JPS588997A - 排熱回収熱交換器 - Google Patents
排熱回収熱交換器Info
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- JPS588997A JPS588997A JP10592681A JP10592681A JPS588997A JP S588997 A JPS588997 A JP S588997A JP 10592681 A JP10592681 A JP 10592681A JP 10592681 A JP10592681 A JP 10592681A JP S588997 A JPS588997 A JP S588997A
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- Japan
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- exhaust gas
- welded
- heat
- steam
- pipe
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
- F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
- F22B37/10—Water tubes; Accessories therefor
- F22B37/16—Return bends
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
- F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
- F22B1/18—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
- F22B1/1807—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines using the exhaust gases of combustion engines
- F22B1/1815—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines using the exhaust gases of combustion engines using the exhaust gases of gas-turbines
-
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- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
- F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
- F22B37/36—Arrangements for sheathing or casing boilers
- F22B37/365—Casings of metal sheets, e.g. expansion plates, expansible joints
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/0058—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for only one medium being tubes having different orientations to each other or crossing the conduit for the other heat exchange medium
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、例えばガスタービンの排ガス中の残留熱を有
効に活用すべく、この熱でもって蒸気ターＶン用の蒸気
を発生させるコンバインド発電サイクルで使用する排熱
回収熱交換器の改良に関する。
効に活用すべく、この熱でもって蒸気ターＶン用の蒸気
を発生させるコンバインド発電サイクルで使用する排熱
回収熱交換器の改良に関する。
コンバインド発電サイクルとはガスタービンと蒸気ター
ビンを組み合わせることによってプラント効率を高めた
発電システムであり、このコンバインド発電サイクルと
して種々のサイクルが考えられている。その典型的なサ
イクルとして従来用いられているものについて第１図を
参照して説明する。まずガスタービン３の圧縮機１で圧
縮された空気は燃焼器２に送られ高温高圧の燃焼ガスと
なり、がスタービンｓ内で大気圧近くまで膨張する。こ
の時がスタービンｓ内の図示していない翼車が回転する
ことにより、これと同軸の発電機４も回転し動力を発生
