(57)【要約】  本発明に係る積層型ヘッダは、複数の第１板状体と複数の第２板状体とを交互に積層してろう付けされることで構成される積層型ヘッダであって、積層方向における前記複数の第１板状体のうち一端に配置された一端側第１板状体には１つの第１開口が形成され、積層方向における前記複数の第１板状体のうち前記一端側第１板状体に対して他端に配置された他端側第１板状体には複数の第２開口が形成され、前記複数の第１板状体と前記複数の第２板状体には、前記１つの第１開口と前記複数の第２開口とを接続する連通穴が形成され、前記複数の第２板状体の前記連通穴が形成されていない部分には、開口部が形成され、前記開口部は、大気に対して連通するものである。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１板状体と複数の第２板状体とを交互に積層して構成される積層型ヘッダであって、
積層方向における前記複数の第１板状体のうち一端に配置された一端側第１板状体には１つの第１開口が形成され、
積層方向における前記複数の第１板状体のうち前記一端側第１板状体に対して他端に配置された他端側第１板状体には複数の第２開口が形成され、
前記複数の第１板状体と前記複数の第２板状体には、前記１つの第１開口と前記複数の第２開口とを接続する連通穴が形成され、
前記複数の第２板状体の前記連通穴が形成されていない部分には、開口部が形成され、前記開口部は、大気に対して連通する積層型ヘッダ。
【請求項２】
前記複数の第２板状体における前記開口部の周囲には、前記開口部を大気に対して連通する切欠部が形成された請求項１に記載の積層型ヘッダ。
【請求項３】
前記複数の第１板状体には、前記開口部を大気に対して連通する連結穴が形成された請求項１に記載の積層型ヘッダ。
【請求項４】
前記連結穴は、前記開口部に比べて開口面積が小さく形成された請求項３に記載の積層型ヘッダ。
【請求項５】
前記開口部は、複数形成され、
複数の前記開口部と、前記連結穴と、を全て連通して連結流路が形成され、
前記連結流路は、大気に連通する１つの大気開放穴に接続された請求項３または４に記載の積層型ヘッダ。
【請求項６】
前記連結流路は、前記１つの大気開放穴から複数の前記開口部に分岐する分岐流路として形成された請求項５に記載の積層型ヘッダ。
【請求項７】
前記連通穴は、
前記第１開口と連通する第１流路が形成された前記第２板状体と、
該第１流路を複数の流路に分岐する第１分岐流路が形成された前記第１板状体と、
該第１分岐流路で分岐した前記複数の流路に接続する複数の第２流路が形成された前記第２板状体と、
該第２流路を複数の流路に分岐する第２分岐流路が形成された前記第１板状体と、
該第２分岐流路で分岐した前記複数の流路に接続する複数の第３流路が形成された前記第２板状体と、
を積層することにより形成される請求項１〜６のいずれか１項に記載の積層型ヘッダ。
【請求項８】
前記開口部は、
少なくとも前記第１流路が形成された前記第２板状体において、前記第１分岐流路と連通しない部分に形成される請求項７に記載の積層型ヘッダ。
【請求項９】
前記開口部は、
少なくとも前記第２流路が形成された前記第２板状体において、前記第２分岐流路と連通しない部分に形成される請求項７に記載の積層型ヘッダ。
【請求項１０】
前記開口部は、
少なくとも前記第３流路が形成された前記第２板状体において、前記第２分岐流路と連通しない部分に形成される請求項７に記載の積層型ヘッダ。
【請求項１１】
ろう付けの工程前において、前記複数の第１板状体は、ろう材が塗布されていない板状体であり、前記複数の第２板状体は、予めろう材が塗布された板状体である請求項１〜１０のいずれか１項に記載の積層型ヘッダ。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の積層型ヘッダと、
前記複数の第２開口のそれぞれに接続された複数の伝熱管と、
を備えた熱交換器。
【請求項１３】
請求項１２に記載の熱交換器を備えた空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層型ヘッダと熱交換器と空気調和装置とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱交換器の各伝熱管に対して冷媒を分配して供給する積層型ヘッダが知られている。この積層型ヘッダは、板状体を複数枚積層することによって、１つの入口流路に対して複数の出口流路に分岐する分配流路を形成する熱交換器の各伝熱管に冷媒を分配して供給するものである（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１８９４６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
積層型ヘッダは、積層型ヘッダを構成する各板状体をろう付けで接合している。ろう付け接合は、板状体の表面にクラッドされたろう材を加熱して溶融させ、表面張力により板状体の外周や板状体の開口部の内周にフィレットを形成することで板状体同士が接合される。
このような積層型ヘッダにおいて、クラッドされたろう材の量（容積）が、フィレットが形成される板状体の外周や板状体の開口部の内周の長さに対して相対的に多い場合には余剰となったろう材が発生し、積層型ヘッダの冷媒流路部分に多量に流入することで流路が閉塞してしまう問題があった。【０００５】
