JPH0615026B2 - Stirrer - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、反応器やタンクなどの撹拌に用いられる撹
拌装置に関し、詳しくは磁力を利用し、機械的な結合に
よることなく撹拌子を回転駆動するようにした撹拌装置
に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a stirring device used for stirring reactors, tanks and the like, and more specifically, uses a magnetic force to rotate a stirring bar without mechanical coupling. It relates to a stirrer adapted to be driven.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

磁力を利用し機械的な結合によることなく撹拌子を回転
駆動するようにした従来の撹拌装置を、第７図及び第８
図について説明する。FIGS. 7 and 8 show a conventional stirring device that uses magnetic force to rotate the stirring bar without mechanical coupling.
The figure will be described.

第７図は棒状のマグネット撹拌子を用いた撹拌装置の縦
断面図であつて、密閉された容器の器壁の一部をなす隔
壁１の上方は容器の内側に相当し、ここに、マグネツト
撹拌子２が収容されている。一般に容器の内部には、外
部からの汚染を嫌う液体状の薬品や中間製品が入れられ
て化学反応、溶解、晶析・混合などさまざまな単位操作
のための撹拌が行われているものである。マグネツト撹
拌子２は、棒状の永久磁石３の全体をプラスチツクの保
護層４によつて被覆したものであつて、棒状の永久磁石
２の両端は異なる磁極に着磁されている。他方、隔壁１
の外側（図の下方）には、モータ５を取付けるためのフ
レーム６が隔壁１に固定され、モータ５のフランジ７と
フレーム６とが図示しないボルトナツトによつて締結さ
れている。FIG. 7 is a vertical cross-sectional view of a stirring device using a rod-shaped magnetic stirrer, in which the upper part of the partition wall 1 forming a part of the vessel wall of the sealed container corresponds to the inside of the container. The stirrer 2 is accommodated. In general, the inside of a container is filled with liquid chemicals or intermediate products that do not want to be contaminated from the outside, and is agitated for various unit operations such as chemical reaction, dissolution, crystallization and mixing. . The magnetic stirrer 2 is formed by coating the entire rod-shaped permanent magnet 3 with a plastic protective layer 4, and both ends of the rod-shaped permanent magnet 2 are magnetized with different magnetic poles. On the other hand, partition wall 1
A frame 6 for mounting the motor 5 is fixed to the partition wall 1 on the outer side (downward in the drawing), and a flange 7 of the motor 5 and the frame 6 are fastened by a bolt nut (not shown).

モータ５の主軸８には鉄製のヨーク９が固定され、さら
に、ヨーク９の隔壁１に面する側には棒状の永久磁石１
０が隔壁１と僅かな空間を介して固着されている。該駆
動側の棒状の永久磁石１０も両端が異なる磁極に着磁さ
れており、該駆動側の永久磁石１０と前記撹拌子の永久
磁石３とは、互いに異つた磁極同士が引き合つた状態で
隔壁１を介して対向している。An iron yoke 9 is fixed to the main shaft 8 of the motor 5, and a rod-shaped permanent magnet 1 is provided on the side of the yoke 9 facing the partition wall 1.
0 is fixed to the partition wall 1 through a slight space. The rod-shaped permanent magnet 10 on the driving side is also magnetized to different magnetic poles at both ends, and the permanent magnet 10 on the driving side and the permanent magnet 3 of the stirrer are in a state where different magnetic poles are attracted to each other. It opposes via the partition 1.

モータ５は図示しない制御部によつて可変速運転される
ものであつて、マグネツト撹拌子が同期して回転できる
ようになつている。従つて、モータ５が付勢されると、
駆動側の永久磁石１０が回転され、この永久磁石１０の
磁力によつて隔壁１の内側に収容されたマグネツト撹拌
子２が同期して回転することになり、マグネツト撹拌子
２の周囲の液体はマグネツト撹拌子２から遠心力を受け
て矢印Ａのような流れが生じ、容器内の液体は好適に撹
拌される。The motor 5 is operated at a variable speed by a control unit (not shown), and the magnetic stirrer can rotate in synchronization. Therefore, when the motor 5 is energized,
The permanent magnet 10 on the driving side is rotated, and the magnetic force of the permanent magnet 10 causes the magnetic stirrer 2 housed inside the partition wall 1 to rotate synchronously, so that the liquid around the magnetic stirrer 2 is A flow as indicated by arrow A is generated by receiving a centrifugal force from the magnetic stirrer 2, and the liquid in the container is suitably stirred.

なお、前記プラスチツクの保護層４は容器内の液体の性
状及び温度等を考慮して、必要に応じて、ポリプロピレ
ン・フツ素樹脂或いは耐食性合金等さまざまなものが適
宜選定されるものである。The plastic protective layer 4 is appropriately selected from various materials such as polypropylene / fluorine resin or corrosion resistant alloy in consideration of the properties and temperature of the liquid in the container.

