CN102207094A - 涡轮压缩机以及涡轮冷冻机 - Google Patents
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Abstract
本发明所涉及的涡轮压缩机具备泵以及调整阀,该泵将存储在具有开口部的油箱内的润滑油送出,该调整阀对从上述泵送出的润滑油的油流分支并向油箱返回的润滑油的流量进行调整,其中,具备密闭开口部且设置调整阀的设置部的油箱盖,上述油箱盖具备第一流路以及第二流路中的至少某一个,该第一流路在设置部处开口且使从泵送出的润滑油的油流分支而朝向调整阀流动,该第二流路在设置部处开口且使润滑油从调整阀朝向油箱流动。
Description
技术领域
本发明涉及一种涡轮压缩机以及涡轮冷冻机。
本申请要求2010年3月31日在日本提出的专利申请第2010-081123号的优先权,其内容援用于此。
背景技术
以往,作为对水等冷却对象物进行冷却或者冷冻的冷冻机,公知的有具备通过叶轮的旋转对制冷剂进行压缩并排出的涡轮压缩机的涡轮冷冻机。该涡轮冷冻机所具备的涡轮压缩机具有随着马达等驱动部的动作而滑动的轴承或齿轮等多个滑动部位。因此,在涡轮压缩机中,例如专利文献1(日本专利申请特开2009-257684号)所示,设有润滑油供给构造,供给用于对滑动部位进行润滑的润滑油。润滑油供给构造具备储存润滑油的油箱以及向滑动部位送出润滑油的泵。
在润滑油供给构造中,存在设有对向滑动部位供给的润滑油进行调整的调整阀的情况。该调整阀例如设置在从自泵送出的润滑油的油流分支而返回油箱的流路上。
但是,泵与调整阀之间以及调整阀与油箱之间分别通过多个配管相连,存在配管等零件数量多的问题。由于配管等零件数量多,所以润滑油供给构造的组装作业繁杂。而且容易从配管的连接部位产生漏油。
发明内容
本发明是考虑到上述问题而提出的,其目的在于提供一种能够削减与调整阀相连的配管等零件数量的涡轮压缩机以及涡轮冷冻机。
为了解决上述问题,本发明采用了以下的手段。
本发明所涉及的涡轮压缩机具备泵以及调整阀,该泵将存储在具有开口部的油箱内的润滑油送出,该调整阀对从上述泵送出的润滑油的油流分支并向油箱返回的润滑油的流量进行调整,其中,具备密闭开口部且设置调整阀的设置部的油箱盖,上述油箱盖具备第一流路以及第二流路中的至少某一个,该第一流路在设置部处开口且使从泵送出的润滑油的油流分支而朝向调整阀流动,该第二流路在设置部处开口且使润滑油从调整阀朝向油箱流动。
根据本发明,由于第一流路以及第二流路中的至少某一个在设置部处开口,所以通过将调整阀设置在设置部上,第一流路以及第二流路中的至少某一个相对于调整阀直接连接。
而且,本发明所涉及的涡轮压缩机优选具备设置在油箱盖上并对从泵送出的润滑油进行过滤的油过滤器,第一流路从泵与油过滤器之间的流路分支设置。
根据本发明,经由调整阀流动的润滑油不通过油过滤器而返回油箱内。因此,能够获得可抑制被油过滤器过滤的润滑油的量,延长油过滤器的过滤器寿命的效果。
而且,本发明所涉及的涡轮压缩机采用设置部形成为平面状的结构。根据本发明,获得了能够容易地确保油箱盖的设置部与调整阀之间的液密封的效果。
而且,本发明所涉及的涡轮冷冻机具备冷凝器,蒸发器,以及压缩机,该冷凝器使压缩后的制冷剂冷却液化,该蒸发器通过使液化后的制冷剂蒸发并从冷却对象物中获取气化热而对冷却对象物进行冷却,该压缩机对由上述蒸发器蒸发后的制冷剂进行压缩后向冷凝器供给,其中,作为压缩机而优选上述任一项所述的涡轮压缩机。
根据本发明,能够获得以下的效果。
