JPH0462393A - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

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JPH0462393A
JPH0462393A JP2172648A JP17264890A JPH0462393A JP H0462393 A JPH0462393 A JP H0462393A JP 2172648 A JP2172648 A JP 2172648A JP 17264890 A JP17264890 A JP 17264890A JP H0462393 A JPH0462393 A JP H0462393A
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heat exchanger
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は自動車の空調器用等に使用される熱交換器の構
造に関するものである。
(従来の技術) 従来の熱交換器として、一対のヘッダパイプの相互間に
多数の熱交換用のチューブが接続されて、′該チューブ
に冷媒を循環させるようにしたものが知られている。第
2図は上記の熱交換器の外観を示す斜視図である。
この熱交換器は、一対の円筒状のヘッダパイプ1の相互
間に、多数の熱交換用の扁平チューブ2がその各両端部
をそれぞれ各ヘッダパイプ1に接続して互に平行に架設
されている。そして隣合う各扁平チューブ2相互間には
熱交換用のコルゲートフィン3がロー付けされて取付け
られている。
各ヘッダパイプ2内には仕切板4を設けていて、該仕切
板4により各扁平チューブ2は3つの通路群に分割され
て、熱交換に寄与する流路を適正な流量及び長さに形成
している。
冷媒入口管5から流入した冷媒は該各通路群を順次通っ
て冷媒出口管6から熱交換器外に流出し、その間に熱交
換される。
上記のヘッダーパイプ1と扁平チューブ2との接続構造
に関しては、例えば特開昭63−112065号公報に
記載されている。
第3図は従来のその接続構造を示す分解斜視図である。
同図に示すように、ヘッダパイプ1には長穴7を設け、
該長穴7に扁平チューブ2の各端部2Aが挿入されて互
にロー付けして接続されている。このようにして接続さ
れた各端部2Aは、同図に二点鎖線で示すように、ヘッ
ダパイプ1中にかなり大きく突出している。
また他の接続構造例として特開昭61−235698号
公報に記載されたものがある。第4図はその接続構造を
示す断面図である。同図において、ヘッダパイプ8は各
扁平チューブ2の間に対応する部分が外側に凸状のドー
ム形状部9を形成し、扁平チューブ2の端部2Aが各ド
ーム形状部9相互間の変曲部に接続されている。よって
このように接続された各端部2Aは、先の例と同様にヘ
ッダパイプ8中にかなり大きく突出している。
(発明が解決しようとする課題) 上記の熱交換器においては、いずれも各チューブ端がヘ
ッダパイプ中に突出した構造になっているので、第4図
に示すように、ヘッダパイプ中を長手方向に流れる冷媒
が該チューブ端近傍で急峻に曲折することになってその
近傍に、矢印Aで示すようなカルマン渦が発生して圧力
損失が大になるという問題点があった。また、ヘッダパ
イプにおけるチューブを取付けた側の壁とチューブ端と
の間にある冷媒は流通速度が比較的に遅く、よって不要
に冷媒の量が増大するという問題点があった。
本発明の目的は、冷媒の流れを円滑にして熱交換器にお
ける圧力損失を低減し且つ冷媒量の低減を可能にした熱
交換器を提供することにある。
(課題を解決するための手段) 前記問題点を解決するために、請求項(1)の発明は、
一対のヘッダパイプの相互間に複数の熱交換用のチュー
ブがその両端部をそれぞれ各ヘッダパイプに接続して架
設されてなる熱交換器において、前記ヘッダパイプは、
