JPH08232889A - 流体機械のランナ - Google Patents
流体機械のランナInfo
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- JPH08232889A JPH08232889A JP34611795A JP34611795A JPH08232889A JP H08232889 A JPH08232889 A JP H08232889A JP 34611795 A JP34611795 A JP 34611795A JP 34611795 A JP34611795 A JP 34611795A JP H08232889 A JPH08232889 A JP H08232889A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
- F01D5/025—Fixing blade carrying members on shafts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
- F01D5/04—Blade-carrying members, e.g. rotors for radial-flow machines or engines
-
- 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
- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
- F04D29/266—Rotors specially for elastic fluids mounting compressor rotors on shafts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2250/00—Geometry
- F05D2250/20—Three-dimensional
- F05D2250/23—Three-dimensional prismatic
- F05D2250/232—Three-dimensional prismatic conical
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ハブ４が長手方向において異なった質量分布
を有し、ハブを貫通する軸１に特に締付けバンドで取り
付けられ、少なくとも片側の端面範囲に対向面を備えた
環状の心出し機構に対する座を有しているような流体機
械特にラジアル圧縮機のランナにおいて、運転が非常に
安定した寿命が長くなるように改良する。 【解決手段】 座が円錐面９として形成され、これに対
向円錐面１１が対応するようにされている。
を有し、ハブを貫通する軸１に特に締付けバンドで取り
付けられ、少なくとも片側の端面範囲に対向面を備えた
環状の心出し機構に対する座を有しているような流体機
械特にラジアル圧縮機のランナにおいて、運転が非常に
安定した寿命が長くなるように改良する。 【解決手段】 座が円錐面９として形成され、これに対
向円錐面１１が対応するようにされている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハブが長手方向に
おいて異なった質量分布を有し、ハブを貫通する軸に特
に締付けバンドで取り付けられ、少なくとも片側の端面
の範囲に対向面を備えた環状の心出し機構に対する座を
有しているような流体機械、特にラジアル圧縮機のラン
ナに関する。
おいて異なった質量分布を有し、ハブを貫通する軸に特
に締付けバンドで取り付けられ、少なくとも片側の端面
の範囲に対向面を備えた環状の心出し機構に対する座を
有しているような流体機械、特にラジアル圧縮機のラン
ナに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の配置構造はドイツ連邦共和国特
許第２５３７５３８号明細書で知られている。ここでは
ハブが遠心力および加熱によって歪みを生じた場合に軸
との接触を完全にあるいは部分的に失うことを心出しリ
ングによって防止しようとしている。その危険は特に大
きな質量をもった範囲において生ずる。公知の配置構造
の場合にハブ側の座は円筒状の座り面を有している。従
って心出し機構の対向面も円筒状をしている。この場
合、心出し作用が既に停止状態においてあるいは低い回
転数の範囲に有効に働く場合には高い回転数において許
容できない応力集中を生ずるというおそれがある。しか
し座り範囲にまず間隙を生じさせることによってそのよ
うな許容できない応力集中を回避する場合、心出し作用
は上部回転数範囲においてはじめて有効になる。従って
公知の配置構造は確実ではなく十分に信頼できないこと
が判明している。
許第２５３７５３８号明細書で知られている。ここでは
ハブが遠心力および加熱によって歪みを生じた場合に軸
との接触を完全にあるいは部分的に失うことを心出しリ
ングによって防止しようとしている。その危険は特に大
きな質量をもった範囲において生ずる。公知の配置構造
の場合にハブ側の座は円筒状の座り面を有している。従
って心出し機構の対向面も円筒状をしている。この場
合、心出し作用が既に停止状態においてあるいは低い回
転数の範囲に有効に働く場合には高い回転数において許
容できない応力集中を生ずるというおそれがある。しか
