JPS59173587A - スクロ−ル形流体機械 - Google Patents
スクロ−ル形流体機械Info
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- JPS59173587A JPS59173587A JP58048183A JP4818383A JPS59173587A JP S59173587 A JPS59173587 A JP S59173587A JP 58048183 A JP58048183 A JP 58048183A JP 4818383 A JP4818383 A JP 4818383A JP S59173587 A JPS59173587 A JP S59173587A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
- F04C2/02—Rotary-piston machines or pumps 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
- F04C2/025—Rotary-piston machines or pumps 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 the moving and the stationary member having co-operating elements in spiral form
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
- F04C15/0057—Driving elements, brakes, couplings, transmission specially adapted for machines or pumps
- F04C15/0061—Means for transmitting movement from the prime mover to driven parts of the pump, e.g. clutches, couplings, transmissions
- F04C15/0065—Means for transmitting movement from the prime mover to driven parts of the pump, e.g. clutches, couplings, transmissions for eccentric movement
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】
この発明はスフローμ形流体機株に関するものである。
この発明の説明に入る前に、スフローμ形流体機械の原
理について簡単に述べる。
理について簡単に述べる。
第1図はスフローμ形流体機械の一つの応用であるスフ
ローμ圧縮機の基本的な構成要素と圧縮原理を示してお
り、第1図a、b、c、d中、(1)は固定スフローμ
、(2)は揺動スフローμ、(5)Cよ固定スクローy
v (]、)と揺動ススクロール軸(2)との間隙から
なる圧縮室、(6)は吸入室、(87は最内周に形成さ
れた吐出室である。また、0は固定スフローIV (1
)の中心、0′は揺動スクロール上の定点である。固定
スフロー/I/(1)および揺動スフロー7+/ (2
)は、通常は同一形状で巻方向が互に反対の渦巻を有し
、これらの渦巻の形体はインボリュートあるいは円弧な
どを組合せたものであり、両渦巻間は圧縮室(5)が形
成される。
ローμ圧縮機の基本的な構成要素と圧縮原理を示してお
り、第1図a、b、c、d中、(1)は固定スフローμ
、(2)は揺動スフローμ、(5)Cよ固定スクローy
v (]、)と揺動ススクロール軸(2)との間隙から
なる圧縮室、(6)は吸入室、(87は最内周に形成さ
れた吐出室である。また、0は固定スフローIV (1
)の中心、0′は揺動スクロール上の定点である。固定
スフロー/I/(1)および揺動スフロー7+/ (2
)は、通常は同一形状で巻方向が互に反対の渦巻を有し
、これらの渦巻の形体はインボリュートあるいは円弧な
どを組合せたものであり、両渦巻間は圧縮室(5)が形
成される。
次ニ、動作について説明する。第1図において、固定ス
フロー/1/ (1)は空間に対して静止しており、揺
動スフロー/l/ (2)は固定スフローIv(1)と
図のように組合わされ、その姿勢を空間に対して変化さ
せないで1、す・なわち、自転運動をせずに、固定スフ
ロー/I/ (1)の中心0の回りを回転運動する揺動
運動を行い、第1図a、b、c、dの位置に示すように
運動する。このような揺動スフロー/l/ (2)の運
動に伴い、圧縮室(5)は順次その容積を減じ、吸入室
(6)から圧縮室(5)に取込まれた流体、例えば気体
は固定スフローA/ (1)の中央部の吐出室(8)’
に圧縮されて吐出孔(8)から吐出される。
フロー/1/ (1)は空間に対して静止しており、揺
動スフロー/l/ (2)は固定スフローIv(1)と
図のように組合わされ、その姿勢を空間に対して変化さ
せないで1、す・なわち、自転運動をせずに、固定スフ
ロー/I/ (1)の中心0の回りを回転運動する揺動
運動を行い、第1図a、b、c、dの位置に示すように
運動する。このような揺動スフロー/l/ (2)の運
動に伴い、圧縮室(5)は順次その容積を減じ、吸入室
(6)から圧縮室(5)に取込まれた流体、例えば気体
