JP3258598B2 - ガスタービンエアセパレータ - Google Patents
ガスタービンエアセパレータInfo
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- JP3258598B2 JP3258598B2 JP16407197A JP16407197A JP3258598B2 JP 3258598 B2 JP3258598 B2 JP 3258598B2 JP 16407197 A JP16407197 A JP 16407197A JP 16407197 A JP16407197 A JP 16407197A JP 3258598 B2 JP3258598 B2 JP 3258598B2
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- Japan
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- rotor
- air separator
- disk
- gas turbine
- space
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガスタービンエアセ
パレータに関し、エアセパレータ端部のクラックの発生
を防止することができる構造にしたものである。
パレータに関し、エアセパレータ端部のクラックの発生
を防止することができる構造にしたものである。
【０００２】
【従来の技術】エアセパレータはロータ及び動翼冷却空
気を圧縮機から導き、取り入れるための装置であり、図
４にその断面図、図５に斜視図を示す。図４において、
１はロータであり、２はロータ１にディスク部７を介し
て取付けられた１段動翼であり、ロータ１と共に回転す
る。３は１段静翼で、４は静翼３内側のシールリング保
持環である。５はダクトで圧縮機からの冷却空気３０を
空間６へ導くものである。７は前述の動翼２の翼根部が
取付けられるディスク部、８はボルト・ナットである。
４１，４２は固定側のシール部、４３は冷却空気をディ
スク７後段へ送る空気供給穴である。
気を圧縮機から導き、取り入れるための装置であり、図
４にその断面図、図５に斜視図を示す。図４において、
１はロータであり、２はロータ１にディスク部７を介し
て取付けられた１段動翼であり、ロータ１と共に回転す
る。３は１段静翼で、４は静翼３内側のシールリング保
持環である。５はダクトで圧縮機からの冷却空気３０を
空間６へ導くものである。７は前述の動翼２の翼根部が
取付けられるディスク部、８はボルト・ナットである。
４１，４２は固定側のシール部、４３は冷却空気をディ
スク７後段へ送る空気供給穴である。
【０００３】１０はエアセパレータであり、ロータ１の
周囲を囲む円筒形状をしており、その左端にはフランジ
部１３を有し、ボルト穴９が加工されており、ロータ１
にボルト・ナット８で取付けられている。右端にはフラ
ンジ部１２を有し、その先端部周囲はディスク部７に接
触している。エアセパレータ１０の中央部には空気穴１
１が周囲に設けられ、空間６からの冷却空気３０をロー
タ１とエアセパレータ内周との間に形成される通路３１
を通り、ディスク７の空気供給穴４３へ導くと共に、デ
ィスク部７から１段動翼２へ冷却空気を導くラジアルホ
ール４４へも供給する。又、エアセパレータ１０の外周
は固定側のシール部４１，４２と近接し、シールフィン
を介して冷却空気が外部へもれるのを防止している。
周囲を囲む円筒形状をしており、その左端にはフランジ
部１３を有し、ボルト穴９が加工されており、ロータ１
にボルト・ナット８で取付けられている。右端にはフラ
ンジ部１２を有し、その先端部周囲はディスク部７に接
触している。エアセパレータ１０の中央部には空気穴１
１が周囲に設けられ、空間６からの冷却空気３０をロー
タ１とエアセパレータ内周との間に形成される通路３１
を通り、ディスク７の空気供給穴４３へ導くと共に、デ
ィスク部７から１段動翼２へ冷却空気を導くラジアルホ
ール４４へも供給する。又、エアセパレータ１０の外周
は固定側のシール部４１，４２と近接し、シールフィン
を介して冷却空気が外部へもれるのを防止している。
【０００４】図５はエアセパレータ１０の斜視図であ
り、ロータ１の周囲を囲んで円筒形状をしており、中央
部周囲には前述のように多数の空気穴１１を有してお
り、両端にフランジ部１２，１３を有し、フランジ部１
