Cuerpo intercambiador de calor.

Intercambiador de calor para un oxigenador, que comprende

a.

un 5 cuerpo base (11),

b. un cuerpo intercambiador de calor (1) dispuesto en el cuerpo base (11) con una estera (8) con varias secciones de tubo flexible de plástico (3) que presentan en cada caso un eje longitudinal (5),

i. que están unidos entre sí por medio de elementos de sujeción (6) que discurren de manera transversal al eje longitudinal (5),

ii. que presentan una abertura de entrada (17) para la entrada del medio intercambiador de calor,

iii. que presentan una abertura de salida (18) para la salida del medio intercambiador de calor y

iv. que presentan poliuretano,

c. en el que el cuerpo intercambiador de calor (1) presenta de manera adyacente a las secciones de tubo flexible de plástico (3) canales de flujo de sangre (13) cada uno con una abertura de flujo de entrada de sangre (14) y una abertura de flujo de salida de sangre (15),

d. en el que mediante la disposición de las aberturas de entrada (17) y aberturas de salida (18) en el intercambiador de calor (9) se define una dirección de flujo del medio intercambiador de calor (19),

e. en el que mediante la disposición de las aberturas de flujo de entrada de sangre (14) en un extremo de los canales de flujo de sangre (13) y las aberturas de flujo de salida de sangre (15) en un extremo de los canales de flujo de sangre (13) opuesto a este extremo se define una dirección de flujo de la sangre (16), caracterizado por que

f. el cuerpo base (11) está realizado en forma de tubo y presenta un eje longitudinal central (10),

g. la estera (8) del cuerpo intercambiador de calor (1) está enrollada formando un rollo (12),

h. los ejes longitudinales (5) de las secciones de tubo flexible de plástico (3) están orientados de manera paralela al eje longitudinal central (10),

i. la dirección de flujo del medio intercambiador de calor (19) está orientada en contra de la dirección de flujo de la sangre (16),

j. la dirección de flujo de la sangre (16) está orientada a lo largo del eje longitudinal central (10) del cuerpo base (11).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/050051.

Solicitante: RAUMEDIC AG.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: 95213 Münchberg ALEMANIA.

Inventor/es: STÖCKER,MARTIN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • A61M1/16 SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA.A61 CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE.A61M DISPOSITIVOS PARA INTRODUCIR AGENTES EN EL CUERPO O PARA DEPOSITARLOS SOBRE EL MISMO (introducción de remedios en o sobre el cuerpo de animales A61D 7/00; medios para la inserción de tampones A61F 13/26; dispositivos para la administración vía oral de alimentos o medicinas A61J; recipientes para la recogida, almacenamiento o administración de sangre o de fluidos médicos A61J 1/05 ); DISPOSITIVOS PARA HACER CIRCULAR LOS AGENTES POR EL CUERPO O PARA SU EXTRACCION (cirugía A61B; aspectos químicos de los artículos quirúrgicos A61L; magnetoterapia utilizando elementos magnéticos colocados dentro del cuerpo A61N 2/10 ); DISPOSITIVOS PARA INDUCIR UN ESTADO DE SUEÑO O LETARGIA O PARA PONERLES FIN. › A61M 1/00 Dispositivos de succión o de bombeo de uso médico; Dispositivos para extraer, tratar o transportar los líquidos del cuerpo; Sistemas de drenaje (catéteres A61M 25/00; conectores o acoplamientos para tubos, válvulas o conjuntos de derivación, especialmente concebidos para uso médico A61M 39/00; dispositivos para tomar muestras sanguíneas A61B 5/15;  instrumentos para retirar la saliva para dentistas A61C 17/06; filtros para implantar en los vasos sanguíneos A61F 2/01). › con membranas.
  • B01D63/02 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL.B01D SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda B03B, B03D, mesas o cribas neumáticas B03B, por vía seca B07; separación magnética o electrostática de materiales sólidos a partir de materiales sólidos o de fluidos, separación mediante campos eléctricos de alta tensión B03C; aparatos centrifugadores B04B;   aparato de vórtice   B04C; prensas en sí para exprimir los líquidos de las sustancias que los contienen B30B 9/02). › B01D 63/00 Aparatos en general para los procedimientos de separación que utilizan membranas semipermeables. › Módulos con fibras huecas.
  • F28F21/06 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F28 INTERCAMBIO DE CALOR EN GENERAL.F28F PARTES CONSTITUTIVAS DE APLICACION GENERAL DE LOS APARATOS INTERCAMBIADORES O DE TRANSFERENCIA DE CALOR (materiales de transferencia de calor, de intercambio de calor o de almacenamiento de calor C09K 5/00; purgadores de agua o aire, ventilación F16). › F28F 21/00 Estructura de los aparatos intercambiadores de calor caracterizada por el empleo de materiales específicos. › de material plástico.

