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JP2006525460A - Fluid pump - Google Patents

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JP2006525460A
JP2006525460A JP2006504034A JP2006504034A JP2006525460A JP 2006525460 A JP2006525460 A JP 2006525460A JP 2006504034 A JP2006504034 A JP 2006504034A JP 2006504034 A JP2006504034 A JP 2006504034A JP 2006525460 A JP2006525460 A JP 2006525460A
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cavity
fluid
fluid pump
axis
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JP2006504034A
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Japanese (ja)
Inventor
リー ティムズ、ダニエル
Original Assignee
クイーンズランド ユニバーシティ オブ テクノロジー
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Publication date
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Abstract

本発明は、空洞を形成しているハウジングを含む流体ポンプを提供する。前記空洞は、少なくとも1つの流体用入口および出口、および磁界を発生するための少なくとも一組のコイルを含む。使用中、インペラ(3)は、本体、流体を前記入口から前記出口に付勢するために前記本体上に位置する多数の羽根(4A,4B)および多数のドライバ磁石(9)を含む前記空洞内に位置する。使用中、前記インペラは、軸方向の結合により前記空洞内に吊り下げられ、前記コイルが発生する磁界により回転する。The present invention provides a fluid pump that includes a housing defining a cavity. The cavity includes at least one fluid inlet and outlet and at least one set of coils for generating a magnetic field. In use, the impeller (3) comprises the body, the cavity comprising a number of vanes (4A, 4B) and a number of driver magnets (9) located on the body for biasing fluid from the inlet to the outlet Located in. In use, the impeller is suspended in the cavity by axial coupling and is rotated by the magnetic field generated by the coil.

Description

本発明は、モータに関し、特にLVAD(左心室用デバイス)またはBiVAD(両心室用デバイス)のような心臓補助装置または心臓置換装置として使用するのに適しているインペラを使用する流体ポンプに関する。   The present invention relates to motors, and more particularly to a fluid pump using an impeller suitable for use as a cardiac assist device or heart replacement device, such as an LVAD (left ventricular device) or BiVAD (biventricular device).

本明細書において、任意の従来技術を参照した場合、その従来技術が通常の一般的な知識の一部を形成していると言っているわけでもなければ、または何らかの形の示唆でもなければ、そのように見なすべきでもない。   In this specification, reference to any prior art does not mean that the prior art forms part of ordinary general knowledge, or any form of suggestion, It should not be considered that way.

高品質で高生産性の機械にとっては、高速でメンテナンス・フリーのモータが必要になる。このようなモータは非接触式サポートを使用しているので、これらの機械には磁気軸受が徐々に導入されてきている。しかし、初期の磁気軸受システムは、別々の駆動モータを必要とした。それ故、この技術を流体ポンプに適用した場合、流体が駆動モータに接触するのを防止するためにシールが必要になる。   High-quality, high-productivity machines require high-speed, maintenance-free motors. Since such motors use non-contact supports, magnetic bearings have been gradually introduced into these machines. However, early magnetic bearing systems required a separate drive motor. Therefore, when this technique is applied to a fluid pump, a seal is required to prevent fluid from contacting the drive motor.

この問題を克服するために、自己軸受モータが開発された。自己軸受モータは、ロータを吊り下げ、また回転するように動作する磁界を生成し、それにより同じ一組のコイル、または同じ円周上の位置に位置する二組のコイルから軸受およびモータ機能を提供することができる。多数の磁気原理が、いわゆるリラクタンスおよびローレンツ理論に基づいてこの目標を達成することができる。遠心ポンプ技術に適用した場合、自己軸受モータを使用すれば、シャフトまたはシールを使用する必要がなくなる。何故なら、ロータが、ポンプ空洞内に完全に収容されるからである。   In order to overcome this problem, self-bearing motors have been developed. Self-bearing motors generate a magnetic field that operates to suspend and rotate the rotor, thereby removing bearing and motor functions from the same set of coils or two sets of coils located at the same circumferential position. Can be provided. A number of magnetic principles can achieve this goal based on the so-called reluctance and Lorentz theory. When applied to centrifugal pump technology, the use of a self-bearing motor eliminates the need to use a shaft or seal. This is because the rotor is completely contained within the pump cavity.

このことは、人の心臓に対する生命に関わる損傷の問題に対する高性能な対応策として開発された心臓移植外科手術の分野と特に関連する。
しかし、全人口の平均年齢が高くなるにつれて、激しい心不全の絶対数が増加しつつあり、やがて心臓移植外科手術を受けることになるであろう患者数が増大している。都合の悪いことに、適当な代用器官の使用できる数はいつでも不足していて、心臓が原因で重大な死の危険に瀕している患者すべてに対して使用するのがますます難しくなってきている。
This is particularly relevant in the field of cardiac transplant surgery that has been developed as a high performance response to the problem of life-threatening damage to the human heart.
However, as the average age of the entire population increases, the absolute number of severe heart failure is increasing, and the number of patients who will eventually undergo heart transplant surgery is increasing. Unfortunately, there is always a shortage of suitable substitute organs available, making it increasingly difficult to use for all patients at risk of serious death due to the heart Yes.

利用できる心臓ドナーの数が不足していることに対するもう1つの対応策として、患者の心臓の働きを増大し、または理想的には、機能不全の心臓全部を置換するのに適している人工ポンプを開発するために種々の試みが行われてきた。   Another approach to the lack of available cardiac donors is to increase the work of the patient's heart, or ideally, an artificial pump that is suitable for replacing the entire malfunctioning heart Various attempts have been made to develop

効果的な形のこのようなポンプを提供する際の難問の1つは、使用できる電源を効率的に使用しなければならないことである。このようなポンプを停止させることなく高い信頼性で動作するのは非常に重要なことなので、電源の使用の際には、効率をピークにする必要がある。実験のための試作品以外の目的で機能する場合には、このようなポンプは、患者がかなりの時間の間、燃料補給または再充填のためのデバイスなしでいられるようにしなければならない。   One of the challenges in providing such an effective pump is that the available power source must be used efficiently. Since it is very important to operate with high reliability without stopping such a pump, it is necessary to peak efficiency when using the power supply. When functioning for purposes other than experimental prototypes, such pumps must allow the patient to remain without a device for refueling or refilling for a significant amount of time.

ポンプは、また血球に対するポンプ機構の破壊的影響を最小限度に低減するものでなければならない。過度の剪断応力を発生するすべてのポンプ・セグメントは、その領域内で外傷性の血球溶解を引き起こす。さらに、血液の滞留を促進するセグメントは、ポンプ内に危険な凝血塊を形成する恐れがあり、この凝血塊は、身体全体を通して移動し、運ばれ、周辺の循環系内の生命維持に必要な動脈を潜在的に閉塞する恐れがある。   The pump must also minimize the destructive effects of the pump mechanism on the blood cells. All pump segments that generate excessive shear stress cause traumatic hemolysis in that region. In addition, segments that promote blood retention can form dangerous clots in the pump that travel throughout the body, are carried, and are necessary for life support in the surrounding circulatory system. Potentially occludes the artery.

エネルギーの喪失および血液の外傷の重要な問題のうちの1つは、ポンプ・ロータ、すなわち、インペラの回転方法に関連して発生する。ロータを支持するのに従来の軸受を使用すると、摩擦抵抗およびその結果としての磨耗にそれぞれ関連する動力消費の増大およびデバイスの寿命の問題が発生する恐れがある。さらに、この技術は、回転シャフトの周囲の流れの滞留に関連する軸受の接触部位のところの過度の熱の発生および高い剪断応力による血球の外傷を促進する。ということは、これらの悪影響を除去するために、保守手順を行わなければならないことになる。   One of the important problems of energy loss and blood trauma occurs in connection with the method of rotating the pump rotor, i.e. the impeller. The use of conventional bearings to support the rotor can cause increased power consumption and device lifetime problems associated with frictional resistance and consequent wear, respectively. In addition, this technique promotes blood cell trauma due to excessive heat generation and high shear stress at the bearing contact sites associated with flow dwelling around the rotating shaft. This means that maintenance procedures must be performed to remove these adverse effects.

摩擦がなく、シールを必要としない軸受を提供する目的で、ポンプ・ロータまたはインペラを磁気的に、または流体力学的に懸架するための種々の試みが行われてきた。
「流体力学的に懸架したインペラを備えるロータリ・ポンプ」(Rotary Pump with Hydrodynamically Suspended Impeller)という名称の特許文献1には、その縁部を流体スラスト軸受として使用している開放または閉鎖インペラ・ブレードを特徴とするシールもシャフトもないポンプが記載されている。回転トルクは、ブレードに埋め込まれている磁石と、ポンプ・ハウジングに固定されているコイルに発生する回転磁界との間の相互作用により供給される。
Various attempts have been made to suspend the pump rotor or impeller magnetically or hydrodynamically in order to provide a bearing that is friction free and does not require a seal.
Patent document 1 entitled “Rotary Pump With Hydrodynamically Suspended Impeller” (Rotary Pump with Dynamically Suspended Impeller) has an open or closed impeller blade whose edge is used as a fluid thrust bearing. A pump without the featured seal and shaft is described. The rotational torque is supplied by the interaction between a magnet embedded in the blade and a rotating magnetic field generated in a coil fixed to the pump housing.

流体軸受の場合には、十分な軸受力を供給するのに隙間を比較的狭くする必要がある。高い剪断応力は、このような隙間内に位置していて、この領域内に血球が入ると溶血が起こる恐れがある。流体軸受は、インペラに加わる力への受動的レスポンスに依存する。すなわち、軸受剛性を所与の条件に対して変化させることができない。力が所定の軸受剛性を超えると、まもなくタッチダウンが起こることになる。さらに、流体力学的に懸架されているロータは、ロータの回転速度に比例して軸受力剛性を発生する。心室補助デバイスは、循環系が過度の流れを要求すると、心室の壁部を破壊する恐れがあり、それ故、ポンプへの入口カニューレを閉塞する恐れがある。この困った問題を防止するために、心室壁部が流体軸受により懸架されているポンプがどうすることもできない状況から切り離すことができるように、ある時間ポンプの回転速度を低減しなければならない。何故なら、回転速度を低減すると、軸受剛性が低減し、潜在的なインペラのタッチダウンが低減するからである。   In the case of a fluid bearing, the gap needs to be relatively narrow in order to supply a sufficient bearing force. High shear stress is located in such a gap, and if blood cells enter this region, hemolysis may occur. Hydrodynamic bearings rely on a passive response to the force applied to the impeller. That is, the bearing stiffness cannot be changed for a given condition. If the force exceeds the predetermined bearing stiffness, touchdown will occur soon. Furthermore, a hydrodynamically suspended rotor generates bearing force stiffness in proportion to the rotational speed of the rotor. Ventricular assist devices can destroy the ventricular wall if the circulatory system requires excessive flow and can therefore occlude the inlet cannula to the pump. In order to prevent this annoying problem, the rotational speed of the pump must be reduced for some time so that the ventricular wall can be separated from the situation where the pump with suspended fluid bearings cannot do anything. This is because reducing the rotational speed reduces bearing stiffness and reduces potential impeller touchdown.

受動的流体力学的懸架技術の潜在的な障害の見地から見て、例えば、特許文献2および特許文献3に記載されているように、ポンプ空洞内のロータの位置を制御する磁気軸受技術を中心とした他の構成が提案されてきた。   From the standpoint of potential obstacles to passive hydrodynamic suspension technology, for example, as described in Patent Document 2 and Patent Document 3, the magnetic bearing technology that controls the position of the rotor in the pump cavity is mainly used. Other configurations have been proposed.

「磁気的に懸架した回転ロータ」(Magnetically Suspended and Rotated Rotor)という名称の特許文献2には、インペラおよびポンプ・ハウジング内にそれぞれ位置していて、ハウジング上の電磁石により安定している永久磁石により支持されている血液ポンプ用のインペラが記載されている。この磁気懸架システムの構成は、比較的広い磁気「エア・ギャップ」のために効率が低い。すなわち、ロータ磁石からハウジング磁石までの距離が比較的長く、そのため過度の磁束漏洩が起こり効率が低くなる。さらに、両方の機能を別々に提供するために、磁気懸架システムが駆動機構から離れていて、サイズおよび電子回路が大きくなる。   Patent Document 2 entitled “Magnetically Suspended and Rotated Rotor” includes a permanent magnet located in an impeller and a pump housing, respectively, and stabilized by an electromagnet on the housing. An impeller for a supported blood pump is described. This configuration of the magnetic suspension system is inefficient due to the relatively wide magnetic “air gap”. That is, the distance from the rotor magnet to the housing magnet is relatively long, so that excessive magnetic flux leakage occurs and efficiency is lowered. Furthermore, to provide both functions separately, the magnetic suspension system is remote from the drive mechanism, increasing size and electronic circuitry.

特許文献3には、流体力および浮力の組合わせにより達成される動的バランスをとるためにインペラの位置に依存する血液ポンプ用の改良形ロータが記載されている。ロータは、永久磁石の1つまたは複数のアレイと一緒に動作する電磁駆動システムにより電磁的に駆動される。永久磁石は、ブラシレス・モータ構成に配置されている駆動構成要素を含むロータの表面上の放射状羽根内に収容することができる。このデバイスにおいては、ロータの回転運動は、ポンプ・ハウジングに対して変化する軸を中心にして起こる。
米国特許第6,609,883号明細書 米国特許第5,326,344号明細書 国際公報第99/01663号パンフレット
U.S. Pat. No. 6,057,056 describes an improved rotor for a blood pump that relies on the position of the impeller to achieve the dynamic balance achieved by a combination of fluid and buoyancy. The rotor is electromagnetically driven by an electromagnetic drive system that operates with one or more arrays of permanent magnets. Permanent magnets can be housed in radial vanes on the surface of the rotor including drive components arranged in a brushless motor configuration. In this device, the rotational movement of the rotor takes place around an axis that changes relative to the pump housing.
US Pat. No. 6,609,883 US Pat. No. 5,326,344 International Publication No. 99/01663 Pamphlet

このような配置になったのは、非常に正確な軸制御および設計製造を行わなくてもすむように試みたためである。当面の問題の一部は、磁気浮揚システムでロータの軸が、その通常中心に配置された位置からずれた場合に、そうでない場合に発生する大きな力が導入されるのを避けなければならないことである。ロータは、入口流体を収容するための内部の孔部の周囲に形成されていて、複数の環状の流れチャネルを提供する一連の外部の囲い板を備える。この配置により、通常のポンプ動作中に血液と接触する表面積が広くなる。赤血球の脆さが、このようなデバイスで非常に重要な関心事になっている。何故なら、移動構成要素と血液量との間の剪断力および摩擦力の相互作用が、赤血球を溶解する傾向があるからである。   This arrangement is due to an attempt to eliminate the need for very precise axis control and design and manufacture. Part of the immediate problem is that in a magnetic levitation system, if the rotor axis deviates from its normally centered position, it must avoid introducing large forces that would otherwise occur. It is. The rotor includes a series of external shrouds that are formed around an internal hole for containing the inlet fluid and provide a plurality of annular flow channels. This arrangement increases the surface area in contact with blood during normal pump operation. Red blood cell fragility has become a very important concern in such devices. This is because the shear and frictional interaction between the moving component and the blood volume tends to lyse the red blood cells.

これに加えて、今日まで左心室補助用に使用されてきた遠心心臓ポンプの大部分は、従来の片側吸込羽根車を特徴とする。すなわち、一組の羽根を含む回転インペラが、1つの入口から1つの出口へ血液を付勢するために使用される。しかし、この技術は、インペラの下に滞留ゾーン、および懸架技術により発生する力により対抗しなければならないインペラが受けるバランスのとれていない流体力を発生する恐れがあり、そのため軸受動力要件が厳しくなり、効率の全体的損失が増大する。懸架および/または駆動のために必要なロータ内に磁気材料を入れようとしても、ロータ・サイズが非常に小さいのでうまくいかない。両側吸込羽根車を使用することにより、軸方向の流体力のバランスがもっとうまくとれ、潜在的滞留ゾーンがなくなる。   In addition, most centrifugal heart pumps that have been used to assist the left ventricle to date are characterized by a conventional one-sided suction impeller. That is, a rotating impeller that includes a set of vanes is used to bias blood from one inlet to one outlet. However, this technology can generate unbalanced fluid forces experienced by the impeller that must be countered by the dwell zone under the impeller and the forces generated by the suspension technology, thus increasing the bearing power requirements. , Increasing the overall loss of efficiency. Attempting to put magnetic material in the rotor required for suspension and / or drive will not work because the rotor size is very small. By using a double-sided suction impeller, the axial fluid force is better balanced and there is no potential stagnation zone.

さらに、両心室補助の使用を解決するためにこれらのポンプを使用すると、現在の技術では、2つの別々のポンプを移植し、動作しなければならないし、左右の心臓の補助のために2つの独立しているポンプを制御しなければならないので、移植サイズが大きくなり、制御がさらに複雑になる。1つの回転遠心デバイス、BiVADを生成しようとする試みは、インペラは共通の回転速度を有しているために、各空洞の出力の流れを別々に変化させるのが難しく、高圧の左の空洞から低圧の右の空洞への漏洩を防止するのが難しい。   In addition, when using these pumps to solve the use of biventricular assist, the current technology must implant and operate two separate pumps, and two for assisting the left and right heart Since independent pumps must be controlled, the transplant size is increased and control is further complicated. Attempts to generate one rotary centrifuge device, BiVAD, are difficult to vary the output flow of each cavity separately because the impellers have a common rotational speed, and from the high pressure left cavity Difficult to prevent leakage into low pressure right cavity.

第1の広い形態の場合には、本発明は、
a)空洞軸を有する空洞を形成するハウジングであって、
i)少なくとも1つの流体用入口と、
ii)少なくとも1つの流体用出口と、
iii)磁界を発生するための一組のコイルと
を有するハウジングと、
b)上記空洞内に位置しているインペラであって、
i)使用中、上記空洞軸にほぼ平行なインペラ軸を形成している本体と、
ii)使用中、流体を入口から出口へ付勢するために本体上に位置する多数の羽根と、
iii)使用中、磁界内に位置する多数のドライバ磁石と
を有するインペラと、
c)空洞内のインペラの位置を検出することができる少なくとも2つのセンサと、
d)空洞軸に直角の方向にインペラの位置を制御するためのラジアル軸受と、
e)空洞軸に平行な方向にインペラの位置を制御するための軸方向の結合と、
f)使用中、磁界を制御し、それによりインペラ軸を中心とするインペラの回転を制御するために、センサおよびコイルの第1および第2の組と結合している制御装置とを含む流体ポンプを提供する。
In the case of the first broad form, the present invention provides:
a) a housing forming a cavity having a cavity axis,
i) at least one fluid inlet;
ii) at least one fluid outlet;
iii) a housing having a set of coils for generating a magnetic field;
b) an impeller located in the cavity,
i) in use, a body forming an impeller axis substantially parallel to the cavity axis;
ii) a number of vanes located on the body for urging fluid from the inlet to the outlet during use;
iii) an impeller having a number of driver magnets located in the magnetic field during use;
c) at least two sensors capable of detecting the position of the impeller in the cavity;
d) a radial bearing for controlling the position of the impeller in a direction perpendicular to the cavity axis;
e) an axial coupling to control the position of the impeller in a direction parallel to the cavity axis;
f) A fluid pump including a sensor and a controller coupled to the first and second sets of coils to control the magnetic field during use and thereby control the rotation of the impeller about the impeller axis. I will provide a.

軸方向の結合は、
a)第2の磁界を発生するためのコイルの第2の組と、
b)本体内に設けられていて、使用中、第2の磁界内に位置する多数の軸方向の支持磁石とを含むことができる。その場合、制御装置は、第2の磁界を制御し、それにより空洞軸に平行な方向のインペラの運動を制御する。
Axial coupling is
a) a second set of coils for generating a second magnetic field;
b) can be included in the body and include a number of axial support magnets located in use in the second magnetic field. In that case, the control device controls the second magnetic field, thereby controlling the movement of the impeller in a direction parallel to the cavity axis.

軸方向の結合は、コイルの第1の組、および本体内に設けられていて、使用中磁界内に位置する多数の軸方向の支持磁石とを含むことができる。その場合、制御装置は、磁界を制御し、それにより空洞軸に平行な方向のインペラの運動を制御する。   The axial coupling may include a first set of coils and a number of axial support magnets provided in the body and located in the magnetic field during use. In that case, the control device controls the magnetic field, thereby controlling the movement of the impeller in a direction parallel to the cavity axis.

軸方向の結合は、
a)軸方向の制御磁界を発生するために、ハウジングと結合している一組の磁石、および
b)本体内に設けられていて、使用中軸方向の制御磁界内に位置していて、それにより空洞軸に平行な方向のインペラの運動を制限する多数の軸方向の支持磁石
のうちの少なくとも一方を含むことができる。
Axial coupling is
a) a set of magnets coupled to the housing to generate an axial control magnetic field, and b) provided within the body and located within the axial control magnetic field during use thereby It may include at least one of a number of axial support magnets that limit impeller motion in a direction parallel to the cavity axis.

軸方向の支持磁石は、ドライバ磁石であってもよい。
軸方向の結合は、
a)ハウジングと結合している第1の軸受部材と、
b)インペラと結合している第2の軸受部材を含むことができる。第1および第2の軸受部材は、協働することにより空洞軸に平行な方向のインペラの運動を制限する。
The support magnet in the axial direction may be a driver magnet.
Axial coupling is
a) a first bearing member coupled to the housing;
b) may include a second bearing member coupled to the impeller. The first and second bearing members cooperate to limit impeller movement in a direction parallel to the cavity axis.

ラジアル軸受は、
a)ハウジングの内面と、
b)使用中流体がポンピングされると、内面部分と外面部分との間に境界層が形成され、それにより空洞軸に直角な方向のインペラの運動が制限されるように、内面と協働するような形をしているインペラの外面の少なくとも一部とを含むことができる。
Radial bearings
a) the inner surface of the housing;
b) When the fluid is pumped in use, a boundary layer is formed between the inner surface portion and the outer surface portion, thereby cooperating with the inner surface so that impeller movement in a direction perpendicular to the cavity axis is limited. And at least a portion of the outer surface of the impeller shaped like this.

ラジアル軸受は、第2の磁界を発生するためのコイルの第2の組を含むことができる。この場合、制御装置は、センサからの信号により第3の磁界を制御し、それにより空洞軸に直角な方向のインペラの運動を制御する。   The radial bearing can include a second set of coils for generating a second magnetic field. In this case, the control device controls the third magnetic field by the signal from the sensor, thereby controlling the movement of the impeller in the direction perpendicular to the cavity axis.

流体ポンプは、通常、空洞の第1の端部に位置する少なくとも1つのセンサ、および空洞の第2の対向端部に位置する少なくとも2つのセンサを含む。
羽根の寸法は、通常、出口のところの流体圧力および流速のうちの少なくとも一方を制御するように選択される。
The fluid pump typically includes at least one sensor located at the first end of the cavity and at least two sensors located at the second opposite end of the cavity.
The vane dimensions are usually selected to control at least one of the fluid pressure and flow rate at the outlet.

この寸法は、
a)羽根の高さ、
b)インペラの直径、
c)羽根の長さ、
d)羽根の幅、
e)入口および出口の羽根の角度、
f)羽根の形状、
g)羽根の数
のうちの少なくとも1つを含むことができる。
This dimension is
a) The height of the blade,
b) impeller diameter,
c) the length of the blade,
d) blade width,
e) the angle of the inlet and outlet vanes,
f) blade shape,
g) may include at least one of the number of vanes.

通常、
a)ハウジングは、
i)少なくとも2つの流体入口と、
ii)少なくとも2つの流体出口とを含み、
b)インペラは、
i)少なくとも2つの本体部分と、
ii)それぞれ第1および第2の本体部分の上に位置する羽根の第1および第2の組とを含む。羽根の各組は、使用中、流体を各入口から各出口へ付勢するためのものである。
Normal,
a) The housing is
i) at least two fluid inlets;
ii) including at least two fluid outlets;
b) The impeller
i) at least two body portions;
ii) including first and second sets of vanes located on the first and second body portions, respectively. Each pair of vanes is for urging fluid from each inlet to each outlet during use.

