IT202100013397A1 - Method for making double-walled flue elements - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
Campo di applicazione Field of application
La presente invenzione si riferisce al settore delle canne fumarie a doppia parete. The present invention refers to the sector of double-walled flues.
Arte nota Known art
Una canna fumaria a doppia parete ? formata essenzialmente da due tubazioni (dette anche canne) coassiali, rispettivamente una tubazione interna e una tubazione esterna, separate da una intercapedine. La tubazione interna (o canna interna) ? destinata a contenere i fumi da evacuare; la tubazione esterna (o canna esterna) serve a definire l?intercapedine che funge da camera isolante. La presenza di detta camera isolante consente di operare in sicurezza con fumi a temperatura elevata, per esempio superiore a 200 ?C. L?ampiezza della camera, cio? la distanza tra le pareti delle due canne, ? generalmente di alcuni millimetri, per esempio circa 10 mm. A double wall chimney? essentially formed by two coaxial pipes (also called pipes), respectively an internal pipe and an external pipe, separated by a cavity. The internal pipe (or internal barrel)? designed to contain the fumes to be evacuated; the external pipe (or external barrel) serves to define the interspace which acts as an insulating chamber. The presence of said insulating chamber allows to operate in safety with fumes at high temperatures, for example higher than 200°C. The size of the room, that is? the distance between the walls of the two pipes, ? generally by a few millimeters, for example about 10 mm.
Le canne fumarie a doppia parete sono ben note; la loro realizzazione per? pone alcuni problemi tecnologici che non sono ancora del tutto risolti. In particolare, un problema che si incontra nella realizzazione delle canne a doppia parete consiste nel fissare stabilmente la canna interna alla canna esterna mantenendo la desiderata coassialit?. Una deviazione dalla coassialit? andrebbe a creare una regione di insufficiente ampiezza della intercapedine isolante, cio? con la canna esterna troppo vicina alla canna interna, riducendo o vanificando la funzione di isolamento termico. Double wall flues are well known; their realization for? poses some technological problems that are not yet fully resolved. In particular, a problem encountered in making double-walled barrels consists in stably fixing the inner barrel to the outer barrel while maintaining the desired coaxiality. A deviation from coaxiality? would create a region of insufficient width of the insulating gap, cio? with the outer barrel too close to the inner barrel, reducing or nullifying the thermal insulation function.
Sono noti diversi metodi per realizzare industrialmente le canne a doppia parete, ma tutti presentano controindicazioni o svantaggi. Un primo metodo prevede di punzonare verso l?interno la canna esterna creando una sorta di ?bugnatura? della distanza necessaria per fissare stabilmente le due canne tra loro. Un altro metodo prevede di creare un avvallamento circolare (nervatura) verso l?interno nella canna esterna per farla convergere in un punto stabilito della canna interna, in modo da creare una linea di contatto tra le due canne dove fissarle tramite saldatura oppure meccanicamente. Ancora un altro metodo prevede di inserire tra le due canne dei distanziali permanenti, cio? destinati a restare in opera, con funzione di mantenere le due canne concentriche e vincolate tra loro. Detti distanziali possono essere realizzati in vari materiali metallici o plastici. Various methods are known for industrially manufacturing double-walled barrels, but all of them have contraindications or drawbacks. A first method involves punching the outer barrel inwards, creating a sort of ?boss? of the distance necessary to stably fix the two rods together. Another method involves creating a circular depression (rib) inward in the outer barrel to make it converge at a fixed point on the inner barrel, so as to create a line of contact between the two barrels where they can be fixed by welding or mechanically. Yet another method involves inserting permanent spacers between the two barrels, i.e.? intended to remain in place, with the function of keeping the two pipes concentric and linked together. Said spacers can be made of various metallic or plastic materials.
I metodi che prevedono di punzonare o deformare la canna esterna richiedono stampi e macchinari appositamente creati e un tempo di lavorazione relativamente lungo; di conseguenza implicano un certo costo di fabbricazione che si vorrebbe ridurre. Inoltre tali metodi sono di difficile applicazione quando gli elementi da assemblare non sono rettilinei, per esempio presentano curve, deviazioni a T o altro. Methods that involve punching or deforming the outer barrel require specially created molds and machines and a relatively long processing time; consequently they imply a certain manufacturing cost which one would like to reduce. Furthermore, these methods are difficult to apply when the elements to be assembled are not straight, for example they have curves, T-shaped deviations or the like.
