專利名稱：生命維持系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生命維持系統(tǒng)。具體地，本發(fā)明是用于包括自工作冷卻系統(tǒng)的生命維持系統(tǒng)，該生命維持系統(tǒng)用于緊急情況下的避難所。
背景技術(shù)：
意外的爆炸、事故和其他緊急情況可能發(fā)生在各種工業(yè)環(huán)境中，諸如礦井、石油煉廠、化學(xué)工廠、煉糖廠等。在這種情況下，由于氧氣的缺乏和包括一氧化碳(CO)和二氧化碳 (CO2)的有毒氣體的存在，環(huán)境空氣可能突然變得不能呼吸。避難所在等待救援的同時(shí)提供相對(duì)保護(hù)的管制區(qū)域。然而，救援的努力可能需要許多小時(shí)或者許多天。通常，避難所具有用于維持在管制區(qū)域中的人員的有限的生命維持系統(tǒng)，并且可能不能有效地處理CO2和CO 的積累。此外，有限的生命維持系統(tǒng)不兼容不斷發(fā)展的安全標(biāo)準(zhǔn)。此外 ，一些已有的生命維持系統(tǒng)依賴于可能笨重并且在緊急環(huán)境下使用不安全的動(dòng)力系統(tǒng)?？紤]到以上內(nèi)容，存在對(duì)于不需要傳統(tǒng)的動(dòng)力源的改善的生命維持系統(tǒng)的需要。 本發(fā)明解決了本領(lǐng)域中的這種需要以及其他需要，這將會(huì)通過本公開而對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員變得清楚。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，一種生命維持系統(tǒng)包括避難所房屋以及可操作地與避難所房屋相關(guān)聯(lián)的冷卻系統(tǒng)。冷卻系統(tǒng)具有液化氣體的供應(yīng)以及可操作地與冷卻回路相關(guān)聯(lián)的冷卻回路。冷卻回路包括熱交換器、風(fēng)扇馬達(dá)和可操作地與風(fēng)扇馬達(dá)相關(guān)聯(lián)的風(fēng)扇，并且第一管道將熱交換器連接到風(fēng)扇馬達(dá)。風(fēng)扇馬達(dá)由通過液化氣體在熱交換器中的相變而產(chǎn)生的廢氣驅(qū)動(dòng)。在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)包括至少一個(gè)罐的液化氣體；通過供應(yīng)管道而連接到至少一個(gè)罐的冷卻回路，供應(yīng)管道用于將液化氣體供應(yīng)到冷卻回路，冷卻回路包括熱交換器、風(fēng)扇和風(fēng)扇馬達(dá)，熱交換器構(gòu)造為將液化氣體轉(zhuǎn)換為廢氣，風(fēng)扇馬達(dá)由廢氣提供動(dòng)力以使得風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)；傳送單元，其具有風(fēng)扇端口和至少一個(gè)空氣端口，傳送單元容納熱交換器、風(fēng)扇和風(fēng)扇馬達(dá)；并且風(fēng)扇馬達(dá)和風(fēng)扇被構(gòu)造為將空氣吸引通過至少一個(gè)空氣端口和熱交換器，并且從風(fēng)扇端口吹出經(jīng)冷卻的空氣。本發(fā)明還提供了一種在不使用傳統(tǒng)動(dòng)力源的狀態(tài)下對(duì)封閉區(qū)域進(jìn)行冷卻的方法。 該方法包括評(píng)估封閉區(qū)域的熱力學(xué)特性以計(jì)算結(jié)果；提供至少一個(gè)罐的液化氣體；使用結(jié)果來設(shè)置用于至少一個(gè)罐的第一壓力；向冷卻回路提供來自以第一壓力設(shè)定的至少一個(gè)罐的液化氣體，冷卻回路包括熱交換器；使得液化氣體膨脹，產(chǎn)生經(jīng)膨脹的液化氣體；允許經(jīng)膨脹的液化氣體在熱交換器中轉(zhuǎn)換為廢氣；使用廢氣來使得風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)，由此從封閉區(qū)域吸引空氣通過熱交換器，產(chǎn)生經(jīng)冷卻的空氣；以及使用風(fēng)扇將經(jīng)冷卻的空氣吹到封閉區(qū)域中。


現(xiàn)在參照形成本原始公開的一部分的附圖圖1示出了礦井避難所房屋的框架以及其中的內(nèi)容；圖2是圖1中的礦井避難所房屋的立體圖；圖3是在屋頂移除的狀態(tài)下圖1中的礦井避難所房屋的俯視圖；圖4是具有根據(jù)本發(fā)明的生命維持元件的礦井避難所房屋的另一個(gè)實(shí)施例；圖5是在礦井中的礦井避難所房屋的另一個(gè)實(shí)施例的截面俯視圖；圖6是在礦井中的可折疊礦井避難所房屋的截面俯視圖；圖7是沿著線7-7 取的圖1中的礦井避難所房屋的局部截面圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的CO2凈化系統(tǒng)和鼓風(fēng)機(jī)組件(air mover assembly)的立體圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的鼓風(fēng)機(jī)組件的立體圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明的鼓風(fēng)機(jī)組件的電源和送氣扇(blower