好適には、インペラは、第1および第2の空洞部分を形成するために、空洞と協働することが好ましい。各空洞部分は、それぞれ入口、出口およびインペラを含み、空洞は、空洞部分間の流体の移動を実質的に防止するように構成されている。   Preferably, the impeller cooperates with the cavity to form first and second cavity portions. Each cavity portion includes an inlet, an outlet, and an impeller, respectively, and the cavities are configured to substantially prevent movement of fluid between the cavity portions.

羽根の第1および第2の組は、それぞれほぼ同じ寸法を有し、それにより出口のところで流体をほぼ同じ圧力および流速で供給する。
羽根の第1および第2の組は、それぞれ異なるそれぞれの寸法を有し、それにより各出口のところで流体をそれぞれの第1および第2の圧力で供給する。
The first and second sets of vanes each have approximately the same dimensions, thereby providing fluid at the outlet at approximately the same pressure and flow rate.
The first and second sets of vanes have different respective dimensions, thereby supplying fluid at respective first and second pressures at each outlet.

第1の出口は、第2の入口と結合することができる。
空洞は、空洞軸に対してほぼ回転対称にすることができ、その場合、コイルは、空洞の周囲に円周方向に間隔を置いて配置される。
The first outlet can be coupled to the second inlet.
The cavity can be substantially rotationally symmetric with respect to the cavity axis, in which case the coils are circumferentially spaced around the cavity.

本体は、インペラ軸に対してほぼ回転対称であり、ドライバ磁石は、インペラ軸から半径方向に外側を向いて、またインペラ軸を中心にして円周方向に間隔を置いて位置する。
好適には、ドライバ磁石は、コイルの半径方向に内側を向いて位置することが好ましい。
The main body is substantially rotationally symmetric with respect to the impeller shaft, and the driver magnets are directed radially outward from the impeller shaft and are spaced circumferentially about the impeller shaft.
Preferably, the driver magnet is preferably located inward in the radial direction of the coil.

コイルの第1の組は、コイルの第2の組の半径方向に内側を向いて位置することができる。
コイルは、通常、ヨーク上に装着される。
The first set of coils can be located radially inward of the second set of coils.
The coil is usually mounted on the yoke.

ヨークは、コイルを収容するためのスロットを含むことができる。
一組のコイルは、第1のコイルの3つのペアを含むことができる。各ペア内の第1のコイルは、円周方向に対向して位置していて、制御装置は、対応する方向にコイルを通して電流を流すことができ、それによりインペラを回転させる。
The yoke can include a slot for receiving a coil.
A set of coils can include three pairs of first coils. The first coil in each pair is located opposite the circumferential direction so that the controller can conduct current through the coil in the corresponding direction, thereby rotating the impeller.

制御装置は、
a)必要なインペラ回転速度を決定し、
b)第1のコイルの各ペアに対する制御信号シーケンスを決定し、
c)所定の方向にドライバを移動させ、それによりインペラを回転させるため
に、第1のコイルの各ペアに各制御信号シーケンスを供給することができる。
The control device
a) Determine the required impeller rotation speed,
b) determining a control signal sequence for each pair of first coils;
c) Each control signal sequence can be supplied to each pair of first coils to move the driver in a predetermined direction and thereby rotate the impeller.

コイルの第2の組は、第2のコイルの3つのペアを含むことができる。各ペア内の第2のコイルは、円周方向に対向して位置していて、制御装置は、対応する対向方向にコイルを通して電流を流すことができ、それにより空洞軸に対してドライバ部材を半径方向に移動することができる。   The second set of coils can include three pairs of second coils. The second coil in each pair is located oppositely in the circumferential direction so that the controller can pass current through the coil in the corresponding opposite direction, thereby driving the driver member relative to the cavity axis. It can move in the radial direction.

制御装置は、通常、
a)センサを監視し、
b)空洞軸に対して半径方向のドライバ軸の移動を決定し、
c)第2の磁石の1つまたは複数のペアを選択し、
d)選択した各ペアに対して制御信号を発生し、
e)ドライバを所定の方向に移動させ、それにより空洞軸の方向にドライバ軸を移動するために、選択した各ペアに制御信号を供給することができる。
The control device is usually
a) monitor the sensor;
b) determining the movement of the driver shaft in the radial direction relative to the cavity axis;
c) selecting one or more pairs of second magnets;
d) generate a control signal for each selected pair;
e) A control signal can be supplied to each selected pair to move the driver in a predetermined direction, thereby moving the driver axis in the direction of the cavity axis.

制御装置は、メモリおよびプロセッサを有する処理システムから形成することができる。処理システムは、メモリが記憶している所定のアルゴリズムに従って、コイルが発生する磁界を制御するための制御信号を発生することができる。   The controller can be formed from a processing system having a memory and a processor. The processing system can generate a control signal for controlling the magnetic field generated by the coil according to a predetermined algorithm stored in the memory.

処理システムは、信号発生器と結合することができる。制御信号は、処理システムにより信号発生器に所定の電流をコイルに流させることにより発生することができる。
ドライバ磁石は、8つの円周方向に間隔を置いて位置する永久磁石を含むことができる。磁石の磁極は、ドライバ軸と垂直方向に整合していて、磁極の整合の方向が隣接する磁石で逆になるように配置されている。
The processing system can be combined with a signal generator. The control signal can be generated by causing the signal generator to pass a predetermined current through the coil by the processing system.
The driver magnet can include eight circumferentially spaced permanent magnets. The magnetic poles of the magnets are aligned in a direction perpendicular to the driver shaft, and are arranged so that the alignment direction of the magnetic poles is reversed between adjacent magnets.

本体は、
a)2つの本体端部と、
b)本体端部上に位置する多数の羽根とを含むことができる。羽根は、ドライバ軸にほぼ平行な方向に、本体端部の表面から延びていて、ドライバ軸から半径方向に外側を向いて、またドライバ軸の周囲を円周方向に間隔を置いて位置する。
The body is
a) two body ends,
b) can include a number of vanes located on the ends of the body. The blades extend from the surface of the end of the body in a direction substantially parallel to the driver shaft, are radially outward from the driver shaft, and are spaced circumferentially around the driver shaft.

各本体端部は、ほぼ円錐形をしている。
本体は、2つの本体端部間に位置するほぼ円筒状の中央本体部分を含むことができる。ドライバ磁石は、円筒状の中央本体部分内に位置する。
Each body end is generally conical.
The body can include a generally cylindrical central body portion located between the two body ends. The driver magnet is located within the cylindrical central body portion.

空洞は、第1および第2の空洞端部を含むことができる。各空洞端部は、
a)空洞軸に沿って位置する入口と、
b)空洞軸に対して直角方向を向いていて、空洞軸から半径方向にずれて配置されている出口とを有し、
c)羽根が流体をインペラの回転に対して入口から出口に付勢することができるように、インペラと協働するためにほぼ円錐形をしている。
The cavity can include first and second cavity ends. Each cavity end is
a) an inlet located along the cavity axis;
b) facing the direction perpendicular to the cavity axis and having an outlet arranged radially offset from the cavity axis;
c) It is generally conical to cooperate with the impeller so that the vanes can bias fluid from the inlet to the outlet against rotation of the impeller.

インペラおよび空洞は、通常、流体が一方の空洞端部から他方の空洞端部に流れるのを実質的に防止するために協働する。各本体端部上の羽根は、それぞれの高さまたは長さを有し、それにより各端部内の出口のところで流体の圧力または流速を制御する。   The impeller and cavity usually work together to substantially prevent fluid from flowing from one cavity end to the other cavity end. The vanes on each body end have a respective height or length, thereby controlling the fluid pressure or flow rate at the outlet in each end.

好適には、ポンプは、空洞端部の少なくとも一方内に位置する少なくとも2つのセンサを含み、それによりセンサと各本体端部の表面との間の距離を測定する。
インペラは、羽根と結合している囲い板を含むことができる。センサは囲い板の位置を決定することができる。
Preferably, the pump includes at least two sensors located within at least one of the cavity ends, thereby measuring the distance between the sensors and the surface of each body end.
The impeller can include a shroud that is coupled to the vanes. The sensor can determine the position of the shroud.

ポンプは、空洞軸から半径方向に外側を向いて、また空洞軸の周囲を円周方向に間隔を置いて位置する少なくとも3つのセンサを含むことができる。
センサは、各本体端部の表面の方向に放射線を放射することができる放射線源、および反射した放射線を検出するための検出器を含むことができる。
The pump may include at least three sensors located radially outward from the cavity axis and spaced circumferentially around the cavity axis.
The sensor can include a radiation source capable of emitting radiation in the direction of the surface of each body end, and a detector for detecting the reflected radiation.

インペラは、位置磁石を含むことができ、センサは、位置磁石が発生する磁界を決定することができるホール効果センサから形成される。
この場合、位置磁石は、ドライバ磁石であってもよい。
The impeller can include a position magnet, and the sensor is formed from a Hall effect sensor that can determine the magnetic field generated by the position magnet.
In this case, the position magnet may be a driver magnet.

支持磁石は、ほぼ円錐または円錐台の形をとることができる。
インペラおよび空洞は、ほぼ円筒形をとることができる。
インペラは、本体の外周上に位置する1つまたは複数の楔を含むことができ、それにより空洞軸に直角な方向にインペラの位置を流体力学的に制御するために内面と協働する。
The support magnet can take the form of a substantially cone or a truncated cone.
The impeller and the cavity can take a substantially cylindrical shape.
The impeller can include one or more wedges located on the outer periphery of the body, thereby cooperating with the inner surface to hydrodynamically control the position of the impeller in a direction perpendicular to the cavity axis.

楔は中央本体部分内に設けることができる。
軸方向の支持磁石は、磁界内に位置する磁石材料から形成することができる。
軸方向の支持磁石は、軟鉄から作ることができる。
A wedge can be provided in the central body portion.
The axial support magnet can be formed from a magnet material located in the magnetic field.
The axial support magnet can be made from soft iron.

インペラは、各本体端部上に囲い板を含むことができる。
各囲い板は、ドライバ磁石を含むことができる。
各囲い板は、軸方向の支持磁石を含むことができる。
The impeller can include a shroud on each body end.
Each shroud can include a driver magnet.
Each shroud can include an axial support magnet.

ポンプは、2つの各空洞端部内に位置する一組の第2の磁石を含むことができる。
第1の広い形態の場合には、本発明は、
a)空洞軸を有する空洞を形成するハウジングであって、
i)少なくとも1つの流体用入口と、
ii)少なくとも1つの流体用出口と、
iii)第1および第2の各磁界を発生するためのコイルの第1および第2の組と
を有するハウジングと、
b)空洞内に位置しているインペラであって、
i)使用中、空洞軸にほぼ平行なインペラ軸を形成している本体と、
ii)使用中、流体を入口から出口へ付勢するために本体上に位置する多数の羽根と、
iii)使用中、第1および第2の磁界内に位置する多数のドライバ磁石と
を有するインペラと、
c)空洞内のインペラの位置を検出することができる少なくとも2つのセンサと、
d)センサとコイルの第1および第2の組と結合し、使用中、
i)第1の磁界を制御し、それによりインペラの軸を中心とするインペラの回転を制御し、
ii)第2の磁界を制御し、それにより空洞軸に直角な方向のインペラの運動を制御する制御装置と
を含む流体ポンプを提供する。
The pump can include a set of second magnets located within each of the two cavity ends.
In the case of the first broad form, the present invention provides:
a) a housing forming a cavity having a cavity axis,
i) at least one fluid inlet;
ii) at least one fluid outlet;
iii) a housing having first and second sets of coils for generating first and second magnetic fields;
b) an impeller located in the cavity,
i) in use, a body forming an impeller axis substantially parallel to the cavity axis;
ii) a number of vanes located on the body to urge fluid from the inlet to the outlet during use;
iii) an impeller having a number of driver magnets located within the first and second magnetic fields during use;
c) at least two sensors capable of detecting the position of the impeller in the cavity;
d) combined with the first and second sets of sensors and coils and in use;
i) controlling the first magnetic field, thereby controlling the rotation of the impeller about the impeller axis;
ii) providing a fluid pump comprising a controller for controlling the second magnetic field and thereby controlling the movement of the impeller in a direction perpendicular to the cavity axis.

制御装置は、第2の磁界を制御し、それにより空洞軸に平行なインペラの運動を制御することができる。
流体ポンプは、空洞軸に平行な方向のインペラの運動を制限するための軸方向の結合を含むことができる。
The control device can control the second magnetic field, thereby controlling the movement of the impeller parallel to the cavity axis.
The fluid pump can include an axial coupling to limit impeller motion in a direction parallel to the cavity axis.

第1の広い形態の場合には、本発明は、
a)空洞軸を有する空洞を形成している内面を有するハウジングであって、
i)少なくとも1つの流体用入口と、
ii)少なくとも1つの流体用出口と、
iii)磁界を発生するためにハウジングと結合している一組のコイルと
を有するハウジングと、
b)上記空洞内に位置しているインペラであって、
i)インペラ軸を形成している本体と、
ii)使用中、流体を入口から出口へ付勢するために本体上に位置する多数の羽根と、
iii)使用中、磁界内に位置する多数のドライバ磁石と、
iv)外面であって、使用中流体がポンピングされると、内面部分と外面部分との間に境界層が形成され、それにより空洞軸に直角な方向のインペラの運動が制限されるように、少なくとも外面の一部が、内面の対応する形の部分と協働するような形をしている外面と
を有するインペラと、
c)空洞軸に平行な方向のインペラの運動を制限するための軸方向の結合と、
d)第1の磁界を制御し、それによりインペラ軸を中心にしてインペラを回転するための制御装置とを含む流体ポンプを提供する。
In the case of the first broad form, the present invention provides:
a) a housing having an inner surface forming a cavity having a cavity axis,
i) at least one fluid inlet;
ii) at least one fluid outlet;
iii) a housing having a set of coils coupled to the housing to generate a magnetic field;
b) an impeller located in the cavity,
i) a body forming an impeller shaft;
ii) a number of vanes located on the body to urge fluid from the inlet to the outlet during use;
iii) a number of driver magnets located in the magnetic field during use;
iv) When the fluid is pumped on the outer surface and in use, a boundary layer is formed between the inner surface portion and the outer surface portion, thereby limiting impeller movement in a direction perpendicular to the cavity axis, An impeller having an outer surface shaped such that at least a portion of the outer surface cooperates with a correspondingly shaped portion of the inner surface;
c) axial coupling to limit impeller movement in a direction parallel to the cavity axis;
d) providing a fluid pump including a controller for controlling the first magnetic field and thereby rotating the impeller about the impeller axis;

軸方向の結合は、
a)第2の磁界を発生するためのコイルの第2の組と、
b)空洞内のインペラの位置を感知するための少なくとも2つのセンサとを含み、制御装置は、センサおよびコイルの第2の組に結合していて、使用中、制御装置は、第2の磁界を制御し、それにより空洞軸に平行な方向のインペラの運動を制御する。
Axial coupling is
a) a second set of coils for generating a second magnetic field;
b) at least two sensors for sensing the position of the impeller in the cavity, wherein the controller is coupled to the second set of sensors and coils, and in use, the controller has a second magnetic field Thereby controlling the movement of the impeller in a direction parallel to the cavity axis.

軸方向の結合は、
a)軸方向の制御磁界を発生するために、ハウジングと結合している一組の磁石、および
b)本体内に設けられていて、使用中軸方向の制御磁界内に位置していて、それにより空洞軸に平行な方向のインペラの運動を制限する多数の軸方向の支持磁石
のうちの少なくとも一方を含むことができる。
Axial coupling is
a) a set of magnets coupled to the housing to generate an axial control magnetic field, and b) provided within the body and located within the axial control magnetic field during use thereby It may include at least one of a number of axial support magnets that limit impeller motion in a direction parallel to the cavity axis.

軸方向の結合は、
a)ハウジングと結合している第1の軸受部材と、
b)インペラと結合している第2の軸受部材とを含むことができる。第1および第2の軸受部材は、協働して空洞軸に平行な方向のインペラの運動を制限する。
Axial coupling is
a) a first bearing member coupled to the housing;
b) a second bearing member coupled to the impeller. The first and second bearing members cooperate to limit impeller movement in a direction parallel to the cavity axis.

第1の広い形態の場合には、本発明は、
a)空洞軸を有する空洞を形成するハウジングであって、
i)少なくとも1つの流体用入口と、
ii)少なくとも1つの流体用出口と、
iii)磁界を発生するための一組のコイルと
を有するハウジングと、
b)上記空洞内に位置しているインペラであって、
i)使用中、空洞軸にほぼ平行なインペラ軸を形成している本体と、
ii)使用中、流体を入口から出口へ付勢するために本体上に位置する多数の羽根と、
iii)使用中、第1の磁界内に位置する多数のドライバ磁石と
を有するインペラと、
c)空洞内のインペラの位置を検出することができる少なくとも2つのセンサと、
d)センサおよび一組のコイルと結合している制御装置であって、使用中、磁界を制御し、それにより
i)インペラの軸を中心とするインペラの回転を制御し、
ii)空洞軸に平行な方向のインペラの運動を制御する制御装置と
を含む流体ポンプを提供する。
In the case of the first broad form, the present invention provides:
a) a housing forming a cavity having a cavity axis,
i) at least one fluid inlet;
ii) at least one fluid outlet;
iii) a housing having a set of coils for generating a magnetic field;
b) an impeller located in the cavity,
i) in use, a body forming an impeller axis substantially parallel to the cavity axis;
ii) a number of vanes located on the body to urge fluid from the inlet to the outlet during use;
iii) during use, an impeller having a number of driver magnets located in the first magnetic field;
c) at least two sensors capable of detecting the position of the impeller in the cavity;
d) a controller coupled to a sensor and a set of coils, which in use controls the magnetic field, thereby i) controlling the rotation of the impeller about the impeller axis;
and ii) a fluid pump including a controller that controls the movement of the impeller in a direction parallel to the cavity axis.

第1の広い形態の場合には、本発明は、
a)空洞軸を有する空洞を形成するハウジングであって、
i)少なくとも1つの流体用入口と、
ii)少なくとも1つの流体用出口と、
iii)第1の磁界を発生するための一組のコイルと、
iv)軸方向の制御磁界を発生するための一組の磁石と
を有するハウジングと、
b)空洞内に位置しているインペラであって、
i)使用中、空洞軸にほぼ平行なインペラ軸を形成している本体と、
ii)使用中、流体を入口から出口へ付勢するために本体上に位置する多数の羽根と、
iii)使用中、第1の磁界内に位置する多数のドライバ磁石と、
iv)軸方向の制御磁界内に位置していて、それにより空洞軸に平行な方向のインペラの運動を制限する多数の支持磁石と
を有するインペラと、
c)第1の磁界を制御するために一組のコイルと結合していて、それによりドライバ軸を中心とするドライバの回転を制御する制御装置と
を含む流体ポンプを提供する。
In the case of the first broad form, the present invention provides:
a) a housing forming a cavity having a cavity axis,
i) at least one fluid inlet;
ii) at least one fluid outlet;
iii) a set of coils for generating a first magnetic field;
iv) a housing having a set of magnets for generating an axial control magnetic field;
b) an impeller located in the cavity,
i) in use, a body forming an impeller axis substantially parallel to the cavity axis;
ii) a number of vanes located on the body to urge fluid from the inlet to the outlet during use;
iii) a number of driver magnets located in the first magnetic field during use;
iv) an impeller having a number of support magnets located in the axial control field and thereby restricting the movement of the impeller in a direction parallel to the cavity axis;
c) providing a fluid pump including a controller coupled to a set of coils to control the first magnetic field, thereby controlling the rotation of the driver about the driver axis.

第1の広い形態の場合には、本発明は、
a)空洞軸を有する空洞を形成するハウジングであって、
i)少なくとも1つの流体用入口と、
ii)少なくとも1つの流体用出口と、
iii)第1の軸受部材と、
iv)各磁界を発生するための一組のコイルと
を有するハウジングと、
b)空洞内に位置しているインペラであって、
i)使用中、空洞軸にほぼ平行なインペラ軸を形成している本体と、
ii)使用中、流体を入口から出口へ付勢するために本体上に位置する多数の羽根と、
iii)多数のドライバ磁石と、
iv)第2の軸受部材と
を有し、第1および第2の軸受部材が協働し、それにより空洞軸に平行な方向のインペラの運動を制限するインペラと、
c)一組のコイルと結合し、コイルの第1の組が発生する磁界を制御し、それによりドライバ軸を中心とするドライバの回転を制御することができる制御装置とを含む流体ポンプを提供する。
In the case of the first broad form, the present invention provides:
a) a housing forming a cavity having a cavity axis,
i) at least one fluid inlet;
ii) at least one fluid outlet;
iii) a first bearing member;
iv) a housing having a set of coils for generating each magnetic field;
b) an impeller located in the cavity,
i) in use, a body forming an impeller axis substantially parallel to the cavity axis;
ii) a number of vanes located on the body to urge fluid from the inlet to the outlet during use;
iii) multiple driver magnets;
iv) an impeller having a second bearing member, wherein the first and second bearing members cooperate to thereby limit impeller movement in a direction parallel to the cavity axis;
c) providing a fluid pump including a controller coupled to a set of coils and capable of controlling the magnetic field generated by the first set of coils and thereby controlling the rotation of the driver about the driver axis. To do.

流体ポンプは、通常、空洞軸に直角な方向のインペラの運動を制御するためのラジアル軸受をさらに含む。
ラジアル軸受は、
a)ハウジングの内面と、
b)外面を有し、使用中、流体がポンピングされると、内面部分と外面部分との間に境界層が形成され、それにより空洞軸に直角な方向のインペラの運動が制限されるように、内面の対応する形の部分と協働するような形をしている外面の少なくとも一部を有するインペラとを含むことができる。
The fluid pump typically further includes a radial bearing for controlling the movement of the impeller in a direction perpendicular to the cavity axis.
Radial bearings
a) the inner surface of the housing;
b) having an outer surface, and in use, when the fluid is pumped, a boundary layer is formed between the inner surface portion and the outer surface portion, thereby limiting impeller movement in a direction perpendicular to the cavity axis. And an impeller having at least a portion of the outer surface shaped to cooperate with a correspondingly shaped portion of the inner surface.

ラジアル軸受は、
a)第2の磁界を発生するためのコイルの第2の組と、
b)空洞内のインペラの位置を検出することができる少なくとも2つのセンサとを含むことができる。この場合、制御装置は、センサからの信号により第3の磁界を制御し、それにより空洞軸に直角な方向のインペラの運動を制御する。
Radial bearings
a) a second set of coils for generating a second magnetic field;
b) may include at least two sensors capable of detecting the position of the impeller within the cavity. In this case, the control device controls the third magnetic field by the signal from the sensor, thereby controlling the movement of the impeller in the direction perpendicular to the cavity axis.

流体ポンプは、空洞の第1の端部に位置する少なくとも1つのセンサ、および空洞の第2の対向端部に位置する少なくとも2つのセンサを含む。
第1の広い形態の場合には、本発明は、
a)空洞軸を有する空洞を形成している内面を有するハウジングであって、
i)少なくとも1つの流体用入口と、
ii)少なくとも1つの流体用出口と、
iii)第1の磁界を発生するためのハウジングと結合している一組のコイルと、
iv)軸方向の制御磁界を発生するために、ハウジングと結合している一組の磁石と
を有するハウジングと、
b)流体を入口から出口に付勢するために空洞内に位置しているインペラであって、
i)インペラ軸を形成している本体と、
ii)使用中、第1の磁界内に位置する多数のドライバ磁石と、
iii)外面であって、使用中、流体がポンピングされると、内面部分と外面部分との間に境界層が形成され、それにより空洞軸に直角な方向のインペラの運動が制限されるように、少なくとも外面の一部が、内面の対応する形の部分と協働するような形をしている外面と、
iv)軸方向の制御磁界内に位置していて、それにより空洞軸に平行な方向のインペラの運動を制限する多数の軸方向の支持磁石と
を有するインペラと、
c)磁界を制御し、それによりインペラ軸を中心にしてインペラを回転するための制御装置とを含む流体ポンプを提供する。
The fluid pump includes at least one sensor located at the first end of the cavity and at least two sensors located at the second opposite end of the cavity.
In the case of the first broad form, the present invention provides:
a) a housing having an inner surface forming a cavity having a cavity axis,
i) at least one fluid inlet;
ii) at least one fluid outlet;
iii) a set of coils coupled to the housing for generating the first magnetic field;
iv) a housing having a set of magnets coupled to the housing to generate an axial control magnetic field;
b) an impeller located in the cavity for biasing fluid from the inlet to the outlet,
i) a body forming an impeller shaft;
ii) in use, a number of driver magnets located in the first magnetic field;
iii) On the outer surface, when the fluid is pumped in use, a boundary layer is formed between the inner surface portion and the outer surface portion so that impeller motion in a direction perpendicular to the cavity axis is limited. An outer surface shaped such that at least a portion of the outer surface cooperates with a correspondingly shaped portion of the inner surface;
iv) an impeller having a number of axial support magnets located in the axial control field and thereby restricting the movement of the impeller in a direction parallel to the cavity axis;
c) providing a fluid pump including a control device for controlling the magnetic field and thereby rotating the impeller about the impeller axis.

