JPH09316439A - 自然冷媒を用いた冷凍装置 - Google Patents

自然冷媒を用いた冷凍装置

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JPH09316439A
JPH09316439A JP8136909A JP13690996A JPH09316439A JP H09316439 A JPH09316439 A JP H09316439A JP 8136909 A JP8136909 A JP 8136909A JP 13690996 A JP13690996 A JP 13690996A JP H09316439 A JPH09316439 A JP H09316439A
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JP
Japan
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natural refrigerant
refrigerant
natural
coolant
leakage
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JP8136909A
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Michio Moriwaki
道雄 森脇
Shotaro Mishina
正太郎 三科
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Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 可燃性のある自然冷媒を使用した冷凍装置に
おいて、その冷媒の漏洩を人間の五感で容易に感知し、
また冷媒センサで精度良く検知する。 【解決手段】 可燃性で無色無臭という性状をもつ自然
冷媒に人間の嗅覚で感知可能な着臭剤を添加すること
で、万一冷媒が漏洩しても添加されている着臭剤の臭気
を人間の嗅覚で感知し直ちに漏洩を認識し得る。またか
かる自然冷媒に周辺環境に存在する物質から分離して検
知しやすい物質を混合剤として混合することで、該自然
冷媒が周辺環境に存在する同様の低級炭化水素であった
としても、冷媒センサにより混合剤を分離して検知する
ことで自然冷媒の漏洩を精度良く検知可能である。その
結果可燃性を有する自然冷媒の漏洩に対して迅速に安全
性確保上最良の対応をとることができ、漏洩に起因する
危険性が未然に且つ確実に回避され、装置の運転上にお
ける高い安全性が確保される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本願発明は、冷媒としてプロ
パン、ブタン等の可燃性のある自然冷媒を用いた冷凍装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、冷凍装置の冷媒としてフロン冷媒
が最も一般的に使用されていたが、このフロン冷媒はオ
ゾン層の破壊等の地球環境に与える影響が大きく、この
ため、近年における地球環境の保護意識の高まりから、
かかるフロン冷媒を他の冷媒に代替することか試みられ
ている。かかる代替冷媒として、現在ではHFC系冷媒
が有力視されているが、このHFC系冷媒はオゾン層破
壊に及ぼす影響は少ないものの、地球温暖化に及ぼす影
響が大きいことから、代替冷媒として最適とは言い難
い。
【0003】このような背景から、冷凍装置の冷媒とし
て、地球温暖化係数がほぼ零であるプロパン、ブタン等
の自然界に存在する物質(以下、自然冷媒という)を採
用することが考えられる。しかしながら、かかる自然冷
媒には、可燃性という共通した性状があることから、冷
凍装置の運転上における安全性の担保という観点から、
この冷媒が漏洩した場合、これを容易に且つ精度良く感
知あるいは検知することが極めて重要となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、かかる自然
冷媒は、無色無臭であることから、その漏洩を人間の五
