(57)【要約】【課題】破損等のトラブルが生じるリスクが低く、広い流量範囲において高いタービン効率を発揮するラジアルタービン又は斜流タービンを提供すること。【解決手段】シュラウド側スクロール流路１２とタービン動翼入口４ａとの間には、シュラウド側ノズル流路３２が周方向に複数形成される。ハブ側スクロール流路１４とタービン動翼入口４ａとの間には、ハブ側ノズル流路３４が周方向に複数形成される。そして、複数のシュラウド側ノズル流路３２のノズル出口３２Ｂ及び複数のハブ側ノズル流路３４のノズル出口３４Ｂの各々が、タービン動翼入口４ａに対して半径方向に対向し、且つ、タービン軸方向における同一軸方向位置において周方向に交互に隣接して配置されることで環状のノズル出口部３０が構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスが流れる渦巻き状または環状のスクロール空間が内部に形成されるタービンハウジング（６）、を含むケーシング（８）と、
前記ケーシング（８）内に回転可能に収容される回転軸（２）と、該回転軸（２）に固定され、先端側に向けて連続的に半径が小さくなるように構成されたハブ（３）と、該ハブの周面（３ａ）から径方向に突出して設けられる複数の翼（４）と、からなるタービン動翼（５）と、
前記タービン動翼（５）のタービン動翼入口（４ａ）の周囲に形成される前記スクロール空間をタービン軸方向に分割することで、シュラウド側スクロール流路（１２）とハブ側スクロール流路（１４）の２つのスクロール流路を形成する分割壁（１０）と、を備え、
前記シュラウド側スクロール流路（１２）と前記タービン動翼入口（４ａ）との間には、前記シュラウド側スクロール流路（１２）を臨むノズル入口（３２Ａ）を有する、前記シュラウド側スクロール流路（１２）を流れる前記排気ガスを前記タービン動翼入口（４ａ）に導くためのシュラウド側ノズル流路（３２）が周方向に複数形成され、
前記ハブ側スクロール流路（１４）と前記タービン動翼入口（４ａ）との間には、前記ハブ側スクロール流路（１４）を臨むノズル入口（３４Ａ）を有する、前記ハブ側スクロール流路（１４）を流れる前記排気ガスを前記タービン動翼入口（４ａ）に導くためのハブ側ノズル流路（３４）が周方向に複数形成され、
複数の前記シュラウド側ノズル流路（３２）のノズル出口（３２Ｂ）及び複数の前記ハブ側ノズル流路（３４）のノズル出口（３４Ｂ）の各々が、前記タービン動翼入口（４ａ）に対して半径方向に対向し、且つ、前記タービン軸方向における同一軸方向位置において周方向に交互に配置されることで環状のノズル出口部（３０）が構成される、ラジアルタービン又は斜流タービン。
【請求項２】
前記シュラウド側スクロール流路（１２）及び前記ハブ側スクロール流路（１４）の少なくともいずれか一方を流れる前記排気ガスの流量を調整可能な流量調整機構（２０）をさらに備える、請求項１に記載のラジアルタービン又は斜流タービン。
【請求項３】
前記シュラウド側ノズル流路（３２）は、子午面視において、前記タービン軸方向に対して直交する方向に沿って前記タービン動翼入口（４ａ）に向かって延在し、
前記ハブ側ノズル流路（３４）は、前記子午面視において、前記タービン動翼入口（４ａ）からタービン動翼出口（４ｂ）に向かう方向に沿うように、前記タービン軸方向に対して傾斜して延在するように形成される、請求項１又は２に記載のラジアルタービン又は斜流タービン。
【請求項４】
前記分割壁（１０）は、前記タービン軸方向と直交する方向に延在し、前記スクロール空間を分割する環板状の分割部（１０Ａ）と、前記分割部（１０Ａ）の内周部からハブ側に向かって延在し、前記ケーシング（８）のハブ側壁面（１８ａ）と当接するハブ側当接部（１０Ｂ）と、からなり、
前記ケーシング（８）の前記ハブ側壁面（１８ａ）は、前記子午面視において、前記ハブ側ノズル流路（３４）の前記ノズル入口（３４Ａ）から前記ノズル出口（３４Ｂ）に向かって、該ハブ側壁面（１８ａ）と前記回転軸（２）との半径方向距離が短くなるように前記タービン軸方向に対して傾斜して延在し、
前記ハブ側ノズル流路（３４）は、前記ハブ側当接部（１０Ｂ）の前記ハブ側当接面（１０Ｂｃ）に形成される溝部（１０Ｂｄ）と、前記ハブ側壁面（１８ａ）と、で画定されるハブ側空間（１９ｓ）を少なくとも含み、
前記分割部（１０Ａ）の内周部と前記ケーシング（８）のシュラウド側壁面（１６ａ）との間において周方向に間隔を置いて形成される複数のシュラウド側ノズル翼（１７）をさらに備え、
前記シュラウド側ノズル流路（３２）は、前記分割部（１０Ａ）の内周部と、周方向に隣り合う２つの前記シュラウド側ノズル翼（１７、１７）と、前記ケーシング（８）の前記シュラウド側壁面（１６ａ）とで画定されるシュラウド側空間（１７ｓ）を含むように構成される、請求項３に記載のラジアルタービン又は斜流タービン。
【請求項５】
前記シュラウド側ノズル翼（１７）の内部には、前記分割部（１０Ａ）と接続するハブ側の断面（１７ｃ）及び後端部（１７Ｂ）に開口を有する、溝状又は貫通孔状の中空部（１７ｈ）が形成され、
前記ハブ側ノズル流路（３４）は、前記ハブ側空間（１９ｓ）と、前記ハブ側の断面（１７ｃ）において前記ハブ側空間（１９ｓ）と連通する前記中空部（１７ｈ）とから構成される、請求項４に記載のラジアルタービン又は斜流タービン。
【請求項６】
前記ハブ側ノズル流路（３４）のノズル出口（３４Ｂ）の周方向幅（Ｐ１）が、前記シュラウド側ノズル流路（３２）のノズル出口（３２Ｂ）の周方向幅（Ｐ２）、よりも小さくなるように形成される、請求項４又は５に記載のラジアルタービン又は斜流タービン。
【請求項７】
前記ハブ側ノズル流路（３４）のノズル入口（３４Ａ）は、該ノズル入口（３４Ａ）の前記子午面視における開口の最大幅をＷＡ、前記周方向に沿った開口の最大幅をＷＣで表した時に、ＷＡ＜ＷＣである、請求項４から６の何れか一項に記載のラジアルタービン又は斜流タービン。
【請求項８】
前記シュラウド側ノズル翼（１７）は、前記タービン軸と直交する方向の断面視において、外周側に配向される圧力面（１７Ｓ１）及び内周側に配向される負圧面（１７Ｓ２）の２つの周面を有する翼形状の外面形状を有し、
前記タービン軸と直交する方向の断面視において、隣接する前記シュラウド側ノズル翼（１７）の負圧面後端（１７ｂ）と交差し、且つ、前記ノズル出口（３４Ｂ）の圧力面後端（１７ａ）及び負圧面後端（１７ｂ）で規定される下流端面（３４Ｂａ）と直交する方向に延伸する仮想線（ＩＬ１）が、前記圧力面後端（１７ａ）及び前記負圧面後端（１７ｂ）の間を通過するように、前記ハブ側ノズル流路（３４）の前記ノズル出口（３４Ｂ）が構成される、請求項５に記載のラジアルタービン又は斜流タービン。
【請求項９】
前記シュラウド側ノズル翼（１７）は、前記タービン軸と直交する方向の断面視において、外周側に配向される圧力面（１７Ｓ１）及び内周側に配向される負圧面（１７Ｓ２）の２つの周面を有する翼形状の外面形状を有し、
前記タービン軸と直交する方向の断面視において、隣接する前記シュラウド側ノズル翼（１７）の負圧面後端（１７ｂ）と交差し、且つ、前記ノズル出口（３４Ｂ）の圧力面後端（１７ａ）と前記中空部（１７ｈ）の負圧面後端（１７ｂ）側のノズル内面（１７Ｓ３）とを最短距離で結ぶ線として規定される下流端面（３４Ｂｂ）と直交する方向に延伸する仮想線（ＩＬ２）が、前記圧力面後端（１７ａ）及び前記負圧面後端（１７ｂ）の間を通過するように、前記ハブ側ノズル流路（３４）の前記ノズル出口（３４Ｂ）が構成される、請求項５に記載のラジアルタービン又は斜流タービン。
【請求項１０】
前記翼（４）は、前記子午面視において、
上流側に位置する前縁（４ａ）と、
下流側に位置する後縁（４ｂ）と、
半径方向外側に位置する外側縁（４ｃ）と、
半径方向内側に位置し、前記ハブ（３）の周面（３ａ）に固着される内側縁（４ｄ）と、を有し、
前記内側縁（４ｄ）と前記前縁（４ａ）との第１交点（ａ１）の半径方向距離をＲＨ、前記外側縁（４ｃ）と前記前縁（４ａ）との第２交点（ａ２）の半径方向距離をＲＳで表した時に、ＲＨ＜ＲＳであり、前記前縁（４ａ）の形状線は上流側に向かって凸状に形成されるとともに、
前記シュラウド側ノズル翼（１７）の後端部（１７Ｂ）の形状線は、前記子午面視において、前記前縁（４ａ）に対向して凹状に形成される、請求項４から９の何れか一項に記載のラジアルタービン又は斜流タービン。
【請求項１１】
前記ハブ側ノズル流路（３４）のノズル出口（３４Ｂ）は、該ノズル出口（３４Ｂ）のスロート幅（Ｓ２）が、シュラウド側よりもハブ側の方が広くなるように形成される、請求項１０に記載のラジアルタービン又は斜流タービン。
【請求項１２】
前記翼（４）は、
上流側に位置する前縁（４ａ）と、
下流側に位置する後縁（４ｂ）と、
半径方向外側に位置する外側縁（４ｃ）と、
半径方向内側に位置し、前記ハブ（３）の周面（３ａ）に固着される内側縁（４ｄ）と、を有し、
前記前縁（４ａ）は、一定の半径方向距離からなる形状線を有するとともに、
前記ハブ（３）は、前記子午面視において、該ハブ（３）の周面（３ａ）の外周端縁（３ｄ）における接線方向が、前記タービン軸と直交する方向に対して、前記タービン動翼（５）の前記ハブ（３）の背面（３ｂ）側に５〜３０°傾斜して形成されるとともに、
前記ケーシング（８）の前記ハブ側壁面（１８ａ）は、前記子午面視において、前記ハブ側ノズル流路（３４）の前記ノズル入口（３４Ａ）から前記ノズル出口（３４Ｂ）に向かって、該ハブ側壁面（１８ａ）と前記回転軸（２）との半径方向距離が短くなるように前記タービン軸方向に対して傾斜して延在する、請求項４から９の何れか一項に記載のラジアルタービン又は斜流タービン。
【請求項１３】
前記シュラウド側ノズル流路（３２）のノズル出口（３２Ｂ）は、前記ハブ側ノズル流路（３４）の前記ノズル出口（３４Ｂ）よりも大きい流路面積を有し、
前記流量調整機構（２０）は、前記シュラウド側スクロール流路（１２）、又は前記シュラウド側スクロール流路（１２）に前記排気ガスを導入するシュラウド側排気管（２３）、の流路面積を調整可能な流量調整弁（２２）からなる、請求項４から１２の何れか一項に記載のラジアルタービン又は斜流タービン。
【請求項１４】
前記分割壁（１０）は、前記分割部（１０Ａ）と、該分割部（１０Ａ）と一体的に形成される前記ハブ側当接部（１０Ｂ）とから構成されるとともに、該分割壁（１０）は前記タービンハウジング（６）とは別部材から構成され、
前記シュラウド側ノズル翼（１７）は、前記分割壁（１０）及び前記タービンハウジング（６）とは別部材から構成され、
前記タービンハウジング（６）は、前記子午面視においてハブ側に位置するハブ側ハウジング部（６Ａ）と、該ハブ側ハウジング部（６Ａ）とは別部材からなる、前記子午視においてシュラウド側に位置するシュラウド側ハウジング部（６Ｂ）と、から構成される、請求項４から１３の何れか一項に記載のラジアルタービン又は斜流タービン。
【請求項１５】
前記分割壁（１０）及び前記シュラウド側ハウジング部（６Ｂ）は、前記タービン軸に対して軸対称に形成される、請求項１４に記載のラジアルタービン又は斜流タービン。
【請求項１６】
前記ケーシング（８）の前記ハブ側壁面（１８ａ）は、前記タービンハウジング（６）とは別部材から構成される、前記タービン動翼（５）の背面（３ｂ）に沿って前記排気ガスが漏れるのを防止するための背板（７Ｂ）の壁面からなる、請求項１４又は１５に記載のラジアルタービン又は斜流タービン。
【請求項１７】
前記ケーシング（８）は、前記タービンハウジング（６）とは別部材から構成される、前記ハブ側ハウジング部（６Ａ）に支持される弾性変形可能な第１プレート部材（４２）を含み、
前記第１プレート部材（４２）は、前記子午面視において、前記ハブ側ノズル流路（３４）の前記ノズル入口（３４Ａ）から前記ノズル出口（３４Ｂ）に向かって、該ハブ側壁面（１８ａ）と前記回転軸（２）との半径方向距離が短くなるように前記タービン軸方向に対して傾斜する傾斜面（４２ａ）を有し、該傾斜面（４２ａ）が前記ケーシング（８）の前記ハブ側壁面（１８ａ）を構成し、
前記分割壁（１０）の前記ハブ側当接部（１０Ｂ）が、前記第１プレート部材（４２）の傾斜面（４２ａ）と当接するように構成される、請求項１４又は１５に記載のラジアルタービン又は斜流タービン。
【請求項１８】
前記ケーシング（８）は、前記シュラウド側ハウジング部（６Ｂ）に固定される弾性変形可能な第２プレート部材（４４）をさらに含み、
前記第２プレート部材（４４）は、前記子午面視において、前記タービン軸と直交する方向に沿って延在する前記シュラウド側壁面（１６ａ）の少なくとも一部を構成する側面（４４ａ）を有し、
前記シュラウド側ノズル翼（１７）が、前記第２プレート部材（４２）の側面（４４ａ）と当接し、該側面（４４ａ）と前記分割壁（１０）によって支持されるように構成される、請求項１７に記載のラジアルタービン又は斜流タービン。
【請求項１９】
前記分割壁（１０）の内周部において周方向に間隔を置いて複数形成された、前記ケーシング（８）のシュラウド側壁面（１６ａ）と当接する複数のシュラウド側ノズル部（１７Ｃ）と、
前記分割壁（１０）の内周部において周方向に間隔を置いて複数形成された、前記ケーシング（８）のハブ側壁面（１８ａ）と当接する複数のハブ側ノズル部（１９Ｃ）と、をさらに備え、
前記シュラウド側ノズル部（１７Ｃ）は、該シュラウド側ノズル部（１７Ｃ）の内部に、ハブ側において、半径方向外端から内端に通じ、前記ハブ側スクロール流路（１４）を臨む入口と前記タービン動翼入口（４ａ）を臨む出口とを有するハブ側溝部（１７ｇ）を有し、
前記ハブ側ノズル部（１９Ｃ）は、該ハブ側ノズル部（１９Ｃ）の内部に、シュラウド側において、半径方向外端から内端に通じ、前記シュラウド側スクロール流路（１２）を臨む入口と前記タービン動翼入口（４ａ）を臨む出口とを有するシュラウド側溝部（１９ｇ）を有し、
前記シュラウド側ノズル流路（３２）は、前記ケーシング（８）のシュラウド側壁面（１６ａ）と、前記ハブ側ノズル部（１９）の前記シュラウド側溝部（１９ｇ）における周方向に対向する２つの側壁面（１９Ｓａ、１９Ｓｂ）及び底壁面（１９Ｓｃ）とで形成され、
前記ハブ側ノズル流路（３４）は、前記ケーシング（８）のハブ側壁面（１８ａ）と、前記シュラウド側ノズル部（１７）の前記ハブ側溝部（１７ｇ）における周方向に対向する２つの側壁面（１７Ｓａ、１７Ｓｂ）及び底壁面（１７Ｓｃ）とで形成され、
前記シュラウド側ノズル流路（３２）のノズル出口（３２Ｂ）が前記シュラウド側溝部（１９ｇ）の出口であり、
前記ハブ側ノズル流路（３４）のノズル出口（３４Ｂ）が前記ハブ側溝部（１７ｇ）の出口であり、
複数の前記シュラウド側溝部（１９ｇ）の出口及び複数の前記ハブ側溝部（１７ｇ）の出口の各々が、前記タービン動翼入口（４ａ）に対して半径方向に対向し、且つ、前記タービン軸方向における同一軸方向位置において周方向に交互に隣接して配置されることで環状のノズル出口部（３０）が構成される、請求項１から３の何れか一項に記載のラジアルタービン又は斜流タービン。
【請求項２０】
前記分割壁（１０）は、前記タービン軸方向と直交する方向に延在し、前記スクロール空間を分割する環板状の分割部（１０Ａ）と、前記分割部（１０Ａ）の内周部からハブ側に向かって延在し、前記ケーシング（８）のハブ側壁面（１８ａ）と当接するハブ側当接部（１０Ｂ）と、からなり、
前記分割部（１０Ａ）の内周部と前記ケーシング（８）のシュラウド側壁面（１６ａ）との間において周方向に間隔を置いて形成される複数のシュラウド側ノズル翼（１７）をさらに備え、該シュラウド側ノズル翼（１７）は、前記子午面視において、前記分割部（１０Ａ）の内周部から前記タービン軸方向に沿ってシュラウド側に延在し、前記タービン軸方向に対してほぼ平行に形成される前縁形状を有するとともに、前記タービン軸と直交する方向の断面視において、外周側に配向される圧力面（１７Ｓ１）及び内周側に配向される負圧面（１７Ｓ２）の２つの周面を有する翼形状の外面形状を有し、
前記ハブ側ノズル流路（３４）のノズル入口（３４Ａ）は、前記ハブ側当接部（１０Ｂ）を前記タービン軸方向から視認した場合に、該ハブ側当接部（１０Ｂ）の外周側に位置する外周端面（１０Ｂａ）に形成されるとともに、該外周端面（１０Ｂａ）は、前記子午面視において、前記ノズル出口（３４Ｂ）に対してほぼ平行に延在するか、前記ハブ側ノズル流路（３４）の前記ノズル入口（３４Ａ）から前記ノズル出口（３４Ｂ）に向かって、該ハブ側壁面（１８ａ）と前記回転軸（２）との半径方向距離が短くなるように延在する前記ケーシング（８）の前記ハブ側壁面（１８ａ）に対してほぼ直交する方向に延在するか、または、半径方向に沿って延在するように形成され、
前記ハブ側ノズル流路（３４）は、前記分割壁（１０Ｂ）の内部に形成される貫通孔状、または前記分割壁（１０Ｂ）をハブ側から視認して溝状に形成されるハブ側空間（１９ｓ）と、該ハブ側空間（１９ｓ）と連通する前記シュラウド側ノズル翼（１７）の内部に形成される貫通孔状、または前記シュラウド側ノズル翼（１７）をハブ側から視認して溝状に形成される中空部（１７ｈ）とを含み、
前記ハブ側ノズル流路（３４）の前記ノズル出口（３４Ｂ）は、前記シュラウド側ノズル翼（１７）を前記タービン軸方向から視認した場合における該シュラウド側ノズル翼（１７）の内周端部に、前記子午面視において前記タービン軸方向に対してほぼ平行に形成されるとともに、前記タービン軸と直交する方向の断面視において、前記シュラウド側ノズル翼（１７）の後端部（１７Ｂ）に形成される２つの後縁（１７ａ、１７ｂ）の間に形成されており、
前記シュラウド側ノズル流路（３２）は、前記分割部（１０Ａ）の内周部と、周方向に隣り合う２つの前記シュラウド側ノズル翼（１７、１７）と、前記ケーシング（８）の前記シュラウド側壁面（１６ａ）とで画定されるシュラウド側空間（１７ｓ）を含み、
前記シュラウド側ノズル流路（３２）の前記ノズル出口（３２Ｂ）は、前記タービン軸と直交する方向の断面視における前記シュラウド側ノズル翼（１７）の前記２つの後縁（１７ａ、１７ｂ）が存在する周方向領域において、前記ハブ側ノズル流路（３４）の前記ノズル出口（３４Ｂ）を除く領域に形成される、請求項１から３の何れか一項に記載のラジアルタービン又は斜流タービン。
【請求項２１】
前記分割壁（１０）は、前記タービン軸方向と直交する方向に延在し、前記スクロール空間を分割する環板状の分割部（１０Ａ）と、前記分割部（１０Ａ）の内周部からハブ側に向かって延在し、前記ケーシング（８）のハブ側壁面（１８ａ）と当接するハブ側当接部（１０Ｂ）と、からなり、
前記分割部（１０Ａ）の内周部と前記ケーシング（８）のシュラウド側壁面（１６ａ）との間において周方向に間隔を置いて形成される複数のシュラウド側ノズル翼（１７）をさらに備え、該シュラウド側ノズル翼（１７）は、前記子午面視において、前記分割部（１０Ａ）の内周部から前記タービン軸方向に沿ってシュラウド側に延在し、前記タービン軸方向に対してほぼ平行に形成される前縁形状を有するとともに、前記タービン軸と直交する方向の断面視において、外周側に配向される圧力面（１７Ｓ１）及び内周側に配向される負圧面（１７Ｓ２）の２つの周面を有する翼形状の外面形状を有し、
前記ハブ側ノズル流路（３４）のノズル入口（３４Ａ）は、前記ハブ側当接部（１０Ｂ）を前記タービン軸方向から視認した場合に、該ハブ側当接部（１０Ｂ）の外周側に位置する外周端面（１０Ｂａ）に形成されるとともに、該外周端面（１０Ｂａ）は、前記子午面視において、前記ノズル出口（３４Ｂ）に対してほぼ平行に延在するか、前記ハブ側ノズル流路（３４）の前記ノズル入口（３４Ａ）から前記ノズル出口（３４Ｂ）に向かって、該ハブ側壁面（１８ａ）と前記回転軸（２）との半径方向距離が短くなるように延在する前記ケーシング（８）の前記ハブ側壁面（１８ａ）に対してほぼ直交する方向に延在するか、または、半径方向に沿って延在するように形成され、
