JP6331786B2 - 圧縮機 - Google Patents

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本発明は、空気調和機や冷凍機などに用いられる圧縮機に関する。
例えば、特許文献1には、密閉シェルの内部に電動機およびロータリ式の圧縮部を含む圧縮機本体と、前記圧縮機本体の側方にアキュムレータを備え、前記アキュムレータの上部には、冷凍サイクルと接続される冷媒戻り管と、下部には前記圧縮部に接続される1本のL字形の冷媒吸入管が接続されるロータリ圧縮機において、前記冷媒戻り管の内径をD1、前記冷媒吸入管の内径をD2としたとき、D2>D1であるロータリ圧縮機が記載されている。
特開2008−240666号公報
特許文献1に記載されたロータリ圧縮機は、アキュムレータの入口側の冷媒戻り管の内径D1より出口側の冷媒吸入管の内径D2を大きく(D2>D1)することにより、圧縮機本体とアキュムレータとを接続する冷媒吸入管内の流速変動を抑えて圧力損失を低減している。
しかしながら、特許文献1に記載されたロータリ圧縮機は、冷媒吸入管がL字形曲管であるため、冷媒がこのL字曲管内を流れると大きな吸入圧力損失が発生し、上記の効果を有効に引き出せていない、という問題がある。
本発明は、アキュムレータから圧縮機本体に吸入される冷媒の吸入圧力損失をより一層低減し、圧縮機の圧縮効率を向上させることを目的とする。
本発明は、上部に冷媒の吐出部が設けられ、下部に冷媒の吸入部が設けられると共に潤滑油が貯留される密閉された縦置きの圧縮機筐体と、該圧縮機筐体内に配置され、前記吸入部から吸入した冷媒を圧縮して前記吐出部から吐出する圧縮部と、前記圧縮機筐体内に配置され、回転軸を介して前記圧縮部を駆動するモータと、前記圧縮機筐体の側部に取付けられ、前記冷媒の吸入部に接続されたアキュムレータと、を備える圧縮機において、前記アキュムレータは、上部に接続管が接続される密閉容器と、該密閉容器内を上室と下室とに区画する仕切板と、該仕切板を貫通して前記上室の上部まで延設されて前記上室と下室とを連通させ、上室側に油戻し孔が設けられた連通管と、を有し、前記吸入部は、前記下室に接続された2本の直管を有し、前記連通管の断面積は、前記2本の直管の断面積の合計値よりも大きいことを特徴とする。
本発明は、アキュムレータから圧縮機本体に吸入される冷媒の吸入圧力損失をより一層低減し、圧縮機の圧縮効率を向上させることができる。
図1は、実施例1に係るロータリ圧縮機を示す縦断面図である。 図2は、第1及び第2の圧縮部の上から見た横断面図である。 図3は、アキュムレータリテーナーを示す平面図である。 図4は、実施例2に係るロータリ圧縮機を示す縦断面図である。
本発明を実施するための形態(実施例)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、実施例1に係るロータリ圧縮機を示す縦断面図である。図2は、第1及び第2の圧縮部の上から見た横断面図である。図3は、アキュムレータリテーナーを示す平面図である。
図1に示すように、ロータリ圧縮機1は、密閉された縦置き円筒状の圧縮機筐体10の下部に配置された圧縮部12と、圧縮機筐体10の上部に配置され、回転軸15を介して圧縮部12を駆動するモータ11と、を備えている。
モータ11のステータ111は、円筒状に形成され、圧縮機筐体10の内周面に焼きばめされて固定されている。モータ11のロータ112は、円筒状のステータ111の内部に配置され、モータ11と圧縮部12とを機械的に接続する回転軸15に焼きばめされて固定されている。圧縮機筐体10の上部には、モータ11のステータ巻線が接続された端子116を有する端子台115が固着されている。
圧縮部12は、第1の圧縮部12Sと、第1の圧縮部12Sと並列に配置され第1の圧縮部12Sの上側に積層された第2の圧縮部12Tと、を備えている。図2に示すように、第1及び第2の圧縮部12S,12Tは、第1及び第2側方張出部122S,122Tに、放射状に第1及び第2吸入孔135S,135T、第1及び第2ベーン溝128S,128Tが設けられた環状の第1及び第2シリンダ121S,121Tを備えている。