感で感知し、安全性確保上の適切な対応を迅速にとるこ
とは極めて困難であり、このため安全性の確保という観
点から、この自然冷媒の漏洩を人間がその五感によって
容易に感知し得るようにするための技術の開発が望まれ
ている。
【0005】また一方、この自然冷媒の漏洩を、人間の
五感によらず、冷媒センサにより電気的に検知すること
も考えられるが、プロパン、ブタン等の自然冷媒は低級
炭化水素であるため、通常大気中に存在するメタン等の
低級炭化水素と分離してこれを検知することは容易では
なく、またこの低級炭化水素は一般家庭に普及している
スプレー缶の封入ガスとして使用されているLNGにも
含まれていることから、かかる周辺環境に存在する物質
を漏洩した自然冷媒として冷媒センサが誤検出すること
も考えられる。
【0006】そこで本願発明は、可燃性のある自然冷媒
を使用した冷凍装置において、自然冷媒の漏洩を人間が
その五感により容易に感知し得るようにするとともに、
この漏洩冷媒を冷媒センサにより検知する場合にはこれ
をより精度良く検知し得るようにすることを目的として
なされたものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本願発明ではかかる課題
を解決するための具体的手段として次のような構成を採
用している。
【0008】本願の第1の発明では、冷媒として自然冷
媒を用いた冷凍装置において、上記自然冷媒に、人間の
嗅覚で感知可能な着臭剤を添加したことを特徴としてい
る。
【0009】本願の第2の発明では、上記第1の発明に
かかる自然冷媒を用いた冷凍装置において、上記自然冷
媒が、炭素数6以下の飽和炭化水素、又は炭素数6以下
の不飽和炭化水素のうち少なくともいずれか一つを含ん
でいることを特徴としている。
【0010】本願の第3の発明では、上記第1又は第2
の発明にかかる自然冷媒を用いた冷凍装置において、上
記着臭剤が、メチルメルカプタン、エチルメルカプタ
ン、プロピルメルカプタン、ブチルメルカプタン、ジメ
チルチオエーテル、ジエチルチオエーテル、ピコリン、
ジアセチル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、ア
クリル酸プロピル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸
アリル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、ブテン、ビ
ニルアセチレン、ヘキシン、o−メトキシフェノール、
アンモニアのうち少なくとも一つを含んでいることを特
徴としている。
【0011】本願の第4の発明では、上記第2又は第3
の発明にかかる自然冷媒を用いた冷凍装置において、潤
滑油として、ナフテン系鉱物油、パラフィン系鉱物油又
はアルキルベンゼン油を使用することを特徴としてい
る。
【0012】本願の第5の発明では、冷媒として自然冷
媒を用いるとともに、該自然冷媒を検知する冷媒センサ
を備えた冷凍装置において、上記自然冷媒に、上記冷媒
センサにより周辺環境に存在する物質から分離して検知
し易い物質を混合剤として混合したことを特徴としてい
る。
【0013】本願の第6の発明では、上記第5の発明に
かかる自然冷媒を用いた冷凍装置において、上記自然冷
媒が、炭素数6以下の飽和炭化水素、又は炭素数6以下
の不飽和炭化水素のうち少なくともいずれか一つを含ん
でいることを特徴としている。
【0014】本願の第7の発明では、上記第5又は第6
の発明にかかる自然冷媒を用いた冷凍装置において、上
記混合剤が、不活性ガス、炭素数4以下のフッ化炭化水
素、炭素数4以下のアルコール又は炭素数4以下のエー
テルのうち少なくとも一つを含んでいることを特徴とし
ている。
【0015】本願の第8の発明では、上記第6又は第7
の発明にかかる自然冷媒を用いた冷凍装置において、潤
滑油として、ナフテン系鉱物油、パラフィン系鉱物油又
はアルキルベンゼン油を使用したことを特徴としてい
る。
【0016】
【発明の効果】本願発明ではかかる構成とすることによ
り次のような効果が得られる。
