WO2013171957A1 - 電動圧縮機 - Google Patents

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喜文 阿部
小川 信明
清澄 草野
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パナソニック株式会社
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    • F04C2240/80Other components
    • F04C2240/808Electronic circuits (e.g. inverters) installed inside the machine

Definitions

  • the present invention relates to a motor-driven compressor including a housing including a compression mechanism portion, a motor portion for driving the compression mechanism portion, and an inverter portion for driving the motor portion.
  • the strength of the electric compressor itself may be increased by increasing the thickness of the housing or changing the material as one of means for preventing the high voltage portion from being exposed to an impact load due to a vehicle collision or the like.
  • the present invention solves the above-mentioned problems, and provides an electric compressor capable of preventing the high voltage portion from being exposed to an impact load without increasing the weight, the outer shape and the cost of the electric compressor. To aim.
  • the motor-driven compressor according to the present invention has an impacted portion receiving an impact from the outside on the surface of the housing, and the impacted portion incorporates a motor unit. It is provided only in parts other than the part in which the part and the inverter part are built.
  • the electric compressor according to the present invention can prevent the exposure of the high voltage part based on the impact load without increasing the weight, the outer shape and the cost of the electric compressor.
  • Sectional view of a compressor according to Embodiment 1 of the present invention External view of the compressor according to the first embodiment of the present invention External view of a compressor according to a second embodiment of the present invention
  • a motor-driven compressor including: a compression mechanism portion; a motor portion for driving the compression mechanism portion; and an inverter portion for driving the motor portion.
  • the shock load on the motor-driven compressor can be reduced by providing the shocked portion only on the portion other than the portion incorporating the motor portion and the portion incorporating the inverter portion. Therefore, the high voltage part can be prevented from being exposed even if the container outside the area of the high voltage part is broken.
  • the weight increase can be further suppressed by configuring the shocked portion in a boss shape.
  • the housing comprises a main container containing the compression mechanism and the motor, and a sub container containing the inverter.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a motor-driven compressor according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows an example of a horizontal electric compressor installed transversely by means of mounting legs 2 around the body of the electric compressor 1.
  • the electric compressor 1 incorporates a compression mechanism 4 and an electric motor 5 for driving the same in a main container 3 thereof.
  • a suction sub-container 6 and a discharge sub-container 7 are mounted on the compression mechanism side opening 3a and the electric motor side opening 3b of the main container 3 so as to face the openings 3a and 3b, respectively, to form a closed container.
  • An inverter 8 for driving the electric motor 5 is built in the suction sub-container 6.
  • the discharge sub-container 7 is provided with each sliding portion including the compression mechanism portion 4, a main bearing 22, a sub bearing 23, and an oil reservoir 27 for supplying a liquid for lubricating the eccentric bearing 24.
  • the refrigerant to be handled is a gas refrigerant.
  • a liquid such as lubricating oil 17 is employed as a liquid to be used for the lubrication of the sliding portions and the bearings 22, 23, 24 and the sealing of the sliding portions of the compression mechanism 4.
  • the lubricating oil 17 is compatible with the refrigerant.
  • the compression mechanism portion 4 of the motor-driven compressor 1 is a scroll type as one example, and as shown in FIG. 1, the fixed scroll 10 and the orbiting scroll 11 are engaged to form a compression space 12. It is done.
  • the turning scroll 11 is caused to turn on the fixed scroll 10 by the electric motor 5 via the drive shaft 13 to change the volume of the compression space 12, thereby suctioning and compressing the refrigerant returned from the external cycle.
  • discharge to the external cycle is performed through the suction port 14 provided in the suction sub-container 6 and the discharge port 15 provided in the discharge sub-container 7.
  • the lubricating oil 17 stored in the liquid storage section 16 of the discharge sub-container 7 drives the gear pump 18 etc. by the drive shaft 13 or using the differential pressure in the main container 3 etc. , Led to the oil reservoir 27.
  • the lubricating oil 17 is supplied to the liquid reservoir 20 on the back surface of the orbiting scroll 11 as the orbiting scroll 11 is driven to orbit through the oil supply passage 19 of the drive shaft 13 through the filter 9.
