EP0415877A1 - Steam generator with furnace - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
- F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
- F22B37/10—Water tubes; Accessories therefor
- F22B37/20—Supporting arrangements, e.g. for securing water-tube sets
- F22B37/208—Backstay arrangements
Definitions
- the invention relates to a fired steam generator with a rectangular cross-section having a gas passageway which limits the heat-emitting gas flow, the peripheral walls of which are formed from tubes which are welded together in a gas-tight manner and which extend in the longitudinal direction of the steam generator and through which a heat-absorbing working medium flows.
- it is customary to provide a plurality of belt supports arranged essentially parallel to the wall and transversely to the longitudinal direction of the steam generator, which are distributed in the longitudinal direction of the steam generator over the surrounding walls.
- the continuous tension belts relieve the tube walls of tensile forces by absorbing the tensile forces themselves, which are then passed into the belt carriers.
- the Material expenditure for the continuous drawstrings is relatively large, especially if the surrounding walls have a very large width, for example more than 10 m.
- the invention has for its object to improve the drawstring construction in steam generators with the belt supports described so that the material expenditure for the drawstrings is significantly reduced.
- each extending from the corner region of the throttle cable cross section over a shorter part than half the width of the surrounding wall are provided, each of which consists of at least a pair of sheet metal strips, which at their end section near the corner region and are connected to the wall at their end section facing the center of the wall via comb plates and which at their end section near the corner region are connected in an articulated manner to the associated belt carrier via tabs.
- the drawstring no longer extends over the entire width of the surrounding wall, but is divided into two parts, each part of which extends over less than half the wall width. This considerably reduces the material expenditure.
- the surrounding wall takes over part of the resulting tensile force which acts transversely to the longitudinal direction of the gas cable.
- the distribution of the forces can be optimized by the choice of the width of the tension band, the length of the tension band and the number of tubes welded to the comb plates.
- the new drawstring design is particularly important for steam generators with large gas cross sections, ie for wall widths larger than 10 m.
- FIGS. 1 and 2 four vertical peripheral walls 1, 2, 3, 4 delimit a gas train 5 with a rectangular cross section of a fired steam generator.
- the throttle cable 5 can contain a furnace in its lower part, in which a heat-emitting gas stream is generated which flows upwards in the gas cable 5.
- Distributed over the height of the throttle cable 5 are belt supports 12, the length of which is substantially equal to the width B of the associated throttle cable wall and against which the gas cable walls 1 to 4 are supported by support elements 6.
- the belt supports 12 prevent buckling of the throttle cable walls 1 to 4 in the event of excess pressure in the gas cable 5, for example as a result of deflagrations.
- the second gas train just mentioned, in which the heat-emitting gas stream flows downward, can also be surrounded by belt carriers 12.
- the surrounding walls 1 and 4 of the throttle cable 5 consist of pipes 7 and 7 'through which working fluid flows, which are arranged in the longitudinal direction of the gas cable and are interposed via interposed webs 8 and 8' to form gas-tight walls, also called membrane walls.
- the walls 2 and 3, not shown in FIG. 3, are constructed in the same way.
- a drawstring 9 or 9 ' is arranged, which abuts the tubes 7 and 7' and - seen from the Gäszugecke - from the third wall tube towards the center of the wall 1 or 4 extends.
- the total length of each drawstring 9 or 9 ' is shorter than half the width B of the tube wall against which it is applied.
- each drawstring 9 consists of two pairs 10 and 11 of sheet metal strips 13, 14 and 15, 16 each having a flat, rectangular cross section.
- the two pairs 10 and 11 are identical among themselves.
- the outer edges of the sheet metal strips 13 and 14 of the pair 10 resting on the pipes with their broad side are at their end section facing the gas corner over a right angle to the pipe wall standing comb plate 17, 18 with four tubes 7 of wall 1 welded.
- the end section of the two sheet metal strips 13 and 14 of the pair 10 facing the center of the wall is welded to a comb plate 19 arranged between them and at right angles to the tube wall, also with four tubes of the wall 1.
- the comb plates 17, 18, 19 have cutouts corresponding to the outline of the pipes to be welded with them and preferably have the same thickness.
