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JP4581533B2 - Non-contact stirrer - Google Patents
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JP4581533B2 - Non-contact stirrer - Google Patents

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Description

本発明は被攪拌液体を非接触で攪拌させる非接触攪拌機に関する。   The present invention relates to a non-contact stirrer that stirs a liquid to be stirred in a non-contact manner.

従来、被攪拌液体を非接触で攪拌することを目的に、超電導バルク体を利用した磁気浮上による非接触攪拌機が考案されている。図12は従来の非接触攪拌機を示す。この非接触攪拌機によれば、図12に示すように、真空容器2の中の超電導バルク体1を冷凍機3で冷却して超電導状態とし、且つ、この超電導バルク体1に最も近接した真空容器2の表面の近傍に対向して浮上させる浮上磁石4を内蔵する攪拌翼5を配置する。そして、浮上磁石4から発生する磁場の分布を超電導バルク体1に捕捉させる。一方、図12に示すように、攪拌翼5から上方に向けたアーム状の支持体8が延びており、支持体8の先端部に受動磁石9が取り付けられている。長く延びる支持体8は、浮上磁石4と受動磁石9とを結合している。受動磁石9に対して、容器7の外部には受動磁石9を回転させるために能動磁石10が設置されている。能動磁石10は回転駆動機構11で回転する。受動磁石9及び能動磁石10は、永久磁石を組み合わせた磁気カップリング12と呼ばれる磁気回転伝達機構を構成する。また、攪拌翼5をもつ浮上磁石4といし近接して隔たる超電導バルク体1と、超電導バルク体1を内蔵する真空容器2と、超電導バルク体1を冷却する冷凍機1とは、磁気浮上手段16を構成する。なお、図12に示す真空容器2はその真空ポート14によって真空ポンプ(図示しない)につながり、減圧されて真空断熱となる構造を有する。また、冷凍機3は可撓性のあるヘリウム配管15a、15bによってヘリウム圧縮機(図示しない)に繋がる。   Conventionally, a non-contact stirrer by magnetic levitation using a superconducting bulk material has been devised for the purpose of stirring the liquid to be stirred without contact. FIG. 12 shows a conventional non-contact stirrer. According to this non-contact stirrer, as shown in FIG. 12, the superconducting bulk body 1 in the vacuum container 2 is cooled by the refrigerator 3 to be in a superconducting state, and the vacuum container closest to the superconducting bulk body 1 is used. An agitating blade 5 containing a levitating magnet 4 that floats in the vicinity of the surface of 2 is disposed. Then, the superconducting bulk body 1 captures the distribution of the magnetic field generated from the levitated magnet 4. On the other hand, as shown in FIG. 12, an arm-shaped support body 8 extends upward from the stirring blade 5, and a passive magnet 9 is attached to the tip of the support body 8. The long support 8 couples the levitating magnet 4 and the passive magnet 9. In contrast to the passive magnet 9, an active magnet 10 is installed outside the container 7 in order to rotate the passive magnet 9. The active magnet 10 is rotated by the rotation drive mechanism 11. The passive magnet 9 and the active magnet 10 constitute a magnetic rotation transmission mechanism called a magnetic coupling 12 in which permanent magnets are combined. Also, a superconducting bulk body 1 that is closely spaced by a levitated magnet 4 having a stirring blade 5, a vacuum vessel 2 that contains the superconducting bulk body 1, and a refrigerator 1 that cools the superconducting bulk body 1 are magnetically levitated. The means 16 is configured. Note that the vacuum container 2 shown in FIG. 12 is connected to a vacuum pump (not shown) by the vacuum port 14 and has a structure in which the pressure is reduced to provide vacuum insulation. The refrigerator 3 is connected to a helium compressor (not shown) through flexible helium pipes 15a and 15b.

従来技術の作用としては以下のようである。図12に示すように、超電導バルク体1で磁気浮上されている浮上磁石4は、容器7の容器壁7aの内壁面に触れることなく、容器7内に磁気的に支持されている。同様に、磁気カップリング12を構成する受動磁石9と能動磁石10も、所定の間隙をもって支持され、回転駆動機構11の回転力が能動磁石10を介して受動磁石9 に伝えられる。このため攪拌翼5が容器7の容器壁7aの内壁面に非接触に支持される。したがって、被攪拌液体6を攪拌するにあたり、攪拌翼5と容器7との接触部分でおこる摩擦磨耗による不純物等が被攪拌液体6に混入することが抑制される利点が得られる。   The operation of the prior art is as follows. As shown in FIG. 12, the levitated magnet 4 magnetically levitated by the superconducting bulk body 1 is magnetically supported in the container 7 without touching the inner wall surface of the container wall 7a of the container 7. Similarly, the passive magnet 9 and the active magnet 10 constituting the magnetic coupling 12 are also supported with a predetermined gap, and the rotational force of the rotation drive mechanism 11 is transmitted to the passive magnet 9 via the active magnet 10. For this reason, the stirring blade 5 is supported in a non-contact manner on the inner wall surface of the container wall 7a of the container 7. Therefore, when stirring the liquid 6 to be stirred, there is an advantage that impurities and the like due to frictional wear occurring at the contact portion between the stirring blade 5 and the container 7 are prevented from being mixed into the liquid 6 to be stirred.

ここで、図12に示すような従来技術に係る非接触攪拌機によれば、容器7の蓋7vに磁気カップリング12を設置すると共に、容器7の底部に磁気浮上手段16を設置している。   Here, according to the conventional non-contact stirrer as shown in FIG. 12, the magnetic coupling 12 is installed on the lid 7v of the container 7, and the magnetic levitation means 16 is installed on the bottom of the container 7.

更に、従来、図13に示すように、磁気浮上系13を形成する浮上磁石4を攪拌翼5の径方向の中央領域に配置すると共に、磁気カップリング12を形成する受動磁石9を攪拌翼5の径方向の外周部分に配置した構造を有する非接触攪拌機が開示されている(特許文献1)。
特開2000-124030号公報の図2
Further, conventionally, as shown in FIG. 13, the levitation magnet 4 forming the magnetic levitation system 13 is arranged in the central region in the radial direction of the stirring blade 5, and the passive magnet 9 forming the magnetic coupling 12 is provided with the stirring blade 5 A non-contact stirrer having a structure arranged on the outer peripheral portion in the radial direction is disclosed (Patent Document 1).
Fig. 2 in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-124030

上記した図12に示す従来技術に係る非接触攪拌機は以下に示す問題点を有する。図12に示すように、磁気カップリング12と磁気浮上系13は容器7を介して互いに対向して配設されている。従って、容器7の相対する外表面7w,7xに超電導バルク体1による磁気浮上系13と磁気カップリング12の双方を対向して配置する必要がある。このため容器7では支持体8が長くなり、攪拌翼5に関連する部分のサイズ及び重量が増加し、超電導バルク体1の支持能力を超え易くなる。ひいては攪拌翼5が容器7の容器壁7aの内壁面に接触しやすくなり、せっかくの非接触性能が充分に発揮されないおそれがある。更に、容器7の大きさに適合するようにその都度、支持体8を製作する必要がある。このため製造手順の標準化がしにくく、製造コストが高くなる。   The non-contact stirrer according to the prior art shown in FIG. 12 has the following problems. As shown in FIG. 12, the magnetic coupling 12 and the magnetic levitation system 13 are disposed to face each other with the container 7 interposed therebetween. Therefore, it is necessary to dispose both the magnetic levitation system 13 and the magnetic coupling 12 by the superconducting bulk body 1 on the outer surfaces 7w and 7x of the container 7 facing each other. For this reason, in the container 7, the support 8 becomes long, the size and weight of the part related to the stirring blade 5 increase, and the support capacity of the superconducting bulk body 1 tends to be exceeded. As a result, the stirring blade 5 is likely to come into contact with the inner wall surface of the container wall 7a of the container 7, and the non-contact performance may not be sufficiently exhibited. Furthermore, it is necessary to manufacture the support 8 each time so as to match the size of the container 7. For this reason, it is difficult to standardize the manufacturing procedure, and the manufacturing cost increases.

また、図13に示す特許文献1に係る技術によれば、磁気浮上系を形成する浮上磁石4を攪拌翼5の径方向の中央領域に配置すると共に、動力伝達用の磁気カップリング12を形成する受動磁石9を攪拌翼5の径方向の外周部分に配置する。この場合、磁気カップリング12の吸引力が強く、そのバランスをとって攪拌翼5が回転することは事実上困難である。特許文献1に係る技術によれば、仮に、攪拌翼5の回転中において、攪拌翼5のバランスが僅かに崩れただけでも、攪拌翼5がどちらかに傾いて、攪拌翼5の周辺部が容器7の内壁面に接触してしまう頻度が増加する。このように超電導バルク体1の磁気浮上による反発力では、攪拌翼5の外周部分に位置する磁気カップリング12による吸着を阻止することは容易ではなかった。このように攪拌翼5の中央領域に磁気浮上系を配置する特許文献1に係る技術では、攪拌翼5の中央領域と容器7の内壁面との接触は起こっていないにも拘わらず、攪拌翼5の外周部あるいは攪拌翼5の攪拌ブレードの先端が容器7の内壁面に接触してしまう頻度が高い。   Further, according to the technique according to Patent Document 1 shown in FIG. 13, the levitation magnet 4 forming the magnetic levitation system is arranged in the central region in the radial direction of the stirring blade 5 and the magnetic coupling 12 for power transmission is formed. The passive magnet 9 is disposed on the outer peripheral portion of the stirring blade 5 in the radial direction. In this case, the attractive force of the magnetic coupling 12 is strong, and it is practically difficult for the stirring blade 5 to rotate in a balanced manner. According to the technique according to Patent Document 1, even if the agitating blade 5 is slightly out of balance during the rotation of the agitating blade 5, the agitating blade 5 is inclined to one side, and the peripheral portion of the agitating blade 5 is The frequency of contact with the inner wall surface of the container 7 increases. Thus, with the repulsive force due to magnetic levitation of the superconducting bulk body 1, it is not easy to prevent adsorption by the magnetic coupling 12 located on the outer peripheral portion of the stirring blade 5. Thus, in the technique according to Patent Document 1 in which the magnetic levitation system is arranged in the central region of the stirring blade 5, the contact between the central region of the stirring blade 5 and the inner wall surface of the container 7 does not occur. The frequency at which the outer peripheral portion of 5 or the tip of the stirring blade of the stirring blade 5 contacts the inner wall surface of the container 7 is high.

本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、従来技術に係るアーム状の支持体を廃止でき、サイズ及び重量の低減に有利であり、更に、攪拌翼が容器の内壁面に接触してしまう頻度を低下させるのに有利な非接触攪拌機を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and can eliminate the arm-shaped support according to the prior art, which is advantageous in reducing the size and weight. Further, the stirring blade contacts the inner wall surface of the container. It is an object of the present invention to provide a non-contact stirrer that is advantageous in reducing the frequency of occurrence.