【0017】本願の第1の発明にかかる自然冷媒を用
いた冷凍装置によれば、可燃性を有し且つ無色無臭の自
然冷媒に、人間の嗅覚で感知可能な着臭剤を添加して該
自然冷媒を着臭しているので、万一、この自然冷媒が漏
洩したとしても、この漏洩冷媒は人間の嗅覚により容易
に感知される。従って、自然冷媒の漏洩に対して、安全
性確保上最良の対応を直ちにとることができ、該自然冷
媒の漏洩に起因する危険性が未然に且つ確実に回避さ
れ、この結果、冷凍装置の運転上における高い安全性が
確保されるものである。
【0018】本願の第2の発明にかかる自然冷媒を用
いた冷凍装置によれば、上記自然冷媒が、炭素数6以下
の飽和炭化水素、又は炭素数6以下の不飽和炭化水素の
うち少なくともいずれか一つを含んでいることから、該
自然冷媒は可燃性及び無色無臭という性状を有し、従っ
て本来的にはこの自然冷媒を人間の嗅覚によって感知す
ることはできないが、この自然冷媒を着臭剤によって着
臭することでその漏洩を人間が容易に感知することがで
き、これにより自然冷媒の漏洩に伴う危険性が未然に且
つ確実に回避されるものである。
【0019】本願の第3の発明にかかる自然冷媒を用
いた冷凍装置によれば、上記着臭剤が、メチルメルカプ
タン、エチルメルカプタン、プロピルメルカプタン、ブ
チルメルカプタン、ジメチルチオエーテル、ジエチルチ
オエーテル、ピコリン、ジアセチル、アクリル酸メチ
ル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、メタクリ
ル酸メチル、メタクリル酸アリル、プロピオン酸エチ
ル、酪酸メチル、ブテン、ビニルアセチレン、ヘキシ
ン、o−メトキシフェノール、アンモニアのうち少なく
とも一つを含んでおり、しかもこれら各物質は人間の嗅
覚で感知し易い臭気をもつことから、これを自然冷媒に
添加してこれを着臭することで、万一、自然冷媒が漏洩
したとしても、これを人間の嗅覚によって容易に感知す
ることができ、これにより自然冷媒の漏洩に伴う冷凍装
置の運転上における危険性が未然に且つ確実に回避され
るものである。
【0020】本願の第4の発明にかかる自然冷媒を用
いた冷凍装置によれば、潤滑油として、ナフテン系鉱物
油、パラフィン系鉱物油又はアルキルベンゼン油を使用
しているが、かかる潤滑油は上記自然冷媒と良好な相溶
性を有する物質であることから、自然冷媒がその循環系
を循環するに伴って該自然冷媒に溶け込んだ潤滑油によ
り良好な潤滑性が得られ、冷凍装置の円滑運転が実現さ
れるものである。
【0021】本願の第5の発明にかかる自然冷媒を用
いた冷凍装置によれば、冷媒として自然冷媒を用いると
ともに、該自然冷媒を検知する冷媒センサを備えた冷凍
装置において、上記自然冷媒に、上記冷媒センサにより
周辺環境に存在する物質から分離して検知し易い物質を
混合剤として混合しているので、例え上記自然冷媒が周
辺環境に存在する物質と同様の低級炭化水素であって
も、上記冷媒センサにより自然冷媒に混合された混合剤
を分離して検知することで該自然冷媒の漏洩を周辺環境
に左右されることなく精度よく検知することができる。
従って、可燃性を有する自然冷媒の漏洩に対して安全性
確保上最良の対応を直ちにとることができ、該自然冷媒
の漏洩に起因する危険性が未然に且つ確実に回避され、
それだけ冷凍装置の運転上における高い安全性が確保さ
れるものである。
【0022】本願の第6の発明にかかる自然冷媒を用
いた冷凍装置によれば、上記自然冷媒が、炭素数6以下
の飽和炭化水素、又は炭素数6以下の不飽和炭化水素の
うち少なくともいずれか一つを含んでいるので、上記自
然冷媒は可燃性を有するが、該自然冷媒に混合された混
合剤が冷媒センサにより検知されることにより、該自然
冷媒の漏洩を間接的に検知することができ、これにより
自然冷媒の漏洩に伴う危険性が未然に且つ確実に回避さ
れるものである。
【0023】本願の第7の発明にかかる自然冷媒を用
いた冷凍装置によれば、上記混合剤が、不活性ガス、炭
素数4以下のフッ化炭化水素、炭素数4以下のアルコー
ル又は炭素数4以下のエーテルのうち少なくとも一つを
含んでいるが、これら各物質は共に反応性が低く且つ揮
