JPH0353009B2 - - Google Patents

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JPH0353009B2
JPH0353009B2 JP57073068A JP7306882A JPH0353009B2 JP H0353009 B2 JPH0353009 B2 JP H0353009B2 JP 57073068 A JP57073068 A JP 57073068A JP 7306882 A JP7306882 A JP 7306882A JP H0353009 B2 JPH0353009 B2 JP H0353009B2
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JP
Japan
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evaporator
gas
evaporators
moisture
water
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JP57073068A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS58189023A (en
Inventor
Tadao Suzuki
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication of JPH0353009B2 publication Critical patent/JPH0353009B2/ja
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Drying Of Gases (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は冷凍サイクルを用いてガス中の水分を
抽出する水分抽出装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a moisture extraction device that extracts moisture from gas using a refrigeration cycle.

本発明の水分抽出装置は例えば原子力の分野に
おいてトリチウムモニタのためのガスサンプリン
グ装置に適用されるものである。
The water extraction device of the present invention is applied, for example, to a gas sampling device for tritium monitoring in the nuclear power field.

〔発明の技術的背景〕[Technical background of the invention]

冷凍サイクルを用いてガスの水分を抽出する装
置はすでに提案されている。この装置を例えば原
子力施設におけるトリチウムモニタに適用する場
合のように連続運転するためには系統を多重化す
る必要がある。第1図はそのような多重化した水
分抽出装置の従来例を示すものである。
Devices that extract moisture from gas using a refrigeration cycle have already been proposed. In order to operate this device continuously, for example when applying it to a tritium monitor in a nuclear facility, it is necessary to multiplex the system. FIG. 1 shows a conventional example of such a multiplexed water extraction device.

第1図の装置は系統1と系統2との2つの系統
を設けた場合を例示するものである。系統1と系
統2とは互いに独立の、全く同一の構成を持つて
おり、常時少なくとも一方の系統が運転される。
各系統1,2はそれぞれガスサンプリング系統と
冷凍サイクルとを持つている。ガスサンプリング
系統は上流側から順にサンプリング配管11中に
設けられたサンプリングポンプ12、第1の水分
抽出部13、第2の水分抽出部14、開閉弁1
5,16およびガス流量計17からなつている。
両水分抽出部13,14の接続部からドレン配管
18が分岐し、その自由端はドレンタンク20に
導かれている。ドレンタンク20の水位が所定レ
ベル以上になると排水配管22および排水弁23
を介して排水される。冷凍サイクルを介して閉回
路を構成する冷凍機ユニツト25、前置エバポレ
ータ26および後置バポレータ27から成つてい
る。冷凍機ユニツト25はコンプレツサ、コンデ
ンサおよびキヤピラリチユーブを含んで構成され
ている。前置エバポレータ26は空間的に第2の
水分抽出部14と密接に配置され、後置バポレー
タ27は空間的にのブ分抽出部13と密接に配置
されている。第2の水分抽出部14には付加的に
加熱手段としてヒート28が設けられている。
The apparatus shown in FIG. 1 exemplifies the case where two systems, system 1 and system 2, are provided. System 1 and system 2 are mutually independent and have exactly the same configuration, and at least one system is always operated.
Each system 1, 2 has a gas sampling system and a refrigeration cycle, respectively. The gas sampling system includes, in order from the upstream side, a sampling pump 12, a first moisture extraction section 13, a second moisture extraction section 14, and an on-off valve 1 provided in a sampling pipe 11.
5, 16 and a gas flow meter 17.
A drain pipe 18 branches from the connection between the two water extractors 13 and 14, and its free end is led to a drain tank 20. When the water level in the drain tank 20 reaches a predetermined level or higher, the drain pipe 22 and the drain valve 23 are closed.
drained through. It consists of a refrigerator unit 25, a front evaporator 26, and a rear evaporator 27, which constitute a closed circuit via a refrigeration cycle. The refrigerator unit 25 includes a compressor, a condenser, and a capillary tube. The pre-evaporator 26 is spatially disposed closely with the second moisture extracting section 14, and the post-evaporator 27 is spatially disposed closely with the moisture extracting section 13. The second water extraction section 14 is additionally provided with a heat 28 as heating means.

