本發(fā)明是關(guān)于一種容器，尤指一種容器的加熱及安全裝置、氣體儲(chǔ)存罐及儲(chǔ)氫罐。

背景技術(shù)：

燃料電池(Fuel Cell)是一種借著電化學(xué)反應(yīng)，直接利用燃料和空氣經(jīng)作用后產(chǎn)生電力的裝置，其之所以被歸類為新能源，原因就在此。而燃料電池所使用的陽(yáng)極燃料可以來(lái)自于任何的碳?xì)浠衔?，例如：天然氣、甲醇、乙?酒精)、水的電解、沼氣…等。

陽(yáng)極燃料(例如：氫氣)通常被充填至容納有貯氣材料(例如：金屬氫化合物)的容器(例如：儲(chǔ)氫罐)中，使貯氣材料吸附陽(yáng)極燃料并儲(chǔ)存之。當(dāng)欲使用時(shí)，將容器經(jīng)過(guò)適當(dāng)加熱后，即釋放陽(yáng)極燃料提供予應(yīng)用裝置使用，因此各家燃料電池廠商急欲追求如何讓容器內(nèi)的陽(yáng)極燃料能穩(wěn)定地釋放出來(lái)的方法。

然而，現(xiàn)有技術(shù)所采用容器加熱的方法，大多是在容器的外部設(shè)置水箱，例如：中國(guó)發(fā)明專利第CN1237638C號(hào)“氫氣源供應(yīng)裝置”即是利用燃料電池所產(chǎn)生的廢熱將水箱內(nèi)的冷卻水加熱后，再利用循環(huán)管路系統(tǒng)將熱能導(dǎo)引至容器上，使容器得以吸收其熱量，達(dá)到釋放陽(yáng)極燃料的目的。但在溫度較低的環(huán)境下(例如：冬天或寒帶的氣候)，特別是燃料電池系統(tǒng)在冷啟動(dòng)的時(shí)候，無(wú)法正常開(kāi)機(jī)，因?yàn)槿萜髟谝婚_(kāi)始得不到熱量，故無(wú)法順利地將陽(yáng)極燃料釋放出來(lái)供應(yīng)予燃料電池系統(tǒng)使用，因此造成無(wú)法啟動(dòng)發(fā)電的窘境。此外，上述加熱方式屬于間接式的加熱，對(duì)于熱能的傳導(dǎo)效果差，能源易損耗，無(wú)法直接對(duì)容器或貯氣材料施予熱能為其最大缺點(diǎn)。

有鑒于此，如何發(fā)展一種可加熱及具有安全裝置的容器、氣體儲(chǔ)存罐、儲(chǔ)氫罐，以解決現(xiàn)有技術(shù)所遭遇的各種缺失與不便，實(shí)為目前業(yè)者急欲解決的課題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種容器的加熱裝置，可有效立即且直接地提供熱能予貯 氣材料，使能源零損耗，有助于氣體的釋放及利用。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種容器的安全裝置，當(dāng)容器內(nèi)的溫度或內(nèi)部壓力大于一預(yù)設(shè)值時(shí)，則將其內(nèi)部的氣體立即予以釋放，用以保護(hù)容器。

為達(dá)前述目的，本案的一較佳實(shí)施例為提供一種容器的加熱裝置，至少包括：一容器，具有底端、出/入口端及內(nèi)部空間，其內(nèi)部可視需要填裝貯氣材料及導(dǎo)管等(圖中未示)；至少一加熱裝置，是穿過(guò)容器的一端而置于其內(nèi)部空間中，用以提供熱源予貯氣材料，且能源零損耗，有助于內(nèi)部氣體的釋放。

為達(dá)成此目的，本案的另一較佳實(shí)施例為提供一種容器的安全裝置，至少包括：一容器，具有底端、出/入口端及內(nèi)部空間；至少一安全裝置，是置于容器的一端，當(dāng)容器內(nèi)的溫度或內(nèi)部壓力大于一預(yù)設(shè)值時(shí)，則予以釋壓，用以保護(hù)容器。

