KR100398563B1

KR100398563B1 - 회전압축기 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR100398563B1
Application number: KR10-2000-0067414A
Authority: KR
Inventors: 에스미모토타카; 규토쿠기요하루
Original assignee: 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
Priority date: 1999-11-15
Filing date: 2000-11-14
Publication date: 2003-09-19
Also published as: CN1116520C; CN1296130A; US6413061B1; KR20010051674A

Abstract

베인의 내마모성이 현저히 향상되고, 현저하게 높은 장기 신뢰성을 갖는 회전압축기를 실현할 수 있다. 회전압축기는 내공간과 홈을 갖는 실린더와, 상기 실린더의 상기 내공간의 내면을 따라 미끄럼 운동하는 롤러와, 상기 홈 안을 관통하여 도포된 베인과, 냉매를 구비한다. 상기 홈은 상기 실린더의 외측과 상기 내공간을 관통한다. 상기 베인은 상기 롤러에 미끄럼 운동하면서 상기 홈 내면에서 왕복 미끄럼 운동한다. 상기 베인은 분말 재료의 소결에 의하여 형성된 스테인레스강과, 상기 스테인레스강 표면에 도포된 질소 확산층과, 상기 질소 확산층의 표면에 도포된 철-질소의 화합물층을 갖는다. 상기 스테인레스강은 상기 분말 재료의 소결에 의하여 형성된 다수의 미세 공동을 갖는다. 상기 다수의 미세 공동은 15% 이하의 공동률을 갖는다. 상기 베인은 마텐자이트 조직을 갖는 스테인레스강과, 상기 스테인레스강의 표면에 도포된 질소 확산층과, 상기 질소 확산층의 표면에 도포된 철-질소의 화합물층을 갖는다. 상기 스테인레스강은 (i) 철, 9% 내지 27%의 크롬 및 0.4% 이상의 탄소를 함유하는 화학 조성, 또는 (ii) 철, 9% 내지 27%의 크롬, 4% 내지 8%의 니켈 및 0.2% 이하의 탄소를 함유하는 화학 조성을 갖는다. 상기 스테인레스강은 경화성을 갖는 분말 재료의 소결에 의하여 형성된 다수의 미세 공동을 갖고, 상기 다수의 미세 공동은 15% 이하의 공동률을 갖는다.

Description

회전압축기 및 그 제조 방법{ROTARY COMPRESSOR AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}

본 발명은 회전압축기에 관한 것으로, 특히 하이드로플루오르카본(HFC)을 냉매로 사용한 압축기에 바람직한 회전압축기에 관한 것이다.

종래의 회전압축기의 종단면도와 횡단면도가 도 12와 도 13에 도시되어 있다. 도 12와 도 13에 있어서, 전동기부(2)와 압축기부(3)가 밀폐 용기(1)의 내부에 배치되어 있다. 샤프트(4)는 전동기부(2)에 직결되어 있다. 그 샤프트(4)는 압축기부(3)의 상하에 설치된 주 베어링(5)과 부 베어링(6)에 지지되어 있다. 실린더(37)가 샤프트(4)와 동심형상으로 설치되어 있다. 압축기부(3)에 있어서, 흡입구(8)가 실린더(37)의 측면에 형성되고, 토출 절결부(9)가 실린더(37)의 상부에 형성되어 있다. 흡입관(10)의 일단부가 흡입구(8)에 접속되어 있다. 토출구(11)가 밀폐 용기(1)의 상부에 형성되어 있다. 토출관(12)의 일단부가 토출구(11)에 접속되어 있다. 흡입관(10)의 타단부와 토출관(11)의 타단부가 각각 어큐뮬레이터(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 윤활유로서의 냉동기유(27)가 냉매에 첨가되어 있다. 이 냉동기유는 밀폐 용기(1)내에서 액화되어 있다.

이러한 구성에 의하여, 냉매가 밀폐 용기(1)의 내외부를 순환한다.

롤러(33)가 실린더(37)의 내부에 있어서, 샤프트(4)에 편심되게 장착되어 있다. 그 롤러(33)는 샤프트(4)의 회전에 따라 자전 및 공전운동 한다. 실린더(37)에 있어서의 흡입구(8)와 토출 절결부(9) 사이에서, 안내홈(34)이 실린더 반경 방향으로 형성되어 있다. 판형상의 베인(35)이 상기 안내홈(34)에 삽입되어 있다. 스프링(16)의 가압력과 배압(토출압)에 의하여, 베인(35)이 실린더(37)의 축심 측면에 위치한 롤러(33)에 가압 밀착되어 있다. 이와 같이, 실린더(37)내의 공간이 흡입실(17)과 압축실(18)로 구획된다.

이러한 구성에 의하여, 롤러(33)가 실린더(37)의 내부에서, 내벽을 따라 자전 및 공전운동 한다. 그에 따라, 롤러(33)의 외벽에 가압 밀착된 베인(35)이 안내홈(34)의 내부에서 실린더(37)의 반경 방향으로 왕복운동 한다. 이 베인(35)에 의하여서 구획된 흡입실(17)내에 흡입구(8)를 통하여 기체가 흡입된다. 흡입된 기체가 압축실(18)에서 압축되고, 그 기체는 토출 절결부를 지나서, 소정의 공간으로 토출된다.

일반적으로, 베인(35)의 제조 방법은 우수한 내마모성을 갖는 특수철계 용성 재료에 열처리를 실시하는 공정과, 열처리 후 연삭 가공하는 공정과, 질소 확산층과 화합물층을 형성하기 위한 질화 처리 공정을 포함한다. 이 경우에는, 베인(35) 선단부의 화합물층은 잔존하게 되고, 실린더(37)에 미끄럼 운동하는 베인 측면부는 치수 정밀도를 높이기 위하여 연삭되고 정밀하게 마무리 가공된다.

그러나, 정밀한 마무리 가공에 의하여 노출되는 베인 측면부의 질소 확산층이 단일층이기 때문에, 상기 종래의 베인(35)은 냉동기유를 유지할 수 없다. 그 때문에, 실린더(37) 및 베인(35)의 내마모성이 약간 열화되는 결과로 나타난다. 또한, 베인(35)은 특수철계 용성 재료에 의하여 제조되기 때문에, 전면 가공을 필요로 한다. 그 때문에, 가공 비용이 매우 비싸다.

한편, 최근에는 실린더(37), 롤러(33), 및 베인(35) 등의 미끄럼 운동 조건이 엄격해지고 있다. 또한, 냉매로서 R22(모노클로로디플루오르메탄) 대체 냉매가 사용될 때, 보다 높은 내마모성을 갖는 재료의 조합이 요구되어 왔다. 즉, 종래의 베인(35)과 같이, 특수강, 특수 주물, 또는 철계 소결재 등의 단독 재료들로 제조된 베인(35)은 내마모성이 불충분하다. 또한, 상기 특수철계 용성 재료에 의하여 제작된 베인(35)이 마무리 가공 및 질화 처리되더라도, 실린더(7)나 베인(35)의 내마모성이 충분히 얻어지지 않았다.

본 발명은 우수한 내마모성을 가지며 비용이 저렴한 회전압축기를 제공한다.

본 발명의 회전압축기는,

(a) 내공간과 홈을 갖는 실린더와,

(b) 상기 실린더의 내공간의 내면을 따라 미끄럼 운동하는 롤러와,

(c) 상기 홈 안을 관통하여 설치된 베인과,

(d) 냉매를 포함한다.

상기 홈은 상기 실린더의 외측과 상기 내공간을 관통하고,

상기 베인이 상기 롤러에 대해 미끄럼 운동하면서, 상기 베인은 상기 홈 안에서 왕복 미끄럼 운동한다.

상기 베인은 분말 재료의 소결에 의하여 형성된 스테인레스강과, 상기 스테인레스강의 표면에 도포된 질소 확산층과, 상기 질소 확산층의 표면에 도포된 철-질소의 화합물층을 갖는다.

상기 스테인레스강은 상기 분말 재료의 소결에 의하여 형성된 다수의 미세공동을 갖고, 상기 다수의 미세 공동은 15% 이하의 공동률을 갖는다.

특히, 바람직하게는

상기 베인은 마텐자이트(martensite) 조직을 갖는 스테인레스강과, 상기 스테인레스강의 표면에 도포된 질소 확산층과, 상기 질소 확산층의 표면에 도포된 철-질소의 화합물층을 갖는다.

