JPH08303885A - スターリング機器の熱再生器充填材の製造方法及び該方法に用いる成形型 - Google Patents
スターリング機器の熱再生器充填材の製造方法及び該方法に用いる成形型Info
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- JPH08303885A JPH08303885A JP12757895A JP12757895A JPH08303885A JP H08303885 A JPH08303885 A JP H08303885A JP 12757895 A JP12757895 A JP 12757895A JP 12757895 A JP12757895 A JP 12757895A JP H08303885 A JPH08303885 A JP H08303885A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 適度の通過抵抗の充填材を製造する。
【構成】 雌の成形型に素材を充たして雄の成形型によ
ってプレスして充填材を製造するスターリング機器の熱
再生器充填材の製造方法において、雌の成形型５５に植
設される針山５５ａと雄の成形型５６に植設される針山
５６ａとによって両端部に針穴を形成した充填材１５を
製造するようにした。
ってプレスして充填材を製造するスターリング機器の熱
再生器充填材の製造方法において、雌の成形型５５に植
設される針山５５ａと雄の成形型５６に植設される針山
５６ａとによって両端部に針穴を形成した充填材１５を
製造するようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スターリング機器の熱
再生器充填材の製造方法及び該方法に用いる成形型に関
する。
再生器充填材の製造方法及び該方法に用いる成形型に関
する。
【０００２】
【従来の技術】図４は、スターリング機器の原理を示す
説明図であって、１は第１ピストン、２は第２ピスト
ン、３は第１ピストン１と第２ピストン２を駆動させる
駆動部であり、４は第１ピストン１の前方に形成される
圧縮空間、５は第２ピストン２の前方に形成される膨張
空間である。
説明図であって、１は第１ピストン、２は第２ピスト
ン、３は第１ピストン１と第２ピストン２を駆動させる
駆動部であり、４は第１ピストン１の前方に形成される
圧縮空間、５は第２ピストン２の前方に形成される膨張
空間である。
【０００３】また、圧縮空間４と膨張空間５は連通して
熱交換器としての放熱器６と冷却器７との間に熱再生器
８とが配置されている。なお、９は第１ピストン１と第
２ピストン２の後方空間の圧力の変動を防止するバッフ
ァタンクであり、冷却器７は原理的に示している。
熱交換器としての放熱器６と冷却器７との間に熱再生器
８とが配置されている。なお、９は第１ピストン１と第
２ピストン２の後方空間の圧力の変動を防止するバッフ
ァタンクであり、冷却器７は原理的に示している。
【０００４】まず、駆動部３が駆動すると第１ピストン
１が圧縮空間４側に移動して圧縮空間４に充満するヘリ
ウムや窒素等の液化しにくい作動ガスが圧縮される。圧
縮された作動ガスは、放熱器６で冷却されて熱再生器８
へ流入する。熱再生器８に流入した作動ガスは、内部の
充填材を通過する際に蓄熱され作動ガスが膨張空間５へ
流入される。
１が圧縮空間４側に移動して圧縮空間４に充満するヘリ
ウムや窒素等の液化しにくい作動ガスが圧縮される。圧
縮された作動ガスは、放熱器６で冷却されて熱再生器８
へ流入する。熱再生器８に流入した作動ガスは、内部の
充填材を通過する際に蓄熱され作動ガスが膨張空間５へ
流入される。
【０００５】その後、膨張空間５の第２ピストン２が第
１ピストン１とある位相差を持って降下してくる。これ
によって、膨張空間５が拡張されて熱再生器８から膨張
空間５へ流入した高圧の作動ガスが急膨張して、作動ガ
スの圧力が急降下するため作動ガスが低温となる。
１ピストン１とある位相差を持って降下してくる。これ
によって、膨張空間５が拡張されて熱再生器８から膨張
空間５へ流入した高圧の作動ガスが急膨張して、作動ガ
スの圧力が急降下するため作動ガスが低温となる。
【０００６】やがて、第２ピストン２が上昇を開始し、