L?uso di distanziali permanentemente inseriti tra le due canne ha lo svantaggio di introdurre elementi aggiuntivi, e quindi un costo aggiuntivo, specialmente per canne fumarie di lunghezza rilevante. Inoltre i distanziali possono rappresentare un punto debole della canna fumaria specialmente se non metallici. Per esempio ? noto di usare distanziali non metallici in gomma, i quali per? possono ridurre la temperatura sopportabile dalla canna fumaria e/o rendere la canna inadeguata a operare con combustibili solidi che sono soggetti a incendio delle fuliggini, quali legna, pellet o carbone. The use of spacers permanently inserted between the two flues has the disadvantage of introducing additional elements, and therefore an additional cost, especially for flues of considerable length. Furthermore, the spacers can represent a weak point in the flue, especially if they are not metallic. For example ? known to use non-metallic rubber spacers, which for? they can reduce the bearable temperature of the flue and/or make the flue unsuitable for operating with solid fuels that are subject to soot fire, such as wood, pellets or coal.
Sommario dell?invenzione Summary of the invention
L?invenzione si pone il problema di trovare un metodo industrialmente conveniente per realizzare elementi di canna fumaria a doppia parete. L?invenzione inoltre ha lo scopo di trovare un metodo che consenta di realizzare elementi di canna fumaria a doppia parete resistenti alle alte temperature, prive di elementi infiammabili e prive di elementi non metallici. Un altro scopo dell?invenzione ? di proporre un metodo di fabbricazione per elementi di canna fumaria che non richieda attrezzature costose o tempi lunghi di lavorazione. The invention poses the problem of finding an industrially convenient method for making double-walled flue elements. Furthermore, the invention has the aim of finding a method which allows to make double-walled flue elements resistant to high temperatures, free from flammable elements and free from non-metallic elements. Another purpose of the invention? to propose a manufacturing method for flue elements that does not require expensive equipment or long processing times.
Gli scopi sopra enunciati sono raggiunti con un metodo per realizzazione un elemento di canna fumaria a doppia parete in accordo con la rivendicazione 1. The aims stated above are achieved with a method for making a double-walled flue element in accordance with claim 1.
Il metodo comprende le fasi di: The method includes the steps of:
provvedere una prima canna e una seconda canna, di dimensioni tali per cui la prima canna risulti posizionabile coassialmente all?interno della seconda canna; providing a first barrel and a second barrel, of such dimensions that the first barrel can be positioned coaxially inside the second barrel;
realizzare una pluralit? di tagli sulla parete di detta seconda canna, in cui ciascuno di detti tagli definisce una linguetta di materiale piegabile verso l?interno; create a plurality of cuts on the wall of said second barrel, wherein each of said cuts defines a tongue of inwardly bendable material;
posizionare detta prima canna coassialmente all?interno di detta seconda canna; positioning said first barrel coaxially inside said second barrel;
predisporre uno o pi? distanziali rimovibili tra dette due canne, detti distanziali essendo atti a mantenerle stabilmente in posizione coassiale; prepare one or more removable spacers between said two barrels, said spacers being capable of keeping them stably in a coaxial position;
piegare le linguette verso l?interno, in direzione della prima canna interna; fold the tabs inwards, towards the first internal barrel;
saldare le linguette piegate alla prima canna, rendendo cos? la prima canna solidale alla seconda canna; weld the tabs bent to the first barrel, making cos? the first barrel integral with the second barrel;
rimuovere i distanziali precedentemente inseriti tra le due canne. remove the spacers previously inserted between the two barrels.
Vantaggiosamente, le fasi sopra menzionate sono eseguite nell?ordine indicato. Per prima cosa si realizzano i tagli sulla seconda canna, che definiscono le linguette da utilizzarsi per la saldatura; poi si posizionano le due canne coassialmente; si predispongono i distanziali atti a mantenere le due canne correttamente allineate; si piegano le linguette verso l?interno; si effettuano le saldature; infine si rimuovono i distanziali. Advantageously, the steps mentioned above are performed in the order indicated. First, the cuts are made on the second barrel, which define the tabs to be used for welding; then the two rods are positioned coaxially; the spacers are arranged to keep the two barrels correctly aligned; fold the tabs inwards; welds are made; finally the spacers are removed.
