專利名稱：用于礦井避難硐室及救生艙的化學(xué)降溫方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及礦井避難硐室及救生艙等受限空間的降溫及除濕技術(shù)，尤其涉及一種用于礦井避難硐室及救生艙的化學(xué)降溫方法及裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)前煤礦井下避難硐室和救生艙常用的制冷方法主要有蓄冰制冷、壓縮機(jī)制冷、相變制冷。采用蓄冰制冷，制冰機(jī)將水制成冰并且要維持結(jié)冰狀態(tài)，缺點(diǎn)是能耗大，維護(hù)難，成本高。采用壓縮機(jī)制冷，制冷機(jī)需要大容量蓄電池或外接大功率電源，缺點(diǎn)是煤礦井下發(fā)生事故后沒(méi)有外接電源，大容量蓄電池管理維護(hù)困難、可靠性差、成本高。采用相變制冷，制冷劑通常為二氧化碳，這種制冷方法的缺點(diǎn)是存貯液態(tài)二氧化碳的氣瓶數(shù)量眾多，占用空間大，維護(hù)困難，還存在安全隱患。因此，需要開(kāi)發(fā)一種針對(duì)礦井避難硐室及救生艙等特殊受限空間的新型降溫制冷技術(shù)，使硐室及救生艙內(nèi)的降溫制冷方便快捷、成本低、安全可靠。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種用于礦井避難硐室及救生艙的化學(xué)降溫方法及裝置，使硐室及救生艙內(nèi)的降溫制冷方便快捷、成本低、安全可靠。本發(fā)明公開(kāi)了一種用于礦井避難硐室及救生艙的化學(xué)降溫方法，在反應(yīng)箱內(nèi)裝填化學(xué)制冷劑，化學(xué)制冷劑在反應(yīng)箱內(nèi)發(fā)生吸熱反應(yīng)，硐室或救生艙內(nèi)的熱空氣與反應(yīng)箱換熱而被冷卻為冷空氣。進(jìn)一步，所述化學(xué)制冷劑包括溶質(zhì)鹽和溶劑鹽，溶質(zhì)鹽為NH4NO3,溶劑鹽為Na2HPO4 12H20 和 Na2CO3 IOH2O。進(jìn)一步，所述化學(xué)制冷劑包括溶質(zhì)鹽和溶劑鹽，溶質(zhì)鹽為KNO3和NH4NO3,溶劑鹽為Na2CO3 IOH2O。進(jìn)一步，所述化學(xué)制冷劑中還添加了銅鹽或鋅鹽，化學(xué)制冷劑在反應(yīng)箱內(nèi)反應(yīng)生成的氨氣導(dǎo)入水中溶解吸收。進(jìn)一步，所述硐室或救生艙內(nèi)的熱空氣與反應(yīng)箱的換熱方式為硐室或救生艙內(nèi)的熱空氣通過(guò)輻射的方式與反應(yīng)箱接觸換熱。進(jìn)一步，所述硐室或救生艙內(nèi)的熱空氣與反應(yīng)箱的換熱方式為硐室或救生艙內(nèi)的熱空氣通過(guò)風(fēng)機(jī)強(qiáng)制流經(jīng)反應(yīng)箱與反應(yīng)箱換熱。本發(fā)明還公開(kāi)了一種實(shí)施上述用于礦井避難硐室及救生艙的化學(xué)降溫方法的裝置，包括反應(yīng)箱、氨氣收集管和水箱，所述反應(yīng)箱內(nèi)裝填有化學(xué)制冷劑，所述反應(yīng)箱通過(guò)氨氣收集管與水箱連通。 進(jìn)一步，還包括冷凝水收集器，所述冷凝水收集器位于反應(yīng)箱下方。本發(fā)明還公開(kāi)了一種實(shí)施上述用于礦井避難硐室及救生艙的化學(xué)降溫方法的裝置，包括反應(yīng)箱、熱交換管、風(fēng)機(jī)、氨氣收集管和水箱，所述反應(yīng)箱內(nèi)裝填有化學(xué)制冷劑，所述熱交換管的管體位于反應(yīng)箱內(nèi)，所述風(fēng)機(jī)與熱交換管的進(jìn)氣口連通，所述反應(yīng)箱通過(guò)氨氣收集管與水箱連通。進(jìn)一步，還包括冷凝水收集器，所述冷凝水收集器位于反應(yīng)箱下方。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明利用化學(xué)制冷劑發(fā)生吸熱反應(yīng)形成制冷源，硐室或救生艙內(nèi)的熱空氣與其進(jìn)行換熱而被降溫，從而達(dá)到硐室及救生艙內(nèi)降溫制冷的目的；化學(xué)制冷劑具有便于攜帶、使用方便、制備簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，因此本發(fā)明的方法方便快捷、成本低、安全可靠，并且不需要外在動(dòng)力；另外，本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝維護(hù)簡(jiǎn)便、安全可
