PL177757B1 - Chłodziarka tunelowa wody z klimatyzatorów chłodzących powietrze wyrobisk górniczych - Google Patents

Abstract

1. Chlodziarka tunelowa wody z klimatyzatorów chlodzacych powietrze wyrobisk górniczych w podziemiach kopaln glebinowych, chlodzaca wode goraca z tych klimaty- zatorów bezposrednio w pradach powietrza wentylacyjnego, znamienna tym, ze ma zainstalowane w wyrobisku chodni- kowym (1) zestaw kaskadowy (3) plyt chlodzacych (3a i 3b) z zestawem dysz wodnych (8) i co najmniej jedna rynna zbiorcza (10a, 10b) schlodzonej wody, otoczone z góry i z obu boków elastyczna oslona (11), przy czym zestaw kaska- dowy (3) plyt chlodzacych (3a i 3b) ma jednakowe pro- stokatne blachy profilowane nachylone na przemian z obu boków pod regulacyjnie ustawionym katem od 4° do 7° w stosunku do poziomej osi poprzecznej wyrobiska chodniko- wego (1) oraz ustawione swymi rowkami (4) poprzecznie do osi wzdluznej tego wyrobiska chodnikowego (1), zas zainsta- lowane z jednego boku zestawu kaskadowego (3) plyty chlodzace (3a) sa przylaczone posobnie swymi górnymi kon- cami do bocznego lancucha (5a) przymocowanego do jedne- go boku obudowy górniczej (2) i sa przesuniete w poziomie o 10% ich szerokosci do zainstalowanych z drugiego boku ze- stawu kaskadowego (3) plyt chlodzacych (3b) przylaczonych posobnie swymi górnymi koncami do drugiego bocznego lancucha (5b) przymocowanego do drugiego boku obudowy górniczej (2), natomiast w osi pionowej wyrobiska chodniko- wego (1) plyty chlodzace (3a i 3b) z obu boków zestawu ka- skadowego (3) sa przylaczone na przemian posobnie do srodkowego lancucha (7), przymocowanego poprzez podciag regulacyjny (6) do górnego punktu obudowy górniczej (1). Fig. 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest chłodziarka tunelowa wody z klimatyzatorów chłodzących powietrze wyrobisk górniczych w podziemiach kopalń głębinowych prowadzonych w skałach o podwyższonej temperaturze pierwotnej, dla umożliwienia eksploatacji złoża w warunkach klimatycznych, dopuszczalnych przez górnicze przepisy bezpieczeństwa pracy.

Dotychczas znane rozwiązania układów i urządzeń do schładzania powietrza w wyrobiskach górniczych, drążonych w skałach o wysokiej temperaturze pierwotnej, są skomplikowanej konstrukcj i i wymagaj ^poniesienia znacznych kosztów inwestycyj nych oraz eksploatacyj nych.

Znane są i stosowane do schładzania powietrza w podziemnych wyrobiskach górniczych rozwiązania układów klimatyzacyjnych kopalń formy niemieckiej Ruhrkohle A.G., które do schładzania wody z klimatyzatorów kopalnianych w zużytym prądzie powietrza stosują chłodziarki

177 757 pracujące w zamkniętym obiegu wodnym z nadmuchem powietrza wentylatorem oraz pompownią do zewnętrznego zraszania rur wymiennika ciepła.

Znane jest z polskiego opisu patentowego nr 144 814 rozwiązanie urządzenia do chłodzenia atmosfery podziemnego wyrobiska górniczego, zawieraj ącego wymienniki ciepła utworzone w formie komór wypełnionych medium hydraulicznym i usytuowanych w stropnicach obudowy górniczej. Te wymienniki ciepła sąpołączone wzajemnie przewodami szeregowo, a wymienniki w pierwszej jednostce obudowy w wyrobiskach sąpołączone z wymiennikami w ostatniej jednostce obudowy przewodami z agregatem pompowym, czerpiącym medium hydrauliczne ze zbiornika. Ten zbiornik jest chłodzony i jest ustawiony wraz z agregatem pompowym w prądzie zużytego powietrza, wypływającego z wyrobiska ścianowego.

