(57)【要約】【課題】材料歩留まりが向上するとともに加工工数を削減しうる熱交換器を提供する。【解決手段】左右方向に伸びる複数の偏平中空体5Aと、偏平中空体5Aの左右両端部が接続されたヘッダと、上下に隣り合う偏平中空体5A間に配された低温流体側コルゲートフィン７とを備えている。偏平中空体5Aは、平らな上下壁5aと前後両側壁5bを有し、左右両端が開口している。ヘッダは、上下方向に伸びる貫通穴9,10を有しており、かつ貫通穴9,10どうしが連通するように上下に積層されて相互にろう付された複数のヘッダ構成部材８よりなる。各ヘッダ構成部材８における左右方向内側部分に、上面から中空体端部嵌め入れ用の切り欠き12を形成する。切り欠き12内に偏平中空体5Aの端部を嵌め入れてその端部開口が貫通穴9,10に通じるようにヘッダ構成部材８にろう付する。【選択図】      図２
2004198004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向に間隔をおいて並列状に配された左右方向に伸びる複数の高温流体流通用偏平中空体と、偏平中空体の左右両端部のうち少なくとも一端部が接続されたヘッダと、上下に隣り合う偏平中空体間に配されて偏平中空体にろう付された低温流体側フィンとを備えた熱交換器において、
偏平中空体が、左右方向に長い平らな上下壁および上下壁の前後両側縁に跨る前後両側壁を有するとともに、ヘッダに接続される側の端部に開口を有しており、ヘッダが、偏平中空体の上下方向の厚みよりも大きな上下方向の厚みを有するとともに上下方向に伸びる貫通穴を有し、かつ貫通穴どうしが連通するように上下に積層されて相互にろう付された複数のヘッダ構成部材よりなり、各ヘッダ構成部材における左右方向内側部分に、上面または下面から中空体端部嵌め入れ用の切り欠きが形成され、この切り欠き内に偏平中空体の端部が嵌め入れられてその端部開口が貫通穴に通じるようにヘッダ構成部材にろう付されている熱交換器。
【請求項２】
偏平中空体の前後両側壁外面がヘッダ構成部材の前後両側面とそれぞれ面一になっており、偏平中空体の前後両側壁外面の端部とヘッダ構成部材の前後両側面との間に、上下方向に伸びるろう溜め溝が形成され、このろう溜め溝内がろう材で埋められている請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
ヘッダ構成部材が、押出方向が上下方向である押出形材からなり、ヘッダ構成部材の押出成形と同時にろう溜め溝が形成されている請求項２記載の熱交換器。
【請求項４】
偏平中空体が、上下方向に間隔をおいて配された左右方向に長い上下両平板と、両平板間に配されかつ両平板にろう付された流路形成体とよりなり、流路形成体が、両平板の前後両側縁に跨る前後両側壁形成部および前後両側壁形成部間に設けられた伝熱面積拡大部よりなり、ヘッダ構成部材の切り欠きの上下方向の深さが、流路形成体の前後両側壁形成部の高さに切り欠きの奥側に位置する一方の平板の厚みを加えたものに等しくなっており、偏平中空体の他方の平板の端部が延長されて隣接する２つのヘッダ構成部材間に介在させられるとともに両ヘッダ構成部材にろう付され、上記他方の平板の延長部に、延長部を挟んで隣接する上下２つのヘッダ構成部材の貫通穴に通じる貫通穴が形成されている請求項１〜３のうちのいずれかに記載の熱交換器。
【請求項５】
偏平中空体の上下両平板が両面にろう材層を有するブレージングシートからなり、偏平中空体の流路形成体およびヘッダのヘッダ構成部材がそれぞれアルミニウムからなる請求項４記載の熱交換器。
【請求項６】
偏平中空体の両端部がそれぞれ同一構成の２つのヘッダに接続されている請求項１〜５のうちのいずれかに記載の熱交換器。
【請求項７】
偏平中空体の流路形成体における前後両側壁形成部と伝熱面積拡大部とが一体に形成されている請求項６記載の熱交換器。
【請求項８】
偏平中空体の流路形成体における前後両側壁形成部と伝熱面積拡大部とが別部材からなる請求項６記載の熱交換器。
【請求項９】
偏平中空体の流路形成体における前後両側壁形成部が、上下両平板の前後両側縁部間にそれぞれ配されて両平板にろう付された側壁形成バーからなり、同じく伝熱面積拡大部が、両平板間に配されかつ流体を偏平中空体の長さ方向に流しうる形状の高温流体側フィンからなる請求項８記載の熱交換器。
【請求項１０】
偏平中空体の流路形成体における前後両側壁形成部が、上下両平板の前後両側縁にそれぞれ一体に形成されかつ相互に重ね合わされた屈曲壁部からなり、同じく伝熱面積拡大部が、両平板間に配されかつ流体を偏平中空体の長さ方向に流しうる形状の高温流体側フィンからなる請求項８記載の熱交換器。
【請求項１１】
偏平中空体の一端部のみがヘッダに接続されるとともに他端部が閉鎖され、上下に隣り合う偏平中空体間のヘッダとは反対側の端部にスペーサバーが配置されるとともにヘッダとスペーサバーとの間に低温流体側フィンが配置され、偏平中空体内に左右方向に伸びる前後２つの流路が仕切壁を介して設けられ、各ヘッダ構成部材に偏平中空体の２つの流路の一端部に通じる２つの貫通穴がそれぞれ形成され、偏平中空体の２つの流路の他端部が相互に連通させられている請求項１〜５のうちのいずれかに記載の熱交換器。
【請求項１２】
偏平中空体が、上下方向に間隔をおいて配された左右方向に長い上下両平板と、両平板間に配されかつ両平板にろう付された流路形成体とよりなり、流路形成体が、上下両平板の前後両側縁部間にそれぞれ配されかつ左右方向に伸びる２つの前後両側壁形成部と、前後両側壁形成部間にこれらと間隔をおいて配されかつ左右方向に伸びる１つの仕切壁形成部と、前後両側壁形成部および仕切壁形成部に跨って高さの中間部に一体に設けられた２つの伝熱面積拡大部とよりなり、仕切壁形成部におけるヘッダとは反対側の端部が切除されて仕切壁形成部の両側部分が連通させられ、上下両平板におけるヘッダとは反対側の端部をそれぞれ互いに他の平板側に曲げるとともにこれらの屈曲部を相互に重ね合わせてろう付することにより、偏平中空体におけるヘッダとは反対側の端部が閉鎖されている請求項１１記載の熱交換器。
【請求項１３】
上下方向に並んだ複数の熱交換部を備えているとともに、各熱交換部を構成する偏平中空体内に異なる種類の高温流体が流れるようになされており、隣り合う熱交換部における互いに近接した偏平中空体間での高温流体の流れが遮断されている請求項１〜１０のうちのいずれかに記載の熱交換器。
【請求項１４】
隣接する２つの熱交換部のうちの一方がオイルクーラ、アフタークーラおよびラジエータのうちのいずれか１つであり、同他方がオイルクーラ、アフタークーラおよびラジエータのうちの他のいずれか１つである請求項１３記載の熱交換器。
【請求項１５】
請求項１〜１４のうちのいずれかに記載されている熱交換器を備えた産業機械。
【請求項１６】
請求項７記載の熱交換器を製造する方法であって、
貫通穴を有するアルミニウム押出形材をその押出方向と直交する面内で切断することにより貫通穴を有する切断片を形成し、この切断片の左右方向内側部分に上面または下面から中空体端部嵌め入れ用の切り欠きを形成して複数のヘッダ構成部材をつくること、
両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートを用いて、左右方向に長い短平板と、短平板に比べて左右方向に長い長平板とをつくるとともに、長平板の左右両端部にそれぞれ貫通穴を形成すること、
前後方向に間隔をおいて設けられかつ左右方向に伸びる２つの前後両側壁形成部と、前後両側壁形成部間に跨って高さの中間部に一体に設けられた伝熱面積拡大部よりなるとともに、短平板と同長の流路形成体をつくること、
アルミニウム製低温流体側フィンを用意すること、
長短両平板を、長平板の左右両端部における貫通穴が形成された部分が短平板よりも突出するように対向状に配置するとともに、長短両平板間に流路形成体を介在させてなる組み合わせ体を、上下方向に間隔をおきかつ長平板が上下いずれか同じ側に来るように配置すること、
上下に隣り合う組み合わせ体における長平板の左右両端部間にヘッダ構成部材を配置し、短平板および流路形成体の左右両端部をヘッダ構成部材の中空体端部嵌め入れ用切り欠き内に嵌め入れるとともに、ヘッダ構成部材の貫通穴と長平板の貫通穴とを通じさせること、
左右のヘッダ構成部材間において上下に隣り合う組み合わせ体間に低温流体側フィンを配置すること、
ならびに長短両平板と流路形成体、長短両平板および流路形成体とヘッダ構成部材、長短両平板と低温流体側フィンとを、それぞれ長短両平板から溶け出したろう材によりろう付することを含む熱交換器の製造方法。
【請求項１７】
請求項９記載の熱交換器を製造する方法であって、
貫通穴を有するアルミニウム押出形材をその押出方向と直交する面内で切断することにより貫通穴を有する切断片を形成し、この切断片の左右方向内側部分に上面または下面から中空体端部嵌め入れ用の切り欠きを形成して複数のヘッダ構成部材をつくること、
両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートを用いて、左右方向に長い短平板と、短平板に比べて左右方向に長い長平板とをつくるとともに、長平板の左右両端部にそれぞれ貫通穴を形成すること、
