JP4612926B2 - Magnetic levitation pump - Google Patents
Magnetic levitation pump Download PDFInfo
- Publication number
- JP4612926B2 JP4612926B2 JP37095499A JP37095499A JP4612926B2 JP 4612926 B2 JP4612926 B2 JP 4612926B2 JP 37095499 A JP37095499 A JP 37095499A JP 37095499 A JP37095499 A JP 37095499A JP 4612926 B2 JP4612926 B2 JP 4612926B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- impeller
- magnetic
- pump
- electromagnet
- partition wall
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
- F16C32/0406—Magnetic bearings
- F16C32/044—Active magnetic bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2360/00—Engines or pumps
- F16C2360/44—Centrifugal pumps
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、磁気浮上型ポンプに関し、特に、磁気軸受を利用したクリーンポンプであって、たとえば人工心臓のような医療機器に用いられる磁気浮上型ポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】
図7は従来の磁気浮上型ポンプを示す図であり、特に図7(a)は縦断面図を示し、図7(b)は図7(a)の線A−Aに沿う断面図である。図8は図7の線B−Bに沿う断面矢視図であり、図9は図7の線C−Cに沿う断面図である。
【0003】
まず、図7〜図9を参照して、従来の磁気浮上型ポンプについて説明する。図7(a)に示すように、磁気浮上型ポンプ1はモータ部10とポンプ部20と磁気軸受部30とから構成される。ポンプ部20のケーシング21内にはポンプ室22が設けられていて、このポンプ室22内でインペラ23が回転する。ケーシング21は非磁性部材からなり、インペラ23は非制御式磁気軸受を構成する永久磁石24を有する非磁性部材25と、制御式磁気軸受のロータに相当する軟質磁性部材26とを含む。永久磁石24はインペラ23の円周方向に分割されていて、互いに隣接する磁石は互いに反対方向の磁極に着磁されている。
【0004】
インペラ23の永久磁石24を有する側に対向するようにして、ポンプ室外部には軸11に軸支されたロータ12が設けられる。ロータ12はモータ13によって駆動されて回転する。ロータ12にはインペラ23の永久磁石24に対向しかつ吸引力が作用するようにインペラ23側と同数の永久磁石14が設けられている。この永久磁石14も互いに隣接する磁石は互いに反対方向の磁極に着磁されている。
【0005】
一方、インペラ23の軟質磁性部材26を有する側に対向するようにして、電磁石31と図示しない位置センサとが磁気軸受部30に設けられている。この電磁石31と位置センサとにより、ポンプ室22において永久磁石24と14の吸引力に釣合いインペラ23をポンプ室22の中心に保持できるようにしている。
【0006】
上述のごとく構成された磁気浮上型ポンプ1において、ロータ12に埋込まれている永久磁石14とインペラ23に設けられている永久磁石24との間に軸方向の吸引力が働く。この吸引力を利用した磁気カップリングによってインペラ23を回転駆動させたり、半径方向の支持剛性を得ている。この吸引力と釣合うようにC型の電磁石31のコイルに電流が流され、インペラ23が浮上する。そして、ロータ12がモータ13の駆動力によって回転すると、永久磁石14と24とが磁気カップリングを構成し、インペラ23が回転して、流体が吸入口60から吸込まれ、出口70(図7(b)参照)から排出される。インペラ23はケーシング21によってロータ12から隔離されており、かつ電磁石31からの汚染を受けることはないので、磁気浮上型ポンプ1から吐出された流体(血液ポンプとして使用した場合は血液)はクリーンな状態を保持する。
【0007】
