JP2012225226A - Scroll compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、運転停止時に潤滑油が油溜りから流出することを防止したスクロール圧縮機に関する。 The present invention relates to a scroll compressor that prevents lubricating oil from flowing out of an oil reservoir when operation is stopped.
特許文献1に見られるような従来技術のスクロール圧縮機では、冷媒の中に潤滑油を混入しておいて、圧縮された冷媒が吐出室に一時滞留する際に冷媒から潤滑油を分離すると共に、分離した潤滑油を油溜りに溜めておき給油路を介して、スクロールなどの摺動部や旋回スクロールのスラスト力を受けるための背圧室等に供給している。このような従来技術のスクロール圧縮機においては、圧縮機の停止時に各給油路が連通した位置になると、油は油溜りから容器内へ急激に流出してしまうことが生じていた。このため、潤滑油溜りの潤滑油減少による給油量不足が発生する可能性があった。 In the conventional scroll compressor as seen in Patent Document 1, lubricating oil is mixed in the refrigerant, and when the compressed refrigerant temporarily stays in the discharge chamber, the lubricating oil is separated from the refrigerant. The separated lubricating oil is stored in an oil reservoir and supplied to a sliding portion such as a scroll or a back pressure chamber for receiving the thrust force of the orbiting scroll through an oil supply passage. In such a conventional scroll compressor, when the oil supply passages are in communication with each other when the compressor is stopped, the oil suddenly flows out from the oil reservoir into the container. For this reason, there is a possibility that a shortage of oil supply occurs due to a decrease in the lubricating oil in the lubricating oil reservoir.
また、特許文献2において、運転停止時に潤滑油が油溜りから流出することを防止した従来技術が開示されている。この従来技術は、電動機により駆動される回転軸の給油穴にバイパス穴を設け、このバイパス穴出口に蓋を設けたことを特徴としている。蓋は、弾性体に取り付けられた錘体であり、運転停止時の遠心力がかからない時には、蓋である錘体がバイパス穴出口を開放するように構成されている。運転停止時に蓋が開放して、吐出圧のかかった高圧ガス冷媒を給油穴に侵入させて、潤滑油が油溜りから流出することを防止したものである。この従来技術では、回転軸に錘体と弾性体を付加するので、構造や組立調整が複雑になり信頼性や生産性が悪いとともに、錘体の回転駆動に無駄な動力を消耗し、運転時の効率が低下するという問題が生じていた。
本発明は、上記問題に鑑み、運転停止時に潤滑油が油溜りから流出することを防止したスクロール圧縮機を提供するものである。 In view of the above problems, the present invention provides a scroll compressor that prevents lubricating oil from flowing out of an oil sump when operation is stopped.
上記課題を解決するために、請求項1の発明は、旋回スクロール(21)及び固定スクロール(22)を有し作動流体を圧縮する圧縮機構部(2)、該圧縮機構部(2)を収納する圧力容器(1)、前記圧縮機構部(2)の吐出側に設けられ、作動流体から分離された潤滑油を貯める貯油部(53)、該貯油部(53)の潤滑油を前記圧力容器(1)内の差圧を用いて前記圧力容器内を循環させるための給油路、並びに、流量調整弁(6)を具備するスクロール圧縮機において、前記流量調整弁(6)は、前記貯油部(53)の潤滑油圧力と、吸入圧又は前記両スクロール間の潤滑油圧の中間圧いずれかとを、パイロット圧として導入して、前記スクロール圧縮機(100)の運転停止時には、前記流量調整弁(6)が、前記貯油部(53)から前記固定スクロール(22)に至る、前記給油路の一部を閉鎖し、前記スクロール圧縮機(100)の運転時には、前記流量調整弁(6)が、前記貯油部(53)の圧力と、前記吸入圧又は前記中間圧との差圧により、予め設定した値以上で前記給油路の一部を開放したことを特徴とするスクロール圧縮機である。 In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 includes a compression mechanism (2) having a turning scroll (21) and a fixed scroll (22), and compressing the working fluid, and housing the compression mechanism (2). A pressure vessel (1) that is provided on the discharge side of the compression mechanism portion (2), and stores an oil storage portion (53) that stores lubricating oil separated from a working fluid, and the lubricating oil in the oil storage portion (53) is supplied to the pressure vessel (1) In the scroll compressor provided with the oil supply passage for circulating the inside of the pressure vessel using the pressure difference in the inside, and the flow rate adjusting valve (6), the flow rate adjusting valve (6) is the oil storage part. The lubricating oil pressure of (53) and either the suction pressure or the intermediate pressure of the lubricating oil pressure between the scrolls are introduced as pilot pressures, and when the operation of the scroll compressor (100) is stopped, the flow rate adjusting valve ( 6) is the oil storage part (53) Part of the oil supply passage leading to the fixed scroll (22) is closed, and during operation of the scroll compressor (100), the flow rate adjusting valve (6) is connected to the pressure of the oil storage section (53), The scroll compressor is characterized in that a part of the oil supply passage is opened at a predetermined value or more by a differential pressure from the suction pressure or the intermediate pressure.
