JP2002286203A - 複数燃種制御装置 - Google Patents
複数燃種制御装置Info
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Abstract
れかが上限または下限制限にかかりマスタ制御不能にな
った場合でも主蒸気圧力が一時低下することのない複数
燃料制御装置を提供する。 【解決手段】2または3種類の燃料を用いて燃焼比率を
制御する複数燃種制御装置であって、比率制御運転中に
総燃料デマンドが増加している状態で、何れかの燃料が
上限若しくは下限を超えた場合は他方の燃料を増加若し
くは減少させるようにした。
Description
石炭等の微粉燃料や重油等の液体燃料若しくは未燃焼成
分を有する気体燃料のうちの少なくとも2種の燃料を燃
焼させる複数燃種制御装置に関し、詳しくは上下限制限
時の制御性の改善を図った複数燃種制御装置に関するも
のである。
蒸気を発生させる混焼型ボイラにおいてはこれらの燃料
の供給量を調節して蒸気圧力を一定に保つようにしてい
る。はじめに、主燃料として石炭を、従燃料として重油
を用いたボイラの混焼燃焼制御装置の概要について図3
を用いて説明する。
あり、この制御回路1には主蒸気圧力設定回路2で設定
された設定値SVと主蒸気圧力センサ1aからの測定値
PV 1が入力されており、その偏差を制御演算した操作
出力MVをボイラマスタ(加算器)4に出力する。
回路5からの出力を加算してエアリッチ回路6に出力す
る。エアリッチ回路6は空気流量センサ6aの測定値P
V2を入力して石炭ベースでの総燃料デマンド(要求
値)を混焼制御回路7に出力する。この混焼制御回路7
には後述する石炭デマンド上下限制限手段および重油デ
マンド上下限制限手段24〜27が設けられている。
比率が設定されており、重油流量センサ8aからの測定
値PV3と給炭量センサ9aからのPV4が入力されて
いる。そして、この混焼制御回路7は総燃料デマンドお
よび混焼比率に基づいてそれぞれの燃料の必要量を重油
流量制御回路8および出力制限回路10(重油側)を介
して出力し、また、石炭給炭量制御回路9および出力制
限回路11(石炭側)を介して出力する。この出力制限
回路10,11の出力に基づいて重油流量調節弁の弁開
度指令信号および石炭の給炭指令信号が出力される。な
お、出力制限回路10,11は安定した流量を確保する
ため、出力指令を制限する回路である。3aは重油デマン
ド側に設けられた定値設定スイッチ,3bは石炭デマン
ド側に設けられた定値設定スイッチである。これらのス
イッチは燃焼立上げ時はオフとされており、はじめは重
油のみを燃焼させ重油燃焼が安定すると石炭燃焼を開始
し、順次重油燃焼を弱めて重油と石炭を混焼させ所望の
比率になった時点で後述の比率設定器としてのメモリ1
8にその比率が書き込まれる。その後、重油デマンド側
および石炭デマンド側に設けられた定値設定スイッチ3
a,3bがオンとされる。このことによりバンプレスな
運転が可能となる。
ので、15は乗算器、16は減算器、17は除算器、1
8は燃焼比率が書込まれた比率設定器としてのメモリ、
19は変化率制限器、20(a,b)は重油と石炭の熱
量比から石炭←→重油への熱量変換を行う熱量変換器で
ある。なお、メモリ18は実比率トラッキング時は入力
Xに対する出力Yが同じ(Y=X)となっており、手動
設定の場合はオペレータがCRT30側から設定した入
力Zと出力Yが同じ(Y=Z)となる。また、変化率制
限回路19はメモリ18が出力Y=Xのときは変化率制
限動作を行なわずバイパスする。
混焼制御回路7の乗算器15および減算器16に入力さ
れると、乗算器15に入力したものはその値に予めメモ
リ18に格納された重油/全燃料(=重油+石炭)の燃
焼比率により重油の供給量が演算され、熱量変換器20
aで重油の供給量に演算されて重油デマンドとして重油
流量制限回路8(図3参照)に出力される。
重油デマンドを差し引いた値が石炭デマンドとして石炭
供給量制御回路9(図3参照)に出力される。そして、
出力された各デマンドに対する重油流量および石炭量が
重油流量センサ8a,給炭量センサ9aで測定されてP
V3(B),PV4(A)として混焼制御回路7に帰還
するようになっている。そして重油流量PV3(B)は
熱量変換器20bで石炭量に換算され、加算器4aおよ
