KR20020007180A

KR20020007180A - 납축전지용 활성 페이스트 충전장치

Info

Publication number: KR20020007180A
Application number: KR1020010041869A
Authority: KR
Inventors: 고카지신이치; 오타케나오히로
Original assignee: 이마이 마사야; 후루카와 덴치 가부시키가이샤
Priority date: 2000-07-13
Filing date: 2001-07-12
Publication date: 2002-01-26
Also published as: CN1333090A; US20020005162A1; JP3665258B2; KR100497857B1; US6533862B2; JP2002025543A; CN1171689C

Abstract

부의 전극용 활성물질로 된 페이스트뿐만 아니라, 정극용 활성물질로 된 페이스트도 연속 기판에 안정적으로 양호한 충전을 할 수 있는 납축전지용 활성 페이스트충전장치를 제공한다. 호퍼(1)내에 상부에 전후 한 쌍의 패들(2,2)과, 하부에 토출 롤러(3)와, 중간부에 날개 롤러(5')와, 상기 토출 롤러(3)의 전방 위쪽으로 경사지게 간격(S)을 두고 상기 토출 롤러(3)와 대향하는 보조 롤러(4)가 구비되어 있다. 상기 호퍼(1)의 하단에 고정된 오리피스 플레이트(6)의 토출구(6a)는 연속기판(A)의 반송방향과 같은 방향으로 개구되어 있다.

Description

납축전지용 활성 페이스트 충전장치{PASTING MACHINE FOR AN ACTIVE PASTE FOR A LEAD BATTERY}

본 발명은, 납축전지용 연속기판에 활성 페이스트를 연속 충전(充塡)하여 연속충전 극판(electrode plate)을 제조하는 데에 사용되는 오리피스 타입의 활성 페이스트 충전장치에 관한 것이다.

예를 들면 연속주조기판에 활성 페이스트를 연속 충전(continuously paste)하는 등, 납축전지용 연속충전 극판의 제조에 있어서는, 연속기판의 양 표면에 활성 페이스트가 골고루 충전되도록 오리피스 타입의 호퍼를 사용한 부(negative) 활성 페이스트 충전장치가 공지되어 있다. 그 일례를 도 2에 나타낸다. 즉, 도 2에 있어서, 1은 호퍼를 나타낸다. 이 호퍼(1)내에 호퍼의 내면 상부에 위치한 전후 한 쌍의 패들(paddle)(2,2)과, 그 하부에 위치한 토출 롤러(delivery roller)(3)와, 이 토출 롤러(3)의 경사진 상부 전방에 위치하고, 또한 상기 토출 롤러(3)와 간격(S)을 두고 대향하는 보조 롤러(4)가 배치되어 있다. 그 중간부의 후방에, 상호 대향하는 보조 롤러(4)와 토출 롤러(3)의 사이에 형성된 간격(S)에 활성 페이스트를 공급하는 공급롤러인 톱니형상 롤러(5)가 배치되어 있다. 상기 토출 롤러(3)와 이 토출 롤러(3)에 대향하는 호퍼(1) 앞 벽의 만곡된 내면과의 사이에 간격(S')이 형성되어, 상기 간격(S)을 호퍼(1)의 하단에 형성한 오리피스 플레이트(6)의 오리피스 형상의 토출구(delivery opening)(6a)에 연통시킨다. 상기 토출구(6a)는, 호퍼의 전방에서 그 후방으로 화살표로 나타낸 바와 같이 주행하는 반송 벨트(7)에 의해 반송되는 연속주조기판(A)의 화살표시한 반송방향, 즉 후방을 향하여 개구되어 있다.

상기의 충전장치를 사용하여, 그 침입도(penetration)가 30∼50 정도인 활성물질로 된 비교적 부드러운 페이스트를 연속주조기판에 연속 충전하는 경우에는,상기 토출구(6a)로부터의 활성 페이스트의 토출량은 충분하다. 그러나, 이 장치를 사용하여 그 침입도가 20∼30정도인 활성물질로 된 비교적 딱딱한 페이스트를 연속주조기판에 연속 충전하는 경우에는, 토출구(6a)로부터의 페이스트의 토출량이 부족하게 되기 쉬워져, 충전밀도(bulk density)에 분산(불균일)이 발생하고, 연속주조기판에 안정적이고 양호한 연속충전이 곤란하며, 따라서 안정적이고 양호한 연속충전 정극판(positive electode plate)을 제조할 수 없다.