本発明は、上記のような課題を背景としてなされたものであり、積層型ヘッダの各板状体をろう付けする際に余剰となるろう材を削減し、冷媒流路が閉塞することを防止した積層型ヘッダを得ることを目的とする。また、本発明は、そのような積層型ヘッダを備えた熱交換器を得ることを目的とする。また、本発明は、そのような熱交換器を備えた空気調和装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る積層型ヘッダは、複数の第１板状体と複数の第２板状体とを交互に積層して構成される積層型ヘッダであって、積層方向における前記複数の第１板状体のうち一端に配置された一端側第１板状体には１つの第１開口が形成され、積層方向における前記複数の第１板状体のうち前記一端側第１板状体に対して他端に配置された他端側第１板状体には複数の第２開口が形成され、前記複数の第１板状体と前記複数の第２板状体には、前記１つの第１開口と前記複数の第２開口とを接続する連通穴が形成され、前記複数の第２板状体の前記連通穴が形成されていない部分には、開口部が形成され、前記開口部は、大気に対して連通するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る積層型ヘッダでは、複数の第２板状体の分配合流流路が形成されていない部分には、開口部が形成され、開口部は、大気に対して連通するものであるため、ろう付け工程の時に開口部内に流入した余剰ろう材が相対的に圧力の低い大気空間に向かって流動する。これにより、開口部内の溶融したろう材が行き場を失うことがなく、余剰ろう材が分配合流流路内へ流れ込むことを回避することができ、分配合流流路の閉塞を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る熱交換器の、斜視図である。
【図２】実施の形態１に係る積層型ヘッダにおける分解斜視図である。
【図３】実施の形態１に係る積層型ヘッダにおける側面図である。
【図４】実施の形態１に係る熱交換器の、熱交換部及び分配合流部の接続を説明する図である。
【図５】実施の形態１に係る熱交換器の、熱交換部及び分配合流部の接続を説明する図である。
【図６】実施の形態１に係る熱交換器の変形例の、熱交換部及び分配合流部の接続を説明する図である。
【図７】実施の形態１に係る熱交換器が適用される空気調和装置の、構成を示す図である。
【図８】実施の形態１に係る熱交換器が適用される空気調和装置の、構成を示す図である。
【図９】実施の形態２に係る積層型ヘッダにおける分解斜視図である。
【図１０】実施の形態３に係る積層型ヘッダにおける分解斜視図である。
【図１１】実施の形態３に係る積層型ヘッダにおける側面図である。
【図１２】実施の形態４に係る積層型ヘッダにおける分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る積層型ヘッダ、熱交換器、及び、空気調和装置について、図面を用いて説明する。
なお、以下で説明する構成、動作等は、一例にすぎず、本発明に係る積層型ヘッダ、熱交換器、及び、空気調和装置は、そのような構成、動作等である場合に限定されない。また、各図において、同一又は類似するものには、同一の符号を付すか、又は、符号を付すことを省略している。また、細かい構造については、適宜図示を簡略化又は省略している。また、重複又は類似する説明については、適宜簡略化又は省略している。
【００１０】
また、以下では、本発明に係る積層型ヘッダ、熱交換器が、空気調和装置に適用される場合を説明しているが、そのような場合に限定されず、例えば、冷媒循環回路を有する他の冷凍サイクル装置に適用されてもよい。また、本発明に係る積層型ヘッダ、熱交換器が、空気調和装置の室外熱交換器である場合を説明しているが、そのような場合に限定されず、空気調和装置の室内熱交換器であってもよい。また、空気調和装置が、暖房運転と冷房運転とを切り替えるものである場合を説明しているが、そのような場合に限定されず、暖房運転又は冷房運転のみを行うものであってもよい。
【００１１】
実施の形態１．
実施の形態１に係る積層型ヘッダ、熱交換器、及び、空気調和装置について説明する。
＜熱交換器の構成＞
（熱交換器の概略構成）
以下に、実施の形態１に係る熱交換器の概略構成について説明する。
図１は、実施の形態１に係る熱交換器の、斜視図である。
図１に示されるように、熱交換器１は、熱交換部２と、分配合流部３と、を有する。
【００１２】
熱交換部２は、熱交換部２を通過する空気の通過方向（図中白抜き矢印）の、風上側に配設された風上側熱交換部２１と、風下側に配設された風下側熱交換部３１と、を有する。風上側熱交換部２１は、複数の風上側伝熱管２２と、その複数の風上側伝熱管２２に、例えば、ろう付け等で接合される複数の風上側フィン２３と、を有する。風下側熱交換部３１は、複数の風下側伝熱管３２と、その複数の風下側伝熱管３２に、例えば、ろう付け等で接合される複数の風下側フィン３３と、を有する。熱交換部２が、風上側熱交換部２１及び風下側熱交換部３１の２列で構成されてもよく、また、３列以上で構成されてもよい。
【００１３】
風上側伝熱管２２及び風下側伝熱管３２は、扁平管であり、その内側に複数の流路が形成される。複数の風上側伝熱管２２及び複数の風下側伝熱管３２のそれぞれは、一方の端部と他方の端部との間がヘアピン状に折り曲げられて、折返し部２２ａ、３２ａが形成される。風上側伝熱管２２及び風下側伝熱管３２は、熱交換部２を通過する空気の通過方向（図中白抜き矢印）と交差する方向に、複数段配設される。複数の風上側伝熱管２２及び複数の風下側伝熱管３２のそれぞれの一方の端部と他方の端部とは、分配合流部３と対向するように並設される。風上側伝熱管２２及び風下側伝熱管３２は、円管（例えば、直径４ｍｍの円管）であってもよい。
【００１４】
風上側伝熱管２２及び風下側伝熱管３２の一方の端部と他方の端部との間がヘアピン状に折り曲げられて、折返し部２２ａ、３２ａが形成されるのではなく、風上側伝熱管２２及び風下側伝熱管３２の一方の端部と、それの隣の段の風上側伝熱管２２及び風下側伝熱管３２の一方の端部と、が、内部に流路が形成された連結部材を介して接続されることで、冷媒が折り返されてもよい。
【００１５】
分配合流部３は、積層型ヘッダ５１と、筒型ヘッダ６１と、を有する。積層型ヘッダ５１及び筒型ヘッダ６１は、熱交換部２を通過する空気の通過方向（図中白抜き矢印）に沿うように、並設される。積層型ヘッダ５１には、接続配管５２を介して、冷媒配管（図示せず）が接続される。筒型ヘッダ６１には、接続配管６２を介して、冷媒配管（図示せず）が接続される。接続配管５２及び接続配管６２は、例えば、円管である。
【００１６】
