JPS62181061A - 熱交換器・消泡室の単一組立体 - Google Patents

熱交換器・消泡室の単一組立体

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JPS62181061A JP62013918A JP1391887A JPS62181061A JP S62181061 A JPS62181061 A JP S62181061A JP 62013918 A JP62013918 A JP 62013918A JP 1391887 A JP1391887 A JP 1391887A JP S62181061 A JPS62181061 A JP S62181061A
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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】 （産業上の利用分野） 本発明は、液体、特に患者の循環系に投与する薬液の処
理に関する。
（従来の技術） 外科手術の前後に、患者の循還系に薬液全投与すること
が望ましい多くの場合がある０例えば、心臓を一時停止
させ、心臓手術全行ない得るようにするため、心臓停止
薬液金環状動脈に投与することは公知である。投与され
た心臓停止薬液は低温で（例えば約１０℃乃至１５°Ｃ
）、患者の心臓組織？冷却することにより、代謝の必要
程度？軽減し得るようにしなければならない。心臓停止
薬液は、患者の全血との混合体として投与し、この心臓
停止薬液と共に、酸素および栄養物全心臓組織に供給し
得るようにすることが望しい。
（発明が解決しようとする問題点） 冷却目的のため、心臓停止薬液（または血液／心臓停止
薬液の混合液）の供給ラインに熱交換器を設けることは
公知である。しかし、この目的に使用する公知の熱交換
器は、一般に１または複数の欠点がある。例えば、寸法
および形状がコンパクトでない、呼び液容量が過大であ
る、熱交換性能および（まｔは）効率が過小である、処
理吸込み流中に存在する気泡全除去する能力が十分でな
い、熱交換器中の処理薬液の圧力降下が過大である、処
理薬液中の血液成分を着るしく損なう傾向がある。また
は、熱交換器の呼び液導入中、交換器出口から患者まで
運ばれる可能性のある気泡が処理液流に存在する可能性
がある（例えば、処理液体が完全に入って（・ない流路
内で呼び液が飛沫化することに起因する）ことなどであ
る。勿論、処理薬液流中の気泡を除去し、呼び液導入中
、熱交換器内の呼び液、およびその後の処理工程の処理
薬液中に気泡が形成されないようにすることは極めて重
要である。気泡が患者の循環系に入ったならば生命の危
険金主じるおそれがあるからである０ 本発明の目的は、寸法および形状がコンパクトで、呼び
液容量が小さく、熱交換性能および効率に優れ念、例え
ば心臓停止薬液または血液／心臓停止薬液混合体用の熱
交換器を提供することである。この熱交換器に依れば、
処理吸込み流中の気泡を確冥に除去でき、呼び液導入中
、呼び液内に気泡が形成される可能囲奮略解消でき、熱
交換器内の処理液体の圧力降下は過大でなくなり、ま友
、処理液体中の血液成分（存在すれば）が著るしく損傷
されることがないという利点が得られるっ本発明の別の
目的は、上述し念特徴を備え、低線で、使い捨て可能で
あり、且つ軽量な熱交換器を提供することである。
（問題点を解消するための手段） 上記および他の目的は、欠に説明する液体用の新規な熱
交換器・消泡室の単一組立体によって達成することがで
きる。
この熱交換器組立体は、熱交換流体の伝熱用内管および
内管を囲繞する外管金有する細長の熱交換要素を備え、
熱交換液体と熱交換関係にて、処理液体の熱伝達７行な
うスペース全内管と外管間に形成し、上記熱交換要素が
、相互の接続部分の最高箇所から伸長する逆■字形の２
本の脚部を備え、さらに、この熱交換器は、内管の１端
と連通する熱交換流体出口と、内管と外管間のスペース
と連通ずる熱交換要素の１端における処理液体入口と、
内管と外管間のスペースと連通ずる熱交換要素の上記最
高箇所における第１Ｗ接続口と、熱交換要素の両脚部間
に立直法めした垂直伸長の細長の消泡室と、この消泡室
の頂部に近接し且つこの消泡室に連通ずる第２管接続口
と、処理液体入口と反対側の熱交換要素端に設けられ、
