CS217820B1 - Heat exchanger particularly for kryosurgical instruments - Google Patents

Heat exchanger particularly for kryosurgical instruments Download PDF

Info

Publication number
CS217820B1
CS217820B1 CS807677A CS767780A CS217820B1 CS 217820 B1 CS217820 B1 CS 217820B1 CS 807677 A CS807677 A CS 807677A CS 767780 A CS767780 A CS 767780A CS 217820 B1 CS217820 B1 CS 217820B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
heat
heat exchanger
heat transfer
heat exchange
transfer material
Prior art date
Application number
CS807677A
Other languages
English (en)
Inventor
Zdenek Malek
Stanislav Jelinek
Alexandr Belling
Vladimir Matena
Jan Jelinek
Original Assignee
Zdenek Malek
Stanislav Jelinek
Alexandr Belling
Vladimir Matena
Jan Jelinek
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zdenek Malek, Stanislav Jelinek, Alexandr Belling, Vladimir Matena, Jan Jelinek filed Critical Zdenek Malek
Priority to CS807677A priority Critical patent/CS217820B1/cs
Priority to GB8126711A priority patent/GB2087060B/en
Priority to DE19813135356 priority patent/DE3135356A1/de
Priority to JP56154950A priority patent/JPS5796649A/ja
Priority to AU75979/81A priority patent/AU7597981A/en
Priority to US06/318,581 priority patent/US4487253A/en
Priority to FR8120917A priority patent/FR2493975A1/fr
Publication of CS217820B1 publication Critical patent/CS217820B1/cs

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D3/00Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies
    • F25D3/10Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies using liquefied gases, e.g. liquid air
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/02Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by cooling, e.g. cryogenic techniques
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00Heat-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
    • F28D9/0006Heat-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 plate-like or laminated conduits being enclosed within a pressure vessel
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00005Cooling or heating of the probe or tissue immediately surrounding the probe
    • A61B2018/00041Heating, e.g. defrosting
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/02Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by cooling, e.g. cryogenic techniques
    • A61B2018/0231Characteristics of handpieces or probes
    • A61B2018/0262Characteristics of handpieces or probes using a circulating cryogenic fluid
    • A61B2018/0268Characteristics of handpieces or probes using a circulating cryogenic fluid with restriction of flow
    • A61B2018/0275Characteristics of handpieces or probes using a circulating cryogenic fluid with restriction of flow using porous elements
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/02Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by cooling, e.g. cryogenic techniques
    • A61B2018/0231Characteristics of handpieces or probes
    • A61B2018/0262Characteristics of handpieces or probes using a circulating cryogenic fluid
    • A61B2018/0268Characteristics of handpieces or probes using a circulating cryogenic fluid with restriction of flow
    • A61B2018/0281Characteristics of handpieces or probes using a circulating cryogenic fluid with restriction of flow using a tortuous path, e.g. formed by fins or ribs
    • A61B2018/0287Characteristics of handpieces or probes using a circulating cryogenic fluid with restriction of flow using a tortuous path, e.g. formed by fins or ribs the fluid flowing through a long thin tube with spiral shape
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S165/00Heat exchange
    • Y10S165/001Heat exchange with alarm, indicator, recorder, test, or inspection means
    • Y10S165/006Temperature