び除算器17に入力する。一方給炭量PV4(A)は加
算器4aに入力し石炭量に換算されたPV3(B)と加
算される(A+B)。この加算された値は除算器17に
出力されてB/(A+B)の演算が行なわれ実比率Xと
してメモリ18(比率設定器)に入力する。24a,2
4bは低位信号選択器(上限制限器)であり、上限設定
器26a,26bを介して石炭および重油の供給量の上
限が設定される。また、27a,27bは下限設定器で
あり、高位信号選択器(下限制限器)25a,25bに
より石炭および重油の供給量の下限が設定される。
して重油およびLDG(プロセス排ガス)を混焼させる
ようにしたボイラの混焼燃焼制御装置の概要を示す図で
ある。図5において、図3と同一要素には同一符号を付
している。図5において、混焼制御回路7には重油流量
センサ8a,給炭量センサ9aの他にLDG流量センサ
30aからの出力が入力され、この混焼制御回路7で各
燃料のデマンドが演算されて、それぞれの流量制御回路
(8,9,30)および出力制限回路(10,11,3
1)を介して各調節弁に対して開度指令が発せられる。
20cで石炭ベースの燃料比に換算され、その出力が減
算器16aで石炭ベースでの総燃料デマンドから差し引
かれる。その残りのデマンドが予め定めた燃焼比率に従
って石炭および重油に割り振られてその出力が乗算器1
5および減算器16に出力される。なお、LDGの供給
量は不安定なのでこれに対するデマンド制御は行われな
い。
混焼制御装置の構成において、何らかの理由により給炭
制御にトラブルが生じたとする。その場合、定値設定ス
イッチ3a,3bをオフ(定値側)として対策を講じる
こととなるが、マスタ追従制御は不能の状態になる(そ
の場合石炭と重油の比率は実比率トラッキング(メモリ
18でY=Xの状態)となっている)。そのような状態
で、例えば燃料デマンドが50%から10%増加したと
すると、燃焼比率が0.5(石炭と重油のデマンドがそ
れぞれ25%)であれば重油デマンドはまず5%増加す
る。すると重油流量が30%に増えるので実比率も増加
して30/(25+30)=0.55となる。
5)=0.58になり重油流量を10%(35%−25
%=10%)だけ増加させるが帰還量PV3(B),P
V4(A)がその都度加算器4a、除算器17、及び比
率設定器18を経て乗算器15で乗算されてデマンドが
演算されるので時間がかかることになる。
と比較してプロセスの応答を悪化(時定数が長くなる)
させるのでボイラマスタ4(図3参照)がハンチングを
起こす恐れがある。図7はハンチングの問題を解決した
2燃種制御装置の従来例を示す概略構成図である。
号を付している。21aは偏差監視器であり、変化率制
限器19aへの入力(X1)と出力(X2)を監視す
る。そして、その偏差αが所定の値(例えば1%)を超
えているか否かにより比率変化の有無を判断する。即
ち、偏差監視器21aはX1−X2>αの時H=1を出
力し、X1−X2<−αの時L=1を出力する。X1=
X2の時はH=L=0なので比率は変化していないと判
断し、HあるいはLが1のとき比率変化中と判断する。
21b,21cも偏差監視器であり、21bの偏差監視
器には乗算器15aの出力である石炭デマンドQ
(A')と給炭量センサ9aで測定されたPV4(A)
が入力され、21cの偏差監視器には乗算器15bの出
力である重油デマンドP(B')と重油流量PV
3(B)が入力され、それらの偏差αが所定の値(例え
ば1%)を超えているか否かにより比率変化の有無を判
断する。
−1.0、バイアス1.0となっている。例えば重油比
率が0.4であれば石炭比率(1−x)は0.6(=1
−0.4)となる。23a(T1),23b(T2)は
スイッチであり、23aのスイッチには乗算器15aの
出力である石炭デマンドQ(A')と給炭量センサ9a
で測定されたPV4(A)がそれぞれ入力され、何れか
の値を減算器16bに出力するようになっている。この
スイッチ23aは重油流量制御がマスタ追従し、給炭量
制御がマスタ追従制御不能のときa→c方向に切換わる
(両方がマスタ追従しているときはb→c)。また、ス
イッチ23bには乗算器15bの出力である重油デマン
ドP(B')と重油流量PV3(B)がそれぞれ入力さ
れ何れかの値が減算器16aに出力するようになってい
る。このスイッチ23b(T2)は給炭量制御がマスタ
