JPH06280503A - 半径流タービンノズル羽根 - Google Patents

半径流タービンノズル羽根

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JPH06280503A
JPH06280503A JP5354134A JP35413493A JPH06280503A JP H06280503 A JPH06280503 A JP H06280503A JP 5354134 A JP5354134 A JP 5354134A JP 35413493 A JP35413493 A JP 35413493A JP H06280503 A JPH06280503 A JP H06280503A
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radial flow
throat
suction surface
radius
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James B Wulf
ジェイムズ・ブラグドン・ウルフ
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Praxair Technology Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来製品よりも高効率の半径流タービン及び
その作製方法を提供すること。 【構成】 半径流ノズル組立体１８がその前縁部４０か
ら後縁部４２にかけて湾曲状態で伸延する複数の同一の
ノズル羽根２０を含む。ノズル羽根の中心線４４は凹
型、凸型、直線或はその組み合わせ形状を有し得、代表
的には曲線状の中心線が使用される。ノズル羽根の後縁
部４２は円に沿って配置され隣り合うノズル羽根の後縁
部間には周囲方向に等間隔に空間部分４６が形成され
る。各ノズル羽根は隣り合うノズル羽根間に流体流れの
ためのノズルスロート４８を提供するべく配列され各ノ
ズル羽根はコード５０と圧力表面５２と吸込表面５４と
を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は改良型の半径流タービン
ノズル羽根に関する。
【０００２】
【従来技術】第二次大戦後、半径流タービンがその製造
の容易性、低コスト性、高効率性の故に幅広い用途に於
て益々使用されるようになっている。そうした用途例に
は、航空機の補助動力ユニットにおけるガスタービン、
自動車のターボ過給のためのターボエキスパンダー、極
低温空気分離プラント及びガス液化装置におけるターボ
エキスパンダーがある。極低温プラントではターボエキ
スパンダーは通常は連続運転され大量の流体をプロセス
処理する。極低温プラントへのエネルギー入力はその主
たるコスト源となっており、プラント内のターボエキス
パンダーの僅かな効率増大でさえも経済的に極めて有益
である。
【０００３】半径流タービンの主たる損失は、ノズル通
路損失、ローター流入損失、ローター通過損失、ロータ
ー排出損失、ホイールディスク摩擦損失に分けられる。
半径流タービン構成部品での損失は、入口ノズル、イン
ペラーそして出口ディフューザーの３つの主要構成部品
間のタービンガス通路に静圧タップを配設することによ
り測定可能である。実地試験データの分析では、タービ
ン損失の大部分はノズル損失であることが示された。従
って、半径流タービンノズルを構成する羽根の空力的形
状には改良の余地が残されている。
【０００４】Ｋｉｒｓｃｈｅｒ，Ｒｏｂｅｒｔｓｏｎ，
Ｃａｒｔｅｒが１９７１年のＮＡＳＡ Ｌｅｗｉｓ Ｒ
ｅｓｅａｒｃｈ ＣｅｎｔｅｒのリポートＣＲ−７２８
８号の中で、”Ｔｈｅ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａｎ Ａ
ｄｖａｎｃｅｄ Ｔｕｒｂｉｎｅ ｆｏｒ Ｂｒａｙｔ
ｏｎ Ｒｏｔａｔｉｎｇ Ｕｎｉｔ Ａｐｐｌｉｃａｔ
ｉｏｎ”と題する、半径流ノズル羽根の定義に対する研
