(1)U.D.C.る21.181.53:る21.311.22
関西電力株式会社尼崎第三発電所納
530.t/h自然循環ボイラについて
530t/h
NaturalCirculation
BoilerforAmagasakiNo.3ThermalPowerStation,
KansaiElectric
Power
Co.,Inc.
朝
倉
英
EijiAsakura
一*
岩
田
Hiroshilwata
内
容
梗
概
関内電力株式会社尼崎第三三党宿所には第1,2卵子として530t/hボイラ2缶が納入さjt,高塚劫率,高効率
にて運転rl・である。本ボイラほ実績の多い自然循環形であるが,重油専焼,強圧通風方式のもので,随所に最
新の計画が採i)人れられている。第1一号斥i・は約7筒月の重油専焼運転の後,電力業界注目の原油専焼に抑)換
えられ,約1簡年あまり好調に運転中である。ここに本ボイラ設備の計画,構造の概要とあわせ原油専焼とし
て掛こ考慮が払謹)jtた点について紹介する。
第1衷 ボ イ ラ 計 画 仕 様
l.緒
R
関【句電力株i〔会社尼崎第三発電所に納入された530t/hの第1,2
ンー柏i(それぞれ156MW用)は重油専焼ボイラとして最新の技術を
採り入れ,また国内に数多く実績をもつ8&W自然循環形ボイラ
の特長をいかして設計されたものである。第1-ぢ満は昭和38年1
月,第2り・白i・は同年5月,あいついで呂キ業適掛こはいり,現在まで
塘故なく好調に運転を継続している。
以下革を追つて述べるように,各所に重油専焼に対する細心の注
意が払われているが,第1号fli一でほ昭和38年8月より原油専焼が行
なわれており,原油を取F)扱うにあたり種々の考慮が払われた設備
も多く,これらの計向および設備の特長の概要を紹介する。
2.計
画
概
要
本ボイラほ最大連続蒸発量530t/bの軌勺式重油専焼ボイラであ
り,効率の向上,補機動力の低減および重油専焼に起因する障害の
防止の臼的から強圧通風方式を採用している。ボイラの計画仕様は
弟】表に,また計画燃料の仕様は弟2表に示すとおりである。
3.ボイラの構造
本ボイラの側断面を弟1図に示す。大略的には従来の同種,同仕
様のボイラと大差はないが,細掛こおいてほ以 ̄卜に述べるように細
心の考慮が払われている。
3.1ド ラ ム
ドラムほ自然循環ボイラでは缶水の循環,汽水の分離を効果的に
行なうことが最も重要であり,この目的のた捌こいわゆる内部装掟
を設け,さらに安全弁,水面計など,各種付層品を取り付けている。
本ドラムは高圧高温大容量なので,高抗張力鋼(ASTM-A-302B
相当材)を使用した内径1,676mm,肉厚151Inm,長さ17,816mm
の全溶接構造である。
内部には,すでにその優秀性を認められている高性能のパブコッ
ク式サイクロン形汽水分離装置,スクラバおよびシリカ洗浄装置を
装備している。また急速起動時の最も重要な要素であるドラム温度
の均一化をはかり,各部の温度差による熱応力の発生を極力少なく
するため,起動時には,ドラム上 ̄F部の表面温度ならびに内外壁の
温度を測定するなど万全を期している。
3.2 火 炉
火炉はパブコック保管式ホッパポットム形で,重油専焼として計
画されている。強圧通風方式であるため,火炉全面は外径62.7mm
′ミブコック日立株式会社呉工場
弘*
項 Fl
負 荷
単 位
% 50
蒸 発
再 熱 退 去も 流
逝去もけリノげ(
恭㌔も任ノJ
運気址ノJ
運気8三ノJ
損気温度
捲㌔己温度
給水温度
貸与く温度
吊こ】kg/h 1 265,000
l
胴)
(再熱宕琵人口)
(過熱器山王_I)
(再熱器人【=
(再熱帯出[_り
( ̄節炭器入口)
(.室 温)
kg/h 1 217,000
kg/cln2g
kg/cm2g
kg/cm2g
kg/cm2g
℃
℃
℃
℃一℃
丁
3
▲uU
3
4
7
4
5
2
5
7
2
2
0
2
亜 油 専 焼
【75】
400,000
324,000
177.0
171.8
28.3
26.9
543
308
54j
250
20
㌣(冨書芸芸冨;至芸l芸
束油発熱宗:
l】 位
低 位
屯油消生ゃ品
87.30
