| 【発明の名称】 |
オゾン水処理装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】花田 洋介
【住所又は居所】東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三菱電機株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】外部にオゾンが漏洩することを防止するとともに、オゾンが効率的に殺菌に用いられることにより維持コストが少なく、長寿命のオゾン水処理装置を得る。
【解決手段】オゾン水処理装置１は、主給水管１０６及び枝給水管１０７から未処理水１０２が供給されて溜められる給水室１０３と、流入管１０５を通じて未処理水１０２が流入して溜められ、オゾン化空気１１１中のオゾンによって未処理水１０２を殺菌処理するオゾン接触室１０４とを備えている。また、枝給水管１０７にはオゾン接触室１０４内の気体を気体吸引管３を通じて吸引して枝給水管１０７内を流れる未処理水１０２にこの気体を侵入させるエゼクタ２が設けられている。このようにして、オゾン接触室１０４内のまだ殺菌能力の残っているオゾンをエゼクタ２によって再度未処理水１０２に接触させる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 未処理水が溜められる給水室と、一端部が前記給水室内に設けられた流入管と、前記流入管の他端部が内部に設けられ、前記流入管を通じて前記給水室から流入した前記未処理水をオゾンにより殺菌処理するオゾン接触室と、前記給水室内に下流端部が設けられ、前記給水室内に前記未処理水を供給する主給水管と、前記主給水管から分岐するとともに、前記給水室内に溜められた前記未処理水中で下流端部が前記一端部側から前記流入管内に挿入された枝給水管と、前記枝給水管に設けられ、前記枝給水管内の前記未処理水の流れにより吸引力を発生するエゼクタと、前記エゼクタに接続されるとともに、前記オゾン接触室内に吸引口が臨み、前記吸引力によって前記オゾン接触室内の気体を前記エゼクタに導く気体吸引管とを備え、前記枝給水管内を流れる前記未処理水には、前記エゼクタによって前記気体が侵入し、この前記気体が侵入した前記未処理水が前記給水室内に溜められた前記未処理水とともに直接前記流入管を通じて前記オゾン接触室内に供給されるようになっていることを特徴とするオゾン水処理装置。
【請求項２】 前記流入管は、前記一端部よりも前記他端部が高位に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のオゾン水処理装置。
【請求項３】 前記枝給水管には、噴射口が前記オゾン接触室内に臨んだ消泡水管が接続されており、前記枝給水管からの前記未処理水が前記消泡水管内を通って前記オゾン接触室内に噴射されることにより、前記未処理水が前記オゾンによって殺菌処理される際に生じる泡の増加を抑制するようになっていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のオゾン水処理装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば浄水場における水道水処理施設に関し、特にオゾンを利用して殺菌処理するオゾン水処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は、従来のオゾン水処理装置の構成を示す模式的な断面図である。図４において、オゾン水処理装置１０１は、殺菌処理される前の未処理水１０２が溜められる給水室１０３と、この給水室１０３から流入して溜められた未処理水１０２中にオゾンを含んだ気体（以下、オゾン化空気１１１という）を通して殺菌処理するオゾン接触室１０４と、給水室１０３内に一端部１０５ａが設けられているとともにオゾン接触室１０４内に他端部１０５ｂが設けられており、給水室１０３内及びオゾン接触室１０４内を連通する流入管１０５とを備えている。また、オゾン水処理装置１０１は、給水室１０３内に設けられた下流端部である主給水口１０６ａを有し、主給水口１０６ａから未処理水１０２をこの給水室１０３内に供給する主給水管１０６と、この主給水管１０６から分岐するとともに、給水室１０３内に設けられた下流端部である枝給水口１０７ａを有し、枝給水口１０７ａから未処理水１０２を給水室１０３内に供給する枝給水管１０７とを備えている。さらに、オゾン水処理装置１０１は、オゾン接触室１０４に連通管１０８を介して連通した流出室１０９を備えており、オゾン接触室１０４で殺菌処理された未処理水１０２が処理済水１１０としてこの流出室１０９内に溜められるようになっている。