第８図は、別の従来例を示す縦断面図であつて、比較的
大きな撹拌装置として用いられているものである。図に
おいて、隔壁１の外部に固定された駆動機構は前記第７
図の従来例とほぼ同じであるが、撹拌子２は、マグネツ
ト部１１とパドル部12とが離れた位置に形成されてい
る。即ち、撹拌子２の駆動機構が固定されている側の端
部には環状のマグネツト部１１が形成され、該マグネツ
ト部１１の上部の中心から上方に延在しているシヤフト
１９の中間に、円板２０に複数枚のパドル２１が固定さ
れてなるパドル部１２が形成されている。環状のマグネ
ツト部１１は環状の銅板１５の上面に同様の環状の鉄板
１６を固着し、さらに耐食材料であるステンレス鋼の保
護層１７によつて全体を被覆したものであつて、その回
転中心部は、隔壁１に固定されたラジアル軸受としての
丸棒１３に対応するジヤーナル１４となつている。FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing another conventional example, which is used as a relatively large stirring device. In the figure, the drive mechanism fixed to the outside of the partition wall 1 is shown in FIG.
The stirring bar 2 is formed at a position where the magnet portion 11 and the paddle portion 12 are separated from each other, although it is almost the same as the conventional example in the figure. That is, an annular magnet portion 11 is formed at the end of the stirrer 2 on the side where the drive mechanism is fixed, and in the middle of the shaft 19 extending upward from the center of the upper portion of the magnet portion 11, A paddle portion 12 formed by fixing a plurality of paddles 21 to the disc 20 is formed. The ring-shaped magnet part 11 is formed by fixing a similar ring-shaped iron plate 16 to the upper surface of a ring-shaped copper plate 15 and further covering the whole by a protective layer 17 made of stainless steel which is a corrosion-resistant material. Is a journal 14 corresponding to a round bar 13 as a radial bearing fixed to the partition wall 1.

このマグネツト部１１は、駆動側の永久磁石10の回転に
よつて銅板１５にうず電流が生じて回転トルクが発生す
るようにしたものであつて、永久磁石１０の回転速度と
は同期しないものであるが、銅板１５のかわりに環状の
永久磁石を設けて、同期カツプリングとして用いること
もできる。なお、駆動側の永久磁石１０は、第９図に示
すように円板状のものに円周方向に交互に異なる磁極を
着磁したものである。この第８図に示した撹拌装置は、
容器内の任意の位置にパドル部１２を形成できるので所
望の撹拌状態を得ることができる。The magnet portion 11 is configured such that an eddy current is generated in the copper plate 15 by the rotation of the permanent magnet 10 on the driving side to generate a rotational torque, which is not synchronized with the rotational speed of the permanent magnet 10. However, an annular permanent magnet may be provided instead of the copper plate 15 and used as a synchronous coupling. The permanent magnet 10 on the driving side is a disk-shaped permanent magnet 10 having different magnetic poles alternately magnetized in the circumferential direction as shown in FIG. The stirring device shown in FIG. 8 is
Since the paddle portion 12 can be formed at any position in the container, a desired stirring state can be obtained.

〔発明が解決しようとする問題点〕 撹拌装置に伴つて、外部の異物が取扱い液中に混入して
汚染したり、或いは有害な取扱い液が外部へ流出するこ
とは、前記のような磁力で撹拌を行う方式の撹拌装置に
よつて防止できるものである。しかし、撹拌子は駆動機
構側の磁石に吸引されつつ回転するものであるから正常
な撹拌運転がなされている場合には、撹拌子の端面と隔
壁１との間において摺擦が行われることになり、撹拌子
の保護層４や隔壁１から摩耗粉が発生して取扱い液中に
異物が混入することがある。特に、保護層４にプラスチ
ツクを用いている撹拌子にあつては、取扱い液に固形物
が含まれているだけでも保護層４の表面が摩耗する。[Problems to be Solved by the Invention] With the stirring device, external foreign matter is mixed into the handling liquid and contaminated, or harmful handling liquid flows out to the outside due to the magnetic force as described above. It can be prevented by a stirring device of a stirring type. However, since the stirrer rotates while being attracted by the magnet on the drive mechanism side, when normal stirring operation is performed, rubbing is performed between the end surface of the stirrer and the partition wall 1. As a result, abrasion powder may be generated from the protective layer 4 of the stirrer or the partition wall 1 and foreign matter may be mixed into the handled liquid. In particular, in the case of a stirrer in which the protective layer 4 is made of plastic, the surface of the protective layer 4 is abraded even if the handling liquid contains a solid matter.

