DE3915774A1 - Anlage fuer die temperaturkonditionierung in einem abbaustreb - Google Patents
Anlage fuer die temperaturkonditionierung in einem abbaustrebInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anlage für die Temperaturkondi
tionierung in einem Abbaustreb eines bergbaulichen Untertage
betriebes.
Bergbauliche Untertageräume werden bekanntlich regelmäßig be
wettert. Das gilt insbesondere für Abbaustrebe, in denen Koh
le oder anderes Mineral hereingewonnen wird. Unter Bewette
rung versteht man die Zuführung von Frischluft, die von über
tage zu dem Untertageraum geführt wird, und die Abführung der
verbrauchten Luft. Die Wetter erfahren durch die Temperatur
des Gebirges untertage eine Erwärmung. In Abbaustreben, ins
besondere in Abbaustreben großer Teufe, erfolgt regelmäßig
eine Wetterkühlung, um durch Temperaturkonditionierung er
träglichere Arbeitsbedingungen zu schaffen. Dazu sind in ei
nem Abbaustreb besondere Wetterkühler installiert. Wetterküh
ler bezeichnet Wärmetauscher, denen ein gekühltes fluides Me
dium zugeführt wird und die den Wetterstrom kühlen, der durch
den Wärmetauscher geführt wird. Das gekühlte fluide Medium
ist entweder gekühltes Wasser oder ein Kältemittel. Zur Küh
lung des fluiden Mediums sind entsprechende Kälteaggregate
erforderlich, die übertage oder auch untertage installiert
sind. Diese bekannten Maßnahmen sind aufwendig, zumal zur
Temperaturkonditionierung praktisch das gesamte Luftvolumen
eines Abbaustrebs gekühlt werden muß. Die erreichte Tempe
raturkonditionierung ist verbesserungsbedürftig. - Anderer
seits sind in jedem Abbaustreb Druckluftleitungen angeordnet,
deren Druckluft für Arbeitszwecke und für die pneumatische
Steuerung von Strebeinrichtungen benötigt wird. Die in den
Druckluftleitungen geführte Druckluft kann aus Temperatur
und Volumengründen zur Temperaturkonditionierung in einer Ab
baustrecke ohne weiteres nichts beitragen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zu
schaffen, die auf sehr einfache Weise eine wirksame Tempera
turkonditionierung in einer Abbaustrecke eines Untertagebe
triebes gewährleistet, und zwar unter Verzicht auf übliche
Wetterkühler mit ihren zugeordneten Installationen und Aggre
gaten.
Die erfindungsgemäße Anlage für die Temperaturkonditionierung
in einem Abbaustreb eines bergbaulichen Untertagebetriebes
ist gekennzeichnet durch
- a) zumindest eine in dem Abbaustreb geführte Druck luftleitung,
- b) eine Mehrzahl von längs der Druckluftleitung mit Abstand voneinander installierten Wirbelrohrkühlern,
- c) den einzelnen Wirbelrohrkühlern zugeordnete Steuer einrichtungen,
wobei die Wirbelrohrkühler an die Druckluftleitung ange
schlossen und durch die zugeordnete Steuereinrichtung einzeln
oder gruppenweise für eine Mannkühlung ein- und ausschaltbar
sind. Nach bevorzugter Ausführungsform sind die Wirbelrohr
kühler außerdem für die Mannkühlung leistungsmäßig steuerbar.
- Mannkühlung bezeichnet die Tatsache, daß eine oder mehrere
Personen in dem Abbaustreb individuell in den Genuß der Küh
lung kommen.
