JPH0578988U - スクロール式流体機械 - Google Patents

スクロール式流体機械

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JPH0578988U
JPH0578988U JP026403U JP2640392U JPH0578988U JP H0578988 U JPH0578988 U JP H0578988U JP 026403 U JP026403 U JP 026403U JP 2640392 U JP2640392 U JP 2640392U JP H0578988 U JPH0578988 U JP H0578988U
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casing
scroll
cooling
fixed scroll
cooling duct
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JP026403U
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Inventor
裕二 駒井
Original Assignee
トキコ株式会社
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スクロール圧縮機を外側から冷却できるよう
にし、騒音の発生を防止する。 【構成】 パッケージ31内に設けた空気タンク32上
にケーシング1および固定スクロール15等を本体ブラ
ケット35を介して配設し、これらを冷却ダクト42で
取り囲むと共に、駆動軸4に設けた冷却ファン41によ
り冷却ダクト42内に冷却風を発生させる。また、冷却
ダクト42の内壁には吸音材44を設け、通気路43内
を矢示B方向に冷却風が流通するときに異音が発生して
も、これを吸音するようにする。

Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】
本考案は、例えば真空ポンプや圧縮機等に用いて好適なスクロール式流体機械 に関し、特に旋回スクロールと固定スクロールとの間に潤滑油を供給することな く、旋回スクロールを旋回させるようにしたスクロール式流体機械に関する。
【0002】
【従来の技術】
図4に従来技術によるスクロール式流体機械としてスクロール式空気圧縮機を 例に挙げて示す。
【0003】 図において、1はケーシング、2は該ケーシング1を後述の前側ケーシング3 と共に構成するケーシング本体を示し、該ケーシング本体2は円板状の底部2A と、該底部2Aの外周側から後述の固定スクロール15側に向けて延設された筒 部2Bと、底部2Aの内周側に形成された筒状の軸受部2Cとから有底の段付筒 状に形成されている。
【0004】 3はケーシング本体2の筒部2B先端側から径方向内向きに突出して一体形成 された段付筒状の前側ケーシングを示し、該前側ケーシング3には、その内周側 に位置し、後述する旋回スクロール7の背面側に摺接してスラスト方向の荷重を 受承するスラスト受部3Aと、該スラスト受部3Aよりも内周側に位置し、周方 向に所定間隔をもって形成された複数の切欠部3B,3B,…(2個のみ図示) とが設けられている。
【0005】 4はケーシング本体2の軸受部2Cに軸受5,6を介して回転可能に支持され た駆動軸を示し、該駆動軸4の先端側はケーシング1内へと伸長してクランク4 Aとなり、該クランク4Aの軸線は駆動軸4の軸線に対して所定寸法dだけ偏心 している。また、該駆動軸4の基端側はケーシング1外で電動モ−タ(図示せず )等に連結され、この電動モ−タによって回転駆動される。
【0006】 7はケーシング1内に位置して駆動軸4のクランク4Aに旋回可能に設けられ た旋回スクロールを示し、該旋回スクロール7は、円盤状に形成された鏡板8と 、該鏡板8の前面8Aから中心側が巻始め端9Aとなり、外周側が巻終り端9B となって立設されたうず巻き状のラップ部9と、鏡板8の背面8B側中央に設け られたボス部10とから構成され、該ボス部10内にはクランク4Aが旋回軸受 11を介して取付けられている。また、該鏡板8の前面8A外周側には、後述の シール部材24を内周側から支持する筒状の内側支持部12が一体形成されてい る。
