JPS6075792A - スクロ−ル圧縮機 - Google Patents
スクロ−ル圧縮機Info
- Publication number
- JPS6075792A JPS6075792A JP18301083A JP18301083A JPS6075792A JP S6075792 A JPS6075792 A JP S6075792A JP 18301083 A JP18301083 A JP 18301083A JP 18301083 A JP18301083 A JP 18301083A JP S6075792 A JPS6075792 A JP S6075792A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- discharge
- check valve
- pressure
- delivery port
- valve
- 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
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- Rotary Pumps (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (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】
〔発明の利用分野〕
本発明は窒調機、冷凍機及び熱ポンプ利用装置に使用さ
れるスクロール圧縮機に係り、特に広い圧力範囲で効率
の良い運転を可能にするスクロール圧縮機に関する。
れるスクロール圧縮機に係り、特に広い圧力範囲で効率
の良い運転を可能にするスクロール圧縮機に関する。
従来のスクロール圧縮機を第1図ないし第4図により説
明する。
明する。
圧縮機は、第1図に示すように、密閉容器1内に、圧縮
機部2と電動機部3が収納されており、圧縮機部2は固
定スクロール5と旋回スクロール6により圧縮室9が形
成され、旋回スクロール6が電動機3に直結されたクラ
ンク軸4により、自転することなく旋回運動され、圧縮
室9は次第に中心へ移動して容積が減少する。ガスは吸
入管7から吸入室8へ入り、圧縮されて吐出ボート10
から密閉容器1内の吐出室13へ吐出され、吐出ガス通
路11を通って吐出管12から外へ吐出される。
機部2と電動機部3が収納されており、圧縮機部2は固
定スクロール5と旋回スクロール6により圧縮室9が形
成され、旋回スクロール6が電動機3に直結されたクラ
ンク軸4により、自転することなく旋回運動され、圧縮
室9は次第に中心へ移動して容積が減少する。ガスは吸
入管7から吸入室8へ入り、圧縮されて吐出ボート10
から密閉容器1内の吐出室13へ吐出され、吐出ガス通
路11を通って吐出管12から外へ吐出される。
このようなスクロール圧縮機において、第2図、第3図
に示す圧縮室9a、9bが旋回運動に伴ない吸入を完了
して最大密閉容積Vsを形成後、圧縮室は次第に中心へ
移動しながら容積が減少し、9CI9dで示される最小
密閉容積v1を形成するまでの聞け、冷凍ザイクルの運
転状態で決壕る吐出圧力と無関係に、吸入圧力psと圧
縮室容積VC及びポリトロープ指数nとから圧縮室圧力
pcが次の様に決まる。
に示す圧縮室9a、9bが旋回運動に伴ない吸入を完了
して最大密閉容積Vsを形成後、圧縮室は次第に中心へ
移動しながら容積が減少し、9CI9dで示される最小
密閉容積v1を形成するまでの聞け、冷凍ザイクルの運
転状態で決壕る吐出圧力と無関係に、吸入圧力psと圧
縮室容積VC及びポリトロープ指数nとから圧縮室圧力
pcが次の様に決まる。
S n
Pc = Ps (7丁)
そして中心部の吐出ボート10に連通ずる直前の最小密
閉容積V1が形成された時の圧力P1も次のように決ま
る。
閉容積V1が形成された時の圧力P1も次のように決ま
る。
S n
Pl=PS(y+)
この後圧縮室が吐出ボート10に連通ずると圧力は吐出
圧力pdになる。
圧力pdになる。