する。
ビンを組み合わせることによってプラント効率を高めた
発電システムであり、このコンバインド発電サイクルと
して種々のサイクルが考えられている。その典型的なサ
イクルとして従来用いられているものについて第１図を
参照して説明する。まずガスタービン３の圧縮機１で圧
縮された空気は燃焼器２に送られ高温高圧の燃焼ガスと
なり、がスタービンｓ内で大気圧近くまで膨張する。こ
の時がスタービンｓ内の図示していない翼車が回転する
ことにより、これと同軸の発電機４も回転し動力を発生
する。
一方がスターピンＳをでた高温排気ガスの温度は普通５
００〜６００℃である。ため、このまま排ガスとして捨
てるのは非常に不経済である。
００〜６００℃である。ため、このまま排ガスとして捨
てるのは非常に不経済である。
このため、設けられたのが排熱回収熱交換１１Ｂであり
、その高温排気ガスは、ダクト５を通して排熱回収熱交
換器Ｂに送られ、伝熱管２４内の給水と熱交換して低温
ガスとなり、最終的に煙突Ｃから大気中に放出される。
、その高温排気ガスは、ダクト５を通して排熱回収熱交
換器Ｂに送られ、伝熱管２４内の給水と熱交換して低温
ガスとなり、最終的に煙突Ｃから大気中に放出される。
一方蒸気タービン系の給水、蒸気については、蒸気ター
ビンｒ内で膨張してガスタービン３と同じく発電機４を
回転させた蒸気は、復水器８内で凝縮して水となり、給
水−ンデ９で排熱回収熱交換器Ｂに送られる。給水はま
ず低圧エコノマイザ１゜内で予熱され、低圧蒸気ト争ラ
ム１１の下部水中に送り込まれる。低圧蒸気ドラム１１
内の水は、低圧循環−ンデ１２、移送ヂンデ１３で各々
低圧蒸発＠１４、高圧エコノマイザ１５に送られる。低
圧蒸発＠ｒａ内を通る間に給水はだんだんと蒸発し、低
圧蒸気ドラム１１の上部蒸気中に戻ってくるときは蒸気
と水の二相流状態になっている。低圧蒸気ドラム１１の
上部にたまった蒸気は、ここには図示しないが湿分分離
エレメントを通った後、蒸気タービン１の途中段に抽気
される。また、高圧エコノマイザ１５に送られた給水は
、予熱され高圧蒸気ドラム１６の下部水中に送り込まれ
る。高圧蒸気ドラム１６内の水は、高圧循環−ンデ１７
で並列に高圧蒸発＠ＩＩおよびプレ薫発器１９に送られ
るが、再び合流し、高圧蒸気ドラムＩＣの上部蒸気中に
戻される。低圧蒸発器１４内を流れる給水と同様に、高
圧蒸発器１８およびプレ薫発器１９中を流れる給水は、
だんだんと蒸発し高圧蒸気ドラムＩＩＩ内に戻るころに
は蒸気と水の二相流状態となっている。高圧蒸気ドラム
１＃内にたまった蒸気は、ここには図示してない湿分分
離エレメントを通った後、過熱＠２０に送られ過熱蒸気
となって蒸気タービン１に送られ以後閉ループ内を循環
する。
ビンｒ内で膨張してガスタービン３と同じく発電機４を
回転させた蒸気は、復水器８内で凝縮して水となり、給
水−ンデ９で排熱回収熱交換器Ｂに送られる。給水はま
ず低圧エコノマイザ１゜内で予熱され、低圧蒸気ト争ラ
ム１１の下部水中に送り込まれる。低圧蒸気ドラム１１
内の水は、低圧循環−ンデ１２、移送ヂンデ１３で各々
低圧蒸発＠１４、高圧エコノマイザ１５に送られる。低
圧蒸発＠ｒａ内を通る間に給水はだんだんと蒸発し、低
圧蒸気ドラム１１の上部蒸気中に戻ってくるときは蒸気
と水の二相流状態になっている。低圧蒸気ドラム１１の
上部にたまった蒸気は、ここには図示しないが湿分分離
エレメントを通った後、蒸気タービン１の途中段に抽気
される。また、高圧エコノマイザ１５に送られた給水は
、予熱され高圧蒸気ドラム１６の下部水中に送り込まれ
る。高圧蒸気ドラム１６内の水は、高圧循環−ンデ１７
で並列に高圧蒸発＠ＩＩおよびプレ薫発器１９に送られ
るが、再び合流し、高圧蒸気ドラムＩＣの上部蒸気中に
戻される。低圧蒸発器１４内を流れる給水と同様に、高
圧蒸発器１８およびプレ薫発器１９中を流れる給水は、
だんだんと蒸発し高圧蒸気ドラムＩＩＩ内に戻るころに
は蒸気と水の二相流状態となっている。高圧蒸気ドラム
１＃内にたまった蒸気は、ここには図示してない湿分分
離エレメントを通った後、過熱＠２０に送られ過熱蒸気
となって蒸気タービン１に送られ以後閉ループ内を循環
する。
以上述べた低圧エコノマイザ１０、低圧蒸発器１４、高
圧エコノマイザ１５、高圧蒸発器１８、プレ原発ｆｌｌ
ｌｌ、過熱＠１０相互間は各各伝熱面積を大きくしたフ
ィン付の伝熱管２４群により、給水および蒸気が連通可
能に構成され、流体励起振動による疲労破損を防ぐため
、適当な間隔で配置された支え板２ノで支持されている
。ただし伝熱管２４は長さ方向に熱膨張のために伸びる
ため、伝熱管２４の長さ方向には支え板２ノは拘束され
ていない。
圧エコノマイザ１５、高圧蒸発器１８、プレ原発ｆｌｌ
ｌｌ、過熱＠１０相互間は各各伝熱面積を大きくしたフ
ィン付の伝熱管２４群により、給水および蒸気が連通可
