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技術 LLC燃焼処理方法とその装置

出願人 安全自動車株式会社
発明者 福田豊村瀬史郎
出願日 1997年5月30日 (23年6ヶ月経過) 出願番号 1997-158083
公開日 1998年12月15日 (22年0ヶ月経過) 公開番号 1998-332126
状態 特許登録済
技術分野 廃棄物の焼却(6)
主要キーワード 圧搾空気源 給油バルブ 分岐ノズル 高熱エネルギー 上昇旋回気流 気流形成用 熱微粒子 燃焼部材
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1998年12月15日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題

廃油燃焼装置において安定完全燃焼を可能とし、完全燃焼させた廃油燃焼装置の燃焼熱を利用して高温燃焼可能雰囲気を形成させて廃LLCの完全燃焼を可能としたLLC燃焼処理方法とその処理装置を提供する。

構成

本発明のLLC燃焼処理装置は、燃焼室10と廃油供給部13と廃LLC供給部15と燃焼空気供給部25とより構成する。燃焼室10は下部一次燃焼空間10aと上部二次燃焼空間10bとより構成し、廃油供給部13は廃油タンク11と廃油加熱フロート12とより構成し、燃焼空気供給部25は下部送風部25aと上部送風部25bとより構成し、廃LLC供給部15は廃LLCタンク16と廃LLC加熱部17と圧搾空気18とインジェクター20と噴霧ノズル21とより構成する。

概要

背景

従来から環境対策上の観点より、産業廃棄物である廃油類も安全且つ効率的処理方法が強く求められ、なかでも溶剤や油などの廃油類の処理には化学反応処理、分離精製処理焼却処理等が適宜選択使用されている。

例えば、図3の模式図には従来の廃油燃焼装置の概略の構成が示してある。図に見るように、円筒炉壁51を有する燃焼室52が設けられ、該燃焼室の上部には排気筒53が設けられ、前記燃焼室52の側壁には複数の圧縮空気噴出ノズル54が設けられ、また、燃焼室52の底部には上向き燃料噴射バーナー55が設けられ、その外周部には流下した未燃焼廃油貯留溜り56が設けられている。

一方、廃油は、ポンプ59により外部に設けられた廃油槽60から前記排気筒53の上端頂部よりその内壁に添い、加熱されながら流下させ、前記噴出ノズル54より噴出する圧縮空気により噴霧霧化されて、底部に設けた噴射バーナー55より噴射された火炎により急速に加熱燃焼するようにしてある。上記構成の場合、廃油は炉壁51の内部に添い加熱されながら流下して噴出ノズル54に達するため、廃油は濃縮され着火し易い微細粒子となり効率的燃焼を可能にしている。また、未燃焼廃油を貯留溜り56より前記廃油槽に還流するようにしてあるため未燃焼廃油も再度燃焼室に送り込むことができ確実に廃油処理ができる。

上記構成の場合、廃油の粘性により前記炉壁流下速度が左右され結局処理速度が左右される問題を内蔵するとともに、燃焼室の炉壁全面が廃油との間の熱交換により冷却され、燃焼室内の温度低下を招来し廃油の完全燃焼は不可能となり、不完全燃焼物も排気ガスとともに排出される問題の発生も余儀なくされている状況である。なお、一般に処理を必要とする廃油には、エンジンオイルギヤオイルスピンドル油マシン油冷凍機油、不水溶油、油圧油焼入油切削油灯油軽油A重油ダイナモ油等があり、その粘度範囲は広く一概に律し得ないものがある。

主成分であるエチレングリコール沸騰点が197.6℃で着火温度が高いにも関わらず、水が多く含まれたLLCはさらに着火温度が高く常温での燃焼は困難な問題点を内蔵している。

概要

廃油燃焼装置において安定完全燃焼を可能とし、完全燃焼させた廃油燃焼装置の燃焼熱を利用して高温燃焼可能雰囲気を形成させて廃LLCの完全燃焼を可能としたLLC燃焼処理方法とその処理装置を提供する。

