установка для подогрева воздуха, подаваемого в шахту

Формула изобретения

Установка для подогрева воздуха, подаваемого в шахту, содержащая камеру сгорания топлива, воздухоподогреватель, вентилятор, дымосос и трубопроводы, отличающаяся тем, что она снабжена воздухораспределительным устройством горячего воздуха и камерой смешения холодного и горячего воздуха, размещенными в воздухоподающем стволе перед шахтным вентилятором, при этом дымосос размещен на выходе газов и установлен с вентилятором с возможностью создания разрежения в потоке газа и давления в потоке воздуха, причем воздухораспределительное устройство горячего воздуха выполнено в виде кольца из трубы, имеющей щель, направленную поперек потока холодного воздуха, и присоединенной к трубопроводу горячего воздуха.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к системам обогрева различных объектов и предназначено преимущественно для использования при подогреве воздуха, подаваемого в шахту.

Известна шахтная калориферная установка, содержащая установленные вокруг входного проема в ствол шахты паровые калориферы, соединенные через гидрозатвор с водяными калориферами, и телескопически соединенные трубы, наружная из которых соосно закреплена во входном проеме ствола (а.с. 907359, кл. F 24 H 3/06, опубликовано 23.02.1982, БИ 7).

Недостатками известной конструкции являются сложность ее, значительные затраты на подогрев воздуха и низкая надежность.

Известна также шахтная калориферная установка, аналогичная описанной выше, отличающаяся тем, что она снабжена составным перекрытием с центральным колпаком и решетчатым насадком, высота которого соответствует заданной величине перемещения центрального колпака (а. с. 1314209, кл. F 24 H 3/06, опубликовано 30.05.1987, БИ 20). Известное устройство позволяет повысить надежность защиты ствола от обмерзания, однако не решает задачи снижения затрат на подогрев воздуха.

В качестве прототипа принят передвижной теплогенератор, содержащий корпус с размещенной по оси камерой сгорания и с расположенным соосно с ней кольцевым теплообменником с турбулизирующими проставками, установленными вдоль образующей теплообменника и имеющими волнообразную форму с образованием чередующихся конфузорно-диффузорных каналов (а.с. 549650, кл. F 24 Н 3/02, опубликовано 05.03.1977, БИ 9).

Основным преимуществом известного устройства является возможность непосредственного нагрева воздуха без использования паровых или водяных калориферов. Принцип действия данного устройства не может быть использован для подогрева воздуха, подаваемого в шахту, так как не решен вопрос исключения проникновения топочных газов в подогреваемый воздух.

Предложена установка для подогрева воздуха, подаваемого в шахту, содержащая камеру сгорания, воздухоподогреватель, вентилятор, дымосос и трубопроводы. Отличием является то, что установка снабжена воздухораспределительным устройством горячего воздуха и камерой смешения холодного и горячего воздуха, размещенными в воздухоподающем стволе перед шахтным вентилятором, при этом дымосос размещен на выходе газов и установлен с вентилятором с возможностью создания разрежения в потоке газа и давления в потоке воздуха, причем воздухораспределительное устройство горячего воздуха выполнено в виде кольца из трубы, имеющей щели, направленные поперек потока холодного воздуха, и присоединенной к трубопроводу горячего воздуха.

В известных установках для подогрева воздуха, подаваемого в шахту, обязательным элементом является калорифер, питаемый горячей водой или паром, а подогрев воздуха осуществляют за счет контакта его с трубами калорифера, при этом эффективность такого подогрева весьма низкая в связи с большими потерями тепла на участке от котла до калорифера. Технической задачей изобретения является непосредственный подогрев подаваемого в шахту воздуха топочными газами, при котором должна быть исключена возможность попадания этих газов в подогреваемый воздух.

Предлагаемая установка полностью исключает попадание топочных газов в воздух, подаваемый в шахту. Кроме того, установка может работать при любых перепадах температур атмосферного воздуха с обеспечением заданной температуры подаваемого в шахту воздуха за счет регулирования параметров воздушных потоков в воздухоподогревателе и в камере смешения.

Установка надежна в эксплуатации, имеет довольно простую конструкцию и характеризуется высоким коэффициентом теплопередачи.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана принципиальная схема установки для подогрева воздуха, на фиг.2 - камера смешения горячего и холодного воздуха, на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2.

Установка содержит камеру сгорания топлива 1, соединенную с помощью трубопровода 2 (газохода) с дымососом 3. Между камерой сгорания топлива и дымососом установлен воздухоподогреватель 4 с герметичным корпусом, в котором установлены трубчатые нагревательные контуры, по которым за счет разрежения, создаваемого дымососом 3, проходят топочные газы из камеры сгорания 1. Установка имеет вентилятор 5 для подачи присадочного воздуха из окружающей среды в воздухоподогреватель по трубопроводу 6. Нагретый воздух отводят из воздухоподогревателя по трубопроводу горячего воздуха 7 и направляют в камеру смешения 8 горячего и холодного воздуха, размещенную в воздухоподающем стволе 9 перед шахтным вентилятором 10, устанавливаемым обычно в воздухоподающем канале 11 ствола шахты. В камере смешения установлено воздухораспределительное устройство горячего воздуха 12, выполненное в виде кольца из трубы, имеющей щели 13, направленные поперек потока холодного воздуха, поступающего в камеру смешения через воздухозабор 14 шахтной вентиляции.

Ниже приведена работа установки.

При сгорании топлива в камере 1 образуются горячие газы, которые по трубопроводу 2 дымососом 3 отсасываются из топки через трубчатые нагревательные контуры воздухоподогревателя 4 и через дымовую трубу выбрасываются в атмосферу, при этом в трубчатых нагревательных контурах создается разрежение. Вентилятором 5 присадочный воздух из окружающей среды подают под давлением по трубопроводу 6 в межтрубное пространство воздухоподогревателя 4, где за счет контакта с нагревательными контурами происходит нагрев его до заданной температуры, что регулируется также расходом воздуха по трубопроводу 7. Попадание топочных газов в подогреваемый воздух при этом исключается даже при прогорании труб, так как в трубах нагревательных контуров создается разрежение, а в межтрубном пространстве воздухоподогревателя - повышенное давление.

Подогретый до заданной температуры воздух по трубопроводу 7 подают в камеру смешения 8 горячего воздуха с холодным. Горячий воздух выходит в камеру смешения через щели 13 воздухораспределительного устройства 12 поперек холодного потока воздуха, поступающего в шахту по воздухоподающему стволу через воздухозабор 14 под действием шахтного вентилятора 10. При взаимодействии горячего и холодного потоков воздуха происходит их интенсивное перемешивание и теплообмен, в результате чего формируется поток воздуха с заданной температурой, который направляется по воздухоподающему каналу в горные выработки шахты.

Использование изобретения позволяет снизить затраты на подогрев подаваемого в шахту воздуха и исключить попадание в шахту топочных газов.