92.55
87.59
92.85
≡;;:;≡…ll;::;;ll呂:2冒;
一n一
100
0
0
ハU
OU
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7
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3
2
5
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837437竺543337543
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6
2
20
87.56
92.82
10,000
9,433
′kg/hl21,100i30・000】37,520
第2衷 計画燃料仕様(重油,原油)
目
一月
竺_ヱ】c市油
カノン媒油
岬耽肌
W
航
垂H止蛙度点点分分素分分圧
′▲
熱
り炭
発
火勤英ソ留
′メ
ナ
比絶粘糀引流硫バ
残択水煮
軸心佃
〃カ
芝川%が
脚弼耶。℃舶PPm舶幽㈱蜘
仇940∼0,958
10,300∼10,480
360∼700/90∼170
80∼120
-10∼+10
2.2∼3.0
30′-200
8√〉11
0.001∼0.015
trace∼0.30
0.881∼0.886
10,360∼10,390
82∼97/19∼23
56∼60.5/11.3∼13
-15以 ̄卜
-15以卜
2.75∼2.89
58∼83
7,52∼8.47
0.012′∼0.014
trace
仇495ノー0.532
のタンゼント・ベアチューブ式水冷壁で構成され,この水冷壁の変
形を防止するため,強力なタイチャンネルとバックステ一により補
強されている。また内部ケーシングと水壁との問には,キャスタ材
を充てんし,さらに保温材を取り付けて,外部ケーシングで保護す
る二重ケーシング方式を採用し,強圧通風式によるリーケージを防
J_Lしている。
前壁には16本の/ミーナに対する開口を設け,後壁には火肘勺の燃
焼状況を監視するため輝度検出用計器を取り付けている。
ボイラの高さは約40mあり,ボイラ全体を天井からつり下げて
(2)「■
葛頚
'
「  ̄ ̄ ̄ ̄-◆:一
①
--1十-■
第1凶
530t/llボ イ ラ
断 面 図
いるので,地震による振れを防止するためにサイスミック・タイを
要所に配置している。これは固定された建家鉄骨と起動停止のたび
ごとに伸縮するボイラとを連結するた捌こ,バックステーへの取り
付けにピンジョイントを使用した無理のない構造としている。
3.3
過 熱 器
一次および二次過熱器からなり,重油専焼による障害に対し特に
考慮を払っている。二次過熱器においては,プラノト効率を向上さ
せるために主蒸気温度を上げてゆくと,管壁温度が/ミナジューム障
害の起こる範囲まで上昇する場合があるが,本ボイラにおいてはい
わゆる放射形過熱器を配置せず,また二次過熱器管が火炉からの直
接熱放射を受けないよう管の配列を考慮している。さらに過熱器の
スペーサの温度の過昇を防ぐため,管ピッチを13mm以下に押えて
スペーサの設計に工夫をこらしている。
3.4 再 熱 器
再熱器は二次過熱器と一次過熱器の間に直列に配置されており,
高温部および低温部より構成されいずれもループ形で懸垂式となっ
ている。管壁温度の過昇を防ぐため,放射熱を多く受けるケージ内
空間部に面する個所には蒸気温度の比較的低い部分を配置し,さら
に低温部と高温部の間では管径を63.5mmから57mmにしばり蒸
気の速度を上げ管壁温度の低下をほかっている。
蛸-上トノh記感官ヤ殺紫野
℃
600
5帥
560
540
520
×103蒜/h
30
20
l¶㍉/m
5,00
0
nV
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3
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嘲群安達ぺむ
1,00
針
l
l l
過熱器出口∼再熟器出口養■気温度
l
l
l
レ
ア
ー
ー
わ町
.ぎヨり的一
再熟器
50 75