PDF original: ES-2535299_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Cuerpo intercambiador de calor La invención se refiere a un intercambiador de calor de un oxigenador. Un oxigenador es un producto médico que enriquece sangre con oxígeno y separa dióxido de carbono de la sangre. El oxigenador se usa en la cirugía cardíaca como parte de la máquina cardiopulmonar y sustituye por ejemplo durante una operación a corazón abierto por poco tiempo la función del pulmón. En el oxigenador está previsto adicionalmente un intercambiador de calor para un intercambio de calor entre la sangre y un medio intercambiador de calor, en particular agua.

Un oxigenador de este tipo se conoce por el documento US 5.706.889, el documento US 5.876.667, el documento DE 28 25 065 A1 y el documento DE 689 25 291 T2. El documento US 4.336.138 da a conocer un procedimiento para el bobinado de fibras sobre un núcleo de bobinado. El documento DE 43 08 850 A1 da a conocer un procedimiento para la fabricación de una estera de hilos huecos.

La transmisión de calor entre la sangre y el medio intercambiador de calor se realiza por medio de un cuerpo intercambiador de calor que está realizado o bien metálicamente, en particular de acero inoxidable o un compuesto de aluminio, o en forma de un módulo de plástico, por ejemplo con fibras de poliéster (PES) /poli (tereftalato de etileno) (PET) . Es desventajoso que los materiales mencionados presentan una baja compatibilidad con la sangre. Además, una carga electroestática del material de fibras de plástico puede originar una descarga disruptiva eléctrica que puede conducir a una destrucción del cuerpo intercambiador de calor. En particular, en comparación con el material metálico, el comportamiento de intercambio de calor del material de plástico es reducido, de modo que un cuerpo intercambiador de calor con capacidad de intercambio de calor comparable requiere un tipo de construcción grande. A partir de esto surgen problemas adicionales, por ejemplo debido a la gran superficie de contacto necesaria entre el material de plástico compatible con la sangre de manera condicionada y la sangre, con respecto a una posible caída de la presión en el oxigenador debido a la gran longitud de construcción, pudiendo actuar la caída de presión de manera perjudicial para la sangre, y con respecto a un volumen de llenado necesario alto del intercambiador de calor, de modo que se requieren sangre extraña adicional u otros medios tal como una solución salina para llenar el oxigenador.

Los intercambiadores de calor conocidos por el estado de la técnica pueden conducir a problemas con el uso del intercambiador de calor durante una operación.

Un objetivo de la presente invención es crear un intercambiador de calor que esté construido de manera sencilla y garantice una alta compatibilidad con la sangre con comportamiento de intercambio de calor simultáneamente bueno.

Este objetivo se consigue mediante un intercambiador de calor con las características indicadas en la reivindicación 1.

