JP4513238B2 - 密閉型圧縮機 - Google Patents
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- F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
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- F04C18/0207—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
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- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機等に使用される密閉型圧縮機に係り、詳しくは潤滑油と冷媒の比誘電率の変化を、両電極間の静電容量の変化として検知する希釈度センサを給油通路に設けた油の希釈度測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の空気調和機等に使用される冷媒を用いた密閉型圧縮機では、圧縮機の摺動部を潤滑する油に、冷媒と相溶性のある油を用いることが多い。これは、圧縮機外へ吐出されてしまった油を、圧縮機内に戻りやすくするためである。しかし、運転条件によっては、油に冷媒が大量に溶け込み、油の粘度を低下させてしまい、圧縮機の摺動部を損傷する可能性がある。
以上のような潤滑不良を避けるため、従来は種々の条件を想定し多くの信頼性試験を行っていた。
【０００３】
また、特開平5-5562公報に開示されているように、圧縮機内に希釈度センサを設置し、その情報を運転制御に反映させる技術がある。希釈度の計測は、油と冷媒の比誘電率の差を利用したものである。油に溶け込む冷媒量（冷媒希釈度）が変化して比誘電率が変化すると、油内に設けた電極間の静電容量が変化する。この変化を検知して冷媒希釈度を計測する。
【０００４】
圧縮機の油溜まり内の冷媒希釈度にはムラがあるため、油吸入口から離れた位置に希釈度センサを設置しても、摺動部に供給される油の希釈度とは異なる可能性がある。また、油吸入口から離れた位置では、油の流れが少ないため、電極間の油がとどまってしまい、電極間の希釈度と周囲の希釈度に差を生じている可能性がある。
このように、センサで計測される希釈度と、摺動部に供給される油の希釈度に差が生じてしまうという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、油ポンプの下部に、油溜から潤滑油を吸入し、油ポンプに導く油吸入管を設け、同油吸入管と油ポンプ間の給油通路に、潤滑油に溶け込んだ冷媒の割合を示す希釈度測定用の希釈度センサを配設した構成とすることにより、摺動部に供給される潤滑油の希釈度を精度よく計測することができる密閉型圧縮機を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題を解決するためなされたもので、底部に潤滑油を溜める油溜を有した密閉容器内に、電動機と圧縮部を配置し、同電動機の回転力を前記圧縮部に伝達するとともに、内部に穿設された油送路を備えたシャフトと、前記油溜から潤滑油を吸入し、前記圧縮部の摺動部に前記シャフトの一端から、前記油送路を通して潤滑油を供給する給油機構から構成されてなる密閉型圧縮機において、
前記給油機構を油ポンプと、同油ポンプに前記油溜から前記潤滑油を導く油吸入管を設け、同油吸入管を外部電極とするるとともに、同油吸入管の内部に針状の内部電極を設け、これら一対の電極から希釈度センサを構成し、潤滑油と冷媒の比誘電率の差に伴う前記両電極間の検知した静電容量の変化により前記潤滑油の希釈度を計測してなる構成となっている。
【０００７】
また、底部に潤滑油を溜める油溜を有した密閉容器内に、電動機と圧縮部を配置し、同電動機の回転力を前記圧縮部に伝達するとともに、内部に穿設された油送路を備えたシャフトと、前記油溜から潤滑油を吸入し、前記圧縮部の摺動部に前記シャフトの一端から、前記油送路を通して潤滑油を供給する給油機構から構成されてなる密閉型圧縮機において、