消泡室を内管と外管間のスペースに接続する処理液体流
路と、消泡室の底部における処理液体出口と、上記処理
液体の入口付近に設けられ、消泡室を内情と外管間のス
ペースに接続するバイパス流路と、および開放、閉基位
置に動くことのできる、上記バイパス流路内に設けられ
た呼び液弁とを備えているＱ本発明の熱交換器は、逆■
字形の形状金偏えルタめ、コンパクトな寸法および形状
全損うことなく、相当な長さの熱交換要素全利用するこ
とができ、熱交換性能が著るしく向上する０消泡室は、
両脚部間の逆■字形スペース内に嵌入させることができ
るため、全体的寸法孕はとんど増すことなく、例えば、
処理液体から気泡？除去するという極めて重要な作用が
得られる。
処理液体入口の付近に上記バイパス流路金膜けなかった
場合、熱交換要素の両脚部には順次、呼び液？導入しな
ければならない０１方の脚部が底部から頂部まで充填さ
れたならば、呼び液は、流出して、他方の脚部に入り、
導入中、その脚部内で飛沫化することになる。呼び液の
飛沫によって、患者まで運ばれる可能上のある気泡が生
じる。不発明の熱交換器組立体では、かかる気泡は生じ
ない。本発明の新規な熱交換器組立体は、上記呼び液弁
を開放状態にして、処理液体入口から呼び液を導入する
と、熱交換要素の両脚部および両脚部間の消泡室には、
同時に、底部から頂部まで呼び液が充填される。呼び液
導入が完了すれば、呼び液弁を閉じ、例えば、血液／心
臓停止薬液混合体の処理全開始する。
本発明の熱交換器組立体は、消泡室の頂部に隣接する管
接続口および上述の処理液流路が、上流側に位置し、処
理液出口に流動する処理液の全量が１先ず、フィルタを
通過しなければならないように、追加的フィルタ（例え
ばこし網成フィルタ）全消泡室内に設けることが望まし
い。このフィルタは、微粒子または気泡が患者まで運ば
れるの全阻止するバリヤーとして作用する。
さらに、特に、熱交換器組立体の熱交換性能および効率
全回上させるため、細長の熱交換要素の内管は、その全
長外側にら旋状のリブ全役け、熱交換要素の外管内壁全
平滑にし、さらに、上記内管および外管は、熱交換要素
の全長大部分に亘って密着嵌合させ、熱交換要素２通っ
て流動する処理液の少なくとも大部分がら旋状のリプ金
設けた内・α外表面によって画成したら旋状流路全通過
するようにすることが望ましい。
（実施例） 以下、特に、患者の循環系に投与する薬液の処理に適し
た使い捨て可能な熱交換器、消泡室およびフィルタの単
−組立体の好適実施について詳細に説明する。しかし、
この好適実施態様について説明することは、本発明の範
即金限定すること全意図するものではなく、本発明の範
囲は特許請求の範囲によってのみ制限されるべきである
。
本発明による使い捨て可能な熱交換器、消泡室およびフ
ィルタの単一組立体１が第１図乃至第４図に示しである
。この熱交換器組立体１は、第１図に示すように、垂直
に伸長する状態で使用する。
熱交換器組立体１は、２つの脚部５．７を有する略逆Ｖ
字形の形状をした細長の熱交換要素３を備え、上記両脚
部５．７を逆Ｖ字形の最高箇所にて接続させたものであ
る。第１図に示すように、両脚部５．７は、その下部部
片が略平行となるように曲げられている。熱交換要素３
は、内管９およびこれを囲繞する外管１１によって形成
されている。熱交換器組立体１は、さらに、内管９の両
端と連通する熱交換流体人口１３および熱交換流体出口
１５ン備えている。熱交換流体（例えば冷却水）は、順
次、人口１３、内管９および出口１５を経て流動する。
熱交換器組立体１は、さらに、脚部７の端部に形成した
人口１７および例えば患者の血液と心臓薬液の混合体で
ある組立体内で処理する液体（以下、「処理液」という
）の出口１９を備えている。熱交換流体は、内管９内を
流動する間に、内管９と外管１１間に画成されたスペー
ス２通って流動する処理液体と逆流の熱交換関係となる
。処理液は、順次、入口１７（外管１１の内部と連通す
る）、内管７と外管１１間のスペース、脚部５の端部の
流路２１、消泡室２３および消泡室２３底部の出口１９
を経て流動する。内管９と外管１１間のスペースと連通
する管接続口が以下に説明する目的のため、熱交換要素
３の最高箇所に形成されている。
第１図乃至第４図に示した実施態様において、内管９の
全長外側には、ら旋状のリプが設けられており、外管１
