特許 7564042 ラジアルタービン

(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】2024-09-30

(45)【発行日】2024-10-08

(54)【発明の名称】ラジアルタービン

(51)【国際特許分類】

   F01D 9/02 20060101AFI20241001BHJP

   F01D 1/08 20060101ALI20241001BHJP

   F02B 37/24 20060101ALI20241001BHJP

【ＦＩ】

F01D9/02 101

F01D1/08

F02B37/24

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021055900

(22)【出願日】2021-03-29

(65)【公開番号】P2022152935

(43)【公開日】2022-10-12

【審査請求日】2023-12-01

(73)【特許権者】

【識別番号】518131296

【氏名又は名称】三菱重工マリンマシナリ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000785

【氏名又は名称】ＳＳＩＰ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】磯田 北斗

(72)【発明者】

【氏名】平谷 文人

【審査官】小林 勝広

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１９４０９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２２９８１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／０８４１５４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０１Ｄ １／００－１１／２４、１７／００－２１／２０

Ｆ０２Ｂ ３３／００－４１／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

タービンホイールの外周に複数のノズルベーンを備えたラジアルタービンであって、
前記複数のノズルベーンの間に設けられるスロートのスロート幅は、前記ノズルベーンの翼高さ方向で変化し、前記翼高さ方向においてハブ側端部とチップ側端部との間で最小となり、
前記ハブ側端部よりも前記チップ側端部において前記スロート幅が狭い、
ラジアルタービン。

【請求項2】

前記スロート幅は、前記翼高さ方向において前記ハブ側端部から前記チップ側端部に向けて２５％以上７５％以下の高さで最小となる、
請求項１に記載のラジアルタービン。

【請求項3】

前記複数のノズルベーンの各々は、前記翼高さ方向において同一の翼断面形状を有し、前記タービンホイールの中心と前記ノズルベーンの後縁を結ぶ直線と前記ノズルベーンの前縁と後縁とを結ぶ直線とに挟まれた角度が前記翼高さ方向において変化する、
請求項１又は２に記載のラジアルタービン。

【請求項4】

前記複数のノズルベーンの各々は、前記翼高さ方向において同一の翼断面形状を有し、前記タービンホイールの中心と前記ノズルベーンの重心を結ぶ直線と前記ノズルベーンの前縁と重心とを結ぶ直線とに挟まれた角度が前記翼高さ方向において変化する、
請求項１又は２に記載のラジアルタービン。

【請求項5】

前記複数のノズルベーンの各々は、前記翼高さ方向において相似形の翼断面形状を有する、
請求項１又は２に記載のラジアルタービン。

【請求項6】

前記スロート幅は、ハブ側端部においてスロート幅の平均値対比１３０％以上１７０％以下である、
請求項１から５いずれか一項に記載のラジアルタービン。

【請求項7】

タービンホイールの外周に複数のノズルベーンを備えたラジアルタービンであって、
前記複数のノズルベーンの間に設けられるスロートのスロート幅は、前記ノズルベーンの翼高さ方向で変化し、前記翼高さ方向においてハブ側端部とチップ側端部との間で最小となり、
前記複数のノズルベーンの各々は、前記翼高さ方向において同一の翼断面形状を有し、前記翼高さ方向においてノズルベーンの後縁の位置が一定であって、前記タービンホイールの中心と前記ノズルベーンの後縁を結ぶ直線と前記ノズルベーンの前縁と後縁とを結ぶ直線とに挟まれた角度が前記翼高さ方向において変化する、
ラジアルタービン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ラジアルタービンに関する。

【背景技術】

【0002】

タービンホイールの外周に複数のノズルベーンを備えたラジアルタービンが広く知られている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０１８／１１６３９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１が示す従来の構成においてノズルベーンの後縁から発生するウェークの周波数とタービンホイールに設けられた動翼の振動モードの固有振動数が共振すると、過大な振動応力が生じノズルベーンが破断する虞がある。

