JP2010242591A - 密閉型圧縮機および冷凍装置 - Google Patents

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貴之 岡本
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Abstract

【課題】吐出チャンバー近傍の連通孔の断面積よりも小さい断面積を形成させることで、密閉型圧縮機の使用条件に対応した断面積へ容易に変更することができるので、生産性に優れ、騒音の低い密閉型圧縮機を提供することを目的とする。
【解決手段】吐出チャンバー123の開口端部123cの近傍に、連通孔126の断面積よりも小さい断面積を有する絞り機構129を設けるもので、連通孔126の開口部127の一部を吐出カバー128で塞ぐことによって、断面積を変化させることができ、密閉型圧縮機の使用条件に対応した断面積へ容易に変更することができ、騒音の低減を実現することができる。
【選択図】図3

Description

本発明は、主に家庭用冷蔵庫に用いられる密閉型圧縮機、及びそれを搭載した冷凍装置に関するものである。
従来の密閉型圧縮機において、吐出脈動を低減することを目的に、シリンダブロックに吐出チャンバーを一体に成型しているものがある(例えば、特許文献1参照)。
以下、図面を参照しながら上記従来の密閉型圧縮機を説明する。
図7は特許文献1に記載された従来の密閉型圧縮機の縦断面図、図8は特許文献1に記載された従来の密閉型圧縮機の水平断面図、図9は特許文献1に記載された従来の密閉型圧縮機の要部拡大断面図である。
図7、図8、図9において、密閉容器1は冷却システム(図示しない)と連結される吐出管2と吸入管3を備えており、底部にオイル4を貯溜するとともに、固定子5と回転子6とからなる電動要素7及びこれによって駆動される圧縮機構8を収容し、内部は冷媒ガス9で満たされている。
次に圧縮機構8の主な構成について説明する。
鋳鉄(例えばFC200)からなるシリンダブロック10は略円筒形の圧縮室11と、軸受け部12とを備えている。バルブプレート13は吐出バルブ14を備え、圧縮室11を塞いでいる。
ヘッド15はバルブプレート13を覆い、第一吐出空間16を形成している。吸入マフラー17は一端を密閉容器1内に開口し、他端を圧縮室11内に連通している。クランクシャフト18は主軸部19と偏心部20を有し、シリンダブロック10の軸受け部12に軸支されるとともに回転子6に圧入固定されている。
ピストン21は、圧縮室11に往復摺動自在に挿入されるとともに、偏心部20との間をコネクティングロッド22によって連結されている。圧縮機構8には複数の吐出チャンバー23が備わっている。
次に、吐出チャンバー23の主な構成について説明する。
チャンバー部24はシリンダブロック10と一体に形成され、シリンダブロック10から突設した開口端部25の内側には段差部25aを設けている。カバー26はチャンバー部24の段差部25aにシール部材27を介して嵌装され、ボルト28によりチャンバー部24に押圧固定され、チャンバー部24を塞ぐことでマフラー室29を形成している。
カバー26には軟鋼材(SPCC,SPHC等)をプレス成型したものが用いられている。シール部材27には、木綿またはクラフト紙のファイバーシートの両面にニトリルゴムをコーティングした紙製のもの、または繊維と充填材とゴムを低温で圧縮加熱したゴム製のものが用いられる。
マフラー室29は連通孔30により第一吐出空間16と連通しており、カバー26の一
つにろう付けによって貫通固定された吐出連通管31を介して吐出管2に連通している。
以上のように構成された密閉型圧縮機について、以下その動作を説明する。
電動要素7に電気が供給されると回転子6が回転し、クランクシャフト18は回転駆動される。このとき、偏心部20の偏心回転運動がコネクティングロッド22を介してピストン21に伝わることで、ピストン21は圧縮室11内を往復運動する。
ピストン21の往復運動に伴って密閉容器1内の冷媒9は吸入マフラー17から圧縮室11内へ吸入されるとともに、低圧の冷媒ガス9が冷却システム(図示しない)から吸入管3を通って密閉容器1内に流入する。
