CN105304921A - 发热装置 - Google Patents
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Abstract
一种发热装置,包括一氢气产生单元、一发热单元、一温度感测模块及一控制单元。氢气产生单元包括一第一槽体、一第二槽体及一驱动元件。第一槽体容纳一液态反应物,第二槽体容纳一固态反应物。驱动元件连接于第一槽体与第二槽体之间,且用于驱动液态反应物从第一槽体移至第二槽体,以使液态反应物与固态反应物反应而产生氢气。发热单元连接于氢气产生单元且包括一触媒层。至少部分氢气从第二槽体移至发热单元并接触触媒层而反应产生热能。控制单元电连接于驱动元件,且依据温度感测模块感测而得的发热装置的至少一温度而控制驱动元件。
Description
技术领域
本发明关于一种发热装置,且特别关于一种通过氢气的化学反应产生热能的发热装置。
背景技术
目前可携式暖炉大多以燃烧瓦斯来发热,这类明火式的暖炉有造成火灾的危险性。另一种可携式暖炉利用铂族金属触媒层来催化丙烷(C3H8)等碳氢化合物与空气中的氧气产生化学反应,并利用此化学反应产生可携式暖炉所需热能,此种非明火式的可携式暖炉可降低火灾发生的机率。然而,在操作此种通过丙烷的化学反应产生热能的可携式暖炉时,需先将触媒层预热至约摄氐150度左右才能有效催化丙烷与氧气产生化学反应,而较为耗时耗能。此外,丙烷与氧气反应除了会生成气态水之外,也会生成二氧化碳及一氧化碳,使用者在密闭空间内使用此种可携式暖炉容易发生一氧化碳中毒的情形。
中国专利文献CN101852333揭露一种热提供系统,用以将热提供给氢存储罐中的氢存储材料,其氢消耗装置从氢存储罐接收第一氢气流,且其催化加热器接收氧气流及来自氢存储罐的第二氢气流。中国专利文献CN102927571揭露一种氢气喷管,其应用于氢能非点火式催化剂加热器。中国专利文献CN102944012揭露一种以氢气为燃料的非点火式催化剂加热器。中国专利文献CN102944013揭露一种以氢气为燃料的非点火式催化剂加热系统。中国专利文献CN202955687揭露一种以氢气为燃料的非点火式催化剂加热器。中国专利文献CN102494342揭露一种环保型非点火式氢气燃烧及加热系统,其利用陶瓷纤维使氢气产生氧化热反应。中国专利文献CN1897343揭露一种燃料电池,具有以催化反应热为基础的加热器。中国专利文献CN103213944揭露一种气体生成装置,水和金属氢氧化物反应产生的氢气可供燃料电池利用而产生电,发光二极管等电子能量消耗组织消耗燃料电池产生的电。
发明内容
本发明提供一种发热装置,其触媒层不需预热且其使用过程中不会产生对人体有害的一氧化碳。
本发明的其它目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。
为达上述之一或部分或全部目的或是其它目的,本发明的实施例提供一种发热装置,包括一氢气产生单元、一发热单元、一温度感测模块及一控制单元。氢气产生单元包括一第一槽体、一第二槽体及一驱动元件。第一槽体容纳一液态反应物,第二槽体容纳一固态反应物。驱动元件连接第一槽体与第二槽体,且用于驱动液态反应物从第一槽体移至第二槽体,以使液态反应物与固态反应物反应而产生氢气。发热单元连接于氢气产生单元且包括一触媒层。至少部分氢气从第二槽体移至发热单元并接触触媒层而反应产生热能。温度感测模块用以感测发热装置的至少一温度并将一温度信号传送至控制单元。控制单元电连接于驱动元件,接收温度感测模块的温度信号后,依据发热装置的一温度而控制驱动元件。
