• JA
  • 技術
  • ベアリングレスポンプ

ベアリングレスポンプ技術

当社のベアリングレスモータ概念によれば、遠心ポンプを簡単且つコンパクトに設計することが可能です。図1はベアリングレススライスモータポンプの基本的な配置を示しています。レヴィトロニクスのポンプは単一のモータ・ベアリングユニットで構成され、駆動および磁気ベアリング機能を同時に持ちます。この設計は、ポンプハウシングの壁に非接触なインペラ6方向の自由度を安定させます。通常のキャンドモーターポンプに比べ、より大きな磁気ギャップを持つことが可能で、ロータとモーターステータとの間により大きなスペースを持つことができます。キャンドポンプはポンプハウジングを形成するさまざまな異なった材料で造られます。

簡単な設計によりポンプは、磁石リングをモールドしたインペラ、下部ケーシングと上部ケーシングの3部分のみで構成されています。ポンプヘッドは簡単にモータ/ベアリングステータからはずして、洗浄することができます。血液ポンプなどの場合には、使い捨てのポンプヘッド(図2)を使用することができます。レヴィトロニクスのポンプは、異なった寸法、材料のさまざまな異なった用途でに用いられます。図3は、当社とThoratec Corporationとが共同で開発した、心室に植え込むことが可能な補助装置(VAD)の設計を示しています。図4は、半導体産業での超清浄流体移送用のベアリングレスPTFEポンプを示しています。

Schematic illustrating the basic principle of a bearingless pump
図1:説明図
Bearingless blood pump with disposable pump head
図2:ベアリングレス血液ポンプ
Bearingless HeartMate® III Ventricular Assist Device with integrated, redundant electronics
図3:ベアリングレスHeartMate® III
Bearingless HeartMate® III Ventricular Assist Device with integrated, redundant electronics
図3:ベアリングレスHeartMate® III

特徴と利点

ベアリングレスキャンドモータポンプは、その独特な構造によりいくつかの傑出した特徴があります。簡単に言えば、その設計は、現状のキャンドモータポンプや磁気カップリングポンプのすべての利点を実現すると共に、潤滑ベアリングに関連する問題を取除きます。ポンプには、狭い隙間や割れ目がなく、如何なるパーティクルも発生させません。このポンプは、血液、超純化学薬液およびCMPスラリーなどの取扱の難しい流体での運転ができます。ポンプのインペラとポンプハウシングの間に機械的カップリングがないので、インペラの中に著しいアンバランス(インペラに固形物が附着した場合)があっても、ポンプは振動しません。従って、ベアリングレスポンプは静かです。乱流から発生する騒音は、大流量でのみ聞こえます。回転と静止部品間の機械的接触がないので、ほとんど磨耗がない製品です。磨耗は、砥粒や活性な化学薬液で長時間運転した時のみポンプヘッド発生します。必要な場合、取付や継手によりますが、数分でポンプヘッドを簡単に交換することができます。

また、レヴィトロニクスのポンプの変速運転は、広い運転範囲で流量や圧力を精密に制御することができます。現状のすべての固定周波数ポンプは単一のレヴィトロニクスポンプで代替することができます。ベアリングがなく、金属ケースを使用、広い隙間。小さなモータ表面積なので高速運転が可能です。従って、1段のみで高圧を実現することができます。例えば、ポンプインペラ直径65mmで、0.6MPa(87 psi)の圧力を得ることは可能です。この特徴で、レヴィトロニクスのポンプは、同じパワーの固定速度ポンプより小さくすることができます。

キャンドモータポンプの設計

  • 回転シールがないので、システムの独立性を保ちます。

インペラの磁気浮上

  • 磨耗がないので、稼働率が高められ、保守コストが減少します。
  • 潤滑する必要がなく、気泡運転能力が向上します。
  • パーティクルの発生がありません。
  • ポンプのケーシングとインペラの間に幅広い隙間があるので、ポンプの固着や停止がありません。
  • ポンプのケーシングとインペラの洗浄、殺菌および交換は簡単にできます。
  • 温度範囲が広い。
  • 振動と騒音が非常に低い。

電子速度制御

  • 流量と圧力を精密に制御します。
  • スロットル弁を使わず、流量と圧力制御によって高いシステム効率を実現します。
  • 制御によって連続または脈動流を得られます。
  • 1段ポンプで高圧が得られます。
  • ダイアフラム、ベローズポンプに比べ非常に小型です。