背壁部と該背壁部からそれぞれ前方に延びる側壁部とに
より断面形状がほぼコ字状をなしてその前方の開口側を
チューブの各端部に対向させた側背面壁部と、後方に向
けて凸の複数のアーチ形壁が側背面壁部の長手方向に沿
って形成されその両側端縁が側背面壁部の両側壁部に抱
合わされて互にロー付けされた前面壁部とよりなり、前
記各アーチ形壁の相互の変曲部に各チューブをロー付け
して接続した。そして請求項(2)の発明は、請求項(
1)のヘッダパイプに、その側背面壁部の背壁部内面か
ら突出して長手方向に延長された突起を設け、該突起の
頂部と前面壁部の各アーチ形壁の頂部とをロー付けして
互に固定した。そして請求項(3)の発明は、請求項(
2)のヘッダパイプに、その側背面壁部の両側壁部の各
端部から互に対向方向に曲折して延長された係止リブを
形成し、該係止リブの内面と突起の頂部との間に前面壁
部を取付けた。そして請求項(4)の発明は、請求項(
2)又は(3)のヘッダパイプに、その側背面壁部の側
壁部と前面壁部の端縁との接合線に外接した段差部を有
してなるヘッダパイプの内側に凸の突出し部を該側壁部
に設けた。
そして請求項(5)の発明は、請求項(2〉又は(3)
のヘッダパイプに、側背面壁部の両側壁部外面から突出
して長手方向に延びる補強リブを備えた。
そして請求項(6)の発明は、請求項(2) 、 (3
) 。
(4)又は(5)のヘッダパイプの突起の長手方向の適
宜の位置に、該突起の頂部から底部に至る切欠きを設け
、該切欠きに仕切板を装着し、該仕切板の周囲とヘッダ
パイプの内壁とをロー付けして該ヘッダパイプを長手方
向に対して適宜の数に仕切った。そして請求項(7)の
発明においては、ヘッダパイプは、背壁部と該背壁部の
両側部からそれぞれ前方に延びる側壁部とにより断面形
状がほぼコ字状をなしてその前方の開口側をチューブの
各端部に対向させた側背面壁部と、壁面が各チューブと
の対向位置においては前方に向けて凸の漏斗状をなし各
チューブの相互間の対向位置においては後方に向けて凸
の長手方向に対して円弧状であって且つ、その両側から
弯曲して前方に延びて側壁部に内接し該内接部分が互に
ロー付けされた前面壁部とよりなり、前記前面壁部の漏
斗状の部分の先端に各チューブをロー付けして接続した
。そして請求項(8)の発明は、請求項(7)のヘッダ
パイプに、その側背面壁部の背壁部内面から突出して長
手方向に延長された突起を設け、該突起の頂部と前面壁
部の各アーチ形壁の頂部とをロー付けして互に固定した
(作 用) 請求項(1)の発明によれば、冷媒などの流体がヘッダ
パイプ中の流れを伴って一方のヘッダパイプから他方の
へラダバイブに流出入するとその際に、ヘッダパイプ中
においては、前面壁部寄りの流線がアーチ形壁に沿った
形状となる。該壁の内面がチューブの接続部に向って曲
面により狭められた形状をなしていることから、該曲面
に沿った緩やかな流線に従ってチューブに流出入する。
そして請求項(2)の発明によれば、ヘッダパイプは、
前面壁部の頂部が突起の頂部と当接して前面壁部が側背
面壁部に対して位置決めされ、且つ該各頂部が互にロー
付けによりこれらが相互に固定されて、流体による内在
に対して補強される。そして請求項(3)の発明によれ
ば、ヘッダパイプは、前面壁部が側背面壁部の係止リブ
の内面と突起の頂部との間に位置決めされて取付けられ
、且つ該係止リブによってその曲げに対する耐力が補強
される。そして請求項(4)の発明によれば、突出し部
の段差部が前面壁部の端縁に沿って側壁部の内面におい
て該端縁に外接しており、その接合部分がロー付けによ
り相互に固定されて該接合が補強される。そして請求項
(5)の発明によれば、ヘッダパイプは補強リブによっ
てその曲げに対する耐力が補強される。そして請求項(
6)の発明によれば、仕切板が切欠きによって位置決め
されて装着され、ヘッダパイプの流路を適宜に仕切って
各チューブが適宜の通路群に分割される。そして請求項
(7)の発明によれば、流体がヘッダパイプ中を流れる
