CN114228447A - 催化剂装置及包括其的车辆用空调装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及催化剂装置及包括其的车辆用空调装置,更详细地,其特征在于,包括:外壳(140);光源部(120),为了朝向上述外壳(140)的内侧面照射光,与上述外壳(140)的内侧相向;以及催化剂部(130),位于上述外壳(140)的内侧面,通过上述光源部(120)所照射的光进行光催化反应,在上述催化剂部(130)中,上述光源部(120)与上述催化剂部(130)之间的距离在第一隔开距离(L)内,以使上述光源部(120)的最大光能(Pmax)集中。

Description

催化剂装置及包括其的车辆用空调装置
本申请是申请日为2017年8月10日,国家申请号为201780028001.9(国际申请 号为PCT/KR2017/008691),发明名称为“催化剂装置及包括其的车辆用空调装置”的 发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及催化剂装置及包括其的车辆用空调装置,更详细地,提供如下的催化剂装置及包括其的车辆用空调装置:为了净化向空调外壳的内部流入的空气并对蒸发 器进行稳定的杀菌、安全地保护搭乘车辆的乘客,通过调节光源部与催化剂部之间的 最佳距离和角度实现对于上述蒸发器的杀菌和除臭的最大性能。
背景技术
车辆用空调装置为在将车辆外部的空气向车辆室内导入或循环车辆室内的空气的过程中进行加热或冷却来对车辆室内进行制冷或制热的装置,空调外壳的内部包 括:蒸发器,具有冷却作用;加热器芯,具有加热作用;以及送风模式切换用门,将 通过蒸发器或加热器芯被冷却或加热的空气选择性地向车辆室内的每个部分送风。
在先申请的日本授权专利公报第2549032号(授权日:1997年05月30日,发 明名称:附着有汽车用除臭器的制冷装置)中公开了附着有汽车用除臭器的制冷装置。
图1为示出以往的附着有汽车用除臭器的制冷装置的剖视图。
参照图1,在以往的附着有汽车用除臭器的制冷装置中,在外壳20设置外部空 气吸入口21和内部空气吸入口22,选择性地对外部空气吸入口21和内部空气吸入 口22进行开闭的吸入门23以能够转动的方式设置。吸入门23的转动轴与促动器30 相连接来被控制单元31控制。
吸入门23在下流侧设置将从内部空气吸入口22、外部空气吸入口21导入的空 气向下流侧送风的送风机25,送风机25由风扇32和使上述风扇32进行旋转的马达 33构成。在上述送风机25的下流侧内设蒸发器26来与通过其的空气进行热交换并 冷却空气。
在形成于蒸发器26的下流侧的空气通道28设置通过长波长光的照射产生活性氧的催化剂过滤器27。
上述催化剂过滤器27通过紫外线灯29的照射产生活性氧,上述活性氧将产生恶臭的物质氧化分解至极低浓度的可氧化的化合物。上述紫外线灯29配置于蒸发器26 与催化剂过滤器27之间。
在催化剂过滤器27的下流侧设置用于去除包含于流动空气中的臭氧的金属催化剂过滤器34。未说明的附图标记35为温度传感器、36为检测恶臭等级的传感器、37 为风扇开关、24为空气排气口。
但是,在以往的附着有汽车用除臭器的制冷装置中,用作催化剂的光源的紫外线灯29在内部含有水银,水银存在对人体有害并由于各种环境原因无法适用于车辆的 问题。
并且,催化剂过滤器27设置于蒸发器26的下流侧来吸附在蒸发器26中产生的 恶臭并除臭,存在因在灰尘量过多时风量降低而需更换过滤器的问题。并且,在以往 的附着有汽车用除臭器的制冷装置中,存在由于紫外线灯29和催化剂过滤器27作为 个别部件而组装性降低的问题。
发明内容
技术课题
本发明为了解决如上所述的问题而提出,根据本发明的一实施例,提供如下的催化剂装置及包括其的车辆用空调装置:为了净化向空调外壳的内部流入的空气的同时 对蒸发器进行杀菌及除臭,将光源部与催化剂部之间的隔开距离和角度调节至特定距 离和特定角度来以最佳的状态将光能向上述催化剂部集中,从而实施对蒸发器的杀菌 及除臭。
解决课题的手段
