JP2003021489A - 熱交換器の接合構造 - Google Patents
熱交換器の接合構造Info
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- JP2003021489A JP2003021489A JP2001206875A JP2001206875A JP2003021489A JP 2003021489 A JP2003021489 A JP 2003021489A JP 2001206875 A JP2001206875 A JP 2001206875A JP 2001206875 A JP2001206875 A JP 2001206875A JP 2003021489 A JP2003021489 A JP 2003021489A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱交換器コアが薄肉の帯状金属板からなり、
その薄肉の帯状金属板の端縁と厚肉の端プレート（ケー
スまたはシェル）との間を容易に溶接ができると共に、
その接合強度及び溶接の信頼性を向上させること。 【解決手段】 薄肉の帯状金属板の第１折り返し縁１の
端部で、その第１折り返し縁１内にそれに整合する金属
片８が挿入され、その金属片８と第１折り返し縁１と端
プレート９とがそれらの端面で一体に溶接されてなる。
その薄肉の帯状金属板の端縁と厚肉の端プレート（ケー
スまたはシェル）との間を容易に溶接ができると共に、
その接合強度及び溶接の信頼性を向上させること。 【解決手段】 薄肉の帯状金属板の第１折り返し縁１の
端部で、その第１折り返し縁１内にそれに整合する金属
片８が挿入され、その金属片８と第１折り返し縁１と端
プレート９とがそれらの端面で一体に溶接されてなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、薄肉の帯状金属板
からなる熱交換器コアと板厚の厚い端プレート（ケーシ
ングやシェル）との接合構造に関する。
からなる熱交換器コアと板厚の厚い端プレート（ケーシ
ングやシェル）との接合構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】本発明者は、既に一枚の帯状金属板を葛
折りに交互に折り返し曲折して、隣り合う平板部の周縁
を一つおきに接合することにより、多数のエレメントを
得る熱交換器コア（図１参照）を提案している。この熱
交換器コアの折り返し部の端縁には、帯状金属板よりも
厚肉の端プレートが接合される。その端プレートと折り
返し部の端縁とは、溶接その他により接合される。
折りに交互に折り返し曲折して、隣り合う平板部の周縁
を一つおきに接合することにより、多数のエレメントを
得る熱交換器コア（図１参照）を提案している。この熱
交換器コアの折り返し部の端縁には、帯状金属板よりも
厚肉の端プレートが接合される。その端プレートと折り
返し部の端縁とは、溶接その他により接合される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】比較的薄肉の帯状金属
板からなる熱交換器コアの折り返し部の端縁と、板厚の
厚い端プレートとを溶接する場合、その溶接が困難であ
ると共に、溶接部の強度が比較的低いため各エレメント
に内圧が加わると溶接部に亀裂が生ずるおそれがある。
そこで本発明は、係る問題点を解決することを課題とす
る。
板からなる熱交換器コアの折り返し部の端縁と、板厚の
厚い端プレートとを溶接する場合、その溶接が困難であ
ると共に、溶接部の強度が比較的低いため各エレメント
に内圧が加わると溶接部に亀裂が生ずるおそれがある。
そこで本発明は、係る問題点を解決することを課題とす
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、板厚の厚い端プレート(9) と、薄肉の帯状金属板が
一端で略コ字状または略Ｕ字状に折り返し曲折されてな
る多数の第１折り返し縁(1) を有し、夫々の第１折り返
し縁(1) が前記端プレート(9) に接合される熱交換コア
(10)と、を具備し、その第１折り返し縁(1) の端部で、
第１折り返し縁(1) 内にそれに整合する金属片(8) が挿
入され、その金属片(8) と第１折り返し縁(1) と端プレ