と、前面壁部寄りの流線が円弧状の壁に沿った形状とな
る。該壁の内面がチューブの接続部に向って漏斗状に狭
められた形状をなしていることから、該曲面に沿った緩
やかな流線に従ってチューブに流入する。このヘッダパ
イプの構造においては前面壁部が側壁部に内接した壁面
を有していることから、ヘッダパイプの内在に対する耐
力と、曲げに対する耐力とが補強される。そして請求項
(8)の発明によれば、ヘッダパイプは、前面壁部の頂
部が突起の頂部と当接して前面壁部が側背面壁部に対し
て位置決めされ、且つ該各頂部が互にロー付けによりこ
れらが相互に固定されて、流体による内在に対して補強
される。
(実施例) 第1図は本発明の第1の実施例を示す熱交換器の斜視図
、第5図はそのヘッダパイプの分解斜視図、第6図はそ
のヘッダパイプ部分の組付は状態図である。各図におい
て、第2図と同等の部分については同一の符号を付して
示し、以下に異なる部分について説明する。
10はヘッダパイプで、断面形状がコ字状の側背面壁部
11と複数のアーチ形壁よりなる前面壁部12とで構成
されている。側背面壁部11は、ロー材がクラッドされ
たアルミ板を折曲げて形成され、背壁部11Aと、該背
壁部11Aの両側からそれぞれ前方に延びる側壁部11
Bとよりなり、その前方の開口側を扁平チューブ2の各
端部に対向させている。前面壁部12は、ロー材がクラ
ッドされたアルミ板を折曲げて形成され、後方に向けて
凸の複数のアーチ形壁12Aと、該各アーチ形壁12A
相互の変曲部を平面状にした接続壁12Bと、側背面壁
部11の両端を塞ぐようにした、端壁12Cとよりなる
。接続壁12Bには長大13を設けて、該長穴13に扁
平チューブ2が挿入されて接続される。前面壁部12の
幅は両側壁部11Bの内面相互間に接合すべく合致させ
ており、前面壁部12は、接続壁12Bと両側壁部11
Bの端縁とを互に位置合わせして該両側壁部11Bに抱
合わせて取付けられ、且つロー付けされている。接続壁
12Bとアーチ形壁12Aの頂部との全高は、側壁部1
1Bの内面の高さより低く形成され、第6図に示すよう
に該頂部と背壁部11Aの内面との間に間隔を有して、
これら相互間に冷媒などの流体の流路を形成している。
14はロー材がクラッドされたアルミ板よりなる仕切板
で、側背面壁部11の内面とアーチ形壁12Aの頂部と
に周縁がロー付けして取付けられ、第2図におけると同
様に、ヘッダパイプ10を仕切っている。15はこの熱
交換器をその設置用部材に取付けるための取付は板であ
る。
以上の第5図に関わる構成において一ヘッダパイプ10
中の流体は第6図に矢印の流線で示すように、背壁部1
1Aに近い部分においては該背壁部11Aの平面に沿っ
てほぼ直線状に流れ、前面壁部12に近い部分において
はアーチ形壁12Aの緩やかな曲面に沿ってチューブ2
に向って或は出側においてはその逆の方向に流れる。ア
ーチ形壁12Aに沿った流れは、チューブ2の接続部近
傍においては、該チューブ2中の流れに近づけた方向を
なしていて、該接続部近傍において渦の発生も少なく、
よって圧力損失が少ない。
なお、上記の側背面壁部11はその断面形状をコ字状に
形成したが、その角部を円弧状に形成することにより、
内部圧力に対する強度を増大させた構造となる。
第7図は本発明の第2の実施例を示す熱交換器のヘッダ
パイプの一部断面による分解斜視図、第8図はそのヘッ
ダパイプ部分の組付は状態図である。
16はヘッダパイプで、17はその側背面壁部である。
側背面壁部17は、ロー材がクラッドされたアルミ材よ
りなり、背壁部17Aと側壁部17Bとで第5図におけ
る側背面壁部11と同様なほぼコ字状をなし、且つ背壁
部17Aの内面側に、長手方向に延長された突起18を
設けている。
19は前面壁部で、第5図における前面壁部12と同様
のものであるが、端板19Cには突起18を挿通させる
切込み20を有していて、そのアーチ形壁12Aの頂部
と突起18の頂部とを当接させて、第5図の構成におけ