前記給油機構を、前記シャフトの一端が前記油溜に浸漬され、前記シャフトの回転による遠心ポンプ作用を利用した構成とし、前記シャフトの油吸入口の外周部に設けた上部電極と、前記油溜の底面に設けた下部電極とからなる一対の電極から希釈度センサを構成し、潤滑油と冷媒の比誘電率の差に伴う前記両電極間の検知した静電容量の変化により前記潤滑油の希釈度を計測してなる構成となっている。
【０００８】
また、前記両電極間の絶縁に絶縁材にテフロン（登録商標）を用いた構成となっている。
【０００９】
また、前記潤滑油を吸入する給油通路に、同潤滑油の温度を検知する温度センサを設け、同温度センサが検知した温度により、前記潤滑油の希釈度を補正してなる構成となっている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいた実施例として詳細に説明する。
図１は本発明における密閉型圧縮機の縦断面図、図２は本発明における要部拡大断面図である。ここではスクロール型圧縮機を用いて説明する。図において、密閉容器１内に上下に電動機２と圧縮部３を配置し、鏡板4aに渦捲き状のラップを有する固定スクロール４と、同じく鏡板5aに渦捲き状のラップを有する旋回スクロール５と互いに噛み合わせて圧縮室3aを形成し圧縮部３を構成し、同圧縮室3aから圧縮冷媒ガスが吐出される吐出室６と、前記電動機２を収容する電動機室2aとを前記圧縮部３で区画するとともに、底部に潤滑油7aを溜める油溜７を有し圧縮機が構成されている。
【００１１】
前記電動機２の回転力を前記圧縮部３に伝達するとともに、前記油溜７から前記圧縮部３へ潤滑油7aを給油する油送路8aを備えたシャフト８と、同シャフト８の一端に形成した主軸8bを支承する主軸受9aを有するメインフレーム９と、前記シャフト８の他端を支承する副軸受10a を有するサブフレーム10とを設けられている。また、前記サブフレーム10の下側に区画されたポンプ室11a を設け、同ポンプ室11a に配置され、前記シャフト８の他端に連接されるとともに同サブフレーム10に支持される給油機構としての油ポンプ11を配設し、同油ポンプ11により前記油送路8aを経由して前記圧縮部３の摺動部に給油し、同給油した潤滑油7aを前記油溜７に回収する構成となっている。
また、前記圧縮部３の吸入室3bに吸入管12を、前記吐出室６に吐出管13をそれぞれ接続してある。
【００１２】
前記油ポンプ11の下部に、前記油溜７から潤滑油7aを吸入し、前記油ポンプ11に導く油吸入管14を設け、同油吸入管14と前記油ポンプ11間の給油通路に、前記潤滑油7aに溶け込んだ冷媒の割合を示す希釈度測定用の希釈度センサ15を配設した構成となっている。
【００１３】
前記希釈度センサ15は、前記油吸入管14を外部電極P1とし、同油吸入管14の内部に針状の内部電極P2を設け、これら両電極P1,P2 間をテフロンからなる絶縁材16により絶縁するとともに、両電極P1,P2 に夫々リード線17を接続して構成され、このリード線17を密閉容器１の壁面に設けた端子板18を介して外部に導出し、これを静電容量を測定する測定回路19に接続する。
【００１４】
上記構成おいて、前記油ポンプ11により、前記油溜７から潤滑油7aを吸入すると、潤滑油7aは図２の実線矢印で示すように、前記外部電極P1と内部電極P2の間を流れ、前記油ポンプ11を経由して前記油送路8aに流れる。
希釈度の計測は、潤滑油7aと冷媒の比誘電率の差を利用したもので、潤滑油7aに溶け込んだ冷媒量（冷媒希釈度）が変化して比誘電率が変化すると、前記両電極P1,P2 間の静電容量が変化する。この変化を前記測定回路19で検知し演算することで、希釈度を計測できる。
この結果、前記圧縮部３の摺動部に供給される潤滑油7aは確実に前記両電極P1,P2 間を通過するので、摺動部に供給される潤滑油7aの希釈度を精度よく計測できる密閉型圧縮機となる。
