JPH02227572A - ヒートポンプの制御装置 - Google Patents
ヒートポンプの制御装置Info
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- JPH02227572A JPH02227572A JP1046430A JP4643089A JPH02227572A JP H02227572 A JPH02227572 A JP H02227572A JP 1046430 A JP1046430 A JP 1046430A JP 4643089 A JP4643089 A JP 4643089A JP H02227572 A JPH02227572 A JP H02227572A
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- Japan
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- current
- compressor
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- operating
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 241000219995 Wisteria Species 0.000 description 1
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2600/00—Control issues
- F25B2600/02—Compressor control
- F25B2600/021—Inverters therefor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating
Landscapes
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Air Conditioning Control Device (AREA)
- Feedback Control In General (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】
(産業上の利用分野)
本発明は空気調和機、冷凍機、除湿機等のヒートポンプ
の制御装置に関する。
の制御装置に関する。
(従来の技術)
従来の空気調和機の冷媒回路の1例が第7図に示されて
いる。
いる。
冷房運転時、圧縮機1が電動機2によって駆動されると
、圧縮機1から吐出された冷媒ガスは実線矢印で示すよ
うに、四方弁3を経て室外熱交換器4に入り、ここで電
動機5によって駆動される室外送風機6から送風される
外気と熱交換することによって凝縮液化する。この液冷
媒は電子膨張弁7で断熱膨張した後、室内熱交換器8に
入りここで電動機9によって駆動される室内送風a10
から送風される室内空気と熱交換することによって藤発
気化する。そして、このガス冷媒は四方弁3を経て再び
圧縮機1に循環する。
、圧縮機1から吐出された冷媒ガスは実線矢印で示すよ
うに、四方弁3を経て室外熱交換器4に入り、ここで電
動機5によって駆動される室外送風機6から送風される
外気と熱交換することによって凝縮液化する。この液冷
媒は電子膨張弁7で断熱膨張した後、室内熱交換器8に
入りここで電動機9によって駆動される室内送風a10
から送風される室内空気と熱交換することによって藤発
気化する。そして、このガス冷媒は四方弁3を経て再び
圧縮機1に循環する。
暖房運転時には、冷媒は破線矢印で示すように圧縮機1
、四方弁3、室内熱交換器8、電子膨張弁7、室外熱交
換器4、四方弁3をこの順に経て圧縮機1に循環する。
、四方弁3、室内熱交換器8、電子膨張弁7、室外熱交
換器4、四方弁3をこの順に経て圧縮機1に循環する。
圧縮機1はこれを駆動する電動機2に供給される電流の
周波数を変更することによってその回転数、即ち、容量
が制御される。
周波数を変更することによってその回転数、即ち、容量
が制御される。
圧縮機1の制御ブロック図が第8図に示されている。
室内熱交換器8に吸入される空気温度、即ち、室温Ta
と設定温度SPは減算器11に入力され、ここで両者の
偏差が算出される。この偏差はPID演算器12に人力
され、ここで圧縮機1の運転周波数、即ち、電動812
に供給される電流の周波数fが算出される。
と設定温度SPは減算器11に入力され、ここで両者の
偏差が算出される。この偏差はPID演算器12に人力
され、ここで圧縮機1の運転周波数、即ち、電動812
に供給される電流の周波数fが算出される。
圧縮機lの運転電流、即ち、電動機2に供給されるt流
値!とその第1の設定電流値1.は比較器13で比較さ
れ、電流値!がこの設定電流値■1を超えると、比較器
