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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-03-20
(45)【発行日】2023-03-29
(54)【発明の名称】過給機
(51)【国際特許分類】
F02B 37/24 20060101AFI20230322BHJP
F01D 9/02 20060101ALI20230322BHJP
F01D 17/16 20060101ALI20230322BHJP
【ＦＩ】
F02B37/24
F01D9/02 101
F01D17/16 A
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2021525963
(86)(22)【出願日】2020-05-20
(86)【国際出願番号】 JP2020019931
(87)【国際公開番号】W WO2020250635
(87)【国際公開日】2020-12-17
【審査請求日】2021-12-03
(31)【優先権主張番号】P 2019110818
(32)【優先日】2019-06-14
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000000099
【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ
(74)【代理人】
【識別番号】100083806
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 秀和
(74)【代理人】
【識別番号】100101247
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 俊一
(74)【代理人】
【識別番号】100095500
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 正和
(74)【代理人】
【識別番号】100098327
【弁理士】
【氏名又は名称】高松 俊雄
(72)【発明者】
【氏名】森田 功
(72)【発明者】
【氏名】モリソン リチャード
(72)【発明者】
【氏名】スペンス ステファン
【審査官】小林 勝広
(56)【参考文献】
【文献】特開平１１－２５７０１１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－０１４２５２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ０１Ｄ １／００－２５／３６
Ｆ０２Ｂ ３３／００－４１／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
過給機であって、タービンインペラを含む斜流タービンと、
前記タービンインペラの動翼の前縁に向けて延伸するガス流路を含み、前記タービンインペラを収容するタービンハウジングと、
前記ガス流路に設けられる複数のノズル翼であって、前記タービンインペラの周方向に配列するとともに互いに隣接する２つの間にスロートを形成する複数のノズル翼と
を備え、
各前記ノズル翼は、当該ノズル翼の後縁を捻り中心として、前記スロートの幅がハブ側よりもシュラウド側で狭くなるように捻られ、
前記複数のノズル翼の配列方向に沿った前記スロートの長さをスロート幅とした場合、ハブ側のスロート幅は、スパン方向における中央のスロート幅の１倍よりも大きくかつ２倍以下の値に設定され、
前記スロート幅は、当該ノズル翼の前記ハブ側から当該ノズル翼のシュラウド側まで単調に減少し、
前記シュラウド側のスロート幅と前記ハブ側のスロート幅の和は、前記中央のスロート幅の２倍に等しい
過給機。
【請求項2】
各前記ノズル翼は前記ガス流路内で回転可能に設けられている、請求項１に記載の過給機。
【請求項3】
各前記ノズル翼は前記ガス流路に固定されている、請求項１に記載の過給機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、斜流タービンを備える過給機に関する。
