CN109186282A - 热交换装置及冷冻干燥设备 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种热交换装置及冷冻干燥设备，该热交换装置包括壳体、螺旋管和金属丝网，壳体具有一内腔，壳体的两端分别设置有出气口和进气口；螺旋管位于该壳体的内腔中且从所述壳体的上端延伸至所述壳体的下端处，所述螺旋管由细管缠绕形成，所述细管用于输送换热介质；金属丝网至少填充在所述螺旋管和所述壳体形成的空间内。该冷冻干燥设备包括承载装置和固定于该承载装置的至少一热交换装置，所述热交换装置竖直固定在所述承载装置上。该热交换装置和冷冻干燥设备的提高了传热效率，减小了能耗。

Description

热交换装置及冷冻干燥设备

技术领域

本发明涉及空气净化和干燥领域，特别涉及一种热交换装置及冷冻干燥设备。

背景技术

压缩空气是工业制造中重要的动力能源，压缩空气中含有大量的水分，目前压缩空气中水分干燥主要有吸附干燥技术和冷冻干燥技术，传统的冷冻干燥技术，将压缩空气进入到蒸发器中进行热交换，温度降低后压缩空气中的水分凝结成液态水，通过水汽分离器将水分过滤排出机外，从而达到干燥目的。

然而，传统的蒸发器主要由蒸发铜管加翅片组成，压缩空气流速较快，在蒸发器中流动行程较短，热交换不充分，效率低，能耗高。另一方面，受传统干燥机结构限制，蒸发器在干燥机中一般为水平结构，冷凝的液态水会被压缩空气再次带走，除水效率低，应用现场有液态水，除了对生产造成严重影响，也对现场环境造成影响。

发明内容

为了解决传统技术中存在的热交换不充分、效率低、能耗高的问题，本发明提供了一种热交换装置及冷冻干燥设备。

本发明提供一种热交换装置，包括：

壳体，其具有一内腔，所述壳体的两端分别设置有出气口和进气口；

螺旋管，其位于该壳体的内腔中且从所述壳体的上端延伸至所述壳体的下端处，所述螺旋管由细管缠绕形成，所述细管用于输送换热介质；

金属丝网，其至少填充在所述螺旋管和所述壳体形成的空间内。

进一步，所述金属丝网还填充在所述螺旋管的内腔中。

进一步，还包括位于所述壳体的内腔中的两网板，两所述网板分别设置在靠近所述壳体的进气口和出气口处，且其中一所述网板位于所述金属丝网上方，另一所述网板位于所述金属丝网的下方，所述网板的网孔尺寸小于所述金属丝网的网孔尺寸。

进一步，所述金属丝网与所述螺旋管紧密接触；

所述壳体的外周面上设置有保温棉。

本发明另提供一种冷冻干燥设备，包括：

承载装置，其设置有进气缓冲腔和出气缓冲腔，且所述承载装置还设置有分别与所述进气缓冲腔和出气缓冲腔连通的进气接口和出气接口；

至少一热交换装置，用于干燥压缩气体，所述热交换装置竖直固定于所述承载装置，所述热交换装置包括：

壳体，其具有一内腔，所述壳体的两端分别设置有出气口和进气口，所述出气口和进气口分别与所述出气缓冲腔和进气缓冲腔连通；

螺旋管，其由所述壳体的上端延伸至所述壳体的下端处，所述螺旋管由细管缠绕形成，所述螺旋管的内部形成一内腔，所述细管用于输送冷却介质；以及

金属丝网，其至少填充在所述螺旋管和所述壳体形成的空间内。

进一步，所述承载装置为外壳，所述进气缓冲腔和出气缓冲腔形成在所述外壳内，且分别设置在所述外壳的下端和上端，或者，所述进气缓冲腔和出气缓冲腔分别设置在所述外壳的上端和下端；

所述热交换器的上端连接所述外壳的上端内壁，所述热交换器的下端连接所述外壳的下端内壁。

进一步，所述金属丝网还填充在所述螺旋管的内腔中。

进一步，所述热交换装置还包括位于所述壳体的内腔中的两网板，两所述网板分别设置在靠近所述壳体的进气口和出气口处，且其中一所述网板位于所述金属丝网上方，另一所述网板位于所述金属丝网的下方，所述网板的网孔尺寸小于所述金属丝网的网孔尺寸。

