JPS6018879B2 - 熱交換装置 - Google Patents
熱交換装置Info
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- JPS6018879B2 JPS6018879B2 JP50050582A JP5058275A JPS6018879B2 JP S6018879 B2 JPS6018879 B2 JP S6018879B2 JP 50050582 A JP50050582 A JP 50050582A JP 5058275 A JP5058275 A JP 5058275A JP S6018879 B2 JPS6018879 B2 JP S6018879B2
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- heated
- combustion chamber
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- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C3/00—Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber
- F23C3/004—Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber the chamber being arranged for submerged combustion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C9/00—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure
- F17C9/02—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure with change of state, e.g. vaporisation
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
- F17C2201/01—Shape
- F17C2201/0138—Shape tubular
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- F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
- F17C2203/0634—Materials for walls or layers thereof
- F17C2203/0636—Metals
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- F17C2227/01—Propulsion of the fluid
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- F17C2227/0135—Pumps
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
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- F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
- F17C2227/03—Heat exchange with the fluid
- F17C2227/0302—Heat exchange with the fluid by heating
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
- Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、被加熱流体がパイプ等の通路手段内を流動し
、該通路手段が糟又は容器内の熱交換流体中に浸潰され
ており、燃料燃焼器の燃焼生成物が前記槽又は容器内で
前記熱交キ鱒流体と接触する型の熱交換装置に係る。
、該通路手段が糟又は容器内の熱交換流体中に浸潰され
ており、燃料燃焼器の燃焼生成物が前記槽又は容器内で
前記熱交キ鱒流体と接触する型の熱交換装置に係る。
既存の熱交換装置では、燃料燃焼器が、熱交換流体を収
容しているタンクの上方に配置されており、燃焼生成物
が降下管を介して前記熱交換流体内部に放出されている
。
容しているタンクの上方に配置されており、燃焼生成物
が降下管を介して前記熱交換流体内部に放出されている
。
前記の如き装置の場合、燃焼器の壁部は耐火性材料によ
るラィニングを備えていなければならない。本発明の目
的は、燃料燃焼器に耐火性材料製ラィニングを配設する
必要なくし得、被加熱流体の温度を上昇させ得る熱交換
装置を提供することである。
るラィニングを備えていなければならない。本発明の目
的は、燃料燃焼器に耐火性材料製ラィニングを配設する
必要なくし得、被加熱流体の温度を上昇させ得る熱交換
装置を提供することである。
本発明によれば、被加熱流体の温度を上昇させるための
熱交換装置は、被加熱流体の温度を上昇させるための熱
交換装置であって、使用時に第一の容器内の冷却流体に
よって冷却されるべく該冷却流体中に少なくとも一部が
浸潰されるように全体又は一部が前記第一の容器内に配
置された燃料燃焼器と、熱交ｆ奥流体を収容するための
熱交換用の第二の容器と、該第二の容器内に設けられて
おり、伝熱性壁を有していると共に前記被加熱流体が通
されるべく構成された通路手段と、前記第二の容器内に
おいて前記燃料燃焼器からの加熱された燃焼生成物と前
記熱交換流体とを熱的に接触させるための供給手段とか
らなり、前記燃料燃焼器が、前記第一の容器の上方に位
置する上部の室に対する接線方向の空気流入口と、使用
時に前記冷却流体中に浸潰される下部の燃焼室と、前記
上部室と前記下部燃焼室とを接続している上下方向ダク
