CN101943018B - 矿用回冷器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矿用回冷器，包括过滤器、矿用局部通风机、入风口、换热室、出风口和设置于换热室内用于冷却水与空气换热的换热盘管，过滤器、矿用局部通风机、入风口、换热室和出风口由前至后依次连通，还包括喷淋装置，所述喷淋装置包括喷淋水管和至少两个设置于喷淋水管上的雾化喷嘴，雾化喷嘴位于换热室内，其喷射口朝向换热盘管，该矿用回冷器采用光管式，同时具有显热换热和潜热换热两种方式，换热效率高，同时，可将矿用回冷器拆分进行运输和安装，可根据制冷量的大小来确定换热室的数量，使用灵活方便，另外，该矿用回冷器可承受大于4MPa的压力，且具备自动清洗功能，防尘、防腐、保温性能好。
Description
技术领域
本发明涉及一种矿山或隧道降温系统的回热设备，特别涉及一种矿用回冷器。
背景技术
随着矿井开采深度的增加，以及高温围岩散热、空气自压缩热、机械设备散热、氧化热等热源的影响，越来越多的矿井出现热害。热害是制约矿井安全生产的因素之一，不仅危害矿工的身体健康，而且会降低劳动生产率，影响安全生产和经济效益。我国《煤矿安全规程》明确规定：“生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26℃，机电硐室空气温度不得超过30℃；当采掘工作面空气温度超过30℃，机电硐室空气温度超过34℃时，必须停止作业”，《矿山安全条例》规定：“井下工人作业地点的空气温度不得高于28℃”。
我国是世界第一产煤大国，也是高温矿井数量最多的国家。据不完全统计，目前有130多对矿井出现了不同程度的热害，其中有88对矿井采掘工作面气温超过30℃，这些矿井的开采深度平均约在800m左右，超过千米的矿井已有数十对，进入千米深度开采的非煤矿山也越来越多。在我国预测的煤炭总储量中，有73.2%的储量埋深在1000m以下，其中1000m～2000m深度范围内的煤炭储量占53.2%。因此，矿井热害成为越来越多矿井当前急需解决的问题，而且从科学发展的角度来看，矿井热害的有效治理对我国今后开采更大深度范围内的矿产资源具有重要的战略意义。
我国矿井热害治理从20世纪70年代开始，历过了初期的理论研究阶段、中期的降温技术尝试阶段以及21世纪以来的大规模应用阶段，形成了应用范围广、治理手段多样化、制冷规模大的矿井热害治理局面。但是这种局面与现状存在着矛盾：许多大型矿井过分依赖国外进口技术和设备。国外设备效果好、但是价格昂贵，是国产设备的好几倍，而且维护和管理难度大，维修周期长；现有国产设备规模大、体积庞大、没有形成成套技术和装备，虽然价格相对便宜，但是制冷效果不理想，冷损大。因此，从整个矿井热害治理的大系统着眼考虑，开发成套技术和装备，并改进现有的工艺流程，朝着节能、环保、经济、高效的方向发展，是矿井热害治理技术和手段的发展趋势。
矿用回冷器作为矿井降温成套系统中的回热设备是必不可少的。总结国内外矿用矿用回冷器，主要有两种类型：直接接触式矿用回冷器和表面喷淋式矿用回冷器。直接接触式矿用回冷器水系统为开式，与空气直接接触，换热效果大大增强，但是水容易污染，不利于循环利用，需水量大，喷淋水利用后需经过水处理方可再次循环利用，在当前情况下这种矿用回冷器在国内还没有得到应用。另外一种称为喷淋硐室，利用一段废弃的巷道，在巷道空间内布置多排喷头，这种回热方式其换热量将大大提高。表面加喷淋式矿用回冷器，也称冷却塔，根据其换热盘管的不同，可分为板管式、翅片式、绕片式、光管式等，冷却水系统为闭式，喷淋水系统为开式。根据国内外矿用回冷器的发展历程，光管式以其性能稳定、便于清洗、使用寿命长的特点应用最为广泛。
国内外矿井热害治理实践表明，随着矿井开采深度越来越大，地温越来越高，工作面进风温度和回风温度也相应增大，制冷水平、降温水平和回热水平往往不在一个水平，越来越多的矿井将矿用回冷器布置在制冷水平的上一水平。针对未来矿井降温的趋势，开采深度大、回热距离远，对矿用回冷器在性能、安装、运输等方面都提出了新的要求。
