JPS60200923A - 気泡の微細化分散装置 - Google Patents
気泡の微細化分散装置Info
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- B01F23/23362—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements characterised by the location of the place of introduction of the gas relative to the stirrer the gas being introduced under the stirrer
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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】
この発明は気泡の微細化分散装置に関する。
アルミニウム(アルミニウム合金も含む。以下同じ)溶
湯中に窒素ガスやアルゴンガスなどのような不活性カス
を気泡状態で放出し、アルミニウム溶湯中の水素などの
カスやアルミニウム、マグネシウムの酸化物などの非金
属介在物を除去する方法や、またたとえば化学反応を促
進リ−るため、液体中に気体を気泡状態で放出する気液
接触方法がある。そしてこれらいずれの場合にも気体と
液体との接触を良くづる1〔めには、気泡をできるだけ
微細化し、液中に均一に分散させることが要請される。
湯中に窒素ガスやアルゴンガスなどのような不活性カス
を気泡状態で放出し、アルミニウム溶湯中の水素などの
カスやアルミニウム、マグネシウムの酸化物などの非金
属介在物を除去する方法や、またたとえば化学反応を促
進リ−るため、液体中に気体を気泡状態で放出する気液
接触方法がある。そしてこれらいずれの場合にも気体と
液体との接触を良くづる1〔めには、気泡をできるだけ
微細化し、液中に均一に分散させることが要請される。
そこで、従来は、槽内に配置されかつ内部に気体供給路
を有する垂直回転軸と、垂直回転軸の下端に取付けられ
た回転体とよりなり、気体供給路の下端が回転体の底面
に開口さUられ、回Φムイホの底面に気体供給路の間口
部から周縁に至る複数の溝が放射状に設けられ、回転体
の周面にJj Ijる」二記漏の聞]」と対応する位置
に、下端部が上記溝内に開口する垂直面が設()られた
装置が用いられていた。このJ、うな装置において、回
転軸が駆動装置によって高速回転させられるどどもに気
体供給路から回転体の底面の渦に不活性ガスか供給され
る。この不活性カスは溝を通って遠心方向に流れて回転
体周面の垂直溝に入り、さらに垂直溝から液中に放出さ
れるさいに細分化されC気泡どされるようになっている
。
を有する垂直回転軸と、垂直回転軸の下端に取付けられ
た回転体とよりなり、気体供給路の下端が回転体の底面
に開口さUられ、回Φムイホの底面に気体供給路の間口
部から周縁に至る複数の溝が放射状に設けられ、回転体
の周面にJj Ijる」二記漏の聞]」と対応する位置
に、下端部が上記溝内に開口する垂直面が設()られた
装置が用いられていた。このJ、うな装置において、回
転軸が駆動装置によって高速回転させられるどどもに気
体供給路から回転体の底面の渦に不活性ガスか供給され
る。この不活性カスは溝を通って遠心方向に流れて回転
体周面の垂直溝に入り、さらに垂直溝から液中に放出さ
れるさいに細分化されC気泡どされるようになっている
。
しかしながら、発明化らが実験研究を重ねた結果、従来
の装置では気泡の微細化分散効果が充分でないことが判
明しIC、その叩出は次の通りである。すなわち、回転
体を回転ざUた場合に、槽中の液体も回転体の回転方向
に流れる。
の装置では気泡の微細化分散効果が充分でないことが判
明しIC、その叩出は次の通りである。すなわち、回転
体を回転ざUた場合に、槽中の液体も回転体の回転方向
に流れる。
液体の流速は回転体の回転速度よりjヱくなるが、両速
度の差が大きいほど気泡の微細化作用は大きくなる。と
ころが、従来の装置では回転体底面の溝が周面の垂直溝
に連なっているために、両速度の差が大きくならない。
度の差が大きいほど気泡の微細化作用は大きくなる。と
ころが、従来の装置では回転体底面の溝が周面の垂直溝
に連なっているために、両速度の差が大きくならない。
しかも、放出Jべき気体の量が多くなった場合に、垂直
溝内が気体で満たされ、気泡の微細化がg4 勤になる
とともに攪拌作用が不充分になって垂直溝による液中へ
の分散作用も妨げられる。
溝内が気体で満たされ、気泡の微細化がg4 勤になる
とともに攪拌作用が不充分になって垂直溝による液中へ
の分散作用も妨げられる。
この発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、従
来の装置に比較して気泡の微細化分散効果のすぐれ1.
