JP2989233B2 - ターボ形ポンプ - Google Patents
ターボ形ポンプInfo
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- JP2989233B2 JP2989233B2 JP20434790A JP20434790A JP2989233B2 JP 2989233 B2 JP2989233 B2 JP 2989233B2 JP 20434790 A JP20434790 A JP 20434790A JP 20434790 A JP20434790 A JP 20434790A JP 2989233 B2 JP2989233 B2 JP 2989233B2
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- Japan
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- impeller
- permanent magnet
- dynamic pressure
- rotor
- fluid
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D13/00—Pumping installations or systems
- F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
- F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
- F04D13/0666—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven the motor being of the plane gap type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D13/00—Pumping installations or systems
- F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
- F04D13/021—Units comprising pumps and their driving means containing a coupling
- F04D13/024—Units comprising pumps and their driving means containing a coupling a magnetic coupling
- F04D13/026—Details of the bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/04—Shafts or bearings, or assemblies thereof
- F04D29/046—Bearings
- F04D29/047—Bearings hydrostatic; hydrodynamic
- F04D29/0473—Bearings hydrostatic; hydrodynamic for radial pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/04—Shafts or bearings, or assemblies thereof
- F04D29/046—Bearings
- F04D29/048—Bearings magnetic; electromagnetic
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はターボ形ポンプに関し、特に、バイオテク
ノロジー，宇宙基地用機器，半導体製造技術および医療
機器等に適用されるターボ形ポンプに関する。
ノロジー，宇宙基地用機器，半導体製造技術および医療
機器等に適用されるターボ形ポンプに関する。
［従来の技術］ ターボ形ポンプは、インペラ（羽車）を回転させ、流
体に回転運動を与えて圧力を上げるものであり、工業界
に広く用いられている。
体に回転運動を与えて圧力を上げるものであり、工業界
に広く用いられている。
第12図はバイオテクノロジー，半導体製造技術および
医療機器等に用いられる従来のターボ形ポンプを示す図
である。第12図を参照して、ポンプ30は、流体に回転運
動を与えるためのインペラ31を備える。インペラ31は回
転軸32に軸支される。回転軸32は、転がり軸受33により
支持され、モータ34により駆動される。モータ34により
回転軸32が回転すると、回転軸32に軸支されたインペラ
31が回転する。インペラ31の回転により、流体は吸込管
36から吸上げられ、渦巻室37を経て吐出される。
医療機器等に用いられる従来のターボ形ポンプを示す図
である。第12図を参照して、ポンプ30は、流体に回転運
動を与えるためのインペラ31を備える。インペラ31は回
転軸32に軸支される。回転軸32は、転がり軸受33により
支持され、モータ34により駆動される。モータ34により
回転軸32が回転すると、回転軸32に軸支されたインペラ
31が回転する。インペラ31の回転により、流体は吸込管