前記ハブ側ノズル流路（３４）は、前記分割壁（１０Ｂ）の内部に形成される貫通孔状、または前記分割壁（１０Ｂ）をハブ側から視認して溝状に形成されるハブ側空間（１９ｓ）と、該ハブ側空間（１９ｓ）と連通する前記シュラウド側ノズル翼（１７）の内部に形成される貫通孔状、または前記シュラウド側ノズル翼（１７）をハブ側から視認して溝状に形成される中空部（１７ｈ）とを含み、
前記ハブ側ノズル流路（３４）の前記ノズル出口（３４Ｂ）は、前記シュラウド側ノズル翼（１７）を前記タービン軸方向から視認した場合の該シュラウド側ノズル翼（１７）の内周端部に、前記子午面視において凸状に形成された前記タービン動翼（５）の前記翼（４）の前縁（４ａ）に対してほぼ一定の離間距離を有する凹状に形成されるとともに、前記タービン軸と直交する方向の断面視において、前記シュラウド側ノズル翼（１７）の後端部に形成される２つの後縁（１７ａ、１７ｂ）の間に形成される、請求項１から３の何れか一項に記載のラジアルタービン又は斜流タービン。
【請求項２２】
前記分割壁（１０）は、前記タービン軸方向と直交する方向に延在し、前記スクロール空間を分割する環板状の分割部（１０Ａ）と、前記分割部（１０Ａ）の内周部からハブ側に向かって延在し、前記ケーシング（８）のハブ側壁面（１８ａ）と当接するハブ側当接部（１０Ｂ）と、からなり、
前記分割部（１０Ａ）の内周部と前記ケーシング（８）のシュラウド側壁面（１６ａ）との間において周方向に間隔を置いて形成される複数のシュラウド側ノズル翼（１７）をさらに備え、該シュラウド側ノズル翼（１７）は、前記子午面視において、前記分割部（１０Ａ）から前記タービン軸方向に沿ってシュラウド側に延在するとともに、前記タービン軸方向に対してほぼ平行に形成される前縁形状を有するとともに、前記タービン軸と直交する方向の断面視において、外周側に配向される圧力面（１７Ｓ１）及び内周側に配向される負圧面（１７Ｓ２）の２つの周面を有する翼形状の外面形状を有し、
前記ハブ側ノズル流路（３４）のノズル入口（３４Ａ）は、前記ハブ側当接部（１０Ｂ）を前記タービン軸方向から視認した場合に、該ハブ側当接部（１０Ｂ）の外周に位置する外周端面（１０Ｂａ）に形成されるとともに、該外周端面（１０Ｂａ）は、前記子午面視において、前記ノズル出口（３４Ｂ）に対してほぼ平行に延在するか、前記ハブ側ノズル流路（３４）の前記ノズル入口（３４Ａ）から前記ノズル出口（３４Ｂ）に向かって、該ハブ側壁面（１８ａ）と前記回転軸（２）との半径方向距離が短くなるように延在する前記ケーシング（８）の前記ハブ側壁面（１８ａ）に対してほぼ直交する方向に延在するか、または、半径方向に沿って延在するように形成され、
前記ハブ側ノズル流路（３４）は、前記ハブ側当接部（１０Ｂ）の内部に形成される貫通孔状、または前記ハブ側当接部（１０Ｂ）をハブ側から視認して溝状に形成されるハブ側空間（１９ｓ）を含み、
前記ハブ側ノズル流路（３４）の前記ノズル出口（３４Ｂ）は、前記分割部（１０Ａ）のシュラウド側壁面（１０ｃ）に開口するとともに、
前記シュラウド側ノズル翼（１７）の前記圧力面（１７Ｓ１）には、前記ノズル出口から流出する前記排気ガスを前記タービン動翼入口（４ａ）に案内するための凹部（１７Ｇ）が形成されている、請求項１から３の何れか一項に記載のラジアルタービン又は斜流タービン。
【請求項２３】
前記タービン軸と直交する方向の断面視において、前記凹部（１７Ｇ）の上流端の壁面には凹状の案内溝（１７ｇｕ）が形成されている、請求項２２に記載のラジアルタービン又は斜流タービン。
【請求項２４】
前記凹状の案内溝（１７ｇｕ）は、前記シュラウド側ノズル翼（１７）のハブ側の断面（１７ｃ）からシュラウド側の側面部（１７ｄ）に向かって下流側に移動しながら連続的に溝の深さが浅くなるように構成される、請求項２３に記載のラジアルタービン又は斜流タービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ラジアルタービン又は斜流タービンに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用エンジンに搭載されるターボチャージャ、発電用エンジンに用いられるエキスパンジョンタービン、並びに小型ガスタービン等の分野において、タービン回転数及びタービン出力を可変とし、あるいはエンジンの出力変化に対して高い応答性を発揮するために、タービンに導入する排気ガスの流量を調整可能な可変機構を備えるラジアルタービンや斜流タービンが公知である。
【０００３】
例えば特許文献１には、タービンハウジングのノズル部に可変ノズルからなる可変機構が設けられてなる可変容量型ターボチャージャが開示されている。この可変ノズルは、タービンハウジングのノズル部において周方向に配置された複数のノズル翼と、この複数のノズル翼を回動させるアクチュエータとから構成される。
【０００４】
また特許文献２には、排気ガスが流れる２つのスクロール流路を有する所謂ツインスクロール型ターボチャージャにおいて、上記可変機構として、２つのスクロール流路を流れる排気ガスの流量を調整する流量調整機構を備えたターボチャージャが開示されている。この種のツインスクロール型ターボチャージャでは、最大流量時には両方のスクロール流路に設計流量相当の排気ガスを流し、最小流量時には一方のスクロール流路からのみ排気ガスを流し、他方のスクロール流路には排気ガスを流さない。そして、中間流量時には、一方のスクロール流路には設計流量相当の排気ガスを流し、他方のスクロール流路を流れる排気ガスの流量を調整するように構成される。
【０００５】
また特許文献３には、ノズル部に加えてシュラウド部に設けられたノズル孔からも排気ガスを導入可能な構成を有するターボ過給機において、上記可変機構として、シュラウド部に設けられたノズル孔を流れる排気ガスの流量を調整する流量調整機構を備えた過給機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１５４７２８号公報
【特許文献２】特開２００９−２８１１９７号公報
【特許文献３】特開２００７−２３８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１に開示されている可変容量型ターボチャージャでは、高温の排気ガスの影響による熱変形に対応するために、ノズル翼とハウジング内壁面との隙間を大きく確保する必要がある。よって、この隙間から排気ガスが漏れることでタービン効率が低下してしまうとの問題がある。また、可変ノズルという可動部材を高温の排気ガスが流れるノズル部に用いるため、固定部材を用いる場合と比べて破損等のトラブルが生じるリスクが高いとの問題がある。
【０００８】
また、上述した特許文献２に開示されているターボチャージャでは、２つのスクロール流路のノズル出口がタービン軸方向に隣接しているため、最小流量時や中間流量時において、圧力の高い一方のノズル出口から圧力の低い他方のノズル出口へと排気ガスが流れる逆流現象が生じ、これにより圧力損失が発生してタービン効率が低下するとの問題がある。
【０００９】
また、上述した特許文献３に開示されているターボ過給機では、特にシュラウド部に設けられたノズル孔から排気ガスを流さない場合において、このノズル孔によって圧力損失が発生してタービン効率が低下するとの問題がある。
【００１０】
本発明の少なくとも一つの実施形態は、上述したような従来の課題に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、破損等のトラブルが生じるリスクが低く、広い流量範囲において高いタービン効率を発揮するラジアルタービン又は斜流タービンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の少なくとも一つの実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービンは、
（１）
排気ガスが流れる渦巻き状または環状のスクロール空間が内部に形成されるタービンハウジング、を含むケーシングと、
前記ケーシング内に回転可能に収容される回転軸と、該回転軸に固定され、先端側に向けて連続的に半径が小さくなるように構成されたハブと、該ハブの周面から径方向に突出して設けられる複数の翼と、からなるタービン動翼と、
前記タービン動翼のタービン動翼入口の周囲に形成される前記スクロール空間をタービン軸方向に分割することで、シュラウド側スクロール流路とハブ側スクロール流路の２つのスクロール流路を形成する分割壁と、を備え、
前記シュラウド側スクロール流路と前記タービン動翼入口との間には、前記シュラウド側スクロール流路を臨むノズル入口を有する、前記シュラウド側スクロール流路を流れる前記排気ガスを前記タービン動翼入口に導くためのシュラウド側ノズル流路が周方向に複数形成され、
前記ハブ側スクロール流路と前記タービン動翼入口との間には、前記ハブ側スクロール流路を臨むノズル入口を有する、前記ハブ側スクロール流路を流れる前記排気ガスを前記タービン動翼入口に導くためのハブ側ノズル流路が周方向に複数形成され、
複数の前記シュラウド側ノズル流路のノズル出口及び複数の前記ハブ側ノズル流路のノズル出口の各々が、前記タービン動翼入口に対して半径方向に対向し、且つ、前記タービン軸方向における同一軸方向位置において周方向に交互に配置されることで環状のノズル出口部が構成される。
【００１２】
上記（１）に記載のラジアルタービン又は斜流タービンによれば、複数のシュラウド側ノズル流路のノズル出口と、複数のハブ側ノズル流路のノズル出口の各々が、タービン動翼入口に対して半径方向に対向し、且つ、タービン軸方向における同一軸方向位置において周方向に交互に隣接して配置されることで環状のノズル出口部が構成される。このため、特許文献２に開示されているような２つのスクロール流路のノズル出口がタービン軸方向に隣接しているものと比べて、圧力の高い一方のノズル出口から圧力の低い他方のノズル出口へと排気ガスが流れる逆流現象が抑制される。これにより、圧力損失の発生に伴うタービン効率の低下を防ぐことが出来る。
【００１３】
また、上記（１）に記載のラジアルタービン又は斜流タービンによれば、特許文献１に開示されているような可変ノズルを設ける可変容量タービンとは異なり、ノズル部には可動部材を設けない。このため、可動部材と壁面の隙間からの漏れ流れによるタービン効率の低下の問題は生じない。また、高速・高温の排気ガスが流れるノズル部に可動部材を設けないため、破損等のリスクが低く、構造的な信頼性が高い。
【００１４】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）のラジアルタービン又は斜流タービンにおいて、上記シュラウド側スクロール流路及びハブ側スクロール流路の少なくともいずれか一方を流れる排気ガスの流量を調整可能な流量調整機構をさらに備えている。
【００１５】
上記（２）に記載のラジアルタービン又は斜流タービンによれば、流量調整機構によってシュラウド側スクロール流路及びハブ側スクロール流路の少なくともいずれか一方を流れる排気ガスの流量を調整することが出来る。例えば、流量調整機構によって、最大流量時には両方のスクロール流路に設計流量相当の排気ガスが流れるように制御することが出来る。また、最小流量時には一方のスクロール流路からのみ排気ガスを流すように制御することも出来る。また中間流量時には、一方のスクロール流路には設計流量相当の排気ガスを流し、他方のスクロール流路を流れる排気ガスの流量を調整するように制御することも出来る。したがって、このような流量調整機構を備えることで、最小流量から最大流量までの広い流量範囲において高いタービン効率を実現可能な可変機構を構成することが出来るようになっている。
【００１６】
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）、（２）のラジアルタービン又は斜流タービンにおいて、上記シュラウド側ノズル流路は、子午面視において、タービン軸方向に対して直交する方向に沿ってタービン動翼入口（４ａ）に向かって延在する。上記ハブ側ノズル流路は、子午面視において、タービン動翼入口からタービン動翼出口に向かう方向に沿うように、タービン軸方向に対して傾斜して延在するように形成される。
【００１７】
上記（３）のラジアルタービン又は斜流タービンによれば、従来のラジアルタービンと同様に、シュラウド側ノズル流路から流出する排気ガスの流れをタービン軸方向に対してほぼ直交する半径方向の流れとすることが出来る。したがって、シュラウド側ノズル流路を流れる排気ガスの流れがシュラウド側からハブ側に向かうようにタービン軸に対して傾斜する方向に沿って流れる場合と比べて、排気ガスの流れの転向角を小さくすることが出来る。これにより圧力損失を抑制し、タービン効率の低下を防止することが出来る。また、ハブ側ノズル流路から流出する排気ガスの流れについても、従来のラジアルタービンよりもその流れの転向角を小さくすることが出来るため、より一層圧力損失を抑制し、タービン効率の低下を防止することが出来る。
【００１８】
（４）幾つかの実施形態では、上記（３）のラジアルタービン又は斜流タービンにおいて、上記分割壁は、タービン軸方向と直交する方向に延在し、スクロール空間を分割する環板状の分割部と、この分割部の内周部からハブ側に向かって延在し、ケーシングのハブ側壁面と当接するハブ側当接部とからなる。上記ケーシングのハブ側壁面は、子午面視において、ハブ側ノズル流路のノズル入口からノズル出口に向かって、このハブ側壁面と回転軸との半径方向距離が短くなるようにタービン軸方向に対して傾斜して延在する。上記ハブ側ノズル流路は、ハブ側当接部のハブ側当接面に形成される溝部と、ハブ側壁面と、で画定されるハブ側空間を少なくとも含む。
このラジアルタービン又は斜流タービンは、分割部の内周部とケーシングのシュラウド側壁面との間において周方向に間隔を置いて形成される複数のシュラウド側ノズル翼をさらに備える。そして、シュラウド側ノズル流路は、分割部の内周部と、周方向に隣り合う２つのシュラウド側ノズル翼と、ケーシングのシュラウド側壁面とで画定されるシュラウド側空間を含むように構成される。
【００１９】
上記（４）のラジアルタービン又は斜流タービンによれば、ハブ側ノズル流路は、ハブ側当接部のハブ側当接面に形成される溝部とハブ側壁面とで画定されるハブ側空間を少なくとも含む。このため、分割壁に対して貫通孔を形成することなく、加工が容易な溝部によってハブ側ノズル流路を形成することが出来る。分割壁に貫通孔を形成する場合には複雑な鋳造等で製作する必要があるが、当接面に開口を有する溝であれば、比較的単純な構造の中子で鋳造によって製作可能である。また、高い表面加工精度が要求される場合であっても、エンドミルによって容易に加工することが出来る。
【００２０】
また、上記（４）のラジアルタービン又は斜流タービンによれば、分割部の内周部とケーシングのシュラウド側壁面との間において周方向に間隔を置いて形成される複数のシュラウド側ノズル翼をさらに備える。そして、シュラウド側ノズル流路は、分割部の内周部と、周方向に隣り合う２つのシュラウド側ノズル翼と、ケーシングのシュラウド側壁面とで画定されるシュラウド側空間を含むように構成される。このため、周方向に隣り合う２つのシュラウド側ノズル翼の圧力面と負圧面とによって、シュラウド側スクロール流路から流出する排気ガスの流れを周方向に導流することが出来、タービン効率をより一層高めることが出来るようになっている。
【００２１】
（５）幾つかの実施形態では、上記（４）のラジアルタービン又は斜流タービンにおいて、上記シュラウド側ノズル翼の内部には、分割部と接続するハブ側の断面及び後端部に開口を有する溝状又は貫通孔状の中空部が形成される。そして、上記ハブ側ノズル流路は、ハブ側空間と、ハブ側の断面においてこのハブ側空間と連通する中空部とから構成される。
【００２２】
上記（５）のラジアルタービン又は斜流タービンによれば、上述したハブ側空間とシュラウド側ノズル翼の内部に形成される溝状又は貫通孔状の中空部とによってハブ側ノズル流路が構成される。このため、周方向に隣り合う２つのシュラウド側ノズル翼によって形成されるシュラウド側空間を含むシュラウド側ノズル流路を流れる排気ガスと、シュラウド側ノズル翼の内部に形成される溝状又は貫通孔状の中空部を含むハブ側ノズル流路を流れる排気ガスとが、それぞれのノズル出口まで互いに干渉することなく流れる。これにより、排気ガスの圧力損失を抑制でき、タービン効率をより一層高めることが出来るようになっている。
【００２３】
（６）幾つかの実施形態では、上記（４）、（５）のラジアルタービン又は斜流タービンにおいて、上記ハブ側ノズル流路のノズル出口の周方向幅が、シュラウド側ノズル流路のノズル出口の周方向幅よりも小さくなるように形成される。
【００２４】
上記（６）のラジアルタービン又は斜流タービンによれば、例えば、最大流量時には両方のノズル流路から設計流量相当の排気ガスを流し、最小流量時にはノズル出口の周方向幅の小さいハブ側ノズル流路からのみ排気ガスを流し、中間流量時には、ハブ側ノズル流路には設計流量相当の排気ガスを流し、ノズル出口の周方向幅の大きいシュラウド側ノズル流路を流れる排気ガスの流量を調整することで、最小流量から最大流量までの広い流量範囲において高いタービン効率を実現する可変機構を構成することが出来る。
【００２５】
（７）幾つかの実施形態では、上記（４）〜（６）のラジアルタービン又は斜流タービンにおいて、上記ハブ側ノズル流路のノズル入口は、このノズル入口（３４Ａ）の前記子午面視における開口の最大幅をＷＡ、周方向に沿った開口の最大幅をＷＣで表した時に、ＷＡ＜ＷＣである。
【００２６】
上記（７）のラジアルタービン又は斜流タービンによれば、ハブ側ノズル流路のノズル入口を子午面方向よりも周方向に長い形状とすることで、ケーシングのタービン軸方向の長さを短くすることが出来る。これによりケーシングの形状をコンパクトにすることが出来る。
【００２７】
（８）幾つかの実施形態では、上記（５）のラジアルタービン又は斜流タービンにおいて、上記シュラウド側ノズル翼は、タービン軸と直交する方向の断面視において、外周側に配向される圧力面及び内周側に配向される負圧面の２つの周面を有する翼形状の外面形状を有する。そして、タービン軸と直交する方向の断面視において、隣接するシュラウド側ノズル翼の負圧面後端と交差し、且つ、ノズル出口の圧力面後端及び負圧面後端で規定される下流端面と直交する方向に延伸する仮想線が、圧力面後端及び負圧面後端の間を通過するように、ハブ側ノズル流路のノズル出口が構成される。
【００２８】
上記（８）のラジアルタービン又は斜流タービンによれば、例えば、最小流量時においてハブ側ノズル流路からのみ排気ガスを流す場合であっても、ハブ側ノズル流路から流出する排気ガスが、隣接するシュラウド側ノズル翼の負圧面によってその排気ガスの流れが大きく妨げられることなく周方向に沿って環状流路を流れていく。このため、ハブ側ノズル流路から流出する排気ガスが周方向に途切れることなく流れ、環状流路の全体からタービン動翼入口に流入する。
最大流量時においては、ハブ側ノズル流路とシュラウド側ノズル流路の両方のノズル出口を合わせた面積から排気ガスが流出する。ここで好ましくは、ハブ側ノズル流路及びシュラウド側ノズル流路から流出する排気ガスの流速が最大流量時において等しくなるように、２つのノズル流路のノズル出口のスロート幅が設計されるとよい。ハブ側ノズル流路とシュラウド側ノズル流路とでは排気ガスの流出方向が異なる。しかしながら、シュラウド側ノズル流路から流出する排気ガスは、隣接するシュラウド側ノズル翼の負圧面によってその流出方向が制約されており、負圧面に沿って流れる。よって、２つのノズル流路から流出する排気ガスは、大きく流れが乱れることなく、一つの大きな排気ガスの流れとして合流し、動翼入口の環状流路の全体から動翼に流入する。
