Устройство для утилизации тепловой энергии исходящей струи шахтного воздуха Советский патент 1992 года по МПК E21F3/00 

сл

С

Изобретение относится к горной промышленности и м.б. использовано для кондиционирования рудничного воздуха. Устройство содержит каналы для подачи и удаления воздуха, расположенные в вертикальной горной выработке. Каналы отделены друг от друга посредством перегородки, состоящей из шарнирно соединенных плоских секций. На торцах секций имеются упоры для ограничения диапазона изменения углов между соседними секциями, который составляет 30-165°. Верхний конец перегородки связан с натяжным механизмом, размещенным в верхней части вертикальной выработки. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для рудничной вентиляции и кондиционирования воздуха.

Цель изобретения - повышение эффективности тепловой обработки подаваемого рудничного воздуха за счет изменения теп- лообменной поверхности перегородки.

На фиг.1 схематично изображено устройство для утилизации тепловой энергии исходящей струи шахтного воздуха; на фиг.2 и 3 - положение соседних секций при углах 30 и 165°.

Устройство содержит воздухопсдающий и вентиляционный шахтные стволы, между которыми сооружена вертикальная горная выработка, разделенная перегородкой 1, состоящей из секций 2, соединенных шарнирами 3, на каналы подаваемого 4 и удаляемого 5 воздуха, соединенные соответственно с калориферной установкой 6 и

вентилятором 7 главного проветривания. Нижний конец 8 перегородки жестко закреплен, а верхний 9 соединен с натяжным механизмом 10, в качестве которого в данном случае применен барабан многоугольного сечения, установленный в верхней части выработки.

На каждой секции 2 закреплены упоры 11 и 12, совмещенные с приспособлениями 13 и 14, выполненными в виде подпружиненных скребков для скалывания льда.

Устройство работает следующим образом.

В наиболее холодный и наиболее теплый периоды года при максимальных значениях разности температур подаваемого и удаляемого воздуха в каналах 4 и 5 перегородку 1 с помощью натяжного механизма 10 опускают до контакта расположенных на каждой секции 2 упоров 11 с соседними секциями. При уменьшении величины темпераVIhO О VI СЛ

турного перепада 6 каналах 4 и 5 в другие периоды года перегородку 3 пропорционально этому изменению поднимают до наступающего при минимальных значениях перепада температур в каналах 4 и 5 кон- такта упоров 12с соседними секциями 2.

При раскрытии секций 2 их поверхности взаимодействуют с приспособлениями 13 и 14, которые могут быть выполнены, например, в виде подпружиненных скребков, кон- тактирующих с поверхностью секции 2, для скалывания льда с обмерзающих секций 2 при перемещении перегородки 1.

При сложенном состоянии перегородки 1 повышение аэродинамического сопротив- ления каналов 4 и 5 и связанные с ним затраты электроэнергии в приводе вентилятора компенсируются и перекрываются эко- номией затрат энергии на тепловую обработку подаваемого воздуха, поскольку резко возрастает количество утилизируемой с помощью устройства теплоты удаляемого воздуха.

В максимально растянутом положении перегородки аэродинамическое сопротив- ление каналов 4 и 5 минимально и практически равно сопротивлению при плоской перегородке, однако сохраняющаяся волнистость теплопередающей поверхности позволяет поддерживать максимально воз- можную интенсивность теплообмена.

Таким образом, при оптимальных соотношениях размеров каналов конфигурации (положения) перегородки и дебита вентиляционной струи на протяжении большей час- ти времени года может быть достигнута высокая эффективность устройства, определяемая разностью Q-N, где Q K-F -At - энергия, утилизируемая устройством, Вт;

К - коэффициент теплопроводности материала перегородки 1, Вт-мтрад;

At - разность температур в каналах 5 и 9, град;

F - площадь перегородки 1 м;

N - энергия, затрачиваемая на преодоление аэродинамического сопротивления перегородки 1, Вт.

Расчеты условий среднего горного предприятия зоны многолетней мерзлоты позволяют заключить, что при дебите вентиляционной струи, составляющем 40 м3/с, предлагаемое устройство, установленное в вертикальной выработке длиной 30 м, способно при максимальном значении располагаемого температурного перепада At 24°C, обеспечить экономию потребляемой мощности до 38 кВт, причем положительное значение разности (Q-N) сохраняется при снижении величины At до 3,2°С, т.е. практически постоянно, что позволяет в течение года получить экономию энергии в размере 4,2-105 кВт-ч. Это в 2,7 раза превышает аналогичную экономию, достигаемую при использовании прототипа.

Формула изобретения

фиё.З