従つて、撹拌子自体が発生する摩耗粉によつて取扱い液
が汚染されることになり、この摩耗粉の混入によつて取
扱い液の品位が低下したり、後の工程においてさまざま
な障害を与えることになる。そのため、医薬品や食品等
の製造工程にあつては、このような摩耗粉を分離するた
めの除去工程を別途設けることもある。しかし、スラリ
を取扱い液とする場合には摩耗粉だけを選択的に除去す
ることは困難であり、品位の低い製品を製造せざるを得
ないこととなる。Therefore, the handling liquid is contaminated by the abrasion powder generated by the stirring bar itself, and the quality of the handling liquid is deteriorated due to the inclusion of the abrasion powder, and various obstacles are given in the subsequent steps. It will be. Therefore, in the manufacturing process of medicines, foods, etc., a removal process for separating such abrasion powder may be separately provided. However, when the slurry is used as the handling liquid, it is difficult to selectively remove only the abrasion powder, and it is unavoidable to manufacture a low-quality product.

本発明は、上記のような現状に鑑みてなされたものであ
つて、磁気（磁力）を利用して、機械的な結合によらず
撹拌子を回転駆動するようにした撹拌装置において、撹
拌子と隔壁との摺接による摩耗粉の発生を極力抑制する
ようにした装置を提供することであり、又、本発明は、
スラリ中においても磨耗することがなく、広範囲の液体
に対しても安定して使用可能な撹拌装置を提供すること
を目的としている。The present invention has been made in view of the above-mentioned current situation, and in a stirrer in which magnetic force (magnetic force) is used, the stirrer is rotationally driven without mechanical coupling. Is to provide a device for suppressing the generation of abrasion powder due to sliding contact between the partition wall and the partition wall, and the present invention is
It is an object of the present invention to provide a stirring device which does not wear even in a slurry and can be stably used for a wide range of liquids.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、隔壁の外側に固定された回転磁界を発生する
駆動機構と、該隔壁の内側に配置されて該駆動機構によ
つて磁気的に回転されると共に該駆動機構とは回転力を
伝達するための機械的な結合がなされていない撹拌子と
を備えた撹拌装置において、該撹拌子と該隔壁との摺動
部をそれぞれ平滑な面にすると共にこれら二つの平滑な
面のいづれか一方の面に摺動部に介在する流体に動圧を
発生させる動圧発生用の溝を形成した撹拌装置である。The present invention relates to a drive mechanism that is fixed to the outside of a partition wall and that generates a rotating magnetic field, and that is disposed inside the partition wall and is magnetically rotated by the drive mechanism while transmitting a rotational force to the drive mechanism. In a stirrer equipped with a stirrer that is not mechanically connected to each other, the sliding parts of the stirrer and the partition wall are each made into a smooth surface, and one of these two smooth surfaces is provided. It is a stirring device in which a groove for generating a dynamic pressure for generating a dynamic pressure is generated on a surface of the fluid which is present in the sliding portion.

本発明において、撹拌子を磁気的に回転させる原理とし
ては磁気的な吸引の他にヒステリシスやうず電流を利用
することもでき、又、摺動部における平滑な面の形状と
しては平面、球面、円錐面、円筒面など撹拌子の回転軸
を中心として回転した場合に得られる面の形状であれば
よい。さらに、動圧発生用の溝形状としてはスパイラル
状，ヘリングボーン状等公知の溝模様が利用できる。In the present invention, hysteresis or eddy current can be used in addition to magnetic attraction as a principle of magnetically rotating the stirrer, and the smooth surface of the sliding portion has a flat surface, a spherical surface, Any shape such as a conical surface or a cylindrical surface can be used as long as it is a surface obtained when rotating around the rotation axis of the stirrer. Further, as the groove shape for generating the dynamic pressure, known groove patterns such as spiral shape and herringbone shape can be used.

〔作用〕[Action]