【0005】

本開示は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、タービンホイールに設けられた動翼の前縁側が振れる振動モードにおいて振動応力を抑制できるラジアルタービンを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するため、本開示に係るラジアルタービンは、
タービンホイールの外周に複数のノズルベーンを備えたラジアルタービンであって、
前記複数のノズルベーンの間に設けられるスロートのスロート幅は、前記ノズルベーンの翼高さ方向で変化し、前記ノズルベーンの翼高さ方向においてハブ側端部とチップ側端部との間で最小となる。

【発明の効果】

【0007】

本開示のラジアルタービンによれば、動翼前縁側が振れる振動モードの場合に振動応力を小さくできる。また、ミーン翼高さの反動度を犠牲にハブ側端部とチップ側端部の反動度を大きくできる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態に係るラジアルタービンを概略的に示す図である。

【図2】実施形態に係る複数のノズルベーンと該複数のノズルベーンの間に設けられるスロートを示す図である。

【図3】実施形態１に係る複数のノズルベーンと該複数のノズルベーンの間に設けられるスロートを概略的に示す図である。

【図4】図３に示した複数のノズルベーンの翼高さ位置とスロート幅との関係を示す図である。

【図5】図３に示した複数のノズルベーンの安全率を示す図である。

【図6】図３に示した複数のノズルベーンのタービン出口における効率を示す図である。

【図7】実施形態２に係るノズルベーンを概略的に示す図である。

【図8】実施形態３に係るノズルベーンを概略的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付図面を参照して本開示の実施の形態によるラジアルタービンについて説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

【0010】

図１は、実施形態に係るラジアルタービン１を概略的に示す図である。
実施形態に係るラジアルタービン１は、例えば、舶用エンジンに搭載されるターボチャージャを構成するラジアルタービンであって、タービンホイール３はコンプレッサのインペラ（図示せず）と駆動軸（タービンロータ）（図示せず）によって相互に連結され、タービンホイール３は、例えば、舶用エンジンから排出された排気ガスによって回転させられ、これにより、駆動軸を介してコンプレッサのインペラが回転させられる。そして、コンプレッサのインペラの回転によって、舶用エンジンに供給される吸気が圧縮される。

【0011】

図１に示すように、実施形態に係るラジアルタービン１は、タービンホイール３と、複数のノズルベーン５と、を備えている。
タービンホイール３は、ハブ（図示せず）と複数の翼３３（動翼３３）とからなる。ハブは、軸線の周りに回転対称な形状を有する。軸線に沿う方向において、ハブの一端側はディフューザ側に位置し、ハブの他端側は排気の入口側に位置している。ハブの外周面は、一端側から他端側に向かって漸次直径が拡大するラッパ形状を有している。複数の翼３３（動翼３３）は、ハブの外周面に一体に取り付けられ、ハブの周方向に間隔をもって配列されている。
複数のノズルベーン５は、タービンホイール３の外周に等間隔に設けられ、タービンホイール３の径方向外側から内側に向けてタービンホイール３の径方向に対して斜めに傾いた状態で設置されている。

【0012】

図２は、複数のノズルベーン５と該複数のノズルベーン５間に設けられるスロート７を示す図である。
図２に示すように、実施形態に係る複数のノズルベーン５では、複数のノズルベーン５の間に設けられるスロート７のスロート幅は、ノズルベーン５の翼高さ方向、ハブ側端部（基端部）５３とチップ側端部（先端部）５５との間で変化し、翼高さ方向においてハブ側端部５３とチップ側端部５５との間で最小となる。よって、スロート幅は、翼高さ方向において、ハブ側端部５３からチップ側端部５５に向けてスロート幅が最小となった後にスロート幅が広がる。

【0013】

このような構成によれば、翼高さ方向においてスロート幅が変化するので、ノズルベーン５の後縁から発生するウェークの強弱が変化するため、タービンホイール３に設けられた動翼３３の前縁側が振れる振動モードの場合に振動応力を小さくできる。また、翼高さ方向においてハブ側端部５３とチップ側端部５５との間でスロート幅が最小となるので、ミーン翼高さの反動度を犠牲にハブ側端部５３とチップ側端部５５の反動度を大きくできる。