【0007】 ここで、前記鏡板8の背面8B外周側には、複数のキー溝13が周方向に所定 間隔をもって形成され、該各キー溝13と前側ケーシング3の各切欠部3Bとの 間には、自転防止機構としてのオルダム継手14が配設されている。そして、旋 回スクロール7は、駆動軸4が回転駆動されると、クランク4Aにより寸法dの 旋回半径をもった円運動が与えられ、オルダム継手14によって自転が防止され ることにより、駆動軸4の軸線を中心にして旋回(公転)し続けるようになって いる。
【0008】 15はケーシング1の先端側を施蓋するように前側ケーシング3の先端面に衝 合して設けられた固定スクロールを示し、該固定スクロール15は、その中心が 駆動軸4の軸線と一致するように中央部に配設された鏡板16と、該鏡板16の 前面16Aから旋回スクロール7のラップ部9と同様に、中心側が巻始め端17 Aとなり、外周側が巻終り端17Bとなって立設されたうず巻き状のラップ部1 7と、鏡板16の外周側を取囲むように形成され、前側ケーシング3の先端面外 周側と衝合する筒部18とから構成され、該筒部18の内周側には後述の吸込通 路22が設けられている。そして、該固定スクロール15のラップ部17には、 旋回スクロール7のラップ部9が所定角度(例えば180°程度)だけずらした 状態で重なり合っている。
【0009】 19,19,…は旋回スクロール7のラップ部9と固定スクロール15のラッ プ部17との間に形成された複数の圧縮室を示し、該各圧縮室19は固定スクロ ール15のラップ部17に対して旋回スクロール7が旋回運動をする間に、その 体積が順次縮小するように形成されている。そして、該各圧縮室19は、旋回ス クロール7が旋回運動することにより、吸込通路22から空気を取込み、この空 気を順次圧縮する。
【0010】 20は固定スクロール15の筒部18に穿設された吸込ポートを示し、該吸込 ポート20は吸込通路22を介して最外側の圧縮室19と連通している。21は 固定スクロール15の鏡板16中心部に穿設された吐出ポートを示し、該吐出ポ ート21は最中央側(高圧側)の圧縮室19と連通している。
【0011】 22は固定スクロール15内に位置してラップ部17の外周側を取囲むように 設けられ、筒部18の内周側に形成された環状の吸込通路を示し、該吸込通路2 2は前記最外側の圧縮室19と吸込ポート20との間を連通している。
【0012】 23は前側ケーシング3の先端面外周側に設けられた筒状の外側支持部、24 は該外側支持部23の外周面と内側支持部12の外周面との間に設けられ、可撓 性樹脂材料から断面U字状をなすように形成されたシール部材を示し、該シール 部材24はその内周側が内側支持部12の外周面に固定リング25により固定さ れ、その外周側が外側支持部23の外周面に固定リング26により固定されてい る。そして、該シール部材24は吸込通路22とケーシング1内の室Aとの間を 気液密にシールし、吸込通路22が前側ケーシング3と旋回スクロール7との間 を介してケーシング1内の室Aと連通するのを防止している。
【0013】 27はケーシング本体2内に位置して駆動軸4に嵌合固着された油掻きを示し 、該油掻き27はその先端側がケーシング1の室A内に収容された潤滑油等の油 液28と接触するように配設されている。そして、該油掻き27は駆動軸4の回 転時に、油液28を掻き上げることにより、軸受5、旋回軸受11、前側ケーシ ング3のスラスト受部3A等にこの油液28を供給し、これらを冷却,潤滑させ るものである。29は油掻き27に固着されたカウンタウェイトで、該カウンタ ウェイト29は駆動軸4の回転バランスをとるものである。
【0014】 従来技術によるスクロール式空気圧縮機は上述の如き構成を有するもので、駆 動軸4を電動モ−タによって回転駆動すると、この回転はクランク4Aから旋回 軸受11を介して旋回スクロール7に伝えられる。これにより、該旋回スクロー ル7は、駆動軸4の軸線を中心として所定寸法dの旋回半径で旋回運動し、この 旋回運動によって、吸込ポート20から吸込通路22を介して外部の空気が最外 側の圧縮室19内に流入する。そして、各圧縮室19は連続的に縮小し、吸込通 路22から取込んだ空気を順次内周側の圧縮室19に送り込んで圧縮しつつ、こ の圧縮空気を吐出ポート21から外部の空気タンク(図示せず)等に吐出して圧 縮作用を行う。