本発明のLLC燃焼処理装置は、燃焼室10と廃油供給部13と廃LLC供給部15と燃焼空気供給部25とより構成する。燃焼室10は下部一次燃焼空間10aと上部二次燃焼空間10bとより構成し、廃油供給部13は廃油タンク11と廃油加熱フロート12とより構成し、燃焼空気供給部25は下部送風部25aと上部送風部25bとより構成し、廃LLC供給部15は廃LLCタンク16と廃LLC加熱部17と圧搾空気18とインジェクター20と噴霧ノズル21とより構成する。

目的

本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、まず、廃油燃焼装置において上記不完全燃焼等の問題点解決して安定燃焼を可能とし、安定燃焼する廃油燃焼装置の燃焼熱を利用して高温燃焼可能雰囲気を形成させて廃LLCの完全燃焼を可能としたLLC燃焼処理方法とその処理装置の提供を目的とするものである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

廃油燃焼装置二次燃焼空間一次燃焼空間に醸成された高温旋回気流新鮮空気を加えて高温旋回酸化気流よりなる高温燃焼可能雰囲気を形成させ、該雰囲気に適温加熱された廃棄クーラント高圧空気や圧送装置を介しての噴霧手段により噴霧膜を形成させて、前記高温旋回酸化気流との接触と、前記クーラントの蒸発熱酸化をに基づく完全燃焼とを可能とした、ことを特徴とするLL燃焼処理方法

請求項2

前記噴霧手段は、高温旋回酸化気流を直截する複数の放射状噴霧膜を形成するようにした、ことを特徴とする請求項1記載のLLC燃焼処理方法。

請求項3

廃油供給手段と、燃焼室と、燃焼用空気送風手段と、よりなる廃油燃焼装置において、廃棄用クーラントの加熱部と、加熱クーラントのインジェクト圧搾空気源を含むインジェクターや圧送装置と、上記燃焼室上部に設けた噴霧ノズルと、を備える構成とし、前記廃油供給手段には廃油加熱部を設け、前記燃焼室は廃油燃焼用の下部一次燃焼空間と廃棄用クーラント燃焼用の上部二次燃焼空間とより構成し、送風手段は前記上下の燃焼空間分岐供給する構成とした、ことを特徴とするLLC燃焼処理装置

請求項4

上記送風手段は、ノズル吹き出し方向を燃焼室軸旋回気流形成用複数段ノズルを設けた、ことを特徴とする請求項3記載のLLC燃焼処理装置。

請求項5

上記噴霧ノズルは、中央より複数個分岐ノズルにより構成した、ことを特徴とする請求項3記載のLLC燃焼処理装置。

技術分野

0001

本発明は、廃油燃焼させ、それを熱源として、暖房機器原動機等の冷却系より、排出されるエチレングリコールを主成分とする廃棄クーラント(以下廃LLCという)の完全燃焼を可能とする、LLC燃焼処理方法とその処理装置に関する。

背景技術

0002

従来から環境対策上の観点より、産業廃棄物である廃油類も安全且つ効率的処理方法が強く求められ、なかでも溶剤や油などの廃油類の処理には化学反応処理、分離精製処理焼却処理等が適宜選択使用されている。

0003

例えば、図3の模式図には従来の廃油燃焼装置の概略の構成が示してある。図に見るように、円筒炉壁51を有する燃焼室52が設けられ、該燃焼室の上部には排気筒53が設けられ、前記燃焼室52の側壁には複数の圧縮空気噴出ノズル54が設けられ、また、燃焼室52の底部には上向き燃料噴射バーナー55が設けられ、その外周部には流下した未燃焼廃油の貯留溜り56が設けられている。