第1の広い形態の場合には、本発明は、流体ポンプにより流体をポンピングするための方法であって、上記流体ポンプが、
a)空洞軸を有する空洞を形成するハウジングであって、
i)少なくとも1つの流体用入口と、
ii)少なくとも1つの流体用出口と、
iii)第1および第2の各磁界を発生するためのコイルの第1および第2の組と
を有するハウジングと、
b)空洞内に位置しているインペラであって、
i)空洞軸にほぼ平行なインペラ軸を形成している本体と、
ii)使用中、流体を入口から出口に付勢するために本体上に位置する多数の羽根と、
iii)使用中、第1および第2の磁界内に位置する多数のドライバ磁石と
を有するインペラと、
c)空洞内のインペラの位置を検出することができる少なくとも2つのセンサとを有し、
i)第1の磁界を制御し、それによりインペラ軸を中心とするインペラの回転を制御するステップと、
ii)第2の磁界を制御し、それにより空洞軸に直角な方向のインペラの運動を制御するステップとを含む方法を提供する。
In the first broad form, the present invention is a method for pumping fluid by a fluid pump, wherein the fluid pump comprises:
a) a housing forming a cavity having a cavity axis,
i) at least one fluid inlet;
ii) at least one fluid outlet;
iii) a housing having first and second sets of coils for generating first and second magnetic fields;
b) an impeller located in the cavity,
i) a body forming an impeller axis substantially parallel to the cavity axis;
ii) a number of vanes located on the body to urge fluid from the inlet to the outlet during use;
iii) an impeller having a number of driver magnets located within the first and second magnetic fields during use;
c) having at least two sensors capable of detecting the position of the impeller in the cavity;
i) controlling the first magnetic field, thereby controlling the rotation of the impeller about the impeller axis;
ii) controlling the second magnetic field, thereby controlling the movement of the impeller in a direction perpendicular to the cavity axis.

第1の広い形態の場合には、本発明は、流体ポンプにより流体をポンピングするための方法であって、上記流体ポンプが、
a)空洞軸を有する空洞を形成するハウジングであって、
i)少なくとも1つの流体用入口と、
ii)少なくとも1つの流体用出口と、
iii)磁界を発生するための一組のコイルと
を有するハウジングと、
b)空洞内に位置しているインペラであって、
i)使用中、空洞軸にほぼ平行なインペラ軸を形成している本体と、
ii)使用中、流体を入口から出口に付勢するために本体上に位置する多数の羽根と、
iii)使用中、磁界内に位置する多数のドライバ磁石と
を有するインペラと、
c)空洞内のインペラの位置を検出することができる少なくとも2つのセンサとを有し、磁界を制御し、それにより
i)インペラ軸を中心とするインペラの回転を制御するステップと、
ii)空洞軸に平行な方向のインペラの運動を制御するステップとを含む方法を提供する。
In the first broad form, the present invention is a method for pumping fluid by a fluid pump, wherein the fluid pump comprises:
a) a housing forming a cavity having a cavity axis,
i) at least one fluid inlet;
ii) at least one fluid outlet;
iii) a housing having a set of coils for generating a magnetic field;
b) an impeller located in the cavity,
i) in use, a body forming an impeller axis substantially parallel to the cavity axis;
ii) a number of vanes located on the body to urge fluid from the inlet to the outlet during use;
iii) an impeller having a number of driver magnets located in the magnetic field during use;
c) having at least two sensors capable of detecting the position of the impeller in the cavity and controlling the magnetic field, and i) controlling the rotation of the impeller about the impeller axis;
ii) controlling the movement of the impeller in a direction parallel to the cavity axis.

第1の広い形態の場合には、本発明は、適当な処理システム上で実行した場合、処理システムに請求項46または48に記載の第8および第9の広い形態から見た方法を実行させるコンピュータ実行可能コードを含むコンピュータ・プログラム製品を提供する。   In the case of the first broad form, the present invention, when executed on a suitable processing system, causes the processing system to perform the method seen from the eighth and ninth broad forms of claim 46 or 48. A computer program product including computer executable code is provided.

第1の広い形態の場合には、本発明は、流体ポンプで使用するための、ポンプ空洞内に装着されていて、流体を第1および第2の入口から対応する第1および第2の出口に付勢することができるインペラを提供する。インペラは、
a)インペラ軸を形成していて、第1および第2の本体端部を含む本体と、
b)使用中、流体を各入口から対応する出口に付勢するために、各本体端部上に位置する一組の羽根と、
c)使用中、第1および第2の磁界内に位置する多数のドライバ磁石と、
d)使用中、流体がポンピングされると、内面部分と外面部分との間に境界層が形成され、それにより空洞軸に直角な方向のインペラの運動が制限されるように、内面の対応する形の一部と協働するような形をしている外面部分とを含む。
In the case of the first broad configuration, the present invention is mounted in a pump cavity for use with a fluid pump, and the fluid flows from the first and second inlets to the corresponding first and second outlets. To provide an impeller that can be biased. Impeller
a) a main body forming an impeller shaft and including first and second main body ends;
b) in use, a set of vanes located on each body end to bias fluid from each inlet to the corresponding outlet;
c) a number of driver magnets located within the first and second magnetic fields during use;
d) In use, when the fluid is pumped, a boundary layer is formed between the inner surface portion and the outer surface portion, thereby limiting the movement of the impeller in a direction perpendicular to the cavity axis. And an outer surface portion shaped to cooperate with a portion of the shape.

インペラは、請求項4に記載の流体ポンプの一部を形成する。
第1の広い形態の場合には、本発明は、流体ポンプで使用するための、ポンプ空洞内に装着されていて、流体を第1および第2の入口から対応する第1および第2の出口に付勢することができるインペラを提供する。インペラは、
a)インペラ軸を形成していて、第1および第2の本体端部を含む本体と、
b)使用中、流体を各入口から対応する出口へ付勢するために、各本体端部上に位置する一組の羽根と、
c)使用中、第1および第2の磁界内に位置する多数のドライバ磁石と、
d)インペラ軸に平行な方向のインペラの運動を制限するための軸方向の結合の少なくとも第1の部分を含む。
The impeller forms part of a fluid pump according to claim 4.
In the case of the first broad configuration, the present invention is mounted in a pump cavity for use with a fluid pump, and the fluid flows from the first and second inlets to the corresponding first and second outlets. To provide an impeller that can be biased. Impeller
a) a main body forming an impeller shaft and including first and second main body ends;
b) a pair of vanes located on each body end to bias fluid from each inlet to the corresponding outlet during use;
c) a number of driver magnets located within the first and second magnetic fields during use;
d) including at least a first portion of an axial coupling for limiting impeller movement in a direction parallel to the impeller axis.

軸方向の結合は、
a)ハウジング上に設けられている第1の軸受部材と協働することができる第2の軸受部材、および
b)使用中、軸方向の制御磁界を位置決めするための多数の支持磁石
のうちの少なくとも一方を含むことができる。
Axial coupling is
a) a second bearing member capable of cooperating with a first bearing member provided on the housing, and b) of a number of support magnets for positioning an axial control magnetic field during use At least one of them can be included.

羽根の寸法は、通常、出口のところの流体圧力および流速のうちの少なくとも一方を制御するように選択される。
この寸法は、通常、
a)羽根の高さ、
b)インペラの直径、
c)羽根の長さ、
d)羽根の幅、
e)入口および出口の羽根の角度、
f)羽根の形状、
g)羽根の数
のうちの少なくとも1つを含む。
The vane dimensions are usually selected to control at least one of the fluid pressure and flow rate at the outlet.
This dimension is usually
a) The height of the blade,
b) impeller diameter,
c) the length of the blade,
d) blade width,
e) the angle of the inlet and outlet vanes,
f) blade shape,
g) including at least one of the number of blades.

インペラは、各入口が、各本体端部の方向に本体の軸に沿って流体を送るように位置している場合に、入口が本体の軸に平行に整合するように、使用中、ポンプの空洞内に位置させることができる。インペラは、使用中、回転し、それにより流体を出口の方向へ半径方向に外側に付勢する。   The impeller is in use during pump use so that the inlets are aligned parallel to the body axis when each inlet is positioned to deliver fluid along the body axis in the direction of each body end. It can be located in the cavity. The impeller rotates during use, thereby urging the fluid radially outward in the direction of the outlet.

本体は、2つの端部間に位置するほぼ円筒状の中央本体部分を含むことができる。ドライバ磁石は、円筒状の中央本体部分内に位置する。
インペラは、第1および第2の空洞部分を形成するためにポンプの空洞と協働することができる。各空洞部分は、それぞれの入口、出口、および本体端部を含む。インペラは、空洞部分間での流体の移動を実質的に防止することができる。
The body can include a generally cylindrical central body portion located between the two ends. The driver magnet is located within the cylindrical central body portion.
The impeller can cooperate with the pump cavity to form first and second cavity portions. Each cavity portion includes a respective inlet, outlet, and body end. The impeller can substantially prevent fluid movement between the cavities.

インペラは、心臓ポンプで使用することができる。羽根の第1および第2の組は、それぞれ左右の心室を補助するために血液をポンピングすることができる。
The impeller can be used with a heart pump. The first and second sets of wings can each pump blood to assist the left and right ventricles.

添付の図面を参照しながら本発明のある例について説明する。
図1A〜図1Eは、ダブル・インペラを内蔵する流体ポンプの一例である。図に示すように、ポンプは、インペラ3を内蔵する空洞2を形成している2つの円錐形の端部1A、1Bを有するハウジング1を含む。インペラは、それぞれがその上に装着されている多数の羽根4を有する2つのほぼ円錐形の本体端部3A、3Bから形成されている。
An example of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1A to 1E are examples of a fluid pump incorporating a double impeller. As shown, the pump includes a housing 1 having two conical ends 1A, 1B forming a cavity 2 containing an impeller 3 therein. The impeller is formed from two generally conical body ends 3A, 3B each having a number of vanes 4 mounted thereon.

各ハウジング部分1A、1Bは、各入口5A、5Bおよび各出口6A、6Bを備える。
ハウジングは、空洞2を2つの空洞に分割するのに効果的に協働するリム8とインペラ3との間に隙間ギャップ8Aを含む。空洞端部は、それぞれ2A、2Bを形成し、2つの空洞間の流体の流れを低減する。それ故、この例の場合には、ポンプは、空洞2A、2Bにより形成される2つのポンプを効率的に内蔵する。使用中、インペラ3は、全体を参照番号7で示す軸を中心にして回転する。当業者であれば理解することができると思うが、この回転により、各入口5A、5Bの流体が、各出口6A、6Bの方向に付勢される。
Each housing part 1A, 1B comprises an inlet 5A, 5B and an outlet 6A, 6B.
The housing includes a gap gap 8A between the rim 8 and the impeller 3 that effectively cooperate to divide the cavity 2 into two cavities. The cavity ends form 2A and 2B, respectively, to reduce fluid flow between the two cavities. Therefore, in this example, the pump efficiently incorporates two pumps formed by the cavities 2A, 2B. During use, the impeller 3 rotates about an axis indicated generally by the reference numeral 7. As will be appreciated by those skilled in the art, this rotation forces the fluid at each inlet 5A, 5B in the direction of each outlet 6A, 6B.

動作効率を改善するために、好適には、入口5A、5Bは空洞軸7と整合していて、それによりインペラ3上に血液の流れを直接向け、それにより羽根4と接触させることが好ましい。これにより、ポンプ内への流体の流れによるインペラ3上の半径方向の変位の影響が最小限度に低減する。しかし、軸方向のデバイスのサイズを小さくし、心臓ポンプ使用の際の解剖学的互換性を改善するために、流体は空洞軸にほぼ垂直な方向から空洞に入らなければならない。これを達成するために、入口は、空洞軸7に沿って空洞2内への流体の流入を整合するために90度の屈曲部を含む。   In order to improve the operating efficiency, it is preferred that the inlets 5A, 5B are aligned with the cavity shaft 7, thereby directing the flow of blood directly onto the impeller 3, thereby contacting the vanes 4. Thereby, the influence of the radial displacement on the impeller 3 due to the flow of fluid into the pump is reduced to a minimum. However, in order to reduce the size of the axial device and improve anatomical compatibility when using a heart pump, fluid must enter the cavity from a direction substantially perpendicular to the cavity axis. To accomplish this, the inlet includes a 90 degree bend to align the fluid inflow into the cavity 2 along the cavity axis 7.

この配置が解剖学的に適しているのであるが、入口ボリュート5A、5Bの代わりに、インペラの回転軸7に平行でまっすぐなカニューレを使用することができることに留意されたい。   Note that although this arrangement is anatomically suitable, a straight cannula parallel to the axis of rotation 7 of the impeller can be used instead of the inlet volutes 5A, 5B.

このことは、入口ボリュート5C、5Dにより達成することができる。図2Aおよび図2Bは、その例を示す。流れは、各ポート5E、5Fを通して入口ボリュート5C、5Cに入り、5Gにて示すボリュートの形をしている回転構成要素およびインペラの目の位置にリップ5Hを備える。このリップ5Hは、また、この領域内での循環および潜在的な滞留を低減する。それ故、流体が入口5A、5Bに入ると、回転しているインペラ・ブレード内への移動を助ける渦巻構成要素を有する。入口ボリュート5C、5Dは、患者の心臓の下に流体ポンプを移植した場合に、解剖学的互換性をさらに改善する。ポンプのある例の場合には、好適には、入口および出口の流れは、同じ平面内に位置することが好ましい。さらに、流体の軸方向の大きさは、平らな「パンケーキ」タイプの入口ボリュートを使用することにより小さくすることができる。   This can be achieved by the inlet volute 5C, 5D. An example is shown in FIGS. 2A and 2B. The flow enters the inlet volute 5C, 5C through each port 5E, 5F and comprises a lip 5H at the eye of the rotating component and impeller in the form of a volute shown at 5G. This lip 5H also reduces circulation and potential stagnation within this region. Therefore, it has a spiral component that assists in moving into the rotating impeller blades as fluid enters the inlets 5A, 5B. Inlet volutes 5C, 5D further improve anatomical compatibility when a fluid pump is implanted under the patient's heart. In the case of some examples of pumps, it is preferred that the inlet and outlet flows be in the same plane. Furthermore, the axial size of the fluid can be reduced by using a flat “pancake” type inlet volute.

使用中、入口ボリュート5C、5Dは、血液を、回転しているインペラ3の方向に向ける。羽根4は、螺旋チャネルの形をしていて、出口6A、6Bにそれぞれ接続している各出口ボリュート37A、37Bを通して血液を移動させる。   In use, the inlet volutes 5C, 5D direct the blood in the direction of the rotating impeller 3. The vane 4 is in the form of a helical channel and moves blood through each outlet volute 37A, 37B connected to the outlet 6A, 6B, respectively.

図2C〜図2Fは、多数の出口ボリュートの例を示す。図2Cに示すように、ボリュート37A、37Bの最初の部分は、「水切り」38Aと呼ばれる羽根4と空洞2の内面の間の狭い空間である。ボリュートは、太くなり、外側に膨らんで各出口6A、6Bと連続しているか、別の方法としては、図2Eに示すように、羽根なしディフューザ38C内にさらに外側に膨らむことができる。このボリュートの構造は、血液の量が出口の方向に付勢される場合、流入中、乱流を少なくするのを助け、壁部摩擦を少なくするのを助ける。何故なら、流体速度が一定に維持され、それにより剪断応力の発生が低減し、ポンピングしている流体の分力を保存するからである。   2C-2F show examples of multiple exit volutes. As shown in FIG. 2C, the first part of the volutes 37 </ b> A and 37 </ b> B is a narrow space between the blade 4 and the inner surface of the cavity 2, called “draining” 38 </ b> A. The volute can be thicker and bulge outwardly to be continuous with the outlets 6A, 6B, or alternatively, further bulge outwardly within the vaneless diffuser 38C, as shown in FIG. 2E. This volute structure helps to reduce turbulence and reduce wall friction during inflow when the volume of blood is biased toward the outlet. This is because the fluid velocity is kept constant, thereby reducing the occurrence of shear stress and preserving the component force of the pumping fluid.

図2Dの実施形態では、ボリュートは分割される。この例の場合には、ロータとハウジングとの間の半径方向の隙間ギャップ、または最初のボリュート領域37Aは、インペラの半分、すなわち約180度を収容するまで、最初の点(水切り)38Aから広くなっている。第2の水切り38Bは、第2のボリュート37Bが始まる180度のところで実施される。分割すなわち「ダブル」ボリュートは、半径方向の推力が小さく、種々のレベルの心臓疾患を有し、そのためサポート中補助を必要とする患者が遭遇するもっと広い動作範囲で効率を改善する。   In the embodiment of FIG. 2D, the volute is split. In this example, the radial gap gap between the rotor and the housing, or the first volute area 37A, widens from the first point (draining) 38A until it accommodates half of the impeller, ie about 180 degrees. It has become. A second drainer 38B is implemented at 180 degrees where the second volute 37B begins. A split or “double” volute has low radial thrust and has various levels of heart disease, thus improving efficiency over a wider range of motion encountered by patients in need of assistance during support.

別の方法として、図2Fは、同心ボリュートを示す。半径方向の水圧推力は、単一ボリュートの効率が一番高い点でだけ低減され、一方、同心ボリュートは、すべての動作条件で最大の半径方向の推力を受ける。   Alternatively, FIG. 2F shows a concentric volute. The radial hydraulic thrust is reduced only at the point where the efficiency of the single volute is highest, while the concentric volute receives the maximum radial thrust at all operating conditions.

空洞2内および空洞軸の周囲でのインペラ3の浮揚および回転は、多くの方法で行うことができる。ある例の場合には、この浮揚および回転は、ハウジング内に設置されている電流が流れているコイル11、12、および図4Bに示し、以下にさらに詳細に説明するインペラ内に設置されている一組の永久ドライバ磁石9からなる二組の磁石により行われる。   The levitation and rotation of the impeller 3 in the cavity 2 and around the cavity axis can be done in many ways. In one example, this levitation and rotation is installed in a coil 11, 12 with current flowing in the housing and in the impeller shown in FIG. 4B and described in further detail below. This is done by two sets of magnets consisting of a set of permanent driver magnets 9.

この例の場合には、磁石(コイル11)の第1の組は、インペラ内に埋め込まれているドライバ磁石9と協働して回転トルクを供給する。磁石(コイル12)の第2の組は、空洞内でインペラ3の位置を維持するために使用することができる磁石軸受を形成するために使用される。   In this example, the first set of magnets (coil 11) cooperates with the driver magnet 9 embedded in the impeller to supply rotational torque. The second set of magnets (coils 12) is used to form a magnet bearing that can be used to maintain the position of the impeller 3 within the cavity.

しかし、適当な制御戦略を使用した場合には、一組のコイルだけで軸受とモータ磁束発生の両方の機能を提供しなければならない。それ故、磁石(コイル)の第1および第2の組を一組の磁石(コイル)にまとめて、軸受およびモータ磁束の生成を別々に行うために重畳電流を流すことができる。   However, if an appropriate control strategy is used, a single set of coils must provide both the bearing and motor flux generation functions. Therefore, the first and second sets of magnets (coils) can be combined into a set of magnets (coils) and a superimposed current can be applied to separately generate bearing and motor flux.

それ故、二組のコイル11、12を使用すると、1つまたは複数のコイルのうちの一方の組が故障した場合、コイルの他の組内の対応するコイルが機能を行うことができるというように冗長性が得られることを理解されたい。   Thus, using two sets of coils 11, 12, such that if one set of one or more coils fails, the corresponding coil in the other set of coils can perform the function. It should be understood that redundancy can be obtained.

使用中、インペラが空洞2内の中央に位置する場合には、最小の力で位置決めを行うことができる。しかし、マイナスの剛性またはステータへの永久磁石の引力により、ロータの位置は元来不安定なものである。それ故、能動磁気軸受は、任意の外乱力を打ち消すために追加の磁束を供給する。Schweitzer,G.、Bleuler,H.、Traxler,A.(1994年)の「能動磁気軸受:能動磁気軸受の基本、特性および用途」(Active Magnetic Bearings:Basics, Properties and Applications of Active Magnetic Bearings)に記載されているように、この方法は、いわゆるローレンツおよびリラクタンス理論による磁気モータ軸受システムで通常使用される。   In use, if the impeller is located in the middle of the cavity 2, it can be positioned with minimal force. However, the position of the rotor is inherently unstable due to the negative rigidity or the attractive force of the permanent magnet on the stator. Active magnetic bearings therefore provide additional magnetic flux to counteract any disturbance forces. Schweitzer, G.M. Breuler, H .; Traxler, A .; (1994) "Active Magnetic Bearings: Basics, Characteristics and Applications of Active Magnetic Bearings" (Active Magnetic Bearings: Basics, Properties and Applications of Active Magnetic Bearings). Usually used in magnetic motor bearing system by reluctance theory.

この形のポンプ組立体は、ほ乳類の心臓の1つまたは複数の心室を補助することもできるし、これらの心室の代わりに使用することができる。このことは、ポンプの入口5A、5Bを左心室または心房に接続し、両側遠心インペラ3を通して流体にエネルギーを供給し、出口6A、6Bを大動脈に接続し、それにより左の心臓の自然の機能を補助することにより行われる。追加的にまたは別の方法としては、入口5A、5Bを右の心室/心房に接続し、出口6A、6Bを肺動脈に接続し、それによりそれぞれ左右または右の心臓を補助することができる。
第1の特定の例
心臓の左の心室(LVAD)の機能を補助し、またはその代行を行うことができるポンプを参照しながら、ポンプの第1の特定の例について以下に説明する。
This form of pump assembly can also assist or substitute for one or more ventricles of the mammalian heart. This connects the pump inlets 5A, 5B to the left ventricle or atrium, supplies energy to the fluid through the bilateral centrifugal impeller 3, and connects the outlets 6A, 6B to the aorta, thereby the natural function of the left heart. It is done by assisting. Additionally or alternatively, the inlets 5A, 5B can be connected to the right ventricle / atrium, and the outlets 6A, 6B can be connected to the pulmonary artery, thereby assisting the left or right or right heart, respectively.
First Specific Example A first specific example of a pump is described below with reference to a pump that can assist or substitute for the function of the left ventricle (LVAD) of the heart.

図1Aは、左心室補助デバイスの実施形態として使用するポンプの一例の詳細断面図である。すでに説明したように、この構成は、それぞれがその上に装着されている多数の羽根4A、4Bを有する2つのほぼ円錐形の本体部分3A、3Bからなる両側遠心ポンプに流体を供給する2つのボリュート・タイプの入口5C、5Dを含む。   FIG. 1A is a detailed cross-sectional view of an example of a pump used as an embodiment of a left ventricular assist device. As already explained, this configuration provides two fluid feeds to a double-sided centrifugal pump consisting of two generally conical body portions 3A, 3B each having a number of vanes 4A, 4B mounted thereon. Includes volute type inlets 5C, 5D.

羽根は、各空洞2A、2Bの出口6A、6Bに同じ圧力が発生するように構成される。これは、実際には、並列に動作している2つの遠心ポンプを表し、それ故、カニューレ40における出力の流れは、特定の圧力の増大に対して各出口6A、6Bに発生する流速の2倍である。この例の場合には、空洞2は、半径方向タイプの磁気モータ軸受のための場所である狭い隙間ギャップ8Aにより2つの空洞2A、2Bに分割される。この例の場合には、図に示すように、コイル11、12は、ポンプ・ハウジング1の外側に常駐していて、インペラの円筒状の円周内に埋め込まれている永久ドライバ磁石9と結合している。この磁気軸受は、半径(x,y)方向に接点のないインペラ・サスペンションおよび回転トルクを供給する。図1Eは、ポンプの詳細な分解図である。   The vanes are configured such that the same pressure is generated at the outlets 6A, 6B of each cavity 2A, 2B. This actually represents two centrifugal pumps operating in parallel, so that the output flow in the cannula 40 is 2 of the flow rate generated at each outlet 6A, 6B for a specific pressure increase. Is double. In this example, the cavity 2 is divided into two cavities 2A, 2B by a narrow gap gap 8A, which is a place for a radial type magnetic motor bearing. In this example, as shown in the figure, the coils 11, 12 are resident on the outside of the pump housing 1 and are coupled to a permanent driver magnet 9 embedded in the cylindrical circumference of the impeller. is doing. This magnetic bearing provides impeller suspension and rotational torque without contact in the radial (x, y) direction. FIG. 1E is a detailed exploded view of the pump.