本発明による非接触攪拌機は、
被攪拌液体を格納する格納室をもつ非磁性体の容器と、
容器の格納室の内部に配設され、格納室の被攪拌液体を攪拌する攪拌部と浮上磁石と受動磁石とを有する攪拌翼と、
容器の外部に配設され、攪拌翼と容器の内壁面との間に隙間を形成するように攪拌翼の浮上磁石とで磁気浮上系を形成する超電導バルク体と、前記超電導バルク体を低温に維持する冷却系とを有する磁気浮上手段と、
容器の格納室の外方に配設され、攪拌翼の受動磁石に対面すると共に受動磁石とで動力伝達用の磁気カップリングを構成する能動磁石と、能動磁石を回転させる回転駆動系とをもつ回転駆動機構とを具備する非接触攪拌機において、
攪拌翼は、攪拌翼の径方向の中央領域に受動磁石を有しており、受動磁石よりも攪拌翼の径方向の外側に浮上磁石を有しており、
磁気カップリングが攪拌翼の径方向において攪拌翼の中央領域の側に配置されていると共に、磁気浮上系が攪拌翼のうち攪拌翼の径方向において磁気カップリングよりも外周領域の側に配置されていることを特徴とするものである。
The non-contact stirrer according to the present invention is
A non-magnetic container having a storage chamber for storing a liquid to be stirred;
A stirring blade that is disposed inside the storage chamber of the container and has a stirring unit that stirs the liquid to be stirred in the storage chamber, a floating magnet, and a passive magnet;
A superconducting bulk body that is disposed outside the container and forms a magnetic levitation system with a floating magnet of the stirring blade so as to form a gap between the stirring blade and the inner wall surface of the container; A magnetic levitation means having a cooling system to maintain;
An active magnet which is disposed outside the container storage chamber, faces the passive magnet of the stirring blade and forms a magnetic coupling for power transmission with the passive magnet, and a rotational drive system for rotating the active magnet In a non-contact stirrer having a rotation drive mechanism,
The stirring blade has a passive magnet in the central region in the radial direction of the stirring blade, and has a floating magnet outside the passive magnet in the radial direction of the stirring blade ,
The magnetic coupling is disposed on the central region side of the stirring blade in the radial direction of the stirring blade, and the magnetic levitation system is disposed on the outer peripheral region side of the stirring blade in the radial direction of the stirring blade. It is characterized by that.

本発明に係る非接触攪拌機によれば、攪拌翼は、攪拌翼の径方向の中央領域に受動磁石を有すると共に、受動磁石よりも攪拌翼の径方向の外側に浮上磁石を有している。そして動力伝達用の磁気カップリングが攪拌翼の径方向の中央領域の側に配置されていると共に、磁気浮上系が攪拌翼のうち磁気カップリングよりも外周領域の側に配置されている。 According to the non-contact stirrer according to the present invention, the stirring blade has the passive magnet in the central region in the radial direction of the stirring blade and the floating magnet on the outer side in the radial direction of the stirring blade . The magnetic coupling for power transmission is arranged on the central region side in the radial direction of the stirring blade, and the magnetic levitation system is arranged on the outer peripheral region side of the magnetic coupling in the stirring blade.

このため、図12に示すような従来技術に係る非接触攪拌機とは異なり、容器の片側からシステムを構成することができる。更に、浮上磁石と受動磁石とを結合させる従来技術に係る支持体8を廃止できるため、攪拌翼の重量及びサイズが低減され、攪拌翼の支持性能の安定性が増加する。その分、攪拌翼の攪拌回転数を増加させるのに有利となる。更に、容器の格納室に収容される被攪拌液体の粘度を高くするのに有利となり、被攪拌液体を選択する選択の自由度を拡大させることができる。   For this reason, unlike the non-contact stirrer according to the prior art as shown in FIG. 12, the system can be configured from one side of the container. Furthermore, since the support body 8 according to the prior art for coupling the levitating magnet and the passive magnet can be eliminated, the weight and size of the stirring blade are reduced, and the stability of the support performance of the stirring blade is increased. Accordingly, it is advantageous to increase the stirring rotation speed of the stirring blade. Furthermore, it is advantageous to increase the viscosity of the liquid to be stirred contained in the storage chamber of the container, and the degree of freedom in selecting the liquid to be stirred can be expanded.

ところで、本発明に係る非接触攪拌機とは逆に、図13に示す従来技術のように、磁気浮上系を形成する浮上磁石を攪拌翼の中央領域に配置すると共に、磁気カップリングを形成する受動磁石を攪拌翼の外周領域に構成することも考えられる。この場合、磁気カップリングの吸引力が強く、そのバランスをとって攪拌翼が円滑に回転することは困難である。この場合、前述したように、攪拌翼の回転中において、攪拌翼のバランスが僅かに崩れただけでも、攪拌翼がどちらかに傾き、攪拌翼の周辺部が容器の内壁面に接触してしまう頻度が増加する。即ち、超電導バルク体の磁気浮上による反発力では、攪拌翼の外周領域に位置する磁気カップリングによる吸着を阻止することは容易ではなかった。この結果、攪拌翼の中央領域に磁気浮上系を配置した特許文献1に係る従来技術によれば、攪拌翼の径方向の中央領域と容器の内壁面との接触は起こっていないにも関わらず、攪拌翼の径方向の外周部が容器の内壁面に接触したり、あるいは、攪拌翼の攪拌ブレードの先端が容器の内壁面に接触したりする頻度が高くなる。 By the way, contrary to the non-contact stirrer according to the present invention, the levitation magnet 4 forming the magnetic levitation system is arranged in the central region of the agitating blade 5 and the magnetic coupling is formed as in the prior art shown in FIG. It is also conceivable that the passive magnet 9 is configured in the outer peripheral region of the stirring blade 5 . In this case, the attractive force of the magnetic coupling is strong, and it is difficult to smoothly rotate the stirring blade while maintaining the balance. In this case, as described above, during the rotation of the stirring blades 5, alone balance of the stirring blades 5 are slightly broken, the stirring blade is inclined to either contact the periphery of the stirring blades 5 on the inner wall surface of the container The frequency of doing so increases. That is, it is not easy to prevent adsorption by the magnetic coupling located in the outer peripheral region of the stirring blade 5 by the repulsive force due to the magnetic levitation of the superconducting bulk body. As a result, according to the prior art according to Patent Document 1 disposed magnetic levitation system in the center area of the stirring blade 5, the contact with the inner wall surface of the central area and the container in the radial direction of the stirring blade 5 also has not occurred regardless, or contact the outer peripheral portion in the radial direction of the stirring blades 5 on the inner wall surface of the container, or the frequency of the tip of the stirring blade of the stirring blades 5 or in contact with the inner wall surface of the container is increased.

この点について本発明に係る非接触攪拌機によれば、動力伝達用の磁気カップリングが攪拌翼の径方向の中央領域の側に配置されていると共に、磁気浮上系が攪拌翼の径方向の外周領域の側に配置されている方式が採用されている。このため磁気カップリングの相互の強力な吸着を、磁気カップリングの外周側に設けた磁気浮上系により支持することができる。このため、攪拌翼の攪拌中において、攪拌翼の径方向の外周部分と容器の内壁面との接触頻度を低下させることができる。更に、使用する多様の回転数に対して、また磁気カップリングが機能する多様の間隙に対しても、攪拌翼の回転を安定させることができる。このため攪拌翼が容器の内壁面に接触することが効果的に抑制されると共に、攪拌翼の脱調が抑制される。   In this regard, according to the non-contact stirrer according to the present invention, the magnetic coupling for power transmission is disposed on the radial central region side of the stirring blade, and the magnetic levitation system is the outer periphery in the radial direction of the stirring blade. A system arranged on the side of the area is adopted. For this reason, the mutual strong adsorption | suction of a magnetic coupling can be supported by the magnetic levitation system provided in the outer peripheral side of the magnetic coupling. For this reason, during the stirring of the stirring blade, the contact frequency between the radially outer peripheral portion of the stirring blade and the inner wall surface of the container can be reduced. Furthermore, the rotation of the stirring blade can be stabilized with respect to various rotational speeds used and various gaps in which the magnetic coupling functions. For this reason, the stirring blade is effectively prevented from coming into contact with the inner wall surface of the container, and the step-out of the stirring blade is suppressed.

ところで、磁気カップリングは、回転駆動系の回転軸芯の方向において常に吸着力を発揮する。従って、超電導バルク体と浮上磁石との間隔を狭めようとする応力が常に磁気浮上系に作用する。これに対して、磁気浮上系を構成する超電導バルク体と浮上磁石との間の隙間は、超電導バルク体が捕捉した浮上磁石の磁場の分布が変化しないように、ある一定の距離を保とうとする。ここで、近接する方向の応力に対する反発力は、離反方向に対する抵抗力よりも強力であることが知られている。超電導バルク体と浮上磁石との間の隙間が狭まるほど、反発力は増加する。したがって、磁気カップリングでの吸着方向の動きに対して、超電導バルク体の反発力が有効に働き、攪拌翼の変移を有効に抑制することができる。   By the way, the magnetic coupling always exhibits an attractive force in the direction of the rotational axis of the rotational drive system. Therefore, a stress that tends to narrow the distance between the superconducting bulk body and the levitation magnet always acts on the magnetic levitation system. On the other hand, the gap between the superconducting bulk body and the levitating magnet constituting the magnetic levitation system tries to maintain a certain distance so that the magnetic field distribution of the levitating magnet captured by the superconducting bulk body does not change. . Here, it is known that the repulsive force against the stress in the approaching direction is stronger than the resistance force in the separating direction. The repulsive force increases as the gap between the superconducting bulk body and the levitating magnet becomes narrower. Therefore, the repulsive force of the superconducting bulk body works effectively against the movement in the attracting direction in the magnetic coupling, and the displacement of the stirring blade can be effectively suppressed.