図2に示すように、第1及び第2シリンダ121S,121Tには、モータ11の回転軸15と同心に、円形の第1及び第2シリンダ内壁123S,123Tが形成されている。第1及び第2シリンダ内壁123S,123T内には、シリンダ内径よりも小さい外径の第1及び第2環状ピストン125S,125Tが夫々配置され、第1及び第2シリンダ内壁123S,123Tと、第1及び第2環状ピストン125S,125Tとの間に、冷媒ガスを吸入し圧縮して吐出する第1及び第2作動室130S,130Tが形成される。
第1及び第2シリンダ121S,121Tには、第1及び第2シリンダ内壁123S,123Tから径方向に、シリンダ高さ全域に亘る第1及び第2ベーン溝128S,128Tが形成され、第1及び第2ベーン溝128S,128T内に、夫々平板状の第1及び第2ベーン127S,127Tが、摺動自在に嵌合されている。
図2に示すように、第1及び第2ベーン溝128S,128Tの奥部には、第1及び第2シリンダ121S,121Tの外周部から第1及び第2ベーン溝128S,128Tに連通するように第1及び第2スプリング穴124S,124Tが形成されている。第1及び第2スプリング穴124S,124Tには、第1及び第2ベーン127S,127Tの背面を押圧する第1及び第2ベーンスプリング(図示せず)が挿入されている。
ロータリ圧縮機1の起動時は、この第1及び第2ベーンスプリングの反発力により、第1及び第2ベーン127S,127Tが、第1及び第2ベーン溝128S,128T内から第1及び第2作動室130S,130T内に突出し、その先端が、第1及び第2環状ピストン125S,125Tの外周面に当接し、第1及び第2ベーン127S,127Tにより、第1及び第2作動室130S,130Tが、第1及び第2吸入室131S,131Tと、第1及び第2圧縮室133S,133Tとに区画される。
また、第1及び第2シリンダ121S,121Tには、第1及び第2ベーン溝128S,128Tの奥部と圧縮機筐体10内とを、図1に示す開口部Rで連通して圧縮機筐体10内の圧縮された冷媒ガスを導入し、第1及び第2ベーン127S,127Tに、冷媒ガスの圧力により背圧をかける第1及び第2圧力導入路129S,129Tが形成されている。
第1及び第2シリンダ121S,121Tには、第1及び第2吸入室131S,131Tに外部から冷媒を吸入するために、第1及び第2吸入室131S,131Tと外部とを連通させる第1及び第2吸入孔135S,135Tが設けられている。
また、図1に示すように、第1シリンダ121Sと第2シリンダ121Tの間には、中間仕切板140が配置され、第1シリンダ121Sの第1作動室130S(図2参照)と第2シリンダ121Tの第2作動室130T(図2参照)とを区画、閉塞している。中間仕切板140は、第1シリンダ121Sの上端部と第2シリンダ121Tの下端部を閉塞している。第1シリンダ121Sの下端部には、下端板160Sが配置され、第1シリンダ121Sの第1作動室130Sを閉塞している。また、第2シリンダ121Tの上端部には、上端板160Tが配置され、第2シリンダ121Tの第2作動室130Tを閉塞している。下端板160Sは、第1シリンダ121Sの下端部を閉塞し、上端板160Tは、第2シリンダ121Tの上端部を閉塞している。
下端板160Sには、副軸受部161Sが形成され、副軸受部161Sに、回転軸15の副軸部151が回転自在に支持されている。上端板160Tには、主軸受部161Tが形成され、主軸受部161Tに、回転軸15の主軸部153が回転自在に支持されている。
回転軸15は、互いに180°位相をずらして偏心させた第1偏心部152Sと第2偏心部152Tとを備え、第1偏心部152Sは、第1の圧縮部12Sの第1環状ピストン125Sに回転自在に嵌合し、第2偏心部152Tは、第2の圧縮部12Tの第2環状ピストン125Tに回転自在に嵌合している。
回転軸15が回転すると、第1及び第2環状ピストン125S,125Tが、第1及び第2シリンダ内壁123S,123Tに沿って第1及び第2シリンダ121S,121T内を図2の時計回りに公転し、これに追随して第1及び第2ベーン127S,127Tが往復運動する。この第1及び第2環状ピストン125S,125T及び第1及び第2ベーン127S,127Tの運動により、第1及び第2吸入室131S,131T及び第1及び第2圧縮室133S,133Tの容積が連続的に変化し、圧縮部12は、連続的に冷媒ガスを吸入し圧縮して吐出する。
