CN209278136U

CN209278136U - 一种涡旋压缩机和空调器

Info

Publication number: CN209278136U
Application number: CN201822020966.8U
Authority: CN
Inventors: 陈晓晓; 魏会军; 史正良; 刘韵; 李业林
Original assignee: Zhuhai Gree Energy Saving Environmental Protection Refrigeration Technology Research Center Co Ltd
Current assignee: Zhuhai Gree Energy Saving Environmental Protection Refrigeration Technology Research Center Co Ltd
Priority date: 2018-12-03
Filing date: 2018-12-03
Publication date: 2019-08-20
Anticipated expiration: 2028-12-03

Abstract

本实用新型提供一种涡旋压缩机和空调器，所述涡旋压缩机包括动涡旋盘(1)和静涡旋盘(2)，且所述动涡旋盘(1)和所述静涡旋盘(2)的材质均为硅铝合金，且所述动涡旋盘(1)的表面涂覆有具有耐磨作用和/或润滑作用的复合涂层，和/或所述静涡旋盘(2)的表面设置具有耐磨作用和/或润滑作用的化学复合镀层。通过本实用新型能够改善涡旋盘表面的粗糙度，提高与匹配的涡旋盘啮合精度，减少泄漏，静涡旋盘表面处理涂覆化学复合镀层，取消静盘耐磨片，减少故障源，避免静盘齿顶磨损严重，提高粗糙度和耐磨度，动静涡盘的改进任一方面均既可满足压缩机减重需求也可以满足耐磨性要求，提升压缩机性能的同时也可增加压缩机可靠性。

Description

一种涡旋压缩机和空调器

技术领域

本实用新型属于压缩机技术领域，具体涉及一种涡旋压缩机和空调器。

背景技术

涡旋式压缩机以其高效、节能、低噪声、小体积，轻重量等突出特点，成为目前车用电动汽空调用压缩机的首选之举。核心零部件为动、静涡旋盘，动涡旋盘运动时在偏心轴的直接驱动下实现平动，与静涡旋盘啮合运动。气体在动静盘啮合所组成的若干对月牙形压缩腔内被逐步压缩然后由静盘部位的轴向孔连续排出。

因此动、静涡旋盘的材质、表面结构及两者的啮合精度直接决定着压缩腔的密封程度即影响着气体压缩量进而影响整机的性能和可靠性。目前动静涡旋盘通常选用轻质的铸铝材质，为避免同种材质摩擦配副产生粘着磨损，必须对其中一个或者两个涡旋盘进行表面改性工作，以达到压缩机的性能及可靠性要求。车用空调较家用空调使用环境更恶劣，空调系统要求制冷、制热迅速，要求压缩机性能和可靠性更高。显然涡旋盘材质、表面改性类型及其表面粗糙度和耐磨性等性能将会直接影响着整机的性能和可靠性。

由于现有技术中的涡旋压缩机存在涡旋盘表面改性后粗糙度差，与匹配的涡旋盘啮合精度差，泄漏多，涡旋盘表面改性后耐磨性差，整机可靠性差等技术问题，因此本实用新型研究设计出一种涡旋压缩机和空调器。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的涡旋压缩机存在涡旋盘表面改性后粗糙度差，与匹配的涡旋盘啮合精度差，泄漏多的缺陷，从而提供一种涡旋压缩机和空调器。

本实用新型提供一种涡旋压缩机，其包括动涡旋盘和静涡旋盘，且所述动涡旋盘和所述静涡旋盘的材质均为硅铝合金，且所述动涡旋盘的表面涂覆有具有耐磨作用和/或润滑作用的复合涂层，和/或所述静涡旋盘的表面设置具有耐磨作用和/或润滑作用的化学复合镀层。

优选地，

所述动涡旋盘的表面涂覆的所述复合涂层包括耐磨涂层和/或润滑涂层。

优选地，

所述耐磨涂层为微弧氧化涂层或硬质阳极氧化涂层，所述润滑涂层为二硫化钨涂层。

优选地，

所述的微弧氧化涂层的膜厚为5～30微米，和/或，所述的微弧氧化涂层的截面显微硬度大于700HV；和/或，所述的微弧氧化涂层的表面粗糙度Ra小于 1.0微米。

优选地，

所述的硬质阳极氧化涂层的膜厚10～40微米，和/或，所述的硬质阳极氧化涂层的截面显微硬度大于400HV；和/或，所述的硬质阳极氧化涂层的表面粗糙度Ra小于1.0微米。

