JPH0792354B2 - 自動車等のための熱交換器 - Google Patents

自動車等のための熱交換器

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JPH0792354B2
JPH0792354B2 JP61309001A JP30900186A JPH0792354B2 JP H0792354 B2 JPH0792354 B2 JP H0792354B2 JP 61309001 A JP61309001 A JP 61309001A JP 30900186 A JP30900186 A JP 30900186A JP H0792354 B2 JPH0792354 B2 JP H0792354B2
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heat exchanger
recesses
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strip
heat exchangers
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ロドニー・エイ・ストラス
ノーマン・フランシス・コステロ
デニス・クレア・グラネツケ
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モダイン・マニユフアクチヤリング・カンパニ−
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/0408—Multi-circuit heat exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat exchangers for more than two fluids
    • F28D1/0426—Multi-circuit heat exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat exchangers for more than two fluids with units having particular arrangement relative to the large body of fluid, e.g. with interleaved units or with adjacent heat exchange units in common air flow or with units extending at an angle to each other or with units arranged around a central element
    • F28D1/0452—Combination of units extending one behind the other with units extending one beside or one above the other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/001—Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core
    • F28F9/002—Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core with fastening means for other structures

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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は、熱交換器に関し、特に、自動車に使用するこ
とができる、複数の熱交換器を組合せたモジユール（単
位体）に関する。
〔発明の背景〕
ここ数年来、自動車に用いられる熱交換器の数が増大し
てきている。熱交換流体の１つは、自動車が走行する大
気から取入れる空気である。空気は、一般に、自動車の
前面グリル等を通してダクトにより熱交換器へ通され
る。空気の送給を助成するために自動車のエンジン又は
小型電気モータによつて駆動されるフアンが用いられ