入口の流れは、左の心室または心房からの1本のカニューレ39により供給され、両方の空洞2A、2B内で均一な流れを供給するように、入口5A、5Bに接続している2つのコンジット39A、38B内に分割される。この配置の場合、心収縮期および心拡張期に起こる左心室の圧力の変動は、バランスをとっている入口ボリュート5C、5Dを通して、ポンプの両方の入口5A、5Bに直接送られ、そのため、インペラ3が受ける軸方向の推力を最小限度に低減する。これは、従来の片側ポンプではなかなか得られない機能である。   The inlet flow is supplied by a single cannula 39 from the left ventricle or atrium, and two conduits connected to the inlets 5A, 5B to provide a uniform flow within both cavities 2A, 2B. It is divided into 39A and 38B. With this arrangement, left ventricular pressure fluctuations that occur during systole and diastole are routed directly through the balanced inlet volutes 5C, 5D to both inlets 5A, 5B of the pump, so that the impeller The axial thrust received by 3 is reduced to the minimum. This is a function that is difficult to obtain with a conventional one-sided pump.

図3Aは、この例で使用するインペラ3の構成の一例である。より詳細に説明すると、図3Aは、インペラが、3つの部分、すなわち、一例の場合には、永久ドライバ磁石9を含む端部3A、3Bおよび中央部分3Cからなることを示す。端部3A、3Bは、図に示すように、羽根4A、5Bのそれぞれの組を含む。   FIG. 3A is an example of the configuration of the impeller 3 used in this example. More specifically, FIG. 3A shows that the impeller consists of three parts, namely, in one example, the end parts 3A, 3B including the permanent driver magnet 9 and the central part 3C. The end portions 3A and 3B include respective sets of blades 4A and 5B as shown in the drawing.

羽根4A、4Bの構成により、出口6A、6Bのところに供給される流れの特性を制御することができる。この制御は、以下にさらに詳細に説明するように、多くの要因により行われる。しかし、これから多数の異なる羽根の配置を使用することができることを理解することができるだろう。   The configuration of the blades 4A and 4B can control the characteristics of the flow supplied to the outlets 6A and 6B. This control is performed by a number of factors, as will be described in more detail below. However, it will be appreciated that many different blade arrangements can be used.

例えば、図3Bは、別の1つのインペラの構成を示す。この例の場合には、囲い板3Dは、水圧効率を改善するために羽根4A、4B上で使用され、もっと近い近接センサの目標を提供する。しかし、この状況は、囲い板3Dと空洞2との間の剪断値を潜在的により高くはしないで、以下にさらに詳細に説明するように、センサの解像度を改善する。   For example, FIG. 3B shows another impeller configuration. In this example, the shroud 3D is used on the vanes 4A, 4B to improve hydraulic efficiency and provide a closer proximity sensor target. However, this situation does not potentially increase the shear value between the shroud 3D and the cavity 2 and improves the resolution of the sensor, as will be described in more detail below.

図3Cは、所望の流れ特性を生成するために使用することができる「背後に向かって傾斜している」羽根の実施形態を示す。外部および内部のブレードの直径は4D、4Cであり、出口の羽根角度は4Eであり、入口の羽根角度は4Fであり、羽根の高さは4Gである。別の方法としては、図3Dに示すように、羽根4の最初の部分から半径方向にまっすぐにすることができるし、または前に傾斜させることもできる(図示せず)。   FIG. 3C shows an embodiment of a “sloped toward the back” vane that can be used to produce the desired flow characteristics. The outer and inner blade diameters are 4D, 4C, the exit vane angle is 4E, the entrance vane angle is 4F, and the vane height is 4G. Alternatively, as shown in FIG. 3D, it can be straightened radially from the initial portion of the blade 4 or can be tilted forward (not shown).

好適には、インペラ3を離れた流体は、9つの分割ボリュート・タイプのケーシング37A、37Bにより収集し、設計条件で羽根4から離れる流れの相対角度に対応する螺旋角度で出口6A、6Bに送ることが好ましい。出口の流れは、大動脈に1本のカニューレを供給するために、コンジット40A、40Bにより結合される。   Preferably, the fluid leaving the impeller 3 is collected by nine split volute type casings 37A, 37B and sent to the outlets 6A, 6B at a helical angle corresponding to the relative angle of the flow away from the vanes 4 at design conditions. It is preferable. The outlet flow is combined by conduits 40A, 40B to supply a single cannula to the aorta.

別の方法としては、出力の各流れ6A、6Bを、例えば、上行大動脈および下行大動脈のような大動脈の異なるサイトに向けることができる。そうすることにより、そうしない場合1つの上行大動脈インタフェースからでは血液が不足する特定の器官に追加の血流を供給することができるが、循環系への追加のインタフェース・サイトは必要ない。   Alternatively, each output stream 6A, 6B can be directed to a different site of the aorta, for example, the ascending and descending aorta. By doing so, additional blood flow can be supplied to certain organs that are otherwise lacking blood from one ascending aorta interface, but no additional interface sites to the circulatory system are required.

インペラ3およびハウジング1の構成を設計する際には、計算上の流体力学技術により、当業者であれば理解できると思うが、確実に分割カニューレ内に滞留ゾーンができないようにし、血栓ができる可能性を除去しなければならない。   When designing the configuration of the impeller 3 and the housing 1, those skilled in the art can understand by computational fluid dynamics technology, but it is possible to make sure that there is no residence zone in the split cannula and that a thrombus can occur. Sex must be removed.

ある例の場合には、図4Aに示すように、インペラ3は吊り下げられ、インペラ3の中央部分3C内に設置されているドライバ磁石9と結合されて、各磁界を発生するコイル11、12の第1および第2の組により駆動される。   In an example, as shown in FIG. 4A, the impeller 3 is suspended and coupled to a driver magnet 9 installed in the central portion 3C of the impeller 3 to generate coils 11, 12 that generate respective magnetic fields. Driven by the first and second sets of

図4Bに示すように、コイル11、12の第1および第2の組は、ドライバ磁石9を円周方向に囲んでいるハウジング1の外側のセクション内に位置していて、それにより必要な磁気軸受および回転トルクを供給する。   As shown in FIG. 4B, the first and second sets of coils 11, 12 are located in the outer section of the housing 1 that circumferentially surrounds the driver magnets 9, thereby providing the necessary magnetism. Supply bearings and rotational torque.

コイル11、12の組は、ステータとしての働きをする共通のヨーク15上に配置されている。好適には、ヨークは、渦電流損失を低減するために、レーザまたは水ジェット・カットの積層または焼結した鉄のコアから作ることが好ましい。磁気材料は、希土類、ネオジム、または十分な磁束を供給するために使用することができる任意の材料であってもよい。ある例の場合には、各組は6つのコイルからできているが、コイルの数は6つでなくてもよい。   The set of coils 11 and 12 is disposed on a common yoke 15 that functions as a stator. Preferably, the yoke is made from a laser or water jet cut laminated or sintered iron core to reduce eddy current losses. The magnetic material may be a rare earth, neodymium, or any material that can be used to provide sufficient magnetic flux. In one example, each set consists of six coils, but the number of coils need not be six.

コイル11、12は、図4C〜図4Eに示すように、ヨーク15(「スロットレス」配置と呼ばれる)を同一平面に設置することができる。この構成の場合には、図4Fに示すように、永久磁石の形9Aが必要になる。他の配置と比較した場合、この配置であると半径方向の力の発生が少なくなるが、マイナスの剛性の不安定の程度がかなり低減し、またインダクタンスが少なくなり、それ故、回転速度を速くすることができる。何故なら、逆起電力の発生が少ないからである。インペラの質量がもっと大きかったり、コイルのサイズがもっと大きかったりすると、この磁気軸受タイプの占有空間が大きくなる。   As shown in FIGS. 4C to 4E, the coils 11 and 12 can have a yoke 15 (referred to as a “slotless” arrangement) installed on the same plane. In the case of this configuration, a permanent magnet shape 9A is required as shown in FIG. 4F. Compared with other arrangements, this arrangement reduces the generation of radial forces, but significantly reduces the degree of negative stiffness instability and reduces inductance, thus increasing the rotational speed. can do. This is because less back electromotive force is generated. If the mass of the impeller is larger or the size of the coil is larger, the occupied space of this magnetic bearing type becomes larger.

別の方法としては、コイルをヨーク(「スロット・タイプ」と呼ばれる)内のスロット15A内に置くことができ、この場合、図4Gの15C、15Dにて示すように、ヨークは半径方向に内側に延びる。この構成の場合には、発生するコギング・トルクを低減するには、図4Hおよび図4Iに示す磁石の形9Bを使用することが好ましい。このステータ・タイプの場合には、より大きな軸受およびトルクを発生することができるが、比較的大きなインダクタンスのために速度が制限される。しかし、この用途に対しては、回転速度を十分速くすることができる。   Alternatively, the coil can be placed in a slot 15A in a yoke (referred to as a “slot type”) where the yoke is radially inward as shown at 15C, 15D in FIG. 4G. Extend to. In the case of this configuration, it is preferable to use the magnet shape 9B shown in FIGS. 4H and 4I in order to reduce the generated cogging torque. With this stator type, larger bearings and torque can be generated, but speed is limited due to the relatively large inductance. However, the rotational speed can be made sufficiently fast for this application.

さらにまたは別の方法としては、磁束密度を改善するために、図4Jに示すように、磁石をハルバッハ配列(Halbach array)にて構成することができる。この場合、それぞれの半径方向の極性の向きが若干異なる複数のもっと小さい磁石から別々の各磁石が作られる。   Additionally or alternatively, to improve the magnetic flux density, the magnet can be configured in a Halbach array, as shown in FIG. 4J. In this case, each individual magnet is made up of a plurality of smaller magnets with slightly different radial polar orientations.

使用中、ドライバ磁石9は、その磁極がインペラ3の軸に垂直に整合されるように配置される。この場合、隣接する磁石は対向方向に整合している磁極を有する。そうすることにより、矢印10で示すように、インペラ3の外側の周囲に交互の磁界ができる。より詳細に説明すると、この例の場合には、磁界は、永久磁石9から半径方向の外方に延びる。この場合、図に示すように、間で交互に変わる磁界の方向は、半径方向の外方にまたは半径方向の内方に向く。   During use, the driver magnet 9 is arranged such that its magnetic pole is aligned perpendicular to the axis of the impeller 3. In this case, adjacent magnets have magnetic poles aligned in the opposing direction. By doing so, an alternating magnetic field is created around the outside of the impeller 3 as indicated by the arrow 10. More specifically, in this example, the magnetic field extends radially outward from the permanent magnet 9. In this case, as shown in the figure, the direction of the magnetic field alternating between them is directed outward in the radial direction or inward in the radial direction.

コイル11、12の方向を示すためのコイル11、12およびヨーク15の円周の断面図である図5A、図5Bを参照しながら、インペラの回転および位置を制御する方法の一例について以下に説明する。この例の場合には、コイル11の第1の組は、回転トルク(「モータ・コイル」と呼ばれる)を提供し、コイル12の第2の組は、軸受機能(「軸受コイル」と呼ばれる)を提供する。   An example of a method for controlling the rotation and position of the impeller will be described below with reference to FIGS. 5A and 5B which are sectional views of the circumference of the coils 11 and 12 and the yoke 15 for indicating the directions of the coils 11 and 12. To do. In this example, the first set of coils 11 provides rotational torque (referred to as a “motor coil”) and the second set of coils 12 serves as a bearing function (referred to as a “bearing coil”). I will provide a.

より詳細に説明すると、図5Aの場合には、モータ巻線の一対の対向して位置するモータ・コイル11A、11Bには図に示すように電流が流れる。それにより矢印16Aで示す磁界が発生し、この磁界により矢印16Bで示すように、コイル内にローレンツ力が発生する。コイルはステータに固定されているので、これにより矢印17の方向にインペラ本体が回転する。それ故、モータ・コイルに適当な電流を供給することにより、インペラを回転させることができる。   More specifically, in the case of FIG. 5A, a current flows through a pair of opposed motor coils 11A and 11B of the motor winding as shown in the figure. Thereby, a magnetic field indicated by an arrow 16A is generated, and a Lorentz force is generated in the coil as indicated by an arrow 16B. Since the coil is fixed to the stator, this causes the impeller body to rotate in the direction of the arrow 17. Therefore, the impeller can be rotated by supplying an appropriate current to the motor coil.

図5Bの場合には、軸受巻線の一対の対向コイル12A、12Bには図に示すように電流が流れる。これにより矢印16Bで示すように、コイル12A、12B内にローレンツ力が発生する。コイル11、12はステータ・ヨーク15に固定されているので、これによりインペラ3は、矢印18で示すように空洞軸7に対して横方向に運動する。同様に、軸受コイルに適当な電流を供給することにより、インペラを横方向に運動させることができる。   In the case of FIG. 5B, a current flows through the pair of opposed coils 12A and 12B of the bearing winding as shown in the figure. As a result, Lorentz force is generated in the coils 12A and 12B as indicated by an arrow 16B. Since the coils 11 and 12 are fixed to the stator yoke 15, the impeller 3 thereby moves laterally with respect to the cavity shaft 7 as indicated by an arrow 18. Similarly, the impeller can be moved laterally by supplying an appropriate current to the bearing coil.

横方向の運動は、通常、制御装置により行われる。図6はその一例を示す。この例の場合には、制御装置は、プロセッサ21、メモリ22、およびバス24を通して一緒に結合している外部インタフェース23を有する処理システム20を含む。任意の入出力装置25も設置することもできる。   The lateral movement is usually performed by a control device. FIG. 6 shows an example. In this example, the controller includes a processing system 20 having a processor 21, a memory 22, and an external interface 23 coupled together through a bus 24. An optional input / output device 25 can also be installed.

処理システム20は、外部インタフェース23を介して、3つのセンサ26A、26B、26Cおよび信号発生器27と結合している。信号発生器27は、それぞれモータ・コイル11A、11B、11C、11D、11E、11Fおよび軸受コイル12A、12B、12C、12D、12E、12Fに対して、全体的に示すように、対向コイルのペアを選択的に作動することができるように、モータ・コイルおよび軸受コイルと結合している。図に示すように、コイルは、対向位置コイル11A、11B;11C、11D;11E、11Fおよび12A、12B;12C、12D;12E、12Fのペアとして配置されている。   The processing system 20 is coupled to three sensors 26A, 26B, 26C and a signal generator 27 via an external interface 23. The signal generator 27 is a pair of opposed coils as shown generally for motor coils 11A, 11B, 11C, 11D, 11E, 11F and bearing coils 12A, 12B, 12C, 12D, 12E, 12F, respectively. Are coupled to the motor coil and the bearing coil. As shown, the coils are arranged as pairs of opposed position coils 11A, 11B; 11C, 11D; 11E, 11F and 12A, 12B; 12C, 12D; 12E, 12F.

使用中、プロセッサ21は、メモリ22内に記憶しているデータから、必要な回転速度とするためにモータ・コイルに供給しなければならない電流を決定する。心臓ポンプの場合には、デバイスを移植する前に1つの速度が予め設定される。このことは、メモリ22内に予め設定した速度を定義する情報を記憶し、入出力装置25または外部インタフェース23と結合しているリモート処理システムを使用することにより達成することができることを理解することができるだろう。   In use, the processor 21 determines from the data stored in the memory 22 the current that must be supplied to the motor coil to achieve the required rotational speed. In the case of a heart pump, one speed is preset before implanting the device. It will be appreciated that this can be accomplished by storing information defining a pre-set speed in memory 22 and using a remote processing system coupled to I / O device 25 or external interface 23. Will be able to.

別の方法としては、ポンプを使用中に、いくつかの速度を設定することができる。このことは、適当な検出システムを使用することにより、例えば、入出力装置25または外部インタフェース23との有線または無線接続を介して、または潜在的心拍等の上昇のような外部の刺激に応じて行うことができる。   Alternatively, several speeds can be set while the pump is in use. This can be done by using a suitable detection system, for example via a wired or wireless connection with the input / output device 25 or external interface 23, or in response to an external stimulus such as a potential heart rate rise. It can be carried out.

いずれにせよ、供給すべき電流を表す信号が、信号発生器27に供給され、この信号発生器は、適当な電流を発生するために動作し、この電流は、次にモータ・コイル11A、11B、11Cに供給される。このことは、通常、インペラに所望の運動を行わせるための所定のシーケンスによるモータ・コイルのペアの作動を含む。   In any case, a signal representing the current to be supplied is supplied to the signal generator 27, which operates to generate the appropriate current, which in turn is the motor coil 11A, 11B. , 11C. This usually involves the operation of a pair of motor coils in a predetermined sequence to cause the impeller to perform the desired motion.

特に、図に示すような8つの等間隔の永久磁石9および6つの等間隔のモータ・コイルおよび軸受コイル11、12を含む上記構成について考えてみる。
回転中、モータ・コイル11のペアは、三相電流により駆動される。ハウジング位置に固定されているセンサに対するドライバ磁石の位置の変化を検出するために装着されている適当に設置されたホール効果センサにより、正確な回転速度を監視することができる。別の方法としては、第1の組の磁石に発生する逆起電力を回転速度と関連づけることもできる。この速度が決定されると、設定回転速度を維持するために、この速度を制御装置にフィードバックすることができる。
In particular, consider the above configuration including eight equally spaced permanent magnets 9 and six equally spaced motor coils and bearing coils 11, 12 as shown.
During rotation, the motor coil 11 pair is driven by a three-phase current. Accurate rotational speed can be monitored by a suitably installed Hall effect sensor mounted to detect changes in the position of the driver magnet relative to a sensor fixed at the housing position. Alternatively, the counter electromotive force generated in the first set of magnets can be related to the rotational speed. Once this speed is determined, this speed can be fed back to the controller to maintain the set rotational speed.

インペラの横方向の位置を制御する場合には、この制御は、センサ26A、26B、26Cからの位置情報をプロセッサに決定させることにより行うことができる。この制御を行うために、例えば、空洞2A、2Bの内面内のハウジング1(図示せず)内に適当なアパーチャを全体的に設けることにより、図7A、図7B、図7Cに示すように、センサがハウジング内に設置される。   In the case of controlling the position of the impeller in the lateral direction, this control can be performed by causing the processor to determine position information from the sensors 26A, 26B, and 26C. To perform this control, for example, by providing a suitable aperture generally within the housing 1 (not shown) in the interior surfaces of the cavities 2A, 2B, as shown in FIGS. 7A, 7B, and 7C, A sensor is installed in the housing.

これらの図面は、インペラの位置を決定するために使用する好適な技術を詳細に示す。各空洞2A、2Bの周囲には、円周方向に等間隔で、各本体部分1A、1B内に一組のアパーチャが設けられている。使用中、一組のセンサ26A、26B、26Cだけを使用することができる。何故なら、インペラ3の横方向(x,y)の位置を決定するには、一組のセンサだけで十分であるからである。しかし、さらに、すべての自由度でインペラの位置を決定し、ある程度の位置決定の冗長性を提供するためには、すべてのアパーチャ内にセンサ26D、26E、26Fを含んでいると有利である場合がある。   These drawings detail the preferred technique used to determine the position of the impeller. Around each of the cavities 2A and 2B, a set of apertures are provided in the main body portions 1A and 1B at equal intervals in the circumferential direction. In use, only one set of sensors 26A, 26B, 26C can be used. This is because only one set of sensors is sufficient to determine the position of the impeller 3 in the lateral direction (x, y). However, it may also be advantageous to include sensors 26D, 26E, and 26F in all apertures in order to determine the position of the impeller with all degrees of freedom and provide some positioning redundancy. There is.

好ましい実施形態の場合には、空洞軸と一致する原点を有するx軸およびy軸に沿ってセンサ26A、26Bが配置されるような間隔で、アパーチャの各組が配置される。第3のセンサ26Cは、−x軸および−y軸の間の中間に位置する。センサ26A、26B、26Cは、図8に示すように、各センサとインペラ3の表面33との間の距離「d」を測定することにより動作する。3つのセンサ26A、26B、26Cに対して測定した距離は、当業者であれば誰でも理解することができるように、x、yおよびz面へのこれらの距離を測定することにより、インペラ本体の位置を決定するために使用される。この例の場合には、x−y面内のインペラ3の位置を測定するだけでよいので、このことは理論的にはセンサ26A、26Bだけで行うことができる。第3のセンサは、実際には、空洞軸に沿ったインペラ3の位置の変化が起こっても影響を受けないようにするためのものである。   In the preferred embodiment, each set of apertures is arranged at an interval such that the sensors 26A, 26B are arranged along the x-axis and y-axis having an origin coincident with the cavity axis. The third sensor 26C is located in the middle between the −x axis and the −y axis. The sensors 26A, 26B, 26C operate by measuring the distance “d” between each sensor and the surface 33 of the impeller 3, as shown in FIG. The distances measured for the three sensors 26A, 26B, 26C can be understood by anyone skilled in the art by measuring these distances to the x, y and z planes so that the impeller body Used to determine the position of In the case of this example, since it is only necessary to measure the position of the impeller 3 in the xy plane, this can theoretically be performed only by the sensors 26A and 26B. In practice, the third sensor is intended to be unaffected by changes in the position of the impeller 3 along the cavity axis.

センサ26A、26B、26Cとインペラ表面33との間の距離は、多くの方法で測定することができる。それ故、例えば、好適には、センサ26A、26B、26Cは、ドライバ磁石9から作ることができる永久磁気センサ目標が発生する磁界を検出することができるホール効果センサであることが好ましい。次に、プロセッサ21は、インペラ3の位置を入手するために、ホール効果センサで発生する電流の大きさを使用することができる。   The distance between the sensors 26A, 26B, 26C and the impeller surface 33 can be measured in a number of ways. Thus, for example, preferably the sensors 26A, 26B, 26C are preferably Hall effect sensors that can detect the magnetic field generated by a permanent magnetic sensor target that can be made from the driver magnet 9. Next, the processor 21 can use the magnitude of the current generated by the Hall effect sensor to obtain the position of the impeller 3.

別の方法としては、当業者であれば理解することができるように、各センサ26A、26B、26Cは、LEDレーザのような放射線源等および対応する光検出器から作ることができる。   Alternatively, as can be understood by one skilled in the art, each sensor 26A, 26B, 26C can be made from a radiation source, such as an LED laser, and a corresponding photodetector.

インペラ3の表面の位置を測定する他の方法としては、図9に示すように、羽根34上に囲い板3Dを装着することができる。この場合、インペラ3の位置は、囲い板3Dに埋め込まれている磁気センサ目標とセンサ26A、26B、26Cとの間の距離d1を測定することにより測定することができる。   As another method of measuring the position of the surface of the impeller 3, as shown in FIG. 9, a surrounding plate 3 </ b> D can be mounted on the blade 34. In this case, the position of the impeller 3 can be measured by measuring the distance d1 between the magnetic sensor target embedded in the surrounding plate 3D and the sensors 26A, 26B, and 26C.

この方法は、永久磁気センサ目標とセンサ26A、26B、26Cとの間の距離d1が、表面33とセンサ26A、26B、26C間の距離dより短いという点が有利である。これに加えて、表面33とセンサ26A、26B、26Cとの間の距離を測定する場合、羽根4は、センサ26A、26B、26Cと表面33との間を周期的に通過し、このことが測定値に影響を与える。その結果、囲い板3Dを使用すると、プロセッサが、もっと高い解像度で、インペラの位置をより迅速に、より正確に検出することができるようになる。しかし、囲い板3Dを使用すると、インペラ3の効果を低減する恐れがあり、各空洞2A、2B内に乱流を発生する恐れがある。このことは、システムを心臓ポンプとして使用する場合のようなある種の用途の場合望ましくない。   This method is advantageous in that the distance d1 between the permanent magnetic sensor target and the sensors 26A, 26B, 26C is shorter than the distance d between the surface 33 and the sensors 26A, 26B, 26C. In addition to this, when measuring the distance between the surface 33 and the sensors 26A, 26B, 26C, the vanes 4 periodically pass between the sensors 26A, 26B, 26C and the surface 33, which Affects the measured value. As a result, the use of the shroud 3D allows the processor to detect the impeller position more quickly and more accurately with higher resolution. However, if the surrounding plate 3D is used, the effect of the impeller 3 may be reduced, and turbulence may be generated in the cavities 2A and 2B. This is undesirable for certain applications, such as when the system is used as a heart pump.