【背景技術】
【0002】
過給機等の回転機械に使用されるタービンとして、ラジアルタービン(Radial Flow Turbine)と斜流タービン(Mixed Flow Turbine)の２種類のタービンが知られている。斜流タービンは同容量のラジアルタービンと比べて軽量化が可能であり、過渡応答性に優れていることが一般的に知られている。特許文献１は、斜流タービンを用いた過給機を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１２－１０２７４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
一般的に、回転するインペラの動翼に対して作動流体の相対流れ角（インシデンス角）が増加すると、動翼の背側で流れの剥離が発生しやすくなる。相対流れ角の増加による剥離の発生はタービン効率の損失（所謂インシデンス損失）を増加させる。
【0005】
斜流タービンにおける動翼の前縁の回転半径は、シュラウド側からハブ側に向かうにつれて減少しているため、前縁の周速もシュラウド側からハブ側に向かうにつれて減少する。この減少に伴い、作動流体の相対流れ角はシュラウド側からハブ側に向かうにつれて増加するため、ハブ側に近い領域ほど剥離が発生しやすい。従って、斜流タービンのインペラは、上述の利点があるものの、同径のラジアルタービンのそれよりも構造上、インシデンス損失を増加させやすい傾向がある。
【0006】
本開示は上述の事情を鑑みてなされたものである。即ち、本開示は、斜流タービンの特徴を活かしつつ、インシデンス損失を低減させることが可能な過給機の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の一態様は過給機であって、タービンインペラを含む斜流タービンと、前記タービンインペラの動翼の前縁に向けて延伸するガス流路を含み、前記タービンインペラを収容するタービンハウジングと、前記ガス流路に設けられる複数のノズル翼であって、前記タービンインペラの周方向に配列するとともに互いに隣接する２つの間にスロートを形成する複数のノズル翼とを備え、各前記ノズル翼は、当該ノズル翼の前記後縁を捻り中心として、前記スロートの幅がハブ側よりもシュラウド側で狭くなるように捻られ、前記複数のノズル翼の配列方向に沿った前記スロートの長さをスロート幅とした場合、ハブ側のスロート幅は、スパン方向における中央のスロート幅の１倍よりも大きくかつ２倍以下の値に設定され、前記スロート幅は、当該ノズル翼の前記ハブ側から当該ノズル翼のシュラウド側まで単調に減少し、前記シュラウド側のスロート幅と前記ハブ側のスロート幅の和は、前記中央のスロート幅の２倍に等しいことを要旨とする。
【0008】
各前記ノズル翼は前記ガス流路内で回転可能に設けられてもよい。各前記ノズル翼は前記ガス流路に固定されてもよい。
【発明の効果】
【0010】
本開示によれば、斜流タービンの特徴を活かしつつ、インシデンス損失を低減させることが可能な過給機の提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図2】図２（ａ）及び図２（ｂ）は、本開示の実施形態に係るノズル翼を示す図であって、図２（ａ）はノズル翼をタービンインペラの軸方向から見た図、図２（ｂ）はノズル翼によって形成されるスロートを示す斜視図である。
【図4】図４（ａ）及び図４（ｂ）は、タービンブレードの前縁近傍における作動流体の流線と、エントロピー（静的エントロピー）分布を示す図であり、図４（ａ）は設計点においてハブスロート開口比Ｏｍｓが１．０のときの図、図４（ｂ）は設計点においてハブスロート開口比Ｏｍｓが１．９のときの図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本開示の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、説明の便宜上、図面上の「Ｌ」は左方向、「Ｒ」は右方向、「ＩＤ」は径方向内側、「ＯＤ」は径方向外側、「ＲＤ」はタービンインペラ（ロータ軸）の回転方向、「ＳＤ」はノズル翼のスパン方向をそれぞれ示している。