は固定スフローA/ (1)の中央部の吐出室(8)’
に圧縮されて吐出孔(8)から吐出される。
この間第1図O〜0′の距離は一定に保持されており、
渦巻の間隔をp、厚みをtで表わせば(クランク半径)
00’=−−tとなっている。pは渦巻のピッチに相当
している。
渦巻の間隔をp、厚みをtで表わせば(クランク半径)
00’=−−tとなっている。pは渦巻のピッチに相当
している。
スクロール圧縮機の名前で知られる装置の概略は以上の
ようである。
ようである。
次に、従来例のスクロール圧縮機の具体的な構成、動作
を第2図および第3図により説明する。
を第2図および第3図により説明する。
第2図は、スクロール圧縮機を例えば冷凍または空調あ
るいは空気圧縮機に応用しようとする場合の具体的な実
施例であって、フロンなどのガス体の圧縮機として構成
したものである。第2図において、(1)は固定スフロ
ーμ、(la)は固定スフローIV (1)の合板であ
って、後述するシェルの一部を兼ねている。(2)は揺
動スフローμ、1(3)は揺動スフロー/L/ (2)
の合板、(4)は揺動スクロール軸、(5)は圧縮室、
(6)は圧縮室(5)の吸入室、(7)は吸入孔、(8
)は吐出孔、’(8)’は吐出室、(9)は揺動スフロ
ーμ(2)の合板(3)背面を支承するスラスト軸受、
(11)は固定スフロー77 (1)とボルトなどで固
定された軸受支え、(Illは揺動スフロー/L/ (
1)の自転を防止しこれを揺動させるためのオルダム継
手、α2は揺動スフロー/L/ (2)の合板(3)と
軸受支えαQの間に形成されたオルダム室、0旧よ軸受
支え0Qにあけられてオルダム室θ2と後述する電動機
室を連絡する返油孔、Q41は揺動スクロール軸(4)
すなわち揺動スクロール(2)を揺動させるクランク軸
、Q6)はクランク軸(141内に偏心してあけられた
油孔、(+6)はクランク軸−に偏心して設けられて揺
動スクロール軸(4)と嵌合する揺動軸受、O旧よりフ
ンク軸α舶上部と嵌合する主軸受、QSはクランク軸(
141下部と嵌合する電動機側軸受、(I911は電動
機ステータ、(イ)は電動機ロータ、@11は電動機ロ
ータ(イ)上部のクランク軸+141に固定された第1
パランサ、(5)は電動機ロータ(イ)の下端に固定さ
れた第2バランサ、(至)は固定スフロー/l/(1)
、軸支えαQ。
るいは空気圧縮機に応用しようとする場合の具体的な実
施例であって、フロンなどのガス体の圧縮機として構成
したものである。第2図において、(1)は固定スフロ
ーμ、(la)は固定スフローIV (1)の合板であ
って、後述するシェルの一部を兼ねている。(2)は揺
動スフローμ、1(3)は揺動スフロー/L/ (2)
の合板、(4)は揺動スクロール軸、(5)は圧縮室、
(6)は圧縮室(5)の吸入室、(7)は吸入孔、(8
)は吐出孔、’(8)’は吐出室、(9)は揺動スフロ
ーμ(2)の合板(3)背面を支承するスラスト軸受、
(11)は固定スフロー77 (1)とボルトなどで固
定された軸受支え、(Illは揺動スフロー/L/ (
1)の自転を防止しこれを揺動させるためのオルダム継
手、α2は揺動スフロー/L/ (2)の合板(3)と
軸受支えαQの間に形成されたオルダム室、0旧よ軸受
支え0Qにあけられてオルダム室θ2と後述する電動機
室を連絡する返油孔、Q41は揺動スクロール軸(4)
すなわち揺動スクロール(2)を揺動させるクランク軸
、Q6)はクランク軸(141内に偏心してあけられた
油孔、(+6)はクランク軸−に偏心して設けられて揺
動スクロール軸(4)と嵌合する揺動軸受、O旧よりフ
ンク軸α舶上部と嵌合する主軸受、QSはクランク軸(
141下部と嵌合する電動機側軸受、(I911は電動
機ステータ、(イ)は電動機ロータ、@11は電動機ロ
ータ(イ)上部のクランク軸+141に固定された第1
パランサ、(5)は電動機ロータ(イ)の下端に固定さ
れた第2バランサ、(至)は固定スフロー/l/(1)
、軸支えαQ。
電動機ステータ(I(ト)、および電動機側軸受−を固
定して圧縮機全体を密封するシェル、(財)はシエIv
(231底部の油溜された油、(イ)は電動機ステータ
(へ)および電動機ロータ(転)などを収容した電動機
室であ4このように構成されたスクロール圧縮機の動作
を説明する。電動機ステータQ91に通電すると、電動
機ロータ(財)はトルクを発生してクランク軸Hと共に
回転する。クランク軸、α船が回転を始めると、クラン
ク軸α船に偏心して設けた揺動軸受θ0に嵌合されてい
る揺動スクロール軸(4)に回転力が伝えられ、揺動ス
フロー/l/ (2)はオルダム継手(川にガイドされ
て揺動運動を行い、第1図a、b、c、dに示す上述し
たような圧縮作用を行う。
定して圧縮機全体を密封するシェル、(財)はシエIv
(231底部の油溜された油、(イ)は電動機ステータ
(へ)および電動機ロータ(転)などを収容した電動機
室であ4このように構成されたスクロール圧縮機の動作
を説明する。電動機ステータQ91に通電すると、電動
機ロータ(財)はトルクを発生してクランク軸Hと共に
回転する。クランク軸、α船が回転を始めると、クラン
ク軸α船に偏心して設けた揺動軸受θ0に嵌合されてい
る揺動スクロール軸(4)に回転力が伝えられ、揺動ス
フロー/l/ (2)はオルダム継手(川にガイドされ
て揺動運動を行い、第1図a、b、c、dに示す上述し
たような圧縮作用を行う。
気体は、吸入孔(7)から揺動スフローA/ (2)外
周部の吸入室(6)に吸入されて圧縮室(5)内に取込
