KR101188500B1 - Heat-exchanger between tubes - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 관로간의 열교환기는 제 1 유체가 유동되는 제 1 유체관; 제 2 유체가 유동되는 제 2 유체관; 상기 제 1 유체관과 상기 제 2 유체관에 함께 접촉되는 핀; 및 상기 유체관으로 공기를 강제 송풍하는 송풍팬이 포함되고, 상기 핀의 양측 단부에 상기 제1 유체관이 배치되고, 상기 핀의 중심부에 상기 제2 유체관이 배치되며, 상기 제 1 유체의 유동 경로를 연결한 면과, 상기 제 2 유체의 유동 경로를 연결한 면은 서로 교차되는 것을 특징으로 한다.The heat exchanger between conduits according to the present invention comprises: a first fluid pipe through which a first fluid flows; A second fluid tube through which the second fluid flows; A pin in contact with the first fluid tube and the second fluid tube; And a blowing fan for forcibly blowing air to the fluid pipe, wherein the first fluid pipe is disposed at both ends of the fin, and the second fluid pipe is disposed at the center of the fin. The surface connecting the flow path and the surface connecting the flow path of the second fluid are characterized in that they cross each other.
본 발명에 따른 관로 간의 열교환기에 따르면, 열교환기의 크기가 커지지 아니하면서도 열교환의 성능이 증대되기 때문에, 그만큼 열교환기의 크기가 작더라도 동등하거나 그보다 높은 열교환성능을 얻을 수 있는 장점이 있고 열교환기가 장착되는 시스템의 사양에 따라서 열교환의 동작 상태가 원활하게 가변될 수 있기 때문에, 보다 다양한 상태로 동작이 가능하고 시스템 별로 별도의 열교환기가 요구되지 아니하는 장점을 얻을 수 있다.According to the heat exchanger between pipelines according to the present invention, since the heat exchanger performance is increased without increasing the size of the heat exchanger, even if the heat exchanger size is small, there is an advantage of obtaining the same or higher heat exchange performance and the heat exchanger is mounted. Since the operating state of the heat exchange can be smoothly changed according to the specification of the system to be operated, it is possible to operate in more various states, and it is possible to obtain an advantage that a separate heat exchanger is not required for each system.
열교환기, 관로 Heat exchanger, pipeline
Description
도 1은 본 발명에 따른 관로간의 열교환을 설명하는 도면.1 is a view for explaining heat exchange between pipelines according to the present invention.
도 2는 도 1의 Ⅰ- Ⅰ'의 단면도.FIG. 2 is a cross-sectional view of II ′ of FIG. 1. FIG.
도 3은 본 발명에 따른 또 다른 실시예를 설명하는 도면.3 is a view for explaining another embodiment according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 다른 실시예를 설명하는 도면.4 illustrates another embodiment according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1 : 열교환기 2 : 제 1 유체관 3 : 제 2 유체관1
4 : 핀 5 : 송풍팬 4: pin 5: blowing fan
본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 상세하게는 냉매가 유동하는 종류가 다른 관로가 복수개가 제공되는 경우에, 관로들 간에 열교환이 수행되도록 하는 관로 간의 열교환기에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 냉매관들 간의 열교환이 수행될 때, 전도에 의한 열교환 방식과 공기에 의한 대류 열전달 방식이 동시에 수행되도록 함으로써, 냉매관 간의 열교환이 보다 신속하고 대용량으로 수행되도록 하는 관로 간의 열교환기에 관한 것이다. The present invention relates to a heat exchanger, and more particularly, to a heat exchanger between pipes in which heat exchange is performed between pipe lines when a plurality of pipes having different kinds of refrigerant flow are provided. More specifically, when the heat exchange between the refrigerant pipes is carried out, the heat exchange method between conduction and the convection heat transfer method by air is performed at the same time, so that the heat exchange between the refrigerant pipes to the heat exchanger between the pipelines to be carried out more quickly and large capacity It is about.
