(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
渦巻状のスクロールの内側に周方向に複数個配置され、スクロールからタービンロータの動翼への作動ガスの半径方向における流れを調整するノズルベーンを備え、前記ノズルベーンを、該ノズルベーンの本体に取り付けられた支持軸を回転軸として回転可能に構成されたラジアルタービンにおいて、
前記ノズルベーンの入口前縁部の幅方向の両端部近傍を、幅方向の中央部よりも該ノズルベーンの圧力面側に膨出して前縁膨出部を形成し、入口前縁部の前縁翼角度を幅方向全域において前記ノズルベーンに流入する作動ガスのガス流入角度と一致するようにし、さらに、前記ノズルベーンの後縁部の幅方向の両端部近傍を、中央部よりも該ノズルベーンの圧力面側に膨出させた後縁膨出部を形成し、前記前縁膨出部及び後縁膨出部の形成領域を、ノズルベーン全幅に対し、それぞれ１５〜２０％の範囲に設定したことを特徴とするラジアルタービン。
【請求項２】
前記幅方向の両端部近傍におけるノズルベーンの全長を前記幅方向の中央部における全長より長く形成したことを特徴とする請求項１記載のラジアルタービン。
【請求項３】
前記ノズルベーンがノズル長さの中間部を回転中心として回動可能に支持される可変式のノズルベーンからなり、隣設するノズルベーンの一方のノズルベーンの前記前縁膨出部と他方のノズルベーンの前記後縁膨出部とが前記ノズルベーンを全閉状態の時に近接するように形成されたことを特徴とする請求項１または２記載のラジアルタービン。
【請求項４】
前記ノズルベーンがノズル長さの中間部を回転中心として回動可能に支持される可変式のノズルベーンからなり、各ノズルベーンの回動軸近傍を連ねて形成される環状範囲内においてのみ、前記ノズルベーンの幅方向の両端部と側壁との隙間が、前記環状範囲外における前記両端部と前記側壁との隙間より狭く形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載のラジアルタービン。
【請求項５】
前記環状範囲はノズルベーンの開度が中間開度〜小開度の範囲内において隣接するノズルベーンによってスロートが形成される領域であることを特徴とする請求項４記載のラジアルタービン。
【請求項６】
前記ノズルベーンの入口前縁部において、幅方向の両端部近傍を、幅方向の中央部よりノズルベーンの圧力面側に２度〜１３度の範囲で翼角度を立たせる方向に膨出したことを特徴とする請求項１記載のラジアルタービン。
【請求項７】
前記ノズルベーンの出口後縁部において、幅方向の両端部近傍を、幅方向の中央部よりノズルベーンの圧力面側に２度〜８度の範囲で翼角度を立たせる方向に膨出したことを特徴とする請求項１記載のラジアルタービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラジアルタービンに関し、特に、渦巻状のスクロールの内側に周方向に複数個配置され、スクロールからタービンロータの動翼への作動ガスの流れを調整するノズルベーンの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用内燃機関等に用いられる比較的小型の過給機（排気ターボチャージャ）には、作動ガスをタービンケーシング内に形成された渦巻状のスクロールから該スクロールの内側に位置するタービンロータの動翼へと半径方向に流入させて該動翼に作用させた後軸方向に流出させることにより該タービンロータを回転駆動するように構成されたラジアルタービンが多く採用されている。
そして、動翼へ流入する作動ガスの流れを改善してラジアルタービンの効率を向上するものとして、動翼の外周側にノズルベーンを周上に複数個配置し、その角度を可変化したもの、または固定化したものが採用されている。
【０００３】
図７，図８に、可変ノズル式のラジアルタービンを用いた過給機の一例の要部断面図を示す。図においてタービンケーシング２内には、渦巻状のスクロール３、内周側にガス出口通路５（図７には不図示）が形成されている。
