(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機に用いるインペラの作製方法であって、
第１のインサートと母材との間の間隙に第１の金属粉を配置することにより、前記母材に中間層を取り付けるステップと、
熱間静水圧プレスによって前記母材と前記第１の金属粉と前記第１のインサートとを加工して、前記中間層を前記母材に接合するステップであって、前記中間層が約１パーセント未満の気孔率を有し、前記中間層の熱膨張率が前記母材と外面層の熱膨張率の中間であるステップと、
前記第１のインサートを除去するステップと、
第２のインサートと前記中間層との間の間隙に耐食性を有する第２の金属粉を配置することにより、前記中間層に外面層を取り付けるステップと、
熱間静水圧プレスによって前記母材と前記中間層と前記第２の金属粉と前記第２のインサートとを加工して、前記外面層を前記中間層に接合するステップであって、前記外面層が約１パーセント未満の気孔率を有するステップと、
前記第２のインサートを除去するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記中間層と前記外面層が、前記母材から前記中間層及び前記外面層までの距離の変化に伴って変化する熱膨張率を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
各層が異なる熱膨張率を有する少なくとも２つの層を含むように前記中間層を形成するステップを更に含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記インペラが、いずれも前記母材の一体型の単一部品から形成されたディスク部とカウンタディスク部と複数のブレードとを含む、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記インペラが、各々が前記母材から個別に作製される、熱間静水圧プレスによって前記中間層及び外面層が間に形成されるように連結された、ディスク部とカウンタディスク部と複数のブレードとを含む、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記インペラが、ディスク部とカウンタディスク部と複数のブレードとを含み、前記カウンタディスク部と前記複数のブレードとが一体型の単一部品であり、前記ディスク部が単一部品であり、前記単一部品どうしが、熱間静水圧プレスによって間に前記中間層及び外面層が形成されるように連結されている、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記インペラがディスク部とカウンタディスク部と複数のブレードとを含み、前記ディスク部が前記複数のブレードの一部分と一体的に形成され、前記カウンタディスク部が前記複数のブレードの別の一部分と一体的に形成され、前記一体的に形成された部品どうしが、熱間静水圧プレスによって間に前記中間層及び外面層が形成されるように連結される、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記インペラがディスク部とカウンタディスク部と複数のブレードとを含み、前記複数のブレードが、前記ディスク部の外表面と前記カウンタディスク部の内側部分との両方を覆う表面を含み、耐食材料から成り、前記ディスク部と前記カウンタディスク部に熱間静水圧プレスによって取り付けられる、請求項１から７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
圧縮機に用いるインペラの作製方法であって、
耐食性金属粉を有する第１の層をインサートに取り付けるステップと、
熱膨張率が母材と前記第１の層の熱膨張率の中間である第２の層を、前記第１の層に取り付けるステップと、
前記第２の層と前記母材が接触するように、前記インサートと前記第１の層と前記第２の層との複合体を前記母材に取り付けるステップと、