本发明一实施例的催化剂装置的特征在于,包括:外壳140;光源部120,为了 朝向上述外壳140的内侧面照射光,与上述外壳140的内侧相向;以及催化剂部130, 位于上述外壳140的内侧面,通过上述光源部120所照射的光进行光催化反应,在上 述催化剂部130中,上述光源部120与上述催化剂部130之间的距离在第一隔开距离L内,以使上述光源部120的最大光能(Pmax)集中。
上述光源部120选择性地使用具有第一波长区域的紫外线或具有第二波长区域的可见光中的一种。
在从上述光源部120照射光量P的情况下,以上述光源部120与催化剂部130 之间的垂直距离为基准,上述第一隔开距离L维持以仅覆盖上述催化剂部130的下部 面区域的相当于2/3×P强度的距离隔开的状态。
上述第一隔开距离L维持催化剂部长度×1/2×tanθ/2。
以上述光源部120为基准,与上述催化剂部130间的第一隔开距离L维持15mm。
以上述光源部120的最大光能为基准,上述光源部120的发散角(θ)为20度以 上且60度以内。
上述光源部120使用发光二极管。
上述光源部120为1个或多个。
上述催化剂部130的横向长度和纵向长度以相同长度延伸。
在上述第一波长区域中,光量P维持在180nm~380nm之间的范围。
在上述第二波长区域中,光量P维持在380nm~760nm之间的范围。
在上述第二波长区域中,光量P维持在400nm~500nm之间的范围。
本发明包括为了将从上述光源部120照射的光源向上述催化剂部130反射而在上述外壳140的内侧以与上述光源部120相向的状态配置的反射板160。
以上述光量P为基准,上述反射板160配置于2/3×P~1/3×P之间的位置。
上述催化剂部130的气孔度维持在80%以上。
本发明另一实施例的催化剂装置及包括其的车辆用空调装置包括:空调外壳300,形成有通过形成用于移送所流入的空气的空间来进行排气的排气口310;蒸发 器410,设置于上述空调外壳300的内部;加热器芯420,沿着空气流动方向设置于 上述空调外壳300的后侧;以及技术方案1至14中任一项所述的催化剂装置100。
上述催化剂装置100沿着空气流动方向设置于上述蒸发器410的前侧。
上述催化剂装置100沿着空气流动方向设置于上述蒸发器410的后侧。
发明效果
在本发明一实施例的催化剂装置及包括其的车辆用空调装置中,可利用发光二极管或可见光实施对于蒸发器的杀菌和除臭,不会对搭乘车辆的乘客产生重金属中毒引 起的问题。
在本发明一实施例的催化剂装置及包括其的车辆用空调装置中,可使催化剂部位于从光源部照射的光能成为最大的位置来提高上述催化剂部的除臭效果。
在本发明一实施例的催化剂装置及包括其的车辆用空调装置中,使催化剂部的大小小型化并提高除臭效果,从而与催化剂量的变化无关地实现稳定地杀菌。
附图说明
图1为示出以往的附着有汽车用除臭器的制冷装置的剖视图。
图2为示出本发明第一实施例的催化剂装置的分解立体图。
图3为图2处于组装状态的纵向剖视图。
图4为示出以往的光源部与催化剂部的隔开间隔的图。
图5为示出本发明一实施例的光源部与催化剂部之间的隔开间隔的图。
图6为示出设置于本发明一实施例的催化剂装置的反射板的图。
图7为示出通过本发明一实施例的催化剂装置根据经过时间的除臭状态的曲线图。
图8为示出本发明另一实施例的车辆用空调装置的图。
具体实施方式
以下,参照附图对具有如上所述特征的本发明的催化剂装置及包括其的车辆用空调装置进行详细说明。图2为示出本发明第一实施例的催化剂装置的分解立体图,图 3为图2处于组装状态的纵向剖视图,图4为示出以往的光源部与催化剂部的隔开间 隔的图,图5为示出本发明一实施例的光源部与催化剂部之间的隔开间隔的图。
参照图2至图5,本发明一实施例的催化剂装置100包括本体110、照射紫外线 光的光源部120、催化剂部130、外壳140以及密封部150。
如一例,包括:外壳140;光源部120,为了朝向上述外壳140的内侧面照射光, 与上述外壳140的内侧相向;以及催化剂部130,位于上述外壳140的内侧面,通过 上述光源部120所照射的光进行光催化反应,在上述催化剂部130中,上述光源部 120与上述催化剂部130之间的距离在第一隔开距离L内,以使上述光源部120的最 大光能集中。
