(57)【要約】【課題】少なくとも負極筒体の内周面の水に対する接触面積、すなわち、イオン化反応面積を拡げ、かつ、充填材である酸化物質に水をできるだけ迅速かつ広範囲にわたって供給して浸透させことによって、より多くの電気を発生させることのできる水電池を提供する。【解決手段】金属製の負極外筒体１１と、負極外筒体１１に充填された酸化物質からなる粉末充填材１２と、粉末充填材１２中に差し込まれた炭素からなる棒状の正極集電体１３と、負極外筒体１１の内部に注入された酸化反応触媒としての水を吸収し粉末充填材１２に供給するための吸水部材１６とを含む水電池１０において、負極外筒体１１の内周面２０および／または正極集電体１３の外周面に、水電池１０の長手方向へ延びる連続した凹状部２１，２３が形成されている。【選択図】図３
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
金属製の負極外筒体と、前記負極外筒体に充填された酸化物質からなる粉末充填材と、前記粉末充填材中に差し込まれた炭素からなる棒状の正極集電体と、前記負極外筒体の内部に注入された水を吸収し前記粉末充填材に供給するための吸水部材とを含む水電池において、
前記負極外筒体の内周面および／または前記負極外筒体の内周面に、前記水電池の長手方向へ延びる連続した凹状部が形成されていることを特徴とする前記水電池。
【請求項２】
前記凹状部が、螺旋状である請求項１記載の水電池。
【請求項３】
前記吸水部材が、円筒状を有し、前記負極外筒体の内周面に当接されている請求項１または２記載の水電池。
【請求項４】
前記粉末充填材が、透水性シートに被包された状態で前記吸水部材内部に挿入されている請求項１〜３のいずれかに記載の水電池。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、水を注入して発電する水電池、特に、発電効率のよい水電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水を注入することによって発電する水電池は公知である。例えば、特許文献１には、水電池の外形を形成する、金属製の負極外筒体と、活性炭からなる粉末充填材と、粉末充填材に差し込まれたロッド状の正極集電体と、水を粉末充填材に供給するための吸水部材と、吸水部材の位置決めをするためのリングとを含む水電池が開示されている。
【特許文献１】実用新案登録第３１１２８６９号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に開示された水電池では、負極外筒体の底面に形成された注水口から負極外筒体の内部に注入された水が吸収部材を介して粉末充填材に浸透し、両電極間に起電力を生じさせることができる。また、使用によって水電池が放電した後に、注水口から水を注入することによって、再び電気を発生させることができる。
【０００４】
本考案の課題は、少なくとも負極外筒体の内周面の水に対する接触面積、すなわち、電気化学的面積を拡げ、かつ、充填材である酸化物質に酸化反応触媒としての水をできるだけ迅速かつ広範囲にわたって供給して浸透させ、より電気を発生させ易くすることのできる水電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために、本考案が対象とするのは、金属製の負極外筒体と、前記負極外筒体に充填された酸化物質からなる粉末充填材と、前記粉末充填材中に差し込まれた炭素からなる棒状の正極集電体と、前記負極外筒体の内部に注入された水を吸収し前記粉末充填材に供給するための吸水部材とを含む水電池である。
【０００６】
本考案の特徴とするところは、前記負極外筒体の内周面および前記正極集電体の外周面のうちの少なくとも前記負極外筒体の内周面に、前記水電池の長手方向へ延びる連続した凹状部が形成されていることにある。
【０００７】
本考案は、前記特徴とする構成のほかに、以下の好ましい実施の形態を含む。
（１）前記凹状部が、螺旋状である。
（２）前記吸水部材が、円筒状を有し、前記負極外筒体の内周面に当接されている。
（３）前記粉末充填材が、透水性シートに被包された状態で前記吸水部材の内部に挿入されている。
【考案の効果】
【０００８】
本考案では、負極外筒体の内周面および／または正極集電体の外周面に、水電池の長手方向へ延びる連続した凹状部が形成されているので、前記課題を十分に達成することができるとともに、粉末充填材の収容面積が増すことによって、前記課題を一層十分に達成することができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、水電池１０の正面図、図２は、水電池１０の分解斜視図である。
【００１０】
図１及び２に示すとおり、水電池１０は、水電池１０の外形を形成し、第１開口端部１１ａ及び第２開口端部１１ｂを有する金属製の負極外筒体１１と、負極外筒体１１の内部に充填された酸化物質（正極活物質）からなる粉末充填材１２と、負極外筒体１２の第１開口端部１１ａから負極外筒体１１の内部中央に挿入される、電荷を集めるための炭素からなる正極集電体１３とを含む。
【００１１】
水電池１０の組立状態において、正極集電体１３は、第１開口端部１１ａを封止する第１栓１４の中央部に形成された案内孔１５を貫通している。負極外筒体１１の第２開口端部１１ｂ側の内部には、注入され、負極外筒体１１の内周面２０を酸化させる水を粉末充填材１２に供給して浸透させるための吸水部材１６と、吸水部材１６の位置決めをするためのリング１７とが配置されており、第２開口端部１１ｂは、その中央部を除いて第２栓１８によって封止されている。第２栓１８は、負極端子としての役割をも有し、その外周が負極外筒体１１と電気的に接触している。また、第２栓１８の中央部には、注水口１９が形成されている。
