JPH0771893A - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
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- JPH0771893A JPH0771893A JP6128965A JP12896594A JPH0771893A JP H0771893 A JPH0771893 A JP H0771893A JP 6128965 A JP6128965 A JP 6128965A JP 12896594 A JP12896594 A JP 12896594A JP H0771893 A JPH0771893 A JP H0771893A
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- JP
- Japan
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- wall
- jacket
- heat exchanger
- baffle
- fluid
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-
- 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
- F28F9/22—Arrangements for directing heat-exchange media into successive compartments, e.g. arrangements of guide plates
-
- 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
- F28F9/26—Arrangements for connecting different sections of heat-exchange elements, e.g. of radiators
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
Abstract
ナーのない熱交換器を提供する。 【構成】 第一流体のための1つの管束5を含む熱交換
器であって、管束5を囲み、管束5が貫通するエンドピ
ース2によって各端が閉じられ、第2流体のための1つ
の入口3と1つの出口4を備え、第2流体の流れの方向
を逆流させるために、管束5に垂直な、前記入口と出口
の間の壁6を備え、これによって前記バッフル壁が、ジ
ャケット1の一方の側と他方の側に交互に前記第2流体
が流れるための流路10を残し、バッフル壁6が、少な
くとも1つのバッフルプレート7と、バッフルプレート
7の外側エッヂが接続されている、ジャケット1の内周
部に渡って延伸し、内側方向へ向いている1つの壁8に
よって形成され、その結果壁8がない場合、第2流体の
ための流路10が開いた状態になるジャケット1を含
む。
Description
くとも1つの管束を含む熱交換器であって、該管がその
中を延伸するエンドピースによって両端が閉じられ、第
2流体のための少なくとも1つの入口と出口を備え、前
記第2流体の流れを逆流させるために該管に垂直なバッ
フル壁を前記入口と出口の間に備えた、前記管を取り囲
むジャケットを含む熱交換器に関する。前記バッフル壁
は、前記ジャケットの一方の側及び他方の側に交互に前
記第2流体を自由に通すための流路を有する。
の従来の熱交換器では、バッフルは、前記管束(5、2
7、31)を囲む、一方の側が切り落とされた円形状の
バッフルプレートから成り、このバッフルプレートは該
ジャケットの内径と等しい直径を持つ。第2流体のため
の開いた連続流路が互いに垂直に向き合うように、前記
バッフルプレートはジャケットに取り付けられる。この
ような熱交換器では、第2流体の流れは管束に対して部
分的に垂直ではあるが、また、管束に対して部分的に平
行でもあり、これによって熱伝達が制限される。
ーナーが含まれ、この管束が不正確に配置されている場
合には、最終バッフルとエンドプレートの間にデッドス
ペースが形成されることがあり、その状態では、第2流
体は多かれ少なかれ静止し、沈殿物の蓄積、局所的高温
が引起こされ、腐食のみならず低い熱伝達が結果として