基于上述,本发明的实施例至少具有以下一个优点,在本发明的上述实施例中,发热装置利用氢气产生单元产生氢气,并利用触媒层的催化而使氢气与空气中的氧气反应产生热能。由于本发明的发热装置并非如同传统发热装置以碳氢化合物与空气中的氧气反应产生热能,故不会生成对人体有害的一氧化碳也不会有火焰,藉以提升发热装置使用上的安全性。此外,通过氢气的高活性,触媒层能够快速且有效地催化氢气与氧气反应产生热能,以使发热装置在使用上更为节能省时。再者,本发明的发热装置利用驱动元件来驱动液态反应物往固态反应物移动,并利用控制单元依据发热装置的温度来控制驱动元件的作动,依据发热量需求、环境温度的高低和氢气产生单元的温度而自动地调整液态反应物移动至第二槽体的速度,藉以控制液态反应物与固态反应物反应产生氢气的速率及氢气的生成量,使发热装置在使用上更加便利。此外,发热装置还包括一安全保护模块,安全保护模块电连接于控制单元,用于检测发热装置使用状况是否正常,假使发热装置处于非正常合理的使用状态时,用以发出一安全信号至控制单元,使控制单元不启动或关闭驱动元件,加强了发热装置在使用上的安全性。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举多个实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
图1是本发明一实施例的发热装置的立体图。
图2是图1的发热装置的部分构件分解图。
图3是图1的发热装置的部分构件方块图。
图4是图1的发热单元的分解图。
图5是图1的发热装置的部分构件立体图。
图6示出图5的发热装置的局部结构。
图7是图2的第二槽体的分解图。
具体实施方式
有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效,在以下配合参考附图的多个实施例的详细说明中,将可清楚地呈现。以下实施例中所提到的方向用语,例如上、下、前、后、左、右等,仅是参考附图的方向。因此,使用的方向用语是用来说明,而非用来限制本发明。
图1是本发明一实施例的发热装置的立体图。图2是图1的发热装置的部分构件分解图。图3是图1的发热装置的部分构件方块图。请参考图1至图3,本实施例的发热装置100例如为可携式暖炉且包括一外壳110、一底座120、一氢气产生单元130及一发热单元140。氢气产生单元130包括一第一槽体132、一第二槽体134及一驱动元件136。第一槽体132及第二槽体134分别用以容纳液态反应物及固态反应物。驱动元件136装设于第一槽体132上且连接第一槽体132与第二槽体134。驱动元件136例如是泵或其它适当种类驱动元件,且用于驱动所述液态反应物从第一槽体132移至第二槽体134,以使所述液态反应物与所述固态反应物反应而产生氢气。
图4是图1的发热单元的分解图。请参考图2至图4,第一槽体132装设于底座120上并被外壳110包覆,外壳110具有操作介面112供使用者操作。发热单元140连接于氢气产生单元130的第一槽体132的顶端,且包括一触媒层142。第二槽体134例如为抛弃式罐体且可通过底座120的开口122而插拔于第一槽体132。所述液态反应物与所述固态反应物反应而产生的至少部分氢气从第二槽体134移至发热单元140并接触触媒层142而与空气中的氧气反应产生热能。触媒层142的材料可包含铂族金属或其它适当触媒材料,本发明不对此加以限制。
由于本实施例的发热装置100并非如同传统发热装置以碳氢化合物与氧气反应产生热能,而是以氢气与氧气反应产生热能,故不会生成对人体有害的一氧化碳,具有较佳的安全性。此外,通过氢气的高活性,触媒层142能够快速且有效地催化氢气与氧气反应产生热能,以使发热装置100在使用上更为节能省时。
在本实施例中,所述液态反应物例如是液态水(H2O),而所述固态反应物可为固态氢化物例如是固态硼氢化钠(NaBH4)加入适当的固态催化剂(catalyst),通过固态硼氢化钠与液态水反应而产生氢气,其反应式为此外,所述液态反应物也可为酸性水溶液,通过固态硼氢化钠与酸性水溶液反应而产生氢气,其反应式为2NaBH4+2H+→B2H6+2Na++2H2。在另一实施例中,液态反应物也可为固态氢化物加水所产生的水溶液,固态反应物可包含有固态催化剂,当水溶液接触固态反应物中的固态催化剂时产生氢气。在其它实施例中,更可通过其它适当种类的固态反应物与液态反应物反应而产生氢气,本发明不对此加以限制。
