JP4751073B2 - 熱交換器 - Google Patents
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Description
本発明は、血液、心筋保護液等の体液あるいは薬液等の液体の温度を調整するための医療用の熱交換器に関する。
外科手術等の際に患者に代わって血液を循環させたりあるいは追加の血液を患者に送り込んだり薬液を患者に送り込んだりする回路には、血液あるいは薬液の温度を調整するために熱交換器が設けられている。このような熱交換器としては、特許文献１から４（特開平９−２８５５３７、特開平１１−４７２６９、特開平１１−１３７６７１、特開２０００−９３５０９）に記載の熱交換器が記載されている。
特許文献１には、『筐体（本願のハウジングに相当）１５内に下側から上側に通過される液体の熱交換を導入される熱媒体により行なう熱交換室３６を設けるとともに（筐体１５内を熱交換室３６に形成し）、該熱交換室３６を通過した液体の泡抜きを行なう泡抜き室３９を、該熱交換室３６の上側に設け、該泡抜き室３９で泡抜きされた液体を通過させる通過室４０を筐体１５内における熱交換室３６の内側に設け、血液等の液体が流通する管体３３を複数本、筐体１５内に配置した熱交換器。』が記載されている。（特開平９−２８５５３７（要約、図１、［００１５］））
特許文献１には、「泡抜き室３９を筐体１５内の熱交換室３６の上側に設け、泡抜き室３９で泡抜きされた液体を通過させる通過室４０を筐体１５内の熱交換室３６の内側に設けているので、通過室を流れる体液が見えにくく、体液のプライミング量も多くなるという課題が指摘される。
また「複数本の血液等の液体が流通する管体３３を、筐体１５内に配置し、筐体１５内を熱交換室３６にしている」ので複数本の管体の配置固定が難しく、取付部材３４の経時劣化による血液リークの危惧という課題が指摘される。
特許文献２には、『熱媒体流入口２４、流出口２５、生体循環用液体流入口２６、生体循環用液体流出口２７を備えるハウジング２と、多数の熱交換用細管３１からなる熱交換体３と、熱交換体３の両端部をハウジング２に固定し、ハウジング２内を熱媒体室１１と生体循環用液体室１３とに区分する隔壁４，５とを有し、一方の隔壁５は、他方の隔壁４より上方に位置している。さらに上方の隔壁５の外面の上方に位置し、生体循環用液体室より流出する生体循環用液体が流入する生体循環用液体流通室１３と、この流通室１３の側面を形成する気泡捕捉用フィルター部材１６と、このフィルター部材１６を通過した生体循環用液体が流入する生体循環用液体導出部１４とを有する熱交換器。』が記載されている。（特開平１１−４７２６９（要約、図４、［００１８］））
特許文献２に記載の熱交換器は、熱交換体３を多数の熱交換用細管３１から構成しており、隔壁４、５を高分子ポッティング剤（例えば、ポリウレタン、シリコーンゴム）などにより形成するためポッティング材との接着面積の増大と、それにより経時的な材質劣化による血液リークの可能性が高くなるという課題が指摘され、また複数の熱交換用細管３１の中に血液を通し、ハウジング２内を熱媒体室１１としているため、術者側から血液の流れが確認できないという課題が指摘される。またスペースの大きい生体循環用液体室１３をハウジング２の上部に設けているので体液のプライミング量の増大という課題が指摘される。
また特許文献２、３の記載の発明では、各構成部品（成形品等）を高分子ポッティング剤（例えば、ポリウレタン）で固定し、当該高分子ポッティング剤が体液、熱媒体等と直接接触するように形成されている。（特許文献１に記載の発明も図１の記載からみて同じ。）ところで高分子ポッティング剤（例えば、ポリウレタン）の表面は凹凸になっているので、体液、熱媒体等に含まれる微小な気泡がこれらに接触すると、累積的に付着して気泡溜りの原因となることが指摘されている。
特許文献１には、「泡抜き室３９を筐体１５内の熱交換室３６の上側に設け、泡抜き室３９で泡抜きされた液体を通過させる通過室４０を筐体１５内の熱交換室３６の内側に設けているので、通過室を流れる体液が見えにくく、体液のプライミング量も多くなるという課題が指摘される。
また「複数本の血液等の液体が流通する管体３３を、筐体１５内に配置し、筐体１５内を熱交換室３６にしている」ので複数本の管体の配置固定が難しく、取付部材３４の経時劣化による血液リークの危惧という課題が指摘される。
特許文献２には、『熱媒体流入口２４、流出口２５、生体循環用液体流入口２６、生体循環用液体流出口２７を備えるハウジング２と、多数の熱交換用細管３１からなる熱交換体３と、熱交換体３の両端部をハウジング２に固定し、ハウジング２内を熱媒体室１１と生体循環用液体室１３とに区分する隔壁４，５とを有し、一方の隔壁５は、他方の隔壁４より上方に位置している。さらに上方の隔壁５の外面の上方に位置し、生体循環用液体室より流出する生体循環用液体が流入する生体循環用液体流通室１３と、この流通室１３の側面を形成する気泡捕捉用フィルター部材１６と、このフィルター部材１６を通過した生体循環用液体が流入する生体循環用液体導出部１４とを有する熱交換器。』が記載されている。（特開平１１−４７２６９（要約、図４、［００１８］））
特許文献２に記載の熱交換器は、熱交換体３を多数の熱交換用細管３１から構成しており、隔壁４、５を高分子ポッティング剤（例えば、ポリウレタン、シリコーンゴム）などにより形成するためポッティング材との接着面積の増大と、それにより経時的な材質劣化による血液リークの可能性が高くなるという課題が指摘され、また複数の熱交換用細管３１の中に血液を通し、ハウジング２内を熱媒体室１１としているため、術者側から血液の流れが確認できないという課題が指摘される。またスペースの大きい生体循環用液体室１３をハウジング２の上部に設けているので体液のプライミング量の増大という課題が指摘される。
また特許文献２、３の記載の発明では、各構成部品（成形品等）を高分子ポッティング剤（例えば、ポリウレタン）で固定し、当該高分子ポッティング剤が体液、熱媒体等と直接接触するように形成されている。（特許文献１に記載の発明も図１の記載からみて同じ。）ところで高分子ポッティング剤（例えば、ポリウレタン）の表面は凹凸になっているので、体液、熱媒体等に含まれる微小な気泡がこれらに接触すると、累積的に付着して気泡溜りの原因となることが指摘されている。
特許文献３には『筒状熱交換器部１０と、この筒状熱交換器部１０に直接巻回された多数のガス交換用中空糸膜からなる筒状中空糸膜束２と、筒状中空糸膜束２および筒状熱交換器部１０とを収納するハウジング３とを備える。中空糸膜の両端は開口した状態で、筒状中空糸膜束２の両端部をハウジング３および筒状熱交換器部１０に２つの隔壁５，６により固定されている。ハウジング３の内部は、中空糸膜外面と筒状熱交換器部１０の外側面１０ａと２つの隔壁５、６間により形成された血液室７と、筒状熱交換器部１０の内部と連通する熱媒体室１６に区分されている。筒状熱交換器部１０にベローズを使用する。』熱交換器内蔵型人工肺が記載されている。（特開平１１−１３７６７１（要約、図４、［００１６］、［００３６］））
特許文献４には、『筒状コア５と、筒状コア５の外表面に巻き付けられた筒状中空糸膜束３と、コア５内に収納された筒状熱交換器部と、ハウジング２とを備える。筒状コア５は、その外表面と中空糸膜束３間に血液流路を形成する溝５１と、コア５と筒状熱交換器部間の第１の血液室１１と溝５１とを連通する血液流通用開口５２を有する。筒状熱交換器部は、筒状熱交換体３１と筒状熱交換体変形規制部３４、３５を備えている。筒状熱交換体３１にベローズ管を使用する。』熱交換器内蔵型人工肺が記載されている。（特開２０００−９３５０９（要約、図４、図５、［００２９］、［００５８］））
