JPS6183898A - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
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- JPS6183898A JPS6183898A JP59205895A JP20589584A JPS6183898A JP S6183898 A JPS6183898 A JP S6183898A JP 59205895 A JP59205895 A JP 59205895A JP 20589584 A JP20589584 A JP 20589584A JP S6183898 A JPS6183898 A JP S6183898A
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- JP
- Japan
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- heat exchange
- heat exchanger
- chamber
- hollow fiber
- hollow
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
- F28F21/06—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of plastics material
- F28F21/062—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of plastics material the heat-exchange apparatus employing tubular conduits
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M1/00—Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
- A61M1/14—Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis
- A61M1/16—Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis with membranes
- A61M1/1621—Constructional aspects thereof
- A61M1/1623—Disposition or location of membranes relative to fluids
- A61M1/1625—Dialyser of the outside perfusion type, i.e. blood flow outside hollow membrane fibres or tubes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M1/00—Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
- A61M1/14—Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis
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- A61M1/1623—Disposition or location of membranes relative to fluids
- A61M1/1627—Dialyser of the inside perfusion type, i.e. blood flow inside hollow membrane fibres or tubes
-
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- A61M1/14—Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis
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- A61M1/1621—Constructional aspects thereof
- A61M1/1629—Constructional aspects thereof with integral heat exchanger
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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- A61M1/00—Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
- A61M1/14—Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis
- A61M1/16—Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis with membranes
- A61M1/1698—Blood oxygenators with or without heat-exchangers
-
- A—HUMAN NECESSITIES
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- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M1/00—Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
- A61M1/36—Other treatment of blood in a by-pass of the natural circulatory system, e.g. temperature adaptation, irradiation ; Extra-corporeal blood circuits
