專利名稱：一種用于煤礦救生艙的空氣冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及空調(diào)制冷技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用于煤礦救生艙的空氣冷卻系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
煤礦井下發(fā)生災害性事故時，煤礦救生艙的空氣冷卻系統(tǒng)能夠為躲進救生艙中的
礦工提供必需的生存溫度，使艙室內(nèi)環(huán)境環(huán)境溫度維持在32t:以下，基本滿足人類生存要
求。目前，煤礦救生艙空氣冷卻裝置可分為兩類一是普通分體式空調(diào)，空調(diào)主機置于救生 艙內(nèi)部，而制冷壓縮機必須外置。因此，在瓦斯爆炸、透水事故頻發(fā)的煤礦中，救生艙空調(diào)制 冷壓縮機等有源部件的防爆是不得不面對的問題。二是蓄冷式防爆空調(diào)，該系統(tǒng)包括艙外 防爆制冷機組和艙內(nèi)空氣調(diào)節(jié)裝置。這兩類裝置在密閉空間中要保持讓人舒適的溫度，需 要有足夠的電力維持空調(diào)的運行，而發(fā)生事故時外部電力切斷，只能依靠蓄電池供電。在災 害狀態(tài)下要維持較長時間的制冷，就需要儲備大量的電能，因此會導致艙室內(nèi)蓄電池體積 過大。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明要設計一種非電力的用于煤礦救生艙的 空氣冷卻系統(tǒng)。 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種用于煤礦救生艙的空氣冷卻系 統(tǒng)包括液態(tài)二氧化碳制冷系統(tǒng)和噴射式制冷系統(tǒng)，所述的液態(tài)二氧化碳制冷系統(tǒng)和噴射式 制冷系統(tǒng)通過管路連接成聯(lián)合制冷系統(tǒng)；所述的液態(tài)二氧化碳系統(tǒng)包括虹吸式液態(tài)二氧化 碳儲液瓶、匯流排、高壓干燥器、熱力膨脹閥、絕熱管路、蒸發(fā)盤管、壓力控制閥、安全閥，所 述的虹吸式液態(tài)二氧化碳儲液瓶有多個并通過匯流排連接，所述的匯流排通過管路依次與 高壓干燥器、熱力膨脹閥、絕熱管路、蒸發(fā)盤管和壓力控制閥連接，在蒸發(fā)盤管和壓力控制 閥之間通過三通管接頭連接有安全閥，所述的熱力膨脹閥的感溫包安裝在蒸發(fā)盤管的出口 處；所述的噴射式制冷系統(tǒng)包括細薄膜蒸發(fā)器、噴嘴和噴射器，所述的噴射器分別通過管路 與細薄膜蒸發(fā)器和噴嘴連接，所述的噴射器安裝在救生艙壁上。 本發(fā)明所述的液態(tài)二氧化碳制冷系統(tǒng)的壓力控制閥與噴射式制冷系統(tǒng)的噴嘴通 過管路連接。 本發(fā)明所述的虹吸式液態(tài)二氧化碳儲液瓶出口至熱力膨脹閥出口之間的管路外 包絕熱層。 本發(fā)明所述的噴射式制冷系統(tǒng)是一種將制冷劑直接噴入大氣的、無冷凝器的開放 式制冷系統(tǒng)。 本發(fā)明所述的噴射式制冷系統(tǒng)中的液態(tài)二氧化碳制冷劑也可以是其它能在室溫
條件下釋放潛熱并產(chǎn)生高壓氣體，而后通過噴嘴可產(chǎn)生高速氣流的制冷劑。 本發(fā)明所述的噴射式制冷系統(tǒng)采用兩種不同的工質(zhì)分別作為工作流體和引射流體。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果 1、由于本發(fā)明中用于煤礦救生艙的空氣冷卻系統(tǒng)可在外部電源切斷和內(nèi)部無蓄
電池的情況下，在救生艙室內(nèi)獨立工作，為救生艙內(nèi)提供必要的冷量。 2.本發(fā)明中用于煤礦救生艙的空氣冷卻系統(tǒng)具有高制冷系數(shù)。 3、由于本發(fā)明在救生艙外部不設有任何部件，因此不需做任何防爆處理，使其可
