换热器及换热方法技术

本发明专利技术涉及一种用于在一次流体（Ｗ）和二次流体（Ｘ）之间换热的方法，还涉及一种用于传热的传热器（１１）以及包含换热器的结构和套件。该换热器包含通过该换热器的第一和第二流体回路（１９，２０）。该换热器进一步包含堆叠的流体板（１２，１３，４０）和布置在各流体板（１２，１３，４０）之间的薄膜（１６），其中在各流体板和薄膜之间形成一个间隙。第一和第二流体回路（１９，２０）均构成为延伸穿过该流体板和薄膜并沿该流体板和薄膜在至少两个间隙（１７，１８）内延伸的通道。根据该换热方法，一次流体（Ｗ）流经第一流体回路（１９），二次流体（Ｘ）流经第二流体回路（２０），从而使一次流体（Ｗ）沿薄膜（１６）的一侧通过，同时使二次流体（Ｘ）沿该薄膜（１６）的另一侧通过。从而在薄膜（１６）上，在一次流体（Ｗ）和二次流体（Ｘ）之间实现换热。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种换热器，一种结构和一种包含该换热器的一次性套件，以及一种在一次流体和至少一第一二次流体之间的换热方法。
技术介绍
在对病人进行连续性肾脏替代疗法，此后称为CRRT的治疗中，所需要的治疗液通常必须被存储在低于病人体温的温度下。此类流体往往被存储在2到20摄氏度的温度范围内，以使该流体保持在其功能性和完整性得以维持的状态。出于该原因，当将该流体引入病人体内时，通常需要将该流体加热到合适的温度以避免病人体温的急降。出于同样原因， 在血液重新返回病人体内之前，需要加热这些将通过血液处理单元中的半透膜与病人血液接触的流体，或者需要加热血液本身。在透析治疗中，在体外回路中循环的血液的一些热量通常会散发到环境中，该体外回路包含血液管线和用于处理血液的透析器。血液在体外回路内的热量损耗，最终会导致病人体内的热量损耗。CRRT的连续性增大了体外回路内血液循环中耗散热量的可能性， 并且在某些情况下，病人可能会经历体温下降。这在当治疗液的温度低于体外循环的血液的温度时尤其明显。体外循环的血液中的热量损耗或是由于热量扩散至周围空气当中，或是由于热量扩散或对流至废弃液中。废弃液包括血液透析(HD)方式治疗中使用过的透析液，以及在血液透析滤过(HDF)或血液过滤(HF)方式中的提取液。废弃液被排出，此时从血液扩散至废弃液的热量也就损耗了。向血液中注入治疗液也可能会导致血液温度下降。通常血液中大部分热量损耗至废弃液。在大约50毫升/分钟的低血流量期间将会面临特殊的挑战，因为与100-200毫升/分钟的中血流量或200-300毫升/分钟的高血流量相比，低血流量期间温度的下降量会更大。出于这样的原因，需要在某些CRRT治疗中补偿或降低体外循环血液的热量损耗。若治疗液被消毒存储在柔性袋或刚性或半刚性容器中，通过需要直接接触治疗液的装置来加热治疗液是一项挑战。为确保经体外循环的血液不会受到严重影响，任何治疗液的温度都不应超过41摄氏度。US 6，349，170公开了一种肾脏替代治疗系统，该系统包含能够被连接至肾脏替代治疗监视器的血液加温器，以及适于安装至该血液加温器并与其协同工作的静脉回血管。 该血液加温器具有圆柱形外表面。该静脉回血管螺旋状接合在该圆柱形表面上，以作为该血液加温器的换热部分。贝壳形螺旋套被安装在该换热部分之上，以便保持该静脉回血管， 并且提高从换热部分到静脉回血管的热传递特性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一换热器，一种结构和一种包含该换热器的一次性套件， 以及一种换热方法，该方法包含用于补偿体外回路中血液的一些热量损耗的装置和步骤。本专利技术的一个实施例基于这样的事实，S卩，从血液中损耗的热量可在一定程度内接受。