【0014】

図２に示すように、実施形態に係る複数のノズルベーン５では、ハブ側端部５３よりもチップ側端部５５においてスロート幅が狭い（Ｗｈ＞Ｗｔ）。

【0015】

非定常ＣＦＤ（Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ Ｆｌｕｉｄ Ｄｙｎａｍｉｃｓ）と振動応答解析において、ハブ側端部５３よりもチップ側端部５５においてスロート幅が広いと、タービン効率が低下した。よって、ハブ側端部５３よりもチップ側端部５５においてスロート幅が狭いと、タービン効率の低下を抑制できる。

【0016】

実施形態に係る複数のノズルベーン５では、スロート幅は、翼高さ方向においてハブ側端部５３からチップ側端部５５に向けて２５％以上７５％以下の高さで最小となる。例えば、図２に示す例では、翼高さ方向においてハブ側端部５３からチップ側端部５５に向けて５０％の高さ（翼高さ方向中間部５７の高さ）でスロート幅（Ｗｍ）が最小となる。

【0017】

このような構成によれば、スロート幅は、翼高さ方向においてハブ側端部５３からチップ側端部５５に向けて２５％以上７５％以下の高さでタービン反動度を小さくできる。そして、上述したように、図２に示す例では、翼高さ方向においてハブ側端部５３からチップ側端部５５に向けて５０％の高さでタービン反動度を小さくできる。

【0018】

［実施形態１］
図３は、実施形態１に係る複数のノズルベーン５Ａと該複数のノズルベーン５Ａの間に設けられるスロート７Ａを概略的に示す図である。図４は、図３に示した複数のノズルベーン５Ａの翼高さ位置とスロート幅との関係を示す図である。

【0019】

図３に示すように、実施形態１に係る複数のノズルベーン５Ａでは、複数のノズルベーン５Ａの各々は、翼高さ方向において同一の翼断面形状を有する。そして、タービンホイール３の中心とノズルベーン５Ａの後縁を結ぶ直線ＣＴとノズルベーン５Ａの前縁と後縁とを結ぶ直線ＬＴ（コードライン）とに挟まれた角度が翼高さ方向において変化する。よって、実施形態１に係る複数のノズルベーン５Ａでは、タービンホイール３とノズルベーン５Ａの後縁を結ぶ直線ＣＴとノズルベーン５Ａの前縁と後縁とを結ぶ直線ＬＴ（コードライン）とに挟まれた角度αが翼高さ方向において変化することで、翼高さ方向においてスロート幅が変化し、翼高さ方向においてハブ側端部５３Ａとチップ側端部５５Ａとの間で最小となる。

【0020】

このような構成によれば、ノズルベーン５Ａの後縁とタービンホイール３に設けられた動翼３３の前縁との距離を一定に保つことができるので、翼振動応力の増加を抑制できる。

【0021】

実施形態１に係る複数のノズルベーン５Ａでは、スロート幅は、ハブ側端部５３Ａにおいてスロート幅の平均値対比１３０％以上１７０％以下である。
翼高さ方向においてスロート幅が変化する場合において、スロート幅が広い部分では局所的にタービン反動度が増加する。タービン反動度が増加すると、ノズルベーン５Ａのウェークと主流の流速差が小さくなるため、タービンホイール３に設けられた動翼３３が受ける静圧変動も小さくなり、翼振動応力が低減する。特にスロート幅をスロート幅の平均値対比１３０％以上にするとその効果が現れる。また、翼高さ方向においてスロート幅が変化する場合において、流量を変化させないために、一部でスロート幅を拡げると他部でスロート幅を狭くしてスロート面積を不変とする必要がある。このように、一部でスロート幅を拡げ他部でスロート幅を狭くするとノズルベーン５Ａの出口（動翼３３の入口）において翼高さ方向に流速分布が生じる。流速分布が極端になると、圧力損失の要因となり、タービン効率が低下する。タービン効率低下の許容値を超え始めるのは、スロート幅がスロート幅の平均値対比１７０％を超える場合である。
よって、上述したように、実施形態１に係る複数のノズルベーン５Ａでは、スロート幅は、ハブ側端部５３Ａにおいてスロート幅の平均値対比１３０％以上１７０％以下に制限される。