fan)的局部立體圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明的電源的內(nèi)部的局部立體圖；圖12是用于根據(jù)本發(fā)明的自工作冷卻系統(tǒng)的冷卻回路的示意圖；圖13是在根據(jù)本發(fā)明的冷卻回路中的罐的實(shí)施例的立體圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明的圖13的罐的內(nèi)部的局部立體圖；圖15是根據(jù)本發(fā)明的傳送單元的俯視立體圖，其具有安全環(huán)的剖面以示出傳送單元的內(nèi)部；圖16是在上部組件被移除的狀態(tài)下圖15的傳送單元的內(nèi)部的俯視立體圖；圖17是由可移除蓋封閉的圖15和16中的傳送單元的側(cè)立體圖；圖18是根據(jù)本發(fā)明的圖15-17中的傳送單元的局部截面圖；圖19是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的自工作冷卻系統(tǒng)的局部截面圖；圖20是自工作冷卻系統(tǒng)的傳送單元的實(shí)施例的主視圖；圖21是用于保持傳送單元的外殼的主視圖；圖22是保持罐陣列的罐陣列殼體的立體圖；圖23是罐陣列的平面圖；圖24是本發(fā)明的自工作冷卻系統(tǒng)的實(shí)施例的傳送單元的截面圖；并且圖25是傳送單元的主視圖。
具體實(shí)施例方式需要提供這樣的避難所，在其中可以被保持可呼吸的空氣，使其沒有CO、凈化掉 CO2并且被冷卻。這種避難所允許工人逗留在避免氧氣(O2)不足和/或有毒氣體的預(yù)定安全區(qū)域，直到他們能夠被帶到安全地帶為止。雖然可以在遭遇這些事件的許多環(huán)境中使用本發(fā)明，但是將要在地下礦井的背景下描述本發(fā)明的實(shí)施例。本發(fā)明的生命維持系統(tǒng)1在緊急情況下對(duì)于礦工提供避難所。本發(fā)明的生命維持系統(tǒng)1包括礦井避難所房屋2和與礦井避難所房屋2相關(guān)聯(lián)的生命維持元件4。生命維持元件4包括O2補(bǔ)充系統(tǒng)12、CO2凈化系統(tǒng)14 (包括鼓風(fēng)機(jī)組件10)和自工作冷卻系統(tǒng)16。參照?qǐng)D1至6，礦井避難所房屋2可以包括各種結(jié)構(gòu)并且可以由各種材料制成，只要這些結(jié)構(gòu)提供這樣的密封或基本密封的環(huán)境，在其中生命維持元件4可以使得礦工的生命維持?jǐn)?shù)天的時(shí)間段，直到被營(yíng)救為止。在圖1-3中示出的本發(fā)明的實(shí)施例中，礦井避難所房屋2包括固定、不可折疊結(jié)構(gòu)。礦井避難所房屋2限定了用于礦工的室78。室78包括形成其中礦工可以在緊急狀態(tài)下安全地等待救援的空間的地板80、側(cè)壁82、83、前壁84、后壁85和天花板88。側(cè)壁 82,83從地板80延伸出來并且可以含有門或窗。形成一行的多個(gè)座位92靠著側(cè)壁82、83 定位，但是其他布置也是可能的。用于其它組件(例如，在下文中進(jìn)一步描述的凈化空氣罐
96、O2罐12a和盒體6)的額外的存儲(chǔ)空間例如設(shè)置在座位92下。前壁84和后壁85位于側(cè)壁82、83的一端并且連接到地板80、側(cè)壁82、83和天花板88。如所示，地板80被擱在滑軌上，例如，6英寸的I梁滑軌。因此，礦井避難所房屋2可以容易移動(dòng)。如所示，CO2清潔系統(tǒng)14定位為與后壁85相鄰。在所示實(shí)施例中，前壁84接收延伸通過前壁84并且進(jìn)入室78的密封艙94。如所示，密封艙94也延伸出礦井避難所房屋2并且進(jìn)入礦井環(huán)境，作為礦井環(huán)境中的有毒氣氛與室78中的凈化氣氛之間的分界面。如具有本領(lǐng)域的常規(guī)技術(shù)的人員在熟悉本發(fā)明的教導(dǎo)之后將會(huì)明白的，其他用于密封艙94的構(gòu)造也是可能的。密封艙94可以例如容納六個(gè)礦工，并且用于凈化CO和其他有毒氣體，由此限制隨著礦工進(jìn)入而帶入室78中的有毒氣體的量。密封艙94包括壓縮的可呼吸空氣的一個(gè)或多個(gè)凈化空氣罐96，其中壓縮的可呼吸空氣用于凈化密封艙94的有毒氣體。在所示出的實(shí)施例中，凈化空氣罐96是“T”尺寸的瓶子。在操作中，礦工進(jìn)入密封艙94，并且關(guān)閉外部門
97。礦工之后打開凈化空氣罐96上的所有閥門(未示出)，打開流量閥(未示出)以通過第一歧管釋放可呼吸的空氣，并且通過排氣歧管(部分地作為消音器)將在高達(dá)密封艙94 的容積三倍體積的可呼吸的空氣釋放到密封艙94中并持續(xù)達(dá)90秒。當(dāng)壓力在密封艙94 中積累時(shí)，空氣通過壓力釋放閥(未示出)排出。在示出的實(shí)施例中，壓力釋放閥不允許密封艙中的壓力超出62. 3帕斯卡(Pa) (0. 25英寸水深)。在凈化完成之后，礦工可以打開內(nèi)部門98并且進(jìn)入到礦井避難所房屋2的室78。優(yōu)選地，有足夠高達(dá)13次清潔的凈化空氣罐96。室78還可以包括用于非易腐消耗品的存儲(chǔ)倉(cāng)90、飲用水和衛(wèi)生間99。存儲(chǔ)倉(cāng)90 可選地具有用于存儲(chǔ)的架子90a。衛(wèi)生間99例如可以是具有處置盒的PETT 緊湊型干式衛(wèi)生間系統(tǒng)。在實(shí)施例中示出的衛(wèi)生間99可以從MT，Belgrade的Phillips Environmental Products, Inc 買至丨J。圖4-6示出了礦井避難所房屋2的可選實(shí)施例。圖6示出了其中礦井避難所房屋2 是可折疊結(jié)構(gòu)的可選實(shí)施例。