WO1986004962A1 - Centrifugal pump having precessionally moving impeller - Google Patents

Description

明 細 書

歳差運動す る ィ ン ぺ ラ ー を 有 す る 遠心 ポ ン プ

(技術分野）

本発 明 は遠心 ポ ン プ に 関 し 、 更 に 具 体的 に は歳差運 動 す る ィ ン ぺ ラ ー に よ り 流体を 回 転 さ せ て 送 り 出 す 遠 心 ポ ン プ に 関 す る も の で あ る 。

( 背景技術）

歳差運動す る ィ ン ペ ラ 一 に よ り 流体 を 回転 さ せ て 送 り 出 す 遠心 ポ ン プ は イ ギ リ ス 特許第 7 2 0 6 3 7 号 、 ド イ ツ 特許 出 願公 開 3 1 3 3 1 7 7 号等 に 公知 で あ る こ の ポ ン プ は 主 と し て 汚 し て は な ら な い 液体 、 例 え ば血液 、 用 に 開発 さ れ た も の で あ り，歳差運動す る イ ン ペ ラ — を有 す る 点 に 特徴 が あ る 。

前記 ィ ン ぺ ラ ー の 歳差運動 は 従来 の 回 転 ィ ン ぺ ラ ー を 有 す る ポ ン プ に お い て 避 け ら れ な い 軸受 へ の 接触か ら 流体 を 解放 す る 点 に お い て 優 れ た 提案 で あ る 。

し か し こ の ポ ン プ は ケ ー シ ン グ で 囲 ま れ た 円 錐体状 の 部屋 内 で 何 ら 拘束 な く 流体 が回 転 さ せ ら れ る こ と に 起因 す る ポ ン プ効率 の 低 さ に そ の 欠点 を有 す る 。

一方歳差運動 す る ィ ン ぺ ラ ー を有 す る 他 の ポ ン プ は フ ラ ン ス 特許第 2 1 1 4 6 5 9 号 に 示 さ れ て い る が 、 該 ポ ン プ は ィ ン ぺ ラ ー が収容 さ れ た 室 の 中 央 に 入 口 が な い た め 効率が低 い の み な ら ず 出 口 の 圧力 が大 き い 時 に は 室内 に 逆流又 は流 れ の 乱 れ が生 じ る 危 れ が あ る 。 新たな用紙 ポ ン プ室内の逆流又は流れの乱れは特に血液ポ ン プ と し て の用途 におい ては安全性及び流体成分、 例 えば

-血液の血球、 の損傷 において 致命的欠点 と な る 。

ポ ン プ効率の改良及び ポ ン プ室 内の逆流又は流れの 乱れの防止は こ の タ イ プ の ポン プを実用化する ため 極め て 重要であ り 、 そ し て 本発明は これを堤案する も の で あ る 。

す なわち 本発明の 目 的はポ ン プ効率の よ い歲差運動 す る イ ン ペ ラ 一を有する遠—心ポ ンプの提供に あ る 。

本発明の他の 目 的は ポ ン プ室内 に おける逆流又は流 れの乱れに起因する 流体成分、 例 えば血液の血球、 の 損傷を効果的に防止出来る遠心ポ ン プの捷供に あ る。 ( 発明の 開示 ）

本発明は以上の 目 的達成の ため に ケ — シ ン グの P3形 端面の中央か ら環伏室内 へと 突出 し該環伏室の内面を 境界付ける流れガ イ ド 壁及びグ — シ ングの ra形端面の 中 央に開口 する 入口 が設け ら れた こ と を特徵と する歲 差運動 する ィ ン ペ ラ 一を有する遠心ポ ン プを提案する も ので あ る 。

本発明の還心ポ ン プの高い ポ ン プ効率は流れガイ ド 壁の な い も の と 比睽 し て十分高い こ と が実験結果 （ 第

7 図の f は本発明のポ ン プを及び g は流れ ガイ ド壁の い ポ ン プ のそれを 示す ) に よ 確め られた。

又本発明の遠心 ポ ン プの ボ ン プ内 に おける流れの乱 れの少 さ も 実験におい て観察 さ れた。

( 図面の簡単る説明 )

第 1 図は本発明の遠心ポ ン プの側面断面図

第 2 図は第 1 図 Π — Π に沿った断面図

第 3 図は第 1 図の ィ ン ぺ ラ ーの斜視図

第 4 図は本発明の遠心ポ ン プの他の変形の側面断面図 第 5 図は 本発明の遠心 ポ ン プの他の変形の側面断面図 第 6 図は本発明の遠心 ポン プの他の変形の側面断面図 第 7 図は本発明の遠心ポ ン プの流量一 ポ ン プ効率特性 を従来の も の と 比較 して示すダ ラ フ