本発明に係る非接触攪拌機によれば、動力伝達用の磁気カップリングが攪拌翼の径方向の中央領域の側に配置されていると共に、磁気浮上系が攪拌翼の径方向の外周領域の側に配置されている方式が採用されている。このため磁気カップリングの相互の強力な吸着を、磁気カップリングの外周側に設けた磁気浮上系により支持することができる。図12に示す従来技術とは異なり、攪容器の片側に磁気浮上系及び磁気カップリングが配設されている。このため設置できる容器の寸法を基本的には選ばず、攪拌翼を内包できる寸法を有する多様の容器に適応することができる。更に、図12に示す従来技術とは異なり、受動磁石と浮上磁石とを結合させる支持体8を廃止できるため、支持体8同士の絡みが防止され、ひいては複数の攪拌翼を一つの容器の格納室内に設置することが可能となり、非接触攪拌機の攪拌性能を飛躍的に向上させることができる。仮に、図12に示す従来技術において、攪拌翼を一つの容器の格納室内に複数設置するときには、支持体同士の干渉が存在するため、不純物混入の危険性はその設置数に比例することを覚悟せねばならず、事実上、複数の攪拌翼を一つの容器内に設置することができない。この点について本発明に係る非接触攪拌機によれば、前記したように受動磁石と浮上磁石とを結合させる支持体8を廃止できるため、複数の攪拌翼を一つの容器内に取り付けたとしても、摩擦摩耗による不純物の混入は抑制される。 According to the non-contact stirrer according to the present invention, the power transmission magnetic coupling is disposed on the radial central region side of the stirring blade, and the magnetic levitation system is on the radial outer peripheral region side of the stirring blade. The method arranged in is adopted. For this reason, the mutual strong adsorption | suction of a magnetic coupling can be supported by the magnetic levitation system provided in the outer peripheral side of the magnetic coupling. Unlike the prior art shown in FIG. 12, a magnetic levitation system and a magnetic coupling are arranged on one side of the stirring vessel. For this reason, the dimension of the container which can be installed is not fundamentally chosen, but it can adapt to the various containers which have a dimension which can contain a stirring blade. Furthermore, unlike the prior art shown in FIG. 12, the support 8 that joins the passive magnet and the levitated magnet can be eliminated, so that the entanglement between the supports 8 can be prevented, and a plurality of stirring blades can be stored in one container. It can be installed indoors, and the stirring performance of the non-contact stirrer can be dramatically improved. In the prior art shown in FIG. 12, when a plurality of stirring blades are installed in the storage chamber of a single container, there is interference between the supports, so the risk of mixing impurities is proportional to the number of installations. In practice, a plurality of stirring blades cannot be installed in one container. In this regard, according to the non-contact stirrer according to the present invention, since the support 8 for coupling the passive magnet and the floating magnet can be eliminated as described above, even if a plurality of stirring blades are attached in one container, Contamination of impurities due to frictional wear is suppressed.

更に、本発明に係る非接触攪拌機によれば、前述したように攪拌翼の回転が安定するため、攪拌翼を容器の内壁面に適当な隙間を保って接触させずに安定的に支持することが容易となる。このように攪拌翼の非接触状態の回転が安定するため、緩やかな曲面をもった容器の内壁面に利用できるし、容器の内壁面に段差や溝があってもよい。このように攪拌に関わる攪拌翼の設置の自由度が向上する。   Furthermore, according to the non-contact stirrer according to the present invention, since the rotation of the stirring blade is stable as described above, the stirring blade is stably supported without being in contact with the inner wall surface of the container. Becomes easy. Thus, since the rotation of the stirring blade in a non-contact state is stabilized, it can be used for the inner wall surface of the container having a gently curved surface, and there may be a step or a groove on the inner wall surface of the container. Thus, the freedom degree of installation of the stirring blade in connection with stirring improves.

浮上磁石は攪拌翼の受動磁石の回りにリング状に配設されており、且つ、磁気カップングの能動磁石の回転軸芯の方向と、リング状の浮上磁石の磁化方向とが互いに沿う形態を採用できる。ここで、浮上磁石は攪拌翼の受動磁石の回りにリング状に配設されており、且つ、磁気カップングの能動磁石の回転軸芯の方向と、リング状の浮上磁石の磁化方向とが互いに実質的に平行とされている形態(実施例1に相当)を採用できる。   The levitation magnet is arranged in a ring around the passive magnet of the stirring blade, and the direction of the axis of rotation of the active magnet of the magnetic coupling and the magnetization direction of the ring-shaped levitation magnet are in line with each other. it can. Here, the levitation magnet is arranged in a ring shape around the passive magnet of the stirring blade, and the direction of the axis of rotation of the active magnet of the magnetic coupling and the magnetization direction of the ring-shaped levitation magnet are substantially the same. In general, a parallel configuration (corresponding to Example 1) can be employed.

浮上磁石は攪拌翼の受動磁石の回りにリング状に配設されており、且つ、磁気カップリングの能動磁石の回転軸芯の方向と、磁気浮上系の超電導バルク体に対向するリング状の浮上磁石の磁化方向とが互いに交差するように配置されている形態を採用できる。ここで、浮上磁石は攪拌翼の受動磁石の回りにリング状に配設されており、且つ、磁気カップリングの能動磁石の回転軸芯の方向と、磁気浮上系の超電導バルク体に対向するリング状の浮上磁石の磁化方向とが互いに実質的に直交するように配置されている形態(実施例4に相当)を採用できる。   The levitation magnet is arranged in a ring around the passive magnet of the stirring blade, and the levitation of the ring facing the superconducting bulk body of the magnetic levitation system and the direction of the axis of rotation of the active magnet of the magnetic coupling It is possible to adopt a form in which the magnets are arranged so that their magnetization directions intersect each other. Here, the levitation magnet is arranged in a ring shape around the passive magnet of the stirring blade, and the direction of the axis of rotation of the active magnet of the magnetic coupling and the ring facing the superconducting bulk body of the magnetic levitation system A configuration (corresponding to Example 4) in which the magnetization directions of the magnet-like levitating magnets are arranged so as to be substantially orthogonal to each other can be adopted.

超電導バルク体は、一般的には溶融凝固法により作製されており、その主成分がRE−Ba−Cu−O(REはY,La,Nd,Sm,Eu,Gd,Er,Yb,Dy,Hoのうちの1種以上)で表されるものである。超電導バルク体は、これの構成材料を一旦融点以上に加熱して溶融し再び凝固させる溶融凝固法で、RE−Ba−Cu−O系の超電導バルク体を合成することができる。この場合、超電導バルク体において結晶粒が粗大で、かつ、超電導となる母相に絶縁相が微細に分散した組織を有することができる。このように微細に分散した絶縁相が磁場のピン止め点として働くため、捕捉磁場の大きい超電導バルク体が得られる。超電導バルク体は、Ag,Au,Pt,Rh,Ceの少なくとも1種類を含むことができる。ここで、Ag,Auは超電導相と反応せずに超電導母相内に析出し、そして、超電導遷移温度などの超電導特性を損なうことなく、セラミックスであるRE−Ba−Cu−O系の超電導バルク体の機械的強度を向上させることができる。また、Pt,Rh,Ceを含有したRE−Ba−Cu−O系の超電導バルク体は、母相である超電導相に絶縁相がより微細に分散しており、より強いピン止め力を示す。従って、超電導バルク体の捕捉磁場が増加する。   A superconducting bulk body is generally manufactured by a melt solidification method, and its main component is RE-Ba-Cu-O (RE is Y, La, Nd, Sm, Eu, Gd, Er, Yb, Dy, One or more of Ho). The superconducting bulk body can be synthesized by a solidification method in which a constituent material of the superconducting body is once heated to a melting point or higher and then melted and solidified again to synthesize a RE-Ba-Cu-O-based superconducting bulk body. In this case, the superconducting bulk body can have a structure in which the crystal grains are coarse and the insulating phase is finely dispersed in the superconducting parent phase. Since the finely dispersed insulating phase functions as a pinning point of the magnetic field, a superconducting bulk body having a large trapping magnetic field can be obtained. The superconducting bulk body can contain at least one of Ag, Au, Pt, Rh, and Ce. Here, Ag, Au does not react with the superconducting phase, but precipitates in the superconducting parent phase, and the superconducting bulk of the RE-Ba-Cu-O system, which is a ceramic, does not impair superconducting properties such as the superconducting transition temperature. The mechanical strength of the body can be improved. In addition, in the RE-Ba-Cu-O-based superconducting bulk material containing Pt, Rh, and Ce, the insulating phase is finely dispersed in the superconducting phase that is the parent phase, and exhibits a stronger pinning force. Accordingly, the trapping magnetic field of the superconducting bulk body is increased.

本発明の実施例1を図1〜図5に基いて詳細に説明する。図1は実施例1の概念を模式的に示す。図2,図3は磁気浮上系13を模式的に示す。図4,図5は攪拌翼5を模式的に示す。図1に示すように、容器7は、被攪拌液体6を収容する格納室7rを有する。容器7は非磁性材料で形成されている。非磁性材料とは強磁性を示さない材料のことをいい、例えば鉄合金としてはオーステナイト系のステンレススチールがこれにあたる。ステンレススチールはその塑性加工によって若干の磁気を帯びるが、これは本実施例では非磁性の範疇とする。このほかの非磁性材料の容器として、ガラス、アルミおよびアルミ合金、真飽等の銅合金、非磁性のステンレス容器にホーロー加工した容器、樹脂容器、繊維強化した樹脂容器が挙げられる。   A first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1 schematically shows the concept of the first embodiment. 2 and 3 schematically show the magnetic levitation system 13. 4 and 5 schematically show the stirring blade 5. As shown in FIG. 1, the container 7 has a storage chamber 7r for storing the liquid 6 to be stirred. The container 7 is made of a nonmagnetic material. A non-magnetic material means a material that does not exhibit ferromagnetism. For example, an austenitic stainless steel corresponds to an iron alloy. Stainless steel is slightly magnetized by its plastic working, and this is a non-magnetic category in this embodiment. Other non-magnetic material containers include glass, aluminum and aluminum alloys, copper alloys such as satiety, non-magnetic stainless steel containers enameled, resin containers, and fiber reinforced resin containers.

磁気浮上手段16は、超電導バルク体1と、超電導バルク体1を収容するリング形状の真空容器2と、真空容器2内の超電導バルク体1を冷却する冷却系としての冷凍機3とを備えており、容器7の下壁7uに近接して配置されている。   The magnetic levitation means 16 includes a superconducting bulk body 1, a ring-shaped vacuum container 2 that accommodates the superconducting bulk body 1, and a refrigerator 3 as a cooling system that cools the superconducting bulk body 1 in the vacuum container 2. And disposed close to the lower wall 7u of the container 7.

超電導バルク体1は真空容器2の内部に配置されており、真空断熱が図られている。磁気浮上系13はその真空容器2の中に超電導バルク体1を複数個内蔵する。この実施例では超電導バルク体1は図2に示すように回転軸芯P1の回りにおいて6個配設されているが、個数は特に限定されず、3個ないし12個程度あってもよい。これらの超電導バルク体1は、冷凍機3の冷凍部17に取り付けられたリング形状の銅板で形成されたコールドステージ18に固定されている。コールドステージ18は、断熱性を高めるべく、断熱性支持材19により真空容器2内に真空容器2の内壁面と接触しないように固定されている。断熱性支持材19は熱伝導率が小さく断熱性が高い材料、例えば繊維強化樹脂材料(FRP)で形成されている。断熱性支持材19は、超電導バルク体1ならびにコールドステージ18に対して真空容器2の外部からの熱侵入を最小限に抑制しつつ、攪拌翼5の重量、攪拌翼5の回転によっておこる反作用による応力に耐えるように設定されている。そして、コールドステージ18の一部に冷凍部17が接触しており、コールドステージ18の熱を冷凍機3によって排出する構成とされている。本実施例では冷凍機3はGM式冷凍機が使われている。ヘリウム配管15a,15bは圧縮機(図示しない)につながり、40K軽度の低温に超電導バルク体1を冷却する。冷凍機3はGM式のほか、パルス管冷凍機、ソルベー式、スクーリング式、あるいはこれらを複数組み合わせた構成を採用することができる。 The superconducting bulk body 1 is disposed inside the vacuum vessel 2, and vacuum insulation is achieved. The magnetic levitation system 13 includes a plurality of superconducting bulk bodies 1 in the vacuum vessel 2. In this embodiment , six superconducting bulk bodies 1 are arranged around the rotation axis P1 as shown in FIG. 2, but the number is not particularly limited, and may be about three to twelve. These superconducting bulk bodies 1 are fixed to a cold stage 18 formed of a ring-shaped copper plate attached to the freezing unit 17 of the refrigerator 3. The cold stage 18 is fixed in the vacuum vessel 2 so as not to come into contact with the inner wall surface of the vacuum vessel 2 by a heat insulating support material 19 in order to improve heat insulation. The heat insulating support material 19 is made of a material having a low thermal conductivity and a high heat insulating property, for example, a fiber reinforced resin material (FRP). The heat-insulating support material 19 is based on the reaction caused by the weight of the stirring blade 5 and the rotation of the stirring blade 5 while suppressing heat intrusion from the outside of the vacuum vessel 2 to the superconducting bulk body 1 and the cold stage 18 to the minimum. It is set to withstand stress. The refrigeration unit 17 is in contact with a part of the cold stage 18, and the heat of the cold stage 18 is discharged by the refrigerator 3. In the present embodiment, the refrigerator 3 is a GM refrigerator. The helium pipes 15a and 15b are connected to a compressor (not shown), and cool the superconducting bulk body 1 to a low temperature of 40K. In addition to the GM type, the refrigerator 3 can employ a pulse tube refrigerator, a solvay type, a schooling type, or a combination of these.

