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チューブポンプはホースポンプとか蠕動運動ポンプとも呼ばれますが、容積ポンプの1種です。回転するローラーが、柔軟性のあるチューブをポンプの筐体に強く押しつけることで、チューブを通して液体を搬送します。
ローラーがチューブ上を移動し、拡充して真空を生じさせるため、さらに液体が流入できます。作動中は、少なくともひとつのローラーがチューブを遮断します。したがって、バルブの必要はありません。ローラーは直接モーターで、またはギアボックスを介して回転します。
チューブポンプ(またはホースポンプ、蠕動運動ポンプ)は容積型ポンプの1種で、一連のローラーがチューブをポンプの筐体に強く押しつけ、食べ物を飲み込むのと同じ方法で、チューブを通して液体を搬送します。
チューブポンプは液体と接触する構成部品がチューブだけのため、腐食性の液体や粘性のある液体を搬送するには最適です。トーマスのチューブポンプはオイルレスなので、チューブやカセット（ローラー、チューブのセット）の交換も簡単です。また、これらのパーツは安価なためポンプの維持費は低く抑える事が可能です。そのため、医療、産業どちらの業界でも使用されております。
医療機器業界での例で言えば、人工透析、歯科装置、体外診断装置などに使用されます。食品、農業業界では、ドリンクディスペンサ、ビタミン、化学薬品の投入に使用します。環境系では、廃水処理やガス分析用途での凝縮液の除去に使用します。
チューブポンプの一般的なモーターの種類には、ブラシ付き直流(DC)モーター、ブラシレス直流(BLDC)モーター、交流(AC)モーター、ステッピングモーターなどがあります。チューブポンプをギアボックス無しで駆動する場合、モーター速度を変化させて流量を制御できます。チューブポンプの典型的なモーター速度は毎分0～400回転の範囲です。通常は、DCモーターやブラシレスDCモーターはギアボックスと併用して、流量のニーズに応じて速度を設定します。ステッピングモーターの速度は外部の制御盤を使って設定します。
流量はモーターの回転数にリニアに比例します。そのためチューブポンプは送液や投滴用途に適しています。モーターの選択肢がいくつかあり、ブラシDCモーターは低コスト仕様、標準仕様が選択可能でモーターの寿命はそれぞれ、500時間、4,000時間となります。ACモーターにはクマトリ式、キャパシタラン、同期モーターがあり、寿命はそれぞれ1,000時間、4,000時間、10,000時間となります。ステッピングモーター及びブラシレスDCモーターの場合、寿命はベアリングの寿命に依存します。ブラシレスDCモーター及びステッピングモーターはモータースピードの制御が可能です。
チューブの材質には、シリコンを塗布した熱可塑性加硫物(TPV)やPVC、フッ素材まであります。シリコンは刺激性が高くない媒体をポンプ搬送する必要がある場合に一般的に使用します。他の材質に比べてシリコンは硬度が柔らかめです。TPVは処理がしやすいポリプロピレンとEPDMのエラストマーとしての特性を兼ね備えています。TPVをベースにしたチューブ素材で一般的に使用されているのはPharMed® BPTやSantoprene™です。より化学的腐食性が強い媒体をポンプ搬送する必要がある場合、Viton®のようなフッ素材を使用します。
正しいチューブを選択する際は、チューブ内径を適切に選ぶことが重要です。チューブの寿命を長くしたい場合、、内径の大きいチューブと低速のモーターが有利となります。高い流量が必要な場合は、内径の大きいチューブと高速のモーターを選びます。高い流量精度が必要な場合は、最小限の内径でモーター速度を高く設定する必要があります。粘性のある液体をチューブポンプで搬送する場合、チューブの肉厚を厚くして、本来の形状に素早く戻せるようにします。
チューブから発生する粉末が流路に混入した場合、このプロセスを剥離と呼びます。剥離は特に生物製剤、薬剤、医療用途において避ける必要があります。Versalloy™のようなTPV材質には特殊なタイプがあり、剥離を軽減するために最適化した特性を備えています。
剥離を軽減するために、多くのチューブポンプではスプリングでローラーがチューブを押し付ける力を調節するメカニズムを採用し、チューブにかかる負荷を低減してします。この機能は生体細胞などのせん断が問題となる液体にとって重要です。考慮すべきもうひとつのポイントは、必要とする流量に応じた、内径サイズのチューブを選定することです。
高度な制御が可能なポンプでは、閉塞した状態を調整できる機能も備えています。この機能により、流体系で起こり得るさまざまな圧力レベルに合わせてポンプを調整することができます。さらに、さまざまなチューブ材質に合わせてポンプの性能を調整する場合にも役立ちます。搬送する液体の種類に応じて、シリコン製の柔らかいチューブを使用したり、化学的な要求が厳しい用途にはフッ素材のチューブを使用する必要があります。後者は一般的により硬いものとなります。
チューブポンプは、シンプルな構造のため、メンテナンス作業が容易です。チューブやカセットの交換はごく短時間にできます。バルブを必要としない設計のため、さまざまな長所があります。時計回り、反時計回りの操作が可能で、必要であれば液体を両方向に搬送することができます。バルブが無いため、チューブの制限が少なく、粘着性のある媒体を搬送する必要がある場合にそれが役立ちます。
効率を上げるため、複数チャンネルのチューブポンプを使用できます。そういったポンプでは1個のモーターで最大15チャンネルのポンプヘッドを駆動し、各チャンネルにそれぞれ個別のチューブを装備しています。これで同時にさまざまな媒体を搬送できます。あるいは同じ媒体を複数の導管に供給することもできます。ローラーの数によってチューブポンプの流量特性が変わります。高流量が必要な場合は２～３個ローラーの仕様を選択し、流量精度が必要で脈動を抑えたい場合はローラーが多い仕様のポンプを選定します。多くの医療プロセスや分析プロセスでの重要な要件は、相互汚染を避けることです。媒体に接触する部品はチューブのみで、これは各プロセスのサイクル後に簡単に交換できます。
その他の用途としては産業用の皿洗い器での洗剤の投入、連続排出監視における凝縮物の除去、透析装置での透析液の搬送などがあります。
トーマスは、毎分0.1mLから最大で毎分2,000mLまでの流量範囲のチューブポンプのラインアップがあります。最大圧力10バールといった高圧を取り扱える特別仕様もあります。当社の幅広い製品ラインアップには、最も条件の厳しい用途にも対応できるソリューションが用意されています。
