JPH0557712B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、熱電池に関するもので、特に熱電池
を起動し活性化させる起動用点火器に関するもの
である。

従来例の構成とその問題点 熱電池は、通常350℃以上の融点をもつ溶融塩
を電解質に用いるため、常温では不活性で実用的
に全く電力を供給しないので、長期貯蔵後も新品
同様の電池と変わりない特性を示す。この長所を
生かして非常用・緊急用電源として主に用いられ
ている。用途上、使用時には確実に作動して電力
を供給すること、使用が簡便であることという要
求は満足せねばならない。

そのため、一般形の熱電池には、発電部の他に
溶融塩電解質を加熱溶融させる加熱剤を内蔵さ
せ、その加熱剤に着火させる点火器を組込んでい
る構造としたものが多い。具体的には発電部とし
て、負極にカルシウム、電解質に塩化カリウムと
塩化リチウムの共融塩（融点352℃）、正極活物質
にクロム酸カルシウム、集電板にニツケルを用い
る。一方、加熱剤は金属粉末と酸化剤の混合物を
用いるテルミツト反応を利用したもので、組合わ
せは用途と要求性能によつて種々のものが考えら
れているが、その代表的なものは、ジルコニウム
−クロム酸鉛−過マンガン酸カリウム系加熱剤、
鉄−過塩素酸カリウム系加熱剤などである。

点火器は大別して３〜５種類が既に提案されて
いるが、その代表的なものを挙げると下記のよう
なものがある。

(1) 電気式点火器 これは一対の電極端子間に白金フイラメント
からなる電橋をつくり、電橋を包むようにアジ
化鉛などの発火剤をつけ、これに電気を流すと
フイラメントが赤熱し発火剤が火炎を発する点
火器である。

(2) 衝撃式点火器 電気式では外部電源を必要とするのに対し、
衝撃式では外部電源のとれないところで主に用
いられるもので、点火器に何らかの方法で衝撃
を与えると、キヤツプと発火金の間にある発火
剤が火炎を発する点火器である。

(3) 自然発火式点火器 これは物質固有の発火点を利用するもので、
エーテルと酸素の混合気体などを用いるもので
ある。これは火災報知器などに用いられる。

これらの中で最も多量に使われるのが(1)で、次
いで(2)、(3)の順である。

その理由は、電気式は小さな形にすることがで
き、点火の信頼性も比較的高いからで、衝撃式に
比べると非常にシンプルな設計が可能である。衝
撃式は点火器に衝撃を加える為の付帯装置が必要
となり、例えば米国特許第3679487号の様にバネ
で撃芯を作動させたり、撃芯を加速度によつて作
動させたりする方法があつて、可成り多くのスペ
ースをその為に必要とする欠点がある。自然発火
式は限定した使用を行なうので、熱電池のほとん
どが電気式と衝撃式であるといつても過言ではな
い。

しかし、電気式にも２〜３の欠点を有してい
る。その１つは、前述のように電橋に極細の白金
フイラメントを使用しているため、数＋ｍＡ〜数
百ｍＡで点火する性質を有しており、その為に例
え漏洩電流か静電気などが点火端子間に流れる
と、容易に作動してしまうことがある。その２
は、外部電源の無い所で使用できない。その３
は、信頼性が高いとはいえ、用途上万が一不作動
の場合に人命に影響することがあり、その対策が
必要である。

一方、衝撃式点火具は、撃芯を固定させる手段
として、通常米国特許第3679487号の様に安全ピ
ンを必要な時に引抜くか、特公昭45−17326号公
報、特公昭52−24973号公報のように撃芯よりも
小さなスプリングを押広げて安全除去し、撃芯を
落下させる手段がとられている。しかし、安全ピ
ンを引抜く方式もスプリングを押広げる方式もそ
の信頼性は今一歩の感であつた。

発明の目的 本発明は、電気式、衝撃式いずれにおいても作
動する起動装置に関し、電気式点火器の不慮の作
動を防止し、万が一不作動時においても電池を活
性化できる高信頼性の熱電池を提供することを目
的とする。

発明の構成 本発明は、電気式点火器と衝撃式点火器を備え
るものであり、電気式点火器の外部端子に撃芯を
固定し、かつ必要時にはこれを切断してしまうシ
ヤーピンを通して電気的導通状態にある安全装置
を有し、作動時は電気式、衝撃式いずれの点火器
においてま電池を活性化できる機構を有する。

