JP5841039B2 - HEAT EXCHANGER AND HEAT EXCHANGER HAVING HEAT EXCHANGER AND HEAT EXCHANGER FLUID CHANNEL CLOSURE - Google Patents
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Description
本発明は、血液透析治療等において使用されるディスポーザブル（使い捨て）の器具で、流体（透析液等）を常温から３７°Ｃ付近まで熱交換（加温）するための熱交換器に関するものである。
さらにいえばいわゆる「シート状」（バッグ状、袋状、袋体ともいう）で、蛇行状の流体流路を有し、当該流体流路内に流体（透析液）を流し、流体流路部分を熱源（ヒーター）に接触させて熱交換（加温）を行う熱交換器であって、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と、当該熱交換器及び当該熱交換器用流体流路閉塞手段を有する熱交換器具の発明に関する。
The present invention relates to a heat exchanger for exchanging (heating) a fluid (such as dialysate) from room temperature to around 37 ° C. in a disposable instrument used in hemodialysis treatment or the like. .
More specifically, a so-called “sheet shape” (also referred to as a bag shape, a bag shape, or a bag body) has a meandering fluid flow path, and a fluid (dialysate) is allowed to flow through the fluid flow path. Is a heat exchanger that contacts the heat source (heater) to perform heat exchange (heating), and has a shape and structure that can efficiently remove air in the fluid flow path, and the heat exchanger The present invention relates to a heat exchanger fluid passage closing means for promoting air removal efficiency, and a heat exchange device having the heat exchanger and the heat exchanger fluid passage closing means.
（従来技術１）
特許文献１（特開２００２−１０２３４９号公報）には、シートを熱溶着加工して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。（図５参照）
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、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。
(Prior art 1)
Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-102349) discloses an invention of a sheet heat exchanger 111 in which a sheet is heat-welded to form a meandering liquid flow path. (See Figure 5)
For the purpose of improving the flow of the fluid, 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 fluid priming.
（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構造を簡易な構造とすることを目的として、凹凸を形成した基盤をシートに押し付け、その凸部が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、内部空間に屈曲した流路が形成される。
(Prior Art 2): The invention described in Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-309442) is intended to make the structure of the sheet-like heat exchanger as described in Patent Document 1 a simple structure. An invention is disclosed in which a substrate on which irregularities are formed is pressed against a sheet, and the convex portions form flow paths.
That is, an uneven shape is formed on the surface of the base body clamping plate (symbol 14) and the lid clamping plate (symbol 16) facing the bag body 12 that sandwich the bag body (see reference numeral 12 in Patent Document 2, the same applies hereinafter). In the concavo-convex convex portion, two sheets forming a bag (see reference numeral 12) are in close contact with each other, and a bent flow path is formed in a portion corresponding to the concave portion. The inner space (see reference numeral 24) of the bag body (see reference numeral 12) has a simple shape such as a square as a single body, and is a flow path bent into the inner space by being sandwiched between clamping plates (see reference numerals 14 and 16). Is formed.
特許文献１に記載の発明は、次の課題が挙げられる。
（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。
特許文献２に記載の発明は、次の課題が挙げられる。
（課題）：流体の流れ方からみて、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。
The invention described in Patent Document 1 has the following problems.
(Problem 1): In this structure, when air continuously enters the heat exchanger, the air moves along the fluid flow path 113FP (formed in combination in the vertical direction). The contact area of the sheet is reduced and the heat exchange efficiency is deteriorated.
(Problem 2): Since air passes through the fluid flow path 113FP together with the fluid, the fluidity of the fluid also varies, and the heat exchange efficiency also deteriorates.
(Problem 3): Since there are alternately places 113FPN where the width of the fluid passage 113FP is narrow and places 113FPW where the fluid passage 113FP is widened, there is a concern that the length of the fluid passage 113FP becomes short and sufficient heat exchange (heating) cannot be performed. Is done.
The invention described in Patent Document 2 has the following problems.
