JPH0310608Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

産業上の利用分野 本考案は、飛しよう体や緊急用電源などに短時
間に大電力を供給することのできる、いわゆる熱
電池に関するものである。さらに詳しくは、電池
を活性化するための発熱剤等から発生する熱気流
の安定と、これに伴う熱エネルギーバランスを改
良する構造に関する。 従来例の構成とその問題点 熱電池は良く知られるように、正極，負極，電
解質および正，負極端子より構成される。電解質
は無水固体塩を用いるため、常温ではイオン伝導
性を示さず、従つて電池は不活性状態にある。こ
れを活性化する手段として、あるものは火災報知
器の電源のように外部からの加熱で電解質を溶融
し、活性化する場合もあるが、ほとんどの場合は
電池内部に発熱剤を備え、外部よりのトリガー信
号でこれを発火させ、その熱で電解質を溶融して
電池を活性化するのが一般的である。 熱電池の作動は、その構成要素により、最適作
動温度範囲があり、できるだけ長い時間その温度
を保持することが重要である。このため、電池要
素とケースとの間に、できるだけ熱伝導率の低い
断熱材を備えているのが普通である。また他の工
夫としては、実公昭53−26176号公報に示される
ように、振動・衝撃などの各種環境条件に耐え得
る構造とする工夫がなされている。例えば、第１
図に示すように素電池１と発熱剤２とを交互に積
層した積層体の側面と上下両面にそれぞれ耐熱絶
縁層３，４を配し、層４の外側に円板状当金５を
位置させ、拘束金具６で拘束したセルスタツク構
造とすることにより、電池主要部を構造上安定さ
せるとともに、素電池を加熱する熱エネルギーが
外部へ逃げることを抑制した工夫もある。なお７
は火導孔の一方端に配置した点火器、８はセルス
タツクを貫通した火導孔である。 しかし、このようなセルスタツクの構造では電
池全体の温度保持の一部としては役立つが、点火
器に対して火導孔の底部が開口している為、電池
活性化状態における熱バランスの維持や発熱剤等
から発生するガス気流を安定にすることは出来な
いという問題があつた。 考案の目的 本考案の目的は、上記のような従来の欠点を解
消し、電池活性化状態における熱気流と発熱剤等
から発生するガス気流を安定にすると同時に、熱
バランスを改良することにある。 考案の構成 本考案は、火導孔をそれぞれ有する素電池、発
熱剤及び耐熱絶縁層からなる積層体を拘束金具で
一体化してセルスタツクとし、このセルスタツク
に各火導孔を対応させることで形成される上下貫
通の火導孔の一方の端（点火器とは反対側に位置
する部分）を、金属板，耐熱シート，耐熱テープ
あるいは開口していない当金で閉口したことを特
徴とする。 実施例の説明 以下、本考案を実施例で詳述する。本考案は第
２図、第３図に示すように火導孔８底部開口部分
８′を閉口したものである。第２図においてその
他のセルスタツク構成は第１図の従来の熱電池と
同様である。その作動状態を説明すると、まず一
対の外部入力端子１０ａと１０ｂに点火信号を入
力すると、７の点火器が作動し、その点火炎は火
導孔８を通り、発熱剤２を次々と着火させる。発
熱剤２からの熱が素電池１に伝わり、常温では不
活性であつた素電池１が起電力を生じ、１６ａ，
１６ｂの出力リードを経て９ａと９ｂの出力端子
より、電力を外部へ供給することができる。ここ
で６はセルスタツクを一体となす為の拘束金具、
３，４は耐熱絶縁層であり、１１，１１′は断熱
層、１２は電池ケース、１３はケース１２と出力
端子９とを絶縁する為の絶縁体である。 第２図中１４は、本考案の火導孔８の他方端
８′を閉口する蓋であり、第３図におけるセルス
タツク断面図の円板状当金５′は、火導孔底部に
対応して開口部が無いものを示している。 以下、本考案の作用について説明する。前述し
たように、点火器７が作動すると、発熱剤２が点
火器７に近いものから、すみやかに次々と着火す
るので、この時短時間ではあるが燃焼によるガス
気流が、点火器から発する火炎の方向と同一方向
(点火器側より火導孔８の他方端８'へ向けての方
向）に、急速にかつ衝撃的に伝わる。従来の熱電
池では火導孔８の他方端も開口しており、セルス
タツクと断熱層１１が一体となつていない為、こ
のガス気流の衝撃がセルスタツクと、セルスタツ
ク底部の断熱層１１'との間に空間を生じさせる。
この為、発熱剤２から発生する熱気流もこの空間
に流れ込み、熱の拡散が火導孔の他方端では著し
く大きくなる為に本来、点火器側の素電池を加熱
する熱エネルギーまでもが、火導孔の他方端側へ
移動し、点火器７側の素電池では未加熱、火導孔
の他方端側の素電池では過熱となり、電池の活
性、保持の為に最も重要な熱バランスが保たれな
くなつてしまう。したがつて点火器６側の素電池
は未加熱となり活性状態が急速に悪化する傾向が
ある。 これを防止する手段としては、発熱剤の量を調
節する方法が考えられるが、これは発熱剤重量を
何段階にも調整しなければならず、製作上困難を
きわめるので実用的ではない。 本考案の第２図に示す構成ではセルスタツクを
貫通した火導孔８の他方端８′を火導孔蓋１４で
密栓した。また第３図の構成では火導孔８の他方
端８'側に開口部のない拘束用円板状当金５'を用
いる為に、それぞれ前記のようなセルスタツクと
断熱層１１′との間に空間を作ることはない。 従つて、発熱剤の着火の際に生じるガス気流
は、火導孔８の他方端８′が閉口しているので、
この閉口部で跳ね返され、セルスタツクを取りま
く耐熱絶縁層３，４から均等に外側の断熱層１
１，１１′へと流れるようになり、熱気流もガス
気流と同様な挙動を生じる為、火導孔他方端での
著しい熱拡散が防止され、点火器側の素電池の活
性状態の低下を防止することができる。このた
め、従来の熱電池で行なわれていた点火器側に発
熱剤を多くするといつた操作も必要ではなく、ほ
とんど均一重量の発熱剤を使用できるという効果
がある。 次に、従来の構成の熱電池をＡとし、第２図に
示した本実施例をＢとして、重量が均一の発熱剤
を用いて、−30℃の環境下で放電試験を実施し、
火導孔の点火器側端セルと他方端側端セルの規定
電圧以上の放電寿命を測定した。その結果は次表
に示すとおり、点火器側端セルではＢはＡに比べ
て、放電寿命は約30％増加する。一方、他方端側
では若干の寿命低下があるが、ほぼ同等である。
電池Ａでは点火器側と他方端側の放電寿命比が
１：1.5であるのに対し、Ｂではその比がほぼ
１：１となつている。このようにＡに比べＢの方
が熱バランス的に向上し、放電寿命の延長もみら
れる。

