JP2004215758A - Container for warming liquid and warmer thereof - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は点滴液、血液のような非経口性液体の加温器において加温器のヒータから点滴液、血液への熱伝導性を改善した加温器に関する。
【0002】
【従来の技術】
血液、及びその他の非経口的液体は、鮮度及び活性を保つため、一般に約4℃の低温で貯蔵される。かかる液体を患者に注入する前には患者の苦痛、肉体的負担を軽減するために流入する液体の温度を患者の体温に近い36℃乃至38℃に上げることが一般に行なわれる。
【0003】
患者に注入する血液を加温するためのシステムを図5の接続ブロック図に示す。血液は当初、樹脂製の貯蔵バッグ(a)に保存されている。そして貯蔵バッグ(a)、加温器(b)、輸血針(c)の順に配列され、それぞれの機器の間は輸液チューブ(f)で接続される。
貯蔵バッグ(a)は静脈点滴用バッグを吊るすためのフックを備えた枢動型の静脈点滴用ポールに吊るされる。そして貯蔵バッグ(a)内の血液はその位置エネルギーにより加温器(b)に送られ、ここで36℃乃至38℃に加温されて輸血針(c)を介して患者に輸血される。尚、輸血量が多い場合には貯蔵バッグ(a)と加温器(b)の間に加圧ポンプ(e)を接続して用いることもある。
【0004】
加温器は2枚の温度調節板を適当な間隔を隔ててほぼ平行に配し、その間に血液の流路となる加温容器を接触圧が生じる状態で挟み込んだものである(例えば技術文献1参照)。ここで2枚の温度調節板はそれぞれ電気的制御手段を有するヒータにより加熱制御される。従って熱はヒータから温度調節板、加温容器を介して輸血液に伝達される。
【0005】
加温器における熱交換用容器は軟質プラスチック材料、例えば軟質の塩化ビニール等のシートを少なくとも2枚重ねて、液体の流路の輪郭となる部分をシールすることにより形成されるバックが用いられて来た(例えば技術文献1参照)。
近年これに代わり、板状のスペーサ部材にその板厚を貫通するよう流路のパターンを形成し、スペーサ部材の両面に樹脂製のフィルムを貼り付けたカートリッジタイプの加温容器が用いられるに至った。例えばAMT社より市販されているMAXONE I.V. WARMERの如き加温器である(技術文献2参照)。これらの加温器では図6に示すようにポリカーボネート等の樹脂で形成した板状のスペーサ部材11の両面にポリカーボネート等の樹脂フィルム12を貼り付けた構造のカートリッジを採用している。
【0006】
【特許文献1】
実開昭61−001183号公報 (第1項、第6項、第2図)
【特許文献2】
米国特許第6336003号明細書 (第12項、第8図)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
加温器のヒータから輸血液への熱伝導量はヒータと輸血液の温度差、温度調節板と熱交換用容器の接触面積及び伝熱効率に依存する。ここでヒータの熱源温度は輸血液の変質等を防止するため一般に最高温度43℃に制限されている。また両者の接触面積は加温器の外形寸法である程度決まってしまう。従って加温器のエネルギー効率の向上、小型化等の性能向上には伝熱効率の向上が重要である。
【0008】
ここで従来用いられていたビニールシートの加温バッグはフレーム無しでも強度が確保できるよう0.2mm程度の比較的厚いビニールシートを使用するため熱伝導が悪かった。また、シートを厚くしても加温バッグの剛性は低く加温器への装着が行いずらい等の問題があった。
【0009】
これに対しスペーサ部材の両面に樹脂フィルムを貼り付けるカートリッジタイプではスペーサ部材が剛性を有しているのでスペーサ部材の両面に貼り付けるフィルムを薄くしてもカートリッジ全体の剛性が得られる。例えば前記のMAX ONEI.V. WARMERでは厚さ0.1mmのフィルムを用いておりビニールシートの加温バッグと比較し、フィルム部での伝熱効率を改善できる。また形状が安定し、加温器へのカートリッジの装着を容易に行なうこともできる。
【0010】
しかしながら、従来のカートリッジタイプにおいてはカートリッジの製造方法、構造に起因する次のような問題があった。