进一步，所述细管中输送冷却介质为冷媒，所述冷冻干燥设备还包括：

冷媒压缩机，其设置在所述外壳内，与所述热交换装置的细管的出口端相连接，用于将气化后的冷媒压缩成高温高压的液态冷媒；

冷凝器，其设置在所述外壳内，与所述冷媒压缩机相通，将冷媒压缩机输出的高温高压液态冷媒降温为低温高压液态冷媒；

冷凝风扇，用于对所述冷凝器进行降温；

冷媒过滤器，其设置在所述外壳内，与所述冷凝器相通，用于过滤所述冷凝器输出的液态冷媒中的杂质；以及

节流装置，其设置在所述外壳内，与所述冷媒过滤器相通，用于将所述冷媒过滤器过滤后的低温高压液态冷媒降压为低温低压液态冷媒，所述节流装置与所述热交换装置的细管的进口端连接，以将降压后的低温低压液态冷媒输送至所述细管中；

支撑架，所述支撑架的下方区域放置所述冷媒压缩机、所述节流装置和所述冷媒过滤器，所述支撑架上放置所述冷凝器，使得所述冷凝器和所述冷媒压缩机、所述节流装置、所述冷媒过滤器集成在所述支撑架的上方和下方。

进一步，所述冷冻干燥设备还包括设置在外壳内的第一过滤器和第二过滤器，所述第一过滤器的进口与所述进气接口连通，所述第一过滤器的出口与所述进气缓冲腔连通；

所述第二过滤器的进口与所述出气缓冲腔连通，所述第二过滤器的出口与所述出气接口连通。

进一步，所述第一过滤器的出口周边与所述下端内壁之间设置有第一密封圈，所述第一过滤器通过所述第一密封圈与所述下端内壁紧密连接；

所述第二过滤器的进口周边与所述上端内壁之间设置有第二密封圈，所述第二过滤器通过所述第二密封圈与所述上端内壁紧密连接。

进一步，所述外壳的底部设置有排水阀座，所述第一过滤器和所述第二过滤器过滤后的液态水、液态油或杂质汇流在所述排水阀座的储液腔中。

进一步，所述金属丝网与所述螺旋管紧密接触。

进一步，所述热交换装置有两个或两个以上，两个或两个以上的所述热交换装置并排设置并联连通，各所述热交换装置的进气口均与所述进气缓冲腔连通，各所述热交换装置的出气口均与所述出气缓冲腔连通，压缩气体从所述进气缓冲腔通过各所述热交换装置的进气口进入对应的热交换装置而被分流，分流后的气流在对应热交换装置中与金属丝网进行热交换后，通过对应换热管的出气口汇入到所述出气缓冲腔中。

进一步，所述热交换装置有两个或两个以上，两个或两个以上的所述热交换装置串联连通，位于首端的热交换装置与所述进气缓冲腔连通，位于尾端的热交换装置与所述出气缓冲腔连通，相邻两热交换装置通过气体导流腔相通，压缩气体从所述进气缓存腔进入首端的热交换装置后，依次流入各个热交换装置中，最后从尾端的热交换装置流出并进入所述出气缓冲腔中。

本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明的热交换装置通过至少在螺旋管和壳体形成的空间内填充金属丝网，使得压缩气体流经金属丝网时，流速变缓，增加气流在该壳体内的行程，使得气流与螺旋管接触的时间变长，换热充分，进而大大地提高了传热效率，减小了能耗，也降低了热交换器的制作成本。

本发明的冷冻干燥设备包括承载装置和上述热交换装置，热交换装置竖直固定在所述承载装置上，使得进入热交换装置的气流能够沿竖直方向流动，有利于提高换热效率。该热交换装置的细管中通有冷却介质，用于冷却与该热交换装置的螺旋管接触的压缩气体，并且由于至少在螺旋管和壳体形成的空间内填充金属丝网，使得压缩气体流经金属丝网时，流速变缓，增加气流在该壳体内的行程，使得气流与螺旋管接触的时间变长，换热充分，进而大大地提高了传热效率，减小了能耗，也降低了热交换器的制作成本。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并于说明书一起用于解释本发明的原理。