究報告を記載している。この研究報告によればノズル羽
根のキャンバー線はノズル羽根に於ける規定の負荷分布
から導かれる。６パーセント厚のＮＡＣＡ−６３型翼の
肉厚分布がキャンバー線に重ねられ、この羽根幾何学的
形状での表面速度が計算される。受け入れ可能な肉厚分
布が得られるまでノズル羽根の幾何学的形状が少しずつ
調整される。
【０００５】Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｅｎａｇｙ
のためにＮｏｒｔｈｅｒｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ社により準備され”Ｒ＆Ｄ
Ｆｏｒ Ｉｍｐｒｏｖｅｄ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｓ
ｍａｌｌ Ｓｔｅａｍ Ｔｕｒｂｉｎｅｓ”なる表題の
１９８３年 ２月２８日付けのＤＯＥ／ＥＴ／１５４２
６／Ｔ２５と称するリポートＮｏ．１３９０−５号に
は、半径流ノズル羽根の別の研究報告が記載される。プ
ロセス要件上、流入側流れの温度、圧力、半径流ノズル
への流入角度の各条件、そして排出側流れの出口流れ角
度及び速度の各条件が選択される。空力的に理想の表面
速度分布が選択され、この選択された速度分布を創り出
すためのノズル羽根の軸方向での幾何学的形状が、ＢＬ
ＤＥと名付けられたコンピュータープログラムにて計算
される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来製品よりも高効率
の半径流タービン及びその作製方法を提供することであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、新規な
特徴を有する半径流ノズル羽根及び半径流ノズルの設計
及び作製方法が提供され、また新規な半径流ノズル組立
体を具備し、その効率が既知の半径流タービンを上回る
半径流タービンもまた提供される。本発明はインペラー
を軸中心に回転するべく取付けてなる半径流タービンを
指向するものである。インペラーは半径流ノズル組立体
により包囲され、この半径流ノズル組立体には、その後
縁部を円上でその円周方向に等間隔に配列され隣り合う
ノズル羽根間に最小幅部分或はスロートを形成してなる
複数のノズル羽根が含まれる。各ノズル羽根の、ノズル
スロートから概略ノズルスロート１カ所分下流側には吸
込表面が設けられる。この吸込表面は円の半径に対し２
乃至７度の角度を有し、この２乃至７度の角度は、その
余弦値がノズル羽根の間隔寸法で分割されてなるスロー
トの幅寸法と等しい角度よりも小さい。ノズルスロート
の下流側から前記後縁部までの吸込表面は約１．５度未
満の角度を有し、この約１．５度未満の角度は、その余
弦値がノズル羽根の間隔寸法で分割されてなるノズルス
ロートの幅寸法と等しい角度よりも大きい。ノズル羽根
の吸込表面はまた、その曲率半径がノズルスロートから
後縁部までの距離を約４乃至１２の係数で減少する滑ら
かな曲線としても特徴付けられる。好ましくは前記曲率
半径は、ノズルスロートから下流側の後縁部までの距離
の最初の２０％部分を約１．５乃至約４の係数で減少
し、次いで後縁部に至る残余の距離部分を約１．５未満
の係数で減少する。
【０００８】
【実施例】ここで”円滑な”とは、連続する一次導関数
を使用しての関数により表され得ることを意味する。そ
うした関数はスプライン曲線であり、Ｂｅｚｉｅｒ多項
式で表され得る。ここで”連続する”とは、所定位置で
の値との数字上の差の絶対値を、近傍を十分に小さく選
択することにより所望通りゼロに接近させ得る特性を有
することを意味する。ここで”表面角度”とは、所定位
置でのノズル羽根表面への接線とノズル羽根の後縁部が
位置付けられるところの円の、前記所定位置を通る半径
線との間の角度を意味する。前記円の中心はインペラー
の回転中心でもある。前記表面角度は円の半径から反時
計方向に計測される。
【０００９】ここで”曲線上の固定位置での曲線の曲率
