CN203035223U

CN203035223U - 一种矿用蓄冰装置

Info

Publication number: CN203035223U
Application number: CN 201220742906
Authority: CN
Inventors: 王一鸣; 邵志刚; 吴智锋
Original assignee: ZTE QUANTUM CO Ltd
Current assignee: ZTE QUANTUM CO Ltd
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2022-12-28

Abstract

本实用新型公开了一种矿用蓄冰装置。所述矿用蓄冰装置包括壳体、容置于所述壳体内的多根盘管、制冷剂通道、风道、气瓶和供气管，所述气瓶与所述供气管连接，所述多根盘管的入口端均与所述制冷剂通道和所述供气管连接，且所述矿用蓄冰装置还包括控制所述多根盘管与所述制冷剂通道之间的通断和所述多根盘管与所述供气管之间的通断的通断装置。利用本实用新型的矿用蓄冰装置，在释冷阶段不需要配备专门防爆风机和防爆电源，成本低。

Description

一种矿用蓄冰装置

技术领域

本实用新型属于蓄冰空调技术领域，特别是一种矿用蓄冰装置。

背景技术

近年来，我国发生的一些矿难给国家和社会造成巨大的损失。矿难发生时，矿用救生舱和避难硐室是矿井下矿工逃生的首选场所。作为矿用救生舱和避难硐室的核心设备，温度调节器在整个救生系统中发挥着降温的重要作用。目前矿用救生舱和避难硐室的温度调节器主要有二氧化碳空调和蓄冰空调。

对于矿用蓄冰装置，在矿难未发生时，利用矿用蓄冰装置的蓄冰柜中盘管的低温制冷剂或载冷剂将其中的水冷却成一定温度下的冰，完成蓄冷，之后空调机组停止运行。由于漏热的原因，蓄冰柜中的冰的温度会升高。当冰温度升高至某一温度时，空调机组重新开启运行。当温度降至规定的温度时，空调机组停止运行。如此反复，直到矿难发生时。矿难发生时，通常井下电力系统已遭到破坏。此时需要释放蓄冰柜中冰的冷量，来为井下被困人员提供一个合适的热环境。

一般而言，矿用蓄冰装置的蓄冰柜具有制冰蓄冷阶段和融冰释冷阶段。制冰蓄冷过程中，蓄冰柜中的水由常温降至0℃（标准大气压下的冰点温度，释放显热），然后0℃的水变成0℃的冰（水的状态发生变化，释放潜热），最后是0℃的冰降至需要的温度（释放显热）。而融冰释冷过程中，先是低温的冰升高至0℃的冰（吸收显热），然后0℃的冰变成0℃水（吸收潜热），最后0℃的水升高至常温（吸收显热）。

矿难发生时，需要将蓄冰系统中的冷量传递出去。目前，存在利用通风机对蓄冰系统内部释冷的方式。但是，这种技术需要配备专门防爆风机和防爆电源，成本代价较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种矿用蓄冰装置，其在释冷阶段不需要配备专门防爆风机和防爆电源，成本低。

本实用新型通过如下技术方案实现：一种矿用蓄冰装置，所述矿用蓄冰装置包括壳体、容置于所述壳体内的多根盘管、制冷剂通道、风道、气瓶和供气管，所述气瓶与所述供气管连接，所述多根盘管的入口端均与所述制冷剂通道和所述供气管连接，且所述矿用蓄冰装置还包括控制所述多根盘管与所述制冷剂通道之间的通断和所述多根盘管与所述供气管之间的通断的通断装置。

作为本实用新型的进一步改进，所述气瓶为空气瓶或氧气瓶，所述通断装置为三通阀门，且所述供气管与所述通断装置之间设有单向阀。

作为本实用新型的进一步改进，所述矿用蓄冰装置还包括用于在制冰阶段扰动所述壳体内的水的扰动装置，所述扰动装置包括气动马达、与所述气动马达动力连接的风扇以及井下压风系统，所述气动马达与所述井下压风系统连接，且所述气动马达与所述井下压风系统之间设有阀门，所述风扇设置在所述多根盘管的上方。

