[发明专利]矿用三防换热器

说明书

技术领域

本发明涉及一种矿井涌水用换热器，属于煤矿矿井涌水热能或冷能利用领域，特别涉及一种可直接用于颗粒杂质多、矿化度高、腐蚀性高矿井涌水能量转换的矿用三防换热器。

背景技术

矿井涌水是一种在矿井开挖过程中从岩层中涌出的地下水，具有颗粒杂质多、矿化度高、腐蚀性高等特点。在未将其作为热能或冷能利用系统能量来源的情况下，一般采用设置水仓的方法将不同水平的矿井涌水收集起来，再通过泵站将其抽到地表，最初采取直接作为废水排掉的方式，后来加以资源化利用，对其进行净化后，作为工农业用水，如消防、除尘、井下钻孔、灌溉、制作矿泉水等。

矿井涌水作为水源热泵的热源或冷源时，均需经过水处理净化环节，即矿井涌水均需要先经过较为复杂的物理和化学等处理过程，达到水源热泵对水源的水质要求后方可进入，否则就会造成水源热泵机组的损坏，导致其不能正常工作。我国煤矿的矿井涌水往往具有颗粒杂质多、矿化度高、腐蚀性高等特点，因此，以往在利用矿井涌水热能或冷能系统中必定存在水处理净化环节，而且水处理净化工程由于其工艺方法的限制，其设备均较为庞大，占地面积较大，高度较高，不能适应巷道、硐室等狭小的空间，导致整个热能或冷能利用系统能量损失大、投资高、工艺复杂、施工难度高。

发明内容

鉴于上述现有技术的缺点和不足，本发明所述的矿用三防换热器允许具有颗粒杂质多、矿化度高、腐蚀性高特点的矿井涌水不经过水处理净化环节即可直接进入该设备，省去了整个热能或冷能利用系统中较为复杂、庞大的水处理净化工艺，简化了处理过程，提高了矿井涌水热能或冷能利用率。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

矿用三防换热器，包括流线型壳体和位于壳体内的换热管束及多个折流板，多个折流板沿壳体横截面方向顺序排列，折流板上设有水流通道，折流板间的水流通道保持一定夹角，折流板四周固定在壳体内壁上，换热管束沿着壳体轴向贯穿于折流板的水流通道之中。

矿用三防换热器上还包括定位杆，定位杆固定在壳体外侧，定位杆位置与折流板位置相对应。

所述折流板为一个环状的折流环，折流环四周固定在壳体内壁上，折流环上水流通道由方向相同并且间隔排列的折流杆组成，折流杆两端固定在折流环上，换热管束从折流杆间的水流通道穿过。

所述相邻折流环间折流杆形成的水流通道保持90°夹角。

本发明所述的矿用三防换热器，利用换热管束中的矿井涌水与壳体内的工业用水进行能量交换，同时，利用壳体内横截面方向顺序排列的折流环对工业用水水流进行阻挡和方向限制，不断产生扰流，减薄层流边界层，降低水流流过的速度，保证水流与换热管束外壁充分、均匀接触，使能量交换均匀、可靠，换热效率高、换热速度快。省去了以往矿井涌水利用前的净化处理过程，缩减了费用开支，简化了安装过程。

其结构优点具体包括：

(1)具有防堵功能：煤矿涌水中杂质很多，颗粒不大于10mm的杂质均可通过。

(2)具有防腐功能：流体顺着管束流动时，遇到折流杆就产生扰流，遇到下一个折流杆再次产生扰流，如此多次扰动减薄了层流边界层，对设备内部进行自动清洁和洗刷，使腐蚀结垢现象大大降低，延长了清洗、维护周期。

(3)具有防蚀功能：换热管束使含有腐蚀性离子(如Cl-离子)的矿井涌水不通过水处理净化环节，就直接进入该设备，更充分利用了水中的能量，减少了能量损失，增强了传热效果。

(4)整个设备体积小、重量轻，容易进入巷道、硐室等狭小的运输系统使用。

(5)具有防爆功能和可以下井的特点。

在井下换热处理过程中，大量涌水中含有的能量被不断回收、利用后，大大降低了企业的生产成本，提高了企业的经济效益和社会效益。本发明特别适合在涌水中杂质含量多、矿化度高、腐蚀性高的矿井下使用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1对本发明做进一步的描述：