本発明においては、撹拌子と隔壁との摺動部を構成する
撹拌子側の面と隔壁側の面とのいづれか一方の面にスパ
イラル状の模様やヘリングボーン状の模様などの動圧発
生用の溝が形成されているので、撹拌子が駆動機構によ
つて形成される回転磁界の影響を受けて回転する場合、
摺動部には動圧発生用の溝によつて流体の膜が形成さ
れ、撹拌子と隔壁とは実質的に互いに接触することなく
回転するものである。そして、この摺動部に形成された
流体の膜の厚さは流体の粘性にもよるが、極めて薄いも
のであるから、大粒径の固形物は、このすきまに流入す
ることはない。In the present invention, for generating dynamic pressure such as a spiral pattern or a herringbone pattern on either one of the stirrer-side surface and the partition-side surface forming the sliding portion between the stirrer and the partition wall Since the groove is formed, when the stirring bar rotates under the influence of the rotating magnetic field formed by the drive mechanism,
A fluid film is formed on the sliding portion by a groove for generating a dynamic pressure, and the stirrer and the partition wall rotate without substantially contacting each other. The thickness of the fluid film formed on the sliding portion is extremely thin, though it depends on the viscosity of the fluid, so that the solid matter having a large particle size does not flow into the clearance.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面によつて本発明の実施例を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第１図は、本発明の一実施例を示す撹拌装置の縦断面図
である。図において、隔壁１の下方は、一般には容器の
外部に対応する部分であつて、前記第８図と同じ構成で
ある。即ち、タンクや反応容器などの壁面の一部をなす
隔壁１の外側にはモータ５を固定するためのフレーム６
が固定され、図示しない御制部から給電を受ける可変速
運転が可能なモータ５のフランジ７が、フレーム６に固
定されている。モータ５の主軸８の先端部分には鉄製の
ヨーク９が固定され、さらにヨーク９の隔壁１に面する
側に円板状の永久磁石１０が固着されている。永久磁石
１０の表面（第１図においては上面）には円周方向に異
なる磁極が交互に配列するように着磁されている（第９
図参照）。ここでモータ５が付勢されると永久磁石１０
が回転し、隔壁１と平行に回転する磁界が形成される。
他方、隔壁１の上方は容器の内部に相当し、その表面は
平滑な平面２３となつている。この平滑な面２３のうね
りは摺動部分全体に亘つて５μｍ以内に仕上げられてお
り、その面粗度は１μｍ以下となつている。FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a stirring device showing an embodiment of the present invention. In the figure, the lower part of the partition wall 1 is generally a portion corresponding to the outside of the container and has the same structure as that in FIG. That is, a frame 6 for fixing the motor 5 is provided on the outer side of the partition wall 1 forming a part of the wall surface of the tank, the reaction container, or the like.
Is fixed, and the flange 7 of the motor 5, which is supplied with power from a control unit (not shown) and is capable of variable speed operation, is fixed to the frame 6. An iron yoke 9 is fixed to the tip of the main shaft 8 of the motor 5, and a disk-shaped permanent magnet 10 is fixed to the side of the yoke 9 facing the partition wall 1. The surface (upper surface in FIG. 1) of the permanent magnet 10 is magnetized so that different magnetic poles are arranged alternately in the circumferential direction (9th embodiment).
See figure). Here, when the motor 5 is energized, the permanent magnet 10
Rotates, and a magnetic field that rotates parallel to the partition wall 1 is formed.
On the other hand, the upper side of the partition wall 1 corresponds to the inside of the container, and the surface thereof is a smooth flat surface 23. The waviness of the smooth surface 23 is finished within 5 μm over the entire sliding portion, and the surface roughness is 1 μm or less.

他方、隔壁１の上方、即ち、撹拌を受ける液体が収容さ
れている側に位置する撹拌子２についてみると、シヤフ
ト１９の中間にパドル部１２が設けられ、シヤフト１９
の隔壁１側の端部にマグネツト部１１が固定されて設け
られている。該マグネツト部１１は、環状の銅板１５と
その上部に固着された環状の鉄板１６とをステンレス鋼
の保護層１７によつて被覆してうず電流によつて回転す
るようになしたものであつて、下端面にはセラミツクス
製のスラスト板２４が固着されている。該スラスト板２
４の表面、即ち、下端の面は隔壁１と摺動する面であつ
て、隔壁１の面と同程度の平滑な平面に仕上げられてい
るが、さらに、第２図に示したような動圧発生用のスパ
イラル溝（黒塗りのスパイラル状の部分）２５が形成さ
れている。第２図において白いスパイラル状の部分２６
は平滑な平面が残されている部分であつてランドであ
る。また、中央は均圧部２７であつてスパイラル溝２５
と同じ溝部分である。スパイラル溝２５の溝深さは３〜
50μｍであつて、平滑に仕上げられた面をシヨツトブラ
スト、放電加工、或いはエツチングなどによつて仕上げ
たものであり、ランド２６よりもその表面は粗くなつて
いるが、この黒塗り溝部の表面が梨地状になつていても
動圧は発生する。なお、第２図のランド２６と梨地状の
溝部２５，２７とを全く反対にし、黒塗りの部分を平滑
なランドとし、白い部分を溝部分としてもよい。図中、
２８は撹拌子２の回転方向であつて、モータ５が付勢さ
れて永久磁石１０が矢印２８の方向に回転すると撹拌子
２のマグネツト部１１にうず電流が発生し、同様に矢印
２８の方向にマグネツト部１１、即ち撹拌子２が回転す
ることとなり、パドル２１によつて液体は矢印Ａの方向
に流動して撹拌が行われる。この際、撹拌子２はモータ
５と永久磁石１０とを主たる構成とした駆動機構によつ
て回転力を与えられるばかりでなく、永久磁石１０の磁
力に基づく吸引力や撹拌子２の自重によつて隔壁１に押
し付けられることになるが、動圧発生用のスパイラル溝
２５によつてセラミツクスのスラスト板２４と隔壁１と
の間には流体の潤滑膜が形成され、スラスト板２４と隔
壁１とは実質的に接触することなく相対運動を行うこと
になり、その結果、スラスト板２４と隔壁１との摺擦部
分からの摩耗粉の発生はない。ここで、動圧発生用の溝
は隔壁１の側に形成することもでき、第１図の実施例に
おいて、隔壁１側に形成する場合は、隔壁１の上方から
見た模様は第２図と同様なものとなり、撹拌子の回転方
向の矢印２８は反対向きとなる。On the other hand, regarding the stirrer 2 located above the partition wall 1, that is, on the side where the liquid to be stirred is contained, the paddle portion 12 is provided in the middle of the shaft 19, and the shaft 19 is provided.
The magnet portion 11 is fixedly provided at the end of the partition wall 1 side. The magnet part 11 is formed by covering an annular copper plate 15 and an annular iron plate 16 fixed to the upper part thereof with a protective layer 17 of stainless steel so as to rotate by an eddy current. A ceramic thrust plate 24 is fixed to the lower end surface. The thrust plate 2
The surface of 4, that is, the lower end surface is a surface that slides on the partition wall 1 and is finished to be a smooth flat surface that is approximately the same as the surface of the partition wall 1. However, the movement as shown in FIG. A spiral groove (black-painted spiral portion) 25 for generating pressure is formed. A white spiral portion 26 in FIG.
Is a land where a smooth plane is left. In addition, the pressure equalizing portion 27 is provided at the center and the spiral groove 25 is formed.
It is the same groove part as. The groove depth of the spiral groove 25 is 3 to
It is 50 μm, and its smooth surface is finished by shot blasting, electric discharge machining, etching, etc. The surface is rougher than the land 26. Even if it has a satin finish, dynamic pressure is generated. The land 26 of FIG. 2 and the satin-finished groove portions 25 and 27 may be completely opposite to each other, and a black portion may be a smooth land and a white portion may be a groove portion. In the figure,
Reference numeral 28 denotes the rotation direction of the stirrer 2. When the motor 5 is energized and the permanent magnet 10 rotates in the direction of arrow 28, an eddy current is generated in the magnet portion 11 of the stirrer 2, and similarly in the direction of arrow 28. Then, the magnet portion 11, that is, the stirrer 2 is rotated, and the liquid is caused to flow by the paddle 21 in the direction of arrow A to be stirred. At this time, the stirrer 2 is not only given a rotational force by the drive mechanism mainly composed of the motor 5 and the permanent magnet 10, but also is attracted by the magnetic force of the permanent magnet 10 and the self-weight of the stirrer 2. Then, the spiral groove 25 for generating the dynamic pressure forms a fluid lubricating film between the thrust plate 24 and the partition wall 1 of the ceramics, and the thrust plate 24 and the partition wall 1 are pressed against each other. Perform relative movement without substantially contacting each other, and as a result, no abrasion powder is generated from the sliding contact portion between the thrust plate 24 and the partition wall 1. Here, the groove for generating the dynamic pressure may be formed on the partition wall 1 side. In the embodiment of FIG. 1, when the groove is formed on the partition wall 1 side, the pattern seen from above the partition wall 1 is shown in FIG. The arrow 28 in the rotating direction of the stirrer is in the opposite direction.