【0022】

このような構成によれば、ハブ側端部５３Ａにおいてスロート幅がスロート幅の平均値対比１３０％以上となるので、ハブ側端部５３Ａにおいて局所的にタービン反動度が増加する。タービン反動度が大きくなると、ノズルベーン５Ａのウェークと主流の流速差が小さくなるため、タービンホイール３に設けられた動翼３３が受ける静圧変動も小さくなり翼振動応力を小さくできる。また、ハブ側端部５３Ａにおいてスロート幅の平均値対比１７０％以下となるので、ノズルベーン５Ａの出口（動翼３３の入口）における流速分布が抑制され、タービン効率の低下も抑制される。

【0023】

実施形態１に係る複数のノズルベーン５Ａでは、スロート幅は、チップ側端部５５Ａにおいてスロート幅の平均値対比１３０％以上１７０％以下である。
チップ側端部５５Ａにおいてスロート幅を制限するのは、上述したハブ側端部５３Ａにおいてスロート幅を制限するのと同様の理由である。
よって、実施形態１に係る複数のノズルベーン５Ａでは、スロート幅は、チップ側端部５５Ａにおいてスロート幅の平均値対比１３０％以上１７０％以下に制限される。

【0024】

このような構成によれば、チップ側端部５５Ａにおいてスロート幅がスロート幅の平均値対比１３０％以上となるので、チップ側端部５５Ａにおいて局所的にタービン反動度が増加する。タービン反動度が大きくなると、ノズルベーン５Ａのウェークと主流の流速差が小さくなるため、タービンホイール３に設けられた動翼３３が受ける静圧変動も小さくなり翼振動応力を小さくできる。また、チップ側端部５５Ａにおいてスロート幅の平均値対比１７０％以下となるので、ノズルベーン５Ａの出口（動翼３３の入口）における流速分布が抑制され、タービン効率の低下も抑制される。

【0025】

図３に示す複数のノズルベーン５Ａでは、複数のノズルベーン５Ａの各々は、翼高さ方向において同一の翼断面形状を有し、タービンの中心とノズルベーン５Ａの後縁を結ぶ直線ＣＴとノズルベーン５Ａの前縁と後縁とを結ぶ直線ＬＴ（コードライン）とに挟まれた角度αが翼高さ方向で変化し、翼高さ方向ハブ側端部５３Ａからチップ側端部５５Ａに向けて５０％の高さ（翼高さ方向中間部５７Ａの高さ）でスロート幅（Ｗｍ）が最小となる。また、ハブ側端部５３Ａにおけるスロート幅（Ｗｈ）は、スロート幅の平均値対比１７０％であり、チップ側端部５５Ａにおけるスロート幅（Ｗｔ）は、スロート幅の平均値対比１４０％である（図４参照）。

【0026】

尚、図４には、図３に示した複数のノズルベーン５Ａと比較対象となるノズルベーン５Ａのスロート幅を示す。一つは、スロート幅が一定となるノズルベーンのスロート幅であり、もう一つは、ハブ側端部でスロート幅がスロート幅の平均値対比１２０％となり、チップ側端部でスロート幅がスロート幅の平均値対比８０％となるノズルベーンのスロート幅である（図４において「ハブ＋２０％」と示す）。

【0027】

図５は、図３に示した複数のノズルベーン５Ａの安全率を示す図であり、図６は、図３に示した複数のノズルベーン５Ａのディフューザ出口における効率を示す図である。尚、図５に示す振動モードは、ハブ側端部５３とチップ側端部５５とにおいて応力が大きくなる振動モードである。

