JPH04219498A - 遠心圧縮機用消音装置及びその組込方法 - Google Patents

遠心圧縮機用消音装置及びその組込方法

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JPH04219498A JP3050329A JP5032991A JPH04219498A JP H04219498 A JPH04219498 A JP H04219498A JP 3050329 A JP3050329 A JP 3050329A JP 5032991 A JP5032991 A JP 5032991A JP H04219498 A JPH04219498 A JP H04219498A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に遠心圧縮機に係
り、特に、遠心圧縮機の排出管に配設される消音装置と
その組込方法に関する。
【0002】
【従来の技術】大型の空調システムに使用される型の遠
心圧縮機は、モータ、歯車装置、凝縮器や蒸発器のシェ
ル及び排出配管を含んでいる取付コンポーネント、及び
遠心圧縮機から発する騒音や振動を創り出す多くのコン
ポーネントを有する。これらの騒音を最小化するような
設計上の考慮に加えて、普通、外部表面に与えられる遅
延材あるいは圧縮機の排出管内に置かれている排出管消
音器(すなわち、ファイバグラス、鉱物繊維、またはダ
クロン(Dacron)などの音響的吸収材)によって
、音を低減するといったことが、行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】そのような吸収材料は
、本来的に圧縮機を通る圧縮流体の流れに暴露され、保
護手段が設けられていない場合には浸食してしまう虞れ
がある。例えば、普通に使用されるファイバグラス吸収
材は、一般的に極めてこわれ易く、適切な圧縮予荷重を
与えていない場合には、圧縮機の運転において通常起こ
り得る移動に対して適切に支持されない。
【0004】ファイバグラス吸収材の浸食防止手段の1
つとして、移動に対してその吸収材を安定化させるため
、その片側に保護素子を使用するものがある。例えば、
多孔金属がファイバグラスの片側に挟み込まれ、さらに
、スクリーンとファイバグラス布構造が付加される手段
である。しかし、ファイバグラス布もまたこわれ易く、
その粒子が好ましくない方法でシステム内に入り込むこ
とがわかった。さらに、ファイバグラス布の浸食が進行
すると、その多孔材の穴を介しての圧縮流体の運動が、
包囲された吸収材に直接作用するようになり、ファイバ
グラスを同じように浸食せしめる。この浸食の問題は、
吸収素子及び保護素子の双方に対する材料が、それらが
必然的に浸積される冷媒及び潤滑剤と相互共存し得ると
いう要求によって、一層複雑化される。
【0005】消音装置を圧縮機の排出管に設置するため
の通常のやり方は、その装置全体を溶接などにより排出
管の内壁に強固に取り付ける方法である。排出管の径は
比較的小さく、そして、その排出管内の軸方向位置に消
音装置を置くことが望ましいため、管への接近が厳しく
制限され、それによって取り付けが複雑になっている。 さらに、通常要求される如く、溶接が、消音装置内の吸
収材の付近で実行される時、吸収材がその熱によって損
傷を受け得る。
【0006】消音装置を直接排出管に備え付けるのでは
なく、消音装置を組み込んだ管状構造からなる完全なリ
プレース部を組み込み、その部分を除去するという別の
やり方がある。その様なユニットは、かみ合いフランジ
によって通例的に取り付けられる。従って、そのような
やり方は、比較的高価であり、時間や材料の大幅な消費
を伴う。
【0007】消音装置の所望の効率特性を得るためには
、排出管内に比較的厚い吸収パッドを与える必要がある
ことがわかっている。一方で、そのような厚いパッド及
びその保護素子から生ずる流れを不用意に制限しないよ
うに、球根状に膨らんだ構造が度々その消音装置周囲に
設けられ、それによってその消音装置を横切って生ずる
圧力降下を低減している。もちろん、これは、システム
にかかる実質的費用を増加させることになる。
【0008】浸食を取り除くための公知の方法の1つに
、通常の圧縮機運転において生ずる流量や圧力状態に曝
露される時に、移動または振動を受け得ないように、吸
収材に予め荷重を与えるやり方がある。この材料に予荷