為達(dá)到上述目的，本案提供了一種容器的加熱及安全裝置，至少包含有：至少一加熱裝置，置于一容器的內(nèi)部空間中，用以提供熱源；以及至少一安全裝置，與加熱裝置相連接，并設(shè)于容器的端部；當(dāng)容器內(nèi)的溫度或內(nèi)部壓力大于一預(yù)設(shè)值時(shí)，則利用該安全裝置予以釋壓，用以保護(hù)容器。

根據(jù)本案的構(gòu)想，該加熱裝置可選自電熱棒、正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC)、加熱器其中之一。

根據(jù)本案的構(gòu)想，該加熱裝置的外部還包覆有一導(dǎo)熱金屬層。

根據(jù)本案的構(gòu)想，該安全裝置還包括有一中空的本體，其一端設(shè)有一收納室，該收納室用以分別收納一墊片、閥門(mén)、彈簧、熔栓塊及中空調(diào)整螺絲。

根據(jù)本案的構(gòu)想，該加熱裝置是借一轉(zhuǎn)接件與安全裝置相結(jié)合。

根據(jù)本案的構(gòu)想，該加熱裝置是借一O型環(huán)與迫緊螺帽鎖固于安全裝置上。

根據(jù)本案的構(gòu)想，該安全裝置的本體中段處設(shè)有多個(gè)氣體通道，用以導(dǎo)通氣體。

根據(jù)本案的構(gòu)想，該本體中段處借一過(guò)濾片罩覆該氣體通道。

根據(jù)本案的構(gòu)想，該中空調(diào)整螺絲，具有一平面部與凹槽部。

根據(jù)本案的構(gòu)想，該容器的一端部，還與一把手相結(jié)合，用以連接一電源供應(yīng)單元。

根據(jù)本案的構(gòu)想，該安全裝置的墊片、閥門(mén)、彈簧及熔栓塊的外徑，小于該收納室的內(nèi)徑，借此形成一通道，利用其間隙以導(dǎo)出氣體。

為達(dá)到上述目的，本案還提供了一種氣體儲(chǔ)存罐，使用如上所述的裝置。

為達(dá)上述目的，本案還提供了一種氣體儲(chǔ)存罐，其至少包含有：至少一加熱裝置，置于一容器的內(nèi)部空間中，用以提供熱源；以及至少一安全裝置，與加熱裝置相連接，并設(shè)于容器的端部；當(dāng)容器內(nèi)的溫度或內(nèi)部壓力大于一預(yù)設(shè)值時(shí)，則予以釋壓，用以保護(hù)容器。

為達(dá)到上述目的，本案還提供了一種儲(chǔ)氫罐，使用如上所述的裝置。

為達(dá)上述目的，本案還提供了一種儲(chǔ)氫罐，其至少包含有：至少一加熱裝置，置于一容器的內(nèi)部空間中，用以提供熱源；以及至少一安全裝置，與加熱裝置相連接，并設(shè)于容器的端部；當(dāng)容器的溫度或內(nèi)部壓力大于一預(yù)設(shè)值時(shí)，則予以釋壓，用以保護(hù)容器。

本發(fā)明的容器的加熱及安全裝置、氣體儲(chǔ)存罐及儲(chǔ)氫罐，可有效立即且直接地提供熱能予貯氣材料，使能源零損耗，有助于氣體的釋放及利用。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明與容器的組合示意圖。