- one or more web plates 20 can be arranged between the metal strips 13 and 14 distributed over the wall and welded to the latter and the metal strip.
- a collar plate 21 is welded to each of the end sections facing the gas corner, to which a tab 22 is articulated (FIG. 3).
- Each tab 22 is hinged at its other end to a belt support 12 which extends essentially horizontally and parallel to the wall 1.
- FIG. 5 shows the distribution of the forces occurring in the event of a deflagration in a pipe wall, in which a web plate 20 is provided between the metal strips 13 and 14 and 15 and 16 on the next free pipe to the right of the comb plates 17 and 18.
- the force distribution begins at the right end of the web plate 20 at an angle of 45 ° upward or downward extending over the height H, which is equal to the distance between two adjacent beam flanges 12th
- the force curve is indicated by the dashed lines b.
- the tension increase in the pipe wall is more favorable compared to a construction with a drawstring running from corner to corner. If the tension band is shorter, there would be an additional increase in tension, which should be avoided.
- the width of the web plates 20 and 20 ' can be shorter than in Fig. 3, e.g. equal to or smaller than the width of the webs 8 or 8 ', so that the web plates have no recess corresponding to the outline of a tube 7.
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen befeuerten Dampferzeuger mit den wärmeabgebenden Gasstrom begrenzendem, rechteckigen Querschnitt aufweisendem Gaszug, dessen Umfassungswände aus gasdicht miteinander verschweissten, in Längsrichtung des Dampferzeugers sich erstreckenden und von einem wärmeaufnehmenden Arbeitsmittel durchströmten Rohren gebildet sind. Bei solchen Dampferzeugern ist es üblich, je Umfassungswand mehrere im wesentlichen parallel zur Wand und quer zur Längsrichtung des Dampferzeugers angeordnete Gurtträger vorzusehen, die in Längsrichtung des Dampferzeugers über die Umfassungswände verteilt sind. Auf der Höhe der Gurtträger sind normalerweise sich über die ganze Breite der Umfassungswand erstreckende Zugbänder vorgesehen, die an ihren Enden gelenkig mit je einem Gurtträger verbunden sind, der rechtwinklig zu dem betreffendem Zugband verläuft, d.h. jeweils parallel zu den beiden Nachbarwänden, über die sich das Zugband nicht erstreckt. Durch diese Anordnung der Zugbänder und Gurtträger wird ein Ausbeulen der Umfassungswände im Falle eines Auftretens von Ueberdruck im Gaszug verhindert. Solche Ueberdrücke können z.B. bei Verpuffungen auftreten.The invention relates to a fired steam generator with a rectangular cross-section having a gas passageway which limits the heat-emitting gas flow, the peripheral walls of which are formed from tubes which are welded together in a gas-tight manner and which extend in the longitudinal direction of the steam generator and through which a heat-absorbing working medium flows. In such steam generators, it is customary to provide a plurality of belt supports arranged essentially parallel to the wall and transversely to the longitudinal direction of the steam generator, which are distributed in the longitudinal direction of the steam generator over the surrounding walls. At the level of the belt straps there are normally tension straps extending over the entire width of the surrounding wall, which at their ends are connected in an articulated manner to a strap strut which runs at right angles to the respective tension strap, i.e. in each case parallel to the two neighboring walls over which the drawstring does not extend. This arrangement of the drawstrings and belt carriers prevents the surrounding walls from bulging in the event of excess pressure occurring in the throttle cable. Such pressures can e.g. occur with deflagrations.
Beim Auftreten eines solchen Ueberdrucks entlasten also die durchlaufenden Zugbänder die Rohrwände von Zugkräften, indem sie selbst die Zugkräfte aufnehmen, die dann in die Gurtträger geleitet werden. Der Werkstoffaufwand für die durchlaufenden Zugbänder ist verhältnismässig gross, insbesondere dann wenn die Umfassungswände sehr grosse Breite aufweisen, z.B. mehr als 10 m.When such excess pressure occurs, the continuous tension belts relieve the tube walls of tensile forces by absorbing the tensile forces themselves, which are then passed into the belt carriers. The Material expenditure for the continuous drawstrings is relatively large, especially if the surrounding walls have a very large width, for example more than 10 m.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Dampferzeugern mit den beschriebenen Gurtträgern die Zugbandkonstruktion so zu verbessern, dass der Werkstoffaufwand für die Zugbänder wesentlich vermindert wird.The invention has for its object to improve the drawstring construction in steam generators with the belt supports described so that the material expenditure for the drawstrings is significantly reduced.
