CN102966772A - 用于储能装置的空气阀及包括该空气阀的储能装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于储能装置的空气阀及包括该空气阀的储能装置，该空气阀包括：阀体，安装在储能装置的气体出口中并具有将气体出口内的气体排放至外部的通道；以及多个磁体，安装在通道内以对彼此施加排斥力从而通过排斥力将气体出口与外部阻隔开，并当气体出口内的气压大于排斥力时使气体出口与外部连通从而排放气体。通过这种构造，本发明的示例性实施方式能将具有简单结构的空气阀构造成，能够在使空气阀的体积减到最小的同时平稳地排放从储能装置产生的气体，并能够在使空气阀的机械构造减到最小的同时暂时性地使用。

Description

用于储能装置的空气阀及包括该空气阀的储能装置
相关申请的交叉参考
根据美国法典第35章第119条，本申请要求于2011年8月29日提交的题为“用于储能装置的空气阀及包括该空气阀的储能装置(Air ValveFor Energy Storage Device And Energy Storage Device Including The Same)”的韩国专利申请No.10-2011-0086531的权益，将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空气阀的储能装置，更特别地，涉及这样一种用于储能装置的空气阀及包括该空气阀的储能装置，其能够在使具有简单结构的空气阀的体积减到最小的同时平稳地排放从储能装置产生的气体，并能够在使空气阀的机械构造减到最小的同时暂时性地使用。
背景技术
近来，随着电力通信和电子通信领域的技术发展，已发布了各种类型的移动电子产品并已扩展了储能装置的应用，诸如蓄电池等。
另外，因为对环境问题和资源问题的关注已增加，所以对开发与使用环保能量的汽车或环保生产(例如太阳能发电等)相关的技术的竞争正在加强。
到目前为止已最广泛地使用的电能储存装置的一个代表性实例可包括蓄电池，该蓄电池可通过充放电而长期使用。蓄电池可在相对长的时间段内在预定电压下保持一输出，并可制造为具有小且轻的结构，因此，已广泛地用作用于小型移动装置的功率储存装置。
同时，蓄电池可具有以下缺点：执行充放电所消耗的时间相对长，输出电压低至大约3V，使用期短，爆炸的危险大等等，使得蓄电池在应用中具有局限性。
作为能够补充上述蓄电池的缺点的储能装置，对通过电化学机构执行充放电操作的超级电容器器的兴趣已增加。
具有各种类型的超级电容器器，例如双电层电容器(EDLC)、混合电容器、伪电容器等等。超级电容器器可执行瞬时充电、比蓄电池更优秀的输出特性，以及比蓄电池更长的使用期。
考虑到上述优点，已进行对将用作用于汽车的再生制动的超级电容器器的研究。
同时，诸如蓄电池、超级电容器器等的储能装置在电极之间具有电解液(或电解质)并通过电化学机构执行充放电过程。在这种情况下，可能产生各种气体。因此，当无法适当地排放这些气体时，储能装置的外壳破裂，使得储能装置可能无法再使用，或者在极端情况下，可能爆炸。
超级电容器器无法完全解决诸如能量密度、电阻等的问题，使得难以顺利地使超级电容器器商业化。然而，预计在不久的未来超级电容器器将商业化。因此，需要解决由于如上所述的气体产生而导致的可靠性下降和使用期缩短的问题。
图1示出了一种在韩国专利申请No.2003-47556中公开的为解决上述问题而提出的阀的构造。
参考图1，在以上专利文献中公开的空气阀使用以下方法：当压力由于从储能装置的内部产生的气体而增加时，通过使金属薄膜破裂来排放气体。当使用该方法时，维修费用可能增加并维修可能复杂，因为每当金属薄膜破裂时都需要替换金属薄膜。
发明内容
本发明的一个目的提供了一种用于储能装置的空气阀及包括该空气阀的储能装置，其能够在将储能装置的内部压力保持在预定范围内的同时暂时性地(semi-permanently)使用。
