熱交換器、熱交換裝置、加溫器和熱交換方法

熱交換器、熱交換裝置、加溫器和熱交換方法
【專利摘要】本發明的課題在于提供一種具有可以良好的效率對流體流路內部的液體進行加溫的形狀和結構的熱交換器。于基本中心部(C)形成基本S形的回路(SLTE)，在該回路(SL)的外周上形成基本螺旋狀的卷繞管(STE)。液體流入口(12)和液體流出口(13)朝向基本相同或基本相反的側部(S)的一個方向而設置，上述回路(SLTE)、上述卷繞管(STE)、上述液體流入口(12)以及上述液體流出口(13)設置于實質上相同的平面上。該卷繞管(STE)的截面呈基本橢圓狀，該基本橢圓的扁平率在30～70％的范圍內。構成上述卷繞管(STE)的各管(T)所鄰接的側部(S)通過熱熔接而固定。
【專利說明】
熱交換器、熱交換裝置、加溫器和熱交換方法
技術領域
[0001] 本發明涉及用于血液透析、血液凈化治療、低體溫療法等的血液凈化回路;低體溫 治療回路的中途所設置的熱交換器、熱交換裝置、加溫器和熱交換方法。它們用于加溫和冷 卻這兩者。
[0002] 本發明涉及基本上構成熱交換器的，呈所謂的基本螺旋狀卷繞的管(卷繞管）。另 外，本發明涉及下述的熱交換裝置，該熱交換裝置用于下述的場合:在由這樣的卷繞管構成 的該熱交換器的內部，一邊使血液、透析液、補充液等的液體(被處理液體)流動，一邊通過 比如加熱機(加熱器)而對卷繞管的外側（外表面)進行加溫或通過冷卻裝置而對該卷繞管 的外側(外表面)進行冷卻，通過卷繞管的壁面的熱傳導進行熱交換，與卷繞管的內部的液 體(被處理液體)進行熱交換。
[0003] 更具體地說，本發明涉及下述的熱交換裝置，其用于下述的場合:在以所謂的基本 螺旋狀而卷繞的管(卷繞管)構成的熱交換器的內部，一邊使血液、透析液、補充液等的液體 (被處理液體)流動，一邊通過比如加熱機(加熱器)而對該卷繞管的外側進行加溫或通過冷 卻裝置而對該卷繞管的外側進行冷卻，通過卷繞管的外表面的熱傳導進行熱交換，對內部 的液體進行加溫或冷卻。本發明特別是涉及具有可以良好的效率對流路內部的液體(被處 理液體)進行加溫或冷卻的形狀與結構的熱交換器和熱交換裝置的改進，以及采用它們的 熱交換方法。
[0004] 本發明涉及用于下述場合的熱交換裝置，以及采用它們的熱交換方法，在該場合， 涉及將液體(被處理液體)管和處理液體管接合，將該對管(復合管)作為卷繞管而構成的熱 交換器，在由該卷繞管(復合管)構成的熱交換器的內部，分別使血液、補充液等的被處理液 體與處理液體(溫水、冷水)流通，通過處理液體而對被處理液體進行加溫或冷卻，即，通過 卷繞管的外表面的熱傳導進行熱交換，對內部的被處理液體進行加溫或冷卻。
【背景技術】
[0005] 在血液凈化療法中，在對取自患者的血液進行體外循環的同時，通過血液凈化器 (作為過濾器，裝填有中空絲膜、顆粒狀的吸附劑等），進行以膜分離、吸附來去除不要物質 為目的的治療。此時，進行下述的二重過濾療法等，在該療法中，使補充液、透析液流入上述 血液凈化器中，或使經過過濾的血漿進一步流入另外的血液凈化器中。這些進行體外循環 的血液在凈化后再次回到患者的體內。于是，為了在體外循環中不讓患者的血液冷卻，故必 須通過熱交換裝置對血液進行加溫。
[0006] 另外，在低體溫療法中，為了實現腦的保護、蘇醒等，需要使患者的體溫降低到32 °(：到34°(：，對血液進行冷卻，在蘇醒后進行加溫與復溫的治療。
[0007] 目前，采用由塑料、金屬等的材料而形成的管、袋、片、波紋管以及中空絲膜等，形 成液體流路的熱交換器(在下面也稱為熱交換器單元)已投入實用。
[0008] 該熱交換器設置于體外循環回路的中途，使被處理液體流入該熱交換器中，使該 熱交換器與加熱機(加熱器)或冷卻裝置接觸，經由它們的組成材料(塑料、金屬），與在該熱 交換器中流動的被處理液體進行熱交換，對被處理液體(血液、血漿或補充液、透析液等)進 行加溫或冷卻。
[0009] 在這些加溫和冷卻方法中，大致上具有以下方法:使熱交換器的外表面直接地與 加熱器或冷卻裝置接觸，對內部流動的液體進行加溫、冷卻;使經加溫、冷卻的水(熱媒體） 流入熱交換器中，在該熱媒體和于該熱交換器內部流動的被處理液體之間進行熱交換。
[0010] (現有技術1)
[0011] 本
【申請人】在專利文獻1(JP實登3096817號公報）中，公開了下述的熱交換器的發 明，在該熱交換器中，于基本中心部C，具有所謂的"呈基本S狀的回路SLTE"，在該回路SLTE 的外周上，呈所謂的"基本螺旋狀"而卷繞柔性管體(形成卷繞管）（為了以便于理解的方式 對在專利文獻中記載的發明的各部件進行說明，加注了圖的標號，符號。為了與本申請發明 的符號區別開，對于專利文獻的圖中的標號，符號，加注了〈〉）。
[0012] 具體來說，在圖〈1〉中，在將規定長度的柔性管體〈1〉的中途暫時呈S狀彎曲，然后， 使呈S狀開始描繪的方向的柔性管體〈1〉沿呈S狀描繪結束的曲線而接觸，另外使呈S狀描繪 結束的方向的柔性管體〈1〉沿呈S狀開始描繪的曲線而接觸，使該動作反復進行規定次數， 將所接觸的柔性管體〈1〉之間粘接。在圖〈2〉中，記載了下述的實例，其中，圖〈1〉的柔性管體 〈1〉的液體流入口〈2〉和流體流出口〈3〉基本反向。為了簡化描述，在下面，將"柔性管體"簡 單地記載為"管、管T"。
[0013] 專利文獻1的熱交換器按照下述方法而使用，在該方法中，通過加溫的加熱器（熱 板)夾持而固定卷繞管，按照固定了溫度傳感器的部分的表面溫度為已設定的溫度的方式， 進行溫度控制。
[0014] 對于現有的熱交換裝置601，像圖19所列舉的例子所示的那樣，采用呈基本矩形的 加溫器521，溫度傳感器TS安裝于熱交換器611的卷繞管STE不與加溫器521接觸的部位(在 下面，稱為非接觸部NCP)，對熱交換器611進行加溫，將通過熱交換器611內部的液體的溫度 控制在規定的溫度。另外，于加溫器521中的與和熱交換器611接觸的面相反一側的面上，安 裝加溫部523(于內部埋設金屬絲MLJ(圖中的符號的末尾的"U"，"D"分別指上部側、下部側 的部件）。
[0015] 更具體地說，在從熱交換器611的上部U方向和下部D方向的兩側，通過加溫器521 而進行加溫的場合，采用一對上部加溫器521U和下部加溫器521D，像圖20所示的那樣，按照 上部加溫部523U/上部加溫器521U/熱交換器611/下部加溫器521D/下部加溫部523D那樣重 合地設置。
[0016] 在溫度傳感器TS中，經由電熱絲HL，與溫度控制器TC(也稱為"溫度控制器"）連接， 按照溫度傳感器TS附近的加溫器521的表面(非接觸部NCP)為已設定的溫度的方式進行控 制。
[0017] (現有技術2)
[0018] 專利文獻2公開了液體加溫/冷卻用的體外循環回路和體外循環系統的發明，其 中，流路部等通過塑料呈片狀而一體且平面地形成，并且至少下游側的呈蜿蜒狀的流路部 (第2流路部)的截面呈基本半圓弧狀，該第2流路部具有與加溫/冷卻罩密貼用的平面。
[0019] (現有技術3)
[0020] 通常，在袋、片制的熱交換器的液體流路中，通過高頻加工等，將與流路相對應的 部分熔接，形成蜿蜒狀或彎曲的多個分隔部，由此，于該袋等的內部形成液體流路。該熱交 換器在通過加熱器而加溫的同時，使血液、化學液等的液體在液體流路中流動，進行加溫。
[0021] (現有技術4)
[0022] 作為其它的熱交換器，金屬制的波紋管形狀、螺紋狀、多個管狀、塑料制的中空絲 狀的熱交換器投入實用。它們使溫水或冷卻水流動，對液體進行加溫、冷卻。通常，將在水槽 中加溫或冷卻的水通過栗送到熱交換器，由此，對液體進行熱交換。
[0023]現有技術文獻 [0024]專利文獻
[0025] 專利文獻1: JP實登3096817號公報（參照第0016，0021段，〈圖1〉，〈圖2〉）
[0026] 專利文獻2 :JP特開2008-173139號公報(參照摘要，〈圖1〉）

【發明內容】

[0027]發明要解決的問題
[0028] 經本發明人的研究發現，專利文獻1中記載的發明存在下述的問題。
[0029] (問題1)
[0030] 對于在專利文獻1中記載的發明，通過氯乙烯樹脂等的柔性塑料，對管成形，但是 這些塑料基本上熱傳導性低，在此方面，為了于醫療現場使用，考慮到其安全性，較厚地形 成管壁。像這樣，由于壁厚增加，故通過該壁厚的管的熱交換速度非常低。另外，按照本發明 人的研究而發現，由于這樣的低熱傳導速度(更正確地說，"總體溫傳遞速度"非常低）的原 因之一在于不僅原始的塑料材料的熱傳導度低，而且主要的原因還在于管的截面為所謂的 "圓形(實質上為"純圓"）"，與加熱機(加熱器)點接觸，這樣，加溫面積小，另外，熱量難以傳 遞到管截面(液體流路)的中心部(加溫效率低）。
[0031] (問題2)
[0032] 另外，在專利文獻1中記載的熱交換器的卷繞管的制作中，通過溶劑、粘接劑，將鄰 接的管彼此的側部粘接而固定，但是產生溶劑的涂敷不均勻，作業環境的問題。人們希望有 不采用溶劑、簡單地粘接、加溫效率良好的熱交換器。
[0033] (問題 3)
[0034] 在于專利文獻1中記載的熱交換器的加溫中，具有下述的傾向，其中，通過熱絲，對 熱板進行加溫，但是，對于卷繞管接觸的部分，對熱板冷卻，卷繞管沒有接觸的部分以超過 必要程度的方式處于高溫狀態，局部的溫度不均有增大傾向。如果高溫的部分為42°C以上， 則在血液的場合，其熱量發生傳遞，血中蛋白質發生變性。
[0035] (問題4)
[0036] 對于在專利文獻1中記載的發明，還列舉有下述的問題。
[0037] 所加溫的液體為血液(血漿）、添加于血液中的補充液、通過膜等而間接地與血液 接觸的透析液。
[0038] 如果血液處于42°C以上的狀態，由于血中蛋白質產生變性，故設定溫度最高約為 42°C，在最高溫度的部位安裝有溫度傳感器TS，必須按照該位置的溫度約在42°C以下的方 式進行控制。
[0039] 處于最高溫的是上述非接觸部NCP，必須要求處于該最高溫的部分為設定溫度。
[0040] 可正確地將加溫器521的溫度控制在設定值的是上述非接觸部NCP，并且是溫度傳 感器TS的安裝位置附近的表面(NCPTS)。
[0041 ]由此，上述接觸部CP中的熱交換器611內部的液體具有下述傾向，加溫效率差，該 傾向指：比如即使將設定溫度設定在42°C的情況下，不僅實際上，與它們相比較，以非常低 的溫度進行加溫，而且溫度會自然地降低(冷卻）。
[0042] 按照本發明人的研究，在專利文獻2中記載的發明存在下述的問題。
[0043] (問題4)
[0044] 僅僅在呈蜿蜒狀(第2)的流路部的平面部，密貼加溫/冷卻罩，與為了進行加溫/冷 卻而從兩側（上部U側和下部D側）加溫的場合相比較，與平面部（下部D側）相反一側（上部U 偵U的加溫效率差。
[0045] (問題5)
[0046] 另外，對于通過硬質塑料成型成平面的片，實際的情況是，因成型時的收縮，沒有 形成完全的平面，在形成流路的部分，容易產生微小的凹凸部，由于是硬質材料，加壓所致 的變形較大，但是，加溫板的密貼性變差。
