JPH08200296A - 一軸多段遠心圧縮機 - Google Patents
一軸多段遠心圧縮機Info
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- JPH08200296A JPH08200296A JP7012333A JP1233395A JPH08200296A JP H08200296 A JPH08200296 A JP H08200296A JP 7012333 A JP7012333 A JP 7012333A JP 1233395 A JP1233395 A JP 1233395A JP H08200296 A JPH08200296 A JP H08200296A
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- return
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- gas
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
- F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
- F04D29/441—Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/444—Bladed diffusers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
- F04D17/08—Centrifugal pumps
- F04D17/10—Centrifugal pumps for compressing or evacuating
- F04D17/12—Multi-stage pumps
- F04D17/122—Multi-stage pumps the individual rotor discs being, one for each stage, on a common shaft and axially spaced, e.g. conventional centrifugal multi- stage compressors
Abstract
(57)【要約】
【目的】前段羽根車から導かれるガスと新たに追加供給
されるガスとの混合時における絶対流速を小さくするこ
とにより、混合損失を十分に低減できる一軸多段遠心圧
縮機を提供する。 【構成】羽根車３ａで加圧されたガスが導かれるリター
ン通路１８と、これに設けられたリターンガイドベーン
２０と、吸込口５ｂから新たに追加供給されたガスが導
かれる吸込通路１９と、これに設けられた吸込ガイドベ
ーン２１と、この吸込ガイドベーン２１とリターンガイ
ドベーン２０との間に設けられた略円環状の仕切壁１１
とが設けられている。吸込ガイドベーン２１の後縁２１
Ａの径方向位置と、リターンガイドベーンの後縁２０Ａ
の径方向位置とは略一致しており、仕切壁１１は、リタ
ーンガイドベーン２０の前縁２０Ｂ近傍からリターンガ
イドベーン２０の後縁２０Ａにわたって径方向に設けら
れている。
されるガスとの混合時における絶対流速を小さくするこ
とにより、混合損失を十分に低減できる一軸多段遠心圧
縮機を提供する。 【構成】羽根車３ａで加圧されたガスが導かれるリター
ン通路１８と、これに設けられたリターンガイドベーン
２０と、吸込口５ｂから新たに追加供給されたガスが導
かれる吸込通路１９と、これに設けられた吸込ガイドベ
ーン２１と、この吸込ガイドベーン２１とリターンガイ
ドベーン２０との間に設けられた略円環状の仕切壁１１
とが設けられている。吸込ガイドベーン２１の後縁２１
Ａの径方向位置と、リターンガイドベーンの後縁２０Ａ
の径方向位置とは略一致しており、仕切壁１１は、リタ
ーンガイドベーン２０の前縁２０Ｂ近傍からリターンガ
イドベーン２０の後縁２０Ａにわたって径方向に設けら
れている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一段目羽根車にガスを
供給するための第１の吸込口と、二段目以降の適当な段
の羽根車に新たなガスを追加供給するための第２の吸込
口とを備える一軸多段遠心圧縮機に関する。
供給するための第１の吸込口と、二段目以降の適当な段
の羽根車に新たなガスを追加供給するための第２の吸込
口とを備える一軸多段遠心圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、一軸多段遠心圧縮機の公知技術と
して、例えば、特開平６−２５７５９０号公報記載のも
のがある。この公知技術は、前段羽根車から導かれるガ
スの流路にリターンガイドベーンを設けるとともに、第
２の吸込口から新たに追加供給されるガスの流路に吸込
ガイドベーンを設け、かつ、これらリターンガイドベー
ンと吸込ガイドベーンとの間に所定長さの円環状の仕切
板を設けてこれら２つのガスをリターンガイドベーンの
所定位置で合流させることにより、２つのガスの混合に
よる損失を低減するものである。
して、例えば、特開平６−２５７５９０号公報記載のも
のがある。この公知技術は、前段羽根車から導かれるガ
スの流路にリターンガイドベーンを設けるとともに、第
２の吸込口から新たに追加供給されるガスの流路に吸込
ガイドベーンを設け、かつ、これらリターンガイドベー
ンと吸込ガイドベーンとの間に所定長さの円環状の仕切
板を設けてこれら２つのガスをリターンガイドベーンの
所定位置で合流させることにより、２つのガスの混合に
よる損失を低減するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
知技術には以下の課題が存在する。すなわち、吸込ガイ
ドベーン及びリターンガイドベーンの形状及び配置は、
２つのガスの衝突損失を最小とするように決定される
が、この損失低減作用は、合流点における２つのガスの
流れ角を矯正し合致させることと、合流点における２つ
のガスの流速を合致させることとで達成されている。し
かしこのとき、合流点における流速の絶対値の影響につ
いては配慮されていない。つまり、２つのガスが合流す
る時の流速の絶対値はより小さいほうが運動エネルギー
