管寄
せ、下部にも環状の下部管寄せを設け、上下管寄せ間を
内外２列の多数の垂直な水管で連結し、各水管列での隣
接する水管の間を水管端部の通煙口を設ける部分を除い
て閉塞することで、内側水管列と外側水管列の間に燃焼
ガス通路を設け、燃焼ガス通路は内側水管端部に設けた
内側通煙口によってボイラ中心部の燃焼室と接続し、内
側通煙口と管軸方向反対側の外側水管端部に設けた外側
通煙口によって煙道と接続し、燃焼ガス通路では垂直方
向に燃焼ガスを流動させる構成とした多管式貫流ボイラ
において、内側水管は水管表面に燃焼ガス流に対して交
差方向に凹部と凸部を交互に設けているバルジ水管と
し、外側水管は燃焼ガス通路に面する部分に燃焼ガス流
に対して交差する向きに熱吸収用フィンを多数段設けた
フィン付き水管とする。
せ、下部にも環状の下部管寄せを設け、上下管寄せ間を
内外２列の多数の垂直な水管で連結し、各水管列での隣
接する水管の間を水管端部の通煙口を設ける部分を除い
て閉塞することで、内側水管列と外側水管列の間に燃焼
ガス通路を設け、燃焼ガス通路は内側水管端部に設けた
内側通煙口によってボイラ中心部の燃焼室と接続し、内
側通煙口と管軸方向反対側の外側水管端部に設けた外側
通煙口によって煙道と接続し、燃焼ガス通路では垂直方
向に燃焼ガスを流動させる構成とした多管式貫流ボイラ
において、内側水管は水管表面に燃焼ガス流に対して交
差方向に凹部と凸部を交互に設けているバルジ水管と
し、外側水管は燃焼ガス通路に面する部分に燃焼ガス流
に対して交差する向きに熱吸収用フィンを多数段設けた
フィン付き水管とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図面を用いて
説明する。図１は本発明を実施したボイラの縦断面図、
図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は本発明を実施したボ
イラの燃焼ガス通路部での燃焼ガス流の模式図、図４は
従来のボイラの燃焼ガス通路部での燃焼ガス流の模式図
である。缶体の上部には環状の上部管寄せ１、下部にも
環状の下部管寄せ２が設けられ、上下の管寄せの間は環
状に並んだ内側水管３と外側水管４で連結している。内
側水管３と外側水管４は、内側通煙口５および外側通煙
口６が設けられる水管端部以外の部分で、それぞれの隣
接する水管の間を管軸方向に平行な閉塞用フィン８で閉
塞しており、内側水管３と外側水管４の間には燃焼ガス
通路７が形成される。内側水管３で囲まれたボイラ中心
部分は燃焼室９であり、燃焼室９上部にバーナ１０を設
ける。
説明する。図１は本発明を実施したボイラの縦断面図、
図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は本発明を実施したボ
イラの燃焼ガス通路部での燃焼ガス流の模式図、図４は
従来のボイラの燃焼ガス通路部での燃焼ガス流の模式図
である。缶体の上部には環状の上部管寄せ１、下部にも
環状の下部管寄せ２が設けられ、上下の管寄せの間は環
状に並んだ内側水管３と外側水管４で連結している。内
側水管３と外側水管４は、内側通煙口５および外側通煙
口６が設けられる水管端部以外の部分で、それぞれの隣
接する水管の間を管軸方向に平行な閉塞用フィン８で閉
塞しており、内側水管３と外側水管４の間には燃焼ガス
通路７が形成される。内側水管３で囲まれたボイラ中心
部分は燃焼室９であり、燃焼室９上部にバーナ１０を設
ける。
【０００７】内側水管下部には閉塞用フィン８を設けて
いない内側通煙口５が燃焼室９を取り囲むように設けら
れており、内側通煙口５によって燃焼室９と燃焼ガス通
路７が接続され、燃焼室９で発生した燃焼ガスは内側通
煙口５を通して燃焼ガス通路７に入り、燃焼ガス通路７
を上向きに流れる。外側水管上部にも閉塞用フィン８を
設けていない外側通煙口６を設け、燃焼ガス通路７を送
られてきた燃焼排ガスは外側通煙口６を通してボイラの
周方向に取り出され、その後燃焼排ガスは集合させて煙
道１２より排気させるようにしている。