カートリッジは一般に図6の樹脂製のスペーサ部材11に樹脂フィルム12を熱溶着して形成されることが多い。具体的には200℃程度に加熱された一対の加圧ローラーの間にスペーサ部材11と樹脂フィルム12を重ね合わせた状態で通す等の方法で熱溶着を行なう。この際、樹脂フィルム12がスペーサ部材11の全面に均一に接触するように加圧ローラーの表面は弾性を有するフッ素樹脂等でコートされている。加圧ローラーのフッ素樹脂コーティングはフィルム12を介してスペーサ部材11に当接する部分では弾性変形して窪み、、反面スペーサ部材の流路部13では樹脂フィルム12をスペーサ部材11間に押し込むことになる。そのためカートリッジのフィルム面は図7に強調して示すように輸血液が通る流路部13でスペーサ部材11の部分よりも若干窪んでしまう。
【0011】
この結果、カートリッジを加温器に取付けた際に温度調節板21と流路部13のフィルム表面121の間に断熱性が高い空気層500が形成され、薄い樹脂フィルムを使用してもヒータから輸血液への全体的な熱伝導率はビニールシートの加温バッグよりも悪くなり得るという問題があった。
【0012】
カートリッジの製造を樹脂製のスペーサ部材11と樹脂フィルム12を接着して行なう場合はカートリッジの製造上で樹脂フィルム12が窪むことは無い。従って樹脂フィルム12はカートリッジを加温器に取り付けた際に温度調節板21と接触する。しかしカートリッジと温度調節板21を押し付ける荷重はスペーサ部材11が支えるので温度調節板21と樹脂フィルム12の間には両者を積極的に押し付ける接触圧は生じない。そのため微視的に見ると図8に示すように両者の一部分がポイント的に接触し、大部分は空気層500を介して対面する状態となる。従ってこの場合もヒータから輸血液への全体的な熱伝導率はそれ程向上しないという問題があった。
【0013】
本発明は上記問題点を解決するために、血液等の加温器においてヒータから血液等への熱伝導特性を改善した加温器用カートリッジ及び加温器を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本願発明の加温器用カートリッジは血液等の液体を流入させる流入口、液体を流出させる流出口を有する枠状のスペーサ部材の表面に樹脂フィルムを接合し、前記液体を流通させる空間を内部に有し、前記枠状のスペーサ部材は流体の流路を構成する流路仕切りを有し、前記樹脂フィルムが当該流路仕切り間の流路部分で凸形状にカートリッジの外方向に張り出した形状を有することを特徴とする。
【0015】
本願発明の加温器用カートリッジは、前記の加温器用カートリッジにおいて前記樹脂フィルムがポリカーボネート、アクリル、ABS、ポリスチレン、ポリアセタール、ポリエチレン、塩化ビニールのいずれかであることを特徴とする。
【0016】
本願発明の加温器は表面が平板状の一対の温度調節部を有し前記1番目の加温器用カートリッジを使用することを特徴とする。
【0017】
本願発明の加温器用カートリッジの製造方法は平坦な樹脂フィルムを枠状のスペーサ部材の外形に対し位置合せして接着、熱溶着、振動溶着等の方法で貼付けてカートリッジを形成し、当該カートリッジの流路仕切り間の流路部分に対応した凹形状の窪みを有する金型にカートリッジを挟み込み金型と樹脂フィルムを密着し、カートリッジと金型を組合わせた状態で200℃に加温し、その状態で金型の窪みに設けた吸引穴より吸引し、真空成形の要領で樹脂フィルムを凸形状に成形することを特徴とする。
【0018】
【発明の実施の形態】
本発明の加温器用カートリッジ及び加温器について、その好ましい態様を示す図面を参照しながら、以下、説明する。本発明の実施の形態に係る加温器の外形図を図9に示す。図9において加温器本体2はコーナー部に丸みを付けた略直方体状であり、開閉可能に連結されたケース体3と蓋体4より構成される。加温器本体2は高さ250mm、幅110mmで、ケース体3の厚さ40mm、蓋体4の厚さ30mm程度である。蓋体4を閉じた際にケース体3と蓋体4が対面する内表面は端部を除いてそれぞれ平板状の温度調節板21で覆われる。ここでケース体3、蓋体4は一般的にはそれぞれ樹脂の射出成形により形成される。
【0019】
図9ではカートリッジ1がケース体3に対し使用時の位置関係、具体的にはガイドピン22にカートリッジ1のフック部17が係合し、ケース体3の温度調節板21にカートリッジ1が密着した位置に組合わせた状態で示してある。実際の使用時には蓋体4が閉じられ、蓋体4の温度調節板21にもカートリッジ1が密着して使用される。図9に示すように蓋体4を開くのはクリーニング等のメンテナンス時のみである。
【0020】