生じることになる。また、前記従来型熱交換器の場合に
は、漏れないように流路の隣接バッフルをジャケットに
接続することは困難である。ジャケットとバッフルエッ
ヂの間の漏れは冷却能力も減少させる。
り高速の第2流体を得るための調節が困難である。従来
型の熱交換器は、流体の一定の温度と流量で最適に動く
ように計算されている。第2流体の流量の大規模な減少
によって熱交換能力は減少するが、これは、前記第2流
体のより低い速度、及び、流体間のより小さい温度差が
原因である。
点を回避すること、及び、比較的安価であるにもかかわ
らず、優れた熱伝達を示すデッドコーナーのない熱交換
器であって、1つの実施例において、第2流体の流れに
関して経済的に、かつ、同一ジャケット内に第1の流体
のためのいくつかの管束を取り付ける可能性を提示する
ように、調節することも可能な熱交換器を提供すること
をその目的とするものである。
間に亘って延伸し、バッフルプレートの外側エッヂが接
続されている内側方向に向いている、少なくとも1つの
バッフルプレートと少なくとも1つの壁とによってバッ
フルが形成され、その結果、壁がない場所に第2流体が
流れるための流路が残るという点において、この目標は
本発明によって達成される。
えた単一のピースを形成していてもよいし、遊動壁であ
ってもよい。あるいは、いくつかの壁は固定されてい
て、いくつかの壁は遊動するものであってもよい。
いたり加えたりすることにより、第2流体の流れを調節
することが容易になる。
は、連続バッフル壁及び/又は外部バッフル壁およびエ
ンドピースとの間に少なくとも1つの横断方向の仕切壁
を持ち、この仕切壁は、管に対して垂直で、ジャケット
の外側エッヂ部分の間に亘ってジャケットの内側から一
定の距離のところに配置される。
流れは逆行せず、分割されて、平行で、より小さな流れ
に変る。その結果、前記流体の管の間に亘るより横断方
向の流れが得られれ、それによってよりよい熱伝達が得
られる。この横断方向の仕切壁を取り巻くジャケットに
接して遊動壁を置くことによって、特別なバッフル壁を
容易に形成することができ、この横断方向の仕切壁がバ
ッフル壁となる。反対に、バッフルプレートのまわりの
遊動壁を取り除くことによってバッフル壁を消滅させる
ことができるが、バッフルプレートはそのまま横断方向
の仕切壁として機能する。
と同じサイズと形状を有しいてもよいが、ただ、ジャケ
ット内壁には接続されない。
ットの内壁とバッフルプレートの外側との間にシールが
ある。
壁との間の漏流が回避され、第2流体の全流量は、壁の
中の仕切りによって形成された流路を通って流れなけれ
ばならない。
部分的に円筒状であり、バッフルプレートは円形で、ジ
ャケットの内径とぴったりと合う直径を持つ。ジャケッ
トは、向き合った側で広くなり、第2流体の流れが転送
されるチャネルが形成される。
ための管束をただ一つ含むだけである。
あってもよく、これらの管束は互いに平行で1つのジャ
ケットによって囲まれ、管束のうちの一方は他方より長
く、バッフル壁が、互いに隣接しているこの様々な管束
の間に渡って延伸している。
って延伸するバッフル壁が、各々の管束に接するバッフ
ルプレートと、ジャケットの内側の少なくとも1つの壁
とによって効果的に形成されるが、この壁は流路を除い
て、2つのバッフルプレート間の開通部を閉じ、また、
各々のバッフルプレートとジャケットの内側との間の開
通部を閉じる。
ャケットの円筒部を有していてもよく、その結果、隣接
したジャケット部の内側スペースはひとつの流路によっ
て互いに連通し合い、隣接した管束の間に亘って延伸す
る各バッフル壁には、各管束に接する円形バッフルプレ
ート、対応するバッフルプレートに接続する、壁部の各
々に接する壁、及び、流路に置かれ、隣接したバッフル
プレートに接続する壁とが含まれる。
壁とジャケットとの間(ここに流路が、ジャケットの内
側に接する壁中の仕切壁によって形成されるのである
が)の流路の少なくとも1つは、口径を測定された流路
を持つ、前記内側に接する壁によって閉じられる。
ットはさらに第2の出入口を有してもよく、この場合に
は、前記第2出入口の間にバッフル壁があり、前記バッ
フル壁の流路に取り付けられた、口径を測定された流路
を備えた壁が付いている。
よる熱交換器のいくつかの推奨実施例を例として、(但