特許文献３と特許文献４に記載の熱交換器内蔵型人工肺は、ハウジング２の一端部に、熱媒体の導入と排出ポートを配置し、熱媒体がハウジング２の熱媒体室を往復するように形成されているので熱媒体の使用量が非常に多くなり、したがって熱交換器全体のサイズも大きくなるという課題が指摘される。
また熱交換体の外周に中空糸膜束を配置しているので、ハウジング２内に導入された血液が、中空糸膜束を通過して排出されるので、圧力損失とプライミング量の増大という課題が指摘される。
特許文献４には、『筒状コア５と、筒状コア５の外表面に巻き付けられた筒状中空糸膜束３と、コア５内に収納された筒状熱交換器部と、ハウジング２とを備える。筒状コア５は、その外表面と中空糸膜束３間に血液流路を形成する溝５１と、コア５と筒状熱交換器部間の第１の血液室１１と溝５１とを連通する血液流通用開口５２を有する。筒状熱交換器部は、筒状熱交換体３１と筒状熱交換体変形規制部３４、３５を備えている。筒状熱交換体３１にベローズ管を使用する。』熱交換器内蔵型人工肺が記載されている。（特開２０００−９３５０９（要約、図４、図５、［００２９］、［００５８］））
特許文献３と特許文献４に記載の熱交換器内蔵型人工肺は、ハウジング２の一端部に、熱媒体の導入と排出ポートを配置し、熱媒体がハウジング２の熱媒体室を往復するように形成されているので熱媒体の使用量が非常に多くなり、したがって熱交換器全体のサイズも大きくなるという課題が指摘される。
また熱交換体の外周に中空糸膜束を配置しているので、ハウジング２内に導入された血液が、中空糸膜束を通過して排出されるので、圧力損失とプライミング量の増大という課題が指摘される。
解決しようとする問題点は、熱交換体（例えばベローズ管等）が従来の熱交換器においては径等のサイズが非常に大きいので、体液側のプライミング量が大きくなり、術中の体外循環量増えてしまうことが上げられる。
また熱媒体の使用量も多いため、使用時の重量もさらに重くなり、術時の取回しが困難となる。
さらに熱交換体（例えばベローズ管等）そのものが比較的大きい割に熱交換性能はそれほど高くない。
また各構成部品（成形品等）を高分子ポッティング剤（例えば、ポリウレタン）で固定しているめ、当該高分子ポッティング剤の凹凸部に、体液、熱媒体等に含まれる微小な気泡がこれらに接触すると、累積的に付着して気泡溜りの原因となりやすい。
また熱媒体の使用量も多いため、使用時の重量もさらに重くなり、術時の取回しが困難となる。
さらに熱交換体（例えばベローズ管等）そのものが比較的大きい割に熱交換性能はそれほど高くない。
また各構成部品（成形品等）を高分子ポッティング剤（例えば、ポリウレタン）で固定しているめ、当該高分子ポッティング剤の凹凸部に、体液、熱媒体等に含まれる微小な気泡がこれらに接触すると、累積的に付着して気泡溜りの原因となりやすい。
［１］本発明は、ハウジング（２）は、長さ方向と当該長さ方向と略垂直に交わる側部方向とを有し、前記長さ方向に大径の第一端部（２Ａ）と小径の第二端部（２Ｂ）とを有し、
前記ハウジング（２）の内部に、円筒状の熱交換体（７）を配置し、
当該熱交換体（７）は、長さ方向と当該長さ方向と略垂直に交わる側部方向とを有し、前記長さ方向に第一端部と、第二端部とを有し、
前記熱交換体（７）内に、内管（６）を配置し、
当該内管（６）は、長さ方向と当該長さ方向と略垂直に交わる側部方向とを有し、前記長さ方向に第一端部と、第二端部とを有し、
当該内管（６）の内部空間により熱媒体室（２０）を形成し、
前記ハウジング（２）の内壁面と前記熱交換体（７）の外周面との間の空間により体液室（２１）を形成し、
前記熱交換体（７）の第一端部に熱交換体おさえ（１７）を装着し、
当該熱交換体おさえ（１７）は、長さ方向と当該長さ方向と略垂直に交わる側部方向とを有し、前記長さ方向に第一端部と、第二端部とを有し、
前記内管（６）の第一端部に、前記熱媒体室（２０）と連通する第一熱媒体ポート（８）の一端部を装着し、前記内管（６）の第二端部に、前記熱媒体室（２０）と連通する第二熱媒体ポート（９）の一端部を装着し、
前記ハウジング（２）の前記側部方向に前記体液室（２１）と連通する体液導入ポート（１０）を装着し、
前記ハウジング（２）の第一端部に、第一のカバー（３）を装着し、第二端部に、第二のカバー（４）を装着し、
前記第一熱媒体ポート（８）の一端部を、前記ハウジング（２）の第一端部（２Ａ）に、前記第二熱媒体ポート（９）の一端部を、前記ハウジング（２）の第二端部（２Ｂ）に、それぞれ固定し、
前記ハウジング（２）の前記第一端部（２Ａ）側は、
前記熱交換体（７）の第一端部外周と前記熱交換体おさえ（１７）の第二端部内周との間に、第二Ｏリング（１５）を配置して、当該第二Ｏリング（１５）で液密に固定し、
前記熱交換体（７）の第一端部内周と前記第一熱媒体ポート（８）の一端部外周との間に第一Ｏリング（１４）を配置して、当該第一Ｏリング（１４）で液密に固定し、
前記ハウジング（２）の第二端部（２Ｂ）側は、前記熱交換体（７）の第二端部内周と前記第二熱媒体ポート（９）の一端部外周との間に、第二Ｏリング（１４）を配置して、当該第二Ｏリング（１５）で液密に固定し、
前記熱交換体（７）の第二端部外周と前記ハウジング（２）の第二端部（２Ｂ）の内周との間に第一Ｏリング（１５）を配置し、当該第一Ｏリング（１５）で液密に固定した熱交換器（１）を提供する。
［２］本発明は、前記熱交換体おさえ（１７）は、略円筒状に形成され、前記第一端部に第一鍔部（１７Ａ）、前記第二端部に第二鍔部（１７Ｂ）を有し、当該第二鍔部（１７Ｂ）の体液ないし熱交換媒体との接液部分を鏡面に形成し、
当該第二鍔部（１７Ｂ）側に突起部（１７Ｃ）を形成した［１］に記載の熱交換器（１）を提供する。
［３］本発明は、前記ハウジング（２）の側部方向であってかつ当該ハウジング（２）の長さ方向に沿って体液を分散ないし集合させることのできる空間（ＳＰ）を形成した［１］または［２］に記載の熱交換器（１）を提供する。
［４］本発明は、前記内管（６）の側部方向の上部と下部にスリット（Ｓ）を形成し、当該内管（６）の内部に、前記第一熱媒体ポート（８）から前記第二熱媒体ポート（９）または前記第二熱媒体ポート（９）から前記第一熱媒体ポート（８）へ熱媒体が直接流通するのを遮断し、旋回させるための隔壁板（１９）を配置し、
前記第一熱媒体ポート（８）または前記第二熱媒体ポート（９）から導入される熱媒体が、前記内管（６）の上部または下部のスリット（Ｓ）を経て、前記熱交換体（７）内部の溝（Ｍ）に流入し、
反対側の前記内管（６）の下部または上部のスリット（Ｓ）を経て、再び内管（６）内に流入し、
反対側の前記第二熱媒体ポート（９）または前記第一熱媒体ポート（８）から排出されるように形成した［１］から［３］のいずれか１項に記載の熱交換器（１）を提供する。
［５］本発明は、前記ハウジング（２）に連通管（２２）を介して気泡トラップ（５）を外付し、当該気泡トラップ（５）に、体液排出ポート（１１）を装着した［１］から［４］のいずれか１項に記載の熱交換器（１）を提供する。
［６］本発明は、前記熱交換体（７）は、外径：２０〜３０ｍｍ、及び長さ：５０〜１００ｍｍを有し、
前記ハウジング（２）は、内径：２０〜３１ｍｍ、及び長さ：５０〜１２０ｍｍを有し、