１は平滑な内壁を備えている。流路２１と人口１７付近
の両脚部５，７および管接続口２５付近の熱交換要素３
の最高箇所（これら部分で外管１１の内径は幾分大きく
しである）？除き、内管９および外管１１が、密着嵌合
するため、熱交換要素３を通って流動する処理液体の大
部分（略全骨であることが望ましい）は、規制され、内
管９の外表面によって画定したら旋状の流路内を流動す
る。第１図乃至第４図に示した実施態様において、内管
９の外表面には４つの連続する中空リプが設けられてお
り、この中空リプは、処理液体用の４つの連続するら旋
状流路？形成する。夕を管１１は、流路２１および人口
１７の付近の内径が大きくしてあり、処理液流を内管９
の周囲に均一に分配する１対の多岐管領域を形成し、よ
って、４つのら旋状流路内？流動する処理液の量は均等
になる。
熱交換要素３０両脚部５．７間には、処理液用の細長の
垂直伸長消泡室２３が設けられている。
消泡室２３の内部と連通する管接続口２７が以下に説明
する目的のため、消泡室２３の頂部付近に設けられてい
る。脚部５の端部から伸長する処理液出口１９および流
路２１は、勿論消泡室２３の内部と連通している。流路
２１は、上方／中吉に配向している（第１図参照）ため
、処理液流中の気泡は全て、管接続口２７に向けて上方
に誘導される。出口１９付近の処理液の温度を測定する
ため、消泡室２３内まで伸長する温度測定子２９が設げ
られている。消泡室２３は十分な容積ｆｊ！：備えるた
め、処理液が消泡室２３内に滞留する間、浮力によって
、広い予想流入量範囲に亘って処理液中の気泡乞完全に
分離させることができる。さらに安全面の特徴として、
流路２１および管接続口２７の下流側および出口１９の
上流側には垂直伸長の別のフィルタ３１が設けられてい
る。このフィルタ３１は、処理液中に存在する可能性の
ある気泡または望ましくない固形微粒子に対する効果的
なバリヤ一手段となり得るのに十分な小さい有効孔径ヲ
備えなければならない。例えば、フィルタ３１は、プラ
スチック枠で支持された孔径約１０５μｍの織りポリエ
ステル製こし網を備えることができる。
第１図乃至第４図に示した熱交換器組立体１の重要な特
徴は、人口１７付近に脚部７の端部で内管９と外管１１
間のスペースと消泡室２３？接続させるバイパス流路３
３′ｆｆ：設けることである。開放位置および閉塞位置
に動くことのできる回転呼び液弁３５が、バイパス流路
３３内に位置決めされている。呼び液弁３５は、熱交換
器組立体１内にて薬液の処理を行なう間は、閉じられて
いるが。
以下に説明するように、開放して、熱交換器組立体に呼
び液を導入することができる。呼び液弁３５は、弁胴３
７、弁部材３９およびシリコンゴム製の圧縮０リング４
１乞備えている。弁部材３９は、略円筒状の弁体４３お
よび比較的平担な弁軸４５を備えている。呼び液弁３５
は、弁軸４５によって、弁体４３を回転させると開放し
、弁体４３の背面に形成した直径方向に直向ぐな溝４６
が呼び液弁３５片側のバイパス流路３３部分と整合する
。
弁体４３が開放位置と閉塞位置間にて約１２５°以上時
計方向（第１図の正面から見て）に回転しないようにす
るための従来型式のストッパ手段（図示せず）が設けら
れている。このバイパス流路３３は、フィルタ３１の上
流側にある消泡室２３の１部と連通しているため、例え
ば誤まって呼び液弁３５が開放した場合等、処理液はバ
イパス流路３３乞流動する間、出口１９に流入する前に
、フィルタ３１乞通らなければならない。
内管９、フィルタ３１、温度測定子２９．弁部材３９お
よびＯリング４１を除く、第１図乃至第４図に示した熱
交換器組立体１の構造要素は全て。
組立体１の構造体内で共に接続し得るようにした正面板
４７および背面板４９によって形成されている。処理液
人口１７は、正面盤４７との単体構造であり、処理液出
口１９、管接続口２５，２７および管接続口で保持した
測定子２９は、背面板との単体構造である。正面板４７
および背面板４９の一方または双方に形成した適当な形
状の逃しパターンにより、構造上、外管１１、流路２１
．３３、消泡室２３および弁胴３７が画成される。正面
板４７および背面板４９は、透明プラスチック材料で製
造することが望ましいが、ポリ炭酸エステルのような熱
可塑性樹脂を使用することが最も望ましい。弁部材３９