温度調節板21の背後にはマイカヒータが金属系接着材(DEVCON CORPORATION製HR−300等)で温度調節板に固定されている。マイカヒータは3ブロックに分割されカートリッジ1の血液流入部、中央部、流出部それぞれ独立にパワーが制御できる構成としている。
【0021】
ケース体3に設けた温度調節板21はケース体3内部に設けた平行移動機構によりレバー25の動作に連動して移動する。移動機構は公知の機構を用いることができる。例えば温度調節板21をケース体3内部に設けた複数本のガイドポストで支持して平行移動可能とし、レバー25に接続したカムにより温度調節板21の裏面を押すような構造でも良い。
また、ここでは図示しないが温度調節板21の所定の位置には温度センサが配置され、ケース体3には電源回路、制御部が納められている。更にケース体3裏面側には電源コードが接続される。
尚、以下では加温器本体2とカートリッジ1を組合わせたものを加温器100とする。
【0022】
本発明に係る加温器100のカートリッジの装着はカートリッジ1のフック部17をケース体3のガイドピン22に係合させ、加温器本体2のケース体3と蓋体4の隙間にカートリッジ1を旋回させながら挿入して行なう。そしてレバー25を垂直位置から水平位置に旋回させると、それに連動して、ケース体3に設けた温度調節板21が平行移動してカートリッジ1に密着する。
【0023】
本発明の実施の形態に係る加温器用カートリッジ1の外形図を図1に示す。カートリッジ1は長さ230mm、幅80mm、厚さ2mm程度の板状であり、ポリカーボネート等の樹脂で形成した板状のスペーサ部材11の両面にポリカーボネート等の樹脂フィルム12を貼り付けた構造である。スペーサ部材11は厚さ1.8mmの長方形状の枠体で、その一対の短辺にはそれぞれ血液の流入と流出のための開口を有し、当該開口は長方形状の枠体の外側に設けられたカテーテルとの流入側接続部14、流出側接続部15に連通する。
【0024】
また、一対の長辺には枠と同じ厚さの流路仕切り16が櫛歯状に一方の長辺の内壁から他方の長辺の内壁近くまで交互に伸長して、流路部13を分離し且つ効果的に長さを延長させる。ポリカーボネート等の樹脂フィルム12はスペーサ部材11の流路全面を覆う外形を有し、スペーサ部材11の両面に接合される。そして図1(d)の部分断面図に示すようにスペーサ部材11と樹脂フィルム12で囲まれた血液の流路が形成される。
【0025】
尚、カートリッジの流入側接続部14の側方には半円状の頂点からカートリッジの長手方向に対し垂直方向若しくは垂直方向からやや流出側方向に楔形に開口した切欠を有するフック部17が設けられる。またカートリッジの流出側接続部14の側方には貫通穴18が設けられる。
【0026】
本カートリッジ1の断面形状の詳細を図2に示す。樹脂フィルム12とスペーサ部材11の流路仕切り16は両者が接触する接合部122で表側、裏側とも接合される。そして接合部122から流路13方向に離れるに従い樹脂フィルム12は流路仕切り16の表面よりも外側に張り出して行き、表側と裏側の樹脂フィルム12の間隔が所定量まで広がった後に両者は平坦な伝熱面123を形成する。従って各流路仕切り16間の樹脂フィルム12の断面は表側と裏側の樹脂フィルム12の間隔が広がる途中のテーパー部124と、両者が平坦となった伝熱面123より構成され、全体としてスペーサ部材11の外側に凸形状を成している。ここで伝熱面123は平行面とすることが望ましい。
【0027】
本実施例では各流路仕切り16の間隔を3mm、ポリカーボネート製の樹脂フィルム12の厚さを0.1mmとした。そして、接合部122のフィルム表面から凸形状の伝熱面123までの高さは0.3mmとした。
従って、接合部122のカートリッジの厚さ(A−A’)は流路仕切り16の厚さ1.8mmと、その両面に溶着したポリカーボネート製の樹脂フィルム12の厚さ0.2mmの合計2.0mmとなる。また樹脂フィルム12の伝熱面123での厚さ(B−B’)では樹脂フィルムが両面に0.3mmずつ張り出しているため2.6mmとなる。
【0028】
次にカートリッジ1を加温器2に装着した状態のカートリッジの断面図を図3に示す。ここでポリカーボネート製の樹脂フィルム12の伝熱面123はカートリッジ1単独の状態では接合部122の表面より外側に0.3mm張り出しているが、温度調節板21がカートリッジ1に密着した状態では図3に示すように伝熱面123は温度調節板21に密着して張り出しが無くなる。
【0029】