前記熱交換体（７）の体液側のプライミング量は、５〜１５ｍＬである［１］から［５］のいずれか１項に記載の熱交換器（１）を提供する。
前記ハウジング（２）の内部に、円筒状の熱交換体（７）を配置し、
当該熱交換体（７）は、長さ方向と当該長さ方向と略垂直に交わる側部方向とを有し、前記長さ方向に第一端部と、第二端部とを有し、
前記熱交換体（７）内に、内管（６）を配置し、
当該内管（６）は、長さ方向と当該長さ方向と略垂直に交わる側部方向とを有し、前記長さ方向に第一端部と、第二端部とを有し、
当該内管（６）の内部空間により熱媒体室（２０）を形成し、
前記ハウジング（２）の内壁面と前記熱交換体（７）の外周面との間の空間により体液室（２１）を形成し、
前記熱交換体（７）の第一端部に熱交換体おさえ（１７）を装着し、
当該熱交換体おさえ（１７）は、長さ方向と当該長さ方向と略垂直に交わる側部方向とを有し、前記長さ方向に第一端部と、第二端部とを有し、
前記内管（６）の第一端部に、前記熱媒体室（２０）と連通する第一熱媒体ポート（８）の一端部を装着し、前記内管（６）の第二端部に、前記熱媒体室（２０）と連通する第二熱媒体ポート（９）の一端部を装着し、
前記ハウジング（２）の前記側部方向に前記体液室（２１）と連通する体液導入ポート（１０）を装着し、
前記ハウジング（２）の第一端部に、第一のカバー（３）を装着し、第二端部に、第二のカバー（４）を装着し、
前記第一熱媒体ポート（８）の一端部を、前記ハウジング（２）の第一端部（２Ａ）に、前記第二熱媒体ポート（９）の一端部を、前記ハウジング（２）の第二端部（２Ｂ）に、それぞれ固定し、
前記ハウジング（２）の前記第一端部（２Ａ）側は、
前記熱交換体（７）の第一端部外周と前記熱交換体おさえ（１７）の第二端部内周との間に、第二Ｏリング（１５）を配置して、当該第二Ｏリング（１５）で液密に固定し、
前記熱交換体（７）の第一端部内周と前記第一熱媒体ポート（８）の一端部外周との間に第一Ｏリング（１４）を配置して、当該第一Ｏリング（１４）で液密に固定し、
前記ハウジング（２）の第二端部（２Ｂ）側は、前記熱交換体（７）の第二端部内周と前記第二熱媒体ポート（９）の一端部外周との間に、第二Ｏリング（１４）を配置して、当該第二Ｏリング（１５）で液密に固定し、
前記熱交換体（７）の第二端部外周と前記ハウジング（２）の第二端部（２Ｂ）の内周との間に第一Ｏリング（１５）を配置し、当該第一Ｏリング（１５）で液密に固定した熱交換器（１）を提供する。
［２］本発明は、前記熱交換体おさえ（１７）は、略円筒状に形成され、前記第一端部に第一鍔部（１７Ａ）、前記第二端部に第二鍔部（１７Ｂ）を有し、当該第二鍔部（１７Ｂ）の体液ないし熱交換媒体との接液部分を鏡面に形成し、
当該第二鍔部（１７Ｂ）側に突起部（１７Ｃ）を形成した［１］に記載の熱交換器（１）を提供する。
［３］本発明は、前記ハウジング（２）の側部方向であってかつ当該ハウジング（２）の長さ方向に沿って体液を分散ないし集合させることのできる空間（ＳＰ）を形成した［１］または［２］に記載の熱交換器（１）を提供する。
［４］本発明は、前記内管（６）の側部方向の上部と下部にスリット（Ｓ）を形成し、当該内管（６）の内部に、前記第一熱媒体ポート（８）から前記第二熱媒体ポート（９）または前記第二熱媒体ポート（９）から前記第一熱媒体ポート（８）へ熱媒体が直接流通するのを遮断し、旋回させるための隔壁板（１９）を配置し、
前記第一熱媒体ポート（８）または前記第二熱媒体ポート（９）から導入される熱媒体が、前記内管（６）の上部または下部のスリット（Ｓ）を経て、前記熱交換体（７）内部の溝（Ｍ）に流入し、
反対側の前記内管（６）の下部または上部のスリット（Ｓ）を経て、再び内管（６）内に流入し、
反対側の前記第二熱媒体ポート（９）または前記第一熱媒体ポート（８）から排出されるように形成した［１］から［３］のいずれか１項に記載の熱交換器（１）を提供する。
［５］本発明は、前記ハウジング（２）に連通管（２２）を介して気泡トラップ（５）を外付し、当該気泡トラップ（５）に、体液排出ポート（１１）を装着した［１］から［４］のいずれか１項に記載の熱交換器（１）を提供する。
［６］本発明は、前記熱交換体（７）は、外径：２０〜３０ｍｍ、及び長さ：５０〜１００ｍｍを有し、
前記ハウジング（２）は、内径：２０〜３１ｍｍ、及び長さ：５０〜１２０ｍｍを有し、
前記熱交換体（７）の体液側のプライミング量は、５〜１５ｍＬである［１］から［５］のいずれか１項に記載の熱交換器（１）を提供する。
〈１〉前記［１］に記載の発明によれば、
〈１−１〉ハウジング２の第一端部２Ａ側は、熱交換体７の第一端部外周と熱交換体おさえ１７の第二端部内周との間に、第二Ｏリング１５を配置して、当該第二Ｏリング１５で液密に固定し、かつ熱交換体７の第一端部内周と前記第一熱媒体ポート８の一端部外周との間に第一Ｏリング１４を配置して、当該第一Ｏリング１４で液密に固定し、
ハウジング２の第二端部２Ｂ側は、熱交換体７の第二端部内周と第二熱媒体ポート９の一端部外周との間に、第二Ｏリング１４を配置して、当該第二Ｏリング１５で液密に固定し、かつ熱交換体７の第二端部外周とハウジング２の第二端部２Ｂの内周との間に第一Ｏリング１５を配置し、当該第一Ｏリング１５で液密に固定しているので、
従来の熱交換器で使用されていた固定剤（ウレタン等のポッテイング剤）の経時劣化に起因する液漏れを確実に防止することができる。
さらにいえば、特許文献２（特開平１１−４７２６９号）のようにウレタン等のポッテイング剤（固定剤）を使用しないので、経時劣化がほとんどなく、液漏れが生じにくい。
〈１−２〉また各構成部品（成形品等）を高分子ポッテイング剤（例えば、ポリウレタン）ではなく、接着剤で固定できるので、気泡溜りが生じにくい。また各構成部品（成形品等）を間接的に高分子ポッテイング剤（例えば、ポリウレタン）で固定しても、構造上、高分子ポッテイング剤は、体液、熱媒体等と直接接触しないように形成されているので、気泡溜りが生じにくい。
〈１−３〉ハウジング２の両端部（第一端部２Ａと第二端部２Ｂ）に第一カバー３と第二カバー４を装着して、第一熱媒体ポート８と第二熱媒体ポート９をハウジング２を固定することにより、各部品の固定が安定化し、製造工程も簡素化することができる。特許文献２のようにウレタン等のポッテイング剤（固定剤）注入用の装置が不要であるから、手動で組み立て可能となる。
〈２〉前記［２］に記載の発明によれば、熱交換体おさえ１７の第二鍔部１７Ｂの体液ないし熱交換媒体との接液部分を鏡面に形成することにより、この部分に気泡が付着することがなく、また当該第二鍔部１７Ｂ側に突起部１７Ｃを形成することにより、プライミング時にハウジングの上下の隅に生じやすい気泡溜まりを防ぐことができる。
〈３〉前記［３］に記載の発明によれば、ハウジング２の長さ方向に沿って体液を分散ないし集合させることのできる空間ＳＰを形成しているので、熱交換性能が向上させることができる。
〈４〉前記［４］に記載の発明によれば、ハウジング２に連通管２２を介して気泡トラップ５を外付すること、及び／又は、内管６の上下にスリットＳを形成し、内管６の内部に、第一熱媒体ポート８から第二熱媒体ポート９または第二熱媒体ポート９から第一熱媒体ポート８へ熱媒体が直接流通するのを遮断し、旋回流として旋回させるための隔壁板１９を配置することにより、熱交換体（例えばベローズ管等）のサイズを従来のものよりも、はるかに小さくすることにより熱交換器全体のサイズをコンパクト化、軽量化することができる。
