JP3036927B2 - スクロール圧縮機 - Google Patents

スクロール圧縮機

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JP3036927B2
JP3036927B2 JP3288820A JP28882091A JP3036927B2 JP 3036927 B2 JP3036927 B2 JP 3036927B2 JP 3288820 A JP3288820 A JP 3288820A JP 28882091 A JP28882091 A JP 28882091A JP 3036927 B2 JP3036927 B2 JP 3036927B2
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敏彦 光永
義典 登
和禧 杉本
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三洋電機株式会社
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C27/00Sealing arrangements in rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C27/008Sealing arrangements in rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids for other than working fluid, i.e. the sealing arrangements are not between working chambers of the machine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0215Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form where only one member is moving
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C23/00Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C23/008Hermetic pumps

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は両スクロールを同じ方
向に回転させて圧縮を行うスクロール圧縮機に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のスクロール圧縮機は例えば特公平
1−35196号公報に示されているように構成されて
いる。ここで、この公報を参考に従来例を説明する。図
7において、この図に示されている従来例のものは、ハ
ウジング50、吐出チャンバ51、ハウジング50の内
部に収納された駆動スクロールである第1のスクロール
52及び従動スクロールである第2のスクロール53、
第1のスクロール52と一体の駆動軸である回転軸5
4、第2のスクロール53と一体の従動軸である回転軸
55、第1・第2のスクロール52,53の駆動源であ
る電動機56、摺動リング57により第1のスクロール
52の鏡板58とこれに対向する第1のハウジング部材
59の内壁60間に形成された密閉空間61、摺動リン
グ62により第2のスクロール53の鏡板63とこれに
対向する第2のハウジング64の内壁65間に形成され
た密閉空間66、潤滑系路とを備えている。
【0003】ハウジング50は、図7に示されるよう
に、第1・第2のハウジング部材59,64を組合わせ
て構成されている。第2のハウジング64の側部にはガ
スの吸入ポート67が形成され、また筒部68の端部に
は給油孔69を有するエンドカバー70が取付けられて
いる。
【0004】吐出チャンバ51は、図7に示されている
ように、第1のハウジング部材59に連結され、またこ
の吐出チャンバの側部にはガスの排出口71が形成さ
れ、さらに筒部72の端部にはエンドカバー73が取付
けられている。
【0005】第1のスクロール52は、鏡板58及びラ
ップ74を有している。一方、第2のスクロール53は
鏡板63、ラップ75、鏡板63に設けられた周縁部7
6、第1のスクロール52の鏡板58に外縁部に対向さ
せて周縁部76に設けられたフランジ77とを有してい
る。第2のスクロール53は周縁部76の内部に圧縮空
間78が設けられ、また周縁部76にはガスの吸入口7
9が設けられている。ラップ74,75はインボリュー
トまたはこれと類似の曲線からなる渦巻き状に形成さ
れ、かつ、互にかみ合わされている。鏡板58,63に
は、圧縮空間78から密閉空間61,66内にガス圧を
導入するガス通孔80,81が設けられている。さら