これは樹脂フィルム12のテーパー部124が弾性変形したためで、この変形を復元する方向、即ち伝熱面123を温度調節板21に密着させる方向に荷重を生じる。その結果、図4に示すように温度調節板21とカートリッジのフィルム表面121間の空気層500が減少して両者の実質的な接触面積が拡大するので温度調節板21とポリカーボネート製の樹脂フィルム12の間の伝熱効率の向上を図ることができる。
尚、凸形状の伝熱面123及びテーパー部124の形状は後述するカートリッジの製造方法により変化し、必ずしも一様な傾斜を有する形状とはならない。例えば伝熱面123が円弧状で、伝熱面123とテーパー部124が断面において連続した円弧状となる場合も考えられる。その場合でも伝熱面123は弾性変形して温度調節板123に密着し、テーパー部124も弾性変形し伝熱面123を温度調節板21に密着させる方向に荷重を生じる。伝熱面123が平坦な場合より接触面積が狭くなる分幾分効率は低下するが同様の効果が得られる。
【0030】
次に本発明に係るカートリッジと従来のカートリッジを用いた加温器の伝熱効率の比較結果を示す。ここではスペーサ部材に貼付けるフィルムは共にポリカーボネート製の樹脂フィルムを用い、加圧ポンプを用いて輸血液の流量を70ml/minの条件で比較した。伝熱効率はヒータ温度の平均値から求めた投入パワーと、カートリッジ入口と出口の血液温度差から求めた血液への伝達パワーの割合から算出した。従来のカートリッジを用いた加温器の伝熱効率が8.5%であるのに対し、本発明に係るカートリッジを用いた加温器の伝熱効率は34%となり4倍近くの伝熱効率の改善が確認できた。
【0031】
従って本発明による伝熱効率の向上により従来よりも小型で従来と同様の性能を発揮する加温器、又は従来と同様の大きさで従来よりも流量が多い使用条件にも対応可能な加温器の開発が可能となる。
【0032】
尚、カートリッジ1と温度調節板21の接触圧を発生させるには温度調節板21をカートリッジ1のフィルム面の窪みに合せた凸部を有する形状とすることも考えられるが、カートリッジ1の窪み形状の再現性が保証されないこと、温度調節板21に凸部を設ける加工が複雑になること等から本発明のようにカートリッジ1を凸形状とし、平坦な温度調節板21を組合わせる方が性能が安定し、製造コストの低減も容易である。
【0033】
次に輸血時のポンプの使用について検討する。前記のように輸血量が多い場合にはポンプが必要となるが、それ以外にもポンプは輸血液を加圧する目的でも用いられて来た。従来の加温バッグを用いるタイプの加温器では輸血液を加圧して加温バッグと温度調節板との接触圧を確保し、ヒータから輸血液に熱伝導させていた。
【0034】
カートリッジタイプの加温器でも従来構造でスペーサ部材11に樹脂フィルム12を接着して形成した場合はカートリッジの流路部のフィルム面121と温度調節板21が接触圧がほとんどかからない状態で接触しており、ポンプにより輸血液を加圧することで若干の伝熱効率の改善を図ることも考えられる。
しかしこの場合は輸血時にポンプの使用が必須となり、また輸血液の加圧に対し樹脂フィルム12の張力が抗力として働くのでそれ程の効果は見込めないと推定される。
【0035】
本発明に係るカートリッジ1を用いた加温器100は上記のように樹脂フィルム12の弾性変形により温度調節板21とフィルム表面121の伝熱効率の向上を図っていることからカートリッジ1内を通過する輸血液の加圧状態によらず高い伝熱効率が得られる。従ってポンプ無しで輸血液の加温が可能であり輸血液加温システムのコスト削減を可能とする。
【0036】
次に本発明に係るカートリッジの製造方法を説明する。
第1の製造方法では、まずポリカーボネート製の平坦な樹脂フィルム12をスペーサ部材11の外形に対し位置合せして接着、熱溶着、振動溶着等の公知の方法で貼付けてカートリッジ1を形成する。次に樹脂フィルム12の凸形状部に対応した凹形状の窪みを有する金型にカートリッジ1を挟み込み、金型と樹脂フィルム12を密着させる。
【0037】
そしてカートリッジ1と金型を組合わせた状態で樹脂フィルムが軟化する温度(ポリカーボネート製樹脂フィルムの場合145℃〜200℃)に加温し、その状態で金型の窪みに設けた吸引穴より吸引し、真空成形の要領で樹脂フィルム12を凸形状に成形する。
【0038】
第2の製造方法では、まずポリカーボネート製の平坦な樹脂フィルム12をスペーサ部材11の外形に対し位置合せして接着、熱溶着、振動溶着等の公知の方法で貼付けてカートリッジ1を形成する。次にカートリッジ1の流入側接続部14又は流出側接続部15のいずれか一方に栓をし、他方をエアー源に接続する。
