JPS58213149A - 給湯機の温度制御方法 - Google Patents
給湯機の温度制御方法Info
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- JPS58213149A JPS58213149A JP57096431A JP9643182A JPS58213149A JP S58213149 A JPS58213149 A JP S58213149A JP 57096431 A JP57096431 A JP 57096431A JP 9643182 A JP9643182 A JP 9643182A JP S58213149 A JPS58213149 A JP S58213149A
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- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 64
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 claims 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/20—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/1906—Control of temperature characterised by the use of electric means using an analogue comparing device
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Temperature (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、ガス・石油・電気等を熱源とする給湯機にお
いて、出湯温度特性の向上を図った制御ｌｌｖ方法に関
する。
いて、出湯温度特性の向上を図った制御ｌｌｖ方法に関
する。
ここでは、ガスを燃料とする瞬間式給＠機の温度制御を
例に挙げて説明する。
例に挙げて説明する。
まず初めにガス瞬間式給湯機の構成を第３図に従って説
明する。熱源となるガスバーナ１での燃焼熱を熱交換器
２で水と置換し、お湯を供給する。
明する。熱源となるガスバーナ１での燃焼熱を熱交換器
２で水と置換し、お湯を供給する。
温度制御器３では、出／１５幅度検出器４からの信号Ｔ
ＷＯと温度設定器６からの信号ＴＷＲとを入力し、前記
信号の偏差ＴＥＩ（に基づいて所定の燃焼址を決定し、
供給熱用制ｍｉｌ ’ｔ！’ｊ ６を制御し出湯温度Ｔ
ＷＯのコントロールを行っている。７は出、ヅロを衣わ
している。
ＷＯと温度設定器６からの信号ＴＷＲとを入力し、前記
信号の偏差ＴＥＩ（に基づいて所定の燃焼址を決定し、
供給熱用制ｍｉｌ ’ｔ！’ｊ ６を制御し出湯温度Ｔ
ＷＯのコントロールを行っている。７は出、ヅロを衣わ
している。
次に第４図で、温度制御系のブロック構成を示す。８は
温度制御１ｉ１１器中のコントロール：ゲイン部でＴｑ
なる出力を、ｉｌｉ’Ｊ １叩対象プロセス９に与える
。
温度制御１ｉ１１器中のコントロール：ゲイン部でＴｑ
なる出力を、ｉｌｉ’Ｊ １叩対象プロセス９に与える
。
その結果、出湯湯度ＴＷＯとなって表われる。
ＴＶＶＯは、出湯温度検知部１ｏのゲインを介してＴ
ＷＯ２としてフィードバンク゛さ７１．でいる。ＴにＨ
は前、如したように、設定温度と出湯温度の偏差を表わ
す０１だ一〇” ＋ Ｇｐ＋ Ｇ７ ｈはそ扛ぞれコン
トローラゲイン、プロセスゲイン、出謁幅度検知器ゲイ
ンを表わし、図のようにフィードバック系を形成してい
る。
ＷＯ２としてフィードバンク゛さ７１．でいる。ＴにＨ
は前、如したように、設定温度と出湯温度の偏差を表わ
す０１だ一〇” ＋ Ｇｐ＋ Ｇ７ ｈはそ扛ぞれコン
トローラゲイン、プロセスゲイン、出謁幅度検知器ゲイ
ンを表わし、図のようにフィードバック系を形成してい
る。
第６図は従来の温度制御方法で、負荷（つまり給湯酸）
の急激な変動が発生したとき、出湯温度の安定化を図る
ものである。設定温度信号ＴＶｖＲと出湯温度検出器を
介した給湯温度ＴＷＯ２の偏差ＴＥＲが、１１，１２．
１３の比例、積分、微分演算部で処理され、そ扛ぞれ結
果としてＶＰ、。
