JP2007003178A

JP2007003178A - キャップおよび熱交換器

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Publication number: JP2007003178A
Application number: JP2006108469A
Authority: JP
Inventors: Machiko Kida; 真智子木田; Kazuhiko Ito; 和彦伊藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-05-26
Filing date: 2006-04-11
Publication date: 2007-01-11
Anticipated expiration: 2026-04-11
Also published as: JP4816213B2

Abstract

【課題】キャップの脱着作業が容易となるキャップを提供する。
【解決手段】キャップ１は、一端面が封止され他端面が開口した筒状部２と、筒状部２の開口端３において、筒状部２の開口面３ａに沿って外側に突出した突起部４とからなり、筒状部２の開口面３ａの円周と突起部４との境界部から、筒状部２の封止端５に向かって、筒状部２の外周に薄肉部を残して溝６を設けることにより、キャップ１を脱着させる際、突起部４をつまみ引っ張ることで、薄肉部７を簡単に引き裂くことができ、抜き治具が必要なく、キャップ１の脱着作業を容易にすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、キャップとこのキャップで封止した熱交換器に関するものである。

一般に、冷凍、冷蔵機器及び空調機器等に用いられる熱交換器の出入口パイプの封止にはキャップが用いられ、熱交換器組立後の漏れ検査用として、また塗装時のマスキング用として、ゴミ、水分などの異物流入防止用として、と多様に使われている。

一つのキャップで、漏れ検査用として、塗装時のマスキング用として、異物流入防止用として、兼用するためには、気密性を維持するとともに、キャップの脱着作業が容易なキャップが求められている。

図８は、特許文献１に記載された従来のキャップの断面図である。

図８に示すように、キャップ１１は開口端１２、封止端１３、筒状部内面１４、１４ａ、１４ｂ、筒状部１５、１５ａとから構成されている。

なお、キャップ１１の材質は、弾力性のあるニトリルブタジエンラバーである。

以上のように構成されたキャップについて、以下その動作を説明する。

まず、キャップ１１の筒状部内面１４、１４ｂは、気密性を保つため、挿入する出入口パイプ（図示せず）の外径より小径にして密に接着させ、一方、キャップの装着工程、脱着工程の作業負荷を軽減させるため、筒状部内面１４ａは出入口パイプの外径よりを大きくし、出入口パイプに密着しない仕様となっている。

また、装着時の腰折れ防止用として、開口端１２から構成される筒状部内面１４、１４ａ、１４ｂと、筒状部１５、１５ａの径差を大きくし、肉厚を厚くした構造にしている。

このキャップ１１の開口端１２に潤滑油を付け、キャップ１１を出入口パイプに装着し、熱交換器の漏れ検査を行う。この後、用途により、塗装の表面処理を行う。キャップ１１の脱着は、開口端１２から封止端１３の方向へカッター等で切り目を入れ、筒状部１５と筒状部１５ａの外径差部に抜き用冶具を挟み込み、キャップ１１が抜き取られることが主である。
特開平６−３０８３号公報

しかしながら、上記従来の構成では、熱交換器組立後の漏れ検査工程においては、気密性を確保する必要があり密着性が高いことから、キャップの脱着工程においては、冶具を使用しなければならないほどキャップの脱着作業が困難で、更には、塗装後のキャップの脱着工程においては、塗料の付着焼付けでキャップの脱着作業が更に困難であり、すなわち、キャップの脱着作業が困難である、という課題を有していた。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、キャップの脱着作業が容易なキャップを提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために、本発明のキャップは、パイプの端部を封止する弾力性を有する材料からなるキャップであって、前記キャップは、一端面が封止され他端面が開口した筒状部と、前記筒状部の開口端において、前記筒状部の開口面に沿って外側に突出した突起部とからなり、前記筒状部の前記開口面の円周と前記突起部との境界部から、前記筒状部の封止端に向かって、前記筒状部の外周に薄肉部を残して溝を設けたものである。