상기 스테인레스강은

(i) 철, 9% 내지 27%의 크롬 및 0.4% 이상의 탄소를 함유하는 화학 조성과,

(ii) 철, 9% 내지 27%의 크롬, 4% 내지 8%의 니켈 및 0.2% 이하의 탄소를 함유하는 화학 조성 중 어느 하나의 화학 조성을 갖는다.

상기 스테인레스강은 경화성을 갖는 분말 재료의 소결에 의하여 형성된 다수의 미세 공동을 갖고, 상기 다수의 미세 공동은 15% 이하인 공동률을 갖는다.

본 발명의 회전압축기의 제조 방법은

(a) 실린더를 제조하는 공정과,

(b) 롤러를 제조하는 공정과,

(c) 베인을 제조하는 공정과,

(d) 냉매를 제공하는 공정과,

(e) 상기 실린더와 상기 롤러와 상기 베인과 상기 냉매를 조립하는 공정을 포함한다.

상기 베인을 제조하는 공정은,

(i) 스테인레스강 분말 재료를 소정의 형상으로 성형하여, 성형체를 제조하는 공정과,

(ii) 상기 성형체를 소성하여, 미세 공동을 갖는 베이스 성형체를 제조하는 공정과,

(ⅲ) 상기 베이스 성형체를 열처리하여, 마텐자이트 조직을 갖는 베이스 성형체를 제조하는 공정,

(ⅳ) 상기 마텐자이트 조직과 상기 미세 공동을 갖는 상기 베이스 성형체를 질화 처리하여, 상기 베이스 성형체 표면에 질소 확산층과, 철-질소 화합물층을 도포하는 공정을 포함하며,

여기서, 상기 미세 공동은 15% 이하의 공동률을 갖고,

상기 질소 확산층은 상기 베이스 성형체 위에 형성되고,

상기 화합물층은 상기 질소 확산층 위에 형성된다.

이 구성에 의하여, 베인의 내마모성이 현저히 향상된다. 또한, 베인의 치수 왜곡이 감소된다. 또한, 베인의 강도 저하와 취화(脆化)가 감소된다. 그 결과, 회전압축기의 장기 신뢰성이 현저히 향상된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전압축기의 개략적인 전체 구성을 도시하는 종단면도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전압축기를 구성하는 베인(vane)의 측면부의 단면도,

도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전압축기를 구성하는 베인의 평면도,

도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전압축기를 구성하는 베인의 측면도,

도 4는 도 3에 도시된 베인의 제작 도중의 단면도,

도 5a, 도 5b 및 도 5c는 도 3의 베인의 선단부와 측면부의 제작 도중 및 완성시의 단면도,

도 6은 도 3의 베인의 확대 단면도,

도 7a, 도 7b 및 도 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전압축기를 구성하는 베인의 선단부 및 측면부의 단면도,

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전압축기를 구성하는 베인의 측면부의 단면도,

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전압축기를 구성하는 베인의 측면부의 단면도,

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전압축기를 구성하는 베인의 측면부의 단면도,

도 11a 및 도 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전압축기의 제조 공정을 도시하는 도면,

도 12는 종래의 회전압축기의 개략적인 전체 구성을 도시하는 종단면도,

도 13은 종래의 회전압축기의 횡단면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

7 : 실린더 8 : 흡입구

9 : 토출 절결부 13 : 롤러

14 : 안내홈 15 : 베인

15a : 베인 선단부 15b : 베인 측면부

19 : 미세 공동 20 : 화합물층(철-질소층)

21 : 질소 확산층 22 : 공동내 화합물층

23 : 산화 피막

본 발명의 일 실시예에 따른 회전압축기는,

(a) 내공간과 홈을 갖는 실린더와,

(c) 상기 홈의 안에 설치된 베인과,

(d) 냉매를 포함한다.

상기 홈은 상기 실린더의 외측과 상기 내공간을 관통하고,

상기 스테인레스강은 상기 분말 재료의 소결에 의하여 형성된 다수의 미세 공동을 갖고, 상기 다수의 미세 공동은 15% 이하의 공동률을 갖는다.

바람직하게는

상기 베인은 마텐자이트 조직을 갖는 스테인레스강과, 상기 스테인레스강의 표면에 도포된 질소 확산층과, 상기 질소 확산층의 표면에 도포된 철과 질소의 화합물층을 갖는다.

상기 스테인레스강은

상기 스테인레스강은 경화성을 갖는 분말 재료의 소결에 의하여 형성된 다수의 미세 공동을 갖는다. 상기 다수의 미세 공동은 15% 이하인 공동률을 갖는다.

이 구성에 의하여, 베인의 내마모성을 현저하게 향상시킨다. 또한, 베인의치수 왜곡이 감소된다. 또한, 베인의 강도 저하와 취화가 감소된다. 그 결과, 회전압축기의 장기 신뢰성이 현저하게 향상된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 회전압축기의 제조 방법은

(a) 실린더를 제조하는 공정과,

(b) 롤러를 제조하는 공정과,

(c) 베인을 제조하는 공정과,

(d) 냉매를 제공하는 공정과,

상기 베인을 제조하는 공정은,

(ii) 상기 성형체를 소성하여, 미세한 공동을 갖는 베이스 성형체를 제조하는 공정과,

(ⅲ) 상기 베이스 성형체를 열처리하여, 마텐자이트 조직을 갖는 베이스 성형체를 제조하는 공정과,

(ⅳ) 상기 마텐자이트 조직과 상기 미세 공동을 갖는 상기 베이스 성형체를 질화 처리하여, 상기 베이스 성형체의 표면에, 질소 확산층과, 철-질소 화합물층을 도포하는 공정을 포함한다.

여기서, 상기 미세 공동은 15% 이하의 공동률을 갖고,

상기 질소 확산층은 상기 베이스 성형체 위에 형성되고,

상기 화합물층은 상기 질소 확산층 위에 형성된다.

바람직하게는,

상기 실린더는 내공간과 홈을 갖는다.

상기 홈은 상기 실린더의 외측과 상기 내공간을 관통한다.

상기 롤러는 상기 실린더의 내공간의 내면을 따라 미끄럼 운동한다.

상기 베인은 상기 홈 안을 관통하여 설치되어 있다.

바람직하게는,

상기 실린더는 대략 원통형상을 갖고,

상기 홈은 상기 실린더의 반경방향으로 형성되며,

상기 실린더의 내공간은 원형상의 횡단면을 갖고,

상기 공간은 흡입부와 토출부를 갖고,

상기 롤러의 외주면은 원형상의 횡단면을 갖고,

상기 롤러의 외주면이 상기 내공간의 내주면을 미끄럼 운동하면서, 상기 롤러가 상기 내공간 안에서 회전하고,

상기 베인의 선단부가 상기 롤러의 외주면에 미끄럼 운동하면서, 상기 베인이 상기 홈 안에서 왕복 미끄럼 운동함과 동시에, 상기 베인은 상기 실린더의 내공간을 상기 흡입부와 상기 토출부로 구획한다.

이 구성에 의하여, 베인은 소결 철을 사용하여 제조되기 때문에, 베인은 연삭 가공으로만 제조될 수 있다. 따라서, 제조 공정이 대폭으로 절감되고, 제조 공정의 관리가 절감된다. 그 결과, 제조 비용이 낮아진다. 또한, 베인의 강도, 치수 왜곡 및 양산성이 현저하게 향상된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 회전압축기는, 냉매의 흡입부와 토출부를 갖는 실린더와, 상기 실린더의 내주면을 따라 전동하는 롤러와, 베인을 구비한다. 상기 실린더는 반경방향으로 형성된 홈부를 갖는다. 상기 베인은 상기 홈 내에 삽입되어, 상기 롤러의 외주면에 미끄럼 운동하는 상태로 왕복 운동되어, 상기 실린더의 내부를 상기 흡입부측과 토출부측으로 구획한다. 상기 베인은 담금질 경화성의 철계 분말 재료로 만들어진다. 담금질 경화성의 철계 분말 재료는 철, 9% 내지 27%의 크롬 및 0.4% 이상의 탄소를 포함한다. 담금질 경화성의 철계 분말 재료가 성형되고 소결되어, 상기 베인의 근원이 되는 베이스 성형체로서의 소결 철이 제조된다. 그 소결 철은 공동률이 15% 이하이다. 이 소결 철의 베이스 성형체를 담금질 및 뜨임 처리함으로써, 소결 철의 베이스 성형체가 마텐자이트로 조직화된다. 그 마텐자이트로 조직화된 소결 철의 표면이 질화 처리되어, 질소 확산층이 베이스 성형체의 표면에 형성되고, 철과 질소의 화합물층(철-질소층)이 질소 확산층 위에 형성된다. 이러한 방법으로 상기 베인이 형성된다. 여기서, "질화 처리"라는 용어는 통상의 질화 처리 또는 연질화 처리를 의미한다.또한, 질소 확산층은 베이스 성형체 안에 질소가 확산된 층을 의미한다. 화합물층은 철과 질소의 화합물을 갖는 층을 의미한다.

