JP2024010945A - 圧縮機および冷凍装置 - Google Patents

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JP2024010945A JP2022112566A JP2022112566A JP2024010945A JP 2024010945 A JP2024010945 A JP 2024010945A JP 2022112566 A JP2022112566 A JP 2022112566A JP 2022112566 A JP2022112566 A JP 2022112566A JP 2024010945 A JP2024010945 A JP 2024010945A
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Abstract

【課題】圧縮機構部からケーシングやアキュムレータに伝わる振動を抑制できる圧縮機を提案する。【解決手段】圧縮機は、ケーシングと、ケーシング内に設けられた圧縮機構部と、圧縮機構部にインレットチューブ(100)と吸入管とを介して接続されたアキュムレータとを備え、インレットチューブ(100)は、圧縮機構部に圧入された圧入部(101)と、ケーシング(1)と吸入管とが接続された非圧入部(102)とを有し、インレットチューブ(100)の非圧入部(102)に環状溝(110,120)が設けられている。【選択図】図3

Description

本開示は、圧縮機および冷凍装置に関する。
従来、圧縮機としては、アキュムレータの冷媒出口からケーシングの冷媒流入部を介して圧縮機構部に案内する吸入管を備えたものがある(例えば、特開2005-515352号公報(特許文献1)参照)。
上記圧縮機は、圧縮機構部からアキュムレータに伝達される振動を、吸入管の内外面に形成されたベローズにより抑制している。
特開2005-515352号公報
上記圧縮機では、圧縮機構部からアキュムレータに伝わる振動は抑制できるが、ケーシングに伝わる振動を抑制できないという問題がある。
本開示では、圧縮機構部からケーシングやアキュムレータに伝わる振動を抑制できる圧縮機およびその圧縮機を備える冷凍装置を提案する。
本開示の第1の態様の圧縮機は、
ケーシングと、
上記ケーシング内に設けられた圧縮機構部と、
上記圧縮機構部にインレットチューブと吸入管とを介して接続されたアキュムレータと
を備え、
上記インレットチューブは、上記圧縮機構部に圧入された圧入部と、上記ケーシングと上記吸入管とが接続された非圧入部とを有し、
上記インレットチューブの上記非圧入部に環状溝が設けられている。
本開示によれば、インレットチューブの非圧入部に設けられた環状溝によってインレットチューブを伝搬する振動が減衰するので、圧縮機構部からインレットチューブを介してケーシングやアキュムレータに伝わる振動を抑制できる。
また、本開示の第2の態様の圧縮機は、
第1の態様の圧縮機において、
上記インレットチューブの上記非圧入部は、上記圧入部に連なる小径部と、上記小径部に連なる大径部とを有し、
上記大径部の端部に、上記ケーシングと上記吸入管とが接続され、
上記環状溝は、上記小径部に設けられているか、または、上記大径部の上記端部を除く部分に設けられている。
本開示によれば、インレットチューブの非圧入部を構成する小径部に環状溝を設けることによって、ケーシングとアキュムレータのどちらに対しても圧縮機構部からの振動を抑制する手段を容易に実現できる。また、インレットチューブの非圧入部を構成する大径部の端部を除く部分に環状溝を設けることによって、ケーシングとアキュムレータのどちらに対しても圧縮機構部からの振動を抑制する手段を容易に実現できる。
また、本開示の第3の態様の圧縮機は、
第1の態様または第2の態様の圧縮機において、
上記環状溝は、上記インレットチューブの上記非圧入部の外周面または内周面に設けられている。
本開示によれば、インレットチューブの非圧入部の外周面または内周面に環状溝を設けることによって、圧縮機構部からの振動を抑制する手段を容易に実現できる。
また、本開示の第4の態様の圧縮機は、
第1の態様~第3の態様のいずれか1つの圧縮機において、
上記環状溝に環状の弾性部材が嵌められている。
