CN114739207B - 热交换器和氧合器 - Google Patents

Abstract

本公开实施例公开了一种热交换器和氧合器。其中，热交换器包括：热交换器壳体；热媒管道束，用于容纳热媒，热媒管道束容置于热交换器壳体中，热交换器壳体和各热媒管道束间构成换热腔，热交换器壳体、热媒管道束均为金属材质，从而实现血液和热媒的热交换和隔离，便于加工和小型化，也提高了热交换效率。

Description

热交换器和氧合器

技术领域

本公开涉及医疗器械领域，具体涉及热交换器和氧合器。

背景技术

体外膜肺氧合(Extracorporeal Membrane Oxygenation，ECMO)的热交换器能将血液加热至略高于体温，为避免溶血和气泡形成，上限温度例如为约40℃，也有的变温器可以实现降温的功能。采用聚丙烯(PP)材质毛细管的热交换器在制造过程中需要复杂的编织、封胶、切胶等工艺，工艺难度高，质量不易把控；采用不锈钢鳍片的热交换器不锈钢鳍片间隙狭小，形成微小血栓后血液流速会进一步降低，血栓容易扩大。而且上述两种热交换器未经过血流动力学计算验证，血液中的血细胞如果长时间不能返回人体，会形成血栓。在流体剪切力较大的区域，血细胞也会被破坏，导致溶血和炎症反应。

发明内容

为了解决相关技术中的问题，本公开实施例提供了一种热交换器和氧合器。

第一方面，本公开实施例中提供了一种热交换器，包括：

热交换器壳体；

热媒管道束，用于容纳热媒，

所述热媒管道束容置于所述热交换器壳体中，

所述热交换器壳体和各所述热媒管道束间构成换热腔，

所述热交换器壳体、所述热媒管道束均为金属材质。

结合第一方面，本公开在第一方面的第一种实现方式中，

所述热媒管道束为中空环状结构，

所述热交换器还包括：

热媒密封盖，密闭连接于所述热交换器壳体上端内部，

所述热媒密封盖包括隔离环，所述热媒密封盖由所述隔离环形成内环壁密封的环状结构，所述热媒密封盖中的隔离环外侧空间与所述热媒管道束的上端相连通，

所述热媒密封盖中的隔离环内侧空间与所述换热腔相连通；

热交换器下盖，和所述热媒管道束的下端相连通，和所述热交换器壳体下端密闭连接；

所述热交换器下盖包括下盖中隔板，所述下盖中隔板的两侧分别连通第一热媒接口和第二热媒接口。

结合第一方面的第一种实现方式，本公开在第一方面的第二种实现方式中，还包括：

热交换器上箅，位于所述热媒密封盖和所述所述热媒管道束的上端之间，

热交换器下箅，位于所述所述热媒管道束的下端和所述热交换器下盖之间，

所述热交换器上箅具有和所述热媒管道束的上端位置相对应的通孔，所述热交换器上箅的外缘密闭连接所述热媒密封盖，所述热交换器上箅的通孔密闭连接所述热媒管道束的上端；和/或

