JPH0531080B2 - - Google Patents
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- JPH0531080B2 JPH0531080B2 JP59134639A JP13463984A JPH0531080B2 JP H0531080 B2 JPH0531080 B2 JP H0531080B2 JP 59134639 A JP59134639 A JP 59134639A JP 13463984 A JP13463984 A JP 13463984A JP H0531080 B2 JPH0531080 B2 JP H0531080B2
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- tube
- heat exchanger
- coil
- metal tube
- plating
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Classifications
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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
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/40—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only inside the tubular element
- F28F1/405—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only inside the tubular element and being formed of wires
Landscapes
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Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、空調機器、ヒートパイプ等に利用さ
れる熱交換器用伝熱管およびその製造方法に関す
る。 〔従来の技術〕 熱交換器用伝熱管において、伝熱効率を高める
には、 伝熱面積を大きくする。 核沸騰をおこしやすくなる。 毛細管現象をおこしやすくする。 乱流が生じやすくなる。 ことが有効とされており、従来には特にの点を
満足させるべく、内面にらせん溝の付いたいわゆ
る溝付管が実用に供されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところが、溝付管の場合でも、まだまだ上記全
項目を十分満足させるまでには至つておらず、し
たがつて伝熱効率の向上が望まれていた。 また、従来溝付管の場合、主に転造によつて製
造するため、製造能率が低く、また細管への応用
がきかず、さらに転造技術上らせん溝の条数、ね
じれ角度に制限があり、前記の乱流効果が期待
できない等、製造技術上の問題も有していた。 本発明は、伝熱効率が高く、容易に製造でき、
しかも細管への適用も可能な熱交換器用伝熱管お
よびその製造方法を提供することを目的とする。 〔問題を解決するための手段〕 本発明による伝熱管は、上記問題点を解決する
ため、金属管の内部に、金属の細線をスパイラル
状に巻いたコイルを挿入して、コイル外周を金属
管内面に密着固定し、さらにその上に金属管内面
に多数の粉粉体を接合して多孔質体層を形成した
ものである。 また、それを製造するための本発明の方法は、
金属管の内部に、金属の細線をスパイラル状に巻
いたコイルを、コイル外周が金属管内面に接する
ように挿入し、その後この金属管内面を電解めつ
きあるいは無電解めつき処理することにより金属
管内面にコイルを密着固定し、さらにその後めつ
き液中に導電性、伝熱性を有する粉体を拡散ある
いは分散してめつき処理し、めつき析出と同時に
前記粉体を金属管内面に共析させて、多孔質体層
を形成するというものである。なお、めつき当初
から粉体をめつき共析させてもよい。 本発明の伝熱管を図面を参照してさらに詳細に
説明する。第1図は本発明の伝熱管の縦断面図で
あり、1は金属管である。金属管1としては、主
に熱伝導性の高い銅管が用いられる。金属管1内
には、銅、真ちゆう等の細線2aをスパイラル状
に巻いたコイル2が挿入され、コイル2外周が金
属管1内面に密着固定されている。また、その上
から、第2図に示すように多数の粉粉体Pが積層
して接合され、多孔質体層が形成されている。 粉粉体Pの接合場所は、図示例では線細2aの
巻の谷間に限つてあるが、細線2aを覆うように
してもよい。また、金属管1は内面が平滑なもの
以外に、溝付きのものでもよく、またコイル2を
形成する細線2aとしては、単線以外に、第4図