ート(9) とが、それらの端面で一体に溶接されてなる熱
交換器の接合構造である。
は、板厚の厚い端プレート(9) と、薄肉の帯状金属板が
一端で略コ字状または略Ｕ字状に折り返し曲折されてな
る多数の第１折り返し縁(1) を有し、夫々の第１折り返
し縁(1) が前記端プレート(9) に接合される熱交換コア
(10)と、を具備し、その第１折り返し縁(1) の端部で、
第１折り返し縁(1) 内にそれに整合する金属片(8) が挿
入され、その金属片(8) と第１折り返し縁(1) と端プレ
ート(9) とが、それらの端面で一体に溶接されてなる熱
交換器の接合構造である。
【０００５】請求項２に記載の本発明は、板厚の厚い端
プレート(9) と、薄肉の帯状金属板を第１折り返し縁
(1) と、第２折り返し縁(2) とで交互に葛折りに折り返
し曲折してなり、夫々の第１折り返し縁(1) が前記端プ
レート(9)に接合される熱交換コア(10)と、を具備し、
その熱交換コア(10)には、多数の平板部(3) が形成され
ると共に、その第２折り返し縁(2) で一体に連結されて
隣接する一対の平板部(3) の周縁(4) どうしを接合して
複数のエレメント部(5) が形成され且つ、隣り合うエレ
メント部(5) どうしは、前記第１折り返し縁(1) で、定
間隔に一体に連結され、その第１折り返し縁(1) の端部
で、その第１折り返し縁(1) 内に、それに整合する金属
片(8) が挿入され、その金属片(8) と第１折り返し縁
(1) と端プレート(9) とが、それらの端面で一体に溶接
されてなり、夫々のエレメント部(5) の周縁の互いに離
間した位置に、一対の第１流体(12)の出入口(6) (7) が
形成され、前記端プレート(9) には、夫々のエレメント
部(5) の前記出入口(6) (7) に連通する開口(14)が設け
られ、各エレメント部(5) の外面側に第２流体(13)が流
通するように構成された熱交換器の接合構造である。
プレート(9) と、薄肉の帯状金属板を第１折り返し縁
(1) と、第２折り返し縁(2) とで交互に葛折りに折り返
し曲折してなり、夫々の第１折り返し縁(1) が前記端プ
レート(9)に接合される熱交換コア(10)と、を具備し、
その熱交換コア(10)には、多数の平板部(3) が形成され
ると共に、その第２折り返し縁(2) で一体に連結されて
隣接する一対の平板部(3) の周縁(4) どうしを接合して
複数のエレメント部(5) が形成され且つ、隣り合うエレ
メント部(5) どうしは、前記第１折り返し縁(1) で、定
間隔に一体に連結され、その第１折り返し縁(1) の端部
で、その第１折り返し縁(1) 内に、それに整合する金属
片(8) が挿入され、その金属片(8) と第１折り返し縁
(1) と端プレート(9) とが、それらの端面で一体に溶接
されてなり、夫々のエレメント部(5) の周縁の互いに離
間した位置に、一対の第１流体(12)の出入口(6) (7) が
形成され、前記端プレート(9) には、夫々のエレメント
部(5) の前記出入口(6) (7) に連通する開口(14)が設け
られ、各エレメント部(5) の外面側に第２流体(13)が流
通するように構成された熱交換器の接合構造である。
【０００６】請求項３に記載の本発明は、請求項２にお
いて、前記端プレート(9) が円筒状に形成され、夫々の
エレメント部(5) の断面の全体が円弧状に形成されると
共に、前記第１折り返し縁(1) で隣合うエレメント部
(5) 間の中心線が斜めに位置して、その第１折り返し縁
(1) が端プレート(9) に接触し、その第１折り返し縁
(1) の端部で、その第１折り返し縁(1) 内に、それに整
合する主たる金属片(8) が挿入され、隣り合うその第１
折り返し縁(1) 間に形成される隙間に従たる金属片(20)
が挿入され、それらの金属片(8) (20)と第１折り返し縁
(1) と端プレート(9) とが、それらの端面で一体に溶接
されてなる熱交換器の接合構造である。
いて、前記端プレート(9) が円筒状に形成され、夫々の
エレメント部(5) の断面の全体が円弧状に形成されると
共に、前記第１折り返し縁(1) で隣合うエレメント部
(5) 間の中心線が斜めに位置して、その第１折り返し縁
(1) が端プレート(9) に接触し、その第１折り返し縁
(1) の端部で、その第１折り返し縁(1) 内に、それに整