(Problem): From the viewpoint of how the fluid flows, it is the same technical idea as the invention described in Patent Document 1, and the air moves along with the fluid along the fluid flow path 113FP, so that the air is removed upward. However, the heat exchange efficiency during that time decreases. It has the same problem as Patent Document (1).
そこで本発明者は、以上の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、以下の・・の発明に到達した。 Therefore, as a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has reached the following invention.
［１］本発明は、熱交換器本体（１２Ｈ）を有し、
熱交換器本体（１２Ｈ）は、長手Ｌ方向に、複数の仕切部（１２Ｐ）を形成し、
当該仕切部（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）を形成し、
前記仕切部（１２Ｐ）は上部Ｕ側に上部開放部（１２ＯＵ）を有し、
当該に上部開放部（１２ＯＵ）と熱交換器本体（１２Ｈ）の上部Ｕとの間に、大スペース（１２ＬＳ）を形成し、
熱交換器本体（１２Ｈ）の上部Ｕ側は、基端ＰＥ側から末端ＤＥ側に向けて上部Ｕ側に向けて上る傾斜（１２ＳＬ）に形成し、
前記仕切部（１２Ｐ）の上部開放部（１２ＯＵ）は前記大スペース１２ＬＳと連通し、前記流体流路（１２ＦＰ）は前記大スペース（１２ＬＳ）と連通し、
熱交換器本体（１２Ｈ）は、基端ＰＥ側で上部Ｕ側に流体入口（１３ＦＩ）を装着し、
熱交換器本体（１２Ｈ）は、末端ＤＥ側で下部Ｕ側に流体出口（１３ＦＯ）を装着し、
熱交換器本体（１２Ｈ）は、末端ＤＥ側で上部Ｕ側に排気口（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、
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（１）を提供する。
[1] The present invention has a heat exchanger body (12H),
The heat exchanger body (12H) forms a plurality of partition portions (12P) in the longitudinal L direction,
The partition portion (12P) forms a meandering fluid flow path (12FP) extending in the longitudinal L direction of the heat exchanger body (12H),
The partition part (12P) has an upper open part (12OU) on the upper U side,
A large space (12LS) is formed between the upper open portion (12OU) and the upper portion U of the heat exchanger body (12H),
The upper U side of the heat exchanger body (12H) is formed with an inclination (12SL) that rises toward the upper U side from the base end PE side toward the terminal DE side,
The upper open part (12OU) of the partition part (12P) communicates with the large space 12LS, the fluid flow path (12FP) communicates with the large space (12LS),
The heat exchanger body (12H) is equipped with a fluid inlet (13FI) on the upper U side on the base end PE side,
The heat exchanger body (12H) is equipped with a fluid outlet (13FO) on the lower U side on the terminal DE side,
The heat exchanger body (12H) is equipped with an exhaust port (14) on the upper U side on the terminal DE side,
A first clamp (C1) is mounted in the vicinity of the fluid outlet (13FO) or the fluid outlet (13FO),
Provided is a heat exchanger (1) equipped with a second clamp (C2) in the vicinity of an exhaust port (14) or the exhaust port (14).
［２］本発明は、可動部（２１）と固定部（２２）とを有し、
可動部（２１）は、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、
当該流路ストッパー（２１ＳＰ）は、略突状を有し、
［１］に記載の熱交換器（１１）を前記可動部（２１）と前記固定部（２２）との間に配置し、
前記可動部（２１）を前記固定部（２２）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）の仕切部（１２Ｐ）の上部開放部（１２ＯＵ）は、流体入口（１３ＦＩ）近傍の一箇所のスペース（１２Ｓ）を除いて、全て閉塞することができる熱交換器用流路閉塞部材（２０）を提供する。
[2] The present invention has a movable part (21) and a fixed part (22),
The movable part (21) is provided with a flow path stopper (21SP) on the upper U side along the longitudinal L direction,
The flow path stopper (21SP) has a substantially protruding shape,
The heat exchanger (11) according to [1] is disposed between the movable part (21) and the fixed part (22),
By moving the movable part (21) in the direction of the fixed part (22) and pushing and pressurizing it, the upper open part (12OU) of the partition part (12P) of the heat exchanger (11) is connected to the fluid inlet ( 13FI) Provided is a heat exchanger channel closing member (20) capable of closing all except one space (12S) in the vicinity.