３はボルト穴９によりボルト・ナットでロータ１側に取
付けられる構造である。
り、ロータ１の周囲を囲んで円筒形状をしており、中央
部周囲には前述のように多数の空気穴１１を有してお
り、両端にフランジ部１２，１３を有し、フランジ部１
３はボルト穴９によりボルト・ナットでロータ１側に取
付けられる構造である。
【０００５】図６はエアセパレータの動翼側のフランジ
部を示し、（ａ）は動翼側への接触部の断面図、（ｂ）
はフランジ部にクラックが発生した状態を示す斜視図で
ある。図６（ａ）のようにフランジ部１２の先端部周囲
はロータのディスク部７に接触し、軽く押えられてお
り、ディスク側と一定の面圧を保持している。
部を示し、（ａ）は動翼側への接触部の断面図、（ｂ）
はフランジ部にクラックが発生した状態を示す斜視図で
ある。図６（ａ）のようにフランジ部１２の先端部周囲
はロータのディスク部７に接触し、軽く押えられてお
り、ディスク側と一定の面圧を保持している。
【０００６】上記のようにエアセパレータ１０は一端の
フランジ部１３によりロータ１側にボルト・ナット８で
固定されたオーババンク構造であり、他端のフランジ部
１２はディスク側に一定の面圧で当接しており、ロータ
１と共に回転するもので、ホット再起動をくり返すとデ
ィスク７側と接触するフランジ部１２に図６（ｂ）に示
すようにクラックが発生することがある。
フランジ部１３によりロータ１側にボルト・ナット８で
固定されたオーババンク構造であり、他端のフランジ部
１２はディスク側に一定の面圧で当接しており、ロータ
１と共に回転するもので、ホット再起動をくり返すとデ
ィスク７側と接触するフランジ部１２に図６（ｂ）に示
すようにクラックが発生することがある。
【０００７】その原因としては、停止数時間内のホット
状態で再起動し、冷たい冷却空気を流し、冷却するとエ
アセパレータ１０は急冷され、フランジ部１２のディス
ク７側への押え付け力が低下する。この押え付け力が低
下した状態で運転することによりフランジ部１２とディ
スク当接側との間に相対的なスベリが生じ、表面が荒れ
て局部応力により微細クラックが発生し、この微細クラ
ックが徐々に進展し、クラック部が開口し、この部分が
遠心力によりめくり上り、図６（ｂ）に示すようなクラ
ックとなる。
状態で再起動し、冷たい冷却空気を流し、冷却するとエ
アセパレータ１０は急冷され、フランジ部１２のディス
ク７側への押え付け力が低下する。この押え付け力が低
下した状態で運転することによりフランジ部１２とディ
スク当接側との間に相対的なスベリが生じ、表面が荒れ
て局部応力により微細クラックが発生し、この微細クラ
ックが徐々に進展し、クラック部が開口し、この部分が
遠心力によりめくり上り、図６（ｂ）に示すようなクラ
ックとなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来の
ガスタービンエアセパレータは一端のフランジ部１３を
ロータ側にボルト・ナット８により締付けたオーババン
ク構造であり、他端のフランジ部１２を１段動翼のディ
スク側に一定の面圧で当接しており、ロータ１と共に回
転し、圧縮機からの冷却空気３０をロータ側との空間３
１を通してディスク７側の空気供給穴４３及びラジアル
ホール４４へ送る。従って、ホット再起動をくり返すと
前述のようにフランジ部１２とディスク側との間に相対
的なスベリが生じ、これによるフレッチング疲労によ
り、フランジ部１２にクラックが発生し、損傷が起る。
ガスタービンエアセパレータは一端のフランジ部１３を
ロータ側にボルト・ナット８により締付けたオーババン
ク構造であり、他端のフランジ部１２を１段動翼のディ
スク側に一定の面圧で当接しており、ロータ１と共に回
転し、圧縮機からの冷却空気３０をロータ側との空間３
１を通してディスク７側の空気供給穴４３及びラジアル
ホール４４へ送る。従って、ホット再起動をくり返すと
前述のようにフランジ部１２とディスク側との間に相対
的なスベリが生じ、これによるフレッチング疲労によ
り、フランジ部１２にクラックが発生し、損傷が起る。
【０００９】そこで本発明は、エアセパレータの構造を
変更し、ディスク側との接触部をなくし、接触部での相
対的なスベリをなくすることによりエアセパレータフラ
ンジ部のクラックの発生が起きないような構造のガスタ
ービンエアセパレータを提供することを課題としてなさ
れたものである。
変更し、ディスク側との接触部をなくし、接触部での相
対的なスベリをなくすることによりエアセパレータフラ