圧縮室11内へ吸入された冷媒9は圧縮され、バルブプレート13の吐出バルブ14から第一吐出空間16に吐出される。第一吐出空間16に吐出された高圧の冷媒ガスは、連通孔30を通り、一旦、吐出チャンバー23のマフラー室29に開放された後、吐出連通管31を通って吐出管2から冷却システム(図示しない)へと吐出される。
この際、冷媒ガス9はマフラー室29に開放された後、吐出連通管31で絞られることで、繰り返し圧縮による吐出脈動が減衰され、冷却システムの騒音を低く抑える。
特開2002−48062号公報
しかしながら上記従来の構成において、連通孔30は、ドリル加工によって形成されており、吐出脈動の十分な減衰効果を得るために断面積を小さくするには、細いドリルツールを用いる必要があるが、内径3mm程度の加工が限界であり、それ以上細いツールを用いると、ツールが折れやすくなり、加工スピードも制限されるため、生産性が低いという課題を有していた。
また吐出脈動レベルは、連通孔の断面積を小さくするほど、高い減衰効果が得られる反面、圧縮機の始動性を悪化させる要因になり得るため、冷媒ガスの種類、圧縮室の容積など圧縮機の使用条件を考慮した上で、最適な断面積を決定する必要がある。
圧縮機として、低い吐出脈動と優れた始動性とを兼ね備えるために、圧縮機の各使用条件に対応させて連通孔の断面積を最適化させることは、生産性の理由から容易ではなく、また十分に小さな断面積を得ることは加工上困難であるため、脈動減衰効果として最適化が図りにくいという課題を有していた。
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、連通孔の断面積よりも小さい断面積を有する絞り機構を設けることによって、冷媒ガスの十分な脈動低減を図り、生産性の高い密閉型圧縮機を提供することと、圧縮機の使用条件に対応した最適な脈動低減効果が容易に得られ、騒音の低い密閉型圧縮機を提供することを目的とする。
上記従来の課題を解決するために、本発明の密閉型圧縮機は、吐出チャンバーへの開口端部の近傍に連通孔の断面積よりも小さい断面積を有する絞り機構を設けるとしたもので、連通孔の開口部の一部を塞ぐことによって、容易に連通孔の断面積よりも小さい断面積を形成することができ、圧縮機の使用条件に対応した断面積の大きさへ変更することができるので、生産性に優れ、騒音を低くできるという作用を有する。
本発明による密閉型圧縮機は、連通孔の断面積をよりも小さい断面積を容易に形成することができるので、生産性に優れ、騒音の低い密閉型圧縮機を提供することができる。
請求項1に記載の発明は、密閉容器内にオイルを貯留するとともに、固定子と回転子とを備えた電動要素と電動要素によって駆動される圧縮要素を収容し、圧縮要素は圧縮室を形成したシリンダブロックと、圧縮室内を往復動するピストンと、シリンダブロックの端面の設けられるとともに反圧縮室側に吐出バルブを備えたバルブプレートと、吐出バルブを収容するヘッドと、圧縮室で圧縮された冷媒ガスが吐出される複数の吐出チャンバーと、吐出チャンバーどうしを連通する連通孔と、一端が吐出チャンバーの一つと連通し、冷媒ガスを密閉容器外に導く吐出連通管が固定されるとともに、吐出チャンバーの開口端部を塞ぐ締結手段により押圧固定される吐出カバーとを備え、連通孔は、吐出チャンバーへの開口端部に、連通孔の断面積よりも小さい断面積を有する絞り機構を設けるとしたもので、連通孔の開口部の一部を塞ぐことによって、断面積を十分に小さくすることができるので、圧縮機の使用条件に対応した断面積の大きさへ容易に変更することもできるため、生産性に優れ、騒音の低い密閉型圧縮機を提供することができる。
請求項2に記載の発明は、請求項1または2に記載の発明において、絞り機構は、吐出カバーが連通孔の一部を塞ぐことで形成されるとしたもので、吐出カバーを用いることによって、新たに部品を追加する必要がなく、吐出カバーの形状及び配置を変えることで、容易に連通孔の断面積よりも小さい断面積を形成することができるので、請求項1に記載の発明の効果に加えてさらに、より安価に生産性に優れ、騒音の低い密閉型圧縮機を提供できるという効果が得られる。