［３］本発明は、前記熱交換器（１）の前記上部開放部（１２ＯＵ）を抑えて閉塞することにより、
前記熱交換器本体（１２Ｈ）をエアートラップ部（ＡＴＳ）と熱交換部（１２ＨＥ）とに仕切ることができる[２]に記載の熱交換器用流路閉塞部材（２０）を提供する。
［４］本発明は、前記可動部（２１）の加圧による駆動手段が、エアーバッグ方式、バネ式、ロック式のいずれか一つである[２]または[３]に記載の熱交換器用流路閉塞部材（２０）を提供する。
[3] The present invention suppresses and closes the upper open part (12OU) of the heat exchanger (1),
A heat exchanger flow path blocking member (20) according to [2], which can partition the heat exchanger body (12H) into an air trap part (ATS) and a heat exchange part (12HE).
[4] The present invention provides the heat exchanger according to [2] or [3], wherein the driving means by pressurizing the movable part (21) is any one of an air bag system, a spring system, and a lock system. A flow path blocking member (20) is provided.
［５］本発明は、可動部（２１）の加圧の駆動手段に代えて、
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）をバイメタルまたは形状記憶合金により形成し、
当該バイメタルまたは形状記憶合金による温度、負荷による変形により、前記仕切部（１２Ｐ）の上部開放部（１２ＯＵ）を、流体入口（１３ＦＩ）近傍の一箇所のスペース（１２Ｓ）を除いて、全て閉塞することができるようにした[２]から[４]のいずれか１つに記載の熱交換器用流路閉塞部材（２０）を提供する。
［６］本発明は、[１]に記載の熱交換器（１）と[２]から[５]のいずれか一つに記載の熱交換器用流路閉塞部材（２０）とを有し、
前記熱交換器本体（１２Ｈ）の熱交換部（１２ＨＥ）に熱源（２３）を隣設した、
熱交換器器具（１）を提供する。
［７］本発明は、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、誘導加熱の中からえらばれるいずれか一つである[６]に記載の熱交換器器具（１）を提供する。
[5] The present invention replaces the driving means for pressurization of the movable part (21),
The flow path stopper (21SP) attached to the movable part (21) itself or the movable part (21) is formed of a bimetal or a shape memory alloy,
Due to temperature and load deformation caused by the bimetal or shape memory alloy, the upper open portion (12OU) of the partition portion (12P) is completely closed except for one space (12S) near the fluid inlet (13FI). A heat exchanger channel closing member (20) according to any one of [2] to [4] is provided.
[6] The present invention includes the heat exchanger (1) according to [1], and the heat exchanger channel closing member (20) according to any one of [2] to [5],
A heat source (23) is provided adjacent to the heat exchange part (12HE) of the heat exchanger body (12H),
A heat exchanger apparatus (1) is provided.
[7] In the present invention, the heat source (23) is any one selected from heating wire, carbon, ceramic, far infrared rays, oil, hot water, hot air, Peltier element, heat pipe, dielectric heating, and induction heating. A heat exchanger apparatus (1) according to [6] is provided.
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、
（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）流入前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。
The heat exchanger having the heat exchanger and fluid flow path closing means of the present invention is
(1) Priming and air bleeding in the heat exchanger main body 12 and the meandering fluid flow path 12FP can be easily performed.
(2) The air mixed before inflow is separated in the direction of the air trap ATS at the fluid inlet 13FI, so that the air hardly enters the fluid flow path 12FP, and the fluidity and heat exchange efficiency of the fluid are stabilized.
(3) If air is drawn into the fluid channel 12FP, the channel stopper 21SP is temporarily opened so that an air venting path is created, so that the air is efficiently discharged upward and discharged outside. It is possible.
