JPH0378586A - スクロール型流体装置 - Google Patents

スクロール型流体装置

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JPH0378586A
JPH0378586A JP21577089A JP21577089A JPH0378586A JP H0378586 A JPH0378586 A JP H0378586A JP 21577089 A JP21577089 A JP 21577089A JP 21577089 A JP21577089 A JP 21577089A JP H0378586 A JPH0378586 A JP H0378586A
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JP
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scroll
thrust bearing
intermediate pressure
revolving
bearing
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Application number
JP21577089A
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English (en)
Inventor
Kenichi Saito
健一 斉藤
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Daikin Industries Ltd
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Daikin Industries Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、冷凍装置の圧縮機等に用いられるスクロール
型流体装置に関し、特に、ラップ先端面におけるシール
対策に係るものである。
(従来の技術) 一般に、冷凍装置における圧縮機にはスクロール型流体
装置が用いられているものがあり、このスクロール型流
体装置は、例えば特公昭57−23793号公報に示さ
れるように、ケーシング内に固定スクロールと公転スク
ロールとが収納されていると共に、該固定スクロールお
よび公転スクロールは各々鏡板の前面にラップが渦巻状
に立設されて成り、両鏡板の前面を対向させると共に、
互いに両ラップを噛合させることで該両ラップの側面を
多点接触させ、その接触部間に圧縮室を形成して構成さ
れている。
更に、上記固定スクロールにおける鏡板の略中央部には
冷媒の流出口が開設される一方、上記公転スクロールの
鏡板背面側にはフレームが設けられると共に該背面に、
電動機が取付けられたクランク軸が連接されて該公転ス
クロールが支持されており、該公転スクロールの中心は
クランク軸の軸心より偏心して設けられ、上記クランク
軸の回転により公転スクロールが固定スクロールに対し
て自転することなく公転し、上記圧縮室が収縮するよう
に構成されている。
また、上記両ラップには隣接する圧縮室間のシールを目
的として、その先端面にチップシールが装着されている
。このチップシールは、ラップの先端面に形成されたシ
ール溝に複数枚の金属製薄板でなるシール材を重畳して
挿入し、該シール材の端面を粗面する鏡板の前面に当接
させて、該ラップによって形成されている複数の圧縮室
相互間の流体の洩れ、即ち、高圧室側から低圧室側への
流体の洩れを防止するようにしている。
(発明が解決しようとする課題) しかし、上述したようなチップシールを有するスクロー
ル型流体装置において、その運転中にあっては、圧縮室
内、特に流出口近傍が高圧状態であるので、公転スクロ
ールを下方へ押す力、即ち公転スクロールを固定スクロ
ールから離隔させようとするスラスト力が作用している
と共に上記高圧によってチップシールを粗面する鏡板に
当接させていることからチップシールがシール溝の底面
から浮上る状態となり、このチップシール周辺において
ラップ先端と粗面する鏡板との間隙およびチップシール
背面とシール溝底面との間隙が大きくなるために、この
各間隙に沿ってスクロールの周方向に高圧室側の圧力が
洩れ出ることになる。
そのために、この流体の洩れに伴い圧縮機効率が低下す
るという課題を有していた。
そこで、チップシールを用いることなくラップ先端にお
けるシール性を確保させようとしたスクロール型流体装
置の一例として特開昭63−80088号公報に示され
るような流体装置がある。