し座り範囲にまず間隙を生じさせることによってそのよ
うな許容できない応力集中を回避する場合、心出し作用
は上部回転数範囲においてはじめて有効になる。従って
公知の配置構造は確実ではなく十分に信頼できないこと
が判明している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
に述べた形式のランナの配置構造を、簡単で安価な手段
によって、許容できない応力集中を生ずるおそれなしに
あらゆる運転状態において心出し作用が有効になるよう
に改良することにある。
に述べた形式のランナの配置構造を、簡単で安価な手段
によって、許容できない応力集中を生ずるおそれなしに
あらゆる運転状態において心出し作用が有効になるよう
に改良することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によればこの課題
は冒頭に述べた形式のランナにおいて、座および対向面
が円錐面および対向円錐面として形成されることによっ
て解決される。
は冒頭に述べた形式のランナにおいて、座および対向面
が円錐面および対向円錐面として形成されることによっ
て解決される。
【０００５】これによって上述の欠点が完全に除去され
る。本発明は、ハブが遠心力および加熱に基づいて半径
方向の歪みおよび同時に軸方向の横収縮を生ずるという
考えに基づいている。座の円錐状の形成はそれに合わさ
れ、そのようにしてハブの半径方向の歪みおよび軸方向
の横収縮を心出し機構がこれに追従することなしに許容
している。互いに接触する円錐面は相応した相対運動し
か行わない。しかし互いに接触する円錐面がすべての対
向接触範囲において一様に接触して支えるので、許容で
きないような応力集中が起こらないことが保証される。
あらゆる運転状態において互いに接触する円錐面が一様
に接触して支えるので、この円錐面は許容できない面圧
が避けられるような大きさに有利に寸法づけられる。更
にこの場合、停止状態において既に有効に作用するバイ
アス圧を与えることができ、これによりすべての運転状
態において高い信頼性が生ずる。
る。本発明は、ハブが遠心力および加熱に基づいて半径
方向の歪みおよび同時に軸方向の横収縮を生ずるという
考えに基づいている。座の円錐状の形成はそれに合わさ
れ、そのようにしてハブの半径方向の歪みおよび軸方向
の横収縮を心出し機構がこれに追従することなしに許容
している。互いに接触する円錐面は相応した相対運動し
か行わない。しかし互いに接触する円錐面がすべての対
向接触範囲において一様に接触して支えるので、許容で
きないような応力集中が起こらないことが保証される。
あらゆる運転状態において互いに接触する円錐面が一様
に接触して支えるので、この円錐面は許容できない面圧
が避けられるような大きさに有利に寸法づけられる。更
にこの場合、停止状態において既に有効に作用するバイ
アス圧を与えることができ、これによりすべての運転状
態において高い信頼性が生ずる。
【０００６】本発明の有利な実施態様は各従属請求項に
記載されている。例えばハブ側の座およびこれに対応す
る対向面は勾配角度αを有し、この角度は式α＝ｔａｎ
- Δｒ／Δｌで計算され、そのΔｒは遠心力および加熱
の作用のもとで生ずるハブの半径方向における歪みであ
り、Δｌは同時に軸方向に生ずるハブの横収縮である。
この処置によって、円錐面の経過が精確にハブの運動に
追従するので、上述の利点の最適化が図れる。
記載されている。例えばハブ側の座およびこれに対応す
る対向面は勾配角度αを有し、この角度は式α＝ｔａｎ
- Δｒ／Δｌで計算され、そのΔｒは遠心力および加熱
の作用のもとで生ずるハブの半径方向における歪みであ
り、Δｌは同時に軸方向に生ずるハブの横収縮である。
この処置によって、円錐面の経過が精確にハブの運動に
追従するので、上述の利点の最適化が図れる。
【０００７】本発明の他の有利な実施態様において、心
出し機構は中実の心出しリングとして形成され、この心
出しリングは軸の円筒状部分の上に取り付けられ、対向
円錐面を有する張出し部を有している。この処置は簡単
な製造および組立を可能にする。
出し機構は中実の心出しリングとして形成され、この心
出しリングは軸の円筒状部分の上に取り付けられ、対向
円錐面を有する張出し部を有している。この処置は簡単
な製造および組立を可能にする。
【０００８】本発明の他の特に有利な実施態様では、座
の範囲において互いに接触する少なくとも一方の円錐面
が強化プラスチックから成る滑り面として形成される。
これによって、発生する力が受けとめられるだけでな
く、互いに接触する円錐面の相対滑りが圧力のもとで腐
食なしに可能であり、これによって確実な機能および長
寿命が保証される。
の範囲において互いに接触する少なくとも一方の円錐面
が強化プラスチックから成る滑り面として形成される。
これによって、発生する力が受けとめられるだけでな
く、互いに接触する円錐面の相対滑りが圧力のもとで腐
食なしに可能であり、これによって確実な機能および長
寿命が保証される。
【０００９】
【実施例】以下図に示した実施例を参照して本発明を詳
細に説明する。
細に説明する。
【００１０】排気ガスターボ過給機の基本的な構造およ
び作用は従来技術において知られているので、それにつ
いての説明はここでは省略する。図１における排気ガス
ターボ過給機はその中央長手範囲が機械ハウジングに支
