CN101864981B - 矿井局部降温方法及降温风机 - Google Patents

Abstract

一种矿井局部降温方法及降温风机，特别适用于高温矿井有人员工作地点的局部降温，降温设备包括外筒及与外筒同一轴心的内筒，外筒与内筒之间设有将其固定连接的导叶，内筒中设有气马达，内筒后端设有消声筒，马达输出轴的一端设有马达扭矩传递装置，传递装置上设有作为制动器的风机叶轮；外筒的进气端设有进风口防护网，压缩空气的进气管穿过外筒和内筒与气马达的进气口连接。利用煤矿井下现有压缩空气动力源，不会产生火花，风机出口风射出的常温气流与从气马达出来的低温气流混合后吹到用风地点，除了能够降低用风点的环境温度外，还可驱散气流有效作用范围内的瓦斯或有害气体。本发明利用空气制冷时膨胀机和制动器功能，使得此降温风机结构紧凑，体积小，安装方便，使用安全，噪声小。

Description

矿井局部降温方法及降温风机

技术领域

本发明涉及矿井局部降温方法及降温风机，尤其适用于煤矿井下局部高温作业点的通风降温和瓦斯等有害气体的治理，改善局部工作环境，保证煤矿安全生产。

背景技术

随着开采深度的增加，矿井热害日趋严重，因此必须对井下高温环境进行降温，来改善工人工作环境，保障矿井安全生产。矿井热害治理主要技术分：非机械制冷技术和机械制冷技术。实际生产中一般视情况单独使用或者结合使用来改善工作环境。

非机械制冷技术主要是：减少采空区和机电设备等产生的各种热量减少热源散热量；增加风量和优化通风方式。增加风量可以增加风流带出围岩放热量的能力，减少风流升温幅度，是非机械降温技术的最佳方式。一般表现在优化通风系统与风机设备上。但是风速过大又会引起粉尘飞扬，所以增加风量有一定的局限性。

机械制冷技术包括地面集中式制冷降温和井下局部制冷降温技术。相对而言，井下局部制冷降温更具针对性和灵活性，且投资较少。

目前井下局部制冷空调主要有涡轮式空气制冷、变容式空气制冷、涡流管式空气制冷和压气引射器制冷等形式。由于空气压缩制冷循环的制冷系数、单位质量制冷工质的致冷能力均小于蒸汽压缩制冷系统，在产生相同制冷量的情况下，空气压缩式制冷系统需要较庞大的装置，并且单位制冷量的投资和年运行费用均高于蒸汽压缩式系统。因此，全矿井采用空气压缩式制冷系统降温的矿井降温的矿井很少，一般配合在局部使用。

涡轮式空气制冷机系统用空气制冷机作为高温矿井空调终端，它相当于冷水机组系统中的空冷器，其优点如下：系统简单，没有高低压换热器和空冷器，输冷管道少，承压小，材质要求低，施工技术难度低等；空气制冷机本身无需电力驱动，无防爆问题，空气既是制冷剂又是载冷剂，取之不尽，用之不竭，又无环境污染问题，在高温、高沼气煤矿具有很好的应用前景。但这种技术还需考虑制冷的同时送冷问题。

压气引射和压气喷射制冷基本原理相同，都是利用压气作为供冷媒质，直接向采掘工作面喷射制冷。这种方法系统简单，应用灵活，可应用于需冷量不太大的小型矿井降温系统。但压缩空气直接喷入大气时的压差有限，所以温降也不大，同时制冷喷射气流速度很高，故损失也大。

此外还有点冷却技术和移动冷却技术。点冷却技术目前有专门针对矿工保护的冷却服；用于掘进面降温的喷雾冷却。冷却服为随身携带的一种小型储冷或制冷装置，喷雾冷却技术关键在于简单，经济，只需在风机后面加装管路及喷嘴，无需维修，但这种技术显然限制了使用者的活动。移动冷却技术是利用局部供冷装置，包括设置在移动车体上的储冰箱，它们之间经介质循环管与空冷器相互连通；介质循环管在经过储冰箱内部时设置成多层盘形换热装置，在经过储水箱内部时则直接与设置在箱内的潜水泵相连，整体做在一个可移动架上。储冰箱内的冰融化释放完冷量后，卸开换热盘管两端连接管上的阀门更换储冰箱；用完了的储冰箱运往地面放水，重新充冰，片冰由地面制冰机生产。

发明内容

技术问题：本发明的目的是根据已有技术存在的不足之处，提供一种适应性强，结构简单，使用方便，安全高效的矿井局部降温方法及降温风机。

技术方案：本发明的矿井局部降温方法：采用压缩空气作为制冷工质，气马达作为膨胀机，风机叶轮作为制动机；通入压缩空气，气马达的主轴通过扭矩传递装置的输出带动叶轮高速旋转，抽吸常温空气从带有防护网的进风口进入风机叶轮，获得能量的气流经过带有导叶的环形流道后基本变成轴向高速流出，从气马达流出的经过膨胀作功后的低温气流经消声筒消声后流出，高速流出的常温气流带动从消声筒后流出的低温气流从风机吹出，实现矿井局部通风降温。

本发明的降温风机，包括外筒，与外筒同一轴心的内筒，外筒与内筒之间设有将其固定连接的导叶，外筒的进气端设有进风口防护网，内筒中设有驱动装置，驱动装置输出一端设有扭矩传递装置，传递装置上设有风机叶轮，所述的驱动装置为气马达，所述的内筒壁上设有与其筒内气马达相连接的压气进气管，内筒的后端设有与气马达出口相连通的消声筒，消声筒包括内设有吸声材料的夹层筒，夹层筒与内筒一端设有带气流通道孔的法兰盘，夹层筒出口端设有盖板。

