专利名称：一种健身器材群集中储能发电系统的制作方法
技术领域：
本发明属于新能源发电和节能技术领域，特别涉及一种健身器材群集中储能发电
系统。
背景技术：
世界各国均面临着常规能源短缺和环境保护的双重压力，各种新型发电形式的开 发和应用，对缓解当前的能源压力有着非常重要的作用。生活中有着各种各样的能量没有 得以充分利用，白白浪费掉了，例如人类健身运动产生的大量能量。还有一些情况下，简易 发电装置可以起到节能的效果，减少家庭和公共场合的电费支出，减少从公共电网取电的 需求。而且，很多新能源发电形式可以不对环境产生污染和破坏。因此在开发和应用新型 的发电形式，对环保和节能具有重大意义。但是，在人类健身运动等形式的能量利用中，单 次运动所收集的能量非常小，很难直接驱动发电机发电，即使能够实现，能量利用效率也必 然很低。如果能够将各种间歇性的、分散的能量收集并储存起来，通过集中管理，再在合适 的条件下，统一进行发电利用，无疑会达到良好的效果。本专利面向健身器材群的零散能量 利用，以全新的思路，通过合理的布局，配以简易的发电装置，给出健身器材群集中储能发 电的实现方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够收集健身器材零散能量、避免能源浪费的健身器 材群集中储能发电系统。 本发明采用的技术方案为所述储能发电系统由分布式排列的充气装置、气体压 强的二级缓冲结构、气轮发电系统三部分构成；各健身器材分别作用于若干组充气装置， 各充气装置的出口均连接到气体压强的二级缓冲结构，并通过它实现气体压强的升高和保 持；气体压强的二级缓冲结构把从充气装置收集到的气体统一送入气轮发电系统；气轮发 电系统的作用是利用气体压强的二级缓冲结构提供的高压气流，吹动气轮机旋转，驱动发 电机发电。 所述充气装置的结构包括活塞推拉杆、活塞、活塞管道、导气管四部分；各健身器 材作用于活塞推拉杆，活塞推拉杆的末端连接一个活塞；活塞可在活塞管道中往复运动，但 不能出离活塞管道，管道口允许活塞推拉杆自由进出；与活塞管道末端出口部分相连的导 气管的另一端连接到气体压强的二级缓冲结构； 所述气体压强的二级缓冲结构实现空气的收集和压縮储能；其结构包括依次连接
的单向进气嘴、压縮气囊、第一压力开关、排气管和压縮储气罐、第二压力开关；充气装置送
来的空气经过单向进气嘴不断地送入压縮气囊，随着压縮气囊中气体的增多，囊内气压不
断增大，当压縮气囊中的排气压力达到0. 4MPa时，第一压力开关自动开启，压縮气囊中的
气体经排气管送入压縮储气罐进行压縮储能，并由第二压力开关控制气体的释放。 所述健身器材群中的健身器材分别通过各自的充气装置经过中间的气体压强的二级缓冲结构向同一个压縮储气罐充气，统一进行压縮空气储能和发电。 本发明还提供了一种用于所述健身器材群集中储能发电系统的气轮发电系统，该
气轮发电系统的结构包括依次连接的气流控制器、吹气管、气轮机、传动轴以及发电机五部
分；经气体压强二级缓冲结构集中存储的气体经气流控制器调节，通过排风管均匀稳定地
向气轮机的叶片吹气；气轮机在吹风管提供的气流的作用下快速旋转，通过传动轴驱动发
电机发电。 所述的健身器材群集中储能发电系统，其整体布局采用地上和地下整体布局，与 健身器材配套的充气装置、气轮发电装置采用地上建设，并配备安全防护措施，便于维护； 气体压强的二级缓冲结构采用地下埋设，减少用地，其材料要求具有抗腐蚀性，其中的压縮 储气罐也可和发电机一起放在地上。 本发明的有益效果为本专利的可操作性强，适用于各种室内健身中心，或者户外 健身场所，可以把各种间歇性的、分散的能量收集并储存起来，经过统一的管理，选择合适 的时机进行集中利用，其发电规模较大，能量利用效率较高；只需配备一套发电装置，结构 简单，实现方便，成本低，具有很好的社会和经济效益。
