专利摘要

本实用新型公开梯级泡沫陶瓷强化沸腾换热器，包括供能组件、监控组件、一级换热缸和二级换热缸；所述供能组件的电流输出端与所述监控组件的电流输入端电连接；所述监控组件安装在所述一级换热缸和所述二级换热缸的外壁或上底面上；在所述一级换热缸的内部设有泡沫陶瓷层。本实用新型泡沫陶瓷是具有三维空间网架结构的高气孔率的多孔陶瓷体，由于它具有气孔率高、比表面积大、抗热震、耐高温、耐化学腐蚀及良好的机械强度和过滤吸附性能。创新性提出利用泡沫陶瓷的这些特性增强气体在液体中的扰动，强化换热，提高换热效率。

权利要求

1.梯级泡沫陶瓷强化沸腾换热器，其特征在于，包括供能组件、监控组件、一级换热缸(8)和二级换热缸(6)；所述供能组件的电流输出端与所述监控组件的电流输入端电连接；所述监控组件安装在所述一级换热缸(8)和所述二级换热缸(6)的外壁或上底面上；所述一级换热缸(8)的上底面设有第一通气管道(2)，所述第一通气管道(2)的一端贯穿所述一级换热缸(8)上底面并延伸到所述一级换热缸(8)内的底部，所述第一通气管道(2)与所述一级换热缸(8)流体导通；所述一级换热缸(8)的上底面上的气体流出口与第二通气管道(4)气体流入端流体导通，所述第二通气管道(4)气体流出端贯穿所述二级换热缸(6)的上底面，并与所述二级换热缸(6)的内部的螺旋盘管(12)的气体输入端流体导通，所述的螺旋盘管(12)内的气体通过贯穿于所述二级换热缸(6)上底面的气体工质流出管(5)流出；所述二级换热缸(6)下部侧壁上的液体流出口与输水管道(3)的液体流入端流体导通，所述输水管道(3)的液体流出端与所述一级换热缸(8)的上底面的液体流入口流体导通；所述一级换热缸(8)的底部侧壁上设有出水口(7)；在所述一级换热缸(8)的内部设有泡沫陶瓷层(13)，所述第一通气管道(2)的出气端位于所述泡沫陶瓷层(13)的下方。

2.根据权利要求1所述的梯级泡沫陶瓷强化沸腾换热器，其特征在于，所述泡沫陶瓷层(13)平行于所述一级换热缸(8)底面且其数量为两个或两个以上。

3.根据权利要求1所述的梯级泡沫陶瓷强化沸腾换热器，其特征在于，所述第一通气管道(2)的气体流入端连接有开关阀组件；所述开关阀组件包括阀体(1)和手柄(15)；所述阀体(1)为三通结构：所述阀体(1)的一个侧面上设有工质入口管(16)，在与所述工质入口管(16)相对的所述阀体(1)的侧面上设有第二工质出口管(18)，在与所述工质入口管(16)和所述第二工质出口管(18)所在侧面均垂直的所述阀体(1)侧面上设有第一工质出口管(17)；所述阀体(1)内部设有开关半球(19)，所述开关半球(19)与所述手柄(15)固定连接，所述开关半球(19)在所述手柄(15)的驱动下在所述阀体(1)内转动；工质入口(9)与所述工质入口管(16)的气体流入端流体导通，所述工质入口管(16)的气体流出端与所述阀体(1)的气体流入端流体导通，所述阀体(1)的气体流出端与所述第二工质出口管(18)的流入端流体导通，所述第二工质出口管(18)的流出端与所述第一通气管道(2)的气体流入端流体导通，所述阀体(1)的另一个气体流出端与所述第一工质出口管(17)的流入端流体导通，所述第一工质出口管(17)的流出端与外界大气导通。

4.根据权利要求3所述的梯级泡沫陶瓷强化沸腾换热器，其特征在于，所述第一通气管道(2)的管道内部设有防止所述一级换热缸(8)内部液体回流的防回流装置(20)，所述防回流装置(20)包括第一挡板(21)、第二挡板(22)、弹簧(23)和支撑板(24)；所述支撑板(24)固定在所述第一通气管道(2)的管道内壁上；所述弹簧(23)的下端与所述支撑板(24)的上底面固定连接；所述弹簧(23)的上端与所述第二挡板(22)的下底面固定连接；所述第一挡板(21)固定在所述第一通气管道(2)的管道内壁上，所述第一挡板(21)为圆环形结构；所述第二挡板(22)位于所述第一挡板(21)下方，所述第二挡板(22)的直径小于所述第一挡板(21)大圆环的直径且大于所述第一挡板(21)小圆环的直径；所述支撑板(24)上设有贯穿所述支撑板(24)的通孔。