し、いかなる点においても制限的なものではない)添付
の図面を参考に以下説明する。
端がエンドピース2によって閉じられ、一方の端近くに
入口3を、他方の端近くに出口4を持つジャケット1
と、両端がエンドピース2の中を貫通して延伸し、ジャ
ケット1の縦方向に平行に延伸する、第1すなわち主要
流体が流れるための管束5と、ジャケット1の内側の管
5に対して垂直に取り付けられているいくつかのバッフ
ル6とを本質的に含んでいる。
が、互いに正反対に向き合う2ヶ所で広くなって、流体
が流れるチャネル48が形成される。
直径がジャケット1の内径よりわずかに小さい円形のバ
ッフルプレート7と、壁8がシール9を介してバッフル
プレート7の外側エッヂにぴったりと合うチャネル48
のうちの1つで、内側へ突き出、ジャケット1の内壁に
接している前記壁8とによって、前記バッフル壁6が形
成されることにより、チャネル48が閉じられるという
事実である。シール9がバッフルプレート7を囲み、バ
ッフルプレート7とジャケット1の円筒部分の内側との
間のシールがさらに形成される。
びて単一チャネル48を閉鎖する結果、ジャケット1の
一方の側、すなわち、もう一方のチャネル48では、流
路10は開いたままになる。
は、交互に、1つのチャネル48のジャケット1の一方
の側で、また、もう一方のチャネル48の反対の側で、
交互に、バッフル6のある位置で遮られる。その結果、
入口3を通って管5とジャケット1との間のスペースに
入る第2流体は、出口4向かってジグザグ状に流れるこ
とを強いられる。第2流体の流れの方向は矢印11によ
って図1に示される。
ッフル壁6とエンドピース2との間毎に、バッフルプレ
ート7と同じ直径を持つ、2つの、円形の、横断方向の
仕切壁12が取り付けられる。これらの横断方向の仕切
壁12の全周に亘ってオープンスペースがある。バッフ
ル壁6とは対照的に、横断方向の仕切壁12は、前記流
体の流れの方向を変更させず、その流れを分割して3つ
の平行な、より小さな流れに変える。
うように、バッフルプレート7と横断方向の仕切壁12
に対して管束5を正確に位置決めすることは、エンドピ
ース2によって保証されるだけでなく、管5に平行ない
くつかのバー13によっても保証される。なぜなら、前
記バー13は、バッフルプレート7の溝と横断方向の仕
切壁12の溝を通り、その両端はエンドピース2に取り
付けられるからである。
2が付けられた状態で、ジャケット1に管束5を組立て
るために、バッフルプレート7と同じ直径を持つ内側円
形部品14、およびこの内側円形部品14にぴったりと
合うことができる環状外側部品15によってエンドピー
ス2の1つが形成される。1−ピースエンドピース2お
よび2−ピースエンドピース2から成る部品14が管束
5に付けられる。管束5は、1−ピースエンドピース2
がジャケット1にぴったりと合うまで、部品14と共に
ジャケット1の中を前方へ滑り、そこで、環状部品15
が部品14の周りに付けられ、ジャケット1の他端にぴ
ったりと合う。
もできるが、その場合、第1すなわち主要流体(通常、
ガス)は、管5の中を流れる。そして、冷却剤(通常、
水)である第2流体が矢印11に従って入口3から出口
へ流れる。バッフルプレート7、及び、横断方向の仕切
壁12が追加して存在するために、冷却流体の流れ方向
は、すべての地点において管5に対して事実上垂直であ
る。したがって優れた熱伝達が得られる。冷却流体はい
かなる地点においても静止していず、したがって、デッ
ドコーナーが回避され、冷却流体のむらのない流れが得
られる。バッフルプレート7と壁8あるいはジャケット
1の円筒部の間の密閉が確保され、その結果、冷却流体
は、流路10の中だけを流れることが可能となる。
は、流体の流量および要求される熱伝達に従って調節す
ることができる。したがって、壁8は、図1の点線によ
って示されるように2つの隣接したバッフル壁6の間の
2つの横断方向の仕切壁12のポイントに置くことがで
きる。このようにして、これらの横断方向の仕切壁12
はバッフルプレート7を形成し、このバッフルプレート
7は、壁8と共にバッフル壁6を形成する。ジャケット
1を製造するとき、このように、壁8を追加したり、あ
るいは取り除いたりしてもよい。この場合、前記壁8を
固定することによって、ジャケット1を備えた単体を形
