(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
医学的な液体、特に血液、から気泡を分離するための、円筒形の容器（１）、流入スリーブ（６）および流出スリーブ（７）を備えた装置であって、流入スリーブ（６）が容器（１）の縦軸中に配置されていること、および流入スリーブ（６）に、容器（１）の縦方向に走る中央流動管（１０）を有する流れ誘導部品（９）が接続されており、前記中央流動管が少なくとも２個の流れ誘導管（１２、１３）に移行し、前記流れ誘導管が、ある空間曲線で、容器の縦方向から、接線方向で容器の壁に向かって走る方向に伸びていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記流れ誘導部品（９）が２個の流れ誘導管（１２、１３）を備え、前記流れ誘導管の開口部（１４、１５）が反対方向を向いていることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記第一および第二の流れ誘導管（１２、１３）が、中央流動管（１０）の縦軸に関して対称的であることを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記流れ誘導部品（９）が少なくとも２個の部品（９ａ、９ｂ）からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
前記第一部品（９ａ）が、中央流動管（１０）および流れ誘導管（１２、１３）の上側半分を含み、第二部品（９ｂ）が、流れ誘導管（１２、１３）の下側半分を含むことを特徴とする請求項４記載の装置。
【請求項６】
前記第一部品（９ａ）が、中央流動管（１０）の半分および流れ誘導管（１２、１３）の半分を含み、前記第二部品（９ｂ）が、中央流動管（１０）の他の半分および流れ誘導管（１２、１３）の他の半分を含むことを特徴とする請求項４記載の装置。
【請求項７】
前記流れ誘導部品（９）の両方の部品（９ａ、９ｂ）を一つに合わせることができることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記流れ誘導部品（９）の部品（９ａ、９ｂ）の一方が、ピン（１７、１７ａ）を備え、前記ピンが、部品（９ａ、９ｂ）のもう一方の対応する切欠き部（１８、１８ａ）の中に位置することを特徴とする請求項７記載の装置。
【請求項９】
前記容器（１）が垂直に配置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医学的な液体から気泡を分離するための、特に血液から気泡を分離するための、ドイツ国特許出願第Ｐ４３２９３８５．９号による本質的に円筒形の容器、流入スリーブおよび流出スリーブを備えた装置に関する。
【０００２】
医学的な液体から気泡を分離するための装置は、空気以外の気体を分離するためにも使用できるので、その様な気体分離装置は脱気装置とも呼ばれる。
【０００３】
患者の自然な血液循環系から血液を取り出し、人工血液循環系を通して送る場合、血液中に含まれていることがある気体を分離してから、血液を再び患者の体に戻す必要がある。これは、例えば手術時の自家輸血の範囲内における細胞分離の場合に、さらに血液透析または血液濾過、ならびにこれらの処置技術の組合せ形態の場合に当てはまる。
【０００４】
特に血液の脱気を行なう場合、一方で、場合により血液中に含まれる気泡が患者の死亡につながることがあるので、気泡の分離を高度の信頼性をもって行なう必要があり、他方、気体分離装置は、その機械的特性および生じる流動形態に関して、血液の構成要素が損なわれない様に設計されていなければならない、という問題がある。血液損傷を少なくするには、血球が気体分離装置の表面に付着して凝集しない様に、流動路が材料の面では平滑な表面を有し、ならびに流動し易い連続的な形状を有することにより、気体分離装置の洗浄特性が良好であることが望ましい。血液損傷を少なくするにはさらに、血液の気体分離装置内の滞留時間が短い必要があるが、ただし気体分離性自体が悪くなってはならない。さらに、充填容積は小さい方が有利である。
【０００５】
【従来の技術】