【0028】

図５に示すように、ハブ側端部５３とチップ側端部５５とにおいて応力が大きくなる振動モードでは、図３に示した複数のノズルベーン５Ａの安全率が、スロート幅が一定となる複数のノズルベーン、及びハブ側端部におけるスロート幅がスロート幅の平均値対比１２０％となる複数のノズルベーンを上回る。よって、図３に示した複数のノズルベーン５Ａは、スロート幅が一定となる複数のノズルベーン、及びハブ側端部におけるスロート幅がスロート幅の平均値対比１２０％となる複数のノズルベーンよりも振動応力に対する許容度が高まり、翼が破断する虞を低減できる。

【0029】

図６に示すように、図３に示した複数のノズルベーン５Ａのディフューザ出口における効率は、低負荷（タービン圧力比：低）ではスロット幅が一定となる複数のノズルベーンとよりも低下したが、定格点（高負荷（タービン圧力比：高））ではスロット幅が一定となる複数のノズルベーンと同等である。よって、図３に示した複数のノズルベーン５Ａはラジアルタービン１が定格運転する場合において性能（効率）が確保される。

【0030】

［実施形態２］
図７は、実施形態２に係るノズルベーン５Ｂを概略的に示す図である。
図７に示すように、実施形態２に係る複数のノズルベーン５Ｂでは、複数のノズルベーン５Ｂの各々は、翼高さ方向において同一の翼断面形状を有する。そして、タービンホイール３の中心とノズルベーン５Ｂの重心Ｇを結ぶ直線ＣＧとノズルベーン５Ｂの前縁と重心Ｇとを結ぶ直線ＬＧとに挟まれた角度βが翼高さ方向において変化する。よって、実施形態２に係る複数のノズルベーン５Ｂでは、タービンホイール３の中心とノズルベーン５Ｂの重心Ｇを結ぶ直線ＣＧとノズルベーン５Ｂの前縁と重心Ｇとを結ぶ直線ＬＧとに挟まれた角度βが翼高さ方向において変化することで、翼高さ方向においてスロート幅が変化し、翼高さ方向においてハブ側端部５３Ｂとチップ側端部５５Ｂとの間でスロート幅が最小となる。

【0031】

図７に示すノズルベーン５Ｂは、翼高さ方向において同一の断面形状を有し、タービンの中心とノズルベーン５Ｂの重心Ｇとを結ぶ直線ＣＧとノズルベーン５Ｂの前縁と重心Ｇとを結ぶ直線ＬＧに挟まれた角度が翼高さ方向で変化し、翼高さ方向においてハブ側端部５３Ｂからチップ側端部５５Ｂに向けて５０％の高さ（翼高さ方向中間部５７Ｂの高さ）でスロート幅が最小となる。また、ハブ側端部５３Ｂにおけるスロート幅は、スロート幅の平均値対比１３０％以上１７０％以下（例えば、１７０％）であり、チップ側端部５５Ｂにおけるスロート幅は、スロート幅の平均値対比１３０％以上１７０％以下（例えば、１４０％）である。

【0032】

このような構成によれば、タービンホイール３の中心とノズルベーン５Ｂの重心Ｇを結ぶ直線ＣＧとノズルベーン５Ｂの前縁と重心Ｇとを結ぶ直線ＬＧとに挟まれた角度が翼高さ方向において変化することでスロート幅が変化するので、ノズルベーン５Ｂの重心Ｇを回転中心にした可変翼に適用容易である。

【0033】

［実施形態３］
図８は、実施形態３に係るノズルベーン５Ｃを概略的に示す図である。
図８に示すように、実施形態３に係る複数のノズルベーン５Ｃでは、複数のノズルベーン５Ｃの各々は、翼高さ方向において相似形の翼断面形状を有する。よって、実施形態３に係る複数のノズルベーン５Ｃでは、翼高さ方向において相似形の翼断面形状によって翼断面積が変化することで、翼高さ方向においてスロート幅が変化し、翼高さ方向においてハブ側端部５３Ｃとチップ側端部５５Ｃとの間でスロート幅が最小となる。