例如，一成年病人可接受的热量损耗率对应于能量损失在40W的范围。本专利技术基于回收从血液中损耗到废弃液中的热量。如此，借助于废弃液来加热将要注入血液或将要透析血液的治疗液，而废弃液是通过血液加热的。血液本身不被加热。根据本专利技术的一个实施例，该换热器为板式。该换热器包含第一流体回路和第二流体回路。按照可选方式，该换热器还包含第三流体回路。在本专利技术的另一个实施例中，该换热器包含第四流体回路。这些流体回路彼此分开，并且每条流体回路均从该换热器的一侧延伸到相反侧。进一步地，该换热器包含堆叠在一起的多个流体板以及布置在各流体板之间的薄膜，从而在交换板的一侧和薄膜的一侧之间形成间隙。每一条流体回路均构成为延伸穿过这些流体板及薄膜的通路，该通路在至少两个间隙中延伸。根据本专利技术的一个实施例，该第一流体回路构成为在至少四个间隙中延伸的通路。根据本专利技术的一个实施例，该第一流体回路构成为在至少八个间隙中延伸的通路，第二流体回路构成为在至少四个间隙中延伸的通路，以及第三流体回路构成为在至少四个间隙中延伸的通路。在该换热器的一个实施例中，多个带有中间薄膜的流体板彼此层层堆叠，并且这些流体板布置在顶端板和底端板之间。该顶端板和该底端板是一种适于只在其一侧上通过流体的流体板。各端板可选地彼此结合以形成包围这些流体板和薄膜的堆叠的壳体。根据本专利技术的换热方法的一个实施例，在该方法中在上述类型的换热器内在一次流体和二次流体之间进行换热，其中，该一次流体流经第一流体回路，该二次流体流经第二流体回路。该方法包含以下步骤使该一次流体沿薄膜的一侧通过，同时使该二次流体沿该薄膜的另一侧通过，并且在该薄膜上进行该一次流体和该二次流体之间的换热。根据本专利技术的换热方法的一个实施例，在该方法中在所披露类型的换热器内在一次流体和第一二次流体及第二二次流体之间进行换热，其中，该一次流体流经第一流体回路，该第一二次流体流经第二流体回路并且该第二二次流体流经第三流体回路。根据该实施例的方法包含下列步骤使该一次流体沿第一薄膜的一侧通过，同时使该第一二次流体沿该第一薄膜的另一侧通过；随后使该一次流体沿第二薄膜的一侧通过，同时使该第二二次流体沿该第二薄膜的另一侧通过，并且在该第一薄膜上进行该一次流体和该第一二次流体间的换热，而在该第二薄膜上进行该一次流体和该第二二次流体之间的换热。根据本专利技术的换热方法的一个实施例，在该方法中在一次流体和第一二次流体、 第二二次流体之间进行换热，其中，一次流体流被设置为穿过该换热器，以便交替地加热该第一二次流体和该第二二次流体。可选择地，该一次流体也被设置为按照相应方式加热第三二次流体。该一次流体流可选择地与每一该二次流体流的流向相反，或者与至少一个该二次流体流的流向相反。此处使用的短语“交替地”目的在于涵盖依靠一次流体进行加热的概念，例如按照这样的次序第一、第二、第一和第二二次流体等，以及例如按照这样的次序第一、第二、 第二和第一二次流体等。也就是说，此处使用的短语“交替地”的目的在于涵盖依靠一一次流体加热至少两种第二二次流体的概念，其中第一和第二二次流体的流体回路是交错的。在一个实施例中，至少一个流体板在其每一侧均设有使流体通过的流体通道。在一个实施例中，除上端板和下端板外，所有的流体板都在其两侧设有流体通道。在一个实施例中，至少一条流体回路从一侧开始(例如从该换热器的上侧开始)， 延伸穿过所有的流体板和薄膜，到达该换热器的相反侧，例如该换热器的下侧。在一另选实施例中，所有的流体回路从该换热器的一侧起延伸至该换热器的相反一侧，从而最大化换热表面。在一个实施例中，至少一个该流体板是隔热的，即不具有导热性。或者，至少一个该流体板的隔热性只达到这种程度，即流体板上的热交换完全不会显著影响到该换热器的总体换热效果。