36から吸上げられ、渦巻室37を経て吐出される。
バイオテクノロジー，半導体製造技術および医療機器
等に用いられるポンプは、極めてクリーンであることが
要求される。このため、第12図に示すポンプ30では、流
体を汚染する汚染物質を発生する転がり軸受33およびモ
ータ34から流体を隔離するために、インペラ31側の軸受
33とインペラ31との間にシール35を設けている。
等に用いられるポンプは、極めてクリーンであることが
要求される。このため、第12図に示すポンプ30では、流
体を汚染する汚染物質を発生する転がり軸受33およびモ
ータ34から流体を隔離するために、インペラ31側の軸受
33とインペラ31との間にシール35を設けている。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記シール35は回転軸32と接触してい
るため、この接触部分における発熱や汚染物質の発生に
より流体が汚染されるという問題がある。
るため、この接触部分における発熱や汚染物質の発生に
より流体が汚染されるという問題がある。
また、軸受部やモータ部からのごみあるいはさびによ
る汚染を少なくするために、モータなどの電磁石をモー
ルドし、あるいは鉄部にメッキを施すことが考えられ
る。しかしながら、このような改良を加えたとしても、
従来のポンプではスピンドル内に流体が澱むところがあ
り、このような澱みは流体の凝固や不純物の沈澱を生じ
るため、バイオテクノロジーや医療機器等においては重
大な問題である。
る汚染を少なくするために、モータなどの電磁石をモー
ルドし、あるいは鉄部にメッキを施すことが考えられ
る。しかしながら、このような改良を加えたとしても、
従来のポンプではスピンドル内に流体が澱むところがあ
り、このような澱みは流体の凝固や不純物の沈澱を生じ
るため、バイオテクノロジーや医療機器等においては重
大な問題である。
それゆえに、この発明の主たる目的は、流体をクリー
ンな状態でかつ澱みなく送ることのできるターボ形ポン
プを提供することである。
ンな状態でかつ澱みなく送ることのできるターボ形ポン
プを提供することである。
［課題を解決するための手段］ この発明に係るターボ形ポンプは、流体を送るための
インペラと、インペラを回転駆動するためのロータと、
インペラを収容するためのケース部材とを備える。イン
ペラは、その一方面に中心から放射状に延びるように形
成された複数の動圧溝と、各動圧溝の間にその端面が露
出するように設けられた第１の永久磁石と、その他方面
に設けられた第２の永久磁石とを含む。ロータは、イン
ペラの一方面に対向して設けられ、第１の永久磁石と磁
気結合される第３の永久磁石を含む。ケース部材は、イ
ンペラの第２の永久磁石と磁気結合される磁性体または
第４の永久磁石を含む。
インペラと、インペラを回転駆動するためのロータと、
インペラを収容するためのケース部材とを備える。イン
ペラは、その一方面に中心から放射状に延びるように形
成された複数の動圧溝と、各動圧溝の間にその端面が露
出するように設けられた第１の永久磁石と、その他方面
に設けられた第２の永久磁石とを含む。ロータは、イン
ペラの一方面に対向して設けられ、第１の永久磁石と磁
気結合される第３の永久磁石を含む。ケース部材は、イ
ンペラの第２の永久磁石と磁気結合される磁性体または
第４の永久磁石を含む。
［作用］ この発明に係るターボ形ポンプでは、インペラの一方
面に複数の動圧溝を放射状に設け、各動圧溝の間に第１
の永久磁石を設けるとともにインペラの他方面に第２の
永久磁石を設け、第１の永久磁石と磁気結合される第３
の永久磁石をロータに設け、第２の永久磁石と磁気結合
される磁性体または第４の永久磁石をケース部材に設け
る。したがって、インペラの動圧溝による動圧と、第１
および第３の永久磁石間の吸引力と、第２の永久磁石と
磁性体または第４の永久磁石との吸引力とのバランスを
とることによってインペラを非接触で支持できるので、
流体をクリーンな状態でかつ澱みなく送ることができ
る。
面に複数の動圧溝を放射状に設け、各動圧溝の間に第１
の永久磁石を設けるとともにインペラの他方面に第２の
永久磁石を設け、第１の永久磁石と磁気結合される第３
の永久磁石をロータに設け、第２の永久磁石と磁気結合
される磁性体または第４の永久磁石をケース部材に設け
る。したがって、インペラの動圧溝による動圧と、第１
および第３の永久磁石間の吸引力と、第２の永久磁石と
磁性体または第４の永久磁石との吸引力とのバランスを
とることによってインペラを非接触で支持できるので、
流体をクリーンな状態でかつ澱みなく送ることができ
る。
［発明の実施例］ 第１図はこの発明の一実施例のターボ形ポンプを示す
断面図である。第１図において、ポンプ１のケーシング
２内にはインペラ３が設けられる。ケーシング２は、非
磁性体の材料からなる。インペラ３は羽根を有し、かつ
非磁性体からなる非磁性部材４を含み、非磁性部材４の
一方面５には、永久磁石６が取付けられている。永久磁
石６は円周方向に分割して配置されており、各永久磁石
６は隣接するもの同士の磁界の方向が逆方向となるよう
に着磁されている。この永久磁石６に対向し、かつケー