に示すように極細線による微小径スパイラルコイ
ル(巻線)2a′、あるいは第5図に示すように極
細線の多数本の縒線で2a″等を用いてもよい。 また、コイルを金属管内面に固定する手段とし
ては、電解めつき、無電解めつき等のめつき方
式、ろう付け、はんだ付等の融着方式、その多機
械方式等各種のものが採用できるし、また粉粉体
を接合する手段としては、ろう付け、はんだ付
け、めつきによる共析等各種のものが採用でき
る。 〔作用〕 上記伝熱管にあつては、伝熱管内面の伝熱面積
がこの内面に密着固定されているコイルによつて
増大され、同管内の冷媒の流れも乱流となり、同
コイルの巻線ピツチを密にすれば、管内面に細く
連続した隙間が形成されて毛細管現象が生じ、同
隙間によつて核沸騰がおこりやすくなり、その結
果伝熱効率が向上されるのであるが、さらに管内
面には多孔質体層が形成されているから、上記の
各作用が格別効果的に促進され、より一層伝熱効
率が向上される。 また、従来の溝付管の場合は、転造によるた
め、溝のねじれ角度を管軸に対して最大30゜程度
しか設定できなかつたが、本発明の場合、コイル
の巻線のねじれ角度は最大90゜近くまで設定可能
である。したがつて、ねじれ角度の大にすれば乱
流効果を顕著に発揮し得る。 また、本発明の場合、コイル径はかなり小さい
値まで設定可能であるから、細管にも適用でき
る。 さらに、コイルを形成する細線をスパイラル線
あるいは縒線にすれば、より一層伝熱面積を大き
くでき、しかも乱流効果、毛細管現象結果、核沸
騰効果をも促進させることができ、その結果伝熱
効率の格段の向上が図れる。 次に、本発明の製造方法によつて伝熱管を製造
する場合の実施例を述べる。 〔実施例〕 金属管1として、外径9.52mmφ、肉厚0.3mm、
長さ2000mmの燐脱酸銅管を用い、周知の方法によ
り内面を脱脂、酸洗清浄化した。一方、細線2a
として、径0.25mmφ、65mの真ちゆう細線を用意
し、これを第3図aに示すようにSUS製芯金棒
3にコイル巻線機により巻線ピツチ0.5mmで巻取
り長さ2000mmのコイル2を作成した。その際、コ
イル2の両端、すなわち細線2aの巻始めと巻終
りを芯金棒3に固定しておく。次に、この芯金棒
3に巻付けたコイル2を銅管1に挿入し、巻線コ
イル2の両端を芯金棒3より開放することによ
り、コイル2の持つスプリングバツクによつてコ
イル2外径を8.9mm〜+0.1mmに拡大し、これによ
り銅管1内面全長に真ちゆう細線2aをスパイラ
ルコイル状に巻線ピツチ0.86mmで接ししめた。な
お、開放された芯金棒3は銅管1より抜出した。
ここで、コイル2のスプリングバツク後の外径お
よび全長については、真ちゆう細線の機械的、物
理的性質ならびに芯金棒3への巻径によつて決ま
るものであり、芯金棒3への巻付けの際にはそれ
を考慮して行う必要がある。 次に、このようにして製作したコイル2を内蔵
する銅管内面にCu電気めつきを施して、銅管内
面とコイルをCuめつきにより接合一体化して固
定した。Cuめつきは、公知の方法である硫酸銅
めつき浴(CuSo4・5H2O250g、H2SO460g、
Cl-50ml/、レベリング剤として荏原ユージラ
イト株式会社製の硫酸銅めつき用添加剤、商品名
UBAC#1−Aを使用した。)、不溶性陽極(φ3
mm×200mmPT線)を用いて陰極電流密度5A/d
m2で5分間、20℃のもとで行なつた。pt電極は銅
管内中心をスライドできるようスペーサで支持し
た。めつき液は銅管内をおよそ1m/secの流速
でポンプ循環した。めつきは銅管の一方から他方
にpt陽極を4cm/minでスライド移動させること
で均一なCuめつきが得られた。 また、このめつき処理に際しては、めつき液中
に銅粉(平均粒径100〜150μm)を50g/添加
分散させておき、処理中銅管にはゆるやかな回転
を与えコイルの巻線間に均一に銅粉が沈着分布す
るようしし、銅管内面に銅粉と析出銅を共析させ
た。 このようにして得られた伝熱管を、(イ)拡管試
験、および(ロ)伝熱特性試験した。 (イ)の拡管試験は、この種伝熱管として多用され
る外部にアルミフインを接着する場合、通常行な
われているもので、これに耐えることが要求され
る。拡管は外径9.52mmを10.05mmにする拡管率5.6
%で行なつた。その結果、本実施例で得られた伝
熱管は拡管に十分耐えるものであり、コイルの剥
離等のトラブルは全く認められなかつた。 次に、(ロ)の伝熱特性試験は、第6図に示す装置
で行なつた。この装置中、Tは温度センサ、Pは
圧力計、PDは差圧計、30はポンプ、31はバ
ルブ、32は流量計、33は膨張弁、34はコン
プレツサ、35はサブコンデンサ、36はサブエ
バボイラ、37は恒温水槽であり、38が供試管
としての伝熱管である。そして、蒸発および凝縮
試験は、5mの直管(伝熱管)を使用し、冷媒
R22にて次の試験条件にて実施した。
れる熱交換器用伝熱管およびその製造方法に関す
る。 〔従来の技術〕 熱交換器用伝熱管において、伝熱効率を高める
