[发明专利]一种矿井换热装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种矿井降温系统末端装置，特别是一种矿井换热装置。

背景技术

随着矿井开采深度的不断增加及开采的机械化程度不断提高，矿井高温热害已经成为影响和制约开采深度的决定性因素。《煤矿安全规程》第102条规定：采掘工作面的空气温度超过30℃、机电设备硐室的空气温度超过34℃时，必须停止作业。矿井内出现终年的持续高温高湿的危害并影响到采掘工作的正常进行，称为矿井热害。随着开采深度的增加，国内热矿数量在不断攀升，矿井热害已经不能靠增大矿井通风量或采取其他的非人工制冷技术来解决，因此目前多采用机械制冷来解决矿井热害问题。

矿井换热装置作为矿井制冷系统的末端设备是必不可少的，随着国内外矿井制冷技术的发展，对矿井末端设备提出更高的要求。

目前的矿井换热装置冷却效率低、在换热冷却时，未预先对热湿空气进行处理，造成对冷却水的冷却效果不佳，冷却时产生的热量不能及时排出，换热管不易清洗干净，影响整个降温系统的效率。因此针对目前现状，提供一种矿井换热装置用于改善我国热害矿井下工作环境成为目前本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种矿井换热装置，该装置换热效率高、换热稳定，冷量损失小，结构紧凑，尺寸小，使用寿命长。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。

一种矿井换热装置，包括二次蒸发室，所述二次蒸发室前端部连接有矿用换热风机，矿用换热风机连接在二次蒸发室的空气入口上，空气入口对应的二次蒸发室前端设有与空气压缩装置连接的压缩空气喷嘴；所述二次蒸发室尾端和顶部分别设有挡水板，所述挡水板外侧设有湿热空气出口；所述二次蒸发室中设有蛇形换热铜管，在蛇形换热铜管的上端设有一次蒸发室，在一次蒸发室的上端以及蛇形换热铜管和压缩空气喷嘴之间分别设有连通喷淋水管的喷淋头，在蛇形换热铜管的下方设有冷却水箱；所述挡水板下端延伸至冷却水箱水面下方。

进一步地，所述空气入口与矿用换热风机之间设有空气过滤器。

进一步地，所述一次蒸发室中设有不锈钢多折刺孔蒸发填料。

进一步地，所述不锈钢多折刺孔蒸发填料由多片带有刺孔且折叠为阶梯状的不锈钢带叠加而成，并且阶梯状的不锈钢带按照折叠方向相向设置，均匀分布在不锈钢多折刺孔蒸发填料框架上；

所述不锈钢蒸发填料阶梯折叠的角度为105，折叠宽度为25mm；

所述不锈钢蒸发填料阶梯折叠倾斜角度为52°。

进一步地，所述冷却水箱的前端设有补水口，冷却水箱的后端设有溢流口，在溢流口的下端设有排污口。

进一步地，所述喷淋水管通过喷淋水泵连通冷却水箱和喷淋头。

进一步地，所述喷淋头喷射方向朝向蛇形换热铜管，喷淋头的布置密度按照喷淋截面面积0.32-0.4m2/1个布置。

进一步地，所述压缩空气喷嘴的喷气量为矿用换热风机风量的10%-20%。

进一步地，所述蛇形换热铜管整体弯管成型，中间无焊接点，蛇形弯中心距为35-45mm。

进一步地，所述蛇形换热铜管由多条整体弯管成型的蛇形换热铜管并列组成。

本发明具有以下优点：

1）利用压缩空气对进入矿井换热装置中的空气先进行预冷，压缩空气对进入矿井换热装置中的空气预冷的同时降低了进入空气的温度和湿度，提高了空气在蛇形换热铜管上的换热效率。

2）在一次蒸发室中设有不锈钢多折刺孔蒸发填料，其比表面积大于500m²/m³，能够先行蒸发冷却喷淋水，将蒸发产生的湿热蒸汽由矿用换热风机带走，蒸发冷却后一次蒸发室内不锈钢多折刺孔蒸发填料上流下的喷淋水能够被一次冷却，并且不锈钢多折刺孔蒸发填料对二次蒸发室的喷淋水起到均匀布水的作用，能够大大提高二次蒸发室中的换热效率，从而提高矿井换热装置的换热效率。

3）该矿井换热装置中的蛇形换热铜管属一体成型加工，中间无焊接点，安全可靠不存在漏水漏气，换热装置仅两头存在焊接点，保证了换热装置方便维修的特性。蛇形弯中心距为35-45mm，尺寸小，结构紧凑。

4）该矿井换热装置中的换热管采用蛇形光管铜管，风阻小，煤尘不易附着，方便清洗，对换热效率影响小，换热稳定，使用寿命长。

5）在蛇形换热铜管的顶部和前端布置喷淋清洗喷头，喷淋头的布置密度按照喷淋截面面积0.32-0.4m²/1个布置，能够最大限度地实现对蛇形换热铜管进行冷却、清洗，并减少了煤尘附着对换热效率的影响。