De acuerdo con la invención se reconoció que un intercambiador de calor con un cuerpo intercambiador de calor en forma de una estera con varias secciones de tubo flexible de plástico que presentan respectivamente un eje longitudinal, que está enrollado para obtener un rollo, permite un comportamiento de transmisión de calor mejorado entre la sangre y el medio intercambiador de calor. Para ello, el rollo del cuerpo intercambiador de calor enrollado a partir de la estera está dispuesto en un cuerpo base en forma de tubo que presenta un eje longitudinal central de manera que los ejes longitudinales de las secciones de tubo flexible de plástico están orientados de manera paralela al eje longitudinal central. Además, el cuerpo intercambiador de calor presenta de manera adyacente a las secciones de tubo flexible de plástico canales de flujo de sangre con respectivamente una abertura de flujo de entrada de sangre y una abertura de flujo de salida de sangre. Puede estar previsto también de manera precisa un canal de flujo de sangre de este tipo, estando presente entonces de manera precisa una abertura de flujo de entrada de sangre y de manera precisa una abertura de flujo de salida de sangre.

Además se reconoció que un cuerpo intercambiador de calor en forma de una estera con varias secciones de tubo flexible de plástico que presentan respectivamente un eje longitudinal conduce a un comportamiento de transmisión de calor mejorado entre la sangre y el medio intercambiador de calor. Para ello, las secciones de tubo flexible de plástico están unidas entre sí por medio de elementos de sujeción que discurren de manera transversal al eje longitudinal, de modo que las secciones de tubo flexible de plástico están dispuestas con posición definida una con respecto a otra como parte de la estera y debido a ello se posibilita un comportamiento de flujo mejorado de la sangre y del medio intercambiador de calor que atraviesan. Para ello, las secciones de tubo flexible de plástico presentan respectivamente una abertura de entrada para la entrada y una abertura de salida para la salida del medio intercambiador de calor. La realización de un cuerpo intercambiador de calor con secciones de tubo flexible de plástico de poliuretano (PUR) conduce a una mejora de la compatibilidad con la sangre. Además se reduce una carga electrostática de las secciones de tubo flexible de plástico en comparación con otros materiales de plástico, de modo que puede evitarse en su mayor parte una descarga disruptiva eléctrica y una destrucción asociada a ello del cuerpo intercambiador de calor. En comparación con otros materiales de plástico, el poliuretano (PUR) presenta un comportamiento de intercambio de calor mejorado y por consiguiente permite un tipo de construcción

comparativamente más corto del cuerpo intercambiador de calor, de lo cual resultan otras ventajas. En particular se reduce debido a ello la superficie que entra en contacto con la sangre, de modo que en total se mejora la compatibilidad con la sangre. La caída de presión en el cuerpo intercambiador de calor se reduce como consecuencia de la longitud de construcción más corta y repercute con ello de manera suave en la sangre que se encuentra en el intercambiador de calor. Además, debido al tamaño de construcción más pequeño se requiere menos volumen de llenado para el cuerpo intercambiador de calor, de modo que puede reducirse la demanda de sangre extraña u otro medio, tal como por ejemplo una solución salina.

En un intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 2, los canales de flujo de sangre están formados de manera sencilla y directamente mediante el enrollamiento de la estera para obtener un rollo. Además, las cavidades dispuestas entre las secciones de tubo flexible de plástico, que representan los canales de flujo de sangre, conducen a un aumento de la superficie de contacto entre el medio intercambiador de calor conducido en las secciones de tubo flexible de plástico y la sangre, de modo que se mejora adicionalmente la transmisión de calor.

Debido a que la sangre en un intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 3 fluye en un área de revestimiento externa de las secciones de tubo flexible de plástico, un área de intercambiador de calor externa para la sangre es mayor que un área de intercambiador de calor interna del medio intercambiador de calor dentro de las secciones de tubo flexible de plástico, separándose la sangre y el medio intercambiador de calor uno de otro por medio de una pared de transición térmica de las secciones de tubo flexible de plástico. Debido a ello se evita en particular un mezclado de la sangre con el medio intercambiador de calor.