左右方向に伸びる前後１対のアルミニウム製側壁形成バーおよびアルミニウム製高温流体側フィンを用意すること、
アルミニウム製低温流体側フィンを用意すること、
長短両平板を、長平板の左右両端部における貫通穴が形成された部分が短平板よりも突出するように対向状に配置するとともに、長短両平板間の前後両側縁部間に側壁形成バーを、同じく両側壁形成バー間に高温流体側フィンをそれぞれ介在させてなる組み合わせ体を、上下方向に間隔をおきかつ長平板が上下いずれか同じ側に来るように配置すること、
上下に隣り合う組み合わせ体における長平板の左右両端部間にヘッダ構成部材を配置し、短平板、側壁形成バーおよび高温流体側フィンの左右両端部をヘッダ構成部材の中空体端部嵌め入れ用切り欠き内に嵌め入れるとともに、ヘッダ構成部材の貫通穴と長平板の貫通穴とを通じさせること、
左右のヘッダ構成部材間において上下に隣り合う組み合わせ体間に低温流体側フィンを配置すること、
ならびに長短両平板と側壁形成バーおよび高温流体側フィン、長短両平板および側壁形成バーとヘッダ構成部材、長短両平板と低温流体側フィンとを、それぞれ長短両平板から溶け出したろう材によりろう付することを含む熱交換器の製造方法。
【請求項１８】
請求項１０記載の熱交換器を製造する方法であって、
貫通穴を有するアルミニウム押出形材をその押出方向と直交する面内で切断することにより貫通穴を有する切断片を形成し、この切断片の左右方向内側部分に上面または下面から中空体端部嵌め入れ用の切り欠きを形成して複数のヘッダ構成部材をつくること、
両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートを用いて、左右方向に長い短平板と、短平板に比べて左右方向に長い長平板とをつくるとともに、長平板の左右両端部にそれぞれ貫通穴を形成すること、
長短両平板の前後両側縁部を屈曲させて屈曲壁部を形成すること、
アルミニウム製高温流体側フィンおよびアルミニウム製低温流体側フィンを用意すること、
長短両平板を、長平板の左右両端部における貫通穴が形成された部分が短平板よりも突出しかつ長短両平板の屈曲壁部どうしが重なるように対向状に配置するとともに、長短両平板間に高温流体側フィンを介在させてなる組み合わせ体を、上下方向に間隔をおきかつ長平板が上下いずれか同じ側に来るように配置すること、
上下に隣り合う組み合わせ体における長平板の左右両端部間にヘッダ構成部材を配置し、短平板、屈曲壁部および高温流体側フィンの左右両端部をヘッダ構成部材の中空体端部嵌め入れ用切り欠き内に嵌め入れるとともに、ヘッダ構成部材の貫通穴と長平板の貫通穴とを通じさせること、
左右のヘッダ構成部材間において上下に隣り合う組み合わせ体間に低温流体側フィンを配置すること、
ならびに長短両平板の屈曲壁部どうし、長短両平板と高温流体側フィン、長短両平板および屈曲壁部とヘッダ構成部材、長短両平板と低温流体側フィンとを、それぞれ長短両平板から溶け出したろう材によりろう付することを含む熱交換器の製造方法。
【請求項１９】
請求項１２記載の熱交換器を製造する方法であって、
２つの貫通穴を有するアルミニウム押出形材をその押出方向と直交する面内で切断することにより前後２つの貫通穴を有する切断片を形成し、この切断片の左右方向内側部分に上面または下面から中空体端部嵌め入れ用の切り欠きを形成して複数のヘッダ構成部材をつくること、
両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートを用いて、左右方向に長い短平板と、短平板に比べて左右方向に長い長平板をつくるとともに、長平板の一端部に前後２つの貫通穴を形成すること、
長平板における貫通穴が形成されていない側の端部および短平板の一端部を曲げて屈曲部を形成すること、
前後方向に間隔をおいて設けられかつ左右方向に伸びる２つの前後両側壁形成部と、前後両側壁形成部間にこれらと間隔をおいて設けられかつ左右方向に伸びる仕切壁形成部と、前後両側壁形成部および仕切壁形成部に跨って高さの中間部に一体に設けられた伝熱面積拡大部よりなる流路形成体をつくり、その仕切壁形成部の一端部を切除すること、
アルミニウム製低温流体側フィンとアルミニウム製スペーサバーとを用意すること、
長短両平板を、長平板の上記一端部における貫通穴が形成された部分が短平板よりも突出しかつ長短両平板の屈曲部どうしが重なるように対向状に配置するとともに、長短両平板間に仕切壁形成部の切除された側の端部が屈曲部側を向くように流路形成体を介在させてなる組み合わせ体を、上下方向に間隔をおきかつ長平板が上下いずれか同じ側に来るように配置すること、
上下に隣り合う組み合わせ体における長平板の短平板よりも突出した端部間にヘッダ構成部材を配置し、短平板および流路形成体の端部をヘッダ構成部材の中空体端部嵌め入れ用切り欠き内に嵌め入れるとともに、ヘッダ構成部材の２つの貫通穴と長平板の２つの貫通穴とをそれぞれ通じさせること、
上下に隣り合う組み合わせ体間におけるヘッダ構成部材とは反対側の端部に前後方向に伸びるスペーサバーを配置すること、
ヘッダ構成部材とスペーサバーとの間において上下に隣り合う組み合わせ体間に低温流体側フィンを配置すること、
ならびに長短両平板の屈曲部どうし、長短両平板と流路形成体、長短両平板とヘッダ構成部材およびスペーサバー、長短両平板と低温流体側フィンとを、それぞれ長短両平板から溶け出したろう材によりろう付することを含む熱交換器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、コンプレッサ、工作機械、油圧機器などの産業機械のオイルクーラ、アフタークーラ、ラジエータ等として使用される熱交換器およびその製造方法に関する。
【０００２】
この明細書において、図１および図１３の上下、左右をそれぞれ上下、左右といい、隣り合う偏平中空体間を流れかつ偏平中空体内を流れる高温流体と熱交換する低温流体の流れ方向の下流側、すなわち図１および図１３に矢印Ｘで示す方向を前、これと反対側を後というものとする。また、以下の説明において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。
【０００３】
【従来の技術】
産業機械のオイルクーラ、アフタークーラ、ラジエータ等として使用される熱交換器として、従来、上下方向に間隔をおいて並列状に配された左右方向に伸びる高温流体流通用アルミニウム製偏平中空体と、上下に隣り合う偏平中空体の左右両端部間に配されて偏平中空体にろう付されたアルミニウム製スペーサと、隣り合う偏平中空体間において左右のスペーサ間に配されかつ偏平中空体にろう付されたアルミニウム製コルゲートフィンとを備えており、偏平中空体が、平らな上下壁と、上下壁の前後両側縁間に跨る前後両側壁とを有し、偏平中空体の上下壁の左右両端部にそれぞれ１つの貫通穴が形成され、左右のスペーサにそれぞれ偏平中空体の上下壁の貫通穴に通じる貫通穴が形成され、左右両端部の全てのスペーサと、偏平中空体におけるスペーサに対応する部分とにより形成された上下方向に伸びる左右１対のヘッダを備えたものが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
ここで、偏平中空体は、両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシート製からなりかつ上下方向に間隔をおいて配された左右方向に長い上下両平板と、両平板間に配されかつ両平板にろう付されたアルミニウム押出形材製流路形成体とよりなり、流路形成体が、上下両平板の前後両側縁部間にそれぞれ配されかつ左右方向に伸びる２つの直線状サイドバーと、両サイドバーに跨って高さの中間部に一体に設けられた伝熱面積拡大部と、両サイドバーの左右両端にそれぞれ一体に設けられて前後方向内方に伸び、かつ先端が中間バーの左右両端部の前後両側面に当接させられてろう付されたエンドバーとよりなり、伝熱面積拡大部の左右両端部がそれぞれ切除され、上下両平板の左右両端部にそれぞれ貫通穴が形成されており、上下両平板により上下壁が形成され、流路形成体の両サイドバーにより周壁の前後両側壁部が形成され、流路形成体の両サイドバーを前後方向内方に曲げるとともに相互に突き合わせることによりエンドバーが形成され、このエンドバーにより周壁の左右両壁部が形成されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−２３３４７６号公報（段落００１３〜段落００２１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１記載の熱交換器においては、偏平中空体を形成するにあたり、流路形成体の伝熱面積拡大部の左右両端部をそれぞれ比較的大きく切除する必要があるので、材料歩留まりが悪いという問題がある。また、偏平中空体を形成するにあたり、流路形成体の伝熱面積拡大部の左右両端部をそれぞれ切除するとともに、流路形成体の両サイドバーの左右両端部を前後方向内方に曲げて相互に突き合わせてエンドバーを形成する必要があるので、工数が多くなるという問題がある。特に、ろう付強度を高めるためには、エンドバーを形成する両屈曲部の突き合わせ端部間にろう溜め部を形成する必要があり、その加工が面倒である。
