[发明专利]矿井局部降温方法及降温风机

说明书

技术领域

本发明涉及矿井局部降温方法及降温风机，尤其适用于煤矿井下局部高温作业点的通风降温和瓦斯等有害气体的治理，改善局部工作环境，保证煤矿安全生产。

背景技术

随着开采深度的增加，矿井热害日趋严重，因此必须对井下高温环境进行降温，来改善工人工作环境，保障矿井安全生产。矿井热害治理主要技术分：非机械制冷技术和机械制冷技术。实际生产中一般视情况单独使用或者结合使用来改善工作环境。

非机械制冷技术主要是：减少采空区和机电设备等产生的各种热量减少热源散热量；增加风量和优化通风方式。增加风量可以增加风流带出围岩放热量的能力，减少风流升温幅度，是非机械降温技术的最佳方式。一般表现在优化通风系统与风机设备上。但是风速过大又会引起粉尘飞扬，所以增加风量有一定的局限性。

机械制冷技术包括地面集中式制冷降温和井下局部制冷降温技术。相对而言，井下局部制冷降温更具针对性和灵活性，且投资较少。

目前井下局部制冷空调主要有涡轮式空气制冷、变容式空气制冷、涡流管式空气制冷和压气引射器制冷等形式。由于空气压缩制冷循环的制冷系数、单位质量制冷工质的致冷能力均小于蒸汽压缩制冷系统，在产生相同制冷量的情况下，空气压缩式制冷系统需要较庞大的装置，并且单位制冷量的投资和年运行费用均高于蒸汽压缩式系统。因此，全矿井采用空气压缩式制冷系统降温的矿井降温的矿井很少，一般配合在局部使用。

涡轮式空气制冷机系统用空气制冷机作为高温矿井空调终端，它相当于冷水机组系统中的空冷器，其优点如下：系统简单，没有高低压换热器和空冷器，输冷管道少，承压小，材质要求低，施工技术难度低等；空气制冷机本身无需电力驱动，无防爆问题，空气既是制冷剂又是载冷剂，取之不尽，用之不竭，又无环境污染问题，在高温、高沼气煤矿具有很好的应用前景。但这种技术还需考虑制冷的同时送冷问题。

压气引射和压气喷射制冷基本原理相同，都是利用压气作为供冷媒质，直接向采掘工作面喷射制冷。这种方法系统简单，应用灵活，可应用于需冷量不太大的小型矿井降温系统。但压缩空气直接喷入大气时的压差有限，所以温降也不大，同时制冷喷射气流速度很高，故损失也大。

此外还有点冷却技术和移动冷却技术。点冷却技术目前有专门针对矿工保护的冷却服；用于掘进面降温的喷雾冷却。冷却服为随身携带的一种小型储冷或制冷装置，喷雾冷却技术关键在于简单，经济，只需在风机后面加装管路及喷嘴，无需维修，但这种技术显然限制了使用者的活动。移动冷却技术是利用局部供冷装置，包括设置在移动车体上的储冰箱，它们之间经介质循环管与空冷器相互连通；介质循环管在经过储冰箱内部时设置成多层盘形换热装置，在经过储水箱内部时则直接与设置在箱内的潜水泵相连，整体做在一个可移动架上。储冰箱内的冰融化释放完冷量后，卸开换热盘管两端连接管上的阀门更换储冰箱；用完了的储冰箱运往地面放水，重新充冰，片冰由地面制冰机生产。

发明内容

技术问题：本发明的目的是根据已有技术存在的不足之处，提供一种适应性强，结构简单，使用方便，安全高效的矿井局部降温方法及降温风机。

技术方案：本发明的矿井局部降温方法：采用压缩空气作为制冷工质，气马达作为膨胀机，风机叶轮作为制动机；通入压缩空气，气马达的主轴通过扭矩传递装置的输出带动叶轮高速旋转，抽吸常温空气从带有防护网的进风口进入风机叶轮，获得能量的气流经过带有导叶的环形流道后基本变成轴向高速流出，从气马达流出的经过膨胀作功后的低温气流经消声筒消声后流出，高速流出的常温气流带动从消声筒后流出的低温气流从风机吹出，实现矿井局部通风降温。

本发明的降温风机，包括外筒，与外筒同一轴心的内筒，外筒与内筒之间设有将其固定连接的导叶，外筒的进气端设有进风口防护网，内筒中设有驱动装置，驱动装置输出一端设有扭矩传递装置，传递装置上设有风机叶轮，所述的驱动装置为气马达，所述的内筒壁上设有与其筒内气马达相连接的压气进气管，内筒的后端设有与气马达出口相连通的消声筒，消声筒包括内设有吸声材料的夹层筒，夹层筒与内筒一端设有带气流通道孔的法兰盘，夹层筒出口端设有盖板。

所述设有吸声材料的夹层筒出口内侧呈半圆弧状，设在夹层筒出口端的盖板上设有网孔；所述设有吸声材料的夹层筒出口内侧呈柱状，夹层筒出口侧外筒壁上设有网孔。