は、不活性で不透明のプラスチック材料で製造すること
が望ましく、アセタールポリマーのような熱可塑性樹脂
ケ使用することが最も望ましい。コスト上の理由により
、正面板４７および背面板４９、並びに弁部材３９は、
射出成形によって製造することが望ましい。内管９は、
血液と適応し得るように、その外表面に従来の方法にて
、アルミニウムの陽極処理を施すことが望ましい。
熱交換器組立体１乞組立てる際、フィルタ３１０枠はソ
リューション溶接によって、背面板４９に接合する。正
面板４７との単体構造に設けた２本のビン５１．５３に
よって、フィルタの上部は正面板４７から適切に間隔を
置いて配設される。正面板４７と背面板４９は、内管９
、Ｏリング４１および弁部材３９を便宜位置にして、ソ
リュー゛シ・ヨン溶接により相互に接合する。正面板４
７および背面板４９がポリ炭酸エステル　製の場合、ジ
クロロメタンとジクロロエタンの混合体を使用すること
が望ましい。内管９と外管１１は、正面板４７および背
面板４９によって構造的に画成されたリブ５５．５７．
５９．６１の小径穴（図示せず）に適当なポリウレタン
を充填することで入口１７および流路２１の下方にて相
互に密封される。温度測定子２９は、ソリューション溶
接によって、適宜位置にて背面板４９と接合される。
患者に投与する血液／心臓停止薬液混合体の処理方法に
ついて説明すると、先ず、Ｙ継手から下流方向に伸長す
る管路な処理液人口１７に接続する。２本の管路が、単
一の嬬動ポンプ頂部を経て。
Ｙ継手から上流方向に伸長し、次いで患者の血液と心臓
停止薬液乞保持する２つの分離したリザーバに達してい
る。別の管路が処理液出口１９に接続されている。心臓
手術に伴なって、心臓を一時停止させる場合、この第２
の管路を従来の方法にて大動脈に挿入された針に接続す
る。大動脈は、挿入箇所の下流にて、クランプし、処理
液が環状動脈に送出される。大動脈弁の交換を行なう場
合。
出口１９から伸長する管路を別のＹ継手に接続し、２本
の管路はこのＹ継手から下流方向に伸長し、各々、異な
る環状動脈に挿入した１対の環状動脈潅流カンコーレに
達する。熱交換器組立体１は、使用中、第１図に示すよ
うに、切欠き６３．６５内に確実に嵌入し得るようにし
たばね付プランジャを備えるホルダ内で垂直姿勢に保持
することが望ましい。
実施する外科手術の種数な問わず、熱交換器組立体１は
、処理液な処理する前、呼び液（典型的には患者の血液
または規定食塩溶液）で適正に呼び液導入をしなげれば
ならない。従来型式の止めコック（図示せず）が、各管
接続口２５．２７に接続してあり、操作して開放位置に
することができる。従来の圧力計を管接続口２７とその
止めコック間に接続し、潅流圧力を監視することが望ま
しい。呼び液は、呼び液弁３５を開放位置にして、人口
１７から導入する。本発明の新規な構造上の特徴により
、熱交換要素３の脚部５．７および消泡室２３には、同
時にしかも緩やかに底部から頂部に呼び液が導入される
。従って、呼び液中に危険な気泡馨形成する虞れのある
熱交換器組立体１内での呼び液体の急激な飛沫化を防止
することができる。消泡室２３内の呼び液の水位が正面
板４７の前面に刻印した”液水位゛に達したとき、管接
続口２７と関係する止めコックは閉じられる。管接続口
２５と関係する止めコックは、呼び液がこの止めコック
から流出し始めなければ閉じない。
呼び液導入が完了したならば、弁部材３９を回転させて
、呼び液弁３５乞閉塞位置にすると、処理液は、人口１
７に導入される。熱交換流体（例えば冷却水）は、望ま
しくは、処理液に対して、向流状態となるように、内管
９内乞循環させる。
消泡室２３の頂部に蓄積した相当量の気体は、消泡室２
３内の液面を液水位、より低くさせることによって容易
に検出することができる。この蓄積した気体は、消泡室
２３内の液面が元の液水位に戻るまで、管接続口２７と
関係する止めコックを僅かに開放することによって、処
理液の送出中、容易に放出することができる。このよう
に、医者等は、熱交換器組立体ＩＺ極めて簡単且っ効率
的な方法にて、取扱い、セットしおよび作動させること
ができるのである。
【図面の簡単な説明】
第１図は、呼び液弁が開放位置にある状態を示す１本発
明の熱交換器、消泡器およびフィルタの使い捨て可能な
単一組立体の正面図、 第３図は、第１図の線３−３に関する＋！Ａ面図、第４