この公報に示されているものは、固定スクロールを公転
スクロール側へ向かう方向に移動可能とし、この固定ス
クロールの背面側に圧縮室内の中間圧を作用させるよう
に構成し、該中間圧によって固定スクロールを公転スク
ロール側へ押圧するようにしている。即ち、各スクロー
ルのラップ端面を相対面する各鏡板前面に押付けること
によって、各圧縮室間のシール性を向上させ、チップシ
ールを不要としたものである。しかし、このような構成
では、固定スクロールを移動自在とするための新たな支
持手段を採用せねばならず、部品点数の増加に伴なって
構造が複雑化し、故障箇所の増加に繋がるといった新た
な課題が生じるため、実用性に欠けるものであった。
そこで本発明は、簡単な構成でもって、チップシールを
不要としたスクロール型流体装置を得ることを目的とす
る。
(課題を解決するための手段) 上記の目的を達成するために、本発明は、密閉室内の流
体圧力を公転スクロールの背面側に作用させて該公転ス
クロールを固定スクロール側に押圧して、ラップ先端部
のシール性を向上させるようにしたものであって、その
具体的な手段は、以下に述べるとおりである。
先ず、請求項(1)記載の発明にあっては、第1図およ
び第2図に示すように、ケーシング(2)内に固定スク
ロール(7)と公転スクロール(8)とが収納され、該
両スクロール(7)、  (8)は、各々鏡板(7a)
、  (8a)に渦巻状のラップ(7b)、(8b)が
立設されて構成されると共に、その両ラップ(7b)、
(8b)が相互に噛合されて、両ラップ(7b)、  
(8b)および両鏡板(7a)、(8a)によって流体
の密閉室(3a)が形成されており、上記公転スクロー
ル(8)が固定スクロール(7)に対して自転すること
なく公転することで上記密閉室(3a)の容積が変化す
るように構成されたスクロール型流体装置を対象として
いる。そして、上記公転スクロール(8)は、ケーシン
グ(2)内壁に固着されたフレーム(11)上に配置さ
れ、該フレーム(11)の公転スクロール(8)対向面
には凹部(16)が形成されている。更に、該凹部(1
6)に公転スクロール(8)のスラスト軸受け(17)
が深さ方向に摺動自在に嵌挿される一方、上記凹部(1
6)内におけるスラスト軸受け(17)の背面側を、圧
力流体の導入により公転スクロール(8)がスラスト軸
受け(17)を介して固定スクロール(7)側に押圧さ
れて各ラップ(7b)。
(8b)の先端が相対面する鏡板(7a)、(8a)に
接するように中間圧領域の密閉室(3a)に連通させた
構成としている。
また、請求項(′2J記載の発明にあっては、上記請求
項(1)記載のスクロール型流体装置において、フレー
ム(11)の凹部は環状の軸受は溝(16)に形成され
ており、スラスト軸受け(17)は上記軸受は溝(16
)と同形状に形成されて該軸受は溝(16)に嵌装され
る一方、固定スクロール(7)の鏡板(7a)前面には
、中間圧領域の密閉室(3a)内に連通ずる中間圧ポー
ト(18a)が開口され、該中間圧ポート(18a)と
軸受は溝(16)底面とを連結する圧力導入路(18)
が固定スクロール(7)及びフレーム(11)に形成さ
れた構成としている。
(作用) 上記構成による作用を以下に述べる。
先ず、請求項(1)記載の発明においては、モータ等を
駆動させると、公転スクロール(8)が固定スクロール
(7)に対して自転することなく公転運動し、例えば、
冷媒を圧縮して高圧状態にし、ケーシング(2)内を介
して冷媒回路中に吐出する。また、密閉室(3a)の中
間圧領域の流体圧が凹部(16)に流入して上記スラス
ト軸受け(17)に作用し、該スラスト軸受け(17)
に公転スクロール(8)側へ向う付勢力を与えることで
、公転スクロール(8)が固定スクロール(7)に押圧
され、灸のラップ(7b)、  (8b)先端を相対面
する各鏡板(7a)、  (8a)前面に押付ける。こ
れにより、従来のようなチップシールを用いることなく
、シかも簡単な構成でスクロール(7)、(8)のラッ
プ(7b)、(8b)先端と、該先端が対面する鏡板(
8a)、(7a)前面とのシール構造が得られる。
一方、請求項(2記載の発明においては、中間圧領域の
密閉室(3a)内の流体は、中間圧ポート(18a)か
ら圧力導入路(18)を経て軸受は溝(16)に流入し
、スラスト軸受け(17)で公転スクロール(8)を固
定スクロール(7)側に押し上げることで各ラップ(7
b)、  (8b)先端を各鏡板(8a)、  (7a
)前面に押付ける。
これにより、中間圧ポート(18a)の位置を適宜設定
することで公転スクロール(8)の押圧力を設定する。
(実施例) 以下、本発明における実施例を図面に沿って説明する。