【０００３】オゾン接触室１０４は、オゾン化空気１１１を分散させて未処理水１０２中に供給する散気管１１２を内部に有している。散気管１１２は、多数の細孔を有した中空管であり、オゾン化空気１１１はこの複数の細孔を通って未処理水１０２中に供給されるようになっている。なお、この実施の形態では、散気管１１２は２つ設けられているが、１つあるいは３つ以上であってもよい。オゾン接触室１０４の外部には、外気を取り込んで空気中の水分を除去しドライエアーを発生するドライエアー発生器１１３と、高電圧を印加して放電させることによりこのドライエアーからオゾンを含んだオゾン化空気１１１を生成するオゾン発生器１１４とが配置されている。また、オゾン発生器１１４からオゾン供給管１２０がオゾン接触室１０４内に延出し、その端部が散気管１１２に連結されている。従って、ドライエアー発生器１１３及びオゾン発生器１１４で生成したオゾン化空気１１１は、オゾン供給管１２０を通じて散気管１１２に供給されるようになっている。
【０００４】また、オゾン接触室１０４の上壁には、オゾン接触室１０４内に排気吸引口１１５ａが挿入された排気管１１５が設けられている。この排気管１１５はオゾン接触室１０４の外部に設けられた排気処理器１１６に接続されている。排気処理器１１６は、気体中のオゾンを吸着する例えば活性炭であるオゾン吸着剤１１７と、気体を吸引して排出するブロワ１１８とを有している。従って、オゾン接触室１０４内の気体は、排気処理器１１６によって吸引処理されて、外部に排出されるようになってい。
【０００５】流入管１０５は、給水室１０３とオゾン接触室１０４との間に配置されているが、給水室１０３内の未処理水１０２が所定量溜まるように、その一端部１０５ａが給水室１０３内の底面から所定の高さになるように配置されている。従って、主給水口１０６及び枝給水口１０７ａから供給されて給水室１０３に溜められた未処理水１０２の水位が一定以上になったときにオーバーフローして、未処理水１０２が流入管１０５内を通じてオゾン接触室１０４内に流入するようになっている。
【０００６】主給水管１０６は、未処理水１０２を直接給水室１０３に供給している。図示していないが、この主給水管１０６はポンプに連結され、このポンプの動力により未処理水１０２を搬送するようになっている。なお、供給される未処理水１０２があらかじめ主給水口１０６ａよりも高位にある場合は、ポンプ動力によらず自然落下にて未処理水１０２が供給されるようになっていてもよい。給水室１０３に直接供給する未処理水１０２の供給量を確保するために、この主給水管１０６の径は、枝給水管１０７の径より大きくなっている。枝給水管１０７は、ドライエアー発生器１１３内を通過している。この枝給水管１０７内を流れる未処理水１０２はドライエアー発生器１１３が取り入れた外気を凝縮させるための冷却水として用いられている。また、枝給水管１０７は、消泡水管１１９に接続されている。この消泡水管１１９は、端部の噴射口１１９ａがオゾン接触室１０４内に臨んで配置されてそのオゾン接触室１０４の上壁に設けられている。従って、枝給水管１０７内を流れる未処理水１０２がこの消泡水管１１９にも一部流れるようになっている。噴射口１１９ａは、排気管１１５の排気吸引口１１５ａの近傍に配置されており、流れてきた未処理水１０２が消泡水として排気吸引口１１５ａ近傍に噴射されるようになっている。消泡水管１１９が設けられているのは、オゾン接触室１０４内に供給されるオゾン化空気１１１によって生ずる泡が排気吸引口１１５ａから吸引されないようにするためである。
