FR2761760A1 - Hot air cooler - Google Patents
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Abstract
Description
Appareil de refroidissement de l'air chaud et sec
compact et bon marché
La présente invention concerne une gamme d'appareils destinés à améliorer le confort de personnes confinées dans des conditions pénibles de chaleur et de sécheresse ambiantes. Elle propose une solution simple et efficace, adaptée aux conditions d'utilisation diverses et au meilleur coût.Hot and dry air cooling device
compact and inexpensive
The present invention relates to a range of devices intended to improve the comfort of people confined in difficult conditions of ambient heat and dryness. It offers a simple and effective solution, adapted to various conditions of use and at the best cost.
Ces appareils sont proposés pour une large gamme d'applications avec des débits d'air frais allant de 10 à 100 mètres eubes/hture. 115 ne demandent aucun entretien particulier et consomment peu d'énergie (3 à 20
Wh en fonction du modèle). 115 se connectent sur une prise secteur, 220 ou 115 VAC, 50 ou 60 Hz, et dans des voitures sur l'allume-cigares (ou sur une prise amenagée). 115 peuvent aussi fonctionner sur une pile (pour les modèles à faible consommaton d'énergie), en toute autonomie, pour être emportés en voyage ou dans des endroits dépourvus de source d'électricité. ns sont lègers (0,6 à 1,2 ka) et peu encombrants. ns sont fiables, garantis 20 mille heures de fonctionnement.These devices are offered for a wide range of applications with fresh air flow rates ranging from 10 to 100 meters per hour. 115 do not require any special maintenance and consume little energy (3 to 20
Wh depending on the model). 115 are connected to a mains socket, 220 or 115 VAC, 50 or 60 Hz, and in cars to the cigarette lighter (or to a fitted outlet). 115 can also run on a battery (for models with low energy consumption), independently, to be taken on a trip or in places where there is no electricity source. They are light (0.6 to 1.2 ka) and not bulky. They are reliable, guaranteed for 20 thousand hours of operation.
II existe dèja, dans ce domaine des projets brevetés, sans réalisation pratique, d'appareils d'humidification de l'air ou de "climatisation d'une pièce ou local" comprenant un ventilateur ainsi que moyenens d'apport d'eau incluant un réservoir d'eau disposé en aval dudit ventilateur, basés sur le principe de pulverisation de l'eau (brevet français NO 1.411.179), ou d'entainement de l'eau qui descend en masse sur les éléments allongés, placés dans un flux d'air rapide (rev. 1, ligne 15 du brevet français NO 2.546.614). There are already patented projects in this field, without practical realization, of air humidification or "room or local air conditioning" apparatus comprising a fan as well as means of water supply including a water tank disposed downstream of said fan, based on the principle of spraying water (French patent NO 1,411,179), or entrainment of water which descends en masse on the elongated elements, placed in a flow fast air (rev. 1, line 15 of French patent NO 2,546,614).
Tous ces projets se caractérisent par un grand débit d'air et une consommation d'eau importante ( 2 L/h donné pour un appaeil selon le brevet NO 2.546.614) qui est projetée dans l'air et donne une sensation de fraicheur par l'arrosage; cela peut faire des dégats sans apporter une solution durable au probème de chaleur. Dans un espace confiné, l'air est vite saturé et n'absorbe plus de l'eau qui continue à être déversée en masse. Ces appareils sont destinés plutôt à humidifier l'air dans un espace ouvert, à condition d'éloigner de l'appareil les personnes et les objets qui n'aiment pas l'eau. All these projects are characterized by a large air flow and a significant water consumption (2 L / h given for a device according to patent NO 2.546.614) which is projected into the air and gives a feeling of freshness by watering; this can cause damage without providing a lasting solution to the heat problem. In a confined space, the air is quickly saturated and no longer absorbs water which continues to be poured en masse. These devices are intended rather to humidify the air in an open space, provided you keep people and objects that do not like water away from the device.
La description du brevet NO 2.546.614 confirme cette thèse: "Par exemple, l'appareil de climatisation selon invention, pour un ventilateur de diamètre 250 mm et une puissance 40 W (débit 500 m & /h) permet de faire baisser la température d'une pièce de 15 à 20 comme suit: b) à Séville (400C, 38 % d'humidité) la température de soufflage est de 320C, la consommation d'eau est d'environ 2 I./h."
