KR970004806B1 - 요동판식 냉매 압축기 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
제1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 냉매 압축기의 횡단면도.
제2도는 제1도에 도시된 평형추 링의 저면도.
제3도는 제2도의 A-A 선을 따른 평형추 링의 단면도.
제4도는 제3도의 상대도로서 본 발명의 제2실시예를 도시한다.
제5도는 종래 실시예에 따른 냉매 압축기의 횡단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 압축기 21 : 실린더 블럭
22 : 크랭크챔버 26 : 구동축
50 : 경사판 60 : 요동판
63 : 슬라이더 71 : 피스톤
본 발명은 냉매 압축기에 관한 것으로, 특히 자동차용 에어콘에 사용되는 요동판식 냉매 압축기에 관한 것이다.
일본국 특허출원 공고 소화 64-29678호에 개시된 요동판식 압축기는 허브의 돌출부, 즉 요동판의 보스 위에 위치되는 평형추 링을 구비한다. 이것은 압축기의 격심한 작동조건 속에서 요동판의 평형을 유지하기 위한 설비이다. 이 평형추 링은 유지링에 의해 정위치에서 지지되고 있다.
첨부도면 제5도는 상기 종래예의 요동판식 압축기를 도시하고 있다. 요동판(60)은 경사판(50)의 보스(50) 근처에서 베어링(61,62)에 의해 장치되어 경사판이 요동판에 대해 회전가능하도록 되어 있다.
보스(54)에는 축방향으로 후단부(제5도에서 오른쪽 방향)에서 소직경부(54a)를 구비하기 때문에 이 소직경부(54a)의 전방향으로 링형의 쇼울더(541)를 갖게 된다. 요동판(60)에는 이 판(60)의 축방향 후위면에서 내부 주변에 링형 돌출부(601)가 마련된다. 이 돌출부(601)는 상기 링형 쇼울더(541)와 축방향에서 동일한 크기를 갖는다. 링형의 평형추 링(500)은 소직경부(54a) 근처에서 쇼울더(541) 및 링형의 돌출부(601)와 접촉하는 상태로 배치된다. 상기 링(500)에는 요동판(60)의 축방향 후위면의 내부주변에 링(500)의 두께가 감소하면서 만들어지는 링형 오목부(501)가 있다. 이 오목부(501)쪽으로는 상기 링(500)의 내부주변에서 비교적 얇은 박판(502)이 구비된다 상기 소직경부(54a)의 반경방향 내부 주변에는 링형홈(55)이 있고, 이 속에 링형의 스냅링(56)이 들어 있다. 스냅링(56)의 반경방향 외부는 홈(55)의 외곽쪽으로 뻗어 평형추 링(500)의 박판(502)과 접촉하고 있다. 평형추 링(500)의 박판(502)은 스냅링(56)과 링형 쇼울더(541) 사이에서 지지되고 있다.
따라서 평형추 링(500)은 보스(54)에 밀착되고, 요동판(60)의 축방향 운동을 방해한다. 그러므로 링형 돌출부(601)의 후위 단면은 압축기의 작동시 평형추 링(500)과 링형 돌출부(601) 사이에 마찰을 일으키면서 평형추 링(500)의 후위면과 항상 접촉하게 된다.
또한 압축기의 작동중에 링형 돌출부(601)과 평형추 링(500) 사이에 초과 회전 마찰력이 발생하여 이 돌출부(601)와 링(500) 사이에 돌발적인 마모현상과 같은 심각한 결함을 초래하게 된다.
이러한 문제점을 감안하여, 종래에 시판되던 몇몇 압축기에서는 링형 돌출부(601)의 축방향 후위단면과 링(500)의 축방향 전위단면 사이에 베어링을 배치시킨 경우가 있었으나, 이러한 실시예에서는 부품수를 증가시키고 조립공정을 복잡하게 문제점을 피할 수 없었다.
