Effect of the rheological properties of the blood and the surface roughness of the mechanical seals for rotary blood pumps

• Project/Area Number: 23560171
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Design engineering/Machine functional elements/Tribology
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: TOMIOKA Jun 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (40217526)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): NORIFUMI Miyanaga 関東学院大学, 理工学部, 講師 (00547060)
• Project Period (FY): 2011 – 2013
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000); Fiscal Year 2013: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000); Fiscal Year 2012: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2011: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
• Keywords: メカニカルシール / レオロジー / 表面粗さ / 血液 / 人工心臓

Research Abstract

The effect of the immobilization of red blood cells on rheological properties and hemolytic characteristics was clarified.
Sealing properties of a mechanical seal for blood using an electrical conduction meter and an ion chromatography were clarified.
An average flow model to predict the lubrication characteristics of mechanical seals with parallel sealing faces is proposed. The present model determines the flow factors considering the two-dimensional flow under the similar operating conditions of mechanical seals. The correction factor for the expected hydrodynamic pressure generated by the surface roughness is also defined. The results are compared with those based on the Patirs average flow model and show that the present model can be effective for the analysis of the lubrication characteristics of mechanical seals with parallel sealing faces.

Research Products

• [Journal Article] Effect of surface roughness of mechanical seals for rotary blood pumps under blood sealing (2014)
  • Author(s): Jun TOMIOKA, Norifumi Miyanaga
  • Journal Title: Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing Volume: 8 Issue: 1 Pages: JAMDSM0006-JAMDSM0006
  • DOI: 10.1299/jamdsm.2014jamdsm0006
  • NAID: 130003393907
  • ISSN: 1881-3054
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Evaluating Blood Inflow to the Sealing Face of a Mechanical Seal for Rotary Blood Pumps (2013)
  • Author(s): Jun TOMIOKA, Mikiko Oyabu
  • Journal Title: Tribology Online Volume: Vol.8(1) Pages: 111-116
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Stability Threshold of Herringbone Grooved Aerodynamic Journal Bearings with External Stiffness and Damping Elements (2013)
  • Author(s): Jun TOMIOKA, Norifumi Miyanaga
  • Journal Title: Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing Volume: Vol.7(6) Pages: 876-887
  • NAID: 130003384456
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Stability Threshold of Herringbone-Grooved Aerodynamic Journal Bearings with Considering Temperature Characteristics of Support O-rings (2013)
  • Author(s): Norifumi Miyanaga, Jun Tomioka
  • Journal Title: Journal of Japan Society for Design Engineering Volume: 48 Pages: 46-51
  • NAID: 10029738122
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Evaluating Blood Inflow to the Sealing Face for Rotary Blood Pumps (2013)
  • Author(s): Jun Tomioka, Mikiko Oyabu
  • Journal Title: Tribology Online Volume: 8 Pages: 111-116
  • NAID: 130003368286
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 軸受支持Oリングの温度特性を考慮したヘリングボーン動圧気体軸受の安定性 (2011)
  • Author(s): 宮永宜典，富岡淳
  • Journal Title: 設計工学 Volume: 46 Pages: 530-535
  • NAID: 10029738122
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 赤血球の固定化が血液のレオロジー特性および溶血特性に及ぼす影響 (2014)