第１ピストン１が後退すると、低温の作動ガスが冷却器
７を通じて熱再生器８を通って圧縮空間４へ戻る。この
とき、冷却器７から冷熱を取出し熱再生器８では、冷熱
の蓄熱がされる。
第１ピストン１が後退すると、低温の作動ガスが冷却器
７を通じて熱再生器８を通って圧縮空間４へ戻る。この
とき、冷却器７から冷熱を取出し熱再生器８では、冷熱
の蓄熱がされる。
【０００７】上記した工程によって、一つの熱サイクル
が終了し、この工程が駆動部３の往復運動によって繰返
される。これにより、徐々に冷却器７の温度が低温とさ
れる
が終了し、この工程が駆動部３の往復運動によって繰返
される。これにより、徐々に冷却器７の温度が低温とさ
れる
【０００８】ここで、熱再生器８は、例えば、ハウジン
グ内に、ステンレス鋼金網または銅系金網を積層したも
のであるが、金属球、セラミックス球、金属細線の撚線
などが採用されることもある。
グ内に、ステンレス鋼金網または銅系金網を積層したも
のであるが、金属球、セラミックス球、金属細線の撚線
などが採用されることもある。
【０００９】また、熱再生器８は作動ガスとの接触面が
大きくて熱容量が大きく作動ガスの通過抵抗が小さく充
填材を通る熱リークが小さいことが望ましい。このため
に図５に示す如く金網等の素材１０を雌の成形型５０へ
セットして上部から雄の成形型５１によってプレスして
焼結して円筒形状の充填材１１を製造している。
大きくて熱容量が大きく作動ガスの通過抵抗が小さく充
填材を通る熱リークが小さいことが望ましい。このため
に図５に示す如く金網等の素材１０を雌の成形型５０へ
セットして上部から雄の成形型５１によってプレスして
焼結して円筒形状の充填材１１を製造している。
【００１０】図６は、図４で説明したスターリング機器
の他の例を示すもので、熱再生器８ａが中空円筒形状に
なっており、図４と同様に圧縮空間４と膨張空間５との
間に配置されている。図において、他の符号は図４と同
一符号または相当部分を示している。この熱再生器８ａ
の場合は、図７に示すように金網等の素材１０を中空円
筒形状の雌の成形型５２内にセットして雌の成形型５３
によってプレスして中空円筒形状の充填材１３を製造す
る。
の他の例を示すもので、熱再生器８ａが中空円筒形状に
なっており、図４と同様に圧縮空間４と膨張空間５との
間に配置されている。図において、他の符号は図４と同
一符号または相当部分を示している。この熱再生器８ａ
の場合は、図７に示すように金網等の素材１０を中空円
筒形状の雌の成形型５２内にセットして雌の成形型５３
によってプレスして中空円筒形状の充填材１３を製造す
る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５ま
たは図７で説明した製造方法により得られる充填材は中
空円筒または円筒の両端部がプレスによって極端に潰れ
てしまうという問題がある。
たは図７で説明した製造方法により得られる充填材は中
空円筒または円筒の両端部がプレスによって極端に潰れ
てしまうという問題がある。
【００１２】すなわち、従来の製造方法では、上記両端
部にはプレスによる圧力が大きく加わるために両端部が
部分的に潰れる。かかる両端部が潰れた充填材を用いる
と、作動ガスの通過抵抗が大きく熱再生器の性能に影響
を及ぼし熱効率の低下にも影響を及ぼす。このために、
従来厚さの薄い中空円筒に対して弱い圧力を加えるよう
にして両端部の潰れの少ない充填材を複数個作り、これ
を積み重ねたりして用いていたが、やはり、生産効率が
悪かった。
部にはプレスによる圧力が大きく加わるために両端部が
部分的に潰れる。かかる両端部が潰れた充填材を用いる
と、作動ガスの通過抵抗が大きく熱再生器の性能に影響
を及ぼし熱効率の低下にも影響を及ぼす。このために、
従来厚さの薄い中空円筒に対して弱い圧力を加えるよう
にして両端部の潰れの少ない充填材を複数個作り、これ
を積み重ねたりして用いていたが、やはり、生産効率が
悪かった。
【００１３】そこで、本発明は充填材の通過抵抗を適度
に保つことができるスターリング機器の熱再生器充填材
の製造方法及該方法に用いる成形型を提供することを目
的とする。
に保つことができるスターリング機器の熱再生器充填材
の製造方法及該方法に用いる成形型を提供することを目
