JPH08247687A - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
- Publication number
- JPH08247687A JPH08247687A JP5277695A JP5277695A JPH08247687A JP H08247687 A JPH08247687 A JP H08247687A JP 5277695 A JP5277695 A JP 5277695A JP 5277695 A JP5277695 A JP 5277695A JP H08247687 A JPH08247687 A JP H08247687A
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- JP
- Japan
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- heat transfer
- tube
- transfer tube
- heat exchanger
- heat
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱交換器の熱交換効率を高める。
【構成】 高温ガス流路3を横切るように伝熱管12を
配設し、該伝熱管12の接続端部12aを管板7,8に
形成した伝熱管取付け孔6に気密に連結した構成を有す
る熱交換器であって、前記伝熱管12をカーボンチュー
ブ20により形成することにより、熱交換器の熱交換効
率を高める。
配設し、該伝熱管12の接続端部12aを管板7,8に
形成した伝熱管取付け孔6に気密に連結した構成を有す
る熱交換器であって、前記伝熱管12をカーボンチュー
ブ20により形成することにより、熱交換器の熱交換効
率を高める。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱交換器、特に燃焼廃
ガスの高温ガスから廃熱を回収する場合に有効な熱交換
器に関するものである。
ガスの高温ガスから廃熱を回収する場合に有効な熱交換
器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4は従来の廃熱回収式の熱交換器の一
例を示すものであって、図中1は内部に上方から下方に
向って高温ガス2を流動させる高温ガス流路3を備えた
熱交換器本体であって、該熱交換器本体1の上端には高
温ガス導入口4が、又下端には高温ガス導出口5が設け
られている。
例を示すものであって、図中1は内部に上方から下方に
向って高温ガス2を流動させる高温ガス流路3を備えた
熱交換器本体であって、該熱交換器本体1の上端には高
温ガス導入口4が、又下端には高温ガス導出口5が設け
られている。
【0003】前記熱交換器本体1の左右両側面には、図
4及び図5に示すように伝熱管取付け孔6が形成された
管板7,8が形成されており、該管板7,8の更に側部
外側には外側壁9によりヘッダ室10,11が形成され
ている。更に前記管板7,8の伝熱管取付け孔6,6間
には、前記高温ガス流路3を横切るように配置した伝熱
管12が、上下方向、及び図4の紙面に鉛直な前後方向
に多数配設されている。
4及び図5に示すように伝熱管取付け孔6が形成された
管板7,8が形成されており、該管板7,8の更に側部
外側には外側壁9によりヘッダ室10,11が形成され
ている。更に前記管板7,8の伝熱管取付け孔6,6間
には、前記高温ガス流路3を横切るように配置した伝熱
管12が、上下方向、及び図4の紙面に鉛直な前後方向
に多数配設されている。
【0004】前記左右のヘッダ室10,11は、仕切り
板13によって夫々上下に多数に区画されていると共
に、該仕切り板13の位置が左右で半ピッチずれた位置
となっており、区画された最下端のヘッダ室10aに給
水口14が形成され、最上端のヘッダ室10bに給水出
口15が形成されている。
板13によって夫々上下に多数に区画されていると共
に、該仕切り板13の位置が左右で半ピッチずれた位置
となっており、区画された最下端のヘッダ室10aに給
水口14が形成され、最上端のヘッダ室10bに給水出
口15が形成されている。
【0005】上記構成により、前記給水口14から右側
の最下端のヘッダ室10aに供給された水は、伝熱管1