圖2是本發(fā)明與容器的分解圖。

圖3是圖2組合后的剖視圖。

圖4是加熱裝置的另一實(shí)施例的分解圖。

圖5A是圖4組合后的剖視圖。

圖5B是圖5A的右視圖。

圖6A是安全裝置的閥門(mén)開(kāi)啟的動(dòng)作示意圖。

圖6B是安全裝置的閥門(mén)關(guān)閉的動(dòng)作示意圖。

圖7是本發(fā)明結(jié)合外部電源的第一實(shí)施例。

圖8A是圖7通電狀態(tài)的示意圖。

圖8B是圖7斷電狀態(tài)的示意圖。

圖9是加熱裝置結(jié)合把手的第二實(shí)施例。

圖10是加熱裝置結(jié)合把手的第三實(shí)施例。

圖11A及11B是本發(fā)明結(jié)合外部電源的第二實(shí)施例的示意圖。

圖12A及12B是本發(fā)明結(jié)合外部電源的第三實(shí)施例的示意圖。

圖13是本發(fā)明的另一實(shí)施例。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

1：容器

10：底端

11：出/入口端

12：內(nèi)部空間

2：快接端子總成

3：安全裝置

30：本體

301：收納室

302：外螺牙

303：外螺牙

304：氣體通道

305：溝槽

31：墊片

32：閥門(mén)

33：彈簧

34：熔栓塊

35：中空調(diào)整螺絲

351：平面部

352：凹槽部

36：過(guò)濾片

37：螺帽

38：O型環(huán)

39：迫緊螺帽

4、4’：加熱裝置

40：連接件

41：接線端

42：轉(zhuǎn)接件

43：支撐部

5：水套

50：端部

6：把手

60：導(dǎo)電片

7、7’、7”：電源供應(yīng)單元

71：支架

72：電磁鐵

721：活動(dòng)桿

73：螺帽

74：彈片座

741：外罩

742：導(dǎo)電彈片

75：扣環(huán)

76：推板

77、77’：連桿

78、78’：導(dǎo)電彈片

79：控制單元

8：方形把手

81：導(dǎo)電接觸片

9：圓形把手

91：導(dǎo)電接觸片

具體實(shí)施方式

為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

請(qǐng)參閱圖1是本發(fā)明與容器的組合示意圖。容器1具有一底端10及出/入口端11，兩端部可視需求而設(shè)凸伸部及內(nèi)、外螺牙。容器1的形狀可為圓形、圓柱形、三角形、方形、多邊形、不規(guī)則形狀…等，可視實(shí)際應(yīng)用的需要而變化，其材質(zhì)可為金屬，包括但不限于：鋼或鋁合金所制成，或結(jié)合碳纖維復(fù)合材料，其可為一氣體儲(chǔ)存 罐或儲(chǔ)氫罐。而容器1的內(nèi)部空間可裝入貯氣材料、導(dǎo)管及導(dǎo)熱材料等(圖中未示)，用以吸收及釋出氣體(例如：氫氣)。

請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D2是本發(fā)明與容器的分解圖，容器1的出/入口端11與一快接端子總成2相結(jié)合，使其可與一應(yīng)用裝置或充氣設(shè)備相連接(圖未示)；而其底端10與一安全裝置3相連接。安全裝置3的本體30為一前后貫穿的中空體，內(nèi)部形成一通道，其一端設(shè)有一具內(nèi)螺牙的收納室301，用以分別收納墊片31、閥門(mén)32、彈簧33、熔栓塊34及具有平面部351與凹槽部352的中空調(diào)整螺絲35，而該中空調(diào)整螺絲35具有外螺牙與收納室301的內(nèi)螺牙相配合，可以用以調(diào)整彈簧33推抵閥門(mén)32的力量，該墊片31、閥門(mén)32、彈簧33與熔栓塊34形成中空狀，前述的墊片31、閥門(mén)32、彈簧33、熔栓塊34等的外徑，小于該收納室301的內(nèi)徑，借以形成一通道，利用其間隙以導(dǎo)出氣體，即在墊片31、閥門(mén)32、彈簧33及熔栓塊34與收納室301的內(nèi)壁之間形成一能導(dǎo)出氣體的通道；另一端則設(shè)有外螺牙302、303，而其中段凹陷處設(shè)有多個(gè)氣體通道304。氣體通道304的上方，恰為一過(guò)濾片36所罩覆，并借由一螺帽37固定于外螺牙302上。一加熱裝置4的一端分別穿過(guò)連接件40、迫緊螺帽39、O型環(huán)38及安全裝置3的中空體、收納室301之后，鎖固于本體30的外螺牙302上，而其接線端41恰外露于安全裝置3的外部。接著，將一O型環(huán)306套合于本體30上的溝槽305，再利用外螺牙303使其可與加熱裝置4一起穩(wěn)固地鎖在容器1的底端10凸伸部的內(nèi)螺牙上，而該加熱裝置4恰完全被收納于容器1的內(nèi)部空間12中，同時(shí)亦達(dá)到氣密的要求，氣體完全不會(huì)泄漏，如圖3所示的剖視圖。而此加熱裝置4可為一電熱元件(例如：電熱棒)或其他可產(chǎn)生發(fā)熱體的加熱器，該發(fā)熱本體的外部可包覆有一導(dǎo)熱金屬層，而其尾部的絕緣接線端41則可連接外部的電源。該連接件40亦可被省略，可視需要將其與加熱裝置4設(shè)計(jì)成一體成型的方式。