る。
初期の自動車においては、その液冷エンジンは上述した
ような形式の１台の熱交換器を必要とするだけであつ
た。周知のように、そのような熱交換器は、ラジエータ
と称され、エンジンの液体冷却剤を冷却するのに使用さ
れていた。
しかしながら、自動車の構造が複雑になるにつれて、他
の空冷式熱交換器が必要とされるようになつた。自動変
速機を搭載した場合は、通常、第２の形式の熱交換器と
していわゆる油冷却器を必要とする。
自動車に空調機が設置されることが多くなつたことか
ら、更に追加の凝縮器型の空冷式熱交換器を必要とする
ようになつた。更に、ターボチヤージヤの使用が多くな
るとともに、ターボチヤージヤからの圧縮された燃焼用
空気をエンジンの燃焼室へ導入する前に冷却する熱交換
器である、いわゆるインタークーラ又はチヤージ・エア
・クーラを使用する傾向が多くなつてきている。
自動車の燃費節約の観点から自動車の大きさに制約が加
えられ、その結果、自動車の前面のグリルの利用可能面
積のうち熱交換器が占めることができる大きさに制約が
加えられることになる。従つて、複数の熱交換器を前後
に重ねるか、あるいは左右に並置させることが必要にな
つてくる。その結果、車の製造組立の際熱交換器を装着
する作業が困難になるばかりでなく、修理や保守サービ
スなどの場合に特定の熱交換器に触れるのが困難にな
る。
本発明は、上記のような問題を解決することを企図した
ものである。
〔発明の概要〕
本発明の目的は、特に自動車に搭載するのに適した熱交
換器モジユールを提供することである。より詳しくいえ
ば、本発明の目的は、自動車の製造工程中容易に組み込
むことができ、自動車の製造後保守又はサービスのため
に容易に分解することができる熱交換器モジユールを提
供することである。
基本的にいえば、本発明の熱交換器モジユールは、少な
くとも２つの金属製の熱交換器と、それらの熱交換器を
互いに離隔した非接触関係に取り付けるための取付手段
とから成り、該取付手段は、軸部を有する締着具と、プ
ラスチツク材製の細長いバーを含み、該バーはその長手
に沿つて一連の凹部を有し、各凹部は、流体が該凹部を
通つて流れるのを防止するのに十分な厚さを有し、か
つ、前記締着具によつて容易に突通されるように十分な
薄さを有する底壁を備え、該各凹部は前記軸部の径より
大きく、各締着具は前記熱交換器の対応する１つを貫通
し該凹部の１つの底壁を突通して延長するようになされ
ていることを特徴とする。
一実施例においては、前記少くとも２つの熱交換器は前
後に重ね合せ関係に配置され、他の実施例においては、
該少くとも２つの熱交換器は左右に並置関係に配置され
る。
好ましい実施例においては、前記熱交換器の少くとも１
つは、両側壁を有する外方に開口した溝形部材によつて
画定された側部を備えたものとし、前記バーは、該溝形
部材内にぴつたり嵌合し、対応する前記締着具の軸部は
該溝形部材の両側壁及び該バーを貫通して延長させる。
前記各凹部は前記バーの長手方向に対して横断方向に細
長い形状とすることが好ましい。
本発明の一実施例によれば、互いに離隔して左右並置関
係に配置された１対の熱交換器を設け、該１対の熱交換
器の、互いに隣接する側の側部に互いに対面する細長
い、浅い溝形部材を設け、各溝形部材の両側壁は、互い
に整列した孔あき耳片を有し、一方の溝形部材の耳片は
他方の溝形部材の耳片に対して互い違い配置されてお
り、該両溝形部材内に受容され両溝形部材を互いに離隔
させる細長いプラスチツク材製ストリツプを設け、該ス
トリツプは対応する前記溝形部材の側壁に向つて開口し
た少くとも１列の凹部を有し、それらの凹部の少くとも
幾つかは、前記耳片の孔と整列しており、該凹部の底壁
は締着具の軸部によつて容易に突通されるように十分に
薄く、かつ、流体が前記両熱交換器の間の界面を通つて
流れるのを防止するのに十分な厚さを有し、前記各凹部
より小さい径の軸部を有する締着具を前記孔及びそれに
整列する凹部を貫通して延長させ、該熱交換器を前記ス
トリツプを介して互いに結合する。
本発明の別の実施例によれば、前後に重ね合せた第１及
び第２熱交換器を設け、一方の該熱交換器は、外方に開
口した溝形部材によつて画定された両側部を有し、該各
溝形部材の両側壁は締着具の軸部を挿通する整列した孔
を有しており、該各溝形部材に細長いプラスチツク材製