これにより、圧縮機の効率を低下させること無く、運転停止時に潤滑油が油溜りから流出することを防止することができる。また、圧縮された冷媒ガスが流量調整弁に流入するようなデッドボリュームは形成されることは無く、冷媒ガスが流量調整弁や給油路に混入することも防止され、流量調整弁の作動を安定して行うことができる。よって、信頼性の高い流量調整弁の作動や給油路への給油を行うことができる。 Thereby, it is possible to prevent the lubricating oil from flowing out of the oil sump when the operation is stopped, without reducing the efficiency of the compressor. In addition, there is no dead volume where compressed refrigerant gas flows into the flow rate adjustment valve, and refrigerant gas is prevented from entering the flow rate adjustment valve and oil supply passage, thus stabilizing the operation of the flow rate adjustment valve. Can be done. Therefore, the operation of the flow rate adjusting valve with high reliability and the oil supply to the oil supply passage can be performed.
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記スクロール圧縮機(100)の運転時には、前記流量調整弁(6)が、前記差圧に応じて、前記給油路の一部の流量を制御することを特徴とする。これにより、圧縮機の回転数の変動に応じて、自動的に給油量を増加・減少させることができる。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, during the operation of the scroll compressor (100), the flow rate adjusting valve (6) controls a partial flow rate of the oil supply passage according to the differential pressure. It is characterized by controlling. Thereby, the amount of oil supply can be automatically increased / decreased according to the fluctuation | variation of the rotation speed of a compressor.
請求項3の発明は、請求項1又は2の発明において、前記流量調整弁(6)は、上部室(71)、下部室(72)、ロッド(64)を下方に有し、上部室(71)を上部パイロット室(71−1)と下部パイロット室(71−2)に分離するピストン(65)、前記上部室(71)と前記下部室(72)との間に設けられた連通孔(74)、及び、前記上部パイロット室(71−1)と前記下部室(72)が均等圧の時には、前記連通孔下部の弁座(63)に、前記下部室(72)内でバネ(62)により着座する弁体(61)を具備し、前記上部パイロット室(71−1)には、前記貯油部(53)の潤滑油圧力がパイロット圧として導入され、前記下部パイロット室(71−2)には、吸入圧又は前記中間圧のいずれかをパイロット圧として導入され、前記上部パイロット室(71−1)と前記下部パイロット(71−2)との差圧に応じて、前記ロッド(64)は、前記連通孔(74)を貫通移動し前記弁体(61)を押圧して、前記ロッド(64)と前記弁座(63)との間の絞り量を変動させて、前記給油路の一部の流量を制御することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the flow regulating valve (6) has an upper chamber (71), a lower chamber (72), and a rod (64) on the lower side, 71) a piston (65) for separating the upper pilot chamber (71-1) and the lower pilot chamber (71-2), and a communication hole provided between the upper chamber (71) and the lower chamber (72) (74) and when the upper pilot chamber (71-1) and the lower chamber (72) are at equal pressure, the valve seat (63) below the communication hole is moved to a spring ( 62), and the lubricating oil pressure of the oil storage section (53) is introduced as a pilot pressure into the upper pilot chamber (71-1), and the lower pilot chamber (71- In 2), either the suction pressure or the intermediate pressure is set as the pilot pressure. In response to the pressure difference between the upper pilot chamber (71-1) and the lower pilot (71-2), the rod (64) moves through the communication hole (74) to move the valve body. (61) is pressed, and the amount of restriction between the rod (64) and the valve seat (63) is varied to control the flow rate of a part of the oil supply passage.
