DE921687C

DE921687C - Compressed air-operated mine weather cooler

Info

Publication number: DE921687C
Application number: DER8355A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl-Ing Malter; Wilhelm Dipl-Ing Wende
Original assignee: Ruhrstahl AG
Current assignee: Ruhrstahl AG
Priority date: 1952-02-19
Filing date: 1952-02-19
Publication date: 1954-12-23

Description

Druckluftbetriebener Grubenwetterkühler Es ist bekannt, vorzugsweise Gesteinsstreckenvortriebe in Gruben, die bei großen Teufen besonders heiße Betriebspunkte darstellen, unter Verwendung beweglicher Kältemaschinen zu .klimatisieren. Diese Maschinen können die im Kondensator abzuführende Abwärme entweder an Kühlwasser oder an die zurückströmenden Abwetter abgeben. Wenn auch vorzugsweise Kühlwasser zur Abführung der Kondensationswärme verwendet wird, so ergibt sich doch häufig die Notwendigkeit, wegen, Wassermangel die Kondensationswärme an die Abwetter abzuführen. Dabei geht das Bestreben dahin, den Kälteprozeß möglichst günstig zu gestalten. Das geschieht um so besser, je niedriger die Kondensationstemperatur und je tiefer die Unterkühlungstemperatur liegt. Es ist ferner vorgeschlagen worden, was aber noch nicht zum Stand der Technik gehört, die ankommende Frischwettermenge während des normalen Betriebes nicht vollständig über den Verdampfer zu leiten, sondern nur diejenige Menge zu kühlen und zu entfeuchten, die zur Klimatisierung der Ortsbrust notwendig ist.Compressed air operated mine chiller It is known, preferably Rock drifts in pits, which are particularly hot operating points at great depths represent to .klimatieren using mobile refrigeration machines. These Machines can transfer the waste heat to be dissipated in the condenser either to cooling water or give it to the returning fumes. Even if preferably cooling water is used to remove the heat of condensation, it often arises the need to dissipate the heat of condensation to the waste weather due to the lack of water. The aim is to make the refrigeration process as cheap as possible. This happens all the better, the lower the condensation temperature and the lower the subcooling temperature is. It has also been suggested, but what not yet part of the state of the art, the incoming amount of fresh weather during during normal operation not completely through the evaporator, but rather only cool and dehumidify the amount needed for air conditioning the face necessary is.

Erfindungsgemäß kann man nun den ungekühlten Rest dieser ankommenden Frischwetter dazu benutzen, um die Wärme des überhitzten Kältemittels im oberen Teil des Kondensators abzuführen. Ferner kann man die Beaufschlagung des Kondensators so durchführen, daß die von der Ortsbrust zurückkommenden Abwetter den Hauptteil des Kondensators überströmen, und schließlich kann man die vom Druckluftmotor kommende expandierte Kaltluft, deren Verwendung zur Unterkühlung des Kältemittels durch das Patent 833 635 bekanntgeworden ist, im Zusammenhang mit der vorstehend gewählten Anordnung so über den unteren Teil des Kondensators führen, daß dieser eine möglichst tiefe Temperatur annimmt.According to the invention you can now the uncooled remainder of this incoming Use fresh weather to keep the heat of the superheated refrigerant in the upper Discharge part of the capacitor. Furthermore, one can act on the capacitor carry out so that the downwash coming back from the face takes up the main part of the condenser, and finally you can get the one coming from the air motor expanded cold air, the use of which to subcool the refrigerant through the Patent 833,635 has become known in connection with the above selected Arrangement so lead over the lower part of the capacitor that this one as possible assumes a low temperature.

Diese Aufspaltung des Kondensators in drei Kühlzonen bewirkt eine besonders gute Ausnutzung des bestehenden Wärmegefälles und hat eine größere Wirtschaftlichkeit des Betriebes zur Folge. Durch besondere Anbauten läßt sich die Kühlung des Kondensators in diesen drei Zonen leicht bewerkstelligen, um so mehr, wenn man einen besonderen zusätzlichen Ventilator zur Belüftung des Kondensators vorsieht.This division of the condenser into three cooling zones causes a particularly good utilization of the existing heat gradient and has one result in greater profitability of the operation. With special attachments the cooling of the condenser in these three zones can easily be accomplished in order to so more so if you have a special additional fan to ventilate the condenser provides.