[0047] 另外，一般來說，在現有技術3中，具有以下那樣的問題，相對于應形成液體流路的 圖案，沒有正確地與加熱器密接的情況、和因壓力導致液體流路發生變形產生加溫不均勻 的情況較多，難以形成正確的內部流路。
[0048] 還有，在現有技術4中，不像熱板那樣，產生局部的溫度不均勻，但是，這些熱交換 器具有以下問題:部件、加工和組裝的成本高，另外結構復雜，氣泡的排出差，產生血液凝 固，或預充體積大等。
[0049] 用于解決問題的技術方案
[0050] 為了解決以上的問題，本發明人進行了深入研究，發現在由螺旋管構成的熱交換 器(單元）中，形成特定的結構，由此能大幅度地提高總體的熱傳導速度(被處理液體的熱傳 遞速度），這樣實現了本發明。
[0051] 本發明首先提供涉及下述的熱交換器的發明（1)~(3)(在下面稱為發明組1)。
[0052] (1)本發明提供一種熱交換器11、111，其為液體用的熱交換器11、111，其特征在 于，
[0053]該熱交換器由具有液體的流入口和流出口的管構成；
[0054]在基本中心部C，通過該管，形成基本S狀的回路SLTE，在該回路SLTE的外周形成基 本螺旋狀的卷繞管STE;
[0055]上述液體流入口 12和上述液體流出口 13在該熱交換器的側部S的一個方向，按照 基本相同的朝向，設置于鄰接或離開的位置，或者在側部S的一個方向和其它的側部S的一 個方向，按照基本相反的朝向，設置于鄰接或離開的位置；
[0056] 上述回路SLTE、上述卷繞管STE、上述液體流入口 12以及上述液體流出口 13設置于 實質上相同的平面上；
[0057]上述卷繞管STE的截面呈基本橢圓狀；
[0058] 上述基本橢圓的扁平率在30~70%的范圍內；
[0059] 構成上述卷繞管STE的各管T所鄰接的側部S通過熱熔接而固定。
[0060] (2)另外，本發明提供一種熱交換器211，該熱交換器211為液體用的熱交換器211， 其特征在于，該熱交換器211由具有液體的流入口和流出口的管構成；
[0061]在基本中心部C的外周上，通過該管，形成基本螺旋狀的卷繞管STE;
[0062]上述液體流入口 12和上述液體流出口 13在該熱交換器的側部S的一個方向，按照 基本相同的朝向，設置于鄰接或離開的位置，或者在側部S的一個方向和其它的側部S的一 個方向，按照基本相反的朝向，設置于離開的位置；
[0063] 上述卷繞管STE、上述液體流入口 12以及上述液體流出口 13設置于實質上相同的 平面上；
[0064] 上述卷繞管STE的截面呈基本橢圓狀；
[0065] 上述基本橢圓的扁平率在30~70%的范圍內；
[0066] 構成上述卷繞管STE的各管T所鄰接的側部S通過熱熔接而固定。
[0067] (3)還有，本發明提供一種液體用的熱交換器311，其特征在于，該熱交換器311由 多個管構成，該多個管用于作為熱媒體的處理液體和被處理液體，分別具有液體的流入口 和流出口；
[0068] 形成一對復合管TW，在該對復合管TW中，該被處理液體管BLT和該處理液體管TLT 的側部S彼此接合；
[0069] 在基本中心部C的外周，形成上述復合管TW呈基本螺旋狀而卷繞的卷繞管STEW;
[0070] 在上述復合管TW中，上述被處理液體流入口 32和處理液體流出口 43在該熱交換器 側部S的一個方向，按照基本相同的朝向，鄰接地設置，液體流出口33和處理液體流入口42 在該熱交換器側部S的一個方向，按照基本相同的朝向，鄰接而設置；
[0071] 液體流入口 32和處理液體流出口 43，與液體流出口 33和處理液體流入口 42于相同 側部S的一個方向，間隔開地設置，或于側部S的一個方向與其它的側部S的一個方向，間隔 開地設置；
[0072] 上述卷繞管STEW、液體流入口 32、處理液體流出口 43、液體流出口 33以及處理液體 流入口 42設置于實質上相同的平面上。
[0073] 再有，本發明提供涉及下述熱交換裝置的發明（4)~(6)(在下面稱為發明組2)。
[0074] (4)本發明提供一種熱交換裝置1，其為進行液體的熱交換的熱交換裝置1，其特征 在于，該熱交換裝置1包括具有熱交換部的熱交換機21與（1)或(2)所述的流體用的熱交換 器11、111、211;
[0075] 該熱交換機21具有基本板狀的上部主體22U和下部主體22D，在上述上部主體22U 和下部主體22D的與上述熱交換器11、111、211的接觸面相反的一側的面上，安裝有具有熱 源的基本平面狀的上述熱交換部23;
[0076] 在上述上部主體22U與下部主體22D之間，設置有上述熱交換器11、111、211。
[0077] (5)本發明提供一種熱交換裝置101，其為進行液體的熱交換的熱交換裝置101，其 特征在于，該熱交換裝置101包括隔熱件51和(3)所述的上述熱交換器311;
[0078] 上述隔熱件51包括呈基本板狀的上部主體52U和下部主體52D，在上述上部主體 52U與下部主體52D之間，設置有上述熱交換器311。
[0079] (6)本發明提供一種熱交換裝置201，其為進行液體的熱交換的熱交換裝置201，其 特征在于，該熱交換裝置201包括上述熱交換機21和(3)所述的熱交換器311;
[0080]上述熱交換機21包括呈基本板狀的上部主體22U和下部主體22D;
[0081] 上述上部主體22U和下部主體22D的與上述熱交換器311的接觸面相反的一側的面 上，安裝有基本平面狀的熱交換部23;
[0082] 在上述上部主體22U和下部主體22D之間，設置有上述熱交換器311。
[0083]另外，本發明提供涉及下述熱交換方法的發明（7)~(8)(在下面稱為發明組3)。 [0084] (7)本發明提供一種熱交換方法，其進行被處理液體和處理液體的熱交換，其特征 在于，該方法采用(3)所述的具有上述卷繞管STEW的上述熱交換器311，該方法包括：
[0085] (1)使上述被處理液體從上述液體流入口 32導入到上述液體管BLT的內部，使上述 被處理液體朝向上述液體流出口 33流動的步驟；
[0086] (2)上述處理液體采用經過了溫度調整的溫水或冷卻水，將該處理液體從上述處 理液體流入口 42導入到處理液體管TLT的內部，并且使上述處理液體向上述處理液體流出 口 43的方向流動的步驟；
[0087] (3)上述被處理液體和上述處理液體經由上述液體管BLT和上述處理液體管TLT的 壁面而進行熱交換的步驟；
[0088] 通過上述處理液體，對上述被處理液體進行加溫或冷卻，由此，進行上述被處理液 體的熱交換。
[0089] (8)本發明提供一種熱交換方法，其特征在于，該方法采用(5)或(6)所述的上述熱 交換裝置101、201，包括(7)所述的步驟（1)~（3)，通過處理液體，對被處理液體進行加溫或 冷卻，由此，進行上述被處理液體的熱交換。
[0090] 還有，本發明提供涉及下述的熱交換裝置的發明（9)~（10)(在下面稱為發明組 4)〇
[0091] (9)本發明提供一種熱交換裝置1001、1101，其進行液體的熱交換，其特征在于，該 熱交換裝置1001、1101包括使上述液體流通的熱交換器11、111、211、511和具有加溫部的加 溫器 21、121;
[0092] 對于該熱交換器11、111、211、511與該加溫器21、121這兩者，從上部U側觀看到的 形態均為基本圓形環狀或基本圓形；
[0093] 該熱交換器11、111、211，511的直徑與該加溫器21、121的直徑實質上相同；
[0094] 上述加溫器21、121的與該熱交換器11、111、211、511接觸的面的相反一側的面上， 安裝有基本平面狀的上述加溫部23、123;
[0095] 在上述加溫器21、121與該熱交換器11、111、211、511的接觸部CP之間，設置有溫度 傳感器TS，將溫度控制器TC連接于該溫度傳感器TS;
[0096] 在上述接觸部CP的位置，對上述熱交換器11、111、211、511中流通的液體的設定溫 度進行控制。
[0097] (10)本發明提供一種熱交換裝置1001、1101，其為（9)所述的熱交換裝置1001、 1101，其特征在于，上述熱交換器11、111、211、511由具有上述液體的流入口和流出口的管 構成，通過該管，
[0098] 在基本中心部C的外周，形成基本螺旋狀的卷繞管STE;
[0099]上述液體流入口 12和上述液體流出口 13朝向上述熱交換器的基本相同或基本相 反的側部S的一個方向而設置；
[0100] 上述卷繞管STE、上述液體流入口 12以及上述液體流出口 13設置于實質上相同的 平面上。
[0101] (11)本發明提供一種熱交換裝置1001、1101，該熱交換裝置1001、1101涉及(9)或 (10)所述的熱交換裝置1001、1101，其特征在于上述加溫器21、121包括按照可從兩側夾持 上述熱交換器11、111、211、511的方式形成的一對上部加溫器211]、1211]與下部加溫器210、 121D；
[0102] 在上述上部加溫器21U、121U和下部加溫器21D、121D中的與上述熱交換器11、111、 211、511接觸的面的相反一側的面上，安裝有上部加溫部231]、1231]和下部加溫部230、1230。
[0103] (12)本發明涉及一種熱交換裝置1001、1101，其為(9)~（11)中的任何一項所述的 熱交換裝置1001、1101，其特征在于，上述熱交換裝置1001、11〇1包括固定上述熱交換器11、 111、211、511和上述加溫器21、121的外殼31;
[0104] 該外殼31包括一對上部外殼31U和下部外殼31D，在上述熱交換器11、111、211、511 和上述加溫器21、121設置于上述外殼31時，
[0105] 按照上部外殼31U、上部加熱部23U、123U、上部加溫器21U、121U、熱交換器11、111、 211、511、下部加熱部230、1230、下部加溫器220、1220、下部外殼310的順序重合而設置。
[0106] 此外，本發明提供涉及下述的熱交換器的發明（13)~（14)(在下面稱為發明組5)。
[0107] (13)本發明提供一種熱交換器11、111、211，該熱交換器11、111、211用于（9)~ (12)中的任何一項所述的熱交換裝置1001、1101，其特征在于，其為熱交換裝置1001、1101 中的上述熱交換器11、111、211，上述卷繞管STE的截面呈基本橢圓狀；
[0108] 該基本橢圓的扁平率的最大值為70%。
[0109] (14)本發明提供一種熱交換器511，該熱交換器511用于(9)~（12)中的任何一項 所述的熱交換裝置1001、1101，其特征在于，其為熱交換裝置1001、1101中的上述熱交換器 511，通過上部加溫器21U、121U和下部加溫器21D、121D，對通過其截面呈基本圓形而形成的 卷繞管STE構成的熱交換器511進行加壓，卷繞管STE的截面呈基本橢圓狀；