열교환기는 유체간에 열교환이 수행되도록 하는 기기이다. 특히, 관로간의 열교환기의 대표적인 예는 이중관 열교환기가 있다. 상기 이중관 열교환기는 외관과, 상기 외관의 내부에 수용되는 내관이 형성되는 열교환기로서, 상기 외관의 내부를 유동하는 제 1 유체와, 상기 내관의 내부를 유동하는 제 2 유체가 내관의 외벽을 경계면으로 하여 열교환이 수행되도록 하는 열교환기이다. A heat exchanger is a device that allows heat exchange between fluids. In particular, a representative example of the heat exchanger between pipe lines is a double tube heat exchanger. The double tube heat exchanger is a heat exchanger in which an outer tube and an inner tube accommodated in the outer tube are formed, and a first fluid flowing inside the outer tube and a second fluid flowing in the inner tube interface the outer wall of the inner tube. Heat exchanger to perform the heat exchange.
상기 이중관 열교환기는 내관의 외벽을 경계면으로 하여 열교환이 수행되기 때문에, 열교환의 효율이 증진되도록 하기 위해서는 이중관 열교환의 크기를 증가시키거나, 이중관의 길이를 길게하는 방법밖에 없다. Since the double tube heat exchanger performs heat exchange with the outer wall of the inner tube as an interface, there is only a method of increasing the size of the double tube heat exchanger or increasing the length of the double tube in order to increase the efficiency of the heat exchange.
그러나, 이중관 열교환의 길이를 길게하거나, 이중관 열교환기의 크기를 크게 하는 것은 부피의 문제로 인하여 실제적인 구현이 어려운 문제점이 있다. However, increasing the length of the double tube heat exchanger or increasing the size of the double tube heat exchanger has a problem that practical implementation is difficult due to the problem of volume.
본 발명은 상기되는 문제점을 개선하기 위하여 제안되는 것으로서, 열교환기의 크기가 커지지 아니하면서도 열교환의 성능이 증대되도록 하는 관로간의 열교환기를 제안하는 것을 목적으로 한다.The present invention is proposed to improve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to propose a heat exchanger between pipe lines in which a heat exchanger does not increase in size but the performance of heat exchange is increased.
또한, 열교환기의 필요한 사양에 따라서 열교환의 동작 상태가 원활하게 조작되도록 함으로써, 보다 다양한 상태로 동작이 가능하도록 하는 관로간의 열교환기를 제안하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to propose a heat exchanger between pipe lines which enables the operation state of the heat exchange to be smoothly operated according to the required specification of the heat exchanger, thereby enabling operation in a more various state.
본 발명에 따른 관로간의 열교환기는 제 1 유체가 유동되는 제 1 유체관; 제 2 유체가 유동되는 제 2 유체관; 상기 제 1 유체관과 상기 제 2 유체관에 함께 접촉되는 핀; 및 상기 유체관으로 공기를 강제 송풍하는 송풍팬이 포함되고, 상기 핀의 양측 단부에 상기 제1 유체관이 배치되고, 상기 핀의 중심부에 상기 제2 유체관이 배치되며, 상기 제 1 유체의 유동 경로를 연결한 면과, 상기 제 2 유체의 유동 경로를 연결한 면은 서로 교차되는 것을 특징으로 한다.The heat exchanger between conduits according to the present invention comprises: a first fluid pipe through which a first fluid flows; A second fluid tube through which the second fluid flows; A pin in contact with the first fluid tube and the second fluid tube; And a blowing fan for forcibly blowing air to the fluid pipe, wherein the first fluid pipe is disposed at both ends of the fin, and the second fluid pipe is disposed at the center of the fin. The surface connecting the flow path and the surface connecting the flow path of the second fluid are characterized in that they cross each other.
제안되는 바와 같은 관로간의 열교환기에 의해서 열교환 성능이 증대되는 장점을 얻을 수 있다. 또한, 열교환의 요구 사양에 따라서 적절한 동작 상태로 편리하게 전환이 가능하게 됨으로써, 열교환기의 사용이 편리하게 되는 장점을 얻을 수 있다. It is possible to obtain the advantage that the heat exchange performance is increased by the heat exchanger between the pipelines as proposed. In addition, it is possible to conveniently switch to an appropriate operating state in accordance with the requirements of the heat exchange, it is possible to obtain the advantage that the use of the heat exchanger is convenient.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 및 추가에 의해서 용이하게 제안할 수 있을 것이다. Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the spirit of the present invention is not limited to the embodiments presented, and those skilled in the art who understand the spirit of the present invention can easily propose by adding, changing, deleting, and adding components within the scope of the same idea. will be.
