JP2002181412A - Heat-exchanger module for adsorption refrigerator - Google Patents

Heat-exchanger module for adsorption refrigerator

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JP2002181412A
JP2002181412A JP2000382375A JP2000382375A JP2002181412A JP 2002181412 A JP2002181412 A JP 2002181412A JP 2000382375 A JP2000382375 A JP 2000382375A JP 2000382375 A JP2000382375 A JP 2000382375A JP 2002181412 A JP2002181412 A JP 2002181412A
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JP
Japan
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heat transfer
adsorption
heat
exchange module
transfer tube
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JP2000382375A
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Japanese (ja)
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Teru Nishioka
輝 西岡
Shinji Kurachi
伸治 倉知
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Toyota Motor Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a heat-exchanger module for an adsorption refrigerator, in which performance improvement and miniaturization of not only the module but also the adsorption refrigerator can be attained. SOLUTION: The heat exchanger module 10 for an adsorption refrigerator is composed of a plurality of heating tubes 38 and fins 40. In the module, a single cylindrical heat exchanging tube 38 is provided. The form of the fin 40 is given by connecting concentric circles with the heating tubes 38 as their center, and constrictions 46 are formed in the fin. In the former constitution, the flow path of the refrigerant vapor is prevented from being blocked, and the density of the effective adsorbent material can be sufficiently heightened. Further, in the latter constitution, a part having a heat-transfer delay is eliminated, adsorption-desorption efficiency can be improved, resulting in performance improvement and miniaturization of the refrigerator.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、吸着式冷凍装置に
用いられる熱交換モジュールに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat exchange module used in an adsorption refrigeration system.

【0002】[0002]

【従来の技術】吸着式冷凍装置では、吸着材が充填され
た熱交換モジュールが必要不可欠な構成要素である。図
6には従来の吸着式冷凍装置用熱交換モジュール100
が示されている。この図に示されるように、吸着式冷凍
装置用熱交換モジュール100は、各々断面円形に形成
されて千鳥状に配管された多数の伝熱管102と、各々
略矩形平板状に形成されると共に所定の間隔で並設され
かつ当該伝熱管102を支持する多数のフィン104
と、隣り合うフィン104の間に充填された吸着材(図
示省略)とによって構成されていた。
2. Description of the Related Art In an adsorption refrigeration system, a heat exchange module filled with an adsorbent is an essential component. FIG. 6 shows a conventional heat exchange module 100 for an adsorption refrigeration system.
It is shown. As shown in this figure, a heat exchange module 100 for an adsorption-type refrigeration apparatus has a large number of heat transfer tubes 102 each formed in a circular cross section and arranged in a staggered manner, each formed in a substantially rectangular flat plate shape, and has a predetermined shape. Fins 104 arranged side by side and supporting the heat transfer tube 102
And an adsorbent (not shown) filled between adjacent fins 104.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の従来の吸着式冷凍装置用熱交換モジュール100に
よる場合、モジュール単体の吸脱着効率が低く、ひいて
は吸着式冷凍装置の性能が低いという問題があった。
However, the conventional heat exchange module 100 for an adsorption-type refrigeration system having the above-described structure has a problem that the adsorption / desorption efficiency of the module alone is low and the performance of the adsorption-type refrigeration system is low. Was.

【0004】すなわち、上記構成の従来の吸着式冷凍装
置用熱交換モジュール100では断面円形の伝熱管10
2が用いられているが、この場合、吸着材への伝熱は伝
熱管102を中心にして同心円状にフィン104の平面
方向に沿って進行していく。従って、伝熱管102の周
辺部分での吸脱着反応の方が伝熱管102の近辺部分で
の吸脱着反応よりも遅れることになる。なお、図7にハ
ッチングで示した部分が伝熱遅れ部分である。このた
め、極端に言えば、一つの吸着式冷凍装置用熱交換モジ
ュール100において、伝熱管102の近辺部分では伝
熱性が良いために吸着材に脱着反応が生じているが、伝
熱管102の周辺部分では伝熱性が悪いために吸着材が
冷却状態のままとなり吸着反応が生じてしまう。換言す
れば、一つの吸着式冷凍装置用熱交換モジュール100
の中で脱着と吸着とが同時に起こり、このためモジュー
ル内部での吸脱着効率が低下するという問題があった。
That is, in the conventional heat exchange module 100 for an adsorption-type refrigeration system having the above structure, the heat transfer tube 10 having a circular
In this case, the heat transfer to the adsorbent proceeds concentrically around the heat transfer tube 102 along the plane direction of the fin 104. Therefore, the adsorption / desorption reaction in the peripheral portion of the heat transfer tube 102 is delayed more than the adsorption / desorption reaction in the vicinity of the heat transfer tube 102. The hatched portion in FIG. 7 is the heat transfer delay portion. Therefore, in an extreme case, in one heat exchange module 100 for an adsorption-type refrigeration apparatus, a desorption reaction occurs in the adsorbent due to good heat conductivity in the vicinity of the heat transfer tube 102. Since the heat transfer property is poor in the portion, the adsorbent remains in a cooled state and an adsorption reaction occurs. In other words, one heat exchange module 100 for the adsorption refrigeration system
In this case, desorption and adsorption occur at the same time, which causes a problem that the adsorption / desorption efficiency inside the module is reduced.

【0005】また、上記構成の従来の吸着式冷凍装置用
熱交換モジュール100では伝熱管102が千鳥状に配
管されているため、伝熱管102で囲まれた部分(図8
にハッチングで示した部分)が生じる。従って、この部
分に吸着材をいくら充填したとしても、冷媒蒸気の流路
が閉塞されているため、吸着材としての能力を充分に引
き出せない。換言すれば、冷媒蒸気の流路が閉塞される
と、全体としての有効吸着材密度が低下するという問題
があった。
[0005] In the conventional heat exchange module 100 for an adsorption-type refrigeration apparatus having the above-described configuration, the heat transfer tubes 102 are arranged in a staggered manner.
(Indicated by hatching). Therefore, no matter how much this portion is filled with the adsorbent, the flow path of the refrigerant vapor is blocked, so that the capacity as the adsorbent cannot be sufficiently brought out. In other words, when the flow path of the refrigerant vapor is closed, there is a problem that the overall effective adsorbent density decreases.