トとを有しており、前記被加熱流体が前記伝熱性壁を介
して加熱され得るように前記通路手段が使用時に前記熱
交換流体中に浸潰されるように構成されていることを特
徴とする。
熱交換装置は、被加熱流体の温度を上昇させるための熱
交換装置であって、使用時に第一の容器内の冷却流体に
よって冷却されるべく該冷却流体中に少なくとも一部が
浸潰されるように全体又は一部が前記第一の容器内に配
置された燃料燃焼器と、熱交ｆ奥流体を収容するための
熱交換用の第二の容器と、該第二の容器内に設けられて
おり、伝熱性壁を有していると共に前記被加熱流体が通
されるべく構成された通路手段と、前記第二の容器内に
おいて前記燃料燃焼器からの加熱された燃焼生成物と前
記熱交換流体とを熱的に接触させるための供給手段とか
らなり、前記燃料燃焼器が、前記第一の容器の上方に位
置する上部の室に対する接線方向の空気流入口と、使用
時に前記冷却流体中に浸潰される下部の燃焼室と、前記
上部室と前記下部燃焼室とを接続している上下方向ダク
トとを有しており、前記被加熱流体が前記伝熱性壁を介
して加熱され得るように前記通路手段が使用時に前記熱
交換流体中に浸潰されるように構成されていることを特
徴とする。
本発明によれば、燃料燃焼器を全体的または部分的に前
記冷却流体中に配置するので、燃料燃焼器を金属のみに
より構成することが可能である。
記冷却流体中に配置するので、燃料燃焼器を金属のみに
より構成することが可能である。
従って、従来の燃焼器と異なり、燃焼器の金属壁を保護
する耐火性材料を使用する必要をなくし得、比較的軽量
の大型ユニットを提供し得るという利点がある。更に別
の利点は、前記冷却流体から発生する蒸気に起因する耐
火物のはく離等の問題が解消されると共にユニットとし
ての熱交換装置の迅速な応答性が得られることである。
燃料燃焼器の実質的に円筒状の下部燃焼室は前記第一の
容器内部に配置され、使用中すなわち熱交換装置の作動
中、前記冷却液体中に完全に沈められている。
する耐火性材料を使用する必要をなくし得、比較的軽量
の大型ユニットを提供し得るという利点がある。更に別
の利点は、前記冷却流体から発生する蒸気に起因する耐
火物のはく離等の問題が解消されると共にユニットとし
ての熱交換装置の迅速な応答性が得られることである。
燃料燃焼器の実質的に円筒状の下部燃焼室は前記第一の
容器内部に配置され、使用中すなわち熱交換装置の作動
中、前記冷却液体中に完全に沈められている。
この場合、空気は前記接線方向空気流入口から上下方向
としての鉛直方向に伸長する前記ダクトを介して前記下
部燃焼室に流入する。前記ダクトは下部燃焼室の方向に
向って拡大する円錐台形状であるのが好ましく、該ダク
トの長手方向軸は好ましくは接線方向空気流入口の中心
軸及び下部燃焼室の中心鼠と一致する。前記ダクトは、
その一部が前記冷却液体中に沈められ、その残部が前記
冷却液体の液面上方に配置されていても良い。燃料は上
向きに前記下部燃焼室もしくはダクト内部に導入される
かまたは下向きに接線方向の空気流入口内部に導入され
、前記長手方向軸に沿って下部燃焼室内部に案内される
。尚、燃料を上向き方向及び下向き方向に同時に導入し
てもよい。下部燃焼室からの燃焼生成物は、好ましくは
接線方向の流出口を介して、前記燃焼生成物を前記熱交
換流体と接触させるための前記供給手段に放出される。
としての鉛直方向に伸長する前記ダクトを介して前記下
部燃焼室に流入する。前記ダクトは下部燃焼室の方向に
向って拡大する円錐台形状であるのが好ましく、該ダク
トの長手方向軸は好ましくは接線方向空気流入口の中心
軸及び下部燃焼室の中心鼠と一致する。前記ダクトは、
その一部が前記冷却液体中に沈められ、その残部が前記
冷却液体の液面上方に配置されていても良い。燃料は上
向きに前記下部燃焼室もしくはダクト内部に導入される
かまたは下向きに接線方向の空気流入口内部に導入され
、前記長手方向軸に沿って下部燃焼室内部に案内される
。尚、燃料を上向き方向及び下向き方向に同時に導入し
てもよい。下部燃焼室からの燃焼生成物は、好ましくは
接線方向の流出口を介して、前記燃焼生成物を前記熱交
換流体と接触させるための前記供給手段に放出される。
好ましくは前記供給手段は、前記被加熱流体の通路手段
の直下に配置された複数個の分配管からなり、燃焼生成
物は前記被加熱流体の通路手段に極めて近接したところ
で、前記分配管から放出され前記熱交換流体中に流入す
る。好ましくは、前記被加熱流体の通路手段は、一つの
共通流入口と一つの共通流出口とを有する管東からなり
、該管東を構成する各管は好ましくは前記共通流入口と
前記共通流出口との間で鉛直平面内において蛇行するよ
うな形を有する。
の直下に配置された複数個の分配管からなり、燃焼生成
物は前記被加熱流体の通路手段に極めて近接したところ
で、前記分配管から放出され前記熱交換流体中に流入す
る。好ましくは、前記被加熱流体の通路手段は、一つの
共通流入口と一つの共通流出口とを有する管東からなり
、該管東を構成する各管は好ましくは前記共通流入口と
前記共通流出口との間で鉛直平面内において蛇行するよ
うな形を有する。
好ましくは前記管東全体が上昇する燃焼生成物の流れを
所望の範囲内に規制するための案内手段としてのウェア
に包囲されており、同時に、前記熱交換流体は、ウェア
内部のスペース則ち管東を包囲するスペースからウェア
外部のスペースに向つて流動するかまたは反対方向に流
動し得る。
所望の範囲内に規制するための案内手段としてのウェア
に包囲されており、同時に、前記熱交換流体は、ウェア
内部のスペース則ち管東を包囲するスペースからウェア
外部のスペースに向つて流動するかまたは反対方向に流
動し得る。
しかしながら前記管東の区域内に、上昇する燃焼生成物
の流れを規制する他の機構を案内手段として装着しても
よく、更に前記の如き案内手段が、上昇する燃焼生成物
の流れにより排出された熱交換流体を回収する手段を備
えていてもよい。前記燃焼生成物の上昇流は、直接的に
又は前記熱交換流体を介して極めて効率的に前記被加熱
流体を加熱する。
の流れを規制する他の機構を案内手段として装着しても