  • the part is supplied to the back pressure chamber 21 on the opposite side of the wrap on the outer peripheral part of the orbiting scroll 11 through the orbiting scroll end plate 11a under a predetermined restriction by the diaphragm 11b or the like.
  • the back pressure is adjusted to a predetermined amount by supplying through the communication hole (not shown) provided in the orbiting scroll 11 to the recess 10a provided in the fixed scroll 10, and the orbiting scroll 11 is pressed and backed up.
  • the oil 17 is supplied between the fixed scroll 10 and the orbiting scroll 11 to seal and lubricate the stationary scroll 10 and the orbiting scroll 11. Further, another part of the lubricating oil 17 supplied to the liquid reservoir 20 is lubricated while passing through the eccentric bearing 24 and the main bearing 22, and then flows out to the electric motor 5 side and is recovered to the liquid storage section 16.
  • main bearing member 25 having the sub bearing 23, the electric motor 5, and the main bearing 22 is disposed from the end wall 3c side of the electric motor side opening 3b in the main container 3.
  • a gear pump 18 is accommodated on the outer surface of the end wall 3c and thereafter held between the pump plate 26 attached by bolts (not shown) and the like, and an oil reservoir chamber communicating with the liquid storage portion 16 inside the discharge subcontainer 7 27 is formed so as to communicate with the liquid storage section 16 via the oil suction passage 28.
  • the auxiliary bearing 23 is supported by the end wall 3 c and bears the side of the drive shaft 13 connected to the gear pump 18.
  • the electric motor 5 fixes the stator 5a to the inner periphery of the main container 3 by means of bolts or shrink fitting, and allows the drive shaft 13 to be rotationally driven by the rotor 5b fixed around the drive shaft 13 in the middle.
  • the main bearing member 25 is inserted or press-fit into the main container 3, and the compression mechanism 4 side of the drive shaft 13 is supported by the main bearing 22.
  • the fixed scroll 10 is attached to the outer surface of the main bearing member 25 by a bolt or the like (not shown), and the orbiting scroll 11 is sandwiched between the main bearing member 25 and the fixed scroll 10 to constitute a scroll compressor.
  • An Oldham ring 29 is provided between the main bearing member 25 and the orbiting scroll 11 to prevent the orbiting scroll 11 from rotating and cause the orbiting motion.
  • An eccentric shaft 13a is integrally formed on an end face of the drive shaft 13, and a bush 30 is fitted and supported on the eccentric shaft 13a.
  • a pivoting scroll 11 is supported on the bush 30 so as to be capable of pivoting movement via an eccentric bearing 24 so as to face the fixed scroll 10.
  • a cylindrical portion 11 d is provided on the back of the orbiting scroll end plate 11 a of the orbiting scroll 11, and the eccentric bearing 24 is accommodated in the cylindrical portion 11 d.
  • the inner ring of the eccentric bearing 24 is fitted to the bush 30, and the outer ring of the eccentric bearing 24 is fitted to the cylindrical portion 11d.
  • the compression mechanism portion 4 is covered by a suction sub-container 6 in which the main container 3 and the openings are abutted and fixed by bolts (not shown).
  • the compression mechanism 4 is positioned between the suction port 14 of the suction sub-container 6 and the discharge port 15 of the discharge sub-container 7, and a suction hole (not shown) of itself is connected to the suction port 14 of the suction sub-container 6 through the suction passage.
  • a discharge hole (not shown) of its own opens into the discharge chamber via a reed valve.
  • the discharge chamber communicates with the electric motor 5 between the compression mechanism 4 and the end wall 3c through the fixed scroll 10 and the main bearing 25 or the communication passage 31 formed between them and the main container 3.
  • the lead wire 5c of the electric motor 5 is drawn out to the suction sub-container 6 side through the fixed scroll 10 and the main bearing members 25 or the communication passage 31 formed between them and the main container 3 and the cluster connected to the lead wire 5c end
  • the block 42 is connected to the metal terminal 41 of the terminal 40 mounted in the suction sub-container 6. Furthermore, the terminal 40 is connected to the inverter 8 in the suction sub-container 6.