舉例來說，本發(fā)明的礦井避難所房屋2和生命維持元件4對(duì)于高達(dá)27名礦工提供了長(zhǎng)達(dá)至少約96小時(shí)的可以呼吸并冷卻的環(huán)境(例如，冷卻的、可呼吸的空氣)。作為帳篷或可折疊結(jié)構(gòu)的礦井避難所房屋2的另一個(gè)示例參見WO 2005/052319 和US2007/0199244。用于礦井避難所房屋2的這些各種結(jié)構(gòu)全部提供了用于礦工在緊急情況下獲得避難直到被營(yíng)救位置的場(chǎng)所。如下文所解釋的，生命維持元件4改善了在這些各種結(jié)構(gòu)內(nèi)的環(huán)境。包括礦井避難所房屋2的生命維持系統(tǒng)1可以基于其所使用的環(huán)境的類型來邏輯上定位。因此，在圖4-6中示出的實(shí)施例中，例如對(duì)于地下煤礦來說，礦井避難所房屋2位于相對(duì)靠近工作面的位置(例如，距離傳送帶系統(tǒng)最遠(yuǎn)端或傳送帶機(jī)尾約1000英尺)。更具體地，礦井避難所房屋2在一方面被放置在位于兩個(gè)柱子P之間并且另一方面在兩個(gè)入口 E之間，并且方向確定為使得礦井避難所房屋2的后方靠近阻擋物。生命維持元件4提供了必要的能量和裝置，來在礦井避難所房屋2的邊界范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵功能。因?yàn)榈V井避難所房屋2內(nèi)的空氣64是有限的并且必須被重復(fù)使用，所以生命維持元件4包括O2補(bǔ)充系統(tǒng)12和CO2凈化系統(tǒng)14。O2補(bǔ)充系統(tǒng)12補(bǔ)充消耗的O2并且通過CO2凈化系統(tǒng)14移除CO2,這兩種操作保持了礦井避難所房屋2的室78內(nèi)的有限量的空氣是可以呼吸的空氣。如在下文中更詳細(xì)地解釋的，生命維持元件4也包括將室78中的空氣64的溫度冷卻到可以忍受的程度的自工作冷卻系統(tǒng)16。也可以提供CO移除和用于緊急通信系統(tǒng)的緊急備用電力。

參照?qǐng)D7，02補(bǔ)充系統(tǒng)12包括經(jīng)由管道12b和調(diào)節(jié)器12c連接到一起的多個(gè)醫(yī)療級(jí)氧氣瓶12a，以在礦井避難所房屋2的室78內(nèi)的有限量的空氣64中以約0. 5L每分每人的速度提供02。如圖7所示，O2補(bǔ)充系統(tǒng)12可以在CO2凈化系統(tǒng)14上方設(shè)置為節(jié)省空間的弧形，或者以本領(lǐng)域技術(shù)人員在熟悉本發(fā)明的教導(dǎo)之后將會(huì)明白的任何其他方式設(shè)置。本發(fā)明的CO2凈化系統(tǒng)14主動(dòng)地凈化C02。這與之前的通過擋板形式被動(dòng)地凈化 CO2的CO2凈化器形成對(duì)比。在本實(shí)施例中，CO2凈化系統(tǒng)14包括具有腿部14b的床體14a。 例如含有堿石灰的一個(gè)或多個(gè)化學(xué)盒體6被定位在床體14a的孔14c中，以從礦井避難所房屋2的室78內(nèi)的氣氛中移除或吸收C02。以S0FN0LIME⑧作為名稱出售的堿石灰化學(xué)盒體 6 可以從英國(guó) Essex 的 Molecular Products Ltd.買到。圖7-10中示出的CO2凈化系統(tǒng)14的一個(gè)實(shí)施例中，鼓風(fēng)機(jī)組件10將空氣吸引經(jīng)過CO2凈化系統(tǒng)14并且將經(jīng)過處理的空氣吹到礦井避難所房屋2的室78中以進(jìn)行循環(huán)。 鼓風(fēng)機(jī)組件10可以包括可以通過由電源18提供動(dòng)力而離心送氣的送氣扇20，鼓風(fēng)機(jī)組件 10的進(jìn)氣管22和排氣管24都連接到送氣扇20。電源18設(shè)置在CO2凈化系統(tǒng)14下方。在下文中更詳細(xì)地描述的CO2凈化系統(tǒng)14的另一個(gè)實(shí)施例中，不需要電源18。送氣扇20使得空氣64繞礦井避難所房屋2的室78循環(huán)。此外，送氣扇20將空氣吸引經(jīng)過CO2凈化系統(tǒng)14。送氣扇20具有用于吸入空氣64的入口 20a以及用于吹出經(jīng)凈化的空氣的出口 20b。具體地，入口 20a在床體14a的下側(cè)通過進(jìn)氣管22連接到出口 14d ； 出口 20b連接到排氣管24以使得經(jīng)凈化的空氣在室78中循環(huán)。此外，來自O(shè)2補(bǔ)充系統(tǒng)12 的管道連接到排氣管24以使得O2與經(jīng)凈化的空氣混合。因此，送氣扇20通過將空氣64吸引通過CO2凈化系統(tǒng)14、經(jīng)由排氣管24與O2補(bǔ)充系統(tǒng)12的連接而將O2排出到空氣64中并且將經(jīng)凈化的空氣與O2 —同推入礦井避難所房屋2的室78中而使得CO2被凈化。在圖7-11中示出的實(shí)施例中，電源18提供使得位于礦井避難所房屋2中的各種裝置(諸如送風(fēng)扇20或者緊急通信系統(tǒng)(未示出))運(yùn)行的動(dòng)力。電源18包括允許使用的防爆殼體26、一個(gè)或多個(gè)電池28、電連接到電池28的電動(dòng)機(jī)30以及連接到送風(fēng)扇20并且由電動(dòng)機(jī)30轉(zhuǎn)動(dòng)的可旋轉(zhuǎn)軸32。防爆殼體26容納電池28以及電動(dòng)機(jī)30，其中電池28向電動(dòng)機(jī)30提供電力。防爆殼體 26 優(yōu)選地遵照 U. S. Department of Labor, Mine safety and Health Administration, 30C. F. R. 18 (2007 和 2008) ( “MSHA 許可規(guī)定”)而允許使用。防爆殼體 26被構(gòu)造為遵照MSHA許可規(guī)定來保持電池28和電動(dòng)機(jī)30，使得包括在防爆殼體26內(nèi)的任何火花或爆炸不能傳播到外側(cè)氣氛(其可能含有可燃性氣體)中。本發(fā)明的防爆殼體26 已經(jīng)被認(rèn)可負(fù)荷MSHA許可規(guī)定。
