本发明涉及环保发电机，特别是一种风力水浪发电机。
背景技术：
现有的风力发电机，一般是将发电机和多个转动叶片直接安装在支杆上，各转动叶片分别为长杆形状，发电机直接与各转动叶片的旋转轴连接；各转动叶片在风力作用下转动时，带动发电机的转子旋转实现发电。由于长杆状转动叶片吸风面积比较小，所以，这种风力发电机工作效率低；且这种设备价格较贵，产品整体性价比低。
另外还有一种风力发电机如图1－图2所示，该风力发电机包括发电机总成1、支架2和风力转动总成3，发电机总成1和风力转动总成3分别固定安装在支架2上，且风力转动总成3的输出轴与发电机总成1的输入轴通过联轴器4相连接，当风吹到风力转动总成3的叶片31上，叶片31在风的作用下带动风力转动总成3的主轴32转动，主轴32把动力由联轴器4传到发电机总成1的发电机11中。这种风力转动总成3的叶片31虽然可以将四周任何方向的风能吸收；但是，由于叶片31尺寸大，数量多，叶片31起动需要的风力比较大，另外叶片31自转也需消耗一定能量，因此，叶片31迎风面积不能做得比较大，吸收的风能有限。
已有的波浪发电技术是采用在浮力筒四周安装叶片，让波浪冲击叶片下部，叶片在波浪冲击下转动，带动与浮力筒相连的发电机进行转动发电。由于波浪会随着外部天气变化发生变化，有时高，有时低，当波浪不仅打在叶片下面，同时也打在叶片上方，这样，叶片所获得转动力矩变小，使得发电机吸收能量也相应变小，发电效率相应降低，因而现有波浪发电技术只能吸收小波浪的能量，而没有对具有更大能量的大波浪加以利用。
现有技术中，单独的风力发电机和单独的水浪发电机比较多，目前也有不仅可以风力发电，而且可以水浪发电的发电机，但它们都是独立安装，零部件数量多，产品价格高，安装和维护成本高。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种吸收风能效果好，且既能吸收大波浪能量，又能吸收小波浪能量的风力水浪发电机。
为解决上述技术问题，本发明所采用的第一种技术方案是：一种风力水浪发电机，包括风力发电机和水浪发电机，所述风力发电机包括发电机总成、支架和风力转动总成，发电机总成和风力转动总成分别固定安装在支架上，且风力转动总成的主轴与发电机总成的发电机输入轴通过联轴器相连接，支架包括竖直设置于支承面的主架，主架上从上至下水平设置上板、中板及下板，上板与中板之间设置多根立杆，主架与下板之间设置支撑板；风力转动总成包括主轴，主轴上设置有多个叶片，主轴的两端分别固定安装在支架的上板和中板之间；风力转动总成的外周固定设置围边，围边包括多个弧形挡板，各弧形挡板的顶部设置封板，支架的中板延伸到各弧形挡板的底部，使相邻弧形挡板与封板、中板之间形成进风口，且进风口的横截面积由外至内逐步缩小；所述水浪发电机包括发电机组和合口部分，该发电机组的输入轴通过联轴器连接带有叶片的叶片轴；合口部分包括用于引水水浪并传送水浪的合口，该合口的一端设有朝向水浪的进水口，另一端一体连通直口的一端，且该合口的横截面积从进水口端至连通直口处逐渐减小，直口的另一端出口处设置带有叶片的叶片轴，使直口流出的水冲击在叶片上，直口内部空心，合口和直口分别通过支柱支撑；所述风力发电机设置在所述水浪发电机的合口上。
上述方案的进一步改进为，各弧形挡板的上端与封板焊接为一体，下端与支架的中板焊接为一体。
上述方案的进一步改进为，所述各弧形挡板的后端分别设置弧形过板，各弧形过板的上端与封板固定连接，下端与中板固定连接，且弧形过板与弧形挡板的圆心相对设置，使相邻弧形挡板之间形成的进风口横截面积进一步缩小。
上述方案的进一步改进为，所述进风口的前端设置安全门。所述安全门为卷闸门或液压驱动门。