5.根据权利要求4所述的梯级泡沫陶瓷强化沸腾换热器，其特征在于，在所述一级换热缸(8)内部设有进水分水器(11)，所述进水分水器(11)为具有储水腔(26)的圆筒状结构；所述圆筒状结构的上端与所述一级换热缸(8)上底面的内壁焊接固定；所述圆筒状结构的下底面和侧面均设有与储水腔(26)流体导通的漏水孔(25)；所述输水管道(3)的液体流出端与所述进水分水器(11)内部的储水腔(26)流体导通；所述储水腔(26)内的液体通过漏水孔(25)与一级换热缸内腔(14)流体导通；在所述二级换热缸(6)的上底面上设有排气孔(10)。

6.根据权利要求3所述的梯级泡沫陶瓷强化沸腾换热器，其特征在于，供能组件包括太阳能光伏板(27)和电池(28)；所述太阳能光伏板(27)的电流输出端与所述电池(28)的电流输入端电连接；所述电池的输出端与所述监控组件的电流输入端电连接。

7.根据权利要求6所述的梯级泡沫陶瓷强化沸腾换热器，其特征在于，所述监控组件包括控制中心(34)、电磁阀门(30)、温度传感器(31)、一级换热缸水位检测器(32)、电磁流量阀(33)、二级换热缸第一水位检测器(35-1)、二级换热缸第二水位检测器(35-2)和小水泵(36)；所述控制中心(34)位于所述一级换热缸(8)的上底面上；所述电磁流量阀(33)位于所述开关阀组件的所述第二工质出口管(18)与所述第一通气管道(2)之间，并与所述第二工质出口管(18)与所述第一通气管道(2)流体导通；所述电磁阀门(30)固定安装在所述出水口(7)处；所述温度传感器(31)安装在所述一级换热缸(8)的下部侧壁上；所述一级换热缸水位检测器(32)安装在所述一级换热缸(8)上部侧壁上；所述二级换热缸第一水位检测器(35-1)安装在所述二级换热缸(6)的中部侧壁上；所述二级换热缸第二水位检测器(35-2)安装在所述二级换热缸(6)的上部侧壁上；所述小水泵(36)安装在所述二级换热缸(6)的下部侧壁上，且所述二级换热缸(6)下部侧壁的液体流出口通过所述小水泵(36)与输水管道(3)的液体流入端流体导通；所述控制中心(34)的信号输出端分别与所述小水泵(36)、所述电磁阀门(30)和所述电磁流量阀(33)的信号输入端通信连接；所述控制中心(34)的信号输入端分别与所述温度传感器(31)、所述一级换热缸水位检测器(32)、所述二级换热缸第一水位检测器(35-1)和所述二级换热缸第二水位检测器(35-2)的信号输出端连接。

8.根据权利要求7所述的梯级泡沫陶瓷强化沸腾换热器，其特征在于，所述二级换热缸第一水位检测器(35-1)安装在所述二级换热缸(6)的侧壁上，且与所述螺旋盘管(12)的下端高度相同；所述二级换热缸第二水位检测器(35-2)与所述螺旋盘管(12)的上端高度相同。

9.根据权利要求1所述的梯级泡沫陶瓷强化沸腾换热器，其特征在于，在所述第一通气管道(2)的弯管处进行加厚设置。

说明书

技术领域

本实用新型涉及换热器技术领域。具体地说是梯级泡沫陶瓷强化沸腾换热器。

背景技术

换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器作为一个节能设备，换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的换热器节能设备，是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足工艺条件的需要，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。广泛用于绝大多数能源利用系统，在石油、化工、冶金、医药、食品、能源、动力以及制冷等工业领域占有重要地位，是这些领域的通用设备。换热器换热效率的好坏，直接关系到系统能源利用效率的高低。因此，提高能源利用效率的关键因素就是提升换热器性能。现在，人们都在研究如何进行强化传热，怎样合理的选择换热器并进行优化设计，提出各种不同的强化技术来提高换热器的性能，以此来提高能源利用效率。