【００１５】
また、図２に示すように、前記潤滑油7aを吸入する前記油吸入管14の内部に、同潤滑油7aの温度を検知する温度センサ22を設け、同温度センサ22を前記測定回路19に接続し、前記温度センサ22が検知した温度により、前記潤滑油7aの希釈度を補正演算してなる構成とすることにより、潤滑油7aの温度変化による希釈度をより精度よく計測することができる。
【００１６】
図３は本発明における他の実施例を示したもので、前記圧縮部３の摺動部に潤滑油7aを給油する給油機構に油ポンプ11を使用せず、前記シャフト８の一端が前記油溜７に浸漬され、前記シャフト８の回転による遠心ポンプ作用を利用した構成とし、希釈度センサ15a が、前記シャフト８の油吸入口8cの外周部に設けた上部電極P3と、同上部電極P3の下方に設けた下部電極P4とを、前記油溜７の底面に配設したセンサベース20上に、テフロンからなる絶縁材16a,16b を介して複数のボルト21により固定し、両電極P3,P4 に夫々リード線17を接続して構成され、このリード線17を密閉容器１の壁面に設けた端子板18を介して外部に導出し、これを静電容量を測定する測定回路19に接続する。
【００１７】
上記構成おいて、前記シャフト８の回転による遠心ポンプ作用により、前記油溜７から潤滑油7aを吸入すると、潤滑油7aは図３の実線矢印で示すように、前記上部電極P3と下部電極P4の間を流れ、前記油送路8aに流れる。
この結果、上記と同様に、前記圧縮部３の摺動部に供給される潤滑油7aは確実に前記両電極P3,P4 間を通過するので、摺動部に供給される潤滑油7aの希釈度を精度よく計測できる密閉型圧縮機となる。
【００１８】
以上に説明したように、前記油ポンプ11の下部に、前記油溜７から潤滑油7aを吸入し、前記油ポンプ11に導く油吸入管14を設け、同油吸入管14と前記油ポンプ11間の給油通路に、前記潤滑油7aに溶け込んだ冷媒の割合を示す希釈度測定用の希釈度センサ15を配設した構成とすることにより、摺動部に供給される潤滑油7aの希釈度を精度よく計測できる密閉型圧縮機となる。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように本発明においては、油ポンプの下部に、油溜から潤滑油を吸入し、油ポンプに導く油吸入管を設け、同油吸入管と油ポンプ間の給油通路に、潤滑油に溶け込んだ冷媒の割合を示す希釈度測定用の希釈度センサを配設した構成とすることにより、摺動部に供給される潤滑油の希釈度を精度よく計測できる密閉型圧縮機となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す密閉型圧縮機の縦断面図である。
【図２】本発明の実施例を示す要部拡大断面図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１ 密閉容器
２ 電動機
2a 電動機室
３ 圧縮部
3a 圧縮室
3b 吸入室
４ 固定スクロール
4a 鏡板
５ 旋回スクロール
5a 鏡板
６ 吐出室
７ 油溜
7a 潤滑油
８ シャフト
8a 油送路
8b 主軸
９ メインフレーム
9a 主軸受
10 サブフレーム
11 油ポンプ
11a 油ポンプ室
12 吸入管
13 吐出管
14 油吸入管
15 希釈度センサ
16 絶縁材
17 リード線
18 端子板
19 測定回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機等に使用される密閉型圧縮機に係り、詳しくは潤滑油と冷媒の比誘電率の変化を、両電極間の静電容量の変化として検知する希釈度センサを給油通路に設けた油の希釈度測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の空気調和機等に使用される冷媒を用いた密閉型圧縮機では、圧縮機の摺動部を潤滑する油に、冷媒と相溶性のある油を用いることが多い。これは、圧縮機外へ吐出されてしまった油を、圧縮機内に戻りやすくするためである。しかし、運転条件によっては、油に冷媒が大量に溶け込み、油の粘度を低下させてしまい、圧縮機の摺動部を損傷する可能性がある。
