説明

インペラ用ガイド板及び曝気撹拌機

【課題】縦軸型の曝気撹拌機を有するオキシデーションディッチ槽において、オキシデーションディッチ槽内全体に効率よく循環流を形成できると共に、曝気を良好に行う。
【解決手段】直線水路23に配置されたインペラ11より上流側にバッフル板13を配置し、インペラ11の回転により上流側へ向かう撹拌流C2をバッフル板13によって下流側に誘導する。また、バッフル板13の上部に通過部14を設け、インペラ11の回転により飛散し上流側へ向かう水C3を通過部14を通して通過させる。また、通過部14と対向するようにバッフル板13に整流板15Aを設け、通過部14を通過した水C3を整流板15Aと衝突させながらバッフル板13の外周面に沿うと共にインペラ11の回転方向に沿うように整流する。そして、水C3が通過部14を通過し整流板15Aにより整流される間、水C3に充分な空気を取り込ませる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、インペラ用ガイド板及び曝気撹拌機に関する。
【背景技術】
【0002】
下水の処理方法として、無終端状の循環水路が形成されたオキシデーションディッチ槽を使用する方法が知られている(特許文献1、2参照)。このオキシデーションディッチ槽における曝気撹拌機としては、縦軸型、横軸型及び斜軸型の3種類が知られている。これらのうち、横軸型の曝気撹拌機は撹拌羽根に夾雑物が絡まりやすく、斜軸型の曝気撹拌機は撹拌力が弱いためにオキシデーションディッチ槽当たりの設置台数を増やす必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2001−252681号公報
【特許文献2】特開2002−320994号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
一方、縦軸型の曝気撹拌機は、処理水の水面上にインペラの一部を出した状態でインペラを回転させて表面曝気を、処理水にインペラを水没させた状態でインペラを回転させて無酸素撹拌をそれぞれ行うと共に、オキシデーションディッチ槽内全体に循環流を良好に形成させるものである。しかしながら、インペラの回転により発生する撹拌流は、インペラの下流側だけでなく上流側にも噴出するため、上流側に噴出した撹拌流が良好な循環流の形成を妨げ、下水処理性能を低下させる虞がある。特に、曝気撹拌機を循環水路の直線部分に設置する場合には、循環流に対する逆流として作用するため、その傾向が顕著となる。
【0005】
そこで本発明は、縦軸型の曝気撹拌機を有するオキシデーションディッチ槽において、オキシデーションディッチ槽内全体に効率よく循環流を形成できると共に、曝気を良好に行うことができるインペラ用ガイド板及び曝気撹拌機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明に係るインペラ用ガイド板は、直線水路を有する無終端状の循環水路と、直線水路において一方の側壁寄りに設置され、水面付近で鉛直方向の軸線回りに回転し直線水路に水流を発生させるインペラとを備えるオキシデーションディッチにおいてインペラに対して用いられるインペラ用ガイド板であって、インペラより直線水路の上流側に離間して配置され、インペラの回転により発生し直線水路の上流側へ向かう撹拌流を直線水路の下流側に誘導するバッフル板と、バッフル板の上部に設けられ、インペラの回転により飛散し直線水路の上流側へ向かう水を通過させる通過部と、通過部より直線水路の上流側に位置するようにバッフル板に設けられ、インペラの回転により直線水路の上流側へ向かい通過部を通過した水を、バッフル板の外周面に沿うと共にインペラの回転方向に沿うように整流する整流板とを備えることを特徴とする。
【0007】
本発明によれば、インペラより上流側にバッフル板が配置され、このバッフル板によって、インペラの回転により上流側へ向かう撹拌流が下流側に誘導される。また、バッフル板の上部には通過部が設けられ、この通過部を、インペラの回転により飛散し上流側へ向かう水が通過する。通過部を通過した水は、整流板と衝突しながらバッフル板の外周面に沿うと共にインペラの回転方向に沿うように整流される。そして、インペラの回転により飛散した水が通過部を通過し整流板により整流される間、当該水に充分な空気が取り込まれる。このように、インペラ周りにおいて、水流の誘導と酸素の供給とが両立されるため、オキシデーションディッチ槽内全体に効率よく循環流を形成できると共に、曝気を良好に行うことができる。
