專利名稱：人力發(fā)電健身加熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種加熱系統(tǒng)及其加熱方法，具體地說(shuō)是一種利用人力自 行發(fā)電的人力發(fā)電健身加熱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，家庭使用的水加熱器普遍使用電加熱、燃?xì)饧訜峄蛱?yáng)能加熱 等多種形式，其中電加熱及燃?xì)饧訜峋柘拇罅康哪茉矗瑢?duì)于家庭來(lái)說(shuō) 需要付出很多費(fèi)用，且存在不安全隱患，而對(duì)于整個(gè)社會(huì)乃至全世界來(lái)說(shuō)， 除了存在環(huán)保問(wèn)題外，其面臨資源潰乏而不得不釆取各種方式以緩解這種
極度緊張的局面；利用太陽(yáng)能加熱被認(rèn)為是目前比較節(jié)能、環(huán)保的方式， 但其受季節(jié)、天氣的影響很大，以及受住宅樓層等諸多因素的影響，使其
推廣應(yīng)用受到了阻礙。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述加熱器在加熱時(shí)存在的安全、環(huán)保及資源浪費(fèi)的問(wèn)題，本發(fā) 明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低的人力健身加熱系統(tǒng)。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明釆用的技術(shù)方案是
本發(fā)明人力發(fā)電健身加熱系統(tǒng)具有機(jī)械力傳動(dòng)裝置，將使用者以不同 方式施加的人力轉(zhuǎn)換成能夠與發(fā)電機(jī)匹配的機(jī)械能；發(fā)電機(jī)，將從機(jī)械力 傳動(dòng)裝置接收到的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；電加熱器，其工作電源與發(fā)電機(jī)的 輸出端相連。
所述機(jī)械力傳動(dòng)裝置設(shè)有調(diào)速器，其為齒輪或皮帶輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于 調(diào)節(jié)輸入力度；所述機(jī)械力傳動(dòng)裝置的輸入端為旋轉(zhuǎn)輪，旋轉(zhuǎn)輪上設(shè)有l(wèi) 個(gè)或多個(gè)受力柄，受力柄的位置在旋轉(zhuǎn)輪半徑范圍內(nèi)可調(diào)；所述發(fā)電機(jī)可 為直流發(fā)電機(jī)，通過(guò)斬波和電壓提升電路接至電加熱器和/或蓄電池，所述 斬波和電壓提升電路包括開(kāi)關(guān)管，其集電極接至直流發(fā)電機(jī)的正輸出端和 一二極管的陽(yáng)極，開(kāi)關(guān)管的發(fā)射極與直流發(fā)電機(jī)的負(fù)輸出端相連，二極管 的陰極與開(kāi)關(guān)管的發(fā)射極通過(guò)電容器接至電加熱器和/或蓄電池，上述開(kāi)關(guān) 管的門(mén)極接有門(mén)極控制電路；所述發(fā)電機(jī)可為交流發(fā)電機(jī)，其輸出端接有 整流器，該整流器通過(guò)斬波和電壓提升電路接至電加熱器和/或蓄電池，所 述斬波和電壓提升電路包括開(kāi)關(guān)管，其集電極接至整流器的正輸出端和一 二極管的陽(yáng)極，開(kāi)關(guān)管的發(fā)射極與整流器的負(fù)輸出端相連，二極管的陰極 與開(kāi)關(guān)管的發(fā)射極通過(guò)電容器接至電加熱器和/或蓄電池，上述開(kāi)關(guān)管的門(mén) 極接有門(mén)極控制電路；所述二極管的陰極與開(kāi)關(guān)管的發(fā)射極通過(guò)電容器接至逆變裝置，逆變裝置的輸出端接至電力網(wǎng)；所述逆變裝置為可控硅逆變 器或工作在逆變狀態(tài)的PWM整流器。 本發(fā)明具有以下有益效果及優(yōu)點(diǎn)