【０００７】
この発明の目的は、上記問題を解決し、従来の熱交換器に比べて材料歩留まりが向上するとともに加工工数を削減しうる熱交換器およびその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記問題を解決するために以下の手段よりなる。
【０００９】
1)上下方向に間隔をおいて並列状に配された左右方向に伸びる複数の高温流体流通用偏平中空体と、偏平中空体の左右両端部のうち少なくとも一端部が接続されたヘッダと、上下に隣り合う偏平中空体間に配されて偏平中空体にろう付された低温流体側フィンとを備えた熱交換器において、
偏平中空体が、左右方向に長い平らな上下壁および上下壁の前後両側縁に跨る前後両側壁を有するとともに、ヘッダに接続される側の端部に開口を有しており、ヘッダが、偏平中空体の上下方向の厚みよりも大きな上下方向の厚みを有するとともに上下方向に伸びる貫通穴を有し、かつ貫通穴どうしが連通するように上下に積層されて相互にろう付された複数のヘッダ構成部材よりなり、各ヘッダ構成部材における左右方向内側の部分に、上面または下面から中空体端部嵌め入れ用の切り欠きが形成され、この切り欠き内に偏平中空体の端部が嵌め入れられてその端部開口が貫通穴に通じるようにヘッダ構成部材にろう付されている熱交換器。
【００１０】
2)偏平中空体の前後両側壁外面がヘッダ構成部材の前後両側面とそれぞれ面一になっており、偏平中空体の前後両側壁外面の端部とヘッダ構成部材の前後両側面との間に、上下方向に伸びるろう溜め溝が形成され、このろう溜め溝内がろう材で埋められている上記1)記載の熱交換器。
【００１１】
3)ヘッダ構成部材が、押出方向が上下方向である押出形材からなり、ヘッダ構成部材の押出成形と同時にろう溜め溝が形成されている上記2)記載の熱交換器。
【００１２】
4)偏平中空体が、上下方向に間隔をおいて配された左右方向に長い上下両平板と、両平板間に配されかつ両平板にろう付された流路形成体とよりなり、流路形成体が、両平板の前後両側縁に跨る前後両側壁形成部および前後両側壁形成部間に設けられた伝熱面積拡大部よりなり、ヘッダ構成部材の切り欠きの上下方向の深さが、流路形成体の前後両側壁形成部の高さに切り欠きの奥側に位置する一方の平板の厚みを加えたものに等しくなっており、偏平中空体の他方の平板の端部が延長されて隣接する２つのヘッダ構成部材間に介在させられるとともに両ヘッダ構成部材にろう付され、上記他方の平板の延長部に、延長部を挟んで隣接する上下２つのヘッダ構成部材の貫通穴に通じる貫通穴が形成されている上記1)〜3)のうちのいずれかに記載の熱交換器。
【００１３】
5)偏平中空体の上下両平板が両面にろう材層を有するブレージングシートからなり、偏平中空体の流路形成体およびヘッダのヘッダ構成部材がそれぞれアルミニウムからなる上記4)記載の熱交換器。
【００１４】
6)偏平中空体の両端部がそれぞれ同一構成の２つのヘッダに接続されている上記1)〜5)のうちのいずれかに記載の熱交換器。
【００１５】
7)偏平中空体の流路形成体における前後両側壁形成部と伝熱面積拡大部とが一体に形成されている上記6)記載の熱交換器。
【００１６】
8)偏平中空体の流路形成体における前後両側壁形成部と伝熱面積拡大部とが別部材からなる上記6)記載の熱交換器。
【００１７】
9)偏平中空体の流路形成体における前後両側壁形成部が、上下両平板の前後両側縁部間にそれぞれ配されて両平板にろう付された側壁形成バーからなり、同じく伝熱面積拡大部が、両平板間に配されかつ流体を偏平中空体の長さ方向に流しうる形状の高温流体側フィンからなる上記8)記載の熱交換器。
【００１８】
10)偏平中空体の流路形成体における前後両側壁形成部が、上下両平板の前後両側縁にそれぞれ一体に形成されかつ相互に重ね合わされた屈曲壁部からなり、同じく伝熱面積拡大部が、両平板間に配されかつ流体を偏平中空体の長さ方向に流しうる形状の高温流体側フィンからなる上記8)記載の熱交換器。
【００１９】
11)偏平中空体の一端部のみがヘッダに接続されるとともに他端部が閉鎖され、上下に隣り合う偏平中空体間のヘッダとは反対側の端部にスペーサバーが配置されるとともにヘッダとスペーサバーとの間に低温流体側フィンが配置され、偏平中空体内に左右方向に伸びる前後２つの流路が仕切壁を介して設けられ、各ヘッダ構成部材に偏平中空体の２つの流路の一端部に通じる２つの貫通穴がそれぞれ形成され、偏平中空体の２つの流路の他端部が相互に連通させられている上記1)〜5)のうちのいずれかに記載の熱交換器。
【００２０】
12)偏平中空体が、上下方向に間隔をおいて配された左右方向に長い上下両平板と、両平板間に配されかつ両平板にろう付された流路形成体とよりなり、流路形成体が、上下両平板の前後両側縁部間にそれぞれ配されかつ左右方向に伸びる２つの前後両側壁形成部と、前後両側壁形成部間にこれらと間隔をおいて配されかつ左右方向に伸びる１つの仕切壁形成部と、前後両側壁形成部および仕切壁形成部に跨って高さの中間部に一体に設けられた２つの伝熱面積拡大部とよりなり、仕切壁形成部におけるヘッダとは反対側の端部が切除されて仕切壁形成部の両側部分が連通させられ、上下両平板におけるヘッダとは反対側の端部をそれぞれ互いに他の平板側に曲げるとともにこれらの屈曲部を相互に重ね合わせてろう付することにより、偏平中空体におけるヘッダとは反対側の端部が閉鎖されている上記11)記載の熱交換器。
【００２１】
13)上下方向に並んだ複数の熱交換部を備えているとともに、各熱交換部を構成する偏平中空体内に異なる種類の高温流体が流れるようになされており、隣り合う熱交換部における互いに近接した偏平中空体間での高温流体の流れが遮断されている上記1)〜10)のうちのいずれかに記載の熱交換器。
【００２２】
14)隣接する２つの熱交換部のうちの一方がオイルクーラ、アフタークーラおよびラジエータのうちのいずれか１つであり、同他方がオイルクーラ、アフタークーラおよびラジエータのうちの他のいずれか１つである上記13)記載の熱交換器。
【００２３】
15)上記1)〜14)のうちのいずれかに記載されている熱交換器を備えた産業機械。
【００２４】
16)上記7)記載の熱交換器を製造する方法であって、
貫通穴を有するアルミニウム押出形材をその押出方向と直交する面内で切断することにより貫通穴を有する切断片を形成し、この切断片の左右方向内側部分に上面または下面から中空体端部嵌め入れ用の切り欠きを形成して複数のヘッダ構成部材をつくること、
両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートを用いて、左右方向に長い短平板と、短平板に比べて左右方向に長い長平板とをつくるとともに、長平板の左右両端部にそれぞれ貫通穴を形成すること、
前後方向に間隔をおいて設けられかつ左右方向に伸びる２つの前後両側壁形成部と、前後両側壁形成部間に跨って高さの中間部に一体に設けられた伝熱面積拡大部よりなるとともに、短平板と同長の流路形成体をつくること、
アルミニウム製低温流体側フィンを用意すること、
長短両平板を、長平板の左右両端部における貫通穴が形成された部分が短平板よりも突出するように対向状に配置するとともに、長短両平板間に流路形成体を介在させてなる組み合わせ体を、上下方向に間隔をおきかつ長平板が上下いずれか同じ側に来るように配置すること、
上下に隣り合う組み合わせ体における長平板の左右両端部間にヘッダ構成部材を配置し、短平板および流路形成体の左右両端部をヘッダ構成部材の中空体端部嵌め入れ用切り欠き内に嵌め入れるとともに、ヘッダ構成部材の貫通穴と長平板の貫通穴とを通じさせること、
左右のヘッダ構成部材間において上下に隣り合う組み合わせ体間に低温流体側フィンを配置すること、
ならびに長短両平板と流路形成体、長短両平板および流路形成体とヘッダ構成部材、長短両平板と低温流体側フィンとを、それぞれ長短両平板から溶け出したろう材によりろう付することを含む熱交換器の製造方法。
【００２５】
17)上記9)記載の熱交換器を製造する方法であって、
貫通穴を有するアルミニウム押出形材をその押出方向と直交する面内で切断することにより貫通穴を有する切断片を形成し、この切断片の左右方向内側部分に上面または下面から中空体端部嵌め入れ用の切り欠きを形成して複数のヘッダ構成部材をつくること、
両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートを用いて、左右方向に長い短平板と、短平板に比べて左右方向に長い長平板とをつくるとともに、長平板の左右両端部にそれぞれ貫通穴を形成すること、
左右方向に伸びる前後１対のアルミニウム製側壁形成バーおよびアルミニウム製高温流体側フィンを用意すること、
アルミニウム製低温流体側フィンを用意すること、
長短両平板を、長平板の左右両端部における貫通穴が形成された部分が短平板よりも突出するように対向状に配置するとともに、長短両平板間の前後両側縁部間に側壁形成バーを、同じく両側壁形成バー間に高温流体側フィンをそれぞれ介在させてなる組み合わせ体を、上下方向に間隔をおきかつ長平板が上下いずれか同じ側に来るように配置すること、