よく、更に前記の如き案内手段が、上昇する燃焼生成物
の流れにより排出された熱交換流体を回収する手段を備
えていてもよい。前記燃焼生成物の上昇流は、直接的に
又は前記熱交換流体を介して極めて効率的に前記被加熱
流体を加熱する。
従って、例えば液体状態の窒素、天然ガスまたはメタン
のような極めて低温の液体の状態で熱交換装置に導入さ
れる被加熱流体が通路手段としての前記管東内を流れる
間に該管東内で容易に気化されるであろう。燃料燃焼器
が全体的または部分的に内部に配置されている第一の容
器は、前記通路手段が内部に設けられている第二容器と
同一物であるかまたはその一部を形成しているのが好ま
しい。
のような極めて低温の液体の状態で熱交換装置に導入さ
れる被加熱流体が通路手段としての前記管東内を流れる
間に該管東内で容易に気化されるであろう。燃料燃焼器
が全体的または部分的に内部に配置されている第一の容
器は、前記通路手段が内部に設けられている第二容器と
同一物であるかまたはその一部を形成しているのが好ま
しい。
すなわち、第一及び第二の容器が全体として一つの槽を
形成するのが好ましい。この場合、前記冷却流体は好ま
しくは前記熱交ｆ奥流体と一致し、前記熱交換流体自体
が前記冷却流体として用いられる。この観点において、
本発明によれば、被加熱流体の温度を上昇させるための
熱交換装置は、好ましくは、使用時に槽内の熱交換流体
によって冷却されるべく該熱交モ製流体中に少なくとも
一部が浸漬されるように全体又は一部が前記槽内に配置
された燃料燃焼器と、使用時に前記熱交換流体中に浸潰
されるべく前記槽内に設けられており、伝熱性壁を有し
ていると共に前記被加熱流体が通されるべく構成された
通路手段と、該通路手段の直下で前記熱交予奥流体中に
前記燃料燃焼器からの加熱された燃焼生成物を放出する
ための供鎌倉手段と、前記燃焼生成物及び前記熱交≠奥
流体の合成された上昇流と前記通路手段の前記伝熱性壁
とを確実に熱的に密に接触させるための案内手段とから
なり、前記燃料燃焼器が、前記槽の上方に位置する上部
の室に対する接線方向の空気流入口と、使用時に前記熱
交モ製流体中に浸潰される下部の燃焼室と、前記上部室
と前記下部燃焼室とを接続している上下方向ダクトとを
有していることを特徴とする。
形成するのが好ましい。この場合、前記冷却流体は好ま
しくは前記熱交ｆ奥流体と一致し、前記熱交換流体自体
が前記冷却流体として用いられる。この観点において、
本発明によれば、被加熱流体の温度を上昇させるための
熱交換装置は、好ましくは、使用時に槽内の熱交換流体
によって冷却されるべく該熱交モ製流体中に少なくとも
一部が浸漬されるように全体又は一部が前記槽内に配置
された燃料燃焼器と、使用時に前記熱交換流体中に浸潰
されるべく前記槽内に設けられており、伝熱性壁を有し
ていると共に前記被加熱流体が通されるべく構成された
通路手段と、該通路手段の直下で前記熱交予奥流体中に
前記燃料燃焼器からの加熱された燃焼生成物を放出する
ための供鎌倉手段と、前記燃焼生成物及び前記熱交≠奥
流体の合成された上昇流と前記通路手段の前記伝熱性壁
とを確実に熱的に密に接触させるための案内手段とから
なり、前記燃料燃焼器が、前記槽の上方に位置する上部
の室に対する接線方向の空気流入口と、使用時に前記熱
交モ製流体中に浸潰される下部の燃焼室と、前記上部室
と前記下部燃焼室とを接続している上下方向ダクトとを
有していることを特徴とする。
尚、燃料燃焼器は前記通路手段の片側に配置されるのが
好ましい。
好ましい。
熱交換装置が、分割された第一及び第二の容器を有する
場合でも、非分割の第一及び第二の容器を有する場合で
も、また第一及び第二の容器として働く一つの糟を有す
る場合でも、前記通路手段は燃料燃焼器から離れたとこ
ろに配置され得る故、該通路手段は非鉄材料のような非
耐熱性材料で製造され得る。
場合でも、非分割の第一及び第二の容器を有する場合で
も、また第一及び第二の容器として働く一つの糟を有す
る場合でも、前記通路手段は燃料燃焼器から離れたとこ
ろに配置され得る故、該通路手段は非鉄材料のような非
耐熱性材料で製造され得る。
更に、前記通路手段が燃料燃焼器から離れたところに設
けられ得るため、通路手段及び燃料燃焼器の夫々を操作
または離脱し易く、補修または交換が容易に行われ得る
。
けられ得るため、通路手段及び燃料燃焼器の夫々を操作
または離脱し易く、補修または交換が容易に行われ得る
。
更に使用時における熱交換装置の安全性は既存の熱交換
装置より向上される。尚、前記通路手段を管のかわりに
例えばプレート状の広い伝熱面積を有する熱交換器の形
状に形成してもよい。
装置より向上される。尚、前記通路手段を管のかわりに
例えばプレート状の広い伝熱面積を有する熱交換器の形
状に形成してもよい。
本発明において、冷却流体とは、燃料燃焼器の燃焼室を
その外壁から冷却すべく第一の容器内すなわち燃料燃焼
器の下部の燃焼室がいれられている容器内に収容されて
いる流体をいう。一方、熱交換流体とは、少なくとも燃
料燃焼器からの燃焼生成物によって加熱されるような熱
交換を燃焼生成物との間で行なうと共に、伝熱性壁を有
する通路手段中を流れる被加熱流体を加熱するような熱
交換を被加熱流体との間で行なう流体をいう。
その外壁から冷却すべく第一の容器内すなわち燃料燃焼
器の下部の燃焼室がいれられている容器内に収容されて
いる流体をいう。一方、熱交換流体とは、少なくとも燃
料燃焼器からの燃焼生成物によって加熱されるような熱
交換を燃焼生成物との間で行なうと共に、伝熱性壁を有
する通路手段中を流れる被加熱流体を加熱するような熱
交換を被加熱流体との間で行なう流体をいう。
燃料燃焼器と被加熱流体が内部を流れる通路手段とが別
々の容器に入れられている場合、二つの容器のうち熱料
燃焼器が入れられている第一の容器中に収容されている
流体が冷却流体である。
々の容器に入れられている場合、二つの容器のうち熱料
燃焼器が入れられている第一の容器中に収容されている
流体が冷却流体である。
第一及び第二の容器が単一の容器すなわち糟からなる場
合、換言すれば、燃料燃焼器と前記通路手段とが単一の