電池28優(yōu)選地是纖維膠體型電池，并且除了生命維持元件4的供電方面之外， 還可以連接到在等待救援時(shí)需要的各種其他電子組件諸如緊急通信系統(tǒng)(為示出)并為其供電。如本實(shí)施例中所使用的，電池28可以從Springfield，MO的NorthStar Battery Company LLC買到。纖維膠體型電池28是有利的，因?yàn)樵诔潆姇r(shí)漏氣很少并且電量可以保持約2年。參照?qǐng)D11，使用螺栓固定在防爆殼體26的地板和壁上的不銹鋼帶29將電池28 綁在防爆殼體26的內(nèi)部。電池28的端子28a通過連接器28b連接到電動(dòng)機(jī)30或其他電子組件。為了監(jiān)視和控制電源18，電壓計(jì)、電壓計(jì)激活器和/或開始_停止開關(guān)可以被包括在防爆殼體26處、防爆殼體26上或者防爆殼體26附近。電動(dòng)機(jī)30優(yōu)選地是由電池28供電的24V直流送風(fēng)馬達(dá)。電極30使得可旋轉(zhuǎn)軸 32旋轉(zhuǎn)，以操作送風(fēng)扇20，可旋轉(zhuǎn)軸32從電動(dòng)機(jī)30穿過防爆殼體26中的壁(與送風(fēng)扇20 相鄰)延伸到送風(fēng)扇20。一個(gè)或多個(gè)襯套32a設(shè)置在壁中，以可旋轉(zhuǎn)地支撐可旋轉(zhuǎn)軸32。 在所示實(shí)施例中，襯套32a是允許自潤(rùn)滑的黃銅襯套。可旋轉(zhuǎn)軸32在防爆殼體26的壁的兩側(cè)包括道奇連接器32b (dodge coupler)。此外，可旋轉(zhuǎn)軸32可以按照需要連接到各種電子_機(jī)械組件，諸如壓縮機(jī)、泵或利用旋轉(zhuǎn)的任何裝置。送風(fēng)扇20將空氣64吸引經(jīng)過CO2凈化系統(tǒng)14，特別是經(jīng)過化學(xué)盒體6。所得到的經(jīng)凈化的空氣將會(huì)通過排氣管24吹出并且與來自O(shè)2補(bǔ)充系統(tǒng)12的O2混合。將會(huì)更詳細(xì)地描述自工作冷卻系統(tǒng)16。在圖12-18中示出的實(shí)施例中，生命維持元件4的自工作冷卻系統(tǒng)16控制封閉區(qū)域(諸如密封或基本密封的區(qū)域)中的溫度。密封或基本密封的區(qū)域的示例是礦井避難所房屋2的室78的區(qū)域、可折疊礦井避難所房屋 (圖6)、營(yíng)地、睡袋、緊急臨時(shí)房間或者其他需要冷卻空氣的房間。在礦井避難所房屋2的情景下，因?yàn)槭?8的封閉區(qū)域中的熱量和濕度對(duì)于等待救援的礦工的影響，所以冷卻是必要的。自工作冷卻系統(tǒng)16被放置在室78內(nèi)。本發(fā)明的自工作冷卻系統(tǒng)16采用了由液化氣體40提供的冷卻，來更控制溫度和減小濕度。在一個(gè)實(shí)施例中，自工作冷卻系統(tǒng)16包括冷卻回路34，其充分使用液化氣體40 的特性來冷卻室78中的氣氛。本發(fā)明的自工作冷卻系統(tǒng)16可以在礦井避難所房屋2的由礦工占據(jù)的區(qū)域中保持約34. 3°C (94 T )以下的表面溫度。在所示實(shí)施例中，自工作冷卻系統(tǒng)16可以例如將室78中的空氣溫度減小約負(fù)的12. 2°C到6. 7。C (10 20 °F )，并且也減小相對(duì)濕度。因此，為了本發(fā)明的目的，“液化氣體”表示通過壓力或冷卻而被轉(zhuǎn)化為液相并保持在液相的氣體、氣體組分或氣體混合物，其在足夠低的溫度沸騰以提供所需要程度的冷卻，該液化氣體的示例可以是液態(tài)CO2、液氨、液氧等。在這里描述的實(shí)施例中，液化氣體40可以是液態(tài)CO2、液氨等。液態(tài)CO2是優(yōu)選的，因?yàn)樗嵌栊缘牟⑶夷軌虮淮鎯?chǔ)在罐36內(nèi)而不會(huì)向外界損耗。同時(shí)，在其它實(shí)施例中，也可以使用低溫液體，諸如氫、氦、氮、 氧、空氣和甲烷，它們?cè)谶@里描述的一些實(shí)施例中可能不是優(yōu)選的，因?yàn)樗鼈冊(cè)陂L(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)器件沸騰并且引起損耗。自工作冷卻系統(tǒng)16還包括連接到冷卻回路34的罐36、容納部分或全部冷卻回路34的傳送單元38以及存儲(chǔ)在罐36中并由冷卻回路34使用的液化氣體40。傳送單元38 包括熱交換器46、管道54、止回閥56、風(fēng)扇馬達(dá)60、風(fēng)扇62和排放管道66。參照?qǐng)D13和圖14中示出的實(shí)施例，罐36至少包括一個(gè)壓力容器，以安全地容納液化氣體40。優(yōu)選地，罐36是經(jīng)鑒定的并符合可應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)。罐36還包括在外殼36a內(nèi)部保持液化氣體40的殼體36b。外殼36a大致是圓柱體并且可以是直徑約20英寸并具有 72英寸以上的長(zhǎng)度。如圖1-6所示，罐36可以位于礦井避難所房屋2的內(nèi)部或外部。如下文中更詳細(xì)地解釋的，罐36可以包括罐陣列176。