上下に隣り合う組み合わせ体における長平板の左右両端部間にヘッダ構成部材を配置し、短平板、側壁形成バーおよび高温流体側フィンの左右両端部をヘッダ構成部材の中空体端部嵌め入れ用切り欠き内に嵌め入れるとともに、ヘッダ構成部材の貫通穴と長平板の貫通穴とを通じさせること、
左右のヘッダ構成部材間において上下に隣り合う組み合わせ体間に低温流体側フィンを配置すること、
ならびに長短両平板と側壁形成バーおよび高温流体側フィン、長短両平板および側壁形成バーとヘッダ構成部材、長短両平板と低温流体側フィンとを、それぞれ長短両平板から溶け出したろう材によりろう付することを含む熱交換器の製造方法。
【００２６】
18)上記10)記載の熱交換器を製造する方法であって、
貫通穴を有するアルミニウム押出形材をその押出方向と直交する面内で切断することにより貫通穴を有する切断片を形成し、この切断片の左右方向内側部分に上面または下面から中空体端部嵌め入れ用の切り欠きを形成して複数のヘッダ構成部材をつくること、
両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートを用いて、左右方向に長い短平板と、短平板に比べて左右方向に長い長平板とをつくるとともに、長平板の左右両端部にそれぞれ貫通穴を形成すること、
長短両平板の前後両側縁部を屈曲させて屈曲壁部を形成すること、
アルミニウム製高温流体側フィンおよびアルミニウム製低温流体側フィンを用意すること、
長短両平板を、長平板の左右両端部における貫通穴が形成された部分が短平板よりも突出しかつ長短両平板の屈曲壁部どうしが重なるように対向状に配置するとともに、長短両平板間に高温流体側フィンを介在させてなる組み合わせ体を、上下方向に間隔をおきかつ長平板が上下いずれか同じ側に来るように配置すること、
上下に隣り合う組み合わせ体における長平板の左右両端部間にヘッダ構成部材を配置し、短平板、屈曲壁部および高温流体側フィンの左右両端部をヘッダ構成部材の中空体端部嵌め入れ用切り欠き内に嵌め入れるとともに、ヘッダ構成部材の貫通穴と長平板の貫通穴とを通じさせること、
左右のヘッダ構成部材間において上下に隣り合う組み合わせ体間に低温流体側フィンを配置すること、
ならびに長短両平板の屈曲壁部どうし、長短両平板と高温流体側フィン、長短両平板および屈曲壁部とヘッダ構成部材、長短両平板と低温流体側フィンとを、それぞれ長短両平板から溶け出したろう材によりろう付することを含む熱交換器の製造方法。
【００２７】
19)上記12)記載の熱交換器を製造する方法であって、
２つの貫通穴を有するアルミニウム押出形材をその押出方向と直交する面内で切断することにより前後２つの貫通穴を有する切断片を形成し、この切断片の左右方向内側部分に上面または下面から中空体端部嵌め入れ用の切り欠きを形成して複数のヘッダ構成部材をつくること、
両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートを用いて、左右方向に長い短平板と、短平板に比べて左右方向に長い長平板をつくるとともに、長平板の一端部に前後２つの貫通穴を形成すること、
長平板における貫通穴が形成されていない側の端部および短平板の一端部を曲げて屈曲部を形成すること、
前後方向に間隔をおいて設けられかつ左右方向に伸びる２つの前後両側壁形成部と、前後両側壁形成部間にこれらと間隔をおいて設けられかつ左右方向に伸びる仕切壁形成部と、前後両側壁形成部および仕切壁形成部に跨って高さの中間部に一体に設けられた伝熱面積拡大部よりなる流路形成体をつくり、その仕切壁形成部の一端部を切除すること、
アルミニウム製低温流体側フィンとアルミニウム製スペーサバーとを用意すること、
長短両平板を、長平板の上記一端部における貫通穴が形成された部分が短平板よりも突出しかつ長短両平板の屈曲部どうしが重なるように対向状に配置するとともに、長短両平板間に仕切壁形成部の切除された側の端部が屈曲部側を向くように流路形成体を介在させてなる組み合わせ体を、上下方向に間隔をおきかつ長平板が上下いずれか同じ側に来るように配置すること、
上下に隣り合う組み合わせ体における長平板の短平板よりも突出した端部間にヘッダ構成部材を配置し、短平板および流路形成体の端部をヘッダ構成部材の中空体端部嵌め入れ用切り欠き内に嵌め入れるとともに、ヘッダ構成部材の２つの貫通穴と長平板の２つの貫通穴とをそれぞれ通じさせること、
上下に隣り合う組み合わせ体間におけるヘッダ構成部材とは反対側の端部に前後方向に伸びるスペーサバーを配置すること、
ヘッダ構成部材とスペーサバーとの間において上下に隣り合う組み合わせ体間に低温流体側フィンを配置すること、
ならびに長短両平板の屈曲部どうし、長短両平板と流路形成体、長短両平板とヘッダ構成部材およびスペーサバー、長短両平板と低温流体側フィンとを、それぞれ長短両平板から溶け出したろう材によりろう付することを含む熱交換器の製造方法。
【００２８】
【発明の実施形態】
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、全図面を通じて同一物および同一部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００２９】
実施形態１
この実施形態は図１〜図８に示すものである。
【００３０】
図１はこの発明による熱交換器の全体構成を示し、図２〜図８はその要部の構成を示す。なお、全図面を通じて同一部材および同一部分には同一符号を付す。
【００３１】
図１において、熱交換器(1)はロードコンプレッサに用いられるものであって、オイルクーラ(2)と圧搾空気を冷却するアフタークーラ(3)とが、前者が下方に来るように同一垂直面内に設けられたものである。
【００３２】
オイルクーラ(2)は、上下方向に長い左右１対のヘッダ(4A)と、上下方向に間隔をおいて並列状に配されかつ左右方向に伸びて両端が左右のヘッダ(4A)に接続されたアルミニウム製高温オイル流通用偏平中空体(5A)と、上下に隣り合う偏平中空体(5A)間の通風間隙(6)に配されかつ偏平中空体(5A)にろう付されたアルミニウム製低温流体側コルゲートフィン(7)とを備えている。
【００３３】
左右両ヘッダ(4A)は、それぞれ偏平中空体(5A)の上下方向の厚みよりも大きな上下方向の厚みを有するアルミニウム押出形材製ヘッダ構成部材(8)が、上下に積層されて相互にろう付されることにより形成されている。図２および図３に示すように、ヘッダ構成部材(8)は上下方向に伸びる前後２つの貫通穴(9)(10)を有しており、この貫通穴(9)(10)どうしが通じるようにヘッダ構成部材(8)が上下に積層されている。各ヘッダ構成部材(8)における左右方向内側部分の上側部分に、上面から中空体端部嵌め入れ用切り欠き(12)が形成されている。切り欠き(12)の深さは、偏平中空体(5A)の後述する前後両側壁(5a)の高さに下壁(5b)の厚みを加えた寸法に等しい。切り欠き(12)が形成されることにより、両貫通穴(9)(10)の上側部分は、ヘッダ構成部材(8)の左右方向内方にそれぞれ開口している。ヘッダ構成部材(8)の前後両側面の上側部分と切り欠き(12)の左右両側面(12a)との間には面取り(13)が形成されている。この面取り(13)は、後述するように、偏平中空体(5A)の下壁(5a)および前後両側壁(5b)外面の端部との間にろう溜め溝(32)を形成するためのものである。なお、ヘッダ構成部材(8)の前後両側面の下側部分には、面取り(13)と連なるようにＶ溝(14)が形成されている。また、ヘッダ構成部材(8)における切り欠き(12)よりも下側部分の左右方向内面の前後両側縁および前後の中央部に、それぞれ上下方向に伸びる凸条(15)が一体に形成されており、コルゲートフィン(7)の左右両端部が凸条(15)に当接している。凸条(15)の先端面は横断面凸円弧状となされている。
【００３４】
ヘッダ構成部材(8)は、図４に示すように、前後２つの貫通穴(9)(10)、前後両側面に形成された全長に伸びるＶ溝(14)、および凸条(15)を有するアルミニウム押出形材を、その押出方向と直交する面内で切断することにより切断片(16)を形成し、この切断片(16)における左右方向に関してＶ溝(14)の底部に対応した部分において、その上面から所定深さの中空体端部嵌め入れ用の切り欠き(12)を形成することによりつくられる。
【００３５】
左右ヘッダ(4A)の上端のヘッダ構成部材(8)上には、アルミニウム押出形材製補助ヘッダ構成部材(17)が積層されてヘッダ構成部材(8)にろう付されている。補助ヘッダ構成部材(17)は、切り欠き(12)が形成されていないヘッダ構成部材(8)、すなわち図４に示す切断片(16)と同様な横断面形状であり、その高さはヘッダ構成部材(8)における切り欠き(12)よりも下側の部分と等しくなっている。
【００３６】
左側の補助ヘッダ構成部材(17)の後壁には、その後側貫通穴（図示略）内部に通じるように、アルミニウム製オイル入口管(18)が固定され、下端右側のヘッダ構成部材(8)の後壁にはその後側貫通穴(10)内部に通じるように、アルミニウム製オイル出口管(19)が固定されている。
【００３７】