【0008】
ここで、整流板は、インペラの回転方向に沿った回転方向上流側の端部がバッフル板に連結され、インペラの回転方向に沿った回転方向下流側の端部がバッフル板と離間して開放されており、上流側の端部から下流側の端部に向かうに従いバッフル板と離間する距離が大きくなっていると、通過部を通過した水を、バッフル板の外周面に沿うと共にインペラの回転方向に沿うように良好に整流できる。
【0009】
また、本発明に係る曝気撹拌機は、インペラと、上記のインペラ用ガイド板とを備えるため、オキシデーションディッチ槽内全体に効率よく循環流を形成できると共に、曝気を良好に行うことができる。
【0010】
また、バッフル板は、一方の側壁に対して離間して設けられ、バッフル板より直線水路の上流側に、一方の側壁とバッフル板との間から噴出し直線水路の上流側へ向かう撹拌流を、バッフル板の外周面に沿うと共にインペラの回転方向に沿うようにガイドするガイド板を備えていると、一方の側壁とバッフル板との間から噴出し直線水路の上流側へ向かう撹拌流が、ガイド板によりバッフル板の外周面に沿うと共にインペラの回転方向に沿うようにガイドされ、このガイドされた撹拌流によりバッフル板の外周面付近に滞留するスカムが良好に除去される。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、縦軸型の曝気撹拌機を有するオキシデーションディッチ槽において、オキシデーションディッチ槽内全体に効率よく循環流を形成できると共に、曝気を良好に行うことができるインペラ用ガイド板及び曝気撹拌機を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】第1実施形態に係るインペラ用ガイド板を備えた曝気撹拌機をオキシデーションディッチ槽に配置した概略平面図である。
【図2】図1中の曝気撹拌機を示す拡大断面図である。
【図3】図1中のインペラ用ガイド板を示す拡大斜視図である。
【図4】第2実施形態に係るインペラ用ガイド板を備えた曝気撹拌機を示す拡大断面図である。
【図5】第3実施形態に係るインペラ用ガイド板を備えた曝気撹拌機を示す拡大断面図である。
【図6】第4実施形態に係るインペラ用ガイド板を備えた曝気撹拌機を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明のインペラ用ガイド板及び曝気撹拌機の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において、同一又は相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【0014】
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態に係るインペラ用ガイド板を備えた曝気撹拌機をオキシデーションディッチ槽に配置した概略平面図である。図1に示すように、曝気撹拌機1Aは、排水等の被処理水Wが導入されるオキシデーションディッチ槽2に設けられる。オキシデーションディッチ槽2は、平面視長円形に形成された周囲壁(側壁)21と、被処理水Wが満たされたオキシデーションディッチ槽2内を中央で仕切る平面視直線状の区画壁(側壁)22とを有して無終端状の循環水路を形成しており、区画壁22の両側は直線水路23となっている。
【0015】
曝気撹拌機1Aは、オキシデーションディッチ槽2の直線水路23において区画壁22寄りに設置されている。この曝気撹拌機1Aは、インペラ11及びインペラ用ガイド板12Aを備えると共に、インペラ11を略鉛直方向の軸線回りに回転させるための不図示の回転軸、電動機、及び、減速機を備えている。
【0016】
インペラ11は、被処理水Wの水面付近に浸漬されて回転することで被処理水Wを撹拌及び曝気する。この撹拌は同時に、オキシデーションディッチ槽2内全体に循環流C1を形成する(詳しくは後述)。
【0017】