〈５〉熱交換体（例えばベローズ管等）のサイズを従来のものよりも、はるかに小さくすることにより、体液側のプライミング量を低減することにより、術中の体外循環血液（体液）量が最小限に抑えられる。
〈６〉熱交換器全体のサイズをコンパクト化したにもかかわらず、従来の熱交換器よりも熱交換性能が向上させることができる。
〈１−１〉ハウジング２の第一端部２Ａ側は、熱交換体７の第一端部外周と熱交換体おさえ１７の第二端部内周との間に、第二Ｏリング１５を配置して、当該第二Ｏリング１５で液密に固定し、かつ熱交換体７の第一端部内周と前記第一熱媒体ポート８の一端部外周との間に第一Ｏリング１４を配置して、当該第一Ｏリング１４で液密に固定し、
ハウジング２の第二端部２Ｂ側は、熱交換体７の第二端部内周と第二熱媒体ポート９の一端部外周との間に、第二Ｏリング１４を配置して、当該第二Ｏリング１５で液密に固定し、かつ熱交換体７の第二端部外周とハウジング２の第二端部２Ｂの内周との間に第一Ｏリング１５を配置し、当該第一Ｏリング１５で液密に固定しているので、
従来の熱交換器で使用されていた固定剤（ウレタン等のポッテイング剤）の経時劣化に起因する液漏れを確実に防止することができる。
さらにいえば、特許文献２（特開平１１−４７２６９号）のようにウレタン等のポッテイング剤（固定剤）を使用しないので、経時劣化がほとんどなく、液漏れが生じにくい。
〈１−２〉また各構成部品（成形品等）を高分子ポッテイング剤（例えば、ポリウレタン）ではなく、接着剤で固定できるので、気泡溜りが生じにくい。また各構成部品（成形品等）を間接的に高分子ポッテイング剤（例えば、ポリウレタン）で固定しても、構造上、高分子ポッテイング剤は、体液、熱媒体等と直接接触しないように形成されているので、気泡溜りが生じにくい。
〈１−３〉ハウジング２の両端部（第一端部２Ａと第二端部２Ｂ）に第一カバー３と第二カバー４を装着して、第一熱媒体ポート８と第二熱媒体ポート９をハウジング２を固定することにより、各部品の固定が安定化し、製造工程も簡素化することができる。特許文献２のようにウレタン等のポッテイング剤（固定剤）注入用の装置が不要であるから、手動で組み立て可能となる。
〈２〉前記［２］に記載の発明によれば、熱交換体おさえ１７の第二鍔部１７Ｂの体液ないし熱交換媒体との接液部分を鏡面に形成することにより、この部分に気泡が付着することがなく、また当該第二鍔部１７Ｂ側に突起部１７Ｃを形成することにより、プライミング時にハウジングの上下の隅に生じやすい気泡溜まりを防ぐことができる。
〈３〉前記［３］に記載の発明によれば、ハウジング２の長さ方向に沿って体液を分散ないし集合させることのできる空間ＳＰを形成しているので、熱交換性能が向上させることができる。
〈４〉前記［４］に記載の発明によれば、ハウジング２に連通管２２を介して気泡トラップ５を外付すること、及び／又は、内管６の上下にスリットＳを形成し、内管６の内部に、第一熱媒体ポート８から第二熱媒体ポート９または第二熱媒体ポート９から第一熱媒体ポート８へ熱媒体が直接流通するのを遮断し、旋回流として旋回させるための隔壁板１９を配置することにより、熱交換体（例えばベローズ管等）のサイズを従来のものよりも、はるかに小さくすることにより熱交換器全体のサイズをコンパクト化、軽量化することができる。
〈５〉熱交換体（例えばベローズ管等）のサイズを従来のものよりも、はるかに小さくすることにより、体液側のプライミング量を低減することにより、術中の体外循環血液（体液）量が最小限に抑えられる。
〈６〉熱交換器全体のサイズをコンパクト化したにもかかわらず、従来の熱交換器よりも熱交換性能が向上させることができる。
図１は、本発明の熱交換器の一例を示す外観図[（Ａ）正面図（Ｂ）平面図（Ｃ）底面図（Ｄ）左側面図（Ｅ）右側面図]、図２は本発明の熱交換器の拡大断面図、図３は図１のＡ―Ａ´断面図（Ｂ方向矢視図）である。
本発明の熱交換器１は、図１から図３に例示するように、筒状の細長いハウジング２と、当該ハウジング２の内部に配置される熱交換体７と、当該ハウジング２の端部に装着される気泡トラップ５とから構成される。
本発明の熱交換器１の構造の特徴は、ハウジング２の（大径の）第一端部２Ａ側は、熱交換体７の第一端部外周と熱交換体おさえ１７の第二端部内周との間に、第二Ｏリング１５を配置して、当該第二Ｏリング１５で液密に固定し、かつ熱交換体７の第一端部内周と前記第一熱媒体ポート８の一端部外周との間に第一Ｏリング１４を配置して、当該第一Ｏリング１４で液密に固定している点である。
またハウジング２の（小径の）第二端部２Ｂ側は、熱交換体７の第二端部内周と第二熱媒体ポート９の一端部外周との間に、第二Ｏリング１４を配置して、当該第二Ｏリング１５で液密に固定し、かつ熱交換体７の第二端部外周とハウジング２の第二端部２Ｂの内周との間に第一Ｏリング１５を配置し、当該第一Ｏリング１５で液密に固定している点である。
以下各構成部品ついて詳述する。
本発明の熱交換器１は、図１から図３に例示するように、筒状の細長いハウジング２と、当該ハウジング２の内部に配置される熱交換体７と、当該ハウジング２の端部に装着される気泡トラップ５とから構成される。
本発明の熱交換器１の構造の特徴は、ハウジング２の（大径の）第一端部２Ａ側は、熱交換体７の第一端部外周と熱交換体おさえ１７の第二端部内周との間に、第二Ｏリング１５を配置して、当該第二Ｏリング１５で液密に固定し、かつ熱交換体７の第一端部内周と前記第一熱媒体ポート８の一端部外周との間に第一Ｏリング１４を配置して、当該第一Ｏリング１４で液密に固定している点である。
またハウジング２の（小径の）第二端部２Ｂ側は、熱交換体７の第二端部内周と第二熱媒体ポート９の一端部外周との間に、第二Ｏリング１４を配置して、当該第二Ｏリング１５で液密に固定し、かつ熱交換体７の第二端部外周とハウジング２の第二端部２Ｂの内周との間に第一Ｏリング１５を配置し、当該第一Ｏリング１５で液密に固定している点である。
以下各構成部品ついて詳述する。
［ハウジング２］
ハウジング２は筒状に形成され、長さ方向と当該長さ方向と略垂直に交わる側部方向とを有し、前記長さ方向に大径の第一端部２Ａと小径の第二端部２Ｂを有する。
大径の第一端部２Ａの開口部は、熱交換体７が挿入できる大きさに形成され、小径の第二端部２Ｂ側には、（環状の）段部２Ｄが形成され、当該段部２Ｄに熱交換体７の端部（注：図２の例示によれば蛇腹部分の端部）が突き当たって止まるようにしている。
また図１から図２に例示するように、ハウジング２の側部方向の底部には、体液室２１と連通する体液（心筋保護液）導入ポート１０が装着（一体成形）されている。
配置位置は、左右中央どの位置でも良い。
またハウジング２の側部方向であってかつ当該ハウジング２の長さ方向に沿って体液を分散ないし集合させることのできる空間ＳＰを形成している。
またハウジング２の内部には、円筒状の熱交換体７が配置される。
ハウジング２の内壁面と前記熱交換体７の外周面との間の空間により体液室２１を形成している。
また図１から図２に例示するように、ハウジング２には、体液室２１と連通する気泡トラップ５が外付けされている。
ハウジング２は筒状に形成され、長さ方向と当該長さ方向と略垂直に交わる側部方向とを有し、前記長さ方向に大径の第一端部２Ａと小径の第二端部２Ｂを有する。
大径の第一端部２Ａの開口部は、熱交換体７が挿入できる大きさに形成され、小径の第二端部２Ｂ側には、（環状の）段部２Ｄが形成され、当該段部２Ｄに熱交換体７の端部（注：図２の例示によれば蛇腹部分の端部）が突き当たって止まるようにしている。