【0015】
【考案が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術によるものでは、旋回スクロール7と前側ケーシ ング3との間に、吸込通路22とケーシング1内の室Aとの間をシールするシー ル部材24を設けているから、油液28を油掻き27により掻きあげて旋回スク ロール7等を冷却しつつ、吐出ポート21から清浄な圧縮空気を吐出することが できる。
【0016】 しかし、油液28による冷却は旋回スクロール7の背面8B側でのみ行われる から、圧縮作用時に各圧縮室19内に発生する圧縮熱によって固定スクロール1 5側が温度上昇し、該固定スクロール15の熱によって吸込通路22内の空気が 加熱される。そして、この加熱された空気は圧縮室19内に取込まれ、圧縮作用 によって、さらにその温度が上昇するから、各スクロール7,15も温度上昇し 、該各スクロール7,15に熱膨張あるいは温度不均一が生じて熱変形を起こし たり、各ラップ部9,17にカジリ現象が発生したりするという問題がある。
【0017】 そこで、本考案者は、ケーシング1および固定スクロール15の周囲にこれら を外側から取り囲むように冷却ダクトを設け、該冷却ダクト内でケーシング1お よび固定スクロール15との間に冷却風を流通させることを検討した。しかし、 この場合には、冷却ファン等を用いてケーシング1および固定スクロール15の 周囲に冷却風を強制的に流通させない限り、固定スクロール15等を効果的に冷 却できない。また、逆に冷却ファンによって冷却風量を増大させると、ケーシン グ1および固定スクロール15の周囲を冷却風が流通するときに異音が発生し、 騒音の原因になってしまう。
【0018】 本考案は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本考案はケーシング や固定スクロールの周囲に冷却風を流通させることにより、これらを効果的に冷 却でき、機械の寿命を向上できる上に、騒音などの発生を防止でき、信頼性を高 め得るようにしたスクロール式流体機械を提供することを目的としている。
【0019】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために本考案が採用する構成の特徴は、駆動軸の突出 端側に設けられ、冷却風を発生させる冷却ファンと、該冷却ファンを含んで、ケ ーシングおよび固定スクロールの周囲を外側から取り囲み、該冷却ファンによる 冷却風を前記ケーシングおよび固定スクロールの周囲に流通させる冷却ダクトと 、該冷却ダクトの内壁を覆うように該冷却ダクトに設けられた吸音材とを備えた ことにある。
【0020】
【作用】
上記構成により、駆動軸を駆動させて圧縮運転を行うときには、冷却ファンが 回転して冷却ダクト内に冷却風を発生させるので、ケーシングや固定スクロール を外側から冷却でき、圧縮室等の温度を低下させることができる。また、ケーシ ングや固定スクロールの周囲を冷却風が流通するときに異音が発生しても、これ を冷却ダクトの吸音材によって吸音(減音)でき、騒音の原因になるのを防止で きる。
【0021】
【実施例】
以下、本考案の実施例を図1ないし図3に基づいて説明する。なお、実施例で は前述した図4に示す従来技術と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明 を省略するものとする。
【0022】 まず、図1および図2は本考案の第1の実施例を示している。
【0023】 図中、31は略長方形の箱形状に形成されたパッケージを示し、該パッケージ 31は薄い金属板等からなるパネルをスポット溶接等の手段で接合することによ り形成され、底板31A,前,後、左,右の側板31B,31B,…および天板 31C等から構成されている。