が小さくなって混合損失をさらに小さくできることに配
慮されていない。よって、圧縮機効率の向上が不十分で
あった。
知技術には以下の課題が存在する。すなわち、吸込ガイ
ドベーン及びリターンガイドベーンの形状及び配置は、
２つのガスの衝突損失を最小とするように決定される
が、この損失低減作用は、合流点における２つのガスの
流れ角を矯正し合致させることと、合流点における２つ
のガスの流速を合致させることとで達成されている。し
かしこのとき、合流点における流速の絶対値の影響につ
いては配慮されていない。つまり、２つのガスが合流す
る時の流速の絶対値はより小さいほうが運動エネルギー
が小さくなって混合損失をさらに小さくできることに配
慮されていない。よって、圧縮機効率の向上が不十分で
あった。
【０００４】また、上記した２つのガスの流れ角の偏差
をなくすための具体的構成や、２つのガスの流速の偏差
をなくすための具体的構成が示されておらず、実現が困
難であった。
をなくすための具体的構成や、２つのガスの流速の偏差
をなくすための具体的構成が示されておらず、実現が困
難であった。
【０００５】本発明の第１の目的は、前段羽根車から導
かれるガスと新たに追加供給されるガスとの混合時にお
ける絶対流速を小さくすることにより、混合損失を十分
に低減できる一軸多段遠心圧縮機を提供することであ
る。
かれるガスと新たに追加供給されるガスとの混合時にお
ける絶対流速を小さくすることにより、混合損失を十分
に低減できる一軸多段遠心圧縮機を提供することであ
る。
【０００６】本発明の第２の目的は、前段羽根車から導
かれるガスと新たに追加供給されるガスとの混合時にお
ける相対的流速差を小さくする構成を実現できる一軸多
段遠心圧縮機を提供することである。
かれるガスと新たに追加供給されるガスとの混合時にお
ける相対的流速差を小さくする構成を実現できる一軸多
段遠心圧縮機を提供することである。
【０００７】本発明の第３の目的は、前段羽根車から導
かれるガスと新たに追加供給されるガスとの混合時にお
ける流れ方向の相対的偏差を小さくする構成を実現でき
る一軸多段遠心圧縮機を提供することである。
かれるガスと新たに追加供給されるガスとの混合時にお
ける流れ方向の相対的偏差を小さくする構成を実現でき
る一軸多段遠心圧縮機を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、本発明によれば、回転軸と、この回転軸に固
定され、第１の羽根車及びこの第１の羽根車の下流側に
配置された第２の羽根車を含む少なくとも２段の羽根車
と、前記第１の羽根車に第１のガスを供給するための第
１の吸込口と、前記第１の羽根車で加圧された第１のガ
スが導かれるリターン通路と、このリターン通路に設け
られたリターンガイドベーンと、前記加圧された第１の
ガスに新たに第２のガスを追加供給するための第２の吸
込口と、この第２の吸込口から供給された第２のガスが
導かれる吸込通路と、この吸込通路に設けられた吸込ガ
イドベーンと、この吸込ガイドベーンと前記リターンガ
イドベーンとの間に設けられ前記リターン通路と前記吸
込通路とを仕切る略円環状の仕切板とを有し、この仕切
板が、少なくとも前記リターンガイドベーンの前縁から
前記吸込ガイドベーンの後縁にわたって径方向に設けら
れている一軸多段遠心圧縮機において、前記吸込ガイド
ベーンの後縁の径方向位置と、前記リターンガイドベー
ンの後縁の径方向位置とは略一致しており、前記仕切板
は、少なくとも前記リターンガイドベーンの前縁から前
記リターンガイドベーンの後縁にわたって径方向に設け
られていることを特徴とする一軸多段遠心圧縮機が提供
される。
るために、本発明によれば、回転軸と、この回転軸に固
定され、第１の羽根車及びこの第１の羽根車の下流側に
配置された第２の羽根車を含む少なくとも２段の羽根車
と、前記第１の羽根車に第１のガスを供給するための第
１の吸込口と、前記第１の羽根車で加圧された第１のガ
スが導かれるリターン通路と、このリターン通路に設け
られたリターンガイドベーンと、前記加圧された第１の
ガスに新たに第２のガスを追加供給するための第２の吸
込口と、この第２の吸込口から供給された第２のガスが
導かれる吸込通路と、この吸込通路に設けられた吸込ガ
イドベーンと、この吸込ガイドベーンと前記リターンガ
イドベーンとの間に設けられ前記リターン通路と前記吸
込通路とを仕切る略円環状の仕切板とを有し、この仕切
板が、少なくとも前記リターンガイドベーンの前縁から
前記吸込ガイドベーンの後縁にわたって径方向に設けら
れている一軸多段遠心圧縮機において、前記吸込ガイド
ベーンの後縁の径方向位置と、前記リターンガイドベー
ンの後縁の径方向位置とは略一致しており、前記仕切板
は、少なくとも前記リターンガイドベーンの前縁から前
記リターンガイドベーンの後縁にわたって径方向に設け
られていることを特徴とする一軸多段遠心圧縮機が提供
される。
【０００９】好ましくは、前記一軸多段遠心式圧縮機に
おいて、前記リターンガイドベーンの側面及び前記吸込
ガイドベーンの側面は、それぞれ前記仕切板に固定され
ていることを特徴とする一軸多段遠心式圧縮機が提供さ
れる。
おいて、前記リターンガイドベーンの側面及び前記吸込
ガイドベーンの側面は、それぞれ前記仕切板に固定され
ていることを特徴とする一軸多段遠心式圧縮機が提供さ
れる。
【００１０】また上記第１及び第２の目的を達成するた
めに、好ましくは、前記一軸多段遠心圧縮機において、
前記リターン通路の出口幅をＬa、前記吸込通路の出口
幅をＬb、前記リターン通路を通過する第１のガスの流
量をＱa、前記吸込通路を通過する第２のガスの流量を
Ｑbとするとき、Ｌa：Ｌb＝Ｑa：Ｑbとなるように構成
され、かつ、前記リターンガイドベーンの出口角の大き
さと、前記吸込ガイドベーンの出口角の大きさとは、互
いに等しいことを特徴とする一軸多段遠心圧縮機が提供
される。
めに、好ましくは、前記一軸多段遠心圧縮機において、
前記リターン通路の出口幅をＬa、前記吸込通路の出口
幅をＬb、前記リターン通路を通過する第１のガスの流
量をＱa、前記吸込通路を通過する第２のガスの流量を
Ｑbとするとき、Ｌa：Ｌb＝Ｑa：Ｑbとなるように構成
され、かつ、前記リターンガイドベーンの出口角の大き