尤其,本实施例的催化剂部130可通过使上述光源部120的最大光能集中来与尺寸缩小无关地实施对于蒸发器的稳定的除臭。
并且,可通过使上述光源部120与上述催化剂部130之间的距离在第一隔开距 离L内,以容易集中并使用最大光能,因此可预防尺寸缩小引起的除臭效率的降低。
本体110与外壳140相互进行组装来提供可稳定地设置后述的光源部120和催化剂部130的空间。
在本体110形成有收容部111,因此放置基板122,在上述基板122的上部面设 置照射具有第一波长区域的紫外线(UV)光的光源部120。
如图所示,上述外壳140的上下部外壳相互之间进行组装或可单独地由左右侧外壳构成来相互之间进行组装。
本实施例的光源部120可选择性地使用具有第一波长区域的紫外线或具有第二波长区域的可见光中的一种。
上述光源部120使用发光二极管,因此,在对蒸发器进行杀菌的情况下,对于搭 乘车辆的驾驶人员的安全无害,在产生故障的情况下,也容易维修。因此,可同时提 供乘客的安全和蒸发器的杀菌效率。
在基板122设置用于供给电源的插口102,因此,当向上述光源部120所要供给 电源时,可稳定地供给。并且,在设置于上述基板122的元件(未图示)或光源部 120中本体110与外壳140相互之间进行组装的情况下,可实现光源部120稳定地工 作。
光源部120使用发光二极管,可稳定地对蒸发器进行杀菌的同时对乘客的健康完全无害,因此可安全地使用。
对光源部120进行说明之前,催化剂部130的横向长度及纵向长度以相同长度延伸,如一例,以横向44mm×纵向44mm的长度延伸。
相比于以往所使用的长度,上述催化剂部130的所延伸的长度的横向长度相对变短,在利用光源部120向上述催化剂部130照射紫外线光的情况下,以光能的光量得 到变化的状态进行照射。
即,在从光源部120照射的紫外线光中,集中最大光能的位置通过与催化剂部 130隔开的长度变化而变化,参照附图对其进行详细说明。
图4为示出以往的光源部与催化剂部的隔开间隔的图,图5为示出本发明一实施例的光源部与催化剂部之间的隔开间隔的图。
参照图4至图5,相比于本发明的光源部120与催化剂部130之间的第一隔开距 离L,以往的光源部12与催化剂部13之间的隔开距离L以相对短的距离隔开。
相对于本发明,以往的催化剂部13的长度也以相对长地延伸,如一例,以往的 隔开距离L维持5mm的隔开距离。
在此情况下,在从具有相同规格的光源部12、120照射紫外线光的情况下,现有 技术和本发明的在向催化剂部13、130照射最大光能变得不同。
以上述以往的光源部12与催化剂部13之间的5mm的所隔开的垂直距离为基准, 上述催化剂部13的最大光能维持以相当于1/3×P强度的距离隔开的状态。
与此相反,在从上述光源部120照射光量P的情况下,以上述光源部120与催化 剂部130之间的垂直距离为基准,本实施例的催化剂部130与光源部120之间的第一 隔开距离L以仅覆盖上述催化剂部130的下部面区域的相当于2/3×P强度的距离隔 开。
其中,下部面区域的定义如下,即,当从侧面观察催化剂部130时,实际光量P 对光量P所集中的区域具有影响的整体范围相当于1/3×P。
在以往的情况下,向催化剂部13照射的紫外线光的最大光能在上述光源部12 的1/3×P中进行。在此情况下,由于催化剂部13的尺寸增加,制造成本上升,对于 蒸发器的除臭效果优秀,但是费用增加。
本实施例为了改善如上所述的以往的问题缩小催化剂部130的尺寸并将上述光源部120与催化剂部130之间的第一隔开距离L以特定距离隔开。
而且,通过最大限度地照射从上述光源部120照射的最大光能来诱发不产生上述催化剂部130的尺寸缩小引起的效率减少地对蒸发器实施稳定的除臭的效果。
并且,催化剂部130的尺寸比以往减少,但是可进一步集中上述光源部120的光能,因此可诱发不产生不必要的死区的效果。