オイルクーラ(2)の下端の偏平中空体(5A)の下方には、アルミニウム製下サイドプレート(21)がこの偏平中空体(5A)と間隔をおいて配され、下サイドプレート(21)の左右両端部が左右のヘッダ(4A)の下端のヘッダ構成部材(8)下面の周縁部にろう付されており、下端のヘッダ構成部材(8)の貫通穴(9)(10)の下端開口が下サイドプレート(21)により閉鎖されている。そして、下端の偏平中空体(5A)と下サイドプレート(21)との間も通風間隙(6)となされるとともに、この通風間隙(6)にもアルミニウム製低温流体側コルゲートフィン(7)が配されて偏平中空体(5A)および下サイドプレート(21)にろう付されている。また、オイルクーラ(2)の上端の偏平中空体(5A)の上方には、下サイドプレート(21)と形状および大きさが同一であるアルミニウム製中間プレート(22)がこの偏平中空体(5A)と間隔をおいて配され、中間プレート(22)の左右両端部が補助ヘッダ構成部材(17)上面の周縁部にろう付されており、補助ヘッダ構成部材(17)の貫通穴の上端開口が中間プレート(22)により閉鎖されている。そして、上端の偏平中空体(5A)と中間プレート(22)との間も通風間隙(6)となされるとともに、この通風間隙(6)にもアルミニウム製低温流体側コルゲートフィン(7)が配されて偏平中空体(5A)および中間プレート(22)にろう付されている。下サイドプレート(21)および中間プレート(22)は、それぞれ両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートからなる。
【００３８】
図２、図３、図５および図６に示すように、各偏平中空体(5A)は、左右方向に長い平らな上下壁(5a)および上下壁(5a)の前後両側縁に跨る前後両側壁(5b)を有するとともに左右両端が開口している。前後両側壁(5b)外面は、ヘッダ構成部材(8)の前後両側面とそれぞれ面一になっている。そして、偏平中空体(5A)の左右両端部がそれぞれ左右のヘッダ(4A)のヘッダ構成部材(8)に形成された中空体端部嵌め入れ用切り欠き(12)内に嵌め入れられてヘッダ構成部材(8)にろう付され、偏平中空体(5A)の両端開口がヘッダ構成部材(8)の２つの貫通穴(9)(10)に通じている。このような偏平中空体(5A)は、両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートよりなりかつ上下方向に間隔をおいて配された左右方向に長い長平板(23)および短平板(24)と、長短両平板(23)(24)間に配されかつ長短両平板(23)(24)にろう付されたアルミニウム製流路形成体(25)とよりなる。
【００３９】
長平板(23)は下サイドプレート(21)および中間プレート(22)と形状および大きさが同一で、かつ短平板(24)に比べてヘッダ構成部材(8)における切り欠き(12)よりも左右方向外側部分の左右方向の幅の２倍分長くなっており、その左右両端部は短平板(24)よりも左右方向外方に突出している。長平板(23)の短平板(24)から突出した左右両端部に、ヘッダ構成部材(8)の２つの貫通穴(9)(10)に通じるような前後方向に長い１つの貫通穴(26)が形成されている。そして、上端の偏平中空体(5A)における長平板(23)の短平板(24)から突出した左右両端部は、上端のヘッダ構成部材(8)と補助ヘッダ構成部材(17)との間に介在させられてヘッダ構成部材(8)および補助ヘッダ構成部材(17)にろう付されており、ヘッダ構成部材(8)および補助ヘッダ構成部材(17)の２つの貫通穴(9)(10)どうしが貫通穴(26)を介して通じさせられている。その他の偏平中空体(5A)における長平板(23)の短平板(24)から突出した左右両端部は、上下に隣り合うヘッダ構成部材(8)間に介在させられてヘッダ構成部材(8)にろう付されており、上下に隣り合うヘッダ構成部材(8)の貫通穴(9)(10)どうしが、長平板(23)の貫通穴(26)を介して通じさせられている。なお、長平板(23)における貫通穴(26)よりも左右方向外方の部分(23a)は、ヘッダ構成部材(8)とのろう付性を向上させるために、ヘッダ構成部材(8)の貫通穴(9)(10)よりも左右方向外方の部分(8a)に比べて幅広に形成されているので、オイルの流通性を確保するために、この部分(23a)の貫通穴(26)に臨む縁部に前後方向に間隔をおいて複数、ここでは２つのノッチ(27)が形成されている。
【００４０】
流路形成体(25)は短平板(24)と同長であり、長平板(23)の前後両側縁部の左右両端部を除いた部分と短平板(24)の前後両側縁部の全長との間に跨る２つの前後両側壁形成部(28)、および前後両側壁形成部(28)の高さの中間部どうしを一体に連結するように設けられた伝熱面積拡大部(29)よりなる。そして、長短両平板(23)(24)が偏平中空体(5A)の上下壁(5a)となり、流路形成体(25)の前後両側壁形成部(28)が上下壁(5a)の前後両側縁に跨る前後両側壁(5b)となっている。
【００４１】
伝熱面積拡大部(29)は、上方突出屈曲部(31a)と下方突出屈曲部(31b)とが、水平部(31c)を介して左右方向に交互に設けられてなる波状帯板部(31)が、前後方向に複数並べられかつ水平部(31c)において相互に一体に連結されることにより形成されたものである。また、伝熱面積拡大部(29)において、前後方向に隣接する波状帯板部(31)の上方突出屈曲部(31a)どうしおよび下方突出屈曲部(31b)どうしはそれぞれ左右方向にずれて形成されている。なお、伝熱面積拡大部(29)の各波状帯板部(31)における左右方向に隣接する上方突出屈曲部(31a)と下方突出屈曲部(31b)との間には水平部(31c)が存在し、前後方向に隣接する波状帯板部(31)どうしは水平部(31c)において相互に一体に連結されているが、水平部(31c)は必ずしも必要としない。この場合、隣接する波状帯板部(31)における上方突出屈曲部(31a)から下方突出屈曲部(31b)に切り替わる部分が交差することになるので、この部分において相互に一体に連結される。図示は省略したが、流路形成体(25)は、直線状の一対のサイドバーと、両サイドバーの高さの中間部間に一体に形成されかつサイドバーの全長にわたる平板状部とよりなるアルミニウム押出形材を製造した後、平板状部にプレス加工を施すことにより伝熱面積拡大部(29)を形成することによりつくられる。
【００４２】
そして、上端の偏平中空体(5A)を除いた他の偏平中空体(5A)は、長平板(23)の左右両端部が上下に隣り合うヘッダ構成部材(8)間に介在させられるとともに、短平板(24)および流路形成体(25)の左右両端部が切り欠き(12)内に嵌め入れられた状態でヘッダ構成部材(8)にろう付され、その両端開口がヘッダ構成部材(8)の貫通穴(9)(10)に通じている。偏平中空体(5A)の前後両側壁(5b)および下壁(5a)の左右両端とヘッダ構成部材(8)とは、前後両側壁(5b)および下壁(5a)の左右両端面とヘッダ構成部材(8)の面取り(13)とにより形成されるろう溜め溝(32)内を埋めているろう材(33)によってろう付されている（図７参照）。上端の偏平中空体(5A)は、長平板(23)の左右両端部が上端のヘッダ構成部材(8)と補助ヘッダ構成部材(17)との間に介在させられるとともに、短平板(24)および流路形成体(25)の左右両端部が切り欠き(12)内に嵌め入れられた状態でヘッダ構成部材(8)にろう付され、その両端開口がヘッダ構成部材(8)の貫通穴(9)(10)に通じている。
【００４３】
アフタークーラ(3)はオイルクーラ(2)とほぼ同様な構成であり、上下方向に長い左右１対のヘッダ(4B)と、上下方向に間隔をおいて並列状に配されかつ左右方向に伸びて両端が左右のヘッダ(4B)に接続されたアルミニウム製高温圧搾空気流通用偏平中空体(5B)と、上下に隣り合う偏平中空体(5B)間の通風間隙(6)に配されかつ偏平中空体(5B)にろう付されたアルミニウム製低温流体側コルゲートフィン(7)とを備えている。
【００４４】
ヘッダ(4B)は、ヘッダ構成部材(8)の数が少ないことを除いては、オイルクーラ(2)と全く同じ構成である。なお、偏平中空体(5B)の数も、オイルクーラ(2)の偏平中空体(5A)よりも少なくなっている。下端の２つのヘッダ構成部材(8)下面の周縁部には中間プレート(22)の左右両端部がろう付されており、ヘッダ構成部材(8)の２つの貫通穴(9)(10)の下端開口は中間プレート(22)により閉鎖されている。
【００４５】
そして、左側の補助ヘッダ構成部材(17)の後壁には、その後側貫通穴（図示略）内部に通じるように、アルミニウム製圧搾空気入口管(36)が固定され、下端右側のヘッダ構成部材(8)の後壁にはその後側貫通穴(10)内部に通じるように、アルミニウム製圧搾空気出口管(37)が固定されている。偏平中空体(5B)の数は、オイルクーラ(2)の偏平中空体(5A)よりも少なくなっている。
【００４６】