重を付与することは、消音装置のフレーム構造内でそれ
を圧縮することによって実行される。これは、例えば、
ファイバグラス材をフレーム構造内に組み入れ、その後
、そのフレーム構造を適切に圧縮し、溶接、絞め具など
を使用してこの圧縮された状態を永久に維持することに
よって実施される。
【0009】このプロセスは、時間を費やすと共に、高
価であり、容易に、吸収材の圧縮度を変化させ得ること
になる。さらに、ファイバグラス素子を取り換えること
が、不可能でなくとも困難であり、消音装置のフレーム
構造全体を廃棄し、取り換える必要がある。
【0010】従って、本発明の目的は、改善された遠心
圧縮機用消音装置及びそれを遠心圧縮機の排出管に組込
む方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の1つの観点によ
れば、簡潔には、吸音ファイバグラス素子は、耐疲労性
のある精細織物りの壊れない布材によって取り囲まれて
いる。その布材は、排出管内の音波をその布及び吸収材
の双方を通過させると共に、圧縮流体が直接ファイバグ
ラス素子に衝突することを防止し、それによって、その
浸食を実質的に低減する。
【0012】本発明の他の観点によれば、消音装置は、
最初に、排出管部の開口端近くに開口を有するチャネル
状フレームを組み込むことによって、遠心圧縮機の排出
管内に組み込まれる。その後、その消音装置は、それが
チャネル状フレーム内に充分入り込み、それによって抑
制される。
【0013】本発明のさらに他の観点によれば、そのフ
レームは、一般に排出管の含まれている部分内で流れの
方向に整列されている。また、音波が曲がり部から反射
され、それによって、音を消音装置を介して多数回通過
せしめ、消音効力を増大せしめるように、上記フレーム
は排出管の曲がり部近くに置かれている。
【0014】
【実施例】図1を参照する。本発明は、一般に符号10
で示され、遠心圧縮機12の水平排出管11内に据え付
けられている。遠心圧縮機12は、従来の方法で動作し
、冷媒蒸気を圧縮し、その後、その冷媒をディフューザ
(図示せず)を介して、うず巻き型構造13に流入させ
る。その後、その圧縮された冷媒蒸気は、そのうず巻き
型構造13から水平排出管11を介して垂直排出管14
を通過し、さらに凝縮器(図示せず)に向かう。垂直排
出管14は、フランジ16によって凝縮器に固定されて
いる。本発明の消音装置17は、フレーム18によって
水平排出管11内に設置される。このことは、図2から
一層明確に理解され得る。
【0015】図1及び図2に組込状態で示され、図3に
未組込状態で示されているフレーム18は、縦材21及
び22と、相互接続横材23からなるU字型胴体を含ん
でいる。横材23の長さは、水平排出管11の直径に等
しい。縦材21及び22は、水平排出管の長さに沿って
軸方向に配列され、フレーム18及びそこに配設された
消音装置17が水平排出管11内の実質的に中心に配列
されるように、図2に示される如く、溶接などによって
、水平排出管の頂部及び底部内面に固定されている。
【0016】また、溶接などによって、それぞれ縦材2
1及び22の内側に取り付けられたベースサイドを有す
る一対のU字型チャネル24及び26が、フレーム18
の一部を形成している。U字型チャネル24及び26の
開放側は、内方向を向き、それぞれの脚29、31及び
32、33と共に、対向して配置された中間部材27及
び28が、内部に消音装置17を受け入れるための空洞
34を形成している。図3に示される如く、U字型チャ
ネル24及び26の一端は、後述の方法で、消音装置1
7の挿入を容易にするように、開放されている。その観
点において、脚29及び31間、及び脚32及び33間
の横方向距離は、消音装置17内の吸音材を所望の度合
に予圧縮できるように、所定の大きさになっている。
【0017】次に、図3を参照する。この図には、消音
装置17が、分解された形態で示されている。その消音
装置17は、金属分割板38をそれらの間に有するファ
イバグラスパッド36及び37、ワイヤスクリーン41
及び42、多孔金属シート43及び44、そして外部及
び内部ケーシング部材46及び47を含んでいる。図示
の如く、これらの素子は、全て直列に組み立てられてお
り、比較的圧縮されない状態でケーシング部材46及び
47内に固定されている。ファイバグラスパッド36及
び37を予圧縮の状態にし、それによって浸食の発生を
