JPH049998B2 - - Google Patents
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- JPH049998B2 JPH049998B2 JP62274605A JP27460587A JPH049998B2 JP H049998 B2 JPH049998 B2 JP H049998B2 JP 62274605 A JP62274605 A JP 62274605A JP 27460587 A JP27460587 A JP 27460587A JP H049998 B2 JPH049998 B2 JP H049998B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat exchanger
- housing part
- exchanger according
- partition plate
- flow path
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D9/0031—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
- F28D9/0037—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the conduits for the other heat-exchange medium also being formed by paired plates touching each other
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
- F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
- F28D2021/005—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for medical applications
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(イ) 産業上の利用分野
本発明は、熱交換器、特に、透析機械のような
医療用装置に使用する装置に関する。
医療用装置に使用する装置に関する。
(ロ) 従来の技術
使用済みの透析液を使用して、流入する新鮮な
水を加温する従来技術による熱交換器は、熱伝達
が行われる鋼板の薄層によつて分離された２つの
各プラスチツク成形部分内に単一の蛇行流路を形
成したことを特徴としている。
水を加温する従来技術による熱交換器は、熱伝達
が行われる鋼板の薄層によつて分離された２つの
各プラスチツク成形部分内に単一の蛇行流路を形
成したことを特徴としている。
(ハ) 発明が解決しようとする問題点
かかる従来技術による熱交換器は、熱交換器を
通る単一の流路に代えて、密封する伝熱板の各側
部に、複数の流路を設け、平行流（パラレルフロ
ー）が得られるようにし、流路の相当直径に対す
る流路の直線部分の長さを制限することにより、
流路内に非平衡の層流が生ずるようにすることに
より、改良し得ることが分かつた。
通る単一の流路に代えて、密封する伝熱板の各側
部に、複数の流路を設け、平行流（パラレルフロ
ー）が得られるようにし、流路の相当直径に対す
る流路の直線部分の長さを制限することにより、
流路内に非平衡の層流が生ずるようにすることに
より、改良し得ることが分かつた。
このようにすれば、伝熱効率が向上し、熱交換
器の寸法が小さくて済み、圧力低下を軽減し得る
と共に、簡単に製造し得るようになる。
器の寸法が小さくて済み、圧力低下を軽減し得る
と共に、簡単に製造し得るようになる。
(ニ) 問題を解決するための手段
本発明によれば、第１のハウジング部分と、第
２のハウジング部分と、仕切板とを備え、前記第
１のハウジング部分および前記第２のハウジング
部分が前記仕切板を挟んで互いに液密封の並置状
態にあり、前記第１のハウジング部分および前記
第２のハウジング部分が、各々、前記仕切板と共
に、互いに対応する複数の流路を画成しており、
該流路は多数の方向急転換部分を備えており、前
記流路の直線部分の長さと相当直径との比（Ｌ／
Ｄ）が４より大きくないことを特徴とする熱交換
器が提供される。
２のハウジング部分と、仕切板とを備え、前記第
１のハウジング部分および前記第２のハウジング
部分が前記仕切板を挟んで互いに液密封の並置状
態にあり、前記第１のハウジング部分および前記
第２のハウジング部分が、各々、前記仕切板と共
に、互いに対応する複数の流路を画成しており、