の急激な変動が発生したとき、出湯温度の安定化を図る
ものである。設定温度信号ＴＶｖＲと出湯温度検出器を
介した給湯温度ＴＷＯ２の偏差ＴＥＲが、１１，１２．
１３の比例、積分、微分演算部で処理され、そ扛ぞれ結
果としてＶＰ、。
ＶＴｉ、ＶＴｄが得られる。ここで、比例ゲインをＫＰ
、積分時定数をＴｉ微分時定数をＴｄ１積分初期値をＶ
Ｔｉφとす扛ば、前記結果はそ扛ぞれ下記のように示さ
れる。
、積分時定数をＴｉ微分時定数をＴｄ１積分初期値をＶ
Ｔｉφとす扛ば、前記結果はそ扛ぞれ下記のように示さ
れる。
ＴＥＲ
ＶＴｄ＝ＫＰ−Ｔｄ、 ｄｔ
・・・・・・ （３）
前記微分演病結果ＶＴｄは、比較器１４でノリ［定ｒｃ
ｖＢと比較さ７ｔ、その出力ＴＭはｖＴｄくｖｓで最
大値に１． Ｖ Ｔ ｄ ＞ＶＳで最小値に固定され、
選択器１５に入力する。また選択器には前述の比例積分
微分演算結果１．２．３式のｉｌ Ｔ Ｃも入力され、
ＴＣとＴＭの中、小さい方をプロセス９への出力Ｔｑと
して制御している。プロセスゲインＧＰを介して表われ
た出湯温度ＴＷＯは、出湯温度検知器を介してフィード
バックされている。
ｖＢと比較さ７ｔ、その出力ＴＭはｖＴｄくｖｓで最
大値に１． Ｖ Ｔ ｄ ＞ＶＳで最小値に固定され、
選択器１５に入力する。また選択器には前述の比例積分
微分演算結果１．２．３式のｉｌ Ｔ Ｃも入力され、
ＴＣとＴＭの中、小さい方をプロセス９への出力Ｔｑと
して制御している。プロセスゲインＧＰを介して表われ
た出湯温度ＴＷＯは、出湯温度検知器を介してフィード
バックされている。
第６図で従来の温度制御方法による給湯量急変時の各信
号の応答特性を示す。Ａは出湯温度智り。
号の応答特性を示す。Ａは出湯温度智り。
Ｂは微分演算器Ｖ ’Ｉ’ ｄ 、 Ｃは積分演算量Ｖ
Ｔｉ。
Ｔｉ。
Ｄは選択器の出力Ｔｑの特性を示している。ｔ＝ｔ１で
給湯酸が急激に減少したとき、出湯温度は急激に上昇し
、を二ｔ２で微分量ＶＴｄが所定直であるｖｓ−ｖＴｄ
Ｍ−を越えたので比低器１４の出力は最小値となり（Ｔ
Ｍ＝ＴＣｍｉｎ）、選択器１５は低出力値を選びＴｇ＝
ＴＣｍｉｎを制御対象プロセスに与える。また、その後
の出湯温度変化からＶＴｄがＶＴｄＭ−を下まった時点
１ ＝ １３で、比較器出力は最大値ＴＣｍａｘをとる
ので、選択器からの出力はＴｑ＝ＴＣとなへ積分量ＶＴ
ｉは、温度偏差信号に依存して徐々に減少していく様子
がわかる。“さらに □１＝１４で依分緻が再び所
定値を越えているので、選択器出力は最小値となる。ま
た、１ ： １５では、ｔ＝’ｔ。と同様の現象で、選
択器出力の固定を解除し比例積分微分演算結果に依存し
た値を出している。上記の操作により、給湯酸の急激な
減少ｌＩ４の出湯温度行き過ぎを抑制するが、微分値に
だけ依存して出力値の最小値固定を実施しているのでＡ
のような出湯温度の振動現象を経て収束していく様子が
わかる。この湯温の大きな振動現象は、給湯機の利用者
が直接人体に湯を浴びる。シャワーのような使い方のと
きには特に不快感が犬きく使い勝手上の大きな課題とな
っていた。
給湯酸が急激に減少したとき、出湯温度は急激に上昇し
、を二ｔ２で微分量ＶＴｄが所定直であるｖｓ−ｖＴｄ
Ｍ−を越えたので比低器１４の出力は最小値となり（Ｔ
Ｍ＝ＴＣｍｉｎ）、選択器１５は低出力値を選びＴｇ＝
ＴＣｍｉｎを制御対象プロセスに与える。また、その後
の出湯温度変化からＶＴｄがＶＴｄＭ−を下まった時点
１ ＝ １３で、比較器出力は最大値ＴＣｍａｘをとる
ので、選択器からの出力はＴｑ＝ＴＣとなへ積分量ＶＴ
ｉは、温度偏差信号に依存して徐々に減少していく様子
がわかる。“さらに □１＝１４で依分緻が再び所
定値を越えているので、選択器出力は最小値となる。ま
た、１ ： １５では、ｔ＝’ｔ。と同様の現象で、選
択器出力の固定を解除し比例積分微分演算結果に依存し
た値を出している。上記の操作により、給湯酸の急激な
減少ｌＩ４の出湯温度行き過ぎを抑制するが、微分値に
だけ依存して出力値の最小値固定を実施しているのでＡ
のような出湯温度の振動現象を経て収束していく様子が
わかる。この湯温の大きな振動現象は、給湯機の利用者
が直接人体に湯を浴びる。シャワーのような使い方のと
きには特に不快感が犬きく使い勝手上の大きな課題とな
っていた。
本発明は、上記従来のような欠点を解消し、給湯量の急
激な変更時にも、制御対象プロセスである熱交換器の遅
れと、出湯温度検知素子の遅ｔ１に起因した湯温の行き