【０００７】このように構成されたオゾン水処理装置１０１は、未処理水１０２を以下のようにして殺菌処理する。まず、ポンプ動力あるいは自然落下によって主給水管１０６及び枝給水管１０７を通じて給水室１０３に未処理水１０２が供給されて溜められる。給水室１０３に溜められた未処理水１０２は、この供給により水面が上昇して流入管１０５に達し、オーバーフローして流入管１０５内を通じてオゾン接触室１０４内に流入する。一方、ドライエアー発生器１１３及びオゾン発生器１１４からはオゾン化空気１１１がオゾン供給管１２０及び散気管１１２を通じてオゾン接触室１０４内に供給されている。この流入した未処理水１０２はオゾン接触室１０４内に溜まるとともに、連通管１０８を通じて流出室１０９に流出する。そして、オゾン接触室１０３内に流入する未処理水１０２の量が調整されて、オゾン接触室１０３内に溜まった未処理水１０２の水面が散気管１１２の上方の所定位に保たれるようになっている。
【０００８】散気管１１２からはオゾン化空気１１１が排出されているので、オゾン接触室１０４内に溜まった未処理水１０２の中をオゾン化空気１１１が通る。このとき、散気管１１２は複数の細孔を有しているので、オゾン供給管１２０を通ってきたオゾン化空気１１１は、小さな気泡となって未処理水１０２中を上昇する。このようにして未処理水１０２とオゾン化空気１１１との接触面積を増大させている。オゾン化空気１１１に接触した未処理水１０２は、このオゾン化空気１１１中のオゾンにより殺菌されて処理済水１１０となり、連通管１０８を通じて流出室１０９に流出する。
【０００９】未処理水１０２の殺菌に用いられたオゾン化空気１１１は、未処理水１０２中を通過した後、オゾン接触室１０４内で未処理水１０２の上方の空間に滞留する。オゾン化空気１１１中のオゾンは殺菌のために全てが消費されることはなく、未処理水１０２中を通過した後でも、オゾン化空気１１１中にまだ含まれている。オゾンがそのまま外部に排出されると異臭等の問題が発生するので、このオゾン化空気１１１を含んだオゾン接触室１０４内の気体は、排気処理器１１６によって排気管１１５を通じて吸引され、この気体内のオゾンが吸着されてから外部に排出される。このとき、未処理水１０２の水面上には、オゾン化空気１１１の泡がたまっているが、排気吸引口１１５ａにこの泡が多量に吸引されると排気処理器１１６の故障等の原因になってしまうため、噴射口１１９ａから未処理水１０２が消泡水として噴射されてこの泡がたまることを抑制している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、排気処理器１１６がオゾン接触室１０４内の気体を吸引して処理してはいるが、全ての気体がこの排気処理器１１６に吸引されるわけではなく、オゾン接触室１０４内の気体の一部は、流入管１０５内の上部空間部を通って給水室１０３内に流入し、給水室１０３の壁の隙間等から外部に漏洩するという問題点があった。また、消泡水管１１９内には少量の未処理水１０２しか流れていないので、オゾン接触室１０４内の気体が噴射口１１９ａから逆流し、流量の多い枝給水管１０７に達したところで枝給水管１０７内の未処理水１０２の流れとともにこの気体が給水室１０３に搬送されることにより、同様にオゾンを含んだ気体が外部に漏洩するという問題点もあった。
【００１１】また、散気管１１２から未処理水１０２中に供給されたオゾン化空気１１１は、全てのオゾンが殺菌のために消費されることはないため、オゾン化空気１１１に含まれる一部のオゾンは殺菌に用いられることなく排気処理器１１６により処理されてしまう。従って、オゾン化空気１１１が効率的に利用されず、オゾン化空気１１１の供給及び殺菌後の処理の負担が大きくなり、ドライエアー発生器１１３、オゾン発生器１１４及び排気処理器１１６の負担が大きくなる。このことから、これらドライエアー発生器１１３、オゾン発生器１１４及び排気処理器１１６が大型化し、電力等の維持コストも増加し、寿命も短くなる等の問題点もあった。