作为本实用新型的进一步改进，所述壳体包括内壳、保温材料、多个开缝翅片、外壳及设置在所述内壳和所述外壳上的盖板，所述保温材料和所述多个开缝翅片设置在所述外壳与所述内壳之间。

作为本实用新型的进一步改进，所述内壳的内表面、所述外壳外表面以及所述多个开缝翅片的表面涂有辐射反射层。

作为本实用新型的进一步改进，所述矿用蓄冰装置还包括换热管，所述换热管与所述供气管连接，且所述换热管与所述供气管之间设有二通阀门，所述换热管设置在所述外壳与所述内壳之间并贯穿所述多个开缝翅片。

作为本实用新型的进一步改进，所述矿用蓄冰装置还包括充气管，所述充气管与所述供气管连接，且所述充气管与所述供气管之间设有二通阀门，所述充气管设置在所述壳体内部的四周。

作为本实用新型的进一步改进，所述换热管和所述充气管为多根并列设置的直管或由直管和弯管构成的盘管。

作为本实用新型的进一步改进，所述换热管和所述充气管上均设有等直径的孔或不等直径的孔。

作为本实用新型的进一步改进，所述风道贯穿于所述壳体，且所述风道为矩形、圆形或椭圆形的内螺纹金属管。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的矿用蓄冰装置包括气瓶、供气管和通断装置，所述气瓶与所述供气管连接，尽量避免使用电力设备，不需要防爆风机和防爆电源，充分利用井下已有设备和装置，成本较低。

附图说明

图1为作为本实用新型的一个具体实施方式的矿用蓄冰装置的俯视示意图；

图2为图1的矿用蓄冰装置的充气管、盘管、换热管与供气管管路的布置示意图；

图3为图1的矿用蓄冰装置的气动马达、风扇及管路的布置示意图。

图4为图1的矿用蓄冰装置的充气管的布置示意图。

图5为图1的矿用蓄冰装置的换热管及开缝翅片的布置示意图。

图6为图1的矿用蓄冰装置的开缝翅片的结构示意图。

图7为图1的矿用蓄冰装置的具有等直径孔的充气管及换热管的局部放大示意图。

图8为图1的矿用蓄冰装置的具有非等直径孔的充气管及换热管的局部放大示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的矿用蓄冰装置的具体实施方式作进一步的说明。

参照图1，该矿用蓄冰装置包括壳体100、容置于壳体100内的多根盘管11、制冷剂通道17、风道8、气瓶（未显示）和供气管15。

其中，气瓶可以为空气瓶或氧气瓶。井下避难场所，会根据额定保护人数，放置一定数量的空气瓶和氧气瓶。因此，空气瓶或氧气瓶在煤矿井下可以获得。气瓶与供气管15连接。而且，多根盘管11的入口端均与制冷剂通道17和供气管15连接。矿用蓄冰装置还包括控制多根盘管11与制冷剂通道17之间的通断和多根盘管11与供气管15之间的通断的通断装置13。

如图1所示，通断装置13为三通阀门13，且供气管15与通断装置13之间设有单向阀14。当然，也可以分别在多根盘管11与制冷剂通道17之间和多根盘管11与供气管15之间分别设置二通阀门。

如图2所示，各盘管11为由直管和弯管构成的蛇形管。在图2中，为了使图形简洁，只画出了单根盘管11，但实际上并列设置有多根盘管。

应注意，本实用新型的制冷剂通道17中可以流通制冷剂，也可以流通载冷剂。

因此，根据当前状态为制冰状态还是融冰状态，可以调节三通阀门13决定盘管11为制冷剂或载冷剂通道，还是供气管15通道。在制冰阶段，调节三通阀门13决定盘管11为制冷剂或载冷剂通道。在融冰状态，调节三通阀门13，使盘管11与供气管15之间处于连通状态。另外，在三通阀门13与供气管15的连接管路中设置有单向阀14，可以降低制冷剂或载冷剂泄漏至供气管15中的概率。