여기서, 활성 페이스트의 침입도는 글로브(glove)식 투과도재개(penetrome ter)등의 투과도재개를 사용하여, 예를 들면 유지기(holding machine)에 의해 수직으로 유지된 무게 70g의 바늘의 포인트가 측정되는 파일된(piled) 페이스트의 상부 표면에 위치하고, 그런 다음에 바늘이 이완되어 페이스트에 침투하여 바늘의 침입도 거리 및 깊이가 측정되었다. 침입도의 거리가 0.1mm일 경우에, 그 값을 1로 표시하였다. 그러므로, 상기 침입도 값 20∼30은 2.0mm∼3.0mm를 의미하고, 침입도 값 30∼50은 3.0mm∼5.0mm를 의미한다.

도 1은 납축전지용 활성 페이스트를 제공하는 본 발명에 의한 충전장치를 길이방향에서 수직으로 절단한 종단면도이다.

도 2는 종래의 부(negative) 활성 페이스트 충전장치를 길이방향에서 수직으로 절단한 종단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 호퍼 2 : 패들

3 : 토출 롤러 4 : 보조 롤러

5' : 날개 롤러 6 : 오리피스 플레이트

6a : 토출구 S' : 간격

W' : 폭, 넓은 폭 A : 기판

상기의 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은, 활성물질로 된 부드러운 페이스트 뿐만 아니라 활성물질로 된 딱딱한 페이스트도 연속주조기판에 안정적이고 양호하게 연속 충전할 수 있는 활성 페이스트 충전장치에 있어서, 호퍼내에 호퍼의 내면 상부에 위치한 전후 한 쌍의 패들과, 그 하부에 위치한 토출 롤러와, 상기 토출 롤러의 상부 전방에 경사지게 위치하고, 또한 상기 토출 롤러와의 사이에 간격을 두고 대향하는 보조 롤러가 배치된 활성 페이스트 충전장치를 제공하고자 함에 그 목적이 있다. 호퍼의 중간부의 후방에는 공급롤러가 위치하여 상호 대향하는 상기 보조 롤러와 상기 토출 롤러의 사이에 형성된 간격에 활성 페이스트를 공급하고, 상기 호퍼의 하단에 고정된 오리피스 플레이트는 연속주조기판이 반송되는 방향과 같은 방향으로 개구되어 있는 오리피스 토출구를 갖는다. 공급롤러로서 2 내지 3개의 날개를 갖는 날개롤러를 사용하는 점이 개선된 것이다. 또한, 본 발명은, 본 발명에 의한 상기 충전장치에 있어서, 오리피스 토출구의 폭은 오리피스 앞벽의 내면과 토출 롤러사이의 간격의 폭보다 1.4 ∼ 1.7배의 범위인 것을 특징으로 한다.

상기 공급 롤러로서 날개 롤러를 사용함으로써, 호퍼내의 페이스트를 보조 롤러와 토출 롤러사이의 간격으로 밀어내는 공급·압출력(forwardly feeding pushing force)이 증가되고, 활성물질로 된 비교적 부드러운 페이스트는 물론, 활성물질로 된 비교적 딱딱한 페이스트도 연속주조기판에 안정적이고 양호하게 연속 충전될 수 있다. 토출구의 폭을 호퍼의 앞벽내면과 토출 롤러와의 간격의 1.4∼ 1.7배로 제한함으로써, 활성물질로 된 비교적 딱딱한 페이스트의 충전속도를 빠르게 할 수 있다.

[실시예]

다음에, 본 발명의 실시형태를 첨부도면의 도 1을 참조하여 설명한다.

도 1에 있어서, 도 2에 나타내는 종래의 장치의 구성부재와 동일한 구성부재는 동일한 부호로 나타낸다. 참조번호 1은 호퍼, 2,2는 상기 호퍼의 내면 상부에 전후로 위치된 한 쌍의 회전가능한 패들, 3은 그 하부에 위치하며 둘레에 무수한평행의 요철조(notched)의 홈(groove)을 가지는 토출 롤러, 4는 상기 토출 롤러(3)와 간격(S)을 형성하도록 상기 토출 롤러(3)의 상부 전방에 경사지게 배치되고 외주면에 무수한 평행의 요철조의 홈이 형성된 보조 롤러를 나타낸다.

