WO2015136805A1 - 熱交換器及び熱交換器用流体流路閉塞手段並びに熱交換器及び熱交換器用流体流路閉塞手段を有する熱交換器具 - Google Patents

熱交換器及び熱交換器用流体流路閉塞手段並びに熱交換器及び熱交換器用流体流路閉塞手段を有する熱交換器具 Download PDF

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WO2015136805A1
WO2015136805A1 PCT/JP2014/083219 JP2014083219W WO2015136805A1 WO 2015136805 A1 WO2015136805 A1 WO 2015136805A1 JP 2014083219 W JP2014083219 W JP 2014083219W WO 2015136805 A1 WO2015136805 A1 WO 2015136805A1
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WO
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heat exchanger
flow path
fluid
heat
closing member
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PCT/JP2014/083219
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French (fr)
Inventor
松本 嘉純
聡 徳光
北村 和之
Original Assignee
川澄化学工業株式会社
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Publication date
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES 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
    • A61M1/00Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/36Other treatment of blood in a by-pass of the natural circulatory system, e.g. temperature adaptation, irradiation ; Extra-corporeal blood circuits
    • A61M1/3621Extra-corporeal blood circuits
    • A61M1/3627Degassing devices; Buffer reservoirs; Drip chambers; Blood filters
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES 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
    • A61M2205/00General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/36General characteristics of the apparatus related to heating or cooling

Definitions

  • the present invention is a disposable medical instrument used in hemodialysis treatment, blood purification treatment or the like (hereinafter referred to as “hemodialysis treatment”), and is a fluid such as dialysate (hereinafter simply referred to as “fluid”).
  • hemodialysis treatment hemodialysis treatment
  • fluid dialysate
  • the comprehensive shape thereof is a “sheet shape” (or a bag shape, a bag shape, or a bag body), and has a meandering fluid flow path therein, and a dialysate in the fluid flow path.
  • a heat exchanger for medical use having a shape and a structure, a closing member as a fluid flow path closing means for heat exchanger that promotes air removal efficiency of the heat exchanger, the heat exchanger, and a fluid flow path closing means for the heat exchanger
  • the present invention relates to an invention of a heat exchange device having a closing member.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-102349 discloses an invention of a sheet-like heat exchanger 111 in which a sheet as shown in FIG. 19 is heat-welded and a meandering liquid flow path is formed by a partitioning portion. Disclosure.
  • the heat exchanger 111 has a plurality of fluids that incline toward the upper direction with respect to the horizontal direction of the fluid flow (from the lower fluid inlet 113FI to the upper fluid outlet 113FO).
  • a plurality of flow paths 113FP are combined from the lower direction to the upper direction (vertical direction).
  • the heat exchanger 111 has a structure in which air can naturally move upward when air is mixed during priming of a fluid or the like.
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-30942
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-30942
  • a substrate on which irregularities are formed is pressed against a bag-like sheet, and a flow path is formed by the projections and depressions.
  • a concavo-convex shape is formed on the surfaces of the base body clamping plate (reference numeral 14) and the lid clamping plate (reference numeral 16) facing the bag body 12 that sandwich the bag body (see reference numeral 12 in Patent Document 2, the same applies hereinafter).
  • the two sheets forming the bag are in close contact with each other, and the bent flow path 38 is formed in a portion corresponding to the concave portion.
  • the internal space (refer to reference numeral 24) of the bag body (refer to reference numeral 12) is a simple shape such as a square as a single body, and is flown into the inner space 24 by being sandwiched between clamping plates (refer to reference numerals 14 and 16). A path is formed.
  • a fluid flow path that is folded back is formed by a plurality of meandering or bent partitions, thereby increasing the heat exchange amount by increasing the flow path length. (See FIG. 19).
  • the partition portion (the surface thereof) is inclined upward.
  • the flow path length will inevitably become longer, and stagnation will likely occur in the flow path. Is not necessarily enough.
  • the contact between the liquid and the heat source decreases while the mixed air moves along the partition. Therefore, the liquid is integrated from the heat source to the liquid through the sheet layer (usually a synthetic resin sheet).
  • Heat transfer (heat transfer) coefficient decreases. Therefore, it is desirable to remove air in the sheet heat exchanger as quickly and sufficiently as possible.
  • a conventional medical heat exchanger in which a plurality of partitions are simply inclined has an extended flow path to ensure a sufficient amount of heat exchange. The present inventors have found that it is essentially difficult to exhaust the accompanying air completely and quickly out of the system.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2002-102349 see Summary Column, FIG. 1
  • Japanese Patent Laying-Open No. 2011-309442 see Summary column, FIG. 1
  • the problems in the invention described in the cited document 1-2 which is a conventional representative known technique, are as follows.
  • the invention described in Patent Document 1 has the following problems.
  • the inventors of the present invention have provided a plurality of partition portions, and in a medical heat exchanger having a meandering flow path, one of the partition portions.
  • a plurality of open portions in the part and further providing a large space area communicating with the plurality of open portions, air (bubbles) existing in or mixed in the system Along the road, without moving the entire stroke to the fluid outlet, it is quickly moved to the opening, and in the large space, air (bubbles) are united and quickly separated from the fluid outlet.
  • the inventors have found that it can be discharged from the exhaust port, and have reached the present invention. That is, the present invention is as follows.
  • the present invention is a medical heat exchanger (11, 11 ′, 11 ′ ′′),
  • the heat exchanger has a heat exchanger body (12H, 12H ′, 12H ′ ′′),
  • the heat exchanger body (12H, 12H ′, 12H ′ ′′) forms a plurality of partition portions (12P, 12PU, 12PD, 12PS1, 12PS2) in the longitudinal (L) direction,
  • partition parts (12P, 12PU, 12PD, 12PS1, 12PS2 By means of the partition parts (12P, 12PU, 12PD, 12PS1, 12PS2), a meandering fluid flow path (12FP) extending in the longitudinal (L) direction of the heat exchanger body (12H, 12H ′, 12H ′′) is provided.
  • the plurality of partition parts (12P, 12PU, 12PD, 12PS1, 12PS2) each have an open part (12OU, 12OS) in one direction of one side part (S), One large space (12LS) is formed between the open part (12OU, 12OS) and one direction of the side part (S) of the heat exchanger body (12H, 12H ′, 12H ′′). And The plurality of open portions (12OU, 12OS) of the partition portions (12P, 12PU, 12PD, 12PS1, 12PS2) communicate with the large space (12LS), and the fluid flow path (12FP) is the plurality of release portions.
  • the heat exchanger body (12H, 12H ′, 12H ′ ′′) Attach a fluid inlet (13FI) in one direction of the side (S), A fluid outlet (13FO) is mounted in one direction of the side portion (S), and an exhaust port (14) is mounted in one direction of the side portion (S), A first clamp (C1) is mounted in the vicinity of the fluid outlet (13FO) or the fluid outlet (13FO), Provided is a heat exchanger (11, 11 ′, 11 ′ ′′) in which a second clamp (C2) is mounted in the exhaust port (14) or in the vicinity of the exhaust port (14).
  • the present invention also provides the heat exchanger (11, 11 ′, 11 ′ ′′) according to [1].
  • a plurality of partition portions (12PS1, 12PS2) of 12H '''' are formed with an inclination rising from one direction of one side portion (S) toward one direction of the other side portion (S),
  • the inclination angles ( ⁇ ) of the inclination (12SL), the first inclination (12SL1), the second inclination (12SL2), and the inclined partition portions (12PS1, 12PS2) are each set to 5 to 30 °, [
  • the present invention also provides the heat exchanger (11, 11 ′, 11 ′) according to [1] or [2], wherein the cross section of the liquid flow path (12FP) is formed in a substantially elliptical shape or a substantially circular shape. I will provide a.
  • the present invention is also a heat exchanger channel closing member (20, 20 ′, 20A ′) used by being mounted on a medical heat exchanger, It has one movable part (21, 21 ', 21A') and one fixed part (22, 22 ', 22A'),
  • the movable part (21, 21 ′, 21A ′) is provided with a flow path stopper (21SP) on one side of the side part (S) along the longitudinal L direction,
  • the flow path stopper (21SP) has a substantially protruding shape, and the heat exchanger (11) is internally partitioned by a plurality of partition portions (12P, 12PU, 12PD, 12PS1, 12PS2) as the heat exchanger.
  • the present invention also provides the heat exchanger channel closing member (20 ′, 20A ′).
  • a plurality of liquid flow path forming portions (21T) are formed on the movable portion (21 ′, 21A ′) side, and a plurality of liquid flow path forming portions (22T) are also formed on the fixed portion (22 ′, 22A ′) side.
  • a plurality of liquid flow path forming portions (21T, 22T) are formed only on the fixing portion (22 ′, 22A ′) side, or A plurality of liquid flow path forming portions (21T, 22T) are formed only on the fixing portion (22 ′, 22A ′) side,
  • the lower part (D) side of the movable part (21 ′) and the fixed part (22 ′) is connected by a hinge (20H)
  • the inside of the heat exchanger (11 ′′) is partitioned by the partition portions (12P, 12PU, 12PD, 12PS1, 12PS2), and the fluid flow path (12FP) is formed inside the heat exchanger (11 ′′).
  • the movable part (21 ′, 21A ′) and the fixed part (22 ′, 22A ′) have a substantially box-like shape with a bottom and no lid, each consisting only of a bottom wall and a side wall.
  • the heat exchanger channel closing member (20 ′) includes a liquid channel forming part (21T) of the movable part (21 ′) and a liquid channel of the fixed part (22 ′).
  • the formation section (22T) is formed at alternate positions so as not to overlap in the longitudinal (L) direction when opposed to each other, and the heat exchanger channel blockage according to [4] or [5]
  • a member (20 ') is provided.
  • the heat exchanger flow path closing member (20A ′) includes a liquid flow path forming part (21TU, 21TD) of the movable part (21A ′) and a liquid flow of the fixed part (22A ′).
  • the path forming portions (22TU, 22TD) provide the heat exchanger flow path blocking member (20A ′) according to [4] or [5], which is formed at the overlapping position when they are overlapped with each other. .
  • the present invention is also characterized in that a stopper opening member (21RSP) is mounted in one direction of the side portion (S) of the fixing portion (22, 22 ′, 22A ′) [4] or The heat exchanger flow path blocking member (20, 20 ′, 20A ′) according to [5] is provided.
  • the fixing portion (22 ′, 22A ′) is equipped with the fluid inlet (13FI), the fluid outlet (13FO), and the exhaust port (14) of the heat exchanger (11 ′′).
  • a notch groove (22KMU, 22KMPE, 22KMDE) is formed in one direction of the side portion (S),
  • the heat exchanger flow path according to [4] or [5], wherein hangers (22HGPEU, 22HGDEU) for mounting the heat exchanger (11 ′′) are formed in two or more locations in one direction of the side portion (S).
  • Occlusion members (20 ′, 20A ′) are provided.
  • the driving means of the movable part (21, 21 ′, 21A ′) is a driving means by pressurization, and is any one of an air bag type, a spring type, and a lock type.
  • the flow path stopper (21SP) attached to the movable part (21, 21 ′, 21A ′) itself or the movable part (21, 21 ′, 21A ′) is formed of bimetal or shape memory alloy, Open portions of the partition portions (12P, 12PU, 12PD, 12PS1, 12PS2) of the heat exchanger (11, 11 ′, 11 ′′, 11 ′′ ′′) due to deformation by temperature and load due to the bimetal or shape memory alloy (12OU, 12OS) or the internal space of the heat exchanger according to [4] or [5], wherein the internal space can be completely closed except for one space (12S, 12SD). (20, 20 ′, 20A ′).
  • the present invention is also a medical heat exchange device (1), wherein the heat exchange device comprises: A fluid inlet (13FI), a fluid outlet (13FO), and an exhaust port (14);
  • the fluid outlet (13FO) and the exhaust port (14) have a heat exchanger body (12H, 12H ′, 12H ′ ′′) having a first clamp and a second clamp, respectively.
  • Heat exchanger (11, 11 ', 11'') whose interior is partitioned by partitioning parts (12P, 12PU, 12PD, 12PS1, 12PS2), or a heat exchanger whose interior is not partitioned by partitioning parts (11 ′′) and a heat exchanger flow path closing member (20, 20 ′, 20A ′) attached to the heat exchanger (1)
  • the heat exchanger channel closing member (20, 20 ′, 20A ′) includes a movable portion (21, 21 ′, 21A ′) and a fixed portion (22, 22 ′, 22A ′), and the movable portion.
  • a heat source (23) is installed next to the heat exchange part (12HE) of the heat exchanger body (12H, 12H ′, 12H ′′, 12H ′′ ′),
  • the heat source (23) is any one selected from heating wire, carbon, ceramic, far infrared ray, oil, hot water, hot air, Peltier element, heat pipe, dielectric heating, and induction heating.
  • a heat exchange device (1) is provided.
  • the present invention also includes a liquid inflow pump (PI) attached to a connection pipe of the fluid inlet (13FI), A liquid outflow pump (PO) is attached to the connecting pipe of the fluid outlet (13FO), A heat exchange device (1) according to [11], wherein an air discharge pump (PG) is attached to a connection pipe of the exhaust port (14).
  • PI liquid inflow pump
  • PO liquid outflow pump
  • PG air discharge pump
  • the present invention also includes a control unit (CPU), and the control unit (CPU) Controlling opening and closing of the first clamp (C1) and the second clamp (C2); Controlling the drive of the drive means (DF) of the movable part (21), A heat exchange device (1) according to [11] or [12], which controls the temperature of a heat source (23) adjacent to the heat exchange section (12HE).
  • CPU control unit
  • CPU control unit
  • CPU control unit
  • DF drive means
  • a heat exchange device (1) according to [11] or [12], which controls the temperature of a heat source (23) adjacent to the heat exchange section (12HE).
  • the controller controls driving of the liquid inflow pump (PI), liquid outflow pump (PO), and air discharge pump (PG) to perform priming and a heat exchanger.
  • PI liquid inflow pump
  • PO liquid outflow pump
  • PG air discharge pump
  • a heat exchange device (1) according to [13], wherein the heat exchange of fluid by the main body (12H, 12H ′, 12H ′′, 12H ′′ ′) is controlled in conjunction.
  • any one selected from a liquid level sensor (LS), an air sensor (AS), and a temperature sensor (TS), or a combination thereof may be used as the flow path blocking member. (20, 20 ′, 20A ′) of the movable part (21, 21 ′, 21A ′) or the fixed part (22, 22 ′, 22A ′),
  • the controller (CPU) is connected to any one selected from the liquid level sensor (LS), air sensor (AS), temperature sensor (TS), or a combination thereof,
  • the heat exchange device (1) according to [14] capable of performing each control described above is provided.
  • the heat exchanger having the heat exchanger and fluid flow path closing means of the present invention has the following advantageous effects.
  • Priming and air bleeding in the heat exchanger main body 12 and the meandering fluid flow path 12FP can be easily performed.
  • Air already mixed in the fluid before flowing into the heat exchanger body is separated in the direction of the air trap ATS at the fluid inlet 13FI, so that the air does not easily enter the fluid flow path 12FP, and the fluidity and heat exchange of the fluid Efficiency is stable.
  • the area of the partition 12P inside the heat exchanger can be reduced, and since there is little dead space (a portion where liquid does not flow, that is, a stagnation region), heat exchange efficiency is good.
  • FIG. 1 is an overall view of a heat exchanger 11 (first embodiment, hereinafter the same as FIGS. 2 to 4 and 6) of the heat exchange device 1 of the present invention as viewed from the front.
  • FIG. 2 is an overall view of the heat exchanger 11 shown in FIG. 1 with the first clamp C1 and the second clamp C2 attached and viewed from the front.
  • FIG. 3 shows the heat exchanger 11 shown in FIG. 2 attached to the heat exchanger flow passage closing member 20 (first embodiment) (or the heat exchanger 11 attached with the closing member 20) to perform heat exchange. It is the whole figure when it was set as the instrument 1 (The state by which the flow-path stopper 21SP is operated and the flow path is obstruct
  • FIG. 4 is an overall view of the heat exchange device 1 as viewed from the front, and shows the flow direction of the fluid in the heat exchanger device.
  • FIG. 5 is a block diagram of the heat exchange device 1.
  • FIG. 6 is an overall view of the heat exchanger 11 mounted with various pumps as viewed from the front.
  • FIG. 7 is an overall view of the heat exchanger 11 ′ of the second embodiment as seen from the front.
  • FIG. 8 shows the heat exchanger channel closing member 20 ′ of the second embodiment.
  • FIG. 8A shows the movable portion 21 ′ and the fixed portion 22 ′ from the first side S1 (second side S2) side.
  • FIG. 8B is a side view of the movable portion 21 ′ viewed from the back side, and the fixed portion 22 ′ is a side view viewed from the front side.
  • FIG. 8C is an overall view seen from the front direction with the movable portion 21 ′ and the fixed portion 22 ′ overlapped.
  • FIG. 9 shows a heat exchanger channel closing member 20 ′ of the second embodiment.
  • FIG. 9A shows a fixed state with the movable portion 21 ′ before pressing (pressing) the heat exchanger 11 ′′ in the arrow Z direction.
  • FIG. 9B is a side view of the movable portion 21 ′ and the fixed portion 22 ′ after the heat exchanger 11 ′′ is pressed as viewed from the first side portion S1 (second side portion S2) side.