【0013】
本実施形態の過給機１は、例えば車両や船舶に搭載される。過給機１は、エンジン（図示せず）からの排気ガス（ガスの一例）の圧力エネルギーを利用して、エンジンに供給される空気を過給（圧縮）する。
【0014】
図１は、本実施形態に係る過給機１の正断面図（子午面図）である。図２（ａ）及び図２（ｂ）は、本実施形態に係るノズル翼７３を示す図であって、図２（ａ）はノズル翼７３をタービンインペラ３５の軸方向から見た図、図２（ｂ）はノズル翼７３によって形成されるスロート７４を示す斜視図である。図１に示すように、過給機１は、ベアリングハウジング３を備えている。ベアリングハウジング３内には、ラジアルベアリング５及び一対のスラストベアリング７が設けられている。また、これらのベアリング５，７には、軸方向へ延びたロータ軸（タービン軸）９が回転可能に設けられている。換言すれば、ロータ軸９は、ベアリングハウジング３に、複数のベアリング５，７を介して回転可能に設けられている。
【0015】
図１におけるベアリングハウジング３の右側にはコンプレッサ１１が配設されている。コンプレッサ１１は遠心力を利用して空気を圧縮する。コンプレッサ１１は、コンプレッサハウジング１３と、コンプレッサハウジング１３内に回転可能に収容されるコンプレッサインペラ１５とを備える。コンプレッサインペラ１５は、ロータ軸９の右端部に連結され、ロータ軸９及び後述のタービンインペラ３５と共に一体的に回転する。コンプレッサインペラ１５は、コンプレッサディスク１７を備える。コンプレッサディスク１７のハブ面１７ｈは、右側から径方向外側（コンプレッサインペラ１５の径方向外側）へ延びている。更に、コンプレッサディスク１７のハブ面１７ｈには、複数のコンプレッサブレード１９が周方向に間隔を置いて一体形成されている。
【0016】
コンプレッサハウジング１３におけるコンプレッサインペラ１５の入口側（空気の流れ方向から見て上流側）には、空気取入口２１が形成されている。空気取入口２１は、空気を浄化するエアクリーナ（図示せず）に接続する。また、ベアリングハウジング３とコンプレッサハウジング１３との間には、ディフューザ流路２３が形成される。ディフューザ流路２３は環状に形成され、コンプレッサインペラ１５の出口側（空気の流れ方向から見て下流側）に位置する。ディフューザ流路２３は、コンプレッサインペラ１５から排出された空気を減速させながら圧縮する。
【0017】
コンプレッサハウジング１３の内部には、コンプレッサスクロール流路２５が形成されている。コンプレッサスクロール流路２５は渦巻き状に延び、ディフューザ流路２３に連通している。コンプレッサハウジング１３の適宜位置には、空気排出口２７が形成されている。空気排出口２７は圧縮された空気をコンプレッサハウジング１３の外側へ排出するために形成され、エンジンの吸気マニホールド（図示せず）に接続する。
【0018】
なお、ベアリングハウジング３の右側部には、シールプレート２９が設けられている。シールプレート２９は環状に形成され、スラストベアリング７側への圧縮空気の漏れを防止する。
【0019】
図１に示すように、ベアリングハウジング３の左側には斜流タービン３１が配設されている。斜流タービン３１は、エンジン（図示せず）からの排気ガスの圧力エネルギーを利用して回転力（回転トルク）を発生させる。
【0020】
斜流タービン３１は、タービンハウジング３３と、タービンハウジング３３内に回転可能に収容されるタービンインペラ３５とを備える。タービンインペラ３５はロータ軸９の左端部に連結され、ロータ軸９及びコンプレッサインペラ１５と共に一体的に回転する。
【0021】
タービンインペラ３５は、タービンディスク３７を備えている。タービンディスク３７のハブ面３７ｈは、左側（タービンインペラ３５の軸方向一方側）から径方向外側（タービンインペラ３５の径方向外側）へ延びている。更に、タービンディスク３７のハブ面３７ｈには、複数のタービンブレード（動翼）３９が一体形成されている。上述した通り、本実施形態に係るタービンは斜流タービンである。従って、タービンブレード３９の前縁３９ａは、シュラウド側からハブ側に向かうにつれて軸心Ｃに近づくように延伸し、軸心Ｃに対して傾斜している。