Une analyse de ce résultat démontre: a) l'air atmosphérique à 400C et à 38% d'humidité contient dèja 22,6 g d'eau/mJ( l'air saturé à 100 % contient 59,6 g d'eau/n). A la température de soufflage de 320C, l'air est saturé avec 37,2 g d'eau/mJ, donc un apport supplémentaire maximum est de 13,6 g d'eau/m . Dans un espace de 40 m (env. 15 m de surface) la saturation est atteinte avec la consommation égale à: 40 mJ x 13,6 g/m= = 520 g d'eau., c'est à dire après un quart d'heure de fonctionnement. Après ça, l'eau continue à être projetée en l'air qui ne peut plus l'absorber et se déverse devant l'appareil.The description of patent NO 2,546,614 confirms this thesis: "For example, the air conditioning device according to the invention, for a fan with a diameter of 250 mm and a power of 40 W (flow rate 500 m / / h) makes it possible to lower the temperature of a room from 15 to 20 as follows: b) in Seville (400C, 38% humidity) the blowing temperature is 320C, the water consumption is around 2 I./h. "
An analysis of this result demonstrates: a) atmospheric air at 400C and 38% humidity already contains 22.6 g of water / mJ (100% saturated air contains 59.6 g of water / not). At the blowing temperature of 320C, the air is saturated with 37.2 g of water / mJ, therefore a maximum additional supply is 13.6 g of water / m. In a space of 40 m (approx. 15 m of surface) saturation is reached with consumption equal to: 40 mJ x 13.6 g / m = = 520 g of water, i.e. after a quarter of operating hours. After that, water continues to be projected into the air which can no longer absorb it and pours out in front of the device.
Au bout d'une heure de fonctionnement il y a des degâts.After one hour of operation there is damage.
b) n y a une confusion totale entre les affirmations: (Appareil) "permet de faire chuter la température d'une pièce" et "la température de soufflage est de 320C" ce qui suggère que la température de la pièce a chuté de SOC. b) there is total confusion between the statements: (Device) "allows to drop the temperature of a room" and "the supply temperature is 320C" which suggests that the room temperature dropped from SOC.
Or il n'y a aucune relation entre la température de soufflage à la sortie de l'appareil et la température dans un point quelconque eloigné de la pièce qui n'a pas varié.However, there is no relation between the blowing temperature at the outlet of the appliance and the temperature at any point far from the room which has not varied.
c) On voit bien la raison pour laquelle le ventilateur est placé en amont du réservoir et des éléments allongés (il travaille en surpression). C'est pour ne pas noyer le moteur par l'eau qui descend en masse sur lesdits éléments et se fait entraîner par un flux puissant.c) We can clearly see the reason why the fan is placed upstream of the tank and the elongated elements (it works under overpressure). This is so as not to drown the engine with water which descends en masse on the said elements and is carried along by a powerful flow.
d) Le réservoir inférieur (26) de réception de l'eau s'écoulant par gravité par les éléments allongés (rev. 8, lignes 18, 19), exposé au vent, vue la quantité de l'eau qui descend, quelque soit sa capacité elle va déborder rapidement.d) The lower tank (26) for receiving the water flowing by gravity through the elongated elements (rev. 8, lines 18, 19), exposed to the wind, in view of the amount of water coming down, whatever its capacity will overflow quickly.
On voit mal cet appareil installé dans' un vehicule qui bouge, comme il est stipulé dans la description (p. 7, ligne 11) e) "Les éléments allongés, réalisés en papier filtre ou en mousse" (rev. 5), " en feuilles, pliées en deux et sont passées autour d'un support sur deux de manière à avoir leurs extrémités libres, pendant vers le bas" (rev.9). It is difficult to see this device installed in a moving vehicle, as it is stipulated in the description (p. 7, line 11) e) "The elongated elements, made of filter paper or foam" (rev. 5), " in sheets, folded in half and passed around every other support so as to have their ends free, hanging downwards "(rev.9).
Au prémier coup de vent du ventilateur, ces éléments vont se tordre en déversant l'eau qui s'écoule à l'extérieur de l'appareil et en obstruant le passage de l'air.At the first gust of the fan, these elements will twist by pouring the water flowing outside the device and obstructing the passage of air.
n en découle que l'appareil de climatisation selon cette invention n'est pas réalisable.It follows that the air conditioning apparatus according to this invention is not feasible.