ンジ部のクラックの発生が起きないような構造のガスタ
ービンエアセパレータを提供することを課題としてなさ
れたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決するために次の手段を提供する。
決するために次の手段を提供する。
【００１１】ロータ軸方向前後に所定間隔を保って２分
割され、ロータ周囲に配設された前方及び後方円筒形状
部材からなり、前記前方の円筒形状部材はロータ周囲に
密着すると共に外周は固定側とシール部を構成し；前記
後方の円筒形状部材は前記間隔と連通するロータ周囲空
間を保持し、その先端部を１段動翼側のディスク部に固
定すると共に外周は固定側とシール部を構成するように
配設し；前記後方の円筒形状部材のロータ周囲空間から
冷却空気を前記１段動翼側のディスク部へ供給すること
を特徴とするガスタービンエアセパレータ。
割され、ロータ周囲に配設された前方及び後方円筒形状
部材からなり、前記前方の円筒形状部材はロータ周囲に
密着すると共に外周は固定側とシール部を構成し；前記
後方の円筒形状部材は前記間隔と連通するロータ周囲空
間を保持し、その先端部を１段動翼側のディスク部に固
定すると共に外周は固定側とシール部を構成するように
配設し；前記後方の円筒形状部材のロータ周囲空間から
冷却空気を前記１段動翼側のディスク部へ供給すること
を特徴とするガスタービンエアセパレータ。
【００１２】本発明のエアセパレータは２分割された円
筒形状部材からなり、それぞれの円筒形状部材はロータ
側、１段動翼側のディスクに固定されており、その分割
部の間隔を通して圧縮機からの冷却空気が導かれ、後方
の円筒形状部材とロータ周囲との間の空間を通り、１段
動翼側のディスク部へ供給される。各円筒形状部材はそ
れぞれ独立して固定されており、その外周部は固定側と
シール部を構成しており、冷却空気の外部へのもれは防
止される。従って、従来のエアセパレータのように前方
の一端のみをロータ側に固定し、後方の他端をディスク
側に固定したオーババンク構造と異なり、ディスク部と
の接触部をなくしたので再起動をくり返しても熱応力に
よる接触部のこすりが生ずる部分がなく、フレッチング
疲労によるフランジ部のクラック発生は生じない。
筒形状部材からなり、それぞれの円筒形状部材はロータ
側、１段動翼側のディスクに固定されており、その分割
部の間隔を通して圧縮機からの冷却空気が導かれ、後方
の円筒形状部材とロータ周囲との間の空間を通り、１段
動翼側のディスク部へ供給される。各円筒形状部材はそ
れぞれ独立して固定されており、その外周部は固定側と
シール部を構成しており、冷却空気の外部へのもれは防
止される。従って、従来のエアセパレータのように前方
の一端のみをロータ側に固定し、後方の他端をディスク
側に固定したオーババンク構造と異なり、ディスク部と
の接触部をなくしたので再起動をくり返しても熱応力に
よる接触部のこすりが生ずる部分がなく、フレッチング
疲労によるフランジ部のクラック発生は生じない。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実
施の一形態に係るガスタービンエアセパレータの断面図
である。図において、１はロータであり、２はロータ１
にディスク７を介して取付けられた１段動翼であり、ロ
ータ１と共に回転する。３は１段静翼で、４は静翼３内
側のシールリング保持環である。５はダクトで圧縮機か
らの冷却空気３０を空間６へ送る。７は前述のディスク
部、８はボルト・ナットである。４１，４２は固定側の
シール部、４３は冷却空気を後段へ送る空気供給穴、４
４はラジアルホール、以上の構成は図４に示す従来例と
同じである。
て図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実
施の一形態に係るガスタービンエアセパレータの断面図
である。図において、１はロータであり、２はロータ１
にディスク７を介して取付けられた１段動翼であり、ロ
ータ１と共に回転する。３は１段静翼で、４は静翼３内
側のシールリング保持環である。５はダクトで圧縮機か
らの冷却空気３０を空間６へ送る。７は前述のディスク
部、８はボルト・ナットである。４１，４２は固定側の
シール部、４３は冷却空気を後段へ送る空気供給穴、４
４はラジアルホール、以上の構成は図４に示す従来例と
同じである。
【００１４】２０は本実施の形態のエアセパレータであ
