JP5909627B2 - 空気調和機 - Google Patents

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Description

本発明は、空気調和機に関するもので、特に、放電手段を搭載すると共に、可燃性の冷媒を用いる空気調和機に関するものである。
近年、地球温暖化が大きな問題となり、温暖化係数の低い冷媒を使用しようという動きが顕著になっている。従来のハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）の代替冷媒として、自然冷媒や、炭素と炭素間に２重結合を有するハイドロフルオロオレフィンなどの冷媒が注目されている。
ハイドロフルオロオレフィンは、ＨＦＣ−１３４ａの代替冷媒として特に注目されており、自動車用エアコンディショナーへの実用化が推進されている。その温暖化係数（１００年）は、ＨＦＯ−１２３４ｙｆの場合４と、ＨＦＣ−１３４ａの１４３０、エアコンなどで使用されているＨＦＣ−４１０Ａの２０９０に比べてきわめて小さい。この温暖化係数が小さいという特性は、炭素間に２重結合を有し分解し易いことに起因している。
また、比較的温暖化係数が低く冷媒として使用できるＨＦＣとしては、ＨＦＣ−４１０Ａの５０％を占め、微燃性を有するＨＦＣ−３２（ＧＷＰ６７５）や、弱燃性のＨＦＣ−１５２ａ（ＧＷＰ１２４）などがあり、強燃性の炭化水素も冷媒として優れた特性を有している。
しかし、これらのガスはいずれも可燃性を有しており、使用に当たってはその取り扱いに十分な注意が必要である。
また一方で、空気調和機、特に高付加機能を備えた空気調和機においては、放電現象を利用して集塵、除菌、脱臭、美肌効果を訴求する空気調和機が販売されている。
そうした放電現象を利用する従来技術として、例えば、特許文献１に記載されたような空気調和機がある。
上記特許文献１に記載された空気調和機では、放電現象を利用して集塵を行う電気集塵機を搭載し、その電気集塵機は、イオン化線と対向電極板で構成される荷電部と、集塵側電極とこれに対向する非集塵側電極から構成される集塵部を備えており、荷電部においてコロナ放電により塵埃を帯電させ、集塵部においてクーロン力を利用して集塵側電極に捕集するものである。
また、放電現象を利用する他の従来技術として、特許文献２に記載されたような空気調和機がある。上記特許文献２に記載されたような従来の空気調和機では、放電現象を利用して微細な水滴を帯電させて静電ミストを作る静電霧化装置を搭載している。静電ミストを室内に散布することで、室内空気に含まれる臭気成分や、壁・床・カーテンなどに付着している臭気成分を除去することができる。
特開２００８−１８３５４３号公報 特許第４０９６９０５号公報
しかしながら、上記特許文献１、２に記載されたような従来の空気調和機の構成では、可燃性の冷媒が、室内機内部で漏洩し、放電部を通過した場合に、放電エネルギによって引火する危険性がある。
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、可燃性冷媒を使用する空気調和機において、冷媒の漏洩が発生しても、付加機能装置の放電部における引火を防ぎ、高い安全性を確保できる空気調和機を提供することを目的とする。
上記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機は、可燃性を有する冷媒を使用する空気調和機であって、室内側に配置される室内機に、前記可燃性の冷媒を内部に包含する熱交換手段および冷媒配管などの冷凍サイクル構成体と、前記冷媒の作用では得られない機能を付加するための放電手段と、前記熱交換手段の端部の冷媒配管が露出している熱交端部を含む冷媒配管部を覆う冷媒遮蔽手段隔壁とを備え、前記冷媒遮蔽隔壁は前記放電手段と前記冷媒配管部とを隔て、前記冷凍サイクル構成体から漏れた冷媒が前記放電手段に直接到達することがないもので、前記冷媒配管部において前記冷媒が漏洩した場合に、漏洩冷媒が前記放電手段に直接到達しないように遮るので、漏洩冷媒が、前記放電手段に直接到達するのを防ぐことができる。従って、安全性の高い空気調和機を提供することができる。