0004

一方、廃油は、ポンプ59により外部に設けられた廃油槽60から前記排気筒53の上端頂部よりその内壁に添い、加熱されながら流下させ、前記噴出ノズル54より噴出する圧縮空気により噴霧霧化されて、底部に設けた噴射バーナー55より噴射された火炎により急速に加熱燃焼するようにしてある。上記構成の場合、廃油は炉壁51の内部に添い加熱されながら流下して噴出ノズル54に達するため、廃油は濃縮され着火し易い微細粒子となり効率的燃焼を可能にしている。また、未燃焼廃油を貯留溜り56より前記廃油槽に還流するようにしてあるため未燃焼廃油も再度燃焼室に送り込むことができ確実に廃油処理ができる。

0005

上記構成の場合、廃油の粘性により前記炉壁流下速度が左右され結局処理速度が左右される問題を内蔵するとともに、燃焼室の炉壁全面が廃油との間の熱交換により冷却され、燃焼室内の温度低下を招来し廃油の完全燃焼は不可能となり、不完全燃焼物も排気ガスとともに排出される問題の発生も余儀なくされている状況である。なお、一般に処理を必要とする廃油には、エンジンオイルギヤオイルスピンドル油マシン油冷凍機油、不水溶油、油圧油焼入油切削油灯油軽油A重油ダイナモ油等があり、その粘度範囲は広く一概に律し得ないものがある。

0006

主成分であるエチレングリコールの沸騰点が197.6℃で着火温度が高いにも関わらず、水が多く含まれたLLCはさらに着火温度が高く常温での燃焼は困難な問題点を内蔵している。

発明が解決しようとする課題

0007

本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、まず、廃油燃焼装置において上記不完全燃焼等の問題点解決して安定燃焼を可能とし、安定燃焼する廃油燃焼装置の燃焼熱を利用して高温燃焼可能雰囲気を形成させて廃LLCの完全燃焼を可能としたLLC燃焼処理方法とその処理装置の提供を目的とするものである。

0008

ところで、前記したように多種多様にわたる廃油の完全燃焼により安定した燃焼雰囲気を得るためには廃油の適温加熱処理を必要とし、また、着火温度の高い廃LLCに対しても適温加熱処理を必要とする。一方、廃LLCの高温燃焼可能雰囲気は、該雰囲気により微粒子状廃LLCが気化するに必要な熱源と熱伝達機構が必要とされ、また、気化した廃LLC蒸気熱酸化に基づく燃焼に必要な潤沢な酸素供給機構が必要である。

0009

即ち、本発明では、上記高温燃焼可能雰囲気の熱源には廃油の完全燃焼により得られる高熱エネルギーを使用し、また、熱伝達機構は、廃LLCの微粒子形成と、形成された微粒子を高温旋回酸化気流高速噴霧により惹起される効率的接触により可能とする。また、高温燃焼可能雰囲気の熱酸化に必要な潤沢な酸素の供給機構は、送風手段による廃LLC燃焼用の上部二次燃焼空間への追加送風により可能としたものである。

課題を解決するための手段

0010

そこで、本発明のLLC燃焼処理方法は、廃油燃焼装置の二次燃焼空間に一次燃焼空間に醸成された高温旋回気流新鮮空気を加えて高温旋回酸化気流よりなる燃焼可能雰囲気を形成させ、該雰囲気に適温加熱された廃棄用クーラントを高圧空気や圧送装置を介しての噴霧手段により噴霧膜を形成させて、前記高温旋回酸化気流との接触と、前記クーラントの蒸発と熱酸化をに基づく完全燃焼とを可能とした、ことを特徴とする。

0011

また、上記請求項1記載の前記噴霧手段は、高温旋回酸化気流を直截する複数の放射状噴霧膜を形成するようにした、ことを特徴とする。

0012

また、本発明のLLC燃焼処理装置は、廃油供給手段と、燃焼室と、燃焼用空気の送風手段と、よりなる廃油燃焼装置において、廃棄用クーラントの加熱部と、加熱クーラントのインジェクト圧搾空気源を含むインジェクターと、上記燃焼室上部に設けた噴霧ノズルと、を備える構成とし、前記廃油供給手段には廃油加熱部を設け、前記燃焼室は廃油燃焼用の下部一次燃焼空間と廃棄用クーラント燃焼用の上部二次燃焼空間とより構成し、送風手段は前記上下の燃焼空間分岐供給する構成とした、ことを特徴とする。

