JPS606092A - ロ−タリ圧縮機 - Google Patents
ロ−タリ圧縮機Info
- Publication number
- JPS606092A JPS606092A JP58114504A JP11450483A JPS606092A JP S606092 A JPS606092 A JP S606092A JP 58114504 A JP58114504 A JP 58114504A JP 11450483 A JP11450483 A JP 11450483A JP S606092 A JPS606092 A JP S606092A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- compressor
- ceramic
- clearances
- vane
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
- F01C21/08—Rotary pistons
- F01C21/0809—Construction of vanes or vane holders
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Rotary Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は圧縮室構成部材をセラミ、りより構成したロー
タリ圧縮機に関するものである。
タリ圧縮機に関するものである。
従来例の構成とその問題点
一般にスライディングベーン式のロータリ圧縮機は、第
1図及び第2図に示すように一内部に円筒空間を有する
シリンダ1とこの両端面に固定され、シリンダ1の内部
空間である羽根室2をその側面において密閉する側板s
a、3bと前記シリンダ1内に、その中心0と偏心した
中心0′を回転軸4にもつロニタ5に設けられた溝6a
、6bに摺動可能なように係合されたベーン了a、7b
より構成される。各ベーン7a 、7bil:ロータ5
の回転(矢印へ)に伴ない、遠心力によって飛び出し、
その先端がシリンダ1の内壁面に接触しつつ圧縮機のガ
スの吸入、圧縮、吐出を繰り返している。8は吸入孔、
9は吐出孔をあられす。
1図及び第2図に示すように一内部に円筒空間を有する
シリンダ1とこの両端面に固定され、シリンダ1の内部
空間である羽根室2をその側面において密閉する側板s
a、3bと前記シリンダ1内に、その中心0と偏心した
中心0′を回転軸4にもつロニタ5に設けられた溝6a
、6bに摺動可能なように係合されたベーン了a、7b
より構成される。各ベーン7a 、7bil:ロータ5
の回転(矢印へ)に伴ない、遠心力によって飛び出し、
その先端がシリンダ1の内壁面に接触しつつ圧縮機のガ
スの吸入、圧縮、吐出を繰り返している。8は吸入孔、
9は吐出孔をあられす。
このようなスライディングベーン式のロータリ圧縮機は
、構造が複雑で部品点数の多いレシプロ式圧縮機と比べ
小型で簡易な構成が可能であり。
、構造が複雑で部品点数の多いレシプロ式圧縮機と比べ
小型で簡易な構成が可能であり。
カークーラ用の圧縮機に適用されるようになった。
しかしながら前記、ロータリ圧縮機を圧縮機動率と軽量
化の面からみると尚、改善すべき点が残されている。
化の面からみると尚、改善すべき点が残されている。
すなわちスライディングベーン弐ロークリ圧縮機は前述
したようにシリンダと側板で内部空間を構成し、その空
間内で摺動可能なように係合されたベーンを挿入したロ
ータが回転するといった具合いに、各部品どうしが互い
に摺動関係にあり。
したようにシリンダと側板で内部空間を構成し、その空
間内で摺動可能なように係合されたベーンを挿入したロ
ータが回転するといった具合いに、各部品どうしが互い
に摺動関係にあり。
このため固定された部品(第1図におけるシリンダ1と
両側板3a、3b)と摺動する部品(第1図におけるロ
ータ5とベーン7a 、 7b )との間にそれぞれ隙
間(以下クリアランスと呼ぶ)が必要なことである。こ
のクリアランスは、構成部材個有の材料がもつ膨張率及
び機械的性質によって妥当な数字が設定される。しかし
ながらこのクリアランスの量が大きい場合、圧縮した冷
媒が高圧縮室より低田縮室へもれることになり(第2図
、矢印B)、有効に吐出されないので圧縮機効率を著し
く低下させる。
両側板3a、3b)と摺動する部品(第1図におけるロ
ータ5とベーン7a 、 7b )との間にそれぞれ隙
間(以下クリアランスと呼ぶ)が必要なことである。こ
のクリアランスは、構成部材個有の材料がもつ膨張率及
び機械的性質によって妥当な数字が設定される。しかし
ながらこのクリアランスの量が大きい場合、圧縮した冷
媒が高圧縮室より低田縮室へもれることになり(第2図
、矢印B)、有効に吐出されないので圧縮機効率を著し
く低下させる。
現状における本構成の圧縮機のクリアランスの平均的数