2を通る際に高温ガス2により昇温されて左側の最下端
のヘッダ室11に導かれ、続いて別の伝熱管12を通っ
て右側の下から2番目のヘッダ室10に導かれ、続いて
別の伝熱管12を通って左側の下から2番目のヘッダ室
11に導かれるというようにジグザク状に流動しながら
上昇して熱回収し、温水又は蒸気となり、上端部のヘッ
ダ室10bを経て給水出口15から外部に導出されるよ
うになっている。
の最下端のヘッダ室10aに供給された水は、伝熱管1
2を通る際に高温ガス2により昇温されて左側の最下端
のヘッダ室11に導かれ、続いて別の伝熱管12を通っ
て右側の下から2番目のヘッダ室10に導かれ、続いて
別の伝熱管12を通って左側の下から2番目のヘッダ室
11に導かれるというようにジグザク状に流動しながら
上昇して熱回収し、温水又は蒸気となり、上端部のヘッ
ダ室10bを経て給水出口15から外部に導出されるよ
うになっている。
【0006】図中16は前記伝熱管12の汚れを水洗に
より洗浄するために熱交換器本体1内の上部に設けられ
た洗浄ノズル、17は下端に設けられたドレン口であ
る。
より洗浄するために熱交換器本体1内の上部に設けられ
た洗浄ノズル、17は下端に設けられたドレン口であ
る。
【0007】高温ガス2に廃ガスを利用する熱交換器で
は、例えば熱交換器に導入される排ガスの温度が135
℃で、出口温度が90℃のような温度においては伝熱管
12内に結露による硫酸腐食が発生する問題があり、こ
のため伝熱管12及び管板7,8を安価で伝熱性が良好
な鋼材で構成することができず、そのために一般に前記
伝熱管12及び管板7,8をステンレス材(SUS材)
にて構成するようにしている。
は、例えば熱交換器に導入される排ガスの温度が135
℃で、出口温度が90℃のような温度においては伝熱管
12内に結露による硫酸腐食が発生する問題があり、こ
のため伝熱管12及び管板7,8を安価で伝熱性が良好
な鋼材で構成することができず、そのために一般に前記
伝熱管12及び管板7,8をステンレス材(SUS材)
にて構成するようにしている。
【0008】前記ステンレス材の伝熱管12をステンレ
ス材の管板7,8の伝熱管取付け孔6に接続固定する方
式としては、図6に示すように、管板7,8と伝熱管1
2を溶接18により固定する方式、あるいは図7に示す
ように、伝熱管取付け孔6に挿入させた伝熱管12の接
続端部12aを内側から加圧力19を加えて拡径させる
ことにより伝熱管取付け孔6内面に密着固定させるエキ
スパンダ方式を採用している。
ス材の管板7,8の伝熱管取付け孔6に接続固定する方
式としては、図6に示すように、管板7,8と伝熱管1
2を溶接18により固定する方式、あるいは図7に示す
ように、伝熱管取付け孔6に挿入させた伝熱管12の接
続端部12aを内側から加圧力19を加えて拡径させる
ことにより伝熱管取付け孔6内面に密着固定させるエキ
スパンダ方式を採用している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記ステンレ
ス材の伝熱管12は、鋼材の伝熱管に比して伝熱性が低
いために熱交換器の熱交換効率をあまり高めることがで
きず、しかもステンレス材は硬度が高いために加工が大
変であり、更に図6に示す溶接による固定方式では溶接
作業が大変であり、且つ伝熱管12と管板7,8との熱
膨張差による応力の発生によって溶接部にクラックが発
生しやすい等の問題があり、また図7に示すエキスパン
ダ方式では固定作業に時間を要する等の問題を有してい
た。
ス材の伝熱管12は、鋼材の伝熱管に比して伝熱性が低
いために熱交換器の熱交換効率をあまり高めることがで
きず、しかもステンレス材は硬度が高いために加工が大
変であり、更に図6に示す溶接による固定方式では溶接
作業が大変であり、且つ伝熱管12と管板7,8との熱
膨張差による応力の発生によって溶接部にクラックが発
生しやすい等の問題があり、また図7に示すエキスパン
ダ方式では固定作業に時間を要する等の問題を有してい
た。
【0010】本発明は、斯かる実情に鑑みてなしたもの
で、伝熱管にカーボンチューブを採用することを可能に
して熱交換効率を著しく向上させ、且つカーボンチュー
ブからなる伝熱管の伝熱管取付け孔への固定も容易、確
実に行い得る熱交換器を提供することを目的としてい
る。
で、伝熱管にカーボンチューブを採用することを可能に