中間流量時においては、上述した最大流量時と比べてシュラウド側ノズル流路のノズル出口から流出する排気ガスの流速が遅くなる。しかしながら、ハブ側ノズル流路から流出する排気ガスの流れによって、シュラウド側ノズル流路の流れ幅が狭まり、これによりシュラウド側ノズル流路から流出する排気ガスの流速が加速される。そして、２つのノズル流路から流出する排気ガスは、大きく流れが乱れることなく、一つの大きな排気ガスの流れとして合流し、最小流量時と最大流量時の中間の流れ角を有しながら、動翼入口の環状流路の全体からタービン動翼入口に流入する。
【００２９】
このように、上記（８）のラジアルタービン又は斜流タービンでは、最小流量から最大流量までの広い流量範囲において、動翼入口の環状流路の全体からタービン動翼入口に向かって排気ガスを流すことが出来る。しかも、流量の変化に応じて流れ角も連続的に変化するため、あたかも可変ノズルによって排気ガスの流れ方向を制御する場合と同様の制御性能を有する。このため、本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービンによれば、最小流量から最大流量までの広い流量範囲において、高いタービン効率を実現する可変機構を構成することが出来るようになっている。
【００３０】
（９）幾つかの実施形態では、上記（５）のラジアルタービン又は斜流タービンにおいて、上記シュラウド側ノズル翼は、タービン軸と直交する方向の断面視において、外周側に配向される圧力面及び内周側に配向される負圧面の２つの周面を有する翼形状の外面形状を有する。そして、タービン軸と直交する方向の断面視において、隣接するシュラウド側ノズル翼の負圧面後端と交差し、且つ、ノズル出口の圧力面後端と中空部の負圧面後端側のノズル内面とを最短距離で結ぶ線として規定される下流端面と直交する方向に延伸する仮想線が、圧力面後端及び負圧面後端の間を通過するように、ハブ側ノズル流路のノズル出口が構成される。
【００３１】
上記（９）のラジアルタービン又は斜流タービンによれば、ハブ側ノズル流路のノズル出口から流出する排気ガスの流れに対して、このノズル出口の下流端面に対して垂直方向の流速成分を付与することが出来る。このため、例えば、ハブ側ノズル流路とシュラウド側ノズル流路の両方のノズル出口から排気ガスが流出する中間流量時において、上述した（８）のラジアルタービン又は斜流タービンよりも、２つのノズル出口から流出する排気ガスの混合が促進される。これにより、流れの一様性が向上し、動翼に流入する際の圧力損失を軽減することが出来る。
【００３２】
（１０）幾つかの実施形態では、上記（４）〜（９）のラジアルタービン又は斜流タービンにおいて、上記翼は、子午面視において、上流側に位置する前縁と、下流側に位置する後縁と、半径方向外側に位置する外側縁と、半径方向内側に位置し、ハブの周面に固着される内側縁とを有する。内側縁と前縁との第１交点の半径方向距離をＲＨ、外側縁と前縁との第２交点の半径方向距離をＲＳで表した時に、ＲＨ＜ＲＳであり、前縁の形状線は上流側に向かって凸状に形成される。そして、シュラウド側ノズル翼の後端部の形状線は、子午面視において、前縁に対向して凹状に形成される。
【００３３】
ハブ側ノズル流路から流出する排気ガスの速度成分の主体は周方向成分であるが、子午面視においては半径方向成分と軸方向成分も有しており、タービン軸に対して傾斜して流れてタービン動翼入口に流入する。しかしながら、翼の前縁が一定の半径方向距離を有するラジアルタービンでは、この子午面視における排気ガスの流れの転向角が大きくなり、ハブ周面において排気ガスの流れに剥離等が生じ、圧力損失が発生してしまう。
【００３４】
上記（１０）のラジアルタービン又は斜流タービンによれば、翼のハブ側の前縁がハブ側に向かって半径方向距離が短くなるように傾斜して形成される。また、ハブ側ノズル流路のノズル出口が開口するシュラウド側ノズル翼の後端部の形状線は、子午面視において、前縁に対向して凹状に形成される。このため、ハブ側ノズル流路から流出する排気ガスの子午面視における流れの転向角を小さく出来、流れ角変化による圧力損失を低減することが出来る。
【００３５】
（１１）幾つかの実施形態では、上記（１０）のラジアルタービン又は斜流タービンにおいて、上記ハブ側ノズル流路のノズル出口は、このノズル出口のスロート幅が、シュラウド側よりもハブ側の方が広くなるように形成される。
【００３６】
導入する排気ガスの流量が変動するタービンにおいては、小流量時には理論速度比（Ｕ／Ｃ０）の低い領域で高いタービン効率が要求され、大流量時には理論速度比（Ｕ／Ｃ０）の高い領域で高いタービン効率が要求される。ここで、Ｕ：動翼入口における周速、Ｃ０：理論速度である。
【００３７】
上記（１１）のラジアルタービン又は斜流タービンによれば、翼の前縁の形状線が上流側に向かって凸に形成される。また、シュラウド側ノズル翼の後端部の形状線が、子午面視において、前縁に対向して凹状に形成される。このため、翼の前縁は、タービン軸に対して傾斜したハブ側の衝動タービンの機能が大きい部分と、タービン軸に対してほぼ平行で且つ半径がほぼ一定となるシュラウド側の反動タービンの機能が大きい部分とを有することとなる。よって、ハブ側ノズル流路のノズル出口のスロート幅を、シュラウド側のスロート幅よりもハブ側のスロート幅を広く形成することで、小流量時において理論速度比（Ｕ／Ｃ０）の低い領域で高いタービン効率を発揮する衝動タービンの機能が大きい前縁のハブ側に小さい流れ角で多くの排気ガスを流入させることが出来る。また、大流量時において理論速度比（Ｕ／Ｃ０）の高い領域で高いタービン効率を発揮する反動タービンの機能が大きい前縁４ａのシュラウド側に大きい流れ角で多くの排気ガスを流入させることが出来る。これにより、小流量〜大流量の広い流量範囲においてタービン効率の向上を図ることが出来るようになっている。
【００３８】
（１２）幾つかの実施形態では、上記（４）〜（９）のラジアルタービン又は斜流タービンにおいて、上記翼は、上流側に位置する前縁と、下流側に位置する後縁と、半径方向外側に位置する外側縁と、半径方向内側に位置し、ハブの周面に固着される内側縁とを有する。前縁は、一定の半径方向距離からなる形状線を有する。ハブは、子午面視において、このハブの周面の外周端縁における接線方向が、タービン軸と直交する方向に対して、タービン動翼のハブの背面側に５〜３０°傾斜して形成される。そして、上記ケーシングのハブ側壁面は、子午面視において、ハブ側ノズル流路のノズル入口からノズル出口に向かって、このハブ側壁面と回転軸との半径方向距離が短くなるようにタービン軸方向に対して傾斜して延在する。
【００３９】
ハブ側ノズル流路から流出する排気ガスの速度成分の主体は周方向成分であるが、子午面視においては半径方向成分と軸方向成分も有しており、タービン軸に対して傾斜して流れて翼に流入する。しかしながら、ハブの周面の外周端縁における接線方向が半径方向に延伸するラジアルタービンでは、この子午面視における排気ガスの流れの転向角が大きくなり、ハブ周面において排気ガスの流れに剥離等が生じ、圧力損失が発生する。
【００４０】
上記（１２）のラジアルタービン又は斜流タービンによれば、ハブは、このハブの周面の外周端縁における接線方向が、タービン軸と直交する方向に対して、タービン動翼のハブの背面側に５〜３０°傾斜して形成される。このため、ハブ側ノズル流路から流出する排気ガスの子午面視における流れの転向角を小さく出来、流れ角変化による圧力損失を低減することが出来る。
【００４１】
（１３）幾つかの実施形態では、上記（４）〜（１２）のラジアルタービン又は斜流タービンにおいて、上記シュラウド側ノズル流路のノズル出口は、ハブ側ノズル流路のノズル出口よりも大きい流路面積を有する。そして、流量調整機構は、シュラウド側スクロール流路、又はシュラウド側スクロール流路に排気ガスを導入するシュラウド側排気管の流路面積を調整可能な流量調整弁からなる。
【００４２】
上記（１３）のラジアルタービン又は斜流タービンによれば、ハブ側スクロール流路の流路面積、又はハブ側スクロール流路に排気ガスを導入するハブ側排気管の流路面積ではなく、シュラウド側スクロール流路の流路面積、又はシュラウド側スクロール流路に排気ガスを導入するシュラウド側排気管の流路面積を調整する。このため、両方のスクロール流路の流路面積を調整する場合と比べて流量調整弁が一つで済むため、流量調整機構の構造及び制御を単純化できる。
また、シュラウド側ノズル流路のノズル出口は、ハブ側ノズル流路のノズルよりも大きい流路面積を有しており、シュラウド側ノズル流路の方がハブ側ノズル流路よりも多くの排気ガスを流すことが出来るようになっている。そして、本実施形態の流量調整機構は、このシュラウド側ノズル流路を流れる排気ガスの流量を調整するように構成されている。このため、ハブ側ノズル流路を流れる排気ガスの流量を調整する場合と比べて、より広い範囲において流量調整を行うことが出来るようになっている。
【００４３】
（１４）幾つかの実施形態では、上記（４）〜（１３）のラジアルタービン又は斜流タービンにおいて、上記分割壁は、分割部とこの分割部と一体的に形成されるハブ側当接部とから構成される。この分割壁はタービンハウジングとは別部材から構成される。上記シュラウド側ノズル翼は、分割壁及びタービンハウジングとは別部材から構成される。そして、タービンハウジングは、子午面視においてハブ側に位置するハブ側ハウジング部と、ハブ側ハウジング部とは別部材からなる、子午視においてシュラウド側に位置するシュラウド側ハウジング部とから構成される。
【００４４】
上記（１４）のラジアルタービン又は斜流タービンによれば、分割壁、シュラウド側ノズル翼、及びタービンハウジングが、各々別部材から構成される。また、タービンハウジングは、互いに別部材からなるハブ側ハウジング部及びシュラウド側ハウジング部とからなる。このため、これらの部材をタービン軸方向に組み付けて一体化することで本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービンを製造することが出来、製造性に優れている。
【００４５】
（１５）幾つかの実施形態では、上記（１４）のラジアルタービン又は斜流タービンにおいて、上記分割壁及びシュラウド側ハウジング部は、タービン軸に対して軸対称に形成される。
【００４６】
上記（１５）のラジアルタービン又は斜流タービンによれば、分割壁及びシュラウド側ハウジング部がタービン軸に対して軸対称に形成される。このため、分割壁及びシュラウド側ハウジング部をタービン軸方向に組み付けて一体化する際にその周方向位置を位置決めする工程を省略することが出来、組み立て性に優れている。
【００４７】
（１６）幾つかの実施形態では、上記（１４）、（１５）のラジアルタービン又は斜流タービンにおいて、上記ケーシングのハブ側壁面は、タービンハウジングとは別部材から構成される、タービン動翼の背面に沿って排気ガスが漏れるのを防止するための背板の壁面からなる。
【００４８】
上記（１６）のラジアルタービン又は斜流タービンによれば、上述したケーシングのハブ側壁面がタービンハウジングとは別部材から構成される背板の壁面からなる。このため、この背板をタービンハウジングなどとともにタービン軸方向に組み付けて一体化することで、本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービンを製造することが出来る。
【００４９】
（１７）幾つかの実施形態では、上記（１４）、（１５）のラジアルタービン又は斜流タービンにおいて、ケーシングは、タービンハウジングとは別部材から構成される、ハブ側ハウジング部に支持される弾性変形可能な第１プレート部材を含む。第１プレート部材は、子午面視において、ハブ側ノズル流路のノズル入口からノズル出口に向かって、ハブ側壁面と回転軸との半径方向距離が短くなるようにタービン軸方向に対して傾斜する傾斜面を有し、この傾斜面がケーシングのハブ側壁面を構成する。そして、分割壁のハブ側当接部が、この第１プレート部材の傾斜面と当接するように構成される。
【００５０】
上記（１７）のラジアルタービン又は斜流タービンによれば、分割壁のハブ側当接部は弾性変形可能な第１プレート部材の傾斜面と当接する。このため、タービンハウジングとは別部材から構成される分割壁が高温の排気ガスによって熱変形した場合に、第１プレート部材が弾性変形することで、その熱変形を吸収することが出来る。よって、分割壁やシュラウド側ノズル翼をタービンハウジングとは別部材で構成した場合であっても、熱変形によってハブ側ノズル流路に隙間などが生じることがない。
【００５１】
（１８）幾つかの実施形態では、上記（１７）のラジアルタービン又は斜流タービンにおいて、上記ケーシングは、シュラウド側ハウジング部に固定される弾性変形可能な第２プレート部材をさらに含む。第２プレート部材は、子午面視において、タービン軸と直交する方向に沿って延在するシュラウド側壁面の少なくとも一部を構成する側面を有する。そして、シュラウド側ノズル翼が、第２プレート部材の側面と当接し、この側面と分割壁によって支持されるように構成される。
【００５２】
上記（１８）のラジアルタービン又は斜流タービンによれば、シュラウド側ノズル翼は、弾性変形可能な第２プレート部材と当接した状態で第２プレート部材と分割壁との間に支持される。このため、タービンハウジングとは別部材から構成される分割壁やシュラウド側ノズル翼が高温の排気ガスによって熱変形した場合に、第２プレート部材が弾性変形することで、その熱変形を吸収することが出来る。よって、分割壁やシュラウド側ノズル翼をタービンハウジングとは別部材で構成した場合であっても、熱変形によってハブ側ノズル流路に隙間などが生じることがない。
【００５３】
（１９）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（３）のラジアルタービン又は斜流タービンにおいて、上記分割壁の内周部において周方向に間隔を置いて複数形成された、ケーシングのシュラウド側壁面と当接する複数のシュラウド側ノズル部と、分割壁の内周部において周方向に間隔を置いて複数形成された、ケーシングのハブ側壁面と当接する複数のハブ側ノズル部とをさらに備える。シュラウド側ノズル部は、このシュラウド側ノズル部の内部に、ハブ側において、半径方向外端から内端に通じ、ハブ側スクロール流路を臨む入口とタービン動翼入口を臨む出口とを有するハブ側溝部を有する。ハブ側ノズル部は、このハブ側ノズル部の内部に、シュラウド側において、半径方向外端から内端に通じ、シュラウド側スクロール流路を臨む入口とタービン動翼入口を臨む出口とを有するシュラウド側溝部を有する。シュラウド側ノズル流路は、ケーシングのシュラウド側壁面と、ハブ側ノズル部のシュラウド側溝部における周方向に対向する２つの側壁面及び底壁面とで形成される。ハブ側ノズル流路は、ケーシングのハブ側壁面と、シュラウド側ノズル部のハブ側溝部における周方向に対向する２つの側壁面及び底壁面とで形成される。シュラウド側ノズル流路のノズル出口がシュラウド側溝部の出口であり、ハブ側ノズル流路のノズル出口がハブ側溝部の出口である。そして、複数のシュラウド側溝部の出口及び複数のハブ側溝部の出口の各々が、タービン動翼入口に対して半径方向に対向し、且つ、タービン軸方向における同一軸方向位置において周方向に交互に隣接して配置されることで環状のノズル出口部が構成される。
【００５４】
（２０）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（３）のラジアルタービン又は斜流タービンにおいて、上記分割壁は、タービン軸方向と直交する方向に延在し、スクロール空間を分割する環板状の分割部と、分割部の内周部からハブ側に向かって延在し、ケーシングのハブ側壁面と当接するハブ側当接部とからなる。このラジアルタービン又は斜流タービンは、分割部の内周部とケーシングのシュラウド側壁面との間において周方向に間隔を置いて形成される複数のシュラウド側ノズル翼をさらに備える。このシュラウド側ノズル翼は、子午面視において、分割部の内周部からタービン軸方向に沿ってシュラウド側に延在し、タービン軸方向に対してほぼ平行に形成される前縁形状を有するとともに、タービン軸と直交する方向の断面視において、外周側に配向される圧力面及び内周側に配向される負圧面の２つの周面を有する翼形状の外面形状を有する。ハブ側ノズル流路のノズル入口は、ハブ側当接部をタービン軸方向から視認した場合に、このハブ側当接部の外周側に位置する外周端面に形成される。この外周端面は、子午面視において、ノズル出口に対してほぼ平行に延在するか、ハブ側ノズル流路のノズル入口からノズル出口に向かって、ハブ側壁面と回転軸との半径方向距離が短くなるように延在するケーシングのハブ側壁面に対してほぼ直交する方向に延在するか、または、半径方向に沿って延在するように形成される。ハブ側ノズル流路は、分割壁の内部に形成される貫通孔状、または分割壁をハブ側から視認して溝状に形成されるハブ側空間と、このハブ側空間と連通するシュラウド側ノズル翼の内部に形成される貫通孔状、またはシュラウド側ノズル翼をハブ側から視認して溝状に形成される中空部とを含む。ハブ側ノズル流路のノズル出口は、シュラウド側ノズル翼をタービン軸方向から視認した場合におけるシュラウド側ノズル翼の内周端部に、子午面視においてタービン軸方向に対してほぼ平行に形成されるとともに、タービン軸と直交する方向の断面視において、シュラウド側ノズル翼の後端部に形成される２つの後端の間に形成される。シュラウド側ノズル流路は、分割部の内周部と、周方向に隣り合う２つのシュラウド側ノズル翼と、ケーシングのシュラウド側壁面とで画定されるシュラウド側空間を含む。そして、シュラウド側ノズル流路のノズル出口は、タービン軸と直交する方向の断面視におけるシュラウド側ノズル翼の２つの後端が存在する周方向領域において、ハブ側ノズル流路のノズル出口を除く領域に形成される。
【００５５】
（２１）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（３）のラジアルタービン又は斜流タービンにおいて、上記分割壁は、タービン軸方向と直交する方向に延在し、スクロール空間を分割する環板状の分割部と、分割部の内周部からハブ側に向かって延在し、ケーシングのハブ側壁面と当接するハブ側当接部とからなる。このラジアルタービン又は斜流タービンは、分割部の内周部とケーシングのシュラウド側壁面との間において周方向に間隔を置いて形成される複数のシュラウド側ノズル翼をさらに備える。このシュラウド側ノズル翼は、子午面視において、分割部の内周部からタービン軸方向に沿ってシュラウド側に延在し、タービン軸方向に対してほぼ平行に形成される前縁形状を有するとともに、タービン軸と直交する方向の断面視において、外周側に配向される圧力面及び内周側に配向される負圧面の２つの周面を有する翼形状の外面形状を有する。ハブ側ノズル流路のノズル入口は、ハブ側当接部をタービン軸方向から視認した場合に、ハブ側当接部の外周側に位置する外周端面に形成されるとともに、この外周端面は、子午面視において、ノズル出口に対してほぼ平行に延在するか、ハブ側ノズル流路のノズル入口からノズル出口に向かって、ハブ側壁面と回転軸との半径方向距離が短くなるように延在するケーシングのハブ側壁面に対してほぼ直交する方向に延在するか、または、半径方向に沿って延在するように形成される。ハブ側ノズル流路は、分割壁の内部に形成される貫通孔状、または分割壁をハブ側から視認して溝状に形成されるハブ側空間と、このハブ側空間と連通するシュラウド側ノズル翼の内部に形成される貫通孔状、またはシュラウド側ノズル翼をハブ側から視認して溝状に形成されると中空部を含む。そして、ハブ側ノズル流路のノズル出口は、シュラウド側ノズル翼をタービン軸方向から視認した場合のシュラウド側ノズル翼の内周端部に、子午面視において凸状に形成されたタービン動翼の翼の前縁に対してほぼ一定の離間距離を有する凹状に形成されるとともに、タービン軸と直交する方向の断面視において、シュラウド側ノズル翼の後端部に形成される２つの後端の間に形成される。
