JP2003214366A - ロータリコンプレッサ - Google Patents
ロータリコンプレッサInfo
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- JP2003214366A JP2003214366A JP2002015350A JP2002015350A JP2003214366A JP 2003214366 A JP2003214366 A JP 2003214366A JP 2002015350 A JP2002015350 A JP 2002015350A JP 2002015350 A JP2002015350 A JP 2002015350A JP 2003214366 A JP2003214366 A JP 2003214366A
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Abstract
ためのベーンに係る構造の簡素化を図ったロータリコン
プレッサを提供する。 【解決手段】 ロータリコンプレッサ10は、密閉容器
12内に設けられた電動要素14にて駆動される第1及
び第2の回転圧縮要素32、34を備える。第2の回転
圧縮要素32を上シリンダ38と、電動要素14の回転
軸16に形成された上偏心部42に係合されて上シリン
ダ38内で偏心移動するローラ部112を有するスイン
グピストン110と、スイングピストン110に形成さ
れ、ローラ部112から半径方向に突出して上シリンダ
38内を低圧室側と高圧室側に区画するベーン部114
とから構成する。スイングピストン110のベーン部1
14を摺動且つ揺動自在に保持する保持部を設ける。
Description
要素と、該電動要素にて駆動される回転圧縮要素を備
え、CO2冷媒を圧縮するロータリコンプレッサに関す
るものである。
ロータリコンプレッサは、第1の回転圧縮要素の吸込ポ
ートからガス(冷媒ガス)がシリンダの低圧室側に吸入
され、ローラとベーンの動作により圧縮されて中間圧と
なりシリンダの高圧室側より吐出ポート、吐出消音室を
経て密閉容器内に吐出される。そして、この密閉容器内
の中間圧のガスは第2の回転圧縮要素の吸込ポートから
シリンダの低圧室側に吸入され、ローラとベーンの動作
により2段目の圧縮が行なわれて高温高圧のガスとな
り、高圧室側より吐出ポート、吐出消音室を経て吐出さ
れる構成とされている。
れたガスは冷媒回路の放熱器に流入し、放熱した後、膨
張弁で絞られて蒸発器で吸熱し、蒸発して再び第1の回
転圧縮要素に吸入されるサイクルを繰り返す。
圧差の大きい冷媒である二酸化炭素(CO2)を冷媒と
して用いた場合、吐出冷媒圧力は高圧となる第2の回転
圧縮要素で12MPaGに達し、一方、低段側となる第
1の回転圧縮要素で8MPaG(中間圧)となる(第1
の回転圧縮要素の吸込圧力は4MPaG)。
プレッサで使用されるベーンは、シリンダの半径方向に
設けられた案内溝内に移動自在に挿入される。そして、
このベーンは常時ローラ側に押し付けておく必要がある
ため、従来よりスプリングによってベーンをローラ側に
付勢するのに加え、シリンダ内に背圧室を形成してこの
背圧室にベーンをローラ側に付勢するための背圧を加え
る構成が取られており、構造の複雑化を招いていた。
のロータリコンプレッサの第2の回転圧縮要素では、密
閉容器内の中間圧よりもシリンダ内の圧力の方が高くな
るため、背圧室に高圧の背圧を加える通路形成が必要と
なる問題があった。
ために成されたものであり、シリンダ内を低圧室側と高
圧室側に区画するためのベーンに係る構造の簡素化を図
ったロータリコンプレッサを提供することを目的とす
る。
は、密閉容器内に電動要素と、この電動要素にて駆動さ
れる回転圧縮要素を備え、CO2冷媒を圧縮するロータ
リコンプレッサにおいて、回転圧縮要素を構成するため
のシリンダと、電動要素の回転軸に形成された偏心部に
係合されてシリンダ内で偏心移動するローラ部を有する
スイングピストンと、このスイングピストンに形成さ
れ、ローラ部から半径方向に突出してシリンダ内を低圧
室側と高圧室側に区画するベーン部と、シリンダに設け
られ、スイングピストンのベーン部を摺動且つ揺動自在
に保持する保持部とを備えているので、回転軸の偏心部
の偏心回転に合わせ、スイングピストンは保持部を中心
として揺動且つ摺動し、そのベーン部は常時シリンダ内
を低圧室側と高圧室側に区画することになる。
に付勢するためのスプリングや背圧室並びに当該背圧室