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の発明において、吐出カバーは鍛造によって形成されるとしたもので、吐出カバーの形状のばらつきを小さくすることができるので、請求項1または2に記載の発明の効果に加えてさらに、より安価に生産性が高く、吐出脈動のばらつきの少ない低騒音な密閉型圧縮機を提供することができる。
請求項4に記載の発明は、請求項1から3のいずれか一項に記載の発明において、絞り機構は、円筒状または円板状の絞り部材が連通孔の一部を塞ぐことで形成されるとしたもので、座金を用いることにより、汎用部品で容易に連通孔の断面積よりも小さい断面積を形成させることができ、吐出カバーの形状を簡素化することができるので、請求項1から3のいずれか一項に記載の発明の効果に加えてさらに、生産性が向上しさらに安価な密閉型圧縮機を提供することができる。
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の発明において、座金は吐出チャンバー内に圧入固定されるとしたもので、圧入により座金を吐出チャンバー内に固定することによって、高圧の冷媒ガスが座金を振動させて騒音が高くなることを防止できるので、請求項4に記載の発明の効果に加えてさらに、さらに低騒音な密閉型圧縮機を提供することができる。
請求項6に記載の発明は、請求項1から5のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機を搭載したものであり、生産性に優れ、騒音の低い冷凍装置を提供することができる。
以下、本発明による密閉型圧縮機の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1による密閉型圧縮機の縦断面図、図2は同実施の形態における密閉型圧縮機の水平断面図、図3は同実施の形態における密閉型圧縮機の要部拡大断面図である。
図1から図3において、密閉容器101は冷却システム(図示しない)と連結される吐出管102と吸入管103を備えており、底部にオイル104を貯溜するとともに、固定子105と回転子106とからなる電動要素107及びこれによって駆動される圧縮機構108を収容し、内部は冷媒ガス109で満たされている。
次に圧縮機構108の主な構成について説明する。
鋳鉄(例えばFC200)からなるシリンダブロック110は略円筒形の圧縮室111と、軸受け部112とを備えている。バルブプレート113は吐出バルブ114を備え、圧縮室111を塞いでいる。ヘッド115はバルブプレート113を覆い、第一吐出空間116を形成している。
吸入マフラー117は、一端が密閉容器101内に開口し、他端が圧縮室111内に連通している。
クランクシャフト118は、主軸部119と偏心部120を有し、シリンダブロック110の軸受け部112に軸支されるとともに、回転子106が圧入固定されている。
ピストン121は、圧縮室111に往復摺動自在に挿入されるとともに、偏心部120との間をコネクティングロッド122によって連結されている。
また、圧縮機構108には吐出チャンバー123が備わっている。
次に、吐出チャンバー123の主な構成について説明する。
吐出チャンバー123は、第一チャンバー室123aと第二チャンバー室123b、及びそれらを連通させる連通孔126からなり、シリンダブロック110に一体に形成されている。
第一チャンバー室123aは、バルブプレート113に形成されたパス孔124により第一吐出空間116と連通しており、反ヘッド115側に形成された連通孔126を介して、第二チャンバー室123bと繋がっている。
第二チャンバー室123bの開口端部123cに吐出カバー128が嵌装され、締結手段132であるボルトを吐出カバー128に形成されたボルト孔に貫通させた後、シリンダブロック110にねじによる締結固定されている。
吐出カバー128がシリンダブロック110に押圧され、第二チャンバー室123bの開口端部123cが吐出カバー128によって塞がれ、吐出チャンバー123との間に第二チャンバー室123bの空間が形成されている。
尚、吐出カバー128は低炭素鋼(S15C等)を鍛造プレスされたもの、または機械加工によって切削されたものが用いられ、ボルトはバネ鋼(SUP10等)で形成されている。