因此，需探索一种矿用回冷器，增加其换热效率，且使其便于运输、安装和维修，以适应我国矿井热害治理的需求。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种矿用回冷器，该矿用回冷器为分体式结构，便于运输、安装和维修，可同时进行显热和潜热换热，换热效率较高，且该矿用回冷器还具备盘管自动清洗、换热量大、通风阻力小、性能稳定、使用寿命长等优点。
本发明的矿用回冷器，包括过滤器、矿用局部通风机、入风口、换热室、出风口和设置于换热室内用于冷却水与空气换热的换热盘管，所述过滤器、矿用局部通风机、入风口、换热室和出风口由前至后依次连通，所述矿用回冷器还包括喷淋装置，所述喷淋装置包括喷淋水管和至少两个设置于喷淋水管上的雾化喷嘴，所述雾化喷嘴位于换热室内，其喷射口朝向换热盘管。
进一步，所述换热室为至少两个并以可拆卸的方式串接，所述换热盘管和喷淋装置分别与换热室一一对应设置，相邻换热室之间相互连通，相邻换热室内的换热盘管之间以可拆卸的方式相互连通，相邻换热室对应的喷淋装置的喷淋水管之间以可拆卸的方式相互连通；
进一步，所述矿用回冷器还包括喷淋水循环系统，所述喷淋水循环系统包括水箱和以可拆卸的方式连通于水箱与喷淋水管之间的水泵，所述水箱以可拆卸的方式设置于换热室底部，所述水箱上设置补水口和排污口，与补水口连通设置浮球阀；
进一步，所述水泵与水箱之间设置有过滤器；
进一步，所述矿用回冷器还包括框架和围板，所述围板以可拆卸的方式设置于框架上围成换热室，框架内设置有固定架，所述换热盘管固定在固定架上；
进一步，所述换热室内衬设置橡塑板；
进一步，所述入风口为喇叭口形；
进一步，所述换热盘管内冷却水的输送方向为由后至前；
进一步，所述框架两端设置有起重吊环；
进一步，所述过滤器和矿用局部通风机之间通过设置于两者之间的软接头Ⅰ连通，所述矿用局部通风机和入风口之间通过设置于两者之间的软接头Ⅱ连通。
发明的有益效果：本发明的矿用回冷器，具有以下优点：
1. 该矿用回冷器为表面光管式矿用回冷器，为闭式水系统和开式水系统的综合运用，同时具有显热换热和潜热换热两种方式，温度为33℃的回风，经矿用回冷器换热后可达到38℃，换热量大、风阻小、换热效率高；
2. 换热室及底部水箱等部件均设计为可拆卸式，可根据制冷量大小确定换热室数量，使用灵活，且便于运输、安装和维修，较国内外其他组合式矿用回冷器具有更高的性价比；
3.具有自动清洗功能，换热性能稳定、使用寿命长；
4.该矿用回冷器承压能力强，能够承受高差大于400米的静水压力，即进水端能够承受大于4MPa的压力；
5.该矿用回冷器，尺寸规格能够满足我国大、中、小煤矿巷道断面的安装要求，具有广泛的适用性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的A-A剖视图。
具体实施方式
图1为本发明的结构示意图，图2为图1的A-A剖视图，如图所示：本实施例的矿用回冷器，包括过滤器1、矿用对旋轴流式局部通风机2、入风口3、换热室4、出风口5和设置于换热室4内用于冷却水与空气换热的换热盘管6，换热盘管采用φ16×1mm紫铜管制造，表面管50根、37排，弯制成蛇形，风流均匀流过换热盘管，接触面积大，换热效果好，所述过滤器1、矿用对旋轴流式局部通风机2、入风口3、换热室4和出风口5由前至后依次连通，所述矿用回冷器还包括喷淋装置，所述喷淋装置包括两根喷淋水管7和设置于喷淋水管7上的12个雾化喷嘴8，所述雾化喷嘴8位于换热室4内，其喷射口朝向换热盘管6，本发明为闭式水系统和开式水系统的综合运用，同时具有显热换热和潜热换热两种方式，风流在换热室中与换热盘管内的冷却水进行热交换，风流温度升高，这部分为显热交换，喷淋装置将水雾化，通过喷头喷雾，与风流进行湿交换，这部分为潜热交换，温度为33℃的回风，经矿用回冷器换热后可达到38℃，换热量大、风阻小、换热效率高，同时，喷淋水也可对换热盘管进行清洗，以免换热盘管上积聚灰尘，影响矿用回冷器正常工作，当然，根据实际情况布置其他数量的雾化喷嘴，同样可以实现本发明的目的。