図は、第１図の線４−４に関する断面図である。 ■・・・熱交換器組立体、　　３・・・熱交換要素、５
．７・・・脚部、　　　　９・・・内管、１１・・・外
管、　　　１３・・・熱交換流体入口、１５・・・熱交
換流体出口、　　１７・・・入口、１９・・・出口、　
　　２１・・・流路、２３・・・消泡室、　　２５．２
７・・・管接続口、２９・・・温度測定子、　　３１・
・・フィルタ、３５・・・呼び液弁、　　　３７・・・
弁胴、３９・・・弁部材、　　　　４３・・・弁体、４
５・・・弁軸、　　　　　４６・・・溝、４７・・・正
面板、　　　　４９・・・背面板。 （外５名）

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）ａ、全体として、相互の接続部分の最高箇所から
    伸長する２本の脚部を有する逆Ｖ字形の形状を備え、熱
    交換流体の伝熱用内管および前記内管を囲繞する外管を
    有し、前記内管と外管間に熱交換流体に対して熱交換関
    係にて処理液の伝熱を行なうスペースを画成した、細長
    の熱交換要素と、 ｂ、前記内管の１端と連通する熱交換流体入口と、 ｃ、前記内管の他端と連通する熱交換流体出口と、 ｄ、前記内管と外管間のスペースと連通する、前記熱交
    換要素の１端の処理液入口と、 ｅ、前記内管と外管間のスペースと連通する、前記熱交
    換要素の前記最高箇所の第１管接続口と、 ｆ、熱交換要素の前記脚部間に位置決めされた細長の垂
    直伸長の消泡室と、 ｇ、消泡室の頂部に近接し且つ消泡室と連通する第２管
    接続口と、 ｈ、処理液入口と反対側の前記熱交換要素端に形成され
    た、前記内管と外管間のスペースと消泡室を接続する処
    理液流路と、 ｉ、消泡室底部の処理液出口と、 ｊ、前記処理液入口の付近に形成され、前記内管と外管
    間のスペースと消泡室を接続させるバイパス流路と、 ｋ、開放および閉塞位置に動くことのできる、前記バイ
    パス流路内の呼び弁とを 備えることを特徴とする液体用熱交換器・消泡室の単一
    組立体。
  2. （２）前記内管が、その全長外側に亘つて、ら旋状のリ
    ブを備え、前記外管が、平滑な内壁を有し、前記内管お
    よび外管が密着嵌合し、熱交換要素を経て流動する処理
    液の少なくとも大部分が、ら旋状リブを設けた内管の外
    表面によつて画成したら旋状の流路を経て通過するよう
    にしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載し
    た熱交換器・消泡室の単一組立体。
  3. （３）さらに、前記処理液流路および前記第２管接続口
    がフイルタの上流側となり、消泡室を経て処理液出口ま
    で流動する処理液が全て先ず、フイルタを通過しなけれ
    ばならないように、前記消泡室内に配設したフイルタを
    備えることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載し
    た熱交換器・消泡室の単一組立体。
  4. （４）さらに、前記処理液流路および前記第２管接続口
    がフイルタの上流側となり、消泡室を経て処理液出口ま
    で流動する処理液が全て、先ず、フイルタを通過しなけ
    ればならないように、前記消泡室内に配設した前記フイ
    ルタを備えることを特徴とする特許請求の範囲第２項に
    記載した熱交換器・消泡室の単一組立体。
JP62013918A 1986-01-23 1987-01-23 熱交換器・消泡室の単一組立体 Granted JPS62181061A (ja)

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US821672 1986-01-23

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EP (1) EP0234713B1 (ja)
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AU (1) AU572040B2 (ja)
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