なお、図8および図9に示すように、従来の磁気浮上式の血液ポンプでは、その電磁石31のヨーク41の形状はかわら状でかつ電磁石の磁極の対42と43,44と45,46と47はそれぞれ半径方向に配置されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図7に示したような磁気浮上型ポンプ1は人工心臓用血液ポンプとして使用される場合、体内に埋込んで使用したり、身体に近接させて使用するため、常時外部電源からエネルギ供給を行なうことができない。通常は、携帯バッテリや体内に設置した体内バッテリから得られるエネルギが供給されるため、長期使用のためには極力エネルギ使用量を抑える必要がある。さらに、人体に使用するには小型であることおよび信頼性に対して最大の注意が必要である。
【0009】
しかし、従来の磁気浮上型ポンプ1では、図8および図9に示したように、その各電磁石の磁極がそれぞれ半径方向に配置しており、このためにコイルを収納するためのスペースを有効に確保できず、磁気軸受部のサイズを大きくし、新たにコイルスペースを増やさなければ電磁石の省電力化が図れないという問題があった。
【0010】
すなわち、電磁石での省力化には、電磁石コイルの巻数を増やしたり、コイル線径を太くする手法がとられるが、いずれの方法もコイル収納スペースを大きく確保するために、磁気軸受部30のサイズを大きくする必要があった。さらに、従来の磁気浮上型ポンプ1では、電磁石31,32のヨークの形状がかわら状を呈しており、コイル巻作業が困難であると同時に、コイルとヨーク間の絶縁抵抗の確保が難しかった。
【0011】
それゆえに、この発明の主たる目的は、磁気軸受部を小型化し得る磁気浮上型ポンプを提供することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る磁気浮上型ポンプは、平行に配置され、非磁性材料で形成された第1および第2の隔壁を含み、それらの間にポンプ室が形成されたケーシングを備えたものである。第2の隔壁は円環状に形成されている。この磁気浮上型ポンプは、さらに、ポンプ室内において第1および第2の隔壁に沿って回転可能に設けられ、第1の隔壁を貫通するとともに第2の隔壁の内径側部分を貫通する回転中心線を有するインペラと、第1の隔壁に隣接してポンプ室外に設けられ、インペラと磁気力により非接触で結合し、インペラを回転駆動させて流体を排出させる回転駆動部と、第2の隔壁に隣接してポンプ室外に設けられ、インペラと磁気力により非接触で結合し、インペラを第1および第2の隔壁間に浮上させる磁気軸受部とを備えたものである。ここで、磁気軸受部は、第2の隔壁に沿ってインペラの回転方向に配列された複数の電磁石を含む。各電磁石は、インペラに対向して設けられてインペラの回転方向に配列され、一方がN極となり他方がS極となる第1および第2の磁極と、インペラの回転方向に配列され、それぞれ第1および第2の磁極に接合された第1および第2のヨークと、それぞれ第1および第2のヨークに巻回された第1および第2のコイルとを含む。
【0013】
また、この発明に係る他の磁気浮上型ポンプは、平行に配置され、非磁性材料で形成された第1および第2の隔壁を含み、それらの間にポンプ室が形成されたケーシングを備えたものである。第2の隔壁は円環状に形成されている。この磁気浮上型ポンプは、さらに、ポンプ室内において第1および第2の隔壁に沿って回転可能に設けられ、第1の隔壁を貫通するとともに第2の隔壁の内径側部分を貫通する回転中心線を有するインペラと、第1の隔壁に隣接してポンプ室外に設けられ、インペラと磁気力により非接触で結合し、インペラを回転駆動させて流体を排出させる回転駆動部と、第2の隔壁に隣接してポンプ室外に設けられ、インペラと磁気力により非接触で結合し、インペラを第1および第2の隔壁間に浮上させる磁気軸受部とを備えたものである。ここで、磁気軸受部は、第2の隔壁に沿ってインペラの回転方向に配列された複数の電磁石を含む。各電磁石は、インペラに対向して設けられてインペラの径方向に配列され、一方がN極となり他方がS極となる第1および第2の磁極と、インペラの回転方向に配列され、それぞれ第1および第2の磁極に接合された第1および第2のヨークと、それぞれ第1および第2のヨークに巻回された第1および第2のコイルとを含む。
【0014】
好ましくは、インペラはディスク状の形状に形成され、インペラの回転駆動部と対向する面に複数の永久磁石をインペラの回転方向に配列し、インペラと回転駆動部とを磁気カップリングにより非接触で結合させる。
【0015】
また好ましくは、電磁石は3つ設けられる。
【0016】
【発明の実施の形態】
図1はこの発明の一実施形態の磁気浮上型ポンプを示す図であり、特に、図1(a)は縦断面図を示し、図1(b)は図1(a)の線A−Aに沿う断面図である。図2は図1(a)に示す線B−Bに沿う断面矢視図であり、図3は図1(a)に示すC−Cに沿う断面図である。
【0017】
図1〜図3を参照して、この発明の一実施形態の磁気浮上型ポンプについて説明する。磁気浮上型ポンプはモータ部10とポンプ部20と磁気軸受部40とから構成される。ポンプ部20のケーシング21内にはポンプ室22が設けられていて、このポンプ室22内でインペラ23が回転する。インペラ23は複数の羽根27を有しており、羽根27は図1(b)に示すように渦巻型に形成されている。