して熱交換効率を著しく向上させ、且つカーボンチュー
ブからなる伝熱管の伝熱管取付け孔への固定も容易、確
実に行い得る熱交換器を提供することを目的としてい
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の熱交換器は、高
温ガス流路を横切るように伝熱管を配設し、該伝熱管の
接続端部を管板に形成した伝熱管取付け孔に気密に連結
した構成を有する熱交換器であって、前記伝熱管をカー
ボンチューブにより形成したことを特徴としている。
温ガス流路を横切るように伝熱管を配設し、該伝熱管の
接続端部を管板に形成した伝熱管取付け孔に気密に連結
した構成を有する熱交換器であって、前記伝熱管をカー
ボンチューブにより形成したことを特徴としている。
【0012】更に、伝熱管取付け孔の内周面に形成した
リング溝に嵌合したOリングによりカーボンチューブの
接続端部を気密に連結したことを特徴としている。
リング溝に嵌合したOリングによりカーボンチューブの
接続端部を気密に連結したことを特徴としている。
【0013】更に、カーボンチューブの接続端部に、内
周面にネジ溝を有しOリングに接する外周面が平滑な金
属スリーブを螺着していることを特徴としている。
周面にネジ溝を有しOリングに接する外周面が平滑な金
属スリーブを螺着していることを特徴としている。
【0014】また、金属スリーブがステンレススリーブ
であることを特徴としている。
であることを特徴としている。
【0015】
【作用】本発明の第1の手段では、伝熱管をカーボンチ
ューブにより形成しているので、伝熱管の伝熱性を著し
く向上させて、熱交換器の熱交換効率を大幅に高めるこ
とができ、よって熱交換器の小型化が達成できる。
ューブにより形成しているので、伝熱管の伝熱性を著し
く向上させて、熱交換器の熱交換効率を大幅に高めるこ
とができ、よって熱交換器の小型化が達成できる。
【0016】第2の手段では、管板の伝熱管取付け孔の
内周面に形成したリング溝にOリングを嵌合してカーボ
ンチューブの接続端部を気密に連結するようにしている
ので、管板とカーボンチューブの連結を容易に行うこと
ができる。
内周面に形成したリング溝にOリングを嵌合してカーボ
ンチューブの接続端部を気密に連結するようにしている
ので、管板とカーボンチューブの連結を容易に行うこと
ができる。
【0017】第3の手段では、カーボンチューブの接続
端部に、内周面にネジ溝を有し、Oリングに接する外周
面が平滑な金属スリーブを螺着しているので、カーボン
チューブと金属スリーブとの間が螺着によって気密に保
持され、且つ金属スリーブの平滑な外周面とOリングと
が気密に接着することになるので、管板とカーボンチュ
ーブの気密が確実に保持される。
端部に、内周面にネジ溝を有し、Oリングに接する外周
面が平滑な金属スリーブを螺着しているので、カーボン
チューブと金属スリーブとの間が螺着によって気密に保
持され、且つ金属スリーブの平滑な外周面とOリングと
が気密に接着することになるので、管板とカーボンチュ
ーブの気密が確実に保持される。
【0018】第4の手段では、金属スリーブをステンレ
ススリーブとしたことにより、カーボンチューブ及びス
テンレススリーブが硫酸腐食を生じることがないので、
特に燃焼廃ガスの廃熱を回収する熱交換器に好適に利用
できる。
ススリーブとしたことにより、カーボンチューブ及びス
テンレススリーブが硫酸腐食を生じることがないので、
特に燃焼廃ガスの廃熱を回収する熱交換器に好適に利用
できる。
【0019】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。
明する。
【0020】図1及び図2は、前記図4及び図5の熱交
換器に適用した本発明の一実施例を示したもので、図中
同一の符号を付したものは同一物を表わしている。
換器に適用した本発明の一実施例を示したもので、図中
同一の符号を付したものは同一物を表わしている。
【0021】図5に示したように高温ガス流路3を形成
している左右の管板7,8に形成された伝熱管取付け孔
6,6間に、図1に示す如く、カーボンチューブ20に
より形成した伝熱管12を配設している。
している左右の管板7,8に形成された伝熱管取付け孔
6,6間に、図1に示す如く、カーボンチューブ20に
より形成した伝熱管12を配設している。
