JPS58138993A - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
- Publication number
- JPS58138993A JPS58138993A JP2231082A JP2231082A JPS58138993A JP S58138993 A JPS58138993 A JP S58138993A JP 2231082 A JP2231082 A JP 2231082A JP 2231082 A JP2231082 A JP 2231082A JP S58138993 A JPS58138993 A JP S58138993A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- working fluid
- pipe
- temperature side
- refrigerant
- low
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- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
- F28F1/14—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending longitudinally
- F28F1/22—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending longitudinally the means having portions engaging further tubular elements
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、冷媒と水、又は冷媒と燃焼ガスとの熱交換器
に関するものである。
に関するものである。
従来の太陽熱温水器のもつ欠点を解決するため冷凍サイ
クルを利用［−１冷媒の蒸発を太陽熱と大気熱で行なわ
せるヒートポンプによる太陽熱利用給湯装置が考えら−
ｈる。
クルを利用［−１冷媒の蒸発を太陽熱と大気熱で行なわ
せるヒートポンプによる太陽熱利用給湯装置が考えら−
ｈる。
すなわち、第１図に示す如く、圧縮機１〜凝縮器２〜膨
張弁３〜接続配管４＆〜集熱器６（冷媒蒸発器）〜接続
配管４ｂ〜圧縮機１を順次環状連結した冷媒回路と、貯
湯槽６、水循環ポンプ７、水加熱器８を順次環状連結し
た水加熱回路を備え、前記冷媒回路中の凝縮器２と水加
熱回路中の水加熱器８とを伝熱関係に保持している。す
逐わち一般的に知られる２重管構成とし、内管に冷媒、
外管に水を対向流にて流す、上記構成において、圧縮機
１が駆動されること訳より、高温、高圧に圧縮された吐
出ガス冷媒は、凝縮器２すなわち２重管の内管に流入し
、こ＼で前記凝縮器２と伝熱関係にある水加熱器すなわ
ち２重管の外管を流動する水に放熱し水を加熱し、冷媒
は放熱し凝縮液化する、次いで膨張弁３にて減圧され低
温、低圧となり接続配管４＆を通り集熱器６に流入する
。こ＼で冷媒の蒸発温度は外気温度よりも低く設定され
ているから冷媒は太陽熱及び大気熱より熱を得蒸発ガス
化し、接続配管４ｂを通り圧縮機１に流入する。
張弁３〜接続配管４＆〜集熱器６（冷媒蒸発器）〜接続
配管４ｂ〜圧縮機１を順次環状連結した冷媒回路と、貯
湯槽６、水循環ポンプ７、水加熱器８を順次環状連結し
た水加熱回路を備え、前記冷媒回路中の凝縮器２と水加
熱回路中の水加熱器８とを伝熱関係に保持している。す
逐わち一般的に知られる２重管構成とし、内管に冷媒、
外管に水を対向流にて流す、上記構成において、圧縮機
１が駆動されること訳より、高温、高圧に圧縮された吐
出ガス冷媒は、凝縮器２すなわち２重管の内管に流入し
、こ＼で前記凝縮器２と伝熱関係にある水加熱器すなわ
ち２重管の外管を流動する水に放熱し水を加熱し、冷媒
は放熱し凝縮液化する、次いで膨張弁３にて減圧され低
温、低圧となり接続配管４＆を通り集熱器６に流入する
。こ＼で冷媒の蒸発温度は外気温度よりも低く設定され
ているから冷媒は太陽熱及び大気熱より熱を得蒸発ガス
化し、接続配管４ｂを通り圧縮機１に流入する。
こ＼で前述の如く冷媒の凝縮熱により水を加熱するので
あるが、冷媒と水の熱交換を２重管で行なわせる場合に
は、次の如き問題がある。すなわち、２重管の内管を流
動する冷媒には、冷凍機油が含まれており、万一２重管
内管に穴があいだ場合には冷媒側の圧力が高いため、水
回路側に冷媒と冷凍機油が混入することになる。しだが