热交换器下箅具有和所述热媒管道束的下端位置相对应的通孔，所述热交换器下箅的外缘密闭连接所述热交换器下盖，所述热交换器下箅的通孔密闭连接所述热媒管道束的下端。

结合第一方面的第二种实现方式，本公开在第一方面的第三种实现方式中，

所述热交换器上箅的下部为穹窿形状；和/或

所述热交换器下箅的上部为圆台形状，所述圆台的母线为弧线。

结合第一方面的第一种实现方式，本公开在第一方面的第四种实现方式中，

所述热媒密封盖的上部设置有热交换器上盖，

所述热交换器上盖包括：氧合段结合缘和中央通孔，

所述热交换器上盖的氧合段结合缘和所述热媒密封盖的外缘密闭连接，

所述热媒密封盖顶部中央设置通道，所述通道与所述隔离环相连通。

结合第一方面的第四种实现方式，本公开在第一方面的第五种实现方式中，

所述热交换器上盖的上部密闭连接有排气组件；和/或流体入口组件，

所述流体入口组件包括：流体通道，

所述流体通道与所述热交换器上盖的中央通孔连通，且与所述热交换器上盖的中央通孔保持一定角度，

所述排气组件与所述热交换器上盖的中央通孔连接，用于排出气体。

结合第一方面的第五种实现方式，本公开在第一方面的第六种实现方式中，

所述流体入口组件包括：挡片，

所述流体通道经所述挡片与所述热交换器上盖的中央通孔连通；和/或

所述排气组件包括：排气孔，与所述热交换器上盖的中央通孔连通。

结合第一方面的第五种实现方式，本公开在第一方面的第七种实现方式中，

还包括：

中心管，位于所述热交换器中部，穿过所述热媒密封盖中的隔离环和热交换器上盖的中央通孔，并和所述流体入口组件与排气组件、所述热交换器下盖紧密连接。

结合第一方面的第七种实现方式，本公开在第一方面的第八种实现方式中，

所述热交换器上箅和所述热交换器下箅均具有中央通孔，所述中心管穿过所述热交换器上箅的中央通孔和所述热交换器下箅的中央通孔。

结合第一方面的第八种实现方式，本公开在第一方面的第九种实现方式中，

所述中心管的上部直径小于下部直径，

所述中心管上部外侧和所述热媒密封盖的隔离环内侧之间构成第一连续环形空间，

所述中心管上部外侧和所述热交换器上箅的中央通孔构成第二连续环形空间。

结合第一方面的第九种实现方式，本公开在第一方面的第十种实现方式中，

所述热交换器壳体上包括：流体出口。

结合第一方面的第十种实现方式，本公开在第一方面的第十一种实现方式中，

流体经所述流体通道、所述第一连续环形空间、所述第二连续环形空间、所述换热腔，流至所述流体出口，

所述流体通道的截面积小于等于所述第一连续环形空间的截面积，

所述第一连续环形空间的截面积小于等于所述第二连续环形空间的截面积，

所述第二连续环形空间的截面积小于等于所述换热腔的截面积，

所述换热腔的截面积小于等于所述流体出口的截面积。

第二方面，本公开实施例中提供了一种氧合器，其特征在于，包括：

第一方面至第一方面的第十一种实现方式中任一项所述的热交换器；

流体入口组件与排气组件；

热交换器上盖；

氧合器外壳；

氧合器下盖，

所述氧合器外壳和所述热交换器壳体之间形成氧合膜丝腔，用于容纳氧合膜丝，

所述热交换器的所述流体出口和所述氧合膜丝腔相连通，

所述氧合器下盖是所述热交换器下盖。

结合第二方面，本公开在第二方面的第一种实现方式中，

所述热交换器上盖的氧合段结合缘和所述热媒密封盖的外缘密闭连接，

所述氧合器下盖包括：下盖氧合段结合缘，位于所述氧合器下盖的中心管结合缘和所述氧合器下盖的外缘之间，并和所述热交换器下箅的外缘密闭连接。

结合第二方面的第一种实现方式，本公开在第二方面的第二种实现方式中，

所述热交换器上盖包括：第一氧气通道，和氧合膜丝的第一端相连通，

所述氧合器下盖包括：第二氧气通道，和氧合膜丝的第二端相连通。

结合第二方面，本公开在第二方面的第三种实现方式中，

所述氧合器外壳包括：血液流出通道。

结合第二方面的第三种实现方式，本公开在第二方面的第四种实现方式中，

所述血液流出通道位于所述氧合器外壳的上部。

本公开实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

根据本公开实施例提供的技术方案，通过热交换器，包括：热交换器壳体；热媒管道束，用于容纳热媒，热媒管道束容置于热交换器壳体中，热交换器壳体和热媒管道束间构成换热腔，用于容纳血液，热交换器壳体、热媒管道束均为金属材质，从而实现血液和热媒的热交换和隔离，便于加工和小型化，也提高了热交换效率。

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和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

结合附图，通过以下非限制性实施方式的详细描述，本公开的其它特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中：

图1示出根据本公开一实施例的使用聚丙烯的热交换器和氧合器的结构图。

图2示出根据本公开一实施例的氧合器的示例性外部结构图。

图3示出根据本公开一实施例的氧合器的示例性组成部件图。

图4示出根据本公开一实施例的氧合器的示例性剖面图。

图5示出根据本公开一实施例的热交换器的示例性组装图。

图6示出根据本公开一实施例的热交换器上盖的示例性示意图。

图7示出根据本公开一实施例的氧合器下盖的示例性示意图。

图8示出根据本公开一实施例的流体入口组件与排气组件的示例性示意图。

图9示出根据本公开一实施例的流体入口组件与排气组件中的血流的示例性示意图。

图10示出根据本公开一实施例的热交换器上箅的示例性示意图。

图11示出根据本公开一实施例的热交换器上箅的示例性组装图。

图12示出根据本公开一实施例的热交换器下箅的示例性示意图。

图13示出根据本公开一实施例的热交换器下箅的示例性组装图。

图14示出根据本公开一实施例的血流截面的示例性示意图。

具体实施方式

下文中，将参考附图详细描述本公开的示例性实施方式，以使本领域技术人员可容易地实现它们。此外，为了清楚起见，在附图中省略了与描述示例性实施方式无关的部分。

在本公开中，应理解，诸如“包括”或“具有”等的术语旨在指示本说明书中所公开的标签、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合的存在，并且不欲排除一个或多个其他标签、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合存在或被添加的可能性。

另外还需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的标签可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。

体外膜肺氧合(Extracorporeal Membrane Oxygenation，ECMO)的热交换器能将血液加热至略高于体温，为避免溶血和气泡形成，上限温度例如为约40℃，也有的变温器可以实现降温的功能。采用聚丙烯(PP)材质毛细管的热交换器在制造过程中需要复杂的编织、封胶、切胶等工艺，工艺难度高，质量不易把控，而且不耐高压，不利于小型化；采用不锈钢鳍片的热交换器不锈钢鳍片间隙狭小，形成微小血栓后血液流速会进一步降低，血栓容易扩大。在上述两种热交换器未经过血流动力学计算验证，血液中的血细胞如果长时间不能返回人体，会形成血栓。在流体剪切力较大的区域，血细胞也会被破坏，导致溶血和炎症反应。