【００１２】そこでこの発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするもので、外部にオゾンが漏洩することを防止するとともに、オゾンが効率的に殺菌に用いられることにより維持コストが少なく、長寿命のオゾン水処理装置を得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この発明に係るオゾン水処理装置は、未処理水が溜められる給水室と、一端部が前記給水室内に設けられた流入管と、前記流入管の他端部が内部に設けられ、前記流入管を通じて前記給水室から流入した前記未処理水をオゾンにより殺菌処理するオゾン接触室と、前記給水室内に下流端部が設けられ、前記給水室内に前記未処理水を供給する主給水管と、前記主給水管から分岐するとともに、前記給水室内に溜められた前記未処理水中で下流端部が前記一端部側から前記流入管内に挿入された枝給水管と、前記枝給水管に設けられ、前記枝給水管内の前記未処理水の流れにより吸引力を発生するエゼクタと、前記エゼクタに接続されるとともに、前記オゾン接触室内に吸引口が臨み、前記吸引力によって前記オゾン接触室内の気体を前記エゼクタに導く気体吸引管とを備え、前記枝給水管内を流れる前記未処理水には、前記エゼクタによって前記気体が侵入し、この前記気体が侵入した前記未処理水が前記給水室内に溜められた前記未処理水とともに直接前記流入管を通じて前記オゾン接触室内に供給されるようになっている。
【００１４】また、前記流入管は、前記一端部よりも前記他端部が高位に配置されている。
【００１５】また、前記枝給水管には、噴射口が前記オゾン接触室内に臨んだ消泡水管が接続されており、前記枝給水管からの前記未処理水が前記消泡水管内を通って前記オゾン接触室内に噴射されることにより、前記未処理水が前記オゾンによって殺菌処理される際に生じる泡の増加を抑制するようになっている。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下にこの発明の実施の形態について説明するが、従来例のものと同一又は同等部材、部位は、同一符号を付して説明する。
実施の形態１．図１は、この発明の実施の形態１に係るオゾン水処理装置の構成を示す模式的な断面図である。図１において、オゾン水処理装置１は、枝給水管１０７に設けられたエゼクタ２と、このエゼクタ２に接続されるとともに、オゾン接触室１０４内に吸引口３ａが臨んでオゾン接触室１０４の上壁に設けられた気体吸引管３とを備えている。また、枝給水管１０７の枝給水口１０７ａは、給水室１０３に溜められた未処理水１０２中に設けられている。また、流入管１０５の一端部１０５ａも同じく給水室１０３内に溜められた未処理水１０２中に設けられている。流入管１０５は給水室１０３内で曲折して鉛直下向きに延びている。枝給水管１０７は未処理水１０２中でＵ字に曲折することにより、一端部１０５ａの下方側から枝給水口１０７ａが流入管１０５内に挿入されている。従って、枝給水管１０７が流入管１０５に挿入される部分の外径は、流入管１０５の内径より小さくなっており、また流入管１０５と枝給水管１０７の挿入部分との間には隙間ができている。
【００１７】図２は、図１におけるエゼクタ２の断面拡大図である。図２において、エゼクタ２は、例えばステンレス製のケーシング部４と、このケーシング部４内に設けられ、枝給水管１０７の内径より小さな内径の絞り部５ａを有する絞り管路５と、ケーシング部４及び絞り部５の間に設けられ、例えばステンレス細線が綿状にまとめられた充填材６とを有している。またエゼクタ２は、消泡水管１１９に接続された部分と枝給水口１０７ａとの間に設けられている。ケーシング部４は、上流側の枝給水管１０７に接続された流入接続部４ａと、下流側の枝給水管１０７に接続された流出接続部４ｂとを有している。また、ケーシング部４は、流入接続部４ａと流出接続部４ｂとの間に設けられるとともに気体吸引管３に接続された吸引管接続部４ｃを有している。さらに絞り管路５は、流入接続部４ａに設けられ絞り部５ａよりも内径が大きい流入部５ｂと、流出接続部４ｂに設けられ同じく絞り部５ａよりも内径が大きい流出部５ｃとを有しており、未処理水１０２がこの絞り管路５内を流れるようになっている。また、絞り部５ａには細孔７が複数設けられており、これら細孔７の軸線は全て未処理水１０２が流れる向きに傾斜している。
【００１８】従って、エゼクタ２は、エゼクタ２内を流れる未処理水１０２が内径の小さい絞り部５ａで流速が大きくなって圧力が低下するようになっており、この圧力の低下による吸引力が絞り部５ａに発生するようになっている。このことから、ケーシング部４内では、絞り部５ａの周囲の気体が充填材６内の微小隙間を通過して複数の細孔７に沿って吸引され、絞り部５ａ内を流れる未処理水１０２に侵入するようになっている。他の構成は従来例と同様である。