ストリツプを配設し、該ストリツプを対応する熱交換器
から離れる方向に該溝形部材から突出させ、該各ストリ
ツプは少くとも１列の細長い凹部を有し、該凹部の少く
と幾つかは前記溝形部材の孔と整列するように配置され
ており、該各凹部は、該ストリツプを通して空気が流れ
るのを防止するのに十分に厚く、かつ、締着具によつて
容易に突通されるように十分に薄い底壁を有し、他方の
熱交換器は、それを一方の熱交換器から離隔させ、前記
凹部の幾つかと整列し、かつ、前記溝形部材から離隔し
た位置で前記ストリツプに係合する孔あき脚片を有し、
第１締着具を前記各溝形部材の前記孔に通しそれらの孔
と整列した前記凹部を突通して延長させて前記ストリツ
プを前記一方の熱交換器に結合し、第２締着具を前記脚
片の孔に通しそれらの孔と整列した前記凹部を突通して
延長させて前記他方の熱交換器を前記ストリツプに、そ
して前記一方の熱交換器に結合する。
好ましい実施例においては、前記他方の熱交換器にフア
ン囲い体を重ね合せて配置し、該フアン囲い体は前記脚
片の孔と整列した孔を有し、前記第２締着具が該フアン
囲い体をも前記ストリツプに結合するようにする。
〔実施例の説明〕
添付図には自動車用の熱交換器モジユールの形とした本
発明の一実施例が示されているが、このモジユールは、
複数の熱交換器が必要とされる、又は製造又は保守サー
ビス又は修理を容易にすることが望ましい他の自動車以
外の用途に使用することができることは明らかであろ
う。
第１図を参照して説明すると、この熱交換器モジユール
は、第１熱交換器12と、第２熱交換器14と、第３熱交換
器16とを含む。フアン囲い体10は、モジユールの１部と
してもよく、あるいは一部としなくともよいが、通常
は、モジユールの一部とはせず、モジユールと協同する
ように製造する。
自動車用の場合には第１熱交換器12は、自動車用の場合
は、通常、ラジエータであり、第２熱交換器14は、いわ
ゆる油クーラである。
第１熱交換器12と第２熱交換器14とは、左右に並置され
ているが、後述するように、互いに離隔されている。
第３熱交換器16は、熱交換器12、14に対し前後に重ねら
れている。図示のように、熱交換器16は、自動車の空調
システムに使用するための並列流れの凝縮器とすること
ができる。
モジユールは、ストリツプまたはバー18、20を固定する
ことによつて完成される。バー18は、熱交換器12と14と
を間隔をおいて左右に並置して固定するために定着具
（図示せず）と組合わせて使用する。バー20は、熱交換
器16を組立てられた熱交換器12、14又は油クーラ14が省
除されている場合は、単に熱交換器12に固定するために
用いられる。更に、バー20は、フアン囲い体10をモジユ
ールを構成する熱交換器の組立体に固定するためにも用
いられる。
熱交換器12、14の構造に関しては、それらは、本発明に
関する限りほぼ同じであるが、それらの容量及び熱交換
能力は、それらが供される用途に応じて変更することが
できる。各熱交換器12、14は、上方ヘツダー22及び下方
ヘツダー24と、それらの間に延設された複数の管26と、
慣用の態様で各隣り合う管の間に延在しそれらの管を互
いに連結した蛇行フイン28と、両側部を画定する比較的
浅い、細長い溝形部材30、32とから成つている。各溝形
部材の両端は、対応するヘツダー22又は24から外方に突
出した耳片34によつて部分的に閉鎖されている。バー1
8、20は、耳片34と34の間で溝形部材30、32内にぴつた
り嵌合し、溝形部材の底壁からみて即ち、対応する熱交
換器からみて離れる方向に該溝形部材から突出するよう
に寸法づけされている。
各溝形部材30、32の各側壁36は外方に延長した耳片38を
有しており、互いに対向する耳片に穿設された孔40が整
列するようになされている。第１及び３図にみられるよ
うに、熱交換器12の、熱交換器14に隣接する側の耳片38
は、熱交換器14の、熱交換器12に隣接する側の耳片38に
対して互い違い関係に配置されている。第３図に明示さ
れているように、この構成により、熱交換器12と14を直
接接触させることなく、しかも互いに密接した左右並置
関係に配置することを可能にする。この構成は、特に熱
交換器が慣用の金属製部品で製造されている場合、ガル
バニツク腐食を防止するために２つの熱交換器の異る部