図1に示すように、下端板160Sの下側には、下マフラーカバー170Sが配置され、下端板160Sとの間に下マフラー室180Sを形成している。そして、第1の圧縮部12Sは、下マフラー室180Sに開口している。すなわち、下端板160Sの第1ベーン127S近傍には、第1シリンダ121Sの第1圧縮室133Sと下マフラー室180Sとを連通する第1吐出孔190S(図2参照)が設けられ、第1吐出孔190Sには、圧縮された冷媒ガスの逆流を防止するリード弁型の第1吐出弁200Sが配置されている。
下マフラー室180Sは、環状に形成された1つの室であり、第1の圧縮部12Sの吐出側を、下端板160S、第1シリンダ121S、中間仕切板140、第2シリンダ121T及び上端板160Tを貫通する冷媒通路136(図2参照)を通して上マフラー室180T内に連通させる連通路の一部である。下マフラー室180Sは、吐出冷媒ガスの圧力脈動を低減させる。また、第1吐出弁200Sに重ねて、第1吐出弁200Sの撓み開弁量を制限するための第1吐出弁押え201Sが、第1吐出弁200Sとともにリベットにより固定されている。第1吐出孔190S、第1吐出弁200S及び第1吐出弁押え201Sは、下端板160Sの第1吐出弁部を構成している。
図1に示すように、上端板160Tの上側には、上マフラーカバー170Tが配置され、上端板160Tとの間に上マフラー室180Tを形成している。上端板160Tの第2ベーン127T近傍には、第2シリンダ121Tの第2圧縮室133Tと上マフラー室180Tとを連通する第2吐出孔190T(図2参照)が設けられ、第2吐出孔190Tには、圧縮された冷媒ガスの逆流を防止するリード弁型の第2吐出弁200Tが配置されている。また、第2吐出弁200Tに重ねて、第2吐出弁200Tの撓み開弁量を制限するための第2吐出弁押え201Tが、第2吐出弁200Tとともにリベットにより固定されている。上マフラー室180Tは、吐出冷媒の圧力脈動を低減させる。第2吐出孔190T、第2吐出弁200T及び第2吐出弁押え201Tは、上端板160Tの第2吐出弁部を構成している。
第1シリンダ121S、下端板160S、下マフラーカバー170S、第2シリンダ121T、上端板160T、上マフラーカバー170T及び中間仕切板140は、複数の通しボルト175等により一体に締結されている。通しボルト175等により一体に締結された圧縮部12のうち、上端板160Tの外周部が、圧縮機筐体10にスポット溶接により固着され、圧縮部12を圧縮機筐体10に固定している。
圧縮機筐体10内には、およそ第2シリンダ121Tの高さまで潤滑油が封入されている。また、潤滑油は、回転軸15の下部に挿入される図示しないポンプ羽根により、回転軸15の下端部に取付けられた給油パイプ16から吸上げられ、圧縮部12を循環し、摺動部品の潤滑を行なうと共に、圧縮部12の微小隙間のシールをする。
圧縮機筐体10の天部には、ロータリ圧縮機1と共に冷凍サイクルを構成する冷媒回路と接続し高圧冷媒ガスを冷媒回路の凝縮器側に吐出する吐出部106としての吐出管107が接続されている。すなわち、第1及び第2吐出孔190S,190Tは、冷媒回路の凝縮器に接続されている。
次に、図1及び図3を参照して、実施例1のロータリ圧縮機1の特徴的な構成であるアキュムレータ25について説明する。
円筒状の圧縮機筐体10の外周壁には、軸方向に離間して下部から順に、第1及び第2貫通孔101,102が、第1及び第2吸入管104,105を通すために設けられている。また、圧縮機筐体10の側部には、独立した円筒状の密閉容器251を有するアキュムレータ25が、アキュムホルダー252及びアキュムバンド253により保持されている。
密閉容器251の上部には、上述の冷媒回路の蒸発器に接続されるシステム接続管255が接続されている。密閉容器251内は、仕切板254により上室259と下室256とに区画されている。上室259と下室256とは、仕切板254を貫通して上室259の上部まで延設された連通管260により連通されている。連通管260は、曲がりのない直管とするのがよい。
連通管260の上室259側には、ロータリ圧縮機1から冷媒と共に吐出されて冷媒回路からアキュムレータ25の上室259に戻された潤滑油を、下室256に戻す複数の油戻し孔261が設けられている。アキュムレータ25の下室256の底部258は、平坦となっている。
上室259の連通管260の上方には、アキュムレータリテーナ263(図3参照)が配置されている。アキュムレータリテーナ263には、外周部に冷媒通過孔264が設けられていて、システム接続管255から落下する液冷媒を外周部の冷媒通過孔264から上室259内に落下させる。従って、液冷媒が連通管260内に落下して、直接、下室256に送られるのを防止している。