【0022】該カーボンチューブ20からなる伝熱管1
2は、前記伝熱管取付け孔6,6に接続する端部外周
に、管板7,8の厚さより少し長い金属スリーブ21が
嵌合固定されており、該金属スリーブ21の外径は前記
伝熱管取付け孔6の内径より僅かに小さくなっている。
2は、前記伝熱管取付け孔6,6に接続する端部外周
に、管板7,8の厚さより少し長い金属スリーブ21が
嵌合固定されており、該金属スリーブ21の外径は前記
伝熱管取付け孔6の内径より僅かに小さくなっている。
【0023】前記金属スリーブ21は、図2に示すよう
に、内周面にネジ溝22が形成されており、該金属スリ
ーブ21のネジ溝22に前記カーボンチューブ20の接
続端部12aを捩じ込むことにより、金属スリーブ21
とカーボンチューブ20とを一体に固定するようにして
いる。この時、カーボンチューブ20が金属スリーブ2
1に強く捩じ込まれることにより、カーボンチューブ2
0の外周にネジ溝が形成されて気密に固定されるように
なる。
に、内周面にネジ溝22が形成されており、該金属スリ
ーブ21のネジ溝22に前記カーボンチューブ20の接
続端部12aを捩じ込むことにより、金属スリーブ21
とカーボンチューブ20とを一体に固定するようにして
いる。この時、カーボンチューブ20が金属スリーブ2
1に強く捩じ込まれることにより、カーボンチューブ2
0の外周にネジ溝が形成されて気密に固定されるように
なる。
【0024】図1に示すように、前記伝熱管取付け孔6
の内周面には、リング溝23を環状に形成し、該リング
溝23にOリング24を嵌入配置する。Oリング24に
は対熱、耐薬品性等に優れているフッソ系ゴム(例えば
JISB2401)等が用いられる。
の内周面には、リング溝23を環状に形成し、該リング
溝23にOリング24を嵌入配置する。Oリング24に
は対熱、耐薬品性等に優れているフッソ系ゴム(例えば
JISB2401)等が用いられる。
【0025】前記したようにカーボンチューブ20の接
続端部12a外周に金属スリーブ21が嵌合固定された
伝熱管12を、前記金属スリーブ21が前記Oリング2
4の内周に緊密に挿入されるように配置して熱交換器を
構成する。
続端部12a外周に金属スリーブ21が嵌合固定された
伝熱管12を、前記金属スリーブ21が前記Oリング2
4の内周に緊密に挿入されるように配置して熱交換器を
構成する。
【0026】前記金属スリーブ21は、高温ガス2が硫
酸腐食の心配が無いガスの場合には、鋼材等の種々の金
属で製作することができる。
酸腐食の心配が無いガスの場合には、鋼材等の種々の金
属で製作することができる。
【0027】一方、高温ガス2が燃焼廃ガスのように硫
酸腐食の問題が生じるガスの場合には、金属スリーブ2
1をステンレススリーブ25とする。またこの場合に
は、管板7,8もステンレス材にて形成する。
酸腐食の問題が生じるガスの場合には、金属スリーブ2
1をステンレススリーブ25とする。またこの場合に
は、管板7,8もステンレス材にて形成する。
【0028】更に、前記管板7,8と伝熱管12との間
の気密性が厳しく要求されない場合には、図3に示すよ
うに、伝熱管取付け孔6の内周面にリング溝23を形成
して、該リング溝23にOリング24を嵌入配置し、該
Oリング24内にカーボンチューブ20の接続端部12
aを直接挿入して連結することもできる。
の気密性が厳しく要求されない場合には、図3に示すよ
うに、伝熱管取付け孔6の内周面にリング溝23を形成
して、該リング溝23にOリング24を嵌入配置し、該
Oリング24内にカーボンチューブ20の接続端部12
aを直接挿入して連結することもできる。
【0029】以下、上記実施例の作用を説明する。
【0030】図1〜図3に示すように、伝熱管12をカ
ーボンチューブ20により形成するようにしているの
で、伝熱管12の伝熱性を著しく向上させることがで
き、よって熱交換器の熱交換効率を大幅に高めることが
でき、熱交換器の小型化を達成することができる。
ーボンチューブ20により形成するようにしているの
で、伝熱管12の伝熱性を著しく向上させることがで
き、よって熱交換器の熱交換効率を大幅に高めることが
でき、熱交換器の小型化を達成することができる。
【0031】また、図1および図2に示すように、カー
ボンチューブ20の接続端部12aに、内周面にネジ溝