【0039】
次に、カートリッジ1を金属製の冶具に固定する。この冶具はカートリッジ1より一回り大きく、金属板を2.6mm間隔で平行に固定した物である。この際カートリッジをそれぞれの金属板から0.3mmの間隔を設け、金属板に平行に固定する。
【0040】
次に、金属板とカートリッジ1を組合わせた状態でオーブンに投入する。そしてエアー源よりエアーを流入させカートリッジ1の内部を加圧する。加圧圧力を100kPa、オーブンを200℃とし、1時間保持した。エアー圧により流路仕切り間の樹脂フィルム12が伸ばされ外側に膨らみ、また表面は冶具に接触して平面となるので凸形状部が形成される。
尚、本方法において金属製の冶具を用いない場合、凸形状は伝熱板123とテーパー部124が断面において連続した円弧状となる。
【0041】
第3の製造方法は、まずポリカーボネート製の樹脂フィルム12を凸形状部に対応した凹形状の窪みを有する金型を用いて真空成形により所定の形状に成形する。加熱温度はポリカーボネート製の樹脂フィルムの場合200℃とした。
【0042】
次にスペーサの流路仕切り16の間に凸形状部が対応するようにスペーサ部材11とポリカーボネート製の樹脂フィルム12の位置合せを行い、接着等の公知の方法で貼付けてカートリッジ1を形成する。この場合、上記のスペーサ部材11に樹脂フィルム12を貼付けた後に樹脂フィルム12を凸形状に加工する方法と比較し、スペーサ部材11と樹脂フィルム12の接合部分に負担がかからないので液漏れ等の問題発生を回避し易い。
【0043】
以上の説明では樹脂フィルム、スペーサ部材ともポリカーボネート製としたが材料はこれに限られない。アクリル、ABS、ポリスチレン、ポリアセタール、ポリエチレン、塩化ビニール等の樹脂も使用可能である。これらの材料はフィルム状にした場合に剛性が高く、加温器の使用温度でポリカーボネートと同様に弾性変形による曲げ応力を生じるため同様の効果が得られるものである。
【0044】
【発明の効果】
本発明に係る加温器はカートリッジの流路部のフィルムを凸形状とし、カートリッジを加温器に取付けた際に凸形状が弾性変形し、接触圧を生じるようにしたのでヒータから輸血液等への熱伝導を改善できる。
その結果、従来よりも小型で従来と同様の性能を発揮する加温器、又は従来と同様の大きさで従来よりも流量が多い使用条件にも対応可能な加温器の開発が可能となる。
更に、本発明に係る加温器は加圧ポンプを用いない安価なシステムにおいても高い伝熱効率を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る加温器用カートリッジの正面図(a)、および上面図(b)、および側面図(c)、流路部部分断面図(d)である。
【図2】本発明に係る加温器用カートリッジの流路部断面詳細図である。
【図3】本発明に係る加温器用カートリッジと温度調節板を組合わせた状態の断面図である。
【図4】本発明に係る加温器用カートリッジと温度調節板の接触状態を示す詳細図である。
【図5】血液等を加温して輸血する際の機器接続順を示すブロック図である。
【図6】カートリッジ型加温容器の分解図である。
【図7】従来構造の加温器用カートリッジと温度調節板を組合わせた状態の断面図である。
【図8】従来構造の加温器用カートリッジと温度調節板の接触状態を示す詳細図である。
【図9】本発明に係る加温器用とカートリッジを組合わせた状態の外形図である。
【符号の説明】
1 加温器用カートリッジ
2 加温器本体
3 ケース体
4 蓋体
11 スペーサ部材
12 樹脂フィルム
13 流路部
14 流入側接続部
15 流出側接続部
16 流路仕切り
17 フック部
18 貫通穴
21 温度調節板
22 ガイドピン
23 プランジャ
24 クランプ
25 レバー
121 樹脂フィルム表面
122 接合部
123 伝熱面
124 テーパー部
500 空気層
600 ポール[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a heater for a parenteral liquid such as an infusion liquid or blood, which has improved heat conductivity from a heater of the heater to the infusion liquid or blood.
