JP4816316B2 - 圧縮装置 - Google Patents

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Description

本発明は、圧縮装置に関する。
従来の複数の圧縮機を備えた空調機では、それぞれの圧縮機の油面を過不足なく維持する方法として、特許文献1に記載されている方法がある。この方法では、それぞれの圧縮機のケーシング内部の油たまり空間から油戻し通路によって他方の圧縮機内部などへ油を移動させている。
特開2001―324231号公報
しかし、特許文献1に記載の空調機の場合、油戻し通路の出口は、各圧縮機の油たまり空間の内部に位置しており、油たまり空間の上部に位置する圧縮機構の給油孔よりも相対的に下に位置している。そのため、油たまり空間の油面高さが変動して、油面高さが圧縮機構の給油孔よりも低くなるおそれがある。このため、圧縮機構への安定した給油を確保することが難しい。
本発明の課題は、圧縮機構への安定した給油が可能な圧縮装置を提供することにある。
第1発明の圧縮装置は、複数のスイング圧縮機と、均油通路とを備えている。複数のスイング圧縮機は、ブレードを有する少なくとも1個の揺動ピストン、ブレードを揺動可能に支持するブッシュ、および少なくとも1個のシリンダをそれぞれ有している。シリンダは、揺動ピストンを収納するシリンダ室、ブッシュが回転自在に挿入されたブッシュ孔を有している。また、スイング圧縮機は、シリンダの端面にフロントヘッドおよびリアヘッドを有している。上述のリアヘッドは、ブッシュ孔に連通するブッシュ給油路を有している。均油通路は、ブッシュ給油路の吸入口より高い位置に設けられている。均油通路は、複数のスイング圧縮機を連結する。また、複数の均油通路は、それぞれ異なる高さに配置されている。
ここでは、圧縮装置は、ブッシュ給油路の吸入口より高い位置に設けられ、複数台のスイング式の密閉型圧縮機を連結する均油通路を備えている。このため、油面高さをブッシュ給油路の吸入口よりも高い位置に確実に維持することが可能になる。これによって、圧縮機構のブッシュの潤滑を確実に行うことができる。また、複数の均油通路がそれぞれ異なる高さに配置されているので、油の上に液状の冷媒が油から分離して貯まっている場合であっても、液状の冷媒を圧縮機のそれぞれのケーシングの外部へ速やかに排出することができる。
第2発明の圧縮装置は、複数のローリングピストン圧縮機と、均油通路とを備えている。複数のローリングピストン圧縮機は、少なくとも1個の回転可能なローリングピストン、ローリングピストンの側面に接触するブレード、および少なくとも1個のシリンダをそれぞれ有している。シリンダは、ローリングピストンを収納するシリンダ室、ブレードが出没自在に挿入されたブレード孔、およびブレード孔に連通するブレード給油路を有する。均油通路は、各ローリングピストン圧縮機のシリンダの下端におけるブレード給油路の吸入口よりも高い位置に配置されている。均油通路は、複数のローリングピストン圧縮機を連結する。また、複数の均油通路は、それぞれ異なる高さに配置されている。
ここでは、圧縮装置は、ブレード給油路の吸入口より高い位置に設けられ、複数台のローリングピストン式の密閉型圧縮機を連結する均油通路を備えているので、油面高さをブレード給油路の吸入口よりも高い位置に確実に維持することが可能になる。これによって、圧縮機構のブレードの潤滑を確実に行うことができる。また、複数の均油通路がそれぞれ異なる高さに配置されているので、油の上に液状の冷媒が油から分離して貯まっている場合であっても、液状の冷媒を圧縮機のそれぞれのケーシングの外部へ速やかに排出することができる。
発明の圧縮装置は、第1発明または第2発明の圧縮装置であって、冷凍サイクルを行う冷凍装置の冷媒回路に設けられている圧縮装置は、冷媒回路に冷媒として充填されたCOを圧縮する。
ここでは、油より上層に位置するCOの液冷媒を上側の均油通路から速やかに排出することが可能である。
発明の圧縮装置は、第3発明の圧縮装置であって、複数の均油通路のそれぞれに開閉手段をさらに備えている。