負荷 %
100
第2図 過熱器スプレーおよびガス再循環量
と蒸気温度の関係
3.5
節 炭 器
横置ループ形で一次過熱器底部の下に配置して
いる。従来のものと特にかわった点はない。
3.る
再生式空気予熱器および蒸気式
空気予熱器
節炭器を通過したガスは,再生式空気予熱器に
ほいると温度が露点近くに下がるため,S分を含
んだ重油の燃焼によって生じたSO3がH2SO4液
に変化して予熱器エレメントに付着し,いわゆる
低温腐食をひき起こす。この対策としてエレメン
トのうち中段と下段には耐食性に富むコーチン鋼
材を使用している。またこの低温腐食を防止する
ため蒸気式空気予熱器を空気側入口に取り付け再
生式空気予熱器の低温端メタル温度を重油中のS
分およぴV205の量に見合って常に制限値以上に
保持できるようにしている。さらに再生式空気予熱器出口から煙突
までの煙道に対しても,低温腐食対策として耐酸性に富む材料を使
用している。
3・7
蒸気温度調整装置
主蒸気温度および再熱蒸気温度の両者を制御する目的のものであ
り,煙道ガスの一部を炉内に再循環させること,および減温器に水
を吹き込むことにより行ない,すでに納入された幾多のボイラにお
いてこの調整装置の正確さを実証している。本ボイラの実績は弟2
図に示すとおり計画値を満足している。
4.燃焼設備の概要
本重油燃焼装置は蒸発量530t/bを十分保証しうるよう設計計画
されたもので,原油燃焼装置としても使用可能なよう考慮されて
いる。
4.1燃 焼 系 統
弟3図の重油燃焼系統に示すように,点火およぴウオームアップ
用として軽油燃焼装置を設計しているが,この系統は説明を省略し,
重油,原油の燃焼系統について説明を加える。なお本系統は,ボイ
ラ定格蒸発量に対して60%の容量の装置を3系統設けている。重
油ストレージタンクに貯蔵した重油は,ストレージタンク用ヤクシ
(3)関西電力株式会社尼崎第三発電所納530t/h自然循環ボイラについて
691
唄諏蒸気比力調性弁
†
L 例
■■■一重 細 管 占一/ンIlターンスタリ1・けウンパル丁 ㊥ 手先 量
辻
ii良
作 計
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軽 油 管 品 シ十・・パオ7′くルイ
■:::::■旦大トーチ用軽i由管 ○ 単式スト レー十 =コ ヘー スプレ
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ク 子 疎納また王ま疎油管
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蒸 気 管 [ヨ ト ラ プ
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圧力コントローラ 晶
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M グローブバルブ
田 温度コントローラ ロ す イ う ー一
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亡屯 ダイヤプラムパル丁 0つ 柱 1J 計 ■■一 塩度記ガ用エし/ント
重 安 仝 パ ル プ
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■・大童油加熱ヱ旨ンl.ン
水1j7:調号納ゝ クンり,
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調整弁
トIl・ ̄7 ̄.ナニ1B
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・ニ太一R油
加熱器C
卜り・′7■ポ
A
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仙上L.上.-「
叫ふ
原油・または
重油ストレーソ々
.小へ亡nL由
肘掛掛C 加軌山器B ▼水兵油
..攻黍油
仙軌一器A
妄T.r
軽油油jll:調士た弁
軽油泊ほ調繁弁\
/
減J土三オりフィス
第 3
図
