一種用于煤礦救生艙的空氣冷卻系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種用于煤礦救生艙的空氣冷卻系統，包括液態二氧化碳制冷系統和噴射式制冷系統，所述的液態二氧化碳制冷系統和噴射式制冷系統通過管路連接成聯合制冷系統；液態二氧化碳系統包括虹吸式液態二氧化碳儲液瓶、匯流排、高壓干燥器、熱力膨脹閥、絕熱管路、蒸發盤管、壓力控制閥、安全閥，噴射式制冷系統包括細薄膜蒸發器、噴嘴和噴射器，本實用新型專利技術在煤礦井下發生事故時，無需外部供電和內部儲備蓄電池，利用液態二氧化碳的潛熱吸收艙室內的熱量，再利用液態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。本實用新型專利技術操作簡單、系統維護簡便，無需外部動力，便可維持救生艙內的溫度。（*該技術在2019年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及空調制冷
，特別是一種用于煤礦救生艙的空氣冷卻系 統。
技術介紹
煤礦井下發生災害性事故時，煤礦救生艙的空氣冷卻系統能夠為躲進救生艙中的 礦工提供必需的生存溫度，使艙室內環境環境溫度維持在32°C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，空調主機置于救生 艙內部，而制冷壓縮機必須外置。因此，在瓦斯爆炸、透水事故頻發的煤礦中，救生艙空調制 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，該系統包括艙外 防爆制冷機組和艙內空氣調節裝置。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的運行，而發生事故時外部電力切斷，只能依靠蓄電池供電。在災 害狀態下要維持較長時間的制冷，就需要儲備大量的電能，因此會導致艙室內蓄電池體積 過大。
技術實現思路
為解決現有技術存在的上述問題，本技術要設計一種非電力的用于煤礦救生 艙的空氣冷卻系統。為了實現上述目的，本技術的技術方案如下一種用于煤礦救生艙的空氣冷 卻系統包括液態二氧化碳制冷系統和噴射式制冷系統，所述的液態二氧化碳制冷系統和噴 射式制冷系統通過管路連接成聯合制冷系統；所述的液態二氧化碳系統包括虹吸式液態 二氧化碳儲液瓶、匯流排、高壓干燥器、熱力膨脹閥、絕熱管路、蒸發盤管、壓力控制閥、安全 閥，所述的虹吸式液態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、蒸發盤管和壓力控制閥連接，在蒸發盤管和壓 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盤管 的出口處；所述的噴射式制冷系統包括細薄膜蒸發器、噴嘴和噴射器，所述的噴射器分別通 過管路與細薄膜蒸發器和噴嘴連接，所述的噴射器安裝在救生艙壁上。本技術所述的液態二氧化碳制冷系統的壓力控制閥與噴射式制冷系統的噴 嘴通過管路連接。本技術所述的虹吸式液態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。本技術所述的噴射式制冷系統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。本技術所述的噴射式制冷系統中的液態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生高壓氣體，而后通過噴嘴可產生高速氣流的制冷劑。本技術所述的噴射式制冷系統采用兩種不同的工質分別作為工作流體和引射流體。與現有技術相比，本技術具有以下有益效果1、由于本技術中用于煤礦救生艙的空氣冷卻系統可在外部電源切斷和內部 無蓄電池的情況下，在救生艙室內獨立工作，為救生艙內提供必要的冷量。2.本技術中用于煤礦救生艙的空氣冷卻系統具有高制冷系數。3、由于本技術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、由于本技術中用于煤礦救生艙的空氣冷卻系統是一個由液態二氧化碳制 冷系統和噴射式制冷系統聯合組成的制冷系統，充分利用了液態二氧化碳的潛熱和其氣化 后的壓力能，提高了單位質量液態二氧化碳的制冷量。在滿足艙室環境溫度的情況下，減少 液態二氧化碳的存儲量，節省艙室內的空間。附圖說明本技術共有附圖2張，其中圖1是用于煤礦救生艙的空氣冷卻系統的結構示意圖。圖2是圖1的俯視圖。圖中1、虹吸式液態二氧化碳儲液瓶，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、細薄膜蒸發器。