La présente invention a pour but d'améliorer le confort de personnes placées devant ces appareils en rafraîchissant et en humidifiant l'air soufflé pour le rendre respirable, dans un local ou dans une enceinte surchauffés, aérés, tout en évitant les inconveniants décrits précedemment. Elle se fixe un but plus modeste mais réaliste. Le concept est tatalement différent.The present invention aims to improve the comfort of people placed in front of these devices by cooling and humidifying the blown air to make it breathable, in a room or in an overheated, ventilated room, while avoiding the drawbacks described above. She sets a more modest but realistic goal. The concept is completely different.
La solution proposée se caractérise par:
a) Un apport d'eau faible et réglable, adaptable aux conditions d'utilisation. Cet apport d'eau est régulé de façon qu'elle puisse humidifier en permanence les parois de la cartouche spéciale sans écoulement. II n'y a pas de réservoir de réception de l'eau s'écoulant par exces. En régulant l'arrivée d'eau on peut moduler la température de soufflage dans une certaine plage. En position de fermeture, l'appareil fonctionne comme un ventilateur ordinaire.The proposed solution is characterized by:
a) A low and adjustable water supply, adaptable to the conditions of use. This supply of water is regulated so that it can permanently humidify the walls of the special cartridge without flow. There is no reservoir for receiving excess water. By regulating the water supply, the blowing temperature can be adjusted within a certain range. In the closed position, the device operates like an ordinary fan.
Entre la position de fermeture et la position de débit maximum, il y a une plage de régulation pour s'adapter aux conditions ambiantes.Between the closed position and the maximum flow position, there is a regulation range to adapt to the ambient conditions.
b) Le fonctionnement est basé sur le principe d'absorption de la chaleur par l'évaporation de l'eau qui humidifie en permanence les parois de la cartouche spéciale placée dans flux d'air dépressionnaire, engendré par un ventilateur, lui-même placé en aval de la cartouche à la sortie de l'appareil. La réaction endothermique d'évaporation se produit à l'intérieur de l'appareil et non à l'exterieur, comme c'est le cas pour les appareils qui procèdent par pulverisation ou par l'entraînement de l'eau par un flux puissant.b) The operation is based on the principle of absorption of heat by the evaporation of water which permanently humidifies the walls of the special cartridge placed in a flow of low pressure air, generated by a fan, itself placed downstream of the cartridge at the outlet of the device. The endothermic evaporation reaction takes place inside the device and not outside, as is the case for devices which proceed by spraying or by entraining water by a powerful flow.
L'air traversant la cartouche perd de la chaleur et sort de l'appareil refroidi et humidifié. Le flux d'air dépressionnaire favorise l'absorption de l'eau et s'écoule sans turbulences.The air passing through the cartridge loses heat and leaves the cooled and humidified device. The low pressure air flow promotes water absorption and flows without turbulence.
Comme ça a été dèja écrit, l'évaporation de l'eau est une réaction fortement endothermique. La chaleur latente d'évaporaton de l'eau, à la température des parois env. 200C, est de 592, 6 calJg.As already mentioned, the evaporation of water is a strongly endothermic reaction. The latent heat of evaporation of the water at the wall temperature approx. 200C, is 592.6 calJg.
La chaleur spécifique de l'air, à la pression atmosphérique, est de 288 cal./mJx deg.The specific heat of the air, at atmospheric pressure, is 288 cal./mJx deg.
La chaleur absorbée par l'évaporation d'un g. d'eau, permet donc de baisser la température d'un mètre cube d'air de 20C. Pour un débit d'air de 20 m3/h, et pour une consommation d'eau de 80 g/h, la différence de températures de l'air à l'entrée et à la sortie de l'appareil est donc de 80C.The heat absorbed by the evaporation of one g. of water, therefore makes it possible to lower the temperature of a cubic meter of air by 20C. For an air flow of 20 m3 / h, and for a water consumption of 80 g / h, the difference in air temperatures at the inlet and at the outlet of the device is therefore 80C.