いない内側通煙口５が燃焼室９を取り囲むように設けら
れており、内側通煙口５によって燃焼室９と燃焼ガス通
路７が接続され、燃焼室９で発生した燃焼ガスは内側通
煙口５を通して燃焼ガス通路７に入り、燃焼ガス通路７
を上向きに流れる。外側水管上部にも閉塞用フィン８を
設けていない外側通煙口６を設け、燃焼ガス通路７を送
られてきた燃焼排ガスは外側通煙口６を通してボイラの
周方向に取り出され、その後燃焼排ガスは集合させて煙
道１２より排気させるようにしている。
【０００８】外側水管４の燃焼ガス通路に面した表面に
は、扇紙の形の熱吸収用フィン１１を熱吸収面が燃焼ガ
ス流に対して交差するように多数段設けておく。また、
内側水管３は、水管表面に燃焼ガス流に対して交差方向
に凹部と凸部を交互に設けたバルジ水管とする。バルジ
水管は凸部のピッチ（Ｐｂ）を１０〜２０mm、凸部の高
さ（Ｈ）を１〜２mmの範囲内とした突起を設けたもので
あり、外側水管４の多数段設けた熱吸収用フィン１１の
ピッチ（Ｐｆ）は、バルジ水管の凸部のピッチ（Ｐｂ）
以下とする。実際に製作したボイラは内側水管３の凸部
のピッチを１５mm、凸部の高さを１．７mm、外側水管４
の熱吸収用フィン１１のピッチを１２mmとした。
は、扇紙の形の熱吸収用フィン１１を熱吸収面が燃焼ガ
ス流に対して交差するように多数段設けておく。また、
内側水管３は、水管表面に燃焼ガス流に対して交差方向
に凹部と凸部を交互に設けたバルジ水管とする。バルジ
水管は凸部のピッチ（Ｐｂ）を１０〜２０mm、凸部の高
さ（Ｈ）を１〜２mmの範囲内とした突起を設けたもので
あり、外側水管４の多数段設けた熱吸収用フィン１１の
ピッチ（Ｐｆ）は、バルジ水管の凸部のピッチ（Ｐｂ）
以下とする。実際に製作したボイラは内側水管３の凸部
のピッチを１５mm、凸部の高さを１．７mm、外側水管４
の熱吸収用フィン１１のピッチを１２mmとした。
【０００９】バーナ１０を燃焼させると、燃焼室９内で
高温の燃焼ガスが発生し、燃焼ガスはまず最初に内側水
管３の燃焼室９側の面を加熱する。続いて燃焼ガスは内
側通煙口５より燃焼ガス通路７内へ達し、燃焼ガス通路
７内を上方向へ向けて高速で流れる。外側水管４の燃焼
ガス通路７に面した部分には、熱吸収用フィン１１が燃
焼ガス流とは交差するように設けられているため、燃焼
ガス通路７を流れる燃焼ガス流は熱吸収用フィン１１の
下流側に巻き込む流れを発生し、熱吸収用フィン１１の
熱吸収面を加熱する。また、内側水管３表面に沿って流
れる燃焼ガスは内側水管３表面の凹凸によって乱流が促
進され、内側水管３の表面から剥離する流れがつくられ
る。内側水管３の表面から剥離した燃焼ガス流の一部
は、外側水管方向へ進行し、外側水管４の加熱を行う。
初めから外側水管４近くを流れていた燃焼ガス流だけで
なく、内側水管３の表面に沿って流れていた燃焼ガス流
も、外側水管の熱吸収用フィン１１や外側水管表面の素
管部を加熱することとなるため、外側水管４の熱吸収量
は増加する。
高温の燃焼ガスが発生し、燃焼ガスはまず最初に内側水
管３の燃焼室９側の面を加熱する。続いて燃焼ガスは内
側通煙口５より燃焼ガス通路７内へ達し、燃焼ガス通路
７内を上方向へ向けて高速で流れる。外側水管４の燃焼
ガス通路７に面した部分には、熱吸収用フィン１１が燃
焼ガス流とは交差するように設けられているため、燃焼
ガス通路７を流れる燃焼ガス流は熱吸収用フィン１１の
下流側に巻き込む流れを発生し、熱吸収用フィン１１の
熱吸収面を加熱する。また、内側水管３表面に沿って流
れる燃焼ガスは内側水管３表面の凹凸によって乱流が促
進され、内側水管３の表面から剥離する流れがつくられ
る。内側水管３の表面から剥離した燃焼ガス流の一部
は、外側水管方向へ進行し、外側水管４の加熱を行う。
初めから外側水管４近くを流れていた燃焼ガス流だけで
なく、内側水管３の表面に沿って流れていた燃焼ガス流
も、外側水管の熱吸収用フィン１１や外側水管表面の素
管部を加熱することとなるため、外側水管４の熱吸収量
は増加する。
【００１０】内側水管３が表面に凹凸のない素管の場
合、図４に記載のように内側水管表面に沿って流れてい