また、本発明の空気調和機は、可燃性を有する冷媒を使用する空気調和機であって、室内側に配置される室内機に、前記可燃性の冷媒を内部に包含する熱交換手段および冷媒配管などの冷凍サイクル構成体と、前記冷媒の作用では得られない機能を付加するための放電手段と、前記放電手段が放電対象の空気を取得するための空気吸引ダクトと、前記熱交換手段の端部の冷媒配管が露出している熱交端部を含む冷媒配管部を覆う冷媒遮蔽隔壁とを備え、前記空気吸引ダクトは前記冷媒遮蔽隔壁を突き抜け、前記冷媒遮蔽隔壁は前記空気吸引ダクトの空気取り込み口と前記冷媒配管部とを隔て、前記冷凍サイクル構成体から漏れた冷媒が前記空気取り込み口に直接流れ込むことがないもので、前記冷媒配管部において前記冷媒が漏洩した場合に、漏洩冷媒が前記空気吸引手段の空気取り込み口に直接到達しないように遮ることができる。従って、安全性の高い空気調和機を提供することができる。
本発明の空気調和機は、前記漏洩冷媒が前記放電手段に直接到達するのを防ぐことができるので、付加機能に影響を及ぼすことなく、高い安全性を実現することができる。
本発明の実施の形態１における空気調和機の構成図 本発明の実施の形態２における空気調和機の構成図 図２のＡ矢視図 本発明の実施の形態３における空気調和機の構成図 本発明の実施の形態４における空気調和機の構成図 図５のＢ矢視図
第１の発明は、可燃性を有する冷媒を使用する空気調和機であって、室内側に配置される室内機に、前記可燃性の冷媒を内部に包含する熱交換手段および冷媒配管などの冷凍サイクル構成体と、前記冷媒の作用では得られない機能を付加するための放電手段と、前記熱交換手段の端部の冷媒配管が露出している熱交端部を含む冷媒配管部を覆う冷媒遮蔽隔壁とを備え、前記冷媒遮蔽隔壁は前記放電手段と前記冷媒配管部とを隔て、前記冷凍サイ
クル構成体から漏れた冷媒が前記放電手段に直接到達することがないもので、前記冷媒配管部において前記冷媒が漏洩した場合に、漏洩冷媒が前記放電手段に直接到達しないように遮るので、漏洩冷媒が、前記放電手段に直接到達するのを防ぐことができる。従って、安全性の高い空気調和機を提供することができる。
第２の発明は、可燃性を有する冷媒を使用する空気調和機であって、室内側に配置される室内機に、前記可燃性の冷媒を内部に包含する熱交換手段および冷媒配管などの冷凍サイクル構成体と、前記冷媒の作用では得られない機能を付加するための放電手段と、前記放電手段が放電対象の空気を取得するための空気吸引ダクトと、前記熱交換手段の端部の冷媒配管が露出している熱交端部を含む冷媒配管部を覆う冷媒遮蔽隔壁とを備え、前記空気吸引ダクトは前記冷媒遮蔽隔壁を突き抜け、前記冷媒遮蔽隔壁は前記空気吸引ダクトの空気取り込み口と前記冷媒配管部とを隔て、前記冷凍サイクル構成体から漏れた冷媒が前記空気取り込み口に直接流れ込むことがないもので、前記冷媒配管部において前記冷媒が漏洩した場合に、漏洩冷媒が前記空気吸引手段の空気取り込み口に直接到達しないように遮ることができる。従って、安全性の高い空気調和機を提供することができる。
第３の発明は、特に、第１または２の発明の熱交換手段で熱交換された空気を送り出す送風手段を備え、前記送風手段が動作している時だけ、放電手段が動作するもので、前記熱交換手段に前記漏洩冷媒が吸い込まれて室内に吹出されるので、前記室内機内部に前記可燃性の冷媒が満ち、前記放電手段内部に前記可燃性の冷媒が満ちた状態で放電することを避けることができる。従って、前記放電手段使用時における引火の危険性を低減することができる。