[0110] 該基本橢圓的扁平率的最大值為70%。
[0111] 再有，本發明提供涉及下述的加溫器的發明（15)~（16)(在下面稱為發明組6)。
[0112] (15)本發明提供一種加溫器21、121，該加溫器21、121安裝于呈基本圓形的熱交換 器11、111、211、511中而使用，其特征在于，
[0113] 在上述加溫器21、121中，從上部U側而觀看到的形態具有基本圓形環狀或基本圓 形，其直徑與從上部U側而觀看到的形態具有基本圓形的熱交換器11、111、211、511的直徑 實質上相同，
[0114] 在上述加溫器21、121的與上述熱交換器11、111、211、511接觸的面的相反一側的 面上，安裝有基本平面狀的加溫部23、123;
[0115] 在與上述熱交換器11、111、211、511的接觸部CP的位置，設置有溫度傳感器TS。
[0116] (16)本發明提供一種加溫器21、121，該加溫器21、121涉及（15)所述的加溫器21、 121，其特征在于，上述加溫器21、121包括按照可從兩側夾持上述熱交換器11、111、211、511 的方式形成的一對上部加溫器21U、121U和下部加溫器21D、121D;
[0117] 在上述上部加溫器21U、121U和下部加溫器21D、121D中的與上述熱交換器11、111、 211、511接觸的面的相反一側的面上，安裝有上部加溫部231]、1231]和下部加溫部230、1230;
[0118] 在與上述熱交換器11、111、211、511的接觸部CP的位置，設置有溫度傳感器TS。
[0119] 發明的效果
[0120] 本發明實現下述的有利的效果。
[0121 ]本發明的發明組1的熱交換器11、111、211和發明組2的熱交換裝置1:
[0122] (1)對于截面呈基本橢圓狀(扁平)的卷繞管STE，與熱交換機21的基本板狀的主體 22 (上部主體22U、下部主體22D)的密貼性良好，可增加接觸面積。另外，由于從熱交換機21 的熱交換部22到卷繞管STE的液體流路的中心部LC的距離變短，故熱交換效率得到提高。
[0123] (2)由于(1)，可縮短卷繞管STE(液體流路)的長度，可使整體緊湊化。
[0124] (3)由于構成卷繞管STE的鄰接的管T的側部S彼此熱熔接而固定，故可消除像專利 文獻1那樣的溶劑的涂敷不均勻、作業環境的問題等。同樣地，采用它們的熱交換方法(發明 組3)當然具有該效果。
[0125] 另外，在本發明的發明組1的熱交換器311(和發明組2的熱交換裝置101、201)中：
[0126] 由于將被處理液體管BLT和處理液體管TLT接合的一對管（復合管）TW作為卷繞管 STEW，使被處理液體(血液、補充液等)在被處理液體管BLT的內部流通，使處理液體(溫水、 冷卻水)在處理液體管TLT的內部流通，與此同時，在該被處理液體管BLT的內部流動的被處 理液體(血液、補充液等)經由管壁面，通過處理液體管TLT內部的處理液體(溫水、冷卻水） 而加溫或冷卻，故：
[0127] (1)可簡單而低價格地制造熱交換器本身。另外，由于一對管(復合管)TW呈基本平 面狀而卷繞，故可使整體緊湊。
[0128] (2)通過調節被處理液體管BLT和處理液體管TLT的長度，可簡單地調整性能規格。
[0129] (3)導入到被處理液體管BLT的內部的被處理液體(血液、補充液等）于該液體管 BLT的內部，難以包含空氣，特別是即使在血液流動的情況下，仍難以發生凝固。
[0130] (4)即使在于處理液體管TLT的內部流通的加溫和冷卻水為低流速的情況下，仍可 充分地提高熱交換效果。由此，裝置整體不會過大，還可簡化附屬設備。另外，雖然還依賴于 管長度，但是如果流速在100~300mL/min，則可充分地提高熱交換效率。
[0131 ] (5)由于加溫和冷卻水在卷繞的處理液體管TLT的內部流通，故這些加溫和冷卻水 實質上沒有于中途產生紊流，難以產生溫度不均勻。
[0132] (6)沒有像現有的袋形狀的熱交換器那樣的熱熔接部破損或泄漏的情況。
[0133] (7)沒有像加熱器式的加溫方法那樣，在局部的高溫部，材料熔化，或血液變質的 危險，并且如果沒有與加熱器密貼，則也沒有加溫性能急劇地降低的情況。
[0134] (8)還有，如果通過隔熱件51覆蓋并進行熱交換，則熱交換效率提高。
[0135] (9)另外，通過將上述卷繞管STEW安裝于熱交換機21上來進行加熱，熱效率效率會 更進一步地提尚。
[0136] 同樣，采用這些熱交換方法(發明組3)具有該效果。
[0137] 此外，本發明具有下述的有利的效果。
[0138] 在本發明的發明組4的熱交換裝置1001、1101 (由發明組5的熱交換器11、111、211、 311、511與發明組6的加溫器21、121構成）中，
[0139] (1)由于熱交換器11(在下面熱交換器111、211、511也相同）與加溫器21(在下面， 加溫器121也相同）這兩者均呈基本圓形，實質上形成相同的尺寸(直徑）（如果熱交換器11 的直徑為100,則加溫器21的直徑在90~110的范圍內），故在重合地設置熱交換器11和加溫 器21時，或在加溫中，即使在旋轉方向錯開的情況下，熱交換器11的加溫區域仍是一定的， 可均勻地加溫。
[0140]由此，可僅僅對熱交換器11集中加溫，可提高加溫效率。
[0141] (2)在加溫器21和熱交換器11的接觸部CP之間，設置溫度傳感器TS，于接觸部CP的 位置控制設定溫度，由此可將液體(血液等)保持于實際的設定溫度，可防止過度地加溫被 處理液體(血液等）的情況。另外，可不降低熱交換器11的加溫溫度，可提高加溫效率。
[0142] (3)通過使構成熱交換器11的卷繞管STE的截面呈基本橢圓狀，可進一步提高加溫 效率。
【附圖說明】
[0143] 圖1為在本發明的第1實施方式的熱交換器11中，固定于熱交換機21上的部位的整 體圖（立體圖）；
[0144] 圖2為本發明的第1實施方式的熱交換器11和第2實施方式的熱交換器111的整體 圖（俯視外觀圖），圖2(A)為第1實施方式，圖2(B)為第2實施方式；
[0145] 圖3為本發明的第3實施方式的熱交換器211的整體圖（立體圖）；
[0146] 圖4為表示本發明的熱交換器1、111、211的制造方法的一個例子的結構圖；
[0147] 圖5為構成本發明的熱交換器1、111、211與現有的熱交換器501的卷繞管的剖視 圖；
[0148] 圖6為構成本發明的熱交換器1、111、211的卷繞管STE的放大剖視圖；
[0149] 圖7為本發明的第4實施方式的熱交換器311的俯視圖；
[0150] 圖8為圖7的局部剖視圖，圖8(A)為沿A-A線的剖視圖，圖8(B)為沿B-B線的剖視 圖，圖8(C)為沿C一C線的剖視圖；
[0151] 圖9為將熱交換器311安裝于隔熱件51 (熱交換機21)上時的熱交換裝置101 (201) 的局部放大剖面，熱交換器311與圖8(C)相對應；
[0152] 圖10為用于實施例2的熱交換器311的俯視圖；
[0153] 圖11為用于比較例2的熱交換器511的俯視圖；
[0154] 圖12為用于比較例3的熱交換器611的俯視圖；
[0155] 圖13為本發明的熱交換裝置1001的局部放大剖視圖，圖13(A)為其剖視圖，圖13 (B)為沿圖13(A)中的A-A'線的剖視圖；
[0156] 圖14為本發明的加溫器21的局部放大剖面；
[0157] 圖15為本發明的加溫器21的分解圖；
[0158] 圖16為本發明的加溫器121的分解圖；
[0159] 圖17為本發明的熱交換裝置1001和熱交換裝置1用于加溫試驗時的外觀結構圖；
[0160] 圖18為表示圖17的另一熱交換裝置1101的實施例的外觀結構圖；
[0161] 圖19為現有的熱交換裝置601和該熱交換裝置601用于加溫試驗時的外觀結構圖；
[0162] 圖20為現有的加溫器521的局部放大剖視圖。
【具體實施方式】
[0163] 下面參照附圖，對本發明進行具體的說明。
[0164] 在下面，為了明確地對本發明進行說明，以附圖的記載為基礎，進行下述的定義。
[0165] (定義1)"基端PE側"指像圖2、圖7所列舉的例子所示的那樣，安裝了液體流入口 12 和液體流出口 13的一側的端部。如果將基端PE側的中心作為時針的約9時的位置，則指從約 7時30分到約10時30分的期間。
[0166] 在本申請的說明中，具有將"……側"記載為"……方向"的情況。（下面的"……側" 的情況也相同。）
[0167] (定義2) "末端DE側"像圖1、圖2所列舉的例子所示的那樣，指與"基端PE側"相反的 一側的端部。如果將末端DE側的中心作為時針的約3時的位置，則指從約1時30分到約4時30 分的期間。
[0168] (定義3) "上部U側"像圖1、圖2所列舉的例子所示的那樣，指紙面的外側。
[0169] (定義4) "下部U側"像圖1、圖2所列舉的例子所示的那樣，指紙面的內側。
[0170](定義5) "長度L方向"像圖1、圖2所列舉的例子所示的那樣，指從熱交換器的基端 PE側，到末端DE側的方向。
[0171](定義6) "第1側部S1側"像圖2、圖7所列舉的例子所示的那樣，指紙面的右下側。如 果將第1側部S1的中心作為時針的約6時的位置，則指從約4時30分到約7時30分的期間。 [0172](定義7) "第2側部S2側"像圖2、圖7所列舉的例子所示的那樣，指紙面的左上側。如 果將第2側部S2的中心作為時針的約12時的位置，則指從約10時30分到約1時30分的期間。
[0173] (定義8)單純的"側部S(側或方向)"指"基端PE側"、"末端DE側"、"第1側部S1側"、 "第2側部S2側"、"上部U側"、"下部U側"，它們之間的全部的方向。
[0174] "側部S的一個方向"指"基端PE側"、"末端DE側"、"第1側部S1側"、"第2側部S2側"， 它們之間的全部的方向。
[0175] "其它的側部S的一個方向"指"側部S的一個方向"以外的方向。
[0176] 比如，"側部S的一個方向"在基端PE側的場合，指末端DE側、第1側部S1側、第2側部 S2側，它們之間的全部的方向。
[0177] "熱交換器 11、111、211、311"
[0178] 本發明包括第1發明組，該第1發明組包括第1實施方式~第3實施方式的熱交換器 11、111、211和第4實施方式的熱交換器311。
[0179] 在下面，為了避免符號的復雜化，將比如"熱交換器11、111、211、311"等簡單地記 載為"熱交換器11"等。要注意到，即使在記載為"熱交換器11"等的情況下，與"熱交換器11" 共同的部分還包括"熱交換器11、111、211、311"。
[0180] 在下面，在發明的說明和附圖中，為了防止說明和符號的復雜化，主要對第1發明 組的第1實施方式的熱交換器11進行說明。關于其它的第1發明組的第2實施方式~第3實施 方式的熱交換器111、211，與第4實施方式的熱交換器311，僅僅對與第1實施方式的熱交換 器11不同的部分(形狀和結構）、使用方法進行說明。