本发明的另一目的提供了一种用于储能装置的空气阀及包括该空气阀的储能装置，其能够在使具有简单结构的空气阀的体积减到最小的同时平稳地排放从储能装置产生的气体。
根据本发明的一个示例性实施方式，提供了一种用于储能装置的空气阀，包括：阀体，安装在储能装置的气体出口中并具有将气体出口内的气体排放至外部的通道；以及多个磁体，安装在通道内以对彼此施加排斥力从而通过排斥力将气体出口与外部阻隔开，并当气体出口内的气压大于排斥力时使气体出口与外部连通从而排放气体。
阀体可包括形成在通道的一侧处的入口以及形成在通道的另一侧处的出口，并且多个磁体可包括固定磁体和移动磁体，固定磁体具有安装在通道的另一侧处并与出口连通的连接通道，移动磁体安装在通道的一侧处以通过作用在固定磁体之间的排斥力而堵塞入口。
移动磁体的边缘可设置有至少一个连通凹槽，以在通过使气体出口与外部连通而排放气体时使入口与连接通道连通。
多个磁体可包括永磁体。
根据本发明的另一示例性实施方式，提供了一种储能装置，包括：主体，容纳多个电池并具有安装在其一侧处的气体出口；以及空气阀，所述空气阀包括：阀体，安装在储能装置的气体出口中并具有将气体出口内的气体排放至外部的通道；以及多个磁体，安装在通道内以对彼此施加排斥力从而通过排斥力将气体出口与外部阻隔开，并当气体出口内的气压大于排斥力时使气体出口与外部连通从而排放气体。
附图说明
图1是示意性地示出了根据现有技术的用于储能装置的空气阀的横截面图。
图2是示意性地示出了根据本发明的一个示例性实施方式的用于储能装置的空气阀的横截面图。
图3是示出了这样一种情况的横截面图，即，在该情况下，当气体出口内的气压高于图2中的预定压力时，通过使移动磁体向上移动使入口和出口连通来将气体排放至外部。
具体实施方式
在下文中，将参考附图描述可明确实现本发明的目的的本发明的示例性实施方式。在本发明的示例性实施方式中，将用相同的术语和参考标号来描述相同的部件。因此，下面将省略对相同部件的额外描述。
将参考图2和图3更详细地描述根据本发明的一个示例性实施方式的用于储能装置的空气阀及包括该空气阀的储能装置。
图2是示意性地示出了根据本发明的一个示例性实施方式的用于储能装置的空气阀的横截面图，并且图3是示出了这样一种情况的横截面图，即，在该情况下，当气体出口内的气压高于图2中的预定压力时，通过使移动磁体向上移动使入口和出口连通来将气体排放至外部。
参考图2，根据本发明的一个示例性实施方式的用于储能装置的空气阀包含在诸如蓄电池、超级电容器等的储能装置的气体出口中，以当从储能装置的内部产生的气压是预定压力或更大时，将气体排放至外部。
更详细地，根据本发明的示例性实施方式的用于储能装置的空气阀可构造为主要包括阀体110和多个磁体120。
阀体110具有插入到储能装置的气体出口中的下部，并可具有用于将气体出口内的气体排放至外部的通道113。
在这种构造中，通道113的一侧(即阀体110的下端)设置有入口111，并且通道113的另一侧(即阀体110的上端)设置有出口112。
多个磁体120安装在阀体110的通道113中，以对彼此施加排斥力。通过这种构造，所述多个磁体用来通过作用于彼此的排斥力将气体出口与外部阻隔开，并且当气体出口内的气压大于排斥力时使气体出口与外部连通以将气体排放至外部。
在此，多个磁体120可包括安装在通道113的另一侧(即位于出口112)的固定磁体122和安装在通道113的一侧(即位于入口111)的移动磁体121。
在这种情况下，固定磁体122的中心可设置有与出口112连通的连接通道122a，移动磁体121的边缘可设置有至少一个连通凹槽121a，以在通过使气体出口与外部连通而排放气体时使入口111与连接通道122a连通。