低減するように、それらが記述される方法で組み込まれ
る時に、遠心圧縮機排出管への組み込み用としてそれら
が保管され輸送され得るように、比較的圧縮されない状
態でケーシング部材46及び47内に固定される。
【0018】次に、個々の素子についてさらに詳細に考
察する。ファイバグラスパッド36及び37は、消音装
置17の吸音素子である。残りの部分の構造は、主とし
て、ファイバグラスパッド36及び37の容器及び保護
構造として働く。適切であることがわかった特別の材料
は、圧縮される前に立方フィート当たり6ポンドの密度
と、約2分の1インチの厚さを持つオーウェンズ・コー
ニングから出されている#705として商用されている
ものである。
【0019】金属分割板38は、消音装置17を2個の
分離した吸音装置に、音響的に分離するように機能する
。それらは、結合して、単一ユニットと比較して実質的
に増大した減衰レベルを与えるように、各々互いに実質
的に独立に機能する。分割板37に適することがわかっ
た材料は、20ゲージシート金属である。所望の場合、
側部48及び49が、ファイバグラスパッドの横方向を
抑制する目的で分割板38に設けられ得る。
【0020】保護ワイアスクリーン及び多孔金属シート
をもってしても、ファイバグラスパッド36及び37は
、高圧冷媒蒸気が排出管を通過する際に浸食を受け易い
ことが、出願人によって認識された。そのため、保護布
バッグ39が、ファイバグラスパッド36及び37と分
割板38の結合体を完全に取り囲むようにして置かれる
。これは、布をその結合体周囲に折りたたむことによっ
て実行され、縫い目51で示される如く、3つの開口側
を縫っている。この目的に適することがわかった材料は
、スターンアンドスターンテキスタイルズ、ホーネル、
NYから出され、HT−5として商用されている精細織
りのノメックス(Nomex)布である。この材料は、
壊れず、疲労抵抗があり、典型的な運転状態において優
れた耐久性を示すことがわかった。
【0021】スクリーン41及び42は、布バッグ39
の外側と境を接して、それに近接して置かれている。こ
の目的に対して適切であることがわかった材料は、.0
10インチ直径ワイヤ×36%自由面積、40×40メ
ッシュのステンレス鋼(302/304)である。
【0022】スクリーン41及び42の外側と境を接し
て置かれる多孔金属シート43及び44は、好ましくは
、20ゲージシート金属から作られる。それらの穴は、
22−1/2パーセント開口を持つ中心間距離1/8イ
ンチで約.06インチの直径が好適である。
【0023】ケーシング部材46及び47の機能は、単
に、上述の内部素子を抑制することにある。内側ケーシ
ング部材47は、多孔板、スクリーン、及びファイバグ
ラスパッドの端を覆う側部を有し、外側ケーシング46
は、オーバラップした形で内側ケーシングをその外側ケ
ーシングに適合させるために、大きさがわずかに大きく
なっている。複数個のタブ52が、外部ケーシング部材
46の側部に設けられ、組み立て過程の最終ステップと
して、内部ケーシング部材47の端を越えて曲げられる
ことによって、装置全体を組み込み状態に固定する。そ
の結果でき上がったものは、比較的ゆるく組み立てられ
(すなわち、もしあるとしても、ファイバグラスパッド
36及び37に非常に小さな予圧縮を与えている)、不
用意に分解することなく保管され、輸送され得る消音装
置パッケージになっている。それから、後述されるよう
に、その装置が圧縮機フレーム装置18に装架されると
き、ファイバグラスパッド36及び37が予圧縮される
【0024】消音装置の変形例が図4に示されている。 この例では、多孔金属板43及び44の特徴と図3の外
側及び内側フレーム46及び47の特徴が結合されるよ
うに内側及び外側ケーシング53及び54が、完全に多
孔金属から構成されている。この例では、比較的重い外
側及び内側ケーシング46及び47が、実質的に軽い多
孔金属材で取って代わられているので、部品点数が削減
されると共に、重さが実質的に低減されることになる。 内側及び外側ケーシング53及び54は、図5に示され
るような特徴を導入することによって固定される。
【0025】一側部を形成している残留リブ58を持つ
矩形開口57が、内側ケーシング53の端部56の各々
に形成されている。1個だけが図5に符号61で示され
ている一対のタブが、外部ケーシング部材54の端部5