PdがPlに一致している時は圧力は第4図の圧力容積
線図において1−42→3の線をたどり圧縮動力損失は
生じないが、PdがPi より低いと圧力は1→2−2
′→3′の線をたどり(過圧縮)、図のAの7・ツチン
グで示す面積に相当する圧縮動力損失が生じる。逆にp
dがPlよシ高いと圧力は+−2−2”→3“の線をた
どシ(不足圧縮)、図のBのハンチングで示す面積に相
当する圧縮動力損失が生じる。このように従来のスクロ
ール圧縮機は設計圧力比Pi/Ps以外の圧力比で運転
すると効率が低下するという欠点を持っていた。
線図において1−42→3の線をたどり圧縮動力損失は
生じないが、PdがPi より低いと圧力は1→2−2
′→3′の線をたどり(過圧縮)、図のAの7・ツチン
グで示す面積に相当する圧縮動力損失が生じる。逆にp
dがPlよシ高いと圧力は+−2−2”→3“の線をた
どシ(不足圧縮)、図のBのハンチングで示す面積に相
当する圧縮動力損失が生じる。このように従来のスクロ
ール圧縮機は設計圧力比Pi/Ps以外の圧力比で運転
すると効率が低下するという欠点を持っていた。
一方空調機は冷房時、暖房時共室内外の温度の変化によ
って吸入圧力や吐出圧力が変動し、圧力比も変化する。
って吸入圧力や吐出圧力が変動し、圧力比も変化する。
又特に暖房時に高温風を得るように設置された高温ヒー
トポンプ空調機の場合は、冷房時の圧力比Pd / P
sが3〜3.5であるのに対して、暖房時の圧力比は5
5〜6と高い圧力比範囲で運転される。このように広い
圧力比範囲の要求される窒調機に従来のスクロール圧縮
機を使用すると年間を通じたエネルギ効率(SEER)
は最適圧力比運転時のエネルギ効率に比べてかなり低下
するという問題があった。
トポンプ空調機の場合は、冷房時の圧力比Pd / P
sが3〜3.5であるのに対して、暖房時の圧力比は5
5〜6と高い圧力比範囲で運転される。このように広い
圧力比範囲の要求される窒調機に従来のスクロール圧縮
機を使用すると年間を通じたエネルギ効率(SEER)
は最適圧力比運転時のエネルギ効率に比べてかなり低下
するという問題があった。
この問題を解決する対策として、固定スクロールの中央
部に設けられた吐出ボートに通じる以前の圧縮空間(圧
力Pc )と吐出室あるいは吐出配管(圧力Pd )と
を通じる通路(排出口)を設け、この通路にリード弁や
ボール弁あるいは円すい弁のような逆止弁を設け、圧縮
室内のガス圧が吐出圧力より高くなった時のみ圧縮室か
ら吐出室あるいは吐出配管にガスを逃がし、前述の過圧
縮を防止するものが提案されている。
部に設けられた吐出ボートに通じる以前の圧縮空間(圧
力Pc )と吐出室あるいは吐出配管(圧力Pd )と
を通じる通路(排出口)を設け、この通路にリード弁や
ボール弁あるいは円すい弁のような逆止弁を設け、圧縮
室内のガス圧が吐出圧力より高くなった時のみ圧縮室か
ら吐出室あるいは吐出配管にガスを逃がし、前述の過圧
縮を防止するものが提案されている。
しかしながら上記方式では、等容積となる1対の圧縮室
の、圧力が対称な位置に対をなす排出口を設けており、
排出口と吐出室ちるいは吐出配管等の吐出側経路間に逆
止弁を設けたものであるため、圧力pcがpdより高く
、シかもそれに近い圧力である場合には、圧縮機の吐出
圧力の脈動が原因で、逆止弁がはげしい開閉作用を繰返
し、吐出側経路からのガスの逆流による性能の低下を引
起 蕃した。このとき生じる弁のチャタリング現象は、同時
に騒音を増長した。逆上弁の背面をばねで押し付けるこ
とも考えられるが、ばね力が弱い場合には効果がなく、
またばね力を強くした場合には所定の圧力条件では開口
せず、より過圧縮側で開口し、しかもそこでチャタリン
グ現象を生じるといった問題点を有している。
の、圧力が対称な位置に対をなす排出口を設けており、
排出口と吐出室ちるいは吐出配管等の吐出側経路間に逆
止弁を設けたものであるため、圧力pcがpdより高く
、シかもそれに近い圧力である場合には、圧縮機の吐出
圧力の脈動が原因で、逆止弁がはげしい開閉作用を繰返