图1示出根据本公开一实施例的使用聚丙烯的热交换器和氧合器的结构图。

如图1所示，现有技术的使用聚丙烯的热交换器和氧合器100包括：热交换器101和氧合器103。热交换器101中的聚丙烯(PP)材质热媒毛细管102和氧合器103中的氧合膜丝104并行排列。热交换器在制造过程中需要复杂的编织、封胶、切胶等工艺，工艺难度高，质量不易把控，而且不耐高压，不利于小型化。

为了解决上述问题，本公开提出一种热交换器和氧合器。

图2示出根据本公开一实施例的氧合器的示例性外部结构图。

本领域普通技术人员可以理解，图2示例性示出了氧合器的外部结构，而不构成对本公开的限定。

如图2所示，氧合器200包括：热交换器上盖201、氧合器外壳202、氧合器下盖203以及流体入口组件与排气组件204。热交换器上盖201也是氧合器上盖。

流体入口组件与排气组件204包括流体通道205、血液放气阀206。流体通道205用于给氧合器200注入血液，血液放气阀206用于在注入血液后释放氧合器中原有的气体，防止形成血栓。热交换器上盖201包括氧气入口208。氧合器外壳202包括血液流出通道207。氧合器下盖203包括氧气出口209、第一热媒接口210、第二热媒接口211。第一热媒接口210、第二热媒接口211是例如水的热媒的入口和出口。在本公开的实施例中，第一热媒接口210、第二热媒接口211均可以作为热媒的入口和出口，即热媒的流动方向可以互换。

图3示出根据本公开一实施例的氧合器的示例性组成部件图。

本领域普通技术人员可以理解，图3示例性示出了氧合器的组成部件，而不构成对本公开的限定。

如图3所示，氧合器包括和图2中相同的热交换器上盖201、氧合器外壳202、氧合器下盖203、流体入口组件与排气组件204，还包括：热媒密封盖301、热交换器上箅302、热媒管道束303、热交换器下箅304、热交换器壳体305、中心管306。热媒管道束303为中空环状结构，中心管306的上部直径小于下部直径。

在本公开实施例中，在装配时，将中心管306置入热媒密封盖301、热交换器上箅302、热媒管道束303以及热交换器下箅304，热媒密封盖301、热交换器上箅302、热媒管道束303以及热交换器下箅304置入热交换器壳体305，热交换器壳体305置入氧合器外壳202，氧合器外壳202的上端密闭连接热交换器上盖201，热交换器上盖201密闭连接流体入口组件与排气组件204，氧合器外壳202的下端密闭连接氧合器下盖203。氧合器下盖203也是热交换器下盖。

在本公开实施例中，热交换器上盖201、氧合器外壳202、氧合器下盖203、流体入口组件与排气组件204、热媒密封盖301、热媒管道束303、热交换器壳体305、中心管306均可由金属制成，热交换器上箅302、热交换器下箅304可由金属制成。

图4示出根据本公开一实施例的氧合器的示例性剖面图。

本领域普通技术人员可以理解，图4示例性示出了氧合器的剖面，而不构成对本公开的限定。

如图4所示，在氧合器400中，热交换器壳体305内侧部分是热交换器，热交换器壳体305外侧部分是氧合部分。结合图5，热交换器包括：热交换器壳体305、热媒管道束303。例如水的热媒在热媒管道束303中流动，血液在热交换器壳体305和热媒管道束303间的换热腔401中流动，从而在热媒和血液间实现热量交换，加热血液。而且，热媒管道束303之外的血流腔401中的空间和热媒管道束303的内部空间相隔离。

在本公开实施例中，中心管306穿过热媒密封盖301的隔离环404、热交换器上箅302、热媒管道束303、热交换器下箅304，中心管306的上端和下端分别与流体入口组件与排气组件204、氧合器下盖203紧密连接，从而支撑氧合器400的内部结构。

在本公开实施例中，还在热媒密封盖301和所述热媒管道束303的上端之间设置热交换器上箅302，在热媒管道束303的下端和氧合器下盖203之间设置热交换器下箅304。热交换器上箅302和热交换器下箅304均设置有和热媒管道束303相对应的通孔，从而实现热媒流道、血液流道的各自密封和相互隔离。

在本公开实施例中，下文详细描述热媒流经的氧合器中的部件。

热媒密封盖301密闭连接于热交换器壳体305上端内部，热媒密封盖301包括隔离环404。热媒密封盖301由隔离环404形成内环壁密封的环状结构。热媒密封盖301中，隔离环404的环状结构的外环与热媒管道束303的上端相连通。隔离环404的内侧空间与换热腔401相连通。

热交换器下盖203(即氧合器下盖203)和热媒管道束303的下端相连通，和热交换器壳体202的下端密闭连接。

如图7所示，热交换器下盖203包括下盖中隔板704，下盖中隔板704的两侧分别连通第一热媒接口210和第二热媒接口211。

在本公开的实施例中，当例如水的热媒从第一热媒接口210流入热交换器下盖203的下盖中隔板704一侧的第一热媒接口后空间705，并向上流入热媒管道束303的第一部分。热媒由热媒管道束303的第一部分流入热媒密封盖301后，向下流入热媒管道束303中除第一部分外的第二部分，流入热交换器下盖203的下盖中隔板704另一侧的第二热媒接口后空间706，最后从第二热媒接口211流出。在热媒管道束303中流动的热媒和热媒管道束303外，换热腔401中的血液充分交换热量，从而加热血液。