的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、雌の
成形型に充填材の素材を充たして雄の成形型によってプ
レスして熱再生器充填材を製造するスターリング機器の
熱再生器充填材の製造方法において、雌の成形型に植設
される針山と雄の成形型に植設される針山とによって熱
再生器充填材の両端部に針穴を形成した充填材を製造す
るようにしたものである。
成形型に充填材の素材を充たして雄の成形型によってプ
レスして熱再生器充填材を製造するスターリング機器の
熱再生器充填材の製造方法において、雌の成形型に植設
される針山と雄の成形型に植設される針山とによって熱
再生器充填材の両端部に針穴を形成した充填材を製造す
るようにしたものである。
【００１５】請求項２の発明は、熱再生器の充填材を成
形する雌の成形型に針山を植設する一方、雄の成形型に
針山を植設するようにしたものである。
形する雌の成形型に針山を植設する一方、雄の成形型に
針山を植設するようにしたものである。
【００１６】請求項３の発明は、雌の成形型に充填材の
素材を充たして雄の成形型によってプレスして熱再生器
充填材を製造するスターリング機器の熱再生器充填材の
製造方法において、プレスされた充填材に形成される両
端部を所要寸法カットして製造するようにしたものであ
る。
素材を充たして雄の成形型によってプレスして熱再生器
充填材を製造するスターリング機器の熱再生器充填材の
製造方法において、プレスされた充填材に形成される両
端部を所要寸法カットして製造するようにしたものであ
る。
【００１７】
【作用】請求項１の発明によれば、素材がプレスされる
とき雌の成形型に植設される針山が一端部へ突き刺さり
充填材に針穴が形成される一方、雄の成形型に植設され
る針山が他端部へ突き刺さり充填材に針穴が形成され
る。これによって、針穴の形成される充填材の両端が潰
れることなく針穴によって通過抵抗が大きくなることも
なく適度な値となる。
とき雌の成形型に植設される針山が一端部へ突き刺さり
充填材に針穴が形成される一方、雄の成形型に植設され
る針山が他端部へ突き刺さり充填材に針穴が形成され
る。これによって、針穴の形成される充填材の両端が潰
れることなく針穴によって通過抵抗が大きくなることも
なく適度な値となる。
【００１８】請求項２の発明によれば、雌の成形型の針
山と雄の成形型の針山によって素材をプレスすると両端
部が潰れることがなく適当な通過抵抗の充填材ができ
る。
山と雄の成形型の針山によって素材をプレスすると両端
部が潰れることがなく適当な通過抵抗の充填材ができ
る。
【００１９】請求項３の発明によれば、プレスされ潰さ
れた充填材の両端部をカットするから適当な通過抵抗の
充填材が得られる。
れた充填材の両端部をカットするから適当な通過抵抗の
充填材が得られる。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
【００２１】図１は、本発明の第１実施例によるスター
リング機器の熱再生器充填材の製造方法を示す説明図で
ある。
リング機器の熱再生器充填材の製造方法を示す説明図で
ある。
【００２２】まず、金属細線を編んでストッキングのよ
うな筒状編物を作る（図示Ａ）。この筒状編物の端部か
ら徐々にくるくる巻き上げてドーナツ状の素材を作る
（図示Ｂ，Ｃ）。この素材は必要な個数作って用意して
おく。
うな筒状編物を作る（図示Ａ）。この筒状編物の端部か
ら徐々にくるくる巻き上げてドーナツ状の素材を作る
（図示Ｂ，Ｃ）。この素材は必要な個数作って用意して
おく。
【００２３】ここで、充填する対象の熱再生器１２に充
填可能とする寸法の中空円筒形状に成形する雌の成形型
５３は、底部に図示する剣山のような多数の針山５３ａ
を植設している。一方、雄の成形型５４は、針山５３ａ
に対応して剣山のような針山５４ａを植設している。
填可能とする寸法の中空円筒形状に成形する雌の成形型
５３は、底部に図示する剣山のような多数の針山５３ａ
を植設している。一方、雄の成形型５４は、針山５３ａ
に対応して剣山のような針山５４ａを植設している。
【００２４】次に、雌の成形型５３の底部へ素材１３を
必要数充填し、上部から雄の成形型５４でプレスする
（図示Ｄ）。このとき、針山５３ａと針山５４ａとが素