そして、このオキシデーションディッチ槽2にあっては、所定時間撹拌曝気することでオキシデーションディッチ槽2全体を好気性領域とし、その後所定時間インペラ11を低速回転させ撹拌のみを行うことでオキシデーションディッチ槽2全体を無酸素領域とし、これを繰り返す。なお、インペラ11として、特開平11−290885号公報又は特開2010−203351号公報に開示されている昇降可能なものを用いて、所定時間撹拌曝気することで槽全体を好気性領域とし、その後所定時間インペラ11を被処理水W内に浸漬して撹拌のみを行うことで槽全体を無酸素領域とし、これを繰り返すオキシデーションディッチとすることもできる。更に、インペラ11の下流側の所定領域を好気性領域とし、そこからインペラ11の上流側までを無酸素領域とするオキシデーションディッチとすることもできる。
【0018】
図2は、図1中の曝気撹拌機を示す拡大断面図である。図2に示すように、インペラ用ガイド板12Aは、バッフル板13、複数(ここでは3つ)の通過部14、及び複数(ここでは3つ)の整流板15Aを有して構成されている。
【0019】
バッフル板13は、インペラ11より直線水路23の上流側に離間して配置されており、例えば下方又は側方に延びる複数の脚がボルト締め等により直線水路23の底又は区画壁22に固定されている。バッフル板13は、区画壁22に対して離間して設けられている。バッフル板13の形状は、インペラ11の回転により発生し直線水路23の上流側へ向かう撹拌流C2を、直線水路23の下流側に誘導する形状とされている。具体的には、バッフル板13の形状は、インペラ11の回転に沿う方向(図2において反時計回り方向)に対して曲線からなり、インペラ11の回転に沿う方向に延びるにつれて曲率が連続的に徐々に小さくなる形状とされている。また、バッフル板13の形状は、インペラ11の回転に沿う方向に延びるにつれてインペラ11との離間距離が大きくなる形状とされている。
【0020】
バッフル板13の上端部は、インペラ11の回転により飛散し直線水路23の上流側へ向かう水を堰き止めるために十分な程度の高さに位置している。また、バッフル板13の下端部は、インペラ11の下端部と略同等な高さに位置しており、インペラ11の回転による撹拌流C2が及ばない水深部、すなわちバッフル板13の鉛直方向下側は、直線水路23を循環する循環流C1が通過する領域となる。
【0021】
バッフル板13の材質としては、被処理水Wに長期間浸漬しても腐食せず、かつ、循環流C1やインペラ11の撹拌流C2に耐える剛性を有するものであれば特に制限なく採用することができ、例えばステンレススチールやプラスチック等を採用することができる。また、バッフル板13の表面が防腐処理されていることが特に好ましい。
【0022】
バッフル板13に対して設けられる通過部14は、当該バッフル板13の上部に略等間隔に複数設けられている。図3は、図1中のインペラ用ガイド板を示す拡大斜視図である。図3に示すように、通過部14は、ここではバッフル板13の上端部を矩形状に切り欠いたような形状とされている。通過部14の下端部は、オキシデーションディッチ槽2に形成される水面と略同等な高さに位置しており、インペラ11の回転により飛散し直線水路23の上流側へ向かう水C3を通過させることが可能となっている。
【0023】
図2に戻り、バッフル板13に対して設けられる整流板15Aは、各通過部14とそれぞれが対向し、通過部14より直線水路23の上流側に位置している。より具体的には、整流板15Aは、通過部14におけるインペラ11の回転方向に沿った回転方向上流側の縁から略直角にバッフル板13の外側に突出させた後、インペラ11の回転方向に沿って斜めに折り曲げられたような形状を呈している。すなわち、整流板15Aは、インペラ11の回転方向に沿った回転方向上流側の端部がバッフル板13に連結されており、インペラ11の回転方向に沿った回転方向下流側の端部がバッフル板13と離間して開放されており、上流側の端部から下流側の端部に向かうに従いバッフル板13と離間する距離が大きくなっている。これにより、インペラ11の回転により直線水路23の上流側へ向かい通過部14を通過した水C3を整流板15Aと衝突させ、バッフル板13の外周面に沿うと共にインペラ11の回転方向に沿うように整流することが可能となっている。整流板15Aは、ここでは、バッフル板13と同様な材料によってバッフル板13と一体に形成されている。