在一个实施例中，所有的流体板均是基本隔热的或隔热的。通过回收损耗到废弃液中的热量来加热治疗液，该方法减少了在连续性肾脏替代疗法(CRRT)中自体外循环的血液中损耗的热量。根据本专利技术的一个实施例，一种用于连续性肾脏替代疗法(CRRT)的结构，其包含带有至少一个血液泵的连续性肾脏替代疗法监视器，至少一个治疗液泵以及可选地包含废弃液泵。这种结构进一步包含一次性血液管线，其与该监视器相连接，并且用于通过血液泵进行体外血液循环；流体分配通路，其与该监视器相连接，并且包含可选择地依靠废弃液泵来使废弃液流过的管线；以及至少一条用于治疗液的管线，其与该监视器相连接，并且依靠治疗液泵使治疗液通过。该治疗液是预先配制且随时可用的。该结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种板式换热器（１１），其具有第一流体回路（１９）和第二流体回路（２０），该第二流体回路与该第一流体回路彼此分开，其特征在于，该板式换热器包含堆叠的多个流体板（１２，１３，４０）和布置在每个所述流体板之间的薄膜（１６），其中，在每个所述流体板和所述薄膜之间分别形成一个间隙；并且该第一流体回路和第二流体回路（１９，２０）均构成为延伸穿过所述流体板和所述薄膜并沿所述流体板和所述薄膜在至少两个所述间隙（１７，１８）内延伸的通道；并且至少一个所述流体回路从该换热器的一侧延伸到该换热器的相反侧。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】SE0802131-32008年10月10日1.一种板式换热器(11)，其具有第一流体回路(19)和第二流体回路(20)，该第二流体回路与该第一流体回路彼此分开，其特征在于，该板式换热器包含堆叠的多个流体板(12，13，40)和布置在每个所述流体板之间的薄膜(16)，其中，在每个所述流体板和所述薄膜之间分别形成一个间隙；并且该第一流体回路和第二流体回路(19，20)均构成为延伸穿过所述流体板和所述薄膜并沿所述流体板和所述薄膜在至少两个所述间隙(17，18)内延伸的通道；并且至少一个所述流体回路从该换热器的一侧延伸到该换热器的相反侧。2.根据权利要求1所述的板式换热器(11)，其中，所述板式换热器包含与该第一流体回路(19)和该第二流体回路00)分开的第三流体回路(21)，其中该第三流体回路构成为延伸穿过所述流体板和所述薄膜并沿所述流体板和所述薄膜在至少两个所述间隙(18)内延伸的通道。3.根据权利要求2所述的板式换热器(11)，其中，该第一流体回路(19)构成为在至少四个所述间隙(17a-d)内延伸的通道。4.根据权利要求2所述的板式换热器(11)，其中，该第一流体回路(19)构成为在至少八个所述间隙(17a_h)内延伸的通道，该第二流体回路00)构成为在至少四个所述间隙 (18b，18c，18f，18g)内延伸的通道，以及该第三流体回路构成为在至少四个所述间隙 (18a，18d，18e，18h)内延伸的通道。5.根据权利要求2所述的板式换热器(11)，其中，所述板式换热器包含与该第一流体回路(19)、该第二流体回路OO)和该第三流体回路分开的第四流体回路08)，其中该第四流体回路构成为延伸穿过所述流体板和所述薄膜并沿所述流体板和所述薄膜在至少两个所述间隙(18a，18f)内延伸的通道。6.根据权利要求5所述的板式换热器(11)，其中该第一流体回路(19)构成为在至少六个所述间隙(17a-f)内延伸的通道。7.