ここでは、複数の均油通路のそれぞれに開閉手段をさらに備えているので、油の上層に堆積する冷媒のみを選択して排出することが可能である。
第1発明によれば、油面高さをブッシュ給油路の吸入口よりも高い位置に確実に維持することができる。これによって、圧縮機構のブッシュの潤滑を確実に行うことができる。
ができる。また、液状の冷媒を圧縮機のそれぞれのケーシングの外部へ速やかに排出することができる。
第2発明によれば、油面高さをブレード給油路の吸入口よりも高い位置に確実に維持することができる。これによって、圧縮機構のブレードの潤滑を確実に行うことができる。また、液状の冷媒を圧縮機のそれぞれのケーシングの外部へ速やかに排出することができる。
発明によれば、上側の均油通路からCO冷媒を速やかに排出することができる。
発明によれば、油の上層に堆積する冷媒のみを選択して排出することができる。
〔第1実施形態〕
<圧縮装置1の全体構成>
図1に示される圧縮装置101は、冷凍サイクルを行う冷凍装置の冷媒回路に設けられ、冷媒回路に冷媒として充填されたCO冷媒を圧縮する2台の密閉型圧縮機C1、C2を備えている。2台の密閉型圧縮機C1、C2は、均油通路35によって互いに連結されているので、圧縮機間の油Aの流通が可能である。なお、密閉型圧縮機C1、C2は、2台以上であってもよく、この場合も、隣接する密閉型圧縮機の間を均油通路によって互いに連結すればよい。
<密閉型圧縮機C1、C2の構成>
図1〜3に示される2台のスイング式の密閉型圧縮機C1、C2は、同じ構成を有しており、ケーシング2と、モータ3と、圧縮機構4と、シャフト6と、均油通路35とを備えている。モータ3、圧縮機構4およびシャフト6は、ケーシング2の内部に収納されている。圧縮機構4は、単シリンダのスイング圧縮機であり、後述する揺動ピストン21、ブッシュ23、およびシリンダ27aを有している。
ケーシング2は、筒状部2aと、筒状部2aの上下の開口端を閉じる一対の鏡板2b、2cとを有している。ケーシング2の筒状部2aは、モータ3のモータステータ8およびモータロータ9を収納している。また、ケーシング2は、圧縮機構4の下部に油Aを貯める貯油空間32を有する。油Aは、圧縮機構4の潤滑に用いられ、CO冷媒とともにケーシング2の内部に充填される。CO冷媒が充填されたケーシング2の内圧は、高圧(12MPa程度)になっている。
モータ3は、環状のモータステータ8と、モータステータ8の内部空間8aに回転自在に配置されたモータロータ9とを有している。モータロータ9は、シャフト6に連結され、シャフト6とともに回転することが可能である。
モータステータ8は、複数の点接合部7によって筒状部2aに固定されている。点接合部7は、具体的には、筒状部2aに貫通孔2dを形成し、その貫通孔2dを通してモータステータ8をスポット溶接することにより形成される。
<圧縮機構4の構成>
圧縮機構4は、図1〜3に示されるように、ブレード22を有する揺動ピストン21と、ブレード22を揺動可能に支持するブッシュ23と、シリンダ27aと、シリンダ27aの両端に位置するフロントヘッド27bおよびリアヘッド27cとを有している。シリンダ27aは、揺動ピストン21を収納するシリンダ室24、ブッシュ23が回転自在に挿入されたブッシュ孔25を有し、リアヘッド27cは、ブッシュ孔25に連通するブッシュ給油路26を有している。
揺動ピストン21は、モータ3の回転駆動力を受けてシャフト6の偏心部6aが偏心して回転することによって、シリンダ室24の内部で揺動し、これによって、吸入管28から吸入されたCO冷媒をシリンダ室24内部で圧縮する。圧縮されたCO冷媒は、ケーシング2の内部を通って上昇し、吐出管29から吐出される。
フロントヘッド27bは、マウンティングプレート30にネジ止めされている。マウンティングプレート30は、マウンティングプレート接合部31によってケーシング2の筒状部2aに固定されている。マウンティングプレート接合部31は、スポット溶接により形成されている。
<均油通路35の構成>