【0024】
区画壁22には、バッフル板13より直線水路23の上流側にガイド板3が設けられており、当該ガイド板3は例えばボルト締め等により区画壁22に固定されている。このガイド板3は、区画壁22とバッフル板13との間の隙間の上流側に位置し内側へ向けて突出しており、これにより、区画壁22とバッフル板13との間から噴出し、直線水路23の上流側へ向かう撹拌流C4を、バッフル板13の外周面に沿うと共に、インペラ11の回転方向に沿うようにガイドすることが可能となっている。区画壁22は、ここでは、バッフル板13と同様な材料によって形成されている。
【0025】
このような曝気撹拌機1Aが設けられているオキシデーションディッチでは、図1に示すように、インペラ11が、一方の側壁である区画壁22寄りの位置において紙面反時計回りに回転し、図2及び図3に示すように、インペラ11の回転に伴い、直線水路23の上流側へ向かう撹拌流C2が、バッフル板13で堰き止められつつ、バッフル板13の形状に沿ってインペラ11の下流側へ誘導される。このため、曝気撹拌機1Aの周辺部においては、インペラ11による撹拌流C2はバッフル板13に従い直線水路23の下流側へ向かう水流となり、オキシデーションディッチ槽2内全体に効率よく循環流C1が形成される。
【0026】
また、ここでは、バッフル板13の形状がインペラ11の回転に沿う方向に延びるにつれてインペラ11との離間距離が大きくなる形状とされているため、インペラ11の回転により直線水路23の上流側へ向かう撹拌流C2を、バッフル板13の形状に沿って直線水路23の下流側へ容易かつ効率的に誘導することができる。また、バッフル板13の形状がインペラ11の回転に沿う方向に対して曲線からなりインペラ11の回転に沿う方向に延びるにつれて曲率が連続的に小さくなる形状とされているため、上記効果が一層容易に得られる。なお、バッフル板13は、例えば曲率半径の異なる弧を組み合わせた場合のように、インペラ11の回転に沿う方向に延びるにつれて曲率が段階的に小さくなる形状とされていてもよく、直線部分を含んだ形状とされていてもよい。
【0027】
そして特に、本実施形態に係る曝気撹拌機1Aが設けられているオキシデーションディッチでは、インペラ11の回転に伴って直線水路23の上流側へ向けて飛散された水C3は、通過部14を通過し、整流板15Aと衝突する。整流板15Aと衝突した水C3は、バッフル板13の外周面に沿うと共にインペラ11の回転方向に沿うように整流されて直線水路23の下流側へと誘導され、直線水路23を循環する循環流C1と合流して直線水路23の下流側へと向かう。このように、インペラ11の回転により飛散し直線水路23の上流側へ向かう水C3が直線水路23を循環する循環流C1を妨げることがないため、オキシデーションディッチ槽2内全体に効率よく循環流C1を形成できる。
【0028】
このとき、曝気撹拌機1Aが設けられているオキシデーションディッチでは、インペラ11の回転により飛散し直線水路23の上流側へ向かう水C3が通過部14を通過し整流板15Aにより整流される間、水C3には充分な空気が取り込まれる。従って、被処理水Wに充分な酸素が供給され、曝気を良好に行うことができる。
【0029】
また、曝気撹拌機1Aが設けられているオキシデーションディッチでは、上述のように、整流板15Aは、インペラ11の回転方向に沿った回転方向上流側の端部がバッフル板13に連結され、インペラ11の回転方向に沿った回転方向下流側の端部がバッフル板13と離間して開放されており、上流側の端部から下流側の端部に向かうに従いバッフル板13と離間する距離が大きくなっているため、水C3が飛散する方向を急激に変えることがなく、通過部14を通過した水C3をバッフル板13の外周面に沿うと共にインペラ11の回転方向に沿うように良好に整流できる。
【0030】
ここで、直線水路23を循環する循環流C1の一部は、バッフル板13の外周面に沿って下流側へ向かうため、バッフル板13の外周面付近、特に区画壁22寄りでは、水面に浮遊したスカムが滞留し易い。これに対し、本実施形態では、バッフル板13は、一方の側壁である区画壁22に対して離間して設けられ、バッフル板13より直線水路23の上流側に、区画壁22とバッフル板13との間から噴出し直線水路23の上流側へ向かう撹拌流C4をバッフル板13の外周面に沿うと共にインペラ11の回転方向に沿うようにガイドするガイド板3が備えられているため、撹拌流C4がガイド板3によりバッフル板13の外周面に沿うと共にインペラ11の回転方向に沿うようにガイドされ、このガイドされた撹拌流C4によりバッフル板13の外周面付近に滞留するスカムが良好に除去される。