空洞2内のインペラの位置を感知するもう1つの方法は、各モータ・コイルおよび/または軸受コイルの電圧および電流波形を、インペラの位置を感知するための処理システム20により監視することができる、いわゆる「自己感知」技術と関連する。電流波形の成分は、回路インダクタンスに関連し、回路インダクタンスは、エア・ギャップ8A内の永久ドライバ磁石9の動きと反対の変化をする。モータが発生する逆起電力の電圧を記録し、分析することにより、位置を決定する軸受コイルからの信号により回転位置を感知することができる。この例の場合には、軸受コイル12およびモータ・コイル11が、センサ26を形成していることを理解することができるだろう。   Another way of sensing the position of the impeller within the cavity 2 is that the voltage and current waveforms of each motor coil and / or bearing coil can be monitored by the processing system 20 for sensing the position of the impeller. Related to so-called “self-sensing” technology. The component of the current waveform is related to the circuit inductance, which changes opposite to the movement of the permanent driver magnet 9 in the air gap 8A. By recording and analyzing the voltage of the counter electromotive force generated by the motor, the rotational position can be sensed by a signal from the bearing coil that determines the position. In this example, it can be seen that the bearing coil 12 and the motor coil 11 form a sensor 26.

いずれにせよ、処理システム20が、インペラ3の軸および空洞軸7がもはや整合状態にないというようなインペラの横方向の動きを検出すると、プロセッサは、軸受コイル12の選択したペアに供給しなければならない電流を発生するために所定のアルゴリズムを使用する。この1つの表示は、信号発生器27に転送され、信号発生器27は、適当な電流を生成し、これら電流を軸受コイル12の選択したものに適用することにより応答する。コイル12内の電流により、以下に説明するように、インペラ本体が移動し、それによりインペラ本体の軸が空洞軸と再度整合する。   In any case, when the processing system 20 detects a lateral movement of the impeller such that the shaft of the impeller 3 and the cavity shaft 7 are no longer in alignment, the processor must supply the selected pair of bearing coils 12. A predetermined algorithm is used to generate the current that must be generated. This one indication is transferred to the signal generator 27, which responds by generating appropriate currents and applying these currents to a selected one of the bearing coils 12. The current in the coil 12 moves the impeller body, as will be described below, thereby realigning the impeller body axis with the cavity axis.

センサ26が、また、インペラ3の回転位置を決定することができ、それにより処理システム3により回転速度を監視し、調整することができることを理解することができるだろう。   It will be appreciated that the sensor 26 can also determine the rotational position of the impeller 3 so that the processing system 3 can monitor and adjust the rotational speed.

さらに、リラクタンス・タイプの磁気理論をベースとする技術のような別の磁気軸受技術も使用することができる。この構成の場合には、当業者であれば理解することができると思うが、若干異なる制御戦術および6つの鉄だけのコアの周囲に6つのコイルを有するスロット付きステータ構成が必要になる。   In addition, other magnetic bearing technologies such as those based on reluctance type magnetic theory can be used. For this configuration, those skilled in the art will appreciate that a slightly different control tactic and a slotted stator configuration with 6 coils around a 6 iron-only core is required.

より詳細に説明すると、好適には、磁石9が、モータ・コイルおよび軸受コイル11、12の半径方向の内方を向いて位置するように、インペラを位置させることが好ましい。何故なら、このようにすると、コイル11、12と永久磁石9との間に最適な結合が行われ、それにより半径方向に最適な効率およびそれ故、剛性を提供するからである。このことは、特定の実施態様に依存する多くの方法により行うことができる。   More specifically, it is preferable to position the impeller so that the magnet 9 is located inward in the radial direction of the motor coil and the bearing coils 11 and 12. This is because in this way there is an optimal coupling between the coils 11, 12 and the permanent magnet 9, thereby providing optimal efficiency and hence stiffness in the radial direction. This can be done in a number of ways depending on the particular implementation.

インペラ3の横方向の位置を制御する他に、空洞軸に沿ったインペラの位置(「軸方向位置」)を確実に維持する必要もある。
上記例の場合には、永久ドライバ磁石9は、モータ・コイルおよび軸受コイル11、12内に発生する磁界に取り付けられる。それにより、軸方向のヌル位置へのある程度の復帰運動が行われる。より詳細に説明すると、インペラが空洞軸に沿って変位すると、コイル11、12の引力により、受動的安定性と呼ばれる効果によりインペラが最適位置に押し戻される。
In addition to controlling the lateral position of the impeller 3, it is also necessary to reliably maintain the position of the impeller along the cavity axis ("axial position").
In the case of the above example, the permanent driver magnet 9 is attached to the magnetic field generated in the motor coil and bearing coils 11, 12. Thereby, a certain amount of return movement to the axial null position is performed. More specifically, when the impeller is displaced along the cavity axis, the attractive force of the coils 11 and 12 pushes the impeller back to the optimal position by an effect called passive stability.

一般的に、特に流体圧力が両方の空洞2A、2B内でほぼ等しい場合には、これだけでほとんどの場合、軸方向の整合を維持するのに十分である。しかし、他のまたはもう1つの軸方向の整合は、追加の支持磁石を使用することにより行うことができる。この場合、対応する磁石をインペラ3の本体内に設置した状態で、支持磁石をハウジング内に設置することができる。   In general, this alone is sufficient in most cases to maintain axial alignment, especially when the fluid pressure is approximately equal in both cavities 2A, 2B. However, other or another axial alignment can be achieved by using an additional support magnet. In this case, the support magnet can be installed in the housing with the corresponding magnet installed in the main body of the impeller 3.

このことは、種々の磁石構成により行うことができる。それ故、例えば、平らな(半径方向の軸に平行な)または円錐台形の永久磁石35を、図10に示すように、ハウジング部分1A、1Bの円周に沿って設置することができる。このことは、1つの適当な形の磁石または一連の円周方向に間隔を置いて位置する磁石35により行うことができる。いずれにせよ、支持磁石35A、35Bは、インペラ本体3内に位置する対応する永久支持磁石36A、36Bと協働する。磁石が、相互に対面している類似の極性で構成されている場合には、支持磁石35は、支持磁石36と反発し、それによりインペラ本体を空洞の中央に移動させる。   This can be done with various magnet configurations. Thus, for example, a flat (parallel to the radial axis) or frusto-conical permanent magnet 35 can be placed along the circumference of the housing parts 1A, 1B, as shown in FIG. This can be done with one suitably shaped magnet or a series of circumferentially spaced magnets 35. In any case, the support magnets 35A, 35B cooperate with corresponding permanent support magnets 36A, 36B located in the impeller body 3. If the magnets are configured with similar polarities facing each other, the support magnet 35 repels the support magnet 36, thereby moving the impeller body to the center of the cavity.

それ故、空洞軸7に平行な方向にインペラ3が運動すると、支持磁石35と対応する支持磁石36との間の距離が短くなり、それにより結果としての反発力が増大し、それによりインペラを最適位置に対応する空洞の中心の方向に移動させる。   Therefore, when the impeller 3 moves in a direction parallel to the cavity axis 7, the distance between the support magnet 35 and the corresponding support magnet 36 is shortened, thereby increasing the resulting repulsive force, thereby reducing the impeller. Move toward the center of the cavity corresponding to the optimal position.

インペラのジャイロスコープ効果により傾斜しても、インペラを安定した位置に押し戻す力が増大する。
別の方法としては、この例の場合には、磁石35の代わりにコイルを使用することができる。この場合、ドライバ磁石9の場合と類似の方法で支持磁石36を構成することにより、軸方向軸受を、上記方法と類似の方法でインペラを駆動するためにさらに使用することができる。
Even if the impeller is tilted by the gyroscope effect, the force to push the impeller back to a stable position increases.
Alternatively, in this example, a coil can be used in place of the magnet 35. In this case, by configuring the support magnet 36 in a manner similar to that of the driver magnet 9, the axial bearing can be further used to drive the impeller in a manner similar to that described above.

当業者であれば、アーンショーの定理(EARNSHAWS Theorem)が記述している少なくとも1度の自由度で、ある形の能動磁気サスペンションを実施しなければならないことを理解することができるだろう。この配置を使用すると、ハウジング磁石およびロータ磁石の極性の軸が、インペラの軸に対してある角度を有することになる。しかし、ロータおよび/またはハウジング磁石は、インペラ軸に対して物理的に垂直になることができ、その場合、上記角度は、0度であることが望ましく、磁極はインペラ軸に対して平行であることが望ましい。好適には、この角度は、ロータ永久磁石およびハウジング永久磁石の間のギャップを最も狭くするために、インペラ3を形成している円錐の角度に対応することが好ましい。しかし、0〜65度の範囲内であれば適切である。この角度は、ポンピングされた流体が加える軸方向の変化する負荷に対して最大の反作用を行うように配置しなければならない。この角度は、実際には、ロータ磁石からハウジング磁石方向に異なっていて、半径方向支持または軸方向支持のうちの一方を提供するようにすることができる。   One skilled in the art will understand that some form of active magnetic suspension must be implemented with at least one degree of freedom as described by the Earnshaws Theorem. Using this arrangement, the polar axis of the housing magnet and the rotor magnet will have an angle with respect to the impeller axis. However, the rotor and / or housing magnet can be physically perpendicular to the impeller axis, in which case the angle is preferably 0 degrees and the magnetic poles are parallel to the impeller axis. It is desirable. Preferably, this angle corresponds to the angle of the cone forming the impeller 3 in order to narrow the gap between the rotor permanent magnet and the housing permanent magnet. However, it is appropriate if it is within the range of 0 to 65 degrees. This angle must be positioned to provide the maximum reaction to the axially changing load applied by the pumped fluid. This angle may actually be different from the rotor magnet to the housing magnet direction to provide either radial support or axial support.

それ故、このことは、軸方向にインペラの位置を維持するための自己バランス技術を提供する。
上記の場合、永久磁石36がインペラ本体上に位置している場合には、ハウジング部分1A、1B内の磁石35に近ければ近いほど、磁石の効果は大きくなる。それ故、磁石36は、羽根4上に位置する囲い板に装着することができる。図11Aは、この様子の一例を示す。当業者であれば理解することができると思うが、これによりセンサ26A、26B、26Cにより入手した距離の測定値を、囲い板上に装着されている磁石36への距離を測定することにより入手することができる。図11Bは、ハウジング1の外観を示す。この例の場合には、ハウジングは、支持磁石35を内蔵することができる。
This therefore provides a self-balancing technique for maintaining the impeller position in the axial direction.
In the above case, when the permanent magnet 36 is located on the impeller main body, the closer to the magnet 35 in the housing portions 1A, 1B, the greater the effect of the magnet. Therefore, the magnet 36 can be mounted on a shroud located on the blade 4. FIG. 11A shows an example of this state. Those skilled in the art will understand that this allows the distance measurements obtained by the sensors 26A, 26B, 26C to be obtained by measuring the distance to the magnet 36 mounted on the shroud. can do. FIG. 11B shows the appearance of the housing 1. In the case of this example, the housing can incorporate the support magnet 35.

いずれにせよ、このシステム内に追加の受動永久磁石を内蔵させると、一般的に、インペラに加わる軸方向の力が低減し、そのため軸方向のインペラ・サスペンションを維持するために必要な電流が少なくてすむ。
第2の特定の例
第2の特定の例の場合、第1の例と比較すると、ポンプは、遅い回転速度またはインペラの直径で、左心室の自然の機能を補助したり、またはその代わりとなるために動作することができる。
In any case, the inclusion of an additional passive permanent magnet in the system generally reduces the axial force applied to the impeller, thus reducing the current required to maintain the axial impeller suspension. Tesumu.
Second Specific Example In the case of the second specific example, compared to the first example, the pump can assist the natural function of the left ventricle with, or instead of, a slow rotational speed or impeller diameter. Can work to be.

このことは、第1の特定の例(以後XLVADと呼ぶ)のように並列ではなく、直列の2つのポンプとして、ダブル・インペラの構成を使用することにより達成することができる。それ故、上記例の場合には、流体は左心室/心房から第1の入口ボリュート5Cに直接入る。流体は、流体を出口6Aの方向に付勢する働きをする空洞2A内のインペラ3A上の羽根4Aにより入口5Aを通る。次に、流体は、クロスオーバ・ボリュートを通して、出口6Aから入口5Bへ移動し、それ故、ポンプの空洞2Bに入る。羽根4Bは、流体を出口6Bへまた大動脈へのカニューレを介して循環系内に送る。流体は、隙間ギャップ8Aにより空洞2A、2Bから分離される。   This can be achieved by using a double impeller configuration as two pumps in series rather than in parallel as in the first specific example (hereinafter referred to as XLVAD). Therefore, in the above example, fluid enters the first inlet volute 5C directly from the left ventricle / atrium. The fluid passes through the inlet 5A by vanes 4A on the impeller 3A in the cavity 2A which serves to bias the fluid in the direction of the outlet 6A. The fluid then moves through the crossover volute from the outlet 6A to the inlet 5B and therefore enters the pump cavity 2B. The vanes 4B send fluid into the circulatory system through the outlet 6B and via the cannula to the aorta. The fluid is separated from the cavities 2A, 2B by the gap gap 8A.

ポンプを直列の2つの遠心ポンプとして作動させることにより、流体の圧力は2つの段により増大する。それ故、空洞2Aに入る流体は、流体が入口5Aから出口6Bに移動する間に、必要な全出力圧力の増大の半分程度圧力が増大しなければならない。それ故、入口5Bを通して空洞2Bに入る流体は、すでに所望の全圧力値の半分になっていて、それ故、空洞2B内で必要な全圧力の他の半分を上昇させることができる。   By operating the pump as two centrifugal pumps in series, the pressure of the fluid is increased by two stages. Therefore, the fluid entering the cavity 2A must increase in pressure by about half of the increase in total output pressure required while the fluid moves from the inlet 5A to the outlet 6B. Therefore, the fluid entering the cavity 2B through the inlet 5B is already half the desired total pressure value and can therefore increase the other half of the total pressure required in the cavity 2B.

この結果、インペラの回転速度を上記LVADの例より遅くすることができる。速度の低減は、LVAD RPM/√2程度である。回転速度のこの低減は、ポンプ内の剪断応力のレベルを有意に低減し、溶血レベルを潜在的に低減する。   As a result, the rotation speed of the impeller can be made slower than that of the LVAD example. The reduction in speed is about LVAD RPM / √2. This reduction in rotational speed significantly reduces the level of shear stress in the pump and potentially reduces the level of hemolysis.

別の方法としては、流体メカニクス理論が記述しているように、必要な圧力上昇を行うためにインペラの外径を小さくすることにより、インペラの回転速度を一定に維持することができる。   As another method, as described in fluid mechanics theory, the impeller rotational speed can be kept constant by reducing the outer diameter of the impeller in order to increase the required pressure.

この構成を使用すると、2つの空洞2A、2B間の圧力分布をアンバランスにして、圧力が低い空洞2Aの方向の空洞軸7の方向に軸方向の力が発生する恐れがある。同様に、空洞2A、2B間の圧力差により、隙間ギャップ8Aを通して空洞2Bから空洞2Aへ流体が漏洩する恐れがある。   When this configuration is used, the pressure distribution between the two cavities 2A and 2B may be unbalanced, and an axial force may be generated in the direction of the cavity axis 7 in the direction of the cavity 2A where the pressure is low. Similarly, fluid may leak from the cavity 2B to the cavity 2A through the gap gap 8A due to a pressure difference between the cavities 2A and 2B.

それ故、通常は、軸方向の力を打ち消し、そのため発生する漏洩の流れのレベルを低減するインペラ・サスペンション方法が使用される。しかし、必ずしもこの方法を使用しなくてもよい。   Therefore, an impeller suspension method is typically used that cancels the axial force and thus reduces the level of leakage flow that occurs. However, this method need not necessarily be used.

図12A〜図12Fは、X−LVAD動作用の第1の例の構成を示す。この例の場合には、上記の参照番号と類似の参照番号であって、50だけ大きい参照番号を使用する。それ故、ポンプの各素子については詳細に説明しない。   12A to 12F show the configuration of the first example for the X-LVAD operation. In this example, a reference number similar to the above reference number, which is 50 larger, is used. Therefore, each element of the pump will not be described in detail.

この例の場合には、インペラ53は、軸方向に完全に吊り下げられていて、軸方向の磁気モータ軸受により空洞軸57を中心にして回転する。半径方向の自由度は、58のところに位置する流体軸受と結合している能動軸方向軸受が発生する受動磁気力の組合わせにより制限される。流体軸受の場合には、空洞52Bから空洞52Aへの流体の流れを有意に低減する働きをする隙間ギャップ58Aの幅は最も狭くする必要がある。空洞52は、それに応じて他のインペラの形状を収容するような形をしていることを理解することができるだろう。   In the case of this example, the impeller 53 is completely suspended in the axial direction, and rotates around the hollow shaft 57 by an axial magnetic motor bearing. Radial freedom is limited by the combination of passive magnetic forces generated by an active axial bearing coupled with a fluid bearing located at 58. In the case of a hydrodynamic bearing, the gap gap 58A that serves to significantly reduce the flow of fluid from the cavity 52B to the cavity 52A needs to be the narrowest. It will be appreciated that the cavity 52 is shaped to accommodate other impeller shapes accordingly.

この例の場合には、インペラ53は円筒状であって、水圧効率を改善し、磁気材料を置くための領域を供給するために囲い板53Dを使用する。羽根44Aは、ポンプが必要とする所望の全圧力上昇の半分の圧力を上昇させるために、羽根の角度および高さを正しく選択することにより構成される。ある例の場合には、入口55Aから出口56Aへの圧力の上昇は、50mmHg程度である。   In this example, the impeller 53 is cylindrical and uses a shroud 53D to improve hydraulic efficiency and provide an area for placing magnetic material. The vane 44A is constructed by correctly selecting the vane angle and height in order to increase the pressure by half the desired total pressure increase required by the pump. In an example, the pressure increase from the inlet 55A to the outlet 56A is about 50 mmHg.

流体は、出口56Aを通して第1の段から出て、「クロスオーバ」ボリュート56Cに入る。このボリュートは、流体を効率的に第2の段の入口55Bに移送する。第2の段に入る流体は、全圧力の半分であり、全圧力の後の半分を上昇させるために羽根54Bを必要とする。羽根54Bは、異なる入口条件でも使用することができるように若干異なるプロファイルを有することができる。   Fluid exits the first stage through outlet 56A and enters “crossover” volute 56C. This volute efficiently transfers the fluid to the second stage inlet 55B. The fluid entering the second stage is half of the total pressure and requires vanes 54B to raise the latter half of the total pressure. The vanes 54B can have slightly different profiles so that they can be used at different inlet conditions.

この例の場合には、磁石システムは、空洞52を含むインペラ53の軸方向のサスペンションおよび回転の両方を行うために使用される。図12G〜図12Lを参照しながらこの磁石システムの一例について以下に説明する。   In this example, the magnet system is used for both axial suspension and rotation of the impeller 53 including the cavity 52. An example of this magnet system will be described below with reference to FIGS. 12G to 12L.

この場合、2つのスロット付きタイプのステータ65A、65Bは、インペラ53の軸方向の上方及び下方に位置する。ステータ65A、65B内のコア65Cの周囲に巻かれたコイル61A、61Bが発生する磁界は、インペラ53の囲い板53D内に埋め込まれている特殊な形の永久ドライバ磁石59と結合している。   In this case, the two slotted stators 65 </ b> A and 65 </ b> B are located above and below the impeller 53 in the axial direction. Magnetic fields generated by the coils 61A and 61B wound around the core 65C in the stators 65A and 65B are coupled to a special-shaped permanent driver magnet 59 embedded in the surrounding plate 53D of the impeller 53.

この例の場合には、4つのドライバ磁石59Aが、第2の端部53B上に位置するドライバ磁石59Bの対応する組を含むインペラの第1の端部53A上に位置する。しかし、他の数の磁石も使用することができる。   In this example, four driver magnets 59A are located on the first end 53A of the impeller that includes a corresponding set of driver magnets 59B located on the second end 53B. However, other numbers of magnets can be used.

モータ機能の場合、同じ電流が、頂部ステータおよび底部ステータ65A、65B内に位置するコイル61A、61Bに供給される。この例の場合には、6つのコイル61A、61Bが図示されているが、他の数のコイルも使用することができる。   In the case of a motor function, the same current is supplied to the coils 61A and 61B located in the top and bottom stators 65A and 65B. In this example, six coils 61A and 61B are shown, but other numbers of coils can be used.

軸受機能の場合、コイル61Aに供給される電流が増大すると、コイル61Bに供給される電流が対応して減少し、それによりコイル61Aへの磁気引力が増大し、コイル61Bへの磁気引力が減少する。そのため、コイル61Aに向かう空洞軸57沿いの力が発生し、そのためこの力を空洞軸57に沿ったインペラ53の位置を変えるために使用することができる。この制御は、処理システム70と結合している適当なセンサ76を使用して、インペラ53の位置を決定することにより再度行われる。次に、図5A、図5Bおよび図6のところで説明したのと類似の方法で動作が行われるが、この動作についてはすでに説明したので詳細には説明しない。   In the case of the bearing function, when the current supplied to the coil 61A increases, the current supplied to the coil 61B correspondingly decreases, thereby increasing the magnetic attractive force to the coil 61A and decreasing the magnetic attractive force to the coil 61B. To do. Therefore, a force is generated along the cavity axis 57 toward the coil 61 </ b> A, and therefore this force can be used to change the position of the impeller 53 along the cavity axis 57. This control is again performed by determining the position of the impeller 53 using a suitable sensor 76 coupled to the processing system 70. Next, the operation is performed in a manner similar to that described with reference to FIGS. 5A, 5B and 6, but this operation has already been described and will not be described in detail.

二組のドライバ磁石59A、59Bを設置する他の方法としては、ステータ65Aをインペラの第1の端部53A上の鉄と結合している磁気軸受としてだけ動作するようにすることができる。この場合、回転トルクは、端部53B内に埋め込まれている適当な数のドライバ磁石59Bと結合しているもっと多くの鉄のコアを有する底部ステータ65Bが供給するだけである。   Another way to install the two sets of driver magnets 59A, 59B is to allow the stator 65A to operate only as a magnetic bearing coupled to the iron on the first end 53A of the impeller. In this case, rotational torque is only supplied by the bottom stator 65B having more iron cores coupled with a suitable number of driver magnets 59B embedded in the end 53B.

この例の場合には、センサ76は、軸方向タイプの磁気軸受のために必要であるため、軸方向の運動だけを直接感知するために、平らなインペラの囲い板53D上に目標を設定するように装着することができる。   In this example, the sensor 76 is required for an axial type magnetic bearing, so a target is set on the flat impeller shroud 53D to directly sense only axial movement. Can be mounted as follows.

他の例の場合には、コイル61A、61Bが発生する磁界は、インペラ53のどちらかの端部53A、53Bのところの囲い板55D内に埋め込まれている鉄に直接結合する。これにより軸方向の軸受の制御だけを行うことができ、それ故、空洞軸57に沿ったインペラ53の位置を制御するために使用することができる。三相モータをインペラ53の円筒状の円周内に埋め込まれている磁石59と結合することにより、すでに説明したのと類似の方法で、回転トルクが供給される。このことは、図4〜図7で説明したのと類似の配置を使用して達成することができる。   In another example, the magnetic field generated by the coils 61A, 61B is directly coupled to the iron embedded in the enclosure 55D at either end 53A, 53B of the impeller 53. This allows only axial bearing control to be performed and can therefore be used to control the position of the impeller 53 along the cavity shaft 57. By coupling the three-phase motor with a magnet 59 embedded in the cylindrical circumference of the impeller 53, rotational torque is supplied in a manner similar to that already described. This can be achieved using an arrangement similar to that described in FIGS.