これによって、前記キャップを脱着させる際、前記突起部を指でつまみ引っ張ることで、前記薄肉部を簡単に引き裂くことができる。

本発明のキャップは、抜き治具が必要なく、脱着作業を容易にすることができる。

請求項１に記載の発明は、パイプの端部を封止する弾力性を有する材料からなるキャップであって、前記キャップは、一端面が封止され他端面が開口した筒状部と、前記筒状部の開口端において、前記筒状部の開口面に沿って外側に突出した突起部とからなり、前記筒状部の前記開口面の円周と前記突起部との境界部から、前記筒状部の封止端に向かって、前記筒状部の外周に薄肉部を残して溝を設けたことにより、キャップを脱着させる際、突起部を指でつまみ開口面から封止端方向に引っ張ることで、薄肉部を簡単に引き裂くことができ、抜き治具が必要なく、キャップの脱着作業を容易にすることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記薄肉部の前記開口端近傍に、切り欠きを設けたことにより、切り欠きを起点に薄肉部を引き裂くことができ、キャップの脱着作業を更に容易にすることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記突起部は、前記パイプから前記キャップを脱着させる際に、前記突起部を前記筒状部の前記開口面から前記封止端方向に引っ張ることにより、前記溝に沿って前記薄肉部が引き裂かれるものであることより、突起部を指でつまみ開口面から封止端方向に引っ張り薄肉部を引き裂くことで、冶具なしで簡単に脱着作業が行えるので、作業の簡略化と、作業時間の短縮と、更には、作業負荷も軽減することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記突起部は、前記パイプに前記キャップを装着させる際に、前記突起部を前記筒状部の前記開口面から前記封止端方向に押さえることにより、前記筒状部の前記開口端の径が元の径より拡径されるものであることより、軟質な材質と薄肉部の伸びの作用で簡単に開口端を拡径でき、また、キャップ装着後は突起部を押さえていた指を離すことにより、開口端の拡径が元の径に戻り、低抵抗でスムーズにパイプをキャップに挿入でき、更には、作業時間が短縮でき、作業負荷を軽減し、気密性も保つことができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記薄肉部の厚みは、前記パイプ挿入方向軸に沿って一定としたことにより、突起部を均一な力でつまみ引っ張ることができるため、キャップの脱着作業が安定して行える。

請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記突起部の根元の前記パイプ挿入方向軸の厚みは、前記突起部の先端近傍の前記パイプ挿入方向軸の厚みより厚くしたことにより、突起部をつまみ引っ張る際に、応力がかかる突起物の根元の強度が向上し、突起部がちぎれることがなく、キャップの脱着作業が安定して行える。

請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記溝の長さは、前記パイプの挿入代以上としたことにより、薄肉部を引き裂いた後、キャップをパイプから外し易くなり、キャップの脱着作業を更に容易にすることができる。

請求項８に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記突起部は、少なくとも２個以上設けたことにより、キャップを装着させる際、キャップの装着方向の制限がなくなり、更に作業性の向上が図れる。

請求項９に記載の発明は、請求項１から８のいずれか一項に記載の発明において、前記キャップで前記パイプを封止した熱交換器としたことにより、キャップの装着が容易で、生産性を向上させ、かつ、製品品質を劣化させない熱交換器を提供することができる。

請求項１０に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記突起部の先端に、小突起部を設けたことにより、突起部を筒状部の開口面から封止端方向に引っ張る際、小突起部を指でつまむことで、滑り止めとなる為、キャップの脱着作業が安定して行え、作業性の向上が図れる。

請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の発明において、前記小突起部は、前記突起部の前記開口面側に設けたことにより、小突起部は親指側にあることで、滑り止めがより効果的となる為、より作業性の向上が図れる。

請求項１２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記突起部の先端にサンド加工部を設けたことにより、突起部を筒状部の前記開口面から封止端方向に引っ張る際、サンド加工部が表面粗さで滑り止めとなる為、キャップの脱着作業が安定して行え、作業性の向上が図れる。

請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の発明において、前記サンド加工部は、前記突起部の前記開口面側に設けたことより、サンド加工部は親指側にあることで、滑り止めがより効果的となる為、より作業性の向上が図れる。