請求項4の発明は、請求項1から3のいずれか1項の発明において、前記スクロール圧縮機が、縦型であることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the scroll compressor is a vertical type.
請求項5の発明は、請求項1から3のいずれか1項の発明において、前記スクロール圧縮機が、横型であることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the scroll compressor is a horizontal type.
請求項6の発明は、請求項1から5のいずれか1項の発明において、前記作動流体が、二酸化炭素(CO2)であることを特徴とする。 The invention according to claim 6 is the invention according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the working fluid is carbon dioxide (CO 2 ).
なお、上記に付した符号は、後述する実施形態に記載の具体的実施態様との対応関係を示す一例である。 In addition, the code | symbol attached | subjected above is an example which shows a corresponding relationship with the specific embodiment as described in embodiment mentioned later.
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。各実施態様について、同一構成の部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. About each embodiment, the same code | symbol is attached | subjected to the part of the same structure, and the description is abbreviate | omitted.
図1は、本発明の一実施形態におけるスクロール型圧縮機100を示す断面図である。本発明はこの一例に限定されるものではなく、流量調整弁6に係わる要部を除いて、その他の構造を持つスクロール型圧縮機にも適用可能である。
本実施形態におけるスクロール型圧縮機100は、圧力容器1内に電動機部3と圧縮機構部2とを収容した密閉型電動圧縮機である。電動機部3は、固定子と、電動機部3によって回転駆動されるシャフト4に固定される回転子とを備えている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a
The
圧縮機構部2は、主軸受43によって支持されたクランク機構41により公転する可動スクロール21と、可動スクロール21と対向配置されて作動室27を形成する固定スクロール22とを備えている。シャフト4は、副軸受44と、主軸受43とによって略垂直に支持されている。可動スクロール21は、略円盤状の可動側板と、可動側板の端面から固定スクロール22側に向かってインボリュート曲線状に立設した可動側渦巻と、可動側渦巻と反対側の端面から円筒状に立設したボス部を備える。固定スクロール21は、固定側板と、固定側板の可動スクロール21側の端面に設けられた渦巻状の溝によって形成された固定側渦巻を備える。可動スクロール22のボス部が設けられた側には、スラスト軸受が配置されている。
The
クランク機構41は、シャフト4の圧縮機構部側の端部に一体に設けられた偏心軸と可動スクロール21のボス部によって構成されている。偏心部は、主軸受43及び副軸受44の軸中心から所定量eだけ偏心するように設けられている。この偏心量eが、可動スクロール32の公転半径となる。可動スクロール21側の背面側には、図示しないオルダムカップリングが配置されており、可動スクロール21の自転を防止している。これにより、可動スクロール21は公転のみが許容されている。圧縮機構部2は、可動側渦巻と固定側渦巻の噛み合いによって形成される複数の作動室27が、可動スクロール21が固定スクロール22に対して旋回することで体積を縮小することにより固定側渦巻の最外周側に連通する吸入ポート26から供給された冷媒を圧縮する。このように、圧縮機構部2は、旋回スクール21と固定スクロール22からなり、偏心軸を持つシャフト4の回転により、旋回スクロール21が公転運動することにより、作動流体を圧縮する。
The
ここで、運転停止時に潤滑油が油溜りから流出することを防止する本実施形態の機能を説明する。
本実施形態の機能を説明する前に、本実施形態の流量調整弁6が無い場合について、潤滑油が油溜りから逆流する現象について説明する。運転作動中は、吸入ポート26から吸入された作動流体は、圧縮機構部2で圧縮された後、圧縮された作動流体と潤滑油は吐出ポート23とリード弁23’(23”はストッパ)を経て、吐出配管24を通り、油分離器5へ流入する。潤滑油は、円筒部52で作動流体から分離され、貯油部53に一時的に溜められる。
Here, the function of the present embodiment for preventing the lubricating oil from flowing out of the oil reservoir when the operation is stopped will be described.