如一例,本实施例的第一隔开距离L以上述光源部120为基准与上述催化剂部 130维持15mm。在为了满足相当于光源部120的最大光能的2/3×P而调节与上述光 源部120间的垂直隔开距离的情况下,上述第一隔开距离L在上述15mm的长度集 中光源部120的最大光能。
在此情况下,在光源部120的紫外线光以最大量集中于上述催化剂部130的同时面积被减少的情况下,也优秀地维持催化剂部130的效率。
本实施例的第一隔开距离L维持催化剂部长度×1/2×tanθ/2。第一隔开距离L与外壳140的大小和光源部120的最大光能具有相关关系,利用上述数学式计算最佳距 离,可适用于实际产品来使用。
在本实施例的光源部120中,以最大光能为基准,上述光源部120的发散角θ维 持20度以上且60度以内。如图所示,上述发散角在上述催化剂部130通过上述第一 隔开距离L位于虚线区域内时适用。
在此情况下,可在上述发散角的范围以内照射最大光能,由此可最大限度地维持催化剂部130的效率。作为参照,光源部120以120度前后范围的整体发散角向催化 剂部130照射。
本实施例的光源部120使用发光二极管,因此不排出有害成分或不伴随潜在的危险性,可完全地使用,当产生故障时,容易维修及更换,因此可提高操作人员的作业 性。
上述发光二极管照射具有400nm以下的波长的超紫外线-A(UVA,Ultra Violet-A)光或超紫外线-C(UVC,Ultra Violet-C)光,解决了作为以往的水银灯的问题的使用 水银的问题,可通过小的电力有效地照射光。
由于超紫外线-A的价格较低,则在费用方面有利,可有效地使催化剂部130的 光催化反应活性化。虽然超紫外线-C的价格较高,但使光催化反应活性化的同时自 行执行杀菌功能,因此可提高杀菌效率。
作为参照,光源部120可为1个或多个,数量并没有特殊限制。
在本实施例的第一波长区域中,光量P维持在180nm~360nm之间的范围,在上 述第一波长区域的范围选择性地向催化剂部130照射。
如一例,在上述第一波长区域中,光量P能够以如上所述的范围中的任意范围向上述催化剂部130照射,在此情况下,可优秀地维持效率,因此以如上所述的光量向 催化剂部130照射。
上述光源部120为1个或多个,在此情况下,可设置多个相同的发光二极管。
上述光源部120可使照射紫外线光的发光二极管和可见光同时照射。在此情况下,由于不同的波长,光能向催化剂部130集中的同时提高效率。
在本实施例的第二波长区域中,光量P维持在380nm~760nm之间的范围,在上 述第二波长区域的范围选择性地向催化剂部130照射。
并且,在本实施例的第二波长区域中,光量P可维持在400nm~500nm之间的范 围。在此情况下,在上述第二波长区域的范围选择性地向催化剂部130照射。
参照图6,本实施例包括为了将从光源部120照射的光源向上述催化剂部130反 射而在上述外壳140的内侧以与上述光源部120相向的状态配置的反射板160。以上 述光量P为基准,上述反射板160配置于2/3×P~1/3×P之间的位置。
上述反射板160以与上述催化剂部130正交的方式配置或以5度以内的角度倾斜配置,并不限定于图中所示的状态。
本实施例的催化剂部130通过上述光源部120所照射的光进行光催化反应来产生过氧自由基。上述催化剂部130通过上述光源部120所照射的光进行光催化反应,通 过从光催化反应产生的过氧自由基的氧化作用去除向空调外壳300的内部流入的污 染物质和蒸发器410内的菌类、各种污染物质及恶臭。
若上述催化剂部130吸收从光源部120照射的光,则填充有电子的价带(ValenceBand:VB)的电子吸收光能来向没有电子的导带(Conduction Band:CB)移动。
作为价带的空电子位置的空穴(Hole)在表面氧化水分子来恢复原状态,所氧化的水分子形成OH自由基。
并且,向导带激起的称为激发电子(Excited Electron)的电子与氧进行反应来生成强氧化力的过氧自由基,从而可实施对于蒸发器410的杀菌。
在本实施例的催化剂部130中,气孔度维持在80%以上,具有5mm至50mm的 厚度。