【0018】
ケーシング21はプラスチック,セラミック,金属などから形成されるが、ケーシング21のうちポンプ部20とモータ部10との間の隔壁部分およびポンプ部20と磁気軸受部40の隔壁部分には磁性材料を使用することはできないので、非磁性材料で構成される。インペラ23は非制御式磁気軸受を構成する永久磁石24を有する非磁性部材25と、制御式磁気軸受のロータに相当する軟質磁性部材26とを含む。永久磁石24はインペラ23の円周方向に分割されていて、互いに隣接する磁石は互いに反対方向の磁極に着磁されている。
【0019】
インペラ23の永久磁石24を有する側に対向するようにして、ポンプ室外部には軸11に軸支されたロータ12が設けられる。ロータ12はモータ13によって駆動されて回転する。ロータ12にはインペラ23の永久磁石24に対向しかつ吸引力が作用するようにインペラ23側と同数の永久磁石14が設けられている。この永久磁石14も互いに隣接する磁石は互いに反対方向の磁極に着磁されている。モータ部10としては、DCブラシレスモータを含む同期モータや、インダクションモータを含む非同期モータなどが使用されるが、モータの種類は問わない。
【0020】
一方、インペラ23の軟質磁性部材26を有する側に対向するようにして、電磁石41と位置センサ62とが磁気軸受部40に設けられている。この電磁石41と位置センサ62とにより、ポンプ室において永久磁石24と14の吸引力に釣り合って、インペラ23をポンプ室の中心に保持できるようにしている。制御式磁気軸受のロータに相当する軟質磁性部材26には、たとえば低炭素鋼やフェライト系ステンレスやパーマロイなどの材料が用いられる。
【0021】
図1(a)には、磁極51と電磁石ヨーク71と電磁石コイル81と電磁石バックプレート91とからなる1つの電磁石41のみが示されているが、磁気軸受部40には3個の電磁石が円周方向に配置されている。そして、図2に示すように各対をなす磁極51と52との間にはセンサ61が配置され、磁極53と54との間にはセンサ62が配置され、磁極55と56との間にはセンサ63が配置されている。これらのセンサ61ないし63としては、一般的に渦電流式センサやリラクタンス式センサなどの磁気式センサが用いられる。
【0022】
さらに、図3に示すように、各電磁石ヨーク71〜76は円柱形状で形成されていて、各電磁石ヨーク71〜76には電磁石コイル81〜86がそれぞれ巻回されている。
【0023】
このように、磁極51ないし56を円周方向に配置することで、磁気軸受部40内に収納できる電磁石コイル81〜86の収納スペースを増加でき、また電磁石ヨーク71〜76の形状を円柱形状とすることにより、各電磁石ヨーク71〜76への電磁石コイル81〜86の巻付作業が容易となる。さらに、各電磁石ヨーク71〜76の形状が単純であるため、電磁石コイル81〜86との絶縁が確実となる。なお、電磁石ヨーク71〜76は円柱にしているが、これは角柱であってもよい。さらに、図2および図3ではすべての電磁石ヨーク71〜76と電磁石コイル81〜86を同一円周上に配置しているが、収納スペースを有効に確保するために、各電磁石ヨーク71〜76および電磁石コイル81〜86は同一円周上になくてもよい。
【0024】
図4および図5はこの発明の他の実施形態を示す図であり、図4は磁極とコイルの配置例を示し、図5は図4に示す線C−Cに沿う断面図である。
【0025】
図4に示す電磁石コイル81〜86と電磁石ヨーク(図示せず)は図3と同様にして円周方向に配置されるが、各磁極対101と102,103と104,105と106は半径方向に配置されている。そして、図5に示すように、磁極105−電磁石ヨーク75−電磁石バックプレート92−電磁石ヨーク76−磁極106で1つのC型電磁石を構成している。図4および図5に示した実施形態においても、電磁石ヨークは円柱形状に形成されて電磁石コイル81〜86の巻付け作業を容易にしているが、これは円柱に限らず角柱であっても良い。
【0026】
この実施形態においても、図1〜図3の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0027】
図6はこの発明の一実施形態の磁気浮上型ポンプを駆動するためのコントローラを示すブロック図である。図6において、コントローラ100は、インペラ位置制御機能と、インペラ回転トルク制御機能と、インペラ位置制御機能を用いてポンプ室22内におけるインペラ23の浮上位置を変化させるインペラ浮上位置制御機能と、モータ13の電流計測機能と、インペラ浮上位置制御機能を用いてインペラ23の浮上位置を変化させたことにより得られるモータ13の電流変化量を利用して、流体の粘度を算出する流体粘度算出機能を備えている。
【0028】