前記第２の層が前記母材に接合され、前記第１の層と前記第２の層とが接合され、前記第１の層と前記第２の層とのいずれもが約１パーセント未満の気孔率を有するように、前記インサートと前記第１の層と前記第２の層と前記母材を熱間静水圧プレスによって加工するステップと、
前記インサートを除去すると前記インペラが形成されるステップと、
を含む方法。
【請求項１０】
圧縮機に用いるインペラであって、
炭素鋼から成るディスク部と、
前記炭素鋼から成るカウンタディスク部と、
前記ディスク部と前記カウンタディスク部とに接触する、前記炭素鋼から成る複数のブレードと、
前記ディスク部と前記カウンタディスク部と前記複数のブレードのプロセスガス流路中の表面に取り付けられた中間層であって、約１パーセント未満の気孔率と、前記炭素鋼と外面層の熱伝導率の中間の熱伝導率とを有する中間層と、
耐食性金属粉を前記中間層に取り付けた外面層であって、１パーセント未満の気孔率を有する外面層と、
を含むインペラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示の主題の実施形態は概して圧縮機に関し、特に傾斜機能材料から成るインペラに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮機は、力学的エネルギーの使用により、例えばガス等の圧縮性流体の粒子を加速させ、最終的にはその圧縮性流体の圧力を増大させる装置である。圧縮機は、ガスタービンエンジンの第１段としての動作を含めて、数多くの異なる用途に用いられる。様々なタイプの圧縮機の中には、例えばガスが通り抜ける遠心インペラを回転させること等によってガス粒子を加速させる遠心加速により、圧縮機に導入するガスに力学的エネルギーが作用する、いわゆる遠心圧縮機がある。より一般的には、遠心圧縮機は「ターボ機械」又は「ターボ回転機械」として知られる類の機械の一端であると言える。
【０００３】
遠心圧縮機は、単一のインペラが取り付けられた、即ち単段構成のこともあれば、複数のインペラが連続的に取り付けられていることもあり、この場合は多段圧縮機とよばれることが多い。遠心圧縮機の各段は、大抵、加速されるガスの導入管と、導入されるガスに運動エネルギーを与えるインペラと、インペラから出て行くガスの運動エネルギーを圧力エネルギーに変換するディフューザを含む。
【０００４】
図１に、多段遠心圧縮機１０の概略図を示す。ここでは、圧縮機１０が、複数の遠心インペラ１６を備えた回転圧縮機軸１４が内部に取り付けられたボックス又はハウジング（ステータ）１２を含む。ロータアセンブリ１８は、軸１４とインペラ１６を含んでおり、このロータアセンブリ１８の両側に配置された軸受２０によって半径方向及び軸方向に支持されている。
【０００５】
多段遠心圧縮機１０は、ダクト入口２２から導入プロセスガスを取り込み、ロータアセンブリ１８の動作によってこのプロセスガスの粒子を加速させ、その後、導入圧力よりも高い排出圧力で、出口ダクト２４を介してプロセスガスを送給するように動作する。インペラ１６と軸受２０との間にはシーリングシステム２６が設けられ、プロセスガスの軸受２０への流入を防いでいる。ハウジング１２は、軸受２０とシーリングシステム２６との両方を覆うように構成され、遠心圧縮機１０からのガスの流出を防いでいる。図１にはまた、インペラ１６により発生する軸推力を補償するバランスドラム２７と、このバランスドラムのラビリンスシール２８と、プロセスガスがダクト２２を介して流入する際の圧力と同レベルにバランスドラム２７の外側の圧力を維持するバランスライン２９とを示す。
【０００６】
様々な種類のプロセスガスを多段遠心圧縮機に用いることができる。例えば、プロセスガスは、二酸化炭素、硫化水素、ブタン、メタン、エタン、プロパン、液化天然ガス、又はこれらを組み合わせたもののうち、いずれであってもよい。腐食性のプロセスガスを用いて動作する場合、遠心圧縮機には、例えばステンレス鋼、ニッケル基超合金、及びチタン合金等の耐食合金から成るインペラを用いてもよい。しかし、これらの耐食合金に用いる材料は高価な傾向がある。
【０００７】