【0031】
[第2実施形態]
図4は、第2実施形態に係るインペラ用ガイド板を備えた曝気撹拌機を示す拡大断面図である。本実施形態に係る曝気撹拌機1Bが第1実施形態に係る曝気撹拌機1Aと主に異なる点は、第1実施形態に係る整流板15A(図2参照)と形状の異なる整流板15Bを有するインペラ用ガイド板12Bを備えている点である。
【0032】
整流板15Bは、通過部14におけるインペラ11の回転方向に沿った回転方向上流側の縁からインペラ11の回転方向に沿って外側に斜めに延在している。具体的には、整流板15Bは、インペラ11の回転方向に沿った回転方向上流側の端部がバッフル板13に連結されており、インペラ11の回転方向に沿った回転方向下流側の端部がバッフル板13と離間して開放されており、上流側の端部から下流側の端部に向かうに従いバッフル板13と離間する距離が大きくなっている。これにより、第1実施形態と同様に、インペラ11の回転により直線水路23の上流側へ向かい通過部14を通過した水C3を整流板15Bと衝突させ、バッフル板13の外周面に沿うと共にインペラ11の回転方向に沿うように整流することが可能となっている。
【0033】
このような曝気撹拌機1Bが設けられているオキシデーションディッチでは、第1実施形態に係るオキシデーションディッチと同様な効果を奏することは言うまでもない。
【0034】
[第3実施形態]
図5は、第3実施形態に係るインペラ用ガイド板を備えた曝気撹拌機を示す拡大断面図である。本実施形態に係る曝気撹拌機1Cが第1実施形態に係る曝気撹拌機1Aと主に異なる点は、第1実施形態に係る整流板15A(図2参照)と形状の異なる整流板15Cを有するインペラ用ガイド板12Cを備えている点である。
【0035】
整流板15Cは、通過部14におけるインペラ11の回転方向に沿った回転方向上流側の縁からインペラ11の回転方向に沿って外側に突出し、湾曲してからインペラ11の回転に沿う曲線状に曲げられている。具体的には、整流板15Bは、インペラ11の回転方向に沿った回転方向上流側の端部がバッフル板13に連結されており、インペラ11の回転方向に沿った回転方向下流側の端部がバッフル板13と離間して開放されており、上流側の端部から下流側の端部に向かうに従いバッフル板13と離間する距離が大きくなっている。これにより、第1実施形態と同様に、インペラ11の回転により直線水路23の上流側へ向かい通過部14を通過した水C3を整流板15Cと衝突させ、バッフル板13の外周面に沿うと共にインペラ11の回転方向に沿うように整流することが可能となっている。
【0036】
このような曝気撹拌機1Cが設けられているオキシデーションディッチでは、第1実施形態に係るオキシデーションディッチと同様な効果を奏することは言うまでもない。
【0037】
[第4実施形態]
図6は、第4実施形態に係るインペラ用ガイド板を備えた曝気撹拌機を示す拡大断面図である。本実施形態に係る曝気撹拌機1Dが第1実施形態に係る曝気撹拌機1Aと主に異なる点は、第1実施形態に係る整流板15A(図2参照)と形状の異なる整流板15Dを有するインペラ用ガイド板12Dを備えている点である。
【0038】
整流板15Dは、通過部14におけるインペラ11の回転方向に沿った回転方向上流側の縁から略直角にバッフル板13の外側に突出した後、インペラ11の回転方向に沿って略直角に折り曲げられたような形状を呈している。これにより、第1実施形態と略同様に、インペラ11の回転により直線水路23の上流側へ向かい通過部14を通過した水C3を整流板15Dと衝突させ、バッフル板13の外周面に沿うと共にインペラ11の回転方向に沿うように整流することが可能となっている。
【0039】
このような曝気撹拌機1Dが設けられているオキシデーションディッチでは、第1実施形態に係るオキシデーションディッチと略同様な効果を奏することは言うまでもない。