連通孔126の開口部127は、略凸形状した吐出カバー128によりその一部が塞が
れており、連通孔126と吐出カバー128の一部が重なり合うことで絞り機構129を構成している。
絞り機構129の断面積が連通孔126の断面積よりも小さくなるように、連通孔126の開口部127の一部が塞ぐように、吐出カバー128の一部が重なるように配置されている。
第二チャンバー室123bは、吐出カバー128にろう付けによって貫通固定された吐出連通管130を介して吐出管131に連通している。
以上のように構成された密閉型圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。
電動要素107に電気が供給されると回転子106が回転し、クランクシャフト118は回転駆動される。このとき、偏心部120の偏心回転運動がコネクティングロッド122を介してピストン121に伝わることで、ピストン121は圧縮室111内を往復運動する。
ピストン121の往復運動に伴って、密閉容器101内の冷媒ガス109は吸入マフラー117から圧縮室111内へ吸入されるとともに、低圧の冷媒ガス109が冷却システム(図示しない)から吸入管103を通って密閉容器101内に流入する。
圧縮室111内へ吸入された冷媒ガス109は圧縮室111内で圧縮され、バルブプレート113の吐出バルブ114を介して第一吐出空間116に吐出される。第一吐出空間116に吐出された冷媒ガス109は、パス孔124を通り、一旦、吐出チャンバー123に開放された後、吐出連通管130を通って吐出管102から冷却システム(図示しない)へと吐出される。
この際、冷媒ガス109は第一チャンバー室123aに開放され連通孔126流れた後、絞り機構129で絞られ、第二チャンバー室123bへと送られる。
第二チャンバー室123bで再度開放された後、吐出カバー128と締結手段132であるボルトとの隙間131を流れ、さらに吐出連通管130で絞られることで、繰り返し圧縮による吐出脈動が減衰され、冷却システムの騒音を低く抑えることができる。
特に、圧縮された冷媒ガス109の吐出脈動のレベルは、連通孔126の断面積を小さくするほど高い減衰効果が得られるものの、密閉型圧縮機100としての始動性を悪化させる要因になり得るため、冷媒ガス109の種類、圧縮室111の容積などを考慮した上で、最適な断面積を決定する必要がある。
本は発明の実施の形態においては、絞り機構129は、吐出カバー128の形状や配置を変更することで、容易に連通孔126との重なり代を調整することができるため、機械加工が困難な絞りを実現することができる。
また、吐出カバー128を用いて第二チャンバー室123bを形成すると同時に、絞り機構129を形成することができ、部品点数を削減し高い生産性が得られる。
以上のように、冷媒ガスの種類、圧縮室の容積など密閉型圧縮機の使用条件に対応した最適な絞り機構を構成することができるようになり、高い脈動低減効果を得ながら、生産性に優れ、より騒音の低い密閉型圧縮機を提供することができる。
また、上記密閉型圧縮機100を搭載した冷凍装置(図示せず)とすることで、騒音の低い冷凍装置とすることができる。
(実施の形態2)
図4は本発明の実施の形態2による密閉型圧縮機の縦断面図、図5は同実施の形態における密閉型圧縮機の水平断面図、図6は同実施の形態における密閉型圧縮機の要部拡大断面図である。
図4、図5、図6において、密閉容器201は冷却システム(図示しない)と連結される吐出管202と吸入管203を備えており、底部にオイル204を貯溜すると共に固定子205と回転子206とからなる電動要素207及びこれによって駆動される圧縮機構208を収容し、内部は冷媒ガス209で満たされている。
次に圧縮機構208の主な構成について説明する。
鋳鉄(例えばFC200)からなるシリンダブロック210は略円筒形の圧縮室211と、軸受け部212とを備えている。バルブプレート213は吐出バルブ214を備え、圧縮室211を塞いでいる。ヘッド215はバルブプレート213を覆い、第一吐出空間216を形成している。
吸入マフラー217は、一端が密閉容器201内に開口し、他端が圧縮室211内に連通している。
