CN103170269A - 混合分散装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供混合分散装置，能够抑制振动、噪音的产生，并且能够提高材料的吸入能力。混合分散装置具有：旋转叶片（130），其在流动性材料侧区域（E1）配置为能够旋转，将从径向内侧吸入的流动性材料朝径向外侧送出；以及引导部件（140），其具有将从旋转叶片（130）送出的流动性材料进一步朝径向外侧的混合区域增速地送出的流动性材料用引导通路（141），随着混合区域中的流动性材料的流通，将粉体侧区域（E2）中的粉体材料朝混合区域引导。并且，引导部件（140）沿与旋转叶片（130）的旋转方向相反的方向旋转。

Description

混合分散装置

技术领域

本发明涉及将流动性材料与粉体材料混合并分散的混合分散装置。背景技术

近年来，锂离子二次电池适用于混合动力汽车与电动汽车等。锂离子二次电池的电极通过将活性物质材料的糊剂（slurry）涂敷于铝箔等基体材料并进行烧制而成形。该制造方法记载于例如日本特开2010－033786号公报（专利文献1）等。

活性物质材料的糊剂通过将活性物质的粉末混合并分散于液体而制作成。作为该糊剂的制造方法，例如如日本特表2005－537912号公报（专利文献2）等中记载的那样，将利用旋转叶片（离心泵叶轮）吸入的材料朝径向外侧送出，通过利用正转转子与反转转子进行混合、分散。

然而，作为朝径向外侧送出材料的单元，除了专利文献2所记载的仅利用旋转叶片的单元以外，还能够适用于日本特开平5－187398号公报（专利文献3）所记载的扩散泵。扩散泵构成为在旋转叶片的径向外侧固定有具有流路的扩散器。

专利文献1：日本特开2010－033786号公报

专利文献2：日本特表2005－537912号公报

专利文献3：日本特开平5－187398号公报

在专利文献2所记载的装置中，需要增大旋转叶片的转速，以便使材料的吸入能力提高。然而，当使旋转叶片高速旋转时，易于产生由旋转失衡引起的振动。进而，也产生由高速旋转引起的噪音的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供能够抑制振动与噪音的产生，并且能够提高材料的吸入能力的混合分散装置。

因此，本发明人经过认真研究，利用扩散泵的基本概念，使以往固定的扩散器相对于旋转叶片朝反向反转，从而完成本发明。

（技术方案1）本发明所涉及的混合分散装置，将流动性材料与粉体材料混合并分散，所述混合分散装置具备：隔板，该隔板将所述流动性材料的吸入口侧的流动性材料侧区域与所述粉体材料的吸入口侧的粉体侧区域分隔；旋转叶片，该旋转叶片在所述流动性材料侧区域配置为能够旋转，且将从径向内侧吸入的所述流动性材料朝径向外侧送出；以及引导部件，该引导部件具有流动性材料用引导通路，利用该流动性材料用引导通路将从所述旋转叶片送出的所述流动性材料进一步朝径向外侧的混合区域增速地送出，随着所述混合区域中的所述流动性材料的流通，该引导部件将所述粉体侧区域中的所述粉体材料朝所述混合区域引导。并且，所述引导部件沿与所述旋转叶片的旋转方向相反的方向旋转。

（技术方案2）另外，也可以构成为，所述引导部件具有粉体用引导通路，利用该粉体用引导通路将所述粉体侧区域中的所述粉体材料朝所述混合区域引导。

（技术方案3）另外，也可以构成为，所述流动性材料用引导通路及所述粉体用引导通路形成为随着趋向径向外侧而相位朝与所述引导部件的旋转方向相反的方向偏移。

（技术方案4）另外，也可以构成为，所述流动性材料用引导通路及所述粉体用引导通路形成为随着趋向径向外侧而流路截面积减小。

（技术方案5）另外，也可以构成为，所述混合分散装置还具备：第一旋转体，该第一旋转体配置于比所述引导部件更靠下游侧的位置，该第一旋转体与所述旋转叶片连结且能够与所述旋转叶片一体地旋转；以及第二旋转体，该第二旋转配置于比所述第一旋转体更靠下游侧的位置，该第二旋转体与所述引导部件连结且能够与所述引导部件一体地旋转，利用该第二旋转体与所述第一旋转体使所述流动性材料与所述粉体材料的混合材料分散。

