JP2001027488A5 - - Google Patents
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Description
【書類名】 明細書
【発明の名称】 積層型熱交換器
【特許請求の範囲】
【請求項１】 並列状に配された複数の扁平状熱交換管を有し、扁平状熱交換管が、左右一対のプレートと、両プレートの前後各縁部同士の間にそれぞれ介在されている前壁形成体および後壁形成体とで形成されているとともに各熱交換管の内部に前後両壁形成体と一体または別体に形成されたインナーフィンが配置されており、前後両壁形成体の左端が左のプレートに、右端が右のプレートにろう付けされてなる積層型熱交換器において、
前後両壁形成体の左右端が、それぞれプレートに平行な面接触部分と面接触部分に連続して設けられた面取り部分とからなり、各面取り部分と各プレートとの間にろう材が流れ込んでフィレットが形成されていることを特徴とする積層型熱交換器。
【請求項２】 前後両壁形成体のプレートに平行な面接触部分に扁平状熱交換管の長さ方向に伸びる溝が設けられており、この溝内にろう材が流れ込んでフィレットが形成されていることを特徴とする請求項１記載の積層型熱交換器。
【請求項３】 左右のプレートが、両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシート製であり、ろう層材のクラッド率が、６〜１８％であることを特徴とする請求項１または２記載の積層型熱交換器。
【請求項４】 面取り部分の前後方向長さおよび左右方向長さが、いずれも０，２〜０，５mmであることを特徴とする請求項１、２または３記載の積層型熱交換器。
【請求項５】 面取り部分の面取り角が、３０゜〜７０゜であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の積層型熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業機械用オイルクーラ、産業機械用アフタークーラ、自動車用オイルクーラ等の積層型熱交換器に関する。
【０００２】
なお、本明細書において、前後左右は図１を基準にいうものとし、図１の左を左、右を右、図１の紙面表側を前、紙面裏側を後という。従って図２においては、下が前、上が後になる。
【０００３】
【従来の技術】
従来の積層型熱交換器は、並列状に配された複数の扁平状熱交換管を有し、扁平状熱交換管が、左右一対のプレートと、両プレートの前後各縁部同士の間にそれぞれ介在されている前壁形成体および後壁形成体とで形成されている。また、各熱交換管の内部に前後両壁形成体と一体または別体に形成されたインナーフィンが配置されている。このような、扁平状熱交換管においては、前後両壁形成体の左面が左のプレートに面接触し、右面が右のプレートに面接触した状態で、前後壁形成体とプレートとがろう付けされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の積層型熱交換器においては、扁平状熱交換管の前後壁形成体とプレートとの間においてろう切れが発生することがある。このような熱交換器においては、気密試験によって扁平状熱交換管のろう切れ部分からの漏れが発生して歩留まりが低下するという問題がある。
【０００５】
また、扁平状熱交換管のプレートと前後壁形成体との間にできるフィレットは小さく、ろう切れが発生しやすい原因になっていた。
【０００６】
本発明の目的は、上記課題を解決した、プレートと前後壁形成体との間において、ろう切れが発生することがなく、フィレットの大きな耐久性の高い扁平状熱交換管を備えた積層型熱交換器を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、並列状に配された複数の扁平状熱交換管を有し、扁平状熱交換管が、左右一対のプレートと、両プレートの前後各縁部同士の間にそれぞれ介在されている前壁形成体および後壁形成体とで形成されているとともに各熱交換管の内部に前後両壁形成体と一体または別体に形成されたインナーフィンが配置されており、前後両壁形成体の左端が左のプレートに、右端が右のプレートにろう付けされてなる積層型熱交換器において、前後両壁形成体の左右端が、それぞれプレートに平行な面接触部分と面接触部分に連続して設けられた面取り部分とからなり、各面取り部分と各プレートとの間にろう材が流れ込んでフィレットが形成されていることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１記載の積層型熱交換器において、前後両壁形成体のプレートに平行な面接触部分に扁平状熱交換管の長さ方向に伸びる溝が設けられており、この溝内にろう材が流れ込んでフィレットが形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１または２記載の積層型熱交換器において、左右のプレートが、両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシート製であり、ろう層材のクラッド率は、６〜１８％であることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１、２または３記載の積層型熱交換器において、面取り部分の前後方向長さおよび左右方向長さが、いずれも０，２〜０，５mmであることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の積層型熱交換器において、面取り部分の面取り角が、３０゜〜７０゜であることを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図４を参照して本発明の積層型熱交換器を、アフタークーラ並設オイルクーラに適用した場合を例として説明する。
【００１３】
図１のアフタークーラ並設オイルクーラ(1)は、圧縮機から排出されかつオイルセパレータでオイルと分離された圧縮空気を冷却空気によって熱交換させるアフタークーラ(2)と、同じく圧縮機から排出されかつオイルセパレータで圧縮空気と分離されたオイルを冷却空気によって熱交換させるオイルクーラ(3)とが、左右並列状に配置され、かつ互いに接合されてなる。
【００１４】
左側のアフタークーラ(2)は、左右並列状に配置されている３本の扁平状をなす圧縮空気熱交換管（扁平状熱交換管）(4)と、これらの上下各端部が接続されている上下２つの圧縮空気ヘッダ(5)とを備え、右側のオイルクーラ(3)は、左右並列状に配置されている１１本のオイル熱交換管(6)と、これらの上下各端部が接続されている上下２つのオイルヘッダ(7)とを備えている。
【００１５】
左端の圧縮空気熱交換管(4)の左側および右端のオイル熱交換管(6)の右側には、それぞれ間隔をおいてアルミニウムブレージングシート製サイドプレート(8)が配置されている。
【００１６】
サイドプレート(8)と熱交換管(4)(6)の上下各端部同士の間および隣り合う熱交換管(4)(6)の上下各端部同士の間には、前後にのびかつ横断面略横Ｅ形の押出形材製アルミニウム製スペーサ(20)が介在されている。
【００１７】
サイドプレート(8)と熱交換管(4)(6)の上下各端部同士の間および隣り合う熱交換管(4)(6)の上下各端部同士の間のスペーサ(20)の内側部分同士の間には、それぞれ、平坦部に前後並列状の切起しルーバ（図示略）を備えたアルミニウム製コルゲートフィンよりなるアウターフィン(9)が１つずつ介在されている。
【００１８】
以下、圧縮空気熱交換管(4)について説明する。この扁平状熱交換管(4)は、左右に間隔を置いて配された一対のプレート(10)と、両プレート(10)間に配された前後両壁・インナーフィン形成体(11)とよりなり、左のプレート(10)と前後両壁・インナーフィン形成体(11)とが、右のプレート(10)と前後両壁・インナーフィン形成体(11)とがそれぞれろう付けされてなるものである。
【００１９】
左右のプレート(10)は、両面にろう層材（図示略）を有するアルミニウムブレージングシート製であり、ろう層材のクラッド率は、６〜１８％である。なお、左のプレート(10)の左面および右のプレート(10)の右にはフィン(9)がろう付けされる。
【００２０】
前後両壁・インナーフィン形成体(11)は、押出形材製であり、前後壁を構成する前後壁形成体(11b)および前後壁形成体(11b)にまたがって設けられた連結部(11a)と、連結部(11a)に前後に間隔を置いてかつ左右に突出状に形成された上下方向に伸びる複数のインナーフィン(11c)とよりなり、連結部(11a)と左右プレート(10)との間、およびインナーフィン(11c)に形成された上下方向に伸びる中空部が流路となされるものである。また、前後壁形成体(11b)の幅とインナーフィン(11c)の幅とは同じになされている。
【００２１】
