本發(fā)明涉及一種佩爾頓渦輪機(jī)的斗葉，斗葉具有至少分段彎曲的出口邊緣。

背景技術(shù)：

1、佩爾頓(pelton)渦輪機(jī)長久以來一直是現(xiàn)有技術(shù)的一部分，并且特別是從文件ca32918a知悉。盡管最初只有具有平直的出口邊緣的斗葉被使用(如例如文件de?39?38356c2中所描述)，但是具有彎曲的出口邊緣的佩爾頓渦輪機(jī)也已經(jīng)知悉有一段時間了，特別是從文件ep?1?386?076?b1和ep?2?868?912?a1知悉。目標(biāo)從而始終一直是通過對通過斗葉形狀產(chǎn)生的流量的有益影響來提高效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、因此，本發(fā)明的目的也是指定利用其可以實(shí)現(xiàn)特別高的效率的一開始命名的類型的佩爾頓斗葉。

2、根據(jù)本發(fā)明，該目的通過一開始命名的類型的斗葉來達(dá)成，在該斗葉中，出口邊緣在側(cè)視圖中形成后隆起部，其中隆起部的曲率中心在側(cè)視圖中位于出口邊緣的下面，并且隆起部的頂點(diǎn)離杯部底座比離斗葉前部近。

3、在本發(fā)明的過程中，發(fā)現(xiàn)以這種方式，水射流的出口高度可以被增高，由此離開流量的更好控制被實(shí)現(xiàn)，這繼而導(dǎo)致效率提高。

4、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案使得能夠設(shè)計就位置、曲率和角度而言具有更多幾何可能性的創(chuàng)新的斗葉輪廓以便：

5、-優(yōu)化對于轉(zhuǎn)輪的能量傳遞以提高水力效率；

6、-優(yōu)化水從杯部的回流，以便減少對于噴嘴和轉(zhuǎn)輪的回流，并且改變水在噴嘴或外殼上的沖擊點(diǎn)；

7、-優(yōu)化轉(zhuǎn)輪中的厚度分布以改進(jìn)轉(zhuǎn)輪中的張力水平；

8、-優(yōu)化轉(zhuǎn)輪中的質(zhì)量分布以改進(jìn)軸線的動態(tài)特性。

9、當(dāng)斗葉被布置在佩爾頓輪上時斗葉或杯部的徑向內(nèi)端被理解為杯部底座，并且在斗葉在佩爾頓渦輪機(jī)上的布置中杯部的徑向外端按照預(yù)期被理解為斗葉前部。后隆起部因此通常被布置在斗葉的徑向內(nèi)半部中，并且大部分不突出超過節(jié)圓直徑。具體地說，隆起部的頂點(diǎn)(也就是說，隆起部的在其處隆起部與理論的平直的出口邊緣的距離最大的點(diǎn))通常徑向地位于節(jié)圓直徑內(nèi)。

10、如果隆起部突出超過中心分流部，則是有益的。出口邊緣的平直部分(也就是說，其中出口邊緣在側(cè)視圖中形成斗葉前部和杯部底座之間的基本上直的連接線的區(qū)域)可以被布置在中心分流部的下面以使得，在優(yōu)選實(shí)施方案中，平直的邊緣位于中心分流部的下面，并且只有隆起部突出超過中心分流部。

11、已經(jīng)證明有效的是，后隆起部的質(zhì)心位于杯部底座與杯部底座和斗葉前部之間的中心之間。以這種方式，有益的流量既在徑向外區(qū)域中、又在后部區(qū)域或杯部的徑向進(jìn)一步向內(nèi)的區(qū)域中被實(shí)現(xiàn)。這里，杯部的突出超過杯部底座和斗葉前部的直接的直的連接線的部分被理解為隆起部。因此，突出超過平直的邊緣的這個部分的質(zhì)心被理解為質(zhì)心。

12、在這種情況下，表述徑向內(nèi)部和徑向外部當(dāng)然是指從斗葉被布置于其上或者按照預(yù)期可以被布置于其上的佩爾頓輪的旋轉(zhuǎn)軸開始的圓柱坐標(biāo)系。

13、優(yōu)選地提供后隆起部從杯部底座大致延伸到杯部底座和斗葉前部之間的中心。

14、原則上，隆起部(其是出口邊緣的一部分)可以以最多樣化的方式被實(shí)施。為了實(shí)現(xiàn)有益的流量條件，優(yōu)選地提供隆起部包括：第一凹形區(qū)域，其具有在側(cè)視圖中位于出口邊緣的上面的曲率中心；第二凸形區(qū)域，其具有在側(cè)視圖中位于出口邊緣的下面的曲率中心；以及第三凹形區(qū)域，其具有在側(cè)視圖中位于出口邊緣的上面的曲率中心。優(yōu)選地，后隆起部因此包括兩個轉(zhuǎn)折點(diǎn)以及在它們之間的大致冠形結(jié)構(gòu)，并且第一凹形區(qū)域和第三凹形區(qū)域切向地過渡到斗葉的相鄰邊緣中，該邊緣因此通常在側(cè)視圖中對應(yīng)于杯部底座和斗葉前部的直的連接線或平直的邊緣。

