CN1916423A - 压缩机用叶轮 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种压缩机用叶轮，其可靠性高，具有滑动部件(例如在旋转式压缩机中为叶轮)，该滑动部件可防止硬质覆膜剥离，具有比CrN涂敷覆膜高的密合性，同时，具有高的耐磨损性。该压缩机在密封容器内具有压缩元件，通过润滑油进行滑动部分的润滑，压缩制冷剂，在所述滑动部分具有混合硬质覆膜，所述混合硬质覆膜由以规定比例含有Cr、和从由Ti、Zr、V、Mo构成的组中选择的一种以上金属的氮化物构成。

Description

压缩机用叶轮

技术领域

本发明涉及在用于冷冻装置和空调机等中的压缩机中使用的压缩机用叶轮。

背景技术

近年来，用于冷冻冷藏装置、空调装置等的压缩机伴随高性能化、高效率化，使用条件逐渐严酷。

另一方面，考虑臭氧层破坏等环境问题，研究并依次实现从目前使用的二氯代二氟甲烷或氯代二氟甲烷等含氯制冷剂向不含氯的R134a、R410A的HFC系制冷剂或碳氢化合物等制冷剂转变。

另外，作为对HFC系制冷剂等使用的润滑油可以举出，和它们有相溶性的酯系油、醚系油及它们的混合油等。

但是，不含氯的HFC系制冷剂在环境方面优良，但由于不含氯，故不会在以铁等为母材的叶轮等部件上形成氯化铁覆膜，而使润滑性能降低，或使压缩机的滑动材料的特性降低。

因此，作为滚子的母材，提案有使用对铸铁或合金铸铁实施了淬火的材料，对叶轮母材使用不锈钢或工具钢以及在对它们进行了氮化处理等表面处理的材料(例如参照专利文献1～3)。

另外，作为对钢制品的表面硬化处理，也可以进行镀硬质铬或物理蒸镀法(PVD法)等硬质覆膜涂敷。

但是，制冷剂是R134a、R410A的HFC系制冷剂或碳氢化合物制冷剂，当润滑油向酯系油或醚系油转变时，在现有的表面处理，例如离子氮化处理时，产生耐力性不足，使部件容易磨损，或产生使冷冻机油劣化的劣化物，堵塞毛细管等问题。

另外，在CrN涂敷处理等硬质覆膜涂敷处理时，存在覆膜在运行中剥离的问题或要求更高耐力的问题。因此，具有这些叶轮的旋转式压缩机存在不能长期保持高可靠性的情况。

当用R134a或R410A的HFC系制冷剂代替制冷剂，润滑油向酯系油或醚系油转换时，产生以下的问题。即，现有的表面处理，例如离子氮化处理时，由于摩擦系数高，故在冷冻回路内存在水分，当摩擦产生高温时，酯系油或醚系油被水解，产生酸。而且，由于产生的酸而形成金属皂等污物，产生了该污物堆积在叶轮表面的滑动部，或腐蚀、磨损等问题。

另外，当用碳氢化合物制冷剂代替制冷剂时，润滑油向酯系油或醚系油转换时，产生以下的问题。即，现有的表面处理，例如离子氮化处理时，由于摩擦系数高，故在冷冻回路内存在水分，当摩擦产生高温时，酯系油或醚系油被水解，产生酸。而且，由于产生的酸而形成金属皂等污物，产生了该污物堆积在叶轮表面的滑动部，或腐蚀、磨损等问题。

当用碳酸气制冷剂代替制冷剂时，润滑油向酯系油或醚系油转换时，产生以下的问题。即，现有的表面处理，例如离子氮化处理时，由于摩擦系数高，故在冷冻回路内存在水分，当摩擦产生高温时，酯系油或醚系油被水解，产生酸。而且，由于产生的酸而形成金属皂等污物，产生了该污物堆积在叶轮表面的滑动部，或腐蚀、磨损等问题。

专利文献1：特开平2-159361号公报

专利文献2：特开平3-202460号公报

专利文献3：特开2001-271774号公报

发明内容

由以上可知，本发明以解决上述课题为目的。即，本发明的目的在于，提供一种可靠性高的压缩机用叶轮，其具有滑动部件(例如旋转式压缩机中为叶轮)，该滑动部件可防止硬质覆膜的剥离，具有比CrN涂敷覆膜高的密合性，同时，具有高的耐磨损性。