( 発明を 実施するため の最良の形態 ）

前述の 目 的、 他の特徴及び発明 自 身は次に述べる付 随する 図面に基 き ¾ さ れる本発明の 沲例の説明を参 照する こ と よ ' 良 く 理解さ れる こ と と 思 う 。

第 1 図及び第 2 図は本発明の遠心 ポン プの実施例 を 示 し、 該遠心 ポ ン プ ）は 円錐伏の ケ 一 シ ン グ、 ²)内に設 け ら れた環伏室（³)を有する 。

前記グ 一シ ン グ（²)は 錐伏に 形成 さ れた側壁（ 2 a )及 び頂部に ¾け ら れた開 口（2b )を 有す る 。

前記環伏室は）の外面は 前記 グ ー シ ン グ（²)の側壁（2 a ) に よ 境界付け ら れ及びそ の内面は流れガ イ ド壁（7) に よ 境界付け ら れる 。

該流れ ガ イ ド壁（⁷)は ケ — シ ング（2)の 形端面の 中央 から 環伏室 ）内へ と突出す る 。 前記環伏室（3)は入口路（s)に よ り グ ー シ ン グ（2)の ra形 端面の 中央に開 口 する入口（10)に接続 され、 該入口路（S) は前記流れ ガ イ ド 壁（?）を貫通 して形成 さ れた ら'線伏流 路 で あ る 。

更に 前記環伏室（³)は ケ — シ ン グ（²)の側壁（ 2a )の前記 入口路（8) 対向する 部分、 該部分は外方に滑 らかに脹 らんでい る、 か ら 接線伏に延び る出口（⁵)に接続 され る （ 環伏室 ）には第 3 図に示す様に H錐体の先端部（9a) 及び基部（9b)力 ら る ポ一 ノレ伏の ィ ン ぺ ラ ー へ ッ ド（9) を有する ィ ン ぺ ラ ー（6)が走行可能に収納 さ れる 。

該ィ ン ペ ラ 一（6)は瑷伏室（³)内 を ケ ー シ ング ）の側壁 (2a)及び流れ ガ イ ド壁（ァ）に沿って延び前記イ ン ペ ラ — へ ッ ド（⁹)をその先端に おい て支持する ィ ン ぺ ラ ー σ ッ ド（14)を 有する 。

該 ィ ン ペ ラ 一 ロ ッ ド （14)の基端、 す わち ィ ン ペラ 一 (S)の基端、 は ケ一 シ ング ）の開 口（'2b)を 貫通 し環伏室 (³)か ら 外へ延び てい る 。

前記開 口（ 2b )は フ レ キ シ ブル で繰 返 し曲げに耐 え 得る 材料、 例 えば ポ リ ク レ タ ン 、 で作 ら れたシ ー ル膜

[15)に よ D おおわれ、 該 シ ー ル膜 ( ） はケ ― シ ン グ ·;²)の側 壁（2a)及び前記ィ ン ぺ ラ ー（⁶) 水密的に付着 さ れる 。

環伏室（3)外へ突出 したィ ンペ ラ 一（6)の基端はべ ァ リ ン グ (IS を-介 し て支持体 (17)に取付け ら れ、 該支持体 (17)は その回転時に 前記開 口（2b)部を中心 と する歳差運動を ィ ン ぺ ラ ー（6)に与 え る 。

前記支持体 (17)は モ ー タ 一 ' の軸 (21) 接続 さ れそれに よ って回転 さ れる 。

. 以 上に述べた遠心ボ ン プの運転時には モ ー タ 一 '¾3)に よ り 支持体 (17)が回転 さ れ、 それに よ つて イ ン ペ ラ 一 は開 口（ 2 b )部の シ ー ル膜:: ）を 中心 と して歳差運動を す

O o

こ れ に よ _り ィ ン ペ ラ 一（⁶)は環伏室（³)に沿っ て走行 し 該環伏室（3)内 の流体に回転を 与え る。

流体は瑷伏室（3)に沿った回転する流れに よ 遠心力 で外方に押 さ れて璟伏室（³)か ら 出口（⁵)へ と 流れ る。

流体は ケ — シ ング； ²)及び流れ ガ イ ド壁（⁷) に よ 境界 付け ら れた璟伏室 ）内 を流れ る ため流れは整え ら れる。

更に 図示の様に入口路（S)に対向する外方 滑 ら かに 脹 ら んだ ケ 一 シ ング（²)の側壁（ 2 a )か ら 接線伏に 出口 ） が延びて い る 場合に は入 口路（⁸)か ら吸込ま れ る流れ と 出 口（5 ;へと 押 さ れる流れの 間の干歩が防止 さ れ、 その 結果流れの乱れは一層防止 さ れる 。