材１３に対して突き刺すようにしてプレスされる。プレ
スが終了して充填材１４を取出すと熱再生器のハウジン
グの形状に見合った中空円筒形状の充填材１４が得られ
る（図示Ｅ）。この充填材１４によれば、中空円筒形状
の上端部１４ａと下端部１４ｂの両端部が過度に潰れる
ことがなく、針山５３ａと針山５４ａによる多数の針穴
１４ａ１と多数の針穴１４ｂ１とが形成される。
必要数充填し、上部から雄の成形型５４でプレスする
（図示Ｄ）。このとき、針山５３ａと針山５４ａとが素
材１３に対して突き刺すようにしてプレスされる。プレ
スが終了して充填材１４を取出すと熱再生器のハウジン
グの形状に見合った中空円筒形状の充填材１４が得られ
る（図示Ｅ）。この充填材１４によれば、中空円筒形状
の上端部１４ａと下端部１４ｂの両端部が過度に潰れる
ことがなく、針山５３ａと針山５４ａによる多数の針穴
１４ａ１と多数の針穴１４ｂ１とが形成される。
【００２５】これによって、充填材１４の両端部に形成
される多数の針穴１４ａ１と多数の針穴１４ｂ１を介し
て通気ができ、作動ガスの通過抵抗を少なくすることが
できる。このように製造された充填材は図６で示す熱再
生器８ａに充填して使用できる。
される多数の針穴１４ａ１と多数の針穴１４ｂ１を介し
て通気ができ、作動ガスの通過抵抗を少なくすることが
できる。このように製造された充填材は図６で示す熱再
生器８ａに充填して使用できる。
【００２６】次に、本発明の第２実施例として熱再生器
が円筒形状の場合の充填材を製造する方法を図２を参照
して説明する。
が円筒形状の場合の充填材を製造する方法を図２を参照
して説明する。
【００２７】まず、図１に示すように金属細線を編んで
ストッキングのような筒状編物を作る（図示Ａ）。この
筒状編物の端部から徐々にくるくる巻き上げてドーナツ
状の素材を作る（図示Ｂ，Ｃ）。この素材は必要な個数
作って用意しておく。
ストッキングのような筒状編物を作る（図示Ａ）。この
筒状編物の端部から徐々にくるくる巻き上げてドーナツ
状の素材を作る（図示Ｂ，Ｃ）。この素材は必要な個数
作って用意しておく。
【００２８】ここで、図２に示すように熱再生器８に充
填可能とする寸法の円筒形状の充填材を形成する雌の成
形型５５は、底部に図示する剣山のような多数の針山５
５ａを植設している。一方、雄の成形型５６は、針山５
５ａに対応して剣山のような針山５６ａを植設してい
る。
填可能とする寸法の円筒形状の充填材を形成する雌の成
形型５５は、底部に図示する剣山のような多数の針山５
５ａを植設している。一方、雄の成形型５６は、針山５
５ａに対応して剣山のような針山５６ａを植設してい
る。
【００２９】次に、雌の成形型５５の底部へ素材１３を
必要数充填し、上部から雄の成形型５６でプレスする。
このとき、針山５５ａと針山５６ａとが素材１３に対し
て突き刺すようにしてプレスされる。プレスが終了して
充填材１５を取出すと熱再生器のハウジングの形状に見
合った円筒形状の充填材１５が得られる。この充填材１
５によれば、円筒形状の上端部１５ａと下端部１５ｂの
両端部が過度に潰れることがなく、針山５５ａと針山５
６ａによる多数の針穴１５ａ１と多数の針穴１５ｂ１と
が形成される。
必要数充填し、上部から雄の成形型５６でプレスする。
このとき、針山５５ａと針山５６ａとが素材１３に対し
て突き刺すようにしてプレスされる。プレスが終了して
充填材１５を取出すと熱再生器のハウジングの形状に見
合った円筒形状の充填材１５が得られる。この充填材１
５によれば、円筒形状の上端部１５ａと下端部１５ｂの
両端部が過度に潰れることがなく、針山５５ａと針山５
６ａによる多数の針穴１５ａ１と多数の針穴１５ｂ１と
が形成される。
【００３０】これによって、両端部が過度に潰れること
なく、充填材１５の両端部に形成される多数の針穴１５
ａ１と多数の針穴１５ｂ１を介して通気ができ、作動ガ
スの通過抵抗を少なくすることができる。
なく、充填材１５の両端部に形成される多数の針穴１５
ａ１と多数の針穴１５ｂ１を介して通気ができ、作動ガ
スの通過抵抗を少なくすることができる。
【００３１】なお、充填材の製造にあたっては、一般に
熱再生器のハウジングに見合った寸法の充填材をプレス
して１個つくるよりも、複数個、例えば、熱再生器の大
きさによるが２４ｍｍの厚みのものを３個等を積重ねる
