[发明专利]一种小型防爆压缩空气驱动的煤矿井下空调及制冷方法

权利要求书

1.一种防爆压缩空气驱动的煤矿井下空调的制冷方法，所述防爆压缩空气驱动的煤矿井下空调包括入口处压缩空气处理模块、涡流管制冷模块和出口排气处理模块；

其中，入口处压缩空气处理模块包含过滤器(1)和减压阀(2)，减压阀(2)安装在过滤器(1)的出口管道上；

涡流管制冷模块包括涡流室(3)，涡流室(3)的入口端与减压阀(2)的出口管道连通，在涡流室(3)内的涡流管一端连接冷端管(5)，另一端连接热端管(4)，热端管(4)的出口管道上安装温度控制阀(11)和消音器(12)；所述冷端管(5)的另一端与空调房内冷气管(6)连接，冷端气流通过冷气管(6)喷洒进入空调房(7)内并进行热量交换；

出口排气处理模块包括气水分离装置(10)、气体收集装置(13)、回收利用装置(14)和排空装置(15)，气水分离装置(10)的入口端分别通过管道与空调房(7)的气相出口(8)、液相出口(9)连接，气水分离装置(10)的出口端与热端管(4)连接，在热端管(4)的出口端还连通气体收集装置(13)，气体收集装置(13)的出口端分别与排空装置(15)、回收利用装置(14)连接，回收利用装置(14)的气体出口端通过管道连接至过滤器(1)的入口端；

其特征在于，所述制冷方法包括以下步骤：

步骤1)：将煤矿井内压缩空气通入过滤器(1)，除去压缩空气带有的颗粒物、水分杂质，并通过导气管进入减压阀(2)，将压力降低到涡流室(3)工作的最佳匹配压力；

步骤2)：将减压后的高压气体在喷嘴内膨胀加速，然后沿切线方向以自由涡流形式进入涡流室(3)，在涡流室(3)内高速旋转产生强旋湍流流动，从而产生能量分离效应，最终分离成中心部位的冷气流和外层部位的热气流，再通过温度控制阀(11)调节冷热气流的比例，得到不同的制冷效果；

步骤3)：冷气流通过冷气管(6)喷洒在空调房(7)内排出，并与空调房(7)内气体进行热量交换，换热后的气体通过空调房(7)顶部的气相出口(8)排出，冷凝水从空调房(7)底部的液相出口(9)排出；

步骤4)：空调房(7)内排出的废气和冷凝水通过气水分离装置(10)，除去废气中的水蒸气，再将废气与涡流室(3)中的热端管(4)气流混合，降低热端管(4)气流温度；

步骤5)：由热端管(4)外部连接的气体收集装置(13)、回收利用装置(14)和排空装置(15)对排气口排出的干燥空气进行收集、再压缩、回收利用；

步骤6)：根据使用需求，通过履带(16)在煤矿巷道内自由移动，履带(16)的传动方式采用液压传动。

2.如权利要求1所述的防爆压缩空气驱动的煤矿井下空调的制冷方法，其特征在于，步骤2)中温度控制阀(11)的温度控制范围为25℃-27℃，并可手动进行温度调节，进而改变冷热流的比例。

3.如权利要求1所述的防爆压缩空气驱动的煤矿井下空调的制冷方法，其特征在于，涡流室(3)内的涡流管的进口端设置有喷嘴，喷嘴与减压阀(2)的出口管道连通。