Oscillating Buoy Turbine Wave Power

在振蕩浮子波浪能發(fā)電課件中介紹了通過(guò)漂浮在海面上的浮子在波浪作用下上下運(yùn)動(dòng)獲得能量的方法，這里再介紹一種振蕩浮子的轉(zhuǎn)換形式，其特點(diǎn)是在浮子上下運(yùn)動(dòng)時(shí)直接產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能。

在浮子上方有發(fā)電機(jī)，在浮子下面有一根用于上下聯(lián)接的軸套管，套管中有傳動(dòng)軸，下方渦輪機(jī)通過(guò)傳動(dòng)軸把旋轉(zhuǎn)機(jī)械能傳輸?shù)礁∽由戏降陌l(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)帶有增速與飛輪裝置，保證發(fā)電機(jī)高速與勻速旋轉(zhuǎn)發(fā)電。

浮子下方外周固定有6個(gè)垂直導(dǎo)向葉片，見(jiàn)圖1。

在上下聯(lián)接軸套管的另一端是沖擊式渦輪機(jī)，該機(jī)結(jié)構(gòu)與原理請(qǐng)見(jiàn)“OWC的渦輪機(jī)”課件。

這種沖擊式渦輪機(jī)的特點(diǎn)是流體從上方向下流還是相反方向都能推動(dòng)渦輪機(jī)轉(zhuǎn)輪向同一方向旋轉(zhuǎn)，渦輪機(jī)通過(guò)上下聯(lián)接軸把旋轉(zhuǎn)機(jī)械能傳遞到上方的發(fā)電機(jī)。在渦輪機(jī)缸外周也有6個(gè)垂直導(dǎo)向葉片，見(jiàn)圖2。

圖3是這種振蕩浮子渦輪波浪能發(fā)電裝置整個(gè)外觀圖，暫且把這種浮子與渦輪機(jī)結(jié)合的裝置稱(chēng)為振蕩浮子渦輪波浪能發(fā)電裝置。

當(dāng)浮子在波浪中上下波動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)下方的渦輪機(jī)上下運(yùn)動(dòng)，由于下方的水是靜止的，渦輪機(jī)上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，水流在渦輪機(jī)缸內(nèi)來(lái)回流動(dòng)，推動(dòng)渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)。

水流推動(dòng)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)渦輪缸會(huì)產(chǎn)生相反方向的力矩，為防止渦輪缸轉(zhuǎn)動(dòng)，在渦輪缸外周的垂直導(dǎo)向葉片可抑制渦輪缸的反轉(zhuǎn)，垂直導(dǎo)向葉片并不影響渦輪機(jī)的上下運(yùn)動(dòng)。

同樣，在上面浮子上的垂直導(dǎo)向葉片也是為了抑制浮子的轉(zhuǎn)動(dòng)，而并不影響浮子的上下運(yùn)動(dòng)。

由于渦輪機(jī)要在靜止的水域工作，要在較深的海域安裝。在海洋波浪能概述一節(jié)介紹的深水前進(jìn)波就是海面有波浪，在大于海浪波長(zhǎng)1/2的水深以下的水基本是靜止的，通常這個(gè)距離大于10m，所以實(shí)際的裝置比圖3要更長(zhǎng)些，浮子與渦輪機(jī)距離更遠(yuǎn)些。

由于浮子與渦輪機(jī)都有垂直導(dǎo)向葉片，在兩者距離較長(zhǎng)時(shí) ，為減輕設(shè)備重量可直接用軸來(lái)聯(lián)接浮子與渦輪機(jī)，兩者各靠自己的垂直導(dǎo)向葉片來(lái)抑制旋轉(zhuǎn)。

另一方案是發(fā)電機(jī)系統(tǒng)直接安裝在渦輪機(jī)上，上下連桿不傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械能，僅在其中穿電纜即可，見(jiàn)圖4。這種布置的缺點(diǎn)是易損壞的增速器與發(fā)電機(jī)在水下，維修麻煩。