半径”とは、曲線上のこの固定位置と他の可変位置とを
通る円の半径を意味する。この場合、可変位置はその極
限位置で前記固定位置に接近する。ここで”曲率”と
は、曲線に対する接線の、曲線に沿っての移動方向が転
向されるところの角度の変化率を意味し、円に対するこ
の変化率は半径の逆数に等しい。ここで”吸込表面”と
は、ノズル羽根の、前縁部から後縁部にかけて流動する
流体が圧力を加える部分を意味する。この圧力はノズル
羽根の上流側の流体圧力と比較して専ら負である。
【００１０】本発明は半径流タービン１０を指向するも
のである。この半径流タービン１０は図１に示されるよ
うに流体入口１４を有する静止ハウジング１２を含み、
この静止ハウジング１２には半径流ノズル組立体１８を
取り囲み複数のノズル羽根２０を具備する流体分与チャ
ンネル１６が格納される。ノズル羽根２０はインペラー
２２を包囲し且つこのインペラー２２への流体排出作用
を為す。インペラー２２は静止ハウジング１２に支持さ
れたシャフト２４を中心に回転するよう取付けられ、ハ
ブ２６を含み、このハブ２６から複数のブレード２８が
半径方向に伸延されている。これらのブレード２８はシ
ュラウド３０の位置で終端する。シュラウド３０は静止
型とし得その場合は開放型インペラー（図示せず）が形
成される。インペラーは、図１に示すようにシュラウド
をインペラーと共に回転する型のものとした場合には閉
鎖型インペラーとなる。この閉鎖型インペラーにはアイ
シールが使用される。閉鎖型インペラー２２の回転する
シュラウドからは半径方向外側に向けて、周囲方向に連
続する複数のフィン３２が伸延する。これらのフィンは
対向位置で静止状態の円筒表面３４と共にラビリンスシ
ールを形成しこれがインペラーから外側への流体の通過
を妨害する。インペラーのハブ２６とブレード２８とシ
ュラウド３０とが流体チャンネル３６を形成し、この流
体チャンネルには流体分与チャンネル１６に対する半径
方向入口と排出導管３８内への軸方向排出口とが設けら
れる。シャフト２４はガス圧縮機或は電気的装置の如き
負荷手段（図示せず）に連結される。タービンの流体入
口１４に入った流体は流体分与チャンネル１６により半
径流ノズル組立体１８内に分与され、インペラー２２に
入り、ブレード２８を推進させた後、排出導管３８に排
出される。流体はインペラーに作用するとその圧力及び
温度が低下する。
【００１１】図２に示されるように、半径流ノズル組立
体１８は複数の同一のノズル羽根２０を含み、その各々
はその前縁部４０から後縁部４２にかけて湾曲状態で伸
延する。ノズル羽根の中心線４４は凹型、凸型、直線或
はその組み合わせ形状を有し得、代表的には曲線状の中
心線が使用される。ノズル羽根の後縁部４２は円に沿っ
て配置され隣り合うノズル羽根の後縁部間には周囲方向
に等間隔に空間部分４６が形成される。各ノズル羽根
は、隣り合うノズル羽根間に流体流れのための最小幅寸
法部分、即ちスロート４８を提供するべく配列される。
各ノズル羽根はコード５０と圧力表面５２と吸込表面５
４とを有する。ここに説明される実験的評価のために使
用したノズルに組み込まれたノズル羽根の設計形状に
は、既知の、低損失型の、軸流タービンステータ型のノ
ズル羽根形状が選択された、即ちＮＡＳＡ ＴＮ−３８
０２に記載されるものが選択された。選択されたノズル
羽根形状の中心線は半径方向外側に関し実質的に凹型で
あり、１次元での中心線及び選択されたノズル羽根形状
の肉厚分布は、軸方向座標から半径方向座標へと整合状
態で移行された。
【００１２】得られた半径流タービン用のノズル羽根が
所望の寸法に拡大された。次いで、選択されたノズルス
ロート速度、代表的には音速を使用して、必要なノズル
スロート面積及び幅が圧縮性の流れ関係から算出され
た。ノズル羽根の全体角度が、インペラー入口での好適
な流入角度を提供するよう選択された。ノズル羽根の吸
込表面及び圧力表面での流れ速度が、無粘性の２次元方
程式を使用して算出された。前縁部の半径が前縁部での
速度を中程度に増大させるよう調整された。幾つかの例
