JP2022504845A

JP2022504845A - 磁気浮上式遠心ポンプ

Info

Publication number: JP2022504845A
Application number: JP2021520318A
Authority: JP
Inventors: ゲッリ，ニコラ; フォンタニーリ，パオロ; マイアンティ，エドガルドコスタ
Original assignee: ユーロセッツエス．アール．エル．
Priority date: 2018-10-16
Filing date: 2019-10-16
Publication date: 2022-01-13
Also published as: US11732726B2; US20220025896A1; WO2020079603A1; CN112867866A; EP3867532A1; EP3867532B1; IT201800009502A1; CA3116643A1; CN112867866B

Abstract

磁気浮上式遠心ポンプ（１）は：血液のための、少なくとも１つの入口コネクタ（３）及び少なくとも１つの出口コネクタ（４）が設けられ、互いに連結される少なくとも１つの下部要素（５）及び少なくとも１つの上部要素（６）を備えた、少なくとも１つの内部中空体（２）と；中空体（２）の内側に収容され、磁気材料（９）で作られた少なくとも一部が設けられ、かつ中空体（２）と関連付けられた固定子要素によって、接触することなく軸（Ｘ）に対して回転するよう磁力で操られる、少なくとも１つの回転子要素（８）と；を備える。上部要素（６）は、連結のための少なくとも１つの周辺フランジ（１６）と、周辺フランジ（１６）から突出した少なくとも１つの実質的なドーム形状体（１７）とを有する。出口コネクタ（４）は、ドーム形状体（１７）に関連付けられ、周辺フランジ（１６）から離隔される。出口コネクタ（４）と周辺フランジ（１６）との間には、空間（１８）が画定され、その内側において、共通の締付手段が、上部要素（６）を下部要素（５）に締め付けるために挿入することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、磁気浮上式遠心ポンプに関する。

生物医学部門で使用される磁気浮上式遠心ポンプは、少なくとも１つの血液入口コネクタ及び少なくとも１つの血液出口コネクタが設けられた内部中空体で、一般的に構成される。この中空体の内側には、回転子要素が収容される。この回転子要素には、回転子要素自体の回転によって、流入する血液を出口コネクタに向けて搬送するよう適応された、複数のブレードが設けられる。

回転子要素は磁性材料の一部を備え、中空体の外側には固定子要素が位置付けられる。この固定子要素は、中空体の内側で回転する回転子要素の昇降及び制御のための、少なくとも１つの磁界を画定するよう適応される。

より詳細には、中空体は、共に連結された２つ以上の要素で一般的に構成され、それら要素のうち少なくとも１つは上部要素であり、少なくとも１つは下部要素である。

上部要素は、下部要素と連結するための周辺フランジを有し、このフランジからドーム形状部が延伸して、回転子要素を収容するよう適応される。

周辺フランジは、例えば溶接によって、下部要素と共に係止される連結面を画定する。例えばＯリングのタイプの封止要素が、この連結面と下部要素との間に位置付けられる。

公知のタイプのポンプにおいて、血液入口コネクタは、ドーム形状部が位置されたポイントに位置付けられ、入口コネクタよりも下位レベルに設置された出口コネクタは、周辺フランジが位置されたポイントに位置付けられる。

したがって公知のタイプの出口コネクタは、周辺フランジに実質的に接して位置される。

公知のタイプのいくつかの解決策において、出口コネクタは、部分的に上部要素上に、及び部分的に下部要素上に画定される。

これら公知のタイプの遠心ポンプは、いくつかの欠点を有する。

実際、出口コネクタの位置付けは、連結面がいくつかの不連続性を特徴付けることを意味し、それは接触部品の相互溶接を困難にする。

周辺フランジが位置されるポイントに出口コネクタが存在することは、溶接段階中に、下部要素を連結面に接触させ続けることも困難にする。

加えて、連結面における不規則性は、連結面と下部要素との間に位置付けられたＯリングに、血流停滞空洞及び／または血液を損傷させ得る突起部の形成を生じさせる。

さらに別の欠点として、一般的に超音波で実施される溶接段階中に、ダストが発生して、それが血液の処理を意図された領域に入り、血液を汚染することが挙げられる。

公知のタイプのいくつかの遠心ポンプは、特開２０１５－０８４７９２号公報、及び米国特許出願公開第２０１７／３６３１０３号明細書によって記載され、これら両方は、周辺フランジに接して位置された、関連の出口コネクタを有する。