能に構成され、流体励起振動による疲労破損を防ぐため
、適当な間隔で配置された支え板２ノで支持されている
。ただし伝熱管２４は長さ方向に熱膨張のために伸びる
ため、伝熱管２４の長さ方向には支え板２ノは拘束され
ていない。
また給水あるいは蒸気が伝熱管２４群に分枝したり、合
流したりする箇所にはヘラ〆２２が配設されている。こ
の−例として第１図Ａ部を拡大して示す１１２図に示す
ものがある。第２図に示すように、本体胴ｓＩ内に熱交
換用伝熱管Ｊ３．この伝熱管３２に、蒸気又は給水を分
配あるいはこの伝熱管８２より蒸気又は給水を集合せし
めるヘッダ２２が設置されており、ヘラ／２２は、本体
胴３１を介して給水管あるいは蒸気管に沿って各流体源
へと通じている。各伝熱管３２は６字形管３３によって
溶接部３４にて連結されており、ヘッダ１２と短管Ｊ５
を介して溶接部Ｊ６にて連結されている。
流したりする箇所にはヘラ〆２２が配設されている。こ
の−例として第１図Ａ部を拡大して示す１１２図に示す
ものがある。第２図に示すように、本体胴ｓＩ内に熱交
換用伝熱管Ｊ３．この伝熱管３２に、蒸気又は給水を分
配あるいはこの伝熱管８２より蒸気又は給水を集合せし
めるヘッダ２２が設置されており、ヘラ／２２は、本体
胴３１を介して給水管あるいは蒸気管に沿って各流体源
へと通じている。各伝熱管３２は６字形管３３によって
溶接部３４にて連結されており、ヘッダ１２と短管Ｊ５
を介して溶接部Ｊ６にて連結されている。
ここでヘッダ２２が本体胴３１内に設置されているのは
、本体鹸雀給水管あるいは蒸気管の貫通する穴をあける
のみで良く、もしもヘッダ２ｊが本体調３１外に設置さ
れれば、轟然多数の短管、５．貫通す。多数−穴、本体
胴、１．ユ直接あけなければならなくなり、強度上、加
工上非常に悪くなるからである。
、本体鹸雀給水管あるいは蒸気管の貫通する穴をあける
のみで良く、もしもヘッダ２ｊが本体調３１外に設置さ
れれば、轟然多数の短管、５．貫通す。多数−穴、本体
胴、１．ユ直接あけなければならなくなり、強度上、加
工上非常に悪くなるからである。
この場合、プラント運転中（ガスタービン３運転中）は
高温高流速の排ガス３１は当然、ヘッダ２２と給水管あ
るいは蒸気管の溶接部、短管３５とヘラ〆２２の溶接を
短管３５と伝熱管３２の溶接部３６、さらに、伝熱管３
２とＵ一方、プラント停止時（、ｆスタービン３停止時
）は轟然がスタービン３から高温高流速の排ガス３７は
流れてこなくなり、本体胴３１内に充満していた排ガス
も図示しない煙突から外部へ流出したりして、本体胴３
１内に残留する排ガスの温度は、短時間のうちに、大気
温度にまで下がってしまう。ここで、非常に大きな問題
となるのが、前記伝熱管３２と短管３５の溶接部３６お
よび伝熱管１２と６字形管３３の溶接部３４の強度であ
る。該各港接部１６．８４は、伝熱管３２が書察してい
るため、構造的に溶接部１１６．１４を応力除去するこ
とは不可能なため、一般的に応力除去が施されておらず
、残留応力が存在するので、前記のごとき短時間に５０
０“Ｃ程度の温度差になるような条件下では、割れが入
り、チューブＩｍ洩から重大事故の原因となる。
高温高流速の排ガス３１は当然、ヘッダ２２と給水管あ
るいは蒸気管の溶接部、短管３５とヘラ〆２２の溶接を
短管３５と伝熱管３２の溶接部３６、さらに、伝熱管３
２とＵ一方、プラント停止時（、ｆスタービン３停止時
）は轟然がスタービン３から高温高流速の排ガス３７は
流れてこなくなり、本体胴３１内に充満していた排ガス
も図示しない煙突から外部へ流出したりして、本体胴３
１内に残留する排ガスの温度は、短時間のうちに、大気
温度にまで下がってしまう。ここで、非常に大きな問題
となるのが、前記伝熱管３２と短管３５の溶接部３６お
よび伝熱管１２と６字形管３３の溶接部３４の強度であ
る。該各港接部１６．８４は、伝熱管３２が書察してい
るため、構造的に溶接部１１６．１４を応力除去するこ
とは不可能なため、一般的に応力除去が施されておらず
、残留応力が存在するので、前記のごとき短時間に５０
０“Ｃ程度の温度差になるような条件下では、割れが入
り、チューブＩｍ洩から重大事故の原因となる。
本発明は前述の問題点に鑑みなされたもので、プラント
停止時、チューブ溶接部が短時間に高温度から大気湿度
まで冷やされ、過激な熱応力を生じることのない高信頼
性の高い排熱回収熱交換器を提供することを目的とする
。
停止時、チューブ溶接部が短時間に高温度から大気湿度
まで冷やされ、過激な熱応力を生じることのない高信頼
性の高い排熱回収熱交換器を提供することを目的とする
。
以下本発明について第３図を参照して説明する。この構
成は、本体胴３１より各々外側に突き出した箱３８．３
９とこれらの箱！ＩＩＩ 、 ！１９内に設置したヘッ
ダ２２、短管３５、Ｕ字形管３Ｊ％溶接部３４．３ｇ、
さらに、排ガス通路部４０と、箱ｓｔｔ、ｓｅを仕切る
