JPS60500005A - 伝達膜装置 - Google Patents

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】 伝　達　膜　装　置 本発明は、一方が血液であるような２つの流体の間で熱又は質量を伝達膜を介し て移動させるための装置に関する。一方の流体が血液の場合、もう一方の流体は 、血液オキシジェネータのケースでは酸素であり、透析器のケースでは透析液で あり、血液用熱交換器のケースでは適当な温度の水である。

本発明は、特に、多数の平行なチャネルを有し、各チャネルは２つの接近して配 された伝達膜の間に形成された第１の流体のための第１のコンジットを含み。

各伝達膜の外側面は第２の流体のための第２のコンジットが各伝達膜と支持プレ ートの間の第１のコンジットの各サイトにそれぞれ設けられるようにプロフィー ル支持プレートに対して支持されるごとき装置に関する。支持プレートは各対の 隣接支持プレート間で２重となった伝達膜とともにスタックを形成するように離 間して配されている。

この種の装置の従来の商業用構成において、第１の流体のための入口マニホール ドはスタックの前部の幅全体を横切って取付けられ、第１の流体のための出口マ ニホールドはスタックの背部の幅全体を横切って取付けられ、第１の流体は入口 マニホールドから、隣接し対をなす伝達膜の間にて細長の断面を有する平行な第 １のコンジットを通って出口マニホールドへと流れていた。第゛ｌ及び第２の流 体のためのコンジットは、支持プレートの各面上に伝達膜のシートを設けるため に、すなわち隣接し対をなすチャネルの各々に１つの伝達膜のシートを設けるた めに、各支持プレートを伝達膜物質で覆うことにより分離される。シールは、二 重シートの端部な各プレートの前端または後端のスロットに押込むことにより達 成されている。これは第１のコンジットの入口または出口の端部に隙間を与え、 第１の流体が血液のときには血液の淀み及び凝固を早めてしまう。スタックの前 部及び後部に入口及び出口マニホールドをそれぞれ設けると第１の流体の送りこ みがやっかいとなる。

本出願人は、多数の平行なチャネルを有し、各チャネルは２つの接近して配され た伝達膜の間に形成された第１の流体のための第１のコンジットを含み、各伝達 膜の外側面は第２の流体のための第２のコンジットが各伝達膜と支持プレートの 間の第１のコンジットの各サイドにそれぞれ設けられるようにプロフィール支持 プレートに対して支持され、支持プレートが各対の隣接支持プレート間で２重と なった伝達膜とともにスタックを形成するように離間して配された伝達膜装置に おい１、伝達膜は蛇腹状に折たたまれた伝達膜物質からなる連続ウェブの一部と して設けられ、第１の組の折りたたみラインはそれぞれ各支持プレートの前端付 近を延び、第２の組の折りたたみラインはそれぞれスタックの後部近傍にて各第 １のコ°ンジットを閉塞し、各第１のコンジットは、スタックの前部に沿うはＣ 中間位置からスタックの後部近傍の折りたたみラインに向け、該ラインまでは達 しないところまで延びる幅狭の領域に沿ってシールされ、それによって各第１の コンジットはは（（Ｊ字状どなり、スタックの前部の一方側からスタックの後部 に向けそしてスタックの後部を横切ってスタックの前部のもう一方側に戻るよう に延び、あるいはＷ字状となり、第１の流体のたーめの入口及び出口マニホール ドをスタックの前部を横切って互い並んで設けるようにして、質量若しくは熱伝 達またはフィルタ装置におけるこれらの問題を解決するようにした。

このような構成によれば、第１の流体の木質的な人出部をスタックの前方に設け ることができ、支持プレートの前端付近を延びる伝達膜の折りたたみラインが入 口マニホールドから各第１のコンクｙｌ−への第１の流体のための整形された入 口部を与えると共に各第１のコンジットから出口マニホールドへの第１の流体の ための整形された出口部を与える。これにより、第１の流体が血液である場合の 淀みの問題が著しく減少する。