图1为本发明在一个实施例中热交换装置的结构示意图。

图2为本发明在另一个实施例中热交换装置的结构示意图。

图3为本发明在一实施例中的冷冻干燥设备的前侧剖视图。

图4为本发明在一实施例中的冷冻干燥设备的后侧剖视图。

图5为本发明在一实施例中的冷冻干燥设备的俯视图。

图6为本发明在一实施例中的冷冻干燥设备的仰视图。

图7为在一个实施例中冷冻干燥设备的左视图。

图8为在一个实施例中冷冻干燥设备的右视图。

图9为本发明在一实施例中的冷冻干燥设备的前侧剖视图。

图10为本发明在一实施例中的冷冻干燥设备的后侧剖视图。

图11为本发明在又一实施例中的冷冻干燥设备的前侧剖视图。

图12为本发明在又一实施例中的冷冻干燥设备的后侧剖视图。

图13为在一实施例中热交换装置的细管通冷却水时冷冻干燥设备的前侧剖面图。

图14为在一实施例中热交换装置的细管通冷却水时冷冻干燥设备的后侧剖面图。

图15为在另一实施例中热交换装置的细管通冷却水时冷冻干燥设备的前侧剖面图。

图16为在另一实施例中热交换装置的细管通冷却水时冷冻干燥设备的后侧剖面图。

图17为在又一实施例中热交换装置的细管通冷却水时冷冻干燥设备的前侧剖面图。

图18为在又一实施例中热交换装置的细管通冷却水时冷冻干燥设备的后侧剖面图。

具体实施方式

为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。

如图1所示，其为本发明在一个实施例中热交换装置的结构示意图，该热交换装置10包括壳体11、位于该壳体11内的螺旋管12以及金属丝网13。

该壳体11呈管状，其内部密封，两端分别设置有进气口111和出气口112。该进气口111和出气口112的尺寸大小根据对应的配套装置而定。在图1中，进气口111位于该壳体11的下端，出气口112位于在壳体11的上端，但并不限于此，进气口111和出气口112的设置位置可根据实际应用变化，例如，也可以是，进气口111可以位于该壳体11的上端，出气口112可以位于该壳体11的下端。

螺旋管12位于壳体11的内腔中且从壳体11的上端延伸至壳体11的下端处。该螺旋管12由细管121沿壳体11的高度方向缠绕形成，该细管121可以是铜管。该细管121用于输送换热介质，根据实际应用该换热介质可以是冷却介质，也可以是加热介质，该冷却介质可以为冷媒或冷却水，该加热介质可为热媒或热水。当螺旋管12的细管121通有冷媒或冷却水时，冷媒或冷却水在壳体11内因蒸发吸收大量的热量，使得进入该壳体11的压缩气体迅速降温，压缩气体降温后大量的水分和油分会从压缩气体中分离出，从而使压缩气体变得干燥。

细管121的进口端122和出口端123可位于该壳体11的不同端，例如，分别位于壳体11的上端和下端，即冷却介质或加热介质从壳体11的下端通入，从壳体11的上端流出。

在另一实施例中，细管的进口端和出口端也可位于该壳体的同一端。如图2所示，其为本发明在另一个实施例中热交换装置的结构示意图，该细管121的进口端122和出口端123位于该壳体11的同一端，即下端。可以理解，该同一端也可以是指壳体11的上端。

金属丝网13填充在螺旋管12和壳体11形成的空间内以及螺旋管12的内腔中。即金属丝网13充满在壳体11的空余的空间内。金属丝网13与螺旋管12紧密接触，以增加传热面积。金属丝网13的网孔较大使其能够让气流通过，并且对气流起到一定的阻挡作用，使气流流通该金属丝网13时流速变缓，气流能够与螺旋管12接触的时间变长，从而提高热交换效率。另一方面，气流经过该金属丝网13时，气流中水分和油分凝结成水滴，藉此也达到去除压缩气体中水分和油分的目的。

进一步，该热交换装置10还包括位于该壳体11内腔中的两网板14，两网板14分别设置在靠近该壳体11的进气口111和出气口112处，且其中一网板14位于金属丝网13上方，另一网板14位于金属丝网13的下方。该网板14可以是不锈钢网，其截面尺寸大致等于壳体11的内截面尺寸，使得通入或流出该壳体11的气流均经过该网板14。该网板14上可设置一通孔，该通孔的孔径尺寸与细管121的尺寸相配合，细管121能够通过该通孔伸出，而又不会使气流从该通孔中流出或流入。该网板14的网孔尺寸小于金属丝网13的网孔尺寸，即该网板14的钢丝分布密度大于该金属丝网13的密度，使得进入或流出壳体11的压缩气体经过该网板14后均匀分布。另一方面，网板14也可分离压缩气体中的部分水分，以进一步分离压缩气体中的水分。

进一步，可在壳体11的外周面上设置有保温棉，防止热量向外散失，进而保证换热效率。

压缩气体从该壳体11的进气口111进入，通过网板14后，与金属丝网13和螺旋管12接触，压缩气体流经金属丝网13时，流速变缓，增加气流在该壳体11内的行程，使得气流与螺旋管12接触的时间变长，换热充分，进而大大地提高了传热效率，减小了能耗，也降低了热交换器的制作成本。

