JPS60108690A - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
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- JPS60108690A JPS60108690A JP59220345A JP22034584A JPS60108690A JP S60108690 A JPS60108690 A JP S60108690A JP 59220345 A JP59220345 A JP 59220345A JP 22034584 A JP22034584 A JP 22034584A JP S60108690 A JPS60108690 A JP S60108690A
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- JP
- Japan
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- heat exchanger
- auxiliary
- cylindrical body
- auxiliary surface
- main channel
- Prior art date
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- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/18—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by applying coatings, e.g. radiation-absorbing, radiation-reflecting; by surface treatment, e.g. polishing
- F28F13/185—Heat-exchange surfaces provided with microstructures or with porous coatings
- F28F13/187—Heat-exchange surfaces provided with microstructures or with porous coatings especially adapted for evaporator surfaces or condenser surfaces, e.g. with nucleation sites
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J5/00—Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants
- F25J5/002—Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants for continuously recuperating cold, i.e. in a so-called recuperative heat exchanger
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F25J5/00—Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants
- F25J5/002—Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants for continuously recuperating cold, i.e. in a so-called recuperative heat exchanger
- F25J5/005—Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants for continuously recuperating cold, i.e. in a so-called recuperative heat exchanger in a reboiler-condenser, e.g. within a column
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D9/0062—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by spaced plates with inserted elements
- F28D9/0068—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by spaced plates with inserted elements with means for changing flow direction of one heat exchange medium, e.g. using deflecting zones