追従し、重油流量制御がマスタ制御不能のときa→c方
向に切換わる(両方がマスタ追従しているときはb→
c)。
値設定によって定めた混焼制御回路をベースにして、比
率演算を組み込んだ形になっている。定値設定による混
焼制御回路とは、一般的にマスタ追従する燃料は一つ
で、総燃料デマンドからマスタ追従していない実燃料流
量を差し引いて燃料デマンドを作成する方式をいう。
率で配分した量にすると比率による混焼制御回路にな
る。図7では差し引く量を実燃料流量と燃料デマンドの
比率配分の切替方式としている。乗算器15bの出力で
ある点Pは重油デマンド(B’)、乗算器15aの出力
である点Qは石炭デマンド(A’)になる。両燃種とも
マスタ追従の場合、スイッチ23a、23bは共にb→
cに切り替わり比例配分の制御になる。
となった場合、(例えば図3に示す出力制限回路10に
含まれる最低油圧制限機能が働いて、重油流量制限回路
8が圧力制御に切換わった場合−最低油圧制御が働いた
場合は、スイッチ23aがa→cに切り替わり、石炭デ
マンドは総燃料デマンドから重油流量(B)を引いた値
になる(重油定値制御モード)。また、定値設定時や出
力制限が機能して石炭量制御のみマスタ追従不能の場合
は、スイツチ23bがa→cに切り替わり、重油デマン
ドは総燃料デマンドから石炭量(A)を引いた値になる
(石炭定値制御モード)。
器)18の出力Yはその入力X(実比率=実燃料から求
めた比率)をトラッキングする。また、この時、変化率
制限器19aの変化率制限機能はバイパスされる。とこ
ろで、一定負荷、一定比率で運転中のときは、実燃料と
デマンドはほぼ一致する(A≒A’∴B≒B’)が、負
荷変化中や比率設定変化中のときは燃料設定値が徐々に
変化し、制御偏差が常に出ている状態なので両者は一致
しない。
えば最低油圧制限)にかかってすぐに定値制御モードと
すると、デマンドが突変するので、変化が終了しても主
蒸気圧力(ボイラマスタ)が安定するまでは比率制御モ
ードを保つ必要がある。即ち、変化中でなくなって、か
つ、偏差監視器21b,21cがA≒A’かつ、B≒
B’を検出してから定値制御モードに戻すようにすると
突変を防止することができる。
構成図である。この3燃種の基本的回路構成は、図7の
2燃種制御をそのまま3燃種に拡張したもである。ま
ず、LDG比率(対全燃料)でデマンドをLDGと(重
油十石炭)に配分する。重油十石炭のデマンドは重油比
率(対全燃料)で配分される。重油比率は対全燃料比で
設定されるので除算器17aで対重油十石炭比に変換す
る。重油と石炭の実流量から求めた実比率を乗算器15
aで対全燃料の重油実比率に変換する。
を燃焼させる場合の混焼制御装置の構成において、比率
制御運転中でかつ、総燃料デマンドが増加中に例えば石
炭デマンドが上限または下限制限にかかりマスタ制御不
能になった場合は重油デマンドは重油比率で決まる分し
か増加しないので全体として燃料不足となる。その場
合、主蒸気圧力制御回路(図3参照)で対応することに
なるが主蒸気圧力は一時低下することになる。本発明は
このように比率制御運転中でかつ、総燃料デマンドが増
加中または減少中に例えば石炭デマンドが上限または下
限制限にかかりマスタ制御不能になった場合でも主蒸気
圧力が一時低下することのない複数燃料制御装置を実現
することを目的としている。
るために本発明では、請求項1においては、2種類の燃
料が混焼状態となるときの2燃種の燃焼比率を制御する
複数燃種制御装置であって、一方の燃料流量が燃料マス
タ追従不能のときに、総燃料デマンドからマスタ追従不
能の燃料流量を差し引いた量を、他方の燃料デマンドと
する2燃種混焼制御装置において、比率制御運転中に総
燃料デマンドが増加若しくは減少している状態で、何れ
かの燃料が上限若しくは下限を超えた場合は、それ以降
のデマンドの増減分はすべて他方の燃料をデマンドに振
り当てることを特徴とする。
状態となるときの3燃種の燃焼比率を制御する複数燃種
制御装置であって、第1および第2燃料の流量が燃料マ
スタ追従不能のときに、総燃料デマンドからマスタ追従
不能の第1および第2の燃料流量を差し引き、この値
を、第3の燃料デマンドとする3燃種混焼制御装置にお
いて、比率制御運転中に総燃料デマンドが増加若しくは
減少している状態で、何れか一つの燃料が上限若しくは
