JPH06147091A - ペルトン水車の羽根車及びその製造方法 - Google Patents
ペルトン水車の羽根車及びその製造方法Info
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- JPH06147091A JPH06147091A JP4175724A JP17572492A JPH06147091A JP H06147091 A JPH06147091 A JP H06147091A JP 4175724 A JP4175724 A JP 4175724A JP 17572492 A JP17572492 A JP 17572492A JP H06147091 A JPH06147091 A JP H06147091A
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- Japan
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- impeller
- wheel disc
- ring
- annular space
- rim
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- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- F03B1/00—Engines of impulse type, i.e. turbines with jets of high-velocity liquid impinging on blades or like rotors, e.g. Pelton wheels; Parts or details peculiar thereto
- F03B1/02—Buckets; Bucket-carrying rotors
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ペルトン水車の新規な製造方法及びその羽根
車を得ること。 【構成】 個々のバケット３がリブに相互に溶接され、
リブの内側にリング２が形成され、これが車輪円板１の
外周に、軸方向Ｘに並んで相互に設けられた２個の溶接
継ぎ目４により溶接されて羽根車とされ、リング２と車
輪円板１との間に閉塞された閉塞空間５が形成され、こ
の中に圧力流体が満たされ、疲労割れのために中空空間
５内の圧力低下の際には、非常信号が発信され、羽根車
の破損による破壊が生ずる前に、水車は停止される。
車を得ること。 【構成】 個々のバケット３がリブに相互に溶接され、
リブの内側にリング２が形成され、これが車輪円板１の
外周に、軸方向Ｘに並んで相互に設けられた２個の溶接
継ぎ目４により溶接されて羽根車とされ、リング２と車
輪円板１との間に閉塞された閉塞空間５が形成され、こ
の中に圧力流体が満たされ、疲労割れのために中空空間
５内の圧力低下の際には、非常信号が発信され、羽根車
の破損による破壊が生ずる前に、水車は停止される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車輪円板の外周に配置
された多数のバケットを有しているペルトン水車の羽根
車並びにその製造方法に関するものである。
された多数のバケットを有しているペルトン水車の羽根
車並びにその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種類の水車は、多数の文献、例え
ば、Ｌｅｓｔｅｒ Ａ．Ｐｅｌｔｏｎの米国特許第２３
３ ６９２号から公知となっている。
ば、Ｌｅｓｔｅｒ Ａ．Ｐｅｌｔｏｎの米国特許第２３
３ ６９２号から公知となっている。
【０００３】このようなペルトン水車の羽根車は、今日
においては、大抵、適当な鋳鋼から成る一体の鋳造部品
として製造されており、また、引き続いて、材料の削成
により、前もって考慮された形状に持ち来されている。
においては、大抵、適当な鋳鋼から成る一体の鋳造部品
として製造されており、また、引き続いて、材料の削成
により、前もって考慮された形状に持ち来されている。
【０００４】しかしながら、このようなペルトン水車の
製造は、数ｍの直径を有する大きな工作物における著し
い加工費用を必要とする。このようにして仕上げられた
ペルトン水車は、その上、バケットの中心断面の背後の
羽根の基部において、危険な応力を有しており、これ
は、従来、ほとんど除去されることが出来ながった。基
部領域内の割れなどの上における羽根車の非破壊検査
は、従来、リムの仕上げの後には、貧弱な近寄り性のた
めに困難であり、また、運転の間における安全の点検
は、実際上不可能であった。それ故、静止状態における
周期的な点検が、比較的短かな時間間隔で必要であっ
た。それ故、車輪の破壊の発生は、常に避けることが出
来るとは限らなかった。
製造は、数ｍの直径を有する大きな工作物における著し
い加工費用を必要とする。このようにして仕上げられた
ペルトン水車は、その上、バケットの中心断面の背後の
羽根の基部において、危険な応力を有しており、これ
は、従来、ほとんど除去されることが出来ながった。基
部領域内の割れなどの上における羽根車の非破壊検査