積層型ヘッダ５１は、風上側熱交換部２１に接続され、内部に分配合流流路５１ａが形成される。分配合流流路５１ａは、熱交換部２が蒸発器として作用する場合に、冷媒配管（図示せず）から流入する冷媒を風上側熱交換部２１の複数の風上側伝熱管２２に分配して流出する分配流路となる。分配合流流路５１ａは、熱交換部２が凝縮器として作用する場合に、風上側熱交換部２１の複数の風上側伝熱管２２から流入する冷媒を合流して冷媒配管（図示せず）に流出する合流流路となる。
なお、分配合流流路５１ａは、本発明の連通穴に相当する。
【００１７】
筒型ヘッダ６１は、風下側熱交換部３１に接続され、内部に分配合流流路６１ａが形成される。分配合流流路６１ａは、熱交換部２が凝縮器として作用する場合に、冷媒配管（図示せず）から流入する冷媒を風下側熱交換部３１の複数の風下側伝熱管３２に分配して流出する分配流路となる。分配合流流路６１ａは、熱交換部２が蒸発器として作用する場合に、風下側熱交換部３１の複数の風下側伝熱管３２から流入する冷媒を合流して冷媒配管（図示せず）に流出する合流流路となる。
【００１８】
つまり、熱交換器１は、熱交換部２が蒸発器として作用する場合において、分配流路（分配合流流路５１ａ）が形成される積層型ヘッダ５１と、合流流路（分配合流流路６１ａ）が形成される筒型ヘッダ６１と、を別々に有する。
【００１９】
また、熱交換器１は、熱交換部２が凝縮器として作用する場合において、分配流路（分配合流流路６１ａ）が形成される筒型ヘッダ６１と、合流流路（分配合流流路５１ａ）が形成される積層型ヘッダ５１と、を別々に有する。
【００２０】
＜積層型ヘッダの構成＞
以下に、実施の形態１に係る熱交換器１の積層型ヘッダ５１の構成について説明する。
図２は、実施の形態１に係る積層型ヘッダにおける分解斜視図である。
図３は、実施の形態１に係る積層型ヘッダにおける側面図である。
【００２１】
図２、図３に示す積層型ヘッダ５１は、例えば長方形形状の第１板状体１１１（本発明の一端側第１板状体）、１１２、１１３、１１４（本発明の他端側第１板状体）と、この各第１板状体の間に挟み込まれる第２板状体１２１、１２２、１２３とで構成されている。第１板状体１１１、１１２、１１３、１１４と、第２板状体１２１、１２２、１２３とは平面視で同一形状の外形となっている。
ろう付け接合前の第１板状体１１１、１１２、１１３、１１４には、ろう材がクラッド（塗布）されておらず、第２板状体１２１、１２２、１２３の両面又は片面には、ろう材がクラッド（塗布）されている。この状態から第１板状体１１１、１１２、１１３、１１４を、第２板状体１２１、１２２、１２３を介して積層し、加熱炉で加熱してろう付け接合する。第１板状体１１１、１１２、１１３、１１４と、第２板状体１２１、１２２、１２３とは、例えば、厚さ１〜１０ｍｍ程度であり、アルミニウム製である。
【００２２】
積層型ヘッダ５１には、第１板状体１１１、１１２、１１３、１１４、及び、第２板状体１２１、１２２、１２３に形成された円形の貫通穴である第１流路１０Ａ、第２流路１１Ａ、第３流路１２Ａと、略Ｓ字もしくは略Ｚ字形状の貫通溝である分岐流路１０Ｂ、１１Ｂ、とによって、分配合流流路５１ａが形成されている。また、第２板状体１２１、１２２、１２３の少なくとも１枚には、例えば矩形形状の欠損部分として開口部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄが開口している（詳細は後述する）。
なお、各板状体は、プレス加工や切削加工によって加工される。プレス加工によって加工する場合は、プレス加工が可能な厚みが５ｍｍ以下の板材を使用し、切削加工によって加工する場合は、厚みが５ｍｍ以上の板材を使用してもよい。
【００２３】
冷凍サイクル装置の冷媒配管は、第１板状体１１１の第１流路１０Ａ（本発明の第１開口）に接続される。第１板状体１１１の第１流路１０Ａは、図１における接続配管５２と連通している。
【００２４】
第１板状体１１１、及び、第２板状体１２１の略中央には円形の第１流路１０Ａが開口している。また、第２板状体１２２には、第１流路１０Ａに対して対向する位置に一対の第２流路１１Ａが同じく円形で開口している。
さらに、第１板状体１１４、及び、第２板状体１２３の第２流路１１Ａに対して対向する位置には第３流路１２Ａが４箇所、円形で開口している。そして、第１板状体１１４の第３流路１２Ａ（本発明の第２開口）は、図１における風上側伝熱管２２と連通している。
【００２５】
これら第１流路１０Ａ、第２流路１１Ａ、第３流路１２Ａは、第１板状体１１１、１１２、１１３、１１４、及び、第２板状体１２１、１２２、１２３を積層したときに、それぞれ連通するように位置決めされて開口している。
【００２６】
また、第１板状体１１２には、第１分岐流路１０Ｂが形成され、第１板状体１１３には、第２分岐流路１１Ｂが形成されている。
【００２７】
ここで、各板状体が積層され分配合流流路５１ａが形成された際には、第１板状体１１２に形成された第１分岐流路１０Ｂの中央に、第１流路１０Ａが接続されるとともに、第１分岐流路１０Ｂの両端部には、第２流路１１Ａが接続される。
また、第１板状体１１３に形成された第２分岐流路１１Ｂの中央には、第２流路１１Ａが接続されるとともに、第２分岐流路１１Ｂの両端部には、第３流路１２Ａが接続される。
このように第１板状体１１１、１１２、１１３、１１４、及び、第２板状体１２１、１２２、１２３を積層してろう付けすることで各流路を接続し分配合流流路５１ａを形成することができる。
【００２８】
また、第１板状体１１１、１１２、１１３、１１４、及び、第２板状体１２１、１２２、１２３には、各板材を積層したときの位置を確定するため、位置決め手段３０が設けられている。
具体的に位置決め手段３０は、貫通穴として形成され、貫通穴にピンを挿通することにより位置決めを行うことができる。また、対向する各板材の一方に凹部を形成するとともに、他方に凸部を設け、両板材を積層した場合に凹部と凸部とが嵌合する構成としてもよい。
【００２９】
＜積層型ヘッダにおける冷媒の流れ＞
次に、積層型ヘッダ５１内の分配合流流路５１ａ、及び、その冷媒の流れについて説明する。
