JPH09152299A - 再生サイクルを用いた外燃機関の熱交換器 - Google Patents
再生サイクルを用いた外燃機関の熱交換器Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- 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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- F28D7/10—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
- F28D7/106—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically consisting of two coaxial conduits or modules of two coaxial conduits
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F19/00—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 冷却フィンの素材がアルミニウム、銅等の
金属又は合金で構成しても腐食されるのを防止するこ
と。 【解決手段】 再生サイクルを用いた外燃機関におい
て、上記機関に装備されるアルミニウム、銅等の金属又
は合金からなる熱交換器の冷却媒体にさらされる金属部
を、樹脂コーティングした。この場合、樹脂コーティン
グ（４Ａ）の対象となる上記熱交換器の冷却媒体にさら
される金属部は、低温側熱交換器又は高温側熱交換器に
おけるフィン４の外周部とし、フィンは細長い台形状の
フィン又はアコーディオン形に形成するのが望ましい。
この結果、樹脂コーティング部の存在のため、冷却媒体
が直接フィンと接触せず、従って、フィンが腐食されな
くなる。
金属又は合金で構成しても腐食されるのを防止するこ
と。 【解決手段】 再生サイクルを用いた外燃機関におい
て、上記機関に装備されるアルミニウム、銅等の金属又
は合金からなる熱交換器の冷却媒体にさらされる金属部
を、樹脂コーティングした。この場合、樹脂コーティン
グ（４Ａ）の対象となる上記熱交換器の冷却媒体にさら
される金属部は、低温側熱交換器又は高温側熱交換器に
おけるフィン４の外周部とし、フィンは細長い台形状の
フィン又はアコーディオン形に形成するのが望ましい。
この結果、樹脂コーティング部の存在のため、冷却媒体
が直接フィンと接触せず、従って、フィンが腐食されな
くなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ヴィルミエガス機
関、スターリング機関、Cooke-Yarborough機関等の再生
サイクルを用いた外燃機関に装備される熱交換器の改良
に関するものである。
関、スターリング機関、Cooke-Yarborough機関等の再生
サイクルを用いた外燃機関に装備される熱交換器の改良
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術としては、例えば、特開平５
−８７７５４号公報に示すような熱交換器がある。
−８７７５４号公報に示すような熱交換器がある。
【０００３】この特開平５−８７７５４号公報のもので
は、スターリングサイクルを利用する熱機関の作動流体
を冷却するための低温側熱交換器であって、図７に示す
ように構成される。
は、スターリングサイクルを利用する熱機関の作動流体
を冷却するための低温側熱交換器であって、図７に示す
ように構成される。
【０００４】同図において、２０は円筒状のハウジング
である。２４は腐食の可能性のあるアルミニウム、銅等
の金属又は合金の厚肉パイプからなる熱交換器本体であ
り、その内周部には、微小な溝２３Ｍが軸方向に沿って
形成されている。熱交換器本体２４はハウジング２０内
に挿入され、その上端及び下端に設けられた封止部２４
ｂがハウジング２０の内壁面に全周に亙って密着するこ
とによってハウジング２０内に固定される。熱交換器本
体２４の封止部２４ｂ以外の外周壁面とハウジング２０
の内壁面との間には、冷却水の流路２１Ｈが形成され
る。
である。２４は腐食の可能性のあるアルミニウム、銅等
の金属又は合金の厚肉パイプからなる熱交換器本体であ
り、その内周部には、微小な溝２３Ｍが軸方向に沿って
形成されている。熱交換器本体２４はハウジング２０内
に挿入され、その上端及び下端に設けられた封止部２４
ｂがハウジング２０の内壁面に全周に亙って密着するこ
とによってハウジング２０内に固定される。熱交換器本
体２４の封止部２４ｂ以外の外周壁面とハウジング２０
の内壁面との間には、冷却水の流路２１Ｈが形成され
る。
【０００５】また、この冷却水の流路２１Ｈを形成する
熱交換器本体２４の外周壁面には、熱交換器本体２４と
冷却流体である水との接触面積を大きくし、冷却効率を