まれ、クランク軸+141の回転と共に順次内側に送込
まれて、固定スフローμの中央部に設けた吐出孔(8)
から吐出される。なお、クランク軸圓の回転に伴う揺動
スクロール(2)の揺動運動は圧縮機全体に不釣合力に
よる振動を引起そうとするが、第1パランサ@lと第2
バランサ(5)で静的および動的にクランク軸α41@
Jりの釣合をとることができ、異常な振動を生ずること
なく、圧縮機を運転できる。
周部の吸入室(6)に吸入されて圧縮室(5)内に取込
まれ、クランク軸+141の回転と共に順次内側に送込
まれて、固定スフローμの中央部に設けた吐出孔(8)
から吐出される。なお、クランク軸圓の回転に伴う揺動
スクロール(2)の揺動運動は圧縮機全体に不釣合力に
よる振動を引起そうとするが、第1パランサ@lと第2
バランサ(5)で静的および動的にクランク軸α41@
Jりの釣合をとることができ、異常な振動を生ずること
なく、圧縮機を運転できる。
また、第3図は第2図の部分詳細図である。第3図aは
ガス圧縮が行われず揺動スクロール軸(4)が揺動スフ
ロー71/ (2)と合板(3)などの遠心力のみによ
り揺動軸受O0方向へ押付けられた状態の揺動スクロー
ル軸(4)、クランク軸圓および渦巻の一部の軸方向断
面図であり、第3図すは第3図aの部分横断面図である
。これらの図において、olは主軸受(Iηの軸心、0
.はクラ?り軸0優の軸心(回転中心)Osは揺動軸受
(10の軸心、0.は揺動スクロール軸4の軸心(中心
) 、Fcは揺動スフローrv (2)と合板(3)な
どの主として遠心力(半径方向負荷)、rは揺動軸受α
0のクランク軸Hに対する偏心量、dlは揺動軸受f1
61の軸受隙間、d、は主軸受Q71の軸受隙間、Bは
固定スフロー1v(1)の渦巻間の溝幅、Dは揺動スフ
ローμ(2)の実際の揺動幅、tlは揺動スクローtv
(2>の渦巻の板厚、Cおよびclは固定スフローμ
(1)および揺動スフロー7L/ (2)の渦巻間に形
成される半径方向隙間であり、一般にはC” Clであ
る。
ガス圧縮が行われず揺動スクロール軸(4)が揺動スフ
ロー71/ (2)と合板(3)などの遠心力のみによ
り揺動軸受O0方向へ押付けられた状態の揺動スクロー
ル軸(4)、クランク軸圓および渦巻の一部の軸方向断
面図であり、第3図すは第3図aの部分横断面図である
。これらの図において、olは主軸受(Iηの軸心、0
.はクラ?り軸0優の軸心(回転中心)Osは揺動軸受
(10の軸心、0.は揺動スクロール軸4の軸心(中心
) 、Fcは揺動スフローrv (2)と合板(3)な
どの主として遠心力(半径方向負荷)、rは揺動軸受α
0のクランク軸Hに対する偏心量、dlは揺動軸受f1
61の軸受隙間、d、は主軸受Q71の軸受隙間、Bは
固定スフロー1v(1)の渦巻間の溝幅、Dは揺動スフ
ローμ(2)の実際の揺動幅、tlは揺動スクローtv
(2>の渦巻の板厚、Cおよびclは固定スフローμ
(1)および揺動スフロー7L/ (2)の渦巻間に形
成される半径方向隙間であり、一般にはC” Clであ
る。
そして、上述のような従来のスクロール圧縮機では、揺
動スフローV(2)の実際の揺動幅りは次のようになる
。
動スフローV(2)の実際の揺動幅りは次のようになる
。
D=2 Cr+dt/2+dg/2> t1=2r+t
、十d1+d、 ・・・・・・・・・・・・・
・・・・・(1)したがって、固定スフローyv Q)
と揺動スフローA/ (2)の渦巻間の半径方向隙間C
は、C=(B−D)/2 =(B−(zr+t、+d1+d、))/z= ((B
−2r −t、 ) −(d1+ d、 ) ) /
2 ・−・−・・−・・(2)となる。従来のスクロ
ール圧縮機では、上記(2)式の(B−2r−tl)が
(d1+d、)より大きくなるように設定しており、こ
のため、固定スフローtv (1)と揺動スクロー/L
/ (2)の渦巻間には常に半径方向隙間Cが形成され
ている。しかし、第4図に示すように、一般的な運転状
態では、揺動スクロール軸(4)に対して主として遠心
力Fcの他にこれと直角方向のガス圧縮負加F?が作用
するために、これらの合力Fは第4図に示す方向に作用
することになり、揺動スクロー/’ 1Iljl(4)
は合力Fの方向へ押付けられもしたがって、このような
状態での固定スフローμ(1)と揺動スフロー/I/
(2)の渦巻間の半径方向隙間C′は遠心力Fcのみが
作用する場合の半径方向隙間Cよりさらに大きくなる。
、十d1+d、 ・・・・・・・・・・・・・
・・・・・(1)したがって、固定スフローyv Q)
と揺動スフローA/ (2)の渦巻間の半径方向隙間C
は、C=(B−D)/2 =(B−(zr+t、+d1+d、))/z= ((B
−2r −t、 ) −(d1+ d、 ) ) /
2 ・−・−・・−・・(2)となる。従来のスクロ
ール圧縮機では、上記(2)式の(B−2r−tl)が
(d1+d、)より大きくなるように設定しており、こ
のため、固定スフローtv (1)と揺動スクロー/L
/ (2)の渦巻間には常に半径方向隙間Cが形成され
ている。しかし、第4図に示すように、一般的な運転状
態では、揺動スクロール軸(4)に対して主として遠心
力Fcの他にこれと直角方向のガス圧縮負加F?が作用
するために、これらの合力Fは第4図に示す方向に作用
することになり、揺動スクロー/’ 1Iljl(4)
は合力Fの方向へ押付けられもしたがって、このような
状態での固定スフローμ(1)と揺動スフロー/I/
(2)の渦巻間の半径方向隙間C′は遠心力Fcのみが