Erfindungsgemäss sind auf der Höhe der Gurtträger an den Rohren anliegende, sich jeweils vom Eckbereich des Gaszugquerschnittes aus über einen kürzeren Teil als die halbe Breite der Umfassungswand erstreckende Zugbänder vorgesehen, von denen jedes aus mindestens einem Paar Blechstreifen besteht, die an ihrem Endabschnitt nahe dem Eckbereich und an ihrem der Wandmitte zugewendeten Endabschnitt über Kammbleche mit der Wand verbunden sind und die an ihrem Endabschnitt nahe dem Eckbereich über Laschen gelenkig mit dem zugehörigen Gurtträger verbunden sind.According to the invention at the height of the belt bearers on the tubes, each extending from the corner region of the throttle cable cross section over a shorter part than half the width of the surrounding wall, are provided, each of which consists of at least a pair of sheet metal strips, which at their end section near the corner region and are connected to the wall at their end section facing the center of the wall via comb plates and which at their end section near the corner region are connected in an articulated manner to the associated belt carrier via tabs.
Bei dieser Zugbandkonstruktion erstreckt sich also das Zugband nicht mehr über die ganze Breite der Umfassungswand, sondern es ist in zwei Teile unterteilt, von denen jeder Teil sich über weniger als die halbe Wandbreite erstreckt. Dadurch wird also der Werkstoffaufwand erheblich vermindert. Zugleich übernimmt die Umfassungswand im Falle eines Auftretens eines Ueberdruckes im Gaszug einen Teil der dadurch entstehenden Zugkraft, die quer zur Längsrichtung des Gaszuges wirkt. Durch die Aufteilung jedes Zugbandes in mindestens ein Paar Blechstreifen, die an ihren Endabschnitten über Kammbleche mit der Rohrwand verschweisst sind, ergibt sich eine gute Einleitung der Zugkräfte von der Rohrwand in das Zugband. Durch die Wahl der Zugbandbreite, der Zugbandlänge und der Anzahl der mit den Kammblechen verschweissten Rohre lässt sich die Verteilung der Kräfte optimieren. Die neue Zugbandkonstruktion ist besonders für Dampferzeuger mit grossen Gaszugquerschnitten von Bedeutung, d.h. bei Wandbreiten die grösser als 10 m sind.With this drawstring construction, the drawstring no longer extends over the entire width of the surrounding wall, but is divided into two parts, each part of which extends over less than half the wall width. This considerably reduces the material expenditure. At the same time, in the event of an overpressure occurring in the throttle cable, the surrounding wall takes over part of the resulting tensile force which acts transversely to the longitudinal direction of the gas cable. The division of each drawstring into at least one pair of sheet metal strips, which are welded to the tube wall at their end sections via comb sheets, results in a good introduction of the Tractive forces from the pipe wall into the drawstring. The distribution of the forces can be optimized by the choice of the width of the tension band, the length of the tension band and the number of tubes welded to the comb plates. The new drawstring design is particularly important for steam generators with large gas cross sections, ie for wall widths larger than 10 m.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1 stark vereinfacht die Ansicht eines Dampferzeugers mit mehreren Gurtträgern,
- Fig. 2 einen Horizontalschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1,
- Fig. 3 einen Horizontalschnitt durch den Eckbereich A des Dampferzeugers in Fig. 2, in grösserem Massstab,
- Fig. 4 eine Ansicht eines aus zwei Blechstreifenpaaren bestehenden Zugbandes und
- Fig. 5 eine Ansicht eines Teils einer Rohrwand mit zwei daran befestigten Zugbändern.
