JP2004100982A - 熱交換器 - Google Patents
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Abstract
【課題】ジョイントのろう付け不良を低減する。
【解決手段】上側タンク11及び熱交換コア部4の二面にてジョイント12を蒸発器1にろう付けする。これにより、ろう付け時等にジョイント12にモーメントが作用したときに、接合面12a及び接合面12bのいずれか一方には、接触面圧が増大するような力が作用する。したがって、仮に、ジョイント12の自重によるモーメント又はジョイント12を保持する際の保持治具の位置ずれ等によるモーメントがジョイント12に作用しても、ジョイント12のがろう付け部に亀裂が発生する等のろう付け不良が発生することを未然に防止できる。
【選択図】 図2
【解決手段】上側タンク11及び熱交換コア部4の二面にてジョイント12を蒸発器1にろう付けする。これにより、ろう付け時等にジョイント12にモーメントが作用したときに、接合面12a及び接合面12bのいずれか一方には、接触面圧が増大するような力が作用する。したがって、仮に、ジョイント12の自重によるモーメント又はジョイント12を保持する際の保持治具の位置ずれ等によるモーメントがジョイント12に作用しても、ジョイント12のがろう付け部に亀裂が発生する等のろう付け不良が発生することを未然に防止できる。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は熱交換器に関するもので、二酸化炭素や可燃性冷媒を冷媒とする蒸気圧縮式冷凍機の熱交換器に適用して有効である。
【0002】
【従来の技術】
二酸化炭素を冷媒とする蒸気圧縮式冷凍機の熱交換器として、例えば特開2000−304472号公報に記載の発明では、複数のチューブに連通する集合管を設け、複数のチューブから流出する冷媒を1本の集合管に集約して外部に流出させる構造としている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報に記載の発明では、配管や集合管をろう付けする際に、配管や集合管の接合部に自重によるモーメント、又は配管や集合管を保持する際の保持治具の位置ずれ等によるモーメントが作用する可能性が高いので、ろう付け部に亀裂が発生する等のろう付け不良が発生し易い。
【0004】
本発明は、上記点に鑑み、第1には、従来と異なる新規な熱交換器を提供し、第2には、ジョイントのろう付け不良を低減することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明では、流体が流れる複数本のチューブ(2)を有して構成された熱交換コア部(4)と、チューブ(2)の長手方向端部側に配置され、複数本のチューブ(2)と連通するヘッダタンク(11)と、外部配管をヘッダタンク(11)に接続するためのジョイント(12)とを備え、ジョイント(12)は、少なくともヘッダタンク(11)及び熱交換コア部(4)にろう接されており、さらに、ジョイント(12)とヘッダタンク(11)との接合面(12a)と平行な面は、ジョイント(12)と熱交換コア部(4)との接合面(12b)と平行な面に対して交差していることを特徴とする。
【0006】
これにより、ろう接時等にジョイント(12)にモーメントが作用したときに、接合面(12a)及び接合面(12b)のいずれか一方には、接触面圧が増大するような力が作用する。
【0007】
したがって、仮に、ジョイント(12)の自重によるモーメント又はジョイント(12)を保持する際の保持治具の位置ずれ等によるモーメントがジョイント(12)に作用しても、ジョイント(12)のがろう付け部に亀裂が発生する等のろう付け不良が発生することを未然に防止できるとともに、従来と異なる新規な熱交換器を得ることができる。
【0008】
なお、「ろう接」とは、例えば「接続・接合技術」(東京電機大学出版局)に記載されているように、ろう材やはんだを用いて母材を溶融させないように接合する技術を言う。因みに、融点が450℃以上の溶加材を用いて接合するときをろう付けと言い、その際の溶加材をろう材と呼び、融点が450℃以下の溶加材を用いて接合するときをはんだ付けと言い、その際の溶加材をはんだと呼ぶ。
【0009】
請求項2に記載の発明では、ヘッダタンク(11)の長手方向寸法(L)は、熱交換コア部(4)のうちヘッダタンク(11)の長手方向と平行な部位の寸法(W)より大きく、さらに、ジョイント(12)は、ヘッダタンク(11)のうち熱交換コア部(4)の端部から突出した部位と熱交換コア部(4)の端部とにろう接されていることを特徴とする。