容器すなわち槽に入れられている場合、糟内に収容され
ており、燃料燃焼器からの燃焼生成物によって加熱され
るような熱交換を燃焼生成物との間で行なうと共に、通
路手段中を流れる被加熱流体を加熱するような熱交換を
被加熱流体との間で行なう熱交換流体が、燃料燃焼器の
燃焼室を外壁から冷却すべく働き、この燃焼室外壁の冷
却作用の際の熱交換により該熱交ｆ鱒流体は加熱される
。次に、本発明の好ましい一具体例を、添付図を参照し
つつ例示的に説明する。
合、換言すれば、燃料燃焼器と前記通路手段とが単一の
容器すなわち槽に入れられている場合、糟内に収容され
ており、燃料燃焼器からの燃焼生成物によって加熱され
るような熱交換を燃焼生成物との間で行なうと共に、通
路手段中を流れる被加熱流体を加熱するような熱交換を
被加熱流体との間で行なう熱交換流体が、燃料燃焼器の
燃焼室を外壁から冷却すべく働き、この燃焼室外壁の冷
却作用の際の熱交換により該熱交ｆ鱒流体は加熱される
。次に、本発明の好ましい一具体例を、添付図を参照し
つつ例示的に説明する。
図によれば、熱交換装置は、第一の容器と第二の容器と
が一体的に形成されてなる金属製の槽１を有しており、
熱交≠奥流体自体が燃料燃焼器の外壁の過熱を抑えるべ
く働く冷却流体として用いられている。
が一体的に形成されてなる金属製の槽１を有しており、
熱交≠奥流体自体が燃料燃焼器の外壁の過熱を抑えるべ
く働く冷却流体として用いられている。
この糟１は短辺側壁ｌａ，ｌｂ、長辺側壁ｌｃ，ｌｄ、
底部２及び頂部３からなり、断面形状が長方形である。
槽１の内部には、符号４で概略的に示される燃料燃焼器
としてのバーナ、伝熱性壁を有する通路手段としての管
東５、並びに供給手段としての分配ダクト７及び多数の
分配管４３が夫々配置されている。
底部２及び頂部３からなり、断面形状が長方形である。
槽１の内部には、符号４で概略的に示される燃料燃焼器
としてのバーナ、伝熱性壁を有する通路手段としての管
東５、並びに供給手段としての分配ダクト７及び多数の
分配管４３が夫々配置されている。
分配ダクト７及び分配管４３は、バーナ４からの加熱さ
れた燃焼生成物を、管東５を包囲している熱交換流体に
接触させる。バーナ４は、接線方向空気流入口１１を有
する上部室としての実質的に円筒状のチャンバ１０と、
下部の燃焼室１５と鉛直方向ダクト１９とを有する。
れた燃焼生成物を、管東５を包囲している熱交換流体に
接触させる。バーナ４は、接線方向空気流入口１１を有
する上部室としての実質的に円筒状のチャンバ１０と、
下部の燃焼室１５と鉛直方向ダクト１９とを有する。
チャンバ１０は、糟１の頂部３の一部を形成する台１３
上に装着されている。同機に実質的に円筒状で且つ接線
方向の流出口１７を備える下部の燃焼室としての金属製
燃焼チヤンバ１５が檀１内部でチャンバ１０の真下に配
置されている。チャンバ１０と燃焼チャンバ１５とは、
燃焼チャンバ１５に向って断面積が増加する円錐台形で
あり鉛直方向に配置されている鉛直方向ダクト１９を介
して接続または蓮通されている。上部のチヤンバ１０の
頂部壁の中央に、チヤンバ１０の中央からダクト１９の
軸線に沿って燃料を噴射するための燃料投入口２１が形
成されている。燃焼チャンバ１５にも燃料投入口２３が
形成されており、燃料投入口２３からの燃料は、ダクト
１９の下端部直下の地点で燃焼チャンバ１５内に、ダク
ト１９の軸線に沿って上向きに流入する。燃焼チヤンバ
１５は皿状底面２５を備えている。
上に装着されている。同機に実質的に円筒状で且つ接線
方向の流出口１７を備える下部の燃焼室としての金属製
燃焼チヤンバ１５が檀１内部でチャンバ１０の真下に配
置されている。チャンバ１０と燃焼チャンバ１５とは、
燃焼チャンバ１５に向って断面積が増加する円錐台形で
あり鉛直方向に配置されている鉛直方向ダクト１９を介
して接続または蓮通されている。上部のチヤンバ１０の
頂部壁の中央に、チヤンバ１０の中央からダクト１９の
軸線に沿って燃料を噴射するための燃料投入口２１が形
成されている。燃焼チャンバ１５にも燃料投入口２３が
形成されており、燃料投入口２３からの燃料は、ダクト
１９の下端部直下の地点で燃焼チャンバ１５内に、ダク
ト１９の軸線に沿って上向きに流入する。燃焼チヤンバ
１５は皿状底面２５を備えている。
下方に配置された管２７に開設された流出口から底面２
５に水を頃霧してバーナ４の作動中この底面２５を冷却
するようにしてもよい。所望であれば、燃焼生成物とし
ての燃焼ガスの脈動による振動を減少させるために燃焼
チャンバ１５の頂面をも皿状に形成してもよい。管東５
は糟１の一つの角部分に近接して配置されている。
５に水を頃霧してバーナ４の作動中この底面２５を冷却
するようにしてもよい。所望であれば、燃焼生成物とし
ての燃焼ガスの脈動による振動を減少させるために燃焼
チャンバ１５の頂面をも皿状に形成してもよい。管東５
は糟１の一つの角部分に近接して配置されている。
この角部分は、槽１の二つの側壁ｌａ，ｌｄで境界付け
られており、更に槽１の内部では、案内手段としてのウ
ェア３３の二つの壁部２９，３１で境界付けられている
。ウェア３３の壁部２９，３１は管東５の側部に近接し
て管東５を包囲しているが、ウェア３３の壁部２９，３
１の頂綾部は容器１の頂部３から間隔を隔てて下方に位
置しており、上部にはスペース３４が形成されている。
。更にウェア３３の底部と容器１の底部２との間にギャ
ップが形成されている。（かわりに、容器１の底部２に
接近したウェア３３の壁部に貫通孔を形成しておいても
よい。）被加熱流体は流入口３５から槽１内の通路手段
としての管東５に流入し、流出口３７を介して糟１内の
管東５から流出する。
られており、更に槽１の内部では、案内手段としてのウ
ェア３３の二つの壁部２９，３１で境界付けられている
。ウェア３３の壁部２９，３１は管東５の側部に近接し
て管東５を包囲しているが、ウェア３３の壁部２９，３
１の頂綾部は容器１の頂部３から間隔を隔てて下方に位
置しており、上部にはスペース３４が形成されている。
。更にウェア３３の底部と容器１の底部２との間にギャ
ップが形成されている。（かわりに、容器１の底部２に