Die Zeichnung zeigt in vereinfachter Form (Fig. i) einen mit Druckluft betriebenen Grubenwetterkühler nach der Erfindung als Ausführungsbeispiel im Längsschnitt, bei dem Kompressor mit Antrieb, Kondensator und Verdampfer gekapselt auf einem gemeinsamen Fahrgestell aufgebaut sind. In der Zeichnung ist mit a der Druckluftmotor, mit b der Kompressor für das Kältemittel, z. B. Frigen, mit c der unterhalb des Frischwetteranschlusses angeordnete Kondensator und'mit d der Verdampfer, über den die zu kühlenden Wetter geleitet werden, bezeichnet. Die in der Lette e ankommenden Frischwetter werden mit Hilfe des Ventilators f in den Wetterkühler gedrückt, wobei sie mit Hilfe der Regulierklappe in der Weise unterteilt werden können, dali ein Teil über den Verdampfer d in die vor Ort führende Lette h ausgeblasen und der restliche Teil über den oberen Teil des Kondensators c geleitet wird, von wo er zusammen mit den von der Ortsbrust zurückkommenden Wettern, die den Hauptteil des Kondensators c überströmen, und mit der den unteren Teil des Kondensators c überströmenden Abluft des Druckluftmotors a durch den Ventilator i zurückgeführt wird. Das bei der Unterkühlung der Frischwetter im Verdampfer d ausgefällte Wasser kann mit Hilfe der Spritzdüsen k zur Berieselung des Kondensators c dienen. Gegebenenfalls kann bei Vorhandensein und Eignung auch Grubenwasser hierzu herangezogen werden. Um eine den Erfolg der Erfindung störende Vermischung der Luftströme zu vermeiden, sind im Kondensator c, der die übliche Bauart aufweisen kann, Trennwände l und m vorgesehen. Wird vor Ort gearbeitet, wird die Regulierklappe g so weit bewegt, daß die vor Ort ankommenden, gekühlten Frischwetter ein erträgliches Arbeitsklima erzeugen. Nach Schießen und zur Staubbeseitigung werden die gesamten Frischwetter über denn Verdampfer d und damit vor Ort geleitet. Durch entsprechende Stellung der Regulierklappe g ist dabei der Weg über den oberen Teil des Kondensators. c versperrt.The drawing shows in simplified form (Fig. I) a compressed air-operated pit weather cooler according to the invention as an exemplary embodiment in longitudinal section, in which the compressor with drive, condenser and evaporator are encapsulated and built on a common chassis. In the drawing, with a, the air motor, with b, the compressor for the refrigerant, z. B. Frigen, with c the condenser arranged below the fresh weather connection and with d the evaporator through which the weather to be cooled is directed. The fresh weather arriving in Lette e is pressed into the weather cooler with the help of the fan f, whereby they can be subdivided with the help of the regulating flap in such a way that a part is blown out via the evaporator d into the locally leading Lette h and the remaining part is passed over the upper part of the condenser c, from where it is returned by the fan i together with the bettors returning from the face and flowing over the main part of the condenser c, and with the exhaust air of the compressed air motor a flowing over the lower part of the condenser c . The water precipitated in the evaporator d during the undercooling of the fresh weather can be used to sprinkle the condenser c with the aid of the spray nozzles k. If necessary, pit water can also be used for this if it is available and suitable. In order to avoid mixing of the air streams, which would interfere with the success of the invention, partitions l and m are provided in the condenser c, which can be of the usual type. If work is carried out on site, the regulating flap g is moved so far that the cooled fresh weather arriving on site creates a tolerable working atmosphere. After shooting and for dust removal, the entire fresh weather is passed through the evaporator d and thus on site. By positioning the regulating flap g accordingly, the path is via the upper part of the condenser. c locked.