根据本发明,通过将调整阀设置在设置部上,第一流路以及第二流路中的至少某一个相对于调整阀直接连接。因此,在涡轮压缩机以及涡轮冷冻机中,具有能够削减与调整阀相连的配管等零件数量的效果。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式中的涡轮冷冻机的大致结构的框图;
图2是本发明的实施方式中的涡轮压缩机的水平剖视图;
图3A是本发明的实施方式中的润滑油供给单元的示意图;
图3B是本发明的实施方式中的润滑油供给单元的示意图;
图3C是本发明的实施方式中的润滑油供给单元的示意图。
具体实施方式
以下,参照图1至图3C对本发明的优选实施方式进行说明。在以下的说明中所使用的各图中,为了使各部件为能够识别的大小,适当改变了各部件的比例。
图1是表示本实施方式中的涡轮冷冻机S1的大致结构的框图。本实施方式中的涡轮冷冻机S1例如为了生成空调用的冷却水而设置在楼房或工厂等处,具备冷凝器1,节能器2,蒸发器3,以及涡轮压缩机4。
向冷凝器1供给被压缩的气体状态的制冷剂、即压缩制冷气体X1,通过对压缩制冷气体X1进行冷却液化而作为制冷液体X2。冷凝器1如图1所示,经由压缩制冷气体X1在其中流动的流路R1与涡轮压缩机4相连,经由制冷液体X2在其中流动的流路R2与节能器2相连。在流路R2上设置有用于对制冷液体X2进行减压的膨胀阀5。
节能器2暂时储存被膨胀阀5减压后的制冷液体X2。节能器2经由制冷液体X2在其中流动的流路R3与蒸发器3相连,经由节能器2产生的冷却剂的气相成分X3在其中流动的流路R4与涡轮压缩机4相连。在流路R3上设置有用于对制冷液体X2进一步进行减压的膨胀阀6。而且,流路R4与涡轮压缩机4相连,以相对于涡轮压缩机4所具备的后述的第二压缩级22供给气相成分X3。
蒸发器3通过使制冷液体X2蒸发而从水等冷却对象物中获取气化热,从而对冷却对象物进行冷却。蒸发器3经由通过制冷液体X2蒸发而产生的制冷气体X4在其中流动的流路R5与涡轮压缩机4相连。流路R5与涡轮压缩机4所具备的后述的第一压缩级21相连。
涡轮压缩机4将制冷气体X4压缩后作为压缩制冷气体X1。涡轮压缩机4如上所述,经由压缩制冷气体X1在其中流动的流路R1与冷凝器1相连,经由制冷气体X4在其中流动的流路R5与蒸发器3相连。
在涡轮冷冻机S1中,经由流路R1供给到冷凝器1的压缩制冷气体X1被冷凝器1液化冷却而成为制冷液体X2。制冷液体X2在经由流路R2向节能器2供给之际被膨胀阀5减压,以减压状态在节能器2中暂时储存。之后,制冷液体X2在经由流路R3向蒸发器3供给之际被膨胀阀6进一步减压。因此,制冷液体X2以被两阶段减压的状态向蒸发器3供给。供给到蒸发器3的制冷液体X2被蒸发器3蒸发而成为制冷气体X4,经由流路R5向涡轮压缩机4供给。供给到涡轮压缩机4的制冷气体X4被涡轮压缩机4压缩后作为压缩制冷气体X1,再次经由流路R1向冷凝器1供给。
在制冷液体X2储存在节能器2中之际产生的制冷剂的气相成分X3经由流路R4向涡轮压缩机4供给。与制冷气体X4一起被压缩,作为压缩制冷气体X1而经由流路R1向冷凝器1供给。
涡轮冷冻机S1通过在制冷液体X2在蒸发器3中蒸发之际从冷却对象物中获取气化热,进行冷却对象物的冷却或者冷冻。
接着,对本实施方式的涡轮压缩机4进行更详细的说明。图2是本实施方式中的涡轮压缩机4的水平剖视图。
如图2所示,本实施方式中的涡轮压缩机4具备马达单元10,压缩机单元20,以及齿轮单元30。
马达单元10具备马达12以及马达壳体13,马达12具有输出轴11,并成为驱动压缩机单元20的驱动源,马达壳体12包围马达12且其内设置上述马达12。作为驱动压缩机单元20的驱动源并不仅限于马达12,例如也可以是内燃机。马达12的输出轴11由固定在马达壳体13上的第一轴承14和第二轴承16轴承而旋转自如。