【表】 考案の効果 以上のように、セルスタツクを貫通する火導孔
の他方端を閉口することにより、発熱剤等から発
生するガス気流を容易に安定させ、素電池に伝わ
る熱エネルギーのバランスを一定に保持すること
ができる。

【実用新案登録請求の範囲】 火導孔を有する素電池１と火導孔を有する発熱
剤２を交互に積層した積層体と、 積層体の上下部に配した火導孔を有する耐熱断
熱層４および積層体の側部に配した耐熱絶縁層３
と、 耐熱断熱層４の外側に位置させた円板状当金５
と、 これら各部材を拘束金具６によつて一体化した
セルスタツクを備え、 上記各部材の火導孔を対応させることでセルス
タツクを貫通する火導孔８を設け、この火導孔８
の一方端に点火器７を配置した熱電池であつて、 導火孔の他方端８′を閉口蓋１４又は開口部の
ない円板状当金５′で閉口したことを特徴とする
熱電池。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の熱電池のセルスタツクを示す断
面図、第２図は本考案の実施例による熱電池の構
造を示す断面図、第３図は本考案の他の実施例に
おけるセルスタツクを示す断面図である。 １…素電池、２…発熱剤、３，４……耐熱絶縁
層、５，５′…円板状当金、６…拘束金具、７…
点火器、８…火導孔、８′…火導孔の底部開口部
分、１１，１１′…断熱層、１４……火導孔蓋。