上記した第１図及び第２図に示した実施例においては、
撹拌子２と隔壁１とが非接触の状態で回転するばかりで
なく、撹拌子２と隔壁１との摺動部分における抵抗は極
めて小さくなるので、駆動機構がもつ磁気的な回転力を
有効に撹拌力に変換することができる。In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 above,
Not only the stirrer 2 and the partition wall 1 rotate in a non-contact state, but also the resistance in the sliding portion between the stirrer 2 and the partition wall 1 becomes extremely small, so that the magnetic rotational force of the drive mechanism can be effectively used. It can be converted into stirring power.

なお、第１図において、うず電流を発生する銅板１５を
永久磁石に替えて、同期マグネットカツプリングとして
用いることもでき、或いはヒステリシス材料に置換する
こともできる。さらに、駆動機構としては、永久磁石１
０を電磁石にすることもでき、或いは、同様の回転磁界
を発生するコイル群によつて直接撹拌子を駆動するよう
にしてもよい。また、撹拌子２の回転速度を検出して、
所望の回転速度で運転するようにしてもよい。In FIG. 1, the copper plate 15 that generates an eddy current can be used as a synchronous magnet coupling instead of a permanent magnet, or can be replaced with a hysteresis material. Further, as the drive mechanism, the permanent magnet 1
0 may be an electromagnet, or the stirrer may be directly driven by a coil group that generates a similar rotating magnetic field. Also, by detecting the rotation speed of the stirrer 2,
The operation may be performed at a desired rotation speed.

第３図は、他の実施例を示す第１図と同様の図面であつ
て、隔壁１の上方にある撹拌子２において第１図の環状
の銅板１５が環状の永久磁石２９に置換されたことだけ
が相違している。FIG. 3 is a view similar to FIG. 1 showing another embodiment, but in the stirrer 2 above the partition wall 1, the annular copper plate 15 of FIG. 1 is replaced by an annular permanent magnet 29. Only thing is different.