接近したウェア３３の壁部に貫通孔を形成しておいても
よい。）被加熱流体は流入口３５から槽１内の通路手段
としての管東５に流入し、流出口３７を介して糟１内の
管東５から流出する。
流入口３５は槽１の底部２に配置されている管東マニホ
ルド（図示せず）と選通しており、流出口３７は容器１
の頂部付近で前記管東マニホルドの真上に配置されてい
る同様の管東マニホルド３９と蓮適している。二つのマ
ニホルド間に、管東５を構成する複数の小径の管４１が
配置されており、各管４１は鉛直平面内で蛇行するよう
な形態で配列されている。従って各管４１は、第１図か
らも明らかなとおり、ウェア３３により包囲されている
区域の最辺全体に百つて槽１の壁部ｌｄに平行に何回も
前後に往復するように伸延している。バーナ４の接線方
向流出口１７は槽１の底部２に近接して配置され、ウェ
ア３３の長辺に沿って伸長する比較的口径の大きい分配
ダクト７と蓮適している÷分配ダクト７から直角に複数
の分配管４３が伸長している。
ルド（図示せず）と選通しており、流出口３７は容器１
の頂部付近で前記管東マニホルドの真上に配置されてい
る同様の管東マニホルド３９と蓮適している。二つのマ
ニホルド間に、管東５を構成する複数の小径の管４１が
配置されており、各管４１は鉛直平面内で蛇行するよう
な形態で配列されている。従って各管４１は、第１図か
らも明らかなとおり、ウェア３３により包囲されている
区域の最辺全体に百つて槽１の壁部ｌｄに平行に何回も
前後に往復するように伸延している。バーナ４の接線方
向流出口１７は槽１の底部２に近接して配置され、ウェ
ア３３の長辺に沿って伸長する比較的口径の大きい分配
ダクト７と蓮適している÷分配ダクト７から直角に複数
の分配管４３が伸長している。
各分配管４３は管東５の下方に位置している。各分配管
４３は多数の孔４７を備えている。これらの孔４７は分
配管４３から上向きに関口ごれている。糟１の天井部に
は、スペース３４と運通している二つの蛭道即ち煙突４
９，５１が配置されている。
４３は多数の孔４７を備えている。これらの孔４７は分
配管４３から上向きに関口ごれている。糟１の天井部に
は、スペース３４と運通している二つの蛭道即ち煙突４
９，５１が配置されている。
作動中、空気が接線方向の空気流入口１１を介して上部
のチャンバ４０内に供給される。
のチャンバ４０内に供給される。
そして空気は、螺旋状に通路に沿ってダクト１９内を燃
焼チャンバ１５に向って下降し、ダクト１９の金属壁の
近傍に冷却空気の層５３を形成する。燃料は燃料投入口
２１，２３のいずれかまたは両方からダクト・１９の鞠
線に沿って噴射される。点火時、主としてダクト１９内
の冷却空気の層５３で包囲されているスペース５４及び
金属製燃焼チャンバ１５内で燃料が燃焼される。点線５
５で示すレベルまで熱交換流体、この場合は水が糟１内
に収容されている。
焼チャンバ１５に向って下降し、ダクト１９の金属壁の
近傍に冷却空気の層５３を形成する。燃料は燃料投入口
２１，２３のいずれかまたは両方からダクト・１９の鞠
線に沿って噴射される。点火時、主としてダクト１９内
の冷却空気の層５３で包囲されているスペース５４及び
金属製燃焼チャンバ１５内で燃料が燃焼される。点線５
５で示すレベルまで熱交換流体、この場合は水が糟１内
に収容されている。
第一及び第二の容器が一体化されてなる糟１を有するこ
の具体例の場合、燃焼チャンバ１５まわりの熱交換流体
としての水が、燃焼チャンバ１５の外壁を冷却する冷却
流体として働く。
の具体例の場合、燃焼チャンバ１５まわりの熱交換流体
としての水が、燃焼チャンバ１５の外壁を冷却する冷却
流体として働く。
すなわち、水面５５より下方ではダクト１９の金属壁と
燃焼チャンバ１５とが水で冷却され、水面より上方では
ダクト１９の金属壁が冷却空気の層５３により適当な低
温に維持される従ってバーナ４に耐火性材料を使用する
必要はない。
燃焼チャンバ１５とが水で冷却され、水面より上方では
ダクト１９の金属壁が冷却空気の層５３により適当な低
温に維持される従ってバーナ４に耐火性材料を使用する
必要はない。
燃焼チャンバ１５の下方のスペースに水が充たされない
場合、チャンバ１５の皿状底面２５に管２７から水を頃
霧し得る。燃焼生成物は燃焼チャンバ１５から接線方向
の流出口１７及び分配ダクト７を通って分配管４３に導
かれる。
場合、チャンバ１５の皿状底面２５に管２７から水を頃
霧し得る。燃焼生成物は燃焼チャンバ１５から接線方向
の流出口１７及び分配ダクト７を通って分配管４３に導
かれる。
燃焼生成物は分配管４３のボート４７からウェア３３の
内側において最下列の管東５の直下で水中に放出される
。燃焼生成物はウェア３３内の水中を上昇する。案内手
段としてのウェア３３の壁部２９，３１と槽１の壁部ｌ
ａ，ｌｄとが管東５の近傍において管東５を包囲してい
るので、上昇する燃焼生成物の流れは管東５の管４１の
間を通過せしめられて水面に向って上昇する。ウェア３
３の内側に燃焼生成物の上昇流が存在するので、ウェア
３３の内側の流体の密度はウェア３３の外側の流体の密
度よりも相当に小さい。ところで、ウェア３３の内外は
ウェア３３の壁部の下で蓮通されている故、前記流体密
度の差異に基づく圧力の差異を補償すべ〈、ウェア３３
の外側の流体はウェア３３の壁部の下を通ってウェア３
３の内側に流入し得、ウェア３３の内側の流体の液位が
上昇する。ウェア３３内の熱交換流体中に導入乃至供給
される燃焼生成物の供給量が十分に多ければ、ウェア３
３の内側の上部の熱交換流体は、浸潰された燃焼チャン
バ１５の外壁を冷却する冷却流体として働く熱交換流体
が位置するウェア３３の外側にあふれ出る。この段階で
は、ウェア３３内の熱交換流体が管東５の最上列の部分
をも完全に包むことが理解されよう。ウェア３３の頂部
からウェア３３の外側に溢流する熱交≠鱒流体としての
水はウェア３３の底部からウェア３３の内側に流入する
より低温の水により置換される。燃焼生成物は、ウェア
３３の上方の空間３４において溢流液体から分離され煙
突４９，５１を介して糟１の外部に放出される。
内側において最下列の管東５の直下で水中に放出される
