JPS5815864A

JPS5815864A - 物質移動装置

Info

Publication number: JPS5815864A
Application number: JP57117655A
Authority: JP
Inventors: ボ・アラン・ヨハンソン; イングバ−・エルンスト・ロセル; スネ・ハ−コン・パルムクビスト; カユ・オベ・ステンベルグ
Original assignee: GANBURO HAATOORUNGU PURODAKUTS; GANBURO HAATOORUNGU PURODAKUTSU AB
Current assignee: GANBURO HAATOORUNGU PURODAKUTS; GANBURO HAATOORUNGU PURODAKUTSU AB
Priority date: 1981-07-07
Filing date: 1982-07-06
Publication date: 1983-01-29
Also published as: EP0069236B1; DE3267260D1; ATE16351T1; SE423678B; EP0069236A1; US4533516A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は１つまたはそれ以上の物質を気体と流体との間
で移動するための装置で、気体が気泡の形で流体に導入
され、この気泡から前記物質が流体へ移動され、しかる
後に、余分の気体が流体から気体へ移動された物質とと
もに除去されるようにされた装置に関する。

先ず本発明にしたがった装置は血液の酸素添加に、すな
わち、オキシジネータとして、用いられるように企図さ
れている。だが当業者には、本発明にしたがった構造が
多くのその他の目的に、すなわち、気体からの物質が流
体またはその他と反応せしめられあるいは上記物質が気
体と流体との間で交換されるべきであれば、これに溶解
せしめられる場合に、も用いられることができることは
明らかである〇酸素添加に関する限り、３つの主な型式が有名である。

多分、最も古いものは血液のフィルムが酸素を含んだ大
気と直接接触して形成される型式である。第２の型式に
おいては１．その代りに酸素が半透膜を通してこの膜の
一方の側の酸素含有大気から他方の側の血液へ拡散せし
められる。本発明にしたがった装置が属している第３の
型式＆まパツデルオキシジネータの名で知られている。

この型式においては、酸素を含んだ気体の気泡が血液に
直接作用するように血液に直接導入される。所望の作用
後に、余分の気体は血液から回収される２酸化炭素とと
もに除去される。

最後の型式の、すなわちパツデルオキシジネータの構造
の例はたとえば下記の米国特許の明細書に記載されてい
る：第３．１７５．５５５号、第２，９３４．０６７号、第
３，５４５．９３７号、第４，０３７，６２２号、第３
．４６８．８３１号、第３，４８８．１５８号、第３，
６１５，２３８号、第４．０５８．５６９号、第３．５
７８．４１１号、第３．２９１．５６８号１第４，０３
３，７２４号、第！１，８２７．８６０号、第３．８５
３，４７９号、゛第４．０６７．６９６号、第４ＩＯ６
５，２５４号、第４．１３８．４６４号、第４，１３８
．２８８号。

特ニ本発１９１　Ｇｔ　ｆｆｌ　ｌＥ％特許願第ＰＣＩ
Ｔ／５１８ＣＪＡＪＱＯ９６号（公告第ｗｏ　８１１０
２８３６号）の明細書に記載されている装置を更に発展
させたものである。

本発明にしたがった装置は、垂直に配置されるように設
計された環状の、熱および気体の交換痙１１を含み、上
記室が気体人口２０を案下端部に有し、熱交換器１２を
この入口より上方に配列され、また熱および気体の交換
室１１がその頂部において、周囲全体にわたり均等に分
布された多数の絞り導口に終っていることに特徴を有し
ている。

この配列により、前記熱および気体の交換室の全周にわ
たりきわめて一様で且つ均質の流れが得られる。このよ
うにして、きわめて良好な熱の伝達またはガスの交換が
達成される。

絞りに関連した血液への損傷の防止のため、絞り導口は
２重湾曲形状によりは鵞均等に丸味をつけられている。

熱および気体の交換室が、内側の気体と血液の入口バイ
ブと、頂部において開口している、上記パイプの外側に
配列されている容器との間に形成されていれば、取付け
の観点から特に適当して凌構造が得られる。前記容器お
よび前記パイプを覆って配備されたふたに緻甲に接触す
るように配列されることが好ましい、この容器の頂部端
縁に設けられた複数の凹所から前記絞り導口が構成され
てもよい。