品間の接触を回避するという点で有利である。
この目的のために、バー又はストリツプ18、20は絶縁材
で形成される。絶縁材の使用により、互いに隣接する、
又は重り合う熱交換器の間のガルバニツク（異種金属
間）電流の通流を防止し、それによつてガルバニツク腐
食を防止する。任意の絶縁材を使用することができる
が、脆弱でなく、かつ、各熱交換器内に通される冷却す
べき流体を介して与えられる熱に耐えることができるプ
ラスチツク材が好ましい。ラジエータのプラスチツクタ
ンクに慣用されているガラス入りナイロンは好適に使用
しうるプラスチツク材の一例である。
熱交換器16は、管状ヘツダー50、52と、それらの間に延
設された複数の管54と、それらの管の間に延設された蛇
行フイン56とから成るものとすることができる。
ヘツダー50、52には、各々孔62を備えた基部60を有する
２つの脚片58が間隔をおいて取付けられている。第２図
に明示されているように、各脚片58の基部60は、熱交換
器16と、熱交換器12、14との間に空間61を画定するよう
に熱交換器16の本体に対して配置されている。
各熱交換器12、14、16の入口及び出口は、用例に応じて
最適位置に配置することは当業者には容易であるから、
図には示されていない。
第４、５図を参照して、バー18、20について詳述する。
これらの図にはバー20だけしか示されていないが、バー
18も、以下に述べる相違点を除いてはバー20と同じであ
る。
各バー20は、複数の長円形の深い凹部70を備えており、
これらの凹部は、第４図にＡ、Ｂで示される２つの列を
なして整列している。バー18は、１列だけの凹部を有し
ており、バー20のものより浅い。
第５図を参照して説明すると、各凹部70は底壁72を有し
ており、好ましい実施例では、成形加工を容易にするた
めに凹部70は、溝形部材30、32の１つの一側壁36に面す
る、バー20の一方の側にだけ開口する形とする。その場
合、底壁72は、バー20の他方の側に位置する。
熱伝達効率を最大限にするためにこのモジユールを通つ
て流れるすべての空気が、各管及び蛇行フインを含む面
に通されるように、凹部70に底壁72が設けられているの
であり、底壁72は、空気流がバー18、20を通つて流れる
のを防止するのに十分な厚さとする。即ち自動車用の場
合、底壁72は、自動車が最高速度で走行した場合のラム
空気圧に耐えるのに十分な厚さとする。
しかもなお、底壁72は、例えば慣用のねじなどの締着具
の軸部を容易に突通することができる薄さとする。通
常、底壁72の厚さは、２〜３ミル程度にまで薄くするこ
とができる。
先に述べたように、凹部70は細長く、詳述すれば、バー
18又は20の長手方向に対し横断する方向に細長い。更
に、それらは、第２図にみられるように、熱交換器の組
立体（モジユール）を結合するのに用いられるねじの軸
部の径より大きくされている。
凹部70は、又、各耳片38の孔40及び脚片58の孔62に整合
するように心合されている。バー18、20の使用上の融通
性を最大限にするために、それらのバーには、ある特定
の組立例に必要とされるよりもはるかに多くの凹部70を
形成し、バー18、20を各構成要素間にいろいろな異る整
列関係を必要とするいろいろな用例に使用することがで
きる。更に、凹部70を多数設けることによりバー18、20
の重量を最小限にし、材料費を節減することもできる。
いずれにしても、軸部80と頭部82を有する頭付ねじ締着
具を熱交換器12と14の界面において溝形部材30と32の整
列した孔40に通しバー18の凹部70の底壁72を突通してナ
ツト84に螺合させることによつて熱交換器12と14を左右
並置関係に結合する。凹部70は、細長く、締着具の軸部
80の径より大きいので、かなりの不整合があつても難な
く調整することができる。
軸80及び頭部82を有する同一の締着具をバー20を受容す
る溝形部材30、32の孔40を通し、バー20の凹部70の底壁
を突通してナツト84に螺合させることによつてバー20を
組立てられた熱交換器12、14に固定する。第２図にみら
れるように、この締着具群は、熱交換器に近い側の列の
凹部70を貫通している。
同様に軸部80及び頭部82を有する追加の締着具を、フア
固い体10の周縁に穿設された孔85（第１図）を通し、バ
ー20の凹部70の底壁72を突通し、孔85に整列した脚片の