换热器既可以作为一种单元设备进行工作，比如凝汽器、冷却器、加热器等；也可以是某一个设备的组成部分，比如制冷空调系统中制冷机组里的蒸发器和冷凝器、氨合成塔内的换热器等。换热器性能的好坏在衡量产品质量、系统经济性和稳定性以及能量利用率起着极其重要甚至决定性的作用。在化工生产流程中，换热器的投资约占设备总投资的30％左右；在提炼石油过程中，换热设备投资所占的比例更高，约占40％左右；而海水的淡化工艺装置中换热器投资几乎占据了全部位置。换热器作为化工生产中重要的单元设备不仅仅在投资中占有很大的比例，它的吨位大概占整个工艺设备的20％或者更高，所以换热器的重要性可想而知。

常用换热器有间壁式换热器、蓄热式换热器、流体连接间接式换热器、直接接触式换热器、复式换热器。提高换热器的热转化率是提高能源利用率的主要方法之一，现阶段的换热器存在换热效率低，换热器内部结构容易结垢和堵塞等问题。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于一种利用泡沫陶瓷的梯级泡沫陶瓷强化沸腾换热器。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

梯级泡沫陶瓷强化沸腾换热器，包括供能组件、监控组件、一级换热缸和二级换热缸；所述供能组件的电流输出端与所述监控组件的电流输入端电连接；所述监控组件安装在所述一级换热缸和所述二级换热缸的外壁或上底面上；所述一级换热缸的上底面设有第一通气管道，所述第一通气管道的一端贯穿所述一级换热缸上底面并延伸到所述一级换热缸内的底部，所述第一通气管道与所述一级换热缸流体导通；所述一级换热缸的上底面上的气体流出口与第二通气管道气体流入端流体导通，所述第二通气管道气体流出端贯穿所述二级换热缸的上底面，并与所述二级换热缸的内部的螺旋盘管的气体输入端流体导通，所述的螺旋盘管内的气体通过贯穿于所述二级换热缸上底面的气体工质流出管流出；所述二级换热缸下部侧壁上的液体流出口与输水管道的液体流入端流体导通，所述输水管道的液体流出端与所述一级换热缸的上底面的液体流入口流体导通；所述一级换热缸的底部侧壁上设有出水口；在所述一级换热缸的内部设有泡沫陶瓷层，所述第一通气管道的出气端位于所述泡沫陶瓷层的下方。

上述梯级泡沫陶瓷强化沸腾换热器，所述泡沫陶瓷层平行于所述一级换热缸底面且其数量为两个或两个以上。

上述梯级泡沫陶瓷强化沸腾换热器，所述第一通气管道的气体流入端连接有开关阀组件；所述开关阀组件包括阀体和手柄；所述阀体为三通结构：所述阀体的一个侧面上设有工质入口管，在与所述工质入口管相对的所述阀体的侧面上设有第二工质出口管，在与所述工质入口管和所述第二工质出口管所在侧面均垂直的所述阀体侧面上设有第一工质出口管；所述阀体内部设有开关半球，所述开关半球与所述手柄固定连接，所述开关半球在所述手柄的驱动下在所述阀体内转动；工质入口与所述工质入口管的气体流入端流体导通，所述工质入口管的气体流出端与所述阀体的气体流入端流体导通，所述阀体的气体流出端与所述第二工质出口管的流入端流体导通，所述第二工质出口管的流出端与所述第一通气管道的气体流入端流体导通，所述阀体的另一个气体流出端与所述第一工质出口管的流入端流体导通，所述第一工质出口管的流出端与外界大气导通。

上述梯级泡沫陶瓷强化沸腾换热器，所述第一通气管道的管道内部设有防止所述一级换热缸内部液体回流的防回流装置，所述防回流装置包括第一挡板、第二挡板、弹簧和支撑板；所述支撑板固定在所述第一通气管道的管道内壁上；所述弹簧的下端与所述支撑板的上底面固定连接；所述弹簧的上端与所述第二挡板的下底面固定连接；所述第一挡板固定在所述第一通气管道的管道内壁上，所述第一挡板为圆环形结构；所述第二挡板位于所述第一挡板下方，所述第二挡板的直径小于所述第一挡板大圆环的直径且大于所述第一挡板小圆环的直径；所述支撑板上设有贯穿所述支撑板的通孔。