特開２０１５－０８４７９２号公報米国特許出願公開第２０１７／３６３１０３号明細書

本発明の主な目的は、回転子要素が内側に収容された中空体を構成する、上部要素と下部要素との間の連結を、現在まで知られてる解決策と比較して簡略化できる、磁気浮上式遠心ポンプを考案することである。

この目的内における本発明の１つの目標は、溶接作業中において、周辺フランジの、下部要素との接触の維持を容易にすることである。

本発明の別の目標は、上部要素と下部要素との間に位置付けられた封止手段の位置付けを容易にすること、及び同時に、処理された血液の危険を減少させることである。

本発明の重要な目標は、上部要素を下部要素と共に係止するための溶接作業によって発生したダストが、血液を処理するために指定された領域に入る危険を軽減させることである。

本発明の別の目的は、使用が簡単、合理的、容易、効果的、かつ低コストの解決策で、先行技術の前述の欠点を克服できる、磁気浮上式遠心ポンプを考案することである。

前述の目的は、請求項１による磁気浮上式遠心ポンプによって達成される。

本発明の他の特徴及び利点は、添付の図表の非限定の例によって示された、好ましいが排他的ではない、磁気浮上式遠心ポンプの実施形態の説明から、より明確になる。

本発明によるポンプの不等角投影図である。図１のポンプの、第１の断面図である。図１のポンプの分解組立図である。図１のポンプの、第２の断面図である。

これらの例示を詳細に参照すると、参照番号１は、磁気浮上式遠心ポンプを全体的に示す。

ポンプ１は、患者から来る静脈血のための少なくとも１つの入口コネクタ３と、血液酸素デバイスに運ばれる静脈血のための少なくとも１つの出口コネクタ４とが設けられた、少なくとも１つの内部中空体２を備える。

中空体２は、少なくとも１つの下部要素５、及び少なくとも１つの上部要素６を備え、それらは分離されており、互いに連結される。

したがって、中空体２はボリューム７を画定し、ボリューム７の上で入口コネクタ３及び出口コネクタ４は面し、ボリューム７の内側には、図において参照番号９で識別される磁性材料で作られた少なくとも一部が設けられた、少なくとも１つの回転子要素８が収容される。

回転子要素８は、中空体２に関連付けられ、かつ磁界を発生させるよう適応された固定子要素（図示せず）によって、接触することなく関連の軸Ｘの周りに回転するよう、磁力で操ることができる。

本発明の一部ではないが、上述の固定子要素のカバー要素２４も、添付の図に示される。カバー要素２４は、中空体２と、カバー要素２４への中空体２の固着要素２５と、を支持するよう意図される。

回転子要素８の回転を制御する方法は、本発明には関係ないが、当分野の技術者には広く知られている。

詳細には、固定子要素は、複数の巻線を備える。これら巻線は、１つまたは複数の磁界を形成するために、電流によって横断されるよう意図される。この磁界は、回転子要素８と相互作用して、回転子要素８を持ち上げ、かつ関連の軸Ｘの周りに回転を発生させるよう適応される。

より詳細には、回転子要素８は回転体１０を備える。回転体１０には、その上に径方向パターンで配置され、かつボリューム７に入る血液と接触して血液を出口コネクタ４に向けて押し出すよう適応された、複数のブレード１１が設けられる。

有利には、回転体１０は、使用中に上方に面した凹状の接触面２６を有する。より詳細には、接触面２６は、入口ダクト３を介してボリューム７の内側に落ちる血液のフローに付随するよう、かつ回転体自体の衝撃のために損傷する危険を軽減するように、実質的に曲線の延長部を有する。

回転体１０には、その底部に画定されたハウジング座部１２が設けられ、その内側に磁性部９が挿入され、保持要素１３によって底で閉じられる。

加えて、下部要素５は、使用中に回転体１０の少なくとも一部を包含するよう適応されたハウジング１４を有する。ブレード１１はハウジング自体の外側に残り、ハウジング１４は底壁１４ａを有する。底壁１４ａには、回転子要素８のセンタリングのために回転軸Ｘで画定された、ガイド要素１４ｂが設けられる。