上述方案的进一步改进为，所述风力转动总成为多个，发电机总成和多个风力转动总成分别固定安装在支架上，且各风力转动总成的主轴通过联轴器连接成一体，邻近发电机总成的风力转动总成的主轴一端与发电机总成的发电机输入轴通过联轴器相连接；所述主架上从上至下水平设置多块用于安装固定风力转动总成和发电机总成的板体；所述主架对应一风力转动总成设置有上板、中板及下板，主架与下板之间设置支撑板。
上述方案的进一步改进为，所述发电机总成为多个，且发电机总成的个数与风力转动总成的个数相匹配，一风力转动总成的主轴与一发电机总成的发电机输入轴通过联轴器相连接。同时，风力转动总成与另一风力转动总成之间有一空间距离，方便空气流通和散热。
上述方案的进一步改进为，所述上板的顶部设置为斜面，且所述叶片和所述弧形挡板的底部设置为斜面。
上述方案的进一步改进为，所述合口整体设置在水浪中，使直口与合口在水中相连通，直口的尾部伸出水面。
上述方案的进一步改进为，所述叶片轴的设置位置与直口的一侧边界相平齐，这样直口出来的水只冲击到二分之一的叶片，使叶片轴的两侧受力相差较大，形成大扭矩，而使叶片轴加速旋转，从而将这种加速转动传递给发电机的输入轴，使发电机的发力效率相应提高。
上述方案的进一步改进为，所述直口的尾部竖直设置支承柱，所述发电机及叶片轴固定安装在支承柱上。
上述方案的进一步改进为，所述合口的另一端连通两个直口，一直口的后端出口处设置所述带叶片的叶片轴，另一直口的前端设置常闭的闸门。
上述方案的进一步改进为，所述闸门连接液压油缸的活塞杆，所述液压油缸的底部固定在直口上。
上述方案的进一步改进为，所述两个直口的前端都设置闸门，且一直口的后端出口处设置所述带叶片的叶片轴，另一直口的后端通过一水管连接储水池。
上述方案的进一步改进为，所述两个直口的后端出口处分别设置所述带叶片的叶片轴。
上述方案的进一步改进为，所述合口的进水口设置多根立柱。
上述方案的进一步改进为，所述合口的进水口设置去渣结构，该去渣结构包括挡网、扫杆、小车和轨道，挡网与合口的进水口及立柱浇铸成一体，轨道安装在合口的进水口顶部，并与挡网设置在同一垂直平面上，小车设置在轨道上并能沿轨道行驶，扫杆焊接在小车的底部。
上述方案的进一步改进为，所述合口的进水口上方开有槽，槽中放置闸门，且闸门与合口的顶部之间安装液压油缸。
本发明所采用的第二种技术方案是：一种风力水浪发电机，包括风力发电机和水浪发电机，所述风力发电机包括发电机总成、支架和风力转动总成，发电机总成和风力转动总成分别固定安装在支架上，且风力转动总成的主轴与发电机总成的发电机输入轴通过联轴器相连接，支架包括竖直设置于支承面的主架，主架上从上至下水平设置上板、中板及下板，主架与下板之间设置支撑板；风力转动总成包括主轴，主轴上设置有多个叶片，相邻叶片之间形成进风空间，主轴的两端分别固定安装在支架的上板和中板之间；风力转动总成的外周设置围边，围边包括多个漏斗形挡板，各漏斗形挡板分别具有一大开口端和一小开口端，大开口端横截面积大于小开口端的横截面积，且小开口端的内部形成槽形结构，各漏斗形挡板的大开口端朝外设置，小开口端与风力转动总成的进风空间相连通；所述水浪发电机包括发电机组和合口部分，该发电机组的输入轴通过联轴器连接带有叶片的叶片轴；合口部分包括用于引水水浪并传送水浪的合口，该合口的一端设有朝向水浪的进水口，另一端一体连通直口的一端，且该合口的横截面积从进水口端至连通直口处逐渐减小，直口的另一端出口处设置带有叶片的叶片轴，使直口流出的水冲击在叶片上，直口内部空心，合口和直口分别通过支柱支撑；所述风力发电机设置在所述水浪发电机的合口上。
上述方案的进一步改进为，所述漏斗形挡板为两个，且两漏斗形挡板相对主轴对称安装，两漏斗形挡板的小开口端分别与风力转动总成的一半进风空间相连通，使风力转动总成的两侧进风空间都与两漏斗形挡板的小开口端相连接。
上述方案的进一步改进为，所述多个漏斗形挡板分层设置，且主轴上的叶片相应分为多层设置。