は、従来、リムの仕上げの後には、貧弱な近寄り性のた
めに困難であり、また、運転の間における安全の点検
は、実際上不可能であった。それ故、静止状態における
周期的な点検が、比較的短かな時間間隔で必要であっ
た。それ故、車輪の破壊の発生は、常に避けることが出
来るとは限らなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
上記の欠点を除去し、わずかな加工費用によって製造可
能であり、危険な材料の負荷が、好適な元応力の生成に
より回避され、羽根車の仕上げ加工の後の改善された非
破壊検査及び疲労の障害の検知及び車輪円板の破壊の回
避のための安全技術的な監視が許されるペルトン水車の
羽根車及びその製造方法を得ることを、その解決すべき
課題とするものである。
上記の欠点を除去し、わずかな加工費用によって製造可
能であり、危険な材料の負荷が、好適な元応力の生成に
より回避され、羽根車の仕上げ加工の後の改善された非
破壊検査及び疲労の障害の検知及び車輪円板の破壊の回
避のための安全技術的な監視が許されるペルトン水車の
羽根車及びその製造方法を得ることを、その解決すべき
課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によると、この課
題は、個々のバケットが、その基部においてリング状の
リムに溶接され、リムがその内側において、少なくとも
１個の溶接継手を介して車輪円板の外周に溶接されるこ
とにより解決される。
題は、個々のバケットが、その基部においてリング状の
リムに溶接され、リムがその内側において、少なくとも
１個の溶接継手を介して車輪円板の外周に溶接されるこ
とにより解決される。
【０００７】輪郭を付ける肉盛溶接によって、バケット
の基部から内方に向かって、車輪円板の外周との溶接継
ぎ目の位置に至るまで、リムの組み立てが有利に行われ
る。
の基部から内方に向かって、車輪円板の外周との溶接継
ぎ目の位置に至るまで、リムの組み立てが有利に行われ
る。
【０００８】２個の環状の溶接継ぎ目が、軸方向に相並
んで、バケット基部を連結しているリムないしは車輪円
板の外周に設けられ、これらが車輪円板の外周において
閉塞されたトロイダル状の環状空間を形成することが、
特別に有利である。環状空間を、それと相違する圧力を
有する流体により満たし、環状空間の中の流体圧力の監
視が、既に、破壊の前に疲労割れを信号し、流体の流出
の箇所により、局限化される。
んで、バケット基部を連結しているリムないしは車輪円
板の外周に設けられ、これらが車輪円板の外周において
閉塞されたトロイダル状の環状空間を形成することが、
特別に有利である。環状空間を、それと相違する圧力を
有する流体により満たし、環状空間の中の流体圧力の監
視が、既に、破壊の前に疲労割れを信号し、流体の流出
の箇所により、局限化される。
【０００９】
【実施例】以下、本発明を、図示された装置の実施例を
示す添付図面に基づいて、詳細に説明をする。図に示さ
れたペルトン水車の羽根車は、回転軸Ｘの回りに回転自
在である車輪円板１と、その外周辺の多数のバケット状
の羽根３とから成り立っている。羽根３は、二重バケッ
トとして、中心断面１１及び強固なバケット背面リブ１
２を備えており、この場合、中心断面１１は、羽根３の
基部に溝１０を有している。羽根車は、従来普通である
一体の鋼鋳物製の実施態様とは相違し、多数の段階で製
造される。
示す添付図面に基づいて、詳細に説明をする。図に示さ
れたペルトン水車の羽根車は、回転軸Ｘの回りに回転自
在である車輪円板１と、その外周辺の多数のバケット状
の羽根３とから成り立っている。羽根３は、二重バケッ
トとして、中心断面１１及び強固なバケット背面リブ１
２を備えており、この場合、中心断面１１は、羽根３の
基部に溝１０を有している。羽根車は、従来普通である
一体の鋼鋳物製の実施態様とは相違し、多数の段階で製
造される。
【００１０】第一段階においては、個々に作られたバケ
ット状の羽根３が、その基部において、溶接線によっ
て、リムに一緒に溶接される。引き続いて、輪郭付けを
する肉盛溶接によってリング２が漸次構成され、内側の
上に多数の層の盛り上げによって、車輪円板１の外表面
に対応して、最終的な形状に形成されるが、車輪円板１
は、鋼鋳物部分として実施されることが出来る。
ット状の羽根３が、その基部において、溶接線によっ
て、リムに一緒に溶接される。引き続いて、輪郭付けを
する肉盛溶接によってリング２が漸次構成され、内側の
上に多数の層の盛り上げによって、車輪円板１の外表面
に対応して、最終的な形状に形成されるが、車輪円板１
は、鋼鋳物部分として実施されることが出来る。
【００１１】次の段階において、今や、羽根リング２
は、その内側によって、環状継ぎ目４を有して車輪円板
刃１の外側に溶接され、仕上げられた羽根車に組み立て
られる。
は、その内側によって、環状継ぎ目４を有して車輪円板
刃１の外側に溶接され、仕上げられた羽根車に組み立て
られる。
【００１２】その場合、リング２の内部部分並びに車輪
円板１の対応する外部部分が、平行な、軸方向Ｘにおい
て、やや変位された２個の環状継ぎ目４が、バケット３
の中心断面１１に対して対称的に設けられるように形成