举例来说,所述固态反应物可为其它种类的固态氢化物,如硼氢化物、氮氢化物、碳氢化物、金属氢化物、硼氮氢化物、硼碳氢化物、氮碳氢化物、金属硼氢化物、金属氮氢化物、金属碳氢化物、金属硼氮氢化物、金属硼碳氢化物、金属碳氮氢化物、硼氮碳氢化物、金属硼氮碳氢化物或上述的组合,其除了上述硼氢化钠之外,还包括但不限制为氢化钠(NaH)、锂氢硼化物(LiBH4)、氢化锂(LiH)、氢化钙(CaH2)、钙氢硼化物(Ca(BH4)2)、镁氢硼化物(MgBH4)、硼氢化钾(KBH4)及硼氢化铝(Al(BH3)3)。此外,所述固态反应物也可为具有通式BxNyHz的各种化合物其包括但不限制为氨硼烷(H3BNH3)、二氨乙硼烷(H2B(NH3)2BH3)、聚-氨基硼烷(NH2BH2)、环硼氮烷(B3N3H6)、吗硼烷(Morpholineborane,C4H12BNO)、硼烷-四氢呋喃((CH2)4O)复合物、乙硼烷(B2H4)或上述的组合。所述固态催化剂可为固态酸或含钌(Ru)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、铁(Fe)的盐类或利用其离子所制成的固态催化剂。
本实施例的发热装置100还包括一控制单元150,控制单元150例如是控制电路板且电连接于驱动元件136。控制单元136用以依据发热装置100的至少一温度而控制驱动元件136。如上述般利用控制单元150依据发热装置100的温度来控制驱动元件136的作动,依据发热量需求、环境温度的高低、和氢气产生单元130的温度而自动地调整所述液态反应物移动至第二槽体134的流速率及流动量,藉以控制所述液态反应物与所述固态反应物反应产生氢气的速率及氢气的生成量,可使发热装置100在使用上更加便利安全。
以下说明本实施例的控制单元150依据发热装置100的至少一温度而控制驱动元件136的具体方式。请参考图2,本实施例的发热装置100包括一温度感测模块160,电连接于控制单元150,形成一回授电路用以感测发热装置的至少一温度并将一温度信号传送至控制单元。所述温度感测模块160包括一第一温度感测元件160a。第一温度感测元件160a电连接于控制单元150。第一温度感测元件160a用以感测发热装置100在控制单元150的一第一温度(可视为环境温度),第一温度感测元件160a可配置于控制单元150上,于其它实施例中也可配置于发热装置100的外壳110、底座120、或氢气产生单元130等用于感测环境温度的位置,本发明不限于此。控制单元150依此第一温度来控制驱动元件136的工作状态以改变所述液态反应物往第二槽体134的流动速率,使所述液态反应物与所述固态反应物具有适当的初始反应速率。因液态反应物与固态反应物在刚开始反应生成氢气时,起始的反应温度为环境温度,若环境温度较高则反应速率较快,若境温度较低则反应速率较慢,因此当环境温度过低时需要输入较大量的液态反应物于第二槽体134中,以使氢气的生成量快速实现需求量的标准。例如,若第一温度感测元件160a所感测的第一温度低于一预设最低环境温度值时,即输出温度信号至控制单元150,控制单元调节驱动元件136,使液态反应物的移入第二槽体134的流速加快,提高氢气的生成速率,并即时供应发热单元140产生热量。