熱交換器１が蒸発器として機能する場合、気液二相流の冷媒が、第１板状体１１１の第１流路１０Ａから積層型ヘッダ５１内に流入する。流入した冷媒は、第１流路１０Ａ内を直進し、第１板状体１１２の第１分岐流路１０Ｂ内で第２板状体１２２の表面に衝突し、重力方向における上下に分流する。
分流した冷媒は第１分岐流路１０Ｂの両端部まで進み一対の第２流路１１Ａ内に流入する。
【００３０】
第２流路１１Ａ内に流入した冷媒は、第１流路１０Ａ内を進む冷媒と同じ向きに第２流路１１Ａ内を直進する。この冷媒は、第１板状体１１３の第２分岐流路１１Ｂ内で第２板状体１２３の表面に衝突し、重力方向における上下に分流する。
分流した冷媒は第２分岐流路１１Ｂの両端部まで進み４つの第３流路１２Ａ内に流入する。
【００３１】
第３流路１２Ａ内に流入した冷媒は、第２流路１１Ａ内を進む冷媒と同じ向きに第３流路１２Ａ内を直進する。
そして第３流路１２Ａから流出し、保持部材５の流路を介して風上側熱交換部２１の複数の風上側伝熱管２２に均一に分配されて流入する。
なお、実施の形態１の分配合流流路５１ａでは、２回分岐流路を通り、４分岐とした積層型ヘッダ５１の例を示したが、分岐の回数は特段限定されない。
【００３２】
＜第２板状体における開口部の構成＞
ここで、第２板状体１２１、１２２、１２３における開口部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄの構成について図２を用いて説明する。
長方形形状の第２板状体１２１において長手方向の両端部には、略矩形形状の開口部２０Ａが２箇所開口している。
この開口部２０Ａは、第１流路１０Ａとは連通しておらず、冷媒が流入することはない。また、開口部２０Ａの周囲の４辺は連続して形成されており、第２板状体１２１の両面に第１板状体１１１、１１２がろう付けされた場合に開口部２０Ａ内は密閉空間となる。
【００３３】
この第２板状体１２１における開口部２０Ａと同様に、長方形形状の第２板状体１２２には、長手方向の両端部に略矩形形状の開口部２０Ｂが２箇所開口している。開口部２０Ｂも第２流路１１Ａとは連通しておらず、冷媒が流入することはない。また、開口部２０Ｂの周囲の４辺は連続して形成されており、第２板状体１２２の両面に第１板状体１１２、１１３がろう付けされた場合に開口部２０Ｂ内は密閉空間となる。
【００３４】
また、長方形形状の第２板状体１２３において長手方向の両端部には、略矩形形状の開口部２０Ｃが２箇所開口している。さらに、第２板状体１２２の長手方向の中央部には開口部２０Ｄが１箇所開口している。
開口部２０Ｃ、２０Ｄも第３流路１２Ａとは連通しておらず、冷媒が流入することはない。また、開口部２０Ｃ、２０Ｄの周囲の４辺は連続して形成されており、第２板状体１２３の両面に第１板状体１１３、１１４がろう付けされた場合には開口部２０Ｃ、２０Ｄ内は密閉空間となる。
【００３５】
このような開口部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄを第２板状体１２１、１２２、１２３に形成することにより、第２板状体１２１、１２２、１２３にクラッドされるろう材を削減することができる。また、積層型ヘッダ５１をろう付けした際に開口部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄの内周面にフィレットが形成される。すると、第２板状体１２１、１２２、１２３にクラッドされるろう材が減るとともに余剰となったろう材が開口部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄの内周面にフィレットとして貯留されることで、分配合流流路５１ａ内に余剰ろう材が流入することがなくなり、流路の閉塞や狭小等の不良の原因を排除することができる。
また、積層型ヘッダ５１自体の重量が軽くなることで熱容量が減少し、ろう付け時間を短縮することができる。
【００３６】
なお、開口部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄの形状を例として略矩形形状としているが、円形や楕円形、三角形等の様々な形状を採用することができる。
【００３７】
＜熱交換部及び分配合流部の接続＞
以下に、実施の形態１に係る熱交換器の熱交換部及び分配合流部の接続について説明する。
図４及び図５は、実施の形態１に係る熱交換器の、熱交換部及び分配合流部の接続を説明する図である。なお、図５は、図４におけるＡ−Ａ線での断面図である。
【００３８】
図４及び図５に示されるように、風上側伝熱管２２の一方の端部２２ｂ及び他方の端部２２ｃのそれぞれに、風上側ジョイント部材４１が接合される。風上側ジョイント部材４１の内側には、流路が形成される。その流路は、一方の端部が、風上側伝熱管２２の外周面に沿う形状であり、他方の端部が、円形状である。風下側伝熱管３２の一方の端部３２ｂ及び他方の端部３２ｃのそれぞれに、風下側ジョイント部材４２が接合される。風下側ジョイント部材４２の内側には、流路が形成される。流路は、一方の端部が、風下側伝熱管３２の外周面に沿う形状であり、他方の端部が、円形状である。
【００３９】
風上側伝熱管２２の他方の端部２２ｃに接合された風上側ジョイント部材４１と、風下側伝熱管３２の一方の端部３２ｂに接合された風下側ジョイント部材４２と、は、列渡り管４３によって接続される。列渡り管４３は、例えば、円弧状に曲げられた円管である。風上側伝熱管２２の一方の端部２２ｂに接合された風上側ジョイント部材４１には、積層型ヘッダ５１の接続配管５７が接続される。風下側伝熱管３２の他方の端部３２ｃに接合された風下側ジョイント部材４２には、筒型ヘッダ６１の接続配管６４が接続される。    
【００４０】
風上側ジョイント部材４１と接続配管５７とが、一体化されていてもよい。また、風下側ジョイント部材４２と接続配管６４とが、一体化されていてもよい。また、風上側ジョイント部材４１と風下側ジョイント部材４２と列渡り管４３とが、一体化されていてもよい。
【００４１】
図６は、実施の形態１に係る熱交換器の変形例の、熱交換部及び分配合流部の接続を説明する図である。