では、コード対後縁部の空間比率を代表的には約１．３
乃至約１．５である最適空間比率に近付けるべく、ノズ
ルスロートの上流側でのノズル羽根のコードが短縮され
た。これらの最適空間比率は、Ｚｗｉｅｆｅｌにより経
験的に決定され、スイス国チューリッヒのＩｎｓｔｉｔ
ｕｔ Ｆｕｒ Ｅｎｅｒｇｉｅｔｅｃｈｎｉｋ， Ｓｗ
ｉｓｓ Ｆｅｄｅｒａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ
ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙのＧ．Ｇｙａｒｍａｔｈｙによる
１９８６年７月の”Ｓｐｅｃｉａｌ Ｃｈａｒａｃｔｅ
ｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ｆｌｕｉｄ Ｆｌｏｗ ＩｎＡ
ｘｉａｌ−Ｆｌｏｗ Ｔｕｒｂｉｎｅｓ Ｗｉｔｈ Ｖ
ｉｅｗ Ｔｏ Ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ Ｄｓｉｇｎ”
の中で示されたものである。
【００１３】重要な制約事項は、吸込表面及び圧力表面
での、ノズル羽根列の入口から出口にかけての算出流体
速度が滑らかに増大し、吸込表面での、詳しくは吸込表
面のノズルスロートの下流側での拡散或は減速が特に生
じないこと、であった。算出された吸込表面及び圧力表
面での流体速度が極部的に減速を生じないということは
分離とそれに伴う損失が防止されることを示している。
【００１４】高効率型の軸流ノズル羽根を変形して得た
半径流ノズル羽根の幾何形状とこの幾何形状のために算
出した好ましい表面速度分布によれば、高効率状態での
運転はノズル羽根の吸込表面をノズルスロートの下流側
で幾分湾曲させた場合に実現されることが示された。詳
しくは、高効率はインペラーの回転軸に直交する平面で
の吸込表面が以下に述べる特徴を有する滑らかな曲線を
為す場合に得られた。ノズルスロート４８の、概略ノズ
ルスロートの幅１つ分下流側の部分５６での吸込表面５
４は、その余弦値が後縁部の円周方向での間隔４６によ
り分割されてなるノズルスロート４８の幅寸法と等しい
角度よりも約２乃至７度の小さい角度５８を有する。好
ましい角度範囲は、その余弦値が後縁部の円周方向の間
隔４６により分割されてなるノズルスロート４８の幅寸
法と等しい角度よりも約４乃至６度、最も好ましくは約
５乃至６度小さい角度範囲である。ノズルスロートから
後縁部に向けての下流側部分では吸込表面５４は、その
余弦値が後縁部の円周方向の間隔４６により分割されて
なるノズルスロート４８の幅寸法と等しい角度よりも約
１．５度以下の角度大きい角度６０を有する。
【００１５】別様には、ノズルスロート４８の下流側で
の吸込表面５４は曲線の部分的半径により特徴付けられ
る。ノズル羽根の吸込表面が、ノズルスロートからノズ
ル羽根の後縁部までの部分を曲率半径が約４乃至１２の
係数で減少してなる滑らかな曲線を描く場合に好ましい
速度分布及び高効率が得られることが示された。好まし
くは曲率半径は約５乃至約６の係数で減少される。望ま
しくは、曲率半径はノズルスロートの直後の下流側に於
て急速に減少し、次いでノズル羽根の後縁部までの残余
部分でやや急激に減少される。好ましくは曲率半径は後
縁部までの部分の最初の２０％部分が約４から１．５の
係数で減少され、後縁部までの残余の部分が約１．５の
係数で減少される。後縁部に接近する部分では曲率半径
は、この後縁部の製造を容易化する上で十分な肉厚及び
半径を与えるべく増大される。
【００１６】そうしたノズル羽根の一例は、ノズルスロ
ートでの吸込表面の角度が６４．４度であり、ノズルス
ロートから後縁部までの曲線距離が４．４７センチメー
トルであるノズル羽根列である。ノズルスロートから後
縁部までの曲線距離は１０箇所の等間隔位置に於て特徴
付けられ、これら１０箇所の位置はノズルスロート位置
から開始され後縁部に於て終端され、それら１０箇所の
位置での曲率半径は以下の通り、即ち１１２．７、３