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

Vynález se týká výměníku tepla, zejména pro kryochirurgické nástroje·
Dosud známé kryochirurgické přístroje jsou obvykle vybaveny dvěma výměníky tepla. Zchlazovací výměník slouží к výměně tepla mezi operační koncovkou a chladicím médiem, ohřívací výměník slouží к ohřevu chladivá, jehož entalpie nebyla zcela využita к chlazení tkáně, odcházejícího z nástroje. Zchlazovací výměníky bývají bučí nejjednoduššího, komorového provedení, kdy chladicí médium obtéká zchlazovanou hladkou, případně žebrovanou stěnu, nebo bývají porézní, tvořené obvykle kovovými sítkami nebo perforovanými kovovými fóliemi tak, že kovové sítky nebo fólie mají mezi sebou dobrý tepelný kontakt. Na výměnících bývá umístěno teploměrné čidlo a topný element tak, Že bývá omýván proudem odcházejícího chladicího média. Ohřívací výměníky bývají obvykle tvořeny topnými spirálami v trubici odcházejícího plynu.
Nevýhody výše zmíněných zchlazovacích výměníků komorového typu spočívají v nízké účinnosti způsobené malou teplosměnnou plochou. Množství tepla, které jsou schopny odvést z tkáně, dosahuje jednotek wattů při spotřebě chladivé řádově litr za minutu. Zchlazovací výměníky opatřené porézní výplní mají účinnost sice řádově vyšší, ale vlivem tepelných zkratů ve směru proudění chladivá a vlivem nedokonalého tepelného kontaktu s pouzdrem výměníku dochází u nich к snižování jejich tepelné účinnosti. Podobná situace je i u ohřívacích výměníků.
Uvedené nedostatky nejen snižují kvalitu prováděného kryochirurgického zákroku, ale i podstatně zvyšují energetické nároky na provoz kryochirurgického zařízení. Vlivem umístění teploměrného čidla v proudu odcházejícího chladicího média dochází také к mylným informacím o skutečné teplotě na povrchu kryochirurgického nástroje, což může vést i ke komplikacímpři kryochirurgických operacích, například nedosažení potřebné nízké teploty při kryolézi nebo poškození tkáně odtržením přimrzlé operační koncovky v situaci, kdy teploměr ukazuje teplotu nad 0 °C, zatímco povrch koncovky má teplotu hluboko pod bodem mrazu.
Uvedené nedostatky v podstatě odstraňuje vynález výměníku tepla, jehož podstata spočívá v tom, že v plášti výměníku jsou umístěna vrstvy teplosměnného materiálu, mezi nimiž jsou umístěny mezery tak, že jednotlivé vrstvy teplosměnného materiálu jsou od sebe odděleny.
Jednotlivé vrstvy porézního teplosměnného materiálu jsou proloženy oddělovacími prvky. S výhodou je možno místo oddělovacích prvků použít téhož porézního teplosměnného materiálu, obvykle kovových sítěk, který je tvarován tak, aby mezi jeho vrstvami byl omezen tepelný kontakt. Výše uvedený nedostatek, spočívající у nepřesném měření teploty na povrchu kryochirurgického nástroje, je odstraněn podle vynálezu tak, že teploměrné čidlo je umístěno mimo prostor, kterým proudí chladicí médium.
Omezením tepelného kontaktu mezi jednotlivými vrstvami teplosměnného materiálu výměníku se dosáhne podstatného zlepšení jeho anizotropních vlastností· Snížení tepelné vodivosti ve směru proudění chladicího média způsobí zvětšení teplotního gradientu uvnitř teplosaěnného materiálu v témže směru, čímž se dosáhne zvýšení účinnosti přestupu tepla z povrchu výměníku do chladicího média. Tím se umožní snížit průtok chladicího média zchlazovací» výměníkem a snížit elektrický příkon do ohřívacího výměníku při zachování jejich tepelného výkonu.
Na výkresu jsou znázorněny příklady provedení výměníku podle vynálezu, kde je na obr. 1 znázorněn zchlazovací nebo ohřívací výměník s oddělovacími prvky vkládanými mezi jednotlivé vrstvy teplosměnného materiálu v podélném řezu, na obr. 2 příklad způsobu tvarování teplosměnného materiálu omezující tepelný kontakt mezi jednotlivými vrstvami teplosměnného materiálu v podélném řezu, na obr. 3 příklad provedení zchlazovacího výměníku umožňující měření skutečné teploty na povrchu zchlazovacího výměníku v podélném řezu a na obr. 4 jé uveden příklad provedení ohřívacího výměníku v podélném řezu.
217620
Výměníky tepla pro kryochirurgické nástroje podle vynálezu jsou tvořeny pláštěm X, ve kterém je umístěn teplosměnný materiál i a oddělovací prvky J. Mezi vrstvami teplosměnného materiálu 2 jsou mezery £. Pro přívod chladicího média do pouzdra 2 je uspořádána trubka 6 tak, že prochází teplo směnným materiálem 2· Na plášti £ je umístěn topný element 10 a uspořádáno teploměrné čidlo 2 v komůrce teploměru 2 tak» fce d® pláštěm £ odděleno od prostoru 8 chladivá· Teplosměnný materiál 2 je s pláštěm £ nerozebíratelně spojen vakuovým difúzním pájením·
V alternativním provedení je možno vynechat oddělovací prvky J a teplosměnný materiál 2 nahradit teplosměnnými vložkami 20. Příkladem jejich vytvoření jsou olemované kruhové kovové sítky.
Spojení teplosměnného materiálu 2, případně teplosměnných vložek 20 s pláštěm £ mil Že být alternativně provedeno sintrováním, pájením natvrdo nebo naměkko, případně mechanickým dotykem·
Funkce zchlazovacího výměníku je následující:
Chladivo, například kapalný dusík, se přivádí trubkou 6 do prostoru 8, kde přímo ochlazuje pouzdro 2 a teplosměnný materiál popřípadě teplosměnné vložky 20. které odvádějí teplo z pláště £ a přes tepelné kontakty mezi pláštěm £ a pouzdrem 2 2 pouzdra 2· Teplota pouzdra 2 8® něří teploněrným čidlem 2· Ohřev pouzdra 2, například po skončení operačního výkonu, zajišluje topný element 10.
Funkce ohřívacího výměníku je následující:
Chladivo, například plynný dusík, prochází teplosměnným materiálem 2, popřípadě teplosměnnými vložkami 20 a je ohříváno teplem přiváděným do teplosměnného materiálu 2, popřípadě teplosměnných vložek 20 prostřednictvím pláště £ z topného elementu 10·
Uvedený vynález zajišíuje zvýšení rychlosti ochlazování a tím ostřejší lokalizaci kryoléze v operované tkáni·
Tento vynález dále umožňuje snížení energetických a dalších nákladů při využívání kryochirurgického přístroje, ale i podstatné snížení jeho hmotnosti a tím zlepšení jeho ovladatelnosti·

