CN1113168C - 旋转式压缩机 - Google Patents

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Abstract

一压缩机的叶片由烧结密度不小于7.2g/cm3、中空比例不大于10%的并通过PVD处理用CrN相涂覆的固相烧结材料制成。该压缩机的滚筒采用具有与日本工业标准规定的FC300铸铁相应硬度的淬硬回火材料制成。这些叶片和滚筒组合能构成一具有优良耐磨性的滑动部。因而使采用R134a或R22致冷剂及取代R22的HFC或HC系致冷剂能实现极高的可靠性。

Description

旋转式压缩机
技术领域
本发明涉及一种用于空调的旋转式压缩机，具体涉及一种采用R22、R134a以及作为R22取代物的HFC和HC系统致冷剂的压缩机。
背景技术
传统的空调用旋转式压缩机包括一气缸、一在该气缸内偏心回转的滚筒、以及一以一可移动方式插入一沿气缸的径向形成的通孔内并相对于滚筒滑动的叶片。
通常，这种叶片采用具有优良耐磨性能并经热处理的特殊铁系材料制成。
近年来，对叶片、滚筒和气缸提出了更为严酷的滑动条件，同时，为防止破坏臭氧层，致冷剂则采用R22的取代物。在这些情况下，希望采用具有优良耐磨性的元件。以往，叶片系采用包括SKH51(日本工业标准规格，以下称为JIS)在内的特种钢、特种铸铁或铁系烧结材料制成，然而，这些材料不能满足从耐磨立场来说更为严酷的条件。
本发明为解决上述问题，其目的是提供一种具有更好耐磨性的旋转式压缩机。
发明内容
本发明的旋转式压缩机包括以下元件：
(a)一气缸；
(b)一在该气缸内偏心回转的滚筒；
(c)一以一可移动方式插入一沿气缸的径向形成的通孔内并相对于滚筒滑动的叶片。
该叶片采用以下规格：烧结密度g为7.2g/cm3、中空比例f为10％的固相烧结，并经PVD处理以CrN相涂覆。
该滚筒采用具有与JIS标准中FC300铸铁相应硬度的淬硬回火材料制成。
该滚筒最好采用包括镍、铬和钼中的至少一种并具有与JIS标准中FC300铸铁相应硬度的淬硬回火材料制成。
上述结构能实现具有优良耐磨性和高可靠性的旋转式压缩机。
附图说明
图1为本发明一实施例的旋转式压缩机的垂直剖面图。
图2为本发明实施例的旋转式压缩机的主要部分的水平剖面图。
具体实施方式
以下结合附图说明本发明的实施例。
图1为本发明一实施例的旋转式压缩机的垂直剖面图，图2为同一旋转式压缩机的主要部分的水平剖面图。
一气密容器1内包括有电动机部50和压缩机构部3。电动机部50包括其上缠绕线圈的定子51和通过一环状空隙与该定子51对向的转子52。固定在转子52上的轴8系通过主轴承9及副轴承11回转自如地加以支承。
在气缸10内配置有具有偏心部12并使轴8延伸通过其中的滚筒13。通过使缠绕在定子51上的线圈通电而使转子52转动，然后滚筒13在气缸10内围绕轴8作行星运动。
通过弹簧15及排出压力(背压)使插入气缸10的通孔22的叶片14抵靠在滚轮13上，以使叶片14将气缸10内部分成一吸入室和一压缩室。气缸10设有吸入孔5，该吸入孔通过吸入管4与一蓄气器(未示)连接。
在气密容器1的底部灌有作为润滑剂的制冷油20。当致冷剂为HFC系时，推荐酯油作为制冷油。当致冷剂为HC系时，推荐矿物油作为制冷油。
以下说明上述结构的动作。
电动机部50驱动轴8而使滚筒13如图2所示向逆时针方向作行星运动。然后将致冷剂气体例如HFC系致冷剂从吸入管4经吸入孔5吸入吸入室16。另一方面，经排出凹槽19通过排出孔6将压缩在压缩室17中的致冷剂排出到气密容器1内。此时，通过弹簧15和施加到叶片14背部的压力使吸入室16与压缩室17隔开的叶片14的前端部54抵靠滚筒13的外壁31。滚筒13的回转引起前端部54相对于外壁31滑动。
该滑动部主要通过混入致冷剂气体中的油加以润滑。通过吸入管4进入的致冷剂气体稍微含有在一致冷剂循环机构中循环的制冷油。然而，包含在致冷剂气体中的油20的量少到使滑动部接近于金属与金属接触的临界滑动状态。另外，当采用HFC或HC系致冷剂时，由于这些致冷剂具有很少的滑动特性，故滑动状态变得更为不利。
在该示意性的实施例中，叶片14系由烧结密度g不小于7.2g/cm3、中空比例f不大于10％的固相烧结铁制成。并通过PVD处理涂覆CrN相。PVD处理意即物理气相淀积，系一种在真空环境中使薄膜形成材料加热和蒸发以在基底材料上形成一薄膜的方法。这种方法采用电阻加热、高频加热、电子束加热或激光加热。还包括通过离子束溅镀。
在PVD处理过程中需要抽真空，然而当基底材料具有许多中空时，需要化很长时间将空气从中空中抽出，或者在抽真空后剩余的空气还将逐步出现。从而难以产生一个基本真空的状态。因此要求较高的烧结密度和较低的中空比例以实现真空。液相烧结材料有助于提高烧结密度；然而，液相烧结材料烧结时的尺寸精度很差，从而引起额外的加工成本。因此，经PVD处理的固相烧结材料在尺寸精度和成本方面均为有利。然而，由于上述抽真空问题而无法对固相烧结材料进行PVD处理。
在该示意性实施例中，可以在烧结密度g为7.2g/cm3、中空比例f为10％的情况下容易地实现抽真空。因此，固相烧结材料能进行PVD处理。超出上述数字的条件由于中空太多，故难以抽真空。
压缩机运转时，叶片14同时受到背压力和弹簧15的力而在气缸10的通孔22中前后运动。这种往复移动难以在孔22与叶片14的侧壁之间产生薄膜，从而产生一非常不利的滑动条件。滚筒13的外壁31与叶片14的前端部54之间的滑动部面临油少而接近金属对金属接触的临界滑动条件，这是更为不利的条件。
在本示意性实施例中，叶片14系通过PVD处理用厚度为2-10微米的CrN相涂覆，滚筒13由硬度相当于JIS规格FC300铸铁的淬硬回火材料制成。因此，叶片14和滚筒13这样的构成和组合使叶片的前端部54即使在不利的条件中相对于滚筒13滑动，磨损也很少。故能实现高可靠性的压缩机。至于滚筒13，由于有具有相当于JIS规格FC300铸铁的硬度，很难由于相对于叶片14的前端部54的滑动而磨损。
滚筒13的淬硬回火材料包括镍、铬或钼中的至少一种。例如，如果采用包括这些成分的钢，就很容易获得所希望的相当于JIS规格FC300铸铁的硬度。
叶片14可采用作为烧结粉末材料的SKH51。在这种情况下，基底材料的硬度变得更硬，并提高了进行PVD处理时的CrN相的耐剥离性。故能实现更高可靠性的压缩机。
另外，在固相烧结材料中可进行封孔处理。这种处理将提高通过在PVD处理过程中抽真空时的真空度，并同时提高CrN相的耐剥离性。这些改进即使在相对于滚筒13的不利的滑动条件下也能减少叶片14的前端部54的磨耗，从而有助于实现更为可靠的压缩机。
通过PVD处理能将CrN相仅涂覆到叶片14的前端部54，此时在处理上非常容易，并可降低成本。
如上所述。本发明的旋转式压缩机能达到降低叶片的磨耗，其本身并证明即使当采用R22取代物的致冷剂如HFC或HC系致冷剂时也具有高可靠性。