  • FIG. 10 is an overall perspective view in which the heat exchanger channel closing member 20 ′ of the second embodiment is three-dimensionally described, and the state in which the channel closing member 20 ′ is attached to the heat exchanger 11 ′ is also shown.
  • FIG. 11 is an overall perspective view in which the heat exchanger channel closing member 20A ′ of the third embodiment is three-dimensionally described.
  • FIG. 12 shows the heat exchanger channel closing member 20 ′ of the third embodiment equipped with the heat exchanger 11 ′′ (or the state where the channel closing member 20 ′ is mounted on the heat exchanger 11 ′′). It is the whole view seen from the front direction.
  • FIG. 13 is a partially enlarged cross-sectional view of FIG.
  • FIG. 14 is a partially enlarged sectional view showing the use state of FIGS. 11 and 12.
  • FIG. 15 is a partially enlarged sectional view showing the use state of FIGS. 11 and 12.
  • FIG. 16 is an overall view of the heat exchanger 11 ′′ ′′ (third embodiment) as viewed from the front.
  • FIG. 17 is an overall view of the heat exchanger 11 ′′ ′′ of FIG.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view showing an example of a cross section of a preferred liquid flow path 12FP of the heat exchangers 11, 11 ′, 11 ′ ′′.
  • FIG. 19 is an overall view of a conventional heat exchanger as viewed from the front.
  • (Definition 1) “Base end PE (side or direction)” means the end on the side where the fluid inlet 13FI is mounted as shown in the heat exchanger 11 (first embodiment) of FIG. [Hereafter, including (Definition 2) to (Definition 6) and (Definition 9), the heat exchanger 11 ′ in FIG. 7 (second embodiment), the heat exchanger 11 ′′ in FIG. 10, and the heat in FIG.
  • Terminal DE (side or direction) means an end opposite to “base end PE (side or direction)” as shown in the heat exchanger 11 (first embodiment) of FIG. means. More specifically, it means the end (side or direction) on the side where the fluid outlet 13FO is mounted.
  • the front (side or direction) means the front direction of the paper surface as shown in the heat exchanger 11 (first embodiment) in FIG.
  • the back surface (side or direction) is the direction opposite to the front surface (side or direction), as shown in the heat exchanger 11 (first embodiment) in FIG. Means the back direction.
  • “Upper U (side or direction)” means the upper side of the heat exchanger 11 and the side on which the exhaust port 14 is mounted, as shown in the heat exchanger 11 (first embodiment) of FIG. means.
  • “Lower D (side or direction)” means, as shown in the heat exchanger 11 (first embodiment) in FIG. Means the other side.
  • “Longitudinal L direction” means a so-called “long” direction.
  • the heat exchanger 11 ′ in FIG. 7 (second embodiment), the heat exchanger 11 ′′ in FIG. 10, the heat exchanger 11 ′ ′′ in FIG. 11 (third embodiment), the heat exchangers 11, 11 ′ , 11 ′′, 11 ′′ ′′ are also the same as the heat exchanging device in which the channel closing member is mounted.
  • the heat exchanger 11 (first embodiment) in FIG. 1 it means the direction from the base end PE side to the terminal DE side.
  • the heat exchanger 11 ′′ ′′ (third embodiment) in FIG. 16 it means the direction from the upper U side to the lower U side.
  • “Substantially vertical V direction” means a direction (upper U or lower D direction) that intersects the longitudinal L direction substantially perpendicularly, as shown in the heat exchanger 11 (first embodiment) of FIG. means.
  • the first side portion S1 (side or direction) means the direction on the right side of the paper as shown in the heat exchanger 11 (first embodiment) of FIG.
  • the second side portion S2 (side or direction) is a direction opposite to the first side portion S1 direction, for example, as shown in the heat exchanger 11 (first embodiment) in FIG. Means.
  • the first side S1 (side or direction) to the second side S2 (side or direction) are also referred to as “horizontal direction”.
  • Simply “side S (side or direction)” or “one direction (or side) of side S” means “first side S1”, “second side S2”, “front”, “back”.
  • the heat exchanging device 1 of the present invention is basically composed of a heat exchanger and a flow path closing member.
  • An example of a specific embodiment is shown as the heat of the first to third embodiments. It has an exchanger (11, 11 ', 11 "') and a flow path closing member (20, 20 ', 20A') of the first to third embodiments.
  • the same or related members are denoted by the same reference numerals as much as possible, and different symbols are described only for different members.
  • a sign indicating directionality is described at the rear of the sign indicating the member.
  • the upper “U” side partition P is described as “12PU” and the lower “D” partition P is “12PD”.
  • the groove on the upper “U” side on the base end “PE” side is “12MPEU”
  • the groove on the upper “U” side on the terminal “DE” side is It was described as “12MDEU”. It was described.
  • the heat exchanger 11 has a heat exchanger body 12H as illustrated in FIG.
  • the heat exchanger body 12H forms a plurality of partition portions 12P, 12P, 12P,... In the longitudinal L direction.
  • a plurality of partition portions 12P, 12P, 12P,... Form a so-called “meandering” fluid flow path 12FP in the longitudinal L direction of the heat exchanger body 12H.
  • the partition portion 12P extends from one direction of the side portion S to one direction of the other side portion [upper U (lower D) direction to lower D (upper U) so as to follow one direction [substantially vertical V direction] of the side portion S. ) The direction] is extended.
  • a space is provided in the longitudinal L direction.
  • the space becomes the above-described fluid flow path 12FP.
  • the partition portion 12P and the “meandering” fluid flow path 12FP can be formed by welding, for example, a stack of two sheets.
  • the welding part becomes the partition part 12P.
  • a panel-like member (or one sheet) in which the partition portions 12P, 12P, 12P,... And the “meandering” fluid flow path 12FP are formed in advance is replaced with a single sheet (or panel-like member). Adhesion (thermal welding) or adhesion may be performed on the substrate.
  • the partition portion 12P is formed to have substantially the same length from one direction of the side portion S to one direction of the other side portion S [from the upper U (lower D) direction to the lower D (upper U) direction]. .
  • the partition portion 12P is alternately arranged with a portion protruding toward the upper U side (described as “12PU”) and a portion protruding toward the lower D side (described as “12PD”). All upper U side end portions of the partitioning portion 12P are arranged so as not to be “connected” (not contacted) to the upper portion of the heat exchanger main body 12H. That is, the upper U side end portion of the partition portion 12P is an upper open portion 12OU.
  • the upper opening portion 12OU is an upper opening portion, and a part of the fluid rising from below flows out from the opening portion.
  • bubbles air bubbles
  • the air also flows upward (in the direction of 12SL) from the opening.
  • this upper open part 12OU (opening part) can be obstruct
  • the lower D side end of the partition 12P is “connected to the lower part of the heat exchanger main body 12H” (that is not connected to the lower part of the main body 12H (that is, the 12PU)). "(D-side end portions are in contact with the lower part of the main body 12H (that is, the 12PD)) are alternately arranged one by one.
  • the upper U side of the heat exchanger main body 12H is in one direction of the side S from the one side of the side S to the one direction of the other side S [from the base PE side to the terminal DE side] [upper U side]. It is formed in the inclination 12SL which goes up. By forming the slope 12SL as described above, the air trapped in the large space 12LS, which will be described later, can be quickly removed from the outlet.
  • the angle ⁇ of the inclination 12SL is preferably 5 to 30 °, preferably 10 to 20 ° with respect to the horizontal direction. For example, if the angle ⁇ is too large such that it exceeds 30 °, the fluid flow path 12FP in the longitudinal L direction is shortened, and the heat exchange (heating) efficiency is low.
  • a large space 12LS is formed between the inclined portion 12SL and the end portion in one direction [upper U side] of the side portion S of the partition portion 12P.
  • the large space 12LS becomes an air trap portion ATS described later.
  • the heat exchanger main body 12H is equipped with a fluid inlet and outlet, and a fluid valve (clamp), and further, a heat source (heater) is adjacent to form the heat exchanger 1.
  • a fluid inlet and outlet is equipped with a fluid valve (clamp), and further, a heat source (heater) is adjacent to form the heat exchanger 1.
  • an exhaust port 14 is further mounted together with the fluid inlet 13FI and the fluid outlet 13FO. More specifically, the heat exchanger main body 12H has the fluid inlet 13FI attached in one direction of the side portion S [the base end PE side and the upper U side].
  • the heat exchanger main body 12H is equipped with a fluid outlet 13FO in one direction of the side part S [the terminal DE side and the lower U side]. Further, The heat exchanger main body 12H has an exhaust port 14 mounted in one direction of the side portion S [the upper end U side on the terminal DE side].
  • a first clamp C1 is attached to the connecting pipe (not shown) of the fluid outlet 13FO.
  • a second clamp C2 is attached to the connection pipe (not shown) of the exhaust port 14.
  • the first clamp C1 and the second clamp C2 may be externally attached / detachable clamps, manual cocks (so-called “three-way stopcocks”), or electromagnetic valves.
  • the fluid outlet 13FO (or the exhaust port 14) may be directly mounted with the first clamp C1 (or the second clamp C2), or a connection pipe or the like is mounted near the fluid outlet 13FO (or the exhaust port 14). Then, the first clamp C1 (or the second clamp C2) may be attached to the connection pipe.
  • the heat exchanger channel closing member 20 (hereinafter, also simply referred to as “channel blocking member 20”) is configured such that the upper open portion 12OU of the fluid channel 12FP is moved by the channel stopper 21SP (FIG. 3B). For example, as shown in FIG. 3A, it is closed along the longitudinal direction.
  • the heat exchanger channel closing member 20 (hereinafter abbreviated as the channel closing member 20) includes a movable portion 21 and a fixed portion 22 as illustrated in FIG.
  • the movable portion 21 and the fixed portion 22 are so-called “substantially plate” in order to easily apply a uniform pressure when pressing the sheet-like heat exchanger 11 from both sides of the front and back sides.
  • the “shape” is preferably used. Therefore, the movable portion 21 is also referred to as a “movable plate” (front side), and the fixed portion 22 is also referred to as a “fixed plate” (back side).
  • the movable portion 21 is provided with a flow path stopper 21SP in one direction [upper U side] of the side portion S along the longitudinal L direction.
  • the channel stopper 21SP has a so-called “substantially protruding shape” (or (substantially protruding shape)).
  • the upper opening part 12OU of the partition part 12P is at one place, that is, Except for the space 12S in the vicinity of the fluid inlet 13FI (see FIGS. 3A and 4), all are closed.
  • an air bag method, a spring method, a lock method, or the like can be used as the driving means DF of the movable portion 21.
  • anything may be used as long as it can apply “pressing force” capable of closing the upper U side of the fluid flow path 12FP to the flow path stopper 21SP, and it may be either a manual type or an automatic type.
  • electrical and magnetic means can be employed as the driving means.
  • the shape change characteristic of the material by external signals such as temperature and load, such as bimetal and shape memory alloy, is used, and the movable portion 21 itself or the flow path stopper 21SP attached to the movable portion 21 is used.
  • a means for controlling using the characteristics of the material itself a so-called servo mechanism.
  • a means for controlling the position of the flow path stopper 21SP and / or its opening / closing angle can also be employed.
  • a heat source (heater) 23 can be adjacent to the heat exchanger 12HE of the heat exchanger body 12H. That is, when the heat exchanger main body 12H is formed by stacking two sheets, the fluid can be heated to a target temperature by mounting the heat source (heater) 23 on one side or both sides of the sheet.
  • the heat source (heater) 23 may be anything as long as it has a form (shape / structure) that is easy to attach to or attach to the sheet (heat exchanger body 12H).
  • any one selected from commonly used heat sources such as heating wire, carbon, ceramic, far infrared ray, oil, hot water, hot air, Peltier element, heat pipe, dielectric heating and induction heating can be used. .
  • the tubular member (the member forming the fluid inlet 13FI, the fluid outlet 13FO, and the exhaust port 14) is mounted between two sheets (heat exchanger main body 12H) as shown in FIG. 1 or FIG.
  • a fluid transfer tube (not shown) is connected as a connecting pipe to each fluid inlet 13FI, fluid outlet 13FO and exhaust outlet 14.
  • the first clamp C1 is attached to the liquid transfer tube on the fluid outlet 13FO side
  • the second clamp C2 is attached to the liquid transfer tube on the exhaust port 14 side.
  • synthetic resins such as polyvinyl chloride, polyethylene, polypropylene, polyamide, polyurethane, polyethylene terephthalate, which are preferably used in the normal medical field, are suitable. As mentioned.
  • the heat exchanger main body can also be constituted by a panel-like member having a partition portion formed therein and a single sheet, instead of two sheets.
  • the panel-like member can be formed into a desired shape by melt-mixing the above-described synthetic resins and using a known molding method such as injection molding, compression molding, or cutting molding.
  • Tubular members (fluid inlet 13FI, fluid outlet 13FO, and exhaust port 14) are integrally formed in the panel-like member as in the arrangement of FIG. 1 or FIG. Further, as in the arrangement of FIG. 1 or FIG. 2, a plurality of partition portions 12P, 12P, 12P,...
  • a “meandering” fluid flow path 12FP is formed.
  • the outer peripheral edge of the sheet is adhered or welded to the pressing surface side (front side) of the panel-like member by means of high frequency, heat, ultrasonic waves, or laser.
  • the tubular members (the fluid inlet 13FI, the fluid outlet 13FO, and the exhaust port 14) may be welded to the panel-like member later by the above-described means instead of being integrally formed.
  • the upper portion U of the heat exchanger main body 12H is not horizontal as in the prior art, but is formed with an inclination 12SL that gradually rises toward the exhaust port, so that air flows along the inclination 12SL. It quickly rises and is removed together with the fluid from the exhaust port 14 without stagnation inside the heat exchanger body 12H.
  • the upper open part 12OU of the fluid flow path 12FP can be closed, and the upper open part 12OU has a space 12S (see the vicinity of the fluid inlet 13FI) in one place (see FIGS. 3A and 4). Everything except it is blocked.
  • the large space 12LS on the upper U side of the heat exchanger main body 12H communicating with the upper open portion 12OU is separated from the open portion 12OU by the pressed stopper 21 to form the air trap portion AT.
  • the lower D side from the former upper open part 12OU of the heat exchanger body 12H is a heat exchange part 12HE. (Refer to the dotted frame in FIG. 3)
  • the fluid flow path 12FP has a meandering shape, and the fluid flows through the meandering fluid flow path 12FP in a steady state.
  • the flow path stopper 21SP even if air enters the serpentine fluid flow path 12FP, if the flow path stopper 21SP is temporarily opened, the upper opening 12OU (opening) of the heat exchanger body 12H appears again.
  • the air in all the fluid flow paths 12FP can be removed simultaneously (or promptly) by the generated upper opening portion 12OU. After the air is removed in a short time in this way, the flow path stopper 21SP can be closed again to return to the operation involving the fluid heat exchange operation in the steady state.
  • the fluid flow path 12FP has no upper open part (that is, a fluid bypass part) in the middle of the flow path, and becomes a flow path continuous to the outlet. Therefore, in the heat exchanger of the present invention, A high heating rate without air contamination is ensured.
  • Heat Exchanger 1 [Including Heat Exchanger 11 (First Example) and Heat Exchanger Channel Closure Member 20 (First Example) Including Second and Third Examples to be described later
  • the control unit CPU can automatically control the driving of each member in conjunction with each other.
  • the control unit CPU controls opening and closing of the first clamp C1 and the second clamp C2.
  • the control unit CPU controls the driving of the driving means DF (the above-described air bag system, spring system, lock system, etc.) of the movable unit 21.
  • the control unit CPU has a heat source 23 adjacent to or mounted on the heat exchanging unit 12HE (the aforementioned heating wire, carbon, ceramic, far infrared ray, oil, hot water, hot air, Peltier element, heat pipe, dielectric heating, induction heating. Etc.) temperature.
  • the heat source 23 can change the shape of the flow path stopper 21SP (the bimetal, the shape memory alloy, etc.) mounted on the movable portion 21.
  • the liquid inflow pump PI is connected to the connecting pipe (liquid transfer tube) of the fluid inlet 13FI, and the liquid outflow is connected to the connecting pipe (liquid transfer tube) of the fluid outlet 13FO.
  • the pump PO can be attached to the connection pipe (liquid transfer tube) of the exhaust port 14 and the air discharge pump PG can be attached to each.
  • the control unit CPU controls the driving of the liquid inflow pump PI, the liquid outflow pump PO, and the air exhaust pump PG, and automatically interlocks the heat exchange (heating) of the fluid by the priming and the heat exchanger body 12H. Can be done while controlling.
  • the heat exchanging device 1 is configured by connecting any one sensor selected from the liquid level sensor LS, the air sensor AS, and the temperature sensor TS, or a combination thereof to the flow path blocking member (20, 20 ', 20A') can be attached to the movable part (21, 21 ', 21A') or the fixed part (22, 22 ', 22A') (or an appropriate part of the heat exchanger main body or the like).
  • the liquid level sensor LS and air sensor AS a well-known ultrasonic sensor, microwave sensor, near infrared sensor, photoelectric sensor, etc. can be used.
  • the temperature sensor a resistance temperature sensor, a thermocouple sensor, a thermistor, etc. are suitable.
  • control unit CPU is connected to any one selected from the liquid level sensor LS, the air sensor AS, and the temperature sensor TS, or a combination thereof, and the control unit CPU starts from (A). Control (D) can be performed.