【００５６】
（２２）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（３）のラジアルタービン又は斜流タービンにおいて、上記分割壁は、タービン軸方向と直交する方向に延在し、スクロール空間を分割する環板状の分割部と、分割部の内周部からハブ側に向かって延在し、ケーシングのハブ側壁面と当接するハブ側当接部とからなる。このラジアルタービン又は斜流タービンは、分割部の内周部とケーシングのシュラウド側壁面との間において周方向に間隔を置いて形成される複数のシュラウド側ノズル翼をさらに備える。このシュラウド側ノズル翼は、子午面視において、分割部からタービン軸方向に沿ってシュラウド側に延在するとともに、タービン軸方向に対してほぼ平行に形成される前縁形状を有するとともに、タービン軸と直交する方向の断面視において、外周側に配向される圧力面及び内周側に配向される負圧面の２つの周面を有する翼形状の外面形状を有する。ハブ側ノズル流路のノズル入口は、ハブ側当接部をタービン軸方向から視認した場合に、このハブ側当接部の外周に位置する外周端面に形成されるとともに、この外周端面は、子午面視において、ノズル出口に対してほぼ平行に延在するか、ハブ側ノズル流路のノズル入口からノズル出口に向かって、ハブ側壁面と回転軸との半径方向距離が短くなるように延在するケーシングのハブ側壁面に対してほぼ直交する方向に延在するか、または、半径方向に沿って延在するように形成される。ハブ側ノズル流路は、ハブ側当接部の内部に形成される貫通孔状、またはハブ側当接部をハブ側から視認して溝状に形成されるハブ側空間を含む。ハブ側ノズル流路のノズル出口は、分割部のシュラウド側の側面部に開口する。そして、シュラウド側ノズル翼の前記圧力面には、ノズル出口から流出する排気ガスをタービン動翼入口に案内するための凹部が形成されている。
【００５７】
（２３）幾つかの実施形態では、上記（２２）のラジアルタービン又は斜流タービンにおいて、上記タービン軸と直交する方向の断面視において、凹部の上流端の壁面には凹状の案内溝が形成されている。
【００５８】
（２４）幾つかの実施形態では、上記（２３）のラジアルタービン又は斜流タービンにおいて、上記凹状の案内溝は、シュラウド側ノズル翼のハブ側の断面からシュラウド側の側面部に向かって下流側に移動しながら連続的に溝の深さが浅くなるように構成される。
【発明の効果】
【００５９】
本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、破損等のトラブルが生じるリスクが低く、広い流量範囲において高いタービン効率を発揮するラジアルタービン又は斜流タービンを提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービンの基本構成を説明するための概略子午面図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービンの構造を説明するための概略子午面図である。
【図３】図１におけるａ部（ノズル部）の拡大図である。
【図４】図２におけるＡ−Ａ方向の概略矢視図である。
【図５Ａ】本発明の第１実施形態に対応したラジアルタービン又は斜流タービンのノズル部を示した概略斜視図である。
【図５Ｂ】本発明の第１実施形態に対応したラジアルタービン又は斜流タービンのノズル部を示した概略斜視図である。
【図５Ｃ】本発明の第１実施形態に対応したラジアルタービン又は斜流タービンのノズル部を示した概略斜視図であって、図１の符号Ａ〜Ｈに対応する形状を示した図である。
【図６】シュラウド側ノズル流路及びハブ側ノズル流路から流出する排気ガスの流れを説明するための図である。
【図７】本発明の第１実施形態の変形例にかかるラジアルタービン又は斜流タービンのノズル部を示した概略斜視図である。
【図８】本発明の第２実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービンを説明するための概略子午面図である。
【図９】図８におけるＢ−Ｂ方向の概略矢視図である。
【図１０】図８におけるＡ−Ａ方向の概略矢視図である。
【図１１】図８におけるＢ−Ｂ方向の概略矢視図であって、シュラウド側ノズル翼の変形例を示した図である。
【図１２】本発明の第３実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービンにおけるハブ側ノズル流路のノズル出口の形状を説明するための図である。
【図１３】本発明の第３実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービンにおいて、シュラウド側ノズル流路及びハブ側ノズル流路から流出する排気ガスの流れを説明するための図である。
【図１４】本発明の第３−２実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービンにおけるハブ側ノズル流路のノズル出口の形状を説明するための図である。
【図１５】本発明の第３−２実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービンにおいて、シュラウド側ノズル流路及びハブ側ノズル流路から流出する排気ガスの流れを説明するための図である。
【図１６】本発明の第４実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービンを説明するための概略子午面図である。
【図１７】図１６におけるＢ−Ｂ方向の概略矢視図である。
【図１８】図１６におけるＡ−Ａ方向の概略矢視図である。
【図１９】図１６におけるノズル部の拡大図である。
【図２０】本発明の第５実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービンを説明するための概略子午面図である。
【図２１】図２０におけるＢ−Ｂ方向の概略矢視図である。
【図２２Ａ】図２０における翼周辺の拡大図である。
【図２２Ｂ】翼前縁の形状を説明するための図である。
【図２３】一実施形態にかかる図２０におけるＡ−Ａ方向の概略矢視図である。
【図２４】他の実施形態にかかる図２０におけるＡ−Ａ方向の概略矢視図である。
【図２５】本発明の第５実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービンのノズル部を示した概略斜視図である。
【図２６】本発明の第６実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービンを説明するための概略子午面図である。
【図２７】図２６における翼周辺の拡大図である。
【図２８】本発明の第７実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービンを説明するための概略子午面図である。
【図２９】図２８におけるＢ−Ｂ方向の概略矢視図である。
【図３０】図２８におけるＡ−Ａ方向の概略矢視図である。
【図３１】本発明の第８実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービンを説明するための概略子午面図である。
【図３２】図３１におけるＢ−Ｂ方向の概略矢視図である。
【図３３】図３１におけるＡ−Ａ方向の概略矢視図である。
【図３４】本発明の第９実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービンを説明するための概略子午面図である。
【図３５】図３４におけるＢ−Ｂ方向の概略矢視図である。
【図３６】図３４におけるＡ−Ａ方向の概略矢視図である。
【図３７】本発明の第９−２実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービンを説明するための概略子午面図である。
【図３８】図３７におけるＢ−Ｂ方向の概略矢視図である。
【図３９】図３７におけるＡ−Ａ方向の概略矢視図である。
【図４０】本発明の第１０実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービンを説明するための概略子午面図である。
【図４１】本発明の第１１実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービンを説明するための概略子午面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６１】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいてより詳細に説明する。
ただし、本発明の範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。以下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、本発明の範囲をそれにのみ限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００６２】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービンの基本構成を説明するための概略子午面図である。図２は、本発明の第１実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービンの構造を説明するための概略子午面図である。図３は、図１におけるａ部（ノズル部）の拡大図である。図４は、図２におけるＡ−Ａ断面を示した概略矢視図である。
図２に示したように、第１実施形態のラジアルタービン又は斜流タービン１ａは、タービン動翼５と、ケーシング８と、分割壁１０と、流量調整機構２０とを備える。
【００６３】
タービン動翼５は、ケーシング８内に回転可能に収容される回転軸２と、この回転軸２の一端側に固定されるハブ３と、このハブ３の周面３ａから径方向に突出して設けられる複数の翼４とからなる。ハブ３は、タービン軸方向に延伸するタービン軸線ＣＬに対して直交する方向に延在する背面３ｂと、背面３ｂと平行な先端面３ｃとを有し、先端面３ｃに向けて連続的に半径が小さくなる円錐状（裁頭円錐状）に形成されている。
【００６４】
ケーシング８は、図２に示したように、タービン動翼５の周囲に形成される渦巻き状または環状のスクロール空間を内部に有するタービンハウジング６を含む。本実施形態のタービンハウジング６は、それぞれ別部材から構成されるハブ側ハウジング部６Ａとシュラウド側ハウジング部６Ｂとがタービン軸方向に結合されることで構成されている。図示した実施形態では、ハブ側ハウジング部６Ａは、回転軸２を回転可能に支持するベアリング（不図示）を収容するベアリングハウジング７Ａと結合される。シュラウド側ハウジング部６Ｂは、スクロール空間のシュラウド側のスクロール壁面１６ｂ及びシュラウド部１６を含む。
【００６５】
分割壁１０は、タービン軸線ＣＬと直交する方向に延在し、スクロール空間をタービン軸方向に分割する分割部１０Ａと、分割部１０Ａの内周部に形成されるハブ側当接部１０Ｂとからなる。分割部１０Ａは、円形状の板部材の中央部に円形の開口が形成されてなる環板状をなしている。ハブ側当接部１０Ｂは、この分割部１０Ａの内周部からハブ側に向かってタービン軸線ＣＬに沿って延在する部材である。そして、分割部１０Ａによって、渦巻き状または環状スクロール空間がタービン軸方向に分割されることで、タービンハウジング６内に、シュラウド側に位置するシュラウド側スクロール流路１２と、ハブ側に位置するハブ側スクロール流路１４の２つのスクロール流路が形成される。図２中の矢印ｅ１、ｅ２は、シュラウド側スクロール流路１２及びハブ側スクロール流路１４から後述するシュラウド側ノズル流路３２及びハブ側ノズル流路３４に流入する排気ガスの子午面上の流れ方向を示している。
【００６６】
図１において符号９はノズル部を示す。ノズル部９は、シュラウド側スクロール流路１２及びハブ側スクロール流路１４の出口部と、翼４の前縁４ａとの間に形成される環状の空間である。図２に示した実施形態では、ノズル部９は、シュラウド部１６のシュラウド側壁面１６ａと、ハブ側ハウジング部６Ａのハブ側壁部１８のハブ側壁面１８ａとによって画定される。これらシュラウド側壁面１６ａ及びハブ側壁面１８ａは、ともにタービン軸線ＣＬに対して直交する方向に延在している。ハブ側壁部１８は、ハブ３の背面３ｂとそのタービン軸方向位置をほぼ同じとする。そして、図２に示したように、このハブ側壁面１８ａに上述したハブ側当接部１０Ｂハブ側当接面１０Ｂｃが当接している。
【００６７】
また、図１に模式的に示したように、シュラウド側スクロール流路１２の出口部とタービン動翼入口４ａとの間には、複数のシュラウド側ノズル流路３２が形成されている。これら複数のシュラウド側ノズル流路３２は、周方向に等間隔に配置されている。このシュラウド側ノズル流路３２は、シュラウド側スクロール流路１２を臨むノズル入口３２Ａを有する。そして、シュラウド側スクロール流路１２を流れる排気ガスをこのノズル入口３２Ａから取り込み、タービン動翼入口４ａへと導くように構成されている。
【００６８】
また、図１に模式的に示したように、ハブ側スクロール流路１４の出口部とタービン動翼入口４ａとの間には、複数のハブ側ノズル流路３４が形成されている。これら複数のハブ側ノズル流路３４は、周方向に等間隔に配置されている。このハブ側ノズル流路３４は、ハブ側スクロール流路１４を臨むノズル入口３４Ａを有する。そして、ハブ側スクロール流路１４を流れる排気ガスをこのノズル入口３４Ａから取り込み、タービン動翼入口４ａへと導くように構成されている。
【００６９】
そして、本発明の少なくとも一実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービン１ａでは、図４に示したように、複数のシュラウド側ノズル流路３２のノズル出口３２Ｂおよび複数のハブ側ノズル流路３４のノズル出口３４Ｂの各々が、タービン動翼入口４ａに対して半径方向に対向して配置される。そして図３に模式的に示したように、複数のシュラウド側ノズル流路３２のノズル出口３２Ｂ及び複数のハブ側ノズル流路３４のノズル出口３４Ｂの各々が、タービン軸方向における同一軸方向位置において周方向に交互に隣接して配置されることで環状のノズル出口部３０が構成されている。
【００７０】
シュラウド側ノズル流路３２及びハブ側ノズル流路３４の各々は、それぞれのノズル入口３２Ａ、３４Ａの流路面積よりもノズル出口３２Ｂ、３４Ｂの流路面積の方が小さく構成されたノズル状の絞り流路となっている。これにより、シュラウド側ノズル流路３２及びハブ側ノズル流路３４を通過する排気ガスを加速させながらタービン動翼入口４ａへと導くようになっている。
【００７１】
シュラウド側ノズル流路３２及びハブ側ノズル流路３４のノズル入口３２Ａ、３２Ｂの断面形状は、楕円状、長円状、矩形状、台形状等の各種形状を採用することができる。ノズル出口３２Ｂ、３４Ｂの断面形状は特に限定されないが、ノズル出口３２Ｂ、３４Ｂがタービン軸方向においてノズル部９のほぼ全幅に亘って形成されているとよい。すなわち、ノズル出口３２Ｂ、３４Ｂが、翼４の前縁４ａの全高に亘って形成されているとよい。
【００７２】
このように構成される本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービン１ａによれば、上述したように、複数のシュラウド側ノズル流路３２のノズル出口３２Ｂと複数のハブ側ノズル流路３４のノズル出口３４Ｂの各々が、タービン軸方向における同一軸方向位置において周方向に交互に配置される。すなわち、これら２つのノズル流路のノズル出口３２Ｂ、３４Ｂは、タービン軸方向には隣接していない。このため、特許文献２に開示されているような２つのスクロール流路のノズル出口がタービン軸方向に隣接しているものと比べて、圧力の高い一方のノズル出口から圧力の低い他方のノズル出口へと排気ガスが流れる逆流現象が抑制される。これにより、圧力損失の発生に伴うタービン効率の低下を防ぐことが出来る。
【００７３】
また、本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービン１ａによれば、特許文献１に開示されているような可変ノズルを設ける可変容量タービンとは異なり、可変ノズルなどの可動部材がノズル部９に設けられない。このため、可動部材と壁面との隙間から排気ガスが漏れ流れることによってタービン効率が低下するという従来技術の問題は生じない。また、高速・高温の排気ガスが流れるノズル部９に可動部材を設けないため、破損等のリスクが低く、構造的な信頼性が高い。
【００７４】
幾つかの実施形態では、図１に示したように、ラジアルタービン又は斜流タービン１ａは、シュラウド側スクロール流路１２及びハブ側スクロール流路１４の少なくともいずれか一方を流れる排気ガスの流量を調整可能な流量調整機構２０をさらに備えている。
【００７５】
図示した実施形態では、上述したシュラウド側スクロール流路１２及びハブ側スクロール流路１４には、エンジン（不図示）から排出された排気ガスが、排気管２１並びに排気管２１から分岐するシュラウド側排気管２３及びハブ側排気管２５を介して供給されるように構成されている。シュラウド側スクロール流路１２に対して排気ガスを供給するシュラウド側排気管２３には、このシュラウド側排気管２３の流路面積を調節可能なシュラウド側流量調整弁２２が配置されている。また、ハブ側スクロール流路１４に対して排気ガスを供給するハブ側排気管２５には、このハブ側排気管２５の流路面積を調節可能なハブ側流量調整弁２４が配置されている。これらシュラウド側流量調整弁２２及びハブ側流量調整弁２４の弁開度を調節することで、シュラウド側スクロール流路１２及びハブ側スクロール流路１４を流れる排気ガスの流量を調整することが出来るようになっている。
【００７６】
すなわち図示した実施形態では、上述した流量調整機構２０が、シュラウド側流量調整弁２２と、ハブ側流量調整弁２４とから構成されている。
【００７７】
また図示しないが、シュラウド側流量調整弁２２及びハブ側流量調整弁２４を、シュラウド側排気管２３及びハブ側排気管２５ではなく、シュラウド側スクロール流路１２及びハブ側スクロール流路１４の内部空間に配置してもよい。そして、シュラウド側スクロール流路１２及びハブ側スクロール流路１４の流路面積を調節することで、シュラウド側スクロール流路１２及びハブ側スクロール流路１４を流れる排気ガスの流量を調整するように構成してもよい。
【００７８】
このような実施形態のラジアルタービン又は斜流タービン１ａによれば、流量調整機構２０によってシュラウド側スクロール流路１２及びハブ側スクロール流路１４の少なくともいずれか一方を流れる排気ガスの流量を調整することが出来る。例えば、流量調整機構２０によって、最大流量時には両方のスクロール流路に設計流量相当の排気ガスが流れるように制御することが出来る。また、最小流量時には一方のスクロール流路にのみ排気ガスを流すように制御することが出来る。また中間流量時には、一方のスクロール流路には設計流量相当の排気ガスを流し、他方のスクロール流路を流れる排気ガスの流量を調整するように制御することも出来る。したがって、このような流量調整機構２０を備えることで、最小流量から最大流量までの広い流量範囲において高いタービン効率を実現可能な可変機構を構成することが出来る。
【００７９】