13の出力Sが“L“から4H1となり、フリソブフロ
フプ回路14の出力Qが“H”に固定される。この出力
Qは乗算器15で所定倍され、その出力Δfは減算器1
6に入力されてここでPID演算器12から入力された
周波数fからΔfが減算される。そして、この減算結果
として得られた周波数が電動機2に指令される。
値!とその第1の設定電流値1.は比較器13で比較さ
れ、電流値!がこの設定電流値■1を超えると、比較器
13の出力Sが“L“から4H1となり、フリソブフロ
フプ回路14の出力Qが“H”に固定される。この出力
Qは乗算器15で所定倍され、その出力Δfは減算器1
6に入力されてここでPID演算器12から入力された
周波数fからΔfが減算される。そして、この減算結果
として得られた周波数が電動機2に指令される。
電流値1が減少して第2の設定電流値■2以下公
となると、比較器12の電力Rが“L″から“H。
となり、フリンブフロンプ回路14にリセット信号が入
力される。かくして、フリソプフロンブ回路14の出力
Qが“H”から“L”に低下し、乗算器15の出力Δr
はOとなるので、PID演算器12で演算された周波数
fがそのまま電動機2に指令される。
力される。かくして、フリソプフロンブ回路14の出力
Qが“H”から“L”に低下し、乗算器15の出力Δr
はOとなるので、PID演算器12で演算された周波数
fがそのまま電動機2に指令される。
かくして、圧縮機1の運転電流値!が第1の設定電流値
■、を趙えると、圧縮機lの運転周波数をfからΔfだ
け減少させ、運転電流値Iが第2の設定電流値!!以下
となると、圧縮機1の運転周波数を1に戻していた。な
お、第1の設定電流値1.と第2の設定電流値!2との
巾はハンチングが生じないように充分大きく採られてい
た。
■、を趙えると、圧縮機lの運転周波数をfからΔfだ
け減少させ、運転電流値Iが第2の設定電流値!!以下
となると、圧縮機1の運転周波数を1に戻していた。な
お、第1の設定電流値1.と第2の設定電流値!2との
巾はハンチングが生じないように充分大きく採られてい
た。
(発明が解決しようとする課11り
上記従来の制御方法においては、圧縮機1の運転電流値
■が第1の設定電流値!、を一度でも超えると、運転電
流値Iが第2の設定電流値l、まで低下しない限り運転
周波数はfからΔfだけ少ない状態に維持される。従っ
て、空調負荷が低下した場合であっても運転電流値Iが
第2の設定電流値I2に低下しない限り運転周波数はf
に戻らないので、元の周波数fに戻るのに多大の時間が
掛り、又は、復帰出来ない場合も生ずる。
■が第1の設定電流値!、を一度でも超えると、運転電
流値Iが第2の設定電流値l、まで低下しない限り運転
周波数はfからΔfだけ少ない状態に維持される。従っ
て、空調負荷が低下した場合であっても運転電流値Iが
第2の設定電流値I2に低下しない限り運転周波数はf
に戻らないので、元の周波数fに戻るのに多大の時間が
掛り、又は、復帰出来ない場合も生ずる。
(目的)
本発明は上記課題に対処するために発明されたものであ
って、その目的とするところは、圧縮機の運転電流を第
1の設定電流値以下に保持しながら圧縮機の運転周波数
を大きくして圧縮機の能力を最大限に発揮させようとす
るにある。
って、その目的とするところは、圧縮機の運転電流を第
1の設定電流値以下に保持しながら圧縮機の運転周波数
を大きくして圧縮機の能力を最大限に発揮させようとす
るにある。
本発明の他の目的とするところは、圧縮機の運転電流値
が第1の設定電流値と第2の設定電流値との間にあると
きは、運転電流値の時間的変化がない場合又は減少傾向
にある場合であっても効率良く元の運転周波数に近付け
ようとするにある。
が第1の設定電流値と第2の設定電流値との間にあると
きは、運転電流値の時間的変化がない場合又は減少傾向
にある場合であっても効率良く元の運転周波数に近付け
ようとするにある。
本発明の更に他の目的とするところは、多数の切換点や
切り換え条件を詳細に設定することな(、簡単なファジ
ィ−制御ルールとメンバーシップ関数を設定することに
よって上記制御を実現させようとするにある。
切り換え条件を詳細に設定することな(、簡単なファジ
ィ−制御ルールとメンバーシップ関数を設定することに
よって上記制御を実現させようとするにある。
(課題を解決するための手段)
上記目的を達成するため、本発明の要旨とするところは
、圧縮機の運転電流を検出する検出手段と、上記検出手
段により検出された電流検出値の時間的変化率を演算す
る演算手段と、上記電流検出値と上記時間的変化率の演
算値とから制御ルールに基づいたファジィ−論理演算に
より圧縮機の運転周波数を演算する演算手段とを備えた
ことを特徴とするヒートポンプの制m装置にある。
、圧縮機の運転電流を検出する検出手段と、上記検出手
段により検出された電流検出値の時間的変化率を演算す
る演算手段と、上記電流検出値と上記時間的変化率の演