  • the large space 12LS on the upper U side of the heat exchanger body 12H serves as an air trap portion ATS.
  • the fluid flow path 12FP has a meandering shape (the upper open portion 12OU is closed and continues to the outlet without bypass). The fluid flows through the serpentine fluid flow path 12FP.
  • the fluid that has entered the heat exchanger body 12H exchanges heat while flowing along the serpentine fluid flow path 12FP.
  • the temperature of the liquid is sensed by the temperature sensor TS, and the heat source 23 can be controlled on and off, for example, by this detected temperature, so that the temperature can be adjusted to an appropriate temperature (set temperature) as appropriate.
  • the bubble sensor (air sensor) AS On the other hand, if air enters (mixes) into the serpentine fluid flow path 12FP, it is detected by the bubble sensor (air sensor) AS, and the drive section DF is operated in the reverse direction to temporarily open the flow path stopper 21SP.
  • the air in all the fluid flow paths 12FP quickly passes through and rises through the open portion 12OU, is further trapped in the large space 12LS that communicates again, and can be removed from the exhaust port 14 all at once.
  • the air floats in the upper U direction by temporarily opening the flow path stopper, the air floats in the upper U direction, and therefore moves to the air trap part ATS. (That is, when air is mixed in the inflowing fluid, the air floats in the upper U direction, so it flows in the upper U direction from the fluid inlet 13FI and is formed on the upper U side of the flow path stopper 21SP along the slope 12SL. Collected in the air trap unit ATS.
  • the flow path stopper 21SP is closed.
  • the air trap part ATS is filled with air in this state, the air is discharged from the exhaust port 14 by appropriately opening the second clamp C2. Can be discharged. (7) Further, when air is drawn into the meandering fluid flow path 12FP, it is detected again by the air sensor AS, and when the flow path stopper 21SP is temporarily opened, the air is naturally discharged to the air trap part ATS. Can do.
  • FIG. 7 is a schematic view of the heat exchanger 11 ′ of the second embodiment.
  • the exhaust port 14 is arranged in one direction [the terminal DE side and the upper U side] of the side part S of the heat exchanger body 12H. is doing. Therefore, one direction [upper U side] of the side portion S of the heat exchanger main body 12H is directed from one direction of the side portion S toward one direction of the other side portion S [from the proximal end PE side to the terminal DE side]. It is formed in a slope 12SL that rises in one direction [upper U side] of the portion S.
  • the arrangement (mounting) position of the exhaust port 14 ′ is one direction [upper U side] of the side portion S of the heat exchanger body 12H, one direction of the side portion S to one direction of the other side portion S [ It may be formed at any position between the base end PE side and the terminal DE side].
  • the upper U side of the heat exchanger main body 12H ′ has a first slope 12LS1 rising from the fluid inlet 13FI on the base end PE side toward the exhaust port 14 ′ on the upper U side, and the exhaust port 14 on the upper U side.
  • the second slope 12LS2 is lowered from 'to the terminal DE side.
  • the length of the heat exchanger body (12H, 12H ′) in the longitudinal L direction in other words, the distance from one side of the side S to the other one direction [base PE to terminal DE] LD (1.0LD)
  • the distance from one direction [base end PE] of the side portion S to the arrangement position of the exhaust port 14 ′ is 0.5 LD. It has become.
  • the position of the exhaust port (14, 14 ′) can satisfy the condition that the angle ⁇ of the inclination 12SL (the same applies to the first inclination 12LS1 and the second inclination 12LS2) is 5 to 30 °, preferably 10 to 20 °.
  • it can be formed between 0.0 LD and 1.0 LD.
  • FIG. 8A the movable part 21 ′ forms a liquid flow path forming part 21T on the movable part side on the back side, and the fixed part 22 ′ forms a liquid flow path on the fixed part side on the front side.
  • a portion 22T is formed.
  • the liquid channel forming portion (21 T, 22 T) has a so-called “substantially protruding shape” (or “projection shape”).
  • the liquid flow path forming portions (21T, 22T) may be referred to as so-called “projections” (or “projections”).
  • a heat exchanger 11 ′′ is disposed between the movable part 21 ′ and the fixed part 22 ′ having the liquid flow path forming part 21T configured as described above and the liquid flow path forming part 22T (ie, The movable part 21 ′ and the fixed part 22 ′ are mounted so as to sandwich the heat exchanger 11 ′′), and the heat exchanger 11 ′′ is pressed (pressed) from the movable part 21 ′ side.
  • a partition 12P (and a fluid channel 12FP) similar to the partition 12P (and the meandering fluid channel 12FP) is formed inside the heat exchanger 11 ′′ of FIG. can do.
  • the liquid flow path forming part 21T on the movable part 21 ′ side corresponds to the partition part 12PU on the upper U side in FIG. 1, and similarly in FIG. 8, the liquid flow path forming part 22T on the fixed part 22 ′ side.
  • the partition portion 12PD on the lower D side in FIG. 9 corresponds to the partition portion 12PD on the lower D side in FIG. 9
  • the movable portion 21 ′ and the fixed portion 22 ′ are connected by a hinge 20 ⁇ / b> H on the lower D side, and the movable portion 21 ′ is moved by moving to the fixed portion 22 ′ side (in the direction of arrow Z).
  • the heat exchanger 11 ′′ (heat exchanger main body 12H ′′) disposed between the portion 21 ′ and the fixed portion 22 ′ is pressed, and the heat exchanger 11 ′′ (heat exchanger main body 12H ′′)
  • a partition 12P (and a fluid flow path 12FP thereby) similar to the partition 12P (and the meandering fluid flow path 12FP thereby) of the heat exchanger 11 of FIG. 1 is partitioned into a heat exchanger 11 ′. It can be formed inside '.
  • the movable part 21 ′ is provided with a flow path stopper 21SP on the upper U side so as to be along the longitudinal L direction. Since the role of the flow path stopper 21SP is the same as that of the heat exchanger flow path closing member 20 in the heat exchanger flow path closing member 20 ', detailed description thereof is omitted.
  • the heat exchanger channel closing member 20 ′ may form a liquid channel forming part only on the movable part 21 ′ side (in this case, the liquid channel forming part is not formed in the fixed part 22 ′).
  • the liquid flow path forming part may be formed only on the fixed part 22 'side (the liquid flow path forming part is not formed on the movable part 21').
  • These liquid flow path forming parts are formed by combining the liquid flow path forming part 21T on the movable part 21 'side and the liquid flow path forming part 22T on the fixed part 22' side, and the upper part of the heat exchanger 11 in FIG.
  • a partition portion 12PU, 12PD similar to the partition portion 12PU on the U side and the partition portion 12PD on the lower D side is formed inside the heat exchanger 11 ", and the heat exchanger shown in FIG. 11 can be formed.
  • FIG. 10 is an overall perspective view in which the heat exchanger channel closing member 20 ′ of the second embodiment is three-dimensionally described.
  • the heat exchanger channel closing member 20 ′ will be described in more detail with reference to FIG.
  • the movable portion 21 ′ and the fixed portion 22 ′ have a so-called “substantially box-like” form with a bottom and no lid, that is, only a bottom wall and a side wall. (In FIG.
  • the movable portion 21 ′ has a plurality of liquid flow path forming portions 21 T (corresponding to the partition portion 12 PU on the upper U side of the heat exchanger 11) projecting on the bottom wall, and between the two liquid flow path forming portions 21 T.
  • a groove 21M (for forming the flow path) (corresponding to the liquid flow path 12FP of the heat exchanger 11) is formed.
  • the cross section in the side S direction of the groove 21M has a so-called “substantially semicircular shape” or “substantially semielliptical shape”.
  • the fixing portion 22 ′ also has a plurality of liquid flow path forming portions 22T (corresponding to the partitioning portion 12PD on the lower part D side of the heat exchanger 11) protruding from the bottom wall, and between the two liquid flow path forming portions 22T.
  • a groove 22M (corresponding to the liquid flow path 12FP of the heat exchanger 11) is formed.
  • the cross section in the side S direction of the groove 22M has a so-called “substantially semicircular shape” or “substantially semielliptical shape”.
  • the fixing portion 22 ′ is a so-called “notch groove” that is located on the (upper U side) notch groove 22 KMU, (base end PE side) notch groove 22 KMPE and (terminal DE side) notch groove 22 KMDE. It is formed in one direction (each position on the side wall) of the portion S. These cutout grooves receive and fix the exhaust port 14, the fluid inlet 13FI, and the fluid outlet 13FO, respectively. Further, as a so-called “hanger”, the hanger 22HGGPEU (the base end upper PEU side) and the hanger 22HGGDEU (the terminal upper DEU side) are formed in one direction [each position of the side wall] of the side portion S. As shown in FIG.
  • the heat exchanger 11 ′′ heat exchanger body 12H ′′ disposed between the movable portion 21 ′ and the fixed portion 22 ′ inserts these hangers (22HGGPEU, 22HGGDEU).
  • a groove 12MPEU on the proximal upper PEU side
  • a groove 12MDEU on the distal upper DEU side
  • the fluid inlet 13FI, fluid outlet 13FO and exhaust port 14 of the heat exchanger 11 ′′ are connected to the (upper U side) cutout groove 22KMU, (base end PE side) cutout groove 22KMPE and (terminal DE side) cutout of the fixing portion 22 ′. It is mounted on the groove 22KMDE, and the (base end upper PEU side) groove 12MPEU and (terminal upper DEU side) (hanger) groove 12MDED of the heat exchanger 11 ′′ are respectively connected to the fixing portion 22 ′ (base It is inserted and fixed to the hanger 22HGPEU (the end upper PEU side) and the hanger 22HGDEU (the upper end DEU side).
  • the movable part 21 ′ is moved to the fixed part 22 ′ side, and the heat exchanger 11 ′′ (heat exchanger main body 12H ′′) disposed between the movable part 21 ′ and the fixed part 22 ′ is pressed (pressed). Then, the inside of the heat exchanger 11 ′′ (heat exchanger body 12H ′′) is partitioned, and the same partition as the partition portion 12P (and the meandering fluid flow path 12FP) of the heat exchanger 11 of FIG. The part 12P (and the fluid flow path 12FP) can be formed inside the heat exchanger 11 ′′.
  • the movable portion 21A ′ is formed by alternately forming a liquid channel forming portion 21TU and a (lower side) liquid channel forming portion 21TD in the longitudinal L direction (upper side). Yes.
  • the (upper side) liquid flow path forming part 21TU in the movable part 21A ' corresponds to the partition part 12PU on the upper U side in FIG. (Lower side)
  • the liquid flow path forming part 21TD corresponds to the partition part 12PD on the lower D side in FIG.
  • the fixing portion 22A ′ alternately forms a liquid channel forming portion 22TU and a (lower side) liquid channel forming portion 22TD in the longitudinal L direction (upper side).
  • the (upper side) liquid flow path forming unit 22TU corresponds to the partition unit 12PU on the upper U side in FIG. (Lower side)
  • the liquid flow path forming part 22TD corresponds to the partition part 12PD on the lower D side in FIG.
  • the heat exchanger channel closing member 20 ′ of FIG. 10 includes the liquid channel forming portion 21T (groove 21M) of the movable portion 21 ′ and the liquid channel forming portion 22T (groove 22M) of the fixed portion 22 ′. ) Are formed so as to be alternately positioned in the longitudinal L direction when they are overlapped with each other. (See FIGS. 8 and 10)
  • the heat exchanger flow path closing member 20A ′ of FIG. 11 includes the liquid flow path forming portions 21TU and 21TD (grooves 21M) of the movable portion 21A ′ and the liquid flow path forming portion 22TU of the fixed portion 22A ′.
  • 22TD (groove 22M) is formed at an overlapping position (in other words, a so-called “mirror target” position) when they are overlapped with each other (see FIGS. 8 and 10).
  • a protrusion-like stopper SP that closes the flow path is formed at the upper ends of the fluid flow path forming portions 21TU and 21TD of the movable portion 21A ′.
  • the heat exchanger flow path closing member 20 ′ of FIG. 10 has two hangers (22HGPEU, 22HGDEU) in the fixed portion 22 ′ and grooves (12MPEU, 12MDEU) in the movable portion 21 ′. Two places were formed.
  • the heat exchanger flow path closing member 20A ′ of FIG. 10 has two hangers (22HGPEU, 22HGDEU) in the fixed portion 22 ′ and grooves (12MPEU, 12MDEU) in the movable portion 21 ′. Two places were formed.
  • two additional hangers 22HGPED, 22HGGDED
  • two additional grooves (12MPED, 12MDED) (12MPED, 12MDED) are formed in the movable portion 21 ′ to form a total of four locations (12MPEU, 12MDEU, 12MPED, 12MDED).
  • the stopper opening member 21RSP (hereinafter sometimes simply referred to as “opening member”) as a member for pushing back the once blocked flow path stopper 21SP. It is characterized by.
  • the stopper opening member 21RSP (21RSPPE, 21RSPDE) is arranged in one direction of the side S [each position on the upper U side on the base PE side of the fixing member 22 'and on the upper U side on the terminal DE side. ], Two places are formed.
  • the position on the upper U side of the stopper opening member 21RSP is formed at a position facing the flow path stopper 21SP when the movable member 21 'is overlaid on the fixed member 22'.
  • the flow path stopper 21SP has a movable portion (21, 21) as shown in FIGS. 12 and 14 when the driving means DF is pressurized by a spring type or the like.
  • the upper open part 12OU of the partition part 12P of the heat exchanger (11, 11 ', 11 ", 11"') is pushed out from the ') side to the fixed part (22, 22') side, All except one space, that is, the space 12S in the vicinity of the fluid inlet 13FI) is closed. As shown in FIG.
  • the flow path stopper 21SP is driven to move the movable portions 21 ′, 21A ′.
  • the closed state is released, and the air Ar can be discharged to the air trap ATS side.
  • the stopper opening member 21RSP can be temporarily activated only when the air Ar is discharged.
  • Such a stopper opening member 21RSP can be driven using, for example, a solenoid or an electric cylinder.
  • the stopper opening member 21RSP may be anything as long as it can apply a “pressing force” that can push the flow path stopper 21SP back to the movable portion 21SP side to open the upper U side of the fluid flow path 12FP. , Manual or automatic.
  • the stopper opening member 21RSP is also used for the flow path closing member 20A '(third embodiment) and the fixing members 22 and 22' of the flow path closing member 20 (first embodiment) and the flow path closing member 20 '(second embodiment). It can be mounted in the same manner as the fixing member 22A 'in the example).
  • FIG. 16 is an overall view of the heat exchanger 11 ′′ ′′ (third embodiment) as viewed from the front.
  • the heat exchanger 11 ′′ ′′ includes a heat exchanger body 12 H ′′.
  • the heat exchanger main body 12H “" has a plurality of partitions 12P, 12P, 12P, ... in one direction of the side S [longitudinal L direction (substantially vertical V direction, upper U direction to lower D direction)]. Is forming.
  • the so-called “meandering” fluid flow path 12FP is formed in one direction [longitudinal L direction] of the side portion S of the heat exchanger body 12H ′ ′′ by the plurality of partition portions 12P, 12P, 12P,. is doing.
  • the partition portion 12P extends in a so-called “inclination” that rises from one direction of the side portion S toward one direction of the other side portion S [from the first side portion S1 side to the second side portion S2 side]. .
  • the inclination angle ⁇ is 5 to 30 °, preferably 10 to 20 ° with respect to the horizontal direction.
  • each partition part 12P, 12P, 12P, ... it has arrange
  • the space becomes the fluid flow path 12FP.
  • the partition portion 12P and the “meandering” fluid flow path 12FP can be formed in the same manner as the heat exchanger 11 (first embodiment).
  • the plurality of partition portions 12P, 12P, 12P,... are respectively directed from one direction of the side portion S to one direction of the other side portion S [from the first side portion S1 side to the second side portion S2 side]. They are formed to have substantially the same length.
  • the partition portions 12P, 12P, 12P,... are formed closer to the first side portion S1 (denoted as “12PS1”) and formed closer to the second side portion S2 (reference “12PS2”).
  • All the end portions on the second side portion S2 side of the partition portions 12P, 12P, 12P,... are arranged so as not to be “connected” (not contacted) to the second side portion S2 side of the heat exchanger body 12H. ing.
  • the second side portion S2 side of the partition portion 12P is a second side portion opening portion 12OS2.
  • (12PS2) and "connected” (contact) (12PS1) are alternately arranged one by one. Thereby, the flow direction of the fluid is changed to a substantially reverse direction.
  • a large space 12LS is provided between the second side S2 side of the heat exchanger main body 12H "" and the second side S2 side of the partition 12P.
  • the large space 12LS becomes the air trap part ATS.
  • the second side opening portion (opening) 12OS2 of the partition portion 12P is all in communication with the large space 12LS, and all the fluid flow paths 12FP are also in communication with the large space 12LS.
  • the heat exchanger body 12H ′ ′′ is equipped with a fluid inlet 13FI in one direction of the side portion S (on the base end PE side and the first side portion S1 side). Also, The heat exchanger body 12H ′ ′′ is equipped with a fluid outlet 13FO in one direction of the side portion S (on the terminal DE side and the first side portion S1 side).
  • the heat exchanger body 12H ′ ′′ is provided with the exhaust port 14 in one direction of the side portion S (on the terminal DE side and the second side portion S2 side).