９．７、２４．１、１７．１、１３．６、１１．３、
９．６２、８．７４、１９．５、１９．５、である。３
つの新規な形状の半径流ノズルが、形状番号１で示され
窒素液化プラント内で運転される極低温半径流膨張ター
ビンに組み込まれる既存のノズルに代えての比較テスト
のために形状番号２から４のものとして作製され、同一
環境内に組み込んで運転する状態での各ノズル形状の性
能測定が実施された。
【００１７】形状番号２から４の半径流ノズルは先に説
明した手順に従い作製され、ノズル羽根の全体形状に
は、高効率が実証された軸流ノズル羽根を変形して得た
と同一の基本的形状を使用した。形状番号３の半径流ノ
ズルは、ノズル羽根のコードをノズルスロートの上流側
で減少させそのコード対空間比をＺｗｉｅｆｅｌの推奨
する最適値に近付けた点で形状番号２のそれとは異なる
ものであった。形状番号４の半径流ノズルは、ノズル羽
根列が１４では無く２０枚のノズル羽根で構成される点
を除き、形状番号２のそれと類似するものであった。各
形状での半径流ノズルのノズルスロートの下流側での吸
込表面の角度及び曲率半径は先に説明した基準と合致す
るものであった。
【００１８】形状番号１のものは従来のプラクティスに
従い作製された。従来プラクティスでは流れを収受する
ために必要なノズルスロートの幅は１次元的な圧縮性流
れの計算から得られる。次いでノズル羽根はインペラー
入口での所望の流入流れを提供する角度に設定される。
ノズルスロートでの吸込表面及び圧力表面は直線状態と
され、またその下流側の、ノズルスロートの幅寸法の半
分未満の距離部分が平行とされる。ノズルスロートと後
縁部との間の部分では一定の曲率半径が、代表的には後
縁部の間隔の２乃至３倍のオーダーでぴったりと繋が
る。コードは、Ｚｗｉｅｆｅｌが代表的に約１．３乃至
約１．５であると経験的に決定した最適なコード対後縁
部空間比に近づけるべく選択された。次いで前縁部の半
径が代表的にコード長さの２５％のオーダーで選択され
た。ノズル羽根の残余の表面部分は可変角度、使用され
るノズル羽根位置決め機構を収受しつつ、弓形曲線及び
直線を使用してぴったりと繋げられた。
【００１９】４つの全ての形状は以下に述べる有効な性
能に対する好ましい特性を具体化したものである。即
ち、出口マッハ数は約０．５乃至１．０の範囲であり；
ノズル羽根の後縁部位置での接線方向に対する出口角度
は約１０乃至約３０度であり；ノズル列の出口半径はイ
ンペラー半径の約１．０４乃至約１．１５倍であり；ノ
ズル羽根の枚数は９乃至３０の範囲であった。試験結果
を以下の比較テスト結果表に記載する。
【００２０】
【表１】 ノズル形状の比較試験結果表 形状 ノズル羽根 コード対 等エントロピー ピーク効率％ 番号 枚数 空間比 ピーク効率％ の差 １ １４ １．４７ ９０．２ ０．０ ２ １４ ２．０３ ９１．３ １．１ ３ １４ １．５１ ８９．８ −０．４ ４ ２０ ２０．８ ９０．３ ０．１
【００２１】形状番号２のものの効率が最も高かった。
これは、先に銘記した吸込表面の基準に帰するものであ
る。即ち、コード対空間比率が好適な約１．８乃至約
２．２であり、ノズル羽根枚数が約１０乃至９０の好ま
しい範囲にあり、これが、後縁部の円周方向での間隔が
インペラー半径の約１．０４乃至約１．１５倍であるこ
とと組み合わさることに帰するものである。かくして、
本発明のこの具体例はピーク効率が既存の半径流タービ
ンのそれよりも少なくとも１．１％大きい半径流タービ
ンを提供し得る。形状番号３のものの効率は最低であっ
た。これは、Ｚｗｉｅｆｅｌの最適コード対空間比率に
合わせるためにノズルスロートの上流側でコード長さを
減少させたことによる流れの減損と非効率性とに帰する
ものである。形状番号４のものは使用されるブレード数
により引き起こされる摩擦の増大により性能は低下し
た。
【００２２】ノズル羽根を通るガス流路は計算上二次元
的に取り扱われたが、この流路を二次元に制限する必要
は無い。異なる形状を有しノズル羽根のハブ表面上にコ
ンターを有するノズル羽根、ノズル羽根のシュラウド表