Forma oggetto dell?invenzione anche una canna fumaria in accordo alle rivendicazioni. The subject of the invention is also a flue in accordance with the claims.
Il metodo dell?invenzione ? vantaggioso poich?: l?esecuzione ? facile e adattabile ad ogni diametro, senza necessit? di macchinari dedicati; rende il prodotto molto pi? conveniente nella produzione industriale; elimina le parti deteriorabili alle alte temperature; consente di realizzare la canna fumaria in accordo a categorie superiori di resistenza alla temperatura e di operare con combustibili solidi. Grazie al fatto che le due canne interna ed esterna sono saldate direttamente tra loro, l?assieme della canna a doppia parete pu? essere realizzato senza elementi distanziali il che ? vantaggioso dal punto di vista dei costi e elimina dei potenziali punti deboli. The method of the invention ? advantageous since?: the execution? easy and adaptable to any diameter, without the need? of dedicated machinery; makes the product much more convenient in industrial production; eliminates parts that perish at high temperatures; allows the flue to be made in accordance with higher temperature resistance categories and to operate with solid fuels. Thanks to the fact that the two inner and outer barrels are directly welded together, the double wall barrel assembly can be made without spacer elements, which ? cost-effective and eliminates potential weaknesses.
I distanziali sono disposti temporaneamente tra le due canne, durante il processo di piegatura e saldatura delle linguette, e sono rimossi al termine del processo quando le due canne sono solidali tra loro. The spacers are temporarily placed between the two barrels, during the process of bending and welding the tabs, and are removed at the end of the process when the two barrels are integral with each other.
Il metodo della presente invenzione permette di produrre elementi di canna fumaria resistenti sino a 1000 ?C a shock termico (nel caso dell?incendio delle fuliggini) e sino a 600 ?C ad esercizio normale, i quali possono essere utilizzati con apparecchiature che sfruttano combustibili solidi quali legna, pellets, carbone. The method of the present invention allows the production of flue elements resistant up to 1000 ?C to thermal shock (in the case of soot fire) and up to 600 ?C to normal operation, which can be used with equipment that uses fuels solids such as wood, pellets, coal.
Descrizione dell?invenzione Description of the invention
La prima canna e la seconda canna denotano tubi del tipo utilizzabile per le canne fumarie. Tipicamente si tratta di tubi in acciaio di piccolo spessore e diametro variabile a seconda delle esigenze. Nella maggior parte delle applicazioni pratiche il diametro esterno della canna a doppia parete ? tra 80 mm e 300 mm ma l?invenzione ? ugualmente applicabile a diametri superiori o inferiori. Il diametro interno (sezione di passaggio disponibile per i fumi) per esempio ? circa 20 mm pi? piccolo del diametro esterno. The first flue and the second flue denote pipes of the type that can be used for flues. Typically these are steel pipes of small thickness and variable diameter according to the needs. In most practical applications the outside diameter of the double wall barrel is ? between 80 mm and 300 mm but the invention? equally applicable to larger or smaller diameters. The internal diameter (passage section available for the fumes) for example? about 20 mm more? small than the outside diameter.
Si noti che una canna fumaria secondo l?invenzione ha generalmente una sezione circolare ma in alcune realizzazioni potr? avere una sezione non circolare per esempio ellittica. It should be noted that a flue according to the invention generally has a circular section but in some embodiments it may have a non-circular section, for example elliptical.
Le canne fumarie sono realizzate con elementi modulari, che possono essere rettilinei, curvi, a T, ecc. Pertanto nella presente descrizione e nelle rivendicazioni il riferimento a una canna fumaria dovr? intendersi ugualmente a un modulo o elemento di canna fumaria. I tagli che creano le linguette piegabili e saldabili sono realizzati, di preferenza, essenzialmente a forma di U oppure a forma di C. In una esecuzione preferita ciascuno di detti tagli presenta due tratti paralleli, i quali sono rettilinei o sostanzialmente rettilinei, e un tratto curvo che congiunge detti due tratti paralleli. The flues are made with modular elements, which can be straight, curved, T-shaped, etc. Therefore, in the present description and in the claims, the reference to a flue must be to be understood equally as a module or element of a flue. The cuts which create the foldable and weldable tabs are preferably made essentially in the shape of a U or in the shape of a C. In a preferred embodiment each of said cuts has two parallel sections, which are straight or substantially straight, and a section curve that connects said two parallel sections.