[0181] 對于第2實施方式~第4實施方式的熱交換器111、211、311，僅僅對與第1實施方式 的熱交換器11不同的部分，采用不同的符號。共同的部分的符號保持原樣。
[0182](熱交換器^從第丨實施方式）
[0183]熱交換器11像圖1、圖2(A)所列舉的例子所示的那樣，于基本中心部C形成所謂的 "基本S狀的回路SLTE"，于該回路SLTE的外周形成所謂的"卷繞管STE"。
[0184] 卷繞管STE指:將柔性管體(為了簡化下面的記載，簡稱為"管、管T"）呈所謂的"基 本螺旋"狀而卷繞的部分。
[0185] "僅僅由（基本直線狀部分的）管Τ形成的"液體流入口 12和液體流出口 13分別以基 本相同的朝向，設置于鄰接的位置。在圖1、圖2(A)所列舉的例子中，以側部S的一個方向（基 端部ΡΕ-第2側部S2方向）的基本相同的朝向，設置于鄰接的位置。
[0186] 另外，按照沿基端部ΡΕ -末端部DE方向的方式，于基端部ΡΕ-第2側部S2側，朝向 基本相同的一個方向的側部S的一個方向而設置。
[0187] 更具體地說，像在本
【申請人】的專利文獻1中記載的那樣，將規定長度的管Τ的中途 暫時呈S狀彎曲，然后沿S的軌跡結束的曲線而使S的軌跡開始的方向的管Τ接觸，另外沿S的 軌跡開始的曲線而使S的軌跡結束的方向的管Τ接觸，以規定的次數進行該動作，所接觸的 管Τ的側部S之間像后述的那樣熱熔接而固定。
[0188] (熱交換器111)(第2實施方式）
[0189] 還有，在圖2 (B)的熱交換器111中，液體流入口 12和液體流出口 13分別以基本相反 的朝向，設置于離開的位置。在圖2(B)的例子中，液體流入口 12于側部S的一個方向（基端部 PE-第2側部S2方向），液體流出口 13于另一側部S的一個方向（末端部DE-第1側部S1方向） 的基本相反的朝向而設置于離開的位置。
[0190] 另外，記載了下述的例子，其中，按照沿基端部PE -末端部DE方向的方式，（i)將液 體流入口 12設于基端部PE-第2側部S2側，（ii)將液體流出口 13設于末端部DE-第1側部S1 側，朝向基本相反的側部S的一個方向。
[0191](熱交換器211)(第3實施方式）
[0192] 圖3的熱交換器211沒有基本呈S狀的回路SLTE，而僅僅通過卷繞管STE而形成。
[0193] 液體流入口 12和液體流出口 13分別以基本相同的朝向，設置于離開的位置。在圖3 所列舉的例子中，（i)將液體流入口 12于側部S的一個方向（基端部PE-第2側部S2方向）， (ii)將液體流出口 13于相同側部S的一個方向（基端部PE的基本中間位置)的基本相同的朝 向，設置于離開的位置。更具體地說，按照沿基端部PE -末端部DE方向的方式，（i)將液體流 入口 12設置于基端部PE-第2側部S2側，（ii)將液體流出口 13設置于基端部PE的基本中間 處，朝向基本相反的側部S的一個方向而設置。
[0194] 在熱交換器1、111中，像上述那樣，回路SLTE、卷繞管STE、液體流入口 12以及液體 流出口 13實質上設置于同一平面上。
[0195] 像圖1、圖2、圖3那樣而形成的熱交換器11、111、211以卷繞管STE的截面呈所謂的 "基本橢圓狀"（扁平狀)而成形，將鄰接的管T的側部S彼此熱熔解而固定。
[0196] 如果像圖6所示的那樣，將基本橢圓的半長軸稱為a，將半短軸稱為b，則：
[0197] 扁平率f按照f =[1 一(b/a)] X 100%而定義。
[0198] 像這樣而定義的扁平率f優選在30~70 %的范圍內。
[0199] 在過小（小于30 % )的場合加溫效率小，如果過大(超過70 % )，則上部U-下部D方 向的液體流路變得過小(窄），卷繞管STE有可能在中途堵塞。
[0200] 管T優選為比如以軟質聚氯乙烯樹脂為代表的可熱熔接的熱塑性的材料，但是，如 果為其它的聚烯烴樹脂(聚乙烯、聚丙烯樹脂等）、聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂這樣的可熱 熔接的材料，則可為任意的材料。
[0201] 管T的壁厚在0.4~1.5mm的范圍內，優選在0.5~0.8mm的范圍內。
[0202] 如果過薄(小于0.4mm)，則在熱熔接時破損，液體發生泄漏的危險變高。反之，如果 過厚(超過1.5mm)，則熱加工困難，實際的加溫操作的加溫效率(熱電導性)也降低，因此不 優選。
[0203](卷繞管STE的制作方法）
[0204]比如，像圖4那樣，在金屬板MP(通過上金屬板MPU和下金屬板MPD構成)之間，夾持 實施例1~3(圖1~3)的卷繞管STE，在上金屬板MPU和下金屬板MH)之間對該卷繞管STE進行 加壓，呈基本橢圓狀(扁平狀)地形成。
[0205]由于構成卷繞管STE的相互鄰接的管T彼此不粘接，故即使在事先沒有留出間隙的 情況下，在上金屬板MPU和下金屬板MPD之間慢慢地加壓，由此，鄰接的管T可在密貼的狀態 下均等地擴大，并且能形變為基本橢圓狀(扁平狀）。
[0206](加熱、熔接處理）
[0207] 接著，比如于加溫腔內部，在規定的熱處理溫度（100~130°C)和處理時間（0.5~2 小時），在上下的金屬板MPU、Mro夾持的狀態下進行加熱。
[0208]管T因熱量而處于半熔融，所接觸的相鄰的管T的側部S彼此熔接而固定。
[0209]扁平率f優選像上述那樣，在30~70%的范圍內，其控制可通過上下的金屬板MPU、 Mro的間隙CL而規定。在圖4的例子中，間隙可通過螺栓B(包括頭BH)、螺母N、墊圈W而規定。
[0210] 像上述那樣而加工的截面基本呈橢圓狀的卷繞管STE，像圖1，圖3所示的那樣，夾 持而密貼于熱交換機21 (在加熱機的場合，也稱為加熱板，在冷卻裝置的場合，采用珀爾帖 元件等）的所謂的"基本板狀"的主體22(具有一對上部主體22U和下部主體22D)上，使液體 在卷繞管STE的內部流通，進行熱交換(加溫）。
[0211] (熱交換機21)
[0212] 熱交換機21具有熱交換部，與熱交換器(單元)組合而構成熱交換裝置。即，具體來 說，采用在熱交換器1、111、211中的任意一個面，或最好在兩個面上采用安裝了該熱交換部 23(上述加熱機或冷卻裝置)的基本板狀的主體22(-對上部主體22U和下部主體22D)，構成 熱交換裝置。
[0213] 熱交換部23采用比如平面狀的硅橡膠加熱器、陶瓷加熱器等（分別于內部設置有 加熱用的金屬絲），冷卻裝置采用珀爾帖元件等。
[0214]這樣的結構的基本板狀的主體22優選為導電性良好的金屬(鐵、鋁、銅）。將熱交換 部23(平面狀加熱器，珀爾帖元件)在上下方向分別貼于與熱交換器1、111、211接觸的面側 和相反的一側的面上，由此，不會有溫度不均勻（參照圖5(A)的頂面23U和底面23D，以下僅 僅記載為23)。
[0215]對于截面基本呈橢圓狀（扁平）的卷繞管STE，與熱交換機21的基本板狀的主體22 (上部主體22U、下部主體22D)的密貼性良好，接觸部CP的面積(接觸面積)也增大(參照圖4、 圖5(A)、圖6)，另外，距卷繞管STE的截面(液體流路）的中心部的距離LC較短，故熱交換(加 溫或冷卻)效率變得良好。
[0216]另外，像圖3的熱交換器211那樣，如果對于僅僅卷繞管STE的類型，從中心部C而突 出的管T (液體流出口 13)進入形成于熱交換機22 (上部主體22U)中的槽22M中而夾持，則可 設置于與卷繞管STE、液體流出口 12實質上相同的平面上。
[0217](熱交換裝置l)
[0218] 通過上述熱交換機21和上述熱交換器（11、111、211)，構成熱交換裝置1(參照圖1、 圖3)。
[0219] 對于熱交換機21，像前述那樣，主體22基本呈板狀而包括一對上部主體22U和下部 主體22D。另外，具有基本平面上的熱交換部23。上部主體22U和下部主體22D在與上述熱交 換器(11、111、211)的接觸面上，安裝有上述基本平面狀的熱交換部23。
[0220] 在上部主體22U和下部主體22D之間，設置有上述熱交換器(11、111、211)。
[0221](熱交換裝置1、熱交換器11的使用方法）
[0222] 對本發明的熱交換裝置1、熱交換器11的使用方法的一個例子進行說明。
[0223] (在熱交換機21上的固定）
[0224] 將由卷繞管形成的熱交換器11夾持于熱交換機21的基本板狀的主體22(上部主體 22U，下部主體22D)之間而固定。
[0225] (預充）
[0226] 液體從液體流入口 12流入卷繞管ST、回路SLTE的內部。
[0227] -邊從液體流出口 13排出空氣，一邊使流體充滿于卷繞管ST、回路SLTE的內部，完 全地擠出空氣。
[0228](加溫）
[0229]在通過熱交換機21進行加溫或冷卻的同時，使被處理液體從流入口 12流入卷繞管 STE、回路SLT的內部，從液體流出口 13而排出。
[0230](熱交換器311)(第4實施方式）
[0231] 圖7為表示第4實施方式的熱交換器311的俯視圖。
[0232] 熱交換器311與圖3的熱交換器211的不同之處在于:代替單體管T，而采用一對管 (在下面也稱為復合管)TW(為了與圖3的管T區別，記載為管TW)。參照圖8(A)、圖8(B)，該對 管TW是將被處理液體管BLT (液體為被處理液體如血液、補充液等）和處理液體管TLT (處理 液體為溫水、冷水等)的側部S彼此接合而形成。
[0233]管TW也可通過溶劑、粘接劑、熱熔接等的方式，將各自的被處理液體管BLT和處理 液體管TLT的側部S彼此粘接(接合)而形成，還可通過擠壓方式一體地形成。將該管TW卷繞， 將其側部S彼此進一步通過溶劑、粘接劑、熱熔接等的方式粘接(接合），制作卷繞管STEW。
[0234] 熱交換器311沒有形成基本S狀的回路SLTE，而是復合管TW僅僅通過卷繞管STEW (為了與圖3的卷繞管STE區別，記載為卷繞管STEW)而形成(參照圖8(C))。構成卷繞管STEW 的液體管BLT與處理液體管TLT的截面基本為圓形(實質上為純圓），但是也可像前述(第3實 施方式)那樣為橢圓。
[0235] 在橢圓的場合，為了在液體管BLT和處理液體管TLT的側部S彼此的壁面，進行熱交 換，優選側部S彼此的接觸面積較大者。由此，優選為長軸較長的橢圓。優選的橢圓的扁平率 與前述第3實施方式實質上相同。
[0236] 在圖7的例子(向流接觸）中，被處理液體流入口32和處理液體流出口43(設置位置 Ρ(υ)分別以相同的朝向，設置于鄰接的位置。被處理液體流出口 33和處理液體流入口43 (設置位置Ρ(ΙΙ))也分別以相同的朝向，設置于鄰接的位置。
[0237] "(被處理液體流入口 32和處理液體流出口43)"和"(被處理液體流出口 33和處理 液體流入口 42)"分別以相反的朝向，設置于離開的位置。