【0006】従って、従来の吸着式冷凍装置用熱交換モ
ジュール100による場合、モジュール内部での吸脱着
効率の低下及びモジュール全体としての有効吸着材密度
の低下に起因して、吸着式冷凍装置用熱交換モジュール
100全体の性能が低下するという問題があった。
Therefore, in the case of the conventional heat exchange module 100 for an adsorption type refrigeration system, the heat absorption / desorption efficiency inside the module is reduced and the effective adsorbent density of the module as a whole is lowered. There is a problem that the performance of the entire exchange module 100 is reduced.

【0007】さらに、このように吸着式冷凍装置用熱交
換モジュール100の性能の低下を前提として、これを
補おうとすると、吸着式冷凍装置用熱交換モジュール1
00、更には吸着式冷凍装置全体が大型化するという問
題も生じる。
Further, assuming that the performance of the heat exchange module 100 for the adsorption refrigeration apparatus is reduced as described above, the heat exchange module 1 for the adsorption refrigeration apparatus 1
In addition, there is a problem that the entire adsorptive refrigeration apparatus becomes large.

【0008】本発明は上記事実を考慮し、熱交換モジュ
ールひいては吸着式冷凍装置の高性能化及び小型化を図
ることができる吸着式冷凍装置用熱交換モジュールを得
ることが目的である。
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and has as its object to provide a heat exchange module for an adsorption-type refrigeration apparatus that can improve the performance and the size of the adsorption-type refrigeration apparatus.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の本発明
は、熱媒体が送給される複数の伝熱管と、各々平板状に
形成されかつ所定の間隔で配置されると共に前記複数の
伝熱管を支持して当該伝熱管からの熱が伝達される複数
のフィンと、隣り合うフィンの間隙に充填された多数の
吸着材とを含んで構成された吸着式冷凍装置用熱交換モ
ジュールであって、前記複数の伝熱管は、単列に配管さ
れており、前記フィンは、当該伝熱管の伝熱面から略等
距離にある点を結ぶことにより形成された外形を配管方
向に繋げた形状を成している、ことを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there are provided a plurality of heat transfer tubes to which a heat medium is supplied, each of the plurality of heat transfer tubes being formed in a plate shape and arranged at a predetermined interval, and a plurality of the heat transfer tubes. A heat exchange module for an adsorption-type refrigeration apparatus, comprising: a plurality of fins supporting a heat pipe and transmitting heat from the heat transfer pipe; and a number of adsorbents filled in gaps between adjacent fins. The plurality of heat transfer tubes are piped in a single row, and the fins are formed by connecting points at substantially equal distances from the heat transfer surface of the heat transfer tube to connect an outer shape formed in the pipe direction. Is characterized by the fact that

【0010】請求項2記載の本発明に係る吸着式冷凍装
置用熱交換モジュールは、請求項1記載の発明におい
て、前記伝熱管は円管とされており、前記フィンは当該
伝熱管に対する同心円を配管方向に一部重ね合わせて繋
げた形状を成している、ことを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in the heat exchange module for an adsorption-type refrigeration apparatus according to the first aspect, the heat transfer tube is a circular tube, and the fin is a concentric circle with respect to the heat transfer tube. It is characterized in that it has a shape that is partially overlapped and connected in the pipe direction.

【0011】請求項3記載の本発明に係る吸着式冷凍装
置用熱交換モジュールは、請求項1記載の発明におい
て、前記伝熱管は偏平矩形管とされており、前記フィン
は当該伝熱管を包囲する矩形を配管方向に一部重ね合わ
せて繋げた形状を成している、ことを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, in the heat exchange module for an adsorption-type refrigeration apparatus according to the first aspect, the heat transfer tube is a flat rectangular tube, and the fin surrounds the heat transfer tube. Are formed by partially overlapping rectangles in the pipe direction and connecting them.

【0012】請求項1記載の本発明に係る吸着式冷凍装
置用熱交換モジュールの作用は、以下の通りである。
The operation of the heat exchange module for an adsorption type refrigerating apparatus according to the present invention described in claim 1 is as follows.

【0013】吸着式冷凍装置の脱着工程では、加熱源と
しての熱媒体である温水等が伝熱管内へ送給され、これ
により吸着材の再生が行われる。すなわち、伝熱管及び
フィンを介して吸着材を加熱することにより、当該吸着
材に吸着されていた冷媒蒸気が脱着される。さらに、当
該冷媒蒸気は、フィン間に充填された吸着材の隙間を通
ってモジュール外へ排出される。排出された冷媒蒸気
は、別に構成された凝縮器において凝縮される。
[0013] In the desorption step of the adsorption refrigerating apparatus, hot water or the like, which is a heat medium as a heating source, is fed into the heat transfer tube, whereby the adsorbent is regenerated. That is, by heating the adsorbent through the heat transfer tubes and the fins, the refrigerant vapor adsorbed by the adsorbent is desorbed. Further, the refrigerant vapor is discharged out of the module through a gap between the adsorbents filled between the fins. The discharged refrigerant vapor is condensed in a separately configured condenser.

【0014】一方、吸着式冷凍装置の吸着工程では、冷
却源としての熱媒体である冷却水等が伝熱管内へ送給さ
れ、これにより吸着材による冷媒の吸着が行われる。す
なわち、伝熱管及びフィンを介して吸着材を冷却するこ
とにより、別に構成された蒸発器から冷媒蒸気がモジュ
ール内へ吸引され、更にフィン間に充填された吸着材の
隙間を通って冷媒蒸気が連続的に吸着材に吸着される。
On the other hand, in the adsorption step of the adsorption type refrigeration apparatus, cooling water or the like, which is a heat medium as a cooling source, is fed into the heat transfer tube, whereby the refrigerant is adsorbed by the adsorbent. That is, by cooling the adsorbent through the heat transfer tubes and the fins, the refrigerant vapor is sucked into the module from a separately-configured evaporator, and is further passed through the gap between the adsorbents filled between the fins. It is continuously adsorbed by the adsorbent.