実施例の説明 図は本発明の代表的な一実施例を示す縦断面図
を示している。

１は前述した電池系からなる素電池で、この例
では８セルを直列に接続し、発生電圧20V用に設
計したものである。２は加熱剤で、これも前述の
加熱剤系からなり、シート状に形成されて素電池
１と交互に積重ね、素電池に用いた電解質の融点
以上に加熱するためにあり、小さな点火エネルギ
ーで着火し、取扱い上は安全性の高い性質のもの
を用いる。３は蓄熱層で、素電池１と加熱剤２の
積層体の両端部に設け、発生した熱を蓄熱して冷
却を抑制して電池の作動時間を延長するためにあ
る。

４は電気式点火器で、300ｍＡの電流で10ｍｓ
程度のパルス電流を通電すると火炎を発する性質
を有し、一対の電極５′，５″は外部端子６′，
６″にそれぞれ接続されている。７は衝撃式点火
器で、55ｇの剛球を15インチの落高から落とした
時に相当するエネルギーを与えると発火する設質
を有し、例えば撃芯８が５ｇとし落高が３cmとを
ると、式ｍ・ｇ・ｈ＝m′・g′・h′に代入して算出
すると140Gを与えると発火することか判かる。
９はシヤーピンで、140G以下で確実に切断し、
通常の取扱時や輸送時に加わる衝撃約30Gでは安
全な材質と線経を選定する必要がある。１０はシ
ヤーピン引抜きリングで、例えば電気式のみで使
用せねばらない場合であるとか、時によつてシヤ
ーピンが不必要な場合には指を引抜きリングに入
れて取はずして行なうためにある。１１は点火器
用外部端子６′，６″とシヤーピン９、引抜きリン
グ１０と電気的導通のためにあるリード線で、電
気式点火器４に不慮の電気が流れて発火するのを
防止する役目を有する。１２は撃芯８に加速度が
加わらない時に使用する層撃棒用穴、１３はホル
ダーで、外装蓋１４と溶接部１５で一体となして
いる。

１６は外装ケース、１７は断熱材層で素電池と
加熱剤の一体層を保温する役目を有し、電気式点
火器をも収納する。１８′，１８″は一対の出力端
子である。１９は点火器から発する火炎を通す火
導空孔で、火導空孔に露出した加熱剤２が火炎に
よつて斉に着火し、各層の加熱剤が同時に燃焼さ
せるためにある。２０で電気式点火器から発する
火炎を受ける加熱剤露出部である。

以上の構成において、この熱電池の起動手順を
述べると、下記の(a)、(b)、(c)およびその組合わせ
のいずれにおいても活性化できる。

(a) 加速度が加わる衝撃作動の場合 衝撃値が140G以上かかるとシヤーピン９は
切断され、撃芯８は自由落下体となつてホルダ
ー１３内を滑り、衝撃式点火器７をたたき発火
して、その火炎は火導空孔１９を通つて各層の
加熱剤１を着火させて、電池全体が活性化す
る。

(b) 加速度がない衝撃作動の場合 衝撃棒用穴１２の衝撃棒を挿入して、衝撃棒
をハンマー等でたたくと撃芯８はシヤーピン９
を切断して、衝撃式点火器を作動させる。

(c) 電気式点火器を用いる場合 引抜きリング１０に指を入れてシヤーピン９
を引抜くと共に導通リード線１１を切断したの
ち、点火器用外部端子６′，６″に外部電源をつ
なぎ、300ｍＡの電流を10ｍｓ通じると電気式
点火器４が火炎を発し、加熱剤露出部２０がま
ず燃焼して電池全体が燃焼活性化する。

発明の効果 以上のように、本発明によれば、電気式、衝撃
式のいずれの方法でも用いることができるため、
熱電池のほとんどの用途に適用できるようになつ
たこともさることながら、電気式点火器の安全装
置の役目が機構上とれることができること、一方
の点火器が万が一不作動の場合においても点火の
作動性が著しく向上したことの効果も見逃がせな
い。また、衝撃式機構が不要の場合は、ホルダー
ごと取除き、電気式のみにすることもできる。

このように、熱電池は、緊急用、非常用に用い
られる特に人命にかかわる機器に用いる場合が多
いので、本発明によつて今迄以上に高信頼性の起
動機構になつたことの意義は大きいといえる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の熱電池の一実施例を示す縦断面図
である。 １……素電池、２……加熱剤、４……電気式点
火器、６′，６″……起動用外部端子、７……衝撃
式点火器、８……撃芯、９……シヤーピン、１３
……ホルダー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電気式点火器と衝撃式点火器を備えた熱電池
   であつて、衝撃式点火器が撃芯を有し、撃芯はシ
   ヤーピンによつて未使用時は固定され、使用時に
   切断するように構成し、シヤーピンが電気式点火
   器の外部端子と電気的に導通していることを特徴
   とする熱電池。