压缩机单元20具备吸入制冷气体X4(参照图1)并进行压缩的第一压缩级21,以及对由第一压缩级21压缩后的制冷气体X4进一步进行压缩后作为压缩制冷气体X1(参照图1)排出的第二压缩级22。
第一压缩级21具备:赋予从推力方向供给的制冷气体X4速度能量并向径向方向排出的第一叶轮21a,通过将由第一叶轮21a赋予制冷气体X4的速度能量转换成压力能量而进行压缩的第一扩压器21b,将被第一扩压器21b压缩后的制冷气体X4向第一压缩级21的外部导出的第一涡旋室21c,以及吸入制冷气体X4并向第一叶轮21a供给的吸入口21d。第一扩压器21b,第一涡旋室21c,以及吸入口21d由包围第一叶轮21a的第一叶轮壳体21e形成。
在压缩机单元20内设有在第一压缩级21和第二压缩级22之间延伸的旋转轴23。第一叶轮21a固定在旋转轴23上,通过马达12的旋转动力相对于旋转轴21传递而被驱动旋转。而且,在第一压缩级21的吸入口21d设置有多个对第一压缩级21的吸入容量进行调节的输入导流叶片21f。各输入导流叶片21f以通过固定在第一输入导流叶片21e上的驱动机构21g而制冷气体X4的流动方向的表观上的面积能够改变的方式旋转自如。而且,在第一叶轮壳体21e的外部设置有与驱动机构21g相连并驱动各输入导流叶片21f旋转的驱动部24。
第二压缩级22具备:赋予被第一压缩级21压缩后从推力方向供给的制冷气体X4速度能量并向径向方向排出的第二叶轮22a,通过将由第二叶轮22a赋予制冷气体X4的速度能量转换成压力能量而进行压缩并作为压缩制冷气体X1排出的第二扩压器22b,将从第二扩压器22b排出的压缩制冷气体X1向第二压缩级22的外部导出的第二涡旋室22c,以及将由第一压缩级21压缩后的制冷气体X4向第二叶轮22a引导的导入涡旋室22d。第二扩压器22b,第二涡旋室22c,以及导入涡旋室22d由包围第二叶轮22a的第二叶轮壳体22e形成。
第二叶轮22a在上述的旋转轴23上固定成与第一叶轮21a背靠背,通过马达12的旋转动力相对于旋转轴23传递而被驱动旋转。第二涡旋室22c与用于将压缩制冷气体X1向冷凝器1(参照图1)供给的流路R1(参照图1)相连,将从第二压缩级22导出的压缩制冷气体X1向流路R1供给。
第一压缩级21的第一涡旋室21c与第二压缩级22的导入涡旋室22d经由与第一压缩级21以及第二压缩级22分体设置的外部配管(未图示)相连。经由上述外部配管,由第一压缩级22压缩后的制冷气体X4向第二压缩级22供给。在该外部配管上连接有上述的流路R4(参照图1),构成为在节能器2中产生的制冷剂的气相成分X3经由外部配管向第二压缩级22供给。
旋转轴23在第一压缩级21与第二压缩级22之间的空间25中由固定在第二叶轮壳体22e上的第三轴承26和固定在第二叶轮壳体22e上齿轮单元30一侧的端部的第四轴承27支撑而旋转自如。
齿轮单元30具备将马达12的旋转动力向旋转轴23传递且固定在输出轴11上的平齿轮31,固定在旋转轴23上且与平齿轮31啮合的小齿轮32,以及收容平齿轮31和小齿轮32的齿轮壳体33。进而,齿轮单元30具备设在齿轮壳体33上且储存润滑油的油箱34,将润滑油向随着马达12的动作而滑动的滑动部位喷射供给的喷嘴35,与喷嘴35相连的供给管36,以及将储存在油箱34中的润滑油朝向供给管36和喷嘴36送出的润滑油供给单元40(以下简称为“供给单元40”)。作为上述的滑动部位,可列举出第四轴承27等的轴承或者平齿轮31与小齿轮32的啮合部等。
平齿轮31具备大于小齿轮32的外径,通过平齿轮31以及小齿轮32的协同动作而以使旋转轴23转速相对于输出轴11的转速增加的方式将马达12的旋转动力向旋转轴23传递。并不仅限于这种传递方法,多个齿轮的直径也可以设定成旋转轴23的转速相对于输出轴11的转速相同或减小。