また、タービンロータ７の外周に複数の動翼９が円周方向等間隔に固着されて構成されている。また、タービンロータ７はローターシャフト１１によって同軸に固定された図示しないコンプレッサと接続されており、このローターシャフト１１は軸受ケーシングに軸受で支持されている。
【０００４】
また、渦巻状のスクロール３の内側に周方向に複数個配置されてスクロール３からのガス流Ｇを調整してタービンロータ７の動翼９へ流すノズルベーン１３が設けられている。
この図７、８においては、ノズルベーン１３は可変式のものを示し、図に示すノズルベーン１３の本体に取り付けられた支持軸１５を回転軸として回転可能にした可変式である。
【０００５】
ラジアルタービンのノズルベーンに関する先行技術としては、特許文献１（特開２００５−３５１２４１号公報）、特許文献２（特表２０１１−５０９３７１号公報）、特許文献３（特開２０００−１８００４号公報）が挙げられる。
特許文献１には、可変式のノズル用ベーンが示され、車両用ターボ過給機等の排気タービンの低負荷運転領域を含む使用負荷範囲の全域にわたって良好なノズル特性を得るために、ベーンの背面の下流端部の翼長の少なくとも一部に亘って翼型断面形状より山形に膨出した流体そらせ隆起を設けることが示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、可変式のターボチャージャ用のガイドベーンが示され、当該ガイドベーンの外形形状の曲率線が、不連続的な延びを有する少なくとも１つ又は複数の領域を有して形成され、所望の使用目的に応じた多数の流動パターンを実現することが示されている。
【０００７】
また、特許文献３には、ノズル付きラジアルタービンにおいて、可変ノズルのハブ側及びシュラウド側の両壁近傍でノズル流入角が大きくなることにより生じるノズル損失を抑えるために、ノズル前縁部のハブ側壁面近傍とシュラウド側壁面近傍の翼角を流路中央の翼角より大きい形状としたことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−３５１２４１号公報
【特許文献２】特表２０１１−５０９３７１号公報
【特許文献３】特開２０００−１８００４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述の図７、８に示したラジアルタービンにおいては、作動ガスはスクロール３の渦巻きに沿って周回しながら周方向に複数個配置されたノズルベーン１３の間に流入する。このノズルベーン１３へのガス流入速度は、ノズルベーン１３の幅（高さ）方向（図６のＺ方向）において、異なる速度分布を持つ。
すなわち、ノズルベーン１３の入口部のガス流入速度Ｃは、図６に示すように、入口前縁部１７の幅Ｗの両側において全幅の１５〜２０％に形成される３次元境界層によって、ガス速度Ｃの周方向成分である周方向速度Ｃθは前記入口前縁部１７の中央部が大きく両端の角部つまりシュラウド側１９及びハブ側２１が小さくなる。また半径方向成分である半径方向速度ＣＲは図６に示すように、入口前縁部１７の中央部が小さく両端の角部つまりシュラウド側１９及びハブ側２１が大きくなるような分布となる。
【００１０】
そして、前記ノズルベーン１３の入口の幅Ｗの方向に、流入ガスの流動分布つまり流動歪みがあると該ノズルベーン１３での流動損失が増加してタービン効率の低下を招く。
すなわち、前記ノズルベーン１３への最適なガス流入角度β１に合わせたノズルベーン１３の入口中央部に対して入口前縁部１７の壁側つまりハブ側２１及びシュラウド側１９のガス流入角度β２が大きくなり、ハブ側２１及びシュラウド側１９においてガス流入角度βの差つまり衝突角度（インシデンス角度、インシデンス角度はノズル前縁の翼角度とガス流入角度との差）が大きくなると、ガスが前記ノズルベーン１３の先端部において負圧面側１３ｂ（図９参照、１３ａを圧力面側とする）に衝突角度（インシデンス角度）を持って流入することとなってノズルベーン１３の入口前縁部１７の衝突損失を生じ、ノズルベーン１３から動翼９へ向かう流れに２次流れ損失が増加し、タービン効率が低下する問題があった。
【００１１】