算値とから制御ルールに基づいたファジィ−論理演算に
より圧縮機の運転周波数を演算する演算手段とを備えた
ことを特徴とするヒートポンプの制m装置にある。
(作用)
本発明においては、上記構成を具えているため、圧縮機
の運転電流を検出し、この電流検出値の時間的変化率を
演算して、電流検出値とその時間的変化率の演算値とか
ら制御ルールに基づいたファジィ−論理演算により圧縮
機の運転周波数を演算する。
の運転電流を検出し、この電流検出値の時間的変化率を
演算して、電流検出値とその時間的変化率の演算値とか
ら制御ルールに基づいたファジィ−論理演算により圧縮
機の運転周波数を演算する。
(実施例)
以下、本発明を空気調和機に適用した1実施例について
、第1図ないし第6図を参照しながら具体的に説明する
。
、第1図ないし第6図を参照しながら具体的に説明する
。
空気調和機の冷媒回路は第7図に示す従来のものと同様
である。
である。
空気調和機の電気回路が第2図に示され、交流型fi2
1からの電流はインバータ22を介して圧縮機1の駆動
用電動機2に供給される。
1からの電流はインバータ22を介して圧縮機1の駆動
用電動機2に供給される。
電動機2に供給される運転電流は変流器23によって検
出され、電流検出値は整流器24、^/D変換器25を
経て制御装置26に入力される。制御装置26は電流検
出値の時間的変化率を演算し、電流検出値と時間的変化
率から制御′nルールに基づいたファジィ−論理演算に
より運転周波数を演算してインバータ22に出力する。
出され、電流検出値は整流器24、^/D変換器25を
経て制御装置26に入力される。制御装置26は電流検
出値の時間的変化率を演算し、電流検出値と時間的変化
率から制御′nルールに基づいたファジィ−論理演算に
より運転周波数を演算してインバータ22に出力する。
インバータ22は電動機2に供給される電流の周波数を
演算された運転周波数に変更する。
演算された運転周波数に変更する。
制御装置26の制御ブロック図が第1図に、フローチャ
ートが第3図に示されている。
ートが第3図に示されている。
予め定められたサンプリングタイム毎に電流検出手段2
3によって検出された圧縮機の運転電流値!、及び設定
手段30によって設定きれた設定電流(a I。が減算
器31に入力され、ここで両者の偏差er(=I−II
)が算出される−そして、この偏差elは偏差記憶手段
32に記憶される。また、この偏差e1は時間的変化率
の演算手段33に入力され、ここで偏差記憶手段32に
記憶されている前回のサンプリング時における偏差eえ
−1と比較されることにより偏差e、の時間的変化率Δ
e4が算出される。
3によって検出された圧縮機の運転電流値!、及び設定
手段30によって設定きれた設定電流(a I。が減算
器31に入力され、ここで両者の偏差er(=I−II
)が算出される−そして、この偏差elは偏差記憶手段
32に記憶される。また、この偏差e1は時間的変化率
の演算手段33に入力され、ここで偏差記憶手段32に
記憶されている前回のサンプリング時における偏差eえ
−1と比較されることにより偏差e、の時間的変化率Δ
e4が算出される。
偏差e、はそのファジィ−変数グレードの算出手段34
に入力され、ここでeのメンバーシップ関数の記憶手段
35から入力されたメンバーシップ関数に対応するファ
ジィ−変数グレードが算出される。なお、この記憶手段
35には、第4図に示すように、偏差eに対応するファ
ジィ−変数のメンバーシップ関数が記憶されている。
に入力され、ここでeのメンバーシップ関数の記憶手段
35から入力されたメンバーシップ関数に対応するファ
ジィ−変数グレードが算出される。なお、この記憶手段
35には、第4図に示すように、偏差eに対応するファ
ジィ−変数のメンバーシップ関数が記憶されている。
一方、時間的変化率Δe、はそのファジィ−変数グレー
ドの算出手段36に入力され、ここで八〇のメンバーシ
ップ関数の記憶手段37から入力されたメンバーシップ
関数に対応するファジィ−変数グレードが算出される。
ドの算出手段36に入力され、ここで八〇のメンバーシ
ップ関数の記憶手段37から入力されたメンバーシップ
関数に対応するファジィ−変数グレードが算出される。
なお、この記憶手段37には、第5図に示すように、e
の時間的変化率Δeに対応するメンバーシップ関数が記
憶されている。
の時間的変化率Δeに対応するメンバーシップ関数が記
憶されている。
算出手段34及び36で算出されたファジィ−変数グレ
ードは周波数の変化量Δfに対するファジィ−変敗グレ
ードの最少値算出手段37に入力され、ここで制御ルー
ル記憶手段38に記憶されたII御ルールに基づいてΔ
fのファジィ−変数グレードの最少値が算出される。
ードは周波数の変化量Δfに対するファジィ−変敗グレ
ードの最少値算出手段37に入力され、ここで制御ルー
ル記憶手段38に記憶されたII御ルールに基づいてΔ
fのファジィ−変数グレードの最少値が算出される。