以上のような潤滑不良を避けるため、従来は種々の条件を想定し多くの信頼性試験を行っていた。
【０００３】
また、特開平5-5562公報に開示されているように、圧縮機内に希釈度センサを設置し、その情報を運転制御に反映させる技術がある。希釈度の計測は、油と冷媒の比誘電率の差を利用したものである。油に溶け込む冷媒量（冷媒希釈度）が変化して比誘電率が変化すると、油内に設けた電極間の静電容量が変化する。この変化を検知して冷媒希釈度を計測する。
【０００４】
圧縮機の油溜まり内の冷媒希釈度にはムラがあるため、油吸入口から離れた位置に希釈度センサを設置しても、摺動部に供給される油の希釈度とは異なる可能性がある。また、油吸入口から離れた位置では、油の流れが少ないため、電極間の油がとどまってしまい、電極間の希釈度と周囲の希釈度に差を生じている可能性がある。
このように、センサで計測される希釈度と、摺動部に供給される油の希釈度に差が生じてしまうという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、油ポンプの下部に、油溜から潤滑油を吸入し、油ポンプに導く油吸入管を設け、同油吸入管と油ポンプ間の給油通路に、潤滑油に溶け込んだ冷媒の割合を示す希釈度測定用の希釈度センサを配設した構成とすることにより、摺動部に供給される潤滑油の希釈度を精度よく計測することができる密閉型圧縮機を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題を解決するためなされたもので、底部に潤滑油を溜める油溜を有した密閉容器内に、電動機と圧縮部を配置し、同電動機の回転力を前記圧縮部に伝達するとともに、内部に穿設された油送路を備えたシャフトと、前記油溜から潤滑油を吸入し、前記圧縮部の摺動部に前記シャフトの一端から、前記油送路を通して潤滑油を供給する給油機構から構成されてなる密閉型圧縮機において、
前記給油機構を油ポンプと、同油ポンプに前記油溜から前記潤滑油を導く油吸入管を設け、同油吸入管を外部電極とするるとともに、同油吸入管の内部に針状の内部電極を設け、これら一対の電極から希釈度センサを構成し、潤滑油と冷媒の比誘電率の差に伴う前記両電極間の検知した静電容量の変化により前記潤滑油の希釈度を計測してなる構成となっている。
【０００７】
また、底部に潤滑油を溜める油溜を有した密閉容器内に、電動機と圧縮部を配置し、同電動機の回転力を前記圧縮部に伝達するとともに、内部に穿設された油送路を備えたシャフトと、前記油溜から潤滑油を吸入し、前記圧縮部の摺動部に前記シャフトの一端から、前記油送路を通して潤滑油を供給する給油機構から構成されてなる密閉型圧縮機において、
前記給油機構を、前記シャフトの一端が前記油溜に浸漬され、前記シャフトの回転による遠心ポンプ作用を利用した構成とし、前記シャフトの油吸入口の外周部に設けた上部電極と、前記油溜の底面に設けた下部電極とからなる一対の電極から希釈度センサを構成し、潤滑油と冷媒の比誘電率の差に伴う前記両電極間の検知した静電容量の変化により前記潤滑油の希釈度を計測してなる構成となっている。
【０００８】
また、前記両電極間の絶縁に絶縁材にテフロン（登録商標）を用いた構成となっている。
【０００９】
また、前記潤滑油を吸入する給油通路に、同潤滑油の温度を検知する温度センサを設け、同温度センサが検知した温度により、前記潤滑油の希釈度を補正してなる構成となっている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいた実施例として詳細に説明する。
図１は本発明における密閉型圧縮機の縦断面図、図２は本発明における要部拡大断面図である。ここではスクロール型圧縮機を用いて説明する。図において、密閉容器１内に上下に電動機２と圧縮部３を配置し、鏡板4aに渦捲き状のラップを有する固定スクロール４と、同じく鏡板5aに渦捲き状のラップを有する旋回スクロール５と互いに噛み合わせて圧縮室3aを形成し圧縮部３を構成し、同圧縮室3aから圧縮冷媒ガスが吐出される吐出室６と、前記電動機２を収容する電動機室2aとを前記圧縮部３で区画するとともに、底部に潤滑油7aを溜める油溜７を有し圧縮機が構成されている。
