JP4563063B2 - Thermal battery - Google Patents
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Description
本発明は、熱電池の構造に関するものである。 The present invention relates to a structure of a thermal battery.
近年、熱電池を使用する機器の高性能化に伴い、電圧の立ち上がり時間を短縮し、熱電池の起動性を向上させることが要求されている。
この要求に対し、例えば、特許文献1では、素電池、発熱剤および着火板からなる発電体の中央部に火導孔を設け、この火導孔に向けて点火栓が火炎を発する熱電池が提案されている。
In recent years, with the improvement in performance of devices using thermal batteries, it has been required to shorten the voltage rise time and improve the startability of the thermal batteries.
In response to this requirement, for example,
従来の熱電池の一例を図5を参照しながら説明する。
電池容器38は電池ケース39と電池蓋40とからなり、両者は溶接により接合されて密閉容器を構成している。電池容器38は、側面が導火帯33で覆われた発電体31と、前記発電体31を包囲する断熱体37および蓋部断熱体41とを収容している。
電池蓋40には、一対の出力端子35a、35bおよび一対の点火端子36a、36bが設置されている。出力端子35aは、リード板34aにより発電体31の最下部の素電池における正極層と電気的に接続されている。出力端子35bは、リード板34bにより発電体31の最上部の素電池における負極層と電気的に接続されている。一対の点火端子36a、36bは、後述するリード線22を介して点火栓21に電気的に接続されている。
An example of a conventional thermal battery will be described with reference to FIG.
The
The
発電体31の上部には、点火栓21が備えられ、発電体31の中央部には、発電体31を貫通する火導孔32が形成されている。上記の発電体31は、図6に示すように、素電池42、発熱剤43および着火板44を複数個積層して構成される。図6は、図5における発電体31の部分拡大図である。
図6における着火板44は、図7に示すように、帯状の着火剤45、および着火剤45の両側に配された半円状の金属片47からなる部材と、この部材を挟む2枚の金属板46とからなる。そして、着火剤45および金属板46は、火導孔を構成する孔45aおよび孔46aを有する。着火剤45は、孔45aの部分で火導孔に露出し、外周の端部で導火帯33に接触する。
An
As shown in FIG. 7, the
上記の発電体は、図8に示すように、複数の着火板44の間に、素電池42と発熱剤43とを交互に堆積した複数の積層体ブロック48を配することにより構成されている。そして、着火板44を構成する金属板46および金属片47からなる電気導通部により、積層体ブロック48間は電気的導通状態となるため、積層した全ての素電池42は直列に接続されている。
As shown in FIG. 8, the power generator is configured by arranging a plurality of laminated
次に、上述した従来の熱電池の起動について図5〜8を参照しながら説明する。図8は、図5における点火栓21、火導孔32、および発電体31の位置関係および構造を示す図である。
図5に示す発電体31は、図8に示すように4つの積層体ブロック48からなり、その間に着火板44を設置した構造である。燃焼は、図8に示す矢印の方向に伝播する。
Next, activation of the above-described conventional thermal battery will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a diagram showing the positional relationship and structure of the
The
まず、外部電源から点火端子36a、36bに通電する。これにより、点火栓21から火導孔32に向かって火炎が発せられ、各着火板44中の着火剤45を燃焼させる。着火剤45の燃焼は外周方向に放射状に拡散し、着火剤45の燃焼が外周端部に到達することにより、導火帯33が燃焼する。さらに、発熱剤43の燃焼により素電池42が加熱され、積層された素電池42の全てが加熱された時点で最大電圧が発生する。
この場合、着火板44の設置間隔の距離が、導火帯33の燃焼する距離に相当する。この導火帯33の燃焼する距離が均一となるように着火板44を積層体ブロック48間に均等に設置すれば、図8に示すような経路で燃焼が伝播され、熱電池が迅速に起動する。
First, the
In this case, the distance of the installation interval of the
ここで、図5〜8における従来の点火栓21の概略縦断面図を図9に示す。
点火栓21は、一対のリード線22を保持する保持体23、前記一対のリード線22の端部を結ぶ電橋線24、前記リード線22の端部および電橋線24を覆う点火薬25a、ならびに前記点火薬25aの表面を覆う樹脂部25からなる。そして、点火栓21は、リード線22およびリード線22を覆う断熱体37により電池蓋40の内側に設置されている。
Here, the schematic longitudinal cross-sectional view of the
The
しかし、この点火栓21は、底部全体が火導孔32に露出しているため、振動等の衝撃によりずれやすく、点火栓21より発せられる火炎の方向を一定に保ちにくく、火導孔32全体に火炎が到達しない可能性がある。また、火導孔32全体に火炎が到達した場合でも、その到達度合いが不均一であると、着火板44への着火が不充分な部分を生じる可能性がある。このような場合、電圧の立ち上がり時間が遅延するという問題がある。
However, since the entire bottom of the
また、点火栓を電池蓋に圧入して嵌合する場合、点火栓が露出しているため、圧入時に点火栓をずれることなく所定の位置に固定することが難しい。
さらに、着火板に着火しやすくするために、点火薬を増量して、火炎の勢いを強くしすぎると、発生する熱により負極のリチウム等が漏れ出し、放電初期に発電体において内部短絡を生じる場合がある。
Furthermore, in order to make the ignition plate easier to ignite, if the amount of igniting agent is increased and the momentum of the flame is increased too much, the lithium generated in the negative electrode leaks due to the generated heat, causing an internal short circuit in the power generator at the beginning of discharge. There is a case.