合する主たる金属片(8) が挿入され、隣り合うその第１
折り返し縁(1) 間に形成される隙間に従たる金属片(20)
が挿入され、それらの金属片(8) (20)と第１折り返し縁
(1) と端プレート(9) とが、それらの端面で一体に溶接
されてなる熱交換器の接合構造である。
【０００７】請求項４に記載の本発明は、請求項２にお
いて、前記夫々の平板部(3) の平面が波形に曲折形成さ
れ、各エレメント部(5) の一対の出入口(6) (7) が、前
記第１折り返し縁(1) に開口された熱交換器の接合構造
である。請求項５に記載の本発明は、請求項４におい
て、前記出入口(6) (7) から細長いマニホールド部(11)
が、第１折り返し縁(1) より第２折り返し縁(2) または
その近傍まで延在された熱交換器の接合構造である。
いて、前記夫々の平板部(3) の平面が波形に曲折形成さ
れ、各エレメント部(5) の一対の出入口(6) (7) が、前
記第１折り返し縁(1) に開口された熱交換器の接合構造
である。請求項５に記載の本発明は、請求項４におい
て、前記出入口(6) (7) から細長いマニホールド部(11)
が、第１折り返し縁(1) より第２折り返し縁(2) または
その近傍まで延在された熱交換器の接合構造である。
【０００８】
【発明の実施の形態】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。図１は本発明の熱交換器の接
合構造の分解説明図であり、図２はその接合構造におけ
る第１工程を示し、図３は第２工程を示す。また図４は
同接合構造において、図１のIV−IV線上で切断した拡大
図、図５は図４のＶ−Ｖ矢視断面図、図６は図１におけ
るVI−VI矢視断面図、図７は同 VII− VII矢視断面図で
ある。この熱交換器は、その熱交換器コア10が薄肉の帯
状金属板を第１折り返し縁１と第２折り返し縁２とで交
互に葛折りに折り返し曲折してなり、夫々の第１折り返
し縁１が板厚の厚い端プレート９に接合されるものであ
る。その熱交換器コア10には多数の平板部３が形成され
ると共に、その第２折り返し縁２で一体に連結されて、
隣接する一対の平板部３の周縁４どうしを接合して多数
のエレメント部５が形成され且つ、隣り合うエレメント
部５どうしは第１折り返し縁１で定間隔に一体に連結さ
れる。
施の形態につき説明する。図１は本発明の熱交換器の接
合構造の分解説明図であり、図２はその接合構造におけ
る第１工程を示し、図３は第２工程を示す。また図４は
同接合構造において、図１のIV−IV線上で切断した拡大
図、図５は図４のＶ−Ｖ矢視断面図、図６は図１におけ
るVI−VI矢視断面図、図７は同 VII− VII矢視断面図で
ある。この熱交換器は、その熱交換器コア10が薄肉の帯
状金属板を第１折り返し縁１と第２折り返し縁２とで交
互に葛折りに折り返し曲折してなり、夫々の第１折り返
し縁１が板厚の厚い端プレート９に接合されるものであ
る。その熱交換器コア10には多数の平板部３が形成され
ると共に、その第２折り返し縁２で一体に連結されて、
隣接する一対の平板部３の周縁４どうしを接合して多数
のエレメント部５が形成され且つ、隣り合うエレメント
部５どうしは第１折り返し縁１で定間隔に一体に連結さ
れる。
【０００９】そしてエレメント部５の周縁の互いに離間
した位置に一対の出入口６，７が形成され、端プレート
９にはその出入口６，７に連通する多数の開口14が設け
られている。夫々の出入口６，７には、図１及び図７に
示す如くマニホールド部11がその上端から下端まで連通
され、そこに振幅の小さな補助波形曲折部17が形成され
ている。また、一対のマニホールド部11（図１）間の平
板部３には波形曲折部16がマニホールド部11に連通する
ように形成されている。この波形曲折部16は、対向する
平板部３のそれに対して各波の稜線方向が逆向きに形成
されている。即ち、対向する一対の平板部３は接合時に
おいて夫々の波形曲折部16の波の稜線が互いにＸ字状に
交差する。そして図６に示す如く、対向する波の夫々の
稜線が交差点において接触する。
した位置に一対の出入口６，７が形成され、端プレート
９にはその出入口６，７に連通する多数の開口14が設け
られている。夫々の出入口６，７には、図１及び図７に
示す如くマニホールド部11がその上端から下端まで連通