1. 節(jié)能，健身。本發(fā)明利用能量轉(zhuǎn)換原理，通過(guò)人力做功，由發(fā)電機(jī) 將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能施加給電加熱器，節(jié)約了能源，同時(shí)由于需要人力以
一定規(guī)律對(duì)機(jī)械力傳動(dòng)裝置做功，達(dá)到了強(qiáng)身健體的效果；
2. 安全環(huán)保。本發(fā)明系統(tǒng)利用人力發(fā)電，不會(huì)發(fā)生任何污染環(huán)境的問(wèn) 題，十分安全。
3. 具有趣味性。本發(fā)明是利用使用者健身時(shí)消耗的體能轉(zhuǎn)換成電能， 使電加熱器加熱， 一般情況下，使用者達(dá)到健身效果后，電加熱器也會(huì)將 水加熱，正好可以沖洗使用者身上的汗水，在強(qiáng)身健體的同時(shí)也體驗(yàn)了科 學(xué)樂(lè)趣。


圖l為本發(fā)明原理框圖2為本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例中調(diào)速器的原理圖3為本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例的電氣原理圖4為本發(fā)明第三個(gè)實(shí)施例的電氣原理圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
如圖l所示，本發(fā)明系統(tǒng)包括機(jī)械力傳動(dòng)裝置A,其將使用者以不同 方式施加的人力轉(zhuǎn)換成能夠與發(fā)電機(jī)B匹配的機(jī)械能；發(fā)電機(jī)B，其將從 機(jī)械力傳動(dòng)裝置A接收到的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；電加熱器F,其工作電源 與發(fā)電機(jī)B的輸出端相連。
其中機(jī)械力傳動(dòng)裝置A為一種可進(jìn)行旋轉(zhuǎn)或推拉動(dòng)作的健身裝置，如 仰臥器、跑步機(jī)、劃船器、臂力器等、發(fā)電機(jī)B及電加熱器F,其中機(jī)械 力傳動(dòng)裝置A將使用者以不同方式施加的力轉(zhuǎn)換成發(fā)電機(jī)B能夠接收的機(jī) 械能，為了適應(yīng)使用者的身體狀況，機(jī)械力傳動(dòng)裝置A中還可設(shè)有調(diào)速器 Al,其為齒輪或皮帶輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過(guò)調(diào)節(jié)齒輪或皮帶輪的傳動(dòng)比以適應(yīng) 使用者的輸入力度。機(jī)械力傳動(dòng)裝置A的輸入端為一旋轉(zhuǎn)輪或抽拉桿，旋 轉(zhuǎn)輪或抽拉桿上設(shè)有1個(gè)或多個(gè)受力柄，安裝于旋轉(zhuǎn)輪或抽拉桿的單側(cè)或 兩側(cè)。如圖2所示，本實(shí)施例調(diào)速器A1為一齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，力的輸入端采 用旋轉(zhuǎn)輪，其上設(shè)有l(wèi)個(gè)受力柄即手搖柄All,安裝于旋轉(zhuǎn)輪的外圓周上, 可以手搖，也可設(shè)有兩個(gè)受力柄，安裝于旋轉(zhuǎn)輪的外圓周對(duì)稱位置，可以 手搖或腳踏(如自行車的腳踏板)。
此外，受力柄的位置在旋轉(zhuǎn)輪半徑范圍內(nèi)可調(diào)，以改變力臂，這種結(jié) 構(gòu)也可用來(lái)適應(yīng)使用者的力量大小。
發(fā)電機(jī)B是將從機(jī)械力傳動(dòng)裝置A接收到的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能輸出的 裝置，可為直流發(fā)電機(jī)或交流發(fā)電機(jī)，本實(shí)施例采用ZYT56c型永磁直流發(fā)
