JP6725978B2 - Heat exchanger - Google Patents
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Description
本発明は、主として過給気を冷却水で冷却する熱交換器に関する。 The present invention mainly relates to a heat exchanger that cools supercharged air with cooling water.
下記特許文献1に記載のチャージエアクーラは、多数のプレートを積層して、その1枚おきにチャージエア流路と冷却水流路とを交互に配置し、コアを構成する。そしてコアの外周にケーシングを被嵌すると共に、そのケーシングの両端にチャージエアの出入口タンクを配置する。それと共に、ケーシング側に冷却水の出入口を設け、チャージエアと冷却水との間に熱交換を行うものである。
In a charge air cooler described in
特許文献1に記載のチャージエアクーラは、熱交換容量に応じて積層するプレートの数を決定し、その外周に整合するようにケーシング及び一対のチャージエアタンクを配置するものである。従って、積層するプレートの高さに応じて、ケーシング及びチャージエアタンクを設計する必要があった。そのため、ケーシング及びチャージエアタンクを各種容量毎に、作成する必要があり面倒であった。
そこで、本発明は共通する上下一対の端蓋と両端蓋間を接続する側壁板とによりケーシングを形成し、側壁板の高さを変えることにより汎用性のあるケーシングを提供することを課題とする。
The charge air cooler described in
Therefore, it is an object of the present invention to provide a casing having versatility by forming a casing with a pair of upper and lower end lids and a side wall plate that connects the both end lids in common, and changing the height of the side wall plate. ..
請求項1に記載の本発明は、平面方形の同一形状の偏平チューブ1の積層体によりコア2を形成し、
各偏平チューブ1はその両端開口部に板厚方向に拡開された拡開部1aを有し、その拡開部1aで積層されて前記コア2が形成され、
前記コア2の外周がケーシング3で被嵌され、
前記ケーシング3の内面には、そのケーシング3の内面に接触する面とその面の端部に形成される内フランジを有し、前記コア2の前記拡開部1aにおける外周を被嵌する一対の枠体14が備えられ、
そのケーシング3は、各偏平チューブ1の積層方向の両端に配置される一対の端蓋4と、一対の端蓋4間を接続すると共に、コア2の偏平チューブ1の積層方向の高さに整合された高さの側壁板5からなり、
その端蓋4は、コア2の積層方向の両端および、それに並列した過給気マニホールド6の両端を被嵌し、その外周縁の少なくとも三方の外周に連続した止着用のリブ7が厚み方向に横断面L字状に曲折され、
前記側壁板5は、外周が各端蓋4の外周に略整合し、前記コア2および過給気マニホールド6の外周を被嵌し、
前記側壁板5の高さ方向の両端縁部が、前記一対の端蓋4のリブ7内に挿入されて、前記コア2、枠体14、一対の端蓋4と前記側壁板5とが接触部で一体にろう付固定され、
端蓋4の前記過給気マニホールド6に対向する位置に、第1流体9の出入口8が開口され、
加圧された第1流体9が過給気マニホールド6から各偏平チューブ1内に流入し、
コア2とケーシング3の側壁板5との間に第2流体10が導かれて、それが各偏平チューブ1の外周に流通する熱交換器である。
According to the present invention described in
Each
The outer periphery of the
The inner surface of the
The
The
An outer periphery of the
Both end edges in the height direction of the
An inlet/
The pressurized
The heat exchanger is a heat exchanger in which the
請求項2に記載の本発明は、請求項1に記載の熱交換器において、
一対の前記端蓋4は、前記コア2を中間に挟んで前記偏平チューブ1の平面方向の両側に一対の過給気マニホールド6が対向し、
一方の端蓋4は、その各過給気マニホールド6の位置に対向して第1流体9の出入口8が一対形成されると共に、その四周に前記リブ7が形成され、
前記側壁板5は、端蓋4の平面に略整合する四周を有する横断面方形に形成され、その側壁板5の前記積層方向の両端縁部が前記端蓋4のリブ7の内周に嵌着し、
第1流体9が一方の端蓋4の一方の出入口8および過給気マニホールド6を介して、各偏平チューブ1の内部に流通し、それが端蓋4の他方の出入口8から流出して、第1流体9の流路全体を断面コ字状に形成する熱交換器である。