所述设有吸声材料的夹层筒出口内侧呈半圆弧状，设在夹层筒出口端的盖板上设有网孔；所述设有吸声材料的夹层筒出口内侧呈柱状，夹层筒出口侧外筒壁上设有网孔。

有益效果：本发明的矿井局部降温方法及降温风机，采用气马达驱动，通过压缩空气的进气管穿过外筒和内筒与气马达的进气口连接，气动马达输出轴一端连接马达扭矩传风机叶轮，另一端连接消声器，利用煤矿井下现有压缩空气动力源，不会产生火花，风机出口风射出的常温气流与从气马达出来的低温气流混合后吹到用风地点，除了能够降低用风点的环境温度外，还可驱散气流有效作用范围内的瓦斯或有害气体。其结构紧凑，体积小，安装方便，使用安全，噪声小，具有广泛的实用性。

附图说明

图1是本发明的实例一结构图。

图2是本发明的实例二结构图。

图中：进风口防护网1，风机叶轮2，马达扭矩传递装置3，外筒4，内筒5，马达6，压气进气管7，导叶8，法兰盘9，消声筒10，吸声材料11，盖板12。

具体实施方式

下面将结合附图中的实施例对本发明作进一步的描述：

实施例一、图1所示，矿井局部降温风机主要由外筒4、内筒5、消声筒10、驱动装置构成；内筒5与外筒4同一轴心，外筒4与内筒5之间装有导叶8，通过导叶8将外筒4和内筒5连接成一体，外筒4的进气端设有进风口防护网1，内筒5中设有驱动装置，驱动装置输出一端设有扭矩传递装置3，传递装置上设有风机叶轮2，驱动装置为气马达6，马达6与马达扭矩传递装置3连接后装入内筒4中并用螺钉固定，风机叶轮2装在马达扭矩传递装置3的输出轴上，盖上进口防护网1。内筒5壁上设有与其筒内气马达6相连接的压气进气管7，压气进气管7穿过外筒4和内筒5与马达6的进气口连接。内筒5的后端设有与气马达6出口相连通的消声筒10，消声筒10包括内设有玻璃棉或超细玻璃棉等吸声材料11的夹层筒，夹层筒与内筒5一端设有带气流通道孔的法兰盘9，夹层筒出口端设有盖板12。吸声材料11的夹层筒出口内侧呈半圆弧状，设在夹层筒出口端的盖板12上设有网孔。

实施例二、图2所示，该矿井局部降温风机与实施例基本相同，只是所述设有吸声材料11的夹层筒出口内侧呈柱状，夹层筒出口侧外筒壁上设有网孔。与实施例相同部分略。

本发明的矿井局部降温方法：采用压缩空气作为制冷工质，气马达6作为膨胀机，风机叶轮2作为制动机；当气马达6的进口接通压缩空气时，气马达6的主轴通过扭矩传递装置3的输出轴带动叶轮2高速旋转，抽吸常温空气从带有防护网1的进风口进入风机叶轮2，获得能量的气流经过带有导叶8的环形流道后基本变成轴向高速流出，从气马达6流出的经过膨胀作功后的低温气流经消声筒10消声后流出，高速流出的常温气流带动从消声筒流出的低温气流从风机吹出，实现矿井局部通风降温。

Claims (4)

1.一种矿井局部降温方法，其特征在于：采用压缩空气作为制冷工质，气马达(6)作为膨胀机，风机叶轮(2)作为制动机；通入压缩空气后，气马达(6)的主轴通过扭矩传递装置(3)的输出轴带动叶轮(2)高速旋转，抽吸常温空气从带有防护网(1)的进风口进入风机叶轮(2)，获得能量的气流经过带有导叶(8)的环形流道后基本变成轴向高速流出，从气马达(6)流出的经过膨胀作功后的低温气流经消声筒(10)消声后流出，高速流出的常温气流带动从消声筒流出的低温气流从风机吹出，实现矿井局部通风降温。

2.一种实现权利要求1所述方法的矿井局部降温风机，包括外筒(4)，与外筒(4)同一轴心的内筒(5)，外筒(4)与内筒(5)之间设有将其固定连接的导叶(8)，外筒(4)的进气端设有进风口防护网(1)，内筒(5)中设有驱动装置，驱动装置输出一端设有扭矩传递装置(3)，传递装置上设有风机叶轮(2)，其特征在于：所述的驱动装置为气马达(6)，所述的内筒(5)壁上设有与其筒内气马达(6)相连接的压气进气管(7)，内筒(5)的后端设有与气马达(6)出口相连通的消声筒(10)，消声筒(10)包括内设有吸声材料(11)的夹层筒，夹层筒与内筒(5)一端设有带气流通道孔的法兰盘(9)，夹层筒出口端设有盖板(12)。

3.根据权利要求2所述的矿井局部降温风机，其特征在于：所述设有吸声材料(11)的夹层筒出口内侧呈半圆弧状，设在夹层筒出口端的盖板(12)上设有网孔。

4.根据权利要求2所述的矿井局部降温风机，其特征在于：所述设有吸声材料(11)的夹层筒出口内侧呈柱状，夹层筒出口侧外筒壁上设有网孔。

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