本開示によれば、環状溝に嵌められた環状の弾性部材によって、圧縮機構部からの振動を熱エネルギーに変えて減衰させるので、環状溝による振動抑制と相まって圧縮機構部からケーシングとアキュムレータとに伝わる振動を効果的に抑制できる
また、本開示の第5の態様の圧縮機は、
第1の態様~第3の態様のいずれか1つの圧縮機において、
上記環状溝を覆うように弾性部材が塗布されている。
本開示によれば、環状溝を覆うように塗布された弾性部材によって、圧縮機構部からの振動を熱エネルギーに変えて減衰させるので、環状溝による振動抑制と相まって圧縮機構部からの振動を効果的に抑制できる
また、本開示の第6の態様の圧縮機は、
第1の態様~第5の態様のいずれか1つの圧縮機において、
上記ケーシングに設けられ、上記インレットチューブが内側に嵌められた継手管を備え、
上記インレットチューブの上記非圧入部は、上記ケーシングに上記継手管を介して接続されている。
本開示によれば、圧縮機構部からの振動がインレットチューブと継手管とを介してケーシングに伝わるのを抑制できる。
また、本開示の第7の態様の冷凍装置は、
第1の態様~第6の態様のいずれか1つの圧縮機を備える。
本開示によれば、上記圧縮機を用いた冷媒回路を備えることによって、圧縮機の振動が抑制された冷凍装置を実現できる。
本開示の第1実施形態の圧縮機の縦断面図である。 第1実施形態の圧縮機の要部の拡大断面図である。 第1実施形態の圧縮機のインレットチューブの外観図である。 図3のIV-IV線から見た断面図である。 本開示の第2実施形態の圧縮機のインレットチューブの外観図である。 図5のVI-VI線から見た断面図である。 本開示の第3実施形態の圧縮機のインレットチューブの外観図である。 図7のVIII-VIII線から見た断面図である。 本開示の第4実施形態の圧縮機のインレットチューブの外観図である。 図9のX-X線から見た断面図である。 本開示の第5実施形態の圧縮機を用いた冷媒回路を備えた冷凍装置の一例としての空気調和機の回路図である。
以下、実施形態を説明する。なお、図面において、同一の参照番号は、同一部分または相当部分を表わすものである。また、長さ、幅、厚さ、深さ等の図面上の寸法は、図面の明瞭化と簡略化のために実際の尺度から適宜変更されており、実際の相対寸法を表してはいない。
〔第1実施形態〕
図1は、本開示の第1実施形態の圧縮機CMPの縦断面図である。
この第1実施形態の圧縮機CMPは、図1に示すように、密閉容器1と、この密閉容器1内に配置された圧縮機構部2と、密閉容器1内に配置され、回転軸12を介して圧縮機構部2を駆動するモータ3とを備えている。密閉容器1は、ケーシングの一例である。
この圧縮機CMPは、1シリンダ構成の揺動ピストン型のロータリー圧縮機である。圧縮機CMPは、密閉容器1内の下側に、圧縮機構部2を配置し、その圧縮機構部2の上側にモータ3を配置している。
モータ3は、密閉容器1の内側に固定された環状の固定子4と、その固定子4の内側に配置され、回転軸12に固定された円柱形状の回転子5とを有する。回転子5の上端面に第1バランスウェイト6を設けると共に、回転子5の下端面に第2バランスウェイト7を設けている。第1,第2バランスウェイト6,7は、リベット(図示せず)によって回転子5に締結されている。この回転子5の回転によって、回転軸12を介して、圧縮機構部2を駆動するようにしている。モータ3は、インナーロータ型モータの一例である。
圧縮機構部2は、アキュムレータ10から吸入管11を介して冷媒ガスを吸入する。この冷媒ガスは、圧縮機CMPとともに、冷凍装置の一例としての空気調和機を構成する図示しない凝縮器、膨張機構、蒸発器を制御することによって得られる。
上記圧縮機CMPは、圧縮した高温高圧の冷媒ガス(吐出ガス)を、圧縮機構部2から吐出して密閉容器1の内部に満たすと共に、モータ3の固定子4と回転子5との間の隙間を通して、モータ3を冷却した後、モータ3の上側に設けられた吐出管13から外部に吐出するようにしている。
密閉容器1内の高圧領域の下部には、潤滑油が溜められた油溜まり部9が形成されている。この潤滑油は、油溜まり部9から、回転軸12に設けられた油通路80を通って、圧縮機構部2の摺動部に移動して、この摺動部を潤滑する。
圧縮機構部2は、密閉容器1の内面に取り付けられたフロントヘッド30と、そのフロントヘッド30の下側に取り付けられたシリンダ20と、このシリンダ20の下側に取り付けられたリアヘッド40とを備える。シリンダ20とフロントヘッド30とリアヘッド40とによって、シリンダ室21を形成する。