【0015】ここで、本発明では、複数の伝熱管を単列
に配管したので、従来の千鳥配管にする場合のように吸
着材への冷媒蒸気の流路が閉塞されるのを解消すること
ができる。このため、モジュール全体としての有効吸着
材の密度を充分に高めることができる。
Here, in the present invention, since a plurality of heat transfer tubes are arranged in a single row, it is possible to eliminate the obstruction of the flow path of the refrigerant vapor to the adsorbent as in the conventional staggered piping. Can be. For this reason, the density of the effective adsorbent as the whole module can be sufficiently increased.

【0016】また、本発明では、フィンの形状を、伝熱
管の伝熱面から略等距離にある点を結ぶことにより形成
された外形を配管方向に繋げた形状としたので、伝熱遅
れ部分が無くなる。このため、一つの熱交換モジュール
の中で脱着と吸着とが同時に起こるのを防止することが
でき、更にはモジュール内部での吸脱着効率を向上させ
ることができる。
Further, in the present invention, the shape of the fin is such that the outer shape formed by connecting points at substantially equal distances from the heat transfer surface of the heat transfer tube is connected in the pipe direction. Disappears. Therefore, simultaneous desorption and adsorption in one heat exchange module can be prevented, and the efficiency of adsorption and desorption in the module can be improved.

【0017】さらに、本発明では、このように熱交換モ
ジュールの性能を向上させることができるので、熱交換
モジュール、更には吸着式冷凍装置全体を小型化するこ
とができる。
Further, according to the present invention, since the performance of the heat exchange module can be improved as described above, the size of the heat exchange module and further the entire adsorptive refrigeration apparatus can be reduced.

【0018】請求項2記載の本発明によれば、伝熱管が
円管とされているため、フィンへの伝熱は伝熱管を中心
として同心円状(一次元的に半径方向)に進行する。本
発明では、この点に鑑み、フィンの形状を伝熱管に対す
る同心円を配管方向に一部重ね合わせて繋げた形状とし
たので、吸脱着反応が他の部分に比べて極端に遅れるこ
とが無くなる。
According to the second aspect of the present invention, since the heat transfer tube is a circular tube, heat transfer to the fins proceeds concentrically (one-dimensionally in the radial direction) around the heat transfer tube. In view of this point, in the present invention, the shape of the fin is a shape in which concentric circles with respect to the heat transfer tube are partially overlapped and connected in the pipe direction, so that the adsorption / desorption reaction does not become extremely delayed as compared with other portions.

【0019】請求項3記載の本発明によれば、伝熱管が
偏平矩形管とされているため、フィンへの伝熱は伝熱管
の伝熱面から垂直方向に進行する。本発明では、この点
に鑑み、フィンの形状を当該伝熱管を包囲する矩形を配
管方向に一部重ね合わせて繋げた形状としたので、吸脱
着反応が他の部分に比べて極端に遅れることが無くな
る。
According to the third aspect of the present invention, since the heat transfer tube is a flat rectangular tube, heat transfer to the fins proceeds vertically from the heat transfer surface of the heat transfer tube. In the present invention, in view of this point, the shape of the fin is such that the rectangle surrounding the heat transfer tube is partially overlapped and connected in the pipe direction, so that the adsorption / desorption reaction is extremely delayed as compared with other portions. Disappears.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】〔第1実施形態〕以下、図1〜図
4を用いて、本発明の第1実施形態に係る吸着式冷凍装
置用熱交換モジュール10について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [First Embodiment] A heat exchange module 10 for an adsorption refrigeration system according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0021】図1には本実施形態に係る吸着式冷凍装置
用熱交換モジュール10を備えた吸着式冷凍装置12の
全体構成図が示されており、又図2には本実施形態に係
る吸着式冷凍装置用熱交換モジュール10の正面図及び
側面図が拡大して示されている。さらに、図3及び図4
には、図2のA部詳細及びB部詳細がそれぞれ示されて
いる。
FIG. 1 shows an overall configuration diagram of an adsorption type refrigeration apparatus 12 including a heat exchange module 10 for an adsorption type refrigeration apparatus according to this embodiment, and FIG. 2 shows an adsorption type refrigeration apparatus according to this embodiment. The front view and the side view of the heat exchange module 10 for a refrigerating apparatus are shown in an enlarged manner. 3 and 4
2 shows details of the part A and the part B of FIG.

【0022】まず、吸着式冷凍装置12の全体構成につ
いて概説する。
First, the overall configuration of the adsorption refrigeration system 12 will be outlined.

【0023】図1に示されるように、本実施形態に係る
吸着式冷凍装置12は、凝縮槽14、蒸発槽16、並び
に、両者の間に並設された一対の第1吸脱着槽18、第
2吸脱着槽20を主要部として構成されている。
As shown in FIG. 1, the adsorption type refrigerating apparatus 12 according to the present embodiment includes a condensing tank 14, an evaporating tank 16, and a pair of first adsorbing / desorbing tanks 18 arranged in parallel between them. The second adsorption / desorption tank 20 is configured as a main part.

【0024】凝縮槽14には凝縮槽側熱交換器22が接
続されており、図示しないポンプが作動することにより
熱媒体である冷却水等が送給されるようになっている。
また、蒸発槽16には蒸発槽側熱交換器24が接続され
ており、図示しないポンプが作動することにより熱媒体
である冷水等が送給されるようになっている。さらに、
第1吸脱着槽18には第1吸脱着槽側熱交換器26が接
続されており、第2吸脱着槽20には第2吸脱着槽側熱
交換器28が接続されている。第1吸脱着槽側熱交換器
26、第2吸脱着槽側熱交換器28のいずれにおいて
も、第1吸脱着槽18、第2吸脱着槽20の状態に応じ
て、図示しないポンプが作動することにより熱媒体であ
る冷水又は温水等が送給されるようになっている。
The condenser tank 14 is connected to a condenser-side heat exchanger 22, and a pump (not shown) is operated to supply cooling water or the like as a heat medium.
Further, the evaporating tank 16 is connected to an evaporating tank-side heat exchanger 24, and when a pump (not shown) is operated, cold water or the like as a heat medium is supplied. further,
The first adsorption / desorption tank 18 is connected to a first adsorption / desorption tank side heat exchanger 26, and the second adsorption / desorption tank 20 is connected to a second adsorption / desorption tank side heat exchanger 28. In each of the first adsorption / desorption tank side heat exchanger 26 and the second adsorption / desorption tank side heat exchanger 28, a pump (not shown) operates according to the state of the first adsorption / desorption tank 18 and the second adsorption / desorption tank 20. As a result, cold water or hot water, which is a heat medium, is supplied.