一方、特許文献１に示される技術は、前述のようにベーンの背面の下流端部の翼長の少なくとも一部に亘って翼型断面形状より膨出した流体そらせ隆起を設けて、ベーンの下流端を出たところで流れが該ベーンの腹側へ回り込む流れを防止するものであり、ベーンの下流端部から流出してタービンロータの動翼に流入する流れ角の均一化までは開示されていない。
また、特許文献２においても、スクロールからの作動ガスが流入されるベーン先端部、さらに後端部における作動ガスの流れ角度の均一化については示されていない。
また、特許文献３においても、ベーン先端部におけるインシデンス角度（衝突角度）の均一化については示されているものの、ベーンの下流端部から流出してタービンロータの動翼に流入する流れ角の均一化までは開示されていない。
【００１２】
そこで、本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、タービンスクロールからノズルベーンへ流入する作動ガスのノズルベーン先端部における衝突損失の低減、およびノズルベーンの後端部における流出流れの均一化を行って、ノズルベーンおよび動翼における２次流れ損失を抑制してタービン効率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明はかかる目的を達成するもので、渦巻状のスクロールの内側に周方向に複数個配置され、スクロールからタービンロータの動翼への作動ガスの流れを調整するノズルベーンを備えたラジアルタービンにおいて、前記ノズルベーンの入口前縁部の幅方向の両端部近傍を、幅方向の中央部よりも該ノズルベーンの圧力面側に膨出して前縁膨出部を形成し、入口前縁部の前縁翼角度を幅方向全域において前記ノズルベーンに流入する作動ガスのガス流入角度と一致するようにし、さらに、前記ノズルベーンの後縁部の幅方向の両端部近傍を、中央部よりも該ノズルベーンの圧力面側に膨出させた後縁膨出部を形成したことを特徴とする。
【００１４】
かかる発明によれば、タービンスクロールからノズルベーンへ流入する作動ガスのノズルベーン先端部における衝突損失の低減が図れるとともに、ノズルベーンの後端部における流出流れの均一化がなされることによって、ノズルから動翼へ流入する作動ガスの流れの均一化によって、動翼による作動損失の低減が図れて、タービン全体のタービン効率を向上できる。
【００１５】
また、本発明において、好ましくは、前記幅方向の両端部近傍におけるノズルベーンの全長を前記幅方向の中央部における全長より長く形成するとよい。
このような構成を採用することによって、前縁膨出部が形成される幅方向の両端部分が延長して設けられて全長が長くなるため、隣接するそれぞれのノズルベーンの重なりによって形成されるスロートが形成される距離が確保され、その結果、スロートによる作動ガスの調整を十分行うことができる。すなわち、前縁膨出部においては翼角が立ち上がるため隣接するノズルベーン間の重なり距離が小さくなる傾向にあるが、本発明ではこのような隣接のノズルベーン間の重なり部の長さを確保できるようになる。
【００１６】
また、本発明において、好ましくは、前記ノズルベーンがノズル長さの中間部を回転中心として回動可能に支持される可変式のノズルベーンからなり、隣設するノズルベーンの一方のノズルベーンの前記前縁膨出部と他方のノズルベーンの前記後縁膨出部とが前記ノズルベーンを全閉状態の時に近接するように形成されるとよい。
このような構成を採用することによって、ノズルベーンの全閉時おいて、スロートを極力狭く設定することができ、タービン性能を低下させることがない。
【００１７】
また、本発明において、好ましくは、前記ノズルベーンがノズル長さの中間部を回転中心として回動可能に支持される可変式のノズルベーンからなり、各ノズルベーンの回動軸近傍を連ねて形成される環状範囲内においてのみ、前記ノズルベーンの幅方向の両端部と側壁との隙間が、前記環状範囲外における前記両端部と前記側壁との隙間より狭く形成されているとよい。
【００１８】