また図１から図２に例示するように、ハウジング２の側部方向の底部には、体液室２１と連通する体液（心筋保護液）導入ポート１０が装着（一体成形）されている。
配置位置は、左右中央どの位置でも良い。
またハウジング２の側部方向であってかつ当該ハウジング２の長さ方向に沿って体液を分散ないし集合させることのできる空間ＳＰを形成している。
またハウジング２の内部には、円筒状の熱交換体７が配置される。
ハウジング２の内壁面と前記熱交換体７の外周面との間の空間により体液室２１を形成している。
また図１から図２に例示するように、ハウジング２には、体液室２１と連通する気泡トラップ５が外付けされている。
［熱交換体７］
円筒状の熱交換体７は、ステンレス、アルミ等の金属もしくはポリエチレン、ポリカーボネート等の樹脂材料によりいわゆる細かな状に形成されている。
熱交換体７は、長さ方向と当該長さ方向と略垂直に交わる側部方向とを有し、長さ方向に第一端部と、第二端部とを有する。
なお熱交換体７の両端部（第一端部と第二端部）は（蛇腹を形成することなく）細径に形成され、その内外面は、第一Ｏリング１４と第二Ｏリング１５が密着できるようにフラット（平滑）に形成されている。
強度、熱交換効率の面からステンレス、アルミ等の金属が好ましい。特に、筒状熱交換体７の軸方向（中心軸）に対してほぼ直交する凹凸が多数繰り返された波状となっているベローズ管からなり、その外径はφ２０〜３０ｍｍ、谷部と山部の高さは２．０〜５．０ｍｍ程度が最も効率が良く、また熱交換器７の軸方向の長さは、使用される患者によって異なるが、５０〜１００ｍｍの範囲のものが好ましい。熱交換体７の体液側のプライミング量（ハウジング２の内壁面と熱交換体７の外周面との間の空間により形成される体液室２１のプライミング量を意味し、熱交換体７の蛇腹部分の空間も含む。気泡トラップ５の部分は含まない。）は５〜１５ｍＬと少ない方が効率は良い。
熱交換体７は熱交換体おさえ１７により、ハウジング２に固定される。
熱交換体７とハウジング２の隙間は０〜１ｍｍである。
円筒状の熱交換体７は、ステンレス、アルミ等の金属もしくはポリエチレン、ポリカーボネート等の樹脂材料によりいわゆる細かな状に形成されている。
熱交換体７は、長さ方向と当該長さ方向と略垂直に交わる側部方向とを有し、長さ方向に第一端部と、第二端部とを有する。
なお熱交換体７の両端部（第一端部と第二端部）は（蛇腹を形成することなく）細径に形成され、その内外面は、第一Ｏリング１４と第二Ｏリング１５が密着できるようにフラット（平滑）に形成されている。
強度、熱交換効率の面からステンレス、アルミ等の金属が好ましい。特に、筒状熱交換体７の軸方向（中心軸）に対してほぼ直交する凹凸が多数繰り返された波状となっているベローズ管からなり、その外径はφ２０〜３０ｍｍ、谷部と山部の高さは２．０〜５．０ｍｍ程度が最も効率が良く、また熱交換器７の軸方向の長さは、使用される患者によって異なるが、５０〜１００ｍｍの範囲のものが好ましい。熱交換体７の体液側のプライミング量（ハウジング２の内壁面と熱交換体７の外周面との間の空間により形成される体液室２１のプライミング量を意味し、熱交換体７の蛇腹部分の空間も含む。気泡トラップ５の部分は含まない。）は５〜１５ｍＬと少ない方が効率は良い。
熱交換体７は熱交換体おさえ１７により、ハウジング２に固定される。
熱交換体７とハウジング２の隙間は０〜１ｍｍである。
［熱交換体おさえ１７］
熱交換体おさえ１７は熱交換体７を押さえながらハウジング２に固定する部品である。熱交換体おさえ１７は、略円筒状（略環状も含む）に形成され、長さ方向と当該長さ方向と略垂直に交わる側部方向とを有し、前記長さ方向に第一端部と、第二端部とを有する。
両端部に、すなわち第一端部に第一鍔部１７Ａ、第二端部側に第二鍔部１７Ｂを有し、第二鍔部１７Ｂ側に突起部１７Ｃを形成している。
図２の例示によれば本体（中央の略円筒状部）と第一鍔部１７Ａの形状は、ハウジング２の小径の第二端部２Ｂと段部２Ｄの形状と実質的に同じ形状に形成されている。
熱交換体おさえ１７の内周と熱交換体７の端部外周との間に後述する第一Ｏリングおさえ１６を配置して、これらの液密性を維持している。
熱交換体おさえ１７とハウジング２は、接着剤で固定するか、相互の接触部に係合ないし係止用の突起ないし溝を形成して固定するか、或いはテーパー嵌合等により固定しても良い。また熱交換体おさえ１７とハウジング２の隙間があまり多い場合は、ウレタンなどの高分子ポッテイング剤Ｐで塞ぐことができる。なお当該高分子ポッテイング剤は、図２に例示するように第二鍔部１７Ｂとハウジング２との隙間を少なくすること（ほとんど密着に近い）により、体液、熱媒体等と直接接触しないように形成されているので、気泡溜りが生じにくい。
また熱交換体７の端部（蛇腹の端部）を押さえる面（第二鍔部１７Ｂ側の前方壁面、第二鍔部１７Ｂの体液ないし熱交換媒体との接液部分）を鏡面に形成することにより、この部分に気泡が付着することがなく、当該第二鍔部１７Ｂ側に爪状の突起部１７Ｃをハウジングの側部方向の上方かつまたは下方（底部）に配置されるように、形成することにより、プライミング時にハウジングの上下の隅に生じやすい気泡溜まりを防ぐことができる。
熱交換体おさえ１７は熱交換体７を押さえながらハウジング２に固定する部品である。熱交換体おさえ１７は、略円筒状（略環状も含む）に形成され、長さ方向と当該長さ方向と略垂直に交わる側部方向とを有し、前記長さ方向に第一端部と、第二端部とを有する。
両端部に、すなわち第一端部に第一鍔部１７Ａ、第二端部側に第二鍔部１７Ｂを有し、第二鍔部１７Ｂ側に突起部１７Ｃを形成している。
図２の例示によれば本体（中央の略円筒状部）と第一鍔部１７Ａの形状は、ハウジング２の小径の第二端部２Ｂと段部２Ｄの形状と実質的に同じ形状に形成されている。
熱交換体おさえ１７の内周と熱交換体７の端部外周との間に後述する第一Ｏリングおさえ１６を配置して、これらの液密性を維持している。
熱交換体おさえ１７とハウジング２は、接着剤で固定するか、相互の接触部に係合ないし係止用の突起ないし溝を形成して固定するか、或いはテーパー嵌合等により固定しても良い。また熱交換体おさえ１７とハウジング２の隙間があまり多い場合は、ウレタンなどの高分子ポッテイング剤Ｐで塞ぐことができる。なお当該高分子ポッテイング剤は、図２に例示するように第二鍔部１７Ｂとハウジング２との隙間を少なくすること（ほとんど密着に近い）により、体液、熱媒体等と直接接触しないように形成されているので、気泡溜りが生じにくい。
また熱交換体７の端部（蛇腹の端部）を押さえる面（第二鍔部１７Ｂ側の前方壁面、第二鍔部１７Ｂの体液ないし熱交換媒体との接液部分）を鏡面に形成することにより、この部分に気泡が付着することがなく、当該第二鍔部１７Ｂ側に爪状の突起部１７Ｃをハウジングの側部方向の上方かつまたは下方（底部）に配置されるように、形成することにより、プライミング時にハウジングの上下の隅に生じやすい気泡溜まりを防ぐことができる。
［内管６］
熱交換体７の内部に、細長い内管６が配置される。内管６は、長さ方向と当該長さ方向と略垂直に交わる側部方向とを有し、前記長さ方向に第一端部と、第二端部とを有する。
内管６の第一端部に、熱媒体室２０と連通する第一熱媒体ポート８の一端部を装着し、内管６の第二端部に、熱媒体室２０と連通する第二熱媒体ポート９の一端部を装着している。
内管６の内部空間により熱媒体室２０を形成し、内管６の側部方向の上下には、図１、３に例示するように熱媒体を熱交換体７（ベローズ）内部へ連通させるための複数のスリットＳが形成されている。（図２では、例示的にスリットＳの一部を中央部に記載しているが、実際には内管６の長さ方向のほぼ全域に亘って形成される。）