Znane jest także z polskiego opisu patentowego nr. 157 996 rozwiązanie układu do schładzania powietrza w wyrobiskach podziemnych kopalni głębinowej, zawierające jako chłodziarkę wody chłodniczy agregat sprężarkowy z obiegiem freonu, sprzężonym przez parownik freonu z obiegiem wody chłodniczej połączonym z chłodnicą powietrza wentylacyjnego oraz poprzez skraplacz freonu z obiegiem wody chłodzącej połączonym z chłodnicą wody. Przyłączona do obiegu wody chłodniczej izolowanymi przewodami chłodnica powietrza wentylacyjnego ma jedną komorę zraszania z trzema rzędami dysz zraszających usytuowanych przeciwprądowo i drugą komorę zraszania z jednym rzędem dysz zraszających usytuowanych współosiowo i dwoma rzędami dysz zraszających usytuowanych przeciwprądowo, oraz odkraplacz płytowy z dyszami zraszającymi u wylotu chłodnicy powietrza wentylacyjnego. Pod obiema komorami zraszania są zabudowane zbiorniki wody spływowej.

Niedogodnościąpowyższych rozwiązańjest konieczność stosowania kosztownych chłodziarek z agregatami sprężarkowymi chłodniczymi, dającymi utrudnienie w czasie eksploatacji i wymagającymi odpowiedniej obsługi i zabiegów konserwacyjno-naprawczych, jak również brak możliwości bezpośredniego chłodzenia wody powietrzem kopalnianym.

Znane jest z polskiego opisu patentowego nr 120 874 rozwiązanie urządzenia do nawilżania, suszenia lub ochładzania powietrza łub do chłodzenia wody, stanowiące zbiornik, wyposażony w króciec wlotowy i wylotowy dla powietrza oraz dysze rozpylające wodę i króćce odprowadzające ją ze stożków zbiorczych. Zbiornik składa się z dwóch komór usytuowanych tak, że tworzą przepływ w kształcie litery U, której ramiona tworzą komory wlotową i wylotową, a wewnątrz zbiornika znajdują się z obu stron otwarte rury wypełnione zwiniętymi helikoidalnie paskami, wykonanymi z materiału o łatwo zwilżalnej powierzchni.

Przestrzeń między rurami i obudową zbiornika jest zamknięta dla przepływu gazu i cieczy, a dysze doprowadzające wodę usytuowane są w komorze centralnie nad rurami ' wypełnionymi paskami. Króciec wlotowy dla powietrza znajduje się komorze wlotowej nad rurami wypełnionymi paskami, a króciec wylotowy dla powietrza znajduje się w komorze wylotowej nad rurami wypełnionymi paskami. Natomiast króćce odprowadzające wodę ze stożków zbiorczych znajdują się pod rurami wypełnionymi paskami. Powyższe rozwiązanie znalazło ograniczoną możliwość stosowania do chłodzenia wody w energetyce i gospodarce wodnej zakładów przemysłowych, lecz nie może być przystosowane j ako chłodziarka wody z klimatyzatorów kopalnianych bezpośrednio powietrzem kopalnianym, z uwagi na zbyt małą wydajność chłodzenia.

Bardziej wydajne okazały się rozwiązanie urządzenia do chłodzenia cieczy zwłaszcza wody, znane z polskiego opisu patentowego nr 63 369, oraz rozwiązanie chłodni wentylatorowej cieczy zwłaszcza wody, znane z polskiego opisu patentowego nr 99 972. Rozwiązanie urządzenia do chłodzenia cieczy zwłaszcza wody jest wyposażone w urządzenie rozpylające i komorę mieszania, zawierające wirujący separator do wymuszania przepływu powietrza przez urządzenie i do oddzielania cieczy od powietrza oraz zbiornik do zbierania tej cieczy. U wlotu powietrza do komory mieszania urządzenie posiada rurowy wymiennik ciepła, łączący zbiorniki cieczy. Natomiast rozwiązanie chłodnicy wentylatorowej cieczy zwłaszcza wody przemysłowej zawiera zbiornik wody schłodzonej, pierścień wlotowy powietrza chłodzącego, komorę schładzania, wirujący zespół rozdeszczający oraz wentylator wymuszający przepływ przez chłodnię. Z wirującym zespołem rozdeszczającym jest sprzężony wentylator separujący, zaś pomiędzy tym

177 757 wentylatorem a wentylatorem wymuszającym przepływ powietrza sąumieszczone stałe kierownice separujące. Natomiast w pierścieniu wlotowym powietrza są umieszczone kierownice zawirowujące strumień powietrza. Na ramionach rurowych zespołu rozdeszczającego są zamocowane dysze rozprowadzające wodę schłodzoną. Łopatki wentylatora separującego są zaopatrzone w rynienki odprowadzające wodę odseparowaną. Na kierownicach separujących są wykonane rynienki odprowadzające wodę odseparowaną.