在本公开实施例中，下文详细描述血液流经的氧合器中的部件。

在本公开的实施例中，血液从流体入口组件与排气组件204的流体通道205流入。注入血液后，血液放气阀206打开，放出热媒密封盖301、换热腔401中的空气，然后关闭血液放气阀206，避免在血液中出现血栓。流体通道205和热交换器上盖201的中央通孔保持一定的角度连通，进而连通至热媒密封盖301顶部中央设置的通道，并连通至热媒密封盖301的隔离环404的内侧空间，从而使血液呈螺旋状进入换热腔401，使得血液和热媒进行充分的热交换，并避免出现血栓。热交换器壳体305上包括流体出口403。热交换器壳体305和氧合器外壳202间构成氧合膜丝腔402。下行、经热交换后的血液经由流体出口403进入氧合膜丝腔402，上行后从血液流出通道207流出氧合器。

在本公开实施例中，下文详细描述氧气流经的氧合器中的部件。

在本公开的实施例中，氧合膜丝腔402中纵向放置氧合膜丝。热交换器上盖201的第一氧气通道208和氧合膜丝的第一端相连通；氧合膜丝的第二端和氧合器下盖203的第二氧气通道209连通。氧气从第一氧气通道208进入后，在氧合膜丝腔402中和血液进行氧气和二氧化碳的交换，实现氧合，并携带二氧化碳从第二氧气通道209流出。

在本公开的实施例中，血液流出通道207设置于氧合器外壳202的上部，从而使得在氧合膜丝腔402中，血液和氧气相向流动的区域较长，提高氧合效率。

图5示出根据本公开一实施例的热交换器的示例性组装图。

本领域普通技术人员可以理解，图5示例性示出了热交换器的组装图，而不构成对本公开的限定。

如图5所示，将图5a中的中心管306置入图5b的热媒密封盖301、热交换器上箅302、热媒管道束303、热交换器下箅304中，并如图5c中所示，在热媒密封盖301、热交换器下箅304的外侧密闭连接热交换器壳体305，得到热交换器。为简洁起见，图5c中未示出热媒管道束303。

图6示出根据本公开一实施例的热交换器上盖的示例性示意图。

本领域普通技术人员可以理解，图6示例性示出了热交换器上盖，而不构成对本公开的限定。

图6a是热交换器上盖的外侧视图，图6b是热交换器上盖的内侧视图。

如图6a所示，热交换器上盖201中设置有中央通孔601。如图6b所示，热交换器上盖201内侧外缘设置有氧合器外壁结合缘603，用于和氧合器外壳202的上端密闭结合；热交换器上盖201内侧中部设置有氧合段结合缘602，用于和热交换器壳体305的上端密闭结合。

图7示出根据本公开一实施例的氧合器下盖的示例性示意图。

本领域普通技术人员可以理解，图7示例性示出了氧合器下盖，而不构成对本公开的限定。

在本公开的实施例中，氧合器下盖203内侧外围包括氧合器外壁结合缘701，用于和氧合器外壳202的下端密闭结合；氧合器下盖203内侧中部包括：氧合段结合缘702和中心圆管结合缘703。氧合段结合缘702用于和热交换器壳体305的下端密闭结合，中心圆管结合缘703用于和中心管306的下端密闭结合。

在本公开的实施例中，氧合段结合缘702和中心圆管结合缘703之间的空间被下盖中隔板704分割为两部分705、706，分别和第一热媒接口210、第二热媒接口211相连通。氧合器外壁结合缘701和氧合段结合缘702之间的空间和氧合膜丝腔402的位置相对应。

图8示出根据本公开一实施例的流体入口组件与排气组件的示例性示意图。

本领域普通技术人员可以理解，图8示例性示出了流体入口组件与排气组件，而不构成对本公开的限定。

图8a示出流体入口组件与排气组件的外侧视图，图8b示出流体入口组件与排气组件的剖面图。

如图8所示，流体入口组件与排气组件204包括流体通道205，流体通道205经由挡片801呈一定角度连通至流体入口组件与排气组件204内部，并如前所述，以一定角度连通至氧合器外盖201的中央通孔601。血液放气阀206连通至流体通道205，用于给血液放气。

图9示出根据本公开一实施例的流体入口组件与排气组件中的血流的示例性示意图。

本领域普通技术人员可以理解，图9示例性示出了流体入口组件与排气组件中的血流，而不构成对本公开的限定。

如图9所示，在流体入口组件与排气组件中的血流900中，从流体通道205流入的血流901在由流体入口组件与排气组件内壁904和中心圆管上段外壁902所围成的环形空间中形成螺旋状血流。903为血液放气阀位置。螺旋状血流进入前述换热腔401，可以提高热交换效率，并避免出现血栓。螺旋状血流也减小流体剪切力，避免血细胞被破坏导致的溶血和炎症反应。