に、第1のスクロール52の鏡板58と第2のスクロー
ル53のフランジ77との間にはオルダム継手82が組
み込まれ、第1のスクロール52が駆動されるのに伴
い、第2のスクロール53が同じ方向に駆動され、か
つ、第1のスクロール52に対して第2のスクロール5
3が自転しないように駆動連結されている。
【0006】第1のスクロール52の回転軸54と第2
のスクロール53の回転軸55とは、中心O,Pが互に
間隔ε、偏心させて取付けられている。第1のスクロー
ル52の回転軸54の鏡板58側半部には、ラップ7
4,75間に形成された圧縮空間78から吐出チャンバ
51に通じるガスの吐出ポート83が設けられている。
また、第1のスクロール52の回転軸54は第1のハウ
ジング部材59のボス部に設けられた軸受84と吐出チ
ャンバ51の筒部72内に設けられた軸受85とにより
支持され、軸方向の定位置で回転しうるようになってお
り、かつ、電動機56に直結されている。
【0007】この構造のスクロール圧縮機では、第1・
第2のスクロール52,53を同じ方向に回転させて冷
媒を圧縮空間78で圧縮し、第1・第2のスクロール5
2,53の圧縮運転時の振動を小さくさせ、スクロール
圧縮機を高速用として使用できるようにしている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
スクロール圧縮機は摺動リング57により第1のスクロ
ール52の鏡板58とこれに対向する第1のハウジング
59の内壁間に形成される密閉空間61と、摺動リング
62により第2のスクロール53の鏡板63とこれに対
向する第2のハウジング64の内壁65間に形成された
密閉空間66とに圧縮途中の圧縮空間78の冷媒を供給
して第1のスクロール52と第2のスクロール53との
背面を押圧しながら摺動リング57,62で回転部をシ
ールしているため、シール部の相対回転速度が速く、摺
動リングの耐久性やシール性が悪くなる問題があった。
【0009】この発明は上記の問題を解決するもので、
シール部材のシール性及び耐久性を向上させるスクロー
ル圧縮機を提供することを目的としたものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明はオイル溜を有
する内部高圧の密閉容器と、この容器内に収納される電
動要素とスクロール圧縮要素とを備え、このスクロール
圧縮要素を、軸受を有するフレームと、鏡板に渦巻き状
のラップと軸とを立設させて電動要素によって駆動され
る第1のスクロールと、鏡板に渦巻き状のラップと軸と
を立設させた第2のスクロールとで構成し、前記第1の
スクロールと第2のスクロールとを、前記ラップを互に
向かい合わせてかみ合わせ、前記第2のスクロールの回
転中心を第1のスクロールの回転中心に対し偏心させて
組立て、前記第2のスクロールを第1のスクロールと同
じ方向に回転させるオルダム継手を備え、前記フレーム
の軸受とスクロールとの間に高圧のオイル溜に連通する
空間を形成し、かつ、この空間内に回転可能のシール部
材を収納したものである。
【0011】この発明はフレームの軸受とスクロールの
軸との間に高圧のオイル溜に連通する空間を形成し、か
つ、この空間内に軸との間の隙間を軸受との間の隙間及
び軸受と軸との間の隙間より小さくした回転可能のシー
ル部材が収納したものである。
【0012】この発明はフレームの軸受とスクロールの
回転部との間に高圧のオイル溜に連通する空間を形成
し、かつ、この空間内に軸受との間の隙間を軸との間の
隙間及び軸受と軸との間の隙間より小さくした回転可能
のシール部材を収納したものである。
【0013】
【作用】この発明は上記のように構成したことにより、
フレームの軸受とスクロールとの間に高圧のオイル溜に
連通する空間を形成し、かつ、この空間内に回転可能の
シール部材を収納し、このシール部材とスクロール及び
軸受との間のシール面をオイルでシールして摺動抵抗を
小さくしたものである。
【0014】
【実施例】以下この発明を図1乃至図3に示す実施例に
基いて説明する。
【0015】1は底部にオイル溜2を有する密閉容器
で、この容器内には上側に電動要素3が、下側にスクロ
ール圧縮要素4が夫々収納されている。電動要素3は固
定子5と、この固定子の内側に配置した回転子6とで構
成されている。
【0016】7は主フレームで、このフレームには中央
に主軸受8が一体に設けられている。9は密閉容器1の
内壁に圧接して取付けられる補助フレームで、この補助
フレームには主フレーム7の主軸受8と偏心した補助軸
受10が取付けられている。主フレームと補助フレーム
9とは内部に中空室11を形成するようにボルト12で
固定されている。
【0017】スクロール圧縮要素4は電動要素3によっ
て駆動される第1のスクロール13と、この第1のスク
ロールと同じ方向に回転させる第2のスクロール14と