특히 바람직하게는, 철계 분말 재료가 SUS440A, SUS440B, SUS440C, SKD1 및 SKD11 중의 어느 하나이다.

이 구성에 있어서, 베인이 9% 이상의 크롬을 함유함으로써, 철-질소층의 내마모성이 향상됨과 동시에, 질소 확산층의 내마모성이 비약적으로 향상된다. 크롬 함유량이 27%를 넘는 경우, 또는 크롬 함유량이 0.4% 미만인 경우에는, 베인의 마텐자이트로의 조직화가 불충분하게 된다. 또한, 베인의 공동률이 15% 이하이기 때문에, 이것에 의하여 질화 처리시에, 질소 가스가 베인 내부까지 깊게 침투하는 것이 방지된다. 그 때문에, 치수 왜곡이 감소되고, 질화에 의한 강도 저하의 발생이 감소되며, 또한 취화도 감소된다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 회전압축기는, 냉매의 흡입부와 토출부를 갖는 실린더와, 상기 실린더의 내주면을 따라 전동하는 롤러 및 베인을 구비한다. 상기 베인은 상기 실린더에 반경방향으로 형성된 안내홈을 갖는다. 상기 베인은 상기 안내홈에 삽입되어, 상기 롤러의 외주면에 미끄럼 운동하는 상태로 왕복운동 하며, 상기 실린더의 내부를 상기 흡입부측과 토출부측으로 구획한다. 상기 베인은 담금질 석출 경화성의 철계 분말 재료로 만들어진다. 석출 경화성의 철계 분말 재료는 철, 9% 내지 27%의 크롬, 4% 내지 8%의 니켈 및 0.2% 이상의 탄소를 포함한다. 석출 경화성의 철계 분말 재료가 성형되고 소결되어, 상기 베인의 근원이 되는 베이스 성형체로서의 소결 철이 제조된다. 그 소결 철은 공동률이 15% 이하이다. 이 소결 철의 베이스재를 열처리함으로써, 소결 철의 베이스 성형체가 마텐자이트로 조직화된다. 마텐자이트로 조직화된 소결 철의 표면이 질화 처리되어, 철-질소층과 질소 확산층이 그 소결 철의 표면에 순서대로 형성된다. 이와 같이 하여, 상기 베인이 형성된다. 또한, "질화 처리"라는 용어는 통상의 질화 처리 또는 연질화 처리를 의미한다.

특히 바람직하게는, 상기 철계 분말 재료가 SUS630 및 SUS631 중의 어느 하나이다.

이 구성에 있어서, 베인이 9% 이상의 크롬을 함유함으로써, 철-질소층의 내마모성이 향상됨과 동시에, 질소 확산층의 내마모성이 비약적으로 향상된다. 크롬의 함유량이 27%를 넘는 경우 또는 크롬의 함유량이 0.4% 미만인 경우에는, 소결 철의 마텐자이트 조직화가 불충분하게 된다. 또한, 소결 철의 공동률이 15% 이하이기 때문에, 이에 의해 질화 처리시에, 질소 가스가 베인 내부까지 깊게 침투하는 것이 방지된다. 그 때문에, 치수 왜곡이 감소하고, 질화에 의한 강도 저하의 발생이 감소되며, 또한 취화도 감소된다.

특히 바람직하게는, 상기 소결 철은 고상 소결 또는 액상 소결에 의하여 형성된다. 소결 철의 공동률을 15% 이하로 하기 위해서는, 통상적으로 액상 소결 재료가 사용되지만, 이에 한정되지 않고, 첨가제나 소결 조건에 따라 고상 소결도 가능하다.

특히 바람직하게는, 상기 실린더의 홈에 미끄럼 운동하는 베인의 측면부는 연삭 가공에 의하여 노출된 질소 확산층을 갖고, 그 질소 확산층이 주된 미끄럼 운동면으로 된다. 이 구성에 의하여, 질소 확산층의 공동의 내면에도 화합물층이 형성되고, 그 내면에 형성된 화합물층에 의하여, 냉동기유가 확실히 유지된다. 그때문에, 베인과 실린더의 응착 마모가 방지되며, 우수한 내마모성을 갖는 베인 미끄럼 운동면이 얻어진다.

특히 바람직하게는, 상기 실린더의 홈에 미끄럼 운동하는 베인의 측면부는 연삭 가공에 의하여 노출된 질소 확산층과 철-질소층과의 혼합 조직을 갖고, 그 혼합 조직이 미끄럼 운동면으로 된다. 이 구성에 의하여, 철-질소 화합물층과 질소 확산층 사이에 미끄럼 운동 마모에 의한 간극이 발생한다. 그 간극에 냉동기유가 유지된다. 그 때문에, 베인과 실린더의 응착 마모가 방지되어, 우수한 내마모성을 갖는 베인 미끄럼 운동면이 얻어진다.

특히 바람직하게는, 상기 실린더의 홈에 미끄럼 운동하는 베인의 측면부는 연삭 가공에 의하여 노출된 철-질소 화합물층을 갖고, 그 철-질소 화합물층이 미끄럼 운동면으로 된다. 이 구성에 있어서, 철-질소 화합물층은 금속 응착이 매우 어려운 조직이기 때문에, 베인과 실린더의 응착 마모가 방지되어, 우수한 내마모성을 갖는 베인 미끄럼 운동면이 얻어진다.

특히 바람직하게는, 상기 롤러에 대해 미끄럼 운동하는 베인의 선단부는 철-질소 화합물층을 갖고, 그 철-질소 화합물층이 미끄럼 운동면으로 된다. 이 구성에 의하면, 베인이 9% 이상의 크롬을 함유하는 경우에 있어서도, 철-질소 화합물층에 포함되는 크롬 질화물의 효과에 의하여, 현저히 우수한 내마모성을 갖는 베인이 얻어진다.

특히 바람직하게는, 상기 롤러에 대해 미끄럼 운동하는 베인의 선단부는 연삭 가공에 의하여 노출된 표면 조도 Ry 3㎛ 이하의 철-질소층을 갖고, 그 철-질소층이 미끄럼 운동면으로 된다. 이 구성에 의하면, 표면 조도 Ry 3㎛ 이하의 철-질소층이 롤러에 대해 미끄럼 운동함으로써, 미세한 돌기부에 큰 응력이 작용하기 어렵게 되어, 그 때문에 금속 응착의 발생이 현저히 방지되고, 베인과 롤러의 응착 마모가 방지되며, 우수한 내마모성을 갖는 베인 미끄럼 운동면이 얻어진다.

특히 바람직하게는, 질화 처리는 가스 질화, 또는 가스 연질화 처리이다. 이 구성에 의하여, 철-질소층과, 질소 확산층이 양호하게 형성된다.

특히 바람직하게는, 상기 질소 확산층은 500℃ 내지 580℃ 범위의 질화 처리 온도에서 형성되고, 상기 질소 확산층은 0.05㎜ 이상의 두께를 갖는다. 이 구성에 의하여, 우수한 내마모성과 소정의 두께를 갖는 철-질소 화합물층과 질소 확산층이 얻어진다. 또한, 연삭 후에 있어서도, 우수한 내마모성을 갖는 질소 확산층이 확보될 수 있다.

특히 바람직하게는, 공동을 포함한 소결 철의 표면에 수증기 처리를 함으로써 산화 피막이 형성된다. 이 구성에 의하여, 질화가 곤란한 크롬을 많이 함유하는 베이스 성형체에 대해서도, 그 산화 피막(43산화철막)의 존재에 의하여 용이하게 질화될 수 있다.

특히 바람직하게는, 상기 롤러는 철, 0.5% 내지 1.0%의 크롬, 0.2% 내지 0.4%의 몰리브덴 및 0.1% 내지 0.4%의 인을 함유하는 주철재에 의하여 제조된다. 이 구성에 의하여, 우수한 내마모성을 갖는 롤러가 얻어진다.

특히 바람직하게는, 상기 롤러는 철, 0.5% 내지 1.0%의 크롬, 0.2% 내지 0.4%의 몰리브덴 및 0.02% 내지 0.1%의 붕소를 함유하는 주철재에 의하여 제조된다. 이 구성에 의하여, 우수한 내마모성을 갖는 롤러가 얻어진다.