され、そこに振幅の小さな補助波形曲折部17が形成され
ている。また、一対のマニホールド部11（図１）間の平
板部３には波形曲折部16がマニホールド部11に連通する
ように形成されている。この波形曲折部16は、対向する
平板部３のそれに対して各波の稜線方向が逆向きに形成
されている。即ち、対向する一対の平板部３は接合時に
おいて夫々の波形曲折部16の波の稜線が互いにＸ字状に
交差する。そして図６に示す如く、対向する波の夫々の
稜線が交差点において接触する。
【００１０】
【溶接方法】このような熱交換器コア10と端プレート９
との溶接方法につき述べる。先ず、図２に示す如く葛折
りに曲折形成された熱交換器コア10の各エレメント部５
の幅方向両端面を溶接してそれらの端面15に溶接部18を
形成させる。次に、図３の如く各エレメント部５の第１
折り返し縁１を端プレート９に接触させると共に、第１
折り返し縁１の端部において第１折り返し縁１のコ字状
部内にそれに整合する金属片８を挿入する。この金属片
８は、熱交換器コア10の板厚に比べて厚肉に形成されて
いる。そしてこの金属片８と第１折り返し縁１と端プレ
ート９の夫々の端面において溶接し、そこに溶接部19を
形成する。このようにしてなる熱交換器は、図１におい
て端プレート９の幅方向の一方側の開口14から第１流体
12が流入し、夫々のエレメント部５内の出入口６から一
方のマニホールド部11にそれが流入し、次いでその内部
の平板部３を波形曲折部16に沿って移動し、他方のマニ
ホールド部11及び出入口７並びに開口14を介し第１流体
12が流出する。そして第２流体13がエレメント部５の外
面側に流通し、その第２流体13と第１流体12との間に熱
交換が行われる。
との溶接方法につき述べる。先ず、図２に示す如く葛折
りに曲折形成された熱交換器コア10の各エレメント部５
の幅方向両端面を溶接してそれらの端面15に溶接部18を
形成させる。次に、図３の如く各エレメント部５の第１
折り返し縁１を端プレート９に接触させると共に、第１
折り返し縁１の端部において第１折り返し縁１のコ字状
部内にそれに整合する金属片８を挿入する。この金属片
８は、熱交換器コア10の板厚に比べて厚肉に形成されて
いる。そしてこの金属片８と第１折り返し縁１と端プレ
ート９の夫々の端面において溶接し、そこに溶接部19を
形成する。このようにしてなる熱交換器は、図１におい
て端プレート９の幅方向の一方側の開口14から第１流体
12が流入し、夫々のエレメント部５内の出入口６から一
方のマニホールド部11にそれが流入し、次いでその内部
の平板部３を波形曲折部16に沿って移動し、他方のマニ
ホールド部11及び出入口７並びに開口14を介し第１流体
12が流出する。そして第２流体13がエレメント部５の外
面側に流通し、その第２流体13と第１流体12との間に熱
交換が行われる。
【００１１】
【第２の実施の形態】次に、図８は本発明の第２の実施
の形態を示し、この例は端プレート９が円筒状に形成さ
れ、熱交換器コア10は夫々のエレメント部５の側面が円
弧状に形成されたものである。即ち、図１において端プ
レート９が円筒状で各エレメント部５の側面が円弧状に
形成されたものに相当する。なお、熱交換器コア10にお
いてはその第１折り返し縁１が断面において略Ｕ字状に
形成されている。そしてその第１折り返し縁１で隣り合
うエレメント部５間の中心線が、端プレート９の内面に
斜めに位置して端プレート９に接触する。そこでこの例
では、その第１折り返し縁１の端部でその第１折り返し
縁１内にそれに整合する金属片８が挿入される。それと
共に、隣り合う第１折り返し縁１間に形成される隙間に
補助の金属片20が挿入される。そしてそれらの金属片
８，20と第１折り返し縁１と端プレート９とが、それら
の端面で一体的に溶接されるものである。
の形態を示し、この例は端プレート９が円筒状に形成さ
れ、熱交換器コア10は夫々のエレメント部５の側面が円
弧状に形成されたものである。即ち、図１において端プ
レート９が円筒状で各エレメント部５の側面が円弧状に
形成されたものに相当する。なお、熱交換器コア10にお
いてはその第１折り返し縁１が断面において略Ｕ字状に
形成されている。そしてその第１折り返し縁１で隣り合
うエレメント部５間の中心線が、端プレート９の内面に
斜めに位置して端プレート９に接触する。そこでこの例
では、その第１折り返し縁１の端部でその第１折り返し