【0022】
タービンハウジング３３の適宜位置には、ガス取入口４１が形成されている。ガス取入口４１は排気ガスをタービンハウジング３３内に取入れるために形成され、エンジンの排気マニホールド（図示せず）に接続する。
【0023】
タービンハウジング３３の内部におけるタービンインペラ３５の入口側（排気ガスの流れ方向から見て上流側）には、タービンスクロール流路４３が形成されている。タービンスクロール流路４３は渦巻き状に形成され、ガス流路４２を介してガス取入口４１に連通している。
【0024】
ガス流路４２は、タービンスクロール流路４３から径方向内側に延伸し、タービンブレード３９の前縁３９ａに向けて開口している。ガス流路４２は、第１壁部材としてのハブ側内壁４４と、第２壁部材としてのシュラウド側内壁４６とを備える。
【0025】
ハブ側内壁４４はタービンインペラ３５と同心状に配設され、タービンインペラ３５に向けて延伸している。ハブ側内壁４４はタービンハウジング３３とは別体として設けられ、例えば環状の形状を有する。ハブ側内壁４４の内周縁部は、遮熱板４９の外周縁部に嵌合している。
【0026】
シュラウド側内壁４６は、ハブ側内壁４４に対して軸方向に所定の間隔をおきながらタービンインペラ３５に向けて延伸している。シュラウド側内壁４６は、タービンハウジング３３と一体に形成されてもよく、タービンハウジング３３とは別体として設けられ、タービンハウジング３３に取り付けられてもよい。
【0027】
タービンハウジング３３におけるタービンインペラ３５の出口側（排気ガスの流れ方向から見て下流側）には、ガス排出口４５が形成されている。ガス排出口４５はタービンハウジング３３から排気ガスを排出するために形成され、接続管（図示せず）を介して触媒（図示せず）に接続する。
【0028】
ベアリングハウジング３の左側面には、環状の遮熱板４９が設けられている。遮熱板４９は環状に形成され、タービンインペラ３５側からの熱を遮蔽する。ベアリングハウジング３の左側面と遮熱板４９の外縁部との間には、波ワッシャ５１が設けられている。
【0029】
ガス流路４２内には、複数のノズル翼７３が設けられている。本実施形態では、ノズル翼７３は、タービンインペラ３５の周方向に配列している。また、ノズル翼７３はハブ側内壁４４に固定され、シュラウド側内壁４６に当接している。ノズル翼７３はハブ側内壁４４と共に一体形成されてもよい。また、ノズル翼７３は、シュラウド側内壁４６から離隔していてもよい。その場合の両者の間隔は、例えば、取付け等の制約や仕様等によって規定される。なお、シュラウド側内壁４６はタービンハウジング３３と別体に形成され、タービンハウジング３３に取り付けられてもよい。この場合、シュラウド側内壁４６にノズル翼７３が固定されてもよい。図２（ａ）に示すように、各ノズル翼７３は、シュラウド側端面（端断面）７３ｓからハブ側端面（端断面）７３ｈに亘って、同一のコード長を有する。また、各ノズル翼７３は、同一の翼形状（翼型）を呈している。なお、各ノズル翼７３のコード長又は翼形状は、シュラウド側端面７３ｓからハブ側端面７３ｈに亘って同一でなくてもよい。
【0030】
図２（ａ）に示すように、後縁７３ｂはノズル翼７３の配列面に直交する方向に延伸する。換言すれば、後縁７３ｂは、タービンインペラ３５の軸芯Ｃと平行に設けられている。各ノズル翼７３は、当該ノズル翼の後縁７３ｂを捻り中心として、ハブ側のスロート幅Ｏ１よりもシュラウド側のスロート幅Ｏ２が狭くなるように（即ち、スロート７４の幅が、ハブ側よりもシュラウド側で狭くなるように）捻られている。換言すれば、各ノズル翼７３の翼型（翼断面）は、後縁７３ｂを回転中心として、ハブ側端面（端断面）７３ｈからシュラウド側端面（端断面）７３ｓに向かうにつれて、径方向内側に回転している。後述するように、スロート幅とは複数のノズル翼７３の配列方向に沿ったスロート７４の長さである。
【0031】
ノズル翼７３が上述のように捻られているため、子午面において、各ノズル翼７３の前縁７３ａは、シュラウド側の端がハブ側の端よりも径方向内側に位置するようにタービンインペラ３５の軸心Ｃに対して傾斜している（図１参照）。
【0032】