この圧縮機CMPは、ローラとブレードとが一体に形成されたピストン22を備えている。フロントヘッド30とリアヘッド40に挟まれたシリンダ室21内において、回転軸12によりピストン22が駆動されて揺動する。ピストン22のブレード(図示せず)によってシリンダ室21内を仕切って高圧側と低圧側とに夫々区画している。
フロントヘッド30は、円板状の本体部31と、この本体部31の中央に上方に向かって延びるボス部32とを有する。本体部31およびボス部32は、回転軸12が挿通されている。
本体部31の上側には、吐出弁(図示せず)を覆うようにカップ型のマフラカバー50が取り付けられている。このマフラカバー50は、ボルトなどによって本体部31に固定されている。マフラカバー50は、ボス部32が挿通されている。マフラカバー50およびフロントヘッド30によってマフラ室を形成する。
また、リアヘッド40は、円板状の本体部41と、この本体部41の中央に下方に向かって延びるボス部42とを有する。本体部41およびボス部42は、回転軸12が挿通されている。
回転軸12の一端部は、フロントヘッド30の軸受部およびリアヘッド40の軸受部により回転可能に支持されている。回転軸12の一端部(支持端側)は、シリンダ室21の内部に挿入されている。
回転軸12の支持端側には、圧縮機構部2のシリンダ室21内に位置するように、偏心部12aを設けている。回転軸12の偏心部12aは、ピストン22のローラに嵌合している。このピストン22は、シリンダ室21内で公転可能に配置され、ピストン22の公転運動で圧縮作用を行う。
圧縮機構部2は、フロントヘッド30と、シリンダ20と、リアヘッド40が順に積層され、偏心部12aを有する回転軸12の回転動作により、シリンダ20内に形成されたシリンダ室21の内周面に沿ってピストン22が旋回運動する。このピストン22の旋回運動によって、シリンダ20に設けられた吸入ポート20aからシリンダ室21に吸い込まれた冷媒ガスは、シリンダ室21で圧縮された後、吐出ポート(図示せず)から密閉容器1内に吐出される。
図2は、圧縮機CMPの要部の拡大断面図を示しており、図2に示すように、シリンダ20の吸入ポート20aにインレットチューブ100の一端が圧入されている。図2において、15は、銀ロウ付けにより鉄製の密閉容器1と銅製の継手管14とを接合する接合部であり、16は、銅ロウ付けによりインレットチューブ100の他端と吸入管11および継手管14を接合する接合部である。継手管14は、接合部15によって密閉容器1に固定され、インレットチューブ100の他端は、接合部16によって吸入管11および継手管14に固定されている。
この実施形態では、インレットチューブ100には銅メッキされた鉄製のチューブを用い、吸入管11および継手管14には銅製の管を用いたが、インレットチューブ100、吸入管11および継手管14の材料はこれらに限らない。
図3は、インレットチューブ100の外観図を示し、図4は、図3のIV-IV線から見た断面図である。
図3,図4に示すように、インレットチューブ100は、圧縮機構部2に圧入される圧入部101と、継手管14と吸入管11とが接続される非圧入部102とを有する。インレットチューブ100の非圧入部102は、圧入部101に連なる小径部102aと、継手管14と吸入管11とに接続される大径部102bと、小径部102aと大径部102bとを繋ぐ中間部102cとを有する。大径部102bの端部(インレットチューブ100においてアキュムレータ10に近い方の端部)に継手管14と吸入管11とが接続されている。
非圧入部102の小径部102aの外周面に、軸方向に間隔をあけて2つの環状溝110が周方向に沿って設けられている。非圧入部102の大径部102bの外周面かつ端部を除く部分に、1つの環状溝120が周方向に沿って設けられている。
上記構成の圧縮機CMPによれば、インレットチューブ100の非圧入部102に設けられた環状溝110,120によってインレットチューブ100を伝搬する振動が減衰するので、圧縮機構部2からインレットチューブ100と継手管14とを介して密閉容器1(ケーシング)やアキュムレータ10に伝わる振動を抑制できる。
