(57)【要約】【課題】流動体に対して連続的に電気化学計測を行なうことが可能となる電気化学計測装置を提供する。【解決手段】電気化学計測装置１は、容器１１内の下部からスラリーを取り出して、容器１１内の上部に戻すための循環経路を構成する管路２と、管路２に設けられ、スラリーを移送するためのポンプ３と、ポンプ３内に設けられた一対の電極４，５と、電極４，５が接続された電気化学測定器６とを備えている。ポンプ３は、一軸偏心ねじポンプであり、筒状のステータ３１と、ステータ３１内に偏心回転可能に嵌め込まれた棒状のロータ３２とを含んでいる。ステータ３１の吐出口３５ａに近い部分には、一対の電極４，５が取り付けられている。これらの電極４，５の表面は、ステータ３１の内部空間に露出しかつ互いに対向している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動体に対して電気化学計測を行なうための電気化学計測装置であって、
前記流動体を移送するための管路と、
前記管路に設けられ、可動部材を有する流動体移送用ポンプと、
前記ポンプ内に設けられ、前記流動体と接触可能な表面をそれぞれ有する複数の電極と、
前記複数の電極が接続され、前記電極を利用して前記流動体に対する電気化学計測を行なう計測手段とを含み、
前記各電極は、その前記表面上を前記可動部材が間欠的に摺動する位置に取り付けられている、電気化学計測装置。
【請求項２】
前記流動体移送ポンプが、内周面に雌ネジが形成されたステータと外周面に雄ねじが形成されたロータとを含む一軸偏心ねじポンプであり、前記可動部材が前記ロータである、請求項１に記載の電気化学計測装置。
【請求項３】
前記流動体移送ポンプが、ベーンを有するロータを含むベーンポンプであり、前記可動部材が前記ベーンである、請求項１に記載の電気化学計測装置。
【請求項４】
前記流動体移送ポンプが、シリンダとピストンとを含むピストンポンプであり、前記可動部材が前記ピストンである、請求項１に記載の電気化学計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電気化学計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体粒子が液体中に混ざって泥状になったもの（スラリー）に対して、固体粒子の混合状態等を検査するために、交流インピーダンス法などの電気化学計測を行なう電気化学計測装置が開発されている。一般的な電気化学計測では、計測対象物が入れられた検査容器内に電極が挿入されて、計測が行なわれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１０５７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
スラリーは、混練器を用いて製造される。スラリー製造過程においてスラリーに対して電気化学計測を行うには、混練器からスラリーを抜き取って検査容器に入れ、検査容器内のスラリーに対して電気化学計測を行なうことが考えられる。しかしながら、この方法では、連続的に電気化学計測を行なうことができない。また、複数回にわたって電気化学計測を行う場合には、その都度、容器および電極を洗浄する必要がある。また、混練器からスラリーを抜き取って検査容器に入れる必要があるため、時間がかかる。
【０００５】
そこで、混練器からスラリーを取り出して混練器に戻すためのスラリー循環用の管路を設け、その管路内に一対の電極を配置し、これらの電極を利用して電気化学計測を行なうことが考えられる。しかしながら、この方法では、管路内に設けられた電極にスラリーが堆積して、正常な計測を行なえなくなるおそれがある。このため、連続的に電気化学計測を行なうことは困難である。
【０００６】
この発明の目的は、流動体に対して連続的に電気化学計測を行なうことが可能となる電気化学計測装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、流動体（Ｓ）に対して電気化学計測を行なうための電気化学計測装置（１）であって、前記流動体を移送するための管路（２）と、前記管路に設けられ、可動部材（３２，５３，６３）を有する流動体移送用ポンプ（３，３Ａ，３Ｂ）と、前記ポンプ内に設けられ、前記流動体と接触可能な表面をそれぞれ有する複数の電極（４，５）と、前記複数の電極が接続され、前記電極を利用して前記流動体に対する電気化学計測を行なう計測手段（６）とを含み、前記各電極は、その前記表面上を前記可動部材が間欠的に摺動する位置に取り付けられている、電気化学計測装置である。なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表すが、むろん、この発明の範囲は当該実施形態に限定されない。以下、この項において同じ。
【０００８】