作用する場合の半径方向隙間Cよりさらに大きくなる。
このように、渦巻間の半径方向隙間CあるいはC′が存
在すると、スクロール圧縮機の運転中に固定スフローt
v Q)と揺動スクロール(2)の渦巻の接触は起り得
す、したがって渦巻の側面が摩耗するという問題はない
が、圧縮室(5)の半径方向隙間のシーμを行いに<<
、上記半径方向隙間CあるいはC′を通じて圧縮室(5
)のガスが吸入側へ漏れてし゛まうことが多かった。圧
縮室(5)内部のガスが下流側へ漏れると、最終的に吐
出孔(8)から吐出されるガス量が減少して体積効率が
低下し、′また漏れたガスを再度圧縮することになり、
電動機の久方が増加し、成績係数が低下するという欠点
があった。
在すると、スクロール圧縮機の運転中に固定スフローt
v Q)と揺動スクロール(2)の渦巻の接触は起り得
す、したがって渦巻の側面が摩耗するという問題はない
が、圧縮室(5)の半径方向隙間のシーμを行いに<<
、上記半径方向隙間CあるいはC′を通じて圧縮室(5
)のガスが吸入側へ漏れてし゛まうことが多かった。圧
縮室(5)内部のガスが下流側へ漏れると、最終的に吐
出孔(8)から吐出されるガス量が減少して体積効率が
低下し、′また漏れたガスを再度圧縮することになり、
電動機の久方が増加し、成績係数が低下するという欠点
があった。
また、上述の欠点を解消するために上記(2)式の(B
−2r−t)より(dl+d、)を大きく設定するとい
う手段も半径方向隙間のンーμ方法として有効で′・は
あるが、実際の纏幅B、偏心量rおよび板厚t1には加
工精度のばらつきがあるため上記(B−2r−t℃値は
各々のばらつきを加算したばらつきを示し、従ってどの
ようなりランク軸回転位置においても常に(B−2r−
t、)より(d、+d、)を大きくするには軸受隙間d
1およびd2を充分大きく設定する必要がある。1ノか
るに、一般に軸受隙間はその本来の目的である潤滑機能
を充分果たすためには最適な値があり、必要U上に軸受
隙間を大きくすると潤滑機能を損うことになる。従って
上記溝幅B、偏心量rj9よび板厚t0の加工精度を非
常に薗くする必要があった。さらに、1」定スクロー、
’L/(i) ノ中心Oと主軸受(1ηの軸心o1が何
らがの理由でずれた場合、第3図(a)に示す隙間Cと
clば等しくなくなり、極端な場合いずれか一方のみが
大きくなってしまい、上記の隙間d1.d、ではこの隙
間Cおよびclを常に0にすることができないことにな
る。
−2r−t)より(dl+d、)を大きく設定するとい
う手段も半径方向隙間のンーμ方法として有効で′・は
あるが、実際の纏幅B、偏心量rおよび板厚t1には加
工精度のばらつきがあるため上記(B−2r−t℃値は
各々のばらつきを加算したばらつきを示し、従ってどの
ようなりランク軸回転位置においても常に(B−2r−
t、)より(d、+d、)を大きくするには軸受隙間d
1およびd2を充分大きく設定する必要がある。1ノか
るに、一般に軸受隙間はその本来の目的である潤滑機能
を充分果たすためには最適な値があり、必要U上に軸受
隙間を大きくすると潤滑機能を損うことになる。従って
上記溝幅B、偏心量rj9よび板厚t0の加工精度を非
常に薗くする必要があった。さらに、1」定スクロー、
’L/(i) ノ中心Oと主軸受(1ηの軸心o1が何
らがの理由でずれた場合、第3図(a)に示す隙間Cと
clば等しくなくなり、極端な場合いずれか一方のみが
大きくなってしまい、上記の隙間d1.d、ではこの隙
間Cおよびclを常に0にすることができないことにな
る。
従って主軸受Qηの軸心o0に対する固定スフローtv
(1)の組立精度も充分高く設定しなければならなか
った。
(1)の組立精度も充分高く設定しなければならなか
った。
このような欠点を解決した従来例の蓄名なものは特開昭
56−129791に見られ、揺動スクロールの遠心力
に平衡するバランスウェイトを設けた上で圧縮負荷の分
力を利用して手続方向密封を実現していた。
56−129791に見られ、揺動スクロールの遠心力
に平衡するバランスウェイトを設けた上で圧縮負荷の分
力を利用して手続方向密封を実現していた。
しかし、これは揺動スクロールの遠心力に対する平衡お
もりを設ける必要があり、揺動スフロールの背部にその
ためのスペースが必要となり、スラスト軸受の配置等に
困難を生ずる場合があつ丸この発明は上記のような欠点
を解消するためになされたもので、揺動スフローμを揺
動するクランク機構として、クランク軸を有し、このク
ランク軸に対して回動し得る偏心リングを介して揺動ス
フロール軸を揺動させ、上記クランク軸の回転中心と上
記揺動スクロール軸の中心と上記偏心リングの回動中心
とをこの順序に一直線上に配置したときに、上記クラン
ク軸の回転中心と上記揺動スフロール軸の中心との距離
が実質的にクランク半径に等しくなるようにしたものを
用いることにより、従来のように揺動スフローμに保合
する平衡おもりやバネを設けなくても、半径方向(主と
して揺動スフローμの口伝に伴う遠心力)に影響される
ことが少ないもので、揺動スフローA/ (2)の実際
の揺動幅りが変化できスクロール形流体機械の半径方向
密封を実現でき、結果的に体積効率および成績係数を向
上させたスフローμ形流体機械を提供することを目的と
している。
もりを設ける必要があり、揺動スフロールの背部にその
ためのスペースが必要となり、スラスト軸受の配置等に
困難を生ずる場合があつ丸この発明は上記のような欠点
を解消するためになされたもので、揺動スフローμを揺