代替的な解決策の試みには、耐食性を高めるためのコーティングの使用や、応力腐食割れに対処するためのクラッディング層の取り付けも含まれている。しかし、これらの方法は、インペラの流路部品に対しては、形状が複雑であるために結果的に被覆が部分的又は皆無となることや、クラッディングを施すとインペラに生じる変形により、効果的とは思われていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、コストを削減しつつ、このような動作環境において相応の材料特性を維持するシステム及び方法が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一実施例により、圧縮機に用いるインペラの作製方法を提供する。この方法は、第１の金属粉を第１のインサートと母材との間の間隙に配置することによりこの母材に中間層を取り付けるステップと、熱間静水圧プレスによって母材と第１の金属粉と第１のインサートを加工して中間層を母材に接合するステップであって、中間層が約１パーセント未満の気孔率を有し、中間層の熱膨張率が母材と外面層の熱膨張率の中間であるステップと、第１のインサートを除去するステップと、第２の粉を第２のインサートと中間層との間の間隙に配置することにより外面層を中間層に取り付けるステップと、母材と中間層と第２の金属粉と第２のインサートを熱間静水圧プレスによって加工して外面層を中間層に接合するステップであって、外面層が約１パーセント未満の気孔率を有するステップと、第２のインサートを除去するとインペラが形成されるステップであって、熱間静水圧プレス後は外面層が耐食性となるステップと、を含む。
【００１０】
別の実施例により、圧縮機に用いるインペラの作製方法を提供する。この方法は、熱間静水圧プレス後は耐食性となる第１の層をインサートに取り付けるステップと、熱膨張率が母材と第１の層の熱膨張率の中間である第２の層を第１の層に取り付けるステップと、第２の層と母材が接触するようにインサートと第１の層と第２の層との複合体を母材に取り付けるステップと、第２の層が母材に接合され、第１の層と第２の層とが接合され、第１の層と第２の層との両方が約１パーセント未満の気孔率を有するように、インサートと第１の層と第２の層と母材とを熱間静水圧プレスによって加工するステップと、インサートを除去するとインペラが形成されるステップとを含む。
【００１１】
また別の実施例により、圧縮機に用いるインペラを提供する。このインペラは、炭素鋼から成るディスク部と、炭素鋼から成るカウンタディスク部と、ディスク部及びカウンタディスク部と接触する、炭素鋼から成る複数のブレードと、ディスク部、カウンタディスク部、及び複数のブレードの腐食性プロセスガス流路中の表面に取り付けられる中間層であって、熱間静水圧プレスによって取り付けられ、結果的に約１パーセント未満の気孔率と、炭素鋼と外面層の熱伝導率の中間の熱伝導率とを有する中間層と、中間層に熱間静水圧プレスによって取り付けられる外面層であって、熱間静水圧プレス後は１パーセント未満の気孔率を有し、耐食性となる外面層と、を含む。
【００１２】
添付図面に実施例を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】圧縮機を示す図である。
【図２】実施例によるジャケットインペラを示す図である。
【図３】実施例による外面層を備えた一体的なディスクとブレードとカウンタディスクとを示す図である。
【図４】実施例による傾斜機能材料の傾斜を示す図である。
【図５】実施例による傾斜機能材料の積層の階層を示す図である。
【図６】実施例によるインペラ、インサート、及び金属粉を示す図である。
【図７】一実施例による、外面層を備えた、更に取り付けられた別個のディスク、ブレード、及びカウンタディスクを示す図である。
【図８】実施例による、ディスクに取り付けられた一体型のブレード及びカウンタディスクと外面層とを示す図である。
【図９】実施例による、ブレードの一部分がディスクと一体化され、ブレードの第２の部分がカウンタディスクと一体化された分割型のブレードと外面層とを示す図である。
【図１０】実施例による、ディスク及びカウンタディスクに取り付けられる外面層に一体化したブレードを示す図である。