また、特に限定されないが、シュラウド側ノズル流路３２のノズル出口３２Ｂの流路面積と、ハブ側ノズル流路３４のノズル出口３４Ｂの流路面積とは、それぞれ異なるように形成されているとよい。図５Ａに示した実施形態では、ハブ側ノズル流路３４のノズル出口３４Ｂの周方向幅（ノズルピッチＰ２）が、シュラウド側ノズル流路３２のノズル出口３２Ｂの周方向幅（ノズルピッチＰ１）よりも小さく形成される。そして、上述したシュラウド側ノズル流路３２のノズル出口３２Ｂは、ハブ側ノズル流路３４のノズル出口３４Ｂよりも大きい流路面積を有するように構成される。
このように、シュラウド側ノズル流路３２のノズル出口３２Ｂの流路面積と、ハブ側ノズル流路３４のノズル出口３４Ｂの流路面積とをそれぞれ異なるように形成することで、シュラウド側ノズル流路３２とハブ側ノズル流路３４とでノズル特性を異ならしめることが出来る。よって、例えば中間流量時において、排気ガスをシュラウド側ノズル流路３２に流すか、ハブ側ノズル流路３４に流すかを適切に制御することで、タービン効率を向上させることが出来る。また例えば、最小流量時にはノズル出口の流路面積が小さい方のノズル流路にのみ排気ガスが流れるように構成することで、より広い流量範囲で排気ガスの流量を調整することが出来る。
【００８０】
次に、本実施形態におけるシュラウド側ノズル流路３２及びハブ側ノズル流路３４の構造形状について説明する。図５Ａ及び図５Ｂは、本発明の第１実施形態に対応したラジアルタービン又は斜流タービンのノズル部を示した概略斜視図である。図５Ａは、シュラウド側ノズル流路３２のノズルピッチＰ１と、ハブ側ノズル流路３４のノズルピッチＰ２とが異なる場合の実施形態を示しており、図４に対応する図面である。図５Ｂは、シュラウド側ノズル流路３２のノズルピッチＰ１と、ハブ側ノズル流路３４のノズルピッチＰ２とが同じ場合の実施形態を示している。ここでノズルピッチとは、ノズル出口の周方向距離として定義される。また、図５Ｃは、図５Ｂのラジアルタービン又は斜流タービンのノズル部を示した概略斜視図において、図１の符号Ａ〜Ｈに対応する形状を示した図である。
【００８１】
本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービン１ａは、図５Ａ及び図５Ｂに示したように、分割部１０Ａの内周部とケーシング８のシュラウド側壁面１６ａとの間において周方向に間隔を置いて形成される複数のシュラウド側ノズル翼１７を備えている。シュラウド側ノズル翼１７は、分割部１０Ａの内周部からタービン軸線ＣＬに沿ってシュラウド側に延在する。シュラウド側ノズル翼１７は、そのハブ側の断面（側面部）１７ｃにおいて分割部１０Ａの内周部と接続し、そのシュラウド側の側面部１７ｄにおいてシュラウド側壁面１６ａと接続する。シュラウド側ノズル翼１７は、子午面視において、タービン軸線ＣＬに対してほぼ平行に形成される前縁形状及び後縁形状を有している。またこのシュラウド側ノズル翼１７は、図４に示したように、タービン軸線ＣＬと直交する方向の断面視において、外周側に配向される圧力面１７Ｓ１及び内周側に配向される負圧面１７Ｓ２の２つの周面を有する翼形状の外面形状を有している。また、その前端部１７Ａが後端部１７Ｂに対して回転軸２の回転方向Ｒの上流側に位置するように、周方向において傾斜して配置されている。
【００８２】
そして、シュラウド側ノズル流路３２は、分割部１０Ａの内周部と、周方向に隣り合う一方のシュラウド側ノズル翼１７の圧力面１７Ｓ１と、他方のシュラウド側ノズル翼１７の負圧面１７Ｓ２と、ケーシング８のシュラウド側壁面１６ａとで画定されるシュラウド側空間１７ｓ（図５Ａ及び図５Ｂを参照）とから構成される。
【００８３】
また、本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービン１ａは、図５Ａ及び図５Ｂに示したように、ハブ側当接部１０Ｂのハブ側当接面１０Ｂｃ（図２を参照）に溝部１０Ｂｄが形成されている。そして、この溝部１０Ｂｄとハブ側壁面１８ａとによってハブ側空間１９ｓが画定されている。また、シュラウド側ノズル翼１７の内部には、分割部１０Ａの内周部と接続するハブ側の断面１７ｃ（図２参照）及び後端部１７Ｂに開口を有する中空部１７ｈが形成されている。この中空部１７ｈは、シュラウド側ノズル翼１７の内部に形成される貫通孔状、またはシュラウド側ノズル翼１７をハブ側から視認して溝状に形成される。
【００８４】
そして、ハブ側ノズル流路３４は、図５Ａ及び図５Ｂに示したように、上述したハブ側空間１９ｓと、このハブ側空間１９ｓと連通する中空部１７ｈとから構成されている。
【００８５】
ハブ側ノズル流路３４のノズル入口３４Ａは、ハブ側当接部１０Ｂをタービン軸方向から視認した場合に、このハブ側当接部１０Ｂの外周側に位置する外周端面１０Ｂａに形成される。この外周端面１０Ｂａは、図２に示したように、子午面視において、シュラウド側ノズル翼１７の後端部１７Ｂに開口するノズル出口３４Ｂに対してほぼ平行に延在する。
【００８６】
ハブ側ノズル流路３４のノズル出口３４Ｂは、シュラウド側ノズル翼１７をタービン軸方向から視認した場合におけるシュラウド側ノズル翼１７の内周端部（後端部１７Ｂ）に形成される。このハブ側ノズル流路３４のノズル出口３４Ｂは、子午面視においてタービン軸方向に対してほぼ平行に形成される。また図４に示したように、タービン軸と直交する方向の断面視において、シュラウド側ノズル翼１７の後端部１７Ｂに形成される２つの後端１７ａ、１７ｂの内側に画定されている。図示した実施形態では、この２つの後端１７ａ、１７ｂは、タービン軸と直交する方向の断面視において、タービン軸線ＣＬから半径方向に距離Ｒ１だけ離れた位置に形成されている。また、この２つの後端１７ａ、１７ｂと、ハブ３の外周端縁３ｄとの間には、周方向に連続する環状流路３３が形成されている。
【００８７】
図６は、図２におけるＡ−Ａ断面を示した概略矢視図であって、シュラウド側ノズル流路及びハブ側ノズル流路から流出する排気ガスの流れを説明するための図である。
図６の符号ｆ１は、シュラウド側ノズル流路３２のノズル出口３２Ｂから環状流路３３に流出する排気ガスの流れｆ１の流れ方向を示している。符号ｆ２は、ハブ側ノズル流路３４のノズル出口３４Ｂから環状流路３３に流出する排気ガスの流れを示している。
【００８８】
本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービン１ａでは、図６に示したように、周方向に交互に隣接して形成される複数のシュラウド側ノズル流路３２のノズル出口３２Ｂと、複数のハブ側ノズル流路３４のノズル出口３４Ｂとから排気ガスが流出することで、環状流路３３の周方向に途切れなく排気ガスが流れ、タービン動翼入口４ａへと導かれるようになっている。
【００８９】
図７は、本発明の第１実施形態の変形例にかかるラジアルタービン又は斜流タービンのノズル部を示した概略斜視図である。
本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービン１ａは、図５Ａ及び図５Ｂに示した実施形態のものと比べ、分割壁１０の内周部からハブ側に延在してハブ側壁面１８ａに当接する部位１９Ｃ（図５Ａ及び図５Ｂにおけるハブ側当接部１０Ｂ）の形状、及び分割壁１０の内周部からシュラウド側に延在してシュラウド側壁面１６ａに当接する部位１７Ｃ（図５Ａ及び図５Ｂにおけるシュラウド側ノズル翼１７）の形状が大きく異なっている。
【００９０】
すなわち、本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービン１ａは、図７に示したように、分割壁１０の内周部において周方向に間隔を置いて複数形成された、ケーシング８のシュラウド側壁面１６ａと当接する複数のシュラウド側ノズル部１７Ｃと、分割壁１０の内周部において周方向に間隔を置いて複数形成された、ケーシング８のハブ側壁面１８ａと当接する複数のハブ側ノズル部１９Ｃとを備えている。シュラウド側ノズル部１７Ｃは、このシュラウド側ノズル部１７Ｃの内部に、ハブ側において、半径方向外端から内端に通じ、ハブ側スクロール流路１４を臨む入口とタービン動翼入口４ａを臨む出口とを有するハブ側溝部１７ｇを有している。ハブ側ノズル部１９Ｃは、このハブ側ノズル部１９Ｃの内部に、シュラウド側において、半径方向外端から内端に通じ、シュラウド側スクロール流路１２を臨む入口とタービン動翼入口４ａを臨む出口とを有するシュラウド側溝部１９ｇを有している。シュラウド側ノズル流路３２は、ケーシング８のシュラウド側壁面１６ａと、ハブ側ノズル部１９Ｃのシュラウド側溝部１９ｇにおける周方向に対向する２つの側壁面１９Ｓａ、１９Ｓｂ及び底壁面１９Ｓｃとで形成される。ハブ側ノズル流路３４は、ケーシング８のハブ側壁面１８ａと、シュラウド側ノズル部１７Ｃのハブ側溝部１７ｇにおける周方向に対向する２つの側壁面１７Ｓａ、１７Ｓｂ及び底壁面１７Ｓｃとで形成される。シュラウド側ノズル流路３２のノズル出口３２Ｂがシュラウド側溝部１９ｇの出口からなる。また、ハブ側ノズル流路３４のノズル出口３４Ｂがハブ側溝部１７ｇの出口からなる。そして、複数のシュラウド側溝部１９ｇの出口及び複数のハブ側溝部１７ｇの出口の各々が、タービン動翼入口４ａに対して半径方向に対向し、且つ、タービン軸方向における同一軸方向位置において周方向に交互に隣接して配置されることで環状のノズル出口部３０が構成されている。
【００９１】
このように、本発明の一実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービン１ａは、図７に示すような形状を有していてもよいものである。
【００９２】
＜第２実施形態＞
次に、図８〜図１１に基づいて本発明の第２実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービン１ｂを説明する。図８は、本発明の第２実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービンを説明するための概略子午面図である。図９は、図８におけるＢ−Ｂ断面を示した概略矢視図である。
なお、本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービンは、上述した第１実施形態と基本的には同様な構成を有している。よって、同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００９３】
第２実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービン１ｂでは、図８に示したように、上述したタービンハウジング６が、ハブ側ハウジング部６Ａおよびシュラウド側ハウジング部６Ｂが同一部材からなる一体化構造を有している。また分割壁１０も、タービンハウジング６と同一部材からなる一体化構造として構成されている。また、第２実施形態にかかるハブ側ハウジング部６Ａは、上述したハブ側壁部１８を有しておらず、その代わりにケーシング８を構成する一部材である背板７Ｂが配置されている。そして、上述したケーシング８のハブ側壁面１８ａは、背板７Ｂの壁面から構成されている。この背板７Ｂの壁面は、図８に示したように、ハブ側ノズル流路３４のノズル入口３４Ａからノズル出口３４Ｂに向かって、このハブ側壁面１８ａと回転軸２との半径方向距離が短くなるようにタービン軸線ＣＬに対して傾斜している。
【００９４】
また、分割壁１０のハブ側当接部１０Ｂには貫通孔１０Ｂｈが形成されている。そして、この貫通孔１０Ｂｈによって上述したハブ側空間１９ｓが形成されている。この貫通孔１０Ｂｈは、ハブ側当接部１０Ｂをタービン軸方向から視認した場合に、ハブ側当接部１０Ｂの外周側に位置する外周端面１０Ｂａから分割部１０Ａの内周部までを貫通するように形成されている。図示した実施形態では、この外周端面１０Ｂａは子午面視においてハブ側壁面１８ａに対してほぼ直交する方向に延在している。なお図示しないが、この外周端面１０Ｂａを子午面視においてタービン軸線ＣＬとほぼ直交する半径方向に沿って延在するように構成してもよい。
【００９５】
また、本実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービン１ｂでは、図８に示したように、分割壁１０の分割部１０Ａが、タービン軸方向においてハブ３の背面３ｂとほぼ同じ位置に形成されている。そして、シュラウド側ノズル流路３２は、子午面視においてタービン軸線ＣＬに対して直交する方向に沿ってタービン動翼入口４ａに向かって延在している。ハブ側ノズル流路３４は、子午面視において、タービン動翼入口４ａからタービン動翼出口４ｂに向かう方向に沿うように、タービン軸方向に対して傾斜して延在するように形成される。
【００９６】
このような実施形態のラジアルタービン又は斜流タービン１ｂによれば、従来のラジアルタービンと同様に、シュラウド側ノズル流路３２から流出する排気ガスの子午面上の流れｅ１をタービン軸線ＣＬに対してほぼ直交する半径方向の流れとすることが出来る。したがって、シュラウド側ノズル流路３２を流れる排気ガスの流れがシュラウド側からハブ側に向かうようにタービン軸に対して傾斜する方向に沿って流れる場合と比べて、排気ガスの流れの転向角を小さくすることが出来る。これにより圧力損失を抑制し、タービン効率の低下を防止することが出来るようになっている。
【００９７】
また、ハブ側ノズル流路３４から流出する排気ガスの子午面上の流れｅ２についても、従来のラジアルタービンよりもその流れの転向角を小さくすることが出来る。このため、より一層圧力損失を抑制し、タービン効率の低下を防止することが出来るようになっている。
【００９８】
また上述したように、本実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービン１ｂでは、ケーシング８のハブ側壁面１８ａがタービンハウジング６とは別部材から構成される背板７Ｂの壁面からなる。このため、この背板７Ｂをタービンハウジング６などと共にタービン軸方向に組み付けて一体化することで本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービン１ｂを製造することが出来るため、製造性に優れている。
【００９９】
また、本実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービン１ｂでは、図８及び図９に示したように、ハブ側ノズル流路３４のノズル入口３４Ａは、このノズル入口３４Ａの子午面視における開口の最大幅をＷＡ、周方向の最大幅をＷＣで表した時に、ＷＡ＜ＷＣである。すなわち本実施形態のノズル入口３４Ａは、その開口の最大幅が子午面方向（子午面視における外周端面１０Ｂａに沿った方向）よりも周方向に長く形成されている。図示した実施形態におけるノズル入口３４Ａは、図９に示したように、周方向に長軸（長さＷＣ）を有し、タービン軸方向に短軸（長さＷＡ´）を有する楕円形状に形成されている。
【０１００】
このような実施形態のラジアルタービン又は斜流タービン１ｂによれば、ハブ側ノズル流路３４のノズル入口３４Ａを子午面方向よりも周方向に長い形状とすることで、ケーシング８のタービン軸方向の長さを短くすることが出来る。これにより、ケーシング８の形状をコンパクトにすることが出来る。
【０１０１】
図１０は、図８におけるＡ−Ａ断面を示した概略矢視図である。
幾つかの実施形態のラジアルタービン又は斜流タービン１ｂでは、図１０に示したように、上述したシュラウド側ノズル流路３２のノズル出口３２Ｂは、ハブ側ノズル流路３４のノズル出口３４Ｂよりも大きい流路面積を有する。そして、上述した流量調整機構２０は、シュラウド側スクロール流路１２の流路面積を調整可能な流量調整弁、又はシュラウド側スクロール流路１２に排気ガスを導入するシュラウド側排気管２３の流路面積を調整可能な流量調整弁からなる。
【０１０２】
図８に示した実施形態では、シュラウド側排気管２３にのみ流量調整弁（シュラウド側流量調整弁２２）が配置され、ハブ側排気管２５には流量調整弁は配置されていない。このため、両方のスクロール流路の流路面積を調整する場合と比べて流量調整弁が一つで済み、流量調整機構２０の構造及び制御を単純化できる。
【０１０３】
また、本実施形態のシュラウド側ノズル流路３２のノズル出口３２Ｂは、ハブ側ノズル流路３４のノズル出口３４Ｂよりも大きい流路面積を有しており、シュラウド側ノズル流路３２の方がハブ側ノズル流路３４よりも多くの排気ガスを流すことが出来るようになっている。そして、本実施形態の流量調整機構２０は、このシュラウド側ノズル流路３２を流れる排気ガスの流量を調整するように構成されている。
したがって、例えば、最大流量時にはシュラウド側流量調整弁２２を全開にして、両方のノズル流路３２、３４から設計流量相当の排気ガスが流れるように制御することができる。また、最小流量時にはシュラウド側流量調整弁２２を全閉として、ノズル出口の流路面積の小さいハブ側ノズル流路３４からのみ排気ガスを流すように制御することが出来る。また中間流量時には、シュラウド側流量調整弁２２を中間開度に制御し、ハブ側ノズル流路３４には設計流量相当の排気ガスを流し、ノズル出口の流路面積の大きいシュラウド側ノズル流路３２を流れる排気ガスの流量を調整するように制御することが出来る。これにより、最小流量から最大流量までの広い流量範囲において高いタービン効率を実現する可変機構を構成することが出来る。
【０１０４】
図１１は、図８におけるＢ−Ｂ方向の概略矢視図であって、シュラウド側ノズル翼の変形例を示した図である。この図１１に示したシュラウド側ノズル翼１７は、図７に示した翼頭部が存在しない角錐状のシュラウド側ノズル部１７Ｃに対応するものである。本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービン１ｂにおいては、このような形状のシュラウド側ノズル翼１７を採用することも出来る。
【０１０５】
＜第３実施形態＞
次に、図１２及び図１３に基づいて、本発明の第３実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービンを説明する。図１２は、本発明の第３実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービンにおけるハブ側ノズル流路のノズル出口の形状を説明するための図である。図１３は、本発明の第３実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービンにおいて、シュラウド側ノズル流路及びハブ側ノズル流路から流出する排気ガスの流れを説明するための図である。
なお、本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービンは、上述した実施形態と基本的には同様な構成を有している。よって、同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１０６】
図１２に示したように、本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービンのシュラウド側ノズル翼１７は、タービン軸と直交する方向の断面視において、隣接するシュラウド側ノズル翼１７´の負圧面後端１７ｂと交差し、且つ、シュラウド側ノズル翼１７のハブ側ノズル流路３４のノズル出口３４Ｂの圧力面後端１７ａ及び負圧面後端１７ｂで規定される下流端面３４Ｂａと直交する方向に延伸する仮想線ＩＬ１が、シュラウド側ノズル翼１７の圧力面後端１７ａ及び負圧面後端１７ｂの間を通過するように、シュラウド側ノズル翼１７のハブ側ノズル流路３４のノズル出口３４Ｂが構成される。
【０１０７】