液体から気泡を分離するための公知の装置はＧＢ２０６３１０８に開示されている。この公知の気体分離装置は、本質的に円筒形で、垂直に配置された、流入スリーブおよび流出スリーブを有する容器を備えている。流入スリーブは容器の上端部に、脱気すべき液体が外周区域で本質的に接線方向で容器内に入る様に配置されている。接線方向で流入するために、脱気すべき液体は最初に円形の流路を流れるが、その円形流路は垂直の容器を通して流れ全体的に層状になるので、液体は容器を通してら旋状の流路で流れ、下端で接線方向に配置された流出スリーブから容器の外に流れ出る。その際、液体流の円形運動成分が造り出す遠心力により、液体中に圧力差が生じるので、密度がより低い、すなわちより軽い気泡が容器の中央に押しやられ、容器の縦軸に沿って上昇し、排気孔から排出される。
【０００６】
病院業務に使用される気体分離装置は、簡単に設置でき、大きな経費をかけずに既存の配管類に接続できる必要がある。そのために、流入スリーブを容器の接線方向ではなく、縦方向に配置する努力がなされている。つまり、流入スリーブを容器の縦軸に配置すれば、配管を変更する必要なく、例えば既存のチューブを切断し、その中に気体分離装置を設置することができる。さらに、不必要な止め輪を使用せずに配管を行なうことができる。
【０００７】
血液の処理に気体分離装置を使用する場合、さらに、気体分離装置を、ある使用時間の後、特に患者の交代時に交換する必要がある。病院業務における衛生上の必要条件を満足する清潔さは非常に重要なので、気体分離装置は使い捨て製品として製造すべきである。
【０００８】
主要出願により、流入スリーブの下流に、本質的に回転対称形の基本部品からなる流れ誘導部品を備えた気体分離装置を提案するが、その基本部品の、流入する液体の方を向いた外側表面は、幾何学的に、湾曲断面が容器の縦軸を中心にして回転することにより限定され、誘導翼を備えている。さらに第一の流れ誘導面に対して平行に第二の誘導面が配置され、複数の流路を形成することが提案されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、一方でら旋状流路の長所を有し、他方、気体分離装置の縦軸の中に配置された流入スリーブを備えた、医学的な液体から気泡を分離する装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、次のように特定される。
【００１１】
［１］  医学的な液体、特に血液、から気泡を分離するための、円筒形の容器（１）、流入スリーブ（６）および流出スリーブ（７）を備えた装置であって、流入スリーブ（６）が容器（１）の縦軸中に配置されていること、および流入スリーブ（６）に、容器（１）の縦方向に走る中央流動管（１０）を有する流れ誘導部品（９）が接続されており、前記中央流動管が少なくとも２個の流れ誘導管（１２、１３）に移行し、前記流れ誘導管が、ある空間曲線で、容器の縦方向から、接線方向で容器の壁に向かって走る方向に伸びていることを特徴とする装置。ここで、円筒形とは、略円筒形も含み、接線方向とは、略接線方向といわれるものも含む。
【００１２】
［２］  前記流れ誘導部品（９）が２個の流れ誘導管（１２、１３）を備え、前記流れ誘導管の開口部（１４、１５）が反対方向を向いていることを特徴とする前記１記載の装置。
【００１３】
［３］  前記第一および第二の流れ誘導管（１２，１３）が、中央流動管（１０）の縦軸に関して対照であることを特徴とする前記２記載の装置。
【００１４】
［４］  前記流れ誘導部品（９）が少なくとも２個の部品（９ａ、９ｂ）からなることを特徴とする前記１〜３のいずれか１項記載の装置。
【００１５】
［５］  前記第一部品（９ａ）が、中央流動管（１０）および流れ誘導管（１２、１３）の上側半分を含み、第二部品（９ｂ）が、流れ誘導管（１２、１３）の下側半分を含むことを特徴とする前記４記載の装置。
【００１６】
［６］  前記第一部品（９ａ）が、中央流動管（１０）の半分および流れ誘導管（１２、１３）の半分を含み、前記第二部品（９ｂ）が、中央流動管（１０）の他の半分および流れ誘導管（１２、１３）の他の半分を含むことを特徴とする前記４記載の装置。
【００１７】
［７］  前記流れ誘導部品（９）の両方の部品（９ａ、９ｂ）を一つに合わせることができることを特徴とする前記４〜６のいずれか１項記載の装置。
【００１８】
［８］  前記流れ誘導部品（９）の部品（９ａ、９ｂ）の一方が、ピン（１７、１７ａ）を備え、前記ピンが、部品（９ａ、９ｂ）のもう一方の対応する切欠き部（１８、１８ａ）の中に位置することを特徴とする前記７記載の装置。
【００１９】
［９］  前記容器（１）が垂直に配置されていることを特徴とする前記１〜８のいずれか１項に記載の装置。ここで、垂直とは略垂直も含む。
【００２０】
【発明の実施の形態】