[0238] 在圖7的例子中，被處理液體流入口32和處理液體流出口43以與側部S的一個方向 (基端部PE-第2側部S2方向）相同的朝向，設置于鄰接的位置。
[0239] 被處理液體流出口33和處理液體流入口42均以與側部S的一個方向（末端部DE的 基本中間部)相同的朝向，設置于鄰接的位置。
[0240](被處理液體流入口 32和處理液體流出口 43)以側部S的一個方向（基端部PE-第2 側部S2方向），（液體流出口 33和處理液體流入口 42)以另一側部S的一個方向（末端部DE的 基本中間部），分別按照相反的朝向，設置于離開的位置。
[0241] 使被處理液BL(血液等）與處理液體TL(溫水等)像上述那樣，從相反方向，以向流 而接觸，進行液體BL(血液等）的熱交換（加溫）。復合管TW的基本直線狀的部分從液體流入 口 32-處理液體流出口 43(基端部PE-第2側部S2方向）于末端DE方向，延伸到第2側部S2的 中途。
[0242] 另外，復合管TW的基本直線狀的部分從基本中心部C，延伸到被處理液體流出口 33-處理液體流入口42(P(II))(末端部DE的基本中間）。同樣在熱交換器311中，卷繞復合 管STEW、被處理液體流入口 32-處理液體流出口43(P(I))、被處理液體流出口 33-處理液 體流入口 42(P(II))設置于實質上相同的平面上。
[0243] 還有，對熱交換器311進行具體描述。
[0244] 像圖7所示的那樣，兩個軟質聚氯乙烯樹脂制(也可為其它的于前述段(第3實施方 式）中記載的材料)的管(被處理液體管BLT和處理液體管TLT)在鄰接的狀態，呈螺旋狀而卷 繞，壁面通過溶劑(也可為其它的于前述段(第4實施方式）中記載的材料)而粘接(接合），制 作(包括卷繞復合管STEW)熱交換器311。
[0245] 在一個液體管BLT上，從被處理液體流入口 32,將準備加溫或冷卻的液體(血液、補 充液等)朝向液體流出口 33而流動。在另一個處理液體管TLT上，從處理液流入口 42，使進行 溫度調整的溫水或冷卻水向處理液流出口 43方向流動。在液體管BLT的內部流動的被處理 液和在處理液體管TLT內部流動的處理液經由管的壁面，進行熱交換。
[0246] 加溫用或冷卻用的處理液體(溫水或冷卻水）通過進行溫度控制的恒溫槽，采用 栗，從處理液流入口 42朝向處理液體流出口 43方向，在處理液體管TLT內部循環。作為處理 液體的流速，可獲得通常在100~300mL/min的流速。
[0247] 在通過本發明的熱交換器而冷卻的場合，在低體溫療法中，以將血液降低到32~ 34°C的范圍內為目的等而使用，在加溫的場合，通過體外循環而加溫，或低體溫療法的復溫 時采用血液或補充液等的化學液。
[0248]所卷繞的復合管的兩個管（被處理液體管BLT與處理液液體管TLT)采用通常實質 上相同長度的類型。
[0249] 可通過適當改變加溫和冷卻水的溫度與管長度，控制熱交換性能。按照本發明人 的觀點，雖然由此不一定確定管的長度，但是在比如以100mL/min以下的低流量，以42°C的 溫水對常溫的液體進行加溫的場合，管長度優選在2.5~3.5m的范圍內。
[0250] 另外，管直徑在2~5mm的范圍內，優選壁厚在0.4~1.5mm的范圍內，特別優選在 0.5~0.8mm的范圍內。由此，如果過于厚，則熱傳遞會變差，另外如果過薄，則在卷繞管STEW 的制作時，管變得容易彎折，因而不優選。
[0251] (隔熱件 51)
[0252] 在本發明中，熱交換器311能根據需要，通過隔熱件51而覆蓋，"安裝(并用)"，進行 熱交換。
[0253] 作為這樣的隔熱件51，沒有特別的限定，但是，比如優選采用由聚乙烯樹脂、聚苯 烯樹脂、聚氨酯樹脂等的材質構成的隔熱件(泡沫或非泡沫樹脂）。
[0254] 隔熱件51的形態與熱交換器21相同，呈基本板狀，由主體52(上部主體52U與下部 主體52D)構成，采用形成供復合管TW插入的槽52M的類型。
[0255] 另外，熱交換器311與熱交換器11、111、211相同，可像前述段落第3實施方式中記 載的那樣，安裝熱交換器21(并用），進行熱交換。
[0256] (熱交換裝置1001)
[0257] 另外，本發明的熱交換裝置1001像圖13中所列舉的例子所示的那樣，包括熱交換 器（11、111、211、511)(后述)與加溫器(21、121)(后述）。
[0258] 在下面，為了避免符號的復雜化，將比如熱交換器（11、111、211、511)等簡單地記 載為"熱交換器11"等。即使在記載為"熱交換器11"等的情況下，與"熱交換器11"共同的部 分還包括"熱交換器11、111、211、51Γ。對于加溫器21、121的場合也相同。
[0259] 在下面，在發明的說明、附圖中，為了避免說明、符號的復雜化，主要對熱交換器11 進行說明。對于其它的熱交換器111、211、511，僅僅對與熱交換器11不同的部分(形狀和結 構）、使用方法進行說明。
[0260] 在熱交換器111、211、511中，僅僅針對不同于熱交換器11的部件，記載不同的符 號。共同的部件的符號保持原樣。對于加溫器21、121的場合也相同。
[0261] 熱交換器11可通過加溫器（也稱為熱交換機）21，從一側（比如下部D側）加溫，但 是，優選從兩側(比如上部U側與下部D側)加溫。
[0262] 在該場合，加溫器21由上部加溫器21U和下部加溫器21D這一對構成。
[0263] 加溫器21(上部加溫器21U和下部加溫器21D)的與熱交換器11、111，211、511接觸 的相反一側的面上，安裝有加溫部(也稱為熱交換部）23(上部加溫器23U，下部加溫器23D) (后述）。
[0264] 在下面，為了避免符號的復雜化，將加溫器21(上部加溫器21U和下部加溫器21D) 和加溫部23(上部加溫器23U和下部加溫器23D)簡單地記載為加溫器21和加溫部23。即使在 記載為加溫器21、加溫部23的情況下，仍包括(上部加溫器21U和下部加溫器21D)，（上部加 溫器23U，下部加溫器23D)。
[0265] 在下面，在發明的說明、附圖中，為了避免說明、符號的復雜化，除了特別具有說明 的必要的場合，對加溫器21、加溫部23進行說明。
[0266] 熱交換器11、加溫器21、加溫部23像圖13那樣，固定于外殼31(也稱為"固定夾具"） 上而使用。
[0267] 外殼31由上部外殼31U和下部外殼31D構成。
[0268] 像上部外殼31U、上部加溫部23U、上部加溫器21U、熱交換器11、下部加溫器21D、下 部加溫器23D、下部外殼31D那樣，重合而設置。
[0269] 由于外殼31不將從加溫部23接收的熱量擴散到外部即可，故其材質可為金屬、塑 料、木材等的任意一者。
[0270] 另外，既可帶蓋、帶底，也可無蓋、無底。形狀也可為基本圓形(基本橢圓形），還可 為矩形。
[0271] 在加溫器21和熱交換器11的管T(卷繞管STE)的接觸部CP上，設置溫度傳感器TS， 按照通過溫度控制器TC而處于設定溫度的方式，控制接觸部CP的溫度。
[0272] 溫度傳感器TS可采用比如熱電耦、測溫電阻體、溫度計、1C溫度傳感器等。
[0273] 溫度傳感器TS安裝于上部加溫器21U的下部D側或下部加溫部21D的上部U側。即， 上部加溫器21U(下部加溫部21D)的下部D側(上部U側），從側部S方向形成槽(孔），溫度傳感 器TS埋入該槽(孔）中。也可夾持而固定于上部加溫器21U(下部加溫部21D)的下部D側(上部 U側)與熱交換器11的管Τ(卷繞管STE)之間。
[0274] 構成熱交換器11 (熱交換器111、211也相同）的管Τ的截面也可在管的成型加工時 形成所謂的"基本橢圓狀"（圖5(A));在像熱交換器511那樣，在管的成型和加工時，呈"基本 圓形"（實質上為純圓）（圖5(B));還可在上部外殼31U/下部加溫部23U/上部加溫器21U與下 部加溫器21D/下部加溫部23D/下外殼31D之間，進行加壓，以基本呈橢圓狀的方式變形。
[0275] 即使在像前述那樣，設置了溫度傳感器TS的場合，管Τ(卷繞管STE)的截面呈"基本 圓狀"（實質上為純圓）的情況下，加溫效率確實地上升，而（參照后述的實施例）在呈"基本 橢圓狀"的場合，加溫效率顯著地上升。
[0276]在呈"基本橢圓狀"的場合，像已描述的那樣，扁平率f在30~70%的范圍內較好。 其理由在后面描述。
[0277] 另外，管T(卷繞管STE)的壁厚可在0.4~1.5mm的范圍內，優選在0.5~0.8mm的范 圍內。其理由在后面描述。
[0278] (加溫器 21、121)
[0279] 加溫器21、121呈基本平板狀，像圖15~圖18所列舉的例子所示的那樣，具有下述 的形態:可通過其上部和下部而夾持熱交換器11的呈平面狀設置的卷繞管STE部分，僅僅將 該部分集中，對其加溫，進行熱電導。
[0280] 對于加溫器21，從上部U側而觀看到的形態，像圖15、圖17中列舉的例子所示的那 樣，具有所謂的"基本圓形環狀"（中心部C為基本圓形的空間）的形態。
[0281] 基本圓形部的寬度W1與卷繞管STE的寬度W2實質上相同。由此，可僅僅將卷繞管 STE部分集中而加溫。
[0282] 另外，作為另一形態，圖16、圖18的加溫部121具有"基本圓形"（注意:在中心部C， 沒有基本圓形的空間）的形態。加溫器21、121的這些形態按照從熱交換器11的上部U側而觀 看到的形態(基本圓形)實質上相同的方式，而一致化。
[0283] 此外，對于"基本圓形環狀"、"基本圓形"的大小(直徑），加溫器21、121與熱交換器 11以實質上相同的尺寸而形成。
[0284] 實質上相同的尺寸指下述的含義。即，如果熱交換器11的直徑為100,則加溫器21、 121的直徑優選為90~110的范圍內。如果該直徑過大(超過110)，則可形成無用的空間，該 部分在設定溫度以上，內部的液體被過度地加溫。
[0285] 反之，如果加溫器21、121的直徑過小(小于90)，則形成沒有加溫的管長度，放熱增 大，無法進行充分的加溫。
[0286] 像上述那樣，加溫器21、121與熱交換器11的形狀為基本圓形環狀，基本圓形，以實 質上相同的尺寸(直徑)而形成，由此，在重合地設置熱交換器11和加溫器21、121時，或者在 加溫中，即使在于旋轉方向錯開的情況下，熱交換器11的加溫區域是一定的，可均勻地加 溫。
[0287] 由此，可集中地僅僅對熱交換器11進行加溫，可提高加溫效率。
[0288] 另外，加溫器21、121從側部S方向而觀看，具有所謂的"基本板狀"的形態。
[0289] 即，關于加溫器21、121，前者具有所謂的基本圓形環狀，后者具有基本圓形板狀的 形態。
[0290] 由于加溫器21、121為這樣的形態，故也稱為"加溫板"。
[0291] 在下面，為了簡化符號，將加溫器21、121簡單地記載為"加溫器21"，進行說明。
[0292] 在加溫器21中，優選將基本上導電性良好的金屬性(鐵、鋁、銅)材質形成平板狀。