請求項１４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記突起部に開口部を設けたことにより、突起部を筒状部の開口面から封止端方向に引っ張る際、開口部に指を入れて引き抜くことで、指が滑ることなくキャップの脱着作業が安定して行え、作業性の向上が図れる。

請求項１５に記載の発明は、請求項１４に記載の発明において、前記開口部の外周と内周とは、Ｒ面取りしてあることにより、柔軟性に優れ、省スペースの構造での使用においても、ゴムのしなり効果で突起部を容易に曲げることができことから、狭い空間にキャップを装着したパイプを容易に通すことができる。

請求項１６に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記溝を、螺旋溝としたことより、パイプからキャップを脱着させる際に、突起部を筒状部の開口面から封止端方向に引っ張る際、遠心力の力が加わりながら薄肉部を引き裂き、パイプからキャップを容易に脱着しやすくなり、冶具なしで簡単に脱着作業が行えるので、作業の簡略化と、作業時間の短縮と、更には、作業負荷も軽減することができる。

請求項１７に記載の発明は、請求項１０から１６のいずれか一項に記載の発明において、前記キャップで前記パイプを封止した熱交換器としたことにより、キャップの装着が容易で、生産性を向上させ、かつ、製品品質を劣化させない熱交換器を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。従来と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるキャップの側面図、図２は、同実施の形態のキャップの断面図、図３は、図１のＡ−Ａ矢視図、図４は、図１のＢ矢視図、図５は、図４のＣ部拡大図、図６は同実施の形態における他のキャップの側面図、図７は同実施の形態における他のキャップの断面図である。

図１から図７において、キャップ１は、パイプ（図示せず）の端部を封止する弾力性を有する材料からなるキャップであって、一端面が封止され他端面が開口した筒状部２と、筒状部２の開口端３において、筒状部２の開口面３ａに沿って外側に突出した突起部４とからなり、筒状部２の開口面３ａの円周と突起部４との境界部から、筒状部２の封止端５に向かって、筒状部２の外周に薄肉部７を残して溝６を有する。

なお、薄肉部７の開口端３近傍に、切り欠き８を設けている。

なお、キャップ１の材質は、弾力性のあるニトリルブタジエンラバーである。

なお、パイプの外径は７．９４ｍｍである。

キャップ１の筒状部２の外径は１４ｍｍ、筒状部２のパイプ挿入方向軸の長さは２８ｍｍ、突起部４の先端近傍のパイプ挿入方向軸の厚みは３ｍｍである。

突起部４の根元のパイプ挿入方向軸の厚み（図２におけるＹ寸法）は、突起部４の先端近傍のパイプ挿入方向軸の厚み（図２におけるＸ寸法）より厚くしている。

なお、キャップ１に設けられた薄肉部７の厚み（図３におけるＰ寸法）は、パイプ挿入方向軸に沿って一定としている。具体的には、筒状部内面９、９ａ、９ｂの形状に合わせて一定としている。その厚みは、材料によって選定するのが良いが、材料をニトリルブタジエンラバーとした場合、１ｍｍ程度が望ましい。

なお、切り欠き８の長さは、１ｍｍ程度が望ましい。

なお、溝６の長さ（図３におけるＺ寸法）は、パイプの挿入代以上としている。

なお、突起部４は、１個設けている。

以上のように構成されたキャップ１について、以下その動作、作用を説明する。

まず、パイプにキャップ１を装着する装着作業では、キャップ１に設けられた薄肉部７のゴムの伸び作用により、装着時のパイプとキャップ１との間の抵抗を低減でき、キャップ１の装着作業はスムーズに行える。

なお、キャップ１に設けられた薄肉部７の厚みを、筒状部内面９、９ａ、９ｂの形状に合わせて一定としたことから、装着時の抵抗を更に低減でき、キャップ１の装着作業は更にスムーズに行える。