ここで仮想線ＩＬ１と下流端面３４Ｂａとの交点は、下流端面３４Ｂａの中心には限定されない。仮想線ＩＬ１と下流端面３４Ｂａとの交点が、シュラウド側ノズル翼１７の圧力面後端１７ａと負圧面後端１７ｂとの間のいずれかの位置に存在するように構成されていればよい。
【０１０８】
このような実施形態のラジアルタービン又は斜流タービンによれば、図１３の（ａ）に示したように、例えば最小流量時においてハブ側ノズル流路３４からのみ排気ガスを流す場合であっても、ハブ側ノズル流路３４から流出する排気ガスが、隣接するシュラウド側ノズル翼１７´の負圧面１７´Ｓ２によってその排気ガスの流れが大きく妨げられることなく周方向に沿って環状流路３３を流れていく。このため、ハブ側ノズル流路３４から流出する排気ガスが周方向に途切れることなく流れ、環状流路３３の全体からタービン動翼入口４ａに流入する。
【０１０９】
最大流量時においては、図１３の（ｂ）に示したように、ハブ側ノズル流路３４とシュラウド側ノズル流路３２の両方のノズル出口を合わせた面積から排気ガスが流出する。ここで好ましくは、ハブ側ノズル流路３４及びシュラウド側ノズル流路３２から流出する排気ガスの流速が最大流量時において等しくなるように、２つのノズル流路３２、３４のノズル出口３２Ｂ、３４Ｂのスロート幅Ｓ１、Ｓ２が設計されるとよい。ここでスロート幅とは、図１３に示したように、タービン軸と直交する方向の断面視において、ノズル流路３２、３４のノズル出口３２Ｂ、３４Ｂを形成する対向する２つの面の最短距離として定義される。シュラウド側ノズル流路３２のノズル出口３２Ｂのスロート幅Ｓ１は、隣接する一方のシュラウド側ノズル翼１７の圧力面後端１７ａと隣接する他方のシュラウド側ノズル翼１７´の負圧面１７´Ｓ２とを結ぶ最短距離である。ハブ側ノズル流路３４のノズル出口３４Ｂのスロート幅Ｓ２は、図示した実施形態では、シュラウド側ノズル翼１７の圧力面後端１７ａと負圧面後端１７ｂとを結ぶ距離である。
【０１１０】
図１３の（ｂ）に示したように、ハブ側ノズル流路３４とシュラウド側ノズル流路３２とでは排気ガスの流出方向が異なる。しかしながら、シュラウド側ノズル流路３２を流れる排気ガスは、隣接するシュラウド側ノズル翼１７´の負圧面１７´Ｓ２によってその流れ方向が制約されており、負圧面１７´Ｓ２に沿って流れる。よって、２つのノズル流路３２、３４から流出する排気ガスは、大きく流れが乱れることなく一つの大きな排気ガスの流れとして合流し、動翼入口の環状流路３３の全体からタービン動翼入口４ａに流入する。
【０１１１】
中間流量時においては、図１３の（ｃ）に示したように、上述した最大流量時と比べてシュラウド側ノズル流路３２のノズル出口３２Ｂから流出する排気ガスの流速が遅くなる。しかしながら、ハブ側ノズル流路３４から流出する排気ガスの流れによって、シュラウド側ノズル流路３２の流れ幅が狭まり、これによりシュラウド側ノズル流路３２から流出する排気ガスの流速が加速される。そして、２つのノズル流路３２、３４から流出する排気ガスは、大きく流れが乱れることなく一つの大きな排気ガスの流れとして合流し、最小流量時と最大流量時の中間の流れ角を有しながら、動翼入口の環状流路３３の全体からタービン動翼入口４ａに流入する。
【０１１２】
このように、本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービンでは、最小流量から最大流量までの広い流量範囲において、動翼入口の環状流路３３の全体からタービン動翼入口４ａに向かって排気ガスを流すことが出来る。しかも、流量の変化に応じて流れ角も連続的に変化するため、あたかも可変ノズルによって排気ガスの流れ方向を制御する場合と同様の制御性能を有する。このため、本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービンによれば、最小流量から最大流量までの広い流量範囲において、高いタービン効率を実現する可変機構を構成することが出来るようになっている。
【０１１３】
＜第３−２実施形態＞
次に、図１４及び図１５に基づいて、本発明の第３−２実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービンを説明する。図１４は、本発明の第３−２実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービンにおけるハブ側ノズル流路のノズル出口の形状を説明するための図である。図１５は、本発明の第３−２実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービンにおいて、シュラウド側ノズル流路及びハブ側ノズル流路から流出する排気ガスの流れを説明するための図である。
なお、本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービンは、上述した実施形態と基本的には同様な構成を有している。よって、同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１１４】
図１４に示したように、本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービンのシュラウド側ノズル翼１７は、タービン軸と直交する方向の断面視において、隣接するシュラウド側ノズル翼１７´の負圧面後端１７ｂと交差し、且つ、ノズル出口３４Ｂの圧力面後端１７ａと中空部１７ｈの負圧面後端１７ｂ側のノズル内面１７Ｓ３とを最短距離で結ぶ線として規定される下流端面３４Ｂｂと直交する方向に延伸する仮想線ＩＬ２が、圧力面後端１７ａ及び負圧面後端１７ｂの間を通過するように、ハブ側ノズル流路３４のノズル出口３４Ｂが構成される。図示した実施形態では、図１２及び図１３に示した実施形態に対して、圧力面後端１７ａが負圧面後端１７ｂよりも距離Ｘだけ上流側（シュラウド側ノズル翼１７の後端部１７Ｂ側）に位置するように構成されている。
【０１１５】
ここで仮想線ＩＬ２と下流端面３４Ｂａとの交点は、下流端面３４Ｂｂの中心には限定されない。仮想線ＩＬ２と下流端面３４Ｂｂとの交点が、シュラウド側ノズル翼１７の圧力面後端１７ａと負圧面後端１７ｂとの間のいずれかの位置に存在するように構成されていればよい。
【０１１６】
このような実施形態のラジアルタービン又は斜流タービンによれば、図１５に示したように、ハブ側ノズル流路３４のノズル出口３４Ｂから流出する排気ガスの流れに対して、このノズル出口３４Ｂの下流端面３４Ｂａに対して垂直方向の流速成分を付与することが出来る。このため、図１５の（ｃ）に示したように、ハブ側ノズル流路３４とシュラウド側ノズル流路３２の両方のノズル出口３４Ｂ、３２Ｂから排気ガスが流出する中間流量時において、上述した第３実施形態のラジアルタービン又は斜流タービンよりも、２つのノズル出口３４Ｂ、３２Ｂから流出する排気ガスの混合が促進される。これにより、流れの一様性が向上し、タービン動翼入口４ａに流入する際の圧力損失を軽減することが出来る。
【０１１７】
＜第４実施形態＞
次に、図１６〜図１９に基づいて、本発明の第４実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービン１ｃを説明する。図１６は、本発明の第４実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービン１を説明するための概略子午面図である。図１７は、図１６におけるＢ−Ｂ方向の概略矢視図である。図１８は、図１６におけるＡ−Ａ方向の概略矢視図である。図１９は、図１６におけるノズル部の拡大図である。
なお、本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービンは、上述した実施形態と基本的には同様な構成を有している。よって、同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１１８】
図１６〜図１９に示したように、本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービン１ｃは、上述した実施形態と同様に、分割壁１０は、タービン軸方向と直交する方向に延在し、スクロール空間を分割する環板状の分割部１０Ａと、この分割部１０Ａの内周部からハブ側に向かって延在し、ケーシング８のハブ側壁面１８ａと当接するハブ側当接部１０Ｂとからなる。ケーシング８のハブ側壁面１８ａは、子午面視において、ハブ側ノズル流路３４のノズル入口３４Ａからノズル出口３４Ｂに向かって、このハブ側壁面１８ａと回転軸２との半径方向距離が短くなるようにタービン軸線ＣＬに対して傾斜して延在する。
【０１１９】
ハブ側当接部１０Ｂのハブ側当接面１０Ｂｃには、半径方向の外端から内端に通じる溝部１０Ｂｄが形成されている。そして、上述したハブ側ノズル流路３４は、溝部１０Ｂｄの底面および対抗する側面とハブ側壁面１８ａとで画定される空間（ハブ側空間１９ｓ）を含むように構成される。すなわち、本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービン１ｃでは、上述した第２実施形態のラジアルタービン又は斜流タービン１ｂとは異なり、ハブ側空間１９ｓが貫通孔ではなく溝から形成されている。なお、図１６中の符号Ｒ２は、ハブ側ノズル流路３４のノズル入口３４Ａとタービン軸線ＣＬからの半径方向距離を示している。
【０１２０】
このような実施形態のラジアルタービン又は斜流タービン１ｃによれば、上述した第２実施形態のラジアルタービン又は斜流タービン１ｂとは異なり、分割壁１０に対して貫通孔１０Ｂｈを形成することなく、加工が容易な溝部１０Ｂｄによってハブ側ノズル流路３４を形成することが出来る。分割壁１０に貫通孔１０Ｂｈを形成する場合には複雑な鋳造等で製作する必要があるが、当接面に開口を有する溝部１０Ｂｄであれば、比較的単純な構造の中子で鋳造によって製作可能である。また、高い表面加工精度が要求される場合であっても、エンドミルによって容易に加工することが出来る。
【０１２１】
また、本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービン１ｃは、上述した実施形態と同様に、分割部１０Ａの内周部におけるシュラウド側の側面部１０Ａｂ（図１９参照）とケーシング８のシュラウド側壁面１６ａとの間において周方向に間隔を置いて形成される複数のシュラウド側ノズル翼１７をさらに備える。シュラウド側ノズル流路３２は、分割部１０Ａの内周部におけるシュラウド側の側面部１０Ａｂと、周方向に隣り合う２つのシュラウド側ノズル翼１７、１７と、ケーシング８のシュラウド側壁面１６ａとで画定されるシュラウド側空間１７ｓ（図１８参照）を含むように構成される。また、このシュラウド側ノズル翼１７の内部には、分割部１０Ａと接続するハブ側の断面１７ｃ及び後端部１７Ｂに開口を有する溝状又は貫通孔状の中空部１７ｈが形成されている。そして、上述したハブ側空間１９ｓは、この貫通孔状の中空部１７ｈと連通している。すなわち、本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービン１ｃでは、これらハブ側空間１９ｓと中空部１７ｈとによってハブ側ノズル流路３４が構成されている。
【０１２２】
このような実施形態のラジアルタービン又は斜流タービン１ｃによれば、上述したハブ側空間１９ｓとシュラウド側ノズル翼１７の内部に形成される溝状又は貫通孔状の中空部１７ｈとによってハブ側ノズル流路３４が構成される。このため、周方向に隣り合う２つのシュラウド側ノズル翼１７、１７によって形成されるシュラウド側空間１７ｓを含むシュラウド側ノズル流路３２を流れる排気ガスと、シュラウド側ノズル翼１７の内部に形成される溝状又は貫通孔状の中空部１７ｈを含むハブ側ノズル流路３４を流れる排気ガスとが、それぞれのノズル出口まで互いに干渉することなく流れて環状流路３３に流出する。このような構成により、２つのノズル流路を流れる排気ガスの干渉を抑制することが出来るため、排気ガスの圧力損失を抑制でき、タービン効率をより一層高めることが出来るようになっている。
【０１２３】
＜第５実施形態＞
次に、図２０〜図２５に基づいて、本発明の第５実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービン１ｄを説明する。図２０は、本発明の第５実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービンを説明するための概略子午面図である。図２１は、図２０におけるＢ−Ｂ方向の概略矢視図である。図２２Ａは、図２０における翼周辺の拡大図である。図２２Ａは、翼前縁の形状を説明するための図である。図２３は、一実施形態にかかる図２０におけるＡ−Ａ方向の概略矢視図である。図２４は、他の実施形態にかかる図２０におけるＡ−Ａ方向の概略矢視図である。図２５は、本発明の第５実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービンのノズル部を示した概略斜視図である。
なお、本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービンは、上述した実施形態と基本的には同様な構成を有している。よって、同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１２４】
図２０〜図２５、特に図２２Ａにおいて拡大して示したように、本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービン１ｄでは、翼４は、子午面視において、上流側に位置する前縁４ａと、下流側に位置する後端４ｂと、半径方向外側に位置する外側縁４ｃと、半径方向内側に位置し、ハブ３の周面３ａに固着される内側縁４ｄとを有する。そして、内側縁４ｄと前縁４ａとの第１交点ａ１の半径方向距離をＲＨ、外側縁４ｃと前縁４ａとの第２交点ａ２の半径方向距離をＲＳで表した時に、ＲＨ＜ＲＳであり、前縁４ａの形状線は上流側に向かって凸状に形成される。一方、シュラウド側ノズル翼１７の後端部１７Ｂの形状線は、子午面視において、前縁４ａに対向して凹状に形成される。
【０１２５】
前縁４ａの形状を図２２Ｂに示す。前縁４ａは、上流側に向かって湾曲状に形成されているハブ側に位置する曲線部４ａ１と、変位点ａ３を境として、直線状に延在するシュラウド側に位置する直線部４ａ２とからなる。曲線部４ａ１は、シュラウド側からハブ側に向かって徐々に半径方向距離が短くなるように形成される。直線部４ａ２は、その半径方向距離がほぼ等しく形成される。そして、前縁４ａの形状線は、全体として上流側、すなわちノズル部９側に向かって凸状に形成される。そして、前縁４ａの第１交点ａ１から第２交点ａ２に亘って、前縁４ａとシュラウド側ノズル翼１７の後端部１７Ｂとの離間距離はほぼ一定に形成される。
【０１２６】
ハブ側ノズル流路３４から流出する排気ガスの速度成分の主体は周方向成分であるが、子午面視においては半径方向成分と軸方向成分も有しており、タービン軸に対して傾斜して流れてタービン動翼入口４ａに流入する。しかしながら、翼４の前縁４ａが一定の半径方向距離を有するラジアルタービンでは、この子午面視における排気ガスの流れの転向角が大きくなり、ハブ３の周面３ａにおいて排気ガスの流れに剥離等が生じ、圧力損失が発生してしまう。
【０１２７】
したがって、このような実施形態のラジアルタービン又は斜流タービン１ｄによれば、翼４のハブ側の前縁４ａがハブ側に向かって半径方向距離が短くなるように傾斜して形成される。また、ハブ側ノズル流路３４のノズル出口３４Ｂが開口するシュラウド側ノズル翼１７の後端部１７Ｂの形状線は、子午面視において、前縁４ａに対向して凹状に形成される。このため、ハブ側ノズル流路３４から流出する排気ガスの子午面視における流れの転向角を小さく出来、流れ角変化による圧力損失を低減することが出来る。
【０１２８】
また、本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービン１ｄでは、図２３に示したように、上述した実施形態と同様、ハブ側ノズル流路３４のノズル出口３４Ｂのスロート幅Ｓ２をシュラウド側からハブ側に至るまで一定幅に形成してもよい。好ましくは、図２４に示したように、ハブ側ノズル流路３４のノズル出口３４Ｂのスロート幅Ｓ２を、シュラウド側のスロート幅Ｓ２ａよりもハブ側のスロート幅Ｓ２ｂ方が広くなるように形成するとよい（Ｓ２ａ＜Ｓ２ｂ）。
なお、図２３及び図２４は、図２０におけるＡ−Ａ方向の概略矢視図であり、そのスロート幅Ｓ２、Ｓ２ａ、Ｓ２ｂを概念的に表示するものである。
【０１２９】
導入する排気ガスの流量が変動するタービンにおいては、小流量時には理論速度比（Ｕ／Ｃ０）の低い領域で高いタービン効率が要求され、大流量時には理論速度比（Ｕ／Ｃ０）の高い領域で高いタービン効率が要求される。
【０１３０】
本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービン１ｄでは、翼４の前縁４ａの形状線が上流側に向かって凸状に形成される。また、シュラウド側ノズル翼１７の後端部１７Ｂの形状線が、子午面視において、前縁４ａに対向して凹状に形成される。このため、翼４の前縁４ａは、タービン軸に対して傾斜したハブ側の衝動タービンの機能が大きい部分（図２２Ｂの符号４ａ１）と、タービン軸に対してほぼ平行で且つ半径がほぼ一定となるシュラウド側の反動タービンの機能が大きい部分（図２２Ｂの符号４ａ２）とを有することとなる。よって、図２５に示したように、ハブ側ノズル流路３４のノズル出口３４Ｂのスロート幅Ｓ２を、シュラウド側のスロート幅Ｓ２ａよりもハブ側のスロート幅Ｓ２ｂを広く形成することで（Ｓ２ａ＜Ｓ２ｂ）、小流量時において理論速度比（Ｕ／Ｃ０）の低い領域で高いタービン効率を発揮する衝動タービンの機能が大きい前縁４ａのハブ側の部分（曲線部４ａ１）に小さい流れ角で多くの排気ガスを流入させることが出来る。また、大流量時において理論速度比（Ｕ／Ｃ０）の高い領域で高いタービン効率を発揮する反動タービンの機能が大きい前縁４ａのシュラウド側の部分４ａ２に大きい流れ角で多くの排気ガスを流入させることが出来る。これにより、小流量〜大流量の広い流量範囲においてタービン効率の向上を図ることが出来るようになっている。
【０１３１】
＜第６実施形態＞
次に、図２６、図２７に基づいて、本発明の第６実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービン１ｅを説明する。図２６は、本発明の第６実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービンを説明するための概略子午面図である。図２７は、図２６における翼周辺の拡大図である。
なお、本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービンは、上述した実施形態と基本的には同様な構成を有している。よって、同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１３２】
特に図２７において拡大して示したように、本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービン１ｅでは、翼４は、上流側に位置する前縁４ａと、下流側に位置する後端４ｂと、半径方向外側に位置する外側縁４ｃと、半径方向内側に位置し、ハブ３の周面３ａに固着される内側縁４ｄとを有する。前縁４ａは、一定の半径方向距離からなる形状線を有する。ハブ３は、このハブ３の周面３ａの外周端縁３ｄにおける接線方向Ｌ１が、タービン軸と直交する方向Ｌ２に対して、タービン動翼５のハブ３の背面３ｂ側に角度β（５〜３０°）だけ傾斜して形成される。そして、ケーシング８のハブ側壁面１８ａは、上述した実施形態と同様に、子午面視において、ハブ側ノズル流路３４のノズル入口３４Ａからノズル出口３４Ｂに向かって、このハブ側壁面１８ａと回転軸２との半径方向距離が短くなるようにタービン軸方向に対して傾斜して延在する。
