[发明专利]旋转式压缩机

说明书

本发明涉及一种具有一偏心转子和一叶片的旋转式压缩机，该压缩机用于空调器、制冷器或类似装置的制冷循环中，更具体地说，本发明涉及一种用氟化烃(hydrofluorocarbon)(以下简称HFC)替代含氯氟烃(以下简称CFC)作为制冷剂的压缩机。

在旋转式压缩机中，一般用液压偏压装置、弹簧，或类似装置，将一叶片压靠在转子的外圆周表面上，以便在这两个部件之间维持紧密的密封性，由此获得高的排气压力。转子偏心地转动，同时恒定地与叶片接触。为了按照高性能压缩机的要求增加气体压缩比，就必须增加转子的旋转速度。当转子的转速增加时，相互保持不动的转子和叶片的相互接触部分的磨损会明显增加。转子旋转时，它的外圆周表面与叶片接触，两个相对的端面与气缸壁接触。因此，不仅要求转子自身具有耐磨性，而且叶片和气缸也不能被磨损，该叶片和汽缸是与之配合的滑动接触件。

按常规，这种转子是由连续铸造的铸铁，共晶石墨铸铁，铜-铬体系、铜-钼体系或钼-镍-铬体系低合金铸铁制成的。众所周知，与用其它铸造方法生产的铸铁相比，用连续铸造方法制得的铸铁具有较细的表层结构和更好的耐磨性能。例如，这种材料在JP-B2-60-1943中有介绍。

目前，用于压缩机的制冷剂是CFC。众所周知，当CFC释放进入大气时，它会扩散到平流层并通过紫外线的辐射而分解，其释放出来的氯会破坏臭氧层。臭氧层的这种破坏被认为是全球性的环境问题。已作出在2000年全面停止使用CFC的决议，并且在各个国家已在进行替代制冷剂的研制。

作为替代制冷剂，不含氯的HFC是最有前途的。例如，可以提出称为R-134a的1、1、1、2四氟乙烷(CH FCF)作为制冷剂。与常用的CFC相比较，虽然这种制冷剂碳氟化合物不会对环境有如此多的有害影响，但它存在下列问题：

a)该制冷剂的润滑性差；

b)必须增加压缩比，由此使作用在转子和叶片上的载荷增大；

c)该制冷剂的吸湿性较大；

d)与该制冷剂一起使用的润滑剂的润滑性差；

e)润滑剂的吸湿性较大；

f)滑动接触件，如气缸、转子和叶片的磨损增加。

特别是，上述第f)条中提到的磨损问题严重。由于常用的CFC中含有氯，它在滑动接触件的表面上形成稳定的保护膜(氯化物)，由此使滑动接触表面具有良好的耐磨性。另一方面，为了克服环境问题，替代的碳氟化合物HFC不含氯。因此，不同于CFC，不能期望其有改善耐磨损性能的有益效果，而且HFC还存在实际应用问题。因此，在不改变转子材料的类型的情况下，使用这种替代的碳氟化合物，则转子的磨损会由于与叶片的滑动接触而加重，并且转子和叶片之间会出现划痕，从而导致实用的压缩机不具有足够的寿命，尽管用连续铸造方法生产的铸铁具有极好的耐磨性能。

因此，本发明的主要目的是解决HFC用作旋转式压缩机的制冷剂时转子的材料性能问题。本发明的另一目的是提出一种压缩机，其转子和叶片有良好的适应性，使这两个部件的滑动接触表面的磨损得以减少，并因此而使该压缩机能经历长时间的运行。

根据上述要求提供的压缩机如下：

一种压缩机，其包括一个具有一吸气口和一排气口的气缸，一个在气缸内偏心转动的转子，和一个用偏置装置的偏压力迫使其恒定地与转子接触的叶片，其中由吸气口吸入气缸的制冷剂被转子和叶片压缩，然后由排气口排出气缸，其中转子是由铁基合金制成的，其成分的重量百分比基本上为：2.0-3.9％的碳总含量，2.0-3.0％的Si，0.3-1.0％的Mn，最多达0.10％的S(硫)，多于零但不大于0.50％的V，0.3-1.0％的P(磷)，0.01-0.5％的Sb，其余的是Fe和附带的杂质。

本发明的另一个内容是，提供了一种压缩机，其中转子是由铁基合金制成的，其成分的重量百分比基本上为：2.0-3.9％的碳总含量，2.0-3.0％的Si，0.3-1.0％的Mn，最多到0.10％的S，多于零但不大于0.50％的V，0.3-1.0％的P，0.01-0.5％的Sb，0.001-0.5％的B(硼)，其余的是Fe和附带的杂质。

在形成转子的各种铁基合金中，P、Sb和B的含量最好分别为0.4-0.6％，0.05-0.12％和0.07-0.13％。而且形成转子的各种铁基合金还可以包含(以重量百分比计)0.05-1.0％的Cu，0.05-1.0％的Mo和0.05-1.0％的Cr中的至少一种。