可以理解，在其他实施例中，该热交换装置的螺旋管的内腔中也可不必设置金属丝网，在此种情况下，该热交换装置同样具有良好的换热效果。

因此，本发明的热交换装置通过至少在螺旋管和壳体形成的空间内填充金属丝网，使得压缩气体流经金属丝网时，流速变缓，增加气流在该壳体内的行程，使得气流与螺旋管接触的时间变长，换热充分，进而大大地提高了传热效率，减小了能耗，也降低了热交换器的制作成本。

本发明另提供一种冷冻干燥设备100，该冷冻干燥设备100包括上述热交换装置，具体的，结合图3至图6所示，图3为本发明在一实施例中的冷冻干燥设备的前侧剖视图，图4为本发明在一实施例中的冷冻干燥设备的后侧剖视图，图5为本发明在一实施例中的冷冻干燥设备的俯视图，图6为本发明在一实施例中的冷冻干燥设备的仰视图，该冷冻干燥设备100包括上述热交换装置10，承载装置、冷媒压缩机30、冷凝器40、冷媒过滤器50、节流装置60。该热交换装置10的细管121内通有冷却介质。该冷却介质可以为冷媒。该热交换装置10为上述提及的热交换装置10，下文不再对该热交换装置的具体的结构和作用进行详述。

该承载装置可以是开放式结构，例如，其可以由两个腔管组成，两个腔管分别对应为进气缓冲腔和出气缓冲腔，热交换装置10竖直连接两个腔管之间，冷媒压缩机30、冷凝器40、冷媒过滤器50、节流装置60可直接固定在其中一个腔管上，该腔管可以是由金属制成或其他具有一定硬质的材料制成。该承载装置可直接挂在墙壁上或直接放置在地板上。

该承载装置可以是闭合式结构，例如，如图1所示，该承载装置可以是一个外壳20，该外壳20可直立在地板上或挂在墙壁上，具体的，该外壳20可以为盒状，其底部设置支腿21，通过该支腿21可支撑起整个冷冻干燥设备100。结合图7和图8所示，图7为在一个实施例中冷冻干燥设备的左视图，图8为在一个实施例中冷冻干燥设备的右视图，该外壳20上设置有进气接口22和出气接口23，在该实施例中，进气接口22和出气接口23分别设置在该外壳20左侧面的下部位置和右侧面的上部位置，可以理解，在其他实施方式中，该进气接口和出气接口可分别设置在外壳左侧面的上部位置和右侧面的下部位置。该外壳20的左侧面上还设置有开关按钮24、冷媒高压表26、冷媒低压表25以及操作面板27。冷媒高压表26、冷媒低压表25用于测量细管121内的冷媒的压力。该外壳20具有一内腔201，该内腔201中设置有该热交换装置10、冷媒压缩机30、冷凝器40、冷媒过滤器50、节流装置60。

进一步，外壳20内还设置有电控箱，用于控制冷媒压缩机30。

外壳20的下端和上端分别设置有进气缓冲腔202和出气缓冲腔203，进气缓冲腔202形成在外壳20的下端内壁204与外壳20的底外壁之间，出气缓冲腔203形成在外壳20的上端内壁205与外壳20的顶外壁之间。该进气缓冲腔202连通该进气接口22和热交换装置10的进气口111，出气缓冲腔203连通热交换装置10的出气口112和出气接口23，使得压缩气体通过进气接口22进入外壳20后通过进气缓冲腔202流入热交换装置10内，压缩气体经热交换装置10进行热交换冷却后，从出气口112流入出气缓冲腔203，再通过出气接口23流出外壳20。

热交换装置10竖直放置在外壳20内，且热交换装置10的上端连接外壳20的上端内壁205，其下端连接外壳20的下端内壁205，使得进入热交换装置10的气流能够沿竖直方向流动，有利于提高换热效率。更具体而言，热交换装置10的下端可通过螺栓或螺丝等连接件与下端内壁204连接，类似的，上端可通过螺栓或螺丝等连接件与上端内壁205连接。

进一步，热交换装置10的下端与下端内壁204之间设置有密封垫，交换装置10的上端与上端内壁205之间设置有密封垫，以加强换热装置10的密封性，防止气体泄漏。

如图3所示，进气缓冲腔202和出气缓冲腔203对应设置在外壳20的下端和上端，但并不限于此，，该进气缓冲腔和出缓冲腔的设置位置可根据实际应用变化，例如，该进气缓冲腔和出缓冲腔可分别设置在外壳的上端和下端，对应的，外壳的出气接口设置在外壳左侧面的下部位置，进气接口设置在外壳右侧面的上部位置，该热交换装置的进气口位于壳体的上端并与外壳上端的进气缓冲腔连通，该热交换装置的出气口位于壳体的下端并与外壳的下端的出气缓冲腔连通。