  • the 1st clamp C1 and the 2nd clamp C2 can use the thing similar to the heat exchanger 11 (1st Example), and can mount
  • the heat exchanger 11 ′′ ′′ can be used as shown in FIG. 17 by mounting the heat exchanger channel closing member 20 (see FIG. 3). it can.
  • the heat exchanger channel closing member 20 is substantially the same as in the first embodiment.
  • the operation method will be briefly described below. (Priming) (1) The first clamp C1 attached to the connecting pipe of the fluid outlet 13FO is closed, the second clamp C2 attached to the connecting pipe of the exhaust port 14 is opened, and the fluid enters the heat exchanger main body 12H from the fluid inlet 13FI. Let it flow. (2) Filling the heat exchanger body 12H ′ ′′ with the fluid while the air expelled by the inflowing fluid is extracted from the exhaust port 14. By making the partitioning part 12P incline upward from the first side part S1 side toward the second side part S2, the air can stay together with the fluid from the exhaust port 14 without stagnation inside the heat exchanger main body 12H ''. Removed.
  • the fluid flow path 12FP has a meandering shape as in the first embodiment. The fluid flows through the serpentine fluid flow path 12FP.
  • the air floats in the upper U direction and moves to the air trap part ATS.
  • the air floats in the upper U direction, so the air flows in the upper U direction from the fluid inlet 13FI, and the second side portion of the flow path stopper 21SP along the slope 12LS of the partition portion 12P. It accumulates in the air trap part ATS formed on the S2 side.
  • the second clamp C2 mounted on the exhaust port 14
  • air can be discharged from the exhaust port 14.
  • the second clamp C2 can be opened as appropriate to discharge the air.
  • the air can be naturally discharged to the air trap part ATS when the flow path stopper 21SP is temporarily opened.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view illustrating an example of a preferable cross section of the liquid flow path 12FP of the heat exchangers 11, 11 ′, 11 ′′, 11 ′′ ′′.
  • the cross section of the liquid flow path 12FP preferably has a rounded so-called “substantially elliptical” or “substantially circular” shape without a corner like a rectangle.
  • heat exchanger 1 heat exchanger provided with a flow path closing means (member)
  • a heat exchanger 11 first embodiment
  • a heat exchanger flow path closing member 20 first embodiment
  • paragraphs [0044] to [0050], see FIGS. 5 to 6) An example of how to use was described. From the explanation of (a) and (b), it is obvious that the combinations (c) to (g) below can also be used in the same manner, even if they are not described, so detailed explanation will be omitted. .
  • a flow path forming part (21T, 21TU, 21TD, 22T, 22TU, 22TD) formed in the flow path closing member 20 '(second embodiment) and the flow path closing member 20A' (third embodiment) is replaced with a heat exchanger.
  • the heat exchanger 11 ′′ (heat exchanger body 12H ′′) [partition portion is formed on the flow path closing member 20.
  • the priming and the air venting in the heat exchanger main body 12 are much longer than in the past. Air that has already been mixed into the fluid before flowing into the heat exchanger body is separated in the direction of the air trap ATS at the fluid inlet 13FI, so that it is difficult for air to enter the fluid flow path 12FP, Flowability and heat exchange efficiency are stable. Furthermore, if air is drawn into the fluid flow path 12FP, the flow path stopper 21SP is temporarily opened, so that the mixed air is not entrained to the end of the fluid flow path, and air is vented in the middle. Since a route is formed, it is possible to efficiently discharge air upward and to discharge outside. As described above, the heat exchanger and heat exchanging apparatus of the present invention are extremely excellent in heat exchange efficiency, and thus have excellent applicability in the medical field.

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Abstract

熱交換器本体内、蛇行状の流体流路内のプライミング、エアー抜きを簡単に行うことができる熱交換器を提供する。仕切部(12P)により熱交換器本体(12H)の長手L方向に延びる蛇行状の流体流路(12FP)を形成する。仕切部(12P)は開放部(12OU)と熱交換器本体(12H)の側部(S)の一方向との間に、大スペース(12LS)を形成する。熱交換器本体(12H)の側部(S)の一方向は、側部(S)の一方向から他の側部(S)の一方向に向けて上る傾斜(12SL)に形成する。熱交換器本体(12H)は、側部の一方向に流体入口(13FI)を装着し、側部の一方向に流体出口(13FO)を装着し、側部の一方向に排気口(14)を装着する。流体出口(13FO)近傍に第1クランプ(C1)を装着し、排気口(14)近傍に第2クランプ(C2)を装着する。

Description

熱交換器及び熱交換器用流体流路閉塞手段並びに熱交換器及び熱交換器用流体流路閉塞手段を有する熱交換器具
 本発明は、血液透析治療や血液浄化治療等(以下「血液透析治療等」という。)において使用されるディスポーザブル(使い捨て)の医療用器具で、透析液等の流体(以下単に「流体」ということがある。)を常温から37°C付近まで熱交換(加温)するための医療用の熱交換器に関するものである。
 さらに詳しくはその包括的な形状が「シート状」(又はバッグ状、袋状、袋体ともいう。)であり、内部に蛇行状の流体流路を有し、当該流体流路内に透析液等の流体を流し、当該流体の流路部分を熱源(ヒーター)に接触させて熱交換(加温)を行う医療用熱交換器であって、当該流体流路内のエアーを効率よく除去できる形状・構造を有する医療用熱交換器と、当該熱交換器のエアー除去効率を促進する熱交換器用流体流路閉塞手段たる閉塞部材と、当該熱交換器及び当該熱交換器用流体流路閉塞手段たる閉塞部材を有する熱交換器具の発明に関する。
 従来の医療用熱交換器としては、代表的なものとして、以下のものが知られている。
(従来技術1)
 特許文献1(特開2002-102349号公報)には、図19に示したようなシートを熱溶着加工して仕切部により蛇行状の液体流路を形成したシート状熱交換器111の発明を開示している。
 当該熱交換器111は、流体の流れを改善することを目的として、流体の流れる方向(下部の流体入口113FIから上部の流体出口113FO)の水平に対して上部方向に向けて傾斜する複数の流体流路113FPを、下部方向から上部方向(垂直方向)にわたって複数組み合わせている。当該熱交換器111は、流体のプライミング時等に、エアーが混入した時においてエアーが自然に上部方向に移動できる構造となっている。
(従来技術2)
 特許文献2(特開2011-30942号公報)に記載の発明は、特許文献1に記載のようなシート状熱交換器の蛇行状の流体流路の構造を、熱溶着加工に比較して、より簡易に形成することを目的として、凹凸を形成した基盤を袋状のシートに押し付け、その凸部と凹部により流路を形成する発明を開示している。
 すなわち袋体(特許文献2内の符号12参照、以下同じ。)を挟持する基体挟持板(符号14)と蓋挟持板(符号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(符号12参照)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38を形成する。袋体(符号12参照)の内部空間(符号24参照)は、単体では方形等の単純な形状であり、挟持板(符号14、16参照)に挟まれることによって、内部空間24に屈曲した流路が形成される。
 従来の医療用熱交換器においては、このように、蛇行状又は屈曲した複数の仕切部により折返しのある流体流路を形成することにより、流路長を長くして熱交換量を増大させるものである(図19参照。)。この場合、混入し、流路内に滞留する空気(エアー)の抜けを促進するため、当該仕切部(の表面)を上方に傾斜させている。しかしながら、熱交換量を増加させるため、仕切部をより多数形成した場合は、必然的に流路長は長くなり、また流路中に淀み箇所が生じ易くなるため、包括的なエアー抜きの操作としては必ずしも十分ではない。エアーが混入した場合は、当該混入エアーが仕切部に沿って移動する間、液体と熱源との接触が低下することになるので、熱源からシート層(通常合成樹脂シート)を経て液体への総括伝熱(熱移動)係数が低下する。従って出来るだけシート状熱交換器内のエアーを速やかに、かつ十分に除去することが望まれる。特に操作の始めのプライミングの際に、徹底的に装置内(系内)のエアーを除くこと、及び、操作中に流路内に混入または持ち込まれるエアーを速やかに除きうることが必要である。
 しかしながら、従来の単に複数の仕切部を傾斜させただけの医療用熱交器は、十分な熱交換量を確保するため流路を延設したために、必然的に、エアー(バブル)の滞留時間も長くなり、同伴するエアーを完全に、かつ、速やかに系外に排出することは本質的に困難な構造となっていることを本発明者らは知見するに至った。
特開2002-102349号公報(要約の欄、図1参照) 特開2011-30942号公報(要約の欄、図1参照。)
 より具体的には、従来の代表的な公知技術である引用文献1-2に記載の発明における課題は次のとおりである。
特許文献1に記載の発明は、次の課題を有する。
(課題1):当該構造では、エアーが継続的に熱交換器内に混入した場合、流体流路113FP(垂直方向に複数組み合わせて形成されている)に沿ってエアーが移動するため、流体とシートの接触面積が小さくなり熱交換効率が悪くなる。
(課題2):エアーが流体と一緒に前記流体流路113FPを通過するため、流体の流動性にもバラツキが生じ、やはり熱交換効率が悪くなる。
(課題3):流体流路113FPの幅が狭い箇所113FPNと広くなる箇所113FPWが交互に存在するため、流体流路113FPの長さが短くなり、十分な熱交換(加温)できないことが懸念される。
(課題4):熱交換器内部の仕切部112Pの面積(図中の斜線参照)が大きい(流体流路113FPの面積と近似する)ので、デッドスペース(液体の流れない部分)が多くなり、熱交換効率が悪い。
 一方、特許文献2に記載の発明については、次の課題が挙げられる。
(課題):蛇行状の流路を形成する点において、特許文献1に記載の発明と同じ技術発想であり、流体流路113FPに沿って流体と一緒にエアーが移動するため、上部方向にエアーが除去されるとしても、その間の熱交換効率は低下する。前記特許文献(1)と同じ課題を有する。
 本発明者らは、以上の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、複数の仕切部を有し、蛇行状の流路を形成した医療用の熱交換器において、当該仕切部の一部に複数の開放部を形成し、さらに、当該複数の開放部に連通する大スペースの領域を設けることにより、系内に存在した、または系内に混入するエアー(気泡)を蛇行状の流路にそって、流体出口まで全行程を移動させることなく、速やかに当該開放部に移動せしめ、さらには、当該大スペースにおいて、エアー(気泡)を合一させ、速やかに流体出口とは別の排気口から排出させうることを知見し本発明に到達した。すなわち、本発明は以下のとおりである。
[1]本発明は、医療用の熱交換器(11、11´、11´´´)であって、
当該熱交換器は、熱交換器本体(12H、12H´、12H´´´)を有し、
当該熱交換器本体(12H、12H´、12H´´´)は、長手(L)方向に、複数の仕切部(12P、12PU、12PD、12PS1、12PS2)を形成し、
当該仕切部(12P、12PU、12PD、12PS1、12PS2)により、前記熱交換器本体(12H、12H´、12H´´´)の長手(L)方向に延びる蛇行状の流体流路(12FP)を形成、するものにおいて、
前記複数の仕切部(12P、12PU、12PD、12PS1、12PS2)は、一つの側部(S)の一方向にそれぞれ開放部(12OU、12OS)を有し、
当該開放部(12OU、12OS)と、前記熱交換器本体(12H、12H´、12H´´´)の当該側部(S)の一方向との間に、一つの大スペース(12LS)を形成し、
前記仕切部(12P、12PU、12PD、12PS1、12PS2)の前記複数の開放部(12OU、12OS)は、前記大スペース(12LS)と連通し、前記流体流路(12FP)は前記複数の解放部(12OU、12OS)を介して前記大スペース(12LS)と連通し、
前記熱交換器本体(12H、12H´、12H´´´)は、
その側部(S)の一方向に流体入口(13FI)を装着し、
その側部(S)の一方向に流体出口(13FO)を装着し、及び
その側部(S)の一方向に排気口(14)を装着し、
前記流体出口(13FO)ないし当該流体出口(13FO)近傍に第1クランプ(C1)を装着し、
前記排気口(14)ないし当該排気口(14)近傍に第2クランプ(C2)を装着した、熱交換器(11、11´、11´´´)を提供する。
[2]本発明は、また、〔1〕に記載の前記熱交換器(11、11´、11´´´)において、
前記熱交換器本体(12H、12H´)の側部(S)の一方向は、
側部(S)の一方向から他の側部(S)の一方向に向けて上る傾斜(12SL)、若しくは、側部(S)の一方向から他の側部(S)の一方向に向けて上る第1傾斜(12SL1)と、当該第1傾斜(12SL1)から他の側部(S)の一方向に向けて下る第2傾斜(12SL2)に形成し、または
前記熱交換器本体(12H´´´)の複数の仕切部(12PS1、12PS2)は、一つの側部(S)の一方向から他の側部(S)の一方向に向けて上る傾斜に形成し、
