一种用于煤矿救生舱的无源空气调节装置

摘要

本发明涉及一种用于煤矿救生舱的无源空气调节装置，包括安装在设备舱内的箱体和与其内壁自上而下依次相互隔开连接的上、中、下分隔板分隔成的常温水箱、无机盐箱和空气热交换通道、均水器、阀门、管路、蒸发端设有肋片的热管、回风管道和安置在主舱内的手动风机、回风口、气体分布器和送风管道。本发明结构简单，运行可靠，使用方便，矿难发生时，矿工进入救生舱的主舱内，根据操作说明启动无源空气调节装置，在不需要消耗任何电能的条件下，通过无机盐与水溶解吸收熔解热实现制冷，对救生舱内的空气进行降温、除湿处理，满足舱内避难人员96小时内对舱室内温度、湿度的要求，这对延长避难人员生命和延长救援时间具有重要意义。

说明书

技术领域

本发明属于煤矿安全技术及密闭空间内的制冷及空调技术领域，涉及一种 用于煤矿救生舱的无源空气调节装置。

背景技术

随着煤矿开采及安全控制技术的不断发展以及世界各国对煤矿安全生产的 高度重视，煤矿的安全事故呈现逐年递减趋势。但是，煤矿的安全事故还是频 繁发生。经过世界各国的实践证明，煤矿救生舱作为一个独立的密闭空间，可 以避免不能及时升井的遇险人员因吸入有毒有害气体而造成的死亡，为救援赢 得时间。如何使煤矿救生舱在挽救遇险人员生命时，最大限度的发挥其隔离有 毒有害气体的密闭作用，并为避难人员创造一个温、湿度适宜的生存环境，救 生舱内的温度和湿度的控制是发挥救生舱避难功能的基本条件，救生舱的空气 调节系统正是实现上述目的的救生舱的必要组成部分。目前，应用于救生舱的 空气调节系统主要有两类，即蒸汽压缩式制冷系统和蓄冷空调系统，其中蓄冷 空调系统又分为冰蓄冷系统和液态二氧化碳蓄冷系统。

将蒸汽压缩式制冷系统在煤矿救生舱内使用时将面临两个难以解决的瓶颈 问题，即防爆问题和电力供给问题。发明专利申请200910079754.X号中提到的 空气调节系统，通过采用舱外防爆制冷机组，解决了防爆问题。但是，其采用 的制冷系统在正常情况下利用矿山电源维持空气调节装置制冷，在事故发生时 仍然需要蓄电池等其它能源提供电力维持其制冷系统正常运行，因此，这种空 气调节系统尽管解决了防爆问题，但是，在事故发生时空气调节系统的温、湿 度的调节能力还是取决于蓄冰机组的蓄冰情况和救生舱内的电力蓄存情况。发 明专利申请201110020347.9号中提供了利用液态二氧化碳作为制冷剂，利用液 态二氧化碳的气化过程实现对救生舱内的温、湿度控制，该系统的优点是不需 要电源、不需要外置压缩机的降温除湿装置，但是该系统不利之处是吸收热量 后气化的二氧化碳气体被直接排除救生舱外，大量的二氧化碳聚集在救生舱外 对地面救援人员的援救工作造成巨大的障碍，救援人员必须携带大量的氧气才 能接近救生舱，且在开启救生舱前必须将二氧化碳浓度降低到允许的范围，延 误了救援时间。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的缺陷和不足，提供一种用于 煤矿救生舱的无源空气调节装置。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于煤矿救生舱的无源空气调节装置，包括彼此相邻的设备舱1、主 舱3和安置在设备舱1中的箱体2，所述的箱体2还包括由与其内壁自上而下 依次相互隔开连接的上分隔板7，中分隔板11和下分隔板13而分隔成的设有 进水口的常温水箱6、均水器10、填充有无机盐的无机盐箱体12和空气热交换 通道20，其中所述的常温水箱6和所述的均水器10采用中间设置有阀门9的 管路8相联通；所述的中隔板11和均水器10均布有若干小孔；所述的下分隔 板13开有至少一排，每排多个圆孔，下分隔板13下表面连接有与圆孔同轴线 的带密封垫安装座19，所述的带密封垫安装座19中安装有蒸发端设有肋片18 的热管17，热管17的冷凝段穿过下分隔板13伸入无机盐箱体12中；所述的 空气热交换通道20的一侧依顺序连接有回风管道16、手动风机15和回风口14， 其中手动风机15和回风口14安置在主舱3内，另一侧连接有通入主舱3中一 端带多个气体分布器5的送风管道4。