在煤礦和存在可燃氣體爆炸的危險場所中使用。 4、由于本發(fā)明中用于煤礦救生艙的空氣冷卻系統(tǒng)是一個由液態(tài)二氧化碳制冷系 統(tǒng)和噴射式制冷系統(tǒng)聯(lián)合組成的制冷系統(tǒng)，充分利用了液態(tài)二氧化碳的潛熱和其氣化后的 壓力能，提高了單位質(zhì)量液態(tài)二氧化碳的制冷量。在滿足艙室環(huán)境溫度的情況下，減少液態(tài) 二氧化碳的存儲量，節(jié)省艙室內(nèi)的空間。


本發(fā)明共有附圖2張，其中 圖1是用于煤礦救生艙的空氣冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的俯視圖。 圖中1、虹吸式液態(tài)二氧化碳儲液瓶，2、儲液瓶開啟閥，3、匯流排，4、高壓干燥器， 5、熱力膨脹閥，6、絕熱管路，7、蒸發(fā)盤管，8、救生艙外壁，9、壓力控制閥，10、安全閥，11、噴 嘴，12、噴射器，13、細薄膜蒸發(fā)器。
具體實施例方式
通過下面實施例對本發(fā)明作進一步詳細闡述。如圖l-2所示，一種用于煤礦救生 艙的空氣冷卻系統(tǒng)包括液態(tài)二氧化碳制冷系統(tǒng)和噴射式制冷系統(tǒng)，所述的液態(tài)二氧化碳制 冷系統(tǒng)和噴射式制冷系統(tǒng)通過管路連接成聯(lián)合制冷系統(tǒng)；所述的液態(tài)二氧化碳系統(tǒng)包括虹 吸式液態(tài)二氧化碳儲液瓶1、匯流排3、高壓干燥器4、熱力膨脹閥5、絕熱管路6、蒸發(fā)盤管 7、壓力控制閥9、安全閥IO，所述的虹吸式液態(tài)二氧化碳儲液瓶1有多個、并通過匯流排3 連接，所述的匯流排3通過管路依次與高壓干燥器4、熱力膨脹閥5、絕熱管路6、蒸發(fā)盤管7 和壓力控制閥9連接，在蒸發(fā)盤管7和壓力控制閥9之間通過三通管接頭連接有安全閥10， 所述的熱力膨脹閥5的感溫包安裝在蒸發(fā)盤管7的出口處；所述的噴射式制冷系統(tǒng)包括細 薄膜蒸發(fā)器13、噴嘴11和噴射器12，所述的噴射器12分別通過管路與細薄膜蒸發(fā)器13和 噴嘴11連接，所述的噴射器12安裝在救生艙外壁8上。所述的液態(tài)二氧化碳制冷系統(tǒng)的 壓力控制閥9與噴射式制冷系統(tǒng)的噴嘴11通過管路連接。所述的虹吸式液態(tài)二氧化碳儲 液瓶1出口至熱力膨脹閥5出口之間的管路外包絕熱層。所述的噴射式制冷系統(tǒng)是一種將 制冷劑直接噴入大氣的、無冷凝器的開放式制冷系統(tǒng)。 本發(fā)明所述的噴射式制冷系統(tǒng)以二氧化碳氣體為工作流體，水為制冷劑，其具體 工作過程如下當需要制冷時，開啟其中一瓶虹吸式液態(tài)二氧化碳儲液瓶1的儲液瓶開啟 閥2，液態(tài)二氧化碳經(jīng)匯流排3流入高壓干燥器4，去除其中的水分，而后流經(jīng)熱力膨脹閥5， 根據(jù)出口過熱度的大小調(diào)整制冷劑的流量。在流過一段絕熱管路6后，進入蒸發(fā)盤管7，液 態(tài)二氧化碳吸熱氣化，迅速膨脹。當出口壓力達到壓力控制閥9的設定值時，該閥全開，高 壓蒸汽經(jīng)噴嘴11進入到噴射器12中。為保證系統(tǒng)安全運行，在出口處設有安全閥10。當系統(tǒng)壓力超過壓力上限時，安全閥10開啟，將高壓氣體直接泄放到大氣中。從噴嘴11噴出的 高速氣流引射細薄膜蒸發(fā)器13內(nèi)的水蒸汽，蒸發(fā)器即第二蒸發(fā)盤管達到進一步吸熱制冷， 以維持細薄膜蒸發(fā)器13內(nèi)的真空度，二氧化碳氣體與水蒸汽在噴射器12內(nèi)充分混合后，被 壓縮到噴射器12出口處，然后進入大氣，完成整個制冷過程。 本發(fā)明所述的虹吸式液態(tài)二氧化碳儲液瓶1的數(shù)量由救生艙內(nèi)人員數(shù)量和設計 使用時間長短不同而定。
權(quán)利要求
