JPH0138969B2 - - Google Patents
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- JPH0138969B2 JPH0138969B2 JP55176206A JP17620680A JPH0138969B2 JP H0138969 B2 JPH0138969 B2 JP H0138969B2 JP 55176206 A JP55176206 A JP 55176206A JP 17620680 A JP17620680 A JP 17620680A JP H0138969 B2 JPH0138969 B2 JP H0138969B2
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C35/00—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
- F16C35/02—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of sliding-contact bearings
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、10〜14%クロム鋼製タービンロータ
のジヤーナル部外周に取付けられるジヤーナルス
リーブに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a journal sleeve that is attached to the outer periphery of a journal portion of a turbine rotor made of 10 to 14% chromium steel.
従来、蒸気タービンの高中圧ロータ材として、
高温におけるクリープ特性の優れている12%クロ
ム鋼が用いられている。しかし12%クロム鋼は、
軸受特性、特に摩擦特性が非常に悪く、軸受メタ
ルが焼付いてジヤーナル部が損傷する危険性があ
る為、第1図に示すように円筒状の低合金製スリ
ーブ4を、軸受3に面する12%クロム鋼製ロータ
1のジヤーナル部2に焼ばめする構造をとつてい
る。この場合カツプリング5の方がジヤーナル部
2より径が大きい為、カツプリング5も焼ばめ構
造とし、スリーブ4のジヤーナル部2への焼ばめ
後にカツプリング5を焼ばめる必要がある。 Conventionally, as a material for high and intermediate pressure rotors of steam turbines,
12% chromium steel is used because it has excellent creep properties at high temperatures. However, 12% chromium steel is
Bearing characteristics, especially friction characteristics, are very poor, and there is a risk that the bearing metal may seize and damage the journal part. It has a structure in which it is shrink-fitted to the journal part 2 of the rotor 1 made of chromium steel. In this case, since the coupling ring 5 has a larger diameter than the journal part 2, the coupling ring 5 must also have a shrink-fit structure, and the coupling ring 5 must be shrink-fitted after the sleeve 4 is shrink-fitted to the journal part 2.
しかし、カツプリング5の焼ばめ端部には、大
きな曲げ応力、ねじれ応力が働らく為、第1図に
示すような亀裂7がロータ1に発生する危険性が
高く、従つてカツプリング5はロータ1からの削
り出しによる一体型構造とすることが要求されて
いる。 However, since large bending stress and torsional stress act on the shrink-fit end of the coupling 5, there is a high risk that a crack 7 as shown in FIG. 1 will occur in the rotor 1. It is required to have an integral structure by cutting out from scratch.
これら2つの要求、即ちジヤーナル部2外面を
軸受特性の良い低合金鋼でカバーし、カツプリン
グ5をロータと一体型とするという要求を満す為
には、ジヤーナル部2に軸受特性の良い金属を溶
接肉盛あるいは、溶射する方法があるが、溶接肉
盛では、溶接割れが発生し易く、又溶射では、ジ
ヤーナル部に曲げが働らいた時に、溶射部がはが
れ易いという欠点があつた。 In order to meet these two requirements, that is, to cover the outer surface of the journal part 2 with a low-alloy steel with good bearing properties, and to make the coupling 5 integral with the rotor, it is necessary to use a metal with good bearing properties in the journal part 2. There are methods such as weld build-up and thermal spraying, but weld build-up tends to cause weld cracks, and thermal spraying has the disadvantage that the sprayed part tends to peel off when the journal part is bent.
本発明の目的は、10〜14%クロム鋼製の蒸気タ
ービンロータをカツプリングと一体型とした場合
に、そのジヤーナル部に容易に装着ができるジヤ
ーナルスリーブを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a journal sleeve that can be easily attached to a journal portion of a steam turbine rotor made of 10 to 14% chromium steel and integrated with a coupling.