なお、図６は、図４におけるＡ−Ａ線に相当する線での断面図である。
なお、風上側伝熱管２２及び風下側伝熱管３２は、図５に示されるように、風上側伝熱管２２の一方の端部２２ｂ及び他方の端部２２ｃと、風下側伝熱管３２の一方の端部３２ｂ及び他方の端部３２ｃと、が、熱交換器１を側方視した状態において千鳥状になるように、配設されていてもよく、また、図６に示されるように、碁盤状になるように、配設されていてもよい。
【００４２】
＜熱交換器が適用される空気調和装置の構成＞
以下に、実施の形態１に係る熱交換器が適用される空気調和装置の構成について説明する。
図７及び図８は、実施の形態１に係る熱交換器が適用される空気調和装置の、構成を示す図である。なお、図７は、空気調和装置９１が暖房運転する場合を示している。また、図８は、空気調和装置９１が冷房運転する場合を示している。
【００４３】
図７及び図８に示されるように、空気調和装置９１は、圧縮機９２と、四方弁９３と、室外熱交換器（熱源側熱交換器）９４と、絞り装置９５と、室内熱交換器（負荷側熱交換器）９６と、室外ファン（熱源側ファン）９７と、室内ファン（負荷側ファン）９８と、制御装置９９と、を有する。圧縮機９２と四方弁９３と室外熱交換器９４と絞り装置９５と室内熱交換器９６とが冷媒配管で接続されて、冷媒循環回路が形成される。四方弁９３は、他の流路切替装置であってもよい。
【００４４】
室外熱交換器９４は、熱交換器１である。熱交換器１は、室外ファン９７の駆動によって生じる空気流れの風上側に積層型ヘッダ５１が配設され、風下側に筒型ヘッダ６１が配設されるように、設けられる。室外ファン９７は、熱交換器１の風上側に設けられてもよく、また、熱交換器１の風下側に設けられてもよい。
【００４５】
制御装置９９には、例えば、圧縮機９２、四方弁９３、絞り装置９５、室外ファン９７、室内ファン９８、各種センサ等が接続される。制御装置９９によって、四方弁９３の流路が切り替えられることで、暖房運転と冷房運転とが切り替えられる。
【００４６】
＜熱交換器及び空気調和装置の動作＞
以下に、実施の形態１に係る熱交換器、及び、その熱交換器が適用される空気調和装置の動作について説明する。
（暖房運転時の熱交換器及び空気調和装置の動作）
以下に、図７を用いて、暖房運転時の冷媒の流れについて説明する。
圧縮機９２から吐出される高圧高温のガス状態の冷媒は、四方弁９３を介して室内熱交換器９６に流入し、室内ファン９８によって供給される空気との熱交換によって凝縮することで、室内を暖房する。凝縮した冷媒は、高圧の過冷却液状態となり、室内熱交換器９６から流出し、絞り装置９５によって、低圧の気液二相状態の冷媒となる。低圧の気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器９４に流入し、室外ファン９７によって供給される空気と熱交換を行い、蒸発する。蒸発した冷媒は、低圧の過熱ガス状態となり、室外熱交換器９４から流出し、四方弁９３を介して圧縮機９２に吸入される。つまり、暖房運転時には、室外熱交換器９４は、蒸発器として作用する。
【００４７】
室外熱交換器９４において、冷媒は、積層型ヘッダ５１の分配合流流路５１ａに流入して分配され、風上側熱交換部２１の風上側伝熱管２２の一方の端部２２ｂに流入する。風上側伝熱管２２の一方の端部２２ｂに流入した冷媒は、折返し部２２ａを通過し、風上側伝熱管２２の他方の端部２２ｃに至り、列渡り管４３を介して、風下側熱交換部３１の風下側伝熱管３２の一方の端部３２ｂに流入する。風下側伝熱管３２の一方の端部３２ｂに流入した冷媒は、折返し部３２ａを通過し、風下側伝熱管３２の他方の端部３２ｃに至り、筒型ヘッダ６１の分配合流流路６１ａに流入して合流される。
【００４８】
（冷房運転時の熱交換器及び空気調和装置の動作）
以下に、図８を用いて、冷房運転時の冷媒の流れについて説明する。
圧縮機９２から吐出される高圧高温のガス状態の冷媒は、四方弁９３を介して室外熱交換器９４に流入し、室外ファン９７によって供給される空気と熱交換を行い、凝縮する。凝縮した冷媒は、高圧の過冷却液状態（もしくは低乾き度の気液二相状態）となり、室外熱交換器９４から流出し、絞り装置９５によって、低圧の気液二相状態となる。低圧の気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器９６に流入し、室内ファン９８によって供給される空気との熱交換によって蒸発することで、室内を冷却する。蒸発した冷媒は、低圧の過熱ガス状態となり、室内熱交換器９６から流出し、四方弁９３を介して圧縮機９２に吸入される。つまり、冷房運転時には、室外熱交換器９４は、凝縮器として作用する。
【００４９】
室外熱交換器９４において、冷媒は、筒型ヘッダ６１の分配合流流路６１ａに流入して分配され、風下側熱交換部３１の風下側伝熱管３２の他方の端部３２ｃに流入する。風下側伝熱管３２の他方の端部３２ｃに流入した冷媒は、折返し部３２ａを通過し、風下側伝熱管３２の一方の端部３２ｂに至り、列渡り管４３を介して、風上側熱交換部２１の風上側伝熱管２２の他方の端部２２ｃに流入する。風上側伝熱管２２の他方の端部２２ｃに流入した冷媒は、折返し部２２ａを通過し、風上側伝熱管２２の一方の端部２２ｂに至り、積層型ヘッダ５１の分配合流流路５１ａに流入して合流される。
【００５０】
実施の形態２．
実施の形態２に係る積層型ヘッダについて説明する。
なお、実施の形態１と重複又は類似する説明は、適宜簡略化又は省略している。
【００５１】
実施の形態２に係る積層型ヘッダ５１は、第２板状体における開口部の構成においてのみ実施の形態１に係る積層型ヘッダ５１と相違するため、この点について説明する。実施の形態２に係る積層型ヘッダ５１を熱交換器、及び、空気調和装置に適用する形態としては実施の形態１に係る積層型ヘッダ５１と同様である。
【００５２】
＜第２板状体における開口部の構成＞
図９は、実施の形態２に係る積層型ヘッダにおける分解斜視図である。
第１板状体１１１、１１２、１１３、１１４、及び、第２板状体１２１、１２２、１２３の各構成については実施の形態１と同じである。