それぞれの第１のコンジットにおける膜物質の内側表面にはディンプルのごとき くぼみが繰返し形成され、第１の流体は平均的流れに重畳した脈動流成分により 第１のコンジットを通って送りこまれ、英国特許第１．４４２．７５４号に記載 されているように第１のコンジット内の第１の流体の濃混合を促進する。

この場合、膜内のくぼみは穿孔することによりあるいは対応するプレートのプロ フィールへの膜物質の伸長により形成することができる。

第２の流体は、第１のコンジットの各サイドに形成され該サイドに重なっている 同様なＵ字状コンジットを通って第１の流体の平均的流れと反対に流れるのが好 ましい。この場合、所望のときには、第２の流体のための入口及び出口マニホー ルドはスタックの前部付近のスタックの両側部で第２のコンジットを連結される 。

以下本発明による装置の一例を添付図面を参照して説明するが、これらの図面に おいて、第１図は上記装置の拡大した断面側面図、第２Ａ図は上記装置に使用さ れる平面図、°第２Ｂ図は上記装置に使用されるプレートの平面図、第３図は膜 の一部をより詳細に示す平面図、第４図は膜のための支持プレートの一部をえた 第１図に示す装置の一対のプレートの詳細断面図である。

第１図に示す装置は人工肺の一部を形成するもので、１該顯ｆｉｎ−５００００ ５（３） 入口２及び出口３を備えた矩形ハウジング１を有している。血液はこの入口２及 び出口３を介してハウジング１を出入りする。ゴム製シール部４°、を有し壁に より分離されたマニホールド４は、ポリプロピレン微孔質膜６により形成される Ｕ字状コンジット５のスタックに血液を供給することを可能にする。膜６は、ス タックされ間隔をおいて配された複数のプレート７の間及びそれらの前部付近の 折りたたまれた通路に設けられている。各プレート７はポリカーボネートより射 出成形され、テーパのついた前端部８を有している。この前端部８は、膜６によ りプレート７間に一形成されたＵ字状コンジット５に対して、整形された入口部 及び出口部を提供する。

第４図及び第５図により詳細に示すように、各プレート７には部分的に球状の複 数のくぼみ９が形成されており、これらのくぼみ９はプレートの前部付近の位置 からプレートの後部より十分離れた位置まで列をなして延びている。第２Ｂ図及 び第４図に示すように、隣りあった列にあるくぼみ９は緊密にバックされ、隣り あったくぼみは、隣りの列が列内の隣接するくぼみの中心間の距離の半分だけず れた状態でほぼ等間隔に離間している。各列に沿ったくぼみ９は、該〈ぼみ９と 同じ深さ、に形成された溝１０によって連結されている。簡潔化のために、第１ 図では上方の一対のプレートにしかくぼみ９は示されておらず、またこれらのく ぼみは概略的に示されている。第４図及び第５図はくぼみ及び溝の形態をより大 きいスケールでより正確に示し゛ている。

酸素を溝１０及びくぼみ９に供給するために、マニホールド孔２０が第２Ｂ図に 示すように各プレート７の前方端に形成されている。溝ｌＯ′　はマニホールド 孔からスロット１０の前方端に酸素を供給し、一方、溝１０”はプレート７の後 部を横切ってＵ字状コンジットの両サイド間に酸素を供給する。

膜６は第１図に示すようにプレート７の間の折りこまれた通路に設けられ、各コ ンジット５は第２図に詳細に示すようにＵ字状をなしている。第２図は膜６によ り形成されるコンジットの一方側を示す平面図である。膜６はゴム製ガスケット によりプレート間に支持される。ガスケットは２つの膜の部分を押圧し、これら の部分を圧搾してシールを形成する。１１．１２はコンジットを形成するシート 膜６の両端の折りたたみラインであり、膜６はプレートのスタックの前部及び後 部にてこれらのラインのまわりにそれぞれ折りたたまれている。第２図の矢印Ｂ は、各対のプレート７の間に設けられている膜６の２つの重なりあった領域によ り形成されるコンジット内の血液の入口及び出口マニホールドからの又はこれら のマニホールドへの疏路を示す。長手状に延びる領域１３において、膜にはコン ジットから外側に向かう小さな複数のくぼみ（ディンプル　）１４が形成されて いる。これらのディンプル１４は、プレート７のくぼみと同様、長芋状に延びる 列をなすごとく設けられている。隣りあう列はディンプルの中心間の距離の半分 だけそれぞれずれている。ディンプル１４は膜が折りたたまれプレート７ととも にスタックされる前に該膜に形成されるのが好ましいが、膜が熱可塑性物質によ り構成されるときは、膜がくぼみ９内に伸長してディンプルを形成するように最 初のアセンブリングの後に例えば熱水を圧力下でコンジット中を通過させること により、平らな膜から形成可能であることがわかる。