屯油油菜銅盤♯
転+油
りへ卜し-/クンク1←.リ
垂 軽(原 油)油 燃 焼 系 統 図
ヨンヒータによって送油に適した温度に加熱し,ストレーナを迫っ
て,重油ポンプへはいる。ここで燃焼に必要な圧力まで加圧し,重
油圧力調整弁によって圧力を調整し,低温重油加熱器を経てさらに
高温重油加熱器で噴霧に良好な粘度まで加熱する。加熱および加圧
した重油はストレーナを通り重油油量調整弁を経て,各バーナに送
られ,噴霧蒸気といっしょに噴霧し,燃焼される。
原油の場合は,低温,高温加熱器をバイパスし,ストレージタン
クのサクショソヒータのみで40℃前後の温度にしてバーナへ供給
する。
4.2 燃 焼 設 備
設備のおもなものは下記のとおりであるが,特に電動枚に関して
はすべて防爆形を採用している。
(1)原油 タ
ンク
貯蔵タンク内では,原油の引火点が低く爆発の危険性があるの
で鋼板製浮足限形を採用し容量10,000kJのもの4基を用意して
いる。
(2)送油ポンプおよび高圧重油ポンプ
電動機にはすべて,耐圧防爆形を採用している。ポノブも原油
の粘度に十分耐えられるよう主要部の材質に燐青銅および窒化鋼
を採用した。
(3)バ ー
形
容
個
の仕様である。
ナ
式 B&WYジェットスチームフ'ぃてでズ形
量
2,600kg/h(バーナ1組にて)
数 16個
重油バーナに原油を使用する場合は,比重の関係
で容量が不足がちになることがあるが,本設備ではあらかじめ/ミー
ナの容量に裕度をもたせてあったため問題はなかった。すなわち ̄F
軽油シ十・′トオフ舟
空;く供給管-「--(圧力7kg/七m2g)
記のように比重を考慮した設計としてある。
Q=QlX
J吾
空気供給瞥
(圧力3jkg火口2g)
ここに,Q:原油ノミーナ容量 kg/h
Ql:重油バーナ容量 kg/h
γ1:重 油 比 重
㌢2:原 油 比 重
(4)重油ストレーナおよび高温加熱器,低温加熱器などの仕様
はこれを省略する。
4.3
保安設備の概要
原油の生だきによる大容量火力の運転はバブコック日立株式会社
製のボイラとしても初めてであるため原油だきの安全性,燃焼性,腐
食性などに検討を加えた。安全性については漏えいと火気に十分な
考慮をはらえば重油だきとまったく同じであるという考えにたち,
保安設備および全般の基本設計は関西電力株式会社側で実施され
た。原油関係設備の概要は舞4図に示すとおりであるが,万一の場
合,漏えい油の考えられるタンク群,燃料制御室およびボイラバー
ナロ仕切壁内に対してほ十分な保守設備を完備し,これらの間の配
管系統は絶対に漏えいしない構造としてある。
(1)配 管 系 統
配管についてほ,高温高圧配管に準じた溶接構造とし,弁突如よ
一.附こ十分な換気が行なわれている燃料制御室ならびにバーナ前仕
切壁内に設置している。
(2)換 気 装 置
(a)燃料制御室
燃料制御室内の換気用フアンとしては弟3表に示す仕様のもの
を準備している。常用フアンは常時にビルディソグの換気設備以
(4)似≡;…;叩
、′
、、ナ、、竺ノ
ノ、、]
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ノ、
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N=.8タンクN=6タン7
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≡三三二三≡聖賢三三主義≡蒜二ニミこ、.
l
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第4図 垂 原 油 設 備 概 略配 置
/′・ン 柁1t
710mヨ′′-nj--3帆.▲・\11 5仙¶りnli・1100%叫
∫.i川1fF.瓜.つ.け】1で=に1も1三 常用1台,危急州1fJ
i重油ポンプ1ミ
J七向
⊥
+
抱1t7丁ン
210m3/ロ】il168%八り
1fT
小り淵=卸1i
(.言+肘;絹i)
一__⊥
カ■1接)三11諾こさ
第5図 燃料ボンソ宝ガス探知装置および換気装置系統図
中央制御室
(記録警報)
魅急用換気フ?ン自動起動