制御ルール記憶手段には第1表に示す制御ルール−が記
憶されている。
憶されている。
第1表
1)if e=ZO& Δe −NB TIIEN
A f −PS2)if e=Zo & Δ
e =NS THEN Δr=Ps3)if e=
ZO& Δe −2OTHEN Δ「−204)i
f e=Zo & Δe =PS THEN
Δf−NS5)if e=Zo & Δe=PB
THEN Δf−NB6)if e=s &
Δe −NS THEN Δr=ps7)He=S
& Δe =ZOTtlEN Δf=Z。
A f −PS2)if e=Zo & Δ
e =NS THEN Δr=Ps3)if e=
ZO& Δe −2OTHEN Δ「−204)i
f e=Zo & Δe =PS THEN
Δf−NS5)if e=Zo & Δe=PB
THEN Δf−NB6)if e=s &
Δe −NS THEN Δr=ps7)He=S
& Δe =ZOTtlEN Δf=Z。
8)if e=S & Δe =PS Tllε
)lAf=Z。
)lAf=Z。
9)if e=B & Δe =NB THEN
Δf−PH10)ire−B& Δe −ZOT
IIRN Δf=Ps11)if e=B h
Δe −PRTHEN Δf−2Oこれら制御ルー
ルは第2表に示すファジィ−テーブルに纏められている
。
Δf−PH10)ire−B& Δe −ZOT
IIRN Δf=Ps11)if e=B h
Δe −PRTHEN Δf−2Oこれら制御ルー
ルは第2表に示すファジィ−テーブルに纏められている
。
第2表
なお、第1表、第2表において、zo=零、Sは小、B
は大、NBは負方向に大、NSは負方向に小、PSは正
方向に小、PRは正方向に大、をそれぞれ表している。
は大、NBは負方向に大、NSは負方向に小、PSは正
方向に小、PRは正方向に大、をそれぞれ表している。
次いで、算出手段37で算出されたΔfのグレードの最
少値は和集合演算手段38に入力され、ここでΔfのメ
ンバーシップ関数の記憶手段39から入力されたメンバ
ーシップ関数に基づいてΔfの和集合を求める。なお、
Δfのメンバーシップ関数の記憶手段39には第6図に
示すように、Δfに対応するメンバーシップ関数が記憶
されている。
少値は和集合演算手段38に入力され、ここでΔfのメ
ンバーシップ関数の記憶手段39から入力されたメンバ
ーシップ関数に基づいてΔfの和集合を求める。なお、
Δfのメンバーシップ関数の記憶手段39には第6図に
示すように、Δfに対応するメンバーシップ関数が記憶
されている。
次いで、重心計算手段40によって和集合の重心を求め
ることによって周波数の変化量Δf、算出される、この
周波数の変化量ΔfIは加算器41に入力され、ここで
周波数記憶手段42から入力された前回の周波数f t
−1と加算されて今回の周波数f、が算出され、この周
波数f、はインバータ22に出力され、同時に記憶手段
42に記憶される。
ることによって周波数の変化量Δf、算出される、この
周波数の変化量ΔfIは加算器41に入力され、ここで
周波数記憶手段42から入力された前回の周波数f t
−1と加算されて今回の周波数f、が算出され、この周
波数f、はインバータ22に出力され、同時に記憶手段
42に記憶される。
例えば、e=e、 、Δe=Δe1のとき、第4図から
eのファジィ−変数zOのグレードは1と評価され、第
5図からΔeのファジィ−変数PRのグレードはg+−
ファジィ−変数PSのグレードはg8と評価される。
eのファジィ−変数zOのグレードは1と評価され、第
5図からΔeのファジィ−変数PRのグレードはg+−
ファジィ−変数PSのグレードはg8と評価される。
第1表及び第2表に示す制御ルールに基づいてΔfのグ
レードを求めると、e=ZOで、Δe=PSのときのΔ
rのファジィ−変数NSのグレードはΔeのPSのグレ
ードg2とeのZOのグレード1のうち小さい方のグレ
ードgtとなる。また、e=ZOで、Δe=PRのとき
のΔfのファジィ−変数NBのグレードはΔeのPRの
グレードg1とeのzOのグレードlのうち小さい方の
グレードg+ となる。
レードを求めると、e=ZOで、Δe=PSのときのΔ
rのファジィ−変数NSのグレードはΔeのPSのグレ
ードg2とeのZOのグレード1のうち小さい方のグレ
ードgtとなる。また、e=ZOで、Δe=PRのとき
のΔfのファジィ−変数NBのグレードはΔeのPRの
グレードg1とeのzOのグレードlのうち小さい方の
グレードg+ となる。
このΔfのそれぞれのファジィ−変数NS 、!: N
Bについてグレードg8と81で重みをつけたのが第6
図の斜線部分となり、この部分の重心を求めると周波数
の変化量はΔf1となる。
Bについてグレードg8と81で重みをつけたのが第6
図の斜線部分となり、この部分の重心を求めると周波数
の変化量はΔf1となる。
なお、第4図ないし第6図においてそれぞれのメンバー