ある例の場合には、モータは、インペラの外周から半径方向の外側を向いている、ハウジング内に位置する6つのコア・ステータの周囲に巻かれている6つのコイルを有する。
上記すべての例の場合、多くの異なる方法により半径方向の運動を制御することができる。例えば、このような制御は、ハウジング51上に設置されているコイルの適当な組により行うことができる。図1〜図11のところですでに説明したように、このコイルは、ドライバ・コイル、または制御コイルの追加の組を含むことができる。
In one example, the motor has six coils wound around six core stators located within the housing, facing radially outward from the outer periphery of the impeller.
In all the above examples, the radial motion can be controlled in many different ways. For example, such control can be performed by an appropriate set of coils installed on the housing 51. As already described with reference to FIGS. 1-11, this coil may include an additional set of driver coils or control coils.

別の方法としては、半径方向の運動を、インペラ3とハウジング8との間の隙間ギャップ8A内の流体軸受を使用することにより制限することができる。この場合、インペラの円筒状の円周は、多数の小さなテーパ状の楔90から作ることができる。図13Gは、その例を示す。   Alternatively, radial movement can be limited by using a hydrodynamic bearing in the gap gap 8A between the impeller 3 and the housing 8. In this case, the cylindrical circumference of the impeller can be made from a large number of small tapered wedges 90. FIG. 13G shows an example.

好適には、楔90は、血液成分の損傷を軽減するために丸い縁部を有することが好ましい。しかし、縁部を丸くすると流体軸受の剛性が低下する。これらの楔と相対的回転速度とを組み合わせると、レイノルドの潤滑理論が記述しているように、テーパ状ギャップを通して流体が締め付けられるために推力が発生する。この半径方向の推力は、ポンプ内で発生するすべての半径方向の力のバランスをとるために使用される。
第3の特定の例
第3の特定の例は、BiVADと呼ばれる心臓の左右両方の心室の機能を補助またはその代わりをすることができる1台のポンプに関連する。
Preferably, the wedge 90 has a rounded edge to reduce blood component damage. However, when the edge is rounded, the rigidity of the fluid bearing is lowered. Combining these wedges with relative rotational speeds creates thrust as the fluid is tightened through the tapered gap as described by Reynold's lubrication theory. This radial thrust is used to balance all radial forces generated within the pump.
Third Specific Example A third specific example relates to a single pump called BiVAD that can assist or replace the function of both the left and right ventricles of the heart.

図13A〜図13Hを参照しながらこのポンプの一例について以下に説明する。これらの図面においては、100だけ多い類似の参照番号を、第1の特定の例で示したこれらのものへの類似の整数を示すのに使用する。   An example of this pump will be described below with reference to FIGS. 13A to 13H. In these figures, like reference numbers that are more than 100 are used to indicate similar integers to those shown in the first particular example.

この例の場合には、流体は、入口105Aに接続しているカニューレを介して、左の心室から空洞102Aに送られる。流体は、円筒状のインペラ103に入り、その羽根104Aがボリュート137Aを介して流体を出口106Aの方向に付勢し、大動脈に接続しているカニューレを通して循環システムに戻る。これにより、ある例の場合には、5L/分の流速で100mmHg圧力を上昇する組織的循環系が必要とする十分な流速および圧力が与えられる。   In this example, fluid is pumped from the left ventricle into the cavity 102A via a cannula connected to the inlet 105A. The fluid enters the cylindrical impeller 103 and its vanes 104A urge the fluid through the volute 137A in the direction of the outlet 106A and return to the circulatory system through a cannula connected to the aorta. This provides sufficient flow rate and pressure required by the systemic circulatory system to increase 100 mm Hg pressure at a flow rate of 5 L / min in some cases.

同時に、流体は、入口105Bに接続しているカニューレを介して、右心室から空洞102Bに送られる。流体は、インペラ103の側面103Bに流れ、このインペラは、ボリュート137Bを介して流体を出口106Bの方向に付勢する羽根104Bを有する。この場合、羽根104Bは、ある例の場合には、5L/分の流速で20mmHgだけ圧力を上昇する、肺循環系に適する流速および圧力を供給するように設計されている。流体は、肺動脈に接続している適当なカニューレを介して送られる。   At the same time, fluid is pumped from the right ventricle into the cavity 102B via a cannula connected to the inlet 105B. The fluid flows to the side surface 103B of the impeller 103, and the impeller has vanes 104B that urge the fluid in the direction of the outlet 106B through the volute 137B. In this case, the vanes 104B are designed to provide a flow rate and pressure suitable for the pulmonary circulatory system that, in one example, increases the pressure by 20 mmHg at a flow rate of 5 L / min. Fluid is delivered through a suitable cannula connected to the pulmonary artery.

この例の場合には、軸方向のサスペンションおよびインペラのドライブは、第1または第2の特定の例のところで説明したように行われる。
図13の例の場合には、インペラ103は、囲い板103D内に埋め込まれているドライバ磁石109A、109Bへの各ステータ115A、115B上に巻かれているコイル111A、111Bが発生する結合磁界により回転する。
In this example, axial suspension and impeller drive are performed as described in the first or second specific example.
In the example of FIG. 13, the impeller 103 is driven by a coupling magnetic field generated by the coils 111A and 111B wound on the stators 115A and 115B to the driver magnets 109A and 109B embedded in the surrounding plate 103D. Rotate.

別の方法としては、または追加的に、軸方向の位置は、囲い板103D内の鉄だけの目標と結合しているハウジング101Bに位置する純粋な軸方向の磁気軸受により制御することができる。   Alternatively or additionally, the axial position can be controlled by a pure axial magnetic bearing located in the housing 101B that is coupled to the iron-only target in the shroud 103D.

空洞軸に沿ってインペラの位置を制御する他の手段を使用した場合には、上記実施形態のところで説明したような他のモータ・コイルおよび軸受コイルを使用することができることを理解することができるだろう。   It can be appreciated that other motor coils and bearing coils as described in the above embodiments can be used when other means of controlling the position of the impeller along the cavity axis are used. right.

この場合も、半径方向の位置の制御は、インペラ103の中央部分103C内に位置するドライバ磁石109と協働する適当なコイル構成を使用して行うことができる。別の方法としては、この制御を、第2の特定の例のところで説明したような流体力学的サスペンションにより行うことができる。   Again, control of the radial position can be accomplished using a suitable coil configuration that cooperates with the driver magnet 109 located within the central portion 103C of the impeller 103. Alternatively, this control can be performed by a hydrodynamic suspension as described in the second specific example.

この後の例の場合、この領域内の狭い隙間ギャップ8Aおよび短い円筒状の部分は、流体の流れに対して適当な抵抗を形成することにより、高圧側から低圧側への漏洩の流れを低減する働きをし、そのため汚染が少なくなる。   In the case of the following example, the narrow gap gap 8A and the short cylindrical portion in this region reduce the flow of leakage from the high pressure side to the low pressure side by creating an appropriate resistance to the fluid flow. And therefore less pollution.

図13H〜図13Jに示すように、羽根104A、104Bの組の各寸法により、差圧および流れ特性が達成される。より詳細に説明すると、インペラが1つの回転速度で動作するので、高圧インペラ側103A、および低圧側103B上に異なるインペラの羽根104A、104Bを設けることにより圧力差ができる。   As shown in FIGS. 13H-13J, differential pressure and flow characteristics are achieved by the dimensions of the set of vanes 104A, 104B. More specifically, since the impeller operates at one rotational speed, a pressure difference can be created by providing different impeller blades 104A and 104B on the high pressure impeller side 103A and the low pressure side 103B.

この場合、図13Jに示すように、インペラ部分103B上の羽根104Bの長さは、インペラ部分103A上の羽根104Aより短い。
この例の場合には、インペラ103が2200rpmで回転している場合、下記の寸法にすれば必要な流速および圧力にすることができる。
In this case, as shown in FIG. 13J, the length of the blade 104B on the impeller portion 103B is shorter than the length of the blade 104A on the impeller portion 103A.
In the case of this example, when the impeller 103 is rotating at 2200 rpm, the required flow velocity and pressure can be obtained by the following dimensions.

・羽根104A Ll=22mm
・羽根端部103Aの半径 Rl=25mm
・羽根104B Lr=11mm
・インペラ端部103Bの半径 R=12.5mm
この例の場合には、この圧力差により、ポンプの左側から右側への血液の流れが最小になることを理解されたい。しかし、これらの値は、酸素を吹き込んだ血液の酸素を吹き込んでいない血液への流れを表しているので、これは医学的側面からの問題を表していない。
Bane 104A Ll = 22mm
・ Radius of blade end 103A Rl = 25mm
Bane 104B Lr = 11mm
・ Radius of impeller end 103B R = 12.5mm
In this example, it should be understood that this pressure differential minimizes blood flow from the left side of the pump to the right side. However, since these values represent the flow of blood that has been blown with oxygen to blood that has not been blown with oxygen, this does not represent a medical problem.

上記説明から、多数の異なる回転ドライブと一緒に、多数の異なる軸方向およびラジアル軸受を提供することができることを理解することができるだろう。これらの軸受は、円筒状または二重円錐形のインペラと一緒に任意の組合わせで使用することができる。   It will be appreciated from the above description that a number of different axial and radial bearings can be provided along with a number of different rotary drives. These bearings can be used in any combination with a cylindrical or double conical impeller.

それ故、例えば、システムは下記の種々の組合わせを使用することができる。
・インペラ内に永久磁石を含むポンプ・ハウジング内の磁気結合永久磁石による受動軸方向サスペンション
・図14内に参照番号150、151で示すハウジングとインペラとの間の物理的結合による受動軸方向サスペンション
・インペラ内に永久磁石または鉄を含むポンプ・ハウジング内の磁気結合コイルによる能動軸方向サスペンション
・インペラ内に永久磁石を含むポンプ・ハウジング内の磁気結合コイルによる能動半径方向サスペンション
・インペラとハウジング間の流体力学的効果による受動半径方向サスペンション
・インペラ内に永久磁石を含むポンプ・ハウジング内の磁気結合コイルによるインペラの回転
当業者であれば、多くの変更および修正を容易に思い付くことができるだろう。当業者が容易に思い付くこのようなすべての変更および修正は、今まで広義に説明してきた本発明の精神および範囲に入る。
Thus, for example, the system can use the various combinations described below.
A passive axial suspension by a magnetically coupled permanent magnet in a pump housing including a permanent magnet in the impeller. A passive axial suspension by a physical coupling between the housing and the impeller indicated by reference numerals 150 and 151 in FIG. Active axial suspension by magnetically coupled coil in pump housing with permanent magnet or iron in impeller Active radial suspension by magnetically coupled coil in pump housing with permanent magnet in impeller Fluid between impeller and housing Passive radial suspension due to mechanical effects-Impeller rotation by a magnetic coupling coil in a pump housing that contains a permanent magnet in the impeller Many modifications and modifications will readily occur to those skilled in the art. All such changes and modifications that will readily occur to those skilled in the art fall within the spirit and scope of the present invention which has been broadly described.

それ故、上記説明は、心臓補助デバイスとしての流体ポンプの使用に焦点を当てているが、この流体ポンプは、他の目的、および圧力および流速がこのデバイスの動作パラメータ内に入るすべての流体ポンピング用途にも使用することができる。   Therefore, while the above description focuses on the use of a fluid pump as a cardiac assist device, this fluid pump is for other purposes and all fluid pumping where pressure and flow rate fall within the operating parameters of the device. It can also be used for applications.

(A)〜(E)はインペラを内蔵する流体ポンプの一例の概略断面図、端面図、平面図、斜視図および分解斜視図。(A)-(E) are the schematic sectional drawing of an example of the fluid pump which incorporates an impeller, an end view, a top view, a perspective view, and an exploded perspective view. (A)〜(F)は図1(A)〜図1(E)のポンプで使用するための入口および出口ボリュートの例の概略平面図。(A)-(F) are schematic plan views of examples of inlet and outlet volutes for use with the pumps of FIGS. 1 (A) -1 (E). (A)〜(D)は図1(A)〜図1(E)のポンプで使用するためのインペラの例の概略斜視図および平面図。(A)-(D) are the schematic perspective view and top view of an example of the impeller for using with the pump of FIG. 1 (A) -FIG.1 (E). (A)〜(J)は図1(A)〜図1(E)のポンプで使用するための磁石の例の略図。(A)-(J) are schematic diagrams of examples of magnets for use in the pumps of FIGS. 1 (A)-(E). (A),(B)は図1(A)〜図1(E)のポンプでコイルが発生する磁界およびインペラの対応する運動の概略平面図。(A), (B) is a schematic plan view of the magnetic field which a coil generate | occur | produces with the pump of FIG. 1 (A)-FIG. 1 (E), and the corresponding motion of an impeller. 図1(A)〜図1(E)のポンプを制御するための制御装置の一例の略図。FIG. 2 is a schematic view of an example of a control device for controlling the pumps of FIGS. (A)〜(C)は図1(A)〜図1(E)のポンプで使用するためのセンサの例の概略斜視図、平面図および側面図。(A)-(C) are the schematic perspective view, the top view, and the side view of an example of the sensor for using with the pump of FIG. 1 (A) -FIG.1 (E). 図3(A)のインペラの位置の感知の一例の略図。4 is a schematic diagram of an example of sensing the position of the impeller of FIG. 図3(B)のインペラの位置の感知の一例の略図。4 is a schematic diagram of an example of sensing the position of the impeller of FIG. 追加の軸方向のサスペンションを有する流体ポンプの一例の略図。1 is a schematic illustration of an example of a fluid pump having an additional axial suspension. (A),(B)は能動軸方向サスペンションを有するポンプで使用するためのインペラおよびハウジングの一例の概略斜視図。(A), (B) is a schematic perspective view of an example of an impeller and a housing for use in a pump having an active axial suspension. (A)〜(L)はインペラを内蔵する流体ポンプのもう1つの例の略図。(A)-(L) are schematic diagrams of another example of a fluid pump incorporating an impeller. (A)〜(J)はインペラを内蔵する流体ポンプのもう1つの例の略図。(A)-(J) are schematic diagrams of another example of a fluid pump incorporating an impeller. 軸方向軸受を有する流体ポンプの概略断面図。1 is a schematic cross-sectional view of a fluid pump having an axial bearing.

Claims (78)