面及びノズル羽根の中間表面を使用可能である。そうし
たノズルでは、ノズル羽根の吸込表面及び圧力表面に沿
ってハブからシュラウドへと伸延するラインは平行では
ない。以上本発明を具体例を参照して説明したが、本発
明の内で多くの変更を成し得ることを理解されたい。
【００２３】
【発明の効果】従来製品よりも高効率の半径流タービン
及びその作製方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を使用し得る半径流タービンの部分破除
した斜視図である。
【図２】図１のローターの、回転軸と直交方向からの、
図１の線２−２で切断しその矢印方向から見た断面図で
ある。ここではノズル組立体の２枚のノズル羽根が示さ
れる。
【符号の説明】
１０ 半径流タービン １２ 静止ハウジング １４ 流体入口 １６ 流体分与チャンネル １８ 半径流ノズル組立体 ２０ ノズル羽根 ２２ インペラー ２４ シャフト ２６ ハブ ２８ ブレード ３０ シュラウド ３２ フィン ３４ 円筒表面 ３６ 流体チャンネル ３８ 排出導管 ４０ 前縁部 ４２ 後縁部 ４４ ノズル羽根の中心線 ４６ 空間部分 ４８ ノズルスロート ５０ コード ５２ 圧力表面 ５４ 吸込表面

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 インペラーが軸中心に回転するべく回転
    軸に取付けられ該インペラーが半径流ノズルにより包囲
    されてなる半径流タービンであって、 その後縁部が円の周囲で円周方向に間隔を置いて配設さ
    れてなる複数のノズル羽根と、 隣り合うノズル羽根間の最小幅により画定されるノズル
    スロートとを含み、 少なくとも１つの前記ノズル羽根の、前記ノズルスロー
    トから該ノズルスロートの幅寸法分程度下流側の部分が
    吸込表面を成し、該吸込表面が、前記円の半径に関しそ
    の余弦値が前記円周方向でのノズル羽根の間隔により分
    割された前記ノズルスロートの幅寸法に等しい角度より
    も約２乃至７度小さい角度を成し、前記ノズルスロート
    から前記後縁部までの下流側の部分が前記円の半径に関
    し、その余弦値が前記円周方向のノズル羽根の間隔によ
    り分割されたノズルスロートの幅寸法に等しい角度より
    も約１．５度以下の角度大きい半径流タービン。
  2. 【請求項２】 吸込表面の、前記ノズルスロートから該
    ノズルスロートの幅寸法分程度下流側の部分が円を通る
    半径に関し、その余弦値が円周方向でのノズル羽根の間
    隔により分割されてなる前記ノズルスロートの幅寸法と
    等しい角度よりも約５乃至６度小さい請求項１の半径流
    タービン。
  3. 【請求項３】 吸込表面はインペラーの回転軸に対し直
    交する平面内で滑らかに湾曲してなる請求項１の半径流
    タービン。
  4. 【請求項４】 ノズル羽根はコードを有し、円の円周方
    向でのノズル羽根の間隔に対する前記コードの比率は約
    １．２から約３．２である請求項１の半径流タービン。
  5. 【請求項５】 ノズル羽根はコードを有し、円の円周方
    向でのノズル羽根の間隔に対する前記コードの比率は約
    １．４から約２．４である請求項１の半径流タービン。
  6. 【請求項６】 インペラーが軸中心に回転するべく回転
    軸に取付けられ該インペラーが半径流ノズルにより包囲
    されてなる半径流タービンであって、 その後縁部が隣り合うノズル羽根間にノズルスロートを
    提供するべく配設されてなる複数のノズル羽根を含み、 前記インペラーの回転軸に対し直交する平面に於て、少
    なくとも１つの前記ノズル羽根が吸込表面を具備し、該
    吸込表面が、前記ノズルスロートから前記後縁部へと約
    ４乃至約１２の係数で減少する曲率半径を有する滑らか
    な曲線を有してなる半径流タービン。
  7. 【請求項７】 インペラーの回転軸に対し直交する平面