Claims (4)

  1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU
    1· Výměník tepla, zejména pro kryochirurgické nástroje, vyznačený tím, že v jeho plášti (1) jsou umístěny vrstvy teplosměnného materiálu (2), mezi nimiž jsou umístěny mezery (4) tak, že jednotlivé vrstvy teplosměnného materiálu (2) jsou od sebe odděleny.
  2. 2· Výměník tepla podle bodu 1, vyznačený tím, že v mezerách (4) mezi jednotlivými vrstvami teplosměnného materiálu (2) jsou umístěny oddělovací prvky (3)·
  3. 3· Výměník tepla podle bodu 1, vyznačený tím, že jednotlivé vrstvy teplosměnného materiálu (2) jsou tvořeny teplosměnnými vložkami (20).
  4. 4. Výměník tepla podle bodu 1, vyznačený tím, Že v jeho plášti (1) jsou vytvořeny komůrky (9) teploměru tak, že jsou od prostoru (β) chladivá odděleny tímto pláštěm (1), přičemž teploměrné čidlo (9) je v tepelném kontaktu s pouzdrem (7)·
    Výměník tepla podle bodu 1, vyznačený tím, že vrstvami teplosměnného materiálu (2) je vedena trubka (6), jejíž oaa je rovnoběžná s oaou jeho pláště (1) a trubka (6) je ukončena ▼ prostoru (8) chladívá.
CS807677A 1980-11-12 1980-11-12 Heat exchanger particularly for kryosurgical instruments CS217820B1 (en)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS807677A CS217820B1 (en) 1980-11-12 1980-11-12 Heat exchanger particularly for kryosurgical instruments
GB8126711A GB2087060B (en) 1980-11-12 1981-09-03 Heat exchanger for cryosurgical tools
DE19813135356 DE3135356A1 (de) 1980-11-12 1981-09-07 Waermeaustauscher, insbesondere fuer kryochirurgischeinstrumente
JP56154950A JPS5796649A (en) 1980-11-12 1981-10-01 Heat exchanger for low temperature surgery
AU75979/81A AU7597981A (en) 1980-11-12 1981-10-02 Heat exchanger for cryosurgical tools
US06/318,581 US4487253A (en) 1980-11-12 1981-11-05 Heat exchanger for cryosurgical instruments
FR8120917A FR2493975A1 (fr) 1980-11-12 1981-11-09 Echangeurs thermiques, en particulier pour instruments de cryochirurgie

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS807677A CS217820B1 (en) 1980-11-12 1980-11-12 Heat exchanger particularly for kryosurgical instruments

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS217820B1 true CS217820B1 (en) 1983-01-28

Family

ID=5426328

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS807677A CS217820B1 (en) 1980-11-12 1980-11-12 Heat exchanger particularly for kryosurgical instruments

Country Status (7)