[0002]
[Prior art]
Blood and other parenteral liquids are typically stored at a low temperature of about 4 ° C. to maintain freshness and activity. Before injecting such a liquid into a patient, it is common practice to raise the temperature of the incoming liquid to 36 ° C. to 38 ° C., which is close to the patient's body temperature, in order to reduce the pain and physical burden on the patient.
[0003]
A system for warming blood to be injected into a patient is shown in the connection block diagram of FIG. Blood is initially stored in a resin storage bag (a). Then, the storage bag (a), the heater (b), and the blood transfusion needle (c) are arranged in this order, and the respective devices are connected by an infusion tube (f).
The storage bag (a) is hung on a pivotable intravenous drip pole with hooks for hanging the intravenous drip bag. The blood in the storage bag (a) is sent to the heater (b) by the potential energy, where it is heated to 36 to 38 ° C. and is transfused into the patient via the blood transfusion needle (c). When the transfusion volume is large, a pressurizing pump (e) may be connected between the storage bag (a) and the heater (b).
[0004]
The heater has two temperature control plates arranged substantially in parallel at an appropriate interval, and a heating vessel serving as a blood flow path is sandwiched between the two in a state in which a contact pressure is generated (for example, in the technical literature). 1). Here, the heating of the two temperature adjusting plates is controlled by heaters each having an electric control means. Therefore, heat is transmitted from the heater to the blood transfusion via the temperature control plate and the heating vessel.
[0005]
The heat exchange container in the heater uses a bag formed by laminating at least two sheets of a soft plastic material, for example, a soft vinyl chloride sheet, and sealing a portion defining a contour of a liquid flow path. (For example, see Technical Document 1).
In recent years, instead of this, a cartridge type heating vessel in which a flow path pattern is formed in a plate-like spacer member so as to penetrate the plate thickness and resin films are stuck on both surfaces of the spacer member has been used. Was. For example, MAXONE I.M. V. A warmer such as WARMER (see Technical Document 2). In these heaters, as shown in FIG. 6, a cartridge having a structure in which a
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Laid-Open No. 61-001183 (
[Patent Document 2]
US Pat. No. 6,336,003 (
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The amount of heat conduction from the heater of the heater to the blood transfusion depends on the temperature difference between the heater and the blood transfusion, the contact area between the temperature control plate and the heat exchange container, and the heat transfer efficiency. Here, the heat source temperature of the heater is generally limited to a maximum temperature of 43 ° C. in order to prevent deterioration of blood transfusion. Further, the contact area between the two is determined to some extent by the outer dimensions of the heater. Therefore, it is important to improve the heat transfer efficiency in order to improve the energy efficiency and the miniaturization of the heater.
[0008]
Here, the conventionally used vinyl sheet heating bag uses a relatively thick vinyl sheet of about 0.2 mm so that the strength can be ensured even without a frame, so that heat conduction is poor. Further, even if the sheet is thickened, the rigidity of the heating bag is low, and there is a problem that it is difficult to mount the heating bag on the heating device.