따라서, 본 발명의 목적은 베어링 구조물 없이도 경사판을 평형시켜서 심한 작동조건하에서 요동판이 부드럽게 회전할 수 있는 동시에 축방향으로 움직이는 것을 방지할 수 있는 링형의 평형추 링을 갖는 요동판식 압축기를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명에 따른 요동판식 압축기에는 실린더 블럭을 갖는 하우징이 구비되며, 이 실린더 블럭에는 그 주변에 여러개의 실린더가 배치되어 있다. 이 실린더 블럭내에는 실린더가 위치한 방향으로 크랭크 챔버가 만들어진다. 압축기 하우징내에는 흡입챔버와 배출챔버가 형성되며, 실린더 내에는 하나씩의 피스톤이 피스톤 운동이 가능하게 배치된다. 이 피스톤을 왕복운동시키기 위해서 피스톤은 구동기구와 연결되어 있으며, 이 구동기구에는 하우징내에 회전가능하게 지지된 구동축과 이 구동축 근처에 장치된 경사판을 구비하는 연결기구가 포함된다. 이 연결기구는 구동축의 회전운동을 피스톤의 왕복운동으로 전환시키는 구실을 한다. 구동축에 직각 방향으로 경사판이 배치된다. 이 이외에도 압축기에는 오목부를 형성하고 중앙이 지지된 얇은판으로 된 구역이 있는 링형의 평형추가 있고, 연결기구에는 경사판의 보스주위에 배치된 요동판이 구비된다.
링형의 평형추는 경사판의 보스위에 지지되어 있는데, 이 평형추는 격심한 작동 조건하에서도 요동판인 축방향으로 이동하는 것을 방지하는 역할을 한다. 피스톤은 커넥팅로드에 의해 요동판에 링크식으로 연결되어 있으며, 구동축과 경사판의 회전운동이 실린더내의 피스톤을 회전 왕복운동시키게 된다. 링형의 평형추는 얇은 박판구역에서 여러개의 구멍을 갖고 있기 때문에 요동판의 단부판과 오목부의 링형 측벽이 서로 접촉되도륵 하고 있으며, 이에따라 링형의 평형추와 요동판 사이의 마찰면에 윤활유가 원활히 공급되도록 하고 있다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 적절한 실시예들에 대해 설명한다.
제1도 내지 제4도에서의 동일한 부품번호는 제5도에서 표시된 유사번호를 갖는 부품과 일치되는 부품임을 나타낸다.
또한 제1도 내지 제4도에서 도시된 압축기(10)는 변위기구를 갖는 요동판식 냉매 압축기이나, 이는 설명의 편의를 도모하기 위한 것일뿐 본 발명은 이러한 형식의 압축기에 국한되지 않고 고정용량식의 요동판식 냉매 압축기에도 지장없이 사용될 수 있음을 양지하여야 한다. 또한 이하의 설명에서는 제1도의 좌측을 전위측으로 기재하고, 우측을 후위측으로 기재할 것이다. 아울러 명세서에서 축방향이라는 용어는 구동축의 종축에 평행한 방향을 의미하며, 반경방향이라 함은 구동축의 단면방향을 의미하게 된다. 물론 이러한 용어의 설정은 다만 설명의 편의를 위한 것일뿐이므로 용어에 의해 발명의 사상을 제한하는 일은 없어야 한다.
먼저, 제1도는 본 발명의 제1실시예에 의한 요동판식 냉매 압축기(10)의 구조를 나타낸다. 압축기(10)에는 실린더 블럭(21), 이 블럭(21)의 일단부에 있는 전위단부판(23), 블럭(21)내에 형성되는 크랭크 챔버(22), 블럭(21)의 타단부에 위치하는 후위단부판(24)을 갖는 원통형의 하우징(20)이 구비된다. 전위단부판(23)은 여러개의 볼트(101)에 의해 블럭(21)의 개방 단부쪽에 장치되어 그속에 크랭크 챔버(22)를 만든다. 후위단부판(24)은 역시 여러개의 볼트(102)를 이용해서 블럭(21)의 타단에 장치된다. 블럭(21)과 후위단부판(24) 사이에는 밸브판(25)이 구비된다. 전위단부판(23)에는 그 중앙에 개구(231)가 있으며, 이 개구(231) 속에 구동축(26)이 베어링(30)을 이용해서 지지되어 있다. 블럭(21)을 관통해서 후위단부면까지 중앙개구(210)가 마련된다. 구동축(26)의 안쪽 단부는 블럭(21)의 중앙개구(210)내에 있는 베어링(31)에 의해서 회전가능하게 지지되고 있으며, 밸브 제어 기구(19)가 배치되어 있다.