本实施例的温度感测模块160还包括一第二温度感测元件160b。第二温度感测元件160b配置于氢气产生单元130且电连接于控制单元150。第二温度感测元件160b用以感测发热装置100在氢气产生单元130的温度。更具体得,第二温度感测元件160b可配置于第一槽体132靠近第二槽体处,用以感测发热装置100中的第二槽体134的一第二温度,即为上述氢气产生单元130的温度(相当于液态反应物与所述固态反应物的即时的反应温度)。控制单元150依此第二温度来判断氢气产生单元130是否因所述液态反应物与所述固态反应物的反应而过热。若温度感测元件160b感测到的温度高于一最高反应温度预设值,则第二温度感测元件160b输出温度信号至控制单元150,控制单元150依据此温度信号而关闭驱动元件136,以避免氢气产生单元130持续运作而过热。若第二温度感测元件160b感测到的第二温度低于所述最高反应温度预设值,则控制单元150依据此第二温度而启动驱动元件136,以使氢气产生单元130运作。在另一实施例中,第一温度感测元件160a与第二温度感测元件160b可为同一温度感测元件,于一开始打开发热装置100时,温度感测元件感测的初始温度为第一温度,反应一段时间后感测第二温度。
本实施例的温度感测模块160还包括一第三温度感测元件160c。第三温度感测元件160c配置于发热单元140且电连接于控制单元150。第三温度感测元件160c用以感测发热装置100在发热单元140的一第三温度(相当于发热量需求)。若第三温度感测元件160c感测到的第三温度高于一发热温度预设值,即输出温度信号至控制单元150,则控制单元150判断发热单元140已具有足够的发热量并依据此温度而减缓驱动元件136的运作,使液态反应物的移入第二槽体134的流速下降,降低氢气的生成速率,或关闭驱动元件136,减少氢气生成量。若第三温度感测元件160c感测到的温度低于所述预设值,则控制单元150判断发热单元140的发热量不足并依据此温度而启动驱动元件136,使氢气产生单元130持续提供氢气至发热单元140反应发热,或加快驱动元件136的运作,使液态反应物的移入第二槽体134的流速上升,提高氢气的生成速率。第一温度感测元件160a、第二温度感测元件160b、第三温度感测元件160c,例如为温度传感器。
如上述般依据发热装置100的第一温度、第二温度及第三温度,控制单元150可控制驱动元件136的作动,依据发热量需求、环境温度的高低、和氢气产生单元130的温度而调整所述液态反应物移动至第二槽体134的流速率及流动量,并可设定不同阶段的预设温度,藉以控制产生氢气的过程,使氢气的生成更有效率,并节约发热装置的耗氢量也提升安全性。
请参考图1至图3,本实施例的发热装置100还包括一燃料电池170,燃料电池170连接氢气产生单元130。氢气产生单元130所产生的至少另一部分氢气从第二槽体134移至燃料电池170,并在燃料电池170反应而产生电能。于本实施例中燃料电池170为单面式平板电池堆。此外,燃料电池也可为质子交膜燃料电池(PEMFC)、碱性燃料电池(AFC)、磷酸盐型燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐型燃料电池(MCFC)、固态氧化物型燃料电池(SOFC)或其它用于利用氢气产电的燃料电池。燃料电池170所产生的电能可供给至驱动元件136及发热装置100的其它元件,例如发热装置还包括一电子模块,控制单元电连接于燃料电池及电子模块,且依据电子模块的一电量而控制燃料电池供电或不供电至电子模块。详述如下。
发热装置100还包括一电子模块180,电子模块180包括一电能储存单元182、一电子组件184及一电子组件186。电能储存单元182例如为锂电池,电子组件184及电子组件186例如分别为发光元件及充电座,所述锂电池用以储存来自燃料电池170的电能并供电至驱动元件136、所述发光元件及所述充电座,所述发光元件例如发光二极管、电射光二极管、或灯泡,用以提供照明光或情境光,所述充电座例如USB插头或其它可提供外接装置进行充电的插座。