高めるためのフィン２３が形成されている。２５は熱交
換器本体２４の内周に圧入された鋳鉄等の金属製、又は
樹脂製のライナー、２６は熱交換器本体２４の内周部の
溝２３Ｍとライナー２５との間に形成された微小なＨｅ
流路である。また、ハウジング２０の側壁には、冷却流
体である水が流入する冷却水入口２１、及び冷却水が流
出する冷却水出口２２が設けられている。
熱交換器本体２４の外周壁面には、熱交換器本体２４と
冷却流体である水との接触面積を大きくし、冷却効率を
高めるためのフィン２３が形成されている。２５は熱交
換器本体２４の内周に圧入された鋳鉄等の金属製、又は
樹脂製のライナー、２６は熱交換器本体２４の内周部の
溝２３Ｍとライナー２５との間に形成された微小なＨｅ
流路である。また、ハウジング２０の側壁には、冷却流
体である水が流入する冷却水入口２１、及び冷却水が流
出する冷却水出口２２が設けられている。
【０００６】次に動作について説明する。
【０００７】熱交換流体である温度の高いＨｅがＨｅ流
路２６の入口（上側）から入り、Ｈｅ流路２６の中を高
速で流れる。また、冷却流体である水が冷却水出口２１
から入り、フィン２３のまわりを流れ、熱伝達によりＨ
ｅ流路２６を流れているＨｅを冷却する。Ｈｅ流路２６
を通過中に冷却されたＨｅは、Ｈｅ流路２６の出口から
流出する。また、冷却流体である水はＨｅから熱を奪
い、冷却水出口２２から流出する。
路２６の入口（上側）から入り、Ｈｅ流路２６の中を高
速で流れる。また、冷却流体である水が冷却水出口２１
から入り、フィン２３のまわりを流れ、熱伝達によりＨ
ｅ流路２６を流れているＨｅを冷却する。Ｈｅ流路２６
を通過中に冷却されたＨｅは、Ｈｅ流路２６の出口から
流出する。また、冷却流体である水はＨｅから熱を奪
い、冷却水出口２２から流出する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の従来
の熱交換器の構成のものでは、図７に示したように冷却
フィンの素材が例えば、アルミニウム等の腐食しやすい
金属又は合金で構成されているから、冷却媒体である冷
却水との接触部が腐食し易いという問題点があった。
の熱交換器の構成のものでは、図７に示したように冷却
フィンの素材が例えば、アルミニウム等の腐食しやすい
金属又は合金で構成されているから、冷却媒体である冷
却水との接触部が腐食し易いという問題点があった。
【０００９】本発明は従来のものの上記課題を解決する
ようにした再生サイクルを用いた外燃機関の熱交換器を
提供することを目的としている。
ようにした再生サイクルを用いた外燃機関の熱交換器を
提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の問題を
解決するために、再生サイクルを用いた外燃機関におい
て、第１の発明として、上記機関に装備されるアルミニ
ウム、銅等の金属又は合金からなる熱交換器の冷却媒体
にさらされる金属部を樹脂コーティングしたことを特徴
とする再生サイクルを用いた外燃機関の熱交換器を、ま
た、第２の発明として、樹脂コーティングの対象となる
上記熱交換器の冷却媒体にさらされる金属部は、低温側
熱交換器におけるフィンの外周部としたものを、また、
第３の発明として、樹脂コーティングの対象となる上記
熱交換器の冷却媒体にさらされる金属部は、高温側熱交
換器におけるフィンの外周部としたものを、さらに、第
４の発明として、樹脂コーティングの対象となる上記熱
交換器の冷却媒体にさらされるフィンとして、台形断面
のフィン又はアコーディオン形に形成するようにしたも
のを提供するものである。
解決するために、再生サイクルを用いた外燃機関におい
て、第１の発明として、上記機関に装備されるアルミニ
ウム、銅等の金属又は合金からなる熱交換器の冷却媒体
にさらされる金属部を樹脂コーティングしたことを特徴
とする再生サイクルを用いた外燃機関の熱交換器を、ま
た、第２の発明として、樹脂コーティングの対象となる
上記熱交換器の冷却媒体にさらされる金属部は、低温側
熱交換器におけるフィンの外周部としたものを、また、
第３の発明として、樹脂コーティングの対象となる上記
熱交換器の冷却媒体にさらされる金属部は、高温側熱交
換器におけるフィンの外周部としたものを、さらに、第
４の発明として、樹脂コーティングの対象となる上記熱
交換器の冷却媒体にさらされるフィンとして、台形断面
のフィン又はアコーディオン形に形成するようにしたも
のを提供するものである。
【００１１】本発明の再生サイクルを用いた外燃機関の
熱交換器では、冷却媒体に直接接触されるアルミニウ
ム、銅等の金属又は合金から成るフィンの外周部分を樹
脂コーティングするようにしたから、同部分が冷却媒体
に直接接触せず、従って腐食されなくなった。
熱交換器では、冷却媒体に直接接触されるアルミニウ
ム、銅等の金属又は合金から成るフィンの外周部分を樹
脂コーティングするようにしたから、同部分が冷却媒体
に直接接触せず、従って腐食されなくなった。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、再生サイクルを用いた外燃