真空容器2の内部を真空断熱状態に保つため、真空容器2の一部に真空減圧口20が設けられている。真空減圧口20は可撓性あるいは固定された真空配管21によって真空ポンプ系28に繋がる。真空ポンプ系28は、ターボ分子ポンプ、クライオポンプ、油回転ポンプ、油拡散ポンプ、ドライポンプ等の組み合わせからなる。真空ポンプ系28の役割は真空容器2の内部の圧力を減圧状態(0.1Pa(パスカル)以下)に保つことであり、これ以上の圧力では良好なる断熱性が保てない。   In order to keep the inside of the vacuum vessel 2 in a vacuum insulation state, a vacuum pressure reducing port 20 is provided in a part of the vacuum vessel 2. The vacuum pressure reducing port 20 is connected to a vacuum pump system 28 by a flexible or fixed vacuum pipe 21. The vacuum pump system 28 includes a combination of a turbo molecular pump, a cryopump, an oil rotary pump, an oil diffusion pump, a dry pump, and the like. The role of the vacuum pump system 28 is to keep the pressure inside the vacuum vessel 2 in a reduced pressure state (0.1 Pa (Pascal) or less), and good heat insulation cannot be maintained at a pressure higher than this.

冷却される真空容器2内の温度領域が30K程度あるいはこれ以下の場合には、真空容器2の残留気体を吸着する効果が冷凍部17の冷却により現れる。このため真空容器2を高真空まで一旦減圧した後に冷却すると、真空容器2内を封じきることができる。故に真空ポンプ系28の駆動を停止させることもできる。真空ポンプ系28の駆動を停止すれば、真空ポンプ系28に必要とされる電力消費が軽減される。   When the temperature region in the vacuum vessel 2 to be cooled is about 30 K or less, the effect of adsorbing the residual gas in the vacuum vessel 2 appears by cooling the freezing unit 17. For this reason, when the vacuum vessel 2 is once depressurized to a high vacuum and then cooled, the inside of the vacuum vessel 2 can be sealed. Therefore, the driving of the vacuum pump system 28 can be stopped. If the driving of the vacuum pump system 28 is stopped, the power consumption required for the vacuum pump system 28 is reduced.

図1に示すように、攪拌翼5は、超電導バルク体1に対向する位置となるように攪拌翼5に内蔵されたリング状の浮上磁石4をもつ。浮上磁石4は超電導バルク体1の上方に位置する。浮上磁石4の磁極は、浮上磁石4の中心軸芯(回転軸芯P1)に平行に単極に着磁されている。従って浮上磁石4の上面4aはS極及びN極のうちの一方に着磁されている。浮上磁石4の下面4cはS極及びN極のうちの他方に着磁されている。浮上磁石4は、攪拌翼5において、連続するリング状に一体成形されていても良いし、あるいは、扇形あるいは台形の磁石を周方向に断続的に配置することによりリング状に組み合わせてもよい。前述の超電導バルク体1と浮上磁石4とで、攪拌翼5を浮上させる磁気浮上系13が構成されている。   As shown in FIG. 1, the stirring blade 5 has a ring-shaped levitation magnet 4 built in the stirring blade 5 so as to face the superconducting bulk body 1. The levitating magnet 4 is located above the superconducting bulk body 1. The magnetic pole of the levitation magnet 4 is magnetized to a single pole parallel to the central axis (rotation axis P1) of the levitation magnet 4. Therefore, the upper surface 4a of the levitating magnet 4 is magnetized to one of the S pole and the N pole. The lower surface 4c of the levitation magnet 4 is magnetized to the other of the S pole and the N pole. The levitation magnet 4 may be integrally formed in a continuous ring shape in the stirring blade 5, or may be combined in a ring shape by disposing fan-shaped or trapezoidal magnets intermittently in the circumferential direction. The superconducting bulk body 1 and the levitating magnet 4 constitute a magnetic levitating system 13 for levitating the stirring blade 5.

攪拌翼5の外周部には、攪拌機能を有する攪拌部としての攪拌ブレード22aが突設されている。攪拌ブレード22aは攪拌翼5の外周部5pに設けられている。浮上磁石4から発生される磁場が、超電導状態にある超電導バルク体1により捕捉される。これにより浮上磁石4、ひいては浮上磁石4を内蔵する攪拌翼5は、一定の距離間隔を介して磁気浮上系13の超電導バルク体1から安定的に浮上する。ひいては攪拌翼5は容器7の格納室7rの内壁面から一定の距離間隔を介して安定的に浮上する。このように攪拌翼5が安定するため、攪拌翼5の攪拌時における攪拌翼5の脱調が発生しにくい利点が得られる。ここで、攪拌翼5に対して径方向あるいは軸芯長方向に外力が作用したとしても、超電導バルク体1による磁場トラップ作用により、超電導バルク体1は元の位置に復帰する。   On the outer peripheral portion of the stirring blade 5, a stirring blade 22a as a stirring portion having a stirring function is projected. The stirring blade 22a is provided on the outer peripheral portion 5p of the stirring blade 5. The magnetic field generated from the levitating magnet 4 is captured by the superconducting bulk body 1 in the superconducting state. As a result, the levitating magnet 4, and hence the stirring blade 5 incorporating the levitating magnet 4, stably levitates from the superconducting bulk body 1 of the magnetic levitation system 13 through a certain distance interval. As a result, the agitating blade 5 stably floats from the inner wall surface of the storage chamber 7r of the container 7 through a certain distance. Since the stirring blade 5 is stabilized in this way, an advantage that the step-out of the stirring blade 5 during stirring of the stirring blade 5 hardly occurs can be obtained. Here, even if an external force acts on the stirring blade 5 in the radial direction or the axial length direction, the superconducting bulk body 1 returns to its original position due to the magnetic field trap action by the superconducting bulk body 1.

磁気浮上した系である攪拌翼5を回転させるために、以下の磁気カップリング12が構成されている。従来技術に係る非接触攪拌機とは異なり、図1に示すように、磁気カップリング12は容器7のうち磁気浮上系13が配設されている側と同じ側に配設されており、つまり、磁気カップリング12及び磁気浮上系13は容器7の底部側に配置されている。   In order to rotate the stirring blade 5 which is a magnetically levitated system, the following magnetic coupling 12 is configured. Unlike the non-contact stirrer according to the prior art, as shown in FIG. 1, the magnetic coupling 12 is disposed on the same side as the side on which the magnetic levitation system 13 is disposed in the container 7, that is, The magnetic coupling 12 and the magnetic levitation system 13 are arranged on the bottom side of the container 7.

図1に示すように、攪拌翼5は、攪拌翼5の径方向の中央領域に受動磁石9をもつ。磁気浮上系13を構成する浮上磁石4と同じ側に、受動磁石9のカップリング面9cが配置されている。そして、受動磁石9のカップリング面9cと能動磁石10のカップリング面10cとがある距離をもって近接することにより、磁気的に結合された磁気カップリング12が構成されている。   As shown in FIG. 1, the stirring blade 5 has a passive magnet 9 in the central region in the radial direction of the stirring blade 5. A coupling surface 9c of the passive magnet 9 is disposed on the same side as the levitating magnet 4 constituting the magnetic levitation system 13. Then, the coupling surface 9c of the passive magnet 9 and the coupling surface 10c of the active magnet 10 are close to each other with a certain distance, so that the magnetic coupling 12 that is magnetically coupled is configured.

図1に示すように、回転駆動機構11は、受動磁石9に対向するように配置された能動磁石10と、能動磁石10を回転軸芯P1の回りで回転駆動させる回転駆動系11とを有する。回転駆動系11は、能動磁石10を保持する回転体11fと、回転体11fに繋がると共に回転体11fを一体回転させる回転軸11sと、回転軸11sを回転軸芯P1の回りで回転させるモータ機構で形成された駆動機構11tとを有する。回転駆動機構11の駆動機構11tが回転駆動すると、能動磁石10が回転軸芯P1の回りで回転する。ここで、容器7の外部において、受動磁石9及び能動磁石10は、これらが磁気カップリングするカップリング面9c,10c内において周方向に交互に磁極が異なるように多極に着磁されている。これにより回転駆動機構11が回転して回転体11fの能動磁石10が回転軸11sの回転軸芯P1回りで回転すると、能動磁石10に磁気カップリングで結合された受動磁石9が能動磁石10と同じ方向に回転軸芯P1回りで回転する。   As shown in FIG. 1, the rotational drive mechanism 11 includes an active magnet 10 disposed so as to face the passive magnet 9, and a rotational drive system 11 that rotationally drives the active magnet 10 around the rotational axis P1. . The rotation drive system 11 includes a rotating body 11f that holds the active magnet 10, a rotating shaft 11s that is connected to the rotating body 11f and rotates the rotating body 11f integrally, and a motor mechanism that rotates the rotating shaft 11s around the rotation axis P1. And a drive mechanism 11t formed in When the drive mechanism 11t of the rotation drive mechanism 11 is driven to rotate, the active magnet 10 rotates around the rotation axis P1. Here, outside the container 7, the passive magnet 9 and the active magnet 10 are magnetized in multiple poles so that the magnetic poles are alternately different in the circumferential direction in the coupling surfaces 9c and 10c where they are magnetically coupled. . As a result, when the rotation drive mechanism 11 rotates and the active magnet 10 of the rotating body 11f rotates around the rotation axis P1 of the rotation shaft 11s, the passive magnet 9 coupled to the active magnet 10 by magnetic coupling becomes the active magnet 10. Rotate around the rotation axis P1 in the same direction.