医学的な液体から気泡を分離するための本発明の装置では、流入スリーブまたは接続部の下流に配置された、ら旋状流路を造り出すための流れ誘導部品が、容器の縦方向に配置された中央流動管を備え、該中央流動管が複数の、好ましくは２個の流れ誘導管に移行し、それらの流れ誘導管は、それぞれある空間曲線で、容器の縦軸から、接線方向で容器の壁に向かって走る方向に伸びている。流入する液体は、流れ誘導管の中でまず半径方向で外側に向かって誘導され、次いで、液体が流れ誘導管から本質的に接線方向で容器の壁に向かって走る方向で流出する様に方向転換し、それによって所望のら旋状の流れが誘発される。
【００２１】
本発明の装置の、流入液体分配器とも呼ぶことができる流れ誘導部品は、その構造のために、流入管と共に簡単に射出成形部品として従来の、好ましくは透明なプラスチックから大量に製造することができる。
【００２２】
誘導部品は、流れを容器中でら旋状に形成するという基本原理の長所を放棄する必要なしに、容器の縦方向に配置した流入スリーブを備えることができる。その際、流れ誘導部品の中央流動管は、容器の流入スリーブに接続する、例えば管状の入口スリーブの中に丁度はめ込むことができる。また、中央流動管は流入スリーブの一体化された構成部品でもよい。
【００２３】
流れ誘導管により、流れ誘導部品は、流れを連続的に、衝撃を大幅に回避して誘導することができるので、脱気すべき液体中で一様な流れプロファイルが形成される。これによって、せん断応力が低く、一様になるので、血液の損傷を最小に抑えながら、血液から気泡を分離することができる。
【００２４】
流れ誘導部品は、開口部が反対の方向を指す様に配置された２個の流れ誘導管を備えるのが好ましい。これによって、両方の流れが重なり合わず、誘導部品の区域内における渦形成を避けることができる。
【００２５】
流れ誘導部品の製造をさらに簡略化するには、この部品を２個の部分から構成するのが有利である。第一部分は好ましくは中央流動管および流れ誘導部品の上側半分を含み、第二部分は流れ誘導部品の下側半分を含む。しかし、誘導部品を２個の縦方向半分で構成することも可能である。両部分は射出成形方法で対応する形状に、特に簡単に製作することができる。その後で、これらの部分を一つに合わせ、液体を方向転換させる流れ誘導路を形成することができる。これには、流れ誘導部品の一方の半分がピンを備え、このピンが、両方の部分を一つに合わせる時に、他方の部分の対応する切欠き部と噛み合う様にするのが有利である。両方の部分は互いに接着させることもできる。
【００２６】
【実施例】
以下に、添付の図面を参照しながら、本発明の、医学的な液体から気泡を分離する装置の実施例を説明する。
【００２７】
図１は、垂直に配置した気体分離装置の部分断面図である。気体分離装置は、本質的に円形の容器１を備え、その上端は蓋２で閉じてあり、その蓋は円筒形のフランジ３および周囲の、容器１の壁４に接する縁部５を備えている。
【００２８】
蓋２の中央には、図には示していない供給管と接続する流入スリーブ６があり、容器の下端には、図には示していない排出管に接続する流出スリーブ７が配置され、これらのスリーブの内径は、それぞれ、そこに押し込む接続チューブの直径に適合している。流入スリーブ６は蓋２と一体成形されている。容器の蓋２には、流入スリーブ６に加えて、圧力チューブに接続するためのもう一つのスリーブ８がある。
【００２９】
流入スリーブ６の下流には、流れ誘導部品９が配置されているが、これは以下に図２〜５に関して詳細に説明する。ここで、図１と同じ符号は同じ部材を示す。
【００３０】
流れ誘導部品９は、中央の、容器の縦方向に配置された、容器の蓋２の流入スリーブ６に丁度差し込まれた、中央流路１１を有する流動管１０を有する。
【００３１】
中央の流動管１０は２個の流れ誘導管１２、１３に移行するが、それらの流れ誘導管は、中央流動管１０の一体化された構成部品として、流動管の縦軸に対して対称的に形成されている。分かり易くするために、図１は、中央流動管１０の上側部分を断面図として示し、中央流動管１０の下側部分および流れ誘導管１２、１３の両方、すなわち流れ誘導部品９の下側部分を全体図として示している。流れ誘導管１２、１３は、容器の縦軸方向に配置された中央流動管１０から両側に、ある空間曲線でら旋状に、容器１の壁に対して本質的に接線方向で走る水平な方向に伸びている。その際、翼状に突き出た両流れ誘導管１２、１３の開口部１４、１５は反対方向に向いている。流れ誘導管はそれぞれ、その全長にわたって、中央流路１１の断面積の約半分の、本質的に一定した流路断面積を有する。
【００３２】