本发明中风力发电机的工作原理为：本发明在转动的叶片外设有围边，围边的弧形挡板固定不动，各弧形挡板之间形成的进风口在进风前端处的横截面积大，而靠近进风后端的横截面积小；围边的各弧形挡板将风挡进进风口，风从进风口吹着风力转动总成的叶片转动，从而带动风力转动总成的主轴旋转，进而带动发电机转动发电，当风力较大时，通过安全门的调节作用，控制进入风力转动总成的风力大小，实现对发电机的保护。
本发明水浪发电机的工作原理为：本发明合口前端进水口处横截面积大，后端直口连接处的横截面积小，因而能将进水口处大量低速的波浪收集到出口很小的合口尾部；由于合口的出口很小，因而其水流速度将会加快，合口末端高速水流经直口冲击与发电机的输入轴连接的叶片轴的叶片，将使发电机获得很大的能量。
与现有技术相比，本发明所具有的优点为：
1、本发明在风力转动总成的外周设置围边后，由于围边固定不动，即没有转动，不会消耗风能，且各个方向的风能都能被围边吸入，并在经围边内各弧形挡板形成的进风口后，由于进风口的截面积由外至内逐渐缩小，因而风力在进入围边后逐渐增大，即使小量的微风在到达风力转动总成的叶片后，也可以推动风力转动总成的叶片，从而带动主轴，进而使发电机的输入轴转动实现发电。
2、本发明围边可以做得很大，吸收大量风能，被围进的风毫无遗漏地都吹到风力转动总成的叶片上，使吸收风力的效率提高。因此本发明发电机产出电能比现有产品产出电能将大幅提升，其性价比将得以提升。
3、当风力较大时，通过安全门的调节作用，还可控制进入风力转动总成的风力大小，从而有效保护发电机。
4、本发明还可通过设置多个风力转动总成、多个发电机总成使本发明成为多层结构，不仅便于安装维护，而且使本发明的产出电能进一步提升。
5、本发明风力水浪发电机不仅可以安装在高山上，平原中，也可以安装在建筑物上；也可安装在水上、汽车、船舶上等等。
6、由于本发明的合口可以做得足够大，因而可以将大量的海水波浪能收集起来发电，且合口的横截面积不断缩小，具有提升波浪速度的作用，因而也可以将其它水面的相对较小的水波浪能收集起来发电。由于海浪无需成本，同时，由于海浪具有随日出、季风等出现潮涨潮落的状况，因而海浪持续时间长，源源不断，使得本发明发电机可持续发电。另外，本发明在直口前端设置闸门，避免了过大海浪对发电机的损坏，使本发明的安全性能优越。本发明在合口的进水口设置立柱和去渣结构，使得较大杂物不能进入进水口，且还能对进水口进行清理，既可以隔离杂物，又可以防止杂物堵塞合口的进水口。本发明也可用于其它水域中的波浪发电。
附图说明
下面用附图和实施例对本发明的风力水浪发电机作进一步说明。
图1为现有风力发电机的装配结构图。
图2为现有风力发电机的风力转动总成俯视结构示意图。
图3为本发明风力水浪发电机第一实施例的风力发电机局部装配图。
图4为本发明风力水浪发电机第一实施例的风力转动总成俯视结构示意图。
图5为本发明风力水浪发电机第一实施例的水浪发电机结构示意图。
图6为图5的k向结构示意图。
图7为本发明水浪发电机的发电机组结构示意图。
图8为本发明风力水浪发电机第二实施例的风力转动总成俯视结构示意图。
图9为本发明风力水浪发电机第三实施例的安全门结构示意图。
图10为安全门顶部装配结构示意图。
图11为本发明风力水浪发电机设置两个风力转动总成的装配结构示意图。
图12为本发明具有漏斗形围边的风力转动总成结构示意图。
图13为图12的g－g剖视图。
图14为图13的j－j剖视图。
图15为本发明水浪发电机第六实施例直口设置状况示意图。
图16为图15的常闭闸门结构示意图。
图17为本发明合口的进水口设置闸门及立柱的结构示意图。
图18为本发明合口的进水口设置立柱及去渣结构示意图。
具体实施方式
如图3－图7所示，本发明风力水浪发电机第一实施例包括风力发电机a和水浪发电机b。