- A61M1/3621—Extra-corporeal blood circuits
- A61M1/3623—Means for actively controlling temperature of blood
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は水や有機液体、或いは突気、酸素、窒素などの
気体等の流体の加温又は冷却を効率よ〈実施しうる万機
重合体製中空繊維を用いた熱交換室に関するものである
。
気体等の流体の加温又は冷却を効率よ〈実施しうる万機
重合体製中空繊維を用いた熱交換室に関するものである
。
中空糸膜をガス父換膜として便用する人工肺にガス交換
機能に優れること、ガス交換を行なうに際して人体から
取出丁血液量を少なくすることなどの特徴がちり、その
用途の拡大が進められている。また、人工肺を使用して
関心術を行なう場合には、手術開始時には体温を低下さ
せ、手術終了後には体温を上昇させるための手段として
、血液温度調節用の熱交換器が必要不可欠であり、先行
技術の例としては、例えば特公昭５５−２９８２号公報
、特開昭５７−５９８５４号公報等にその詳細が報告さ
れている。
機能に優れること、ガス交換を行なうに際して人体から
取出丁血液量を少なくすることなどの特徴がちり、その
用途の拡大が進められている。また、人工肺を使用して
関心術を行なう場合には、手術開始時には体温を低下さ
せ、手術終了後には体温を上昇させるための手段として
、血液温度調節用の熱交換器が必要不可欠であり、先行
技術の例としては、例えば特公昭５５−２９８２号公報
、特開昭５７−５９８５４号公報等にその詳細が報告さ
れている。
従来開発されてきた熱交換器用パイプの素材とじては、
先行技術にみられる如く、熱伝導率の良好な金属が最も
有効であり、かつ熱父換を行わしめる流体に対する耐蝕
性に優れるステンレス製のものが用いられてきた。とこ
ろが、ステンレスパイプを熱交換器中に設置する場合、
有機樹脂にてボッティングすることが有効な方法である
が、ステンレスパイプの硬度とボッティング剤の硬度の
差が大きすぎるため、ボッティング部の端面加工が難し
く、パイプ端面に金属の鋭いエツジ面が出て、血球など
の粒子体を含む液体を処理する際には粒子体が破壊を受
は易いことが難点となっていた。このような問題点を解
決するためにステンレスバイブ先端に軟質るまでに至っ
ていない。
先行技術にみられる如く、熱伝導率の良好な金属が最も
有効であり、かつ熱父換を行わしめる流体に対する耐蝕
性に優れるステンレス製のものが用いられてきた。とこ
ろが、ステンレスパイプを熱交換器中に設置する場合、
有機樹脂にてボッティングすることが有効な方法である
が、ステンレスパイプの硬度とボッティング剤の硬度の
差が大きすぎるため、ボッティング部の端面加工が難し
く、パイプ端面に金属の鋭いエツジ面が出て、血球など
の粒子体を含む液体を処理する際には粒子体が破壊を受
は易いことが難点となっていた。このような問題点を解
決するためにステンレスバイブ先端に軟質るまでに至っ
ていない。
更にステンレスと複雑な組底の血液取分との反応性につ
いて心配もされており、このような難点の少ない熱交換
器の出現が望まれているところである。
いて心配もされており、このような難点の少ない熱交換
器の出現が望まれているところである。
そこで本発明者等に上述した如き不都合の生じにくい熱
交換器を開発丁べ（検討中のところ、中空細管を熱交換
媒体とする熱交換器においては細管を構厄する材質には
余り大きな影響を受けず、熱伝導率が悪く、熱交換媒体
として使用不可能と考えられていた有機樹脂も、中空繊
維状の膜とすることによって十分に熱交換媒体として便
用レワることを見出し、本発明を完成した。本発明の要
旨とするところに、有機重合体製中空＃！維束をハウジ
ング内に充填した状態でその両開口端を液密となるよう
に支持することによりハウジング内で中空ａｍの外側に
形成した熱交換室と、該中を繊維束の両端に各々中空ａ
ｍ中空部につながる流体流入室及び流体流出室とを設け
たことを特徴とする熱交換器にある〇本発明の熱交換器
の一例を第１図及び第２図に示す。
交換器を開発丁べ（検討中のところ、中空細管を熱交換
媒体とする熱交換器においては細管を構厄する材質には
余り大きな影響を受けず、熱伝導率が悪く、熱交換媒体
として使用不可能と考えられていた有機樹脂も、中空繊
維状の膜とすることによって十分に熱交換媒体として便
用レワることを見出し、本発明を完成した。本発明の要
旨とするところに、有機重合体製中空＃！維束をハウジ
ング内に充填した状態でその両開口端を液密となるよう
に支持することによりハウジング内で中空ａｍの外側に
形成した熱交換室と、該中を繊維束の両端に各々中空ａ
ｍ中空部につながる流体流入室及び流体流出室とを設け
たことを特徴とする熱交換器にある〇本発明の熱交換器
の一例を第１図及び第２図に示す。
図中（１）に熱交換室用中窒繊維であり、（２）に中空
繊維を収納するための・〜ウジング、（３）に熱交換室
である。（りに中窒Ｗ１．ｍ開口端を熱交換室と中空繊
維への流体流入（又に流出）室（５）や流体流出（又は
流入）室（６）と液密に隔離するための隔壁であり、（
７）、 ｃａ）にそれぞれ本発明の熱交換室への流体
の入口及び出口である。
繊維を収納するための・〜ウジング、（３）に熱交換室
である。（りに中窒Ｗ１．ｍ開口端を熱交換室と中空繊
維への流体流入（又に流出）室（５）や流体流出（又は
流入）室（６）と液密に隔離するための隔壁であり、（
７）、 ｃａ）にそれぞれ本発明の熱交換室への流体
の入口及び出口である。
本発明を実施するに際し、熱交換器を構底する有機重合
体製中空繊維素材としては、種々のポリマーが使用可能
であり、例えば、ポリマａピレン、ポリエチレン、ポリ
−４−メチル−１−ペンテン、ポリ弗化ビニリデン、ポ
リテトラプルオロエチレンなどのポリオレフィン及びフ
ッ素化ポリオレフィン、アクリロニトリル系重合体、セ
ルロース系重合体、ポリアミド−ポリイミド、ポリエス
