一种煤矿救生舱用无源降温系统技术方案

本发明专利技术公开了一种煤矿救生舱用无源降温系统，包括设置在人员舱内的用于输送冷风的风道、以及设置在人员舱外的混凝土地基,所述的风道的一端封闭、另一端依顺序连接手动风机和回风口，风道上设有多个气体分布器，风道上设置有冷凝水出口；冷凝水出口通过防爆接口穿过人员舱底板向下与单向出水阀相连；混凝土地基中预埋有散热板以及与散热板相连接的、部分预埋于混凝土地基中的热管；所述热管通过人员舱底板上设置的防爆接口进入人员舱内并通入风道中，热管位于风道内的顶部套设有散热套。本系统低耗、安全、能有效地对救生舱进行降温和除湿。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种煤矿救生舱用无源降温系统。
技术介绍
随着煤矿开采及安全控制技术的不断发展以及世界各国对煤矿安全生产的高度重视，煤矿的安全事故呈现逐年递减趋势。但是，煤矿的安全事故还是频繁发生。经过世界各国的实践证明，煤矿救生舱作为一个独立的密闭空间，可以避免不能及时升井的遇险人员因吸入有毒有害气体而造成的死亡，为救援赢得时间。如何使煤矿救生舱在挽救遇险人员生命时，最大限度的发挥其隔离有毒有害气体的密闭作用，并为避难人员创造一个温度适宜的生存环境，救生舱内的温度的控制是发挥救生舱避难功能的基本条件，救生舱的降温系统正是实现上述目的的救生舱的必要组成部分。目前，应用于救生舱的空气调节系统主要有两类，即蒸汽压缩式制冷系统和蓄冷空调系统，其中蓄冷空调系统又分为冰蓄冷系统和液态二氧化碳蓄冷系统。将蒸汽压缩式制冷系统在煤矿救生舱内使用时将面临两个难以解决的瓶颈问题，即防爆问题和电力供给问题。专利技术专利申请200910079754.X号中提到的空气调节系统，通过采用舱外防爆制冷机组，解决了防爆问题。但是，其采用的制冷系统在正常情况下利用矿山电源维持空气调节装置制冷，在事故发生时仍然需要蓄电池等其它能源提供电力维持其制冷系统正常运行，因此，这种空气调节系统尽管解决了防爆问题，但是，在事故发生时空气调节系统的温、湿度的调节能力还是取决于蓄冰机组的蓄冰情况和救生舱内的电力蓄存情况。专利技术专利申请201110020347.9号中提供了利用液态二氧化碳作为制冷剂，利用液态二氧化碳的气化过程实现对救生舱内的温、湿度控制，该系统的优点是不需要电源、不需要外置压缩机的降温除湿装置，但是该系统不利之处是吸收热量后气化的二氧化碳气体被直接排除救生舱外，大量的二氧化碳聚集在救生舱外对地面救援人员的援救工作造成巨大的障碍，救援人员必须携带大量的氧气才能接近救生舱，且在开启救生舱前必须将二氧化碳浓度降低到允许的范围，延误了救援时间。专利技术专利申请201210175861.4号中提供了一种用于煤矿救生舱的无源空气调节装置，该专利技术的优点是在不需要消耗任何电能的条件下，通过无机盐与水溶解吸收熔解热实现制冷，对救生舱内的空气进行降温、除湿处理；但是该系统不利之处是该专利技术使用的无机盐为硝酸盐，储运、使用过程中具有一定的危险性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是:提供一种低耗、安全、有效地对救生舱进行降温和除湿的煤矿救生舱用无源降温系统。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案为:一种煤矿救生舱用无源降温系统，包括设置在人员舱内的用于输送冷风的风道、以及设置在人员舱外的混凝土地基，所述的风道的一端封闭、另一端依顺序连接手动风机和回风口，风道上设有多个气体分布器，风道上设置有冷凝水出口 ；冷凝水出口通过防爆接口穿过人员舱底板向下与单向出水阀相连；混凝土地基中预埋有散热板以及与散热板相连接的、部分预埋于混凝土地基中的热管；所述热管通过人员舱底板上设置的防爆接口进入人员舱内并通入风道中，热管位于风道内的顶部套设有散热套，所述热管包括一端封闭的管状部、位于混凝土地基内的一端的翅片部及毛细吸液芯，翅片部包括与管状部连通的、底端封闭的中管以及设置在中管外周的若干中空的环状翅片，管状部、中管内腔与翅片中空部分是互相连通的，其内充有少量低沸点液体，毛细吸液芯设置于该连通的中空部分。作为一种优选的方案，散热套与热管接触面之间涂覆或填充有导热剂。作为一种优选的方案，所述导热剂为硅胶。作为一种优选的方案，所述热管外露于人员舱外的部分上包裹有防火的隔热套。作为一种优选的方案，所述热管位于混凝土地基内部分的表面及散热板表面上涂覆有导热介质。作为一种优选的方案，所述散热板的埋设深度不小于lm。本专利技术的有益效果是:本系统在人员舱和混凝土地基间设置了热管，利用相变过程进行降温，最大的优势是能够完全满足煤矿防爆要求、无论是备用还是运行时均不需任何电力供给，确保了在矿难发生的极端条件下，救生舱能够按照设计要求安全运行，同时运行时也不会给救援人员带来任何安全隐患。