（技术方案1）通过使旋转叶片旋转，并且使引导部件沿与旋转叶片相反的方向旋转，从而能够增大旋转叶片与引导部件的旋转速度差。由此，即使降低旋转叶片的旋转速度，也能够将从流动性材料用引导通路朝混合区域流通的流动性材料增速。结果，能够将粉体材料从粉体侧区域可靠地引导至混合区域。并且，可以不增加旋转叶片的旋转速度，因此能够抑制由旋转失衡引起的振动的产生及噪音的产生。此外，引导部件为与构成扩散泵的扩散器相当的部件。

（技术方案2）引导部件具有粉体用引导通路，从而能够更有效地将粉体侧区域的粉体材料引导至混合区域。

（技术方案3）通过如上述那样形成流动性材料用引导通路及粉体用引导通路，能够使混合区域的流动性材料高速化。因此，能够更有效地将粉体侧区域中的粉体材料引导至混合区域。进而，通过流动性材料用引导通路与粉体用引导通路形成为朝同相位的方向偏移，能够更易于将粉体材料引导至混合区域。

（技术方案4）通过将流动性材料用引导通路的流路截面积朝下游减小，能够使流动性基体材料更加高速化，因此能够将粉体侧区域中的粉体材料更有效地引导至混合区域。进而，通过将粉体用引导通路的流路截面积朝下游减小，能够更易于将粉体材料引导至混合区域。

（技术方案5）第一旋转体和第二旋转体分别与旋转叶片和引导部件连结。因此，无需设置专用的驱动装置，而能够利用第一旋转体与第二旋转体得到分散能力。

附图说明

图1是本实施方式的混合分散装置的轴向剖视图。

图2是图1的A－A剖视图。

图3是图1的B－B剖视图。

附图标记说明：

111…流动性材料用吸入口；112…圆筒状开口部；113…排出口；

120…旋转分隔部件；121b…粉体用吸入口；122…隔板；130…旋转叶片；140…引导部件；141…流动性材料用引导通路；142…粉体用引导通路；143…分隔部；144…旋转被支承部；150…第一环状分散部件（第一旋转体）；160…第二环状分散部件（第二旋转体）；200…粉体料斗；300…第一驱动装置；400…第二驱动装置；E1…流动性材料侧区域；E2…粉体侧区域。

具体实施方式

本实施方式的混合分散装置构成用于制造例如锂离子二次电池的电极（正极及负极）的装置。锂离子二次电池的电极通过将活性物质材料的糊剂涂敷于铝箔、铜箔等基体材料并进行烧制而成形。

本实施方式的混合分散装置是制造活性物质材料的糊剂的装置。具体而言，通过将活性物质的金属粉末混合并分散于水等液体而制作成。以下，将混合分散有粉体材料后的糊剂称为流动性混合材料，将混合有粉体材料前的液体称为流动性基体材料。流动性混合材料及流动性基体材料均具有流动性。然而，流动性混合材料与流动性基体材料相比形成为粘度较高。

参照图1~3对本实施方式的混合分散装置进行说明。混合分散装置将流动性基体材料从图1的下方吸入到壳体110内，将粉体材料从图1的上方吸入到壳体110内，在壳体110内，将流动性基体材料与粉体材料混合分散而生成流动性混合材料。并且，将所生成的流动性混合材料从壳体110的外周面朝径向外侧排出。

该混合分散装置具备：装置主体100；收纳活性物质的粉体材料的粉体料斗200；第一驱动装置300；以及第二驱动装置400。此处，粉体料斗200、第一驱动装置300以及第二驱动装置400支承于装置主体100的壳体110。

装置主体100具备壳体110、旋转分隔部件120、旋转叶片130、引导部件140、第一环状分散部件150以及第二环状分散部件160。

壳体110形成为中空圆盘状。在壳体110的下表面的中心形成有将流动性基体材料吸入的流动性材料用吸入口111。在壳体110的上表面的中心形成有圆筒状开口部112。该圆筒状开口部112经由旋转分隔部件120将粉体料斗200的粉体材料吸入。并且，在壳体110内，使从流动性材料用吸入口111吸入的流动性基体材料、与从圆筒状开口部112吸入的粉体材料混合并使其分散，从而生成流动性混合材料。进而，在壳体110的外周面的一部分形成有将在壳体110内生成的流动性混合材料排出的排出口113。