本発明の特徴とするところは、カツプリングを
一体化した10〜14%クロム鋼製の蒸気タービンロ
ータのジヤーナル部に装着される環状のジヤーナ
ルスリーブを、予めロータ軸方向並びに円周方向
に複数個に分割しておき、これらをジヤーナル部
近傍位置にて該ロータを囲むように、リング状に
接合し、ジヤーナルスリーブとしてジヤーナル外
周に軸方向に順次取付けるようにしたジヤーナル
スリーブにある。次に本発明の一実施例であるジ
ヤーナルスリーブを図面を参照した説明する。第
2図において、カツプリング5と一体化された10
〜14%クロム鋼製の蒸気タービンロータ1のジヤ
ーナル部2の外周に取り付けられる円筒状のジヤ
ーナルスリーブ12,13,14は、タービン軸
方向に3分割されており、各スリーブ12,1
3,14は第3図、第4図に示す如く、周方向に
2分割された半割形状となつている。最もタービ
ン動翼側に設置されるスリーブ12は、第3図に
示す様に軸方向端部12cにコーナーRの逃げ部
を有している。 A feature of the present invention is that a plurality of annular journal sleeves, which are attached to the journal part of a steam turbine rotor made of 10 to 14% chromium steel with an integrated coupling, are formed in advance in the axial direction and circumferential direction of the rotor. The rotor is divided into parts, joined in a ring shape so as to surround the rotor near the journal part, and is sequentially attached to the outer periphery of the journal in the axial direction as a journal sleeve. Next, a journal sleeve which is an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In Fig. 2, 10 integrated with the coupling ring 5 is shown.
The cylindrical journal sleeves 12, 13, 14 attached to the outer periphery of the journal part 2 of the steam turbine rotor 1 made of ~14% chrome steel are divided into three parts in the turbine axial direction, and each sleeve 12, 1
3 and 14, as shown in FIGS. 3 and 4, have a half-shape divided into two in the circumferential direction. As shown in FIG. 3, the sleeve 12 installed closest to the turbine rotor blade has a corner R relief part at its axial end 12c.
これらジヤーナルスリーブ12〜14は、軸受
特性の良い低合金鋼、例えばCr:0.2〜2.25%、
Mo:0.2〜1%含んだベーナイト鋼等が用いられ
る。次にこのジヤーナルスリーブ12〜14のロ
ータジヤーナル2への装着につき説明する。 These journal sleeves 12 to 14 are made of low alloy steel with good bearing properties, for example, Cr: 0.2 to 2.25%.
Bainitic steel containing Mo: 0.2 to 1% is used. Next, the attachment of the journal sleeves 12 to 14 to the rotary journal 2 will be explained.
まず、周方向に2分割されているスリーブ12
a,12bを、ジヤーナル部2とカツプリング部
5との間の該ジヤーナル部よりもシヤフト径に小
さいロータ部分1bで相互に溶着してリング形状
とする。溶接の場合には、スリーブの内周側に溶
接欠陥が出やすく、又溶接による変形も生じるの
で、溶着後にこのスリーブ12の内面を機械加工
にて仕上げる。これはロータにバイトを取付けて
回転させ、スリーブ12を軸方向に移動させるこ
とによつて可能である。内面加工したスリーブ1
2を次に均一に加熱した後に、ロータのジヤーナ
ル部2の外周にはめ込む。次いでスリーブ13,
14も同様に1組毎に溶接してリング形状にし、
内面仕上げを行なつたうえで、ジヤーナル部の軸
方向に相互に密着させて焼ばめる。 First, the sleeve 12 is divided into two parts in the circumferential direction.
a and 12b are welded to each other at a rotor portion 1b between the journal portion 2 and the coupling portion 5, which is smaller in shaft diameter than the journal portion, to form a ring shape. In the case of welding, welding defects are likely to occur on the inner peripheral side of the sleeve, and deformation occurs due to welding, so the inner surface of the sleeve 12 is finished by machining after welding. This is possible by attaching a cutting tool to the rotor and rotating it to move the sleeve 12 in the axial direction. Sleeve 1 with internal processing
2 is then heated uniformly and then fitted onto the outer periphery of the journal portion 2 of the rotor. Next, the sleeve 13,
Similarly, weld each set of 14 into a ring shape.