って、冷媒の流動する通路が破損しても水回路側に冷媒
や冷凍機油が混入しない熱交換器が必要となる。
あるが、冷媒と水の熱交換を２重管で行なわせる場合に
は、次の如き問題がある。すなわち、２重管の内管を流
動する冷媒には、冷凍機油が含まれており、万一２重管
内管に穴があいだ場合には冷媒側の圧力が高いため、水
回路側に冷媒と冷凍機油が混入することになる。しだが
って、冷媒の流動する通路が破損しても水回路側に冷媒
や冷凍機油が混入しない熱交換器が必要となる。
又他の従来例として、冷媒を作動流体とし、ガス、灯油
等の燃焼熱で冷媒を高温で蒸発させガス状冷媒を放熱器
へ搬送し、凝縮熱で加熱作用を行なわせる暖房装置が考
えられる。
等の燃焼熱で冷媒を高温で蒸発させガス状冷媒を放熱器
へ搬送し、凝縮熱で加熱作用を行なわせる暖房装置が考
えられる。
すなわち第２図に示す如く、冷媒の蒸発器９〜接続配管
１０ＩＬ〜室内放熱器１１〜接続配管１０ｂ〜冷媒循環
ポンプ１２〜冷媒蒸発器９を順次環状連結してなる冷媒
循環回路を構成し、前記冷媒蒸発器９の近傍に燃焼バー
ナ１３を配設する。
１０ＩＬ〜室内放熱器１１〜接続配管１０ｂ〜冷媒循環
ポンプ１２〜冷媒蒸発器９を順次環状連結してなる冷媒
循環回路を構成し、前記冷媒蒸発器９の近傍に燃焼バー
ナ１３を配設する。
上記構成において冷媒ポンプ１２が駆動される
）と液状冷媒が冷媒蒸発器９に送られる。こ＼で燃焼バ
ーナ１３が燃焼を開始することにより、冷媒蒸発器９を
流動する液冷媒は、燃焼熱により加熱され蒸発ガス化し
、高温のガス状冷媒となり、接続配管１０１Ｌを通り室
内放熱器１１に流入し、室内空気に放熱し、凝縮液化し
接続配管１０ｂを通り冷媒循環ポンプに流入する。
）と液状冷媒が冷媒蒸発器９に送られる。こ＼で燃焼バ
ーナ１３が燃焼を開始することにより、冷媒蒸発器９を
流動する液冷媒は、燃焼熱により加熱され蒸発ガス化し
、高温のガス状冷媒となり、接続配管１０１Ｌを通り室
内放熱器１１に流入し、室内空気に放熱し、凝縮液化し
接続配管１０ｂを通り冷媒循環ポンプに流入する。
こ＼で前記冷媒蒸発器９を一搬に知られたフィンチュー
ブ熱交換器で構成した場合、冷媒の流動するパイプが万
一破損した場合、冷媒側の圧力が高いため、冷媒が燃焼
バーナ１３で形成される高温の火炎と直接接触し、有毒
ガスを発生する危険がある。したがって冷媒の流動する
管路が破損しても、高温の火炎と直接接触しないような
熱交換器が必要となる。
ブ熱交換器で構成した場合、冷媒の流動するパイプが万
一破損した場合、冷媒側の圧力が高いため、冷媒が燃焼
バーナ１３で形成される高温の火炎と直接接触し、有毒
ガスを発生する危険がある。したがって冷媒の流動する
管路が破損しても、高温の火炎と直接接触しないような
熱交換器が必要となる。
本発明は、上記の冷媒〜水及び冷媒〜燃焼ガスの熱交換
を安全に行なわせることを目的とするものである。
を安全に行なわせることを目的とするものである。
上記目的を達成するだめ本発明の特徴とするところは、
高温側流体が流動する通路と、低温側流体が流動する管
路を挿入保持する保持部とをアルン押し出し型材にて一
体成型し、この保持部に低温側流体が流動するパイプを
挿入し熱交換器を構成することにある。
高温側流体が流動する通路と、低温側流体が流動する管
路を挿入保持する保持部とをアルン押し出し型材にて一
体成型し、この保持部に低温側流体が流動するパイプを
挿入し熱交換器を構成することにある。
これにより、高温側流体と低温側流体は、アルミ材と低
温側流体の流動するバーイブ材２重壁を介して伝熱する
ことになり、一方の管路が破損しても２流体が接触混合
することがなく安全な熱交換作用が行なえるものである
。
温側流体の流動するバーイブ材２重壁を介して伝熱する
ことになり、一方の管路が破損しても２流体が接触混合
することがなく安全な熱交換作用が行なえるものである
。
以下本発明の実施例を図面に基づき説明する。
第３図及び第４図、第６図において、高温側流体の流動
する通路１４と低温側流体の流動する管路を保持する保
持部１６を一体に押し出し成型したアルミ型材であり、
中心軸に沿って垂直に前記高温側流体通路１４を設け、
中心軸の左右に低温側流体の流動する管路（パイプ）１
６を保持する保持部１６を配設している。又前記高温側
流体通路１４にインナフィン部１７を一体成型すること
も出来る。
する通路１４と低温側流体の流動する管路を保持する保
持部１６を一体に押し出し成型したアルミ型材であり、
中心軸に沿って垂直に前記高温側流体通路１４を設け、
中心軸の左右に低温側流体の流動する管路（パイプ）１
６を保持する保持部１６を配設している。又前記高温側