り、円筒形状をしており、２０−１，２０−２に分割さ
れた構造である。２０−１は端部にフランジ部２１を有
し、ロータ１側にボルト・ナット８で締付けて取付けら
れ、ロータ１と共に回転する。このセパレータ２０−１
は冷却空気３０が空間６内からもれるのを防止するもの
である。
り、円筒形状をしており、２０−１，２０−２に分割さ
れた構造である。２０−１は端部にフランジ部２１を有
し、ロータ１側にボルト・ナット８で締付けて取付けら
れ、ロータ１と共に回転する。このセパレータ２０−１
は冷却空気３０が空間６内からもれるのを防止するもの
である。
【００１５】２０−２は２０−１と所定の間隔３３を保
ち、かつロータ１側と一定の隙間３２を保つように配置
され、一端にはフランジ部２２を有しており、フランジ
部２２にはボルト穴２３があけられ、この穴２３を介し
てボルト２８によりディスク側７に取付けられ、ロータ
１と共に回転する。
ち、かつロータ１側と一定の隙間３２を保つように配置
され、一端にはフランジ部２２を有しており、フランジ
部２２にはボルト穴２３があけられ、この穴２３を介し
てボルト２８によりディスク側７に取付けられ、ロータ
１と共に回転する。
【００１６】上記のように、エアセパレータ２０は２０
−１と２０−２とからなり、２０−１と２０−２は互い
にロータ１と共に回転し、中央の分割された間隔３３を
通り、空間６から冷却空気３０が流入し、通路３２を通
ってディスク７の空気供給穴４３及びラジアルホール４
４へ冷却空気が供給される。又、２０−１と２０−２の
外周は固定側のシール部４１，４２と近接し、シール部
を構成して外周から外部へ冷却空気がもれるのを防止し
ている。
−１と２０−２とからなり、２０−１と２０−２は互い
にロータ１と共に回転し、中央の分割された間隔３３を
通り、空間６から冷却空気３０が流入し、通路３２を通
ってディスク７の空気供給穴４３及びラジアルホール４
４へ冷却空気が供給される。又、２０−１と２０−２の
外周は固定側のシール部４１，４２と近接し、シール部
を構成して外周から外部へ冷却空気がもれるのを防止し
ている。
【００１７】図２はエアセパレータ２０の斜視図であ
り、２０−１，２０−２の２分割構造であり、ロータ１
を囲む円筒形状をしている。２０−１の一端はフランジ
部２１を有し、フランジ部周囲にはディスク部と結合す
るボルト穴２４が設けられている。２０−１の他端は２
０−２と一定の間隔を保って向かい合って配置され、２
０−２の他端にはフランジ部２２があり、フランジ部２
２には１段動翼側のディスク部に取付けられるボルト穴
２３を有している。
り、２０−１，２０−２の２分割構造であり、ロータ１
を囲む円筒形状をしている。２０−１の一端はフランジ
部２１を有し、フランジ部周囲にはディスク部と結合す
るボルト穴２４が設けられている。２０−１の他端は２
０−２と一定の間隔を保って向かい合って配置され、２
０−２の他端にはフランジ部２２があり、フランジ部２
２には１段動翼側のディスク部に取付けられるボルト穴
２３を有している。
【００１８】図３はエアセパレータ２０−２のフランジ
部２２の取付状態を戻す断面図であり、フランジ部２２
のボルト穴２３にはボルト８が通されて全周が１段動翼
２側のディスク７に取付けられている。
部２２の取付状態を戻す断面図であり、フランジ部２２
のボルト穴２３にはボルト８が通されて全周が１段動翼
２側のディスク７に取付けられている。
【００１９】上記構成の実施の形態のエアセパレータ２
０は、２０−１，２０−２の２分割構造であり、圧縮機
からの冷却空気３０はダクト５より空間６に入り、空間
６から間隔３３に流入し、ロータ１側とエアセパレータ
２０−２とで形成される通路３２を通り、ディスク７、
空気供給穴４３及びラジアルホール４４に供給される。
又、エアセパレータ２０−１の外周は固定側の一方のシ
ール部４２と、エアセパレータ２０−２の外周は固定側
の他方のシール部４１とでそれぞれシール部を構成し、
冷却空気が外部にもれるのを防止している。
０は、２０−１，２０−２の２分割構造であり、圧縮機
からの冷却空気３０はダクト５より空間６に入り、空間
６から間隔３３に流入し、ロータ１側とエアセパレータ
２０−２とで形成される通路３２を通り、ディスク７、
空気供給穴４３及びラジアルホール４４に供給される。
又、エアセパレータ２０−１の外周は固定側の一方のシ
ール部４２と、エアセパレータ２０−２の外周は固定側
の他方のシール部４１とでそれぞれシール部を構成し、