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2250/00—Details related to the use of reboiler-condensers
- F25J2250/02—Bath type boiler-condenser using thermo-siphon effect, e.g. with natural or forced circulation or pool boiling, i.e. core-in-kettle heat exchanger
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- F25J2290/00—Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
- F25J2290/42—Modularity, pre-fabrication of modules, assembling and erection, horizontal layout, i.e. plot plan, and vertical arrangement of parts of the cryogenic unit, e.g. of the cold box
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- F25J2290/00—Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
- F25J2290/44—Particular materials used, e.g. copper, steel or alloys thereof or surface treatments used, e.g. enhanced surface
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- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
- F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
- F28D2021/0033—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for cryogenic applications
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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
- F28F2250/00—Arrangements for modifying the flow of the heat exchange media, e.g. flow guiding means; Particular flow patterns
- F28F2250/04—Communication passages between channels
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S165/00—Heat exchange
- Y10S165/911—Vaporization
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、熱交換2::に関し、 ′l;”jに空気分
離装置のリポイラ/凝11h器内の71に体1竣ヌ1、
のような液化カスの沸11M−に通ずる熟父換器に関す
る。
離装置のリポイラ/凝11h器内の71に体1竣ヌ1、
のような液化カスの沸11M−に通ずる熟父換器に関す
る。
熱交換器の加熱面からこの加熱面と接触し°Cいる流体
へ熱を伝達する’J)果的な方法は、核沸16″:0)
本立縁・1によるのである。力u vイV+ffiを1
且くずろと、そのようにして形成された凹凸や空洞は、
気?fq4形成するノこめの核個所(nucleati
on 5ites)になるごと;J+’9.llられて
いる。
へ熱を伝達する’J)果的な方法は、核沸16″:0)
本立縁・1によるのである。力u vイV+ffiを1
且くずろと、そのようにして形成された凹凸や空洞は、
気?fq4形成するノこめの核個所(nucleati
on 5ites)になるごと;J+’9.llられて
いる。
加セ1血と具6ご狭い/ll11を形成j′る物理的な
トI:)壁によってこ0ノような((泪を加熱面に押し
つりるよ)Gこすることか知ら賓1.゛Cいる。力11
;、41而とlj2 i1’l! L、でいる大きな気
7N面積により、?ンサ宛か起ってイj刊には直接気心
になるよ一:l /:l:メI゛グ体の薄いミクi」層
によっ−C加:ハ而面大部分かおおわれるごと(ご):
fる。しかし735′から、気泡か?Mに沿って進むと
き、液体4:l l’A接した気泡の間のスラグから排