第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか一つの発明の室内機内部で、放電手段あるいは放電対象の空気を取り込む取り込み口よりも下方に、漏洩冷媒を検知する冷媒検知手段を配置し、冷媒の漏洩がない場合にのみ、前記放電手段を駆動するもので、前記冷媒の漏洩がある場合には放電を回避することができる。従って、前記放電手段使用時における引火の危険性を低減することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における空気調和機の構成図を示すものである。
図１に示すように、本実施の形態における空気調和機の室内機１００には、冷凍サイクル構成体の大部分を占めると共に熱交換手段としてのフィンチューブ型の室内熱交換器１０２と、室内熱交換器１０２で熱交換された室内空気を送り出す送風手段となる室内送風機１０１が配置され、図１中には記載されていないが、ガス側配管および液側配管によって圧縮機や室外熱交換器などを備えた室外機と接続され、冷凍サイクルを構成している。
その他に、室内機１００を構成する要素としては、室内機１００を壁に据え付けるときの基礎となる台枠１０６と、本体グリル１０５と、運転時に動いて室内空気の取り込み口１１０を開ける可動パネル１０４と、同じく運転時に動いて吹出す風の上下方向を制御する上下羽根１０３と、吸い込み空気に含まれた大きな埃を除去するエアフィルタ１０７などがある。
そして、エアフィルタ１０７と室内熱交換器１０２の間には、冷媒の作用では得られない機能を付加するための放電手段として電気集塵装置１１６が配置され、室内熱交換器１０２の下部には、洩れた冷媒を検知する冷媒検知手段としてのガスセンサ１０８が配置さ
れている。
冷媒は、温暖化係数が小さく、Ｒ１３４ａやＲ４１０Ａの次世代冷媒として注目をされているＨＦＯ−１２３４ｙｆを使用している。ＨＦＯ−１２３４ｙｆは、微燃性を有しており、冷媒が漏洩した場合に着火源があると燃焼する可能性が有るため、ガスセンサ１０８が冷媒漏洩を監視している。
電気集塵装置１１６は、特に図示しないが、イオン化線と対向電極板で構成される荷電部と、集塵側電極とこれに対向する非集塵側電極から構成される集塵部を備えており、荷電部においてコロナ放電により塵埃を帯電させ、集塵部においてクーロン力を利用して集塵側電極に捕集するものである。
電気集塵装置１１６を通過する空気は、室内送風機１０１によって吸い込まれる空気の一部であって、本体グリル１０５、エアフィルタ１０７を通過して大きな埃が取り除かれた後、電気集塵装置１１６で細かい埃も取り除かれ室内熱交換器１０２に吸い込まれる。
冷媒が微燃性であるため、冷媒が、室内機１００の内部で漏洩し、電気集塵装置１１６の放電部を通過した場合、放電エネルギによって引火する危険性がある。
本実施の形態における空気調和機に使用しているＨＦＯ−１２３４ｙｆは、常温常圧において空気よりも重たく、室内熱交換器１０２や配管などから漏洩した冷媒は落下する。
そこで、本実施の形態における空気調和機では、冷媒の漏れが発生しても電気集塵装置１１６に到達しないようにするため、電気集塵装置１１６を、室内熱交換器１０２よりも高い位置に配置している。漏洩した冷媒が、電気集塵装置１１６へ到達するには、室内へ放出され、循環して本体グリル１０５、エアフィルタ１０７を経て戻ってくるか、室内機１００内部に滞留して溢れるかである。
しかし、室内送風機１０１が運転状態であれば、漏洩冷媒は、室内熱交換器１０２の空気側から空気と共に吸い込まれ、混合されて吹出し口１０９から室内に送り出されるので、室内機１００内部に滞留して溢れることはない。冷媒が、電気集塵装置１１６に到達するには循環して戻って来る必要があり、かなりの漏洩量があってはじめて引火する状態になるため、引火の危険性はさらに低下する。従って、電気集塵装置１１６は、室内送風機１０１が運転状態の時のみ放電するようにすれば良い。
そして、循環して戻ってきた冷媒は薄められており、ガスセンサ１０８が漏洩冷媒を検出するので、放電部において引火する状態になるまでに放電が中止され、漏洩冷媒への引火は回避される。