【０１３３】
図示した実施形態では、翼４の前縁４ａは、子午面視において、上述した第５実施形態とは異なり、タービン軸線ＣＬに対してほぼ平行に延在している。また、シュラウド側ノズル翼１７の後端部１７Ｂの形状も、タービン軸線ＣＬに対してほぼ平行に形成されている。そして、翼４の全高に亘って、前縁４ａとシュラウド側ノズル翼１７の後端部１７Ｂとの離間距離はほぼ一定に形成されている。
【０１３４】
ハブ側ノズル流路３４から流出する排気ガスの速度成分の主体は周方向成分であるが、子午面視においては半径方向成分と軸方向成分も有しており、タービン軸に対して傾斜して流れて翼４に流入する。しかしながら、ハブ３の周面３ａの外周端縁３ｄにおける接線方向が半径方向に延伸するラジアルタービンでは、この子午面視における排気ガスの流れの転向角が大きくなり、ハブ周面において排気ガスの流れに剥離等が生じ、圧力損失が発生する。
【０１３５】
これに対して本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービン１ｅによれば、ハブ３は、このハブ３の周面３ａの外周端縁３ｄにおける接線方向Ｌ１が、タービン軸と直交する方向に対して、タービン動翼５のハブ３の背面３ｂ側に角度β（５〜３０°）だけ傾斜して形成される。このため、ハブ側ノズル流路３４から流出する排気ガスの子午面視における流れｆ２の転向角を小さく出来、流れ角変化による圧力損失を低減することが出来る。
【０１３６】
＜第７実施形態＞
次に、図２８〜図３０に基づいて、本発明の第７実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービン１ｆを説明する。図２８は、本発明の第７実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービンを説明するための概略子午面図である。図２９は、図２８におけるＢ−Ｂ方向の概略矢視図である。図３０は、図２８におけるＡ−Ａ方向の概略矢視図である。
なお、本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービンは、上述した実施形態と基本的には同様な構成を有している。よって、同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１３７】
図２８〜図３０に示したように、本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービン１ｆは、その分割壁１０が、タービン軸線ＣＬと直交する方向に延在し、スクロール空間を分割する分割部１０Ａと、分割部１０Ａの内周部からシュラウド側に向かって延在し、ケーシング８のシュラウド部１６のシュラウド側壁面１６ａと当接するシュラウド側当接部１０Ｃとからなる。そしてシュラウド側ノズル流路３２は、シュラウド部１６のシュラウド側壁面１６ａと、シュラウド側当接部１０Ｃにおけるシュラウド側壁面１６ａとの当接面に形成される溝部とによって画定される空間を少なくとも含むように構成される。
また、ハブ側スクロール流路１４とタービン動翼５との間には、ハブ側ノズル翼１９が同心円状に複数配置されている。そして、ハブ側ノズル流路３４は、周方向に隣り合う２つのハブ側ノズル翼１９との間に形成される。
【０１３８】
このように構成される本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービン１ｆであっても、上述した実施形態と同様の作用効果を得ることが出来る。
【０１３９】
＜第８実施形態＞
次に、図３１〜図３３に基づいて、本発明の第８実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービン１ｇを説明する。図３１は、本発明の第８実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービンを説明するための概略子午面図である。図３２は、図３１におけるＢ−Ｂ方向の概略矢視図である。図３３は、図３１におけるＡ−Ａ方向の概略矢視図である。
なお、本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービンは、上述した実施形態と基本的には同様な構成を有している。よって、同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１４０】
図３１〜図３３、特に図３３において模式的に示したように、本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービン１ｇでは、上述した実施形態とは異なり、ハブ側ノズル流路３４のノズル出口３４Ｂの流路面積の方が、シュラウド側ノズル流路３２のノズル出口３２Ｂの流路面積よりも大きく形成されている。
すなわち、本実施形態における２つのノズル流路３２、３４のノズル出口３２Ｂ、３４Ｂの流路面積は、上述した第２実施形態などとはその大小関係が反対になっている。
【０１４１】
また、図３１に示したように、本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービン１ｇでは、ハブ側排気管２５にのみ流量調整弁（ハブ側流量調整弁２４）が配置され、シュラウド側排気管２３には流量調整弁は配置されていない。すなわち本実施形態では、流量調整機構２０は、ハブ側スクロール流路１４に排気ガスを導入するハブ側排気管２５の流路面積を調整可能なハブ側流量調整弁２４からなる。
【０１４２】
このような実施形態によれば、ハブ側ノズル流路３４のノズル出口３４Ｂは、シュラウド側ノズル流路３２のノズル出口３２Ｂよりも大きい流路面積を有するため、ハブ側ノズル流路３４に排気ガスを導入するハブ側スクロール流路１４の流路面積を調整することで、より広い範囲において流量調整を行うことが出来る。
【０１４３】
また例えば、上述した実施形態と同様に、最小流量時にはノズル出口の流路面積の小さいシュラウド側ノズル流路３２からのみ排気ガスを流し、最大流量時には両方のノズル流路３２、３４から設計流量相当の排気ガスを流し、中間流量時には、シュラウド側ノズル流路３２には設計流量相当の排気ガスを流し、ノズル出口の流路面積の大きいハブ側ノズル流路３４を流れる排気ガスの流量を調整することで、最小流量から最大流量までの広い流量範囲において高いタービン効率を実現する可変機構を構成することが出来る。しかも、大流量時において、上述した第５実施形態において説明したような理論速度比（Ｕ／Ｃ０）の低い領域で高いタービン効率を発揮する衝動タービンとしての機能をより顕著に発揮させることが出来るようになっている。
【０１４４】
＜第９実施形態＞
次に、図３４〜図３６に基づいて、本発明の第９実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービン１ｈを説明する。図３４は、本発明の第９実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービンを説明するための概略子午面図である。図３５は、図３４におけるＢ−Ｂ方向の概略矢視図である。図３６は、図３４におけるＡ−Ａ方向の概略矢視図である。
なお、本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービンは、上述した実施形態、特に上述した第２実施形態と基本的には同様な構成を有している。よって、同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１４５】
図３４〜図３６に示したように、本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービン１ｈは、上述した第２実施形態のラジアルタービン又は斜流タービン１ｂに対して、シュラウド側ノズル翼１７の内部に中空部１７ｈが形成されていない。本実施形態のハブ側ノズル流路３４は、分割壁１０のハブ側当接部１０Ｂに形成されている貫通孔１０Ｂｈからなるハブ側空間１９ｓのみによって構成されている。そして本実施形態では、シュラウド側ノズル翼１７の内部に中空部１７ｈが形成されていない代わりに、シュラウド側ノズル翼１７の圧力面１７Ｓ１に凹部１７Ｇが形成されている。この凹部１７Ｇは、タービン軸と直交する方向の断面視において、シュラウド側ノズル翼１７の圧力面１７Ｓ１の一部を前端部１７Ａの下流側から後端部１７Ｂにかけて削り取ったような形状を呈している。そして、この凹部１７Ｇによって、ハブ側ノズル流路３４のノズル出口３４Ｂから流出した排気ガスを翼４の前縁４ａに対して直交する方向に導流するように構成されている。
【０１４６】
＜第９−２実施形態＞
次に、図３７〜図３９に基づいて、本発明の第９−２実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービン１ｉを説明する。図３７は、本発明の第９−２実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービンを説明するための概略子午面図である。図３８は、図３７におけるＢ−Ｂ方向の概略矢視図である。図３９は、図３７におけるＡ−Ａ方向の概略矢視図である。
なお、本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービンは、上述した実施形態、特に上述した第４実施形態と基本的には同様な構成を有している。よって、同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１４７】
図３７〜図３９に示したように、本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービン１ｉは、上述した第４実施形態のラジアルタービン又は斜流タービン１ｃに対して、シュラウド側ノズル翼１７に中空部１７ｈが形成されていない。本実施形態のハブ側ノズル流路３４は、分割壁１０のハブ側当接部１０Ｂのハブ側当接面１０Ｂｃに形成されている溝部１０Ｂｄからなるハブ側空間１９ｓのみによって構成されている。そして本実施形態では、シュラウド側ノズル翼１７の内部に上述した中空部１７ｈが形成されていない代わりに、上述した第９実施形態と同様に、シュラウド側ノズル翼１７の圧力面１７Ｓ１に凹部１７Ｇが形成されている。そして、この凹部１７Ｇによって、ハブ側ノズル流路３４のノズル出口３４Ｂから流出した排気ガスを翼４の前縁４ａに対して直交する方向に導流するように構成されている。
【０１４８】
本実施形態と上述した第９実施形態との相違点は、本実施形態では分割壁１０のハブ側当接部１０Ｂのハブ側当接面に形成される溝部１０Ｂｄによってハブ側空間１９ｓが形成されているのに対し、第９実施形態では分割壁１０のハブ側当接部１０Ｂに形成される貫通孔１０Ｂｈによってハブ側空間１９ｓが形成されている点である。
【０１４９】
すなわち、上記第９実施形態のラジアルタービン又は斜流タービン１ｈ、及び第９−２実施形態のラジアルタービン又は斜流タービン１ｉは、上述した実施形態と同様、分割壁１０は、タービン軸線ＣＬと直交する方向に延在し、スクロール空間を分割する環板状の分割部１０Ａと、分割部１０Ａの内周部からハブ側に向かって延在し、ケーシング８のハブ側壁面１８ａと当接するハブ側当接部１０Ｂとからなる。そして、分割部１０Ａの内周部とケーシング８のシュラウド側壁面１６ａとの間において周方向に間隔を置いて形成される複数のシュラウド側ノズル翼１７をさらに備えている。このシュラウド側ノズル翼１７は、子午面視において、分割部１０Ａの内周部からタービン軸線ＣＬに沿ってシュラウド側に延在するとともに、タービン軸線ＣＬに対してほぼ平行に形成される前縁形状を有するとともに、タービン軸と直交する方向の断面視において、外周側に配向される圧力面１７Ｓ１及び内周側に配向される負圧面１７Ｓ２の２つの周面を有する翼形状の外面形状を有する。ハブ側ノズル流路３４のノズル入口３４Ａは、ハブ側当接部１０Ｂをタービン軸方向から視認した場合に、このハブ側当接部１０Ｂの外周に位置する外周端面１０Ｂａに形成される。この外周端面１０Ｂａは、子午面視において、ノズル出口３４Ｂに対してほぼ平行に延在するか、ハブ側ノズル流路３４のノズル入口３４Ａからノズル出口３４Ｂに向かって、このハブ側壁面１８ａと回転軸２との半径方向距離が短くなるように延在するケーシング８のハブ側壁面１８ａに対してほぼ直交する方向に延在するか、または、半径方向に沿って延在するように形成される。ハブ側ノズル流路３４は、ハブ側当接部１０Ｂの内部に形成される貫通孔状、またはハブ側当接部１０Ｂをハブ側から視認して溝状に形成されるハブ側空間１９ｓを含む。ハブ側ノズル流路３４のノズル出口３４Ｂは、分割部１０Ａのシュラウド側の側面部１０Ａｂに開口する。そして、シュラウド側ノズル翼１７の圧力面１７Ｓ１には、ハブ側ノズル流路３４のノズル出口３４Ｂから流出する排気ガスをタービン動翼入口４ａに案内するための凹部１７Ｇが形成されている。
【０１５０】
このような実施形態によれば、ハブ側ノズル流路３４のノズル出口３４Ｂから流出した排気ガスが凹部１７Ｇによってタービン動翼入口４ａまで案内される。このため、シュラウド側ノズル翼１７の内部に溝状ないし孔状の中空部１７ｈを形成する必要がなく、製造性に優れている。
【０１５１】
また、幾つかの実施形態では、図３６及び図３９に示したように、タービン軸線ＣＬと直交する方向の断面視において、凹部１７Ｇの上流端の壁面（凹部１７Ｇにおけるシュラウド側ノズル翼１７の前端部１７Ａ側の壁面）に凹状の案内溝１７ｇｕが形成されている。
【０１５２】
このような実施形態によれば、ハブ側ノズル流路３４のノズル出口３４Ｂから流出した排気ガスがこの凹状の案内溝１７ｇｕに沿ってタービン動翼入口４ａに向かって流れるため、ハブ側ノズル流路３４のノズル出口３４Ｂから流出した排気ガスを円滑にタービン動翼入口４ａまで案内することが出来る。また、図示した実施形態では、通気抵抗が小さくなるように、案内溝１７ｇｕの断面はＵ字状に形成されている。
【０１５３】
また、幾つかの実施形態では、この凹状の案内溝１７ｇｕは、図３４及び図３７に示したように、シュラウド側ノズル翼１７のハブ側の断面１７ｃからシュラウド側の側面部１７ｄに向かって下流側（シュラウド側ノズル翼１７の後端部１７Ｂ側）に移動しながら連続的に溝の深さが浅くなるように構成される。
【０１５４】
このような実施形態によれば、ハブ側ノズル流路３４のノズル出口３４Ｂから流出した排気ガスをタービン動翼入口４ａまで案内する際の通気抵抗をより一層小さくすることが出来るようになっている。
【０１５５】
＜第１０実施形態＞
次に、図４０に基づいて、本発明の第１０実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービン１ｊを説明する。図４０は、本発明の第１０実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービンを説明するための概略子午面図である。
なお、本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービンは、上述した実施形態と基本的には同様な構成を有している。よって、同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１５６】
図４０に示したように、本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービン１ｊでは、上述した分割壁１０は、分割部１０Ａとこの分割部１０Ａと一体的に形成されるハブ側当接部１０Ｂとから構成される。この分割壁１０はタービンハウジング６とは別部材から構成される。上述したシュラウド側ノズル翼１７は、分割壁１０及びタービンハウジング６とは別部材から構成される。そして、タービンハウジング６は、子午面視においてハブ側に位置するハブ側ハウジング部６Ａと、子午視においてシュラウド側に位置するシュラウド側ハウジング部６Ｂとから構成される。これらハブ側ハウジング部６Ａとシュラウド側ハウジング部６Ｂとは、互いに別部材として構成される、
【０１５７】
図示した実施形態では、ハブ側ハウジング部６Ａには、タービン軸線ＣＬに対して直交する方向に沿ってスクロール空間側に突出する分割凸部１３が形成されている。この分割凸部１３の先端部には段差が形成され、タービン軸方向に配向された突き合わせ面１３ａが形成されている。そして、分割部１０Ａの基端部にもこれに対応して段差が形成されており、タービン軸方向に配向された突き合わせ面１０Ａａが形成されている。そして、これら分割凸部１３の突き合わせ面１０Ａａと分割部１０Ａの突き合わせ面１３ａとを突き合わせた状態で両者をボルト等の締結部材によって締結することで、分割壁１０の分割部１０Ａがタービンハウジング６に固定される。また、図示した実施形態の分割壁１０のハブ側当接部１０Ｂには貫通孔１０Ｂｈが形成されおり、この貫通孔１０Ｂｈによってハブ側空間１９ｓが形成されている。なお、貫通孔１０Ｂｈに代えて上述した溝部１０Ｂｄをハブ側当接部１０Ｂに形成し、この溝部１０Ｂｄによってハブ側空間１９ｓを形成してもよい。
【０１５８】
また、ハブ側ハウジング部６Ａのシュラウド側の一端部には、タービン軸方向に配向された突き合わせ面６Ａａが形成されている。そして、シュラウド側ハウジング部６Ｂの上端部にもこれに対応して、タービン軸方向に配向された突き合わせ面６Ｂａが形成されている。そして、これら突き合わせ面６Ａａと突き合わせ面６Ｂａとを突き合わせた状態で両者をボルト等の締結部材によって締結することで、ハブ側ハウジング部６Ａとシュラウド側ハウジング部６Ｂとが固定される。これによりタービンハウジング６が形成される。
【０１５９】
複数のシュラウド側ノズル翼１７は、シュラウド部１６のシュラウド側壁面１６ａと、分割壁１０の分割部１０Ａの内周部におけるシュラウド側の側面部１０Ａｂとの間に固定される。また、シュラウド側ノズル翼１７の内部には上述した中空部１７ｈが形成されており、この中空部１７ｈと上述したハブ側空間１９ｓとによってハブ側ノズル流路３４が構成される。
【０１６０】
このような実施形態のラジアルタービン又は斜流タービン１ｊによれば、分割壁１０、シュラウド側ノズル翼１７、及びタービンハウジング６が、各々別部材から構成される。またタービンハウジング６は、互いに別部材からなるハブ側ハウジング部６Ａ及びシュラウド側ハウジング部６Ｂとからなる。そして、これらの互いに別部材からなるハブ側ハウジング部６Ａ、シュラウド側ハウジング部６Ｂ、分割壁１０、シュラウド側ノズル翼１７、背板７Ｂなどの各部材をタービン軸方向に組み付けて一体化することで、本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービンを組み立てることが出来る。このため製造性に優れている。
【０１６１】
幾つかの実施形態では、このラジアルタービン又は斜流タービン１ｊにおいて、上述した分割壁１０及びシュラウド側ハウジング部６Ｂは、タービン軸線ＣＬに対して軸対称に形成される。すなわち、分割壁１０及びシュラウド側ハウジング部６Ｂは、その中心軸線に対して対称な形状を有する環状部材として構成されている。また、背板７Ｂについても、タービン軸線ＣＬに対して軸対称に形成することも出来る。さらに、複数のシュラウド側ノズル翼１７についても、これら複数のシュラウド側ノズル翼１７をリング状の部材によって環状に連結することで、タービン軸線ＣＬに対して軸対称に形成された一つの部材として構成することが出来る。