Fし20,500
危急用損気77ン【1励起軌
カゾス接触法三吉
光明珊化・こ/こJじ
!バーナ2,500kgパ】
+ + _
二]
Fし11,000
バーナ廻り仕切壁
岸壁些0
損気ダ'7】1
FL-7,000
盟モボーータブル棚知器
舶。濃≡iニュ品叫
光明郵ヒ学式4台常備
常用1台,危急用1台
第6図 バーナ廻ガス探知装匿および換気装置系統図
上の能力をもっているが,ガス探知器の警報と同時に危急用を運
転し常用フアン使用時の2倍の能力が出るよう考慮されている。
なお弟5図には燃料ポンプ室ガス探知装置および換気装置の系統
を示す。
第3蓑 燃料室換気装置仕様
設 置 場 所 l 風 見 l 風 圧 台 数 摘 要
噴燃ホン ノ革
,i去油井
ン
ソ宅
【比
べし 弓ミ
540m3/min
210m3/min
710Ⅰが/min
100mmWG
68ⅠⅥmWG
30mmWG
換気用 常用
換朋i霊急諾ほ
加圧用
第4表
ボイラ室バーナまわり換気装置仕様
設 置 場 所 l風 見 l 風 圧 台 数1 摘 要
バーナ上段用
ノニーナト段用
120m3/min
680m3/min
250mmWG
lOOmmWG
常用1台
常用1台
危急用1台
危急用1台
(b)ボイラ室バーナまわリ
バーナまわりについてほ漏油の絶無を期しているが,万一漏え
いある場合を考慮して,仕切壁でバーナまわりを粥ったうえ,バ
ーナ各段に配置した換気ダクトにより仕切壁内の空気を屋外に排
出換気する構造としてある。換気フアンの仕様および数量は弟4
表のとおりで,燃料制御室同様原油燃焼時は常用フアンを連続運
転し,ガス探知器の警報と同時に危急用を自動起動して急速換気
が行なわれるよう設計してある。弟占図はノミーナまわりガス探知
装担および換気装置の系統を示したものである。
(3)ガス探知装置
燃料制御室およびバーナ・まわi)において万一漏えいした場合,
これを確実に予知し未然に危険を防止するため,記録警報付ガス
探知器を設けている。ガス探知装置の仕様は下記のとおi)で
ある。
(a)形式-6点ブロック×2の12点式自助切りかえ言己録警報制
御方式。
(b)原油ガスの爆発下限界を下まわる点で警報を発し,これと
同時に危急用換気フアンを自動起動させる。なおポータブルガス
探知器を中央制御室および燃料制御室に常備し,漏えい場所の発
見などに使用している。
(4)電 気 設 備
燃料制御室,タンク周辺およびボイラ室バーナ前仕切壁内のよ
うに可燃性ガス漏えいのおそれがある場合では,危険物の規制に
関する政令に基づき配線,自動遮断器,開閉器,電動機,照明器
具など火花発生のおそれのあるものにほ引火を防止する装置を施
している。
5.燃焼試験結果
第4項までの計画および設置により重油だき,原油だき燃焼試験
におけるユニット性能の相違について,鱗客の好意により種々の
機会を与えられ実施した。現在までの結果から以下その概要を述
ベる。
(1)
(2)
原油だきでは燃料加熱を要しないため補助蒸気が2∼2.5
t/h以上少なくてすむ。すなわち定格負荷時の補助蒸気(取
出部はドラム)については,バーナ,アトマイズ用相当分
は重油,原油とも約4.8t/hであり,重油の場合には重油加
熱器用として40℃から100℃まで上昇させるとして約2.2
t/h,またサクショソヒータで23℃から40℃タンクヤード
分を考慮すると約0.5t/b増加し,燃料加熱分補助蒸気は合
わせて2.7t/bとなるが,原油の場合は23℃から40℃まで
として約0.5t/hですみ,重油のほうが約2.2多く必要とな
ってくる。なお冬期は燃料加熱用蒸気は増加するので,さ
らにその差は増加すると考えられる。
したがって発電所効率は原油のほうが若干上まわることに
(5)関西電力株式会社尼崎第三発電所530t/h自然循環ボイラについて
なる。原油設備のための所内動力については電力計にあら
われない程度であったが,重油だきの効率と比較するため
には正確な数値を得てから発表したいと考える。
(3)排ガス中のSO2,SO3およぴその露点ほ燃料中の硫黄,運
転条件の影響を受けるが,重油,原油の差は認められない。
(4)排ガス温度は,重油,原油とも差を認める程度のもので