图1为本发明的健身器材群集中储能发电系统结构图； 图2为充气装置的结构图； 图3为充气装置压縮空气储能的示意图； 图4为气体压强二级缓冲环节结构图； 图5为健身器材群集中储能发电系统的气轮发电系统结构图；
图6为本发明的健身器材群集中储能发电系统的整体布局俯视图；
图7为本发明的健身器材群集中储能发电系统的整体布局平面图；
图中标号 A-充气装置；B-气体压强的二级缓冲结构；C-气轮发电系统；1-活塞推拉杆； 2_活塞；3_活塞管道；4_导气管；5_单向进气嘴；6_压縮气囊；7_第一压力开关；8_排气 管；9_压縮储气罐；10-第二压力开关；ll-气流控制器；12_吹风管；13_气轮机；14_传动 轴；15-发电机；16-保护装置。
具体实施例方式
本发明提供了一种健身器材群集中储能发电系统，下面通过
以及具体实 施方式对本发明做进一步说明。 各健身器材作用于若干组分布式排列的充气装置A ;各充气装置A的出口均连接 到气体压强的二级缓冲结构B，并通过它实现气体压强的升高和保持；气体压强的二级缓 冲结构B把从各充气装置A收集到的气体统一送入气轮发电系统C ;气轮发电系统C的作 用是利用气体压强的二级缓冲结构B提供的高压气流，吹动气轮机旋转，驱动发电机发电。 如图1示。 充气装置A的结构为健身器材作用于活塞推拉杆1，活塞推拉杆1的末端连接一 个活塞2 ;活塞2可在活塞管道3中往复运动，但不能出离活塞管道3，管道口允许活塞推拉
4杆1自由进出；与活塞管道3末端出口部分相连的导气管4的另一端连接到气体压强的二 级缓冲结构B。如图2示。 当活塞2向左运动时，活塞2略微变形向左呈凹状，同时，由于活塞2右侧活塞管 道3与导气管4的体积增大，气体压强减小，则活塞2左侧的空气透过活塞2与活塞管道3 的空隙不断挤到活塞2右侧；当活塞2运动到活塞管道3左边界处，活塞2右侧的气体压强 为大气中的空气常压，其体积即为活塞管道3与导气管4的总体积；当活塞2向右运动时， 活塞2略微变形向左呈凸状，同时，由于活塞2右侧活塞管道3与导气管4的体积减小，气 体压强增大，当该气体压强持续大于缓冲结构中压縮气囊6内的气体压强时，单向进气嘴5 打开，活塞2右侧活塞管道4中的气体不断向压縮气囊6充气；当活塞2运动到活塞管道3 右边界处，单次充气过程结束，此时，单向进气嘴5关闭，充气过程重复进行。如图3(a) — 图3(d)示。 充气装置A送来的空气经过单向进气嘴5不断地送入压縮气囊6，随着压縮气囊6 中气体的增多，囊内气压不断增大，当压縮气囊6中的排气压力达到0. 4MPa左右时，压力开 关7自动开启，压縮气囊6中的气体经排气管8送入压縮储气罐9进行压縮储能，并由压力 开关IO控制气体是否释放，由此，健身器材群中的多个健身器材分别通过各自的分布式充 气装置A经过中间的缓冲环节向同一个压縮储气罐9充气，统一进行压縮空气储能和发电。 如图4示。 压縮气囊6不断地向压縮储气罐9充气，随着压縮储气罐9中气体不断增多，罐内 压强增大，当排气压力达到0. 3MPa时，压力开关10自动打开，压縮储气罐9中的气体经气 流控制器11调节，通过排风管12均匀、稳定地向气轮机13的叶片吹气；气轮机13在吹风 管14提供的气流的作用下快速旋转，通过传动轴14驱动发电机15发电。如图5示。