出され、これ心。1蒸気が加;、!−+r+i bこ1
妾F+i: シているような、“1−フイ)′ウド゛状
態即ち、蒸発C12固の状態になる。
トI:)壁によってこ0ノような((泪を加熱面に押し
つりるよ)Gこすることか知ら賓1.゛Cいる。力11
;、41而とlj2 i1’l! L、でいる大きな気
7N面積により、?ンサ宛か起ってイj刊には直接気心
になるよ一:l /:l:メI゛グ体の薄いミクi」層
によっ−C加:ハ而面大部分かおおわれるごと(ご):
fる。しかし735′から、気泡か?Mに沿って進むと
き、液体4:l l’A接した気泡の間のスラグから排
出され、これ心。1蒸気が加;、!−+r+i bこ1
妾F+i: シているような、“1−フイ)′ウド゛状
態即ち、蒸発C12固の状態になる。
本発明の1−]的は、経済的に製造でき、かつ、核沸l
l65による一]二記利点をすべてもたらし、しかも蒸
発乾固の発生の+iJ能性を減少さ−lる熱交換器をJ
ul供することにある。
l65による一]二記利点をすべてもたらし、しかも蒸
発乾固の発生の+iJ能性を減少さ−lる熱交換器をJ
ul供することにある。
本発明によれば、熱交換器は>′J′ζ発さ−μるべき
vlり体用の主流路を形成する中空断面をrrする:J
ア部分をDllojえ、ごの、:J)′部分は使用に当
って、1ijllら“、うをへだてた補助面と共に、流
体の流れる狭い(1′・1を形成する面をイjし、これ
らの曲の少なく共−ソノは加熱され、かつ、+iii記
面間の間隔は、使用中、加熱ir+1.J二に発生した
気泡が、他力の面により加熱面に押し−ノけられかつ平
たくされるように寸法決め、さイ′11、力11熱面の
気泡をlj・1から主流路の中へ逃し、かつ沸j1撹し
た液体を補船゛するごとのできる少なく共1つの13j
月二゛1を子jする。
vlり体用の主流路を形成する中空断面をrrする:J
ア部分をDllojえ、ごの、:J)′部分は使用に当
って、1ijllら“、うをへだてた補助面と共に、流
体の流れる狭い(1′・1を形成する面をイjし、これ
らの曲の少なく共−ソノは加熱され、かつ、+iii記
面間の間隔は、使用中、加熱ir+1.J二に発生した
気泡が、他力の面により加熱面に押し−ノけられかつ平
たくされるように寸法決め、さイ′11、力11熱面の
気泡をlj・1から主流路の中へ逃し、かつ沸j1撹し
た液体を補船゛するごとのできる少なく共1つの13j
月二゛1を子jする。
好ましくし、1、多数の間隔をへだてた平行な主流路が
高づ、)?仏!、ζl性イノj料の押出成形で形成され
、各主流路は少なくとも1つの71”11と関連してお
り、各71’+ばその関連した主流路と連通ずる多数の
貫通孔含有している。
高づ、)?仏!、ζl性イノj料の押出成形で形成され
、各主流路は少なくとも1つの71”11と関連してお
り、各71’+ばその関連した主流路と連通ずる多数の
貫通孔含有している。
前記補助面は、渦″と向い合う分jolt 、阪の側に
配置され、この補助面は分冊1仮の他方の側上の比較的
熱い流体の流れによって加熱されている。
配置され、この補助面は分冊1仮の他方の側上の比較的
熱い流体の流れによって加熱されている。
鉦」上支】贋」印蒙禄U雛−免調訓
以下、本発明の実施i’m 4’nを、添イτ」のKh
!図的図面図面照して例として説明する。
!図的図面図面照して例として説明する。
最初に、第1図及び第2図を参照すると、熱交換器■は
、冷却液用の蝮数の上流路2を形成する中空1iIi面
を有するコア部分をOjhえている。主流路2は、アル
ミニウムのような高熱伝λ9性月料の押出成形物で形成
される。
、冷却液用の蝮数の上流路2を形成する中空1iIi面
を有するコア部分をOjhえている。主流路2は、アル
ミニウムのような高熱伝λ9性月料の押出成形物で形成
される。
名主/、1εrl?i2は、対向しノこ側Pi’Iと対
向しノこ上壁及び下壁6 (第1図に示すように)とに
より形成される。側壁4は、大々土壁及び下壁5の上と
下に延び、う3離板8の補助面7と共にlHt、: 1
oを形成する。各?f&IOは主流路2と関連し、名湯
110とその関連した主り:L路2との間で流体の流れ
を可能にするため、貫通孔12の形態の多数の開口か、
土壁及び下壁6に形成されている。分離板8の補助面7
と上壁及び下壁6のごれと対向した面との間の間隔は、
約3000μmまごであるが、−カずくυ1の両1市助
面70間の距1ね11は6ないし1oIllIllの程
度である。(i(Sを形成する而を、核の個所を作るた
めに表面処理し、例えばエツチングし、又は、プラスマ
淫4’JJl、、若しく 4J刻め1」を伺りることが
てきる。側壁4の♀(部は、分+4114反8の而7と
ひ的にfklfな接M!をしているのが良く、粘(6は
補助i/j7に加えて加熱面として働くご上ができる。
向しノこ上壁及び下壁6 (第1図に示すように)とに
より形成される。側壁4は、大々土壁及び下壁5の上と
下に延び、う3離板8の補助面7と共にlHt、: 1