Mit der oberhalb des mittleren Teils des Kondensators, also unmittelbar unter der Trennwand, angeordneten Berieselungsvorrichtung k kann der von Zeit zu Zeit sich auf der Kondensatorfläche ansetzende Staub abgespült werden. Man kann nun die Wetterkühlanlage mit Hilfe dieser Vorrichtung gleichzeitig als Entstaubungs- und Entgasungsanlage verwenden, weil durch den Ventilator i die von der Ortsbrust beim Schießen anfallenden Sprenggase und der Sprengstaub über den Kondensator gesaugt werden. Verbindet man den Hebel der Regulierklappe g mit einem Ventil in der Zuleitung zur Berieselungsvorrichtung k, so kann man beim Schließen der Regulierklappe g die Oberfläche des Kondensators c zwangläufig berieseln. Man erreicht dadurch, daß der Kondensator c während der Schießperiode berieselt wird und der ankommende Staub zusammen mit den Sprenggasen aufgefangene und über eine Sammelwanne nach unten abgeleitet wird. Die zwischen dem mittleren und dem unteren Teil des Kondensators liegende Trennwand L wird dazu zweckmäßig als Sammelbecken für das Berieselungswasser ausgebildet.With the one above the middle part of the capacitor, i.e. immediately under the partition, arranged sprinkler k can from time to Dust that has accumulated on the condenser surface must be rinsed off. One can now the weather cooling system with the help of this device simultaneously as a dedusting and use a degassing system, because the fan i causes the working face The explosive gases produced during shooting and the explosive dust are sucked through the condenser will. If you connect the lever of the regulating flap g with a valve in the supply line to the sprinkler k, so you can when closing the regulating flap g the Inevitably sprinkle the surface of the condenser c. One achieves that the Condenser c is sprinkled during the firing period and the incoming dust captured together with the explosive gases and discharged downwards via a collecting tank will. The one between the middle and the lower part of the capacitor For this purpose, partition L is expediently designed as a collecting basin for the sprinkling water.

Damit ergibt sich nach der Erfindung eine besonders günstige Vereinigung von Klimatisierung und Entstaubung der Ortsbrust in Streckenvortrieben.This results in a particularly favorable combination according to the invention of air conditioning and dedusting of the face in drifting.

Die mit der Aufteilung des Kondensators in drei Kühlzonen verbundenen Vorteile gehen besonders deutlich aus der Betrachtung der in Fig.2 dargestellten Kreisprozesse im i, log-p-Diagramm für C F2 C12 hervor. Das Diagramm stellt das Gebiet zwischen den beiden Grenzkurven für das Dampfflüssigkeitsgemisch während des Kondensations-bzw. Verdampfungsvorganges dar. Links der unteren Grenzkurve ist das Gebiet des verflüssigten Kältemittels, rechts der oberen Grenzkurve das Gebiet des überhitzten Gases. Der Kompressor saugt das trocken gesättigte Gas entsprechend dem Zustand Punkt i an, verdichtet dieses Gas unter gleichzeitiger Temperaturerhöhung auf Punkt 2'. Im Kondensator findet dann zunächst die Abführung der Überhitzungswärme 2', 3' statt und anschließend die Verflüssigung 3', q.'. Wenn keine Unterkühlung des verflüssigten Kältemittels stattfindet, erfolgt in, einem Regelventil die Entspannung auf Punkt 6'. Die Strecke 6'-i ist proportional der erzielten Kälteleistung. Die Strecke i-7' stellt die vom Kompressor aufzubringende Verdichtungsarbeit dar. Führt man nun die Abführung der Überhitzungswärme, die der Kondensationswärme und die Unterkühlung getrennt durch, so stellt sich ein Kreislauf dar, der durch die Punkte i, 2 (Verdichtung), 2, 3 (Abführung der tberhitzungswärme), q., 5 (Abführung der Verflüssigungswärme) dargestellt wird. Es erfolgt dann die Entspannung von 5 auf 6, wodurch erreicht wird, daß jede Entwicklung von Entspannungsdampf im Regelventil fortfällt und der gesamte anfallende Dampf zur Wärmeaufnahme im Verdampfer, also zur Kühlung der durchstreichenden Luft, zur Verfügung steht. Die Kälteleistung vergrößert sich gegenüber i-6' auf i-6. Der Kraftbedarf ist dagegen wegen der etwas tiefer liegenden Verflüssigungstemperatur entsprechend i-7 gegenüber i-7' kleiner. Die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens geht also eindeutig aus diesem Diagramm hervor.Those associated with dividing the condenser into three cooling zones Advantages emerge particularly clearly from the consideration of those shown in FIG Cycle processes in the i, log-p diagram for C F2 C12. The diagram represents that Area between the two limit curves for the steam-liquid mixture during of the condensation or. Evaporation process represents. Left of the lower limit curve is the area of the liquefied refrigerant, to the right of the upper limit curve the area of the overheated gas. The compressor sucks in the dry saturated gas accordingly the state point i on, this gas compresses with a simultaneous increase in temperature on point 2 '. The condenser is then used to dissipate the overheating 2 ', 3' instead and then the liquefaction 3 ', q.'. If no hypothermia of the liquefied refrigerant takes place, the expansion takes place in a control valve on point 6 '. The distance 6'-i is proportional to the achieved cooling capacity. the Segment i-7 'represents the compression work to be performed by the compressor one now the removal of the overheating heat, that of the condensation heat and the Hypothermia separated by, then a cycle is represented by the points i, 2 (compression), 2, 3 (dissipation of overheating), q., 5 (dissipation of Heat of condensation) is shown. The relaxation then takes place from 5 to 6, whereby it is achieved that any development of flash steam in the control valve disappears and all of the resulting steam for heat absorption in the evaporator, so for cooling the air passing through, is available. The cooling capacity increases opposite i-6 'on i-6. The power requirement, however, is slightly lower because of the lying condensing temperature corresponding to i-7 compared to i-7 'lower. the The economic efficiency of the process can therefore be clearly seen from this diagram.

