JPH01252501A - 水素吸蔵合金反応容器 - Google Patents
水素吸蔵合金反応容器Info
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- JPH01252501A JPH01252501A JP63081839A JP8183988A JPH01252501A JP H01252501 A JPH01252501 A JP H01252501A JP 63081839 A JP63081839 A JP 63081839A JP 8183988 A JP8183988 A JP 8183988A JP H01252501 A JPH01252501 A JP H01252501A
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- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen; Reversible storage of hydrogen
- C01B3/0005—Reversible storage of hydrogen, e.g. by hydrogen getters or electrodes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
- B01J19/2415—Tubular reactors
- B01J19/2425—Tubular reactors in parallel
-
- 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
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- F17C11/005—Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels for hydrogen
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00051—Controlling the temperature
- B01J2219/00074—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
- B01J2219/00076—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements inside the reactor
- B01J2219/00081—Tubes
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- B01J2219/00051—Controlling the temperature
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- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
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- F28D2021/0047—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for hydrogen or other compressed gas storage tanks
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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
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (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】
[産業上の利用分野]
この発明は金属水素化物を主体とする水素吸蔵合金を使
用した反応容器に係り、特に従来に比べて顕著に熱交換
効率の優れた構成に係る新規な技術である。
用した反応容器に係り、特に従来に比べて顕著に熱交換
効率の優れた構成に係る新規な技術である。
[従来の技術1
水素をある種の金属又は合金に吸Rさせて、金属水素化
物の形で貯蔵して移送し、さらにその応用として水素精
製、昇圧、ヒートポンプ、冷暖房システムの部材として
利用する技術が開発されている。
物の形で貯蔵して移送し、さらにその応用として水素精
製、昇圧、ヒートポンプ、冷暖房システムの部材として
利用する技術が開発されている。
この場合、金属水素化物が7に素の吸蔵、放出を行なう
に当って必ず発熱、吸熱を伴なうので、この性質に着目