し、吐出側経路からのガスの逆流による性能の低下を引
起 蕃した。このとき生じる弁のチャタリング現象は、同時
に騒音を増長した。逆上弁の背面をばねで押し付けるこ
とも考えられるが、ばね力が弱い場合には効果がなく、
またばね力を強くした場合には所定の圧力条件では開口
せず、より過圧縮側で開口し、しかもそこでチャタリン
グ現象を生じるといった問題点を有している。
本発明の目的は、圧縮機を設計圧力比より低い圧力比で
運転する時に起る過圧縮を簡単な構造で効果的に軽減し
、かつ設計圧力比運転時の圧縮性能を損なうことなく運
転し得るスクロール圧縮機を提供することにある。
運転する時に起る過圧縮を簡単な構造で効果的に軽減し
、かつ設計圧力比運転時の圧縮性能を損なうことなく運
転し得るスクロール圧縮機を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明は、固定スクロールの
中心部にある本来の吐出ポート以外に、インボリュート
の巻き始め角をλ1とすると、λ、くλ≦λ、+πとな
る巻き角λの範囲のラップ外側の歯溝部に、はぼ歯溝幅
に近い直径のもう一つの第2吐出ポートを設け、該第2
吐出ボートには閉じた時に端面が歯溝面とはゾ同−面と
なるような、テーパ状のシート面を持つ逆止弁を設置す
るとともに、電磁弁を含む管路で吐出室または吐出配管
と接続する。例えばλ=λl十πの位置に該吐出ボート
を設けた場合、中心部の吐出ボートに通じる以前の対称
な二つの圧縮室がクランク角πの回転期間中前記弁を設
けた吐出ボートに連通ずる。この間に該圧縮室の圧力が
吐出圧力を越えると、別途センザの指令により、前記電
磁弁を開く。同時に逆上弁が開き、ガスは吐出室または
吐出配管へ吐出されるから過圧縮は生じない。設計圧力
比で運転される時は、前記電磁弁を閉じるため前記逆止
弁は開かずしかもその端面は歯溝面となるから、何ら性
能を損うことな〈従来のスクロール圧縮機と同様の運転
ができる。
中心部にある本来の吐出ポート以外に、インボリュート
の巻き始め角をλ1とすると、λ、くλ≦λ、+πとな
る巻き角λの範囲のラップ外側の歯溝部に、はぼ歯溝幅
に近い直径のもう一つの第2吐出ポートを設け、該第2
吐出ボートには閉じた時に端面が歯溝面とはゾ同−面と
なるような、テーパ状のシート面を持つ逆止弁を設置す
るとともに、電磁弁を含む管路で吐出室または吐出配管
と接続する。例えばλ=λl十πの位置に該吐出ボート
を設けた場合、中心部の吐出ボートに通じる以前の対称
な二つの圧縮室がクランク角πの回転期間中前記弁を設
けた吐出ボートに連通ずる。この間に該圧縮室の圧力が
吐出圧力を越えると、別途センザの指令により、前記電
磁弁を開く。同時に逆上弁が開き、ガスは吐出室または
吐出配管へ吐出されるから過圧縮は生じない。設計圧力
比で運転される時は、前記電磁弁を閉じるため前記逆止
弁は開かずしかもその端面は歯溝面となるから、何ら性
能を損うことな〈従来のスクロール圧縮機と同様の運転
ができる。
この方法によれば設計圧力比より低い圧力比1で圧縮動
力損失の少ない効率の良い運転ができ、高温ヒートポン
プのように暖房時と冷房時の圧力比が大きく異なる場合
でも年間を通じたニオ・ルギ効率(8EER)の良い運
転ができる。
力損失の少ない効率の良い運転ができ、高温ヒートポン
プのように暖房時と冷房時の圧力比が大きく異なる場合
でも年間を通じたニオ・ルギ効率(8EER)の良い運
転ができる。
以下、本発明の一実施例を第5図ないし第7図により説
明する。第5図は本発明によるスクロール圧縮機の縦断
面図、第6図及び第7図は圧縮機部の断面図を示してい
る。固定スクロールの中心部には吐出ボート10があり
、ラップのインボリュート巻き始め角をλ1とすると、
巻き角2里+πの位置のラップ外側の歯溝部にはもう一
つの第2吐出ボート20が設けである。第2吐出ボート
20には、逆止弁21が挿入されている。第2吐出ボー
ト20と逆止弁21は閉じた時にテーノく状のシート面
でシールされ、この時逆止弁21の圧縮室側端面は歯溝
面とはソ同−面になるような形状になっている。