クランクシャフト218は、主軸部219と偏心部220を有し、シリンダブロック210の軸受け部212に軸支されるとともに、回転子206が圧入固定されている。
ピストン221は、圧縮室211に往復摺動自在に挿入されるとともに、偏心部220との間をコネクティングロッド222によって連結されている。
また、圧縮機構208には吐出チャンバー223が備わっている。
次に、吐出チャンバー223の主な構成について説明する。
吐出チャンバー223は、第一チャンバー室223aと第二チャンバー室223b、及びそれらを連通させる連通孔226からなり、シリンダブロック210に一体に形成されている。
第一チャンバー室223aは、バルブプレート213に形成されたパス孔224により第一吐出空間216と連通しており、反ヘッド215側に形成された連通孔226を介して、第二チャンバー室223bと繋がっている。
第二チャンバー室223bの開口端部223cに吐出カバー228が嵌装され、締結手段232であるボルトを吐出カバー228に形成されたボルト孔に貫通させた後、シリンダブロック210にねじによる締結固定されている。
吐出カバー228がシリンダブロック210に押圧され、第二チャンバー室223bの開口端部223cが吐出カバー228によって塞がれ、吐出チャンバー223との間に第二チャンバー室123bの空間が形成されている。
尚、吐出カバー228は低炭素鋼(S15C等)を鍛造プレスされたもの、または機械
加工によって切削されたものが用いられ、ボルトはバネ鋼(SUP10等)で形成されている。
また第二チャンバー室223bの底部には、円板状の絞り部材である座金233が圧入などにより固定されている。尚、座金233には、軟鋼材(SPCC,SPHC等)をプレス成型したものが用いられている。
その座金233により、連通孔226の開口部227はその一部が塞がれており、連通孔226と座金233の一部が重なり合うことで絞り機構229を構成している。
絞り機構229の断面積が連通孔226の断面積よりも小さくなるように、連通孔126の開口部127の一部が塞ぐように座金233の板厚が決められている。
第二チャンバー室223bは、吐出カバー228にろう付けによって貫通固定された吐出連通管230を介して吐出管231に連通している。
以上のように構成された密閉型圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。
電動要素207に電気が供給されると回転子206が回転し、クランクシャフト218は回転駆動される。このとき、偏心部220の偏心回転運動がコネクティングロッド222を介してピストン221に伝わることで、ピストン221は圧縮室211内を往復運動する。
ピストン221の往復運動に伴って、密閉容器201内の冷媒ガス209は吸入マフラー217から圧縮室211内へ吸入されるとともに、低圧の冷媒ガス209が冷却システム(図示しない)から吸入管203を通って密閉容器201内に流入する。
圧縮室211内へ吸入された冷媒ガス209は圧縮室111内で圧縮され、バルブプレート213の吐出バルブ214を介して第一吐出空間216に吐出される。第一吐出空間216に吐出された冷媒ガス209は、パス孔224を通り、一旦、吐出チャンバー223に開放された後、吐出連通管230を通って吐出管202から冷却システム(図示しない)へと吐出される。
この際、冷媒ガス209は第一チャンバー室223aに開放され連通孔226流れたた後、絞り機構229で絞られ、第二チャンバー室223bへと送られる。
第二チャンバー室223bで再度開放された後、吐出カバー128と締結手段132であるボルトとの隙間231を流れ、さらに吐出連通管230で絞られることで、繰り返し圧縮による吐出脈動が減衰され、冷却システムの騒音を低く抑えることができる。
特に、圧縮された冷媒ガス209の吐出脈動のレベルは、連通孔226の断面積を小さくするほど高い減衰効果が得られるものの、密閉型圧縮機200としての始動性を悪化させる要因になり得るため、冷媒ガス209の種類、圧縮室211の容積などを考慮した上で、最適な断面積を決定する必要がある。