  • a high voltage is supplied from the vehicle to the inverter 8 through a connector (not shown) and the like, and further driven by being supplied to the electric motor 5 by the terminal 40 and the metal terminal 41 connected to the terminal 40
  • the compression mechanism 4 is pivoted via the shaft 13.
  • the compression mechanism portion 4 is provided with the lubricating oil 17 of the liquid storage portion 16 by the gear pump 18 and is provided to the suction port 14 of the suction sub-container 6 and its own fixed scroll 10 while receiving lubrication, sealing and pressing action.
  • the return refrigerant from the refrigeration cycle is sucked through the suction hole (not shown), compressed, and discharged from the discharge hole (not shown) of its own into the discharge chamber.
  • the inverter 8 is cooled by the feedback refrigerant. Further, the refrigerant discharged into the discharge chamber enters the electric motor 5 through the communication passage (not shown), cools the electric motor 5, and further separates the gas 17 from the liquid such as collision, throttling, etc. It is discharged from the discharge port 15 of the sub container 7.
  • the motor-driven compressor 1 is installed sideways to the vehicle by the mounting legs 2 around the body, so that the main container 3 or the suction sub-container 6 viewed from the front side of FIG. The surface becomes an impacted portion 3d at the time of a vehicle collision.
  • an impacted portion 3d which is provided on the surface of the main container 3 or the suction sub-container 6 and receives an external impact, and a portion incorporating a motor portion. It is provided only in parts other than the part in which the inverter 8 is built. As a result, the impact load on the electric compressor 1 is applied outside the area of the high voltage part such as the inverter part or the motor part, and even if the container outside the area of the high voltage part is damaged, the high voltage part is exposed. Can be prevented.
  • the same material as that of the housing may be used for the impact receiving portion 3 d, or a material different from that of the housing may be used.
  • FIG. 3 shows an external view of a motor-driven compressor according to a second embodiment of the present invention.
  • the cross-sectional view of the motor-driven compressor 1 according to the second embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment.