【0024】 32はパッケージ31内に設けられた空気タンクを示し、該空気タンク32は パッケージ31の底板31A上に一対の脚部32A(一方のみ図示)を介して配 設され、空気タンク32上には当該スクロール式空気圧縮機の本体台33が設け られている。そして、該空気タンク32は固定スクロール15の吐出ポート21 (図4参照)に空気配管34を介して接続され、吐出ポート21から吐出されて くる圧縮空気を貯留するようになっている。また、本体台33は空気タンク32 と同様に一対の脚部33A(一方のみ図示)を有し、空気タンク32上にケーシ ング1等を安定させて設置できる構造となっている。
【0025】 35は本体台33上に設置された本体ブラケットを示し、該本体ブラケット3 5は本体台33上に固定された支持板35Aと、該支持板35Aから上向きに立 設され、前後方向に所定寸法だけ離間した保持板35B,35Cとからなり、該 保持板35B,35Cは支持板35A上に当該スクロール式空気圧縮機のケーシ ング1および固定スクロール15等を位置決めしている。また、該保持板35B ,35Cにはそれぞれ通気穴35D,35D,…が形成され、該各通気穴35D は後述の冷却ダクト42内で図2中の矢示B方向に冷却風を流通させる。
【0026】 36は本体ブラケット35の保持板35B,35C上に設けられた支持台、3 7は該支持台36上に設けられた電動モータを示し、該電動モータ37は一対の モータ脚37A(一方のみ図示)を介して支持台36上に固定され、外部からの 給電により出力軸37Bを回転駆動する。
【0027】 38は出力軸37Bに固着された大径プーリ、39は当該スクロール式空気圧 縮機の駆動軸4に固着された小径プーリを示し、該小径プーリ39はベルト40 を介して大径プーリ38に連結され、電動モータ37の出力軸37Bによって駆 動軸4を回転駆動させる。
【0028】 41は駆動軸4に設けられた冷却ファンを示し、該冷却ファン41はケーシン グ1の軸受部2Cとプーリ39との間で駆動軸4の突出端側に固着され、該駆動 軸4と一体回転される。そして、該冷却ファン41は冷却ダクト42内に図2中 の矢示B方向で冷却風を発生させ、この冷却風によってケーシング1や固定スク ロール15等を外側から冷却する。
【0029】 42は冷却ファン41を含んで、ケーシング1および固定スクロール15の周 囲を外側から取り囲んだ冷却ダクトを示し、該冷却ダクト42は図2に示す如く 、一側が空気配管34の周囲に開口する冷却風の流入口42Aとなり、固定スク ロール15の背面側周囲を取り囲むようにテーパ状に拡開したテーパ部42Bと 、該テーパ部42Bの他側端部から固定スクロール15の外周側およびケーシン グ1の筒部2B外周側を取り囲むように軸方向に延設された筒状の胴部42Cと 、該胴部42Cの端部からケーシング1の底部2A周囲を囲むようにテーパ状に 縮径された他のテーパ部42Dと、該テーパ部42Dの小径端側に小径筒部42 Eを介して連結され、上向きに開口する冷却風の流出口42Fを有したうず巻き 状のファンダクト部42Gとから大略構成されている。
【0030】 ここで、該冷却ダクト42のファンダクト部42Gは冷却ファン41の周囲を 一周程度のうず巻き状に取り囲み、冷却ファン41の回転によって旋回流状態の 冷却風を発生させる。そして、該冷却ダクト42とケーシング1、固定スクロー ル15等との間には通気路43が形成され、流入口42Aから矢示B方向に流入 してきた冷却風は通気路43内を各通気穴35D等を介して旋回流状態で流通し 、流出口42Fから外部へと流出してゆく。また、該冷却ダクト42は胴部42 Cの途中等で軸方向に分離(分割)可能に形成され、本体ブラケット35の保持 板35B,35Cを軸方向両側から挟持するようにして、該保持板35B,35 C等に固定されている。
【0031】 44は冷却ダクト42の内壁に貼着された吸音材を示し、該吸音材44は比較 的厚みのあるフェルト等の繊維材料によって構成され、冷却ダクト42の内側面 をほぼ全面に亘って覆っている。そして、該吸音材44は冷却ダクト42の通気 路43内を冷却風が矢示B方向に流通するときに発生する異音を吸収し、この異 音が冷却ダクト42の外部に騒音となって洩れるのを防止する。さらに、45は 吸込ポート20に接続された吸込サイレンサを示している。