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２における空気調和機の構成図、図３は、図２のＡ矢視図である。なお、上記実施の形態１における空気調和機と同一部分には、同一符号を付して、その説明を省略する。
本実施の形態における空気調和機は、図２、３に示すように、エアフィルタ１０７と室内熱交換器１０２の間に、放電手段である電気集塵装置１１６が配置されると共に、電気集塵装置１１６と室内熱交換器１０２の端部の配管が露出している部分や他の冷媒配管が集まっている配管部分とを隔てるように冷媒遮蔽隔壁１１７を設けたものである。室内熱交換器１０２の下部には、実施の形態１と同様に漏洩した冷媒を検知するガスセンサ１０８が配置されている。
本実施の形態における空気調和機が使用している冷媒ＨＦＯ−１２３４ｙｆは、常温常圧において空気よりも重たく、室内熱交換器１０２や配管などから漏洩した冷媒は、基本的に落下していくが、電気集塵装置１１６よりも高いところで漏れた場合は、落下していく途中で電気集塵装置１１６にいたる可能性がある。
そこで、本実施の形態における空気調和機は、冷媒の漏れが発生しても、電気集塵装置１１６に到達しないようにするため、電気集塵装置１１６と室内熱交換器１０２の熱交端部（後述）および冷媒配管部１２２とを隔てる冷媒遮蔽手段として冷媒遮蔽隔壁１１７を配置している。従って、漏洩した冷媒が、電気集塵装置１１６へ到達するには、室内へ放出され、循環して本体グリル１０５、エアフィルタ１０７を経て戻ってくるか、室内機１００内部に滞留して溢れるかである。
そして、室内送風機１０１が運転状態であれば、漏洩冷媒は、室内熱交換器１０２の空気側から空気と共に吸い込まれ、混合されて吹出し口１０９から室内に送り出されるので、室内機１００内部に滞留して溢れることはない。冷媒が電気集塵装置１１６に到達するには循環して戻って来る必要があり、かなりの漏洩量があってはじめて引火する状態になるため、引火の危険性はさらに低下する。従って、電気集塵装置１１６は、室内送風機１０１が運転状態の時のみ放電するようにすれば良い。
図３は、図２におけるＡ矢視図を示すもので、室内熱交換器１０２の一方の熱交端部である配管ロウ付け部１１８を冷媒遮蔽隔壁１１７が覆っており、そのすぐ隣に電気集塵装置１１６が配置されている。
配管ロウ付け部１１８で冷媒が漏れると、冷媒遮蔽隔壁１１７が電気集塵装置１１６へ冷媒が流れ込むのを阻止し、冷媒は、矢印１２０のように電気集塵装置１１６から遠ざかっていく。
冷媒遮蔽隔壁１１７の反対側のＵ曲げ部１１９については、室内送風機１０１が運転状態であれば、冷媒が漏れても矢印１２１のように、室内熱交換器１０２に吸い込まれ、電気集塵装置１１６に直接到達することはないので、冷媒遮蔽手段を設けない安価な構成となっている。
そして、循環して戻ってきた冷媒は薄められており、ガスセンサ１０８が漏洩冷媒を検出するので、放電部において引火する状態になるまでに放電が中止され、漏洩冷媒への引火は確実に回避される。
（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３における空気調和機の構成図を示すものである。なお、上記実施の形態における空気調和機と同一部分には、同一符号を付して、その説明を省略する。
図４において、本実施の形態における空気調和機は、静電霧化装置１３０を装備しており、放電現象を利用して微細な水滴を帯電させて静電ミストを作り室内に散布することで、室内の室内空気に含まれる臭気成分や、壁・床・カーテンなどに付着した臭気成分を除去することができるようになっている。
静電霧化装置１３０では、空気吸引手段である吸引ダクト１１４から、処理する空気を送風ファン１３１が取り込み、ペルチェ素子の放熱部１１１を経て、放電手段である静電霧化ユニット１１２で、ペルチェ素子による結露水取得と放電により静電ミストが作られ
、音抑制のためのサイレンサ１１３、排気ダクト１１５を経て、温調された空気に放出され、室内に散布される。