15、通常，提供后隆起部大致延伸到杯部底座，但是杯部在杯部底座的區(qū)域中包括具有與平直的邊緣相對應(yīng)的高度的出口邊緣。這里，平直的邊緣被認(rèn)為是在側(cè)視圖中形成杯部底座和斗葉前部的直的連接部的線。

16、為了實(shí)現(xiàn)特別有益的流量和高效率，優(yōu)選地提供斗葉包括至少分段彎曲的附加的前隆起部，其中曲率中心在側(cè)視圖中位于出口邊緣的下面，并且其中前隆起部的頂點(diǎn)被布置為離斗葉前部比離杯部底座近。

17、流量出口的高度的升高因此還導(dǎo)致斗葉的前區(qū)域或徑向外部區(qū)域。

18、前隆起部優(yōu)選地同樣地包括凹形區(qū)域、鄰接的凸形區(qū)域以及鄰接凸形區(qū)域的另一個凹形區(qū)域，以使得前隆起部還優(yōu)選地包括兩個轉(zhuǎn)折點(diǎn)，并且作為規(guī)則，僅位于理論的平直的邊緣的上面、或從杯部底座到斗葉前部的直的連接線的上面。前隆起部可以延伸到斗葉前部，但是也可以提供前隆起部在前端不完全延伸到斗葉前部，以使得在前隆起部的前端和斗葉前部之間得到直的或平直的區(qū)域。

19、如果前隆起部具有比后隆起部小的高度，則已經(jīng)證明是特別有益的。例如，前隆起部和后隆起部可以具有小于最大杯部深度的30％的高度(根據(jù)來自de?39?38?356?c2的定義)。

20、如例如文件ep?1?386?976?b1中所描述的，本發(fā)明還可以與包括具有凹形區(qū)域的出口邊緣的斗葉組合。在這種情況下，可以提供出口邊緣包括凹形區(qū)域，特別是在后隆起部和前隆起部之間。

21、用于佩爾頓渦輪機(jī)的斗葉通常關(guān)于中心分流部對稱布置。因此，如果隆起部被對稱地布置在斗葉的理論的中心平面(該中心平面通常包含中心分流部)的兩側(cè)上，則已經(jīng)證明是有益的。

22、應(yīng)該理解的是對應(yīng)的斗葉通常被布置在佩爾頓渦輪機(jī)的佩爾頓輪上，其中佩爾頓輪優(yōu)選地僅包含根據(jù)本發(fā)明實(shí)施的斗葉。

技術(shù)特征：

1.一種佩爾頓渦輪機(jī)的斗葉(2)，所述斗葉(2)具有至少分段彎曲的出口邊緣(6)，其特征在于所述出口邊緣(6)在側(cè)視圖中形成后隆起部(7)，其中所述隆起部的曲率中心在側(cè)視圖中位于所述出口邊緣(6)的下面，并且所述隆起部的頂點(diǎn)(10)離杯部底座(3)比離斗葉前部(4)近。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斗葉(2)，其特征在于所述隆起部突出超過中心分流部(5)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的斗葉(2)，其特征在于所述后隆起部(7)的質(zhì)心位于所述杯部底座(3)與所述杯部底座(3)和所述斗葉前部(4)之間的中心之間。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中一項所述的斗葉(2)，其特征在于所述后隆起部(7)從所述杯部底座(3)大致延伸到所述杯部底座(3)和所述斗葉前部(4)之間的中心。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中一項所述的斗葉(2)，其特征在于所述隆起部包括第一凹形區(qū)域(11)、第二凸形區(qū)域(12)和第三凹形區(qū)域(11)，所述第一凹形區(qū)域(11)具有在側(cè)視圖中位于所述出口邊緣(6)的上面的曲率中心，所述第二凸形區(qū)域(12)具有在側(cè)視圖中位于所述出口邊緣(6)的下面的曲率中心，所述第三凹形區(qū)域(11)具有在側(cè)視圖中位于所述出口邊緣(6)的上面的曲率中心。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中一項所述的斗葉(2)，其特征在于所述斗葉(2)包括至少分段彎曲的附加的前隆起部(8)，其中曲率中心在側(cè)視圖中位于所述出口邊緣(6)的下面，并且其中所述前隆起部(8)的頂點(diǎn)(10)被布置為離所述斗葉前部(4)比離所述杯部底座(3)近。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的斗葉(2)，其特征在于所述前隆起部(8)的高度小于所述后隆起部(7)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中一項所述的斗葉(2)，其特征在于所述出口邊緣(6)包括凹形區(qū)域(11)，特別是在所述后隆起部(7)和所述前隆起部(8)之間。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中一項所述的斗葉(2)，其特征在于所述隆起部(7，8)對稱地布置在所述斗葉(2)的理論中心平面的兩側(cè)上。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種佩爾頓渦輪機(jī)的斗葉(2)，斗葉(2)具有至少分段彎曲的出口邊緣(6)。根據(jù)本發(fā)明，為了實(shí)現(xiàn)特別高的效率，出口邊緣(6)在側(cè)視圖中形成后隆起部(7)，其中，隆起部的曲率中心在側(cè)視圖位于出口邊緣(6)的下面，并且隆起部的頂點(diǎn)(10)離杯部底座(3)比離斗葉前部(4)近。

技術(shù)研發(fā)人員：G·尼古拉斯,L·安多爾法托
受保護(hù)的技術(shù)使用者：安德里茨水電有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19