本発明の主題の好ましい一実施例においては、これは、
前記容器の外側に配列されて、気体の気泡を最終的につ
ぶすためのフィルタを有するスキ之ング室を担体と前記
容器との間に形成する外側ケーシングから成っている。

このフィルタは、前記容器とフィルタとの間に、上向き
に拡大していて、前記絞り導口が内部に開口している、
血液のためのくさび形の収集空間が形成されるように斜
めに適当に配列されている。この構造は効率の観点から
のみでなく組立ての観点からも適当であると判明してい
る。

前記熱交換器は前記熱および気体の交換室よりも短く作
くられるのを適当とし且つ混合室により気体入口から分
離されてもよい。この配列によれば、熱交換器の設計の
いかんに関せず気泡がこの混合室内で形成されることが
できる。

できれば気体入口は、引続いて前記絞り導口内でそれ以
上につぶされるように熱および気体交換室内の熱交換器
により形成されている多数の８Ｍ内で部分的につぶされ
且つ（あるいは）変形される大型の気泡の形成のため周
囲全体にわたり均等に分布された、十分に明確に定めら
れた大きさを有するかなりの個数の孔から構成されるこ
とが好ましい。

２酸化炭素の移動は通常大型の気泡により改善されると
考えられまた酸素の移動は小型の気泡によるのが最も有
効であると考えられると述べられるべきである。

前記熱交換器はらせん状に巻かれた２つのパイプ部分か
ら成り、その一方の部分が他方の部分の外側に巻かれ、
これ等の２つの部分が第１の隙間により分離され且つこ
れ等の部分自体と、前記環状の熱および気体の交換室の
それぞれ内側の壁と外側の壁との間にそれぞれ第２と第
３の隙間を形成するようにされてもよい。らせん状に適
当に巻かれた熱交換器の２つの部分は１本の、同じパイ
プの部分をＳ成し、上記パイプの両端は前記の熱および
気体の交換室より上方に配備されているふたに経通され
る。この熱交換器は、気体の気泡が部分的に変形され且
つあるいはつぶされることにより、混合ゾ胃セスを容易
ならしめると同時に、きわめて良好な熱伝達を与えるこ
とが判明している。

既に述べたとおり、本発明にしたがった構造はいわゆる
オキシジネータとして主として用いられるが、その場合
、前記の流体は血液から構成され、また前記気体は酸素
または酸素の混合物から構成され、上記の酸素または酸
素の混合物からの酸素が血液へ移動されまた２酸化炭素
が血液から上記混合物へ移動されるようにされている。

したがって、本発明は互いに内部に配列されて相互に関
して容易に密封されることのできる多数の同心容器から
作くられているこの種の構造に関して以下に述べられる
。

一例として図奈されている本発明の主題の実施例におい
ては、静脈血が患者から頂部に配列されている入口ノズ
ル１へ供給される。第２の入口ノズル２およびサンプル
抽出用ノズル３とともにこのノズルはオキシジネータの
残部に関して自由に回転することのできる分岐パイプ４
に配列されている。この分岐パイプ４は、内側の中心の
流体入口ダクト６と、ガスの供給のための外側の環状隙
間７とを含んで前記オキシジネータの中心に配列された
２重壁入ロバイブ５上にねじ込められている。入口バイ
ブ５と分岐パイプ４との間にはバッキング８が配備され
ている。かくして、血液はダクト６を通り且つなめらか
な通路９を介して狭い環状隙間１０内へと垂直下方へ流
動せしめられる。次でこの隙間は幅を拡大された環状の
垂直の円筒状空間１１内に通じているがこの円筒状空間
は熱および気体の交換室を形成する。熱交換器１２は流
体の入口１３と流体の出口１４とを有している。この構
造は第２ｖ！Ｊおよび第３図にきわめて詳細に図示され
ている。これ等の図から明らかであるが、この熱交換器
は２つの別個な部分、すなわちそれぞれ内側部分１２＆
と外側部分１２１）とから成る単一のパイから作られて
いる。これ等の画部分はそれぞれ左巻きと右巻きとでら
せん形に巻かれている。上記２つの部分の相互間には隙
間１２０が存在している。この熱交換器は上記熱交換器
と、垂直の円筒状空間１１、すなわち前記の環状の熱お
よび気体の交換室のそれぞれ外側の壁および内側の壁と
の間にそれぞれさらに他の隙間１２（ｌおよび１２・を
形成している。