- 1 greatly simplified the view of a steam generator with several belt carriers,
- 2 is a horizontal section along the line II-II in Fig. 1,
- 3 shows a horizontal section through the corner region A of the steam generator in FIG. 2, on a larger scale,
- Fig. 4 is a view of a tension strip consisting of two pairs of sheet metal strips and
- Fig. 5 is a view of part of a tube wall with two tension bands attached.
Gemäss Fig. 1 und 2 begrenzen vier vertikale Umfassungswände 1,2,3,4 einen im Querschnitt rechteckigen Gaszug 5 eines befeuerten Dampferzeugers. Der Gaszug 5 kann in seinem unteren Teil eine Feuerung enthalten, in der ein wärmeabgebender Gasstrom entsteht, der im Gaszug 5 aufwärts strömt. Am oberen Ende des Gaszuges kann ein zu einem zweiten Gaszug führender Querzug oder direkt ein Kamin angeschlossen sein. Ueber die Höhe des Gaszuges 5 verteilt sind aussen Gurtträger 12 angeordnet, deren Länge im wesentlichen gleich der Breite B der zugehörigen Gaszugwand ist und an denen sich die Gaszugwände 1 bis 4 über Stützelemente 6 abstützen. Die Gurtträger 12 verhindern ein Ausbeulen der Gaszugwände 1 bis 4 im Falle des Auftretens von Ueberdruck im Gaszug 5, z.B. als Folge von Verpuffungen. Der eben erwähnte zweite Gaszug, in dem der wärmeabgebende Gasstrom abwärts strömt, kann auch von Gurtträgern 12 umgeben sein.According to FIGS. 1 and 2, four vertical
Gemäss Fig. 3 bestehen die Umfassungswände 1 und 4 des Gaszuges 5 aus Arbeitsmittel durchströmten Rohren 7 bzw. 7′, die in Längsrichtung des Gaszuges angeordnet sind und über zwischengelegte Stege 8 bzw. 8′ zu gasdichten Wänden, auch Membranwände genannt, verschweisst sind. Die in Fig. 3 nicht gezeigten Wände 2 und 3 sind in gleicher Weise aufgebaut. Auf der Aussenseite der Wände 1 und 4 ist je ein Zugband 9 bzw. 9′ angeordnet, das an den Rohren 7 bzw. 7′ anliegt und das - von der Gäszugecke her gesehen - sich vom dritten Wandrohr aus in Richtung gegen die Mitte der Wand 1 bzw. 4 erstreckt. Die Gesamtlänge jedes Zugbandes 9 bzw. 9′ ist kürzer als die halbe Breite B der Rohrwand, an der es anliegt.3, the surrounding
Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, besteht jedes Zugband 9 aus zwei Paaren 10 und 11 von je zwei flach-rechteckigen Querschnitt aufweisenden Blechstreifen 13,14 bzw. 15,16. Die beiden Paare 10 und 11 sind unter sich gleich ausgebildet. Die aussen liegenden Ränder der mit ihrer Breitseite an den Rohren anliegenden Blechstreifen 13 und 14 des Paares 10 sind an ihrem der Gaszugecke zugewendeten Endabschnitt über je ein rechtwinklig zur Rohrwand stehendes Kammblech 17,18 mit vier Rohren 7 der Wand 1 verschweisst. Der der Wandmitte zugewendete Endabschnitt der beiden Blechstreifen 13 und 14 des Paares 10 ist über ein zwischen ihnen angeordnetes, rechtwinklig zur Rohrwand stehendes Kammblech 19 mit ebenfalls vier Rohren der Wand 1 verschweisst. Die Kammbleche 17,18,19 haben dem Umriss der mit ihnen zu verschweissenden Rohre entsprechende Aussparungen und vorzugsweise gleiche Dicke. Zwischen den Kammblechen 17 und 18 einerseits und dem Kammblech 19 andererseits können zwischen den Blechstreifen 13 und 14 ein oder mehrere Stegbleche 20 (Fig. 3) über die Wand verteilt angeordnet und mit dieser und dem Blechstreifen verschweisst sein. In Längsrichtung der Blechstreifen 13 und 14 verlaufend, ist an dem der Gaszugecke zugewendeten Endabschnitt je ein Kragenblech 21 angeschweisst, an dem je eine Lasche 22 angelenkt ist (Fig. 3). Jede Lasche 22 ist mit ihrem anderen Ende an einem Gurtträger 12 angelenkt, der sich im wesentlichen horizontal und parallel zur Wand 1 erstreckt.As can be seen from FIG. 4, each