可変式のノズルは、ノズル開度を可動とするため、ノズル端部と壁面の間に、クリアランス（隙間）が設けられている。このクリアランスを通過するガス（ノズルのスロートを通過せずに漏れるガス）は、速度エネルギーに変換されないため、ノズルクリアランスの損失が増大し、タービン効率が低下する。
【００１９】
従って、本発明では前記のような構成を採用することで、ノズルクリアランスの損失を防止することで、前記したノズルベーン先端部における衝突損失の低減およびノズルベーンの後端部における流出流れの均一化によるタービン効率を向上と合わされて、さらに効率向上が図れる。
【００２０】
また、本発明において、好ましくは、前記環状範囲はノズルベーンの開度が中間開度〜小開度の範囲内において隣接するノズルベーンによってスロートが形成される領域であるとよい。
【００２１】
すなわち、ノズルクリアランスによる損失増大の傾向は、タービンロータの動翼に比べノズル部でのガス膨張が大きい領域であり、かつノズルクリアランスに対して、ノズル間のスロート面積の割合が小さくなる領域で、特に顕著になるため、タービン効率へのノズルの影響が大きくなるノズル開度の中開度〜小開度の範囲内において隣接するノズルベーンによってスロートが形成される領域であるとノズルクリアランスの損失防止が効果的に得られる。
【００２２】
また、本発明において好ましくは、前記ノズルベーンの入口前縁部において、幅方向の両端部近傍を、幅方向の中央部よりノズルベーンの圧力面側に約２度〜１３度の範囲で翼角度を立たせる方向に膨出するとよく、また、前記ノズルベーンの出口後縁部において、幅方向の両端部近傍を、幅方向の中央部よりノズルベーンの圧力面側に約２度〜８度の範囲で翼角度を立たせる方向に膨出するとよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、タービンスクロールからノズルベーンへ流入する作動ガスのノズルベーン先端部における衝突損失の低減およびノズルベーンの後端部における流出流れの均一化を行ってタービン動翼における衝突損失及び２次流れ損失を抑制してタービン効率を向上させることができる。
また、タービン効率へのノズルクリアランスの影響が大きくなるノズル開度の中開度〜小開度の範囲内において、ノズルクリアランスの寸法を小さくして損失防止を行うことで、タービン効率をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１実施形態を示すノズルベーンの全体図を示し、（Ａ）が平面図、（Ｂ）が正面図、（Ｃ）が側面図である。（Ｄ）はノズルベーン前縁膨出部の形状、（Ｅ）はノズルベーン後縁膨出部の形状を示す。
【図２】第１実施形態のノズルベーンが周方向に配設され全閉状態を示す。
【図３】第２実施形態を示すノズルベーンの全体図を示し、（Ａ）が平面図、（Ｂ）が正面図、（Ｃ）が側面図である。
【図４】第３実施形態を示す上半分の要部断面図である。
【図５】（Ａ）は第３実施形態の回転軸線に沿う上半分の要部断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＦ部の拡大説明図である。
【図６】ノズルベーンの入り口における３次元境界層の影響によるが流速の変化を示す作用説明図である。
【図７】本発明が適用されるラジアルタービンを示す上半分の要部断面図である。
【図８】本発明が適用されるラジアルタービンの回転軸線に沿う上半分の要部断面図である。
【図９】従来技術のノズルベーンの全体図を示す図１の対応図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。
但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００２６】
（第１実施形態）
図７、８に、可変ノズル式のラジアルタービン１を用いた過給機の一例の要部断面図を示す。図においてタービンケーシング２内には、渦巻状のスクロール３、内周側にガス出口通路５が形成されている。
また、タービンロータ７の外周に複数の動翼９が円周方向等間隔に固着されて構成されている。また、タービンロータ７はローターシャフト１１によって同軸に固定された図示しないコンプレッサと接続されており、このローターシャフト１１は軸受ケーシングに軸受で支持されている。