具體實施方式通過下面實施例對本技術作進一步詳細闡述。如圖1-2所示，一種用于煤礦 救生艙的空氣冷卻系統包括液態二氧化碳制冷系統和噴射式制冷系統，所述的液態二氧化 碳制冷系統和噴射式制冷系統通過管路連接成聯合制冷系統；所述的液態二氧化碳系統包 括虹吸式液態二氧化碳儲液瓶1、匯流排3、高壓干燥器4、熱力膨脹閥5、絕熱管路6、蒸發盤 管7、壓力控制閥9、安全閥10，所述的虹吸式液態二氧化碳儲液瓶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、蒸發盤管 7和壓力控制閥9連接，在蒸發盤管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盤管7的出口處；所述的噴射式制冷系統包括 細薄膜蒸發器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。所述的液態二氧化碳制冷系統 的壓力控制閥9與噴射式制冷系統的噴嘴11通過管路連接。所述的虹吸式液態二氧化碳 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。本技術所述的噴射式制冷系統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二氧化碳儲液瓶1的儲液瓶 開啟閥2，液態二氧化碳經匯流排3流入高壓干燥器4，去除其中的水分，而后流經熱力膨 脹閥5，根據出口過熱度的大小調整制冷劑的流量。在流過一段絕熱管路6后，進入蒸發盤 管7，液態二氧化碳吸熱氣化，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，高壓蒸汽經噴嘴11進入到噴射器12中。為保證系統安全運行，在出口處設有安全閥 10。當系統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器13內的水蒸汽，蒸發器即第二蒸發盤管達到進一步 吸熱制冷，以維持細薄膜蒸發器13內的真空度，二氧化碳氣體與水蒸汽在噴射器12內充分 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。 本技術所述的虹吸式液態二氧化碳儲液瓶1的數量由救生艙內人員數量和 設計使用時間長短不同而定。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于煤礦救生艙的空氣冷卻系統包括液態二氧化碳制冷系統和噴射式制冷系統，其特征在于：所述的液態二氧化碳制冷系統和噴射式制冷系統通過管路連接成聯合制冷系統；所述的液態二氧化碳系統包括虹吸式液態二氧化碳儲液瓶（１）、匯流排（３）、高壓干燥器（４）、熱力膨脹閥（５）、絕熱管路（６）、蒸發盤管（７）、壓力控制閥（９）、安全閥（１０），所述的虹吸式液態二氧化碳儲液瓶（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）、蒸發盤管（７）和壓力控制閥（９）連接，在蒸發盤管（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盤管（７）的出口處；所述的噴射式制冷系統包括細薄膜蒸發器（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器（１３）和噴嘴（１１）連接，所述的噴射器（１２）安裝在救生艙壁（８）上。

【技術特征摘要】
一種用于煤礦救生艙的空氣冷卻系統包括液態二氧化碳制冷系統和噴射式制冷系統，其特征在于所述的液態二氧化碳制冷系統和噴射式制冷系統通過管路連接成聯合制冷系統；所述的液態二氧化碳系統包括虹吸式液態二氧化碳儲液瓶(1)、匯流排(3)、高壓干燥器(4)、熱力膨脹閥(5)、絕熱管路(6)、蒸發盤管(7)、壓力控制閥(9)、安全閥(10)，所述的虹吸式液態二氧化碳儲液瓶(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)、蒸發盤管(7)和壓力控制閥(9)連接，在蒸發盤管(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盤管(7)的出口處；所述的噴射式制冷系統包括細薄膜蒸發器(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器(13)和噴嘴(11)連接，所述的噴射器(12)安...

【專利技術屬性】
技術研發人員：董景明，馬鴻斌，
申請(專利權)人：大連海事大學，
類型：實用新型
國別省市：91[中國|大連]