アキュムレータ25の下室256の側部の下部に設けられた上下2つの側部貫通孔257には、一端が第1及び第2吸入管104,105の外端に接続される第1及び第2低圧連絡管31S,31Tの他端が固着(ロウ付け又は溶接)されている。第1及び第2吸入管104,105、及び、第1及び第2低圧連絡管31S,31Tは、曲がりのない短い直管である。
第1及び第2吸入管104,105、及び、第1及び第2低圧連絡管31S,31Tは、圧縮機筐体10の吸入部30を構成している。なお、第1及び第2低圧連絡管31S,31Tを無くし、第1及び第2吸入管104,105を、直接、側部貫通孔257に接続するようにしてもよい。
吸入部を構成する直管(第1及び第2低圧連絡管31S,31T、又は、第1及び第2吸入管104,105)は、冷媒の吸入圧力損失を増大させないために、アキュムレータ25の下室256内に突出しないようにするとよい。また、連通管260の断面積は、直管(第1及び第2低圧連絡管31S,31T、又は、第1及び第2吸入管104,105)の断面積(2本の管の合計値)より大きくし、連通管260内の冷媒の流速を下げ、吸入圧力損失を増大させないようにするとよい。
上述の冷媒回路の低圧冷媒をアキュムレータ25を介して第1及び第2の圧縮部12S,12Tに導く第1及び第2低圧連絡管31S,31Tは、第1及び第2吸入管104,105を介して第1及び第2シリンダ121S,121Tの第1及び第2吸入孔135S,135T(図2参照)に接続されている。すなわち、第1及び第2吸入孔135S,135Tは、冷媒回路の蒸発器に並列に接続されている。
実施例1のロータリ圧縮機1を作動させると、圧縮部12で圧縮されたガス冷媒及び潤滑油の一部は、吐出部106(吐出管107)から吐出され、冷媒回路を循環してアキュムレータ25のシステム接続管255に液冷媒及び潤滑油として戻される。
液冷媒及び潤滑油は、システム接続管255からアキュムレータリテーナ263上に落下し、外周部の冷媒通過孔264を通って上室259内に落下する。液冷媒は、圧縮部12の吸引により、上室259内で減圧されてガス冷媒となり、上室259内を上昇し、連通管260の上端開口から吸込まれ、連通管260を通って下室256内に送られる。上室259内に溜まった潤滑油は、連通管260の油戻し孔261を通って下室256の底部258に落下する。
下室256内のガス冷媒及び潤滑油は、曲がりのない短い直管である第1及び第2吸入管104,105、及び、第1及び第2低圧連絡管31S,31Tで構成される吸入部30を通して圧縮部12に吸入される。
従来、冷媒吸入管は、長いL字形曲管であったため、冷媒がこのL字曲管内を流れると大きな吸入圧力損失が発生し、圧縮機の圧縮効率が低下したが、実施例1のロータリ圧縮機1では、吸入部30に曲がりのない短い直管(第1及び第2吸入管104,105、及び、第1及び第2低圧連絡管31S,31T)を用いているので、冷媒の吸入圧力損失をより一層低減し、ロータリ圧縮機1の圧縮効率を向上させることができる。
また、吸入部30を構成する直管である第1及び第2低圧連絡管31S,31Tの他端は、側部貫通孔257にロウ付け(又は溶接)されており、下室256内に突出していないので、冷媒の吸入圧力損失を増大させることはない。また、連通管260の断面積を、直管(第1及び第2低圧連絡管31S,31T、及び、第1及び第2吸入管104,105)の断面積(2本の管の合計値)より大きくし、連通管260内の冷媒の流速を下げ、吸入圧力損失を増大させないようにしている。
さらに、直管(第1及び第2低圧連絡管31S,31T、又は、第1及び第2吸入管104,105)は、アキュムレータ25の下室256の下部に接続され、下室256の底部258は、平坦となっているので、底部258に滞留する潤滑油量を減らし、圧縮機筐体10内の潤滑油量を確保することができる。
図4は、実施例2に係るロータリ圧縮機を示す縦断面図である。実施例2のロータリ圧縮機2が実施例1のロータリ圧縮機1と異なるところは、アキュムレータ25の下室256の底部258Bが、山形となっていて、中央部が上方に凸であることである。
実施例2のロータリ圧縮機2の上記の部分以外の構成は、実施例1のロータリ圧縮機1と異なるところはないので、他の部分の説明は省略する。
実施例2のアキュムレータ25は、下室256の底部258Bが山形となっているので、実施例1のアキュムレータ25と比較して、潤滑油が滞留する底部258Bの面積が狭く、滞留する潤滑油量をさらに減らすことができる。