본 발명에 의하면, 종래의 톱니형상 공급 롤러 대신에, 활성 페이스트를 상호 대향하는 상기 보조 롤러(4)와 상기 토출 롤러(3)의 사이에 형성된 간격(S)에 활성 페이스트를 공급하는 공급롤러로서, 호퍼(1)내의 중간부와 상기 보조 롤러(4)의 후방에 회전가능한 날개롤러(5')가 배치되어 있다. 날개롤러(5')는, 예를 들면 회전축과 서로 반대측으로 180°의 회전각도의 간격으로 부착된 2장의 날개(5a 및 5b)를 갖는다. 연속기판(A)으로서는, 납 격자 기판(lead grid substrate) 외에, 펀칭 기판 등의 비주조기판(non-cast substrate)이 사용될 수도 있다. 그리고, 도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 날개 롤러(5')의 날개와 이에 대향하는 호퍼(1)의 뒷벽 내면(R)과의 사이에는 활성 페이스트가 체류하는 간격이 실질적으로 발생되지 않도록 날개의 회전궤적에 매우 근접한 원호형상의 오목면(5c)을 갖는 호퍼(1)의 뒷벽 내면을 형성하는 것이 바람직하며 일반적이다.

한편, 전후 한쌍의 패들(2,2)은, 그 날개의 각각의 회전궤적이 그들 사이의 중간부에서 서로 오버랩되도록 배치되고, 또한 전후 패들에 각각 대향하는 호퍼(1)의 앞벽 내면과 뒷벽 내면은 각각의 그 회전궤적을 따라 근접한 원호형상 오목면을 가지며, 그리하여 전 패들과 이에 대향하는 앞벽(F) 내면(1a)사이 및 후 패들과 이에 대향하는 뒷벽(R) 내면(1b) 사이에 활성 페이스트가 체류되지 않게 된다. 이와 유사하게, 호퍼의 벽에는 오목부가 마련되어, 보조 롤러(4)와 이에 대향하는 호퍼(1)의 앞벽(F) 내면(1a) 및 토출 롤러(3)와 이에 대향하는 호퍼의 뒷벽(R) 내면 (1b)의 사이에는 각각 활성 페이스트가 체류되지 않도록 된다. 상기 배치는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 종래의 장치의 배치와 다르지 않다. 또한, 종래의 장치에서와 마찬가지로, 오리피스 플레이트(6)는 호퍼(1)의 하단에 고정되어 설치되어 있으며, 그 아래쪽을 주행하는 연속기판(A)의 폭방향 전체 폭을 넘는 장방형 슬롯 형태인 토출구(6a)를 갖는다. 더욱이, 종래의 장치에서와 같이, 상기 토출 롤러(3)와 상기 토출 롤러(3)에 대향하는 호퍼(1)의 앞벽(F)의 만곡된 내면(1a)과의 사이에 형성한 틈(S')은, 종래의 장치의 상기 틈(S')과 같은 폭으로 변함이 없다.

본 발명에 의한 상기 장치의 작동은, 다음과 같다.