隙間１０と、その上方に形成されている気体交換室１１
とは中心に配列されている気体および流体の入口バイブ
５と、頂部にて開口している中間の容器１６との間に位
置決めされるように設計されている。

この装置がオキシジネータとして使用される場合は酸素
または酸素の混合物から成る気体は開口１７および入口
室１８へ且つ殺菌フィルタ（図示されていない）とさら
に他のダクトを介して入口バイブ５内の環状空間７へ供
給される。隙間１゜の上端部において隙間１０の周一に
沿い均等に分布された１連の孔１０を通し、次で気体は
、隙間１０が幅を拡大された円筒状の空間１１内へ通り
越シテいる場所にて、血液内へ押し込められる。

この配列により、血液と気体のきわめて有効な混合が達
成される。気泡の形成は、空間１１の下方部分が前記熱
交換器に触れずに離れている混合室として設計されてい
るので、容易に行われる。この混合法は隙間１２０　＃
　１２６および１２・を有する以下の熱交換器１２でさ
らに改善される。

かくして気体と流体の混合物は前記隙間内を垂直上方に
流れる。この熱交換器の上端部において、前記の気体と
流体の混合物は環状の絞り隙間２９を通って流れる。か
くしてこの隙間は容器１６−の頂端縁とその上方に備え
られているふた３０との間に余水路の形で配列されても
よい。このふたは２重壁入ロバイブ５と一体をなすよう
に設計され且つシール３１を介して外側のふた３２に連
結され、また上記外側ふた３２はなかんずく気体入口室
１８と、殺菌フィルタ（図示されていない）とを含んで
いる。゛だが本発明によれば、この隙間は、第４図から
第７図までの図に関連して後にきわめて詳細に述べられ
る、これ等の図に図示されている複数の絞り導口２９＆
で置き換えられている。

全水路２９または絞り導口２９ａから気体の混合物は中
間容器１６とフィルタ３４との間の隙間３３を通って下
方へ流れる。血液はフィルタ３４を通って血液収集空所
３５内へ流出する。また余分の気体はその代りに出口３
６を通って流出する。

サンプル抽出ノズル３は静脈血のサンプルを抽出するよ
うに企図されている。その代りに、サンプル抽出ノズル
３７とパイプ（図示されていなレリとを介して、上記パ
イプが血液収集空間３５内に終っていることのため、動
脈血のサンプルを採取することが可能である◎ 内部に入口バイブ５を配列されまた外側にフィルタ３４
を配列された中間の容器１６は分離された流体相のため
の底部出口４０を含んでいる外側ケーシング３９内に囲
われている。この外側ケーシング３９の底部の下方部分
は底部出口４０に向けて均等に傾斜したベース４２を有
する環状の隙間４１として設計されている。

この構造全体として、互いに挿入される多数の同心容器
から構成されているということができる。

これ等の中の最も外側の容器は外側ケーシング３９であ
る。この外側ケーシング内にフィルタ３４から形成され
ている「容器」が挿入され、この「容器」はその底部に
おいてはペースリング４３により画定されまたその頂部
においては固定用リング４４により画定されている。リ
ング４４の助勢により上記フィルタは前に中間容器とし
て述べられた容器１６の外側に固定される。次で上記中
間容器内へ２重壁容器として設計された入ロパイゾ５が
挿入される。

ペースリング４３と固定用リング４４とはフィルタ３４
が容器１６の外側の壁に対しである角度をなすように設
計されている。この配列により、気体と流体の混合物が
フィルタ３４を通される前に気体と流体の混合物を収集
するための円錐形の空所４６が形成される。このように
、血液は、先ず、前記フィルタの下方部分を通過せしめ
られ且つより大きい流量においてのみフィルタ３４の上
方部分を利用せしめられる。