O


為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中圖1為實(shí)施例1的用于礦井避難硐室及救生艙的化學(xué)降溫裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為實(shí)施例2的用于礦井避難硐室及救生艙的化學(xué)降溫裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下將參照附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。本發(fā)明的用于礦井避難硐室及救生艙的化學(xué)降溫方法，在反應(yīng)箱內(nèi)裝填化學(xué)制冷齊U，化學(xué) 制冷劑在反應(yīng)箱內(nèi)發(fā)生吸熱反應(yīng)，硐室或救生艙內(nèi)的熱空氣與反應(yīng)箱換熱而被冷卻為冷空氣。本發(fā)明中，化學(xué)制冷劑優(yōu)選利用化學(xué)溶解吸熱原理制作的化學(xué)制冷劑，該類化學(xué)制冷劑利用溶解度大、溶解吸熱值高的溶質(zhì)鹽溶于另一帶結(jié)晶水且有較高溶解吸熱值的溶劑鹽時(shí)發(fā)生吸熱反應(yīng)，吸收周圍的熱量，從而達(dá)到制冷的目的。例如以下兩種配方的化學(xué)制冷劑配方1:化學(xué)制冷劑包括溶質(zhì)鹽和溶劑鹽，溶質(zhì)鹽為NH4NO3,溶劑鹽為Na2HPO4 12H20 和 Na2CO3 IOH2O。配方2 :化學(xué)制冷劑包括溶質(zhì)鹽和溶劑鹽，溶質(zhì)鹽為KNO3和NH4NO3,溶劑鹽為Na2CO3 IOH2O。使用時(shí)將溶質(zhì)鹽和溶劑鹽混合為固態(tài)混合物，然后充分?jǐn)嚢杈鶆颍_(kāi)始發(fā)生反應(yīng)2NH4N03+Na2C03 IOH2O = 2NaN03+2NH3 t +CO2 t +IlH2O ;Na2C03 IOH2O 的結(jié)晶水析出后，發(fā)生雙水解反應(yīng)2(NH4+)+C032_ = C02丨+2NH3丨+H2O;最終化學(xué)合成鹽謂03、順4勵(lì)3溶解于結(jié)晶水合物Na2CO3 IOH2O, Na2HPO4 12H20，發(fā)生吸熱效應(yīng)，產(chǎn)生明顯的制冷效果。上述配方的化學(xué)制冷劑在反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生氨氣，因此化學(xué)制冷劑中可以添加和氨生成穩(wěn)定配合物的銅鹽或鋅鹽，并且將化學(xué)制冷劑在反應(yīng)箱內(nèi)反應(yīng)生成的氨氣導(dǎo)入水中溶解吸收。化學(xué)制冷劑應(yīng)當(dāng)按照一定比例制成定額分量包裝，根據(jù)救生艙或者硐室內(nèi)人數(shù)和可發(fā)熱設(shè)備及各種產(chǎn)生熱量的因素，確定出總放熱量，計(jì)算需要的化學(xué)制冷劑數(shù)量，裝填化學(xué)制冷劑，使得化學(xué)制冷劑的更換簡(jiǎn)便快捷。本發(fā)明中，針對(duì)硐室及救生艙等不同的受限空間可采用輻射和強(qiáng)制送風(fēng)等多種方式進(jìn)行換熱，具體實(shí)施方式