基部60の孔62を通してナツト84に螺合させる。これによ
つて、熱交換器16をバー20を介して熱交換器12、14に固
定するとともに、熱交換器モジユールをフアン囲い体10
固定し、該モジユールを通る空気が、すべて、各熱交換
器の各管の間をフインと熱交換関係をなして通るように
する。
以上の説明から、本発明のモジユールはその製造工程に
おいて容易に組立てることができることが理解されよ
う。ねじ付締着具を凹部70の底壁72に突通するのには僅
かな力を要するだけであり、しかも、底壁72は、冷却空
気の流れの短絡を防止するのに、即ち、冷却空気が各熱
交換器のフインと熱交換関係をなさない経路を通つて流
れるのを防止するのに十分な厚さを有する。更に、バー
18、20の独特の構成は、各構成要素間の正確な整列関係
の欠落を補償し、しかも、各構成要素をガルバニツク腐
食を防止するように電気的絶縁関係に結合するための経
済的な手段を提供する。
又、ここに例示した特定の実施例においては、合計僅か
８本の締着具によつて３台の熱交換器と１つのフアン囲
い体を結合している。従つて、このモジユールは、その
構成要素の修理又は保守サービスのために容易に、迅速
に分解することができることが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による熱交換器モジユールの分解図、第
２図は熱交換器モジユールの、一部を切除した部分拡大
平面図、第３図はモジユールの部分拡大立面図、第４図
は第１図のモジユールに使用されるストリツプ又はバー
の部分拡大透視図、第５図は第３図の線５−５に沿つて
みたストリツプ又はバーの拡大断面図である。 10:フアン囲い体 12、14、16:熱交換器 18、20:ストリツプ又はバー 30、32:溝形部材 34:耳片 36:側壁 38:耳片 40:孔 58:脚片 62:孔 70:凹部 72:底壁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−87714（ＪＰ，Ａ)

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】少なくとも２つの金属製の熱交換器と、そ
    れらの熱交換器を互いに離隔した非接触関係に取り付け
    るための取付手段とから成り、該取付手段は、軸部を有
    する締着部と、プラスチック材製の細長いバーを含み、
    該バーは、その長手に沿って一連の凹部を有し、各凹部
    は、流体が該凹部を通って流れるのを防止するのに十分
    な厚さを有し、かつ、前記締着具の軸部によって容易に
    突通されるように十分な薄さを有する底壁を備え、該各
    凹部は、前記軸部の径より大きく、各締着具は、前記熱
    交換器の対応する１つを貫通し、該凹部の１つの底壁を
    貫通して延長するようになされていることを特徴とする
    熱交換器モジュール。
  2. 【請求項２】前記少なくとも２つの熱交換器は、前後に
    重ね合せ関係に配置されている特許請求の範囲第１項に
    記載の熱交換器モジュール。
  3. 【請求項３】前記少なくとも２つの熱交換器は、左右に
    並置関係に配置されている特許請求の範囲第１項に記載
    の熱交換器モジュール。
  4. 【請求項４】前記熱交換器の少なくとも１つは、両側壁
    を有する外方に開口した溝形部材によって画定された側
    部を備え、前記バーは、該溝形部材内にぴったり嵌合
    し、対応する前記締着具の軸部は、該溝形部材の両側壁
    及び該バーを貫通して延長するようになされている特許
    請求の範囲第１項に記載の熱交換器モジュール。
  5. 【請求項５】前記各凹部は、前記バーの長手方向に対し
    て横断方向に細長い形状である特許請求の範囲第１項に
    記載の熱交換器モジュール。
  6. 【請求項６】前記凹部は、１列に整列されている特許請
    求の範囲第５項に記載の熱交換器モジュール。
  7. 【請求項７】前記凹部は、複数の列に整列されている特
    許請求の範囲第５項に記載の熱交換器モジュール。
  8. 【請求項８】互いに離隔して左右並置関係に配置された
    １対の熱交換器（12,14）を設け、該１対の熱交換器の
    互いに隣接する側の側部に互いに対面する細長い、浅い