參照?qǐng)D12，冷卻回路34包括供應(yīng)管道42 (其從罐36供應(yīng)液化氣體40)、手動(dòng)開閉閥43和膨脹閥44。手動(dòng)開閉閥43沿著供應(yīng)管道42設(shè)置。手動(dòng)開閉閥43的打開經(jīng)由供應(yīng)管道42引起穿過外殼36a和殼體36b的液化氣體40的流動(dòng)。通過供應(yīng)管道42的液化氣體40的流動(dòng)例如大約是22. 7公斤每小時(shí)(50磅每小時(shí)(lba/hr))。在液態(tài)CO2的情況下，根據(jù)溫度，膨脹閥44例如將供應(yīng)管道42中的壓力從約4. 83-5. 52兆帕(Mpa) (700-800 磅每平方英寸(Psi))減小到約 1. 38-2. 76Mpa(200-400psi)。在傳送單元38中，如圖12所示，熱交換器46包括主要熱交換器和次要熱交換器， 例如，第一蒸發(fā)器環(huán)46和第二蒸發(fā)器環(huán)52。因此，液化氣體40的流動(dòng)連續(xù)通過供應(yīng)管道 42，到達(dá)第一和第二蒸發(fā)器環(huán)48、52。第一和第二蒸發(fā)器環(huán)48、52是并行的并且減小壓力， 使得液化氣體40開始蒸發(fā)并且轉(zhuǎn)換為氣體。一旦變?yōu)闅怏w狀態(tài)，液化氣體40作為廢氣流動(dòng)到熱交換器46之外并且通過止回閥56進(jìn)入管道54，到達(dá)風(fēng)扇馬達(dá)60，從而使得風(fēng)扇62 轉(zhuǎn)動(dòng)。風(fēng)扇馬達(dá)60是氣動(dòng)型。風(fēng)扇62通過空氣口 112將空氣64吸引到第一和第二蒸發(fā)器環(huán)48、52以產(chǎn)生經(jīng)冷卻的空氣264 ；風(fēng)扇62之后將經(jīng)冷卻的空氣264吹到礦井避難所房屋2的室78中，而不使用電力或汽油動(dòng)力或者任何分離的動(dòng)力源。從風(fēng)扇馬達(dá)60排出的廢氣被通過排氣管道66排出到礦井避難所房屋2之外?？蛇x地，排氣管道66可以連接到消音器(未示出)以減小噪聲。在另一個(gè)實(shí)施例中，排氣管道66或管道54的分支可以被引導(dǎo)到與送氣扇20相連接的第二風(fēng)扇馬達(dá)，由此在不使用電池電力或其他傳統(tǒng)電源的狀態(tài)下運(yùn)行CO2凈化系統(tǒng)14。在另一個(gè)實(shí)施例中，冷卻管道34也可以包括背壓調(diào)節(jié)器(諸如止回閥56)，以在管道54中保持足夠的背壓，以確保液化氣體40已經(jīng)完全地轉(zhuǎn)化為氣體狀態(tài)并保持在氣體狀態(tài)，即，確保在這個(gè)階段不存在固體或液體。在另一個(gè)實(shí)施例中，冷卻回路34中的全部閥和調(diào)節(jié)器可以電連接到微處理器(未示出)并由其控制。此外，與微處理器通信連接的傳感器(未示出)可以被放置在礦井避難所房屋2中并且微處理器可以根據(jù)來自傳感器的數(shù)據(jù)控制閥和調(diào)節(jié)器。本發(fā)明的自工作冷卻系統(tǒng)16不需要電池電力或任何輔助動(dòng)力或次要?jiǎng)恿?，以提供到達(dá)約1冷噸(約12000個(gè)英制熱量(BTU))的冷卻能力以冷卻礦井避難所房屋2的室 78中的空氣64;它是自工作的。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員從本公開可以明白在適當(dāng)?shù)那闆r下， 電池和電動(dòng)機(jī)可以用來代替風(fēng)扇馬達(dá)60。參照?qǐng)D15-18，冷卻回路34的傳送單元38的實(shí)施例被示出并且將會(huì)被更加詳細(xì)地描述。傳送單元38例如由聚乙烯制成，以提供耐生銹、防腐蝕并且耐沖擊的保護(hù)房屋。傳送單元38還提供冷凝表面，冷卻回路34和傳送單元38通過該冷凝表面而作為冷凝器工作。 預(yù)料到封閉或基本封閉的礦井避難所房屋2內(nèi)的空氣64將會(huì)接近100%濕度。由冷卻回路 34執(zhí)行的冷卻處理不僅提供經(jīng)冷卻的空氣264，但是也在傳送單元38的內(nèi)部或外表面上引起冷凝。盤子67策略性地放置在第一和第二蒸發(fā)器環(huán)48、52下方，以收集冷凝水。盤子67 中的水可以被弓丨導(dǎo)到礦井避難所房屋2外部或者用于飲用或其它有益目的。在圖13-18中示出的實(shí)施例中，傳送單元38包括第一、第二和第三部分70、72 和74。第一、第二和第三部分70、72和74可以是可分離的或者形成整體單一的一件式構(gòu)件。 部分70、72和74中的每一個(gè)都是圓柱形并且具有內(nèi)徑，該內(nèi)徑形成容納自工作冷卻系統(tǒng)16 的各種組件的空間。第一、第二和第三部分70、72和74的內(nèi)徑例如約為76. 2毫米(cm) (30 英寸)，并且傳送單元38的總長(zhǎng)度例如約為152. 4 (cm) (60英寸)。第一部分70設(shè)置在第二部分72上，第二部分72設(shè)置在第三部分74上，以形成桶狀形狀。第一部分70包括設(shè)置在由第一部分70的內(nèi)徑形成的空間106中的空氣流效率頸圈102和排氣安全環(huán)104。頸圈 102設(shè)置在風(fēng)扇62上方并且將經(jīng)冷卻的空氣264引導(dǎo)到傳送單元38之外。位于第一部分 70頂部的安全環(huán)104針對(duì)于外側(cè)元件來保護(hù)傳送單元38內(nèi)部的組件，以及針對(duì)于傳送單元38內(nèi)部的任何潛在的危險(xiǎn)組件來保護(hù)礦工。