そこで、本発明は、上記の問題を解決するため、発電体の火導孔全体に火炎を均一に到達させるべく点火栓をずれないように固定し、確実に、かつ迅速に起動する熱電池を提供することを目的とする。 Therefore, in order to solve the above-mentioned problem, the present invention fixes a spark plug so as not to be displaced so that the flame reaches the entire heat conduction hole of the power generator uniformly, and a thermal battery that starts surely and quickly is provided. The purpose is to provide.
本発明の第一の熱電池は、中央に火導孔を有する発電体と、点火栓および前記点火栓を収容する枠体からなる点火栓複合体と、前記点火栓複合体を固定して収容する溝部、および前記溝部から前記火導孔に連通する孔を有する蓋部断熱体とを具備し、前記枠体が、底面部に前記点火栓から前記火導孔に向けて火炎を発するための開口部を有し、前記開口部、前記孔、および前記火導孔が同軸上に配列され、前記開口部の径に対する前記火導孔の径の比が0.6〜9.0であることを特徴とする。 The first thermal battery of the present invention includes a power generator having a heat conduction hole in the center, a spark plug complex including a spark plug and a frame body that stores the spark plug, and the spark plug complex fixedly received. And a lid heat insulator having a hole communicating from the groove to the heat conduction hole, and the frame body emits a flame on the bottom surface from the ignition plug toward the heat conduction hole. Having an opening, wherein the opening, the hole, and the heat conduction hole are coaxially arranged, and a ratio of the diameter of the heat conduction hole to the diameter of the opening is 0.6 to 9.0. It is characterized by.
本発明の第二の熱電池は、中央に火導孔を有する発電体と、点火栓および前記点火栓を収容する枠体からなる点火栓複合体と、前記点火栓複合体を固定して収容する溝部、および前記溝部から前記火導孔に連通する孔を有する蓋部断熱体とを具備し、前記枠体が、底面部に前記点火栓から前記火導孔に向けて火炎を発するための開口部を有し、前記開口部、前記孔、および前記火導孔が同軸上に配列され、前記開口部の径に対する前記孔の径の比が0.6〜9.0であることを特徴とする。 The second thermal battery of the present invention includes a power generating body having a heat conduction hole in the center, a spark plug complex including a spark plug and a frame body that stores the spark plug, and the spark plug complex fixedly received. And a lid heat insulator having a hole communicating from the groove to the heat conduction hole, and the frame body emits a flame on the bottom surface from the ignition plug toward the heat conduction hole. And having an opening, wherein the opening, the hole, and the heat conduction hole are coaxially arranged, and a ratio of the diameter of the hole to the diameter of the opening is 0.6 to 9.0. And
本発明の第三の熱電池は、中央に火導孔を有する発電体と、一対のリード線を保持する保持体、前記一対のリード線同士を結ぶ電橋線、および前記電橋線を覆う点火薬からなる点火栓、前記点火栓の前方に配された着火薬、前記点火栓および着火薬を保持する筒状部材、前記筒状部材を収容する枠体、ならびに前記枠体の開口部と前記着火薬との間に配された板状部材とからなる点火栓複合体と、前記点火栓複合体を固定して収容する溝部、および前記溝部から前記火導孔に連通する孔を有する蓋部断熱体とを具備し、前記枠体が、底面部に前記点火栓から前記火導孔に向けて火炎を発するための開口部を有し、前記開口部、前記孔、および前記火導孔が同軸上に配列され、前記開口部の径に対する前記点火薬および着火薬の径の比が1.1〜25.0であることを特徴とする。 The third thermal battery of the present invention covers a power generation body having a heat conduction hole in the center, a holding body for holding a pair of lead wires, a bridge wire connecting the pair of lead wires, and the bridge wire. An ignition plug made of ignition powder, an ignition powder arranged in front of the ignition plug, a cylindrical member for holding the ignition plug and the ignition powder, a frame body for housing the cylindrical member, and an opening of the frame body; A lid having an ignition plug complex including a plate-like member disposed between the ignition powder, a groove portion for fixing and accommodating the ignition plug complex, and a hole communicating from the groove portion to the fire conduction hole The frame body has an opening for emitting a flame from the spark plug toward the fire hole on the bottom surface, the opening, the hole, and the fire hole Are arranged on the same axis, and the ratio of the diameter of the ignition powder and the ignition powder to the diameter of the opening is 1.1. Characterized in that it is a 25.0.