テル、ンリコーン樹脂、ポリメチルメタクリレート系ポ
リマー、ポリカーボネート、ポリスルホンなど
をあげることが出来、とぐに熱伝導率が［Ｌ５
Ｘ１０−’〜５αＯＸ １０ ”−’ ｃａｔ／ｃｍ・
ｓｅｃ ・Ｃなる有機重合体を用いると、熱交換効率に
おいて従来用いられてきた金属製パイプで作られた熱交
換室に較べ何等遜色のないプラスチック製熱交換器とす
ることができる。
体製中空繊維素材としては、種々のポリマーが使用可能
であり、例えば、ポリマａピレン、ポリエチレン、ポリ
−４−メチル−１−ペンテン、ポリ弗化ビニリデン、ポ
リテトラプルオロエチレンなどのポリオレフィン及びフ
ッ素化ポリオレフィン、アクリロニトリル系重合体、セ
ルロース系重合体、ポリアミド−ポリイミド、ポリエス
テル、ンリコーン樹脂、ポリメチルメタクリレート系ポ
リマー、ポリカーボネート、ポリスルホンなど
をあげることが出来、とぐに熱伝導率が［Ｌ５
Ｘ１０−’〜５αＯＸ １０ ”−’ ｃａｔ／ｃｍ・
ｓｅｃ ・Ｃなる有機重合体を用いると、熱交換効率に
おいて従来用いられてきた金属製パイプで作られた熱交
換室に較べ何等遜色のないプラスチック製熱交換器とす
ることができる。
更に、本発明の中空繊維の熱交換効率を良好ならしめる
には、用いる中空繊維の内径を５０〜１０００μ、肉厚
２〜２００μ程度のものとするのが好ましい◎ 用いる中空ＦＩＬ維の内径が余り小さすぎると操作時に
おける圧力損失が犬となり、熱交換用流体流路のシール
性に困難を生じ易くなる。−万、余り大きな内径の中空
繊維でに、中空繊維内を流れる流体の伝熱係数が小さく
なると共に、単位伝熱面積当りの中空繊維のしめる体積
率が増大し、熱交換効率が低下する傾向が現われる。
には、用いる中空繊維の内径を５０〜１０００μ、肉厚
２〜２００μ程度のものとするのが好ましい◎ 用いる中空ＦＩＬ維の内径が余り小さすぎると操作時に
おける圧力損失が犬となり、熱交換用流体流路のシール
性に困難を生じ易くなる。−万、余り大きな内径の中空
繊維でに、中空繊維内を流れる流体の伝熱係数が小さく
なると共に、単位伝熱面積当りの中空繊維のしめる体積
率が増大し、熱交換効率が低下する傾向が現われる。
ｉた、中空繊維の肉厚も、その伝熱抵抗を小さくすると
いう観点からは薄い万が望ましいが、その強度や取扱性
の点ｆ、考慮するとく一本発明で用いる中空繊維の内径
は、２００〜５００ ｐ。
いう観点からは薄い万が望ましいが、その強度や取扱性
の点ｆ、考慮するとく一本発明で用いる中空繊維の内径
は、２００〜５００ ｐ。
肉厚２０〜６０μのものを用いるのが最も好ましいＯ
本発明の熱交換器を作るには、第１図に示す如く、上述
した如き形状の有機重合体製中空繊維（１）を、ハウジ
ング（２）内に入れ、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステ
ル樹脂、ポリウレタン樹脂などのボッティング剤を用い
て隔壁（４）を形成した後、中空繊維の端面が開口端を
形成するように端面加工し、流体の流入室、流出室等を
設ければよい。
した如き形状の有機重合体製中空繊維（１）を、ハウジ
ング（２）内に入れ、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステ
ル樹脂、ポリウレタン樹脂などのボッティング剤を用い
て隔壁（４）を形成した後、中空繊維の端面が開口端を
形成するように端面加工し、流体の流入室、流出室等を
設ければよい。
不発明の熱交換室に、熱交換媒体として金属製パイプを
用いたものに較べ、隔壁部材と中空Ｉ′Ｉ＆維の硬度差
が極めて小さいために、七の端面加工が容易であり、中
空繊維端部は極めてスムースであり、この熱交換器を血
液処理用に使用した場合においても、血液中に含まれる
血球が、中空繊維端部のエツジによって損傷を受けるよ
うな不都合に全くないのであり、かつその熱又換効藁は
金属製パイプを用いた熱交換室に比して同等遜色のない
ものである。
用いたものに較べ、隔壁部材と中空Ｉ′Ｉ＆維の硬度差
が極めて小さいために、七の端面加工が容易であり、中
空繊維端部は極めてスムースであり、この熱交換器を血
液処理用に使用した場合においても、血液中に含まれる
血球が、中空繊維端部のエツジによって損傷を受けるよ
うな不都合に全くないのであり、かつその熱又換効藁は
金属製パイプを用いた熱交換室に比して同等遜色のない
ものである。
以下に実施例を用いて本発明の熱交換器を用いた時の熱
又換性能の優秀性を示す。
又換性能の優秀性を示す。
実施例
第２図に示したよつな構造を肩し、中空糸が内径３６０
μ、肉厚２０μの高密度ポリエチレン裏中窒糸を使用し
、中空糸の伝熱有効長ｔ＝１０６ｎ、伝熱有効面積０．
１ ｍ”、中空糸の充填率（第２図Ｘ −Ｘ’断面にお
ける中空糸の総断面積の各器総断面積に対する割合）１
７％の熱交換室を用いて水−水系での加温実験を行なっ
た。
μ、肉厚２０μの高密度ポリエチレン裏中窒糸を使用し
、中空糸の伝熱有効長ｔ＝１０６ｎ、伝熱有効面積０．
１ ｍ”、中空糸の充填率（第２図Ｘ −Ｘ’断面にお
ける中空糸の総断面積の各器総断面積に対する割合）１
７％の熱交換室を用いて水−水系での加温実験を行なっ
た。
即ち流体入口から５０℃の水を第１表に示した流速で流
し、熱交換室には４０℃の温水を５ ｔ／ｍｉｎ の流
速で流して流体出口の水の温度を調べた。
し、熱交換室には４０℃の温水を５ ｔ／ｍｉｎ の流
速で流して流体出口の水の温度を調べた。
第１表
なお、流体出口水温に熱交換室に流す温水の入口温度、
流速を適宜選択することにより所望の温度に調節できる
。
流速を適宜選択することにより所望の温度に調節できる
。
第１図及びｗｆＪｚ図に各々本発明の熱交換器の部分断
面囚である。 １：中受繊維 ゛ ２：ノ箋つジング５：熱又換室
４：隔 壁 ５：流体流入室（流出室） ６：流体流出室（流入室） ７：流体入口（出口） ８：流体出口（入口）秦１図 真２渭 ｉ Ｘ
面囚である。 １：中受繊維 ゛ ２：ノ箋つジング５：熱又換室
４：隔 壁 ５：流体流入室（流出室） ６：流体流出室（流入室） ７：流体入口（出口） ８：流体出口（入口）秦１図 真２渭 ｉ Ｘ