도 1은 본 발명에 따른 관로간의 열교환을 설명하는 도면이다. 1 is a view for explaining heat exchange between pipelines according to the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 관로간의 열교환기(1)는, 제 1 유체가 내부에 유동되는 제 1 유체관(2), 제 2 유체가 내부에 유동되는 제 2 유체관(3)과, 상기 제 1 유체관(2)과 제 2 유체관(3)에 적어도 일 부분이 동시에 접촉되는 핀(4)이 포함된다. 그리고, 상기 핀(4)으로 강제적인 송풍이 일어나도록 하는 송풍팬(5)이 더 제공된다. Referring to FIG. 1, the
상기 관로간의 열교환기의 동작을 설명한다. The operation of the heat exchanger between the pipe lines will be described.
제 1 유체관(2)에는 제 1 유체가 흐르고, 제 2 유체관(3)에는 제 2 유체가 유동된다. 그리고, 상기 제 1 유체관(2) 및 제 2 유체관(3)중의 어느 하나에서는 열이 방열되고, 다른 하나에서는 열을 흡수하는 방향으로 동작된다. 그리고, 열을 방열하는 방열관에서 열을 흡열하는 흡열관으로 열이 전달되는 경로는 두가지로 구 분된다. The first fluid flows through the
상세하게 설명하면, 먼저 방열관에서 방출되는 열이 핀(4)으로 전도되고, 핀으로 전도되는 열은 핀의 내부를 따라서 흡열관으로 전달되고, 흡열관에 다다른 열은 흡열관으로 전도되어 들어간다. 이러한 과정은 흡열관, 핀, 및 방열관을 이루는 자체적인 매질을 통한 전도과정으로 이해될 수 있을 것이다. In detail, first, heat emitted from the heat dissipation tube is conducted to the
다른 열의 전달과정은 대류전달과정이 있다. 상세하게는, 흡열관이 제 1 유체관(2)이고 방열관이 제 2 유체관(3)에 해당되는 경우에, 상기 송풍팬(5)으로부터 강제 송풍된 공기는 먼저 제 1 유체관(2)으로 열이 전달되어 공기중의 열은 제 1 유체로 빼앗기게 되고, 상기 제 1 유체관(2)에 의해서 차가워진 공기는 제 2 유체관(3)에 이르러서 제 2 유체관(3)의 내부를 유동하는 제 2 유체로부터 열을 빼앗게 된다. 이러한 과정에 의해서 흡열관은 열을 흡수하고 방열관을 열을 방열하는 과정이 수행될 수 있게 되는 것이다. 이러한 과정은 공기를 매개로 하는 대류연전달과정으로 용이하게 이해될 수 있을 것이다.Another heat transfer process is the convection transfer process. Specifically, in the case where the heat absorbing tube is the
또 다른 경우로서, 상기 송풍팬(5)에서 송풍되는 강제적인 공기에 의해서 유체관(2)(3)의 열이 상호 관계없이 자체적으로 방열되는 효과도 얻을 수 있다. 예를 들면, 상기 제 1 유체관(2)의 내부에는 유체가 유동되지 아니하고 제 2 유체관(3)에만 유체가 유동되는 경우에는, 송풍팬(5)으로부터 강제 송풍되는 공기는 제 2 유체관의 내부에 유동되는 제 2 유체에 대한 열전달만이 강하게 수행되도록 열교환이 수행될 수 있다. As another case, it is also possible to obtain the effect that the heat of the fluid pipes (2) (3) is self-heating irrespective of each other by the forced air blown from the blowing fan (5). For example, when no fluid flows inside the
물론, 상기 제 1 유체관(2)과 제 2 유체관(3)의 내부에 동시에 유체가 흐르 는 경우에도, 상호간의 열전달이 일어날 뿐만 아니라, 송풍팬(5)으로부터의 강제공기 유동에 의해서 각각의 유체관(2)(3)의 열교환이 촉진되는 것도 용이하게 짐작될 것이다. Of course, even when the fluid flows simultaneously inside the
이하에서는 상기 관로의 배치상태에 대해서 설명한다. Hereinafter, the arrangement of the pipe line will be described.