この場合、磁気カップリング12を構成する受動磁石9のカップリング面9c,能動磁石10のカップリング面10c内において、それぞれの異極同志が吸引すると共に同極同志が反発する。従って、回転駆動機構11の回転軸芯11sのトルクが能動磁石10を介して攪拌翼5の受動磁石9に伝達される。ひいては受動磁石9を内蔵する攪拌翼5が容器7の格納室7r内を回転する。この結果、容器7の格納室7r内に収容されている被攪拌液体6を攪拌することができる。   In this case, in the coupling surface 9c of the passive magnet 9 constituting the magnetic coupling 12 and in the coupling surface 10c of the active magnet 10, the different polars are attracted and repelled. Accordingly, the torque of the rotating shaft 11s of the rotation drive mechanism 11 is transmitted to the passive magnet 9 of the stirring blade 5 through the active magnet 10. As a result, the stirring blade 5 containing the passive magnet 9 rotates in the storage chamber 7r of the container 7. As a result, the liquid to be stirred 6 accommodated in the storage chamber 7r of the container 7 can be stirred.

更に説明を加える。図1に示すように、容器7の下壁7uの外方に、本実施例に係る磁気カップリング12のうち能動磁石10が配置されている。能動磁石10は回転軸芯P1の回りで回転するため、能動磁石10が容器7の下壁7uの外壁面に接触せぬよう、能動磁石10と容器7の下壁7uの外壁面との間に僅かな間隙を形成するように能動磁石10が配置されている。   Further explanation will be added. As shown in FIG. 1, an active magnet 10 is disposed on the outside of the lower wall 7u of the container 7 in the magnetic coupling 12 according to the present embodiment. Since the active magnet 10 rotates around the rotation axis P1, the active magnet 10 and the outer wall surface of the lower wall 7u of the container 7 are arranged so that the active magnet 10 does not contact the outer wall surface of the lower wall 7u of the container 7. The active magnet 10 is arranged so as to form a slight gap.

使用時には、容器7の外部に配置されている能動磁石10の位置及び磁気浮上手段16の位置に適合するように、容器7内に攪拌翼5を配置する。この場合、蓋7vを開放させて、容器7 内に攪拌翼5を挿入配置する。攪拌翼5の固定が容器7 内の内面であれば、攪拌翼5の水平方向の固定は取り立てて行う必要がない。しかしながら攪拌翼5を適宜固定することもできる。この際、超電導バルク体1を冷却する前に、図略のスペーサを容器7の内壁面と攪拌翼5との間に介在させておく。スペーサはその攪拌条件や容器7の板厚によるが、強固な支持を得るためにはなるべく、容器7の容器壁7aの内壁面と攪拌翼5と間の隙間を数ミリメートル以下にすることが好ましい。なお、スペーサを入れる距離はまた、磁気カップリング12の有効な距離を目安にすることが好ましい。   At the time of use, the stirring blade 5 is disposed in the container 7 so as to match the position of the active magnet 10 and the position of the magnetic levitation means 16 disposed outside the container 7. In this case, the lid 7v is opened and the stirring blade 5 is inserted into the container 7. If the stirring blade 5 is fixed on the inner surface of the container 7, the horizontal fixing of the stirring blade 5 is not required. However, the stirring blade 5 can be appropriately fixed. At this time, before cooling the superconducting bulk body 1, a spacer (not shown) is interposed between the inner wall surface of the container 7 and the stirring blade 5. The spacer depends on the stirring conditions and the plate thickness of the container 7, but in order to obtain strong support, the gap between the inner wall surface of the container wall 7a of the container 7 and the stirring blade 5 is preferably several millimeters or less. . The distance for inserting the spacer is preferably based on the effective distance of the magnetic coupling 12.

次に、真空ポンプ系28を起動して真空容器2を減圧して真空容器2内を断熱状態にする。その後、冷凍機3を運転して超電導バルク体1を冷却して超電導状態にする。これにより浮上磁石4から発生する磁場の分布は超電導バルク体1のトラップ機能により捕捉される。このように捕捉された状態では、浮上磁石4が超電導バルク体1からずれるように移動したとしても、超電導バルク体1のトラップ機能により浮上磁石4は元の位置に復帰する。   Next, the vacuum pump system 28 is activated to depressurize the vacuum vessel 2 to make the inside of the vacuum vessel 2 in an adiabatic state. Thereafter, the refrigerator 3 is operated to cool the superconducting bulk body 1 to a superconducting state. Thereby, the distribution of the magnetic field generated from the levitated magnet 4 is captured by the trap function of the superconducting bulk body 1. In such a captured state, even if the levitation magnet 4 moves so as to deviate from the superconducting bulk body 1, the levitation magnet 4 returns to the original position by the trap function of the superconducting bulk body 1.

所定の温度までの超電導バルク体1の冷却が完了したら、容器7内の前記スペーサを取り除き、攪拌翼5を安定浮上させる。そして、容器7の格納室7r内に被攪拌液体6を装入する。   When the cooling of the superconducting bulk body 1 to a predetermined temperature is completed, the spacer in the container 7 is removed, and the stirring blade 5 is stably floated. Then, the liquid to be stirred 6 is charged into the storage chamber 7r of the container 7.

この状態で、回転駆動機構11を駆動させることにより磁気カップリング12の主要素である能動磁石10を回転軸芯P1回りで回転させる。この結果、攪拌翼5の受動磁石9にトルクを伝達し、攪拌翼5により容器7 内の格納室7rの被攪拌液体6を攪拌させる。被攪拌液体6としては、不純物の混入を避けることが好ましい液体が挙げられる。   In this state, the active magnet 10, which is the main element of the magnetic coupling 12, is rotated around the rotation axis P1 by driving the rotation drive mechanism 11. As a result, torque is transmitted to the passive magnet 9 of the stirring blade 5, and the stirred liquid 6 in the storage chamber 7 r in the container 7 is stirred by the stirring blade 5. Examples of the liquid to be stirred 6 include liquids that preferably avoid contamination with impurities.

次に図2,図3について説明を加える。図2に示すように、リング状で銅製(熱伝導性が良好な金属)のコールドステージ18の上面に、複数個(6個)の超電導バルク体1が周方向に間隔を隔てて同心円状に並設されている。更に、断熱性に富む4箇所の断熱性支持材19によって、コールドステージ18は真空容器2に固定されている。冷凍機3は向かって右端の超電導バルク体1の下に取り付けられている。冷凍機3が駆動すると、冷凍部17を介して超電導バルク体1は極低温まで冷却される。   Next, explanations will be added for FIGS. As shown in FIG. 2, a plurality (six) of superconducting bulk bodies 1 are concentrically spaced apart in the circumferential direction on the upper surface of a ring-shaped copper (metal having good thermal conductivity) cold stage 18. It is installed side by side. Further, the cold stage 18 is fixed to the vacuum vessel 2 by four heat insulating support materials 19 rich in heat insulating properties. The refrigerator 3 is attached under the superconducting bulk body 1 at the right end. When the refrigerator 3 is driven, the superconducting bulk body 1 is cooled to an extremely low temperature via the refrigeration unit 17.

図3に示すように、真空容器2の内側に磁気シールド23が設けられており、能動磁石10と超電導バルク体1との間を仕切っている。磁気シールド23は、透磁率が高い軟磁性鉄材料で形成されており、回転軸芯P1を包囲するように同心リング状に延設されている。磁気シールド23は、能動磁石10あるいは受動磁石9の回転による磁場変動が超電導バルク体1に影響することを抑制することができる。   As shown in FIG. 3, a magnetic shield 23 is provided inside the vacuum vessel 2 and partitions the active magnet 10 and the superconducting bulk body 1. The magnetic shield 23 is made of a soft magnetic iron material having a high magnetic permeability, and extends in a concentric ring shape so as to surround the rotating shaft core P1. The magnetic shield 23 can suppress the magnetic field fluctuation caused by the rotation of the active magnet 10 or the passive magnet 9 from affecting the superconducting bulk body 1.

図4及び図5は攪拌翼5を示す。図4及び図5に示すように、攪拌翼5の基部5mには、これの周辺部に攪拌ブレード22aが径外方向に延設されている。攪拌翼5の攪拌ブレード22aによって被攪拌液体6を攪拌することができる。攪拌翼5に対する磁気浮上系13は浮上磁石4によって確保される。磁気カップリング12に基づく回転量と回転トルクは、能動磁石10及び受動磁石9の吸引作用によって確保される。受動磁石9の周囲には、この回転による磁場変動が超電導バルク体1に影響しないように磁気シールド23が取り付けらている。磁気シールド23は回転軸芯P1の回りに同心リング形状に延設されている。浮上磁石4は浮上磁石4の表面に垂直に、すなわち、リング状の浮上磁石4の軸芯長方向に単極に着磁されている。従って、浮上磁石4の上面はS極及びN極のうちの一方に着磁されていると共に、浮上磁石4の下面はS極及びN極のうちの他方に着磁されている。 4 and 5 show the stirring blade 5. As shown in FIGS. 4 and 5, the base 5m of the stirring blade 5 is provided with a stirring blade 22a extending in the radially outward direction around the base 5m. The liquid 6 to be stirred can be stirred by the stirring blade 22a of the stirring blade 5. A magnetic levitation system 13 for the stirring blade 5 is secured by the levitation magnet 4. The amount of rotation and the rotational torque based on the magnetic coupling 12 are ensured by the attraction action of the active magnet 10 and the passive magnet 9. Around the passive magnets 9, the magnetic field variation is a magnetic shield 23 so as not to affect the bulk superconductors 1 is mounted et al this rotation. The magnetic shield 23 extends in a concentric ring shape around the rotation axis P1. The levitation magnet 4 is magnetized in a single pole perpendicular to the surface of the levitation magnet 4, that is, in the axial direction of the ring-shaped levitation magnet 4. Accordingly, the upper surface of the levitating magnet 4 is magnetized to one of the S pole and the N pole, and the lower surface of the levitating magnet 4 is magnetized to the other of the S pole and the N pole.

前述したように、浮上磁石4としては、扇形もしくは台形の永久磁石をリング状に並べて構成する場合がある。浮上磁石4ならびに受動磁石9を内蔵する攪拌翼5を構成する基部5mの材質としては非磁性材料が好ましい。非磁性材料としては、例えば、非磁性のオーステナイト系等のステンレススチール、真鍮、ガラス、繊維複合樹脂(FRP)等が例示される。なお非磁性材料は常磁性材料を含む。被攪拌液体6の種類によっては、磁石材料を腐食させる場合があるので、浮上磁石4としては被覆されていることが望ましい。   As described above, the levitating magnet 4 may be configured by arranging fan-shaped or trapezoidal permanent magnets in a ring shape. A nonmagnetic material is preferable as the material of the base portion 5m constituting the stirring blade 5 incorporating the levitation magnet 4 and the passive magnet 9. Examples of the nonmagnetic material include nonmagnetic austenitic stainless steel, brass, glass, fiber composite resin (FRP), and the like. Nonmagnetic materials include paramagnetic materials. Depending on the type of the liquid to be stirred 6, the magnet material may be corroded, so that the levitated magnet 4 is preferably coated.