【図１１】実施例による中間層と外面層とを備えたインペラを示す図である。
【図１２】実施例によるインペラの作製方法を示すフローチャートである。
【図１３】実施例によるインペラの別の作製方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下の実施例の詳細な説明では、添付図面を参照する。異なる図面における同一の参照符号は、同一又は同様の要素を示す。加えて、図面は必ずしも縮尺通りに描かれているわけではない。また、以下の詳細の説明は、本発明を限定するものではない。むしろ、本発明の技術的範囲は、添付の特許請求の範囲により定義される。
【００１５】
本明細書を通じて「一実施形態」「一実施例」等の参照は、その実施形態に関連して説明する特定の特徴、構造、又は特性が、開示の主題の少なくとも１つの実施形態に含まれていることを意味する。したがって、本明細書の様々な箇所にみられる「一実施形態において」「一実施例では」といった表現は、必ずしも同一の実施形態を指すものではない。加えて、これらの特定の特徴、構造、又は特性を、１つ以上の実施形態においていかなる適宜の態様でも組み合わせることができる。
【００１６】
背景技術のセクションで記載したように、圧縮機では、腐食性のプロセスガスを用いることがある。例えば、プロセスガスは、二酸化炭素、硫化水素、ブタン、メタン、エタン、プロパン、液化天然ガス、又はこれらを組み合わせたもののうち、いずれかであり得る。インペラは、回転してプロセスガスに運動エネルギーを与えるが、そのため、プロセスガスに曝される表面を有する。プロセスガスが腐食性の場合、インペラは従来、完全に耐食合金から成るものであった。ところが、これに用いる材料は高価である。本明細書に記載の実施例は、この高価な耐食合金の使用量を減らすことでインペラのコストを削減しつつ、依然として所望の材料特性を維持したインペラの作製システム及び方法を提供する。例証的なインペラを図２に示す。
【００１７】
実施例によると、インペラ２００は、ディスク部２０２、カウンタディスク部（シュラウドとしても知られる）２０４、並びに複数のブレード２０６を含む。腐食性のプロセスガスは、複数のブレードと、ディスク部２０２の外表面とカウンタディスク部２０４の内側表面とにより画定される領域との間を流れる。したがって、これらの表面には、腐食性のプロセスガスからの保護が必要であるが、これに露出されない表面及び内側の部分には、こうした保護は不要である。実施例によると、例えば炭素鋼（耐食材料よりも安価）等の母材がインペラの基礎材料として用いられ、所望の材料特性を得るために必要に応じて耐食合金がこの基礎材料に取り付けられる。例えば、傾斜機能材料を母材のトップに用いることにより遠心圧縮機のインペラを作製することで、例えばプロセスガスの流路やブレードの縁部等、影響を受ける領域における合金の腐食や浸食を更に防止できる。本明細書において、腐食とは、腐食や浸食、並びに、例えばインペラに適用され得るサワーガス及び酸性ガスの圧縮で生じ得る硫化物応力腐食割れを防ぐために、プロセスガスに起因するその他同様の物質的な劣化環境を指して幅広く使用される。
【００１８】
実施例によると、インペラ２００は、一体型の単一の母材３０２から成り、接合された１つ以上の層で構成された、図３に示すようにインペラ２００の影響を受ける領域上に取り付けられる保護合金３０４を含む。実施例によると、図３からわかるように、インペラ全体に保護合金３０４のみを使用する従来のインペラに比べて、高価な耐食性（且つ／又は耐浸食性）保護合金３０４の使用量が減少する。図３に示すように、２つの異なる材料層、即ち母材層３０２と保護合金層３０４しかない。インペラ２００の骨組みを形成する母材３０２は、例えばスタンピングや機械加工等、或いは粉末金属熱間静水圧プレス加工等の様々な従来の加工を用いることにより、作製可能である。最後の層、即ち外面層である保護合金が、インペラ２００の所望の最終寸法が得られるように、例えば熱間静水圧プレス等の粉末金属技術を用いて施される。しかし、場合によっては、運転中に生じる熱膨張の不一致や潜在的な応力により、熱膨張率が母材層３０２と保護合金層３０４との間で大幅に異なり、故障が生じることがある。実施例によると、熱的特性及び力学的特性に対して相応の傾斜を有する複数の層又は１つの層を作製して、これらの腐食環境で用いるインペラに付加できる。