Wyżej omówione rozwiązania również nie znalazły zastosowania jako urządzenia chłodzące wodę klimatyzatorów kopalnianych bezpośrednio powietrzem wentylacyjnym, z uwagi na wymuszony przepływ powietrza przez te urządzenia niezgodny z osiąwyrobiska górniczego oraz zbyt mały przekrój urządzenia, nie zapewniający odpowiedniej wydajności w odbiorze ciepła z chłodzonej wody przez przepływające powietrze wentylacyjne.

Powyższe niedogodności zostały wyeliminowane przez nowe rozwiązanie chłodziarki tunelowej wody z klimatyzatorów chłodzących powietrze wyrobisk górniczych w podziemiach kopalń głębinowych, chłodzącej wodę gorącą z tych klimatyzatorów bezpośrednio w prądach powietrza wentylacyjnego. Zgodnie z wynalazkiem chłodziarka tunelowa wody ma zainstalowane w wyrobisku chodnikowym zestaw kaskadowy płyt chłodzących z zestawem dysz wodnych i co najmniej jedną rynną zbiorczą schłodzonej wody, otoczone z góry i z obu boków elastyczną osłoną. Zestaw kaskadowy płyt chłodzących ma jednakowe prostokątne blachy profilowane nachylone na przemian z obu boków pod regulacyjnie ustawionym kątem od 4° do 7° w stosunku do poziomej osi poprzecznej wyrobiska chodnikowego oraz ustawione 'swymi rowkami poprzecznie do osi wzdłużnej tego wyrobiska chodnikowego. Zainstalowane z jednego boku zestawu kaskadowego płyty chłodzące są przyłączone posobnie swymi górnymi końcami do bocznego łańcucha przymocowanego do jednego boku obudowy górniczej i są przesunięte w poziomie o 10% ich szerokości do zainstalowanych z drugiego boku zestawu kaskadowego płyt chłodzących, przemysłowych posobnie swymi górnymi końcami do drugiego bocznego łańcucha przymocowanego do drugiego boku obudowy górniczej. Natomiast w osi pionowej wyrobiska chodnikowego płyty chłodzące z obu boków zestawu kaskadowego przyłączone sąna przemian posobnie do środowiska łańcucha przymocowanego poprzez podciąg regulacyjny do górniczego punktu obudowy górniczej.

Zestaw dysz wodnych podłączonych równolegle do rurociągu wodnego gorącej wody z klimatyzatorów chłodzących powietrze wyrobisk górniczych jest zawieszony nad górną płytą chłodzącą poniżej jej górnego końca.

Rynny zbiorcze schłodzonej wody są zainstalowane pod obu końcami dolnej płyty chłodzącej zestawu kaskadowego w osi równoległej do osi wzdłużnej wyrobiska chodnikowego i są podłączone równolegle do drugiego rurociągu wodnego schłodzonej wody do klimatyzatorów chłodzących powietrze wyrobisk górniczych. Zestaw kaskadowy płyt chłodzącychjest wraz z zestawem dysz wodnych otoczony na zewnątrz z góry i z obu boków elastyczną osłoną z tkaniny trudnopalnej korzystnie antyelektrostatycznej, która opiera się swymi bokami o zewnętrzną ściankę boczną rynny zbiorczej schłodzonej wody.

Zastosowanie chłodziarki tunelowej wody według wynalazku, zainstalowanej w wentylacyjnym wyrobisku chodnikowym, umożliwia bezpośrednie schładzanie kopalnianym powietrzem wentylacyjnym gorącej wody z klimatyzatorów chłodzących powietrze w wyrobiskach górniczych prowadzonych w skałach o podwyższonej temperaturze pierwotnej, dla umożliwienia eksploatacji przez załogę górniczą złoża w warunkach klimatycznych, zapewniających odpowiedni komfort pracy. Celowe wprowadzenie zestawu kaskadowego płyt chłodzących z regulacyjnym ustawieniem ich nachylenia, usytuowanego odpowiednio w prądzie przepływającego powietrza wentylacyjnego, pozwala na uzyskanie przy niskich kosztach inwestycyjnych i eksploatacyjnych zadowalającej wydajności schładzania gorącej wody z tych klimatyzatorów bez potrzeby stosowania kosztownych agregatów chłodniczych.