After finishing the inner surface, the journal parts are shrink-fitted in close contact with each other in the axial direction.
各スリーブ12〜14をジヤーナル部2に焼ば
めた後、第2図のA部及びB部として示す個所を
ロールめを行なう。A部をロールめすること
により、各スリーブ12,13,14間の接触面
に圧縮応力を与え、これらの間に間隙が生じない
ようにすることができる。また、B部をロール
めすることにより、スリーブの抜け出しを防止す
ることができる。 After each sleeve 12 to 14 is shrink-fitted to the journal portion 2, the portions shown as portions A and B in FIG. 2 are rolled. By rolling the A section, compressive stress can be applied to the contact surfaces between the sleeves 12, 13, and 14, and gaps can be prevented from forming between them. Further, by rolling the B portion, it is possible to prevent the sleeve from coming off.
ロールめ後は、この低合金鋼製のスリーブ1
2〜14の外周を研摩し、外表面を仕上げれば良
い。 After rolling, this low alloy steel sleeve 1
It is sufficient to polish the outer periphery of Nos. 2 to 14 to finish the outer surface.
この様に、円周方向に2分割したスリーブ12
〜14をそれぞれ溶接し、リング状とすることに
より、カツプリング一体型のクロム鋼製タービン
ロータにも低合金鋼製のスリーブを取付けること
ができる。また、タービン軸方向にスリーブを複
数個に分割したことにより、次のような効果があ
る。即ち、スリーブがタービン軸方向にわたり分
割されていない構造の場合には、ジヤーナル部へ
の装置に先立つて円周方向に分割されたスリーブ
を溶着する際に、ジヤーナル部の長さであるスリ
ーブ全長lにわたつて溶接する必要があるが、こ
の様な長い溶接線を同一好条件で溶接するのは極
めて困難となる。又、スリーブ長が長いと、溶接
の際にスリーブの内表面に出やすい溶接欠陥の削
除及び、溶接による変形を機械加工にて削除、仕
上げを行う場合にスリーブが既にロータまわりに
組み込まれていることから、スリーブ内径をテー
パがつかないように同芯で真円に加工することが
困難となる。しかるに、本実施例の如くクロム鋼
製のロータジヤーナル部に装置される低合金鋼製
のジヤーナルスリーブを軸方向に複数個に分割、
例えばスリーブ12,13,14の如く3分割タ
イプにすれば、それぞれのスリーブ12,13,
14の溶接線の長さは1/3のl/3となり、溶接作業
が極めて容易となる。また溶接後の機械加工にお
いても軸方向長さが1/3と短い為、精度の良い加
工が可能となる。更に、溶接欠陥等の検査も内表
面が見やすい為容易となり、信頼性の高いスリー
ブを提供することが可能となる。更に、スリーブ
を軸方向に分割しない場合には、ジヤーナル部へ
のスリーブの装着に先立つ溶接組立て及び機械加
工の際の加工雇の取付等のスペースの確保の為、
第2図に示すジヤーナル部2とカツプリング5と
の間のロータ部1bの長さLは、スリーブ長さl
の1.5倍は必要となり、その分だけ無駄な軸長を
要してロータが大型化せざるを得ないものであ
る。これに対して、第2図に示す本実施例の様な
ジヤーナルスリーブの軸方向分割方式では、各ス
リーブ12〜14の軸方向長さはスリーブ全長l
の1/3であることから、これら各スリーブの溶接
組立、機械加工に要するジヤーナル部2とカツプ
リング5との間のロータ部1bの長さLは、スリ
ーブ全長lのせいぜい半分程度で良く、その分、
ロータ長の小型化に大いに寄与することができ
る。尚、スリーブの軸方向分割数は、本実施例で
は3分割としたが、複数分割なら何分割でも良
い。しかも、これら軸方向に複数個に分割された
各スリーブ12,13,14は、ロータジヤーナ
ル部への焼ばめ後にロールめ並びに研摩を施す
ことによつて、各スリーブ間の接触面は密着し、
非分割タイプのスリーブと何等変わるところの無
い形状、機能を有することになる。 In this way, the sleeve 12 is divided into two parts in the circumferential direction.