には、 伝熱面積を大きくする。 核沸騰をおこしやすくなる。 毛細管現象をおこしやすくする。 乱流が生じやすくなる。 ことが有効とされており、従来には特にの点を
満足させるべく、内面にらせん溝の付いたいわゆ
る溝付管が実用に供されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところが、溝付管の場合でも、まだまだ上記全
項目を十分満足させるまでには至つておらず、し
たがつて伝熱効率の向上が望まれていた。 また、従来溝付管の場合、主に転造によつて製
造するため、製造能率が低く、また細管への応用
がきかず、さらに転造技術上らせん溝の条数、ね
じれ角度に制限があり、前記の乱流効果が期待
できない等、製造技術上の問題も有していた。 本発明は、伝熱効率が高く、容易に製造でき、
しかも細管への適用も可能な熱交換器用伝熱管お
よびその製造方法を提供することを目的とする。 〔問題を解決するための手段〕 本発明による伝熱管は、上記問題点を解決する
ため、金属管の内部に、金属の細線をスパイラル
状に巻いたコイルを挿入して、コイル外周を金属
管内面に密着固定し、さらにその上に金属管内面
に多数の粉粉体を接合して多孔質体層を形成した
ものである。 また、それを製造するための本発明の方法は、
金属管の内部に、金属の細線をスパイラル状に巻
いたコイルを、コイル外周が金属管内面に接する
ように挿入し、その後この金属管内面を電解めつ
きあるいは無電解めつき処理することにより金属
管内面にコイルを密着固定し、さらにその後めつ
き液中に導電性、伝熱性を有する粉体を拡散ある
いは分散してめつき処理し、めつき析出と同時に
前記粉体を金属管内面に共析させて、多孔質体層
を形成するというものである。なお、めつき当初
から粉体をめつき共析させてもよい。 本発明の伝熱管を図面を参照してさらに詳細に
説明する。第1図は本発明の伝熱管の縦断面図で
あり、1は金属管である。金属管1としては、主
に熱伝導性の高い銅管が用いられる。金属管1内
には、銅、真ちゆう等の細線2aをスパイラル状
に巻いたコイル2が挿入され、コイル2外周が金
属管1内面に密着固定されている。また、その上
から、第2図に示すように多数の粉粉体Pが積層
して接合され、多孔質体層が形成されている。 粉粉体Pの接合場所は、図示例では線細2aの
巻の谷間に限つてあるが、細線2aを覆うように
してもよい。また、金属管1は内面が平滑なもの
以外に、溝付きのものでもよく、またコイル2を
形成する細線2aとしては、単線以外に、第4図
に示すように極細線による微小径スパイラルコイ
ル(巻線)2a′、あるいは第5図に示すように極
細線の多数本の縒線で2a″等を用いてもよい。 また、コイルを金属管内面に固定する手段とし
ては、電解めつき、無電解めつき等のめつき方
式、ろう付け、はんだ付等の融着方式、その多機
械方式等各種のものが採用できるし、また粉粉体
を接合する手段としては、ろう付け、はんだ付
け、めつきによる共析等各種のものが採用でき
る。 〔作用〕 上記伝熱管にあつては、伝熱管内面の伝熱面積
がこの内面に密着固定されているコイルによつて
増大され、同管内の冷媒の流れも乱流となり、同
コイルの巻線ピツチを密にすれば、管内面に細く
連続した隙間が形成されて毛細管現象が生じ、同
隙間によつて核沸騰がおこりやすくなり、その結
果伝熱効率が向上されるのであるが、さらに管内
面には多孔質体層が形成されているから、上記の
各作用が格別効果的に促進され、より一層伝熱効
率が向上される。 また、従来の溝付管の場合は、転造によるた
め、溝のねじれ角度を管軸に対して最大30゜程度
しか設定できなかつたが、本発明の場合、コイル
の巻線のねじれ角度は最大90゜近くまで設定可能
である。したがつて、ねじれ角度の大にすれば乱
流効果を顕著に発揮し得る。 また、本発明の場合、コイル径はかなり小さい
値まで設定可能であるから、細管にも適用でき
る。 さらに、コイルを形成する細線をスパイラル線
あるいは縒線にすれば、より一層伝熱面積を大き
くでき、しかも乱流効果、毛細管現象結果、核沸
騰効果をも促進させることができ、その結果伝熱
効率の格段の向上が図れる。 次に、本発明の製造方法によつて伝熱管を製造
する場合の実施例を述べる。 〔実施例〕 金属管1として、外径9.52mmφ、肉厚0.3mm、
長さ2000mmの燐脱酸銅管を用い、周知の方法によ
り内面を脱脂、酸洗清浄化した。一方、細線2a
として、径0.25mmφ、65mの真ちゆう細線を用意
し、これを第3図aに示すようにSUS製芯金棒
3にコイル巻線機により巻線ピツチ0.5mmで巻取
り長さ2000mmのコイル2を作成した。その際、コ
イル2の両端、すなわち細線2aの巻始めと巻終
りを芯金棒3に固定しておく。次に、この芯金棒
3に巻付けたコイル2を銅管1に挿入し、巻線コ
イル2の両端を芯金棒3より開放することによ
り、コイル2の持つスプリングバツクによつてコ
イル2外径を8.9mm〜+0.1mmに拡大し、これによ