Claims (1)
- 有機重合体製の中空繊維状束をハウジング内に充填した
状態で、その両端部を液密となるように支持してハウジ
ング内部で中空繊維の外部に形成された熱交換室と該中
空繊維束の両端に各々中空繊維中空部につながる流体導
入室及び流体流出室を設けたことを特徴とする熱交換器
。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59205895A JPS6183898A (ja) | 1984-10-01 | 1984-10-01 | 熱交換器 |
| CA000473882A CA1259870A (en) | 1984-10-01 | 1985-02-08 | Heat exchanger and blood oxygenating device furnished therewith |
| DE8585101629T DE3575075D1 (de) | 1984-10-01 | 1985-02-14 | Waermeaustauscher mit sauerstoffanreicherung fuer blut. |
| EP85101629A EP0176651B1 (en) | 1984-10-01 | 1985-02-14 | Heat exchanger and blood oxygenating device furnished therewith |
| DD85273489A DD231988A5 (de) | 1984-10-01 | 1985-02-22 | Waermeaustauscher und blutoxygenator-vorrichtung, die damit versehen ist |
| US06/939,236 US4791054A (en) | 1984-10-01 | 1986-12-08 | Heat exchanger and blood oxygenating device furnished therewith |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59205895A JPS6183898A (ja) | 1984-10-01 | 1984-10-01 | 熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6183898A true JPS6183898A (ja) | 1986-04-28 |
Family
ID=16514518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59205895A Pending JPS6183898A (ja) | 1984-10-01 | 1984-10-01 | 熱交換器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6183898A (ja) |
| DD (1) | DD231988A5 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6429268A (en) * | 1987-07-27 | 1989-01-31 | Terumo Corp | Heat exchanger for blood and preparation thereof |
| JPH0370991A (ja) * | 1989-08-10 | 1991-03-26 | Tokyu Constr Co Ltd | 熱交換装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011052187A1 (de) * | 2011-07-27 | 2013-01-31 | Maquet Vertrieb Und Service Deutschland Gmbh | Anordnung zum Entfernen von Kohlenstoffdioxid aus einem exkorporalen Blutstrom mittels Inertgasen |
| DE102011052188A1 (de) * | 2011-07-27 | 2013-01-31 | Maquet Vertrieb Und Service Deutschland Gmbh | Anordnung zum Erwärmen und/oder Befeuchten des Spülgases eines Oxygenerators |
| DE102011052189A1 (de) * | 2011-07-27 | 2013-01-31 | Maquet Vertrieb Und Service Deutschland Gmbh | Elektronisch gesteuerte Gasmischeinheit zum Zuführen eines Spülgases zu einem Oxygenerator |
-
1984
- 1984-10-01 JP JP59205895A patent/JPS6183898A/ja active Pending
-
1985
- 1985-02-22 DD DD85273489A patent/DD231988A5/de unknown
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6429268A (en) * | 1987-07-27 | 1989-01-31 | Terumo Corp | Heat exchanger for blood and preparation thereof |
| JPH0370991A (ja) * | 1989-08-10 | 1991-03-26 | Tokyu Constr Co Ltd | 熱交換装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DD231988A5 (de) | 1986-01-15 |
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