シップ関数はなめらかな曲線等も適用できる。また、第
6図のΔfのメンバーシップ関数の重みづけ方法はΔf
の各集合全体にe、八〇のグレード値を乗じても良い。
シップ関数はなめらかな曲線等も適用できる。また、第
6図のΔfのメンバーシップ関数の重みづけ方法はΔf
の各集合全体にe、八〇のグレード値を乗じても良い。
(発明の効果)
本発明においては、圧縮機の運転電流を検出し、この電
流検出値の時間的変化率を演算して、電流検出値とその
時間的変化率の演算値とから制御ルールに基づいたファ
ジィ−論理演算により圧縮機の運転周波数を演算し、こ
の運転周波数で圧縮機を駆動する。この結果、運転電流
の検出値とその設定電流値との偏差が定常的であった場
合やこの偏差が小さいにも拘らずこれが増大傾向にある
場合にはタイミング良く圧縮機の運転周波数を上昇させ
ることができる。更に、偏差が大きくても上昇傾向にあ
れば運転周波数の上昇を低減することができる。
流検出値の時間的変化率を演算して、電流検出値とその
時間的変化率の演算値とから制御ルールに基づいたファ
ジィ−論理演算により圧縮機の運転周波数を演算し、こ
の運転周波数で圧縮機を駆動する。この結果、運転電流
の検出値とその設定電流値との偏差が定常的であった場
合やこの偏差が小さいにも拘らずこれが増大傾向にある
場合にはタイミング良く圧縮機の運転周波数を上昇させ
ることができる。更に、偏差が大きくても上昇傾向にあ
れば運転周波数の上昇を低減することができる。
このようにして運転電流がその設定電流に到達するまで
運転周波数を上昇させることができるのでヒートポンプ
の能力を最大限に発渾できる。
運転周波数を上昇させることができるのでヒートポンプ
の能力を最大限に発渾できる。
第1図ないし第6図は本発明の1実施例を示し、第1図
は制御ブロック図、第2図は空気調和機の電気回路図、
第3図はフローチャート、第4図は偏差eのメンバーシ
ップ関数を示す線図、第5図は時間的変化率Δeのメン
バーシップ関数を示す線図、第6図は周波数の変化量Δ
rのメンバーシップ関数を示す線図、第7図及び第8図
は従来の空気調和機の1例を示し、第7図は冷媒回路図
、第8図は制御ブロック図である。 圧縮機の運転電流検出手段−23、時間的変化率の演算
手段−・33、制御ルールの記憶手段・・・38、運転
第7図
は制御ブロック図、第2図は空気調和機の電気回路図、
第3図はフローチャート、第4図は偏差eのメンバーシ
ップ関数を示す線図、第5図は時間的変化率Δeのメン
バーシップ関数を示す線図、第6図は周波数の変化量Δ
rのメンバーシップ関数を示す線図、第7図及び第8図
は従来の空気調和機の1例を示し、第7図は冷媒回路図
、第8図は制御ブロック図である。 圧縮機の運転電流検出手段−23、時間的変化率の演算
手段−・33、制御ルールの記憶手段・・・38、運転
第7図
Claims (1)
- 圧縮機の運転電流を検出する検出手段と、上記検出手段
により検出された電流検出値の時間的変化率を演算する
演算手段と、上記電流検出値と上記時間的変化率の演算
値とから制御ルールに基づいたファジィー論理演算によ
り圧縮機の運転周波数を演算する演算手段とを備えたこ
とを特徴とするヒートポンプの制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1046430A JP2716780B2 (ja) | 1989-03-01 | 1989-03-01 | ヒートポンプの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1046430A JP2716780B2 (ja) | 1989-03-01 | 1989-03-01 | ヒートポンプの制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02227572A true JPH02227572A (ja) | 1990-09-10 |
JP2716780B2 JP2716780B2 (ja) | 1998-02-18 |
Family
ID=12746935
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Citations (2)
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1989
- 1989-03-01 JP JP1046430A patent/JP2716780B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
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JP2716780B2 (ja) | 1998-02-18 |
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