。燃焼生成物はウェア３３内の水中を上昇する。案内手
段としてのウェア３３の壁部２９，３１と槽１の壁部ｌ
ａ，ｌｄとが管東５の近傍において管東５を包囲してい
るので、上昇する燃焼生成物の流れは管東５の管４１の
間を通過せしめられて水面に向って上昇する。ウェア３
３の内側に燃焼生成物の上昇流が存在するので、ウェア
３３の内側の流体の密度はウェア３３の外側の流体の密
度よりも相当に小さい。ところで、ウェア３３の内外は
ウェア３３の壁部の下で蓮通されている故、前記流体密
度の差異に基づく圧力の差異を補償すべ〈、ウェア３３
の外側の流体はウェア３３の壁部の下を通ってウェア３
３の内側に流入し得、ウェア３３の内側の流体の液位が
上昇する。ウェア３３内の熱交換流体中に導入乃至供給
される燃焼生成物の供給量が十分に多ければ、ウェア３
３の内側の上部の熱交換流体は、浸潰された燃焼チャン
バ１５の外壁を冷却する冷却流体として働く熱交換流体
が位置するウェア３３の外側にあふれ出る。この段階で
は、ウェア３３内の熱交換流体が管東５の最上列の部分
をも完全に包むことが理解されよう。ウェア３３の頂部
からウェア３３の外側に溢流する熱交≠鱒流体としての
水はウェア３３の底部からウェア３３の内側に流入する
より低温の水により置換される。燃焼生成物は、ウェア
３３の上方の空間３４において溢流液体から分離され煙
突４９，５１を介して糟１の外部に放出される。
流入口３６から下部の管東マニホルド‘こ導入される被
加熱流体は液体の窒素、天然ガス、メタン、酸素または
エチレンのような気化されるべき液体であってもよい。
加熱流体は液体の窒素、天然ガス、メタン、酸素または
エチレンのような気化されるべき液体であってもよい。
流入口３５から導入された被加熱流体としての液体は伝
熱性壁を有する通路手段としての管東５を構成する管４
１に流入する。各管４１中の液体は糟１内でウェア３３
の内側の領域を長辺方向に数回往復した後、上部の管東
マニホルド３９に流入する。熱交≠鷲流体が各管４１を
包囲しているので管４１の伝熱性壁を介する管４１内の
被熱流体と管４１のまわりの熱交換流体等との間での熱
交換、すなわち管４１のまわりの熱交≠鱒流体等による
管４１内の被加熱流体の加熱が極めて効率よく行なわれ
る。従って被加熱流体としの前記液体は熱交モ鱒流体中
に浸潰された管東５中を通過する間に気化される。前記
の如き熱交換装置では、損失熱量が１％という低率に抑
制することが可能であり、従って放熱量約２．５×１０
７Ｋｃａｌ／ｈｒ．（１０００００００肥Ｔｕ／ｈｒ．
）のユニットに単一のバーナを使用するだけでよい。
熱性壁を有する通路手段としての管東５を構成する管４
１に流入する。各管４１中の液体は糟１内でウェア３３
の内側の領域を長辺方向に数回往復した後、上部の管東
マニホルド３９に流入する。熱交≠鷲流体が各管４１を
包囲しているので管４１の伝熱性壁を介する管４１内の
被熱流体と管４１のまわりの熱交換流体等との間での熱
交換、すなわち管４１のまわりの熱交≠鱒流体等による
管４１内の被加熱流体の加熱が極めて効率よく行なわれ
る。従って被加熱流体としの前記液体は熱交モ鱒流体中
に浸潰された管東５中を通過する間に気化される。前記
の如き熱交換装置では、損失熱量が１％という低率に抑
制することが可能であり、従って放熱量約２．５×１０
７Ｋｃａｌ／ｈｒ．（１０００００００肥Ｔｕ／ｈｒ．
）のユニットに単一のバーナを使用するだけでよい。
接線方向の空気流入ロー１、接線方向流出口１７及び円
錐台形の連結ダクト１９の独特の配置により、ガスの渦
動が生じ且つ圧力降下が最小限に抑制され、その結果所
与の寸法の燃焼チャンバに対して燃料と空気との最大限
の混合及び燃料の完全燃焼が達成され、安定な燃焼が行
なわれ得る。
錐台形の連結ダクト１９の独特の配置により、ガスの渦
動が生じ且つ圧力降下が最小限に抑制され、その結果所
与の寸法の燃焼チャンバに対して燃料と空気との最大限
の混合及び燃料の完全燃焼が達成され、安定な燃焼が行
なわれ得る。
これに対して既存の熱交換装置の場合、例えば放熱量約
１．８ｘｌ０７Ｋｃａｌ／ｈｒ（７２０００００肥Ｔｕ
／ｈｒ）のユニットには２５０馬力の電動機で駆動され
る燃焼空気ブロワが必要であろう。本発明のユニットで
は所要ェネルギが１００馬力程度も節減され得る。燃料
投入口２１，２３のいずれか一方または両方から接続ダ
クト１９の長手方向軸線に沿って未処理の点火用ガスを
噴射し火花点火するので点火用ガスの予備混合という複
雑な段階が不要である。更にダクト１９の鞠線に沿って
燃料を噴射するので放熱量の大きい円滑な燃焼が確保さ
れる。本発明の第一及び第二の容器を有する熱交換装置
では、燃料燃焼器が、使用時に第一の容器内の冷却流体
中に沈められる下部に燃焼室を有しているため、燃料の
燃焼時に燃焼室を外壁部から冷却流体によって常に冷却
し得、燃焼室の外壁部に耐火性材料等のラィニングを施
す必要を無くし得、燃焼器全体の壁部を単に金属のみに
よって形成し得、燃焼器及び熱交換装置全体を軽量化し
得る上に、第一の容器内において燃焼室から放散される
熱を冷却流体で確実に受容し得、この熱を受容した冷却
流体を他の用途に使用し得る。例えば、燃料燃焼器の燃
焼室の外壁を冷却することにより温められたこの冷却流
体を燃焼生成物によって加熱されると共に伝熱性壁を有
する通路手段中の被加熱流体を加熱する熱交換流体用と
して第二の容器内に送るようにすれば、被加熱流体の温
度を効率良く上昇させ得る。これは、例えば、第一及び
第二の容器が単一の槽からなり、熱交換流体が前記冷却
流体としても働く熱交換装置の場合にいえる。加えて、
本発明の熱交換装置では、燃料燃焼器が、更に、第二の
容器又は糟上に配置された上部の室に対する接線方向の
空気流入口と、この上部室と前記下部燃焼室とを接続し
ている上下方向ダクトとを有しているため、流入口から
接線方向に流入してくる空気を、上部室及び上下方向ダ
クトの軸のまわりで循環させるように螺旋を描くように
下部燃焼室へと導入し得、燃料を効率良く燃焼させ得る
。
１．８ｘｌ０７Ｋｃａｌ／ｈｒ（７２０００００肥Ｔｕ