[0293] 加溫器21在從上部U側和下部D側的兩側夾持而加溫熱交換器11的場合，具有一對 的上部加溫器21U和下部加溫器21D，在上部加溫器21U和下部加溫器21D的與上述熱交換器 11接觸的面和相反一側的面上，分別安裝在下面描述的加溫部(也稱為熱交換部)23(上部 加溫部23U，下部加溫部23U)。在通過借助該加溫器而加熱（加溫）的方式，其熱量傳遞到由 該平板狀加溫器所夾持的管T，進行加溫。
[0294] 上部加溫器21U和下部加溫器21D分別經由加熱絲HL，與溫度控制器TC連接。
[0295] (溫度控制）
[0296] 優選以下場合，通過在卷繞管STE和上部加溫器21U的接觸部之間設置的溫度傳感 器TP，按照溫度為設定溫度的方式進行加溫。
[0297] 加溫器21與熱交換器11的形狀均為基本圓形，如果使兩者位于上部和下部而重 合，由于幾乎相互重合，故通過監視熱交換器11(卷繞管STE)和加溫器21(上部加溫器21U) 的接觸部CP的溫度，可將液體(血液等)保持在實際的設定溫度，可防止過度地使液體(血液 等)變暖的情況。
[0298] (加溫部23、123)
[0299] 加溫部23、123安裝于加溫器21、121上，位于產生熱量的部位，沒有特別的限定，但 是通常在所謂的基本平面狀加熱器中，最適合采用"即，橡膠加熱器、陶瓷加熱器等中于內 部設置加溫用的金屬絲ML(MLU、MLD)的類型"。
[0300] 在這里，加溫部23安裝于加溫器21上而使用，由于加溫部123安裝于加溫器121上 而使用，故優選對應于其形態，呈基本圓形環狀，加溫部123對應于加溫器121的形態，呈基 本圓形。
[0301 ] 在下面，為了簡化符號，將加溫部23、123記載為加溫部23而進行說明。
[0302] 加溫部23也可按照下述方式形成，該方式為:通過以從上部U側而觀看，與熱交換 器11和加溫器21實質上為相同的形狀、直徑（尺寸）形成，可減少電力，不必要求余量的電 力。
[0303]但是，即使在加溫部23的形狀不一定為與熱交換器11相同（基本圓形環狀、基本圓 形）的情況下（比如基本橢圓、基本矩形等），熱交換器11進行和相同形狀(基本圓形環狀、基 本圓形）的場合相同地加溫，即使與形成為相同形狀(基本圓形環狀、基本圓形）的場合相比 較的情況下，加溫效率仍實質上相同。
[0304] 加溫部23(上部加溫器23U、下部加溫器23D)安裝于分別與加溫器21(上部加溫器 21U，下部加溫器21D)的與熱交換器11接觸的面相反的一側的面上，具體來說是進行貼合， 由此，能將加溫器21控制在均勻的溫度。由于加溫器21與加溫部23分別呈基本平板狀，呈層 狀地密接并重合，可實現最有效的熱移動(加熱操作）。
[0305]另外，如圖5所示，在安裝于熱交換裝置1而使用的場合，扁平率f形成到最大70%。
[0306] 對于截面呈基本橢圓狀（扁平）的卷繞管STE，與基本板狀的加溫器21的密接性良 好，接觸部CP的面積(接觸面積)也增大(參照圖5(A)、圖6))，另外，距卷繞管STE的截面(液 體流路)的中心部的距離短，故加溫效率良好。
[0307] 另外，像圖3的熱交換器211那樣，對于僅有卷繞管STE的熱交換器，如果從中心部C 突出的管T(液體流出口 13)在加溫器21(上部加溫器21U)中形成槽等而夾持，則能設置于實 質上與卷繞管STE、液體流入口 12相同的平面上。
[0308](溫度控制）
[0309]在像已描述的那樣，一邊通過加溫器21加溫，一邊使液體從液體流入口 12流向卷 繞管STE、回路SLT內部，從液體流出口 13而排出。
[0310] 更具體地說，按照以下方式進行加溫，即，通過設置于卷繞管STE和上部加溫器21U 的接觸部CP之間的溫度傳感器TP，其溫度成為設定溫度。在該場合，加溫器21和熱交換器11 的形狀均呈基本圓形，如果使兩者位于上部和下部而重合，由于幾乎相互重合，故通過監視 熱交換器11(卷繞管STE)與加溫器21(上部加溫器21U)的接觸部CP的溫度，可將液體(血液 等)保持在實際的設定溫度，可防止過度使液體(血液等)變暖的情況。
[0311] (實施例）
[0312](實施例1)
[0313](熱交換器1的制作）
[0314]作為卷繞管STE，實施例1采用下述的例子，其中，采用將Φ3·4πιπι(內徑）X4.9mm (外徑)的軟質聚乙烯樹脂制管的截面加工成基本橢圓狀。
[0315] 實施例1的卷繞管STE像圖4所示的那樣，夾持于在四個角部開設有孔(在圖中沒有 示出）的金屬板MP(兩個上部金屬板MPU和下部金屬板MH))之間，在通過螺栓B和螺母N而將 金屬板MP緊固的同時，按照形成60%的扁平率f的方式夾持卷繞管STE，進行加壓成形，由 此，制作熱交換器1。
[0316] 將夾持了該卷繞管STE的金屬板MP原樣地放入加熱腔(在圖中沒有示出），以110°C 加熱90分鐘，將構成卷繞管STE的管T的側部S彼此熱熔接，進行固定。
[0317](熱交換裝置的加熱試驗）
[0318] 將實施例1的熱交換器1像圖1那樣，設置于熱交換機21(參照前面的說明，熱交換 部23采用平面狀的硅橡膠加熱器)上，形成熱交換裝置。在其中，被處理液體采用水進行加 熱試驗。即，進行下述的加溫試驗，其中，在常溫(入口側溫度：24°C的水)下，在按照各流速 20、50、80mL/min而使水流動的同時，通過控制在42°C的熱交換機21而進行加溫，測定進出 口（液體流入□ 12，液體流出□ 13)的溫度。其結果列于表1中。
[0319] (比較例1)
[0320]作為比較例1，采用Φ3.4mm(內徑）X4.9mm(外徑)的軟質聚氯乙稀樹脂制管，其截 面為圓形，實質上為純圓形，使用通過該管構成的熱交換器501，其它的方面按照與實施例1 相同的方式進行試驗。其結果列于表1中。
[0321] [表 1]
[0322]
[0323] (結果的考察）
[0324] 根據表1可知，實施例1的卷繞管STE的截面的扁平率f設為60%的熱交換器1的溫 度上升比采用比較例1的沒有進行加工的通常的卷繞管STE(其截面為圓形，實質上為純圓 形)的熱交換器501相比較，高出3~4°C。換言之，實施例1的截面基本呈橢圓狀的管T與比較 例1的截面實質上呈純圓狀的管相比較，加溫效率良好。即，在于加溫后（出口側）的溫度求 出相同的目標值的場合，對于實施例1，可確認管的液體流路短。
[0325] 另外，必須考慮到于熱交換器內部的液體通常為血液，或"流入血液中的液體（比 如補充液、透析液等)"。這表明，在加熱機溫度設定為42°C以上的場合，具有血液變質的危 險，于是，對于絕對的限制因素，要求按照42°C以下的加熱機的溫度而控制。
[0326] 還有，由于常溫的補充液、透析液多按照10~50mL/min的流速而流動，故可在實施 例的熱交換器1和11、111、211類型中，加溫到與體溫相同的溫度。
[0327] (實施例2,比較例2-3)
[0328] 采用本發明的第4實施方式的熱交換器311 (圖10)和比較例的熱交換器511(圖 11)，611(圖12)，進行熱交換試驗。
[0329] (熱交換器的內容）
[0330] 圖10的熱交換器311 (管FLT、TLT的截面為純圓）為實施例2,圖11的熱交換器511 (管T一重卷繞，截面為純圓）為比較例2,圖12的熱交換器611 (管FLT、TLT二重卷繞，截面為 純圓）為比較例3。
[0331] 試驗結果記載于后述的表2(實施例2，N01~18)，表3(比較例2 - N01，比較例3- N02)，表4(比較例3，N01~6)中。
[0332] 圖10~圖12的熱交換器311、511、611均通過聚氯乙烯樹脂制的管而制作。
[0333] 按照實施例2的管TLT、FLT的內外徑為Φ 3 · 4mm(內徑）X 4 · 9mm(外徑）（表2的NO 1~ 9,13~15)和Φ 3.6mm(內徑）X4.8mm(外徑）（表2的N010~12,16~18)，管長度(卷繞管STEW 的長度)為3m(表2的N01~18)的條件而進行評價。
[0334] 另外，對于比較例2、3，制作管的內外徑為Φ 3.4mm(內徑）X4.9mm(外徑），管長度 (卷繞管STE，STEW的長度)一重卷繞（比較例2)為2.7111，二重卷繞（比較例2)為1.5111的管，進 行評價。
[0335] (加溫試驗和冷卻試驗）
[0336] 采用以上的實施例和比較例的熱交換器，進行加熱試驗和冷卻試驗。試驗條件如 下所述。
[0337] (1)在表2的實施例2和表4的比較例3中，于一個被處理液管FLT(在下面簡稱為管 FLT)中，使作為被處理液的常溫的水(常溫水)流動。
[0338] 于另一個處理液體管TLT(在下面簡稱為管TLT)中，使作為處理液的在加溫試驗中 控制在42°C的水(加溫水)流動。在冷卻試驗中，使冷卻到2~4°C的水(冷卻水)流動。
[0339] (2)在表3的實施例2中，在管TLT中，使作為被處理液的常溫的水(常溫水)流動。另 外，在表3的比較例3中，在僅僅一個管FLT中，使作為被處理液的常溫的水(常溫水)流動，在 另一個管TLT中，沒有任何的液體流動。
[0340]在表3的比較例2、比較例3中，通過兩個加熱器（熱板），從外部夾持卷繞管STE、 STEW，對其進行加溫。
[0341] (3)在表2的實施例2和表4的比較例3中，在加溫試驗、冷卻試驗中，沒有進行加溫、 冷卻。
[0342]在表2的實施例2中，沿相反方向（向流)和相同方向（并行），使被處理液和處理液 流動。
[0343] (4)在表4的比較例3中，沿相反方向（向流)使被處理液和處理液流動。
[0344] 在加溫試驗和冷卻試驗中，測定各液體(常溫水、加溫水、冷卻水)的流入口和流出 口的溫度。
[0345] 試驗的結果中的熱交換性能通過熱交換系數R而評價。
[0346] 熱交換系數R通過下述的式(1)或(2)而計算。
[0347] (i)在沒有采用外部加熱器(熱板)的場合：
[0348] (表2的實施例2和表4的比較例3)
[0349] R=(Bt〇-Bti)/(fft-Bti) (1)
[0350] (在表中，Bto:被處理液出口側溫度（°C)，Bti :被處理液入口側溫度（°C)，Wt:處理 液溫度（°C)。）
[0351] (ii)在采用外部加熱器(熱板)的場合：
[0352] (表3的比較例2、3)
[0353] R=(Bt〇-Bti)/(Ht-Bti) (2)
[0354](在表中，Bto:被處理液出□側溫度（°C)，Bti :被處理液入口側溫度（°C)，Ht:加熱 器表面溫度（°C)。）
[0355] (結果的考察）
[0356] 以上的結果記載于表2(實施例2，N01~N018)，表3(比較例2-N01，比較例3 - N02)，表4(比較例3，N01~6)中。
[0357] (實施例2(表2)的性能確認)
[0358] 根據表2,關于實施例2的性能，確認下述的〈a〉~〈g〉方面。
[0359] 〈 a〉確認處理液(溫水)的流量的性能差