9の対応する位置に形成されている。これらは、端62
に沿って切断し、その後、内側ケーシング53が外側ケ
ーシング54中に置かれる時、端部59が一時的に内方
向へ変形し、タブ61をリブ58さらに開口57内に滑
り込ませ、その後、端62がリブ58の端とロックする
関係で係合するように、タブ61を内方向に曲げること
によって、簡単に形成される。その後、何らかの理由で
解体が必要とされる場合には、内側ケーシング部材端部
56が、外側ケーシング部材54を取り除かせるように
、タブ61がリブ58からはずされるように、一時的に
内方向に変形され得る。
【0026】フレーム18と消音装置17の代替実施例
について説明したが、次に、消音装置17をフレーム1
8中に組み込むことによって、ファイバグラスパッド3
6及び37が予圧縮される方法について説明する。この
方法は、図3に示されたような消音装置17を参照する
が、同じプロセスが図4に示されたような消音装置17
の代替実施例の予圧縮プロセスにも適用可能である。
【0027】フレーム18を図11に示すように圧縮機
12の水平排出管11に組み込むために、排出管がうず
巻き型体13に多数のボルト64によって締結される前
に、フレームが水平排出管11の一端63中に挿入され
る。その後、フレーム18は、図2に示されているよう
に配設されたU字型チャネル24及び26と整合される
。U字型チャネル27及び28によって部分的に形成さ
れる如く、空洞34は、図3に示される如く、U字型チ
ャネル27の各々脚29及び31及びU字型チャネル2
8の脚32及び33によって形成されるように、所定の
横方向の大きさ「d」を有する。この大きさ「d」は、
外側及び内側ケーシング部材46及び47の外面間で計
測され、組み立てられた消音装置17の対応する横方向
の大きさよりも小さい。また、この大きさ「d」は、フ
ァイバグラスパッド36及び37が所望の程度に横方向
に予圧縮される時、消音装置17の横方向厚さがその大
きさ「d」に実質的に等しいように、消音装置17の所
望の横方向大きさの関数として確立される。図6にブロ
ック66で示される如く、空洞34の境界を形成するよ
うにフレーム18が組み込まれた後、組み立てられた消
音装置17は、水平排出管11の一端に、そして空洞3
4内に挿入される(ブロック67)。比較的圧縮されて
いない状態における消音装置17の横方向厚さは、空洞
34の大きさ「d」よりも大きいので、それを空洞34
に設置するために、消音装置17を予圧縮することが必
要である。これは、手によって消音装置17の一端を予
圧縮すること、すなわち外側及び内側部材46及び47
を一緒にそれらの一端に圧力を加え、それによってそれ
らの一端にあるファイバグラスパッドを予圧縮すること
によって実施される。その後、その端を予圧縮状態に保
持しながら、空洞34中に挿入する。U字型チャネルの
脚29、31及び32、33は、各外側及び内側フレー
ム部材46及び47の外側と係合する。これは、図6の
ブロック68に示される。一度、消音装置が空洞34内
に入り始めると消音装置が完全に空洞34内に含まれる
まで、くさびを打ち込むようにして、U字型チャネル内
に押し込められ得る(ブロック69)。そのプロセスで
は、ファイバグラスパッド36及び37が、その全長に
沿って所望の予圧縮度まで予圧縮される。
【0028】上述の特定のファイバグラス材料に対して
は、予圧縮度は、20−30体積パーセントの範囲にあ
ることが好ましい。圧縮機12の運転で生ずる高圧ガス
に対する長期の露出によって起こる浸食に対する感受性
が実質的に低減されるように、ファイバグラスパッド3
6及び37は、この予圧縮状態に維持される。
【0029】消音装置17の構造及びそれを排出管11
に設置する方法について説明したが、次に、高い効率特
性を得るため、排出管11内での特別な設置法について
説明する。
【0030】この観点では、発生される音の幾つかが、
排出管11の壁を通過するように、径方向に外側に向か
って発せられる傾向があることが認識されるべきである
。ほとんどの発生音は、システム内の圧縮されたガスに
よって運ばれ、その圧縮ガスと共に、排出管11の軸に
沿って進行する。この点で、排出管11の形状及び消音
装置17の特別な設置法は、システムの吸音特性を高め
るように選択された。
【0031】図1を参照する。排出管11は、90度曲
がっており、消音装置11は、流体と共に進行する音波