Country Link
US (1) US4487253A (cs)
JP (1) JPS5796649A (cs)
AU (1) AU7597981A (cs)
CS (1) CS217820B1 (cs)
DE (1) DE3135356A1 (cs)
FR (1) FR2493975A1 (cs)
GB (1) GB2087060B (cs)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1563684A1 (ru) * 1986-05-26 1990-05-15 Томский государственный медицинский институт Криоультразвуковой скальпель
US4781033A (en) * 1987-07-16 1988-11-01 Apd Cryogenics Heat exchanger for a fast cooldown cryostat
US4926646A (en) * 1989-04-10 1990-05-22 General Electric Company Cryogenic precooler for superconductive magnets
US4928496A (en) * 1989-04-14 1990-05-29 Advanced Materials Corporation Hydrogen heat pump
US5222999A (en) * 1989-07-14 1993-06-29 Brymill Corporation Liquified nitrogen thermal checking of electronic circuitry
US5012650A (en) * 1989-10-11 1991-05-07 Apd Cryogenics, Inc. Cryogen thermal storage matrix
US5899898A (en) * 1997-02-27 1999-05-04 Cryocath Technologies Inc. Cryosurgical linear ablation
US6562030B1 (en) * 1999-04-06 2003-05-13 Cryocath Technologies Inc. Heater control of cryocatheter tip temperature
WO2009128014A1 (en) * 2008-04-16 2009-10-22 Arbel Medical Ltd Cryosurgical instrument with enhanced heat exchange
US7967814B2 (en) 2009-02-05 2011-06-28 Icecure Medical Ltd. Cryoprobe with vibrating mechanism
WO2010105158A1 (en) 2009-03-12 2010-09-16 Icecure Medical Ltd. Combined cryotherapy and brachytherapy device and method
US7967815B1 (en) 2010-03-25 2011-06-28 Icecure Medical Ltd. Cryosurgical instrument with enhanced heat transfer
US7938822B1 (en) 2010-05-12 2011-05-10 Icecure Medical Ltd. Heating and cooling of cryosurgical instrument using a single cryogen
US8080005B1 (en) 2010-06-10 2011-12-20 Icecure Medical Ltd. Closed loop cryosurgical pressure and flow regulated system
WO2021112828A1 (en) * 2019-12-03 2021-06-10 Bard Peripheral Vascular, Inc. Cauterization device for sealing pleural layers
US11633224B2 (en) 2020-02-10 2023-04-25 Icecure Medical Ltd. Cryogen pump
US12426934B2 (en) 2022-02-28 2025-09-30 Icecure Medical Ltd. Cryogen flow control
US12215811B2 (en) 2022-07-18 2025-02-04 Icecure Medical Ltd. Cryogenic system connector

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL269034A (cs) * 1960-09-09 1900-01-01
US3692099A (en) * 1968-06-20 1972-09-19 Gen Electric Ultra low temperature thermal regenerator
US3692095A (en) * 1969-12-05 1972-09-19 Gen Electric Ultra-low temperature thermal regenerator
US3862546A (en) * 1972-06-19 1975-01-28 Philips Corp Vuillemier refrigerator
US4259844A (en) * 1979-07-30 1981-04-07 Helix Technology Corporation Stacked disc heat exchanger for refrigerator cold finger
US4310337A (en) * 1979-10-29 1982-01-12 Oerlikon-Buhrle U.S.A. Inc. Cryogenic apparatus
FR2477406A1 (fr) * 1980-03-06 1981-09-11 Commissariat Energie Atomique Cryosonde chirurgicale

Also Published As

Publication number Publication date
GB2087060B (en) 1985-01-16
JPS5796649A (en) 1982-06-16
FR2493975A1 (fr) 1982-05-14
AU7597981A (en) 1982-05-20
US4487253A (en) 1984-12-11
GB2087060A (en) 1982-05-19
DE3135356A1 (de) 1982-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CS217820B1 (en) Heat exchanger particularly for kryosurgical instruments
US4375157A (en) Downhole thermoelectric refrigerator
US4125122A (en) Direct energy conversion device
Lucks et al. Thermal properties of thirteen metals
US3719532A (en) Thermogenerator with thermoelectric elements in exhaust ducts
JPS60103292A (ja) 熱を通す容器に使用される電極装置
US4723602A (en) Heat exchanger with multiwall tubes
JPS59105286A (ja) ヒ−トパイプ付き電極
CN108709443A (zh) 一种微通道平板环路热管
JP7787168B2 (ja) 寒剤フリー(寒剤無し)の超電導磁石システム
WO2023021772A1 (ja) 温度測定装置
CN119008067A (zh) 一种热管传热式核电池及其应用
US5072591A (en) Flexible transfer line exhaust gas shield
CN107091582B (zh) 一种毛细芯毛细力变化的平板式微型环路热管
CN107087375B (zh) 一种蒸发室和蒸汽管道不直接连通的平板式环路热管
CN223551184U (zh) 热电偶冷却保护装置
JPH01174897A (ja) ヒートパイプ
CN112292739A (zh) 超导磁铁
JPH01501413A (ja) 冷却器
US4518885A (en) Superconducting rotor with vapor cooled cryogenic leads having a regenerator portion
SU709942A1 (ru) Рекуперативный теплообменный аппарат
JPH0854358A (ja) X線回折測定のための試料加熱・冷却装置
JPH05335144A (ja) 超電導体システム、及び電流リード導体
JP3247714B2 (ja) 素子加熱冷却試験装置
BR102019028307A2 (pt) Porta-amostra e criostato contendo o mesmo