另外，本发明的目的在于，提供一种压缩机用叶轮，该叶轮即使使用分子中不含氯的含氢氟烃制冷剂，也可以不使润滑油的润滑特性劣化，在运转中也几乎不会产生污物等，硬质覆膜具有高的密合性及耐磨损性。

本发明的目的在于，提供一种压缩机用叶轮，该叶轮即使使用碳氢化合物制冷剂，也可以不使润滑油的润滑特性劣化，在运转中也几乎不会产生污物等，硬质覆膜具有高的密合性及耐磨损性。

本发明的目的在于，提供一种压缩机用叶轮，该叶轮即使使用碳酸气制冷剂，也可以不使润滑油的润滑特性劣化，在运转中也几乎不会产生污物等，硬质覆膜具有高的密合性及耐磨损性。

为解决上述课题，本发明者根据悉心研究的结果发现，可利用下述本发明解决本课题。

即，本发明提供一种压缩机用叶轮，其是在密封容器内具有压缩元件，通过润滑油进行滑动部分的润滑，压缩制冷剂的压缩机，其特征在于，在所述滑动部分具有混合硬质覆膜，所述混合硬质覆膜由以规定比例含有Cr、和从由Ti、Zr、V、Mo构成的组中选择的一种以上金属的氮化物构成。

具体地说，本发明提供一种压缩机用叶轮，其是在作为旋转压缩机之一种的旋转式压缩机时，具有气缸、在所述气缸内偏心旋转的滚子、伴随所述滚子的偏心旋转而滑动的叶轮及润滑油，压缩制冷剂的压缩机用叶轮；

所述叶轮至少在其前端滑动部分，在和所述滚子的接触部分具有混合硬质覆膜；

所述混合硬质覆膜由以规定比例含有Cr、和从由Ti、Zr、V、Mo构成的组中选择的一种以上金属的氮化物构成。

压缩机用叶轮是具有在密封容器内压缩制冷剂的压缩元件和润滑油的压缩机用叶轮，在滑动部分具有混合硬质覆膜，所述混合硬质覆膜由CrN和TiN构成，含有3～25％质量的所述TiN。

当为旋转式压缩机时，压缩元件具有气缸、在所述气缸内偏心旋转的滚子、伴随所述滚子的偏心旋转而滑动的叶轮，在叶轮的前端部分且和滚子不接触的部分不形成混合硬质覆膜。

本发明提供的压缩机用叶轮，其是在密封容器内具有压缩元件，通过润滑油进行滑动部分的润滑，压缩制冷剂的压缩机用叶轮，其特征在于，所述润滑油是矿物油、多元醇酯、聚乙烯醚及聚亚烷基二醇的任一种，40℃的动黏度为15～80mm²/s，所述制冷剂是分子中不含氯的氢化氟烃制冷剂，在所述滑动部分具有混合硬质覆膜，所述混合硬质覆膜由含有Cr、和从由Ti、Zr、V、Mo构成的组中选择的一种以上金属的氮化物构成。

所述混合硬质覆膜优选由CrN和TiN构成，含有3～25％质量的所述TiN。

本发明提供一种压缩机用叶轮，其是压缩机在密封容器内具有压缩元件，通过润滑油进行滑动部分的润滑，压缩制冷剂的压缩机用叶轮，其特征在于，所述润滑油是矿物油、多元醇酯、聚乙烯醚及聚亚烷基二醇的任一种，40℃的动黏度20～120mm²/s，所述制冷剂是碳氢化合物制冷剂，在所述滑动部分具有混合硬质覆膜，所述混合硬质覆膜由含有Cr、和从由Ti、Zr、V、Mo构成的组中选择的一种以上金属的氮化物构成。

所述混合硬质覆膜优选由CrN和TiN构成，含有3～25％质量的所述TiN。

本发明提供一种旋转压缩机用叶轮，其是压缩机在密封容器内具有压缩元件，通过润滑油进行滑动部分的润滑，压缩制冷剂的压缩机用叶轮，其特征在于，所述润滑油是矿物油、多元醇酯、聚乙烯醚及聚亚烷基二醇的任一种，40℃的动黏度20～120mm²/s，所述制冷剂是碳酸气制冷剂，在所述滑动部分具有混合硬质覆膜，所述混合硬质覆膜由含有Cr、和从由Ti、Zr、V、Mo构成的组中选择的一种以上金属的氮化物构成。

