JPH10197081A - リニア圧縮機およびリニア圧縮機を用いた冷凍装置 - Google Patents
リニア圧縮機およびリニア圧縮機を用いた冷凍装置Info
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- JPH10197081A JPH10197081A JP92197A JP92197A JPH10197081A JP H10197081 A JPH10197081 A JP H10197081A JP 92197 A JP92197 A JP 92197A JP 92197 A JP92197 A JP 92197A JP H10197081 A JPH10197081 A JP H10197081A
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- refrigerant
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- linear compressor
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/001—Gas cycle refrigeration machines with a linear configuration or a linear motor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/07—Details of compressors or related parts
- F25B2400/073—Linear compressors
Landscapes
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
- Compressor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来のリニア圧縮機においては、ヒ゜ストンが一対の
ハ゛ネ手段の外側に配置されているため、ハ゛ネ手段の加工誤
差や組立誤差等によるヒ゜ストンの径方向変位が大きくなる
ことにより、ヒ゜ストンとシリンタ゛が摺動して摩耗や損失が増大
する。 【解決手段】 本発明においては、ヒ゜ストンが一対のハ゛ネ手
段の間に配置されるように構成した。これによって、ヒ゜
ストンの径方向変位を低減でき、かつ圧縮機全体を小型化
することが可能となった。
ハ゛ネ手段の外側に配置されているため、ハ゛ネ手段の加工誤
差や組立誤差等によるヒ゜ストンの径方向変位が大きくなる
ことにより、ヒ゜ストンとシリンタ゛が摺動して摩耗や損失が増大
する。 【解決手段】 本発明においては、ヒ゜ストンが一対のハ゛ネ手
段の間に配置されるように構成した。これによって、ヒ゜
ストンの径方向変位を低減でき、かつ圧縮機全体を小型化
することが可能となった。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、空調機や冷蔵庫等
の冷凍装置および該冷凍装置に用いられるリニア圧縮機に
関するものである。
の冷凍装置および該冷凍装置に用いられるリニア圧縮機に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4は、例えば特開平59−17357
4号公報に示された従来のリニア圧縮機の概略構成を示す
断面図である。図において、1は鉄心2に固定して取り
付けられた永久磁石で、鉄心2とともにリニアモータ固定子3
を形成している。4は永久磁石1と鉄心2の間に所定の
間隙を持って配置されたリニアモータ可動子で、コイル5とコイル5
を支承するコイル支持部材6から構成される。リニアモータ7
は、上記リニアモータ固定子3と上記リニアモータ可動子4から構成
される。8はリニアモータ可動子4と一体に取り付けられ、ヒ゜
ストン9を支持するヒ゜ストン支持部材、10は鉄心2に固定し
て取り付けられたシリンタ゛で、ヒ゜ストン9はシリンタ゛10内で往
復動可能に配置されている。11は鉄心2とコイル支持部
材6間に挿入されたハ゛ネ手段である。12はシリンタ゛10の
上部に取り付けられ、吸入室13と吐出室14を内部に
備えたマフラー、15はヒ゜ストン9およびシリンタ゛10によって区
画形成された圧縮室、16はシリンタ゛10の上部に取り付
けられた吸入弁、17はシリンタ゛10の上部に取り付けれ
た吐出弁、18はマフラー12に取り付けられ、吸入室13
に開口する吸入管、19はマフラー12に取り付けられ、吐出
室14に開口する吐出管である。
4号公報に示された従来のリニア圧縮機の概略構成を示す
断面図である。図において、1は鉄心2に固定して取り
付けられた永久磁石で、鉄心2とともにリニアモータ固定子3
を形成している。4は永久磁石1と鉄心2の間に所定の
間隙を持って配置されたリニアモータ可動子で、コイル5とコイル5
を支承するコイル支持部材6から構成される。リニアモータ7
は、上記リニアモータ固定子3と上記リニアモータ可動子4から構成
される。8はリニアモータ可動子4と一体に取り付けられ、ヒ゜
ストン9を支持するヒ゜ストン支持部材、10は鉄心2に固定し
て取り付けられたシリンタ゛で、ヒ゜ストン9はシリンタ゛10内で往
復動可能に配置されている。11は鉄心2とコイル支持部
材6間に挿入されたハ゛ネ手段である。12はシリンタ゛10の
上部に取り付けられ、吸入室13と吐出室14を内部に
備えたマフラー、15はヒ゜ストン9およびシリンタ゛10によって区
画形成された圧縮室、16はシリンタ゛10の上部に取り付
けられた吸入弁、17はシリンタ゛10の上部に取り付けれ
た吐出弁、18はマフラー12に取り付けられ、吸入室13
に開口する吸入管、19はマフラー12に取り付けられ、吐出