に背圧を印加するための構造を設ける必要が無くなり、
ロータリコンプレッサの構造の簡素化と生産コストの低
減を図ることができるようになるものである。
素と、この電動要素にて駆動される第1及び第2の回転
圧縮要素を備え、第1の回転圧縮要素で圧縮されたCO
2ガスを密閉容器内に吐出し、更にこの吐出された中間
圧のガスを第2の回転圧縮要素で圧縮するロータリコン
プレッサにおいて、第2の回転圧縮要素を構成するため
のシリンダと、電動要素の回転軸に形成された偏心部に
係合されてシリンダ内で偏心移動するローラ部を有する
スイングピストンと、このスイングピストンに形成さ
れ、ローラ部から半径方向に突出してシリンダ内を低圧
室側と高圧室側に区画するベーン部と、シリンダに設け
られ、スイングピストンのベーン部を摺動且つ揺動自在
に保持する保持部とを備えているので、同様に回転軸の
偏心部の偏心回転に合わせ、スイングピストンは保持部
を中心として揺動且つ摺動し、そのベーン部は常時第2
の回転圧縮要素のシリンダ内を低圧室側と高圧室側に区
画することになる。
に付勢するためのスプリングや背圧室並びに当該背圧室
に背圧を印加するための構造を設ける必要が無くなる。
特に、この発明の如く密閉容器内が中間圧となる所謂多
段圧縮式のロータリコンプレッサでは背圧を加える構造
が複雑化するが、スイングピストンを用いたことによ
り、著しい構造の簡素化と生産コストの低減を図ること
ができるようになるものである。
の発明に加えて保持部を、シリンダに形成され、スイン
グピストンのベーン部が移動自在に進入する案内溝と、
この案内溝に回動自在に設けられ、ベーン部を摺動自在
に保持するブッシュとから構成しているので、スイング
ピストンの揺動及び摺動動作の円滑化を図ることが可能
となる。これにより、ロータリコンプレッサの性能と信
頼性を大幅に向上させることができるようになるもので
ある。
形態を詳述する。図1は本発明のロータリコンプレッサ
の実施例として、第1及び第2の回転圧縮要素32、3
4を備えた内部中間圧型多段(2段)圧縮式のロータリ
コンプレッサ10の縦断面図を示している。
2)を冷媒として使用する内部中間圧型多段圧縮式のロ
ータリコンプレッサで、このロータリコンプレッサ10
は鋼板からなる円筒状の密閉容器12と、この密閉容器
12の内部空間の上側に配置収納された電動要素14及
びこの電動要素14の下側に配置され、電動要素14の
回転軸16により駆動される第1の回転圧縮要素32
(1段目)及び第2の回転圧縮要素34(2段目)から
なる回転圧縮機構部18にて構成されている。
第2の回転圧縮要素34の排除容積は、第1の回転圧縮
要素32の排除容積よりも小さく設定されている。
要素14と回転圧縮機構部18を収納する容器本体12
Aと、この容器本体12Aの上部開口を閉塞する略椀状
のエンドキャップ(蓋体)12Bとで構成され、且つ、
このエンドキャップ12Bの上面には電動要素14に電
力を供給するためのターミナル(配線を省略)20が取
り付けられている。
の内周面に沿って環状に取り付けられたステータ22
と、このステータ22の内側に若干の間隙を設けて挿入
配置されたロータ24とからなる。このロータ24は中
心を通り鉛直方向に延びる回転軸16に固定されてい
る。
を積層した積層体26と、この積層体26の歯部に直巻
き(集中巻き)方式により巻装されたステータコイル2
8を有している。また、ロータ24もステータ22と同
様に電磁鋼板の積層体30で形成され、この積層体30
内に永久磁石MGを挿入して構成されている。
圧縮要素34との間には中間仕切板36が挟持されてい
る。該第1の回転圧縮要素32と第2の回転圧縮要素3
4は、中間仕切板36と、この中間仕切板36の上下に
配置された上シリンダ38、下シリンダ40と、この上
下シリンダ38、40内に位置して180度の位相差を
有して回転軸16に設けられた上下偏心部42、44
と、上シリンダ38の上側の開口面及び下シリンダ40
の下側の開口面を閉塞して回転軸16の軸受けを兼用す
る支持部材としての上部支持部材54及び下部支持部材
56にて構成されている。
4に係合されて偏心回転する下ローラ48と、この下ロ
ーラ48に当接して下シリンダ40内を低圧室側と高圧
室側に区画するベーン52とが設けられている。シリン
ダ40にはベーン52を摺動自在に収納するための案内
溝と、この案内溝の外側に配置されたスプリング76が
設けられており、このスプリング76はベーン52の外
側端部に当接し、常時ベーン52をローラ48側に付勢