【００１９】
その他の実施例を説明する前に、これより、傾斜機能材料について簡単に説明し、例証的な作製プロセスを示す。傾斜機能材料は、その構造と組成が構造体の厚さ全体にわたって変化し得る材料である。例えば、ニッケル超合金は、一端部では組成の５％の金属マトリックスを有し、他端部では組成の２０％の金属マトリックスを有する。このことは、金型充填時に粉末金属の組成を徐々に変化させることにより可能である。このことにより、例えば過剰な熱応力又は膨張等の望ましくない特性をもたらすことなく、材料特性を徐々に変化させることができる。傾斜機能材料の材料特性、例えば熱膨張率の変化を表す傾斜の一例を図４に示すが、この例では、厚さの増加（基礎部品からの距離で示す）に伴って、例えばニッケル超合金等の貴金属合金の割合が増加し、その結果、熱膨張率４０２が徐々に連続的に変化する。曲線４０２は、直線として示されているが、実際の変化は、付加される貴金属合金（又はその他の材料）の特性及び割合に応じて、その他様々な曲線で表され得る。
【００２０】
別の実施例によると、傾斜機能材料が、各層が異なる割合の所望の付加材料を有する層状に施される。複数の層又は階層の一例を図５に示す。この例では、曲線５０２は、各々が基礎部品から異なる距離を有する３つの別個の層５０４、５０６、５０８を示す。また、各階層５０４、５０６、５０８は、各層において比較的一定割合の異なる貴金属合金を有し、各層には異なる材料特性が与えられている。このように積層することによって、例えば熱膨張等の特性を所望の通りに制御できるようになり、その上、インペラ２００の用途に望ましい、例えば耐食性等の材料特性を最後の層、即ち外面層に備えることが可能になる。実施例によると、傾斜機能材料として使用可能な材料、即ち貴金属合金の例としては、ステンレス鋼、ニッケル超合金、コバルト超合金、チタン合金、コバルト又はニッケルマトリックス中に埋め込まれた炭化タングステン、又は所望の材料特性が得られるその他の金属材料が挙げられる。その他の材料の例としては、Ａｌｌｏｙ６２５、Ａｌｌｏｙ７２５、約１７パーセントのＣｏを有するＷＣ、約１０パーセントのＣｏと約４パーセントのＣｒとを有する約８６パーセントのＷＣマトリックス、及びＴｉ−６２４６が挙げられる。
【００２１】
実施例によると、熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）加工を用いて、傾斜機能材料及び傾斜機能材料層を母材に接合する。ＨＩＰは、高圧格納容器内の例えばアルゴン等の不活性ガス雰囲気中、高温圧力下で行われる作製プロセスである。不活性ガスを用いるので、ＨＩＰの実施時に材料に化学反応が生じることはない。ＨＩＰによって、金属中の気孔率が減少し、これによって材料の力学的特性を高めることができる。大抵は金属粉を用いることにより、部品の成形と接合の両方にＨＩＰを用いることができる。
【００２２】
ＨＩＰを本明細書に記載の実施例に適用する場合、金属粉のＨＩＰは、金属粉に始まり気孔率が減少した高密度材料に終わる一連の手順で構成される。鋼、その他の耐食合金、又は耐浸食性合金の予合金化金属粉を、部品の形状に適合し必要に応じて変形するように適正に作製された軟鋼工具（又はケーシング及び／又はインサート）の内部に注入する。その一例を、インペラ２００、インサート６０４、並びにインペラ２００の一部分とインサート６０４の一部分との間の金属粉６０２を図示した図６に示す。次にインサート６０４をＨＩＰ炉内で約１１００°Ｃを超える温度で１０００バール以下の圧力で熱加工するが、その他の実施例によると、他の材料の場合、他の温度と圧力の組合せを用いることができる。金属粉６０２は相互拡散して（即ち、金属粉６０２が相互拡散して母材がより堅固になり）、工具６０４内の金属粉６０２が本来の気孔率の約１％未満の気孔率を有する強固な冶金接合部が得られる。次に、例えば酸腐食等のケミカルエッチング又はメカニカルミリングを用いて、工具６０４を除去する。２つの固体片どうしの間に金属粉を用いた後にＨＩＰ加工を行うことにより、このＨＩＰ加工を２つの固体片の接合にも用いることができる。この例の場合、部品の形状に応じて、単一のインサート又は複数のインサートを用いる。以下に記載の実施例によると、インペラやインペラの部品の成形、腐食性のプロセスガスに曝されるインペラ表面上の耐食層の創出、インペラの部品どうしの連結、これらのオプションの様々な組み合わせに、ＨＩＰを用いることができる。