室14に開口する吐出管である。
【0003】以下、本実施例の動作について説明する。
コイル5に所定周波数の交流電流が通電されると、この通
電によって、永久磁石1により発生する磁界との作用に
より、ヒ゜ストン9がハ゛ネ手段11を軸方向に変形させなが
ら、往復動を行う。ヒ゜ストン9が下方に移動するときは、
吸入弁16が開いて、吸入管18から吸入室13を経て
冷媒カ゛スが圧縮室15内に取り込まれる。次にヒ゜ストン9が
上方に移動すると、圧縮室15内の容積が減じられるこ
とにより、圧縮室15内の圧力が増加する。圧縮室15
内の圧力が徐々に増加し、吐出室14内の圧力を超える
と、吐出弁17が開いて圧縮室15より吐出室14を経
て冷媒カ゛スが吐出管19より、冷凍サイクルへ吐出される。
コイル5に所定周波数の交流電流が通電されると、この通
電によって、永久磁石1により発生する磁界との作用に
より、ヒ゜ストン9がハ゛ネ手段11を軸方向に変形させなが
ら、往復動を行う。ヒ゜ストン9が下方に移動するときは、
吸入弁16が開いて、吸入管18から吸入室13を経て
冷媒カ゛スが圧縮室15内に取り込まれる。次にヒ゜ストン9が
上方に移動すると、圧縮室15内の容積が減じられるこ
とにより、圧縮室15内の圧力が増加する。圧縮室15
内の圧力が徐々に増加し、吐出室14内の圧力を超える
と、吐出弁17が開いて圧縮室15より吐出室14を経
て冷媒カ゛スが吐出管19より、冷凍サイクルへ吐出される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ものでは、ヒ゜ストン9を支持するためにハ゛ネ手段11にコイル
状のハ゛ネを用いているため、径方向の剛性が低く、加工
誤差や組立誤差等によりヒ゜ストン9が径方向に変位して
も、この変位を規制することができない。このため、ヒ゜
ストン9がシリンタ゛10に接触することにより、摺動に伴う摩
耗の増大や損失が発生するという問題があった。また、
接触を回避するため、ヒ゜ストン9とシリンタ゛10間のすきまを
大きくすると、漏れが増大して性能が低下するという問
題があった。上記課題を回避する方法として、スターリンク゛
冷凍機用のリニア圧縮機に対して考案されたものがある(実
開平5−27563号公報に記載)。図5に、実開平5
−27563号公報に示されているスターリンク゛冷凍機のリニア
圧縮機部のみの断面図を示す。以下、図5をもとにこの
考案例を説明する。図において、2はケーシンク゛20の内側
に固定して取り付けられた鉄心、1は鉄心2に取り付け
られた永久磁石で、鉄心2とともにリニアモータ固定子3を形
成している。4は永久磁石1と鉄心2の間に所定の間隙
を持って配置されたリニアモータ可動子で、コイル5とコイル5を支
承するコイル支持部材6から構成される。リニアモータ7は、上
記リニアモータ固定子3と上記リニアモータ可動子4から構成され
る。10はケーシンク゛20の上部に固定して取り付けられた
シリンタ゛、8はリニアモータ可動子4と一体に取り付けられ、ヒ゜ス
トン9を支持するヒ゜ストン支持部で、ヒ゜ストン9はシリンタ゛10内
で往復動可能に配置されている。可動体21は、ヒ゜ストン
9、ヒ゜ストン支持部8およびリニアモータ可動子4から構成され
る。11a、11bはケーシンク゛20とヒ゜ストン支持部8との
間に取り付けられ、可動体21をケーシンク゛20に対して弾
性支持する第1のハ゛ネ手段および第2のハ゛ネ手段である。
15はヒ゜ストン9およびシリンタ゛10によって区画形成された
圧縮室、22は圧縮室15と、カ゛スを膨張させて外部か
ら熱を吸収するための膨張器(図示しない)とを連通す
る連結管である。
ものでは、ヒ゜ストン9を支持するためにハ゛ネ手段11にコイル
状のハ゛ネを用いているため、径方向の剛性が低く、加工
誤差や組立誤差等によりヒ゜ストン9が径方向に変位して
も、この変位を規制することができない。このため、ヒ゜
ストン9がシリンタ゛10に接触することにより、摺動に伴う摩
耗の増大や損失が発生するという問題があった。また、
接触を回避するため、ヒ゜ストン9とシリンタ゛10間のすきまを
大きくすると、漏れが増大して性能が低下するという問
題があった。上記課題を回避する方法として、スターリンク゛
冷凍機用のリニア圧縮機に対して考案されたものがある(実
開平5−27563号公報に記載)。図5に、実開平5
−27563号公報に示されているスターリンク゛冷凍機のリニア
圧縮機部のみの断面図を示す。以下、図5をもとにこの
考案例を説明する。図において、2はケーシンク゛20の内側
に固定して取り付けられた鉄心、1は鉄心2に取り付け
られた永久磁石で、鉄心2とともにリニアモータ固定子3を形
成している。4は永久磁石1と鉄心2の間に所定の間隙
を持って配置されたリニアモータ可動子で、コイル5とコイル5を支
承するコイル支持部材6から構成される。リニアモータ7は、上
記リニアモータ固定子3と上記リニアモータ可動子4から構成され
る。10はケーシンク゛20の上部に固定して取り付けられた
シリンタ゛、8はリニアモータ可動子4と一体に取り付けられ、ヒ゜ス
トン9を支持するヒ゜ストン支持部で、ヒ゜ストン9はシリンタ゛10内
で往復動可能に配置されている。可動体21は、ヒ゜ストン
9、ヒ゜ストン支持部8およびリニアモータ可動子4から構成され
る。11a、11bはケーシンク゛20とヒ゜ストン支持部8との
間に取り付けられ、可動体21をケーシンク゛20に対して弾
性支持する第1のハ゛ネ手段および第2のハ゛ネ手段である。
15はヒ゜ストン9およびシリンタ゛10によって区画形成された
圧縮室、22は圧縮室15と、カ゛スを膨張させて外部か
ら熱を吸収するための膨張器(図示しない)とを連通す
る連結管である。
【0005】上記実開平5−27563号公報記載のリニ
ア圧縮機の動作は、特開平59−173574号公報のリ