前記開口部が複数の開口を有するのが好ましい。
前記枠体が、その底面部に凹部または凸部を有し、前記蓋部断熱体が、前記溝部の底面部に前記凹部または凸部と嵌合する凸部または凹部を有するのが好ましい。
It is preferable that the opening has a plurality of openings.
It is preferable that the frame body has a concave portion or a convex portion on a bottom surface portion thereof, and the lid heat insulator has a convex portion or a concave portion fitted to the concave portion or the convex portion on the bottom surface portion of the groove portion.
本発明によれば、点火栓が固定されているため、発電体の火導孔に火炎を均一に発することができ、発熱剤および着火剤を直接燃焼させることができるので、確実に、かつ迅速に起動する熱電池を提供することができる。 According to the present invention, since the spark plug is fixed, a flame can be emitted uniformly to the heat conduction hole of the power generator, and the heat generating agent and the igniting agent can be directly combusted, so that it can be performed quickly and reliably. A thermal battery can be provided.
本発明の熱電池の一例を、図1〜3を参照しながら説明する。図1は、本発明の熱電池の概略縦断面図である。
本発明は、中央に火導孔2を有する発電体1と、点火栓および点火栓を収容する枠体19からなる点火栓複合体11と、点火栓複合体11を固定して収容する溝部6a、および溝部6aから火導孔2に連通する孔6bを有する蓋部断熱体6とを具備し、枠体19が底面部に点火栓から火導孔2に向けて火炎を発するための開口部20を有し、開口部20、孔6b、および火導孔2が同軸上に配列された熱電池に関する。
電池容器8は、電池ケース9と電池蓋10とからなり、両者は溶接により接合されて密閉容器を構成している。電池容器8には、側面が導火帯3で覆われた発電体1と、前記発電体1の上部に配された蓋部断熱体6、および側面部および底部に配された断熱体7とが収容されている。
An example of the thermal battery of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of a thermal battery of the present invention.
The present invention includes a
The
一対の出力端子5a、5bが設置された電池蓋10は、後述する点火栓複合体11を電池ケース内に収容するための穴部(貫通孔)10aを有する。出力端子5aは、リード板4aにより発電体1の最下部における素電池の正極層と電気的に接続されている。出力端子5bは、リード板4bにより発電体1の最上部における素電池の負極層と電気的に接続されている。
発電体1は、上述した図8の発電体31と同様の構成であり、中央に火導孔2を有し、複数個の着火板、および前記着火板の間に配され、素電池と発熱剤とを交互に積層した積層体ブロックからなる。また、着火板は、上述した図7の着火板44と同様の構成である。そして、発電体1の上部には、点火栓複合体11が設置されている。
The
The
ここで、図2は図1のX部分(点火栓複合体が設置された付近)の拡大断面図である。また、図3は点火栓複合体の分解縦断面図である。
点火栓複合体11は、蓋部断熱体6の溝部6aに収容されている。蓋部断熱体6は、溝部6aから火導孔2に連通する孔6bを有する。溝部6aおよび孔6bは、それぞれ径の大きい穴と径の小さな穴で構成され、それらの径の差に相当する部分(段差)によって点火栓複合体11が固定される。
このように、点火栓が確実に固定されるため、振動等の衝撃によりずれたりすることがなく、点火栓より発せられる火炎の方向を一定に保つことができる。
Here, FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a portion X (near the place where the spark plug complex is installed) of FIG. FIG. 3 is an exploded longitudinal sectional view of the ignition plug composite.