一種用于煤礦救生艙的空氣冷卻系統(tǒng)包括液態(tài)二氧化碳制冷系統(tǒng)和噴射式制冷系統(tǒng)，其特征在于所述的液態(tài)二氧化碳制冷系統(tǒng)和噴射式制冷系統(tǒng)通過管路連接成聯(lián)合制冷系統(tǒng)；所述的液態(tài)二氧化碳系統(tǒng)包括虹吸式液態(tài)二氧化碳儲液瓶(1)、匯流排(3)、高壓干燥器(4)、熱力膨脹閥(5)、絕熱管路(6)、蒸發(fā)盤管(7)、壓力控制閥(9)、安全閥(10)，所述的虹吸式液態(tài)二氧化碳儲液瓶(1)有多個、并通過匯流排(3)連接，所述的匯流排(3)通過管路依次與高壓干燥器(4)、熱力膨脹閥(5)、絕熱管路(6)、蒸發(fā)盤管(7)和壓力控制閥(9)連接，在蒸發(fā)盤管(7)和壓力控制閥(9)之間通過三通管接頭連接有安全閥(10)，所述的熱力膨脹閥(5)的感溫包安裝在蒸發(fā)盤管(7)的出口處；所述的噴射式制冷系統(tǒng)包括細薄膜蒸發(fā)器(13)、噴嘴(11)和噴射器(12)，所述的噴射器(12)分別通過管路與細薄膜蒸發(fā)器(13)和噴嘴(11)連接，所述的噴射器(12)安裝在救生艙壁(8)上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于煤礦救生艙的空氣冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述的 液態(tài)二氧化碳制冷系統(tǒng)的壓力控制閥(9)與噴射式制冷系統(tǒng)的噴嘴(11)通過管路連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于煤礦救生艙的空氣冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述的 虹吸式液態(tài)二氧化碳儲液瓶(1)出口至熱力膨脹閥(5)出口之間的管路外包絕熱層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于煤礦救生艙的空氣冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述的 噴射式制冷系統(tǒng)是一種將制冷劑直接噴入大氣的、無冷凝器的開放式制冷系統(tǒng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于煤礦救生艙的空氣冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述的噴射式制冷系統(tǒng)中的液態(tài)二氧化碳制冷劑也可以是其它能在室溫條件下釋放潛熱并產(chǎn)生 高壓氣體，而后通過噴嘴(11)可產(chǎn)生高速氣流的制冷劑。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于煤礦救生艙的空氣冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述的噴射式制冷系統(tǒng)采用兩種不同的工質(zhì)分別作為工作流體和引射流體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于煤礦救生艙的空氣冷卻系統(tǒng)，包括液態(tài)二氧化碳制冷系統(tǒng)和噴射式制冷系統(tǒng)，所述的液態(tài)二氧化碳制冷系統(tǒng)和噴射式制冷系統(tǒng)通過管路連接成聯(lián)合制冷系統(tǒng)；液態(tài)二氧化碳系統(tǒng)包括虹吸式液態(tài)二氧化碳儲液瓶、匯流排、高壓干燥器、熱力膨脹閥、絕熱管路、蒸發(fā)盤管、壓力控制閥、安全閥，噴射式制冷系統(tǒng)包括細薄膜蒸發(fā)器、噴嘴和噴射器，本發(fā)明在煤礦井下發(fā)生事故時，無需外部供電，無需內(nèi)部儲備蓄電池，利用液態(tài)二氧化碳的潛熱吸收艙室內(nèi)的熱量，再利用液態(tài)二氧化碳氣化后的高壓氣體作為噴射式制冷的引射流體進行噴射式制冷，為救生艙提供必要的冷量。本發(fā)明操作簡單、系統(tǒng)維護簡便快捷，無需任何外部動力，便可維持救生艙內(nèi)的溫度。
文檔編號F25B19/00GK101761353SQ20091024859
公開日2010年6月30日 申請日期2009年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者董景明, 馬鴻斌 申請人:大連海事大學