成することができる。しかしながら、管束5を挿入する
前に、すべてあるいは少なくとも前記壁8のいくつかを
ジャケット1の内側にぴったりと合わせることが可能な
遊動壁にするほうがより容易である。この目的のため
に、前記ジャケット1にはチャネル48のグルーブ16
が内側に接して供給され、前記遊動壁8が配置される。
でも前記冷却流体に十分な速度を与えるために、ジャケ
ット1に十分なバッフル壁6があることを保証すること
が可能である。管束5上の冷却流体のパスを制御するこ
とが可能であり、したがって、標準化された要素、すな
わち、要求に応じて、管束5に取付けられ、バッフルプ
レート7や横断方向の仕切壁12を形成する円形プレー
トと共同する壁8によって熱伝達を調節することが可能
である。
体の流れを調節できるだけでなく、図3および図4に示
されるような単一の熱交換器を形成するために、各々自
身の管束5を持つ2つの熱交換器を容易に組合せること
もできる。
のとして、上面のジャケット17、その長さの一部に延
伸する、真下に縦の開通部19を備えた部分的に円筒状
のジャケット部18、底部、ジャケット部18の軸線に
平行な軸線を持ち、上部に縦の開通部21を備え、開通
部19と同サイズで、それと正反対に対向している、前
記開通部19の下に位置する部分的に円筒状のジャケッ
ト部20、及び、ジャケット部18と20にぴったりと
合い、ジャケット部18と20の内側スペース間の流路
を形成する接続部22がある。ジャケット部18は、チ
ャネル48を形成するために上部が広くなっており、ま
た同時に、ジャケット部18は、チャネル48を形成す
るために下部も同様に広くなっている。
ンドピース23によって閉じられ、その一方で、ジャケ
ット部18と20の他端は円形内側部品25と部品25
の回りにぴったりと合う環状部26から成る2−ピース
エンドピース24によって閉じられている。
じ長さを持ち、示されているようにジャケット部18の
長さより小さい(但しこれは必ずしも必要なことではな
い)。
る。この管27は、エンドピース23とエンドピース2
4の部品25にあるその両端によって保持されている。
壁部18の直径に直径がぴったりと合うバッフルプレー
ト28が管27に垂直に取り付けられている。
は、第2流体(例えば冷却剤)のための、入口29およ
び出口30をそれぞれ持っている。
ピース23、および対応するエンドピース24の部品2
5に保持された管の両端を持つ、類似した方法で配置さ
れた管束31がある。
は予備出口32、及びその隣に予備入口33を持ってい
る。
20の管31にぴったりと合い、それによって、前記バ
ッフルプレート34の直径は、ジャケット部20の内径
にぴたりと合う。
バッフルプレート28と底ジャケット部20のバッフル
プレート34に接続する、壁ジャケット部18と20の
軸線に垂直ないくつかの壁35が接続部22にある。
プレート28および34と共に、あるいは、トップのジ
ャケット部18のチャネル48にある壁37と共に、あ
るいは、底ジャケット部20のチャネル48にある壁3
8と共に、完全なバッフル壁39を形成する。バッフル
プレート28とバッフルプレート34にぴったりと合う
壁37と38は、それぞれシール36を介して位置し、
隣接するバッフル壁39が、ジャケット17の一方の側
とその反対側で第2流体すなわち冷却剤のための流路1
0を交互に形成するようになっている。
固定状態にも遊動状態にもすることができる。第2流体
によってカバーされたパスは、したがって、遊動壁を追
加したり、取り除いたりすることによって調節すること
ができる。このパスは矢印11によって図3に示され
る。
と入口33の間に位置し、前記出入口の側にその流路1
0を有する。管40は、出口32に接続し、入口33へ
帰る回路41によって接続している。前記バッフル壁3
9とジャケット部20の内壁との間の流路10に、ジャ
ケット部20の内側に遊動的に取り付けられた壁37あ
るいは38と類似の方法で口径を測定された流路43を
備えた壁42がある。その結果、第2流体の一部は管4
0の中ではなく流路43を介して流れるために、回路4
1の圧力低下の減少が可能になる。
に接続し、一方、温度計47を備えた吐出し管46は出
口30に接続している。第2流体の流量は、ゲージ47
によって測定された温度に従ってバルブ45により調節
することができる。管束31が管束27の隣りに置かれ