発性が高いものであることから、例え周辺環境に自然冷
媒と同様の低級炭化水素が存在していたとしても、上記
冷媒センサにより混合剤をこれら低級炭化水素から容易
に分離して検知することができる。従って、上記混合剤
の検知により上記自然冷媒の漏洩を容易に認識すること
ができ、これにより自然冷媒の漏洩に伴う危険性が未然
に且つ確実に回避されるものである。
【0024】本願の第8の発明にかかる自然冷媒を用
いた冷凍装置によれば、潤滑油として、ナフテン系鉱物
油、パラフィン系鉱物油又はアルキルベンゼン油を使用
しているが、かかる潤滑油は上記自然冷媒と良好な相溶
性を有する物質であることから、自然冷媒の循環系への
循環に伴って該自然冷媒に溶け込んだ澗滑油により良好
な潤滑性が得られ、冷凍装置の円滑運転が実現されるも
のである。
【0025】
【発明の実施の形態】第1の実施形態 第1の実施形態は、冷媒として自然冷媒を用いた冷凍装
置において、該自然冷媒の漏洩を人間がその嗅覚で容易
に感知できるようにしたものであって、かかる漏洩感知
の容易化を実現するために、自然冷媒の種類、該自然冷
媒に着臭するための着臭剤の種類、及び上記自然冷媒に
対応した潤滑油の種類等をそれぞれ下記の如く特定した
ものである。
【0026】A:自然冷媒 自然冷媒としては、炭素数6以下の飽和炭化水素、又は
炭素数6以下の不飽和炭化水素のうち少なくともいずれ
か一つを含んだものを使用する。
【0027】ここで、炭素数6以下の飽和炭化水素、及
び炭素数6以下の不飽和炭化水素の具体例としては次の
ような物質が挙げられる。
【0028】A−1:炭素数6以下の飽和炭化水素の例 これに該当する物質としては、メタン[CH4]、エタ
ン[C26]、プロパン[C38]、n−ブタン[CH
3(CH22CH3]、i−ブタン[(CH32CHCH
3]、n−ペンタン[CH3(CH23CH3]、i−ペ
ンタン[(CH32CHCH2CH3]、メチルシクロプ
ロパン[CH335]、シクロブタン[C48]、シ
クロペンタン[C510]、シクロヘキサン[C
612]、ジシクロプロパン[(C352]、等が考え
られる。
【0029】A−2:炭素数6以下の不飽和炭化水素の
これに該当する物質としては、エチレン[CH2
2]、プロピレン[CH2CHCH3]、i−ブテン
[(CH32CCH2]、ブタジエン[CH2(CH)2
CH2]、シクロプロペン[C34]、等が考えられ
る。
【0030】B:着臭剤 着臭剤としては、その臭気を人間の嗅覚で感知できる性
状をもつことが必要条件であり、これに該当する物質と
しては、メチルメルカプタン[CH3SH]、エチルメ
ルカプタン[C25SH]、プロピルメルカプタン[C
37SH]、ブチルメルカプタン[C49SH]、ジメ
チルチオエーテル[(CH32S]、ジエチルチオエー
テル[(C252S]、ピコリン[C67N]、ジア
セチル[(CH3CO)2]、アクリル酸メチル[CH2
CHCOOCH3]、アクリル酸エチル[CH2CHCO
OC25]、アクリル酸プロピル[CH2CHCOOC3
7]、メタクリル酸メチル[CH2C(CH3)COO
CH3]、メタクリル酸アリル[CH2C(CH3)CO
OCH2CHCH2]、プロピオン酸エチル[C25CO
OCH3]、酪酸メチル[C37COOCH3]、ブテン
[C48]、ビニルアセチレン[CH2CHCCH]、
ヘキシン[C610]、o−メトキシフェノール[CH3
OC64OH]、アンモニア[NH3]、等が考えられ
る。
【0031】また、この着臭剤の自然冷媒ヘの添加量
(濃度)は、人間の嗅覚の感知能力を考慮して、1〜1
000ppm程度を好適とする。
【0032】C:澗滑油 澗滑油としては、自然冷媒との相溶性をもつことが必要
条件であり、これに該当する物質としては、ナフテン系
鉱物油、パラフィン系鉱物油又はアルキルベンゼン油が
考えられる。
【0033】D:作用効果 以上の如く特定された自然冷媒を使用し、且つこの自然
冷媒に上記の如き種類の着臭剤を添加すると、万一、冷
凍装置から可燃性をもつ無色無臭の自然冷媒が漏洩した
としても、この自然冷媒は該着臭剤により着臭されてい