圖4是加熱裝置另一實(shí)施例的分解圖。大部分的構(gòu)造與圖2的內(nèi)容相同，相同的組件仍然沿用相同的編號(hào)，相同的符號(hào)代表相同的元件、結(jié)構(gòu)及功能，故不再贅述。本實(shí)施例與前述實(shí)施例差異在于：該加熱裝置4’是改用一正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC)的發(fā)熱元件，可讓加熱的溫度能有效地控制在安全的范圍內(nèi)。

圖5A是圖4組合后的剖視圖，圖5B是圖5A的右視圖，如圖所示，該加熱裝置4’是借一轉(zhuǎn)接件42與安全裝置3組合后，即形成一筆直狀的形態(tài)，而其接線端41在穿過(guò)本體30的中空通道及收納室301后，即露出于安全裝置3之外，用以連接外 部的電源。該轉(zhuǎn)接件42的支撐部43借由一迫緊螺帽39及O型環(huán)38鎖固于本體30上，以形成氣密的連接。該本體30的收納室301則收納了墊片31、閥門(mén)32、彈簧33、熔栓塊34及具有平面部351與凹槽部352的中空調(diào)整螺絲35，該中空調(diào)整螺絲35具有外螺牙與收納室301的內(nèi)螺牙相配合，可用以調(diào)整彈簧33推抵閥門(mén)32的力量，該墊片31、閥門(mén)32、彈簧33與熔栓塊34形成中空狀，同樣地前述的墊片31、閥門(mén)32、彈簧33、熔栓塊34等的外徑，小于該收納室301的內(nèi)徑，借此形成一通道，利用其間隙以導(dǎo)出氣體；另在本體30中段凹陷處(即安全裝置3的本體30中段處)設(shè)有多個(gè)氣體通道304，用以導(dǎo)通氣體，其外圍恰為一過(guò)濾片36所罩覆，并借一螺帽37予以鎖固；接著，將一O型環(huán)306套合于本體30上的溝槽305，再利用外螺牙303使其可與加熱裝置4’一起穩(wěn)固地鎖在容器1的底端10的內(nèi)螺牙上，而該加熱裝置4’恰完全被收納于容器1的內(nèi)部空間12中，同時(shí)亦達(dá)到氣密的要求，氣體完全不會(huì)泄漏。該轉(zhuǎn)接件42及支撐部43等部件亦可被省略，可視需要將其設(shè)計(jì)成與加熱裝置4’一體成型的方式。

圖6A及圖6B是安全裝置的閥門(mén)開(kāi)啟及關(guān)閉的動(dòng)作示意圖，當(dāng)容器1內(nèi)的壓力大于一預(yù)設(shè)值時(shí)(例如：600psi)，則需將內(nèi)部的氣體予以釋放，用以保護(hù)容器1。若充氣的壓力高于預(yù)設(shè)值，此時(shí)氣體紛紛流向安全裝置3的過(guò)濾片36后，經(jīng)由氣體通道304，而強(qiáng)力推擠墊片31、閥門(mén)32及彈簧33，因受作用力的關(guān)系，彈簧33開(kāi)始被壓縮，閥門(mén)32因此被推開(kāi)，氣體瞬間即從收納室301內(nèi)的間隙通道往中空調(diào)整螺絲35的平面部351處竄出釋放，達(dá)到釋壓的目的。