:B置を提供することを目的とづる。
来の装置に比較して気泡の微細化分散効果のすぐれ1.
:B置を提供することを目的とづる。
この発明による気泡の微細化分散装置は、槽内に配置さ
れかつ内部に気体供給路を右する垂直回転軸と、垂直回
転軸の下端に取イ」けられた気泡微細化分散用回転体と
J、りなり、気体供給路の下端か回転体の底面に開口さ
せられ、回転イホの底面に気体供給路の開口部から周縁
に至る複数のif4が放q・j状に設Getられ、回転
体の周面にお【ノる6満の間口の間に、下端部が回転体
の底面周縁部に開口した凹所が設(jられたものである
。
れかつ内部に気体供給路を右する垂直回転軸と、垂直回
転軸の下端に取イ」けられた気泡微細化分散用回転体と
J、りなり、気体供給路の下端か回転体の底面に開口さ
せられ、回転イホの底面に気体供給路の開口部から周縁
に至る複数のif4が放q・j状に設Getられ、回転
体の周面にお【ノる6満の間口の間に、下端部が回転体
の底面周縁部に開口した凹所が設(jられたものである
。
上記において、回転体の周面の凹所としては、少なくと
も下端部が底面周縁部に開口したものであればJ、く、
回転体の仝VさにわIこるWiでdつってしよいし、底
面から所定高さまでの凹所であってbよい3.また、気
泡の微細化効果(J回転体の直径または回転速度が大き
い程良く、分散効果は凹所の大きさまたは回転回転体の
厚さが人さ″い程良くなるが、これらは槽の大きざ、液
の種類等を考慮して適宜法められる。また上記において
、槽にはるつぼも含まれる。
も下端部が底面周縁部に開口したものであればJ、く、
回転体の仝VさにわIこるWiでdつってしよいし、底
面から所定高さまでの凹所であってbよい3.また、気
泡の微細化効果(J回転体の直径または回転速度が大き
い程良く、分散効果は凹所の大きさまたは回転回転体の
厚さが人さ″い程良くなるが、これらは槽の大きざ、液
の種類等を考慮して適宜法められる。また上記において
、槽にはるつぼも含まれる。
この発明による気泡の微細化分散装置i;L上述のよう
に構成されているので、槽に入れられ7.−液中におい
て気泡微細化分散用回転体を回転させながら気体供給路
から回転体の底面に気体を供給すると、この気体は放射
状の114を通って回転体の周縁部に至り、溝の周縁側
の端部から微細化されつつ液中に放出される。そして、
微細化された気泡は、回転体周面の凹所の攪拌作用によ
り回転体と同方向に回転しつつ遠心方向に流れる液体に
につて槽全イホに分散さUられる。
に構成されているので、槽に入れられ7.−液中におい
て気泡微細化分散用回転体を回転させながら気体供給路
から回転体の底面に気体を供給すると、この気体は放射
状の114を通って回転体の周縁部に至り、溝の周縁側
の端部から微細化されつつ液中に放出される。そして、
微細化された気泡は、回転体周面の凹所の攪拌作用によ
り回転体と同方向に回転しつつ遠心方向に流れる液体に
につて槽全イホに分散さUられる。
この発明の装置によれば、回転体底面のfi+7が周面
の凹所に連なっていないので、潜の周縁がわの端部から
も気泡が放出されるさいの回転体の回転速度と液体の流
速との差が従来の装置に比ベて人さくなる。したがって
、従来の装置に比べて気泡の分散効果がJ゛ぐれたもの
になる。
の凹所に連なっていないので、潜の周縁がわの端部から
も気泡が放出されるさいの回転体の回転速度と液体の流
速との差が従来の装置に比ベて人さくなる。したがって
、従来の装置に比べて気泡の分散効果がJ゛ぐれたもの
になる。
この発明の実施例を、以下従)1ξ例どの比較のbどに
図面を参照しなからM2明1−る。全図面を通じて同一
符号は、実質的同一部分J、たけ同一部月を指す。
図面を参照しなからM2明1−る。全図面を通じて同一
符号は、実質的同一部分J、たけ同一部月を指す。
従来例を示づ′第1図および第2図において、気泡の微
細化分散装置は、槽(1)と、槽(1)内に配置されか
つ内部に気体供給路(2)を右する中空状の垂直回転軸
(3)と、重0″1回帖軸(3)の下9M:に取付(プ
られた円板状の気泡1iiRfJlll化分散用回1:
(H体(4)とよりなり、気体供給路(2)のT りF