在本公开实施例中，图9中的血流可以由例如CFD软件计算得到，并进行实验验证。在例如血流腔401等的其它部位的血流状况，也可以用CFD软件计算。本领域普通技术人员可以理解，也可以采用CFD外的其它软件进行计算，本公开对此不作限定。

图10示出根据本公开一实施例的热交换器上箅的示例性示意图。

本领域普通技术人员可以理解，图10示例性示出了热交换器上箅，而不构成对本公开的限定。

如图10所示，热交换器上箅302的下部1001为穹窿形状，从而防止出现血液滞留区，防止出现血栓。热交换器上箅302具有中央通孔1002，用于中心管306穿过，并实现中心管306和热交换器上箅302的空间配合。

图11示出根据本公开一实施例的热交换器上箅的示例性组装图。

本领域普通技术人员可以理解，图11示例性示出了热交换器上箅的组装图，而不构成对本公开的限定。

如图11所示，热交换器上箅302和热媒密封盖301紧密连接，热交换器上箅302的通孔和热媒管道束303的上端相对应，热媒管道束303在图11中未示出。热交换器上箅302的下部1001的穹窿半径为R10。穹窿半径R10经由流体动力学仿真计算和试验验证得到，在血流特性和热交换接触面间取得较好平衡。

中心管306的上部外侧和热媒密封盖301的隔离环间构成第一连续环形空间1101，中心管306的上部外侧和热交换器上箅302间构成第二连续环形空间1102。第一连续环形空间1101和第二连续环形空间1102中均没有任何连接支柱，从而使血流顺畅，避免对血流的扰动。

图12示出根据本公开一实施例的热交换器下箅的示例性示意图。

本领域普通技术人员可以理解，图12示例性示出了热交换器下箅，而不构成对本公开的限定。

如图12所示，热交换器下箅304的上部1201为圆台形状，从而防止出现血液滞留区，防止出现血栓。圆台形状避免血液直接冲击换热腔底部，减小流体剪切力，避免血细胞被破坏导致的溶血和炎症反应。热交换器上箅304具有中央通孔1202，用于中心管306穿过，并实现中心管306和热交换器下箅304的空间配合和密封。

图13示出根据本公开一实施例的热交换器下箅的示例性组装图。

本领域普通技术人员可以理解，图13示例性示出了热交换器下箅的组装图，而不构成对本公开的限定。

如图13所示，热交换器下箅304的上部1201的圆台半径为R11。R11经由流体动力学仿真计算和试验验证得到。热交换器下箅304和氧合器下盖203密闭连接。热交换器下箅304的上部1201的外缘和热交换器壳体305的流体出口403的下缘相重合，从而使得血液顺利流出热交换器，进入氧合膜丝腔，避免出现血液滞留区，避免出现血栓。

图14示出根据本公开一实施例的血流截面的示例性示意图。

本领域普通技术人员可以理解，图14示例性示出了热交换器中的血流截面，而不构成对本公开的限定。

如图14所示，流体通道中的血流截面为第一截面1401，图11中的第一连续环形空间1101的血流截面为第二截面1402，图11中的第二连续环形空间1102的血流截面为第三截面1403，图4中的换热腔401的血流截面为第四截面1404，图4中的流体出口403的血流截面为第五截面1405。血液经第一截面1401、第二截面1402、第三截面1403、第四截面1404，流至第五截面1405。

在本公开的实施例中，第一截面1401的面积小于等于第二截面1402的面积，第二截面1402的面积小于等于第三截面1403的面积，第三截面1403的面积小于等于第四截面1404的面积，第四截面1404的面积小于等于第五截面1405的面积，从而使得热交换器中的血液流速逐渐下降，不容易形成紊流。

在本公开的实施例中，如前对图3、图4、图5的陈述，热交换器包括热交换器壳体305；热媒管道束303，用于容纳热媒，热媒管道束303容置于热交换器壳体305中，热交换器壳体305和热媒管道束303间构成换热腔401，用于容纳血液，热交换器壳体305、热媒管道束303均为金属材质，从而便于加工，利于小型化，也提高了热交换效率。

根据本公开实施例，通过热交换器，其特征在于，包括：热交换器壳体；热媒管道束，用于容纳热媒，热媒管道束容置于热交换器壳体中，热交换器壳体和各热媒管道束间构成换热腔，热交换器壳体、热媒管道束均为金属材质，从而实现血液和热媒的热交换和隔离，便于加工和小型化，也提高了热交换效率。

在本公开的实施例中，如前对图3、图4、图5、图7的陈述，热媒管道束303为中空环状结构，热交换器还包括：热媒密封盖301，密闭连接于热交换器壳体305上端内部，热媒密封盖301包括隔离环404，热媒密封盖301中的隔离环404外侧空间与热媒管道束303的上端相连通，热媒密封盖301中的隔离环404内侧空间与换热腔401相连通；热交换器下盖203(也即氧合器下盖203)，和热媒管道束303的下端相连通，和热交换器壳体305下端密闭连接；热交换器下盖203包括下盖中隔板704，下盖中隔板704的两侧分别连通第一热媒接口210和第二热媒接口211。