冷媒压缩机30设置在外壳20内，其与热交换装置10的细管121的出口端相连通，用于将气化后的冷媒压缩成高温高压的液态冷媒。冷凝器40设置在外壳20内，与冷媒压缩机30相通，将冷媒压缩机30输出的高温高压液态冷媒降温为低温高压液态冷媒。冷凝器40的背面还设置有冷凝风扇41，用于对冷凝器40进行吹风降温。冷媒过滤器50设置在外壳20内，与冷凝器40相通，用于过滤冷凝器输出的液态冷媒中的杂质。节流装置60设置在外壳20内，与冷媒过滤器50相通，用于将冷媒过滤器50过滤后的低温高压液态冷媒降压为低温低压液态冷媒。该节流装置50可以是膨胀阀或毛细管。节流装置50与热交换装置10的细管121的进口端连接，以将降压后的低温低压液态冷媒输送至该细管121中。

热交换装置10的细管121的出口端123和进口端122穿出外壳20后，分别通过外露的铜管与冷媒压缩机30和节流装置60连接，细管121在穿出外壳20时需进行密封处理，以防止气体泄漏，该密封处理的方式可以是多样的，例如，在细管121的穿出处设置密封胶，又例如，在细管121上套螺纹，螺纹再与该外壳20焊接连接。

进一步，该冷冻干燥设备100还包括支撑架206，支撑架206的下方区域放置冷媒压缩机30、节流装置60和冷媒过滤器50。该支撑架206上放置该冷凝器40和冷凝风扇41，使得冷凝器40和冷媒压缩机30、节流装置60、冷媒过滤器50集成在支撑架206的上方和下方，合理布置冷凝器40和冷媒压缩机30、节流装置60、冷媒过滤器50，可减小冷凝器40和冷媒压缩机30、节流装置60、冷媒过滤器50所占的空间，使整个冷冻干燥设备100的各个部件的布局更佳紧凑，有利于减小冷冻干燥设备100整体尺寸。

进一步，冷冻干燥设备100还包括第一过滤器71和第二过滤器72，用于过滤杂质、油、水等。

第一过滤器71的进口711与进气接口22连通，其出口712与外壳20上的进气缓冲腔202连通。该第一过滤器71的出口712周边与下端内壁204之间设置有第一密封圈713，该第一过滤器71通过该第一密封圈713与下端内壁204紧密连接。

第二过滤器72的进口721与外壳20上的出气缓冲腔203连通，其出口722与出气接口23连通。第二过滤器72的进口721周边与上端内壁205之间设置有第二密封圈723，第二过滤器72通过该第二密封圈723与上端内壁205紧密连接。该第二过滤器72的底盖724上设置有一排水口725，经该第二过滤器72过滤后的杂质通过该排水口725排出。

该第一过滤器71的滤芯716和第二过滤器72的滤芯726可以是玻璃纤维材料制成的。

进一步，外壳20的底部还设置有排水阀座207，该排水阀座207处设置有排水气缸2071和排水阀(未图示)。排水阀座207的储液腔与外壳20下端的进气缓冲腔202(或出气缓冲腔203，如图11所示)相通，从第一过滤器71、热交换装置10过滤出的水分、油和杂质通过该进气缓冲腔202流入储液腔(未图示)中。排水气缸2071定期驱动排水阀打开，将沉积在该储液腔中水分、油和杂质通过排水接口2072排出。

压缩气体从外壳20的进气接口22进入，通过第一过滤器71后进入进气缓冲腔202中，通过该进气缓冲腔202流入热交换装置10中，经热交换装置10的网板14后均匀分布，并与热交换装置10的细管121接触，由于细管121中冷媒吸热蒸发，压缩气体迅速降温，大量水分和油分冷凝出来，使压缩气体变干燥。由于热交换装置10中还填充有金属丝网13，使得压缩气体流经金属丝网13时，流速变缓，增加气流在热交换装置10的壳体11内的行程，使得气流与螺旋管12接触的时间变长，换热充分，大大地提高了传热效率，减小了能耗，也降低了热交换器的制作成本。干燥后的压缩气体从壳体11的出气口112流入出气缓冲腔203中，最后通过出气接口流向外部用气端连接。冷凝后液态水滴和油滴经金属丝网13过滤及重量的作用下，流入下端的进气缓冲腔202，汇聚在排水阀座207的储液腔(未图示)中，最后通过排水接口2072排出。