前記傾斜(12SL)、第1傾斜(12SL1)、第2傾斜(12SL2)、傾斜した仕切部(12PS1、12PS2)の傾斜の角度(θ)は、それぞれ5~30°に形成した、〔1〕に記載の熱交換器(11、11´、11´´´)を提供する。
[3]本発明は、また、液体流路(12FP)の断面を、略楕円ないし略円状に形成した、〔1〕または〔2〕に記載の熱交換器(11、11´、11´´´)を提供する。
[4]本発明は、また、医療用の熱交換器に装着して使用する熱交換器用流路閉塞部材(20、20´、20A´)であって、
一つの可動部(21、21´、21A´)と一つの固定部(22、22´、22A´)とを有し、
前記可動部(21、21´、21A´)は、長手L方向に沿うように、側部(S)の一方向側に流路ストッパー(21SP)を装着し、
当該流路ストッパー(21SP)は、略突状を有するものであり、前記熱交換器として
内部が複数の仕切部(12P、12PU、12PD、12PS1、12PS2)で区画されている熱交換器(11、11´、11´´´)、または内部が仕切部で区画されていない熱交換器(11´´)を準備してこれを前記閉塞部材の前記可動部(21、21´、21A´)と前記固定部(22、22´、22A´)との間に配置し、
前記可動部(21、21´、21A´)を前記固定部(22、22´、22A´)の方向に移動させ、押して加圧することにより、
前記熱交換器(11、11´、11´´´)の前記仕切部(12P、12PU、12PD、12PS1、12PS2)の前記開放部(12OU、12OS)、または前記熱交換器(11´´)の内部空間は、流体入口近傍の一箇所のスペース(12S、12SD)を除いて、全て閉塞することができ、
前記熱交換器(11、11´、11´´、11´´´)の開放部(12OU、12OS)、または内部空間を抑えて閉塞することにより、
前記熱交換器本体(12H、12H´、12H´´、12H´´´)を一つのエアートラップ部(ATS)と熱交換部(12HE)とに仕切ることができる熱交換器用流路閉塞部材(20、20´、20A´)を提供する。
[5]本発明は、また、前記熱交換器用流路閉塞部材(20´、20A´)において、
前記可動部(21´、21A´)側に複数の液体流路形成部(21T)を形成し、かつ固定部(22´、22A´)側にも複数の液体流路形成部(22T)を形成し、若しくは
前記可動部(21´、21A´)側のみに複数の液体流路形成部(21T、22T)を形成し、または、
前記固定部(22´、22A´)側のみに複数の液体流路形成部(21T、22T)を形成し、
前記可動部(21´)と前記固定部(22´)の下部(D)側は、ヒンジ(20H)で連結し、
内部が区画されていない熱交換器(11´´)を準備し、これを前記可動部(21´、21A´)と前記固定部(22´、22A´)との間に配置して、前記可動部(21´、21A´)側から押して加圧することにより、
前記熱交換器(11´´)の内部を前記仕切部(12P、12PU、12PD、12PS1、12PS2)で区画して、当該熱交換器(11´´)の内部に、流体流路(12FP)を形成することができ、
当該可動部(21´、21A´)と当該固定部(22´、22A´)は、それぞれ底壁と側壁のみからなる有底で蓋のない略箱状の形態を有し、当該底壁に前記複数の液体流路形成部(21T、22T)を形成し、
当該二箇所の液体流路形成部(21T、22T)の間に、溝(21M、22M)を形成し、
前記溝(21M、22M)の側部(S)方向の断面を略半円ないし略半楕円状に形成した〔4〕に記載の熱交換器用流路閉塞部材(20´、20A´)を提供する。
[6]本発明は、また、前記熱交換器用流路閉塞部材(20´)は、可動部(21´)の液体流路形成部(21T)と、固定部(22´)の液体流路形成部(22T)は、相互に対抗させて重ね合わせたときに、長手(L)方向に重ならないように交互の位置に形成した〔4〕または〔5〕に記載の熱交換器用流路閉塞部材(20´)を提供する。
[7]本発明は、また、熱交換器用流路閉塞部材(20A´)は、可動部(21A´)の液体流路形成部(21TU、21TD)と、固定部(22A´)の液体流路形成部(22TU、22TD)は、相互に対抗させて重ね合わせたときに、重なる位置に形成した〔4〕または〔5〕に記載の熱交換器用流路閉塞部材(20A´)を提供する。
[8]本発明は、また、前記固定部(22、22´、22A´)の側部(S)の一方向に、ストッパー開放部材(21RSP)を装着したことを特徴とする〔4〕または〔5〕に記載の熱交換器用流路閉塞部材(20、20´、20A´)を提供する。
[9]本発明は、また、前記固定部(22´、22A´)は、前記熱交換器(11´´)の流体入口(13FI)、流体出口(13FO)及び排気口(14)を装着するための切欠溝(22KMU、22KMPE、22KMDE)を側部(S)の一方向に形成し、
前記熱交換器(11´´)を装着するためのハンガー(22HGPEU、22HGDEU)を側部(S)の一方向に二箇所以上形成した〔4〕または〔5〕に記載の熱交換器用流路閉塞部材(20´、20A´)を提供する。
[10]本発明は、また、前記可動部(21、21´、21A´)の駆動手段が、加圧による駆動手段で、エアーバッグ方式、バネ式、ロック式のいずれか一つであり、
または前記加圧の駆動手段に代えて、
可動部(21、21´、21A´)自体もしくは可動部(21、21´、21A´)に装着した流路ストッパー(21SP)をバイメタルまたは形状記憶合金により形成し、
当該バイメタルもしくは形状記憶合金による温度、負荷による変形により、前記熱交換器(11、11´、11´´、11´´´)の仕切部(12P、12PU、12PD、12PS1、12PS2)の開放部(12OU、12OS)、または内部空間を、一箇所のスペース(12S、12SD)を除いて、全て閉塞することができるようにした〔4〕または〔5〕に記載の熱交換器用流路閉塞部材(20、20´、20A´)を提供する。
[11]本発明は、また、医療用の熱交換器具(1)であって、当該熱交換器具は、
 流体入口(13FI)、流体出口(13FO)、及び排気口(14)を備え、
 当該流体出口(13FO)、及び排気口(14)は、第1クランプ及び第2クランプをそれぞれ有する、熱交換器本体(12H、12H´、12H´´´)を有し、
その内部が仕切部(12P、12PU、12PD、12PS1、12PS2)で区画されている熱交換器(11、11´、11´´´)、または、内部が仕切部で区画されていない熱交換器(11´´)と、及び
これに装着される熱交換器用流路閉塞部材(20、20´、20A´)とを有する熱交換器具(1)であって、
当該熱交換器用流路閉塞部材(20、20´、20A´)は、可動部(21、21´、21A´)と固定部(22、22´、22A´)とを有し、前記可動部(21、21´、21A´)は、長手L方向に沿うように、側部(S)の一方向側に流路ストッパー(21SP)を装着し、
前記熱交換器本体(12H、12H´、12H´´、12H´´´)の熱交換部(12HE)に熱源(23)を隣設し、
当該熱源(23)は、電熱線、カーボン、セラミック、遠赤外線、オイル、温水、温風、ペルチェ素子、ヒートパイプ、誘電加熱、及び誘導加熱の中から選択されるいずれか一つである医療用の熱交換器具(1)を提供する。
[12]本発明は、また、前記流体入口(13FI)の接続管に液体流入ポンプ(PI)を装着し、
前記流体出口(13FO)の接続管に液体流出ポンプ(PO)を装着し、
前記排気口(14)の接続管にエアー排出ポンプ(PG)を装着した〔11〕に記載の熱交換器具(1)を提供する。
[13]本発明は、また、制御部(CPU)を有し、当該制御部(CPU)は、
前記第1クランプ(C1)及び第2クランプ(C2)の開閉を制御し、
前記可動部(21)の駆動手段(DF)の駆動を制御し、
前記熱交換部(12HE)に隣接した熱源(23)の温度を制御する〔11〕または〔12〕に記載の熱交換器具(1)を提供する。
[14]本発明は、また、前記制御部(CPU)は、当該液体流入ポンプ(PI)、液体流出ポンプ(PO)及びエアー排出ポンプ(PG)の駆動を制御して、プライミング及び熱交換器本体(12H、12H´、12H´´、12H´´´)による流体の熱交換を連動制御する〔13〕に記載の熱交換器具(1)を提供する。
[15]本発明は、また、液面センサ(LS)、エアーセンサ(AS)、及び温度センサ(TS)の中から選択されるいずれか一つ、またはこれらのコンビネーションを、前記流路閉塞部材(20、20´、20A´)の前記可動部(21、21´、21A´)または前記固定部(22、22´、22A´)に装着し、
前記制御部(CPU)は、当該液面センサ(LS)、エアーセンサ(AS)、温度センサ(TS)の中から選択されるいずれか一つ、またはこれらのコンビネーションと連結して、前記の、または前記に記載の各制御を行うことができる〔14〕に記載の熱交換器具(1)を提供する。
 本発明の熱交換器及び流体流路閉塞手段を有数する熱交換器具は、以下の有利な効果を奏する。
(1)熱交換器本体12内、蛇行状の流体流路12FP内のプライミング、エアー抜きを簡単に行うことができる。
(2)熱交換器本体に流入前にすでに流体に混入したエアーは流体入口13FIでエアートラップATS方向に分離することで、流体流路12FPにエアーが侵入しにくく、流体の流動性や熱交換効率が安定する。
(3)仮にエアーが流体流路12FPに引き込まれた場合は、流路ストッパー21SPを一時的に開放することにより、混入したエアーを流体流路の末端部まで同伴させることなく、途中でエアー抜きの経路ができるため、効率よくエアーを上部方向に排出し、外に排出させることが可能である。
(4)熱交換器内部の仕切部12Pの面積を小さくすることができ、デッドスペース(液体の流れない部分、すなわち淀みの領域である。)が少ないので、熱交換効率が良い。
図1は本発明の熱交換器具1の熱交換器11(第1実施例、以下図2から図4、6同じ)を正面方向から見た全体図である。 図2は図1の熱交換器11に第1クランプC1、第2クランプC2を装着して、正面方向から見た全体図である。 図3は図2の熱交換器11を、熱交換器用流路閉塞部材20(第1実施例)に装着して、(または熱交換器11に、閉塞部材20を装着して)、熱交換器具1としたところの全体図であり(流路ストッパー21SPを作動させて流路が閉塞されている状態を示す。)。(A)は、正面方向から見た全体図である。(可動部21の流路ストッパー21SPの位置のみを記載している。他は全て省略している。)(B)は、第2側部S2方向から見た全体図である(矢印Zは押圧方向を示す。)。 図4は熱交換器具1を正面方向から見た全体図であり、当該熱交換器器具における流体の流れ方向を示す。 図5は熱交換器具1のブロック図である。 図6は熱交換器11に各種ポンプを装着し、正面方向から見た全体図である。 図7は第2実施例の熱交換器11´で、正面方向から見た全体図である。 図8は第2実施例の熱交換器用流路閉塞部材20´で、図8(A)は、可動部21´と固定部22´を第1側部S1(第2側部S2)側から見た側面図である。図8(B)は、可動部21´は、背面側から見た側面図、固定部22´は、正面側から見た側面図である。図8(C)は、可動部21´と固定部22´を重ね合わせて、正面方向から見た全体図である。 図9は第2実施例の熱交換器用流路閉塞部材20´で、図9(A)は、熱交換器11´´を矢印Z方向にプレス(押圧)する前の可動部21´と固定部22´を第1側部S1(第2側部S2)側から見た側面図である。図9(B)は、熱交換器11´´をプレスした後の可動部21´と固定部22´を第1側部S1(第2側部S2)側から見た側面図である。 図10は、第2実施例の熱交換器用流路閉塞部材20´を立体的に記載した全体斜視図であり、また熱交換器11´にこの流路閉塞部材20´を装着する状態を併せて示す。 図11は、第3実施例の熱交換器用流路閉塞部材20A´を立体的に記載した全体斜視図である。 図12は、熱交換器11´´を装着した第3実施例の熱交換器用流路閉塞部材20´の(または、熱交換器11´´に流路閉塞部材20´を装着した状態の)正面方向から見た全体図である。 図13は、図12の一部拡大断面図である。 図14は、図11、図12の使用状態を示す一部拡大断面図である。 図15は、図11、図12の使用状態を示す一部拡大断面図である。 図16は、熱交換器11´´´(第3実施例)を正面方向から見た全体図である。 図17は、図16の熱交換器11´´´を、熱交換器用流路閉塞部材20に装着して、熱交換器具1としたところの正面方向から見た全体図である。(可動部21の流路ストッパー21SPの位置のみを記載している。他は全て省略している。) 図18は、熱交換器11、11´、11´´´の好ましい液体流路12FPの断面の一例を示す断面図である。 図19は従来の熱交換器を正面方向から見た全体図である。
 以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。
 なお、本発明を明確に説明するため、図面の記載を基礎として、次の定義をおく。
(定義1)「基端PE(側または方向)」とは、図1の熱交換器11(第1実施例)に示すように流体入口13FIを装着した側の端部を意味する。[以下、(定義2)から(定義6)、(定義9)も含めて、図7の熱交換器11´(第2実施例)、図10の熱交換器11´´、図11の熱交換器11´´´(第3実施例)、熱交換器11、11´、11´´、11´´´にそれぞれ流路閉塞部材を装着した熱交換器具も同じ。]
(定義2)「末端DE(側または方向)」とは、図1の熱交換器11(第1実施例)に示すように「基端PE(側または方向)」と反対側の端部を意味する。さらにいえば流体出口13FOを装着した側の端部(側または方向)を意味する。
(定義3)正面(側または方向)とは、図1の熱交換器11(第1実施例)に示すように紙面の手前、正面方向を意味する。
(定義4)背面(側または方向)は、正面(側または方向)の反対側の方向、図1の熱交換器11(第1実施例)に示すように、紙面の裏側、熱交換器11の背面方向を意味する。
(定義5)「上部U(側または方向)」とは、図1の熱交換器11(第1実施例)に示すように、熱交換器11の上部側、排気口14を装着した側を意味する。
(定義6)「下部D(側または方向)」とは、図1の熱交換器11(第1実施例)に示すように、熱交換器11の下部側、排気口14を装着した側と反対側を意味する。
(定義7)「長手L方向」とは、いわゆる「長尺」の方向を意味する。[図7の熱交換器11´(第2実施例)、図10の熱交換器11´´、図11の熱交換器11´´´(第3実施例)、熱交換器11、11´、11´´、11´´´にそれぞれ流路閉塞部材を装着した熱交換器具も同じ。]
 例えば図1の熱交換器11(第1実施例)に示すように、基端PE側から末端DE側の方向を意味する。例えば図16の熱交換器11´´´(第3実施例)に示すように、上部U側から下部U側の方向を意味する。
(定義8)「略垂直V方向」とは、例えば図1の熱交換器11(第1実施例)に示すように、長手L方向と略垂直に交わる方向(上部Uまたは下部D方向)を意味する。
 例えば図16の熱交換器11´´´(第3実施例)に示すように、長手方向と同様の方向を意味する。
(定義9)第1側部S1(側または方向)とは、例えば図1の熱交換器11(第1実施例)に示すように、紙面の右側の方向を意味する。第2側部S2(側または方向)とは、第1側部S1方向と反対側の方向で、例えば図1の熱交換器11(第1実施例)に示すように、紙面の左側の方向を意味する。
第1側部S1(側または方向)から第2側部S2(側または方向)を「水平方向」ともいう。
(定義10)
 単に「側部S(側または方向)」ないし「側部Sの一方向(または側)」とは、「第1側部S1」、「第2側部S2」、「正面」、「背面」、「上部U」、「下部D」、「基端PE」、「末端DE」の各方向の他に、さらに「長手L方向」、「略垂直V方向」、「水平方向」、これらの各方向の間の全ての方向を意味する。
[熱交換器具1]  
 まず、本発明の熱交換器具1について、以下、図面(図1~図18)を参照しながら説明する。本発明の熱交換器具1は、基本的に熱交換器と流路閉塞部材からなるものであるが、具体的な実施の態様の一例を示すと、第1実施例から第3実施例の熱交換器(11、11´、11´´´)と第1実施例から第3実施例の流路閉塞部材(20、20´、20A´)を有するものである。
 以下の説明において、符号の煩雑化を回避するため、各実施例1から実施例3において、同一ないし関連する部材等は、できるだけ同じ符号を使用し、異なる部材のみに異なる符号を記載した。
 また、部材を、側部Sの一方向に、複数形成している場合は、部材を示す符号の後部に、方向性を示す符号を記載した。例えば図1等で、「仕切部12P」において、上部「U」側の仕切部Pは、「12PU」、下部「D」の仕切部Pは「12PD」と記載した。同様に、例えば図10等で、「溝12M」において、基端「PE」側で上部「U」側の溝は、「12MPEU」、末端「DE」側で上部「U」側の溝は、「12MDEU」と記載した。
と記載した。
[熱交換器11(第1実施例)]
 熱交換器11は、図1に例示するように、熱交換器本体12Hを有する。
 熱交換器本体12Hは、長手L方向に、複数の仕切部12P,12P,12P,・・・を形成している。
 当該複数の仕切部12P,12P,12P,・・・により、熱交換器本体12Hの長手L方向に、いわゆる「蛇行状」の流体流路12FPを形成している。
 仕切部12Pは、側部Sの一方向[略垂直V方向]に沿うように、側部Sの一方向 から他の側部の一方向[上部U(下部D)方向から下部D(上部U)方向]に延設している。
 各仕切部12P,12P,12P,・・・のそれぞれの間は長手L方向にスペースあけて配置している。
当該スペースが上記した流体流路12FPとなる。
 仕切部12Pと「蛇行状」の流体流路12FPは、例えば二枚のシートを重ねたものを溶着して形成することができる。当該溶着部が仕切部12Pとなる。
 また仕切部12P,12P,12P,・・・と「蛇行状」の流体流路12FPをあらかじめ形成したパネル状の部材(または一枚のシート)を、一枚のシート(またはパネル状の部材)の上に密着(熱溶着)または接着等してもよい。
 仕切部12Pは、側部Sの一方向から他の側部Sの一方向[上部U(下部D)方向から下部D(上部U)方向]にそれぞれ実質的に同じ長さに形成している。
 仕切部12Pは、上部U側寄りに突出したもの(符号「12PU」と記載)と、下部D側寄りに突出したもの(符号「12PD」と記載)とを交互に配置している。
 仕切部12Pの上部U側端部は、全て熱交換器本体12H上部に「繋がらない」(接触しない)ように配置している。すなわち仕切部12Pの上部U側端部は、上部開放部12OUとなっている。上部開放部12OUとは、言い換えれば上部開口部であり下方から上昇してくる流体の一部はこの開口部から流出することになるが、一方、当該流体に気泡(エアーバブル)が混入していた場合は、当該エアーもこの開口部から上方(12SLの方向へ)流出する。そしてこの上部開放部12OU(開口部)は、本発明における流路閉塞部材21SPで閉塞(封止)することができる。