也就是说，在正常情况下，通过固定磁体122和排斥力，移动磁体121使入口111在通道113内保持堵塞状态。在此状态中，当由于气体出口内的气压增加至预定压力(设定排放压力)或更大而使气压大于排斥力时，如图3所示，通过气压使移动磁体121朝着固定磁体122移动以打开入口111。
于是，可依次通过入口111、移动磁体121的连通凹槽121a、通道113、固定磁体122的连接通道122a、以及出口112将气体出口内的气体排放至外部。
然后，当通过使气体出口内的气压降低至预定压力(设定返回压力)或更小而使气压小于排斥力时，如图2所示，通过与固定磁体122的排斥力而使移动磁体121在远离固定磁体122的方向上移动，以关闭(即堵塞)入口111。
同时，多个磁体120(即固定磁体122和移动磁体121)可由永磁体形成，但不限于此。虽然未详细地示出，但是也可运用如同磁体120的电磁体等。
与使用磁体的吸引力的情况相比，根据本发明的示例性实施方式的用于储能装置的空气阀使用在固定磁体122与移动磁体121之间产生的排斥力，以在阀体110的通道113内更容易地匹配移动磁体121的中心对准，并可在高压下使用，即使磁体的吸引力和排斥力具有相同的磁力。
也就是说，当排斥力与吸引力具有相同的磁力时，可在比吸引力高大约4倍至6倍的高压下使用空气阀。例如，当使用吸引力时，可在0.5kgf/cm2的气压下使用空气阀；然而，当对空气阀施加相同大小的排斥力时，可在2kgf/cm2至3kgf/cm2的气压下使用空气阀。
如上所述，根据本发明的示例性实施方式的用于储能装置的空气阀及包括该空气阀的储能装置能在使具有简单结构的空气阀的体积减到最小的同时适当地解决由于从储能装置产生的气体而导致的内部压力的增加，以改进储能装置的可靠性，并可暂时性地使用空气阀，以节省维修费用并改进维修能力。
虽然已出于说明性的目的而公开了本发明的示例性实施方式，但是本领域的技术人员将理解，在不背离如在所附权利要求中公开的本发明的范围和实质的前提下，各种修改、增加和替代是可行的。因此，不能将本发明的范围解释为限于所述实施方式，而是由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种用于储能装置的空气阀，包括：
阀体，安装在所述储能装置的气体出口中并具有将所述气体出口内的气体排放至外部的通道；以及
多个磁体，安装在所述通道内以对彼此施加排斥力从而通过所述排斥力将所述气体出口与外部阻隔开，并当所述气体出口内的气压大于所述排斥力时使所述气体出口与外部连通从而排放气体。
2.根据权利要求1所述的用于储能装置的空气阀，其中，所述阀体包括形成在所述通道的一侧处的入口以及形成在所述通道的另一侧处的出口，并且所述多个磁体包括固定磁体和移动磁体，所述固定磁体具有安装在所述通道的另一侧处并与所述出口连通的连接通道，所述移动磁体安装在所述通道的一侧处以通过作用在所述固定磁体之间的排斥力而堵塞所述入口。
3.根据权利要求2所述的用于储能装置的空气阀，其中，所述移动磁体的边缘设置有至少一个连通凹槽，以在通过使所述气体出口与外部连通而排放气体时使所述入口与所述连接通道连通。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于储能装置的空气阀，其中，所述多个磁体包括永磁体。
5.一种储能装置，包括：
主体，容纳多个电池并具有安装在所述主体的一侧处的气体出口；以及
空气阀，所述空气阀包括：阀体，安装在所述储能装置的所述气体出口中并具有将所述气体出口内的气体排放至外部的通道；以及多个磁体，安装在所述通道内以对彼此施加排斥力从而通过所述排斥力将所述气体出口与外部阻隔开，并当所述气体出口内的气压大于所述排斥力时使所述气体出口与外部连通从而排放气体。
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