JP2011030942A

JP2011030942A - 熱交換装置

Info

Publication number: JP2011030942A
Application number: JP2009182453A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Chiba; 敏昭千葉; Katsumi Iso; 勝美五十右; Kazuhide Ono; 和秀小野
Original assignee: Nikkiso Co Ltd
Current assignee: Nikkiso Co Ltd
Priority date: 2009-08-05
Filing date: 2009-08-05
Publication date: 2011-02-17

Abstract

【課題】医療用の熱交換装置に用いられる袋体を簡易な構造とする。
【解決手段】袋体１２を挟持する基体挟持板１４と蓋挟持板１６の袋体１２に対向する面に凹凸形状を形成する。凹凸形状の凸部において、袋体１２を形成する２枚のシートを挟んで密着し、凹部に相当する部分に屈曲した流路を形成する。袋体１２の内部空間２４は、単体では方形等の単純な形状であり、挟持板１４，１６に挟まれることによって、内部空間に屈曲した流路が形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、血液浄化療法等において、患者に注入する輸血や補液等の注入液、患者から脱血した血液や血漿、あるいは透析液を温める医療用の熱交換装置に関する。

血液透析などの血液浄化療法において血液や補液、透析液を温める熱交換装置として、血液等を袋体内部に形成された屈曲した流路を通過させ、流路を流れる血液等を外部の加熱装置により温めるものが知られている（下記、特許文献１参照）。この文献に記載の熱交換装置の袋体は、２枚の合成樹脂シートを重ね、周囲を溶着して袋状とし、合わせて内部の所定部分を熱溶着して、屈曲した流路を有するように形成される。

特許第４１５６５７１号明細書

熱溶着により内部の屈曲流路を形成するためには、流路の形状に合わせて複雑な形状の金型を製作する必要がある。また、溶着工程においては、上下の金型をずれなく合わせて合成樹脂シートを挟む必要がある。したがって、金型の製作コストが高く、また維持、管理に要する労力も多いという問題があった。このため、袋体が高価となっていた。

本発明は、簡易な構成の袋体でも使用することが可能な医療用の熱交換装置を提供することを目的とする。

本発明の医療用の熱交換装置は、患者に注入する注入液や浄化された血液や血漿、または透析液を温める医療用の熱交換装置であって、前記注入液、血液、血漿または透析液の流入口及び流出口を有する袋体を挟持する対をなす挟持板と、対をなす挟持板の少なくとも一方に備えられた加熱器と、を含み、少なくとも一方の挟持板の袋体を挟持する面には凹凸が設けられ、袋体を挟持することによって、前記凹凸により袋体内部に屈曲した流路が形成されている。

挟持板により挟むことにより屈曲流路が形成されるようにしたことにより、袋体自体には屈曲流路を形成しなくて済み、袋体を安価に作製できる。

本実施形態の医療用の熱交換装置の概要を示す斜視図である。凹凸板の構成を示す正面図である。袋体が挟持板により挟まれた様子を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を、図面に従って説明する。図１は、本実施形態の医療用の熱交換装置１０の概要を示す斜視図である。熱交換装置１０は、袋体１２を挟持する２枚の挟持板１４，１６を有する。２枚の挟持板１４，１６は、ヒンジ部１８で結合されている。一方の挟持板を基体挟持板１４、他方を蓋挟持板１６と記す。袋体１２は、使用ごとに廃棄される。

袋体１２は、２枚の合成樹脂等のシートを、２個の管２０，２２をシート周縁部において挟むようにして、周囲を貼り合わせたものである。シート周囲を貼り合わせただけであるため、内側には、シートの外形を若干小さくした単純な外形の内部空間２４が形成される。管２０，２２は、内部空間２４まで達するように配置され、袋体１２の内部空間２４と外部を連通する。下側に位置する管２０より、流体が袋体１２内部に流入し、上側に位置する管２２より袋体１２内部の流体が流出する。したがって、管２０が流入口、管２２が流出口を規定する。

基体挟持板１４は、基板２６と、基板に設けられた凹部に嵌るように配置された凹凸板２８を含む。蓋挟持板１６も、蓋板３０とこれに設けられた凹部に嵌るように配置される凹凸板３４（図３参照）を有する。凹凸板２８は、図２に示すように、略方形の外形を有し、対辺から互い違いに凸条３２が延びている。蓋挟持板１６の凹凸板も同様の形状を有している。袋体１２を、基体挟持板１４の凹凸板２８が配置された部分に合わせて配置し、蓋挟持板１６を閉じて、二つの挟持板１４，１６により袋体１２を挟持する。このとき、二つの凹凸板２８，３４の凸条３２，３６により、袋体１２の内部空間２４を形成している部分のシートが密着されて流路３８が形成される。