機関の一例として、ヴィルミエガス機関（以下ＶＭ機関
と省略する）の熱交換器に本発明を適用した第１及び第
２の実施の形態により、本発明を具体的に説明する。
機関の一例として、ヴィルミエガス機関（以下ＶＭ機関
と省略する）の熱交換器に本発明を適用した第１及び第
２の実施の形態により、本発明を具体的に説明する。
【００１３】なお、簡単のため各実施の形態とも、低温
側低温部熱交換器に本発明を適用した場合で説明する。 （第１の実施の形態）先ず、本発明の第１の実施の形態
を図１及び図２を用いて説明する。
側低温部熱交換器に本発明を適用した場合で説明する。 （第１の実施の形態）先ず、本発明の第１の実施の形態
を図１及び図２を用いて説明する。
【００１４】図１は本発明の第１の実施の形態であるＶ
Ｍ機関の低温側低温部熱交換器の縦断側面図、図２は図
１のＡ部拡大図である。
Ｍ機関の低温側低温部熱交換器の縦断側面図、図２は図
１のＡ部拡大図である。
【００１５】各図において、１はＶＭ機関の低温側低温
部熱交換器であり、２はスリーブである。３はスリーブ
２に接する内周に沿って等間隔に切られた細長い溝、４
は細長い溝３により形成された細長い台形状のフィン
で、このフィン４の外周に樹脂コーティング部４Ａを施
すものである。５は冷却媒体の通路である。図２は図１
のＡ部の拡大図で、樹脂コーティング部４Ａの部分を見
易くするように示したものである。
部熱交換器であり、２はスリーブである。３はスリーブ
２に接する内周に沿って等間隔に切られた細長い溝、４
は細長い溝３により形成された細長い台形状のフィン
で、このフィン４の外周に樹脂コーティング部４Ａを施
すものである。５は冷却媒体の通路である。図２は図１
のＡ部の拡大図で、樹脂コーティング部４Ａの部分を見
易くするように示したものである。
【００１６】上記のように構成すると熱交換器中の冷却
媒体に接触されるフィンがコーティングにより保護され
て腐食することがない。
媒体に接触されるフィンがコーティングにより保護され
て腐食することがない。
【００１７】なお、図示しないが、高温側中温部熱交換
器及び低温側中温部熱交換器でも全く同様に各フィンに
対しても、その外周部に樹脂コーティングを施すように
すれば、同様の作用を有するものとすることができる。 （第２の実施の形態）次に、第２の実施の形態を図３乃
至図６を用いて説明する。
器及び低温側中温部熱交換器でも全く同様に各フィンに
対しても、その外周部に樹脂コーティングを施すように
すれば、同様の作用を有するものとすることができる。 （第２の実施の形態）次に、第２の実施の形態を図３乃
至図６を用いて説明する。
【００１８】図３は本実施の形態の低温側低温部熱交換
器の平面図、図４は図３に使用されるアコーディオン形
フィンの立面図、図５は図４の平面図、図６は図３の部
分斜視拡大図である。
器の平面図、図４は図３に使用されるアコーディオン形
フィンの立面図、図５は図４の平面図、図６は図３の部
分斜視拡大図である。
【００１９】これら各図において、６はＶＭ機関におけ
る低温側低温部熱交換器であり、７は腐食しやすいアル
ミニウム、銅等の金属又は合金から成るアコーディオン
形フィンで、この表面は図５に拡大して示すように樹脂
コーティングされている。
る低温側低温部熱交換器であり、７は腐食しやすいアル
ミニウム、銅等の金属又は合金から成るアコーディオン
形フィンで、この表面は図５に拡大して示すように樹脂
コーティングされている。
【００２０】８は低温側低温部熱交換器６のスリーブで
あり、９は外周部である。１０はアコーディオン形フィ
ン７の山頂部であり、スリーブ８の外周面及び外周部９
の内周面にろう付けされている。
あり、９は外周部である。１０はアコーディオン形フィ
ン７の山頂部であり、スリーブ８の外周面及び外周部９
の内周面にろう付けされている。
【００２１】本実施の形態の熱交換器の場合も、アコー
ディオン形フィン７の外周に、図５に示すように樹脂コ
ーテイング部７Ａを有するから、冷却媒体とは直接接触
されず、従ってフィン７が腐食することない。
ディオン形フィン７の外周に、図５に示すように樹脂コ
ーテイング部７Ａを有するから、冷却媒体とは直接接触
されず、従ってフィン７が腐食することない。
【００２２】なお、図示しないが、本実施の形態のもの
においても、高温側中温部熱交換器及び低温側中温部熱
交換器に対しても全く同様な構成とすれば、同様な作用
を行うことができる。
においても、高温側中温部熱交換器及び低温側中温部熱
交換器に対しても全く同様な構成とすれば、同様な作用
を行うことができる。
【００２３】上記各実施の形態ではＶＭ機関における低
温側又は高温側の熱交換器に適用される場合について説
明したが、これ以外の再生サイクルを用いた外燃機関、
例えば、スターリング機関、Cooke-Yarborough 等の各
外燃機関の熱交換器に対しても本発明は適用可能なもの
であることは勿論である。