The present invention according to
In the pair of
The one
The
The
請求項3に記載の本発明は、請求項1に記載の熱交換器において、
前記端蓋4の一端側に、前記過給気マニホールド6が対向すると共に、他端側に前記コア2が対向され、
一方の端蓋4の前記過給気マニホールド6に対向した位置に、第1流体9の出入口8が形成され、
前記側壁板5は、その外周縁の三方が各端蓋4の平面外周に略整合してケーシング3が形成され、そのケーシング3は、前記過給気マニホールド6の外周および前記一対の枠体14が被嵌されたコア2の外周を被嵌し、
過給気マニホールド6の反対側で、コア2および端蓋4にタンク11の開口縁が接続され、
前記タンク11の接続側の前記枠体14には、内フランジからタンク11に向けて立上がる縁部が形成され、枠体14と前記ケーシング3の内面との間にパッキン21が配置され、前記パッキン21を介して、タンク11が接続されており、
前記一方の端蓋4の出入口8から、第1流体9が過給気マニホールド6を介して、コア2の各偏平チューブ1の内部を通過して、前記タンク11へ流路全体が断面L字状に導かれる熱交換器である。
The present invention according to
The
An inlet/
The
The opening edge of the
An edge portion rising from the inner flange toward the
From the inlet/
請求項4に記載の本発明は、請求項1に記載の熱交換器において、
前記端蓋4の一端側に、前記過給気マニホールド6が対向すると共に、他端側に前記コア2が対向され、
一方の端蓋4の前記過給気マニホールド6に対向した位置に、第1流体9の出入口8が形成され、
前記側壁板5は、その外周縁の三方が各端蓋4の平面外周に略整合してケーシ ング3が形成され、そのケーシング3は、前記過給気マニホールド6および前記一対の枠体14が被嵌されたコア2の外周を被嵌し、
過給気マニホールド6の反対側で、コア2および端蓋4にフランジ12が接続され、
前記フランジ12の接続側の前記枠体14には、内フランジからフランジ12に向けて立上がる縁部が形成され、枠体14と前記ケーシング3の内面との間にパッキン21が配置され、前記パッキン21を介して、フランジ12が接続されており、
前記一方の端蓋4の出入口8から、第1流体9が過給気マニホールド6を介して、コア2の各偏平チューブ1の内部を通過して、前記フランジ12へ流路全体が断面L字状に導かれる熱交換器である。
The present invention according to
The
An inlet/
The
A
An edge portion rising from the inner flange toward the
From the inlet/
本発明の熱交換器は、前記コア2の外周がケーシング3で被嵌され、
そのケーシング3は、一対の端蓋4と、側壁板5からなり、
その端蓋4が、コア2および、それに並列した過給気マニホールド6の積層方向の両端を被嵌し、
側壁板5が、前記コア2および過給気マニホールド6の外周を被嵌する。そして加圧された第1流体9が過給気マニホールド6から各偏平チューブ1内に流入するものである。
そのため、コア2の厚みに応じて、側壁板5の高さを変れば、各種容量の熱交換器を容易に提供できる。
また、側壁板5の高さ方向の両端縁部を、一対の端蓋のリブ7内に挿入して、端蓋4と側壁板5とを一体にろう付するものであるから、側壁板5に加わる第1流体9の圧力を端蓋4のリブ7で容易に支持することができ、簡単な構造で耐圧性の高い熱交換器を提供できる。
In the heat exchanger of the present invention, the outer periphery of the
The
The
The
Therefore, if the height of the
Further, since both end edges of the
上記構成において、請求項2に記載の発明のように、一方の端蓋4の各過給気マニホールド6の対向位置に第1流体9の出入口8を一対形成すると共に、その四周に前記リブ7を形成し、第1流体9を一方の端蓋4の一方の出入口8および過給気マニホールド6を介して、各偏平チューブ1の内部に導き、それを端蓋4の他方の出入口8から流出して、第1流体9の流路全体を断面コ字状に形成する場合には、コンパクトな熱交換器を提供できる。
In the above-mentioned structure, as in the invention described in
請求項3に記載の熱交換器は上記構成において、第1流体9を一方の端蓋4の出入口8および過給気マニホールド6を介して、各偏平チューブ1の内部に流通し、タンク11へと流路の全体を断面L字状に導くものである。
そのため、流体を円滑に導くことができる。
The heat exchanger according to
Therefore, the fluid can be guided smoothly.