구동축(26) 위에는 핀(261)에 의해 캠로우터(40)가 고정되어 축(26)과 함께 회전하게 되며, 전위단부판(23)의 축방향 안쪽 단부면과 로우터(40)의 축방향 전윈단부면 사이에는 트러스트 니이들 베어링(32)이 배치되어 있다 로우터(40)에는 이 로우터(40)로부터 뻗어나온 핀(42)을 갖는 아암(41)이 있고, 구동축(26) 근처에 경사판(50)이 구비되며, 이 판(50)에는 구동축(26)의 관통하게 되는 개구(53)가 형성되어 있다. 경사판(50)은 캠로우터(40)의 부근에 배치되며, 이 판(50)에는 홈(52)과 보스(54)를 갖는 아암(51)이 마련되고, 캠로우터(40)와 경사판(50)은 상기 홈(52)내에 삽입되어 힌지연결을 가능하게 하는 핀(42)에 의해 서로 연결되어 있다. 이 핀(42)은 홈(52)속에서 활주가 가능하기 때문에 구동축(26)의 종축에 대해 경사판(50)의 각 위치를 조정하는 것이 가능하다.
요동판(60)은 경사판(50)의 보스(54) 근처에서 베어링(61,62)에 의해 장치되어 경사판(50)이 요동판(60)에 대해 회전할 수 있도록 되어 있고, 경사판(50)의 회전운동은 요동판(60)의 회전운동을 일으킨다. 요동판(60)의 외곽주변 단부에는 포오크형상의 슬라이더(63)가 전위단부판(23)과 블럭(21) 사이에 있는 활주 레일(64) 위에서 활주가 가능하도록 장치된다. 이 슬라이더(63)는 요동판(60)의 회전을 방지하며, 캠로우터(40)와 경사판(50)이 회전할때 요동판(60)은 레일(64)을 따라서 왕복 운동을 하게 된다. 블럭(121)에는 피스톤(71)이 왕복운동을 하는 실린더 챔버(70)가 그 주변을 따라 여러개 마련되어 있다. 피스톤(71)은 각각의 커넥팅 로드(72)에 의해 블럭의 주변에서 요동판(60)과 연결되어 있으며, 요동판(60)이 회전하게 되면 피스톤(71)이 실린더(70)내에서 왕복운동하여 냉매를 실린더 내에서 압축하게 된다.
후위단부판(24)에는 그 주변에 배치된 링형의 흡입챔버(241)와 중앙에 배치된 배출챔버(251)가 형성되어 있다.
밸브판(25)은 실린더 블럭(21)과 후위단부판(24) 사이에 배치되며, 실린더(70)와 흡입챔버(241)를 서로 연결하는 밸브형식으로 된 여러개의 흡입구(242)를 갖고 있다. 또한, 밸브판(25)은 배출챔버(251)와 실린더(70)를 연결하는 밸브형식으로 된 여러개의 방출구(25a)를 갖는다. 이러한 흡입구(242) 및 방출구(252)의 좋은 예로는 시미스가 발명한 미합중국 특허 제4,011,029호의 것이 있다.
흡입챔버(241)에는 외부에 있는 냉각회로(도시생략)의 증발기에 연결되는 유입구(241a)가 구비된다. 배출 챔버(251)에도 역시 냉각회로(도시생략)의 응축기에 연결되는 방출구(251a)가 구비된다. 실린더 블럭(21) 및 밸브판(25)의 내부면 사이와 밸브판(25)의 외부면 및 후위단부판(24) 사이에는 가스켓(27,28)이 각각 구비되어 실린더 블럭(21), 뱉브판(25) 그리고 후위단부판(24) 사이의 연결부를 밀봉하고 있다.
크랭크 챔버(22)와 흡입챔버(241) 사이는 연결통로(400)로 서로 연결되며, 이 통로(400)는 중앙개구(210)와 통로(150)로 형성되어 있다. 밸브제어기구(19)는 일본국 특허 출원 공고 평성 01-142,276호에서 개시되는 바와 같은 압축기의 용량 조절을 위해 연결통로(400)의 개폐를 조절하게 된다.
