JP6274041B2 - ロータリ圧縮機 - Google Patents

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Description

本発明は、空気調和機や冷凍機などに用いられるロータリ圧縮機に関する。
例えば、特許文献1には、密閉ケーシングにモータ及び圧縮要素を内装し、該圧縮要素に、一端が該圧縮要素のシリンダ室に開口し、他端が前記ケーシング内に開口するインジェクション通路を設けると共に、前記ケーシングにインジェクションチューブのインレットチューブを接続する継手管を取付けて、前記インレットチューブを前記インジェクション通路の前記ケーシング内に開口する開口部に圧入するごとくした回転式圧縮機において、前記継手管に、前記ケーシング内方に向かい、前記インジェクション通路の開口部近くまで延長し、前記インレットチューブを前記開口部に案内する案内筒部を形成すると共に、前記インジェクション通路の開口部に、前記案内筒部の先端における内径に対応する内径をもち、前記インジェクション通路に向かって小径となるテーパー状の案内部を設けている回転式圧縮機が記載されている。
特開平4−224294号公報
特許文献1に記載された回転式圧縮機は、インレットチューブを継手管を挿通させてインジェクション通路のケーシング内に開口する開口部に圧入するときに、インレットチューブは、継手管に設けた案内筒部により、ケーシング内方に向かってインジェクション通路の開口部近くまで案内されるので、インレットチューブのインジェクション通路への芯ずれが少なくなり、インレットチューブの先端が開口部から大きく外れることなくインレットチューブを開口部に簡単に、かつ、確実に圧入できる。
また、インジェクション通路の開口部に設けたテーパ状の案内部により、継手管の案内部の先端から出たインレットチューブを案内部のテーパー面に沿ってインジェクション通路内に案内できるので、芯合わせが容易に行え、インレットチューブのインジェクション通路への圧入をより円滑に行うことができる。
しかしながら、特許文献1に記載された回転式圧縮機は、インジェクション通路の開口部に、インジェクション通路に向かって小径となるテーパー状の案内部が設けられ、インレットチューブの先端部はストレートであるので、インレットチューブの先端角部がインジェクション通路の案内部のテーパー面に当たり、圧入時に、インレットチューブからの圧入粉が発生し易い、という問題がある。また、インレットチューブの先端角部がインジェクション通路の案内部のテーパー面に圧着されるので、インレットチューブとインジェクション通路との接触面積が狭く、両者の結合が不安定でシール性が悪い、という問題がある。
本発明は、インレットチューブ(インジェクション管)の圧入時に圧入粉が発生し難く、インレットチューブとインジェクション通路(横孔)との結合を安定させシール性を良くす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側面に冷媒の吸入部が設けられ密閉された縦置きの圧縮機筐体と、前記圧縮機筐体の下部に配置される圧縮部であって、環状のシリンダと、軸受部及び吐出弁部を有し前記シリンダの一端部を閉塞する端板と、軸受部を有し前記シリンダの他端部を閉塞する端板又は中間仕切板と、前記軸受部に支持された回転軸の偏芯部に嵌合され前記シリンダのシリンダ内壁に沿って該シリンダ内を公転し前記シリンダ内壁との間に作動室を形成する環状ピストンと、前記シリンダに設けられたベーン溝内から前記作動室内に突出して前記環状ピストンに当接し前記作動室を吸入室と圧縮室とに区画するベーンと、を備える圧縮部と、前記圧縮機筐体の上部に配置され、前記回転軸を介して前記圧縮部を駆動するモータと、を備え、前記吸入部を通して冷媒を吸入し、前記圧縮機筐体内を通して前記吐出部から冷媒を吐出するロータリ圧縮機において、基準外径に形成された中間部と、前記基準外径よりも拡径された後部と、前記基準外径よりも縮径された前部と、を有し、冷媒を前記作動室にインジェクションするためのインジェクション管を備え、記中間仕切板に、前記作動室に連通する縦方向の噴射孔と、該噴射孔に連通し前記インジェクション管嵌合さる横孔と設けられ、前記インジェクション管の前記前部の先端に設けられた嵌合部と前記横孔の嵌合部とは、前記インジェクション管の先端方向に向かって小径となる同一径かつ同一勾配角のテーパー形状となっていることを特徴とする。
本発明は、インジェクション管の圧入時に圧入粉が発生し難く、インジェクション管と横孔との結合を安定させることができる。
図1は、本発明が適用され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、実施例のロータリ圧縮機の圧縮部を示す部分縦断面図である。 図4は、インジェクション連絡管及びインジェクション管の分解図である。
以下に、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、本発明が適用されるロータリ圧縮機を示す縦断面図であり、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。
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の外側部には、独立した円筒状の密閉容器からなるアキュムレータ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。
アキュムレータ25の天部中心には、冷媒回路の蒸発器に接続するシステム接続管255が接続され、アキュムレータ25の底部に設けられた底部貫通孔257には、一端がアキュムレータ25の内部上方まで延設され、他端が、第1及び第2吸入管104,105の他端に接続される第1及び第2低圧連絡管31S,31Tが固着されている。
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、吸入部としての第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。
圧縮機筐体10の天部には、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。
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ともに、圧縮部12の微小隙間のシールをする。
次に、図3及び図4を参照して、実施例のロータリ圧縮機1の特徴的な構成について説明する。図3は、実施例のロータリ圧縮機の圧縮部を示す部分縦断面図である。図4は、インジェクション連絡管及びインジェクション管の分解図である。実施例のロータリ圧縮機1は、家庭用の空気調和機に用いられるものである。
図3に示すように、中間仕切板140には、第1及び第2の圧縮部12S、12Tの第1及び第2作動室130S、130Tに連通する縦方向の噴射孔141と、噴射孔141に連通し冷媒を第1及び第2作動室130S、130Tに液インジェクション(本実施例では、液インジェクションを行っているが、ガスインジェクションを行ってもよい。)を行なうためのインジェクション管144の先端部を圧入、嵌合させる横孔142と、が設けられている。インジェクション管144の後部には、冷媒回路(冷凍サイクル)の組立時に、インジェクション連絡管146が接続される。インジェクション連絡管146の後部には、冷媒回路接続管147が接続される。インジェクション管144、インジェクション連絡管146及び冷媒回路接続管147は、銅管である。
図4に示すように、中間仕切板140の横孔142の開口部側の嵌合部142Kは、長さKの範囲に亘って横孔142の奥方向に向かって小径となるテーパー形状になっている。また、インジェクション管144は、基準外径Dに形成された中間部144Aと、基準外径Dより拡径されインジェクション連絡管146が挿入固着される後部144Bと、基準外径Kより縮径された前部144Cと、を有している。
前部144Cのうち、先端部の少なくとも長さKの範囲に亘る嵌合部144Kは、先端方向(横孔142の奥方向)に向かって小径となるテーパー形状になっている。横孔142の嵌合部142Kとインジェクション管144の嵌合部144Kとは、同一径かつ同一勾配角のテーパー形状となっている。
テーパー形状とした横孔142の嵌合部142Kの長さK及びインジェクション管144の嵌合部144Kの長さKは、圧入による嵌合を安定させるために、3mm≦K≦7mmとするのがよい。また、インジェクション管144の全長をL(例えば、45mm)、基準外径をD(例えば、φ6.35)とするとき、インジェクション管144の圧入時の座屈等を防ぐため、及び、加工性の悪化を防ぐために、5≦L/D≦7.5とするのがよい。
以上、実施例を説明したが、前述した内容により実施例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及び2段圧縮式ロータリ圧縮機等にも適用することができる。単シリンダ式ロータリ圧縮機の場合、噴射孔141及び横孔142は、下端板160S又は上端板160Tに設けられる。
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
31S 第1低圧連絡管
31T 第2低圧連絡管
101 第1貫通孔
102 第2貫通孔
104 第1吸入管
105 第2吸入管
107 吐出管(吐出部)
111 ステータ
112 ロータ
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
141 噴射孔
142 横孔
142K 嵌合部
144 インジェクション管
144A 中間部
144B 後部
144C 前部
144K 嵌合部
146 インジェクション連絡管
147 冷媒回路接続管
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)
252 アキュムホルダー
253 アキュムバンド
255 システム接続管
257 底部貫通孔
R 開口部