  • the impact receiving portion 3d in the first embodiment is configured in a boss shape.
  • the motor-driven compressor 1 configured as described above will be described below.
  • an impact load on the motor-driven compressor 1 at the time of a vehicle collision or the like is accommodated in the inverter 8 or the main container 3 accommodated in the suction sub-container 6. Since it is applied outside the area of the high voltage part such as the electric motor 5, the exposure of the high voltage part can be prevented even if the container outside the area of the high voltage part is broken.
  • the shocked portion 3d is formed by a boss, it is possible to further suppress the increase in weight.
  • the main container 3 incorporates the compression mechanism unit 4 and the motor unit, and the inverter 8 is incorporated in the suction sub-container 6.
  • the invention is not limited thereto.
  • the present invention can also be applied to the motor-driven compressor 1 in which the compression mechanism unit 4, the motor unit and the inverter 8 are housed in the main container 3.
  • the present invention can be applied to a motor compressor having a compression mechanism, a motor and an inverter in a housing.

Abstract

 圧縮機構部4と、圧縮機構部4を駆動する電動機部と、電動機部を駆動するインバータ8とを内蔵した筐体を備えた電動圧縮機において、外部からの衝撃を受ける被衝撃部3dが筐体の表面に具備されており、被衝撃部3dは、電動機部を内蔵した部分とインバータ8を内蔵した部分以外の部分にのみ設ける。それにより、電動圧縮機1の重量、外形およびコストの増加を招くことなく、車両衝突時などの電動圧縮機1への衝撃荷重に対して高電圧部の露出を防止することができる電動圧縮機1を提供する。

Description

電動圧縮機
 本発明は、圧縮機構部と、圧縮機構部を駆動する電動機部と、電動機部を駆動するインバータ部とを内蔵した筐体を備えた電動圧縮機に関するものである。
 近年、電動機部を駆動制御するインバータ部を、圧縮機構部や電動機部と一体的に固定する電動圧縮機が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2002-191153号公報
 このような電動圧縮機において、車両衝突時等による衝撃荷重に対する高電圧部の露出を防止する手段の一つとして、筐体の肉厚増や材質変更によって電動圧縮機自体の強度を高めることが知られている。
 しかしながら、筐体の肉厚増や材質変更は、電動圧縮機自体の重量、外形およびコストが増加してしまい、商品力の低下を招く。
 本発明は、上記の課題を解決するもので、電動圧縮機の重量、外形およびコストの増加を招くことなく、衝撃荷重に対する高電圧部の露出防止を可能にする電動圧縮機を提供することを目的とする。
 本発明は、前記従来の課題を解決するために、本発明の電動圧縮機は、外部からの衝撃を受ける被衝撃部を筐体の表面に具備し、被衝撃部は、電動機部を内蔵した部分とインバータ部を内蔵した部分以外の部分にのみ設けたものである。
 これによって、電動圧縮機の重量、外形およびコストの増加を招くことなく、衝撃荷重に基づく高電圧部の露出を防止できる。
 本発明の電動圧縮機は、電動圧縮機の重量、外形およびコストの増加を招くことなく、衝撃荷重に基づく高電圧部の露出を防止できる。
本発明の実施の形態1における圧縮機の断面図 本発明の実施の形態1における圧縮機の外観図 本発明の実施の形態2における圧縮機の外観図
 1 電動圧縮機
 2 取付け脚
 3 主容器
 3a 圧縮機構部側開口部
 3b 電動モータ側開口部
 3c 端部壁
 3d 被衝撃部
 4 圧縮機構部
 5 電動モータ