압축기(10)가 작동하는 중에, 구동축은 전자기 클러치(300)를 통해서 차량의 엔진에 의해 회전된다. 캠로우터(40)가 구동축(26)과 함께 회전하여 경사판(50)을 회전시키면 요동판(60)이 회전하게 된다. 요동판(60)의 회전운동은 실린더(70)내에서 피스톤(71)이 왕복운동하게 하며, 피스톤(71)이 왕복운동함에 따라 흡입구(241a)를 통해서 흡입챔버(241)내로 들어온 냉매가스가 흡입구(242)를 통해 실린더(70)내로 들어와서 여기서 압축된다. 압축된 냉매가스는 방출구(252)를 통해 실린더(70)로부터 배출챔버(251)속으로 방출되며, 여기서 다시 방출구(251a)를 통해서 냉각회로 속으로 들어간다.
압축기(10)의 용량은 증발기의 열부하에서의 변화에 따라 즉, 압축기의 회전수 변화에 따라 흡입챔버(241) 내에서의 일정 압력을 유지할 수 있도록 조절된다. 압축기의 용량츤 구동축(26)의 축선에 수직한 평면에 대해 경사판(50)의 각을 변경함으로써 조정하며, 이 각은 크랭크 챔버의 압력에 따라 좌우된다.
크랭크 챔버내의 압력이 증가하면 경사판(50)과 요동판(60)의 경사각이 감소하면서 압축기의 용량도 따라서 감소된다. 제1도에서 도시된 압축기에서는 밸브제어기구(19)가 크랭크 챔버내의 압력에 따라 작동하고 그 작동점이 배출챔버내의 압력에 따라 변화되며, 이에 따라서 크랭크와 흡입챔버 사이의 연결을 조절하고, 크랭크 챔버의 압력을 조절하고, 이로부터 경사판(50)의 경사각을 변위시키고, 압축기의 용량을 변화시킨다. 물론 다른 형식의 밸브제어기구를 사용하거나 기구자체를 채용하지 않는 것도 가능하다.
압축기(10)에는 보스(54)의 소직경부(54a)에 있는 반경방향 외주면에 형성되는 링형의 홈(55)이 마련된다. 보스(54)에는 소직경부(54a)쪽으로 링형의 쇼울더(541)가 구비되어 있다.
평형추 링(500)에는 반경방향에서 후방안쪽 주변에 링형의 홈(501)이 형성되어, 이 홈(501)의 축방향 전방으로 박판부(502)가 형성되게 한다. 상기 박판(502)은 보스(54)의 링형 쇼울더(541) 위에 고정되어 있다. 연철, 예를들면 템퍼링하지 않은 철로 만들어진 링형 부재(80)가 박판(502) 위에 위치하여 홈(55) 속에 끼워져 있다. 따라서 박판(502)이 링형 쇼울더(541)에 대해 가압됨으로서 경사판(50)의 보스(54)위에 평형추 링(500)을 유지시킬 수 있다. 링형 돌출부(601)는 요동판(60)의 축방향 후위면 가장자리에 형성되며, 박판(502)의 축방향 전위면의 반경방향 최외곽까지 돌출하고 있다. 결국 링형 돌출부(601)의 축방향 후위단부면은 압축기(10)가 작동하는 도중에 박판(502)의 축방향 전위면의 반경방향 최외곽부와 항상 접촉하게 된다. 따라서, 압축기가 작동하는 중에 요동판(60)의 축방향 이동이 방지되며, 동시에 요동판(60)의 링형 돌출부(601)와 평형추 링(500)의 박판 사이에 회전마찰력이 생기게 된다.
제2도와 제3도에서 보이는 것처럼, 평형추 링(500)에는 링형의 측멱(501a)이 반경방향 안쪽으로 경사지게 형성되어 있는 링형의 홈(501)이 구비된다. 또한 박판(502)에는 동일한 각도의 간격을 두고 측벽(501a)의 전위단부 가장자리와 동일한 위치로 배치되는 적어도 3개 이상의 축방향 개구(503)가 형성되기 때문에 박판(502)은 요동판(60)의 링형 돌출부(601)의 후위단부면과 접촉하게 된다.
