JPH102503A - 排気再燃型ボイラ - Google Patents
排気再燃型ボイラInfo
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- JPH102503A JPH102503A JP17565296A JP17565296A JPH102503A JP H102503 A JPH102503 A JP H102503A JP 17565296 A JP17565296 A JP 17565296A JP 17565296 A JP17565296 A JP 17565296A JP H102503 A JPH102503 A JP H102503A
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- Japan
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- burner
- reburning
- boiler
- combustion chamber
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 収熱水管内挿型燃焼室を備えた排気再燃型ボ
イラにおいて、従来のように一つのバ−ナにガスタ−ビ
ンの排ガスの全量を導入して追焚を行うことなく、追焚
バ−ナの周囲か又は別の排ガス入口部に分けて導入する
ためのバイパスダクトを設ける。 【解決方法】 収熱水管内挿型燃焼室を備えた排気再燃
型ボイラにおいて、排ガスを追焚バ−ナ部とそれと火炎
に干渉しない範囲にバイパスを開口させて、追焚バ−ナ
の周囲か又は別の排ガス入口部に分けて導入するための
バイパスダクトを設けた排気再燃型ボイラ。
イラにおいて、従来のように一つのバ−ナにガスタ−ビ
ンの排ガスの全量を導入して追焚を行うことなく、追焚
バ−ナの周囲か又は別の排ガス入口部に分けて導入する
ためのバイパスダクトを設ける。 【解決方法】 収熱水管内挿型燃焼室を備えた排気再燃
型ボイラにおいて、排ガスを追焚バ−ナ部とそれと火炎
に干渉しない範囲にバイパスを開口させて、追焚バ−ナ
の周囲か又は別の排ガス入口部に分けて導入するための
バイパスダクトを設けた排気再燃型ボイラ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼室内に水管を
密に配設した、収熱水管内挿型燃焼室を備えたコ−ジェ
ネレ−ションなどの排熱回収装置に追焚バ−ナを設け
て、その熱回収量を増量させるものであり、全体として
小型コンパクトで、従来よりも更に熱電比の拡大された
適用範囲の広い排気再燃型ボイラに関するものである。
密に配設した、収熱水管内挿型燃焼室を備えたコ−ジェ
ネレ−ションなどの排熱回収装置に追焚バ−ナを設け
て、その熱回収量を増量させるものであり、全体として
小型コンパクトで、従来よりも更に熱電比の拡大された
適用範囲の広い排気再燃型ボイラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、追焚バ−ナ付きの排気再燃型ボイ
ラは排熱ボイラの上流側に前炉を別に設け、そこで追焚
バ−ナによりガスタ−ビンなどの排気で燃料を燃焼させ
て、この排気温度を上げて排熱ボイラの熱回収量を増量
しようとするものであった。この場合前炉は耐火材を打
っただけの構造であるが、この分だけ設置スペ−スが大
きくなる。また放熱損失が増加すること及び耐火材の補
修が必要となるなどの問題点があった。この問題点を解
決するため本発明者等はすでに特願平３−２５３０２４
号により、排熱ボイラそのものを収熱水管内挿型燃焼室
とすることにより上記前炉をなくして上記の問題点を解
消した小型コンパクトな排気再燃型ボイラと該ボイラを
使用する排熱回収方法の発明を完成した。これを〔図
５〕に示す。
ラは排熱ボイラの上流側に前炉を別に設け、そこで追焚
バ−ナによりガスタ−ビンなどの排気で燃料を燃焼させ