上所述的箱体2及管路8外表面均敷设有聚氨酯泡沫保温材料。

上所述的肋片18为横向设置。

上所述的阀门9安置在主舱3内。

上所述的连接为焊接连接。

上所述的无机盐为LiNO₃·3H₂O。

本发明的一种用于煤矿救生舱的无源空气调节装置与现有技术相比，具有 如下优点和有益效果：

一是本发明基于化学反应原理，利用无机盐溶解吸热过程制冷，属于无源 空调制冷；最大的优势是能够完全满足煤矿防爆要求、无论是备用还是运行时 均不需任何电力供给，确保了在矿难发生的极端条件下，救生舱能够按照设计 要求安全运行，同时运行时也不会给救援人员带来任何安全隐患。

二是本发明结构简单、易于操作，方便实用。

附图说明

图1为本发明的一种用于煤矿救生舱的无源空气调节装置的结构示意图。

图中：1.设备舱；2.箱体；3.主舱；4.送风管道；5.气体分布器；6.常温水箱； 7.上分隔板；8.管路；9.阀门；10.均水器；11.中分隔板；12.无机盐箱体；13. 下分隔板；14.回风口；15.手动风机；16.回风管道；17.热管；18.肋片；19.带 密封垫安装座；20.空气热交换通道。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的一种用于煤矿救生舱的无源空气调节装 置作进一步的说明。

如图1所示，一种用于煤矿救生舱的无源空气调节装置，包括彼此相邻的 设备舱1、主舱3和安置在设备舱1中的箱体2，所述的箱体2还包括由与其内 壁自上而下依次相互隔开连接的上分隔板7，中分隔板11和下分隔板13而分 隔成的设有进水口的常温水箱6、均水器10、填充有无机盐的无机盐箱体12 和空气热交换通道20，其中所述的常温水箱6和所述的均水器10采用中间设 置有阀门9的管路8相联通；所述的中隔板11和均水器10均布有若干直径为 5－10mm，间距为10mm的圆孔；所述的下分隔板13开有至少一排，每排多 个直径为15mm，间距为20mm的圆孔，下分隔板13下表面连接有与圆孔同轴 线的带密封垫安装座19，所述的带密封垫安装座19中安装有蒸发端设有肋片 18的热管17，热管17的冷凝段穿过下分隔板13伸入无机盐箱体12中；所述 的空气热交换通道20的一侧依顺序连接有回风管道16、手动风机15和回风口 14，其中手动风机15和回风口14安置在主舱3内，另一侧连接有通入主舱3 中一端带多个气体分布器5的送风管道4。

本发明的一种用于煤矿救生舱的无源空气调节装置的工作原理，在制冷过 程中：常温水箱6中的水经管路8、阀门9流入均水器10，经中分隔板11上开 有若干的圆孔均匀地流入无机盐箱体12内与无机盐晶体混合产生反应，利用无 机盐溶解吸热过程制冷并释放冷量。通过控制阀门9的开度大小可以控制进入 均水器10中水的流量，从而控制释冷速率，以达到控制释冷量的目的。 在舱内空气冷却除湿过程：主舱3内的空气循环动力由手动风机15提供，舱内 的空气在风压的作用下由回风口14经由手动风机15进入回风管道16后，回风 通过与空气热交换通道20内热管17的蒸发端和肋片18进行热、湿交换，利用 热管17冷凝段将主舱3内人员产生的热量传递给溶解的无机盐溶液，达到对空 气进行降温除湿的目的，被处理后的空气经送风管道4和气体分布器5送入主 舱3内，吸收避难人员产生的热、湿负荷后，经回风口14进行下一个空气循环 过程。