根据本公开实施例，通过热媒管道束为中空环状结构，热交换器还包括：热媒密封盖，密闭连接于热交换器壳体上端内部，热媒密封盖包括隔离环，热媒密封盖由隔离环形成内环壁密封的环状结构，热媒密封盖中的环状结构的外环与热媒管道束的上端相连通，热媒密封盖中的隔离环内侧空间与换热腔相连通；热交换器下盖，和热媒管道束的下端相连通，和热交换器壳体下端密闭连接；热交换器下盖包括下盖中隔板，下盖中隔板的两侧分别连通第一热媒接口和第二热媒接口，从而形成完整的热媒回路，利于和血液进行热交换。

在本公开的实施例中，如前对图3、图4、图5、图7的陈述，热交换器还包括：热交换器上箅302，位于热媒密封盖301和热媒管道束303的上端之间，热交换器下箅304，位于热媒管道束303的下端和热交换器下盖203之间，热交换器上箅302具有和热媒管道束303的上端位置相对应的通孔，热交换器上箅302的外缘密闭连接热媒密封盖301，热交换器上箅302的通孔密闭连接热媒管道束303的上端；和/或热交换器下箅304具有和热媒管道束303的下端位置相对应的通孔，热交换器下箅304的外缘密闭连接热交换器下盖203，热交换器下箅304的通孔密闭连接热媒管道束303的下端。

根据本公开实施例，通过还包括：热交换器上箅，位于热媒密封盖和热媒管道束的上端之间，热交换器下箅，位于热媒管道束的下端和热交换器下盖之间，热交换器上箅具有和热媒管道束的上端位置相对应的通孔，热交换器上箅的外缘密闭连接热媒密封盖，热交换器上箅的通孔密闭连接热媒管道束的上端；和/或热交换器下箅具有和热媒管道束的下端位置相对应的通孔，热交换器下箅的外缘密闭连接热交换器下盖，热交换器下箅的通孔密闭连接所述热媒管道束的下端，从而实现热媒流道和血液流道的密封，并实现热媒流道和血液流道的相互隔离。

在本公开的实施例中，如前对图10、图12的陈述，热交换器上箅302的下部1001为穹窿形状，热交换器下箅304的上部1201为圆台形状，圆台的母线为弧线。

根据本公开实施例，通过热交换器上箅的下部为穹窿形状；和/或热交换器下箅的上部为圆台形状，圆台的母线为弧线，从而在血流特性和热交换接触面间取得较好平衡，防止出现血液滞留区，防止出现血栓。

在本公开的实施例中，如前对图4、图6的陈述，热媒密封盖301的上部设置有热交换器上盖201，热交换器上盖201包括：氧合段结合缘602和中央通孔601，热交换器上盖201的氧合段结合缘602和热媒密封盖301的外缘密闭连接，热媒密封盖顶部301中央设置通道，通道与隔离环404相连通。

根据本公开实施例，通过热媒密封盖的上部设置有热交换器上盖，热交换器上盖包括：氧合段结合缘和中央通孔，热交换器上盖的氧合段结合缘和热媒密封盖的外缘密闭连接，热媒密封盖顶部中央设置通道，通道与隔离环相连通，从而为热交换器提供血液，在血液和热媒间进行热交换。

在本公开的实施例中，如前对图2、图3、图4、图8的陈述，热交换器上盖201的上部密闭连接有流体入口组件与排气组件204，流体入口组件与排气组件204包括：流体通道205，流体通道205和热交换器上盖201的中央通孔601成一定角度连通，进而与热媒密封盖顶部中央设置的通道保持一定角度连通。

在本公开的实施例中，如前对图3、图4、图8的陈述，流体排气组件包括：血液放气阀，血液放气阀和流体通道相连通。

根据本公开实施例，通过热交换器上盖的上部连接有流体入口组件和/或排气组件，流体入口组件包括：流体通道，流体通道和流体通道与热交换器上盖的中央通孔连通，且与热交换器上盖的中央通孔保持一定角度，从而为热交换器以螺旋状注入血液，防治血栓。

根据本公开实施例，通过排气组件与热交换器上盖的中央通孔连接，从而放出气体，防止血栓。

根据本公开实施例，通过流体入口组件包括：挡片，流体通道经挡片与热交换器上盖的中央通孔连通；和/或排气组件包括：排气孔，与热交换器上盖的中央通孔连通，从而形成螺旋血流，并排出气体。

在本公开的实施例中，如前对图3、图4、图5的陈述，热交换器包括：中心管306，位于热交换器中部，穿过热媒密封盖301中的隔离环404和热交换器上盖201的中央通孔601，并和流体入口组件与排气组件204、热交换器下盖203紧密连接。

根据本公开实施例，通过中心管，位于热交换器中部，穿过热媒密封盖中的隔离环和热交换器上盖的中央通孔，并和排气组件和/或流体入口组件、热交换器下盖紧密连接，从而支撑热交换器和氧合器。

在本公开的实施例中，如前对图10、图12的陈述，热交换器上箅302和热交换器下箅304分别具有中央通孔1002、1202，中心管306穿过热交换器上箅的中央通孔1002和热交换器下箅的中央通孔1202。

根据本公开实施例，通过热交换器上箅和热交换器下箅均具有中央通孔，中心管穿过热交换器上箅的中央通孔和热交换器下箅的中央通孔，从而实现实现热交换器上箅、热交换器下箅、中心管间的空间配合，使得血液穿过热交换器上箅顺畅流动，并实现中心管和热交换器下箅间的密封。