Wirbelrohre sind bekannt (vgl. Meyers Enzyklopädisches Lexi
kon, 1979, Band 25, S. 417). Es handelt sich um eine Vorrich
tung zur Zerlegung eines Gasstromes in einen warmen und einen
kalten Teilstrom. Ein Wirbelrohr besteht aus einem Rohr von
nicht zu weitem Durchmesser, in welches das Gas mit einem
ausreichenden Überdruck durch eine an einem Ende angebrachte
Düse tangential eingeblasen wird. Dadurch wird ein zur Rohr
achse koaxialer Gaswirbel angefacht, dessen Mantel warm und
dessen Kern kalt ist. Insoweit arbeitet ein Wirbelrohr nach
dem bekannten Ranque-Effekt. Das Kaltgas kann durch eine in
der Nähe beschriebene Düse angebrachte Lochblende abgezogen
werden, das Warmgas am anderen Ende. Im Rahmen der Erfindung
ist das Gas die Druckluft. Ein Wirbelrohrkühler im Sinne der
Erfindung ist eine Einrichtung, die den kalten Luftstrom
eines Wirbelrohres für die Temperaturkonditionierung eines
Bereichs in dem Abbaustreb eingesetzt und den warmen Luft
strom außerhalb dieses Bereichs an einem Ort, an dem der war
me Luftstrom nicht stört, an den Wetterstrom abgibt. Ein Wir
belrohrkühler kann, je nach Auslegung, ein einzelnes Wirbel
rohr oder deren mehrere aufweisen, die z.B. parallel zu ei
ner Wirbelrohrbatterie zusammengeschaltet sind.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die für einen
Abbaustreb ohnehin eingerichtete Druckluftversorgung auch die
Temperaturkonditionierung in einem Abbaustreb übernehmen
kann, wenn die Druckluft in einen Kaltluftstrom und in einen
Warmluftstrom zerlegt und der Kaltluftstrom zu einer indivi
duellen Temperaturkonditionierung benutzt wird. Wie bereits
erwähnt, wird der Warmluftstrom an die Wetter abgegeben. In
dividuelle Temperaturkonditionierung bezeichnet die Tatsache,
daß nicht das gesamte Luftvolumen im Streb gekühlt wird und
daß nur die Luft in einem Strebbereich gekühlt wird, in dem
sich eine Bedienungsperson oder mehrere Bedienungspersonen
aufhalten. Im Rahmen der Erfindung schaltet der Wirbelrohr
kühler sich aus oder wird er ausgeschaltet, wenn die Bedie
nungsperson bzw. die Bedienungspersonen diesen Strebbereich,
in dem die Mannkühlung eingerichtet ist, verlassen. Eine zu
sätzliche Druckluftzuführung zu einem Abbaustreb ist zum Be
trieb einer erfindungsgemäßen Anlage im allgemeinen nicht er
forderlich. Im Rahmen der Erfindung liegt es allerdings, eine
zusätzliche Druckluftzuführung zu dem Abbaustreb hin vorzu
sehen, wenn eine besonders intensive Temperaturkonditionie
rung erforderlich ist, beispielsweise in einem Abbaustreb Um
rüstarbeiten durchgeführt werden.
Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Mög
lichkeiten der weiteren Gestaltung. So kann eine spezielle
Druckluftleitung für die Temperaturkonditionierung instal
liert sein, ohne daß die Druckluftversorgung des Abbaustrebs
vergrößert ist. Es kann aber auch eine ohnehin installierte
Druckluftleitung zusätzlich als Versorgungsleitung für die
Wirbelrohrkühler eingesetzt sein. Nach bevorzugter Ausfüh
rungsform der Erfindung sind die Wirbelrohrkühler in solchen
Abbaustrebbereichen angeordnet, in denen Bedienungspersonen
der Strebeinrichtungen tätig sind, wobei die Steuereinrich
tungen so eingerichtet sind, daß die Wirbelrohrkühler nur
einschaltbar sind, wenn eine Bedienungsperson anwesend ist.
Damit auch dann, wenn ein Abbaustreb eine elektrische Ener
gieversorgung nicht aufweist oder diese abgeschaltet ist,
eine Temperaturkonditionierung mit Hilfe der erfindungsge
mäßen Anlage durchgeführt werden kann, sind nach bevorzugter
Ausführungsform der Erfindung die Steuereinrichtungen als
mechanische Steuereinrichtungen ausgebildet, die von Hand be
tätigbar sind. Wo eine elektrische Energieversorgung vor
liegt, können die Steuereinrichtungen als elektrische Steuer
einrichtungen ausgeführt und gegeneinander so verriegelt
sein, daß stets nur ein einzelner Wirbelrohrkühler oder eine
einzelne Gruppe von Wirbelrohrkühlern einschaltbar ist. Es
versteht sich, daß in diesem Falle die elektrische Steuerein
richtungen nach Maßgabe der in bezug auf schlagende Wetter
vorgeschriebenen Schutzart eingerichtet sind. Da eine Mann
kühlung stattfindet, empfiehlt es sich, die Anordnung so zu
treffen, daß die Wirbelrohrkühler badeduschenartige Kalt
luftaustrittseinrichtungen aufweisen. Dadurch kann das Volu
men, welches für die Mannkühlung nach der Lehre der Erfindung
gekühlt wird, klein gehalten werden. Das ist insbesondere
dann der Fall, wenn zusätzlich die Wirbelrohrkühler duschka
binenartige Mannkühlzellen aufweisen. Im Rahmen der Erfindung
können die Wirbelrohrkühler in einem Abbaustreb auch umsetz
bar sein.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein
Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher er
läutert. Es zeigen
Fig. 1 das Schema eines Abbaustrebs mit erfindungsgemäßer An
lage für die Temperaturkonditionierung,
Fig. 2 zur technologischen Erläuterung einen Längsschnitt
durch ein Wirbelrohr und die
Fig. 3 bis 5 Ausschnitte aus dem Wirbelrohr der Fig. 2.