所述混合硬质覆膜优选由CrN和TiN构成，含有3～25％质量的所述TiN。

根据本发明，可提供可靠性高的压缩机，该压缩机具有叶轮，该叶轮可防止硬质覆膜剥离，具有比CrN涂敷覆膜高的密合性，同时，具有高的耐磨损性。

另外，混合硬质覆膜由CrN和TiN构成，且含有3～25％质量的所述TiN，由此，可谋求滑动部分的耐磨损性的提高。

在叶轮前端部分且与滚子不接触的部分不形成混合硬质覆膜时，即使叶轮侧面由于和气缸的滑动而磨损，也不会达到混合硬质覆膜的端部，因此，可防止混合硬质覆膜的剥离，因此，可谋求制品可靠性的提高。

本发明提供的压缩机用叶轮，即使使用分子中不含氯的含氢氟烃制冷剂，润滑油的润滑特性也不会劣化，在运行中也几乎不产生污物等，硬质覆膜具有高的密合性及耐磨损性。

本发明提供的压缩机用叶轮，即使使用碳氢化合物制冷剂，润滑油的润滑特性也不会劣化，在运行中也几乎不产生污物等，硬质覆膜具有高的密合性及耐磨损性。

另外，本发明提供的压缩机用叶轮，即使使用碳酸气制冷剂，润滑油的润滑特性也不会劣化，在运行中也几乎不产生污物等，硬质覆膜具有高的密封性及耐磨损性。

附图说明

图1是表示双气缸式旋转式压缩机的剖面结构说明图；

图2是表示图1所示的旋转式压缩机的气缸、滚子、叶轮等关系的剖面说明图；

图3图1所示的旋转式压缩机的叶轮说明图；

图4是表示叶轮和滚子接触的状态说明图；

图5是表示叶轮前端部分的一状态说明图；

图6是用于说明曲轴角度θ的说明图；

图7是叶轮的一实施例的说明图；

图8是叶轮的另一实施例的说明图；

图9是叶轮的又一实施例的说明图；

图10是适用有旋转式压缩机的冷冻循环的电路图；

图11是表示适用有旋转式压缩机的冷冻循环的另一实施例的电路图。

符号说明

31、32  气缸

23   吸入口

35   排出口

26   曲轴部

38   滚子

40   叶轮

40a  叶轮前端部分

40b  母材

40c  硬质覆膜

40d  氮化层

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明的压缩机。另外，本发明不限于此。

图1示出作为本发明的压缩机之一例的双气缸式旋转式压缩机的剖面结构。

旋转式压缩机1具有圆筒状的密封容器10、和收纳于密封容器10内的电动机20及压缩元件30。电动机20由固定于密封容器10内壁部的定子22和转子24构成。安装于转子24中心的旋转轴25嵌合于压缩元件30的滚子38上。

该压缩元件30由上气缸31、下气缸32、闭锁这些上下气缸31、32的上下开口部的上部轴承33、下部轴承34、介装于上述上下气缸31、32间的隔板39、上滚子37及下滚子38构成。而且，上下滚子37、38嵌合于偏心设于旋转轴25一部分上的曲轴部26。

在此，由于上气缸31及下气缸32以及上滚子37及下滚子38分别为相同的结构，因此，参照图2说明下气缸32、下滚子38。

在下气缸32上设有制冷剂吸入口23及排出口35，在下气缸32内旋转自如地设有环状的滚子38。滚子38的内周面38b与曲轴部26的外周面26a接触，滚子38的外周面38a与气缸32的内周面32b接触。

在气缸32上形成使叶轮40滑动自如地往复动作的叶轮缝隙41，通过设于叶轮40后面(图面上的上方)的激励部件，例如弹簧42的激励力将叶轮40的前端部分40a按压于滚子38的外周面38a。这样，使叶轮40朝向滚子38激励，另外，通过向叶轮40的背面导入压缩了的制冷剂，使叶轮前端部分40a和滚子38可靠地接触，可极力防止叶轮40造成的压缩泄漏。而且，利用这些叶轮40、滚子38、气缸32、下部轴承34、隔板39划分压缩室50。