複数のノズル翼７３のうち、互いに隣接する２つのノズル翼７３、７３は、その間にスロート７４を形成する。スロート７４は、２つのノズル翼７３、７３のうちの一方のノズル翼７３の腹側（正圧面）７３ｃと、他方のノズル翼７３の背側（負圧面）７３ｄとの間隔が最も狭くなった位置に形成される。ここで、「他方のノズル翼７３の腹側」は、例えば、当該ノズル翼７３の後縁７３ｂである。
【0033】
上述の通り、後縁７３ｂは前縁７３ａの捻り中心である。従って、ノズル翼７３の２つの側面である背側７３ｄ及び腹側７３ｃは、ハブ側内壁４４及びシュラウド側内壁４６に対して後縁７３ｂよりも傾斜している。従って、図２（ｂ）に示すように、スロート７４の形状は、ハブ側の底がシュラウド側の底よりも長い台形となる。
【0034】
本実施形態では、複数のノズル翼７３の配列方向に沿ったスロート７４の長さをスロート幅Ｏｈとした場合、ハブ側のスロート幅Ｏ１（即ちＯｈ＝Ｏ１）は、スパン方向ＳＤにおける中央のスロート幅Ｏ０．５（即ちＯｈ＝Ｏ０．５）の１倍よりも大きくかつ２倍以下の値に設定されている。例えば、シュラウド側のスロート幅Ｏ２（即ちＯｈ＝Ｏ２）とハブ側のスロート幅Ｏ１は、その和が中央のスロート幅Ｏ０．５の２倍に等しくなるように設定される。また、スロート幅Ｏｈは、シュラウド側からハブ側に向けて単調に増加し、その途中で減少しない。
【0035】
上述の通り、各ノズル翼７３は、当該ノズル翼の後縁７３ｂから前縁７３ａに向かうにつれて、前縁７３ａに対してタービンインペラ３５の回転方向ＲＤと逆方向への傾斜が大きくなるように捻られている。従って、スロート７４を通過した後の作動流体の流れ角は、ノズル翼７３のスパン方向ＳＤに沿って変化し、タービンブレード３９に対する相対流れ角（インシデンス角）も前縁３９ａに沿って変化する。具体的には、シュラウド側からハブ側までの相対流れ角の変化は、ノズル翼７３が捻られていない場合に比べて小さくなる。
【0036】
図３は、タービンブレード３９の前縁３９ａに沿った相対流れ角（インシデンス角）の変化を、幾つかのハブスロート開口比Ｏｍｓごとに示したグラフである。なお、このグラフは、設計点における関係を示している。また、縦軸のスパン長は規格化されている。従って、この値が０に近いほどハブ側に近い位置を示し、逆に、この値が１に近いほどシュラウド側に近い位置を示す。
【0037】
図中のハブスロート開口比Ｏｍｓは、スパン方向ＳＤにおける中央のスロート幅Ｏ０．５に対するシュラウド側のスロート幅Ｏ２の比を表す。例えば、Ｏｍｓが１．９のとき、シュラウド側のスロート幅Ｏ２は、中央のスロート幅Ｏ０．５の１．９倍である。また、Ｏｍｓが１．０のとき、シュラウド側のスロート幅Ｏ２は、中央のスロート幅Ｏ０．５に等しい。即ち、ノズル翼７３は捻られていない。
【0038】
図３に示す解析結果は、シュラウド側のスロート幅Ｏ２とハブ側のスロート幅Ｏ１の和が中央のスロート幅Ｏ０．５の２倍に等しくなるように設定された条件の下で得られている。従って、シュラウド側のスロート幅Ｏ２とハブ側のスロート幅Ｏ１の変化に関わりなく、スロート７４の面積は一定である。つまり、ハブスロート開口比Ｏｍｓが何れの値のときも、ノズル翼７３を通過する作動流体の総量は殆ど変化せず、同容量のタービン間の比較を示すことになる。
【0039】
この図３から、シュラウド側からハブ側までの相対流れ角の変化は、ノズル翼７３が捻られていない場合（即ち、Ｏｍｓ＝１．０）に比べて、ノズル翼７３が捻られているほど小さくなることがわかる。従って、斜流タービンにおいてノズル翼７３を捻ることにより、タービンインペラ３５におけるハブ側での剥離の発生又は成長を抑制でき、その結果、インシデンス損失を低減させることできる。
【0040】