进一步，可在外壳20的内部设置有两个或两个以上热交换装置10，该两个或两个以上热交换装置10可以并排设置并联连通，并联连通是指各并排设置的热交换装置10的进气口之间相通，各热交换装置10的出气口之间也相通，压缩气体进入外壳20后，分流进入各热交换装置10，各分流气流通过对应热交换装置10又重新汇聚在一起。具体的，如图9和图10所示，图9为本发明在一实施例中的冷冻干燥设备的前侧剖视图，图10为本发明在一实施例中的冷冻干燥设备的后侧剖视图，在该实施例中，外壳20内并联设置有两个热交换装置10，各热交换装置10的进气口111均与外壳20的进气缓冲腔202连通，以并联对气流进行分流。各热交换装置10的出气口112均与外壳20的出气缓冲腔203连通，以并联对气流进行汇流，汇流后的气体最后流向用气端。各热交换装置10共用一个进气缓冲腔202和一个出气缓冲腔203。各热交换装置10并联连通对气流进行分流换热，可加速气流的降温。

各热交换装置10的细管121的出口端与冷媒压缩机30相接，各热交换装置10的细管121的进口端与节流装置60相接。冷凝器40和冷媒压缩机30、节流装置60、冷媒过滤器50与该些热交换装置10并排设置位于该外壳20的同一方向上，例如，外壳的宽度方向或长度方向上。但并不限于此，冷凝器40和冷媒压缩机30、节流装置60、冷媒过滤器50也可设置在与该些热交换装置10相垂直的方向上，例如，该些热交换装置10设置在外壳20的长度方向上，冷凝器40和冷媒压缩机30、节流装置60、冷媒过滤器50设置在外壳10的宽度方向。

此外，在另一个实施例中，外壳内设置的两个或两个以上的换热装置也可以并排设置串联连通，串联连通是各个并排设置的换热装置头尾相通，即进气缓存腔仅与第一个换热装置的进气口连通，第一个换热装置的出气口与第二个换热装置的进气口连通，第二个换热装置的出气口与第三个换热装置的进气口相通，依次类推，最后一个换热装置与出气缓存腔相通，也就是，压缩气体从进气接口进入后，从第一个换热装置的进气口进入第一个换热装置，再从第一个换热装置的出气口流入第二个换热装置，从第二个换热装置再流入第三个换热管，依次类推，直至从最后一个换热装置的出气口流出后进入出气缓冲腔。具体的，结合图11和图12所示，图11为本发明在又一实施例中的冷冻干燥设备的前侧剖视图，图12为本发明在又一实施例中的冷冻干燥设备的后侧剖视图，第一个的热交换装置10的进气口111连通外壳10的进气缓冲腔202，第一个的热交换装置10的出气口112通过气体导流腔208连通第二个换交换装置10的进气口111，第二个热交换装置的出气口112连通外壳10的出气缓冲腔203。

两个或两个以上的换热装置串联连通可对压缩气体进行多层冷却和干燥，提高压缩气体的干燥程度。

在此需说明的是，气体导流腔208是各个热交换装置10之间用于导流气体的通道，其可以设置在外壳20的上端，也可以设置在外壳的下端。该气体导流腔208的具体设置位置和数量根据实际应用而定，并且进气缓冲腔202和出气缓冲腔203的设置位置也根据实际使用情况而定。例如，外壳内设置有四个热交换器的情况下，外壳的下端设置有一个气体导流腔208，上端设置有两个气体导流腔208，进气缓冲腔202和出气缓冲腔203均设置在外壳的下端内壁上；又例如，外壳内设置有3个热交换器的情况下，外壳的下端设置有一个气体导流腔208，上端设置有一个气体导流腔208，进气缓冲腔202设置在下端，出气缓冲腔203设置在外壳的上端。

此外，串联连接的各热交换装置10的细管121的出口端均与冷媒压缩机30相接，细管121的进口端均与节流装置60相接。但并不限于此，也可以是串联的第一个热交换装置的细管121的进口端与节流装置60连接，第一个热交换装置的细管121的出口端与第二个热交换装置10的细管121的进口端连接，第二个热交换装置10的细管121的出口端与第三个热交换装置的细管121的进口端连接，依次类推，最后一个热交换装置10的细管121的出口端与冷媒压缩机30相接。