在另一实施例中,燃料电池170只通过电能储存单元182供电给驱动元件136、电子组件184及电子组件186,控制单元150电连接于燃料电池170且电连接于电子模块180。控制单元150控制燃料电池170供电至电子模块180的电能储存单元182以使电能储存单元182具有足够的电能供给至驱动元件136、电子组件184及电子组件186,此外,当电能储存单元182的电量低于一储存电量预设值时,此一储存电量预设值例如为启动驱动元件136的电量加上提供电子组件184、电子组件186的电量的总和,控制单元150可控制电能储存单元182仅供电至驱动元件136且不供电至电子组件184及电子组件186,以确保驱动元件136正常运作。
在另一实施例中,燃料电池170也直接供电至驱动元件136、电子组件184及电子组件186,以减少电能消耗。举例来说,当发热装置100刚打开的起始阶段,燃料电池170未产生足够电能时,由电能储存单元182供给电能至驱动元件136,当发热装置100已启动一段时间,燃料电池170产生足够电能时,燃料电池170直接供电至驱动元件136、电子组件184及电子组件186,以减少电能消耗。此外,若电能储存单元182的电量低于一储存电量预设值,此一储存电量预设值例如为启动驱动元件136的电量加上提供电子组件184、电子组件186的电量的总和或为电能储存单元182储满电的电量,则控制单元150控制燃料电池170供电至电能储存单元182,若电能储存单元182的电量高于或等于此储存电量预设值,则停止燃料电池170供电至电能储存单元182。本发明不对此加以限制。
请参考图2,本实施例的发热装置100包括一安全保护模块190,安全保护模块190电连接于控制单元150,形成一回授电路,用以发出一安全信号至控制单元150,使控制单元150关闭驱动元件136。安全保护模块190包含一水平感测元件190a。水平感测元件190a例如是陀螺仪,其配置于并电连接于控制单元150。当水平感测元件190a感测到发热装置100的倾斜角度大于一倾斜角度预设值时,控制单元150关闭驱动元件136以使氢气产生单元130停止提供氢气至发热单元140反应发热,避免发热单元140因倾倒而烫伤使用者。
本实施例的安全保护模块190还包括一接触感测元件(未示出),接触感测元件配置于第一槽体132且接触第二槽体134,並电连接于控制单元150。当接触感测元件感测到第二槽体134分离于第一槽体132时,控制单元150关闭驱动元件136,以避免驱动元件136在第二槽体134未装设至第一槽体132的情况下持续作动而使第一槽体132内的液态反应物外泄。接触感测元件例如为压力传感器。
此外,本实施例的安全保护模块190还包括一水位感测元件190c,水位感测元件190c配置于第一槽体132且电连接于控制单元150。当水位感测元件190c感测到第一槽体134内的液态反应物的水位低于一水位预设值时,控制单元150关闭驱动元件136,以避免驱动元件136在液态反应物不足的情况下持续作动而耗费电能。水位感测元件190c例如为投入式水位传感器、静压投入式水位传感器、或其它用于检测水位的装置。
本实施例的安全保护模块190还包括一位置感测元件190b,且因燃料电池170可分离地连接于氢气产生单元130,位置感测元件190b配置于氢气产生单元130且电连接于控制单元150,当位置感测元件190b感测到燃料电池170分离于氢气产生单元130,位置感测元件190b通过控制单元150使驱动元件136关闭。位置感测元件190b例如为压力传感器。
以下说明本实施例的发热单元140的具体结构。请参考图1、图2及图4,本实施例的发热单元140除了具有所述触媒层142之外,还包括一多孔性结构144、一本体146及一盖体148。本体146利用其连接部146a而连接至氢气产生单元130,并用以承载触媒层142,所述温度感测元件160c例如是配置于连接部146a以感测发热单元140的温度。多孔性结构144配置于本体146上而位于触媒层142与氢气产生单元130之间,盖体148覆盖多孔性结构144及触媒层142。多孔性结构144的材质例如为多孔性金属发泡材、陶瓷纤维或岩棉等耐温的多孔性材料,其用以在触媒层142与氢气产生单元130之间作为气体流动的阻抗,使来自氢气产生单元130的氢气可更均匀地被提供至触媒层142,藉以提升氢气在触媒层142处与氧气的反应效率。