シング１を介して吸引力が作用するように、ロータ７に
はインペラ側と同数の永久磁石８が取付けられている。
ロータ７は、図示しないモータにより、固定軸９のまわ
りを回転するようになっている。
断面図である。第１図において、ポンプ１のケーシング
２内にはインペラ３が設けられる。ケーシング２は、非
磁性体の材料からなる。インペラ３は羽根を有し、かつ
非磁性体からなる非磁性部材４を含み、非磁性部材４の
一方面５には、永久磁石６が取付けられている。永久磁
石６は円周方向に分割して配置されており、各永久磁石
６は隣接するもの同士の磁界の方向が逆方向となるよう
に着磁されている。この永久磁石６に対向し、かつケー
シング１を介して吸引力が作用するように、ロータ７に
はインペラ側と同数の永久磁石８が取付けられている。
ロータ７は、図示しないモータにより、固定軸９のまわ
りを回転するようになっている。
また、インペラ３の一方面５には、第２図で示すよう
な、動圧効果を得るための動圧溝10が渦巻状に形成され
る。動圧溝の他の例を第3A図および第3B図に示す。第3A
図において、非磁性部材4aの表面には、第3B図に示すよ
うな深さｈの溝10aが環状の凸部11の回りに渦巻状に形
成される。
な、動圧効果を得るための動圧溝10が渦巻状に形成され
る。動圧溝の他の例を第3A図および第3B図に示す。第3A
図において、非磁性部材4aの表面には、第3B図に示すよ
うな深さｈの溝10aが環状の凸部11の回りに渦巻状に形
成される。
第１図に示す矢印Ａ方向にロータ７が回転すると、永
久磁石６と永久磁石８とが磁気カップリングを構成し、
インペラ３がロータ７と同じ方向に回転する。このイン
ペラ３の回転に応じて、動圧溝10の作用によってインペ
ラ３の一方面５とケーシング２の内面12との間に動圧が
発生する。これにより、インペラ３は永久磁石6,8どう
しの吸引力に抗して浮上し、非接触の状態で回転する。
インペラ３の回転により、作動流体は第１図に示す矢印
B,C,Dで示すように固定軸９側から渦巻室13側へ流れ
る。
久磁石６と永久磁石８とが磁気カップリングを構成し、
インペラ３がロータ７と同じ方向に回転する。このイン
ペラ３の回転に応じて、動圧溝10の作用によってインペ
ラ３の一方面５とケーシング２の内面12との間に動圧が
発生する。これにより、インペラ３は永久磁石6,8どう
しの吸引力に抗して浮上し、非接触の状態で回転する。
インペラ３の回転により、作動流体は第１図に示す矢印
B,C,Dで示すように固定軸９側から渦巻室13側へ流れ
る。
なお、上記動圧溝10,10aは上述のように渦巻状に構成
されているので、作動流体は中心軸側から円周部方向に
容易に流れる。
されているので、作動流体は中心軸側から円周部方向に
容易に流れる。
以上のように、インペラ３は回転中、非接触で支持さ
れるようになっており、転がり軸受等の機械的な軸受が
存在しないので、作動流体を汚すことがない。また、ケ
ーシング２内には、インペラ３のみが設けられており、
軸等は設けられていないので、ポンプの全容積が小さ
く、コンパクトになる。さらに、作動流体は上述のよう
に流れるので、澱みが生じることなく、流体の凝固や不
純物の沈澱を生ずることがない。
れるようになっており、転がり軸受等の機械的な軸受が
存在しないので、作動流体を汚すことがない。また、ケ
ーシング２内には、インペラ３のみが設けられており、
軸等は設けられていないので、ポンプの全容積が小さ
く、コンパクトになる。さらに、作動流体は上述のよう
に流れるので、澱みが生じることなく、流体の凝固や不
純物の沈澱を生ずることがない。
第４図ないし第７図はこの発明の一実施例の変形例を
示す図である。第４図に示す図では、作動流体の一部は
矢印Ｆで示す斜め方向に流れるが、主としてＥで示す半
径方向に流れるようになっている。
示す図である。第４図に示す図では、作動流体の一部は
矢印Ｆで示す斜め方向に流れるが、主としてＥで示す半
径方向に流れるようになっている。
第５図に示す例では、作動流体は主として矢印Ｅで示
す半径方向に流れるが、一部は矢印Ｇで示す軸方向にも
流れるようになっている。
す半径方向に流れるが、一部は矢印Ｇで示す軸方向にも
流れるようになっている。
第６図に示す例では、作動流体は吸上げられた後、矢
印Ｈで示す斜め方向に流れるようになっている。
印Ｈで示す斜め方向に流れるようになっている。
第７図に示す例では、上記例と異なり、ロータ７は作
動流体の導入路14側とは反対の側に設けられる。作動流
体は第６図に示すものと同様、斜め方向に流れる。
動流体の導入路14側とは反対の側に設けられる。作動流
体は第６図に示すものと同様、斜め方向に流れる。
上記変形例においても、インペラの一方面には永久磁
石６が設けられるとともに、動圧溝が形成され、ケーシ
ングを介してインペラの一方面と対向するロータの面に
は、インペラの永久磁石６と吸引する永久磁石８が設け
られている。
石６が設けられるとともに、動圧溝が形成され、ケーシ
ングを介してインペラの一方面と対向するロータの面に
は、インペラの永久磁石６と吸引する永久磁石８が設け
られている。
第８図および第９図にはこの発明の他の実施例を示す
図である。第８図および第９図に示す実施例では、イン