    内に於て、少なくとも１つのノズル羽根が吸込表面を有
    し、該吸込表面が、前記ノズルスロートから前記後縁部
    にかけて約５乃至約６の係数で減少する曲率半径を有す
    る滑らかな曲線を有してなる半径流タービン。
  8. 【請求項８】 インペラーの回転軸に対し直交する平面
    内に於て、少なくとも１つのノズル羽根が吸込表面を有
    し、該吸込表面が、前記ノズルスロートから前記後縁部
    にかけての下流側部分の約２０％部分を約１．５乃至約
    ４の係数で減少し、後縁部までの残余の下流側部分を約
    １．５未満の係数で減少する曲率半径を有する滑らかな
    曲線を有してなる半径流タービン。
  9. 【請求項９】 軸中心に回転するべく回転軸に取付けら
    れ且つ半径流ノズルにより包囲されてなるローターを含
    み、前記半径流ノズルが複数のノズル羽根を含み、該ノ
    ズル羽根の各々が前縁部及び吸込表面を有してなる半径
    流タービンの作製方法であって、 （ａ）前記ノズル羽根を、その後縁部を円上で円周方向
    に間隔を置いた位置で且つ隣り合うノズル羽根間に最小
    幅のノズルスロートを形成するよう配列する段階と、 （ｂ）前記各吸込表面の、前記ノズルスロートから該ノ
    ズルスロートの幅寸法分程度下流側の部分を、前記円の
    半径に関し、その余弦値が前記円周方向でのノズル羽根
    の間隔により分割されてなる前記ノズルスロートの幅寸
    法に等しい角度よりも約２乃至７度小さい部分と成し、
    前記ノズルスロートから前記後縁部に至る下流側の部分
    を、前記円の半径に関し、その余弦値が前記円周方向の
    ノズル羽根の間隔により分割されたノズルスロートの幅
    寸法に等しい角度よりも約１．５度以下の角度大きい部
    分と成す段階とを包含してなる半径流タービンの作製方
    法。
  10. 【請求項１０】 各ノズル羽根の、ノズルスロートの下
    流側部分に、ローターの回転軸に直交する平面内で滑ら
    かな曲線を成す吸込表面を形成する段階（ｃ）を含んで
    なる請求項９の半径流タービンの作製方法。
  11. 【請求項１１】 軸中心に回転するべく回転軸に取付け
    られ且つ半径流ノズルにより包囲されてなるローターを
    含み、前記半径流ノズルが複数のノズル羽根を有し、該
    ノズル羽根の各々が前縁部及び吸込表面を有してなる半
    径流タービンの作製方法であって、 （ａ）前記ノズル羽根を、その後縁部を円上で円周方向
    に間隔を置いた位置で且つ隣り合うノズル羽根間に最小
    幅のノズルスロートを形成するよう配列する段階と、 （ｂ）前記回転軸と直交する平面に於て、少なくとも１
    つの前記吸い込み表面を、ノズル羽根の前記ノズルスロ
    ートから前記後縁部へと約４乃至約１２の係数で減少す
    る曲率半径を有する滑らかな曲線を成すものとする段階
    とを含んでなる半径流タービンの作製方法。
  12. 【請求項１２】 ローターの回転軸と直交する平面に於
    て、ノズル羽根の少なくとも１つの吸い込み表面を、ノ
    ズルスロートからノズル羽根の後縁部までの部分が約５
    乃至約６係数で減少する曲率半径を有する滑らかな曲線
    を成すものとする段階を含んでなる請求項１１の半径流
    タービンの作製方法。
  13. 【請求項１３】 ローターの回転軸と直交する平面に於
    て、少なくとも１つのノズル羽根の吸い込み表面を、ノ
    ズルスロートからノズル羽根の後縁部までの下流側部分
    の最初の約２０％の部分が約１．５乃至約４の係数で減
    少する曲率半径を有し、前記後縁部までの残余の部分が
    約１．５未満の係数で減少する曲率半径を有する滑らか
    な曲線を成すものとする段階を含んでなる請求項１１の
    半径流タービンの作製方法。
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