【００１１】
前記電動機２の回転力を前記圧縮部３に伝達するとともに、前記油溜７から前記圧縮部３へ潤滑油7aを給油する油送路8aを備えたシャフト８と、同シャフト８の一端に形成した主軸8bを支承する主軸受9aを有するメインフレーム９と、前記シャフト８の他端を支承する副軸受10a を有するサブフレーム10とを設けられている。また、前記サブフレーム10の下側に区画されたポンプ室11a を設け、同ポンプ室11a に配置され、前記シャフト８の他端に連接されるとともに同サブフレーム10に支持される給油機構としての油ポンプ11を配設し、同油ポンプ11により前記油送路8aを経由して前記圧縮部３の摺動部に給油し、同給油した潤滑油7aを前記油溜７に回収する構成となっている。
また、前記圧縮部３の吸入室3bに吸入管12を、前記吐出室６に吐出管13をそれぞれ接続してある。
【００１２】
前記油ポンプ11の下部に、前記油溜７から潤滑油7aを吸入し、前記油ポンプ11に導く油吸入管14を設け、同油吸入管14と前記油ポンプ11間の給油通路に、前記潤滑油7aに溶け込んだ冷媒の割合を示す希釈度測定用の希釈度センサ15を配設した構成となっている。
【００１３】
前記希釈度センサ15は、前記油吸入管14を外部電極P1とし、同油吸入管14の内部に針状の内部電極P2を設け、これら両電極P1,P2 間をテフロンからなる絶縁材16により絶縁するとともに、両電極P1,P2 に夫々リード線17を接続して構成され、このリード線17を密閉容器１の壁面に設けた端子板18を介して外部に導出し、これを静電容量を測定する測定回路19に接続する。
【００１４】
上記構成おいて、前記油ポンプ11により、前記油溜７から潤滑油7aを吸入すると、潤滑油7aは図２の実線矢印で示すように、前記外部電極P1と内部電極P2の間を流れ、前記油ポンプ11を経由して前記油送路8aに流れる。
希釈度の計測は、潤滑油7aと冷媒の比誘電率の差を利用したもので、潤滑油7aに溶け込んだ冷媒量（冷媒希釈度）が変化して比誘電率が変化すると、前記両電極P1,P2 間の静電容量が変化する。この変化を前記測定回路19で検知し演算することで、希釈度を計測できる。
この結果、前記圧縮部３の摺動部に供給される潤滑油7aは確実に前記両電極P1,P2 間を通過するので、摺動部に供給される潤滑油7aの希釈度を精度よく計測できる密閉型圧縮機となる。
【００１５】
また、図２に示すように、前記潤滑油7aを吸入する前記油吸入管14の内部に、同潤滑油7aの温度を検知する温度センサ22を設け、同温度センサ22を前記測定回路19に接続し、前記温度センサ22が検知した温度により、前記潤滑油7aの希釈度を補正演算してなる構成とすることにより、潤滑油7aの温度変化による希釈度をより精度よく計測することができる。
【００１６】
図３は本発明における他の実施例を示したもので、前記圧縮部３の摺動部に潤滑油7aを給油する給油機構に油ポンプ11を使用せず、前記シャフト８の一端が前記油溜７に浸漬され、前記シャフト８の回転による遠心ポンプ作用を利用した構成とし、希釈度センサ15a が、前記シャフト８の油吸入口8cの外周部に設けた上部電極P3と、同上部電極P3の下方に設けた下部電極P4とを、前記油溜７の底面に配設したセンサベース20上に、テフロンからなる絶縁材16a,16b を介して複数のボルト21により固定し、両電極P3,P4 に夫々リード線17を接続して構成され、このリード線17を密閉容器１の壁面に設けた端子板18を介して外部に導出し、これを静電容量を測定する測定回路19に接続する。
【００１７】
上記構成おいて、前記シャフト８の回転による遠心ポンプ作用により、前記油溜７から潤滑油7aを吸入すると、潤滑油7aは図３の実線矢印で示すように、前記上部電極P3と下部電極P4の間を流れ、前記油送路8aに流れる。