ペラ３の一方面５だけではなく、他方面15にも永久磁石
16が取付けられる。また、該他方面15には一方面５と同
様の動圧溝が形成されている。それ以外の構成は上述し
た実施例の場合とほぼ同様であるので、説明を省略す
る。
図である。第８図および第９図に示す実施例では、イン
ペラ３の一方面５だけではなく、他方面15にも永久磁石
16が取付けられる。また、該他方面15には一方面５と同
様の動圧溝が形成されている。それ以外の構成は上述し
た実施例の場合とほぼ同様であるので、説明を省略す
る。
第８図に示す例では、永久磁石16に対向するケーシン
グ２の部分17は磁性体からなり、永久磁石16との間で吸
引力が作用するようになっている。
グ２の部分17は磁性体からなり、永久磁石16との間で吸
引力が作用するようになっている。
第９図に示す例では、永久磁石16に対向するケーシン
グ２の部分にはリング状の磁性体18あるいはリング状の
永久磁石19が配置され、永久磁石16との間で吸引力が作
用するようになっている。
グ２の部分にはリング状の磁性体18あるいはリング状の
永久磁石19が配置され、永久磁石16との間で吸引力が作
用するようになっている。
第10図はこの発明のさらに他の実施例を示す図であ
る。第10図に示す実施例では、インペラ３の軸中心の位
置に貫通孔20が設けられ、ケーシング２の軸中心に軸21
が設けられる。円筒状の軸21の表面22には、第11図に示
すようなヘリングボーン形状の動圧溝23が形成される。
その他の構成は第８図および第９図に示すものとほぼ同
様であるので説明を省略する。
る。第10図に示す実施例では、インペラ３の軸中心の位
置に貫通孔20が設けられ、ケーシング２の軸中心に軸21
が設けられる。円筒状の軸21の表面22には、第11図に示
すようなヘリングボーン形状の動圧溝23が形成される。
その他の構成は第８図および第９図に示すものとほぼ同
様であるので説明を省略する。
軸21の周囲に設けられた動圧溝23の作用により、イン
ペラは軸21の周りを非接触でかつ所定の間隔を有して回
転するので、インペラ３が回転するとき、ロータ７とイ
ンペラ３の中心位置のずれによって生じるラジアル振れ
を抑えることができる。
ペラは軸21の周りを非接触でかつ所定の間隔を有して回
転するので、インペラ３が回転するとき、ロータ７とイ
ンペラ３の中心位置のずれによって生じるラジアル振れ
を抑えることができる。
なお、この実施例では、インペラの両面に永久磁石お
よび渦巻状動圧溝が設けたものにヘリングボーン状動圧
溝23を適用したが、第１図および第４図ないし第７図に
示すように、インペラの一方面にのみ永久磁石および渦
巻状動圧溝が設けたものに適用してもよい。
よび渦巻状動圧溝が設けたものにヘリングボーン状動圧
溝23を適用したが、第１図および第４図ないし第７図に
示すように、インペラの一方面にのみ永久磁石および渦
巻状動圧溝が設けたものに適用してもよい。
［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、インペラの一方面
に複数の動圧溝を放射状に設け、各動圧溝の間に第１の
永久磁石を設けるとともにインペラの他方面に第２の永
久磁石を設け、第１の永久磁石と磁気結合される第３の
永久磁石をロータに設け、第２の永久磁石と磁気結合さ
れる磁性体または第４の永久磁石をケース部材に設けた
ので、インペラの動圧溝による動圧と、第１および第３
の永久磁石間の吸引力と、第２の永久磁石と磁性体また
は第４の永久磁石との間の吸引力とのバランスをとるこ
とによってインペラを非接触で支持できる。したがっ
て、インペラを軸支する手段がないためコンパクトでか
つ澱みのないターボ形ポンプを提供することができる。
に複数の動圧溝を放射状に設け、各動圧溝の間に第１の
永久磁石を設けるとともにインペラの他方面に第２の永
久磁石を設け、第１の永久磁石と磁気結合される第３の
永久磁石をロータに設け、第２の永久磁石と磁気結合さ
れる磁性体または第４の永久磁石をケース部材に設けた
ので、インペラの動圧溝による動圧と、第１および第３
の永久磁石間の吸引力と、第２の永久磁石と磁性体また
は第４の永久磁石との間の吸引力とのバランスをとるこ
とによってインペラを非接触で支持できる。したがっ
て、インペラを軸支する手段がないためコンパクトでか
つ澱みのないターボ形ポンプを提供することができる。
第１図はこの発明の一実施例のターボ形ポンプの断面図
である。第２図は第１図に示すインペラの一方面に設け
られた動圧溝の形状を示す図である。第3A図および第3B
図は動圧溝の他の例を示す図である。第４図ないし第７
図はこの発明の一実施例の変形例を示す図である。第８
図および第９図はこの発明の他の実施例を示す断面図で
ある。第10図および第11図はこの発明のさらに他の実施
例を示す図である。第12図は従来のターボ形ポンプの構
成を示す断面図である。 図において、１はターボ形ポンプ、２はケーシング、３
はインペラ、６はインペラに取付けられた永久磁石、７
はロータ、８はロータに取付けられた永久磁石、10およ
び10aは動圧溝を示す。
である。第２図は第１図に示すインペラの一方面に設け
られた動圧溝の形状を示す図である。第3A図および第3B