Before describing the function of the present embodiment, the phenomenon in which the lubricating oil flows backward from the oil reservoir will be described in the case where the flow rate adjustment valve 6 of the present embodiment is not provided. During operation, the working fluid sucked from the
一方、高圧となった作動流体は、油分離器5の出口55から吐出され、冷凍サイクルならば凝縮器などに送られる。圧縮機100内の貯油部53に戻った潤滑油は、給油管54から、給油路68に直接連結して(流量調整弁6はないものとして説明)、間歇給油機構31(特許文献1参照)、給油路24を経て、空間45に達する。その後、シャフト4中心に設けられた給油路42を通じて、主軸受43及び副軸受44に潤滑油を給油する。主軸受43及び副軸受44を潤滑した潤滑油は給油路25を経て、吸入ポート26から吸入される作動流体と一緒に圧縮機構部2の作動室27へと吸入される。
On the other hand, the high-pressure working fluid is discharged from the
次に、圧縮機が運転を停止すると、リード弁23’により咄出ポート23は閉じられるため、作動室27(電動機室も同様)は吸入圧力と等しくなる。このため、吐出圧力のかかった貯油部53から(流量調整弁6はない)、圧力容器内に潤滑油が逆流して、貯油部53の潤滑油が、急激に減少してしまう。
本実施形態においては、上記のような潤滑油の逆流現象を防止するために、以下に説明するような流量調整弁6が設置されている。図2(a)は、停止時の流量調整弁を示す断面図であり、(b)は、運転時の流量調整弁を示す断面図であり、(c)は、(b)のA部の拡大図である。
流量調整弁6が設置された図1、及び、詳細な流量調整弁6が示された図2を参照して、本実施形態を説明する。
Next, when the compressor stops operating, the
In this embodiment, in order to prevent the backflow phenomenon of the lubricating oil as described above, a flow rate adjusting valve 6 as described below is installed. 2A is a cross-sectional view showing the flow rate adjusting valve at the time of stop, FIG. 2B is a cross-sectional view showing the flow rate adjusting valve at the time of operation, and FIG. It is an enlarged view.
This embodiment will be described with reference to FIG. 1 in which the flow rate adjusting valve 6 is installed and FIG. 2 in which the detailed flow rate adjusting valve 6 is shown.
圧縮された作動流体と潤滑油は吐出ポート23を経て、吐出配管24を通り、油分離器5へ流入する。潤滑油は円筒部52で作動流体から分離され、貯油部53に一時的に溜められ、給油管54を経て圧縮機100内へ戻される。作動流体は油分離器5の出口55から吐出される。圧縮機100内の貯油部53に戻った潤滑油は、流量調整弁6へ流入し、給油路66(図2参照)を通って、ロッド64と弁座63の内径側との隙間で形成される絞り部で減圧され、給油路68と24を経て偏心軸受41と軸受4内の給油路42へ流入する。その後主軸受43、副軸受44流入する。軸受を潤滑した潤滑油は結油路25を経て、吸入ポート26から吸入される作動流体といっしょに圧縮機構部2の作動室27へ吸入される。
The compressed working fluid and lubricating oil pass through the
流量調整弁6は、上部室71、下部室72、ロッド64を下方に有し、上部室71を上部パイロット室71−1と下部パイロット室71−2に分離するピストン65、上部室71と下部室72との間に設けられた連通孔74、及び、上部パイロット室71−1と下部室72が均等圧の時には、連通孔下部の弁座63に、下部室72内でバネ62により着座する弁体61を具備している。上部パイロット室71−1には、貯油部53の潤滑油圧力がパイロット圧として導入され、下部パイロット室71−2には、吸入圧又は前記中間圧のいずれかがパイロット圧として導入される。
The flow rate adjusting valve 6 has an
上部パイロット室1−1と下部パイロット71−2との差圧に応じて、ロッド64は、連通孔74を貫通移動し弁体61を押圧して、ロッド64と弁座63との間の隙間による絞り量を変動させて、貯油部と旋回スクロール21との間の前記給油路の流量を制御する。吐出圧の上昇は、作動室にかかる内圧が上昇していることであるので、当然、差圧の増大に応じて給油路の流量を上げるように、流量調整弁6が制御する。
In accordance with the pressure difference between the upper pilot chamber 1-1 and the lower pilot 71-2, the
流動制御弁6の作動は次のようなものとなる。
(a)停止時
弁体61はバネ62により、弁座63に押しつけられ、閉じている。弁体61とピストン65はロッド64で連絡されており、給油路66、68、導圧管67は均圧(均等圧力な状態)しているため、弁体61には、バネ62の力しか作用しない。
(b)運転時