相对于上述催化剂部130的整体重量,包含于上述催化剂部130的催化剂的重量维持在10%~30%的范围以内。上述催化剂由10nm至60nm的大小粒子化的二氧化 钛构成。
上述二氧化钛(TiO2)接收400nm以下的紫外线生成过氧自由基,所生成的过 氧自由基分解有机物来分解为安全的水和二氧化碳。
上述二氧化钛被纳米粒子化,因此,即使使用呈现强度较弱的紫外线波长的光源也可生成大量的过氧自由基。
因此,有机物的分解能力优秀,环境变化也具有持续地耐久性及稳定性,并具有半永久式的效果。并且,以大量产生的过氧自由基不仅可以去除有机物,还可以去除 恶臭、细菌等各种物质。
催化剂部130使纳米粒子化的二氧化钛的表面积值为330m2/g以上,相比于普通二氧化钛,每个相同的面积所能接收光能的粒子数显著地多,从而增加过氧自由基的 产生量。
参照图7对通过本发明第一实施例的催化剂装置并根据经过时间的除臭状态的曲线图进行说明。作为参照,X轴为经过时间,Y轴为除臭浓度。
参照图7,作为本实施例的催化剂部130的结构,在以第一隔开距离L与光源部 120隔开的情况下,根据经过时间的除臭浓度如图所示的曲线图。
如上所述,在通过催化剂部130实施对于蒸发器的除臭的情况下,除臭率可维持81.2%,即使尺寸缩小也可维持优秀的效率。
参照附图对本发明另一实施例的具有催化剂装置车辆用空调装置进行说明。
参照图8,车辆用空调装置1000包括空调外壳300、蒸发器410、加热器芯420 以及催化剂装置100。
在上述空调外壳300形成有通过形成用于移送所流入的空气并用于安装上述蒸发器410及加热器芯420的空间来排出空气的排气口310。
更详细地,在上述空调外壳300形成有通过上述蒸发器410及加热器芯420调节 温度的空气向车辆室内排出的排气口310。
上述排气口310包括正面排气口310(Face Vent),除霜排气口310(Defrost Vent)以及地板排气口310(Floor Vent)。
上述正面排气口310为向车辆室内的前侧(前座)排出空气的部分,上述除霜排 气口310为向车辆室内的车窗侧排出空气的部分,上述地板排气口310为向车辆室内 的前座地板侧排出空气的部分,上述正面排气口310、除霜排气口310以及地板排气 口310通过各自的模式门310d调节开度。
在上述空调外壳300的使空气流入的侧可设置有用于对空气进行送风的风扇214,若通过内部空气及外部空气转换门213选择性地对内部空气流入口211及外部 空气流入口212进行开闭来使上述风扇214进行工作,则将内部空气或外部空气向上 述空调外壳300移送。
上述内部空气流入口211与车辆内部相连通来使内部空气流入,上述外部空气流入口212与车辆外部相连通来使外部空气流入。
上述内部空气及外部空气转换门213设置于上述流入管道的内部来对上述内部空气流入口211及外部空气流入口212进行开闭,上述内部空气及外部空气转换门 213根据车辆乘客的设置进行工作来选择性地使外部空气或内部空气流入。
上述蒸发器410使冷的制冷剂流动来对空气进行冷却,上述加热器芯420使加热的冷却水流动来对空气进行加热,沿着空气流动方向依次设置蒸发器410及加热器芯 420。
并且,上述空调外壳300在内部设置有用于决定通过蒸发器410的空气通过加热器芯420的程度的温度调节门320。
换言之,上述温度调节门320调节通过蒸发器410的空气通过加热器芯420的热 气通道和不通过加热器芯420的冷气通道的开度。
此时,上述催化剂装置100具有如上所述的特征,沿着空气流动方向设置于蒸发器410的前侧来对上述蒸发器410进行杀菌及除臭。
并且,上述催化剂装置100沿着空气流动方向设置于蒸发器410的后侧,可以对 上述蒸发器410进行规定杀菌及除臭,在上述催化剂装置100产生的过氧自由基向车 辆的室内流入来净化车辆的室内内部的空气。(参照图8)
并且,本发明的车辆用空调装置1000具有如下的优点,即,上述催化剂装置100 安装于空调外壳300的一侧,容易对上述催化剂装置100进行安装及装拆,由此,容 易进行检查及维修,可通过催化剂装置100使空调外壳300的内部的空气流动妨碍最 小化。