過ぎ（給湯酸の減少時にはλバーシュート、増大時には
アンダーシュート）を極力抑制すると共に、振動現象を
無くシ、いち早く設定温度に近づける給湯機の温度制御
方法の提供を目的とする。
激な変更時にも、制御対象プロセスである熱交換器の遅
れと、出湯温度検知素子の遅ｔ１に起因した湯温の行き
過ぎ（給湯酸の減少時にはλバーシュート、増大時には
アンダーシュート）を極力抑制すると共に、振動現象を
無くシ、いち早く設定温度に近づける給湯機の温度制御
方法の提供を目的とする。
上記目的を達成するために本発明では、比例・積分・微
分演算器と、微分演算量の所定１ｉ［・７１６Ｍ表の比
較器と、微分演算器の正負及び前記比較器出力に応じて
積分量を所定倍して積分演算器へ初期値を与える積分値
所定倍器と、通常の比例積分微分演算値あるいは前記比
較器出力変化と、微分量の正負に応じて選択し制御対象
プロセスに与える選択器を構成要素として具備している
。
分演算器と、微分演算量の所定１ｉ［・７１６Ｍ表の比
較器と、微分演算器の正負及び前記比較器出力に応じて
積分量を所定倍して積分演算器へ初期値を与える積分値
所定倍器と、通常の比例積分微分演算値あるいは前記比
較器出力変化と、微分量の正負に応じて選択し制御対象
プロセスに与える選択器を構成要素として具備している
。
本発明の給湯機の温度制御方法をその作用と共に詳述す
る。
る。
給湯量の急激な変化があると、出湯温度もプロセスの遅
ｎ等により行きＪＩＭぎが発生する。その出湯温度変化
速度に応じて演算される微分値も急激に変化し、その絶
対値が所定値ＶＴｄＭ 以上変化すると比較器の出力信
号が変化する。と：同時に積分値所定倍器でＱす比較器
出力の変化信号と微分演算量の〔Ｅ負に応じて、績分揄
を所定倍（微分値が正のときは増加させる演算の１倍以
上、負のときは減少させる演算１倍未７両）して保持す
る。選択器では前記比較器出力の変化信号と微分演舊鼠
の正“負に応じて前述のように出力すべき信号を選択す
る。つまり、正の微分量が所定値を越えたときにはプロ
セスへの出力を最大値に、逆に、負の微分量が所定値を
越えたときには最小値を選ぶ。
ｎ等により行きＪＩＭぎが発生する。その出湯温度変化
速度に応じて演算される微分値も急激に変化し、その絶
対値が所定値ＶＴｄＭ 以上変化すると比較器の出力信
号が変化する。と：同時に積分値所定倍器でＱす比較器
出力の変化信号と微分演算量の〔Ｅ負に応じて、績分揄
を所定倍（微分値が正のときは増加させる演算の１倍以
上、負のときは減少させる演算１倍未７両）して保持す
る。選択器では前記比較器出力の変化信号と微分演舊鼠
の正“負に応じて前述のように出力すべき信号を選択す
る。つまり、正の微分量が所定値を越えたときにはプロ
セスへの出力を最大値に、逆に、負の微分量が所定値を
越えたときには最小値を選ぶ。
上記の操作により出湯温度の行き過ぎが押えられ微分量
が前述の所定値ＶＴｄＭ）以下に収束したとき、選択器
では比較器出力信号の変化をとらえて出力の最大、最小
値固定を解除する。また、積分演算器では、前述の積分
所定倍器によって保持さ扛ていた値を初助１１１として
出湯箇度偏差の演舞を開始する。このように積分値を所
定倍すれば、ｍｒｂ 湯度変化から給湯量の増加あるい
は減少にいち早く対応した供給熱量を与えることができ
、出湯温度の収束を早めることが可能となる。
が前述の所定値ＶＴｄＭ）以下に収束したとき、選択器
では比較器出力信号の変化をとらえて出力の最大、最小
値固定を解除する。また、積分演算器では、前述の積分
所定倍器によって保持さ扛ていた値を初助１１１として
出湯箇度偏差の演舞を開始する。このように積分値を所
定倍すれば、ｍｒｂ 湯度変化から給湯量の増加あるい
は減少にいち早く対応した供給熱量を与えることができ
、出湯温度の収束を早めることが可能となる。
第１図に従って、本発明の温度制御方法の具体的構成例
を示す。第６図と同一番号のものは、同様の機能を有す
る構成部である。１６は選択器で微分演算器の出力に応
じて、比例積分微分演算結果あるいは極値（最大重たは
最小）を選択して、供給熱量として出力している。１７
は前述の説明のような動作をする積分値所定倍器である
。
を示す。第６図と同一番号のものは、同様の機能を有す
る構成部である。１６は選択器で微分演算器の出力に応
じて、比例積分微分演算結果あるいは極値（最大重たは