Die bisher beschriebene Ausbildung des Blechstreifenpaares 10 gilt in gleicher Weise für das zweite, zum Zugband 9 gehörende Blechstreifenpaar 11, das ebenfalls über zwei Kragenbleche 21 und zwei Laschen 22 am Gurtträger 12 angelenkt ist. Ein gleicher Aufbau und eine gleiche Anordnung gilt für das Zugband 9′ der Wand 4, das über vier Kragenbleche 21′ und vier Laschen 22′ mit einem in Fig. 3 nicht dargestellten Gurtträger verbunden ist, der parallel zur Wand 4 verläuft. Die in der gleichen horizontalen Ebene liegenden Kragenbleche 21 und 21′ sind miteinander verschweisst.The previously described design of the pair of
Die bisher für den Eckbereich A beschriebene Gestaltung der Zugbänder 9 und 9′ sowie deren Anschluss an die Gurtträger 12 wiederholt sich für die drei übrigen Eckbereiche in Fig. 2. Sie wiederholt sich auch für alle übrigen in Fig. 1 gezeigten Gurtträger 12.The previously described for the corner area A design of the
Fig. 5 zeigt die Verteilung der im Falle einer Verpuffung auftretenden Kräfte in einer Rohrwand, bei der je ein Stegblech 20 zwischen die Blechstreifen 13 und 14 sowie 15 und 16 am nächsten freien Rohr rechts von den Kammblechen 17 und 18 vorgesehen ist. Die Kraftverteilung beginnt jeweils am rechten Ende des Stegbleches 20 unter einem Winkel von 45o nach oben bzw. nach unten verlaufend über die Höhe H, die gleich dem Abstand zwischen zwei übereinander benachbarten Gurtträgern 12 ist. Der Kraftverlauf ist durch die gestrichelten Linien b angedeutet. Auf einer <> Linie, die die <senkrechten> Schnittpunkte der Linien b mit den Begrenzungslinien der Höhe H verbindet, befindet sich jeweils der Endpunkt des Zugbandes bzw. der Blechstreifen 13 bis 16. Damit ergibt sich die Länge L des Zugbandes - bis zur Gaszugecke gemessen - aus der Beziehung:
L ≧ (I + 0,5) T + H - G
Darin bedeuten:
I die Anzahl der Rohre, die mit den Kammblechen nahe der Gaszugecke verbunden sind,
T die Rohrteilung in der Rohrwand,
H der Abstand zwischen zwei einander benachbarten Gurtträgern und
G - im Falle dass das Zugband aus zwei Paaren von Blechstreifen besteht - der mittlere Abstand zwischen den beiden Blechstreifenpaaren plus die Dicke des Kammbleches 19.5 shows the distribution of the forces occurring in the event of a deflagration in a pipe wall, in which a
L ≧ (I + 0.5) T + H - G
Where:
I the number of pipes that are connected to the comb plates near the gas corner,
T the pipe division in the pipe wall,
H the distance between two adjacent belt carriers and
G - in the event that the tension band consists of two pairs of sheet metal strips - the average distance between the two pairs of sheet metal strips plus the thickness of the
Bei einer Dimensionierung der Zugbandlänge nach dieser Beziehung ergibt sich im Vergleich zu einer Konstruktion mit von Ecke zu Ecke durchlaufendem Zugband ein günstiger Verlauf der Spannungserhöhung in der Rohrwand. Bei kürzerer Bemessung des Zugbandes ergäbe sich eine zusätzliche Spannungserhöhung, die man vermeiden sollte.If the length of the drawstring is dimensioned according to this relationship, the tension increase in the pipe wall is more favorable compared to a construction with a drawstring running from corner to corner. If the tension band is shorter, there would be an additional increase in tension, which should be avoided.