以下说明本实施例的液态反应物及氢气的具体传递方式。图5是图1的发热装置的部分构件立体图。图6示出图5的发热装置的局部结构。请参考图2、图5及图6,本实施例的氢气产生单元130包括一气流通道130a及一第一导引结构130b。气流通道130a连接于第二槽体134与发热单元140的连接部146a之间,第一导引结构130b例如为导管且连接于第二槽体134与燃料电池170之间。所述液态反应物(图5及图6标示为50)及所述固态反应物(图6标示为60)在第二槽体134内反应而产生的部分氢气(图5及图6标示为70)流经气流通道130a而到达发热单元140。所述液态反应物50及所述固态反应物60在第二槽体134内反应而产生的另一部分氢气70流经第一导引结构130b而到达燃料电池170。另一实施例中,第一导引结构130b也可连接于气流通道130a与燃料电池170之间,或其它用于引导氢气进入燃料电池170之处。
此外,氢气产生单元130还包括一第二导引结构130c及一第三导引结构130d,第二槽体134的容纳空间S2用以容纳固态反应物60且其内具有一第四导引结构134a。第二导引结构130c例如为导管且连接于驱动元件136与第一槽体132之间,第三导引结构130d例如为导管且连接于驱动元件136与第二槽体134的第四导引结构134a之间,第四导引结构134a对位于固态反应物60中间。驱动元件136用于驱动第一槽体132内的液态反应物50依序流经第二导引结构130c、驱动元件136及第三导引结构130d而到达第二槽体134,接着液态反应物50流经第四导引结构134a而到达固态反应物60。本发明的结构将氢气70流经的通导与液态反应物50流经的通道分开,不互相干扰,有助于氢气70的流出与液态反应物50的流入。
请参考图6,本实施例的第一槽体132具有一环状空间S1,环状空间S1容纳液态反应物50且环绕第二槽体134。藉此设计方式,当液态反应物50与固态反应物60在第二槽体134内反应而升温时,位于第一槽体132的环状空间S1内的液态反应物50可对第二槽体134进行降温,以避免第二槽体134因所述反应而过热不易更换。此外,当液态反应物50与固态反应物60在第二槽体134内反应而升温时,温度较高的第二槽体134可使第一槽体132的环状空间S1内的液态反应物50适当地升温,以增进液态反应物50进入第二槽体134后与固态反应物60的反应速率。
以下说明第二槽体134的具体结构。图7是图2的第二槽体的分解图。请参考图2、图6及图7,本实施例的第二槽体134的容纳空间S2内除了具有所述第四导引结构134a之外,更具有一逆止阀134b、一密封元件134c、一透气不透液膜134d、一固定组件134e及一密封元件134f。密封元件134c固定于固定组件134e并密封固定组件134e与第二槽体134内壁之间的间隙,使容纳空间S2内的氢气70不会从固定组件134e与第二槽体134内壁之间的间隙外泄。密封元件134f固定于固定组件134e并对第三导引结构130d与第四导引结构134a连接处进行密封,使液态反应物50可顺利地从第三导引结构130d流至第四导引结构134a而不外泄。所述密封元件134c及密封元件134f的材质例如为橡胶或其它适当的密封材料。
透气不透液膜134d例如为四氟化乙烯树脂(PTFE)薄膜,其被固定于固定组件134e而覆盖容纳空间S2,以阻止液态反应物50移离容纳空间S2,且容纳空间S2内的氢气70可通过透气不透液膜134d而移离容纳空间S2。逆止阀134b设置于第四导引结构134a的末端,以阻止容纳空间S2内的液态反应物50经由第四导引结构134a逆流回第一槽体132。