字を第1図によって説明するとシリンダ1の巾寸法Cと
、ロータ5の巾寸法りの差で構成されるクリアランスE
、E/(以下ロータザイドクリアランスと呼ぶ)は60
μ、シリンダ1の1]寸法Cと、ベーン了の1]寸法F
の差で構成されるクリアランスG、G’(以下ベーンサ
イドクリアランスと呼ぶ)は80μであり、いずれも高
圧の圧縮冷媒をもれることな、くシールするには過大す
ぎるものであり低圧縮室側へのもれをよぎなくされてい
る。従来の構成において、この過大なりリアランスを設
定ぜざるを得ない理由を評述すれば以下の二点によって
説明される。第一の問題点は構成材料の膨張率のちがい
によるものである。つ捷りシリンダはねずみ鋳鉄、ロー
タはクロム、モリブデン鋼、ベーンはアルミニウム合金
でそれぞれ構成されており膨張率は異なる。従ってシリ
ンダ1のねずみ鋳鉄とロータ5のクロム、モリブデン鋼
は、はぼ同じ膨張率であるが、ベーン了のアルミニウム
合金は鋳鉄又は鋼の約2倍の膨張率をもつため予かしめ
第1図のベーンサイドクリアランスG 、 G’が必要
なのである。
字を第1図によって説明するとシリンダ1の巾寸法Cと
、ロータ5の巾寸法りの差で構成されるクリアランスE
、E/(以下ロータザイドクリアランスと呼ぶ)は60
μ、シリンダ1の1]寸法Cと、ベーン了の1]寸法F
の差で構成されるクリアランスG、G’(以下ベーンサ
イドクリアランスと呼ぶ)は80μであり、いずれも高
圧の圧縮冷媒をもれることな、くシールするには過大す
ぎるものであり低圧縮室側へのもれをよぎなくされてい
る。従来の構成において、この過大なりリアランスを設
定ぜざるを得ない理由を評述すれば以下の二点によって
説明される。第一の問題点は構成材料の膨張率のちがい
によるものである。つ捷りシリンダはねずみ鋳鉄、ロー
タはクロム、モリブデン鋼、ベーンはアルミニウム合金
でそれぞれ構成されており膨張率は異なる。従ってシリ
ンダ1のねずみ鋳鉄とロータ5のクロム、モリブデン鋼
は、はぼ同じ膨張率であるが、ベーン了のアルミニウム
合金は鋳鉄又は鋼の約2倍の膨張率をもつため予かしめ
第1図のベーンサイドクリアランスG 、 G’が必要
なのである。
次に第2の問題点は構成材料を組立て、締結するうえで
必要なりリアランスである。つ捷り第1図に示すように
シリンダ1は両側板3a、3bにはさまれボルト10で
固定されている。ボルトの締結力は普通、圧縮機の内圧
に耐え又、運転中、固定された部品どうしのズレを防止
するため約300A7.07n のトルクで綿めっけら
れている。
必要なりリアランスである。つ捷り第1図に示すように
シリンダ1は両側板3a、3bにはさまれボルト10で
固定されている。ボルトの締結力は普通、圧縮機の内圧
に耐え又、運転中、固定された部品どうしのズレを防止
するため約300A7.07n のトルクで綿めっけら
れている。
このため部分的に肉薄部も存在する鋳鉄からなるシリン
ダは変形収縮するのである。これは衆知のごとく鋳鉄そ
のものが′与引張強さよりも圧縮強さに弱い点からも理
解される。
ダは変形収縮するのである。これは衆知のごとく鋳鉄そ
のものが′与引張強さよりも圧縮強さに弱い点からも理
解される。
以上の理由からシリンダ1の1〕寸法Cはロータ5の巾
寸法り及びベー77の巾寸法Fよりも大きく設定せざる
を得ない。これらのクリアランスから生じる冷媒のもれ
を防ぎシール性を高めるために一般にオイルの介在をr
1シているがオイルが介在すると圧お1−冷媒と共に冷
凍ザイクルへもオイルが送りこ徒れ、圧縮機効率を著し
く低下さぜる。
寸法り及びベー77の巾寸法Fよりも大きく設定せざる
を得ない。これらのクリアランスから生じる冷媒のもれ
を防ぎシール性を高めるために一般にオイルの介在をr
1シているがオイルが介在すると圧お1−冷媒と共に冷
凍ザイクルへもオイルが送りこ徒れ、圧縮機効率を著し
く低下さぜる。
このように従来の構成においては過大なりリアランスの
設定とそ11を補完するオイルの介在によって汀−縮磯
幼率が悪く、又、主要構成部品t、1鋳鉄又(は銅]で
ある/こめ比重が大きく軽量化を1壜害してい/こ・ 発明の目的 不発11 iは前記、従来の欠点であるロータ’J 1
−J−翁1j機の構成材料に起因することによる過大な
りリアランスを設定せざるを得ないということと、これ
によ−・てシールの/こめのオイルの介在をよきなくさ
れることから圧縮機効率の向」二をさ1/こげていると
いうこと、同時に従来の構成材料は比重が大であるため
、圧縮機の軽量化を阻害しているという欠点を解決する
ものであり、圧縮機の効率向りと【(シ゛化を兼ね備え
た材料構成に」=るところの描造を提供するものである
。
設定とそ11を補完するオイルの介在によって汀−縮磯
幼率が悪く、又、主要構成部品t、1鋳鉄又(は銅]で
ある/こめ比重が大きく軽量化を1壜害してい/こ・ 発明の目的 不発11 iは前記、従来の欠点であるロータ’J 1
−J−翁1j機の構成材料に起因することによる過大な