本実施例によれば、超電導バルク体1が浮上磁石4から発生される磁場の分布をトラップするトラップ作用により、超電導バルク体1と浮上磁石4との安定した位置固定作用が得られる。この場合、攪拌翼5の浮上磁石4に対して、鉛直方向だけではなく、水平方向にも安定した支持力を発揮することができる。従って、図1に示す非接触攪拌機では、容器7の底面のみならず、容器7の内部の鉛直面や側面、あるいは傾斜した面あるいは上面にも、超電導バルク体1を設置し、超電導バルク体1により浮上磁石4を浮上させることができる。   According to the present embodiment, a stable position fixing action between the superconducting bulk body 1 and the levitation magnet 4 can be obtained by the trap action in which the superconducting bulk body 1 traps the distribution of the magnetic field generated from the levitation magnet 4. In this case, a stable support force can be exhibited not only in the vertical direction but also in the horizontal direction with respect to the floating magnet 4 of the stirring blade 5. Therefore, in the non-contact stirrer shown in FIG. 1, the superconducting bulk body 1 is installed not only on the bottom surface of the container 7 but also on the vertical surface and side surface inside the container 7, or the inclined surface or top surface. Thus, the levitating magnet 4 can be levitated.

以上の説明から理解できるように本実施例によれば、図12に示す従来技術とは異なり、容器7の高さ方向の片側に磁気浮上系13及び磁気カップリング12が配設されている。このため設置できる容器7の寸法を基本的には選ばず、攪拌翼5を内包できる寸法を有する多様の容器7に適応することができる。更に、図12に示す従来技術とは異なり、受動磁石9と浮上磁石4とを結合させる支持体8を廃止できるため、支持体8同士の絡みが防止され、ひいては複数の攪拌翼5を一つの容器7の格納室7r内に設置することが可能となり、非接触攪拌機の攪拌性能を飛躍的に向上させることができる。仮に、図12に示す従来技術において、攪拌翼5を一つの容器7の格納室内に複数設置するときには、支持体8同士の干渉が存在するため、不純物混入の危険性はその設置数に比例することを覚悟せねばならず、事実上、複数の攪拌翼5を一つの容器7の格納室内に設置することができない。この点について本実施例によれば、前記したように支持体8を廃止できるため、複数の攪拌翼5を一つの容器7の格納室7r内に取り付けたとしても、摩擦摩耗による不純物の混入は抑制される。   As can be understood from the above description, according to this embodiment, unlike the prior art shown in FIG. 12, the magnetic levitation system 13 and the magnetic coupling 12 are arranged on one side of the container 7 in the height direction. For this reason, the dimensions of the container 7 that can be installed are basically not selected, and can be applied to various containers 7 having dimensions capable of containing the stirring blade 5. Furthermore, unlike the prior art shown in FIG. 12, the support 8 that couples the passive magnet 9 and the levitating magnet 4 can be eliminated, so that the entanglement between the supports 8 is prevented, and as a result, a plurality of stirring blades 5 are combined into one. It becomes possible to install in the storage chamber 7r of the container 7, and the stirring performance of the non-contact stirrer can be dramatically improved. In the prior art shown in FIG. 12, when a plurality of stirring blades 5 are installed in the storage chamber of one container 7, there is interference between the supports 8, and therefore the risk of contamination is proportional to the number of installations. In fact, it is impossible to install a plurality of stirring blades 5 in the storage chamber of one container 7. In this regard, according to the present embodiment, since the support 8 can be eliminated as described above, even if a plurality of stirring blades 5 are installed in the storage chamber 7r of one container 7, impurities due to frictional wear are not mixed. It is suppressed.

更に本実施例によれば、前述したように攪拌翼5の回転が安定するため、攪拌翼5を容器7の内壁面に適当な隙間を保って接触させずに安定的に支持することが容易となる。このように攪拌翼5の非接触状態の回転が安定するため、緩やかな曲面をもった容器7の内壁面に利用できるし、容器7の内壁面に段差や溝があってもよい。このように攪拌に関わる攪拌翼5の設置の自由度が向上する。   Furthermore, according to the present embodiment, since the rotation of the stirring blade 5 is stable as described above, it is easy to stably support the stirring blade 5 without contacting the inner wall surface of the container 7 with an appropriate gap. It becomes. In this way, since the rotation of the stirring blade 5 in a non-contact state is stabilized, it can be used for the inner wall surface of the container 7 having a gently curved surface, and the inner wall surface of the container 7 may have a step or a groove. Thus, the degree of freedom of installation of the stirring blade 5 related to stirring is improved.

図6,図7は実施例2の概念を模式的に示す。実施例2は実施例1と基本的には同様の構成、作用効果を有する。従って支持体を廃止でき、サイズ及び重量の低減に有利であり、攪拌翼5が容器7の内壁面に接触してしまう頻度を低下させた非接触攪拌機を提供することができる。共通する機能を奏する部位には共通の符号を付する。以下、実施例1と相違する部分を中心として説明する。図6,図7は実施例2の攪拌翼5を示す。攪拌翼5には、攪拌ブレード22aに代えて、攪拌翼5の上部に攪拌ブレード22bが形成されている。   6 and 7 schematically show the concept of the second embodiment. The second embodiment has basically the same configuration and function as the first embodiment. Therefore, it is possible to provide a non-contact stirrer that can eliminate the support, is advantageous in reducing the size and weight, and that reduces the frequency with which the stirring blade 5 contacts the inner wall surface of the container 7. Parts having common functions are denoted by common reference numerals. Hereinafter, a description will be given centering on the differences from the first embodiment. 6 and 7 show the stirring blade 5 of the second embodiment. In the stirring blade 5, instead of the stirring blade 22a, a stirring blade 22b is formed above the stirring blade 5.

図8,図9は実施例3の概念を模式的に示す。実施例3は実施例1と基本的には同様の構成、作用効果を有する。従って支持体を廃止でき、サイズ及び重量の低減に有利であり、攪拌翼5が容器7の内壁面に接触してしまう頻度を低下させた非接触攪拌機を提供すことができる。共通する機能を奏する部位には共通の符号を付する。以下、実施例1と相違する部分を中心として説明する。前記した実施例1では、攪拌翼5の外周部に攪拌ブレード22aを設けたのに対し、本実施例では攪拌翼5の外周部に攪拌ブレードを設けていない。   8 and 9 schematically show the concept of the third embodiment. The third embodiment has basically the same configuration and function as the first embodiment. Therefore, it is possible to provide a non-contact stirrer that can eliminate the support, is advantageous in reducing the size and weight, and that reduces the frequency with which the stirring blade 5 contacts the inner wall surface of the container 7. Parts having common functions are denoted by common reference numerals. Hereinafter, a description will be given centering on the differences from the first embodiment. In the first embodiment described above, the stirring blade 22a is provided on the outer peripheral portion of the stirring blade 5, whereas in this embodiment, the stirring blade is not provided on the outer peripheral portion of the stirring blade 5.

即ち、図8,図9に示すように、攪拌翼5の径方向の中央領域には受動磁石9が配置されていると共に、攪拌翼5の径方向の外縁領域にはリング形状の浮上磁石4が同心的に配置されている。そして受動磁石9と浮上磁石4との間にはリング状の空間5kが形成されている。リング状の空間5kに、攪拌機能を有する複数個の攪拌ブレード22cが放射状に且つ橋架状態に配置されている。このような本実施例によれば、実施例1の場合に比較して、攪拌翼5の直径DAが小さくなる。このため容器7に投入された異物と攪拌ブレード22cとが接触しにくくなるため、攪拌翼5の攪拌作用の安定性に優れる。   That is, as shown in FIGS. 8 and 9, the passive magnet 9 is disposed in the radial central region of the stirring blade 5, and the ring-shaped floating magnet 4 is disposed in the outer peripheral region of the stirring blade 5 in the radial direction. Are arranged concentrically. A ring-shaped space 5k is formed between the passive magnet 9 and the levitating magnet 4. In the ring-shaped space 5k, a plurality of stirring blades 22c having a stirring function are arranged radially and in a bridged state. According to this embodiment, the diameter DA of the stirring blade 5 is smaller than that in the case of the first embodiment. For this reason, since the foreign matter put into the container 7 and the stirring blade 22c are difficult to contact, the stirring action of the stirring blade 5 is excellent in stability.

本実施例においても、攪拌翼5は、攪拌翼5の径方向の中央領域に受動磁石9を有していると共に、受動磁石9よりも径方向の外側にリング状の浮上磁石4を有している。従って実施例1と同様に、攪拌翼5の径方向の中央領域に磁気カップリング12が配置されていると共に、攪拌翼5の径方向の外周領域に磁気浮上系13が配置されることになる。このため実施例1と同様に、攪拌翼5の攪拌作用の安定性が増す。故に、攪拌翼5の攪拌時における攪拌翼5の脱調が発生しにくい利点が得られる。更に、受動磁石9と浮上磁石4との間に、同心リング形状の磁気シールド23が設けられている。磁気シールド23によって超電導バルク体1への磁場変動の影響を減らすことができる。必要がなければ磁気シールド23を廃止しても良い。   Also in the present embodiment, the stirring blade 5 has the passive magnet 9 in the central region in the radial direction of the stirring blade 5 and the ring-shaped floating magnet 4 on the outer side in the radial direction from the passive magnet 9. ing. Therefore, similarly to Example 1, the magnetic coupling 12 is disposed in the central region in the radial direction of the stirring blade 5, and the magnetic levitation system 13 is disposed in the outer peripheral region in the radial direction of the stirring blade 5. . For this reason, as in Example 1, the stability of the stirring action of the stirring blade 5 is increased. Therefore, there is an advantage that the step-out of the stirring blade 5 is less likely to occur when the stirring blade 5 is stirred. Further, a concentric ring-shaped magnetic shield 23 is provided between the passive magnet 9 and the levitating magnet 4. The magnetic shield 23 can reduce the influence of magnetic field fluctuations on the superconducting bulk body 1. If unnecessary, the magnetic shield 23 may be abolished.

図10,図11は実施例4を示す。実施例4は実施例1と基本的には同様の構成、作用効果を有する。従って支持体を廃止でき、サイズ及び重量の低減に有利であり、攪拌翼5が容器7の内壁面に接触してしまう頻度を低下させた非接触攪拌機を提供することができる。本実施例は、磁気カップリング12の吸着・反発方向と磁気浮上系13による浮上方向とが互いに交差する場合、つまり、実質的に直交する場合を示す。図10に示すように、格納室7rを有する容器7の下部に、カップ状容器24が一体的に且つ同心的に取り付けられている。カップ状容器24の容器室24rは容器7の格納室7rに連通する。カップ状容器24の容器室24r内に攪拌翼5の大部分が入り込む。   10 and 11 show the fourth embodiment. The fourth embodiment has basically the same configuration and function as the first embodiment. Therefore, it is possible to provide a non-contact stirrer that can eliminate the support, is advantageous in reducing the size and weight, and that reduces the frequency with which the stirring blade 5 contacts the inner wall surface of the container 7. The present embodiment shows a case where the adsorption / repulsion direction of the magnetic coupling 12 and the levitation direction by the magnetic levitation system 13 intersect each other, that is, a case where they are substantially orthogonal. As shown in FIG. 10, a cup-shaped container 24 is integrally and concentrically attached to the lower part of the container 7 having the storage chamber 7r. The container chamber 24r of the cup-shaped container 24 communicates with the storage chamber 7r of the container 7. Most of the stirring blade 5 enters the container chamber 24r of the cup-shaped container 24.