上記構成において、請求項4に記載の熱交換器のように、過給気マニホールド6の反対側で、コア2および端蓋4にフランジ12を接続した場合には、そのフランジを介して任意の流路に熱交換器を接続できる。
In the above configuration, when the
次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1〜図3は本発明の第1実施例を示す。
この熱交換器は、図2に示す如く、多数の偏平チューブ1の積層体からなるコア2を形成し、その外周を被嵌する上下一対の端蓋4及び、端蓋4間を連結する側壁板5を具備して、ケーシング3を構成する。
各偏平チューブ1は、溝状に形成された上下一対のプレートと、その内部に挿入されるインナーフィン15とを有する。各プレートは、その幅方向両縁に拡開部1aを有し、開口部以外は偏平に形成されている。そして、その拡開部1aにおいて各偏平チューブ1が積層される。その積層体の幅方向両側に一対の枠体14が被嵌される。
1 to 3 show a first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 2, this heat exchanger forms a
Each
次に、ケーシング3は、上下一対の端蓋4とそれらの間を連結する側壁板5とからなり、その側壁板5及び一対の端蓋4は、その長さがコア2に略整合し、その幅方向の両側に過給気マニホールド6としての一対の空間を有する。そして、上側の端蓋4の過給気マニホールド6に対向する位置に一対の出入口8が設けられ、その出入口8の孔縁に一対のフランジ13が接合される。
各端蓋4は、図2に示す如く、その外周縁が横断面L字状に立ち上げられてリブ7を形成する。そして、このリブ7に側壁板5の上下両端縁が陥入する。
Next, the
As shown in FIG. 2, the outer edge of each
なお、各偏平チューブ1の両面で、幅方向中央位置には、仕切部16が突出する。その仕切部16は一端が拡開部1aの側壁に位置し、他端が側壁の端部から少し離れた位置まで存在する。仕切部16の高さは、拡開部1aの高さと同一である。同様の仕切部16が端蓋4の内面側にも突出する。
また、側壁板5はその過給気マニホールド6側の側面に多数の突条18が内面側に突出して、偏平チューブ1の長さ方向に並列されている。
側壁板5の長さ方向一端側には、一対の開口が前記仕切部16の両側に位置して形成され、そこに一対のパイプ17が取付けられる。上側に位置する端蓋4の過給気マニホールド6の対向面には、一対の出入口8が配置されそこに一対のフランジ13が接続される。
It should be noted that a
The
A pair of openings are formed on both sides of the
このようにしてなる熱交換器は、一対のプレートを互いに逆向きに重ね合わせて偏平チューブ1を形成し、多数の偏平チューブ1を積層してコア2を構成する。そして各コア2の両端に一対の枠体14を被嵌し、それを一対の端蓋4と側壁板5とからなるケーシング3内に収納する。それと共に、上側の端蓋4に一対のフランジ13を被嵌する。そして、各部品を高温の炉内に挿入し、各部品間に予め被覆又は載置されたろう材により、各部品間を一体にろう付固定する。
In the heat exchanger thus configured, a pair of plates are superposed in opposite directions to form a
(作用)
このようにしてなる熱交換器は、図2において、偏平チューブ1の積層体からなるコア2の長手方向両端が、側壁板5,端蓋4からなるケーシング3の長手方向に位置し、その一側に設けた一対の水側マニホールド22の一方のパイプ17から冷却水としての第2流体10がコア2の各偏平チューブ1の外面側を流通し、それが仕切部16の周りをU字状に流通する。そして、第1流体9としての過給気が、一方のフランジ13から端蓋4の出入口8及び過給気マニホールド6に流入して、コア2の各偏平チューブ1内を流通し、他方の出入口8,フランジ13を介して外部に流出し、第1流体9の流路全体を断面コ字状に形成する。そして、第2流体10と第1流体9との間に熱交換が行われる。
(Action)
In the heat exchanger thus configured, in FIG. 2, both longitudinal ends of the
次に、図4〜図6は本発明の第2実施例の熱交換器であり、これが第1実施例と異なる点は、一対の端蓋4及びそれらの間を接続する側壁板5からなるケーシング3の形状、及びタンク11とケーシング3との接続構造である。
上下一対の端蓋4及び側壁板5で構成されるケーシング3は、内部に1つのみの過給気マニホールド6の空間が一端側に設けられ、他端側に多数の偏平チューブ1の積層体からなるコア2が配置される。そして、端蓋4の過給気マニホールド6と反対側には、タンク11の開口が接続される。そして、一方の出入口8から流入した第1流体9が、過給気マニホールド6及びコア2の各偏平チューブ1内を流通してタンク11に導かれ、流路全体を断面L字状に流通するものである。