壳体100包括内壳4、保温材料2、多个开缝翅片3、外壳1及设置在内壳4和外壳1上的盖板5。保温材料2和多个开缝翅片3设置在外壳1与内壳4之间。此为现有技术，不作赘述。

如图1和图2所示，矿用蓄冰装置还包括换热管16。换热管16也与供气管15连接，且换热管16与供气管15之间设有二通阀门10，换热管16设置在外壳1与内壳4之间并贯穿多个开缝翅片3。图6显示了开缝翅片3的一种具体结构，相比不开缝的翅片，其换热效果要好。其中，开缝翅片3具有穿孔18和缝隙19。如图5所示，换热管16经穿孔18贯穿开缝翅片3。缝隙19有利于换热。在本实施方式中，换热管16为直管，但也可以为由直管和弯管构成的盘管。在融冰阶段，可通过换热管16进一步提高换热效率，加速融冰。

如图1和图2所示，矿用蓄冰装置还包括充气管9，充气管9与供气管15连接。而且充气管9与供气管15之间设有二通阀门12，二通阀门12用于控制充气管9与供气管15之间连通和断开。充气管9设置在壳体100内部的四周。如图2所示，充气管9设置在壳体100的底部。充气管9包括多根并列设置的直管。但也可以包括由直管和弯管构成的盘管。

如图7和图8所示，换热管16和充气管9上均设有等直径的孔或不等直径的孔。换热管16和充气管9可以设置等直径的孔25、26、27、28、及29。换热管16和充气管9也可以设置等直径的孔20、21、22、23、及24。在设置等直径的孔的情况下，具有方便加工和购买此类管材的优点。在设置不等直径的孔的情况下，具有可间接控制不同区域的送风量的优点。

如图1所示，风道8贯穿于壳体100，且风道8优选为矩形、圆形或椭圆形的内螺纹金属管。风道8优选为倾斜设置，即相对于壳体的竖直放置方向倾斜设置。在空气净化过程中，通过空气净化装置除去CO/CO₂气体时，由于化学反应，气体温度会升高。此时，可以将反应气体引入该风道8进行降温。另外，空气温度降低到露点时，空气的水分会析湿一部分出来。此时，由于风道8设置有倾角一定，所以析湿的水分就会顺着管道流出。另外，内螺纹金属管可以增加换热效果。

在本实用新型的矿用蓄冰装置中，内壳4的内表面、外壳1外表面以及多个开缝翅片3的表面可以涂有辐射反射层。该辐射反射层优选为反射红外波段的高反射率涂层，由此可以降低辐射换热量，防止蓄冰系统内部的温度升高。

另外，如图1至3所示，本实用新型的矿用蓄冰装置还包括用于在制冰阶段扰动多根盘管11内的水的扰动装置。其中，扰动装置为电动风扇6或驱动壳体100振动的振动器。振动器例如为与内壳4接触的气动振动器。电动风扇6可以利用外部电源供电。

在本实施方式中，扰动装置包括气动马达7、与气动马达7动力连接的风扇6以及井下压风系统（未图示）。气动马达7与井下压风系统连接。且气动马达7与井下压风系统之间设有阀门。该阀门用于控制气动马达7与井下压风系统之间的通断。当然，本实用新型不限于此，可以设置除阀门之外的其它通断装置。在需要启动扰动装置时，打开该阀门10。在需要停止扰动装置时，关闭该阀门10。