第1図に示すように、(1)はスクロール型圧縮機で、
冷凍機に用いられ、冷媒ガスを高圧に圧縮して吐出して
いる。
該スクロール型圧縮機(1)は、密閉ケーシング(2)
内にスクロール機構(3)と駆動機構(4)とが収納さ
れて構成され、上記密閉ケーシング(2)の側面には吸
入管(5)が、上面には吐出管(6)が連設されている
。そして、上記スクロール機構(3)は固定スクロール
(7)と公転スクロール(8)とより成り、また、上記
駆動機構(4)は電動機(9)とクランク軸(10)と
より構成されている。
上記固定スクロール(7)および公転スクロール(8)
は鏡板(7a)、(8a)の前面にラップ(7b)、(
8b)が渦巻状に立設されて成り、両スクロール(7)
、(8)は鏡板(7a)。
(8a)の前面を対向させて上下に並設され、両ラップ
(7b)、  (8b)が噛合されると共に、該両ラッ
プ(7b)、(8b)の側面が多点接触し、その接触部
間に圧縮室(3a)が形成されている一方、固定スクロ
ール(7)の鏡板(7a)中央部には冷媒流出口(7c
)が上下両面に亘って設けられている。また、該固定ス
クロール(7)は、鏡板(7a)の外周縁にフランジ(
7d)が連設され、該フランジ(7d)にて上記密閉ケ
ーシング(2)の内周面に固定され、密閉ケーシング(
2)の内部空間を上方の高圧室(2a)と下方の低圧室
(2b)とに分割するようになって、高圧室(2a)に
上記吐出管(6)が連通されている。即ち、このスクロ
ール型圧縮機は低圧トム型のものである。また、上記公
転スクロール(8)の鏡板(8a)の背面には、該公転
スクロール(8)の中心と同心上にスクロール軸(8c
)が突設されている。また、上記ラップ(7b)。
(8b)の外側と固定スクロール(7)のフランジ(7
d)との間には、吸込室(14)が形成されている。
一方、上記密閉ケーシング(2)の中央部には公転スク
ロール(8)の背面側に位置してフレーム(11)が固
設されると共に、上記クランク軸(10)がラジアル軸
受け(12)、  (12)を介して該フレーム(11
)に上下方向に嵌挿される一方、フレーム(11)の下
方に上記吸入管(5)が連通され、該フレーム(11)
に形成された吸込路(11a)を介して低圧冷媒ガスが
吸込室(14)に流入するように構成されている。
そして、該クランク軸(10)は、クランク主軸(10
a)に電動機(9)が取付けられると共に、クランク主
軸(10a)の上端に連結部(10b)が設けられて成
り、該連結部(10b)にはスクロール軸(8c)の嵌
入孔(10c)がクランク軸(10)の軸心(02)よ
り偏心して形成されていて、該嵌入孔(10c)に上記
スクロール軸(8c)が嵌合されることで、該スクロー
ル軸(8c)はその軸心(01)がクランク主軸(10
a)の軸心(02)より所定寸法だけ偏心して配設され
ている。更に、公転スクロール(8)とフレーム(11
)との間には、図示しないが公転スクロール(8)の自
転阻止機構が設けられており、上記クランク軸(10)
の回転により公転スクロール(8)が固定スクロール(
7)に対して公転のみ行い、上記圧縮室(3a)が中央
部に渦巻状に移動しつつ容積が収縮し、冷媒ガスを圧縮
するように構成されている。
更にまた、上記密閉ケーシング(2)内の底部には潤滑
油(L)の貯留部(2C)が形成される一方、上記クラ
ンク主軸(10a)には、その下端部(10d)から連
結部(10b)のスクロール軸嵌入孔(10c)底面に
亘る給油路(10e)が穿設されると共に、上記下端部
(10d)が上記貯留部(2c)の71力滑油(L)に
浸漬され、該潤滑油(L)を給油手段(図示省略)によ
って上記ラジアル軸受け(12)およびスクロール軸(
8C)周辺に供給するようにしている。
また、上記フレーム(11)は、その外周がケーシング
(2)の内周面に固着されて支持されると共に、該外周
の上面が固定スクロール(7)のフランジ(7d)の下
面に密むされている。一方、上記フレーム(11)には
、中央上部が凹状に削除されて、バランサ室(1l b
)が形成されており、該バランサ室(11b)内に位置
して連結部(10b)の側面にバランスウェイト(15
)が取付けられ、作動時における回転バランスを保つよ
うにしている。
そして、本発明の特徴とする所は、上記公転スクロール
(8)のスラスト軸受は構造にある。このスラスト軸受
は構造は、上記バランサ室(11b)の外周側のフレー
ム(11)の上面に凹部である環状の軸受は溝(16)
が削設され、該軸受は溝(16)と略同形状の環状で形
成されたスラスト軸受け(17)が上記軸受は溝(16
)に嵌装されている。詳述すると、第2図に示すように