Claims (18)

1.一种旋转压缩机，包括：
(a)一气缸；
(b)一在该气缸内偏心回转的滚筒；
(c)一以一可移动方式插入一沿所述气缸的径向形成的通孔内并相对于所述滚筒滑动的叶片；
其特征在于，所述叶片由固相烧结材料制成，并通过PVD处理用CrN相涂覆；该固相烧结材料具有以下特性：烧结密度g为7.2g/cm3、中空比例f为10％；
所述滚筒采用具有与日本工业标准规定的FC300铸铁相应硬度的淬硬回火材料制成。
2.如权利要求1所述的旋转压缩机，其特征在于，
所述滚筒采用包括镍、铬和钼中的至少一种并具有与日本工业标准规定的FC300铸铁相应硬度的淬硬回火材料制成。
3.如权利要求1所述的旋转压缩机，其特征在于，所述叶片采用日本工业标准规定的SKH51烧结粉末制成。
4.如权利要求1所述的旋转压缩机，其特征在于，所述叶片采用固相烧结材料并进行封孔处理。
5.如权利要求1所述的旋转压缩机，其特征在于，所述叶片仅在其前端部采用PVD处理。
6.如权利要求1所述的旋转压缩机，其特征在于，采用HFC系致冷剂，并采用酯油作为制冷油。
7.如权利要求3所述的旋转压缩机，其特征在于，采用HFC系致冷剂，并采用酯油作为制冷油。
8.如权利要求4所述的旋转压缩机，其特征在于，采用HFC系致冷剂，并采用酯油作为制冷油。
9.如权利要求5所述的旋转压缩机，其特征在于，采用HFC系致冷剂，并采用酯油作为制冷油。
10.如权利要求1所述的旋转压缩机，其特征在于，采用HC系致冷剂，并采用矿物油作为制冷油。
11.如权利要求3所述的旋转压缩机，其特征在于，采用HC系致冷剂，并采用矿物油作为制冷油。
12.如权利要求4所述的旋转压缩机，其特征在于，采用HC系致冷剂，并采用矿物油作为制冷油。
13.如权利要求5所述的旋转压缩机，其特征在于，采用HC系致冷剂，并采用矿物油作为制冷油。
14.如权利要求2所述的旋转压缩机，其特征在于，所述叶片采用日本工业标准规定的SKH51烧结粉末制成。
15.如权利要求2所述的旋转压缩机，其特征在于，所述叶片采用固相烧结材料并进行封孔处理。
16.如权利要求2所述的旋转压缩机，其特征在于，所述叶片仅在其前端部采用PVD处理。
17.如权利要求2所述的旋转压缩机，其特征在于，采用HFC系致冷剂，并采用酯油作为制冷油。
18.如权利要求2所述的旋转压缩机，其特征在于，采用HC系致冷剂，并采用矿物油作为制冷油。
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