り銅管1内面全長に真ちゆう細線2aをスパイラ
ルコイル状に巻線ピツチ0.86mmで接ししめた。な
お、開放された芯金棒3は銅管1より抜出した。
ここで、コイル2のスプリングバツク後の外径お
よび全長については、真ちゆう細線の機械的、物
理的性質ならびに芯金棒3への巻径によつて決ま
るものであり、芯金棒3への巻付けの際にはそれ
を考慮して行う必要がある。 次に、このようにして製作したコイル2を内蔵
する銅管内面にCu電気めつきを施して、銅管内
面とコイルをCuめつきにより接合一体化して固
定した。Cuめつきは、公知の方法である硫酸銅
めつき浴(CuSo4・5H2O250g、H2SO460g、
Cl-50ml/、レベリング剤として荏原ユージラ
イト株式会社製の硫酸銅めつき用添加剤、商品名
UBAC#1−Aを使用した。)、不溶性陽極(φ3
mm×200mmPT線)を用いて陰極電流密度5A/d
m2で5分間、20℃のもとで行なつた。pt電極は銅
管内中心をスライドできるようスペーサで支持し
た。めつき液は銅管内をおよそ1m/secの流速
でポンプ循環した。めつきは銅管の一方から他方
にpt陽極を4cm/minでスライド移動させること
で均一なCuめつきが得られた。 また、このめつき処理に際しては、めつき液中
に銅粉(平均粒径100〜150μm)を50g/添加
分散させておき、処理中銅管にはゆるやかな回転
を与えコイルの巻線間に均一に銅粉が沈着分布す
るようしし、銅管内面に銅粉と析出銅を共析させ
た。 このようにして得られた伝熱管を、(イ)拡管試
験、および(ロ)伝熱特性試験した。 (イ)の拡管試験は、この種伝熱管として多用され
る外部にアルミフインを接着する場合、通常行な
われているもので、これに耐えることが要求され
る。拡管は外径9.52mmを10.05mmにする拡管率5.6
%で行なつた。その結果、本実施例で得られた伝
熱管は拡管に十分耐えるものであり、コイルの剥
離等のトラブルは全く認められなかつた。 次に、(ロ)の伝熱特性試験は、第6図に示す装置
で行なつた。この装置中、Tは温度センサ、Pは
圧力計、PDは差圧計、30はポンプ、31はバ
ルブ、32は流量計、33は膨張弁、34はコン
プレツサ、35はサブコンデンサ、36はサブエ
バボイラ、37は恒温水槽であり、38が供試管
としての伝熱管である。そして、蒸発および凝縮
試験は、5mの直管(伝熱管)を使用し、冷媒
R22にて次の試験条件にて実施した。
以上の説明のように、本発明の伝熱管は、内面
にコイルが密着固定されるとともに、多孔質体層
が形成されているから、内面の伝熱面積が極めて
大きく、また乱流効果、毛細管現象効果、核沸騰
効果を十分発揮される。したがつて、非常に伝熱
効率が高くなる。また、金属管内にコイルを挿入
して固定し、その上で、粉粉体を接合するだけで
よいので、製造が容易で製造能率も向上する。さ
らに、コイルはかなり小径化か可能であるから、
細管に対しての応用も容易である。なお、コイル
を形成する細線として縒線やスパイラルコイルを
用いれば、より一層伝熱効果が高くなるのはいう
までもない。 また、本発明の製造方法は、コイルの固定をめ
つきで行なうとともに、そのめつき液中に銅粉を
分散しておいて、その銅分を金属管内面に供析さ
せるというものであるから、1つの工程でコイル
固定および多孔質体層の形成を行なえる。したが
つて、能率良く製造できる。
にコイルが密着固定されるとともに、多孔質体層
が形成されているから、内面の伝熱面積が極めて
大きく、また乱流効果、毛細管現象効果、核沸騰
効果を十分発揮される。したがつて、非常に伝熱
効率が高くなる。また、金属管内にコイルを挿入
して固定し、その上で、粉粉体を接合するだけで
よいので、製造が容易で製造能率も向上する。さ
らに、コイルはかなり小径化か可能であるから、
細管に対しての応用も容易である。なお、コイル
を形成する細線として縒線やスパイラルコイルを
用いれば、より一層伝熱効果が高くなるのはいう
までもない。 また、本発明の製造方法は、コイルの固定をめ
つきで行なうとともに、そのめつき液中に銅粉を
分散しておいて、その銅分を金属管内面に供析さ
せるというものであるから、1つの工程でコイル
固定および多孔質体層の形成を行なえる。したが
つて、能率良く製造できる。
第1図は本発明の伝熱管の例を示す縦断面図、
第2図は同伝熱管の内壁面の構造を示す拡大断面
図、第3図は本発明の伝熱管を製造する場合の例
を示す図、第4図、第5図はそれぞれコイルを形
成する細線の例図、第6図は本発明の伝熱特性を
調べるための装置の図、第7図は本発明の実施例
の伝熱管と従来品を比較して示す伝熱特性グラフ
である。 1……金属管、2……コイル、2a……細線、
2a′……スパイラルコイル、2a″……縒線、P…
…粉粒体。
第2図は同伝熱管の内壁面の構造を示す拡大断面
図、第3図は本発明の伝熱管を製造する場合の例
を示す図、第4図、第5図はそれぞれコイルを形
成する細線の例図、第6図は本発明の伝熱特性を