することが、特に有利である。リング２の車輪円板１と
の一緒の溶接の際に、リング２及び車輪円板１に、２個
の環状継ぎ目４が生じ、従って、閉塞されたトロイダル
状の環状空間５が生ずる。
円板１の対応する外部部分が、平行な、軸方向Ｘにおい
て、やや変位された２個の環状継ぎ目４が、バケット３
の中心断面１１に対して対称的に設けられるように形成
することが、特に有利である。リング２の車輪円板１と
の一緒の溶接の際に、リング２及び車輪円板１に、２個
の環状継ぎ目４が生じ、従って、閉塞されたトロイダル
状の環状空間５が生ずる。
【００１３】この構造の利点は、わずかな溶接容積及び
わずかな費用の掛かる作業を除いては、バケット３の中
心断面１１の後部の溝１０における危険な羽根の基部領
域の応力の解放、それ故、バケット３の最大の応力の減
少が達成されることにある。遠心力及び水噴流の負荷に
よる力の集中は、バケット３の中心断面１１から、強固
なバケット背部のリブ１２を有している２個の側部平面
Ｃ−Ｃに移動され、それ故、つり合いの取れた応力レベ
ルが、最高に負荷されるバケット３の基部平面Ａ−Ａの
中において生ずる。溶接構造によって、好適な残留応力
の形成が達成され、この場合に、危険な箇所は、圧力の
元応力の下に置かれる。上記の溶接構造は、従来公知の
鋼鋳物構造におけるよりも、より小さな応力負荷を示
す。
わずかな費用の掛かる作業を除いては、バケット３の中
心断面１１の後部の溝１０における危険な羽根の基部領
域の応力の解放、それ故、バケット３の最大の応力の減
少が達成されることにある。遠心力及び水噴流の負荷に
よる力の集中は、バケット３の中心断面１１から、強固
なバケット背部のリブ１２を有している２個の側部平面
Ｃ−Ｃに移動され、それ故、つり合いの取れた応力レベ
ルが、最高に負荷されるバケット３の基部平面Ａ−Ａの
中において生ずる。溶接構造によって、好適な残留応力
の形成が達成され、この場合に、危険な箇所は、圧力の
元応力の下に置かれる。上記の溶接構造は、従来公知の
鋼鋳物構造におけるよりも、より小さな応力負荷を示
す。
【００１４】溶接構造によって生ずるリング状の中空空
間５が、安全技術的な監視のため及び羽根車の中におけ
る疲労破損の早期の信号のために使用されることが出来
ることが、特別に利点である。それ故、公知のペルトン
水車において、時として現れる、通常、生命の危険を伴
う大きな事故を引き起こす破壊事故が、大きな安全度を
有して回避されることが出来る。
間５が、安全技術的な監視のため及び羽根車の中におけ
る疲労破損の早期の信号のために使用されることが出来
ることが、特別に利点である。それ故、公知のペルトン
水車において、時として現れる、通常、生命の危険を伴
う大きな事故を引き起こす破壊事故が、大きな安全度を
有して回避されることが出来る。
【００１５】このために、リング状の中空空間５は、穴
７を経て、外気とは相違する圧力を有している適当な流
体、すなわち、液体、ガス、蒸気又は空気、例えば、腐
食に受動的な、過度に粘性では無い液体を満たされ、過
圧の下に置かれる。その上、中空空間５は、ねじ８の中
に一体化されたセンサ９によって、中空空間５の中の圧
力ｐが監視されることが出来る。割れのための漏れによ
る圧力が低下するならば、非常信号が発信され、機械は
停止される。このために、疲労割れのための漏れによる
最終的な破壊の前に、計算されることが出来るように実
験が利用される。このような細かな疲労割れは、上記し
たようにして、現れる圧力低下によって、運転の間に連
続的に信号されることが出来る。疲労割れの箇所は、中
空空間５の中の液体の吸い出しにより容易に局地化され
ることが出来る。この場合、着色された液体を使用する
ことが、有利である。
７を経て、外気とは相違する圧力を有している適当な流
体、すなわち、液体、ガス、蒸気又は空気、例えば、腐
食に受動的な、過度に粘性では無い液体を満たされ、過
圧の下に置かれる。その上、中空空間５は、ねじ８の中
に一体化されたセンサ９によって、中空空間５の中の圧
力ｐが監視されることが出来る。割れのための漏れによ
る圧力が低下するならば、非常信号が発信され、機械は
停止される。このために、疲労割れのための漏れによる
最終的な破壊の前に、計算されることが出来るように実
験が利用される。このような細かな疲労割れは、上記し
たようにして、現れる圧力低下によって、運転の間に連
続的に信号されることが出来る。疲労割れの箇所は、中
空空間５の中の液体の吸い出しにより容易に局地化され
ることが出来る。この場合、着色された液体を使用する
ことが、有利である。
【００１６】バケット３の基部の領域を監視の中に包含
するために、放射方向の細い盲穴６が、中空空間５から
必要とされるが、これらの盲穴６は、ほぼ平面Ａ−Ａを
越えて延び出ている。これらの盲穴６は、それらが断面
Ａ−Ａ表面の重心の領域内にもって来られる時は、害に
はならない。
するために、放射方向の細い盲穴６が、中空空間５から
必要とされるが、これらの盲穴６は、ほぼ平面Ａ−Ａを
越えて延び出ている。これらの盲穴６は、それらが断面
Ａ−Ａ表面の重心の領域内にもって来られる時は、害に
はならない。
【００１７】信号の伝達のために、ケーブルが、圧力セ