図は動圧溝の他の例を示す図である。第４図ないし第７
図はこの発明の一実施例の変形例を示す図である。第８
図および第９図はこの発明の他の実施例を示す断面図で
ある。第10図および第11図はこの発明のさらに他の実施
例を示す図である。第12図は従来のターボ形ポンプの構
成を示す断面図である。 図において、１はターボ形ポンプ、２はケーシング、３
はインペラ、６はインペラに取付けられた永久磁石、７
はロータ、８はロータに取付けられた永久磁石、10およ
び10aは動圧溝を示す。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F04D 13/02 F04D 29/04
Claims (1)
- 【請求項１】その一方面に中心から放射状に延びるよう
に形成された複数の動圧溝と、各動圧溝の間にその端面
が露出するように設けられた第１の永久磁石と、その他
方面に設けられた第２の永久磁石とを含み、流体を送る
ためのインペラ、 前記インペラの一方面に対向して設けられ、前記第１の
永久磁石と磁気結合される第３の永久磁石を含み、前記
インペラを回転駆動するためのロータ、および 前記インペラの前記第２の永久磁石と磁気結合される磁
性体または第４の永久磁石を含み、前記インペラを収容
するためのケース部材を備える、ターボ形ポンプ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20434790A JP2989233B2 (ja) | 1990-07-31 | 1990-07-31 | ターボ形ポンプ |
| DE4123433A DE4123433A1 (de) | 1990-07-31 | 1991-07-15 | Pumpe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20434790A JP2989233B2 (ja) | 1990-07-31 | 1990-07-31 | ターボ形ポンプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0491396A JPH0491396A (ja) | 1992-03-24 |
| JP2989233B2 true JP2989233B2 (ja) | 1999-12-13 |
Family
ID=16488999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20434790A Expired - Lifetime JP2989233B2 (ja) | 1990-07-31 | 1990-07-31 | ターボ形ポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2989233B2 (ja) |
Families Citing this family (33)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2727875B2 (ja) * | 1992-07-09 | 1998-03-18 | 株式会社日立製作所 | インターナルポンプ |
| EP1598087B1 (en) | 2004-03-24 | 2010-02-03 | Terumo Kabushiki Kaisha | blood pump with hydrodynamic bearing |
| JP4759261B2 (ja) * | 2004-12-16 | 2011-08-31 | テルモ株式会社 | 遠心式血液ポンプ装置 |
| JP4517076B2 (ja) * | 2005-06-23 | 2010-08-04 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 動圧軸受を備えた人工心臓ポンプ |
| JP4866704B2 (ja) * | 2006-10-26 | 2012-02-01 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 動圧軸受を備えた人工心臓ポンプ |
| DE102006058658A1 (de) * | 2006-12-13 | 2008-06-19 | Robert Bosch Gmbh | Pumpvorrichtung |
| EP2292282B1 (en) | 2008-06-23 | 2017-11-15 | Thoratec Corporation | Blood pump apparatus |
| WO2010067682A1 (ja) | 2008-12-08 | 2010-06-17 | Ntn株式会社 | 遠心式ポンプ装置 |
| JP5378010B2 (ja) | 2009-03-05 | 2013-12-25 | ソラテック コーポレーション | 遠心式ポンプ装置 |
| EP2405140B1 (en) | 2009-03-06 | 2016-10-19 | Thoratec Corporation | Centrifugal pump device |
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