さと、前記吸込ガイドベーンの出口角の大きさとは、互
いに等しいことを特徴とする一軸多段遠心圧縮機が提供
される。
【００１１】さらに好ましくは、前記一軸多段遠心圧縮
機において、前記リターンガイドベーン及び前記吸込ガ
イドベーンはそれぞれの入口角の大きさは互いに異なっ
ており、前記リターンガイドベーンの入口角の大きさが
前記第１のガスの流入角に等しく、前記吸込ガイドベー
ンの入口角の大きさが前記第２のガスの流入角に等しく
なるように構成されていることを特徴とする一軸多段遠
心圧縮機が提供される。
機において、前記リターンガイドベーン及び前記吸込ガ
イドベーンはそれぞれの入口角の大きさは互いに異なっ
ており、前記リターンガイドベーンの入口角の大きさが
前記第１のガスの流入角に等しく、前記吸込ガイドベー
ンの入口角の大きさが前記第２のガスの流入角に等しく
なるように構成されていることを特徴とする一軸多段遠
心圧縮機が提供される。
【００１２】
【作用】以上のように構成した本発明においては、第１
の吸込口から供給され第１の羽根車で加圧された第１の
ガスはリターン通路に導かれ、このリターン通路に設け
られたリターンガイドベーンで整流される。そして第２
の吸込口から追加供給された第２のガスは吸込通路に導
かれ、この吸込通路に設けられた吸込ガイドベーンで整
流される。これらリターンガイドベーンと吸込ガイドベ
ーンとの間には略円環状の仕切板が設けられてリターン
通路と吸込通路とを仕切るよう構成されており、第２の
ガスは、この仕切板の下流側において第１のガスに合流
することとなる。そしてこのとき、吸込ガイドベーンの
後縁の径方向位置は、リターンガイドベーンの後縁の径
方向位置とほぼ同じ位置に設けられ、仕切板が、少なく
ともリターンガイドベーンの前縁からリターンガイドベ
ーンの後縁にわたって径方向に設けられている。これに
より、２つのガスはリターンガイドベーン後縁より下流
側で合流することとなるので、従来のようにリターンガ
イドベーン中間部で合流する場合よりも、合流時の流速
の絶対値が小さくなる。すなわち、ガスの運動エネルギ
ーがより小さくなったところで２つのガスが合流するこ
ととなるので、従来より混合損失をさらに低減すること
ができる。
の吸込口から供給され第１の羽根車で加圧された第１の
ガスはリターン通路に導かれ、このリターン通路に設け
られたリターンガイドベーンで整流される。そして第２
の吸込口から追加供給された第２のガスは吸込通路に導
かれ、この吸込通路に設けられた吸込ガイドベーンで整
流される。これらリターンガイドベーンと吸込ガイドベ
ーンとの間には略円環状の仕切板が設けられてリターン
通路と吸込通路とを仕切るよう構成されており、第２の
ガスは、この仕切板の下流側において第１のガスに合流
することとなる。そしてこのとき、吸込ガイドベーンの
後縁の径方向位置は、リターンガイドベーンの後縁の径
方向位置とほぼ同じ位置に設けられ、仕切板が、少なく
ともリターンガイドベーンの前縁からリターンガイドベ
ーンの後縁にわたって径方向に設けられている。これに
より、２つのガスはリターンガイドベーン後縁より下流
側で合流することとなるので、従来のようにリターンガ
イドベーン中間部で合流する場合よりも、合流時の流速
の絶対値が小さくなる。すなわち、ガスの運動エネルギ
ーがより小さくなったところで２つのガスが合流するこ
ととなるので、従来より混合損失をさらに低減すること
ができる。
【００１３】また、リターンガイドベーンの側面及び吸
込ガイドベーンの側面は、それぞれ仕切板に固定されて
いることにより、仕切板を、少なくともリターンガイド
ベーンの前縁近傍から後縁まで設けて、リターンガイド
ベーンの全長にわたって流路を仕切る構成を実現するこ
とができる。さらに、リターンガイドベーンの出口角の
大きさと、吸込ガイドベーンの出口角の大きさとを、互
いに等しくすることにより、２つのガスの合流点におけ
る各ガスの流れ角の偏差をなくして向きを一致させるこ
とができる。そしてリターン通路の出口幅Ｌa、吸込通
路の出口幅Ｌb、リターン通路を通過する第１のガスの
流量Ｑa、吸込通路を通過する第２のガスの流量Ｑbに関
し、Ｌa：Ｌb＝Ｑa：Ｑbとすることにより、２つのガス
の合流点における各ガスの流速を一致させることができ
る。したがって、これらの２つのガスは衝突することな
く滑らかに合流させることができ、第２の羽根車入口で
の流速分布を一様にすることができる。また、リターン
ガイドベーンの入口角の大きさを第１のガスの流入角に
等しく、吸込ガイドベーンの入口角の大きさを第２のガ
スの流入角に等しくすることにより、各ガスのベーンへ
の流入を滑らかにしてさらに損失を低減する具体的構成
を実現することができる。
込ガイドベーンの側面は、それぞれ仕切板に固定されて
いることにより、仕切板を、少なくともリターンガイド
ベーンの前縁近傍から後縁まで設けて、リターンガイド
ベーンの全長にわたって流路を仕切る構成を実現するこ
とができる。さらに、リターンガイドベーンの出口角の
大きさと、吸込ガイドベーンの出口角の大きさとを、互
いに等しくすることにより、２つのガスの合流点におけ
る各ガスの流れ角の偏差をなくして向きを一致させるこ
とができる。そしてリターン通路の出口幅Ｌa、吸込通
路の出口幅Ｌb、リターン通路を通過する第１のガスの
流量Ｑa、吸込通路を通過する第２のガスの流量Ｑbに関
し、Ｌa：Ｌb＝Ｑa：Ｑbとすることにより、２つのガス
の合流点における各ガスの流速を一致させることができ
る。したがって、これらの２つのガスは衝突することな
く滑らかに合流させることができ、第２の羽根車入口で
の流速分布を一様にすることができる。また、リターン
ガイドベーンの入口角の大きさを第１のガスの流入角に
等しく、吸込ガイドベーンの入口角の大きさを第２のガ
スの流入角に等しくすることにより、各ガスのベーンへ
の流入を滑らかにしてさらに損失を低減する具体的構成
を実現することができる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図５により
説明する。本実施例による一軸多段圧縮機の全体構造を
図１に示す。図１において、圧縮機１００は、耐圧ケー
シング１と、耐圧ケーシング１内に設けられた回転軸２