縁１内にそれに整合する金属片８が挿入される。それと
共に、隣り合う第１折り返し縁１間に形成される隙間に
補助の金属片20が挿入される。そしてそれらの金属片
８，20と第１折り返し縁１と端プレート９とが、それら
の端面で一体的に溶接されるものである。
【００１２】
【第３の実施の形態】次に、図９は本発明の第３の実施
の形態であり、この例が前記図８の例と異なる点は、隣
り合う第１折り返し縁１間の隙間にそれに整合する楔状
の補助の金属片20が挿入され、その金属片20，金属片８
と第１折り返し縁１及び端プレート９との間が、その端
面において溶接されるものである。
の形態であり、この例が前記図８の例と異なる点は、隣
り合う第１折り返し縁１間の隙間にそれに整合する楔状
の補助の金属片20が挿入され、その金属片20，金属片８
と第１折り返し縁１及び端プレート９との間が、その端
面において溶接されるものである。
【００１３】
【第４の実施の形態】次に、図１０は本発明の第４の実
施の形態であり、この例では第１折り返し縁１の外周に
への字状に曲折された補助の金属片20が配置され、その
金属片20，金属片８と第１折り返し縁１と端プレート９
との間が、夫々の端面において一体的に溶接されるもの
である。
施の形態であり、この例では第１折り返し縁１の外周に
への字状に曲折された補助の金属片20が配置され、その
金属片20，金属片８と第１折り返し縁１と端プレート９
との間が、夫々の端面において一体的に溶接されるもの
である。
【００１４】
【発明の作用・効果】本発明の熱交換器の接合構造は、
熱交換器コア10を構成する薄肉の帯状金属板が一端で略
コ字状または略Ｕ字状に折り返し曲折されてなる多数の
第１折り返し縁１を有し、その第１折り返し縁１の端部
で第１折り返し縁１内に金属片８が挿入され、金属片８
と第１折り返し縁１と板厚の厚い端プレート９とがそれ
らの端面で一体に溶接されてなるものである。そのた
め、熱交換器コア10の薄い金属板と板厚の厚い端プレー
ト９とを容易に溶接することができると共に、その接合
強度及び溶接の信頼性が向上する。即ち、熱交換器コア
10と端プレート９との間に内圧が加わってもその溶接部
で分離するおそれがない。また、金属片８は第１折り返
し縁１の端部に挿入されるものであるから、流体の流通
の邪魔になることが殆どない。
熱交換器コア10を構成する薄肉の帯状金属板が一端で略
コ字状または略Ｕ字状に折り返し曲折されてなる多数の
第１折り返し縁１を有し、その第１折り返し縁１の端部
で第１折り返し縁１内に金属片８が挿入され、金属片８
と第１折り返し縁１と板厚の厚い端プレート９とがそれ
らの端面で一体に溶接されてなるものである。そのた
め、熱交換器コア10の薄い金属板と板厚の厚い端プレー
ト９とを容易に溶接することができると共に、その接合
強度及び溶接の信頼性が向上する。即ち、熱交換器コア
10と端プレート９との間に内圧が加わってもその溶接部
で分離するおそれがない。また、金属片８は第１折り返
し縁１の端部に挿入されるものであるから、流体の流通
の邪魔になることが殆どない。
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す熱交換器の接
合構造の分解説明図。
合構造の分解説明図。
【図２】同接合構造の第１工程の説明図。
【図３】同接合構造の第２工程の説明図。
【図４】図１のIV−IV斜視断面略図。
【図５】図４のＶ−Ｖ矢視断面図。
【図６】図１のVI−VI矢視断面図。
【図７】図１の VII− VII矢視断面図。
【図８】本発明の他の実施の形態を示す熱交換器の接合
構造の要部説明図。
構造の要部説明図。
【図９】本発明のさらに他の実施の形態を示す熱交換器
の接合構造の要部説明図。
の接合構造の要部説明図。
【図１０】本発明のさらに他の実施の形態を示す熱交換
器の接合構造の要部説明図。
器の接合構造の要部説明図。
１ 第１折り返し縁
２ 第２折り返し縁
３ 平板部
４ 周縁
５ エレメント部
６，７ 出入口
８，20 金属片
９ 端プレート
10 熱交換器コア
11 マニホールド部
12 第１流体
13 第２流体
14 開口
15 端面
16 波形曲折部
17 補助波形曲折部
18 溶接部
19 溶接部
Claims (5)
- 【請求項１】 板厚の厚い端プレート(9) と、 薄肉の帯状金属板が一端で略コ字状または略Ｕ字状に折