仕切板４１゜４２より成る。その他は１述した従来の構
成と同一であるのでその説明は省略する。
成は、本体胴３１より各々外側に突き出した箱３８．３
９とこれらの箱！ＩＩＩ 、 ！１９内に設置したヘッ
ダ２２、短管３５、Ｕ字形管３Ｊ％溶接部３４．３ｇ、
さらに、排ガス通路部４０と、箱ｓｔｔ、ｓｅを仕切る
仕切板４１゜４２より成る。その他は１述した従来の構
成と同一であるのでその説明は省略する。
次に本発明による排熱回収熱交換器の作用を説明する。
ガスタービン３から出た高温高流速の排ガス３１は排ガ
ス通路部４０を通る間に、伝熱管３２の有効な伝熱面に
て熱交換を行なった後、図示しない煙突から出てゆく。
ス通路部４０を通る間に、伝熱管３２の有効な伝熱面に
て熱交換を行なった後、図示しない煙突から出てゆく。
その際、箱ｓｉｔ、ｓｍの内部は仕切板４１．４２によ
って排ガス通路部４０との仕切られているので、その箱
３８．３９内に設置されているヘッダ２Ｊの溶接部、ヘ
ッダ２２と給水管あるいは蒸気管２９ の溶接／ヘラ
１２１と短管３５の溶接部Ｓσ、短管３５と伝熱管ｊ２
の溶接部３６、伝熱管１２とＵ字・形管３３の溶接部３
４はプラント停止時（ガスタービンＳの停止時）におい
て、箱３８．３１と仕切板４１．４１によって囲まれる
空間内に残存せる高温の排ガスのために、急激に冷やさ
れることはなく、シたがって、急速な温度変化による熱
応力１二よって破損することはない。
って排ガス通路部４０との仕切られているので、その箱
３８．３９内に設置されているヘッダ２Ｊの溶接部、ヘ
ッダ２２と給水管あるいは蒸気管２９ の溶接／ヘラ
１２１と短管３５の溶接部Ｓσ、短管３５と伝熱管ｊ２
の溶接部３６、伝熱管１２とＵ字・形管３３の溶接部３
４はプラント停止時（ガスタービンＳの停止時）におい
て、箱３８．３１と仕切板４１．４１によって囲まれる
空間内に残存せる高温の排ガスのために、急激に冷やさ
れることはなく、シたがって、急速な温度変化による熱
応力１二よって破損することはない。
以上、述べたように、本発明により、信頼性の高い排熱
回収熱交換器を提供することが可能となる。
回収熱交換器を提供することが可能となる。
第１図は排熱回収形コンバインド発電サイクルプラント
の概略系統図、第２図は第１図のＡ部における排熱回収
熱交換器の熱交換部分の断面図、第３図は本発明による
排熱回収熱交換器の熱変換部分のみを示す断面図である
。 ９・・・給水Ｉンデ、１０・・・低圧エコノマイザ、１
１・・・低圧蒸気ドラム、１２・・・低圧循環−ンデ、
１４・・・低圧蒸発器、１５・・・高圧エコノマイザ、
ＩＩＩ・・・高圧蒸気ドラム、１１・・・高圧循環４ン
プ、１１・・・高圧蒸発器、１９・・・プレ蒸発器、２
０・・・過熱器、ＺＸ・・・ヘラＩ％Ｊ１・・・本体胴
、３２・・・伝熱管、ＪＪ・・・Ｕ字形管、３４・・・
溶接部、３６・・・溶接部、３５・・・短管、３１・・
・排ガス、Ｓ８・・・箱、３＃・・−箱、４０・・・排
ガス通路部、４１・・・仕切板、４２・・・仕切板。
の概略系統図、第２図は第１図のＡ部における排熱回収
熱交換器の熱交換部分の断面図、第３図は本発明による
排熱回収熱交換器の熱変換部分のみを示す断面図である
。 ９・・・給水Ｉンデ、１０・・・低圧エコノマイザ、１
１・・・低圧蒸気ドラム、１２・・・低圧循環−ンデ、
１４・・・低圧蒸発器、１５・・・高圧エコノマイザ、
ＩＩＩ・・・高圧蒸気ドラム、１１・・・高圧循環４ン
プ、１１・・・高圧蒸発器、１９・・・プレ蒸発器、２
０・・・過熱器、ＺＸ・・・ヘラＩ％Ｊ１・・・本体胴
、３２・・・伝熱管、ＪＪ・・・Ｕ字形管、３４・・・
溶接部、３６・・・溶接部、３５・・・短管、３１・・
・排ガス、Ｓ８・・・箱、３＃・・−箱、４０・・・排
ガス通路部、４１・・・仕切板、４２・・・仕切板。
Claims (1)
- ガスター虻ンの排ガスで蒸気タービン用蒸気を発生する
コンバインド発電サイクルに用いる排熱回収熱交換器に
おいて、給水あるいは蒸気を伝熱管群に分配あるいは伝
熱管群から集合させる溶接継手を有するヘッダと、伝熱
管の溶接層継手部を高温高流速の排ガスに直接触れさせ
ないように排ガス流路部の外側に設けた箱の中に位置せ
しめ、さらに排ガス流路部との境界に仕切板を入れたこ
とを特徴とする排熱回収熱交換ｌ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10592681A JPS588997A (ja) | 1981-07-07 | 1981-07-07 | 排熱回収熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10592681A JPS588997A (ja) | 1981-07-07 | 1981-07-07 | 排熱回収熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS588997A true JPS588997A (ja) | 1983-01-19 |