【0032】 本実施例によるスクロール式空気圧縮機は上述の如き構成を有するもので、次 にその動作について説明する。
【0033】 まず、電動モータ37の出力軸37Bによりプーリ38,39およびベルト4 0を介して駆動軸4を回転駆動すると、ケーシング1内で旋回スクロール7(図 4参照)が駆動され、固定スクロール15との間で空気を圧縮する圧縮運転が行 われる。そして、圧縮空気は空気配管34を介して空気タンク32内に一時的に 貯留され、外部の空気圧機器等の利用に供される。また、この圧縮運転により固 定スクロール15と旋回スクロール7との間には圧縮熱が発生し、特に固定スク ロール15側は高温状態となる。
【0034】 しかし、本実施例では、ケーシング1および固定スクロール15を外側から取 り囲むように冷却ダクト42を設け、該冷却ダクト42のファンダクト部42G 内には駆動軸4によって回転される冷却ファン41を設けたから、当該スクロー ル式空気圧縮機の圧縮運転時には冷却ファン41によって通気路43内を矢示B 方向に流通する冷却風を発生でき、この冷却風によって固定スクロール15等を 外側から効果的に冷却でき、従来技術で述べたように熱変形やカジリ等の問題が 発生するのを確実に防止できる。
【0035】 特に、冷却ダクト42のファンダクト部42Gをうず巻き状に形成することに より、冷却ファン41の周囲に旋回流を発生でき、冷却風は固定スクロール15 やケーシング1の周囲を旋回流状態で矢示B方向に流通するようになるので、効 果的な冷却作用を得ることができ、ケーシング1内の油液28を冷却し続けるこ とができる。
【0036】 また、冷却ダクト42の内壁にはその内側面を全面に亘って覆うように吸音材 44を貼着しているから、冷却ダクト42の通気路43内を冷却風が流通すると きに異音が発生したとしても、この異音を吸音材44によって吸音でき、外部に 騒音となって洩れるのを確実に防止できる。さらに、当該スクロール式空気圧縮 機を空気タンク32および電動モータ37等と共にパッケージ31内に収納して いるから、これによっても騒音の発生を防止でき、パッケージ型空気圧縮機とし ての信頼性を向上させることができる。
【0037】 従って、本実施例によれば、当該スクロール式空気圧縮機のケーシング1や固 定スクロール15等の周囲に冷却風を流通させて、これらを効果的に冷却でき、 機械の寿命を向上できる上に、騒音の発生を防止でき、信頼性を高め得る。
【0038】 また、吸音材44はフェルト等の繊維材料からなり、断熱作用も有するので、 冷却ダクト42の外部温度に影響されることなく、固定スクロール15等から放 熱される熱を冷却風によって効率的に回収でき、パッケージ31内の温度上昇も 抑えることができる。さらに、パッケージ31の内面に吸音材を設ける場合に比 較して、吸音材の材料費を低減できる等、種々の効果を奏する。
【0039】 次に、図3は本考案の第2の実施例を示し、本実施例では前記第1の実施例と 同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとするに、本実施 例の特徴は、冷却ダクト42の内壁に貼着した吸音材51にそれぞれ凹湾曲面5 1A,51Bおよび凸湾曲面51C等を形成し、通気路43内で冷却風が矢示B 方向にスムーズに流通できるようにしたことにある。
【0040】 ここで、吸音材51の凹湾曲面51Aは冷却ダクト42のテーパ部42Bと胴 部42Cとの間に位置し、固定スクロール15の外周側角部との間で冷却風が淀 んだりするのを防止し、矢示B方向に流通する冷却風の流路抵抗を低減している 。また、凹湾曲面51Bは胴部42Cとテーパ部42Dとの間に位置し、ケーシ ング1の底部2A外周側との間で冷却風が淀んだりするのを防止し、矢示B方向 に流通する冷却風の流路抵抗を低減している。そして、凸湾曲面51Cはケーシ ング1の軸受部2C近傍で駆動軸4の周囲を同心円状に取り囲み、冷却ダクト4 2のファンダクト部42G内に冷却風がスムーズに流通するのを補償している。