する。そして、このスプリング76の密閉容器12側の
収納部内には金属製のプラグ137が設けられ、スプリ
ング76の抜け止めの役目を果たす。
端側において密閉容器12内に連通しており、これによ
り、密閉容器12内の後述する中間圧がベーン52の背
圧として印加されるように構成されている。
ダ38内には、スイングピストン110が設けられてお
り、このスイングピストン110は、ローラ部112と
ベーン部114とから構成されている(図2)。ローラ
部112は、回転軸16の上偏心部42に係合され、上
偏心部42はこのローラ部112内で回転し、ローラ部
112自体はこの上偏心部42の偏心回転に合わせて、
上シリンダ38の内面に当接しながら偏心移動するよう
に構成されている。
ら半径方向に突出してており、後述するブッシュ116
の保持溝116Aに進入して保持され、上シリンダ38
内を低圧室側と高圧室側とに区画するように構成されて
いる(図2)。
向に延在する案内溝70が形成されており、この案内溝
70の内側端には上下方向に略円筒形の保持孔88が拡
開形成されている。そして、この保持孔88内には前述
したブッシュ116が挿入され、このブッシュ116は
保持孔88内で上下方向の軸を回転中心として回動自在
に保持されている。
して当該ブッシュ116の直径方向(上シリンダ38の
半径方向)に前述した保持溝116Aが貫通形成されて
おり、スイングピストン110のベーン部114は案内
溝70に進入してこの保持溝116A内を通過し、当該
保持溝116Aに摺動自在に保持されている。この状態
でベーン部114は案内溝70内において移動自在とな
ると共に、ブッシュ116自体が回動することで、スイ
ングピストン110自体も円滑に摺動、且つ、揺動自在
に保持される。
素14の回転軸16に形成された上偏心部42に係合さ
れて上シリンダ38内で偏心移動するローラ部112を
有し、このローラ部112から半径方向に突出して上シ
リンダ38内を低圧室側と高圧室側に区画するベーン部
114を備えている。そして、スイングピストン110
は上偏心部42の偏心回転に伴い、上シリンダ38内に
おいて揺動することになる。そして、この場合案内溝7
0とブッシュ116とで本発明における保持部が構成さ
れている。
間、及び、保持溝116Aとベーン部114間は第2の
回転圧縮要素34の吐出圧力が流出することが無いよう
にオイルを介して封止される寸法とされる。このような
構造としたことにより、第2の回転圧縮要素34には第
1の回転圧縮要素32に設けたベーン52をローラ48
側に付勢するスプリングが不要となる。また、第2の回
転圧縮要素34を第1の回転圧縮要素32のように構成
した場合は、ベーンに背圧を加えてベーンをローラ側に
付勢することになるが、第2の回転圧縮要素34にはス
イングピストン110を設けているのでベーンへの背圧
が不要となる。そして、スイングピストン110をブッ
シュ116で摺動且つ揺動自在に保持していることでス
イングピストン110によるベーン部114の動作の円
滑化を図ることができるようになり、ロータリコンプレ
ッサ10の性能を大幅に向上させることができる。
材56には、凹陥した吐出消音室62、64が形成され
ると共に、これら両吐出消音室62、64の開口部はそ
れぞれカバーにより閉塞される。即ち、吐出消音室62
はカバーとしての上部カバー66、吐出消音室64はカ
バーとしての下部カバー68にて閉塞される。
ける上部カバー66の電動要素14側は、上下シリンダ
38、40や中間仕切板36を貫通して密閉容器12内
に開口する図示しない連通路にて連通されている。
やさしく、可燃性および毒性等を考慮して自然冷媒であ
る前記二酸化炭素(CO2)を使用し、潤滑油としての
オイルは、例えば鉱物油(ミネラルオイル)、アルキル
ベンゼン油、エーテル油、エステル油等既存のオイルが
使用される。
は、上部支持部材54と下部支持部材56、吐出消音室
62及び上部カバー66の上側(電動要素14の下端に
略対応する位置)に対応する位置に、スリーブ141、
142、143及び144がそれぞれ溶接固定されてい
る。スリーブ141と142は上下に隣接すると共に、
スリーブ143はスリーブ141の略対角線上にある。
また、スリーブ144はスリーブ141と略90度ずれ
た位置にある。
38に冷媒ガスを導入するための冷媒導入管92の一端
が挿入接続され、この冷媒導入管92の一端は上シリン
ダ38の吸込通路に連通される。この冷媒導入管92は
密閉容器12の上側を通過してスリーブ144に至り、