所述的健身器材群集中储能发电系统，其整体布局采用地上和地下整体布局，与 健身器材配套的充气装置A、气轮发电装置C采用地上建设，并配备保护装置16，便于维护； 气体压强的二级缓冲结构B采用地下埋设，减少用地，其材料要求具有抗腐蚀性，其中的压 縮储气罐9也可和发电机一起放在地上。如图6和图7示。 本专利的可操作性强，适用于各种室内健身中心，或者户外健身场所，可以把各种 间歇性的、分散的能量收集并储存起来，经过统一的管理，选择合适的时机进行集中利用， 其发电规模较大，能量利用效率较高；只需配备一套发电装置，结构简单，实现方便，成本 低，具有很好的社会和经济效益。
权利要求
一种健身器材群集中储能发电系统，其特征在于，所述储能发电系统由分布式排列的充气装置(A)、气体压强的二级缓冲结构(B)、气轮发电系统(C)三部分构成；各健身器材分别作用于若干组分布式排列的充气装置(A)，各充气装置(A)的出口均连接到气体压强的二级缓冲结构(B)，并通过它实现气体压强的升高和保持；气体压强的二级缓冲结构(B)把从各充气装置(A)收集到的气体统一送入气轮发电系统(C)；气轮发电系统(C)的作用是利用气体压强的二级缓冲结构(B)提供的高压气流，吹动气轮机旋转，驱动发电机发电。
2. 根据权利要求1所述的一种健身器材群集中储能发电系统，其特征在于，所述充气 装置(A)的结构包括活塞推拉杆(D、活塞(2)、活塞管道(3)、导气管(4)四部分；各健身 器材作用于活塞推拉杆(l)，活塞推拉杆(1)的末端连接一个活塞(2);活塞(2)可在活塞 管道(3)中往复运动，但不能出离活塞管道(3)，管道口允许活塞推拉杆(1)自由进出；与 活塞管道(3)末端出口部分相连的导气管(4)的另一端连接到气体压强的二级缓冲结构(B);
3. 根据权利要求1所述的一种健身器材群集中储能发电系统，其特征在于，所述气体压强的二级缓冲结构(B)实现空气的收集和压縮储能；其结构包括依次连接的单向进气嘴(5)、压縮气囊(6)、第一压力开关(7)、排气管(8)和压縮储气罐(9)、第二压力开关(10); 充气装置(A)送来的空气经过单向进气嘴(5)不断地送入压縮气囊(6)，随着压縮气囊(6) 中气体的增多，囊内气压不断增大，当压縮气囊(6)中的排气压力达到O. 4MPa时，第一压力 开关(7)自动开启，压縮气囊(6)中的气体经排气管(8)送入压縮储气罐(9)进行压縮储 能，并由第二压力开关(10)控制气体的释放。
4. 根据权利要求3所述的一种健身器材群集中储能发电系统，其特征在于，所述健身 器材群中的健身器材分别通过各自的充气装置(A)经过中间的气体压强的二级缓冲结构 (B)向同一个压縮储气罐(9)充气，统一进行压縮空气储能和发电。
5. 根据权利要求1所述的一种健身器材群集中储能发电系统，其特征在于，所述健身 器材群集中储能发电系统采用地上和地下整体布局，与健身器材配套的充气装置(A)、气 轮发电装置(C)采用地上建设，并配备安全防护措施，便于维护；气体压强的二级缓冲结构 (B)采用地下埋设，减少用地。
全文摘要
本发明属于新能源发电和节能技术领域，特别涉及一种健身器材群集中储能发电系统。与各种健身器材配套的多个分布式充气装置，通过气体压强的二级缓冲装置向同一个压缩储气罐充气。当压缩储气罐中的气体压强达到一定程度时，在气流控制部分的作用下，向气轮机提供均匀恒定的气流使其高速旋转，从而驱动发电机发电。本发明结构简单，布局合理，实现方便，成本较低，可以把人类健身运动产生的各种间歇性的、分散的能量收集并储存起来，通过集中管理、统一支配，提高能量的利用效率，其发电规模较大，可操作性强。
文档编号F03G5/00GK101749204SQ20101003375
公开日2010年6月23日 申请日期2010年1月8日 优先权日2010年1月8日
发明者丁泽俊, 朱永强 申请人:华北电力大学