【0034】

図８に示すノズルベーン５Ｃは、翼高さ方向において相似形の翼断面形状を有し、翼高さ方向において相似形の翼断面形状によって翼断面積が変化することで、翼高さ方向でスロート幅が変化し、翼高さ方向においてハブ側端部５３Ｃからチップ側端部５５Ｃに向けて５０％の高さ（翼高さ方向中間部５７Ｃの高さ）でスロート幅が最小となる。また、また、ハブ側端部５３Ｃにおけるスロート幅は、スロート幅の平均値対比１３０％以上１７０％以下（例えば、１７０％）であり、チップ側端部５５Ｃにおけるスロート幅は、スロート幅の平均値対比１３０％以上１７０％以下（例えば、１４０％）である。

【0035】

このような構成によれば、相似形の翼断面形状によって、翼高さ方向においてスロート幅が変化する。

【0036】

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

【0037】

上記各実施形態に記載の内容は、例えば、以下のように把握される。

【0038】

［１］の態様に係るラジアルタービン（１）は、
タービンホイール（３）の外周に複数のノズルベーン（５）を備えたラジアルタービンであって、
前記複数のノズルベーン（５）の間に設けられるスロートのスロート幅は、前記ノズルベーン（５）の翼高さ方向で変化し、前記翼高さ方向においてハブ側端部（５３）とチップ側端部（５５）との間で最小となる。

【0039】

このような構成によれば、翼高さ方向においてスロート幅が変化するので、ノズルベーン（５）の後縁から発生するウェークの強弱が変化するため、タービンホイール（３）に設けられた動翼（３３）の前縁側が振れる振動モードの場合に振動応力を小さくできる。また、翼高さ方向においてハブ側端部（５３）とチップ側端部（５５）との間でスロート幅が最小となるので、ミーン翼高さの反動度を犠牲にハブ側端部（５３）とチップ側端部（５５）の反動度を大きくできる。

【0040】

［２］別の態様に係るラジアルタービン（１）は、［１］に記載のラジアルタービン（１）であって、
前記ハブ側端部（５３）よりも前記チップ側端部（５５）において前記スロート幅が狭い。

【0041】

非定常ＣＦＤと振動応答解析において、ハブ側端部（５３）よりもチップ側端部（５５）においてスロート幅が広いと、タービン効率が低下した。よって、ハブ側端部（５３）よりもチップ側端部（５５）においてスロート幅が狭いと、タービン効率の低下を抑制できる。

【0042】

［３］別の態様に係るラジアルタービン（１）は、［１］又は［２］に記載のラジアルタービン（１）であって、
前記スロート幅は、前記翼高さ方向において前記ハブ側端部（５３）から前記チップ側端部（５５）に向けて２５％以上７５％以下の高さで最小となる。

【0043】

このような構成によれば、ノズルベーン（５）の翼高さ方向においてハブ側端部（５３）からチップ側端部（５５）に向けて２５％以上７５％以下の高さでタービン反動度が小さくできる。

【0044】

［４］別の態様に係るラジアルタービン（１Ａ）は、［１］から［３］のいずれか一つに記載のラジアルタービン（１）であって、
前記複数のノズルベーン（５Ａ）の各々は、前記翼高さ方向において同一の翼断面形状を有し、前記タービンホイール（３）の中心と前記ノズルベーン（５Ａ）の後縁を結ぶ直線（ＣＴ）と前記ノズルベーン（５Ａ）の前縁と後縁とを結ぶ直線（ＬＴ）（コードライン）とに挟まれた角度が前記翼高さ方向において変化する。

【0045】

このような構成によれば、ノズルベーン（５Ａ）の後縁とタービンホイール（３）に設けられた動翼（３３）の前縁との距離を一定に保つことができるので、翼振動応力の増加を抑制できる。

【0046】

［５］別の態様に係るラジアルタービン（１Ｂ）は、［１］から［３］のいずれか一つに記載のラジアルタービン（１）であって、
前記複数のノズルベーン（５Ｂ）の各々は、前記翼高さ方向において同一の翼断面形状を有し、前記タービンホイール（３）の中心と前記ノズルベーン（５Ｂ）の重心（Ｇ）を結ぶ直線（ＣＧ）と前記ノズルベーン（５Ｂ）の前縁と重心（Ｇ）とを結ぶ直線（ＬＧ）とに挟まれた角度が前記翼高さ方向において変化する。