て、この排気温度を上げて排熱ボイラの熱回収量を増量
しようとするものであった。この場合前炉は耐火材を打
っただけの構造であるが、この分だけ設置スペ−スが大
きくなる。また放熱損失が増加すること及び耐火材の補
修が必要となるなどの問題点があった。この問題点を解
決するため本発明者等はすでに特願平３−２５３０２４
号により、排熱ボイラそのものを収熱水管内挿型燃焼室
とすることにより上記前炉をなくして上記の問題点を解
消した小型コンパクトな排気再燃型ボイラと該ボイラを
使用する排熱回収方法の発明を完成した。これを〔図
５〕に示す。
【０００３】
【図５】
【０００４】
【図６】
【０００６】ここで追焚燃焼量が蒸発量で３〔図６〕程
度以下の範囲では、火炎自体の温度が１０００℃以下の
ため、燃焼室内水管で火炎が冷却され、ＣＯや未燃ガス
が発生するので実際には使用できないことが判明した。
即ち、燃焼室内水管の水管表面で火炎はクエンチされ、
ＣＯや未燃ガスが発生するのである。水管と水管の間の
主流部でそれらが反応するためには必要な１０００℃以
上の温度場が必要となる。更に追焚燃焼量を増大させて
蒸発量が５〔図６〕程度以上になると、適当な温度場は
確保されるものの、その場合は酸素不足によるＣＯや未
燃ガスが発生することも本発明者等の研究によって明ら
かとなった。従って前記特願平３−２５３０２４号の発
明では良好な燃焼が達成される適正追焚燃焼量は蒸発量
で３〜５〔図６〕の範囲となる。しかしながらこの場合
１〜３の場合や５以上の場合に対応できないため、特願
平３−２５３０２４号の場合は応用範囲が上記３〜５の
範囲に制限されていた。本発明者等が種々検討した結果
によると上記した従来の場合は一つのバ−ナにガスタ−
ビン排ガスの全量を導入して追焚を行うところに問題点
があった。本発明はこの問題点を解決することを目的と
したものである。
度以下の範囲では、火炎自体の温度が１０００℃以下の
ため、燃焼室内水管で火炎が冷却され、ＣＯや未燃ガス
が発生するので実際には使用できないことが判明した。
即ち、燃焼室内水管の水管表面で火炎はクエンチされ、
ＣＯや未燃ガスが発生するのである。水管と水管の間の
主流部でそれらが反応するためには必要な１０００℃以
上の温度場が必要となる。更に追焚燃焼量を増大させて
蒸発量が５〔図６〕程度以上になると、適当な温度場は
確保されるものの、その場合は酸素不足によるＣＯや未
燃ガスが発生することも本発明者等の研究によって明ら
かとなった。従って前記特願平３−２５３０２４号の発
明では良好な燃焼が達成される適正追焚燃焼量は蒸発量
で３〜５〔図６〕の範囲となる。しかしながらこの場合
１〜３の場合や５以上の場合に対応できないため、特願
平３−２５３０２４号の場合は応用範囲が上記３〜５の
範囲に制限されていた。本発明者等が種々検討した結果
によると上記した従来の場合は一つのバ−ナにガスタ−
ビン排ガスの全量を導入して追焚を行うところに問題点
があった。本発明はこの問題点を解決することを目的と
したものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は以上の課題を解
決するためその第１は、燃焼室内に水管を密に配設し
た、収熱水管内挿型燃焼室を備えた排気再燃型ボイラに
おいて、排ガスを追焚バ−ナ部と、それと火炎に干渉し
ない範囲にバイパスを開口させて、該追焚バ−ナの周囲
か又は別の排ガス入口部に分けて導入するためのバイパ
スダクトを設けたことを特徴とする排気再燃型ボイラで
あり、
決するためその第１は、燃焼室内に水管を密に配設し
た、収熱水管内挿型燃焼室を備えた排気再燃型ボイラに
おいて、排ガスを追焚バ−ナ部と、それと火炎に干渉し
ない範囲にバイパスを開口させて、該追焚バ−ナの周囲
か又は別の排ガス入口部に分けて導入するためのバイパ
スダクトを設けたことを特徴とする排気再燃型ボイラで
あり、
【０００８】その第２は、燃焼室内に水管を密に配設し