上述梯级泡沫陶瓷强化沸腾换热器，在所述一级换热缸内部设有进水分水器，所述进水分水器为具有储水腔的圆筒状结构；所述圆筒状结构的上端与所述一级换热缸上底面的内壁焊接固定；所述圆筒状结构的下底面和侧面均设有与储水腔流体导通的漏水孔；所述输水管道的液体流出端与所述进水分水器内部的储水腔流体导通；所述储水腔内的液体通过漏水孔与所述一级换热缸内腔流体导通；在所述二级换热缸的上底面上设有排气孔。

上述梯级泡沫陶瓷强化沸腾换热器，供能组件包括太阳能光伏板和电池；所述太阳能光伏板的电流输出端与所述电池的电流输入端电连接；所述电池的输出端与所述监控组件的电流输入端电连接。

上述梯级泡沫陶瓷强化沸腾换热器，所述监控组件包括控制中心、电磁阀门、温度传感器、一级换热缸水位检测器、电磁流量阀、二级换热缸第一水位检测器、二级换热缸第二水位检测器和小水泵；所述控制中心位于所述一级换热缸的上底面上；所述电磁流量阀位于所述开关阀组件的所述第二工质出口管与所述第一通气管道之间，并与所述第二工质出口管与所述第一通气管道流体导通；所述电磁阀门固定安装在所述出水口处；所述温度传感器安装在所述一级换热缸的下部侧壁上；所述一级换热缸水位检测器安装在所述一级换热缸上部侧壁上；所述二级换热缸第一水位检测器安装在所述二级换热缸的中部侧壁上；所述二级换热缸第二水位检测器安装在所述二级换热缸的上部侧壁上；所述小水泵安装在所述二级换热缸的下部侧壁上，且所述二级换热缸下部侧壁的液体流出口通过所述小水泵与输水管道的液体流入端流体导通；所述控制中心的信号输出端分别与所述小水泵、所述电磁阀门和所述电磁流量阀的信号输入端通信连接；所述控制中心的信号输入端分别与所述温度传感器、所述一级换热缸水位检测器、所述二级换热缸第一水位检测器和所述二级换热缸第二水位检测器的信号输出端连接。

上述梯级泡沫陶瓷强化沸腾换热器，所述二级换热缸第一水位检测器安装在所述二级换热缸的侧壁上，且与所述螺旋盘管的下端高度相同；所述二级换热缸第二水位检测器安装在所述二级换热缸的上部侧壁上，且与所述螺旋盘管的上端高度相同。

上述梯级泡沫陶瓷强化沸腾换热器，在所述第一通气管道的弯管处进行加厚设置。

本实用新型的技术方案取得了如下有益的技术效果：

1.创新性提出以气液两相流直接接触换热的换热方法，减少了中间传热过程，提高了换热效果。

2.设计气体换向装置开关阀组件，可以随时改变气体流动方向，控制换热器工作，而不影响气体换向装置前的气体工作。

3.通气管道内设计有防回流装置，可有效的防止腔体内的液体沿通气管回流。

4.泡沫陶瓷是具有三维空间网架结构的高气孔率的多孔陶瓷体，由于它具有气孔率高、比表面积大、抗热震、耐高温、耐化学腐蚀及良好的机械强度和过滤吸附性能。创新性提出利用泡沫陶瓷的这些特性增强气体在液体中的扰动，强化换热，提高换热效率。