第２板状体１２１、１２２、１２３における開口部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄの構成について図２を用いて説明する。
長方形形状の第２板状体１２１において長手方向の両端部には、略矩形形状の開口部２０Ａが２箇所開口している。
【００５３】
この開口部２０Ａは、第１流路１０Ａとは連通しておらず、冷媒が流入することはない。また、開口部２０Ａの周囲の４辺のうち少なくとも１箇所には、図９における拡大図のように大気と連通する切欠部２４が形成されている。よって、第２板状体１２１の両面に第１板状体１１１、１１２がろう付けされた場合に開口部２０Ａ内は大気と連通する開放空間となる。
【００５４】
この第２板状体１２１における開口部２０Ａと同様に、長方形形状の第２板状体１２２には、長手方向の両端部に略矩形形状の開口部２０Ｂが２箇所開口している。開口部２０Ｂも第２流路１１Ａとは連通しておらず、冷媒が流入することはない。また、開口部２０Ｂの周囲の４辺のうち少なくとも１箇所には大気と連通する切欠部２４が形成されている。よって、第２板状体１２２の両面に第１板状体１１２、１１３がろう付けされた場合に開口部２０Ｂ内は大気と連通する開放空間となる。
【００５５】
また、長方形形状の第２板状体１２３において長手方向の両端部には、略矩形形状の開口部２０Ｃが２箇所開口している。さらに、第２板状体１２２の長手方向の中央部には開口部２０Ｄが１箇所開口している。
開口部２０Ｃ、２０Ｄも第３流路１２Ａとは連通しておらず、冷媒が流入することはない。また、開口部２０Ｃ、２０Ｄの周囲の４辺のうち少なくとも１箇所には大気と連通する切欠部２４が形成されている。よって、第２板状体１２３の両面に第１板状体１１３、１１４がろう付けされた場合に開口部２０Ｃ、２０Ｄ内は大気と連通する開放空間となる。
【００５６】
このような開口部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄを第２板状体１２１、１２２、１２３に形成することにより、第２板状体１２１、１２２、１２３にクラッドされるろう材を削減することができる。また、余剰となったろう材が開口部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄの内周面にフィレットとして貯留されることで、分配合流流路５１ａ内に余剰ろう材が流入することがなくなり、流路の閉塞や狭小等の不良の原因を排除することができる。
【００５７】
さらに、開口部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄと大気とを連通する切欠部２４を各開口部に設けたことにより、簡単な構成で開口部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ内に流入したろう材が相対的に圧力の低い大気空間に向かって流動する。
これにより、開口部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ内の溶融したろう材が行き場を失うことがなく、切欠部２４を設けた簡単な構成で余剰ろう材が分配合流流路５１ａ内へ流れ込むことを回避することができる。
また、積層型ヘッダ５１自体の重量が軽くなることで熱容量が減少し、ろう付け時間を短縮することができる。
【００５８】
なお、開口部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄの形状を例として略矩形形状としているが、円形や楕円形、三角形等の様々な形状を採用することができる。
【００５９】
実施の形態３．
実施の形態３に係る積層型ヘッダについて説明する。
なお、実施の形態１、２と重複又は類似する説明は、適宜簡略化又は省略している。
【００６０】
実施の形態１、２に係る積層型ヘッダ５１は、第１板状体１１１、１１２、１１３、１１４と、第２板状体１２１、１２２、１２３とが平面視で同一形状の外形となっているが、実施の形態３に係る積層型ヘッダ５１では、この外形の形状が板状体で異なっている点で相違する。実施の形態３に係る積層型ヘッダ５１を熱交換器、及び、空気調和装置に適用する形態としては実施の形態１、２に係る積層型ヘッダ５１と同様である。
【００６１】
＜積層型ヘッダの構成＞
図１０は、実施の形態３に係る積層型ヘッダにおける分解斜視図である。
図１１は、実施の形態３に係る積層型ヘッダにおける側面図である。
図１０、１１に示す積層型ヘッダ５１は、実施の形態１、２に係る積層型ヘッダ５１と同様に、例えば長方形形状の第１板状体１１１、１１２、１１３、１１４と、この各第１板状体の間に挟み込まれる第２板状体１２１、１２２、１２３とで構成されている。
第２板状体１２１、１２２、１２３の両面又は片面には、ろう材がクラッド（塗布）される。第１板状体１１１、１１２、１１３、１１４は、第２板状体１２１、１２２、１２３を介して積層され、ろう付けにより一体に接合される。このとき、積層型ヘッダ５１の内部に実施の形態１、２に係る分配合流流路５１ａと同一の冷媒流路が形成される。
【００６２】
実施の形態３に係る積層型ヘッダ５１は、図１０、１１に示すように第１板状体１１１、１１２、１１３、１１４及び、第２板状体１２１、１２２、１２３で、平面視における長手方向（図１１における紙面縦方向）の長さが異なった寸法となっている。また、平面視において短手方向（図１１の紙面前後方向）の長さは各板状体で同一寸法となっている。
より具体的には、風上側伝熱管２２が接続される第１板状体１１４の長手方向の寸法を他の板状体に比べて一番長く構成する。次いで、各板状体の長手方向の両端部を切取部分２５として切断し、第１板状体１１２、１１３と第２板状体１２２、１２３の４枚の長手方向の寸法を同一寸法として二番目に長く構成する。最後に、第１板状体１１１と第２板状体１２１の２枚の長手方向を同一寸法とし、両端部を切取部分２５として切断して一番短く構成する。
【００６３】