특히 바람직하게는, 상기 냉매가 하이드로플루오르카본이고, 냉동기유는 에스테르유를 함유한다. 이 구성에 의하여, 대체 플레온 냉매로서 하이드로플루오르카본을 갖는 구성에 대해서도, 높은 신뢰성을 갖는 회전압축기가 얻어진다.

특히 바람직하게는, 상기 냉매가 디플루오르메탄(R32)을 갖는다.

또, 상기에 있어서, 철-질소층은 Fe₂N, Fe_2-3N, Fe₃N과 같은 질화물이 형성된 층을 의미한다. 질소 확산층은 철에 질소가 고용된 과포화 고용체, 또는 합금 원소에 단단한 질화물이 존재하는 확산층을 의미한다.

스테인레스강의 화학 조성은 중량%의 단위이다.

이하, 본 발명의 전형적 실시예를 도면을 참조하면서 설명한다.

(실시예 1)

본 발명의 전형적 실시예 1에 있어서의 회전압축기의 구성을 도시하는 도면이 도 1과 도 2에 도시되어 있다.

도 1과 도 2에 있어서, 전동기부(2)와 압축기부(3)가 밀폐 용기(1)의 내부에 배치되어 있다. 샤프트(4)는 전동기부(2)에 직결되어 있다. 그 샤프트(4)는 압축기부(3)의 상하에 설치된 주 베어링(5)과 부 베어링(6)에 지지되어 있다. 실린더(7)가 샤프트(4)와 동심형상으로 설치되어 있다. 압축기부(3)에 있어서, 흡입구(8)가 실린더(7)의 측면에 형성되고, 토출 절결부(9)가 실린더(7)의 상부에 형성되어 있다. 흡입관(10)의 일단부가 흡입구(8)에 접속되어 있다. 토출구(11)가 밀폐 용기(1)의 상부에 형성되어 있다. 토출관(12)의 일단부가 토출구(11)에 접속되어 있다. 흡입관(10)의 타단부와 토출관(11)의 타단부가 각각 어큐뮬레이터(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 윤활유로서의 냉동기유(27)는 냉매에 첨가되어 있다. 이 냉동기유는 밀폐 용기(1)내에서 액화되어 있다.

롤러(13)가 실린더(7)의 내부에 샤프트(4)에 편심되게 장착되어 있다. 그 롤러(13)는 샤프트(4)의 회전에 따라 자전 및 공전운동한다. 실린더(7) 내의 흡입구(8)와 토출 절결부(9) 사이에, 홈으로서의 안내홈(14)이 실린더의 반경방향으로 형성되어 있다. 판형상의 베인(15)이 상기 안내홈(14)에 삽입되어 있다. 스프링(16)의 가압력과 배압(토출압)에 의하여, 베인(15)이 실린더(7)의 축심의 측면에 위치한 롤러(13)에 가압 밀착되어 있다. 이와 같이, 실린더(7)내의 공간이 흡입실(17)과 압축실(18)로 구획된다.

이러한 구성에 의하여, 롤러(13)가 실린더(7)의 내부의 내벽을 따라 자전 및 공전운동한다. 그에 따라서, 롤러(13)의 외벽에 가압 밀착된 베인(15)이 안내홈(14)의 안에서 실린더(7)의 반경 방향으로 왕복된다. 이 베인(15)에 의하여 구획된 흡입실(17) 내의 흡입구(8)를 통하여 기체가 흡입된다. 흡입된 기체가 압축실(18)에서 압축되고, 그 기체는 토출 절결부를 지나서, 소정의 공간으로 토출된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 회전압축기의 제조 방법의 개략적인 도면이 도11a와 도 11b에 도시되어 있다.

도 11에 있어서, 회전압축기의 제조 방법은,

(a) 실린더를 제조하는 공정과,

(b) 롤러를 제조하는 공정과,

(c) 베인을 제조하는 공정과,

(d) 냉매를 제공하는 공정과,

상기 베인을 제조하는 공정은,

(ⅲ) 상기 베이스 성형체를 열처리하여, 마텐자이트 조직을 갖는 베이스 성형체로 제조하는 공정과,

(ⅳ) 상기 마텐자이트 조직과 상기 미세 공동을 갖는 상기 베이스 성형체를 질화 처리하여, 상기 베이스 성형체의 표면에, 질소 확산층과, 철-질소 화합물층을 도포하는 공정을 포함하며,

여기서, 상기 미세 공동은 15% 이하의 공동률을 갖고,

상기 질소 확산층은 상기 베이스 성형체 위에 형성되고,

상기 화합물층은 상기 질소 확산층 위에 형성된다.

본 전형적 실시예에 있어서의 회전압축기가 종래의 회전압축기와의 상이한 구성은 안내홈(14)을 포함한 실린더(7), 롤러(13), 및 베인(15)이다. 즉, 실린더(7)는 10% 내지 50%의 펄라이트(pearlite)를 함유하는 금형 공정 흑연 주철에 의하여 제조된다. 롤러(13)는 철, 0.8%의 크롬, 0.2%의 니켈, 0.2%의 몰리브덴 및 0.2%의 인(P)을 함유하는 합금 주철에 의하여 제조된다. 이 합금 주철에 담금질 및 뜨임 처리가 실시된다.

베인(15)은 도 3a의 평면도와, 도 3b의 측면도에 도시되어 있는 바와 같은 구성을 갖는다. 베인(15)은 전체에 걸쳐서 형성된 다수의 공동을 갖고, 그 공동률은 15% 이하이다. 또한, 베인(15)은 선단부(15a)와 측면부(15b)를 갖고, 그 선단부(15a)와 측면부(15b)는 하기에서와 같이 형성된 층을 갖는다.

우선, 처음에는 16.0% 내지 18.0%의 크롬 및 0.95% 내지 1.2%의 탄소를 함유한 담금질 경화성을 갖는 마텐자이트계 스테인레스강 분말을 사용하여 성형함으로써 성형체를 제조한다. 그리고, 그 성형체를 고상으로 소결한다. 이렇게 하여, 15% 이하의 공동률을 갖는 베이스 성형체(15e)를 작성한다. 이 베이스 성형체(15e)를 담금질하여 뜨임함으로써, 마텐자이트 조직을 갖는 베이스 성형체(15e)를 얻는다. 이어서, 그 베이스 성형체(15e)를 연삭 가공하여, 선단부(15a) 및 측면부(15b)를 마무리 가공한다. 마텐자이트 조직은 담금질 강의 조직의 일종이고, 탄소를 고용하고 있는 고용체를 의미한다. 그 마텐자이트 조직의 미세 조직은 침형상을 갖는다.

다음에, 마무리 가공된 베이스 성형체(15e)를 500℃ 내지 580℃의 온도로 질화 처리한다. 또는, 이 경우, 연질화 처리되는 것도 가능하다. 도 4 및 도 5a, 도 5b에 도시된 바와 같이, 공동(19)을 가진 베이스 성형체(15e)의 표면에 질소 확산층이 형성되고, 그 질소 확산층 위에 철-질소 화합물층(20)이 형성된다. 베인 측면부(15b)의 화합물층(20)이 더 연삭 가공되어, 측면부의 화합물층(20)이 제거된다. 이렇게 하여, 도 5c에 도시하는 바와 같이 측면부(15b)의 질소 확산층(21)이 노출된다. 질소 확산층(21)의 두께는 약 0.05㎜ 이상이다.

이와 같은 베인(15)은 16.0% 내지 18.0%의 크롬을 함유하기 때문에, 이에 의하여 종래의 베인에 비하여, 선단부(15a)의 화합물층(20)의 내마모성이 향상됨과 동시에, 질소 확산층(21)의 내마모성, 내응착 마모성이 현저히 향상된다.

또한, 베이스 성형체(15e)의 공동률이 15% 이하이기 때문에, 질화 처리 또는 연질화 처리시에 질소 가스가 베인(15)의 내부까지 깊게 침투하는 것이 방지된다. 그 때문에, 치수 왜곡이 작아지고, 질화에 의한 강도 저하와 취성화가 방지된다. 이에 대하여, 공동률이 15%를 넘는 경우, 예컨대 베이스 성형체에 형성된 구멍이 연속 공동인 경우, 베인의 강도가 저하되고 취성화되어 실사용 조건에 있어서의 운전이 불가능하게 된다. 또한, 공동률이 15%를 넘는 경우, 질화 처리시에 질소 가스가 베이스 성형체 전체에 확산되고, 그 때문에 베인(15)에 큰 왜곡이 발생하여, 베인이 사용 불가능하게 된다. 따라서, 베인(15)의 공동률은 15% 이하인 것이 바람직하다. 특히 바람직하게는, 베인(15)의 공동률이 10% 이하이고, 이 구성에 의하여 특히 우수한 상기의 효과가 얻어진다.