該流路は多数の方向急転換部分を備えており、前
記流路の直線部分の長さと相当直径との比（Ｌ／
Ｄ）が４より大きくないことを特徴とする熱交換
器が提供される。
(ホ) 実施例
好適実施態様において、流路の断面形成は先細
とし、先細部分は、相互方向を向き、伝熱板に押
圧され、各流路は蛇行し、最大Ｌ／Ｄ（直線部分
の長さと相当直径との比）が約３となり、各熱交
換器部分が14本の流路を備える構成とする。
とし、先細部分は、相互方向を向き、伝熱板に押
圧され、各流路は蛇行し、最大Ｌ／Ｄ（直線部分
の長さと相当直径との比）が約３となり、各熱交
換器部分が14本の流路を備える構成とする。
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適
実施態様の構成および作用について説明する。
実施態様の構成および作用について説明する。
第１図は、全体として１０で示した熱交換器の
分解図であり、第１のハウジング部分１２の内側
部分、これと同一の第２のハウジング部分１４の
外側部分、および仕切板１６が示してある。
分解図であり、第１のハウジング部分１２の内側
部分、これと同一の第２のハウジング部分１４の
外側部分、および仕切板１６が示してある。
第１のハウジング部分１２、第２のハウジング
部分１４は、各々、単一のプラスチツク成形品
（互いに同一であるが対向する位置関係にある）
であり、その周囲にはフランジ１８と、薄肉構造
リブ２２のグリツドを一体に外方に担持するハウ
ジング部２０と、入口部材２４および出口部材２
６とが設けてある。第１のハウジング部分１２お
よび第２のハウジング部分１４内の溝２８の断面
形状および全体形状とも、長方形であり（隅部は
丸味を付けられているが、この隅部を除いて、溝
は、熱交換器の周縁部から等距離にある）、該溝
２８内には、その全体に沿つて断面円形のＯリン
グ３０が設けてある。
部分１４は、各々、単一のプラスチツク成形品
（互いに同一であるが対向する位置関係にある）
であり、その周囲にはフランジ１８と、薄肉構造
リブ２２のグリツドを一体に外方に担持するハウ
ジング部２０と、入口部材２４および出口部材２
６とが設けてある。第１のハウジング部分１２お
よび第２のハウジング部分１４内の溝２８の断面
形状および全体形状とも、長方形であり（隅部は
丸味を付けられているが、この隅部を除いて、溝
は、熱交換器の周縁部から等距離にある）、該溝
２８内には、その全体に沿つて断面円形のＯリン
グ３０が設けてある。
仕切板１６が双方のＯリング３０間に保持さ
れ、この仕切板１６は、穴３２を貫通するボルト
の締付けで圧縮されたＯリング３０によつて周縁
部を密封状態とされている。
れ、この仕切板１６は、穴３２を貫通するボルト
の締付けで圧縮されたＯリング３０によつて周縁
部を密封状態とされている。
上記第１のハウジング部分１２、第２のハウジ
ング部分１４の各端に沿つてマニホルド３４が画
成されている。
ング部分１４の各端に沿つてマニホルド３４が画
成されている。
第１のハウジング部分１２、第２のハウジング
部分１４のそれぞれの14本の平行流路が第５図に
線図で示してある。垂直線３６は、境界の断面
（三角形）の頂点であり、この頂点は、仕切板１
６と密封接触する。各水平線３８は、頂点を示
し、この頂点に沿つて三角形断面形状の流路壁が
金属製の仕切板１６に係合し、両流路の隣接壁を
形成する。
部分１４のそれぞれの14本の平行流路が第５図に
線図で示してある。垂直線３６は、境界の断面
（三角形）の頂点であり、この頂点は、仕切板１
６と密封接触する。各水平線３８は、頂点を示
し、この頂点に沿つて三角形断面形状の流路壁が
金属製の仕切板１６に係合し、両流路の隣接壁を
形成する。
これら隣接壁の形状の詳細は第３図に示してあ
る。熱交換器のひとつの部分の１隅部には、14本
の流路のうち、3.5本が示してある。垂直線３６
および水平線３８（および４０）は、拡大してあ
り、構造上の細部が示してある。平坦面４２，４
４，４６が頂部３８から厚み方向および縦方向に
向けて下方に傾斜している。平坦面４８，５０，
５２も頂部３８から厚み方向に向けて下方に傾斜
しているが、縦方向に関していえば図の平面上で
みて頂部から上方に向けて傾斜していることにな
る。回転角180°、すなわち半分の切頭円錐部分の
面５４，５６，５８が平坦面４２，４４，４６を
それぞれ平坦面４８，５０，５２に接続してい
る。90°の切頭円錐部分の面６０および平坦面６
２が平坦面５４に対向している。全ての平坦面
は、厚み方向に向けて下方に傾斜している。開口
部６４，６６，６８によつて、液体はマニホルド
３４から14本の各蛇行流路内に流動し、仕切板１