ない。
る.緒
言
本ボイラは_郵由中焼を「‡杓としたものであるが,設計途上iこて原
特
許
(34頁よりつづく)
特許地号
417912
421316
421319
421332
419909
419941
3
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4
4
419931
419943
419954
693
油専燃が可能なように一部の改良が加えられ,世界でも初めてとい
われている原油の生だきによる大容量火力の運転が開始され,問題
なく実施中である。今後,電力業界の進むべき方向が原油の生だき
であっても,われわれとしては本ボイラの経験をいかし,十分期待
に添えるものと確信している。終わりにのぞみ,多大なるご指導を
賜わった関西電力株式会社の関係者のかたがたに厚くお礼rl-1し上げ
るしだいである。,
新
案
最近登録された
日
立製作所の特許(その2)
名 称 氏 名
い寺許登那Ll特許番号
名 称
サイドブレーキ使用による自動発進装置
単 相 誘 帝 電 動 機
液 体 ガ ス
燃 料 供 給 装 置
電 気も 掃 除 機 除 塵 装 置
へ
ッ
ウ
ド ラ イ ト 切 換 装 匿
1・⊂
機関の始動電動機の急停止装置
内 燃 機 関 点 火 装 匿
電ウウ気 気
二■工 7、
.工. :へ
抑
コ
コ化
隆
一ト
ン
機ブナ
器
鉄筋電 気 肝 接 機 の
加 ノー三装 子安
抵抗溶接機の_1二部電極ラム案内装置
巻 鉄 心 の
接 作 刀 法
水力採炭用モニターのノ ズル操作装置
塔 形 ク レ ー
ン
カ
ッ タド ラ
ムにおける切削装置
耐 火 性 泥 状 物 の
凝 固 ノノ法
ダブルリンク式引込クレ【ソにおける引込
速度制御装置
ストリッパク
レーンの押抜操作装置
つるべ式駐車場における電動機制御装置
ベ ン ド ジ ブ コ 【 ル カ
ッ タ
可 変 容 量
制 動 撒
水力駆動に よ る
油圧発生装置
レ 【 ル カ ー の
琳 動力法
関弁弁器
機御
∫節
ス瀞
式
ガ
調熱
方
筒
管領
気御
免ノ制排感
ポ ン プ 吸
込 肝 力
上 界 装 置
多 気 筒 ガ ス
機 関
車 両 の
車 体 支 持 装 臣
村大鈴桧林大藤横河外北藤長乾谷小小小鈴大坂牧坂牧藤底板大山盛南島書石林石平盛閑鈴盛森坂永小辻円田渡岩平笠高笠辻中 忠和直精一・・正向仁俊信知隆弘勝勝一か壬圭俊正 雄大彦孝一郎彦巾章.栄雄利次彦彦戚歳彦郎昭助昭助治賢克昇勇賢勇吾一.実也実平賢彦彰賢治克郎人汀次次一治郎郎昭郎汀
室仁文保
英
幸正大正
小叶信削㌫鰍
上西木山
岳原山井山川ル部
上橋川川木島満野部野木武本西崎武郷凹江山
山粟武
木武
本弘橋
上上辺見川井井井
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水素と
関
多 畢
カ
カ
名
氏 特許登録日
一酸化炭素の混令ガス袈造用内燃枚
型 送 吼 機 の
羽 根
車
ド
分 類 装 置
ド
分 類 装 置
■】 速 印 刷 方 式
駆動用 ス
ノラ イ
ン軸の案内装置
冷 践 席 用 誠 実 兼 肉 肌
多数佃 静 電 苫 勢 式 浴 接 装 置
雑 音 瞬 断 測 堤 装 置
領閉形蓄電器の容品値加減方法
送 信 披 漏 洩 抑 圧 方 式
信 ′ノー 伝 i去 方 式
移 動 無 根 接 続 方 式
列 中 速 接l′l動 警 報 装 置
電 話 装 掟
衝 撃 溶 接 機
プレスト
ーク式イ ン ターホン装置
両側帯波伝送振転変詞方式の搬送電話装置
移 動 無 線 力 式
放 射 線 照 射 方 法
電 気 時 計
慨 化 物 半 導 体
高速度多チャ
ンネル時間分析装置
重畳信号に よ
る遅れ補償方式
非破壊読取 り 式磁気記憶装置
二
重 媒 緑 葉 内 井
高籾性 可 約 鋳 鉄 の 製 造 方
法
政 一iE 灯 一 灯 い可 路
応 電 圧 発 生 装 置
故洋厳雄寿之寿之一考汚人
二早広畑り夫勉我褒崇降行旭宏粥茂彦男枯娼一雄輯美男彦康弥彦男助幸一之夫乎隆泣弘沖臣治夫学武括
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