また、インレットチューブ100の非圧入部102を構成する小径部102aに環状溝110を設けることによって、密閉容器1やアキュムレータ10どちらに対しても圧縮機構部2からの振動を抑制する手段を容易に実現できる。また、インレットチューブ100の非圧入部102を構成する大径部102bの端部を除く部分に環状溝120を設けることによって、密閉容器1やアキュムレータ10のどちらに対しても圧縮機構部からの振動を抑制する手段を容易に実現できる。
また、インレットチューブ100の非圧入部102の外周面に環状溝110,120を設けることによって、圧縮機構部2からの振動を抑制する手段を容易に実現できる。
また、密閉容器1に備えられた継手管14の内側にインレットチューブ100が嵌められて、インレットチューブ100の非圧入部102が継手管14を介して密閉容器1に接続されているので、インレットチューブ100を密閉容器1に容易に固定でき、圧縮機構部2からインレットチューブ100と継手管14とを介して密閉容器1に伝わる振動を抑制できる。
なお、上記第1実施形態では、環状溝110,120の断面形状を矩形としたが、三角形や半円形状などの他の断面形状でもよい。また、インレットチューブ100の非圧入部102の小径部102aの外周面に2つの環状溝110を設けたが、環状溝の数はこれに限らず、1つまたは3以上の環状溝を設けてもよい。同様に、インレットチューブ100の非圧入部102の大径部102bの外周面に環状溝120を1つ設けたが、2以上の環状溝を設けてもよい。また、インレットチューブ100の非圧入部102の小径部102aまたは大径部102bの一方にのみ環状溝を設けてもよい。
〔第2実施形態〕
図5は、本開示の第2実施形態の圧縮機CMPのインレットチューブ200の外観図であり、図6は、図5のVI-VI線から見た断面図である。この第2実施形態の圧縮機CMPのインレットチューブ200は、環状溝210,220を除いて第1実施形態の圧縮機CMPのインレットチューブ100と同様の構成をしている。
図5,図6に示すように、インレットチューブ200は、圧縮機構部2に圧入される圧入部201と、密閉容器1と吸入管11とが接続される非圧入部202とを有する。インレットチューブ200の非圧入部202は、圧入部201に連なる小径部202aと、密閉容器1と吸入管11とに接続される大径部202bと、小径部202aと大径部202bとを繋ぐ中間部202cとを有する。
非圧入部202の小径部202aの内周面に、軸方向に間隔をあけて1つの環状溝210が周方向に沿って設けられている。非圧入部202の大径部202bの内周面に、1つの環状溝220が周方向に沿って設けられている。
上記第2実施形態の圧縮機CMPは、第1実施形態の圧縮機CMPと同様の効果を有する。
〔第3実施形態〕
図7は、本開示の第3実施形態の圧縮機CMPのインレットチューブ300の外観図であり、図8は、図7のVIII-VIII線から見た断面図である。
図7,図8に示すように、インレットチューブ300は、圧縮機構部2に圧入される圧入部301と、密閉容器1と吸入管11とが接続される非圧入部302とを有する。インレットチューブ300の非圧入部302は、圧入部301に連なる小径部302aと、密閉容器1と吸入管11とに接続される大径部302bと、小径部302aと大径部302bとを繋ぐ中間部302cとを有する。
非圧入部302の小径部302aの外周面に、軸方向に間隔をあけて1つの環状溝310が周方向に沿って設けられている。環状溝310に環状の弾性部材330が嵌められている。非圧入部302の大径部302bの外周面に、1つの環状溝320が周方向に沿って設けられている。環状溝310に環状の弾性部材340が嵌められている。環状の弾性部材330,340に例えばニトリルゴムなどを用いている。
上記第3実施形態の圧縮機CMPは、第1実施形態の圧縮機CMPと同様の効果を有する。
また、環状溝310,320に嵌められた環状の弾性部材330,340によって、圧縮機構部2からの振動を熱エネルギーに変えて減衰させるので、環状溝310,320による振動抑制と相まって圧縮機構部2から密閉容器1(ケーシング)とアキュムレータ10とに伝わる振動を効果的に抑制できる
〔第4実施形態〕
図9は、本開示の第4実施形態の圧縮機CMPのインレットチューブ400の外観図であり、図10は、図9のX-X線から見た断面図である。