動するクランク機構として、クランク軸を有し、このク
ランク軸に対して回動し得る偏心リングを介して揺動ス
フロール軸を揺動させ、上記クランク軸の回転中心と上
記揺動スクロール軸の中心と上記偏心リングの回動中心
とをこの順序に一直線上に配置したときに、上記クラン
ク軸の回転中心と上記揺動スフロール軸の中心との距離
が実質的にクランク半径に等しくなるようにしたものを
用いることにより、従来のように揺動スフローμに保合
する平衡おもりやバネを設けなくても、半径方向(主と
して揺動スフローμの口伝に伴う遠心力)に影響される
ことが少ないもので、揺動スフローA/ (2)の実際
の揺動幅りが変化できスクロール形流体機械の半径方向
密封を実現でき、結果的に体積効率および成績係数を向
上させたスフローμ形流体機械を提供することを目的と
している。
以下この発明の一実施例をスフロール圧縮機の場合につ
いて図面と共に説明する。第5図〜第7図において、(
イ)はクランク軸α4)に所定量だけ偏心して設けられ
た偏心穴、(2ηは第6図に示すように偏心穴−に嵌入
されたいわゆる軸受材でできた偏心リングで、クランク
軸(14)に対して回動可能である。□□□は偏心リン
グにその回動中心0.と所定量だけ偏心して設けられた
揺動軸受で、この軸受に、第7図のように揺動スフロー
ル軸(4)が嵌入されている。第5図aで、0.は主軸
受(lηの軸心(中心)であるが、クランク軸041の
回転中心02と近似している。o4は揺動軸受(ハ)あ
るいは揺動スフロール軸(4)の中心、osは偏心リン
グ(財)の回動中心あるいは偏心穴(社)の中心、Rは
0.(0,)と04の距離、すなわちクランク半径に相
当する長さ又は揺動スクロール軸の偏心量、eはo4と
06の距離である。
いて図面と共に説明する。第5図〜第7図において、(
イ)はクランク軸α4)に所定量だけ偏心して設けられ
た偏心穴、(2ηは第6図に示すように偏心穴−に嵌入
されたいわゆる軸受材でできた偏心リングで、クランク
軸(14)に対して回動可能である。□□□は偏心リン
グにその回動中心0.と所定量だけ偏心して設けられた
揺動軸受で、この軸受に、第7図のように揺動スフロー
ル軸(4)が嵌入されている。第5図aで、0.は主軸
受(lηの軸心(中心)であるが、クランク軸041の
回転中心02と近似している。o4は揺動軸受(ハ)あ
るいは揺動スフロール軸(4)の中心、osは偏心リン
グ(財)の回動中心あるいは偏心穴(社)の中心、Rは
0.(0,)と04の距離、すなわちクランク半径に相
当する長さ又は揺動スクロール軸の偏心量、eはo4と
06の距離である。
なお第5図a、bにおいて主軸受θηとクランク軸α4
の間、偏心穴(イ)と偏心リング1271の間、および
揺動軸受(ハ)と揺動スクロール軸(4)の間には各々
軸受隙間が存在するが、特に必要ないので図示は省略す
る。父上記クランク半径Rは正確には、各々の軸受隙間
の−が加わるが、微小であるので無視する。
の間、偏心穴(イ)と偏心リング1271の間、および
揺動軸受(ハ)と揺動スクロール軸(4)の間には各々
軸受隙間が存在するが、特に必要ないので図示は省略す
る。父上記クランク半径Rは正確には、各々の軸受隙間
の−が加わるが、微小であるので無視する。
偏心リング(2ηは0.の回°りに回動自在であって、
その@J動は偏心穴−によってガイドされている。
その@J動は偏心穴−によってガイドされている。
偏心リング(転)の0.の回りの回動により、0.〜0
1(=R)の距離は増大し得るようになっている。
1(=R)の距離は増大し得るようになっている。
この実施例のようにこの発明は、クランク軸(141の
回転中心O8と揺動スフロール軸(4)の中心04と偏
心リング休ηの回動中心O諌≦この順序に一直線上に配
置したときに、クランク軸04]の回転中心0.と揺動
スクロール軸(4)の中心04との距MiQx04が実
質的にクランク半径に等しくなるように構成されている
。このような構成のものにおいて、スフローμ圧縮機を
運噌すると、@1図に示されるような原理で圧縮を行な
い、笛7図に示された揺動スクロール軸(4)から偏・
心すングQ旧こ運転を伴う負荷が伝達され、その負荷状
態は、第8図に示す。圧縮に伴う負荷は2つの成分を有
し、その1つは半径方向負荷(主として遠心力)Fc、
他の1つは、これと直角方向のガス圧縮負荷F#である
。これらのカの作用状態は第8図に示しており、揺動ス
クロール軸(4)の中心0.に作用している。
回転中心O8と揺動スフロール軸(4)の中心04と偏
心リング休ηの回動中心O諌≦この順序に一直線上に配
置したときに、クランク軸04]の回転中心0.と揺動
スクロール軸(4)の中心04との距MiQx04が実
質的にクランク半径に等しくなるように構成されている
。このような構成のものにおいて、スフローμ圧縮機を
運噌すると、@1図に示されるような原理で圧縮を行な
い、笛7図に示された揺動スクロール軸(4)から偏・
心すングQ旧こ運転を伴う負荷が伝達され、その負荷状
態は、第8図に示す。圧縮に伴う負荷は2つの成分を有
し、その1つは半径方向負荷(主として遠心力)Fc、
他の1つは、これと直角方向のガス圧縮負荷F#である
。これらのカの作用状態は第8図に示しており、揺動ス
クロール軸(4)の中心0.に作用している。
偏心リングQηの回動中心は0.であるから、ガス圧縮
負荷Ftは05のまわりにモーメントを発生し、偏心リ
ング(271は05のまわりにtm=しようとする。
負荷Ftは05のまわりにモーメントを発生し、偏心リ