本实施例中，设置两个以可拆卸的方式串接的换热室4、分别与换热室4一一对应的换热盘管6和喷淋装置，相邻换热室4之间相互连通，相邻换热室4内的换热盘管6之间以可拆卸的方式相互连通，相邻换热室4对应的换热装置的喷淋水管7之间以可拆卸的方式相互连通，换热室设计为可拆卸式，可根据制冷量大小确定换热室数量，使用灵活，同时，换热室可拆卸，也便于运输、安装和维修，较国内外其他组合式矿用回冷器具有更高的性价比，当然，如所需的制冷量较大，可采用两个以上的换热室串接联，同样可以实现本发明的目的。
本实施例中，还包括喷淋水循环系统，所述喷淋水循环系统包括水箱9和以可拆卸的方式连通于水箱9与喷淋水管7之间的水泵10，所述水箱9以可拆卸的方式设置于换热室4底部，所述水箱9上设置补水口9a和排污口9b，与补水口9a连通设置浮球阀11，以便于对喷淋水进行循环利用，降低耗水量，同时，通过浮球阀自动补水，也可减少维护的工作量，使用方便。
本实施例中，所述水泵10与水箱9之间设置有过滤器12，定期清理过滤器中的污垢，保持设备正常工作，避免水箱中的污垢等杂质进入水泵和喷嘴导致水泵损坏和喷嘴堵塞。
本实施例中，还包括框架13和围板14，所述围板14以可拆卸的方式设置于框架13上围成换热室4，框架13内设置有固定架15，所述换热盘管6固定在固定架15上，结构简单，且便于拆卸维修。
本实施例中，所述换热室4内衬设置橡塑板，减少冷量损失，提高换热效率。
本实施例中，所述入风口3为喇叭口形，有利于风流均匀通过，换热均衡，减小风流阻力损失，提高换热效率。
本实施例中，所述换热盘管6内冷却水的输送方向为由后至前，采用逆流换热方式，换热效率高。
本实施例中，所述框架13两端设置有起重吊环16，以便于对拆分后的各部分进行吊装等处理。
本实施例中，所述过滤器1和矿用对旋轴流式局部通风机2之间通过设置于两者之间的软接头Ⅰ17连通，所述矿用对旋轴流式局部通风机2和入风口3之间通过设置于两者之间的软接头Ⅱ18连通，避免风机运行时的振动造成连接处松动或脱落，同时减小设备运行时的噪音。
本发明在使用过程中，能够承受大于4MPa的压力，同时，具有闭式循环冷却水系统和开式喷淋水系统，能够实现与风流的热湿交换，温度为33℃的回风，经矿用回冷器换热后可达到38℃。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种矿用回冷器，包括过滤器（1）、矿用局部通风机（2）、入风口（3）、换热室（4）、出风口（5）和设置于换热室（4）内用于冷却水与空气换热的换热盘管（6），所述过滤器（1）、矿用局部通风机（2）、入风口（3）、换热室（4）和出风口（5）由前至后依次连通，其特征在于：还包括喷淋装置，所述喷淋装置包括喷淋水管（7）和至少两个设置于喷淋水管（7）上的雾化喷嘴（8），所述雾化喷嘴（8）位于换热室（4）内，其喷射口朝向换热盘管（6）；所述换热室为至少两个并以可拆卸的方式串接，所述换热盘管（6）和喷淋装置分别与换热室（4）一一对应设置，相邻换热室（4）之间相互连通，相邻换热室（4）内的换热盘管（6）之间以可拆卸的方式相互连通，相邻换热室（4）对应的喷淋装置的喷淋水管（7）之间以可拆卸的方式相互连通；还包括喷淋水循环系统，所述喷淋水循环系统包括水箱（9）和以可拆卸的方式连通于水箱（9）与喷淋水管（7）之间的水泵（10），所述水箱（9）以可拆卸的方式设置于换热室（4）底部，所述水箱（9）上设置补水口（9a）和排污口（9b），与补水口（9a）连通设置浮球阀（11）。
2.根据权利要求1所述的矿用回冷器，其特征在于：所述水泵（10）与水箱（9）之间设置有过滤器（12）。
3.根据权利要求2所述的矿用回冷器，其特征在于：还包括框架（13）和围板（14），所述围板（14）以可拆卸的方式设置于框架（13）上围成换热室（4），框架（13）内设置有固定架（15），所述换热盘管（6）固定在固定架（15）上。