Przedmiot wynalazkujest uwidoczniony w przykładowym wykonaniu na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia chłodziarkę tunelową wody z klimatyzatorów chłodzących powietrze wyrobisk górniczych zainstalowaną w wentylacyjnym wyrobisku chodnikowym w widoku od czoła,

177 757 natomiast fig. 2 przedstawia powyższą chłodziarkę tunelową wody z klimatyzatorów w przekroju bocznym w widoku z boku.

Chłodziarka tunelowa wody według wynalazku jest zainstalowana w wentylacyjnym wyrobisku chodnikowym 1 z obudową górniczą 2 i zawiera zestaw kaskadowy 3 płyt chłodzących 3a i 3b zjednakowych prostokątnych blach profilowanych w kształcie falistym lub trapezowym, które sąnachylone naprzemian z obu stron pod regulacyjnie ustawionym kątem od 4° do 7° i swymi rowkami 4 sąustawione poprzecznie do osi wzdłużnej tego wyrobiska chodnikowego 1, tworząc konstrukcję kaskadową spływu wody. Płyty chłodzące 3a zainstalowane zjednego boku zestawu kaskadowego 3 są przyłączone posobnie swymi górnymi końcami do bocznego łańcucha 5a przymocowanego do jednego boku obudowy górniczej 2. Natomiast zainstalowane z drugiego boku zestawu kaskadowego 3 płyty chłodzące 3b sąprzyłączone posobnie swymi górnymi końcami do drugiego bocznego łańcucha 5b przymocowanego do drugiego boku obudowy górniczej 2. Płyty chłodzące 3a przyłączone do jednego bocznego łańcucha 5a są przesunięte w poziomie o 10% ich szerokości w stosunku do płyt chłodzących 3b przyłączonych do drugiego bocznego łańcucha 5b. Do zawieszonego w osi pionowej wyrobiska chodnikowego i w górnym punkcie obudowy górniczej 2 podciągu regulacyjnego 6jest podłączony środkowy łańcuch 7 z przyłączonymi posobnie naprzemian płytami chłodzącymi 3a zjednego boku zestawu kaskadowego 3 oraz płytami chłodzącymi 3b z drugiego boku zestawu kaskadowego 3 dla rgulacyjnego ustawienia odpowiedniego kąta nachylenia od 4° do 7° tych płyt chłodzących 3a i 3b. Nad górną płytą chłodzącą 3a poniżej jej górnego końca jest zawieszony zestaw dysz wodnych 8, podłączonych równolegle do rurociągu wodnego 9a gorącej wody z klimatyzatorów chłodzących powietrze wyrobisk górniczych. Pod dwoma końcami dolnej płyty chłodzącej 3b są zainstalowane w osi równoległej do osi wzdłużnej wyrobiska chodnikowego 1 korzystnie dwie rynny zbiorcze 10a i 10b schłodzonej wody, które są podłączone równolegle do drugiego rurociągu wodnego 9b schłodzonej wody do klimatyzatorów chłodzących powietrze wyrobisk górniczych. Zestaw kaskadowy 3 płyt chłodzących 3a i 3b jest wraz z zestawem dysz wodnych 8 otoczony na zewnątrz z góry i z oby boków elastyczną osłonią 11 z tkaniny trudnopalnej korzystnie antyelektrostatycznej, opierającą się swymi okami o zewnętrzne ścianki boczne rynien zbiorczych 10a i 10b schłodzonej wody.