で構成されている。第1のスクロール13は円板状の鏡
板15と、この鏡板の一方の面に立設されたインボリュ
ート状の曲線からなる渦巻き状のラップ16と、鏡板1
5の他方の面の中央に突出させて回転子5に挿入固定さ
れた駆動軸17とで構成されている。そして、第1のス
クロール13は駆動側スクロールを構成している。第2
のスクロール14は円板状の鏡板18と、この鏡板の一
方の面に立設されたインボリュート状の曲線からなる渦
巻き状のラップ19と、鏡板18の他方の面の中央に突
出された従動軸20とで構成されている。そして、第2
のスクロール14は従動側スクロールを構成している。
【0018】第1のスクロール13は主フレーム7の主
軸受8で駆動軸17を軸支され、第2のスクロール14
は補助フレーム9に取付けられた補助軸受10で従動軸
20を軸支され、両スクロール13,14のラップ1
6,19を中空室11内で互に向かい合わせてかみ合う
ようにして内部に複数の圧縮空間21を形成するように
している。
【0019】駆動軸17には圧縮空間21内で圧縮され
た冷媒を密閉容器1内の電動要素2の上部空間22に吐
出する吐出孔23が設けられている。
【0020】24は第2のスクロール14の軸方向の動
きを規制する規制部材で、この規制部材は第2のスクロ
ール14の鏡板18に接触して第1のスクロール13に
ボルト25で固定されている。そして、規制部材24に
は補助フレーム9との間でボール軸受26を保持する環
状壁27が突出して設けられている。28は規制部材2
4の環状壁に取付けられたボール軸受26の抜け止めリ
ングである。
【0021】29は第1のスクロール13と第2のスク
ロール14との間に設けられたオルダム継手で、このオ
ルダム継手は第1のスクロール13と第2のスクロール
14とを同じ方向に回転させながら相対的に揺動するよ
うにしている。
【0022】30は規制部材24の下部外周に取付けら
れた環状の冷媒案内部材で、この案内部材は圧縮空間2
1と中空室11内とを連通する吸入口31を覆うように
している。
【0023】32は主フレーム7の主軸受8と第1のス
クロール13の駆動軸17との間に形成された環状空間
で、この環状空間は主フレーム7の主軸受8の下部に設
けた環状溝33とこの環状溝を塞ぐよう主フレーム7に
取付けたプレート34とで形成されている。
【0024】環状空間32内にはシールリング部材35
が収納されている。そのシールリング部材は断面略四角
形の円筒状の金属で形成されている。そして、シールリ
ング部材35の内周面と駆動軸17との間の隙間Aは主
軸受8と駆動軸17との間の隙間Bより小さく、シール
リング部材35の外周面と主軸受8との間の隙間Cは主
軸受8と駆動軸17との間の隙間Bより大きく形成され
ている。
【0025】36は主軸受8に形成した連通孔で、この
連通孔はオイルの貯溜された密閉容器1内の高圧のオイ
ル溜2と、環状空間32内の上端とを連通している。
【0026】37は補助軸受10と第2のスクロール1
4の従動軸20との間に形成された環状空間で、この環
状空間は補助軸受10の下部に設けた環状溝38で形成
されている。環状空間37内には断面略四角形の円筒状
の金属で形成されたシールリング部材39が収納されて
いる。このシールリング部材は補助軸受10の下端に内
方に突出するように形成した抜け止め突起40で保持さ
れている。そして、このシールリング部材の内周面と従
動軸20との間の隙間Dは補助軸受10と従動軸20と
の間の隙間Eより小さく、シールリング部材39の外周
面と補助軸受10との間の隙間Fは補助軸受10と従動
軸20との間の隙間Eより大きく形成されている。
【0027】第2のスクロール14と規制部材24との
間には大きさの異なるシール材41,42が挟持されて
いる。これらのシール材の間には密閉容器1内のオイル
溜2に連通する第2のスクロール14の従動軸20と鏡
板18とに設けた通路43が開口している。
【0028】44は吸込管で、この吸込管は中空室11
内の下部に開口している。そして、吸込管44の開口は
冷媒案内部材30に対向している。45は吐出管で、こ
の吐出管は密閉容器1の上部に設けられている。
【0029】このように構成されたスクロール圧縮機に
おいて、電動要素3を回転させると、その回転力が駆動
軸17を介して第1のスクロール13に伝えられる。こ
の第1のスクロールに伝えられた回転力はオルダム継手
29を介して第2のスクロール14に伝えられ、この第
2のスクロールを第1のスクロール13と同じ方向に回
転させている。そして、第1のスクロール13の駆動軸
17の中心に対して第2のスクロール14は従動軸20
の中心を間隔εだけ偏心させた位置で回転している。そ
のため、第1のスクロール13と第2のスクロール14
とはこれらのスクロールで形成された圧縮空間21を外
方から内方へ向かって次第に縮小させ、吸込管44から
中空室11内に流入し、回転している冷媒案内部材30