14 are welded into a ring shape, it is possible to attach a low alloy steel sleeve to a coupling-integrated chrome steel turbine rotor. Further, by dividing the sleeve into a plurality of pieces in the turbine axial direction, the following effects can be obtained. That is, in the case of a structure in which the sleeve is not divided in the turbine axial direction, when the sleeve divided in the circumferential direction is welded before being attached to the journal part, the total sleeve length l, which is the length of the journal part, is However, it is extremely difficult to weld such a long weld line under the same favorable conditions. In addition, if the sleeve length is long, the sleeve is already assembled around the rotor when welding to remove welding defects that tend to appear on the inner surface of the sleeve, remove deformation caused by welding by machining, and finish. Therefore, it is difficult to process the inner diameter of the sleeve into a concentric and perfect circle without tapering. However, as in this embodiment, the journal sleeve made of low alloy steel installed in the rotor journal part made of chrome steel is divided into a plurality of pieces in the axial direction,
For example, if the sleeves 12, 13, 14 are divided into three types, each sleeve 12, 13,
The length of the welding line No. 14 is 1/3 l/3, making welding work extremely easy. In addition, since the axial length is only 1/3 short in machining after welding, highly accurate machining is possible. Furthermore, since the inner surface is easy to see, inspection for welding defects and the like is facilitated, making it possible to provide a highly reliable sleeve. Furthermore, if the sleeve is not divided in the axial direction, in order to secure space for welding assembly and machining work prior to attaching the sleeve to the journal part,
The length L of the rotor portion 1b between the journal portion 2 and the coupling ring 5 shown in FIG. 2 is the sleeve length l.
This requires 1.5 times the length of the rotor, which requires an unnecessary shaft length and makes the rotor larger. On the other hand, in the axial division method of the journal sleeve as shown in this embodiment shown in FIG. 2, the axial length of each sleeve 12 to 14 is equal to
Therefore, the length L of the rotor part 1b between the journal part 2 and the coupling ring 5 required for welding assembly and machining of each sleeve can be at most half of the total sleeve length l, and that minutes,
This can greatly contribute to reducing the rotor length. Although the number of axial divisions of the sleeve is three in this embodiment, it may be divided into any number of divisions. Furthermore, each of the sleeves 12, 13, and 14, which are divided into a plurality of parts in the axial direction, is rolled and polished after being shrink-fitted to the rotary journal part, so that the contact surfaces between the sleeves are in close contact with each other. ,
It has the same shape and function as a non-divided type sleeve.
前記スリーブ12,13,14の材料としては
軸受特性の良い低合金鋼である重量%で、Cr:
0.2〜2.25%、Mo:0.2〜1%を含む全ベーナイト
鋼か、或は更にV:0.05〜0.5%を含むベーナイ
ト鋼等を用いれば良い。 The material of the sleeves 12, 13, and 14 is a low alloy steel with good bearing properties, and the weight percentage is Cr:
All bainitic steel containing 0.2 to 2.25% Mo, 0.2 to 1% Mo, or bainitic steel further containing 0.05 to 0.5% V may be used.
低合金鋼は12%クロム鋼に比べ、熱伝導率が約
30%高いため、ロータ回転中の温度上昇が小さ
く、従つて、スリーブと軸受との間の凝着摩擦を
起こしにくい利点があるからである。このことは
実験によつて確認されている。実験は、軸受への
給油中に微小な異物を混入することによるジヤー
ナルの損傷を、12%クロム鋼製のロータと、クロ
ム・モリブデン・バナジウム低合金鋼製のロータ
との両者について比較したものである。第5図お
よび第6図は、それぞれ12%クロム鋼製ロータお
よび低合金鋼製ロータの異物混入後一定時間回転
させた後のジヤーナル表面粗さを示すもので明ら
かに第6図に示す低合金鋼製のロータの方が12%
クロム鋼より耐摩耗性が良いことがわかる。 Compared to 12% chromium steel, low alloy steel has a thermal conductivity of approx.