本发明并不限定于上述实施例,适用范围多种多样,可在不超过发明要求保护范围中所保护的本发明的主旨的范围内实施各种变形。
产业上的可利用性
本发明所记载的实施例可适用设置于作为运输工具的一例的车辆的空调装置来使用。

Claims (19)

1.一种催化剂装置,其特征在于,
包括:
外壳(140);
光源部(120),为了朝向上述外壳(140)的内侧面照射光,与上述外壳(140)的内侧相向;以及
催化剂部(130),位于上述外壳(140)的内侧面,通过上述光源部(120)所照射的光进行光催化反应,
在上述催化剂部(130)中,上述光源部(120)与上述催化剂部(130)之间的距离在第一隔开距离(L)内,以使上述光源部(120)的最大光能(Pmax)集中。
2.根据权利要求1所述的催化剂装置,其特征在于,上述光源部(120)使用具有第一波长区域的紫外线。
3.根据权利要求1所述的催化剂装置,其特征在于,在从上述光源部(120)照射光量(P)的情况下,以上述光源部(120)与催化剂部(130)之间的垂直距离为基准,上述第一隔开距离(L)维持以仅覆盖上述催化剂部(130)的下部面区域的相当于2/3×P强度的距离隔开的状态。
4.根据权利要求1所述的催化剂装置,其特征在于,上述第一隔开距离(L)维持催化剂部长度×1/2×tanθ/2。
5.根据权利要求1所述的催化剂装置,其特征在于,以上述光源部(120)为基准,与上述催化剂部(130)间的第一隔开距离(L)维持15mm。
6.根据权利要求1所述的催化剂装置,其特征在于,以上述光源部(120)的最大光能为基准,上述光源部(120)的发散角(θ)为20度以上且60度以内。
7.根据权利要求1所述的催化剂装置,其特征在于,上述光源部(120)使用发光二极管。
8.根据权利要求1所述的催化剂装置,其特征在于,上述光源部(120)为1个或多个。
9.根据权利要求1所述的催化剂装置,其特征在于,上述催化剂部(130)的横向长度和纵向长度以相同长度延伸。
10.根据权利要求3所述的催化剂装置,其特征在于,对于上述光量(P)维持在400nm~500nm之间的范围。
11.根据权利要求1所述的催化剂装置,其特征在于,包括为了将从上述光源部(120)照射的光源向上述催化剂部(130)反射而在上述外壳(140)的内侧以与上述光源部(120)相向的状态配置的反射板(160)。
12.根据权利要求11所述的催化剂装置,其特征在于,以光量(P)为基准,上述反射板(160)配置于2/3×P~1/3×P之间的位置。
13.根据权利要求1所述的催化剂装置,其特征在于,上述催化剂部(130)的气孔度维持在80%以上。
14.一种车辆用空调装置,其特征在于,包括:
空调外壳(300),形成有通过形成用于移送所流入的空气的空间来进行排气的排气口(310);
蒸发器(410),设置于上述空调外壳(300)的内部;
加热器芯(420),沿着空气流动方向设置于上述空调外壳(300)的后侧;以及
权利要求1至13中任一项所述的催化剂装置(100)。
15.根据权利要求14所述的车辆用空调装置,其特征在于,上述催化剂装置(100)沿着空气流动方向设置于上述蒸发器(410)的前侧。
16.根据权利要求14所述的车辆用空调装置,其特征在于,上述催化剂装置(100)沿着空气流动方向设置于上述蒸发器(410)的后侧。
17.根据权利要求1所述的催化剂装置,其特征在于,还包括本体(110),上述本体(110)与上述外壳(140)相互进行组装,在上述本体(110)的内侧形成有收容部(111),以放置基板(122)。
18.根据权利要求17所述的催化剂装置,其特征在于,在上述基板(122)设置用于供给电源的插口(102)。
19.根据权利要求18所述的催化剂装置,其特征在于,在上述本体(110)形成有开放部(110a),以使与上述基板(122)结合的上述插口(102)的一部分向上述本体(110)的外侧突出地结合。
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