JP7175860B2 - 圧縮機及び空調装置 - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、圧縮機及び空調装置に関する。
例えば空調装置の室外機は、圧縮機を備える。圧縮機は、例えば、ロータリ方式の圧縮機構を収容する筐体と、当該筐体に隣接して配置された気液分離器とを備える。筐体と気液分離器とは、配管を介して互いに接続されるとともに、ホルダによって互いに保持される。
特開2016-017492号公報
圧縮機構が作動することで、筐体と気液分離器とが相対的に変位するような振動が圧縮機に生じる。振動の周波数が圧縮機の固有振動数に近い場合、共振により振動が増幅され、騒音が生じる虞がある。
一つの実施形態に係る圧縮機は、筐体と、回転部品と、気液分離器と、保持部材とを備える。前記回転部品は、前記筐体の内部に収容されるとともに回転中心まわりに回転可能である。前記気液分離器は、前記回転中心と交差する第1の方向に前記筐体から離間する。前記保持部材は、前記筐体と前記気液分離器との間に位置し、前記筐体及び前記気液分離器に取り付けられ、第1の部分と、第2の部分と、第1の壁とを有する。前記第1の部分は、前記筐体及び前記気液分離器に支持される。前記第2の部分は、前記第1の部分から前記回転中心と交差し且つ前記第1の方向と交差する第2の方向に離間した位置で前記筐体及び前記気液分離器に支持される。前記第1の壁は、前記第1の部分と前記第2の部分との間に設けられる。前記第1の壁の厚さ方向は、前記回転中心に沿う第3の方向の成分を含む。前記第1の壁は、当該第1の壁の厚さ方向に向く表面を有する。前記第1の部分は、前記表面から前記第3の方向に突出するとともに前記筐体と前記気液分離器との間で延びる第2の壁を有する。前記第2の部分は、前記表面から前記第3の方向に突出するとともに前記筐体と前記気液分離器との間で延びる第3の壁を有する。前記筐体は、第1の外面を有する。前記気液分離器は、第2の外面を有する。前記第1の外面及び前記第2の外面のうち一方は、エラストマーを含むとともに円筒状に形成された曲面を有する。前記第1の方向における前記第2の壁の一方の端に位置する当該第2の壁の端縁は、前記曲面に接触するとともに前記曲面に沿った曲面状に形成される。前記第1の方向における前記第3の壁の一方の端に位置する当該第3の壁の端縁は、前記曲面に接触するとともに前記曲面に沿った曲面状に形成される。
図1は、第1の実施形態の空調装置を模式的に示す例示的な図である。 図2は、第1の実施形態の圧縮機を示す例示的な斜視図である。 図3は、第1の実施形態のホルダを示す例示的な斜視図である。 図4は、第1の実施形態の圧縮機の一部を示す例示的な平面図である。 図5は、第2の実施形態に係る圧縮機を示す例示的な平面図である。 図6は、第3の実施形態に係る圧縮機を示す例示的な平面図である。 図7は、第3の実施形態のホルダを示す例示的な斜視図である。
(第1の実施形態)
以下に、第1の実施形態について、図1乃至図4を参照して説明する。なお、本明細書においては基本的に、鉛直上方を上方向、鉛直下方を下方向と定義する。また、本明細書において、実施形態に係る構成要素及び当該要素の説明が、複数の表現で記載されることがある。構成要素及びその説明は、一例であり、本明細書の表現によって限定されない。構成要素は、本明細書におけるものとは異なる名称で特定され得る。また、構成要素は、本明細書の表現とは異なる表現によって説明され得る。
図1は、第1の実施形態の空調装置10を模式的に示す例示的な図である。図1に示すように、空調装置10は、室内機11と、室外機12と、配管13とを有する。室内機11は、第1の熱交換器21を有する。室外機12は、第2の熱交換器22と、圧縮機23とを有する。第2の熱交換器22は、熱交換器の一例である。第1の熱交換器21、第2の熱交換器22、及び圧縮機23は、配管13により互いに接続されている。
例えば、冷媒が、第1の熱交換器21から圧縮機23に供給される。圧縮機23は、圧縮した冷媒を、第2の熱交換器22に供給する。第2の熱交換器22は、圧縮機23により供給される冷媒により熱交換を行い、当該冷媒を第1の熱交換器21に供給する。第1の熱交換器21は、第2の熱交換器22を介して圧縮機23により供給される冷媒により熱交換を行う。
図2は、第1の実施形態の圧縮機23を示す例示的な斜視図である。図2に示すように、圧縮機23は、筐体31と、モータ32と、冷媒圧縮機構33と、気液分離器(アキュムレータ)34と、二つの吸入管35と、ホルダ36と、バンド37とを有する。ホルダ36は、保持部材の一例である。
筐体31は、例えば金属によって作られ、中心軸Axに沿って延びる略円筒状に形成される。なお、筐体31の材料及び形状は、この例に限られない。例えば、筐体31は、中心軸Axから偏心しても良い。中心軸Axは、回転中心の一例である。本実施形態において、中心軸Axは、略鉛直方向に延びる。なお、中心軸Axは、鉛直方向と異なる方向に延びても良い。
以下、中心軸Axと平行な方向を軸方向、中心軸Axと直交する方向を径方向、中心軸Axまわりに回転する方向を周方向と称する。軸方向は、上方向及び下方向を含む。また、軸方向は、第3の方向の一例である。径方向は、中心軸Axと直交する複数の方向を含む。周方向は、中心軸Axまわりの時計回り方向及び反時計回り方向を含む。
筐体31は、外面41と、上面42と、吐出管43とを有する。外面41は、第1の外面の一例である。外面41は、中心軸Axに沿って延びる略円筒状の面であり、筐体31の径方向の外側に向く。なお、外面41は、中心軸Axから偏心しても良い。上面42は、上方向における筐体31の端に位置し、略上方向に向く。吐出管43は、上面42から突出し、筐体31の内部と外部とを連通する。吐出管43は、例えば、第2の熱交換器22に接続される。
モータ32は、筐体31の内部に収容される。モータ32は、ステータ51と、ロータ52とを有する。ロータ52は、回転部品の一例である。ステータ51の巻線に電圧が印加されることで、ロータ52が中心軸Axまわりに回転する。