在图2的图面上，当旋转轴25沿逆时针方向旋转时，滚子38也在气缸32内偏心旋转。此时，伴随滚子38的偏心旋转，叶轮40滑动，由此，叶轮40把制冷剂吸入侧的低压室和制冷剂排出侧的高压室隔开。这样，通过滚子38的偏心旋转和叶轮40的滑动，从吸入口23吸入的低压制冷剂被压缩，形成高压，从排出口35排出。在该吸入(低压)-压缩-排出(高压)的工序中，在滚子38和叶轮40的接触部产生按压力Fv。

图3表示用于本发明的旋转式压缩机1的叶轮40的概略剖面图。优选在叶轮40上，至少在其母材40b的前端部分40a的滑动部分，即，在与滚子38的接触部分形成硬质覆膜40c。

即，如图4所示，也可以仅在和滚子38的接触部分形成硬质覆膜40c。由于在叶轮40的前端部分且在与滚子38不接触的部分不形成混合硬质覆膜，从而即使叶轮的侧面由于和气缸的滑动而磨损，也不会到达混合硬质覆膜的端部，因此，可防止混合硬质覆膜剥离，进一步提高制品的可靠性。

叶轮前端部分不形成硬质覆膜40c的区域(相当于图5的未形成区域40e)是叶轮40的硬质覆膜40c的两侧，优选从叶轮40的棱角线(侧面的平坦部和前端R部的分界)开始，构成气缸32内的滚子38的曲轴角度θ90°的滚子38和叶轮40的接点(不含接点)，及曲轴角度θ270°的的滚子38和叶轮40的接点(不含接点)的区域。

在此，如图6所示，θ表示从叶轮40的中心线到滚子38和气缸32的接触部分的角度。

具体地说，在图5中，未形成区域40e的宽度X(从棱角线到硬质覆膜40c端部的距离)优选为10～500μm，在该范围内，硬质覆膜40c的耐磨损性可有效地体现，同时，可防止混合硬质覆膜剥离。

作为硬质覆膜40c，可以举出混合硬质覆膜(有时称作硬质覆膜)。

混合硬质覆膜由以规定比例含有Cr和从由Ti、Zr、V、Mo构成的组中选择的一个以上的金属的氮化物构成。

特别是当考虑耐磨损性及密合性时，混合硬质覆膜由CrN和TiN构成，在混合硬质覆膜中优选含有3～25％质量的TiN。

上述硬质覆膜40c可保持比现有的仅CrN覆膜时的高密合性，同时，可发挥比CrN高的耐磨损性。因此，通过将这样的硬质覆膜40c设于母材40b的前端部分40a的滑动部分(前端滑动部分)，即与滚子38接触的接触部分，可不产生硬质覆膜40c的剥离，而且保持高的耐磨损性。因此，具有该叶轮40的旋转式压缩机即使长时间动作，也可以尽可能地防止叶轮40的磨损或覆膜的剥离，因此，可提高耐磨损性，从可稳定地实用这一点考虑，可谋求可靠性的提高。

另外，下面称作“前端部分”的情况是指含有至少与滚子38接触的接触部分的区域。

上述叶轮40的母材40b优选由普通钢、低合金钢、高合金钢、奥式体钢等铁系材料构成。另外，其纵向弹性系优选1.96×10⁵～2.45×10⁵N/mm²。通过将纵向弹性系数设在上述范围，可进一步提高耐磨损性及可靠性。另外，当弹性系数小于1.96×10⁵N/mm²时，不能得到足够的耐磨损性，当大于2.45×10⁵N/mm²时，不能得到适度的弹性变形，不能谋求应力降低，因此，不能得到耐磨损性。

另外，滚子38的母材也优选由普通钢、低合金钢、高合金钢、奥式体钢等铁系材料构成。其纵向弹性系优选9.81×10⁴～1.47×10⁵N/mm²。通过将纵向弹性系数设在上述范围，可进一步提高耐磨损性及可靠性。另外，当弹性系数小于9.81×10⁴时，不能得到作为滚子38的足够的耐磨损性，当大于1.47×10⁵N/mm²时，不能得到适度的弹性变形，不能谋求叶轮40和滚子38之间的应力降低，因此，不能得到足够的耐磨损性。