と、この回転軸２に取り付けられた５段の羽根車３ａ，
３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅと、これら回転軸２及び羽根車
３を含む回転体を駆動して高速回転させる駆動機構４と
を有する。
説明する。本実施例による一軸多段圧縮機の全体構造を
図１に示す。図１において、圧縮機１００は、耐圧ケー
シング１と、耐圧ケーシング１内に設けられた回転軸２
と、この回転軸２に取り付けられた５段の羽根車３ａ，
３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅと、これら回転軸２及び羽根車
３を含む回転体を駆動して高速回転させる駆動機構４と
を有する。
【００１５】また、耐圧ケーシング１には、１段目の羽
根車３ａにガスを供給するための吸込口５ａと、２段目
の羽根車３ｂ及び３段目の羽根車３ｃにそれぞれ新たな
ガスを追加供給するための吸込口５ｂ，５ｃと、最終段
の羽根車３ｅから吐出された高圧ガスを圧縮機外部へ導
く吐出口７とが設けられている。
根車３ａにガスを供給するための吸込口５ａと、２段目
の羽根車３ｂ及び３段目の羽根車３ｃにそれぞれ新たな
ガスを追加供給するための吸込口５ｂ，５ｃと、最終段
の羽根車３ｅから吐出された高圧ガスを圧縮機外部へ導
く吐出口７とが設けられている。
【００１６】圧縮機１００の内部構造を図２及び図３に
示す。図２は、羽根車３ａ，３ｂ及び吸込口５ａ，５ｂ
付近の詳細構造を示す縦断面図であり、図３は、図２中
Ａ−Ａ線による横断面図である。図２において、耐圧ケ
ーシング１内には、羽根車３ａで加圧されたガスがガス
通路８を介し導かれるリターン通路１８と、このリター
ン通路１８に設けられたリターンガイドベーン２０と、
吸込口５ｂから新たに追加供給されたガスがガス通路１
０を介し導かれる吸込通路１９と、この吸込通路１９に
設けられた吸込ガイドベーン２１と、この吸込ガイドベ
ーン２１とリターンガイドベーン２０との間に設けられ
リターン通路１８と吸込通路１９とを仕切る略円環状の
仕切壁１１とが設けられている。
示す。図２は、羽根車３ａ，３ｂ及び吸込口５ａ，５ｂ
付近の詳細構造を示す縦断面図であり、図３は、図２中
Ａ−Ａ線による横断面図である。図２において、耐圧ケ
ーシング１内には、羽根車３ａで加圧されたガスがガス
通路８を介し導かれるリターン通路１８と、このリター
ン通路１８に設けられたリターンガイドベーン２０と、
吸込口５ｂから新たに追加供給されたガスがガス通路１
０を介し導かれる吸込通路１９と、この吸込通路１９に
設けられた吸込ガイドベーン２１と、この吸込ガイドベ
ーン２１とリターンガイドベーン２０との間に設けられ
リターン通路１８と吸込通路１９とを仕切る略円環状の
仕切壁１１とが設けられている。
【００１７】また、図３に示すように、吸込ガイドベー
ン２１の後縁２１Ａの径方向位置と、リターンガイドベ
ーンの後縁２０Ａの径方向位置とは略一致しており、こ
れに対応する形で、仕切壁１１は、リターンガイドベー
ン２０の前縁２０Ｂ近傍からリターンガイドベーン２０
の後縁２０Ａにわたって径方向に設けられている。ま
た、リターン通路１８の出口幅Ｌa及び吸込通路１９の
出口幅Ｌbは、リターン通路１８を通過するガスの流量
Ｑa及び吸込通路１９を通過するガスの流量Ｑbに基づ
き、Ｌa：Ｌb＝Ｑa：Ｑbとなるように構成されている。
さらに、リターンガイドベーン２０の図２中右側に示す
側面と、吸込ガイドベーン２１の図２中左側に示す側面
とは、それぞれ仕切壁１１に溶接で固着されて一体に製
造されており、これらを壁面部２２および壁面部２３に
ボルト締めしてダイアフラム３０を構成している。なお
このようにダイアフラム３０は、リターンガイドベーン
２０、吸い込みガイドベーン２１、仕切壁１１、壁面部
２２、及び壁面部２３が最終的に一体に固定されて構成
されるが、例えば、これらすべべの構成部材が上半分と
下半分との２分割構造となっており、上半分の各部材を
固定した上半分のダイアフラム３０Ｕ（図示せず）と、
下半分の各部材を固定した下半分のダイアフラム３０Ｌ
（図示せず）とを別々に組み立てておいて、その後にこ
れら上半分のダイアフラム３０Ｕと下半分のダイアフラ
ム３０Ｌとを固定する構成でもよい。この場合、前述し
た略円環状の仕切壁１１も最初は上半分と下半分とに２
分割されており、組立時に最終的に略円環状に構成され
ることとなる。
ン２１の後縁２１Ａの径方向位置と、リターンガイドベ
ーンの後縁２０Ａの径方向位置とは略一致しており、こ
れに対応する形で、仕切壁１１は、リターンガイドベー
ン２０の前縁２０Ｂ近傍からリターンガイドベーン２０
の後縁２０Ａにわたって径方向に設けられている。ま
た、リターン通路１８の出口幅Ｌa及び吸込通路１９の
出口幅Ｌbは、リターン通路１８を通過するガスの流量
Ｑa及び吸込通路１９を通過するガスの流量Ｑbに基づ
き、Ｌa：Ｌb＝Ｑa：Ｑbとなるように構成されている。
さらに、リターンガイドベーン２０の図２中右側に示す
側面と、吸込ガイドベーン２１の図２中左側に示す側面
とは、それぞれ仕切壁１１に溶接で固着されて一体に製
造されており、これらを壁面部２２および壁面部２３に
ボルト締めしてダイアフラム３０を構成している。なお
このようにダイアフラム３０は、リターンガイドベーン
２０、吸い込みガイドベーン２１、仕切壁１１、壁面部
２２、及び壁面部２３が最終的に一体に固定されて構成
されるが、例えば、これらすべべの構成部材が上半分と
下半分との２分割構造となっており、上半分の各部材を
固定した上半分のダイアフラム３０Ｕ（図示せず）と、
下半分の各部材を固定した下半分のダイアフラム３０Ｌ
（図示せず）とを別々に組み立てておいて、その後にこ
れら上半分のダイアフラム３０Ｕと下半分のダイアフラ
ム３０Ｌとを固定する構成でもよい。この場合、前述し
た略円環状の仕切壁１１も最初は上半分と下半分とに２
分割されており、組立時に最終的に略円環状に構成され
ることとなる。
【００１８】また、リターンガイドベーン２０の出口角
θoaと吸込ガイドベーン２１の出口角θobとは互いに等
しくなっている。これに対し、リターンガイドベーン２
０の入口角θiaと吸込ガイドベーン２１の入口角θibと