【0010】
これにより、熱交換器の大型化を招くことなく、ジョイント(12)にろう付け不良が発生することを未然に防止できる。
【0011】
請求項3に記載の発明では、ジョイント(12)とヘッダタンク(11)との接合面(12a)側、及びジョイント(12)と熱交換コア部(4)との接合面(12b)側のうち少なくとも一方には、ジョイント(12)と係合する係合部(13a)が設けられていることを特徴とする。
【0012】
これにより、ジョイント(12)を確実に接合できる。
【0013】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【0014】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
本実施形態は、本発明に係る熱交換器を二酸化炭素を冷媒とする車両用空調装置用の蒸発器に適用したものであり、図1は本実施形態に係る熱交換器(蒸発器)1の斜視図であり、図2は図1のA部拡大図である。
【0015】
なお、蒸発器とは、周知のごとく、冷媒を蒸発させることにより冷凍能力(吸熱作用)を発揮する蒸気圧縮式冷凍機の低圧側熱交換器であり、車両用空調装置では、室内側に配置して室内に吹き出す空気を冷却する。
【0016】
図1中、チューブ2は冷媒が流通する扁平状の管であり、フィン3はチューブ2の外表面に接合されて空気との伝熱面積を増大させるものであり、この複数本のチューブ2及びフィン3から空気と冷媒とを熱交換させる熱交換コア部4が構成されている。
【0017】
なお、本実施形態では、熱交換コア部4は、空気流れに対して直列に複数列(この例では、2列)設けられており、冷媒は空気流れ下流側の熱交換コア部4から蒸発器1に流入し、空気流れ上流側の熱交換コア部4から蒸発器1外に流出する。
【0018】
また、ヘッダタンク5〜8は、チューブ2の長手方向端部側に配置されて各チューブ2と連通するもので、これらのヘッダタンク5〜8は複数個の熱交換コア部4それぞれに設けられている。
【0019】
なお、ヘッダタンク5〜8は、チューブ2が接合されたコアプレート9とこのコアプレート9と共にタンク内空間を構成するタンクプレート10とを接合して構成されたもので、本実施形態では、ヘッダタンク5、6用のコアプレート9、ヘッダタンク5、6用のタンクプレート10、ヘッダタンク7、8用のコアプレート9、及びヘッダタンク7、8用のタンクプレート10それぞれをプレス成形にて一体形成している。そこで、以下、紙面上方側のヘッダタンク5、6を総称して上側タンク11の表記する。
【0020】
また、ジョイント12は、外部配管(図示せず。)とタンク4とを接続するための接続部材である。そして、このジョイント12は、図2に示すように、上側タンク11及び熱交換コア部4にろう付けされており、ジョイント12と上側タンク11との接合面12aと平行な面は、ジョイント12と熱交換コア部4との接合面12bと平行な面に対して直交するように交差している。
【0021】
具体的には、上側タンク11の長手方向寸法Lを熱交換コア部4のうち上側タンク11の長手方向と平行な部位の寸法Wより大きくするとともに、上側タンク11のうち熱交換コア部4の端部から突出した部位と、熱交換コア部4の端部に設けられたサイドプレート4aとにジョイント12をろう付けしたものである。
【0022】
なお、サイドプレート4aとは、熱交換コア部4の端部に設けられて熱交換コア部4を補強する補強用部材である。
【0023】
また、本実施形態では、ジョイント12をサイドプレート4a、つまり熱交換コア部4の端部にろう付けするに当たっては、表裏両面にろう材が被覆された保持プレート13を介してジョイント12とサイドプレート4aとをろう付けしている。なお、係止フック14bは、保持プレート13を仮固定するためのものである。
【0024】
そして、保持プレート13には、ジョイント12に形成された凹部12cに嵌合してジョイント12と係合する突起部13aが設けられており、ジョイント12は、突起部13aにて機械的に組み付けられた状態でサイドプレート4aにろう付けされている。
【0025】
因みに、本実施形態では、チューブ2、フィン3、上側タンク11(下方側のヘッダタンク7、8も含む。)及びジョイント12等の蒸発器1を構成する部品は全てアルミニウム製であり、これらは全てろう付けにて一体接合されている。
【0026】
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【0027】