【００２７】
また、渦巻状のスクロール３の内側に周方向に複数個配置されて、スクロール３からのガス流Ｇをタービンロータ７の動翼９へ流入する角度を調整するノズルベーン１３が設けられている。
この図７、８においては、ノズルベーン１３は回転式のものを示し、図に示すノズルベーン１３の本体に取り付けられた支持軸１５を回転軸として回転可能になっている。
【００２８】
ノズルベーン１３は、その本体部分は図１（Ａ）の平面図に示すように、長方形状をしており、（Ｂ）に示す正面図においては翼形の断面形状を有している。そして、作動ガスが流入するノズルベーン１３の入口前縁部１７において、幅Ｗの両端部であるシュラウド側１９の端部とハブ側２１の端部の部分が、幅Ｗの中央部Ｗ０よりもノズルベーン１３の圧力面側１３ａ（図１（Ｂ）の断面翼形状の背側）に膨出して、幅Ｗの両端側に前縁膨出部２５、２５を形成している。
そして、入口前縁部１７の前縁翼角度（前縁部の指向する角度）αが、幅Ｗの全域においてノズルベーン１３に流入する作動ガスのガス流入角度β（図６参照）と一致するようなっている。
【００２９】
さらに、ノズルベーンの出口後縁部２７においても、幅Ｗの両端部であるシュラウド側１９の端部とハブ側２１の端部の部分が、幅Ｗの中央部Ｗ０よりもノズルベーン１３の圧力面側１３ａ（図１（Ｂ）の断面翼形状の背側）に膨出して、幅Ｗの両端側Ｗ１、Ｗ２に後縁膨出部２９、２９を形成している。
ノズルベーン１３の翼弦長Ｌに対して前縁側のＬ１の部分に前縁膨出部２５が形成され、後縁側Ｌ２の部分に後縁膨出部２９が形成されている。
【００３０】
このようにノズルベーン１３の入口前縁部１７の幅方向の全域、および出口後縁部２７の幅方向全域において、作動ガスのノズルベーン１３へのガス流入角度β（図６参照）と一致するようにシュラウド側１９およびハブ側２１の端部を膨出させている。
【００３１】
具体的には、図６において、通路の幅方向（Ｚ方向）の中央部のガス流入角度β１と、壁側つまりハブ側及びシュラウド側のガス流入角度β２とでは、壁側のガス流入角度β２の方が大きくなる。これに対応するように、ノズルベーン１３の幅Ｗの中央部Ｗ０の前縁翼角度α１がβ１に一致するように設定され、幅Ｗの両端側Ｗ１、Ｗ２の前縁翼角度α２がβ２に一致するように設定されている。
従って、ノズルベーン１３の入口前縁部１７の前縁翼角度αが、幅Ｗの全域においてノズルベーン１３に流入する作動ガスのガス流入角度βと一致するようなっているため、  タービンスクロールからノズルベーンへ流入する作動ガスのノズルベーン先端部における衝突損失を低減できる。
【００３２】
また、出口後縁部２７の幅方向全域においても、作動ガスのノズルベーン１３へのガス流入角度β（図６参照）と略一致させるようにシュラウド側１９およびハブ側２１の端部を膨出させている。このため、ノズルベーン１３の後端部における流出流れの均一化によって、すなわち、ノズルベーン１３から流出した作動ガスの動翼９への周方向流入位置が流路の幅方向で均一化する（中央部とシュラウド側およびハブ側との動翼９への周方向流入位置のずれを近づけるようにする）ことによって、動翼９による作動損失の低減が図れて、タービン全体のタービン効率を向上できる。
【００３３】
なお、前縁膨出部２５、２５、及び、後縁膨出部２９、２９の形成領域は、図１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、幅Ｗ方向において、両側のＷ１、Ｗ２をそれぞれ１５〜２０％程度の範囲に形成するとよい。これは図６に示すように境界層が形成される領域に相当させたものであり、この領域では境界層による影響でガス流入角度βが大きくなる傾向に対応させてある。
【００３４】