以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。
以下、本発明を明確に説明するため、次の定義をおく。
（定義１）「基端ＰＥ（側または方向）」［または「第１側部Ｓ１（側または方向）」ともいう］とは、図１に例示するように流体入口１３ＦＩを装着した側の端部を意味する。
（定義２）「末端ＤＥ（側または方向）」［または「第２側部Ｓ２（側または方向）」ともいう］とは、図１に例示するように「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。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Hereinafter, in order to clearly describe the present invention, the following definitions are provided.
(Definition 1) “Base end PE (side or direction)” [also referred to as “first side portion S1 (side or direction)”] is an end on the side where the fluid inlet 13FI is mounted as illustrated in FIG. Part.
(Definition 2) “Terminal DE (side or direction)” [also referred to as “second side portion S2 (side or direction)”] means “base end PE (side or direction)” as illustrated in FIG. And the opposite end. More specifically, it means the end (side or direction) on the side where the fluid outlet 13FO is mounted.
（定義３）正面（側または方向）は、図１の例示では熱交換器の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の例示では熱交換器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に例示するように熱交換器の上部側、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に例示するように熱交換器の下部側、排気口１４を装着した側と反対側を意味する。
(Definition 3) The front (side or direction) means the front direction of the heat exchanger in the illustration of FIG.
(Definition 4) The back surface (side or direction) means the direction opposite to the front surface (side or direction), that is, the back surface direction of the heat exchanger in the illustration of FIG.
(Definition 5) “Upper U (side or direction)” means the upper side of the heat exchanger, the side on which the exhaust port 14 is mounted, as illustrated in FIG.
(Definition 6) “Lower D (side or direction)” means the lower side of the heat exchanger, the side opposite to the side where the exhaust port 14 is mounted, as illustrated in FIG.
（定義７）「長手Ｌ方向」（または「水平方向」ともいう）とは、図１に例示するように熱交換器の基端ＰＥ側から末端ＤＥ側の方向を意味する。
（定義８）「略垂直Ｖ方向」（または「上下方向」ともいう）とは、図１に例示するように長手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。
（定義９）単に「側部Ｓ（側または方向）」とは、「第１側部Ｓ１（側または方向）」、
「第２側部Ｓ２（側または方向）」、「上部Ｕ（側または方向）」、「下部Ｄ（側または方向）」、これらの間の全ての方向を意味する。
(Definition 7) The “longitudinal L direction” (or also referred to as “horizontal direction”) means the direction from the base end PE side to the terminal DE side of the heat exchanger as illustrated in FIG.
(Definition 8) “Substantially vertical V direction” (also referred to as “up and down direction”) means a direction (upper U or lower D direction) that intersects the longitudinal L direction substantially perpendicularly as illustrated in FIG.
(Definition 9) “Side part S (side or direction)” simply means “first side part S1 (side or direction)”,
"Second side S2 (side or direction)", "upper U (side or direction)", "lower D (side or direction)", meaning all directions between them.
［熱交換器具１］
本発明の熱交換器具１について、以下、図面（図１〜図４）を参照しながら説明する。本発明の熱交換器具１は、熱交換器１１と流路閉塞部材２０とを有する。
[Heat exchange device 1]
Hereinafter, the heat exchange device 1 of the present invention will be described with reference to the drawings (FIGS. 1 to 4). The heat exchange device 1 of the present invention includes a heat exchanger 11 and a flow path closing member 20.
［熱交換器１１］
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を形成している。
当該複数の仕切部１２Ｐにより、熱交換器本体１２Ｈの長手Ｌ方向（水平方向）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、略垂直Ｖ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、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を、一枚のシートの上に密着（熱溶着）または接着等してもよい。
[Heat exchanger 11]
The heat exchanger 11 has a heat exchanger body 12H as illustrated in FIG.
The heat exchanger main body 12H forms a plurality of partition portions 12P in the longitudinal L direction.
The plurality of partition portions 12P form a so-called “meandering” fluid flow path 12FP in the longitudinal L direction (horizontal direction) of the heat exchanger body 12H.
The partition portion 12P extends in a substantially vertical V direction [from the upper U (lower D) direction to the lower D (upper U) direction].
The partition portions 12P are arranged with a space in the longitudinal L direction between them.