この発明では、各電極の表面上を、ポンプの可動部材が間欠的に摺動する。これにより、各電極の表面上に付着した流動体等が可動部材によって除去されるので、各電極の表面に流動体等が堆積するのを回避することができる。このため、流動体に対して連続的に電気化学測定を行なうことができる。
請求項２記載の発明は、前記流動体移送ポンプが、内周面に雌ネジが形成されたステータと外周面に雄ねじが形成されたロータとを含む一軸偏心ねじポンプであり、前記可動部材が前記ロータである、請求項１に記載の電気化学計測装置である。
【０００９】
請求項３記載の発明は、前記流動体移送ポンプが、ベーンを有するロータを含むベーンポンプであり、前記可動部材が前記ベーンである、請求項１に記載の電気化学計測装置である。
請求項４記載の発明は、前記流動体移送ポンプが、シリンダとピストンとを含むピストンポンプであり、前記可動部材が前記ピストンである、請求項１に記載の電気化学計測装置である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る電気化学計測装置の構成を模式的に示す概略構成図である。
【図２】図２は、ポンプの構成を示す断面図である。
【図３】図３は、図２のIII-III線に沿う概略的な拡大断面図である。
【図４】図４は、ポンプの変形例を示す模式図である。
【図５】図５は、図４のV-V線に沿う概略的な断面図である。
【図６】図６は、ポンプの他の変形例を示す模式図である。
【図７】図７は、図６のVII-VII線に沿う概略的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下では、この発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る電気化学計測装置の構成を模式的に示す概略構成図である。
スラリー（流動体）は、混練器１０によって製造される。混練器１０は、スラリーの材料が入れられる容器１１と、容器１１内に設けられた攪拌羽１２とを備えている。攪拌羽１２は図示しない駆動装置によって回転駆動される。スラリーの材料には、固体粒子と液体とを含む。スラリーが例えば蓄電池の電極材料である場合には、スラリーの材料には、カーボンの粉末、増粘剤、結着剤、水等が含まれる。
【００１２】
電気化学計測装置１は、スラリーが製造されている途中において、スラリーに対して電気化学計測を行なうものである。これにより、スラリーの材料が良く混ざっているか、カーボンの粉末等の固体粒子の大きさが揃っているか、異物が混入していないか等のスラリーの品質を検査することができる。
電気化学計測装置１は、容器１１内の下部からスラリーＳを取り出して、容器１１内の上部に戻すための循環経路を構成する管路２と、管路２に設けられ、スラリーＳを移送するためのポンプ３と、ポンプ３内に設けられた一対の電極４，５と、電極４，５が接続された電気化学測定器（計測手段）６とを備えている。
【００１３】
管路２の一端部は、容器１１内の側壁の下部に取り付けられており、容器１１内部と連通している。管路２の他端部は、容器１１の側壁の上部に取り付けられており、容器１１内部と連通している。管路２の途中にポンプ３が設けられている。ポンプ３の詳細については後述する。電気化学測定器６は、例えば交流インピーダンス法を用いて、電気化学計測を行なうことにより、スラリーＳの品質等を検査する。
【００１４】
図２は、ポンプ３の構成を示す断面図である。図３は、図２のIII-III線に沿う概略的な拡大断面図である。
この実施形態では、ポンプ３は、一軸偏心ねじポンプ（モーノポンプ）である。一軸偏心ねじポンプ３は、筒状のステータ３１と、ステータ３１内に偏心回転可能に嵌め込まれた棒状のロータ３２と、ステータ３１を覆うステータケーシング３３と、ステータケーシング３３の基端に取り付けられた吸込口側ケーシング３４と、ステータケーシング３３の先端に取り付けられた吐出口側ケーシング３５とを含んでいる。ステータ３１の内周面には２条の雌ねじが形成されている。ロータ３２の外周面には、１条の雄ねじが形成されている。
【００１５】
ステータ３１は、ゴム等の弾性材料で作られている。ステータ３１の中空部（内部空間）の横断面形状は、長円形である。ロータ３２は、横断面が真円形であり、金属材料で作られている。ロータ３２の基端は、吸込口側ケーシング３４内において、第１ユニバーサルジョイント３６を介して、カップリングロッド３７の一端に結合されている。カップリングロッド３７の他端は、第２ユニバーサルジョイント３８を介して、ドライブシャフト３９に結合されている。ドライブシャフト３９は、ボールベアリング４０を介して、吸込口側ケーシング３４に回転自在に取り付けられている。第２ユニバーサルジョイント３８とボールベアリング４０との間において、ドライブシャフト３９の外周面と吸込口側ケーシング３４の内周面との間には、軸封装置（シール）４１が設けられている。吸込口側ケーシング３４は、吸込口３４ａを有している。吐出口側ケーシング３５は、吐出口３５ａを有している。