This is because it is 30% higher, so the temperature rise during rotor rotation is small, and therefore there is an advantage that adhesive friction between the sleeve and the bearing is less likely to occur. This has been confirmed by experiment. The experiment compared damage to the journal caused by the introduction of minute foreign objects during bearing lubrication between a rotor made of 12% chromium steel and a rotor made of chromium-molybdenum-vanadium low-alloy steel. be. Figures 5 and 6 show the journal surface roughness of a 12% chromium steel rotor and a low alloy steel rotor, respectively, after being rotated for a certain period of time after contamination with foreign matter. Steel rotor is 12% lower
It can be seen that the wear resistance is better than that of chrome steel.
尚各スリーブはロールめによる密着を行うが
銀ロー付により一体化しても良く、その場合には
密着性が増しスリーブの回転防止に更に寄与する
ことになる。尚、クロム鋼製のタービンロータ材
料としては、重量%で、C:0.1〜0.3%、Si:0.6
%以下、Mn:0.4〜1.5%、Ni:1.2%以下、Cr:
10〜14%、Mo:0.5〜1.5%、V:0.05〜0.3%、
Nb:0.02〜0.15%、N:0.04〜0.1%を含む全マル
テンサイト組織を有する鍛鋼が好ましい。 The sleeves are brought into close contact with each other by rolling, but they may also be integrated by silver brazing. In this case, the close contact is increased and further contributes to preventing rotation of the sleeves. In addition, as a turbine rotor material made of chrome steel, in weight%, C: 0.1 to 0.3%, Si: 0.6
% or less, Mn: 0.4 to 1.5%, Ni: 1.2% or less, Cr:
10~14%, Mo: 0.5~1.5%, V: 0.05~0.3%,
Forged steel having an entirely martensitic structure containing Nb: 0.02 to 0.15% and N: 0.04 to 0.1% is preferred.
本発明によれば、一体型カツプリングを有する
10〜14%クロム鋼製タービンロータジヤーナルへ
のスリーブの装着が容易に出来るジヤーナルスリ
ーブが実現出来るという効果が奏せられる。ま
た、タービンロータそのものの小型化が可能にな
るという効果も奏せられる。 According to the invention, with an integral coupling
The effect is that it is possible to realize a journal sleeve that can be easily attached to a turbine rotor journal made of 10 to 14% chromium steel. Further, it is also possible to reduce the size of the turbine rotor itself.
第1図は、従来のスリーブ及びカツプリングを
共に焼ばめした12%クロム鋼製ロータを示す断面
図、第2図は、本発明の一実施例であるジヤーナ
ルスリーブを装着したクロム鋼製ロータを示す断
面図、第3図及び第4図は第2図に表わした各ス
リーブを示す斜視図、第5図及び第6図はそれぞ
れ12%クロム鋼製ジヤーナルと低合金鋼製ジヤー
ナルの表面粗さの実験データ図である。
1……12%クロムロータ、2……ジヤーナル、
3……軸受、5……カツプリング、12,13,
14……ジヤーナルスリーブ。
Fig. 1 is a cross-sectional view of a 12% chromium steel rotor with a conventional sleeve and coupler shrink-fitted together, and Fig. 2 shows a chromium steel rotor fitted with a journal sleeve according to an embodiment of the present invention. 3 and 4 are perspective views showing each sleeve shown in FIG. 2, and FIGS. 5 and 6 show the surface roughness of the 12% chromium steel journal and the low alloy steel journal, respectively. It is an experimental data diagram. 1...12% chrome rotor, 2...Journal,
3... Bearing, 5... Coupling, 12, 13,
14...Journal sleeve.