長手状リブ１５はディンプルが形成された隣接する長手状部分１３を分離する。

一方、膜の中央には幅広のリブ１６が形成されている。コンジットの各サイドを 形成する膜６の２枚のシート部分は、血液のためのほぼＵ字状通路を形成するよ うにリブ１６に沿って互いにシールされる。各プレート７はリブ１６とほぼ同じ 長さの対応リブ（図示せず）を有しており、隣りあうプレートの対向するリブは リブ１６に沿ったシールを形成するように対向するリブの間にて膜を圧搾する。

コンジットの各側部１７も同様に、隣りあったプレート７の対向する側部の間に てシールされ、コンジットの端部がシールされる。

第２図の矢印Ｏで示すように人工肺を通る酸素の流れは各コンジット５のまわり のＵ字状通路に従い、酸素は、孔２０から供給され、溝１０゛、ディンプル１４ の下側を通り、更にくぼみ９及び溝１０を通り、そして溝１０”を通ってくぼみ のないコンジット部分１８を横切り、他方側の同様な通路を通って戻る。酸素は 適当なダクト（図示せず）を介して孔に供給される。

図示の例では、膜６のディンプル１４及びくぼみ９は、第５図に示すようにディ ンプル１４の一部がくぼみ９内に延びるごとく互いに整列して設けられている。

ディンプル１４とくぼみ９の各々はほぼ１．５ｍ■の径を有し。

ディンプル１４は０．５ｓ＋ｉの深さ、〈ぼみ９はｌａｍの深さを有し、溝１０ はＯＪｍ厘の幅とくぼみ９と同じ深さすなわちｌ■の深さを有する。プレート７ のくぼみが形成されている部分はＱ、５ｍｍ離間している。

使用時には、血液は、好ましくは例えば一対のロール−タ゛イアフラム拳ピスト ンポンプ（ｒｏｌｌｉｎｇ−ｄｉａｐｈｒａｇ＋ｗｐｉｓｔｏｎ　ｐｕｍｐｓ　 ）により脈動流で人工肺に送り込まれる。このピストンポンプは各マニホールド 内に設けることができ、人工肺内に振動血流を生じさせるために互いに逆相で作 動させることができる。このようにして血液は、折りたたまれた膜６により形成 されたコンジッｌ−５を通って複数のＵ字状通路内を流れる。血液はコンジット ５中を平均流速で流れるが、重畳した往復成分は血液を交互に加速、減速し、こ れによって血液の良好な混合及び血液と伝達膜の間の良好な接触を促進するべく 渦を生じさせる。同時に酸素はハウジン’ｊ込ＢｔｆＧＯ−５００００５（４） グを通って血液の流れとは反対方向に一定流で、膜とプレート７により形成され たコンジット５の間のＵ字状通路内に送り込まれる。この酸素の逆方向の流れは コンジットの膜壁を介する良好な伝達を生じさせる。