図４（ａ）及び図４（ｂ）は、タービンブレード３９の前縁３９ａ（ＬＥ）近傍における作動流体Ｇの流線と、エントロピー（静的エントロピー）分布を示す図であり、図４（ａ）は設計点においてハブスロート開口比Ｏｍｓが１．０のときの図、図４（ｂ）は設計点においてハブスロート開口比Ｏｍｓが１．９のときの図である。図５（ａ）及び図５（ｂ）は、タービンブレード３９の前縁３９ａ（ＬＥ）近傍における作動流体Ｇの流線と、エントロピー（静的エントロピー）分布を示す図であり、図５（ａ）は非設計点においてハブスロート開口比Ｏｍｓが１．０のときの図、図５（ｂ）は非設計点においてハブスロート開口比Ｏｍｓが１．９のときの図である。何れの図も、３次元定常粘性ＣＦＤ(Computational Fluid Dynamics)解析により求めたものであり、規格化スパン長が０．１のときのタービンブレード３９の前縁３９ａ（ＬＥ）を示している。また、ＰＳはタービンブレード３９の腹側（正圧面）、ＳＳは同ブレードの背側（負圧面）を示している。
【0041】
図４（ａ）～図５（ｂ）における前縁３９ａ（ＬＥ）の周囲に着目すると、ハブスロート開口比Ｏｍｓが１．９のときの作動流体Ｇの相対流れ角（インシデンス角）は、ハブスロート開口比Ｏｍｓが１．０のときのそれよりも小さく、また、作動流体の集中も緩和されていることが判る。また、ハブスロート開口比Ｏｍｓが１．９のときのエントロピーが比較的高い領域は、ハブスロート開口比Ｏｍｓが１．０のときのそれより狭くなっており、剥離が発生している領域が縮小し、エネルギーの損失が抑制されていることが判る。
【0042】
従って、これらの図からも理解されるように、斜流タービンにおいてノズル翼７３を捻ることにより、タービンインペラ３５におけるハブ側での剥離の発生又は成長を抑制でき、その結果、インシデンス損失を低減させることできる。
【0043】
図６は、ハブスロート開口比Ｏｍｓを１．０、１．３、１．９としたときの本実施形態に係る斜流タービンの効率を、低速域、中速域及び高速域ごとに示すグラフである。この図に示すように、斜流タービンの効率は、ハブスロート開口比Ｏｍｓが大きいほど良いことが判る。しかも、この傾向はあらゆる周速域に見られている。
【0044】
（変形例）
なお、本開示のノズル翼７３は、上述の固定ノズル翼としての使用に限られず、可変ノズルユニットに用いられる可変ノズル翼として構成されてもよい。即ち、ノズル翼７３は、ガス流路４２内で回転可能に設けられていてもよい。ノズル翼７３が可変ノズル翼である場合、当該可変ノズル翼は開状態から閉状態に至る間の何れか設定角で、上述したハブスロート開口部比をもつスロート７４を形成するように構成されていればよい。
なお、本開示のノズル翼７３は、上述の固定ノズル翼としての使用に限られず、可変ノズルユニットに用いられる可変ノズル翼として構成されてもよい。即ち、ノズル翼７３は、ガス流路４２内で回転可能に設けられていてもよい。ノズル翼７３が可変ノズル翼である場合、当該可変ノズル翼は開状態から閉状態に至る間の何れか設定角で、上述したハブスロート開口部比をもつスロート７４を形成するように構成されていればよい。
【0045】
例えば、ノズル翼７３は、後述の可変ノズルユニット５３に適用される。可変ノズルユニット５３は、可変容量型過給機に搭載され、タービンインペラ３５側へ供給される排気ガスの流路面積を調整する。
【0046】
以下、ノズル翼７３を可変ノズルユニット５３に適用した例について説明する。
図７は、本実施形態の変形例に係る可変容量型過給機における斜流タービンの正断面図（子午面図）である。図７に示すように、タービンハウジング３３内におけるタービンインペラ３５の径方向外側（入口側）には、第１壁部材としてのノズルリング５５がサポートリング５７を介してタービンインペラ３５と同心状に配設されている。ノズルリング５５は例えば環状に形成されている。ノズルリング５５の内周縁部は、遮熱板４９の外周縁部に嵌合している。ノズルリング５５には、複数の第１支持穴５９が円周方向に等間隔に貫通形成されている。なお、サポートリング５７の外周縁部は、ベアリングハウジング３とタービンハウジング３３によって挟持されている。
図７は、本実施形態の変形例に係る可変容量型過給機における斜流タービンの正断面図（子午面図）である。図７に示すように、タービンハウジング３３内におけるタービンインペラ３５の径方向外側（入口側）には、第１壁部材としてのノズルリング５５がサポートリング５７を介してタービンインペラ３５と同心状に配設されている。ノズルリング５５は例えば環状に形成されている。ノズルリング５５の内周縁部は、遮熱板４９の外周縁部に嵌合している。ノズルリング５５には、複数の第１支持穴５９が円周方向に等間隔に貫通形成されている。なお、サポートリング５７の外周縁部は、ベアリングハウジング３とタービンハウジング３３によって挟持されている。