【0025】また、凝縮槽14と第1吸脱着槽18とを
繋ぐ管路には第1逆止弁30が配設されており、蒸発槽
16と第1吸脱着槽18とを繋ぐ管路には第2逆止弁3
2が配設されており、凝縮槽14と第2吸脱着槽20と
を繋ぐ管路には第3逆止弁34が配設されており、蒸発
槽16と第2吸脱着槽20とを繋ぐ管路には第4逆止弁
36が配設されている。なお、上述したポンプの作動や
逆止弁の開閉は、図示しないコントローラによって制御
されている。
A first check valve 30 is provided in a pipe connecting the condensation tank 14 and the first adsorption / desorption tank 18, and a pipe connecting the evaporation tank 16 and the first adsorption / desorption tank 18. Has a second check valve 3
2 is provided, and a third check valve 34 is provided in a pipe connecting the condensation tank 14 and the second adsorption / desorption tank 20 to connect the evaporation tank 16 and the second adsorption / desorption tank 20 to each other. A fourth check valve 36 is provided in the connecting pipe. The operation of the pump and the opening and closing of the check valve are controlled by a controller (not shown).

【0026】ここで、上述した第1吸脱着槽18、第2
吸脱着槽20には、図1の付図(a)、(b)及び図2
(A)、(B)に示す吸着式冷凍装置用熱交換モジュー
ル10が必要出力に応じて複数ユニット装填されてお
り、以下に詳細に説明する。
Here, the first adsorption / desorption tank 18 and the second
In the adsorption / desorption tank 20, the drawings (a) and (b) of FIG.
A plurality of units of the heat exchange module 10 for an adsorption-type refrigeration system shown in FIGS.

【0027】これらの図に示されるように、吸着式冷凍
装置用熱交換モジュール10は、熱媒体が送給される複
数の伝熱管38と、各々平板状に形成されかつ所定の間
隔で配置されると共に前記複数の伝熱管38を支持して
当該伝熱管38からの熱が伝達される複数のフィン40
と、隣り合うフィン40の間隙42に充填された多数の
吸着材44(図3参照)とを含んで構成されている。参
考までに、吸着式冷凍装置用熱交換モジュール10の外
形寸法を図2に記しておく。なお、前記の吸着式冷凍装
置用熱交換モジュール10の説明の中で、「複数の伝熱
管38」と記載しているが、これは吸着式冷凍装置用熱
交換モジュール10を縦断面視した場合の端面において
は複数の伝熱管38が独立して存在することからそのよ
うに記載しているものであり(本明細書では全文を通し
てその意味で「複数の伝熱管」という用語を使用してい
る)、全体としては一本の円管を蛇腹状に折り曲げるこ
とにより伝熱管38が構成されている。
As shown in these figures, the heat exchange module 10 for the adsorption-type refrigeration system is formed in a plate shape with a plurality of heat transfer tubes 38 to which a heat medium is supplied, and is arranged at a predetermined interval. And a plurality of fins 40 supporting the plurality of heat transfer tubes 38 and transmitting heat from the heat transfer tubes 38.
And a number of adsorbents 44 (see FIG. 3) filled in the gaps 42 between the adjacent fins 40. For reference, the external dimensions of the heat exchange module 10 for an adsorption-type refrigeration system are shown in FIG. In the description of the adsorption-type refrigeration unit heat exchange module 10, “a plurality of heat transfer tubes 38” is described. Is described because the plurality of heat transfer tubes 38 are present independently at the end face of (the term "plurality of heat transfer tubes" is used throughout the specification in this specification). The heat transfer tube 38 is constituted by bending a single circular tube into a bellows shape as a whole.

【0028】本実施形態では、上述した複数の伝熱管3
8が、モジュール高さ方向に単列に配管されている。か
かる単列配管の複数の伝熱管38を支持しているのが複
数のフィン40であり、本実施形態では、当該フィン4
0の形状が、図4に示される如く、伝熱管38の伝熱面
38Aから等距離にある点を結ぶことにより形成された
外形(円弧)を配管方向に繋げた形状とされている。本
実施形態に即してより具体的に別の表現をすれば、本実
施形態では、伝熱管38に円管が用いられていることか
ら、フィン40は当該伝熱管38を中心とした半径R1
の同心円を配管方向(即ち、モジュール高さ方向)に一
部重ね合わせて繋げた形状を成している。
In this embodiment, the plurality of heat transfer tubes 3
8 are piped in a single row in the module height direction. The plurality of fins 40 support the plurality of heat transfer tubes 38 of the single-row pipe, and in the present embodiment, the fins 4
As shown in FIG. 4, the shape of 0 is a shape in which outer shapes (arcs) formed by connecting points equidistant from the heat transfer surface 38A of the heat transfer tube 38 are connected in the pipe direction. In other words, according to the present embodiment, since a circular tube is used as the heat transfer tube 38 in the present embodiment, the fin 40 has a radius R1 around the heat transfer tube 38.
Are partially overlapped and connected in the pipe direction (that is, the module height direction).

【0029】このようにして形成されたフィン40に
は、隣り合う円板状のフィン部分40A同士の繋ぎめ
に、各々半径R2とされた一対のくびれ部46が形成さ
れている。なお、くびれ部46の半径R2はフィン部分
40Aの半径R1に比べて小さい値である。ちなみに、
隣り合うフィン部分40Aの円弧同士の接続はくびれ部
46の半径R2が小さい程望ましいが、蒸気の拡散、吸
着材44の充填及び保持を考慮すれば、L(接続部位の
幅方向寸法)≧5mm、R2<R1/4となる程度が望
ましい。
In the fin 40 thus formed, a pair of constricted portions 46 each having a radius R2 is formed to connect the adjacent disk-shaped fin portions 40A. The radius R2 of the constricted portion 46 is smaller than the radius R1 of the fin portion 40A. By the way,
The connection between the arcs of the adjacent fin portions 40A is preferably as small as the radius R2 of the constricted portion 46. However, in consideration of the diffusion of steam and the filling and holding of the adsorbent 44, L (width dimension of the connection portion) ≧ 5 mm , R2 <R1 / 4.