4.根据权利要求3所述的矿用回冷器，其特征在于：所述换热室（4）内衬设置橡塑板。
5.根据权利要求4所述的矿用回冷器，其特征在于：所述入风口（3）为喇叭口形。
6.根据权利要求5所述的矿用回冷器，其特征在于：所述换热盘管（6）内冷却水的输送方向为由后至前。
7.根据权利要求6所述的矿用回冷器，其特征在于：所述框架（13）两端设置有起重吊环（16）。
8.根据权利要求7所述的矿用回冷器，其特征在于：所述过滤器（1）和矿用局部通风机（2）之间通过设置于两者之间的软接头Ⅰ（17）连通，所述矿用局部通风机（2）和入风口（3）之间通过设置于两者之间的软接头Ⅱ（18）连通。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: CHINA COAL SCIENCE AND INDUSTRY GROUP CHONGQING RE Free format text: FORMER OWNER: COAL SCIENTIFIC RESEARCH INSTITUTE CHONGQING INSTITUTE Effective date: 20130427 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 400037 SHAPINGBA, CHONGQING TO: 400039 JIULONGPO, CHONGQING |
|
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20130427 Address after: Science and Technology Department of city road Jiulongpo Erlang 400039 Chongqing City No. 6 Applicant after: Chongqing Research Institute of China Coal Technology & Engineering Group Corp. Address before: 400037, No. three village, 55 bridge, Shapingba District, Chongqing Applicant before: Chongqing Institute of Coal Science Research Institute |
|
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Owner name: CHINA COAL TECHNOLOGY ENGINEERING GROUP CHONGQING Free format text: FORMER NAME: CHINA COAL SCIENCE AND INDUSTRY GROUP CHONGQING RESEARCH INSTITUTE |
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Address after: 400039 Chongqing Jiulongpo Branch City Road No. 6 Patentee after: CCTEG CHONGQING RESEARCH INSTITUTE Co.,Ltd. Address before: Science and Technology Department of city road Jiulongpo Erlang 400039 Chongqing City No. 6 Patentee before: Chongqing Research Institute of China Coal Technology & Engineering Group Corp. |