제1도를 참조하면, 압축기가 작동하는 중에 윤활유 속의 먼지들과 섞인 냉매(이하에서는 냉매라고 표기 한다)가 피스톤(71)의 전진작동에 의해 흡입챔버(241)로부터 실린더(70) 속으로 들어가서 피스톤(71)의 후진작동에 의해 압축된다. 이러한 상태에서 냉매중의 일부는 피스톤(71)의 외곽주면과 실린더(70)의 내부주면 사이의 간격을 통해서 실린더(70)로부터 크랭크 챔버(22)속으로 들어가게 된다. 그리고 나서 크랭크 챔버(22)내에 있는 냉매의 일부가 연결로(400)를 통해서 흡입챔버(241) 속으로 다시 들어간다.
평형추 링(500)의 근처에 있는 냉매로부터 윤활유를 분리하는 것은 링(500)이 회전함에 따라 이 링(500)에 의한 냉매의 충돌에 의해 이루어진다. 따라서 분리된 윤활유는 링(500)의 외부 전체면에 부착되며, 이 링(500)의 회전에 의해 발생되는 원심력에 의해 바깥쪽으로 이동하게 된다.
특히, 링(500)의 링형 홈(501) 바닥면에 붙은 분리된 윤활유는 반경방향 외곽쪽으로 이동하고 링형 홈(501)의 측벽(501a)중 전위단부에 모이게 된다. 링형 측벽(501a)에 모여진 분리된 윤활유는 원심력에 의해 측벽(501a)의 경사면을 따라 이동하여 측벽(501a)의 전단부에 모여진다. 여기에 모여진 윤활유는 요동판(60)의 돌출부(601)의 후위단면과 평형추 링(500)의 박판(502)의 전위단면 사이의 마찰면에 개구(503)에 통해서 공급된다. 따라서, 링형 돌출부(601)와 박판(502) 사이의 예상치 못한 마모가 방지된다. 이것은 압축기가 심한 작동조건 속에서도 링형 돌출부(601)의 후위단면과 링(500)의 전위단면 사이에 배어링을 설치하지 않고서도 가능하다.
평형추 링(500)이 중앙개구(210) 근처에 배치되기 때문에 링(500) 근처에 있는 냉매는 연결로(400)를 통해서 크랭크 챔버(22)로부터 흡입챔버(241)로 되돌아오는 냉매와 교체된다. 따라서, 요동판(60)의 링형 돌출부(601)가 갖는 후위단면과 링(500)의 박판(502)이 갖는 전위단면 사이의 마찰면에 윤활유가 원활히 공급된다.
제4도에서는 본 발명의 두번째 실시예가 도시되고 있다.
여기서는 링(500)의 박판(502)에 동일한 각도 간격을 두고 측벽(501a)의 전위단부에서 그 주변을 따라 여러개의 경사진 개구(503')가 구비되어 있다. 개구(503')의 경사각은 링형 측벽(501a)의 경사각과 동일하므로 측벽(501a)의 전위단부에서 전방으로 이어지는 선은 개구(503')와 반경방향 최외곽과 같아진다.
측벽(501a)의 전위단부에 모여지는 윤활유는 요동판(60)의 링형 돌출부(601)에 있는 후위단면과 링(500)의 박판(502)에 있는 전위단면 사이의 마찰면에 경사진 개구(503')를 통해서 원심력에 의해 공급된다.
Claims (12)
- 여러개의 실린더를 갖는 실린더 블럭, 실린더 앞쪽에서 실린더 블럭내에 있는 크랭크 챔버, 실린더내에 배치되는 피스톤, 실린더내에서 피스톤을 왕복운동시키기 위해 피스톤에 연결되는 구동기구를 갖는 하우징을 구비하고, 상기 구동기구에는 이 하우징내에 회전가능하게 지지되는 구동축이 있고, 이 구동축을 피스톤에 연결시켜서 구동축의 회전운동이 피스톤의 왕복운동으로 변화하도록 하는 연결수단이 포함되며, 상기 연결수단에는 상기 구동축 위에 배치되고 구동축에 대해 경사진 각을 갖는 경사판이 구비되며, 상기 경사판에는 보스와, 이 보스 근처에 배치된 링형의 평형추 링이 구비되고, 상기 평형추 링은 홈을 형성하는 중앙박판이 마련되고, 이 박판을 보스위에 지지하는 지지수단이 구비되며, 상기 연결수단에는 보스 근처에 배치되는 요동판이 있고, 이 요동판의 일단부면은 상기 평형추 링의 박판에 대해 회전할 수 있도록 되어 있고, 상기 피스톤은 커넥팅 로드에 의해 요동판에 연결되고 상기 구동축과 상기 경사판이 같이 회전할 수 있기 때문에 요동판이 회전하여 상기 피스톤을 실린더내에서 왕복운동시킬 수 있도록 되어 있는 요동판식 냉매 압축기에 있어서, 상기 평형추 링의 박판에 상기 홈의 링형 측벽과 가장자리가 일치하도록 마련되어 요동판의 일단부면과 접촉하는 여러개의 개구가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 요동판식 냉매 압축기.