또한, 질화 처리가 500℃에서 580℃ 범위의 온도로 처리되기 때문에, 이에 의하여 화합물층(20)이나 질소 확산층(21)이 안정되게 형성된다. 그 때문에, 안정된 내마모성이 발휘된다. 또한, 질소 확산층(21)이 0.05㎜ 이상의 두께를 갖기 때문에, 질소 확산층(21)의 내마모성이 안정된다. 질화 처리 온도가 500℃보다 낮은 경우 또는 580℃보다 높은 경우에는, 화합물층(20)의 형성이 어렵게 되어, 질소 확산층(21)의 형성도 어렵게 된다. 질화 처리 온도는 약 550℃에서 570℃까지의 온도 범위가 특히 바람직하고, 이 경우에 현저히 우수한 상기의 효과가 얻어진다.

또한, 공동(19)이 베이스재(15e) 안에 점형태로 존재하는 것이 바람직하다. 이 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 질화 처리시에 공동(19)의 내벽에도 철-질소 화합물층인 공동내 화합물층(22)이 형성된다. 그 때문에, 공동내 화합물층(22)에 의하여, 공동(19)내에 냉동기유(27)가 유지된다. 따라서, 유지된 냉동기유(27)가 베인(15)의 미끄럼 운동시에 미끄럼 운동면에 공급되고, 그 결과 베인(15)의 내마모성이 향상된다. 또한, 약간의 연속 공동이 형성된 경우에 있어서도, 공동내 화합물층(22)이 공동을 밀봉시키는 기능을 한다. 따라서, 이 공동이 밀봉된 공동내 화합물층(22)에 의하여, 실린더(7)내에 부가된 압력이나 냉동기유(27)의 도피가 방지되어, 냉동기유 유압이 유지된다. 그 결과, 베인(15)의 내마모성이 더 향상된다.

이와 같이, 베인(15)은 충분한 강도를 갖는다. 또한, 우수한 내마모성을 갖는 화합물층(20)을 형성한 베인 선단부(15a)는, 가혹한 미끄럼 운동 조건에서도, 롤러(13)의 외주면(13a)에 대한 응착 마모의 발생을 방지한다. 또한, 베인측면부(15b)의 질소 확산층(21)도 우수한 내마모성을 갖는다. 롤러(13)는 크롬, 몰리브텐 및 인의 성분에 의하여 현저하게 우수한 내마모성을 갖고, 또한 니켈에 의하여 현저하게 우수한 담금성을 갖는다. 또한, 실린더(7)는 15% 이상의 펄라이트를 포함하는 공정 흑연 주철로부터 제조되기 때문에, 현저히 우수한 내마모성을 갖는다.

이상과 같이, 본 전형적 실시예에 따른 회전압축기에 있어서, (a) 윤활을 실행하는 냉동기유(27)의 첨가량이 근소한 경우, (b) 안내홈(14)과 베인(15)의 미끄럼 운동면에 유막이 발생하기 어렵고, 특히 냉매 자체가 윤활성을 가지지 않는 하이드로플루오르카본 냉매가 사용된 경우, 또는 (c) 베인(15)의 선단부(15a)와 롤러(13)의 외주면(13a)이 적은 유막을 갖는 금속 접촉에 가까운 경계 윤활 상태인 경우 등과 같은 엄격한 미끄럼 운동 조건인 회전압축기에 대해서도, 높은 장기 신뢰성을 갖는 압축기를 실현할 수 있다.

(실시예 2)

본 전형적 실시예 2의 회전압축기는 다음과 같은 구성을 구비한다.

실린더(7)는 95% 이상의 펄라이트를 포함하는 FC250에 의하여 제조된다. 롤러(13)는 0.8%의 크롬, 0.2%의 니켈, 0.2%의 몰리브덴 및 0.04%의 붕소를 첨가한 합금 주철에 의하여 제조되어, 담금질 및 뜨임 처리를 실시한다.

베인(15)의 베이스 성형체(15f)는 16.0% 내지 18.0%의 크롬, 6.50% 내지 7.75%의 니켈 및 0.09% 이하의 탄소를 함유하는 석출 경화성의 SUS631를 성형하여,고상 소결함으로써 제조된다. 그 베이스 성형체(15f)는 15% 이하의 공동률을 갖는다. 이 베이스 성형체(15f)가 고용화 처리되고, 중간 처리된 후에 석출 효과 처리된다. 이와 같이 하여, 베이스 성형체(15f)에 마텐자이트와 석출물을 혼재한 조직이 형성된다. 다음에, 이 조직을 갖는 베이스 성형체(15f)가 연삭 가공되어, 선단부(15a)와 측면부(15b)가 마무리된다. 그 후, 질화 처리 또는 연질화 처리에 의하여, 도 7a 및 도 7b에 도시하는 바와 같이 베이스 성형체(15f)에 화합물층(20)과 질소 확산층(21)을 형성한다. 실린더(7)에 슬라이딩 접촉하는 베인 측면부(15b)에 있어서의 화합물층(20)이 연삭 가공되어, 도 7c에 도시하는 바와 같이 측면부(15b)의 질소 확산층(21)이 노출된다. 롤러(13)의 외주면에 슬라이딩 접촉하는 베인(15)의 선단부(15a)에 있어서의 화합물층(20)은 잔존한다.

그 밖의 구성은 전형적 실시예 1과 같은 구성을 갖는다.

본 전형적 실시예에 따른 구성에 의하여, 다음과 같은 이점을 얻을 수 있다.

(a) 실린더(7)의 안내홈(14)과 베인(15)의 사이드가 가혹한 미끄럼 운동 조건인 경우, (b) 베인(15)의 선단부(15a)와 롤러(13)의 외주면(13a)이 적은 유막을 갖는 금속 접촉에 가까운 미끄럼 운동 조건인 경우 등의 경우에 있어서도, 베인(15)의 선단부(15a)가 우수한 내마모성을 갖는 화합물층(20)을 갖기 때문에, 롤러(13)의 외주면(13a)과의 응착 마모의 발생이 방지된다. 또한, 베인(15)의 측면부(15b)가 질소 확산층(21)을 갖기 때문에, 마모가 방지된다. 롤러(13)가 크롬, 몰리브덴, 및 붕소의 성분을 함유하기 때문에, 롤러(13)는 우수한 내마모성을 갖는다. 또한, 롤러(13)가 니켈 성분을 함유하기 때문에, 롤러는 우수한 소입성을 갖는다. 실린더(7)도 95% 이상의 펄라이트를 함유하기 때문에, 우수한 내마모성을 갖는다. 따라서, 이러한 롤러(13)와 베인(15)과 실린더(7)와의 조합에 의하여, 현저히 우수한 내마모성을 갖는 회전압축기가 얻어진다. 이러한 점으로부터, 우수한 장기 신뢰성을 갖는 회전압축기를 실현할 수 있다.

(실시예 3)

본 전형적 실시예 3의 회전압축기는 다음과 같은 구성을 구비한다.

롤러(13)는 0.8%의 크롬, 0.2%의 니켈, 0.2%의 몰리브덴 및 0.3%의 인 성분을 첨가한 합금 주철에 의하여 작성되고, 담금질 및 뜨임 처리를 실시한다. 실린더(7)는 90% 이상의 펄라이트를 포함하는 A형 편형상 흑연 주철 FC250에 의하여 제조된다.

베인(15)의 베이스 성형체(15e)는 0.95% 내지 1.2%의 탄소 및 16.0% 내지 18.0%의 크롬을 포함하는 마텐자이트계 스테인레스강으로 성형되고, 고상 소결함으로써 제조된다. 베이스 성형체(15e)는 15% 이하의 공동률을 갖는다. 이 베이스 성형체(15e)는 담금질 및 뜨임 처리되어, 마텐자이트로 조직화된다. 다음에, 이 베이스 성형체는 연삭 가공되고, 베인 선단부(15a)와 베인 측면부(15b)가 마무리된다. 그 후, 500℃ 내지 570℃의 온도로 질화 처리가 실행된다. 또한, 베인(15)의 선단부(15a)와 측면부(15b)가 연삭 가공된다. 선단부(15a)는 도 8a에 도시하는 바와 같이 잔존하는 화합물층(20)을 갖는다. 그 선단부(15a)의 표면조도(Ry)는 약 1㎛이다. 측면부(15b)는 도 8b에 도시하는 바와 같이 잔존하는 화합물층(20)을 갖는다.