た、収熱水管内挿型燃焼室を備えた排気再燃型ボイラに
おいて、ガスバ−ナ噴口の直径（角バ−ナの場合は一辺
の長さ）をＤとした場合、排ガス入口部をガスバ−ナ噴
口から１／２Ｄ以上離れて設け、追焚燃焼量に応じて追
焚バ−ナ部へ供給する排ガス量を制御するバ−ナ入口ダ
ンパ−とバイパスダンパ−とを設けたことを特徴とする
第１記載の排気再燃型ボイラであり、
た、収熱水管内挿型燃焼室を備えた排気再燃型ボイラに
おいて、ガスバ−ナ噴口の直径（角バ−ナの場合は一辺
の長さ）をＤとした場合、排ガス入口部をガスバ−ナ噴
口から１／２Ｄ以上離れて設け、追焚燃焼量に応じて追
焚バ−ナ部へ供給する排ガス量を制御するバ−ナ入口ダ
ンパ−とバイパスダンパ−とを設けたことを特徴とする
第１記載の排気再燃型ボイラであり、
【０００９】その第３は、燃焼室内に水管を密に配設し
た、収熱水管内挿型燃焼室を備えた排気再燃型ボイラに
おいて、追焚バ−ナを複数個設け、排ガスを該複数の追
焚バ−ナへそれぞれ供給し、各バ−ナの燃料燃焼量を０
Ｎ−０ＦＦ制御することを特徴とする第１記載の排気再
燃型ボイラであり、
た、収熱水管内挿型燃焼室を備えた排気再燃型ボイラに
おいて、追焚バ−ナを複数個設け、排ガスを該複数の追
焚バ−ナへそれぞれ供給し、各バ−ナの燃料燃焼量を０
Ｎ−０ＦＦ制御することを特徴とする第１記載の排気再
燃型ボイラであり、
【００１０】その第４は、燃焼室内に水管を密に配設し
た、収熱水管内挿型燃焼室を備えた排気再燃型ボイラに
おいて、排ガスによる追焚バ−ナとは別に新鮮空気を供
給する押込みファンとそれを燃焼用空気として追焚を行
うバ−ナと同時に設けたことを特徴とする第１記載の排
気再燃型ボイラに関するものである。
た、収熱水管内挿型燃焼室を備えた排気再燃型ボイラに
おいて、排ガスによる追焚バ−ナとは別に新鮮空気を供
給する押込みファンとそれを燃焼用空気として追焚を行
うバ−ナと同時に設けたことを特徴とする第１記載の排
気再燃型ボイラに関するものである。
【００１１】本発明は任意の追焚燃焼量に対して、水管
と水管の間の火炎部（燃焼反応部）の温度を１０００℃
以上になるようにするためのものである。そのためには
追焚燃焼量が少ない場合、ガスタ−ビン等の排ガスを追
焚バ−ナ部と、それとバイパスさせて火炎に干渉しない
ように該追焚バ−ナの周囲か又は別の排ガス入口部に分
けて供給するように構成する。この場合追焚バ−ナ先端
の直径をＤとして、排ガス入口部との間隔を１／２Ｄ程
度以上とれば、排ガス入口部から導入される排ガスによ
って火炎（燃焼反応部）が冷却され、干渉されず、ＣＯ
や未燃ガスが発生することなく、良好な燃焼と伝熱が達
成されることが判明した。上記１／２Ｄ未満の場合はＣ
Ｏや未燃ガスが発生して本発明の目的を達成することが
できない。更に追焚バ−ナ入口部とバイパス部にダンパ
−を設け、追焚燃焼量に応じて追焚バ−ナ部へ供給する
ガスタ−ビンなどの排ガス量を制御することより更に良
好な燃焼が得られ、追焚燃焼量範囲が拡大される。この
バイパスダクトを設ける代わりに、追焚バ−ナを複数設
けて各バ−ナの燃料燃焼量をＯＮ−ＯＦＦ制御すること
によっても同様な効果が達成される。また追焚燃焼量が
適正燃焼範囲を超えて、必要な場合には追焚バ−ナとは
別に新鮮空気を供給する押込みファンとそれを燃焼用空
気として追焚を行うバ−ナを同時に設けることによって
熱需要の多いニ−ズに対応できることになる。
と水管の間の火炎部（燃焼反応部）の温度を１０００℃
以上になるようにするためのものである。そのためには
追焚燃焼量が少ない場合、ガスタ−ビン等の排ガスを追
焚バ−ナ部と、それとバイパスさせて火炎に干渉しない
ように該追焚バ−ナの周囲か又は別の排ガス入口部に分
けて供給するように構成する。この場合追焚バ−ナ先端
の直径をＤとして、排ガス入口部との間隔を１／２Ｄ程
度以上とれば、排ガス入口部から導入される排ガスによ
って火炎（燃焼反応部）が冷却され、干渉されず、ＣＯ