りリアランスを設定せざるを得ないということと、これ
によ−・てシールの/こめのオイルの介在をよきなくさ
れることから圧縮機効率の向」二をさ1/こげていると
いうこと、同時に従来の構成材料は比重が大であるため
、圧縮機の軽量化を阻害しているという欠点を解決する
ものであり、圧縮機の効率向りと【(シ゛化を兼ね備え
た材料構成に」=るところの描造を提供するものである
。
発明の構成
本発明はni製の回転11Ql+に接合されたセラミ1
.り製のロータと、シリンダの内壁部(fc!Ijl
:4L’+セラミックMI!1′:I−夕の巾寸法と回
じ巾寸法のセラミックリングを接合したシリンダと、前
記シリンダと同じ1−11寸法のセラミック製ベーンか
らなる構成のD −クリ圧縮機を提供するものであり、
ロータ」〕−イトクリアランス、ベーンサイドクリアラ
ンスを極小化することにより効率向]二と大rl]な軽
j7F化か図れるものである。
.り製のロータと、シリンダの内壁部(fc!Ijl
:4L’+セラミックMI!1′:I−夕の巾寸法と回
じ巾寸法のセラミックリングを接合したシリンダと、前
記シリンダと同じ1−11寸法のセラミック製ベーンか
らなる構成のD −クリ圧縮機を提供するものであり、
ロータ」〕−イトクリアランス、ベーンサイドクリアラ
ンスを極小化することにより効率向]二と大rl]な軽
j7F化か図れるものである。
実施例の説明
以下に本発明の一実施例を第3図〜第4図にもいて所定
の形状に加工する。次に予め用意された回1i2iNb
12にキー13によって締結しロータ11と回転軸1
2の締結晶のロータシャフトとする。
の形状に加工する。次に予め用意された回1i2iNb
12にキー13によって締結しロータ11と回転軸1
2の締結晶のロータシャフトとする。
ロータシャフトは吐粒による研摩加工によって所定の巾
寸法Hに仕上げられる。本実施例では前記ロータ11と
回転軸12の締結にキー13を用いたが、これはセラミ
ック製ロータと鋼製回転軸の膨張差を考慮したものであ
る。つまりセラミックの膨張は3×10−6 であり、
鋼の′膨張は11.7X10’であるので、膨張率の犬
なる回転軸が運転中、高温になって膨張してもセラミッ
ク製ロータとタイトに固着させていないので、ロータの
破壊に至らないのである。
寸法Hに仕上げられる。本実施例では前記ロータ11と
回転軸12の締結にキー13を用いたが、これはセラミ
ック製ロータと鋼製回転軸の膨張差を考慮したものであ
る。つまりセラミックの膨張は3×10−6 であり、
鋼の′膨張は11.7X10’であるので、膨張率の犬
なる回転軸が運転中、高温になって膨張してもセラミッ
ク製ロータとタイトに固着させていないので、ロータの
破壊に至らないのである。
尚、本実施例のようなキーによる締結ではなく、他の方
法、例えば有機溶剤による方法、又はブレーレンゲによ
る方法もしくは硫fヒ銅+炭酸銀法による方法のいずれ
でもよい。これらはいずれの場合においても鋼製回転軸
の膨張がセラミック製ロータに直接負荷されるのでなく
、上記、各接合方法におけるそれぞれの中間媒体自体が
変形し、セラミック製ロータへの応力の伝達を吸収して
くれるものである。
法、例えば有機溶剤による方法、又はブレーレンゲによ
る方法もしくは硫fヒ銅+炭酸銀法による方法のいずれ
でもよい。これらはいずれの場合においても鋼製回転軸
の膨張がセラミック製ロータに直接負荷されるのでなく
、上記、各接合方法におけるそれぞれの中間媒体自体が
変形し、セラミック製ロータへの応力の伝達を吸収して
くれるものである。
次にシリンダ15の内径部には窒化硅素セラミックリン
グ14が鋳鉄製シリンダ15に圧入されている。この場
合、セラミックリング14の1]寸法■は、前記セラミ
、り製ロータ11の[11寸寸法と同一寸法に近く加工
されている。一方シリンダ15のrl+寸法には前記セ
ラミックリング14の巾寸法■よりわずかに小さく加工
されている。本発明の特徴のひとつは上記に述べた寸法
構成にある。
グ14が鋳鉄製シリンダ15に圧入されている。この場
合、セラミックリング14の1]寸法■は、前記セラミ
、り製ロータ11の[11寸寸法と同一寸法に近く加工
されている。一方シリンダ15のrl+寸法には前記セ
ラミックリング14の巾寸法■よりわずかに小さく加工
されている。本発明の特徴のひとつは上記に述べた寸法
構成にある。
つ捷り圧縮機効率に影響を及ぼす一困子であるロータサ
イドクリアランスは圧縮室が構成されるシリンダ16の
内径部に圧入されたセラミックリング14の11]寸法
■とロータ11のIJ寸寸法によるものでありこれらを
同一材料を用い同一寸法とすることにより、実質上、ロ
ータサイドクリアランスをなくすことができるものであ
る。そしてシリンダ15の外形部分は鋳鉄製であり内径
部のセラミックリング14よりも膨張が犬であっても、
この部分の[1]寸法には、セラミックリング■よりも
小さく加工されているため両側板16a、16bに接触
することはない。