oを形成する。各?f&IOは主流路2と関連し、名湯
110とその関連した主り:L路2との間で流体の流れ
を可能にするため、貫通孔12の形態の多数の開口か、
土壁及び下壁6に形成されている。分離板8の補助面7
と上壁及び下壁6のごれと対向した面との間の間隔は、
約3000μmまごであるが、−カずくυ1の両1市助
面70間の距1ね11は6ないし1oIllIllの程
度である。(i(Sを形成する而を、核の個所を作るた
めに表面処理し、例えばエツチングし、又は、プラスマ
淫4’JJl、、若しく 4J刻め1」を伺りることが
てきる。側壁4の♀(部は、分+4114反8の而7と
ひ的にfklfな接M!をしているのが良く、粘(6は
補助i/j7に加えて加熱面として働くご上ができる。
使用中、液体酸素のような流体は、−1ユ流路2及び講
10を通して流れ、一方りし咬的熱いb;L体は分ji
jll仮8の上をろ;される。補助面7 G;+:;、
4さくなり、気泡が核の個所に」−する。この気泡は、
/lW I O内において上壁及び′T下璧の上面及び
下向にょゲ(−・(−らにされて夫々の熱い補助面に押
し一月ノられる。気7Qが’/74 ニ沿ツー(進むと
き、気泡は711jl ] Oト工/JIL:132と
の間の貫通孔12がら逃げ°C,液体液体酸三のj二体
に合流する。
10を通して流れ、一方りし咬的熱いb;L体は分ji
jll仮8の上をろ;される。補助面7 G;+:;、
4さくなり、気泡が核の個所に」−する。この気泡は、
/lW I O内において上壁及び′T下璧の上面及び
下向にょゲ(−・(−らにされて夫々の熱い補助面に押
し一月ノられる。気7Qが’/74 ニ沿ツー(進むと
き、気泡は711jl ] Oト工/JIL:132と
の間の貫通孔12がら逃げ°C,液体液体酸三のj二体
に合流する。
上述した実施態様では、蒸気又はガスの気泡を、狭い溝
■0内で均質に又は局部的に発生さ−Uることができる
。蒸気泡ば、低い加熱度で核(nuclaaLion)
を促進するために処理されるのが良い加熱補助面の活性
核個所(a c: t iν0旧+cleδL i O
n5iL(!s)によって自然に、発佳さ−μても良い
。
■0内で均質に又は局部的に発生さ−Uることができる
。蒸気泡ば、低い加熱度で核(nuclaaLion)
を促進するために処理されるのが良い加熱補助面の活性
核個所(a c: t iν0旧+cleδL i O
n5iL(!s)によって自然に、発佳さ−μても良い
。
同一組成のガス気泡又は異なったg++、+成のガス気
泡を、通力な49危を通して)火い//+Y I Oの
うらのいくつかに人工的に!、9人しても良い。薄気泡
心:1、又核イ・Jli III’−又は膜1JIHJ
I、’4sを起ごずのに十分大きな局部消(1νをもつ
局部的な力、、 7.!、 Fjによっ−C発生させて
も良い。
泡を、通力な49危を通して)火い//+Y I Oの
うらのいくつかに人工的に!、9人しても良い。薄気泡
心:1、又核イ・Jli III’−又は膜1JIHJ
I、’4sを起ごずのに十分大きな局部消(1νをもつ
局部的な力、、 7.!、 Fjによっ−C発生させて
も良い。
この明i”lil +:’シ全体を通して、゛狭いij
/、 ”という用、17iは、気泡を]1−迫し、て扶
い2.+、7内での気泡滞留11.J間の大部分の間、
液体のミツ11層を介して、気イ芭と571の取り太ら
れるべき面との接剤1而積を大きくずろ片手さい/I1
1′1を正味するものと解釈すべきCある。
/、 ”という用、17iは、気泡を]1−迫し、て扶
い2.+、7内での気泡滞留11.J間の大部分の間、
液体のミツ11層を介して、気イ芭と571の取り太ら
れるべき面との接剤1而積を大きくずろ片手さい/I1
1′1を正味するものと解釈すべきCある。
1−通な4’よ果につい′C1ごノ′I、ら11〕iの
間の間隔は、約50ないし30000 p mであるこ
とがわかった。
間の間隔は、約50ないし30000 p mであるこ
とがわかった。
第3図及び第4図6.ニボずように、熱交l!!!器の
:ノアは、2つの同じ円筒体の形態であっても良い。
:ノアは、2つの同じ円筒体の形態であっても良い。
第3図では、内側の円i;′、1休20は、主流路22
即ち液体プールを形成し、かつ、内側円筒体の外側1f
11が、外側円↑にJ体2)3の内側面即”ら補助面2
7と共に形成する狭い?il 2 Gから気泡を逃がす
ことのできる開L124をイ)11°1えている。
即ち液体プールを形成し、かつ、内側円筒体の外側1f
11が、外側円↑にJ体2)3の内側面即”ら補助面2
7と共に形成する狭い?il 2 Gから気泡を逃がす
ことのできる開L124をイ)11°1えている。
第4図では、411度2つの円筒体が同軸に配置6:さ
れるが、この場合には補助面37は、内側円i?:+体
30の外側面であり、−力、外側円筒体32は、その外
(jp1面に主流1113即r)l成体プールの一部を
形成する。外側円j;)体32は、気泡を内側円筒体の
外側の加熱補助面から王液体プールへ逃がすことのでき
