基于压缩流体加速提取波浪能的方法及实现该方法的双向水轮机

摘要

本发明公开了一种基于压缩流体加速提取波浪能的方法，随波浪上下波动，在海面浮动平台带动下，置于深海稳定区水轮机在垂直方向上的运动使海水从被拖动的双向水轮机的机壳上、下两端开口分别流入机壳内，并通过作为定子的上、下收缩体与机壳之间逐渐收窄的环形通道，所述机壳开口半径R的范围为0.3≤R≤15m，海水按照上、下收缩体根部半径r₀与单向旋转转子的半径r之比为0.8～0.99进行压缩。还公开了实现上述方法的双向水轮机。本发明大大减小了海水在机壳内的过流面积，大幅度提高了流体冲击单向旋转转子的速度，增大了单向旋转转子的转动扭矩，在本发明所述的各参数范围内，提高了水轮机的输出功率，进一步提高了发电机的发电功率。

主权项

一种基于压缩流体加速提取波浪能的双向水轮机，包括机壳及设置在机壳内可单向旋转的单向旋转转子，所述机壳为上、下两端具有开口的筒体，所述单向旋转转子以水轮机的中心旋转轴为中心沿与中心旋转轴相垂直的方向分布成圆盘涡轮形，在单向旋转转子的上方和下方分别设有正立锥体状的上收缩体和倒立锥体状的下收缩体，所述中心旋转轴分别穿过上收缩体和下收缩体以将上收缩体和下收缩体固定在中心旋转轴的外表面上，其特征在于：所述机壳开口半径R的范围为0.3≤R≤15m，所述上收缩体和下收缩体的根部半径为r₀，所述单向旋转转子的中央半径为r，收缩系数n＝r₀/r，n取值范围为0.8～0.99；在所述机壳内壁上部和下部各设一组导流叶片，每组导流叶片沿机壳圆周排布，上部导流叶片围括所述上收缩体，而下部导流叶片则围括所述下收缩体，两组导流叶片以单向旋转转子所在的平面成镜像设置，所述导流叶片为弧状的长形片体，导流叶片内凹的方向与单向旋转转子的旋转方向相反，且每组导流叶片具有相同的排列方向；所述单向旋转转子的涡轮主要由安装盘和分布在安装盘周缘上的叶片组成，所述叶片为翼形块状体，所述叶片的纵向截面呈轴对称的流线型，所述叶片的纵向截面从一端至另一端逐渐增宽，所述叶片的中心轴水平且叶片具有相同的排列方向，所述两组导流叶片将从机壳两端开口进入的海水分别以垂直于叶片的流线型斜面方向导引于其上以共同推动单向旋转转子单向转动，所述的流线型斜面即作为海水的冲击作用面。