Detti tagli sono disposti di preferenza in modo da formare almeno un anello circonferenziale sulla parete della seconda canna. I tagli formanti un anello sono disposti preferibilmente a intervalli angolari regolari. Said cuts are preferably arranged so as to form at least one circumferential ring on the wall of the second barrel. The cuts forming a ring are preferably arranged at regular angular intervals.
In una realizzazione preferita detti tagli sono praticati sulla seconda canna (esterna) in corrispondenza di una zona di massima larghezza della prima canna pi? interna. Detta zona di massima larghezza della prima canna ? per esempio una zona di alloggiamento di una guarnizione in corrispondenza di una giunzione tra elementi di canna fumaria. In a preferred embodiment said cuts are made on the second (outer) barrel in correspondence with an area of maximum width of the first barrel more? internal. Said zone of maximum width of the first barrel? for example an area for housing a gasket at a joint between flue elements.
Ricavare le linguette in una zona di massima larghezza della canna interna ? vantaggioso poich? corrisponde a una zona di minima distanza tra le pareti delle due canne. Obtaining the tabs in an area of maximum width of the internal barrel? advantageous since? corresponds to an area of minimum distance between the walls of the two flues.
I detti tagli possono essere disposti a coppie simmetriche, dove i due tagli formanti una coppia sono sostanzialmente simmetrici o speculari rispetto a un asse di simmetria centrale e parallelo all?asse della canna. Said cuts can be arranged in symmetrical pairs, where the two cuts forming a pair are substantially symmetrical or specular with respect to a central axis of symmetry and parallel to the axis of the barrel.
Detti tagli hanno uno spessore dipendente dal metodo di taglio. Alcuni metodi di taglio utilizzabili, a titolo non limitativo, comprendono taglio meccanico, taglio al plasma, taglio laser, taglio ad acqua. Generalmente, a titolo indicativo e non limitativo, lo spessore dei tagli pu? essere inferiore a 1 mm, per esempio da 0.01 mm a 0.5 mm e preferibilmente da 0.2 mm a 0.5 mm. Said cuts have a thickness which depends on the cutting method. Some cutting methods that can be used, but are not limited to, include mechanical cutting, plasma cutting, laser cutting, water jet cutting. Generally, by way of example and not as a limitation, the thickness of the cuts can be less than 1 mm, for example from 0.01 mm to 0.5 mm and preferably from 0.2 mm to 0.5 mm.
Le linguette, a titolo indicativo, possono avere una forma adatta allo scopo, dipendente dal materiale usato e dallo spessore dello stesso o dal mezzo di taglio o dal tipo di saldatura utilizzata per il fissaggio/aggancio alla canna interna. A titolo indicativo e non limitativo, in applicazioni preferite la larghezza di ciascuna linguetta pu? essere compresa tra 4 mm e 30 mm e preferibilmente tra 5 mm e 15 mm o tra 8 mm e 12 mm. The tabs, by way of example, can have a shape suitable for the purpose, depending on the material used and the thickness of the same or the cutting means or the type of welding used for fixing/hooking to the internal barrel. By way of example and not limitation, in preferred applications the width of each tab can? be between 4 mm and 30 mm and preferably between 5 mm and 15 mm or between 8 mm and 12 mm.
La saldatura delle linguette alla prima canna ? eseguita preferibilmente con un processo di saldatura a induzione. La piegatura delle linguette pu? avvenire direttamente con una puntatrice per la saldatura in modo da utilizzare un solo attrezzo per la piegatura e per la saldatura. The welding of the tabs to the first barrel? preferably performed with an induction welding process. The folding of the tabs can? be done directly with a spot welder for welding so as to use only one tool for bending and welding.