Chłodziarka tunelowa wody według wynalazku działa skutecznie bezpośrednio w prądzie przepływającego powietrza wentylacyjnego. Gorąca woda z klimatyzatorów chłodzących powietrze wyrobisk górniczych prowadzonych w skałach o podwyższonej temperaturze pierwotnej jest doprowadzona rurociągiem wodnym 9a gorącej wody do zestawu dysz wodnych 8 chłodziarki tunelowej wody, które rozbryzgiwują ją na górną płytę chłodzącą 3a zestawu kaskadowego 3, której rowkami 4 spływa w dół grawitacyjnie i opada strugami na nachyloną w przeciwnym kierunku płytę chłodzącą 3b zestawu kaskadowego 3. Przepływające poprzez wyrobisko chodnikowe 1 powietrze wentylacyjne opływa obustronnie wszystkie płyty chłodzące 3a i 3b zestawu kaskadowego 3, powodując ich chłodzenie, jak również chłodzi dodatkowo strugi wody opadające grawitacyjnie pomiędzy poszczególnymi płytami chłodzącymi 3a i 3b. Spływająca z dolnej płyty chłodzącej 3b woda, jak również rozbryzgiwane jej cząsteczki na poszczególnych płytach chłodzących 3a i 3b tego zestawu kaskadowego 3 spływaj ą do obu rynien zbiorczych 10a i 10b ukierunkowane przez elastyczną osłonę 11. Z rynien zbiorczych 10a i 10b schłodzona woda jest wprowadzona do rurociągu wodnego 9b schłodzonej wody, skądjest doprowadzona powrotnie do klimatyzatorów chłodzących powietrze w wyrobiskach górniczych prowadzonych w skałach o podwyższonej temperaturze pierwotnej.

1Τ7 757

177 757

Fig. 2

177 757

Fig.1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Chłodziarka tunelowa wody z klimatyzatorów chłodzących powietrze wyrobisk górniczych w podziemiach kopalń głębinowych, chłodząca wodę gorącą z tych klimatyzatorów bezpośrednio w prądach powietrza wentylacyjnego, znamienna tym, że ma zainstalowane w wyrobisku chodnikowym (1) zestaw kaskadowy (3) płyt chłodzących (3a i 3b) z zestawem dysz wodnych (8) i co najmniej jedną rynną zbiorczą(10a, 10b) schłodzonej wody, otoczone z góry i z obu boków elastyczną osłoną (11), przy czym zestaw kaskadowy (3) płyt chłodzących (3a i 3b) ma jednakowe prostokątne blachy profilowane nachylone na przemian z obu boków pod regulacyjnie ustawionym kątem od 4° do 7° w stosunku do poziomej osi poprzecznej wyrobiska chodnikowego (1) oraz ustawione swymi rowkami (4) poprzecznie do osi wzdłużnej tego wyrobiska chodnikowego (1), zaś zainstalowane zjednego boku zestawu kaskadowego (3) płyty chłodzące (3a) są przyłączone posobnie swymi górnymi końcami do bocznego łańcucha (5a) przymocowanego do jednego boku obudowy górniczej (2) i są przesunięte w poziomie o 10% ich szerokości do zainstalowanych z drugiego boku zestawu kaskadowego (3) płyt chłodzących (3b) przyłączonych posobnie swymi górnymi końcami do drugiego bocznego łańcucha (5b) przymocowanego do drugiego boku obudowy górniczej (2), natomiast w osi pionowej wyrobiska chodnikowego (1) płyty chłodzące (3a i 3b) z obu boków zestawu kaskadowego (3) sąprzyłączone na przemian posobnie do środkowego łańcucha (7), przymocowanego poprzez podciąg regulacyjny (6) do górnego punktu obudowy górniczej (1).
2. 2. Chłodziarka tunelowa wody według zastrz. 1, znamienna tym, że zestaw dysz wodnych (8) podłączonych równolegle do rurociągu wodnego (9a) gorącej wody z klimatyzatorów chłodzących powietrze wyrobisk górniczychjest zawieszony nad górną płytą chłodzącą (3a) poniżej jej górnego końca.
3. 3. Chłodziarka tunelowa wody według zastrz. 1, znamienna tym, że rynny zbiorcze (10a, 10b) schłodzonej wody są zainstalowane pod obu końcami dolnej płyty chłodzącej (3b) zestawu kaskadowego (3) w osi równoległej do osi wzdłużnej wyrobiska chodnikowego (1) i sąpodłączone równolegle do drugiego rurociągu wodnego (9b) schłodzonej wody do klimatyzatorów chłodzących powietrze wyrobisk górniczych.
4. 4. Chłodziarka tunelowa wody według zastrz. 1, znamienna tym, że zestaw kaskadowy (3) płyt chłodzących (3a i 3b) wraz z zestawem dysz wodnych (8)jest otoczony na zewnątrz z góry i z obu boków elastyczną osłoną (11) z tkaniny trudnopalnej korzystnie antyelektrostatycznej, która opiera się swymi bokami o zewnętrzne ścianki boczne rynien zbiorczych (10a, 10b) schłodzonej wody.