冷却空気が外部にもれるのを防止している。
【００２０】上記のように、本実施の形態においては、
エアセパレータ２０は２０−１がボルト８によりロータ
側に、２０−２がボルト２８によりディスク側にそれぞ
れ固定され、ロータ１と共に回転する構造であるので、
従来のように一端のみをボルト結合し、他端を１段動翼
２側に当接させるオーババンク構造とは異なり、ロータ
１側と接触部をなくし、フランジ部２１，２２共にボル
ト結合されているので、フランジ部のフレッチング疲労
によるクラックの発生が防止される。
エアセパレータ２０は２０−１がボルト８によりロータ
側に、２０−２がボルト２８によりディスク側にそれぞ
れ固定され、ロータ１と共に回転する構造であるので、
従来のように一端のみをボルト結合し、他端を１段動翼
２側に当接させるオーババンク構造とは異なり、ロータ
１側と接触部をなくし、フランジ部２１，２２共にボル
ト結合されているので、フランジ部のフレッチング疲労
によるクラックの発生が防止される。
【００２１】
【発明の効果】本発明は、ロータ軸方向前後に所定間隔
を保って２分割され、ロータ周囲に配設された前方及び
後方円筒形状部材からなり、前記前方の円筒形状部材は
ロータ周囲に密着すると共に外周は固定側とシール部を
構成し；前記後方の円筒形状部材は前記間隔と連通する
ロータ周囲空間を保持し、その先端部を１段動翼側のデ
ィスク部に固定すると共に外周は固定側とシール部を構
成するように配設し；前記後方の円筒形状部材のロータ
周囲空間から冷却空気を前記１段動翼側のディスク部へ
供給することを特徴としている。このような構成によ
り、従来のようなオーババンク構造が避けられ、分割さ
れた部材のフランジ部はそれぞれ固定されているので接
触部がなくなり、フレッチング疲労によるフランジ部へ
のクラック発生が防止される。そのためにガスタービン
の信頼性が向上するものである。
を保って２分割され、ロータ周囲に配設された前方及び
後方円筒形状部材からなり、前記前方の円筒形状部材は
ロータ周囲に密着すると共に外周は固定側とシール部を
構成し；前記後方の円筒形状部材は前記間隔と連通する
ロータ周囲空間を保持し、その先端部を１段動翼側のデ
ィスク部に固定すると共に外周は固定側とシール部を構
成するように配設し；前記後方の円筒形状部材のロータ
周囲空間から冷却空気を前記１段動翼側のディスク部へ
供給することを特徴としている。このような構成によ
り、従来のようなオーババンク構造が避けられ、分割さ
れた部材のフランジ部はそれぞれ固定されているので接
触部がなくなり、フレッチング疲労によるフランジ部へ
のクラック発生が防止される。そのためにガスタービン
の信頼性が向上するものである。
【図１】本発明の実施の一形態に係るガスタービンエア
セパレータの断面図である。
セパレータの断面図である。
【図２】本発明の実施の一形態に係るエアセパレータの
斜視図である。
斜視図である。
【図３】本発明の実施の一形態に係るガスタービンエア
セパレータの動翼側の取付部の断面図である。
セパレータの動翼側の取付部の断面図である。
【図４】従来のガスタービンエアセパレータの断面図で
ある。
ある。
【図５】従来のガスタービンエアセパレータの斜視図で
ある。
ある。
【図６】従来のガスタービンエアセパレータの動翼側当
接部を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）はそのフランジ部
のクラック発生の状態を示す斜視図である。
接部を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）はそのフランジ部
のクラック発生の状態を示す斜視図である。
１ ロータ ２ 動翼 ５ ダクト ６ 空間 ７ ディスク部 ８ ボルト・ナット ２０ エアセパレータ ２１，２２ フランジ部 ２３，２４ ボルト穴 ２８ ボルト ３２ 通路 ３３ 間隔 ４３ 空気供給穴 ４４ ラジアルホール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 末永 潔 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (56)参考文献 特開 平９−151751（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−284687（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−177526（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01D 5/08 F01D 11/02 F02C 7/18