図４には前後両壁・インナーフィン形成体(11)と左右プレート(10)との前側ろう付け部分の拡大図が示されている。
【００２２】
前後壁形成体(11b)の左面は、左のプレート(10)の右面に当接する、プレート(10)に平行な面接触部分(11d)と、面接触部分(11d)の前後側縁から面接触部分(11d)に連続して設けられた面取り部分(11e)とからなる。前後壁形成体(11b)の右面も同様に、右のプレート(10)の左面に当接する面接触部分(11d)と、面接触部分(11d)の前後側縁から面接触部分(11d)に連続して設けられた面取り部分(11e)とからなる。
【００２３】
上記のような構成を有する扁平状熱交換管(4)は、仮止めした左のプレート(10)、前後両壁・インナーフィン形成体(11)および右のプレート(10)をろう付け温度に加熱することにより、前後壁形成体(11b)がそれぞれ左右プレート(10)にろう付けされる。なお、通常は、フィン(9)も左右プレート(10)と一体に仮止めされ、ろう付け前の熱交換管(4)およびフィン(9)が複数重ね合わされた状態でろう付けが行われる。
【００２４】
そして、ろう付け時には、溶融したろう層材は、前後壁形成体(11b)における面取り部分(11e)とプレート(10)との間に引き寄せられて流れ込み、面取り部分(11e)とプレート(10)との間に大きなフィレット(12)が形成される。
【００２５】
また、図４に示したように、前後両壁形成体(11b)のプレート(10)に平行な面接触部分(11d)に扁平状熱交換管(4)の長さ方向に伸びる溝(11f)が設けられており、この溝(11f)内にろう材が流れ込んでフィレット(1３)が形成されている。 その結果、左右プレート(10)と前後両壁・インナーフィン形成体(11)とがさらに強固にろう付けされる。
【００２６】
また、前後両壁形成体(11b)の大きさにもよるが、面取り部分(11e)の前後方向長さ(Ａ)および左右方向長さ(Ｂ)は、いずれも０．２〜０．５ｍｍであり、面取り角(θ)は、３０°〜７０°である。なぜなら、前後方向長さ(Ａ)および左右方向長さ(Ｂ)が０．２ｍｍ未満かまたは面取り角(θ)が３０°未満であると十分な大きさのフィレットが形成されず、前後方向長さ(Ａ)および左右方向長さ(Ｂ)が０．５ｍｍを超えるかまたは面取り角(θ)が７０°を超えると、ろう層材の液だれが発生し、この場合も十分な大きさのフィレットが形成されないからである。
【００２７】
なお、上記においては本発明をアフタークーラに適用した場合について説明したが、本発明は、自動車用オイルクーラ等の熱交換器に用いることもでき、連結部やインナーフィンの形状は、熱交換器ごとに変更可能である。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の積層型熱交換器においては、扁平状熱交換管の前後両壁形成体におけるろう付け面が、左右プレートに面接触する面接触部分と、面接触部分の前後側縁から面接触部分に連続して設けられた面取り部分とからなるので、面取り部分と左右プレートとの間にろう層材が引き寄せられ、面取り部分とプレートとの間にフィレットが形成されるので、ろう付け部分においてろう切れが発生することがなく、フィレットの大きな耐久性の高い扁平状熱交換管を備えた積層型熱交換器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の１実施形態の積層型熱交換器の正面図である。
【図２】
図１におけるII-II線に沿った断面図である。
【図３】
同熱交換器における扁平状熱交換管の分解斜視図である。
【図４】
同熱交換管のろう付け部分の拡大図である。
【符号の説明】
(4) 扁平状熱交換管(圧縮空気熱交換管)
(10) 左右プレート
(11b) 前後壁形成体
(11c) インナーフィン
(11d) 面接触部分
(11e) 面取り部分
(12) フィレット
(Ａ) 面取り部分の前後方向長さ
(Ｂ) 左右方向長さ
(θ) 面取り角
【発明の名称】 積層型熱交換器
【特許請求の範囲】
【請求項１】 並列状に配された複数の扁平状熱交換管を有し、扁平状熱交換管が、左右一対のプレートと、両プレートの前後各縁部同士の間にそれぞれ介在されている前壁形成体および後壁形成体とで形成されているとともに各熱交換管の内部に前後両壁形成体と一体または別体に形成されたインナーフィンが配置されており、前後両壁形成体の左端が左のプレートに、右端が右のプレートにろう付けされてなる積層型熱交換器において、