전후 한 쌍의 패들(2,2), 2개의 날개(5a,5b)를 갖는 날개 롤러(5'), 한 쌍의 보조 롤러(4) 및 토출 롤러(3)가 도 1에 나타낸 각각의 화살표 방향으로 회전되고, 비교적 딱딱한, 즉 침입도 20∼30인 납축전지용 정극(positive electrode)으로 사용되는 활성물질로 된 페이스트를 호퍼(1)에 투입하고, 투입된 활성 페이스트는, 먼저 상부에 위치한 전후 한 쌍의 패들(2,2)에 의해 교반됨과 동시에 아래쪽으로 보내지고, 그 아래쪽으로 보내진 활성 페이스트는, 호퍼(1)의 중간부의 뒤쪽과 한 쌍의 패들 아래쪽에 위치된 날개 롤러(5')의 날개(5a, 5b)의 강한 힘에 의해 압송·공급되면, 페이스트는 날개롤러(5')의 전방 아래쪽에 경사지게 위치한 보조 롤러(4)와 토출 롤러(3)와의 간격(S)을 향하여 통과된다. 그런 다음에, 상기 토출 롤러(3)와 호퍼(1)의 앞벽(F)의 만곡된 내면(1a')과의 사이의 상기 간격(S')을 통과하도록 압송되고 토출구(6a)로 공급되며, 화살표로 나타낸 바와 같이 벨트 컨베이어(7)에 의해 토출구(6a)의 아래쪽을 연속하여 이동하는 연속주조 납격자 기판 (A)에 안정적이고 양호하게 충전된다. 또한, 비교적 부드러운, 즉 침입도 30∼50의 납축전지용 부(negative)의 전극으로 사용되는 활성물질로 된 페이스트를 투입하고, 상술한 충전작업과 동일한 충전작업을 행한 경우에는, 충전속도, 즉 연속기판(A)의 주행속도는 도 2에 나타낸 종래의 충전장치를 사용한 경우에 비하여 증가될 수 있고, 더욱이, 체적밀도가 분산되지 않으며 균일하고 안정적이며 양호하게 충전된 연속기판을 원활하게 얻을 수 있다. 더욱이, 상기 2개의 날개를 가진 날개 롤러(5') 및 3개의 날개를 가진 날개롤러와 4개의 날개를 가진 날개롤러(도시하지 않음)를 사용하여 비교실험을 실행하였고, 각각의 연속주조기판에 충전된 활성 페이스트의 각각의 적용예를 관찰하였다. 그 결과, 도시한 2개의 날개를 가진 날개 롤러(5')를 사용한 경우의 활성 페이스트 충전량의 변동은 약 ±2%이었고, 3개의 날개를 120°의 회전각의 간격을 가지고 회전축에 고정된 날개 롤러를 사용한 경우의 활성 페이스트 충전량의 변동은 ±3%이었다. 이에 비하여, 4개의 날개를 90°의 회전각의 간격을 가지고 회전축에 고정된 날개 롤러를 사용한 경우는, 페이스트 충전이 불연속적이고 단속적이었다. 그 결과, 상술한 바와 같이, 2개 또는 3개의 날개가 마련된 날개 롤러를 사용하는 것이 바람직한 것임을 알 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 2개 또는 3개의 날개를 가진 날개 롤러를 구비한 상기 충전장치를 사용하여 부의 전극에 사용되는 부의 물질로 된 비교적 부드러운 상기 페이스트를 연속 충전하는 경우에는, 충전속도, 즉 연속기판(A)의 반송속도가 증가된다 하더라도, 연속기판에의 연속적인 충전이 안정적이고 양호하게 될 수 있음이 확인되었다.본 발명에 의하면, 2개 또는 3개의 날개를 가진 날개롤러(5')가 사용되는 것이 좋다.

정극용 활성물질로 된 비교적 딱딱한 페이스트의 충전속도를 높이기 위해서, 상기 간격(S')의 폭보다 토출구(6a)의 폭을 1.4∼1.7배 확대함으로써, 본 발명에 의한 2개 또는 3개의 날개를 가진 날개 롤러가 마련된 충전장치가 연구되었다. 더욱 상세하게는, 도 2에 나타낸 종래의 충전장치에서는, 오리피스 플레이트(6)의 토출구(6a)는 호퍼(1)의 앞벽내면의 하단부를 따라 연장되며, 토출 롤러(3)의 외주면과, 이것을 따라 만곡된 호퍼의 내면 사이에 형성된 토출에 필요한 간격(S')에 연통되어 있다. 충전된 연속기판이 연속적으로 배출되는 통로의 배출측에서의 오리피스 플레이트(6)의 토출구(6a)는 연속기판(A)의 반송 또는 배출 방향과 같은 방향에서 아래쪽으로 경사지게 연장되도록 형성되어 있고, 그 폭(W)은 간격(S')의 폭과 실질적으로 동일하다. 종래의 충전장치의 상술한 구성을 개선하기 위하여, 실험에 의하여, 오리피스 플레이트(6)의 토출구(6a)의 크기를 넓히고 절삭함으로써 토출구의 폭이 변경된 오리피스 플레이트를 제조하였고, 토출롤러(3)와 호퍼(1)의 앞벽의 만곡된 내면 사이의 간격(S')의 폭보다 각각의 토출구(6a)가 더 넓은 다양한 오리피스 플레이트(6)가 각각 마련된 충전장치의 충전작업이 실행되었다. 그 결과, 토출구(6a)의 폭(W')이 간격(S')의 폭의 1.4배 내지 1.7배가 되면, 비교적 딱딱한 활성 페이스트의 충전 속도는 증가될 수 있다는 것을 알 수 있었다. 그러나, 폭(W')이 간격(S')의 2.0배이면, 충전의 불균일이 증가되었고, 1.2배이면, 그러한 넓힘 (widening)으로 인한 효과도 얻어지지 않으며 종래의 장치의 폭(W)의 경우와 뚜렷한 차이도 없다.

도 1은 오리피스 플레이트(6)의 토출구(6a)의 폭(W')이 토출롤러(3)와 호퍼 (1)의 앞벽의 만곡된 내면 사이의 간격(S')의 폭의 1.4 ∼ 1.7 배의 범위내인 본 발명에 의한 충전장치의 일 예를 나타낸다.