22を形成した金属スリーブ21を螺着しているので、
梨地状を有しているカーボンチューブ20の外周面を、
外周面の精度を高めた金属スリーブ21で気密に包囲す
ることができ、且つ管板7,8の伝熱管取付け孔6の内
周面にリング溝23を介して配設したOリング24の内
側に、前記カーボンチューブ20端部の金属スリーブ2
1を緊密に挿入するようにしているので、表面が精度よ
く形成された金属スリーブ21とOリング24との接触
によりこの間の気密を確実に保持することができ、よっ
てカーボンチューブ20からなる伝熱管を、公差基準に
適合するように気密に、管板7,8の伝熱管取付け孔6
に固定することができる。
ボンチューブ20の接続端部12aに、内周面にネジ溝
22を形成した金属スリーブ21を螺着しているので、
梨地状を有しているカーボンチューブ20の外周面を、
外周面の精度を高めた金属スリーブ21で気密に包囲す
ることができ、且つ管板7,8の伝熱管取付け孔6の内
周面にリング溝23を介して配設したOリング24の内
側に、前記カーボンチューブ20端部の金属スリーブ2
1を緊密に挿入するようにしているので、表面が精度よ
く形成された金属スリーブ21とOリング24との接触
によりこの間の気密を確実に保持することができ、よっ
てカーボンチューブ20からなる伝熱管を、公差基準に
適合するように気密に、管板7,8の伝熱管取付け孔6
に固定することができる。
【0032】また、図3に示すように、伝熱管取付け孔
6の内周面にリング溝23を形成して、該リング溝23
にOリング24を嵌入配置し、該Oリング24内にカー
ボンチューブ20の接続端部12aを直接挿入して連結
することにより、前記管板7,8と伝熱管12との間の
気密性が厳しく要求されない場合には、間板7,8と伝
熱管12との連結を容易に行うことができる。
6の内周面にリング溝23を形成して、該リング溝23
にOリング24を嵌入配置し、該Oリング24内にカー
ボンチューブ20の接続端部12aを直接挿入して連結
することにより、前記管板7,8と伝熱管12との間の
気密性が厳しく要求されない場合には、間板7,8と伝
熱管12との連結を容易に行うことができる。
【0033】また、金属スリーブ21をステンレス材に
て形成したステンレススリーブ25とすることにより、
カーボンチューブ20及びステンレススリーブ25は硫
酸腐食を生じないので、特に燃焼廃ガスの廃熱を回収す
る熱交換器には好適に利用することができる。
て形成したステンレススリーブ25とすることにより、
カーボンチューブ20及びステンレススリーブ25は硫
酸腐食を生じないので、特に燃焼廃ガスの廃熱を回収す
る熱交換器には好適に利用することができる。
【0034】
【発明の効果】請求項1の発明では、伝熱管をカーボン
チューブにより形成するようにしているので、伝熱管の
伝熱性を著しく向上させることができ、よって熱交換器
の熱交換効率を大幅に高めることができ、熱交換器の小
型化を達成できる。
チューブにより形成するようにしているので、伝熱管の
伝熱性を著しく向上させることができ、よって熱交換器
の熱交換効率を大幅に高めることができ、熱交換器の小
型化を達成できる。
【0035】請求項2の発明では、管板の伝熱管取付け
孔の内周面に形成したリング溝にOリングを嵌合してカ
ーボンチューブの接続端部を気密に連結するようにして
いるので、管板とカーボンチューブの連結を容易に行う
ことができる。
孔の内周面に形成したリング溝にOリングを嵌合してカ
ーボンチューブの接続端部を気密に連結するようにして
いるので、管板とカーボンチューブの連結を容易に行う
ことができる。
【0036】請求項3の発明では、カーボンチューブの
接続端部に、内周面にネジ溝を有し、Oリングに接する
外周面が平滑な金属スリーブを螺着しているので、カー
ボンチューブと金属スリーブとの間が螺着によって気密
に保持され、且つ金属スリーブの平滑な外周面とOリン
グとが気密に接着することになるので、管板とカーボン
チューブの気密が確実に保持される。
接続端部に、内周面にネジ溝を有し、Oリングに接する
外周面が平滑な金属スリーブを螺着しているので、カー
ボンチューブと金属スリーブとの間が螺着によって気密
に保持され、且つ金属スリーブの平滑な外周面とOリン
グとが気密に接着することになるので、管板とカーボン
チューブの気密が確実に保持される。