また、ノズルベーン１３の前縁膨出部２５の膨出量Δαについては、幅方向の両端部近傍を、幅方向の中央部よりノズルベーンの圧力面側にΔα＝約２度〜１３度の範囲で翼角度を立たせる方向に膨出するとよく、また、ノズルベーン１３の後縁膨出部２９の膨出量Δβについては、幅方向の両端部近傍を、幅方向の中央部よりノズルベーンの圧力面側にΔβ＝約２度〜８度の範囲で翼角度を立たせる方向に膨出するとよい（図１（Ｂ）参照）。この膨出量Δα、Δβについては、試験結果またはシミュレーション算出結果を基に設定している。
なお、この前縁膨出部２５の膨出量Δαは、通路の幅方向（Ｚ方向）の中央部のガス流入角度β１と、壁側つまりハブ側及びシュラウド側のガス流入角度β２との差に相当するものである。
【００３５】
また、前縁膨出部２５の膨出形状は、図１（Ｃ）に示すように、両端部の位置で最も突出しており、中央部Ｗ０に向かうように滑らかに低下している。
（Ｄ）はノズルベーン前縁膨出部の形状を示し、α２は、前縁膨出部２５の前縁点２５ｄとノズルベーン１３の支持軸１５の回転中心Ｐ1とを結ぶノズル前縁中心線２５ｃと、動翼９の回転中心Ｐ２を中心として前縁点２５ｄを通る円弧の前縁点２５ｄにおける接線２５ｂとのなす角度である。
（Ｅ）はノズルベーン後縁膨出部の形状を示し、γ２は、後縁膨出部２９の後縁点２９ｄとノズルベーン１３の支持軸１５の回転中心Ｐ１とを結ぶノズル後縁中心線２９ｃと、動翼９の回転中心Ｐ２を中心として後縁点２９ｄを通る円弧の後縁点２９ｄにおける接線２９ｂとのなす角度である。
また、前記α２及びγ２はノズルベーン１３を閉じたときに隙間が開かないように対応する形状にもなっている。
【００３６】
従って、図２に示すように、隣接して設けられるノズルベーン１３、１３間の前縁膨出部２５と後縁膨出部２９とが、互いに対応する形状からなっているため、ノズルベーン１３の全閉時において、近接することができる。従って、ノズルベーン１３の全閉時おいて、隣接するノズルベーン１３、１３間に形成されるスロートＳを極力狭くすることができ、タービン性能を向上できる。
【００３７】
以上の第１実施形態によれば、タービンスクロール３からノズルベーン１３へ流入する作動ガスのノズルベーン１３の入口前縁部（先端部）１７における衝突損失の低減が図れるという作用効果と、ノズルベーン１３の出口後縁部（後端部）２７における流出流れの均一化がなされることによって、ノズルベーン１３から動翼９へ流入する作動ガスの均一化が得られるという作用効果とが重なりあって、ノズルベーン１３による作動ガス流の流れの損失低減と、動翼９による作動損失の低減が図れて、タービン全体のタービン効率を向上できる。
【００３８】
（第２実施形態）
次に、図３を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態は、入口前縁部１７の部分を翼の長さ方向に延ばしたものである。その他の構成は第１実施形態と同様である
【００３９】
図３のように、ノズルベーン３３の入口前縁部１７の部分を長さ方向にＬ'だけ延ばして延長部３１を有した前縁膨出部２６を形成している。
この延長部３１は、図３（Ａ）の平面図より、シュラウド側１９およびハブ側２１の端面部を最も伸ばし、そこから徐々に中央部Ｗ０に向かって低下していく形状をしている。幅Ｗ方向において、両側のＷ１、Ｗ２は、それぞれ１５〜２０％程度の範囲において形成するとよい。これは図１（Ｃ）の説明と同様に、図６に示す境界層が形成される領域に相当させたものであり、この領域にでは境界層による影響でガス流入角度βが大きくなる傾向に対応させるためである。
また、翼弦長Ｌａに対して前縁側のＬ３の部分に前縁膨出部２６が形成され、後縁側Ｌ２の部分に後縁膨出部２９が形成されている。
【００４０】
第２実施形態によれば、幅Ｗ方向の両端部近傍のノズル長さを中央部Ｗ０より長く形成するため、隣接するノズルベーン３３、３３との重なり部分の長さが確保されて、スロートＳの形成範囲を短くすることがないため、隣接するノズルベーン３３間を流れる作動ガスの流速の低下が防止される。
すなわち、前縁膨出部２６においては翼角αを立ち上げ、さらに後縁膨出部２９においても翼角γが立ち上がるため、隣接するノズルベーン３３間の重なりの部分においてスロートＳが形成されるノズルベーンの長さ方向の距離を確保できない問題が生じるおそれがあるが、本実施形態ではこのような重なり部の長さを確保できる。