流体通路１４にインナフィン部１７を一体成型すること
も出来る。
低温側作動流体通路は、前記保持部１５に管材２１を挿
入する。こ＼で保持部１６と管材１６の間隙は０・１６
〜０・３程度で設定されており、管材１６を保持部１６
に挿入後、管材２１を拡管し、管材１ｅと保持部１６と
を密着固定するものである。
入する。こ＼で保持部１６と管材１６の間隙は０・１６
〜０・３程度で設定されており、管材１６を保持部１６
に挿入後、管材２１を拡管し、管材１ｅと保持部１６と
を密着固定するものである。
本発明の熱交換器部材を用いれば、高温側流体通路と低
温側流体通路は、アルミ材と銅パイプを介して熱交換し
、一方の流体通路が破損しても他の流体通路に混入する
ことがな、いのである。
温側流体通路は、アルミ材と銅パイプを介して熱交換し
、一方の流体通路が破損しても他の流体通路に混入する
ことがな、いのである。
又アルミ材と低温側流体通路を構成する銅パイプは、銅
パイプを拡管することにより、アルミ保持部との密着性
を良好なものとし、接触熱抵抗を小さくし、良好な熱交
換を可能とする。
パイプを拡管することにより、アルミ保持部との密着性
を良好なものとし、接触熱抵抗を小さくし、良好な熱交
換を可能とする。
次に上記熱交換器の具体応用例として第１図の如き給湯
装置すなわち冷媒〜水の熱交換器に用いた場合の構成を
第６図、第７図及び第８図に基づいて説明する。複数の
高温側流体通路１４はアルミ材で作られたＵベンド１８
、入口バイブ１９、出口バイブ２０を溶接し直列接続さ
れ高温側流体通路が完成する。一方低温側流体通路は、
アルミ押し出し型材で成型された保持部１６に鋼材から
なる管材２１を挿入し、この管材２１を水又油圧により
拡管し、管材２１と保持部１６とを密着固定する、次い
で銅製■ベンド２２、入口バイブ２３、出口バイブ２４
をそれぞれ管材２１にロー付けし、低温側流体通路が完
成する。このようにして組立てられた熱交換器の高温側
流体通路は冷媒が流動し、一方低温側流体通路には水が
流動する。これにより、高温の冷媒からアルミ型材及び
管材２１を介して水に熱が伝わるのである。
装置すなわち冷媒〜水の熱交換器に用いた場合の構成を
第６図、第７図及び第８図に基づいて説明する。複数の
高温側流体通路１４はアルミ材で作られたＵベンド１８
、入口バイブ１９、出口バイブ２０を溶接し直列接続さ
れ高温側流体通路が完成する。一方低温側流体通路は、
アルミ押し出し型材で成型された保持部１６に鋼材から
なる管材２１を挿入し、この管材２１を水又油圧により
拡管し、管材２１と保持部１６とを密着固定する、次い
で銅製■ベンド２２、入口バイブ２３、出口バイブ２４
をそれぞれ管材２１にロー付けし、低温側流体通路が完
成する。このようにして組立てられた熱交換器の高温側
流体通路は冷媒が流動し、一方低温側流体通路には水が
流動する。これにより、高温の冷媒からアルミ型材及び
管材２１を介して水に熱が伝わるのである。
以上説明の如く本発明の熱交換器を水〜冷媒の熱交換装
置に応用すれば、冷媒の流動する高温側流体通路、すな
わち、アルミ押し出し型材が破損しても、低温側流体（
水）の流動する流路は、銅パイプで構成されているため
、冷媒が水側に混入することはない。
置に応用すれば、冷媒の流動する高温側流体通路、すな
わち、アルミ押し出し型材が破損しても、低温側流体（
水）の流動する流路は、銅パイプで構成されているため
、冷媒が水側に混入することはない。
又、高温側流体通路は、アルミ押し出し型材から構成さ
れる複数の通路１４に８字管（Ｕベンド）１８を挿入し
溶接接続し完成され、他方低温側流体通路は管材２１を
アルミ押し出し型材からなる保持部１６に挿入後、管材
２１を拡管するし、管材２１と保持部１６との密着度を
高め、その後、管材２１の端面をＵベンド２２でロー付
は接続し、低温側作動流体及び熱交換器は完成される、
したがって、熱交換器は大部分がアルミ材で構成される
から軽量化が計れる。又熱交換器は、溶接、管材、挿入
、拡管、ロー付は工程のみで組立てられ組み立てが容易
かつ簡易化出来る。
れる複数の通路１４に８字管（Ｕベンド）１８を挿入し
溶接接続し完成され、他方低温側流体通路は管材２１を
アルミ押し出し型材からなる保持部１６に挿入後、管材
２１を拡管するし、管材２１と保持部１６との密着度を
高め、その後、管材２１の端面をＵベンド２２でロー付
は接続し、低温側作動流体及び熱交換器は完成される、
したがって、熱交換器は大部分がアルミ材で構成される
から軽量化が計れる。又熱交換器は、溶接、管材、挿入
、拡管、ロー付は工程のみで組立てられ組み立てが容易