イドクリアランスは圧縮室が構成されるシリンダ16の
内径部に圧入されたセラミックリング14の11]寸法
■とロータ11のIJ寸寸法によるものでありこれらを
同一材料を用い同一寸法とすることにより、実質上、ロ
ータサイドクリアランスをなくすことができるものであ
る。そしてシリンダ15の外形部分は鋳鉄製であり内径
部のセラミックリング14よりも膨張が犬であっても、
この部分の[1]寸法には、セラミックリング■よりも
小さく加工されているため両側板16a、16bに接触
することはない。
本実施例ではセラミックリングをシリンダ本体に圧入方
式により締結したが、締結方法はロータと回転軸の締結
方法で述べたような他の方法でもよい。
式により締結したが、締結方法はロータと回転軸の締結
方法で述べたような他の方法でもよい。
次にベーン17も窒化硅素によるセラミ、りより構成し
その巾寸法りは前記シリンダ15のセラミックリング1
4の巾寸法■と同一とする。これにより実質上ベーンサ
イドクリアランスはなくすことができる。
その巾寸法りは前記シリンダ15のセラミックリング1
4の巾寸法■と同一とする。これにより実質上ベーンサ
イドクリアランスはなくすことができる。
−」二記の基本構成においては、従来の構成における第
1の問題点であったクリアランスの設定は同一セラミッ
ク材料によっていることから計算上クリアランスを設け
なくてもよいことになる。
1の問題点であったクリアランスの設定は同一セラミッ
ク材料によっていることから計算上クリアランスを設け
なくてもよいことになる。
又、第2の問題点であった両側板にはさまれた。
ねずみ鋳鉄製シリンダの圧縮強さが弱いことに起因する
変形、収縮については1両側板から、ボルト18で締結
されるときに荷重をうけもつ内径リングに圧縮強度の高
いセラミックを配したことで角了消され7る。
変形、収縮については1両側板から、ボルト18で締結
されるときに荷重をうけもつ内径リングに圧縮強度の高
いセラミックを配したことで角了消され7る。
以上の構成をもとに本実施例ではロータサイドクリアラ
ンス15μ、ベーンサイド。クリアランス15μに設定
し、且つ充填オイル量を従来の%の10OC,Cにして
圧縮機効率を試験すると約20係の体積効率の向上を見
た。一方、型部・はセラミック化により約15%低減さ
れた。
ンス15μ、ベーンサイド。クリアランス15μに設定
し、且つ充填オイル量を従来の%の10OC,Cにして
圧縮機効率を試験すると約20係の体積効率の向上を見
た。一方、型部・はセラミック化により約15%低減さ
れた。
尚、本実施例で前記各クリアランスを16μに設定した
理由は1部品の加工公差1組立誤差9回転軸の輔受部の
ガタを考慮して若干の余裕をもたせたものである。
理由は1部品の加工公差1組立誤差9回転軸の輔受部の
ガタを考慮して若干の余裕をもたせたものである。
発明の効果
このように本発明は圧縮室構成部材をセラミックで構成
することにより部利の膨張量を均等にすることができ、
これによりクリアランスを極力少なくすることと同時に
軽量化が図れるため、極めて工業的価値の犬なるもので
ある。
することにより部利の膨張量を均等にすることができ、
これによりクリアランスを極力少なくすることと同時に
軽量化が図れるため、極めて工業的価値の犬なるもので
ある。
第1図はスライディングベーン式ロータリ圧縮機の一部
破断の正面断面図、第2図は同側断面図、第3図は本発
明の一実施例におけるロータリ圧縮機の一部破断の正面
断面図、第4図は同側断面図である。 11・・・ロータ、12・ 回転軸、13 キー、14
セラミックリング、15・ シリンダ、16a 、
16 b・・−側板、17・・ベーン。 18 ・ボルト、H・ ロータの巾寸法、J−・セラミ
ックリングの13寸法、K シリンダの巾寸法、L ・
−ベーンの巾寸法。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか18第
1 図 第2図 第 3 図
破断の正面断面図、第2図は同側断面図、第3図は本発
明の一実施例におけるロータリ圧縮機の一部破断の正面
断面図、第4図は同側断面図である。 11・・・ロータ、12・ 回転軸、13 キー、14
セラミックリング、15・ シリンダ、16a 、
16 b・・−側板、17・・ベーン。 18 ・ボルト、H・ ロータの巾寸法、J−・セラミ
ックリングの13寸法、K シリンダの巾寸法、L ・
−ベーンの巾寸法。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか18第
1 図 第2図 第 3 図
Claims (1)
- 略円筒状の圧縮室を構成する内径部にセラミックを設け
たシリンダと、前記圧縮室内を回転可能で、かつ前記セ
ラミック部分の軸方向の長さと略同−長さを有し、ベー
ン溝を設けたセラミック製のロータと、同じく前記セラ
ミック部分の軸方向の長さと略同−長さを有し、前記ベ
ーン溝を摺動可能なセラミック製のベーンよりなるロー