  • Author(s): 富岡淳,大籔美貴子,稲村健太,宮永宜典
  • Organizer: 日本設計工学会2014年度春季研究発表講演会講演論文集
  • Place of Presentation: 明治大学中野キャンパス,東京都(pp19-20)
• [Presentation] 平均流モデルを用いたメカニカルシールの潤滑特性解析(第1報解析方法の提案) (2014)
  • Author(s): 大籔美貴子,富岡淳
  • Organizer: 日本設計工学会2014年度春季研究発表講演会講演論文集
  • Place of Presentation: 明治大学中野キャンパス,東京都(pp25-28)
• [Presentation] 電気伝導計とイオンクロマトグラフィを用いた血液密封用メカニカルシールの密封特性 (2014)
  • Author(s): 富岡淳,大籔美貴子,内田恒,斉藤健斗,菅野剛史,宮永宜典
  • Organizer: 日本設計工学会2014年度春季研究発表講演会講演論文集
  • Place of Presentation: 明治大学中野キャンパス,東京都(pp89-92)
• [Presentation] 平均流モデルを用いたメカニカルシールの潤滑特性解析(第2報,表面粗さ分布における歪みの影響) (2014)
  • Author(s): 大籔美貴子,富岡淳
  • Organizer: 日本設計工学会中国支部講演会論文集No.31
  • Place of Presentation: 広島工業大学広島校舎,広島(pp11-16)
• [Presentation] メカニカルシールにおける平均流モデルの提案 (2013)
  • Author(s): 大籔美貴子,富岡淳
  • Organizer: 日本設計工学会四国支部平成24年度研究発表講演会論文集
  • Place of Presentation: 香川高等専門学校高松キャンパス,高松(pp19-22)
• [Presentation] メカニカルシールにおける新しい平均流モデルの検討 (2013)
  • Author(s): 大籔美貴子,富岡淳
  • Organizer: 日本設計工学会2013年度春季研究発表講演会講演論文集
  • Place of Presentation: 国士舘大学世田谷キャンパス梅ヶ丘校舎,東京都(pp115-118)
• [Presentation] メカニカルシールにおける新しい平均流モデルの検討 (2013)
  • Author(s): 大籔美貴子,富岡淳
  • Organizer: 日本設計工学会
  • Place of Presentation: 東京（国士舘大学）
• [Presentation] 表面粗さの統計学的性質が平均流モデルにおける修正係数に及ぼす影響(第1報,自己相関関数の影響) (2012)
  • Author(s): 大籔美貴子,富岡淳
  • Organizer: 日本機械学会北陸信越支部第49期総会・講演会講演論文集(No.127-1)
  • Place of Presentation: 金沢工業大学,金沢市(S01_1314)(in USB Memory)
• [Presentation] 表面粗さの統計学的性質が平均流モデルにおける修正係数に及ぼす影響(第2報,尖りの影響) (2012)
  • Author(s): 大籔美貴子,富岡淳
  • Organizer: 日本機械学会東海支部第61期総会講演会講演論文集(No.123-1)
  • Place of Presentation: 名古屋工業大学,名古屋市(723)(in CD-ROM)
• [Presentation] 平均流モデルにおける修正係数に表面粗さの統計学的性質が及ぼす影響 (2012)
  • Author(s): 大籔美貴子,富岡淳
  • Organizer: 日本設計工学会平成24年度春季研究発表講演会講演論文集
  • Place of Presentation: 慶応義塾大学日吉キャンパス来往舎,横浜市(pp49-52)
• [Presentation] 表面粗さの統計学的性質が平均流モデルにおける修正係数に及ぼす影響(第3報,歪みの影響) (2012)
  • Author(s): 大籔美貴子,富岡淳
  • Organizer: 日本機械学会第20回茨城講演会講演論文集(No.120-2)
  • Place of Presentation: 茨城大学日立キャンパス,日立市(pp121-123)
• [Presentation] 平均流モデルにおける修正係数に表面粗さの統計学的性質が及ぼす影響 (2012)
  • Author(s): 大籔美貴子，富岡淳
  • Organizer: 日本設計工学会2012年度春季研究発表講演会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] 表面粗さの統計学的性質が平均流モデルにおける修正係数に及ぼす影響（第1報，自己相関関数の影響） (2012)
  • Author(s): 大籔美貴子,富岡淳
  • Organizer: 日本機械学会
  • Place of Presentation: 金沢工業大学
• [Presentation] 表面粗さの統計学的性質が平均流モデルにおける修正係数に及ぼす影響（第2報，尖りの影響） (2012)
  • Author(s): 大籔美貴子,富岡淳
  • Organizer: 日本機械学会
  • Place of Presentation: 名古屋工業大学
• [Presentation] 定常流型人工心臓用メカニカルシールのしゅう動面間距離の計測 (2011)
  • Author(s): 富岡淳,大籔美貴子
  • Organizer: 日本設計工学会平成23年度春季研究発表講演会講演論文集
  • Place of Presentation: 日本大学津田沼キャンパス,習志野市(pp37-38)
• [Presentation] Evaluating Blood Inflow to the Sealing Face of a Mechanical Seal for Rotary Blood Pumps (2011)
  • Author(s): Jun TOMIOKA, Mikiko Oyabu
  • Organizer: Proceedings of the International Tribology Conference Hiroshima 2011, International Conference Center Hiroshima
  • Place of Presentation: Hiroshima(ppP07-06)(in USB Memory)
• [Presentation] Evaluating Blood Inflow to the Sealing Face of a Mechanical Seal for Rotary Blood Pumps (2011)
  • Author(s): Jun TOMIOKA, Mikiko Oyabu
  • Organizer: International Tribology Conference Hiroshima 2011
  • Place of Presentation: International Conference Center Hiroshima
• [Presentation] 表面粗さの統計学的性質が平均流モデルにおける修正係数に及ぼす影響 (第3報，歪みの影響)
  • Author(s): 大籔美貴子，富岡淳
  • Organizer: 日本機械学会関東支部第20回茨城講演会講演論文集
  • Place of Presentation: 茨城
• [Presentation] メカニカルシールにおける平均流モデルの提案
  • Author(s): 大籔美貴子，富岡淳
  • Organizer: 日本設計工学会四国支部平成24年度研究発表講演会講演論文集
  • Place of Presentation: 香川
• [Book] 役にたつ機械製図第２版―学生からエンジニアまで― (2014)
  • Author(s): 林洋次，富岡淳
  • Total Pages: 254
  • Publisher: 朝倉書店