従っ て ィ ン ぺ ラ ー（6 ) の回転運動は効率 よ く 流体に伝 え ら れ る。

一方流体は入 口（10)か ら 吸込ま れて入 口路（8)を通っ て 瑗伏室（3)に供給 さ れる 。

第 4 図は本発明の遠心 ポ ン プの他の変形を示 し、 こ れは第 1 図の も の と 比較 し て 次の様る差異を 有す る。 す なわ ち流れガイ ド壁（⁷) 内に流路（11)が設け ら れ、 該 流路（11)は入口（10) と環伏室（3)の頂部を流体的に接続する 。

流路（11)は璦伏室（3)の頂部に おける流体の停滞の防止、 こ れは流体が血液の場合に特に重要 であ る 、 のために 極め て有益で あ る 。

第 5 図は本発明の遠心ポン プの他の変形を示 し、 こ れは第 1 図の も の と 比較 して次の様 ¾ 差異を 有する 。

すな わち 出口（δ)に取付け ら れた逆止弁 (25)が示 され、 該逆止弁 (2δ)は遠心 ポン プ（1 )を搏勖的に運転 さ せる場合 の流体の逆流 を防止する ため の も のであ る 。

図示の逆止弁 (²⁵)はかご (²9) 内に収容 さ れ る と共に滑 ら か 曲面の弁壁 (26)に密着可能 る ボ ー ル (27)を 有する 。

第 6 図は本発明の遠心 ポ ン プの他の変形を 示 し、 こ れは第 1 図の も の と 比較 し て次の様る差異を有する。

する わち ィ ン ペ ラ 一（6 )は ィ ン ペ ラ 一 へ ッ ド （9) と ィ ン ペ ラ 一 口 ッ ド ） が一体化 さ れた 1 本の真直 ぐ ¾棒で作 ら れて い る。

こ の様な 1 本の棒の イ ン ペ ラ 一（⁶)は製造が容易であ る と い う 長 を 有する 反面第 3 図に示 した ボ ー ル伏の ィ ン ペ ラ — へ ッ ド （⁹)を 有する ィ ン ぺ ラ ー ） と 比較 して ィ ン ペ ラ —へ ッ ド ）が脹 ら んでい な い こ と に起因 して やや効率におい て劣 る と い う 欠点を有する 。

Claims

請 求 の 範 囲

1. ra錐伏の ケ ー シ ン グ内 に設け られケ 一 シ ン グの側 壁に よ り その外面が境界付け ら れた環伏室 と 、 該璟伏 室に走行可能に収容 さ れた ィ ン ペ ラ 一 と、 前記ケ ー シ ン グの 円形端面の中央か ら 環伏室内へ と 突出 し前記環 伏室の 内面を境界付ける流れガ イ ド 壁 と、 該流れガイ ド 壁を 貫通 し て形成 さ れた入 口路 と 、 該入口路 に よ り 前記環伏室に 接続 されケ 一 シ ングの ra形端面の中央 開 口する 入口 と 、 前記環伏室か ら 接線伏に延びる 出 口 と 、 前記ケ 一シ ン グの頂部の開 口 を貫通 し て延び る ィ ン ぺ ラ ーの基端 と、 前記開 口 をおおい ケ 一 シ ングの側 壁及び前記イ ン ペ ラ 一 に 水密的に付着 さ れたシ ー ル膜 と 力 ら ¾ る遠心ポ ン プ

2. 外方に滑 ら かに脹 らんだケ 一 シ ン グの側壁か ら 接 線伏 出口が延び る特許請求の範囲 第 1 項記載の遠心 ポ ン プ . -

3- 入 口路 に対向す る外方に滑 ら かに脹 らんだ ケ ー シ ン グの 則壁か ら 接線伏に 出 口が延び る特許請求の範囲 第 1 項記載の遠心ポ ン プ

4- 入口 と 環伏室の頂部 を 接続する流路 が流れ ガイ ド 壁内 に設け ら れた特許請求の範囲第 1 項記載の遠心 ポ ン プ

5. ィ ン ペ ラ 一 へッ ド が喊 らんだィ ン ペ ラ 一 を 用 いた 特許請求の範囲第 1 項記載'の遠心 ポ ン プ

6. 真直 ぐ ¾棒の ィ ン ぺ ラ ー を用 い た特許請求の範囲 第 1 項記載の遠心ポ ン プ