本実施形態では、上側タンク11及び熱交換コア部4の二面にてジョイント12を蒸発器1にろう付けするとともに、ジョイント12と上側タンク11との接合面12aと平行な面と、ジョイント12と熱交換コア部4との接合面12bと平行な面とが交差しているので、ろう付け時等にジョイント12にモーメントが作用したときに、接合面12a及び接合面12bのいずれか一方には、接触面圧が増大するような力が作用する。
【0028】
したがって、仮に、ジョイント12の自重によるモーメント又はジョイント12を保持する際の保持治具の位置ずれ等によるモーメントがジョイント12に作用しても、ジョイント12のがろう付け部に亀裂が発生する等のろう付け不良が発生することを未然に防止できる。
【0029】
ところで、ジョイント12は、熱交換コア部4の端部に組み付けられるので、蒸発器1のうち上側タンク11の長手方向と平行な部位の最大寸法は、仮に、上側タンク11の長手方向寸法Lを熱交換コア部4のうち上側タンク11の長手方向と平行な部位の寸法Wより大きくしなくても、上側タンク11の長手方向寸法Lと略同等となる。
【0030】
したがって、本実施形態のごとく、上側タンク11の長手方向寸法Lを熱交換コア部4のうち上側タンク11の長手方向と平行な部位の寸法Wより大きくして、上側タンク11のうち熱交換コア部4の端部から突出した部位と、熱交換コア部4の端部に設けられたサイドプレート4aとにジョイント12をろう付けすれば、蒸発器1の大型化を招くことなく、ジョイント12にろう付け不良が発生することを未然に防止できる。
【0031】
(第2実施形態)
第1実施形態では、保持プレート13をジョイント12とサイドプレート4aとの間に介在させたが、本実施形態は、図3に示すように、保持プレート13を廃止してジョイント12とサイドプレート4aとを直接にろう付けしたものである。
【0032】
これにより、蒸発器1の部品点数を低減しながら、ジョイント1のがろう付け部にろう付け不良が発生することを未然に防止できる。
【0033】
(その他の実施形態)
上述の実施形態に係るジョイント12は、6面体状のブロックであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、パイプをL字状に曲げたものにてジョイント12を構成してもよい。
【0034】
また、上述の実施形態では、車両用空調装置用の蒸発器に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0035】
また、上述の実施形態では、突起部13aを熱交換コア部4側に設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばジョイント12又は上側タンク11に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る蒸発器の斜視図である。
【図2】本発明の第1実施形態に係る蒸発器における図1のA部拡大図である。
【図3】本発明の第2実施形態に係る蒸発器における図1のA部拡大図である。
【符号の説明】
2…チューブ、3…フィン、4…熱交換コア部、4a…サイドプレート、
11…上側タンク、12…ジョイント、13…保持プレート
【発明の属する技術分野】
本発明は熱交換器に関するもので、二酸化炭素や可燃性冷媒を冷媒とする蒸気圧縮式冷凍機の熱交換器に適用して有効である。
【0002】
【従来の技術】
二酸化炭素を冷媒とする蒸気圧縮式冷凍機の熱交換器として、例えば特開2000−304472号公報に記載の発明では、複数のチューブに連通する集合管を設け、複数のチューブから流出する冷媒を1本の集合管に集約して外部に流出させる構造としている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報に記載の発明では、配管や集合管をろう付けする際に、配管や集合管の接合部に自重によるモーメント、又は配管や集合管を保持する際の保持治具の位置ずれ等によるモーメントが作用する可能性が高いので、ろう付け部に亀裂が発生する等のろう付け不良が発生し易い。
【0004】
本発明は、上記点に鑑み、第1には、従来と異なる新規な熱交換器を提供し、第2には、ジョイントのろう付け不良を低減することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明では、流体が流れる複数本のチューブ(2)を有して構成された熱交換コア部(4)と、チューブ(2)の長手方向端部側に配置され、複数本のチューブ(2)と連通するヘッダタンク(11)と、外部配管をヘッダタンク(11)に接続するためのジョイント(12)とを備え、ジョイント(12)は、少なくともヘッダタンク(11)及び熱交換コア部(4)にろう接されており、さらに、ジョイント(12)とヘッダタンク(11)との接合面(12a)と平行な面は、ジョイント(12)と熱交換コア部(4)との接合面(12b)と平行な面に対して交差していることを特徴とする。