均油通路35は、図1〜2に示されるように、2台の密閉型圧縮機C1、C2の間を連結する連結管によって構成され、ブッシュ給油路26の吸入口26aより高い位置に設けられている。これにより、油面高さをブッシュ給油路26の吸入口26aよりも高い位置に確実に維持することが可能になっている。
均油通路35とブッシュ給油路26の吸入口26aとの高さの差s(図2参照)は、油面高さの変動の振幅よりも充分大きくなるように設定されているので、ブッシュ給油路26の吸入口26aより下へ油面が下がることがない。
<第1実施形態の特徴>
(1)
第1実施形態の圧縮装置101は、ブッシュ給油路26の吸入口26aより高い位置に設けられ、2台のスイング式の密閉型圧縮機C1、C2を連結する均油通路35を備えている。これにより、油面高さをブッシュ給油路26の吸入口26aよりも高い位置に確実に維持することが可能になり、圧縮機構4のブッシュ23の潤滑を確実に行うことができる。これによって、圧縮装置101の動作の信頼性が向上する。
<第1実施形態の変形例>
(A)
第1実施形態の圧縮装置101は、スイング式の密閉型圧縮機C1、C2の間が1本の均油通路35によって連結されているが、本発明はこれに限定されるものではない。
第1実施形態の変形例として、図4に示されるように、均油通路として、複数の均油通路35aおよび35bを備えていてもよい。2本の均油通路35a、35bは、それぞれ異なる高さに配置されている。
この場合、ケーシング2の貯油空間32の内部において油Aの上に液状の冷媒Rが油Aから分離して貯まっている場合であっても、液状の冷媒Rを圧縮機C1、C2のそれぞれのケーシング2の外部へ速やかに排出することができる。
(B)
また、図4に示されるように、複数の均油通路35a、35bには、冷媒Rを選択的に排出できるように、それぞれ電磁開閉弁V1、V2が設けられているようにしてもよい。
電磁開閉弁V1、V2は、冷媒圧力および冷媒温度に基づいて開閉される。すなわち、冷媒Rの吸入圧力および吸入温度を圧縮装置101に設けられた冷媒圧力センサおよび冷媒温度センサ(図示せず)によってそれぞれ測定し、測定された冷媒圧力および冷媒温度に基づいて圧縮装置101に設けられたマイコン(図示せず)が冷媒Rが湿り状態であると判断した場合には、マイコンが下側の油の均油通路35bの電磁開閉弁V2を閉めて、上側の冷媒Rの均油通路35aの電磁開閉弁V1を開けるように制御する。これにより、油Aの上層に堆積する冷媒Rのみを選択して排出することが可能である。すなわち、油Aが排出されないように、油Aの上層に堆積する液状の冷媒Rを積極的に一方の圧縮機へ排出することができる。液状の冷媒Rが一方の圧縮機に多く貯められたときには、モータロータなどにつかって撹拌されて圧縮機から迅速に排出されやすくなる。これにより、空調機の運転(とくに暖房運転)を迅速に行うことが可能になる。
(C)
また、図4に示されるように、2本の均油通路35a、35bがそれぞれ異なる高さに配置されていれば、CO冷媒を用いた場合において、PAG油とCOが分離したばあいに、CO冷媒は冷凍機油(PAG)の上層に位置するために、上側の均油通路35aを通して油から分離したCO冷媒を速やかに排出することができる。
(D)
上記の第1実施形態では、圧縮機構4として、単シリンダのスイング式の密閉圧縮機C1、C2を例にあげて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
第1実施形態の他の変形例として、図5〜6に示されるように、複数のシリンダ41、42を備えた密閉型圧縮機C1、C2の場合には、ミドルプレート40に給油取入れ口40aが設けられているので、この給油取入れ口40aよりも高い位置に均油通路35を設ければよい。ミドルプレート40の内部には、給油取入れ口40aからミドルプレート内部に延びる給油連通孔40bが形成されている。さらに給油連通孔40bは、分岐孔40cを介して上下のシリンダ41、42のブッシュ孔25に連通している