明する。第5図は本発明によるスクロール圧縮機の縦断
面図、第6図及び第7図は圧縮機部の断面図を示してい
る。固定スクロールの中心部には吐出ボート10があり
、ラップのインボリュート巻き始め角をλ1とすると、
巻き角2里+πの位置のラップ外側の歯溝部にはもう一
つの第2吐出ボート20が設けである。第2吐出ボート
20には、逆止弁21が挿入されている。第2吐出ボー
ト20と逆止弁21は閉じた時にテーノく状のシート面
でシールされ、この時逆止弁21の圧縮室側端面は歯溝
面とはソ同−面になるような形状になっている。
前記逆止弁21の出口側は電磁弁22を介した管路23
で吐出配管12に接続されている。
で吐出配管12に接続されている。
上記構造のスクロール圧縮機を設計圧力比近く、または
それ以上で運転する時は、別途センサ(図示せず)の作
用により電磁弁22が閉じられる。圧縮室(lc、9d
の圧力は常に吐出圧力より低いか等しくなる。このとき
吸入圧力や吐出圧力の変動が原因で、けじめは逆止弁2
1が開閉するが、電磁弁22が閉じているため、数秒後
にけ電磁弁22と逆止弁21間の圧力が高まり、逆止弁
21は閉じたままの状態を持続するようKなる。逆止弁
21の端面は歯溝と変わシないから、圧縮機は従来のス
クロール圧縮機と何ら変わらない運転となる。
それ以上で運転する時は、別途センサ(図示せず)の作
用により電磁弁22が閉じられる。圧縮室(lc、9d
の圧力は常に吐出圧力より低いか等しくなる。このとき
吸入圧力や吐出圧力の変動が原因で、けじめは逆止弁2
1が開閉するが、電磁弁22が閉じているため、数秒後
にけ電磁弁22と逆止弁21間の圧力が高まり、逆止弁
21は閉じたままの状態を持続するようKなる。逆止弁
21の端面は歯溝と変わシないから、圧縮機は従来のス
クロール圧縮機と何ら変わらない運転となる。
この圧縮機を設計圧力比より小さい圧力比で運転する場
合は、センサ(図示せず)の指令により電磁弁22を開
く。圧縮室clc、9dの圧力は、吐出ボート10に連
通ずる以前に吐出圧力を越える。しかしこの時すでに第
2吐出ボート20に連通していると、圧縮室と吐出室1
3または吐出配管12、本実施例では吐出配管12の差
圧で弁が開かれ、ガスは管路23より電磁弁22を介し
て吐出配管12へ吐出される。従って過圧縮は生じない
。圧縮室9C,9clが吐出ボート10に連通すると、
ここからガスは吐出され、圧縮室内とl]:l:出室の
差圧はなくなるので逆止弁21は閉じる。
合は、センサ(図示せず)の指令により電磁弁22を開
く。圧縮室clc、9dの圧力は、吐出ボート10に連
通ずる以前に吐出圧力を越える。しかしこの時すでに第
2吐出ボート20に連通していると、圧縮室と吐出室1
3または吐出配管12、本実施例では吐出配管12の差
圧で弁が開かれ、ガスは管路23より電磁弁22を介し
て吐出配管12へ吐出される。従って過圧縮は生じない
。圧縮室9C,9clが吐出ボート10に連通すると、
ここからガスは吐出され、圧縮室内とl]:l:出室の
差圧はなくなるので逆止弁21は閉じる。
第2吐出ボート20は、一方の圧縮室9Cに対しては、
中心の吐出ボート10に連通する前1回転から連通ずる
まで、もう一つの圧縮室9dに対しては中心の吐出ボー
ト10に連通する前7回転から連通後1回転の間、それ
ぞれ連通する。すな1回転中に生じようとする過圧縮で
も一つの圧縮室に対しては吐出前7回転から防1ヒする
のでかな夛の効果がある。
中心の吐出ボート10に連通する前1回転から連通ずる
まで、もう一つの圧縮室9dに対しては中心の吐出ボー
ト10に連通する前7回転から連通後1回転の間、それ
ぞれ連通する。すな1回転中に生じようとする過圧縮で
も一つの圧縮室に対しては吐出前7回転から防1ヒする
のでかな夛の効果がある。
本構造でぐまこのように対称な二つの圧陥室9C,9d
に対し、第2吐出ボート20が述油する時期は半回転の
ずれを生じているが、伺ら害を及ぼすものではなく、広
いボート面積を確保でき、吐出圧損が小さいので過圧縮
防止効果が大きい、また設計圧力比運転時にはポート部