Family
ID=14420457
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10592681A Pending JPS588997A (ja) | 1981-07-07 | 1981-07-07 | 排熱回収熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS588997A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5009297A (en) * | 1988-03-15 | 1991-04-23 | Sanden Corporation | Electromagnetic clutch having a structure for reducing impact noise |
| JPH0379001U (ja) * | 1989-12-05 | 1991-08-12 | ||
| US5080213A (en) * | 1988-10-24 | 1992-01-14 | Sanden Corporation | Electromagnetic clutch with an adjusting means for adjusting a substantial length of a leaf spring which is for supporting an armature plate |
| US5560464A (en) * | 1993-12-21 | 1996-10-01 | Sanden Corporation | Electromagnetic clutch |
| EP0736315A1 (de) * | 1995-04-06 | 1996-10-09 | Balcke-Dürr GmbH | Kristallisator |
| US5575370A (en) * | 1993-12-21 | 1996-11-19 | Sanden Corporation | Electromagnetic clutch |
| US5601168A (en) * | 1994-04-15 | 1997-02-11 | Nippondenso Co., Ltd. | Power transmitting device |
| US6095305A (en) * | 1998-08-04 | 2000-08-01 | Ogura Clutch Co., Ltd. | Electromagnetic coupling device with noise damper |
| JP2016205806A (ja) * | 2015-04-17 | 2016-12-08 | ゼネラル エレクトリック テクノロジー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＧｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＧｍｂＨ | 排熱回収蒸気発生器のためのカラーに支持された耐圧部 |
-
1981
- 1981-07-07 JP JP10592681A patent/JPS588997A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5009297A (en) * | 1988-03-15 | 1991-04-23 | Sanden Corporation | Electromagnetic clutch having a structure for reducing impact noise |
| US5080213A (en) * | 1988-10-24 | 1992-01-14 | Sanden Corporation | Electromagnetic clutch with an adjusting means for adjusting a substantial length of a leaf spring which is for supporting an armature plate |
| JPH0379001U (ja) * | 1989-12-05 | 1991-08-12 | ||
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| EP0736315A1 (de) * | 1995-04-06 | 1996-10-09 | Balcke-Dürr GmbH | Kristallisator |
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