方が通過抵抗や熱の蓄積等の性能に優れたものができ
る。また、積み重ねる各充填材の素材や密度等を適宜上
段側と下段側で変えることによって全体として最適な充
填材とすることもできる。
熱再生器のハウジングに見合った寸法の充填材をプレス
して１個つくるよりも、複数個、例えば、熱再生器の大
きさによるが２４ｍｍの厚みのものを３個等を積重ねる
方が通過抵抗や熱の蓄積等の性能に優れたものができ
る。また、積み重ねる各充填材の素材や密度等を適宜上
段側と下段側で変えることによって全体として最適な充
填材とすることもできる。
【００３２】図３は本発明の第３実施例を示す図であ
る。
る。
【００３３】第３実施例は、図５によって説明したよう
に、まず、従来の充填材の製造方法で充填材を作る。こ
のとき、充填材の両端部の潰れる部分を見越して厚めに
充填材を作る。
に、まず、従来の充填材の製造方法で充填材を作る。こ
のとき、充填材の両端部の潰れる部分を見越して厚めに
充填材を作る。
【００３４】次に、得られた充填材について図３に示す
ように潰れた両端部１６ａ，１６ｂ（図示鎖線部分）を
カッタで切断して充填材１６を作る。このようにすれ
ば、比較的、円筒または中空円筒の厚い充填材を作るこ
とができる。従って、複数個積み重ねて使用する場合に
も個数を少なくすることができる。
ように潰れた両端部１６ａ，１６ｂ（図示鎖線部分）を
カッタで切断して充填材１６を作る。このようにすれ
ば、比較的、円筒または中空円筒の厚い充填材を作るこ
とができる。従って、複数個積み重ねて使用する場合に
も個数を少なくすることができる。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、充填材を製造するとき雌の成形型に植設される針
山と雄の成形型に植設される針山とにより充填材に針穴
を形成するから針穴の形成される充填材の両端が潰れる
ことなく針穴によって通過抵抗が大きくなることもなく
適度な値となる。
れば、充填材を製造するとき雌の成形型に植設される針
山と雄の成形型に植設される針山とにより充填材に針穴
を形成するから針穴の形成される充填材の両端が潰れる
ことなく針穴によって通過抵抗が大きくなることもなく
適度な値となる。
【００３６】請求項２の発明によれば、雌の成形型の針
山と雄の成形型の針山によって素材をプレスすると両端
部が潰れることがなく適当な通過抵抗の充填材ができ
る。
山と雄の成形型の針山によって素材をプレスすると両端
部が潰れることがなく適当な通過抵抗の充填材ができ
る。
【００３７】請求項３の発明によれば、プレス後の潰れ
た両端部をカットして除去するから通過抵抗を適度に製
造できる。
た両端部をカットして除去するから通過抵抗を適度に製
造できる。
【図１】本発明の第１実施例によるスターリング機器の
熱再生器充填材の製造方法を示す説明図。
熱再生器充填材の製造方法を示す説明図。
【図２】本発明の第２実施例によるスターリング機器の
熱再生器充填材の製造方法を示す説明図。
熱再生器充填材の製造方法を示す説明図。
【図３】本発明の第３実施例によるスターリング機器の
熱再生器充填材の製造方法を示す説明図。
熱再生器充填材の製造方法を示す説明図。
【図４】スターリング機器の原理を示す説明図。
【図５】図４のスターリング機器の熱再生器に適用する
従来の充填材の製造方法を示す説明図。
従来の充填材の製造方法を示す説明図。
【図６】他のスターリング機器の原理を示す説明図。
【図７】図６のスターリング機器の熱再生器に適用する
従来の充填材の製造方法を示す説明図。
従来の充填材の製造方法を示す説明図。
１ 第１ピストン ２ 第２ピストン ３ 駆動部 ４ 圧縮空間 ５ 膨張空間 ６ 放熱器 ７ 冷却器 ８，８ａ 熱再生器 ９ バッファタンク １０，１３ 素材 １１ 円筒形状の充填材 １４，１５，１６ 充填材
Claims (3)
- 【請求項１】 雌の成形型に充填材の素材を充たして雄
の成形型によってプレスして熱再生器充填材を製造する
スターリング機器の熱再生器充填材の製造方法におい
て、 前記雌の成形型に植設される針山と前記雄の成形型に植
設される針山とによって熱再生器充填材の両端部に針穴
を形成した充填材を製造することを特徴とするスターリ
ング機器の熱再生器充填材の製造方法。 - 【請求項２】 熱再生器の充填材を成形する雌の成形型