る場合、第2流体は、バッフル壁29によって2つの管
束上を垂直に流れることを強いられる。管束27の隣り
に管束31がない場合、ジャケット部18の内側に取り
付けられ、シール36によってバッフルプレート28に
接続された、バッフルプレート28と壁37によって形
成されるバッフル壁39間のジャケット部18の内側の
前記流体は、ジグザク状に流れる。
にすることも可能である。同じことが壁35にも当ては
まる。この実施例では、横断方向の仕切壁を隣接したバ
ッフル壁39間に取り付けることもできる。2つの管束
が互いに隣接して置かれる場合、横断方向の仕切壁を各
々の管束に取り付けることができ、壁によってこれらの
横断方向の仕切壁を互いに接続することが可能である。
によい熱伝達を提示する一方で、例えば、いくつかの管
束を持つための標準的構成要素を用いる変更例のための
広い可能性が提示されている。
実施例に制限されるものでは決してない。反対に、この
ような熱交換器は、本発明の範囲内にある種々の変更例
においても作ることができるものである。
類似の縦断面図
…エンドピース 3,29,33…入り口 4,30,32
…出口 5,27,31…管束 6,39…バッ
フル壁 7,28,34…バッフルプレート 8,35,3
7,38…壁 9,36…シール 10…流路 12…仕切壁 13…バー 19,21…開通部
Claims (13)
- 【請求項1】 第1流体のための少なくとも1つの管束
(5、27、31)を含む熱交換器であって、前記管束
(5、27、31)を囲み、前記管束(5、27、3
1)が貫通するエンドピース(2、23、24)によっ
て各端が閉じられ、第2流体のための、少なくとも1つ
の入口(3、29、33)と1つの出口(4、30、3
2)を備え、前記第2流体の流れの方向を逆流させるた
めに、前記管束(5、27、31)に垂直な、前記入口
と出口の間の壁(6、39)を備え、これによって前記
バッフル壁が、ジャケット(1、17)の一方の側と他
方の側に交互に前記第2流体が流れるための流路(1
0)を残し、バッフル壁(6、39)が、少なくとも1
つのバッフルプレート(7、28、34)と、バッフル
プレート(7、2B、34)の外側エッヂが接続されて
いる、ジャケット(1、17)の内周部に渡って延伸
し、内側方向へ向いている少なくとも1つの壁(8、3
7,38))によって形成され、その結果、壁(8、3
7、38)がない場合、第2流体のための流路(10)
が開いた状態になることによって特徴づけられるジャケ
ット(1、17)を含むことを特徴とする熱交換器。 - 【請求項2】 請求項1に記載の熱交換器において、ジ
ャケットに接している少なくともいくつかの壁(8、3
7および38)が、遊動壁であることを特徴とする熱交
換器。 - 【請求項3】 請求項1乃至2のいずれかに記載の熱交
換器において、連続バッフル壁(6、39、46)及び
/又は外側バッフルエッヂ(6、39)とエンドピース
(2、23、24)との間に、該管(5、27、31)
に垂直に取り付けられた、少なくとも1つの横断方向の
仕切壁(12)があるが、エンドピース(2、23、2
4)によって閉じられているために、該管の外側エッヂ
が前記ジャケット(1、17)の内側から一定の距離の
ところにあることを特徴とする熱交換器。 - 【請求項4】 請求項3に記載の熱交換器において、横
断方向の仕切壁(12)がバッフルプレート(7、2
8、34)と同じサイズ、および形状を有すること特徴
とする熱交換器。 - 【請求項5】 請求項1乃至4のいずれかに記載の熱交
換器において、ジャケット(1、17)の内壁(8、3
7、38)とバッフルプレート(7、28、34)の外
側エッヂとの間にシール(9、36)がぴったりと合う
ことを特徴とする熱交換器。 - 【請求項6】 請求項1乃至5のいずれかに記載の熱交
換器において、ジャケット(1)が部分的に円筒状であ
るが、チャネル(48)を形成するために対向する側で
広くなっていることと、バッフルプレート(7)が円形
で、ジャケット(1)の内径とぴったりと合う直径を備
え、一方で、ジャケット(1)の内側に接する壁(8)
が、一方又は他方のチャネル(48)中で交互に配置さ
れることにより前記チャネル(48)が閉じることとを
特徴とする熱交換器。 - 【請求項7】 請求項6に記載の熱交換器において、こ
