| 研究概要 |
本研究では,血液の密封を目的としたメカニカルシールの潤滑特性を明らかにし,定常流型人工心臓用メカニカルシールにおけるしゅう動面の表面粗さが軸シール特性に及ぼす影響を検討することを目的とする.このメカニカルシールは,しゅう動面の潤滑,冷却,洗浄の目的でクーリングウォータ循環システムを搭載している.本研究では,しゅう動面の表面粗さがRa=0.009μm, Ra=0.088μm, Ra=0.170μmのメカニカルシールを用い,漏れ量,摩擦損失トルク,しゅう動面の温度変化を測定した.漏れ量は,イオンクロマトグラフィにより測定した.摩擦損失トルクはトルクメータにより測定し,温度変化はシートリング内に設置した温度計により測定した.
得られた結論を以下に示す.
1.Ra=0.009μmのシートリングでは,しゅう動面間が非常に狭くなるため流体摩擦の影響が大きく,摩擦損失トルクおよび温度上昇が大きかった.一方,Ra=0.170μmのシートリングでは,局所的な混合潤滑も影響により,摩擦損失トルクおよび温度上昇が大きくなった.Ra=0.088μmのシートリングでは,すべての実験条件において摩擦トルクが最も小さくなり,トルク特性の観点からみれば現在使用されているRa=0.088μmのシートリングが最も優れていた.
2.温度特性はトルク特性とよく似た傾向を示し,温度変化はRa=0.088μmのシートリングで最も低くなった.また,そのときの温度変化は0.3K以下に抑えられた.
3.Ra=0.009μmのシートリングを使用した場合,しゅう動面間が非常に狭くなり,シール面に対して両サイドの圧力差の影響を受けにくくなり,血液漏れ量および血液中へのクーリングウォータの漏れ量をともに少なく抑えることができた.漏れ量は,密封溶液漏れ量,クーリングウォータ漏れ量ともに0.03/ml/3hであった.
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