例如實(shí)施例1和實(shí)施例2。實(shí)施例1圖1為實(shí)施例1的用于礦井避難硐室及救生艙的化學(xué)降溫裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，本實(shí)施例的用于礦井避難硐室及救生艙的化學(xué)降溫裝置，包括反應(yīng)箱、氨氣收集管和水箱，所述反應(yīng)箱內(nèi)裝填有化學(xué)制冷劑，所述反應(yīng)箱通過(guò)氨氣收集管與水箱連通；化學(xué)制冷劑在反應(yīng)箱內(nèi)發(fā)生吸熱反應(yīng)，硐室或救生艙內(nèi)的熱空氣通過(guò)輻射的方式與反應(yīng)箱接觸換熱而被冷卻為冷空氣，當(dāng)化學(xué)反應(yīng)結(jié)束后，可直接更換化學(xué)制冷劑繼續(xù)反應(yīng)，達(dá)到長(zhǎng)時(shí)間降溫的目的；而化學(xué)制冷劑在反應(yīng)箱內(nèi)反應(yīng)生成的氨氣通過(guò)氨氣收集管導(dǎo)入水中溶解吸收。針對(duì)受限空間濕度大的特點(diǎn)，本實(shí)施例還設(shè)置了冷凝水收集器，所述冷凝水收集器位于反應(yīng)箱下方。實(shí)施例2圖2為實(shí)施例2的用于礦井避難硐室及救生艙的化學(xué)降溫裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，本實(shí)施例的用于礦井避難硐室及救生艙的化學(xué)降溫裝置，包括反應(yīng)箱、熱交換管、風(fēng)機(jī)、氨氣收集管和水箱，所述反應(yīng)箱內(nèi)裝填有化學(xué)制冷劑，所述熱交換管的管體位于反應(yīng)箱內(nèi)，所述風(fēng)機(jī)與熱交換管的進(jìn)氣口連通，所述反應(yīng)箱通過(guò)氨氣收集管與水箱連通；化學(xué)制冷劑在反應(yīng)箱內(nèi)發(fā)生吸熱反應(yīng)，硐室或救生艙內(nèi)的熱空氣通過(guò)風(fēng)機(jī)強(qiáng)制流經(jīng)反應(yīng)箱與反應(yīng)箱換熱而被冷卻為冷空氣，當(dāng)化學(xué)反應(yīng)結(jié)束后，可直接更換化學(xué)制冷劑繼續(xù)反應(yīng)，達(dá)到長(zhǎng)時(shí)間降溫的目的；而化學(xué)制冷劑在反應(yīng)箱內(nèi)反應(yīng)生成的氨氣通過(guò)氨氣收集管導(dǎo)入水中溶解吸收。針對(duì)受限空間濕度大的特點(diǎn)，本實(shí)施例還設(shè)置了冷凝水收集器，所述冷凝水收集器位于反應(yīng)箱下方。本發(fā)明利用化學(xué)制冷劑發(fā)生吸熱反應(yīng)形成制冷源，硐室或救生艙內(nèi)的熱空氣與其進(jìn)行換熱而被降溫，從而達(dá)到硐室及救生艙內(nèi)降溫制冷的目的；化學(xué)制冷劑具有便于攜帶、使用方便、制備簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，因此本發(fā)明的方法方便快捷、成本低、安全可靠，并且不需要外在動(dòng)力；另外，本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝維護(hù)簡(jiǎn)便、安全可靠。最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過(guò)參照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作出各種各樣的改變，而不偏離所附權(quán)利要求書(shū)所限定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于礦井避難硐室及救生艙的化學(xué)降溫方法，其特征在于在反應(yīng)箱內(nèi)裝填化學(xué)制冷劑，化學(xué)制冷劑在反應(yīng)箱內(nèi)發(fā)生吸熱反應(yīng)，硐室或救生艙內(nèi)的熱空氣與反應(yīng)箱換熱而被冷卻為冷空氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于礦井避難硐室及救生艙的化學(xué)降溫方法，其特征在于所述化學(xué)制冷劑包括溶質(zhì)鹽和溶劑鹽，溶質(zhì)鹽為NH4NO3,溶劑鹽為Na2HPO4 · 12H20和Na2CO3 · IOH2O。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于礦井避難硐室及救生艙的化學(xué)降溫方法，其特征在于所述化學(xué)制冷劑包括溶質(zhì)鹽和溶劑鹽，溶質(zhì)鹽為KNO3和NH4NO3，溶劑鹽為Na2CO3 · IOH2O0