他端はスリーブ144内に挿入接続されて密閉容器12
内に連通する。
0に冷媒ガスを導入するための冷媒導入管94の一端が
挿入接続され、この冷媒導入管94の一端は下シリンダ
40の吸込通路に連通される。この冷媒導入管94の他
端は図示しないアキュムレータの下端に接続されてい
る。また、スリーブ143内には冷媒吐出管96が挿入
接続され、この冷媒吐出管96の一端は吐出消音室62
に連通される。尚、147は上記アキュムレータを保持
するためのブラケットである。
ナル20および図示されない配線を介して電動要素14
のステータコイル28に通電されると、電動要素14が
起動してロータ24が回転する。この回転により回転軸
16と一体に設けた上偏心部42に係合されたスイング
ピストン110のローラ部112が前述の如く上シリン
ダ38内で公転移動を行い、下偏心部44に係合された
ローラ48が下シリンダ40内を偏心回転する。
持部材56に形成された吸込通路を経由して、図示しな
い吸込ポートから下シリンダ40の低圧室側に吸入され
た低圧(一段目吸入圧LP:4MPaG)の冷媒ガス
は、ローラ48とベーン52の動作により圧縮されて中
間圧(MP1:8MPaG)となり下シリンダ40の高
圧室側より図示しない吐出ポート、下部支持部材56に
形成された吐出消音室64から前記連通路を経て密閉容
器12内に吐出される。これによって密閉容器12内は
中間圧(MP1)となる。
スは、スリーブ144から出て冷媒導入管92及び上部
支持部材54に形成された吸込通路を経由して図示しな
い吸込ポートから上シリンダ38の低圧室側に吸入され
る。吸入された中間圧の冷媒ガスは、上シリンダ38の
保持孔88に回動自在に保持されたブッシュ116に設
けられた保持溝116Aに摺動自在に保持されたスイン
グピストン110(ベーン部114及びローラ部11
2)の揺動により、2段目の圧縮が行なわれて高温高圧
の冷媒ガスとなり(2段目吐出圧HP:12MPa
G)、高圧室側から図示しない吐出ポートを通り上部支
持部材54に形成された吐出消音室62、冷媒吐出管9
6を経由して外部に吐出される。吐出された冷媒はガス
クーラなどに流入する。このときの冷媒温度は略+10
0℃まで上昇しており、係る高温高圧の冷媒ガスは放熱
して、例えば貯湯タンク内の水を加熱し、約+90℃の
温水を生成する。
され、ガスクーラを出る。そして、図示しない膨張弁で
減圧された後、これも図示しない蒸発器に流入して蒸発
し、前述したアキュムレータを経て冷媒導入管94から
第1の回転圧縮要素32内に吸い込まれるサイクルを繰
り返す。
成するための上シリンダ38と、電動要素14の回転軸
16に形成された上偏心部42に係合されて上シリンダ
38内で偏心移動するローラ部112を有するスイング
ピストン110とを備えており、スイングピストン11
0にローラ部112から半径方向に突出して上シリンダ
38内を低圧室側と高圧室側に区画するベーン部114
を形成すると共に、上シリンダ38にスイングピストン
110のベーン部114を摺動且つ揺動自在に保持する
ようにしているので、従来の如くベーンに背圧を加える
構造及びベーンをローラ側に付勢するスプリングが不要
となる。特に、実施例のような内部中間圧型多段圧縮式
のロータリコンプレッサでは、第2の回転圧縮要素34
の吐出圧力をベーンに背圧として加える構造が不要とな
るので、ロータリコンプレッサ10の構造を簡素化でき
て生産コストの大幅な低減を図ることができるようにな
る。
4にスイングピストン110を設けたがこれに限らず、
スイングピストン110を第1の回転圧縮要素32に設
けても本発明は有効である。但し、実施例のように第2
の回転圧縮要素34のみスイングピストン110を設け
ることで、部品コストを低減させることができる。ま
た、実施例では内部中間圧型の多段圧縮式ロータリコン
プレッサに本発明を適用したが、それに限らず、通常の
単一シリンダ型のローラにも有効である。
ば、密閉容器内に電動要素と、この電動要素にて駆動さ
れる回転圧縮要素を備え、CO2冷媒を圧縮するロータ
リコンプレッサにおいて、回転圧縮要素を構成するため
のシリンダと、電動要素の回転軸に形成された偏心部に
係合されてシリンダ内で偏心移動するローラ部を有する
スイングピストンと、このスイングピストンに形成さ
れ、ローラ部から半径方向に突出してシリンダ内を低圧
室側と高圧室側に区画するベーン部と、シリンダに設け
られ、スイングピストンのベーン部を摺動且つ揺動自在