【００１２】
負極外筒体１１は、イオン化および／または酸化傾向が比較的に大きな電極活物質、例えば、金属マグネシウム、アルミニウム、亜鉛などまたはそれらを少なくとも２種以上含む合金から作られており、その内周面２０には、長手方向に延びる螺旋状の凹状部２１が形成されている。
【００１３】
粉末充填材１２は、比較的に酸化力が強い酸化物質（正極活物質）、例えば、活性炭、二酸化マンガン、酸化鉄、結晶性の酸化銀などの混合物から作られている。これらの物質は減極機能をも有する。混合物の種類や混合比率は、所要の酸化力に応じて自由に設定することができる。
【００１４】
正極集電体１３は、例えば、比較的に導電性が強い、電気化学的に比較的安定な、炭素棒、エボナイト棒などから作られており、一方の端部（上端部）は、ステンレス製のキャップである正極端子２２で被嵌されている。また、水および粉末充填材１２との接触面積を増して集電効率などを向上させるため、正極集電体１３の外周面には、負極外筒体１１の内周面２０の凹状部２１と同様に、水電池１０の長手方向へ延びる螺旋状の凹状部２３が形成されている。
【００１５】
吸水部材１６は、吸水性及び保水性を有する材料、例えば、親水性繊維不織布、セルロース製又はプラスチック製の連続気泡を有する発泡部材などの柔らかく圧縮弾性を有する材料から作られており、これらの材料の積層で形成されていてもよい。
【００１６】
第１栓１４は、プラスチック、ガラス、セラミックスなどの絶縁部材から作られており、負極外筒体１１と正極集電体１３との導通を遮断している。
【００１７】
第２栓１８とリング１７とは、導電性を有する金属製の材料から作られており、負極外筒体１１と同じ材料から作られていてもよいし、他の金属製の導電材料から形成されていてもよい。また、第２栓１８が負極外筒体１１と一体に形成され、負極外筒体１１が有底とされていてもよい。
【００１８】
また、本実施形態では、負極外筒体１１の凹状部２１と正極集電体１３の凹状部２３とは、螺旋状の条溝であるが、長手方向に凹凸を繰り返す形状である限りにおいては、波形、千鳥形などの各種の形状を有する凹状部であってもよい。同様に、正極集電体１３の粉末充填材１２との接触面積をより広くするために、正極集電体１３自体が螺旋状に形成されていてもよい。ただし、本考案の課題を達成するためには、凹状部は少なくとも負極外筒体１１の内周面２０または、正極集電体１３の外周面のいずれかに形成されていればよい。
【００１９】
図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【００２０】
水電池１０では、スポイトなどによって注水口１９から注入された水（通常の水道水、海水を含む。）は、負極外筒体１１の内部に形成された保水室２５に進入して、吸収部材１６に迅速に吸収され、粉末充填材１２に浸透して拡散される。拡散された水は、酸化反応触媒としての役割を果たす。その結果、負極外筒体１１の内周面２０が酸化して、イオンを発生させ、かつ負極外筒体１１と正極集電体１３との間に電導域を生じさせることで起電力を発生させることができる。
【００２１】
図４は、他の本考案の他の実施の形態を示す図３と同様の断面図、図５は、図４のＶ−Ｖ線断面図である。
【００２２】
本実施形態では、円筒状に形成された吸水部材１６が、粉末充填材１２を取り囲むように負極外筒体１１の内周面２０の内側に当接されており、リング１７が配置されていない。吸水部材１６は、負極外筒体１１の内周面２０に形成された螺旋状の凹状部２１に圧入するように負極外筒体１１の内部に挿入されており、その内部に安定的に保持されている。
【００２３】
粉末充填材１２は、正極端子２２側を除き、多孔性プラスチックシートや繊維不織布から作られた透水性シート２６によって被包されており、所要の形状に保形されている。また、粉末充填材１２は、外周を取り囲む吸水部材１６に圧接しているので、負極外筒体１１の内部において、安定的に保持されている。
【００２４】
なお、図示されていないが、吸収部材１６が、第２栓１８と対向する底面部を有する円筒状であってもよい。この場合には、透水性シート２６に被包された粉末充填材１２の底面が吸収部材１６の底面部と当接し、負極外筒体１１の内部においてより安定的に保持されるとともに、吸水部材１６の吸水速度が速まり、注水口１９からの水の漏出を防止することができる。
【００２５】
この実施形態によれば、吸水部材１６が粉末充填材１２を取り囲むように配置されているので、注水口１９から注入された水を吸水部材１６に浸透させて正極端子２２の側へ速やかに移行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】水電池の正面図。
【図２】水電池の分解斜視図。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図。
【図４】他の実施の形態を示す図３と同様の断面図。
【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図。
【符号の説明】
【００２７】
１０  水電池
１１  負極外筒体
１２  粉末充填材
１３  正極集電体
１６  吸水部材
２０  負極外筒体の内周面
２１  凹状部
２３  凹状部
２６  透水性シート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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