すなわち、第2実施形態の密閉型圧縮機は、図5〜6に示されるように、ケーシング2の内部に2つのシリンダ41および42を備え、2個のシリンダ41、42の間にミドルプレート40を備えている。ミドルプレート40には、隣接する2個のシリンダ41、42のそれぞれのブッシュ孔25に分岐孔40cを介して連通している。なお、上下のシリンダ41、42の内部には、上記第1実施形態と同様に、ブレード22を有する揺動ピストン21、およびブレード22を揺動可能に支持するブッシュ23が収納されている。
この場合も、油Aの油面Sの高さをミドルプレート40の給油取入れ口40aよりも高い位置に確実に維持することが可能になり、圧縮機構のブッシュ23の潤滑を確実に行うことができる。これによって、圧縮装置101の動作の信頼性が向上する。
(E)
上記第1実施形態では、ブッシュ給油路26がブッシュ23の側面23a(図4参照)に連通する、いわゆるブッシュ側面給油方式の密閉型圧縮機C1、C2を例にあげて説明しているが、本発明はこれに限定されるものではない。
第1実施形態の他の変形例として、ブッシュ給油路26がブッシュ23の背面23b(図4参照)に連通し、ブッシュ背面23bの側から給油する、いわゆるブッシュ背面給油方式の密閉型圧縮機であってもよい。
この場合も、ブッシュ給油路26の吸入口26aより高い位置に設けられ、2台のスイング式の密閉型圧縮機C1、C2を連結する均油通路35を備えていることによって、油面高さをブッシュ給油路26の吸入口26aよりも高い位置に確実に維持することが可能になり、圧縮機構のブッシュ23の潤滑を確実に行うことができる。これによって、圧縮装置101の動作の信頼性が向上する。
〔第2実施形態〕
上記第1実施形態では、スイング式の密閉型圧縮機C1、C2を2台備えた圧縮装置101を例にあげて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、図7〜9に示されるようなローリングピストン式の密閉型圧縮機C3、C4を2台備えた圧縮装置201であってもよい。
すなわち、図7〜9に示される圧縮装置201は、冷凍サイクルを行う冷凍装置の冷媒回路に設けられ、冷媒回路に冷媒として充填されたCO冷媒を圧縮する2台の密閉型圧縮機C3、C4を備えている。2台の密閉型圧縮機C3、C4は、均油通路65によって互いに連結されているので、圧縮機間の油Aの流通が可能である。なお、密閉型圧縮機C3、C4は、2台以上であってもよく、この場合も、隣接する密閉型圧縮機の間を均油通路によって互いに連結すればよい。
<密閉型圧縮機C3、C4の構成>
図7〜9に示される2台のローリングピストン式の密閉型圧縮機C3、C4は、同じ構成を有しており、ケーシング2と、モータ3と、圧縮機構50と、シャフト6と、均油通路65とを備えている。モータ3、圧縮機構50およびシャフト6は、ケーシング2の内部に収納されている。圧縮機構50は、単シリンダのローリングピストン圧縮機であり、後述するローリングピストン51、ブレード52、スプリング53およびシリンダ57aを有している。ローリングピストン式の密閉型圧縮機C3、C4のその他の構成は、図1〜3のスイング式の密閉型圧縮機C1、C2の構成と共通している。
すなわち、ケーシング2は、筒状部2aと、筒状部2aの上下の開口端を閉じる一対の鏡板2b、2cとを有している。ケーシング2の筒状部2aは、モータ3のモータステータ8およびモータロータ9を収納している。また、ケーシング2は、圧縮機構50の下部に油Aを貯める貯油空間32を有する。油Aは、圧縮機構50の潤滑に用いられ、CO冷媒とともにケーシング2の内部に充填される。CO冷媒が充填されたケーシング2の内圧は、高圧(12MPa程度)になっている。
モータ3は、環状のモータステータ8と、モータステータ8の内部空間8aに回転自在に配置されたモータロータ9とを有している。モータロータ9は、シャフト6に連結され、シャフト6とともに回転することが可能である。
モータステータ8は、複数の点接合部7によって筒状部2aに固定されている。点接合部7は、具体的には、筒状部2aに貫通孔2dを形成し、その貫通孔2dを通してモータステータ8をスポット溶接することにより形成される。
<圧縮機構50の構成>