在本公开的实施例中，如前对图11的陈述，中心管306的上部直径小于下部直径，中心管上部外侧和热媒密封盖的隔离环内侧之间构成第一连续环形空间1101，中心管上部外侧和热交换器上箅的中央通孔构成第二连续环形空间1102。第一连续环形空间1101和第二连续环形空间1102中均没有任何连接支柱。

中心管上部外侧和热媒密封盖的隔离环内侧之间构成第一连续环形空间，中心管上部外侧和热交换器上箅的中央通孔构成第二连续环形空间，从而使血流顺畅，避免对血流的扰动。

在本公开的实施例中，如前对图4、图13的陈述，热交换器壳体305的底部包括：流体出口403。

根据本公开实施例，通过热交换器壳体的底部包括：流体出口，从而连通热交换器的换热腔401和氧合膜丝腔402，实现在氧合器中，热交换部分和氧合部分的一体化设计，便于小型化并方便使用。

在本公开的实施例中，如前对图14的陈述，流体通道中的血流截面为第一截面1401，图11中的第一连续环形空间1101的血流截面为第二截面1402，图11中的第二连续环形空间1102的血流截面为第三截面1403，图4中的换热腔401的血流截面为第四截面1404，图4中的流体出口403的血流截面为第五截面1405。

在本公开的实施例中，血液由第一截面1401经第二截面1402、第三截面1403、第四截面1404流至第五截面1405。第一截面1401的面积小于等于第二截面1402的面积，第二截面1402的面积小于等于第三截面1403的面积，第三截面1403的面积小于等于第四截面1404的面积，第四截面1404的面积小于等于第五截面1405的面积。

根据本公开实施例，通过血液经流体通道、第一连续环形空间、第二连续环形空间、换热腔，流至流体出口，流体通道的截面积小于等于第一连续环形空间的截面积，第一连续环形空间的截面积小于等于第二连续环形空间的截面积，第二连续环形空间的截面积小于等于换热腔的截面积，换热腔的截面积小于等于流体出口的截面积，从而使得热交换器中的血液流速逐渐下降，不容易形成紊流。

在本公开的实施例中，如前对图4的陈述，氧合器400包括：热交换器；流体入口组件与排气组件204；热交换器上盖201；氧合器外壳202；氧合器下盖203，氧合器外壳202和热交换器壳体305之间形成氧合膜丝腔402，用于容纳氧合膜丝，热交换器的流体出口403和氧合膜丝腔相连通，氧合器下盖203是热交换器下盖。

根据本公开实施例，通过氧合器，包括：热交换器；流体入口组件与排气组件；热交换器上盖；氧合器外壳；氧合器下盖，氧合器外壳和热交换器壳体之间形成氧合膜丝腔，用于容纳氧合膜丝，热交换器的流体出口和氧合膜丝腔相连通，氧合器下盖是热交换器下盖，从而实现热交换器和氧合器的一体化设计，利于小型化，方便使用。

在本公开的实施例中，如前对图4、图6、图7、图13的陈述，热交换器上盖201的氧合段结合缘602和热媒密封盖301的外缘密闭连接，氧合器下盖203包括：下盖氧合段结合缘702，位于氧合器下盖203的中心管结合缘703和氧合器下盖的外缘701之间，并和热交换器下箅304的外缘密闭连接。

根据本公开实施例，通过热交换器上盖的氧合段结合缘和热媒密封盖的外缘密闭连接，氧合器下盖包括：下盖氧合段结合缘，位于氧合器下盖的中心管结合缘和氧合器下盖的外缘之间，并和热交换器下箅的外缘密闭连接，从而实现热交换器的换热腔和氧合器的氧合膜丝腔间的相对隔离，实现热交换区和氧合膜丝区的合理功能划分。

在本公开的实施例中，如前对图4的陈述，热交换器上盖201包括：第一氧气通道208，和氧合膜丝的第一端相连通，氧合器下盖203包括：第二氧气通道209，和氧合膜丝的第二端相连通。

根据本公开实施例，通过热交换器上盖包括：第一氧气通道，和氧合膜丝的第一端相连通，氧合器下盖包括：第二氧气通道，和氧合膜丝的第二端相连通，从而实现氧合段的完整氧气通路。

在本公开的实施例中，如前对图4的陈述，氧合器外壳202包括：血液流出通道207。

根据本公开实施例，通过氧合器外壳包括：血液流出通道，从而从氧合器中导出血液。

在本公开的实施例中，如前对图4的陈述，血液流出通道207位于氧合器外壳202的上部。

根据本公开实施例，通过血液流出通道位于氧合器外壳的上部，从而使得在氧合膜丝腔中，血液和氧气相向流动的区域较长，提高氧合效率。

以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (17)

1.一种热交换器，其特征在于，包括：

热交换器壳体；

热媒管道束，容置于所述热交换器壳体中，用于容纳热媒，

热交换器下盖，和所述热媒管道束的下端相连通，和所述热交换器壳体下端密闭连接；所述热交换器下盖包括下盖中隔板，所述下盖中隔板的两侧分别连通第一热媒接口和第二热媒接口；