    溝形部材（30,32）を設け、各溝形部材の両側壁（36）
    は、互いに整列した孔あき耳片（38）を有し、一方の溝
    形部材の耳片は他方の溝形部材の耳片に対して互い違い
    に配置されており、該両溝形部材内に受容され両溝形部
    材を互いに離隔させる細長いプラスチック材製ストリッ
    プ（18）を設け、該ストリップは、対応する前記溝形部
    材の側壁に向って開口した少なくとも１列の凹部（70）
    を有し、それらの凹部の少なくとも幾つかは、前記耳片
    の孔（40）と整列しており、該凹部の底壁（72）は、締
    着具の軸部によって容易に突通されるように十分に薄
    く、かつ、流体が前記両熱交換器の間の界面を通って流
    れるのを防止するのに十分な厚さを有し、前記各凹部よ
    り小さい径の軸部（80）を有する締着具を前記孔及びそ
    れに整列する凹部の底壁を貫通して延長させ、該熱交換
    器を前記ストリップを介して互いに結合したことを特徴
    とする熱交換器モジュール。
  9. 【請求項９】前記各凹部は、細長い形状である特許請求
    の範囲第８項に記載の熱交換器モジュール。
  10. 【請求項１０】前記各凹部は、前記ストリップの一方の
    側面にだけ開口している特許請求の範囲第８項に記載の
    熱交換器モジュール。
  11. 【請求項１１】前記各熱交換器の、互いに隣接する側と
    は反対側の側部に追加の溝形部材を設け、該各追加の溝
    形部材内に追加のストリップを挿入し、第３の熱交換器
    を前記１対の熱交換器に対しそれとは離隔させて前後に
    重ね合せて配置し、該第３の熱交換器は、前記追加の溝
    形部材の側壁から離隔した位置で前記追加のストリップ
    に衝接する孔あき脚片を有し、追加の締着具を該脚片を
    貫通して該追加のストリップに係合させた特許請求の範
    囲第８項に記載の熱交換器モジュール。
  12. 【請求項１２】ファン囲い体が前記１対の熱交換器に対
    して重ね合せ関係に配置されており、前記追加の締着具
    は該ファン囲い体をも貫通するようになされている特許
    請求の範囲第11項に記載の熱交換器モジュール。
  13. 【請求項１３】前後に重ね合せた第１及び第２熱交換器
    （14,16）を設け、一方の該熱交換器は、外方に開口し
    た溝形部材（30,32）によって画定された両側部（36）
    を有し、該各溝形部材の両側壁は締着具の軸部（80）を
    挿通する整列した孔（40）を有しており、該各溝形部材
    に細長いプラスチック材製ストリップ（20）を配設し、
    該ストリップを対応する熱交換器から離れる方向に該溝
    形部材から突出させ、該各ストリップは、少なくとも１
    列の細長い凹部（70）を有し、該凹部の少なくとも幾つ
    かは、前記溝形部材の孔と整列するように配置されてお
    り、該各凹部は、該ストリップを通して空気が流れるの
    を防止するのに十分に厚く、かつ、締着具の軸部によっ
    て容易に突通されるように十分に薄い底壁を有し、他方
    の熱交換器は、それを一方の熱交換器から離隔させ、前
    記凹部の幾つかと整列し、かつ、前記溝形部材から離隔
    した位置で前記ストリップに係合する孔あき脚片（58）
    を有し、第１締着具を前記各溝形部材の前記孔（40）に
    通しそれらの孔と整列した前記凹部の底壁を貫通して延
    長させて前記ストリップを前記一方の熱交換器に結合
    し、第２締着具を前記脚片の孔（62）に通しそれらの孔
    と整列した前記凹部の底壁を貫通して延長させて前記他
    方の熱交換器を前記ストリップに、そして前記一方の熱
    交換器に結合したことを特徴とする熱交換器モジュー
    ル。 14、前記他方の熱交換器にファン囲い体を重ね合せて配
    置し、該ファン囲い体は、前記脚片の孔と整列した孔を
    有し、前記第２締着具が該ファン囲い体をも前記ストリ
    ップに結合するようにした特許請求の範囲第13項に記載
    の熱交換器モジール。
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