や未燃ガスが発生することなく、良好な燃焼と伝熱が達
成されることが判明した。上記１／２Ｄ未満の場合はＣ
Ｏや未燃ガスが発生して本発明の目的を達成することが
できない。更に追焚バ−ナ入口部とバイパス部にダンパ
−を設け、追焚燃焼量に応じて追焚バ−ナ部へ供給する
ガスタ−ビンなどの排ガス量を制御することより更に良
好な燃焼が得られ、追焚燃焼量範囲が拡大される。この
バイパスダクトを設ける代わりに、追焚バ−ナを複数設
けて各バ−ナの燃料燃焼量をＯＮ−ＯＦＦ制御すること
によっても同様な効果が達成される。また追焚燃焼量が
適正燃焼範囲を超えて、必要な場合には追焚バ−ナとは
別に新鮮空気を供給する押込みファンとそれを燃焼用空
気として追焚を行うバ−ナを同時に設けることによって
熱需要の多いニ−ズに対応できることになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明は〔図１〕、〔図２〕、
〔図３〕及び〔図４〕に示すように排気再燃ボイラの燃
焼室に水管群を密に配設し、その中で追焚燃料を燃焼さ
せる収熱水管内挿型燃焼室とすることによって、従来使
用されていたような前炉をなくしてコンパクト化でき、
更にガスタ−ビンなどの排ガスの一部を追焚バ−ナとは
別の排ガス入口部から別々に供給するか、又は追焚バ−
ナを複数設けることによって、わずかな追焚燃焼量でも
ＣＯや未燃物の発生がなく良好な燃焼性が得られる。更
に熱需要が多く、追焚燃焼量が多く必要な場合は、別の
新鮮空気による追焚バ−ナを同時に設けることによって
それが可能となった。
〔図３〕及び〔図４〕に示すように排気再燃ボイラの燃
焼室に水管群を密に配設し、その中で追焚燃料を燃焼さ
せる収熱水管内挿型燃焼室とすることによって、従来使
用されていたような前炉をなくしてコンパクト化でき、
更にガスタ−ビンなどの排ガスの一部を追焚バ−ナとは
別の排ガス入口部から別々に供給するか、又は追焚バ−
ナを複数設けることによって、わずかな追焚燃焼量でも
ＣＯや未燃物の発生がなく良好な燃焼性が得られる。更
に熱需要が多く、追焚燃焼量が多く必要な場合は、別の
新鮮空気による追焚バ−ナを同時に設けることによって
それが可能となった。
【００１３】
【図１】
【００１４】
【図２】
【００１５】
【図３】
【００１６】
【図４】
【００１７】
【実施例】次に図面によって本発明を説明する。〔図
１〕は本発明の実施例で、燃焼室を含めて排ガスの入口
から出口までガス通過部は水管が密に配設されている。
ガスタ−ビンなどの排ガスは追焚バ−ナ部と排ガス入口
部に分けて導入される。追焚バ−ナではガスタ−ビンな
どの排ガス中に含まれる１５％程度の酸素を燃焼用酸素
として水管群中で燃料を燃焼させる。この火炎温度は１
０００℃以上あるため、水管表面でクエンチされて発生
したＣＯや未燃ガスは、水管と水管の間の主流部で燃焼
し消滅する。一方、排ガス入口から供給されるガスタ−
ビンなどの排ガスは温度が５００℃程度のため、この噴
流を火炎中に当てると火炎が冷却されてＣＯや未燃ガス
が発生することになる。
１〕は本発明の実施例で、燃焼室を含めて排ガスの入口
から出口までガス通過部は水管が密に配設されている。
ガスタ−ビンなどの排ガスは追焚バ−ナ部と排ガス入口
部に分けて導入される。追焚バ−ナではガスタ−ビンな
どの排ガス中に含まれる１５％程度の酸素を燃焼用酸素
として水管群中で燃料を燃焼させる。この火炎温度は１
０００℃以上あるため、水管表面でクエンチされて発生
したＣＯや未燃ガスは、水管と水管の間の主流部で燃焼
し消滅する。一方、排ガス入口から供給されるガスタ−
ビンなどの排ガスは温度が５００℃程度のため、この噴
流を火炎中に当てると火炎が冷却されてＣＯや未燃ガス
が発生することになる。
【００１８】このように火炎と排ガスの噴流が干渉しな
い距離を本発明者等が研究の結果バ−ナ噴口の直径（角
バ−ナの場合は一辺の長さ）をＤとしたとき、排ガス入
口部をバ−ナ噴口から１／２Ｄ以上離せばよいことが判