Anstatt den Kondensator wie im Beispiel als einheitliches Ganzes auszubilden, kann es in manchen Fällen vorteilhaft sein, ihn in drei Abschnitten auszuführen oder andere Ausführungen zu wählen, die das Wesen der Erfindung nicht verändern.Instead of forming the capacitor as a unitary whole as in the example, In some cases it may be advantageous to do it in three sections or to choose other designs that do not change the essence of the invention.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Compressed air-operated mine weather cooler with compression chiller and wholly or predominantly air-cooled condenser, preferably for use in drifts, characterized by guide elements for the weather arranged in such a way that the overheating is dissipated by uncooled fresh weather, the condensation heat by the waste air flow and the subcooling heat by the expanded cold air coming from the compressed air motor .

2. Mine weather cooler according to claim i, characterized by only one condenser (c) for the various types of weather or air and their guidance through the condenser (c) determined by partitions (l, m).

3. Mine weather cooler according to claim 2, characterized in that the condenser (c) is below the fresh weather connection is arranged and that between the connection and the capacitor (c) a regulating flap (g) is provided. q ..

Mine weather cooler according to claims i to 3, characterized in that that the condenser (c) is provided with a sprinkler device (k).

5. Mine weather cooler according to claim i to q., characterized in that the capacitor (c) in three Cooling zones is divided, so that the condenser (c) applied amounts of weather flow through the condenser in such a way that the uncooled fresh weather reaches the upper, the downweather the middle and the expanded cold air the lower part, in which the refrigerant collects as a liquid, overflow.

6. Mine weather cooler according to claims i to 5, characterized by one sucking (i) and one blowing Acting fan (f) for the various used to cool the condenser Types of weather that are passed through the condenser (c).

7. Mine weather cooler according to claim i to 6, characterized by a sprinkling device (k) which when the regulating flap (g) is closed and vice versa when it is opened the regulating flap (g) is closed. B.

Gruhen weather cooler according to claim i to 7, characterized by a collecting trough into which the condenser surface Depressed explosive gases and the explosive dust are discharged downwards.

9. pit weather cooler according to claim i to 8, characterized in that the between the central part of the condenser and the lower part of the partition f is designed as a collecting basin for the sprinkling water.