流体ポンプであって、
a)空洞軸を有する空洞を形成するハウジングであって、
i)少なくとも1つの流体用入口と、
ii)少なくとも1つの流体用出口と、
iii)磁界を発生するための一組のコイルと
を有するハウジングと、
b)前記空洞内に位置しているインペラであって、
i)使用中、前記空洞軸にほぼ平行なインペラ軸を形成している本体と、
ii)使用中、流体を前記入口から前記出口へ付勢するために前記本体上に位置する多数の羽根と、
iii)使用中、前記磁界内に位置する多数のドライバ磁石と
を有するインペラと、
c)前記空洞内の前記インペラの位置を検出するように適合された少なくとも2つのセンサと、
d)前記空洞軸に直角な方向に前記インペラの位置を制御するためのラジアル軸受と、
e)前記空洞軸に平行な方向に前記インペラの位置を制御するための半径方向結合と、
f)使用中、前記磁界を制御し、それにより前記インペラ軸を中心とする前記インペラの回転を制御するために、前記センサおよびコイルの前記第1および第2の組と結合している制御装置と
を含む流体ポンプ。
A fluid pump,
a) a housing forming a cavity having a cavity axis,
i) at least one fluid inlet;
ii) at least one fluid outlet;
iii) a housing having a set of coils for generating a magnetic field;
b) an impeller located in the cavity,
i) in use, a body forming an impeller axis substantially parallel to the cavity axis;
ii) a number of vanes located on the body for urging fluid from the inlet to the outlet during use;
iii) an impeller having a number of driver magnets located in the magnetic field during use;
c) at least two sensors adapted to detect the position of the impeller within the cavity;
d) a radial bearing for controlling the position of the impeller in a direction perpendicular to the cavity axis;
e) radial coupling to control the position of the impeller in a direction parallel to the cavity axis;
f) In use, a controller coupled to the first and second sets of sensors and coils to control the magnetic field and thereby control rotation of the impeller about the impeller axis And fluid pump including.
前記軸方向の結合が、
a)第2の磁界を発生するためのコイルの第2の組と、
b)前記本体内に設けられていて、使用中、前記第2の磁界内に位置する多数の軸方向の支持磁石とを含み、前記制御装置が、前記第2の磁界を制御し、それにより前記空洞軸に平行な方向の前記インペラの運動を制御する請求項1に記載の流体ポンプ。
The axial coupling is
a) a second set of coils for generating a second magnetic field;
b) a plurality of axial support magnets provided in the main body and located in use in the second magnetic field, wherein the controller controls the second magnetic field, thereby The fluid pump according to claim 1, wherein movement of the impeller in a direction parallel to the cavity axis is controlled.
前記軸方向の結合が、コイルの前記第1の組および前記本体内に設けられていて、使用中、前記磁界内に位置する多数の軸方向の支持磁石とを含み、前記制御装置が、前記磁界を制御し、それにより前記空洞軸に平行な方向の前記インペラの運動を制御する請求項1に記載の流体ポンプ。 The axial coupling is provided in the first set of coils and the body and includes a number of axial support magnets located in use in the magnetic field during use; The fluid pump of claim 1, wherein the fluid pump controls a motion of the impeller in a direction parallel to the cavity axis. 前記軸方向の結合が、
a)軸方向の制御磁界を発生するために、前記ハウジングと結合している一組の磁石、および
b)前記本体内に設けられていて、使用中、前記軸方向の制御磁界内に位置していて、それにより前記空洞軸に平行な方向の前記インペラの運動を制限する多数の軸方向の支持磁石
のうちの少なくとも一方を含む請求項1に記載の流体ポンプ。
The axial coupling is
a) a set of magnets coupled to the housing to generate an axial control field; and b) provided within the body and located in use within the axial control field. The fluid pump of claim 1 including at least one of a plurality of axial support magnets thereby restricting movement of the impeller in a direction parallel to the cavity axis.
前記軸方向の支持磁石が前記ドライバ磁石である請求項2〜4の何れか1項に記載の流体ポンプ。 The fluid pump according to any one of claims 2 to 4, wherein the supporting magnet in the axial direction is the driver magnet. 前記軸方向の結合が、
a)前記ハウジングに結合している第1の軸受部材と、
b)インペラと結合している第2の軸受部材とを含み、前記第1および第2の軸受部材が協働し、それにより前記空洞軸に平行な方向の前記インペラの運動を制限する請求項1に記載の流体ポンプ。
The axial coupling is
a) a first bearing member coupled to the housing;
and b) a second bearing member coupled to the impeller, wherein the first and second bearing members cooperate to thereby limit movement of the impeller in a direction parallel to the cavity axis. 2. The fluid pump according to 1.
前記ラジアル軸受が、
a)前記ハウジングの内面と、
b)使用中流体がポンピングされるときに、前記内面部分と外面部分との間に境界層が形成され、それにより前記空洞軸に直角な方向の前記インペラの運動が制限されるように、前記内面と協働する形状を有している、前記インペラの外面の少なくとも一部とを含む請求項1〜6の何れか1項に記載の流体ポンプ。
The radial bearing is
a) the inner surface of the housing;
b) when a fluid is pumped during use, a boundary layer is formed between the inner surface portion and the outer surface portion, thereby limiting the movement of the impeller in a direction perpendicular to the cavity axis. The fluid pump according to any one of claims 1 to 6, comprising at least a part of an outer surface of the impeller having a shape that cooperates with an inner surface.
前記ラジアル軸受が、第2の磁界を発生するためのコイルの第2の組を含み、前記制御装置が、前記センサからの信号により前記第3の磁界を制御し、それにより前記空洞軸に直角な方向の前記インペラの運動を制御する請求項1〜6の何れか1項に記載の流体ポンプ。 The radial bearing includes a second set of coils for generating a second magnetic field, and the controller controls the third magnetic field by a signal from the sensor, thereby perpendicular to the cavity axis. The fluid pump according to claim 1, wherein the movement of the impeller in a specific direction is controlled. 前記流体ポンプが、前記空洞の第1の端部に位置する少なくとも1つのセンサと、前記空洞の第2の対向端部に位置する少なくとも2つのセンサとを含む、請求項1〜8の何れか1項に記載の流体ポンプ。 The fluid pump of claim 1, wherein the fluid pump includes at least one sensor located at a first end of the cavity and at least two sensors located at a second opposing end of the cavity. The fluid pump according to item 1. 前記羽根の寸法が、前記出口における前記流体圧力および前記流速のうちの少なくとも一方を制御するように選択されている請求項1〜9の何れか1項に記載のる流体ポンプ。 The fluid pump according to any one of claims 1 to 9, wherein the size of the blade is selected to control at least one of the fluid pressure and the flow velocity at the outlet. 前記寸法が、
a)前記羽根の高さ、
b)前記インペラの直径、
c)前記羽根の長さ、
d)前記羽根の幅、
e)前記入口および出口の羽根の角度、
f)前記羽根の形状、
g)前記羽根の数
のうちの少なくとも1つを含む請求項10に記載の流体ポンプ。
The dimensions are
a) the height of the blade,
b) the diameter of the impeller,
c) the length of the blade,
d) the width of the blade,
e) the angle of the inlet and outlet vanes,
f) the shape of the blade,
11. The fluid pump of claim 10, comprising g) at least one of the number of vanes.
a)前記ハウジングが、
i)少なくとも2つの流体用入口と、
ii)少なくとも2つの流体用出口とを含み、
b)前記インペラが、
i)少なくとも2つの本体部分と、
ii)それぞれ前記第1および第2の本体部分の上に位置する羽根の第1および第2の組とを含み、羽根の各組が使用中流体を各入口から各出口へ付勢する請求項1〜11の何れか1項に記載の流体ポンプ。
a) the housing is
i) at least two fluid inlets;
ii) at least two fluid outlets;
b) the impeller
i) at least two body portions;
ii) first and second sets of vanes located on the first and second body portions, respectively, each set of vanes biasing fluid in use from each inlet to each outlet. The fluid pump according to any one of 1 to 11.
前記インペラが、第1および第2の空洞部分を形成するために、前記空洞と協働し、各空洞部分が、それぞれ入口、出口および前記インペラを含み、空洞が、前記空洞部分間の流体の移動を実質的に防止するように構成されている請求項12に記載の流体ポンプ。 The impeller cooperates with the cavities to form first and second cavity portions, each cavity portion including an inlet, an outlet, and the impeller, respectively, wherein the cavities are fluids between the cavity portions. The fluid pump of claim 12, wherein the fluid pump is configured to substantially prevent movement. 羽根の前記第1および第2の組が、それぞれほぼ同じ寸法を有し、それにより前記出口のところで流体をほぼ同じ圧力および流速で供給する請求項12または13に記載の流体ポンプ。 14. A fluid pump according to claim 12 or 13, wherein the first and second sets of vanes each have substantially the same dimensions, thereby supplying fluid at the outlet at substantially the same pressure and flow rate. 羽根の前記第1および第2の組が、それぞれ異なる寸法をそれぞれ有し、それにより前記各出口のところで流体をそれぞれの第1および第2の圧力で供給する請求項12または13に記載の流体ポンプ。 14. A fluid according to claim 12 or 13, wherein the first and second sets of vanes each have different dimensions, thereby supplying fluid at the respective first and second pressures at each outlet. pump. 前記第1の出口が、前記第2の入口と結合している請求項15に記載の流体ポンプ。 The fluid pump of claim 15, wherein the first outlet is coupled to the second inlet. 前記空洞が、前記空洞軸に対してほぼ回転対称になっていて、前記コイルが前記空洞の周囲に円周方向に間隔を置いて配置されている請求項1〜16の何れか1項に記載の流体ポンプ。 17. The cavity according to any one of claims 1 to 16, wherein the cavity is substantially rotationally symmetric with respect to the cavity axis and the coils are circumferentially spaced around the cavity. Fluid pump. 前記本体が、前記インペラに対してほぼ回転対称であり、前記ドライバ磁石が、前記インペラから半径方向の外側を向いて、また前記インペラ軸の周囲に円周方向に間隔を置いて位置する請求項1〜17の何れか1項に記載の流体ポンプ。 The body is substantially rotationally symmetric with respect to the impeller, and the driver magnets are located radially outward from the impeller and spaced circumferentially around the impeller shaft. The fluid pump according to any one of 1 to 17. 前記ドライバ磁石が、前記コイルの半径方向に内側を向いて位置する請求項18に記載の流体ポンプ。 The fluid pump according to claim 18, wherein the driver magnet is located inward in the radial direction of the coil. コイルの前記第1の組が、コイルの前記第2の組の半径方向に内側を向いて位置する請求項2に記載の流体ポンプ。 The fluid pump of claim 2, wherein the first set of coils is located radially inward of the second set of coils. 前記コイルが、ヨーク上に装着されている請求項1〜20の何れか1項に記載の流体ポンプ。 The fluid pump according to claim 1, wherein the coil is mounted on a yoke. 前記ヨークが、前記コイルを収容するためのスロットを含む請求項21に記載の流体ポンプ。 The fluid pump of claim 21, wherein the yoke includes a slot for receiving the coil. 前記一組のコイルが、第1のコイルの3つのペアを含み、各ペア内の前記第1のコイルが、円周方向に対向して位置していて、前記制御装置が、対応する方向に前記コイルを通して電流を流すことができ、それにより前記インペラを回転させる請求項1〜22の何れか1項に記載の流体ポンプ。 The set of coils includes three pairs of first coils, the first coils in each pair are positioned facing each other in the circumferential direction, and the control device is in a corresponding direction. 23. A fluid pump according to any one of the preceding claims, wherein an electric current can be passed through the coil, thereby rotating the impeller. 前記制御装置が、
a)必要なインペラ回転速度を決定し、
b)第1のコイルの各ペアに対する制御信号シーケンスを決定し、
c)所定の方向にドライバを移動させ、それにより前記インペラを回転させるために、第1のコイルの前記各ペアに各制御信号シーケンスを供給するように適合された請求項23に記載の流体ポンプ。
The control device is
a) Determine the required impeller rotation speed,
b) determining a control signal sequence for each pair of first coils;
24. A fluid pump according to claim 23, adapted to provide each control signal sequence to each pair of first coils to move a driver in a predetermined direction and thereby rotate the impeller. .
コイルの前記第2の組が、第2のコイルの3つのペアを含み、各ペア内の前記第2のコイルが、円周方向に対向して位置していて、前記制御装置が、対応する対向方向に前記コイルを通して電流を流すことができ、それにより前記空洞軸に対して前記ドライバ部材を半径方向に移動せるように適合された請求項2に記載の流体ポンプ。 The second set of coils includes three pairs of second coils, the second coils in each pair are located facing in the circumferential direction, and the control device corresponds to 3. A fluid pump according to claim 2, adapted to allow current to flow through the coil in an opposing direction, thereby moving the driver member radially relative to the cavity axis. 前記制御装置が、
a)前記センサを監視し、
b)前記空洞軸に対して半径方向の前記ドライバ軸の任意の移動を決定し、
c)第2の磁石の1つまたは複数のペアを選択し、
d)選択した各ペアに対して制御信号を発生し、
e)前記ドライバを所定の方向に移動させ、それにより前記空洞軸の方向に前記ドライバ軸を移動するために、選択した前記各ペアに前記制御信号を供給するように適合された請求項25に記載の流体ポンプ。
The control device is
a) monitor the sensor;
b) determining any movement of the driver shaft in the radial direction relative to the cavity shaft;
c) selecting one or more pairs of second magnets;
d) generate a control signal for each selected pair;
26) adapted to supply said control signal to each said selected pair for moving said driver in a predetermined direction and thereby moving said driver axis in the direction of said cavity axis The fluid pump described.
前記制御装置が、メモリおよびプロセッサを有する処理システムから形成されていて、前記処理システムが、メモリが記憶している所定のアルゴリズムに従って、前記コイルが発生する前記磁界を制御するための制御信号を発生するように適合された請求項1〜26の何れか1項に記載の流体ポンプ。 The control device is formed of a processing system having a memory and a processor, and the processing system generates a control signal for controlling the magnetic field generated by the coil according to a predetermined algorithm stored in the memory. 27. A fluid pump according to any one of claims 1 to 26 adapted to do so. 前記処理システムが、信号発生器と結合していて、前記制御信号が、前記処理システムにより前記信号発生器に、所定の電流をコイルに供給させることにより形成される請求項27に記載の流体ポンプ。 28. The fluid pump of claim 27, wherein the processing system is coupled to a signal generator and the control signal is formed by causing the signal generator to supply a predetermined current to the coil by the processing system. . 前記ドライバ磁石が、8つの円周方向に間隔を置いて位置する永久磁石を含み、前記磁石の磁極が、前記ドライバ軸と垂直方向に整合していて、磁極の整合の前記方向が隣接する磁石で逆になるように配置されている請求項1〜28の何れか1項に記載の流体ポンプ。 The driver magnet includes eight circumferentially spaced permanent magnets, the magnetic poles of the magnet are aligned in a direction perpendicular to the driver shaft, and the direction of magnetic pole alignment is adjacent The fluid pump according to any one of claims 1 to 28, wherein the fluid pump is disposed so as to be reversed. 前記本体が、
a)2つの本体端部と、
b)前記本体端部上に位置する多数の羽根とを含み、前記羽根が、前記ドライバ軸にほぼ平行な方向に、前記本体端部の表面から延びていて、前記ドライバ軸から半径方向に外側を向いて位置していて、また前記ドライバ軸の周囲を円周方向に間隔を置いて位置する請求項1〜29の何れか1項に記載の流体ポンプ。
The body is
a) two body ends,
b) a plurality of vanes located on the end of the body, the vanes extending from the surface of the end of the body in a direction substantially parallel to the driver shaft and radially outward from the driver shaft 30. The fluid pump according to any one of claims 1 to 29, wherein the fluid pump is located in a circumferential direction and spaced circumferentially around the driver shaft.
各本体端部が、ほぼ円錐形をしている請求項30に記載の流体ポンプ。 31. A fluid pump according to claim 30, wherein each body end is substantially conical. 前記本体が、前記2つの本体端部間に位置するほぼ円筒状の中央本体部分を含み、前記ドライバ磁石が、前記円筒状の中央本体部分内に位置する請求項30または31に記載の流体ポンプ。 32. A fluid pump according to claim 30 or 31, wherein the body includes a generally cylindrical central body portion positioned between the two body ends, and the driver magnet is located within the cylindrical central body portion. . 前記空洞が、第1および第2の空洞端部を含み、各空洞端部が、
a)前記空洞軸に沿って位置する入口と、
b)前記空洞軸に対して直角方向を向いていて、前記空洞軸から半径方向にずれて配置されている出口とを有し、
c)前記羽根が流体を前記インペラの回転に応じて、前記入口から前記出口に付勢するように適合され、前記インペラと協働するためにほぼ円錐形の形状を有する請求項31または32に記載の流体ポンプ。
The cavity includes first and second cavity ends, each cavity end comprising:
a) an inlet located along the cavity axis;
b) an outlet that is oriented perpendicular to the cavity axis and is radially offset from the cavity axis;
33. The method of claim 31 or 32, wherein the blade is adapted to urge fluid from the inlet to the outlet in response to rotation of the impeller and has a generally conical shape to cooperate with the impeller. The fluid pump described.
前記インペラおよび前記空洞が、流体が一方の空洞端部から他方の空洞端部に流れるのを実質的に防止するために協働し、各本体端部上の前記羽根が、それぞれのある高さまたは長さを有し、それにより前記各端部内の前記出口のところで前記圧力または流速を制御する請求項33に記載の流体ポンプ。 The impeller and the cavity cooperate to substantially prevent fluid from flowing from one cavity end to the other cavity end, and the vanes on each body end are at a certain height. 34. The fluid pump of claim 33, having a length, thereby controlling the pressure or flow rate at the outlet in each end. 前記ポンプが、前記空洞端部のうちの少なくとも一方内に位置する少なくとも2つのセンサを含み、それにより前記センサと前記各本体端部の表面との間の距離を測定する請求項30〜34の何れか1項に記載の流体ポンプ。 35. The method of claims 30-34, wherein the pump includes at least two sensors located within at least one of the cavity ends, thereby measuring the distance between the sensors and the surface of each body end. The fluid pump according to any one of the above. 前記インペラが、前記羽根と結合している囲い板を含み、前記センサが前記囲い板の位置を決定するように適合された請求項35に記載の流体ポンプ。 36. The fluid pump of claim 35, wherein the impeller includes a shroud coupled to the vanes, and the sensor is adapted to determine a position of the shroud. 前記ポンプが、前記空洞軸から半径方向に外側を向いて位置していて、また前記空洞軸の周囲に円周方向に間隔を置いて位置している少なくとも3つのセンサを含む請求項35または36に記載の流体ポンプ。 37. The pump includes at least three sensors positioned radially outward from the cavity axis and spaced circumferentially around the cavity axis. The fluid pump described in 1. 前記センサが、前記各本体端部の表面の方向に放射線を放射するように適合された放射線源、および反射した放射線を検出するための検出器を含む請求項35〜37の何れか1項に記載の流体ポンプ。 38. Any one of claims 35 to 37, wherein the sensor includes a radiation source adapted to emit radiation in the direction of the surface of each body end, and a detector for detecting reflected radiation. The fluid pump described. 前記インペラが位置磁石を含み、前記センサが、前記位置磁石が発生する磁界を測定するように適合されたホール効果センサから形成される請求項35〜37の何れか1項に記載の流体ポンプ。 38. A fluid pump according to any one of claims 35 to 37, wherein the impeller includes a position magnet, and the sensor is formed from a Hall effect sensor adapted to measure a magnetic field generated by the position magnet. 前記位置磁石が、前記ドライバ磁石である請求項39に記載の流体ポンプ。 40. The fluid pump according to claim 39, wherein the position magnet is the driver magnet. 前記支持磁石が、ほぼ円錐または円錐台の形をしている請求項6、9または15に記載の流体ポンプ。 The fluid pump according to claim 6, 9 or 15, wherein the support magnet has a substantially conical or truncated cone shape. 前記インペラおよび前記空洞が、ほぼ円筒形をしている請求項1〜41の何れか1項に記載の流体ポンプ。 The fluid pump according to any one of claims 1 to 41, wherein the impeller and the cavity have a substantially cylindrical shape. 前記インペラが、前記本体の外周上に位置する1つまたは複数の楔を含み、それにより前記空洞軸に直角な方向に前記インペラの位置を流体力学的に制御するために内面と協働する請求項7に記載の流体ポンプ。 The impeller includes one or more wedges located on an outer periphery of the body, thereby cooperating with an inner surface to hydrodynamically control the position of the impeller in a direction perpendicular to the cavity axis. Item 8. The fluid pump according to Item 7. 前記楔が中央本体部分内に設けられる請求項43に記載の流体ポンプ。 44. A fluid pump according to claim 43, wherein the wedge is provided within a central body portion. 前記軸方向の支持磁石が、磁界内に位置する磁石材料から形成される請求項2〜5の何れか1項に記載の流体ポンプ。 The fluid pump according to any one of claims 2 to 5, wherein the axial support magnet is formed of a magnet material located in a magnetic field. 前記軸方向の支持磁石が、軟鉄から形成される請求項45に記載の流体ポンプ。 46. A fluid pump according to claim 45, wherein the axial support magnet is formed from soft iron. 前記インペラが、各本体端部上に囲い板を含む請求項30に記載の流体ポンプ。 31. A fluid pump according to claim 30, wherein the impeller includes a shroud on each body end. 各囲い板が、ドライバ磁石を含む請求項47に記載の流体ポンプ。 48. The fluid pump of claim 47, wherein each shroud includes a driver magnet. 各囲い板が、軸方向の支持磁石を含む請求項47に記載の流体ポンプ。 48. The fluid pump of claim 47, wherein each shroud includes an axial support magnet. 前記ポンプが、2つの各空洞端部内に位置する一組の第2の磁石を含む請求項2に記載の流体ポンプ。 The fluid pump of claim 2, wherein the pump includes a set of second magnets located within each of the two cavity ends. 流体ポンプであって、
a)空洞軸を有する空洞を形成するハウジングであって、
i)少なくとも1つの流体用入口と、
ii)少なくとも1つの流体用出口と、
iii)第1および第2の各磁界を発生するためのコイルの第1および第2の組と
を有するハウジングと、
b)前記空洞内に位置しているインペラであって、
i)使用中前記空洞軸にほぼ平行なインペラ軸を形成している本体と、
ii)使用中、流体を前記入口から前記出口へ付勢するために前記本体上に位置する多数の羽根と、
iii)使用中、前記第1および第2の磁界内に位置する多数のドライバ磁石と
を有するインペラと、
c)前記空洞内の前記インペラの位置を検出するように適合された少なくとも2つのセンサと、
d)前記センサとコイルの前記第1および第2の組と結合している制御装置であって、使用中、
i)前記第1の磁界を制御し、それにより前記インペラ軸を中心とする前記インペラの回転を制御し、
ii)前記第2の磁界を制御し、それにより前記空洞軸に直角な方向の前記インペラの運動を制御する制御装置と
を含む流体ポンプ。
A fluid pump,
a) a housing forming a cavity having a cavity axis,
i) at least one fluid inlet;
ii) at least one fluid outlet;
iii) a housing having first and second sets of coils for generating first and second magnetic fields;
b) an impeller located in the cavity,
i) a main body forming an impeller shaft substantially parallel to the hollow shaft in use;
ii) a number of vanes located on the body for urging fluid from the inlet to the outlet during use;
iii) an impeller having a number of driver magnets located in the first and second magnetic fields during use;
c) at least two sensors adapted to detect the position of the impeller within the cavity;
d) a controller coupled to the first and second sets of sensors and coils, in use;
i) controlling the first magnetic field, thereby controlling the rotation of the impeller about the impeller axis;
ii) a fluid pump comprising a controller for controlling the second magnetic field and thereby controlling the movement of the impeller in a direction perpendicular to the cavity axis.
前記制御装置が、前記第2の磁界を制御し、それにより前記空洞軸に平行な前記インペラの運動を制御する請求項51に記載の流体ポンプ。 52. The fluid pump of claim 51, wherein the controller controls the second magnetic field, thereby controlling the movement of the impeller parallel to the cavity axis. 前記流体ポンプが、前記空洞軸に平行な方向の前記インペラの運動を制限するための軸方向の結合を含む請求項51に記載の流体ポンプ。 52. The fluid pump of claim 51, wherein the fluid pump includes an axial coupling to limit movement of the impeller in a direction parallel to the cavity axis. 流体ポンプであって、
a)空洞軸を有する空洞を形成している内面を有するハウジングであって、
i)少なくとも1つの流体用入口と、
ii)少なくとも1つの流体用出口と、
iii)磁界を発生するためのハウジングと結合している一組のコイルと
を有するハウジングと、
b)前記空洞内に位置しているインペラであって、
i)インペラ軸を形成している本体と、
ii)使用中、流体を前記入口から前記出口へ付勢するために前記本体上に位置する多数の羽根と、
iii)使用中、前記磁界内に位置する多数のドライバ磁石と、
iv)外面であって、使用中、流体がポンピングされるとき、前記内面部分と前記外面部分との間に境界層が形成され、それにより前記空洞軸に直角な方向の前記インペラの運動が制限されるように、少なくとも外面の一部が、前記内面の対応する形の部分と協働するような形をしている外面と
を有するインペラと、
c)前記空洞軸に平行な方向の前記インペラの運動を制限するための軸方向の結合と、
d)前記第1の磁界を制御し、それにより前記インペラ軸を中心にして前記インペラを回転するための制御装置と
を含む流体ポンプ。
A fluid pump,
a) a housing having an inner surface forming a cavity having a cavity axis,
i) at least one fluid inlet;
ii) at least one fluid outlet;
iii) a housing having a set of coils coupled to the housing for generating a magnetic field;
b) an impeller located in the cavity,
i) a body forming an impeller shaft;
ii) a number of vanes located on the body for urging fluid from the inlet to the outlet during use;
iii) a number of driver magnets located in the magnetic field during use;
iv) an outer surface, when in use, fluid is pumped, a boundary layer is formed between the inner surface portion and the outer surface portion, thereby limiting movement of the impeller in a direction perpendicular to the cavity axis An impeller having an outer surface shaped such that at least a portion of the outer surface cooperates with a correspondingly shaped portion of the inner surface;
c) an axial coupling to limit the movement of the impeller in a direction parallel to the cavity axis;
d) a fluid pump including a controller for controlling the first magnetic field and thereby rotating the impeller about the impeller axis.
前記軸方向の結合が、
a)第2の磁界を発生するためのコイルの第2の組と、
b)前記空洞内の前記インペラの位置を感知するための少なくとも2つのセンサとを含み、前記制御装置が、前記センサおよびコイルの前記第2の組と結合していて、使用中、前記制御装置が、前記第2の磁界を制御し、それにより前記空洞軸に平行な方向の前記インペラの運動を制御する請求項53または54に記載の流体ポンプ。
The axial coupling is
a) a second set of coils for generating a second magnetic field;
b) at least two sensors for sensing the position of the impeller within the cavity, wherein the controller is coupled to the second set of sensors and coils and is in use 55. A fluid pump according to claim 53 or 54, which controls the second magnetic field and thereby controls the movement of the impeller in a direction parallel to the cavity axis.
前記軸方向の結合が、
a)軸方向の制御磁界を発生するために、前記ハウジングと結合している一組の磁石、および
b)前記本体内に設けられていて、使用中、前記軸方向の制御磁界内に位置していて、それにより前記空洞軸に平行な方向の前記インペラの運動を制限する多数の軸方向の支持磁石
のうちの少なくとも一方を含む請求項53または54に記載の流体ポンプ。
The axial coupling is
a) a set of magnets coupled to the housing to generate an axial control field; and b) provided within the body and located in use within the axial control field. 55. A fluid pump according to claim 53 or 54, comprising at least one of a number of axial support magnets thereby restricting movement of the impeller in a direction parallel to the cavity axis.
前記軸方向の結合が、
a)前記ハウジングと結合している第1の軸受部材と、
b)前記インペラと結合している第2の軸受部材とを含み、前記第1および第2の軸受部材が協働し、それにより前記空洞軸に平行な方向の前記インペラの運動を制限する請求項53または54に記載の流体ポンプ。
The axial coupling is
a) a first bearing member coupled to the housing;
b) a second bearing member coupled to the impeller, wherein the first and second bearing members cooperate to thereby limit movement of the impeller in a direction parallel to the cavity axis. Item 55. The fluid pump according to Item 53 or 54.
流体ポンプであって、
a)空洞軸を有する空洞を形成するハウジングであって、
i)少なくとも1つの流体用入口と、
ii)少なくとも1つの流体用出口と、
iii)磁界を発生するための一組のコイルと
を有するハウジングと、
b)前記空洞内に位置しているインペラであって、
i)使用中、前記空洞軸にほぼ平行なインペラ軸を形成している本体と、
ii)使用中、流体を前記入口から前記出口へ付勢するために前記本体上に位置する多数の羽根と、
iii)使用中、前記第1の磁界内に位置する多数のドライバ磁石と
を有するインペラと、
c)前記空洞内の前記インペラの位置を検出するように適合された少なくとも2つのセンサと、
d)前記センサおよび前記一組のコイルと結合している制御装置であって、使用中、前記磁界を制御し、それにより
i)前記インペラの軸を中心とする前記インペラの回転を制御し、
ii)前記空洞軸に平行な方向の前記インペラの運動を制御する制御装置と
を含む流体ポンプ。
A fluid pump,
a) a housing forming a cavity having a cavity axis,
i) at least one fluid inlet;
ii) at least one fluid outlet;
iii) a housing having a set of coils for generating a magnetic field;
b) an impeller located in the cavity,
i) in use, a body forming an impeller axis substantially parallel to the cavity axis;
ii) a number of vanes located on the body for urging fluid from the inlet to the outlet during use;
iii) an impeller having a number of driver magnets located within the first magnetic field during use;
c) at least two sensors adapted to detect the position of the impeller within the cavity;
d) a controller coupled to the sensor and the set of coils, wherein in use, the magnetic field is controlled, thereby i) controlling the rotation of the impeller about the impeller axis;
ii) a fluid pump including a control device that controls movement of the impeller in a direction parallel to the cavity axis.
流体ポンプにおいて、
a)空洞軸を有する空洞を形成するハウジングであって、
i)少なくとも1つの流体用入口と、
ii)少なくとも1つの流体用出口と、
iii)第1の磁界を発生するための一組のコイルと、
iv)軸方向の制御磁界を発生するための一組の磁石と
を有するハウジングと、
b)前記空洞内に位置しているインペラであって、
i)使用中、前記空洞軸にほぼ平行な前記インペラ軸を形成している本体と、
ii)使用中、流体を前記入口から前記出口へ付勢するために前記本体上に位置する多数の羽根と、
iii)使用中、前記第1の磁界内に位置する多数のドライバ磁石と、
iv)前記軸方向の制御磁界内に位置していて、それにより前記空洞軸に平行な方向の前記インペラの運動を制限する多数の支持磁石と
を有するインペラと、
c)前記第1の磁界を制御するための前記一組のコイルと結合していて、それにより前記ドライバ軸を中心とする前記ドライバの回転を制御する制御装置と
を含む流体ポンプ。
In the fluid pump,
a) a housing forming a cavity having a cavity axis,
i) at least one fluid inlet;
ii) at least one fluid outlet;
iii) a set of coils for generating a first magnetic field;
iv) a housing having a set of magnets for generating an axial control magnetic field;
b) an impeller located in the cavity,
i) in use, a body forming the impeller axis substantially parallel to the cavity axis;
ii) a number of vanes located on the body for urging fluid from the inlet to the outlet during use;
iii) a number of driver magnets located within the first magnetic field during use;
iv) an impeller having a number of support magnets located in the axial control field and thereby restricting the movement of the impeller in a direction parallel to the cavity axis;
c) a fluid pump coupled to the set of coils for controlling the first magnetic field and thereby controlling the rotation of the driver about the driver axis.
流体ポンプにおいて、
a)空洞軸を有する空洞を形成するハウジングであって、
i)少なくとも1つの流体用入口と、
ii)少なくとも1つの流体用出口と、
iii)第1の軸受部材と、
iv)各磁界を発生するための一組のコイルと
を有するハウジングと、
b)前記空洞内に位置しているインペラであって、
i)使用中、前記空洞軸にほぼ平行な前記インペラ軸を形成している本体と、
ii)使用中、流体を前記入口から前記出口へ付勢するために前記本体上に位置する多数の羽根と、
iii)多数のドライバ磁石と、
iv)第2の軸受部材であって、前記第1および第2の軸受部材が協働し、それにより前記空洞軸に平行な方向の前記インペラの運動を制限する第2の軸受部材と
を有するインペラと、
c)前記一組のコイルと結合していて、コイルの前記第1の組が発生する前記磁界を制御し、それにより前記ドライバ軸を中心とする前記ドライバの回転を制御するように適合された制御装置と
を含む流体ポンプ。
In the fluid pump,
a) a housing forming a cavity having a cavity axis,
i) at least one fluid inlet;
ii) at least one fluid outlet;
iii) a first bearing member;
iv) a housing having a set of coils for generating each magnetic field;
b) an impeller located in the cavity,
i) in use, a body forming the impeller axis substantially parallel to the cavity axis;
ii) a number of vanes located on the body for urging fluid from the inlet to the outlet during use;
iii) multiple driver magnets;
iv) a second bearing member, wherein the first and second bearing members cooperate to thereby limit movement of the impeller in a direction parallel to the cavity axis. Impeller,
c) coupled to the set of coils and adapted to control the magnetic field generated by the first set of coils, thereby controlling the rotation of the driver about the driver axis A fluid pump including a control device.
前記流体ポンプが、さらに前記空洞軸に直角な方向の前記インペラの運動を制御するための軸受を含む請求項8〜10の何れか1項に記載の流体ポンプ。 The fluid pump according to any one of claims 8 to 10, wherein the fluid pump further includes a bearing for controlling the movement of the impeller in a direction perpendicular to the cavity axis. 前記軸受が、
a)前記ハウジングの内面と、
b)外面であって、使用中、流体がポンピングされるとき、前記内面部分と前記外面部分との間に境界層が形成され、それにより前記空洞軸に直角な方向の前記インペラの運動が制限されるように、少なくとも外面の一部が、前記内面の対応する形の部分と協働する形状を有している外面を有するインペラとを含む請求項11に記載の流体ポンプ。
The bearing is
a) the inner surface of the housing;
b) an outer surface, and in use, when a fluid is pumped, a boundary layer is formed between the inner surface portion and the outer surface portion, thereby limiting movement of the impeller in a direction perpendicular to the cavity axis 12. The fluid pump of claim 11, wherein at least a portion of the outer surface includes an impeller having an outer surface having a shape that cooperates with a correspondingly shaped portion of the inner surface.
前記軸受が、
a)第2の磁界を発生するためのコイルの第2の組と、
b)前記空洞内の前記インペラの位置を検出するように適合された少なくとも2つのセンサとを含み、前記制御装置が、前記センサからの信号により前記第3の磁界を制御し、それにより前記空洞軸に直角な方向の前記インペラの運動を制御する請求項11に記載の流体ポンプ。
The bearing is
a) a second set of coils for generating a second magnetic field;
b) at least two sensors adapted to detect the position of the impeller within the cavity, wherein the controller controls the third magnetic field according to a signal from the sensor, whereby the cavity The fluid pump of claim 11, wherein the movement of the impeller in a direction perpendicular to the axis is controlled.
前記流体ポンプが、前記空洞の第1の端部に位置する少なくとも1つのセンサと、前記空洞の第2の対向端部に位置する少なくとも2つのセンサとを含む請求項1、5、8および13の何れか1項に記載の流体ポンプ。 14. The fluid pump includes at least one sensor located at a first end of the cavity and at least two sensors located at a second opposing end of the cavity. The fluid pump according to any one of the above. 流体ポンプであって、
a)空洞軸を有する空洞を形成している内面を有するハウジングであって、
i)少なくとも1つの流体用入口と、
ii)少なくとも1つの流体用出口と、
iii)第1の磁界を発生するための前記ハウジングと結合している一組のコイルと、
iv)軸方向の制御磁界を発生するために、前記ハウジングと結合している一組の磁石と
を有するハウジングと、
b)流体を前記入口から前記出口に付勢するために前記空洞内に位置しているインペラであって、
i)インペラ軸を形成している本体と、
ii)使用中、前記第1の磁界内に位置する多数のドライバ磁石と、
iii)外面であって、使用中、流体がポンピングされると、前記内面部分と前記外面部分との間に境界層が形成され、それにより前記空洞軸に直角な方向の前記インペラの運動が制限されるように、少なくとも外面の一部が、前記内面の対応する形の部分と協働するような形をしている外面と、
iv)前記軸方向の制御磁界内に位置していて、それにより前記空洞軸に平行な方向の前記インペラの運動を制限する多数の軸方向の支持磁石と
を有するインペラと、
c)前記磁界を制御し、それにより前記インペラ軸を中心として前記インペラを回転させる制御装置と
を含む流体ポンプ。
A fluid pump,
a) a housing having an inner surface forming a cavity having a cavity axis,
i) at least one fluid inlet;
ii) at least one fluid outlet;
iii) a set of coils coupled to the housing for generating a first magnetic field;
iv) a housing having a set of magnets coupled to the housing to generate an axial control magnetic field;
b) an impeller located within the cavity for biasing fluid from the inlet to the outlet;
i) a body forming an impeller shaft;
ii) in use, a number of driver magnets located in the first magnetic field;
iii) an outer surface, and when in use, fluid is pumped, a boundary layer is formed between the inner surface portion and the outer surface portion, thereby limiting movement of the impeller in a direction perpendicular to the cavity axis. An outer surface that is shaped such that at least a portion of the outer surface cooperates with a correspondingly shaped portion of the inner surface;
iv) an impeller having a number of axial support magnets located in the axial control field and thereby restricting the movement of the impeller in a direction parallel to the cavity axis;
c) a fluid pump including a control device for controlling the magnetic field and thereby rotating the impeller about the impeller axis.
a)空洞軸を有する空洞を形成するハウジングであって、
i)少なくとも1つの流体用入口と、
ii)少なくとも1つの流体用出口と、
iii)第1および第2の各磁界を発生するためのコイルの第1および第2の組と
を有するハウジングと、
b)前記空洞内に位置しているインペラであって、
i)使用中、前記空洞軸にほぼ平行な前記インペラ軸を形成している本体と、
ii)使用中、流体を前記入口から前記出口に付勢するために前記本体上に位置する多数の羽根と、
iii)使用中、前記第1および第2の磁界内に位置する多数のドライバ磁石と
を有するインペラと、
c)前記空洞内の前記インペラの位置を検出するように適合された少なくとも2つのセンサと
を有する流体ポンプにより流体をポンピングするための方法であって、
i)前記第1の磁界を制御し、それにより前記インペラ軸を中心とする前記インペラの回転を制御するステップと、
ii)前記第2の磁界を制御し、それにより前記空洞軸に直角な方向の前記インペラの運動を制御するステップとを含む方法。
a) a housing forming a cavity having a cavity axis,
i) at least one fluid inlet;
ii) at least one fluid outlet;
iii) a housing having first and second sets of coils for generating first and second magnetic fields;
b) an impeller located in the cavity,
i) in use, a body forming the impeller axis substantially parallel to the cavity axis;
ii) a number of vanes located on the body for urging fluid from the inlet to the outlet during use;
iii) an impeller having a number of driver magnets located in the first and second magnetic fields during use;
c) a method for pumping fluid with a fluid pump having at least two sensors adapted to detect the position of the impeller within the cavity,
i) controlling the first magnetic field, thereby controlling rotation of the impeller about the impeller axis;
ii) controlling the second magnetic field, thereby controlling the movement of the impeller in a direction perpendicular to the cavity axis.
a)空洞軸を有する空洞を形成するハウジングであって、
i)少なくとも1つの流体用入口と、
ii)少なくとも1つの流体用出口と、
iii)磁界を発生するための一組のコイルと
を有するハウジングと、
b)前記空洞内に位置しているインペラであって、
i)使用中、前記空洞軸にほぼ平行なインペラ軸を形成している本体と、
ii)使用中、流体を前記入口から前記出口に付勢するために前記本体上に位置する多数の羽根と、
iii)使用中、前記第1の磁界内に位置する多数のドライバ磁石と
を有するインペラと、
c)前記空洞内の前記インペラの位置を検出するように適合された少なくとも2つのセンサと
を有する流体ポンプにより流体をポンピングするための方法であって、前記磁界を制御し、それにより
i)前記インペラ軸を中心とする前記インペラの回転を制御するステップと、
ii)前記空洞軸に平行な方向の前記インペラの運動を制御するステップと
を含む方法。
a) a housing forming a cavity having a cavity axis,
i) at least one fluid inlet;
ii) at least one fluid outlet;
iii) a housing having a set of coils for generating a magnetic field;
b) an impeller located in the cavity,
i) in use, a body forming an impeller axis substantially parallel to the cavity axis;
ii) a number of vanes located on the body for urging fluid from the inlet to the outlet during use;
iii) an impeller having a number of driver magnets located within the first magnetic field during use;
c) a method for pumping fluid by a fluid pump having at least two sensors adapted to detect the position of the impeller in the cavity, wherein the method controls the magnetic field, i) the Controlling rotation of the impeller about the impeller axis;
ii) controlling the movement of the impeller in a direction parallel to the cavity axis.
適当な処理システム上で実行した場合、前記処理システムに請求項66または67に記載の方法を実行させるコンピュータ実行可能コードを含むコンピュータ・プログラム製品。 68. A computer program product comprising computer executable code that, when executed on a suitable processing system, causes the processing system to perform the method of claim 66 or 67. 流体ポンプで使用するためのインペラであって、ポンプ空洞内に装着されていて、流体を第1および第2の入口から対応する第1および第2の出口に付勢するように適合され、
a)インペラ軸を形成していて、第1および第2の本体端部を含む本体と、
b)使用中、流体を各入口から対応する出口に付勢するために各本体端部上に位置する一組の羽根と、
c)使用中、前記第1および第2の磁界内に位置する多数のドライバ磁石と、
d)使用中、流体がポンピングされると、前記内面部分と外面部分との間に境界層が形成され、それにより前記空洞軸に直角な方向の前記インペラの運動が制限されるように、前記内面の対応する形の部分と協働するような形をしている外面部分とを含むインペラ。
An impeller for use with a fluid pump, wherein the impeller is mounted within the pump cavity and is adapted to bias fluid from the first and second inlets to the corresponding first and second outlets;
a) a main body forming an impeller shaft and including first and second main body ends;
b) in use, a set of vanes located on each body end to bias fluid from each inlet to the corresponding outlet;
c) a number of driver magnets located within said first and second magnetic fields during use;
d) In use, when a fluid is pumped, a boundary layer is formed between the inner surface portion and the outer surface portion, thereby limiting the movement of the impeller in a direction perpendicular to the cavity axis. An impeller including an outer surface portion shaped to cooperate with a correspondingly shaped portion of the inner surface.
前記インペラが、請求項1に記載の流体ポンプの一部を形成する請求項69に記載のインペラ。 70. The impeller of claim 69, wherein the impeller forms part of the fluid pump of claim 1. 流体ポンプで使用するためのインペラであって、ポンプ空洞内に装着されていて、流体を第1および第2の入口から対応する第1および第2の出口に付勢することができ、
a)インペラ軸を形成していて、第1および第2の本体端部を含む本体と、
b)使用中、流体を各入口から対応する出口に付勢するために、各本体端部上に位置する一組の羽根と、
c)使用中、前記第1および第2の磁界内に位置する多数のドライバ磁石と、
d)前記インペラ軸に平行な方向の前記インペラの運動を制限するための軸方向の結合の少なくとも第1の部分とを含むインペラ。
An impeller for use in a fluid pump, mounted in the pump cavity, for biasing fluid from the first and second inlets to the corresponding first and second outlets;
a) a main body forming an impeller shaft and including first and second main body ends;
b) in use, a set of vanes located on each body end to bias fluid from each inlet to the corresponding outlet;
c) a number of driver magnets located within said first and second magnetic fields during use;
d) an impeller including at least a first portion of an axial coupling for limiting movement of the impeller in a direction parallel to the impeller axis.
前記軸方向の結合が、
a)前記ハウジング上に設けられている第1の軸受部材と協働するように適合された第2の軸受部材、および
b)使用中、軸方向の制御磁界を位置決めするための多数の支持磁石
のうちの少なくとも一方を含む請求項61に記載のインペラ。
The axial coupling is
a) a second bearing member adapted to cooperate with a first bearing member provided on the housing; and b) a plurality of support magnets for positioning the axial control magnetic field during use. 62. An impeller according to claim 61 comprising at least one of the following.
前記羽根の寸法が、前記出口における前記流体圧力および前記流速のうちの少なくとも一方を制御するように選択される請求項69〜72に記載のインペラ。 73. An impeller according to claims 69-72, wherein the size of the blade is selected to control at least one of the fluid pressure and the flow rate at the outlet. 前記寸法が、
a)前記羽根の高さ、
b)前記インペラの直径、
c)前記羽根の長さ、
d)前記羽根の幅、
e)前記入口および出口の羽根の角度、
f)前記羽根の形状、
g)前記羽根の数
のうちの少なくとも1つを含む請求項63に記載のインペラ。
The dimensions are
a) the height of the blade,
b) the diameter of the impeller,
c) the length of the blade,
d) the width of the blade,
e) the angle of the inlet and outlet vanes,
f) the shape of the blade,
64. The impeller of claim 63, comprising g) at least one of the number of blades.
各入口が、各本体端部の方向に前記本体の軸に沿って流体を送るように位置している場合に、前記インペラが、前記入口が前記本体の軸に平行に整合するように、使用中、ポンプの空洞内に位置していて、前記インペラが、使用中に回転し、それにより前記流体を前記出口の方向へ半径方向に外側に付勢する請求項69〜74の何れか1項に記載のインペラ。 The impeller is used so that the inlet is aligned parallel to the axis of the body when each inlet is positioned to deliver fluid along the axis of the body in the direction of each body end. 75. Any one of claims 69 to 74, wherein the impeller is located in the cavity of the pump and rotates during use, thereby urging the fluid radially outward in the direction of the outlet. The impeller described in 1. 前記本体が、前記2つの端部間に位置するほぼ円筒状の中央本体部分を含み、前記ドライバ磁石が、前記円筒状の中央本体部分内に位置する請求項69〜75の何れか1項に記載のインペラ。 76. The method of any one of claims 69 to 75, wherein the body includes a generally cylindrical central body portion positioned between the two ends, and the driver magnet is located within the cylindrical central body portion. The impeller described. 前記インペラが、第1および第2の空洞部分を形成するために前記ポンプの空洞と協働することができ、各空洞部分が、それぞれの入口、出口、および本体端部を含み、前記インペラが前記空洞部分間での流体の移動を実質的に防止するように適合された請求項69〜76の何れか1項に記載のインペラ。 The impeller can cooperate with the pump cavity to form first and second cavity portions, each cavity portion including a respective inlet, outlet, and body end, wherein the impeller includes 77. An impeller according to any one of claims 69 to 76, adapted to substantially prevent fluid movement between the cavities. 前記インペラを心臓ポンプで使用することができ、羽根の前記第1および第2の組が、それぞれ左右の心室を補助するために血液をポンピングするように適合された請求項69〜77の何れか1項に記載のインペラ。 78. Any of claims 69-77, wherein the impeller can be used with a heart pump, and the first and second sets of vanes are adapted to pump blood to assist the left and right ventricles, respectively. The impeller according to item 1.
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WO (1) WO2004098677A1 (en)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008223589A (en) * 2007-03-13 2008-09-25 Mitsubishi Electric Corp Water heater
JP2010279230A (en) * 2009-06-01 2010-12-09 Ibaraki Univ Axial maglev motor and axial maglev centrifugal pump with axial maglev motor
JP2011501028A (en) * 2007-10-18 2011-01-06 ザ クリーブランド クリニック ファウンデーション Two-stage turbo blood pump
JP2012523857A (en) * 2009-04-16 2012-10-11 ビバコール プロプライエタリー リミテッド Heart pump controller
JP2014505834A (en) * 2011-02-22 2014-03-06 ガードナー デンヴァー ドイチュラント ゲーエムベーハー Side channel equipment
KR101458811B1 (en) 2013-09-09 2014-11-07 정기영 A body of revolution using amplified speed of a current
WO2020017787A1 (en) * 2018-07-17 2020-01-23 서강대학교산학협력단 Centrifugal blood pump
US20220118243A1 (en) * 2016-01-06 2022-04-21 Bivacor Inc. Heart pump
JP2022189718A (en) * 2021-06-11 2022-12-22 浙江理工大学 Design method of large-scale construction pump volute and the volute
WO2023058601A1 (en) * 2021-10-07 2023-04-13 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 Electric compressor
US11654274B2 (en) 2017-04-05 2023-05-23 Bivacor Inc. Heart pump drive and bearing
JP2025518377A (en) * 2022-06-10 2025-06-12 シェンジェン コア メディカル テクノロジー カンパニー リミテッド Driving device and blood pump