【００４１】
なお、第２実施形態としては前縁膨出部２６の部分だけを延長した例を説明したが、後縁膨出部２９の部分も延長するようにしてもよく、このように前縁側と後縁側を共に延長することで、隣接するノズルベーンの重なり部分の長さが一層確保されるので、スロート部分の長さが確保されて作動ガスの調整低下が防止される。
【００４２】
（第３実施形態）
次に図４、５を参照して、第３実施形態について説明する。
この第３実施形態は、第１、２実施形態にさらにノズルクリアランスからのガス漏れを防止してタービン効率を向上させるものである。
【００４３】
図５に示すように、可変式ノズルは、ノズル開度を可動とするため、ノズル端部と壁面の間に、クリアランス（ノズルクリアランス）１２が設けられている。このノズルクリアランス１２を通過するガス（ノズルのスロートを通過せずに漏れるガス）は、速度エネルギーに変換されないため、ノズルクリアランス１２の損失が増大し、タービン効率が低下する。
【００４４】
従って、第３実施形態では、図４、５に示すように、ノズルベーン１３がノズル長さの中間部を回転中心として回動可能に支持する支持軸１５の近傍を連ねて形成される環状範囲Ｋ内においては、ノズルベーン１３の端部と側壁３７との間に形成される隙間がノズルクリアランス１２より小さいノズルクリアランス３９が形成され、環状範囲Ｋ外においてはノズルクリアランス１２によって形成されている（図５（Ｂ）参照）。
【００４５】
そして、環状範囲Ｋはノズルベーン１３の開度が中間開度〜小開度のときに隣接するノズルベーンによってスロートが形成される領域に形成される。すなわち、ノズルクリアランス損失Δηは、ノズルクリアランス面積／スロート面積に比例するため、ノズルクリアランス１２による損失増大の傾向は、タービンロータ７の動翼９に比べノズル部でのガス膨張が大きい領域であり、かつノズルクリアランス１２に対して、ノズル間のスロート面積の割合が小さくなる領域において特に顕著になる。
このため、タービン効率へのノズルクリアランスの影響が大きくなるノズル開度の中開度〜小開度の範囲内において、ノズルクリアランスを狭めて隙間３９とすることによって、ノズルクリアランス損失の低減を効果的に得られる。
【００４６】
従って、前記第１実施形態、および第２実施形態のノズルベーン１３の前縁膨出部２５、２６および後縁膨出部２９の形成に加えて、第３実施形態のノズルクリアランス１２の寸法調整構造を付加することによって、タービン効率をさらに向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明によれば、タービンスクロールからノズルベーンへ流入する作動ガスのノズルベーン先端部における衝突損失の低減およびノズルベーンの後端部における流出流れの均一化を行ってノズルベーンおよび動翼での２次流れ損失を抑制して、タービン効率を向上させることができ、さらにタービン効率へのノズルクリアランスの影響が大きくなるノズル開度の中開度〜小開度の範囲内において、ノズルクリアランスの寸法を小さくして損失防止を行うことで、タービン効率をさらに向上させることができるので、過給機（排気ターボチャージャ）、小型ガスタービン、膨脹タービン等のラジアルタービンへ用いることに適している。
【符号の説明】
【００４８】
１    ラジアルタービン
２    タービンケーシング
３    スクロール
７    タービンロータ
９    動翼
１２、３９  ノズルクリアランス
１３    ノズルベーン
１７  入口前縁部
２５、２６  前縁膨出部
２７  出口後縁部
２９  後縁膨出部
３１  延長部
α  前縁翼角度
β  ガス流入角度
γ  後縁翼角度
Ｗ  幅
Ｗ０  幅の中央部
Ｋ    環状範囲
Ｌ、Ｌａ    翼弦長
Ｓ    スロート
【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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