血液がフィルタ３４を通り抜ける前に気体と血液の混合
物に薬剤、ヘパリンまたはその他の添加物な供給するよ
うに企図された入口ノズルが符号４５で示されている。

孔２０に関しては、好ましい一実施例において、これ等
の孔が精確な直径を有する約１００個の孔から構成され
ると云われてもよい。この孔はたとえばレーザー技法の
おかげで実際上正確に２５ｐであるように作くられるこ
とかできる。上記孔の長さが約３■である場合、毎分０
．７５リツトル程の低さの気体の流量においてさえ、空
気がこれ等の孔の全てを通って流れることが判明してい
る。

この蛋宜しい実施例においては、隙間１０が約３１であ
るがこれは毎分２から６リツトルでの標準血液流量にお
いて良好な混合物を提供する。だが本装置はまたこれよ
り小さい流量のみでなく大きい流量においても使用でき
る。

最後にオキシジネータの各種の開口を閉じるための多数
のキャッジが符号４Ｔで示されている。

第４図および第５図に図示されている容器は大体におい
て第１図の容器に対応している。だが上記容器は多少変
更されており、したがってこの理由で小文字のａ記号付
きで同一参照符号が用いられている。かくして、この容
器は符号１，６ａで示されまた隙間２９の代りに用いら
れている絞り導口は符号２９＆で示されている。符号４
８＆は熱交換器１２と容器１６＆との間に形成される隙
間１２ａに対応した隙′間の大きさを互いに協同して　
１画定する３個のリゾを示している。熱交換器の”下方
の限界または第１の室１９に対応している混合室の上方
の限界を３つの肩部４９＆が画定している０符号５０ａ
は、血液が垂直下方に導かれている流れから上向きに導
かれている流れり滑らかに転向されることを確実ならし
めるように設計されている個所を示している。容器１６
＆およびこれに取付けられたふた５２＆が射出成形によ
り製造される場合のプラスチックの流出を容易ならしめ
るように中間のステージＳ１ａは肉厚部分を有している
。

第６図および第７図から明らかなとおり、導口２９ａは
２重湾曲形状を有している。

これ等の導口が絞りを加えられるにもか−わらず、血液
がやさしく取扱われるのを確実ならしめるので、この形
状はきわめて重要である。

とり然ながら、本発明は以上で述べられた実施例に制限
されず、特許請求の範囲内で各種の変更を施され得るこ
とはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にしたがったオキシジネータを通る縦断
面図、第２図および第３図はオキシジネータの一部を形
成する熱交換器のそれぞれ側面図および端面図、第４図
は多少変更された設計のオキシジネータの一部を形成す
る中間容器を通る縦断面図、第５図は開口上端部から見
た対応した容器の端面図、第６図および第７図はそれぞ
れ第４図および第５図に示されている容器の頂部端縁に
設けられている絞り導口を通るＶｌ−ＶＩ線に沿った断
面図およびＶＩ−ＶＩ線に垂直をなす断面図である。１・・・入口ノズル、２・−第２の入口ノズル、３−サ
ンプル抽出ノズル、４−・分妓パイゾ、５−２重壁入ロ
バイブ、６・・・内側入口ダクト、７・−外側環状隙間
、８・・・パツキン、９・−滑らかな通路、１０・・・
狭い環状隙間、１１・・・広幅の環状垂直円筒状空間、
１２・・・熱交換器、１２＆−・・単一バイブの内側部
分、１２ｂ−・・単一バイブから成る外側部分、１２０
−１１１ｊ間、１２ｄ、１２＠・９間）１３・・・流体
入口、１４・・・流体出口、１６・・・中間容器、１７
−・・開口、１８・・・入口室、２０・・・孔、２９・
・・絞り隙間、３０−・ふた、３１・・・シール、３２
・・・外側のふた、３３・・・隙間゛、３４・・・フィ
ルタ、３５・・・血液収集空間、３６・・・出口、３７
・・・サンプル抽出ノズル、３９・−外側ケーシング、
４０・・・底部出口、４１・・・環状隙間、４２・・・
ペース、４３・・・ペースリング、４４・・・固定用リ
ング、４５・・・入口ノズル、４６・・・円錐形空間、
４７・・・キャップ。代理人　浅　村　　　皓外４名