[0360] 可根據N01~N03的結果確認：即使在處理液(溫水）的流量(流速)在100~300mL/ min的范圍內變化的情況下，熱交換系數仍在0.46~0.47的范圍內，實質上沒有差別，獲得 穩定的熱交換性能。
[0361] 〈b〉使處理液(溫水)流動的方向的檢討
[0362] 可根據N02和N04的結果確認：在若干向流的場合，熱交換系數大，與并行流相比 較，熱交換性能良好。另外可確認，即使在并行流的情況下，熱交換性能仍是充分的。
[0363] 〈c〉確認被處理液的流量的性能
[0364]可根據N05和N06的結果確認：在被處理液的流量(流速）小（慢）的場合，熱交換系 數大，熱交換性能良好。
[0365] 〈d〉確認處理液(溫水)的設定溫度的性能
[0366] 可根據N07、8、9和N02、5、6的比較結果確認:如果具有5 °C的差，則熱交換系數沒有 差別，可獲得穩定的熱交換性能，但是，如果處理液為高溫，由于具有蛋白質的變質的危險， 故優選設定在45 °C。
[0367] 〈e〉管直徑(壁厚)的差異的性能確認
[0368] 可根據N011、12和N05、6確認:在壁厚小的場合，熱交換系數大而在0.3~0.5的范 圍內，熱交換性能良好。
[0369] 〈f〉冷卻的場合的性能確認與影響因素
[0370]可根據N013~15確認:在被處理液的流量(流速)少(慢)的場合，熱交換系數大，熱 交換性能良好。
[0371] 〈g〉冷卻的場合的管徑(壁厚)的不同所致的性能確認
[0372] 可根據N013~15和N016~18確認:在壁厚小的場合，熱交換系數大而在0.3~0.5 的范圍內，熱交換性能良好。
[0373] (加溫性能試驗）（實施例2和比較例3的對比)
[0374] 根據表2(實施例2/N02)與表4(比較例3/N01)的比較結果，實施例2的熱交換系數 (0.47)為比較例3的熱交換系數(0.20)的約2.4倍。
[0375] 根據表2(實施例2/N05、N06)與表2(比較例3/N02、N03)的比較結果，實施例2的熱 交換系數(0.31、0.21)為比較例3的熱交換系數(0.16、0.10)的約2倍。
[0376] (冷卻性能試驗）（實施例2和比較例3的對比)
[0377] 根據表2(實施例2/N013~N15)與表4(比較例3/N04~N06)的比較結果，實施例2的 熱交換系數(0.40、0.26、0.16)為比較例3的熱交換系數(0.18、0.11、0.06)的約2.2~2.7 倍。
[0378] (總結）
[0379] 可根據以上的結果確認:實施例2的熱交換系數為比較例3的2.2~2.7倍，熱交換 性能優良。
[0380]比較例3(熱交換部611)的熱交換性能差（熱交換系數低）的原因在于："被處理液 (常溫水)"與"處理液(溫水或冷卻水)"僅僅于中途的一部分鄰接(并不是全部的液體流路 在側部S鄰接）。另外，熱交換器611像表2的比較例3/N02的結果那樣，雖然并用外部加熱器， 但是熱交換系數低，為0.37。
[0381]可根據表2的N01~N04的結果確認，對于本發明的實施例2(熱交換器311)的熱交 換系數，即使在沒有采用外部加熱器的情況下，仍獲得了與采用了外部加熱器的表3的比較 例2(熱交換系數:0.49)實質上相同的，或不遜色于它的熱交換性能（熱交換系數:0.45~ 0.47)。
[0382]如果像在上述第0046段中描述的那樣，形成并用隔熱件51、熱交換機21(或冷卻裝 置)的熱交換裝置101、201，則可期待更進一步的熱交換性能。 [0383]
[0384]
[0385] (實施例3-4,比較例4)
[0386] (熱交換器的調制）
[0387] 卷繞管STE采用管長2.6m，實施例3采用對Φ3.4mm(內徑）X4.9mm(外徑）的管的截 面進行基本橢圓加工的管，實施例4、比較例4采用Φ 3.4mm(內徑）X 4.9_(外徑）的管(截面 為圓形，實質上為純圓）。
[0388] 實施例3的卷繞管STE像圖9所示的那樣，夾持于在四個角部開設孔(在圖中沒有示 出）的金屬板MP(兩個上部金屬板MPU和下部金屬板MPD)之間，在通過螺栓B和螺母N而將金 屬板MP緊固的同時，按照形成60%的扁平率f的方式夾持卷繞管STE，進行加壓成形。
[0389] 將夾持了該卷繞管STE的金屬板MP原樣地放入加溫腔(在圖中沒有示出）中，在110 °C加溫90分鐘，將構成卷繞管STE的管T的側部S熱熔接，進行固定。
[0390] 實施例3為熱交換器11"卷繞管（截面:基本橢圓狀)"，并且溫度測定按照"加溫器 (基本圓形環狀)與熱交換器的接觸部"的方式分別設定；
[0391] 實施例4為熱交換器511"卷繞管（截面：基本圓形)"，并且溫度測定按照"加溫器 (基本圓形環狀)與熱交換器的接觸部"的方式設定；
[0392] 比較例4為熱交換器511"卷繞管（截面：基本圓形)"，并且溫度測定按照"加溫器 (基本圓形環狀)的表面(與熱交換器的非接觸部)"的方式設定。
[0393] (加溫試驗）
[0394] 進行下述的加溫試驗，其中，將實施例3、實施例4、比較例4的熱交換器11、511像圖 1那樣，設置于加溫器21(在上部加溫器21U的下部D側，從側部S方向形成槽，在該槽中，埋入 作為溫度傳感器TS的熱電耦。加溫部23采用平面狀的硅橡膠加熱器）中，在按照各流速20、 50、80mL/min而使作為被處理液體的常溫的水(入口側溫度：24°C的水）與溫水(入口側溫 度：34 °C的水)流動的同時，通過借助硅橡膠加熱器而控制在42°C的加溫器21而進行加溫， 測定出入口（被處理液體流入口 12，液體流出口 13)的作為被處理液體的水的溫度。其結果 列于表5和表6中。
[0395] [表 5]
[0399](結果）
[0400](熱交換11的溫度）
[0401 ] (i)作為被處理液體的水為常溫(入口側溫度:24 °C的水)的場合：
[0402] 可確認，實施例3上升7.9~14.8°C，實施例4上升4.8~11.0°C，與比較例4的上升 溫度1.1~3.5°C相比較，較高。
[0403] (i i)溫水(入口側溫度:34 °C的水)的場合：
[0404] 可確認，實施例3上升4.5~7.0°C，實施例4上升2.8~5.9°C，與上述常溫(入口側 溫度:24°C的水)的場合的比較例的上升溫度1.1~3.5°C相比較，較高。
[0405] 根據上述情況可以確認:實施例3和實施例4與比較例4相比較，可將加溫僅僅集中 于熱交換器11，可提高加溫效率。
[0406] 另外，在實施例3(卷繞管(截面:基本橢圓形））的場合，與實施例4(卷繞管(截面： 基本圓形））相比較，可進一步提高加溫效率。
[0407] 根據上述情況可以確認:關于加溫后（出口側）的溫度，在要求相同目標值的場合， 在實施例3和實施例4與比較例4相比較，管的液體流路短。
[0408] 換言之，可以確認:在實施例3和實施例4比比較例4的加溫效率好，關于加溫后（出 口偵U)的溫度，在要求相同目標值的場合，實施例3和實施例4比比較例4的管的液體流路短。
[0409] 產業上的利用可能性
[0410] 在本發明的醫療用的熱交換器中，將管卷繞，于基本中心部C形成大致S形的回路 SLTE，在該回路SL的外周上形成基本螺旋狀的卷繞管STE，液體流入口 12和液體流出口 13朝 向基本相同或基本相反的側部S的一個方向而設置，上述回路SLTE、上述卷繞管STE、上述液 體流入口 12以及上述液體流出口 13設置于實質上相同的平面上。在這里，該卷繞管STE的截 面呈基本橢圓狀，該基本橢圓的扁平率在30~70%的范圍內，構成上述卷繞管STE的各管T 所鄰接的側部S通過熱熔接而固定。通過這樣的構成，本發明的熱交換器設置于體外回路的 中途，由此，可以良好的效率，對取自患者的被循環的血液等的被加熱液體進行加溫，并在 患者的體內循環，由此，作為醫療用的熱交換器，在產業上的利用可能性較大。
[0411] 標號的說明：
[0412] 標號1、101、201、1001、1101表示熱交換裝置；
[0413] 標號 11、111、211、311、511 表示熱交換器；
[0414] 符號a表示半長軸；
[0415] 符號b表示半短軸；
[0416] 符號LC表示距流路的中心部的距離；
[0417] 符號C表示中心部；
[0418] 符號CP表示接觸部；
[0419] 符號T、TW表示管；
[0420] 符號BL表示液體(被處理液/血液）；
[0421] 符號TL表示處理液體(溫水、冷水）；
[0422] 符號BLT表示液體管(被處理液/血液用）；
[0423] 符號FLT表示被處理液管(被處理液/常溫水用）；
[0424] 符號TLT表示處理液管(處理液/溫水、冷水用）；
[0425] 符號SLTE表示呈基本S狀的回路；
[0426] 符號STE、STEW表示呈基本螺旋狀的卷繞管；
[0427] 標號12、32、512、632表示液體流入口（被處理液/血液、常溫水）；
[0428] 標號13、33、513、633表示液體流出口（被處理液/血液、常溫水）；
[0429] 符號MP表不金屬板；
[0430] 符號MPU表示上部金屬板；
[0431] 符號MPU表示下部金屬板；
[0432] 符號B表示螺栓；
[0433] 符號BH表示頭；
[0434] 符號N表示螺母；
[0435] 符號W表示墊圈；
[0436] 符號TW表示將一對管復合而形成的管(復合管）；
[0437] 標號21、121、521表示熱交換機(加熱機、加溫器、冷卻機）；
[0438] 標號21U、121U、521U表示上部加溫器；
[0439] 標號21D、121D、521D表示下部加溫器；
[0440] 標號22表示主體；
[0441] 標號22U表示上部主體；
[0442] 標號22D表示下部主體；
[0443] 標號22M表示槽部；
[0444] 標號23、123、523表示熱交換部(加熱部、加溫部、冷卻部）；
[0445] 標號23U、123U、523U表示上部加溫部；
[0446] 標號23D、123D、523D表示下部加溫部；
[0447] 標號31表;^外殼；
[0448] 標號31U表;^上外殼；
[0449] 標號31D表示下外殼；
[0450] 標號42、642表示處理液體流入口（處理液/溫水、冷水）；
[0451 ] 標號43、643表示處理液體流出口（處理液/溫水、冷水）；
[0452] 標號51表示隔熱件；
[0453] 標號52表示主體；
[0454] 符號52U表示上部主體；
[0455] 符號52D表示下部主體；
[0456] 符號52M表示槽部；
[0457] 符號ML表示金屬絲；
[0458] 符號MLU表示上部金屬絲；
[0459] 符號MLD表示下部金屬絲；
[0460] 符號TS表示溫度傳感器；
[0461 ] 符號TC表示溫度控制器；
[0462] 符號HL表不電熱絲；
[0463] 符號P表示栗。
【主權項】