Preferibilmente la piegatura ? eseguita in modo da deformare le linguette a forma di S o di Z creando una zona di appoggio sulla canna interna che si presta opportunamente alla saldatura. Preferably folding ? performed in such a way as to deform the tabs into an S or Z shape, creating a support area on the inner barrel which lends itself suitably to welding.
La saldatura delle linguette alla canna interna genera punti di saldatura che rendono solidali le due canne, creando la desiderata struttura di canna a doppia parete. The welding of the tabs to the inner barrel generates welding points which make the two barrels integral, creating the desired double wall barrel structure.
Il numero di tagli realizzati sul tubo esterno, e conseguentemente di punti di saldatura, potr? essere determinato in base al diametro e/o a requisiti specifici dell?applicazione, per garantire un?adeguata stabilit? meccanica della struttura a doppia parete e mantenere la desiderata coassialit?. The number of cuts made on the external tube, and consequently of welding points, will be able to be determined based on diameter and/or specific application requirements, to ensure adequate stability? mechanics of the double wall structure and maintain the desired coaxiality.
La prima canna e la seconda canna possono essere realizzate in acciaio inossidabile, preferibilmente AISI 304 o AISI 316, o altro materiale metallico. Per alcune applicazioni ? possibile realizzare le due canne in materiali tra loro diversi anche non metallici. The first barrel and the second barrel can be made of stainless steel, preferably AISI 304 or AISI 316, or other metallic material. For some applications ? It is possible to make the two rods in different materials, including non-metallic ones.
La distanza tra la canna interna e la canna esterna, cio? larghezza dell?intercapedine, pu? variare in base all?applicazione; in genere essa risulta compresa tra 5 cm e 15 cm, preferibilmente 10 cm. The distance between the inner barrel and the outer barrel, cio? width of the interspace, pu? vary according to the application; generally it is between 5 cm and 15 cm, preferably 10 cm.
L?intercapedine normalmente ? una intercapedine d?aria; l?invenzione tuttavia non esclude di provvedere un materiale isolante all?interno dell?intercapedine stessa. La dimensione dell?intercapedine potr? variare a seconda del grado di isolamento richiesto, della temperatura di esercizio o altre esigenze. L? interspace normally ? an air gap; however, the invention does not exclude the provision of an insulating material inside the interspace itself. The dimension of the interspace could? vary according to the degree of insulation required, the operating temperature or other requirements.
I distanziali da inserire temporaneamente tra le canne, per mantenerle in posizione coassiale durante l?esecuzione del metodo, sono distanziali in s? noti e non necessitano di essere ulteriormente descritti. Are the spacers to be temporarily inserted between the rods, to keep them in a coaxial position during the execution of the method, are they spacers in themselves? known and need not be further described.
Descrizione delle figure Description of the figures
La Fig. 1 mostra un elemento di canna fumaria a doppia parete in accordo a un modo di realizzare l?invenzione. Fig. 1 shows a double wall flue element according to one way of carrying out the invention.
La Fig. 2 rappresenta una sezione della canna fumaria di Fig. 1, in accordo a un piano di sezione inclinato come mostrato dalla traccia II-II di Fig. 1. Fig. 2 represents a section of the flue of Fig. 1, according to an inclined sectional plane as shown by line II-II of Fig. 1.
La Fig. 3 ? un dettaglio di Fig. 2. Fig. 3 ? a detail of Fig. 2.
La Fig. 4 mostra schematicamente uno dei tagli eseguiti sulla superficie della canna esterna dell?elemento di Fig. 1, per ricavare le linguette di saldatura. Fig. 4 schematically shows one of the cuts made on the surface of the outer barrel of the element of Fig. 1, to obtain the welding tabs.
La Fig. 5 mostra una disposizione preferita dei tagli e corrispondenti linguette di saldatura. Fig. 5 shows a preferred arrangement of the cuts and corresponding welding tabs.
La Fig. 6 mostra schematicamente, in sezione, la saldatura tra le due canne concentriche dell?elemento di Fig. 1. Fig. 6 schematically shows, in section, the welding between the two concentric rods of the element of Fig. 1.