根据权利要求5所述的板式换热器(11)，其中该第一流体回路(19)构成为在至少十个所述间隙(17a_17j)内延伸的通道，该第二流体回路OO)构成为在至少三个所述间隙(18a，18f，18g)内延伸的通道，该第三流体回路Ql)构成为在至少四个所述间隙(18b， 18c，18h，18i)内延伸的通道，以及该第四流体回路08)构成为在至少三个所述间隙(18d， 18e,18j)内延伸的通道。8.根据权利要求5所述的板式换热器(11)，其中该第一流体回路(19)构成为在至少九个所述间隙(17a_i)内延伸的通道，该第二流体回路OO)构成为在至少三个所述间隙(18b，18e，18h)内延伸的通道，该第三流体回路Ql)构成为在至少三个所述间隙(18c， 18f，18i)内延伸的通道，以及该第四流体回路08)构成为在至少三个所述间隙(18a，18d， 18g)内延伸的通道。9.根据前述权利要求之一所述的板式换热器(11)，其中该流体板(12，13，40)以及该薄膜(16)总体上呈矩形，并且具有彼此相同的外形和尺寸。10.根据前述权利要求之一所述的板式换热器(11)，其中该流体板(12，13，40)以及该薄膜(16)总体上呈八边形，并且具有彼此相同的外形和尺寸。11.根据权利要求1-7或9-10之一所述的板式换热器(11)，其中所述流体板(12，13)被分为一组一次流体板(1 和一组二次流体板(13)，其中该一次流体板采用第一种设计， 该二次流体板采用第二种设计，其中该第一种设计不同于该第二种设计。12.根据权利要求8所述的板式换热器(11)，其中这些流体板GO)采用彼此相同的设计。13.根据权利要求12所述的板式换热器(11)，其中这些流体板GO)被分为第一组和第二组，其中该第一组中的流体板相对于该第二组中的流体板在平行于流体板的平面内旋转了 180度。14.根据前述权利要求之一所述的板式换热器(11)，其中堆叠的所述流体板(12，13， 40)和所述薄膜被布置在上端板和下端板(14,1 之间。15.根据权利要求14所述的板式换热器(11)，其中各个所述端板(14,1 相互一体结合以形成壳体。16.根据权利要求1所述的板式换热器，其中该流体板(12，13，40)在两个侧面上均设有流道(24)。17.根据权利要求5所述的板式换热器，其中该第一、第二、第三和第四流体回路(19， 20,21,28)中的每一个均从该换热器(11)的一侧延伸到该换热器(11)的相反侧。18.根据权利要求1所述的板式换热器，其中该流体板(12，13，40)是基本隔热的。19.一种换热方法，在该方法中，在根据权利要求1-18之一所述的换热器(11)中在一次流体(W)和二次流体(X)之间进行换热，其中所述一次流体(W)流经第一流体回路(19)， 而所述二次流体(X)流经第二流体回路00)，其特征在于，所述换热方法包括以下步骤使该一次流体(W)沿薄膜(16)的一侧通过，同时使该二次流体(X)沿该薄膜(16)的另一侧通过，在该薄膜(16)上进行该一次流体(W)和该二次流体⑴之间的换热。20.一种换热方法，在该方法中，在根据权利要求3-18之一所述的换热器(11)中在一次流体(W)和第一二次流体及第二二次流体(X，Y)之间进行换热，其中该一次流体(W)流经第一流体回路(19)，该第一二次流体(X)流经第二流体回路(20)，而该第二二次流体(Y) 流经第三流体回路01)，其特征在于，所述换热方法包括以下步骤使该一次流体(W)沿第一薄膜(16)的一侧通过，同时使该第一二次流体(X)沿该第一薄膜(16)的另一侧通过；随后，使该一次流体(W)沿第二薄膜(16)的一侧通过，同时使该第二二次流体(Y)沿该第二薄膜(16)的另一侧通过；...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰纳特·琼森，
申请(专利权)人：甘布罗伦迪亚股份公司，
类型：发明
国别省市：SE