齿轮壳体33与马达壳体13以及第二叶轮壳体22e分体成形且彼此相连。在齿轮壳体33的内部形成有用于收容平齿轮31,小齿轮32,喷嘴35,以及供给管36的收容空间33a。
油箱34是用于回收并存储供给到随着马达12的动作而滑动的滑动部位并润滑后的润滑油的箱体。储存在油箱34内的润滑油中存在含有在滑动部位产生的微细的金属粉或污垢等情况。
喷嘴35为了润滑第四轴承27、平齿轮31与小齿轮32的啮合部等滑动部位而喷射供给润滑油。供给管36是设在喷嘴35与供给单元40之间而向喷嘴35供给润滑油的管部件。也可以设置向第一轴承14或第三轴承26等滑动部位供给润滑油的其它喷嘴。
接着,对本实施方式的特征部分的供给单元40进行详细说明。图3A~图3C是本实施方式中的供给单元40的示意图,图3A为主视图,图3B为俯视图,图3C为侧视图。供给单元40具备泵41,油过滤器42,第一封闭阀43,第二封闭阀44,以及调整阀45。泵41,油过滤器42,第一封闭阀43,第二封闭阀44,以及调整阀45均设置在油箱盖46上。油箱盖46密闭形成在油箱34上的开口部34a地设置。油箱盖46例如使用铸造法成形,通过多个紧固螺栓46a固定在油箱34上。在供给单元40上连接有第二供给管47。第二供给管47是与供给管36(参照图2)相连的管部件。
泵41设置在油箱盖46的背面一侧,且设在油箱34的内部。泵41将储存在油箱34内的润滑油朝向形成在油箱盖46上的第一过滤前流路46b送出。来自泵41的排放量是一定的。油过滤器42更换自如地设置在形成于油箱盖46的正面一侧的过滤器设置空间46c内。油过滤器42对从泵41送出的润滑油进行过滤,除去上述润滑油中所包含的微细的金属粉或污垢等。
第一封闭阀43设置在油箱盖46的正面一侧。第一封闭阀43经由第一过滤前流路46b与泵41相连。而且,第一封闭阀43经由形成在油箱盖46上的第二过滤前流路46d与过滤器设置空间46c相连。进而,第一封闭阀43是将第一过滤前流路46b与第二过滤前流路46d之间封闭,阻断润滑油朝向油过滤器42流动的阀。第一封闭阀43通过第一旋钮43a的操作而开闭。
第二封闭阀44在油箱盖46的正面一侧设置在过滤器设置空间46c与第二供给管47之间。第二封闭阀44是将过滤器设置空间46c与第二供给管47之间封闭,阻断润滑油朝向供给管36流动的阀。第二封闭阀44通过第二旋钮44a的操作而开闭。
调整阀45是对从泵41送出的润滑油的油流分支而返回油箱34的润滑油的流量进行调整的阀。调整阀45设置在形成于油箱盖46上的设置部46e上。调整阀45与设置部46e对置的面形成为平面状。在该面上设有未图示的流入孔。以及流出孔从流入孔流入调整阀45内并从流出孔流出的润滑油的流量自由调整。该润滑油的流量通过第三旋钮45a的操作而调整。
设置部46e形成为平面状。在调整阀45与设置部46e之间夹持有用于保持其间液密封的未图示的垫圈(密封部件)。在垫圈上分别与调整阀45的流入孔以及流出孔相对应的位置形成有贯通孔。调整阀45的与设置部46e对置的面以及设置部46e均形成为平面状。因此,能够容易地确保其间的液密封。
在油箱盖46上形成有分支流路46f(第一流路)和返回流路46g(第二流路)。分支流路46f从过滤器设置空间46c分支并在设置部46e处开口。即,分支流路46f从泵41与油过滤器42之间的流路分支地设置。分支流路46f的设置部46e处的开口位置成为与调整阀45的流入孔对置的位置。由于如上所述,在调整阀45与设置部46e之间夹持有垫圈,所以分支流路46f液密封地与调整阀45的流入孔相连。即,分支流路46f将过滤器设置空间46c与调整阀45直接连接在一起。分支流路46f由在规定的方向上延伸的多个延伸孔部相互连通而成,上述延伸孔部的规定端部中旋入无头螺钉(即止付螺钉)而被密闭。