Next, FIGS. 4 to 6 show a heat exchanger according to a second embodiment of the present invention, which is different from the first embodiment in that it comprises a pair of end covers 4 and a
The
側壁板5は、図5に示す如く三方が横断面コ字状に形成され、その上下両端が一対の端蓋4の三方の外周に形成されたリブ7の内面側に嵌着する。そして、偏平チューブ1の積層体からなるコア2が、一対の端蓋4とそれを連結する側壁板5との間に過給気マニホールド6を介して装着され、各部品間が一体にろう付固定される。
As shown in FIG. 5, the
次いで、一対の端蓋4と側壁板5とからなるケーシング3の開口端に、樹脂製のタンク11の開口端が当接され、ケーシング3の外周に形成されたスリット19の外側がカシメられて、ケーシング3とタンク11とがパッキン21を介して一体に接続されるものである。
Next, the opening end of the
次に、図7及び図8は本発明の第3実施例の熱交換器であり、この例が図6のそれと異なる点は、図6のタンク11の変わりに、偏平チューブ1の流通方向に、厚みの厚いフランジ12が接続されたものである。そして、このフランジ12に図示しないダクトがボルト等により固定されるものである。
そして、第2実施例と同様にケーシング3の開口端がフランジ12の開口縁にパッキン21を介して接続され、その接続部がカシメ固定されるものである。
Next, FIGS. 7 and 8 show a heat exchanger according to a third embodiment of the present invention. The difference of this example from that of FIG. 6 lies in that, instead of the
Then, similarly to the second embodiment, the opening end of the
1 偏平チューブ
1a 拡開部
2 コア
3 ケーシング
4 端蓋
5 側壁板
6 過給気マニホールド
7 リブ
8 出入口
9 第1流体
10 第2流体
11 タンク
DESCRIPTION OF
12 フランジ
13 フランジ
14 枠体
15 インナーフィン
16 仕切部
17 パイプ
18 突条
19 スリット
20 カシメ部
21 パッキン
22 水側マニホールド
12
Claims (4)
各偏平チューブ(1)はその両端開口部に板厚方向に拡開された拡開部(1a)を有し、その拡開部(1a)で積層されて前記コア(2)が形成され、
前記コア(2)の外周がケーシング(3)で被嵌され、
前記ケーシング(3)の内面には、そのケーシング(3)の内面に接触する面とその面の端部に形成される内フランジを有し、前記コア(2)の前記拡開部(1a)における外周を被嵌する一対の枠体(14)が備えられ、
そのケーシング(3)は、各偏平チューブ(1)の積層方向の両端に配置される一対の端蓋(4)と、一対の端蓋(4)間を接続すると共に、前記コア(2)の偏平チューブ(1)の積層方向の高さに整合された高さの側壁板(5)からなり、
その端蓋(4)は、コア(2)の積層方向の両端および、それに並列した過給気マニホールド(6)の両端を被嵌し、その外周縁の少なくとも三方の外周に連続した止着用のリブ(7)が厚み方向に横断面L字状に曲折され、
前記側壁板(5)は、外周が各端蓋(4)の外周に略整合し、前記コア(2)および過給気マニホールド(6)の外周を被嵌し、
前記側壁板(5)の高さ方向の両端縁部が、前記一対の端蓋(4)のリブ(7)内に挿入されて、前記コア(2)、枠体(14)、一対の端蓋(4)と前記側壁板(5)とが接触部で一体にろう付固定され、
端蓋(4)の前記過給気マニホールド(6)に対向する位置に、第1流体(9)の出入口(8)が開口され、
加圧された第1流体(9)が過給気マニホールド(6)から各偏平チューブ(1)内に流入し、
コア(2)とケーシング(3)の側壁板(5)との間に第2流体(10)が導かれて、それが各偏平チューブ(1)の外周に流通する熱交換器。 The core (2) is formed by a laminated body of flat tubes (1) of the same shape in a plane square,
Each flat tube (1) has an expanded portion (1a) expanded in the plate thickness direction at both end openings, and the core (2) is formed by stacking at the expanded portion (1a).