６と第１のハウジング部分１２との間を縦方向に
蛇行流動する。第１のハウジング部分１２および
第２のハウジング部分１４全体を通じて頂部同志
が当接している。
る。熱交換器のひとつの部分の１隅部には、14本
の流路のうち、3.5本が示してある。垂直線３６
および水平線３８（および４０）は、拡大してあ
り、構造上の細部が示してある。平坦面４２，４
４，４６が頂部３８から厚み方向および縦方向に
向けて下方に傾斜している。平坦面４８，５０，
５２も頂部３８から厚み方向に向けて下方に傾斜
しているが、縦方向に関していえば図の平面上で
みて頂部から上方に向けて傾斜していることにな
る。回転角180°、すなわち半分の切頭円錐部分の
面５４，５６，５８が平坦面４２，４４，４６を
それぞれ平坦面４８，５０，５２に接続してい
る。90°の切頭円錐部分の面６０および平坦面６
２が平坦面５４に対向している。全ての平坦面
は、厚み方向に向けて下方に傾斜している。開口
部６４，６６，６８によつて、液体はマニホルド
３４から14本の各蛇行流路内に流動し、仕切板１
６と第１のハウジング部分１２との間を縦方向に
蛇行流動する。第１のハウジング部分１２および
第２のハウジング部分１４全体を通じて頂部同志
が当接している。
流路の最長の直線状部分は、交軸方向に伸長
し、切頭円錐形部分（例えば、５４および５６）
の開始部分間の距離である。切頭円錐形部分の開
始部分は、安定して平衡層流に落着く妨げとな
る。三角形断面流路の相当直径は、基部の長さの
0.42倍であり、Ｌ／Ｄは約３である。
し、切頭円錐形部分（例えば、５４および５６）
の開始部分間の距離である。切頭円錐形部分の開
始部分は、安定して平衡層流に落着く妨げとな
る。三角形断面流路の相当直径は、基部の長さの
0.42倍であり、Ｌ／Ｄは約３である。
添付図面は、一定の比率にて描いてあるが、正
確な縮尺ではない。流路を画成する垂直線３６間
の実際の距離は約9.525mm（3/8インチ）である。
確な縮尺ではない。流路を画成する垂直線３６間
の実際の距離は約9.525mm（3/8インチ）である。
以下、本発明の作用について説明する。
仕切板１６の片側にて、14本の流路を通つて、
上部マニホルド３４から下部マニホルド３４ま
で、使用済みの暖かい透析液が平行流にて流動す
る。仕切板１６の反対側では、冷たい新鮮な透析
液が反対の長手方向に流動する。
上部マニホルド３４から下部マニホルド３４ま
で、使用済みの暖かい透析液が平行流にて流動す
る。仕切板１６の反対側では、冷たい新鮮な透析
液が反対の長手方向に流動する。
側部同志を隣合わせた状態の各流路内の圧力
は、その長さに沿つた対応する箇所にて等しいた
め、流路間の短絡が回避され、また、かかる短絡
が生ずるにしてもほとんど問題とならない。上述
のように、複数の流路のそれぞれは多数の方向急
転換部分を有しており、流路の直線部分の長さと
相当直径との比（Ｌ／Ｄ）が４より大きくないよ
うにされているため、流速は遅くなり、70％以上
の優れた伝熱効率が得られる。流速が遅いため、
仕切板の各側に１つの蛇行流路を有する従来技術
の装置と比べ、流路断面積は全体として大きくな
り、圧力降下および流量も妥当な程度となる。流
路の壁と仕切板との接触は、面ではなく略線状で
行われるため、効果的な伝熱面が維持でき、同一
の寸法にて改良した伝熱性を得ることが可能とな
る。
は、その長さに沿つた対応する箇所にて等しいた
め、流路間の短絡が回避され、また、かかる短絡
が生ずるにしてもほとんど問題とならない。上述
のように、複数の流路のそれぞれは多数の方向急
転換部分を有しており、流路の直線部分の長さと
相当直径との比（Ｌ／Ｄ）が４より大きくないよ
うにされているため、流速は遅くなり、70％以上
の優れた伝熱効率が得られる。流速が遅いため、
仕切板の各側に１つの蛇行流路を有する従来技術
の装置と比べ、流路断面積は全体として大きくな
り、圧力降下および流量も妥当な程度となる。流
路の壁と仕切板との接触は、面ではなく略線状で
行われるため、効果的な伝熱面が維持でき、同一
の寸法にて改良した伝熱性を得ることが可能とな
る。
第１図は、本発明の実施態様のやや線図的な分
解図。第２図は、２つのねじおよび２本の導管を
通る、底部および頂部の断面図であり、第５図の
線２−２に沿つた断面図に相当する。第３図は、
薄い金属の仕切板の方向から見た上記実施態様の
部分平面図。第４図は、当接する別の熱交換部
分、および介在する金属仕切板を示す、第３図の
線４−４に沿つた部分断面図。第５図は、第３図
に一部示した熱交換部分全体の線図的な平面図。
第６図は、間に薄い金属の仕切板を設け、当接す
るＯリングを示す、部分断面図である。 （主要符号の説明）、１０……熱交換器、１２