、軸受は溝(16)の深さはスラスト軸受け(17)の
高さ寸法よりやや小さく設定されていると共に、軸受は
溝(16)の内周及び外周両縦面にはOリング(16a
)、(16a)が埋設されて軸受は溝(16)とスラス
ト軸受け(17)との側面間の小隙(18b)をシール
している。更に、スラスト軸受け(17)は常にその上
面がフレーム(11)上面から突出する高さに成形され
ると共に、その側面がOリング(16a)に当接しなが
ら軸受は溝(16)内を上下方向(深さ方向)に移動可
能に配設されており、公転スクロール(8)はこのスラ
スト軸受け(17)を介してフレーム(11)上に支持
されていることになる。そして、本発明の最大の特徴と
する所は、この軸受は溝(16)と上記圧縮室(3a)
とを複数本(第1図のものは2本)の圧力導入路(18
)によって連通させた圧力導入機構である。この圧力導
入路(18)は、一端が中間圧領域の圧縮室(3a)に
連通ずるように固定スクロールの鏡板前面に開口して中
間圧ボー) (18a)となっており、該中間圧ポート
(18a)から固定スクロール(7)の鏡板(7a)を
外周方向に延びた後、フランジ(7d)で下方へ折曲し
、更に公転スクロール(8)下方のフレーム(11)内
を求心方向に延びて、その他端が上記軸受は溝(16)
の底面に開口して形成されている。上述した中間圧領域
は、吸込室(14)付近の冷媒圧力(低圧)と冷媒流出
口(7C)近傍での冷媒圧力(高圧)との略中間値の圧
力状態の冷媒が存在する圧縮室(3a)である。従って
、圧縮機運転中において、圧縮室(3a)内の冷媒の中
間圧力を軸受は溝(16)内に導くように構成されてい
る。
次に、上記構成による本装置の作動について説明する。
先ず、本スクロール型圧縮機(1)の駆動時においては
、電動機(9)の駆動に伴いクランク軸(10)が回転
し、この回転によって公転スクロール(8)が固定スク
ロール(7)に対して自転することなく公転する。そし
て、吸入管(5)から密閉ケーシング(2)の低圧室(
2b)に吸入された冷媒は吸込路(lla)および吸込
室(14)を経て上記両スクロール(7)、(8)間に
形成される圧縮室(3a)内へ流入する。この圧縮室(
3a)は、ラップ(7b)、  (8b)の外側より形
成され、中央の冷媒流出口(7C)に向って渦巻状に移
動しつつ容積が収縮し、冷媒ガスは、該圧縮室(3a)
内で順次圧縮されて固定スクロール(7)の冷媒流出口
(7C)からケーシング(2)の高圧室(2a)に流出
した後、吐出管(6)から冷媒回路中に吐出される。
そして、上述した圧縮動作時において、上記スラスト軸
受け(17)による公転スクロール(8)の軸受は状態
を説明すると、中間圧領域の圧縮室(3a)内における
中間圧の冷媒ガスは、中間圧ポート(18a)から圧力
導入路(18)に導かれ、固定スクロール(7)および
フレーム(11)内を通って軸受は溝(16)に形成さ
れた小隙(18b)に流入されてスラスト軸受け(17
)の下面に作用し、該スラスト軸受け(17)を公転ス
クロール(8)の背面に押付ける。これによって、公転
スクロール(8)は上方へ移動され、そのラップ(8b
)先端面が固定スクロール(7)の鏡板(7a)前面に
押付けられることになる。
即ち、公転スクロール(8)はスラスト軸受け(17)
のみから圧力を受けて固定スクロール(7)側に押付け
られていることになる。この時、上記固定スクロール(
7)のラップ(7b)高さは、公転スクロール(8)の
ラップ(8b)高さと同一であるために、固定スクロー
ル(7)のラップ(7b)先端も公転スクロール(8)
の鏡板(8a)前面に押付けられることになり、ラップ
(7b)、  (8b)及び鏡板(7a)、(8a)に
よって形成されている圧縮室(3a)、  (3a)・
・・間を確実にシールする。このシールにおいて、各ラ
ップ(7b)、  (8b)の鏡板(7a)。
(8a)への押圧力は圧縮室(3a)内の中間圧を利用
しているために、各ラップの先端面が各鏡板に必要以上
に押圧されないのでラップの摩耗の発生が抑制されてお
り、また、圧縮機(1)の運転条件の変更に伴なって高
低差圧が変動した場合にもその変動に追従した中間圧力
によってシールが行え、冷媒の洩れが防止される。更に
、この中間圧力は中間圧ポート(18a)の位置を適宜
設定することにより、所望の圧力状態が得られる。
このように、ラップ(7b)、  (8b)先端とtf
t、板(7a)、  (8a)前面によってシール構造
が形成されていることにより、従来、ラップ先端面に設
けられていたチップシールが不要となり、これまでのよ
うなスクロールの周方向に高圧が洩れ出ることが防止さ
れ、圧縮機効率が向上する。
尚、本発明は、上述したような実施例に限るものではな