ング(271は05のまわりにtm=しようとする。
偏心リング罰が05のまわりに回転するとクランク半径
に相当する長さ0,0.の距離は増大することは幾何学
的関係より容易に理解される。クランク半径に相当する
長さogonの距離が増大すれば、第8図に示された固
定スフローIv(1)の歯と揺動スフロ−7+/ (2
)の歯の微小な隙間εは小さくなり、ついにはε=0と
なる。通常εは10μmの倍数である。
に相当する長さ0,0.の距離は増大することは幾何学
的関係より容易に理解される。クランク半径に相当する
長さogonの距離が増大すれば、第8図に示された固
定スフローIv(1)の歯と揺動スフロ−7+/ (2
)の歯の微小な隙間εは小さくなり、ついにはε=0と
なる。通常εは10μmの倍数である。
スクロール歯の形状として、円のインボリュートを用い
れば、第8図に示された渦巻体の半径方向隙間が最小と
なる位置は、インボリュート基礎円半径aの距離だけF
Cの作用線から離れ、Fcに平行な直線上に数点ならん
でいる。
れば、第8図に示された渦巻体の半径方向隙間が最小と
なる位置は、インボリュート基礎円半径aの距離だけF
Cの作用線から離れ、Fcに平行な直線上に数点ならん
でいる。
第9図には、偏心リング伐ηが、ガス圧縮負荷Ftのた
めに小角へ〇だけ回転した状態が示されておりこの状態
では、同定スフロー/L/ (1)の歯と揺動スクロー
ル(2)の歯は接触している。Δθの小回転により揺動
スクロール軸(4)の中心はO4からg、/に小移動し
o、o;> o、o、となっている。第9図で分るよう
にFtが、偏心リング勾の回動中心osのまわりに発生
するモーメントにより、クランク半径に相当する長さ0
204が0.Oj (実際のクランク半径)まで増大し
て、固定スフローIL/(1)の歯(Illに揺動スク
ロール(2)の歯が接触するのである。
めに小角へ〇だけ回転した状態が示されておりこの状態
では、同定スフロー/L/ (1)の歯と揺動スクロー
ル(2)の歯は接触している。Δθの小回転により揺動
スクロール軸(4)の中心はO4からg、/に小移動し
o、o;> o、o、となっている。第9図で分るよう
にFtが、偏心リング勾の回動中心osのまわりに発生
するモーメントにより、クランク半径に相当する長さ0
204が0.Oj (実際のクランク半径)まで増大し
て、固定スフローIL/(1)の歯(Illに揺動スク
ロール(2)の歯が接触するのである。
第9図の状態では0.のまわりのモーメントの釣合より
Ft@e中fIIa (’、’Δθは小)したがって
揺動スフローA/ (2)と固定スクロール(1)との
接触力fは f=−、Ft で与えられる。第9図から理解されるようにFcもO8
のまわりにモーメントを発生し得るが、Δθが小がある
場合は無視できる。Δθが小さいため、はとんど第8図
のような状態で揺動スフロー/l/ (2)と固定スフ
ローIv(t)とが接触する。させることが可能である
。
揺動スフローA/ (2)と固定スクロール(1)との
接触力fは f=−、Ft で与えられる。第9図から理解されるようにFcもO8
のまわりにモーメントを発生し得るが、Δθが小がある
場合は無視できる。Δθが小さいため、はとんど第8図
のような状態で揺動スフロー/l/ (2)と固定スフ
ローIv(t)とが接触する。させることが可能である
。
したがって接触力fは遠心力Fcにほとんど関係なくな
りガス圧縮負荷Ftだけの関数となる。一方スクロール
圧縮機の回転数が増加すると遠心力Fcが増加するが、
ガス圧縮負荷Ftは変化せず圧縮条件に依存しているだ
けであるので、スクロール圧縮機の回転数の可変に対し
て、接触力fをほとんど一定に保つことができる。
りガス圧縮負荷Ftだけの関数となる。一方スクロール
圧縮機の回転数が増加すると遠心力Fcが増加するが、
ガス圧縮負荷Ftは変化せず圧縮条件に依存しているだ
けであるので、スクロール圧縮機の回転数の可変に対し
て、接触力fをほとんど一定に保つことができる。
このようにスクロール圧縮機の運転中に発生する遠心力
に対して直角方向に作用する力(例えばガス圧縮負荷F
t>を利用して(遠心力にほとんど影響されずに)揺動
スフローA/ (2)と固定スフロー/L/ (1)と
の半径方向隙間を密封している。従って圧縮室(5)か
らのガスの漏れが減少するため体積効率が増加し、しか
も漏れたガスを再度圧縮することによる電動機入力の増
加も減少するため、成績係数も大巾に向上する。クラン
ク半径が変化できるので、一般的な加工および組立のば
らつきをカバーするには充分な大きさを得ることができ
、従って溝幅B、偏心穴の偏心量、板厚を等の加工精度
は高くなくてよく、また固定スフローyv (t)の組
立精度も高くする必要がない。
に対して直角方向に作用する力(例えばガス圧縮負荷F
t>を利用して(遠心力にほとんど影響されずに)揺動
スフローA/ (2)と固定スフロー/L/ (1)と
の半径方向隙間を密封している。従って圧縮室(5)か
らのガスの漏れが減少するため体積効率が増加し、しか
も漏れたガスを再度圧縮することによる電動機入力の増
加も減少するため、成績係数も大巾に向上する。クラン
ク半径が変化できるので、一般的な加工および組立のば
らつきをカバーするには充分な大きさを得ることができ
、従って溝幅B、偏心穴の偏心量、板厚を等の加工精度
は高くなくてよく、また固定スフローyv (t)の組
立精度も高くする必要がない。
また前述したように偏心リング(財)を軸受材料とした