給油路66、導圧管67には貯油部53の潤滑油圧力(ほぼ吐出圧)が作用し、給油路68には吸入圧(又は中間圧)が作用する。予め、運転中の吐出圧と吸入圧との差圧がピストン65に作用する力より、弁体61が弁座63に着座させようとするバネ力を小さく設定することで、運転時は、弁体61が弁座63から離れ、潤滑油が流れる。ロッド64と弁座63とのすき間絞りにより潤滑油の流量を制御する。ロッド64は、ストレートであっても良い。この場合、差圧が大きくなれば、流量が増大する。下部に至るにつれテーパで細くなるようにすれば、ロッド64と弁座63との間の絞り隙間量をより大きく変動させることができる。
The operation of the flow control valve 6 is as follows.
(A) When stopped The
(B) During operation The lubricating oil pressure (substantially the discharge pressure) of the
本発明の特徴は、圧縮機の効率を低下させること無く、運転停止時に潤滑油が油溜りから流出することを防止するものである。この点に関して、本発明の特徴の1つとして、流量調整弁6が、貯油部53の潤滑油圧力を、パイロット圧として導入している。これまでの本発明の開発過程においては、吐出ポート23から直接パイロット圧を導入して流量調整弁6の差圧として作用させることが考えられたが、この場合には、以下のようなマイナス面が生じる可能性があった。
The feature of the present invention is to prevent the lubricating oil from flowing out of the oil sump when the operation is stopped, without reducing the efficiency of the compressor. In this regard, as one of the features of the present invention, the flow rate adjusting valve 6 introduces the lubricating oil pressure of the
すなわち、吐出ポート23から直接パイロット圧を導入すると、上部パイロット室71−1が、リード弁23’の前に、閉鎖デッドボリュームとして形成されてしまい、ここでの再膨張が性能低下を引き起こす。また、吐出ポート23から直接導入すると、潤滑油のみならず、作動流体、すなわち冷媒ガスが混入することが発生し、流量調整弁の作動を不安定にする場合が生じる。さらには、冷媒及び冷媒ガスが混入すると、ピストン65のシール性能を悪化させ、給油路にガスの漏れ込みを許し性能低下が生じることがある。流量調整弁6が、貯油部53の潤滑油圧力を、パイロット圧として導入すれば、このような問題が発生することがなくなり、信頼性の高い流量調整弁6の作動、給油路への給油を行うことができる。
That is, when the pilot pressure is directly introduced from the
以上の説明では、スクロール圧縮機100が縦型として説明したが、これに限らず、横型であっても良い。この場合には、貯油部53は下方に形成されるので、これに近接して流量調整弁6を設置することになる。また、流量調整弁6の給油路68の出口は、吸入ポートに近い、固定スクロール(22)と旋回スクロール(21)の摺接面としたが、必ずしもこれに限定されず、前記両スクロール間の中間部分(吸入側と吐出ポートの中間)において設置しても良い。さらには、旋回スクロール(21)を支承するスラスト軸受側に出口を設けても良い。本発明のスクロール圧縮機は冷媒用圧縮機に適用するとよく、CO2冷媒を用いた冷凍サイクルに本発明を適用することができる。
In the above description, the
1 圧力容器
2 圧縮機構部
6 流量調整弁
21 旋回スクロール
22 固定スクロール
53 貯油部
65 ピストン
71 上部室
72 下部室
74 連通孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
前記流量調整弁(6)は、前記貯油部(53)の潤滑油圧力と、吸入圧又は前記両スクロール間の潤滑油圧の中間圧いずれかとを、パイロット圧として導入して、
前記スクロール圧縮機(100)の運転停止時には、前記流量調整弁(6)が、前記貯油部(53)から前記固定スクロール(22)に至る、前記給油路の一部を閉鎖し、
前記スクロール圧縮機(100)の運転時には、前記流量調整弁(6)が、前記貯油部(53)の圧力と、前記吸入圧又は前記中間圧との差圧により、予め設定した値以上で前記給油路の一部を開放したことを特徴とするスクロール圧縮機。 A compression mechanism (2) having a turning scroll (21) and a fixed scroll (22) for compressing the working fluid, a pressure vessel (1) for accommodating the compression mechanism (2), and the compression mechanism (2). An oil storage part (53) that is provided on the discharge side and stores the lubricating oil separated from the working fluid, and the lubricating oil in the oil storage part (53) is passed through the pressure container using the differential pressure in the pressure container (1). In a scroll compressor having an oil supply passage for circulation and a flow rate adjustment valve (6),