して熱交換装置ヤヒートポンプへの利用ができる。
に当って必ず発熱、吸熱を伴なうので、この性質に着目
して熱交換装置ヤヒートポンプへの利用ができる。
逆に、水素の貯蔵や移送が主目的の場合もある。 。
熱交換装置の熱効率を高めたり、貯蔵や移送を能率的に
実施するためには、水素吸蔵合金と外部との間に迅速な
熱の授受がなければ水素の授受もきわめて緩慢になって
了う。
実施するためには、水素吸蔵合金と外部との間に迅速な
熱の授受がなければ水素の授受もきわめて緩慢になって
了う。
ところが粉状の水素吸蔵合金自体の熱伝導率が低いため
、効率的な熱の授受を目脂して幾つかの手段が提案され
てきた。
、効率的な熱の授受を目脂して幾つかの手段が提案され
てきた。
その一つは水素吸蔵合金自体の改良であって、粉末表面
に熱伝導性の良い異種金属を鍍金することなどが挙げら
れる。たとえば、出願人等の一部の出願に係る「水素吸
蔵合余材料の製造方法」(特願昭59−46161号公
111>がある。熱交換する容器の構成によってこの問
題を解決しようとするものとしては「水素吸蔵合金貯蔵
容器J(実開昭61−193300号公報 第3図)な
ど多数が見られる。当該考案は図のように容器を同心の
多重管構造とし、各管相、ηの間隙に加熱−冷却用の媒
体の流通区域と水素吸蔵合金の充填区域とを交互に配置
し、合金充填層の厚さを特定したものである。
に熱伝導性の良い異種金属を鍍金することなどが挙げら
れる。たとえば、出願人等の一部の出願に係る「水素吸
蔵合余材料の製造方法」(特願昭59−46161号公
111>がある。熱交換する容器の構成によってこの問
題を解決しようとするものとしては「水素吸蔵合金貯蔵
容器J(実開昭61−193300号公報 第3図)な
ど多数が見られる。当該考案は図のように容器を同心の
多重管構造とし、各管相、ηの間隙に加熱−冷却用の媒
体の流通区域と水素吸蔵合金の充填区域とを交互に配置
し、合金充填層の厚さを特定したものである。
水素吸蔵合金を粉末状で使用せず緻密な成形体として容
器内に収納する手段は前掲の′l@願昭59−4616
1号の他、出願人自身の出願に係る「水素吸蔵合金を使
用した熱交換装置」 (特公昭61−134593号公
報 第4図)、[水素吸蔵合金成形体」 (特開昭61
−132501号公報)、[水素吸蔵合金を使用した熱
交換体J (特開昭62−196500号公報)などが
あり、何れも合金粉末の充填層が本来熱伝導効率が良く
ない上に、水素ガスとの反応の繰返してさらに微粉化し
たり飛散したりして効率の劣化する点を解決するのに成
功した効果を1qでいる。
器内に収納する手段は前掲の′l@願昭59−4616
1号の他、出願人自身の出願に係る「水素吸蔵合金を使
用した熱交換装置」 (特公昭61−134593号公
報 第4図)、[水素吸蔵合金成形体」 (特開昭61
−132501号公報)、[水素吸蔵合金を使用した熱
交換体J (特開昭62−196500号公報)などが
あり、何れも合金粉末の充填層が本来熱伝導効率が良く
ない上に、水素ガスとの反応の繰返してさらに微粉化し
たり飛散したりして効率の劣化する点を解決するのに成
功した効果を1qでいる。
[発明が解決しようとする課題]
水素吸蔵合金が粉体でありこの粉体層内を水素ガスが通
過して反応するときは、合金の微粉化。
過して反応するときは、合金の微粉化。
散逸など熱交換容器の構成を変えただけでは超えられな
い効率上の限界がある。また第3図の従来技術の場合は
合金の膨張や合金の微粉化が進むため、合金の底側で圧
密が起り容器に過大な歪み応力が発生し破壊の原因とな
る恐れがある。
い効率上の限界がある。また第3図の従来技術の場合は
合金の膨張や合金の微粉化が進むため、合金の底側で圧
密が起り容器に過大な歪み応力が発生し破壊の原因とな
る恐れがある。
また緻密な成形体として熱交換容器に組込むこ。
とは幾つかの提案が出されているが、何れの場合でも水
素吸蔵合金を使用しない通常の熱交換器の定形を踏襲し
ているので、熱(冷)媒体の移動が緩慢で熱交換の効率
が向上できないし、容器内におけるいわゆるホールドア
ツプ間(滞留している総量)が大きいため、水素ガスの
吸蔵(冷却)。
素吸蔵合金を使用しない通常の熱交換器の定形を踏襲し
ているので、熱(冷)媒体の移動が緩慢で熱交換の効率
が向上できないし、容器内におけるいわゆるホールドア
ツプ間(滞留している総量)が大きいため、水素ガスの
吸蔵(冷却)。
放出(加熱)時間やその両操作の切替え時間が過大に失
するという問題点がある。
するという問題点がある。
本願発明は以上の課題を解決するために水素吸蔵合金成
形体を組込んだ熱交換容器にあって従来の容器構成をは
るかに凌駕する新規な構成の提供を目的とする。
形体を組込んだ熱交換容器にあって従来の容器構成をは