調べるための装置の図、第7図は本発明の実施例
の伝熱管と従来品を比較して示す伝熱特性グラフ
である。 1……金属管、2……コイル、2a……細線、
2a′……スパイラルコイル、2a″……縒線、P…
…粉粒体。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 内部に、金属の細線をスパイラル状に巻いた
コイルが挿入され、このコイル外周が内壁面に密
着固定された金属管内面に、多数の粉粒体を接合
して多孔質体を形成したことを特徴とする熱交換
器用伝熱管。 2 前記金属の細線が、さらに極細線の多数本の
縒線である特許請求の範囲第1項記載の熱交換器
用伝熱管。 3 前記金属の細線が、さらに極細線による微小
径スパイラルコイルである特許請求の範囲第1項
記載の熱交換器用伝熱管。 4 前記金属管が内面に溝を有する溝付管である
特許請求の範囲第1項または第2項または第3項
に記載の熱交換器用伝熱管。 5 金属管の内部に、金属の線細をスパイラル状
に巻いたコイルを、コイル外周が金属管内面に接
するように挿入し、その後この金属管内面をめつ
き処理することにより金属管内面にコイルを密着
固定し、さらにめつき液中に導電性、伝熱性を有
する粉体を拡散あるいは分散させて、めつき処理
することによりめつき析出と同時にこれらの粉体
を前記金属管内面に共析させて、金属管内面に多
孔質体層を形成することを特徴とする熱交換器用
伝熱管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59134639A JPS6115089A (ja) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | 熱交換器用伝熱管およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59134639A JPS6115089A (ja) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | 熱交換器用伝熱管およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6115089A JPS6115089A (ja) | 1986-01-23 |
| JPH0531080B2 true JPH0531080B2 (ja) | 1993-05-11 |
Family
ID=15133067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59134639A Granted JPS6115089A (ja) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | 熱交換器用伝熱管およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6115089A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101365919A (zh) * | 2005-12-22 | 2009-02-11 | 鲁瓦塔富兰克林股份有限公司 | 有凹槽的多孔表面、其生产方法及在传热中的应用 |
| KR20110008278A (ko) * | 2008-04-30 | 2011-01-26 | 다이킨 고교 가부시키가이샤 | 열교환기 및 공조시스템 |
| US8350176B2 (en) * | 2008-06-06 | 2013-01-08 | Babcock & Wilcox Power Generation Group, Inc. | Method of forming, inserting and permanently bonding ribs in boiler tubes |
| IT1396214B1 (it) * | 2009-10-20 | 2012-11-16 | Lonato | Motore stirling, in particolare a configurazione gamma |
| JP2011106770A (ja) * | 2009-11-19 | 2011-06-02 | Panasonic Corp | 熱交換器および冷凍サイクル装置 |
| CN111076601B (zh) * | 2019-12-12 | 2021-05-11 | 中国石油大学(华东) | 一种带有出口螺旋导流翅片的腐蚀消减机构 |
-
1984
- 1984-06-29 JP JP59134639A patent/JPS6115089A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6115089A (ja) | 1986-01-23 |
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