[0009]
On the other hand, in the cartridge type in which the resin film is attached to both surfaces of the spacer member, the rigidity of the spacer member allows the rigidity of the entire cartridge to be obtained even if the film attached to both surfaces of the spacer member is made thin. For example, the above-mentioned MAX ONEI. V. WARMER uses a 0.1 mm thick film and can improve the heat transfer efficiency in the film portion as compared to a vinyl sheet heating bag. In addition, the shape is stable, and the cartridge can be easily mounted on the heater.
[0010]
However, the conventional cartridge type has the following problems due to the manufacturing method and structure of the cartridge.
In general, the cartridge is often formed by thermally welding a
[0011]
As a result, when the cartridge is mounted on the heater, an
[0012]
When the cartridge is manufactured by bonding the
[0013]
An object of the present invention is to provide a cartridge for a heater and a heater in which a heat transfer characteristic from a heater to a blood or the like is improved in a heater for blood or the like in order to solve the above problems.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The heater cartridge of the present invention has a resin film bonded to the surface of a frame-shaped spacer member having an inflow port through which a liquid such as blood flows in and an outflow port through which the liquid flows out, and has a space in which the liquid flows inside. The frame-shaped spacer member has a flow path partition constituting a flow path of the fluid, and the resin film has a shape in which the resin film protrudes outward in the cartridge in a convex shape at a flow path portion between the flow path partitions. It is characterized by the following.
[0015]
The cartridge for a heater of the present invention is characterized in that the resin film in the cartridge for a heater is any of polycarbonate, acrylic, ABS, polystyrene, polyacetal, polyethylene, and vinyl chloride.
[0016]
The heater of the present invention is characterized in that the heater has a pair of flat plate-shaped temperature control sections and uses the first heater cartridge.
[0017]
The method for manufacturing a cartridge for a heater according to the present invention is such that a flat resin film is aligned with the outer shape of a frame-shaped spacer member, and is adhered by a method such as adhesion, heat welding, or vibration welding to form a cartridge. The cartridge is sandwiched in a mold having a concave depression corresponding to the flow path portion between the flow path partitions, the mold and the resin film are closely adhered to each other, and the cartridge and the mold are heated to 200 ° C. in a combined state. In this state, the resin film is sucked through a suction hole provided in a depression of the mold, and the resin film is formed into a convex shape by vacuum molding.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The heater cartridge and the heater of the present invention will be described below with reference to the drawings showing preferred embodiments. FIG. 9 shows an outline view of the heater according to the embodiment of the present invention. In FIG. 9, the
[0019]
In FIG. 9, the positional relationship between the
[0020]
Behind the
[0021]
The
Although not shown here, a temperature sensor is disposed at a predetermined position of the
Hereinafter, a combination of the heater
[0022]
In mounting the cartridge of the heater 100 according to the present invention, the
[0023]
FIG. 1 is an external view of a
[0024]
In addition, the
[0025]
Note that a
[0026]
FIG. 2 shows details of the cross-sectional shape of the
[0027]
In this embodiment, the distance between the
Therefore, the thickness (AA ′) of the cartridge at the joint 122 is 1.8 mm in thickness of the
[0028]
Next, a sectional view of the cartridge in a state where the
[0029]
This is because the tapered
Note that the shapes of the convex
[0030]
Next, a comparison result of the heat transfer efficiency of the heater using the cartridge according to the present invention and the conventional cartridge will be described. Here, a polycarbonate resin film was used as the film to be attached to the spacer member, and the blood transfusion flow rate was compared using a pressure pump at a flow rate of 70 ml / min. The heat transfer efficiency was calculated from the input power calculated from the average value of the heater temperature and the ratio of the power transmitted to the blood calculated from the blood temperature difference between the cartridge inlet and outlet. While the heat transfer efficiency of the heater using the conventional cartridge is 8.5%, the heat transfer efficiency of the heater using the cartridge according to the present invention is 34%, and the improvement of the heat transfer efficiency is almost four times. It could be confirmed.
[0031]
Therefore, a heater that is smaller than the conventional one and exhibits the same performance as the conventional one due to the improvement of the heat transfer efficiency according to the present invention, or a heater that is the same size as the conventional one and can cope with the use condition with a larger flow rate than the conventional one Can be developed.
[0032]
In order to generate the contact pressure between the
[0033]
Next, the use of a pump during blood transfusion will be discussed. As described above, a pump is required when the amount of blood transfusion is large, but the pump has also been used for the purpose of pressurizing blood transfusion. In a conventional type of heater using a heating bag, the blood transfusion is pressurized to secure a contact pressure between the heating bag and the temperature control plate, and heat is transferred from the heater to the blood transfusion.
