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CN102563148A - 用于储能装置的空气阀及储能装置 - Google Patents

用于储能装置的空气阀及储能装置 Download PDF

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CN102563148A CN2011102575616A CN201110257561A CN102563148A CN 102563148 A CN102563148 A CN 102563148A CN 2011102575616 A CN2011102575616 A CN 2011102575616A CN 201110257561 A CN201110257561 A CN 201110257561A CN 102563148 A CN102563148 A CN 102563148A
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郑玄喆
金倍均
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Abstract

本发明公开了一种用于储能装置的空气阀及储能装置，所述储能装置包括用于储能装置的空气阀。所述用于储能装置的空气阀包括：本体，包括彼此隔开地设置的气体入口和气体出口；以及活塞，包含在本体的内部中，并阻断或开启气体入口与气体出口之间的通路，其中，当储能装置的内部中的压力由于其中的气体产生而增大时，活塞移动以开启气体入口与气体出口之间的通路，并且当储能装置的内部中的压力由于储能装置的内部中的气体的排放或者气体产生的减少而减小时，活塞移动以阻断气体入口与气体出口之间的通路。

Description

用于储能装置的空气阀及储能装置
相关申请的交叉引用
根据美国法典第35篇第119条，本申请要求于2010年12月20号提交的题为“用于储能装置的空气阀及包括该用于储能装置的空气阀的储能装置(Air Valve For Energy Storage Device and Energy Storage DeviceIncluding The Same)”的韩国专利申请No.10-2010-0130506的权益，其内容整体通过引证结合到本申请中。
技术领域
本发明涉及一种用于储能装置的空气阀及包括该用于储能装置的空气阀的储能装置。
背景技术
根据电信领域中的最新技术发展，已发布各种移动电子产品，并且已广泛使用诸如二次电池的储能装置。
此外，根据对环境问题及资源问题的兴趣的增加，使用环保能源来开发环保能源产品相关技术(汽车、太阳能发电等)的竞争已激烈展开。
由于二次电池能在相对长的时间内使其输出保持在恒定的电压下，并且尺寸小巧重量轻，因此其可已经广泛用作小型移动设备的储电装置。
同时，二次电池具有诸如相对长的充电/放电时间、约为3V的低输出电压、使用期限短、爆炸的危险的不利之处，因此应用领域有限。
作为一种能够弥补二次电池的不利之处的储能装置，对通过电化学机理来执行充电和放电操作的超级电容器的兴趣已增加。
具有各种类型的超级电容器，诸如双电层电容器(EDLC)、混合电容器、伪电容器等。超级电容器具有诸如瞬间充电、输出特性明显高于二次电池的输出特性、且使用期限明显长于二次电池的使用期限的有利之处。
考虑到上述有利之处，已不断进行将超级电容器用于汽车的再生制动等的研究。
同时，诸如二次电池、超级电容器等的储能装置包括位于电极之间的电解溶液(或电解质)，并具有通过电化学机理来执行的充电和放电过程。当执行充电和放电过程时，可产生各种气体。在没有适当地排放这些气体的情况下，储能装置的一种情况是坏掉，以致可能无法再使用，或者在严重的情况下可能爆炸。
由于诸如能量密度、电阻等的问题至今尚未完全解决，因此超级电容器未能顺利地商业化；然而，在不久的将来，超级电容器将商业化。因此，解决上述气体产生所造成的可靠性退化和使用期限缩短问题的需要已增加。
图1示出了根据韩国专利申请No.2003-47556的为解决上述问题而提出的阀的构造。
参照图1，对于该专利申请中所公开的空气阀，当储能装置的内部中产生气体以致压力增大时，排放气体，而金属薄膜1破裂。如果使用这种方案，一旦金属薄膜1破裂，就应用新的金属薄膜进行替换。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于储能装置的空气阀及包括该用于储能装置的空气阀的储能装置，所述空气阀能够半永久性地使用，同时使储能装置的内部压力保持在预定范围内。
根据本发明的一个示例性实施例，提供了一种用于储能装置的空气阀，所述空气阀用于排放储能装置的内部中所产生的气体，所述空气阀包括：本体，包括彼此隔开地设置的气体入口和气体出口；以及活塞，包含在本体的内部中，并阻断或开启气体入口与气体出口之间的通路，其中，当储能装置的内部中的压力由于其中的气体产生而增大时，活塞移动以开启气体入口与气体出口之间的通路，并且当储能装置的内部中的压力由于其中的气体的排放或者气体产生的减少而减小时，活塞移动以阻断气体入口与气体出口之间的通路。
根据本发明的另一个示例性实施例，提供了一种用于储能装置的空气阀，所述空气阀用于排放储能装置的内部中所产生的气体，所述空气阀包括：本体，包括形成在其底面中的气体入口以及形成在其一侧面中的气体出口；以及活塞，包含在本体的内部中，并以接触本体的上述侧面的状态根据引入到气体入口中的气体的压力而竖直地移动。
空气阀还包括：导向件(guide)，形成于活塞的上表面上，所述导向件引导活塞，以使活塞在竖直方向上移动；以及用于导向件的孔，形成在本体的顶面中，其中，导向件构造成插入到用于导向件的孔中。
空气阀还包括形成在活塞的上表面与本体的顶部内侧之间的弹性件。
气体出口可形成在本体的上述侧面中以与本体的底面隔开本体高度的1/2或更少。
本体的材料和厚度中的至少一者与储能装置的壳体相同。
根据本发明的另一个示例性实施例，提供了一种包括上述用于储能装置的空气阀的储能装置。
附图说明
图1是示出了根据现有技术的空气阀的构造的横截面图；
图2是示出了根据本发明一个示例性实施例的用于储能装置的空气阀的构造的横截面图；
图3是示出了根据本发明另一个示例性实施例的用于储能装置的空气阀的构造的横截面图；以及
图4是示出了根据本发明另一个示例性实施例的用于储能装置的空气阀的构造的横截面图。
具体实施方式
从以下参照附图对实施例的描述中，本发明及其实现方法的各种益处和特征将变得明显。然而，可以多种不同的形式对本发明进行修改，而不应限于本文中所阐述的实施例。提供这些实施例，以使本公开将是详尽且完整的，并将本发明的范围完全传达给本领域技术人员。在整个描述中，相似的参考标号表示相似的元件。
本说明书中所使用的术语用于解释实施例，而非限制本发明。除非另有，除非另有相反地清晰描述，否则在本说明书中，单数形式包括复数形式。单词“包括(comprise)”及诸如“包括(comprises)”或“包括(comprising)”的变型将理解成意指包括所陈述的组分、步骤、操作和/或元件，但不排除任何其它的组分、步骤、操作和/或元件。
在下文中，将参照附图详细地描述本发明的构造和操作。
图2是示出了根据本发明一个示例性实施例的用于储能装置的空气阀的构造的横截面图。
参照图2，根据本发明一个示例性实施例的用于储能装置的空气阀可构造成包括本体10以及活塞20。
本体10包括气体入口11以及气体出口12。
气体入口11形成在储能装置的壳体内，从而可将储能装置的内部中所产生的气体引入其中。
气体出口12应形成为使得可基于活塞20阻断气体入口11。
尽管图2示出了气体入口11形成在本体10的底面中且气体出口12形成在本体10的一侧面中的情况，但本发明不限于此。
活塞20用于在本体10的内部中移动的同时阻断或开启气体入口11与气体出口12之间的通路。
在这个构造中，活塞20与本体10之间的接触面上优选地设置有O形圈，以封住活塞和本体，从而气体不会泄漏。
参照图2，活塞20在以其侧部接触本体10的侧面内部的状态竖直地移动的同时，阻断或开启气体入口11与气体出口12之间的通路。
即，当大量的气体积聚以致储能装置的内部压力增大至预定水平或更大时，活塞20上升。结果，当活塞20上升至高于气体出口12时，本体10的内部中的气体通过气体出口12排放至外界。
同时，当如上所述地排放气体时，向上推动活塞20的力变弱，以致活塞20下降。当活塞20下降至低于气体出口12时，不再排放本体10的内部中的气体，并封住储能装置的内部。
另外，当形成在本体10的侧面中的气体出口12尽可能得靠近本体的形成有气体入口11的底面构造时，可顺利地排放气体。因此，气体出口12优选地形成在本体的上述侧面中以与本体的底面隔开本体高度的1/2或更少。
图3是示出了根据本发明另一个示例性实施例的用于储能装置的空气阀的构造的横截面图。
参照图3，根据本发明另一个示例性实施例的用于储能装置的空气阀还可包括形成在活塞20的上表面上的导向件21以及形成在导向件21的上端上的阻挡棒(b1ocking bar)22。
活塞20可上升，然而由于诸如引入到气体入口11中的气体的压力的不均匀分布、活塞20与本体10之间的摩擦力的不均匀分布等的原因无法保持水平。当活塞20如上所述地无法保持水平时，活塞20与本体10之间产生一缝隙，以致无法保持储能装置的内部中的气密性。
用于解决该问题的导向件21接触形成在本体10的顶面中的用于导向件21的孔，并执行一定功能，从而使活塞20可用于在保持水平的同时上升或下降。
同时，导向件21有较短的长度，从而当导向件21的一端插入到本体10的内部中时，导向件21的此端可被本体10的内壁挡住。结果活塞20无法上升，从而即使储能装置的内部中的气体超出预定压力，也无法将气体排放至外界。阻挡棒22用于防止上述问题。
其他构造与参照图2所描述的相同；且因此将省去对重叠部分的描述。
图4是示出了根据本发明另一个示例性实施例的用于储能装置的空气阀的构造的横截面图。
参照图4，根据本发明另一个示例性实施例，用于储能装置的空气阀还可包括形成在活塞的上表面与本体10的顶部内侧之间的弹性件30。
同时，尽管图4示出了弹性件30在设置有导向件21和阻挡棒22的状态下形成的实例，但弹性件30可在没有导向件21和阻挡棒22的情况下形成。
阈值压力根据诸如储能装置的尺寸、电极和电解溶液的种类、电容、储能装置的壳体的内部压力等的特性而改变。为了根据各种阈值压力准确地控制气体排放时间，需要准确地控制活塞20的上升条件。
根据本发明另一个示例性实施例的用于储能装置空气阀包括弹性件30，从而使得可准确地控制活塞20的上升条件。
在这种情况下，弹性件30可由弹簧等形成。
另外，考虑到储能装置的内部压力，可将活塞的重量、弹性件的弹力、活塞与本体之间的摩擦力等控制成使得可在适当的压力条件下排放气体。
在这种情况下，本体可由各种材料制成，诸如金属、非金属等。储能装置的壳体和本体构造成由相同的材料制成和/或具有相同的厚度，从而使得可更准确地设置上述气体排放条件。
如上所述地构造的本发明可适当地解决由于储能装置的内部中所产生的气体造成的内部压力的增大，从而使得可提高储能装置的可靠性并延长其使用期限。
另外，与根据现有技术的用于储能装置的空气阀不同，根据本发明此示例性实施例的用于储能装置的空气阀可在无自耗组件的情况下反复地使用。
已结合当前认为是可实现的示例性实施例描述了本发明。尽管已描述了本发明的示意性实施例，但本发明也可用在各种其他组合、更改和环境中。换句话说，在说明书中所公开的发明概念的范围、等同于公开的范围和/或本发明所属领域中的技术或知识的范围之内，可改变或更改本发明。已提供上述示例性实施例，以说明执行本发明的最佳状态。因此，在使用像本发明这样的其他发明时，可以本发明所属领域中已知的其他状态来实现这些示例性实施例，并且还可以具体应用领域和发明用途所需的各种形式来进行修改。因此，应理解的是，本发明不限于所公开的实施例。应理解的是，其他实施例也包含在所附权利要求的精神和范围内。