【００１９】このように構成されたオゾン水処理装置１は、以下のように動作する。即ち、まず従来と同様に給水室１０３内に主給水口１０６ａから未処理水１０２が供給されて溜められる。このとき、枝給水管１０７内にも未処理水１０２が流れるが、気体吸引管３に接続されたエゼクタ２が枝給水管１０７に設けられているので、未処理水１０２が絞り部５ａを流れることによって絞り部５ａに吸引力が発生し、オゾン接触室１０４内の気体が気体吸引管３を通じてエゼクタ２に向かって吸引される。吸引された気体は、充填材６の微小隙間を通って細孔７に侵入し、絞り部５ａ内を流れる未処理水１０２に入り込んで未処理水１０２とともに流れる。この気体を含んだ未処理水１０２は枝給水口１０７ａで流入管１０５内に排出されるが、枝給水口１０７ａ及び流入管１０５の一端部１０５ａが水没していないときは、この未処理水１０２の勢いのみでは上方の他端部１０５ｂに達することはできず、オゾン接触室１０４内には流入しない。その後、枝給水口１０７ａ及び一端部１０５ａが水没し、給水室１０３内に溜められた未処理水１０２の水面が上昇して所定の水位となると、枝給水口１０７ａから排出される未処理水１０２の勢いに加えて、この未処理水１０２に含まれる気体が上昇力となってその周囲の未処理水１０２も気体に引き連られて上昇し、給水室１０３内の未処理水１０２の水位が流入管１０５の他端部１０５ｂの高さに達しなくても未処理水１０２は流入管１０５内を上昇してオゾン接触室１０４内に流入する。このとき、給水室１０３内に溜められた未処理水１０２も一端部１０５ａから流入管１０５内に矢印１０のように吸い込まれる。即ち、いわゆる気泡ポンプの原理によって未処理水１０２はオゾン接触室１０４内に流入する。
【００２０】オゾン接触室１０４内に溜められた未処理水１０２は、従来と同様にして散気管１１２から供給されたオゾン化空気１１１によって殺菌され、処理済水１１０として流出室１０９に流出する。このとき、従来と同様に消泡水ノズル１１５ａから未処理水１０２が消泡水として噴射され、排気処理器１１６によってオゾン接触室１０４内の気体がオゾン吸着剤１１７を通って外部に排出されている。
【００２１】未処理水１０２に通されたオゾン化空気１１１は、まだ殺菌能力を有したオゾンを含んでいるので、オゾン接触室１０４内にはオゾンを含んだ気体が残留する。給水室１０３に未処理水１０２が給水される限り、未処理水１０２はエゼクタ２内を流れているので、オゾン接触室１０４内の気体は気体吸引管３を通じてエゼクタ２に吸引される。この吸引されたオゾンを含んだ気体がエゼクタ２内を流れる未処理水１０２に入り込んで、未処理水１０２とともに枝給水口１０７ａから排出され、同様に気泡ポンプの原理でオゾン接触室１０４内に流入する。このとき、エゼクタ２の流出部５ｃ側の枝給水管１０７内では、未処理水１０２にオゾンを含んだ気体が入り込んでいるので、未処理水１０２が殺菌されオゾンが消費される。
【００２２】従って、このオゾン水処理装置１は、オゾン接触室１０４内で一度未処理水１０２に通したオゾン化空気１１１を再度エゼクタ２で吸引して未処理水１０２に接触させるので、従来排気されていた殺菌能力のあるオゾンを再度未処理水１０２を殺菌することに用いることができ、オゾンを効率的に殺菌処理に用いることができる。その結果、一定量の未処理水１０２を処理するために必要なオゾン化空気１１１の量を少なくでき、ドライエアー発生器１１３及びオゾン発生器１１４を従来よりも小型にでき、必要な電力量も減少する。また、排気処理器１１６によって吸引されるオゾン接触室１０４内の気体は、その中に含まれるオゾンの量が従来に比べて少ないので、オゾン吸着剤１１７の寿命も延長される。
【００２３】また、流入管１０５が給水室１０３内で下向きに延びており、この一端部１０５ａの下方から枝給水口１０７ａが流入管１０５内に挿入されているので、枝給水口１０７ａ及び一端部１０５ａが未処理水１０２中に水没したときには、枝給水口１０７ａから排出された未処理水１０２に含まれる気体は、全てオゾン接触室１０４内に流入することから、エゼクタ２で未処理水１０２に入り込んだオゾンを含んだ気体が給水室１０３から外部に漏洩することはない。また、この気体は未処理水１０２中を上昇する上昇力を発生し、この上昇力により未処理水１０２を搬送することができるので、主給水管１０６及び枝給水管１０７を通じて未処理水１０２を供給する図示しないポンプの動力を小さくすることができる。