返回流路46g设在设置部46e与油箱盖46的背面一侧之间。返回流路46g的一端在设置部46e处开口,另一端在油箱盖46的背面一侧(即油箱34的内侧)开口。返回流路46g的设置部46e处的开口位置成为与调整阀45的流出孔对置的位置。由于如上所述,在调整阀45与设置部46e之间夹持有垫圈,所以返回流路46g液密封地与调整阀45的流出孔相连。即,返回流路46g将调整阀45与油箱34的内部直接连接在一起。
对供给单元40中的润滑油的供给动作进行说明。
首先,预先通过第一旋钮43a以及第二旋钮44a的操作使第一封闭阀43以及第二封闭阀44开放。通过泵41的动作,存储在油箱34内的润滑油朝向第一过滤前流路46b送出。送出到第一过滤前流路46b的润滑油经由第一封闭阀43以及第二过滤前流路46d流入过滤器设置空间46c。润滑油流入设置在过滤器设置空间46c中的油过滤器42内被过滤。通过该过滤,润滑油中所包含的微细的金属粉或污垢等被除去。被油过滤器42过滤后的润滑油经由第二封闭阀44向第二供给管47送出。送出到第二供给管47的润滑油经由供给管36向喷嘴35供给,从喷嘴35朝向滑动部位喷射。
流入过滤器设置空间46c中的润滑油的一部分在返回流路46f中流动而流入调整阀45。通过调整阀45而从调整阀45流出的润滑油在返回流路46中流动而再次返回油箱34内。通过第三旋钮45a的操作,能够调整从过滤器设置空间46c分支而在分支流路46f,调整阀45,以及返回流路46g中流动,并向油箱34内返回的润滑油的流量。由于若通过调整阀45而向油箱34返回的润滑油的流量增加,则经由第二供给管47朝向喷嘴35的润滑油的流量减少,所以通过操作第三旋钮45a,能够调整向涡轮压缩机4的滑动部位供给的润滑油的流量。以上,供给单元40中的润滑油的供给动作完成。
由于分支流路46f以及返回流路46g在设置部46e处开口,所以通过将调整阀45设置在设置部46e上,分支流路46f以及返回流路46g均相对于调整阀45直接连接。因此,能够削减用于将调整阀45连接在泵41一侧以及油箱34一侧的配管等零件数量。通过削减配管等零件数量,能够简化供给单元40的组装作业,而且能够抑制漏油的发生。
而且,经由调整阀45向油箱34内返回的润滑油是在通过油过滤器42之前分支的润滑油。因此,能够抑制被油过滤器42过滤的润滑油的量,延长油过滤器42的过滤器寿命。
接着,对本实施方式中的涡轮压缩机4的动作进行说明。
首先,马达12的旋转动力经由平齿轮31以及小齿轮32向旋转轴23传递。因此,压缩机单元20的第一叶轮21a与第二叶轮22a被驱动旋转。
当第一叶轮21a被驱动旋转时,第一压缩级21的吸入口21d成为负压状态,制冷气体X4从流路R5经由吸入口21d流入第一压缩级21。流入到第一压缩级21的内部的制冷气体X4沿推力方向流入第一叶轮21a,通过第一叶轮21a赋予了速度能量后从径向方向排出。从第一叶轮21a排出的制冷气体X4通过由第一节能器21b将速度能量转换成压力能量而被压缩。从第一节能器21b排出的制冷气体X4经由第一涡旋室21c向第一压缩级21的外部导出。导出到第一压缩级21的外部的制冷气体X4经由未图示的外部配管向第二压缩级22供给。
供给到第二压缩级22的制冷气体X4经由导入涡旋室22d沿推力方向向第二叶轮22a流入,通过第二叶轮22a赋予了速度能量后从径向排出。从第二叶轮22a排出的制冷气体X4通过由第二叶轮22b将速度能量转换成压力能量被进一步压缩而成为压缩制冷气体X1。从第二节能器22b排出的压缩制冷气体X1经由第二涡旋室22c向第二压缩级22的外部导出。导出到第二压缩级22的外部的压缩制冷气体X1经由流路R1向冷凝器1供给。