그 밖의 구성은 전형적 실시예 1과 동일하다.

이러한 구성에 의하여, 다음과 같은 이점을 얻을 수 있다.

베인(15)의 선단부(15a)의 표면조도(Ry)가 약 1㎛이기 때문에, 베인 선단부(15a)와 롤러(13)의 미시적인 접촉에 있어서도, 헤르츠 응력이 작아진다. 그 때문에, 베인과 롤러의 마모는 방지된다. 또한, 베인(15)의 선단부(15a)는 잔존한 화합물층(20)을 갖기 때문에, 베인과 롤러(13)의 응착 마모의 발생이 방지된다. 또한, 측면부(15b)도 잔존하는 화합물층(20)을 갖기 때문에, 베인 측면부(15b)뿐만 아니라 실린더(7)의 안내홈(14)의 마모도 현저히 적어진다. 또한, 베인(15)의 선단부(15a)와 측면부(15b)의 미끄럼 운동면의 공동(19) 내에 냉동기유(27)가 유지되기 때문에, 베인(15)은 현저히 우수한 내마모성을 갖는다.

이와 같은 베인(15)과, 롤러(13)와, 실린더(7)의 조합에 의하여, 마모량이 현저히 감소한다. 따라서, 높은 장기 신뢰성을 갖는 압축기를 실현할 수 있다.

또, 본 실시예에 있어서, 베이스 성형체(15e)는 전형적 실시예 2에 있어서 사용한 베이스 성형체(15f)를 사용하는 것도 가능하며 이 경우 동일한 효과를 얻을 수 있다.

(실시예 4)

본 전형적 실시예 4의 회전압축기는 다음과 같은 구성을 구비한다.

도 9에 도시하는 바와 같이 화합물층(20)과 질소 확산층(21)의 경계 근방을연삭 함으로써, 베인(15)의 측면부(15b)는 화합물층(20)과 질소 확산층(21)을 혼합한 조직을 갖는다. 그 밖의 구성은 전형적 실시예 3과 동일하다.

이에 의하여, 매우 단단한 조직{화합물층(20)}과 단단한 조직{질소 확산층(21)} 사이에 냉동기유(27)가 유지된다. 그 때문에, 내마모성이 보다 향상된다. 그 결과, 높은 장기 신뢰성을 갖는 압축기를 실현할 수 있다.

또, 본 실시예에 있어서, 베이스 성형체(15e)는 전형적 실시예 2에 있어서 사용된 베이스 성형체(15f)를 사용하는 것도 가능하며 이 경우 동일한 효과를 얻을 수 있다.

(실시예 5)

본 전형적 실시예 5의 회전압축기는 다음과 같은 구성을 구비한다.

베인(15)의 베이스 성형체(15e)는 0.95% 내지 1.2%의 탄소 및 16.0% 내지 18.0%의 크롬을 포함한 마텐자이트계 스테인레스강을 성형하여, 고상 소결함으로써 제조된다. 베이스 성형체(15e)는 15% 이하의 공동률을 갖는다. 이 베이스 성형체는 담금질 및 뜨임 처리되어, 마텐자이트로 조직화된다. 그 후, 그 베이스 성형체는 수증기 처리된다. 이렇게 하여, 도 10에 도시하는 바와 같이 표면부 및 내부의 공동(19)에도 43산화철로 이루어지는 산화 피막(23)이 형성된다.

그 후에, 전형적 실시예 3과 마찬가지로, 연삭 가공을 실행하여, 선단부(15a)와 측면부(15b)가 마무리 가공된다. 그리고, 질화 처리가 560℃ 내지 570℃의 온도에서 실행되어, 화합물층(20)과 질소 확산층(21)과 공동내 화합물층(22)이 형성된다. 또한, 베이스 성형체(15e)는 연삭 가공된다. 이렇게 하여, 선단부(15a)는 잔존한 화합물층(20)을 갖고, 그 선단부(15a)의 표면조도(Ry)는 약 1㎛이다. 측면부(15b)에도 잔존한 화합물층(20)을 갖는다.

그 밖의 구성은 전형적 실시예 3과 동일하다.

이러한 구성에 의하여, 다음과 같은 이점을 얻을 수 있다.

일반적으로, 베인재가 많은 크롬 성분과 산화 크롬의 막을 갖는 경우, 보통의 질화 처리만으로는 질화막의 형성이 어렵다. 그 때문에, 황화수소 가스, 또는 불화질소 가스등에 의하여 산화크롬의 막을 제거하는 전처리가 필요하다. 그러나, 본 전형적 실시예와 같이, 베이스 성형체에 수증기 처리를 실시함으로써, 전 처리가 불필요하게 되거나 단축된다.

또한, 질화 처리 후의 화합물층(20)이나 질소 확산층(21)의 공동(19)에 공동내 화합물층(22)이나 산화 피막(23)이 미량으로 잔류한다. 그 때문에, 기밀성이 향상된다. 또한, 산화 피막(23)을 구성하는 43산화철이 다공질이기 때문에, 냉동기유(27)를 유지하는 능력이 커져서, 내마모성이 향상된다. 그 결과, 높은 장기 신뢰성을 갖는 압축기를 실현할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시예에 따른 구성에 의하여, 현저히 우수한 내마모성, 우수한 양산성 및 저비용 등의 효과를 갖는 베인을 얻을 수 있다. 그 결과, 높은 장기 신뢰성을 갖는 압축기를 얻을 수 있다. 이와 같은 베인은 하이드로플루오르카본 등의 내마모성이 떨어지는 대체 플레온 냉매를 사용한 압축기에 있어서, 특히 우수한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 베인은 소결 철의 사용에 의하여 제조되기 때문에, 베인은 연삭 가공으로만 제조될 수 있다. 따라서, 제조 공정이 대폭으로 절감되어, 제조 공정의 관리가 절감된다. 본 발명의 베인은 공동만을 형성하는 종래의 소결 철보다도 강도, 치수 왜곡, 양산성에 있어서 우수한 성능을 갖는다. 또한, 공동 내에도 철-질소 화합물층이 형성되기 때문에, 이에 의하여 냉동기유를 유지시킬 수 있게 되어, 그 결과 내마모성이 현저히 향상된다.

이와 같이, 본 발명의 구성에 의하여, 베인의 내마모성이 현저히 향상되어, 현저히 높은 장기 신뢰성을 갖는 회전압축기를 실현할 수 있다.

Claims

회전압축기에 있어서,

(a) 내공간과 홈을 갖는 실린더로서, 상기 홈은 상기 실린더의 외측과 상기 내공간을 관통하는 상기 실린더와,

(b) 상기 실린더의 내공간의 내면을 따라 미끄럼 운동하는 롤러와,

(c) 상기 홈의 안에 설치된 베인으로서, 상기 롤러에 대해 미끄럼 운동하면서, 상기 홈 안에서 왕복 미끄럼 운동하는 상기 베인과,

(d) 냉매를 포함하며,

상기 베인은 분말 재료의 소결에 의하여 형성된 스테인레스강과, 상기 스테인레스강의 표면에 도포된 질소 확산층과, 상기 질소 확산층 표면에 도포된 철-질소 화합물층을 갖고,

상기 스테인레스강은 상기 분말 재료의 소결에 의하여 형성된 다수의 미세 공동을 갖고, 상기 다수의 미세 공동은 15% 이하의 공동률을 갖는

회전압축기.
제 1 항에 있어서,

상기 베인은 마텐자이트 조직을 갖는 스테인레스강과, 상기 스테인레스강의 표면에 도포된 질소 확산층과, 상기 질소 확산층의 표면에 도포된 철-질소 화합물층을 갖고,

상기 스테인레스강은,

(i) 철, 9% 내지 27%의 크롬 및 0.4% 이상의 탄소를 함유하는 화학 조성과,

(ii) 철, 9% 내지 27%의 크롬, 4% 내지 8%의 니켈 및 0.2% 이하의 탄소를 함유하는 화학 조성 중 어느 하나의 화학 조성을 갖고,