另外，如图7及图8所示，硬质覆膜40c也可以在叶轮40的前端部分40a上形成，如图9所示，也可以在叶轮的整个面上形成。

图7中，对母材40b实施氮化处理，形成氮化层40d，然后，在叶轮前端部分40a上形成硬质覆膜40c，图8中，在叶轮40的前端部分40a上形成硬质覆膜40c后，实施氮化处理，形成氮化层40d。氮化层40d由于未在硬质覆膜40c上形成，故当在形成硬质覆膜40c后，进行氮化处理时，则形成图8所示的层。

在图8的情况下，在图面上，在硬质覆膜40c左右两侧形成的倾斜面上，形成与该倾斜一致的氮化层40d，因此，通过氮化层40d抑制硬质覆膜40c的剥离，可实现进一步防止硬质覆膜40c剥离的效果。

如图9所示，在叶轮40的整个面上形成氮化层40d后，再在叶轮40整个面上形成硬质覆膜40c也可。此时，可谋求叶轮40前端部分40a的耐磨损性的提高，同时，也可以谋求叶轮40和叶轮缝隙41的滑动部分的耐磨损性的提高，因此，可谋求叶轮40的耐磨损性的提高。

氮化层可通过利用离子氮化法或气体氮化法等方法氮化母材的铁而形成。

在利用例如气体氮化法形成氮化层时，作为其条件，优选处理温度为480℃，保持时间为3Hr，氨气流量为6m³/Hr，氮和硫化氢混合气体为1L/min。该氮化层40d的厚度为20～100μm的范围，优选30～40μm。

硬质覆膜也可以通过PVD(Physical Vapor Deposition；物理蒸镀)法或CVD(Chemical Vapor Deposition；化学气相淀积)法等各种方法形成，可使用成膜时的加热不会损失氮化层40d的表面硬化层，而对提高滑动特性显示有效的强固粘合力的形成覆膜的PVD法。

具体地说，可在高速工具钢(SKH51)的母材表面，利用PVD法，形成由含有Cr和Ti的氮化物构成的混合硬质覆膜(膜厚3μm，CrN∶TiN＝75∶25～97∶3(质量比))，制造叶轮。

采用PVD法形成硬质覆膜的条件，例如可通过离子镀法以温度400℃、压力3.99Pa、偏压30V形成离子镀敷膜。即，在氮等反应气体中蒸发Cr、Ti，以气相状态离子化，可于偏压下在成负极的母材40b表面，形成由作为反应气体和蒸发物离子的反应生成物的CrN型氮化铬，和TiN型氮化钛的混合物构成的离子镀敷膜。

离子镀可通过电弧式离子镀装置进行。电弧式离子镀装置在电弧放电下使硬质覆膜的材料蒸发，并离子化，通过对其施加电场进行加速，在母材表面蒸镀硬质覆膜的材料。在该方法中，置于装置中的母材的温度优选为500℃或500℃以下。该温度是近似于母材的热处理温度(回火温度)的温度，通过该温度管理，母材的热处理温度没有被过分地加热，因此，也没有发生热的损伤。

硬质覆膜的膜厚(平均厚度)从耐磨损性这一点考虑，优选2～10μm，更优选3～5μm。

具有含有以上这样的硬质覆膜的叶轮等的旋转式压缩机1可适用于各种冷冻循环。

例如，冰箱等中使用的冷冻循环构成如下：如图10所示，使用HFC系制冷剂作为制冷剂，将压缩机100、冷凝器120、膨胀机构140、蒸发器160用配管连接成环状。

而且，图中未图示，但冰箱由隔热箱体划分贮存被冷却物的库内，在该隔热箱体的外侧形成上述压缩机100及冷凝器120、膨胀机构140、收纳例如膨胀阀或毛细管等的机械室。另外，上述蒸发器160配置于隔热箱体内的适当位置。

通过以上的结构，沿图10中实线箭头所示的方向流过制冷剂，构成冷冻循环。即，从压缩机100排出的高温高压制冷剂通过冷凝器120和大气进行热交换而冷凝，通过膨胀机构140减压，在蒸发器160蒸发。通过该蒸发器160的蒸发作用，冷却冰箱的库内。

另外，图11表示用于自动售货机及热泵热水器(ヒ一トポンプ给汤器)的冷冻循环示意图，该冷冻循环含有：使用HFC系制冷剂作为制冷剂、压缩机100、冷凝器120、膨胀机构140、蒸发器160、四通阀180。另外，图11中实线及虚线的箭头分别表示流过制冷剂的方向，实线表示进行通常的冷却的情况，虚线表示进行除霜或制热的情况。

