JPH01130722A

JPH01130722A - 攪伴装置

Info

Publication number: JPH01130722A
Application number: JP62289387A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Nohira; 野平　正; Kiyohito Yamaguchi; 山口　輝与人; Tsuneo Imazu; 今津　恒夫
Original assignee: AUTOM SYST RES KK; KOMATSUGAWA KAKOKI KK
Current assignee: AUTOM SYST RES KK; KOMATSUGAWA KAKOKI KK
Priority date: 1987-11-18
Filing date: 1987-11-18
Publication date: 1989-05-23
Also published as: JPH0532093B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発朋は　撹拌すべき液体を収容するほぼ密閉された非
磁性材料より成るタンクの内部に、撹拌ベーンを取付け
た撹拌軸を回転自在に設け、この撹拌軸の基部に、非磁
性材料より成るケース内部　　。

に設けたリング状ヨークに交互に反対の磁極を接触させ
て円周方向に配列した複数の永久磁石を埋設した従動側
マグネットロータをタンク壁に接近して設け、タンク外
部には、前記従動側マグネットロータに対向して、リン
グ状ヨークに交互に反対の磁極を接触させて円周方向に
配列した複数の永久磁石を有する駆動側マグネットロー
タを回転自在に設けるとともにこの駆動側マグネットロ
ータを回転させるモータを配置した回転動力伝達装置を
有する撹拌装置に関するものである。

（従来の技術）この種の装置としては、本願人による実開昭６１−１０
６３３０号公報に記載のものがある。

しかし、この公報に記載の装置はタンク壁を挟んでタン
クの内側および外側で上下に対向させて従動側マグネッ
トロータと駆動側マグネットロータを配置している。

（発明が解決しようとする問題点）しかし、こめように従動側マグネットロータと駆動側マ
グネットロータとが、上下に即ち垂直方向に対向並置す
る構成の場合、従動側マグネットロータには駆動側マグ
ネットロータによる回転牽引力の他に垂直方向の吸引力
が加わるため撹拌軸の軸受は垂直方向の応力がそれだけ
大きくなり、軸受が摩耗しやすく、また回転効率を低下
させることにもなる。

また垂直方向に並置するマグネットロータの場合高速で
回転させると従動側マグネットロータは半径方向にずれ
易く、これにより半径方向の振動を発生し、このことに
よっても軸受摩耗を早めることになり、更に撹拌軸が軸
受から外れたりする場合もある。

従って、本発明の目的は軸受の摩耗が少なく、また回転
効率の良い、高速回転時にも撹拌軸が軸受から外れるこ
となく長時間連続撹拌を行なうことができる撹拌装置を
得るにある。

（問題点を解決するための手段）この目的を達成するため、本発明撹拌装置はタンク底壁
からタンク内部に向って垂直に隆起する円筒形隆起部の
円形頂壁の中心に設けた軸受に前記撹拌軸を回転自在に
支承し、かつ前記円筒形隆起部を同心状に包囲するフラ
ンジ部を有するディスクを前記撹拌軸に設け、前記従動
側マグネットロータを前記ディスクのフランジ部に設け
、前記駆動側マグネットロータは前記円筒形隆起部によ
り生ずる窪み内で前記従動側マグネットロータと同心状
に配設したことを特徴とする。

（作　用）本発明による撹拌装置によれば、従動側マグネットロー
タおよび駆動側マグネットロータには、半径方向に磁化
し、順次磁化方向が逆向きとなるよう周方向に複数個の
永久磁石を配列してヨークに取付けたため、マグネット
ロータ間には強大な磁力が発生し、従って従動側マグネ
ットロータを高速で回転することができるとともに、垂
直方向の吸引力は発生しないため、スラスト軸受に垂直
方向の応力は加わらず、従って摩耗が少なくなる。

また従動側マグネットロータと駆動側マグネットロータ
とがタンクの円筒形隆起部を挟んで同心状に横方向に対
向並置させた構造により、駆動側マグネットロータによ
り同一水平面上での回転牽引力が確実に得られ、従動側
マグネットロータは半径方向にずれることが少な（なり
、たとえ半径方向にずれたとしても円筒形隆起部の側壁
により制限され、従って半径方向の振動は少なくなり、
軸受の摩耗は少なく、回転効率は良く、高速連続撹拌が
可能となる。