に保持する保持部とを備えているので、回転軸の偏心部
の偏心回転に合わせ、スイングピストンは保持部を中心
として揺動且つ摺動し、そのベーン部は常時シリンダ内
を低圧室側と高圧室側に区画することになる。
に付勢するためのスプリングや背圧室並びに当該背圧室
に背圧を印加するための構造を設ける必要が無くなり、
ロータリコンプレッサの構造の簡素化と生産コストの低
減を図ることができるようになるものである。
動要素と、この電動要素にて駆動される第1及び第2の
回転圧縮要素を備え、第1の回転圧縮要素で圧縮された
CO2冷媒ガスを密閉容器内に吐出し、更にこの吐出さ
れた中間圧のガスを第2の回転圧縮要素で圧縮するロー
タリコンプレッサにおいて、第2の回転圧縮要素を構成
するためのシリンダと、電動要素の回転軸に形成された
偏心部に係合されてシリンダ内で偏心移動するローラ部
を有するスイングピストンと、このスイングピストンに
形成され、ローラ部から半径方向に突出してシリンダ内
を低圧室側と高圧室側に区画するベーン部と、シリンダ
に設けられ、スイングピストンのベーン部を摺動且つ揺
動自在に保持する保持部とを備えているので、同様に回
転軸の偏心部の偏心回転に合わせ、スイングピストンは
保持部を中心として揺動且つ摺動し、そのベーン部は常
時第2の回転圧縮要素のシリンダ内を低圧室側と高圧室
側に区画することになる。
に付勢するためのスプリングや背圧室並びに当該背圧室
に背圧を印加するための構造を設ける必要が無くなる。
特に、この発明の如く密閉容器内が中間圧となる所謂多
段圧縮式のロータリコンプレッサでは背圧を加える構造
が複雑化するが、スイングピストンを用いたことによ
り、著しい構造の簡素化と生産コストの低減を図ること
ができるようになるものである。
求項2の発明に加えて保持部を、シリンダに形成され、
スイングピストンのベーン部が移動自在に進入する案内
溝と、この案内溝に回動自在に設けられ、ベーン部を摺
動自在に保持するブッシュとから構成しているので、ス
イングピストンの揺動及び摺動動作の円滑化を図ること
が可能となる。これにより、ロータリコンプレッサの性
能と信頼性を大幅に向上させることができるようになる
ものである。
面図である。
要素のスイングピストン部分の拡大断面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 密閉容器内に電動要素と、該電動要素に
て駆動される回転圧縮要素を備え、該回転圧縮要素によ
りCO2冷媒を圧縮するロータリコンプレッサにおい
て、 前記回転圧縮要素を構成するためのシリンダと、 前記電動要素の回転軸に形成された偏心部に係合されて
前記シリンダ内で偏心移動するローラ部を有するスイン
グピストンと、 該スイングピストンに形成され、前記ローラ部から半径
方向に突出して前記シリンダ内を低圧室側と高圧室側に
区画するベーン部と、 前記シリンダに設けられ、前記スイングピストンのベー
ン部を摺動且つ揺動自在に保持する保持部とを備えたこ
とを特徴とするロータリコンプレッサ。 - 【請求項2】 密閉容器内に電動要素と、該電動要素に
て駆動される第1及び第2の回転圧縮要素を備え、前記
第1の回転圧縮要素で圧縮されたCO2冷媒ガスを前記
密閉容器内に吐出し、更にこの吐出された中間圧のガス
を前記第2の回転圧縮要素で圧縮するロータリコンプレ
ッサにおいて、 前記第2の回転圧縮要素を構成するためのシリンダと、 前記電動要素の回転軸に形成された偏心部に係合されて
前記シリンダ内で偏心移動するローラ部を有するスイン
グピストンと、 該スイングピストンに形成され、前記ローラ部から半径
方向に突出して前記シリンダ内を低圧室側と高圧室側に
区画するベーン部と、 前記シリンダに設けられ、前記スイングピストンのベー
ン部を摺動且つ揺動自在に保持する保持部とを備えたこ
とを特徴とするロータリコンプレッサ。 - 【請求項3】 前記保持部は、前記シリンダに形成さ
れ、前記スイングピストンのベーン部が移動自在に進入
する案内溝と、該案内溝に回動自在に設けられ、前記ベ
ーン部を摺動自在に保持するブッシュとから構成される
ことを特徴とする請求項1又は請求項2のロータリコン
プレッサ。
Priority Applications (16)
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---|---|---|---|
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