圧縮機構50は、図7〜9に示されるように、ローリングピストン51と、ローリングピストン51の側面に接触するブレード52と、ブレード52をローリングピストン51の側面に押圧するスプリング53と、シリンダ57aとを有している。シリンダ57aは、ローリングピストン51を収納するシリンダ室54、ブレード52が出没自在に挿入されたブレード孔55、およびブレード孔55に連通する2本のブレード給油路56を有している。図9に示されるように、ブレード52の背部は、高圧空間59に連通している。
ローリングピストン51は、モータ3の回転駆動力を受けてシャフト6の偏心部6aが偏心して回転するのに連動して、ブレード52に接触しながらシリンダ室54の内部で偏心して回転する。これによって、吸入管28から吸入されたCO冷媒をシリンダ室24内部で圧縮する。圧縮されたCO冷媒は、ケーシング2の内部を通って上昇し、吐出管29から吐出される。
シリンダ57aは、フロントヘッド57bと、リアヘッド57cとを有している。フロントヘッド57bは、マウンティングプレート30にネジ止めされている。マウンティングプレート30は、マウンティングプレート接合部31によってケーシング2の筒状部2aに固定されている。マウンティングプレート接合部31は、スポット溶接により形成されている。
<均油通路65の構成>
均油通路65は、図7〜8に示されるように、2台の密閉型圧縮機C3、C4の間を連結する連結管によって構成され、密閉型圧縮機C3、C4のシリンダ57aの下端におけるブレード給油路56の吸入口56aより高い位置に設けられている。これにより、油面高さをブレード給油路56の吸入口56aよりも高い位置に確実に維持することが可能になっている。
均油通路65とブレード給油路56の吸入口56aとの高さの差p(図8参照)は、油面高さの変動の振幅よりも充分大きくなるように設定されているので、ブレード給油路56の吸入口56aより下へ油面が下がることがない。
<第2実施形態の特徴>
(1)
第2実施形態の圧縮装置201は、密閉型圧縮機C3、C4のシリンダ57aの下端におけるブレード給油路56の吸入口56aより高い位置に設けられ、2台のローリングピストン式の密閉型圧縮機C3、C4を連結する均油通路65を備えている。これにより、油面高さをブレード給油路56の吸入口56aよりも高い位置に確実に維持することが可能になり、圧縮機構50のブレード52の潤滑を確実に行うことができる。これによって、圧縮装置201の動作の信頼性が向上する。
<第2実施形態の変形例>
(A)
上記の第2実施形態では、圧縮機構50として、単シリンダのローリングピストン式の密閉圧縮機C3、C4を例にあげて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
第2実施形態の他の変形例として、図10に示されるように、ミドルプレート60の上下に配置された複数のシリンダ61、62を備えた密閉型圧縮機C3、C4の場合についても、均油通路65が各ローリングピストン圧縮機C3、C4のシリンダ57aの下端におけるブレード給油路56の吸入口56aより高い位置に設けられ、2台のローリングピストン式の密閉型圧縮機C3、C4を連結するようにすればよい。
貯油空間32の油Aは、ブレード給油路56を通して下側のシリンダ61のブレード52に給油され、それとともに、上側のシリンダ62のブレード52にも給油(いわゆるミスト給油)される。
この場合も、油Aの油面の高さをブレード給油路56の吸入口56aよりも高い位置に確実に維持することが可能になり、上下のシリンダ61、62のそれぞれのブレード52の潤滑を確実に行うことが可能になり、圧縮機構50のブレード52の潤滑を確実に行うことができる。これによって、圧縮装置201の動作の信頼性が向上する。
(B)
第2実施形態の圧縮装置201は、ローリングピストン式の密閉型圧縮機C3、C4の間が1本の均油通路65によって連結されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数の均油通路を備えていてもよい。この場合も、ケーシング2の貯油空間32の内部において油Aの上に液状の冷媒が油Aから分離して貯まっている場合であっても、液状の冷媒を圧縮機C3、C4のそれぞれのケーシング2の外部へ速やかに排出することができる。