Si on place cet appareil dans les conditons cités à Séville(400C, 38 % d'humidité), pour un débit d'air de 20 n/h et une consommation d'eau modeste de 80 g/h, l'air transitant l'appareil se charge de 4 g d'eau par mètre cube et sort rafraîchi de 80C avec 11 % d'humidité supplémetaire, c'est à dire à 49 %. Compte tenu des conditions ambiantes de chaleur, on peut raisonnablement charger davantage, avec une consommation d'eau de l'ordre 120 à 150 g/h et faire baisser la température de soufflage de 12 à 15 OC, sans incommoder par l'humidité excessive les personnes installés devant cet appareil. Dans ce même local, aéré, on peut l'utiliser en continu sans crainte de l'accumulation excessive de l'humidité, qui va s'évacuer lentement et se stabiliser à un niveau acceptable, et améliorer durablement le confort des occupants.If this device is placed in the conditions cited in Seville (400C, 38% humidity), for an air flow of 20 n / h and a modest water consumption of 80 g / h, the air passing through l The device takes care of 4 g of water per cubic meter and leaves refreshed with 80C with 11% additional humidity, that is to say at 49%. Given the ambient heat conditions, it is reasonable to charge more, with a water consumption of the order of 120 to 150 g / h and to lower the blowing temperature by 12 to 15 OC, without inconvenience by excessive humidity people seated in front of this appliance. In this same room, ventilated, it can be used continuously without fear of excessive accumulation of moisture, which will evacuate slowly and stabilize at an acceptable level, and lastingly improve the comfort of the occupants.
On obtient la même baisse de température de soufflage avec la consommation horaire de 80 g d'eau pour cet appareil qu'avec 2000 g pour l'autre, sans en subir les conséquences décrits précedemment, d'où l'intérêt du dosage du débit d'eau et du principe d'évaporation à l'intérieur de l'appareil, et non à l'exterieur, de l'eau dispersée par le procedé de pulverisation, ou par l'entraînement des goûttlettes dans un courant d'air puissant.The same blowing temperature drop is obtained with the hourly consumption of 80 g of water for this device as with 2000 g for the other, without undergoing the consequences described above, hence the advantage of metering the flow rate of water and the principle of evaporation inside the device, and not outside, of the water dispersed by the spraying process, or by entraining the droplets in a strong air stream .
Avec une autre version de l'appreil, plus puissante, comprenant en plus un module d'absorption d'humidité à l'entrée de l'appareil, ou avec d'autres moyens d'absorption d'humidité statiques (par ex. With another, more powerful version of the device, additionally comprising a moisture absorption module at the entrance of the device, or with other static moisture absorption means (e.g.
absorbeurs chimiques du commerce) disposés dans le local traité, on peut maintenir durablement dans ledit local ou une enceinte, confinés, les conditions de température et d'humidité de l'air à un niveau constant, agréable à vivre. commercial chemical absorbers) placed in the treated room, it can be maintained durably in said room or an enclosure, confined, the temperature and humidity conditions of the air at a constant level, pleasant to live.
Comme il a été dèja écrit, le fonctillnnement de cet appareil est basé sur le principe d'absorption de la chaleur de l'air transitant, par l'évaporation de l'eau à l'intérieur de celui-ci. L'air chaud et sec au contact avec les parois humides de la cartouche spéciale se charge d'humidité et perd de la chaleur. La quantité de frigories fournies par le système, dans un intervalle de temps, est fonction de la quantité d'eau transformée en vapeur pendant ce temps; cdleci étant fonction du débit et du degré d'humidité supplémentaire de
I'air, par rapport à l'ambiante, acquis pendant son passage dans l'appareil. Ce degré d'humidité supplémentaire dépend de la température, de la sécheresse de l'air, et de la surface des parois humides exposée au contact du flux d'air dépressionaire, engendré par le ventilateur aspirant. Ledit ventilateur, plat à rotor externe avec des palles fixés directement sur le rotor, est placé dans un boitier, formant carter de l'appareil, en aval de la cartouche (aspirant), créant ainsi un flux d'air dépressionnaire, traversant la cartouche, qui favorise l'évaporation.As it has already been written, the functioning of this device is based on the principle of absorption of heat from the air passing through, by the evaporation of the water inside it. The hot and dry air in contact with the wet walls of the special cartridge is charged with moisture and loses heat. The quantity of frigories supplied by the system, in a time interval, is a function of the quantity of water transformed into vapor during this time; this being a function of the flow rate and the additional degree of humidity of
The air, relative to the ambient, acquired during its passage through the device. This additional degree of humidity depends on the temperature, the dryness of the air, and the surface of the damp walls exposed to the contact with the flow of vacuum air, generated by the suction fan. Said fan, flat with external rotor with paddles fixed directly on the rotor, is placed in a box, forming the casing of the device, downstream of the cartridge (suction), thus creating a flow of low pressure air, passing through the cartridge , which promotes evaporation.