かつ簡易化出来る。
次に本発明の他の応用例として第２図に示す如き暖房装
置、すなわち、冷媒〜燃焼ガスの熱交換器に用いた場合
の構成を第９図に基づいて説明する。
置、すなわち、冷媒〜燃焼ガスの熱交換器に用いた場合
の構成を第９図に基づいて説明する。
アルミ押し出し型材で成型された複数の高温側流体通路
１４の開口端の一方には、この複数の通路１４をお＼う
ごとく、燃焼ユニット２６が、着脱自在に固定され、通
路１４の開口他端には、複数の通路１４をお＼うごとく
排気集合部２６が着脱自在に固定される。一方低温側流
体通路はアルミ押し出し型材で一体成型された保持部１
６に銅管材２１を挿入後、管材２１を拡管し、保持部１
５と管材２１は密着固定される。この管材２１の開口端
にＵ字管２２をロー付けし組み立てられる。このように
して完成した熱交換器の高温側流体通路には、燃焼ユニ
ット２６で発生した高温燃焼ガスが流動し、アルミ材、
銅管材２１を介して、低温側作動流体（冷媒）に伝熱す
る、温度降下した燃焼ガスは排気集合部２６から排出さ
れる。
１４の開口端の一方には、この複数の通路１４をお＼う
ごとく、燃焼ユニット２６が、着脱自在に固定され、通
路１４の開口他端には、複数の通路１４をお＼うごとく
排気集合部２６が着脱自在に固定される。一方低温側流
体通路はアルミ押し出し型材で一体成型された保持部１
６に銅管材２１を挿入後、管材２１を拡管し、保持部１
５と管材２１は密着固定される。この管材２１の開口端
にＵ字管２２をロー付けし組み立てられる。このように
して完成した熱交換器の高温側流体通路には、燃焼ユニ
ット２６で発生した高温燃焼ガスが流動し、アルミ材、
銅管材２１を介して、低温側作動流体（冷媒）に伝熱す
る、温度降下した燃焼ガスは排気集合部２６から排出さ
れる。
このように本発明の熱交換器を冷媒〜燃焼ガスの熱交換
に用いる。すなわち、アルミ材からなる高温流体通路に
燃焼ガスを流動させ、鋼管からなる低温流体通路に冷媒
を流動させるから、冷媒が流動する鋼管が破損しても、
冷媒が高温燃焼ガス流路に侵入することがなく、熱分解
による有毒ガスを発生することがなくなる。
に用いる。すなわち、アルミ材からなる高温流体通路に
燃焼ガスを流動させ、鋼管からなる低温流体通路に冷媒
を流動させるから、冷媒が流動する鋼管が破損しても、
冷媒が高温燃焼ガス流路に侵入することがなく、熱分解
による有毒ガスを発生することがなくなる。
又、燃焼ユニット及び排気集合部はビス等で高温作動流
体通路端面で固定するので、組立てが容易に行なえる利
点がある。
体通路端面で固定するので、組立てが容易に行なえる利
点がある。
第１図は給・揚装置の回路構成図、第２図は暖房装置の
回路構成図、第３図は本発明の熱交換部材の斜視図、第
４図及び第６図は熱交換部材の断面図、第６図は本発明
の熱交換部材を冷媒〜水の熱交換器として用いた場合の
斜視図、第７図は高温側流体通路の組立分解図、第８図
は低温側流体通路の組立分解図、第９図は本発明の熱交
換部材を冷媒〜燃焼ガスの熱交換器に用いた場合の分解
斜視図である。 １・・・・・・圧縮機、２・・・・・・凝縮器、３・・
・・・・膨張弁、６・・・・・・集熱器、８・・・・・
・水加熱器、９・・・・・・冷媒蒸発器、１１・・・・
・・放熱器、１２・・・・・・冷媒ポンプ、１３・・・
・・・バーナ、１４・・・・・・高温側流体通路、１５
・・・・・・保持部、１６・・・・・・パイプ、１７・
・・・・・フィン、１８Ｕベンド、１９・・・・・・入
口バイブ、２０・・・・・・出口バイブ、２１・・・・
・・管材、２２・・・・・・Ｕペンド、２５・・・・・
・燃焼ユニット、２６・・・・・・排気集合部。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 ｆ／Ｍ３ｒＩ！Ｊ 第４図 第５Ｆ！ｌＪ ４
回路構成図、第３図は本発明の熱交換部材の斜視図、第
４図及び第６図は熱交換部材の断面図、第６図は本発明
の熱交換部材を冷媒〜水の熱交換器として用いた場合の
斜視図、第７図は高温側流体通路の組立分解図、第８図
は低温側流体通路の組立分解図、第９図は本発明の熱交
換部材を冷媒〜燃焼ガスの熱交換器に用いた場合の分解
斜視図である。 １・・・・・・圧縮機、２・・・・・・凝縮器、３・・
・・・・膨張弁、６・・・・・・集熱器、８・・・・・
・水加熱器、９・・・・・・冷媒蒸発器、１１・・・・
・・放熱器、１２・・・・・・冷媒ポンプ、１３・・・
・・・バーナ、１４・・・・・・高温側流体通路、１５
・・・・・・保持部、１６・・・・・・パイプ、１７・
・・・・・フィン、１８Ｕベンド、１９・・・・・・入