例如，在冷却自动售货机的库内时，由压缩机100压缩的高温高压的制冷剂通过四通阀180，由冷凝器120冷却，形成低温高压的制冷剂液体。该制冷剂液体通过膨胀机构140(例如毛细管、温度式膨胀阀等)减压，构成稍含有气体的低温低压液体，流至蒸发器160，从室内的空气得到热而将其蒸发，再次通过四通阀180，流至压缩机100，冷却库内。

在对蒸发器160进行除霜或制热时，切换四通阀180，以使制冷剂通过虚线，将制冷剂的流向变换成和制冷的情况相反的方向即可。通过将制冷剂的流向切换成相反方向，蒸发器160被切换成冷凝器120，可进行除霜或制热。

作为制冷剂，考虑对环境的影响，优选使用不含氯的含氢氟烃系制冷剂(例如R410A、R134a等HFC制冷剂)、碳氢化合物制冷剂(例如异丁烷、丙烷、丙烯等)、碳酸气制冷剂等。

作为制冷剂，在使用不含氯的含氢氟烃系制冷剂及碳氢化合物制冷剂时，用于本发明的旋转式压缩机1的润滑油的基油优选40℃时的动黏度为15～80mm²/s。这是由于当动黏度低于15mm²/s时，润滑特性劣化，当高于80mm²/s时，回油不良。

另一方面，在使用碳酸气制冷剂作为制冷剂时，用于本发明的螺旋式压缩机1的润滑油的基油优选40℃时的动黏度为20～120mm²/s。这是由于当动黏度低于20mm²/s或超过120mm²/s时，润滑特性或回油有可能不良之虑，是不优选的。

另外，将40℃的动黏度更优选设为32～110mm²/s。

作为由本发明的螺旋式压缩机压缩的制冷剂，在使用不含氯的含氢氟烃系制冷剂(下面简单地称为“制冷剂”)时，作为这样的制冷剂，优选使用R134a、R410A等，当考虑实用性时，更优选R134a。

用于本发明的压缩机的润滑油的基油在40℃的动黏度为15～80mm²/s。这是由于当动黏度低于15mm²/s时，润滑特性恶化，当超过80mm²/s时，油返回变差。

另外，作为由本发明的压缩机压缩的制冷剂，在使用碳氢化合物制冷剂(下面简称为“制冷剂”)时，作为这样的制冷剂，优选使用异丁烷(R600a)、丙烷(R290)、丙烯(R1270)、丁烷(R600)等，在用于冰箱时，使用异丁烷。

上述碳氢化合物制冷剂对地球变暖的影响小，在环境保护方面特别好。

用于本发明压缩机的润滑油的基油在40℃的动黏度为15～80mm²/s。这是由于当动黏度低于15mm²/s时，润滑特性恶化，当超过80mm²/s时，油返回变差。

另外，作为由本发明的压缩机压缩的制冷剂，在使用碳酸气制冷剂(下面简称为“制冷剂”)时，上述碳酸气制冷剂(二氧化碳制冷剂)对地球变暖的影响小，在环境保护方面特别好。另外，由于具有不燃性，故在安全管理方面也好。

用于本发明压缩机的润滑油的基油在40℃的动黏度为20～120mm²/s。这是由于当动黏度低于20mm²/s或超过120mm²/s时，润滑特性或回油不良。

另外，将40℃的动黏度优选设为32～110mm²/s。

作为润滑油的基油，优选矿物油、多元醇酯、聚乙烯醚及聚亚烷基二醇。

可对多元醇酯或聚乙烯醚等润滑油单独或两种以上组合加以添加磷酸酯系耐磨损剂、由缩水甘油醚构成的环氧、碳化二酰亚胺等酸捕获剂、苯酚系抗氧剂、苯并三唑系铜惰性剂等。另外，也可以适当配合其它公知的添加剂。

磷酸酯系耐磨损剂的添加量没有特别限制，但相对于润滑油优选添加0.1～2.0％质量。

当低于该0.1％质量时，由于不能生成磷酸酯系耐磨损剂产生的磷酸覆膜，故润滑性降低，在界面润滑区域引起磨损，同时，产生基油的劣化。当超过2.0％质量时，磷酸酯系耐磨损剂产生腐蚀磨损，同时，磷酸酯系耐磨损剂的分解物对基油产生不良影响，促进基油的劣化。