 5a 固定子
 5b 回転子
 5c リード線
 6 吸入副容器
 7 吐出副容器
 8 インバータ
 9 フィルタ-
 10 固定スクロール
 10a 凹部
 11 旋回スクロール
 11a 旋回スクロール鏡板
 11b 絞り
 11d 筒部
 12 圧縮空間
 13 駆動軸
 13a 偏心軸
 14 吸入口
 15 吐出口
 16 貯液部
 17 潤滑油
 18 歯車ポンプ
 19 給油路
 20 液溜り
 21 背圧室
 22 主ベアリング
 23 副ベアリング
 24 偏心ベアリング
 25 主軸受部材
 26 ポンプ板
 27 油溜め室
 28 油吸入通路
 29 オルダムリング
 30 ブッシュ
 31 連絡通路
 40 ターミナル
 41 金属端子
 42 クラスタブロック
 第1の発明は、圧縮機構部と、前記圧縮機構部を駆動する電動機部と、前記電動機部を駆動するインバータ部とを内蔵した筐体を備えた電動圧縮機において、被衝撃部を前記筐体の表面に具備し、前記被衝撃部は、前記電動機部を内蔵した部分と前記インバータ部を内蔵した部分以外の部分にのみ設けることにより、電動圧縮機への衝撃荷重は、インバータ部あるいは電動機部などの高電圧部の領域外に加わることになり、高電圧部の領域外の容器が破損したとしても高電圧部の露出を防止することができる。
 第2の発明は、第1の発明において、被衝撃部をボス形状で構成することで、重量増加を更に抑制することができる。
 第3の発明は、第1の発明において、筐体は、圧縮機構部と電動機部とを内蔵する主容器と、前記インバータ部とを内蔵する副容器部とからなる。
 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、本発明の第1の実施の形態における電動圧縮機の断面図を示すものである。図1において、電動圧縮機1の胴部の周りにある取付け脚2によって横向きに設置される横型の電動圧縮機の1つの例を示している。
 電動圧縮機1はその主容器3内に圧縮機構部4およびこれを駆動する電動モータ5を内蔵している。主容器3の圧縮機構部側開口部3aおよび電動モータ側開口部3bには、それぞれ開口部3a、3bと向かい合う形で吸入副容器6および吐出副容器7が装着され密閉容器を形成している。吸入副容器6内には電動モータ5を駆動するインバータ8を内蔵している。吐出副容器7には、圧縮機構部4を含む各摺動部や主ベアリング22、副ベアリング23及び偏心ベアリング24の潤滑に供する液を供給する油溜め室27を備えている。
 取り扱う冷媒はガス冷媒である。各摺動部や各ベアリング22、23、24の潤滑や圧縮機構部4の摺動部のシールに供する液としては潤滑油17などの液を採用している。また、潤滑油17は冷媒に対して相溶性のあるものである。
 本実施の形態の電動圧縮機1の圧縮機構部4は、一つの例としてスクロール方式のものであって、図1に示すように固定スクロール10と旋回スクロール11を噛み合わせて圧縮空間12が形成されている。旋回スクロール11を電動モータ5により駆動軸13を介して固定スクロール10に対し旋回運動をさせ、圧縮空間12の容積を変化させることで、外部サイクルから帰還する冷媒の吸入、圧縮を行う。そして、外部サイクルへの吐出を、吸入副容器6に設けた吸入口14および吐出副容器7に設けた吐出口15を通じて行う。
 これに併せ、吐出副容器7の貯液部16に貯留されている潤滑油17が歯車ポンプ18などを駆動軸13にて駆動するか、もしくは主容器3内の差圧を利用するなどして、油溜め室27に導かれる。そして、フィルタ-9を介して駆動軸13の給油路19を通じ旋回スクロール11の旋回駆動に伴い旋回スクロール11の背面の液溜り20に供給され、この液溜り20に供給された潤滑油17の一部は旋回スクロール11の外周部のラップ反対面の背圧室21に、旋回スクロール鏡板11aを通じ、絞り11bなどによる所定の制限の基に供給される。さらに旋回スクロール11に設けた連通穴(図示せず)を通じ、固定スクロール10に設けた凹部10aに供給することにより、背圧を所定量に調整し、旋回スクロール11を押圧しバックアップしながら、潤滑油17を固定スクロール10と旋回スクロール11の間に供給して、固定スクロール10と旋回スクロール11間のシールおよび潤滑を図る。また、液溜り20に供給した潤滑油17の別の一部は、偏心ベアリング24、主ベアリング22を経ながら潤滑した後、電動モータ5側に流出し、貯液部16へと回収される。
 さらに、主容器3内の電動モータ側開口部3bの端部壁3c側から副ベアリング23、電動モータ5、主ベアリング22を持った主軸受部材25を配置してある。端部壁3cの外面には歯車ポンプ18を収容してその後に図示しないボルトなどによって取り付けたポンプ板26との間に保持し、吐出副容器7の内側に貯液部16に通じる油溜め室27を形成して油吸入通路28を介して貯液部16に通じるようにしてある。
 副ベアリング23は端部壁3cにて支持し、駆動軸13の歯車ポンプ18に連結している側を軸受する。電動モータ5は固定子5aを主容器3の内周にボルトあるいは焼き嵌めなどして固定し、駆動軸13の途中まわりに固定した回転子5bとによって駆動軸13を回転駆動できるようにしている。主軸受部材25は主容器3に挿入あるいは圧入されており、駆動軸13の圧縮機構部4側を主ベアリング22により軸受している。主軸受部材25の外面には固定スクロール10を図示しないボルトなどによって取付け、これら主軸受部材25と固定スクロール10との間に旋回スクロール11を挟み込んでスクロール圧縮機を構成している。