なお、キャップ１を使った熱交換器の漏れ検査では、薄肉部７のゴムの絞まり作用により、従来と変わりなく気密性を確保でき、漏れ検査を行うことができる。

なお、溝６を設けたことにより、パイプが変形していた場合など、溝６が吸収しろとなって、気密性が確保される。

また、キャップ１の脱着作業では、突起部４を指でつまみ開口面３ａから封止端５方向へ引っ張ることで、薄肉部７を簡単に引き裂くことができ、抜き治具が必要なく、キャップ１の脱着作業を容易にすることができる。

よって、キャップ１の脱着作業では、カッターや抜き冶具が不要となり、カッターや治具の準備の工数や、取り扱いの工数が不要であることから、作業性の向上が図れる。

更には、カッター等を使うことがないため、安全性の向上が図れる。

薄肉部７の開口端３近傍に、切り欠き８を設けたことにより、切り欠き８を起点に薄肉部７を引き裂くことができ、キャップ１の脱着作業を更に容易にすることができる。

薄肉部７の厚みは、パイプの挿入方向の軸に沿って一定としたことにより、突起部４を均一な力でつまみ引っ張ることができるため、キャップ１の脱着作業が安定して行える。

突起部４の根元のパイプの挿入方向の軸の厚みは、突起部４の先端近傍のパイプの挿入方向の軸の厚みより厚くしたことにより、突起部４をつまみ引っ張る際に、応力がかかる突起物４の根元の強度が向上し、突起部４がちぎれることがなく、キャップ１の脱着作業が安定して行える。

溝６の長さは、パイプの挿入代以上としたことにより、薄肉部７を引き裂いた後、キャップ１をパイプから外し易くなり、キャップ１の脱着作業を更に容易にすることができる。

なお、本実施の形態では、突起部４は１個であるが、２個以上設けたことにより、脱着作業の作業性確保のための突起部４の方向を規制する必要がないことから、キャップの装着作業の作業向上が図れる。

更に、突起部４は、キャップ１の脱着作業では、突起部４を指でつまみ開口面３ａから封止端５方向に引っ張ることで、薄肉部７を簡単に引き裂くことができ、抜き治具が必要なく、キャップ１の脱着作業を容易にすることができるが、パイプにキャップ１を装着する装着作業では、突起部４を筒状部２の開口面３ａから封止端５方向に指で押さえて、筒状部２の開口端３の径を元の径から拡径することにより、パイプにキャップ１を装着しやすくなり、キャップ１を装着後は、突起部４を押さえていた指を離すことにより、パイプとキャップ１が密着し、すなわち、パイプとキャップ１の気密性が保たれる。

なお、突起部４は、指でつまめる長さとすることが望ましい。

また、突起部４の厚みは、引っ張りに耐えうる厚みが必要である。

また、キャップ１の脱着作業においては、抜き冶具を必要としないため、抜き冶具でキャップ１を挟み込む際に必要な筒状部２の外径差が省け、外径が同一となり、材料費を抑えることができるため、低コストなキャップとなる。

なお、キャップ１を熱交換器の冷媒等の媒体を流すパイプの開口部を封止する部材として用いると、キャップ１の装置作業、脱着装着が容易であることから、生産性を向上させることができ、更には、カッターや治具を使う必要がないため、パイプに傷をつけることがないので、製品品質を劣化させない熱交換器を提供することができる。

また、パイプにキャップ１を装着し、塗装工程で熱交換器を塗装させるが、キャップ１の開口端３を鉛直方向の上側に、封止端５を鉛直方向の下側に位置させるようにパイプを配置させても、その際、溝６に沿って塗料が流れるため、開口端３の近傍の塗料溜まりを軽減でき、塗料溜まりとキャップの密着を軽減できることから、キャップ１の脱着作業を容易に行える。

なお、本実施の形態のキャップ１の適用事例として、具体的には熱交換器について触れたが、これに限らず開口部を封止する必要があるようなパイプやパイプ以外の部材，部位を備えた機器や装置についての用途も可能である。

すなわち、開口部での正規の接続状態が完了するまでの待機時や保管時に開口部を介しての内外の通気を一時的に封止し、その後、封止を解除して正規の接続を行う要請のある種々の対象物について有効なものとなる。