スリットＳは０．５ｍｍ〜５ｍｍの溝あるいは開放面積が４０ｍｍ2〜４００ｍｍ2の隙間（狭いと圧力損失の増大、広いと流速低下）が望ましい。
さらに内管６内には、隔壁板１９を斜めに傾斜して配置し、第一熱媒体ポート８から第二熱媒体ポート９または第二熱媒体ポート９から第一熱媒体ポート８へ熱媒体が直接流通するのを遮断し旋回流として旋回させる。
すなわち第一熱媒体ポート８または第二熱媒体９から導入される熱媒体は、上または下のスリットＳを経て、熱交換体７（ベローズ）内部の溝Ｍに流入し、反対側の下または上のスリットＳを経て、再び内管６内に流入し、反対側の第二の熱媒体ポート９または第一の熱媒体ポート８から排出される。
熱交換体７の内部に、細長い内管６が配置される。内管６は、長さ方向と当該長さ方向と略垂直に交わる側部方向とを有し、前記長さ方向に第一端部と、第二端部とを有する。
内管６の第一端部に、熱媒体室２０と連通する第一熱媒体ポート８の一端部を装着し、内管６の第二端部に、熱媒体室２０と連通する第二熱媒体ポート９の一端部を装着している。
内管６の内部空間により熱媒体室２０を形成し、内管６の側部方向の上下には、図１、３に例示するように熱媒体を熱交換体７（ベローズ）内部へ連通させるための複数のスリットＳが形成されている。（図２では、例示的にスリットＳの一部を中央部に記載しているが、実際には内管６の長さ方向のほぼ全域に亘って形成される。）
スリットＳは０．５ｍｍ〜５ｍｍの溝あるいは開放面積が４０ｍｍ2〜４００ｍｍ2の隙間（狭いと圧力損失の増大、広いと流速低下）が望ましい。
さらに内管６内には、隔壁板１９を斜めに傾斜して配置し、第一熱媒体ポート８から第二熱媒体ポート９または第二熱媒体ポート９から第一熱媒体ポート８へ熱媒体が直接流通するのを遮断し旋回流として旋回させる。
すなわち第一熱媒体ポート８または第二熱媒体９から導入される熱媒体は、上または下のスリットＳを経て、熱交換体７（ベローズ）内部の溝Ｍに流入し、反対側の下または上のスリットＳを経て、再び内管６内に流入し、反対側の第二の熱媒体ポート９または第一の熱媒体ポート８から排出される。
［第一熱媒体ポート８、第二熱媒体ポート９］
図２に例示するように、ハウジング２の両端部には、熱媒体室２０と連通する第一熱媒体ポート８と第二熱媒体ポート９が装着されている。
すなわち第一熱媒体ポート８と第二熱媒体ポート９は内管６と連通するように接続されている。
第一熱媒体ポート８と第二熱媒体ポート９と内管６とは、相互の接触部に係合ないし係止用の突起ないし溝を形成して固定するか、或いはテーパー嵌合等により固定しても良い。また接着剤を用いて固定しても良い。
第一熱媒体ポート８と第二熱媒体ポート９のハウジング２側の一端部外周は、凹凸の少ない曲面（管状体）になっており、熱交換体７の端部内面と第一熱媒体ポート８と第二熱媒体ポート９の端部外周との間に第一Ｏリング１４を配置して、これらの液密性を維持している。
第一熱媒体ポート８と第二熱媒体ポート９は図１、２の例示では、エルボ状（Ｌ字で下向き）に形成されているが、ストレート状に（まっすぐ横に伸びるように）形成しても良い。要するに市販のカプラ栓に接続できる形状であれば良い。
図２に例示するように、ハウジング２の両端部には、熱媒体室２０と連通する第一熱媒体ポート８と第二熱媒体ポート９が装着されている。
すなわち第一熱媒体ポート８と第二熱媒体ポート９は内管６と連通するように接続されている。
第一熱媒体ポート８と第二熱媒体ポート９と内管６とは、相互の接触部に係合ないし係止用の突起ないし溝を形成して固定するか、或いはテーパー嵌合等により固定しても良い。また接着剤を用いて固定しても良い。
第一熱媒体ポート８と第二熱媒体ポート９のハウジング２側の一端部外周は、凹凸の少ない曲面（管状体）になっており、熱交換体７の端部内面と第一熱媒体ポート８と第二熱媒体ポート９の端部外周との間に第一Ｏリング１４を配置して、これらの液密性を維持している。
第一熱媒体ポート８と第二熱媒体ポート９は図１、２の例示では、エルボ状（Ｌ字で下向き）に形成されているが、ストレート状に（まっすぐ横に伸びるように）形成しても良い。要するに市販のカプラ栓に接続できる形状であれば良い。
［第一のカバー３と第二のカバー４］
ハウジング２は両端部に、第一のカバー３と第二のカバー４を装着し、第一熱媒体ポート８と第二熱媒体ポート９をハウジング２に固定している。
第一のカバー３と第二のカバー４は、ハウジング２と第一熱媒体ポート８と第二熱媒体ポート９の固定を強固にする部品である。
また第二のカバー４に、連通管２２の装着溝（図示せず）を形成することにより、気泡トラップ５も合わせて固定できる。
また第一のカバー３と第二のカバー４は、第一熱媒体ポート８と第二熱媒体ポート９がストレートであれば一部品で良いがＬ字の場合は二部品（例えば半円筒状の二ピースに分割したもの）なる。二部品の場合の接続は、相互の接触部に係合ないし係止用の突起ないし溝を形成して固定するか、或いはテーパー嵌合等により固定しても良い。また接着剤を用いて固定しても良い。
ハウジング２は両端部に、第一のカバー３と第二のカバー４を装着し、第一熱媒体ポート８と第二熱媒体ポート９をハウジング２に固定している。
第一のカバー３と第二のカバー４は、ハウジング２と第一熱媒体ポート８と第二熱媒体ポート９の固定を強固にする部品である。
また第二のカバー４に、連通管２２の装着溝（図示せず）を形成することにより、気泡トラップ５も合わせて固定できる。
また第一のカバー３と第二のカバー４は、第一熱媒体ポート８と第二熱媒体ポート９がストレートであれば一部品で良いがＬ字の場合は二部品（例えば半円筒状の二ピースに分割したもの）なる。二部品の場合の接続は、相互の接触部に係合ないし係止用の突起ないし溝を形成して固定するか、或いはテーパー嵌合等により固定しても良い。また接着剤を用いて固定しても良い。
［第一Ｏリングおさえ１６、第二Ｏリングおさえ１８］
本発明では、第一Ｏリング１４と第二Ｏリング１５を前記のように各部品（熱交換体７、熱交換体おさえ１７、第一熱媒体ポート８と第二熱媒体ポート９）との間に配置して、各部品を液密に固定しているが、隙間ができるので各部品の間に第一Ｏリング１４と第二Ｏリング１５が振動などで動かないように隙間を減らす部品である。一部品でも二部品（例えば半円（筒）状の二ピースに分割したもの）でも良い。また成形品である必要もなく要するに第一Ｏリング１４と第二Ｏリング１５を動きにくくすることができれば良いのでウレタンのように固化する充填剤で代替しても良い。
第一Ｏリングおさえ１６、第二Ｏリングおさえ１８は、製品上なくてはならないものではなく、安全性の向上のためできればあったほうが良い部品である。
［気泡トラップ５］
気泡トラップ５は連通管２２を介してハウジング２上側部に装着され、側部に体液排出ポート１１、天面に気泡抜きポート１２、側部に温度センサー装着ポート１３、内部に１００〜２００メッシュのフィルター２３が装着されている。異物や凝固血が存在した場合にフィルター２３上に捕捉することができる。フィルターの材質はポリエステル系やポリウレタン等が用いられる。
本発明では、第一Ｏリング１４と第二Ｏリング１５を前記のように各部品（熱交換体７、熱交換体おさえ１７、第一熱媒体ポート８と第二熱媒体ポート９）との間に配置して、各部品を液密に固定しているが、隙間ができるので各部品の間に第一Ｏリング１４と第二Ｏリング１５が振動などで動かないように隙間を減らす部品である。一部品でも二部品（例えば半円（筒）状の二ピースに分割したもの）でも良い。また成形品である必要もなく要するに第一Ｏリング１４と第二Ｏリング１５を動きにくくすることができれば良いのでウレタンのように固化する充填剤で代替しても良い。