明した。この構造においてバ−ナ入口ダンパ−とバイパ
スダンパ−は熱需要がある程度一定している場合は固定
ダンパ−としてもよく、逆に熱需要がかなり変動する場
合は〔図２〕に示すように追焚燃焼量に応じて制御して
もよい。〔図３〕はバイパスダクトを設ける代わりに追
焚バ−ナを複数設けた実施例である。個々のバ−ナでは
燃料をＯＮ−ＯＦＦ制御される。このＯＦＦ状態のバ−
ナは単なる排ガス入口部として機能することになる。こ
のようにバ−ナを複数設けると、かなり広い範囲で良好
な燃焼が得られる。更に熱需要が極端に多くなり追焚燃
焼量が多い場合は酸素不足となるので、〔図４〕に示す
ように別に新鮮空気を供給する押込みファンと、それを
燃焼用空気として追焚を行うバ−ナを同時に設けるのが
よい。
い距離を本発明者等が研究の結果バ−ナ噴口の直径（角
バ−ナの場合は一辺の長さ）をＤとしたとき、排ガス入
口部をバ−ナ噴口から１／２Ｄ以上離せばよいことが判
明した。この構造においてバ−ナ入口ダンパ−とバイパ
スダンパ−は熱需要がある程度一定している場合は固定
ダンパ−としてもよく、逆に熱需要がかなり変動する場
合は〔図２〕に示すように追焚燃焼量に応じて制御して
もよい。〔図３〕はバイパスダクトを設ける代わりに追
焚バ−ナを複数設けた実施例である。個々のバ−ナでは
燃料をＯＮ−ＯＦＦ制御される。このＯＦＦ状態のバ−
ナは単なる排ガス入口部として機能することになる。こ
のようにバ−ナを複数設けると、かなり広い範囲で良好
な燃焼が得られる。更に熱需要が極端に多くなり追焚燃
焼量が多い場合は酸素不足となるので、〔図４〕に示す
ように別に新鮮空気を供給する押込みファンと、それを
燃焼用空気として追焚を行うバ−ナを同時に設けるのが
よい。
【００１９】
【発明の効果】本発明は熱電比の適正な追焚範囲で、追
焚をするためボイラにおけるＣＯや未燃ガスの発生がな
く良好な燃焼が達成された。また本発明のボイラを使用
することによって、従来の熱電併給や複合発電方式に使
用された排熱ボイラが小型小スペ−スとなり、従って安
価になり、かつその熱電比の大幅な拡大と相まってホテ
ルや石油精製工場から事務所やセメント工業に至るま
で、その使用範囲が大幅に拡大された。本発明のボイラ
はＮＯｘが発生し難く、ＣＯや未燃炭化水素の発生がな
い。本発明のボイラにおいては、従来のダクトバ−ナと
バ−ナが一体化され、大きな長いダクトがなく、従来の
ような燃焼室をなくし得る著しい大きい利点がある。
焚をするためボイラにおけるＣＯや未燃ガスの発生がな
く良好な燃焼が達成された。また本発明のボイラを使用
することによって、従来の熱電併給や複合発電方式に使
用された排熱ボイラが小型小スペ−スとなり、従って安
価になり、かつその熱電比の大幅な拡大と相まってホテ
ルや石油精製工場から事務所やセメント工業に至るま
で、その使用範囲が大幅に拡大された。本発明のボイラ
はＮＯｘが発生し難く、ＣＯや未燃炭化水素の発生がな
い。本発明のボイラにおいては、従来のダクトバ−ナと
バ−ナが一体化され、大きな長いダクトがなく、従来の
ような燃焼室をなくし得る著しい大きい利点がある。
【図１】、
【図２】、
【図３】、
【図４】本発明の実施例。
【図５】従来の排気再燃型ボイラ。
【図６】排気再燃特性図。
１，３，５．蒸発量直線 ２．水冷壁管 ４．水管 ６．バ−ナ ７，７′，７″．燃料 ８．排気 ９．排ガス出口 １０．バ−ナダンパ １１．バイパスダンパ １２．バイパスダクト １３．排ガス入口 １４．バ−ナ入口ダクト １５．蒸気 １６．給水 ２０．燃焼用空気 ２１．ファン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木下 正成 大阪市北区大淀北１丁目９番36号 株式会 社ヒラカワガイダム内 (72)発明者 上梨 厚見 大阪市北区大淀北１丁目９番36号 株式会 社ヒラカワガイダム内 (72)発明者 北浦 鍵二 大阪市北区大淀北１丁目９番36号 株式会 社ヒラカワガイダム内