即ち、第３図のマグネツト部１１に埋設された永久磁石
２９は、その平面図が第４図に示されるように環状の平
板であつて、円周方向に異なる磁極が交互に着磁されて
いる。なお、この場合の極数は駆動機構側の永久磁石１
０の極数と一致している。また、スラスト板２４の表面
には第１図と同じく動圧発生用の溝が形成されている。That is, the permanent magnet 29 embedded in the magnet portion 11 of FIG. 3 is an annular flat plate as shown in the plan view of FIG. 4, and has different magnetic poles alternately magnetized in the circumferential direction. There is. In this case, the number of poles is the permanent magnet 1 on the drive mechanism side.
It matches the zero pole number. Further, on the surface of the thrust plate 24, a groove for generating a dynamic pressure is formed as in FIG.

他方、隔壁１の下方の側について述べれば、フエライト
磁石からなる永久磁石１０の表面、即ち、隔壁１に対向
する面３０は平滑な平面に仕上げられており、また、こ
の永久磁石１０の表面３０に対向する隔壁１の表面３１
も、その裏面（撹拌子２に対向する面）と同じく平滑な
平面に仕上げられ、さらに隔壁１の面３１の側に動圧発
生用の溝が形成されている。そして、ヨーク９とモータ
５の主軸８とは、モータ５の回転力だけを伝達するよう
にピン３２によつて連結されており、モータ５に永久磁
石１０によるスラスト力がかからないようになつてい
る。同時に、永久磁石１０の表面３０は、モータ５の主
軸８には関係なく隔壁１の表面３１に平行に密着する。On the other hand, regarding the lower side of the partition wall 1, the surface of the permanent magnet 10 made of a ferrite magnet, that is, the surface 30 facing the partition wall 1 is finished to be a smooth flat surface, and the surface 30 of the permanent magnet 10 is also finished. Surface 31 of the partition wall 1 facing the
Is also finished to have a smooth flat surface like the back surface (surface facing the stirrer 2), and a groove for generating dynamic pressure is formed on the surface 31 side of the partition wall 1. The yoke 9 and the main shaft 8 of the motor 5 are connected by a pin 32 so as to transmit only the rotational force of the motor 5 so that the thrust force of the permanent magnet 10 is not applied to the motor 5. . At the same time, the surface 30 of the permanent magnet 10 adheres parallel to the surface 31 of the partition wall 1 regardless of the main shaft 8 of the motor 5.

従つて、モータ５が付勢されると、永久磁石10と隔壁１
との摺動部分及びスラスト板２４と隔壁１との摺動部分
において流体の動圧が発生し、これらの摺動部分におけ
る摺動抵抗は極めて小さくしかも、モータ５にかかるス
ラスト荷重は軽減されさらに磁気ギヤツプが狭くなる。Therefore, when the motor 5 is energized, the permanent magnet 10 and the partition wall 1
The dynamic pressure of the fluid is generated in the sliding portion between the sliding member and the sliding portion between the thrust plate 24 and the partition wall 1, the sliding resistance in these sliding portions is extremely small, and the thrust load applied to the motor 5 is reduced. The magnetic gear narrows.

第５図及び第６図は本発明の別の実施例を示す図面であ
つて、第５図は縦断面図、第６図は撹拌子の平面図であ
る。5 and 6 are drawings showing another embodiment of the present invention, wherein FIG. 5 is a vertical sectional view and FIG. 6 is a plan view of a stirrer.

第５図において、タンクや反応器の器壁４０に貫通孔４
１を穿設し、駆動機構４２を図示しないボルトによつて
固定し、さらに器壁４０と駆動機構４２との間には樹脂
４３を充填して密閉されている。駆動機構４２は、導体
コイルをプラスチツクで被覆したシートコイルを多数積
層した固定子４４をカバー４５に固定し、さらにその上
部に撹拌子２の磁極を検出するためのセンサーが埋設さ
れたシート４６を固着し、最上部はセラミツクスの平板
４７が固着されており、その制御部は図示していない。
ここで、セラミツクスの平板４７は、前記実施例におけ
る隔壁１に対応するものであり、シートコイルを積層し
てなる固定子４４で発生する回転磁界が撹拌子２側へ透
過しやすい材質のセラミツクスが選定される。例えば炭
化ケイ素に少量のベリリウム又はベリリウム化合物が添
加されたセラミツクスが好適であるが、炭化ケイ素、窒
化ケイ素、アルミナなどであつてもよい。In FIG. 5, the through hole 4 is formed in the wall 40 of the tank or the reactor.
1 is bored, the drive mechanism 42 is fixed by a bolt (not shown), and a resin 43 is filled between the device wall 40 and the drive mechanism 42 for sealing. The drive mechanism 42 fixes a stator 44, which is a stack of a number of sheet coils in which conductor coils are coated with plastics, to a cover 45, and a sheet 46 in which a sensor for detecting the magnetic pole of the stirrer 2 is embedded above the stator 44. It is fixed, and a ceramic flat plate 47 is fixed on the uppermost portion, and its control unit is not shown.
Here, the ceramic flat plate 47 corresponds to the partition wall 1 in the above-mentioned embodiment, and is made of a ceramic material of which the rotating magnetic field generated in the stator 44 formed by stacking sheet coils is easily transmitted to the stirrer 2 side. Selected. For example, ceramics in which a small amount of beryllium or a beryllium compound is added to silicon carbide is preferable, but silicon carbide, silicon nitride, alumina or the like may be used.