以上,涡轮压缩机1的动作完成。
根据本实施方式,能够获得以下的效果。
根据本实施方式,获得了能够削减用于将润滑油向第四轴承27以及啮合部38供给的喷嘴及配管等的数量的效果。而且,在涡轮压缩机4以及具备该涡轮压缩机的涡轮冷冻机S1中,获得了能够削减制造的工时以及制造成本的效果。
以上,参照附图对本发明所涉及的优选实施方式进行了说明,但勿庸置疑,本发明并不仅限于这些例子。上述的例子中所示的各结构部件的诸形状及组合等仅是一例,能够在不脱离本发明的要旨的范围内基于设计要求等进行各种变更。
例如,在上述实施方式中,分支流路46f以及返回流路46g均是在设置部46e处开口,但并不仅限于此,也可以是某一个在设置部46e处开口。仅一方的流路在设置部46e处开口也能够获得削减配管等零件数量的效果。
而且,在上述实施方式中,分支流路46f是从过滤器设置空间46c分支设置的,但并不仅限于此,也可以是从在油过滤器42中过滤后的润滑油流动的流路分支设置。
而且,在上述实施方式中,设置部46e形成为平面状,但只要是保持设置部46e与调整阀45之间为液密封即可,例如也可以在设置部46e中分支流路46f与返回流路46g之间设置台阶部。
Claims (8)
1. 一种涡轮压缩机,具备泵以及调整阀,该泵将存储在具有开口部的油箱内的润滑油送出,该调整阀对从上述泵送出的润滑油的油流分支并向上述油箱返回的润滑油的流量进行调整,其特征在于,
具备密闭上述开口部且设置上述调整阀的设置部的油箱盖,
上述油箱盖具备第一流路以及第二流路中的至少某一个,该第一流路在上述设置部处开口且使从上述泵送出的润滑油的油流分支而朝向上述调整阀流动,该第二流路在上述设置部处开口且使润滑油从上述调整阀朝向上述油箱流动。
2. 如权利要求1所述的涡轮压缩机,其特征在于,
具备设置在上述油箱盖上并对从上述泵送出的润滑油进行过滤的油过滤器,
上述第一流路从上述泵与上述油过滤器之间的流路分支设置。
3. 如权利要求1所述的涡轮压缩机,其特征在于,
上述设置部形成为平面状。
4. 如权利要求2所述的涡轮压缩机,其特征在于,
上述设置部形成为平面状。
5. 一种涡轮冷冻机,具备冷凝器,蒸发器,以及压缩机,该冷凝器使压缩后的制冷剂冷却液化,该蒸发器通过使液化后的上述制冷剂蒸发并从冷却对象物中获取气化热而对上述冷却对象物进行冷却,该压缩机对由上述蒸发器蒸发后的上述制冷剂进行压缩后向上述冷凝器供给,其特征在于,
作为上述压缩机而具备权利要求1所述的涡轮压缩机。
6. 一种涡轮冷冻机,具备冷凝器,蒸发器,以及压缩机,该冷凝器使压缩后的制冷剂冷却液化,该蒸发器通过使液化后的上述制冷剂蒸发并从冷却对象物中获取气化热而对上述冷却对象物进行冷却,该压缩机对由上述蒸发器蒸发后的上述制冷剂进行压缩后向上述冷凝器供给,其特征在于,
作为上述压缩机而具备权利要求2所述的涡轮压缩机。
7. 一种涡轮冷冻机,具备冷凝器,蒸发器,以及压缩机,该冷凝器使压缩后的制冷剂冷却液化,该蒸发器通过使液化后的上述制冷剂蒸发并从冷却对象物中获取气化热而对上述冷却对象物进行冷却,该压缩机对由上述蒸发器蒸发后的上述制冷剂进行压缩后向上述冷凝器供给,其特征在于,
作为上述压缩机而具备权利要求3所述的涡轮压缩机。
8. 一种涡轮冷冻机,具备冷凝器,蒸发器,以及压缩机,该冷凝器使压缩后的制冷剂冷却液化,该蒸发器通过使液化后的上述制冷剂蒸发并从冷却对象物中获取气化热而对上述冷却对象物进行冷却,该压缩机对由上述蒸发器蒸发后的上述制冷剂进行压缩后向上述冷凝器供给,其特征在于,
作为上述压缩机而具备权利要求4所述的涡轮压缩机。
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