は互いに異なる値となっており、具体的には、リターン
ガイドベーン２０の入口角θiaの大きさは、羽根車３ａ
で加圧されガス通路８を介し導かれるガスの流入角に等
しくなるように構成されており、吸込ガイドベーン２１
の入口角θibの大きさは、吸込口５ｂからガス通路１０
を介し導かれるガスの流入角に等しくなるように構成さ
れている。
θoaと吸込ガイドベーン２１の出口角θobとは互いに等
しくなっている。これに対し、リターンガイドベーン２
０の入口角θiaと吸込ガイドベーン２１の入口角θibと
は互いに異なる値となっており、具体的には、リターン
ガイドベーン２０の入口角θiaの大きさは、羽根車３ａ
で加圧されガス通路８を介し導かれるガスの流入角に等
しくなるように構成されており、吸込ガイドベーン２１
の入口角θibの大きさは、吸込口５ｂからガス通路１０
を介し導かれるガスの流入角に等しくなるように構成さ
れている。
【００１９】なお、上記は、最も上流側の羽根車３ａ
と、段間吸込があった直後の２段目の羽根車３ｂに関す
る構成を例にとって詳述したが、羽根車３ｂの下流側に
ある３段目の羽根車３ｃについても、特に図示はしない
が、羽根車３ｂ近傍の構造とほぼ同様の構造となってい
る。すなわち羽根車３ｂで加圧されたガスが導かれる図
示しないリターン通路にはリターンガイドベーンが設け
られ、吸込口５ｃから新たに追加供給されたガスが導か
れる図示しない吸込通路には吸込ガイドベーンが設けら
れ、この吸込ガイドベーンとリターンガイドベーンとの
間には、略円環状の図示しない仕切壁が設けられてい
る。以下、羽根車３ｂに係わるリターン通路１８、リタ
ーンガイドベーン２０、吸込通路１９、吸込ガイドベー
ン２１、仕切壁１１の構造及び作用効果について説明す
るときは、図示しない羽根車３ｃに係わるリターン通
路、リターンガイドベーン、吸込通路、吸込ガイドベー
ン、仕切壁に関しても同様であるとする。
と、段間吸込があった直後の２段目の羽根車３ｂに関す
る構成を例にとって詳述したが、羽根車３ｂの下流側に
ある３段目の羽根車３ｃについても、特に図示はしない
が、羽根車３ｂ近傍の構造とほぼ同様の構造となってい
る。すなわち羽根車３ｂで加圧されたガスが導かれる図
示しないリターン通路にはリターンガイドベーンが設け
られ、吸込口５ｃから新たに追加供給されたガスが導か
れる図示しない吸込通路には吸込ガイドベーンが設けら
れ、この吸込ガイドベーンとリターンガイドベーンとの
間には、略円環状の図示しない仕切壁が設けられてい
る。以下、羽根車３ｂに係わるリターン通路１８、リタ
ーンガイドベーン２０、吸込通路１９、吸込ガイドベー
ン２１、仕切壁１１の構造及び作用効果について説明す
るときは、図示しない羽根車３ｃに係わるリターン通
路、リターンガイドベーン、吸込通路、吸込ガイドベー
ン、仕切壁に関しても同様であるとする。
【００２０】上記した圧縮機１００の構成において、吸
込口５ａから供給され１段目の羽根車３ａで加圧された
ガスは、ガス通路８を通過した後にリターン通路１８に
導かれ、このリターン通路１８に設けられたリターンガ
イドベーン２０で整流される。そして吸込口５ｂから追
加供給されたガスは、ガス通路１０を通過した後に吸込
通路１９に導かれ、この吸込通路１９に設けられた吸込
ガイドベーン２１で整流される。これらリターンガイド
ベーン２０と吸込ガイドベーン２１との間には仕切壁１
１が設けられてリターン通路１８と吸込通路１９とを仕
切るよう構成されており、吸込通路１９から新たに導か
れたガスは、この仕切壁１１の下流側においてリターン
通路１８から導かれたガスに合流することとなる。そし
てこのとき、吸込ガイドベーン２１の後縁２１Ａの径方
向位置は、リターンガイドベーン２０の後縁２０Ａの径
方向位置とほぼ同じ位置に設けられ、仕切壁１１がリタ
ーンガイドベーン２０の前縁２０Ｂからリターンガイド
ベーン２０の後縁２０Ａにわたって径方向に設けられて
いることにより、吸込通路１９からのガスは、リターン
ガイドベーン２０の後縁２０Ａより下流側でリターン通
路１８に合流することとなる。
込口５ａから供給され１段目の羽根車３ａで加圧された
ガスは、ガス通路８を通過した後にリターン通路１８に
導かれ、このリターン通路１８に設けられたリターンガ
イドベーン２０で整流される。そして吸込口５ｂから追
加供給されたガスは、ガス通路１０を通過した後に吸込
通路１９に導かれ、この吸込通路１９に設けられた吸込
ガイドベーン２１で整流される。これらリターンガイド
ベーン２０と吸込ガイドベーン２１との間には仕切壁１
１が設けられてリターン通路１８と吸込通路１９とを仕
切るよう構成されており、吸込通路１９から新たに導か
れたガスは、この仕切壁１１の下流側においてリターン
通路１８から導かれたガスに合流することとなる。そし
てこのとき、吸込ガイドベーン２１の後縁２１Ａの径方
向位置は、リターンガイドベーン２０の後縁２０Ａの径
方向位置とほぼ同じ位置に設けられ、仕切壁１１がリタ
ーンガイドベーン２０の前縁２０Ｂからリターンガイド
ベーン２０の後縁２０Ａにわたって径方向に設けられて
いることにより、吸込通路１９からのガスは、リターン
ガイドベーン２０の後縁２０Ａより下流側でリターン通
路１８に合流することとなる。
【００２１】ここで、リターン通路２０内におけるガス
の流速の影響について図４及び図５により説明する。本
実施例の圧縮機１００に備えられたリターン通路２０と
同様の構造のリターン通路の回転軸に直角な方向の横断
面図を図４に示す。また、図４に示されたリターン通路
の流れ方向における等価断面積を測定した結果を図５に
示す。図４において、流れ方向に向かって流路入口を
ｏ、流路出口をｓとし、流路入口における等価断面積を
Ａo、流路出口における等価断面積をＡsとすると、図５
に示されるように、流路入口ｏから流路出口ｓ側になる
ほど等価断面積は漸増し、Ａs≒１.５×Ａoとなってい
る。これにより、流路出口ｓにおける流速は、流路入口
ｏにおける流速の約２／３となり、３割以上の減速が生
じることがわかる。
の流速の影響について図４及び図５により説明する。本
実施例の圧縮機１００に備えられたリターン通路２０と
同様の構造のリターン通路の回転軸に直角な方向の横断
面図を図４に示す。また、図４に示されたリターン通路