また、複数の均油通路には、冷媒を選択的に排出できるように、それぞれ電磁開閉弁などの開閉手段を設けてもよい。これにより、油Aが排出されないように、油Aの上層に堆積する液状の冷媒を積極的に一方の圧縮機へ排出することができる。液状の冷媒が一方の圧縮機に多く貯められたときには、モータロータなどにつかって撹拌されて圧縮機から迅速に排出されやすくなる。これにより、空調機の運転(とくに暖房運転)を迅速に行うことが可能になる。
また、複数の均油通路がそれぞれ異なる高さに配置されていれば、CO冷媒を用いた場合において、PAG油とCOが分離したばあいに、CO冷媒は冷凍機油(PAG)の上層に位置するために、上側の均油通路を通して油から分離したCO冷媒を速やかに排出することができる。
本発明は、複数の圧縮機が均油通路で連結された圧縮装置に広く適用することが可能である。
本発明の第1実施形態に係わる密閉型圧縮機の縦断面図。 図1の均油通路とブッシュ給油路付近の縦断面図。 図1の圧縮機構の水平断面図。 本発明の第1実施形態の変形例に係わる密閉型圧縮機の縦断面図。 本発明の第1実施形態の他の変形例に係わる2シリンダの密閉型圧縮機の縦断面図。 図5のミドルプレートの給油連通孔付近の断面図。 本発明の第2実施形態に係わる密閉型圧縮機の縦断面図。 図7の均油通路とブッシュ給油路付近の縦断面図。 図7の圧縮機構の水平断面図。 本発明の第2実施形態の変形例に係わる2シリンダの密閉型圧縮機の縦断面図。
2 ケーシング
3 モータ
4、50 圧縮機構
21 揺動ピストン
22、52 ブレード
23 ブッシュ
26 ブッシュ給油路
27a、57a シリンダ
32 貯油空間
35、65 均油通路
51 ローリングピストン
56 ブレード給油路
101、201 圧縮装置
C1、C2、C3、C4 密閉型圧縮機

Claims (4)

  1. ブレード(22)を有する少なくとも1個の揺動ピストン(21)、前記ブレード(22)を揺動可能に支持するブッシュ(23)、少なくとも1個のシリンダ(27a)、および前記シリンダ(27a)の端面のフロントヘッド(27b)ならびにリアヘッド(27c)をそれぞれ有し、前記シリンダ(27a)が、前記揺動ピストン(21)を収納するシリンダ室(24)、前記ブッシュ(23)が回転自在に挿入されたブッシュ孔(25)を有しており、前記リアヘッド(27c)が、前記ブッシュ孔(25)に連通するブッシュ給油路(26)を有する複数のスイング圧縮機(C1、C2)と、
    前記ブッシュ給油路(26)の吸入口より高い位置に設けられ、複数の前記スイング圧縮機(C1、C2)を連結する均油通路(35)と、
    を備え
    複数の前記均油通路(35)は、それぞれ異なる高さに配置されている、
    圧縮装置(101)。
  2. 少なくとも1個の回転可能なローリングピストン(51)、前記ローリングピストン(51)の側面に接触するブレード(52)、および少なくとも1個のシリンダ(57a)をそれぞれ有し、前記シリンダ(57a)が前記ローリングピストン(51)を収納するシリンダ室(54)、前記ブレード(52)が出没自在に挿入されたブレード孔(55)、および前記ブレード孔(55)に連通するブレード給油路(56)を有する複数のローリングピストン圧縮機(C3、C4)と、
    各ローリングピストン圧縮機の前記シリンダ(57a)の下端における前記ブレード給油路(56)の吸入口(56a)よりも高い位置に配置され、複数の前記ローリングピストン圧縮機を連結する均油通路(65)と、
    を備え
    複数の前記均油通路(65)は、それぞれ異なる高さに配置されている、
    圧縮装置(201)。
  3. 冷凍サイクルを行う冷凍装置の冷媒回路に設けられ、冷媒回路に冷媒として充填されたCOを圧縮する、
    請求項1または2に記載の圧縮装置(101、201)。
  4. 前記複数の均油通路のそれぞれに開閉手段をさらに備えている、
    請求項に記載の圧縮装置(101、201)。
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