itが回転体(4)の底面に間口さけられ、回転IA
(4>の底面に気体供給路(2)の間口部から周縁に至
る複数のii? (5)が放射状に設(プられ、回転体
(/I)の周面におりる溝(5)の開口と対応?1−る
位置に、手端部r !fffi(5)と連なりかつ渦(
5)より幅の広い重心)吊(6)が5没(プられたもの
(・ある。垂1白ト!I Illム1llll[(3)
は、図示しない回転駆動装置によって回転させられるよ
うになっている。また、垂直回転軸(3)の下端部外周
面には友1ねじ部(3a)全一 が−形成されており、この雄ねじ部(3a)l1回転体
(4)の中央部にあ()られた貫通孔(7)の上端部に
形成された雌ねじ部(7a)にねじ1θ;められること
により回転体(4)が垂直回転軸(3)に取イq&プら
れている。気体供給路(2)の上端は不活性ガス供給装
置(図示略)に連通させられ、下端は貫通孔(7)を介
して回転体(4)の底面中央部に間口している。
細化分散装置は、槽(1)と、槽(1)内に配置されか
つ内部に気体供給路(2)を右する中空状の垂直回転軸
(3)と、重0″1回帖軸(3)の下9M:に取付(プ
られた円板状の気泡1iiRfJlll化分散用回1:
(H体(4)とよりなり、気体供給路(2)のT りF
itが回転体(4)の底面に間口さけられ、回転IA
(4>の底面に気体供給路(2)の間口部から周縁に至
る複数のii? (5)が放射状に設(プられ、回転体
(/I)の周面におりる溝(5)の開口と対応?1−る
位置に、手端部r !fffi(5)と連なりかつ渦(
5)より幅の広い重心)吊(6)が5没(プられたもの
(・ある。垂1白ト!I Illム1llll[(3)
は、図示しない回転駆動装置によって回転させられるよ
うになっている。また、垂直回転軸(3)の下端部外周
面には友1ねじ部(3a)全一 が−形成されており、この雄ねじ部(3a)l1回転体
(4)の中央部にあ()られた貫通孔(7)の上端部に
形成された雌ねじ部(7a)にねじ1θ;められること
により回転体(4)が垂直回転軸(3)に取イq&プら
れている。気体供給路(2)の上端は不活性ガス供給装
置(図示略)に連通させられ、下端は貫通孔(7)を介
して回転体(4)の底面中央部に間口している。
このような装置において、垂直回転軸〈3)が駆動装置
により高速回転さ「られるとともに、不活性カス供給装
置から気1本供Ki路(2)に不活性ガスか供給される
。不45性カスは、気体供給路(2)の下端から貫通孔
(7〉を経て回転イホ(/l)の底面に供給される。こ
の不)、5性ガスkJiM(5)を通って遠心方向に流
れて垂直溝(0)に入り、垂直i苫(’6 ) −b+
+ろ細分化されながら放出される。ところが、第2図
に示づように、回転体(4)の回転速度(その人きざを
矢印(△)で−示り〉ど回転体(4)のJ4′)りのア
ルミニウム溶湯の流速(その人きざを矢印(B)で示り
−)とのノテか小ざいために、気泡の微f01化効果が
不1−分℃ある。また、気体(バ給装価から1jζ給路
(2)を経て供給される不活性ガスの17iが多いと、
垂直!I4 (6)内が不活性ガスで満たされるので、
垂直溝〈6〉によるアルミニウム溶湯の攪拌効果が低下
し、槽(1)全体への気泡の分散効果も低下して気泡は
回転軸(4)の近くに集中−りる。
により高速回転さ「られるとともに、不活性カス供給装
置から気1本供Ki路(2)に不活性ガスか供給される
。不45性カスは、気体供給路(2)の下端から貫通孔
(7〉を経て回転イホ(/l)の底面に供給される。こ
の不)、5性ガスkJiM(5)を通って遠心方向に流
れて垂直溝(0)に入り、垂直i苫(’6 ) −b+
+ろ細分化されながら放出される。ところが、第2図
に示づように、回転体(4)の回転速度(その人きざを
矢印(△)で−示り〉ど回転体(4)のJ4′)りのア
ルミニウム溶湯の流速(その人きざを矢印(B)で示り
−)とのノテか小ざいために、気泡の微f01化効果が
不1−分℃ある。また、気体(バ給装価から1jζ給路
(2)を経て供給される不活性ガスの17iが多いと、
垂直!I4 (6)内が不活性ガスで満たされるので、
垂直溝〈6〉によるアルミニウム溶湯の攪拌効果が低下