るので、人間がその嗅覚で容易にこれを感知することが
できる。従って、可燃性を有する自然冷媒の漏洩に対し
て安全性確保上最良の対応を直ちにとることができ、そ
れだけ冷凍装置の運転上における高い安全性が確保され
るものである。
【0034】また、冷凍装置の潤滑油として、上記自然
冷媒と良好な相溶性を有するナフテン系鉱物油、パラフ
ィン系鉱物油又はアルキルベンゼン油を使用しているた
め、自然冷媒の循環系への循環に伴って該自然冷媒に溶
け込んだ潤滑油によって良好な潤滑性が確保され、冷凍
装置の円滑運転が実現されることになる。
【0035】第2の実施形態 第2の実施形態は、冷媒として自然冷媒を用いた冷凍装
置において、該自然冷媒の漏洩を、冷媒センサにより周
辺環境における低級炭化水素の存在に拘わらずこれと分
離して精度良く感知できるようにしたものであって、か
かる漏洩感知の高精度化を実現するために、自然冷媒の
種類、該自然冷媒に混合される混合剤の種類、及び上記
自然冷媒に対応した潤滑油の種類等をそれぞれ下記の如
く特定したものである。
【0036】A:自然冷媒 自然冷媒としては、上記第1の実施形態の場合と同様
に、炭素数6以下の飽和炭化水素、又は炭素数6以下の
不鉋和炭化水素のうち少なくともいずれか一つを含んだ
ものを使用する。即ち、炭素数6以下の飽和炭化水素、
及び炭素数6以下の不飽和炭化水素の具体例としては次
のような物質が挙げられる。
【0037】A−1:炭素数6以下の飽和炭化水素の例 これに該当する物質としては、メタン[CH4]、エタ
ン[C26]、プロパン[C38]、n−ブタン[CH
3(CH22CH3]、i−ブタン[(CH32CHCH
3]、n−ペンタン[CH3(CH23CH3]、i−ペ
ンタン[(CH32CHCH2CH3]、メチルシクロプ
ロパン[CH335]、シクロブタン[C48]、シ
クロペンタン[C510]、シクロヘキサン[C
612]、ジシクロプロパン[(C352]、等が考え
られる。
【0038】A−2:炭素数6以下の不飽和炭化水素の
これに該当する物質としては、エチレン[CH2
2]、プロピレン[CH2CHCH3]、i−ブテン
[(CH32CCH2]、ブタジエン[CH2(CH)2
CH2]、シクロプロペン[C34]、等が考えられ
る。
【0039】B:混合剤 混合剤としては、冷媒センサにより、周辺環境に存在す
る低級炭化水素と分離して検知することができること、
具体的には反応性が低く且つ揮発性が高い性状をもつこ
とが必要条件とされ、これに該当する物質としては、ヘ
リウム[He]、ネオン[Ne]、アルゴン[Ar]等
の不活性ガス、メタノール[CH3OH]、エタノール
[C25OH]、2−プロパノール[CH3CH(O
H)CH3]等のアルコール、HFC−32[CH
22]、HFC―134a[CH2FCF3]等のフッ化
炭化水素、ジメチルエーテル[(CH32O]、メチル
エチルエーテル[CH3OC25]、ジエチルエーテル
[(C252O]等のエーテル、等が考えられる。
【0040】尚、この混合剤の混合率は、冷凍装置とし
ての能力を極端に低下させることがないように、10v
ol%以下であることか望ましい。
【0041】C:澗滑油 澗滑油としては、上記第1の実施形態と同様に、自然冷
媒との相溶性をもつことが必要条件であり、これに該当
する物質としては、ナフテン系鉱物油、パラフィン系鉱
物油又はアルキルベンゼン油が考えられる。
【0042】D:冷媒センサ 冷媒センサとしては、従来より種々提案されているガス
センサが適用可能であるが、その中でも、金属酸化物半
導体表面でのガス吸着による熱伝導変化及び電気伝導変
化を白金線コイルの両端よりみた抵抗値変化として測定
する所謂「熱線型半導体式センサ」は、ガスの選択性が
高く且つ高感度であることから、自然冷媒検知用センサ
として最も好適と考えられる。
【0043】E:作用効果 以上の如く特定された自然冷媒を使用し、且つこの自然
冷媒に上記の如き種類の混合剤を混合することで、万
一、冷凍装置から可燃性をもつ無色無臭の自然冷媒が漏
洩したとしても、この冷媒の漏洩に伴ってこれに混合さ
れた混合剤も同時に漏洩することから、例え上記自然冷