도 2는 도 1의 Ⅰ- Ⅰ'의 단면도이다. FIG. 2 is a cross-sectional view of II ′ of FIG. 1.
도 2를 참조하면, 핀(4)은 평면으로 배치되고, 핀(4)의 내부 관로를 관통하는 관로는 핀의 전열에는 제 1 유체관(2)이 통과되고, 핀의 후열에는 제 2 유체관(3)이 배치되는 형태를 취하고 있다. 다시 말하면, 송풍팬(5)을 기준으로 하여 핀(4)의 전열에는 제 1 유체관(2)이 배치되고, 핀(4)의 후열에는 제 2 유체관(3)이 배치되는 것이다. Referring to FIG. 2, the
또한, 도면에 제시되는 바와 같이, 핀(4)의 후열에 배치되는 관로는 상하로 꺾여서 복수개의 배치상태로 중첩되어 배열될 수도 있다. 이와 같은 관로의 복수배치는 전열 또는 후열에 관계가 없다. 그리고, 관로의 중첩회수는 제한되지 아니한다. 다만, 전열과 후열로 관로가 나뉘어서 배치됨으로써, 공기에 의한 열전달이 보다 효과적으로 수행되도록 하는 것이 중요하다. In addition, as shown in the figure, the conduits arranged in the rear row of the
도 3에는 본 발명에 따른 또 다른 실시예가 도시되어 있다. In Fig. 3 another embodiment according to the invention is shown.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예는 핀(4)의 양측 단부에는 제 1 유체관(2)이 배치되고, 핀(4)의 중심부에는 제 2 유체관(3)이 배치되는 것을 특징으로 한다. 즉 상기 제1 유체관(2)은, 상기 제2 유체관(3)의 전후에 배치되며, 상기 제1 유체의 유동 경로를 연결한 면과, 상기 제2 유체의 유동 경로를 연결한 면은, 서로 교차될 수 있다.Referring to FIG. 3, in another embodiment of the present invention, the
이러한 특징으로 인하여, 유체 들간의 입구위치와 출구위치가 자유로이 배치 될 수 있는 장점을 얻을 수 있고, 양 유체들간의 열교환이 보다 신뢰성있게 수행될 수 있는 장점이 있다. Due to this feature, it is possible to obtain the advantage that the inlet and outlet positions between the fluids can be freely arranged, there is an advantage that the heat exchange between the two fluids can be performed more reliably.
이하에서는 본 발명에 따른 관로간의 열교환기가 실제 시스템에 적용되는 경우를 예를 들어 설명한다. Hereinafter, a case in which a heat exchanger between pipe lines according to the present invention is applied to an actual system will be described.
상기 제 1 유체관(2)은 엔진발전시스템의 고온냉각수를 응축하는 응축기의 관로이고, 상기 제 2 유체관(3)은 열펌프의 증발기의 관로를 예로 들어 설명할 수 있다. 이때에는 상기 제 1 유체관(2)은 응축기로부터 열이 방열되는 관로이고, 상기 제 2 유체관(3)은 증발기로서 열을 흡수하는 관로이다.The
이때에는, 송풍팬(5)으로부터 송풍되는 공기는 제 1 유체관(2)을 거친 다음에 제 2 유체관(3)에 다다르기 때문에, 유체관(2)(3)들간의 열교환이 수행될 수 있다. 또한, 각각의 유체관(3)은 이미 설명된 바와 같이 공기에 의해서 개별적으로 열교환이 더욱 원활히 수행되는 효과를 얻을 수도 있다. At this time, since the air blown from the blowing
이하에서는 본 발명에 따른 관로간의 열교환기의 동작상태를 각 경우별로 상세하게 설명한다. Hereinafter, the operation state of the heat exchanger between pipe lines according to the present invention will be described in detail for each case.