【００１６】
ステータ３１の吐出口３５ａに近い部分には、円板または円柱状の一対の電極４，５が取り付けられている。これらの電極４，５の表面は、ステータ３１の内部空間に露出しかつ互いに対向している。具体的には、ステータケーシング３３およびステータ３１の周壁には、ステータ３１の内周面の互いに対向する位置に、２つの貫通孔４４，４５があけられている。一方の貫通孔４４に、電極４が保持された円柱状の電極保持体４６が嵌め込まれて、固定されている。他方の貫通孔４５に、電極５が保持された円柱状の電極保持体４７が嵌め込まれて、固定されている。各電極４，５は、それぞれ電極保持体４６，４７の先端部内に埋め込まれている。各電極４，５の表面は、ステータ３１の内部空間に露出しているとともに、互いに対向している。各電極保持体４６，４７の後端からは、電極４，５に一端が接続された電線４８，４９が引き出されている。各電極４，５は、白金等の金属で作られている。各電極保持体４６，４７は、例えばポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の合成樹脂で作られている。
【００１７】
ドライブシャフト３９が図示しないモータによって回転されると、ロータ３２が回転し、ステータ３１とロータ３２との間の密閉空間（キャビティ）が、吐出口３５ａ側に移動していく。キャビティには、吸込口３４ａからスラリーＳが吸い込まれるため、キャビティの移動に伴ってスラリーＳが移送され、吐出口３５ａから吐出される。これにより、混練器１０内のスラリーＳが管路２内に導かれ、管路２内を移送して、混練器１０内に戻される。
【００１８】
ロータ３２が回転することによって、一対の電極４，５間の空間を含むようなキャビティが間欠的に形成される。一対の電極４，５間の空間を含むようなキャビティが形成されているときには、そのキャビティ内のスラリーＳに対して、電気化学測定が可能となる。電気化学測定器６（図１参照）は、電極４，５を利用して、スラリーＳに対して電気化学測定を行なう。
【００１９】
また、ロータ３２が回転することによって、ロータ３２が電極４，５の表面（露出面）上を間欠的に摺動する。これにより、電極４，５の表面上に付着したスラリーＳ等がロータ３２によって除去されるので、電極４，５の表面にスラリーＳ等が堆積するのを回避することができる。このため、スラリーＳに対して連続的に電気化学測定を行なうことができる。
【００２０】
図４は、ポンプの変形例を示す模式図である。図５は、図４のV-V線に沿う概略的な断面図である。
このポンプ３Ａは、ベーンポンプである。ベーンポンプ３Ａは、ケーシング５１と、ケーシング５１の内部空間に配され、ケーシング５１に対して回転自在に支持された円板状のロータ５２と、ロータ５２に設けられた複数のベーン（羽根）５３とを備えている。ケーシング５１は、吸込口５１ａおよび吐出口５１ｂを有している。ロータ５２には、周方向に等間隔に、半径方向に延びた複数のスリット５２ａが形成されている。各スリット５２ａ内に、ベーン５３が進退可能に嵌め込まれている。
【００２１】
ケーシング５１の両側壁の下部には、一対の円柱状の電極４，５が取り付けられている。これらの電極４，５の表面は、ケーシング５１の内部空間に露出しかつ互いに対向している。具体的には、ケーシング５１の両側壁には、互いに対向する位置に、２つの貫通孔５４，５５５があけられている。一方の貫通孔５４に、電極４が保持された円柱状の電極保持体５６が嵌め込まれて、固定されている。他方の貫通孔５５に、電極５が保持された円柱状の電極保持体５７が嵌め込まれて、固定されている。各電極４，５は、それぞれ電極保持体５６，５７の先端部内に埋め込まれている。各電極４，５の表面は、ケーシング５１の内部空間に露出しているとともに、互いに対向している。各電極保持体５６，５７の後端からは、電極４，５に一端が接続された電線５８，５９が引き出されている。各電極４，５は、白金等の金属で作られている。各電極保持体５６，５７は、例えばポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の合成樹脂で作られている。
【００２２】
ロータ５２が図示しないモータによって回転されると、遠心力によって各ベーン５３が径方向外方に移動して、ケーシング５１内面を摺動する。これにより、吸込口５１ａ側からスラリーＳが吸い込まれて、吐出口５１ｂ側へ移送され、吐出口５１ｂから吐き出される。これにより、混練器１０内のスラリーＳが管路２内に導かれ、管路２内を移送して、混練器１０内に戻される。
【００２３】
ベーンポンプ３Ａが駆動されているときには、電極４，５間をスラリーＳが移動するので、スラリーＳに対して、電気化学測定が可能となる。電気化学測定器６（図１参照）は、電極４，５を利用して、スラリーＳに対して電気化学測定を行なう。