The
Thus, since the spark plug is securely fixed, the direction of the flame emitted from the spark plug can be kept constant without being displaced by an impact such as vibration.
点火栓は、一対のリード線12を保持する保持体13、前記一対のリード線12を結ぶ電橋線14、および前記電橋線14を覆う点火薬15aからなる。
点火栓複合体11は、この点火栓と、点火栓の下方に配された着火薬15bと、点火栓および着火薬15bを保持する筒状部材16と、筒状部材16を収容する枠体19からなる。筒状部材16は、保持体を収容する収容部16a、ならびに点火薬15aおよび着火薬15bからなる部分(以下、火薬部17とする)を収容する収容部16bを有し、収容部16aと収容部16bは、互いに隣接している。ここで、点火薬15aだけでなく、着火薬15bも用いているため、発火時の火炎が粒子状の塊となり、発電体への着火性が向上する。
The ignition plug includes a holding
The
枠体19は底面部に点火栓が火炎を発するための開口部20を有する。そして、開口部20、孔6b、および火導孔2は、同軸上に位置する。また、火薬部17と開口部20との間には、開口部20を塞ぐように金属製の板状部材18が配されている。この板状部材18には、アルミニウムなどが用いられる。この板状部材18により、点火栓内が密閉状態となるため、燃焼により点火栓の内部圧力が上昇し、火炎の威力が増す。内部圧力がある程度上昇すると、板状部材18が溶解することにより貫通し、火炎が火導孔2に向けて飛び出す。
The
開口部20は開口を複数有していてもよい。例えば、火導孔および孔が同軸上に配列され、開口部における複数の開口が前記枠体の底面部と前記軸との交点を中心とした同心円上に等間隔に配置されていてもよい。
点火栓より発せられる火炎は、点火栓複合体11における開口部20より孔6bを経て火導孔2へ到達する。これにより、点火栓は、発電体1の火導孔2全体に均一に火炎を発することができる。
The
The flame emitted from the spark plug reaches the
開口部20の径Bに対する火導孔2の径Dの比D/Bが0.6〜9.0のとき、熱電池は、確実に、かつ迅速に起動することができる。0.6未満の場合、発電体の火導孔が小さくなり過ぎ、点火栓より発せられる火炎が火導孔全体に到達しにくくなる。一方、9.0を超えると、火導孔が大きくなり過ぎ、素電池の反応面積が小さくなり、単位面積当たりに流れる電流が大きくなり、内部抵抗が増大する。
When the ratio D / B of the diameter D of the
また、開口部20の径Bに対する孔6bの径Cの比C/Bが0.6〜9.0のとき、熱電池は、確実に、かつ迅速に起動することができる。0.6未満の場合、蓋部断熱体における孔の径が小さくなり過ぎ、火導孔に火炎が到達しにくくなる。一方、9.0を超えると、蓋部断熱体の孔が大きくなりすぎ、火炎が広がりやすくなるため、火炎の威力が小さくなり、火炎が遠くまで到達しにくくなる。
Further, when the ratio C / B of the diameter C of the
また、開口部20の径Bに対する点火栓複合体における火薬部17(点火薬15aおよび着火薬15b)の径Aの比A/Bが1.1〜25.0のとき、熱電池は、確実に、かつ迅速に起動することができる。1.1未満の場合、点火栓複合体における着火薬および点火薬を固定しにくくなる。一方、25.0を超えると、点火栓複合体が大きくなり、点火薬や着火薬の量が多くなるため、コストが増大したり、熱量による電圧の変動を生じたりする。
In addition, when the ratio A / B of the diameter A of the explosive portion 17 (
なお、枠体19は、底面部における開口部20を除く部分に凹部または凸部を有し、蓋部断熱体6は、溝部6aの底面部における孔6bを除く部分に凹部または凸部と嵌合する凸部または凹部を有していてもよい。蓋部断熱体の溝部において点火栓複合体をより確実に固定することができる。
The
点火栓複合体11には、上記の図3以外にも、図4に示すように従来の点火栓21を用いて構成されたものを用いてもよい。図4の点火栓複合体は、点火栓21、点火栓21を収容する筒状部材26、点火薬25aの下方に配された着火薬25b、さらに、前記点火栓21および着火薬25bを収容する枠体29、前記枠体29と着火薬25bとの間に配された板状部材28からなる。枠体29は、点火栓21より火炎を発する開口部30を有する。
以下に、本発明の実施例を詳細に説明する。
In addition to the above-described FIG. 3, the
Examples of the present invention will be described in detail below.