の流れ方向における等価断面積を測定した結果を図５に
示す。図４において、流れ方向に向かって流路入口を
ｏ、流路出口をｓとし、流路入口における等価断面積を
Ａo、流路出口における等価断面積をＡsとすると、図５
に示されるように、流路入口ｏから流路出口ｓ側になる
ほど等価断面積は漸増し、Ａs≒１.５×Ａoとなってい
る。これにより、流路出口ｓにおける流速は、流路入口
ｏにおける流速の約２／３となり、３割以上の減速が生
じることがわかる。
【００２２】上記の測定結果に基づき考察すると、本実
施例による圧縮機１００においては、吸込通路１９から
のガスが、リターンガイドベーン２０の後縁２０Ａより
下流側でリターン通路１８に合流することにより、従来
のようにリターンガイドベーン２０中間部で合流する場
合よりも、合流時の流速の絶対値が小さくなることがわ
かる。すなわち、吸込通路１９からのガスは、ガスの運
動エネルギーがより小さくなっているところで、リター
ン通路１８のガスに合流することとなる。したがって、
従来より混合損失をさらに低減することができ、効率の
高い中間吸込付き一軸多段遠心圧縮機を提供することが
できる。
施例による圧縮機１００においては、吸込通路１９から
のガスが、リターンガイドベーン２０の後縁２０Ａより
下流側でリターン通路１８に合流することにより、従来
のようにリターンガイドベーン２０中間部で合流する場
合よりも、合流時の流速の絶対値が小さくなることがわ
かる。すなわち、吸込通路１９からのガスは、ガスの運
動エネルギーがより小さくなっているところで、リター
ン通路１８のガスに合流することとなる。したがって、
従来より混合損失をさらに低減することができ、効率の
高い中間吸込付き一軸多段遠心圧縮機を提供することが
できる。
【００２３】また、リターンガイドベーン２０の出口角
θoaと、吸込ガイドベーン２１の出口角θobを、θoa＝
θobとすることにより、２つのガスの合流点における各
ガスの流れ角の偏差をなくして向きを一致させることが
できる。さらに、リターン通路１８の出口幅Ｌa及び吸
込通路１９の出口幅Ｌbを、Ｌa：Ｌb＝Ｑa：Ｑbとする
ことにより、２つのガスの合流点における各ガスの流速
を一致させることができる。したがって、これらの２つ
のガスは衝突することなく滑らかに合流させることがで
き、羽根車３ｂ入口での流速分布を一様にすることがで
きる。
θoaと、吸込ガイドベーン２１の出口角θobを、θoa＝
θobとすることにより、２つのガスの合流点における各
ガスの流れ角の偏差をなくして向きを一致させることが
できる。さらに、リターン通路１８の出口幅Ｌa及び吸
込通路１９の出口幅Ｌbを、Ｌa：Ｌb＝Ｑa：Ｑbとする
ことにより、２つのガスの合流点における各ガスの流速
を一致させることができる。したがって、これらの２つ
のガスは衝突することなく滑らかに合流させることがで
き、羽根車３ｂ入口での流速分布を一様にすることがで
きる。
【００２４】なお、上記実施例においては、羽根車は３
ａ〜３ｅの５段設けられていたが、これに限られず、少
なくとも２段の羽根車が設けられており、上流側の羽根
車で加圧されたガスに中間の吸込口からのガスが加わっ
て下流側の羽根車に導かれる構成であれば足りる。この
場合も、同様の効果を得る。また、上記実施例において
は、仕切壁１１は、リターンガイドベーン２０の前縁２
０Ｂ近傍からリターンガイドベーン２０の後縁２０Ａに
わたって径方向に設けられていたが、これに限られず、
少なくともリターンガイドベーン２０の全長にわたって
径方向に設けられていれば足り、例えばリターンガイド
ベーン２０の前縁２０Ｂよりもかなり外周側からリター
ンガイドベーン２０の後縁２０Ａまで設けられていても
よい。この場合も、同様の効果を得る。さらに、上記実
施例においては、図３に示したように、吸込ガイドベー
ン２１とリターンガイドベーン２０とが図２中右方向か
らみて交互に配置されるように構成されているが、これ
に限られず、例えば図３のように表したとき、吸込ガイ
ドベーン２１とリターンガイドベーン２０とがほぼ重な
るように配置してもよい。この場合も、同様の効果を得
る。
ａ〜３ｅの５段設けられていたが、これに限られず、少
なくとも２段の羽根車が設けられており、上流側の羽根
車で加圧されたガスに中間の吸込口からのガスが加わっ
て下流側の羽根車に導かれる構成であれば足りる。この
場合も、同様の効果を得る。また、上記実施例において
は、仕切壁１１は、リターンガイドベーン２０の前縁２
０Ｂ近傍からリターンガイドベーン２０の後縁２０Ａに
わたって径方向に設けられていたが、これに限られず、
少なくともリターンガイドベーン２０の全長にわたって
径方向に設けられていれば足り、例えばリターンガイド
ベーン２０の前縁２０Ｂよりもかなり外周側からリター
ンガイドベーン２０の後縁２０Ａまで設けられていても
よい。この場合も、同様の効果を得る。さらに、上記実
施例においては、図３に示したように、吸込ガイドベー
ン２１とリターンガイドベーン２０とが図２中右方向か
らみて交互に配置されるように構成されているが、これ
に限られず、例えば図３のように表したとき、吸込ガイ
ドベーン２１とリターンガイドベーン２０とがほぼ重な
るように配置してもよい。この場合も、同様の効果を得
る。
【００２５】また、上記実施例において、リターンガイ
ドベーン２０の図２中右側に示す側面と、吸込ガイドベ
ーン２１の図２中左側に示す側面とをそれぞれ仕切壁１
１に溶接で固着して一体に製造し、これらを壁面部２２
および壁面部２３にボルト締めしてダイアフラム３０を
構成したが、これに限られない。すなわち、リターンガ
イドベーン２０、吸い込みガイドベーン２１、仕切壁１
１、壁面部２２、及び壁面部２３が最終的に一体に固定
される構成であれば、これら各部材間の固定は、適宜ボ
ルト締めや溶接等を選択すれば足りる。
ドベーン２０の図２中右側に示す側面と、吸込ガイドベ
ーン２１の図２中左側に示す側面とをそれぞれ仕切壁１
１に溶接で固着して一体に製造し、これらを壁面部２２
および壁面部２３にボルト締めしてダイアフラム３０を
構成したが、これに限られない。すなわち、リターンガ
イドベーン２０、吸い込みガイドベーン２１、仕切壁１
１、壁面部２２、及び壁面部２３が最終的に一体に固定