具体的には、コントローラ100はコントローラ本体部101と、モータドライバ102と、インペラ位置制御用コントロール部103とを備えている。モータドライバ102は、コントローラ本体部101より出力されたモータの回転数に対応する電圧を出力し、モータ13を回転させるためのドライバである。また、インペラ位置制御用コントロール部103はコントローラ本体部101より出力されたインペラ浮上位置を維持するために電磁石41に流れる電流または電圧もしくは電流および電圧を制御する。位置センサ42による検出出力はインペラ位置制御用コントロール部103に入力され、インペラ23の中心軸(z軸)方向の並進運動、かつ中心軸(z軸)に直交するx軸およびy軸まわりの回転運動を制御するように電磁石41に流れる電流をコントロールする。なお、位置センサ42による検出出力をコントローラ本体部101に入力し、コントローラ本体部101より電磁石41に与える電圧値もしくは電流値を出力させてもよい。
【0029】
コントローラ本体部101は記憶部(ROM)104と、CPU105と、表示部110と、入力部107とを備えている。表示部110には、設定吐出流量保持部111と、実行吐出流量表示部112と、設定吐出出力表示部113と、実行吐出圧力表示部114と、流体温度表示部115と、流体粘度表示部116と、インペラ回転数表示部117が設けられている。また、入力部107には、設定吐出流量入力部108と、設定吐出圧力入力部109とが設けられている。
【0030】
コントローラ本体部101は、流体粘度とインペラ浮上位置変化によるモータ電流変化量(モータ駆動電流変化量)との関係を予め測定した流体粘度−モータ電流変化量関連データもしくはこの関連データより算出された関係式(たとえば、相関式データもしくは粘度演算式データ)を記憶したデータ記憶部を含み、流体粘度算出機能はデータ記憶部のデータとインペラ浮上位置制御機能を用いたインペラ23の浮上位置を変化させたことにより得られるモータ13の電流変化量を用いて液体粘度を算出する。
【0031】
換言すれば、コントローラ本体部101の記憶部内には、流体粘度とインペラ浮上位置変化によるモータ電流変化量との関係を予め測定した流体粘度−モータ電流変化量関連データもしくはこの関連データより算出された相関データ(粘度演算式データでもある)が記憶されている。
【0032】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【0033】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、磁気軸受部の各電磁石の2つのヨークをインペラの回転方向に配列することにより、磁気軸受部のスペースを増やすことなく、すなわちポンプサイズを大きくすることなく、コイルの巻スペースを広く確保できる。このようにコイル収納スペースを広げることにより、電磁石コイルの巻数を増加させたり、コイルの線径を太くすることも可能となった結果、電磁石の省電力化を図ることができる。さらに、電磁石のヨークを円柱もしくは角柱にすることが可能になり、コイルの巻き作業が容易となり、その結果コイルとヨークとの間の絶縁耐圧を確保しやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施形態の磁気浮上型ポンプを示す図である。
【図2】 図1(a)の線B−Bに沿う断面矢視図である。
【図3】 図1(a)に示すC−Cに沿う断面図である。
【図4】 この発明の他の実施形態を示す図であり、磁極とコイルの配置例を示す。
【図5】 図4に示す線C−Cに沿う断面図である。
【図6】 この発明の磁気浮上型ポンプを駆動するためのコントローラのブロック図である。
【図7】 従来の磁気浮上型ポンプを示す図である。
【図8】 図7の線B−Bに沿う断面矢視図である。
【図9】 図7の線C−Cに沿う断面図である。
【符号の説明】
10 モータ部、11 軸、12 ロータ、13 モータ、14,24 永久磁石、20 ポンプ部、21 ケーシング、22 ポンプ室、23 インペラ、25 非磁性部材、26 軟質磁性部材、40 磁気軸受部、51〜56,101〜106 磁極、61〜63 センサ、71〜76 電磁石ヨーク、81〜86 電磁石コイル、91,92 電磁石バックプレート、60 吸入口、70 出口、100 コントローラ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnetic levitation pump, and more particularly, to a clean pump using a magnetic bearing, for example, a magnetic levitation pump used in a medical device such as an artificial heart.