In der Fig. 1 erkennt man zunächst das Schema eines Abbau
strebs 1 in einem bergbaulichen Untertagebetrieb, in dem bei
spielsweise Kohle hereingewonnen wird. Links und rechts be
finden sich die dem Abbaustreb zugeordneten Abbaustrecken 2,
im Ausführungsbeispiel mit voreilendem Ort 3. Man erkennt ei
nerseits die Kohlefront 4 und andererseits den eingebrachten
Versatz 5. Weder in den Strecken 2 noch im Streb 1 wurden die
üblichen Ausbaueinheiten gezeichnet. Längs der Kohlefront 4
arbeitet eine Gewinnungsmaschine 6, die beispielsweise auf
einem Kratzförderer 7 geführt ist. Der Versatz 5 wird bei
spielsweise als Blasversatz eingebracht, was nicht gezeich
net wurde.
Man erkennt in der Fig. 1 eine in dem Abbaustreb 1 geführte
Druckluftleitung 8, die an eine Druckluftversorgungslei
tung 9 in einer der Ab
baustrecken 2 angeschlossen ist. Man erkennt eine Mehrzahl
von längs der Druckluftleitung 8 mit Abstand voneinander in
stallierten Wirbelrohrkühlern 10 und den einzelnen Wirbel
rohrkühlern 10 zugeordnete Steuereinrichtungen 11. Die Wirbel
rohrkühler 10 sind an die Druckluftleitung 8 angeschlossen.
Sie können durch die jeweils zugeordnete Steuereinrichtung
11 einzeln oder gruppenweise für eine Mannkühlung ein- und
ausgeschaltet werden, und zwar vorzugsweise auch leistungs
mäßig gesteuert werden. Es kann sich bei der Druckluftleitung
8 in dem Abbaustreb 1 um eine besondere Druckluftleitung für
die Temperaturkonditionierung handeln oder aber um eine sol
che, die zusätzlich als Versorgungsleitung für die Wirbel
rohrkühler 10 eingesetzt ist. Die Wirbelrohrkühler 10 sind
in solchen Abbaustrebbereichen angeordnet, in denen Bedie
nungspersonen der Strebeinrichtungen zeitweise tätig sind.
Die Steuereinrichtungen 11 sind so eingerichtet, daß die Wir
belrohrkühler 10 nur einschaltbar sind, wenn eine Bedienungs
person anwesend ist. Aus Leistungsgründen befinden sich im
Antriebsbereich der Gewinnungsmaschine 6, in der Fig. 1 links
am Strebmund, zwei Wirbelrohrkühler 10. Die Wirbelrohrkühler
10 mögen badeduschenartige Kaltluftaustrittseinrichtungen und
entsprechende duschkabinenartige Mannkühlzellen aufweisen,
was nicht gezeichnet wurde.
Die Fig. 2 bis 5 erläutern den Aufbau eines Wirbelrohres 12.
Ein erfindungsgemäßer Wirbelrohrkühler 10 arbeitet z.B. mit
einem Wirbelrohr 12, wie es in den Fig. 2 bis 5 beschrieben
ist, oder aber mit deren mehreren.
In den Fig. 2 bis 5 ist das Wirbelrohr 12 in eine Vorrichtung
13 eingebaut, die die Handhabung auch im Rahmen der Erfindung
erleichtert. Sie besteht aus einer Befestigungseinrichtung
14 und einem Wirbelrohrgehäuse 15. Das Wirbelrohrgehäuse 15
besteht aus einem Verbindungsstück 16, in das beidseitig je
weils ein Rohrkörper 17, 18 eingeschraubt ist. An dem freien
Endabschnitt des Rohrkörpers 17 ist eine Kaltluftdüse 19, an
dem freien Endabschnitt des Rohrkörpers 18 eine Warmluftdüse
20 eingeschraubt. Mittig ist ein Kanal 21 ausgebildet, dem
die Druckluft zugeführt wird und der mit einem in dem Wirbel
rohrgehäuse 15 ausgebildeten weiteren Kanal 22 verbunden ist.