冷媒圧縮機構33は、第1のシリンダ61と、第2のシリンダ62とを有する。第1のシリンダ61及び第2のシリンダ62はそれぞれ、ローリングピストンと、スプリング及び背圧により押圧されシリンダ内を高圧側の圧縮室と低圧側の吸入室に仕切るベーンと、を内部に有する。ローリングピストンは、回転部品の一例である。
ローリングピストンは、中心軸Axから偏心して配置され、軸のような部品を介してロータ52に接続される。モータ32がロータ52を回転させることで、ローリングピストンが偏心回転する。偏心回転するローリングピストンは、シリンダ内の冷媒を圧縮し、吐出管43へ供給する。
第1のシリンダ61内部のローリングピストンの位相と、第2のシリンダ62内部のローリングピストンの位相とは、互いに180°ずらされている。すなわち、本実施形態の圧縮機23は、ツインロータリ圧縮機であり、二つのシリンダが互いの振動を相殺することができる。なお、圧縮機23は、ツインロータリ圧縮機に限られず、他の方式の圧縮機であっても良い。
気液分離器34は、離間方向Daに筐体31から離間している。離間方向Daは、中心軸Axと直交する方向であり、径方向に含まれる一つの方向である。離間方向Daは、第1の方向の一例である。なお、第1の方向は、中心軸Axと交差する他の方向であっても良い。
気液分離器34は、外面71と、上面72と、下面73と、吸入管74と、緩衝材75とを有する。外面71は、中心軸Axと略平行に延びる略円筒状の面であり、気液分離器34の外部に向く。上面72は、上方向における気液分離器34の端に位置し、略上方向に向く。下面73は、下方向における気液分離器34の端に位置し、略下方向に向く。吸入管74は、上面72から突出し、気液分離器34の内部と外部とを連通する。吸入管74は、例えば、第1の熱交換器21に接続される。
緩衝材75は、合成ゴムのようなエラストマーにより作られる。緩衝材75は、環状に形成された帯である。なお、緩衝材75の形状は、この例に限られない。緩衝材75は、外面71に巻き付けられ、外面71の少なくとも一部を覆う。
緩衝材75は、外面75aを有する。外面75aは、第2の外面及び第1の曲面の一例である。緩衝材75が円筒状の外面71に巻き付けられることで、緩衝材75の外面75aは、円筒状に形成された曲面を有する。筐体31の外面41と、気液分離器34の外面71,75aとは、離間方向Daに間隔を介して向かい合う。
吸入管35は、筐体31の外面41と、気液分離器34の下面73とに、例えば鑞付けによって固定される。一方の吸入管35は、気液分離器34と、第1のシリンダ61とを連通する。他方の吸入管35は、気液分離器34と、第2のシリンダ62とを連通する。
第1の熱交換器21から、吸入管74を通じて気液分離器34の内部に冷媒が供給される。例えば、液体状の冷媒が気液分離器34の内部に供給される場合がある。液体状の冷媒は、気液分離器34の内部に留まる。一方、気体状の冷媒は、吸入管35を介して第1のシリンダ61及び第2のシリンダ62に供給される。
ホルダ36は、筐体31の外面41と、気液分離器34の外面75aとの間に位置する。ホルダ36は、筐体31と気液分離器34とに取り付けられる。このため、筐体31と気液分離器34とは、ホルダ36を介して互いに取り付けられている。
図3は、第1の実施形態のホルダ36を示す例示的な斜視図である。図3に示すように、ホルダ36は、例えば、金属の板を曲げ加工(プレス加工)することにより製造され得る。これにより、ホルダ36のコストが低減される。なお、ホルダ36の材料及び製造方法は、この例に限られない。
ホルダ36は、第1の部分81と、第2の部分82と、上壁83とを有する。上壁83は、第1の壁の一例である。第1の部分81は、第1の側壁85を有する。第1の側壁85は、第2の壁の一例である。第2の部分82は、第2の側壁86を有する。第2の側壁86は、第3の壁の一例である。
上述のように、ホルダ36は、金属の板により作られる。第1の折曲部B1でホルダ36(金属の板)が曲げられることで、上壁83と第1の側壁85が形成される。このため、上壁83と第1の側壁85とは、第1の折曲部B1で互いに接続される。また、第2の折曲部B2でホルダ36(金属の板)が曲げられることで、上壁83と第2の側壁86とが形成される。このため、上壁83と第2の側壁86とは、第2の折曲部B2で互いに接続される。
図3に示す例では、第1の壁である上壁83に接続する第1の折曲部B1及び第2の折曲部B2が、それぞれ第1の側壁85(第1の部分81)及び第2の側壁86(第2の部分82の上部)の上部に設けられている例を示している。本実施形態はこれには限らず、例えば、第1の壁に接続する第1の折曲部B1及び第2の折曲部B2がそれぞれ第1の側壁85(第1の部分81)及び第2の側壁86(第2の部分82の上部)の下部や中間部に設けられても良い。第1の折曲部B1及び第2の折曲部B2は、第1の側壁85及び第2の側壁86の中間部に設けられる場合、接続部とも称され得る。第1の折曲部B1及び第2の折曲部B2がそれぞれ第1の側壁85(第1の部分81)及び第2の側壁86(第2の部分82の上部)の下部に設けられる場合、第1の壁は下壁となり、ちょうど図3で示した例の上下を逆にした構成となる。
第1の折曲部B1及び第2の折曲部B2は、離間方向Daと略平行に延びる。すなわち、第1の折曲部B1と第2の折曲部B2とは、平行であるとともに、中心軸Axと直交する方向(水平方向)に延びる。なお、第1の折曲部B1及び第2の折曲部B2が延びる方向は、この例に限られない。
上壁83は、中心軸Axと直交する方向(水平方向)に広がる板状に形成される。なお、上壁83の姿勢は、この例に限られない。上壁83は、上面83aと、下面83bと、第1の縁83cと、第2の縁83dとを有する。下面83bは、表面の一例である。
上面83aは、水平方向に広がり、上方向に向く略平坦な面である。下面83bは、上面83aの反対側で上壁83に設けられる。下面83bは、水平方向に広がり、下方向に向く略平坦な面である。なお、上面83a及び下面83bは、曲面であっても良いし、凹凸を有しても良い。
下面83bは、軸方向の成分を含む方向である下方向に向く。軸方向の成分を含む方向とは、軸方向と直交する方向と異なる方向である。軸方向と直交する方向は、軸方向の成分を含まない。
軸方向の成分を含む方向は、軸方向と、軸方向に対して斜めに傾いた方向(斜め方向)と、を含む。斜め方向は、軸方向の成分と、軸方向と直交する方向の成分と、に分解可能である。
上述のように、本実施形態では、上面83aは上方向(軸方向)に向き、下面83bは下方向(軸方向)に向く。しかし、上面83a及び下面83bは、この例に限られず、斜め方向に向いても良い。
上壁83の厚さ方向Dt1は、軸方向の成分を含む。本実施形態では、上壁83の厚さ方向Dt1は、軸方向と一致する。なお、上壁83の厚さ方向Dt1は、この例に限られず、斜め方向であっても良い。
厚さ方向Dt1は、上面83aから下面83bに向かう方向、及び下面83bから上面83aに向かう方向、のうち少なくとも一方を含む。本実施形態では、上面83aと下面83bとの間の距離は、略一定である。このため、厚さ方向Dt1は、上面83a及び下面83bの法線方向でもある。また、上面83a及び下面83bは、厚さ方向Dt1に向く。
厚さ方向Dt1における上壁83の長さ(厚さ)は、離間方向Daにおける上壁83の長さ(幅)よりも短い。また、厚さ方向Dt1における上壁83の長さ(厚さ)は、長手方向Dlにおける上壁83の長さよりも短い。このように、本実施形態において、厚さ方向Dt1は、上壁83の最短の寸法を取得可能な方向である。
長手方向Dlは、第2の方向と、軸方向と交差し且つ径方向と交差する方向と、の一例である。長手方向Dlは、厚さ方向Dt1(軸方向、及び中心軸Ax)と交差(本実施形態では直交)し、且つ離間方向Da(径方向)と交差(本実施形態では直交)する方向である。また、離間方向Da及び長手方向Dlは、水平方向に含まれ、上壁83の上面83a及び下面83bに沿う方向である。
図4は、第1の実施形態の圧縮機23の一部を示す例示的な平面図である。図4に示すように、第1の縁83cは、離間方向Daにおける上壁83の一方の端に設けられる。第1の縁83cは、筐体31の外面41に面する。本実施形態では、第1の縁83cは、略円弧状に形成され、外面41から離間している。なお、第1の縁83cは、他の形状に形成されても良いし、外面41に接触しても良い。
第2の縁83dは、離間方向Daにおける上壁83の他方の縁に設けられる。第2の縁83dは、気液分離器34の外面75aに面する。本実施形態では、第2の縁83dは、略円弧状に形成され、外面75aから離間している。なお、第2の縁83dは、他の形状に形成されても良いし、外面75aに接触しても良い。
上壁83において、上面83aの面積は、第1の縁83cよりも広く、且つ第2の縁83dよりも広い。また、下面83bの面積は、第1の縁83cよりも広く、且つ第2の縁83dよりも広い。
図3に示すように、第1の側壁85は、長手方向Dlにおける下面83bの一方の端から、下方向に突出する。第1の側壁85は、筐体31と気液分離器34との間で、離間方向Daに延びる。なお、第1の側壁85は、他の方向に延びても良い。
図4に示すように、第1の側壁85は、第1の内側面85aと、第1の外側面85bと、第1の接合端縁85cと、第1の当接端縁85dと、を有する。第1の当接端縁85dは、第2の曲面の一例である。
第1の内側面85aは、長手方向Dlに向く略平坦な面である。第1の外側面85bは、第1の内側面85aの反対側に位置し、長手方向Dlに向く略平坦な面である。なお、第1の内側面85a及び第1の外側面85bは、曲面であっても良いし、凹凸を有しても良い。
第1の側壁85の厚さ方向Dt2は、離間方向Daと交差(本実施形態では直交)し、且つ上壁83の厚さ方向Dt1と交差(本実施形態では直交)する方向に向く。なお、第1の側壁85の厚さ方向Dt2は、この例に限られず、例えば軸方向の成分を含んでも良い。
厚さ方向Dt2は、第1の内側面85aから第1の外側面85bに向かう方向、及び第1の外側面85bから第1の内側面85aに向かう方向、のうち少なくとも一方を含む。本実施形態では、第1の内側面85aと第1の外側面85bとの間の距離は、略一定である。このため、厚さ方向Dt2は、第1の内側面85a及び第1の外側面85bの法線方向でもある。また、第1の内側面85a及び第1の外側面85bは、厚さ方向Dt2に向く。
厚さ方向Dt2における第1の側壁85の長さ(厚さ)は、離間方向Daにおける第1の側壁85の長さよりも短い。また、厚さ方向Dt2における第1の側壁85の長さ(厚さ)は、軸方向における第1の側壁85の長さ(幅)よりも短い。このように、本実施形態において、厚さ方向Dt2は、第1の側壁85の最短の寸法を取得可能な方向である。
第1の接合端縁85cは、離間方向Daにおける第1の側壁85の一方の端に位置する、第1の側壁85の縁である。第1の接合端縁85cは、筐体31の外面41に接触するとともに、例えば溶接によって外面41に固定される。これにより、第1の側壁85は、筐体31に支持される。なお、第1の接合端縁85cは、筐体31に離間可能に接触しても良い。
第1の側壁85は、上壁83の下面83bから下方向(軸方向)に突出する。このため、第1の接合端縁85cは、筐体31の外面41と略平行に延び、外面41と線接触する。これにより、第1の側壁85が、筐体31に安定して支持される。
第1の接合端縁85cは、円筒状の外面41に沿った曲面状に形成されても良い。言い換えると、第1の接合端縁85cは、外面41に接触する各部分において、外面41と略等しい曲率半径を有しても良い。この場合、第1の接合端縁85cは、外面41に面接触する。また、この場合、外面41が合成ゴムのようなエラストマーで形成された曲面を有しても良い。
第1の当接端縁85dは、離間方向Daにおける第1の側壁85の他方の端に位置する、第1の側壁85の縁である。第1の当接端縁85dは、気液分離器34の外面75aに接触する。これにより、第1の側壁85は、気液分離器34に支持される。なお、第1の当接端縁85dは、気液分離器34に固定されても良い。
第1の当接端縁85dは、円筒状の外面75aに沿った曲面状に形成される。言い換えると、第1の当接端縁85dは、外面75aに接触する各部分において、外面75aと略等しい曲率半径を有する。このため、第1の当接端縁85dは、外面75aに面接触する。
図3に示すように、第1の側壁85に、第1の取付部85eが設けられる。第1の取付部85eは、例えば、第1の側壁85を貫通する孔であり、第1の内側面85a及び第1の外側面85bに開口する。なお、第1の取付部85eは、この例に限られない。
第2の側壁86は、長手方向Dlにおける下面83bの他方の端から、下方向に突出する。このため、第2の側壁86は、第1の側壁85から長手方向Dlに離間した位置に設けられる。第2の側壁86は、筐体31と気液分離器34との間で、離間方向Daに延びる。なお、第2の側壁86は、他の方向に延びても良い。
図4に示すように、第2の側壁86は、第2の内側面86aと、第2の外側面86bと、第2の接合端縁86cと、第2の当接端縁86dと、を有する。第2の当接端縁86dは、第3の曲面の一例である。
第2の内側面86aは、長手方向Dlに向く略平坦な面である。第1の内側面85aと第2の内側面86aとは、間隔を介して向かい合う。第2の外側面86bは、第2の内側面86aの反対側に位置し、長手方向Dlに向く略平坦な面である。なお、第2の内側面86a及び第2の外側面86bは、曲面であっても良いし、凹凸を有しても良い。
第2の側壁86の厚さ方向Dt3は、離間方向Daと交差(本実施形態では直交)し、且つ上壁83の厚さ方向Dt1と交差(本実施形態では直交)する方向に向く。本実施形態では、厚さ方向Dt3は、厚さ方向Dt2と一致する。なお、第2の側壁86の厚さ方向Dt3は、この例に限られず、例えば軸方向の成分を含んでも良い。
厚さ方向Dt3は、第2の内側面86aから第2の外側面86bに向かう方向、及び第2の外側面86bから第2の内側面86aに向かう方向、のうち少なくとも一方を含む。本実施形態では、第2の内側面86aと第2の外側面86bとの間の距離は、略一定である。このため、厚さ方向Dt3は、第2の内側面86a及び第2の外側面86bの法線方向でもある。また、第2の内側面86a及び第2の外側面86bは、厚さ方向Dt3に向く。
厚さ方向Dt3における第2の側壁86の長さ(厚さ)は、離間方向Daにおける第2の側壁86の長さよりも短い。また、厚さ方向Dt3における第2の側壁86の長さ(厚さ)は、軸方向における第2の側壁86の長さ(幅)よりも短い。このように、本実施形態において、厚さ方向Dt3は、第2の側壁86の最短の寸法を取得可能な方向である。
第2の接合端縁86cは、離間方向Daにおける第2の側壁86の一方の端に位置する、第2の側壁86の縁である。第2の接合端縁86cは、筐体31の外面41に接触するとともに、例えば溶接によって外面41に固定される。これにより、第2の側壁86は、筐体31に支持される。なお、第2の接合端縁86cは、筐体31に離間可能に接触しても良い。
第2の側壁86は、上壁83の下面83bから下方向(軸方向)に突出する。このため、第2の接合端縁86cは、筐体31の外面41と略平行に延び、外面41と線接触する。これにより、第2の側壁86が、筐体31に安定して支持される。
第1の接合端縁85c及び第2の接合端縁86cが溶接により外面41に固定されることで、ホルダ36が筐体31に取り付けられる。なお、ホルダ36は、接着のような他の方法によって筐体31に取り付けられても良い。
第2の接合端縁86cは、円筒状の外面41に沿った曲面状に形成されても良い。言い換えると、第2の接合端縁86cは、外面41に接触する各部分において、外面41と略等しい曲率半径を有しても良い。この場合、第2の接合端縁86cは、外面41に面接触する。また、この場合、外面41が合成ゴムのようなエラストマーで形成された曲面を有しても良い。
第2の当接端縁86dは、離間方向Daにおける第2の側壁86の他方の端に位置する、第2の側壁86の縁である。第2の当接端縁86dは、気液分離器34の外面75aに接触する。これにより、第2の側壁86は、気液分離器34に支持される。なお、第2の当接端縁86dは、気液分離器34に固定されても良い。
第2の当接端縁86dは、円筒状の外面75aに沿った曲面状に形成される。言い換えると、第2の当接端縁86dは、外面75aに接触する各部分において、外面75aと略等しい曲率半径を有する。このため、第2の当接端縁86dは、外面75aに面接触する。
第1の当接端縁85d及び第2の当接端縁86dは、エラストマーによって作られた緩衝材75の外面75aに接触する。これにより、金属部材同士の接触による騒音が生じることが抑制される。
図3に示すように、第2の側壁86に、第2の取付部86eが設けられる。第2の取付部86eは、例えば、第2の側壁86を貫通する孔であり、第2の内側面86a及び第2の外側面86bに開口する。なお、第2の取付部86eは、この例に限られない。
上壁83は、上方向における第1の側壁85の端と、上方向における第2の側壁86との間に設けられる。これにより、第1の側壁85と第2の側壁86とは、上壁83を介して互いに支持される。
図4に示すバンド37は、例えば、金属により形成される。バンド37は、気液分離器34の外面75aに巻き付けられる。これにより、金属部材同士の接触による騒音が生じることが抑制される。
バンド37の一方の端部は、第1の取付部85eに取り付けられる。バンド37の他方の端部は、第2の取付部86eに取り付けられる。これにより、ホルダ36は、気液分離器34に取り付けられる。なお、ホルダ36は、溶接又は接着のような他の方法により気液分離器34に取り付けられても良い。
圧縮機23が作動すると、モータ32のロータ52と、冷媒圧縮機構33内部のローリングピストンとが、中心軸Axまわりに回転し、第1及び第2のシリンダ61,62の内部で冷媒が圧縮される。その結果生じる圧力変動は、筐体31を中心軸Axまわりに回転させる加振力となる。
圧縮機23は大まかに、質量である筐体31と気液分離器34とが、ばねとして機能する吸入管35及びホルダ36を介して連結された構造となっている。このため、筐体31と気液分離器34とが相対的に変位するような複数の振動モードが存在する。当該振動モードは、例えば、気液分離器34が筐体31に対して大よそ中心軸Axの周方向又は長手方向Dlに捩れるような振動モードを含む。
本実施形態において、気液分離器34が筐体31に対して大よそ中心軸Axの周方向又は長手方向Dlに捩れるような振動モードの固有振動数は、圧縮機23の筐体31と気液分離器34とが相対的に変位する振動モードの固有振動数のうち、最も低い。このため、当該振動モードを最低次振動モードと称し、以下、最低次振動モードについて説明する。なお、圧縮機23の振動は、この例に限られない。
一般に、加振力の周波数が圧縮機23の有する振動モードの固有振動数に近いと、共振により圧縮機23の振動が増幅され、また騒音が発生する。上述のように、本実施形態の圧縮機23は、ツインロータリ圧縮機である。この場合の加振力は、ロータ52の回転数(運転周波数)の二倍の周波数に振幅の大きな成分が含まれ、高回転数で運転した場合には最低次振動モードの固有振動数に近づき共振増幅することがある。なお、加振力に含まれる周波数成分のうち、振幅の大きな成分は回転数の二倍に限られない。例えば、圧縮機23がシングルロータリ圧縮機の場合、ロータ52の回転数と等しい(一倍の)周波数成分の振幅が大きくなる。
圧縮機23における最低次振動モードの固有振動数は、ホルダ36の剛性や、気液分離器34の質量のような、種々の要因の影響を受ける。気液分離器34の質量を小さくすることで、最低次振動モードの固有振動数は上昇するが、気液分離器34の軽量化には設計上限界がある。一方、ホルダ36の剛性を高くすることで、最低次振動モードの固有振動数を効率的に上昇させることが可能となる。最低次振動モードの固有振動数が上昇すれば、高回転数での運転時の加振力に含まれる振幅の大きな周波数成分が最低次振動モードの固有振動数から離れ、共振による振動及び騒音の発生を抑制することが可能となる。
図4に矢印で示すように、最低次振動モードでは、気液分離器34が筐体31に対して、大よそ中心軸Axの周方向又は長手方向Dlに捩れる。このため、筐体31及び気液分離器34に支持されるホルダ36の第1の部分81及び第2の部分82に、例えば、筐体31に支持される位置を支点として周方向又は長手方向Dlに曲げられるような曲げモーメントが生じる。
第1の部分81と第2の部分82との間に、上壁83が設けられる。このため、第1の部分81と第2の部分82とは、上壁83を介して互いに支持され、曲げモーメントにより曲がることが抑制される。
さらに、上壁83は、厚さ方向Dt1が軸方向の成分を含み、軸方向の成分を含む方向に向く下面83bを有する。すなわち、上壁83は、周方向及び長手方向Dlに沿う広がりを持つ板状の部材である。このため、最低次振動モードに対する上壁83の断面二次モーメントは大きい。
また、最低次振動モードにより生じる曲げモーメントは、上壁83の下面83bと平行な方向(面内方向)の曲げモーメントである。このため、上壁83は、最低次振動モードにより生じる曲げモーメントにより曲がり難い。
また、上壁83の離間方向Daにおける長さは、軸方向における長さよりも長い。このため、上壁83と第1の部分81及び第2の部分82との接続部分が長くなる。一方で、第1の部分81及び第2の部分82のうち、上壁83に接続されず、片持ち梁のように曲げモーメントにより曲がり得る部分が短くなる。
例えば以上の理由により、最低次振動モードにおけるホルダ36の剛性が高くなる。なお、上述の説明は、最低次振動モードにおけるホルダ36の剛性向上についての例示的な説明である。最低次振動モードにおける本実施形態のホルダ36の剛性は、上述の説明と異なる理由により向上しても良い。
本実施形態では、最低次振動モードにおけるホルダ36の剛性の向上により、高回転数での運転時の加振力に含まれる振幅の大きな振動成分の周波数を、最低次振動モードの固有振動数よりも高く設定することが可能となる。従って、高回転数での運転時の加振力に含まれる振幅の大きな振動成分の周波数が最低次振動モードの固有振動数から離れ、圧縮機23に共振による振動の増幅及び騒音が生じることが抑制される。
以上説明された第1の実施形態に係る圧縮機23において、ホルダ36は、第1の部分81と、第2の部分82と、上壁83とを有する。第1の部分81は、筐体31及び気液分離器34に支持される。第2の部分82は、第1の部分81から中心軸Axと交差し且つ離間方向Daと交差する長手方向Dlに離間した位置で筐体31及び気液分離器34に支持される。上壁83は、第1の部分81と第2の部分82との間に設けられる。上壁83の厚さ方向Dt1は、中心軸Axに沿う軸方向の成分を含む。例えば、圧縮機23は、ロータ52が中心軸Axまわりに回転することで、気液分離器34が筐体31に対して大よそ中心軸Axの周方向に捩れるような振動モードで振動することがある。当該振動モードにおいて、筐体31及び気液分離器34から、第1の部分81及び第2の部分82に、大よそ中心軸Axの周方向の力が作用する。しかし、上壁83が、第1の部分81と第2の部分82との間に設けられる。これにより、第1の部分81と第2の部分82とが上壁83を介して互いに支持される。さらに、上壁83の厚さ方向Dt1が、軸方向の成分を含む。このため、上記振動モードに対する上壁83の断面二次モーメントが大きくなる。また、上記振動モードにおいて、第1の部分81及び第2の部分82の、上壁83に支持されず曲げモーメントを受ける部分が短くなる。以上により、上記振動モードに対するホルダ36の剛性が向上し、ひいては上記振動モードの固有振動数が上昇する。従って、上記振動モードにおいて共振が生じることが抑制され、圧縮機23の振動及び騒音が低減される。
上壁83は、当該上壁83の厚さ方向Dt1に向く下面83bを有する。第1の部分81は、下面83bから突出するとともに筐体31と気液分離器34との間で延びる第1の側壁85を有する。これにより、上壁83と第1の部分81との接続部分が、第1の側壁85が延びる方向に延びる。従って、上記振動モードにおいて、第1の部分81の、上壁83に支持されず曲げモーメントを受ける部分が短くなり、上記振動モードに対するホルダ36の剛性が向上する。さらに、筐体31及び気液分離器34と、第1の側壁85と、の間の接触部分又は接合部分が、第1の側壁85が突出する方向に延びる。従って、第1の側壁85が突出する方向において第1の部分81に作用する力が分散され、ホルダ36の剛性が向上する。
第2の部分82は、下面83bから突出するとともに筐体31と気液分離器34との間で延びる第2の側壁86を有する。これにより、上壁83と第2の部分82との接続部分が、第2の側壁86が延びる方向に延びる。従って、上記振動モードにおいて、第2の部分82の、上壁83に支持されず曲げモーメントを受ける部分が短くなり、上記振動モードに対するホルダ36の剛性が向上する。さらに、筐体31及び気液分離器34と、第2の側壁86と、の間の接触部分又は接合部分が、第2の側壁86が突出する方向に延びる。従って、第2の側壁86が突出する方向において第2の部分82に作用する力が分散され、ホルダ36の剛性が向上する。
第1の側壁85及び第2の側壁86が、筐体31及び気液分離器34のうち少なくとも一方に固定される。これにより、ホルダ36が筐体31及び気液分離器34から脱落することが抑制される。また、第1の側壁85及び第2の側壁86と、筐体31及び気液分離器34のうち少なくとも一方と、が固定される部分が、第1の側壁85及び第2の側壁86が突出する方向に延びる。これにより、第1の部分81及び第2の部分82に作用する力が分散され、ホルダ36の剛性が向上する。
上壁83は、筐体31の外面41に面するとともに、当該外面41から離間した第1の縁83cを有する。これにより、例えば寸法公差によって、第1の部分81及び第2の部分82と異なる部分でホルダ36が筐体31に支持されることが抑制される。
上壁83は、気液分離器34の外面75aに面するとともに、当該外面75aから離間した第2の縁83dを有する。これにより、例えば寸法公差によって、第1の部分81及び第2の部分82と異なる部分でホルダ36が気液分離器34に支持されることが抑制される。
外面75aは、エラストマーを含むとともに円筒状に形成された曲面を有する。第1の部分81は、当該外面75aに接触するとともに当該外面75aに沿った曲面状の第1の当接端縁85dを有する。第2の部分82は、当該外面75aに接触するとともに当該外面75aに沿った曲面状の第2の当接端縁86dを有する。これにより、第1の部分81及び第2の部分82がエラストマーを含む外面75aを損傷させることが抑制される。
上壁83の厚さ方向Dt1は、軸方向と一致する。これにより、上記振動モードに対する上壁83の断面二次モーメントが、上壁83の厚さ方向Dt1と軸方向とが異なる場合よりも大きくなる。従って、上記振動モードに対するホルダ36の剛性が向上する。
(第2の実施形態)
以下に、第2の実施形態について、図5を参照して説明する。なお、以下の複数の実施形態の説明において、既に説明された構成要素と同様の機能を持つ構成要素は、当該既述の構成要素と同じ符号が付され、さらに説明が省略される場合がある。また、同じ符号が付された複数の構成要素は、全ての機能及び性質が共通するとは限らず、各実施形態に応じた異なる機能及び性質を有していても良い。
図5は、第2の実施形態に係る圧縮機23を示す例示的な平面図である。図5に示すように、第2の実施形態の第1の側壁85は、第1の実施形態の第1の当接端縁85dの代わりに、第1の曲部85fを有する。
第1の曲部85fは、第1の接合端縁85cの反対側に位置し、第2の側壁86から遠ざかる方向に曲げられた第1の側壁85の一部である。第1の曲部85fは、気液分離器34の外面75aに線接触する。第1の曲部85fのうち、外面75aに接触する部分は、曲面状に形成される。このため、緩衝材75の外面75aが損傷することが抑制される。
第2の実施形態の第2の側壁86は、第1の実施形態の第2の当接端縁86dの代わりに、第2の曲部86fを有する。第2の曲部86fは、第2の接合端縁86cの反対側に位置し、第1の側壁85から遠ざかる方向に曲げられた第2の側壁86の一部である。第2の曲部86fは、気液分離器34の外面75aに線接触する。しかし、第2の曲部86fのうち、外面75aに接触する部分は、曲面状に形成される。このため、緩衝材75の外面75aが損傷することが抑制される。
バンド37は、締結端部37aと、引掛端部37bとを有する。締結端部37aは、バンド37の一方の端部である。締結端部37aは、例えば、ボルト101及びナット102により、第1の曲部85fに取り付けられる。また、引掛端部37bは、バンド37の他方の端部である。引掛端部37bは、例えば、第2の曲部86fに設けられた孔又は切欠きに引っ掛けられ、第2の曲部86fに取り付けられる。
以上説明された第2の実施形態の圧縮機23において、第1の側壁85は、第1の曲部85fにおいて気液分離器34に支持される。また、第2の側壁86は、第2の曲部86fにおいて気液分離器34に支持される。このように、第1の部分81及び第2の部分82が気液分離器34に支持される部分は、第1の側壁85及び第2の側壁86の縁と異なる部分であっても良い。なお、第1の部分81及び第2の部分82が筐体31に支持される部分も、第1の側壁85及び第2の側壁86の縁と異なる部分であっても良い。
(第3の実施形態)
以下に、第3の実施形態について、図6及び図7を参照して説明する。図6は、第3の実施形態に係る圧縮機23を示す例示的な平面図である。図7は、第3の実施形態のホルダ36を示す例示的な斜視図である。
図7に示すように、第3の実施形態のホルダ36は、離間方向Da及び長手方向Dl(水平方向)に広がる金属の板である。図6に示すように、ホルダ36は、筐体31と気液分離器34との間に位置する。第3の実施形態のホルダ36は、第1の部分121、第2の部分122、及び壁部分123を有する。壁部分123は、第1の壁の一例である。
第1の部分121は、長手方向Dlにおけるホルダ36の一方の端部に位置し、大よそ離間方向Daに延びる、ホルダ36の一部である。図6は、第1の部分121を二点鎖線で模式的に示す。
離間方向Daにおける第1の部分121の一方の端部121aは、筐体31の外面41に接触する。また、離間方向Daにおける第1の部分121の他方の端部121bは、気液分離器34の外面71に接触する。これにより、第1の部分121は、筐体31及び気液分離器34に支持される。
第2の部分122は、長手方向Dlにおけるホルダ36の他方の端部に位置し、大よそ離間方向Daに延びる、ホルダ36の一部である。このため、第2の部分122は、第1の部分121から長手方向Dlに離間している。図6は、第2の部分122を二点鎖線で模式的に示す。
離間方向Daにおける第2の部分122の一方の端部122aは、筐体31の外面41に接触する。また、離間方向Daにおける第2の部分122の他方の端部122bは、気液分離器34の外面71に接触する。これにより、第2の部分122は、筐体31及び気液分離器34に支持される。
壁部分123は、第1の部分121と第2の部分122との間に設けられた、ホルダ36の一部である。壁部分123は、第1の部分121及び第2の部分122と、長手方向Dlに連続している。
壁部分123の厚さ方向Dt1は、軸方向の成分を含む。例えば、厚さ方向Dt1は、軸方向と一致する。また、第3の実施形態では、第1の部分121及び第2の部分122の厚さ方向も、軸方向の成分を含み、軸方向と一致する。
図7に示すように、壁部分123は、上面123aと、下面123bと、第1の縁123cと、第2の縁123dとを有する。上面123aは、上方向(軸方向)に向く略平坦な面である。下面123bは、上面123aの反対側で壁部分123に設けられ、下方向(軸方向)に向く略平坦な面である。
図6に示すように、第1の縁123cは、離間方向Daにおける壁部分123の一方の端に位置し、筐体31の外面41に面する。第1の縁123cは、外面41に沿った円弧状に形成され、外面41に接触する。
第1の縁123cは、第1の部分121の端部121a及び第2の部分122の端部122aと連続する。第1の縁123c、第1の部分121の端部121a、及び第2の部分122の端部122aは、筐体31の外面41に、例えば溶接により固定される。
第2の縁123dは、離間方向Daにおける壁部分123の他方の端に位置し、気液分離器34の外面71に面する。第2の縁123dは、外面71に沿った円弧状に形成され、外面71に接触する。
第2の縁123dは、第1の部分121の端部121b及び第2の部分122の端部122bと連続する。第2の縁123d、第1の部分121の端部121b、及び第2の部分122の端部122bは、気液分離器34の外面71に、例えば溶接により固定される。
ホルダ36において、上面123aの面積は、第1の縁123cよりも広く、且つ第2の縁123dよりも広い。また、下面123bの面積は、第1の縁123cよりも広く、且つ第2の縁123dよりも広い。
以上説明された第3の実施形態の圧縮機23において、壁部分123の厚さ方向Dt1は、軸方向の成分を有する。このため、第1の実施形態と同じく、ホルダ36の剛性が向上し、ひいては最低次振動モードの固有振動数が上昇する。従って、上記振動モードにおいて共振を生じることが抑制され、圧縮機23の振動及び騒音が低減される。すなわち、ホルダ36の形状は、第1の実施形態の略U字形状に限られず、第3の実施形態の一つの板であっても良いし、他の形状であっても良い。
以上の複数の実施形態において、圧縮機23は、空調装置10に含まれる。しかし、圧縮機23はこの例に限らず、空調装置10と異なる装置に含まれても良いし、単独で利用されても良い。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
以下に、出願当初の特許請求の範囲の内容を付記する。
[1]
筐体と、
前記筐体の内部に収容されるとともに回転中心まわりに回転可能な回転部品と、
前記回転中心と交差する第1の方向に前記筐体から離間した気液分離器と、
前記筐体と前記気液分離器との間に位置し、前記筐体及び前記気液分離器に取り付けられ、
前記筐体及び前記気液分離器に支持される第1の部分と、
前記第1の部分から前記回転中心と交差し且つ前記第1の方向と交差する第2の方向に離間した位置で前記筐体及び前記気液分離器に支持される第2の部分と、
前記第1の部分と前記第2の部分との間に設けられるとともに厚さ方向が前記回転中心に沿う第3の方向の成分を含む第1の壁と、
を有する、保持部材と、
を具備する圧縮機。
[2]
前記第1の壁は、当該第1の壁の厚さ方向に向く表面を有し、
前記第1の部分は、前記表面から突出するとともに前記筐体と前記気液分離器との間で延びる第2の壁を有する、
[1]の圧縮機。
[3]
前記第2の部分は、前記表面から突出するとともに前記筐体と前記気液分離器との間で延びる第3の壁を有する、[2]の圧縮機。
[4]
前記第2の壁及び前記第3の壁が、前記筐体及び前記気液分離器のうち少なくとも一方に固定される、[3]の圧縮機。
[5]
前記筐体は、第1の外面を有し、