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的用于礦井避難硐室及救生艙的化學(xué)降溫方法，其特征在于所述化學(xué)制冷劑中還添加了銅鹽或鋅鹽，化學(xué)制冷劑在反應(yīng)箱內(nèi)反應(yīng)生成的氨氣導(dǎo)入水中溶解吸收。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的用于礦井避難硐室及救生艙的化學(xué)降溫方法，其特征在于所述硐室或救生艙內(nèi)的熱空氣與反應(yīng)箱的換熱方式為硐室或救生艙內(nèi)的熱空氣通過(guò)輻射的方式與反應(yīng)箱接觸換熱。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的用于礦井避難硐室及救生艙的化學(xué)降溫方法，其特征在于所述硐室或救生艙內(nèi)的熱空氣與反應(yīng)箱的換熱方式為硐室或救生艙內(nèi)的熱空氣通過(guò)風(fēng)機(jī)強(qiáng)制流經(jīng)反應(yīng)箱與反應(yīng)箱換熱。
7.實(shí)施權(quán)利要求5所述的用于礦井避難硐室及救生艙的化學(xué)降溫方法的裝置，其特征在于包括反應(yīng)箱、氨氣收集管和水箱，所述反應(yīng)箱內(nèi)裝填有化學(xué)制冷劑，所述反應(yīng)箱通過(guò)氨氣收集管與水箱連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于還包括冷凝水收集器，所述冷凝水收集器位于反應(yīng)箱下方。
9.實(shí)施權(quán)利要求6所述的用于礦井避難硐室及救生艙的化學(xué)降溫方法的裝置，其特征在于包括反應(yīng)箱、熱交換管、風(fēng)機(jī)、氨氣收集管和水箱，所述反應(yīng)箱內(nèi)裝填有化學(xué)制冷劑，所述熱交換管的管體位于反應(yīng)箱內(nèi)，所述風(fēng)機(jī)與熱交換管的進(jìn)氣口連通，所述反應(yīng)箱通過(guò)氨氣收集管與水箱連通。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于還包括冷凝水收集器，所述冷凝水收集器位于反應(yīng)箱下方。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于礦井避難硐室及救生艙的化學(xué)降溫方法及裝置；該方法為在反應(yīng)箱內(nèi)裝填化學(xué)制冷劑，化學(xué)制冷劑在反應(yīng)箱內(nèi)發(fā)生吸熱反應(yīng)，硐室或救生艙內(nèi)的熱空氣與反應(yīng)箱換熱而被冷卻為冷空氣；硐室或救生艙內(nèi)的熱空氣與反應(yīng)箱的換熱方式可以通過(guò)輻射的方式，也可以通過(guò)風(fēng)機(jī)強(qiáng)制送風(fēng)的方式。本發(fā)明利用化學(xué)制冷劑發(fā)生吸熱反應(yīng)形成制冷源，硐室或救生艙內(nèi)的熱空氣與其進(jìn)行換熱而被降溫，從而達(dá)到硐室及救生艙內(nèi)降溫制冷的目的；化學(xué)制冷劑具有便于攜帶、使用方便、制備簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，因此本發(fā)明的方法方便快捷、成本低、安全可靠，并且不需要外在動(dòng)力；另外，本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝維護(hù)簡(jiǎn)便、安全可靠。
文檔編號(hào)E21F11/00GK103032093SQ20121058074
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者唐述明, 李晶, 陳波, 祁海瑩, 賈海軍, 溫學(xué)雷 申請(qǐng)人:中煤科工集團(tuán)重慶研究院