优选地，

所述的二硫化钨涂层采用射频离子溅射镀膜工艺制作，和/或所述二硫化钨涂层的厚度在0.2～1微米。

优选地，

所述化学复合镀层包括基材和沉积在所述基材上的镍磷镀液，且在所述镍磷镀液中还添加具有耐磨颗粒和/或润滑颗粒。

优选地，

所述耐磨颗粒包括：碳化钨、氧化锆、碳化钛、氧化铝、金刚石、碳化硅、氧化钛中的至少一种；所述润滑颗粒包括：石墨、PTFE、MoS2、WS2中的至少一种。

优选地，

所述硅铝合金为硅含量在9-13重量％范围内的硅铝合金。

本实用新型还提供一种空调器，其包括前任一项所述的涡旋压缩机。

本实用新型提供的一种涡旋压缩机和空调器具有如下有益效果：

本实用新型通过将动涡旋盘和所述静涡旋盘的材质均为硅铝合金，并且所述动涡旋盘的表面涂覆有具有耐磨作用和/或润滑作用的复合涂层，和/或所述静涡旋盘的表面设置具有耐磨作用和/或润滑作用的化学复合镀层，该种复合涂层优点为耐磨涂层膜厚适当、膜厚均匀、涂层为在基体原位生长结合力强，改善涡旋盘表面的粗糙度，提高与匹配的涡旋盘啮合精度，减少泄漏，静涡旋盘表面处理涂覆化学复合镀层，取消静盘耐磨片，减少故障源，避免静盘齿顶磨损严重，提高粗糙度和耐磨度，动静涡盘的改进任一方面均既可满足压缩机减重需求也可以满足耐磨性要求，提升压缩机性能的同时也可增加压缩机可靠性。

附图说明

图1是本实用新型的涡旋压缩机的剖面图；

图2是本实用新型的动涡旋盘主视图；

图3是本实用新型的动涡旋盘剖视图；

图4是本实用新型的静涡旋盘主视图；

图5是本实用新型的静涡旋盘剖视图。

图中附图标记表示为：

1、动涡旋盘；2、静涡旋盘；3、壳体上盖；4、压缩腔；5、壳体下盖；6、上支架；7、曲轴；8、微弧氧化涂层和/或硬质阳极氧化涂层；9、二硫化钨层； 10、化学复合镀层。

具体实施方式

如图1-5所示，本实用新型提供一种涡旋压缩机，其包括动涡旋盘1和静涡旋盘2，且所述动涡旋盘1和所述静涡旋盘2的材质均为硅铝合金，且所述动涡旋盘1的表面涂覆有具有耐磨作用和/或润滑作用的复合涂层，和/或所述静涡旋盘2的表面设置具有耐磨作用和/或润滑作用的化学复合镀层。

优选地，

所述动涡旋盘的表面涂覆的所述复合涂层包括耐磨涂层和/或润滑涂层。这是本实用新型的动涡旋盘的复合涂层的优选结构形式，通过耐磨涂层能够增强动涡旋盘的耐磨性能和粗糙度性能，通过润滑涂层能够增强动涡旋盘的润滑性能和粗糙度性能。

优选地，

所述耐磨涂层为微弧氧化涂层或硬质阳极氧化涂层(微弧氧化涂层和/或硬质阳极氧化涂层8)，所述润滑涂层为二硫化钨涂层9。将动涡旋盘表面进行复合镀，耐磨层为微弧氧化、固体润滑层为二硫化钨。基于基材显微组织的均匀性，微弧氧化或硬质阳极氧化层表面光滑、无裂纹、膜层均匀性极好。采用射频溅射工艺涂覆0.2～1微米的二硫化钨，使得涡旋盘在耐磨的基础上增加润滑性能，而又不增加很多额外的膜厚。后续压缩机运行过程中，二硫化钨润滑层仅起润滑作用，即使该层全部磨掉仅仅会较少0.2～1微米的膜厚，基本不影响动涡旋盘的配合间隙。静涡旋盘取消了传统的耐磨片零件，避免了由于耐磨片的存在导致的齿顶磨损而和齿底却不磨损的情况导致的密封腔的泄漏。静盘表面进行化学复合镀处理，针对不同压缩机工作压力可选择添加耐磨颗粒或润滑颗粒。