（実施例）次に、図面につき本発明の好適な実施例を説明する。

図示の実施例は本発明による撹拌装置を、内容物に空気
を供給して撹拌処理する例えば微生物または動植物細胞
の醗酵または培養を促進する撹拌処理装置として構成し
たものを示す。

第１図ａに示すように、非磁性材料より成るタンクｌの
底壁を内方に隆起させ、円筒形隆起部２を設ける。この
円筒形隆起部の円形平坦頂壁の中心に設けた下側軸受３
に、好適には中空の撹拌軸４の下端を回転自在に支承す
る。この撹拌軸４の下端には円筒形隆起部の側壁を包囲
するフランジ部５ａを有する円形のディスク５を設ける
。

好適な実施例においては、撹拌軸４の中空内部を、第１
図ａに示すように、ディスク５の下面と円筒形隆起部２
の頂壁との間の隙間６に開口させる。ディスク５とフラ
ンジ部５ａとの間のコーナーまたはその近傍から、ディ
スク上面の周縁に周方向に互いに離して形成した複数個
の気体噴出ロアに連通する通路７ａを設ける。ただし、
必ずしも撹拌軸を中空にし、ディスクに気体噴出口、通
路を設けなくともよい。

ディスク５の上面は、半径方向外方に向うにつれて下向
きに傾斜させるとよく、また第２図ａ。

ｂに示すように湾曲した直立ベーン５ｂを複数個渦巻状
に配列するとよい。噴出ロアは各直立ベーン５ｂ間に設
けるとよい。第２図ａには、左右それぞれ異なるディス
ク５の実施例の縦断面図を示し、左側はディスク５とフ
ランジ部５ａとのコーナ一部分から通路７ａを水平に貫
通してディスクのテーパー外面の噴出ロアに連通ずる例
１．右側はコーナ一部分から通路７ａを斜め上方に貫通
してディスク上面の噴出ロアに連通させる例である。

更にディスクには下側軸受３に直接通気する通気路を設
けると好適である。

撹拌軸４の上端は、この上端を支承する上側軸受８（８
ａはラジアル軸受、８ｂはスラスト軸受）を有し、この
軸受をタンクに位置決めおよび固定するステー組立体９
（第４図参照）により回転自在に支持する。このステー
組立体９は中央キャップ部１０から半径方向外方に放射
状に延びる少なくとも１個の、図示の例では３個のステ
ー１１を有する。これらステーの遊端はタンク内壁に設
けたコ字状の支持ブラケット１２に着脱自在に差込連結
する。好適な実施例においては、第３および４図に示す
ように、これらステー１１のうちの少なくとも１個のス
テー１１ａの遊端は、処理用気体の加圧供給源（図示せ
ず）に接続する接続通路１３を設けた支持ブラケット１
２ａに嵌合させる。ステー１１ａには中央キャップ部の
内部空間と支持ブラケット１２ａの接続通路１２とを連
通ずる導入通路Ｉ４を設ける。

ステー１１ａのように、ステー１１に処理用気体の導入
通路１４を設ける代わりに、別個の導管により加圧供給
源から中央キャップ部の内部空間に連通させることもで
きる。中央キャップ１０とステー１１゜１１ａとは一体
連結とすることもできるが、水平ヒンジ軸の周りに垂直
方向に回動自在に連結したり、着脱自在に連結したりす
ることもできる。

撹拌軸４には、軸方向に互いに離れる適当な個所に撹拌
ベーン１５を設け、また上端の近傍には消泡ベーン１６
を設ける（第３図参照）。ディスク５に直立ベーン５ｂ
を設ける場合には、撹拌ベーン１５は設けても、設けな
くともよい。更に撹拌ベーン１５には撹拌軸４の中空内
部に連通ずる通路を設け、撹拌ベーンの先端の近傍に設
けた気体噴出口から気体を噴出させるようにすることも
できる。