상기 스테인레스강은 경화성 분말 재료의 소결에 의하여 형성된 다수의 미세 공동을 갖고, 상기 다수의 미세 공동은 15% 이하의 공동률을 갖는

회전압축기.
회전압축기에 있어서,

(a) 내공간과 홈을 갖는 실린더로서, 상기 홈은 상기 실린더의 외측과 상기 내공간을 관통하는 상기 실린더와,

(b) 상기 실린더의 내공간의 내면을 따라 미끄럼 운동하는 롤러와,

(c) 상기 홈의 안에 설치된 베인으로서, 상기 롤러에 대해 미끄럼 운동하면서, 상기 홈 안에서 왕복 미끄럼 운동하는 상기 베인과,

(d) 냉매를 포함하며,

상기 베인은 마텐자이트 조직을 갖는 스테인레스강과, 상기 스테인레스강의 표면에 도포된 질소 확산층과, 상기 질소 확산층의 표면에 도포된 철-질소 화합물층을 갖고,

상기 스테인레스강은 철, 9% 내지 27%의 크롬 및 0.4% 이상의 탄소를 함유하는 화학 조성을 갖고,

상기 스테인레스강은 담금질 경화성을 갖는 분말 재료의 소결에 의하여 형성된 다수의 미세 공동을 갖고, 상기 다수의 미세 공동은 15% 이하의 공동률을 갖는

회전압축기.
제 3 항에 있어서,

상기 실린더는 대략 원통형상을 갖고,

상기 홈은 상기 실린더의 반경방향으로 형성되고,

상기 실린더의 상기 내공간은 원형상의 횡단면을 갖고,

상기 공간은 흡입부와 토출부를 갖고,

상기 롤러의 외주면은 원형상의 횡단면을 갖고,

상기 롤러의 외주면이 상기 내공간의 내주면을 미끄럼 운동하면서, 상기 롤러가 상기 내공간 안에서 회전하고,

상기 베인의 선단부가 상기 롤러의 외주면에 미끄럼 운동하면서, 상기 베인이 상기 홈 안에서 왕복 미끄럼 운동함과 동시에, 상기 베인은 상기 실린더의 내공간을 상기 흡입부와 상기 토출부로 구획하는

회전압축기.
제 3 항에 있어서,

상기 분말 재료는 담금질 경화성을 갖고,

상기 마텐자이트 조직은 베이스 성형체의 담금질 및 뜨임 처리에 의하여 형성되고, 상기 베이스 성형체는 상기 분말 재료의 소결에 의하여 형성되며,

상기 질소 확산층과 상기 화합물층은 상기 마텐자이트 조직을 갖는 상기 베이스 성형체의 질화 처리에 의하여 형성되는

회전압축기.
제 3 항에 있어서,

상기 스테인레스강은 SUS440A, SUS440B, SUS440C, SKD1 및 SKD11로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 갖는

회전압축기.
회전압축기에 있어서,

(a) 내공간과 홈을 갖는 실린더로서, 상기 홈은 상기 실린더의 외측과 상기 내공간을 관통하는 상기 실린더와,

(b) 상기 실린더의 내공간의 내면을 따라 미끄럼 운동하는 롤러와,

(c) 상기 홈의 안에 설치된 베인으로서, 상기 롤러에 대해 미끄럼 운동하고, 상기 홈 안에서 왕복 미끄럼 운동하는 상기 베인과,

(d) 냉매를 포함하며,

상기 베인은 마텐자이트 조직을 갖는 스테인레스강과, 상기 스테인레스강의 표면에 도포된 질소 확산층과, 상기 질소 확산층의 표면에 도포된 철-질소 화합물층을 갖고,

상기 스테인레스강은 철, 9% 내지 27%의 크롬, 4% 내지 8%의 니켈 및 0.2% 이하의 탄소를 함유하는 화학 조성을 갖고,

상기 스테인레스강은 석출 경화성을 갖는 분말 재료의 소결에 의하여 형성된 다수의 미세 공동을 갖고, 상기 다수의 미세 공동은 15% 이하의 공동률을 갖는

회전압축기.
제 7 항에 있어서,

상기 실린더는 대략 원통형상을 갖고,

상기 홈은 상기 실린더의 반경방향으로 형성되고,

상기 실린더의 내공간은 원형상의 횡단면을 갖고,

상기 공간은 흡입부와 토출부를 갖고,

상기 롤러의 외주면은 원형상의 횡단면을 갖고,

상기 롤러의 외주면이 상기 내공간의 내주면을 미끄럼 운동하면서, 상기 롤러가 상기 내공간 안에서 회전하고,

상기 베인의 선단부가 상기 롤러의 외주면에 미끄럼 운동하면서, 상기 베인이 상기 홈 안에서 왕복 미끄럼 운동함과 동시에, 상기 베인은 상기 실린더의 내공간을 상기 흡입부와 상기 토출부로 구획하는

회전압축기.
제 7 항에 있어서,

상기 분말 재료는 석출 경화성을 갖고,

상기 마텐자이트 조직은 베이스 성형체의 열처리에 의하여 형성되고,

상기 베이스 성형체는 상기 분말 재료의 소결에 의하여 형성되고,

상기 질소 확산층과 상기 화합물층은 상기 마텐자이트 조직을 갖는 상기 베이스 성형체의 질화 처리에 의하여 형성되는

회전압축기.
제 7 항에 있어서,

상기 스테인레스강은 SUS630과 SUS631 중 적어도 하나를 갖는

회전압축기.
제 2 항에 있어서,

상기 마텐자이트 조직은 베이스 성형체에 의하여 형성되고,

상기 베이스 성형체는 상기 분말 재료의 소결에 의하여 형성되며,

상기 베이스 성형체는 고상 소결과 액상 소결 중 적어도 하나에 의하여 형성되는

회전압축기.
제 2 항에 있어서,

상기 베인은 상기 홈에 미끄럼 운동하는 베인 측면부를 갖고,

상기 베인 측면부는 연삭 가공에 의하여서 노출된 상기 질소 확산층의 표면을 갖고,

상기 베인 측면부의 질소 확산층이 상기 홈의 내면에 대해 미끄럼 운동하는

회전압축기.
제 2 항에 있어서,

상기 베인은 상기 홈에 미끄럼 운동하는 베인 측면부를 갖고,

상기 베인 측면부는 연삭 가공에 의해서 노출된 상기 질소 확산층과 상기 화합물층의 쌍방의 표면을 갖고,

상기 베인 측면부의 질소 확산층과 상기 화합물층의 쌍방이 상기 홈의 내면에 대해 미끄럼 운동하는

회전압축기.
제 2 항에 있어서,

상기 베인은 상기 홈에 미끄럼 운동하는 베인 측면부를 갖고,

상기 베인 측면부는 연삭 가공에 의해서 노출된 상기 화합물층의 표면을 갖고,

상기 다수의 미세 공동중의 적어도 하나의 공동이 상기 화합물층의 표면에 노출되고,

상기 베인 측면부의 화합물층이 상기 홈의 내면에 대해 미끄럼 운동하는

회전압축기.
제 2 항에 있어서,

상기 베인은 상기 롤러에 대해 미끄럼 운동하는 베인 선단부를 갖고,

상기 베인 선단부는 상기 화합물층의 표면을 갖고,

상기 화합물층의 표면이 상기 롤러의 표면에 미끄럼 운동하는

회전압축기.
제 2 항에 있어서,

상기 베인은 상기 롤러에 대해 미끄럼 운동하는 베인 선단부를 갖고,

상기 베인 선단부는 연삭 가공에 의하여 노출된 표면조도가 3㎛ 이하인 상기 화합물층의 표면을 갖고,

상기 화합물층의 표면이 상기 롤러의 표면에 미끄럼 운동하는

회전압축기.
제 2 항에 있어서,

상기 질소 확산층과 상기 화합물층은 가스 질화 처리와 가스 연질화 처리 중 적어도 하나에 의하여 형성되는

회전압축기.
제 2 항에 있어서,

상기 질소 확산층은 0.05㎜ 이상의 두께를 갖는

회전압축기.
제 2 항에 있어서,

상기 베인의 공동은 수증기 처리에 의하여 형성된 산화 피막을 갖는

회전압축기.
제 2 항에 있어서,

상기 롤러는 철, 0.5% 내지 1.0%의 크롬, 0.2% 내지 0.4%의 몰리브덴 및 0.1% 내지 0.4%의 인을 함유하는 주조 합금으로 만들어지는

회전압축기.
제 2 항에 있어서,

상기 롤러는 철, 0.5% 내지 1.0%의 크롬, 0.2% 내지 0.4%의 몰리브덴 및 0.02% 내지 0.1%의 붕소를 함유하는 주조 합금에 의하여 만들어지는

