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JPH03117699A - モーター体型歳差式遠心ポンプ - Google Patents

モーター体型歳差式遠心ポンプ

Info

Publication number
JPH03117699A
JPH03117699A JP1256386A JP25638689A JPH03117699A JP H03117699 A JPH03117699 A JP H03117699A JP 1256386 A JP1256386 A JP 1256386A JP 25638689 A JP25638689 A JP 25638689A JP H03117699 A JPH03117699 A JP H03117699A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
centrifugal pump
annular chamber
pump
flow guide
impeller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1256386A
Other languages
English (en)
Inventor
Teruaki Akamatsu
映明 赤松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ube Industries Ltd filed Critical Ube Industries Ltd
Priority to JP1256386A priority Critical patent/JPH03117699A/ja
Priority to EP90118591A priority patent/EP0421280B1/en
Priority to DE90118591T priority patent/DE69005962D1/de
Publication of JPH03117699A publication Critical patent/JPH03117699A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はモータ一体型歳差式遠心ポンプに関し、更に具
体的には歳差運動するインペラーにより液体を回転させ
て送り出すモータ一体型歳差式遠心ポンプに関するもの
である。
[従来の技術] 近年、小型・軽量の遠心ポンプを血液ポンプとして臨床
応用する試みが注目を浴びている。しかし、通常の遠心
ポンプをそのまま小型化しただけでは軸受、シール部か
らの細菌や異物の進入の危険性や溶血(赤血球破壊)が
問題となり、使用することができない。そこで、この欠
点を取り除くものとして、回転軸ではなく、歳差運動(
すりこぎ運動)するロッドの先に羽根(ヘッド)を付け
たインペラー構造の歳差式遠心ポンプが提案されており
1本発明者もこの遠心ポンプの効率面上等を目的として
種々の研究を重ね、先に国際出願を行なった。(国際公
開番号W O86104962を参照)この国際出願に
は、ポンプ効率がよく、溶血を効果的に防止することの
できる歳差式遠心血液ポンプの提供を目的として、第1
0図および第11図のような遠心ポンプが示されている
即ち、遠心ポンプ1は内部が円錐状のケーシング2内に
設けられた環状室3を有し、またケーシング2は側壁2
a及び頂部に設けられた開口2bを有する。環状室3の
外面はケーシング2の側壁2aにより境界付けられ及び
その内面は流れガイド壁7により境界付けられている。
この流れガイド壁7はケーシング2の円形端面の中央か
ら環状室3内へと突出する。
環状室3は入口路8によりケーシング2の円形端面の中
央に開口する入口10に接続され、この入口路8は流れ
ガイド壁7を貫通して形成されたら線状流路である。更
に環状室3はケーシング2の側壁2aの入口路8に対向
する部分(この部分は外方に滑らかに膨らんでいる)か
ら接線状に延びる出口5に接続される。
環状室3には円錐体の先端部9a及び基部9bからなる
ヘッド9とロッド14からなるインペラー6が走行可能
に収納され、インペラー6は環状室3内をケーシング2
の側壁2a及び流れガイド壁7に沿って延び、ロッド1
4はケーシング2の開口2bを貫通し環状室3から外へ
延びている。
この開口2bはフレキシブルで繰返し曲げに酎え得る材