5.利用梯级换热，即设置有一级换热缸和二级换热缸，使气体中的热量得到充分的利用，提高热量的利用率。

6.采用电磁阀门、多个水位检测器的多级控制，确保流体流出温度处于指定范围。

7.本实用新型的换热器可实现加热鼓气一次性完成的功能，减少后期膜蒸馏的鼓气过程。

8.本实用新型的换热器的采用太阳能光伏发电提供并配备有电池，将多余电量储存以确保设备可在无光或少光环境工作。

附图说明

图1本实用新型梯级泡沫陶瓷强化沸腾换热器的剖面结构示意图；

图2本实用新型梯级泡沫陶瓷强化沸腾换热器的开关阀组件结构示意图；

图3本实用新型梯级泡沫陶瓷强化沸腾换热器的开关半球的结构示意图；

图4本实用新型梯级泡沫陶瓷强化沸腾换热器的防回流装置结构示意图；

图5本实用新型梯级泡沫陶瓷强化沸腾换热器的进水分水器结构示意图；

图6本实用新型梯级泡沫陶瓷强化沸腾换热器的供能组件和控制组件结构示意图；

图7本实用新型梯级泡沫陶瓷强化沸腾换热器流出液体的膜通量随鼓气速度的变化曲线。

图中附图标记表示为：1-阀体；2-第一通气管道；3-输水管道；4-第二通气管道；5-气体工质流出管；6-二级换热缸；7-出水口；8-一级换热缸；9- 工质入口；10-排气孔；11-进水分水器；12-螺旋盘管；13-泡沫陶瓷层；14- 一级换热缸内腔；15-手柄；16-工质入口管；17-第一工质出口管；18-第二工质出口管；19-开关半球；20-防回流装置；21-第一挡板；22-第二挡板； 23-弹簧；24-支撑板；25-漏水孔；26-储水腔；27-太阳能光伏板；28-电池； 29-电线；30-电磁阀门；31-温度传感器；32-一级换热缸水位检测器；33- 电磁流量阀；34-控制中心；35-1-二级换热缸第一水位检测器；35-2-二级换热缸第二水位检测器；36-小水泵。

具体实施方式

如图1所示的梯级泡沫陶瓷强化沸腾换热器，包括供能组件、监控组件、一级换热缸8和二级换热缸6；所述供能组件的电流输出端与所述监控组件的电流输入端电连接；所述监控组件安装在所述一级换热缸8和所述二级换热缸6的外壁或上底面上；所述一级换热缸8的上底面设有第一通气管道2，所述第一通气管道2的一端贯穿所述一级换热缸8上底面并延伸到所述一级换热缸8内的底部，所述第一通气管道2与所述一级换热缸8流体导通；所述一级换热缸8的上底面上的气体流出口与第二通气管道4气体流入端流体导通，所述第二通气管道4气体流出端贯穿所述二级换热缸6的上底面，并与所述二级换热缸6的内部的螺旋盘管12内的气体输入端流体导通，所述的螺旋盘管12的气体通过贯穿于所述二级换热缸6上底面的气体工质流出管5流出；所述二级换热缸6下部侧壁上的液体流出口与输水管道3的液体流入口流体导通，所述输水管道3的液体流出端与所述一级换热缸8的上底面的液体流入端流体导通；所述一级换热缸8的底部侧壁上设有出水口7；在所述一级换热缸8的内部设有泡沫陶瓷层13，所述第一通气管道2的出气端位于所述泡沫陶瓷层13的下方。

如图1所示，所述泡沫陶瓷层13平行于所述一级换热缸8底面且其数量为两个或两个以上。泡沫陶瓷是具有三维空间网架结构的高气孔率的多孔陶瓷体，其造型犹如钢化了的泡沫塑料或瓷化了的海绵体。由于它具有气孔率高、比表面积大、耐高温、耐化学腐蚀及良好的机械强度和过滤吸附性能，可广泛应用于热交换材料，布气材料，净化冶金工业过滤熔融态金属，热能回收，电解隔膜及分离分散元件等。较高的孔隙率可使气液流通，比表面积曾大有利于增大接触面积增大换热面，耐高温可在高温气体流过时不被气体破坏，耐腐蚀可有效防止苦卤水对其的腐蚀；因此可以作为强化沸腾换热的核心部件。

如图2和3所示，所述第一通气管道2的气体流入端连接有开关阀组件；所述开关阀组件，包括阀体1和手柄15；所述阀体1为三通结构：所述阀体1的一个侧面上设有工质入口管16，在与所述工质入口管16相对的所述阀体1的侧面上设有第二工质出口管18，在与所述工质入口管16和所述第二工质出口管18所在侧面均垂直的所述阀体1在水平侧面上设有第一工质出口管17；所述阀体1内部设有开关半球19，所述开关半球19与所述手柄 15固定连接，所述开关半球19在所述手柄15的驱动下在所述阀体1内转动；工质入口9与所述工质入口管16的气体流入端流体导通，所述工质入口管16的气体流出端与所述阀体1的气体流入端流体导通，所述阀体1的气体流出端与所述第二工质出口管18的流入端流体导通，所述第二工质出口管18的气体流出端与所述第一通气管道2的气体流入端流体导通，所述阀体1的另一个气体流出端与所述第一工质出口管17的流入端流体导通，所述第一工质出口管17的流出端与外界大气导通。