Con riferimento alle figure, la Fig. 1 mostra un elemento 1 di canna fumaria a doppia parete. L?elemento 1 illustrato ? rettilineo e presenta estremit? maschio/femmina 1A, 1B per la connessione ad altri elementi, in modo da formare una canna fumaria. With reference to the figures, Fig. 1 shows an element 1 of a double-walled flue. Element 1 shown ? straight and has extremity? male/female 1A, 1B for connection to other elements, so as to form a flue.
L?elemento 1 a doppia parete ? formato essenzialmente da una canna interna 2 e da una canna esterna 3, le quali sono realizzate per esempio in acciaio inossidabile. Dette canne 2 e 3 sono unite da saldature in corrispondenza di linguette 4 le quali sono ricavate sulla superficie della canna esterna 3, piegate verso la canna interna 2 e saldate a quest?ultima per esempio con saldatura a induzione. The double-walled element 1 ? essentially formed by an inner barrel 2 and an outer barrel 3, which are made for example of stainless steel. Said barrels 2 and 3 are joined by welding at tabs 4 which are obtained on the surface of the outer barrel 3, bent towards the inner barrel 2 and welded to the latter, for example with induction welding.
Dette linguette piegate e saldate sono meglio visibili in Figg. 2 e 3. Si nota che le linguette 4 sono ricavate in corrispondenza di una porzione 5 di larghezza aumentata della canna interna 2. Tra le canne 2 e 3 ? definita una intercapedine d?aria 8. Said folded and welded tabs are better visible in Figs. 2 and 3. It can be seen that the tabs 4 are formed in correspondence with a portion 5 of increased width of the inner barrel 2. Between the barrels 2 and 3 ? defined as an air gap 8.
La Fig. 4 mostra l?esecuzione di una delle linguette 4 in una forma preferita. ? praticato un taglio 6 a forma di U sulla superficie della canna esterna 3, di spessore s per esempio di 0.3 mm. Si comprende che detto taglio 6 definisce la linguetta 4, la quale pu? essere piegata lungo una linea di base 7. Fig. 4 shows the execution of one of the tabs 4 in a preferred form. ? a U-shaped cut 6 is made on the surface of the outer barrel 3, with a thickness s for example of 0.3 mm. It is understood that said cut 6 defines the tab 4, which can? be folded along a baseline 7.
Le linguette 4 possono essere disposte lungo una circonferenza o un anello, come ? mostrato in Fig. 1. Per esempio in Fig. 1 le linguette 4 si trovano nella regione 1B. The 4 tabs can be arranged along a circumference or a ring, such as ? shown in Fig. 1 . For example in Fig. 1 the tabs 4 are located in region 1B.
La Fig. 5 mostra una disposizione preferita a coppie speculari dei tagli 6 e, di conseguenza, delle linguette 4. Fig. 5 shows a preferred arrangement in mirror-image pairs of the cuts 6 and, consequently, of the tabs 4.
La Fig. 6 mostra schematicamente il principio di giunzione tra la canna esterna 3 e la canna interna 2. La linguetta 4 (cio? porzione di superficie della canna esterna 3) piegata verso l?interno a forma di S presenta una base 10 di contatto contro la superficie della canna interna 2, dove si pratica una saldatura 9. Fig. 6 schematically shows the joining principle between the outer barrel 3 and the inner barrel 2. The tab 4 (that is, the surface portion of the outer barrel 3) bent inwards in an S shape has a contact base 10 against the surface of the inner barrel 2, where a weld 9 is made.
Ripetendo l?operazione in una pluralit? di punti si ottiene una connessione stabile tra le canne 2 e 3, con una saldatura per ciascuna linguetta 4, cio? una struttura a doppia parete come desiderato. Repeating the operation in a plurality? points you get a stable connection between the rods 2 and 3, with a welding for each tab 4, the cio? a double-walled structure as desired.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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IT102021000013397A IT202100013397A1 (en) | 2021-05-24 | 2021-05-24 | Method for making double-walled flue elements |
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ID=77317334
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Citations (2)
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---|---|---|---|---|
JPS5066234U (en) * | 1973-10-19 | 1975-06-14 | ||
US5247551A (en) * | 1991-09-24 | 1993-09-21 | Siemens Power Corporation | Spacer sleeve for nuclear fuel assembly |
-
2021
- 2021-05-24 IT IT102021000013397A patent/IT202100013397A1/en unknown
Patent Citations (2)
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