Claims (1)
に形成した10〜14%クロム鋼製の蒸気タービンロ
ータのジヤーナル部外周に設置される環状のジヤ
ーナルスリーブにおいて、予め前記スリーブをタ
ービン軸方向に複数個分割すると共に、この軸方
向分割スリーブをその円周方向にも複数個分割し
ておき、そしてこれら円周方向に分割された軸方
向分割スリーブを溶着してリング状に一体化する
と共に、蒸気タービンロータのジヤーナル部外周
の軸方向に沿つて前記軸方向分割スリーブを順次
取付けたことを特徴とするジヤーナルスリーブ。 2 前記ジヤーナルスリーブは低合金鋼からなる
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のジ
ヤーナルスリーブ。 3 前記低合金鋼はCrを0.2〜2.25%、Moを0.2〜
1%含むベーナイト鋼からなることを特徴とする
特許請求の範囲第2項記載のジヤーナルスリー
ブ。 4 前記隣接位置する軸方向分割スリーブの接触
面を絞めて、これら接触面に圧縮応力を生じるよ
うにして該ジヤーナル部に取付けたことを特徴と
する特許請求の範囲第1項又は第2項又は第3項
記載のジヤーナルスリーブ。 5 前記隣接位置する軸方向分割スリーブの接触
面を溶着して該ジヤーナル部に取付けたことを特
徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項又は第
3項記載のジヤーナルスリーブ。[Scope of Claims] 1. In an annular journal sleeve installed on the outer periphery of a journal part of a steam turbine rotor made of 10 to 14% chromium steel, in which a turbine rotor main body and a coupling are integrally formed, the sleeve is aligned in advance in the turbine axial direction. At the same time, this axially divided sleeve is also divided into multiple pieces in the circumferential direction, and these circumferentially divided axially divided sleeves are welded and integrated into a ring shape. A journal sleeve, characterized in that the axially divided sleeves are sequentially attached along the axial direction of the outer periphery of the journal part of a steam turbine rotor. 2. The journal sleeve according to claim 1, wherein the journal sleeve is made of low alloy steel. 3 The low alloy steel contains 0.2 to 2.25% Cr and 0.2 to 2.25% Mo.
3. A journal sleeve according to claim 2, characterized in that it is made of bainitic steel containing 1%. 4. The adjacent axially divided sleeves are attached to the journal part by squeezing their contact surfaces to generate compressive stress on these contact surfaces. Journal sleeve according to item 3. 5. The journal sleeve according to claim 1, 2, or 3, wherein the contact surfaces of the adjacent axially divided sleeves are attached to the journal part by welding.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP55176206A JPS57101122A (en) | 1980-12-12 | 1980-12-12 | Journal sleeve |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP55176206A JPS57101122A (en) | 1980-12-12 | 1980-12-12 | Journal sleeve |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS57101122A JPS57101122A (en) | 1982-06-23 |
JPH0138969B2 true JPH0138969B2 (en) | 1989-08-17 |
Family
ID=16009471
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP55176206A Granted JPS57101122A (en) | 1980-12-12 | 1980-12-12 | Journal sleeve |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPS57101122A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11424464B2 (en) | 2019-09-27 | 2022-08-23 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell system, method of controlling fuel cell system, and storage medium |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS5917201U (en) * | 1982-07-23 | 1984-02-02 | 株式会社東芝 | turbine rotor |
JPH07286615A (en) * | 1994-04-18 | 1995-10-31 | Masamichi Kameyama | Structure of rotating shaft part |
AT510062B1 (en) * | 2010-06-18 | 2012-06-15 | Miba Gleitlager Gmbh | BEARINGS |
-
1980
- 1980-12-12 JP JP55176206A patent/JPS57101122A/en active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11424464B2 (en) | 2019-09-27 | 2022-08-23 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell system, method of controlling fuel cell system, and storage medium |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS57101122A (en) | 1982-06-23 |
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