第一Ｏリングおさえ１６、第二Ｏリングおさえ１８は、製品上なくてはならないものではなく、安全性の向上のためできればあったほうが良い部品である。
［気泡トラップ５］
気泡トラップ５は連通管２２を介してハウジング２上側部に装着され、側部に体液排出ポート１１、天面に気泡抜きポート１２、側部に温度センサー装着ポート１３、内部に１００〜２００メッシュのフィルター２３が装着されている。異物や凝固血が存在した場合にフィルター２３上に捕捉することができる。フィルターの材質はポリエステル系やポリウレタン等が用いられる。
本発明の熱交換器１は、例えば以下のように使用される。
（１）温水等の熱媒体は、第一熱媒体ポート８または第二熱媒体ポート９のいずれかから熱媒体室２０内に導入され、他方の第一熱媒体ポート８または第二熱媒体ポート９のいずれかから排出される。すなわちシングルパスで、熱媒体室２０内を通過する。
熱媒体室２０には隔壁板１９（一体成型で内管６内に配置された）が配置されているので、例えば第一熱媒体ポート８より流入した熱媒体は、図４に例示するように内管６の上側のスリットＳを介して熱交換体７（ベローズ）内側の溝Ｍに沿って流れ、内管６の下側のスリットＳより再び内管６内に入り第二熱媒体ポート９より流出する。また例えば第二ポート９より流入した熱媒体は、内管６の下側のスリットＳを介して熱交換体７（ベローズ）内側の溝Ｍに沿って流れ、内管６の上側のスリットＳより再び内管６内に入り第一熱媒体ポート８より流出する。
（２）体液導入ポート１０から血液を導入すると、血液は、体液室２１の底部から熱交換体７の外周を旋回しながら天井部へ向けて、移動し、連通管２２、気泡トラップ５を経て、体液排出ポート１１から排出される。
（３）血液中に含まれる気泡は、気泡トラップ５内で捕捉され、気泡抜きポート１２より排出される。
（１）温水等の熱媒体は、第一熱媒体ポート８または第二熱媒体ポート９のいずれかから熱媒体室２０内に導入され、他方の第一熱媒体ポート８または第二熱媒体ポート９のいずれかから排出される。すなわちシングルパスで、熱媒体室２０内を通過する。
熱媒体室２０には隔壁板１９（一体成型で内管６内に配置された）が配置されているので、例えば第一熱媒体ポート８より流入した熱媒体は、図４に例示するように内管６の上側のスリットＳを介して熱交換体７（ベローズ）内側の溝Ｍに沿って流れ、内管６の下側のスリットＳより再び内管６内に入り第二熱媒体ポート９より流出する。また例えば第二ポート９より流入した熱媒体は、内管６の下側のスリットＳを介して熱交換体７（ベローズ）内側の溝Ｍに沿って流れ、内管６の上側のスリットＳより再び内管６内に入り第一熱媒体ポート８より流出する。
（２）体液導入ポート１０から血液を導入すると、血液は、体液室２１の底部から熱交換体７の外周を旋回しながら天井部へ向けて、移動し、連通管２２、気泡トラップ５を経て、体液排出ポート１１から排出される。
（３）血液中に含まれる気泡は、気泡トラップ５内で捕捉され、気泡抜きポート１２より排出される。
次に本発明の熱交換器（実施例）と従来の熱交換器（比較例１、２）について、プライミング量、圧力損失、熱交換率等について示す。
（実施例）本発明の熱交換器（実施例）は、図１ないし図２に例示したものを使用した。
（比較例）比較例１は、AVECOR製 MYOtherm、比較例２は川澄化学工業製 Plegiorを使用した。実施例と比較例１、２の熱交換体の寸法（外径×長さ）と山の高さは、表１に記載のものを使用した。実施例と比較例１は熱交換体としてステンレス製ベローズを使用し、比較例２の熱交換体はアルミネジ状パイプを使用した。
なお実施例のハウジングは長さが９５ｍｍ、外径が３０ｍｍ、内径２６ｍｍ、内管６は長さが８４ｍｍ、外径が１７ｍｍ、内径１３ｍｍのものを使用した。
（実験）上記の実施例および比較例１、２の熱交換器について、体液流速５００ｍＬ／ｍｉｎ（２２℃）、熱媒体流速４Ｌ／ｍｉｎ（０℃）における圧力損失、熱媒体のプライミング量、熱交換率を測定した。
圧力損失は体液側の導入口側圧力と排出口側圧力をハンディマノメータ（COPAL ELECTRONICS）で測定し、次式により求めた。
圧力損失＝導入口側圧力−排出口側圧力
熱交換率は体液側に２２℃の水を５００ｍＬ／ｍｉｎの速度で、熱媒体（冷却水）側に０℃の水を４Ｌ／ｍｉｎの速度で流し、体液排出口側の温度と熱媒体（冷却水）導入口側の温度をサーモメータ（日機装YSI4000）にて測定し、次式により求めた。なお、体液側の水はクラレKM-30D、熱媒体（冷却水）側の水はトラベノールCOMPU-FLOの血液ポンプを用いた。
熱交換率＝（体液側排出口温度−２２）÷（冷却水導入口温度−２２）
結果は、以下に示す表１の通りであった。
表１の結果により、本実施例の熱交換器は、比較例１、２のものよりも、熱交換体７の寸法を大幅に小型化でき、熱交換体の体液側のプライミング量を省力化できる。このように小型化しても圧力損失が小さく、熱交換率も向上させることができることが確認できた。
（実施例）本発明の熱交換器（実施例）は、図１ないし図２に例示したものを使用した。
（比較例）比較例１は、AVECOR製 MYOtherm、比較例２は川澄化学工業製 Plegiorを使用した。実施例と比較例１、２の熱交換体の寸法（外径×長さ）と山の高さは、表１に記載のものを使用した。実施例と比較例１は熱交換体としてステンレス製ベローズを使用し、比較例２の熱交換体はアルミネジ状パイプを使用した。
なお実施例のハウジングは長さが９５ｍｍ、外径が３０ｍｍ、内径２６ｍｍ、内管６は長さが８４ｍｍ、外径が１７ｍｍ、内径１３ｍｍのものを使用した。
（実験）上記の実施例および比較例１、２の熱交換器について、体液流速５００ｍＬ／ｍｉｎ（２２℃）、熱媒体流速４Ｌ／ｍｉｎ（０℃）における圧力損失、熱媒体のプライミング量、熱交換率を測定した。
圧力損失は体液側の導入口側圧力と排出口側圧力をハンディマノメータ（COPAL ELECTRONICS）で測定し、次式により求めた。
圧力損失＝導入口側圧力−排出口側圧力
熱交換率は体液側に２２℃の水を５００ｍＬ／ｍｉｎの速度で、熱媒体（冷却水）側に０℃の水を４Ｌ／ｍｉｎの速度で流し、体液排出口側の温度と熱媒体（冷却水）導入口側の温度をサーモメータ（日機装YSI4000）にて測定し、次式により求めた。なお、体液側の水はクラレKM-30D、熱媒体（冷却水）側の水はトラベノールCOMPU-FLOの血液ポンプを用いた。
熱交換率＝（体液側排出口温度−２２）÷（冷却水導入口温度−２２）
結果は、以下に示す表１の通りであった。
表１の結果により、本実施例の熱交換器は、比較例１、２のものよりも、熱交換体７の寸法を大幅に小型化でき、熱交換体の体液側のプライミング量を省力化できる。このように小型化しても圧力損失が小さく、熱交換率も向上させることができることが確認できた。
１ 熱交換器
２ ハウジング
２Ａ 第一端部（大径部）
２Ｂ 第二端部（小径部）
２Ｄ （第二端部２Ｂの段部）
３ 第一のカバー
４ 第二のカバー
５ 気泡トラップ
６ 内管
Ｓ スリット
７ 熱交換体（ベローズ）
Ｍ 溝
８ 第一熱媒体ポート
９ 第二熱媒体ポート
１０ 体液導入ポート
１１ 体液排出ポート
１２ 気泡抜きポート
１３ 温度センサー装着ポート