[0002]
[Prior art]
FIG. 7 is a view showing a conventional magnetic levitation type pump. In particular, FIG. 7 (a) is a longitudinal sectional view, and FIG. 7 (b) is a sectional view taken along line AA in FIG. 7 (a). . 8 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 7, and FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line CC in FIG.
[0003]
First, a conventional magnetic levitation pump will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 7A, the magnetic levitation pump 1 includes a
[0004]
The
[0005]
On the other hand, an
[0006]
In the magnetic levitation pump 1 configured as described above, an axial attractive force acts between the
[0007]
8 and 9, in the conventional magnetic levitation blood pump, the shape of the
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when the magnetic levitation pump 1 as shown in FIG. 7 is used as a blood pump for an artificial heart, it is used by being implanted in the body or used close to the body, so that it always supplies energy from an external power source. Can not be done. Normally, energy obtained from a portable battery or an in-body battery installed in the body is supplied, so it is necessary to suppress the amount of energy used as much as possible for long-term use. In addition, maximum attention is required for small size and reliability for use on the human body.
[0009]
However, in the conventional magnetic levitation pump 1, as shown in FIGS. 8 and 9, the magnetic poles of the electromagnets are arranged in the radial direction, so that a space for accommodating the coil is effectively used. There is a problem that the power consumption of the electromagnet cannot be reduced unless the size of the magnetic bearing portion is increased and the coil space is newly increased.
[0010]
That is, in order to save labor with the electromagnet, a method of increasing the number of turns of the electromagnet coil or increasing the coil wire diameter is employed. In either method, the size of the magnetic bearing
[0011]
Therefore, a main object of the present invention is to provide a magnetic levitation pump capable of reducing the size of a magnetic bearing portion.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The magnetic levitation pump according to the present invention includes a casing which is arranged in parallel and includes first and second partition walls made of a nonmagnetic material, and a pump chamber formed between them . The second partition is formed in an annular shape. The magnetically levitated pump is further provided in the pump chamber so as to be rotatable along the first and second partition walls. The rotation center line penetrates the first partition wall and penetrates the inner diameter side portion of the second partition wall. An impeller that is provided outside the pump chamber adjacent to the first partition, is coupled to the impeller in a non-contact manner by a magnetic force, rotates the impeller, and discharges fluid, and a second partition A magnetic bearing portion is provided adjacent to the outside of the pump chamber and coupled to the impeller in a non-contact manner by a magnetic force so as to float the impeller between the first and second partition walls. Here, the magnetic bearing portion includes a plurality of electromagnets arranged in the rotation direction of the impeller along the second partition. Each electromagnet is provided opposite to the impeller and arranged in the rotation direction of the impeller, and is arranged in the rotation direction of the impeller, the first and second magnetic poles, one of which is an N pole and the other is an S pole. First and second yokes joined to the first and second magnetic poles, and first and second coils wound around the first and second yokes, respectively.
[0013]
In addition, another magnetic levitation pump according to the present invention includes a casing that is arranged in parallel and includes first and second partition walls made of a nonmagnetic material, and a pump chamber formed between them . Is. The second partition is formed in an annular shape. The magnetically levitated pump is further provided in the pump chamber so as to be rotatable along the first and second partition walls. The rotation center line penetrates the first partition wall and penetrates the inner diameter side portion of the second partition wall. An impeller that is provided outside the pump chamber adjacent to the first partition, is coupled to the impeller in a non-contact manner by a magnetic force, rotates the impeller, and discharges fluid, and a second partition A magnetic bearing portion is provided adjacent to the outside of the pump chamber and coupled to the impeller in a non-contact manner by a magnetic force so as to float the impeller between the first and second partition walls. Here, the magnetic bearing portion includes a plurality of electromagnets arranged in the rotation direction of the impeller along the second partition. The electromagnets are arranged opposite to the impeller and arranged in the radial direction of the impeller, and are arranged in the rotation direction of the impeller, the first and second magnetic poles, one of which is N pole and the other is the S pole. First and second yokes joined to the first and second magnetic poles, and first and second coils wound around the first and second yokes, respectively.