经过以上处理的两个核心零件动、静涡旋盘在啮合时可以减少初期磨合时间、大大降低初期磨合时的摩擦系数、减少压缩腔气体泄漏，提升了压缩机性能并降低涡旋盘的磨损率，提高了压缩机的使用寿命。

如图1所示的涡旋压缩机为一种车用电动涡旋压缩机。本发明涉及的车用涡旋压缩机包括壳体上盖3、静涡旋盘2、压缩腔3、动涡旋盘1；壳体下盖5、上支架6、曲轴7。

在涡旋压缩机运行时，曲轴7驱动涡旋盘并使动涡旋盘1按照一定轨迹平动，与静涡旋盘2按照设计好的间隙配合并形成相对公转运动形成不断周期变化的月牙形压缩腔，制冷剂气体在这类压缩腔内完成吸气、压缩以及排气的过程，进而实现压缩气体的目的。为了减轻重量，动涡旋盘1和静涡旋盘2均采用喷射成型工艺再经致密化处理的铝硅合金。动涡旋盘1表面先涂覆微弧氧化/ 硬质阳极氧化层8；再涂覆二硫化钨层9。静涡旋盘2表面涂覆化学复合镀层10。

优选地，

所述的微弧氧化涂层的膜厚为5～30微米，优选10～15微米；和/或，所述的微弧氧化涂层的截面显微硬度大于700HV；和/或，所述的微弧氧化涂层的表面粗糙度Ra小于1.0微米。这是本实用新型的微弧氧化涂层的进一步优选的结构形式，包括膜厚度、硬度以及表面粗糙度，将上述参数设置到上述范围内能够进一步提高其耐磨性能和润滑性能。

上述动涡旋盘微弧氧化涂覆厚度，膜厚5～30微米，优选10～15微米；截面显微硬度大于700HV；Ra小于1.0微米。再在微弧氧化涂层上涂覆射频溅射工艺制作的二硫化钨涂层，涂层厚度在0.2～1微米。基于以上信息，可得到优质的耐磨兼具润滑作用的动涡旋盘。

优选地，

所述的硬质阳极氧化涂层的膜厚10～40微米，优选10～20微米；和/或，所述的硬质阳极氧化涂层的截面显微硬度大于400HV；和/或，所述的硬质阳极氧化涂层的表面粗糙度Ra小于1.0微米。这是本实用新型的硬质阳极氧化涂层的进一步优选的结构形式，包括膜厚度、硬度以及表面粗糙度，将上述参数设置到上述范围内能够进一步提高其耐磨性能和润滑性能。

上述动涡旋盘硬质阳极氧化涂覆厚度H为10～40微米，优选10～20微米其截面显微硬度大于400HV；Ra小于1.0微米。再在硬质阳极氧化涂层上涂覆射频溅射工艺制作的二硫化钨涂层，涂层厚度S在0.2～1微米。基于以上信息，可得到良好的耐磨兼具润滑作用的动涡旋盘。

优选地，

所述的二硫化钨涂层采用射频离子溅射镀膜工艺制作，和/或所述二硫化钨涂层的厚度在0.2～1微米。这是本实用新型的二硫化钨涂层的进一步优选的结构形式，包括膜厚度、硬度以及表面粗糙度，将上述参数设置到上述范围内能够进一步提高其耐磨性能和润滑性能。

上述动涡旋盘硬质阳极氧化涂覆厚度为10～40微米，优选10～20微米其截面显微硬度大于400HV；Ra小于1.0微米。再在硬质阳极氧化涂层上涂覆射频溅射工艺制作的二硫化钨涂层，涂层厚度在0.2～1微米。基于以上信息，可得到良好的耐磨兼具润滑作用的动涡旋盘。

优选地，

所述化学复合镀层包括基材和沉积在所述基材上的镍磷镀液，且在所述镍磷镀液中还添加具有耐磨颗粒和/或润滑颗粒。这是本实用新型的化学复合镀层的优选结构形式，即通过基材以及沉积在基材上的镍磷镀液，并且在镍磷镀液中添加耐磨颗粒和/或润滑颗粒，能够使得化学复合镀层具有有效的润滑和耐磨的作用。