／ｈｒ）のユニットには２５０馬力の電動機で駆動され
る燃焼空気ブロワが必要であろう。本発明のユニットで
は所要ェネルギが１００馬力程度も節減され得る。燃料
投入口２１，２３のいずれか一方または両方から接続ダ
クト１９の長手方向軸線に沿って未処理の点火用ガスを
噴射し火花点火するので点火用ガスの予備混合という複
雑な段階が不要である。更にダクト１９の鞠線に沿って
燃料を噴射するので放熱量の大きい円滑な燃焼が確保さ
れる。本発明の第一及び第二の容器を有する熱交換装置
では、燃料燃焼器が、使用時に第一の容器内の冷却流体
中に沈められる下部に燃焼室を有しているため、燃料の
燃焼時に燃焼室を外壁部から冷却流体によって常に冷却
し得、燃焼室の外壁部に耐火性材料等のラィニングを施
す必要を無くし得、燃焼器全体の壁部を単に金属のみに
よって形成し得、燃焼器及び熱交換装置全体を軽量化し
得る上に、第一の容器内において燃焼室から放散される
熱を冷却流体で確実に受容し得、この熱を受容した冷却
流体を他の用途に使用し得る。例えば、燃料燃焼器の燃
焼室の外壁を冷却することにより温められたこの冷却流
体を燃焼生成物によって加熱されると共に伝熱性壁を有
する通路手段中の被加熱流体を加熱する熱交換流体用と
して第二の容器内に送るようにすれば、被加熱流体の温
度を効率良く上昇させ得る。これは、例えば、第一及び
第二の容器が単一の槽からなり、熱交換流体が前記冷却
流体としても働く熱交換装置の場合にいえる。加えて、
本発明の熱交換装置では、燃料燃焼器が、更に、第二の
容器又は糟上に配置された上部の室に対する接線方向の
空気流入口と、この上部室と前記下部燃焼室とを接続し
ている上下方向ダクトとを有しているため、流入口から
接線方向に流入してくる空気を、上部室及び上下方向ダ
クトの軸のまわりで循環させるように螺旋を描くように
下部燃焼室へと導入し得、燃料を効率良く燃焼させ得る
。
本発明の実施の態様の一例を下記に要約する。
燃料燃焼器がバーナからなり、上下方向ダクトが実質的
に円錐台形の鉛直方向ダクトからなる特許請求の範囲２
に記載の装置。
に円錐台形の鉛直方向ダクトからなる特許請求の範囲２
に記載の装置。
第１図は本発明による好ましい一具体例の熱交換装置の
長手方向断面説明図、第２図は第１図の熱交換装置の平
面説明図、第３図は第１図の熱交換装置の管東マニホル
ドの一部の詳細説明図である。 １・…・・槽（第一及び第二の容器）、４・・・・・・
バーナ、５・・・・・・管東、７・・・・・・分配ダク
ト、１０・・・・・・上部チャンバ、１１・・・・・・
空気流入口、１５・・・・・・下部燃焼チャンバ、１７
・・…・流出口、１９・・・・・・鉛直方向ダクト、２
９，３１・・…・壁部、３３……ウェア、３５・・・・
・・流入口、３７・・・・・・流出口、４１・・・・・
・管、４７……ボート。 ．‐ＦＩＧｌ’・ ‐ＦＩＧ．２÷・ ‐ＦＩＧ．３←
長手方向断面説明図、第２図は第１図の熱交換装置の平
面説明図、第３図は第１図の熱交換装置の管東マニホル
ドの一部の詳細説明図である。 １・…・・槽（第一及び第二の容器）、４・・・・・・
バーナ、５・・・・・・管東、７・・・・・・分配ダク
ト、１０・・・・・・上部チャンバ、１１・・・・・・
空気流入口、１５・・・・・・下部燃焼チャンバ、１７
・・…・流出口、１９・・・・・・鉛直方向ダクト、２
９，３１・・…・壁部、３３……ウェア、３５・・・・
・・流入口、３７・・・・・・流出口、４１・・・・・
・管、４７……ボート。 ．‐ＦＩＧｌ’・ ‐ＦＩＧ．２÷・ ‐ＦＩＧ．３←
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 被加熱流体の温度を上昇させるための熱交換装置で
あつて、 使用時に第一の容器内の冷却流体によつて冷
却されるべく該冷却流体中に少なくとも一部が浸漬され
るように全体又は一部が前記第一の容器内に配置された
燃料焼却器と、 熱交換流体を収容するための熱交換用
の第二の容器と、 前記第二の容器内に設けられており
、伝熱性壁を有していると共に前記被加熱流体が通され
るべく構成された通路手段と、 前記第二の容器内にお
いて前記燃料燃焼器からの加熱された燃焼生成物と前記
熱交換流体とを熱的に接触させるための供給手段とから
なり、 前記燃料燃焼器が、 前記第一の容器の上方に
位置する上部の室に対する接線方向の空気流入口と、
使用時に前記冷却流体中に浸漬される下部の燃焼室と、
前記上部室と前記下部燃焼室とを接続している上下方
向ダクトとを有しており、 前記被加熱流体が前記伝熱
性壁を介して加熱され得るように前記通路手段が使用時
に前記熱交換流体中に浸漬されるように構成されている
熱交換装置。 ２ 被加熱流体の温度を上昇させるための熱交換装置で
あつて、 使用時に槽内の熱交換流体によつて冷却され
るべく該熱交換流体中に少なくとも一部が浸漬されるよ
うに全体又は一部が前記槽内に配置された燃料燃焼器と
、 使用時に前記熱交換流体中に浸漬されるべく前記槽
内に設けられており、伝熱性壁を有していると共に前記
被加熱流体が通されるべく構成された通路手段と、 前
記通路手段の直下で前記熱交換流体中に前記燃料燃焼器
からの加熱された燃焼生成物を放出するための供給手段
と、 前記燃焼生成物及び前記熱交換流体の合成された
上昇流と前記通路手段の前記伝熱性壁とを確実に熱的に
密に接触させるための案内手段とからなり、 前記燃料
燃焼器が、 前記槽の上方に位置する上部の室に対する接線方向の
空気流入口と、 使用時に前記熱交換流体中に浸漬され
る下部の燃焼室と、 前記上部室と前記下部燃焼室とを
接続している上下方向ダクトとを有している熱交換装置
。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB1862974A GB1473386A (en) | 1974-04-29 | 1974-04-29 | Apparatus for heating fluids |
| GB18629/74 | 1974-04-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS50144951A JPS50144951A (ja) | 1975-11-21 |