下限を超えた場合は、それ以降のデマンドの増減分は他
の1つあるいは2つの燃料デマンドに振り当てることを特
徴とする。
種混焼制御装置において、第1燃料は石炭,第2燃料は
重油であることを特徴とする請求項4においては、請求
項2記載の3燃種混焼制御装置において、第1燃料は石
炭,第2燃料は重油,第3燃料は未燃焼成分を含む排ガ
スであることを特徴とする。
説明する。図1は本発明の実施形態の一例を示す2燃種
制御装置の概略構成図である。なお、図7と同一要素に
は同一符号を付している。図1において、図7と異なる
点は乗算器15aとスイッチ23a(T1)の間および
乗算器15bとスイッチ23b(T2)の間に上限設定
器として機能する低位信号選択器24c,24dを、ま
た、下限設定器として機能する高位信号選択器25c,
25dを設けた点であり、低位信号選択器24cは減算
器16aの後段に配置された低位信号選択器24aと共
に上限設定器26aにより石炭デマンドの上限が設定さ
れる。
aの後段に配置された高位信号選択器25aと共に下限
設定器27aにより石炭デマンドの下限が設定される。
また、乗算器15bの後段に配置された低位信号選択器
24dは減算器16bの後段に配置された低位信号選択
器24bと共に上限設定器26bにより重油デマンドの
上限が設定される。
6bの後段に配置された高位信号選択器25bと共に下
限設定器27bにより重油デマンドの下限が設定され
る。ここで、比率運転中において、総燃料デマンドが増
加している状態で石炭デマンドが上限制限器24aに設
定された上限を超えて、マスタ追従不能になったとす
る。当然もう一つの石炭デマンドである乗算器15aの
出力も増加する。その場合、低位信号選択器(上限設定
器24a,24c)は共通の上限設定器26aにより上
限が設定されているので、上限設定器24c側も上限を
超えることになる。
(スイッチT1の出力)は上限に固定されるので、総燃
料の増加分はそのまま重油デマンドの増加分により賄わ
れることとなる。つまり、重油側も見かけ上マスタ追従
しない定値制御状態となる。次に、燃料デマンドが減少
して上限制限が解除された場合は自動的に比率制御運転
に移行する。以上の動作は下限制限器25aに設定され
た下限を超えて、マスタ追従不能になったときも同様で
あり、更に重油側が上下限制限を越えた場合も同様であ
る。
ンドが上限または下限制限にかかりマスタ制御不能にな
った場合でも主蒸気圧力が一時低下することのない複数
燃料制御装置を実現することができる。
る。この3燃種の基本的回路構成は、図1の2燃種制御
をそのまま3燃種に拡張したものである。まず、LDG
比率(対全燃料)でデマンドをLDGと(重油十石炭)
に配分する。重油十石炭のデマンドは重油比率(対全燃
料)で配分される。重油比率は対全燃料比で設定される
ので除算器17aで対重油十石炭比に変換する。重油と
石炭の実流量から求めた実比率を乗算器15aで対全燃
料の重油実比率に変換する。
DGガスの比率を設定し、24e〜24hはLDGデマ
ンドの上限制限器、25e〜25hはLDGデマンドの
下限制限器である。これらの制限器は上限設定器26d
および下限設定器27dにより上下限LDGデマンドが
設定される。また、上限設定器26cは上限制限器24
eに対して総燃料デマンドに対するLDGデマンドの上
限を設定し、下限設定器27cは下限制限器25eに対
して総燃料デマンドに対するLDGデマンドの下限を設
定する。このような構成によれば、石炭,LDGガスま
たは重油デマンドのいずれかが上限または下限制限にか
かりマスタ制御不能になった場合でも主蒸気圧力が一時
低下することのない複数燃料制御装置を実現することが
できる。
目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。し
たがって本発明はその本質から逸脱せずに多くの変更、
変形をなし得ることは当業者に明らかである。例えば、
燃種は石炭、重油、プロセスガスに限ることなく他の燃
種であってもよく、装置の構成も図示以外の構成であっ
てもよい。特許請求の範囲の欄の記載により定義される
本発明の範囲は、その範囲内の変更、変形を包含するも
のとする。
または3種類の燃料を用いて燃焼比率を制御する複数燃
種制御装置であって、比率制御運転中に総燃料デマンド
が増加している状態で、何れかの燃料が上限若しくは下