ことにより、偏心穴−の内径および揺動軸受(至)の内
径に軸受メタル等を使用する必要がなく、構造が極めて
簡単である。
ことにより、偏心穴−の内径および揺動軸受(至)の内
径に軸受メタル等を使用する必要がなく、構造が極めて
簡単である。
数値的例として、クランク半径に相当する長さ0.04
が5順で、e”11i+の場合実際のクランク半径0、
OJは0!04よりε大きくなり、εは50μm程度で
ある。しかし組立を簡単にするためにクランク半径に相
当する長さ0.04を例えば5闘より1龍程度小さくす
ることは実際上効果のあることで、その場合、遠心力の
影響はすこし現われるが実質上問題ない。
が5順で、e”11i+の場合実際のクランク半径0、
OJは0!04よりε大きくなり、εは50μm程度で
ある。しかし組立を簡単にするためにクランク半径に相
当する長さ0.04を例えば5闘より1龍程度小さくす
ることは実際上効果のあることで、その場合、遠心力の
影響はすこし現われるが実質上問題ない。
以上の実施例では、・−心リング(2ηは偏心穴(至)
に嵌合しているが、第10図に示すように、クランク軸
Hに偏心して設けた偏心突起−に偏心リング伐ηの偏心
孔−を嵌合させ、この偏心リング(271の外周(30
に揺動スフロー/l/ (2)の軸(4)における軸穴
134を嵌合されてもよい。さらに第11図に示すよう
に、クランク軸(I41に偏心して設、−けた軸瞥に回
動可能に偏心リング罰を嵌合させ、偏心リング伐ηに設
けた揺動軸受(ハ)に揺動スクロール軸(4)を嵌合さ
せてもよい。第1θ図、第11図のいずれの場合でも、
クランク軸f14)の回転中心02と揺動スクロール軸
(4)の中心04と偏心リング(2)ηの回動中心O6
がこの順序に一直線上に配置従したときに、クランク軸
(141の回転中心0、と揺動スクロール軸(4)の中
心04との距離0,04が実質的にクランク半径に等し
くなるように構成されている。
に嵌合しているが、第10図に示すように、クランク軸
Hに偏心して設けた偏心突起−に偏心リング伐ηの偏心
孔−を嵌合させ、この偏心リング(271の外周(30
に揺動スフロー/l/ (2)の軸(4)における軸穴
134を嵌合されてもよい。さらに第11図に示すよう
に、クランク軸(I41に偏心して設、−けた軸瞥に回
動可能に偏心リング罰を嵌合させ、偏心リング伐ηに設
けた揺動軸受(ハ)に揺動スクロール軸(4)を嵌合さ
せてもよい。第1θ図、第11図のいずれの場合でも、
クランク軸f14)の回転中心02と揺動スクロール軸
(4)の中心04と偏心リング(2)ηの回動中心O6
がこの順序に一直線上に配置従したときに、クランク軸
(141の回転中心0、と揺動スクロール軸(4)の中
心04との距離0,04が実質的にクランク半径に等し
くなるように構成されている。
以上説明したようにこの発明は、クランク軸を有し、こ
のクランク軸に対して回動し得る偏心リングを介して上
記揺動スクロール軸を揺動させ、上記クランク軸の回転
中心と上記揺動スクロール軸の中心と上記偏心リングの
回動中心とをこの順序に一直線上に配置したときに、上
記クランク軸の回転中心と上記揺動スフロー/L/1i
tlllの中心との距離が実質的にクランク半径に等し
くなるようにしたので、従来のように、揺動スフローμ
に係合する平衡おもりやバネ等を設けなくとも、半径方
向力(主として揺動スクロールの回転に−伴う遠心力)
に影響されることが少ないもので、スフローN形流体機
械の半径方向密封を実現でき、結果的に体積効率および
成績係数を向上させたスフローN形流体機械が実現でき
る。
のクランク軸に対して回動し得る偏心リングを介して上
記揺動スクロール軸を揺動させ、上記クランク軸の回転
中心と上記揺動スクロール軸の中心と上記偏心リングの
回動中心とをこの順序に一直線上に配置したときに、上
記クランク軸の回転中心と上記揺動スフロー/L/1i
tlllの中心との距離が実質的にクランク半径に等し
くなるようにしたので、従来のように、揺動スフローμ
に係合する平衡おもりやバネ等を設けなくとも、半径方
向力(主として揺動スクロールの回転に−伴う遠心力)
に影響されることが少ないもので、スフローN形流体機
械の半径方向密封を実現でき、結果的に体積効率および
成績係数を向上させたスフローN形流体機械が実現でき
る。
又半径方向力に影響されることが少ないため、可変速度
で運転されるスクロール形流体機械に特に有利である。
で運転されるスクロール形流体機械に特に有利である。
第1図a、b、c、dはスクロール圧縮機の互いに異な
った作動位置を示す作動原理図、第2図は従来のスクロ
ール圧縮機を示す断面図、第3図は第2図の部分拡大図
、第4図は第3図と条件が異なる場合の第2図の部分拡
大図、第5図〜第7図はこの発明の一実施例の主要部を
表わすもので第5図aはクランク軸と揺動スクロール軸
との嵌合部の横断面図、第5図すはその縦断面図、第6
図はクランク軸と偏心リングとの分解斜視図、第7図は
クランク軸と揺動スクロール軸の分解斜視図、第8図及
び第9図はこの究明による半径方向密封の動作を説明す
る図、第10図及び第9図はそれぞれこの発明の他の実
施例の主要部を示すもので、第10図はクランク軸、偏
心リング、揺動スクロールの分解斜視図、第11図はク
ランク軸、偏心リングの斜視図である。 図において、(1)は固定スクロール、(2)は揺1m
bスクロール、(4)は揺動スフローlし11仙、(I
41はクランク軸、(271は偏心リング、02はクラ
ンク軸の回転中心04は揺動スクロール軸の中心、0.