し、槽(1)全体への気泡の分散効果も低下して気泡は
回転軸(4)の近くに集中−りる。
第3図J3よび第4図は、従来装置の欠点を解消しlζ
この発明の実施例を示す。第3図および第4図において
、第1図J3よび第2図に承り装置との相違点は、垂直
回転軸〈3)のト端に取付Gノられている回転体(10
)の周面に63 Uる各ttA (5)の開口の間に、
下端部が回転体(10)の底面周縁部に、」二端部か頂
面周縁部にそれぞれ開口した垂直)苗からなる凹所(1
1)が設()られ、満(5)の周面への開口と対応J−
る位置に垂直溝(6)が設けられていないことである。
この発明の実施例を示す。第3図および第4図において
、第1図J3よび第2図に承り装置との相違点は、垂直
回転軸〈3)のト端に取付Gノられている回転体(10
)の周面に63 Uる各ttA (5)の開口の間に、
下端部が回転体(10)の底面周縁部に、」二端部か頂
面周縁部にそれぞれ開口した垂直)苗からなる凹所(1
1)が設()られ、満(5)の周面への開口と対応J−
る位置に垂直溝(6)が設けられていないことである。
このような装置におい−CS重直回転軸(3)が駆動装
置により高速回転させられるとともに、不活性ガス供給
装置から気体供給路(2)に不活性ガスが供給される。
置により高速回転させられるとともに、不活性ガス供給
装置から気体供給路(2)に不活性ガスが供給される。
不活性ガスは、気体供、船路(2)の下端から貫通孔(
7)を経て回転体く10)の底面に供給される。この不
活性ガスは!fi (5)を通って周縁に向って流れ、
溝(5)の回転体(10)周面への間[二lから子の間
口縁に当たっC細分化されて放出される。このとき、1
234図に示づJ、うに、回転体(10)の回転速度(
その人きざを矢印(C)で示す)と回転体(10)のま
わりのアルミニウム溶湯の流速(その大きさを矢印(D
)で示す)との差が従来装置の場合と比べて大さくなる
。したがって、従来装置の場合に比べて微細な気泡が放
出される。
7)を経て回転体く10)の底面に供給される。この不
活性ガスは!fi (5)を通って周縁に向って流れ、
溝(5)の回転体(10)周面への間[二lから子の間
口縁に当たっC細分化されて放出される。このとき、1
234図に示づJ、うに、回転体(10)の回転速度(
その人きざを矢印(C)で示す)と回転体(10)のま
わりのアルミニウム溶湯の流速(その大きさを矢印(D
)で示す)との差が従来装置の場合と比べて大さくなる
。したがって、従来装置の場合に比べて微細な気泡が放
出される。
放出された微細な気泡は、凹所(11)の攪拌効果によ
り回転体(10)の回転方向と同方向に回転しつつ遠心
方向に流れるアルミニウム?’FJ e+ににって、第
3図に矢印(E)で示づように槽く1)全イホに分散さ
ぜられる。
り回転体(10)の回転方向と同方向に回転しつつ遠心
方向に流れるアルミニウム?’FJ e+ににって、第
3図に矢印(E)で示づように槽く1)全イホに分散さ
ぜられる。
第5図には回転体の変形例が示され−Cいる。
この回転体(13)の周面における凹所(14〉は、下
端だけが回転体(13)の底面周縁部に間口し、その上
端は回転体(13)頂面に間口していない。
端だけが回転体(13)の底面周縁部に間口し、その上
端は回転体(13)頂面に間口していない。
第6図にも回転体の変形例が示されている。
この回転体り15)の頂面は中央部から周縁部に向つ−
(末広がり状となっている。したがって、回転体(15
)の回転により生じるアルミニウム溶湯の流れは第6図
に矢印(F)で示Jようになり、この流れによって微細
化気泡は槽く1)内により均一に分散される。
(末広がり状となっている。したがって、回転体(15
)の回転により生じるアルミニウム溶湯の流れは第6図
に矢印(F)で示Jようになり、この流れによって微細
化気泡は槽く1)内により均一に分散される。
次にこの発明の装置を用いて行なった操作例について、
従来装置を用いて行なった操作例との比較のもとに説明
する。
従来装置を用いて行なった操作例との比較のもとに説明
する。
操作例133よび比較操作例1
この操作例は、第3図および第4図に示ず装置を用いて
行なったものである。槽(1)の大さざtよ50cmx