【0030】なお、上記構成のフィン40を使用した場
合、複数のフィン40は、その外形に合致したカバーで
覆われ、その中に、つまり隣り合うフィン40同士の間
隙42に多数の吸着材44が充填されることになる。従
って、基本的にはフィン40の外形を越えた位置に吸着
材44が存在することはない。
When the fins 40 having the above-described configuration are used, the plurality of fins 40 are covered with a cover conforming to the outer shape of the fins 40, and a large number of adsorbents 44 are provided in the gaps 42 between adjacent fins 40. Will be filled. Therefore, basically, the adsorbent 44 does not exist at a position beyond the outer shape of the fin 40.

【0031】次に、本実施形態の作用並びに効果につい
て説明する。
Next, the operation and effect of this embodiment will be described.

【0032】最初に、本実施形態に係る吸着式冷凍装置
12の実際の運転の概要について説明する。
First, an outline of an actual operation of the adsorption refrigeration apparatus 12 according to the present embodiment will be described.

【0033】最初のサイクルでは、第1吸脱着槽18に
よる吸着工程と第2吸脱着槽20による脱着工程とが同
時に行われる。この場合、第1逆止弁30は閉状態、第
2逆止弁32は開状態とされ、また第3逆止弁34は開
状態、第4逆止弁36は閉状態とされる。吸着式冷凍装
置12では、冷媒蒸発に伴う冷熱を発生させるため、冷
水等の熱媒体を第1吸脱着槽側熱交換器26に送給して
第1吸脱着槽18内の吸着材44を冷却し、これにより
蒸発槽16から冷媒蒸気(水蒸気)を第1吸脱着槽18
内の吸着式冷凍装置用熱交換モジュール10内に吸引
し、フィン40間に充填された吸着材44の隙間を通っ
て吸着材44に連続的に吸着させる。
In the first cycle, the adsorption step by the first adsorption / desorption tank 18 and the desorption step by the second adsorption / desorption tank 20 are performed simultaneously. In this case, the first check valve 30 is closed, the second check valve 32 is open, the third check valve 34 is open, and the fourth check valve 36 is closed. In the adsorption-type refrigeration unit 12, a heat medium such as cold water is supplied to the first adsorption / desorption tank side heat exchanger 26 to generate cold heat due to the evaporation of the refrigerant so that the adsorbent 44 in the first adsorption / desorption tank 18 is discharged. After cooling, refrigerant vapor (water vapor) is discharged from the evaporation tank 16 to the first adsorption / desorption tank 18.
It is sucked into the heat exchange module 10 for the adsorption-type refrigeration system inside, and continuously adsorbed on the adsorbent 44 through the gap of the adsorbent 44 filled between the fins 40.

【0034】このとき、第4逆止弁36は閉状態とされ
ているため、冷媒蒸気は凝縮槽14側へは送られない。
凝縮槽14では、温水等の熱媒体が第2吸脱着槽側熱交
換器28に送給され、第2吸脱着槽20内の吸着材44
が加熱される。吸着材44は加熱されると、吸着されて
いた冷媒蒸気を脱着して再生する。ここで脱着された冷
媒蒸気は吸着式冷凍装置用熱交換モジュール10のフィ
ン40間に充填された吸着材44の隙間を通ってモジュ
ール外へ排出される。排出された冷媒蒸気は、第3逆止
弁34が開状態とされていることから、凝縮槽14へ送
られる。凝縮槽14では凝縮槽側熱交換器22内に冷却
水が送給されているため、冷媒蒸気を凝縮して覆水す
る。
At this time, since the fourth check valve 36 is closed, the refrigerant vapor is not sent to the condensing tank 14 side.
In the condensation tank 14, a heat medium such as hot water is supplied to the second adsorption / desorption tank side heat exchanger 28, and the adsorbent 44 in the second adsorption / desorption tank 20 is supplied.
Is heated. When heated, the adsorbent 44 desorbs and regenerates the adsorbed refrigerant vapor. The refrigerant vapor desorbed here is discharged outside the module through the gap between the adsorbents 44 filled between the fins 40 of the heat exchange module 10 for the adsorption refrigeration system. The discharged refrigerant vapor is sent to the condensing tank 14 because the third check valve 34 is open. In the condensing tank 14, since the cooling water is supplied into the condensing tank side heat exchanger 22, the refrigerant vapor is condensed and covered.

【0035】一方、次のサイクルでは、第2吸脱着槽2
0による吸着工程と第1吸脱着槽18による脱着工程と
が同時に行われる。すなわち、吸着工程と脱着工程とが
入れ替わる。この場合、第1逆止弁30は開状態、第2
逆止弁32は閉状態とされ、また第3逆止弁34は閉状
態、第4逆止弁36は開状態とされる。
On the other hand, in the next cycle, the second adsorption / desorption tank 2
0 and the desorption step by the first adsorption / desorption tank 18 are performed simultaneously. That is, the adsorption step and the desorption step are switched. In this case, the first check valve 30 is in the open state,
The check valve 32 is closed, the third check valve 34 is closed, and the fourth check valve 36 is open.

【0036】このように吸着式冷凍装置12では、上述
したサイクル運転が交互に行われ、これにより蒸発槽1
6内で連続的に冷熱が得られるようになっている。な
お、冷媒蒸気は蒸発槽16内の貯留冷媒の蒸発によって
供給される。また、冷媒蒸発に伴う冷熱は、蒸発槽16
に接続された蒸発槽側熱交換器24を介して蒸発槽16
外へと取り出される。
As described above, in the adsorption type refrigeration system 12, the above-described cycle operation is performed alternately, whereby the evaporating tank 1 is operated.
6, the heat can be continuously obtained. The refrigerant vapor is supplied by evaporating the refrigerant stored in the evaporating tank 16. Further, the cold heat accompanying the refrigerant evaporation is supplied to the evaporating tank 16.
Of the evaporating tank 16 via the evaporating tank side heat exchanger 24 connected to the
It is taken out.