この各板状体の長手方向の長さは、実施の形態１、２に係る開口部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃから両端側の不要部分を切取部分２５として切断することで規定されている。
より具体的には、第１板状体１１１と第２板状体１２１の長手方向長さは、図２、図９における開口部２０Ａの第１流路１０Ａ側の辺で両端部を切断し切取部分２５としたものである。同様に、第１板状体１１２、１１３と第２板状体１２２、１２３の長手方向長さは、図２、図９における開口部２０Ｂ、２０Ｃの第２流路１１Ａ側または第３流路１２Ａ側の辺で両端部を切断し切取部分２５としたものである。
【００６４】
このように、風上側伝熱管２２が接続される第１板状体１１４から接続配管５２が接続される第１板状体１１１に向けて各板状体の長手方向を切断し、漸次短くなるように構成することで、分配合流流路５１ａを形成する上で不要な第２板状体１２１、１２２、１２３を切取部分２５として削減することができる。よって、第２板状体１２１、１２２、１２３にクラッドされるろう材が減るため、分配合流流路５１ａ内に余剰ろう材が流入することがなくなり、流路の閉塞や狭小等の不良の原因を排除することができる。
【００６５】
さらに、第１板状体１１１、１１２、１１３、１１４と、この各第１板状体の間に挟み込まれる第２板状体１２１、１２２、１２３とを組付ける順番を容易に特定できるため、生産性を向上することができる。
また、積層型ヘッダ５１自体の重量が軽くなることで熱容量が減少し、ろう付け時間を短縮することができる。
そして、分配合流流路５１ａ以外の不要な板状体部分を予めカットすることで、コストを削減することができる。
【００６６】
なお、実施の形態３に係る積層型ヘッダ５１においても、実施の形態１、２に係る第２板状体の中央部側に形成された開口部２０Ｄを採用することができる。開口部２０Ｄを採用することで、さらに不要なろう材を削減することができ、分配合流流路５１ａの閉塞や狭小等の不良の原因を排除する効果を得ることができる。
【００６７】
実施の形態４．
実施の形態４に係る積層型ヘッダについて説明する。
なお、実施の形態１と重複又は類似する説明は、適宜簡略化又は省略している。
【００６８】
実施の形態４に係る積層型ヘッダ５１は、第２板状体における開口部の構成、及び、開口部を大気に連通させる連結穴の構成において実施の形態１に係る積層型ヘッダ５１と相違するため、この点について説明する。実施の形態４に係る積層型ヘッダ５１を熱交換器、及び、空気調和装置に適用する形態としては実施の形態１に係る積層型ヘッダ５１と同様である。
【００６９】
＜第２板状体における開口部の構成＞
図１２は、実施の形態４に係る積層型ヘッダにおける分解斜視図である。
第１板状体１１１、１１２、１１３、１１４、及び、第２板状体１２１、１２２、１２３の基本構成については実施の形態１と同じである。
第２板状体１２１、１２２、１２３における開口部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅの構成について図１２を用いて説明する。
【００７０】
長方形形状の第２板状体１２１において長手方向の両端部から中央部にかけて、矩形の開口と長尺形状の開口とを組み合わせた略斧形状の開口部２０Ａが２箇所開口している。
この開口部２０Ａは、第１流路１０Ａとは連通しておらず、冷媒が流入することはない。
【００７１】
この第２板状体１２１における開口部２０Ａと同様に、長方形形状の第２板状体１２２には、長手方向の両端部に略矩形形状の開口部２０Ｂが２箇所開口している。また、第２板状体１２２には、長手方向の中央部に略三角形状の開口部２０Ｅが２箇所開口している。開口部２０Ｂ、開口部２０Ｅは、第２流路１１Ａとは連通しておらず、冷媒が流入することはない。
【００７２】
また、長方形形状の第２板状体１２３において長手方向の両端部には、略矩形形状の開口部２０Ｃが２箇所開口している。さらに、第２板状体１２２の長手方向の中央部には開口部２０Ｄが１箇所開口している。開口部２０Ｃ、開口部２０Ｄは、第３流路１２Ａとは連通しておらず、冷媒が流入することはない。
【００７３】
次に第１板状体１１１、１１２、１１３における大気開放穴２６Ａ、及び、連結穴２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ、２６Ｅの構成について図１２を用いて説明する。
第１板状体１１１には、長手方向の略中央部に、各板状体を積層した状態で第２板状体１２１の開口部２０Ａの一方に連通する円形の大気開放穴２６Ａが開口している。
また、第１板状体１１２には、長手方向の略中央部に、各板状体を積層した状態で第２板状体１２１の２つの開口部２０Ａ及び第２板状体１２２の２つの開口部２０Ｅに連通する円形の２つの連結穴２６Ｂが開口している。
また、第１板状体１１２には、長手方向の両端部に、各板状体を積層した状態で第２板状体１２１の２つの開口部２０Ａ及び第２板状体１２２の２つの開口部２０Ｂに連通する円形の２つの連結穴２６Ｄが開口している。
また、第１板状体１１３には、長手方向の略中央部に、各板状体を積層した状態で第２板状体１２２の２つの開口部２０Ｅ及び第２板状体１２３の１つの開口部２０Ｄに連通する円形の２つの連結穴２６Ｃが開口している。
また、第１板状体１１３には、長手方向の両端部に、各板状体を積層した状態で第２板状体１２２の２つの開口部２０Ｂ及び第２板状体１２３の２つの開口部２０Ｃに連通する円形の２つの連結穴２６Ｅが開口している。
【００７４】
このように構成された第１板状体１１１、１１２、１１３、１１４、及び、第２板状体１２１、１２２、１２３を図１２に示すように積層し、ろう付けして一体化した際の構造を説明する。
各板状体が一体化すると、板状体に開口した大気開放穴２６Ａ、連結穴２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ、２６Ｅ、及び、開口部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅがそれぞれ連通して大気に開放された流路を形成する。