The space becomes the 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.
Further, a panel-like member in which the partition portion 12P and the “meandering” fluid flow path 12FP are formed in advance may be adhered (thermally welded) or adhered on a single sheet.
仕切部１２Ｐは、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と、下部Ｄ側寄りに突出したものと
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。
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」（接触しない）と「繋がっているもの」（接触する）を一個毎に交互に配置している。
The partition portions 12P are formed to have substantially the same length from the upper U (lower D) direction to the lower D (upper U) direction.
The partitioning part 12P is alternately arranged with those protruding toward the upper U side and those protruding toward the lower D side.
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 lower D side end of the partition 12P alternately arranges “not connected” (not in contact) and “connected” (in contact) with the lower part of the heat exchanger main body 12H one by one.
熱交換器本体１２Ｈの上部Ｕ側は、基端ＰＥ側から末端ＤＥ側に向けて上部Ｕ側に向けて上る傾斜１２ＳＬに形成している。
傾斜１２ＳＬの角度θは、水平方向に対して５〜３０°、このましくは１０〜２０°に形成するのがよい。あまり大きいと（３０°を超える）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、あまり小さいと（５°未満）エアー抜け効果が期待できないため好ましくない。
当該傾斜１２ＳＬと仕切部１２Ｐの上部Ｕ側端部との間は、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の上部開放部１２ＯＵ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、基端ＰＥ側で上部Ｕ側に流体入口１３ＦＩを装着している。
熱交換器本体１２Ｈは、末端ＤＥ側で下部Ｕ側に流体出口１３ＦＯを装着している。
熱交換器本体１２Ｈは、末端ＤＥ側で上部Ｕ側に排気口１４を装着している。
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）
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１３Ｆ（排気口１４）は、直接第１クランプＣ１（第２クランプＣ２）を装着してもよいし、流体出口１３Ｆ（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（第２クランプＣ２）を装着してもよい。
The upper U side of the heat exchanger main body 12H is formed in a slope 12SL that rises toward the upper U side from the base end PE side toward the terminal DE side.
The angle θ of the inclination 12SL is preferably 5 to 30 °, more preferably 10 to 20 ° with respect to the horizontal direction. If it is too large (over 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 12SL and the upper U side end of the partition 12P. The large space 12LS becomes an air trap portion ATS described later.
All the upper open parts 12OU of the partition part 12P communicate with the large space 12LS, and all the fluid flow paths 12FP communicate with the large space 12LS.
The heat exchanger body 12H is equipped with a fluid inlet 13FI on the upper end U side on the base end PE side.
The heat exchanger body 12H is equipped with a fluid outlet 13FO on the lower end U side on the terminal DE side.
The heat exchanger body 12H is provided with an exhaust port 14 on 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. (See Figure 2)
A second clamp C <b> 2 is attached to the connection pipe (not shown) of the exhaust port 14. (See Figure 2)
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 13F (exhaust port 14) may be directly mounted with the first clamp C1 (second clamp C2), or a connection pipe or the like is mounted in the vicinity of the fluid outlet 13F (exhaust port 14). A first clamp C1 (second clamp C2) may be attached to the tube.
[熱交換器用流路閉塞部材２０]
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（Ａ）（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１を両側から挟んで、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」ともいい、固定部２２は「固定板」ともいう。
可動部２１は、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。
流路ストッパー２１ＳＰは、いわゆる「略突状」を有する。
可動部２１を固定部２２の方向に移動させて押す（「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、全て閉塞される。
[Flow channel blocking member 20 for heat exchanger]
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 FIGS.
As the movable part 21 and the fixed part 22, a so-called "substantially plate-like" member is suitably used so that the sheet-like heat exchanger 1 is sandwiched from both sides so that uniform pressure can be easily applied.
Therefore, the movable portion 21 is also referred to as a “movable plate”, and the fixed portion 22 is also referred to as a “fixed plate”.
The movable portion 21 is provided with a flow path stopper 21SP on the upper U side along the longitudinal L direction.
The channel stopper 21SP has a so-called “substantially protruding shape”.