如图3－图4所示，风力发电机a包括发电机总成1、支架2和风力转动总成3，发电机总成1和风力转动总成3分别固定安装在支架2上，且风力转动总成3的主轴32与发电机总成1的输入轴通过联轴器4相连接。支架2包括竖直设置于支承面的主架21，主架21上从上至下水平设置上板22、中板23及下板24，上板22与中板23之间设置多根立杆26，主架21与下板24之间设置支撑板25。风力转动总成3包括主轴32，该主轴32上设置有多个叶片31，各叶片31与主轴32呈一小于90度的夹角，叶片31的上、下两端分别设置上盖板和下盖板（图中未示出），使相邻叶片31与上、下盖板之间形成进风空间39；主轴32的两端伸出上、下盖板后分别通过轴承33、端盖34、轴螺母35安装在支架2的上板22和中板23之间，且主轴32的两端分别设置开口销36。风力转动总成3的外周设置围边5。该围边5包括多个呈相同方向设置的弧形挡板51，各弧形挡板51的顶部焊接在封板53上，中板23延伸到各弧形挡板51的底部，并与各弧形挡板51的底部相焊接，使相邻弧形挡板51与封板53、中板23之间形成进风口54，该进风口54的前端距离大于后端距离，即相邻弧形挡板51之间的进风口横截面积由外至内逐步缩小。
当风从两块弧形挡板51之间的进风口54吹进后，随弧形挡板51进入进风口54的后端，然后再吹到叶片31上，叶片31受到风的推力后带动主轴32转动，主轴32进而将动力传到发电机总成1的发电机11开始发电。由于两块弧形挡板51之间形成的进风口的前端距离较大，而靠近进风口后端的距离较小，所以，风在到达弧形挡板51后端时，风速增大，因此只要有微风，便可以带动发动机11发电。因为多块弧形挡板51在风力转动总成3的外周均布，因此，不管风从哪个方向吹来都会被弧形挡板51吸入并送至风力转动总成3内。另一方面，相邻弧形挡板51之间的前端距离可做得非常大，从而吸收更多的风能。另外，叶片31也可以做得较大，使吸收能量效率增加。
如图5至图7所示，水浪发电机b包括发电机组1’和合口部分2’。发电机组1’包括发电机11’、联轴器12’、叶片13’、叶片轴14’、轴承座15’和螺母16’，其中，叶片13’固定安装于叶片轴14’上，叶片轴14’的底部经螺母16’锁定，且叶片13’设置于合口部分2’的输出端，叶片轴14’与发电机11’的输入轴通过联轴器12’连接固定，叶片轴14’的输出端设置两个轴承座15’，两轴承座15’固定在合口部分1’的支承柱231’上。合口部分2’包括合口21’、支柱22’和直口23’，支柱22’为多根，且多根支柱22’的一端固定设置在水里，另一端支承在合口21’的支承部位或直口23’的支承部位，合口21’的尾部与直口23’的入口连接为一体（如图6中合口21’进入直口23’的孔p所示），合口21’的进口端设置敞口状的进水口，且该进水口设置在水中，进水口的开口面积大，但与直口23’相联的尾部出口面积小，即合口21’的开口端至尾端的横截面积呈现为逐渐缩小状，合口21’整体设置在水中，使直口23’与合口21’相连处在水中，直口23’的尾部伸出水面，且直口23’的尾部开口处设置叶片13’，叶片轴14’的设置位置与直口23’的一边平齐，直口23’的尾部还竖直设有支承柱231’，发电机11’及叶片轴14’通过螺栓24’固定在支承柱231’上。
当水从合口21’的进水口进入合口21’后，从合口尾部进入直口23’，再从直口23’尾部的开口处出来。在此过程中，由于合口21’的进水口的过水面积比较大，中间逐渐收小，直至合口21’的尾部，使合口尾部的过水面积最小；当比较慢速的水进入合口21’的进水口，由于进水口面积大，所以，在流量一定情况下，由于合口21’尾部的出口面积（过水面积）比较小，使合口21’尾部出口水的流速加大，即水流以高速进入直口23’，由于直口23’从头至尾的口径不变，因而这些快速流动的水直接冲击直口出口处的叶片13’，叶片13’带动叶片轴14’转动从而带动发电机11’的输入轴转动实现发电。