1. 一種熱交換器(11、111)，其為液體用的熱交換器(11、111)，其特征在于， 該熱交換器由具有液體的流入口和流出口的管構成； 在基本中心部，通過該管，形成基本S狀的回路（SLTE)，在該回路（SLTE)的外周形成基 本螺旋狀的卷繞管(STE); 上述液體流入口（12)和上述液體流出口（13)在該熱交換器的側部(S)的一個方向，按 照基本相同的朝向，設置于鄰接或離開的位置，或者在側部（S)的一個方向和其它的側部 (S)的一個方向，按照基本相反的朝向，設置于鄰接或離開的位置； 上述回路(SLTE )、上述卷繞管（STE )、上述液體流入口（12)以及上述液體流出口（13)設 置于實質上相同的平面上； 上述卷繞管(STE)的截面呈基本橢圓狀； 上述基本橢圓的扁平率在30~70%的范圍內； 構成上述卷繞管(STE)的各管(T)所鄰接的側部(S)通過熱熔接而固定。2. -種熱交換器(211)，其為液體用的熱交換器(211)，其特征在于，該熱交換器(211) 由具有液體的流入口和流出口的管構成； 在基本中心部(C)的外周上，通過該管，形成基本螺旋狀的卷繞管(STE); 上述液體流入口（12)和上述液體流出口（13)在該熱交換器(211)的側部(S)的一個方 向，按照基本相同的朝向，設置于鄰接或離開的位置，或者在側部(S)的一個方向和其它的 側部(S)的一個方向，按照基本相反的朝向，設置于離開的位置； 上述卷繞管（STE)、上述液體流入口（12)以及上述液體流出口（13)設置于實質上相同 的平面上； 上述卷繞管(STE)的截面呈基本橢圓狀； 上述基本橢圓的扁平率在30~70%的范圍內； 構成上述卷繞管(STE)的各管(T)所鄰接的側部(S)通過熱熔接而固定。3. -種液體用的熱交換器(311)，其特征在于，該熱交換器(311)由多個管構成，該多個 管用于作為熱媒體的處理液體和被處理液體，分別具有液體的流入口和流出口； 形成一對復合管（TW)，在該對復合管（TW)中，該被處理液體管(BLT)和該處理液體管 (TLT)的側部(S)彼此接合； 在基本中心部(C)的外周，形成上述復合管(TW)呈基本螺旋狀而卷繞的卷繞管(STEW); 在上述復合管(TW)中，上述被處理液體流入口（32)和處理液體流出口（43)在該熱交換 器側部(S)的一個方向，按照基本相同的朝向，鄰接地設置，液體流出口（33)和處理液體流 入口（42)在側部(S)的一個方向，按照基本相同的朝向，鄰接地設置； 液體流入口（32)和處理液體流出口（43)，與液體流出口（33)和處理液體流入口（42)于 相同側部(S)的一個方向，間隔開地設置，或于側部(S)的一個方向與其它的側部(S)的一個 方向，間隔開地設置； 上述卷繞管（STEW)、液體流入口（ 32)、處理液體流出口（43 )、液體流出口（ 33)以及處理 液體流入口（42)設置于實質上相同的平面上。4. 一種熱交換裝置（1)，其為進行液體的熱交換的熱交換裝置(1)，其特征在于，該熱交 換裝置（1)包括具有熱交換部的熱交換機(21)與權利要求1或2所述的流體用的熱交換器 (11、111、211); 該熱交換機（21)具有基本板狀的上部主體（22U)和下部主體（22D)，在上述上部主體 (22U)和下部主體(22D)的與上述熱交換器（11、111、211)的接觸面相反的一側的面上，安裝 有具有熱源的基本平面狀的上述熱交換部(23); 在上述上部主體(22U)與下部主體(22D)之間，設置有上述熱交換器（11、111、211)。5. -種熱交換裝置（101)，其為進行液體的熱交換的熱交換裝置（101)，其特征在于，該 熱交換裝置(101)包括隔熱件(51)與權利要求3所述的上述液體用熱交換器(311); 上述隔熱件(51)包括呈基本板狀的上部主體(52U)和下部主體(52D)，在上述上部主體 (52U)與下部主體(52D)之間，設置有上述熱交換器(311)。6. -種熱交換裝置(201)，其為進行液體的熱交換的熱交換裝置(201)，其特征在于，該 熱交換裝置(201)包括上述熱交換機(21)和權利要求3所述的上述熱交換器(311); 上述熱交換機(21)包括呈基本板狀的上部主體(22U)和下部主體(22D); 上述上部主體(22U)和下部主體(22D)的與上述熱交換器(311)的接觸面相反的一側的 面上，安裝有基本平面狀的熱交換部(23); 在上述上部主體(22U和下部主體(22D)之間，設置有上述熱交換器(311)。7. -種熱交換方法，其進行被處理液體和處理液體的熱交換，其特征在于，該方法采用 權利要求3所述的具有上述卷繞管(STEW)的上述熱交換器(311 )，該方法包括： (1) 使上述被處理液體從上述液體流入口（32)導入到上述液體管(BLT)的內部，使上述 被處理液體朝向上述液體流出口（ 33)流動的步驟； (2) 上述處理液體采用經過了溫度調整的溫水或冷卻水，將該處理液體從上述處理液 體流入口（42)導入到處理液體管(TLT)的內部，并且使上述處理液體向上述處理液體流出 口（43)的方向流動的步驟； (3) 上述被處理液體和上述處理液體經由上述液體管(BLT)和上述處理液體管(TLT)的 壁面而進行熱交換的步驟； 通過上述處理液體，對上述被處理液體進行加溫或冷卻，由此，進行上述被處理液體的 熱交換。8. -種熱交換方法，其特征在于，該方法采用權利要求5或6所述的熱交換裝置（101、 201)，包括權利要求7所述的步驟（1)~（3)，通過處理液體，對被處理液體進行加溫或冷卻， 由此，進行上述被處理液體的熱交換。9. 一種熱交換裝置（1001、1101)，其為進行液體的熱交換的熱交換裝置（1001、1101)， 其特征在于，該熱交換裝置（1001、1101)包括使上述液體流通的熱交換器（11、111、211、 511)和具有加溫部的加溫器(21、121); 對于該熱交換器（11、111、211、511)與該加溫器(21、121)這兩者，從上部(U)側觀看到 的形態均為基本圓形環狀或基本圓形； 該熱交換器（11、111、211、511)的直徑與該加溫器(21、121)的直徑實質上相同； 上述加溫器(21、121)的與該熱交換器（11、111、211、511)接觸的面的相反一側的面上， 安裝有基本平面狀的上述加溫部(23、123); 在上述加溫器(21、121)與該熱交換器（11、111、211、511)的接觸部(CP)之間，設置有溫 度傳感器(TS)，溫度控制器(TC)連接于該溫度傳感器(TS); 在上述接觸部(CP)的位置，對上述熱交換器（11、111、211、511)中流通的液體的設定溫 度進行控制。10. 根據權利要求9所述的熱交換裝置（1001、1101)，其特征在于，上述熱交換器（11、 111、211、511)由具有上述液體的流入口和流出口的管構成，通過該管，在基本中心部(C)的 外周，形成基本螺旋狀的卷繞管(STE); 上述液體流入口（12)和上述液體流出口（13)朝向上述熱交換器的基本相同或基本相 反的側部(S)的一個方向而設置； 上述卷繞管（STE)、上述液體流入口（12)以及上述液體流出口（13)設置于實質上相同 的平面上。11. 根據權利要求9或10所述的熱交換裝置（1001、1101)，其特征在于，上述加溫器(21、 121)包括按照能從兩側夾持上述熱交換器（11、111、211、511)的方式形成的一對上部加溫 器(21U、121U)和下部加溫器(21D、121D); 在上述上部加溫器（211]、1211])和下部加溫器(210、1210)的與上述熱交換器（11、111、 211、511)接觸的面的相反一側的面上，安裝有上部加溫部（231]、1231])和下部加溫部（230、 123D)。12. 根據權利要求9~11中的任何一項所述的熱交換裝置(1001、1101 )，其特征在于，該 熱交換裝置（1001、1101)包括固定上述熱交換器（11、111、211、511)和上述加溫器(21、121) 的外殼(31); 該外殼(31)包括一對上部外殼(31U)和下部外殼(31D)，在上述熱交換器（11、111、211、 511)和上述加溫器(21、121)設置于上述外殼(31)時， 按照上部外殼（31U)、上部加熱部（23U、123U)、上部加溫器（21U、121U)、熱交換器（11、 111、211、511)、下部加熱部(230、1230)、下部加溫器(220、1220)、下部外殼(310)的順序重 合而設置。13. -種熱交換器(11、111、211)，該熱交換器（11、111、211)用于權利要求9~12中的任 何一項所述的熱交換裝置（1001、1101)，其特征在于，其為熱交換裝置（1001、1101)中的上 述熱交換器(11、111、211 )，上述卷繞管(STE)的截面呈基本橢圓狀； 該基本橢圓的扁平率的最大值為70 %。14. 一種熱交換器(511)，該熱交換器(511)用于權利要求9~12中的任何一項所述的熱 交換裝置（1001、1101)，其特征在于，其為熱交換裝置（1001、1101)中的上述熱交換器 (511)，通過上部加溫器(21U、121U)和下部加溫器(21D、121D)，對通過其截面呈基本圓形而 形成的卷繞管(STE)構成的該熱交換器(511)進行加壓，卷繞管(STE)的截面呈基本橢圓狀； 該基本橢圓的扁平率的最大值為70 %。15. -種加溫器(21、121)，該加溫器(21、121)安裝于呈基本圓形的熱交換器（11、111、 211、511)中而使用，其特征在于， 在上述加溫器(21、121)中，從上部(U)側觀看到的形態具有基本圓形環狀或基本圓形， 其直徑與從上部(U)側觀看到的形態具有基本圓形的熱交換器(11、111、211、511)的直徑實 質上相同， 在上述加溫器(21、121)的與上述熱交換器（11、111、211、511)接觸的面的相反一側的 面上，安裝有基本平面狀的加溫部(23、123); 在與上述熱交換器(11、111、211、511)的接觸部(CP)的位置，設置有溫度傳感器(TS)。16.根據權利要求15所述的加溫器(21、121)，其特征在于，上述加溫器(21、121)包括按 照能從兩側夾持上述熱交換器（11、111、211、511)的方式形成的一對上部加溫器（211]、 121U)和下部加溫器(21D、121D); 在上述上部加溫器（21U、121U)和下部加溫器（21D、121D)中的與上述熱交換器（11、 111、211、511)接觸的面的相反一側的面上，安裝有上部加溫部（23U、123U)和下部加溫部 (23D、123D); 在與上述熱交換器(11、111、211、511)的接觸部(CP)的位置，設置有溫度傳感器(TS)。
【文檔編號】A61M1/36GK105935457SQ201610119844
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年3月3日
【發明人】松本嘉純, 左健太郎, 小野匡也, 濱野壽
【申請人】川澄化學工業株式會社