また、ロータ５２が回転することによって、ベーン５３の側面が電極４，５の表面（露出面）上を間欠的に摺動する。これにより、電極４，５の表面上に付着したスラリーＳ等がベーン５３によって除去されるので、電極４，５の表面にスラリーＳ等が堆積するのを回避することができる。このため、スラリーＳに対して連続的に電気化学測定を行なうことができる。
【００２４】
図６は、ポンプの他の変形例を示す模式図である。図７は、図６のVII-VII線に沿う断面図である。
このポンプ３Ｂは、ピストンポンプである。ピストンポンプ３Ｂは、シリンダ６１と、シリンダ６１に設けられた逆止弁６２と、ピストン６３と、ピストン６３に設けられたピストン弁６４とを備えている。シリンダ６１は、吸込口６１ａおよび吐出口６１ｂを有している。逆止弁６２は、シリンダ６１の吸込口６１ａの近くに設けられている。ピストン６３は、図示しない駆動機構によってシリンダ６１内を往復移動させられる。
【００２５】
シリンダ６１の側壁には、一対の円柱状の電極４，５が取り付けられている。これらの電極４，５の表面は、シリンダ６１の内部空間に露出しかつ互いに対向している。具体的には、シリンダ６１の側壁には、互いに対向する位置に、２つの貫通孔７４，７５があけられている。シリンダ６１の側壁の外面における各貫通孔７４，７５の周縁部には、外方に突出した筒状部６１ｃ，６１ｄが形成されている。
【００２６】
一方の筒状部６１ｃに、電極４が保持された円柱状の電極保持体７６の先端部が嵌め込まれて、固定されている。他方の筒状部６１ｄに、電極５が保持された円柱状の電極保持体７７の先端部が嵌め込まれて、固定されている。各電極４，５は、それぞれ電極保持体７６，７７の先端部内に埋め込まれている。各電極４，５の表面は、シリンダ６１の内部空間に露出しているとともに、互いに対向している。各電極保持体７６，７７の後端からは、電極４，５に一端が接続された電線７８，７９が引き出されている。各電極４，５は、白金等の金属で作られている。各電極保持体７６，７７は、例えばポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の合成樹脂で作られている。
【００２７】
図示しない駆動機構によって、ピストン６３を往復移動させることによって、スラリーＳを吸込口６１ａから吸い込んで、吐出口６１ｂ側に移送することができる。具体的には、図６の（ａ）に示すように、ピストン６３が最も上方にある状態では、シリンダ６１内に、スラリーＳが入った状態となっている。この状態から、ピストン６３が下方に移動すると、逆止弁６２が閉じ、ピストン弁６４が開く。これにより、シリンダ６１内のスラリーＳがピストン６３の上側に移動していく。そして、図６の（ｂ）に示すように、ピストン６３が最も下方にある状態となる。この状態から、ピストン６３が上方に移動すると、ピストン弁６４が閉じ、逆止弁６２が開く。これにより、シリンダ６１内のピストン６３の上側にあったスラリーＳは、ピストン６３によって吐出口６１ｂ側に送られ、吐出口６１ｂから吐出される。一方、ピストン６３の上昇に伴って、吸込口６１ａからスラリーＳがシリンダ６１内に吸い込まれる。このような動作が繰り返されることにより、混練器１０内のスラリーＳが管路２内に導かれ、管路２内を移送して、混練器１０内に戻される。
【００２８】
ピストンポンプ３Ｂが駆動されているときには、電極４，５間をスラリーＳが移動するので、スラリーＳに対する電気化学測定が可能となる。電気化学測定器６（図１参照）は、電極４，５を利用して、スラリーＳに対して電気化学測定を行なう。
また、ピストン６３がシリンダ６１内を往復移動することによって、ピストン６３の外周面が電極４，５の表面（露出面）上を間欠的に摺動する。これにより、電極４，５の表面上に付着したスラリーＳ等がピストン６３によって除去されるので、電極４，５の表面にスラリーＳ等が堆積するのを回避することができる。このため、スラリーＳに対して連続的に電気化学測定を行なうことができる。
【００２９】
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。たとえば、前述の実施形態では、電極は１対のみ設けられているが、電極を３つ以上設けるようにしてもよい。
なお、この発明は、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００３０】
２…管路、３，３Ａ，３Ｂ…ポンプ、４，５…電極、６…電気化学測定器、３２…ロータ、５３…ベーン、６３…ピストン
【図１】
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【図２】
2013190293.tif 000004
【図３】
2013190293.tif 000005
【図４】
2013190293.tif 000006
【図５】
2013190293.tif 000007
【図６】
2013190293.tif 000008
【図７】
2013190293.tif 000009