タリ圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58114504A JPS606092A (ja) | 1983-06-24 | 1983-06-24 | ロ−タリ圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58114504A JPS606092A (ja) | 1983-06-24 | 1983-06-24 | ロ−タリ圧縮機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS606092A true JPS606092A (ja) | 1985-01-12 |
Family
ID=14639405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58114504A Pending JPS606092A (ja) | 1983-06-24 | 1983-06-24 | ロ−タリ圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS606092A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5618171A (en) * | 1994-01-21 | 1997-04-08 | Cerasiv Gmbh Innovatives-Keramik-Engineering | Supply unit with a ceramic internal gear pump |
| WO2000052306A1 (en) * | 1999-03-01 | 2000-09-08 | Mallen Brian D | Vane pumping machine utilizing invar-class alloys for maximizing operating performance and reducing pollution emissions |
| JP2009299649A (ja) * | 2008-06-17 | 2009-12-24 | Mitsubishi Electric Corp | ロータリ圧縮機 |
| GB2486007A (en) * | 2010-12-01 | 2012-06-06 | Itt Mfg Enterprises Inc | Sliding vane pump |
| WO2015154036A1 (en) * | 2014-04-03 | 2015-10-08 | Trane International Inc. | Permanent magnet motor |
-
1983
- 1983-06-24 JP JP58114504A patent/JPS606092A/ja active Pending
Cited By (13)
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|---|---|---|---|---|
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| US6162034A (en) * | 1999-03-01 | 2000-12-19 | Mallen Research Ltd., Partnership | Vane pumping machine utilizing invar-class alloys for maximizing operating performance and reducing pollution emissions |
| US6435851B2 (en) | 1999-03-01 | 2002-08-20 | Mallen Research Ltd., Partnership | Vane pumping machine utilizing invar-class alloys for maximizing operating performance and reducing pollution emissions |
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| GB2538920B (en) * | 2014-04-03 | 2018-10-03 | Trane Int Inc | Permanent magnet motor |
| US10320250B2 (en) | 2014-04-03 | 2019-06-11 | Trane International Inc. | Permanent magnet motor with counterbalancing weights, shaft, and rotor |
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