經(jīng)冷卻的空氣264流動(dòng)通過安全環(huán)104的內(nèi)徑。第一部分70的內(nèi)徑基本等于安全環(huán)104的外徑。第二部分72包括形成在第二部分 72的壁中的第一和第二端口 108、110。第一端口 108提供到達(dá)冷卻電路34中的一個(gè)或多個(gè)組件的途徑，并且可以用作用于排氣管道66的出口，同時(shí)第二端口 110包括在供應(yīng)管道 42與第一和第二蒸發(fā)器環(huán)48、52之間的連接，以將液化氣體40傳送到傳送單元38中。第三部分73包括形成在第三部分74的壁中的多個(gè)空氣口 112以及冷凝水收集部分114?？諝饪?112都安裝有穿孔的防鼠網(wǎng)112a(rodent screen)，其允許空氣64流動(dòng)通過同時(shí)使得老鼠、蟲子和其他外界物體進(jìn)入。在圖13-18中示出的實(shí)施例中，風(fēng)扇62的操作產(chǎn)生負(fù)壓以將空氣64吸入端口 12 并且沿著第二和第三部分72、74的壁向上。空氣64之后被牽引通過蒸發(fā)環(huán)48、52，在此處被冷卻，并且之后作為經(jīng)冷卻的空氣264被吹出傳送單元38。冷凝水收集端口 114提供到達(dá)收集在除濕期間形成的冷凝水的盤子67的途徑。通過自工作冷卻系統(tǒng)16的除濕效果形成的水可以被從冷凝水收集端口 114取出來用于引用或其他目的?？蛇x地，連接到冷凝水收集端口 114的管道(未示出)可以將水的路線確定到礦井避難所房屋2的外部。傳送單元38在底部由第三部分74的底部部分74a封閉。第一部分70具有可移除的蓋103，其在不使用的時(shí)候封閉傳送單元38的頂部。在圖19中示出的另一個(gè)實(shí)施例中，在圖18中示出的實(shí)施例中的傳送單元38固定到罐36的另一個(gè)實(shí)施例上。即，罐36的尺寸和形狀被確定為形成傳送單元38的第四部分 76。罐36設(shè)置在第三部分74下方，支撐傳送單元38的重量。此外，罐36具有尺寸和形狀確定為安裝到傳送單元38的殼體36a以及構(gòu)造為保持液化氣體40的殼體36b。罐36通過供應(yīng)管道42連接到冷卻回路34。傳送單元38的第一、第二和第三部分70、72、74以及第四部分76 (對(duì)罐36進(jìn)行容納)可以形成單一的、整體的一件式單元?；蛘?，罐36可以從傳送單元38拆卸，以容易在液化氣體40耗盡時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充。在如圖20-25所示的另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的自工作冷卻系統(tǒng)16也在不需要傳統(tǒng)的動(dòng)力源(即，電力、柴油、汽油)的狀態(tài)下將經(jīng)冷卻的空氣264供應(yīng)到礦井避難所房屋 2的室78內(nèi)。相反，自工作冷卻系統(tǒng)16理論上采用液化氣體40中的相變而產(chǎn)生的氣化熱和氣體，以供應(yīng)使得自工作冷卻系統(tǒng)16運(yùn)轉(zhuǎn)所需的能量。因此，自工作冷卻系統(tǒng)16包括罐陣列176 (包括罐陣列殼體180)、傳送單元138和供應(yīng)管道142，以將罐陣列176連接到傳送單元138。在所示實(shí)施例中，自工作冷卻系統(tǒng)16被設(shè)置在室78中，并且由可以承受艱苦的地下礦井環(huán)境的耐用材料構(gòu)成，并且被設(shè)計(jì)為承受0. 103Mpa(15psi)超壓0.2秒。如圖22和23所示，罐陣列176包括容納液化氣體40的多個(gè)高壓罐136。經(jīng)由從一個(gè)罐136管道連接到另一個(gè)罐136的罐管道182來連接罐136，以擴(kuò)大液化氣體40的供應(yīng)。供應(yīng)管道142連接到罐陣列閥178，在被打開時(shí)，罐陣列閥178允許液化氣體40從罐陣列176經(jīng)由供應(yīng)管道142連接到傳送單元138。通過以此方式連接罐136，可以將液化氣體 40的穩(wěn)定供應(yīng)保持幾天的時(shí)間段，而不需要拆卸罐136。如圖23中所示的罐陣列176含有足夠的液化氣體40，以在約3，000到約18，000BTU (優(yōu)選地，約3000到約12000BTU)下使得自工作冷卻系統(tǒng)16運(yùn)轉(zhuǎn)持續(xù)約96小時(shí)。然而，在給定情況下需要的罐陣列176的尺寸 (以及液化氣體40的量)是影響自工作冷卻系統(tǒng)16的操作的熱力學(xué)因素的函數(shù)。這些因素包括但不限于室78的構(gòu)造(例如，材料和位置)；室78尺寸，包括立方體積；居住者的最大人數(shù)；環(huán)境條件，包括溫度；期望的溫度；熱損失和增益(即，從實(shí)際數(shù)目的居住者獲得的熱量增益)。 如圖22所示，罐陣列176容納在罐陣列殼體180中，其可以由適合于應(yīng)用條件的任何材料構(gòu)造。對(duì)于在實(shí)施例中示出的在地下礦井環(huán)境中使用來說，罐陣列殼體180由重型鋼制造，雖然可以使用其他耐用材料。為了允許罐殼體180和罐陣列176能夠移動(dòng)，罐殼體180被安裝在運(yùn)輸枕木186上。如本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉地，也可以將傳送單元138連接到各個(gè)罐136并且在沒有罐陣列176的狀態(tài)下使得自工作冷卻系統(tǒng)16運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)作為罐陣列 176的部分安裝到罐殼體180中時(shí)，罐136中的壓力可以被保持得相對(duì)恒定。