The outer periphery of the core (2) is fitted with a casing (3),
The inner surface of the casing (3) has a surface in contact with the inner surface of the casing (3) and an inner flange formed at an end of the surface, and the expanded portion (1a) of the core (2). A pair of frame bodies (14) fitted on the outer periphery of
The casing (3) connects between the pair of end lids (4) arranged at both ends of each flat tube (1) in the stacking direction, and the pair of end lids (4) is connected to the casing (3). A side wall plate (5) having a height matched to the height of the flat tube (1) in the stacking direction ,
The end cover (4) covers both ends of the core (2) in the stacking direction and both ends of the supercharged air manifold (6) arranged in parallel with the end cover (4), and is attached to at least three outer peripheries of the outer periphery thereof for continuous fastening. The rib (7) is bent in the thickness direction into an L-shaped cross section,
An outer periphery of the side wall plate (5) is substantially aligned with an outer periphery of each end cover (4), and the outer periphery of the core (2) and the supercharged air manifold (6) is fitted.
Said end edge in the height direction of the side wall plate (5) is inserted into the rib (7) of said pair of end cap (4), said core (2), the frame (14), a pair of end the lid (4) and the side wall plate and (5) is fixed brazing together at the contact portion,
A port (8) for the first fluid (9) is opened at a position of the end cover (4) facing the supercharged air manifold (6),
The pressurized first fluid (9) flows into each flat tube (1) from the supercharging manifold (6),
A heat exchanger in which a second fluid (10) is introduced between the core (2) and the side wall plate (5) of the casing (3), and the second fluid (10) flows to the outer circumference of each flat tube (1).
一対の前記端蓋(4)は、前記コア(2)を中間に挟んで前記偏平チューブ(1)の平面方向の両側に一対の過給気マニホールド(6)が対向し、
一方の端蓋(4)は、その各過給気マニホールド(6)の位置に対向して第1流体(9)の出入口(8)が一対形成されると共に、その四周に前記リブ(7)が形成され、
前記側壁板(5)は、端蓋(4)の平面に略整合する四周を有する横断面方形に形成され、その側壁板(5)の前記積層方向の両端縁部が前記端蓋のリブ(7)の内周に嵌着し、
第1流体(9)が一方の端蓋(4)の一方の出入口(8)および過給気マニホールド(6)を介して、各偏平チューブ(1)の内部に流通し、それが端蓋(4)の他方の出入口(8)から流出して、第1流体(9)の流路全体を断面コ字状に形成する熱交換器。 The heat exchanger according to claim 1,
The pair of end caps (4) has a pair of supercharged manifolds (6) facing each other on both sides in the plane direction of the flat tube (1) with the core (2) interposed therebetween.
One end cover (4) is formed with a pair of inlets and outlets (8) for the first fluid (9) facing the positions of the respective supercharging manifolds (6), and the ribs (7) are provided on the four circumferences. Is formed,
The side wall plate (5) is formed in a rectangular cross-section having four circumferences substantially aligned with the plane of the end cover (4), and both end edges of the side wall plate (5) in the stacking direction are ribs of the end cover (5). It fits on the inner circumference of 7),
The first fluid (9) flows into the inside of each flat tube (1) through one inlet/outlet (8) of the one end cap (4) and the supercharging manifold (6), and it is the end cap (9). A heat exchanger that flows out from the other inlet/outlet (8) of 4) and forms the entire flow path of the first fluid (9) in a U-shaped cross section.