る燃焼ガス流は平滑な水管表面から離れることなく直線
的に流れ、外側水管４の加熱には寄与しない。そして外
側水管４の熱吸収用フィン１１は燃焼ガスの流れにとっ
て抵抗となり、内側水管３表面には抵抗となる物がない
ため、燃焼ガス通路７を流れる燃焼ガスは内側水管３表
面に沿って多く流れ、熱吸収用フィン１１のある外側水
管４側に流れる燃焼ガス量は相対的に少なくなり、外側
水管４では熱吸収用フィン１１を設けた効果を十分に得
ることができていなかった。しかし、内側水管３表面に
凹凸を設けて燃焼ガス流の乱流を促進させることによ
り、内側水管３表面から剥離して外側水管４へ進行する
流れができ、内側水管３表面に沿って流れる燃焼ガス量
は減少し、外側水管４付近に流れる燃焼ガス量が増加す
るため、熱吸収用フィン１１の作用を最大限に利用で
き、外側水管４における熱吸収量を多くすることができ
るようになる。
合、図４に記載のように内側水管表面に沿って流れてい
る燃焼ガス流は平滑な水管表面から離れることなく直線
的に流れ、外側水管４の加熱には寄与しない。そして外
側水管４の熱吸収用フィン１１は燃焼ガスの流れにとっ
て抵抗となり、内側水管３表面には抵抗となる物がない
ため、燃焼ガス通路７を流れる燃焼ガスは内側水管３表
面に沿って多く流れ、熱吸収用フィン１１のある外側水
管４側に流れる燃焼ガス量は相対的に少なくなり、外側
水管４では熱吸収用フィン１１を設けた効果を十分に得
ることができていなかった。しかし、内側水管３表面に
凹凸を設けて燃焼ガス流の乱流を促進させることによ
り、内側水管３表面から剥離して外側水管４へ進行する
流れができ、内側水管３表面に沿って流れる燃焼ガス量
は減少し、外側水管４付近に流れる燃焼ガス量が増加す
るため、熱吸収用フィン１１の作用を最大限に利用で
き、外側水管４における熱吸収量を多くすることができ
るようになる。
【００１１】燃焼ガス通路７部分の圧力損失が増加する
と、炉内圧力が増加するという問題が発生するが、内側
水管３の凹凸は、凸部のピッチ（Ｐｂ）を１０〜２０m
m、高さ（Ｈ）を１〜２mmとすることにより、燃焼ガス
の乱流促進と圧力損失のバランスを取ることができ、圧
力損失が大きくなって炉内圧力が高くなることは防がれ
る。また、外側水管４の熱吸収用フィン１１のピッチ
（Ｐｆ）は、内側水管３の凸部のピッチ（Ｐｂ）と等し
いかそれよりも狭めた方が熱吸収効率は高くなる。
と、炉内圧力が増加するという問題が発生するが、内側
水管３の凹凸は、凸部のピッチ（Ｐｂ）を１０〜２０m
m、高さ（Ｈ）を１〜２mmとすることにより、燃焼ガス
の乱流促進と圧力損失のバランスを取ることができ、圧
力損失が大きくなって炉内圧力が高くなることは防がれ
る。また、外側水管４の熱吸収用フィン１１のピッチ
（Ｐｆ）は、内側水管３の凸部のピッチ（Ｐｂ）と等し
いかそれよりも狭めた方が熱吸収効率は高くなる。
【００１２】
【発明の効果】本発明を実施することにより、外側水管
による熱の吸収量を増加させることができ、ボイラ効率
を向上させることができる。
による熱の吸収量を増加させることができ、ボイラ効率
を向上させることができる。
【図１】本発明の一実施例を示した縦断面図
【図２】図１のＡ−Ａ断面図
【図３】本発明を実施したボイラの燃焼ガス通路部分で
の燃焼ガス流の模式図
の燃焼ガス流の模式図
【図４】従来の場合の燃焼ガス通路部分での燃焼ガス流
の模式図
の模式図
１ 上部管寄せ ２ 下部管寄せ ３ 内側水管 ４ 外側水管 ５ 内側通煙口 ６ 外側通煙口 ７ 燃焼ガス通路 ８ 閉塞用フィン ９ 燃焼室 １０ バーナ １１ 熱吸収用フィン １２ 煙道
Claims (3)
- 【請求項１】 上部に環状の上部管寄せ、下部にも環状
の下部管寄せを設け、上下管寄せ間を内外２列の多数の
垂直な水管で連結し、各水管列での隣接する水管の間を
水管端部の通煙口を設ける部分を除いて閉塞すること
で、内側水管列と外側水管列の間に燃焼ガス通路を設
け、燃焼ガス通路は内側水管端部に設けた内側通煙口に
よってボイラ中心部の燃焼室と接続し、内側通煙口と管