热媒密封盖，密闭连接于所述热交换器壳体上端内部，

热交换器上箅，位于所述热媒密封盖和所述热媒管道束的上端之间，

中心管，位于所述热交换器中部，所述中心管上部外侧和所述热媒密封盖的隔离环内侧之间构成第一连续环形空间，所述中心管上部外侧和所述热交换器上箅的中央通孔构成第二连续环形空间；

其中，所述热交换器壳体和各所述热媒管道束间构成换热腔，所述第一连续环形空间的截面积小于等于所述第二连续环形空间的截面积，所述第二连续环形空间的截面积小于等于所述换热腔的截面积，所述热交换器壳体、所述热媒管道束均为金属材质。

2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，

所述热媒管道束为中空环状结构，

所述热媒密封盖包括隔离环，所述热媒密封盖由所述隔离环形成内环壁密封的环状结构，所述热媒密封盖环状结构的外环与所述热媒管道束的上端相连通，

所述热媒密封盖中的隔离环内侧空间与所述换热腔相连通。

3.根据权利要求2所述的热交换器，其特征在于，还包括：

热交换器下箅，位于所述热媒管道束的下端和所述热交换器下盖之间，

所述热交换器上箅具有和所述热媒管道束的上端位置相对应的通孔，所述热交换器上箅的外缘密闭连接所述热媒密封盖，所述热交换器上箅的通孔密闭连接所述热媒管道束的上端；和/或

热交换器下箅具有和所述热媒管道束的下端位置相对应的通孔，所述热交换器下箅的外缘密闭连接所述热交换器下盖，所述热交换器下箅的通孔密闭连接所述热媒管道束的下端。

4.根据权利要求3所述的热交换器，其特征在于，

所述热交换器上箅的下部为穹窿形状；和/或

所述热交换器下箅的上部为圆台形状，所述圆台的母线为弧线。

5.根据权利要求2所述的热交换器，其特征在于，

所述热媒密封盖的上部设置有热交换器上盖，

所述热交换器上盖包括：氧合段结合缘和中央通孔，

所述热交换器上盖的氧合段结合缘和所述热媒密封盖的外缘密闭连接，

所述热媒密封盖顶部中央设置通道，所述通道与所述隔离环相连通。

6.根据权利要求5所述的热交换器，其特征在于，

所述热交换器上盖的上部连接有排气组件；和/或流体入口组件，

所述流体入口组件包括：流体通道，所述流体通道与所述热交换器上盖的中央通孔连通，且与所述热交换器上盖的中央通孔保持一定角度，

所述排气组件与所述热交换器上盖的中央通孔连接，用于排出气体。

7.根据权利要求6所述的热交换器，其特征在于，

所述流体入口组件包括：挡片，

所述流体通道经所述挡片与所述热交换器上盖的中央通孔连通；和/或

所述排气组件包括：排气孔，与所述热交换器上盖的中央通孔连通。

8.根据权利要求6所述的热交换器，其特征在于，

所述中心管穿过所述热媒密封盖中的隔离环和热交换器上盖的中央通孔，并和所述排气组件和/或流体入口组件、所述热交换器下盖紧密连接。

9.根据权利要求8所述的热交换器，其特征在于，

所述热交换器上箅和所述热交换器下箅均具有中央通孔，所述中心管穿过所述热交换器上箅的中央通孔和所述热交换器下箅的中央通孔。

10.根据权利要求9所述的热交换器，其特征在于，

所述中心管的上部直径小于下部直径。

11.根据权利要求10所述的热交换器，其特征在于，

所述热交换器壳体上包括：流体出口。

12.根据权利要求11所述的热交换器，其特征在于，

流体经所述流体通道、所述第一连续环形空间、所述第二连续环形空间、所述换热腔，流至所述流体出口，

所述流体通道的截面积小于等于所述第一连续环形空间的截面积，

所述换热腔的截面积小于等于所述流体出口的截面积。

13.一种氧合器，包括：

权利要求1-11任一所述的热交换器；

流体入口组件与排气组件；

热交换器上盖；

氧合器外壳；

氧合器下盖，

所述氧合器外壳和所述热交换器壳体之间形成氧合膜丝腔，用于容纳氧合膜丝，

所述热交换器的流体出口和所述氧合膜丝腔相连通，

所述氧合器下盖是所述热交换器下盖。

14.根据权利要求13所述的氧合器，其特征在于，

所述热交换器上盖的氧合段结合缘和所述热媒密封盖的外缘密闭连接，

所述氧合器下盖包括：下盖氧合段结合缘，位于所述氧合器下盖的中心管结合缘和所述氧合器下盖的外缘之间，并和所述热交换器下箅的外缘密闭连接。

15.根据权利要求14所述的氧合器，其特征在于，

所述热交换器上盖包括：第一氧气通道，和氧合膜丝的第一端相连通，

所述氧合器下盖包括：第二氧气通道，和氧合膜丝的第二端相连通。

16.根据权利要求13述的氧合器，其特征在于，

所述氧合器外壳包括：血液流出通道。

17.根据权利要求16所述的氧合器，其特征在于，

所述血液流出通道位于所述氧合器外壳的上部。

Images