4電機(jī)，輸出額定功率為550瓦。本實(shí)施例中電加熱器F為家庭用電熱水器，由加熱電阻、水箱、溫度 顯示控制器及水位顯示器等組成。與其他電熱水器不同的是，其電源輸入端即可接至巿電，也可接至發(fā)電機(jī)B的輸出端，可以通過(guò)選擇開(kāi)關(guān)控制。 本發(fā)明系統(tǒng)的工作過(guò)程為將電熱水器與發(fā)電機(jī)B的輸出端相連，確認(rèn)電熱水器的水箱上滿水后，通過(guò)人力對(duì)機(jī)械力傳動(dòng)裝置A做功，由發(fā)電機(jī)B發(fā)出的電能使加熱電阻發(fā)熱，水箱內(nèi)的水溫升高，達(dá)到用人力發(fā)電加熱的目的。 實(shí)施例2如圖3所示，與實(shí)施例1的不同之處在于發(fā)電機(jī)B釆用直流發(fā)電機(jī)， 其輸出端通過(guò)斬波和電壓提升電路接至電加熱器F和/或蓄電池。所述斬波 和電壓提升電路為具有開(kāi)關(guān)管K (本實(shí)施列釆用絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管 IGBT)，其集電極接至直流發(fā)電機(jī)的正輸出端和一二極管D的陽(yáng)極，開(kāi)關(guān) 管K的發(fā)射極與直流發(fā)電機(jī)的負(fù)輸出端相連，二極管D的陰極與開(kāi)關(guān)管K 的發(fā)射極通過(guò)電容器C接至電加熱器F和/或蓄電池，上述開(kāi)關(guān)管K的門(mén)極 接有門(mén)極控制電路(釆用現(xiàn)有技術(shù))。本實(shí)施例中加設(shè)斬波和電壓提升電路 的目的是為了對(duì)發(fā)電機(jī)B輸出的電流或電壓進(jìn)行斬波或電壓提升。當(dāng)開(kāi)關(guān) 管K導(dǎo)通時(shí)，發(fā)電機(jī)發(fā)出的直流電源通過(guò)開(kāi)關(guān)管K短路，由于發(fā)電機(jī)內(nèi)部 電機(jī)繞組的電感作用，電流將逐漸增加，增加到電機(jī)電流的額定值時(shí)，開(kāi) 關(guān)管K瞬間關(guān)斷，此時(shí)電機(jī)繞組電感兩端的電壓上升，將電能通過(guò)二極管 D向電容器C充電。充電結(jié)束后，開(kāi)關(guān)管K再導(dǎo)通進(jìn)入下一個(gè)周期。此時(shí) 開(kāi)關(guān)管K工作在高速開(kāi)、關(guān)狀態(tài)，頻率可達(dá)10KHz，通過(guò)門(mén)極控制電路輸 出門(mén)極觸發(fā)信號(hào)控制開(kāi)關(guān)管K導(dǎo)通的占空比，以得到穩(wěn)定的直流電，當(dāng)電 加熱器F的溫度達(dá)到要求時(shí)，溫度顯示控制器會(huì)自動(dòng)關(guān)閉電加熱器F的發(fā) 電機(jī)電源，而發(fā)電機(jī)可以在人力作用下繼續(xù)發(fā)電，并將剩余的電能儲(chǔ)存在 蓄電池中，以備后用，也可將剩余電能回饋給電力網(wǎng)，采用可控硅逆變電 源，將直流電能送入交流電網(wǎng)，或者釆用PWM整流器并使PWM整流器工 作在逆變狀態(tài)，可完成此功能。實(shí)施例3如圖4所示，與實(shí)施例2的不同之處在于發(fā)電機(jī)B采用永磁交流發(fā) 電機(jī)(型號(hào)為FY90,三相交流輸出550瓦)。其輸出端接有整流器Z,該整 流器Z通過(guò)斬波和電壓提升電路接至電加熱器F和/或蓄電池。由于交流發(fā)電機(jī)發(fā)出交流電，如果負(fù)載(電加熱器或蓄電池)使用的 是直流電源，則首先需要通過(guò)整流器Z轉(zhuǎn)變成直流電，再對(duì)該直流電進(jìn)行 斬波、電壓提升等處理；如果負(fù)載(電加熱器或蓄電池)使用交流電源， 則可以取消整流器Z,其余電路結(jié)構(gòu)及原理同上。
權(quán)利要求
1.一種人力發(fā)電健身加熱系統(tǒng)，其特征在于具有機(jī)械力傳動(dòng)裝置(A)，將使用者以不同方式施加的人力轉(zhuǎn)換成能夠與發(fā)電機(jī)(B)匹配的機(jī)械能；發(fā)電機(jī)(B)，將從機(jī)械力傳動(dòng)裝置(A)接收到的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；電加熱器(F)，其工作電源與發(fā)電機(jī)(B)的輸出端相連。