ンサ９から、車輪円板１から軸の上を軸受箇所まで導か
れることが出来る。そこから、無接触の信号伝達が容易
に実現される。
ンサ９から、車輪円板１から軸の上を軸受箇所まで導か
れることが出来る。そこから、無接触の信号伝達が容易
に実現される。
【００１８】他の実施例においては、中空空間５が、過
圧の代わりに、真空又は部分真空の下に置かれることが
出来る。この場合にも、また、負圧が圧力センサ９によ
って監視され、真空の侵害の際に非常信号が発信され
る。
圧の代わりに、真空又は部分真空の下に置かれることが
出来る。この場合にも、また、負圧が圧力センサ９によ
って監視され、真空の侵害の際に非常信号が発信され
る。
【００１９】なお、割れの監視のための閉塞された中空
空間５の利点は、羽根リムの上記の製造方法とは無関係
にも、また、肉盛溶接によって利用される。
空間５の利点は、羽根リムの上記の製造方法とは無関係
にも、また、肉盛溶接によって利用される。
【００２０】
【発明の効果】本発明の効果は、上記のようにして実施
されるものであるので、本発明によれば、羽根車が、運
転の間に、ただ一つの信号によって長期に継続的に、大
きな確実度を有して監視されることが出来ることにあ
る。それ故、さもなければ必要とされる、短かな検査間
隔が、著しく拡大され、これにより、このような監視さ
れた羽根車が装備された水力発電所の保守費用及び休止
時間が、著しく減少されるようになる。
されるものであるので、本発明によれば、羽根車が、運
転の間に、ただ一つの信号によって長期に継続的に、大
きな確実度を有して監視されることが出来ることにあ
る。それ故、さもなければ必要とされる、短かな検査間
隔が、著しく拡大され、これにより、このような監視さ
れた羽根車が装備された水力発電所の保守費用及び休止
時間が、著しく減少されるようになる。
【図１】本発明によるペルトン水車の羽根車の、図２の
平面Ｂ−Ｂによって切断して示す切断面図である。
平面Ｂ−Ｂによって切断して示す切断面図である。
【図２】多数のバケットを、図１の軸に対して垂直な平
面Ｃ−Ｃによって切断して示す切断面図である。
面Ｃ−Ｃによって切断して示す切断面図である。
【図３】バケットを図２に示す軸に対して平行な平面Ａ
−Ａによって切断して示す断面図である。
−Ａによって切断して示す断面図である。
１ 車輪円板 ２ リム ３ バケット ４ 環状継ぎ目 ５ 中空空間 ６ 盲穴 ７ 穴 ８ ねじ ９ 圧力センサ １０ 溝 １１ 中心断面 １２ 背面リブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フリッツ・シュネーベリ スイス国、ＣＨ−8102 オーベルエングス トリンゲン、レープベルクストラーセ ６ デー
Claims (8)
- 【請求項１】 車輪円板（１）に配列されている多数の
バケット（３）を有しているペルトン水車の羽根車にお
いて、個々のバケット（３）が、その基部においてリン
グ状のリム（２）に溶接され、リム（２）が、その内部
側において、少なくとも１個の環状の溶接継ぎ目（４）
によって車輪円板（１）の外周に溶接されていることを
特徴とする羽根車。 - 【請求項２】 ２個の環状の溶接継ぎ目（４）が、リム
（２）の車輪円板（１）との連結のために軸方向に相並
んでを設けられており、車輪円板（１）は閉塞されたト
ロイダル状の環状空間（５）を車輪円板（１）の外周に
おいて形成している請求項１の羽根車。 - 【請求項３】 環状空間（５）が、外気と相違する圧力
の下にある流体を満たされている請求項２の羽根車。 - 【請求項４】 環状空間（５）が、環状空間（５）の中
の圧力の変化の際に、非常信号を発信する圧力センサ
（９）を設けられている請求項３の羽根車。 - 【請求項５】 環状空間（５）が、着色された流体を過
圧の下に満たされている請求項３又は４の羽根車。 - 【請求項６】 環状空間（５）が、負圧の下にあり、ま
た、負圧の侵害の際に非常信号を発信する圧力センサ
（９）を設けられている請求項３又は４の羽根車。 - 【請求項７】 ａ．個々に製造されたバケット（３）が
その基部においてリムに一緒に溶接されることと ｂ．リムが、その内側において、輪郭を付けられた多数
の層の盛り肉盛溶接によってリング（２）に形成される
ことと ｃ．リング（２）がその内側において、少なくとも１個
の環状継ぎ目（４）によって車輪円板（１）の外周に溶
接されることと から成り立っていることを特徴とする羽根車の製造方
法。 - 【請求項８】 リング（２）の内側及び車輪円板（１）
の外側が、リング（２）及び羽根車（１）が、軸方向に
おいて相並んでいる２個の環状の継ぎ目（４）によって
溶接されるような形状とされており、この場合、リング
（２）と羽根車（２）との間に閉塞された環状空間
（５）が生ずるようにした請求項７の羽根車の製造方
法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH02080/91-4 | 1991-07-12 | ||
| CH2080/91-4 | 1991-07-12 | ||
