压缩机和无油螺杆压缩机及其壳体的制造方法技术

本发明专利技术的目的在于提供一种对于复杂形状的壳体，在其表面具有耐腐蚀性覆膜的压缩机。该压缩机是一种在由壳体构成的压缩室内压送气体的压缩机，壳体用铸铁制成，在壳体的表面形成有铁、氮、碳的化合物与氮化铁的混合体层和四氧化三铁的氧化物层。由此，具有通过气体软氮化和氧化处理而形成的覆膜的壳体的耐腐蚀性提高，因此能够提供一种抑制了生锈和因生锈而引起的粘连和卡住少的压缩机。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在压缩室内压送气体的压缩机和该压缩机的壳体，特别涉及提高壳体的压缩室内部以及空气流路的耐腐蚀性的表面处理。
技术介绍
压缩机是在由壳体所构成的压缩室内压送气体的设备，其压缩机方式有通过转子的旋转运动压送气体的螺杆压缩机、通过活塞的往复运动压送气体的往复式压缩机、通过涡旋状齿形部件的旋转运动压送气体的涡旋压缩机等。下面，以螺杆压缩机为例进行说明。螺杆压缩机的结构是，在由吸入侧壳体和排出侧壳体构成的压缩室内，一对阳转子与阴转子相互啮合同时旋转，由两个转子之间和壳体与转子形成的空间在轴向上移动并同时缩小，从而压缩上述空间内的流体。另外，在这种螺杆压缩机中，有在壳体内作为流体而供给油的油冷式与不供油的无油式。在油冷式的压缩机中，阳转子与阴转子隔着油膜接触并旋转。该油冷式利用油来冷却因转子的旋转所产生的摩擦热，从而能够防止转子间的烧接。这种油冷式在压缩空气中混入油雾，因此在食品工业、半导体相关等需要清洁空气的领域中并不适合。另一方面，由于无油式完全不供油，因此能够提供清洁的空气，但是，因为没有油进行密封，因此为了不在转子之间发生烧接，使两个转子和转子与壳体之间以非接触式旋转。因此，在无油式压缩机中，为了向转子提供旋转力，在转子的轴端部安装有同步齿轮，因此与油冷式相比结构复杂。另外，无油式的转子是非接触的，因此，从两个转子之间和转子与壳体之间等的缝隙被压缩的空气向吸入侧倒流，有可能对螺杆压缩机的性能产生恶劣影响。因此，在无油式螺杆压缩机中，为了提高体积效率等的性能，必须将两个转子之间和转子与壳体之间等的缝隙做成极小的非接触。但是，实际上存在热膨胀和机械加工误差等，不可能完全非接触，因此，如日本专利第5416072号公报(专利文献I)中所记载的那样，在转子表面涂敷固体润滑膜。除此之外，在无油螺杆压缩机中，影响可靠性的原因是生锈。由于转子的材质是不锈钢，另外还涂敷有固体润滑膜，因此，这样就几乎不会生锈。但是，由于壳体的材质是铸铁，因此容易生镑。关于这种对壳体的处理，有在日本特表2004-502095号公报(专利文献2)中所记载的实施耐磨损性涂层的例子。在该专利文献2中记载了，在转子或壳体或者在该两者上涂装耐磨损性涂层，其目的是减少压缩空气的泄漏。还记载了使用氮化物涂层作为涂层的例子。另外，在日本特开2005-83235号公报(专利文献3)中记载了在滑动面上覆盖金属氮化物的螺杆压缩机。其目的也在于确保滑动部的耐磨损性并提高密闭性。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利第5416072号公报专利文献2:日本特表2004-502095号公报专利文献3:日本特开2005-83235号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题无油压缩机如油冷式压缩机那样，由于没有冷却被隔热压缩而温度上升的空气的介质，因此，例如在螺杆压缩机的情况下，转子的吸入侧与排出侧的温差、压力差均增大。在大致室温时吸入的空气通过螺旋旋转被压缩至800kPa，在通过隔热压缩排出时变成高温，根据机种不同，大约达到400°C的高温。因此，转子和壳体内部大致上升至与压缩空气温度同等的温度，如果不做任何处理，则壳体的外侧也随着内部温度的上升而变热。