【００２３】
上述の例証的な方法及びシステムを用いた、図７に示す一実施例によると、インペラ２００は、各々が母材から別々に作製されるディスク部２０２、カウンタディスク部２０６、並びにブレード部２０４を含む。これらの部品は、従来の作製方法により、或いはＨＩＰと金属粉を用いることにより作製可能である。これらの部品は、その後、熱間静水圧プレスによって連結され、保護合金層３０４が更に形成される。保護合金層３０４は、中間層と外面層を含み得る。この場合、保護層３０４は、母材を保護すると共に、ブレードをディスク部２０２とカウンタディスク部２０４に接合する。
【００２４】
上述の例証的な方法及びシステムを用いた、図８に示す一実施例によると、インペラ２００は、ディスク部２０２、カウンタディスク部２０６、並びにブレード部２０４を含む。カウンタディスク部２０６とブレード部２０４は一体型の単一部品であり、ディスク部２０２は別の単一部品である。これらの２つの部分は、熱間静水圧プレスによって連結され、保護合金層３０４が更に形成される。保護合金層３０４は、中間層と外面層を含み得る。
【００２５】
上述の例証的な方法及びシステムを用いた、図９に示す一実施例によると、インペラ２００は、ディスク部２０２、カウンタディスク部２０６、並びにブレード部２０４を含む。ディスク部２０２は、複数のブレードの一部分に一体的に形成され、カウンタディスク部２０６は、複数のブレードの別の一部分と一体的に形成される。これらの２つの部分は、熱間静水圧プレスによって連結され、保護合金層３０４が更に形成される。保護合金層３０４は、中間層と外面層を含み得る。
【００２６】
上述の例証的な方法及びシステムを用いた、図１０に示す一実施例によると、インペラ２００は、ディスク部２０２、カウンタディスク部２０６、並びにブレード部２０４を含む。ブレード部は、ディスク部の外表面とカウンタディスク部の内側部分の両方の表面被覆部を一体的に含む。この表面被覆部とブレード部２０４は、耐食材料から成り、熱間静水圧プレスによってディスク部２０２とカウンタディスク部２０６に取り付けられる。
【００２７】
一実施例によると、上述のように、保護合金層３０４は中間層と外面層を含み得る。その一例を、インペラ２００を示した図１１に示す。インペラ２００は、ディスク部２０２、カウンタディスク部２０６、中間層１１０２、並びにブレード２０４を含む外面層１１０４を含む。図面では、保護合金層３０４に対して２つの層が図示され、ブレード２０４は外面層１００４の一部分として示されているが、その他様々な組合せも可能である。例えば、本明細書に記載の様々な実施例では、２つの層又は３つ以上の層をＨＩＰ加工で用いてインペラを作製できる。これら２つ以上の層が、図４及び５に示すものとは異なる組成を有してもよい。
【００２８】
代替的な実施例によると、例えば溶射、高速フレーム溶射（ＨＶＯＦ）、プラズマ溶射、蝋付け等の様々な製法を用いて、第１の層が例えば耐食性等の所望の材料特性を有する１つ以上の層を、インサートに取り付けることができる。最後の層がＨＩＰ加工を受けているとき、最後の層が、ＨＩＰ加工時にこの層が取り付けられる母材に対して所望の接合強度を備えるように、各層が異なる材料組成を有するその他複数の層を第１の層に取り付けてもよい。この代替的な実施例により、上述のプロセスガスを用いる圧縮機に用いるインペラの、別の作製方法が可能になる。加えて、ＨＩＰ加工を受けると、所望の緻密化、即ち付加層の気孔率を減少させることができ、所望のインペラ形状を得られる。
【００２９】