첫째로, 송풍팬이 동작되고, 제 1 유체관(2) 및 제 2 유체관(3)에 유체가 흐르는 경우이다. First, the blower fan is operated, and fluid flows through the
이 경우에는 각 유체관(2)(3)과 송풍된 공기에 의해서 열교환이 수행되는 효과와, 제 1 유체관(2)의 열량이 송풍된 공기를 타고서 제 2 유체관(3)으로 전달되는 효과와, 핀(4)에 의해서 제 1 유체관(2)의 열이 제 2 유체관(3)으로 전달되는 효과를 모두 얻을 수 있다. 이와 같은 경우에는, 유체관(2)(3)들 간의 열전달효과 가 높아지는 장점을 얻을 수 있게 된다. In this case, the heat exchange is performed by each of the
두번째로, 송풍팬이 동작되고, 제 1 유체관(2) 및 제 2 유체관(3)중의 어느 하나의 유체관에 유체가 흐르는 경우이다. Secondly, the blower fan is operated, and fluid flows through any one of the
이 경우에는 유체가 흐르는 유체관이 송풍된 공기에 의해서 열전달이 수행되는 효과와, 유체가 흐르는 유체관의 열이 핀(4)으로 전달되어 핀에 의해서 열이 공기로 열이 대류전달되는 효과를 동시에 얻을 수 있다. In this case, the heat transfer is performed by the air in which the fluid tube flowing the fluid is blown, and the heat of the fluid pipe in which the fluid flows is transferred to the
세번째로, 송풍팬이 동작되지 아니하는 상태에서, 제 1 유체관(2) 및 제 2 유체관(3)에 유체가 모두 흐르는 경우이다. Thirdly, the fluid flows through both the
이 경우에는 유체관(2)(3) 중에서 온도가 높은 관로에서 핀(3)으로 열이 전달되고, 핀을 경유하여 열이 전달되어 온도가 낮은 관로로 열이 전달되는 효과를 얻을 수 있다. 이러한 경우는 열전달의 효과는 미약할 수 있으나, 송풍팬을 설치할 수 있는 공간이 충분하지 아니한 경우에 적용됨으로써, 그 특이한 효과를 얻을 수 있게 된다.In this case, heat is transferred to the
상기되는 실시예에 의해서 다양한 상태에 따라서 열교환기의 동작은 다양한 경우로 차별적으로 동작될 수 있다. 또한, 열전달의 효과가 더욱 증진되는 것은 물론이다. 특히, 요구되는 열전달량이 높은 경우에는 송풍팬(5)에 의해서 추가적인 열전달 효과를 얻어낼 수 있기 때문에, 열전달의 효과가 더욱 높아지는 장점을 얻을 수 있다.According to various embodiments of the present invention, the operation of the heat exchanger may be differentially operated in various cases. In addition, of course, the effect of heat transfer is further enhanced. In particular, when the required heat transfer amount is high, since the additional heat transfer effect can be obtained by the blowing
본 발명과 동일한 사상에 따른 다른 실시예를 설명한다. Another embodiment according to the same idea as the present invention will be described.
다른 실시예는 다른 부분은 원 실시예와 동일하고 송풍팬(5)의 장착상태만 차이가 있다. Other embodiments are the same as the original embodiment of the other parts, only the mounting state of the blowing fan (5) is different.
도 4는 본 발명에 따른 다른 실시예를 설명하는 도면이다. 4 is a view for explaining another embodiment according to the present invention.
도 4를 참조하면, 핀(4), 제 1 유체관(2), 및 제 2 유체관(3)이 원 실시예와 동일하게 형성되고, 핀(4)의 전열에 놓이는 제 1 유체관(2)과 핀(4)이 후열에 놓이는 제 2 유체관(3)으로 강제 송풍되는 공기가 별도의 송풍팬(6)(7)에 의해서 대류열전달이 수행되는 것이 특징적으로 다르다. Referring to FIG. 4, the first fluid pipe (4), the first fluid pipe (2), and the second fluid pipe (3) are formed in the same manner as the original embodiment and are placed in the heat transfer of the fin (4). 2) and the air forced to the second fluid pipe (3) in which the fin (4) is placed in the rear row is characterized in that the convection heat transfer is carried out by a separate blower fan (6) (7).