【0006】
これにより、ろう接時等にジョイント(12)にモーメントが作用したときに、接合面(12a)及び接合面(12b)のいずれか一方には、接触面圧が増大するような力が作用する。
【0007】
したがって、仮に、ジョイント(12)の自重によるモーメント又はジョイント(12)を保持する際の保持治具の位置ずれ等によるモーメントがジョイント(12)に作用しても、ジョイント(12)のがろう付け部に亀裂が発生する等のろう付け不良が発生することを未然に防止できるとともに、従来と異なる新規な熱交換器を得ることができる。
【0008】
なお、「ろう接」とは、例えば「接続・接合技術」(東京電機大学出版局)に記載されているように、ろう材やはんだを用いて母材を溶融させないように接合する技術を言う。因みに、融点が450℃以上の溶加材を用いて接合するときをろう付けと言い、その際の溶加材をろう材と呼び、融点が450℃以下の溶加材を用いて接合するときをはんだ付けと言い、その際の溶加材をはんだと呼ぶ。
【0009】
請求項2に記載の発明では、ヘッダタンク(11)の長手方向寸法(L)は、熱交換コア部(4)のうちヘッダタンク(11)の長手方向と平行な部位の寸法(W)より大きく、さらに、ジョイント(12)は、ヘッダタンク(11)のうち熱交換コア部(4)の端部から突出した部位と熱交換コア部(4)の端部とにろう接されていることを特徴とする。
【0010】
これにより、熱交換器の大型化を招くことなく、ジョイント(12)にろう付け不良が発生することを未然に防止できる。
【0011】
請求項3に記載の発明では、ジョイント(12)とヘッダタンク(11)との接合面(12a)側、及びジョイント(12)と熱交換コア部(4)との接合面(12b)側のうち少なくとも一方には、ジョイント(12)と係合する係合部(13a)が設けられていることを特徴とする。
【0012】
これにより、ジョイント(12)を確実に接合できる。
【0013】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【0014】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
本実施形態は、本発明に係る熱交換器を二酸化炭素を冷媒とする車両用空調装置用の蒸発器に適用したものであり、図1は本実施形態に係る熱交換器(蒸発器)1の斜視図であり、図2は図1のA部拡大図である。
【0015】
なお、蒸発器とは、周知のごとく、冷媒を蒸発させることにより冷凍能力(吸熱作用)を発揮する蒸気圧縮式冷凍機の低圧側熱交換器であり、車両用空調装置では、室内側に配置して室内に吹き出す空気を冷却する。
【0016】
図1中、チューブ2は冷媒が流通する扁平状の管であり、フィン3はチューブ2の外表面に接合されて空気との伝熱面積を増大させるものであり、この複数本のチューブ2及びフィン3から空気と冷媒とを熱交換させる熱交換コア部4が構成されている。
【0017】
なお、本実施形態では、熱交換コア部4は、空気流れに対して直列に複数列(この例では、2列)設けられており、冷媒は空気流れ下流側の熱交換コア部4から蒸発器1に流入し、空気流れ上流側の熱交換コア部4から蒸発器1外に流出する。
【0018】
また、ヘッダタンク5〜8は、チューブ2の長手方向端部側に配置されて各チューブ2と連通するもので、これらのヘッダタンク5〜8は複数個の熱交換コア部4それぞれに設けられている。
【0019】
なお、ヘッダタンク5〜8は、チューブ2が接合されたコアプレート9とこのコアプレート9と共にタンク内空間を構成するタンクプレート10とを接合して構成されたもので、本実施形態では、ヘッダタンク5、6用のコアプレート9、ヘッダタンク5、6用のタンクプレート10、ヘッダタンク7、8用のコアプレート9、及びヘッダタンク7、8用のタンクプレート10それぞれをプレス成形にて一体形成している。そこで、以下、紙面上方側のヘッダタンク5、6を総称して上側タンク11の表記する。
【0020】
また、ジョイント12は、外部配管(図示せず。)とタンク4とを接続するための接続部材である。そして、このジョイント12は、図2に示すように、上側タンク11及び熱交換コア部4にろう付けされており、ジョイント12と上側タンク11との接合面12aと平行な面は、ジョイント12と熱交換コア部4との接合面12bと平行な面に対して直交するように交差している。