气体工质从工质入口9进入到工质入口管16，转动手柄15与工质入口管16平行，此时开关半球19封闭第一工质出口管17，经过阀体1进入第二工质出口管18，然后从第一通气管道2进入一级换热缸8。当想让换热器停止工作，转到手柄15与工质入口管16垂直，此时开关半球19封闭第二工质出口管18，高温气体工质从第一工质出口管17流出，排向外接。第一工质出口管17和第二工质出口管18的管口均为圆形，选取的阀为球形阀。

如图4所示，所述第一通气管道2的管道内部设有防止所述一级换热缸 8内部液体回流的防回流装置20，所述防回流装置20包括第一挡板21、第二挡板22、弹簧23和支撑板24；第一挡板21、第二挡板22、弹簧23和支撑板24均为不锈钢材料制成。所述支撑板24固定在所述第一通气管道2的管道内壁上；所述弹簧23的下端与所述支撑板24的上底面固定连接；所述弹簧23的上端与所述第二挡板22的下底面固定连接；所述第一挡板21固定在所述第一通气管道2的管道内壁上，所述第一挡板21为圆环形结构；所述第二挡板22位于所述第一挡板21下方，所述第二挡板22的直径小于所述第一挡板21大圆环的直径且大于所述第一挡板21小圆环的直径；所述支撑板24上设有若干贯穿所述支撑板24的通孔。当第二挡板22由上部受到气体工质的压力，当压力大于弹簧23发生弹性形变的力时，第二挡板22 向下移动，气体工质通过；当气体工质压力小时，第一挡板21在在弹簧弹力的作用下，与挡板22压紧，可防止冷却液体沿第一通气管道2回流。

由气体流向可知会对弯管处有一定的冲击，热量也在此处损失最大，在所述第一通气管道2的弯管处进行加厚设置，有利于增强管道稳定性，同时又起保温作用。

如图5所示，在所述一级换热缸8内部设有进水分水器11，具有储水腔26的圆筒状结构；所述圆筒状结构的上端与所述一级换热缸8上底面的内壁焊接固定；所述圆筒状结构的下底面和侧面均设有与储水腔26流体导通的漏水孔25；所述输水管道3的液体流出端与所述进水分水器11内部的储水腔26流体导通；所述储水腔26内的液体通过漏水孔25与所述一级换热缸内腔14流体导通；在所述二级换热缸6的上底面上设有排气孔10。被二级换热缸6预热的液体工质由输水管道3进入储水腔26，在依靠小水泵 36的压力和储水腔26内液体的重力，液体工质从漏水孔25滴落至一级换热缸内腔14内，以便对液体工质进行加热。

如图6所示：供能组件包括太阳能光伏板27和电池28；所述太阳能光伏板27的电流输出端与所述电池28的电流输入端电连接；所述电池的输出端与所述监控组件的电流输入端电连接。本设备所有用电均由太阳能光伏发电提供并配备有电池，将多余电量储存以确保设备可在无光或少光环境工作。

所述监控组件包括控制中心34、电磁阀门30、温度传感器31、一级换热缸水位检测器32、电磁流量阀33、二级换热缸第一水位检测器35-1、二级换热缸第二水位检测器35-2和小水泵36；所述控制中心34位于所述一级换热缸8的上底面上；所述电磁流量阀33位于所述开关阀组件的所述第二工质出口管18与所述第一通气管道2之间，并与所述第二工质出口管18 与所述第一通气管道2流体导通；所述电磁阀门30固定安装在所述出水口 7处；所述温度传感器31安装在所述一级换热缸8的下部侧壁上；所述一级换热缸水位检测器32安装在所述一级换热缸8上部侧壁上；所述二级换热缸第一水位检测器35-1安装在所述二级换热缸6的中部侧壁上，且与所述螺旋盘管12的下端高度相同；所述二级换热缸第二水位检测器35-2安装在所述二级换热缸6的上部侧壁上；所述小水泵36安装在所述二级换热缸 6的下部侧壁上，且所述二级换热缸6下部侧壁的液体流出口通过所述小水泵36与输水管道3的液体流入端流体导通；所述控制中心34的信号输出端分别与所述小水泵36、所述电磁阀门30和所述电磁流量阀33的信号输入端通信连接；所述控制中心34的信号输入端分别与所述温度传感器31、所述一级换热缸水位检测器32、所述二级换热缸第一水位检测器35-1和所述二级换热缸第二水位检测器35-2的信号输出端连接。