Claims (3)

  1. 上部に冷媒の吐出部が設けられ下部側面に冷媒の吸入部が設けられ密閉された縦置きの圧縮機筐体と、
    前記圧縮機筐体の下部に配置される圧縮部であって、環状のシリンダと、軸受部及び吐出弁部を有し前記シリンダの一端部を閉塞する端板と、軸受部を有し前記シリンダの他端部を閉塞する端板又は中間仕切板と、前記軸受部に支持された回転軸の偏芯部に嵌合され前記シリンダのシリンダ内壁に沿って該シリンダ内を公転し前記シリンダ内壁との間に作動室を形成する環状ピストンと、前記シリンダに設けられたベーン溝内から前記作動室内に突出して前記環状ピストンに当接し前記作動室を吸入室と圧縮室とに区画するベーンと、を備える圧縮部と、
    前記圧縮機筐体の上部に配置され、前記回転軸を介して前記圧縮部を駆動するモータと、を備え、前記吸入部を通して冷媒を吸入し、前記圧縮機筐体内を通して前記吐出部から冷媒を吐出するロータリ圧縮機において、
    基準外径に形成された中間部と、前記基準外径よりも拡径された後部と、前記基準外径よりも縮径された前部と、を有し、冷媒を前記作動室にインジェクションするためのインジェクション管を備え、
    記中間仕切板に、前記作動室に連通する縦方向の噴射孔と、該噴射孔に連通し前記インジェクション管嵌合さる横孔と設けられ、前記インジェクション管の前記前部の先端に設けられた嵌合部と前記横孔の嵌合部とは、前記インジェクション管の先端方向に向かって小径となる同一径かつ同一勾配角のテーパー形状となっていることを特徴とするロータリ圧縮機。
  2. 前記テーパー形状とした嵌合部の長さKを、3mm≦K≦7mmとしたことを特徴とする請求項1に記載のロータリ圧縮機。
  3. 前記インジェクション管の全長Lと前記基準外径Dの比L/Dを、5≦L/D≦7.5としたことを特徴とする請求項1に記載のロータリ圧縮機。
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