【0040】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、オキシデーションディッチ槽2の循環水路は、直線水路を有し無終端状に形成されたものであれば特に限定されず、長円形の他に、例えば馬蹄形とすることもできる。また、上記実施形態ではオキシデーションディッチ槽2当たりの曝気撹拌機の設置台数を1台としているが、これを複数台とすることもできる。
【0041】
また、上記実施形態では、曝気撹拌機1Aが区画壁22寄りに配置された例を示しているが、インペラ11の回転方向を時計回りとし、曝気撹拌機1Aを周囲壁21寄りに配置した態様とすることもできる。
【0042】
また、循環流C1の流れる向きが上記実施形態とは逆の場合には、上記インペラ11の回転方向は上記とは逆になると共に、バッフル板13の配置はインペラ11の上流側となる。
【0043】
また、上記実施形態では、整流板15A〜15Dは、バッフル板13と同様な材料によって一体に形成されているが、バッフル板13と異なる材料によって形成されバッフル板13に取り付けられていてもよい。
【0044】
また、上記実施形態では、通過部14はバッフル板13の上端部を切り欠いたような形状を呈しているが、バッフル板13の上端部に孔を設けて通過部としてもよい。
【0045】
また、上記実施形態では、曝気撹拌機1A〜1Dは曝気及び撹拌を行うものとしているが、曝気のみを行うものであってもよい。
【符号の説明】
【0046】
1A,1B,1C,1D…曝気撹拌機、2…オキシデーションディッチ槽(循環水路)、3…ガイド板、11インペラ…減速機、12A,12B,12C,12D…インペラ用ガイド板、13…バッフル板、14…通過部、15A,15B,15C,15D…整流板、21…周囲壁(側壁)、22…区画壁(側壁)、23…直線水路。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
直線水路を有する無終端状の循環水路と、前記直線水路において一方の側壁寄りに設置され、水面付近で鉛直方向の軸線回りに回転し前記直線水路に水流を発生させるインペラとを備えるオキシデーションディッチにおいて前記インペラに対して用いられるインペラ用ガイド板であって、
前記インペラより前記直線水路の上流側に離間して配置され、前記インペラの回転により発生し前記直線水路の上流側へ向かう撹拌流を前記直線水路の下流側に誘導するバッフル板と、
前記バッフル板の上部に設けられ、前記インペラの回転により飛散し前記直線水路の上流側へ向かう水を通過させる通過部と、
前記通過部より前記直線水路の上流側に位置するように前記バッフル板に設けられ、前記インペラの回転により前記直線水路の上流側へ向かい前記通過部を通過した水を、前記バッフル板の外周面に沿うと共に前記インペラの回転方向に沿うように整流する整流板と、
を備えることを特徴とするインペラ用ガイド板。
【請求項2】
前記整流板は、前記インペラの回転方向に沿った回転方向上流側の端部が前記バッフル板に連結され、前記インペラの回転方向に沿った回転方向下流側の端部が前記バッフル板と離間して開放されており、前記上流側の端部から前記下流側の端部に向かうに従い前記バッフル板と離間する距離が大きくなること、
を特徴とする請求項1に記載のインペラ用ガイド板。
【請求項3】
インペラと、請求項1又は2に記載のインペラ用ガイド板とを備える曝気撹拌機。
【請求項4】
前記バッフル板は、前記一方の側壁に対して離間して設けられ、
前記バッフル板より前記直線水路の上流側に、前記一方の側壁と前記バッフル板との間から噴出し前記直線水路の上流側へ向かう前記撹拌流を、前記バッフル板の外周面に沿うと共に前記インペラの回転方向に沿うようにガイドするガイド板を備えていること、
を特徴とする請求項3に記載の曝気撹拌機。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2013−22509(P2013−22509A)
【公開日】平成25年2月4日(2013.2.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−159159(P2011−159159)
【出願日】平成23年7月20日(2011.7.20)
【出願人】(507036050)住友重機械エンバイロメント株式会社 (88)
【Fターム(参考)】