0013

また、請求項3記載の送風手段は、ノズル吹き出し方向を燃焼室軸芯に対し偏心させた旋回気流形成用の複数段ノズルを設けた、ことを特徴とする。

0014

また、請求項3記載の噴霧ノズルは、中央より複数個分岐ノズルにより構成した、ことを特徴とする。

0015

従って、本発明のLLC燃焼処理方法によれば、廃油燃焼装置の一次燃焼空間で得られ上部の二次燃焼空間に導入された高温燃焼空気に新に新鮮空気を追加送風して一次燃焼空間で形成された高温燃焼空気に潤沢な酸素を補給した高温旋回酸化気流を形成し、高温燃焼可能雰囲気が形成される。そこへ、予め適温加熱した廃棄用クーラントである廃LLCに高圧空気により作動するインジェクターや圧送装置を介して適当量の当該廃LLCを微粒子状に吸い上げ噴霧ノズルより上記高温燃焼可能雰囲気に高速噴霧すれば、噴霧された廃LLCの微粒子は前記高温雰囲気内に奥深く分散混合されて効率的接触により気化される。さらに該雰囲気内に潤沢に包含されている高温酸素と結合して熱酸化に基づく完全燃焼を可能にする。

0016

このようにして、廃油の燃焼により得られた燃焼エネルギーを有効に利用して廃LLCの燃焼用の高温燃焼可能雰囲気を形成して、該廃LLCの完全燃焼を図ることができる。なお、上記噴霧ノズルを介しての噴霧が高温旋回酸化気流の中に向け行われる構成にしてあるため、気化微粒子の生成及び酸素ガスとの接触も高能率的に可能となり、完全燃焼を促進する。

0017

また、請求項2記載の噴霧手段により、二次燃焼空間に形成された完全燃焼可能雰囲気の高温旋回酸化気流に対し、直截状の噴霧膜を形成でき、その結果高速噴霧された廃LLCの微粒子は高い接触効率で接触でき、ひいては該微粒子の気化の促進および熱酸化に基づく完全燃焼を促進できる。

0018

また、本発明のLLC燃焼処理装置によれば、廃油供給手段、燃焼室、燃焼用空気の送風手段を備えた廃油燃焼装置に、廃LLCの加熱部と該加熱廃LLCを吸引し微粒子状に高速噴霧を可能とするインジェクト用圧搾空気源を含むインジェクターや圧送装置と噴霧ノズルを設けたものである。又、圧送装置を使用することによって上記同様の効果が生ずる。上記加熱部により廃LLCは予め適温に加熱され着火可能に近い状態にし、その加熱廃LLCをインジェクターにより適宜空気圧のもとに適量吸引して加熱高速噴霧状微粒子となし噴霧ノズルにより燃焼室上部の二次燃焼空間に高速噴霧分散される。

0019

なお、前記廃油供給手段には、廃油加熱部を設け種々雑多の廃油に対し安定した着火燃焼をさせ送風手段とともに廃油の完全燃焼を可能にして、廃油燃焼による高温燃焼エネルギーの発生を可能とした廃油燃焼用の一次燃焼空間を形成できるようにしてある。また、前記したように燃焼室は、廃油燃焼用の下部一次燃焼空間と廃LLC燃焼用の上部二次燃焼空間を設ける構成としてあるため、下部一次燃焼空間で形成された高温燃焼空気は上昇して上部二次燃焼空間に導入され高温燃焼可能雰囲気を形成する。即ち、下部一次燃焼空間で廃油の燃焼により形成された高温燃焼エネルギーを内蔵する上部二次燃焼空間での高温燃焼可能雰囲気で、上記廃LLCの分散加熱微粒子は気化され且つ送風手段により新に供給された酸素による熱酸化を起し所用の燃焼が可能となる。