【0047】
ノズルリング５５に対して軸方向に離隔した位置には、第２壁部材としてのシュラウドリング６１が設けられている。シュラウドリング６１は、ノズルリング５５と同心状に設けられ、複数の連結ピン６３を介してノズルリング５５と一体化されている。換言すれば、シュラウドリング６１は、ノズルリング５５に対向するように、ノズルリング５５に対してタービンインペラ３５の軸方向に離隔して設けられている。また、シュラウドリング６１は例えば環状に形成されている。シュラウドリング６１には、複数の第２支持穴６５が貫通形成されている。複数の第２支持穴６５は、ノズルリング５５の複数の第１支持穴５９に整合するように円周方向に等間隔に形成されている。なお、複数の連結ピン６３は、ノズルリング５５の対向面とシュラウドリング６１の対向面との間隔を設定する機能を有している。
【0048】
シュラウドリング６１は、内周縁側に、複数のタービンブレード３９の外縁を覆う筒状のシュラウド部６７を有している。シュラウド部６７は、左方向（タービンインペラ３５の軸方向一方側）へ突出しかつタービンハウジング３３の段部４７の内側に位置している。また、シュラウドリング６１のシュラウド部６７の外周面には、リング溝６９が形成されている。更に、タービンハウジング３３の段部４７の内周面には、タービンスクロール流路４３側からの排気ガスの漏れを抑える複数のシールリング７１が自己の弾性力（複数のシールリング７１の弾性力）によって圧接して設けられている。各シールリング７１の内周縁部は、シュラウドリング６１のリング溝６９に嵌入している。
【0049】
図７に示すように、ノズルリング５５とシュラウドリング６１は、ガス流路４２を構成する。ガス流路４２内（換言すれば、ノズルリング５５とシュラウドリング６１の間）には、可変ノズル翼としての複数のノズル翼７３が円周方向に配列している。各ノズル翼７３は、タービンインペラ３５の軸心Ｃに平行な軸心周りに回転（揺動）できる。ノズルリング５５に対向する各ノズル翼７３の右側面には、第１翼軸７５が一体形成されている。第１翼軸７５は、ノズルリング５５の対応する第１支持穴５９に回動可能に支持されている。シュラウドリング６１に対向する各ノズル翼７３の左側面には、第２翼軸７７が第１翼軸７５と同心状に一体形成されている。第２翼軸７７は、シュラウドリング６１の対応する第２支持穴６５に回動可能に支持されている。各ノズル翼７３は、第１翼軸７５の基端側に、ノズルリング５５の対向面に接触可能な第１鍔部（図示せず）を有する。また、各ノズル翼７３は、第２翼軸７７の基端側に、シュラウドリング６１の対向面に接触可能な第２鍔部（図示せず）を有する。なお、各ノズル翼７３は、第１翼軸７５と第２翼軸７７を備えた両持ちタイプであるが、第２翼軸７７を省略した片持ちタイプでもよい。
【0050】
図７に示すように、ノズルリング５５の対向面の反対側に形成した環状のリンク室７９内には、複数のノズル翼７３を同期して回動させるためのリンク機構８１が配設されている。また、リンク機構８１は、特開２００９－２４３４３１号公報、特開２００９－２４３３００号公報、および特開２０１４－１６９６４２号公報（米国特許出願公開第２０１４／１４１７８６８３号明細書）等に示す公知の構成からなる。リンク機構８１は、複数のノズル翼７３を開閉方向へ回動させるモータ又はシリンダ等の回動アクチュエータ（図示せず）に動力伝達機構８３を介して接続されている。
【0051】
この変形例においても、上述の効果が得られる。即ち、斜流タービンにおいてノズル翼７３を捻ることにより、タービンインペラ３５におけるハブ側での剥離の発生又は成長を抑制でき、その結果、インシデンス損失を低減させることできる。
【0052】
なお、本開示は上述の実施形態に限定されず、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含む。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】