优选地，

所述耐磨颗粒包括：碳化钨、氧化锆、碳化钛、氧化铝、金刚石、碳化硅、氧化钛中的至少一种；所述润滑颗粒包括：石墨、PTFE、MoS2、WS2中的至少一种。这是本实用新型的耐磨颗粒和润滑颗粒的具体结构形式，使其具有良好的耐磨效果和作用。

优选地，

所述硅铝合金为硅含量在9-13重量％范围内的硅铝合金。

静涡旋盘上进行化学复合镀，厚度为L为5～30微米，优选10～15微米，它以镍磷打底再添加润滑物质，其中P重量百分比为1～8％，润滑颗粒重量百分比为5～10％，余量为镍。润滑颗粒包括：石墨、PTFE、MoS2、WS2或它们的组合。基于以上信息，可得到良好的耐磨兼具润滑作用的静涡旋盘。两个涡旋盘优异的粗糙度可使动、静涡旋盘相互啮合时减少初期磨合时间、大大降低初期磨合时的摩擦系数、可快速制冷或制热。同时可提高动、静涡旋盘的啮合精度，可减少压缩腔气体泄漏，提升了压缩机性能。制冷剂使用低压冷媒，如R134a、R22等。

耐磨颗粒包括：碳化钨、氧化锆、碳化钛、氧化铝、碳化硅、氧化钛或它们的组合，得到化学复合镀硬度大于500HV。基于以上信息，可得到优异的静涡旋盘。当制冷剂为高压冷媒，如R410A，R32，无机物制冷剂R744(C02)等，如此组合的涡旋盘可表现出优异的耐磨性，减少密封腔的气体泄漏量，提升性能并可提高压缩机的可靠性。

本实用新型提出一种车用电动涡旋式压缩机，其中动涡旋盘或静涡旋盘材质选用铝硅合金。成型工艺为喷射成型工艺，该种成型工艺成型的零件显微组织较铸态组织均匀很多，表面处理后表面粗糙度优异、且膜层均匀性极好。动涡旋盘表面涂覆复合涂层，耐磨涂层为微弧氧化/硬质阳极氧化、固体润滑涂层为二硫化钨。该种复合涂层优点为耐磨涂层膜厚适当、膜厚均匀、涂层为在基体原位生长结合力强；固体润滑涂层采用溅射工艺，膜厚仅为2微米以内，几乎不影响设计间隙。静涡旋盘表面处理涂覆化学复合镀层，取消静盘耐磨片，减少故障源，避免静盘齿顶磨损严重，而齿底有耐磨片基本无磨损，配合间隙更改，影响整机性能。

整体有益效果为：一是压缩机在运行时可大幅度降低动涡旋盘和静涡旋盘初期磨合时的摩擦系数及磨合时间，使得车用空调系统实现快速制冷或制热迅速目标。二是取消静盘耐磨片后，其一可以避免静涡旋盘齿顶与齿底磨损不一致，导致泄漏量增大；其二减少故障源。三是可大大减小表面改性后涡旋盘表面差的粗糙度与另一涡旋盘涡卷的间隙变大而导致的来自压缩腔内压缩气体的泄漏的现象，进而提升压缩机性能。四是其优异的耐磨性所带来的极小的磨损量可提高涡旋盘的使用寿命，进而可大幅提升整个压缩机的使用寿命。

本发明的车用电动涡旋压缩机的特点是涡旋盘毛坯采用喷射成型工艺后再经致密化处理，其显微组织中的共晶硅相呈颗粒状且均匀弥散的分布在基体上，硬度和强度均较铸态性能好，可以增加涡旋盘的使用寿命。

其中动、静涡旋盘材质为铝硅合金。锭坯成型工艺为喷射成型工艺，再经致密化处理成型成零件。动涡旋盘表面涂覆复合涂层包括耐磨涂层和润滑涂层，其中耐磨涂层为微弧氧化或硬质阳极氧化，润滑涂层为二硫化钨。静涡旋盘表面进行化学复合镀。在镍磷镀液中添加具有耐磨或润滑作用的颗粒，共沉积在基材上。

所述的铝硅合金各元素含量如下：Si:9-13％、Cu:0.5-1.5％、Mg:0.8-2.5％、 Mn:0.5-0.8％、Fe≤1.0％、Ni：0.5-2.5％、Zn≤0.25％，其余为Al。锭坯成型工艺为喷射成型工艺，再经致密化处理成型。