最小）を選択して、供給熱量として出力している。１７
は前述の説明のような動作をする積分値所定倍器である
。
次に第２図に従って、給湯量が急激に減少したときの本
発明の湯度制御方法による各信号の応答特性を示す。Ａ
は出湯温度、Ｂは微分演算器、Ｃは積分演算器、Ｄは選
択器出力の特性を示している。第５図と同様、１＝１１
で給湯紙が急激に減少し、１ ＝＝ １２で微分量が負
側の所定値ＶＴｄＭ−を越えたのでプロセスへの出力は
最小値（Ｔｑ−Ｔ Ｑｎ ｉ ｎ ）となると同時に、
積分演算針は１未満の所定倍されＶ Ｔ ｉ ｙとなっ
て保持さＩする。その後の出／ｌＪ幅度変化で微分量−
が所定値を下１わったｔ ＝１３でプロセスへの出力の
最小値固定が解除さｎると同時、前、ｌホのように所定
倍さ扛て保持されていた積分Ｍを初期値として積分演算
が行われ、比例積分微分演算結果で湯度制量が続：行さ
れる。
発明の湯度制御方法による各信号の応答特性を示す。Ａ
は出湯温度、Ｂは微分演算器、Ｃは積分演算器、Ｄは選
択器出力の特性を示している。第５図と同様、１＝１１
で給湯紙が急激に減少し、１ ＝＝ １２で微分量が負
側の所定値ＶＴｄＭ−を越えたのでプロセスへの出力は
最小値（Ｔｑ−Ｔ Ｑｎ ｉ ｎ ）となると同時に、
積分演算針は１未満の所定倍されＶ Ｔ ｉ ｙとなっ
て保持さＩする。その後の出／ｌＪ幅度変化で微分量−
が所定値を下１わったｔ ＝１３でプロセスへの出力の
最小値固定が解除さｎると同時、前、ｌホのように所定
倍さ扛て保持されていた積分Ｍを初期値として積分演算
が行われ、比例積分微分演算結果で湯度制量が続：行さ
れる。
績分門が給湯縫変動前に比べてｊり１定倍さ扛ているの
で、Ａで分かるようＶｃ大きな出湯温度の振動現象もな
く短期間で設定幅ｔｇに近づいている。
で、Ａで分かるようＶｃ大きな出湯温度の振動現象もな
く短期間で設定幅ｔｇに近づいている。
第２図でｔ、Ｌ給湯ばが減少した場合を例に挙げたが、
逆にＪｉＱ加したＪ場合にｃｌ、正の微分１ｍｌがＩ９
７定値 ゛を越えた期間、選択器出力が最大値
に固定されると共に、モ°（分液が１以上の所定倍さｎ
て保持されそして、初期値として設定されて演算が続行
する。
逆にＪｉＱ加したＪ場合にｃｌ、正の微分１ｍｌがＩ９
７定値 ゛を越えた期間、選択器出力が最大値
に固定されると共に、モ°（分液が１以上の所定倍さｎ
て保持されそして、初期値として設定されて演算が続行
する。
この場合にも、出湯温度のアンダーシュートが抑制され
ると共に大きな振動現象、つ；なく設定ｒ黒度へ、と収
束していく。
ると共に大きな振動現象、つ；なく設定ｒ黒度へ、と収
束していく。
以上説明したように、本発明の給湯域の制御方法によｎ
ば、給湯量の急激な変動時にも、出湯幅域の行き過ぎが
大幅に抑制さｔｌ、従来のような振動現象もなく短期間
で設定温度へ落ちつくという、使い勝手の向上が図ら扛
るのである。
ば、給湯量の急激な変動時にも、出湯幅域の行き過ぎが
大幅に抑制さｔｌ、従来のような振動現象もなく短期間
で設定温度へ落ちつくという、使い勝手の向上が図ら扛
るのである。
第１図は本発明の給湯機制御方法を示すブロック構成図
、第２図は本発明の給湯機制御方法によるＡ出湯温度・
Ｉ３微分量・Ｃ績分液・Ｄ選択器１１１力の特性図、第
３図はガス給湯機の構成図、第４図はＴ黒度制御系のブ
ロック構成図、第５図は従来の制御方法によるＡ出湯温
度・Ｂ微分−・ＣｆＡ分賃・Ｄ選択器出力の特性図、第
６図は従来のｔ’ＪＩ ＋１ｌｌｌ方法を示すブロック
構成図である。 １・−−−−ガスバーナ、２・・・・・熱交換器、３・
・・・・・・温度制御器、４・・・・・出湯Ｖａ度検出
器、６・・・・−・温度設定器、６・ ・・・・供給熱
量制御器、７・・・・・・出湯口。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 第 ３］゛４ ５図
、第２図は本発明の給湯機制御方法によるＡ出湯温度・
Ｉ３微分量・Ｃ績分液・Ｄ選択器１１１力の特性図、第
３図はガス給湯機の構成図、第４図はＴ黒度制御系のブ
ロック構成図、第５図は従来の制御方法によるＡ出湯温
度・Ｂ微分−・ＣｆＡ分賃・Ｄ選択器出力の特性図、第
６図は従来のｔ’ＪＩ ＋１ｌｌｌ方法を示すブロック
構成図である。 １・−−−−ガスバーナ、２・・・・・熱交換器、３・
・・・・・・温度制御器、４・・・・・出湯Ｖａ度検出
器、６・・・・−・温度設定器、６・ ・・・・供給熱