アフタークーラ(3)の上端の偏平中空体(5B)の上方には、この偏平中空体(5B)と間隔をおいて、平面から見た形状および大きさが下サイドプレート(21)および中間プレート(22)と同じであるアルミニウム製上サイドプレート(35)が配され、上サイドプレート(35)の左右両端部は補助ヘッダ構成部材(17)上面の周縁部にろう付されており、補助ヘッダ構成部材(17)の貫通穴の上端開口が上サイドプレート(35)により閉鎖されている。そして、上端の偏平中空体(5B)と上サイドプレート(35)との間も通風間隙(6)となされるとともに、この通風間隙(6)にもアルミニウム製低温流体側コルゲートフィン(7)が配されて偏平中空体(5B)および上サイドプレート(35)にろう付されている。なお、上サイドプレート(35)は、両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートからなる。また、下端の偏平中空体(5B)と中間プレート(22)との間も通風間隙(6)となされるとともに、この通風間隙(6)にもアルミニウム製低温流体側コルゲートフィン(7)が配されて偏平中空体(5B)および中間プレート(22)にろう付されている。
【００４７】
アフタークーラ(3)のオイルクーラ(2)とのその他の相違点は、偏平中空体(5B)を構成するアルミニウム押出形材製流路形成体(38)である。
【００４８】
長短両平板(23)(24)間に介在させられかつ長短両平板(23)(24)にろう付された流路形成体(38)は、図８に示すように、短平板(24)と同長であり、長平板(23)の前後両側縁部の左右両端部を除いた部分と短平板(24)の前後両側縁部の全長との間に跨る２つの前後両側壁形成部(39)、および前後両側壁形成部(39)の高さの中間部どうしを一体に連結するように設けられた伝熱面積拡大部(40)よりなる。そして、流路形成体(38)の前後両側壁形成部(39)が上下壁(5a)の前後両側縁に跨る前後両側壁(5b)となっている。伝熱面積拡大部(40)は、前後両側壁形成部(39)間において、左右方向に並んで一体に形成された複数の横断面略菱形状管状部(40a)よりなる。左右両端の管状部(40a)は前後両側壁形成部(39)と一体になっている。
【００４９】
上記構成の熱交換器(1)において、オイルクーラ(2)の偏平中空体(5A)内を高温のオイルが流れるとともに、通風間隙(6)内を低温の空気が流れ、さらにアフタークーラ(3)の偏平中空体(5B)内を高温の圧搾空気が流れるとともに、通風間隙(6)内を低温の空気が流れることにより、オイルおよび圧搾空気が冷却される。
【００５０】
熱交換器(1)は、所要数のヘッダ構成部材(8)、補助ヘッダ構成部材(17)、長短両平板(23)(24)、流路形成体(25)(38)、低温流体側コルゲートフィン(7)、下サイドプレート(21)、中間プレート(22)および上サイドプレート(35)を用意すること、長短両平板(23)(24)を、長平板(23)の両端部が短平板(24)よりも突出するように対向状に配置するとともに、長短両平板(23)(24)間に流路形成体(25)(38)を介在させてなる組み合わせ体を、上下方向に間隔をおきかつ長平板(23)が上側に来るように配置すること、上下に隣り合う組み合わせ体における長平板(23)の左右両端部間にヘッダ構成部材(8)を配置し、短平板(24)および流路形成体(25)の左右両端部をヘッダ構成部材(8)の中空体端部嵌め入れ用切り欠き(12)内に嵌め入れるとともに、ヘッダ構成部材(8)の貫通穴(9)(10)と長平板(23)の貫通穴(26)とを通じさせること、所定の位置に下サイドプレート(21)、中間プレート(22)、上サイドプレート(35)および補助ヘッダ構成部材(17)を配置すること、通風間隙(6)に低温流体側コルゲートフィン(7)を配置すること、長短両平板(23)(24)と流路形成体(25)(38)、長短両平板(23)(24)および流路形成体(25)(38)とヘッダ構成部材(8)、長短両平板(23)(24)とコルゲートフィン(7)とを、それぞれ長短両平板(23)(24)から溶け出したろう材によりろう付すること、ならびに上記ろう付と同時に、下サイドプレート(21)と下端のヘッダ構成部材(8)およびコルゲートフィン(7)とを下サイドプレート(21)から溶け出したろう材によりろう付するとともに、中間プレート(22)と補助ヘッダ構成部材(17)、ヘッダ構成部材(8)およびコルゲートフィン(7)とを中間プレート(22)から溶け出したろう材によりろう付し、さらに上サイドプレート(35)と補助ヘッダ構成部材(17)およびコルゲートフィン(7)とを上サイドプレート(35)から溶け出したろう材によりろう付することにより製造される。
【００５１】
上記実施形態１においては、この発明による熱交換器(1)はロードコンプレッサに用いられるものであって、オイルクーラ(2)とアフタークーラ(3)とが一体化されているが、これに限定されるものではなく、ロードコンプレッサ、ガスタービン用コンプレッサ、鉄道車両用コンプレッサなどにおけるアフタークーラ、オイルクーラおよびラジエータのうちの２または３の熱交換部が一体化されることもあり、またアフタークーラ、オイルクーラおよびラジエータなどの単体として適用されることもある。
【００５２】
さらに、上記実施形態１の熱交換器は、クレーン単体、デッキクレーン、クレーン車、ショベルカーなどの油圧機器や、工作機械に用いられるオイルを冷却するオイルクーラとして用いられることもある。
【００５３】
実施形態２
この実施形態は図９および図１０に示すものである。
【００５４】
この実施形態の場合、オイルクーラ(2)の偏平中空体(45A)の構成だけが実施形態１と異なっており、その他の構成は同じである。
【００５５】
図９および図１０において、オイルクーラ(2)の偏平中空体(45A)における流路形成体(46)は、上壁(45a)を形成する長平板(23)の前後両側縁部における左右両端部を除いた部分と、下壁(45b)を形成する短平板(24)の前後両側縁部の全長部分との間に跨りかつ長短両平板(23)(24)にろう付された２つの側壁形成バー(47)（前後両側壁形成部）と、長短両平板(23)(24)間において両側壁形成バー(47)間に配されて長短両平板(23)(24)にろう付され、かつ流体を偏平中空体(45)の長さ方向に流しうる形状のアルミニウム製高温流体側コルゲートフィン(48)（伝熱面積拡大部）とからなる。そして、両側壁形成バー(47)により偏平中空体(45A)の上下壁(45a)に跨る前後両側壁(45b)が形成されている。
【００５６】
この実施形態の熱交換器の場合、長短両平板(23)(24)間に流路形成体(25)の代わりに、側壁形成バー(47)および高温流体側コルゲートフィン(48)を配することを除いては、実施形態１の熱交換器と同様にして製造される。
【００５７】
実施形態３
この実施形態は図１１および図１２に示すものである。
【００５８】
この実施形態の場合、オイルクーラ(2)の偏平中空体(50A)の構成だけが実施形態１と異なっており、その他の構成は同じである。
【００５９】
図１１および図１２において、オイルクーラ(2)の偏平中空体(50A)における流路形成体(51)は、上壁(50a)を形成する長平板(23)の前後両側縁部の左右両端部を除いた部分および下壁(50a)を形成する短平板(24)の前後両側縁部の全長に、それぞれ他方の平板側に突出するように形成され、かつ相互に重ね合わされてろう付された屈曲壁部(52)（前後両側壁形成部）と、長短両平板(23)(24)間において前後の屈曲壁部(52)間に配されて長短両平板(23)(24)にろう付され、かつ流体を偏平中空体(50A)の長さ方向に流しうる形状のアルミニウム製高温流体側コルゲートフィン(53)（伝熱面積拡大部）とからなる。そして、前後の重ね合わされた屈曲壁部(52)により偏平中空体(50A)の前後両側壁(50b)が形成されている。なお、長短両平板(23)(24)の屈曲壁部(52)の左右両端部は内方に曲げられている。
【００６０】
この実施家板の熱交換器の場合、長短両平板(23)(24)間に流路形成体(25)の代わりに、高温流体側コルゲートフィン(53)を配し、さらに屈曲壁部(52)どうしを重ね合わせて相互にろう付することを除いては、実施形態１の熱交換器と同様にして製造される。
【００６１】
実施形態４
この実施形態は図１３および図１４に示すものである。
【００６２】
この実施形態は、この発明による熱交換器をコンプレッサのオイルクーラに適用したものである。ここで、コンプレッサとしては、たとえばロードコンプレッサ、ガスタービンに用いられるコンプレッサ、鉄道車両用ブレーキに用いられるコンプレッサなどが挙げられる。こ
図１３ は熱交換器の全体構成を示し、図１４はその要部の構成を示す。
【００６３】
図１３において、熱交換器(55)は、上下方向に長い１つのヘッダ(4A)と、上下方向に間隔をおいて並列状に配されかつ左右方向に伸びて左端がヘッダ(4A)に接続されたアルミニウム製高温オイル流通用偏平中空体(56)と、上下に隣り合う偏平中空体(56)の右端部間に配されて偏平中空体(56)にろう付された前後方向に伸びるアルミニウム押出形材製スペーサバー(57)と、ヘッダ(4A)およびスペーサバー(57)間において隣り合う偏平中空体(56)間の通風間隙(6)に配されかつ偏平中空体(56)にろう付されたアルミニウム製低温流体側コルゲートフィン(7)とを備えている。