所述的喷射成型工艺步骤为：一、熔炼：将配比好的铝硅合金原料进行熔炼处理(温度为900℃)，熔炼室真空条件为：2Pa，得到合金液。二、喷射沉积：将合金液通过喷射沉积的装置雾化沉积到接收的设备上得到毛坯。具体参数如下：喷射温度：780°、雾化压力喷射压力：0.6MPa、喷射距离为：300mm、持续时间：500s。

所述的致密化处理方式为挤压工艺，具体参数为：热挤压温度450℃，挤压比26:1。所述的涡旋盘材质的显微组织中共晶硅呈颗粒状并且均匀弥散的分布在Al软质的基体上，共晶硅的尺寸在2～10微米，优选3～7微米。所述的涡旋盘硬度大于80HRB，抗拉强度大于400MPa。所述的微弧氧化层具有以下特征，膜厚5～30微米，优选10～15微米；截面显微硬度大于700HV；Ra小于1.0微米。所述的硬质阳极氧化涂层具有以下特征，膜厚10～40微米，优选 10～20微米；截面显微硬度大于400HV；Ra小于1.0微米。所述的二硫化钨润滑层采用层具有以下特征，采用射频离子溅射镀膜工艺制作，二硫化钨涂层的厚度在0.2～1微米。所述的二硫化钨润滑层采用层具有以下特征，采用射频离子溅射镀膜工艺制作。

所述的化学复合镀层中，P重量百分比为1～8％，耐磨颗粒重量百分比为 5～10％，余量为镍。耐磨颗粒包括：碳化钨、氧化锆、碳化钛、氧化铝、碳化硅、氧化钛或它们的组合。所述的化学复合镀层具有以下性质，膜厚为5～30 微米优选10～15微米，截面显微硬度＞500HV，粗糙度小于0.5微米。所述的化学复合镀层中，P重量百分比为1～8％，润滑颗粒重量百分比为5～10％，余量为镍。润滑颗粒包括：石墨、PTFE、MoS2、WS2或它们的组合。所述的化学复合镀层具有以下性质，膜厚为5～30微米，优选10～15微米，截面显微硬度＞250HV，粗糙度小于0.5微米。所述的工作冷媒为高压冷媒，如R410A， R32，R407C，无机物制冷剂R744(C02)等。所述的涡旋压缩机，作所述的工作冷媒为低压冷媒，如R134a，R22等。

本实用新型还提供一种空调器，其包括前任一项所述的涡旋压缩机。能够使得耐磨涂层膜厚适当、膜厚均匀、涂层为在基体原位生长结合力强，改善涡旋盘表面的粗糙度，提高与匹配的涡旋盘啮合精度，减少泄漏，静涡旋盘表面处理涂覆化学复合镀层，取消静盘耐磨片，减少故障源，避免静盘齿顶磨损严重，提高粗糙度和耐磨度，动静涡盘的改进任一方面均既可满足压缩机减重需求也可以满足耐磨性要求，提升压缩机性能的同时也可增加压缩机可靠性

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种涡旋压缩机，其特征在于：

包括动涡旋盘(1)和静涡旋盘(2)，且所述动涡旋盘(1)和所述静涡旋盘(2)的材质均为硅铝合金，且所述动涡旋盘(1)的表面涂覆有具有耐磨作用和/或润滑作用的复合涂层，和/或所述静涡旋盘(2)的表面设置具有耐磨作用和/或润滑作用的化学复合镀层。

2.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的涡旋压缩机，其特征在于：

4.根据权利要求3所述的涡旋压缩机，其特征在于：

所述的微弧氧化涂层的膜厚为5～30微米，和/或，所述的微弧氧化涂层的截面显微硬度大于700HV；和/或，所述的微弧氧化涂层的表面粗糙度Ra小于1.0微米。

5.根据权利要求3所述的涡旋压缩机，其特征在于：

6.根据权利要求3所述的涡旋压缩机，其特征在于：

7.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于：

8.根据权利要求7所述的涡旋压缩机，其特征在于：

9.根据权利要求1-8中任一项所述的涡旋压缩机，其特征在于：

所述硅铝合金为硅含量在9-13重量％范围内的硅铝合金。

10.一种空调器，其特征在于：包括权利要求1-9中任一项所述的涡旋压缩机。