《実施例1〜4および比較例1〜2》
(i)点火栓複合体の作製
上述した図3と同様の構造の点火栓複合体11を以下のように作製した。
ニクロム線または白金イリジウムからなる電橋線14と、セラミック製の保持体13から引き出されたNi−Co−Fe系合金(重量比Ni:Co:Fe=29:17:54)からなる一対のリード線12の先端部とを溶接した。そして、電橋線14を覆うように点火薬15aを充填し、点火栓本体を得た。点火薬15aには、ホウ素、過塩素酸カリウム、硝酸バリウム、および結着剤としてフッ素系ゴム(デュポンダウエラストマー社製、バイトン)を、重量比40:30:24:6の割合で混合したものを用いた。
<< Examples 1-4 and Comparative Examples 1-2 >>
(I) Production of spark plug composite A
A pair of leads made of a Ni-Co-Fe-based alloy (weight ratio Ni: Co: Fe = 29: 17: 54) drawn from a
さらに、点火薬15aの下部に着火薬15bを配した。着火薬15bには、ホウ素と硝酸カリウムとを重量比25:75の割合で混合したものを用いた。なお、点火薬15aおよび着火薬15bからなる火薬部17の径は12mmとした。次に、この点火栓本体および着火薬15bをステンレス鋼製の筒状部材16に収容した。そして、この筒状部材16をアルミニウムからなる枠体19に収容した後、枠体19の上端縁部を内方に折り曲げて、筒状部材16を枠体19に固定し、点火栓複合体11を得た。このとき、枠体19の開口部20を塞ぐようにアルミニウムからなる板状部材18を枠体19の内側に配した。なお、枠体19の開口部20の径は8.0mmとした。
Further, an
(ii)発電体の作製
外径50mmの円盤状の素電池135枚および発熱剤139枚を用いて、4つの積層体ブロックを構成した。そして、各積層体ブロックの間に上述した図7と同様の構造の着火板を設置した。また、4つの積層体ブロックを積層した最上端部および最下端部にも着火板を配した。
なお、素電池には、金属リチウムからなる負極層と、塩化リチウム−塩化カリウム混合共融塩からなる電解質層と、二硫化鉄からなる正極層とを用いた。発熱剤には、過塩素酸カリウムと鉄とを混合したものを用いた。また、発電体1を構成する各部材には、それぞれ火導孔2を構成する孔が設けられており、火導孔2の径は4.8mmとした。
(Ii) Production of power generation body Four laminate blocks were formed using 135 disc-shaped unit cells having an outer diameter of 50 mm and 139 heating agents. And the ignition board of the structure similar to FIG. 7 mentioned above was installed between each laminated body block. In addition, ignition plates were arranged on the uppermost end and the lowermost end where the four laminated blocks were laminated.
In the unit cell, a negative electrode layer made of metallic lithium, an electrolyte layer made of a lithium chloride-potassium chloride mixed eutectic salt, and a positive electrode layer made of iron disulfide were used. As the exothermic agent, a mixture of potassium perchlorate and iron was used. Moreover, each member which comprises the electric
(iii)熱電池の組み立て
上記で得られた点火栓複合体を用いて上述した図1と同様の構造の熱電池を作製した。
電池蓋10の内側にポリフェニレンサルファイドからなる蓋部断熱体6をシリコーン樹脂を用いて接着した。そして、点火栓複合体11を、一対の出力端子を備えた電池蓋10の穴部10aより圧入し、蓋部断熱体6の溝部6aに点火栓複合体11を収容した。なお、蓋部断熱体6の孔6bの径は8.0mmとした。点火栓複合体11の上部に蓋部10bを配し、穴部10aを封口した。
(Iii) Assembly of thermal battery A thermal battery having the same structure as that shown in Fig. 1 was prepared using the spark plug composite obtained above.