Claims (7)

1.一种用于储能装置的空气阀，所述空气阀用于排放所述储能装置的内部中所产生的气体，所述空气阀包括：
本体，包括彼此隔开地设置的气体入口和气体出口；以及
活塞，包含在所述本体的内部中，并阻断或开启所述气体入口与所述气体出口之间的通路，
其中，当所述储能装置的内部中的压力由于其中的气体产生而增大时，所述活塞移动以开启所述气体入口与所述气体出口之间的所述通路，并且
当所述储能装置的内部中的压力由于其中的气体的排放或者气体产生的减少而减小时，所述活塞移动以阻断所述气体入口与所述气体出口之间的所述通路。
2.一种用于储能装置的空气阀，所述空气阀用于排放所述储能装置的内部中所产生的气体，所述空气阀包括：
本体，包括形成在所述本体的底面中的气体入口以及形成在所述本体的一侧面中的气体出口；以及
活塞，包含在所述本体的内部中，并以接触所述本体的所述侧面的状态根据引入到所述气体入口中的气体的压力而竖直地移动。
3.根据权利要求2所述的空气阀，还包括：
导向件，形成在所述活塞的上表面上，所述导向件引导所述活塞，以使所述活塞在竖直方向上移动；以及
用于所述导向件的孔，形成在所述本体的顶面中，
其中，所述导向件构造成插入到用于所述导向件的所述孔中。
4.根据权利要求2所述的空气阀，还包括形成在所述活塞的上表面与所述本体的上部内侧之间的弹性件。
5.根据权利要求2所述的空气阀，其中，所述气体出口形成在所述本体的所述侧面中以与所述本体的所述底面隔开本体高度的1/2或更少。
6.根据权利要求2所述的空气阀，其中，所述本体的材料和厚度中的至少一者与所述储能装置的壳体相同。
7.一种储能装置，包括根据权利要求1至6中任一项所述的用于储能装置的空气阀。
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