Claims (4)
- 【請求項１】 燃焼室内に水管を密に配設した、収熱水
管内挿型燃焼室を備えた排気再燃型ボイラにおいて、排
ガスを追焚バ−ナ部と、それと火炎に干渉しない範囲に
バイパスを開口させて、該追焚バ−ナの周囲か又は別の
排ガス入口部に分けて導入するためのバイパスダクトを
設けたことを特徴とする排気再燃型ボイラ。 - 【請求項２】 燃焼室内に水管を密に配設した、収熱水
管内挿型燃焼室を備えた排気再燃型ボイラにおいて、ガ
スバ−ナ噴口の直径（角バ−ナの場合は一辺の長さ）を
Ｄとした場合、排ガス入口部をガスバ−ナ噴口から１／
２Ｄ以上離れて設け、追焚燃焼量に応じて追焚バ−ナ部
へ供給する排ガス量を制御するバ−ナ入口ダンパ−とバ
イパスダンパ−とを設けたことを特徴とする請求項１記
載の排気再燃型ボイラ。 - 【請求項３】 燃焼室内に水管を密に配設した、収熱水
管内挿型燃焼室を備えた排気再燃型ボイラにおいて、追
焚バ−ナを複数個設け、排ガスを該複数の追焚バ−ナへ
それぞれ供給し、各バ−ナの燃料燃焼量を０Ｎ−０ＦＦ
制御することを特徴とする請求項１記載の排気再燃型ボ
イラ。 - 【請求項４】 燃焼室内に水管を密に配設した、収熱水
管内挿型燃焼室を備えた排気再燃型ボイラにおいて、排
ガスによる追焚バ−ナとは別に新鮮空気を供給する押込
みファンとそれを燃焼用空気として追焚を行うバ−ナと
を同時に設けたことを特徴とする請求項１記載の排気再
燃型ボイラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17565296A JPH102503A (ja) | 1996-06-14 | 1996-06-14 | 排気再燃型ボイラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17565296A JPH102503A (ja) | 1996-06-14 | 1996-06-14 | 排気再燃型ボイラ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH102503A true JPH102503A (ja) | 1998-01-06 |
Family
ID=15999848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17565296A Pending JPH102503A (ja) | 1996-06-14 | 1996-06-14 | 排気再燃型ボイラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH102503A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4656382A (en) * | 1985-11-27 | 1987-04-07 | Westinghouse Electric Corp. | End winding bracing system for gas-cooled rotors of large generators |
-
1996
- 1996-06-14 JP JP17565296A patent/JPH102503A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4656382A (en) * | 1985-11-27 | 1987-04-07 | Westinghouse Electric Corp. | End winding bracing system for gas-cooled rotors of large generators |
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Legal Events
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