Claims (1)
- 【請求項１】 ロータ軸方向前後に所定間隔を保って２
分割され、ロータ周囲に配設された前方及び後方円筒形
状部材からなり、前記前方の円筒形状部材はロータ周囲
に密着すると共に外周は固定側とシール部を構成し；前
記後方の円筒形状部材は前記間隔と連通するロータ周囲
空間を保持し、その先端部を１段動翼側のディスク部に
固定すると共に外周は固定側とシール部を構成するよう
に配設し；前記後方の円筒形状部材のロータ周囲空間か
ら冷却空気を前記１段動翼側のディスク部へ供給するこ
とを特徴とするガスタービンエアセパレータ。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16407197A JP3258598B2 (ja) | 1997-06-20 | 1997-06-20 | ガスタービンエアセパレータ |
| US09/242,293 US6151881A (en) | 1997-06-20 | 1998-06-18 | Air separator for gas turbines |
| PCT/JP1998/002688 WO1998059156A1 (fr) | 1997-06-20 | 1998-06-18 | Separateur d'air pour turbine a gaz |
| EP98928538A EP0927813B1 (en) | 1997-06-20 | 1998-06-18 | Air separator for gas turbines |
| CA002264282A CA2264282C (en) | 1997-06-20 | 1998-06-18 | Gas turbine air separator |
| DE69819290T DE69819290T2 (de) | 1997-06-20 | 1998-06-18 | Luftabscheider für gasturbinen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16407197A JP3258598B2 (ja) | 1997-06-20 | 1997-06-20 | ガスタービンエアセパレータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1113408A JPH1113408A (ja) | 1999-01-19 |
| JP3258598B2 true JP3258598B2 (ja) | 2002-02-18 |
Family
ID=15786236
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16407197A Expired - Lifetime JP3258598B2 (ja) | 1997-06-20 | 1997-06-20 | ガスタービンエアセパレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3258598B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4067709B2 (ja) | 1999-08-23 | 2008-03-26 | 三菱重工業株式会社 | ロータ冷却空気供給装置 |
| JP2006097585A (ja) * | 2004-09-29 | 2006-04-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | エアセパレータの取付構造及びそれを備えたガスタービン |
-
1997
- 1997-06-20 JP JP16407197A patent/JP3258598B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
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| JPH1113408A (ja) | 1999-01-19 |
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