By moving the movable portion 21 in the direction of the fixed portion 22 and pushing ("pressurize" and apply "pressing force"), the upper opening portion 12OU of the partition portion 12P is located at one place, that is, near the fluid inlet 13FI. All the spaces 12S are closed.
「加圧」（「押圧力」付与）の場合は、可動部２１の駆動手段としては、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、手動式、自動式のどちらでもよい。
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、負荷による材料の特性を利用し、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の押さえ（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を付与することができる）の開閉を、材料の特性を利用して制御する手段を採用することもできる。
In the case of “pressurization” (applying “pressing force”), an air bag method, a spring method, a lock method, or the like can be used as the driving means of the movable portion 21. In short, 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.
In addition, as another flow path closing member, a material that can change the shape of the movable portion 21 itself or the flow path stopper 21SP attached to the movable portion 21 by utilizing the characteristics of the material such as bimetal, shape memory alloy, etc. depending on the temperature and load. Can be adopted.
That is, a means for controlling the opening / closing of the pressing of the flow path stopper 21SP (a pressing force capable of closing the upper opening 12OU of the fluid flow path 12FP can be applied) using the characteristics of the material is adopted. You can also.
[熱源（ヒーター）２３]
熱交換器本体１２Ｈの熱交換部１２ＨＸ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、誘導加熱等の中から選ばれるいずれか一つのものを使用できる。
[Heat source (heater) 23]
A heat source (heater) 23 can be adjacent to the heat exchange section 12HX 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). For example, any one selected from heating wire, carbon, ceramic, far infrared ray, oil, hot water, hot air, Peltier element, heat pipe, dielectric heating, induction heating, and the like can be used.
[熱交換器の製造方法]
本発明の熱交換器の製造方法の一例について説明する。
（１）二枚のシートを重ね合わせて、図１の熱交換器本体１２となるように溶着する。さらに流体入口１３ＦＩ、流体出口１３ＦＯ、排気口１４を溶着する。当該溶着部が仕切部１２Ｐとなる。
（２）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。
[Method of manufacturing heat exchanger]
An example of the manufacturing method of the heat exchanger of this invention is demonstrated.
(1) Two sheets are overlapped and welded so as to be the heat exchanger body 12 of FIG. Further, the fluid inlet 13FI, the fluid outlet 13FO, and the exhaust port 14 are welded. The welding part becomes the partition part 12P.
(2) A fluid transfer tube (not shown) is connected to each fluid inlet 13FI, fluid outlet 13FO and exhaust port 14 as a connecting pipe.
The first clamp C1 is attached to the liquid transfer tube on the fluid outlet 13FO side, and the second clamp C2 is attached to the liquid transfer tube on the exhaust port 14 side.
[本発明の使用方法]
本発明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を閉じ、第２クランプＣ２を開けて、流体（透析液）を流体入口１３ＦＩより熱交換器本体１２Ｈ内に流入する。
（２）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。
熱交換器本体１２Ｈの上部Ｕを傾斜１２ＳＬ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。
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）
流体流路１２ＦＰは蛇行状となる。流体は蛇行状の流体流路１２ＦＰに流通するようになる。
[How to use the present invention]
An example of how to use the present invention will be described.
(Priming)
(1) The first clamp C1 is closed, the second clamp C2 is opened, and the fluid (dialysate) flows into the heat exchanger body 12H from the fluid inlet 13FI.
(2) Filling the heat exchanger body 12H with fluid while removing air from the exhaust port 14.
By making the upper portion U of the heat exchanger main body 12H be inclined 12SL, air is removed together with the fluid from the exhaust port 14 without stagnation inside the heat exchanger main body 12H.
(Formation of air trap part ATS)
(3) As illustrated in FIG. 3, the flow path stopper 21SP is pressed (pressurized) against the upper open part 12OU of the meandering fluid flow path 12FP to close the upper open part 12OU of the fluid flow path 12FP. The upper open part 12OU is completely closed except for the space 12S in the vicinity of the fluid inlet 13FI.