또한, 날개의 개수가 3개인 날개롤러를 사용한 경우에는, 토출구(6a)의 폭을 상기의 범위로 확대함으로써 충전속도가 증가될 수 있었다.

이와 같이 본 발명의 활성 페이스트 충전장치는, 호퍼 내부의 중간부에 위치하는 공급 롤러로서 2개 내지 3개의 날개를 가지는 회전가능한 날개 롤러를 사용함으로써 비교적 딱딱한 활성 페이스트라도 연속기판에 불균일이 없는 안정적이고 양호한 연속충전을 할 수 있다. 이 경우, 토출구의 폭을, 호퍼의 앞벽내면과 토출 롤러와의 간격의 1.4∼1.7배로 확대함으로써, 충전속도를 빨리 할 수 있다.

Claims

호퍼와,

호퍼내에 호퍼의 내면 상부에 위치한 전후 한 쌍의 패들과,

그 하부에 위치한 토출 롤러와,

상기 토출 롤러의 상부 전방에 경사지게 위치하고, 또한 상기 토출 롤러와의 사이에 간격을 두고 대향하는 보조 롤러와,

호퍼의 중간부의 후방에 위치하며, 상기 보조 롤러와 상기 토출 롤러의 사이에 형성된 간격에 활성 페이스트를 공급하는 회전가능한 공급롤러와,

상기 호퍼의 하단에 고정되며, 연속주조기판이 반송되는 방향과 같은 방향으로 개구되어 있는 오리피스 토출구를 갖는 오리피스 플레이트를 포함하여 구성되는 납축전지용 활성 페이스트 충전장치에 있어서,

상기 회전가능한 공급롤러는 2 내지 3개의 날개를 갖는 날개롤러를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 납축전지용 활성 페이스트 충전장치.
제 1 항에 있어서, 오리피스 토출구의 폭은 호퍼의 앞벽 내면과 토출 롤러 사이의 간격의 1.4 ∼ 1.7배의 범위내인 것을 특징으로 하는 납축전지용 활성 페이스트 충전장치.
호퍼와,

호퍼내에 호퍼의 내면 상부에 위치한 전후 한 쌍의 패들과,

그 하부에 위치한 토출 롤러와,

상기 토출 롤러의 상부 전방에 경사지게 위치하고, 또한 상기 토출 롤러와의 사이에 간격을 두고 대향하는 보조 롤러와,

호퍼의 중간부의 후방에 위치하며, 상기 보조 롤러와 상기 토출 롤러의 사이에 형성된 간격에 활성 페이스트를 공급하는 회전가능한 공급롤러와,

상기 호퍼의 하단에 고정되며, 연속주조기판이 반송되는 방향과 같은 방향으로 개구되어 있는 오리피스 토출구를 갖는 오리피스 플레이트를 포함하여 구성되는 납축전지용 활성 페이스트 충전장치에 있어서,

상기 회전가능한 공급롤러는 2개의 날개를 갖는 날개롤러를 포함하여 구성되며, 오리피스 토출구의 폭은 호퍼의 앞벽 내면과 토출 롤러 사이의 간격의 1.4 ∼ 1.7배의 범위내인 것을 특징으로 하는 납축전지용 활성 페이스트 충전장치.
호퍼와,

호퍼내에 호퍼의 내면 상부에 위치한 전후 한 쌍의 패들과,

그 하부에 위치한 토출 롤러와,

상기 토출 롤러의 상부 전방에 경사지게 위치하고, 또한 상기 토출 롤러와의 사이에 간격을 두고 대향하는 보조 롤러와,

호퍼의 중간부의 후방에 위치하며, 상기 보조 롤러와 상기 토출 롤러의 사이에 형성된 간격에 활성 페이스트를 공급하는 회전가능한 공급롤러와,

상기 호퍼의 하단에 고정되며, 연속주조기판이 반송되는 방향과 같은 방향으로 개구되어 있는 오리피스 토출구를 갖는 오리피스 플레이트를 포함하여 구성되는 납축전지용 활성 페이스트 충전장치에 있어서,

상기 회전가능한 공급롤러는 3개의 날개를 갖는 날개롤러를 포함하여 구성되며, 오리피스 토출구의 폭은 호퍼의 앞벽 내면과 토출 롤러 사이의 간격의 1.4 ∼ 1.7배의 범위내인 것을 특징으로 하는 납축전지용 활성 페이스트 충전장치.