0020

また、請求項4記載の送風手段の構成により、ノズル吹き出し方向を燃焼室の軸芯に対し偏心させた構成としてあるため、燃焼室内には、常に新たな酸素を含む空気が旋回酸化気流を形成しながら補給され、上下燃焼空間における完全燃焼を可能にしている。

0021

また、請求項5記載の噴霧ノズルの構成により、請求項4記載の送風手段により形成された燃焼用高温旋回酸化気流に噴霧膜を複数個形成でき、噴霧ノズルより高速噴霧される廃LLC微粒子と酸素を潤沢に含む前記高温旋回酸化気流に効率的に接触可能にし、前記微粒子の気化と熱酸化に基づく完全燃焼を図ることができる。

発明を実施するための最良の形態

0022

以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載が無い限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。図1は、本発明のLLC燃焼処理装置の概略の構成を示す図で、図2図1運転状況を示すフローチャートである。

0023

図1に示すように、本発明のLLC燃焼処理装置は、燃焼室10と廃油供給部13と廃LLC供給部15と燃焼空気供給部25とより構成する。上記燃焼室10は廃油燃焼用下部一次燃焼空間10aと廃LLC燃焼用上部二次燃焼空間10bと排気筒10cとより構成し、下部一次燃焼空間10aにおける廃油燃焼により得られた高温の燃焼エネルギーを利用してその上部の上部二次燃焼空間10bに高温の燃焼可能空間を形成するようにしてある。

0024

また、廃油供給部13は廃油タンク11と該タンクより供給された廃油を所定適温まで加熱しての廃油の完全着火と完全燃焼を図る廃油加熱フロート12とより構成し、下部一次燃焼空間10aにおいて後記する下部送風部25aによる酸化流を形成する過剰燃焼空気の供給と相俟って廃油の完全燃焼を可能にしている。また、燃焼空気供給部25は下部送風部25aと上部送風部25bとよりなり、それぞれ前記下部一次燃焼空間10aと上部廃LLC燃焼空間10bにそれぞれ過剰燃焼空気を供給し各空間に酸化流を形成させ、上部二次燃焼空間においては下部一次燃焼空間における廃油の完全燃焼に基づく高温燃焼空気により、上部空間に供給された廃LLCに対し下部着火を可能にしてある。

0025

また上記上下送風部25a、25bのノズルの空気吹き出し方向は燃焼室10の軸芯に対し稍上向き偏心状に設け、上下送風部の空気吹き出しにより上下燃焼空間10a、10bに燃焼空気の上向きの上昇旋回気流を形成させ、燃焼空気と被燃焼部材との効率的接触を可能にしている。上記高温旋回気流は、後記する上部二次燃焼空間において、上部送風部25bよりの過剰酸素を含む燃焼空気の供給を受け、高温旋回酸化気流を形成し、噴霧ノズル21により形成されるラジアル方向下方直截状噴霧膜の構造とにより有効に作用し酸素と可燃物との効率的接触を可能にしている。

0026

廃LLC供給部15は、廃LLCタンク16と廃LLC加熱部17と圧搾空気18とエアレギュレータ19とインジェクター20と噴霧ノズル21とより構成し、沸点温度の高いエチレングリコールを主成分とし且つ水を多量に含む廃LLCの燃焼に際しての着火を確実容易にすべく予め廃LLCタンク16よりの供給を受け廃LLC加熱部17で適温に加熱し、加熱LLCを前記圧搾空気18によるインジェクター20を介しての吸引作用により微粒子状にして噴霧ノズル21より、燃焼室10の上部二次燃焼空間10bに加熱廃LLC微粒子を高速噴霧するようにしてある。

0027

また、上記噴霧ノズル21は、燃焼室10の軸芯より複数個の分岐ノズルより構成し、且つ各ノズルには無数の下方向の噴霧孔を設け、前記高温旋回酸化気流に対し下方向に直截状噴霧膜を形成させ、該噴霧膜内の加熱LLC微粒子の流れと前記高温旋回酸化気流の酸素の流れとを直交させ、効率的接触を形成させ、該微粒子の気化および酸化に基づく完全燃焼を可能にしている。