【0041】 かくして、このように構成される本実施例でも、前記第1の実施例とほぼ同様 の作用効果を得ることができるが、特に本実施例では、吸音材51に凹湾曲面5 1A,51Bおよび凸湾曲面51Cを形成したから、冷却ダクト42内で冷却風 が淀んで渦等が発生するのを防止でき、渦等に起因する騒音の発生を防止できる 上に、冷却ファン41の動力を低減できる等の効果を奏する。
【0042】 なお、前記各実施例では、冷却ダクト42の内壁に吸音材44(51)を貼着 するもとのして説明したが、本考案はこれに限らず、冷却ダクト42自体を、例 えばセラミック材料等からなる吸音材によって形成し、その内側面に吸音効果を 上げるための凹部等を多数設けるようにしてもよい。また、フェルト等の繊維材 料からなる吸音材の内部に芯金等を配設して冷却ダクト42を形成するようにし てもよい。
【0043】 また、前記各実施例では、ケーシング1の室A内に油液28を収容し、旋回ス クロール7の背面8B側を油液28によって冷却するようにしたスクロール式空 気圧縮機を例に挙げて説明したが、本考案はこれに限らず、例えば油液等を全く 用いない無給油式スクロール圧縮機に適用してもよく、種々のスクロール式圧縮 機または真空ポンプ等にも適用できる。
【0044】
【考案の効果】
以上詳述した通り本考案によれば、駆動軸の突出端側に冷却ファンを設け、該 冷却ファンを含んで、ケーシングおよび固定スクロールの周囲を冷却ダクトによ り取り囲み、該冷却ダクトの内壁には吸音材を設ける構成としたから、冷却ファ ンによって冷却ダクト内に発生する冷却風を固定スクロールおよびケーシングの 周囲に流通させてこれらを効果的に冷却でき、機械の寿命を向上できる上に、冷 却ダクト内から騒音が外部に洩れるのを確実に防止でき、信頼性を高めることが 可能となる等、種々の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の第1の実施例によるスクロール式空気
圧縮機をパッケージ内に収容した状態で示す縦断面図で
ある。
【図2】図1中の冷却ダクト等を拡大して示す縦断面図
である。
【図3】本考案の第2の実施例を示す図2と同様の縦断
面図である。
【図4】従来技術によるスクロール式空気圧縮機を示す
縦断面図である。
【符号の説明】
1 ケーシング 4 駆動軸 4A クランク 7 旋回スクロール 8,16 鏡板 9,17 ラップ部 15 固定スクロール 19 圧縮室 20 吸込ポート 21 吐出ポート 22 吸込通路 24 シール部材 31 パッケージ 32 空気タンク 37 電動モータ 41 冷却ファン 42 冷却ダクト 44,51 吸音材

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ケーシングと、該ケーシングに回転可能
    に設けられ、先端側が該ケーシング内に伸長してクラン
    クとなり、基端側が該ケーシング外に突出した駆動軸
    と、前記ケーシング内に位置して該駆動軸のクランクに
    旋回可能に設けられ、鏡板にうず巻き状のラップ部が立
    設された旋回スクロールと、該旋回スクロールと対向し
    て前記ケーシングに設けられ、鏡板に該旋回スクロール
    のラップ部と重なり合ううず巻き状のラップ部が立設さ
    れた固定スクロールと、該固定スクロールのラップ部と
    前記旋回スクロールのラップ部との間に形成され、吸込
    ポートから吸込んだ流体を圧縮しつつ、吐出ポートから
    吐出させる圧縮室とからなるスクロール式流体機械にお
    いて、前記駆動軸の突出端側に設けられ、冷却風を発生
    させる冷却ファンと、該冷却ファンを含んで、前記ケー
    シングおよび固定スクロールの周囲を外側から取り囲
    み、該冷却ファンによる冷却風を前記ケーシングおよび
    固定スクロールの周囲に流通させる冷却ダクトと、該冷
    却ダクトの内壁を覆うように該冷却ダクトに設けられた
    吸音材とを備えたことを特徴とするスクロール式流体機
    械。
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