媒が周辺環境に存在する物質と同様の低級炭化水素であ
っても、上記冷媒センサにより自然冷媒に混合された混
合剤が分離して検知され、これにより周辺環境に左右さ
れることなく冷凍装置からの自然冷媒の漏洩を精度よく
検知することができる。この結果、上記第1の実施形態
の場合と同様に、可燃性を有する自然冷媒の漏洩に対し
て安全性確保上最良の対応を直ちにとることができ、そ
れだけ冷凍装置の運転上における高い安全性が確保され
るものである。
【0044】また、冷凍装置の潤滑油として、上記自然
冷媒と良好な相溶性を有するナフテン系鉱物油、パラフ
ィン系鉱物油又はアルキルベンゼン油を使用しているた
め、自然冷媒の循環系への循環に伴って該自然冷媒に溶
け込んだ潤滑油によって良好な澗滑性が確保され、冷凍
装置の円滑運転が実現されることも上記第1の実施形態
の場合と同様である。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // C10N 40:30

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 冷媒として自然冷媒を用いた冷凍装置で
    あって、上記自然冷媒に、人間の嗅覚で感知可能な着臭
    剤が添加されていることを特徴とする自然冷媒を用いた
    冷凍装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、上記自然冷媒が、炭
    素数6以下の飽和炭化水素、又は炭素数6以下の不飽和
    炭化水素のうち少なくともいずれか一つを含んでいるこ
    とを特徴とする自然冷媒を用いた冷凍装置。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2において、 上記着臭剤が、メチルメルカプタン、エチルメルカプタ
    ン、プロピルメルカプタン、ブチルメルカプタン、ジメ
    チルチオエーテル、ジエチルチオエーテル、ピコリン、
    ジアセチル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、ア
    クリル酸プロピル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸
    アリル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、ブテン、ビ
    ニルアセチレン、ヘキシン、o−メトキシフェノール、
    アンモニアのうち少なくとも一つを含んでいることを特
    徴とする自然冷媒を用いた冷凍装置。
  4. 【請求項4】 請求項2又は3において、 潤滑油として、ナフテン系鉱物油、パラフィン系鉱物曲
    又はアルキルベンゼン油を使用したことを特徴とする自
    然冷媒を用いた冷凍装置。
  5. 【請求項5】 冷媒として自然冷媒を用いるとともに、
    該自然冷媒を検知する冷媒センサを備えた冷凍装置であ
    って、 上記自然冷媒に、上記冷媒センサにより周辺環境に存在
    する物質から分離して検知し易い物質が混合剤として混
    合されていることを特徴とする自然冷媒を用いた冷凍装
    置。
  6. 【請求項6】 請求項5において、 上記自然冷媒が、炭素数6以下の飽和炭化水素、又は炭
    素数6以下の不飽和炭化水素のうち少なくともいずれか
    一つを含んでいることを特徴とする自然冷媒を用いた冷
    凍装置。
  7. 【請求項7】 請求項5又は6において、 上記混合剤が、不活性ガス、炭素数4以下のフッ化炭化
    水素、炭素数4以下のアルコール又は炭素数4以下のエ
    ーテルのうち少なくとも一つを含んでいることを特徴と
    する自然冷媒を用いた冷凍装置。
  8. 【請求項8】 請求項6又は7において、 潤滑油として、ナフテン系鉱物油、パラフィン系鉱物油
    又はアルキルベンゼン油を使用したことを特徴とする自
    然冷媒を用いた冷凍装置。
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