ると同様に組付けられている。突起18には、長手方向
の適宜の位置に、該突起18の頂部から底部に至る切欠
き21を設け、該切欠き21に仕切板22が装着されて
いる。
23はエンボス加工による突出し部で、側壁部17Bの
内面とアーチ形壁12Aの端縁との接合線に外接した、
ヘッダパイプ16の内側に凸の段差部23Aを有してな
り、前面壁部19を取付ける前に型押しされて形成され
る。
前面壁部19は、側背面壁部17の両側壁部17Bをわ
ずかに押し拡げた状態で、アーチ形壁12Aの頂部が突
起18の頂部に突き当るまで側背面壁部17中に挿入さ
れて、各部がロー付けされて固定される。該固定状態に
おいては、アーチ形壁12Aの頂部と突起18の頂部と
がロー付けされ、且つ段差部23Aがアーチ形壁12A
の端縁に外接して係止してロー付けされているので、ヘ
ッダパイプ16の内圧に対して補強される。
第9図は本発明の第3の実施例を示す熱交換器のヘッダ
パイプの分解斜視図である。
24はヘッダパイプで、25はその側背面壁部、26は
前面壁部である。側背面壁部25は、第7図におけると
同様の形状の背壁部25Aと側壁部25Bと突起18等
を有し、且つ両側壁部25Bの各端部から互に対目方向
に曲折して延長された係止リブ25Cを有している。突
起18の頂部と係止リブ25Cの内面との間隔は、前面
壁部26を挿入可能にアーチ形壁12Aの全高と一致さ
せており、一方、前面壁部26は、その挿入を可能にす
るために、他方の端板19C′を別体で形成し、その挿
入後に取付けられてロー付けされる。
その他の構造については第7図におけるものと同一であ
る。
この係止リブ25Cを設けたことにより、前面壁部26
が突起18と係止リブ25Cとによって位置決めされて
組付は作業が容易になると共に、ヘッダパイプ24の曲
げに対する耐力が補強される。
第10図は本発明の第4の実施例を示す熱交換器のヘッ
ダパイプの分解斜視図である。
27はヘッダパイプで、28はその側背面壁部である。
側背面壁部28は、第9図におけると同様な背壁部28
Aと側壁部28Bと、係止リブ25C1突起18等を有
し、且つ両側壁部28Bの外面に補強リブ28Dを有し
ている。該補強リブ28Dは、両側壁部28Bの外面か
ら突出して長手方向に延びていて、ヘッダパイプ27の
曲げに対する耐力を補強している。
第11図は本発明の第5の実施例を示す熱交換器の斜視
図、第12図はそのヘッダパイプの分解斜視図、第13
図はそのへ・ンダバイプ部分の組付は状態図である。各
図において、第1図等と同等の部分については同一の符
号を付して示し、以下に異なる部分について説明する。
29はヘッダパイプで、断面形状がほぼコ字状の側背面
壁部30と複数の漏斗状の突部を形成した前面壁部31
とで構成されている。側背面壁部30は、第1図の側背
面壁部11等と同様なものであって、円弧状の背壁部3
0Aと、該背壁部30Aの両側からそれぞれ前方に延び
る側壁部30Bとよりなり、その前方の開口側を扁平チ
ューブ2の各端部に対向させている。前面壁部31は、
第1図の前面壁部12と同様な材料をプレス加工してな
り、断面形状が後方に向は凸の円弧状であって且つその
端縁が側壁部30B内接する平面を形成している。そし
て扁平チューブ2との対向位置毎に、該円弧状部を漏斗
状に絞り加工して前方に向けて凸に形成し、該漏斗状の
加工部先端に長穴32を設けて、該長穴32に扁平チュ
ーブ2が挿入されて接続される。該前面壁部31はヘッ
ダパイプ29の長手方向に対して適宜の長さに分割され
ており、該分割された相互間に仕切板32が装着されて
いる。34は端板で、ロー材がクラッドされたアルミ板
よりなり、側背面壁部30と前壁部31とで形成される
ヘッダパイプ29の内面に内接した段差部34Aを有し
て、その各端部を塞いでいる。
この第11図に関わる構成に劣れば、前面壁部31の両
側部は側背面壁部30と面接合されてロー付けされるの
で、ヘッダパイプ29が内圧と曲げとに対して強固に形