持されている軸１を有している。この軸１はその軸受か
ら突出している両側端にそれぞれタービンランナ（図示
せず）および（概略的に図示した）圧縮機ランナ２を支
持している。この圧縮機ランナ２は単流ラジアル圧縮機
ランナとして形成されている。圧縮機ランナ２は円周面
に羽根３を備え軸１上に取り付けられているハブ４を有
している。羽根３およびハブ４の直径は軸１の長手方向
に増大しているので、ランナ２はその中央横平面に対し
て非対称の縦断面形状をしており、従ってランナ２の質
量分布も長手方向に増大している。
び作用は従来技術において知られているので、それにつ
いての説明はここでは省略する。図１における排気ガス
ターボ過給機はその中央長手範囲が機械ハウジングに支
持されている軸１を有している。この軸１はその軸受か
ら突出している両側端にそれぞれタービンランナ（図示
せず）および（概略的に図示した）圧縮機ランナ２を支
持している。この圧縮機ランナ２は単流ラジアル圧縮機
ランナとして形成されている。圧縮機ランナ２は円周面
に羽根３を備え軸１上に取り付けられているハブ４を有
している。羽根３およびハブ４の直径は軸１の長手方向
に増大しているので、ランナ２はその中央横平面に対し
て非対称の縦断面形状をしており、従ってランナ２の質
量分布も長手方向に増大している。
【００１１】ハブ４は円錐形の締付けバンドによって軸
１上に固定される。このためにハブ４の孔と軸１の円錐
範囲との間隔を埋め合わせる円錐ブッシュ５が設けられ
ている。このブッシュ５はランナ２の小さい方の直径の
側の端面から押し込められている。ブッシュ５の長さは
ハブ４の長さより短く、従ってハブ４の大きい方の直径
の側の範囲に締付けバンドの無い範囲が生ずる。
１上に固定される。このためにハブ４の孔と軸１の円錐
範囲との間隔を埋め合わせる円錐ブッシュ５が設けられ
ている。このブッシュ５はランナ２の小さい方の直径の
側の端面から押し込められている。ブッシュ５の長さは
ハブ４の長さより短く、従ってハブ４の大きい方の直径
の側の範囲に締付けバンドの無い範囲が生ずる。
【００１２】ハブ４はその内側端面即ち大きな直径の側
の端面範囲に軸方向に端面側凹所６の中に突出する環状
の段部７を備えている。凹所６の中にはまり込む環状の
心出しリング８がこの段部７に接触している。段部７の
円周面は隣接する端面から上っている円錐面９として形
成されている。この円錐面９は心出しリング８に対応す
る円錐座を形成している。心出しリング８は段部７を覆
う張出し部１０を備えている。この張出部１０は円錐面
９に接触する同じ勾配の対向円錐面１１を有する。心出
しリング８はその孔で軸１の円筒状部分１２の上に取り
付けられ、ストッパ１３によって示されているように軸
方向に固定されている。従って心出しリング８は軸１上
を案内されハブ４に属する堅牢な心出し機構を形成して
いる。
の端面範囲に軸方向に端面側凹所６の中に突出する環状
の段部７を備えている。凹所６の中にはまり込む環状の
心出しリング８がこの段部７に接触している。段部７の
円周面は隣接する端面から上っている円錐面９として形
成されている。この円錐面９は心出しリング８に対応す
る円錐座を形成している。心出しリング８は段部７を覆
う張出し部１０を備えている。この張出部１０は円錐面
９に接触する同じ勾配の対向円錐面１１を有する。心出
しリング８はその孔で軸１の円筒状部分１２の上に取り
付けられ、ストッパ１３によって示されているように軸
方向に固定されている。従って心出しリング８は軸１上
を案内されハブ４に属する堅牢な心出し機構を形成して
いる。
【００１３】運転中にハブ４に作用する遠心力および加
熱に基づいて、ハブ４は矢印Δｒで示されているように
半径方向に歪みを生ずる。同時にハブ４は矢印Δｌで示
されているように軸方向に横収縮を生ずる。円錐面９な
いし対向円錐面１１の勾配角度αはΔｒ：Δｌの比率に
合わされている。その場合角度αに対してα＝ｔａｎ-
Δｒ／Δｌが成り立っている。この角度αの寸法づけ
は、あらゆる運転状態において円錐座の範囲における精
確な対向接触およびそれに伴ってその都度有効な全面へ
の一様な力分布を確実に保証する。これによってハブ４
は全回転数領域のすべての運転点において心出しリング
８によって半径方向に有効に接触支持され心出しされ
る。これによって不均一な力作用に基づくランナ２のふ
らつき運動および特に大きな直径の範囲における心出し
の狂いに基づくこのふらつき運動の増幅が起こらないこ
とが保証される。
熱に基づいて、ハブ４は矢印Δｒで示されているように
半径方向に歪みを生ずる。同時にハブ４は矢印Δｌで示
されているように軸方向に横収縮を生ずる。円錐面９な
いし対向円錐面１１の勾配角度αはΔｒ：Δｌの比率に
合わされている。その場合角度αに対してα＝ｔａｎ-
Δｒ／Δｌが成り立っている。この角度αの寸法づけ
は、あらゆる運転状態において円錐座の範囲における精
確な対向接触およびそれに伴ってその都度有効な全面へ
の一様な力分布を確実に保証する。これによってハブ４
は全回転数領域のすべての運転点において心出しリング
８によって半径方向に有効に接触支持され心出しされ
る。これによって不均一な力作用に基づくランナ２のふ
らつき運動および特に大きな直径の範囲における心出し
の狂いに基づくこのふらつき運動の増幅が起こらないこ
とが保証される。
【００１４】この作用は、円錐面９および／又はこれに