は・偏心リングの回動中心である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 葛野信− 第1図 0#270’ 〜2 \ ρ’ /ejO’第2図 ハ 第3図 第5図 ((1) 第5図 (b) 第13図 第7図 第8図 第9図 第11図 手続補正書(自発) 特許1)長官殿 1、事件の表示jl14ji昭58−48188号2、
発明の名称 スクロール形流体機械 3 補正をする者 名 称 (601)−菱電機株式会社代表者片1+
f、−’、八へ 4、代理人 5、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 6、補正の内容 手続補正書(方式) 1、事件の表示 特願昭58−481′88号2、
発明の名称 スクロール形流体機械 3、補正をする者 代表者片山仁へ部 4、代理人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号5
、補正命令の日付 昭和58年6月28日6、補正の
対象 図面 7、 補正の内容 (1)図面(第1図)を別紙の通り訂正する。 以上 (0) (b) (C) 6 8
った作動位置を示す作動原理図、第2図は従来のスクロ
ール圧縮機を示す断面図、第3図は第2図の部分拡大図
、第4図は第3図と条件が異なる場合の第2図の部分拡
大図、第5図〜第7図はこの発明の一実施例の主要部を
表わすもので第5図aはクランク軸と揺動スクロール軸
との嵌合部の横断面図、第5図すはその縦断面図、第6
図はクランク軸と偏心リングとの分解斜視図、第7図は
クランク軸と揺動スクロール軸の分解斜視図、第8図及
び第9図はこの究明による半径方向密封の動作を説明す
る図、第10図及び第9図はそれぞれこの発明の他の実
施例の主要部を示すもので、第10図はクランク軸、偏
心リング、揺動スクロールの分解斜視図、第11図はク
ランク軸、偏心リングの斜視図である。 図において、(1)は固定スクロール、(2)は揺1m
bスクロール、(4)は揺動スフローlし11仙、(I
41はクランク軸、(271は偏心リング、02はクラ
ンク軸の回転中心04は揺動スクロール軸の中心、0.
は・偏心リングの回動中心である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 葛野信− 第1図 0#270’ 〜2 \ ρ’ /ejO’第2図 ハ 第3図 第5図 ((1) 第5図 (b) 第13図 第7図 第8図 第9図 第11図 手続補正書(自発) 特許1)長官殿 1、事件の表示jl14ji昭58−48188号2、
発明の名称 スクロール形流体機械 3 補正をする者 名 称 (601)−菱電機株式会社代表者片1+
f、−’、八へ 4、代理人 5、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 6、補正の内容 手続補正書(方式) 1、事件の表示 特願昭58−481′88号2、
発明の名称 スクロール形流体機械 3、補正をする者 代表者片山仁へ部 4、代理人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号5
、補正命令の日付 昭和58年6月28日6、補正の
対象 図面 7、 補正の内容 (1)図面(第1図)を別紙の通り訂正する。 以上 (0) (b) (C) 6 8
Claims (3)
- (1)第1渦巻を有する固定スクロール、第2渦巻を有
しこれを、固定スフローμの第1渦巻に組合わせ、第1
渦巻に対して第2渦巻を揺動させるときに流入した流体
の体積を変化させて排出させる揺動スクロール、この揺
動スクロールに第2渦巻と反対側に設けられた揺動スク
ロール軸、クランク軸を有し、このクランク軸に対して
回動し得る偏心リングを介して上記揺動スクロール軸を
揺動させ、上記クランク軸の回転中心と上記揺動スフロ
ーμ軸の中心と上記偏心リングの回動中心とをこの順序
に一直線上に配置したときに、上記クランク軸の回転中
心と上記揺動スフローμ軸の中心との距離が実質的にク
ランク半径に等しくなるようにしたクランク機構、及び
このクランク機構を支承する軸受を備えたスフローμ形
流体機械。 - (2)クランク軸に偏心して設けた偏心穴に偏心リング
を回動可能に嵌合し、上記偏心リングに偏心して設けた
揺動軸受に揺動スクロール軸を嵌合させた特許請求の範
囲第1項記載のスクロール形流体機械。 - (3)偏心リング自体が軸受材で形成されている特許請
求の範囲第2項記載のスクローシ形流体機残(4)クラ
ンク軸に偏心に設けた偏心突起が、偏心リングに偏心し
て設けた偏心孔に嵌合され、上記偏心リングの外局に揺
動スクロール軸の軸穴を嵌合させた特許請求の範囲第1
項記載のスフローμ形流体機械。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58048183A JPS59173587A (ja) | 1983-03-22 | 1983-03-22 | スクロ−ル形流体機械 |
KR8402418U KR860001680Y1 (en) | 1983-03-22 | 1984-03-20 | Scroll-type hydraulic machine |
DE8484103177T DE3479146D1 (en) | 1983-03-22 | 1984-03-22 | Scroll-type fluid displacement machine |
US06/592,206 US4585402A (en) | 1983-03-22 | 1984-03-22 | Scroll-type fluid machine with eccentric ring drive mechanism |
EP84103177A EP0126238B1 (en) | 1983-03-22 | 1984-03-22 | Scroll-type fluid displacement machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58048183A JPS59173587A (ja) | 1983-03-22 | 1983-03-22 | スクロ−ル形流体機械 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59173587A true JPS59173587A (ja) | 1984-10-01 |
JPH0263117B2 JPH0263117B2 (ja) | 1990-12-27 |
Family
ID=12796267
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58048183A Granted JPS59173587A (ja) | 1983-03-22 | 1983-03-22 | スクロ−ル形流体機械 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4585402A (ja) |
EP (1) | EP0126238B1 (ja) |
JP (1) | JPS59173587A (ja) |
KR (1) | KR860001680Y1 (ja) |
DE (1) | DE3479146D1 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02176179A (ja) * | 1988-12-27 | 1990-07-09 | Nippondenso Co Ltd | 圧縮機 |
JP2000038994A (ja) * | 1999-07-29 | 2000-02-08 | Hitachi Ltd | 外周駆動型スクロ―ル圧縮機 |
JP2009299653A (ja) * | 2008-06-17 | 2009-12-24 | Panasonic Corp | スクロール膨張機 |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62186084A (ja) * | 1986-02-12 | 1987-08-14 | Mitsubishi Electric Corp | スクロ−ル圧縮機 |
JPH0826761B2 (ja) * | 1989-12-25 | 1996-03-21 | 三菱電機株式会社 | スクロール流体機械 |
US5282728A (en) * | 1993-06-02 | 1994-02-01 | General Motors Corporation | Inertial balance system for a de-orbiting scroll in a scroll type fluid handling machine |
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