當(dāng)上述壓力解除后，此時(shí)外部的壓力大于容器1內(nèi)部的壓力，使得安全裝置3內(nèi)的彈簧33不受推力而張開(kāi)復(fù)歸，并使閥門(mén)32及墊片31將氣體通道304關(guān)閉封住，如此容器1可再繼續(xù)充填利用，完全不會(huì)受到任何損壞，如圖6B所示的形態(tài)。

再者，若容器1內(nèi)的溫度持續(xù)升高大于一預(yù)設(shè)值(例如：125℃)時(shí)，則需將內(nèi)部的氣體予以釋放，以保護(hù)容器1。若加熱裝置4的加熱溫度失控高于預(yù)設(shè)值，而此時(shí)容器1內(nèi)部的氣體壓力尚未高過(guò)預(yù)設(shè)的壓力值，所以閥門(mén)32尚不會(huì)作動(dòng)或開(kāi)啟，但是因溫度已達(dá)到熔栓塊34的熔點(diǎn)，因此其漸漸被熔解，使得抵頂彈簧33的面積亦逐漸消失，而彈簧33的作用力也因此漸漸失去，最后墊片31及閥門(mén)32因已不受彈簧33的推頂作用而放松，此時(shí)在氣體通道304上，容器1內(nèi)部的氣體壓力已大于外部的壓力，所以墊片31及閥門(mén)32被頂開(kāi)，而其內(nèi)的氣體瞬間即從收納室301預(yù)留的 間隙往中空調(diào)整螺絲35的平面部351處竄出釋放，達(dá)到釋壓的目的，以保護(hù)容器1。

圖7是本發(fā)明結(jié)合外部電源的第一實(shí)施例。如圖所示，容器1置于一水套5內(nèi)，其一端結(jié)合了具有可外接電源的手持把手6，以及位于其上的導(dǎo)電片60，加熱裝置4的接線端41可借由焊接、或利用導(dǎo)電元件等方式連接到把手6的導(dǎo)電片60上。該水套5的端部50連接有一具電源與溫度自動(dòng)控制的電源供應(yīng)單元7，該電源供應(yīng)單元7借由一支架71與一電磁鐵72相連接，該電磁鐵72的一端借一螺帽73鎖固于支架71上，一彈片座74借一外罩741而鎖固于支架71上；該彈片座74的一端容納有導(dǎo)電彈片742，并連接至電源及控制單元79；該電磁鐵72上的活動(dòng)桿721是借由扣環(huán)75與推板76及彈片座74相連接。當(dāng)容器1置于水套5內(nèi)且定位，此時(shí)把手6上的導(dǎo)電片60恰位于彈片座74的前方，通過(guò)使用者的開(kāi)關(guān)操作或自動(dòng)控制的方式促使電磁鐵72的活動(dòng)桿721作動(dòng)往前伸出，使位于活動(dòng)桿721上的彈片座74的導(dǎo)電彈片742恰與把手6上的導(dǎo)電片60相連接，借以導(dǎo)通電源形成通路，如圖8A所示，使容器1內(nèi)的加熱裝置4開(kāi)始加熱。相反地，當(dāng)電磁鐵72的活動(dòng)桿721再次作動(dòng)往后縮回時(shí)，該活動(dòng)桿721上的彈片座74則與把手6上的導(dǎo)電片60分離而形成斷路，如圖8B所示，加熱動(dòng)作隨即停止。上述的電源供應(yīng)單元7亦可改用無(wú)線的電磁感應(yīng)、無(wú)線電波或核磁共振等設(shè)計(jì)來(lái)供給電源；另外，更可結(jié)合無(wú)線射頻辨識(shí)系統(tǒng)(RFID)功能與資料庫(kù)連接，來(lái)記錄容器的規(guī)格、儲(chǔ)氣種類、使用次數(shù)及維修紀(jì)錄等。