の水平成分が、矢印によって示されるように、壁15か
ら後方に強く反射され、それによって、音波を再び消音
装置17を通過させ、さらに多くの音が吸収されるよう
に、上述の曲がり角近くに置かれる。その後、音の一部
は、再び圧縮流体と共に運ばれ、再び壁15から反射さ
れる。その水平成分は、再び反射されて消音装置17に
戻される。従って、壁15が流れの方向に実質的に垂直
に設置されている場合、多量の音が消音装置17を多数
回通過させられ、消音装置を1回だけ通過するものより
も、一層多くの音が吸収されるようになる。
【0032】さて、次に図7乃至図9を参照する。これ
らの図は、音の幾つかが排出管11の表面から後方に反
射されるという事実によって、高い効率が得られるよう
に、排出管11内に消音装置17を設置するための別の
可能な配列を示している。図1の実施例と同様に、消音
装置17は、全ての場合に排出管11内の曲がり角部分
70が多通路効果に寄与せず、他の部分71が音が矢印
によって示されているように反射され、それによって再
度消音装置17を通過せしめられるように、消音装置1
7と垂直に配置されるように曲げられている。従って、
反射作用は、図1の実施例と比べて幾分低減されるが、
そのパイプ構造は、高い吸音をもたらすように音の幾つ
かを後方に反射する効果をまだ有している。
【0033】図8及び図9の実施例では、消音装置17
が曲がり角の下流に置かれている。また、その曲がり角
は、90度よりも小さくなっている。しかし、排出管1
1の内面は、消音装置17を多数回通過するように音波
を反射させるようになっている。図8において、音波は
壁72に当たり、消音装置17を1回通過する。その後
、その音波は外壁73から反射され、消音装置17の2
回目通過を行う。そして、壁72が再びその音波を反射
し、少なくともそれらの音波の幾つかを3回目として消
音装置の一部分を通過せしめる。
【0034】同様に、図9の実施例では、音波は、壁7
4から反射される前に消音装置17を1回通過する。そ
の後、それらの音波は2回目の通過を行い、そして、壁
76から反射され、その後、消音装置17の3回目の通
過が行われる。
【0035】
【発明の効果】本発明によれば、壊れ易い吸音材のグラ
スファイバ素子が適切に保護されるため、安価でかつ耐
久性のある消音装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明をその内部に含んでいる遠心圧縮機の部
分断面図である。
【図2】図1の線2−2に沿って切り取られた本発明の
断面図である。
【図3】本発明の消音器及びフレーム部分の分解図であ
る。
【図4】本発明の変形実施例である。
【図5】本発明の変形実施例である。
【図6】消音装置に吸収材を予装荷する方法の概略説明
図である。
【図7】本発明に係る消音器設置構造の代替実施例の断
面図である。
【図8】本発明に係る消音器設置構造の代替実施例の断
面図である。
【図9】本発明に係る消音器設置構造の代替実施例の断
面図である。
【符号の説明】
11  水平排出管 12  遠心圧縮機 13  渦巻き構造 14  垂直排出管 17  消音装置 18  フレーム 34  空洞 36,37  ファイバグラスパッド 39  保護布バッグ 41,42  スクリーン 43,44  多孔金属シート 46  外側ケーシング部材 47  内側ケーシング部材 53  内側ケーシング部材 54  外側ケーシング部材 57  開口 61  タブ 72,73,74,76  壁

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  吸音材を有し、遠心圧縮機の排出管内
    に配設されるように適合された消音装置であって、圧縮
    機の排出管に取り付けるための騒音減衰パッケージと、
    フレーム内に組み込まれた少なくとも1個の吸音材パッ
    ドであって、こわれ易く、従って感受性を持ち、保護さ
    れない場合には、排出管内での上記吸音材の移動によっ
    て破壊される部分を有している吸音材のパッドと、当該
    布を介して音を伝達させるが、一般に圧縮ガスが直接上
    記パッドに衝突するのを禁止させるため、上記騒音減衰
    パッケージ内でかつ上記少なくとも1個の吸音材パッド
    の周囲に配設された布包囲体であって、破壊損傷に抗す