[0014]
Preferably, the impeller is formed in the shape of a disk-shaped, a plurality of permanent magnets and array in the rotational direction of the impeller on the surface facing a rotational drive section of the impeller, the non-contact manner by magnetic coupling and the impeller and the rotary drive unit Connect with.
[0015]
Preferably, three electromagnets are provided.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram showing a magnetic levitation pump according to an embodiment of the present invention. In particular, FIG. 1 (a) shows a longitudinal sectional view, and FIG. 1 (b) shows a line AA in FIG. 1 (a). FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line BB shown in FIG. 1A, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along CC shown in FIG.
[0017]
A magnetic levitation pump according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The magnetic levitation pump includes a
[0018]
The
[0019]
The
[0020]
On the other hand, the
[0021]
FIG. 1A shows only one
[0022]
Further, as shown in FIG. 3, the electromagnet yokes 71 to 76 are formed in a cylindrical shape, and electromagnet coils 81 to 86 are wound around the electromagnet yokes 71 to 76, respectively.
[0023]
Thus, by arranging the
[0024]
4 and 5 are views showing another embodiment of the present invention. FIG. 4 shows an arrangement example of magnetic poles and coils. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line CC shown in FIG.
[0025]
The electromagnet coils 81 to 86 and the electromagnet yoke (not shown) shown in FIG. 4 are arranged in the circumferential direction in the same manner as in FIG. 3, but the magnetic pole pairs 101, 102, 103, 104, 105, and 106 are arranged in the radial direction. Is arranged. As shown in FIG. 5, the
[0026]
Also in this embodiment, the same effect as the embodiment of FIGS. 1 to 3 can be obtained.
[0027]
FIG. 6 is a block diagram showing a controller for driving the magnetic levitation pump according to one embodiment of the present invention. In FIG. 6, the
[0028]
Specifically, the
[0029]
The
[0030]
The controller
[0031]
In other words, in the storage unit of the controller
[0032]
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to this invention, by sequence the two yokes of the electromagnets of the magnetic bearing portion in the rotational direction of the impeller, without increasing the space of the magnetic bearing unit, i.e. to increase the pump size In addition, a large coil winding space can be secured. By expanding the coil storage space in this way, it is possible to increase the number of turns of the electromagnet coil and increase the wire diameter of the coil. As a result, power saving of the electromagnet can be achieved. Furthermore, the yoke of the electromagnet can be a cylinder or a prism, and the coil winding operation is facilitated. As a result, it is easy to ensure the withstand voltage between the coil and the yoke.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a magnetic levitation pump according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional arrow view taken along line BB in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line CC shown in FIG.
FIG. 4 is a diagram showing another embodiment of the present invention, showing an arrangement example of magnetic poles and coils.
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line CC shown in FIG.
FIG. 6 is a block diagram of a controller for driving the magnetic levitation pump of the present invention.
FIG. 7 is a view showing a conventional magnetic levitation pump.
8 is a cross-sectional arrow view taken along line BB in FIG.
FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line CC in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
さらに、前記ポンプ室内において前記第1および第2の隔壁に沿って回転可能に設けられ、前記第1の隔壁を貫通するとともに前記第2の隔壁の内径側部分を貫通する回転中心線を有するインペラと、
前記第1の隔壁に隣接して前記ポンプ室外に設けられ、前記インペラと磁気力により非接触で結合し、前記インペラを回転駆動させて流体を排出させる回転駆動部と、
前記第2の隔壁に隣接して前記ポンプ室外に設けられ、前記インペラと磁気力により非接触で結合し、前記インペラを前記第1および第2の隔壁間に浮上させる磁気軸受部とを備えた磁気浮上型ポンプにおいて、
前記磁気軸受部は、前記第2の隔壁に沿って前記インペラの回転方向に配列された複数の電磁石を含み、
各電磁石は、
前記インペラに対向して設けられて前記インペラの回転方向に配列され、一方がN極となり他方がS極となる第1および第2の磁極と、
前記インペラの回転方向に配列され、それぞれ前記第1および第2の磁極に接合された第1および第2のヨークと、
それぞれ前記第1および第2のヨークに巻回された第1および第2のコイルとを含むことを特徴とする、磁気浮上型ポンプ。The first and second partition walls, which are arranged in parallel and include a first partition wall and a pump chamber formed between the first and second partition walls, are formed in an annular shape .