具体而言，如图3所示，扰动装置还包括长形驱动轴，气动马达7通过长形驱动轴与风扇6动力连接，风扇6设置在壳体100内，长形驱动轴贯穿盖板5，气动马达7设置在壳体100外。风扇6设置在多根盘管11的上方。另外，风扇6上设有多个开口，开口为长形孔、圆孔或方孔，以便减少风扇6的扇叶在旋转过程中的阻力。根据具体情况，扰动装置的数量为1至5个，或更多。

综合参见图1-8进一步说明本实用新型的工作原理。矿难未发生时，蓄冰系统制冰蓄冷，将气动马达7的进气端接入井下压风系统，打开阀门，气动马达7带动风扇6转动，对蓄冰系统的多根盘管11内的水产生扰动，相比静止状态，蓄冰时间缩短。等到蓄冰系统的多根盘管11内产生少量冰时，可以关闭阀门，使气动马达7停止转动。

而矿难发生时，为使蓄冰系统融冰释冷，将供气管15的进气端接入空气瓶和氧气瓶，拆卸蓄冰系统外壳和保温材料，打开供气管15的阀门13，使盘管11与供气管15连通。另外，可以根据需要打开换热管16、及充气管9的相应阀门10，以达到间接控制释冷量的目的。

以上具体实施方式对本实用新型进行了详细的说明，但这些并非构成对本实用新型的限制。本实用新型的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本实用新型所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。

Claims

1.一种矿用蓄冰装置，其特征在于，所述矿用蓄冰装置包括壳体、容置于所述壳体内的多根盘管、制冷剂通道、风道、气瓶和供气管，所述气瓶与所述供气管连接，所述多根盘管的入口端均与所述制冷剂通道和所述供气管连接，且所述矿用蓄冰装置还包括控制所述多根盘管与所述制冷剂通道之间的通断和所述多根盘管与所述供气管之间的通断的通断装置。

2.根据权利要求1所述的矿用蓄冰装置，其特征在于，所述气瓶为空气瓶或氧气瓶，所述通断装置为三通阀门，且所述供气管与所述通断装置之间设有单向阀。

3.根据权利要求1所述的矿用蓄冰装置，其特征在于，所述矿用蓄冰装置还包括用于在制冰阶段扰动所述壳体内的水的扰动装置，所述扰动装置包括气动马达、与所述气动马达动力连接的风扇以及井下压风系统，所述气动马达与所述井下压风系统连接，且所述气动马达与所述井下压风系统之间设有阀门，所述风扇设置在所述多根盘管的上方。

4.根据权利要求1所述的矿用蓄冰装置，其特征在于，所述壳体包括内壳、保温材料、多个开缝翅片、外壳及设置在所述内壳和所述外壳上的盖板，所述保温材料和所述多个开缝翅片设置在所述外壳与所述内壳之间。

5.根据权利要求4所述的矿用蓄冰装置，其特征在于，所述内壳的内表面、所述外壳外表面以及所述多个开缝翅片的表面涂有辐射反射层。

6.根据权利要求5所述的矿用蓄冰装置，其特征在于，所述矿用蓄冰装置还包括换热管，所述换热管与所述供气管连接，且所述换热管与所述供气管之间设有二通阀门，所述换热管设置在所述外壳与所述内壳之间并贯穿所述多个开缝翅片。

7.根据权利要求6所述的矿用蓄冰装置，其特征在于，所述矿用蓄冰装置还包括充气管，所述充气管与所述供气管连接，且所述充气管与所述供气管之间设有二通阀门，所述充气管设置在所述壳体内部的四周。

8.根据权利要求7所述的矿用蓄冰装置，其特征在于，所述换热管和所述充气管为多根并列设置的直管或由直管和弯管构成的盘管。

9.根据权利要求7所述的矿用蓄冰装置，其特征在于，所述换热管和所述充气管上均设有等直径的孔或不等直径的孔。

10.根据权利要求1所述的矿用蓄冰装置，其特征在于，所述风道贯穿于所述壳体，且所述风道为矩形、圆形或椭圆形的内螺纹金属管。