[发明专利]用于水力机械的转轮、配备有该转轮的水力机械以及包括该水力机械的能量转换装置

权利要求书

1.一种用于水力机械（M）的混流式转轮（R），所述混流式转轮（R）用于被强制流动的水流（E）穿过，其特征在于，包括：

-轮（1），所述轮（1）关于所述转轮（R）的旋转轴（Z）旋转对称；

-上冠（12），所述上冠（12）关于所述旋转轴（Z）旋转对称并且正对所述轮（1）；

-多个向内弯曲的叶片（21），所述多个向内弯曲的叶片（21）与所述轮（1）以及所述上冠（12）成为一体，并且每个所述叶片（21）都具有在所述旋转轴（Z）附近的中心边缘（211）以及与所述中心边缘（211）相对的外围边缘（212），所述外围边缘（212）在所述轮（1）与所述上冠（12）之间延伸，并且当所述水力机械（M）工作在水轮机模式中时所述外围边缘（212）用于首先被水流（E）穿过，

至少一个叶片（21）的所述外围边缘（212）是弯曲的，并且凹面因此朝向所述转轮（R）的外侧，在所述外围边缘（212）上的任意点（P）与直线（L）之间测得的第一距离（d1）在所述外围边缘（212）上的中间点（N）上最大，所述直线（L）一方面穿过所述外围边缘（212）与所述轮（1）之间的第一连接点（A）并且另一方面穿过所述外围边缘（212）与所述上冠（12）之间的第二连接点（C），所述中间点（N）的半径（Rn）严格小于所述第一连接点（A）的半径（Ra），

所述转轮（R）的特征在于，所述中间点（N）的半径（Rn）严格小于所述第二连接点（C）的半径（Rc）。

2.根据权利要求1所述的转轮（200），其特征在于，所述中间点（N）为距离所述直线（L）最远的点。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的转轮（200），其特征在于，所述中间点（N）在所述直线（L）上的正交投影位于沿着所述直线（L）延伸并且以所述直线（L）的中点（F）为中心的区域中，由此，所述区域的高度（H2）小于每个叶片（21）的高度（H）的80%，更优地小于10%，所述叶片（21）的高度为在所述第一连接点（A）与所述第二连接点（C）之间测得的距离。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的转轮（R），其特征在于，所述叶片（21）的所述外围边缘（212）的形状为圆、椭圆、抛物线的一部分，甚至为任意曲线的一部分。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的转轮（R），其特征在于，第一比率具有：

-分母，所述分母为叶片（21）的高度（H），所述叶片（21）的高度为在所述第一连接点（A）与所述第二连接点（C）之间测得的距离；

-分子，所述分子为所述直线（L）与所述外围边缘（212）之间的最大距离（D21），

所述第一比率在0%到200%之间，更优地在30%到80%之间。

6.根据权利要求1-5中一项所述的转轮（R），其特征在于，所述外围边缘（212）的所述中间点（N）位于所述连接点（A、C）之间的中点位置。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的转轮（R），其特征在于，在平行于所述旋转轴并且垂直于第二平面（Pa）的第一平面（Pb）中，所述外表面（213）是凸的并且所述内表面（214）是凹的，所述第二平面（Pa）穿过所述上冠（12）与所述叶片（21）的中间面（S）之间的相交部分并且延伸了所述中间面（S），所述中间面（S）位于所述叶片（21）的所述外表面（213）与所述内表面（214）之间。

8.根据权利要求7所述的转轮（R），其特征在于，在所述第一平面（Pb）中，所述外表面（213）和所述内表面（214）的形状由圆、椭圆、抛物线甚至任意曲线的一部分来限定。

9.根据权利要求7和8中任一项所述的转轮（R），其特征在于，第二比率具有：

-分母，所述分母为所述叶片（21）的高度（H），所述叶片（21）的高度为在所述第一连接点（A）与所述第二连接点（C）之间测得的距离；

-分子，所述分子为以平行于所述第一平面（Pb）的方式在所述直线（L）与所述外围边缘（212）之间测得的最大距离（D22），

所述第二比率在0%到200%之间，更优地在10%到40%之间。

10.根据权利要求7-9中任一项所述的转轮（R），其特征在于，在所述第一平面（Pb）中，所述外围边缘（212）上的所述中间点（N）位于所述连接点（A、C）之间的中点位置。