成される。へ・ノダ/<イブ29中の流体は第13図に
矢印の流線で示すように、前面壁部31に近い部分にお
いては漏斗状の曲面に沿って流れて、読流れはチューブ
2中の流れに近づけた方向をフ;シていて、チューブ2
の接続部近傍における圧力損失が少ない。
なお、図示していないが、第12図の側背面壁部30に
、第7図におけると同様な突起18を設け、且つ該突起
18に同様に切欠き21を設けた構成にしてもよい。こ
の構成によれば、第8図におけると同様に突起18によ
って前面壁部31が位置決めされると共に、これら相互
にロー付けされて、ヘッダパイプ29の内圧に対して補
強される。
(考案の効果) 以上説明したように請求項(1)の発明によれば、ヘッ
ダパイプとチューブとの接続部近傍において、ヘッダパ
イプ中の流体の流れがアーチ形壁の緩やかな曲面に沿っ
て円滑にチューブ中の流れ方向に移行するようにしたの
で、この部分の圧力損失が少なくなる。また、ヘッダパ
イプ中を比較的にむらなく高速に流れるようにしたので
、冷媒を用いた場合にその量が少なくて済む。そして請
求項(2〉の発明によれば、ヘッダパイプは、前面壁部
が突起の頂部によって位置決めされ、これらが相互にロ
ー付けされるようにしたので、ヘッダパイプの組付は作
業が容易になると共に、ヘッダパイプが内圧に対して補
強される。そして請求項(3)の発明によれば、ヘッダ
パイプは、前面壁部が側背面壁部の突起と係止リブとの
間に位置決めされて装着されるようにしたので、ヘッダ
パイプの組付は作業が容易になると共に、係止リブによ
ってヘッダパイプがその曲げ力に対して強固になる。
そして請求項(4)の発明によれば、側背面壁部の突出
し部における段差が前面壁部の端縁に外接してロー付け
されているので、ヘッダパイプがその内圧に対して強固
になる。そして請求項(5)の発明によれば、側背面壁
部の側壁部外面に設けた補強リブによって、ヘッダパイ
プがその曲げ力に対して強固になる。そして請求項(6
)の発明によれば、ヘッダパイプ中の突起に切込みを設
けて、該切込みに仕切板を装着するようにしたので、仕
切板の位置決めと装着が容易であり、且つ確実に固定さ
れる。そして請求項(7)の発明によれば、ヘッダパイ
プとチューブとの接続部近傍において、ヘッダパイプ中
の流体の流れが漏斗状の緩やかな曲面に沿って円滑にチ
ューブ中の流れ方向に移行するようにしたので、この部
分の圧力損失が少なくなる。また、ヘッダパイプ中を比
較的にむらなく高速に流れるようにしたので、冷媒を用
いた場合にその量が少なくて済む。そして請求項(8)
に発明によれば、ヘッダパイプは、前面壁部が突起の頂
部によって位置決めされ、これらが相互にロー付けされ
るようにしたので、ヘッダパイプの組付は作業が容易に
なると共に、ヘッダパイプが内圧に対して補強される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例を示す熱交換器の斜視図
、第2図は従来の熱交換器の斜視図、第3図はその従来
のチューブの一接続構造例を示す分解斜視図、第4図は
従来のチューブの他の接続構造例を示す断面図、第5図
は第1図の熱交換器のヘッダパイプの分解斜視図、第6
図はそのヘッダパイプ部分の組付は状態図、第7図は本
発明の第2の実施例を示す熱交換器のヘッダパイプの一
部断面による分解斜視図、第8図はそのヘッダパイプ部
分の組付は状態図、第9図は本発明の第3の実施例を示
す熱交換器のヘッダパイプの分解斜視図、第10図は本
発明の第4の実施例を示す熱交換器のヘッダパイプの分
解斜視図、第11図は本発明の第5の実施例を示す熱交
換器の斜視図、第12図はそのヘッダパイプの分解斜視
図、第13図はそのヘッダパイプ部分の組付は状態図で
ある。 2・・・扁平チューブ、3・・・コルゲートフィン、5
・・・冷媒入口管、6・・・冷媒出口管、10.16゜
24.27.29・・・ヘッダパイプ、11.17゜2
5,28.30・・・側背面壁部、12.19゜26.