【００６４】
ヘッダ(4A)は、上述した実施形態１のオイルクーラの左側のヘッダ(4A)と同じ構成であり、複数のヘッダ構成部材(8)および１つの補助ヘッダ構成部材(17)が、補助ヘッダ構成部材(17)が上端に来るように上下に積層されて相互にろう付されたものである。
【００６５】
上端の補助ヘッダ構成部材(17)の前壁にはその前側貫通穴内部に通じるように、アルミニウム製オイル入口管(18)が固定され、下端のヘッダ構成部材(8)の後壁にはその後側貫通穴(10)内部に通じるように、アルミニウム製オイル出口管(19)が固定されている。
【００６６】
熱交換器(55)の下端の偏平中空体(56)の下方には、アルミニウム製下サイドプレート(21)がこの偏平中空体(56)と間隔をおいて配され、下サイドプレート(21)の左端部がヘッダ(4A)の下端のヘッダ構成部材(8)下面の周縁部にろう付されており、下端のヘッダ構成部材(8)の貫通穴(9)(10)の下端開口が下サイドプレート(21)により閉鎖されている。また、下サイドプレート(21)の右端部は下端のスペーサバー(57)下面にろう付されている。そして、下端の偏平中空体(56)と下サイドプレート(21)との間も通風間隙(6)となされるとともに、この通風間隙(6)にもアルミニウム製低温流体側コルゲートフィン(7)が配されて偏平中空体(56)および下サイドプレート(21)にろう付されている。また、オイルクーラ(2)の上端の偏平中空体(56)の上方には、下サイドプレート(21)と形状および大きさが同一であるアルミニウム製上サイドプレート(35)がこの偏平中空体(56)と間隔をおいて配され、上サイドプレート(35)の左端部が補助ヘッダ構成部材(17)上面の周縁部にろう付されており、補助ヘッダ構成部材(17)の貫通穴の上端開口が上サイドプレート(35)により閉鎖されている。また、上サイドプレート(35)の右端部は上端のスペーサバー(57)上面にろう付されている。そして、上端の偏平中空体(56)と上サイドプレート(35)との間も通風間隙(6)となされるとともに、この通風間隙(6)にもアルミニウム製低温流体側コルゲートフィン(7)が配されて偏平中空体(56)および上サイドプレート(35)にろう付されている。
【００６７】
図１４に示すように、各偏平中空体(56)は、左右方向に長い平らな上下壁(56a)と、上下壁(56a)の前後両側縁に跨る前後両側壁(56b)と、上下壁(56a)の右端間に跨る右側壁(56c)と、偏平中空体(56)内を左右方向に伸びる前後２つの流路(58)(59)に仕切る仕切壁(56d)とよりなり、左端が開口するとともに、仕切壁(56d)の右端部が切除されて２つの流路(58)(59)が相互に連通させられている。このような偏平中空体(56)は、両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートよりなりかつ上下方向に間隔をおいて配された左右方向に長い長平板(61)および短平板(24)と、長短両平板(61)(24)間に配されかつ長短両平板(61)(24)にろう付されたアルミニウム製流路形成体(64)とよりなる。
【００６８】
長平板(61)は短平板(24)に比べて、ヘッダ構成部材(8)における切り欠き(12)よりも左右方向外側部分の左右方向の幅の分だけ長くなっており、その左端部は短平板(24)よりも左方に突出している。長平板(61)の短平板(24)から突出した左端部に、ヘッダ構成部材(8)および補助ヘッダ構成部材(17)の２つの貫通穴(9)(10)に通じるような前後２つの貫通穴(62)(63)が間隔をおいて形成されている。上端の偏平中空体(56)における長平板(61)の短平板(24)から突出した左端部は、上端のヘッダ構成部材(8)と補助ヘッダ構成部材(17)との間に介在させられてヘッダ構成部材(8)および補助ヘッダ構成部材(17)にろう付されており、補助ヘッダ構成部材(17)およびヘッダ構成部材(8)の２つの貫通穴(9)(10)どうしが長平板(61)の２つの貫通穴(62)(63)を介して通じさせられている。他の偏平中空体(56)における長平板(61)の短平板(24)から突出した左端部は、上下に隣り合うヘッダ構成部材(8)間に介在させられてヘッダ構成部材(8)にろう付されており、上下に隣り合うヘッダ構成部材(8)の両貫通穴(9)(10)どうしが、長平板(61)の２つの貫通穴(62)(63)を介して通じさせられている。また、長短両平板(61)(24)の右端部はそれぞれ互いに他の平板(24)(61)側、すなわち長平板(61)においては下方、短平板(24)においては上方に曲げられ、これらの屈曲部(61a)(24a)が相互に重ね合わされてろう付されている。そして、長短両平板(61)(24)により偏平中空体(56)の上下壁(56a)が形成され、長短両平板(61)(24)の屈曲部(61a)(24a)により右側壁(56c)が形成されている。
【００６９】
流路形成体(64)は短平板(24)と同長であり、長平板(61)の前後両側縁部の左端部を除いた部分と短平板(24)の前後両側縁部の全長との間に跨る２つの前後両側壁形成部(65)と、前後両側壁形成部(65)間にこれらと間隔をおいて配されかつ左右方向に伸びる１つの仕切壁形成部(69)と、前後両側壁形成部(65)および仕切壁形成部(69)に跨って高さの中間部に一体に設けられた２つの伝熱面積拡大部(66)とよりなる。仕切壁形成部(69)の右端部は、所定長さにわたって切除されている。前後両側壁形成部(65)および仕切壁形成部(69)は長短両平板(61)(24)にろう付されている。そして、前後両側壁形成部(65)により偏平中空体(56)の前後両側壁(56a)が形成され、仕切壁形成部(69)により仕切壁(56d)が形成されている。伝熱面積拡大部(66)は、上述した実施形態１の伝熱面積拡大部(29)と同様な構成である。
【００７０】
流路形成体(64)は、左右方向に伸びる２つの直線状サイドバーと、両サイドバー間にこれらと間隔をおいて配されかつ左右方向に伸びる１つの中間バーと、両サイドバーおよび中間バーに跨って高さの中間部に一体に設けられた平板状部とよりなるアルミニウム押出形材を製造した後、中間バーの右端部を所定長さにわたって切除するとともに、両平板状部にプレス加工を施して伝熱面積拡大部(66)を形成することにより製造される。
【００７１】
そして、上端の偏平中空体(56)を除いた他の偏平中空体(56)は、長平板(61)の左右両端部が上下に隣り合うヘッダ構成部材(8)間に介在させられるとともに、短平板(24)および流路形成体(64)の左右両端部が切り欠き(12)内に嵌め入れられた状態でヘッダ構成部材(8)にろう付され、その左端開口がヘッダ構成部材(8)の貫通穴(9)(10)に通じている。上端の偏平中空体(56)は、長平板(61)の左端部が上端のヘッダ構成部材(8)と補助ヘッダ構成部材(17)との間に介在させられるとともに、短平板(24)および流路形成体(64)の左右両端部が切り欠き(12)内に嵌め入れられた状態でヘッダ構成部材(8)にろう付され、その左端開口がヘッダ構成部材(8)の貫通穴(9)(10)に通じている。そして、長平板(61)にヘッダ構成部材(8)および補助ヘッダ構成部材(17)の両貫通穴(9)(10)に通じる２つの貫通穴(62)(63)が形成されていることにより、ヘッダ(4A)の前側部分に入口側ヘッダ部(67)が形成され、後側部分に出口側ヘッダ部(68)が形成されている。入口側ヘッダ部(67)に、全ての偏平中空体(56)の前側流路(58)の左端部が通じており、出口側ヘッダ部(68)に後側流路(59)の左端部が通じている。
【００７２】
熱交換器は、所要数のヘッダ構成部材(8)、補助ヘッダ構成部材(17)、長短両平板(61)(24)、流路形成体(64)、スペーサバー(57)、低温流体側コルゲートフィン(7)、下サイドプレート(21)および上サイドプレート(35)を用意すること、長平板(61)および短平板(24)の右端部を曲げて屈曲部(61a)(24a)を形成すること、長短両平板(61)(24)を、長平板(61)の貫通穴(62)(63)が形成された左端部が短平板(24)よりも突出しかつ長短両平板(61)(24)の屈曲部(61a)(24a)どうしが重なるように対向状に配置するとともに、長短両平板(61)(24)間に仕切壁形成部(69)の切除された右端部が屈曲部(61a)(24a)側を向くように流路形成体(56)を介在させてなる組み合わせ体を、上下方向に間隔をおきかつ長平板(61)が上側に来るように配置すること、上下に隣り合う組み合わせ体における長平板(61)の左端部間にヘッダ構成部材(8)を配置し、短平板(24)およびフィン流路形成体(56)の左端部をヘッダ構成部材(8)の中空体端部嵌め入れ用切り欠き(12)内に嵌め入れるとともに、ヘッダ構成部材(8)の２つの貫通穴(9)(10)と長平板(61)の２つの貫通穴(62)(63)とをそれぞれ通じさせること、所定の位置に下サイドプレート(21)、上サイドプレート(35)および補助ヘッダ構成部材(17)を配置すること、通風間隙(6)に低温流体側コルゲートフィン(7)を配置すること、長短両平板(61)(24)の屈曲部(61a)(24a)どうし、長短両平板(61)(24)と流路形成体(56)、長短両平板(61)(24)および流路形成体(56)とヘッダ構成部材(8)、長短両平板(61)(24)とスペーサバー(57)、長短両平板(61)(24)と低温流体側コルゲートフィン(7)とを、それぞれ長短両平板(61)(24)から溶け出したろう材によりろう付すること、ならびに上記ろう付と同時に、下サイドプレート(21)と下端のヘッダ構成部材(8)、コルゲートフィン(7)およびスペーサバー(57)とをそれぞれ下サイドプレート(21)から溶け出したろう材によりろう付するとともに、上サイドプレート(35)と補助ヘッダ構成部材(8)、コルゲートフィン(7)およびスペーサバー(57)とを