由缩水甘油醚构成的环氧化合物、碳化二酰亚胺化合物的添加量没有特别限制，但相对于润滑油优选添加0.01～10％质量。

当低于该0.01％质量时，不能体现环氧化合物、碳化二酰亚胺化合物的添加效果，因此，热化学的稳定性劣化。当超过该10％质量时，有可能产生污物而堆积。

为防止长期保存下的氧化劣化，优选向润滑油中作为添加剂添加苯酚系防氧化剂。添加量优选0.01～1.0％质量，更优选0.05～0.3％质量。

另外，可在润滑油中添加苯并三唑系铜惰性剂，添加量优选1～100ppm，更优选5～50ppm。

图1所示的这种旋转式压缩机除适用于上述的热泵给水器中外，还可适用于冷冻库或冰箱等冷冻装置，空调等空调机等。

试验例

作为本发明一方案的用于旋转式压缩机的叶轮，通过以下显示其有效性的试验例1～3及比较试验例1、2进行说明。

首先，在比较试验例1中，制造在母材表面利用PVD法形成由含有Cr和Ti的氮化物构成的混合硬质覆膜(膜厚3μm，CrN∶TiN＝50∶50(质量比))的叶轮。

采用PVD法的形成硬质覆膜，通过离子镀法在温度400℃、压力3.99Pa、偏压30V进行。即，在氮等反应气体中蒸发Cr、Ti，以气相状态离子化，于偏压下在成负极的母材表面由作为反应气体和蒸发物离子的反应生成物CrN型氮化铬和TiN型氮化钛的混合物构成硬质混合覆膜。另外，在母材上使用高速工具钢(SKH51)。

其次，在试验例1中，除Cr∶TiN为75∶25(质量比)以外，和比较试验例1相同，制造形成硬质混合覆膜的叶轮。

在试验例2中，除Cr∶TiN为95∶5(质量比)以外，和比较试验例1相同，制造形成硬质混合覆膜的叶轮。

在试验例3中，除Cr∶TiN为97∶3(质量比)以外，和比较试验例1相同，制造形成硬质混合覆膜的叶轮。

另外，作为比较试验例2，制造在母材的表面通过PVD法形成仅由CrN构成的层(厚度3μm)的叶轮。

采用PVD的该层的形成是，在氮等反应气体中蒸发Cr，以气态离子化，于偏压下在成负极的母材表面由作为反应气体和蒸发物离子的反应生成物CrN型氮化铬和Cr₂N型氮化铬的混合物构成离子镀覆膜。

而且，对这样的五个叶轮进行密合性试验(刮痕试验)及阿姆斯勒磨损试验，进行耐磨损性及密合性的评价。

在此，所谓刮痕试验是指利用金刚石压头刻划涂敷试样的表面，通过涂敷的剥离负荷，评价密合性的方法。另外，阿姆斯勒磨损试验是指在大气中的氛围气中，将叶轮以100kgf的负荷按压叶轮上的滚子，向滚子和叶轮的接触部分供给冷冻机油，边连续进行20小时，边评价磨损量的方法。

相对于各试验例及比较试验例的密合性试验的结果如表1所示。另外，阿姆斯勒磨损试验的结果如表2所示。

表1

	CrN/TiN组成比	密合性(N)
			比较试验例2	100/0	61
比较试验例1	50/50	56
			试验例3	97/3	67
试验例2	95/5	67
			试验例1	75/25	61

表2

	CrN/TiN组成比	试验片的磨损量
				固定片0.1×(mm)	旋转片(μm)
		比较试验例2	100/0			3.1	2
比较试验例1	50/50			3.6	2
		试验例3	97/3			2.9	2
试验例2	95/5			2.8	1
		试验例1	75/25			2.9	2

根据表1及表2的评价结果可知，在比较试验例1(CrN∶TiN＝50∶50)，在密合性上，比较试验例2(CrN)为61N，而比较试验例1为56N，成为不好的结果，在磨损试验中也是，比较试验例2的固定片为0.31mm，旋转片为2μm，而在比较试验例1中，固定片为0.36mm，成为不好的结果。从以上的结果可知，当设定TiN的比例过高时，则比单独使用CrN的结果差。