本發(fā)明加熱裝置4的接線端41與把手6結(jié)合的設(shè)計(jì)，可視不同的需求而做變化，例如：圖9所示的第二實(shí)施例，該方形把手8上，與容器1、安全裝置3及加熱裝置4的結(jié)合處，即設(shè)計(jì)有環(huán)狀的兩個(gè)導(dǎo)電接觸片81，用以連接外部電源；而圖10所示的第三實(shí)施例，為一圓形把手9，同樣的在與容器1、安全裝置3及加熱裝置4的結(jié)合處，亦設(shè)計(jì)有環(huán)狀的兩個(gè)導(dǎo)電接觸片91，用以連接外部電源。

圖11A及圖11B是本發(fā)明結(jié)合外部電源的第二實(shí)施例的示意圖。該水套5的端部上連接有兩個(gè)具電源與溫度自動(dòng)控制的電源供應(yīng)單元7’，借由連桿77的往下作動(dòng)并使其鎖住(可采用卡扣、彈片或彈簧拉力等方式)，使其端部的兩導(dǎo)電彈片78分別與方形把手8上的兩導(dǎo)電接觸片81緊密地連接，進(jìn)而導(dǎo)通電源形成通路，使容器1內(nèi)的加熱裝置4開(kāi)始加熱，如圖11A所示。反之，若將連桿77往上扳起或解除，則兩者分離形成斷路，如圖11B所示，加熱動(dòng)作隨即停止。

圖12A及圖12B是本發(fā)明結(jié)合外部電源的第三實(shí)施例的示意圖。該水套5的端部 上連接有兩個(gè)具電源與溫度自動(dòng)控制的電源供應(yīng)單元7”，借由連桿77’的往上作動(dòng)并使其鎖住(可采用卡扣、彈片或彈簧拉力等方式)，使其端部的兩導(dǎo)電彈片78’分別與圓形把手9上的兩導(dǎo)電接觸片91緊密地連接，進(jìn)而導(dǎo)通電源形成通路，使容器1內(nèi)的加熱裝置4開(kāi)始加熱，如圖12A所示。反之，若將連桿77’往下扳開(kāi)或解除，則兩者分離形成斷路，如圖12B所示，加熱動(dòng)作隨即停止。

經(jīng)由上述說(shuō)明應(yīng)可理解的是，本發(fā)明可單獨(dú)利用加熱裝置來(lái)提供熱源予貯氣材料，使容器內(nèi)的氣體順利排出，特別是在冷啟動(dòng)的階段(例如：溫度低于15℃或容器內(nèi)壓力低于35psi時(shí))；更可與燃料電池系統(tǒng)及外部的水箱或水套來(lái)搭配使用，以達(dá)到節(jié)能減碳的目的。另外，加熱裝置的數(shù)量可視使用上的需要予以增減，如圖13所示。使用者完全不用擔(dān)心燃料電池系統(tǒng)冷啟動(dòng)時(shí)，無(wú)法順利開(kāi)機(jī)的困擾，而且操作及使用上也非常地簡(jiǎn)便，更能讓貯氣材料平均及穩(wěn)定的受熱，故使得貯氣材料充放氣體(例如：氫氣)的效率提高，更借由安全裝置的設(shè)置更能達(dá)到使用上的安全性。

以上所述僅為本發(fā)明示意性的具體實(shí)施方式，并非用以限定本發(fā)明的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下所作的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。而且需要說(shuō)明的是，本發(fā)明的各組成部分并不僅限于上述整體應(yīng)用，本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)中描述的各技術(shù)特征可以根據(jù)實(shí)際需要選擇一項(xiàng)單獨(dú)采用或選擇多項(xiàng)組合起來(lái)使用，因此，本發(fā)明理所應(yīng)當(dāng)?shù)睾w了與本案發(fā)明點(diǎn)有關(guān)的其他組合及具體應(yīng)用。