より詳細には、回転体１０は、磁性部９及び保持要素１３に形成された関連の穴１５の中に挿入される、スリーブ１０ａを有する。ハウジング１４の内側に回転子要素８を挿入した後、スリーブ１０ａの下端部は、回転軸Ｘと同軸上で、ガイド要素１４ｂに適合される。

本発明によると、上部要素６は、下部要素５に連結させるための少なくとも１つの周辺フランジ１６と、図において参照番号１７で識別され、周辺フランジ１６から突出した、少なくとも１つの実質的なドーム形状体と、を有する。出口コネクタ４はドーム形状体１７に関連付けられ、周辺フランジ１６から離隔される。出口コネクタ４と周辺フランジ１６との間において、空間１８が画定され、その内側で共通の締付手段を、上部要素６を下部要素５に締め付けるために挿入することができる。

適切には、周辺フランジ１６は、少なくとも１つの当接面２８ａを画定する。当接面２８ａは、カバー要素２４上に置かれるよう意図され、かつ中空体２の一方の端部面に対応する。換言すると、当接面２８ａは、中空体２の一方の端部、特にポンプ１を使用する場合は、中空体２の下端部を画定する。

周辺フランジ１６は、当接面２８ａの反対側の、少なくとも１つの保持面２８ｂを画定し、保持面２８ｂは出口コネクタ４から離隔される。空間１８は、保持面２８ｂと出口コネクタ４との間に位置付けられる。

有利には、周辺フランジ１６は、下部要素５との、少なくとも１つの連結面１６ａを画定し、出口コネクタ４は、連結面１６ａに対して上に向けられる。

好ましくは、連結面１６ａは実質的に平坦である。

図に示される実施形態において、連結面１６ａ及び当接面２８ａは同じ側に配置され、連結面１６ａは当接面２８ａに対して内部に配置される。

より詳細には、周辺フランジ１６は、連結面１６ａの反対側の少なくとも１つの上面１６ｂを画定し、出口コネクタ４は、上面１６ｂ自体から離隔される。したがって空間１８は、上面１６ｂと出口コネクタ４との間に画定される。

上面１６ｂからは、ドーム形状体１７が延伸する。

上面１６ｂは、保持面２８ｂと同じ側、かつ保持面２８ｂに対して内部に位置付けられる。図に示される実施形態において、上面１６ｂは、保持面２８ｂに対してずらして配置される。詳細には、使用中において上面１６ｂは、保持面２８ｂよりも高いレベルに配置される。

適切には、例えばＯリングのタイプの封止手段１９は、連結面１６ａと下部要素５との間に設置される。

より詳細には、図２に示されるように、Ｏリング１９は、連結面１６ａの内縁部に設置され、中空体２の内側のボリューム７に面する。

下部要素５は、Ｏリング１９を収容するよう適応された溝２０を備え、使用中にＯリング１９が動くのを防止する。

好ましくは、出口コネクタ４は、回転軸Ｘに対して横断方向に向けられる。

より詳細には、細長い出口コネクタ４は、連結面１６ａに対して傾斜している。出口コネクタ４は、回転軸Ｘを通過する面に対しても傾斜している。換言すると、出口コネクタ４は、入口コネクタ３に対して、すなわち回転軸Ｘに対して、９０°未満の角度だけ傾斜している。

図に示される好ましい実施形態において、入口コネクタ３は、上部要素６の頂部に位置付けられ、回転軸Ｘと同軸上に延伸する。

好都合には、上部要素６及び下部要素５には、正確な共通の位置付けを保証するよう適応された、関連のセンタリング手段２１が設けられる。

より詳細には、センタリング手段２１は、連結面１６ａまたは下部要素５のいずれか一方に画定された、少なくとも１つの起伏部２２と、下部要素５または連結面１６ａのいずれか他方に画定された、少なくとも１つの凹部２３とを備える。起伏部２２は、上部要素６を下部要素５に位置付けた後、凹部２３の中に挿入されるよう適応される。

図に示される好ましい実施形態において、上部要素６及び下部要素５は実質的に円形断面を有するので、凹部２３及び起伏部２２は、実質的に環状の延長部を有する。

センタリング手段２１、詳細には起伏部２２及び凹部２３は、例えば溶接及び／または接着で共に係止することによって、封止手段として使用することができる。したがって、起伏部２２及び凹部２３は、下部要素５と上部要素６との間の連結に、機械式封止及び／または液圧式封止を与えることができる。