にクリアランスを生じないので、再膨張による損失がな
いなど、実用面で大きな利点を備えている。
に対し、第2吐出ボート20が述油する時期は半回転の
ずれを生じているが、伺ら害を及ぼすものではなく、広
いボート面積を確保でき、吐出圧損が小さいので過圧縮
防止効果が大きい、また設計圧力比運転時にはポート部
にクリアランスを生じないので、再膨張による損失がな
いなど、実用面で大きな利点を備えている。
−例としてランプの巻数約4で設計圧力比5のスクロー
ル圧縮機に上記構造を採用すると、圧力比3〜5で過圧
縮が無く、圧力比2〜3で過圧縮が軽減した運転ができ
る。すなわち圧力比2〜5という広い範囲で圧縮動力損
失〃・無いか、従来より低減しノこ効率のよい運転がで
きる。
ル圧縮機に上記構造を採用すると、圧力比3〜5で過圧
縮が無く、圧力比2〜3で過圧縮が軽減した運転ができ
る。すなわち圧力比2〜5という広い範囲で圧縮動力損
失〃・無いか、従来より低減しノこ効率のよい運転がで
きる。
なお、上靴例では別途センサの信号で電磁弁を開閉する
構造としたが、高低圧の圧力1使い、その圧力比で作動
するような開閉弁を用いることも当然口」能である。ま
た逆止弁に作動の安定化を図るため弁の背面部に押圧ば
ねを使用してもよい。
構造としたが、高低圧の圧力1使い、その圧力比で作動
するような開閉弁を用いることも当然口」能である。ま
た逆止弁に作動の安定化を図るため弁の背面部に押圧ば
ねを使用してもよい。
以上説明したように、本発明によれば、スクロール圧縮
機を設計圧力比より低い圧力比まで広い圧力比範囲で効
率のよい運転ができるので、例えば圧力比3〜6のよう
な範囲が要求される高温ヒートポンプ空調機に使用した
時にも暖房、冷房ともに高効率運転ができ、年間を通じ
たエネルギ効率(SEER)の良い空調機を実現できる
。
機を設計圧力比より低い圧力比まで広い圧力比範囲で効
率のよい運転ができるので、例えば圧力比3〜6のよう
な範囲が要求される高温ヒートポンプ空調機に使用した
時にも暖房、冷房ともに高効率運転ができ、年間を通じ
たエネルギ効率(SEER)の良い空調機を実現できる
。
また、設計圧力比近くで起こる逆止弁のはげしい開閉運
動(チャタリング現象)による騒音も防止することがで
きる。
動(チャタリング現象)による騒音も防止することがで
きる。
第1図は従来のスクロール圧縮機の縦断面図、第2図は
第1図の圧縮機部分の拡大縦断面図、第3図は第2図の
固定スクロールと旋回スクロールの歯の横断面を下から
見た図、第4図は従来のスクロール圧縮機の作動を示す
圧力容積線図、第5図なして第7図は本発明の一実施例
を示し、第5図は本発明罠よるスクロール圧縮機の縦断
面図、ロールと旋回スクロールの歯の横断面を下から見
た図である。 2・・・圧縮機部 5・・・固定スクロール 6・・・
旋回スクロ ” 9+9”+9b+90+9d・・・圧
縮室 10・・・吐出ボート 12・・・吐出配管 1
3・・・吐出室 20・・・第2吐出ポート21・・・
逆止弁 22・・・電磁弁 23・・・管路秘 半40 宕挿V 尊)σJ
第1図の圧縮機部分の拡大縦断面図、第3図は第2図の
固定スクロールと旋回スクロールの歯の横断面を下から
見た図、第4図は従来のスクロール圧縮機の作動を示す
圧力容積線図、第5図なして第7図は本発明の一実施例
を示し、第5図は本発明罠よるスクロール圧縮機の縦断
面図、ロールと旋回スクロールの歯の横断面を下から見
た図である。 2・・・圧縮機部 5・・・固定スクロール 6・・・
旋回スクロ ” 9+9”+9b+90+9d・・・圧
縮室 10・・・吐出ボート 12・・・吐出配管 1
3・・・吐出室 20・・・第2吐出ポート21・・・
逆止弁 22・・・電磁弁 23・・・管路秘 半40 宕挿V 尊)σJ
Claims (1)
- 跳板に渦巻状のラップを直立してなる固定スクロール部
材及び旋回スクロール部材を、互にランプを内側にして
噛合せ、固定スクロール部材に対し旋回スクロール部材
を自転しないように旋回運動させて気体を圧縮するスク