[0034]
Even in the case of the cartridge type heater, when the
However, in this case, it is presumed that the use of a pump is essential at the time of blood transfusion, and the effect is not so large because the tension of the
[0035]
The heater 100 using the
[0036]
Next, a method for manufacturing a cartridge according to the present invention will be described.
In the first manufacturing method, first, a
[0037]
Then, the
[0038]
In the second manufacturing method, first, a
[0039]
Next, the
[0040]
Next, the combination of the metal plate and the
When a metal jig is not used in the present method, the convex shape is an arc shape in which the
[0041]
In the third manufacturing method, first, the
[0042]
Next, the positioning of the
[0043]
In the above description, both the resin film and the spacer member are made of polycarbonate, but the material is not limited to this. Resins such as acrylic, ABS, polystyrene, polyacetal, polyethylene, and vinyl chloride can also be used. These materials have a high rigidity when formed into a film and generate a bending stress due to elastic deformation at the operating temperature of the heater, similarly to polycarbonate, so that the same effect can be obtained.
[0044]
【The invention's effect】
In the heater according to the present invention, the film in the channel portion of the cartridge has a convex shape, and when the cartridge is attached to the heater, the convex shape is elastically deformed to generate a contact pressure. Can improve heat conduction.
As a result, it becomes possible to develop a heater that is smaller than the conventional one and exhibits the same performance as the conventional one, or a heater that is the same size as the conventional one and that can cope with the use condition where the flow rate is larger than the conventional one. .
Further, the heater according to the present invention can achieve high heat transfer efficiency even in an inexpensive system that does not use a pressure pump.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view (a), a top view (b), a side view (c), and a partial cross-sectional view (d) of a flow path portion of a heater cartridge according to the present invention.
FIG. 2 is a detailed cross-sectional view of a flow path section of the heater cartridge according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state where the heater cartridge and the temperature control plate according to the present invention are combined.
FIG. 4 is a detailed view showing a contact state between the heater cartridge and the temperature control plate according to the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a device connection order when blood and the like are heated and transfused.
FIG. 6 is an exploded view of a cartridge type heating container.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a state where a heater cartridge of a conventional structure and a temperature control plate are combined.
FIG. 8 is a detailed view showing a contact state between a heater cartridge of a conventional structure and a temperature control plate.
FIG. 9 is an external view of a state where a heater and a cartridge according to the present invention are combined.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記枠状のスペーサ部材は流体の流路を構成する流路仕切りを有し、
前記樹脂フィルムが当該流路仕切り間の流路部分で凸形状にカートリッジの外方向に張り出した形状を有することを特徴とする加温器用カートリッジ。An inlet for flowing in a liquid such as blood, a resin film is joined to a surface of a frame-shaped spacer member having an outlet for flowing out a liquid, and a heater cartridge having a space for flowing the liquid therein,
The frame-shaped spacer member has a flow path partition constituting a flow path of the fluid,
A cartridge for a heater, wherein the resin film has a shape protruding outward in the cartridge in a convex shape at a flow path portion between the flow path partitions.
平坦な樹脂フィルムを枠状のスペーサ部材の外形に対し位置合せして接着、熱溶着、振動溶着等の方法で貼付けてカートリッジを形成するステップ。
当該カートリッジの流路仕切り間の流路部分に対応した凹形状の窪みを有する金型と樹脂フィルムを密着させるステップ。
カートリッジと金型を組合わせた状態で樹脂フィルムの軟化温度に加温し、その状態で金型の窪みに設けた吸引穴より吸引し、真空成形の要領で樹脂フィルムを凸形状に成形するステップ。The method for manufacturing a cartridge for a heater according to claim 1, comprising the following steps.
A step of positioning a flat resin film with respect to the outer shape of the frame-shaped spacer member and affixing it by a method such as adhesion, heat welding, or vibration welding to form a cartridge.
Bringing the resin film into close contact with a mold having a concave depression corresponding to the flow path portion between the flow path partitions of the cartridge.
Heating the resin film to the softening temperature in a state in which the cartridge and the mold are combined, suctioning through the suction hole provided in the recess of the mold in that state, and forming the resin film into a convex shape by vacuum molding .
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