旋膜除氧器设有两级除氧装置，第一级是起膜器组——主要的除氧部件；第二级是填料层——用作深度除氧。
   
（1） 起膜器组是由起膜器、连通管及隔板等零部件组成，除氧器入口水首先进入由上下隔板组成的水室，再从水室通过起膜器上的小孔，进入起膜器内壁形成射流及旋转水膜。
   
（2）水从起膜器下来后形成一个喇叭形的水膜，然后向下流到篦子部份（篦子的层数视具体情况而定）。

（3）水通过篦子后进入填料层，它是由液汽网及其固定框架组成。水在液汽网中作进一步的除氧——深度除氧，新型液汽网比曾采用过的Ω型填料的透气性好，贮热系数大，其氧的分离效率高，是一种深度除氧的理想填料。
   
（4）水经过液汽网后随即落到水箱里。加热蒸汽从加热蒸汽管出口处扩散并上升至填料层，通过填料层、篦子，进入起膜器内孔，然后再上升到除氧头上部封头内腔，并由此排入大气。由于蒸汽上升过程中与水混合，加热了水，因此大部份加热蒸汽均被水所吸收，排放大气的汽量很少。热力式除氧器传热、传质效果越好，排汽量越少。