量制御器、７・・・・・・出湯口。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 第 ３］゛４ ５図
Claims (1)
- 設定温度と出湯温度の偏差（Ｔ Ｅ Ｒ；の比例積分微
分演算結果に基づき給湯機への供給熱量をｒｉｌＪ １
ｌｌｌ＋し出湯温度のコントロールを行う温座割１卸方
法とし、前記演舞−による微分量の絶対値が所定値ＶＴ
ｄ、以上変化したとき、積分はを前記微分量のｉＥ負に
対応して所定倍したＩＨを保持°すると共に、供給熱量
を前記微分量の正負に対応した所定暗に固定して温度側
ｎを行い、微分絶対値が前記７９１定値ＶＴｄＭ以内に
収束したとき、前記供給熱１の固定を解除すると共に、
積分演算は前記保持された値を初期値として与え供給熱
量を制御する給湯機の温度制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57096431A JPS58213149A (ja) | 1982-06-04 | 1982-06-04 | 給湯機の温度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57096431A JPS58213149A (ja) | 1982-06-04 | 1982-06-04 | 給湯機の温度制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58213149A true JPS58213149A (ja) | 1983-12-12 |
| JPH0373889B2 JPH0373889B2 (ja) | 1991-11-25 |
Family
ID=14164810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57096431A Granted JPS58213149A (ja) | 1982-06-04 | 1982-06-04 | 給湯機の温度制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58213149A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6284257A (ja) * | 1985-10-09 | 1987-04-17 | Gasutaa:Kk | 給湯器の燃焼制御装置 |
| JPH0271045A (ja) * | 1988-09-06 | 1990-03-09 | Rinnai Corp | 給湯器の制御装置 |
| CN100383469C (zh) * | 2004-09-02 | 2008-04-23 | 厦门灿坤实业股份有限公司 | 一种电加热器具的电子精确调控水温的方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5567401U (ja) * | 1978-10-30 | 1980-05-09 | ||
| JPS5579928A (en) * | 1978-12-11 | 1980-06-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Water kettle |
| JPS5731722A (en) * | 1980-07-31 | 1982-02-20 | Omron Tateisi Electronics Co | Combustion control device |
-
1982
- 1982-06-04 JP JP57096431A patent/JPS58213149A/ja active Granted
Patent Citations (3)
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| CN100383469C (zh) * | 2004-09-02 | 2008-04-23 | 厦门灿坤实业股份有限公司 | 一种电加热器具的电子精确调控水温的方法 |
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| JPH0373889B2 (ja) | 1991-11-25 |
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