から吸入口31に流入した冷媒を外方の圧縮空間21内
に流入させて圧縮している。この圧縮された冷媒は第1
のスクロール13の駆動軸17に設けられた吐出孔23
から電動要素3の上部空間22内に吐出させ、吐出管4
5から密閉容器1外に吐出される。
【0030】主軸受8の環状溝33とプレート34とで
形成された環状空間32内に収納されたシールリング部
材35は連通孔36から流入するオイルにより、プレー
ト34に押し付けられる。また、シールリング部材35
は駆動軸17との間の隙間Aを主軸受8と駆動軸17と
の間の隙間Bより小さくすることにより、隙間Aでのオ
イルの保持力を大きくできるようにしている。そして、
密閉容器1内の高圧部と中空室11の低圧部とはシール
リング部材35とプレート34との圧接面と、このシー
ルリング部材と駆動軸17との隙間Aのオイルとでシー
ルされ、高圧部の冷媒が主軸受8を介して低圧部にリー
クしないようにされている。
【0031】シールリング部材35は外周面と主軸受8
との隙間Cを隙間Aより大きくすることにより、駆動軸
17が湾曲したときにこの駆動軸と一緒に移動して駆動
軸17に接触しないようにされている。また、シールリ
ング部材35は駆動軸17にオイルを介して回転可能に
配置することにより、隙間Aでの摺動抵抗をオイルの粘
性抵抗にさせられ、摺動抵抗を小さくして入力の上昇を
抑えられるようにしている。
【0032】又、シールリング部材35はプレート34
に押し付けられる面の接触面積を変えることにより、シ
ール力を調整できるようにするとともに、駆動軸17に
追従して回転する速度を変えられるようにされている。
【0033】補助軸受10の環状空間37内に収納され
たシールリング部材39はオイル溜2のオイル中に浸漬
していることにより、上端面が補助軸受10に押し付け
られる。また、シールリング部材39は従動軸20との
間の隙間Dを補助軸受10と従動軸20との間の隙間E
より小さくすることにより、隙間Dでのオイルの保持力
を大きくできるようにしている。そして、密閉容器1内
の高圧部と中空部11の低圧部とはシールリング部材3
9と補助軸受10との圧接面と、このシールリング部材
と従動軸20との隙間Dのオイルとでシールされ、高圧
部の冷媒が補助軸受10を介して低圧部にリークしない
ようにされている。
【0034】シールリング部材39は外周面と補助軸受
10との隙間Fを隙間Dより大きくすることにより、従
動軸20が湾曲したときにこの従動軸と一緒に移動して
従動軸20が接触しないようにしている。また、シール
リング部材39は従動軸20にオイルを介して回転可能
に配置することにより、隙間Dでの摺動抵抗をオイルの
粘性抵抗にさせられ、摺動抵抗を小さくして入力の上昇
を抑えられるようにしている。
【0035】図4乃至図6はこの発明の第2の実施例を
示すもので、主軸受8の環状空間32内に収納されるシ
ールリング部材46は連通孔36から環状空間32内に
流入する高圧のオイルにより、第1のスクロール13の
鏡板15に接触させられ、このスクロールと一緒に回転
するようにしている。そして、シールリング部材46の
外周面と主軸受8との間の隙間Cは駆動軸17と主軸受
8との間の隙間Bより小さくすることにより、隙間Cで
のオイルの保持力を大きくするようにしている。そし
て、密閉容器1内の高圧部と中空室11の低圧部とはシ
ールリング部材46と第1のスクロール13の鏡板15
との圧接面と、このシールリング部材と主軸受8との隙
間Cのオイルとでシールされ、高圧部の冷媒が主軸受8
を介して低圧部にリークしないようにされている。
【0036】第2のスクロール14の従動軸20の下端
に配置されたシールリング部材47はオイル溜2のオイ
ル中に浸漬されていることにより、従動軸20の端面に
押し付けられる。また、シールリング部材47は外周面
と補助軸受10との間の隙間Fを補助軸受10と従動軸
20との間の隙間Eより小さくすることにより、隙間F
でのオイルの保持力を大きくできるようにしている。そ
して、密閉容器1内の高圧部と中空部11の低圧部とは
シールリング部材47と従動軸20との圧接面と、この
シールリング部材と補助軸受10との隙間Fのオイルと
でシールされ、高圧部の冷媒が補助軸受10を介して低
圧部にリークしないようにされている。
【0037】シールリング部材46,47は第1・第2
のスクロール13,14の回転部に圧接させることによ
り、図1及び図2の実施例に比べて取付構造が簡単にな
っている。
【0038】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、フレー
ムの軸受とスクロールとの間に高圧のオイル溜に連通す
る空間を形成し、かつ、この空間内に回転可能のシール
部材を収納したので、このシール部材による摺動抵抗の
増大を招くことなく前記軸受の摺動面を介して高圧部の