    る繊維からなる精細織材から構成された布包囲体と、上
    記布包囲体の外側に置かれ、上記布包囲体内の少なくと
    も1個の吸音材パッドを抑制し、さらに圧縮流体による
    衝突から上記パッドを保護するために、上記騒音減衰パ
    ッケージ内に固定された金属スクリーンとからなること
    を特徴とする消音装置。
  2. 【請求項2】  請求項1に記載の装置において、上記
    布包囲体が、ノメックス材からなることを特徴とする消
    音装置。
  3. 【請求項3】  請求項1に記載の装置において、上記
    少なくとも一つの吸音材が、一対の離隔した素子からな
    り、さらに、それらの素子の間に置かれた金属分割板を
    含んでいることを特徴とする消音装置。
  4. 【請求項4】  請求項1に記載の装置において、上記
    金属スクリーンの外側に多孔金属シートを含んでいるこ
    とを特徴とする消音装置。
  5. 【請求項5】  請求項1に記載の装置において、上記
    少なくとも一つの吸音材が、少なくとも20パーセント
    だけ予荷重をかけられていることを特徴とする消音装置
  6. 【請求項6】  請求項1に記載の装置において、上記
    少なくとも一つの吸音材が、一般に平板状であることを
    特徴とする消音装置。
  7. 【請求項7】  請求項1に記載の装置において、上記
    金属スクリーンが、精細メッシュ材料からなることを特
    徴とする消音装置。
  8. 【請求項8】  請求項1に記載の装置において、上記
    少なくとも一つの吸音材が、少なくとも立方フィート当
    たり6ポンドの密度を有することを特徴とする消音装置
  9. 【請求項9】  遠心圧縮機の排出管内に配置される消
    音装置であって、上記排出管内に取り付けるための騒音
    減衰パッケージと、フレームの中心部に配設された少な
    くとも1つの吸音材と、圧縮流体が上記吸音材に衝突し
    て生ずる浸食から上記吸音材を保護するために、上記少
    なくとも1つの吸音材を取り囲んでいる精細織布包囲体
    と、上記布包囲体の外側に配設された金属スクリーンと
    からなることを特徴とする吸音装置。
  10. 【請求項10】  圧縮機の排出管内に消音装置を組み
    込む方法であって、空洞を形成すると共に、上記排出管
    の開放端近くに開放端を有しているフレームを、上記排
    出管内に組み込むステップと、消音装置を、上記排出管
    開放端を介して上記空洞開放端中に挿入するステップと
    、消音装置を、上記フレームによって抑制されかつ保持
    されるように、上記空洞内に摺動させるステップとから
    なることを特徴とする方法。
  11. 【請求項11】  請求項10に記載の方法において、
    上記フレーム組み込みステップが、上記フレームを上記
    排出管内に溶接することによって実施されることを特徴
    とする消音装置の組込方法。
  12. 【請求項12】  請求項10に記載の方法において、
    上記フレームが、U字型断面であることを特徴とする消
    音装置の組込方法。
  13. 【請求項13】  請求項10に記載の方法において、
    上記フレームの一端は、上記空洞が閉端を有するような
    構造をなし、さらに、上記消音装置が上記構造と係合す
    るとき、上記摺動ステップが終わることを特徴とする消
    音装置の組込方法。
  14. 【請求項14】  請求項10に記載の方法において、
    上記排出管が、曲がり部を含み、さらに、上記排出管内
    を進行する音波が上記曲がり部によって反射され、それ
    によって音波が上記消音装置を多数回通過せしめられる
    ように、上記フレームが上記曲がり部近くに組み込まれ
    ることを特徴とする消音装置の組込方法。
  15. 【請求項15】  請求項14に記載の方法において、
    上記フレームが、圧縮機と上記曲がり部との間に組み込
    まれることを特徴とする消音装置の組込方法。
  16. 【請求項16】  請求項14に記載の方法において、
    上記曲がり部が、上記消音装置と上記圧縮機との間に配
    置されていることを特徴とする消音装置の組込方法。
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