以上、実施例1及び実施例2を説明したが、前述した内容により実施例1及び実施例2が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、実施例1及び実施例2の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも1つを行うことができる。
また、実施例1及び実施例2では、2シリンダ式ロータリ圧縮機について説明したが、本発明は、単シリンダ式ロータリ圧縮機、2段圧縮式ロータリ圧縮機及びスクロール式圧縮機等にも適用することができる。
1 ロータリ圧縮機
10 圧縮機筐体
11 モータ
12 圧縮部
15 回転軸
16 給油パイプ
25 アキュムレータ
30 吸入部
31S 第1低圧連絡管(吸入部)
31T 第2低圧連絡管(吸入部)
101 第1貫通孔
102 第2貫通孔
104 第1吸入管(吸入部)
105 第2吸入管(吸入部)
106 吐出部
107 吐出管(吐出部)
111 ステータ
112 ロータ
115 端子台
116 端子
12S 第1の圧縮部
12T 第2の圧縮部
121S 第1シリンダ(シリンダ)
121T 第2シリンダ(シリンダ)
122S 第1側方張出部
122T 第2側方張出部
123S 第1シリンダ内壁(シリンダ内壁)
123T 第2シリンダ内壁(シリンダ内壁)
124S 第1スプリング穴
124T 第2スプリング穴
125S 第1環状ピストン(環状ピストン)
125T 第2環状ピストン(環状ピストン)
127S 第1ベーン(ベーン)
127T 第2ベーン(ベーン)
128S 第1ベーン溝(ベーン溝)
128T 第2ベーン溝(ベーン溝)
129S 第1圧力導入路
129T 第2圧力導入路
130S 第1作動室(作動室)
130T 第2作動室(作動室)
131S 第1吸入室(吸入室)
131T 第2吸入室(吸入室)
133S 第1圧縮室(圧縮室)
133T 第2圧縮室(圧縮室)
135S 第1吸入孔(吸入孔)
135T 第2吸入孔(吸入孔)
136 冷媒通路
140 中間仕切板
151 副軸部
152S 第1偏心部(偏心部)
152T 第2偏心部(偏心部)
153 主軸部
160S 下端板(端板)
160T 上端板(端板)
161S 副軸受部(軸受部)
161T 主軸受部(軸受部)
170S 下マフラーカバー
170T 上マフラーカバー
175 通しボルト
180S 下マフラー室
180T 上マフラー室
190S 第1吐出孔(吐出弁部)
190T 第2吐出孔(吐出弁部)
200S 第1吐出弁(吐出弁部)
200T 第2吐出弁(吐出弁部)
201S 第1吐出弁押さえ(吐出弁部)
201T 第2吐出弁押さえ(吐出弁部)
251 密閉容器
252 アキュムホルダー
253 アキュムバンド
254 仕切板
255 システム接続管(接続管)
256 下室
257 側部貫通孔
258 底部(平坦な底部)
258B 底部(山形の底部)
259 上室
260 連通管
261 油戻し孔
263 アキュムレータリテーナ
264 冷媒通過孔
R 開口部

Claims (3)

  1. 上部に冷媒の吐出部が設けられ、下部に冷媒の吸入部が設けられると共に潤滑油が貯留される密閉された縦置きの圧縮機筐体と、該圧縮機筐体内に配置され、前記吸入部から吸入した冷媒を圧縮して前記吐出部から吐出する圧縮部と、前記圧縮機筐体内に配置され、回転軸を介して前記圧縮部を駆動するモータと、前記圧縮機筐体の側部に取付けられ、前記冷媒の吸入部に接続されたアキュムレータと、を備える圧縮機において、
    前記アキュムレータは、上部に接続管が接続される密閉容器と、該密閉容器内を上室と下室とに区画する仕切板と、該仕切板を貫通して前記上室の上部まで延設されて前記上室と下室とを連通させ、上室側に油戻し孔が設けられた連通管と、を有し、前記吸入部は、前記下室に接続された2本の直管を有し、
    前記連通管の断面積は、前記2本の直管の断面積の合計値よりも大きいことを特徴とする圧縮機。
  2. 記下室の底部は、当該底部の中央が上方へ突出する山形となっていることを特徴とする請求項1に記載の圧縮機。
  3. 前記2本の直管は、前記下室内に突出しないことを特徴とする請求項1または2に記載の圧縮機。
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