The large space 12LS on the upper U side of the heat exchanger body 12H serves as an air trap portion ATS.
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 is serpentine. The fluid flows through the serpentine fluid flow path 12FP.
［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。熱交換器本体１２Ｈ内に入った流体は蛇行状の流体流路１２ＦＰに沿って熱交換される。
さらに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、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。
（５）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、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がエアーでいっぱいになった場合、適宜クランプ２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。
[Flow of fluid during heat exchange (heating) by the heat exchanger body 12H]
(4) If the 1st clamp C1 is opened and the 2nd clamp C2 is obstruct | occluded, a fluid can be distribute | circulated, heating with the meandering fluid flow path 12FP. The fluid that has entered the heat exchanger main body 12H is heat-exchanged along the serpentine fluid flow path 12FP.
Furthermore, even if the air enters the meandering fluid flow path 12FP, the air in all the fluid flow paths 12FP can be removed at once by temporarily opening the flow path stopper 21SP.
(5) Even if air is mixed in the middle, the air floats in the upper U direction and moves to the air trap part ATS. When air is mixed in the inflowing fluid, the air floats in the upper U direction. Therefore, the air 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. It accumulates in the trap part ATS.
(6) If the second clamp C2 is appropriately opened, air can be discharged from the exhaust port 14. If the air trap part ATS is filled with air, the clamp 2 can be opened as appropriate to discharge the air.
(7) When air is drawn into the meandering fluid flow path 12FP, the air can be naturally discharged to the air trap part ATS by temporarily opening the flow path stopper 21SP.
１ 熱交換器具
１１ 熱交換器
１２Ｈ 熱交換器本体
１２Ｐ 仕切部
１２ＳＬ 傾斜
１２ＬＳ 大スペース
１２Ｓ スペース
１２ＯＵ 上部開放部
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 熱交換器用流路閉塞部材
２１ 可動部（可動板）
２２ 固定部（固定板）
２１ＳＰ 流路ストッパー
２３ 熱源（ヒーター）
ＤＦ 駆動手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat exchange instrument 11 Heat exchanger 12H Heat exchanger main body 12P Partition part 12SL Inclination 12LS Large space 12S Space 12OU Upper open part 12HE Heat exchange part (heating part)
12FP fluid flow path 13FI fluid inlet 13FO fluid outlet C1 first clamp (fluid outlet side clamp)
14 exhaust port C2 second clamp (exhaust port side clamp)
ATS air trap part 20 heat exchanger channel closing member 21 movable part (movable plate)
22 Fixing part (fixing plate)
21SP Channel stopper 23 Heat source (heater)
DF drive means
Claims (7)
熱交換器本体（１２Ｈ）は、長手Ｌ方向に、複数の仕切部（１２Ｐ）を形成し、
当該仕切部（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）を形成し、
前記仕切部（１２Ｐ）は上部Ｕ側に上部開放部（１２ＯＵ）を有し、
当該に上部開放部（１２ＯＵ）と熱交換器本体（１２Ｈ）の上部Ｕとの間に、大スペース（１２ＬＳ）を形成し、
熱交換器本体（１２Ｈ）の上部Ｕ側は、基端ＰＥ側から末端ＤＥ側に向けて上部Ｕ側に向けて上る傾斜（１２ＳＬ）に形成し、
前記仕切部（１２Ｐ）の上部開放部（１２ＯＵ）は前記大スペース１２ＬＳと連通し、前記流体流路（１２ＦＰ）は前記大スペース（１２ＬＳ）と連通し、
熱交換器本体（１２Ｈ）は、基端ＰＥ側で上部Ｕ側に流体入口（１３ＦＩ）を装着し、
熱交換器本体（１２Ｈ）は、末端ＤＥ側で下部Ｕ側に流体出口（１３ＦＯ）を装着し、
熱交換器本体（１２Ｈ）は、末端ＤＥ側で上部Ｕ側に排気口（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、
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（１）。 A heat exchanger body (12H),
The heat exchanger body (12H) forms a plurality of partition portions (12P) in the longitudinal L direction,
The partition portion (12P) forms a meandering fluid flow path (12FP) extending in the longitudinal L direction of the heat exchanger body (12H),
The partition part (12P) has an upper open part (12OU) on the upper U side,
A large space (12LS) is formed between the upper open portion (12OU) and the upper portion U of the heat exchanger body (12H),
The upper U side of the heat exchanger body (12H) is formed with an inclination (12SL) that rises toward the upper U side from the base end PE side toward the terminal DE side,
The upper open part (12OU) of the partition part (12P) communicates with the large space 12LS, the fluid flow path (12FP) communicates with the large space (12LS),
The heat exchanger body (12H) is equipped with a fluid inlet (13FI) on the upper U side on the base end PE side,
The heat exchanger body (12H) is equipped with a fluid outlet (13FO) on the lower U side on the terminal DE side,
The heat exchanger body (12H) is equipped with an exhaust port (14) on the upper U side on the terminal DE side,
A first clamp (C1) is mounted in the vicinity of the fluid outlet (13FO) or the fluid outlet (13FO),
A second clamp (C2) was mounted in the vicinity of the exhaust port (14) or the exhaust port (14).