【0037】請求項4の発明では、金属スリーブをステ
ンレススリーブとしたことにより、カーボンチューブ及
びステンレススリーブが硫酸腐食を生じることがないの
で、特に燃焼廃ガスの廃熱を回収する熱交換器に好適に
利用できる。
ンレススリーブとしたことにより、カーボンチューブ及
びステンレススリーブが硫酸腐食を生じることがないの
で、特に燃焼廃ガスの廃熱を回収する熱交換器に好適に
利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す要部の切断正面図であ
る。
る。
【図2】図1のカーボンチューブと金属スリーブとの固
定例を示す切断正面図である。
定例を示す切断正面図である。
【図3】本発明の他の実施例を示す要部の切断正面図で
ある。
ある。
【図4】廃熱回収式の熱交換器の一例を示す切断正面図
である。
である。
【図5】図4の伝熱管の一部の周辺を示す切断正面図で
ある。
ある。
【図6】伝熱管を管板に固定する方式の従来の一例を示
す図4のA部詳細図である。
す図4のA部詳細図である。
【図7】伝熱管を管板に固定する方式の従来の他の例を
示す図4のA部詳細図である。
示す図4のA部詳細図である。
3 高温ガス流路 6 伝熱管取付け孔 7 管板 8 管板 12 伝熱管 12a 接続端部 20 カーボンチューブ 21 金属スリーブ 22 ネジ溝 23 リング溝 24 Oリング 25 ステンレススリーブ
Claims (4)
- 【請求項1】 高温ガス流路を横切るように伝熱管を配
設し、該伝熱管の接続端部を管板に形成した伝熱管取付
け孔に気密に連結した構成を有する熱交換器であって、
前記伝熱管をカーボンチューブにより形成したことを特
徴とする熱交換器。 - 【請求項2】 伝熱管取付け孔の内周面に形成したリン
グ溝に嵌合したOリングによりカーボンチューブの接続
端部を気密に連結したことを特徴とする請求項1に記載
の熱交換器。 - 【請求項3】 カーボンチューブの接続端部に、内周面
にネジ溝を有しOリングに接する外周面が平滑な金属ス
リーブを螺着していることを特徴とする請求項1又は2
に記載の熱交換器。 - 【請求項4】 金属スリーブがステンレススリーブであ
ることを特徴とする請求項3に記載の熱交換器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5277695A JPH08247687A (ja) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5277695A JPH08247687A (ja) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | 熱交換器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08247687A true JPH08247687A (ja) | 1996-09-27 |
Family
ID=12924268
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5277695A Pending JPH08247687A (ja) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | 熱交換器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08247687A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100657050B1 (ko) * | 2006-03-20 | 2006-12-14 | 장동현 | 튜브 시트 |
US20080202739A1 (en) * | 2007-02-27 | 2008-08-28 | Barfknecht Robert J | 2-Pass heat exchanger including internal bellows assemblies |
-
1995
- 1995-03-13 JP JP5277695A patent/JPH08247687A/ja active Pending
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