前後両壁形成体の左右端が、それぞれプレートに平行な面接触部分と面接触部分に連続して設けられた面取り部分とからなり、各面取り部分と各プレートとの間にろう材が流れ込んでフィレットが形成されていることを特徴とする積層型熱交換器。
【請求項２】 前後両壁形成体のプレートに平行な面接触部分に扁平状熱交換管の長さ方向に伸びる溝が設けられており、この溝内にろう材が流れ込んでフィレットが形成されていることを特徴とする請求項１記載の積層型熱交換器。
【請求項３】 左右のプレートが、両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシート製であり、ろう層材のクラッド率が、６〜１８％であることを特徴とする請求項１または２記載の積層型熱交換器。
【請求項４】 面取り部分の前後方向長さおよび左右方向長さが、いずれも０，２〜０，５mmであることを特徴とする請求項１、２または３記載の積層型熱交換器。
【請求項５】 面取り部分の面取り角が、３０゜〜７０゜であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の積層型熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業機械用オイルクーラ、産業機械用アフタークーラ、自動車用オイルクーラ等の積層型熱交換器に関する。
【０００２】
なお、本明細書において、前後左右は図１を基準にいうものとし、図１の左を左、右を右、図１の紙面表側を前、紙面裏側を後という。従って図２においては、下が前、上が後になる。
【０００３】
【従来の技術】
従来の積層型熱交換器は、並列状に配された複数の扁平状熱交換管を有し、扁平状熱交換管が、左右一対のプレートと、両プレートの前後各縁部同士の間にそれぞれ介在されている前壁形成体および後壁形成体とで形成されている。また、各熱交換管の内部に前後両壁形成体と一体または別体に形成されたインナーフィンが配置されている。このような、扁平状熱交換管においては、前後両壁形成体の左面が左のプレートに面接触し、右面が右のプレートに面接触した状態で、前後壁形成体とプレートとがろう付けされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の積層型熱交換器においては、扁平状熱交換管の前後壁形成体とプレートとの間においてろう切れが発生することがある。このような熱交換器においては、気密試験によって扁平状熱交換管のろう切れ部分からの漏れが発生して歩留まりが低下するという問題がある。
【０００５】
また、扁平状熱交換管のプレートと前後壁形成体との間にできるフィレットは小さく、ろう切れが発生しやすい原因になっていた。
【０００６】
本発明の目的は、上記課題を解決した、プレートと前後壁形成体との間において、ろう切れが発生することがなく、フィレットの大きな耐久性の高い扁平状熱交換管を備えた積層型熱交換器を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、並列状に配された複数の扁平状熱交換管を有し、扁平状熱交換管が、左右一対のプレートと、両プレートの前後各縁部同士の間にそれぞれ介在されている前壁形成体および後壁形成体とで形成されているとともに各熱交換管の内部に前後両壁形成体と一体または別体に形成されたインナーフィンが配置されており、前後両壁形成体の左端が左のプレートに、右端が右のプレートにろう付けされてなる積層型熱交換器において、前後両壁形成体の左右端が、それぞれプレートに平行な面接触部分と面接触部分に連続して設けられた面取り部分とからなり、各面取り部分と各プレートとの間にろう材が流れ込んでフィレットが形成されていることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１記載の積層型熱交換器において、前後両壁形成体のプレートに平行な面接触部分に扁平状熱交換管の長さ方向に伸びる溝が設けられており、この溝内にろう材が流れ込んでフィレットが形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１または２記載の積層型熱交換器において、左右のプレートが、両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシート製であり、ろう層材のクラッド率は、６〜１８％であることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１、２または３記載の積層型熱交換器において、面取り部分の前後方向長さおよび左右方向長さが、いずれも０，２〜０，５mmであることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の積層型熱交換器において、面取り部分の面取り角が、３０゜〜７０゜であることを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図４を参照して本発明の積層型熱交換器を、アフタークーラ並設オイルクーラに適用した場合を例として説明する。
【００１３】
図１のアフタークーラ並設オイルクーラ(1)は、圧縮機から排出されかつオイルセパレータでオイルと分離された圧縮空気を冷却空気によって熱交換させるアフタークーラ(2)と、同じく圧縮機から排出されかつオイルセパレータで圧縮空気と分離されたオイルを冷却空気によって熱交換させるオイルクーラ(3)とが、左右並列状に配置され、かつ互いに接合されてなる。
【００１４】
左側のアフタークーラ(2)は、左右並列状に配置されている３本の扁平状をなす圧縮空気熱交換管（扁平状熱交換管）(4)と、これらの上下各端部が接続されている上下２つの圧縮空気ヘッダ(5)とを備え、右側のオイルクーラ(3)は、左右並列状に配置されている１１本のオイル熱交換管(6)と、これらの上下各端部が接続されている上下２つのオイルヘッダ(7)とを備えている。
【００１５】
左端の圧縮空気熱交換管(4)の左側および右端のオイル熱交換管(6)の右側には、それぞれ間隔をおいてアルミニウムブレージングシート製サイドプレート(8)が配置されている。
【００１６】
サイドプレート(8)と熱交換管(4)(6)の上下各端部同士の間および隣り合う熱交換管(4)(6)の上下各端部同士の間には、前後にのびかつ横断面略横Ｅ形の押出形材製アルミニウム製スペーサ(20)が介在されている。
【００１７】
サイドプレート(8)と熱交換管(4)(6)の上下各端部同士の間および隣り合う熱交換管(4)(6)の上下各端部同士の間のスペーサ(20)の内側部分同士の間には、それぞれ、平坦部に前後並列状の切起しルーバ（図示略）を備えたアルミニウム製コルゲートフィンよりなるアウターフィン(9)が１つずつ介在されている。
【００１８】
以下、圧縮空気熱交換管(4)について説明する。この扁平状熱交換管(4)は、左右に間隔を置いて配された一対のプレート(10)と、両プレート(10)間に配された前後両壁・インナーフィン形成体(11)とよりなり、左のプレート(10)と前後両壁・インナーフィン形成体(11)とが、右のプレート(10)と前後両壁・インナーフィン形成体(11)とがそれぞれろう付けされてなるものである。
【００１９】
左右のプレート(10)は、両面にろう層材（図示略）を有するアルミニウムブレージングシート製であり、ろう層材のクラッド率は、６〜１８％である。なお、左のプレート(10)の左面および右のプレート(10)の右にはフィン(9)がろう付けされる。
【００２０】
前後両壁・インナーフィン形成体(11)は、押出形材製であり、前後壁を構成する前後壁形成体(11b)および前後壁形成体(11b)にまたがって設けられた連結部(11a)と、連結部(11a)に前後に間隔を置いてかつ左右に突出状に形成された上下方向に伸びる複数のインナーフィン(11c)とよりなり、連結部(11a)と左右プレート(10)との間、およびインナーフィン(11c)に形成された上下方向に伸びる中空部が流路となされるものである。また、前後壁形成体(11b)の幅とインナーフィン(11c)の幅とは同じになされている。
【００２１】
図４には前後両壁・インナーフィン形成体(11)と左右プレート(10)との前側ろう付け部分の拡大図が示されている。
【００２２】
前後壁形成体(11b)の左面は、左のプレート(10)の右面に当接する、プレート(10)に平行な面接触部分(11d)と、面接触部分(11d)の前後側縁から面接触部分(11d)に連続して設けられた面取り部分(11e)とからなる。前後壁形成体(11b)の右面も同様に、右のプレート(10)の左面に当接する面接触部分(11d)と、面接触部分(11d)の前後側縁から面接触部分(11d)に連続して設けられた面取り部分(11e)とからなる。
【００２３】