本发明风力水浪发电机第二实施例请参图8所示，第二实施例与第一实施例结构大致相同，不同之处仅在于：围边5的各弧形挡板51的后端分别设置弧形过板52，且弧形过板52与弧形挡板51的圆心相对设置；各弧形过板52的上端焊接在封板53上，下端焊接在中板23上，弧形过板52的前端与弧形挡板51的后端相连接，风力转动总成3的外周对应设置一外框38，该外框38上开设有多个过风口37，各过风口37对应相邻叶片31之间形成的进风空间39，且外框38将弧形挡板51与弧形过板52之间形成的三角区域55封设。这样，在增加了弧形过板52之后，使围边5与风力转动总成3的相通口减小，因而进入叶片31的风力更为集中，吹到叶片31上的风力更大，速度更快，使风力转动总成3的输出功率更大。
本发明风力水浪发电机第三实施例请参图3及图9－图10所示，第三实施例与第一实施例结构大致相同，不同之处仅在于：进风口54的前端可设置安全门6。安全门6优选采用卷闸门61，但并不局限于此，比如，也可采用液压驱动的液压门等等。两立杆26顶部分别设置支承架62，支承架62上固定安装轴承座63，且两立杆相对侧分别固定安装导轨64，卷闸门61的卷面611的上端卷绕在转轴612上，转轴612的两端分别经轴承固定安装于轴承座63内，卷面611的下端套设在导轨64中。当风力特别大时，可以将卷闸门61的卷面611沿导轨64下移，遮挡进风口53的一部分，这样就不会由于风力过大而使发电机11烧坏；当风力转小时，将卷闸门61的卷面611向上收起，使进风口54全部打开，使风全部进入即可保持发电状态。
本发明风力水浪发电机第四实施例请参图11所示，第四实施例与第一实施例结构大致相同，不同之处仅在于：风力转动总成3为多个（图中仅以两个风力转动总成为例进行说明），发电机总成1和多个风力转动总成3分别固定安装在支架2上，且各风力转动总成3的主轴32通过联轴器连接成一体，邻近发电机总成1的风力转动总成3的主轴32一端与发电机总成1的发电机输入轴通过联轴器4相连接；主架21上从上至下水平设置多块用于安装固定风力转动总成3和发电机总成1的板体；主架21对应一风力转动总成设置有上板22、中板23及下板24，主架与下板之间设置支撑板25。上板22的顶部设置为斜面，且叶片31和弧形挡板51的底部也设置为斜面。
本发明风力水浪发电机第四实施例中的发电机总成1也可设置为多个，且发电机总成1的个数与风力转动总成3的个数相匹配，各风力转动总成3的主轴分别与一发电机总成1的发电机输入轴通过联轴器4相连接。此时可将各风力转动总成和发电机总成在上、下方向设置为多层结构，也可在多层设置的基础上，水平设置多组。
本发明风力水浪发电机第五实施例请参图12－图14所示，第五实施例与第一实施例结构大致相同，不同之处仅在于：围边5包括两个漏斗形挡板51’，两个漏斗形挡板51’分别具有一大开口端和一小开口端，小开口端的内部形成槽形结构。两漏斗形挡板51’相对主轴32对称安装，两漏斗形挡板51’的大开口端朝外设置，小开口端与风力转动总成3的进风空间39相连通，且两漏斗形挡板51’的小开口端分别与风力转动总成3的一半进风空间39相连通，这样使风力转动总成3的两侧进风空间39都与两漏斗形挡板51’的小开口端相连接。两漏斗形挡板51’的上端与上板22固定连接，下端与中板23固定连接。当风从两漏斗形挡板51’的大开口端吹进后，经由两漏斗形挡板51’的侧壁挤压到小开口端的槽形结构中，形成高速风，并进入风力转动总成3的进风空间39中进而吹到叶片31上，叶片31受到风的推力后带动主轴32转动，主轴32进而将动力传到发电机总成1的发电机11开始发电。由于两漏斗形挡板51’的大开口端横截面积大于小开口端的横截面积，所以，风在到达漏斗形挡板51’的小开口端时，风速增大，因此只要有微风，便可以带动发动机11发电。因为自然界中常吹的风为南风和北风，因此，两漏斗形挡板51’分别朝向南北方向设置，这样，不管是南风还是北风都可以使风能被吸收；同时漏斗形挡板51’的大开口端可以做成比较大，收集更多的风能。