【0021】
具体的には、上側タンク11の長手方向寸法Lを熱交換コア部4のうち上側タンク11の長手方向と平行な部位の寸法Wより大きくするとともに、上側タンク11のうち熱交換コア部4の端部から突出した部位と、熱交換コア部4の端部に設けられたサイドプレート4aとにジョイント12をろう付けしたものである。
【0022】
なお、サイドプレート4aとは、熱交換コア部4の端部に設けられて熱交換コア部4を補強する補強用部材である。
【0023】
また、本実施形態では、ジョイント12をサイドプレート4a、つまり熱交換コア部4の端部にろう付けするに当たっては、表裏両面にろう材が被覆された保持プレート13を介してジョイント12とサイドプレート4aとをろう付けしている。なお、係止フック14bは、保持プレート13を仮固定するためのものである。
【0024】
そして、保持プレート13には、ジョイント12に形成された凹部12cに嵌合してジョイント12と係合する突起部13aが設けられており、ジョイント12は、突起部13aにて機械的に組み付けられた状態でサイドプレート4aにろう付けされている。
【0025】
因みに、本実施形態では、チューブ2、フィン3、上側タンク11(下方側のヘッダタンク7、8も含む。)及びジョイント12等の蒸発器1を構成する部品は全てアルミニウム製であり、これらは全てろう付けにて一体接合されている。
【0026】
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【0027】
本実施形態では、上側タンク11及び熱交換コア部4の二面にてジョイント12を蒸発器1にろう付けするとともに、ジョイント12と上側タンク11との接合面12aと平行な面と、ジョイント12と熱交換コア部4との接合面12bと平行な面とが交差しているので、ろう付け時等にジョイント12にモーメントが作用したときに、接合面12a及び接合面12bのいずれか一方には、接触面圧が増大するような力が作用する。
【0028】
したがって、仮に、ジョイント12の自重によるモーメント又はジョイント12を保持する際の保持治具の位置ずれ等によるモーメントがジョイント12に作用しても、ジョイント12のがろう付け部に亀裂が発生する等のろう付け不良が発生することを未然に防止できる。
【0029】
ところで、ジョイント12は、熱交換コア部4の端部に組み付けられるので、蒸発器1のうち上側タンク11の長手方向と平行な部位の最大寸法は、仮に、上側タンク11の長手方向寸法Lを熱交換コア部4のうち上側タンク11の長手方向と平行な部位の寸法Wより大きくしなくても、上側タンク11の長手方向寸法Lと略同等となる。
【0030】
したがって、本実施形態のごとく、上側タンク11の長手方向寸法Lを熱交換コア部4のうち上側タンク11の長手方向と平行な部位の寸法Wより大きくして、上側タンク11のうち熱交換コア部4の端部から突出した部位と、熱交換コア部4の端部に設けられたサイドプレート4aとにジョイント12をろう付けすれば、蒸発器1の大型化を招くことなく、ジョイント12にろう付け不良が発生することを未然に防止できる。
【0031】
(第2実施形態)
第1実施形態では、保持プレート13をジョイント12とサイドプレート4aとの間に介在させたが、本実施形態は、図3に示すように、保持プレート13を廃止してジョイント12とサイドプレート4aとを直接にろう付けしたものである。
【0032】
これにより、蒸発器1の部品点数を低減しながら、ジョイント1のがろう付け部にろう付け不良が発生することを未然に防止できる。
【0033】
(その他の実施形態)
上述の実施形態に係るジョイント12は、6面体状のブロックであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、パイプをL字状に曲げたものにてジョイント12を構成してもよい。
【0034】
また、上述の実施形態では、車両用空調装置用の蒸発器に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0035】
また、上述の実施形態では、突起部13aを熱交換コア部4側に設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばジョイント12又は上側タンク11に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る蒸発器の斜視図である。
【図2】本発明の第1実施形態に係る蒸発器における図1のA部拡大図である。
【図3】本発明の第2実施形態に係る蒸発器における図1のA部拡大図である。