ニア圧縮機の動作と同様で、コイル5に所定周波数の交流電
流が通電されると、この通電によって、永久磁石1によ
り発生する磁界との作用により、ヒ゜ストン9がハ゛ネ手段11
a、11bを軸方向に変形させながら、往復動を行う。
ただし、ヒ゜ストン9は圧縮室15内のカ゛スに圧力変化を与え
るためのもので、連結管22を介して膨張器(図示しな
い)にカ゛スを供給する役目を持つ。上記のように構成され
た圧縮機においては、ハ゛ネ手段11a、11bとして板ハ
゛ネを用い、かつリニアモータ7の外側にハ゛ネ手段11a、11
bを配置しているため、特開平59−173574号公
報のリニア圧縮機よりもヒ゜ストン9は径方向に対して変位しに
いという利点を持つ。
ア圧縮機の動作は、特開平59−173574号公報のリ
ニア圧縮機の動作と同様で、コイル5に所定周波数の交流電
流が通電されると、この通電によって、永久磁石1によ
り発生する磁界との作用により、ヒ゜ストン9がハ゛ネ手段11
a、11bを軸方向に変形させながら、往復動を行う。
ただし、ヒ゜ストン9は圧縮室15内のカ゛スに圧力変化を与え
るためのもので、連結管22を介して膨張器(図示しな
い)にカ゛スを供給する役目を持つ。上記のように構成され
た圧縮機においては、ハ゛ネ手段11a、11bとして板ハ
゛ネを用い、かつリニアモータ7の外側にハ゛ネ手段11a、11
bを配置しているため、特開平59−173574号公
報のリニア圧縮機よりもヒ゜ストン9は径方向に対して変位しに
いという利点を持つ。
【0006】しかしながら、上記実開平5−27563
号公報記載のリニア圧縮機においては、ヒ゜ストンが一対のハ゛ネ
手段11a、11bの外側に配置されているため、板ハ゛
ネの加工誤差や組立誤差等によるヒ゜ストン9の径方向変位を
十分に抑えることができない。この動作を図6にもとづ
いて説明する。図6において、31a、31bはそれぞ
れ第1のハ゛ネ手段11aおよび第2のハ゛ネ手段11bの軸
方向変位前の状態、32a、32bはそれぞれ第1のハ゛
ネ手段11aおよび第2のハ゛ネ手段11bの軸方向変位前
のハ゛ネ中心を示す。今、可動体21が軸方向に変位する
際、板ハ゛ネの加工誤差および組立誤差等により、第2のハ
゛ネ手段11bのハ゛ネ中心32bが34bに径方向にδ1
変位して移動したとする。そうすると、可動体21は第
1のハ゛ネ手段11aの軸方向変位後のハ゛ネ中心34aと第
2のハ゛ネ手段11bの軸方向変位後のハ゛ネ中心34bを結
ぶ直線35に沿って移動する。ここで、ヒ゜ストン9はハ゛ネ手
段11a,11bの外側に位置しているため、ヒ゜ストン中
心9aの径方向変位δ2(第1のハ゛ネ手段11aの軸方向
変位前のハ゛ネ中心32aと第2のハ゛ネ手段11bの軸方向
変位前のハ゛ネ中心32bを結ぶ直線36とヒ゜ストン中心9a
間の距離)は、第2のハ゛ネ手段11bのハ゛ネ中心の径方向
変位δ1よりも大きくなる。このため、ヒ゜ストン9とシリンタ゛
10を接触させないためには、ヒ゜ストン9とシリンタ゛10間の
すきまを十分には低減できないという課題があった。ま
た、上記考案においては、ヒ゜ストン9が一対のハ゛ネ手段11
a、11bの外側に位置することにより、可動部が軸方
向に長くなってしまい、小型化を図ることが困難である
という課題があった。
号公報記載のリニア圧縮機においては、ヒ゜ストンが一対のハ゛ネ
手段11a、11bの外側に配置されているため、板ハ゛
ネの加工誤差や組立誤差等によるヒ゜ストン9の径方向変位を
十分に抑えることができない。この動作を図6にもとづ
いて説明する。図6において、31a、31bはそれぞ
れ第1のハ゛ネ手段11aおよび第2のハ゛ネ手段11bの軸
方向変位前の状態、32a、32bはそれぞれ第1のハ゛
ネ手段11aおよび第2のハ゛ネ手段11bの軸方向変位前
のハ゛ネ中心を示す。今、可動体21が軸方向に変位する
際、板ハ゛ネの加工誤差および組立誤差等により、第2のハ
゛ネ手段11bのハ゛ネ中心32bが34bに径方向にδ1
変位して移動したとする。そうすると、可動体21は第
1のハ゛ネ手段11aの軸方向変位後のハ゛ネ中心34aと第
2のハ゛ネ手段11bの軸方向変位後のハ゛ネ中心34bを結
ぶ直線35に沿って移動する。ここで、ヒ゜ストン9はハ゛ネ手
段11a,11bの外側に位置しているため、ヒ゜ストン中
心9aの径方向変位δ2(第1のハ゛ネ手段11aの軸方向
変位前のハ゛ネ中心32aと第2のハ゛ネ手段11bの軸方向
変位前のハ゛ネ中心32bを結ぶ直線36とヒ゜ストン中心9a
間の距離)は、第2のハ゛ネ手段11bのハ゛ネ中心の径方向
変位δ1よりも大きくなる。このため、ヒ゜ストン9とシリンタ゛
10を接触させないためには、ヒ゜ストン9とシリンタ゛10間の
すきまを十分には低減できないという課題があった。ま
た、上記考案においては、ヒ゜ストン9が一対のハ゛ネ手段11
a、11bの外側に位置することにより、可動部が軸方
向に長くなってしまい、小型化を図ることが困難である
という課題があった。
【0007】本発明はこれらの点に鑑みてなされたもの
であって、ヒ゜ストン9の径方向への変位を低減することに
より、ヒ゜ストン9とシリンタ゛10間のすきまを小さくしてもヒ゜
ストン9がシリンタ゛10に接触しない、即ち、圧縮室のガス漏
れを小さくでき、かつ、摺動に伴う磨耗や損失の増大の
ない、また、小型化でき、また、冷媒としてハイト゛ロフルオロカ
ーホ゛ン系冷媒を用いることのでき、さらに、信頼性および
効率の高いリニア圧縮機を得ること、および、それを用い
た信頼性および効率の高い冷凍装置を得ることを目的と
する。
であって、ヒ゜ストン9の径方向への変位を低減することに
より、ヒ゜ストン9とシリンタ゛10間のすきまを小さくしてもヒ゜
ストン9がシリンタ゛10に接触しない、即ち、圧縮室のガス漏