The heat exchanger (1) characterized by the above-mentioned.
可動部（２１）は、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、
当該流路ストッパー（２１ＳＰ）は、略突状を有し、
請求項１に記載の熱交換器（１１）を前記可動部（２１）と前記固定部（２２）との間に配置し、
前記可動部（２１）を前記固定部（２２）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）の仕切部（１２Ｐ）の上部開放部（１２ＯＵ）は、流体入口（１３ＦＩ）近傍の一箇所のスペース（１２Ｓ）を除いて、全て閉塞す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）。 A movable part (21) and a fixed part (22);
The movable part (21) is provided with a flow path stopper (21SP) on the upper U side along the longitudinal L direction,
The flow path stopper (21SP) has a substantially protruding shape,
The heat exchanger (11) according to claim 1 is arranged between the movable part (21) and the fixed part (22),
By moving the movable part (21) in the direction of the fixed part (22) and pushing and pressurizing it, the upper open part (12OU) of the partition part (12P) of the heat exchanger (11) is connected to the fluid inlet ( 13FI) A heat exchanger channel closing member (20) characterized in that all can be closed except for one space (12S) in the vicinity.
前記熱交換器本体（１２Ｈ）をエアートラップ部（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請求項２に記載の熱交換器用流路閉塞部材（２０）。 By blocking and closing the upper opening (12OU) of the heat exchanger (1),
The heat exchanger channel closing member (20) according to claim 2, wherein the heat exchanger body (12H) can be partitioned into an air trap part (ATS) and a heat exchange part (12HE).
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）をバイメタルまたは形状記憶合金により形成し、
当該バイメタルまたは形状記憶合金による温度、負荷による変形により、前記仕切部（１２Ｐ）の上部開放部（１２ＯＵ）を、流体入口（１３ＦＩ）近傍の一箇所のスペース（１２Ｓ）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２から請求項４のいずれか１つに記載の熱交換器用流路閉塞部材（２０）。 In place of the driving means for pressurization of the movable part (21),
The flow path stopper (21SP) attached to the movable part (21) itself or the movable part (21) is formed of a bimetal or a shape memory alloy,
Due to temperature and load deformation caused by the bimetal or shape memory alloy, the upper open portion (12OU) of the partition portion (12P) is completely closed except for one space (12S) near the fluid inlet (13FI). The flow path blocking member (20) for a heat exchanger according to any one of claims 2 to 4, wherein the heat exchanger flow path closing member (20) is configured to be capable of performing the above.
前記熱交換器本体（１２Ｈ）の熱交換部（１２ＨＥ）に熱源（２３）を隣設した、
ことを特徴とする熱交換器器具（１）。 A heat exchanger (1) according to claim 1 and a heat exchanger channel closing member (20) according to any one of claims 2 to 5,
A heat source (23) is provided adjacent to the heat exchange part (12HE) of the heat exchanger body (12H),
A heat exchanger apparatus (1) characterized in that.
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