対応する対向円錐面１１が滑り面および押圧面として形
成されることによって助長される。このために適した材
料として強化プラスチック例えばガラス繊維および／又
は炭素繊維強化プラスチックが使用される。図示の実施
例の場合心出しリング８全体は簡単にそのような材料か
ら作られるので、これに一体形成された対向面１１は自
動的に所望の滑り特性および支持特性を有し、従って押
圧状態における腐食なしに滑り確実な力の伝達が保証さ
れる。
対応する対向円錐面１１が滑り面および押圧面として形
成されることによって助長される。このために適した材
料として強化プラスチック例えばガラス繊維および／又
は炭素繊維強化プラスチックが使用される。図示の実施
例の場合心出しリング８全体は簡単にそのような材料か
ら作られるので、これに一体形成された対向面１１は自
動的に所望の滑り特性および支持特性を有し、従って押
圧状態における腐食なしに滑り確実な力の伝達が保証さ
れる。
【図１】本発明に基づく排気ガスターボ過給機のラジア
ル圧縮機ランナの一部縦断面図。
ル圧縮機ランナの一部縦断面図。
１ 軸 ２ ランナ ３ 羽根 ４ ハブ ５ ブッシュ ８ 心出しリング ９ 円錐面 １０ 張出し部 １１ 対向円錐面 １２ 軸の円筒状部分
Claims (7)
- 【請求項１】 ハブ（４）が長手方向において異なった
質量分布を有し、ハブを貫通する軸（１）に特に締付け
バンドで取り付けられ、少なくとも片側の端面範囲に対
向面を備えた環状の心出し機構に対する座を有している
ような流体機械のランナにおいて、座および対向面が円
錐面（９）および対向円錐面（１１）として形成される
ことを特徴とする流体機械のランナ。 - 【請求項２】 円錐面（９）およびこれに対応する対向
面（１１）が勾配角度（α）を有し、この角度が式α＝
ｔａｎ- Δｒ／Δｌで計算され、その際Δｒが遠心力お
よび加熱の作用のもとで生ずるハブ（４）の半径方向に
おける歪みであり、Δｌが同時に軸方向に生ずるハブ
（４）の横収縮であることを特徴とする請求項１記載の
ランナ。 - 【請求項３】 心出し機構が堅牢な心出しリング（８）
として形成され、この心出しリング（８）が軸（１）の
円筒状部分（１２）の上に取り付けられ、対向円錐面
（１１）を有する張出し部（１０）を有していることを
特徴とする請求項１又は２記載のランナ。 - 【請求項４】 心出し機構がハブ側の円錐面（９）にバ
イアス圧をもって接触することを特徴とする請求項１な
いし３の１つに記載のランナ。 - 【請求項５】 互いに接触する円錐面（９、１１）の少
なくとも一つが滑り支持面として形成されることを特徴
とする請求項１ないし４の１つに記載のランナ。 - 【請求項６】 滑り支持面が強化プラスチック特に繊維
強化プラスチックから成っていることを特徴とする請求
項５記載のランナ。 - 【請求項７】 心出しリング（８）の少なくともその滑
り面が強化プラスチック特に繊維強化プラスチックから
成ることを特徴とする請求項６記載のランナ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19944445297 DE4445297C1 (de) | 1994-12-19 | 1994-12-19 | Laufrad für eine Strömungsmaschine |
| DE4445297.7 | 1994-12-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08232889A true JPH08232889A (ja) | 1996-09-10 |
| JP3850906B2 JP3850906B2 (ja) | 2006-11-29 |
Family
ID=6536273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34611795A Expired - Fee Related JP3850906B2 (ja) | 1994-12-19 | 1995-12-11 | 流体機械のランナ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3850906B2 (ja) |
| DE (1) | DE4445297C1 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006214341A (ja) * | 2005-02-03 | 2006-08-17 | Shimadzu Corp | ターボ型回転機器 |
| CN102536893A (zh) * | 2010-12-21 | 2012-07-04 | 哈米尔顿森德斯特兰德公司 | 空气循环机压缩机转子 |
| JP2013513749A (ja) * | 2009-12-11 | 2013-04-22 | ヌオーヴォ ピニォーネ ソシエタ ペル アチオニ | 羽根車−軸はめあいのための複合リング |
| WO2014196214A1 (ja) * | 2013-06-04 | 2014-12-11 | 三菱重工業株式会社 | インペラ、回転機械、および、回転機械の組立方法 |