因此，在壳体中设置有用于冷却的流路(轴套)，根据机种不同，使冷却液和油等流体在其中流动，从外侧冷却压缩机，将温度上升控制在60?80°C。压缩机停止运转时，在压缩机内部高温的压缩空气冷却，空气中的水分冷凝并结露。于是，水分附着在压缩机内部以及空气流路表面。因此，吸入侧壳体以及排出侧壳体存在母材金属露出的部分，在该露出部分生锈。所产生的锈逐渐扩大生长，如果其碎片混入压缩机内部，启动时就会发生粘连，如果进一步恶化，则转子之间卡住，成为压缩机故障的原因。另外，最近几年，对于无油式压缩机的免维护性的要求越来越高，因此要求其具有更好的防锈措施。因此，必须在壳体表面处理具有更好防锈效果的耐腐蚀性被膜。但是，除了其壳体因机种不同是超过100千克的重量物体，且收纳转子的压缩室夕卜，用来从外侧冷却的轴套、以能够旋转的方式支承转子的滚动轴承的嵌合部等形成非常复杂的结构。因此，如化学转化处理和电镀那样，对于浸渍在反应液中的处理，如果考虑前处理、清洗工艺、在这些液体中的取放等，处理并不容易。于是，过去在壳体内部喷涂包括防锈颜料的润滑剂，在外面单独涂装涂料。因此，存在壳体内部与壳体外面的交界部分的防锈不充分，还有外面涂装费事等问题。本专利技术的目的在于，提供一种针对复杂形状的壳体，在其表面具有耐腐蚀性覆膜的压缩机。用于解决课题的方案为了解决上述课题，例如采用要求权利的范围所述的结构。本专利技术包括多个解决上述课题的方案，举其一例是在由壳体构成的压缩室内压送气体的压缩机，壳体用铸铁制成，在壳体的表面形成有铁、氮、碳的化合物与氮化铁的混合体层和四氧化三铁的氧化物层。专利技术效果根据本专利技术，壳体的耐腐蚀性提高，因此能够提供一种抑制生锈，因生锈所产生的粘连和卡住少的压缩机。【附图说明】图1是表示无油螺杆压缩机的吸入侧和排出侧壳体的立体图。图2是表示无油螺杆压缩机的阳转子与阴转子的立体图。图3是无油螺杆压缩机主体的横截面图。图4是无油螺杆压缩机主体的纵截面图。图5是实施例1中的通过气体软氮化与氧化处理而形成的覆膜的示意图。图6是表示实施例2中的石墨部的气体软氮化覆膜生长过程的示意图。图7是实施例2中的覆膜截面照片。图8是表示实施例2中的由气体软氮化层与氧化层构成的膜厚的最薄部膜厚与突起部最大高度的关系的曲线图。图9是表不图8的A点的表面粗糙度的一部分的图。图10是表不图8的B点的表面粗糙度的一部分的图。图11是表不图8的C点的表面粗糙度的一部分的图。图12是表示实施例3中的由气体软氮化层与氧化层构成的膜厚的最薄部膜厚与表示耐腐蚀性的生锈面积率的关系的曲线图。【具体实施方式】下面，根据【附图说明】本专利技术的实施例，首先，使用【附图说明】一般的无油螺杆压缩机的结构。螺杆压缩机用图2所示的、通过阳转子3与阴转子4两个转子啮合旋转来压缩空气的结构。阳转子3从吸入侧看在顺时针方向上旋转，阴转子4从吸入侧看在逆时针方向上旋转。该阳转子3、阴转子4收纳在图1所示的由排出侧壳体2和吸入侧壳体I构成的压缩室内。图3是无油螺杆压缩机主体的横截面图。在图3中，相互啮合的阳转子3以及阴转子4各自的两端部分别被设置于转子轴16上的滚动轴承6自由旋转地支承，且利用设置于转子轴16上的轴封装置7来抑制从压缩室泄漏的空气。另外，轴封装置7防止润滑滚动轴承6后的油侵入由排出侧壳体2和阴阳转子3、4所形成的压缩室内。在压缩室内，例如并不喷射油来冷却上述一对当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在由壳体构成的压缩室内压送气体的压缩机，其特征在于：所述壳体用铸铁制成，在该壳体的表面形成有铁、氮、碳的化合物与氮化铁的混合体层和包含四氧化三铁的氧化物层。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：池田由纪子，冈谷真克，柳瀬裕一，
申请(专利权)人：株式会社日立产机系统，
类型：发明
国别省市：日本;JP