Families Citing this family (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006053384A1 (en) * 2004-11-17 2006-05-26 Queensland University Of Technology Fluid pump
CA2611313A1 (en) 2005-06-06 2006-12-14 The Cleveland Clinic Foundation Blood pump
US8210829B2 (en) * 2006-04-26 2012-07-03 The Cleveland Clinic Foundation Two-stage rotodynamic blood pump with axially movable rotor assembly for adjusting hydraulic performance characteristics
DE102006036948A1 (en) * 2006-08-06 2008-02-07 Akdis, Mustafa, Dipl.-Ing. blood pump
AT504990B1 (en) 2007-02-27 2008-12-15 Miracor Medizintechnik Handels CATHETER FOR SUPPORTING THE PERFORMANCE OF A HEART
US8752449B2 (en) 2007-05-08 2014-06-17 Brooks Automation, Inc. Substrate transport apparatus with multiple movable arms utilizing a mechanical switch mechanism
JP5421255B2 (en) 2007-06-27 2014-02-19 ブルックス オートメーション インコーポレイテッド Motor stator with lifting function and low cogging characteristics
US9752615B2 (en) 2007-06-27 2017-09-05 Brooks Automation, Inc. Reduced-complexity self-bearing brushless DC motor
US8823294B2 (en) 2007-06-27 2014-09-02 Brooks Automation, Inc. Commutation of an electromagnetic propulsion and guidance system
WO2009003193A1 (en) 2007-06-27 2008-12-31 Brooks Automation, Inc. Position feedback for self bearing motor
JP5663304B2 (en) 2007-06-27 2015-02-04 ブルックス オートメーション インコーポレイテッド Multi-dimensional position sensor
US8283813B2 (en) 2007-06-27 2012-10-09 Brooks Automation, Inc. Robot drive with magnetic spindle bearings
KR101825595B1 (en) 2007-07-17 2018-02-05 브룩스 오토메이션 인코퍼레이티드 Substrate processing apparatus with motors integral to chamber walls
EP2419159A4 (en) * 2009-04-16 2017-07-19 Bivacor Pty Ltd Heart pump controller
US8821365B2 (en) * 2009-07-29 2014-09-02 Thoratec Corporation Rotation drive device and centrifugal pump apparatus using the same
JP5969979B2 (en) 2011-03-28 2016-08-17 ソーラテック コーポレイション Rotation drive device and centrifugal pump device using the same
US9115720B2 (en) 2012-05-04 2015-08-25 Ghsp, Inc. Dual pump and motor with control device
US9562534B2 (en) 2012-05-04 2017-02-07 Ghsp, Inc. In-line dual pump and motor with control device
US9556873B2 (en) 2013-02-27 2017-01-31 Tc1 Llc Startup sequence for centrifugal pump with levitated impeller
US10052420B2 (en) 2013-04-30 2018-08-21 Tc1 Llc Heart beat identification and pump speed synchronization
US10087927B2 (en) 2014-05-01 2018-10-02 Ghsp, Inc. Electric motor with flux collector
US11015585B2 (en) 2014-05-01 2021-05-25 Ghsp, Inc. Submersible pump assembly
US10077777B2 (en) 2014-05-09 2018-09-18 The Cleveland Clinic Foundation Artificial heart system implementing suction recognition and avoidance methods
US9623161B2 (en) 2014-08-26 2017-04-18 Tc1 Llc Blood pump and method of suction detection
EP3256183B1 (en) 2015-02-11 2025-08-13 Tc1 Llc Heart beat identification and pump speed synchronization
WO2016130944A1 (en) 2015-02-12 2016-08-18 Thoratec Corporation System and method for controlling the position of a levitated rotor
US10371152B2 (en) 2015-02-12 2019-08-06 Tc1 Llc Alternating pump gaps
US10245361B2 (en) 2015-02-13 2019-04-02 Tc1 Llc Impeller suspension mechanism for heart pump
US10117983B2 (en) 2015-11-16 2018-11-06 Tc1 Llc Pressure/flow characteristic modification of a centrifugal pump in a ventricular assist device
CN110944689B (en) 2017-06-07 2022-12-09 施菲姆德控股有限责任公司 Intravascular fluid movement devices, systems, and methods of use
US11511103B2 (en) 2017-11-13 2022-11-29 Shifamed Holdings, Llc Intravascular fluid movement devices, systems, and methods of use
US10973967B2 (en) 2018-01-10 2021-04-13 Tc1 Llc Bearingless implantable blood pump
EP4085965A1 (en) 2018-02-01 2022-11-09 Shifamed Holdings, LLC Intravascular blood pumps and methods of use and manufacture
WO2020028537A1 (en) 2018-07-31 2020-02-06 Shifamed Holdings, Llc Intravascaular blood pumps and methods of use
JP7470108B2 (en) 2018-10-05 2024-04-17 シファメド・ホールディングス・エルエルシー Intravascular blood pump and method of use
DE102019004263A1 (en) * 2019-06-18 2020-12-24 KSB SE & Co. KGaA Centrifugal pump and method for detecting the status of a centrifugal pump
WO2021011473A1 (en) 2019-07-12 2021-01-21 Shifamed Holdings, Llc Intravascular blood pumps and methods of manufacture and use
WO2021016372A1 (en) 2019-07-22 2021-01-28 Shifamed Holdings, Llc Intravascular blood pumps with struts and methods of use and manufacture
US12465748B2 (en) 2019-08-07 2025-11-11 Supira Medical, Inc. Catheter blood pumps and collapsible pump housings
EP4034192B1 (en) 2019-09-25 2025-12-24 Supira Medical, Inc. Intravascular blood pump systems and methods of use and control thereof
US12102815B2 (en) 2019-09-25 2024-10-01 Shifamed Holdings, Llc Catheter blood pumps and collapsible pump housings
WO2021062260A1 (en) 2019-09-25 2021-04-01 Shifamed Holdings, Llc Catheter blood pumps and collapsible blood conduits
US12409310B2 (en) 2019-12-11 2025-09-09 Shifamed Holdings, Llc Descending aorta and vena cava blood pumps
EP3865709B1 (en) * 2020-02-13 2023-11-22 Levitronix GmbH Pump device, disposable device and method for operating a pump device
WO2022198279A1 (en) * 2021-03-26 2022-09-29 Cardiobionic Pty Ltd Blood pump with three dimensional active electromagnetic suspension
CN113082507B (en) * 2021-05-12 2023-01-13 苏州大学 Apply to artificial heart's magnetic suspension device
EP4226965A1 (en) 2022-02-15 2023-08-16 Medizinische Universität Wien Blood pump for assisting cardiac output
WO2024242960A1 (en) 2023-05-16 2024-11-28 Bivacor Inc. Parameter calculation of a blood pump

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0060569B1 (en) * 1981-03-18 1990-12-19 Günther Walter Otto Bramm Magnetically suspended and rotated impellor pump apparatus
JP3776162B2 (en) * 1996-05-10 2006-05-17 Ntn株式会社 Magnetic levitation blood pump
JP2002512333A (en) * 1998-04-22 2002-04-23 ユニバーシティ・オブ・ユタ Implantable centrifugal blood pump with hybrid magnetic bearing
GB2365346B (en) * 1999-02-09 2003-03-12 Vascor Inc Magnetically suspended fluid pump
AU2002218444A1 (en) * 2000-09-29 2002-04-08 Kenji Araki Turbo blood pump with inclined impeller vanes
US6626644B2 (en) * 2000-10-30 2003-09-30 Ntn Corporation Magnetically levitated pump and controlling circuit

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008223589A (en) * 2007-03-13 2008-09-25 Mitsubishi Electric Corp Water heater
JP2011501028A (en) * 2007-10-18 2011-01-06 ザ クリーブランド クリニック ファウンデーション Two-stage turbo blood pump
JP2012523857A (en) * 2009-04-16 2012-10-11 ビバコール プロプライエタリー リミテッド Heart pump controller
JP2010279230A (en) * 2009-06-01 2010-12-09 Ibaraki Univ Axial maglev motor and axial maglev centrifugal pump with axial maglev motor
JP2014505834A (en) * 2011-02-22 2014-03-06 ガードナー デンヴァー ドイチュラント ゲーエムベーハー Side channel equipment
US9677561B2 (en) 2011-02-22 2017-06-13 Gardner Denver Deutschland Gmbh Side channel machine arrangement
KR101458811B1 (en) 2013-09-09 2014-11-07 정기영 A body of revolution using amplified speed of a current
US20220118243A1 (en) * 2016-01-06 2022-04-21 Bivacor Inc. Heart pump
US11826558B2 (en) 2016-01-06 2023-11-28 Bivacor Inc. Heart pump with impeller rotational speed control
US11833341B2 (en) * 2016-01-06 2023-12-05 Bivacor Inc. Heart pump
US11654274B2 (en) 2017-04-05 2023-05-23 Bivacor Inc. Heart pump drive and bearing
WO2020017787A1 (en) * 2018-07-17 2020-01-23 서강대학교산학협력단 Centrifugal blood pump
JP2022189718A (en) * 2021-06-11 2022-12-22 浙江理工大学 Design method of large-scale construction pump volute and the volute
JP7689689B2 (en) 2021-06-11 2025-06-09 浙江理工大学 Design method for pump volute for large construction and its volute
WO2023058601A1 (en) * 2021-10-07 2023-04-13 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 Electric compressor
JP2023056178A (en) * 2021-10-07 2023-04-19 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 electric compressor
JP7755439B2 (en) 2021-10-07 2025-10-16 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 Electric compressor
US12480503B2 (en) 2021-10-07 2025-11-25 Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. Electric compressor
JP2025518377A (en) * 2022-06-10 2025-06-12 シェンジェン コア メディカル テクノロジー カンパニー リミテッド Driving device and blood pump

Also Published As

Publication number Publication date
AU2003902255A0 (en) 2003-05-29
WO2004098677A1 (en) 2004-11-18

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