撹拌子２は、円板状のマグネツト部１１の上面に撹拌翼
４８が形成されたものであつて、マグネツト部１１は円
板状のセラミツクスのロータ４９に、永久磁石２９，鉄
板１６及び保護層１７を埋設するための凹部５０が形成
され、翼４８とロータ４９とはセラミツクスによつて一
体に形成されている。そして、ロータ４９の底面５１と
駆動機構４２側のセラミツクスの平板４７の表面５２と
によつて摺動部が形成されているが、これら二つの面５
１，５２は互いに平滑な平面に仕上げられ、そして、い
づれか一方の面に対して動圧発生用の溝が形成されてい
る。The stirrer 2 comprises a disc-shaped magnet portion 11 and a stirring blade 48 formed on the upper surface thereof. The magnet portion 11 includes a rotor 49 of a disc-shaped ceramic, a permanent magnet 29, an iron plate 16 and a protective layer. A recess 50 for burying 17 is formed, and the blade 48 and the rotor 49 are integrally formed by ceramics. A sliding portion is formed by the bottom surface 51 of the rotor 49 and the surface 52 of the ceramic flat plate 47 on the drive mechanism 42 side.
Reference numerals 1 and 52 are finished to be smooth flat surfaces, and a groove for generating dynamic pressure is formed on either one of the surfaces.

動圧発生用の溝については、第２図に示したようなスパ
イラル状のものであつて、溝深さ，面粗度，うねりにつ
いては前記実施例と同様である。The groove for generating dynamic pressure has a spiral shape as shown in FIG. 2, and the groove depth, surface roughness, and waviness are the same as in the above-mentioned embodiment.

撹拌子２を上方からみた平面図が第６図であつて、４枚
の撹拌翼４８が放射状に形成され、円形のロータ４９の
上面には、隣合つた翼と翼との間に扇状の保護層１７が
形成されている。該保護層１７の下方には、図示されて
いないが同様に扇状の鉄板１６と永久磁石２９とが埋設
されており、第６図においては便宜上、永久磁石２９の
着磁の状況を示している。保護層１７はプラスチツクや
ステンレス鋼などの耐食性の材料が用いられるが、ロー
タ４９と同様にセラミツクスを用いると耐摩耗性がさら
に向上する。FIG. 6 is a plan view of the stirrer 2 as seen from above, and four stirring blades 48 are radially formed, and a circular rotor 49 has an upper surface on which a fan-shaped blade is formed between adjacent blades. The protective layer 17 is formed. Although not shown, a fan-shaped iron plate 16 and a permanent magnet 29 are similarly embedded below the protective layer 17. In FIG. 6, the magnetized state of the permanent magnet 29 is shown for convenience. . The protective layer 17 is made of a corrosion-resistant material such as plastic or stainless steel, but wear resistance is further improved by using ceramics as in the rotor 49.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明は、撹拌子を磁気的に回転するようにした撹拌装
置において、撹拌子と隔壁との摺動部を形成する２つの
面を平滑にし、かつ、これら２つの面のいづれか一方の
面に摺動部に介在する流体に動圧を発生させる動圧発生
用の溝を形成したことにより、撹拌子が回転すると動圧
発生用の溝の作用によつて摺動部に流体の潤滑膜が形成
され、撹拌子と隔壁とは実質的に接触することなく相対
回転するので、撹拌子と隔壁との接触による摩耗粉の発
生がない。さらに、撹拌子が回転する場合に隔壁と接触
していないので、摺動部における損失が極めて小さい。
従つて、軸貫通方式の撹拌装置に比べて回転トルクが小
さいこの種の撹拌装置において、駆動機構が発生する磁
力を有効に撹拌子の回転トルクに変換することができ、
強力な撹拌を行うことができる。The present invention, in a stirring device in which a stirring bar is magnetically rotated, smoothes the two surfaces forming the sliding portion between the stirring bar and the partition wall, and makes one of these two surfaces smooth. By forming a dynamic pressure generating groove that generates a dynamic pressure in the fluid interposed in the sliding part, when the stirrer rotates, a fluid lubricating film is formed on the sliding part by the action of the dynamic pressure generating groove. Since the stirrer and the partition wall are relatively rotated without being substantially in contact with each other, abrasion powder is not generated due to the contact between the stirrer and the partition wall. Furthermore, since the stirrer does not come into contact with the partition wall when rotating, the loss in the sliding portion is extremely small.
Therefore, in this type of stirring device having a smaller rotation torque than the shaft-penetrating stirring device, the magnetic force generated by the drive mechanism can be effectively converted into the rotation torque of the stirrer.
Strong stirring can be performed.