料、例えばポリウレタンあるいはシリコン等で作られた
シール膜15により覆われ、シール膜15はケーシング
2の側壁2a及びインペラー6に水密的に付着される。
そして、環状室3外へ突出したインペラー6のロッド1
4はベアリング18を介して支持体17に取付けられ、
支持体17はその回転時に開口2b部を中心とする歳差
運動をインペラー6に与える。なお、支持体17は図示
しないモータ軸に接続され、それによって回転される。
[発明が解決しようとする課題] この歳差式遠心ポンプによれば、ポンプ室内における流
れの乱れ等が一定程度以上防止でき、ポンプ効率も40
%程度に上昇するものである。
しかしながら、更なるポンプ性能改善ならびに溶血防止
が要請されるほか、上記の歳差式遠心ポンプはモータと
一体的に構成されておらず、そのインペラー6のロッド
14を保持する支持体17(回転盤)の図上右端にモー
タが接続されているものである。
[課題を解決するための手段] そこで、本発明者はさらに研究を進め、ポンプ入口の形
状およびポンプ出口部形状、インペラーヘッドの形状等
、さらには遠心ポンプとモータとの一体化について検討
した結果、本発明に到達した。
即ち、本発明によれば、円錐状のケーシング内に設けら
れケーシングの側壁によりその外面が境界付けられた環
状室と、該環状室に走行可能に収容されたヘッドとロッ
ドとからなるインペラーと、前記ケーシングの円形端面
の中央から環状室内へと突出し前記環状室の内面を境界
付ける流れガイド壁と、該流れガイド壁内に形成される
入口路と、該入口路により前記環状室に接続されケーシ
ングの円形端面の中央に開口する入口と、前記環状室か
ら接線状に延びる出口と、前記ケーシングの頂部の開口
を貫通して延びるインペラーのロッドと、前記開口をお
おいケーシングの側壁及び前記インペラーに水密的に付
着されたシール膜とからなり、前記入口路を前記流れガ
イド壁の先端部から流れガイド壁の全長にわたってら線
状に開口するように形成した遠心ポンプ部と、 前記インペラーのロッドを取付は固定する回転盤と、該
回転盤の外周に取付けられ該回転盤と共に回転するマグ
ネットからなるロータと、該ロータに対応して設置され
たコイル部とから構成されるモータ部と、 から形成されるモータ一体型歳差式遠心ポンプ、が提供
される。
このモータ一体型歳差式遠心ポンプによれば、モータと
遠心ポンプとを一体化して取り付けて形成したので、そ
のまま人体に埋込むことができ、人工心肺用の血液ポン
プに用いることに極めて便利となるほか、ポンプの入口
路を流れガイド壁の先端部から流れガイド壁の全長にわ
たってら線状に開口するように形成したので、液体の流
入面積が広くなってインペラーのロッドのポンプ作用を
も活用することができる。
また、本発明の歳差式遠心ポンプにおいて、環状室から
接線状に延びる出口の外周を、流れ旋回方向と逆方向に
滑らかな凸状に形成すると、ポテンシャルエネルギーの
高い流体(旋回半径の大きい部位の流体)と低い流体と
の混合によるこの部位での渦流の発生を防ぐとともに均
一化を図ることができる。
さらに、この歳差式遠心ポンプにおいて、インペラーの
ヘッドを梶棒状に形成すると、ポンプ内に流入した流体
に旋回エネルギーを付与することができ、好ましい。
[実施例] 次に、本発明を図示の実施例により更に詳細に説明する
が、本発明はこれらの実施例に限られるものではない。
なお、便宜のため、第10図及び第11図に示す従来の
ポンプ構造と対比しつつ説明する。
まず、本発明に係るモータ一体型歳差式遠心ポンプのう
ち、遠心ポンプ部工から説明する。
第6図(4)(0)(ハ)(ニ)(ネ)い)は本発明の
歳差式遠心ポンプにおける遠心ポンプ部の一例を示すも
ので、流れガイド壁7に設ける入口路8の構造が従来の
構造と異なるものである。
この例によれば、入口路8は流れガイド壁7の先端部d
から流れガイド壁7の全長(第6図(イ)のa〜d)に
わたってら線状に開口するように形成されている。従っ
て、例えば血液の流入面積か広くなってインペラー6の
ロッド14のポンプ作用をも活用することができるため
、全体のポンプ性能を向上させることができる。
第7図及び第8図は本発明の遠心ポンプ部の他の例を示
すもので、ポンプ出口5の構造を改良したものである。
従来の場合には、外方に滑らかに膨らんだケーシング2
の側壁2aから接線状に出口5が延びているのに対して
、本例の場合には、従来とは逆に、環状室3から接線状