実施例によると、本明細書に記載の例証的なシステム及び方法によって、ＨＩＰを用いたインペラの作製時に所望の加工性能が創出される。これらの作製プロセスは、例えばブレード等の複雑な表面上にコーティング層を溶射する場合によくあるように、部品の形状によって制約されることがない。加えて、この例証的なＨＩＰ加工により、インサートは変形するがインペラ２００の部品が変形することはなく、これによって、インペラ２００の最終形状に層を溶着させることができるようになる。必要に応じて、外側の保護合金層３０４を、圧縮機での使用が予想されるプロセスガスに基づいて設計することができる。これらの例証的なシステム及び方法によって、部品の保護が必要な部分を保護すること、本明細書に記載の環境で用いられる従来式のインペラに比べて材料費を削減すること、作製リードタイムを短縮すること、所望の公差制御を行うことができるようになる。
【００３０】
上述の実施例の接合工程としてＨＩＰを説明したが、場合によっては、その他の接合工程を用いてもよい。例えば、母材部品が別々に形成されるとき、場合によっては、例えば焼結、蝋付け、アーク溶接、摩擦溶接、拡散接合、拡散蝋付け等、その他の形態の粉末金属接合を用いて、母材部品どうしを接合してもよい。
【００３１】
実施例による上述の例証的なシステムを用いてインペラを作製する方法を、図１２のフローチャートに示す。腐食性のプロセスガスを使用する圧縮機に使用するインペラの作製方法は、第１のインサートと母材との間の間隙に第１の金属粉を配置することにより母材に中間層を取り付けるステップ１２０２と、熱間静水圧プレスによって母材と第１の金属粉と第１のインサートとを加工して、中間層を母材に接合するステップ１２０４と、第１のインサートを除去するステップ１２０６と、第２のインサートと中間層との間の間隙に第２の粉を配置することにより中間層に外面層を取り付けるステップ１２０８と、母材と中間層と第２の金属粉と第２のインサートを熱間静水圧プレスによって加工して、外面層を中間層に接合するステップ１２１０と、第２のインサートを除去するとインペラが形成されるステップ１２１２とを含む。
【００３２】
実施例による上述の例証的なシステムを用いてインペラを作製する別の方法を図１３のフローチャートに示す。腐食性のプロセスガスを使用する圧縮機に使用するインペラの作製方法は、インサートに第１の層を取り付けるステップ１３０２と、熱膨張率が母材と第１の層の熱膨張率の中間である第２の層を第１の層に取り付けるステップ１３０４と、第２の層と母材が接触するようにインサートと第１の層と第２の層との複合体を母材に取り付けるステップ１３０６と、インサートと第１の層と第２の層と母材とを熱間静水圧プレスによって加工して、第２の層を母材に接合するステップ１３０８と、インサートを除去するとインペラが形成されるステップ１３１０とを含む。
【００３３】
上述の実施例は、本発明を限定するのではなく、全ての点において本発明を説明することを意図している。したがって、本発明の細部の実施には、本明細書に含まれる説明から当業者が成し得る多くの改変が可能である。例えば、本明細書に記載の例証的なインペラを、図１に示すような圧縮機（又はターボ機械）、或いはインペラを使用したその他の圧縮機にも使用できる。そのような改変及び修正は全て、添付の請求項に定義する本発明の特許請求の範囲に含まれるとみなされる。本願の説明で使用する要素、行為、命令はいずれも、特に明記しない限り、本発明に必要不可欠であると解釈されるべきではない。また、本明細書で使用する場合、冠詞「ａ」は、１つ以上の事項を含むことを意図している。
【００３４】
本明細書では、あらゆる装置又はシステムの作製及び使用、並びにあらゆる付随の方法の実施を含め、当業者が開示の主題を実施できるように、開示の主題を例示している。本発明の特許請求の範囲は請求項に明示されており、特許請求の範囲には当業者に想到可能なその他の例も含まれる。このようなその他の例も、特許請求の範囲に含まれることを意図している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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