従って、静電霧化ユニット１１２に、可燃領域にある冷媒と空気の混合ガスが供給されると、放電エネルギにより引火する危険性がある。
本実施の形態における空気調和機が使用しているＨＦＯ−１２３４ｙｆは、常温常圧において空気よりも重たく、室内熱交換器１０２や配管などから漏洩した冷媒は落下する。
そこで、本実施の形態における空気調和機では、冷媒の漏れが発生しても、その冷媒を吸い込まないよう、吸引ダクト１１４の空気取り込み口１１４ａを室内熱交換器１０２よりも高い位置に配置している。
その結果、室内熱交換器１０２やその付属の配管よりも上方の、冷媒を含まない空気に放電することになる。漏洩した冷媒が、吸引ダクト１１４から吸い込まれるのは、一旦室内へ放出され、循環して本体グリル１０５、エアフィルタ１０７を経て戻ってくるか、室内機１００内部に滞留して溢れるかである。
そして、室内送風機１０１が運転状態であれば、漏洩冷媒は、室内熱交換器１０２の空気側から空気と共に吸い込まれ、混合されて吹出し口１０９から室内に送り出されるので、室内機１００内部に滞留して溢れることはない。冷媒が、静電霧化装置１３０の静電霧化ユニット１１２に到達するには、循環して戻って来る必要があり、かなりの漏洩量があってはじめて引火する状態になるため、引火の危険性はさらに低下する。
そして、吸引ダクト１１４から取り込む空気が可燃状態となるまでに、ガスセンサ１０８が漏洩冷媒を検出して放電が中止されるので、漏洩冷媒への引火は回避される。
（実施の形態４）
図５は、本発明の実施の形態４における空気調和機の構成図、図６は、図５のＢ矢視図である。なお、上記実施の形態における空気調和機と同一部分には、同一符号を付して、その説明を省略する。
本実施の形態における空気調和機は、実施の形態３で述べた静電霧化装置１３０を装備している。
室内熱交換器１０２や配管（図示せず）などから漏洩した冷媒は、空気より重いため落下する。静電霧化装置１３０の吸引ダクト１１４の空気取り込み口１１４ａよりも高いところで漏れた場合は、漏洩冷媒が落下していく途中で吸込まれ、放電を行なう静電霧化装置１３０の静電霧化ユニット１１２にいたる可能性がある。
そこで、本実施の形態では、図５、６に示すように、冷媒の漏れが発生しても冷媒を吸い込まないようにするため、吸引ダクト１１４の空気取り込み口１１４ａと、室内熱交換器１０２の端部および冷媒配管部１２２とを隔てるように、冷媒遮蔽手段となる冷媒遮蔽隔壁１１７を配置している。
その結果、漏洩した冷媒が、静電霧化装置１３０の静電霧化ユニット１１２へ到達するには、室内へ放出され、循環して本体グリル１０５、エアフィルタ１０７を経て戻ってくるか、室内機１００内部に滞留して溢れるかである。
そして、室内送風機１０１が運転状態であれば、漏洩冷媒は、室内熱交換器１０２の空
気側から空気と共に吸い込まれ、混合されて吹出し口１０９から室内に送り出されるので、室内機１００内部に滞留して溢れることはない。
冷媒が静電霧化装置１３０の静電霧化ユニット１１２に到達するには、循環して戻って来る必要があり、かなりの漏洩量があってはじめて引火する状態になるため、引火の危険性はさらに低下する。従って、静電霧化装置１３０の静電霧化ユニット１１２は、室内送風機１０１が運転状態の時のみ放電することにすれば良い。
図６は、図５におけるＡ矢視図で、室内熱交換器１０２の配管ロウ付け部１１８を冷媒遮蔽隔壁１１７が覆うと共に、冷媒遮蔽隔壁１１７を突き抜けて吸引ダクト１１４の空気取り込み口１１４ａが配置されている。
配管ロウ付け部１１８で冷媒が漏れると、冷媒遮蔽隔壁１１７が、吸引ダクト１１４の空気取り込み口１１４ａへ冷媒が流れ込むのを阻止し、冷媒は、矢印１２０のように吸引ダクト１１４の空気取り込み口１１４ａから遠ざかっていく。
冷媒遮蔽隔壁１１７の反対側のＵ曲げ部１１９については、室内送風機１０１が運転状態であれば、冷媒が漏れても矢印１２１のように室内熱交換器１０２に吸い込まれ、吸引ダクト１１４の空気取り込み口１１４ａに直接到達することはないので、冷媒遮蔽手段を設けない安価な構成となっている。