攪拌翼5に設けられている攪拌部としての攪拌ブレード22dは、攪拌翼5の上面部から回転軸芯P1に沿って上方に突出している。つまり、攪拌翼5の攪拌ブレード22dは、カップ状容器24の容器室24rから容器7の格納室7rに向かって延設部5wを介して上方に突出し、格納室7r の内部に収容されている。   A stirring blade 22d as a stirring portion provided in the stirring blade 5 protrudes upward along the rotation axis P1 from the upper surface portion of the stirring blade 5. That is, the stirring blade 22d of the stirring blade 5 protrudes upward from the container chamber 24r of the cup-shaped container 24 toward the storage chamber 7r of the container 7 via the extending portion 5w, and is accommodated inside the storage chamber 7r. .

本実施例によれば、浮上磁石4は互いに背向する内周面4iと外周面4pとを有する。浮上磁石4の内周面4iはS極及びN極のうちの一方に着磁されている。浮上磁石4の外周面4pはS極及びN極のうちの他方に着磁されている。   According to the present embodiment, the levitating magnet 4 has the inner peripheral surface 4i and the outer peripheral surface 4p facing each other. The inner peripheral surface 4i of the levitation magnet 4 is magnetized to one of the S pole and the N pole. The outer peripheral surface 4p of the levitation magnet 4 is magnetized to the other of the S pole and the N pole.

従って、図10に示すように、磁気カップリング12を構成する能動磁石10の回転軸芯の方向(回転軸芯P1の延びる方向)と、磁気浮上系13を構成する超電導バルク体1に対向するリング状の浮上磁石4の磁化方向とが交差するように、つまり、実質的に直交するように配置されている。   Therefore, as shown in FIG. 10, the direction of the rotation axis of the active magnet 10 constituting the magnetic coupling 12 (the direction in which the rotation axis P1 extends) and the superconducting bulk body 1 constituting the magnetic levitation system 13 are opposed. The magnets are arranged so that the magnetization directions of the ring-shaped levitating magnets 4 intersect, that is, substantially perpendicular to each other.

図10に示すように、銅製(良伝熱材料)のリング状をなすコールドステージ18の内周面18iには、これの周方向に沿って超電導バルク体1が複数個間隔を隔てて配置されている。冷却機能を発揮する冷凍部17は、リング状のコールドステージ18の外周面18pに接触して取り付けられている。冷凍機3が作動すると、冷凍部17から冷凍機3に向かって熱が排出され、コールドステージ18が冷却され、ひいては超電導バルク体1が冷却される。なお、断熱性に富む断熱性支持材19はコールドステージ18を真空容器2内に支持するように、コールドステージ18の下面にあてがわれている。   As shown in FIG. 10, a plurality of superconducting bulk bodies 1 are arranged at intervals on the inner peripheral surface 18i of a cold stage 18 made of a ring made of copper (good heat transfer material) along the circumferential direction thereof. ing. The refrigeration unit 17 that exhibits a cooling function is attached in contact with the outer peripheral surface 18p of the ring-shaped cold stage 18. When the refrigerator 3 is operated, heat is discharged from the freezing unit 17 toward the refrigerator 3, the cold stage 18 is cooled, and the superconducting bulk body 1 is thereby cooled. Note that the heat insulating support material 19 rich in heat insulating properties is applied to the lower surface of the cold stage 18 so as to support the cold stage 18 in the vacuum vessel 2.

図11に示すように、浮上磁石4は攪拌翼5に内蔵されている。浮上磁石4は軸芯状をなす延設部5wの軸芯を同軸的に1周する筒状をなしており、受動磁石9の外周側にこれを包囲するように取り付けられている。図10及び図11に示すように、浮上磁石4の内周側に磁気シールド23がリング形状にほぼ同軸的に設けられている。磁気カップリング12の回転に起因する磁場変動が超電導バルク体1に伝わることは、磁気シールド23によって抑えられる。   As shown in FIG. 11, the levitating magnet 4 is built in the stirring blade 5. The levitation magnet 4 has a cylindrical shape that coaxially makes one round of the shaft core of the extending portion 5w that forms a shaft core shape, and is attached to the outer peripheral side of the passive magnet 9 so as to surround it. As shown in FIGS. 10 and 11, a magnetic shield 23 is provided in a ring shape substantially coaxially on the inner peripheral side of the levitating magnet 4. It is suppressed by the magnetic shield 23 that the magnetic field fluctuation caused by the rotation of the magnetic coupling 12 is transmitted to the superconducting bulk body 1.

図10,図11に示す構成において、超電導バルク体1を冷却していくと、浮上磁石4の発する磁場の分布は超電導バルク体1の磁場トラップ機能によって捕捉される。このため浮上磁石4は超電導バルク体1にほぼ当初の間隙を残して安定的に吸着され、浮上磁石4の位置が超電導バルク体1により基本的に固定される。受動磁石9と能動磁石10とは磁気カップリング12を構成する。磁気カップリング12は、能動磁石10から受動磁石9に回転トルクを伝達する。能動磁石10及び能動磁石9は互いに吸引しようとしても、超電導バルク体1に基づく磁場トラップ機能により、超電導バルク体1と浮上磁石4とによる磁気浮上系13がその相対位置を変化しないように作用する。このため回転攪拌中の攪拌翼5はわずかに下降変移するだけで、攪拌翼5はカップ状容器24の内壁面に触れることなく攪拌動作を継続することができる。このようにして容器7に対して磁気浮上している攪拌翼5により被攪拌液体6を攪拌することができる。従来の接触方式による攪拌操作で起こっていた不純物の混入が抑制された新たな非接触攪拌装置を提供することができる。   In the configuration shown in FIGS. 10 and 11, when the superconducting bulk body 1 is cooled, the distribution of the magnetic field generated by the levitated magnet 4 is captured by the magnetic field trap function of the superconducting bulk body 1. For this reason, the levitated magnet 4 is stably adsorbed to the superconducting bulk body 1 leaving almost the original gap, and the position of the levitating magnet 4 is basically fixed by the superconducting bulk body 1. The passive magnet 9 and the active magnet 10 constitute a magnetic coupling 12. The magnetic coupling 12 transmits rotational torque from the active magnet 10 to the passive magnet 9. Even if the active magnet 10 and the active magnet 9 try to attract each other, the magnetic levitation system 13 composed of the superconducting bulk body 1 and the levitation magnet 4 acts so as not to change the relative position by the magnetic field trap function based on the superconducting bulk body 1. . For this reason, the stirring blade 5 during the rotating stirring is only slightly lowered and shifted, and the stirring blade 5 can continue the stirring operation without touching the inner wall surface of the cup-shaped container 24. In this manner, the liquid 6 to be stirred can be stirred by the stirring blade 5 magnetically levitated with respect to the container 7. It is possible to provide a new non-contact stirrer in which mixing of impurities that has occurred in the conventional stirring operation by the contact method is suppressed.

ここで、磁気カップリング12における磁極分布は基本的に多極構造であり、複数対のN極あるいはS極が周方向において交互に着磁されている。一方、超電導バルク体1に対向して配置される浮上磁石4は、超電導バルク体1に対向する面内において単極に着磁されている。つまり、浮上磁石4の内周面4iはN極及びS極のうちの一方に着磁されていると共に、浮上磁石4の外周面4pはN極及びS極のうちの他方に着磁されている。   Here, the magnetic pole distribution in the magnetic coupling 12 basically has a multipolar structure, and a plurality of pairs of N poles or S poles are alternately magnetized in the circumferential direction. On the other hand, the levitation magnet 4 disposed facing the superconducting bulk body 1 is magnetized in a single pole in the plane facing the superconducting bulk body 1. That is, the inner peripheral surface 4i of the levitation magnet 4 is magnetized to one of the N pole and the S pole, and the outer peripheral surface 4p of the levitation magnet 4 is magnetized to the other of the N pole and the S pole. Yes.

本実施例によれば、磁気カップリング12と磁気浮上系13とを従来例より実質的に近接配置することができる。このため、受動磁石9と浮上磁石4との磁気的な干渉を避けることが好ましい。そこで、受動磁石9と浮上磁石4との磁気的な干渉を避けるため、図10に示す磁気シールド23を使うことが好ましい。磁気シールド23により、浮上磁石4の表面から放射される磁場の均一性が改良され、超電導バルク体1に印加される磁場変動が実質的に抑制される。このことは運転時における超電導バルク体1の温度上昇を効果的に抑えることにつながり、冷凍機出力の低減による小型化、省エネ化、低コスト化に寄与することができる。   According to the present embodiment, the magnetic coupling 12 and the magnetic levitation system 13 can be disposed substantially closer to each other than the conventional example. For this reason, it is preferable to avoid magnetic interference between the passive magnet 9 and the levitating magnet 4. Therefore, in order to avoid magnetic interference between the passive magnet 9 and the levitating magnet 4, it is preferable to use the magnetic shield 23 shown in FIG. The magnetic shield 23 improves the uniformity of the magnetic field radiated from the surface of the levitation magnet 4, and substantially suppresses the fluctuation of the magnetic field applied to the superconducting bulk body 1. This leads to effective suppression of the temperature rise of the superconducting bulk body 1 during operation, and can contribute to size reduction, energy saving, and cost reduction by reducing the output of the refrigerator.

ところで、磁気シールドフライホイール電力貯蔵装置等の電力応用に超電導バルク体を利用した磁気浮上が用いられている。この場合、毎分数万回転の極めて高速回転を要求されるフライホイール回転とされている。これに対して本実施例の攪拌翼5の回転数は、これよりはるかに低く、毎分数十回転ないし数千回転である。毎分数万回転の極めて高速回転を要求されるフライホイール回転では、わずかな磁場変動が超電導バルク体1の温度上昇とロスにつながる。本実施例ではこれよるはるかに低回転であるために、浮上磁石4の磁場分布の均一性についての制限は緩慢でよい。したがって簡易的に設置した磁気シールドが十分に効果を発揮できるのである。   By the way, magnetic levitation using a superconducting bulk body is used for power applications such as a magnetic shield flywheel power storage device. In this case, it is a flywheel rotation that requires an extremely high speed of several tens of thousands of rotations per minute. On the other hand, the rotation speed of the stirring blade 5 of this embodiment is much lower than this, and is several tens to several thousand rotations per minute. In flywheel rotation that requires extremely high speed rotation of several tens of thousands of rotations per minute, slight magnetic field fluctuations lead to temperature rise and loss of the superconducting bulk body 1. In this embodiment, because of this much lower rotation, the restriction on the uniformity of the magnetic field distribution of the levitating magnet 4 may be slow. Therefore, a magnetic shield that is simply installed can exhibit a sufficient effect.