根據(jù)溫度，將液化氣體40在罐中保持在約5. 17Mpa(750psi)到約5. 52Mpa (800psi)(優(yōu)選地約800psi)， 特別地在約 21. Il0C (70 0F )下約 5. 24Mpa(760psi)?，F(xiàn)在將更詳細(xì)地描述傳送單元138。傳送單元138供應(yīng)經(jīng)冷卻的空氣264來降低室78中的溫度，而不需要傳統(tǒng)的動(dòng)力源，同時(shí)使用單個(gè)運(yùn)動(dòng)部分——風(fēng)扇162。傳送單元138是非常小型和便攜的，安裝到最大尺寸小于91. 44cm(三英尺)長(zhǎng)的外殼170中，但是本發(fā)明不應(yīng)當(dāng)在這方面受到限制。如圖20-21所示，傳送單元138可以被容納在包括蓋部170a和箱體170b的外殼170中。外殼170也可以安裝有可縮回的手柄 171，具有可選的輪(未示出)并且是水密、防擠壓和防沙的。在本實(shí)施例中，外殼170是可以從美國(guó)加州Torrance的Pelican Products, Inc.買到的型號(hào)1660NF。在首先打開可選的鎖172并且將蓋部170a抬起之后，傳送單元138可以在沒有傳統(tǒng)動(dòng)力源的狀態(tài)下工作， 以將經(jīng)冷卻的空氣264提供給礦井避難所房屋2的室78。也可以提供例如用于監(jiān)視溫度和壓力的測(cè)量?jī)x器。傳送單元138包括閥和調(diào)節(jié)器的組合、熱交換器146、風(fēng)扇馬達(dá)160和風(fēng)扇162。圖 24-25示出了冷卻回路134，現(xiàn)在將要對(duì)于所示實(shí)施例來對(duì)冷卻回路134進(jìn)行描述。運(yùn)送液化氣體40的供應(yīng)管道142在供應(yīng)管道連接器143處連接到傳送單元138，供應(yīng)管道連接器 143包括入口孔。在所示實(shí)施例中，供應(yīng)管道連接器143通過供應(yīng)管道142的繼續(xù)延伸而連接到調(diào)節(jié)器150。在液化氣體40進(jìn)入調(diào)節(jié)器150時(shí)，氣壓力在約15. 56°C (60 T )到約 32. 220C (90 0F )之間的室溫下約為5. 52MPa (800psi)。在液化氣體40進(jìn)入調(diào)節(jié)器150之后，壓力減小到在約0. 62MPa(90psi)約1. 03MPa(150psi)之間，以允許液化氣體40開始膨脹，但是在液化氣體40進(jìn)入熱交換器146時(shí)將液化氣體40保持在液態(tài)。熱交換器146包括主要熱交換器148和次要熱交換器152，它們都是翅片型散熱器并且串聯(lián)設(shè)置。在所示實(shí)施例中，主要熱交換器148和次要熱交換器152經(jīng)由調(diào)節(jié)器150和膨脹閥144連接到供應(yīng)管道 142。膨脹閥144將液化氣體40的壓力從在約1. 03MPa (150psi)到約0. 66MPa(95psi)之間降低到在約0. 83MPa(120psi)到約0. 45MPa(65psi)之間，優(yōu)選地在約21. 11°C (70 0F )處降低到約1. 03MPa(150psi)，由此允許液化氣體40進(jìn)一步膨脹，并且最終轉(zhuǎn)換為氣體。當(dāng)液化氣體40作為經(jīng)膨脹的氣體離開膨脹閥40并最終轉(zhuǎn)換為氣體時(shí)，其基本以液相進(jìn)入主要熱交換器148。隨著液化氣體40流動(dòng)通過主要熱交換器148，其繼續(xù)向氣體轉(zhuǎn)換，從而基本以優(yōu)選地約1. Il0C (30 0F )的冷氣體(例如，在約負(fù)8. 890C (16 0F )到約1. 67V (34 0F ) 之間)或者冷氣體和液體的混合物的形式進(jìn)入次要熱交換器152 (其與主要熱交換器148 相連接)。隨著液化氣體40繼續(xù)流通通過次要熱交換器152，其進(jìn)一步轉(zhuǎn)換，從而基本以優(yōu)選地約21. Il0C (70 0F )的暖氣體(例如，在約I8· 330C (65 0F )到約29 · 44°C (85 0F )之間)的形式從次要熱交換器152排出，其作為由廢氣管道154運(yùn)送的廢氣而從次要熱交換器152排出。廢氣管道154將廢氣運(yùn)送到風(fēng)扇馬達(dá)160，以操作風(fēng)扇電極160而使得風(fēng)扇 162旋轉(zhuǎn)。在圖20-25中示出的實(shí)施例中，風(fēng)扇馬達(dá)160是氣動(dòng)、無油的風(fēng)扇，可以從美國(guó)密歇根州 Benton Harbor 的 Gast Manufacturing, Inc.買到(型號(hào) No. NL22-FCW-4)。風(fēng)扇 162也可以買到；在其中生命維持系統(tǒng)1被用在地下礦井環(huán)境中的實(shí)施例中，風(fēng)扇162可以由無火花材料(例如，如塑料、鋁或黃銅)，使其是允許使用的。廢氣管道154經(jīng)由背壓調(diào)節(jié)器156連接到風(fēng)扇馬達(dá)160。