前記端蓋(4)の一端側に、前記過給気マニホールド(6)が対向すると共に、他端側に前記コア(2)が対向され、
一方の端蓋(4)の前記過給気マニホールド(6)に対向した位置に、第1流体(9)の出入口(8)が形成され、
前記側壁板(5)は、その外周縁の三方が各端蓋(4)の平面外周に略整合してケーシング(3)が形成され、そのケーシング(3)は、前記過給気マニホールド(6)の外周および前記一対の枠体(14)が被嵌されたコア(2)の外周を被嵌し、
過給気マニホールド(6)の反対側で、コア(2)および端蓋(4)にタンク(11)の開口縁が接続され、
前記タンク(11)の接続側の前記枠体(14)には、内フランジからタンク(11)に向けて立上がる縁部が形成され、枠体(14)と前記ケーシング(3)の内面との間にパッキン(21)が配置され、前記パッキン(21)を介して、タンク(11)が接続されており、
前記一方の端蓋(4)の出入口(8)から、第1流体(9)が過給気マニホールド(6)を介して、コア(2)の各偏平チューブ(1)の内部を通過して、前記タンク(11)へ流路全体が断面L字状に導かれる熱交換器。 The heat exchanger according to claim 1,
The supercharged manifold (6) faces one end of the end cover (4), and the core (2) faces the other end of the end cover (4).
An inlet/outlet (8) for the first fluid (9) is formed at a position of the one end cover (4) facing the supercharged air manifold (6),
A casing (3) is formed on the side wall plate (5) so that the outer peripheral edges of the side wall plate (3) are substantially aligned with the plane outer periphery of each end lid (4), and the casing (3) is formed by the supercharged air manifold (6). ) And the outer circumference of the core (2) to which the pair of frame bodies (14) are fitted ,
The opening edge of the tank (11) is connected to the core (2) and the end cover (4) on the opposite side of the supercharging manifold (6),
The frame (14) on the connection side of the tank (11) is provided with an edge portion rising from the inner flange toward the tank (11), and the frame (14) and the inner surface of the casing (3). A packing (21) is arranged between the two, and the tank (11) is connected through the packing (21),
From the inlet/outlet (8) of the one end cover (4), the first fluid (9) passes through the inside of each flat tube (1) of the core (2) through the supercharged manifold (6). A heat exchanger in which the entire flow path is guided to the tank (11) in an L-shaped cross section.
前記端蓋(4)の一端側に、前記過給気マニホールド(6)が対向すると共に、他端側 に前記コア(2)が対向され、
一方の端蓋(4)の前記過給気マニホールド(6)に対向した位置に、第1流体(9) の出入口(8)が形成され、
前記側壁板(5)は、その外周縁の三方が各端蓋(4)の平面外周に略整合してケーシ ング(3)が形成され、そのケーシング(3)は、前記過給気マニホールド(6)および 前記一対の枠体(14)が被嵌されたコア(2)の外周を被嵌し、
過給気マニホールド(6)の反対側で、コア(2)および端蓋(4)にフランジ(12)が接続され、
前記フランジ(12)の接続側の前記枠体(14)には、内フランジからフランジ(12)に向けて立上がる縁部が形成され、枠体(14)と前記ケーシング(3)の内面との間にパッキン(21)が配置され、前記パッキン(21)を介して、フランジ(12)が接続されており、
前記一方の端蓋(4)の出入口(8)から、第1流体(9)が過給気マニホールド(6)を介して、コア(2)の各偏平チューブ(1)の内部を通過して、前記フランジ(12)へ流路全体が断面L字状に導かれる熱交換器。 The heat exchanger according to claim 1,
The supercharging manifold (6) faces one end of the end cover (4), and the core (2) faces the other end.
An inlet/outlet (8) for the first fluid (9) is formed at a position of the one end cover (4) facing the supercharged air manifold (6),
The side wall plate (5) is formed with casings (3) in which the outer peripheral edges of the side walls (3) are substantially aligned with the outer circumferences of the planes of the end covers (4). 6) and the outer periphery of the core (2) to which the pair of frame bodies (14) are fitted,
A flange (12) is connected to the core (2) and the end cover (4) on the opposite side of the supercharging manifold (6),
An edge portion rising from the inner flange toward the flange (12) is formed in the frame body (14) on the connection side of the flange (12), and the frame body (14) and the inner surface of the casing (3) are connected to each other. A packing (21) is arranged between the two, and the flange (12) is connected through the packing (21),
From the inlet/outlet (8) of the one end cover (4), the first fluid (9) passes through the inside of each flat tube (1) of the core (2) through the supercharged manifold (6). A heat exchanger in which the entire flow path is guided to the flange (12) in an L-shaped cross section.
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