図３は、二つの挟持板１４，１６により袋体１２が挟持された様子を示す図である。袋体１２は、前述のように周囲においては、２枚のシートが貼り合わされ、一体となっているが、内部は２枚のシートが別体となっている。この別々のシートを２枚の凹凸板２８，３４にそれぞれ設けられた凸条３２，３６により挟持し、密着させて、単純な形状であった内部空間２４を屈曲した流路が形成された空間とする。基体挟持板１４と蓋挟持板１６に設けられた凹凸板２８，３４の凹凸形状は、二つの挟持板１４，１６の合わせ面に対して対称となっている。これにより、それぞれの凹凸板の凸条３２，３６の位置が一致して袋体１２を適切に挟持することができる。そして、流体を送り込むことにより内圧がかかり、袋体１２は、凹凸板２８，３４の凸条の間の溝の部分に密着し、流路３８が形成される。なお、凹凸板２８，３４の形状は、合わせたとき、凸条の位置が一致すればよく、溝の深さ等は異なっていてもよい。極端には、二つの挟持板の一方にのみ凹凸板が設けられ、他方は平面であっても良い。

図２に示すように、凸条３２，３６は、左右の辺から互い違いに延び、その先端は、反対側の対辺には達していない。このため、袋体１２の内部空間２４は、屈曲または蛇行した流路を有する空間として形成される。この屈曲流路の一端に管２０によって流入口が形成され、他端に管２２により流出口が形成される。流路の直交断面において、凸条の角部分は、袋体１２を傷つけないように十分な大きさの半径を有するようにされる。また、流路の底の隅となる凸条の元の隅部分は、袋体１２が密着するように大きな半径が付けられている。なお、凸条の角部および隅部の半径Ｒは、例えば、０．５〜５ｍｍ程度に設定される。

全ての凸条の形状は、根元から先端に行くに従い細くなる形状を有する。特に、下辺が水平よりも、先端に行くに従い上方に向かうように傾いている。これは、以下の効果を生む。袋体１２にエアが入った場合、エアは軽いため、流路中央より凸条の下辺に沿って流れる。この下辺が、水平よりも上方に傾いていることで、エア自身の浮力によって流れ方向へのベクトルが生まれ、内部を流れる流体の流速が遅い場合でも、エアが流れやすくなる。これは、袋体１２内部にエアが入った場合でも、そのエアが外部に流れやすいことを意味する。袋体内部にエアが滞留すると、内部を流れる流体と、加温面の接触面積を減少させることとなり、これは加温効率を悪化させる要因となる。凸条を上記形状とすることで、エアの滞留を生じにくくし、それにより加温効率の悪化を防止できる。

基体挟持板１４と蓋挟持板１６には、加熱器が内蔵されており、これにより二つの挟持板、特に凹凸板２８，３４が所定の温度に維持されて、袋体１２内を流れる流体を温める。加熱器は、基体挟持板１４と蓋挟持板１６のいずれか一方に配置するようにしてもよい。

袋体１２を形成するシート、管は、ポリ塩化ビニルなどの熱可塑性樹脂により形成することができ、この場合、シートの貼り合わせは熱溶着を利用することができる。また、袋体１２は、２枚のシートを貼り合わせたものに限らず、他の手法、例えばブロー成形によって袋状に形成されたものを用いることもできる。

医療用の熱交換装置の袋体が内部を流れる流体の圧力により破袋する場合、流路の屈曲部分が破れるが、本実施形態の袋体は、屈曲部を含む流路を形成されていないため、破袋し難いものとなっている。また、２枚のシートを貼り合わせて袋体を形成する場合には、周縁付近のみ貼り合わせればよく、金型の製造コストを抑制することができる。また、製造された袋体の点検が容易であり、労力の削減が期待できる。また、袋体の形状が簡単なため、歩留まりの向上が期待できる。また、袋体１２と、凹凸板２８，３４が密着するため、伝熱面積が大きくなり熱交換効率の向上が期待できる。

１０熱交換装置、１２袋体、１４基体挟持板、１６蓋挟持板、２０管（流入口）、２２管（流出口）、２４内部空間、２６基板、２８，３４凹凸板、３２，３６凸条、３８流路。

Claims

患者に注入する注入液や浄化された血液や血漿、または透析液を温める医療用の熱交換装置であって、
前記注入液、血液、血漿または透析液の流入口および流出口を有する袋体を挟持する対をなす挟持板と、
対をなす挟持板の少なくとも一方の挟持板に備えられた加熱器と、
を含み、
少なくとも一方の挟持板の袋体を挟持する面には凹凸が設けられ、袋体を挟持することによって、前記凹凸により袋体内部に屈曲した流路が形成される、
熱交換装置。