流れ誘導部品９の特別な構造により、上部矢印の方向で流入スリーブ６を通り、中央流動管１０に流れ込む液体は、両流れ誘導管１２、１３の中で半径方向で外に向かって誘導され、その際さらに、液体が流れ誘導管から流出する時に、容器の壁に対して本質的に接線方向に走る水平な方向で流れる様に方向転換される（図１）。垂直方向の流れも水平方向の回転流に変換される。これによって、ら旋状の流れが誘発され、その際、回転成分により発生した差圧により、気泡が縦軸方向で圧迫され、その密度が低いために上昇する。上昇した気泡は容器の上部で空気クッションを形成する。一般的に、液体の表面で空気が新たに供給されるのを防止するために、できるだけ低い流動速度が求められる。さらに、流動部品９の出口開口部１４、１５は、蓋２との、ないし蓋の下に形成される空気クッションとの十分な距離をおいて配置されるべきである。血液は、上から下にら旋状経路で容器１を通って流れた後、図１で番号１６で示すフィルターを通り、次いで流出スリーブ７を通って排出された後、使用される。図１は、流入スリーブ６および流出スリーブ７の同軸配置を示す。しかし、流入スリーブ６だけが容器の縦軸に配置され、流出スリーブ７は接線方向で容器に接続されていてもよい。
【００３３】
加工技術上の理由から、流れ誘導部品９は、図３に示す２個の部品９ａ、９ｂからなる。第一部品９ａは中央流動管１０および両流れ誘導管１２、１３の上側半分を含むのに対し、第二部品９ｂは、両流れ誘導管１２、１３の下側半分を含む。両法の部品９ａ、９ｂを製造した後、一つに合わせられる様に、下側半分は２個のピン１７、１７ａを備えており、これらのピンが、上側部品にある対応する切欠き部と噛み合い、両部品を一つに固く保持する。
【００３４】
図６は、２個の縦方向半分を一つに合わせて構成した流れ誘導部品を、部分的に切断した全体図で示す。この流れ誘導部品は縦方向でアンダーカットすることなく分割されている。その際、第一部品９ａは中央流動管１０の縦方向半分および流れ誘導管１２、１３の半分を含み、第二部品９ｂは中央流動管１０の別の縦方向半分および流れ誘導管１２、１３の別の半分を含む。切断線は図６で矢印で示してある。この実施態様では、両部品共にピンないし切欠き部が無く、両部品は互いに接着される。
【００３５】
本発明の気体分離装置の部品はすべて、充填水準および流動状態を常に目視により管理できる様に、好ましくは射出成形方法により、透明なプラスチックから製造する。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の構成により、流入スリーブ６から流れ誘導部品９の中央流動管１０の中に流れ込む液体は、流れ誘導管１２、１３中でまず半径方向で外側に向かって誘導され、次いで、液体が流れ誘導管１２、１３から容器１の壁に対して本質的に接線方向に走る方向で流出する様に方向転換され、それによって、ら旋状の流れが誘発される。この流れ誘導部品９により、容器中でら旋状の流れを形成する基本原理の長所を放棄する必要なしに、流入スリーブおよび流出スリーブを同軸に配置することができる。流れ誘導部品９は、その構造により、射出成形部品として従来の、好ましくは透明なプラスチックから、簡単に大量生産することができる。
【００３７】
本発明の流れ誘導部品の構造により、流入スリーブおよび流出スリーブを簡単な方法で既存の配管系に同軸接続することができ、技術的にも僅かな経費で大量に製造することができる気体分離装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である気体分離装置の部分的な断面図である。
【図２】本発明の一実施例である気体分離装置の誘導部品の側面図である。
【図３】（ａ）は組み立て前の、本発明に使用する一実施例の誘導部品の上側部分の側面図、（ｂ）は組み立て前の、本発明に使用する一実施例の誘導部品の下側部分の側面図を示す。
【図４】誘導部品の下側部分の、図３の矢印IVの方向で見た図である。
【図５】図４の流れ誘導部品の下側部分の上面図である。
【図６】本発明に使用する、２個の縦方向半分を一つに合わせた一実施例の、流れ誘導部品の部分的に切り取った全体図である。
【符号の説明】
１    容器
２    蓋
３    フランジ
４    壁
５    縁部
６    流入スリーブ
７    流出スリーブ
８    スリーブ
９    流れ誘導部品
１０  中央流動管
１１  中央流路
１２  流れ誘導管
１３  流れ誘導管
１４  開口部
１５  開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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