手続補正書（方式） 昭和５９年１１月１日 特許庁長官　志賀　学殿 １　事件の表示 ＰＣＴ／ＧＢ　８３１００３２５ ２　発明の名称 伝達膜装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名称　ベルハウス　プリアン　ジョン ４代理人 住所　〒１０５　東京都港区西新橋１丁目５番１２号タンパビル５、補正命令の 日付　昭和５９年１０月２３日（発送日）６　補正の対象 図面翻訳文 ７補正の内容 図面翻訳文（内容に変更なし）を別紙のとおり補正する。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．多数の平行なチャネルを有し、各チャネルは２つの接近して配された伝達膜 （６）の間に形成された第１の流体のための第１のコンジット（５）を含み、各 伝達膜の外側面は第２の流体のための第２のコンジットが各伝達膜と支持プレー ト（７）の間の第１のコンジット（５）の各サイドにそれぞれ設けられるように プロフィール支持プレート（７）に対して支持され、支持プレート（７）が各対 の隣接支持プレート（７）間で２重となった伝達膜とともにスタックを形成する ように離間して配された伝達膜装置において、伝達膜（６）は蛇腹状に折たたま れた伝達膜物質からなる連続つ。 ブ（６）の一部として設けられ、第１の組の折りたたみライン（１１）はそれぞ れ各支持プレート（７）の前端付近を延び、第２の組の折りたたみライン（１２ ）はそれぞれスタックの後部近傍にて各第１のコンシフ）（５）を閉塞し、各第 １のコンジット（５）はスタックの前部に沿うは（中間位置からスタックの後部 近傍の折りたたみラインに向け、該ラインまでは達しないところまで延びる幅狭 の領域（１６）に沿ってシールされ、それによって各第１のコンジット（５）は は１″Ｕ字状となり、スタ、りの前部の一方側からスタックの後部に向けそして スタックの後部を横切ってスタックの前部のもう一方側に戻るように延び、ある いはＷ字状となり、第１の流体のための入口及び出口マニホールドがスタックの 前部を横切って互い並んで設けられていることを特徴とする伝達膜装置。 ２、支持プレート（７）の前端付近を延びる伝達膜（６）の折りたたみライン（ １１）が入口マニホールド（４）から各第１のコンジット（５）への第１の流体 のための整形された入口部を与えると共に各第１のコンジット（５）から出口マ ニホールド（４）への第１の流体のための整形された出口部を与えることを特徴 とする請求の範囲第１項に記載の伝達膜装置。 ３、一対の同様なＵ字状コンジットが、伝達膜（６）と隣接支持プレート（７） との間にて各第１のコンジット（５）の両側にこれと重なるように形成されてい ることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載の伝達膜装置。 ４、第２の流体のための入口及び出口マニホールドがスタックの前部近くのスタ ックの両側方において第２の流体のための第２のコンジットに連結されることを 特徴とする請求の範囲第３項に記載の伝達膜装置。 ５、第１のコンジット（５）の各サイドの伝達膜が緊密にパックされたディンプ ル（１４）の規則正しい列を他の伝達膜と面する表面に有することを特徴とする 請求の範囲第１項〜第４項のうちのいずれか一項に記載の伝達膜装置。 ６．１つの伝達膜内のディンプノυ（１４）の各々が他の伝達膜内の同様なディ ンプル（１４）と面していることな特徴とする請求の範囲第５項に記載の伝達膜 装置。 ７．各伝達膜のディンプル（１４）が第１のコンジット（５）を通る平均流の方 向に沿って互いに並ぶ列をなして延びるように設けられ、各列内のディンプル（ １４）は隣りの列のディンプルと横方向に巣状となるように隣りの列に対してデ ィンプル間距離の半分だけ長さ方向にずれていることを特徴とする請求の範囲第 ５項または第６項に記載の伝達膜装置。 ８、支持プレート（７）のプロフィール表面に伝達膜（６）のディンプルと整列 する球状のくぼみ（９）が形成されていることを特徴とする請求の範囲第５項〜 第７項のうちのいずれか一項に記載の伝達膜装置。 ９、支持プレート（７）のくぼみ（８）が溝（ｌＯ）により相互連結されている ことを特徴とする請求の範囲第８項に記載の伝達膜装置。 １０、支持プレート（７）のくぼみがアセンブリに沿った平均的流れの方向に沿 う長手状の列をなして設けられ、溝ｌＯが各列の１つのくぼみと次のくぼみとを 相互連結することを特徴とする請求の範囲第９項に記載の伝達膜装置。