La mise en oeuvre de ce principe consiste à exposer une grande surface humide et alimentée en permanence en eau au contact du flux d'air chaud tout en respectant la perte de charges autorisée par les spécifications du ventilateur utilisé. Dans un appareil de section 1201120 mm on peut déployer 1 à 3 m de parois (en fonction du modèle), celles-ci étant balayées par l'air sur ses deux faces, soit une surface de contact avec le flux de 2 à 6 m. The implementation of this principle consists in exposing a large wet surface and permanently supplied with water in contact with the flow of hot air while respecting the pressure drop authorized by the specifications of the fan used. In a device with a 1201120 mm section, 1 to 3 m of walls can be deployed (depending on the model), these being swept by air on both sides, i.e. a surface of contact with the flow of 2 to 6 m .
Pour les appareils plus grands et puissants la surface déployée est en rapport avec le débit souhaité et avec les conditions d'utilisation.For larger and more powerful devices, the deployed surface is related to the desired flow rate and the conditions of use.
Le choix du ventilateur est défini aérodynamiquement par le débit d'air demandé pour une valeur de pression statique données 11 existe un vaste choix de ventilateurs industriels compacts et silencieux avec des débits et des pressions statiques divers, pour construire une gamme d'appreils adaptés aux conditions d'utilisation.The choice of fan is defined aerodynamically by the air flow required for a given static pressure value 11 there is a wide choice of compact and silent industrial fans with various static flow rates and pressures, to build a range of devices suitable for Terms of use.
Techniquement et commercial ement un appreil destiné à être utilisé dans un local vaste et dans des conditions extrêmes de température et de sécheresse ne peut pas être le même que celui utilisé dans une voiture ou une cabine dans un climat plus clément. Cela fait partie de la mise au point avant la sortie du catalogue des propositions commerciales.Technically and commercially, a device intended for use in a large room and in extreme conditions of temperature and drought cannot be the same as that used in a car or cabin in a milder climate. This is part of the development before the release of the catalog of commercial proposals.
Sur le plan technique de réalisation c'est un appreil simple à fabriquer (voir fig. 1). Exterieurement c'est un boitier (1) en plastique en forme de la lettre U, formant carter de l'appareil, dans lequel est placée une cartouche spéciale (2), en amont du ventilateur (7), lui-même placé dans un logement adapté à sa forme dans le même boitier, et isolé phoniquement dudit boiter. Cette cartouche (2), amovible, est constipée des parois, de préference verticales et parallèles à l'axe de l'appareil, en bande de tissus (ou d'une autre matière) non tissé de préférence, (de coût moindre), hydrofuge et résistant L'eau qui mouille en permanence les parois exposés sur ses deux facs au contact du flux d'air chaud et sec se transforme en vapeur et pour ce faire elle absorbe la chaleur de l'air, qui sort rafraîchi, humidifié et débarrassé des impuretés, retenues par les parois humides. En cas d'excès momentanné du débit, l'eau ercidentaire est absorbée par une éponge (10) sur laquelle répose la cartouche, et ensuite elle est évacuée vers l'extérieur par un orifice (8) situé au fond du carter (1). t
Le couvercle du boitier (1) est constitué d'une (ou plusieurs) réserve d'eau (3) companmentée sous forme d'une boite amovible, fixée sur le boitier (1), fermée hermétiquement vers l'extérieur par un couvercle (11), amovible lui aussi, et cette réserve peut être alimentée en permanence par un orifice (9) situé sur le couvercle, en cas de fonctionnement continu de l'appareil.From a technical point of view, it is a device that is simple to manufacture (see fig. 1). Externally it is a plastic case (1) in the shape of the letter U, forming a casing of the device, in which is placed a special cartridge (2), upstream of the fan (7), itself placed in a housing adapted to its shape in the same case, and phonically isolated from said case. This cartridge (2), which is removable, is made up of walls, preferably vertical and parallel to the axis of the device, in a strip of fabric (or of another material) preferably nonwoven (of lower cost), water-repellent and resistant The water that permanently wets the exposed walls on its two sides in contact with the flow of hot and dry air is transformed into vapor and to do this it absorbs the heat of the air, which leaves refreshed, humidified and freed of impurities, retained by the damp walls. In the event of a temporary excess flow, the western water is absorbed by a sponge (10) on which the cartridge rests, and then it is discharged to the outside through an orifice (8) located at the bottom of the casing (1). . t
The cover of the box (1) consists of one (or more) water reserve (3) accompanied in the form of a removable box, fixed on the box (1), hermetically closed to the outside by a cover ( 11), also removable, and this reserve can be permanently supplied by an orifice (9) located on the cover, in the event of continuous operation of the device.
