[发明专利]用于涡轮的弗兰西斯型转轮及包括此类转轮的能量转换设备

权利要求书

1.一种用于涡轮的弗兰西斯型转轮(1)，该转轮包括冠部(3)、带(4)和叶片(2A,2B)，其数量不是素数，其制造为一件，并且在所述冠部与所述带之间，以及在前缘(6A,6B)与后缘(7A,7B)之间延伸，各个后缘具有在其整个长度上面向上游的其凹面，其中：围绕所述转轮的中心轴线(X₁)均匀分布且数量等于所述叶片(2)的总数的除数的第一叶片(2A)具有它们的后缘(7A)与所述冠部(3)的附接点(P_A)，其相比于第二叶片(2B)的所述后缘(7A)与所述冠部的附接点(P_B)降低；并且一方面定心在所述转轮的中心轴线(X₁)上、垂直于该轴线且穿过第一叶片(2A)的所述后缘(7A)与所述冠部的所述附接点(P_A)的圆(C_PA)的半径(R_PA)与另一方面定心在所述转轮(1)的中心轴线(X₁)上、垂直于该轴线且穿过同一叶片的所述后缘与所述带的附接点(Q_A)的圆(C_Q)的半径(R_Q)之间的比小于0.15。

2.根据权利要求1所述的用于涡轮的弗兰西斯型转轮，其特征在于，一方面定心在所述转轮(1)的中心轴线(X₁)上、垂直于该轴线且穿过第一叶片(2A)的所述后缘(7A)与所述冠部(3)的所述附接点(P_A)的所述圆(C_PA)的半径(R_PA)与另一方面定心在所述转轮(1)的中心轴线(X₁)上、垂直于该轴线且穿过同一叶片的所述后缘(7A)与所述带(4)的所述附接点(Q_A)的所述圆(C_Q)的半径(R_Q)之间的比小于0.1并且优选小于0.05。

3.根据前述权利要求中的一项所述的用于涡轮的弗兰西斯型转轮，其特征在于，一方面定心在所述转轮(1)的中心轴线(X₁)上、垂直于该轴线且穿过第一叶片(2A)的所述后缘(7A)与所述冠部(3)的所述附接点(P_A)的所述圆(C_PA)的半径(R_PA)与另一方面定心在所述转轮(1)的中心轴线(X₁)上、垂直于该轴线且穿过第二叶片(2B)的所述后缘(7B)与所述冠部(3)的所述附接点(P_B)的所述圆(C_PB)的半径(R_PB)之间的比小于0.75，并且优选包括在0.25到0.50之间。

4.根据前述权利要求中的一项所述的用于涡轮的弗兰西斯型转轮，其特征在于，所述后缘(7A,7B)与所有所述叶片(2A,2B)的带(4)的附接点(Q_A,Q_B)位于定心在所述转轮(1)的中心轴线(X₁)上且垂直于该轴线的同一圆(C_Q)上。

5.根据前述权利要求中的一项所述的用于涡轮的弗兰西斯型转轮，其特征在于，第一叶片(2A)的侧表面的面积(A_A)与第二叶片(2B)的侧表面的面积(A_B)之间的比包括在1.05到1.50之间，并且优选在1.25到1.50之间，并且更进一步优选为大约1.30。

6.根据前述权利要求中的一项所述的用于涡轮的弗兰西斯型转轮，其特征在于，所述第一叶片(2A)围绕所述中心轴线(X₁)的周期性高于所述第二叶片(2B)的周期性，并且优选至少两倍那样高。

7.根据前述权利要求中的一项所述的用于涡轮的弗兰西斯型转轮，其特征在于，所述叶片(2A,2B)的总数的周期性为2π/15，并且所述叶片(2A)的数量的周期性为2π/3或2π/5。