在上述实施例中，热交换装置的细管内的冷却介质为冷媒，对应的，在冷冻干燥设备的外壳内设置有对冷媒进行压缩、冷却、过滤和降压的冷媒压缩机、冷凝器、冷媒过滤器和节流装置，在一个实施例中，该热交换装置的细管内的冷却介质为冷却水，在此种情况下，则在外壳内不必设置冷媒压缩机、冷凝器、冷媒过滤器、节流装置，热交换装置的细管可直接外接冷却水。具体的，如图13至图18所示，图13为在一实施例中热交换装置的细管通冷却水时冷冻干燥设备的前侧剖面图，图14为在一实施例中热交换装置的细管通冷却水时冷冻干燥设备的后侧剖面图，冷冻干燥设备的外壳20没有设置冷媒压缩机、冷凝器、冷媒过滤器、节流装置，热交换装置10的细管121直接外接冷却水。

在另一个实施例中，图15为在另一实施例中热交换装置的细管通冷却水时冷冻干燥设备的前侧剖面图，图16为在另一实施例中热交换装置的细管通冷却水时冷冻干燥设备的后侧剖面图，冷冻干燥设备100包括两个或两个以上的热交换装置10，该两个或两个以上的热交换装置10为并排设置并联连通，即各热交换器10的进气口111与进气缓冲腔202连通，各热交换器10的出气口112与出气缓冲腔203连通。第一个热交换器10的细管121的进口端122直接外接冷却水，第二个热交换器10的细管121的进口端122与第一个热交换器10的细管121的出口端123相接，冷却水从第一个热交换器10中进入第二个热交换器10中，第二个热交换器10的细管121的出口端122与外壳20上的排水口相通将吸热后的冷却水向外壳20外排出。外壳20内不必设置冷媒压缩机、冷凝器、冷媒过滤器、节流装置。

在又一个实施例中，图17为在又一实施例中热交换装置的细管通冷却水时冷冻干燥设备的前侧剖面图，图18为在又一实施例中热交换装置的细管通冷却水时冷冻干燥设备的后侧剖面图，冷冻干燥设备100包括两个或两个以上的热交换装置10，该两个或两个以上的热交换装置10为串联连通，第一个热交换器10的进气口111与进气缓冲腔202连通，第一个热交换器10的出气口112与第二个热交换器10的进气口111相连通，第二个热交换器10的出气口112与出气缓冲腔203连通。各热交换器10的细管121的进口端122直接外接冷却水，各热交换器10的细管121的出口端122直接将吸热后的冷却水向外壳20外排出。外壳20内不必设置冷媒压缩机、冷凝器、冷媒过滤器、节流装置。

以上仅为本发明的较佳可行实施例，并非限制本发明的保护范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (15)

1.一种热交换装置，其特征在于，包括：

壳体，其具有一内腔，所述壳体的两端分别设置有出气口和进气口；

螺旋管，其位于该壳体的内腔中且从所述壳体的上端延伸至所述壳体的下端处，所述螺旋管由细管缠绕形成，所述细管用于输送换热介质；

金属丝网，其至少填充在所述螺旋管和所述壳体形成的空间内。

2.根据权利要求1所述的热交换装置，其特征在于，所述金属丝网还填充在所述螺旋管的内腔中。

3.根据权利要求1或2所述的热交换装置，其特征在于，还包括位于所述壳体的内腔中的两网板，两所述网板分别设置在靠近所述壳体的进气口和出气口处，且其中一所述网板位于所述金属丝网上方，另一所述网板位于所述金属丝网的下方，所述网板的网孔尺寸小于所述金属丝网的网孔尺寸。

4.根据权利要求1所述的热交换装置，其特征在于，所述金属丝网与所述螺旋管紧密接触；

所述壳体的外周面上设置有保温棉。

5.一种冷冻干燥设备，其特征在于，包括：

承载装置，其设置有进气缓冲腔和出气缓冲腔，且所述承载装置还设置有分别与所述进气缓冲腔和出气缓冲腔连通的进气接口和出气接口；

至少一热交换装置，用于干燥压缩气体，所述热交换装置竖直固定于所述承载装置，所述热交换装置包括：

壳体，其具有一内腔，所述壳体的两端分别设置有出气口和进气口，所述出气口和进气口分别与所述出气缓冲腔和进气缓冲腔连通；

螺旋管，其由所述壳体的上端延伸至所述壳体的下端处，所述螺旋管由细管缠绕形成，所述螺旋管的内部形成一内腔，所述细管用于输送冷却介质；以及

金属丝网，其至少填充在所述螺旋管和所述壳体形成的空间内。

6.根据权利要求5所述的冷冻干燥设备，其特征在于，所述承载装置为外壳，所述进气缓冲腔和出气缓冲腔形成在所述外壳内，且分别设置在所述外壳的下端和上端，或者，所述进气缓冲腔和出气缓冲腔分别设置在所述外壳的上端和下端；