且结构简单、易于操作，方便实用。散热套与热管接触面之间涂覆或填充有导热剂，可以排除散热套与热管之间的空气，减小热阻，改善散热性能。热管位于混凝土地基内部分的表面及散热板表面上涂覆有导热介质，以增加热管和散热板之间的导热性能，及其与混凝土地基之间的导热性能。【附图说明】图1是本专利技术的结构示意图。图2是本专利技术中热管的结构示意图。图1至图2中:1.热管，101.毛细吸液芯，102.管状部，103.翅片部，2.混凝土地基，3.隔热套，4.防爆接口，5.单向出水阀，6.人员舱底板，7.冷凝水出口，8.风道，9.气体分布器，10.散热套，11.手动风机，12.回风口，13.人员舱，14.散热板。【具体实施方式】下面结合附图，详细描述本专利技术的具体实施方案。如图1-2所示，一种煤矿救生舱用无源降温系统，包括设置在人员舱13内的用于输送冷风的风道8、以及设置在人员舱13外的混凝土地基2，所述的风道8的一端封闭、另一端依顺序连接手动风机11和回风口 12，风道上设有多个气体分布器9，风道8上设置有冷凝水出口 7 ;冷凝水出口 7通过防爆接口 4穿过人员舱底板6向下与单向出水阀5相连，用于将冷凝水排出舱外，降低舱内湿度。混凝土地基2中预埋有散热板14以及与散热板14相连接的、部分预埋于混凝土地基2中的热管1。所述热管1位于混凝土地基2内部分的表面及散热板14表面上涂覆有导热硅胶或导热硅脂作为导热介质。散热板14的埋设深度不小于lm。所述热管1通过人员舱底板6上设置的防爆接口 4进入人员舱内并通入风道8中，热管1位于风道8内的顶部直接套设有金属材料的散热套10。散热套10与热管1接触面之间涂覆或填充有硅胶作为导热剂。所述热管1外露于人员舱13外的部分上包裹有防火的隔热套3。热管1包括一端封闭的管状部102、位于混凝土地基2内的一端的翅片部103及毛细吸液芯101，翅片部103包括与管状部连通的、底端封闭的中管以及设置在中管外周的若干中空的环状翅片，管状部102、中管内腔与翅片中空部分是互相连通的，其内充有少量低沸点液体，毛细吸液芯101设置于该连通的中空部分。救生舱使用过程中，其内人员及设备不断放热，人员舱13的温度会不断上升，而混凝土地基2的温度则相对较低，因此可以将热管1位于人员舱13的管状部102顶部视为蒸发端，将埋设于混凝土地基2中的翅片部103视为冷凝端。当位于风道8内的管状部102顶部受到散热套10传热达到一定温度时，其内部的低沸点液体会发生汽化，汽化的同时吸走了风道8内空气的热量，汽化后的蒸汽沿着中空部分运动，并在翅片部103内部进行分配，在翅片部103内部的边壁上冷凝，冷凝后的液体在毛细吸力的作用下沿着毛细吸液芯101回到管状部102顶部，并在其内部进行分配，流向相变发生区域，满足液体蒸发所需要的液体供应，从而形成完整的循环，避难者只需摇动手动风机11即可将冷空气通过气体分布器9输送到人员舱13内，实现对人员舱13的持续降温。由于毛细吸液芯101的存在，液体的循环是被动的，不需要外界的动力，而且能够在反重力下工作。上述的实施例仅例示性说明本专利技术创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本专利技术；应当指本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤矿救生舱用无源降温系统，包括设置在人员舱内的用于输送冷风的风道、以及设置在人员舱外的混凝土地基,所述的风道的一端封闭、另一端依顺序连接手动风机和回风口，风道上设有多个气体分布器，风道上设置有冷凝水出口；其特征在于：冷凝水出口通过防爆接口穿过人员舱底板向下与单向出水阀相连；混凝土地基中预埋有散热板以及与散热板相连接的、部分预埋于混凝土地基中的热管；所述热管通过人员舱底板上设置的防爆接口进入人员舱内并通入风道中，热管位于风道内的顶部套设有散热套，所述热管包括一端封闭的管状部、位于混凝土地基内的一端的翅片部及毛细吸液芯，翅片部包括与管状部连通的、底端封闭的中管以及设置在中管外周的若干中空的环状翅片，管状部、中管内腔与翅片中空部分是互相连通的，其内充有少量低沸点液体，毛细吸液芯设置于该连通的中空部分。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：方海峰，张礼华，李昱，蔡李花，陈家俊，何晓崐，吴群彪，张洋，魏久焱，沙炼，
申请(专利权)人：张家港江苏科技大学产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：江苏;32