50cmx 60cm、回転体く10)の直径は1’
7cm、厚さは10cmである。そして、回り’7i体
(10)を11000rpで回転さtなり’i ラ、A
rガスを30//minおよび601/minで供給し
た。比較操作例は第1図および第2図に1示す装置を用
いて行なったものである。槽(1)J3よび回転イホ(
4)の大ぎさは操作例の場合と同じ(パある。そしで、
回転体(4)をi oo。
行なったものである。槽(1)の大さざtよ50cmx
50cmx 60cm、回転体く10)の直径は1’
7cm、厚さは10cmである。そして、回り’7i体
(10)を11000rpで回転さtなり’i ラ、A
rガスを30//minおよび601/minで供給し
た。比較操作例は第1図および第2図に1示す装置を用
いて行なったものである。槽(1)J3よび回転イホ(
4)の大ぎさは操作例の場合と同じ(パある。そしで、
回転体(4)をi oo。
r l] mで回転させながら、Arガスを3Q//m
111および60 / /n1i11で供給した。上記
操作例d3 J:ぴ比較操作例において気泡の大ぎさを
測定づるどどしに気泡の分散状態を観察した。その結果
を第1表に示J0 (以下余白) 第一1表 (L−/、T花心) 操作例2 J5よび比較操作例2 内径6Qcmの黒工()るつぼ中に約500 kgのへ
6063合金溶湯を入れて720℃に保持してJ3いた
。そして、第3図および第4図に示す回転軸(3)およ
び回転体(10) <uj径17cm、厚さ10cm)
を黒鉛るつぼ内に配置し、回転体く10)を700 r
Dm テ回転さVながら501/1;1団の△1゛ガス
を供給づるという処理を3分局11なった。また比較の
ために第1図J3よび第2図に示1J回転軸および回転
体(4)(直径17C1n、厚さ10cm)を黒鉛るつ
ぼ内に配置し、回転体く4)を70Orpmで回転さl
!なから5017m1nのArガスを供給Jるという処
理を3分間行なった。そして、上記操作例および比較操
作例において、処理前および処理後のノフルミニウム溶
湯中の水素mを測定した。その結果を第2表に示す。
111および60 / /n1i11で供給した。上記
操作例d3 J:ぴ比較操作例において気泡の大ぎさを
測定づるどどしに気泡の分散状態を観察した。その結果
を第1表に示J0 (以下余白) 第一1表 (L−/、T花心) 操作例2 J5よび比較操作例2 内径6Qcmの黒工()るつぼ中に約500 kgのへ
6063合金溶湯を入れて720℃に保持してJ3いた
。そして、第3図および第4図に示す回転軸(3)およ
び回転体(10) <uj径17cm、厚さ10cm)
を黒鉛るつぼ内に配置し、回転体く10)を700 r
Dm テ回転さVながら501/1;1団の△1゛ガス
を供給づるという処理を3分局11なった。また比較の
ために第1図J3よび第2図に示1J回転軸および回転
体(4)(直径17C1n、厚さ10cm)を黒鉛るつ
ぼ内に配置し、回転体く4)を70Orpmで回転さl
!なから5017m1nのArガスを供給Jるという処
理を3分間行なった。そして、上記操作例および比較操
作例において、処理前および処理後のノフルミニウム溶
湯中の水素mを測定した。その結果を第2表に示す。
第2表
上述した操作例1.2J3よび比較操作例1.2から明
らかなように、この発明の装置によれば従来装置に比較
して気泡の微細化効果d3よぴ分散効果がすぐれており
、その結果脱ガス効果も1′ぐれている。
らかなように、この発明の装置によれば従来装置に比較
して気泡の微細化効果d3よぴ分散効果がすぐれており
、その結果脱ガス効果も1′ぐれている。
第1図および第2図は従来例を丞し、第1図は一部切欠
き垂直断面図、第2図は第1図の■−If線にそうg矢
視図である。第3図〜第6図はこの発明の実施例を示し
、第3図は一部切欠き垂直断面図、第4図は第3図のI
V −IV線にそう絋り矢視図、第5図は回転体の変形
例を承り正面図、第6図は回転体の他の変形例を示づ第
3図相当の図である。 (1〉・・・41シ、(2)・・・気体供給路、(3)
・・・垂直回転軸、〈5)・・・溝、(10) (13
) (15)・・・回転体、(11) (14)・・・