A
発電体1の周囲を導火帯3で覆った後、これを電池ケース9に収容した。導火帯3には、ジルコニウム、クロム酸バリウムおよび無機繊維を用いた。発電体1における最下部の素電池と、出力端子5aとをリード板4aで接続した。また、最上部の素電池と、出力端子5bとをリード板4bで接続した。発電体1の底部および側面部に断熱体7としてシリカとアルミナを主成分とするセラミック繊維材料を充填した。そして、蓋部断熱体6および点火栓複合体11と一体化した電池蓋10と、電池ケース9とを溶接し、電池を密閉した。
After covering the periphery of the
このとき、上記の熱電池の作製において、点火栓複合体における火薬部の径A、点火栓複合体における枠体の開口部の径B、蓋断熱体の孔の径C、および発電体における火導孔の径Dを、表1に示すように種々に変えた。 At this time, in the production of the thermal battery, the diameter A of the explosive portion in the spark plug composite, the diameter B of the opening of the frame body in the spark plug composite, the diameter C of the hole in the lid heat insulator, and the fire in the power generator The diameter D of the guide hole was variously changed as shown in Table 1.
《比較例3》
上述した図5と同様の従来の熱電池を作製した。
点火栓には、図9と同様の従来の点火栓21を用いた。点火栓21における点火薬25aの径は6.5mmとした。点火栓21のリード線22を電池蓋40に固定された点火端子36a、36bと接続し、電池蓋40の内側に、点火栓21の周りを囲むように蓋部断熱体41を取り付けた。この点火栓21を、発電体31および断熱体37とともに電池ケース39内に圧入し、電池蓋40で封口した。このとき、断熱体37には、アルミナおよびシリカを主成分とするセラミック繊維材料を用い、これを発電体31の底部および側面部に充填した。なお、リード線22、保持体23、電橋線24、および点火薬25aには、実施例1と同様の材料を用いた。また、点火薬25aを覆う樹脂部25には、ポリエチレンテレフタレートを用いた。
発電体31は、火導孔の径を3.0mmとした以外は、実施例1と同様の方法により得た。
<< Comparative Example 3 >>
A conventional thermal battery similar to that shown in FIG.
A
The
上記で作製した実施例1〜4および比較例1〜3の熱電池をそれぞれ20個ずつ作製し、電池内部全体の温度が−50℃となるまで、−50℃の環境下で電池を放置した。そして、−50℃の環境下で熱電池における点火端子に所定の電流を流し、所定時間内に正常に所定の電圧まで立ち上がるかどうかを調べた。その結果を表1に示す。 Twenty thermal batteries of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 prepared above were prepared, and the batteries were left in an environment of −50 ° C. until the temperature inside the battery was −50 ° C. . Then, a predetermined current was supplied to the ignition terminal of the thermal battery in an environment of −50 ° C., and it was examined whether the voltage would normally rise to a predetermined voltage within a predetermined time. The results are shown in Table 1.
表1より、D/Bが0.6〜9.0の実施例1〜4では、全ての電池が正常に起動し、電圧立ち上がり特性が良好であることがわかった。これに対して、D/Bが0.6未満の比較例2の場合は、火導孔全体に火炎が到達しにくくなり、正常に起動しない電池がみられた。また、D/Bが9.0を超える比較例1の場合は、火導孔が大きくなり、素電池の反応面積が小さくなり、単位面積当たりに流れる電流が大きくなるため、内部抵抗が大きくなり、正常に起動しない電池がみられた。また、比較例3では、点火栓より発せられた火炎が火導孔に均一に到達しないため、正常に起動しない電池がみられた。 From Table 1, it was found that in Examples 1 to 4 having a D / B of 0.6 to 9.0, all the batteries started up normally and the voltage rise characteristics were good. On the other hand, in the case of Comparative Example 2 having a D / B of less than 0.6, it was difficult for the flame to reach the entire heat conduction hole, and a battery that did not start normally was observed. Further, in the case of Comparative Example 1 where D / B exceeds 9.0, the heat conduction hole is increased, the reaction area of the unit cell is reduced, and the current flowing per unit area is increased, so that the internal resistance is increased. Some batteries did not start properly. Moreover, in the comparative example 3, since the flame emitted from the spark plug did not reach | attain uniformly to a fire conduction hole, the battery which does not start normally was seen.