31・・・前面壁部、13.32・・・長穴、14゜2
2・・・仕切板、18・・・突起、21・・・切欠き、
23・・・突出し部、28D・・・補強リブ。 特許出願人  サンデン株式会社 代理人 弁理士  吉 1)精 孝 従来の熱交換器の斜視図 第 図 本発明の第1の実施例の熱交換器の斜現図第1図 従来のチー ブの一接続構造例の分解斜視図 第3図 従来のチューブの他の接続構造例の断面図第4図 第1図のヘノダパイゾの分解斜視図 第5図 第1図のヘッダ・eイブ部分の組t1け状態図筒3の実
施例のヘノダノセイプの分解斜視図箱 図 第2の実施例のヘッダ・ぐイゾの分解斜視は]第7 図 第2の実施例のヘノダパイゾ部分の組付は状態図筒 8
図 本発明の第5の実施例の熱交換器の斜視同第11 図

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一対のヘッダパイプの相互間に複数の熱交換用の
    チューブがその両端部をそれぞれ各ヘッダパイプに接続
    して架設されてなる熱交換器において、前記ヘッダパイ
    プは、背壁部と該背壁部からそれぞれ前方に延びる側壁
    部とにより断面形状がほぼコ字状をなしてその前方の開
    口側をチューブの各端部に対向させた側背面壁部と、後
    方に向けて凸の複数のアーチ形壁が側背面壁部の長手方
    向に沿って形成されその両側端縁が側背面壁部の両側壁
    部に抱合わされて互にロー付けされた前面壁部とよりな
    り、 前記各アーチ形壁の相互の変曲部に各チューブがロー付
    けして接続された、 ことを特徴とする熱交換器。
  2. (2)ヘッダパイプは、側背面壁部の背壁部内面から突
    出して長手方向に延長された突起を設け、該突起の頂部
    と前面壁部の各アーチ形壁の頂部とがロー付けして互に
    固定された、 ことを特徴とする請求項(1)記載の熱交換器。
  3. (3)ヘッダパイプは、側背面壁部の両側壁部の各端部
    から互に対向方向に曲折して延長された係止リブを形成
    し、該係止リブの内面と突起の頂部との間に前面壁部が
    取付けられた、 ことを特徴とする請求項(2)記載の熱交換器。
  4. (4)ヘッダパイプは、側背面壁部の側壁部と前面壁部
    の端縁との接合線に外接した段差部を有してなるヘッダ
    パイプの内側に凸の突出し部を該側壁部に設けた、 ことを特徴とする請求項(2)又は(3)記載の熱交換
    器。
  5. (5)ヘッダパイプは、側背面壁部の両側壁部外面から
    突出して長手方向に延びる補強リブを備えた、ことを特
    徴とする請求項(2)又は(3)記載の熱交換器。
  6. (6)ヘッダパイプは、その突起の長手方向の適宜の位
    置に該突起の頂部から底部に至る切欠きを設け、該切欠
    きに仕切板が装着され該仕切板の周囲とヘッダパイプの
    内壁とがロー付けされて長手方向に対して適宜の数に仕
    切られた、 ことを特徴とする請求項(2),(3),(4)又は(
    5)記載の熱交換器。
  7. (7)一対のヘッダパイプの相互間に複数の熱交換用の
    チューブがその両端部をそれぞれ各ヘッダパイプに接続
    して架設されてなる熱交換器において、前記ヘッダパイ
    プは、背壁部と該背壁部の両側部からそれぞれ前方に延
    びる側壁部とにより断面形状がほぼコ字状をなしてその
    前方の開口側をチューブの各端部に対向させた側背面壁
    部と、壁面が各チューブとの対向位置においては前方に
    向けて凸の漏斗状をなし各チューブの相互間の対向位置
    においては後方に向けて凸の長手方向に対して円弧状で
    あって且つ、その両側から弯曲して前方に延びて側壁部
    に内接し該内接部分が互にロー付けされた前面壁部とよ
    りなり、 前記前面壁部の漏斗状の部分の先端に各チューブがロー
    付けして接続された、 ことを特徴とする熱交換器。
  8. (8)ヘッダパイプは、側背面壁部の背壁部内面から突
    出して長手方向に延長された突起を設け、該突起の頂部
    と前面壁部の各アーチ形壁の頂部とがロー付けして互に
    固定された、 ことを特徴とする請求項(7)記載の熱交換器。
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