の熱交換器が第1流体のための、管束(5)を1つしか
含まないことを特徴とする熱交換器。 - 【請求項8】 請求項1乃至6のいずれかに記載の熱交
換器において、この熱交換器が2つ以上の管束(27、
31)を含み、前記管束が互いに平行で、ジャケット
(17)によって囲まれ、該管束(27)のうちの一方
が他方(31)より長くてもよく、前記管束が互いに隣
り合って置かれている異なる管束(27、31)上を該
バッフル壁(39)が延伸することを特徴とする熱交換
器。 - 【請求項9】 請求項8に記載の熱交換器において、い
くつかの管束(27、31)の間に亘って延伸するバッ
フル壁(39)が、各々の管束に接したバッフルプレー
ト(28、34)及び、2つのバッフルプレート(28
と34)間で開通部を閉じ、かつ、該バッフルプレート
(28と34)のそれぞれとジャケット(17)の内側
との間で、流路に対して以外は開通部を閉じる、ジャケ
ット(17)の内側に接した少なくとも一つの壁(3
5、37、38)によって構成されることを特徴とする
熱交換器。 - 【請求項10】 請求項9に記載の熱交換器において、
各管束(27、31)に対して、この熱交換器が、ほと
んど円筒状の部分とチャネル(48)を形成する広げ部
分を備えたジャケット部(18、20)とを持ち、それ
によって隣接する管束の隣接ジャケット部(18と2
0)の内側スペースが開通部(21)によって互いと連
通し、隣接した管束(27、31)間に渡って延伸する
各バッフル壁(39)が、開通部(21)に位置し、隣
接するバッフルプレート(28、34)に接続する壁
(35)と共に、各バッフルに接する円形のバッフルプ
レート(28と34)と、一つのジャケット部(18、
20)においてチャネル(48)が開いている状態のま
ま流路(10)を形成する一方で、ジャケット部(1
8、20)のうちの1つでチャネル(48)を閉じる壁
(37または38)とを有することを特徴とする熱交換
器。 - 【請求項11】 請求項10に記載の熱交換器におい
て、いくつかの管束の間に渡って延伸するバッフル壁
(39)が、ジャケット(17)の内側に接しているい
くつかの分離壁(35、37、38)、すなわち、1つ
の管束(27)を囲み、かつ、バッフル壁(39)のも
う一方のバッフルプレート(28)にぴったりと合う、
バッフル壁(39)のジャケット部(18)のチャネル
(48)中の壁(37)、あるいは、もう一方の管束
(31)を囲み、バッフル壁(39)のもう一方のバッ
フルプレート(34)にぴったりと合う、ジャケット部
(20)に接する壁(38)、そして、2つのバッフル
プレート(28と34)との間に位置し、これらのバッ
フルプレートにぴったりと合う壁(35)とを含むこと
を特徴とする熱交換器。 - 【請求項12】 請求項1乃至11のいずれかに記載の
熱交換器において、前記流路が、ジャケット(1、1
7)の内側に接する壁(8、37、38)中の仕切壁に
よって形成されているバッフル壁(6、39)とジャケ
ット(1、17)の間の流路(10)の内の少なくとも
1つが、この内側にある口径を測定された流路(43)
を備えた壁(42)によって閉じられることを特徴とす
る熱交換器。 - 【請求項13】 請求項12に記載の熱交換器におい
て、入口(3)および出口(14)に加えて、ジャケッ
ト(1、17)が、第2の入口(33)と出口(32)
をその両端近くに持ち、この場合、前記第2出入口(3
3、32)の間にバッフル壁(39)があり、この壁に
は、流路(10)に取り付けられた、口径を測定された
流路(43)を持つ壁(42)が備えられていることを
特徴とする熱交換器。
Applications Claiming Priority (2)
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---|---|---|---|
BE09300591 | 1993-06-11 | ||
BE9300591A BE1007213A5 (nl) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | Warmtewisselaar. |
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