図7,図8に示すように、インレットチューブ400は、圧縮機構部2に圧入される圧入部401と、密閉容器1と吸入管11とが接続される非圧入部402とを有する。インレットチューブ400の非圧入部402は、圧入部401に連なる小径部402aと、密閉容器1と吸入管11とに接続される大径部402bと、小径部402aと大径部402bとを繋ぐ中間部402cとを有する。
非圧入部402の小径部402aの外周面に、軸方向に間隔をあけて1つの環状溝410が周方向に沿って設けられている。非圧入部402の大径部402bの外周面に、1つの環状溝420が周方向に沿って設けられている。非圧入部402の外周面に、環状溝410,420を覆うように弾性部材430が塗布されている。弾性部材430に例えばアクリルエマルジョンを主成分とする塗布型制振材などを用いている。
上記第4実施形態の圧縮機CMPは、第1実施形態の圧縮機CMPと同様の効果を有する。
また、環状溝410,420を覆うように塗布された弾性部材430によって、圧縮機構部2からの振動を熱エネルギーに変えて減衰させるので、環状溝410,420による振動抑制と相まって圧縮機構部2から密閉容器1(ケーシング)とアキュムレータ10とに伝わる振動を効果的に抑制できる
〔第5実施形態〕
図11は、本開示の第5実施形態の圧縮機CMPを用いた冷媒回路RCを備えた冷凍装置の一例としての空気調和機の回路図である。この冷媒回路RCには、第1~第4実施形態の圧縮機CMPを用いる。
この第5実施形態の空気調和機は、図6に示すように、空調対象である室内に設置される室内ユニットU1と、室外に設置される室外ユニットU2とを備える。
<室内ユニットU1の構成>
上記空気調和機の室内ユニットU1は、冷媒配管L4(連絡配管)が一端に接続され、冷媒配管L5(連絡配管)が他端に接続された室内熱交換器1004と、この室内熱交換器1004に空気を供給する室内ファン1006とを有する。室内ファン1006は、室内熱交換器1004で温度などが調整された空気を室内に向けて吹き出す。
<室外ユニットU2の構成>
上記空気調和機の室外ユニットU2は、圧縮機CMPと、四路切換弁1001と、室外熱交換器1002と、膨張機構の一例としての膨張弁1003と、アキュムレータ10と、室外熱交換器1002に空気を送る室外ファン1005とを有する。
上記圧縮機CMPの吐出側が冷媒配管L1を介して四路切換弁1001の第1ポートaに接続されている。四路切換弁1001の第2ポートbが冷媒配管L2を介して室外熱交換器1002の一端に接続されている。室外熱交換器1002の他端が冷媒配管L3を介して膨張弁1003の一端に接続され、膨張弁1003の他端が冷媒配管L4(連絡配管)の一端に接続されている。冷媒配管L5(連絡配管)の一端が四路切換弁1001の第3ポートcに接続されている。四路切換弁1001の第4ポートdが、冷媒配管L6,アキュムレータ10,吸入管11を介して圧縮機CMPの吸入側に接続されている。
室外熱交換器1002内を流れる冷媒は、室外ファン1005により吸い込まれる空気と熱交換する。
膨張弁1003は、開度を調整可能な例えば電動弁であって、制御装置(図示せず)からの信号に応じて開度が変化する。
<冷媒回路RCの構成>
また、上記空気調和機の冷媒回路RCは、室内熱交換器1004、圧縮機CMP、四路切換弁1001、室外熱交換器1002、膨張弁1003、アキュムレータ10、冷媒配管L1~L6および吸入管11から成っている。これにより、環状の冷媒回路RCが構成されている。
冷房運転では、図6に示すように、四路切換弁1001を実線の切換え位置に切り換え、暖房運転では、四路切換弁1001を点線の切換え位置に切り換えて、圧縮機CMPを駆動することにより冷媒が冷媒回路RCを循環する。
上記構成の空気調和機によれば、圧縮機CMPを用いた冷媒回路RCを備えることによって、圧縮機CMPの振動が抑制された空気調和機を実現できる。
上記第5実施形態では、冷凍装置として空気調和機を説明したが、圧縮機CMPを用いた冷媒回路RCを備える冷凍装置は、空気調和機に限らず、他の構成の冷凍装置でもよい。
上記第1~第5実施形態では、1シリンダ構成のロータリー圧縮機について説明したが、2シリンダ構成のロータリー圧縮機や揺動型圧縮機などの他の構成の圧縮機に本開示を適用してもよい。
本開示の具体的な実施の形態について説明したが、本開示は上記第1~第5実施形態に限定されるものではなく、本開示の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、上記第1~第5実施形態で記載した内容を適宜組み合わせたものを、本開示の一実施形態としてもよい。