従つて、本発明の撹拌装置によれば、撹拌子と隔壁との
摺擦による摩耗粉の発生がないので液体を汚染すること
がない。また、撹拌子と隔壁との摺動部は面接触である
ため、撹拌子が回転している状態においてはダンピング
効果によつて安定した運転を行うことができる。Therefore, according to the stirrer of the present invention, there is no generation of abrasion powder due to the rubbing between the stirrer and the partition wall, so that the liquid is not contaminated. Further, since the sliding portion between the stirrer and the partition wall is in surface contact, stable operation can be performed by the damping effect while the stirrer is rotating.

そして、本発明において摺動部を形成する２つの面をセ
ラミツクスによつて構成すれば、効果的に動圧を発生す
ることができ、しかも、耐摩耗性も優れているのでスラ
リであつても何ら問題なく撹拌できる。In the present invention, if the two surfaces forming the sliding portion are made of ceramics, dynamic pressure can be effectively generated, and the abrasion resistance is excellent, so that even a slurry is used. Can be stirred without any problems.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第１図は本発明の一実施例を示す縦断面図、第２図は摺
動部の動圧発生用の溝の模式図、第３図は別の実施例を
示す縦断面図、第４図は第３図の撹拌子の永久磁石の着
磁の状況を示す模式図、第５図は別の実施例を示す縦断
面図、第６図は第５図の撹拌子の平面図、第７図及び第
８図は従来例の縦断面図、第９図は第８図の駆動機構側
のマグネツトの着磁の状況を示す平面図である。 １……隔壁，２……撹拌子，５……モータ，８……主
軸，９……ヨーク，１０……永久磁石，１１……マグネ
ツト部，１２……パドル部，１５……銅板，１６……鉄
板，１７……保護層，１９……シヤフト，２０……円
板，２１……パドル，２３……摺動面（平面），２４…
…スラスト板，２５……スパイラル溝，２６……ラン
ド，２７……面圧部，３０……平面，３１……表面，４
０……器壁，４１……貫通孔，４２……駆動機構，４３
……樹脂，４４……固定子，４５……カバー，４６……
シート，４７……平板，４８……撹拌翼，４９……ロー
タ，５０……凹部，５１……底面，５２……表面。1 is a vertical sectional view showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic view of a groove for generating a dynamic pressure of a sliding portion, FIG. 3 is a vertical sectional view showing another embodiment, and FIG. FIG. 5 is a schematic view showing the state of magnetization of the permanent magnets of the stirrer in FIG. 3, FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing another embodiment, and FIG. 6 is a plan view of the stirrer in FIG. 7 and 8 are longitudinal sectional views of a conventional example, and FIG. 9 is a plan view showing the magnetized state of the magnet on the drive mechanism side in FIG. 1 ... Partition, 2 ... Stirrer, 5 ... Motor, 8 ... Spindle, 9 ... Yoke, 10 ... Permanent magnet, 11 ... Magnet part, 12 ... Paddle part, 15 ... Copper plate, 16 …… Steel plate, 17 …… Protective layer, 19 …… Shaft, 20 …… Disk, 21 …… Paddle, 23 …… Sliding surface (flat), 24 ・ ・ ・
… Thrust plate, 25 …… Spiral groove, 26 …… Land, 27 …… Surface pressure part, 30 …… Plane, 31 …… Surface, 4
0 ... Instrument wall, 41 ... Through hole, 42 ... Drive mechanism, 43
…… Resin, 44 …… Stator, 45 …… Cover, 46 ……
Sheet, 47 ... Plate, 48 ... Stirrer, 49 ... Rotor, 50 ... Recess, 51 ... Bottom, 52 ... Surface.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 千葉 勝利 神奈川県藤沢市藤沢4720番地 株式会社荏 原総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−156538（ＪＰ，Ａ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Sachi Chiba 4720 Fujisawa, Fujisawa, Kanagawa Prefecture, Ebara Research Institute, Ltd. (56) References JP-A-60-156538 (JP, A)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】隔壁の外側に固定された回転磁界を発生す
る駆動機構と、該隔壁の内側に配置されて該駆動機構に
よつて磁気的に回転されると共に該駆動機構とは回転力
を伝達するための機械的な結合がなされていない撹拌子
とを備えた撹拌装置において、該撹拌子と該隔壁との摺
動部をそれぞれ平滑な面にすると共にこれら二つの平滑
な面のいづれか一方の面に摺動部に介在する流体に動圧
を発生させる動圧発生用の溝を形成したことを特徴とす
る撹拌装置。1. A drive mechanism fixed to the outside of a partition wall to generate a rotating magnetic field, and a drive mechanism disposed inside the partition wall and magnetically rotated by the drive mechanism, the drive mechanism generating a rotational force. In a stirrer equipped with a stirrer that is not mechanically coupled for transmission, the sliding parts of the stirrer and the partition wall are each made into a smooth surface, and either one of these two smooth surfaces is provided. A stirrer characterized in that a groove for generating a dynamic pressure for generating a dynamic pressure in a fluid interposed in the sliding portion is formed on the surface of the stirrer.