るかに凌駕する新規な構成の提供を目的とする。
[課題を解決するための手段1
本願発明に係る水素吸蔵合金反応容器は、中空円筒状の
水素吸蔵合金成形体と、この外周を密着包被する伝熱管
と、該伝熱管と空隙を隔てて平行に囲繞する導管とで形
成する熱反応体を多数平行に横架し、ざらに前記成形体
の中空内へ水素カスを導入排出する手段と、前記伝熱管
と導管の空隙内へ熱(冷)媒体を導入排出する手段と、
これら全体を密封する容器とで構成することにより前記
の問題点を解決した。さらにこの構成において熱反応体
の相互で形成する容器内の空間に断熱材を充填すること
を付加して一層の効果を期することができた。
水素吸蔵合金成形体と、この外周を密着包被する伝熱管
と、該伝熱管と空隙を隔てて平行に囲繞する導管とで形
成する熱反応体を多数平行に横架し、ざらに前記成形体
の中空内へ水素カスを導入排出する手段と、前記伝熱管
と導管の空隙内へ熱(冷)媒体を導入排出する手段と、
これら全体を密封する容器とで構成することにより前記
の問題点を解決した。さらにこの構成において熱反応体
の相互で形成する容器内の空間に断熱材を充填すること
を付加して一層の効果を期することができた。
[作用]
第1図(正面断面図)、第2図(側面断面図)は本願の
実施例を示す。両図に基いて本願の作用を具体的に説明
する。
実施例を示す。両図に基いて本願の作用を具体的に説明
する。
1は水素吸蔵合金成形体であり中空部2を有する円筒で
ある。尤も全長を一度に成形することは相当難しいし、
適当な長さの竹輪状の成形体を何個か並べるのが実際で
あろう。成形体1の外周に密着して包被するのが伝熱管
3であり、熱伝導率の高い金属、たとえばCu、△Q、
管などが望ましい。伝熱管3の外周に若干の空隙4を隔
てて平行に囲繞するのが導管5である。これらを重ねて
熱反応体6を形成しこれを密閉容器7内に1ケ乃至複数
の場合(本例では3ケ)は平行に横架する。
ある。尤も全長を一度に成形することは相当難しいし、
適当な長さの竹輪状の成形体を何個か並べるのが実際で
あろう。成形体1の外周に密着して包被するのが伝熱管
3であり、熱伝導率の高い金属、たとえばCu、△Q、
管などが望ましい。伝熱管3の外周に若干の空隙4を隔
てて平行に囲繞するのが導管5である。これらを重ねて
熱反応体6を形成しこれを密閉容器7内に1ケ乃至複数
の場合(本例では3ケ)は平行に横架する。
容器7には熱(冷)媒体の導入される供給口8と排出口
9とが設けられ、熱(冷)媒体は第1図の実線矢視のよ
うに空隙4の狭い断面を急速に流通する。容器7には又
、水素ガスの供給又は排出される導口10が設けられて
いて第1図の破線矢視のように成形体内の中空部2内を
流通する。このような構造であると熱(冷)ts体の流
速が従来に比べると非常に速くなる。また、この空隙4
1.を狭隘に設計製作することが容易であり、該反応容
器内に滞留する熱(冷)媒体の総量を非常に小さくする
ことができる。
9とが設けられ、熱(冷)媒体は第1図の実線矢視のよ
うに空隙4の狭い断面を急速に流通する。容器7には又
、水素ガスの供給又は排出される導口10が設けられて
いて第1図の破線矢視のように成形体内の中空部2内を
流通する。このような構造であると熱(冷)ts体の流
速が従来に比べると非常に速くなる。また、この空隙4
1.を狭隘に設計製作することが容易であり、該反応容
器内に滞留する熱(冷)媒体の総量を非常に小さくする
ことができる。
「実施例]
容器の実施例を第1図、第2図に示したが、この発明の
特徴は空隙4を権力狭くした二重管構造であり熱く冷)
媒体と合金成形体との熱の授受。
特徴は空隙4を権力狭くした二重管構造であり熱く冷)
媒体と合金成形体との熱の授受。
合金成形体と水素カスとの反応をそれぞれ最も迅速に進
行しようとする点にある。したがってその他の構成につ
いては任意に選ぶことができる。その他の点で最良と思
われる具体例を示すと水素吸蔵合金としてはMmN i
4.5 Mrl□、5粉末を還元剤を用いる自己触媒
型の湿式無電1鍍金法を採用して銅で粉末表面を被覆す
る。この処理粉末を冷間等方プレスまたは油圧プレスで
加用を加えη輪状に圧縮成形し、数個伝熱管内へ挿通し
、さらに導管内へこれを嵌入して熱反応体を組立てる。
行しようとする点にある。したがってその他の構成につ
いては任意に選ぶことができる。その他の点で最良と思
われる具体例を示すと水素吸蔵合金としてはMmN i
4.5 Mrl□、5粉末を還元剤を用いる自己触媒
型の湿式無電1鍍金法を採用して銅で粉末表面を被覆す
る。この処理粉末を冷間等方プレスまたは油圧プレスで
加用を加えη輪状に圧縮成形し、数個伝熱管内へ挿通し
、さらに導管内へこれを嵌入して熱反応体を組立てる。
ざらに望ましいのは伝熱管内で処理粉末を一体的に加圧
成形することで詳細は前に掲げた特開昭62−1965