温側又は高温側の熱交換器に適用される場合について説
明したが、これ以外の再生サイクルを用いた外燃機関、
例えば、スターリング機関、Cooke-Yarborough 等の各
外燃機関の熱交換器に対しても本発明は適用可能なもの
であることは勿論である。
【００２４】また、本発明は上記実施の形態に示した特
殊形状のフィンに限らず、図７に示したような普通形
状、即ち、断面が矩形のフィンを用い、その外周部に樹
脂コーティングを施すことで本発明が適用でき、そのよ
うな形状のフィンの場合にも、樹脂コーティングにより
フィンの腐食が防止できることは勿論である。
殊形状のフィンに限らず、図７に示したような普通形
状、即ち、断面が矩形のフィンを用い、その外周部に樹
脂コーティングを施すことで本発明が適用でき、そのよ
うな形状のフィンの場合にも、樹脂コーティングにより
フィンの腐食が防止できることは勿論である。
【００２５】なお、上記第１の実施の形態に示すよう
に、台形断面のフィンを用い、その外周部に樹脂コーテ
ィングを施す場合には、上記したフィンの腐食防止の作
用のほか、フィン効率が向上して伝熱性能が向上し、冷
房、暖房能力が増大し、また加工性、組み付け性も良好
とできる作用も生じる点で優れている。
に、台形断面のフィンを用い、その外周部に樹脂コーテ
ィングを施す場合には、上記したフィンの腐食防止の作
用のほか、フィン効率が向上して伝熱性能が向上し、冷
房、暖房能力が増大し、また加工性、組み付け性も良好
とできる作用も生じる点で優れている。
【００２６】また、第２の実施の形態に示すように、ア
コーディオン形フィンを用い、その外周部に樹脂コーテ
ィングを施す場合には、上記したフィンの腐食防止の作
用のほか、フィンの長さ、山形形状、厚みの選択により
希望する伝熱面積、Ｒｅの数を任意に設定できるという
作用も生じる点で優れている。
コーディオン形フィンを用い、その外周部に樹脂コーテ
ィングを施す場合には、上記したフィンの腐食防止の作
用のほか、フィンの長さ、山形形状、厚みの選択により
希望する伝熱面積、Ｒｅの数を任意に設定できるという
作用も生じる点で優れている。
【００２７】
【発明の効果】本発明の再生サイクルを用いた外燃機関
の熱交換器は、上記のように冷却媒体にさらされる部分
に用いられるアルミニウム、銅等の金属又は合金からな
るフィンの外周を樹脂コーティングするようにしたか
ら、次のような優れた効果を有する。
の熱交換器は、上記のように冷却媒体にさらされる部分
に用いられるアルミニウム、銅等の金属又は合金からな
るフィンの外周を樹脂コーティングするようにしたか
ら、次のような優れた効果を有する。
【００２８】フィンが冷却媒体により腐食されず、従っ
てフィンの耐用年数が増大する。
てフィンの耐用年数が増大する。
【００２９】従って、安価で加工が容易なアルミニウ
ム、銅等の金属又は合金がフィンの素材として使用でき
るので、この種、熱交換器の生産性が向上できる。
ム、銅等の金属又は合金がフィンの素材として使用でき
るので、この種、熱交換器の生産性が向上できる。
【００３０】さらに、フィンとして、第１の実施の形態
に示すように、台形断面のフィンを用い、その外周部に
樹脂コーティングを施す場合には、フィン効率が向上し
て伝熱性能が向上し、冷房、暖房能力が増大し、また加
工性、組み付け性も良好となり、さらに、第２の実施の
形態に示すように、アコーディオン形フィンを用い、そ
の外周部に樹脂コーティングを施す場合には、フィンの
長さ、山形形状、厚みの選択により希望する伝熱面積、
Ｒｅの数を任意に設定できるという作用効果も併せ生じ
るものである。
に示すように、台形断面のフィンを用い、その外周部に
樹脂コーティングを施す場合には、フィン効率が向上し
て伝熱性能が向上し、冷房、暖房能力が増大し、また加
工性、組み付け性も良好となり、さらに、第２の実施の
形態に示すように、アコーディオン形フィンを用い、そ
の外周部に樹脂コーティングを施す場合には、フィンの
長さ、山形形状、厚みの選択により希望する伝熱面積、
Ｒｅの数を任意に設定できるという作用効果も併せ生じ
るものである。
【図１】本発明が適用されるヴィルミエガス機関の第１
の実施の形態である低温側低温部熱交換器の縦断側面図
である。
の実施の形態である低温側低温部熱交換器の縦断側面図
である。
【図２】図１のＡ部拡大図である。
【図３】本発明が適用されるヴィルミエガス機関の第２
の実施の形態である低温側低温部熱交換器の縦断側面図
である。
の実施の形態である低温側低温部熱交換器の縦断側面図
である。
【図４】図３に使用される樹脂コーティングされたアコ
ーディオン形フィンの立面図である。
ーディオン形フィンの立面図である。
【図５】図４の平面図である。
【図６】図３の部分斜視拡大図である。
【図７】従来例のスターリング機関の低温側熱交換器の
縦断正面図である。
縦断正面図である。
１：低温側低温部熱交換器 ２：スリーブ ３：細長い溝 ４：台形断面のフィン ４Ａ：樹脂コーティング部 ６：低温側低温部熱交換器 ７：アコーディオン形フィン ７Ａ：樹脂コーティング部