旋转分隔部件120具备筒轴部121和隔板122。筒轴部121形成为圆筒状，并且，在图1的下端侧设置有沿径向贯通的多个贯通孔121a。该筒轴部121以能够旋转的方式呈同轴状支承于壳体110的圆筒状开口部112的内周面。在筒轴部121的上端形成有粉体用吸入口121b，该粉体用吸入口121b能够装配粉体料斗200的粉体材料的排出端，并且将粉体材料从粉体料斗200吸入。也就是说，从粉体料斗200吸入的粉体材料从位于筒轴部121的上端的粉体用吸入口121b吸入，通过筒轴部121内部，并从位于筒轴部121的下端的贯通孔121a排出，进而到达粉体侧区域E2。

隔板122形成为圆盘状，其中心部固定于筒轴部121的图1的下端。也就是说，隔板122与筒轴部121一起在壳体110内配置为能够绕其中心轴旋转。该隔板122将壳体110内的中心附近划分为上下两部分，分隔为位于下侧的流动性材料用吸入口111侧的区域E1（流动性材料侧区域）、以及位于上侧的圆筒状开口部112侧的区域E2（粉体侧区域）。

旋转叶片130在隔板122的下表面中的径向外侧的位置沿周向设置有多个。也就是说，旋转叶片130随着隔板122的旋转而旋转。旋转叶片130作为将从位于径向内侧的流动性材料用吸入口111吸入的流动性基体材料或流动性混合材料朝径向外侧送出的泵叶片发挥功能。各旋转叶片130形成为随着趋向径向外侧而相位朝与旋转叶片130的旋转方向相反的方向偏移。在图2中，旋转叶片130的旋转方向为右转，因此各旋转叶片130的相位随着趋向径向外侧而偏向左转侧。

引导部件140配置于隔板122的径向外侧（隔板122及旋转叶片130的下游侧）。引导部件140具备旋转被支承部144，该旋转被支承部144在壳体110的圆筒状开口部112的内周面与旋转分隔部件120的筒轴部121的外周面之间被支承为能够旋转。也就是说，引导部件140配置为相对于壳体110及旋转分隔部件120能够旋转。该引导部件140沿与旋转叶片130的旋转方向相反的方向旋转。

引导部件140具有流动性材料用引导通路141，该流动性材料用引导通路141将从旋转叶片130送出的流动性基体材料或流动性混合材料进一步朝径向外侧的混合区域增速地送出。该流动性材料用引导通路141形成为随着趋向径向外侧而相位朝与引导部件140的旋转方向相反的方向（旋转叶片130的旋转方向）偏移。也就是说，通过旋转叶片130与引导部件140的流动性材料用引导通路141而如所谓的扩散泵一样发挥功能。该流动性材料用引导通路141形成为随着趋向径向外侧而流路截面积变小。通过将流动性材料用引导通路141的流路截面积朝下游减小，能够使流动性基体材料更加高速化。

进而，引导部件140具有粉体用引导通路142，该粉体用引导通路142将粉体侧区域E2的粉体材料朝位于径向外侧的混合区域引导。粉体用引导通路142形成为至少在径向内侧经由分隔部143而与流动性材料用引导通路141分离。然而，粉体用引导通路142的径向外侧与流动性材料用引导通路141的径向外侧连通。也就是说，随着位于流动性材料用引导通路141的径向外侧的混合区域的流动性基体材料或流动性混合材料的流通，能够经由粉体用引导通路142将粉体侧区域E2的粉体材料朝混合区域引导。

该粉体用引导通路142形成为朝与流动性材料用引导通路141相同的方向延伸，并且随着趋向径向外侧而相位朝与引导部件140的旋转方向相反的方向（旋转叶片130的旋转方向）偏移。进而，粉体用引导通路142形成为随着趋向径向外侧而流路截面积变小。通过像这样形成流动性材料用引导通路141及粉体用引导通路142，能够将粉体侧区域E2的粉体材料朝混合区域更有效地引导。进而，通过将粉体用引导通路的流路截面积朝下游减小，能够更易于将粉体材料朝混合区域引导。

