[发明专利]叶轮、压缩机以及发动机

说明书

一种耐环境性构件，具备：Al合金基材(41)；非电解镀层(42)，其在Al合金基材(41)的表面形成；Si层(43)或耐腐蚀性金属层(53)，它们在非电解镀层(42)的表面形成；以及类金刚石碳层(44)或陶瓷层(54)，它们在Si层(43)或耐腐蚀性金属层(53)的表面形成，通过该耐环境性构件形成压缩机的叶轮，从而能够使该叶轮兼备耐磨损性以及耐侵蚀性。

技术领域

本发明涉及耐环境性构件和使用该耐环境性构件的叶轮、压缩机以及发动机。

背景技术

例如，如专利文献1所示，在船舶用发动机中，具有一种低压废气再循环(EGR：Exhaust Gas Recirculation)系统来作为降低废气中的NOx的系统。该低压EGR系统将从主机的增压机出口向排气用配管排出的低压废气的一部分作为再循环气体并将其返回到增压机入口。由此，燃烧用气体的氧浓度降低，作为燃料与氧的反应的燃烧的速度变慢，燃烧温度降低，从而能够减少NOx的产生量。

另外，在船舶用发动机中使用S成分较多的燃料，因此在废气中包含有成为增压机的压缩机的叶轮的腐蚀成分的S成分以及Cl成分。因此，在EGR系统中设置有使用清洗水去除再循环气体中的S成分的洗涤器。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5916772号公报

专利文献2：日本专利第5883001号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，有时即使在使用洗涤器清洗了再循环气体的情况下，S成分也会残留在再循环气体中。另外，清洗后的再循环气体中所含的液滴在配置于洗涤器的下游的除雾器单元内被去除，但存在通过除雾器单元后的再循环气体中的水分在到达增压机的压缩机之前凝结的可能性。

在再循环气体中凝结的液滴含有S成分以及Cl成分，因此氢离子浓度(pH)达到1～2左右。在此，在增压机的压缩机的叶轮上使用轻量且高强度的Al合金基材，但存在Al合金基材被再循环气体中所含的液滴腐蚀(发生侵蚀(corrosion))的可能性。

在再循环气体中凝结的液滴与压缩机的叶轮发生碰撞。由此，叶轮发生塑性变形，并存在叶轮因其反复而损耗(产生磨损(erosion))的可能性。

作为针对上述问题点的第一对策，考虑对叶轮的Al合金基材实施阳极氧化处理的方法，但该方法存在无法充分得到耐磨损性以及耐侵蚀性的可能性。

另外，作为针对上述问题点的第二对策，考虑通过物理蒸镀法或化学蒸镀法来在叶轮的Al合金基材表面涂敷陶瓷层的方法。该陶瓷层成为具有耐侵蚀性的高硬度膜。然而，在该方法中，在液滴与陶瓷层发生碰撞时，冲击会传递到内侧的Al合金基材，该Al合金基材发生变形，从而存在在陶瓷层产生裂纹，陶瓷层与Al合金基材剥离的可能性。另外，还存在如下可能性：上述液滴从裂开的部分或剥离的部分浸透至Al合金基材，从而腐蚀Al合金基材。此外，还存在如下可能性：陶瓷层从最开始(在涂敷成膜时)就存在缺陷，上述液滴从该缺陷浸透至Al合金基材，从而腐蚀Al合金基材。

另外，作为针对上述问题点的第三对策，考虑对叶轮的Al合金基材表面实施Ni-P合金等非电解镀覆的方法，但在镀膜中含有微量的S成分，因此存在无法充分得到耐侵蚀性的可能性。

鉴于上述技术课题，本发明的目的在于提供兼备耐磨损性和耐侵蚀性的耐环境性构件和使用该耐环境性构件的叶轮、压缩机以及发动机。

用于解决课题的方案

解决上述课题的第一发明的耐环境性构件，其特征在于，具备：

Al合金基材；

非电解镀层，其在所述Al合金基材的表面形成；