く、膨張機や真空ポンプなどに適用可能である。
(発明の効果) 上述したように、本発明によれば、以下のような効果を
発揮するものである。
先ず、請求項(1)記載の発明においては、中間圧領域
の流体圧が上記スラスト軸受けに作用し、該スラスト軸
受けに公転スクロール側へ向う付勢力を与えることで、
各ラップ先端面を相対面する鏡板前面に押付けて密閉室
間のシールを行う。これにより、従来のようなチップシ
ールを用いることなく、各ラップ先端面と鏡板前面との
シール構造が得られ、簡単な構成でもって密閉室の確実
なシールが行え、また、製造コストの低減も図れる。
また、スラスト軸受けは高い加工精度を必要とせず、加
工が簡略化される。
一方、請求項(a記載の発明においては、中間圧領域の
密閉室内の流体は、中間圧ポートから圧力導入路を経て
軸受は溝に流入し、スラスト軸受けで公転スクロールを
固定スクロール側に押し上げることで公転スクロールの
ラップ先端を固定スクロールの鏡板前面に押付ける。こ
れにより、中間圧ポートの位置を適宜設定することで公
転スクロールのラップ先端における押圧力を所定域に設
定可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は本発明における一実施例を示し、
第1図はスクロール型圧縮機の縦断面図、第2図はスラ
スト軸受は周辺を示す拡大断面図である。 (1)・・・スクロール型圧縮機 (2)・・・密閉ケーシング (3a)・・・圧縮室(密閉室) (7)・・・固定スクロール (8)・・・公転スクロール (7a)、  (8a)・・・鏡板 (7b)、  (8b)・・・ラップ (11)・・・フレーム (16)・・・軸受は溝(凹部) (17)・・・スラスト軸受け (18)・・・圧力導入路 (18a)・・・中間圧ポート (1)・・・スクロール型圧縮機 (2)・・・密閉ケーシング (3a)・・・圧縮室 (7)・・・固定スクロール (8)・・・公転スクロール (7a)、(8a)・・・鏡阪 (7b)、  (8b)・・・ラップ (11)・・・フレーム (16)・・・軸受は溝 (17)・・・スラスト軸受け (18)・・・圧力導入路 (18a)・・・中間圧ポート

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ケーシング(2)内に固定スクロール(7)と公
    転スクロール(8)とが収納され、該両スクロール(7
    )、(8)は、各々鏡板(7a)、(8a)に渦巻状の
    ラップ(7b)、(8b)が立設されて構成されると共
    に、その両ラップ(7b)、(8b)が相互に噛合され
    て、両ラップ(7b)、(8b)および両鏡板(7a)
    、(8a)によって流体の密閉室(3a)が形成されて
    おり、上記公転スクロール(8)が固定スクロール(7
    )に対して自転することなく公転することで上記密閉室
    (3a)の容積が変化するように構成されたスクロール
    型流体装置において、上記公転スクロール(8)は、ケ
    ーシング(2)内壁に固着されたフレーム(11)上に
    配置され、該フレーム(11)の公転スクロール(8)
    対向面には凹部(16)が形成され、該凹部(16)に
    公転スクロール(8)のスラスト軸受け(17)が深さ
    方向に摺動自在に嵌挿される一方、上記凹部(16)内
    におけるスラスト軸受け(17)の背面側は、圧力流体
    の導入により公転スクロール(8)がスラスト軸受け(
    17)を介して固定スクロール(7)側に押圧されて各
    ラップ(7b)、(8b)の先端が相対面する鏡板(7
    a)、(8a)に接するように中間圧領域の密閉室(3
    a)に連通されていることを特徴とするスクロール型流
    体装置。
  2. (2)上記請求項(1)記載のスクロール型流体装置に
    おいて、フレーム(11)の凹部は環状の軸受け溝(1
    6)に形成されており、スラスト軸受け(17)は上記
    軸受け溝(16)と同形状に形成されて該軸受け溝(1
    6)に嵌装される一方、固定スクロール(7)の鏡板(
    7a)前面には、中間圧領域の密閉室(3a)内に連通
    する中間圧ポート(18a)が開口され、該中間圧ポー
    ト(18a)と軸受け溝(16)底面とを連結する圧力
    導入路(18)が固定スクロール(7)及びフレーム(
    11)に形成されていることを特徴とするスクロール型
    流体装置。
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