される構成であれば、これら各部材間の固定は、適宜ボ
ルト締めや溶接等を選択すれば足りる。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、２つのガスがリターン
ガイドベーン後縁より下流側で合流すし、合流時の流速
の絶対値が小さくなるので、混合損失を十分に低減する
ことができる。よって、圧縮機効率を十分向上すること
ができる。
ガイドベーン後縁より下流側で合流すし、合流時の流速
の絶対値が小さくなるので、混合損失を十分に低減する
ことができる。よって、圧縮機効率を十分向上すること
ができる。
【図１】本発明の一実施例による一軸多段圧縮機の全体
構造を示す概念図である。
構造を示す概念図である。
【図２】図１中に示した羽根車３ａ,３ｂ及び吸込口５
ａ,５ｂ付近の詳細構造を示す縦断面図である。
ａ,５ｂ付近の詳細構造を示す縦断面図である。
【図３】図２中Ａ−Ａ線による横断面図である。
【図４】図１に示したリターン通路２０と同様の構造の
リターン通路の回転軸に直角な方向の横断面図である。
リターン通路の回転軸に直角な方向の横断面図である。
【図５】図４に示したリターン通路の流れ方向における
等価断面積を測定した結果を示す図である。
等価断面積を測定した結果を示す図である。
２ 回転軸 ３ａ 羽根車（第１の羽根車） ３ｂ，ｃ 羽根車（第２の羽根車） ３ｄ，ｅ 羽根車 ５ａ 吸込口（第１の吸込口） ５ｂ，ｃ 吸込口（第２の吸込口） １１ 仕切壁（仕切板） １８ リターン通路 １９ 吸込通路 ２０ リターンガイドベーン ２０Ａ 後縁 ２０Ｂ 前縁 ２１ 吸込ガイドベーン ２１Ａ 後縁 Ｌa リターン通路１８の出口幅 Ｌb 吸込通路１９の出口幅 Ｑa リターン通路１８を通過するガスの流
量 Ｑb 吸込通路１９を通過するガスの流量 θia リターンガイドベーン２０の入口角 θib 吸込ガイドベーン２１の入口角 θoa リターンガイドベーン２０の出口角 θob 吸込ガイドベーン２１の出口角
量 Ｑb 吸込通路１９を通過するガスの流量 θia リターンガイドベーン２０の入口角 θib 吸込ガイドベーン２１の入口角 θoa リターンガイドベーン２０の出口角 θob 吸込ガイドベーン２１の出口角
Claims (4)
- 【請求項１】 回転軸と、この回転軸に固定され、第１
の羽根車及びこの第１の羽根車の下流側に配置された第
２の羽根車を含む少なくとも２段の羽根車と、前記第１
の羽根車に第１のガスを供給するための第１の吸込口
と、前記第１の羽根車で加圧された第１のガスが導かれ
るリターン通路と、このリターン通路に設けられたリタ
ーンガイドベーンと、前記加圧された第１のガスに新た
に第２のガスを追加供給するための第２の吸込口と、こ
の第２の吸込口から供給された第２のガスが導かれる吸
込通路と、この吸込通路に設けられた吸込ガイドベーン
と、この吸込ガイドベーンと前記リターンガイドベーン
との間に設けられ前記リターン通路と前記吸込通路とを
仕切る略円環状の仕切板とを有し、この仕切板が、少な
くとも前記リターンガイドベーンの前縁から前記吸込ガ
イドベーンの後縁にわたって径方向に設けられている一
軸多段遠心圧縮機において、 前記吸込ガイドベーンの後縁の径方向位置と、前記リタ
ーンガイドベーンの後縁の径方向位置とは略一致してお
り、 前記仕切板は、少なくとも前記リターンガイドベーンの
前縁から前記リターンガイドベーンの後縁にわたって径
方向に設けられていることを特徴とする一軸多段遠心圧
縮機。 - 【請求項２】 請求項１記載の一軸多段遠心式圧縮機に
おいて、前記リターンガイドベーンの側面及び前記吸込
ガイドベーンの側面は、それぞれ前記仕切板に固定され
ていることを特徴とする一軸多段遠心式圧縮機。 - 【請求項３】 請求項１記載の一軸多段遠心圧縮機にお
いて、前記リターン通路の出口幅をＬa、前記吸込通路
の出口幅をＬb、前記リターン通路を通過する第１のガ
スの流量をＱa、前記吸込通路を通過する第２のガスの
流量をＱbとするとき、 Ｌa：Ｌb＝Ｑa：Ｑb となるように構成され、かつ、 前記リターンガイドベーンの出口角の大きさと、前記吸
込ガイドベーンの出口角の大きさとは、互いに等しいこ
とを特徴とする一軸多段遠心圧縮機。 - 【請求項４】 請求項３記載の一軸多段遠心圧縮機にお
いて、前記リターンガイドベーン及び前記吸込ガイドベ
ーンはそれぞれの入口角の大きさは互いに異なってお
り、前記リターンガイドベーンの入口角の大きさが前記
第１のガスの流入角に等しく、前記吸込ガイドベーンの
入口角の大きさが前記第２のガスの流入角に等しくなる
ように構成されていることを特徴とする一軸多段遠心圧
縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01233395A JP3290039B2 (ja) | 1995-01-30 | 1995-01-30 | 一軸多段遠心圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01233395A JP3290039B2 (ja) | 1995-01-30 | 1995-01-30 | 一軸多段遠心圧縮機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08200296A true JPH08200296A (ja) | 1996-08-06 |
| JP3290039B2 JP3290039B2 (ja) | 2002-06-10 |
Family
ID=11802386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01233395A Expired - Lifetime JP3290039B2 (ja) | 1995-01-30 | 1995-01-30 | 一軸多段遠心圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3290039B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007309154A (ja) * | 2006-05-17 | 2007-11-29 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 一軸多段形遠心圧縮機 |