 仕切部12Pの下部D側端部は、熱交換器本体12H下部に「繋がっていないもの」(D側端部が本体12H下部に接触しないもの(すなわち、前記12PU))と「繋がっているもの」(D側端部が本体12H下部に接触するもの(すなわち、前記12PD))を一個毎に交互に配置している。
 熱交換器本体12Hの上部U側は、側部Sの一方向から他の側部Sの一方向[基端PE側から末端DE側]に向けて側部Sの一方向[上部U側]に向けて上る傾斜12SLに形成している。このように傾斜12SLを形成することにより、後記する大スペース12LSにトラップされたエアーの排出口への速やかな抜けを確保している。
 傾斜12SLの角度θは、水平方向に対して5~30°、好ましくは10~20°に形成するのがよい。例えば30°を越えるようなあまり大きい角度θとすると長手L方向の流体流路12FPが短くなり、熱交換(加温)効率が低い。一方、5°未満のようなあまり小さい角度θとすると上記したエアー抜け効果が十分に期待できないため好ましくない。
 当該傾斜12SLと仕切部12Pの側部Sの一方向[上部U側]の端部との間は、大スペース12LSとなっている。当該大スペース12LSが後述するエアートラップ部ATSとなる。
 仕切部12P,12P,12P,・・・の上部開放部12OUは全て大スペース12LSと連通している。したがって、流体流路12FPも(上部開放部12OUを介して)全て大スペース12LSと連通している。
 熱交換器本体12Hには流体入口や出口、及び流体弁(クランプ)を装着し、さらに熱源(ヒータ)を隣接して熱交換器1を形成する。本発明においては、この流体入口13FI及び流体出口13FOとともに、さらに排気口14を装着していることを特徴の一つとしている。より詳しくは、熱交換器本体12Hは、側部Sの一方向[基端PE側で上部U側]に流体入口13FIを装着している。また、
 熱交換器本体12Hは、側部Sの一方向[末端DE側で下部U側]に流体出口13FOを装着している。さらに、
熱交換器本体12Hは、側部Sの一方向[末端DE側で上部U側]に排気口14を装着している。
 この流体出口13FOの接続管(あえて符号は記載せず)には第1クランプC1を装着している。(図2参照)
 また、排気口14の接続管(あえて符号は記載せず)には第2クランプC2を装着している。(図2参照)
第1クランプC1及び第2クランプC2は、外付けの着脱できるクランプでも良いし、手動のコック(いわゆる「三方活栓」等)、電磁弁でも良い。
流体出口13FO(または排気口14)には、直接第1クランプC1(または第2クランプC2)を装着してもよいし、流体出口13FO(または排気口14)の近傍に、接続管等を装着して当該接続管に第1クランプC1(または第2クランプC2)を装着してもよい。
[熱交換器用流路閉塞部材20(第1実施例)]
 熱交換器用流路閉塞部材20(以下単に「流路閉塞部材20」ということがある。)は、流体流路12FPの上部開放部12OUを、流路ストッパー21SP(図3(B))により、その長手方向に渡って、例えば図3(A)に示すように、閉塞するものである。
 熱交換器用流路閉塞部材20(以下、流路閉塞部材20と略記する。)は、図3(B)に例示するように、可動部21と固定部22とを有する。
 可動部21と固定部22は、シート状の熱交換器11を、正面と背面の両側から挟んでプレス(押圧)する際に、均一な圧力をかけやすいようにするために、いわゆる「略板状」のものが好適に使用される。
このため可動部21は、「可動板」(正面側)ともいい、固定部22は「固定板」(背面側)ともいう。
 可動部21は、長手L方向に沿うように、側部Sの一方向[上部U側]に流路ストッパー21SPを装着している。
流路ストッパー21SPは、いわゆる「略突状」(または(略突条状))を有する。
 可動部21を固定部22の方向に移動させて押す(プレスする)(「加圧」して「押圧力」を付与する)ことにより、仕切部12Pの上部開放部12OUは、一箇所、すなわち流体入口13FI近傍のスペース12Sを除いて(図3(A)、図4参照。)、全て閉塞される。
「加圧」(「押圧力」付与)の場合は、可動部21の駆動手段DFとしては、エアーバッグ方式、バネ式、ロック式等を使用することができる。要するに流路ストッパー21SPに、流体流路12FPの上部U側を閉塞することができる「押圧力」を付与することができるものであれば、何でもよく、また手動式、自動式のどちらでもよい。また駆動手段としては電気的、磁気的手段を採用することも可能である。
 またその他の流路閉塞部材として、バイメタル、形状記憶合金等の、温度、負荷等の外部信号による材料の形状変化特性を利用し、可動部21自体または可動部21に装着した流路ストッパー21SPの形状を変えることできるものを採用することができる。
 すなわち流路ストッパー21SPへの押圧力付与機能(流体流路12FPの上部開放部12OUを閉塞することができる押圧力付与機能)として、材料自体の特性を利用して制御する手段(いわゆるサーボ機構により流路ストッパー21SPの位置及び/またはその開閉角度を制御する手段)を採用することもできる。
[熱源(ヒーター)23]
 熱交換器本体12Hの熱交換部12HEに、熱源(ヒーター)23を隣接することができる。
すなわち熱交換器本体12Hを二枚のシートを重ねて形成した場合、シートの一方側、あるいは両面に熱源(ヒーター)23を装着することにより、流体を目的の温度に加温することができる。
 熱源(ヒーター)23は、シート(熱交換器本体12H)に密着ないし装着しやすい形態(形状・構造)のものであれば何でも良い。例えば電熱線、カーボン、セラミック、遠赤外線、オイル、温水、温風、ペルチェ素子、ヒートパイプ、誘電加熱及び誘導加熱等の常用されている熱源の中から選択されるいずれか一つのものを使用できる。
[熱交換器11の製造方法]
 第1実施例の本発明の熱交換器11の製造方法の一例について説明する。
(a)[二枚のシートで形成する場合]
熱交換器本体(ハウジング)を形成すべき二枚のシートを準備し、管状部材(流体入口13FI、流体出口13FO、及び排気口14をそれぞれ形成するための管状部材)を、図1または図2の配置のように、(熱交換器本体12Hとなる)当該二枚のシートの間に、挟んでシートの外周縁及びシートの内側(複数箇所)を、所定の金型(あえて図示せず)により高周波、熱、超音波、レーザー等の手段により溶着する。
 当該管状部材(流体入口13FI、流体出口13FO、及び排気口14を形成する部材)は、図1または図2の配置のように、二枚のシート(熱交換器本体12H)の間に装着される。
 また二枚のシート(熱交換器本体12H)の内側で、複数の略直線状に溶着した箇所が複数の仕切部12P,12P,12P,・・・(図1または図2参照)となる。
 複数の仕切部12P,12P,12P,・・・の間に、図1または図2の配置のように、「蛇行状」の流体流路12FPが形成される。
 各流体入口13FI、流体出口13FO及び排気口14に接続管として流体移送チューブ(あえて符号は記載せず)を接続する。
流体出口13FO側の液体移送チューブに第1クランプC1を装着し、排気口14側の液体移送チューブに第2クランプC2を装着する。
 シート及び管状部材の材料として、例えば特に限定するものではないが、通常の医療分野において好ましくは使用される、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂が好適なものとして挙げられる。
(b)[パネル状の部材で形成する場合]
 熱交換器本体はまた、二枚のシートでなく、仕切部を内部に形成したパネル状の部材と一枚のシートにより構成することもできる。
パネル状の部材は、前記に挙げた合成樹脂を溶融混合し、公知の成形方法、例えば、射出成形、圧縮成形、切削成形などにより、目的とする形状にすることができる。
 パネル状の部材には、図1または図2の配置のように、管状部材(流体入口13FI、流体出口13FO、及び排気口14)を一体成形する。
また、パネル状の部材には、図1または図2の配置のように、複数の仕切部12P,12P,12P,・・・を一体成形し、複数の仕切部12P,12P,12P,・・・の間に、「蛇行状」の流体流路12FPを形成する。
当該パネル状部材の前記加圧面側(正面側)に、シートの外周縁を高周波、熱、超音波、レーザーの手段により密着または溶着する。
なお管状部材(流体入口13FI、流体出口13FO、及び排気口14)は、一体成形ではなく、後でパネル状の部材に前記手段により溶着してもよい。
 [熱交換器具1[熱交換器11(第1実施例)と熱交換器用流路閉塞部材20(第1実施例)とを含む]の使用(操作)方法
 以下、熱交換器具1の使用方法の一例について説明する。
[プライミング]
(1)第1クランプC1(流体出口)を閉じ、第2クランプC2(排気口)を開けて、透析液等の流体を流体入口13FIより熱交換器本体12H内に流入させる。
(2)流入する流体により、排気口14から、本体内のエアーを押出すようにして抜きながら、熱交換器本体12H内に流体を満たす。
本発明においては、熱交換器本体12Hの上部Uを、従来のように水平ではなく、排気口に向かって徐々に立ち上がるような傾斜12SLを形成しているので、エアーは当該傾斜12SLに沿って速やかに上昇し熱交換器本体12H内部で停滞することなく排気口14より流体とともに除去される。
[エアートラップ部ATSの形成]
(3)図3に例示するように蛇行状の流体流路12FPの上部開放部12OUに、流路ストッパー21SP(の可動部21)を矢印Zの方向に押しつけて(加圧して)、当該流路ストッパー21SPの先端の押圧により、離隔して空隙を有して配向され、流路を形成していた二枚のシートはこのストッパー21SP(L方向に突条状に延設している)の部分において密接し、(二枚のシート間に形成された空隙による)流路は閉鎖される。すなわち上部開放部12OU(上部開口部)は、図3(A)に示したように(流体入口付近の部分)を除いてすべて閉塞される。このようにして流体流路12FPの上部開放部12OUを閉塞することができ、上部開放部12OUは、一箇所[流体入口13FI近傍]のスペース12S(図3(A)、図4参照。)を除いて全て閉塞される。
 一方、上部開放部12OUと連通していた熱交換器本体12Hの上部U側の大スペース12LSは、押圧されたストッパー21により開放部12OUと切り離されてエアートラップ部ATを形成する。
 熱交換器本体12Hの元上部開放部12OUから下部D側は、熱交換部12HEとなる。(図3の点線の枠部参照)
なお、言うまでもないが、流体流路12FPは蛇行状であり、定常状態において流体は蛇行状の流体流路12FPを流通する。
[熱交換器本体12Hによる熱交換(加温)時の流体の流れ]
(4)上記の操作が終了した状態において、第1クランプC1を開け、第2クランプC2を閉塞すれば、流体を蛇行状の流体流路12FPで加温しながら流通させることができる。熱交換器本体12H内に入った流体は蛇行状の流体流路12FPに沿って十分に熱交換される。(図3(A)に示すように押圧・密着するストッパー21SPにより流体流路FPは、途中でバイパスすることのない閉流路となり、当該密閉路は全て熱源(点線に囲まれた部分)と接触しているので十分な熱交換が行われる。)
 さらに本発明においては蛇行状の流体流路12FPまでエアーが侵入したとしても、流路ストッパー21SPを一時的に開放すれば、熱交換器本体12Hの上部開放部12OU(開口部)が再び現出し、当該生じた上部開放部12OUにより、全ての流体流路12FP内のエアーを一斉に(又は速やかに)除去することができる。このようにしてエアーの除去を短時間で行った後、再び流路ストッパー21SPを閉鎖して定常状態での流体の熱交換操作を伴う運転に戻ることができる。これにより、流体流路12FPは、流路途中での上部開放部(すなわち流体のバイパス部)が無くなり、出口まで連続した流路となるので、本発明の熱交換器においては、定常状態における(エアーの混入の無い)高い加熱速度が確保される。
(5)なお、念のためエアー除去のメカニズムについて説明すると、途中エアーが混入してもエアーは上部U方向に浮上する性質があるため、エアートラップ部ATSに移動する。流入する流体にエアーが混入している場合、エアーは上部U方向に浮上するので、流体入口13FIより上部U方向に流れ、傾斜12SLに沿って流路ストッパー21SPの上部U側に形成されたエアートラップ部ATSに貯まる。
(6)適宜第2クランプC2を開放すればエアーは排気口14から排出することができる。仮にエアートラップ部ATSがエアーで満たされた場合、適宜第2クランプC2を開けてエアーを排出することができる。
(7)エアーが蛇行状の流体流路12FPに引き込まれた場合は、流路ストッパー21SPを一時的に開放すると上部開放部12OUから自然にエアーをエアートラップ部ATSに排出することができる。
[制御部CPUによる各部材の連動制御]
 本発明の熱交換器具1[熱交換器11(第1実施例)と熱交換器用流路閉塞部材20(第1実施例)とを含む、後述する第2実施例及び第3実施例を含むものも同じ]は、例えば、図5(ブロック図)に例示するように、制御部CPUで各部材の駆動等を自動で連動制御することができる。
(A)制御部CPUは、第1クランプC1及び第2クランプC2の開閉を制御する。
(B)制御部CPUは、可動部21の駆動手段DF(前記したエアーバッグ方式、バネ式、ロック式等)の駆動を制御する。
(C)制御部CPUは、熱交換部12HEに隣接ないし装着した熱源23(前記した電熱線、カーボン、セラミック、遠赤外線、オイル、温水、温風、ペルチェ素子、ヒートパイプ、誘電加熱、誘導加熱等)の温度をコントロールする。  
 熱源23は可動部21に装着した流路ストッパー21SP(前記したバイメタル、形状記憶合金等)の形状を変えることができる。
 また熱交換器11の場合は、図6に示すように、流体入口13FIの接続管(液体移送チューブ)に、液体流入ポンプPIを、流体出口13FOの接続管(液体移送チューブ)に、液体流出ポンプPOを、排気口14の接続管(液体移送チューブ)に、エアー排出ポンプPGを、それぞれ装着することができる。
(D)制御部CPUは、液体流入ポンプPI、液体流出ポンプPO及びエアー排出ポンプPGの駆動を制御して、前記プライミング及び熱交換器本体12Hによる流体の熱交換(加温)を自動で連動制御しながら行うことができる。
 熱交換器具1は、図5に示すように、液面センサLS、エアーセンサAS、温度センサTSの中から選ばれるいずれか一つのセンサ、またはこれらのコンビネーションを、流路閉塞部材(20、20´、20A´)の可動部(21、21´、21A´)または固定部(22、22´、22A´)(または熱交換器本体等における適当な部位)に装着することができる。これら液面センサLS、エアーセンサASとしては周知の超音波センサ、マイクロ波センサ、近赤外線センサ、光電子センサ等が使用でき、温度センサとしては測温抵抗体センサ、熱電対センサ、サーミスタ等が好適に使用されるがもちろんこれらに限定されるものではない。
(E)制御部CPUは、図5に示すように液面センサLS、エアーセンサAS、温度センサTSの中から選ばれるいずれか一つ、またはこれらのコンビネーションと連結して、前記(A)から(D)の制御を行うことができる。
 [制御部CPUを用いた熱交換器具1の使用方法]
 以下、使用方法(操作方法)の一例について説明する。
[プライミング]
(1)第1クランプC1を閉じ、第2クランプC2を開けて、液体流入ポンプPI(図6)を作動させて、流体(透析液)を流体入口13FIより熱交換器本体12H内に流入させる。(すでに説明したように、流入する流体により系内(装置内)の空気(エアー)が押出され、排出される。)
(2)エアー排出ポンプPGを作動させて、排気口14からエアーを抜きながら、熱交換器本体12H内に流体を満たす。
(エアートラップ部ATSの形成)
(3)液面センサLSにより、所定量の液体が熱交換器本体12H内に充填されたことを検知したら、駆動部DFを作動させて、図3に例示するように蛇行状の流体流路12FPの上部開放部12OUに、流路ストッパー21SPを押しつけて(加圧して)、流体流路12FPの上部開放部12OUを閉塞する。上部開放部12OUは流体入口13FI近傍のスペース12Sを除いて全て閉塞される。(また、U側の上部大スペース12LSは、上部開放部OUと連通していたものが、この押圧、密着したストッパー21SPにより両者は二つの領域に明確に隔離される。)
 熱交換器本体12Hの上部U側の大スペース12LSはエアートラップ部ATSとなる。
 熱交換器本体12Hの元の上部開放部12OU(現在は閉鎖されている。)から下部D側(図3の点線の枠内)は、熱交換部12HEとなる。(図3の点線の枠部参照)
 流体流路12FPは(上部開放部12OUが閉鎖され、バイパスを伴わない出口まで連続した)蛇行状となる。流体は蛇行状の流体流路12FPに流通するようになる。
[熱交換器本体12Hによる熱交換(加温)時の流体の流れ]
(4)第1クランプC1を開け、第2クランプC2を閉塞すれば、流体を蛇行状の流体流路12FPで加温しながら流通させることができる。このように(ストッパー21SPが閉塞している定常状態においては、)流体が蛇行する長い流路を形成しているため、13FIから流入した流体は、13FOから排出されるまで十分に長い滞留時間τを確保でき、所望の温度まで容易に加熱できる。
 この状態において加熱操作は、熱原23を加温して、熱交換器本体12Hを加温することにより行われる。
 熱交換器本体12H内に入った流体は蛇行状の流体流路12FPに沿って流れながら熱交換される。液体の温度は温度センサTSで感知し、この検出温度により熱源23を例えばオン-オフ制御して、適宜適温(設定温度)に調整することができる。
一方、蛇行状の流体流路12FPまでエアーが侵入(混入)した場合、気泡センサ(エアーセンサ)ASで検知し、駆動部DFを逆方向に作動させて、流路ストッパー21SPを一時的に開放すれば、全ての流体流路12FP内のエアーは、速やかに開放部12OUを通過、上昇し、さらに再度連通する大スペース12LSにトラップされ、排気口14から一斉に除去することができる。
(5)このように、途中エアーが混入しても、流路ストッパーを一時的に開放することにより、エアーは上部U方向に浮上する性質があるため、エアートラップ部ATSに移動する。(すなわち、流入する流体にエアーが混入している場合、エアーは上部U方向に浮上するため、流体入口13FIより上部U方向に流れ、傾斜12SLに沿って流路ストッパー21SPの上部U側に形成されたエアートラップ部ATSに貯まる。)