Further, the impeller is rotatably provided along the first and second partition walls in the pump chamber and has a rotation center line that penetrates the first partition wall and penetrates the inner diameter side portion of the second partition wall. When,
A rotation drive unit that is provided outside the pump chamber adjacent to the first partition, is coupled to the impeller in a non-contact manner by magnetic force, and rotates the impeller to discharge fluid;
A magnetic bearing portion provided outside the pump chamber adjacent to the second partition wall, coupled to the impeller in a non-contact manner by magnetic force, and levitating the impeller between the first and second partition walls; In the magnetic levitation pump,
The magnetic bearing portion includes a plurality of electromagnets arranged in the rotation direction of the impeller along the second partition wall,
Each electromagnet
First and second magnetic poles provided opposite to the impeller and arranged in the rotation direction of the impeller, wherein one is an N pole and the other is an S pole;
First and second yokes arranged in the rotation direction of the impeller and joined to the first and second magnetic poles, respectively;
A magnetic levitation pump comprising: first and second coils wound around the first and second yokes, respectively.
さらに、前記ポンプ室内において前記第1および第2の隔壁に沿って回転可能に設けられ、前記第1の隔壁を貫通するとともに前記第2の隔壁の内径側部分を貫通する回転中心線を有するインペラと、
前記第1の隔壁に隣接して前記ポンプ室外に設けられ、前記インペラと磁気力により非接触で結合し、前記インペラを回転駆動させて流体を排出させる回転駆動部と、
前記第2の隔壁に隣接して前記ポンプ室外に設けられ、前記インペラと磁気力により非接触で結合し、前記インペラを前記第1および第2の隔壁間に浮上させる磁気軸受部とを備えた磁気浮上型ポンプにおいて、
前記磁気軸受部は、前記第2の隔壁に沿って前記インペラの回転方向に配列された複数の電磁石を含み、
各電磁石は、
前記インペラに対向して設けられて前記インペラの径方向に配列され、一方がN極となり他方がS極となる第1および第2の磁極と、
前記インペラの回転方向に配列され、それぞれ前記第1および第2の磁極に接合された第1および第2のヨークと、
それぞれ前記第1および第2のヨークに巻回された第1および第2のコイルとを含むことを特徴とする、磁気浮上型ポンプ。The first and second partition walls, which are arranged in parallel and include a first partition wall and a pump chamber formed between the first and second partition walls, are formed in an annular shape .