両系統1,2において、サンプリングポンプ1
2によつてサンプリングされたガスはまず第1の
水分抽出部13を通る過程で一次冷却され、水分
のほとんど、例えば90%程度が抽出される。ここ
で抽出された水分はドレン配管18の中に一時貯
留される。サンプリングガスはさらに第2の水分
抽出部14を通る過程で氷点以下に二次冷却さ
れ、ここでほとんど完全に脱水される。脱水され
た乾燥ガスは開閉弁15,16および流量計17
を介して図示していないガスモニタ等に供給され
る。両水分抽出部13,14で抽出された水分は
時間的に制御されるドレン弁19を介してドレン
タンク20に貯留される。なお、水分抽出部14
内の管内壁に氷結するとガスの通過が妨げられる
ので、それをヒータ28により融解してドレン配
管18に導く。
In both systems 1 and 2, sampling pump 1
The gas sampled by 2 is first cooled while passing through the first water extraction section 13, and most of the water, for example about 90%, is extracted. The water extracted here is temporarily stored in the drain pipe 18. The sampling gas is further cooled to below the freezing point while passing through the second water extraction section 14, where it is almost completely dehydrated. The dehydrated dry gas is passed through on-off valves 15, 16 and a flow meter 17.
The gas is supplied to a gas monitor, etc. (not shown) via. The water extracted by both water extractors 13 and 14 is stored in a drain tank 20 via a drain valve 19 that is controlled in time. In addition, the water extraction section 14
If ice forms on the inner wall of the pipe, it will prevent gas from passing through, so it is melted by the heater 28 and guided to the drain pipe 18.

〔背景技術の問題点〕[Problems with background technology]

第1図に示す装置はガスのサンプリングを連続
して行う上で有効なものではあるが、同一構成の
それ自体完結された複数の系統を備えるので、設
置スペースが大きくなり、機器の直接コストおよ
び設置スペースのためのコストが高くなるという
欠点があつた。また、多重化するに際して、単に
或る部品を複数の系統間で共通化しただけでは、
系統間に相互干渉を生ずるおそれもある。
Although the device shown in Figure 1 is effective for continuous gas sampling, it requires multiple systems with identical configurations and is self-contained, which increases the installation space and reduces the direct cost of the equipment. The disadvantage was that the installation space required increased costs. In addition, when multiplexing, simply making certain parts common between multiple systems will not work.
There is also a risk of mutual interference between systems.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は上記欠点を除去し、複数の系統
間に相互干渉を生じたりすることなく、しかも設
置スペースおよびコストのできるだけ安くてすむ
水分抽出装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a water extraction device which eliminates the above-mentioned drawbacks, does not cause mutual interference between a plurality of systems, and requires as little installation space and cost as possible.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

この目的を達成するために本発明は、冷凍サイ
クルとガスサンプリング系から成り、冷凍サイク
ルは、複数の前置エバポレータと、これらの各前
置エバポレータごとに直列に設けられた開閉弁
と、各前置エバポレータの前段にそれぞれ設けら
れた絞りと、複数の前置エバポレータの出口側に
共通に設けられた後置エバポレータと、この後置
エバポレータおよび複数の前置エバポレータの間
に設けられた、コンプレツサおよびコンデンサを
含む共通の冷凍機ユニツトとを備えており、ガス
サンプリング系は、水分抽出対象のガスをサンプ
リングするサンプリングポンプと、このサンプリ
ングポンプでサンプリングされたガスが後置エバ
ポレータの作用を受けるように設けられた第1の
水分抽出部と、各前置エバポレータごとに設けら
れ、第1の水分抽出部を通つたガスが流入して前
置エバポレータの作用を受ける第2の水分抽出部
と、この第2の水分抽出部のそれぞれに直列に設
けられた開閉弁と、第1および第2の水分抽出部
に対して共通に設けられたドレン抜き手段とを備
えている水分抽出装置を構成したものである。
To achieve this objective, the present invention consists of a refrigeration cycle and a gas sampling system, and the refrigeration cycle includes a plurality of pre-evaporators, on-off valves provided in series for each of these pre-evaporators, and a gas sampling system for each pre-evaporator. A throttle provided at the front stage of each pre-evaporator, a post-evaporator commonly provided on the outlet side of the plurality of pre-evaporators, and a compressor and a compressor provided between the post-evaporator and the plurality of pre-evaporators. The gas sampling system is equipped with a sampling pump that samples the gas from which water is to be extracted, and a gas sampled by this sampling pump, which is installed so that the gas sampled by this sampling pump is subjected to the action of a post-evaporator. a first moisture extraction section provided for each pre-evaporator; a second moisture extraction section provided for each pre-evaporator into which gas passing through the first moisture extraction section flows and is subjected to the action of the pre-evaporator; The water extraction device is configured with an on-off valve provided in series for each of the two water extraction parts, and a drain draining means provided in common for the first and second water extraction parts. be.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

第2図は本発明の一実施例を示すものであり、
以下、これについて詳述する。この水分抽出装置
は第1図に場合と同様に系統を二重化した場合を
例示するものである。ここではサンプリング配管
11に共通するサンプリングポンプ12および共
通の第1の水分抽出部13が設けられ、その出口
側ではじめて2つの系統に分かれ、そこにそれぞ
れ第2の水分抽出部141,142が設けられて
いる。各水分抽出部141,142の出口側はそ
れぞれ直列に設けられた開閉弁151,152を
介して合流され、さらに共通の流量計17を介し
て脱水されたガスが取出される。水分抽出部14
1,142の入口側はさらにそれぞれの開閉弁1
61,162を介してドレン管18に連通されて
いる。ドレン管18はドレン弁19をドレンタン
ク20に導かれている。第2の水分抽出部14
1,142にはそれぞれヒータ281ないし28
2が設けられている。
FIG. 2 shows an embodiment of the present invention,
This will be explained in detail below. This water extraction apparatus is exemplified in a case where the system is duplicated as in the case shown in FIG. Here, a common sampling pump 12 and a common first water extraction part 13 are provided in the sampling pipe 11, and the system is divided into two systems only at the outlet side, and second water extraction parts 141 and 142 are provided there respectively. It is being The outlet sides of the moisture extractors 141 and 142 are joined together via on-off valves 151 and 152 provided in series, respectively, and the dehydrated gas is taken out via a common flow meter 17. Moisture extraction part 14
The inlet side of 1,142 is further provided with each on-off valve 1.
It is communicated with the drain pipe 18 via 61 and 162. The drain pipe 18 is led through a drain valve 19 to a drain tank 20. Second moisture extraction section 14
1 and 142 have heaters 281 to 28, respectively.
2 is provided.

他方、冷凍サイクルには共通の冷凍機ユニツト
25が設けられる。冷凍機ユニツト25はコンプ
レツサおよびコンデンサを含んで構成されている
ものとする。冷凍機ユニツト25から送出された
冷媒は冷媒配管24を介して2つの分岐回路に分
岐され、その一方の分岐回路には開閉弁291、
膨脹弁421、絞り411および前置エバポレー
タ261が、また他方の分岐回路には開閉弁29
2、膨脹弁422、絞り412および前置エバポ
レータ262が設けられている。両分岐回路の出
口側は共通の冷媒加熱部31および後置エバポレ
ータ27を介して冷凍機ユニツト25の吸込側に
接続される。冷媒加熱部31はヒータ32で加熱
され得るように構成されている。
On the other hand, a common refrigerator unit 25 is provided in the refrigeration cycle. It is assumed that the refrigerator unit 25 includes a compressor and a condenser. The refrigerant sent out from the refrigerator unit 25 is branched into two branch circuits via the refrigerant pipe 24, and one of the branch circuits has an on-off valve 291,
An expansion valve 421, a throttle 411, and a pre-evaporator 261 are provided, and an on-off valve 29 is provided in the other branch circuit.
2, an expansion valve 422, a throttle 412 and a pre-evaporator 262 are provided. The outlet sides of both branch circuits are connected to the suction side of the refrigerator unit 25 via a common refrigerant heating section 31 and a post-evaporator 27. The refrigerant heating section 31 is configured to be heated by a heater 32.

第1の水分抽出部13は後置エバポレータ27
の冷却作用を受けるようにそれに密接して配置さ
れ、第2の水分抽出部141,142はそれぞれ
所属の前置エバポレータ261,262の冷却作
用を受けるようにそれに密接して配置される。
The first moisture extraction section 13 is a post-evaporator 27
The second water extractor 141, 142 is arranged close to the cooling effect of the associated pre-evaporator 261, 262, respectively.

この装置各部の機能は基本的にはすでに述べた
第1図の装置と同様である。
The functions of each part of this device are basically the same as those of the device shown in FIG. 1 already described.

この水分抽出装置の特徴は、第1の水分抽出部
13および後置エバポレータ27を両系統に共通
に設け、第2の水分抽出部141,142および
前置エバポレータ261,262を多重化(二重
化)したこと、冷凍サイクルの両系統に絞り41
1,412を設けたこと、さらにサンプリングポ
ンプ12および冷凍機ユニツト25並びにドレン
管18、ドレン弁19およびドレンタンク20を
両系統に共通に設けたことにある。
The feature of this moisture extraction device is that the first moisture extraction section 13 and the post-evaporator 27 are provided in common for both systems, and the second moisture extraction section 141, 142 and the pre-evaporator 261, 262 are multiplexed (duplexed). What I did, I narrowed it down to both systems of the refrigeration cycle 41
1,412, and that the sampling pump 12, refrigerator unit 25, drain pipe 18, drain valve 19, and drain tank 20 are provided in common to both systems.

第2の水分抽出部141,142は時間制御に
より交互に運転されるが、それは開閉弁151,
152および開閉弁291,292の開閉によつ
て行われる。各系統は、第3図に示すように、サ
ンプリング・加熱・捕集・予冷の各モードを繰返
して運転する。ここでサンプリングモードという
のは、サンプリングガスを所定時間だけ所定温度
で冷却してガス中の水分を抽出し、それを氷化ま
たは霜化させる運転モードである。この運転モー
ドは、該当する開閉弁を開放することによつて行
われる。加熱モードというのは、氷化または霜化
されて出来た氷または霜またはその両方を加熱し
て(ヒータ281または282による)水にする
運転モードである。捕集モードというのは、開閉
弁161または162を開いてその水をドレン弁
19までの配管中に貯溜する運転モードである。
さらに予冷というのは、長時間運転時、各系統を
できるだけ効率的に作動させるためにサンプリン
グモードに先立つて冷媒循環路を予め冷却してお
く運転モードであつて、この運転モードのときは
付属の開閉弁291または292が開かれる。こ
のような運転モードで運転される両系統1,2を
第3図に示すように時間的にずらして交互に運転
すれば支障のない連続運転を継続することができ
る。
The second moisture extraction units 141 and 142 are operated alternately by time control, but the on-off valves 151 and
152 and opening/closing valves 291, 292. As shown in FIG. 3, each system is operated by repeating sampling, heating, collection, and precooling modes. Here, the sampling mode is an operation mode in which the sampling gas is cooled at a predetermined temperature for a predetermined period of time to extract moisture from the gas and turn it into ice or frost. This operation mode is performed by opening the corresponding on-off valve. The heating mode is an operation mode in which ice and/or frost formed by freezing or frosting is heated (by the heater 281 or 282) to turn it into water. The collection mode is an operation mode in which the on-off valve 161 or 162 is opened and the water is stored in the piping up to the drain valve 19.
Furthermore, pre-cooling is an operation mode in which the refrigerant circuit is cooled in advance prior to sampling mode in order to operate each system as efficiently as possible during long-term operation. The on-off valve 291 or 292 is opened. If both systems 1 and 2 operated in such an operation mode are operated alternately with time shifts as shown in FIG. 3, continuous operation without any trouble can be continued.

上述のごとく冷凍機ユニツト25の吐出し側の
各分岐回路に設けられている開閉弁291,29
2の出口側に絞り411,412を設けることに
より、系統切換に際して例えば一方の水分抽出部
141の冷却運転中に他方の水分抽出部422の
冷却運転を開始した直後、冷媒がより温かい状態
の水分抽出部422を通るということもなく、し
たがつて配管内圧の上昇を来たすこともなく、冷
却機能の低下すなわち水分抽出機能の低下を来た
すことがない。
As mentioned above, the on-off valves 291 and 29 are provided in each branch circuit on the discharge side of the refrigerator unit 25.
By providing the throttles 411 and 412 on the outlet side of the refrigerant 2, when switching the system, for example, immediately after starting the cooling operation of the other moisture extracting section 422 while the cooling operation of one moisture extracting section 141 is being performed, the refrigerant can remove warmer moisture. It does not pass through the extraction part 422, and therefore the internal pressure of the pipe does not increase, and the cooling function does not deteriorate, that is, the water extraction function does not deteriorate.

前置エバポレータ261,262から出てきた
冷媒がなお0℃以下の低温状態にあつてそのまま
後置エバポレータ27に入ると、水分抽出部13
を通るサンプリングガスが凍結して配管を閉塞し
てしまうおそれがある。そのようなおそれがある
場合、ヒータ32および冷媒加温部31により循
環冷媒を加熱することにより、サンプリングガス
の凍結による配管の閉塞を未然に防止することが
できる。なお、エバポレータ27から冷凍機ユニ
ツト25に冷媒が液相のままで戻ると同ユニツト
の寿命が著しく短縮される。このような事態に対
しても冷媒加温部31はその防止対策として良好
に作用する。
When the refrigerant coming out of the pre-evaporators 261 and 262 enters the post-evaporator 27 while it is still at a low temperature of 0°C or less, the water extractor 13
There is a risk that the sampling gas passing through may freeze and block the piping. If there is such a possibility, by heating the circulating refrigerant using the heater 32 and the refrigerant heating section 31, it is possible to prevent the piping from clogging due to freezing of the sampling gas. Note that if the refrigerant returns from the evaporator 27 to the refrigerator unit 25 in a liquid phase, the life of the unit will be significantly shortened. Even in such a situation, the refrigerant heating section 31 works well as a preventive measure.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば冷凍機ユニツト等の多くの構成
部品を多重系に対して共通に設けることにより、
機器そのもののコスト低減を図ることができると
共に、機器設置スペースを少なくして、この面か
らも付加的にコスト低減を図ることができる。さ
らに、第2の水分抽出部の入口側に絞りを設ける
ことにより、系統切換え時でも冷却機能の低下す
なわち水分抽出部の低下を来たすことがない。
According to the present invention, by providing many components such as refrigerator units in common for multiple systems,
Not only can the cost of the equipment itself be reduced, but also the equipment installation space can be reduced, and costs can be additionally reduced from this aspect as well. Furthermore, by providing the throttle on the inlet side of the second moisture extracting section, even when switching systems, the cooling function does not deteriorate, that is, the moisture extracting section does not deteriorate.