00@公報に開示している。
成形することで詳細は前に掲げた特開昭62−1965
00@公報に開示している。
また第1図のように熱(冷>rs体の排出口9の側にフ
ランジ12を介装しているときは導管5を支保する管板
13に段差D@設けておくと熱(冷)媒体の滞招担を小
さくするのに有効である。
ランジ12を介装しているときは導管5を支保する管板
13に段差D@設けておくと熱(冷)媒体の滞招担を小
さくするのに有効である。
次に、断熱材は反応容器において効率を左右する重要な
要素である。従来の容器構成であれば密閉容器の外周に
包被するしか他に手段が思い及ばなかったが、本願の構
成であれば熱反応体相互の空間、すなわち導管の外周に
直接断熱材11を取り囲み熱の無用の伝達を遮断するこ
とができる。
要素である。従来の容器構成であれば密閉容器の外周に
包被するしか他に手段が思い及ばなかったが、本願の構
成であれば熱反応体相互の空間、すなわち導管の外周に
直接断熱材11を取り囲み熱の無用の伝達を遮断するこ
とができる。
より具体的な内容を例示すると以下のとおりである。
水素ガス供給兼放出ロ、熱(冷)媒体供給、排出口を備
えたステンレス製水素吸蔵合金用反応容器300mmφ
X1600md内に自己触媒型湿式無電解鍍金法で粉末
表面を銅被覆した水素吸蔵合金と一体成形した伝熱管多
数本を正三角形配列し、そのすぐ外側に鋼製導(ジトケ
ット)管を伝熱管と同数同配列にて二重管構造とし管板
で大々固定して容器内にセットした。伝熱管と一体成形
した銅カプセル化水索吸蔵合金はLaN4,7 A Q
、0.3合金総重但は約85に’iである。また導(ジ
ャケット)管外側と容器セル内側の空間部及び伯の空間
部にも断熱材として発砲ウレタンを充填した。
えたステンレス製水素吸蔵合金用反応容器300mmφ
X1600md内に自己触媒型湿式無電解鍍金法で粉末
表面を銅被覆した水素吸蔵合金と一体成形した伝熱管多
数本を正三角形配列し、そのすぐ外側に鋼製導(ジトケ
ット)管を伝熱管と同数同配列にて二重管構造とし管板
で大々固定して容器内にセットした。伝熱管と一体成形
した銅カプセル化水索吸蔵合金はLaN4,7 A Q
、0.3合金総重但は約85に’iである。また導(ジ
ャケット)管外側と容器セル内側の空間部及び伯の空間
部にも断熱材として発砲ウレタンを充填した。
[発明の効果]
本願発明は以上のような構成よりなり特異な作用を生じ
るから熱(冷)媒体から合金成形体への熱交換速度がき
わめで大きく反応速度の几進が著しい効果を生じる。一
方、熱(冷)ts体のホールドアツプωか少ないために
水素ガスの吸蔵、放出時間および両操作の切替え時間が
大幅に短縮される。 実施例特有の効果として合金粉末
自身の材質の向上、成形体としたことによる熱伝導率の
向上など個々の先行技術(出願人自身の出願による)の
効果を併t!享受できる上、断熱材の特異な装着手段に
よって熱損失が極減し、前記反応効率の向上をざらに助
長することができる。
るから熱(冷)媒体から合金成形体への熱交換速度がき
わめで大きく反応速度の几進が著しい効果を生じる。一
方、熱(冷)ts体のホールドアツプωか少ないために
水素ガスの吸蔵、放出時間および両操作の切替え時間が
大幅に短縮される。 実施例特有の効果として合金粉末
自身の材質の向上、成形体としたことによる熱伝導率の
向上など個々の先行技術(出願人自身の出願による)の
効果を併t!享受できる上、断熱材の特異な装着手段に
よって熱損失が極減し、前記反応効率の向上をざらに助
長することができる。
また、管仮に段差りを設けることによって設計上フラン
ジの介装を必要とする場合でも、熱(冷)媒体の増量を
抑え反応効率の劣化を防止する特有の効果を享受できる
。
ジの介装を必要とする場合でも、熱(冷)媒体の増量を
抑え反応効率の劣化を防止する特有の効果を享受できる
。
第1図、第2図は本願発明の実施例の正面断面図と側面
断面図、第3図と第4図はそれぞれ別の従来技術を示す
正面断面図。 1・・・・・・水素吸蔵合金成形体 2・・・・・・
中空部3・・・・・・伝熱管 4・・・
・・・空隙5・・・・・・導管 6・
・・・・・熱反応体7・・・・・・密閉容器 8・・
・・・・熱(冷)a!体供給口9・・・・・・同排出口
10・・・・・・水素ガス導口11・・・・・・断
熱材 12・・・・・・フランジ13・・・・・・
管板
断面図、第3図と第4図はそれぞれ別の従来技術を示す
正面断面図。 1・・・・・・水素吸蔵合金成形体 2・・・・・・
中空部3・・・・・・伝熱管 4・・・
・・・空隙5・・・・・・導管 6・
・・・・・熱反応体7・・・・・・密閉容器 8・・
・・・・熱(冷)a!体供給口9・・・・・・同排出口
10・・・・・・水素ガス導口11・・・・・・断
熱材 12・・・・・・フランジ13・・・・・・
管板
Claims (3)