に延びる出口5の外周部5aを流れ旋回方向と逆方向に
滑らかな凸状に形成するのである。
このように形成すると、種々実験の結果によると、旋回
半径が大きくポテンシャルエネルギーの高い外周側の流
体とポテンシャルエネルギーの低い内周側の流体との混
合によるこの部位における渦流の発生が防止され、さら
に流れの均一化が達成されることがわかった。
また、出口5は環状室3から離れるに従って段々と断面
を大きくするデイフユーザ形状を有することが好ましく
、そのデイフユーザの拡がり角を7〜8度の範囲とする
ことが、環状室3から出口5へ流体をスムースに流出さ
せ、しかも圧力損失を少なくするため好適である。
第9図は本発明の遠心ポンプ部のさらに別の例を示すも
ので、インペラー6のヘッド9を梶棒状に形成した例を
示している。具体的には、インペラーヘッド9の基部9
bの円錐体高さを大きくして梶棒状とする。
このように、インペラーヘッド9を梶棒状に形成すると
、ポンプの環状室3内に流入した流体に徐々に旋回エネ
ルギーを付与して出口5に導くことができ、その結果ポ
ンプ効率を高めることができる。
次に、本発明のモータ一体型歳差式遠心ポンプにおける
モータ部■について説明する。
第1図は本発明のモータ一体型歳差式遠心ポンプの一実
施例を示すもので、遠心ポンプ部Iに隣接してモータ部
■が一体的に取付けられている。
モータ部Hの構造は次の通りである。
インペラー6のロッド14がワッシャー20および位置
決めナツト21などを介して回転盤22に固定されてい
る。そして、回転g122には、その外周に該回転盤2
2と共に回転するマグネットからなるロータ23か取付
けられている。ロータ23の外周側には、該ロータ23
に対応してコイル部24が設置されている。これらの回
転1!11220−タ23およびコイル部24は外側よ
りホルダー25.26.蓋27によって保持及び包囲さ
れている。
モータ部■は上記のような構成を有しており、通常のモ
ータとは逆にコイル部24は固定され、マグネットから
なるロータ23および該ロータ23に取付けられた回転
盤22が回転する。しかして、この回転盤22の回転に
伴ない、回転盤22に固定されたインペラー6のロッド
14が回転するのである。
このように、遠心ポンプ部Iとモータ部■とを一体化し
て歳差式遠心ポンプを形成したので、全体の構造がコン
パクトとなり、人体に埋込むことができ、人工心肺用の
血液ポンプとして用いることに極めて便利となる さらに第2図は本発明のモータ一体型歳差式遠心ポンプ
の他の実施例を示すもので、モータ部の両側に遠心ポン
プ部を2個結合させた構造のものである。
この実施例の場合、モータ部Hの両側に遠心ポンプ部I
aおよびIbをそれぞれ1台づつ取り付けたので、1台
のモータにより2台のポンプか運転でき、スペース並び
にエネルギーの両面から有利となる。なお、この場合、
2台のポンプの回転数は同一である。
また、2台のポンプが同一の形状を有するとき、第3図
に示す如く2台のポンプを直列に配置すると、ポンプ特
性の圧力が2倍となり、第4図に示す如く2台のポンプ
を並列に配置すると、ポンプ特性の流量が2倍となる。
第5図のように、2台のポンプ特性が異なるとき、例え
ば人工心臓のように、流量は左右心でほぼ同一であるが
、圧力は右心は左心の約1/3であるような場合には右
心の遠心ポンプのインペラー6の半径を1/nにすれば
よい。尚、実際には、インペラー6の半径を1/1−5
とし、圧力の調整はいわゆるしぼりにて行なえばよい。
〔発明の効果] 以上説明したように、本発明のモータ一体型歳差式遠心
ポンプは、遠心ポンプとモータとを一体化して形成した
ので、そのまま人体に埋込むことかできるため人工心肺
用に極めて便利となるばかりでなく、遠心ポンプの入口
路形状を特定のものとしたので液体の流れがスムーズと
なり、ポンプ効率が上がる。
また、モータ部の両側に遠心ポンプ部を2個結合させた
場合には、1台のモータにより2台のポンプが運転でき
るのでスペース並びにエネルギーの両面から有利となる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のモータ一体型歳差式遠心ポンプの一実
施例を示す断面図、第2図は本発明の他の実施例を示す
断面図、第3図〜第5図はそれぞれモータ部の両側に遠
心ポンプ部を2台取り付けた場合の模式図、第6図(イ
)([+)(ハ)(ニ)(ネ)(へ)は本発明における
遠心ポンプ部の一例を示すもので、(イ)は入口部分断