| WO2012053495A1 (ja) * | 2010-10-18 | 2012-04-26 | 株式会社日立プラントテクノロジー | 多段遠心圧縮機およびそのリターンチャネル |
| JP2012515876A (ja) * | 2009-01-23 | 2012-07-12 | ヌオーヴォ ピニォーネ ソシエタ ペル アチオニ | 流体回転機械用のガス送入および取出可逆システム |
| WO2015119189A1 (ja) * | 2014-02-06 | 2015-08-13 | 三菱重工業株式会社 | 中間吸込型ダイアフラムおよび遠心回転機械 |
| WO2016047256A1 (ja) * | 2014-09-26 | 2016-03-31 | 株式会社日立製作所 | ターボ機械 |
| DE102023103647A1 (de) | 2022-02-17 | 2023-08-17 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Turbofluidmaschine |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6763804B2 (ja) * | 2017-02-23 | 2020-09-30 | 三菱重工コンプレッサ株式会社 | 遠心圧縮機 |
-
1995
- 1995-01-30 JP JP01233395A patent/JP3290039B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007309154A (ja) * | 2006-05-17 | 2007-11-29 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 一軸多段形遠心圧縮機 |
| US9151293B2 (en) | 2009-01-23 | 2015-10-06 | Nuovo Pignone S.P.A. | Reversible system for injecting and extracting gas for fluid rotary machines |
| JP2012515876A (ja) * | 2009-01-23 | 2012-07-12 | ヌオーヴォ ピニォーネ ソシエタ ペル アチオニ | 流体回転機械用のガス送入および取出可逆システム |
| WO2012053495A1 (ja) * | 2010-10-18 | 2012-04-26 | 株式会社日立プラントテクノロジー | 多段遠心圧縮機およびそのリターンチャネル |
| JP2012087646A (ja) * | 2010-10-18 | 2012-05-10 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 多段遠心圧縮機およびそのリターンチャネル |
| US10400788B2 (en) | 2014-02-06 | 2019-09-03 | Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation | Intermediate intake-type diaphragm and centrifugal rotating machine |
| JP2015148192A (ja) * | 2014-02-06 | 2015-08-20 | 三菱重工業株式会社 | 中間吸込型ダイアフラムおよび遠心回転機械 |
| CN105874212A (zh) * | 2014-02-06 | 2016-08-17 | 三菱重工业株式会社 | 中间吸入型隔板以及离心式旋转机械 |
| EP3104017A4 (en) * | 2014-02-06 | 2017-09-27 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Intermediate intake-type diaphragm and centrifugal rotating machine |
| WO2015119189A1 (ja) * | 2014-02-06 | 2015-08-13 | 三菱重工業株式会社 | 中間吸込型ダイアフラムおよび遠心回転機械 |
| EP3730798A1 (en) * | 2014-02-06 | 2020-10-28 | Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation | Intermediate intake-type diaphragm and centrifugal rotating machine |
| EP3730799A1 (en) | 2014-02-06 | 2020-10-28 | Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation | Intermediate intake-type diaphragm and centrifugal rotating machine |
| WO2016047256A1 (ja) * | 2014-09-26 | 2016-03-31 | 株式会社日立製作所 | ターボ機械 |
| JP2016065528A (ja) * | 2014-09-26 | 2016-04-28 | 株式会社日立製作所 | ターボ機械 |
| DE102023103647A1 (de) | 2022-02-17 | 2023-08-17 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Turbofluidmaschine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3290039B2 (ja) | 2002-06-10 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
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