综上所述,本发明的实施例至少具有以下一个优点,在本发明的上述实施例中,发热装置利用氢气产生单元产生氢气,并利用触媒层的催化而使氢气与空气中的氧气反应产生热能。由于本发明的发热装置并非如同传统发热装置以碳氢化合物与空气中的氧气反应产生热能,故不会生成对人体有害的一氧化碳,藉以提升发热装置使用上的安全性。此外,通过氢气的高活性,触媒层不需进行预热就能够有效地催化氢气与氧气反应产生热能,以使发热装置在使用上更为节能省时。再者,本发明的发热装置利用驱动元件来驱动液态反应物往固态反应物移动,并利用控制单元依据发热装置的温度来控制驱动元件的作动,以依发热量需求而自动地调整液态反应物与固态反应物反应产生氢气的速率,使发热装置在使用上更加便利。此外,控制单元可依据发热装置的电子组件的电量而自动地控制燃料电池对电子组件的供电与否,以进一步提升发热装置使用上的便利性。
以上所述者,仅为本发明的优选实施例而已,不能以此限定本发明实施的范围,即所有依本发明权利要求及发明说明内容所作的简单的等效变化与修改,皆仍属本发明专利覆盖的范围。另外,本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。另外,本说明书或权利要求中提及的“第一”及“第二”等用语仅用以命名元件(element)的名称或区别不同范围,而并非用来限制元件数量上的上限或下限。此外,摘要部分和发明名称仅是用来辅助专利文件检索之用,并非用来限制本发明的权利范围。
【符号说明】
50:液态反应物
60:固态反应物
70:氢气
100:发热装置
110:外壳
112:操作介面
120:底座
122:开口
130:氢气产生单元
130a:气流通道
130b:第一导引结构
130c:第二导引结构
130d:第三导引结构
132:第一槽体
134:第二槽体
134a:第四导引结构
134b:逆止阀
134c、134f:密封元件
134d:透气不透液膜
134e:固定组件
136:驱动元件
140:发热单元
142:触媒层
144:多孔性结构
146:本体
146a:连接部
148:盖体
150:控制单元
160:温度感测模块
160a:第一温度感测元件
160b:第二温度感测元件
160c:第三温度感测元件
170:燃料电池
180:电子模块
182:电能储存单元
184、186:电子组件
190:安全保护模块
190a:水平感测元件
190b:位置感测元件
190c:水位感测元件
S1:环状空间
S2:容纳空间
Claims (20)
1.一种发热装置,包括:
一氢气产生单元,包括一第一槽体、一第二槽体及一驱动元件,所述第一槽体容纳一液态反应物,所述第二槽体容纳一固态反应物,所述驱动元件连接所述第一槽体与所述第二槽体,且用于驱动所述液态反应物从所述第一槽体移至所述第二槽体,以使所述液态反应物与所述固态反应物反应而产生氢气;
一发热单元,连接于所述氢气产生单元且包括一触媒层,至少部分所述氢气从所述第二槽体移至所述发热单元并接触所述触媒层而反应产生热能;
一温度感测模块,用以感测所述发热装置的至少一温度;以及
一控制单元,电连接于所述驱动元件及所述温度感测模块,且依据所述发热装置的所述至少一温度而控制所述驱动元件。
2.如权利要求1所述的发热装置,其特征在于,所述控制单元依据所述温度而启动或关闭所述驱动元件。
3.如权利要求1所述的发热装置,其特征在于,所述控制单元依据所述至少一温度而控制所述驱动元件的工作状态以改变所述液态反应物往所述第二槽体的流动速率。
4.如权利要求1所述的发热装置,其特征在于,所述发热装置还包括一燃料电池,所述燃料电池连接于所述氢气产生单元,至少另一部分所述氢气从所述第二槽体移至所述燃料电池,并在所述燃料电池反应而产生电能。
5.如权利要求4所述的发热装置,其特征在于,所述燃料电池用于供电至所述驱动元件。
6.如权利要求4所述的发热装置,其特征在于,所述发热装置还包括一电子模块,所述控制单元电连接于所述燃料电池及所述电子模块,且依据所述电子模块的一电量而控制所述燃料电池供电或不供电至所述电子模块。