Abweichend von der beschriebenen Ausführungsform kann die Breite der Stegbleche 20 und 20′ kürzer als in Fig. 3 gezeichnet sein, z.B. gleich oder kleiner als die Breite der Stege 8 bzw. 8′, so dass die Stegbleche keine dem Umriss eines Rohres 7 entsprechende Aussparung aufweisen.Deviating from the described embodiment, the width of the
Claims (8)
L ≧ (I + 0,5) T + H - G,
worin bedeuten:
I Anzahl der Rohre, die mit den Kammblechen am Endabschnitt nahe dem Eckbereich verbunden sind,
T Rohrteilung in der Umfassungswand,
H Abstand zwischen zwei einander benachbarten Gurtträgern der selben Umfassungswand und
G Dicke des zwischen den Blechstreifen eines Paares eingeschweissten Kammbleches, wenn ein Zugband aus einem Paar Blechstreifen gebildet ist, oder
Mittlerer Abstand zwischen zwei Paaren von Blechstreifen plus die Dicke eines Kammbleches (19), wenn ein Zugband aus zwei Paaren von Blechstreifen gebildet ist.8. Steam generator according to one of claims 2 to 7, characterized in that the length of each pair of sheet metal strips is determined by the relationship:
L ≧ (I + 0.5) T + H - G,
in which mean:
I number of pipes that are connected to the comb plates at the end section near the corner area,
T pipe division in the surrounding wall,
H distance between two adjacent belt carriers of the same peripheral wall and
G thickness of the comb plate welded between the metal strips of a pair, if a drawstring is formed from a pair of metal strips, or
Average distance between two pairs of sheet metal strips plus the thickness of a comb plate (19) if a drawstring is formed from two pairs of sheet metal strips.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH3144/89 | 1989-08-30 | ||
CH314489 | 1989-08-30 |
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EP0415877B1 EP0415877B1 (en) | 1992-12-16 |
Family
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Family Applications (1)
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DK (1) | DK0415877T3 (en) |
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US8379192B2 (en) | 2006-02-01 | 2013-02-19 | J&M Analytik Ag | Apparatus for optical measurement of substance concentrations |
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DE1576816A1 (en) * | 1967-08-30 | 1970-05-06 | Ver Kesselwerke Ag | Bracing for steam generator |
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- 1990-08-03 AT AT90810588T patent/ATE83548T1/en not_active IP Right Cessation
- 1990-08-03 DE DE9090810588T patent/DE59000603D1/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-08-03 DK DK90810588.5T patent/DK0415877T3/en not_active Application Discontinuation
- 1990-08-03 EP EP90810588A patent/EP0415877B1/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ATE83548T1 (en) | 1993-01-15 |
EP0415877B1 (en) | 1992-12-16 |
DE59000603D1 (en) | 1993-01-28 |
DK0415877T3 (en) | 1993-02-15 |
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26 | Opposition filed |
Opponent name: L. & C. STEINMUELLER GMBH Effective date: 19930916 |
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NLR1 | Nl: opposition has been filed with the epo |
Opponent name: L. & C. STEINMUELLER GMBH |
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RAP2 | Party data changed (patent owner data changed or rights of a patent transferred) |
Owner name: ABB MANAGEMENT AG |
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ITPR | It: changes in ownership of a european patent |
Owner name: TRASFORMAZIONE SOCIETARIA;SULZER AG |
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NLT1 | Nl: modifications of names registered in virtue of documents presented to the patent office pursuant to art. 16 a, paragraph 1 |
Owner name: SULZER AG TE WINTERTHUR, ZWITSERLAND. |
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NLS | Nl: assignments of ep-patents |
Owner name: ABB MANAGEMENT AG TE BADEN, ZWITSERLAND. |
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27O | Opposition rejected |
Effective date: 19941016 |
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Ref country code: IT Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES;WARNING: LAPSES OF ITALIAN PATENTS WITH EFFECTIVE DATE BEFORE 2007 MAY HAVE OCCURRED AT ANY TIME BEFORE 2007. THE CORRECT EFFECTIVE DATE MAY BE DIFFERENT FROM THE ONE RECORDED. Effective date: 20050803 |