面図、(ロ)は入口路を示す斜視図、(A)〜(へ)は
それぞれ第6図(イ)におけるA−A断面図、B−B断
面図、C−C断面図、D−D断面図である。第7図は遠
心ポンプ部の出口形状を示す軸直角断面図、第8図〜第
9図は夫々遠心ポンプ部の他の例を示す軸方向断面図、
第1O図および第11図はともに従来の歳差式遠心ポン
プの例を示す軸方向および軸直角断面図である。 l・・・遠心ポンプ、2・・・ケーシング、3・・・環
状室5・・・出口、6・・・インペラー、7・・・流れ
ガイド壁8・・・入口路、9・・・インペラーヘッド、
14・・・インペラーロッド、20・・・ワッシャー、
21・・・位置決めナツト、22・・・回転盤、23・
・・ロータ、24・・・コイル部、25.26・・・ホ
ルダー、27・・・蓋。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)円錐状のケーシング内に設けられケーシングの側
    壁によりその外面が境界付けられた環状室と、該環状室
    に走行可能に収容されたヘッドとロッドとからなるイン
    ペラーと、前記ケーシングの円形端面の中央から環状室
    内へと突出し前記環状室の内面を境界付ける流れガイド
    壁と、該流れガイド壁内に形成される入口路と、該入口
    路により前記環状室に接続されケーシングの円形端面の
    中央に開口する入口と、前記環状室から接線状に延びる
    出口と、前記ケーシングの頂部の開口を貫通して延びる
    インペラーのロッドと、前記開口をおおいケーシングの
    側壁及び前記インペラーに水密的に付着されたシール膜
    とからなり、前記入口路を前記流れガイド壁の先端部か
    ら流れガイド壁の全長にわたってら線状に開口するよう
    に形成した遠心ポンプ部と、 前記インペラーのロッドを取付け固定する回転盤と、該
    回転盤の外周に取付けられ該回転盤と共に回転するマグ
    ネットからなるロータと、該ロータに対応して設置され
    たコイル部とから構成されるモータ部と、 から形成されることを特徴とするモータ一体型歳差式遠
    心ポンプ。
JP1256386A 1989-09-30 1989-09-30 モーター体型歳差式遠心ポンプ Pending JPH03117699A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1256386A JPH03117699A (ja) 1989-09-30 1989-09-30 モーター体型歳差式遠心ポンプ
EP90118591A EP0421280B1 (en) 1989-09-30 1990-09-27 Precessing centrifugal pump integrally combined with a motor
DE90118591T DE69005962D1 (de) 1989-09-30 1990-09-27 Präzessionspumpe mit komplett eingebautem Motor.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1256386A JPH03117699A (ja) 1989-09-30 1989-09-30 モーター体型歳差式遠心ポンプ

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JPH03117699A true JPH03117699A (ja) 1991-05-20

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ID=17291958

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1256386A Pending JPH03117699A (ja) 1989-09-30 1989-09-30 モーター体型歳差式遠心ポンプ

Country Status (3)

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JP (1) JPH03117699A (ja)
DE (1) DE69005962D1 (ja)

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