所述二级换热缸第一水位检测器35-1安装在所述二级换热缸6的侧壁上，且与所述螺旋盘管12的下端高度相同；所述二级换热缸第二水位检测器35-2安装在所述二级换热缸6的上部侧壁上，且与所述螺旋盘管12的上端高度相同。

具体梯级泡沫陶瓷强化沸腾换热器的工作原理为：

在本实施例中，换热器加热的液体为苦卤水，主要用于膜蒸馏淡化咸水。被加热的苦卤水为膜蒸馏原液，需要为膜蒸馏系统提供的被加热的液体的温度为65-75℃为膜蒸馏原液的最佳温度的范围内，也就是一级换热缸8内液体的温度为65-75℃范围。

10.太阳能光伏板27将光能转换给电能，并将电能储备在电池28内。电池28的电流输出端与控制中心34的电流输入端电连接，为控制中心34供电。所述控制中心34的信号输出端分别与所述小水泵36、所述电磁阀门30 和所述电磁流量阀33的信号输入端通信连接：控制小水泵36将二级换热缸6 的液体工质泵入到一级换热缸8内，控制所述电磁阀门30打开和关闭和所述电磁流量阀33的流量大小。所述控制中心34的信号输入端分别与所述温度传感器31、所述一级换热缸水位检测器32、所述二级换热缸第一水位检测器 35-1和所述二级换热缸第二水位检测器35-2的信号输出端连接，所得到的监测信号返回控制中心34监测控制换热器的工作。

高温气体工质从工质入口9进入到工质入口管16，转动手柄15与工质入口管16平行，此时开关半球19封闭第一工质出口管17，高温气体工质经过阀体1进入第二工质出口管18，然后进入到第一通气管道2内。

当第二挡板22由上部受到气体工质的压力，当压力大于弹簧23发生弹性形变的力时，第二挡板22向下移动，气体工质通过，进入到一级换热缸内腔14内；当气体工质压力小时，在在弹簧弹力的作用下，第一挡板21与第二挡板22压紧，可防止冷却液体沿第一通气管道2回流。

与此同时，二级换热缸6内被预热的液体工质在小水泵36的带动下，由输水管道3进入一级换热缸8的储水腔26，液体工质从漏水孔25滴落至一级换热缸内腔14内。

从第一通气管道2内出来的高温气体工质进入到一级换热缸内腔14内下部，第一通气管道2的出气端位于所述泡沫陶瓷层13的下方，不断地向一级换热缸内腔14中的液体鼓气，将高温气体工质的温度传递给一级换热缸内腔14中的预热液体。

当高温气体工质经过泡沫陶瓷层13时泡沫陶瓷具有良好的三维导流结构，遍布着连通或不连通的孔，一部分将热传递给泡沫陶瓷层13，泡沫陶瓷层再将能量传递给液体工质；另一方面，高温气体通过泡沫陶瓷层13时，一定程度上减缓了高温气体工质气泡上升速度，在一定程度上增加气液换热时间；第三，高温气体工质通过泡沫陶瓷层13之后，气泡会重组成很多的小气泡，小气泡一方面增大液体扰动，形成假象沸腾，另一方面小气泡的比表面积更大，会进一步增强气液两相流的换热效果。从进水分水器11的漏水孔25中滴或流下来的液体会与一级换热缸内腔14中内的表面的悬浮的一次换热过的液体再一次接触，进行对流换热。