したがってこの封止手段は、Ｏリング１９及びセンタリング手段２１のいずれか少なくとも一方か、または好ましくは両方を備える。

適切には、センタリング手段２１は、ボリューム７から外側に続くＯリング１９の、下流側に配置される。

本発明による磁気浮上式遠心ポンプの組立は、以下のとおりである。

最初に、磁性部９はハウジング座部１２の中に挿入され、スリーブ１０ａが穴１５を通過するよう、ハウジング座部１２は保持要素１３を用いて閉じられる。

このように得られた回転子要素８は、次にスリーブ１０ａの開口端部をガイド要素１０ｂの上に適合させるよう、ハウジング１４の内側に位置付けられる。

その後、Ｏリング１９は溝２０の内側に位置付けられ、上部要素６はＯリング１９の頂部に適用され、それによって下部要素５に画定された起伏部２２は、連結面１６ａが位置されたポイントに画定された凹部２３の、内側に挿入される。

一旦上部要素６が下部要素５に連結されると、それらは例えば溶接によって、連結面１６ａが位置されたポイントに、共に係止される。

上部要素６及び下部要素５は、溶接作業中に、例えば周辺連結フランジ１６に適用された締付手段によって、血液の出口コネクタ４に干渉することなく、互いに接触させ続けることができる。

説明した発明は意図された目標を実現したことが、実際に確認された。詳細には、出口コネクタを、下部要素に対して上部要素の周辺連結フランジから分離した領域に位置付けることによって、実質的に平坦な連結面を画定することを可能にし、それによって、下部要素を用いて出口コネクタの正しい位置付けを容易にする、という事実が強調される。

出口コネクタの、この位置付けは、溶接作業中に、正確な位置で上部要素を下部要素に接触させ続けることも可能にする。

さらに、本発明に関するポンプは、公知のポンプと比較して、上部要素と下部要素との間の封止手段の位置付けを、それらが内部ボリュームに直接面する方法で、簡略化することを可能にする。それによって、血流停滞領域の形成、または血液を損傷させる突起部の形成を回避する。