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

第1図は従来の水分抽出装置の配管系統図、第
2図は本発明の一実施例を示す配管系統図、第3
図は第2図の装置の運転モードを説明するための
説明図である。 11……サンプリング配管、12……サンプリ
ングポンプ、13……第1の水分抽出部、14
1,142……第2の水分抽出部、151,15
2,161,162,291,292……開閉
弁、17……流量計、18……ドレン配管、19
……ドレン弁、20……ドレンタンク、24……
冷媒配管、25……冷凍機ユニツト、261,2
62……前置エバポレータ、27……後置エバポ
レータ、281,282……ヒータ、31……冷
媒加熱部、32……ヒータ、411,412……
絞り、421,422……膨張弁。
Fig. 1 is a piping system diagram of a conventional water extraction device, Fig. 2 is a piping system diagram showing an embodiment of the present invention, and Fig. 3 is a piping system diagram showing an embodiment of the present invention.
This figure is an explanatory diagram for explaining the operation mode of the apparatus shown in FIG. 2. 11... Sampling pipe, 12... Sampling pump, 13... First moisture extraction section, 14
1,142...second moisture extraction section, 151,15
2,161,162,291,292...Opening/closing valve, 17...Flow meter, 18...Drain piping, 19
...Drain valve, 20...Drain tank, 24...
Refrigerant piping, 25... Refrigerator unit, 261, 2
62... Pre-evaporator, 27... Post-evaporator, 281, 282... Heater, 31... Refrigerant heating section, 32... Heater, 411, 412...
Throttle, 421, 422...expansion valve.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 冷凍サイクルおよびガスサンプリング系から
成り、 前記冷凍サイクルは、複数の前置エバポレータ
と、これらの各前置エバポレータごとに直列に設
けられた開閉弁と、前記各前置エバポレータの前
段にそれぞれ設けられた絞りと、前記複数の前置
エバポレータの出口側に共通に設けられた後置エ
バポレータと、この後置エバポレータおよび前記
複数の前置エバポレータの間に設けられた、コン
プレツサおよびコンデンサを含む共通の冷凍機ユ
ニツトとを備えており、 前記ガスサンプリング系は、水分抽出対象のガ
スをサンプリングするサンプリングポンプと、こ
のサンプリングポンプでサンプリングされたガス
が前記後置エバポレータの作用を受けるように設
けられた第1の水分抽出部と、前記各前置エバポ
レータごとに設けられ、前記第1の水分抽出部を
通つたガスが流入して前記前置エバポレータの作
用を受ける第2の水分抽出部と、この第2の水分
抽出部のそれぞれに直列に設けられた開閉弁と、
前記第1および第2の水分抽出部に対して共通に
設けられたドレン抜き手段とを備えている 水分抽出装置。 2 前記第2の水分抽出部はそれぞれヒータを含
んでいる特許請求の範囲第1項記載の水分抽出装
置。 3 前記後置エバポレータの入口側に冷媒を加熱
する加熱部を配置した特許請求の範囲第1項また
は第2項記載の水分抽出装置。
[Scope of Claims] 1. Consists of a refrigeration cycle and a gas sampling system, wherein the refrigeration cycle includes a plurality of pre-evaporators, on-off valves provided in series for each of the pre-evaporators, and each of the pre-evaporators. a rear evaporator commonly provided on the outlet side of the plurality of pre-evaporators; a compressor and a compressor provided between the rear evaporator and the plurality of pre-evaporators; A common refrigerator unit including a condenser is provided, and the gas sampling system includes a sampling pump that samples the gas from which water is to be extracted, and a system that allows the gas sampled by the sampling pump to be subjected to the action of the post-evaporator. a first moisture extraction section provided for each of the pre-evaporators, and a second moisture extraction section provided for each of the pre-evaporators, into which gas that has passed through the first moisture extraction section flows and is subjected to the action of the pre-evaporator. and an on-off valve provided in series with each of the second moisture extraction section,
A water extraction device comprising a drain draining means provided in common to the first and second water extraction sections. 2. The moisture extraction device according to claim 1, wherein each of the second moisture extraction sections includes a heater. 3. The water extraction device according to claim 1 or 2, wherein a heating section for heating the refrigerant is arranged on the inlet side of the post-evaporator.
JP57073068A 1982-04-30 1982-04-30 Apparatus for extracting water Granted JPS58189023A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57073068A JPS58189023A (en) 1982-04-30 1982-04-30 Apparatus for extracting water

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JP57073068A JPS58189023A (en) 1982-04-30 1982-04-30 Apparatus for extracting water

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Publication Number Publication Date
JPS58189023A JPS58189023A (en) 1983-11-04
JPH0353009B2 true JPH0353009B2 (en) 1991-08-13

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ID=13507647

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