限を超えた場合は、それ以降のデマンドの増減分を他方
1つまたは2つの燃料デマンドに振り当てるようにした
ので、石炭,重油またはLDGガスデマンドのいずれか
が上限または下限制限にかかりマスタ制御不能になった
場合でも主蒸気圧力が一時低下することのない複数燃料
制御装置を実現することができる。
を示すブロック構成図である。
を示すブロック構成図である。
的なブロック構成図である。
的なブロック構成図である。
示すブロック構成図である。
示すブロック構成図である。
示すブロック構成図である。
示すブロック構成図である。
Claims (4)
- 【請求項1】2種類の燃料が混焼状態となるときの2燃
種の燃焼比率を制御する複数燃種制御装置であって、一
方の燃料流量が燃料マスタ追従不能のときに、総燃料デ
マンドからマスタ追従不能の燃料流量を差し引いた量
を、他方の燃料デマンドとする2燃種混焼制御装置にお
いて、比率制御運転中に総燃料デマンドが増加若しくは
減少している状態で、何れかの燃料が上限若しくは下限
を超えた場合は、それ以降のデマンドの増減分は全て他
方の燃料に振り当てることを特徴とする複数燃種制御装
置。 - 【請求項2】3種類の燃料が混焼状態となるときの3燃
種の燃焼比率を制御する複数燃種制御装置であって、第
1および第2燃料の流量が燃料マスタ追従不能のとき
に、総燃料デマンドからマスタ追従不能の第1および第
2の燃料流量を差し引き、この値を、第3の燃料デマン
ドとする3燃種混焼制御装置において、比率制御運転中
に総燃料デマンドが増加若しくは減少している状態で、
何れか一つの燃料が上限若しくは下限を超えた場合は、
それ以降のデマンドの増減分は他の1つ或いは2つの燃
料デマンドに振り当てることを特徴とする複数燃種制御
装置。 - 【請求項3】第1燃料は石炭,第2燃料は重油であるこ
とを特徴とする請求項1記載の2燃種混焼制御装置。 - 【請求項4】第1燃料は石炭,第2燃料は重油,第3燃
料は未燃焼成分を含む排ガスであることを特徴とする請
求項2記載の3燃種混焼制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001084889A JP4265109B2 (ja) | 2001-03-23 | 2001-03-23 | 複数燃種制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001084889A JP4265109B2 (ja) | 2001-03-23 | 2001-03-23 | 複数燃種制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002286203A true JP2002286203A (ja) | 2002-10-03 |
JP4265109B2 JP4265109B2 (ja) | 2009-05-20 |
Family
ID=18940495
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001084889A Expired - Lifetime JP4265109B2 (ja) | 2001-03-23 | 2001-03-23 | 複数燃種制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP4265109B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008008522A (ja) * | 2006-06-27 | 2008-01-17 | Nippon Steel Corp | ボイラ燃料投入量の決定方法、ボイラ燃料制御装置及びプログラム |
-
2001
- 2001-03-23 JP JP2001084889A patent/JP4265109B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008008522A (ja) * | 2006-06-27 | 2008-01-17 | Nippon Steel Corp | ボイラ燃料投入量の決定方法、ボイラ燃料制御装置及びプログラム |
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