【0037】ここで、本実施形態では、伝熱管38が円
管とされているため、フィン40への伝熱は伝熱管38
を中心として同心円状(一次元的に半径方向)に進行す
る。従って、伝熱管38から近い部分への伝熱は早い
が、伝熱管38から遠い部分への伝熱は遅れる。つま
り、伝熱管38の近辺の吸着材44の吸脱着反応に比べ
て、伝熱管38の周辺の吸着材44の吸脱着反応は遅れ
る。例えば、図4に実線で示された吸着材44への伝熱
は早いが、二点鎖線で示された吸着材44(従来構造で
あれば、この位置にも吸着材が存在していた)への伝熱
は遅くなる。このため、極端な場合には、伝熱管38か
ら近い吸着材44はよく加熱されて脱着されるが、伝熱
管38から遠い吸着材44は冷却状態のままとなり吸着
作用をしてしまう。つまり、一つのモジュールの中で脱
着と吸着とが同時に起こり、吸脱着効率が低下するして
しまう。しかし、本実施形態ではこの点に鑑み、フィン
40の形状を伝熱管38に対する同心円を配管方向に一
部重ね合わせて繋げた形状としたので、吸脱着反応が他
の部分に比べて極端に遅れる、即ち伝熱遅れ部分が生じ
るのを防止することができ、ひいては吸脱着反応の均質
化を図ることができる。
Here, in the present embodiment, since the heat transfer tube 38 is a circular tube, the heat transfer to the fins 40 is performed by the heat transfer tube 38.
And concentrically (one-dimensionally in the radial direction). Therefore, heat transfer to a portion near the heat transfer tube 38 is fast, but heat transfer to a portion far from the heat transfer tube 38 is delayed. That is, the adsorption / desorption reaction of the adsorbent 44 around the heat transfer tube 38 is delayed as compared with the adsorption / desorption reaction of the adsorbent 44 near the heat transfer tube 38. For example, the heat transfer to the adsorbent 44 shown by the solid line in FIG. 4 is fast, but the adsorbent 44 shown by the two-dot chain line (in the conventional structure, the adsorbent was also present at this position). The heat transfer to is slowed down. Therefore, in an extreme case, the adsorbent 44 close to the heat transfer tube 38 is well heated and desorbed, but the adsorbent 44 far from the heat transfer tube 38 remains in a cooled state and performs an adsorbing action. That is, desorption and adsorption occur simultaneously in one module, and the adsorption / desorption efficiency is reduced. However, in this embodiment, in view of this point, the shape of the fin 40 is formed by connecting concentric circles to the heat transfer tube 38 by partially overlapping in the pipe direction, so that the adsorption / desorption reaction is extremely delayed as compared with other portions. That is, it is possible to prevent the occurrence of a heat transfer delay portion, and to achieve a uniform adsorption / desorption reaction.

【0038】また、本実施形態では、複数の伝熱管38
を単列に配管したので、従来の千鳥配管にする場合のよ
うに吸着材への冷媒蒸気の流路が閉塞されるのを解消す
ることができる。このため、モジュール全体としての有
効吸着材の密度を充分に高めることができる。また、こ
れにより、蒸気流路も拡大される。
In this embodiment, a plurality of heat transfer tubes 38 are provided.
Are arranged in a single row, so that the flow path of the refrigerant vapor to the adsorbent can be prevented from being blocked as in the conventional staggered piping. For this reason, the density of the effective adsorbent as the whole module can be sufficiently increased. This also widens the steam flow path.

【0039】これらの結果、本実施形態によれば、吸着
式冷凍装置用熱交換モジュール10ひいては吸着式冷凍
装置12の高性能化を図ることができる。
As a result, according to the present embodiment, it is possible to improve the performance of the heat exchange module 10 for the adsorption type refrigeration apparatus, and thus the adsorption type refrigeration apparatus 12.

【0040】さらに、本実施形態では、このように吸着
式冷凍装置用熱交換モジュール10の性能を向上させる
ことができるので、吸着式冷凍装置用熱交換モジュール
10、更には吸着式冷凍装置12全体を小型化すること
ができる。
Further, in this embodiment, since the performance of the heat exchange module 10 for the adsorption refrigeration system can be improved in this way, the heat exchange module 10 for the adsorption refrigeration system, and further, the entire adsorption refrigeration system 12 can be improved. Can be reduced in size.

【0041】ちなみに、本実施形態に係る吸着式冷凍装
置用熱交換モジュール10を使用した場合の効果を示す
実験データがあるので、表にして開示しておく。なお、
この実験で使用した伝熱管38及びフィン40の寸法
は、以下の通りである。
Incidentally, there is experimental data showing the effect when the heat exchange module 10 for an adsorption type refrigerating apparatus according to the present embodiment is used. In addition,
The dimensions of the heat transfer tubes 38 and the fins 40 used in this experiment are as follows.

【0042】伝熱管;外径=φ12.7mm、伝熱管ピ
ッチ=32mm、銅製の円管。 フィン;板厚=0.3mm、フィン幅=32mm、R1
=16mm、R2=4mm、銅製のプレート。
Heat transfer tube: Outer diameter = 12.7 mm, heat transfer tube pitch = 32 mm, copper circular tube. Fin; plate thickness = 0.3 mm, fin width = 32 mm, R1
= 16 mm, R2 = 4 mm, copper plate.

【0043】[0043]

【表1】 [Table 1]

【0044】上記表から判るように、本実施形態による
場合、旧タイプに比べて、必要吸着材を約18%、熱容
量を約15%低減することができ、モジュール効率を向
上させることができた。
As can be seen from the above table, in the case of the present embodiment, the required adsorbent can be reduced by about 18% and the heat capacity can be reduced by about 15% as compared with the old type, and the module efficiency can be improved. .