In dem Kanal 22 ist der Rohrkörper 23 des Wirbelrohrs 12 ge
lagert. Der Rohrkörper 23 und die Wand 24 des Rohrkörpers 17
bilden einen Ringkanal 25. Zur Kaltluftdüse gehört ein Düsen
block 26, der als Flanschscheibe 27 mit mittiger Durchbre
chung 28 und einseitig angeformtem Rohrstutzen 29 ausgebildet
ist. In den Rohrstutzen 29 ist der Rohrkörper 23 des Wirbel
rohrs 12 eingeführt. In der dem Rohrstutzen 29 abgewandten
Fläche der Flanschscheibe 27 ist unter Ausbildung eines äu
ßeren umlaufenden Randsteges 30 eine Ausnehmung 31 ausgebil
det. In dem Randsteg 30 sind ferner schlitzförmige Nuten 32
ausgebildet, die tangential in die Ausnehmungen 31 münden.
Im übrigen ist eine Ringkammer 33 ausgebildet, von der Druck
luft über die Nuten 32 in die Ausnehmung 31 strömt. Die Aus
nehmung 31 bildet den Raum, in dem ein wirbelförmiger Luft
strom ausgebildet wird.
Die Kaltluftdüse 19 weist eine mittige Durchbrechung 34 auf,
die als Diffusor ausgebildet ist. Hierbei ist der Durchmesser
der Durchbrechung 34 kleiner als der Durchmesser der Ausneh
mung 31. So entsteht eine Blende. An der anderen Seite ist
ein Mantelrohr 35 über den Rohrkörper 23 gezogen, der aus ei
nem wärmedämmenden Material besteht. Hierdurch wird die Wär
meübertragung von der Warmluft in dem Rohrkörper 23 zu der
äußeren Oberfläche des Wirbelrohrs 12 beschränkt. Sie tritt
an der Warmluftdüse 20 aus.
Claims (10)
1. Anlage für die Temperaturkonditionierung in einem Abbau
streb eines bergbaulichen Untertagebetriebes, gekennzeich
net durch
- a) zumindest eine in dem Abbaustreb (1) geführte Druckluftleitung (8),
- b) eine Mehrzahl von längs der Druckluftleitung (8) mit Abstand voneinander installierten Wirbelrohr kühlern (10),
- c) den einzelnen Wirbelrohrkühlern (10) zugeordnete Steuereinrichtungen (11),
wobei die Wirbelrohrkühler (10) an die Druckluftleitung (8)
angeschlossen und durch die zugeordnete Steuereinrichtung
(11) einzeln oder gruppenweise für eine Mannkühlung ein- und
ausschaltbar sind.
2. Anlage nach Anspruch 1, wobei die Wirbelrohrkühler (10)
leistungsmäßig steuerbar sind.
3. Anlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei eine be
sondere Druckluftleitung (8) für die Temperaturkonditionie
rung installiert ist.
4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei eine ohne
hin installierte Druckluftleitung (8) zusätzlich als Versor
gungsleitung für die Wirbelrohrkühler (10) eingesetzt ist.
5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Wirbel
rohrkühler (10) in solchen Abbaustrebbereichen angeordnet
sind, in denen Bedienungspersonen der Strebeinrichtungen tä
tig sind, und wobei die Steuereinrichtungen (11) so einge
richtet sind, daß die Wirbelrohrkühler (10) nur einschalbar
sind, wenn eine Bedienungsperson anwesend ist.
6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Steuer
einrichtungen (11) als mechanische Steuereinrichtungen ausge
bildet sind, die von Hand betätigbar sind.
7. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Steuer
einrichtungen (11) als elektrische Steuereinrichtungen ausge
führt und gegeneinander so verriegelt sind, daß stets nur ein
einzelner Wirbelrohrkühler (10) oder eine einzelne Gruppe von
Wirbelrohrkühlern (10) einschaltbar ist.
8. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Wirbel
rohrkühler (10) badeduschenartige Kaltluftaustrittseinrich
tungen aufweisen.
9. Anlage nach Anspruch 8, wobei die Wirbelrohrkühler (10)
duschkabinenartige Mannkühlzellen aufweisen.
Priority Applications (2)
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DE4005426A1 (de) * | 1990-02-21 | 1991-08-22 | Waermetechnik Gmbh | Anlage fuer die temperaturkonditionierung in einem abbaustreb eines bergbaulichen untertagebetriebes |
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1989
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