(6)定常状態においては、流路ストッパー21SPは閉塞されているが、仮にこの状態においてエアートラップ部ATSがエアーで満たされた場合、適宜第2クランプC2を開放すればエアーは排気口14から排出することができる。
(7)さらにエアーが蛇行状の流体流路12FPに引き込まれた場合は、再度エアーセンサASで検知し、流路ストッパー21SPを一時的に開放すると自然にエアーをエアートラップ部ATSに排出することができる。
[熱交換器11´(第2実施例)]
 図7は、第2実施例の熱交換器11´の概略図である。
すでに述べたように、第1実施例(図1参照)の熱交換器11において、排気口14は、熱交換器本体12Hの側部Sの一方向[末端DE側で上部U側]に配置している。このため熱交換器本体12Hの側部Sの一方向[上部U側]は、側部Sの一方向から他の側部Sの一方向[基端PE側から末端DE側]に向けて側部Sの一方向[上部U側]に向けて上る傾斜12SLに形成している。
 しかしながら排気口14´の配置(装着)位置は、熱交換器本体12Hの側部Sの一方向[上部U側]であれば、側部Sの一方向から他の側部Sの一方向[基端PE側から末端DE側]の間のどの位置に形成してもよい。
(排気口14´の配置位置) 
 例えば図7に示す熱交換器11´(第2実施例)においては、排気口14´は、熱交換器本体12H´の側部Sの一方向[上部U側]で、側部Sの一方向[長手L方向]の略中央位置に配置している。このため熱交換器本体12H´の側部Sの一方向[上部U側]は、側部Sの一方向から他の一方向[基端PE側から末端DE側]に向けて側部Sの一方向[上部U側]に向けて上る第1傾斜12SL1と側部Sの一方向から他の側部Sの一方向[当該第1傾斜12SL1から末端DE側]に向けて下る第2傾斜12SL2に形成している。
 さらに言えば、熱交換器本体12H´の上部U側は、基端PE側の流体入口13FIから上部U側の排気口14´へ向けて上る第1傾斜12LS1と、上部U側の排気口14´から末端DE側へ向けて下る第2傾斜12LS2となっている。
 熱交換器本体(12H、12H´)の長手L方向の長さ、換言すれば側部Sの一方向から他の一方向[基端PEから末端DE]までの距離をLD(1.0LD)とすると、図7の熱交換器11´は、側部Sの一方向[基端PE]から排気口14´の配置位置(長手L方向の略中央位置)までの距離は、0.5LDとなっている。
 排気口(14、14´)の配置位置は、前記した傾斜12SL(第1傾斜12LS1と第2傾斜12LS2も同じ)の角度θが、5~30°、好ましくは10~20°の条件を満たせば、0.0LDから1.0LDの間に形成することができる。
[熱交換器用流路閉塞部材20´(第2実施例)]
 図8と図9は、図7に示す第2実施例の熱交換器用流路閉塞部材20´である。
 熱交換器用流路閉塞部材20´は、熱交換器11´´(熱交換器本体12H´´)(図7)として、仕切部12P及び流体流路12FPを形成することなく、単に二枚のシート、またはパネル状の部材と一枚のシートで形成したものを使用する。
 図8(A)に示すように、可動部21´は背面側に、可動部側の液体流路形成部21Tを形成し、固定部22´は正面側に、固定部側の液体流路形成部22Tを形成している。これら流体流路形成部21T、22Tは図8(A)に示すように対向配置され、可動部21´が固定部22´に向かって移動し、両者が閉じられたときに流路を形成する。
 熱交換器用流路閉塞部材20´は、液体流路形成部(21T、22T)は、いわゆる「略突状」(または「突条状」)を有している。このため液体流路形成部(21T、22T)は、いわゆる「突起」(または「突条」)ともいう場合がある。
上記のようにして構成した液体流路形成部21Tと、液体流路形成部22Tを有する、可動部21´と固定部22´との間に、熱交換器11´´を配置して(すなわち、熱交換器11´´を挟持するように可動部21´と固定部22´を装着して)、当該熱交換器11´´を、可動部21´側からプレス(押圧)して、図1の熱交換器11の仕切部12P(及びこれによる蛇行状の流体流路12FP)と同様の仕切部12P(及び流体流路12FP)を、図7の熱交換器11´´の内部に形成することができる。
 例えば図8では、可動部21´側の液体流路形成部21Tが図1の上部U側の仕切部12PUに対応し、同様に図8では、固定部22´側の液体流路形成部22Tが図1の下部D側の仕切部12PDに対応する。
 可動部21´と固定部22´とは、図9に示すように下部D側でヒンジ20Hにより連結し、可動部21´が固定部22´側(矢印Zの方向に)移動して、可動部21´と固定部22´との間に配置した熱交換器11´´(熱交換器本体12H´´)をプレスして、熱交換器11´´(熱交換器本体12H´´)の内部を区画して、図1の熱交換器11の仕切部12P(及びこれによる蛇行状の流体流路12FP)と同様の仕切部12P(及びこれによる流体流路12FP)を熱交換器11´´の内部に形成することができる。
 可動部21´は、前記可動部21と同様に、長手L方向に沿うように、上部U側に流路ストッパー21SPを装着している。熱交換器用流路閉塞部材20´においても流路ストッパー21SPの役割は、熱交換器用流路閉塞部材20と同じであるから詳細な説明は省略する。
 また熱交換器用流路閉塞部材20´は、可動部21´側のみに液体流路形成部を形成してもよいし(その場合固定部22´には液体流路形成部を形成しない。)、固定部22´側のみに液体流路形成部を形成してもよい(可動部21´には液体流路形成部を形成しない)。
 これらの液体流路形成部は、前記可動部21´側の液体流路形成部21Tと前記固定部22´側の液体流路形成部22Tを合体して、図1の熱交換器11の上部U側の仕切部12PUと下部D側の仕切部12PDと同様の仕切部12PU、12PDを熱交換器11´´の内部に形成し、熱交換器11´´の内部に図1の熱交換器11と同様の流体流路12FPを形成することができる。
 図10は、第2実施例の熱交換器用流路閉塞部材20´を立体的に記載した全体斜視図である。以下、熱交換器用流路閉塞部材20´について、図10によりさらに詳細に説明する。
 可動部21´と固定部22´は、いわゆる有底で蓋のない、すなわち底壁(bottom wall)と側壁(side wall)のみからなるいわゆる「略箱状」の形態を有する。(図10では、当該箱状部の底壁と側壁にはあえて符号は記載していない。)
 可動部21´は、その底壁に複数の液体流路形成部21T(熱交換器11の上部U側の仕切部12PUに対応)を突設し、二箇所の液体流路形成部21Tの間に、(流路形成用の)溝21M(熱交換器11の液体流路12FPに対応)を形成している。溝21Mの側部S方向の断面は、いわゆる「略半円状」または「略半楕円状」を有している。
 固定部22´も底壁に複数の液体流路形成部22T(熱交換器11の下部D側の仕切部12PDに対応)を突設し、二箇所の液体流路形成部22Tの間に、溝22M(熱交換器11の液体流路12FPに対応)を形成している。溝22Mの側部S方向の断面は、いわゆる「略半円状」または「略半楕円状」を有している。
 また固定部22´は、図10に示すように、いわゆる「切欠溝」として、(上部U側)切欠溝22KMU、(基端PE側)切欠溝22KMPE及び(末端DE側)切欠溝22KMDEを側部Sの一方向(側壁の各位置)に形成している。これら切欠溝は、排気口14,流体入口13FI、及び流体出口13FOをそれぞれ受け入れて固定するものである。
 またいわゆる「ハンガー」として、(基端上部PEU側)ハンガー22HGPEUと(末端上部DEU側)ハンガー22HGDEUを、側部Sの一方向[側壁の各位置]に形成している。
 可動部21´と固定部22´との間に配置する熱交換器11´´(熱交換器本体12H´´)は、図10に示すように、これらのハンガー(22HGPEU、22HGDEU)を差し込むための(ハンガー用)「溝」として、各位置に(基端上部PEU側)溝12MPEUと(末端上部DEU側)溝12MDEUを形成している。 
 熱交換器11´´の流体入口13FI、流体出口13FO及び排気口14を、固定部22´の(上部U側)切欠溝22KMU、(基端PE側)切欠溝22KMPE及び(末端DE側)切欠溝22KMDEに装着し、さらに熱交換器11´´の(基端上部PEU側)(ハンガー用)溝12MPEUと(末端上部DEU側)(ハンガー用)溝12MDEDを、それぞれ固定部22´の(基端上部PEU側)ハンガー22HGPEUと(末端上部DEU側)ハンガー22HGDEUに差し込み固定する。
 可動部21´を固定部22´側に移動して、可動部21´と固定部22´との間に配置した熱交換器11´´(熱交換器本体12H´´)をプレス(押圧)して、熱交換器11´´(熱交換器本体12H´´)の内部を区画して、図1の熱交換器11の仕切部12P(及び蛇行状の流体流路12FP)と同様の仕切部12P(及び流体流路12FP)を熱交換器11´´の内部に形成することができる。
[熱交換器用流路閉塞部材20A´(第3実施例)]
 図11の熱交換器用流路閉塞部材20A´は、可動部21A´は長手L方向に(上部側)液体流路形成部21TUと(下部側)液体流路形成部21TDを交互に形成している。当該可動部21A´における(上部側)液体流路形成部21TUは、図1の上部U側の仕切部12PUに対応する。(下部側)液体流路形成部21TDは、図1の下部D側の仕切部12PDに対応する。
 また固定部22A´は長手L方向に(上部側)液体流路形成部22TUと(下部側)液体流路形成部22TDを交互に形成している。(上部側)液体流路形成部22TUは、図1の上部U側の仕切部12PUに対応する。(下部側)液体流路形成部22TDは、図1の下部D側の仕切部12PDに対応する。
 すでに述べたように図10の熱交換器用流路閉塞部材20´は、可動部21´の液体流路形成部21T(溝21M)と、固定部22´の液体流路形成部22T(溝22M)は、相互に対向させて重ね合わせたときに、長手L方向に交互に位置するように形成している。(図8、図10参照)
 これに対して、図11の熱交換器用流路閉塞部材20A´は、可動部21A´の液体流路形成部21TU、21TD(溝21M)と、固定部22A´の液体流路形成部22TU、22TD(溝22M)は、相互に対向させて重ね合わせたときに、重なる位置(換言すれば、いわゆる「鏡対象」の位置)に形成している(図8、図10参照)。可動部21A´の流体流路形成部21TUと21TDの上端部には図11に示すようにこの流路を閉塞する突条状のストッパーSPが形成されている。
 上記したように、図10の熱交換器用流路閉塞部材20´は、固定部22´にハンガー(22HGPEU、22HGDEU)を二箇所、可動部21´に(ハンガー用)溝(12MPEU、12MDEU)を二箇所形成した。
 これに対して、図11の熱交換器用流路閉塞部材20A´は、固定部22´に、さらにハンガー(22HGPED、22HGDED)を二箇所追加形成し、合計四箇所形成(22HGPEU、22HGDEU、22HGPED、22HGDED)し、可動部21´には、さらに(ハンガー用)溝(12MPED、12MDED)を二箇所追加形成し、合計四箇所形成(12MPEU、12MDEU、12MPED、12MDED)している。
 図11の熱交換器用流路閉塞部材20A´は、一旦閉塞した流路ストッパー21SPを、押し戻すための部材として、ストッパー開放部材21RSP(以下、単に「開放部材」という場合がある。)を有することを特徴とする。
 ストッパー開放部材21RSP(21RSPPE、21RSPDE)は、図11に示すように、側部Sの一方向[固定部材22´の基端PE側で上部U側と、末端DE側で上部U側の各位置]に、二箇所形成している。
 ストッパー開放部材21RSPの上部U側の位置は、可動部材21´を、固定部材22´に重ねた時に、流路ストッパー21SPと対向する位置に形成する。
 流路ストッパー21SPは、前記段落[0033]から[0034]で述べたように、駆動手段DFがバネ式等による加圧の場合は、図12、図14に示すように可動部(21、21´)側から固定部(22、22´)側に、押しだされて、熱交換器(11、11´、11´´、11´´´)の仕切部12Pの上部開放部12OUは、(一箇所、すなわち流体入口13FI近傍のスペース12Sを除いて、)全て閉塞された状態となる。
 図15に示すように熱交換器(11、11´、11´´、11´´´)内にエアーArが混入したときに、流路ストッパー21SPを駆動し可動部21´、21A´の元の位置側(可動部を固定部より離す側(矢印Y方向))に押し戻すことにより、閉塞された状態が開放され、エアーArをエアートラップATS側に排出することができる。
 ストッパー開放部材21RSPは、エアーArを排出するときのみに一時的に作動させることができる。
 このようなストッパー開放部材21RSPの駆動は、例えばソレノイド、電動シリンダ等を使用することができる。ストッパー開放部材21RSPは、流路ストッパー21SPを可動部21SP側に押し戻して、流体流路12FPの上部U側を開放することができる「押圧力」を付与することができるものであれば、何でもよく、手動式、自動式のどちらでもよい。
 ストッパー開放部材21RSPは、流路閉塞部材20(第1実施例)、流路閉塞部材20´(第2実施例)の固定部材22、22´にも、流路閉塞部材20A´(第3実施例)の固定部材22A´と同様に装着することができる。
[熱交換器11´´´(第3実施例)]
 図16は、熱交換器11´´´(第3実施例)を正面方向から見た全体図である。
熱交換器11´´´は、図16に例示するように、熱交換器本体12H´´´を有する。
熱交換器本体12H´´´は、側部Sの一方向[長手L方向(略垂直V方向、上部U方向から下部D方向)]に、複数の仕切部12P,12P,12P,・・・を形成している。
 当該複数の仕切部12P,12P,12P,・・・により、熱交換器本体12H´´´の側部Sの一方向[長手L方向]に、いわゆる「蛇行状」の流体流路12FPを形成している。
 仕切部12Pは、側部Sの一方向からその他の側部Sの一方向[第1側部S1側から第2側部S2側]に向けて上るいわゆる「傾斜」にして延設している。
 傾斜の角度θは、熱交換器11(第1実施例)と同様に、水平方向に対して5~30°、好ましくは10~20°に形成する。
各仕切部12P,12P,12P,・・・においては、それぞれの間は長手L方向にスペースあけて配置している。
当該スペースが流体流路12FPとなる。
 仕切部12Pと「蛇行状」の流体流路12FPは、熱交換器11(第1実施例)と同様にして形成することができる。
 複数の仕切部12P,12P,12P,・・・は、側部Sの一方向からその他の側部Sの一方向[第1側部S1側から第2側部S2側]に向けて、それぞれ実質的に同じ長さに形成している。
 また仕切部12P,12P,12P,・・・は、第1側部S1側寄りに形成したもの(符号「12PS1」と記載)と、第2側部S2側寄りに形成したもの(符号「12PS2」と記載)とを交互に配置している。
 仕切部12P,12P,12P,・・・の第2側部S2側の端部は、全て熱交換器本体12Hの第2側部S2側には「繋がらない」(接触しない)ように配置している。すなわち仕切部12Pの第2側部S2側寄りは、第2側部側開放部12OS2となっている。
 一方、仕切部12P,12P,12P,・・・の第1側部S1側端部は、熱交換器本体12H´´´の第1側部S1側に「繋がっていないもの」(接触しない)(前記12PS2)と「繋がっているもの」(接触する)(前記12PS1)を一個毎に交互に配置している。これにより、流体の流れ方向が略逆方向に変えられる。
 熱交換器本体12H´´´の第2側部S2側と仕切部12Pの第2側部S2側との間には、大スペース12LSとなっている。当該大スペース12LSがエアートラップ部ATSとなる。
 仕切部12Pの第2側部側開放部(開口部)12OS2は、全て大スペース12LSと連通し、流体流路12FPも全て大スペース12LSと連通している。
 熱交換器本体12H´´´は、側部Sの一方向[基端PE側で第1側部S1側]に流体入口13FIを装着している。また、
熱交換器本体12H´´´は、側部Sの一方向[末端DE側で第1側部S1側]に流体出口13FOを装着している。さらに、
熱交換器本体12H´´´は、側部Sの一方向[末端DE側で第2側部S2側]に排気口14を装着している。
 第1クランプC1、第2クランプC2は、熱交換器11(第1実施例)と同様のものを使用し、同様に装着することができる。
 熱交換器11´´´についても熱交換器11(第1実施例)と同様に、熱交換器用流路閉塞部材20を装着して(図3参照)、図17のように使用することができる。熱交換器用流路閉塞部材20は実質的に第1実施例と同じである。
以下、その操作方法について簡単に説明する。
(プライミング)
(1)流体出口13FOの接続管に装着される第1クランプC1を閉じ、排気口14の接続管に装着させる第2クランプC2を開けて、流体を流体入口13FIより熱交換器本体12H内に流入させる。
(2)流入流体により追い出されるエアーを排気口14からエアーを抜きながら、熱交換器本体12H´´´内に流体を満たす。
 仕切部12Pを、第1側部S1側から第2側部S2側に向けて上る傾斜にすることにより、エアーは熱交換器本体12H´´´内部で停滞することなく排気口14より流体とともに除去される。
(エアートラップ部ATSの形成)
(3)図17に例示するように蛇行状の流体流路12FPの第2側部側開放部12OS2に、流路ストッパー21SPを押しつけて(加圧して)、流体流路12FPの第2側部側開放部12OS2を閉塞する。第2側部側開放部12OS2は、図12に示した場合と同様にして一箇所[下部D側]のスペース12Sを除いて、全て閉塞される。すなわち、大スペース12LSへの12OS2の連通は21SPにより遮断される。
 熱交換器本体12H´´´の第2側部S2側の大スペース12LSはエアートラップ部ATSとなる。
 熱交換器本体12H´´´の元第2側部側開放部12OS2から第1側部S1側は、熱交換部12HEとなることは第1実施例に準じて理解される。
流体流路12FPは第1実施例と同様に蛇行状となる。流体は蛇行状の流体流路12FPに流通するようになる。
[熱交換器本体12H´´´による熱交換(加温)時の流体の流れ]
(4)プライミングが完了した後、流体出口13FOに装着される第1クランプC1を開け、排気口14に装着される第2クランプC2を閉塞すれば、(流路ストッパー21SPにより第2側部側開放部12OS2が閉塞された状態で)流体を蛇行状の流体流路12FPで加温しながら流通させることができる。熱交換器本体12H内に入った流体は蛇行状の流体流路12FPに沿って流動しながら熱交換(加熱)される。
(5)なお、蛇行状の流体流路12FPまでエアーが侵入したとしても、流路ストッパー21SPを一時的に開放すれば、全ての流体流路12FP内のエアーを一斉に除去することができることは第1実施例等と同様である。