【0047】

このような構成によれば、タービンホイール（３）の中心とノズルベーン（５Ｂ）の重心（Ｇ）を結ぶ直線（ＣＧ）とノズルベーン（５Ｂ）の前縁と重心（Ｇ）とを結ぶ直線（ＬＧ）とに挟まれた角度が翼高さ方向において変化することでスロート幅が変化するので、ノズルベーン（５Ｂ）の重心（Ｇ）を回転中心にした可変翼に適用容易である。

【0048】

［６］別の態様に係るラジアルタービン（１Ｃ）は、［１］から［３］のいずれか一つに記載のラジアルタービン（１）であって、前記複数のノズルベーン（５Ｃ）の各々は、前記翼高さ方向において相似形の翼断面形状を有する。

【0049】

このような構成によれば、相似形の翼断面形状によって、翼高さ方向においてスロート幅が変化する。

【0050】

［７］別の態様に係るラジアルタービン（１）は、［１］から［６］のいずれか一つに記載のラジアルタービン（１）であって、
前記スロート幅は、ハブ側端部（５３）においてスロート幅の平均値対比１３０％以上１７０％以下である。

【0051】

このような構成によれば、ハブ側端部（５３）においてスロート幅がスロート幅の平均値対比１３０％以上となるので、ハブ側端部（５３）において局所的にタービン反動度が増加する。タービン反動度が大きくなると、ノズルベーン（５）のウェークと主流の流速差が小さくなるため、タービンホイール（３）に設けられた動翼（３３）が受ける静圧変動も小さくなり翼振動応力を小さくできる。また、ハブ側端部（５３）においてスロート幅の平均値対比１７０％以下となるので、ノズルベーン（５）の出口（動翼（３３）の入口）における流速分布が抑制され、タービン効率の低下も抑制される。

【0052】

［８］別の態様に係るラジアルタービン（１）は、［１］から［７］のいずれか一つに記載のラジアルタービン（１）であって、
前記スロート幅は、チップ側端部（５５）においてスロート幅の平均値対比１３０％以上１７０％以下である。

【0053】

このような構成によれば、チップ側端部（５５）においてスロート幅がスロート幅の平均値対比１３０％以上となるので、チップ側端部（５５）において局所的にタービン反動度が増加する。タービン反動度が大きくなると、ノズルベーン（５）のウェークと主流の流速差が小さくなるため、タービンホイール（３）に設けられた動翼（３３）が受ける静圧変動も小さくなり翼振動応力を小さくできる。また、チップ側端部（５５）においてスロート幅の平均値対比１７０％以下となるので、ノズルベーン（５）の出口（動翼（３３）の入口）における流速分布が抑制され、タービン効率の低下も抑制される。

【符号の説明】

【0054】

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ ラジアルタービン
３ タービンホイール
３３ 翼（動翼）
５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ ノズルベーン
５３，５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ ハブ側端部
５５，５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃ チップ側端部
５７，５７Ａ，５７Ｂ，５７Ｃ 中間部
７，７Ａ スロート
Ｇ ノズルベーンの重心
ＣＴ タービンホイールの中心とノズルベーンの後縁を結ぶ直線
ＬＴ ノズルベーンの前縁と後縁を結ぶ直線（コードライン）
ＣＧ タービンホイールの中心とノズルベーンの重心を結ぶ直線
ＬＧ ノズルベーンの前縁と重心を結ぶ直線
Ｗｈ ハブ側端部におけるスロート幅
Ｗｔ チップ側端部におけるスロート幅
Ｗｍ 翼高さ方向５０％の高さにおけるスロート幅
α 直線ＣＴと直線ＬＴとに挟まれた角度
β 直線ＣＧと直線ＬＧとに挟まれた角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】