所述热交换器的上端连接所述外壳的上端内壁，所述热交换器的下端连接所述外壳的下端内壁。

7.根据权利要求5所述的冷冻干燥设备，其特征在于，所述金属丝网还填充在所述螺旋管的内腔中。

8.根据权利要求5所述的冷冻干燥设备，其特征在于，所述热交换装置还包括位于所述壳体的内腔中的两网板，两所述网板分别设置在靠近所述壳体的进气口和出气口处，且其中一所述网板位于所述金属丝网上方，另一所述网板位于所述金属丝网的下方，所述网板的网孔尺寸小于所述金属丝网的网孔尺寸。

9.根据权利要求6所述的冷冻干燥设备，其特征在于，所述细管中输送冷却介质为冷媒，所述冷冻干燥设备还包括：

冷媒压缩机，其设置在所述外壳内，与所述热交换装置的细管的出口端相连接，用于将气化后的冷媒压缩成高温高压的液态冷媒；

冷凝器，其设置在所述外壳内，与所述冷媒压缩机相通，将冷媒压缩机输出的高温高压液态冷媒降温为低温高压液态冷媒；

冷凝风扇，用于对所述冷凝器进行降温；

冷媒过滤器，其设置在所述外壳内，与所述冷凝器相通，用于过滤所述冷凝器输出的液态冷媒中的杂质；以及

节流装置，其设置在所述外壳内，与所述冷媒过滤器相通，用于将所述冷媒过滤器过滤后的低温高压液态冷媒降压为低温低压液态冷媒，所述节流装置与所述热交换装置的细管的进口端连接，以将降压后的低温低压液态冷媒输送至所述细管中；

支撑架，所述支撑架的下方区域放置所述冷媒压缩机、所述节流装置和所述冷媒过滤器，所述支撑架上放置所述冷凝器，使得所述冷凝器和所述冷媒压缩机、所述节流装置、所述冷媒过滤器集成在所述支撑架的上方和下方。

10.根据权利要求6所述的冷冻干燥设备，其特征在于，所述冷冻干燥设备还包括设置在外壳内的第一过滤器和第二过滤器，所述第一过滤器的进口与所述进气接口连通，所述第一过滤器的出口与所述进气缓冲腔连通；

所述第二过滤器的进口与所述出气缓冲腔连通，所述第二过滤器的出口与所述出气接口连通。

11.根据权利要求10所述的冷冻干燥设备，其特征在于，所述第一过滤器的出口周边与所述下端内壁之间设置有第一密封圈，所述第一过滤器通过所述第一密封圈与所述下端内壁紧密连接；

所述第二过滤器的进口周边与所述上端内壁之间设置有第二密封圈，所述第二过滤器通过所述第二密封圈与所述上端内壁紧密连接。

12.根据权利要求6所述的冷冻干燥设备，其特征在于，所述外壳的底部设置有排水阀座，所述第一过滤器和所述第二过滤器过滤后的液态水、液态油或杂质汇流在所述排水阀座的储液腔中。

13.根据权利要求5所述的冷冻干燥设备，其特征在于，所述金属丝网与所述螺旋管紧密接触。

14.根据权利要求5所述的冷冻干燥设备，其特征在于，所述热交换装置有两个或两个以上，两个或两个以上的所述热交换装置并排设置并联连通，各所述热交换装置的进气口均与所述进气缓冲腔连通，各所述热交换装置的出气口均与所述出气缓冲腔连通，压缩气体从所述进气缓冲腔通过各所述热交换装置的进气口进入对应的热交换装置而被分流，分流后的气流在对应热交换装置中与金属丝网进行热交换后，通过对应换热管的出气口汇入到所述出气缓冲腔中。

15.根据权利要求5所述的冷冻干燥设备，其特征在于，所述热交换装置有两个或两个以上，两个或两个以上的所述热交换装置串联连通，位于首端的热交换装置与所述进气缓冲腔连通，位于尾端的热交换装置与所述出气缓冲腔连通，相邻两热交换装置通过气体导流腔相通，压缩气体从所述进气缓存腔进入首端的热交换装置后，依次流入各个热交换装置中，最后从尾端的热交换装置流出并进入所述出气缓冲腔中。