【符号の説明】
2…チューブ、3…フィン、4…熱交換コア部、4a…サイドプレート、
11…上側タンク、12…ジョイント、13…保持プレート
Claims (3)
- 流体が流れる複数本のチューブ(2)を有して構成された熱交換コア部(4)と、
前記チューブ(2)の長手方向端部側に配置され、前記複数本のチューブ(2)と連通するヘッダタンク(11)と、
外部配管を前記ヘッダタンク(11)に接続するためのジョイント(12)とを備え、
前記ジョイント(12)は、少なくとも前記ヘッダタンク(11)及び前記熱交換コア部(4)にろう接されており、
さらに、前記ジョイント(12)と前記ヘッダタンク(11)との接合面(12a)と平行な面は、前記ジョイント(12)と前記熱交換コア部(4)との接合面(12b)と平行な面に対して交差していることを特徴とする熱交換器。 - 前記ヘッダタンク(11)の長手方向寸法(L)は、前記熱交換コア部(4)のうち前記ヘッダタンク(11)の長手方向と平行な部位の寸法(W)より大きく、
さらに、前記ジョイント(12)は、前記ヘッダタンク(11)のうち前記熱交換コア部(4)の端部から突出した部位と前記熱交換コア部(4)の端部とにろう接されていることを特徴とする請求項1に記載の熱交換器。 - 前記ジョイント(12)と前記ヘッダタンク(11)との接合面(12a)側、及び前記ジョイント(12)と前記熱交換コア部(4)との接合面(12b)側のうち少なくとも一方には、前記ジョイント(12)と係合する係合部(13a)が設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の熱交換器。
Priority Applications (1)
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JP2002259835A JP2004100982A (ja) | 2002-09-05 | 2002-09-05 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2002259835A JP2004100982A (ja) | 2002-09-05 | 2002-09-05 | 熱交換器 |
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ID=32260720
Family Applications (1)
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Country | Link |
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JP (1) | JP2004100982A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2251631A1 (en) * | 2009-05-11 | 2010-11-17 | SPX APV Danmark A/S | Heating unit and method for manufacturing thereof |
US20120088728A1 (en) * | 2005-12-21 | 2012-04-12 | Pharming Intellectual Property B.V. | Use of c1 inhibitor for the prevention of ischemia-reperfusion injury |
-
2002
- 2002-09-05 JP JP2002259835A patent/JP2004100982A/ja active Pending
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US20120088728A1 (en) * | 2005-12-21 | 2012-04-12 | Pharming Intellectual Property B.V. | Use of c1 inhibitor for the prevention of ischemia-reperfusion injury |
EP2251631A1 (en) * | 2009-05-11 | 2010-11-17 | SPX APV Danmark A/S | Heating unit and method for manufacturing thereof |
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