ロール圧縮機において、固定スクロール鏡板中央の吐出
ポート以外に、ラップのインボリュート巻き始め角をλ
1とすると、λ1〈λ≦λ1+πとなる巻き角λの範囲
のランプ外側の歯溝部に逆止弁を具えた第2吐出ボート
を設け、前記逆止弁の出口側を電磁弁を含む管路を介し
て吐出ガス経路に接続したことを特徴とするスクロール
圧縮機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18301083A JPS6075792A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | スクロ−ル圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18301083A JPS6075792A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | スクロ−ル圧縮機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6075792A true JPS6075792A (ja) | 1985-04-30 |
Family
ID=16128154
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18301083A Pending JPS6075792A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | スクロ−ル圧縮機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6075792A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6380089A (ja) * | 1986-09-24 | 1988-04-11 | Mitsubishi Electric Corp | スクロ−ル真空ポンプ |
US4820130A (en) * | 1987-12-14 | 1989-04-11 | American Standard Inc. | Temperature sensitive solenoid valve in a scroll compressor |
US10421142B2 (en) | 2011-03-31 | 2019-09-24 | Norsk Titanium As | Method and arrangement for building metallic objects by solid freeform fabrication using plasma transferred arc (PTA) torches |
-
1983
- 1983-10-03 JP JP18301083A patent/JPS6075792A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6380089A (ja) * | 1986-09-24 | 1988-04-11 | Mitsubishi Electric Corp | スクロ−ル真空ポンプ |
US4820130A (en) * | 1987-12-14 | 1989-04-11 | American Standard Inc. | Temperature sensitive solenoid valve in a scroll compressor |
US10421142B2 (en) | 2011-03-31 | 2019-09-24 | Norsk Titanium As | Method and arrangement for building metallic objects by solid freeform fabrication using plasma transferred arc (PTA) torches |
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