1…密閉容器(ケーシング)
2…圧縮機構部
3…モータ
4…固定子
5…回転子
6…第1バランスウェイト
7…第2バランスウェイト
9…油溜まり部
10…アキュムレータ
11…吸入管
12…回転軸
12a…偏心部
13…吐出管
14…継手管
15,16…接合部
20…シリンダ
20a…吸入ポート
21…シリンダ室
22…ピストン
30…フロントヘッド
31…本体部
32…ボス部
40…リアヘッド
41…本体部
42…ボス部
50…マフラカバー
80…油通路
100,200,300,400…インレットチューブ
101,201,301,401…圧入部
102,202,302,402…非圧入部
102a,202a,302a,402a…小径部
102b,202b,302b,402b…大径部
102c,202c,302c,402c…中間部
110,120,210,220,310,320,410,420…環状溝
330,340…環状の弾性部材
430…弾性部材
CMP…圧縮機
RC…冷媒回路

Claims (7)

  1. ケーシング(1)と、
    上記ケーシング(1)内に設けられた圧縮機構部(2)と、
    上記圧縮機構部(2)にインレットチューブ(100,200,300,400)と吸入管(11)とを介して接続されたアキュムレータ(10)と
    を備え、
    上記インレットチューブ(100,200,300,400)は、上記圧縮機構部(2)に圧入された圧入部(101,201,301,401)と、上記ケーシング(1)と上記吸入管(11)とが接続された非圧入部(102,202,302,402)とを有し、
    上記インレットチューブ(100,200,300,400)の上記非圧入部(102,202,302,402)に環状溝(110,120,210,220,310,320,410,420)が設けられている、圧縮機(CMP)。
  2. 請求項1に記載の圧縮機(CMP)において、
    上記インレットチューブ(100,200,300,400)の上記非圧入部(102,202,302,402)は、上記圧入部(101,201,301,401)に連なる小径部(102a,202a,302a,402a)と、上記小径部(102a,202a,302a,402a)に連なる大径部(102b,202b,302b,402b)とを有し、
    上記大径部(102b,202b,302b,402b)の端部に、上記ケーシング(1)と上記吸入管(11)とが接続され、
    上記環状溝(110,120,210,220,310,320,410,420)は、上記小径部(102a,202a,302a,402a)に設けられているか、または、上記大径部(102b,202b,302b,402b)の上記端部を除く部分に設けられている、圧縮機(CMP)。
  3. 請求項1または2に記載の圧縮機(CMP)において、
    上記環状溝(110,120,210,220,310,320,410,420)は、上記インレットチューブ(100,200,300,400)の上記非圧入部(102,202,302,402)の外周面または内周面に設けられている、圧縮機(CMP)。
  4. 請求項1または2に記載の圧縮機(CMP)において、
    上記環状溝(310,320)に環状の弾性部材(330,340)が嵌められている、圧縮機(CMP)。
  5. 請求項1または2に記載の圧縮機(CMP)において、
    上記環状溝(410,420)を覆うように弾性部材(430)が塗布されている、圧縮機(CMP)。
  6. 請求項1または2に記載の圧縮機(CMP)において、
    上記ケーシング(1)に設けられ、上記インレットチューブ(100,200,300,400)が内側に嵌められた継手管(14)を備え、
    上記インレットチューブ(100,200,300,400)の上記非圧入部(102,202,302,402)は、上記ケーシング(1)に上記継手管(14)を介して接続されている、圧縮機(CMP)。
  7. 請求項1または2に記載された圧縮機(CMP)を備える、冷凍装置。
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