[发明专利]离心式泵装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种离心式泵装置，尤其涉及包括利用旋转时的离心力输送液体的叶轮的离心式泵装置。

背景技术

近年来，以利用磁耦合将外部电动机的驱动转矩传递至血液室内的叶轮的离心式血液泵装置作为人造心肺装置的血液循环装置的案例正在增加。利用这种离心式血液泵装置，能排除外部与血液室的物理连通，从而能防止细菌等进入血液。

专利文献1(日本专利特开平2004-209240号公报)的离心式血液泵包括：具有由第一分隔壁和第二分隔壁分隔而成的第一室～第三室的外壳；在第二室(血液室)内设置成能旋转的叶轮；设于叶轮的一个面的磁性体；与叶轮的一个面相对向地设于第一室内的电磁铁；设于叶轮的另一个面的永磁体；设于第三室内的转子及电动机；以及与叶轮的另一个面相对向地设于转子的永磁体。在第二分隔壁的与叶轮的另一个面相对向的表面形成有动压槽。在由电磁铁作用于叶轮的一个面的吸引力、由转子的永磁体作用于叶轮的另一个面的吸引力以及动压槽的动压轴承效应的作用下，叶轮离开第二室的内壁，并以非接触的状态旋转。

此外，专利文献2(日本专利特开平2006-167173号公报)的离心式血液泵包括：具有由第一分隔壁和第二分隔壁分隔而成的第一室～第三室的外壳；在第二室(血液室)内设置成能旋转的叶轮；设于叶轮的一个面的磁性体；与叶轮的一个面相对向地设于第一室内的第一永磁体；设于叶轮的另一个面的第二永磁体；设于第三室内的转子及电动机；以及与叶轮的另一个面相对向地设于转子的第三永磁体。在第一分隔壁的与叶轮的一个面相对向的表面形成有第一动压轴，在第二分隔壁的与叶轮的另一个面相对向的表面形成有第二动压槽。在由第一永磁体作用于叶轮的一个面的吸引力、由转子的第三永磁体作用于叶轮的另一个面的吸引力以及第一动压槽和第二动压槽的动压轴承效应的作用下，叶轮离开第二室的内壁，并以非接触的状态旋转。

此外，专利文献3(日本专利特开平4-91396号公报)的图8和图9的涡轮型泵包括：外壳；在外壳内设置成能旋转的叶轮；设于叶轮的一个面的第一永磁体；设于外壳的外部的转子；与叶轮的一个面相对向地设于转子的第二永磁体；设于叶轮的另一个面的第三永磁体；以及与叶轮的另一个面相对向地设于外壳的磁性体。此外，在叶轮的一个面形成有第一动压槽，在叶轮的另一个面形成有第二动压槽。在由转子的第二永磁体作用于叶轮的一个面的吸引力、由外壳的磁性体作用于叶轮的另一个面的吸引力以及第一动压槽和第二动压槽的动压轴承效应的作用下，叶轮离开外壳的内壁，并以非接触状态旋转。

此外，专利文献4(日本专利实开平6-53790号公报)的清洁泵(clean pump)包括：外壳；在外壳内设置成能旋转的叶轮；设于叶轮的一个面的第一永磁体；设于外壳的外部的转子；与叶轮的一个面相对向地设于转子的第二永磁体；设于叶轮的另一个面的磁性体；以及与叶轮的另一个面相对向地设于外壳外的电磁铁。此外，在叶轮的一个面形成有动压槽。

当叶轮的转速比规定转速低时，使电磁铁工作，当叶轮的转速超过规定转速时，停止对电磁铁的通电。在由转子的第二永磁体作用于叶轮的一个面的吸引力和动压槽的动压轴承效应的作用下，叶轮离开外壳的内壁，并以非接触状态旋转。

专利文献1：日本专利特开平2004-209240号公报

专利文献2：日本专利特开平2006-167173号公报

专利文献3：日本专利特开平4-91396号公报

专利文献4：日本专利实开平6-53790号公报

发明概要

发明所要解决的技术问题

在上述专利文献1～4的泵中，在以下这点上是相同的：通过形成于叶轮与外壳的对向部的动压槽来进行叶轮的轴向方向(叶轮的转轴方向)的支承，并利用设于叶轮的永磁体和设于外壳外的永磁体的吸引力来进行叶轮的径向方向(叶轮的半径方向)的支承。

在这种离心式泵装置中，若叶轮的支承刚性(用于使叶轮移动单位长度所需的力)较小，则随着使用者的动作而引起的振动(加速度振动)会使叶轮与血液室的内壁接触。所以，对于轴向方向和径向方向都需要具有足够大的支承刚性。

为了增加叶轮的支承刚性，只需使叶轮的永磁体与外壳侧的永磁体的磁耦合力变大即可。然而，增大该磁耦合力并不容易。即，在动压轴承式的离心式泵装置中，首先，按规格设定流量、扬程(压力)、血液室与叶轮的间隔的最小值。然后，根据叶轮的直径确定转速和动压槽的尺寸。