れを小さくでき、かつ、摺動に伴う磨耗や損失の増大の
ない、また、小型化でき、また、冷媒としてハイト゛ロフルオロカ
ーホ゛ン系冷媒を用いることのでき、さらに、信頼性および
効率の高いリニア圧縮機を得ること、および、それを用い
た信頼性および効率の高い冷凍装置を得ることを目的と
する。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明の第1の発明に
係わるリニア圧縮機は、ヒ゜ストンが一対のハ゛ネ手段の間に軸方
向に配設されるようにしたものである。
係わるリニア圧縮機は、ヒ゜ストンが一対のハ゛ネ手段の間に軸方
向に配設されるようにしたものである。
【0009】また、この発明の第2の発明に係わるリニア
圧縮機は、第1の発明のリニア圧縮機において、ハ゛ネ手段を
板ハ゛ネを軸方向に複数重ね合わせて構成したものであ
る。
圧縮機は、第1の発明のリニア圧縮機において、ハ゛ネ手段を
板ハ゛ネを軸方向に複数重ね合わせて構成したものであ
る。
【0010】この発明の第3の発明に係わる冷凍装置
は、圧縮機として第1の発明のリニア圧縮機を用い、冷凍
機油を用いないように構成したものである。
は、圧縮機として第1の発明のリニア圧縮機を用い、冷凍
機油を用いないように構成したものである。
【0011】この発明の第4の発明に係わる冷凍装置
は、第3の発明において、冷媒としてハイト゛ロフルオロカーホ゛ン系
冷媒を用いたものである。
は、第3の発明において、冷媒としてハイト゛ロフルオロカーホ゛ン系
冷媒を用いたものである。
【0012】
実施の形態1.以下、実施の形態1について図面に基づ
いて説明する。図1は、この発明の一実施例によるリニア
圧縮機を示す断面図である。図において、41はケーシンク゛
20内に振動を吸収するための支持ハ゛ネ42により支持
された圧縮機本体である。圧縮機本体41は以下の構成
となっている。シリンタ゛10が支持枠43の上端に固定し
て設けられており、シリンタ゛10は円筒部10aと、円筒
部10aの上端に配置された円盤部10bと、該円盤部
10bに複数個設けられた孔部10cから形成されてい
る。シリンタ゛10の円盤部10bの内側には、シリンタ゛10内
に圧縮室15を区画形成するヒ゜ストン9が往復動可能に配
置されている。リニアモータ可動子4は、上記ヒ゜ストン9の下部
に取り付けられた円盤状のヒ゜ストン支持部材8の上部に円
筒状を成して一体に取り付けられており、永久磁石1
と、該永久磁石1を保持するための磁石保持部材44
と、該磁石保持部材44からシリンタ゛10の孔部10cを
通って上方に延在し、周方向に間隔を置いて複数個配置
されたステー45から構成される。可動体21は、リニアモータ
可動子4と、ヒ゜ストン9と、ヒ゜ストン支持部材8と、第2のハ゛
ネホルタ゛46bから構成される。リニアモータ可動子4の内側お
よび外側には、鉄心2aおよび鉄心2bが所定の間隙を
持って配置され、それぞれシリンタ゛10の円筒部10aお
よび支持枠43に取り付けられている。鉄心2aにはコイ
ル5が装着されており、該鉄心2aおよび鉄心2bとと
もにリニアモータ固定子3を構成している。シリンタ゛10の円盤
部10bの上部には、圧縮室15に開口した吸入口47
および吐出口48が設けられ、吸入弁16、吐出弁17
が取り付けられたシリンタ゛ヘット゛49が固定配置されてい
る。シリンタ゛ヘット゛49の上部には、該シリンタ゛ヘット゛49ととも
に吸入室13および吐出室14を形成するマフラー12が固
定配置されている。吸入室13および吐出室14は、マフ
ラー12に設けられた仕切板50によって、互いに連通し
ないように仕切られている。マフラー12には、吸入室13
とケーシンク゛内空間部51と連通する連通口52と、吐出室
14に開口し、上記ケーシンク゛20の上部と連結された吐出
管19が設けられている。また、ケーシンク゛20の上部には
吸入管18が設けられている。前記吸入室13および吐
出室14は、上記吸入口47および上記吐出口48とそ
れぞれ連通している。ヒ゜ストン9の下端部と、支持枠43
の下端部に固定して取り付けられた第1のハ゛ネホルタ゛46
aとの間には、可動体21を第1のハ゛ネホルタ゛46aに対
して弾性支持する第1のハ゛ネ手段11aが取り付けられ
ている。また、マフラー12の上端部と、上記ステー45の上
端部に固定して取り付けられた第2のハ゛ネホルタ゛46bと
の間には、可動体21をマフラー12に対して弾性支持する
第2のハ゛ネ手段11bが取り付けられている。以上にお
いて、上記ハ゛ネ手段11a,11bは、例えば図2に示
すような螺旋状の溝61を設けた板ハ゛ネである。
いて説明する。図1は、この発明の一実施例によるリニア
圧縮機を示す断面図である。図において、41はケーシンク゛
20内に振動を吸収するための支持ハ゛ネ42により支持
された圧縮機本体である。圧縮機本体41は以下の構成
となっている。シリンタ゛10が支持枠43の上端に固定し
て設けられており、シリンタ゛10は円筒部10aと、円筒
部10aの上端に配置された円盤部10bと、該円盤部
10bに複数個設けられた孔部10cから形成されてい
る。シリンタ゛10の円盤部10bの内側には、シリンタ゛10内
に圧縮室15を区画形成するヒ゜ストン9が往復動可能に配
置されている。リニアモータ可動子4は、上記ヒ゜ストン9の下部
に取り付けられた円盤状のヒ゜ストン支持部材8の上部に円
筒状を成して一体に取り付けられており、永久磁石1
と、該永久磁石1を保持するための磁石保持部材44
と、該磁石保持部材44からシリンタ゛10の孔部10cを
通って上方に延在し、周方向に間隔を置いて複数個配置
されたステー45から構成される。可動体21は、リニアモータ
可動子4と、ヒ゜ストン9と、ヒ゜ストン支持部材8と、第2のハ゛