口バイブ、２０・・・・・・出口バイブ、２１・・・・
・・管材、２２・・・・・・Ｕペンド、２５・・・・・
・燃焼ユニット、２６・・・・・・排気集合部。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 ｆ／Ｍ３ｒＩ！Ｊ 第４図 第５Ｆ！ｌＪ ４
Claims (4)
- （１）高温側作動流体の流動する流路と、低温側作動流
体の流動する管路を保持する保持部をアルミ材で一体押
し出し成型し、この保持部に低温作動流体の流動する管
路を挿入してなる熱交換器。 - （２）前記低温側作動流体流動管路をアルミ押し出し型
材で成型された保持部に挿入後、拡管することにより、
前記管路と、保持部を密着固定してなる特許請求の範囲
第１項記載の熱交換器。 - （３）高温作動流体通路を中心軸上に複数個設けるとと
もに、中心軸の左右に複数個の低温作動流体管路を保持
する保持部をアルミ材により一体に押し出し成型し１こ
の複数の高温作動流体通路をＵ字管を溶接接続し、直列
に連結するとともに、前記保持部に挿入後拡管固定した
複数の低温側作動流体管路をＵ字管材をロー付は接続し
７、管路を連結し、前記高温作動流体通路を冷媒通路（
凝縮器）低温作動流体通路を水通路（水加熱器）とした
特許請求の範囲第１項記載の熱交換器。 - （４）複数の高温作動流体通路の一開口端面を横うごと
く燃焼ユニットケーシング、他開口端面に排気集合部を
着脱自在に固定し、高温作動流体通路に燃焼ガスを流動
させ、一方、保持部に固 ′定された管材をＵ字管
にて順次連結してなる低温作動流体通路に冷媒を流動せ
しめてなる特許請求の範囲第１項記載の熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2231082A JPS58138993A (ja) | 1982-02-15 | 1982-02-15 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2231082A JPS58138993A (ja) | 1982-02-15 | 1982-02-15 | 熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58138993A true JPS58138993A (ja) | 1983-08-18 |
Family
ID=12079159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2231082A Pending JPS58138993A (ja) | 1982-02-15 | 1982-02-15 | 熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58138993A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5857515A (en) * | 1995-04-12 | 1999-01-12 | David M. Skupien | Heat exchanging device |
| JP2013120030A (ja) * | 2011-12-08 | 2013-06-17 | Panasonic Corp | 空気調和機 |
| JP2016095131A (ja) * | 2016-02-24 | 2016-05-26 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 蓄熱装置の製造方法 |
-
1982
- 1982-02-15 JP JP2231082A patent/JPS58138993A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5857515A (en) * | 1995-04-12 | 1999-01-12 | David M. Skupien | Heat exchanging device |
| JP2013120030A (ja) * | 2011-12-08 | 2013-06-17 | Panasonic Corp | 空気調和機 |
| JP2016095131A (ja) * | 2016-02-24 | 2016-05-26 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 蓄熱装置の製造方法 |
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