【０１６２】
このような実施形態によれば、これら分割壁１０及びシュラウド側ハウジング部６Ｂなどの軸対称の部材をタービン軸方向に組み付けて一体化する際に、その周方向位置を位置決めすることなく組み立てることが出来る。このため製造性に優れている。
【０１６３】
＜第１１実施形態＞
次に、図４１に基づいて、本発明の第１０実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービン１ｋを説明する。図４１は、本発明の第１０実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービンを説明するための概略子午面図である。
なお、本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービンは、上述した第１０実施形態と基本的には同様な構成を有している。よって、同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１６４】
図４１に示したように、本実施形態のラジアルタービン又は斜流タービン１ｋでは、ケーシング８は、タービンハウジング６とは別部材から構成される、ハブ側ハウジング部６Ａに支持される弾性変形可能な第１プレート部材４２を含む。この第１プレート部材４２は、例えば板金などから構成される。第１プレート部材４２は、子午面視において、ハブ側ノズル流路３４のノズル入口３４Ａからノズル出口３４Ｂに向かって、ハブ側壁面１８ａと回転軸２との半径方向距離が短くなるようにタービン軸線ＣＬに対して傾斜する傾斜面４２ａを有し、この傾斜面４２ａが上述したケーシング８のハブ側壁面１８ａを構成している。そして、分割壁１０のハブ側当接部１０Ｂのハブ側当接面１０Ｂｃが、この第１プレート部材４２の傾斜面４２ａ（ケーシング８のハブ側壁面１８ａ）と当接するように構成される。
【０１６５】
このような実施形態のラジアルタービン又は斜流タービン１ｋによれば、分割壁１０のハブ側当接部１０Ｂは弾性変形可能な第１プレート部材４２の傾斜面４２ａと当接する。このため、タービンハウジング６とは別部材から構成される分割壁１０が高温の排気ガスによって熱変形した場合に、第１プレート部材４２が弾性変形することで、その熱変形を吸収することが出来る。よって、分割壁１０やシュラウド側ノズル翼１７をタービンハウジング６とは別部材で構成した場合であっても、熱変形によってハブ側ノズル流路３４に隙間などが生じることがない。また、第１プレート部材４２をタービン軸線ＣＬに対して軸対称に形成すれば、上述した第１０実施形態と同様に、タービン軸方向に組み付けて一体化する際にその周方向位置を位置決めする必要がなく、組み立て性が向上する。
【０１６６】
幾つかの実施形態では、図４１に示したように、このラジアルタービン又は斜流タービン１ｋにおいて、ケーシング８は、シュラウド側ハウジング部６Ｂに固定される弾性変形可能な第２プレート部材４４をさらに含む。この第２プレート部材４４は、例えば板金などから構成される。第２プレート部材４４は、子午面視において、タービン軸線ＣＬと直交する方向に沿って延在するシュラウド側壁面１６ａの少なくとも一部を構成する側面４４ａを有する。そして、シュラウド側ノズル翼１７が、第２プレート部材４４の側面４４ａと当接し、この側面４４ａと分割壁１０とによって支持されるように構成される。
【０１６７】
このような実施形態によれば、シュラウド側ノズル翼１７は、弾性変形可能な第２プレート部材４４の側面４４ａと当接した状態で第２プレート部材４４と分割壁１０との間に支持される。このため、タービンハウジング６とは別部材から構成される分割壁１０やシュラウド側ノズル翼１７が高温の排気ガスによって熱変形した場合に、第２プレート部材４４が弾性変形することで、その熱変形を吸収することが出来る。よって、分割壁１０やシュラウド側ノズル翼１７をタービンハウジング６とは別部材で構成した場合であっても、熱変形によってハブ側ノズル流路３４に隙間などが生じることがない。また、第２プレート部材４４をタービン軸線ＣＬに対して軸対称に形成すれば、上述した第１０実施形態と同様に、タービン軸方向に組み付けて一体化する際にその周方向位置を位置決めする必要がなく、組み立て性が向上する。
【０１６８】
また上述した実施形態において、第２プレート部材４４は、子午面視において、側面４４ａと、側面４４ａから略直交する方向に延在する上面４４ｂと、を有するＬ字状に形成されている。そして、側面４４ａの端縁がシュラウド側ハウジング部６Ｂのシュラウド部１６に固定され、上面４４ｂの側面４４ａの端縁がシュラウド側ハウジング部６Ｂのスクロール壁面１６ｂに固定される。これにより、第２プレート部材４４とシュラウド側ハウジング部６Ｂとの間に空間４６が形成されている。この空間４６は、高温の排気ガスが流れるシュラウド側スクロール流路１２とシュラウド部１６との間に位置し、シュラウド側スクロール流路１２を流れる排気ガスの熱がシュラウド部１６に作用するのを妨げるための断熱空間として機能する。したがって、シュラウド部１６の加熱に伴うシュラウド側スクロール流路１２を流れる排気ガスの放熱損失や、翼４を流れる排気ガスにシュラウド部１６を介して熱が伝わることによって生じる翼流れのエンタルピ上昇に伴うタービン動翼５の出力低下等の、シュラウド部１６が加熱されることによって発生する各種の損失を低減することが出来る。これによりタービン効率を向上させることが出来るようになっている。
【０１６９】
＜その他の実施形態＞
また、幾つかの実施形態のラジアルタービン又は斜流タービンでは、上述した図面、特に図８〜１１、図２６、図２７に示したように、分割壁１０は、タービン軸線ＣＬと直交する方向に延在し、スクロール空間を分割する環板状の分割部１０Ａと、分割部１０Ａの内周部からハブ側に向かって延在し、ケーシング８のハブ側壁面１８ａと当接するハブ側当接部１０Ｂとからなる。このラジアルタービン又は斜流タービンは、分割部１０Ａの内周部とケーシング８のシュラウド側壁面１６ａとの間において周方向に間隔を置いて形成される複数のシュラウド側ノズル翼１７をさらに備える。このシュラウド側ノズル翼１７は、子午面視において、分割部１０Ａの内周部からタービン軸線ＣＬに沿ってシュラウド側に延在し、タービン軸線ＣＬに対してほぼ平行に形成される前縁形状を有するとともに、タービン軸線ＣＬと直交する方向の断面視において、外周側に配向される圧力面１７Ｓ１及び内周側に配向される負圧面１７Ｓ２の２つの周面を有する翼形状の外面形状を有する。ハブ側ノズル流路３４のノズル入口３４Ａは、ハブ側当接部１０Ｂをタービン軸方向から視認した場合に、このハブ側当接部１０Ｂの外周側に位置する外周端面１０Ｂａに形成される。この外周端面１０Ｂａは、子午面視において、ノズル出口３４Ｂに対してほぼ平行に延在するか、ハブ側ノズル流路３４のノズル入口３４Ａからノズル出口３４Ｂに向かって、ハブ側壁面１８ａと回転軸２との半径方向距離が短くなるように延在するケーシング８のハブ側壁面１８ａに対してほぼ直交する方向に延在するか、または、半径方向に沿って延在するように形成される。ハブ側ノズル流路３４は、分割壁１０Ｂの内部に形成される貫通孔状、または分割壁１０Ｂをハブ側から視認して溝状に形成されるハブ側空間１９ｓと、このハブ側空間１９ｓと連通するシュラウド側ノズル翼１７の内部に形成される貫通孔状、またはシュラウド側ノズル翼１７をハブ側から視認して溝状に形成される中空部１７ｈとを含む。ハブ側ノズル流路３４のノズル出口３４Ｂは、シュラウド側ノズル翼１７をタービン軸方向から視認した場合におけるシュラウド側ノズル翼１７の内周端部（後端部１７Ｂ）に、子午面視においてタービン軸線ＣＬに対してほぼ平行に形成されるとともに、タービン軸線ＣＬと直交する方向の断面視において、シュラウド側ノズル翼１７の後端部１７Ｂに形成される２つの後端１７ａ、１７ｂの間に形成される。シュラウド側ノズル流路３２は、分割部１０Ａの内周部と、周方向に隣り合う２つのシュラウド側ノズル翼１７と、ケーシング８のシュラウド側壁面１６ａとで画定されるシュラウド側空間１７ｓを含む。そして、シュラウド側ノズル流路３２のノズル出口３２Ｂは、タービン軸線ＣＬと直交する方向の断面視におけるシュラウド側ノズル翼１７の２つの後端１７ａ、１７ｂが存在する周方向領域において、ハブ側ノズル流路３４のノズル出口３４Ｂを除く領域に形成される。
【０１７０】
このように、本発明の幾つかの実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービンは、上述したような形状を有していてもよいものである。
【０１７１】
また、幾つかの実施形態のラジアルタービン又は斜流タービンでは、上述した図面、特に図２０〜図２５に示したように、分割壁１０は、タービン軸線ＣＬと直交する方向に延在し、スクロール空間を分割する環板状の分割部１０Ａと、分割部１０Ａの内周部からハブ側に向かって延在し、ケーシング８のハブ側壁面１８ａと当接するハブ側当接部１０Ｂとからなる。このラジアルタービン又は斜流タービンは、分割部１０Ａの内周部とケーシング８のシュラウド側壁面１６ａとの間において周方向に間隔を置いて形成される複数のシュラウド側ノズル翼１７をさらに備える。このシュラウド側ノズル翼１７は、子午面視において、分割部１０Ａの内周部からタービン軸線ＣＬに沿ってシュラウド側に延在し、タービン軸線ＣＬに対してほぼ平行に形成される前縁形状を有するとともに、タービン軸線ＣＬと直交する方向の断面視において、外周側に配向される圧力面１７Ｓ１及び内周側に配向される負圧面１７Ｓ２の２つの周面を有する翼形状の外面形状を有する。ハブ側ノズル流路３４のノズル入口３４Ａは、ハブ側当接部１０Ｂをタービン軸方向から視認した場合に、ハブ側当接部１０Ｂの外周側に位置する外周端面１０Ｂａに形成されるとともに、この外周端面１０Ｂａは、子午面視において、ノズル出口３４Ｂに対してほぼ平行に延在するか、ハブ側ノズル流路３４のノズル入口３４Ａからノズル出口３４Ｂに向かって、ハブ側壁面１８ａと回転軸２との半径方向距離が短くなるように延在するケーシング８のハブ側壁面１８ａに対してほぼ直交する方向に延在するか、または、半径方向に沿って延在するように形成される。ハブ側ノズル流路３４は、分割壁１０Ｂの内部に形成される貫通孔状、または分割壁１０Ｂをハブ側から視認して溝状に形成されるハブ側空間１９ｓと、このハブ側空間１９ｓと連通するシュラウド側ノズル翼１７の内部に形成される貫通孔状、またはシュラウド側ノズル翼１７をハブ側から視認して溝状に形成される中空部１７ｈとを含む。そして、ハブ側ノズル流路３４のノズル出口３４Ｂは、シュラウド側ノズル翼１７をタービン軸方向から視認した場合のシュラウド側ノズル翼１７の内周端部（後端部１７Ｂ）に、子午面視において凸状に形成されたタービン動翼５の翼４の前縁４ａに対してほぼ一定の離間距離を有する凹状に形成されるとともに、タービン軸線ＣＬと直交する方向の断面視において、シュラウド側ノズル翼１７の後端部１７Ｂに形成される２つの後端１７ａ、１７ｂの間に形成される。
【０１７２】
このように、本発明の幾つかの実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービンは、上述したような形状を有していてもよいものである。
【０１７３】
以上、本発明の好ましい形態について説明したが、本発明は上記の形態に限定されるものではない。例えば上述した実施形態を組み合わせても良く、本発明の目的を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１７４】
本発明の少なくとも一実施形態にかかるラジアルタービン又は斜流タービンは、ターボチャージャや発電用エンジンに用いられるエキスパンジョンタービン、並びに小型ガスタービン等のラジアルタービン又は斜流タービンとして好適に用いることが出来る。
【符号の説明】
【０１７５】
１，１ａ〜１ｋ      ラジアルタービン又は斜流タービン
２                  回転軸
３                  ハブ
３ａ                周面
３ｂ                背面
３ｃ                先端面
３ｄ                外周端縁
４                  翼
４ａ                前縁（タービン動翼入口）
４ａ１              曲線部
４ａ２              直線部
４ｂ                後縁（タービン動翼出口）
４ｃ                外側縁
４ｄ                内側縁
５                  タービン動翼
６                  タービンハウジング
６Ａ                ハブ側ハウジング部
６Ａａ              突き合わせ面
６Ｂ                シュラウド側ハウジング部
６Ｂａ              突き合わせ面
７Ａ                ベアリングハウジング
７Ｂ                背板
８                  ケーシング
９                  ノズル部
１０                分割壁
１０Ａ              分割部
１０Ａａ            突き合わせ面
１０Ａｂ            シュラウド側の側面部
１０Ｂ              ハブ側当接部
１０Ｂａ            外周端面
１０Ｂｃ            ハブ側当接面
１０Ｂｄ            溝部
１０Ｂｈ            貫通孔
１０Ｃ              シュラウド側当接部
１２                シュラウド側スクロール流路
１３                分割凸部
１３ａ              突き合わせ面
１４                ハブ側スクロール流路
１６                シュラウド部
１６ａ              シュラウド側壁面
１６ｂ              スクロール壁面
１７                シュラウド側ノズル翼
１７Ｃ              シュラウド側ノズル部
１７Ｓ１            圧力面
１７Ｓ２            負圧面
１７Ｓ３            ノズル内面
１７Ａ              前端部
１７Ｂ              後端部
１７Ｇ              凹部
１７ａ              圧力面後端
１７ｂ              負圧面後端
１７ｃ              ハブ側の断面
１７ｄ              シュラウド側の側面部
１７ｈ              中空部
１７ｓ              シュラウド側空間
１７ｇｕ            案内溝
１７Ｓａ，１７Ｓｂ  側壁面
１７Ｓｃ            底基面
１８                ハブ側壁部
１８ａ              ハブ側壁面
１９                ハブ側ノズル翼
１９Ｃ              ハブ側ノズル部
１９ｇ              シュラウド側溝部
１９ｓ              ハブ側空間
１９Ｓａ，１９ｓｂ  側壁面
１９Ｓｃ            底壁面
２０                流量調整機構
２１                排気管
２２                シュラウド側流量調整弁
２３                シュラウド側排気管
２４                ハブ側流量調整弁
２５                ハブ側排気管
３０                ノズル出口部
３２                シュラウド側ノズル流路
３２Ａ              ノズル入口
３２Ｂ              ノズル出口
３３                環状流路
３４                ハブ側ノズル流路
３４Ａ              ノズル入口
３４Ｂ              ノズル出口
３４Ｂａ，３４Ｂｂ  下流端面
４２                第１プレート部材
４２ａ              傾斜面
４４                第２プレート部材
４４ａ              側面
４４ｂ              上面
４６                空間
ＣＬ                タービン軸線
ＩＬ１，ＩＬ２      仮想線
Ｐ１，Ｐ２          ノズルピッチ
Ｒ                  回転方向
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ２ａ，Ｓ２ｂ  スロート幅
【図１】
2015161265.tif 000003
【図２】
2015161265.tif 000004
【図３】
2015161265.tif 000005
【図４】
2015161265.tif 000006
【図５Ａ】
2015161265.tif 000007
【図５Ｂ】
2015161265.tif 000008
【図５Ｃ】
2015161265.tif 000009
【図６】
2015161265.tif 000010
【図７】
2015161265.tif 000011
【図８】
2015161265.tif 000012
【図９】
2015161265.tif 000013
【図１０】
2015161265.tif 000014
【図１１】
2015161265.tif 000015
【図１２】
2015161265.tif 000016
【図１３】
2015161265.tif 000017
【図１４】
2015161265.tif 000018
【図１５】
2015161265.tif 000019
【図１６】
2015161265.tif 000020
【図１７】
2015161265.tif 000021
【図１８】
2015161265.tif 000022
【図１９】
2015161265.tif 000023
【図２０】
2015161265.tif 000024
【図２１】
2015161265.tif 000025
【図２２Ａ】
2015161265.tif 000026
【図２２Ｂ】
2015161265.tif 000027
【図２３】
2015161265.tif 000028
【図２４】
2015161265.tif 000029
【図２５】
2015161265.tif 000030
【図２６】
2015161265.tif 000031
【図２７】
2015161265.tif 000032
【図２８】
2015161265.tif 000033
【図２９】
2015161265.tif 000034
【図３０】
2015161265.tif 000035
【図３１】
2015161265.tif 000036
【図３２】
2015161265.tif 000037
【図３３】
2015161265.tif 000038
【図３４】
2015161265.tif 000039
【図３５】
2015161265.tif 000040
【図３６】
2015161265.tif 000041
【図３７】
2015161265.tif 000042
【図３８】
2015161265.tif 000043
【図３９】
2015161265.tif 000044
【図４０】
2015161265.tif 000045
【図４１】
2015161265.tif 000046