La configuración de un intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 4 permite una configuración compacta e imperdible del intercambiador de calor, estando estabilizado el cuerpo intercambiador de calor mediante fundición del cuerpo base y evitándose que el rollo se suelte de manera involuntaria.

Un intercambiador de calor con un cuerpo intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 5 garantiza una unión segura de las secciones de tubo flexible de plástico mediante suturas de tricotado, no estando modificada o estando modificada sólo de manera insignificante la forma de sección transversal de una sección de tubo flexible de plástico en la zona de la sutura de tricotado mediante ésta, de modo que el flujo con el medio intercambiador de calor pueda realizarse libremente.

En un intercambiador de calor con un cuerpo intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 6 están adicionalmente mejoradas las condiciones de flujo para el medio intercambiador de calor que fluye.

Una estera con varias secciones de tubo flexible de plástico tricotadas entre sí puede... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Intercambiador de calor para un oxigenador, que comprende a. un cuerpo base (11) , b. un cuerpo intercambiador de calor (1) dispuesto en el cuerpo base (11) con una estera (8) con varias secciones de tubo flexible de plástico (3) que presentan en cada caso un eje longitudinal (5) , i. que están unidos entre sí por medio de elementos de sujeción (6) que discurren de manera transversal al 10 eje longitudinal (5) , ii. que presentan una abertura de entrada (17) para la entrada del medio intercambiador de calor, iii. que presentan una abertura de salida (18) para la salida del medio intercambiador de calor y iv. que presentan poliuretano, c. en el que el cuerpo intercambiador de calor (1) presenta de manera adyacente a las secciones de tubo flexible de plástico (3) canales de flujo de sangre (13) cada uno con una abertura de flujo de entrada de sangre (14) y una abertura de flujo de salida de sangre (15) , d. en el que mediante la disposición de las aberturas de entrada (17) y aberturas de salida (18) en el intercambiador de calor (9) se define una dirección de flujo del medio intercambiador de calor (19) , e. en el que mediante la disposición de las aberturas de flujo de entrada de sangre (14) en un extremo de los canales de flujo de sangre (13) y las aberturas de flujo de salida de sangre (15) en un extremo de los canales de flujo de sangre (13) opuesto a este extremo se define una dirección de flujo de la sangre (16) ,

caracterizado por que

f. el cuerpo base (11) está realizado en forma de tubo y presenta un eje longitudinal central (10) ,

g. la estera (8) del cuerpo intercambiador de calor (1) está enrollada formando un rollo (12) ,

h. los ejes longitudinales (5) de las secciones de tubo flexible de plástico (3) están orientados de manera paralela al eje longitudinal central (10) ,

i. la dirección de flujo del medio intercambiador de calor (19) está orientada en contra de la dirección de flujo de la sangre (16) , j. la dirección de flujo de la sangre (16) está orientada a lo largo del eje longitudinal central (10) del cuerpo base (11) .

2. Intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por cavidades (13) orientadas de manera paralela al eje longitudinal central (10) entre las secciones de tubo flexible de plástico (3) del rollo (12) como canales de flujo de sangre.

3. Intercambiador de calor de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que cada sección de tubo flexible de plástico (3) presenta una pared de transición térmica, en el que un área del intercambiador de calor interna del medio intercambiador de calor es más pequeña que un área del intercambiador de calor externa de la sangre.

4. Intercambiador de calor de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el cuerpo base 45 (11) está unido de manera rígida con el cuerpo intercambiador de calor (1) , en particular mediante fundición.

5. Intercambiador de calor de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las secciones de tubo flexible de plástico (3) están tricotadas entre sí de manera transversal al eje longitudinal (5) mediante suturas de tricotado (6) .

6. Intercambiador de calor de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los ejes longitudinales (5) de las secciones de tubo flexible de plástico (3) están dispuestos de manera paralela uno con respecto a otro.


 

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