| CN115143139A (zh) * | 2022-07-20 | 2022-10-04 | 扬州大学 | 一种带自动限位功能的浮动式叶轮离心泵及其设计方法 |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19627346C1 (de) * | 1996-07-01 | 1997-11-20 | Mannesmann Ag | Vorrichtung zur lösbaren Befestigung eines Laufrades an einer Turbomaschine |
| DE19736333C1 (de) * | 1997-08-21 | 1999-03-04 | Man B & W Diesel Ag | Befestigung eines Laufrades einer Strömungsmaschine an einer Welle |
| DE19915307A1 (de) | 1999-04-03 | 2000-10-05 | Leybold Vakuum Gmbh | Reibungsvakuumpumpe mit aus Welle und Rotor bestehender Rotoreinheit |
| US6481970B2 (en) | 2000-06-28 | 2002-11-19 | Honeywell International Inc. | Compressor wheel with prestressed hub and interference fit insert |
| DE10053663A1 (de) * | 2000-10-28 | 2002-05-08 | Leybold Vakuum Gmbh | Mechanische kinetische Vakuumpumpe mit Rotor und Welle |
| ITMI20071100A1 (it) * | 2007-05-30 | 2008-11-30 | Nuovo Pignone Spa | Sistema di ancoraggio per le giranti di una macchina rotativa a fluido |
| FR2968046B1 (fr) * | 2010-11-26 | 2017-03-31 | Flakt Solyvent Ventec | Fixation de roue de ventilateur par bagues coniques accommodant la dilatation. |
| JP5449117B2 (ja) * | 2010-12-08 | 2014-03-19 | 三菱重工業株式会社 | 回転機械 |
| JP5967966B2 (ja) * | 2012-02-13 | 2016-08-10 | 三菱重工コンプレッサ株式会社 | インペラ及びこれを備えた回転機械 |
| US9353626B2 (en) * | 2012-09-13 | 2016-05-31 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Rotor assembly |
| CN105829731B (zh) * | 2014-02-26 | 2018-01-05 | 三菱重工业株式会社 | 离心式压缩机、具有该离心式压缩机的涡轮增压器以及该离心式压缩机的制造方法 |
| DE102016012658A1 (de) * | 2016-10-22 | 2018-04-26 | Daimler Ag | Rotor für eine Strömungsmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs |
| CN112272733B (zh) * | 2018-08-07 | 2023-05-16 | 三菱重工发动机和增压器株式会社 | 涡轮轴组件、增压器及增压器的制造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1017320B (de) * | 1953-09-21 | 1957-10-10 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | Befestigung eines auf der Welle fliegend angeordneten Laufrades von Kreiselradmaschinen |
| DE1036273B (de) * | 1955-12-21 | 1958-08-14 | Kopp & Kausch | Befestigung eines fliegend angeordneten Turbomaschinen-Laufrades auf der Welle |
| JPS5924242B2 (ja) * | 1976-03-31 | 1984-06-08 | 株式会社東芝 | タ−ビンロ−タ−構体 |
-
1994
- 1994-12-19 DE DE19944445297 patent/DE4445297C1/de not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-12-11 JP JP34611795A patent/JP3850906B2/ja not_active Expired - Fee Related
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