- (1)中空円筒状の水素吸蔵合金成形体と、この外周を
密着包被する伝熱管と、該伝熱管と空隙を隔てて平行に
囲繞する導管とで形成する熱反応体を横架し、さらに前
記成形体の中空内へ水素ガスを導入排出する手段と、前
記伝熱管と導管の空隙内へ熱(冷)媒体を導入排出する
手段と、これら全体を密封する容器とからなる水素吸蔵
合金反応容器。 - (2)請求項1において熱反応体の相互で形成する容器
内の空間に断熱材を充填する水素吸蔵合金反応容器。 - (3)請求項1又は2において熱反応体を支保しつつ熱
(冷)媒体と水素ガスとを仕切る管板が容器内で段差を
形成して立設されることを特徴とする水素吸蔵合金反応
容器。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63081839A JPH01252501A (ja) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | 水素吸蔵合金反応容器 |
| US07/241,194 US5019358A (en) | 1988-04-01 | 1988-09-07 | Reactor with hydrogen adsorption alloy |
| DE3831303A DE3831303A1 (de) | 1988-04-01 | 1988-09-15 | Reaktor zur wasserstoffadsorption bei einer legierung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63081839A JPH01252501A (ja) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | 水素吸蔵合金反応容器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01252501A true JPH01252501A (ja) | 1989-10-09 |
| JPH0527563B2 JPH0527563B2 (ja) | 1993-04-21 |
Family
ID=13757638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63081839A Granted JPH01252501A (ja) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | 水素吸蔵合金反応容器 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5019358A (ja) |
| JP (1) | JPH01252501A (ja) |
| DE (1) | DE3831303A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014520745A (ja) * | 2011-07-04 | 2014-08-25 | オプシチェストボ エス オグラニチェンノイ オトヴェストヴェンノストユ “プロミシュレンニエ ヴォドロドニエ テクンロジー イ インジェネリング” | 水素化物熱収着式分離器兼水素圧縮器の横置き型束状管モジュール |
| JP2018091423A (ja) * | 2016-12-05 | 2018-06-14 | 株式会社神戸製鋼所 | 気化器 |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5227556A (en) * | 1990-04-17 | 1993-07-13 | The Dow Chemical Company | Turbulent flow process, monoalkyl aromatic production process and reactor for such process |
| FR2693542B1 (fr) * | 1992-07-10 | 1994-09-09 | Bernier Jacques | Réacteur de machine frigorifique chimique ou à adsorption solide/gaz. |
| US6833118B2 (en) * | 2000-12-20 | 2004-12-21 | Texaco Ovonic Hydrogen Systems Llc | Hydrogen storage bed system including an integrated thermal management system |
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