り返し曲折されてなる多数の第１折り返し縁(1) を有
し、夫々の第１折り返し縁(1) が前記端プレート(9) に
接合される熱交換コア(10)と、を具備し、 その第１折り返し縁(1) の端部で、第１折り返し縁(1)
内にそれに整合する金属片(8) が挿入され、 その金属片(8) と第１折り返し縁(1) と端プレート(9)
とが、それらの端面で一体に溶接されてなる熱交換器の
接合構造。 - 【請求項２】 板厚の厚い端プレート(9) と、 薄肉の帯状金属板を第１折り返し縁(1) と、第２折り返
し縁(2) とで交互に葛折りに折り返し曲折してなり、夫
々の第１折り返し縁(1) が前記端プレート(9)に接合さ
れる熱交換コア(10)と、を具備し、 その熱交換コア(10)には、多数の平板部(3) が形成され
ると共に、その第２折り返し縁(2) で一体に連結されて
隣接する一対の平板部(3) の周縁(4) どうしを接合して
複数のエレメント部(5) が形成され且つ、隣り合うエレ
メント部(5) どうしは、前記第１折り返し縁(1) で、定
間隔に一体に連結され、 その第１折り返し縁(1) の端部で、その第１折り返し縁
(1) 内に、それに整合する金属片(8) が挿入され、 その金属片(8) と第１折り返し縁(1) と端プレート(9)
とが、それらの端面で一体に溶接されてなり、 夫々のエレメント部(5) の周縁の互いに離間した位置
に、一対の第１流体(12)の出入口(6) (7) が形成され、 前記端プレート(9) には、夫々のエレメント部(5) の前
記出入口(6) (7) に連通する開口(14)が設けられ、 各エレメント部(5) の外面側に第２流体(13)が流通する
ように構成された熱交換器の接合構造。 - 【請求項３】 請求項２において、 前記端プレート(9) が円筒状に形成され、夫々のエレメ
ント部(5) の断面の全体が円弧状に形成されると共に、
前記第１折り返し縁(1) で隣合うエレメント部(5) 間の
中心線が斜めに位置して、その第１折り返し縁(1) が端
プレート(9) に接触し、 その第１折り返し縁(1) の端部で、その第１折り返し縁
(1) 内に、それに整合する主たる金属片(8) が挿入さ
れ、隣り合うその第１折り返し縁(1) 間に形成される隙
間に従たる金属片(20)が挿入され、 それらの金属片(8) (20)と第１折り返し縁(1) と端プレ
ート(9) とが、それらの端面で一体に溶接されてなる熱
交換器の接合構造。 - 【請求項４】 請求項２において、 前記夫々の平板部(3) の平面が波形に曲折形成され、各
エレメント部(5) の一対の出入口(6) (7) が、前記第１
折り返し縁(1) に開口された熱交換器の接合構造。 - 【請求項５】 請求項４において、 前記出入口(6) (7) から細長いマニホールド部(11)が、
第１折り返し縁(1) より第２折り返し縁(2) またはその
近傍まで延在された熱交換器の接合構造。
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|---|---|---|---|
| JP2001206875A JP2003021489A (ja) | 2001-07-06 | 2001-07-06 | 熱交換器の接合構造 |
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|---|---|---|---|
| JP2001206875A JP2003021489A (ja) | 2001-07-06 | 2001-07-06 | 熱交換器の接合構造 |
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|---|---|
| JP2003021489A true JP2003021489A (ja) | 2003-01-24 |
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ID=19042942
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| JP (1) | JP2003021489A (ja) |
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