【0045】〔第2実施形態〕以下、図5を用いて、本
発明の第2実施形態に係る吸着式冷凍装置用熱交換モジ
ュール50について説明する。
[Second Embodiment] A heat exchange module 50 for an adsorption refrigeration apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

【0046】この図に示されるように、本実施形態に係
る吸着式冷凍装置用熱交換モジュール50では、伝熱管
52の断面形状が偏平の矩形状とされており、これに合
わせてフィン54が当該伝熱管52を包囲する矩形を配
管方向に一部重ね合わせて繋げた形状を成している点に
特徴がある。
As shown in this figure, in the heat exchange module 50 for the adsorption type refrigerating apparatus according to the present embodiment, the cross-sectional shape of the heat transfer tube 52 is a flat rectangular shape, and the fins 54 are The present invention is characterized in that a rectangular shape surrounding the heat transfer tube 52 is partially overlapped and connected in the pipe direction.

【0047】フィン形状について補足すると、例えば、
図5(B)に示すc、dが三段目と四段目の「伝熱管5
2を包囲する矩形」である。これらの矩形を伝熱管52
の配設本数分だけフィン54の配管方向、即ち高さ方向
に一部重ね合わせて繋げると、本実施形態に係るフィン
54が形成される。なお、矩形cと矩形dとの境界線S
を一本の一点鎖線で示したが、この部分が概念的には
「一部重ね合わせて繋げた」部分である。
To supplement the fin shape, for example,
C and d shown in FIG. 5 (B) are the third and fourth stages of the “heat transfer tube 5”.
2 ". Heat transfer tubes 52
When the fins 54 are partially overlapped and connected in the pipe direction of the fins 54, that is, in the height direction, the fins 54 according to the present embodiment are formed. Note that a boundary line S between the rectangle c and the rectangle d
Is indicated by a single dashed line, but this portion is conceptually a "partially overlapped and connected" portion.

【0048】さらに、本実施形態も請求項1に係る発明
の下位概念であることから、両者の関係についても若干
補足しておく。請求項1では「伝熱管の伝熱面から略等
距離にある点を結ぶことにより形成された外形」と記載
されている。ここでは「略等距離」と記載されている
が、これを「等距離」として本実施形態に当てはめる
と、例えば矩形jは、矢印で付記した略トラック形j’
になる。この略トラック形j’は、伝熱管52の伝熱面
52Aから等距離にある点を結んでできた外形である。
しかし、実際にこれを繋ぎ合わせたフィンを製作しよう
とすると、多分にコスト的な無駄が生じるので、実利的
ではない。そこで、コスト面も含めて、偏平矩形の伝熱
管52に合わせて請求項1に係る発明を具現化しようと
すると、矩形jで擬似化するのが妥当ということで、本
実施形態が創案された。その意味もあって、請求項1で
は、「等距離」とは記載せず「略等距離」と記載してい
る。
Further, since the present embodiment is also a subordinate concept of the invention according to claim 1, the relationship between the two will be slightly supplemented. Claim 1 describes "an outer shape formed by connecting points at substantially the same distance from the heat transfer surface of the heat transfer tube". Although described here as “substantially equidistant”, when this is applied to the present embodiment as “equidistant”, for example, a rectangle j becomes a substantially track-shaped j ′ indicated by an arrow.
become. This substantially track-shaped j ′ is an outer shape formed by connecting points equidistant from the heat transfer surface 52A of the heat transfer tube 52.
However, it is not practical to actually manufacture the fins in which the fins are joined, because it is costly waste. Therefore, in order to realize the invention according to claim 1 in accordance with the flat rectangular heat transfer tube 52 including the cost, it is appropriate to simulate with the rectangle j, and the present embodiment was created. . For this reason, claim 1 does not describe “equidistant” but describes “substantially equidistant”.

【0049】本実施形態も、概念的には第1実施形態と
軌を一にするものであり、伝熱遅れの解消に有効である
と共に吸着材44への蒸気流路が閉塞されにくいため、
吸着式冷凍装置用熱交換モジュール50ひいては吸着式
冷凍装置12の高性能化及び小型化を図ることができ
る。
This embodiment is also conceptually the same as the first embodiment, and is effective for eliminating the heat transfer delay, and the steam flow path to the adsorbent 44 is hardly blocked.
The heat exchange module 50 for the adsorption-type refrigeration apparatus, and thus the adsorption-type refrigeration apparatus 12, can be improved in performance and reduced in size.

【0050】なお、上述した第1実施形態及び第2実施
形態では、熱媒体として水を使用したが、他の熱媒体を
使用することも可能である。
In the first and second embodiments described above, water is used as the heat medium. However, another heat medium can be used.

【0051】また、上述した第1実施形態及び第2実施
形態では、熱媒体に水を使用したこともあってフィン4
0、54の材質を銅製としたが、これに限らず、他の材
質にすることも可能である。
In the first and second embodiments described above, the fin 4 is used because water is used as the heat medium.
Although the materials 0 and 54 are made of copper, they are not limited to this, and other materials can be used.

【0052】さらに、上述した第1実施形態では断面円
形の伝熱管38を使用し、第2実施形態では断面偏平矩
形の伝熱管52を使用したが、これに限らず、他の断面
形状の伝熱管を使用した場合も同様にフィン形状を決め
ることができる。
Further, in the first embodiment described above, the heat transfer tube 38 having a circular cross section is used, and in the second embodiment, the heat transfer tube 52 having a flat cross section is used. When a heat tube is used, the fin shape can be determined similarly.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の本
発明に係る吸着式冷凍装置用熱交換モジュールは、複数
の伝熱管を単列に配管すると共に、フィンの形状を当該
伝熱管の伝熱面から略等距離にある点を結ぶことにより
形成された外形を配管方向に繋げた形状にしたので、熱
交換モジュールひいては吸着式冷凍装置の高性能化及び
小型化を図ることができるという優れた効果を有する。
As described above, the heat exchange module for an adsorption type refrigeration system according to the first aspect of the present invention has a plurality of heat transfer tubes arranged in a single row, and the shape of the fins of the heat transfer tubes is reduced. Since the outer shape formed by connecting points that are approximately equidistant from the heat transfer surface is connected in the pipe direction, it is possible to improve the performance and downsizing of the heat exchange module and thus the adsorption refrigeration system. Has excellent effects.