이와 같이, 각각의 유체관(2)(3)의 대류열전달이 수행되도록 송풍팬이 다르기 때문에, 어느 상태에 따라서는 한 유체관에는 공기가 송풍되지 않고, 다른 유체관에는 공기가 송풍되지 아니하도록 동작될 수도 있는 것이다. In this way, since the blower fan is different so that the convective heat transfer of the
본 실시예는, 비록 어느 한 유체관에서 다른 한 유체관으로 대류열전달이 수행되는 것이 없어지는 문제가 발생될 수 있으나, 각각의 유체관에 대한 개별적인 대류열전달이 수행될 수 있는 장점을 얻을 수 있다. In this embodiment, although the problem that the convective heat transfer is not performed from one fluid pipe to the other fluid pipe may be eliminated, it is possible to obtain an advantage that individual convective heat transfer may be performed for each fluid pipe. .
이와 같은 경우는, 시스템의 요구사항으로 인하여 유체간의 열전달은 핀에 의한 전도열전달이 충분하고, 송풍된 공기에 의한 대류열전달이 필요치 아니하는 경우에 적용될 수 있다. 이때에는, 대류열전달이 요구되는 유체관과 대응되는 송풍팬은 동작되어 대류 냉각이 수행되고, 대류연전달이 요구되지 아니하는 유체관에는 대응되는 송풍팬이 동작되지 않도록 함으로써, 시스템의 요구사항에 정확하게 대응할 수 있는 장점을 얻을 수 있다.In such a case, due to the requirements of the system, the heat transfer between the fluids can be applied when the conduction heat transfer by the fin is sufficient and the convection heat transfer by the blown air is not necessary. At this time, the blower fan corresponding to the fluid pipe requiring convective heat transfer is operated to perform convection cooling, and the corresponding blower fan is not operated for the fluid pipe not requiring convective heat transfer. The advantage is that you can respond accurately.
또 다른 실시예로서 하나의 송풍팬에 의해서 양 유체관 간의 대류 열전달이 없는 상태에서, 개별적으로 냉각을 수행할 수도 있다.In another embodiment, cooling may be performed individually by a blower fan in the absence of convective heat transfer between both fluid tubes.
본 발명에 따른 관로간의 열교환기에 따르면, 열교환기의 크기가 커지지 아니하면서도 열교환의 성능이 증대되기 때문에, 그만큼 열교환기의 크기가 작더라도 동등하거나 그보다 높은 열교환 성능을 얻을 수 있는 장점이 있다.According to the heat exchanger between pipe lines according to the present invention, since the heat exchanger performance is increased without increasing the size of the heat exchanger, even if the size of the heat exchanger is small, there is an advantage that the equivalent or higher heat exchange performance can be obtained.
또한, 열교환기가 장착되는 시스템의 사양에 따라서 열교환의 동작 상태가 원활하게 가변될 수 있기 때문에, 보다 다양한 상태로 동작이 가능하고 시스템 별로 별도의 열교환기가 요구되지 아니하는 장점을 얻을 수 있다.In addition, since the operating state of the heat exchanger can be smoothly changed according to the specification of the system on which the heat exchanger is mounted, it is possible to operate in more various states and obtain an advantage that a separate heat exchanger is not required for each system.
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JPH11344236A (en) | 1998-04-07 | 1999-12-14 | Samsung Electronics Co Ltd | Air conditioner |
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2005
- 2005-02-25 KR KR1020050016190A patent/KR101188500B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH102686A (en) * | 1996-06-12 | 1998-01-06 | Denso Corp | Ebullition cooling apparatus |
JPH11344236A (en) | 1998-04-07 | 1999-12-14 | Samsung Electronics Co Ltd | Air conditioner |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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KR20060094758A (en) | 2006-08-30 |
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