そして、循環して戻ってきた冷媒は薄められており、吸引ダクト１１４から取り込む空気が可燃状態となるまでに、ガスセンサ１０８が漏洩冷媒を検出して放電が中止されるので、漏洩冷媒への引火は確実に回避される。
なお、上記各実施の形態における空気調和機において、冷媒は、ＨＦＯ−１２３４ｙｆを使用したが、ＨＦＯ−１２３４ｚｅやその他のＨＦＯであっても、ＨＦＯ−１２３４ｙｆあるいはＨＦＯ−１２３４ｚｅやその他のＨＦＯを含む混合冷媒であっても、ＨＦＣ−３２やＨＦＣ−１５２ａやその他のＨＦＣやその混合冷媒であっても、炭化水素冷媒であっても同様の効果を奏する。
また、放電エネルギを小さくすることにより引火を回避する方法も考えられるが、この方法では、集塵性能や静電霧化装置１３０の効果を落とすことになるが、上記実施の形態によれば、集塵性能や静電霧化装置１３０の効果を落とさずに引火を回避することができる。
以上のように、本発明にかかる空気調和機は、環境負荷が小さく、安全で、放電手段を利用した付加機能を有する空気調和機を提供できるもので、その付加機能としては、電気集塵装置や静電霧化装置に限らず、除菌装置やオゾン発生装置など放電現象を利用するものすべてに適用することができる。また、空気調和機だけに止まらず、セパレート型のショーケースや、冷蔵庫などに広く適用することができ、効果をもたらすものである。
１００ 室内機
１０１ 室内送風機（送風手段）
１０２ 室内熱交換器（熱交換手段）
１０３ 上下羽根
１０４ 可動パネル
１０５ 本体グリル
１０６ 台枠
１０７ エアフィルタ
１０８ ガスセンサ（冷媒検知手段）
１１０ 取り込み口
１１２ 静電霧化ユニット（放電手段）
１１４ 吸引ダクト（空気吸引手段）
１１６ 電気集塵装置（放電手段）
１１７ 冷媒遮蔽隔壁（冷媒遮蔽手段）
１１８ 配管ロウ付け部（熱交端部）
１２２ 冷媒配管部
１３１ 送風ファン（空気吸引手段）

Claims (4)

  1. 可燃性を有する冷媒を使用する空気調和機であって、室内側に配置される室内機に、前記可燃性の冷媒を内部に包含する熱交換手段および冷媒配管などの冷凍サイクル構成体と、前記冷媒の作用では得られない機能を付加するための放電手段と、前記熱交換手段の端部の冷媒配管が露出している熱交端部を含む冷媒配管部を覆う冷媒遮蔽隔壁とを備え、前記冷媒遮蔽隔壁は前記放電手段と前記冷媒配管部とを隔て、前記冷凍サイクル構成体から漏れた冷媒が前記放電手段に直接到達することがないことを特徴とする空気調和機。
  2. 可燃性を有する冷媒を使用する空気調和機であって、室内側に配置される室内機に、前記可燃性の冷媒を内部に包含する熱交換手段および冷媒配管などの冷凍サイクル構成体と、前記冷媒の作用では得られない機能を付加するための放電手段と、前記放電手段が放電対象の空気を取得するための空気吸引ダクトと、前記熱交換手段の端部の冷媒配管が露出している熱交端部を含む冷媒配管部を覆う冷媒遮蔽隔壁とを備え、前記空気吸引ダクトは前記冷媒遮蔽隔壁を突き抜け、前記冷媒遮蔽隔壁は前記空気吸引ダクトの空気取り込み口と前記冷媒配管部とを隔て、前記冷凍サイクル構成体から漏れた冷媒が前記空気取り込み口に直接流れ込むことがないことを特徴とする空気調和機。
  3. 熱交換手段で熱交換された空気を送り出す送風手段を備え、前記送風手段が動作している時だけ、放電手段が動作することを特徴とした請求項１または２に記載の空気調和機。
  4. 室内機内部で、放電手段あるいは放電対象の空気を取り込む取り込み口よりも下方に、漏洩冷媒を検知する冷媒検知手段を配置し、冷媒の漏洩がない場合にのみ、前記放電手段を駆動することを特徴とした請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和機。
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