【0054】請求項2記載の本発明に係る吸着式冷凍装
置用熱交換モジュールは、請求項1記載の発明におい
て、伝熱管は円管とされており、フィンは当該伝熱管に
対する同心円を配管方向に一部重ね合わせて繋げた形状
を成しているため、吸脱着反応の均質化を図ることがで
きるという優れた効果を有する。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a heat exchange module for an adsorption-type refrigeration apparatus according to the first aspect of the present invention, wherein the heat transfer tube is a circular tube, and the fin is arranged in a concentric circle with respect to the heat transfer tube in a pipe direction. Since it has a shape of being partially overlapped and connected, it has an excellent effect that the adsorption / desorption reaction can be homogenized.

【0055】請求項3記載の本発明に係る吸着式冷凍装
置用熱交換モジュールは、請求項1記載の発明におい
て、伝熱管は偏平矩形管とされており、フィンは当該伝
熱管を包囲する矩形を配管方向に一部重ね合わせて繋げ
た形状を成しているため、吸脱着反応の均質化を図るこ
とができるという優れた効果を有する。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a heat exchange module for an adsorption refrigerating apparatus according to the first aspect of the present invention, wherein the heat transfer tube is a flat rectangular tube, and the fins surround the heat transfer tube. Has a superior effect that the adsorption and desorption reaction can be homogenized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1実施形態に係る吸着式冷凍装置用熱交換モ
ジュールを備えた吸着式冷凍装置の全体構成図である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an adsorption refrigeration apparatus including a heat exchange module for an adsorption refrigeration apparatus according to a first embodiment.

【図2】図1の吸着式冷凍装置用熱交換モジュールを拡
大して示す正面図及び側面図である。
FIG. 2 is an enlarged front view and a side view of the heat exchange module for the adsorption refrigeration apparatus of FIG. 1;

【図3】図2のA部詳細図である。FIG. 3 is a detailed view of a portion A in FIG. 2;

【図4】図2のB部詳細図である。FIG. 4 is a detailed view of a portion B in FIG. 2;

【図5】第2実施形態に係る吸着式冷凍装置用熱変換モ
ジュールを示す正面図及び側面図である。
FIG. 5 is a front view and a side view showing a heat conversion module for an adsorption-type refrigeration apparatus according to a second embodiment.

【図6】従来例に係る吸着式冷凍装置用熱交換モジュー
ルを拡大して示す正面図及び側面図である。
FIG. 6 is an enlarged front view and a side view of a heat exchange module for an adsorption-type refrigeration apparatus according to a conventional example.

【図7】従来例の問題点を説明するための説明図であ
る。
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining a problem of a conventional example.

【図8】従来例の別の問題点を説明するための説明図で
ある。
FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining another problem of the conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 吸着式冷凍装置用熱交換モジュール 12 吸着式冷凍装置 38 伝熱管 38A 伝熱面 40 フィン 42 間隙 44 吸着材 46 くびれ部 50 吸着式冷凍装置用熱交換モジュール 52 伝熱管 52A 伝熱面 54 フィン DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Heat exchange module for adsorption refrigeration equipment 12 Adsorption refrigeration equipment 38 Heat transfer tube 38A Heat transfer surface 40 Fin 42 Gap 44 Adsorbent 46 Constriction 50 Heat exchange module for adsorption refrigeration device 52 Heat transfer tube 52A Heat transfer surface 54 Fin

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 熱媒体が送給される複数の伝熱管と、各
々平板状に形成されかつ所定の間隔で配置されると共に
前記複数の伝熱管を支持して当該伝熱管からの熱が伝達
される複数のフィンと、隣り合うフィンの間隙に充填さ
れた多数の吸着材とを含んで構成された吸着式冷凍装置
用熱交換モジュールであって、 前記複数の伝熱管は、単列に配管されており、 前記フィンは、当該伝熱管の伝熱面から略等距離にある
点を結ぶことにより形成された外形を配管方向に繋げた
形状を成している、 ことを特徴とする吸着式冷凍装置用熱交換モジュール。
1. A plurality of heat transfer tubes to which a heat medium is supplied, and each of the plurality of heat transfer tubes is formed in a flat plate shape and arranged at predetermined intervals, and supports the plurality of heat transfer tubes to transfer heat from the heat transfer tubes. A plurality of fins and a plurality of adsorbents filled in the gaps between adjacent fins, the heat exchange module for an adsorption-type refrigeration system, wherein the plurality of heat transfer tubes are arranged in a single row. Wherein the fin has a shape in which an outer shape formed by connecting points located at substantially equal distances from the heat transfer surface of the heat transfer tube is connected in the pipe direction, Heat exchange module for refrigeration equipment.
【請求項2】 前記伝熱管は円管とされており、 前記フィンは当該伝熱管に対する同心円を配管方向に一
部重ね合わせて繋げた形状を成している、 ことを特徴とする請求項1記載の吸着式冷凍装置用熱交
換モジュール。
2. The heat transfer tube is a circular tube, and the fin has a shape in which concentric circles with respect to the heat transfer tube are partially overlapped and connected in the pipe direction. A heat exchange module for an adsorption refrigeration apparatus as described in the above.
【請求項3】 前記伝熱管は偏平矩形管とされており、 前記フィンは当該伝熱管を包囲する矩形を配管方向に一
部重ね合わせて繋げた形状を成している、 ことを特徴とする請求項1記載の吸着式冷凍装置用熱交
換モジュール。
3. The heat transfer tube is a flat rectangular tube, and the fin has a shape in which rectangles surrounding the heat transfer tube are partially overlapped and connected in the pipe direction. The heat exchange module for an adsorption refrigeration apparatus according to claim 1.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102435024A (en) * 2010-12-08 2012-05-02 苏州嘉言能源设备有限公司 Wide-mouth condenser
CN108826479A (en) * 2018-08-15 2018-11-16 天津商业大学 The air-cooler of fin flat tube integral structure

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