- 제1항에 있어서, 상기 홈의 링형 측벽이 경사진 테이퍼형인 것을 특징으로 하는 요동판식 냉매 압축기.
- 제2항에 있어서, 상기 개구는 평형추 링의 축에 평행한 중심축선을 갖는 것을 특징으로 하는 요동판식 냉매 압축기.
- 제2항에 있어서, 상기 개구는 상기 평형추 링의 홈 측벽에서 경사각에 동일한 각도로 이 평형추 링의 축선에 대해 경사진 중심축선을 갖는 것을 특징으로 하는 요동판식 냉매 압축기.
- 제1항에 있어서, 상기 개구는 3개 이상인 것을 특징으로 하는 요동판식 냉매 압축기
- 제5항에 있어서, 상기 개구는 동일한 각도 간격을 두고 배치되는 것을 특징으로 하는 요동판식 냉매 압축기.
- 여러 개의 실린더를 갖는 실린더 블럭을 구비하는 하우징과, 상기 실린더내에 배치된 피스톤과 상기 실린더 안쪽에서 실린더 블럭내에 배치되는 크랭크 챔버와, 상기 크랭크 챔버내에 위치하고 실린더내에서 피스톤을 왕복운동시키기 위해 피스톤에 연결되며 하우징내에 지지된 구동축을 구비하고, 상기 피스톤을 구동축과 연결시켜 구동축의 회전운동이 피스톤의 왕복운동으로 변화되도록 하는 연결수단을 구비하며, 상기 연결수단에는 구동축 위에 배치된 경사판이 구비되고, 이 경사판은 상기 구동축에 대해 경사진 각도로 배치되는 면을 가지며, 경사판에는 보스가 구비되는 구동기구와, 상기 보스 근처에 배치되고 홈을 형성하는 중앙박판을 갖는 링형의 평형추 링을 구비하고, 보스 위에서 평형추 링의 박판을 유지시키는 수단과, 상기 연결수단은 보스주위에 배치된 요동판을 구비하고, 요동판의 일단부는 평형추 링의 박판에 대해 회전활주가 가능하며, 상기 피스톤은 요동판에 커넥팅 로드를 이용해 연결되고, 상기 경사판은 상기 구동축과 회전이 가능하기 때문에 요동판이 회전할 때 피스톤이 실린더내에서 왕복운동이 가능하도록 되어 있으며, 상기 평형추 링에는 박판이 형성되고 상기 홈의 측벽과 가장자리가 일치하도록 배치되어 요동판의 일단부면과 접촉하는 여러개의 개구가 구비되는 것을 특징으로 하는 요동판식 냉매 압축기.
- 제7항에 있어서, 상기 홈의 링형 측벽이 경사진 테이퍼형인 것을 특징으로 하는 요동판식 냉매 압축기.
- 제8항에 있어서, 상기 개구는 평형추 링의 축에 평행한 중심 축선을 갖는 것을 특징으로 하는 요동판식 냉매 압축기
- 제8항에 있어서, 상기 개구는 상기 평형추 링 홈 측벽에서 경사각에 동일한 각도로 이 평형추 링의 축선에 대해 경사진 중심축선을 갖는 것을 특징으로 하는 요동판식 냉매 압축기.
- 제7항에 있어서, 상기 개구는 3개 이상인 것을 특징으로 하는 요동판식 냉매 압축기.
- 제11항에 있어서, 상기 개구는 동일한 각도 간격을 두고 배치되는 것을 특징으로 하는 요동판식 냉매 압축기.
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