（実施の形態２）
図９は、本発明の実施の形態２におけるキャップの正面図、図１０は、同実施の形態のキャップの断面図、図１１は、同実施の形態における他のキャップの側面図、図１２は、同実施の形態における他のキャップの側面図、図１３は、図１２のＤ−Ｄ断面図である。

図９おいて、キャップ１は、パイプ（図示せず）の端部を封止する弾力性を有する材料からなるキャップ１であって、一端面が封止され他端面が開口した筒状部２と、筒状部２の開口端３において、筒状部２の開口面３ａに沿って外側に突出した突起部４と、突起部４の先端に設けた小突起部１６とからなり、筒状部２の開口面３ａの円周と突起部４との境界部から、筒状部２の封止端５に向かって、筒状部２の外周に薄肉部７を残して螺旋溝１８を有する。

なお、パイプの外径は７．９４ｍｍである。

突起部４の根元のパイプ挿入方向軸の厚み（図２におけるＹ寸法）は、突起部４の先端近傍のパイプ挿入方向軸の厚み（図２におけるＸ寸法）より厚くしている。小突起部１６のパイプ挿入方向軸の厚み（図９におけるＶ寸法）は３ｍｍ、突起部４の先端より開口端３方向への厚み（図９におけるＷ寸法）は４ｍｍである。

なお、キャップ１に設けられた薄肉部７の厚み（図３におけるＰ寸法）は、パイプ挿入方向軸に沿って一定としている。具体的には図２における筒状部内面９、９ａ、９ｂの形状に合わせて一定としている。その厚みは、材料によって選定するのが良いが、材料をニトリルブタジエンラバーとした場合、１ｍｍ程度が望ましい。

なお、切り欠き８の長さは、１ｍｍ程度が望ましい。

なお、突起部４は、１個設けている。

なお、螺旋溝１８の長さは（図９のＵ寸法）パイプの挿入代以上としている。

なお、螺旋溝１８は、突起部４の１個に対し、１本あればよい。

図１１において、突起部４の開口面３ａ側の先端部から開口端３方向へサンド加工部１７を設けたもので、加工範囲は（図１１のＺ寸法）７ｍｍ以上としている。

図１２において、突起部４の形状は中央部に開口部１９を設けたものであって、外周と内周の差（Ｔ寸法）は２ｍｍ程度が望ましい。

図１３において、開口部１９の外周部と内周部は、それぞれＲ１の面取りをしている。

なお、螺旋溝１８を設けたことにより、パイプが変形していた場合など、螺旋溝１８が吸収しろとなって、気密性が確保される。

また、キャップ１の脱着作業では、突起部４を指でつまみ開口面３ａから封止端５方向へ引っ張ることで、薄肉部７を簡単に引き裂くことができ、抜き治具が必要なく、キャップ１の脱着作業を容易にすることができる。また、突起部４の開口面３ａの先端部に小突起部１６を設けることにより、脱着時に、指のすべり止めに効果があり、より容易に作業が行える。

また、小突起部１６の代わりに、サンド加工部１７を施し、表面粗さで指の滑り止めとしても同様の効果が得られる。

また、小突起部１６の代わりに、突起部４の中央部に開口部１９を設けることで、指の引っかかりとなり、同様の効果が得られる。この場合、突起部４の外周部と内周部をＲ面取りとした方が引っ張りに対する強度が増し、柔軟性に優れる為、省スペースの構造での使用においても、ゴムのしなり効果で突起部４を容易に曲げることができことから、狭い空間にキャップを装着したパイプを容易に通すことができる。

突起部４の根元のパイプの挿入方向の軸の厚みは、突起部４の先端近傍のパイプの挿入方向の軸の厚みより厚くしたことにより、突起部４をつまみ引っ張る際に、応力がかかる突起物４の根元の強度が向上し、突起部４がちぎれることがなく、キャップ１の脱着作業が安定して行える。更には突起部４の小突起部１６、サンド加工部１７、開口部１９は突起４を引っ張る際の滑り止めとして効果を発揮する。

螺旋溝１８の長さは、パイプの挿入代以上としたことにより、薄肉部７を引き裂いた後、キャップ１をパイプから外し易くなり、キャップ１の脱着作業を更に容易にすることができる。