更に、またディスク５とは別に撹拌軸の中空内部に連通
ずる通路を有するスパージャ−を撹拌軸に取付けること
もできる。更に、代案として、撹拌軸を中空にして、撹
拌軸、ディスクを処理用気体の通路とする代わりに、別
個の配管によるスパージャで処理用気体をタンク内容物
に供給することもできる。更にまた撹拌軸を処理用気体
、の通路とする代りに別個の配管により処理用気体を円
筒形隆起部２とディスク５との間に通してタンク内容物
に供給することもできる。

ディスク５からタンクの底壁の円筒形隆起部２の側壁を
包囲するよう下方に突出する環状のフランジ部５ａの内
壁には環状のヨーク１７と、このヨークの内周面に配列
した複数個の永久磁石１８とを取付け、ステンレスカバ
ー１９により密封する（第１図ａ参照）。

永久磁石１８は半径方向に磁化し、順次交互に磁化の向
きが逆向きとなるよう周方向に配列する（第１図す参照
）。フランジ部５ａに取付けたヨーク１７、永久磁石１
８およびステンレスカバー１９は従動側マグネットロー
タを構成する。

タンク１の外側には、タンク底壁の円筒形隆起部２に生
じた窪みに駆動側マグネットロータ２ｏを配置し、従動
側マグネットロータに同心状に配置する。駆動モータ２
１によりこの駆動側マグネットロータ２０を駆動する。

この駆動側マグネットロータ２０は、環状のヨーク２２
の外周面に取付け、半径方向に磁化し、順次磁化方向が
逆向きとなるよう配列した複数個の永久磁石２３を有す
る（第１図す参照）。第１図すにおいて、ヨーク１７．
２２および永久磁石１８．２３により生ずる磁気回路を
点線で示す。

作用にあたり、タンク１にＭ２４を取付け、タンク１の
外側で駆動モータ２１により駆動側マグネットロータ２
０を回転させると、タンク１の内側の従動側マグネット
ロータを有するディスク５が、従ってタンクに固定した
軸受３，８に支承した撹′拌軸４が一緒に回転する。

このとき、図示の好適な実施例においては、処理用気体
の加圧供給源（図示せず）に接続した接続通路１３、ス
テー１１ａの導入通路１４、中央キャップ部１０の内部
空間を経て、処理気体例えば空気は撹拌軸４の中空内部
に進入し、ディスク５に設けた噴出ロアから噴出する。

ディスク５沙、第２図すで示す矢印５０の方向に回転す
ると、タンク内の液状の内容物は撹拌軸４の下端に沿っ
て上方からディスク上面に向って下降し、次いでディス
ク上面に沿って直立ベーン５ｂ間で半径方向外方に向う
流れを生ずる。噴出ロアから噴出した気体の気泡はこの
流れにより引っ張られ、細分され、内容物に対して一層
均一に分散され、溶は込みが良好となる。

撹拌ベーン１５を設けず、ディスク上面の直立ベーン５
ｂのみによる撹拌を行うと、微生物または細胞培養の処
理の場合、撹拌ベーンによる剪断力で微生物または細胞
が損傷を受けることが少なくなるという効果が得られる
。

また、上述の実施例の場合、ディスクと下側軸受を設け
たタンク底壁との間の隙間を処理用気体の半径方向外方
案内通路の一部として使用しており、このとき下側軸受
の周囲に気体が存在するため、また上側軸受の周囲にも
気体が存在するため、一種のフローティング軸受のよう
な作用が得れられ、回転効率が良くなり、また軸受の摩
耗も少なくなる。

本発明による撹拌装置は、微生物の醗酵または培養装置
、動植物細胞の培養装置に限定されるものではな（、内
容物に処理用気体を通気する必要のない単なる撹拌装置
とすることもできる。また通気される気体は空気に限定
されるものではなく、他の撹拌処理を必要とする内容物
にも適用でき、通気される気体は処理に必要な気体とす
ることができ、例えば炭酸ガスまたは殺菌用スチームと
することができる。

図示の実施例においては、撹拌軸の上端をタンクに着脱
自在の上側軸受支持ステー組立体により支承することが
できるため、構成が簡単であり、またタンクの底壁にも
蓋にも貫通する軸部分または配管がなく、タンクを完全
にシールすることができ、外部駆動系または外部環境「
からの」　（または「に対する」）汚染（コンタミネー
ション）の問題がなく、また撹拌軸を容易に着脱でき、
従って洗浄が容易であり、メインテナンスが容易である
。