ネホルタ゛46bから構成される。リニアモータ可動子4の内側お
よび外側には、鉄心2aおよび鉄心2bが所定の間隙を
持って配置され、それぞれシリンタ゛10の円筒部10aお
よび支持枠43に取り付けられている。鉄心2aにはコイ
ル5が装着されており、該鉄心2aおよび鉄心2bとと
もにリニアモータ固定子3を構成している。シリンタ゛10の円盤
部10bの上部には、圧縮室15に開口した吸入口47
および吐出口48が設けられ、吸入弁16、吐出弁17
が取り付けられたシリンタ゛ヘット゛49が固定配置されてい
る。シリンタ゛ヘット゛49の上部には、該シリンタ゛ヘット゛49ととも
に吸入室13および吐出室14を形成するマフラー12が固
定配置されている。吸入室13および吐出室14は、マフ
ラー12に設けられた仕切板50によって、互いに連通し
ないように仕切られている。マフラー12には、吸入室13
とケーシンク゛内空間部51と連通する連通口52と、吐出室
14に開口し、上記ケーシンク゛20の上部と連結された吐出
管19が設けられている。また、ケーシンク゛20の上部には
吸入管18が設けられている。前記吸入室13および吐
出室14は、上記吸入口47および上記吐出口48とそ
れぞれ連通している。ヒ゜ストン9の下端部と、支持枠43
の下端部に固定して取り付けられた第1のハ゛ネホルタ゛46
aとの間には、可動体21を第1のハ゛ネホルタ゛46aに対
して弾性支持する第1のハ゛ネ手段11aが取り付けられ
ている。また、マフラー12の上端部と、上記ステー45の上
端部に固定して取り付けられた第2のハ゛ネホルタ゛46bと
の間には、可動体21をマフラー12に対して弾性支持する
第2のハ゛ネ手段11bが取り付けられている。以上にお
いて、上記ハ゛ネ手段11a,11bは、例えば図2に示
すような螺旋状の溝61を設けた板ハ゛ネである。
【0013】以下、本実施例の動作について説明する。
コイル5に所定周波数の交流電流が通電されると、この通
電によって、永久磁石1により発生する磁界との作用に
より、可動体21がハ゛ネ手段11aおよび11bを軸方
向に変形させながら、往復動を行う。可動体21の往復
動に伴い、ヒ゜ストン9がシリンタ゛10内で往復動を行う。ヒ゜スト
ン9が下方に移動するときは、吸入弁16が開いて、吸
入管18からケーシンク゛内空間部41、吸入室13を経て冷
媒カ゛スが圧縮室15内に取り込まれる。次にヒ゜ストン9が上
方に移動すると、圧縮室15内の容積が減じられること
により、圧縮室15内の圧力が増加する。圧縮室15内
の圧力が徐々に増加し、吐出室14内の圧力を超える
と、吐出弁17が開いて圧縮室15より吐出口48、吐
出室14を経て冷媒カ゛スが吐出管19に吐出される。上
記のように構成された圧縮機においては、ヒ゜ストン9が一
対のハ゛ネ手段11a、11bの内側に配置されているた
め、板ハ゛ネの加工誤差や組立誤差等によるヒ゜ストン9の径方
向変位は小さくなる。この動作を図3にもとづいて説明
する。図3において、31a、31b、32a、32
b、33a、33b、34a、34b等は、前記図6で
述べたと同じである。37、38はそれぞれ軸方向変位
後のヒ゜ストン支持部8およびリニアモータ可動子4の軸方向変位
前の状態である。今、可動体21が軸方向に変位する
際、板ハ゛ネの加工誤差および組立誤差等により、第2のハ
゛ネ手段11bのハ゛ネ中心32bが34bに径方向にδ1
変位して移動したとする。そうすると、可動体21は第
1のハ゛ネ手段11aの軸方向変位後のハ゛ネ中心34aと第
2のハ゛ネ手段11bの軸方向変位後のハ゛ネ中心34bを結
ぶ直線35に沿って移動する。ここで、ヒ゜ストン9はハ゛ネ手
段11a,11bの内側に位置しているため、ヒ゜ストン中
心9aの径方向変位δ2は、第2のハ゛ネ手段11bのハ゛ネ
中心の径方向変位δ1よりも小さくなる。このため、従
来のリニア圧縮機よりもヒ゜ストン9の径方向変位量を低減でき
るので、ヒ゜ストン9とシリンタ゛10間のすきまを従来のものよ
り小さくしても、ヒ゜ストン9はシリンタ゛10と常に接触するこ
となく往復動することができる。また、本実施例の構成
によれば、第1のハ゛ネ手段11aと第2のハ゛ネ手段11b
の間に可動体21が配置されているので、圧縮機本体4
1は従来のものより軸方向に短くなる。以上の実施例に
おいて、当然のことながら、冷凍機油を用いたもので
は、ヒ゜ストン9とシリンタ゛10間のすきまが多少大きくても、
冷凍機油によるすきまがシールされるため、高い効率が維
持できる。
コイル5に所定周波数の交流電流が通電されると、この通
電によって、永久磁石1により発生する磁界との作用に
より、可動体21がハ゛ネ手段11aおよび11bを軸方
向に変形させながら、往復動を行う。可動体21の往復
動に伴い、ヒ゜ストン9がシリンタ゛10内で往復動を行う。ヒ゜スト
ン9が下方に移動するときは、吸入弁16が開いて、吸
入管18からケーシンク゛内空間部41、吸入室13を経て冷
媒カ゛スが圧縮室15内に取り込まれる。次にヒ゜ストン9が上
方に移動すると、圧縮室15内の容積が減じられること
により、圧縮室15内の圧力が増加する。圧縮室15内
の圧力が徐々に増加し、吐出室14内の圧力を超える
と、吐出弁17が開いて圧縮室15より吐出口48、吐
出室14を経て冷媒カ゛スが吐出管19に吐出される。上
記のように構成された圧縮機においては、ヒ゜ストン9が一
対のハ゛ネ手段11a、11bの内側に配置されているた
め、板ハ゛ネの加工誤差や組立誤差等によるヒ゜ストン9の径方
向変位は小さくなる。この動作を図3にもとづいて説明
する。図3において、31a、31b、32a、32
b、33a、33b、34a、34b等は、前記図6で
述べたと同じである。37、38はそれぞれ軸方向変位
後のヒ゜ストン支持部8およびリニアモータ可動子4の軸方向変位
前の状態である。今、可動体21が軸方向に変位する
際、板ハ゛ネの加工誤差および組立誤差等により、第2のハ
゛ネ手段11bのハ゛ネ中心32bが34bに径方向にδ1
変位して移動したとする。そうすると、可動体21は第
1のハ゛ネ手段11aの軸方向変位後のハ゛ネ中心34aと第
2のハ゛ネ手段11bの軸方向変位後のハ゛ネ中心34bを結
ぶ直線35に沿って移動する。ここで、ヒ゜ストン9はハ゛ネ手
段11a,11bの内側に位置しているため、ヒ゜ストン中
心9aの径方向変位δ2は、第2のハ゛ネ手段11bのハ゛ネ
中心の径方向変位δ1よりも小さくなる。このため、従
来のリニア圧縮機よりもヒ゜ストン9の径方向変位量を低減でき
るので、ヒ゜ストン9とシリンタ゛10間のすきまを従来のものよ
り小さくしても、ヒ゜ストン9はシリンタ゛10と常に接触するこ
となく往復動することができる。また、本実施例の構成
によれば、第1のハ゛ネ手段11aと第2のハ゛ネ手段11b
の間に可動体21が配置されているので、圧縮機本体4
1は従来のものより軸方向に短くなる。以上の実施例に
おいて、当然のことながら、冷凍機油を用いたもので
は、ヒ゜ストン9とシリンタ゛10間のすきまが多少大きくても、
冷凍機油によるすきまがシールされるため、高い効率が維
持できる。
【0014】実施の形態2.実施の形態2においては、
上記ハ゛ネ手段11a,11bを薄い板ハ゛ネを軸方向に複数
枚近接して重ね合わせたもので構成している。このよう
に構成した複数枚の板ハ゛ネにおいては、これと同じ厚さ
を有する1枚の板ハ゛ネと比較して、軸方向の剛性は同じ
で、同じ軸方向変位に対して板ハ゛ネに発生する応力が低
減され、板バネの強度を向上できる。もちろんバネ手段
として、1枚の板バネを使うことも可能である。
上記ハ゛ネ手段11a,11bを薄い板ハ゛ネを軸方向に複数
枚近接して重ね合わせたもので構成している。このよう
に構成した複数枚の板ハ゛ネにおいては、これと同じ厚さ
を有する1枚の板ハ゛ネと比較して、軸方向の剛性は同じ
で、同じ軸方向変位に対して板ハ゛ネに発生する応力が低
減され、板バネの強度を向上できる。もちろんバネ手段
として、1枚の板バネを使うことも可能である。
【0015】実施の形態3.実施の形態3においては、
上記実施の形態1または2における構成において、冷凍
機油を用いないようにした。このように構成したもので
は、熱交換機等の配管部への冷凍機油の付着による伝熱
性能の低下や圧損の増加などの問題が解消される効果が
ある。ここで、上記構成のリニア圧縮機では、冷凍機油を
用いなくても、従来の回転式モータを用いた圧縮機とは異
なり、軸受部を持たないため潤滑上の問題が無い。ま
た、ヒ゜ストン9とシリンタ゛10間は、非接触でかつ、すきまは
小さくできるため、冷凍機油を用いなくても、摺動によ
る摩耗や損失の増大も無く、冷媒カ゛スの漏れも小さく抑
えることが可能である。
上記実施の形態1または2における構成において、冷凍
機油を用いないようにした。このように構成したもので
は、熱交換機等の配管部への冷凍機油の付着による伝熱
性能の低下や圧損の増加などの問題が解消される効果が
ある。ここで、上記構成のリニア圧縮機では、冷凍機油を
用いなくても、従来の回転式モータを用いた圧縮機とは異
なり、軸受部を持たないため潤滑上の問題が無い。ま
た、ヒ゜ストン9とシリンタ゛10間は、非接触でかつ、すきまは
小さくできるため、冷凍機油を用いなくても、摺動によ
る摩耗や損失の増大も無く、冷媒カ゛スの漏れも小さく抑
えることが可能である。
【0016】実施の形態4.実施の形態4においては、
実施の形態1または2における構成において、冷媒とし
てハイドロフルオロカ−ボン系冷媒を用い、冷凍機油を
使わないものである。従来の冷凍サイクルの冷媒としては、
シ゛クロロシ゛フルオロエタンやモノクロロシ゛フルオロエタンが主に用いられてお
り、冷凍機油としてはシ゛クロロシ゛フルオロエタンやモノクロロシ゛フルオロエタン
に対して溶解性を示す鉱油などが一般的に用いられてい
た。しかしながら、オソ゛ン層保存の観点から上記冷媒の代
替としてハイト゛ロフルオロカーホ゛ン系の冷媒が開発されてきてお
り、この冷媒に適した冷凍機油の開発も並行して進めら
れている。冷凍機油には、冷凍サイクルからの油戻りなどか
ら、冷媒との相溶性が必要であるが、ハイト゛ロフルオロカーホ゛ン系
冷媒は従来の冷凍機油である鉱油などにはほとんど溶解
しないため、冷媒との相溶性の良好なエステル油が有望な冷
凍機油として開発が進められ、既に冷蔵庫用などで製品
化されている。しかしながら、エステル油は従来の冷凍機油
である鉱油などよりも高い吸湿性を有するため、冷凍機
油中には水分が存在しやすくなる。この水分によりエステル
油は加水分解すること、および摺動部での摩擦熱によっ
て熱劣化を生じることなどにより、油の劣化物質(以
下、スラッシ゛と称する)が生成される。ここで生成されたスラ
ッシ゛は、冷媒とともに圧縮機より冷凍サイクル内に吐出さ
れ、膨張機構のように流路が狭まった箇所に堆積して冷
却不良を生じるという問題があった。本実施の形態で
は、ハイト゛ロフルオロカーホ゛ン系冷媒を用いた冷凍サイクルにおいて、
圧縮機として、冷凍機油を用いなくても性能や信頼性が
低下しないリニア圧縮機を用いているため、冷凍機油の劣
化によって生じるスラッシ゛を発生させることが無い。ここ
で、上記ハイト゛ロフルオロカーホ゛ン系冷媒としては、1,1,1,2-テトラフ
ルオロエタン(以下、HFC134aと称する)、メチレンフロライト゛(以下、HF
C32と称する)とヘ゜ンタフルオロエタン(以下、HFC125と称する)か
ら成る混合冷媒、HFC32とHFC125とHFC134aから成る混合
冷媒、HFC125と1,1,1-トリフルオロエタン(以下、HFC143aと称す
る)から成る混合冷媒、HFC125とHFC134aとHFC143aから
成る混合冷媒などが挙げられる。
実施の形態1または2における構成において、冷媒とし
てハイドロフルオロカ−ボン系冷媒を用い、冷凍機油を
使わないものである。従来の冷凍サイクルの冷媒としては、
シ゛クロロシ゛フルオロエタンやモノクロロシ゛フルオロエタンが主に用いられてお
り、冷凍機油としてはシ゛クロロシ゛フルオロエタンやモノクロロシ゛フルオロエタン
に対して溶解性を示す鉱油などが一般的に用いられてい
た。しかしながら、オソ゛ン層保存の観点から上記冷媒の代
替としてハイト゛ロフルオロカーホ゛ン系の冷媒が開発されてきてお
り、この冷媒に適した冷凍機油の開発も並行して進めら
れている。冷凍機油には、冷凍サイクルからの油戻りなどか
ら、冷媒との相溶性が必要であるが、ハイト゛ロフルオロカーホ゛ン系
冷媒は従来の冷凍機油である鉱油などにはほとんど溶解
しないため、冷媒との相溶性の良好なエステル油が有望な冷
凍機油として開発が進められ、既に冷蔵庫用などで製品
化されている。しかしながら、エステル油は従来の冷凍機油
である鉱油などよりも高い吸湿性を有するため、冷凍機
油中には水分が存在しやすくなる。この水分によりエステル
油は加水分解すること、および摺動部での摩擦熱によっ
て熱劣化を生じることなどにより、油の劣化物質(以
下、スラッシ゛と称する)が生成される。ここで生成されたスラ
ッシ゛は、冷媒とともに圧縮機より冷凍サイクル内に吐出さ
れ、膨張機構のように流路が狭まった箇所に堆積して冷
却不良を生じるという問題があった。本実施の形態で
は、ハイト゛ロフルオロカーホ゛ン系冷媒を用いた冷凍サイクルにおいて、
圧縮機として、冷凍機油を用いなくても性能や信頼性が
低下しないリニア圧縮機を用いているため、冷凍機油の劣
化によって生じるスラッシ゛を発生させることが無い。ここ
で、上記ハイト゛ロフルオロカーホ゛ン系冷媒としては、1,1,1,2-テトラフ
ルオロエタン(以下、HFC134aと称する)、メチレンフロライト゛(以下、HF
C32と称する)とヘ゜ンタフルオロエタン(以下、HFC125と称する)か
ら成る混合冷媒、HFC32とHFC125とHFC134aから成る混合
冷媒、HFC125と1,1,1-トリフルオロエタン(以下、HFC143aと称す
る)から成る混合冷媒、HFC125とHFC134aとHFC143aから
成る混合冷媒などが挙げられる。
【0017】
【発明の効果】以上説明したとおり第1の発明係わるリニ
ア圧縮機では、ヒ゜ストンが一対のハ゛ネ手段の間に軸方向に配
設されるようにしたので、ヒ゜ストンの往復動時の径方向変
位を低減でき、ヒ゜ストンとシリンタ゛間のすきまが小さくても非
接触にできる。このため、ヒ゜ストンとシリンタ゛間の摺動に伴う
摩耗や損失を発生することが無く、かつ冷媒カ゛スの漏れ
も小さいため、信頼性が高く、高効率のリニア圧縮機を提
供できる。
ア圧縮機では、ヒ゜ストンが一対のハ゛ネ手段の間に軸方向に配
設されるようにしたので、ヒ゜ストンの往復動時の径方向変
位を低減でき、ヒ゜ストンとシリンタ゛間のすきまが小さくても非
接触にできる。このため、ヒ゜ストンとシリンタ゛間の摺動に伴う
摩耗や損失を発生することが無く、かつ冷媒カ゛スの漏れ
も小さいため、信頼性が高く、高効率のリニア圧縮機を提
供できる。
【0018】また、第2の発明に係わるリニア圧縮機で
は、第1の発明のリニア圧縮機において、ハ゛ネ手段である板
ハ゛ネを軸方向に複数重ね合わせて構成したので、第1の
発明の効果に加えて、板ハ゛ネの強度を向上させることが
できる。このため、より信頼性の高いリニア圧縮機を提供
できる。
は、第1の発明のリニア圧縮機において、ハ゛ネ手段である板
ハ゛ネを軸方向に複数重ね合わせて構成したので、第1の
発明の効果に加えて、板ハ゛ネの強度を向上させることが
できる。このため、より信頼性の高いリニア圧縮機を提供
できる。
【0019】また、第3の発明に係わる冷凍装置は、圧
縮機として第1の発明のリニア圧縮機を用い、冷凍機油を
用いないように構成したので、冷凍機油を用いていない
ため、熱交換機等の配管部への冷凍機油の付着による伝
熱性能の低下や圧損の増加が解消される。このため、性
能および信頼性の高い冷凍装置を提供することができ
る。加えて冷凍機油分のコストを低減できる。
縮機として第1の発明のリニア圧縮機を用い、冷凍機油を
用いないように構成したので、冷凍機油を用いていない
ため、熱交換機等の配管部への冷凍機油の付着による伝
熱性能の低下や圧損の増加が解消される。このため、性
能および信頼性の高い冷凍装置を提供することができ
る。加えて冷凍機油分のコストを低減できる。
【0020】また、第4の発明に係わる冷凍装置は、第
3の発明において、冷媒としてハイト゛ロフルオロカーホ゛ン系冷媒を
用いたので、圧縮機に冷凍機油を用いておらず、従って
冷凍機油の劣化によって発生するスラッシ゛を生じることが
無く、毛細管などの膨張機構へのスラッシ゛の付着による冷
却不良が無い、信頼性の高い、ハイト゛ロフルオロカーホ゛ン系冷媒を
用いた冷凍装置を提供することができる。
3の発明において、冷媒としてハイト゛ロフルオロカーホ゛ン系冷媒を
用いたので、圧縮機に冷凍機油を用いておらず、従って
冷凍機油の劣化によって発生するスラッシ゛を生じることが
無く、毛細管などの膨張機構へのスラッシ゛の付着による冷
却不良が無い、信頼性の高い、ハイト゛ロフルオロカーホ゛ン系冷媒を
用いた冷凍装置を提供することができる。
【図1】 本発明の一実施の形態を示すリニア圧縮機の断
面図である。
面図である。
【図2】 図1のリニア圧縮機に用いる板ハ゛ネの形状例を示
す平面図である。
す平面図である。
【図3】 図1のリニア圧縮機の動作を示す説明図であ
る。
る。
【図4】 従来のリニア圧縮機の一例を示す断面図であ
る。
る。
【図5】 従来のスターリンク゛冷凍機に用いられるリニア圧縮機
の一例を示す断面図である。
の一例を示す断面図である。
【図6】 図5の従来のリニア圧縮機の動作を示す説明図
である。
である。
7 リニアモータ、9 ヒ゜ストン、10 シリンタ゛、11a,11b
ハ゛ネ手段。
ハ゛ネ手段。
フロントページの続き (72)発明者 馬場 和彦 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 井上 正哉 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 原 正一郎 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内
Claims (4)
- 【請求項1】 シリンタ゛と、シリンタ゛内に往復動可能に配置さ
れ、シリンタ゛内空間に圧縮室を区画形成するヒ゜ストンと、ヒ゜スト
ンをシリンタ゛内でピストンの軸方向に往復駆動せしめるリニアモ
ータと、ヒ゜ストンを弾性支持するハ゛ネ手段とを備えたリニア圧縮
機において、前記ハ゛ネ手段は一対であって、軸方向にお
いて、ヒ゜ストンが前記一対のハ゛ネ手段の間に配設されたこと
を特徴とするリニア圧縮機。 - 【請求項2】 ハ゛ネ手段は、板バネとし、軸方向に複数
重ね合わせて構成したことを特徴とする請求項1記載の
リニア圧縮機。 - 【請求項3】 冷媒と、前記冷媒を低圧より高圧に圧縮
する圧縮機構と、前記高圧に圧縮された冷媒を冷却する
凝縮機構と、前記凝縮された冷媒を膨張させる膨張機構
と、前記膨張した冷媒を蒸発させ低圧の冷媒とする蒸発
機構とからなる冷凍サイクルを備えた冷凍装置において、 前記圧縮機構を、シリンタ゛と、シリンタ゛内に往復動可能に配置
され、シリンタ゛内空間に圧縮室を区画形成するヒ゜ストンと、ヒ゜
ストンをシリンタ゛内でピストンの軸方向に往復駆動せしめるリニ
アモータと、ヒ゜ストンを弾性支持するハ゛ネ手段とを備えたリニア
圧縮機とし、 前記リニア圧縮機が冷凍機油を用いないリニア圧縮機とし
たことを特徴とする冷凍装置。 - 【請求項4】 冷媒としてハイト゛ロフルオロカーホ゛ン系冷媒を用い
たことを特徴とする請求項3記載の冷凍装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP92197A JPH10197081A (ja) | 1997-01-07 | 1997-01-07 | リニア圧縮機およびリニア圧縮機を用いた冷凍装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP92197A JPH10197081A (ja) | 1997-01-07 | 1997-01-07 | リニア圧縮機およびリニア圧縮機を用いた冷凍装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10197081A true JPH10197081A (ja) | 1998-07-31 |
Family
ID=11487160
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP92197A Pending JPH10197081A (ja) | 1997-01-07 | 1997-01-07 | リニア圧縮機およびリニア圧縮機を用いた冷凍装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10197081A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002037036A1 (fr) * | 2000-11-01 | 2002-05-10 | Sharp Kabushiki Kaisha | Machine frigorifique stirling |
US6565332B2 (en) * | 2000-06-19 | 2003-05-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Linear compressor |
JP2009133299A (ja) * | 2007-08-09 | 2009-06-18 | Global Cooling Bv | リニアモータまたは交流発電機に連結されたフリーピストン装置の固定子共振バランス手段 |
-
1997
- 1997-01-07 JP JP92197A patent/JPH10197081A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6565332B2 (en) * | 2000-06-19 | 2003-05-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Linear compressor |
WO2002037036A1 (fr) * | 2000-11-01 | 2002-05-10 | Sharp Kabushiki Kaisha | Machine frigorifique stirling |
US6886348B2 (en) | 2000-11-01 | 2005-05-03 | Sharp Kabushiki Kaisha | Stirling refrigerating machine |
JP2009133299A (ja) * | 2007-08-09 | 2009-06-18 | Global Cooling Bv | リニアモータまたは交流発電機に連結されたフリーピストン装置の固定子共振バランス手段 |
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