本は発明の実施の形態においては、絞り機構229は、座金233の板厚を変更することで、容易に連通孔226との重なり代を調整することができるため、機械加工が困難な絞りを実現することができる。
また、吐出カバー228を用いて第二チャンバー室223bを形成すると同時に、絞り
機構229を形成することができ、部品点数を削減し高い生産性が得られる。
以上のように、冷媒ガスの種類、圧縮室の容積など密閉型圧縮機の使用条件に対応した最適な絞り機構を構成することができるようになり、高い脈動低減効果を得ながら、生産性に優れ、より騒音の低い密閉型圧縮機を得ることができる。
また、上記密閉型圧縮機200を搭載した冷凍装置(図示せず)とすることで、騒音の低い冷凍装置とすることができる。
冷蔵庫以外にも自販機や空調機器の用途にも適用できる。
本発明の実施の形態1における密閉型圧縮機の縦断面図 同実施の形態における密閉型圧縮機の水平断面図 同実施の形態における密閉型圧縮機の要部拡大断面図 本発明の実施の形態2における密閉型圧縮機の縦断面図 同実施の形態における密閉型圧縮機の水平断面図 同実施の形態における密閉型圧縮機の要部拡大断面図 従来の密閉型圧縮機の縦断面図 従来の密閉型圧縮機の水平断面図 従来の密閉型圧縮機の要部拡大断面図
100,200 密閉型圧縮機
101,201 密閉容器
102,202 吐出連通管
104,204 オイル
105,205 固定子
106,206 回転子
107,207 電動要素
108,208 圧縮要素
109,209 冷媒ガス
110,210 シリンダブロック
111,211 圧縮室
113,213 バルブプレート
114,214 吐出バルブ
115,215 ヘッド
121,221 ピストン
123,223 吐出チャンバー
123c,223c 開口端部
126,226 連通孔
128,228 吐出カバー
129,229 絞り機構
132,232 締結手段
233 座金(絞り部材)

Claims (6)

  1. 密閉容器内にオイルを貯留するとともに、固定子と回転子とを備えた電動要素と前記電動要素によって駆動される圧縮要素を収容し、前記圧縮要素は圧縮室を形成したシリンダブロックと、前記圧縮室内を往復動するピストンと、前記シリンダブロックの端面に設けられるとともに反圧縮室側に吐出バルブを備えたバルブプレートと、前記吐出バルブを収容するヘッドと、前記圧縮室で圧縮された冷媒ガスが吐出される複数の吐出チャンバーと、前記吐出チャンバーどうしを連通する連通孔と、一端が前記吐出チャンバーの一つと連通し、冷媒ガスを前記密閉容器外に導く吐出連通管が固定されるとともに、前記吐出チャンバーの開口端部を塞ぐ締結手段により押圧固定される吐出カバーとを備え、前記連通孔は、前記吐出チャンバーへの開口端部の近傍に、前記連通孔の断面積よりも小さい断面積を有する絞り機構を設けた密閉型圧縮機。
  2. 絞り機構は、吐出カバーが連通孔の一部を塞ぐことで形成される請求項1記載の密閉型圧縮機。
  3. 吐出カバーは、鍛造によって形成されている請求項1または2に記載の密閉型圧縮機。
  4. 絞り機構は、円筒状または円板状の絞り部材が連通孔の一部を塞ぐことで形成される請求項1から3のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
  5. 座金は、吐出チャンバー内に圧入固定される請求項4に記載の密閉型圧縮機。
  6. 請求項1から5のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機を搭載した冷凍装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016200151A (ja) * 2013-02-07 2016-12-01 パナソニックIpマネジメント株式会社 密閉型圧縮機および冷凍装置

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JP2016200151A (ja) * 2013-02-07 2016-12-01 パナソニックIpマネジメント株式会社 密閉型圧縮機および冷凍装置

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