2. 按權(quán)利要求l所述的人力發(fā)電健身加熱系統(tǒng)，其特征在于所述機(jī) 械力傳動(dòng)裝置(A)設(shè)有調(diào)速器(Al),其為齒輪或皮帶輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于 調(diào)節(jié)輸入力度。
3. 按權(quán)利要求l或2所述的人力發(fā)電健身加熱系統(tǒng)，其特征在于所 述機(jī)械力傳動(dòng)裝置(A)的輸入端為旋轉(zhuǎn)輪，旋轉(zhuǎn)輪上設(shè)有1個(gè)或多個(gè)受力 柄，受力柄的位置在旋轉(zhuǎn)輪半徑范圍內(nèi)可調(diào)。
4. 按權(quán)利要求l所述的人力發(fā)電健身加熱系統(tǒng)，其特征在于所述發(fā) 電機(jī)(B)可為直流發(fā)電機(jī)，通過(guò)斬波和電壓提升電路接至電加熱器(F) 和/或蓄電池，所述斬波和電壓提升電路包括開(kāi)關(guān)管(K),其集電極接至直 流發(fā)電機(jī)的正輸出端和一二極管(D)的陽(yáng)極，開(kāi)關(guān)管(K)的發(fā)射極與直 流發(fā)電機(jī)的負(fù)輸出端相連，二極管(D)的陰極與開(kāi)關(guān)管(K)的發(fā)射極 通過(guò)電容器(C)接至電加熱器(F)和/或蓄電池，上述開(kāi)關(guān)管(K)的門(mén)極 接有門(mén)極控制電路。
5. 按權(quán)利要求l所述的人力發(fā)電健身加熱系統(tǒng)，其特征在于所述發(fā) 電機(jī)(B)可為交流發(fā)電機(jī)，其輸出端接有整流器(Z),該整流器(Z)通 過(guò)斬波和電壓提升電路接至電加熱器(F)和/或蓄電池，所述斬波和電壓提 升電路包括開(kāi)關(guān)管(K)，其集電極接至整流器(Z)的正輸出端和一二極管(D)的陽(yáng)極，開(kāi)關(guān)管(K)的發(fā)射極與整流器(Z)的負(fù)輸出端相連，二 極管(D)的陰極與開(kāi)關(guān)管(K)的發(fā)射極通過(guò)電容器(C)接至電加熱器 (F)和/或蓄電池，上述開(kāi)關(guān)管(K)的門(mén)極接有門(mén)極控制電路。
6. 按權(quán)利要求4或5所述的人力發(fā)電健身加熱系統(tǒng)，其特征在于所 述二極管(D)的陰極與開(kāi)關(guān)管(K)的發(fā)射極通過(guò)電容器(C)接至逆變 裝置，逆變裝置的輸出端接至電力網(wǎng)。
7. 按權(quán)利要求6所述的人力發(fā)電健身加熱系統(tǒng)，其特征在于所述逆 變裝置為可控硅逆變器或工作在逆變狀態(tài)的PWM整流器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種人力發(fā)電健身加熱系統(tǒng)，具有機(jī)械力傳動(dòng)裝置，將使用者以不同方式施加的人力轉(zhuǎn)換成能夠與發(fā)電機(jī)匹配的機(jī)械能；發(fā)電機(jī)，將從機(jī)械力傳動(dòng)裝置接收到的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；電加熱器，其工作電源與發(fā)電機(jī)的輸出端相連；所述發(fā)電機(jī)可為直流發(fā)電機(jī)，通過(guò)斬波和電壓提升電路接至電加熱器和/或蓄電池，所述斬波和電壓提升電路包括開(kāi)關(guān)管，其集電極接至直流發(fā)電機(jī)的正輸出端和一二極管的陽(yáng)極，開(kāi)關(guān)管的發(fā)射極與直流發(fā)電機(jī)的負(fù)輸出端相連，二極管的陰極與開(kāi)關(guān)管的發(fā)射極通過(guò)電容器接至電加熱器和/或蓄電池，上述開(kāi)關(guān)管的門(mén)極接有門(mén)極控制電路。本發(fā)明節(jié)能、健身、安全環(huán)保并具有趣味性。
文檔編號(hào)H02M3/04GK101294550SQ20071001106
公開(kāi)日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2007年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月23日
發(fā)明者滿永奎 申請(qǐng)人:滿永奎