Claims (4)
- 【請求項１】 再生サイクルを用いた外燃機関におい
て、上記機関に装備されるアルミニウム、銅等の金属又
は合金からなる熱交換器の冷却媒体にさらされる金属部
を、樹脂コーティングしたことを特徴とする再生サイク
ルを用いた外燃機関の熱交換器。 - 【請求項２】 上記熱交換器の冷却媒体にさらされる金
属部は、低温側熱交換器におけるフィンの外周部である
請求項１記載の再生サイクルを用いた外燃機関の熱交換
器。 - 【請求項３】 上記熱交換器の冷却媒体にさらされる金
属部は、高温側熱交換器におけるフィンの外周部である
請求項１記載の再生サイクルを用いた外燃機関の熱交換
器。 - 【請求項４】 上記フィンとして台形断面のフィン又は
アコーディオン形に形成されたフィンを用いるようにし
た請求項１乃至３のいずれかに記載の再生サイクルを用
いた外燃機関の熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31314395A JPH09152299A (ja) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | 再生サイクルを用いた外燃機関の熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31314395A JPH09152299A (ja) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | 再生サイクルを用いた外燃機関の熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09152299A true JPH09152299A (ja) | 1997-06-10 |
Family
ID=18037626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31314395A Pending JPH09152299A (ja) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | 再生サイクルを用いた外燃機関の熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09152299A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004001313A1 (en) * | 2002-06-24 | 2003-12-31 | Abb Research Ltd | Heat exchanger |
| WO2006003756A1 (ja) * | 2004-07-06 | 2006-01-12 | Sharp Kabushiki Kaisha | 熱交換器およびスターリング機関 |
| GB2457599A (en) * | 2008-02-25 | 2009-08-26 | Norsk Hydro As | Shell and tube heat exchanger |
| CN108453452A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-08-28 | 山东中科万隆电声科技有限公司 | 斯特林机换热器翅片焊接结构及其焊接方法 |
| CN116989603A (zh) * | 2023-06-07 | 2023-11-03 | 广东工业大学 | 一种基于亲疏水图案自驱动的超薄无芯均热板 |
-
1995
- 1995-11-30 JP JP31314395A patent/JPH09152299A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004001313A1 (en) * | 2002-06-24 | 2003-12-31 | Abb Research Ltd | Heat exchanger |
| WO2006003756A1 (ja) * | 2004-07-06 | 2006-01-12 | Sharp Kabushiki Kaisha | 熱交換器およびスターリング機関 |
| GB2457599A (en) * | 2008-02-25 | 2009-08-26 | Norsk Hydro As | Shell and tube heat exchanger |
| CN108453452A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-08-28 | 山东中科万隆电声科技有限公司 | 斯特林机换热器翅片焊接结构及其焊接方法 |
| CN116989603A (zh) * | 2023-06-07 | 2023-11-03 | 广东工业大学 | 一种基于亲疏水图案自驱动的超薄无芯均热板 |
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