に針山を植設する一方、雄の成形型に針山を植設したこ
とを特徴とするスターリング機器の熱再生器充填材の製
造方法に用いる成形型。 - 【請求項３】 雌の成形型に充填材の素材を充たして雄
の成形型によってプレスして熱再生器充填材を製造する
スターリング機器の熱再生器充填材の製造方法におい
て、 前記プレスされた充填材に形成される両端部を所要寸法
カットして製造することを特徴とするスターリング機器
の熱再生器充填材の製造方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12757895A JP3258855B2 (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | スターリング機器の熱再生器充填材の製造方法及び該方法に用いる成形型 |
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| JP12757895A JP3258855B2 (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | スターリング機器の熱再生器充填材の製造方法及び該方法に用いる成形型 |
Publications (2)
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| JPH08303885A true JPH08303885A (ja) | 1996-11-22 |
| JP3258855B2 JP3258855B2 (ja) | 2002-02-18 |
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ID=14963532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP12757895A Expired - Fee Related JP3258855B2 (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | スターリング機器の熱再生器充填材の製造方法及び該方法に用いる成形型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3258855B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007012845A1 (en) * | 2005-07-27 | 2007-02-01 | Microgen Energy Limited | A method of assembling the head of a stirling machine |
| NO20190692A1 (en) * | 2019-06-03 | 2020-12-04 | Hoeeg Arne | Regenerative heat exchanger |
-
1995
- 1995-04-28 JP JP12757895A patent/JP3258855B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007012845A1 (en) * | 2005-07-27 | 2007-02-01 | Microgen Energy Limited | A method of assembling the head of a stirling machine |
| NO20190692A1 (en) * | 2019-06-03 | 2020-12-04 | Hoeeg Arne | Regenerative heat exchanger |
| NO345523B1 (en) * | 2019-06-03 | 2021-03-29 | Hoeeg Arne | Regenerative heat exchanger |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3258855B2 (ja) | 2002-02-18 |
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