る1、1通孔34を有している。
れるが、この場合には補助面37は、内側円i?:+体
30の外側面であり、−力、外側円筒体32は、その外
(jp1面に主流1113即r)l成体プールの一部を
形成する。外側円j;)体32は、気泡を内側円筒体の
外側の加熱補助面から王液体プールへ逃がすことのでき
る1、1通孔34を有している。
上述した全ての実施態様Cは、気泡が土イ゛1′)、化
プールに合流するように通るごとのできる開口を没iJ
ることにより、“/7ζ発乾固パ状態の1災会を抑制す
る。
プールに合流するように通るごとのできる開口を没iJ
ることにより、“/7ζ発乾固パ状態の1災会を抑制す
る。
押出成形で形成された主δ;L路2をネ)照しできたが
、伯の成形方法を用い゛(も良い。
、伯の成形方法を用い゛(も良い。
第1図は、本発明による熱交換器の仙11Ji面、第2
図は、第1図の熱交換器の一つの上流路の部分斜視図、 第3121は、本発明による他の熱交換器の縦断面図、 第4図は、本発明によるさらに他の熱交換器の横断面図
である。 1・・・熱交換器、2.22・・・主流路、4・・・側
壁、6・・・」二璧及び下壁、7.27.37・・・補
助面、8・・・分前板、10.2G・・・ビ1+・)、
12.24.34・・・開1月又は貫通孔、20・・・
円筒体、23・ ・第2円塾j体、30・・・第2円筒
体又は内側円141体、32・・・第2円筒体又は外側
円筒体。
図は、第1図の熱交換器の一つの上流路の部分斜視図、 第3121は、本発明による他の熱交換器の縦断面図、 第4図は、本発明によるさらに他の熱交換器の横断面図
である。 1・・・熱交換器、2.22・・・主流路、4・・・側
壁、6・・・」二璧及び下壁、7.27.37・・・補
助面、8・・・分前板、10.2G・・・ビ1+・)、
12.24.34・・・開1月又は貫通孔、20・・・
円筒体、23・ ・第2円塾j体、30・・・第2円筒
体又は内側円141体、32・・・第2円筒体又は外側
円筒体。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1) i・l<う°こさ・l!ろ−きlイブ体用の主
流路を形成する中空(す110(を有ずく)二+−>1
部分をイ)i(1え、この:17部分は使用に当−1て
、間11?、Mをへだてた補助面と共に、’lA体の流
れる狭い/1・1を形成する1fiiを(1し、これら
の曲の少なく共一方G、1、力11熱され、かつ、11
;1記面間の間1!1′、目、11、使用中、加熱面、
にルこ発ηした気泡か、他力0月01により加熱面に押
しつ[」C:)れかつ串たくさ、J′(、るように寸/
1.決めされている熱交換器に石い′C2 J川;腺1017の気泡を((′・日Oか’l) :I
E、 ’lk :(hZの中−′・、逃かすごとのでき
ζ、少なく」(1つの開1112<r□することをt(
,1徴とずろシ、(5交模器。 (21’l!l許請求の範囲第(1)項に記載の熱交換
Σ:)に、bいて、多数の間隔をへだてた平行な主流路
が、j、’、i、’熱伝冶、性(l′4の押出成形で形
成され、各主流路2は少なくとも1一つの>Mloと関
連しており、。 各?(1710はその関連した主流路2と連通ずる多数
の貫通孔12を有することを!lij?’?iとする熱
交(象2:;。 (r3)15許請求の範囲第(2)項に記載のスへ交模
2Hににtいて、前記補助面7 LJ: ’lid l
Oとli+Jい合う5月till板8の側に配置され
、この補助面7は分1iii1 #)y、 8 o)他
方の側J、lの比較的熱い流体の’/Aiれによって加
2、イーされていることを′151ム貫とする熱交換器
。 (4) ′14+許請求の範囲第t1)項ないし第(:
ン)項の・ハずれか1つに記載の熱交換2:;において
、+iii記曲と1);」記抽助面7との間の間隔は、
約50ないし3000 t)μIilである、ことを+
1肯¥(とする;:、1をピ(j衰2M。 +51 11〕、;zlI:1シlζcり i 1j)
l 第(1) 5−rjニ記・戊ノpJy y H2H
og ニ4.;いて、前記間し、1、第2円j;j体2
33内に同一・軸に配置′)°された円筒体20の外側
面であり、1);」記補助曲27は前記第211J 1
.;i体28の内]j)り而であることを′I!i1y
とする熱交換器。 t(i) !I5’ itQ請求の範囲第(1)IIJ
に記載の一ノ)交換器に、t5いて、前記面は第2円筒
体300回りに同一軸に配置された円筒体32の内側面
であり、前記補助面37は+iii記第2円1tJ体3
0の夕)側面−ごあることを特徴とする熱交換2:;。 (7)′1.′1..′r、、請求の範囲第(5)川又
は第(0項のいずれ力・1つに記;洩の熱交換器におい
て、内側円釣30の外(jjlj曲と外側円Htニア
32の内側面との間の間隔は、’Ig’lJ 50 i
r イし3000 p mであることを1.+r敵とす
る熱交換器。
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