（発明の効果）本発明の構成によれば、タンク壁の内側と外側で、従動
側マグネットロータと駆動側マグネットロータとを同心
状に配列したため垂直方向には牽引力が加わらず、永久
磁石を半径方向に磁化し、順次交互に磁化の向きが逆向
きとなるよう周方向に配列したため駆動側マグネットロ
ータによる同一水平面上での強力な回転牽引力が確実に
得られ、従動側マグネットロータを存する撹拌軸の軸受
の摩耗は少なくなり、また高速連続回転を可能にできる
という効果が得られる。

因に従動側および駆動側のマグネットロータを上下に対
向並置した上述の実開昭６１−１０６３３０号に記載の
従来の構造のものと比べると、本発明によれば出力トル
クは撹拌軸中に通気しないもので約１．７倍撹拌軸中に
通気するもので約２倍も向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは、本発明による撹拌装置の好適な実施例の主
要部の部分拡大断面図、第１図すは、マグネットロータの永久磁石の磁化方向お
よび磁気回路を示す線図的説明図、第２図ａおよびｂは
それぞれ第１図の装置のディスクの縦断面図および平面
図、第３図は、第１図の装置全体の線図的断面図、第４図ａ
は、第３図の装置の■−■線上から見た平面図、第４図すおよびＣは、それぞれそれぞれステー組立体を
取外したときの支持ブラケットを示す線図的部分平面図
である。ｌ・・・タンク　　　　　　２・・・円筒形隆起部３・
・・下側軸受　　　　　４・・・撹拌軸５・・・ディス
ク　　　　　５ａ・・・フランジ部５ｂ・・・直立ベー
ン　　　６・・・隙間７・・・気体噴出口　　　　７ａ
・・・通路８・・・上側軸受　　　　　８ａ・・・ラジ
アル軸受８ｂ・・・スラスト軸受　　９・・・ステー組
立体１０・・・中央キャップ部　　１１．　ｌｌａ・・
・ステー１２、１２ａ・・・支持ブラケット１３・・・接続通路　　　　　１４・・・導入通路１５
・・・撹拌ベージ　　　　１６・・・消泡ベーン１７、
２２・・・ヨーク　　　　１８．２３・・・永久磁石１
９・・・ステンレスカバー２０・・・駆動側マグネットロータ２１・・・駆動モータ　　　　２４・・・蓋第１図（ａン第１図（ｂ）２３＋第２図（ａ）（ｂ）りｈａπ＜−Ｖ第３図６隙間第４図（ａｔ（ｂ）　　　　　　　　　　（Ｃ）

Claims

【特許請求の範囲】

１、撹拌すべき液体を収容するほぼ密閉された非磁性材
料より成るタンタの内部に、撹拌ベーンを取付けた撹拌
軸を回転自在に設け、この撹拌軸の基部に、非磁性材料
より成るケース内部に設けたリング状ヨークに交互に反
対の磁極を接触させて円周方向に配列した複数の永久磁
石を埋設した従動側マグネットロータをタンク壁に接近
して設け、タンク外部には、前記従動側マグネットロー
タに対向して、リング状ヨークに交互に反対の磁極を接
触させて円周方向に配列した複数の永久磁石を有する駆
動側マグネットロータを回転自在に設けるとともにこの
駆動側マグネットロータを回転させるモータを配置した
回転動力伝達装置を有する撹拌装置において、タンク底
壁からタンク内部に向って垂直に隆起する円筒形隆起部
の円形頂壁の中心に設けた軸受に前記撹拌軸を回転自在
に支承し、かつ前記円筒形隆起部を同心状に包囲するフ
ランジ部を有するディスクを前記撹拌軸に設け、前記従
動側マグネットロータを前記ディスクのフランジ部に設
け、前記駆動側マグネットロータは前記円筒形隆起部に
より生ずる窪み内で前記従動側マグネットロータと同心
状に配設したことを特徴とする撹拌装置。