それぞれ上サイドプレート(35)から溶け出したろう材によりろう付することにより製造される。
【００７３】
上記実施形態４においては、この発明による熱交換器はオイルクーラに適用されているが、これに限定されるものではなく、ロードコンプレッサ、ガスタービン用コンプレッサ、鉄道車両用コンプレッサなどの産業機械におけるアフタークーラおよびラジエータとして適用されることもある。
【００７４】
さらに、実施形態４の熱交換器は、クレーン単体、デッキクレーン、クレーン車、ショベルカーなどの油圧機器や、工作機械などの産業機械のオイルクーラとして用いられる。
【００７５】
【発明の効果】
上記1)の熱交換器によれば、偏平中空体が、左右方向に長い平らな上下壁および上下壁の前後両側縁に跨る前後両側壁を有するとともに、ヘッダに接続される側の端部に開口を有しており、ヘッダが、偏平中空体の上下方向の厚みよりも大きな上下方向の厚みを有するとともに上下方向に伸びる貫通穴を有しており、かつ貫通穴どうしが連通するように上下に積層されて相互にろう付された複数のヘッダ構成部材よりなり、各ヘッダ構成部材における左右方向内側部分に、上面または下面から中空体端部嵌め入れ用の切り欠きが形成され、この切り欠き内に偏平中空体の端部が嵌め入れられてその端部開口が貫通穴に通じるようにヘッダ構成部材にろう付されているので、従来の熱交換器のように、偏平中空体の左右両端壁を流路形成体と一体に形成する必要はない。したがって、従来の熱交換器のように、流路形成体の伝熱面積拡大部を比較的大きく切除したり、流路形成体の両サイドバーの左右両端部を前後方向内方に曲げて相互に突き合わせるとともに突き合わせ部のろう溜め部を形成したりする必要がなくなり、その結果従来の熱交換器に比べて材料歩留まりが向上するとともに加工工数を削減することができる。
【００７６】
上記2)の熱交換器によれば、偏平中空体の前後両側壁の端部と、ヘッダ構成部材とのろう付強度が増大する。
【００７７】
上記3)の熱交換器によれば、ヘッダ構成部材へのろう溜め溝の形成を容易に行うことができる。
【００７８】
上記4)の熱交換器によれば、上記1)の熱交換器と同様な効果を奏する。
【００７９】
上記5)の熱交換器によれば、上下両平板から溶け出したろう材を利用して、両平板と流路形成体の前後両側壁形成部、両平板とヘッダ構成部材、および両平板と低温流体側フィンとをそれぞれ同時にろう付することができるとともに、隣り合うヘッダ構成部材どうしを平板を介してろう付することができる。したがって、熱交換器の各部材のろう付を一括して行うことができ、製造作業が簡単になる。
【００８０】
上記7)の熱交換器によれば、流路形成体を簡単に製造することができる。
【００８１】
上記8)の熱交換器によれば、伝熱面積拡大部として、伝熱効率の優れた形状のものを採用することができ、熱交換器の熱交換効率が向上する。
【００８２】
上記9)および10)の熱交換器によれば、フィンとして伝熱効率の優れた形状のものを採用することができ、熱交換器の熱交換効率が向上する。
【００８３】
上記11)および12)の熱交換器によれば、隣り合う偏平中空体のヘッダに接続されたのとは反対側の端部間にスペーサバーが配置されているので、こちら側の端部がヘッダに接続された熱交換器に比較して軽量化を図ることができる。すなわち、スペーサバーは、通風間隙を形成するためだけのものであるから、その寸法を小さくすることができ、ヘッダに比べて軽量化を図ることができ、その結果熱交換器全体の重量が小さくなる。また、この熱交換器では、スペーサバーにブラケットやボスを取り付けるためのねじ穴を形成することができるので、ブラケットやボスを固定する作業が簡単になる。また、この熱交換器によれば、ヘッダおよびスペーサバーの部分を除いた全体が高温流体と低温流体との熱交換部となるので、熱交換器を設置する上で要求される全体の大きさに対して高温流体と低温流体との熱交換部、いわゆるコア部の面積が２つのヘッダを備えた熱交換器に比較して大きくなり、熱交換性能が優れたものになる。さらに、この熱交換器によれば、高温流体は、偏平中空体の一方の流路内で空気によりある程度冷却された後、他方の流路内に入り、低温流体は、隣り合う偏平中空体間の上記他方の流路側においてある程度加熱された後、上記一方の流路側に至ることになる。したがって、隣り合う偏平中空体間の上記一方の流路側の部分に至った低温流体の温度が比較的高くなっていたとしても、上記一方の流路を流れる高温流体は未だ高温であって低温流体との温度差が大きいために高温流体は効率良く冷却され、上記他方の流路を流れる高温流体の温度が比較的低くなっていたとしても、隣り合う偏平中空体間の上記他方の流路側部分の低温流体は未だ低温であって高温流体との温度差が大きいために高温流体は効率良く冷却される。その結果、全体としての熱交換性能が優れたものになる。
【００８４】
上記13)および14)の熱交換器によれば、異なる２種以上の高温流体の冷却を同時に行うことができる。
【００８５】
上記16)の熱交換器の製造方法によれば、上記7)の熱交換器を比較的簡単に清掃することができる。
【００８６】
上記17)の熱交換器の製造方法によれば、上記9)の熱交換器を比較的簡単に清掃することができる。
【００８７】
上記18)の熱交換器の製造方法によれば、上記10)の熱交換器を比較的簡単に清掃することができる。
【００８８】
上記19)の熱交換器の製造方法によれば、上記12)の熱交換器を比較的簡単に清掃することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態１の熱交換器の全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１の熱交換器のオイルクーラの一部分を示す分解斜視図である。
【図３】図２の要部を拡大して示す図である。
【図４】図１の熱交換器のヘッダ構成部材の製造方法を示す斜視図である。
【図５】図１の熱交換器のオイルクーラの一部分を示す斜視図である。
【図６】図５のVI−VI線断面図である。
【図７】図６の要部を拡大して示す図である。
【図８】図１の熱交換器のアフタークーラの一部分を示す分解斜視図である。
【図９】この発明の実施形態２の熱交換器の一部分を示す斜視図である。
【図１０】この発明の実施形態２の熱交換器の一部分を示す分解斜視図である。
【図１１】この発明の実施形態３の熱交換器の一部分を示す斜視図である。
【図１２】この発明の実施形態３の熱交換器の一部分を示す分解斜視図である。
【図１３】この発明の実施形態４の熱交換器の全体構成を示す斜視図である。
【図１４】図１３の熱交換器の一部分を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
(1)(55)：熱交換器
(2)：オイルクーラ
(3)：アフタークーラ
(4A)(4B)：ヘッダ
(5A)(5B)(45A)(50A)(56)：偏平中空体
(5a)(45a)(50a)(56a)：上下壁
(5b)(45b)(50b)(56b)：前後両側壁
(7)：低温流体側コルゲートフィン
(8)：ヘッダ構成部材
(9)(10)：貫通穴
(12)：中空体端部嵌め入れ用切り欠き
(23)(61)：長平板
(24)：短平板
(25)(46)(51)(64)：流路形成体
(26)(62)(63)：貫通穴
(28)(65)：前後両側壁形成部
(29)(66)：伝熱面積拡大部
(32)：ろう溜め溝
(47)：側壁形成バー（前後両側壁形成部）
(48)：高温流体側コルゲートフィン（伝熱面積拡大部）
(52)：屈曲壁部（前後両側壁形成部）
(53)：高温流体側コルゲートフィン（伝熱面積拡大部）
(56c)：右側壁
(56d)：仕切壁
(57)：スペーサバー
(58)(59)：流路
(65)：前後両側壁形成部
(66)：伝熱面積拡大部
(69)：仕切壁形成部
【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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【図１３】
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【図１４】
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