Further, the impeller is rotatably provided along the first and second partition walls in the pump chamber and has a rotation center line that penetrates the first partition wall and penetrates the inner diameter side portion of the second partition wall. When,
A rotation drive unit that is provided outside the pump chamber adjacent to the first partition, is coupled to the impeller in a non-contact manner by magnetic force, and rotates the impeller to discharge fluid;
A magnetic bearing portion provided outside the pump chamber adjacent to the second partition wall, coupled to the impeller in a non-contact manner by magnetic force, and levitating the impeller between the first and second partition walls; In the magnetic levitation pump,
The magnetic bearing portion includes a plurality of electromagnets arranged in the rotation direction of the impeller along the second partition wall,
Each electromagnet
First and second magnetic poles provided opposite to the impeller and arranged in the radial direction of the impeller, wherein one is an N pole and the other is an S pole;
First and second yokes arranged in the rotation direction of the impeller and joined to the first and second magnetic poles, respectively;
A magnetic levitation pump comprising: first and second coils wound around the first and second yokes, respectively.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP37095499A JP4612926B2 (en) | 1999-12-27 | 1999-12-27 | Magnetic levitation pump |
DE60006926T DE60006926T2 (en) | 1999-12-27 | 2000-12-27 | Liquid pump with magnetically suspended impeller |
EP00128516A EP1113177B1 (en) | 1999-12-27 | 2000-12-27 | Magnetically levitated pump |
AT00128516T ATE255685T1 (en) | 1999-12-27 | 2000-12-27 | LIQUID PUMP WITH MAGNETICALLY SUSPENDED IMPELLER |
US09/748,274 US6575717B2 (en) | 1999-12-27 | 2000-12-27 | Magnetically levitated pump |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP37095499A JP4612926B2 (en) | 1999-12-27 | 1999-12-27 | Magnetic levitation pump |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001182682A JP2001182682A (en) | 2001-07-06 |
JP4612926B2 true JP4612926B2 (en) | 2011-01-12 |
Family
ID=18497884
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP37095499A Expired - Fee Related JP4612926B2 (en) | 1999-12-27 | 1999-12-27 | Magnetic levitation pump |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4612926B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5004535B2 (en) * | 2005-08-25 | 2012-08-22 | Ntn株式会社 | Turbine unit for air cycle refrigeration cooling |
CN100592006C (en) | 2005-08-25 | 2010-02-24 | Ntn株式会社 | Turbine unit for air cycle refrigeration cooling |
FR2975147B1 (en) * | 2011-05-13 | 2014-04-25 | Mecanique Magnetique Sa | ACTIVE MAGNETIC BEARING CORROSION RESISTANT SHIRT |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4589822A (en) * | 1984-07-09 | 1986-05-20 | Mici Limited Partnership Iv | Centrifugal blood pump with impeller |
JP3006865B2 (en) * | 1990-10-11 | 2000-02-07 | エヌティエヌ株式会社 | Turbo pump |
JPH05118332A (en) * | 1991-10-22 | 1993-05-14 | Ebara Corp | Magnetic bearing device |
JPH05118333A (en) * | 1991-10-24 | 1993-05-14 | Ebara Corp | Magnetic bearing device |
JPH05121228A (en) * | 1991-10-28 | 1993-05-18 | Ebara Corp | Electromagnetic device |
JP3776162B2 (en) * | 1996-05-10 | 2006-05-17 | Ntn株式会社 | Magnetic levitation blood pump |
JP4005654B2 (en) * | 1996-12-26 | 2007-11-07 | Ntn株式会社 | Magnetic levitation centrifugal pump device |
US6234772B1 (en) * | 1999-04-28 | 2001-05-22 | Kriton Medical, Inc. | Rotary blood pump |
-
1999
- 1999-12-27 JP JP37095499A patent/JP4612926B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2001182682A (en) | 2001-07-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6575717B2 (en) | Magnetically levitated pump | |
JP5656835B2 (en) | Rotation drive device and centrifugal pump device using the same | |
JP4767488B2 (en) | Magnetic levitation pump | |
EP1135181B1 (en) | Centrifugal blood pump comprising an active magnetic bearing system | |
JP5577506B2 (en) | Centrifugal pump device | |
JP4472610B2 (en) | Centrifugal blood pump device | |
JP5347171B2 (en) | Centrifugal pump device | |
WO2010067682A1 (en) | Centrifugal pump device | |
JP6083929B2 (en) | Centrifugal pump device | |
JP2001336528A (en) | Magnetic levitation device | |
JP4612926B2 (en) | Magnetic levitation pump | |
JP4685227B2 (en) | Magnetic levitation pump | |
JP4612925B2 (en) | Magnetic levitation pump | |
JP4555435B2 (en) | Liquid pump device | |
JP4230640B2 (en) | Blood pump device | |
JP4555437B2 (en) | Magnetic levitation pump device | |
JP4651157B2 (en) | Magnetic levitation pump and control method thereof | |
JP4252197B2 (en) | Blood pump device | |
JP4106484B2 (en) | Magnetic levitation pump with hydrodynamic bearing | |
JP2010136862A (en) | Centrifugal type pump apparatus | |
JP2012013043A (en) | Rotary drive device and centrifugal pump device using the same | |
JP2020156178A (en) | Rotary driving device, and pump driving device | |
JP2001054568A (en) | Blood pump |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061211 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100115 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100126 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100319 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100622 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100818 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100921 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20101018 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131022 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |