JPS61501279A - 物質移動装置のための熱交換器 - Google Patents
物質移動装置のための熱交換器Info
- Publication number
- JPS61501279A JPS61501279A JP60500751A JP50075185A JPS61501279A JP S61501279 A JPS61501279 A JP S61501279A JP 60500751 A JP60500751 A JP 60500751A JP 50075185 A JP50075185 A JP 50075185A JP S61501279 A JPS61501279 A JP S61501279A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fluid
- core
- heat exchanger
- mass transfer
- hose
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 109
- 239000008280 blood Substances 0.000 claims description 32
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 claims description 32
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 29
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 29
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 230000001706 oxygenating effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims 7
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 8
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 239000008236 heating water Substances 0.000 description 2
- 101100394497 Caenorhabditis elegans toe-1 gene Proteins 0.000 description 1
- 241000723436 Chamaecyparis obtusa Species 0.000 description 1
- 206010011224 Cough Diseases 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002991 molded plastic Substances 0.000 description 1
- 230000009972 noncorrosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 238000006213 oxygenation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 210000002784 stomach Anatomy 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- 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
- A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
- A61M5/44—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests having means for cooling or heating the devices or media
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/24—Arrangements for promoting turbulent flow of heat-exchange media, e.g. by plates
-
- 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
- A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
- A61M2205/36—General characteristics of the apparatus related to heating or cooling
- A61M2205/366—General characteristics of the apparatus related to heating or cooling by liquid heat exchangers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Anesthesiology (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Hematology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
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】
物質移動装置のための熱交換器
伎丘立此
本発明は新規な熱交換器および該熱交換器の新規な製作方法に関する0例証具体
例の熱交換器はオキシジエネーターまたは透析器のような物質移動装置と共に使
用することができ、そしてそれは該物質移動装置ハウジング内に包囲されること
ができる。
且見茨玉
物質移動装置ハウジングが血液の温度を制御するための熱交換器を包囲している
、オキシジエネーターおよび透析器のような物質移動装置が知られている0例え
ば、血液オキシジエネーターと熱交換器との組合わせが米国特許第3,764,
217号に開示されている。
本発明の熱交換器は多数の異なる分野で使用することができるが、そして限定を
急回するものではないが、簡単化のため本発明の熱交換器は、ここでは血液オキ
シジェネーター中に使用されるものとして記載されるであろう。使い捨て血液オ
キシジエネーターは患者の血液の酸素化に関連して今日広く使用されており、そ
して本発明は中でもこの使用分野に理想的に通している。
便い檜で血液オキシジエネーターは、比較的コンJ、イクトであり、低いプライ
ム容積を持ち、製造が容易であり、そして比較的低コストを有することが望まし
い。使い捨て血液オキシジヱネーターに関して使用される熱交換器は、相互に熱
交換関係にある流体の実質上均一な流れを可能とすることが重要である。該オキ
シジェネーターおよび熱交換器は、単一ユニットとして形成されること、熱交換
器はオキシジエネーター繊維束のような酸素化媒体に接近して位置すること、そ
して熱交換器は比較的低い圧力低下をも、って高い効率をt寺つことも望ましい
。
本発明は上記の特性および能力を持っている熱交換器を提供する。
主光匪q芙元
本発明に従い、内側および外側を有し、そ巳て高い熱伝導度を有する波形金属で
形成されたコアを備える熱交換器が提供される。コアの波形のめいめいは、外側
と、連続した第1の側壁と、連続した内壁と、そして連続した第2の側壁とを儂
える。第1および第2の側壁は相互に実質上平行であり、複数の波形が連続して
反復する。
血液のような第1の流体がコアの外側へ導入される。水のような第2の流体はコ
アの内側へ導入される。第1および第2の流体は相互に関し熱交換関係にあり、
そして流体の流れは波形の実質上平行な第1および第2の側壁のために実質上均
一である。
例証具体例においては、コアは可廃性金属ホースを用意し、咳可撓性金属ホース
を焼鈍し、焼鈍したホースを圧縮し、そして圧縮したホースをそのもとの長さよ
りは実質上短いが、しかし圧縮時のその長さより長い長さへ引き伸ばす工程によ
って形成される。これらの工程は波形の壁の実質的平行性を提供し、流体の実質
上均一な流れを可能とすることが判明した。
例証具体例においては、第2の流体はコアの内側に位1するマニホールドを通っ
て流れる。該マニホールドは一般にS字形断面形状を備える。咳S字形は対向端
を有する中間壁と、その一端から他端へ向かって延びるがしかし第1のスロット
を形成するようにそれから離れている第1のカーブした部材と、そして他端から
前記一端へ向かって延びるがしかし第2のスロットを形成するようにそれから離
れている第2のカーブした部材によって形成される。第2の流体は中間壁の片側
と第1のカーブした部材とによって区切られた第1のチャンバー中へ導入される
。この!3様において、第2の流体は中間壁の反対側と第2のカーブした部材と
によって区切られた第2のチャンバーから出て行くであろう。
例証具体例においては、装置ハウジングが物質移動媒体とそして離れた熱交換器
を包囲している物質移動装置が提供される。物質移動媒体は、血液のような第1
の流体と、酸素のような第3の流体との間の物質移動を可能とするように作動す
る。該物質移動装置は、前記した熱交換器を包み、そして熱交換器を通過した血
液のような第1の流体を熱交換器から物質移動媒体の一区域へ運搬するための手
段が設けられる。酸素のような第3の流体は、物質移動が起こることを可能とす
るように物質移動媒体の他の一区域へ導入される。
本発明の一興体例において、設置され、そしてコアの内側に位置する第2の流体
のマニホールドは、第1の部材によって区画された第1のチャンバーと、そして
第2の部材によって区画された第2のチャンバーを含む。第2の流体は最yJ第
1のチャンバー中へ導入され、そして第2の流体は次に第1のチャンバーから第
2のチャンバ。
−へ誘導される。第2の流体が第1のチャンバー出る時第2の流体の乱流を発生
させるための手段が設けられる0例証具体例においては、第1の部材および第2
の部材は、第1のチャンバーおよび第2のチャンバー間に開口を形成する。スク
リーン部材が第1のチャンバーと第2のチャンバーの間に位置する。
本発明に従い、熱交換器を製作する方法が提供される。該方法は、可撓性金属ホ
ースを用意し、咳可撓性金属ホースを焼鈍し、その後で焼鈍したホースを圧縮し
、その後で圧縮したホースをそのもとの長さより実質上短いがしかし圧縮時のそ
の長さよりも長い長さへ引き伸ばす工程を含む。
本発明のさらに詳しい説明は以下の記載および請求の範囲に提供されており、添
付図面に例証される。
m已11象嵌朋=
第1図は、本発明の原理に従って構成した物質移動装置の明瞭化のため一部を破
断した斜視図である。
第2図は、第1図の物質移動装置に使用する熱交換器の分解斜視図である。
第3図は、第2図の熱交換器に使用する流体マニホールドの顆路斜視図である。
第4図は、本発明の原理に従って構成した熱交換器の、簡単化の −ため鎖線で
一部を示した正面図である。
第5図は、少し修飾した物質移動装置の断面正面図である。
第6図は、第5図の線6−6の平面に沿って取った、第5図の物質移動装置の断
面図である。
第7図は、熱交換器コアを製造するプロセスを構成する工程のフローチャートで
ある。
第8a図は、金泥厚みを示すことなく、高圧可撓性ホースの断面の概略図である
。
第8b図は、第8a図のホースから製作した熱交換器コアの断面の概略図であり
、第8b図の下の図は第8b図の上の間の大きく拡大したセクションである。
第9図は、本発明の他の形に従った熱交換器のための流体マニホールドの端面図
であり、矢印線をもって流体の流れを示している。
第10図は、第9図のマニホールドの斜視図である。
第11図は、別々のマニホールドの斜視図である。
[の;0な日
図面を参照すると、血液オギシジエネーター環境に使用した、本発明の原理に従
って構成された熱交換器が開示されている。第1図の明瞭化のため一部を破断し
た斜視図において、オキシジエネータ−20は、血液入口として使用するための
第1の流体人口24と、血液出口として使用するための第1の流体出口26と、
水入口として作動する第2の流体人口28と、水出口として作動する第2の流体
出口30と、酸素入口として作動する第3の流体人口32と、そして酸素出口と
して作動する第3の流体出口34を持った、成形プラスチックハウジング22を
含んでいる。ハウジング22は熱交換器38を包囲する下部36を有する。
第1ないし6図を参照すると、熱交換器38はコア40と、マニホールド42と
、端部キャンプ44と、入口ポート46と、そして出口ボート4日とを含む、第
5図および第6図には、オキシジェネータ−20′が図示されている。オキシジ
エネータ−20’ は第1図のオキシジェネータ−20へ類似であるが、しかし
血液人口24“および血液出口26゛は、第1図におけるようにオキシジェネー
ターの側部にある代わりに、オキシジエネーターの頂部にある。
第1図および第5図に最も明瞭に図示されているように、通路50が熱交換器3
8を物質移動媒体52の外側へ連結する0例証具体例においては、物質移動媒体
52は、この分野で良く知られているように、プラスチックコア54のまわりに
巻かれたチューブ形の中空繊維束よりなる0、中空繊維束52はその端部におい
てボッティングコンパウンド56によってカプセル化されているが、中空繊維の
両端はこの分野で良く知られているように、酸素流路を形成するため開いている
。ハウジング端部キャップ58および60は、物質移動装置アセンブリの端部を
固着する。
血液通路は、入口24へ入り、熱交換器の外をまわり、中空繊維束38の外をま
わり、そして出口26から出る。冷却および/または加熱水は、入口ポート46
を経て入口28中へ、マニホールド42を通って熱交換器コア40の内側へ、そ
して出口3oおよび出口ボート48の外へ流れる。酸素は入口32および繊維束
中へ入り、そして出口34の外へ流れる。
入口水ホース(図示せず)および出口水ホース(図示せず)をそれぞれ入口ポー
ト46および出口ボート48をもっと効果的に接続し、そしてもれを避けるため
、スナップオンカフブリング62および波形部分64が入口ボート46に形成さ
れる。スナップオン部分62は水ホースを入口ボート46上にスナップオンする
ことを可能とし、そして波形部分64は入口ポート46が接続および取扱いを容
易にするため曲げられることを可能とする。間様に、出口ボート48には、出口
ホースを出口ボート48へ速く連結することを可能にし、そして出口ボート4日
が接続および取扱いを容易にするため曲げられることを可能とするため、スナッ
プオン部分66および波形部分68が形成される。
本発明の熱交換器コア40は新規であり、そして相互に熱交換関係にある流体の
実質上均一な流れを可能とするために効果的であることが判明した。熱交換器コ
ア40の構成およびその製作方法を第7〜8図を特に参照して以下に説明する。
熱交換器コア40は、エンジンコンパートメント内に冷却流体を運搬するための
可撓性金属ホースとして使用するため、自動東部品ストアでしばしば売られてい
るタイプの、高圧可撓性金属ホースからつ(られる。例証具体例においては、可
撓性ホースの外径は2インチ(5,08cQI)であり、内径は1.5インチ(
3,81cm)である。
典型的には、この可撓性金属ホースは1インチ(2,54(:11)当たり約6
個の波形をもって波形もしくはひだが付けられている。
この可撓性金属ホースの一部の破断した拡大擺略図が第8a図に提供されている
。第8a図を参照すると、各波形の側壁70.72は互いに平行ではないことが
見られる。第83および8b図は現寸ではな(、概略図のみであることを注意す
べきである。
熱交換器コア40を製作する工程が第7図に図示されている。上に記載した可撓
性ホースが用意され、そしてそれがオーブン中で焼鈍される。焼鈍されたホース
は冷却され、そして次にそのもとの長さの5%から25%の間へ、好ましくはそ
のもとの長さの約20%へ圧縮される。その後で、その圧縮された長さの1.5
倍ないし3倍へ、好ましくはその圧縮された長さの約2倍へ引き伸ばされるよう
に、両端が引張られる。次にマニホールド42が熱交換器コア中へ挿入され、そ
の後端部キャンプおよびボートが接続され、第4図に示した熱交換器を形成する
ように溶接される。
可撓性金属ホースが圧縮される時、αり壁7o、72はまだ曲線状で、相互に平
行ではない。これは、流れはもっと開いた区域を好みそして比較的閉じた区域に
は不適当な流れが存在するために、望ましい均一な流れを阻害するであろう。可
撓性ホースはそのもとの長さの約20%へ圧縮されるが、しかしヘアピンタイプ
形状のため流れはもっと制限される。しかしながら、我々は圧縮後、可撓性ホー
スをその圧縮した長さの1.5倍ないし3倍へ、好ましくはその圧縮した長さの
2倍へ引き伸ばす時、側壁70.72は相互に対して実質上平行になり、実質上
均一な流れを持ったもっとコンスタントな容積を与えることを発見した。第8b
図を参照すると、得られる熱交換器コアは、各波形が外壁76と、連続している
第1の側壁70と、そして連続している第2の側壁72とを有し、第1の側壁7
゜と第2の側壁72とは互いに実質上平行である、複数の連続している波形74
を含んでいることを見ることができる。
例証具体例においては、もとの可撓性ホースの長さは22インチ(55,88a
lI)であり、それは1インチ(2,54cI11)当たり約61固の波形を持
っていた。この可撓性金属ホースは高い熱伝導度を育するステンレス鋼またはア
ルミニウムのような非腐食性物質でつくられており、そしてそれはオーブン巾約
]、OOO’Fにおいて焼鈍された。焼鈍されたホースは次にオーブンから取り
出され、空冷され、そして次に4インチ(10,16CIm)の長さへ圧縮され
、その状態でホースは1インチ(2,54cm)当たり約33個の波形を持って
いた。
圧縮された金属ホースは次にその長さが7.3インチ(19,05C!l)とな
り、1インチ(2,54C11)当たり約18個の波形を持つように引き伸ばさ
れた。
第2図および第3図を参照すると、熱交換器コア4o中へ挿入されるマニホール
ド42が図示されている。マニホールド42は、入口28から出口30 (第1
図)へ流れる第2の流体を分布するように作動する。マニホールド42は一般に
S字形断面形状を有し、酸S字形は対向端82.84を有する中間壁80によっ
て形成されている。第1のカーブした部材86は端部82から他の端84へ向か
って延びるが、しかし第1の縦方向スロット88を形成するようにそれから離れ
ている。第2のカーブした部材9oは端部84から端部82へ向かって延びるが
、しかし第2の縦方向スロット92を形成するようにそれから離れている。第2
の流体、すなわち水は、中間壁80の一方の側80aと第1のカーブした部材9
4とによって区切られた第1のチャンバー94中へ導入される。第2の流体はチ
ャンバー94に入り、スロット88を出て、カーブした部材86および96の外
を矢印96.97の方向にまわってスロット92を通り、そして矢印99,10
0の方向にチャンバー98へ入り、チャンバー98を通ってチャンバー98の外
へ流れるであろう、チャンバー98は中間壁80の側80bと、カーブした部材
90とによって区切られる。
冷却または加熱用水は熱交換器コア40の内側壁上を流れ、そして血液はその外
側壁上を流れることが見られる。熱交換された血液は次に物質移動区域へ流入し
、そこで酸素化され、酸素化された血液は血液出口26を通って°出て行く。
本発明の他の形においては、乱流を与えるための器具が用いられる。乱流下にお
ける熱移動は、乱流で誘発された混合により、層流下における熱移動よりも著し
く大きい。この目的のため、乱流発生器が第9〜11図に図示されており、咳乱
流発生器はより大きい総熱移動を達成することを意図する。
第9および10図を参照すると、第1のチャンバー104と、第2のチャンバー
106とを備えるマニホールド42′がそこに図示されている。第1のチャンバ
ーは、同一線上の離れたスロット110の列を備えた平坦なベース108を有す
る第1の部材によって形成される。スロットの全部が図示されていないが、第9
および10図の具体例においては、4個ないし10個のスロット110が存在し
得る。第1のカーブした部材112はベース108の端114から延び、第2の
カーブした部材116はベース108の端118から延びている。カーブした部
材112および116は互いに向かって延びるが、しかし縦方向スロー/ ト1
20を形成するように相互に離れている。
第2のチャンバー106は第2のベース部材122と、その8126から延びて
いる$3のカーブした部材124とによって形成される。第4のカーブした部材
128はベース122の端130から延び、第3および第4のカーブした部材1
24および128は相互に向かって延びるが、しかし縦方向スロット132を珍
成するように相互から離れている。スロット132は、マニホールド42°のス
ロット420の反対側上にあり、そしてカーブした部材112゜116.124
および128の断面形状は実質上円形である。スクリーン136が所望の乱流の
発生を助けるためにベース108およびベース122の間に間挿される。マニホ
ールド42″は、マニホールド42(第2図)が熱交換器コア40内へ挿入され
る同じ6様で、熱交換器コア40中へ挿入される。水入口28 (第1図)がチ
ャンバー104への流入水を導入し、水の大部分はスロー/ ト120を通り、
マニホールドの外側(すなわち、熱交換器コアの内側壁)を矢印140,141
の方向にまわり、スロット132を通り、チャンバー106へ入り、そしてチャ
ンバー104の流入端と反対側のチャンバー106の端の外へ流れるであろう、
水のいくらかは、スロン)110を通って流れ、そしてスクリーン136を矢印
を付した流れライン144,145の方向に通過するであろう、この水は点14
6および147 (第9図)付近で流れに入り、実質上直角に流れに入り、乱流
を発生するであろう。
第11図には、マニホールド42”が図示されており、そしてそれはベース15
0と、ベース150の一端154から延びる第1のカーブした部材152と、そ
してベース150の@158から延びる第2のカーブした部材156とを含む上
方部材14日を含んでいる。カーブした部材152および156は相互に向かっ
てカーブしているが、しかし縦方向スロット160を形成するように離れている
0図示するように、−直線になったスロット162の列がカーブした部材156
とベース150との間の接続部に向かって第2のカーブした部材156によって
形成されている。同様に、第1のカーブした部材152は第1のカーブした部材
152とベース150との間の接続部に隣接して同一線上の複数のスロット16
4を備える。
第11図に図示した上方部材148は第1のチャンバー165を形成する。第2
のチャンバー167は、ベース168と、第3のカーブした部材170と、第4
のカーブした部材172とを含んでいる接続された下方部材149によって形成
される。カーブした部材170および172は相互に向かってカーブするが、し
かしスロット174を形成するように離れている。
水は上方部材148によって形成された第1のチャンバーへ流入し、水のいくら
かはスロット160を通って上方へ、そしてマニホールドの外側をまわり、スロ
ット174へ戻り、そして第2のチャンバーの外へ流れるであろう、第1のチャ
ンバー165からの水のいくらかは、スロット162および164を通って流れ
、流れに対し角度をもって外側の流れに入り、乱流を発生するであろう。
比較的コンパクトであり、低いプライム容積を持ち、製作が容易であり、そして
比較的低いコストを有する使い捨て血液オキシジエネーターが開示された0本発
明による熱交換器は、相互に熱交換関係にある流体の実質上均一な流れを可能と
する。
本発明の例証具体例を図示し、記載したが、本発明の新規な精神および範囲から
造成することな(種にの修飾および置換が当業者によって可能であることを理解
すべきである。
FIG、 8a
FIG、 9
国際調査報告
llllwsmw−187M p+ニア/[53q/C○127
Claims (39)
- 1.内側および外側を有し、高い熱伝導度を有する波形金属で作られたコアにし て、該コアの波形のめいめいは、外壁と、連続している第1の側壁と、連続して いる内壁と、連続ている第2の側壁とを含み、第1および第2の側壁は相互に実 質上平行であり、そして複数の前記波形が反復して連続している前記コアと、第 1の流体を該コア外側上に導入するための手段と、そして第2の流体を該コアの 内側へ導入するための手段とを備え、それにより第1および第2の流体は相互に 関して熱交換関係にあり、そして該流体の流れは波形の実質上平行な第1および 第2の側壁から起因して実質上均一であることを特徴とする熱交換器。
- 2.前記コアは、可撓性金属ホースを用意し、該可撓性金属ホースを焼鈍し、焼 鈍したホースを圧縮し、そして圧縮したホースをそのもとの長さより実質上短い がしかしその圧縮時の長さよりも長い長さへ引き伸ばす工程によって形成される 第1項記載の熱交換器。
- 3.焼鈍したホースを圧縮前に冷却する工程を含む第2項記載の熱交換器。
- 4.前記ホースはそのもとの長さの5%ないし25%へ圧縮され、そしてその圧 縮された長さの1.5倍ないし3倍へ引き伸ばされる第2項記載の熱交換器。
- 5.前記ホースはそのもとの長さの約20%へ圧縮され、そしてその圧縮された 長さの約2倍へ引き伸ばされる第4項記載の熱交換器。
- 6.前記ホースはインチ当たり約12ないし約24個の波形を有する第1項記載 の熱交換器。
- 7.前記コアは1インチ当たり約18個の波形を有する第6項記載の熱交換器。
- 8.前記コアの内側に位置する第2の液体のマニホールドを含み、該マニホール ドは一般にS字形断面形状を有する第1項記載の熱交換器。
- 9.前記S字形は、対向する端を有する中間壁と、一端から他端へ向かって延び ているがしかし第1のスロットを形成するようにそれから離れている第1のカー ブした部材と、そして他端から前記一端へ延びているがしかし第2のスロット形 成するようにそれから離れている第2のカーブした部材とによって形成されてお り、前記第2の流体導入手段は前記中間壁の一方の側と前記第1のカーブした部 材とによって形成された第1のチャンバー中へ第2の流体を導入するように作動 し、それによって第2の流体は前記中間壁の反対側と前記第2のカーブした部材 とによって形成された第2のチャンバーから出て行く第8項記載の熱交換器。
- 10.前記S字形は第2の流体が前記第1のチャンバーへ入り、前記第1のスロ ットを通り、前記第1および第2のカーブした部材の外側をまわり、前記第2の スロットへ入り、そして前記第2のチャンバーから外へ移動するように形成され ている第9項記載の熱交換器。
- 11.内側および外側を有し、高い熱伝導度を有する波形金属で作られたコアと 、 第1の流体を前記コアの外側へ導入する手段および第2の流体を前記コアの内側 へ導入するための手段にして、第1および第2の手段はそれによって相互に熱交 換関係になる前記手段と、前記コアの内側に配置された第2の流体のマニホール ドにして、一般にS字形断面形状を有し、該S字形は対向端を有する中間壁と、 一端から他端へ向かって延びているがしかし第1のスロットを形成するようにそ れから離れている第1のカーブした部材と、そして他端から前記一端へ延びてい るがしかし第2のスロットを形成するようにそれから離れている第2のカーブし た部材とによって形成されている前記マニホールドとを備え、前記第2の液体導 入手段は前記中間壁の一方の側と前記第1のカーブした部材とによって形成され た第1のチャンバー中へ第2の流体を導入するように作動し、それによって第2 の流体は前記中間壁の反対側と前記第2のカーブした部材とによって形成された 第2のチャンバーから出て行くようになっており、前記S字形は第2の流体が前 記第1のチャンバーへ入り、前記第1のスロットを通り、前記第1および第2の カーブした部材の外側をまわり、前記第2のスロットへ入り、そして前記第2の チャンバーから外へ移動するように形成されている熱交換器。
- 12.前記コアの波形のめいめいは、外壁と、連続している第1の側壁と、連続 している内壁と、連続している第2の側壁とを含み、第1および第2の側壁は相 互に実質上平行であり、そして複数の前記波形が反復して連続しており、 前記コアは、可撓性金属ホースを用意し、該可撓性金属ホースを焼鈍し、焼鈍し たホースを圧縮し、そして圧縮したホースをそのもとの長さより実質上短いがし かしその圧縮時の長さよりも長い長さへ引き伸ばす工程によって形成される第1 1項記載の熱交換器。
- 13.第1の流体と第3の流体との間の物質移動を可能とするように作動する物 質移動媒体とそして離れた熱交換器とを包囲するハウジングを有する物質移動装 置において、内側および外側を有し、高い伝導度を有する波形金属で作られたコ アにして、該コアの波形のめいめいは、外壁と、連続している第1の側壁と、連 続している内壁と、連続している第2の側壁とを含み、第1および第2の側壁は 相互に実質上平行であり、そして複数の前記波形が反復して連続している前記コ アを備える熱交換器と、 第1の流体を前記コアの外側上に導入するための手段と、そして第2の流体を該 コアの内側へ導入するための手段にして、それにより第1および第2の流体は相 互に関して熱交換関係にあり、そして該流体の流れは波形の実質上平行な第1お よび第2の側壁から起因して実質上均一となる前記手段と、熱交換された第1の 流体を熱交換器から物質移動媒体の一区域へ運搬するための手段と、 前記第3の流体を物質移動が生起することを可能とするため物質移動媒体の他の 区域へ導入するための手段を備えていることを特徴とする改良。
- 14.前記第1の流体は血液であり、前記第2の流体は水であり、前記第3の流 体は酸素であり、そして前記物質移動媒体は血液を酸素化するための媒体である 第13項の物質移動装置。
- 15.前記物質移動媒体は繊維束である第14項記載の物質移動装置。
- 16.前記第1の流体は血液であり、前記第2の流体は水であり、前記第3の流 体は透析液であり、そして前記物質移動媒体は血液を透析するための媒体である 第13項記載の物質移動装置。
- 17.前記コアは、可撓性金属ホースを用意し、該可撓性金属ホースを焼鈍し、 焼鈍したホースを圧縮し、そして圧縮したホースをそのもとの長さより実質上短 いがしかしその圧縮時の長さよりも長い長さへ引き伸ばす工程によって形成され る第13項記載の物質移動装置。
- 18.第2の流体のマニホールドが前記コアの内側に配置されており、該マニホ ールドは一般にS字形断面形状を備えている第13項記載の物質移動装置。
- 19.前記S字形は、対向する端を有する中間壁と、一端から他端へ向かって延 びているがしかし第1のスロットを形成するようにそれから離れている第1のカ ーブした部材と、そして他端から前記一端へ延びているがしかし第2のスロット を形成するようにそれから離れている第2のカーブした部材とによって形成され ており、前記第2の流体導入手段は前記中間壁の一方の側と前記第1のカーブし た部材とによって形成された第1のチャンバー中へ第2の流体を導入するように 作動し、それによって第2の流体は前記中間壁の反対側と前記第2のカーブした 部材とによって形成された第2のチャンバーから出て行く第18項記載の物質移 動装置。
- 20.前記S字形は第2の流体が前記第1のチャンバーへ入り、前記第1のスロ ットを通り、前記第1および第2のカーブした部材の外側をまわり、前記第2の スロットへ入り、そして前記第2のチャンバーから外へ移動するように形成され ている第19項記載の物質移動装置。
- 21.前記第2の流体を導入するための手段は、人手による屈曲を許容するよう に波形となっている入口部材を含んでいる第13項記載の物質移動装置。
- 22.前記第1の流体は血液であり、そして前記第2の流体は水である第13項 記載の物質移動装置。
- 23.物質移動媒体と、 前記物質移動媒体から離れている熱交換器と、前記物質移動媒体および熱交換器 を包囲するハウジングと、前記ハウジングへの第1の流体の入口と、前記ハウジ ングからの第1の流体の出口と、前記ハウジングへの第2の流体の入口と、前記 ハウジングからの第2の流体の出口と、前記ハウジングへの第3の流体の入口と 、前記ハウジングからの第3の流体の出口とを備え、前記物質移動媒体は前記第 1の流体と前記第2の流体との間の物質移動を可能とするように位置しかつその ように作動し、前記熱交換器は、内側および外側を有し、高い熱伝導度を有する 波形金属で作られたコアにして、該コアの波形のめいめいは、外壁と、連続して いる第1の側壁と、連続している内壁と、連続している第2の側壁とを含み、第 1および第2の側壁は相互に実質上平行であり、そして複数の前記波形が反復し て連続している前記コアを備え、 前記第1の入口は第1の流体を前記コアの外側へ導入するように作動し、 前記第2の入口は第2の流体を前記コアの内側へ導入するように作動し、 前記第3の入口は第3の流体を前記物質移動媒体中へ導入するように作動し、 さらに前記熱交換器を通過した第1の流体を熱交換器から前記物質移動媒体の一 区域へ運搬するための手段を備えていることを特徴とする物質移動装置。
- 24.前記第1の流体は血液であり、前記第2の流体は水であり、前記第3の流 体は酸素であり、そして前記物質移動媒体は血液を酸素化するための媒体である 第23項の物質移動装置。
- 25.前記第1の流体は血液であり、前記第2の流体は水であり、前記第3の流 体は透析液であり、そして前記物質移動媒体は血液を透析するための媒体である 第23項記載の物質移動装置。
- 26.前記コアは、可撓性金属ホースを用意し、該可撓性金属ホースを焼鈍し、 焼鈍したホースを圧縮し、そして圧縮したホースをそのもとの長さより実質上短 いがしかしその圧縮時の長さよりも長い長さへ引き伸ばす工程によって形成され る第23項記載の物質移動装置。
- 27.第2の流体のマニホールドが前記コアの内側に配置されており、該マニホ ールドは一般にS字形断面形状を備えている第23項記載の物質移動装置。
- 28.前記S字形は、対向する端を有する中間壁と、一端から他端へ向かって延 びているがしかし第1のスロットを形成するようにそれから離れている第1のカ ーブした部材と、そして他端から前記一端へ延びているがしかし第2のスロット を形成するようにそれから離れている第2のカーブした部材とによって形成され ており、前記第2の流体導入手段は前記中間壁の一方の側と前記第1のカーブし た部材とによって形成された第1のチャンバー中へ第2の流体を導入するように 作動し、それによって第2の流体は前記中間壁の反対側と前記第2のカーブした 部材とによって形成された第2のチャンバーから出て行く第27項記載の物質移 動装置。
- 29.前記S字形は第2の流体が前記第1のチャンバーへ入り、前記第1のスロ ットを通り、前記第1および第2のカーブした部材の外側をまわり、前記第2の スロットへ入り、そして前記第2のチャンバーから外へ移動するように形成され ている第28項記載の物質移動装置。
- 30.前記第2の流体を導入するための手段は、人手による屈曲を許容するよう に波形となっている入口部材を含んでいる第23項記載の物質移動装置。
- 31.可撓性金属ホースを用意し、 該可撓性金属ホースを焼鈍し、 焼鈍したホースを圧縮し、そして 圧縮したホースをそのもとの長さより実質上短いがしかしその圧縮時の長さより も長い長さへ引き伸ばす諸工程を含むことを特徴とする熱交換器の製作方法。
- 32.焼鈍したホースを圧縮前に冷却する工程を含む第31項記載の方法。
- 33.前記ホースはそのもとの長さの5%ないし25%へ圧縮され、そしてその 圧縮された長さの1.5倍ないし3倍へ引き伸ばされる第31項記載の方法。
- 34.前記ホースはそのもとの長さの約20%へ圧縮され、そしてその圧縮され た長さの約2倍へ引き伸ばされる第33項記載の方法。
- 35.前記ホースはインチ当たり約12ないし約24個の波形を有する第31項 記載の方法。
- 36.内側および外側を有し、高い伝導度を有する波形金属で作られたコアにし て、該コアの波形のめいめいは、外壁と、連続している第1の側壁と、連続して いる内壁と、連続している第2の側壁とを含み、第1および第2の側壁は相互に 実質上平行であり、そして複数の前記波形が反復して連続している前記コアと、 第1の流体を前記コアの外側上に導入するための手段と、そして第2の流体を該 コアの内側へ導入するための手段にして、それにより第1および第2の流体は相 互に関して熱交換関係にあり、そして該流体の流れは波形の実質上平行な第1お よび第2の側壁から起因して実質上均一となる前記手段と、前記コアの内側に配 置された第2の流体のマニホールドにして、第1の部材によって形成された第1 のチャンバーと、第2の部材によって形成された第2のチャンバーを含み、前記 第2の流体を導入するための手段は第2の流体を最初前記第1のチャンバーへ導 入するように接続されており、そして第2の流体を前記第1のチャンバーから前 記第2のチャンバーへ誘導するための手段と、第2の流体が第1のチャンバーか ら出て行く時第2の流体の乱流を発生させるための手段を含んでいる前記第2の 流体のマニホールドを備えていることを特徴とする熱交換器。
- 37.前記部材は前記第1チャンバーと前記第2のチャンバー間に開口を形成し ている第36項記載の熱交換器。
- 38.前記第1のチャンバーと前記第2のチャンバー間に配置されたスクリーン 部材を含んでいる第37項記載の熱交換器。
- 39.前記乱流発生手段は前記第1の部材に形成した開口よりなる第36項記載 の熱交換器。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US58385384A | 1984-02-27 | 1984-02-27 | |
US583853 | 2000-05-31 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61501279A true JPS61501279A (ja) | 1986-06-26 |
JPH0559354B2 JPH0559354B2 (ja) | 1993-08-30 |
Family
ID=24334855
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60500751A Granted JPS61501279A (ja) | 1984-02-27 | 1985-01-25 | 物質移動装置のための熱交換器 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0174319B1 (ja) |
JP (1) | JPS61501279A (ja) |
CA (1) | CA1272711A (ja) |
DE (1) | DE3563477D1 (ja) |
IT (1) | IT1183416B (ja) |
WO (1) | WO1985004002A1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000515055A (ja) * | 1997-05-14 | 2000-11-14 | アヴェコー・カーディオバスキュラー・インコーポレーテッド | 医療用途用の熱交換器 |
JP2002526198A (ja) * | 1998-09-18 | 2002-08-20 | エスティル メディカル テクノロジーズ、インコーポレイテッド | 携帯用の静脈注入流体の加温システム |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5062474A (en) * | 1990-01-26 | 1991-11-05 | General Motors Corporation | Oil cooler |
US9869512B1 (en) * | 2016-11-18 | 2018-01-16 | Omnis Thermal Technologies, Llc | Pulse combustion variable residence time drying system |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US939021A (en) * | 1909-04-01 | 1909-11-02 | John D Hendrix | Liquid-cooler. |
FR552370A (fr) * | 1922-05-31 | 1923-04-30 | Réfrigérant-réchauffeur pour fluides | |
US2152280A (en) * | 1936-12-17 | 1939-03-28 | Bridgeport Thermostat Company | Vapor condenser and method of making the same |
GB684602A (en) * | 1948-08-04 | 1952-12-24 | Giovanni Rossi | Improvements in tubular heat exchanger elements, particularly for steam boilers |
US3612174A (en) * | 1969-06-20 | 1971-10-12 | Gustav Osfselt Hovalwerk Ag | Apparatus having connecting means between containers for preparing consumer water |
US3578075A (en) * | 1969-10-29 | 1971-05-11 | Olin Corp | Corrugated tubing |
DK123073B (da) * | 1970-05-14 | 1972-05-15 | Polystan V Eb | Varmeveksler til temperering af blod eller lignende væsker under sterile forhold. |
FR2304884A1 (fr) * | 1975-03-17 | 1976-10-15 | Sepro | Echangeur de chaleur a circulation de fluides |
US4013122A (en) * | 1975-05-05 | 1977-03-22 | Richard William Long | Diver's gas heater |
US4190105A (en) * | 1976-08-11 | 1980-02-26 | Gerhard Dankowski | Heat exchange tube |
US4306617A (en) * | 1980-01-07 | 1981-12-22 | The Budd Company | Heater for pre-heating fuel with a heated liquid |
DE3025623A1 (de) * | 1980-07-05 | 1982-02-04 | Albert Speck Kg, 7531 Kieselbronn | Waermeabsorber |
US4369074A (en) * | 1981-06-29 | 1983-01-18 | Bodyako Mikhail N | Method of producing bellows from metal alloys |
DE3146089C2 (de) * | 1981-11-20 | 1985-01-24 | MTU Motoren- und Turbinen-Union München GmbH, 8000 München | Wärmetauscher für Gase stark unterschiedlicher Temperaturen |
US4469659B1 (en) * | 1982-04-26 | 1997-07-29 | Cobe Lab | Sampling device for blood oxygenator |
EP0108525A1 (en) * | 1982-11-03 | 1984-05-16 | Thermodynetics, Inc. | Heat exchanger |
-
1985
- 1985-01-25 JP JP60500751A patent/JPS61501279A/ja active Granted
- 1985-01-25 DE DE8585900917T patent/DE3563477D1/de not_active Expired
- 1985-01-25 WO PCT/US1985/000127 patent/WO1985004002A1/en active IP Right Grant
- 1985-01-25 EP EP85900917A patent/EP0174319B1/en not_active Expired
- 1985-02-25 IT IT19635/85A patent/IT1183416B/it active
- 1985-02-26 CA CA000475125A patent/CA1272711A/en not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000515055A (ja) * | 1997-05-14 | 2000-11-14 | アヴェコー・カーディオバスキュラー・インコーポレーテッド | 医療用途用の熱交換器 |
JP2002526198A (ja) * | 1998-09-18 | 2002-08-20 | エスティル メディカル テクノロジーズ、インコーポレイテッド | 携帯用の静脈注入流体の加温システム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0174319A1 (en) | 1986-03-19 |
EP0174319B1 (en) | 1988-06-22 |
IT8519635A0 (it) | 1985-02-25 |
DE3563477D1 (en) | 1988-07-28 |
JPH0559354B2 (ja) | 1993-08-30 |
WO1985004002A1 (en) | 1985-09-12 |
EP0174319A4 (en) | 1986-07-08 |
CA1272711A (en) | 1990-08-14 |
IT1183416B (it) | 1987-10-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4735775A (en) | Mass transfer device having a heat-exchanger | |
US4231425A (en) | Extracorporeal circuit blood heat exchanger | |
US3989626A (en) | Membrane transfer process and apparatus | |
US5236665A (en) | Hollow fiber treatment apparatus and membrane oxygenator | |
US4791054A (en) | Heat exchanger and blood oxygenating device furnished therewith | |
JPS5928225Y2 (ja) | プレ−ト型熱交換器 | |
US4047563A (en) | Heat exchanger for artificial heart and lung devices | |
JPS59207157A (ja) | 血液酸素供給器用熱交換器及び血液酸素供給器 | |
EP0460132A1 (en) | Blood oxygenation system | |
JPH07504486A (ja) | 成形されたバッフル熱交換器 | |
JPH0313515B2 (ja) | ||
US4179781A (en) | Method for forming a heat exchanger core | |
JPS5921641B2 (ja) | プレ−ト型透析器 | |
JPS60500006A (ja) | 伝達膜装置 | |
US5421405A (en) | Heat exchanger | |
JPS61501279A (ja) | 物質移動装置のための熱交換器 | |
WO1991016967A1 (en) | Hollow fiber fluid treatment apparatus and membrane oxygenator | |
JPS6172948A (ja) | 加湿器 | |
CN117339043B (zh) | 一种膜式氧合器 | |
WO1997026029A1 (en) | Blood heat exchanger core construction | |
JPS607187B2 (ja) | 熱交換器 | |
CN2694927Y (zh) | 用于动物实验的膜式氧合器 | |
GB1374982A (en) | Heat exchangers | |
CN2694928Y (zh) | 用于动物实验的膜式氧合器 | |
JPH0631334Y2 (ja) | 熱交換器 |