Claims

【特許請求の範囲】（１）１つまたはそれ以上の物質を気体と流体との間で
移動するための装置で、気体が気泡の形で流体に導入さ
れ、この気泡から前記物質が流体へ移動され、しかる後
に、余分の気体が流体から気体へ移動された物質ととも
に除去されるようにされ、また、垂直に配置されるよう
に設計された環状の、熱および気体の交換室（１１）を
含み、上記室が気体入口（２０）を案下端部に有し、熱
交換器（１２）をこの入口より上方に配列されて成る装
置において、熱および気体の交換室（１１）がその頂部
において、周囲全体にわたり均等に分布された多数の絞
り導口に終っていることを特徴とする装置。（２、特許請求の範囲第１′項記載の装置において、絞
り導口（２９１Ｌ）が２重湾曲形状により均等に丸味を
つけられていることに特徴を有する装置。（３）特許請求の範囲第１項または第２項のいずれかの
１つの項に記載されている装置において、熱および気体
の交換室（１１）が内方の気体および血液の入口バイブ
（５）と、頂部において開口して上記入口バイブの外側
に配列された容器（１６゜１６＆）との間に形成され、
前記絞り導口（２１１＆）が前記容器と前記パイプとを
覆って配備されているふた（３０）と緻密に接触するよ
うに配列されることが好ましい上記容器の頂端縁に設け
られた複数の凹所から構成されていることに特徴を有す
る装置。（４）特許請求の範囲第３項記戦の装置で、自体と前記
容器との間にあって気体の気泡を最終的につぶすための
スキミング室（３３，４６）をフィルタ（３４）ととも
に形成する前記容器の外側に配列された外側ケーシング
（３９）を含んだ装置において、前記絞り導口（２９ａ
）が内部へ開口していて、上向きに拡大する、血液のた
めの（さび形収集空間（４６）が前記容器とフィルタと
の間に形成されるように、フィルタ（３４）が斜めに配
列されていることに特徴を有する装置。（５）特許請求の範囲第１項から第４項までのいずれか
１つの項に記載されている装置において、熱交換器（１
２）が前記の熱および気体の交換室（１１）より長さを
短く作くられ、ガス入口（２０）と熱交換器（１２）と
の間に混合室（１９）が配列されていることに特徴を有
する装置。（６）特許請求の範囲第１項から第５項までのいずれか
の１つの項に記載されている装置において１、次に前記
絞り導口（２９＆）内でさらにつぶされるように熱およ
び気体の交換室（１１）内の熱交換器（１２）により形
成されている多数の隙間（１２０）、（１２１１）、（
１２・）内で部分的につぶされ且つ（あるいは）変形さ
れる大型の気泡の形成のため周囲全体にわたり均等に分
布された大きさを十分に明確にされているかなり多数の
孔からガス入口（２０）が構成されていることに特徴を
有する装置。（７）特許請求の範囲第１項から第６項までのいずれか
の１つの項に記載されている装置において熱交換器（１
２）がらせん状に巻かれた２つのパイプ部分（１２ａ）
、（１２ｂ）から構成され、その中の一方のパイプ部分
が他方の外側に巻かれ且つ自身と、前記環状の熱および
気体の交換室（１１）のそれぞれ内側の壁および外側の
壁との間にそれぞれ第２の隙間（１２１および第３の隙
間（１２・）を形成することに特徴を有する装置。（８）特許請求の範囲第３項および第７項のいずれか１
つの項に記載されている装置において、らせん形に巻か
れた熱交換器（１２）の２つの部分（１２＆）、（１２
ｂ）が１本の同Ｕｔ４イｆｆ）部分を構成し、その同一
パイプの両端（１３）。（１４）が熱および気体の交換室（１１〕より上方に配
備されたふた（３０）に経通されていることに特徴を有
する装置。