 より詳しくは、途中エアーが混入してもエアーは上部U方向に浮上する性質があるため、エアートラップ部ATSに移動する。流入する流体にエアーが混入している場合、エアーは上部U方向に浮上するため、流体入口13FIより上部U方向に流れ、仕切部12Pの傾斜12LSに沿って流路ストッパー21SPの第2側部S2側に形成されたエアートラップ部ATSに貯まる。
(6)この状態において、適宜第2クランプC2(排気口14に装着される)を開放すればエアーは排気口14から排出することができる。さらに、仮にエアートラップ部ATSがエアーで満たされた場合においても、適宜第2クランプC2を開けてエアーを排出することができる。
(7)エアーが蛇行状の流体流路12FPに引き込まれた場合は、上記したように、流路ストッパー21SPを一時的に開放すると自然にエアーがエアートラップ部ATSに排出することができる。
 図18は、熱交換器11、11´、11´´、11´´´の液体流路12FPの好ましい断面の一例を示す断面図である。
 図18に示すように、液体流路12FPの断面は、矩形のような角がなく、丸味を帯びたいわゆる「略楕円状」ないし「略円状」の形態にするのが好ましい。
 熱交換器11(第1実施例)の形態(形状・構造)と製造方法、熱原(ヒーター)23の説明(段落[0029]~[0032]、[0035]~[0038])は、熱交換器11´(第2実施例)及び熱交換器11´´´(第3実施例)にも、一部の形態(形状・構造)を除いて同様に適用することができることは、あえて記載しなくても自明であるから、詳細な説明は省略する。
 流路閉塞部材20(第1実施例)で説明した駆動手段DFの説明(段落[0033]~[0034])は、流路閉塞部材20´(第2実施例)及び流路閉塞部材20A´(第3実施例)にも、一部の形態(形状・構造)を除いて同様に適用することができることは、あえて記載しなくても自明であるから、詳細な説明は省略する。
 熱交換器具1(流路閉塞手段(部材)を備えた熱交換器)として、(a)熱交換器11(第1実施例)と熱交換器用流路閉塞部材20(第1実施例)とのコンビネーション(段落[0039]~[0043]、図1から図4参照)及び(b)(a)と制御部CPUとのコンビネーション(段落[0044]~[0050]、図5から図6参照)の使用方法の例について説明した。
(a)、(b)の説明により、以下(c)~(g)のコンビネーションについても、同様に使用することができることは、あえて記載しなくても自明であるから、詳細な説明は省略する。
(c)熱交換器11´(第2実施例)と熱交換器用流路閉塞部材20(第1実施例)とのコンビネーション、
(d)熱交換器11´´と熱交換器用流路閉塞部材20´(第2実施例)とのコンビネーション、
(e)熱交換器11´´と熱交換器用流路閉塞部材20A´(第3実施例)とのコンビネーション、
(f)熱交換器11´´´(第3実施例)と熱交換器用流路閉塞部材20(第1実施例)とのコンビネーション、
(g)熱交換器11´´´(第3実施例)と[(a)と]制御部CPUとのコンビネーション
 流路閉塞部材20´(第2実施例)、流路閉塞部材20A´(第3実施例)に形成した流路形成部(21T、21TU、21TD、22T、22TU、22TD)を、熱交換器11´´(第3実施例)の仕切部(12PS1、12PS2)の配置にあわせて、流路閉塞部材20に形成し、熱交換器11´´(熱交換器本体12H´´)[仕切部12P及び流体流路12FPを形成することなく、単に二枚のシート、またはパネル状の部材と一枚のシートで形成したもの]を、可動部21と固定部22との間に配置して、可動部21側から押して加圧することにより、熱交換器11´´´(熱交換器本体12H´´´)(第3実施例)の仕切部(12P、12PS1、12PS2)と流体流路12FPと同様の仕切部(12P、12PS1、12PS2)と流体流路12FPを、熱交換器11´´内部に形成することができる。
 本発明の熱交換器及び流体流路閉塞手段を有する熱交換器具によれば、熱交換器本体12内(蛇行状の流体流路12FP内)のプライミング、エアー抜きを従来に比較して、ずっと簡単に行うことができ、また熱交換器本体に流入前にすでに流体に混入したエアーは流体入口13FIでエアートラップATS方向に分離することで、流体流路12FPにエアーが侵入しにくく、流体の流動性や熱交換効率が安定する。さらに、仮にエアーが流体流路12FPに引き込まれた場合は、流路ストッパー21SPを一時的に開放することにより、混入したエアーを流体流路の末端部まで同伴させることなく、途中でエアー抜きの経路ができるため、効率よくエアーを上部方向に排出し、外に排出させることが可能である。このように本発明の熱交換器や熱交換器具は、熱交換効率が極めて優れているので、医療の分野において優れた利用可能性を有する。
1 熱交換器具
11、11´、11´´、11´´´熱交換器
12H、12H´、12H´´、12H´´´ 熱交換器本体
12M 溝
12MPEU(基端上部側)溝
12MPED(基端下部側)溝
12MDEU(末端上部側)溝
12MDED(末端下部側)溝
12P   仕切部
12PU (上部側)仕切部
12PD (下部側)仕切部
12PS1 (第1側部側)仕切部
12PS2 (第2側部側)仕切部
12SL  傾斜
12SL1 第1傾斜
12SL2 第2傾斜
12LS 大スペース
12S、12SD  スペース
12OU  (上部)開放部
12OS  (側部)開放部
12OS2 (第2側部)開放部
12HE 熱交換部(加温部)
12FP 流体流路
13FI 流体入口
13FO 流体出口
C1 第1クランプ(流体出口側クランプ)
14、14´排気口
C2 第2クランプ(排気口側クランプ)
ATS エアートラップ部
20、20´、20A´熱交換器用流路閉塞部材
20H   ヒンジ
21、21´、21A´可動部(可動板)
22、22´、22A´固定部(固定板)
21SP 流路ストッパー
21RSP ストッパー開放部材
21RSPPE (基端側の)ストッパー開放部材
21RSPDE (基端側の)ストッパー開放部材
21T  (可動部側の)液体流路形成部(可動部側の突起)
21TU (上部側の)液体流路形成部
21TD (下部側の)液体流路形成部
22T  (固定部側の)液体流路形成部(固定部側の突起)
22TU (上部側の)液体流路形成部
22TD (下部側の)液体流路形成部
21M  (可動部側の)溝部
22M  (固定部側の)溝部
22KMU  (上部側)切欠溝
22KMPE (基端側)切欠溝
22KMDE (末端側)切欠溝
22HG ハンガー
22HGPEU(基端上部側)ハンガー
22HGPED(基端下部側)ハンガー
22HGDEU(末端上部側)ハンガー
22HGDED(末端下部側)ハンガー
23  熱源(ヒーター)
LS  液面センサ
AS  エアーセンサ
TS  温度センサ
DF  駆動手段
LD  側部Sの基端PEから末端DEまでの距離
CPU 制御部
PI 液体流入ポンプ 
PO 液体流出ポンプ 
PG エアー排出ポンプ
Ar エアー 

Claims (15)

  1.  医療用の熱交換器(11、11´、11´´´)であって、
    当該熱交換器は、熱交換器本体(12H、12H´、12H´´´)を有し、
    当該熱交換器本体(12H、12H´、12H´´´)は、長手(L)方向に、複数の仕切部(12P、12PU、12PD、12PS1、12PS2)を形成し、
    当該仕切部(12P、12PU、12PD、12PS1、12PS2)により、前記熱交換器本体(12H、12H´、12H´´´)の長手(L)方向に延びる蛇行状の流体流路(12FP)を形成、するものにおいて、
    前記複数の仕切部(12P、12PU、12PD、12PS1、12PS2)は、一つの側部(S)の一方向にそれぞれ開放部(12OU、12OS)を有し、
    当該開放部(12OU、12OS)と、前記熱交換器本体(12H、12H´、12H´´´)の当該側部(S)の一方向との間に、一つの大スペース(12LS)を形成し、
    前記仕切部(12P、12PU、12PD、12PS1、12PS2)の前記複数の開放部(12OU、12OS)は、前記大スペース(12LS)と連通し、前記流体流路(12FP)は前記複数の解放部(12OU、12OS)を介して前記大スペース(12LS)と連通し、
    前記熱交換器本体(12H、12H´、12H´´´)は、
    その側部(S)の一方向に流体入口(13FI)を装着し、
    その側部(S)の一方向に流体出口(13FO)を装着し、及び
    その側部(S)の一方向に排気口(14)を装着し、
    前記流体出口(13FO)ないし当該流体出口(13FO)近傍に第1クランプ(C1)を装着し、
    前記排気口(14)ないし当該排気口(14)近傍に第2クランプ(C2)を装着した、ことを特徴とする熱交換器(11、11´、11´´´)。
  2.  請求項1に記載の前記熱交換器(11、11´、11´´´)において、
    前記熱交換器本体(12H、12H´)の側部(S)の一方向は、
    側部(S)の一方向から他の側部(S)の一方向に向けて上る傾斜(12SL)、若しくは、側部(S)の一方向から他の側部(S)の一方向に向けて上る第1傾斜(12SL1)と、当該第1傾斜(12SL1)から他の側部(S)の一方向に向けて下る第2傾斜(12SL2)に形成し、または
    前記熱交換器本体(12H´´´)の複数の仕切部(12PS1、12PS2)は、一つの側部(S)の一方向から他の側部(S)の一方向に向けて上る傾斜に形成し、
    前記傾斜(12SL)、第1傾斜(12SL1)、第2傾斜(12SL2)、傾斜した仕切部(12PS1、12PS2)の傾斜の角度(θ)は、それぞれ5~30°に形成した、ことを特徴とする請求項1に記載の熱交換器(11、11´、11´´´)。
  3.  液体流路(12FP)の断面を、略楕円ないし略円状に形成した、ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の熱交換器(11、11´、11´´´)。
  4.  医療用の熱交換器に装着して使用する熱交換器用流路閉塞部材(20、20´、20A´)
    であって、
    一つの可動部(21、21´、21A´)と一つの固定部(22、22´、22A´)とを有し、
    前記可動部(21、21´、21A´)は、長手L方向に沿うように、側部(S)の一方向側に流路ストッパー(21SP)を装着し、
    当該流路ストッパー(21SP)は、略突状を有するものであり、前記熱交換器として
    内部が複数の仕切部(12P、12PU、12PD、12PS1、12PS2)で区画されている熱交換器(11、11´、11´´´)、または内部が仕切部で区画されていない熱交換器(11´´)を準備してこれを前記閉塞部材の前記可動部(21、21´、21A´)と前記固定部(22、22´、22A´)との間に配置し、
    前記可動部(21、21´、21A´)を前記固定部(22、22´、22A´)の方向に移動させ、押して加圧することにより、
    前記熱交換器(11、11´、11´´´)の前記仕切部(12P、12PU、12PD、12PS1、12PS2)の前記開放部(12OU、12OS)、または前記熱交換器(11´´)の内部空間は、流体入口近傍の一箇所のスペース(12S、12SD)を除いて、全て閉塞することができ、
    前記熱交換器(11、11´、11´´、11´´´)の開放部(12OU、12OS)、または内部空間を抑えて閉塞することにより、
    前記熱交換器本体(12H、12H´、12H´´、12H´´´)を一つのエアートラップ部(ATS)と熱交換部(12HE)とに仕切ることができることを特徴とする熱交換器用流路閉塞部材(20、20´、20A´)。
  5.  前記熱交換器用流路閉塞部材(20´、20A´)において、
    前記可動部(21´、21A´)側に複数の液体流路形成部(21T)を形成し、かつ固定部(22´、22A´)側にも複数の液体流路形成部(22T)を形成し、若しくは
    前記可動部(21´、21A´)側のみに複数の液体流路形成部(21T、22T)を形成し、または、
    前記固定部(22´、22A´)側のみに複数の液体流路形成部(21T、22T)を形成し、
    前記可動部(21´)と前記固定部(22´)の下部(D)側は、ヒンジ(20H)で連結し、
    内部が区画されていない熱交換器(11´´)を準備し、これを前記可動部(21´、21A´)と前記固定部(22´、22A´)との間に配置して、前記可動部(21´、21A´)側から押して加圧することにより、
    前記熱交換器(11´´)の内部を前記仕切部(12P、12PU、12PD、12PS1、12PS2)で区画して、当該熱交換器(11´´)の内部に、流体流路(12FP)を形成することができ、
    当該可動部(21´、21A´)と当該固定部(22´、22A´)は、それぞれ底壁と側壁のみからなる有底で蓋のない略箱状の形態を有し、当該底壁に前記複数の液体流路形成部(21T、22T)を形成し、
    当該二箇所の液体流路形成部(21T、22T)の間に、溝(21M、22M)を形成し、
    前記溝(21M、22M)の側部(S)方向の断面を略半円ないし略半楕円状に形成したことを特徴とする請求項4に記載の熱交換器用流路閉塞部材(20´、20A´)。
  6.  前記熱交換器用流路閉塞部材(20´)は、可動部(21´)の液体流路形成部(21T)と、固定部(22´)の液体流路形成部(22T)は、相互に対抗させて重ね合わせたときに、長手(L)方向に重ならないように交互の位置に形成した、ことを特徴とする請求項4または請求項5に記載の熱交換器用流路閉塞部材(20´)。
  7.  熱交換器用流路閉塞部材(20A´)は、可動部(21A´)の液体流路形成部(21TU、21TD)と、固定部(22A´)の液体流路形成部(22TU、22TD)は、相互に対抗させて重ね合わせたときに、重なる位置に形成したことを特徴とする請求項4または請求項5に記載の熱交換器用流路閉塞部材(20A´)。
  8.  前記固定部(22、22´、22A´)の側部(S)の一方向に、ストッパー開放部材(21RSP)を装着したことを特徴とする請求項4または請求項5に記載の熱交換器用流路閉塞部材(20、20´、20A´)。
  9.  前記固定部(22´、22A´)は、前記熱交換器(11´´)の流体入口(13FI)、流体出口(13FO)及び排気口(14)を装着するための切欠溝(22KMU、22KMPE、22KMDE)を側部(S)の一方向に形成し、
    前記熱交換器(11´´)を装着するためのハンガー(22HGPEU、22HGDEU)を側部(S)の一方向に二箇所以上形成したことを特徴とする請求項4または請求項5に記載の熱交換器用流路閉塞部材(20´、20A´)。
  10.  前記可動部(21、21´、21A´)の駆動手段が、加圧による駆動手段でが、エアーバッグ方式、バネ式、ロック式のいずれか一つであり、
    または前記加圧の駆動手段に代えて、
    可動部(21、21´、21A´)自体もしくは可動部(21、21´、21A´)に装着した流路ストッパー(21SP)をバイメタルまたは形状記憶合金により形成し、
    当該バイメタルもしくは形状記憶合金による温度、負荷による変形により、前記熱交換器(11、11´、11´´、11´´´)の仕切部(12P、12PU、12PD、12PS1、12PS2)の開放部(12OU、12OS)、または内部空間を、一箇所のスペース(12S、12SD)を除いて、全て閉塞することができるようにしたことを特徴とする請求項4または請求項5に記載の熱交換器用流路閉塞部材(20、20´、20A´)。
  11.  医療用の熱交換器具(1)であって、当該熱交換器具は、
     流体入口(13FI)、流体出口(13FO)、及び排気口(14)を備え、
     当該流体出口(13FO)、及び排気口(14)は、第1クランプ及び第2クランプをそれぞれ有する、熱交換器本体(12H、12H´、12H´´´)を有し、
    その内部が仕切部(12P、12PU、12PD、12PS1、12PS2)で区画されている熱交換器(11、11´、11´´´)、または、内部が仕切部で区画されていない熱交換器(11´´)と、及び
    これに装着される熱交換器用流路閉塞部材(20、20´、20A´)とを有する熱交換器具(1)であって、
    当該熱交換器用流路閉塞部材(20、20´、20A´)は、可動部(21、21´、21A´)と固定部(22、22´、22A´)とを有し、前記可動部(21、21´、21A´)は、長手L方向に沿うように、側部(S)の一方向側に流路ストッパー(21SP)を装着し、
    前記熱交換器本体(12H、12H´、12H´´、12H´´´)の熱交換部(12HE)に熱源(23)を隣設し、
    当該熱源(23)は、電熱線、カーボン、セラミック、遠赤外線、オイル、温水、温風、ペルチェ素子、ヒートパイプ、誘電加熱、及び誘導加熱の中から選択されるいずれか一つであることを特徴とする医療用の熱交換器具(1)。
  12.  前記流体入口(13FI)の接続管に液体流入ポンプ(PI)を装着し、
    前記流体出口(13FO)の接続管に液体流出ポンプ(PO)を装着し、
    前記排気口(14)の接続管にエアー排出ポンプ(PG)を装着した、ことを特徴とする請求項11に記載の熱交換器具(1)。
  13.  制御部(CPU)を有し、当該制御部(CPU)は、
    前記第1クランプ(C1)及び第2クランプ(C2)の開閉を制御し、
    前記可動部(21)の駆動手段(DF)の駆動を制御し、
    前記熱交換部(12HE)に隣接した熱源(23)の温度を制御する、ことを特徴とする請求項11または12に記載の熱交換器具(1)。
  14.  前記制御部(CPU)は、当該液体流入ポンプ(PI)、液体流出ポンプ(PO)及びエアー排出ポンプ(PG)の駆動を制御して、プライミング及び熱交換器本体(12H、12H´、12H´´、12H´´´)による流体の熱交換を連動制御する、ことを特徴とする請求項13項に記載の熱交換器具(1)。
  15.  液面センサ(LS)、エアーセンサ(AS)、及び温度センサ(TS)の中から選択されるいずれか一つ、またはこれらのコンビネーションを、前記流路閉塞部材(20、20´、20A´)の前記可動部(21、21´、21A´)または前記固定部(22、22´、22A´)に装着し、
    前記制御部(CPU)は、当該液面センサ(LS)、エアーセンサ(AS)、温度センサ(TS)の中から選択されるいずれか一つ、またはこれらのコンビネーションと連結して、前記請求項または請求項に記載の各制御を行うことができる、ことを特徴とする請求項14に記載の熱交換器具(1)。
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