本発明に係る非接触攪拌機は、攪拌工程における異物、不純物の混入防止の要請が厳しい分野、例えば、医薬品、不純物混入をきらう半導体用レジスト、危険物をあつかう化学プラント、高圧あるいは真空等の密閉系で用いられる化学プラントや核反応プラント等に利用される。   The non-contact stirrer according to the present invention is a field where there is a strict requirement for preventing contamination of foreign substances and impurities in the stirring process, for example, pharmaceuticals, resists for semiconductors that do not allow impurities to be mixed, chemical plants that handle hazardous materials, sealed systems such as high pressure or vacuum It is used in chemical plants and nuclear reaction plants used in Japan.

実施例1に係り、片極非接触攪拌機を模式的に表わす断面図である。1 is a cross-sectional view schematically showing a unipolar non-contact stirrer according to Example 1. FIG. 実施例1に係り、片極非接触攪拌機の磁気浮上系の超電導バルク体及び磁気カップリングの能動磁石を模式的に表す平面図である。FIG. 3 is a plan view schematically showing a superconducting bulk body of a magnetic levitation system of a unipolar non-contact stirrer and an active magnet of a magnetic coupling according to the first embodiment. 実施例1に係り、片極非接触攪拌機の磁気浮上系の超電導バルク体及び磁気カップリングの能動磁石を模式的に表す断面図である。1 is a cross-sectional view schematically showing a superconducting bulk body of a magnetic levitation system and an active magnet of a magnetic coupling in a unipolar non-contact stirrer according to Example 1. FIG. 実施例1に係り、片極非接触攪拌機の攪拌翼を模式的に表す断面図である。1 is a cross-sectional view schematically showing a stirring blade of a unipolar non-contact stirrer according to Example 1. FIG. 実施例1に係り、片極非接触攪拌機の攪拌翼を模式的に表す平面図である。1 is a plan view schematically showing a stirring blade of a unipolar non-contact stirrer according to Example 1. FIG. 実施例2に係り、片極非接触攪拌機の攪拌翼を模式的に表す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a stirring blade of a unipolar non-contact stirrer according to the second embodiment. 実施例2に係り、片極非接触攪拌機の攪拌翼を模式的に表す平面図である。FIG. 6 is a plan view schematically showing a stirring blade of a unipolar non-contact stirrer according to the second embodiment. 実施例3に係り、片極非接触攪拌機の攪拌翼を模式的に表す断面図である。6 is a cross-sectional view schematically showing a stirring blade of a unipolar non-contact stirrer according to Example 3. FIG. 実施例3に係り、片極非接触攪拌機の攪拌翼を模式的に表す平面図である。6 is a plan view schematically showing a stirring blade of a unipolar non-contact stirrer according to Example 3. FIG. 実施例4に係り、片極非接触攪拌機の攪拌翼を模式的に表す断面図である。6 is a cross-sectional view schematically showing a stirring blade of a unipolar non-contact stirrer according to Example 4. FIG. 実施例4に係り、容器内に攪拌翼が配置されている状態を模式的に表す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a state where the stirring blade is disposed in the container according to the fourth embodiment. 従来技術に係り、片極非接触攪拌機を使用している状態を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which concerns on a prior art and is using the unipolar non-contact stirrer. 他の従来技術に係り、片極非接触攪拌機を使用している状態を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the state which concerns on another prior art and is using the unipolar non-contact stirrer.

1は超電導バルク体、2は真空容器、3は冷凍機(冷却系)、4は浮上磁石、5は攪拌翼、6は被攪拌液体、7は容器、7aは容器壁、9は受動磁石、10は能動磁石、11は回転駆動機構、12は磁気カップリング、13は磁気浮上系、14は真空ポート、15aはヘリウム配管、15bはヘリウム配管、16は磁気浮上手段、17は冷凍部、18はコールドステージ、19は断熱性支持材、20は真空減圧口、21は真空配管、22aは攪拌ブレード(攪拌部)、23は磁気シールド、24はカップ状容器を示す。   1 is a superconducting bulk body, 2 is a vacuum container, 3 is a refrigerator (cooling system), 4 is a floating magnet, 5 is a stirring blade, 6 is a liquid to be stirred, 7 is a container, 7a is a container wall, 9 is a passive magnet, 10 is an active magnet, 11 is a rotary drive mechanism, 12 is a magnetic coupling, 13 is a magnetic levitation system, 14 is a vacuum port, 15a is a helium pipe, 15b is a helium pipe, 16 is a magnetic levitation means, 17 is a freezing unit, 18 Is a cold stage, 19 is a heat insulating support material, 20 is a vacuum pressure reducing port, 21 is a vacuum pipe, 22a is a stirring blade (stirring section), 23 is a magnetic shield, and 24 is a cup-shaped container.

Claims (4)

被攪拌液体を格納する格納室をもつ非磁性体の容器と、
前記容器の前記格納室の内部に配設され、前記格納室の被攪拌液体を攪拌する攪拌部と浮上磁石と受動磁石とを有する攪拌翼と、
前記容器の外部に配設され、前記攪拌翼と前記容器の内壁面との間に隙間を形成するように前記攪拌翼の前記浮上磁石とで磁気浮上系を形成する超電導バルク体と、前記超電導バルク体を低温に維持する冷却系とを有する磁気浮上手段と、
前記容器の前記格納室の外方に配設され、前記攪拌翼の前記受動磁石に対面すると共に前記受動磁石とで動力伝達用の磁気カップリングを構成する能動磁石と、前記能動磁石を回転させる回転駆動系とをもつ回転駆動機構とを具備する非接触攪拌機において、
前記攪拌翼は、前記攪拌翼の径方向の中央領域に受動磁石を有しており、前記受動磁石よりも前記攪拌翼の径方向の外側に浮上磁石を有しており、
前記磁気カップリングが前記攪拌翼の径方向において前記攪拌翼の中央領域の側に配置されていると共に、前記磁気浮上系が前記攪拌翼のうち前記攪拌翼の径方向において前記磁気カップリングよりも外周領域の側に配置されていることを特徴とする非接触攪拌機。
A non-magnetic container having a storage chamber for storing the liquid to be stirred;
A stirring blade that is disposed inside the storage chamber of the container and has a stirring unit that stirs the liquid to be stirred in the storage chamber, a floating magnet, and a passive magnet;
A superconducting bulk body that is disposed outside the container and forms a magnetic levitation system with the levitation magnet of the stirring blade so as to form a gap between the stirring blade and the inner wall surface of the container; A magnetic levitation means having a cooling system for maintaining the bulk body at a low temperature;
It is disposed outside of the storage chamber of the container, an active magnet constituting a magnetic coupling for power transmission between with the passive magnet facing said passive magnet of the stirring blade, rotating the active magnet In a non-contact stirrer comprising a rotation drive mechanism having a rotation drive system,
The stirring blade has a passive magnet in the central region in the radial direction of the stirring blade, and has a floating magnet on the outer side in the radial direction of the stirring blade than the passive magnet,
The magnetic coupling is disposed on the central region side of the stirring blade in the radial direction of the stirring blade, and the magnetic levitation system is more than the magnetic coupling in the radial direction of the stirring blade in the stirring blade. A non-contact stirrer that is disposed on the outer peripheral region side.
請求項1において、前記浮上磁石は前記攪拌翼の前記受動磁石の回りにリング状に配設されており、且つ、前記磁気カップングの前記能動磁石の回転軸芯の方向と、リング状の前記浮上磁石の磁化方向とが互いに実質的に平行とされていることを特徴とする非接触攪拌機。 According to claim 1, wherein the floating magnets are arranged in a ring around said passive magnet of the stirring blade, and the direction of the rotational axis of said active magnet of the magnetic Kappungu, ring of said floating A non-contact stirrer characterized in that the magnetizing directions of the magnets are substantially parallel to each other. 請求項1において、前記浮上磁石は前記攪拌翼の前記受動磁石の回りにリング状に配設されており、且つ、前記磁気カップリングの前記能動磁石の回転軸芯の方向と、前記磁気浮上系の前記超電導バルク体に対向するリング状の前記浮上磁石の磁化方向とが互いに実質的に直交するように配置されていることを特徴とする非接触攪拌機。 According to claim 1, wherein the floating magnets are disposed about a ring-shaped said passive magnet of the stirring blade, and the direction of the rotational axis of said active magnet of the magnetic coupling, the magnetic levitation system contactless agitator that characterized that the magnetization direction of the ring-shaped the floating magnet facing the superconductive bulk body are arranged substantially orthogonal to each other. 請求項1〜3のうちの一項において、前記攪拌翼において前記受動磁石の周囲には、前記攪拌翼の回転による磁場変動が超電導バルク体に影響を与えることを抑える磁気シールドが前記受動磁石に対して同心円状に設けられており、4. The magnetic shield according to claim 1, wherein a magnetic shield is provided around the passive magnet in the stirring blade to suppress the magnetic field fluctuation caused by the rotation of the stirring blade from affecting the superconducting bulk body. Concentric circles are provided,
前記回転駆動機構において前記能動磁石と前記超電導バルク体とを仕切る磁気シールドが前記能動磁石に対して同心円状に設けられていることを特徴とする非接触攪拌機。  The non-contact stirrer characterized by the magnetic shield which partitions off the said active magnet and the said superconducting bulk body in the said rotational drive mechanism concentrically with respect to the said active magnet.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4930906B2 (en) * 2007-12-20 2012-05-16 国立大学法人 新潟大学 Magnetic levitation rotation device
JP5849343B2 (en) * 2011-06-29 2016-01-27 株式会社プロスパイン Magnetic coupling and stirring device
JP2015136688A (en) * 2014-01-24 2015-07-30 林工業株式会社 Drainboard for magnetic stirrer
JP6475062B2 (en) * 2015-04-03 2019-02-27 東京理化器械株式会社 Magnet coupling
CN114259924B (en) * 2022-01-06 2023-02-10 米拌(上海)科技有限公司 Magnetic suspension stirring equipment

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2673462B2 (en) * 1990-05-15 1997-11-05 住友重機械工業株式会社 Non-contact stirrer
JP3678796B2 (en) * 1995-06-09 2005-08-03 慎一 秋山 Magnetic rotation transmission device, stirrer, stirring device and magnetic bearing
JPH09299780A (en) * 1996-05-16 1997-11-25 Unie Chem Kk Rotor and stirring device for stirring high viscosity liquid
JP4070326B2 (en) * 1998-10-20 2008-04-02 慎一 秋山 Non-contact stirring device
JP4087593B2 (en) * 2001-11-19 2008-05-21 有限会社マグネオ技研 Magnetic drive device, stirring device, mixing device, and substrate processing device
JP2003340254A (en) * 2002-05-29 2003-12-02 Aisin Seiki Co Ltd Non-contact rotating device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101381662B1 (en) 2012-08-30 2014-04-04 주식회사 하도 A mixer in use with magnetic coupling

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