第一环状分散部件150（第一旋转体）形成为在中心具有贯通孔的环状，并且与旋转叶片130的下缘一体地连结。第一环状分散部件150具备圆盘部151、第一内周侧凸齿152以及第一外周侧凸齿153。圆盘部151与旋转叶片130的下缘连结，并且其中心孔与流动性材料用吸入口111连通。第一内周侧凸齿152配置于引导部件140的径向外侧（引导部件140的下游侧）亦即混合区域，并且以从圆盘部151的上表面朝轴向上方（与流动性混合材料的流通方向正交的方向）突出的方式沿周向形成有多个。第一外周侧凸齿153以从第一内周侧凸齿152的径向外侧即圆盘部151的外周缘朝轴向上方突出的方式沿周向形成有多个。

也就是说，第一内周侧凸齿152以及第一外周侧凸齿153在轴向上方具有顶端，且形成为沿周向连续的梳齿状。该第一内周侧凸齿152以及第一外周侧凸齿153的齿顶以相对于第二环状分散部件160能够相对旋转的方式与第二环状分散部件160之间具有微小的间隙。并且，第一内周侧凸齿152以及第一外周侧凸齿153的周向缘面形成为在周向上分别相邻的第一内周侧凸齿152以及第一外周侧凸齿153的齿顶侧的间隙宽度与齿根侧的间隙宽度基本相等。

第二环状分散部件160（第二旋转体）通过与第一环状分散部件150的相对动作而将流动性混合材料分散。该第二环状分散部件160以位于引导部件140的外周面的径向外侧的方式与该外周面连结。也就是说，第二环状分散部件160能够与引导部件一体地旋转。该第二环状分散部件160具备第二内周侧凸齿161以及第二外周侧凸齿162。

第二内周侧凸齿161以及第二外周侧凸齿162以从壳体110的内表面朝轴向下侧（与第一内周侧凸齿152的突出方向相反的方向）突出的方式沿周向形成有多个。第二内周侧凸齿161配置于比第一内周侧凸齿152靠下游侧（径向外侧）且是第一外周侧凸齿153的上游侧（径向内侧）的位置，并且，配置为沿流动性混合材料的流通方向与第一内周侧凸齿152及第一外周侧凸齿153对置。另外，第二外周侧凸齿162在第一外周侧凸齿153的下游侧（径向外侧）配置为沿流动性混合材料的流通方向与该第一外周侧凸齿153对置。

该第二内周侧凸齿161以及第二外周侧凸齿162的齿顶、与第一环状分散部件150的圆盘部151之间具有微小的间隙。并且，第二内周侧凸齿161以及第二外周侧凸齿162的周向缘面形成为在周向上分别相邻的第二内周侧凸齿161以及第二外周侧凸齿162的齿顶侧的间隙宽度与齿根侧的间隙宽度基本相等。

第一驱动装置300对旋转分隔部件120的筒轴部121的上端外周面进行驱动而使其旋转。第一驱动装置300具备：马达301；驱动带轮302，其固定于马达301的输出轴；从动带轮303，其固定于筒轴部121的外周面；以及带304，其架设于驱动带轮302与从动带轮303。也就是说，通过马达301动作，驱动带轮302的旋转驱动经由带304而传递至从动带轮303。这样，使旋转分隔部件120、与旋转分隔部件120连结的旋转叶片130及第一环状分散部件150旋转。

第二驱动装置400对引导部件140的旋转被支承部144的上端外周面进行驱动而使其旋转。第二驱动装置400具备：马达401；驱动带轮402，其固定于马达401的输出轴；从动带轮403，其固定于旋转被支承部144的外周面；以及带404，其架设于驱动带轮402与从动带轮403。也就是说，通过马达401动作，驱动带轮402的旋转驱动经由带404而传递至从动带轮403。这样，使引导部件140及与引导部件140连结的第二环状分散部件160旋转。此处，第二驱动装置400的马达401的旋转方向与第一驱动装置300的马达301的旋转方向相反。

对以上说明的混合分散装置的作用进行说明。通过第一驱动装置300的马达301正转，旋转分隔部件120、旋转叶片130以及第一环状分散部件150相对于壳体110正转（图2及图3的右转）。另一方面，通过第二驱动装置400的马达401反转（马达301的正转的相反方向的旋转），引导部件140以及第二环状分散部件160相对于壳体110反转（图2及图3的左转）。