……第１のハウジング部分、１４……第２のハウ
ジング部分、１６……仕切板、１８……フラン
ジ、２０……ハウジング部、２２……リブ、２４
……入口部材、２６……出口部材、３０……Ｏリ
ング、３２……穴、３４……マニホルド、３６…
…垂直線、３８，４０……水平線（頂部）、４２，
４４，４６……平坦面。
解図。第２図は、２つのねじおよび２本の導管を
通る、底部および頂部の断面図であり、第５図の
線２−２に沿つた断面図に相当する。第３図は、
薄い金属の仕切板の方向から見た上記実施態様の
部分平面図。第４図は、当接する別の熱交換部
分、および介在する金属仕切板を示す、第３図の
線４−４に沿つた部分断面図。第５図は、第３図
に一部示した熱交換部分全体の線図的な平面図。
第６図は、間に薄い金属の仕切板を設け、当接す
るＯリングを示す、部分断面図である。 （主要符号の説明）、１０……熱交換器、１２
……第１のハウジング部分、１４……第２のハウ
ジング部分、１６……仕切板、１８……フラン
ジ、２０……ハウジング部、２２……リブ、２４
……入口部材、２６……出口部材、３０……Ｏリ
ング、３２……穴、３４……マニホルド、３６…
…垂直線、３８，４０……水平線（頂部）、４２，
４４，４６……平坦面。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 第１のハウジング部分と、 第２のハウジング部分と、 仕切板とを備え、 前記第１のハウジング部分および前記第２のハ
ウジング部分が前記仕切板を挟んで互いに液密封
の並置状態にあり、 前記第１のハウジング部分および前記第２のハ
ウジング部分が、各々、前記仕切板と共に、互い
に対応する複数の流路を画成しており、 該流路は多数の方向急転換部分を備えており、 前記流路の直線部分の長さと相当直径との比
（Ｌ／Ｄ）が４より大きくないことを特徴とする
熱交換器。 ２ 前記対応する流路の数が多数であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載した熱交換
器。 ３ 前記流路の数が14であることを特徴とする特
許請求の範囲第１項に記載した熱交換器。 ４ 前記第１のハウジング部分および前記第２の
ハウジング部分の各々と前記仕切板とが互いにほ
ぼ線接触する状態で、両者間に前記流路が画成さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第２項
に記載した熱交換器。 ５ 前記流路が三角形の断面形状であることを特
徴とする特許請求の範囲第４項に記載した熱交換
器。 ６ 前記流路が蛇行していることを特徴とする特
許請求の範囲第２項に記載した熱交換器。 ７ 前記第１のハウジング部分および第２のハウ
ジング部分が互いに同一の形状であることを特徴
とする特許請求の範囲第２項に記載した熱交換
器。 ８ 前記多数の流路における直線部分の長さと相
当直径との比（Ｌ／Ｄ）の最大値が４より大きく
ないことを特徴とする特許請求の範囲第２項に記
載した熱交換器。 ９ 前記流路において直線部分の長さと相当直径
との比（Ｌ／Ｄ）が約３より大きい部分が存在し
ないことを特徴とする特許請求の範囲第８項に記
載した熱交換器。 １０ 前記通路の断面が二等辺三角形であること
を特徴とする特許請求の範囲第５項に記載した熱
交換器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/924,605 US4742870A (en) | 1986-10-29 | 1986-10-29 | Heat exchanger |
| US924605 | 1986-10-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63129294A JPS63129294A (ja) | 1988-06-01 |
| JPH049998B2 true JPH049998B2 (ja) | 1992-02-21 |
Family
ID=25450426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62274605A Granted JPS63129294A (ja) | 1986-10-29 | 1987-10-29 | 熱交換器 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4742870A (ja) |
| JP (1) | JPS63129294A (ja) |
| CA (1) | CA1297095C (ja) |
| DE (1) | DE3734857A1 (ja) |