其次，在试验例1(CrN∶TiN＝75∶25)，在密合性上，和比较试验例2相同，但在磨损试验上，比较试验例2的固定片为0.31mm，旋转片为2μm，而在实施例1中，固定片为0.29mm，得到良好的结果。

在试验例2(CrN∶TiN＝95∶5)的密合性上，相对于比较试验例2的61N，其为67N，成为良好的结果，另外，在磨损试验中也是实施例2的固定片为0.31mm，旋转片为2μm，而在试验例2中，固定片为0.28mm，旋转片为1μm，得到良好的结果。

另外，在试验例3(CrN∶TiN＝97∶3)的密合性上，相对于和实施例2相同的67N和比较试验例2的61N，得到良好的结果。另外，在磨损试验中，试验例3同样，固定片为0.29mm，旋转片为2μm，得到良好的结果。

从以上的结果判断，通过将试验例1～3，即TiN含有率设为3％～25％，密合性、耐磨损性均得到良好的结果。特别是通过将试验例2的TiN含有率设为5％，得到不仅固定片，旋转片的耐磨损性也提高的结果。

根据该结果，在TiN含有率为5％前后(4％～6％)，密合性、固定片及旋转片的耐磨损性都提高。

另外，代替Ti的Zr、V、Mo和Cr的混合硬质覆膜，比单独使用CrN好。

也可以使用倾斜硬质覆膜或层积硬质覆膜代替混合硬质覆膜。

以上，使用旋转式压缩机的叶轮进行了说明，但也可以为其它的滑动部分，例如图1所示的旋转轴25和上下轴承33、34的滑动部分。另外，本发明也用于涡旋式压缩机的滑动部分，还可以用于活塞式压缩机的滑动部分。

Claims (6)

1.一种压缩机用叶轮，其在密封容器内具有压缩元件，通过润滑油进行滑动部分的润滑，压缩制冷剂，其特征在于，

在所述滑动部分具有混合硬质覆膜，所述混合硬质覆膜由以规定比例含有Cr、和从由Ti、Zr、V、Mo构成的组中选择的一种以上金属的氮化物构成。

2.如权利要求1所述的压缩机用叶轮，其特征在于，在所述滑动部分具有混合硬质覆膜，所述混合硬质覆膜由CrN和TiN构成，含有3～25％质量的所述TiN。

3.如权利要求1或2所述的压缩机用叶轮，其特征在于，压缩元件具有气缸、在所述气缸内偏心旋转的滚子、伴随所述滚子的偏心旋转而滑动的叶轮，在叶轮的前端部分且与滚子不接触的部分不形成混合硬质覆膜。

4.一种压缩机用叶轮，其在密封容器内具有压缩元件，通过润滑油进行滑动部分的润滑，压缩制冷剂，其特征在于，

所述润滑油是矿物油、多元醇酯、聚乙烯醚及聚亚烷基二醇的任一种，40℃的动黏度为15～80mm²/s，所述制冷剂是分子中不含氯的含氢氟烃制冷剂，在所述滑动部分具有混合硬质覆膜，所述混合硬质覆膜由含有Cr、和从由Ti、Zr、V、Mo构成的组中选择的一种以上金属的氮化物构成。

5.一种压缩机用叶轮，其在密封容器内具有压缩元件，通过润滑油进行滑动部分的润滑，压缩制冷剂，其特征在于，

所述润滑油是矿物油、多元醇酯、聚乙烯醚及聚亚烷基二醇的任一种，40℃的动黏度15～80mm²/s，所述制冷剂是碳氢化合物制冷剂，在所述滑动部分具有混合硬质覆膜，所述混合硬质覆膜由含有Cr、和从由Ti、Zr、V、Mo构成的组中选择的一种以上金属的氮化物构成。

6.一种压缩机用叶轮，其在密封容器内具有压缩元素，通过润滑油进行滑动部分的润滑，压缩制冷剂，其特征在于，

所述润滑油是矿物油、多元醇酯、聚乙烯醚及聚亚烷基二醇的任一种，40℃的动黏度20～120mm²/s，所述制冷剂是碳酸气制冷剂，在所述滑动部分具有混合硬质覆膜，所述混合硬质覆膜由含有Cr、和从由Ti、Zr、V、Mo构成的组中选择的一种以上金属的氮化物构成。

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