La capacité de la réserve est prévue pour une autonomie de fonctionnement de 3 à 5 heures (soit 300-500g)
Le fond du réservoir est muni d'un système de régulation (4) du débit de l'eau ainsi que de sa répartition sur les parois de la cartouche (2). Le réglage du débit de l'eau se fait par une manette (5) située sur la face avant de l'appareil.The reserve capacity is provided for an operating autonomy of 3 to 5 hours (i.e. 300-500g)
The bottom of the tank is provided with a regulation system (4) for the flow of water and its distribution over the walls of the cartridge (2). The water flow is adjusted by a handle (5) located on the front of the device.
Ce système régulé d'alimentation permet une utilisation optimale de l'appareil, adaptée aux conditions de l'environnement de température et de sécheresse, très variables. Le débit de l'eau peut être adapté facilement à la consommation sans exces ni défaut.This regulated feeding system allows optimal use of the device, adapted to the conditions of the environment of temperature and drought, very variable. The water flow can be easily adapted to consumption without excess or defect.
Les extrémités de l'appareil à l'entrée et à la sortie sont munies de grills de protection (6).The ends of the device at the inlet and outlet are fitted with protective grills (6).
La poussière et les particules de fumées suspendues dans l'air se déposent sur les parois humides de la cartouche. Par mesure d'hygiène il est donc recommandé de changer périodiquement la cartouche, si l'appareil est utilisé dans un environnement poussiéreux. Dust and smoke particles suspended in the air settle on the damp walls of the cartridge. For hygienic reasons, it is therefore recommended to change the cartridge periodically, if the device is used in a dusty environment.
Les marchés concernés par ees appareils sont surtout ces des regions à climat chaud et sec, mais aussi des regions à climat tempéré pendant les périodes estivales.The markets concerned by these devices are mainly those of regions with hot and dry climate, but also of regions with moderate climate during the summer periods.
Pour un prix modeste ces appareils permettent d'améliorer le confort et de diminuer la fatigue de personnes confinées dans des locaux ou dans des vehicules surchauffés.For a modest price these devices make it possible to improve comfort and reduce the fatigue of people confined in premises or in overheated vehicles.
C'est un substitut de climatisation accessible à tous. n ne demande aucune installation particulière, il se fixe avec des ventouses (13), ou avec un support (12) élastique, isolé phoniquement de l'embase par des manchons en caoutchouc tendre (14). It is an air conditioning substitute accessible to all. n does not require any particular installation, it is fixed with suction cups (13), or with an elastic support (12), phonically isolated from the base by soft rubber sleeves (14).
Claims (7)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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FR2872568A1 (en) * | 2004-06-30 | 2006-01-06 | Andre Paul | Ambient air temperature reducing device for e.g. room, has removable support or chassis supporting series of frames that are arranged to define zigzag passage for circulating air |
CN108992810A (en) * | 2018-08-31 | 2018-12-14 | 泉州魔力神工具制造有限公司 | A kind of movable type fresh air adjuster |
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1997
- 1997-04-08 FR FR9704254A patent/FR2761760B1/en not_active Expired - Fee Related
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CN108992810B (en) * | 2018-08-31 | 2023-06-13 | 泉州魔力神工具制造有限公司 | Movable fresh air conditioner |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2761760B1 (en) | 1999-07-02 |
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