Claims

磁気浮上式遠心ポンプ（１）であって、
血液のための、少なくとも１つの入口コネクタ（３）及び少なくとも１つの出口コネクタ（４）が設けられた少なくとも１つの内部中空体（２）であって、互いに連結される少なくとも１つの下部要素（５）及び少なくとも１つの上部要素（６）を備えた、少なくとも１つの内部中空体（２）と、
前記中空体（２）の内側に収容され、磁性材料（９）で作られた少なくとも一部が設けられた少なくとも１つの回転子要素（８）であって、前記中空体（２）に関連付けられた固定子要素によって、接触することなく関連の軸（Ｘ）の周りに回転するよう磁力で操られる、少なくとも１つの回転子要素（８）と
を備え、
前記上部要素（６）は、連結のための少なくとも１つの周辺フランジ（１６）、及び前記周辺フランジ（１６）から突出した少なくとも１つの実質的なドーム形状体（１７）を有し、
前記出口コネクタ（４）は、前記ドーム形状体（１７）と関連付けられ、かつ前記周辺フランジ（１６）から離隔され、前記出口コネクタ（４）と前記周辺フランジ（１６）との間に空間（１８）が画定され、前記空間（１８）の内側で、共通の締付手段が、上記上部要素（６）を前記下部要素（５）に締め付けるために挿入することができることを特徴とする、磁気浮上式遠心ポンプ（１）。
前記周辺フランジ（１６）は、前記下部要素（５）との少なくとも１つの連結面（１６ａ）を画定し、前記出口コネクタ（４）は、前記連結面（１６ａ）に対して上に向けられることを特徴とする、請求項１に記載の磁気浮上式遠心ポンプ（１）。
前記連結面（１６ａ）は実質的に平坦であることを特徴とする、請求項２に記載の磁気浮上式遠心ポンプ（１）。
前記周辺フランジ（１６）は、前記連結面（１６ａ）の反対側の、少なくとも１つの上面（１６ｂ）を画定すること、及び前記出口コネクタ（４）は、前記上面（１６ｂ）から離隔されることを特徴とする、請求項２または３に記載の磁気浮上式遠心ポンプ（１）。
前記ドーム形状体（１７）は、前記上面（１６ｂ）から延伸することを特徴とする、請求項４に記載の磁気浮上式遠心ポンプ（１）。
前記空間（１８）は、前記上面（１６ｂ）と前記出口コネクタ（４）との間で画定されることを特徴とする、請求項４または５に記載の磁気浮上式遠心ポンプ（１）。
前記周辺フランジ（１６）は、前記固定子要素のカバー要素（２４）に置かれ、かつ前記連結面（１６ａ）と同じ側に向けられるよう意図された、少なくとも１つの当接面（２８ａ）と、前記当接面（２８ａ）の反対側で、前記出口コネクタ（４）から離隔された、少なくとも１つの保持面（２８ｂ）とを画定し、前記空間（１８）は、前記保持面（２８ｂ）と前記出口コネクタ（４）との間に位置付けられることを特徴とする、請求項２～６のうちいずれか一項に記載の磁気浮上式遠心ポンプ（１）。
前記連結面（１６ａ）及び前記上面（１６ｂ）は、前記当接面（２８ａ）及び前記保持面（２８ｂ）それぞれに対して内部に配置されることを特徴とする、請求項４～６及び７のうちいずれか一項に記載の磁気浮上式遠心ポンプ（１）。
前記上部（１６ｂ）は、前記保持面（２８ｂ）と同じ側に配置され、前記保持面（２８ｂ）に対してずらして配置されることを特徴とする、請求項８に記載の磁気浮上式遠心ポンプ（１）。
前記連結面（１６ａ）と前記下部要素（５）との間に設置された、封止手段（１９）を備えることを特徴とする、請求項２～９のうちいずれか一項に記載の磁気浮上式遠心ポンプ（１）。
前記封止手段（１９）は、少なくとも１つのＯリングを備え、前記Ｏリングは前記中空体（２）の内側に面することを特徴とする、請求項７に記載の磁気浮上式遠心ポンプ（１）。
前記出口コネクタ（４）は、前記回転軸（Ｘ）に対して横断方向に向けられることを特徴とする、請求項１～１１のうちいずれか一項に記載の磁気浮上式遠心ポンプ（１）。
前記出口コネクタ（４）は、前記連結面（１６ａ）に対して傾斜することを特徴とする、請求項２～１２のうちいずれか一項に記載の磁気浮上式遠心ポンプ（１）。
前記出口コネクタ（４）は、９０°未満の角度で前記回転軸（Ｘ）に対して傾斜することを特徴とする、請求項１～１３のうちいずれか一項に記載の磁気浮上式遠心ポンプ（１）。
前記上部要素（６）及び前記下部要素（５）には、それらの正確な共通の位置付けを保証するよう適応された、対応するセンタリング手段（２１）が設けられることを特徴とする、請求項１～１４のうちいずれか一項に記載の磁気浮上式遠心ポンプ（１）。
前記センタリング手段（２１）は、前記連結面（１６ａ）または前記下部要素（５）のいずれか一方に画定された、少なくとも１つの起伏部（２２）と、前記下部要素（５）または前記連結面（１６ａ）のいずれか他方に画定された、少なくとも１つの凹部（２３）とを備え、前記起伏部（２２）は、前記上部要素（６）を前記下部要素（５）に連結した後、前記凹部（２３）の中に挿入されるよう適応されることを特徴とする、請求項１５に記載の磁気浮上式遠心ポンプ（１）。
前記起伏部（２２）及び前記凹部（２３）は、共に係止されるよう適応され、かつ前記封止手段（１９）を画定するよう適応されることを特徴とする、請求項１０または１１、及び１６のうちいずれか一項に記載の磁気浮上式遠心ポンプ（１）。
前記前記センタリング手段（２１）は、前記中空体（２）の内側から外側に続く前記Ｏリング（１９）の、下流に配置されることを特徴とする、請求項１１、及び１６または１７のうちいずれか一項に記載の磁気浮上式遠心ポンプ（１）。
前記回転子要素（８）は、前記入口コネクタ（３）に入る血液と接触して血液を前記出口コネクタ（４）に向けて押し出すよう適応された、複数のブレード（１１）が設けられた回転体（１０）を備え、前記回転体（１０）は、使用中に上方に面する凹状の接触面（２６）を有することを特徴とする、請求項１～１８のうちいずれか一項に記載の磁気浮上式遠心ポンプ（１）。
前記接触面（２６）は、実質的に曲線の延長部を有することを特徴とする、請求項１９に記載の磁気浮上式遠心ポンプ（１）。