《実施例5〜8および比較例4〜5》
点火栓複合体における火薬部の径A、蓋部断熱体における孔の径C、点火栓複合体における開口部の径B、および発電体における火導孔の径Dを表2に示すように種々に変えた以外は、実施例1と同様の方法により熱電池を作製した。そして、これらの熱電池について上記と同様の条件で電圧が正常に立ち上がるかどうかを調べた。その結果を、従来の比較例3の結果とともに表2に示す。
<< Examples 5 to 8 and Comparative Examples 4 to 5 >>
As shown in Table 2, the diameter A of the explosive part in the spark plug composite, the diameter C of the hole in the lid heat insulator, the diameter B of the opening in the spark plug composite, and the diameter D of the heat conduction hole in the power generator are various. A thermal battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the above was changed. Then, whether or not the voltage rises normally under the same conditions as described above was examined for these thermal batteries. The results are shown in Table 2 together with the results of the conventional comparative example 3.
表2より、実施例5〜8では、全ての電池が正常に起動し、電圧立ち上がり特性が良好であることがわかった。C/Bが0.6未満の比較例5の場合は、蓋部断熱体における孔の径が小さくなり過ぎて、発電体における火導孔全体へ火炎が到達しにくくなるため、正常に起動しない電池がみられた。C/Bが9.0を超える比較例4の場合は、蓋部断熱体の孔が大きくなりすぎ、火炎が広がりやすくなるため、火炎の威力が小さくなり、火炎が遠くまで到達しにくくなり、正常に起動しない電池がみられた。 From Table 2, in Examples 5-8, it turned out that all the batteries start normally and a voltage rise characteristic is favorable. In the case of Comparative Example 5 where C / B is less than 0.6, the diameter of the hole in the lid heat insulator becomes too small, and it becomes difficult for the flame to reach the entire heat conduction hole in the power generation body, so it does not start normally. A battery was found. In the case of Comparative Example 4 in which C / B exceeds 9.0, the hole of the lid heat insulator becomes too large and the flame tends to spread, so the power of the flame is reduced and the flame is difficult to reach far away. Some batteries did not start properly.
《実施例9〜12および比較例6〜7》
点火栓複合体における火薬部の径A、点火栓複合体における開口部の径B、蓋部断熱体における孔の径C、および発電体における火導孔の径Dを表3に示すように種々に変えた以外は、実施例1と同様の方法により熱電池を作製した。そして、これらの熱電池について上記と同様の条件で電圧が正常に立ち上がるかどうかを調べた。その結果を、従来の比較例1の結果とともに表3に示す。
<< Examples 9 to 12 and Comparative Examples 6 to 7 >>
As shown in Table 3, the diameter A of the explosive portion in the spark plug composite, the diameter B of the opening in the spark plug composite, the diameter C of the hole in the lid heat insulator, and the diameter D of the heat conduction hole in the power generator A thermal battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the above was changed. Then, whether or not the voltage rises normally under the same conditions as described above was examined for these thermal batteries. The results are shown in Table 3 together with the results of the conventional comparative example 1.
表3より、実施例9〜12では、すべての電池が正常に起動し、優れた電圧立ち上がり特性が得られることがわかった。A/Bが1.1未満の比較例7の場合では、火薬部を固定しにくくなるため、火炎が均一に火導孔に到達しなくなり、正常に起動しない電池がみられた。また、A/Bが25.0を超える比較例6の場合では、点火栓複合体が大きくなり、点火薬や着火薬の量が多くなり、電圧の変動を生じ、正常に起動しない電池がみられた。 From Table 3, in Examples 9-12, it turned out that all the batteries start normally and the outstanding voltage rise characteristic is acquired. In the case of Comparative Example 7 where A / B was less than 1.1, it was difficult to fix the explosive part, so that the flame did not reach the heat conduction holes uniformly, and a battery that did not start normally was observed. In the case of Comparative Example 6 in which A / B exceeds 25.0, the spark plug complex is large, the amount of the ignition agent and the ignition agent is increased, the voltage is fluctuated, and the battery that does not start normally is seen. It was.
以上のように本発明の熱電池は、確実にかつ迅速に起動するため、高性能の誘導機器用電源、緊急用電源等に適用することができる。 As described above, the thermal battery according to the present invention can be applied to a high-performance power supply for induction equipment, an emergency power supply, and the like because it can be surely and quickly started.