１４ 第一Ｏリング
１５ 第二Ｏリング
１６ 第一Ｏリングおさえ（おさえ部材）
１８ 第二Ｏリングおさえ（おさえ部材）
１７ 熱交換体おさえ（おさえ部材）
１７Ａ 第一鍔部
１７Ｂ 第二鍔部
１７Ｃ 突起部
１９ 隔壁板
２０ 熱媒体室
２１ 体液室
２２ 連通管
２３ フィルター
Ｐ ポッテイング剤
２ ハウジング
２Ａ 第一端部（大径部）
２Ｂ 第二端部（小径部）
２Ｄ （第二端部２Ｂの段部）
３ 第一のカバー
４ 第二のカバー
５ 気泡トラップ
６ 内管
Ｓ スリット
７ 熱交換体（ベローズ）
Ｍ 溝
８ 第一熱媒体ポート
９ 第二熱媒体ポート
１０ 体液導入ポート
１１ 体液排出ポート
１２ 気泡抜きポート
１３ 温度センサー装着ポート
１４ 第一Ｏリング
１５ 第二Ｏリング
１６ 第一Ｏリングおさえ（おさえ部材）
１８ 第二Ｏリングおさえ（おさえ部材）
１７ 熱交換体おさえ（おさえ部材）
１７Ａ 第一鍔部
１７Ｂ 第二鍔部
１７Ｃ 突起部
１９ 隔壁板
２０ 熱媒体室
２１ 体液室
２２ 連通管
２３ フィルター
Ｐ ポッテイング剤
Claims (6)
- ハウジング（２）は、長さ方向と当該長さ方向と略垂直に交わる側部方向とを有し、前記長さ方向に大径の第一端部（２Ａ）と小径の第二端部（２Ｂ）とを有し、
前記ハウジング（２）の内部に、円筒状の熱交換体（７）を配置し、
当該熱交換体（７）は、長さ方向と当該長さ方向と略垂直に交わる側部方向とを有し、前記長さ方向に第一端部と、第二端部とを有し、
前記熱交換体（７）内に、内管（６）を配置し、
当該内管（６）は、長さ方向と当該長さ方向と略垂直に交わる側部方向とを有し、前記長さ方向に第一端部と、第二端部とを有し、
当該内管（６）の内部空間により熱媒体室（２０）を形成し、
前記ハウジング（２）の内壁面と前記熱交換体（７）の外周面との間の空間により体液室（２１）を形成し、
前記熱交換体（７）の第一端部に熱交換体おさえ（１７）を装着し、
当該熱交換体おさえ（１７）は、長さ方向と当該長さ方向と略垂直に交わる側部方向とを有し、前記長さ方向に第一端部と、第二端部とを有し、
前記内管（６）の第一端部に、前記熱媒体室（２０）と連通する第一熱媒体ポート（８）の一端部を装着し、前記内管（６）の第二端部に、前記熱媒体室（２０）と連通する第二熱媒体ポート（９）の一端部を装着し、
前記ハウジング（２）の前記側部方向に前記体液室（２１）と連通する体液導入ポート（１０）を装着し、
前記ハウジング（２）の第一端部に、第一のカバー（３）を装着し、第二端部に、第二のカバー（４）を装着し、
前記第一熱媒体ポート（８）の一端部を、前記ハウジング（２）の第一端部（２Ａ）に、前記第二熱媒体ポート（９）の一端部を、前記ハウジング（２）の第二端部（２Ｂ）に、それぞれ固定し、
前記ハウジング（２）の前記第一端部（２Ａ）側は、
前記熱交換体（７）の第一端部外周と前記熱交換体おさえ（１７）の第二端部内周との間に、第二Ｏリング（１５）を配置して、当該第二Ｏリング（１５）で液密に固定し、
前記熱交換体（７）の第一端部内周と前記第一熱媒体ポート（８）の一端部外周との間に第一Ｏリング（１４）を配置して、当該第一Ｏリング（１４）で液密に固定し、
前記ハウジング（２）の第二端部（２Ｂ）側は、前記熱交換体（７）の第二端部内周と前記第二熱媒体ポート（９）の一端部外周との間に、第二Ｏリング（１４）を配置して、当該第二Ｏリング（１５）で液密に固定し、
前記熱交換体（７）の第二端部外周と前記ハウジング（２）の第二端部（２Ｂ）の内周との間に第一Ｏリング（１５）を配置し、当該第一Ｏリング（１５）で液密に固定したことを特徴とする熱交換器（１）。 - 前記熱交換体おさえ（１７）は、略円筒状に形成され、前記第一端部に第一鍔部（１７Ａ）、前記第二端部に第二鍔部（１７Ｂ）を有し、当該第二鍔部（１７Ｂ）の体液ないし熱交換媒体との接液部分を鏡面に形成し、
当該第二鍔部（１７Ｂ）側に突起部（１７Ｃ）を形成したことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器（１）。 - 前記ハウジング（２）の側部方向であってかつ当該ハウジング（２）の長さ方向に沿って体液を分散ないし集合させることのできる空間（ＳＰ）を形成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱交換器（１）。
- 前記内管（６）の側部方向の上部と下部にスリット（Ｓ）を形成し、当該内管（６）の内部に、前記第一熱媒体ポート（８）から前記第二熱媒体ポート（９）または前記第二熱媒体ポート（９）から前記第一熱媒体ポート（８）へ熱媒体が直接流通するのを遮断し、旋回させるための隔壁板（１９）を配置し、
前記第一熱媒体ポート（８）または前記第二熱媒体ポート（９）から導入される熱媒体が、前記内管（６）の上部または下部のスリット（Ｓ）を経て、前記熱交換体（７）内部の溝（Ｍ）に流入し、
反対側の前記内管（６）の下部または上部のスリット（Ｓ）を経て、再び内管（６）内に流入し、
反対側の前記第二熱媒体ポート（９）または前記第一熱媒体ポート（８）から排出されるように形成したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の熱交換器（１）。 - 前記ハウジング（２）に連通管（２２）を介して気泡トラップ（５）を外付し、当該気泡トラップ（５）に、体液排出ポート（１１）を装着したことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の熱交換器（１）。
- 前記熱交換体（７）は、外径：２０〜３０ｍｍ、及び長さ：５０〜１００ｍｍを有し、
前記ハウジング（２）は、内径：２０〜３１ｍｍ、及び長さ：５０〜１２０ｍｍを有し、
前記熱交換体（７）の体液側のプライミング量は、５〜１５ｍＬであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の熱交換器（１）。
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005025234A Expired - Fee Related JP4751073B2 (ja) | 2005-02-01 | 2005-02-01 | 熱交換器 |
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| ATE542557T1 (de) * | 2003-03-24 | 2012-02-15 | Jms Co Ltd | Blutfiltervorrichtung und verfahren zu ihrer herstellung |
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2005
- 2005-02-01 JP JP2005025234A patent/JP4751073B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102149353B (zh) * | 2008-07-11 | 2013-06-19 | 史密斯医疗Asd公司 | 多腔热交换器 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2006212075A (ja) | 2006-08-17 |
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