The flow rate adjustment valve (6) introduces the lubricating oil pressure of the oil storage section (53) and either the suction pressure or the intermediate pressure of the lubricating oil pressure between the scrolls as a pilot pressure,
When the operation of the scroll compressor (100) is stopped, the flow rate adjustment valve (6) closes a part of the oil supply path from the oil storage section (53) to the fixed scroll (22),
During the operation of the scroll compressor (100), the flow rate adjusting valve (6) is set to a value greater than or equal to a preset value by a differential pressure between the pressure of the oil storage section (53) and the suction pressure or the intermediate pressure. A scroll compressor characterized in that a part of an oil supply passage is opened.
上部室(71)、
下部室(72)、
ロッド(64)を下方に有し、上部室(71)を上部パイロット室(71−1)と下部パイロット室(71−2)に分離するピストン(65)、
前記上部室(71)と前記下部室(72)との間に設けられた連通孔(74)、及び、 前記上部パイロット室(71−1)と前記下部室(72)が均等圧の時には、前記連通孔下部の弁座(63)に、前記下部室(72)内でバネ(62)により着座する弁体(61)を具備し、
前記上部パイロット室(71−1)には、前記貯油部(53)の潤滑油圧力がパイロット圧として導入され、前記下部パイロット室(71−2)には、吸入圧又は前記中間圧のいずれかをパイロット圧として導入され、
前記上部パイロット室(71−1)と前記下部パイロット(71−2)との差圧に応じて、前記ロッド(64)は、前記連通孔(74)を貫通移動し前記弁体(61)を押圧して、前記ロッド(64)と前記弁座(63)との間の絞り量を変動させて、前記給油路の流量を制御することを特徴とする請求項1又は2に記載のスクロール圧縮機。 The flow rate adjusting valve (6)
Upper chamber (71),
Lower chamber (72),
A piston (65) having a rod (64) below and separating the upper chamber (71) into an upper pilot chamber (71-1) and a lower pilot chamber (71-2);
When the communication hole (74) provided between the upper chamber (71) and the lower chamber (72), and the upper pilot chamber (71-1) and the lower chamber (72) are of equal pressure, A valve body (61) seated by a spring (62) in the lower chamber (72) is provided on the valve seat (63) below the communication hole,
In the upper pilot chamber (71-1), the lubricating oil pressure of the oil storage section (53) is introduced as a pilot pressure, and either the suction pressure or the intermediate pressure is introduced into the lower pilot chamber (71-2). Is introduced as a pilot pressure,
In response to the pressure difference between the upper pilot chamber (71-1) and the lower pilot (71-2), the rod (64) moves through the communication hole (74) to move the valve body (61). 3. The scroll compression according to claim 1, wherein the flow rate of the oil supply passage is controlled by pressing and changing a throttle amount between the rod (64) and the valve seat (63). Machine.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US20160186754A1 (en) * | 2014-12-31 | 2016-06-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Scroll compressor and air conditioner having the same |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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