第五实施例以两个漏斗形挡板51’为例进行说明，但并不局限于此，也可相应设置一个、三个、四个、五个或更多漏斗形挡板51’，另外，多个漏斗形挡板51’可分层设置，主轴32上的叶片31也可设置多层。
本发明风力水浪发电机第六实施例如图15、图16所示，它与第一实施例不同之处在于：在合口21’的尾部连接两个直口23’，但仅在一直口23’的出口处设置叶片13’，另一直口23’的出口处安装常闭闸门3’，该常闭闸门3’上连接有液压油缸31’的活塞杆，该液压油缸31’的底部固定在直口23’上。在外部水的流速比较大时，有一定压力的水进入直口23’，发电机11’超负荷运转时，启动液压油缸31’，顶起常闭闸门3’，使合口21’中的水同时从常闭闸门3’的打开处流出，使装载有叶片13’的直口23’的水压减轻，从而保证发电机11’的正常运转，实现正常发电。
本发明风力水浪发电机第七实施例如图17所示，它与第一实施例不同之处在于：合口21’的进水口处上方开有槽，槽中放置闸门3’，且闸门3’与合口21’的顶部之间安装液压油缸31’。当进入合口21’的水流速度很快时，为了不使发电机因过载损坏，可通过液压油缸31’将闸门3’升起，从而使进入合口21’的水量减少，从而达到进入直口23’的水流速度不会过快，保护发电机11’不被损坏。
本发明合口式水浪发电机第四实施例如图7所示，它与第一实施例不同之处在于：在合口21’的进水口设置多根立柱25’，这样，当水中有杂物时，立柱25’能够对较大型杂物进行阻挡，防止杂物进入合口21’，进而到达直口23’及发电机，而使系统出现堵塞及卡死状况。本发明的合口进水口上还设置去渣结构4’。去渣结构4’包括挡网41’、扫杆42’、小车43’和轨道44’；挡网41’与合口21’的进水口及立柱25’浇铸成一体，轨道44’安装在合口21’的进水口顶部，并与挡网41’设置在同一垂直平面上，小车43’设置在轨道44’上并沿轨道44’行驶，扫杆42’焊接在小车43’的底部。当挡网41’前方拦有许多杂物时，开动小车43’，小车43’行驶时，带动扫杆42’在挡网41’上移动，从而将杂物推出挡网41’，让水快速流入；同时，也可以将杂物隔离，防止大型杂物进入合口21’后，将发电机11’卡死，造成设备损坏。
本发明各实施例中的风力转动总成3上还可设置雨水槽，当有雨水进入时，可通过雨水槽将雨水排出。
本发明不局限于以上几种形式，比如直口23’的延伸方向不仅如上所示可以向上设置，也可进行水平或向下延伸；另外第六实施例中，装有发电机11’的直口23’前方也可设置闸门，而另一直口23’后面接有水管，该水管连通高处的储水池，在不需要发电时，关闭发电机11’前方的闸门，同时，打开另一直口23’上的常闭闸门3’，这样，发电机11’不发电，另一直口23’后水管内的水压增加，水可流进储水池；合口21’的横截面也可为其它形状；本发明也可不设置直口23’，而合口21’出水口比进水口小，发电机组1’直接安装在合口21’上，由合口21’出水口的水带动叶片13’转动；合口21的开口端至尾端的横截面积相等；本发明也可在两个直口23’的出口处都安装有发电机组1’。
本发明的发电机组1’和合口部分2’都可设置为多个，可一个发电机组1’配合多个合口部分2’，也可一个发电机组1’与一个合口部分2’相配合，形成多组结构，多组结构可分层设置，也可水平并列设置。
上述实施例仅用来例举本发明的实施态样，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的范畴。任何熟悉此技术者可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所保护范围内。