上記のような構成を有する扁平状熱交換管(4)は、仮止めした左のプレート(10)、前後両壁・インナーフィン形成体(11)および右のプレート(10)をろう付け温度に加熱することにより、前後壁形成体(11b)がそれぞれ左右プレート(10)にろう付けされる。なお、通常は、フィン(9)も左右プレート(10)と一体に仮止めされ、ろう付け前の熱交換管(4)およびフィン(9)が複数重ね合わされた状態でろう付けが行われる。
【００２４】
そして、ろう付け時には、溶融したろう層材は、前後壁形成体(11b)における面取り部分(11e)とプレート(10)との間に引き寄せられて流れ込み、面取り部分(11e)とプレート(10)との間に大きなフィレット(12)が形成される。
【００２５】
また、図４に示したように、前後両壁形成体(11b)のプレート(10)に平行な面接触部分(11d)に扁平状熱交換管(4)の長さ方向に伸びる溝(11f)が設けられており、この溝(11f)内にろう材が流れ込んでフィレット(1３)が形成されている。 その結果、左右プレート(10)と前後両壁・インナーフィン形成体(11)とがさらに強固にろう付けされる。
【００２６】
また、前後両壁形成体(11b)の大きさにもよるが、面取り部分(11e)の前後方向長さ(Ａ)および左右方向長さ(Ｂ)は、いずれも０．２〜０．５ｍｍであり、面取り角(θ)は、３０°〜７０°である。なぜなら、前後方向長さ(Ａ)および左右方向長さ(Ｂ)が０．２ｍｍ未満かまたは面取り角(θ)が３０°未満であると十分な大きさのフィレットが形成されず、前後方向長さ(Ａ)および左右方向長さ(Ｂ)が０．５ｍｍを超えるかまたは面取り角(θ)が７０°を超えると、ろう層材の液だれが発生し、この場合も十分な大きさのフィレットが形成されないからである。
【００２７】
なお、上記においては本発明をアフタークーラに適用した場合について説明したが、本発明は、自動車用オイルクーラ等の熱交換器に用いることもでき、連結部やインナーフィンの形状は、熱交換器ごとに変更可能である。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の積層型熱交換器においては、扁平状熱交換管の前後両壁形成体におけるろう付け面が、左右プレートに面接触する面接触部分と、面接触部分の前後側縁から面接触部分に連続して設けられた面取り部分とからなるので、面取り部分と左右プレートとの間にろう層材が引き寄せられ、面取り部分とプレートとの間にフィレットが形成されるので、ろう付け部分においてろう切れが発生することがなく、フィレットの大きな耐久性の高い扁平状熱交換管を備えた積層型熱交換器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の１実施形態の積層型熱交換器の正面図である。
【図２】
図１におけるII-II線に沿った断面図である。
【図３】
同熱交換器における扁平状熱交換管の分解斜視図である。
【図４】
同熱交換管のろう付け部分の拡大図である。
【符号の説明】
(4) 扁平状熱交換管(圧縮空気熱交換管)
(10) 左右プレート
(11b) 前後壁形成体
(11c) インナーフィン
(11d) 面接触部分
(11e) 面取り部分
(12) フィレット
(Ａ) 面取り部分の前後方向長さ
(Ｂ) 左右方向長さ
(θ) 面取り角
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP11198291A JP2001027488A (ja) | 1999-07-13 | 1999-07-13 | 積層型熱交換器 |
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| JP11198291A JP2001027488A (ja) | 1999-07-13 | 1999-07-13 | 積層型熱交換器 |
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| JP2001027488A JP2001027488A (ja) | 2001-01-30 |
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| JP11198291A Pending JP2001027488A (ja) | 1999-07-13 | 1999-07-13 | 積層型熱交換器 |
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