 主軸受部材25と旋回スクロール11との間には、旋回スクロール11の自転を防止して旋回運動させるためのオルダムリング29が設けられている。駆動軸13の端面には偏心軸13aが一体形成されており、偏心軸13aにはブッシュ30が勘合して支持されている。ブッシュ30には旋回スクロール11が固定スクロール10と対向するように偏心ベアリング24を介して旋回運動可能に支持されている。旋回スクロール11の旋回スクロール鏡板11aの背面には筒部11dが突設されており、偏心ベアリング24は筒部11d内に収容されている。偏心ベアリング24の内輪は、ブッシュ30に勘合されており、偏心ベアリング24の外輪は、筒部11dに勘合されている。
 圧縮機構部4は、主容器3と開口どうしを突き合わせて図示しないボルトにて固定した吸入副容器6により覆われている。圧縮機構部4は吸入副容器6の吸入口14と吐出副容器7の吐出口15との間に位置し、自身の図示しない吸入孔が吸入副容器6の吸入口14と吸入通路を通じ接続され、自身の図示しない吐出孔がリード弁を介して吐出室に開口している。吐出室は固定スクロール10および主軸受部材25ないしはこれらと主容器3との間に形成した連絡通路31を通じて圧縮機構部4と端部壁3cとの間の、電動モータ5側に通じている。電動モータ5のリード線5cは、固定スクロール10および主軸受部材25ないしはこれらと主容器3との間に形成した連絡通路31を通じて吸入副容器6側へ引出し、リード線5c端に接続されたクラスタブロック42は、吸入副容器6に貫装されたターミナル40の金属端子41に接続されている。さらにターミナル40は吸入副容器6内のインバータ8と接続されている。
 以上によって、車両より高電圧が図示しないコネクタ-などを介してインバータ8に供給され、更にターミナル40及びターミナル40に接続された金属端子41により、電動モータ5へ供給されることによって駆動され、駆動軸13を介して圧縮機構部4を旋回運動させる。このとき圧縮機構部4は歯車ポンプ18により貯液部16の潤滑油17を供給されて潤滑、シールおよび押圧作用を受けながら、吸入副容器6の吸入口14さらに自身の固定スクロール10に設けた図示しない吸入孔を通じ冷凍サイクルからの帰還冷媒を吸入して、圧縮し、自身の図示しない吐出孔から吐出室に吐出する。このときインバータ8は帰還冷媒により冷却される。さらに吐出室に吐出された冷媒は図示しない連絡通路を通じて電動モータ5側に入り、電動モータ5を冷却しながら、さらに衝突、絞りなどの気液分離を図って潤滑油17の分離を受けながら吐出副容器7の吐出口15から吐出される。
 本実施の形態の電動圧縮機1は、胴部の周りにある取付け脚2によって車両へ横向きに設置される為、図1あるいは図2を正面側より見た主容器3あるいは吸入副容器6の表面は車両衝突時に被衝撃部3dとなる。
 ここで、本実施の形態では、図2に示すように、特に、主容器3あるいは吸入副容器6の表面に具備し外部からの衝撃を受ける被衝撃部3dを、電動機部を内蔵した部分とインバータ8を内蔵した部分以外の部分にのみ設けている。これにより、電動圧縮機1への衝撃荷重は、インバータ部あるいは電動機部などの高電圧部の領域外に加わることになり、高電圧部の領域外の容器が破損したとしても高電圧部の露出を防止することができる。なお、被衝撃部3dには、筐体と同じ材質を用いてもよいし、筐体と異なる材質を用いてもよい。
 (実施の形態2)
 図3は、本発明の第2の実施の形態における電動圧縮機の外観図を示すものである。本発明の第2の実施の形態における電動圧縮機1の断面図は第1の実施の形態を示すものと同様である。図3においては実施の形態1において被衝撃部3dをボス形状で構成したものでる。
 以上のように構成された電動圧縮機1について、以下その作用を説明する。実施の形態1のように構成された電動圧縮機1において、車両衝突時などの電動圧縮機1への衝撃荷重は、吸入副容器6内に収容されたインバータ8あるいは主容器3内に収容された電動モ-タ5などの高電圧部の領域外に加わるため、高電圧部の領域外の容器が破損しても高電圧部の露出を防止することができる。
 更に、実施の形態2のように構成された電動圧縮機1においては、被衝撃部3dをボスで形成されているので重量増大の更なる抑制が可能である。
 なお、本発明においては、主容器3に圧縮機構部4と電動機部とを内蔵し、インバータ8を吸入副容器6に内蔵する電動圧縮機1を用いて説明したが、これに限られず、例えば、主容器3内に圧縮機構部4と電動機部およびインバータ8を収納する電動圧縮機1にも適用できる。
 本発明は、筐体内に圧縮機構部と電動機部とインバータ部とを有する電動機圧縮機に適用できる。

Claims (3)

  1.  圧縮機構部と、前記圧縮機構部を駆動する電動機部と、前記電動機部を駆動するインバータ部とを内蔵した筐体を備えた電動圧縮機において、
    被衝撃部を前記筐体の表面に具備し、前記被衝撃部は、前記電動機部を内蔵した部分と前記インバータ部を内蔵した部分以外の部分にのみ設けている電動圧縮機。
  2.  前記被衝撃部は前記筐体の表面に設けたボス部にてなる請求項1記載の電動圧縮機。
  3.  前記筐体は、前記圧縮機構部と前記電動機部とを内蔵する主容器と、前記インバータ部とを内蔵する副容器部とからなる請求項1に記載の電動圧縮機。
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