0028

図2に示すフローチャートに図1のLLC燃焼処理装置の運転状況が示してあるが、同図に見るように、廃LLCの燃焼工程と、廃LLCの燃焼より消火させる消火工程の場合について示してある。即ち、
1)廃LLC燃焼工程;s31で、バルブ11aを開き廃油タンク11より廃油加熱フロート12に廃油を充填するとともに、バルブ16aを開き廃LLCタンク16より廃LLCを廃LLC加熱部17に充填する。s32で、上記廃油加熱フロート12及び廃LLC加熱部17の加熱用ヒータ12a及び17aに電源投入し、廃油及び廃LLCをそれぞれ適温に加熱する。s33で、燃焼室10に適量の灯油を注入して点火する。s34で、ブロワーに電源を投入し、下部送風部25a上部送風部25bの風量調整弁全開にして点火させた灯油を燃焼させる。s35で、廃油加熱フロート12の給油バルブ12bを開き燃焼室10の下部に適温に加熱された加熱廃油を注入する。s36で、燃焼中の灯油により上記注入加熱廃油は容易に点火する。この際、点火しない場合はs43,s44を経由して加熱廃油の給油を停止させるとともにブロワーの電源をカットしs33に戻り灯油の注入点火工程より再度廃油の点火をやり直す。なお、点火した場合は、次ステップ移行する。s37で、加熱廃油の給油バルブを全開より絞り、s38で廃油燃焼用一次燃焼空間10aの温度を所用の適温に設定し、上部二次燃焼空間10bに高温旋回酸化気流よりなる高温燃焼可能雰囲気を形成させる。s39で、圧搾空気18の送気バルブ18aを開き、エアレギュレータ19を介して適量制御のもとにインジェクター20を作動させ、適温加熱された廃LLCを前記高温旋回酸化気流に対し直截状微粒子状噴霧膜を形成させる。s40で、微粒子は高温酸素に効率的に接触して気化、酸化過程を経て廃LLCは高温度に加熱され該高温度により点火する下部点火の形態を取る。この場合、不点火の場合はs45を経て前記圧搾空気の送気バルブ18aを閉めs43、s44を経由して、s33に戻りs38での温度の設定をし直す。なお、点火した場合は、次ステップへ移行する。s41、s42で、廃LLCの燃焼を開始、完全燃焼過程へ移行する。
2)消火工程;s46で、圧搾空気の送気バルブを閉める。s47で、ついで、加熱廃油の給油バルブ12aを閉め加熱廃油の供給を停止させる。廃油の燃焼を停止消火させる。s48で、上記消火確認の後ブロワーをOFFする。s49で、斯くして消火は終了する。

0029

本発明のLLC燃焼処理装置においては、上記廃LLCの燃焼処理の際発生する燃焼熱をボイラー用熱源として利用出来る。また、廃LLCを燃焼させないときは廃油ストーブとして利用可能である。

発明の効果

0030

本発明の上記構成により、水を多く含まれたLLCを主成分とするエチレングリコールが高い沸点を持つため、従来より燃焼困難であった廃LLCの燃焼処理を廃油燃焼の際得られる高エネルギーの熱源を利用した、低コストで完全燃焼を可能とした燃焼処理方法及びその装置を提供できる。

図面の簡単な説明

0031

図1本発明のLLC燃焼処理装置の概略の構成を示す図である。
図2図1の運転状況を示すフローチャートである。
図3従来の廃油燃焼装置の概略の構成を示す模式図である。

--

0032

10燃焼室
10a 下部一次燃焼空間
10b 上部二次燃焼空間
11廃油タンク
12廃油加熱フロート
13 廃油供給部
15 廃LLC供給部
16 廃LLCタンク
17 廃LLC加熱部
18圧搾空気
19エアレギュレータ
20インジェクター
21噴霧ノズル
25燃焼空器供給部
25a 下部送風部
25b 上部送風部

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