軸方向反対側の外側水管端部に設けた外側通煙口によっ
て煙道と接続しておき、燃焼ガス通路では垂直方向へ燃
焼ガスを流動させる構成とした多管式貫流ボイラにおい
て、内側水管は水管表面に燃焼ガス流に対して交差方向
に凹部と凸部を交互に設けているバルジ水管とし、外側
水管は燃焼ガス通路に面する部分に燃焼ガス流に対して
交差する向きに熱吸収用フィンを多数段設けたフィン付
き水管としたことを特徴とする燃焼ガス流に対し交差す
る熱吸収用フィンを持った多管式貫流ボイラ。 - 【請求項２】 請求項１に記載の燃焼ガス流に対し交差
する熱吸収用フィンを持った多管式貫流ボイラにおい
て、バルジ水管は凸部のピッチを１０〜２０mm、凸部の
高さを１〜２mmとしたものであることを特徴とする燃焼
ガス流に対し交差する熱吸収用フィンを持った多管式貫
流ボイラ。 - 【請求項３】 請求項２に記載の燃焼ガス流に対し交差
する熱吸収用フィンを持った多管式貫流ボイラにおい
て、フィン付き水管に設けた多数段のフィンのピッチ
は、バルジ水管の凸部のピッチ以下としたことを特徴と
する燃焼ガス流に対し交差する熱吸収用フィンを持った
多管式貫流ボイラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24915498A JP3413107B2 (ja) | 1998-08-18 | 1998-08-18 | 燃焼ガス流に対し交差する熱吸収用フィンを持った多管式貫流ボイラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24915498A JP3413107B2 (ja) | 1998-08-18 | 1998-08-18 | 燃焼ガス流に対し交差する熱吸収用フィンを持った多管式貫流ボイラ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000065308A true JP2000065308A (ja) | 2000-03-03 |
| JP3413107B2 JP3413107B2 (ja) | 2003-06-03 |
Family
ID=17188716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24915498A Expired - Fee Related JP3413107B2 (ja) | 1998-08-18 | 1998-08-18 | 燃焼ガス流に対し交差する熱吸収用フィンを持った多管式貫流ボイラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3413107B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020025946A (ko) * | 2002-03-16 | 2002-04-04 | 유동근 | 연소가스에 난류를 형성하여 열효율을 향상시킨 다관식관류보일러 |
| JP2013057501A (ja) * | 2006-11-30 | 2013-03-28 | Miura Co Ltd | ボイラ |
-
1998
- 1998-08-18 JP JP24915498A patent/JP3413107B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020025946A (ko) * | 2002-03-16 | 2002-04-04 | 유동근 | 연소가스에 난류를 형성하여 열효율을 향상시킨 다관식관류보일러 |
| JP2013057501A (ja) * | 2006-11-30 | 2013-03-28 | Miura Co Ltd | ボイラ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3413107B2 (ja) | 2003-06-03 |
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