[发明专利]一种自清洁和抑垢的污水换热器

权利要求书

1.一种自清洁和抑垢的污水换热器，其特征在于，包括污水提升泵、上供水箱、上供水箱污水进口、上供水箱排污口、上供水箱底部布水器接管、布水器、单叶双曲面换热模组、旋转桶轴、内部限位齿轮、传动齿轮、动力齿轮、动力输出控制箱、接水箱、接水箱排污口、接水箱污水出口、污水排出泵、桶轴支架挡板，其中：

所述上供水箱通过螺栓连接或焊接方式固定在所述桶轴支架挡板上，上供水箱污水进口布置于所述上供水箱的侧面中部；上供水箱排污口布置于所述上供水箱的侧面底部；上供水箱底部布水器接管均匀布于所述上供水箱的底部，并连接所述布水器；

所述布水器的下方放置所述单叶双曲面换热模组，所述单叶双曲面换热模组具体包括斜布换热盘管管列、转轮式盘管框架、换热介质入口、换热介质出口，其中：

位于所述单叶双曲面换热模组两侧的转轮式盘管框架分别通过两个内部限位齿轮连接两旋转桶轴；所述旋转桶轴安装在换热器两侧的桶轴支架挡板上；所述桶轴支架挡板左侧的旋转桶轴上固定安装传动齿轮，该传动齿轮与安装在动力输出控制箱中的动力齿轮相啮合；

所述单叶双曲面换热模组采用其旋转轴与地面水平的方式安装，内部的斜布换热盘管管列由若干换热单管倾斜安装组成，呈现多层单叶双曲面结构排布，且各层之间以及每层相邻的单管之间均通过蛇形连接为内部贯通的整体；

所述斜布换热盘管管列的两端固定在所述转轮式盘管框架上，所述转轮式盘管框架呈圆盘状，两圆心处分别留有换热介质入口和换热介质出口的预留孔；

其中，所述斜布换热盘管管列共有从内到外多层按照单叶双曲面排列的换热单管，即多个由小到大依次嵌套的单叶双曲面管排，满足方程为：

其中，a，c为正的常数，影响单叶双曲面的具体形状比例；单叶双曲面管排的中心旋转轴方向为z轴方向；旋转轴中部且与旋转轴垂直的平面为x轴y轴组成的平面；单叶双曲面旋转轴中部，即单叶双曲面的最细处与xy平面相交为一个圆周，直径为2a；

沿中心旋转轴对称，且由内至外各层双曲面的a取值逐渐增大，控制各单叶双曲面之间的距离在1～2倍换热管管径；

其中，每层单叶双曲面上的每根换热单管均采用与单叶双曲面换热模组的旋转轴成一定角度的安装方式，即均采用重复的同向倾斜环绕安装，使换热单管组成的换热面呈单叶双曲面；

每根换热单管均为所在单叶双曲面上不同的直母线，各换热单管之间相互无接触，无交叉，同一单叶双曲面上的各换热单管的间隔距离为1～2倍换热管管径；

所述换热介质入口、换热介质出口通过预留孔伸出两侧的转轮式盘管框架，并分别与外部的换热介质管道相连，连接处位于两个旋转桶轴的中空腔内，在连接处采取可旋转的密封连接。

2.根据权利要求1所述自清洁和抑垢的污水换热器，其特征在于，所述布水器的布置方式具体为：

沿所述单叶双曲面换热模组最外层单叶双曲面管排的顶端直母线的垂直投影进行平行布置，即所述布水器以所述斜布换热盘管管列最外层顶部的两根换热单管的垂直投影为前后边界，左右两端与转轮式盘管框架内侧平齐，最终体现为一个含有一条与旋转轴平行的对角线的平行四边形布水器；

所述布水器的污水滴落口采取多条直线分布，其位置分别与所述布水器下部投影范围内的各根换热单管对应；

所述布水器的安装高度控制在其左右两侧与所述单叶双曲面换热模组的最高点恰好不接触，恰好不影响所述单叶双曲面换热模组的正常旋转的位置。

3.根据权利要求1所述自清洁和抑垢的污水换热器，其特征在于，

在所述污水换热器连续运行一段时间后，以转轮式盘管框架上的两旋转桶轴连线为轴，经由人工控制或自动运行的动力输出控制箱，通过动力齿轮与传动齿轮带动其按顺时针或逆时针方向旋转；

旋转后，使所述斜布换热盘管管列中按多层单叶双曲面结构排布的各换热单管与固定的布水器的相对位置发生改变，即通过定期的旋转改变原有布水器的液滴或液柱与斜布换热盘管管列内各换热单管的接触顺序，接触角度和所形成液膜的流动路径来不断改变液膜的形成状态和流动状态，最终以此强化换热盘管表面流动液膜的扰动作用，达到自清洁和抑垢效果；

所述斜布换热盘管管列表面的污垢脱落后，同污水共同落入接水箱中，在运行间歇期，所述上供水箱通过上供水箱排污口泄水、检修、清污；所述接水箱通过接水箱排污口泄水、检修、清污；

其中，所述上供水箱排污口与接水箱排污口均以3％的坡度布置。