这样，通过旋转叶片130与引导部件140相对旋转，利用旋转叶片130与引导部件140产生作为扩散泵的作用，流动性基体材料从流动性材料用吸入口111被吸入到流动性材料侧区域E1。被吸入的流动性基体材料通过旋转叶片130及流动性材料用引导通路141而被送出至混合区域。然后，通过流动性基体材料的流通，粉体材料从粉体用吸入口121b被吸入到粉体侧区域E2。被吸入的粉体材料通过粉体用引导通路142而被引导至混合区域。

在混合区域配置有第一环状分散部件150与第二环状分散部件160。并且，从径向内侧朝径向外侧依次配置有第一内周侧凸齿152、第二内周侧凸齿161、第一外周侧凸齿153以及第二外周侧凸齿162，且它们彼此相对旋转。因此，从引导部件140送出的流动性基体材料及粉体材料被混合，且通过利用各凸齿152、153、161、162的剪切力而被分散。并且，通过了第二外周侧凸齿162的流动性混合材料从排出口113朝外部被排出。这样，生成均质的流动性混合材料。

然而，为了使流动性基体材料朝混合区域流通，而使旋转叶片130旋转，并且使引导部件140沿与旋转叶片130相反的方向旋转。这样，能够增大旋转叶片130与引导部件140的旋转速度差。由此，即使降低旋转叶片130的旋转速度，也能够将从流动性材料用引导通路141朝混合区域流通的流动性材料增速。结果，能够将粉体材料从粉体侧区域E2可靠地引导至混合区域。并且，可以不增加旋转叶片130的旋转速度，因此能够抑制由旋转失衡引起的振动的产生及噪音的产生。

进而，第一环状分散部件150和第二环状分散部件160分别与旋转叶片130和引导部件140连结。因此，无需设置用于使它们旋转的专用的驱动装置，而能够利用第一环状分散部件150与第二环状分散部件160得到分散能力。

Claims (5)

1.一种混合分散装置，该混合分散装置将流动性材料与粉体材料混合并分散，

所述混合分散装置的特征在于，

所述混合分散装置具备：

隔板，该隔板将所述流动性材料的吸入口侧的流动性材料侧区域与所述粉体材料的吸入口侧的粉体侧区域分隔；

旋转叶片，该旋转叶片在所述流动性材料侧区域配置为能够旋转，将从径向内侧吸入的所述流动性材料朝径向外侧送出；以及

引导部件，该引导部件具有流动性材料用引导通路，利用该流动性材料用引导通路将从所述旋转叶片送出的所述流动性材料进一步朝径向外侧的混合区域增速地送出，随着所述混合区域中的所述流动性材料的流通，该引导部件将所述粉体侧区域中的所述粉体材料朝所述混合区域引导，

所述引导部件沿与所述旋转叶片的旋转方向相反的方向旋转。

2.根据权利要求1所述的混合分散装置，其特征在于，

所述引导部件具有粉体用引导通路，利用该粉体用引导通路将所述粉体侧区域中的所述粉体材料朝所述混合区域引导。

3.根据权利要求2所述的混合分散装置，其特征在于，

所述流动性材料用引导通路及所述粉体用引导通路形成为随着趋向径向外侧而相位朝与所述引导部件的旋转方向相反的方向偏移。

4.根据权利要求2或3所述的混合分散装置，其特征在于，

所述流动性材料用引导通路及所述粉体用引导通路形成为随着趋向径向外侧而流路截面积减小。

5.根据权利要求1~4中任一项所述的混合分散装置，其特征在于，

所述混合分散装置还具备：

第一旋转体，该第一旋转体配置于比所述引导部件更靠下游侧的位置，该第一旋转体与所述旋转叶片连结且能够与所述旋转叶片一体地旋转；以及

第二旋转体，该第二旋转配置于比所述第一旋转体更靠下游侧的位置，该第二旋转体与所述引导部件连结且能够与所述引导部件一体地旋转，利用该第二旋转体与所述第一旋转体使所述流动性材料与所述粉体材料的混合材料分散。

Images