この結果、上記と同様に、前記圧縮部３の摺動部に供給される潤滑油7aは確実に前記両電極P3,P4 間を通過するので、摺動部に供給される潤滑油7aの希釈度を精度よく計測できる密閉型圧縮機となる。
【００１８】
以上に説明したように、前記油ポンプ11の下部に、前記油溜７から潤滑油7aを吸入し、前記油ポンプ11に導く油吸入管14を設け、同油吸入管14と前記油ポンプ11間の給油通路に、前記潤滑油7aに溶け込んだ冷媒の割合を示す希釈度測定用の希釈度センサ15を配設した構成とすることにより、摺動部に供給される潤滑油7aの希釈度を精度よく計測できる密閉型圧縮機となる。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように本発明においては、油ポンプの下部に、油溜から潤滑油を吸入し、油ポンプに導く油吸入管を設け、同油吸入管と油ポンプ間の給油通路に、潤滑油に溶け込んだ冷媒の割合を示す希釈度測定用の希釈度センサを配設した構成とすることにより、摺動部に供給される潤滑油の希釈度を精度よく計測できる密閉型圧縮機となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す密閉型圧縮機の縦断面図である。
【図２】本発明の実施例を示す要部拡大断面図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１ 密閉容器
２ 電動機
2a 電動機室
３ 圧縮部
3a 圧縮室
3b 吸入室
４ 固定スクロール
4a 鏡板
５ 旋回スクロール
5a 鏡板
６ 吐出室
７ 油溜
7a 潤滑油
８ シャフト
8a 油送路
8b 主軸
９ メインフレーム
9a 主軸受
10 サブフレーム
11 油ポンプ
11a 油ポンプ室
12 吸入管
13 吐出管
14 油吸入管
15 希釈度センサ
16 絶縁材
17 リード線
18 端子板
19 測定回路
Claims (4)
- 底部に潤滑油を溜める油溜を有した密閉容器内に、電動機と圧縮部を配置し、同電動機の回転力を前記圧縮部に伝達するとともに、内部に穿設された油送路を備えたシャフトと、前記油溜から潤滑油を吸入し、前記圧縮部の摺動部に前記シャフトの一端から、前記油送路を通して潤滑油を供給する給油機構から構成されてなる密閉型圧縮機において、
前記給油機構を油ポンプと、同油ポンプに前記油溜から前記潤滑油を導く油吸入管を設け、同油吸入管を外部電極とするるとともに、同油吸入管の内部に針状の内部電極を設け、これら一対の電極から希釈度センサを構成し、潤滑油と冷媒の比誘電率の差に伴う前記両電極間の検知した静電容量の変化により前記潤滑油の希釈度を計測してなることを特徴とする密閉型圧縮機。 - 底部に潤滑油を溜める油溜を有した密閉容器内に、電動機と圧縮部を配置し、同電動機の回転力を前記圧縮部に伝達するとともに、内部に穿設された油送路を備えたシャフトと、前記油溜から潤滑油を吸入し、前記圧縮部の摺動部に前記シャフトの一端から、前記油送路を通して潤滑油を供給する給油機構から構成されてなる密閉型圧縮機において、
前記給油機構を、前記シャフトの一端が前記油溜に浸漬され、前記シャフトの回転による遠心ポンプ作用を利用した構成とし、前記シャフトの油吸入口の外周部に設けた上部電極と、前記油溜の底面に設けた下部電極とからなる一対の電極から希釈度センサを構成し、潤滑油と冷媒の比誘電率の差に伴う前記両電極間の検知した静電容量の変化により前記潤滑油の希釈度を計測してなることを特徴とする密閉型圧縮機。 - 前記両電極間を絶縁する絶縁材にテフロン（登録商標）を用いてなることを特徴とする請求項１または２記載の密閉型圧縮機。
- 前記潤滑油を吸入する給油通路に、同潤滑油の温度を検知する温度センサを設け、同温度センサが検知した温度により、前記潤滑油の希釈度を補正してなることを特徴とする請求項１、２または３記載の密閉型圧縮機。
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