また、突起部４の小突起部１６は、指でつまめる高さにすることが望ましい。

また、突起部４のサンド加工部１７の加工範囲は、指でつまむ範囲であることが望ましい。

また、突起部４の開口部１９は、指先が入る大きさであることが望ましい。

また、パイプにキャップ１を装着し、塗装工程で熱交換器を塗装させた場合、キャップ１の開口端３を鉛直方向の上側に、封止端５を鉛直方向の下側に位置させるようにパイプを配置させても、その際、溝６に沿って塗料が流れるため、開口端３の近傍の塗料溜まりを軽減でき、塗料溜まりとキャップの密着を軽減できることから、キャップ１の脱着作業を容易に行える。

以上のように、本発明にかかるキャップは、キャップの脱着作業が容易となるので、冷凍冷蔵および空調用、自動車用、給湯器用の熱交換器等、また、それ以外の開口部の封止を要する機器や装置の封止用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１におけるキャップの側面図同実施の形態におけるキャップの断面図図１のＡ−Ａ矢視図図１のＢ矢視図同実施の形態におけるキャップの要部拡大図同実施の形態における他のキャップの側面図同実施の形態における他のキャップの断面図従来のキャップ断面図本発明の実施の形態２におけるキャップの正面図同実施の形態におけるキャップの断面図同実施の形態における他のキャップの側面図同実施の形態における他のキャップの側面図図１２のＤ−Ｄ断面図

符号の説明

１キャップ
２筒状部
３開口端
３ａ開口面
４突起部
５封止端
６溝
７薄肉部
８切り欠き
１６小突起部
１７サンド加工部
１８螺旋溝
１９開口部

Claims

パイプの端部を封止する弾力性を有する材料からなるキャップであって、前記キャップは、一端面が封止され他端面が開口した筒状部と、前記筒状部の開口端において、前記筒状部の開口面に沿って外側に突出した突起部とからなり、前記筒状部の前記開口面の円周と前記突起部との境界部から、前記筒状部の封止端に向かって、前記筒状部の外周に薄肉部を残して溝を設けたキャップ。
前記薄肉部の前記開口端近傍に、切り欠きを設けた請求項１に記載のキャップ。
前記突起部は、前記パイプから前記キャップを脱着させる際に、前記突起部を前記筒状部の前記開口面から前記封止端方向に引っ張ることにより、前記溝に沿って前記薄肉部が引き裂かれるものである請求項１に記載のキャップ。
前記突起部は、前記パイプに前記キャップを装着させる際に、前記突起部を前記筒状部の前記開口面から前記封止端方向に押さえることにより、前記筒状部の前記開口端の径が元の径より拡径されるものである請求項１に記載のキャップ。
前記薄肉部の厚みは、前記パイプ挿入方向軸に沿って一定とした請求項１に記載のキャップ。
前記突起部の根元の前記パイプ挿入方向軸の厚みは、前記突起部の先端近傍の前記パイプ挿入方向軸の厚みより厚くした請求項１に記載のキャップ。
前記溝の長さは、前記パイプの挿入代以上とした請求項１に記載のキャップ。
前記突起部は、少なくとも２個以上設けた請求項１に記載のキャップ。
請求項１から８のいずれか一項に記載のキャップでパイプの開口部を封止した熱交換器。
前記突起部の先端に、小突起部を設けた請求項１に記載のキャップ。
前記小突起部は、前記突起部の前記開口面側に設けた請求項１０に記載のキャップ。
前記突起部の先端に、サンド加工部を設けた請求項１に記載のキャップ。
前記サンド加工部は、前記突起部の前記開口面側に設けた請求項１２に記載のキャップ。
前記突起部に開口部を設けた請求項１に記載のキャップ。
前記開口部の外周と内周とは、Ｒ面取りしてあるものである請求項１４に記載のキャップ。
前記溝は、螺旋溝とした請求項１に記載のキャップ。
請求項１０から１６のいずれか一項に記載のキャップでパイプの開口部を封止した熱交換器。