7.如权利要求6所述的发热装置,其特征在于,所述电子模块包括一电能储存单元及一电子组件,所述电能储存单元储存来自所述燃料电池的电能并用于供电至所述驱动元件及所述电子组件,所述控制单元依据所述电能储存单元的所述电量而控制所述燃料电池供电或不供电至所述电能储存单元。
8.如权利要求7所述的发热装置,其特征在于,所述燃料电池用于供电至所述电子组件。
9.如权利要求7所述的发热装置,其特征在于,当所述电能储存单元的所述电量低于一储存电量预设值时,所述控制单元控制所述电能储存单元供电至所述驱动元件且不供电至所述电子组件。
10.如权利要求4所述的发热装置,其特征在于,所述氢气产生单元包括一气流通道及一第一导引结构,所述气流通道连接于所述第二槽体与所述发热单元之间,所述第一导引结构连接于所述第二槽体与所述燃料电池之间,所述第二槽体内的部分所述氢气流经所述气流通道而到达所述发热单元,所述第二槽体内的另一部分所述氢气流经所述第一导引结构而到达所述燃料电池,所述第二槽体内具有一第四导引结构,所述第四导引结构对位于所述固态反应物,所述液态反应物用于流经所述第四导引结构而到达所述固态反应物。
11.如权利要求1所述的发热装置,其特征在于,所述温度感测模块包括一第一温度感测元件,所述第一温度感测元件配置于且电连接于所述控制单元,所述温度感测元件感测所述发热装置在所述控制单元的一第一温度,所述至少一温度包含所述第一温度。
12.如权利要求1所述的发热装置,其特征在于,所述温度感测模块包括一第二温度感测元件,所述温度感测元件配置于所述氢气产生单元且电连接于所述控制单元,所述温度感测元件感测所述发热装置在所述氢气产生单元的一第二温度,所述至少一温度包含所述第二温度。
13.如权利要求1所述的发热装置,其特征在于,所述温度感测模块包括一第三温度感测元件,所述温度感测元件配置于所述发热单元且电连接于所述控制单元,所述温度感测元件感测所述发热装置在所述发热单元的一第三温度,所述至少一温度包含所述第三温度。
14.如权利要求1所述的发热装置,其特征在于,所述发热装置包括一安全保护模块,所述安全保护模块电连接于所述控制单元,用以发出一安全信号至所述控制单元,使所述控制单元关闭所述驱动元件。
15.如权利要求14所述的发热装置,其特征在于,所述安全保护模块包括一水平感测元件,所述水平感测元件电连接于所述控制单元,当所述水平感测元件感测到所述发热装置的倾斜角度大于一倾斜角度预设值时,所述控制单元关闭所述驱动元件。
16.如权利要求14所述的发热装置,其特征在于,所述安全保护模块包括一接触感测元件,所述接触感测元件配置于所述第一槽体且电连接于所述控制单元,当所述接触感测元件感测到所述第二槽体分离于所述第一槽体时,所述控制单元关闭所述驱动元件。
17.如权利要求14所述的发热装置,其特征在于,所述安全保护模块包括一水位感测元件,所述水位感测器配置于所述第一槽体且电连接于所述控制单元,当所述水位感测器感测到所述第一槽体中的所述液态反应物的一水位低于一水位预设值时,所述控制单元关闭所述驱动元件。
18.如权利要求14所述的发热装置,其特征在于,所述发热装置还包括一燃料电池,所述安全保护模块包括一位置感测元件,所述燃料电池可分离地连接于所述氢气产生单元,至少另一部分所述氢气从所述第二槽体移至所述燃料电池,并在所述燃料电池反应而产生电能,所述位置感测元件配置于所述氢气产生单元且电连接于所述控制单元,当所述位置感测元件感测到所述燃料电池分离于所述氢气产生单元时,所述控制单元关闭所述驱动元件。
19.如权利要求1所述的发热装置,其特征在于,所述第一槽体具有一环状空间,所述环状空间容纳所述液态反应物且环绕所述第二槽体。
20.如权利要求1所述的发热装置,其特征在于,所述发热单元包括一多孔性结构,所述多孔性结构配置于所述触媒层与所述氢气产生单元之间。
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