| JPS6018879B2 true JPS6018879B2 (ja) | 1985-05-13 |
Family
ID=10115744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50050582A Expired JPS6018879B2 (ja) | 1974-04-29 | 1975-04-24 | 熱交換装置 |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4018216A (ja) |
| JP (1) | JPS6018879B2 (ja) |
| CH (1) | CH602978A5 (ja) |
| DE (1) | DE2518836C2 (ja) |
| ES (1) | ES437211A1 (ja) |
| FR (1) | FR2269051B1 (ja) |
| GB (1) | GB1473386A (ja) |
| IT (1) | IT1032770B (ja) |
| NL (1) | NL181377C (ja) |
| SE (1) | SE421147B (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US4301773A (en) * | 1979-10-25 | 1981-11-24 | Johnson Arthur W | Hydrodynamic induced draft and water cooled flue gas hot water heater |
| US4393815A (en) * | 1981-04-16 | 1983-07-19 | Pedersen Niels R | Heating plant |
| SE433953B (sv) * | 1981-04-30 | 1984-06-25 | Husqvarna Ab | Drivkontrollanordning for elektronisk symaskin |
| US4441460A (en) * | 1981-05-08 | 1984-04-10 | Vapor Energy, Inc. | Apparatus for heating and utilizing fluids |
| US4418651A (en) * | 1982-07-02 | 1983-12-06 | Vapor Energy, Inc. | System for heating and utilizing fluids |
| US4541410A (en) * | 1983-07-20 | 1985-09-17 | Columbia Gas System Service Corporation | Apparatus and method for burning a combustible gas, and a heat exchanger for use in this apparatus |
| US4641631A (en) * | 1983-07-20 | 1987-02-10 | Columbia Gas System Service Corporation | Apparatus and method for burning a combustible gas, and a heat exchanger for use in this apparatus |
| FR2585112B1 (fr) * | 1985-07-17 | 1987-11-27 | Gaz De France | Procede de chauffage de liquides a des niveaux de temperature differents, et installation pour la mise en oeuvre de ce procede |
| AT405090B (de) * | 1996-06-10 | 1999-05-25 | Vaillant Gmbh | Verfahren zum verbrennen eines gasförmigen brennstoff-luft-gemisches und heizeinrichtung zur durchführung des verfahrens |
| US11255540B2 (en) | 2019-06-20 | 2022-02-22 | Catherine J. Chagnot | Crude and waste oil burner |
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Family Cites Families (15)
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| FR1050414A (fr) * | 1950-11-10 | 1954-01-07 | Rosenblads Patenter Ab | Procédé et appareil pour la combustion des combustibles |
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| BE629905A (ja) * | 1962-09-11 | |||
| CH490641A (fr) * | 1965-12-02 | 1970-05-15 | Hanrez Sa J Atel | Appareil pour chauffer un fluide |
| US3368548A (en) * | 1966-02-24 | 1968-02-13 | Thermal Res & Engineering Corp | High capacity submerged hot gas heat exchanger |
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