前記第1の壁は、前記第1の外面に面するとともに前記第1の外面から離間した第1の縁を有する、
[1]乃至[4]のいずれか一つの圧縮機。
[6]
前記気液分離器は、第2の外面を有し、
前記第1の壁は、前記第2の外面に面するとともに前記第2の外面から離間した第2の縁を有する、
[5]の圧縮機。
[7]
前記第1の外面及び前記第2の外面のうち一方は、エラストマーを含むとともに円筒状に形成された第1の曲面を有し、
前記第1の部分は、前記第1の曲面に接触するとともに前記第1の曲面に沿った第2の曲面を有し、
前記第2の部分は、前記第1の曲面に接触するとともに前記第1の曲面に沿った第3の曲面を有する、
[6]の圧縮機。
[8]
前記第1の壁の厚さ方向は、前記第3の方向と一致する、[1]乃至[7]のいずれか一つの圧縮機。
[9]
筐体と、
前記筐体の内部に収容されるとともに回転中心まわりに回転可能な回転部品と、
前記回転中心の径方向に前記筐体から離間した気液分離器と、
前記筐体と前記気液分離器との間に位置し、前記筐体及び前記気液分離器に取り付けられ、
第1の壁と、
前記第1の壁に設けられ、前記回転中心の軸方向の成分を含む方向に向く、表面と、
前記表面から突出し、前記筐体及び前記気液分離器に支持される、第2の壁と、
前記表面から突出し、前記第2の壁から前記軸方向と交差し且つ前記径方向と交差する方向に離間した位置で前記筐体及び前記気液分離器に支持される、第3の壁と、
を有する保持部材と、
を具備する圧縮機。
[10]
[1]乃至[9]のいずれか一つの圧縮機と、
前記圧縮機により供給される冷媒により熱交換を行う熱交換器と、
を具備する空調装置。
10…空調装置、22…第2の熱交換器、23…圧縮機、31…筐体、34…気液分離器、36…ホルダ、41…外面、52…ロータ、71…外面、75a…外面、81…第1の部分、82…第2の部分、83…上壁、83b…下面、83c…第1の縁、83d…第2の縁、85…第1の側壁、85d…第1の当接端縁、86…第2の側壁、86d…第2の当接端縁、121…第1の部分、122…第2の部分、123…壁部分、Ax…中心軸、Da…離間方向、Dt1…厚さ方向、Dl…長手方向。

Claims (9)

  1. 筐体と、
    前記筐体の内部に収容されるとともに回転中心まわりに回転可能な回転部品と、
    前記回転中心と交差する第1の方向に前記筐体から離間した気液分離器と、
    前記筐体と前記気液分離器との間に位置し、前記筐体及び前記気液分離器に取り付けられ、
    前記筐体及び前記気液分離器に支持される第1の部分と、
    前記第1の部分から前記回転中心と交差し且つ前記第1の方向と交差する第2の方向に離間した位置で前記筐体及び前記気液分離器に支持される第2の部分と、
    前記第1の部分と前記第2の部分との間に設けられるとともに厚さ方向が前記回転中心に沿う第3の方向の成分を含む第1の壁と、
    を有する、保持部材と、
    を具備し、
    前記第1の壁は、当該第1の壁の厚さ方向に向く表面を有し、
    前記第1の部分は、前記表面から前記第3の方向に突出するとともに前記筐体と前記気液分離器との間で延びる第2の壁を有し、
    前記第2の部分は、前記表面から前記第3の方向に突出するとともに前記筐体と前記気液分離器との間で延びる第3の壁を有し、
    前記筐体は、第1の外面を有し、
    前記気液分離器は、第2の外面を有し、
    前記第1の外面及び前記第2の外面のうち一方は、エラストマーを含むとともに円筒状に形成された曲面を有し、
    前記第1の方向における前記第2の壁の一方の端に位置する当該第2の壁の端縁は、前記曲面に接触するとともに前記曲面に沿った曲面状に形成され、
    前記第1の方向における前記第3の壁の一方の端に位置する当該第3の壁の端縁は、前記曲面に接触するとともに前記曲面に沿った曲面状に形成される、
    圧縮機。
  2. 前記曲面に巻きつけられたバンドをさらに有し、
    前記第2の壁は、前記バンドの一方の端部が取り付けられる第1の取付部を有し、
    前記第3の壁は、前記バンドの他方の端部が取り付けられる第2の取付部を有する、
    請求項1の圧縮機。
  3. 前記第1の方向における前記第2の壁の他方の端に位置する当該第2の壁の端縁は、前記第1の外面及び前記第2の外面のうち他方に固定され、
    前記第1の方向における前記第3の壁の他方の端に位置する当該第3の壁の端縁は、前記第1の外面及び前記第2の外面のうち他方に固定される、
    請求項1又は請求項2の圧縮機。
  4. 前記第1の壁は、前記曲面に面するとともに前記曲面から離間した円弧状の第1の縁を有する、
    請求項1乃至請求項3のいずれか一つの圧縮機。
  5. 前記第2の方向における前記第1の縁の両端は、前記第1の方向における前記第2の壁の一方の端に位置する当該第2の壁の端縁から前記第1の方向に離間しており、且つ前記第1の方向における前記第3の壁の一方の端に位置する当該第3の壁の端縁から前記第1の方向に離間している、
    請求項4の圧縮機。
  6. 前記第1の外面及び前記第2の外面のうち他方は、円筒状に形成され、
    前記第1の壁は、前記第1の外面及び前記第2の外面のうち他方に面するとともに前記第2の外面から離間した円弧状の第2の縁を有する、
    請求項4又は請求項5の圧縮機。
  7. 前記第2の縁の曲率半径は、前記第1の外面及び前記第2の外面のうち他方の曲率半径よりも小さい、
    請求項6の圧縮機。
  8. 前記第1の壁の厚さ方向は、前記第3の方向と一致する、請求項1乃至請求項7のいずれか一つの圧縮機。
  9. 請求項1乃至請求項8のいずれか一つの圧縮機と、
    前記圧縮機により供給される冷媒により熱交換を行う熱交換器と、
    を具備する空調装置。
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