| FR (1) | FR2606130B1 (ja) |
| GB (1) | GB2196731B (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6907921B2 (en) | 1998-06-18 | 2005-06-21 | 3M Innovative Properties Company | Microchanneled active fluid heat exchanger |
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| US7175606B2 (en) * | 2002-05-24 | 2007-02-13 | Baxter International Inc. | Disposable medical fluid unit having rigid frame |
| US6764761B2 (en) * | 2002-05-24 | 2004-07-20 | Baxter International Inc. | Membrane material for automated dialysis system |
| US6814547B2 (en) * | 2002-05-24 | 2004-11-09 | Baxter International Inc. | Medical fluid pump |
| US7153286B2 (en) | 2002-05-24 | 2006-12-26 | Baxter International Inc. | Automated dialysis system |
| US7238164B2 (en) | 2002-07-19 | 2007-07-03 | Baxter International Inc. | Systems, methods and apparatuses for pumping cassette-based therapies |
| US8803044B2 (en) * | 2003-11-05 | 2014-08-12 | Baxter International Inc. | Dialysis fluid heating systems |
| US8029454B2 (en) | 2003-11-05 | 2011-10-04 | Baxter International Inc. | High convection home hemodialysis/hemofiltration and sorbent system |
| US7731689B2 (en) | 2007-02-15 | 2010-06-08 | Baxter International Inc. | Dialysis system having inductive heating |
| US8078333B2 (en) | 2007-07-05 | 2011-12-13 | Baxter International Inc. | Dialysis fluid heating algorithms |
| US7809254B2 (en) * | 2007-07-05 | 2010-10-05 | Baxter International Inc. | Dialysis fluid heating using pressure and vacuum |
| US9514283B2 (en) | 2008-07-09 | 2016-12-06 | Baxter International Inc. | Dialysis system having inventory management including online dextrose mixing |
| US8062513B2 (en) | 2008-07-09 | 2011-11-22 | Baxter International Inc. | Dialysis system and machine having therapy prescription recall |
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| AU2023277639A1 (en) * | 2022-05-25 | 2024-12-19 | 410 Medical, Inc. | Systems, apparatus, and methods for warming fluid for intravenous infusion |
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