凹所。 以 上 特、j′1出願人 昭和アルミニウム株式会社ント47
3 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図
き垂直断面図、第2図は第1図の■−If線にそうg矢
視図である。第3図〜第6図はこの発明の実施例を示し
、第3図は一部切欠き垂直断面図、第4図は第3図のI
V −IV線にそう絋り矢視図、第5図は回転体の変形
例を承り正面図、第6図は回転体の他の変形例を示づ第
3図相当の図である。 (1〉・・・41シ、(2)・・・気体供給路、(3)
・・・垂直回転軸、〈5)・・・溝、(10) (13
) (15)・・・回転体、(11) (14)・・・
凹所。 以 上 特、j′1出願人 昭和アルミニウム株式会社ント47
3 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図
Claims (1)
- 槽(1)内に配置されかつ内部に気体供給路〈2)を有
する垂直回転軸(3)と、垂直回転軸(3)の下端に取
(=J(プられた気泡微細化分11rl用回転体り10
)とよりなり、気体供給路(2)の下端が回転体く10
〉の底面に開口させられ、回転体り10)の底面に気1
木供給路(2)の聞1]部から周縁に至る複数の:ti
(5)が放射状に設けられ、回転体く10)の周面に
お()る台溝(5)の間L」の間に、下端部か回転体(
10)の底面周縁部に開口した凹所〈11)が設けられ
た気泡の微細化分散装置。
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---|---|---|---|
JP59057120A JPS60200923A (ja) | 1984-03-23 | 1984-03-23 | 気泡の微細化分散装置 |
US06/714,427 US4611790A (en) | 1984-03-23 | 1985-03-21 | Device for releasing and diffusing bubbles into liquid |
NO851168A NO167518C (no) | 1984-03-23 | 1985-03-22 | Anordning for avgivelse og diffundering av bobler til en vaeske samt anvendelse av anordningen. |
DE8585103407T DE3575871D1 (de) | 1984-03-23 | 1985-03-22 | Vorrichtung zum einbringen und verteilen von blasen in eine fluessigkeit. |
AU40242/85A AU569943B2 (en) | 1984-03-23 | 1985-03-22 | Dispersing gas bubbles in a liquid |
EP85103407A EP0155701B1 (en) | 1984-03-23 | 1985-03-22 | Device for releasing and diffusing bubbles into liquid |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59057120A JPS60200923A (ja) | 1984-03-23 | 1984-03-23 | 気泡の微細化分散装置 |
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---|---|
JPS60200923A true JPS60200923A (ja) | 1985-10-11 |
JPS6140737B2 JPS6140737B2 (ja) | 1986-09-10 |
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JP (1) | JPS60200923A (ja) |
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