【００２４】なお、上記実施の形態においては、枝給水管１０７はドライエアー発生器１１３内を通過するようになっているが、図３に示すように、ドライエアー発生器１１３が例えば空冷式を採用して、外気によって凝縮し水分除去するものであれば、この枝給水管１０７をドライエアー発生器１１３内に通過させる必要はない。
【００２５】また、消泡水管１１９は、オゾン接触室１０４内で発生する泡の増加を抑制するために設けられているが、排気処理器１１６が例えば水を除去するエリミネータを有し、このエリミネータがオゾン吸着剤１１７の排気吸引口１１５ａ側に設けられるようにすれば、泡を吸引しても排気処理器１１６が故障しにくいので、この消泡水管１１９を用いる必要はない。
【００２６】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発明に係るオゾン水処理装置は、未処理水が溜められる給水室と、一端部が前記給水室内に設けられた流入管と、前記流入管の他端部が内部に設けられ、前記流入管を通じて前記給水室から流入した前記未処理水をオゾンにより殺菌処理するオゾン接触室と、前記給水室内に下流端部が設けられ、前記給水室内に前記未処理水を供給する主給水管と、前記主給水管から分岐するとともに、前記給水室内に溜められた前記未処理水中で下流端部が前記一端部側から前記流入管内に挿入された枝給水管と、前記枝給水管に設けられ、前記枝給水管内の前記未処理水の流れにより吸引力を発生するエゼクタと、前記エゼクタに接続されるとともに、前記オゾン接触室内に吸引口が臨み、前記吸引力によって前記オゾン接触室内の気体を前記エゼクタに導く気体吸引管とを備え、前記枝給水管内を流れる前記未処理水には、前記エゼクタによって前記気体が侵入し、この前記気体が侵入した前記未処理水が前記給水室内に溜められた前記未処理水とともに直接前記流入管を通じて前記オゾン接触室内に供給されるようになっているので、前記気体に含まれている前記オゾンが、前記枝給水管内で前記未処理水に接触して前記未処理水を殺菌するとともに、前記オゾンが前記給水室内から外部に漏洩することを抑制する。
【００２７】また、前記流入管は、前記一端部よりも前記他端部が高位に配置されているので、前記気体は浮力による上昇力によって前記流入管内を通り、外部に漏洩せずに確実に前記オゾン接触室内に流入する。
【００２８】また、前記枝給水管には、噴射口が前記オゾン接触室内に臨んだ消泡水管が接続されており、前記枝給水管からの前記未処理水が前記消泡水管内を通って前記オゾン接触室内に噴射されることにより、前記未処理水が前記オゾンによって殺菌処理される際に生じる泡の増加を抑制するようになっているので、簡単な構成で前記泡の増加を抑制することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６０１３
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
【住所又は居所】東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
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| 【出願日】 |
平成１４年１月１１日（２００２．１．１１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００５７８７４
【弁理士】
【氏名又は名称】曾我 道照 （外６名）
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| 【公開番号】 |
特開２００３−２０５２２７（Ｐ２００３−２０５２２７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年７月２２日（２００３．７．２２） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−４７１５（Ｐ２００２−４７１５） |
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