1、31 発電体
2、32 火導孔
3、33 導火帯
4a、4b、34a、34b 内部リード板
5a、5b、35a、35b 出力端子
6 蓋部断熱体
6a 溝部
6b 孔
7、37 断熱体
8、38 電池容器
9、39 電池ケース
10、40 電池蓋
10a 穴部
10b 蓋部
11 点火栓複合体
12、22 リード線
13、23 保持体
14、24 電橋線
15a、25a 点火薬
15b、25b 着火薬
16、26 筒状部材
17 火薬部
18、28 板状部材
19、29 枠体
20、30 開口部
21 点火栓
25 樹脂部
42 素電池
43 発熱剤
44 着火板
45 着火剤
46 金属板
47 金属片
48 積層体ブロック
DESCRIPTION OF
Claims (5)
点火栓および前記点火栓を収容する枠体からなる点火栓複合体と、
前記点火栓複合体を固定して収容する溝部、および前記溝部から前記火導孔に連通する孔を有する蓋部断熱体とを具備し、
前記枠体が、底面部に前記点火栓から前記火導孔に向けて火炎を発するための開口部を有し、
前記開口部、前記孔、および前記火導孔が同軸上に配列され、
前記開口部の径に対する前記火導孔の径の比が0.6〜9.0であることを特徴とする熱電池。 A power generator having a heat conduction hole in the center;
An ignition plug composite comprising an ignition plug and a frame for housing the ignition plug;
A groove portion for fixing and accommodating the spark plug complex, and a lid heat insulator having a hole communicating from the groove portion to the fire conduction hole,
The frame body has an opening for emitting a flame from the spark plug toward the heat conduction hole on the bottom surface,
The opening, the hole, and the fire conduction hole are arranged coaxially,
The thermal battery, wherein a ratio of the diameter of the heat conduction hole to the diameter of the opening is 0.6 to 9.0.
点火栓および前記点火栓を収容する枠体からなる点火栓複合体と、
前記点火栓複合体を固定して収容する溝部、および前記溝部から前記火導孔に連通する孔を有する蓋部断熱体とを具備し、
前記枠体が、底面部に前記点火栓から前記火導孔に向けて火炎を発するための開口部を有し、
前記開口部、前記孔、および前記火導孔が同軸上に配列され、
前記開口部の径に対する前記孔の径の比が0.6〜9.0であることを特徴とする熱電池。 A power generator having a heat conduction hole in the center;
A spark plug composite comprising a spark plug and a frame for housing the spark plug;
A groove portion for fixing and housing the spark plug composite, and a lid heat insulator having a hole communicating from the groove portion to the fire conduction hole,
The frame body has an opening for emitting a flame from the ignition plug toward the heat conduction hole on the bottom surface,
The opening, the hole, and the fire conduction hole are arranged coaxially,
A ratio of the diameter of the hole to the diameter of the opening is 0.6 to 9.0.
一対のリード線を保持する保持体、前記一対のリード線同士を結ぶ電橋線、および前記電橋線を覆う点火薬からなる点火栓、前記点火栓の前方に配された着火薬、前記点火栓および着火薬を保持する筒状部材、前記筒状部材を収容する枠体、ならびに前記枠体の開口部と前記着火薬との間に配された板状部材からなる点火栓複合体と、
前記点火栓複合体を固定して収容する溝部、および前記溝部から前記火導孔に連通する孔を有する蓋部断熱体とを具備し、
前記枠体が、底面部に前記点火栓から前記火導孔に向けて火炎を発するための開口部を有し、
前記開口部、前記孔、および前記火導孔が同軸上に配列され、
前記開口部の径に対する前記点火薬および着火薬の径の比が1.1〜25.0であることを特徴とする熱電池。 A power generator having a heat conduction hole in the center;
A holding body for holding a pair of lead wires, an electric bridge wire connecting the pair of lead wires, an ignition plug made of an ignition agent covering the electric bridge wire, an ignition agent arranged in front of the ignition plug, the ignition A spark plug composite comprising a cylindrical member that holds a stopper and an ignition powder, a frame that houses the cylindrical member, and a plate-like member that is disposed between the opening of the frame and the ignition powder;
A groove portion for fixing and housing the spark plug composite, and a lid heat insulator having a hole communicating from the groove portion to the fire conduction hole,
The frame body has an opening for emitting a flame from the ignition plug toward the heat conduction hole on the bottom surface,
The opening, the hole, and the fire conduction hole are arranged coaxially,
The ratio of the diameter of the said ignition powder and the ignition powder with respect to the diameter of the said opening part is 1.1-25.0, The thermal battery characterized by the above-mentioned.
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