すなわち、大気と連通する１つの大気開放穴２６Ａ、各連結穴２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ、２６Ｅ、及び、各開口部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅを図１２のように板状体の積層方向に連通させ、連結流路を形成する。連結流路は、１つの大気開放穴２６Ａから複数の開口部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅを連通するように分岐する分岐流路として形成される。連結流路は、１つの大気開放穴２６Ａから開口部２０Ａで２つの流路に分岐し、開口部２０Ａ、連結穴２６Ｂ、開口部２０Ｅ、連結穴２６Ｃ、開口部２０Ｄを連結する。また、連結流路は、開口部２０Ａ、連結穴２６Ｄ、開口部２０Ｂ、連結穴２６Ｅ、開口部２０Ｃを連結する。よって、複数の開口部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅは、１つの大気開放穴２６Ａで大気と連通する開放空間となる。
なお、大気開放穴２６Ａ、及び、連結穴２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ、２６Ｅは、開口部に比べて開口面積が小さく形成されている。
【００７５】
このような開口部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅを第２板状体１２１、１２２、１２３に形成することにより、第２板状体１２１、１２２、１２３にクラッドされるろう材を削減することができる。また、余剰となったろう材が開口部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅの内周面にフィレットとして貯留されることで、分配合流流路５１ａ内に余剰ろう材が流入することがなくなり、流路の閉塞や狭小等の不良の原因を排除することができる。
【００７６】
さらに、開口部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅを大気に開放したことにより、ろう付け工程の時に開口部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅ内に流入した余剰ろう材が相対的に圧力の低い大気空間に向かって流動する。
これにより、開口部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅ内の溶融したろう材が行き場を失うことがなく、余剰ろう材が分配合流流路５１ａ内へ流れ込むことを回避することができる。
また、積層型ヘッダ５１自体の重量が軽くなることで熱容量が減少し、ろう付け時間を短縮することができる。
【００７７】
なお、開口部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅの形状を例として図１２のようにしているが、円形や楕円形、三角形等の様々な形状を採用することができる。
また、大気に連通する大気開放穴２６Ａを１つ形成した例を示したが、複数の大気開放穴を設けてもよい。さらに、第１板状体１１４に大気開放穴２６Ａを開口し、連結流路を形成してもよい。
【００７８】
なお、大気に連通する大気開放穴２６Ａには、最終的にシリコンゴムが取り付けられ各開口部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅは密閉空間となる。
大気に連通する大気開放穴２６Ａを１つとすることで、シリコンゴムを取り付ける手間が少なくなると共に、大気開放穴２６Ａを通って水が開口部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅ内に進入する可能性が低くなり、各板状体の腐食を防止することができる。
【００７９】
実施の形態１〜３では、第１板状体１１１、１１２、１１３、１１４と、この各第１板状体の間に挟み込まれる第２板状体１２１、１２２、１２３との枚数を計７枚とした例を示したが、この板状体の枚数には特段限定されない。また、分配分岐流路の分岐回数についてもこれら実施の形態には限定されない。
【符号の説明】
【００８０】
１  熱交換器、２  熱交換部、３  分配合流部、５  保持部材、１０Ａ  第１流路、１０Ｂ  第１分岐流路、１１Ａ  第２流路、１１Ｂ  第２分岐流路、１２Ａ  第３流路、２０Ａ  開口部、２０Ｂ  開口部、２０Ｃ  開口部、２０Ｄ  開口部、２０Ｅ  開口部、２１  風上側熱交換部、２２  風上側伝熱管、２２ａ  折返し部、２２ｂ  端部、２２ｃ  端部、２３  風上側フィン、２４  切欠部、２５  切取部分、２６Ａ  連結穴、２６Ｂ  連結穴、２６Ｃ  連結穴、２６Ｄ  連結穴、２６Ｅ  連結穴、３０  位置決め手段、３１  風下側熱交換部、３２  風下側伝熱管、３２ａ  折返し部、３２ｂ  端部、３２ｃ  端部、３３  風下側フィン、４１  風上側ジョイント部材、４２  風下側ジョイント部材、４３  列渡り管、５１  積層型ヘッダ、５１ａ  分配合流流路（本発明の連通穴に相当する）、５２  接続配管、５７  接続配管、６１  筒型ヘッダ、６１ａ  分配合流流路、６２  接続配管、６４  接続配管、９１  空気調和装置、９２  圧縮機、９３  四方弁、９４  室外熱交換器、９５  絞り装置、９６  室内熱交換器、９７  室外ファン、９８  室内ファン、９９  制御装置、１１１  第１板状体（本発明の一端側第１板状体に相当する）、１１２  第１板状体、１１３  第１板状体、１１４  第１板状体（本発明の他端側第１板状体に相当する）、１２１  第２板状体、１２２  第２板状体、１２３  第２板状体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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