| CH2080/91A CH683939A5 (de) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | Pelton-Laufrad und dessen Herstellung. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06147091A true JPH06147091A (ja) | 1994-05-27 |
| JP2786378B2 JP2786378B2 (ja) | 1998-08-13 |
Family
ID=4225439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4175724A Expired - Lifetime JP2786378B2 (ja) | 1991-07-12 | 1992-07-02 | ペルトン水車の羽根車及びその製造方法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0522336B1 (ja) |
| JP (1) | JP2786378B2 (ja) |
| AT (1) | ATE119240T1 (ja) |
| CA (1) | CA2073538A1 (ja) |
| CH (1) | CH683939A5 (ja) |
| DE (2) | DE4127622A1 (ja) |
| ES (1) | ES2069934T3 (ja) |
| NO (1) | NO307008B1 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT409407B (de) | 1997-06-06 | 2002-08-26 | Va Tech Hydro Gmbh & Co | Laufrad einer pelton-turbine |
| FR2776341B1 (fr) | 1998-03-23 | 2000-06-09 | Gec Alsthom Neyrpic | Roue de turbine et turbine de type pelton equipee d'une telle roue |
| TW442616B (en) * | 1998-06-15 | 2001-06-23 | Dinesh Patel | An improved vane system |
| GB9826728D0 (en) | 1998-12-04 | 1999-01-27 | Rolls Royce Plc | Method and apparatus for building up a workpiece by deposit welding |
| CN110449760A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-11-15 | 浙江富春江水电设备有限公司 | 一种冲击式转轮精焊方法及结构 |
| CN112943504A (zh) * | 2021-04-13 | 2021-06-11 | 哈尔滨电机厂有限责任公司 | 一种分环制造的大型冲击式水轮机转轮 |
| CN119115450A (zh) * | 2024-10-21 | 2024-12-13 | 哈尔滨电机厂有限责任公司 | 一种拼焊轮毂与方头异形水斗复合焊接结构冲击式转轮制造方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57191467A (en) * | 1981-05-19 | 1982-11-25 | Toshiba Corp | Manufacture of guide vane for water turbine |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| FR1014783A (fr) * | 1949-04-22 | 1952-08-21 | Roue hydraulique pelton à pales fixées par des bagues emmancliées à chaud, avec suppression complète des boulons de serrage et du disque p? des pales | |
| GB715858A (en) * | 1952-06-06 | 1954-09-22 | English Electric Co Ltd | Improvements in and relating to impulse wheel runners |
| CH402774A (fr) * | 1962-07-31 | 1966-05-31 | Neyrpic Ateliers Neyret Beylie | Roue de turbine à action |
-
1991
- 1991-07-12 CH CH2080/91A patent/CH683939A5/de not_active IP Right Cessation
- 1991-08-21 DE DE4127622A patent/DE4127622A1/de active Granted
-
1992
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