在所述一级换热缸8的下部侧壁上安装的温度传感器31监视一级换热缸内腔14中内液体的温度，并反馈为控制中心34。当一级换热缸内腔14 中液体工质温度低于65℃时，控制中心34通过控制电磁流量阀33，增大高温气体工质的流量，增强换热效率；当一级换热缸内腔14中液体工质温度高于75℃时，控制中心34驱动小水泵36，将二级换热缸6内的低温液体工质，自输水管道3进入一级换热缸8的储水腔26，液体工质从漏水孔25滴落至一级换热缸内腔14内。当一级换热缸8内的液体高度达到一级换热缸水位检测器32处时，一级换热缸水位检测器32将监测信息反馈给控制中心 34，控制中心34控制小水泵36停止工作，停止向一级换热缸8内注水。

当温度传感器31监测到一级换热缸8内的温度为65-75℃时，控制中 34控制出水口7的电磁阀门30打开，被加热的高温液体自出水口7流出。当温度传感器31监测到一级换热缸8内的温度低于65℃时，电磁阀门30 闭合，液体工质不会流出。

为了更好的利用已经换热的高温气体工质的预热，换热过的气体工质会从第二通气管道4流出，然后进入二级换热缸6内的螺旋盘管12。可对排出的换热过的气体进行再一次冷却，又可对二级换热缸6的腔体的液体进行预热，充分利用气体的热能；螺旋盘管12的螺旋状设计，可增大换热面积。

冷却后的气体由气体工质流出管5排出二级换热缸6，二级换热缸6内预热后的液体，在控制中心34的控制下，通过小水泵36泵出，沿着输水管道3抽入一级换热缸8的进水分水器11中，从漏水孔25滴落，进行气液接触换热。二级换热缸6上安装的二级换热缸第一水位检测器35-1监测二级换热缸6的最低水位，二级换热缸第二水位检测器35-2二级换热缸6的最高水位，并将监测的信号反馈为控制中心34。当二级换热缸6的水位低于二级换热缸第一水位检测器35-1处时，控制中心34控制向二级换热缸6注水，保证螺旋盘管12与液体的换热。当二级换热缸6的水位高于二级换热缸第二水位检测器35-2处时，控制中心34控制停止向二级换热缸6注水。

将被加热的液体进行膜蒸馏过程，如图7所示，被加热的苦卤水的温度越高，膜通量越高，但是，温度越高外界所付出的代价也越大，因此选定 65-75℃的温度范围最为适宜；随着鼓气时间的延长，气液体积比增加，膜通量提高明显。鼓气量的提高对真空膜蒸馏膜通量的影响较大，鼓气形成的湍流可以在很大程度上削减浓度边界层，缓解浓差极化，使得膜通量明显提高，鼓气超过一定的阀值，膜通量就会下降。本实用新型的换热器通入的高温气体采用鼓气的方式对液体工质进行换热，对流出的高温原液进行了鼓气强化，提高下一步膜蒸馏过程中的膜通量。因为大部分换热后气体工质排出换热器，因此鼓气强化的气量也达不到阀值。因此高温气体工质通过本实用新型的换热器，不仅可以与液体工质进行换热，还可以对液体工质进行鼓气强化，提高一步膜蒸馏过程中的膜通量。

本实用新型实施例中，流入的高温气体工质为空气，被加热的液体为待处理苦卤水原液；本实用新型的换热器所用材料中，与气体接触的材料均为耐高温，与液体接触的材料均为耐腐蚀性较高材料。

其中气体与液体整体流向相反符合强换传热特点，在二级换热缸6内对原液进行预热，一级换热缸8内气液直接接触换热，减少了中间传热过程，提高了换热效果。高温气体工质的气泡在上升的过程中所受到的压强越来越小，气泡会不断膨胀，从而比表面积越来越小不利于换热，当气泡通过泡沫陶瓷层13时，由于泡沫陶瓷13的小空隙特性会将气泡重组，变成较小的气泡，一方面增大了气泡比表面积强化强化换热，另一方面增大了原液的扰动有利于换热。本换热器设计适用于苦卤水淡化的原液加热部分，同时对流出高温原液进行了鼓气强化，有利于提高下一步膜蒸馏过程中的膜通量。本实用新型换热器所有用电将由太阳能光伏发电提供，并配备有电池，可将多余电量储存以确保设备可在无光或少光工况下工作。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利申请权利要求的保护范围之中。

梯级泡沫陶瓷强化沸腾换热器专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。