회전압축기.
제 2 항에 있어서,

냉동기유를 더 포함하고,

상기 냉매는 하이드로플루오르카본이고,

상기 냉동기유가 에스테르유를 갖는

회전압축기.
제 2 항에 있어서,

상기 냉매가 디플루오르메탄을 함유하는

회전압축기.
제 2 항에 있어서,

상기 다수의 미세한 공동 중에 형성된 철-질소의 화합물층을 포함한

회전압축기.
제 2 항에 있어서,

냉동기유를 더 포함하고,

상기 냉동기유가 다수의 상기 미세한 공동 중에 부착 가능한

회전압축기.
회전압축기 제조 방법에 있어서,

(a) 실린더를 제조하는 공정과,

(b) 롤러를 제조하는 공정과,

(c) 베인을 제조하는 공정과,

(d) 냉매를 제공하는 공정과,

(e) 상기 실린더와 상기 롤러와 상기 베인과 상기 냉매를 조립하는 공정을 포함하며,

상기 베인을 제조하는 공정은,

(i) 스테인레스강 분말 재료를 소정의 형상으로 성형하여, 성형체를 제조하는 공정과,

(ii) 상기 성형체를 소성하여, 미세 공동을 갖는 베이스 성형체를 제조하는 공정과,

(ⅲ) 상기 베이스 성형체를 열처리하여, 마텐자이트 조직을 갖는 베이스 성형체로 제조하는 공정과,

(ⅳ) 상기 마텐자이트 조직과 상기 미세 공동을 갖는 상기 베이스 성형체를 질화 처리하여, 상기 베이스 성형체 표면에 질소 확산층과, 철-질소 화합물층을 도포하는 공정을 포함하며,

여기서, 상기 미세 공동은 15% 이하의 공동률을 갖고,

상기 질소 확산층은 상기 베이스 성형체 위에 형성되고,

상기 화합물층은 상기 질소 확산층 위에 형성되는

회전압축기 제조 방법.
제 26 항에 있어서,

상기 실린더는 내공간과 홈을 갖고,

상기 홈은 상기 실린더의 외측과 상기 내공간을 관통하고,

상기 롤러는 상기 실린더의 내공간의 내면을 따라 미끄럼 운동하고,

상기 베인은 상기 홈의 안에 설치되고,

상기 베인이 상기 롤러에 대해 미끄럼 운동하면서, 상기 베인은 상기 홈 안에서 왕복 미끄럼 운동하는

회전압축기 제조 방법.
제 27 항에 있어서,

상기 실린더는 대략 원통형상을 갖고,

상기 홈은 상기 실린더의 반경방향으로 형성되고,

상기 실린더의 내공간은 원형상의 횡단면을 갖고,

상기 공간은 흡입부와 토출부를 갖고,

상기 롤러의 외주면은 원형상의 횡단면을 갖고,

상기 롤러의 외주면이 상기 내공간의 내주면을 미끄럼 운동하면서, 상기 롤러가 상기 내공간 안에서 회전하고,

상기 베인의 선단부가 상기 롤러의 외주면에 미끄럼 운동하면서, 상기 베인이 상기 홈 안에서 왕복 미끄럼 운동함과 동시에, 상기 베인은 상기 실린더의 내공간을 상기 흡입부와 상기 토출부로 구획하는

회전압축기 제조 방법.
제 26 항에 있어서,

상기 분말 재료는 철, 9% 내지 27%의 크롬 및 0.4% 이상의 탄소를 함유하는 화학 조성을 갖고,

상기 분말 재료는 담금질 경화성을 갖고,

상기 베이스 성형체를 열처리하는 공정은 상기 베이스 성형체를 담금질 및 뜨임 처리를 갖는

회전압축기 제조 방법.
제 29 항에 있어서,

상기 스테인레스강 분말 재료는 SUS440A, SUS440B, SUS440C, SKD1 및 SKD11로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 갖는

회전압축기 제조 방법.
제 26 항에 있어서,

상기 분말 재료는 철, 9% 내지 27%의 크롬, 4% 내지 8%의 니켈 및 0.2% 이하의 탄소를 함유하는 화학 조성을 갖고,

상기 분말 재료는 석출 경화성을 갖는

회전압축기 제조 방법.
제 31 항에 있어서,

상기 스테인레스강 분말 재료는 SUS630과 SUS631로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 갖는

회전압축기 제조 방법.
제 26 항에 있어서,

상기 성형체를 소성 하는 공정은 고상 소결과 액상 소결 중 적어도 하나의 소성 공정를 갖는

회전압축기 제조 방법.
제 26 항에 있어서,

상기 베인을 제조하는 공정은

(v) 상기 베인의 측면을 절삭 가공하여, 상기 베인의 측면에 도포된 상기 화합물층을 제거하고, 그에 의하여 상기 질소 확산층을 노출시키는 공정을 더 갖고,

상기 베인 측면의 질소 확산층이 상기 실린더에 형성된 홈에 미끄럼 운동하는

회전압축기 제조 방법.
제 26 항에 있어서,

상기 베인을 제조하는 공정은

(v) 상기 베인의 측면을 절삭 가공하여, 상기 베인의 측면에 도포된 상기 화합물층의 일부와 상기 질소 확산층의 일부의 쌍방을 노출시키는 공정을 더 갖고,

상기 베인 측면의 화합물층의 일부와 상기 질소 확산층의 일부의 쌍방을 갖는 면이 상기 실린더에 형성된 홈에 미끄럼 운동하는

회전압축기 제조 방법.
제 26 항에 있어서,

상기 베인을 제조하는 공정은

(v) 상기 베인의 측면을 절삭 가공하여, 상기 베인 측면의 화합물층 중에 형성되어 있는 상기 미세 공동을 노출시키는 공정을 더 갖고,

상기 베인 측면의 미세 공동을 갖는 상기 화합물층이 상기 실린더에 형성된 홈에 미끄럼 운동하는

회전압축기 제조 방법.
제 26 항에 있어서,

상기 베인의 선단부는 상기 화합물층을 갖고,

상기 화합물층을 갖는 상기 베인 선단부가 상기 롤러에 대해 미끄럼 운동하는

회전압축기 제조 방법.
제 26 항에 있어서,

상기 베인을 제조하는 공정은

(v) 상기 베인의 선단을 절삭 가공하여, 표면조도(Ry)가 3㎛ 이하인 상기 화합물층의 표면을 노출시키는 공정을 더 갖고,

상기 베인의 상기 선단의 표면조도(Ry)가 3㎛ 이하인 상기 화합물층이 상기 롤러에 대해 미끄럼 운동하는

회전압축기 제조 방법.
제 26 항에 있어서,

상기 (ⅳ) 공정의 베이스 성형체를 질화 처리하는 공정은 가스 질화 처리 및 가스 연질화 처리 중의 적어도 하나를 갖는

회전압축기 제조 방법.
제 26 항에 있어서,

상기 (ⅳ) 공정은 500℃ 내지 580℃ 범위의 온도에서, 상기 베이스 성형체를 질화 처리하고, 두께가 0.05㎜ 이상인 상기 질소 확산층을 형성하는 공정을 갖는

회전압축기 제조 방법.
제 26 항에 있어서,

상기 베인을 제조하는 공정은

상기 미세 공동을 갖는 상기 베이스 성형체 표면을 수증기 처리하여, 상기 미세 공동 내에 산화 피막을 형성하는 공정을 더 갖는

회전압축기 제조 방법.
제 26 항에 있어서,

상기 롤러를 제조하는 공정은 철, 0.5% 내지 1.0%의 크롬, 0.2% 내지 0.4%의 몰리브덴 및 0.1% 내지 0.4%의 인을 함유하는 화학 조성의 주조 합금을 제조하는 공정을 갖는

회전압축기 제조 방법.
제 26 항에 있어서,

상기 롤러를 제조하는 공정은 철, 0.5% 내지 1.0%의 크롬, 0.2% 내지 0.4%의 몰리브덴 및 0.02% 내지 0.1%의 붕소를 함유하는 화학 조성의 주조 합금을 제조하는 공정을 갖는

회전압축기 제조 방법.
제 26 항에 있어서,

상기 회전압축기는 냉동기유를 더 포함하고, 상기 냉매가 하이드로플루오르카본를 갖고, 상기 냉동기유는 에스테르유를 갖는

회전압축기 제조 방법.
제 26 항에 있어서,

상기 냉매가 디플루오르메탄를 함유하는

회전압축기 제조 방법.
제 26 항에 있어서,

상기 미세 공동은 그 미세 공동 내에 형성된 철-질소의 화합물층을 갖는

회전압축기 제조 방법.
제 26 항에 있어서,

상기 회전압축기는 냉동기유를 더 포함하고, 상기 냉동기유가 상기 미세 공동 내에 부착 가능한

회전압축기 제조 방법.