冷媒が低圧部にリークするのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施例を示すスクロール圧縮
機の縦断面図である。
【図2】この発明の主フレーム側のシールリング部材の
要部拡大断面図である。
【図3】この発明の補助フレーム側のシールリング部材
の要部拡大断面図である。
【図4】この発明の第2の実施例を示すスクロール圧縮
機の縦断面図である。
【図5】この発明の主フレーム側のシールリング部材の
要部拡大断面図である。
【図6】この発明の補助フレーム側のシールリング部材
の要部拡大断面図である。
【図7】従来のスクロール圧縮機を示す縦断面図であ
る。
【符号の説明】
1 密閉容器 2 オイル溜 3 電動要素 4 スクロール圧縮要素 7 主フレーム 8 主軸受 9 補助フレーム 10 補助軸受 11 中空室 13 第1のスクロール 14 第2のスクロール 15,18 鏡板 16,19 ラップ 17 駆動軸 20 従動軸 21 圧縮空間 29 オルダム継手 32,37 環状空間 35,39 シールリング部材 36 連通孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F04C 18/02 311 F04C 27/00 331

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 オイル溜を有する内部高圧の密閉容器
    と、この容器内に収納される電動要素とスクロール圧縮
    要素とを備え、このスクロール圧縮要素は軸受を有する
    フレームと、鏡板に渦巻き状のラップと軸とを立設させ
    て電動要素によって駆動される第1のスクロールと、鏡
    板に渦巻き状のラップと軸とを立設させた第2のスクロ
    ールとで構成され、前記第1のスクロールと第2のスク
    ロールとは前記ラップを互に向かい合わせてかみ合わ
    せ、前記第2のスクロールの回転中心を第1のスクロー
    ルの回転中心に対し偏心させて組立てられ、前記第2の
    スクロールを第1のスクロールと同じ方向に回転させる
    オルダム継手を備えたスクロール圧縮機において、前記
    フレームの軸受とスクロールとの間には高圧のオイル溜
    に連通する空間が形成され、かつ、この空間内には回転
    可能のシール部材が収納されていることを特徴とするス
    クロール圧縮機。
  2. 【請求項2】 オイル溜を有する内部高圧の密閉容器
    と、この容器内に収納される電動要素とスクロール圧縮
    要素とを備え、このスクロール圧縮要素は軸受を有する
    フレームと、鏡板に渦巻き状のラップと軸とを立設させ
    て電動要素によって駆動される第1のスクロールと、鏡
    板に渦巻き状のラップと軸とを立設させた第2のスクロ
    ールとで構成され、前記第1のスクロールと第2のスク
    ロールとは前記ラップを互に向かい合わせてかみ合わ
    せ、前記第2のスクロールの回転中心を第1のスクロー
    ルの回転中心に対し偏心させて組立てられ、前記第2の
    スクロールを第1のスクロールと同じ方向に回転させる
    オルダム継手を備えたスクロール圧縮機において、前記
    フレームの軸受とスクロールの軸との間には高圧のオイ
    ル溜に連通する空間が形成され、かつ、この空間内には
    前記スクロールの軸との間の隙間を軸受との間の隙間及
    び軸受と軸との間の隙間より小さくした回転可能のシー
    ル部材が収納されていることを特徴とするスクロール圧
    縮機。
  3. 【請求項3】 オイル溜を有する内部高圧の密閉容器
    と、この容器内に収納される電動要素とスクロール圧縮
    要素とを備え、このスクロール圧縮要素は軸受を有する
    フレームと、鏡板に渦巻き状のラップと軸とを立設させ
    て電動要素によって駆動される第1のスクロールと、鏡
    板に渦巻き状のラップと軸とを立設させた第2のスクロ
    ールとで構成され、前記第1のスクロールと第2のスク
    ロールとは前記ラップを互に向かい合わせてかみ合わ
    せ、前記第2のスクロールの回転中心を第1のスクロー
    ルの回転中心に対し偏心させて組立てられ、前記第2の
    スクロールを第1のスクロールと同じ方向に回転させる
    オルダム継手を備えたスクロール圧縮機において、前記
    フレームの軸受とスクロールの回転部との間には高圧の
    オイル溜に連通する空間が形成され、かつ、この空間内
    には軸受との間の隙間を前記スクロールの軸との間の隙
    間及び軸受と軸との間の隙間より小さくした回転可能の
    シール部材が収納されていることを特徴とするスクロー
    ル圧縮機。
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