如圖20_25中示出的實(shí)施例所示，背壓調(diào)節(jié)器156調(diào)節(jié)在主要和次要熱交換器148、152中的壓力，以確保液化氣體 40保持在氣態(tài)或液態(tài)，而避開三態(tài)點(diǎn)或者其中液化氣體40轉(zhuǎn)換為固態(tài)而由此使熱交換器 146的運(yùn)轉(zhuǎn)凍結(jié)的任何其他情況。不需要用來使風(fēng)扇馬達(dá)160運(yùn)轉(zhuǎn)的廢氣在排氣管道166 中通過排氣管道出口 168排出到殼體170外側(cè)。在另一個(gè)實(shí)施例中，廢氣可以以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的方式排出到礦井避難所房屋2的外部。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是幫助使得可能是有毒或爆炸性的礦井氣氛惰性化。圖20-25中描述的實(shí)施例的自工作冷卻系統(tǒng)16在作為冷凝器工作以減小潛熱時(shí)產(chǎn)生冷凝水?？梢砸灾懊枋龅姆绞交蛘咭员绢I(lǐng)域技術(shù)人員在熟悉本發(fā)明的教導(dǎo)之后將會(huì)明白的任何其他方式來收集并使用或者廢棄冷凝水。自工作冷卻系統(tǒng)16可以被用來在沒有電源18的狀態(tài)下使得CO2凈化系統(tǒng)14運(yùn)轉(zhuǎn)，這將會(huì)使得整個(gè)生命維持系統(tǒng)1允許使用。在該實(shí)施例中，廢氣管道154可以被連接以為送風(fēng)扇20提供動(dòng)力，由此使得凈化器14運(yùn)轉(zhuǎn)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所有的入口孔都是第一標(biāo)準(zhǔn)尺寸并且是可互換的；所有的出口孔都是第二標(biāo)準(zhǔn)尺寸并且是可互換的。第一標(biāo)準(zhǔn)尺寸將會(huì)僅接受入口孔的替換件和入口連接器，并且第二標(biāo)準(zhǔn)尺寸將會(huì)僅接受出口孔的替換件和出口連接器?？缀瓦B接器也可以使用快速連接式孔和連接器。通過以上述方式使用可互換的、快速連接式口和連接器，可以將入口孔與出口孔容易地區(qū)別開來，使得生命維持系統(tǒng)1和生命維持元件4容易組裝并且組件容易被替換。因此，一旦診斷出問題，即使在緊急的情況下，可互換的孔和快速連接式連接器也能允許使得有問題的組件被快速地移除并替換。將要描述使用自工作冷卻系統(tǒng)16冷卻空氣64的方法。首先，自工作冷卻系統(tǒng)16 必須被安裝。作為安裝步驟的一部分，首先評(píng)估其中將要安裝系統(tǒng)的環(huán)境的熱力學(xué)特性?；谶@些特性，設(shè)置用于罐136和罐陣列176的壓力以及用于膨脹閥144、調(diào)節(jié)器150和背壓調(diào)節(jié)器156的壓力。評(píng)估熱力學(xué)特性以及設(shè)置這些壓力可以手動(dòng)地完成或者通過與上述傳感器和微處理器一同實(shí)施操作軟件來自動(dòng)地完成。對(duì)于罐136的各個(gè)閥被保持打開；然而，罐陣列閥178被關(guān)閉。供應(yīng)管道142被用來將罐陣列176與傳送單元138相連接。一旦自工作冷卻系統(tǒng)16已經(jīng)被安裝，不需要額外的工作或監(jiān)視來確保其將會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)。自工作冷卻系統(tǒng)16不需要額外的測(cè)試、維護(hù)或者再裝填而準(zhǔn)備好被使用。使得自工作冷卻系統(tǒng)16運(yùn)轉(zhuǎn)需要開始液化氣體40向傳送單元138的流動(dòng)，這是通過打開罐陣列閥178而實(shí)現(xiàn)的。罐陣列閥178可以被手動(dòng)或自動(dòng)(如果自工作冷卻系統(tǒng) 16安裝上述有必要的硬件、軟件或傳感器的話)打開。藉由供應(yīng)管道142將液化氣體40運(yùn)送到傳送單元138，其中供應(yīng)管道142經(jīng)由與供應(yīng)管道連接部143的連接而進(jìn)入傳送單元 138。如上所述，供應(yīng)管道142可以安裝有標(biāo)準(zhǔn)的入口連接器(其可以是快速連接式)并且供應(yīng)管道連接部143可以安裝有第一標(biāo)準(zhǔn)尺寸 的入口孔。接下來的方法規(guī)定已經(jīng)適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)液化氣體40的壓力，以根據(jù)其在自工作冷卻系統(tǒng)16的冷卻回路134中的位置來將液化氣體40保持在液相或氣相。方法之后包括根據(jù)溫度而將壓力保持在約5. 17MPa(750psi)到約5. 52MPa(800psi)之間或其等價(jià)的范圍內(nèi) (優(yōu)選地在約21. Il0C (70下)下將壓力保持在約5. 24MPa(760psi))，或者保持在在液化氣體40進(jìn)入調(diào)節(jié)器150之前將其保持在液態(tài)所需的其他水平。方法還包括通過根據(jù)溫度將壓力降低到而在約1.03MPa(150pSi)到約0.45MPa(65psi)之間或其等價(jià)值的范圍內(nèi)(優(yōu)選地在約21. Il0C (70 0F )處降低到約1. 03MPa(150pSi))，或者允許液化氣體40開始轉(zhuǎn)換為氣態(tài)的其他適當(dāng)壓力。可以通過使得液化氣體40通過調(diào)節(jié)器150并且之后通過膨脹閥 144來實(shí)現(xiàn)膨脹，從而產(chǎn)生膨脹氣體。一旦液化氣體40的壓力已經(jīng)被降低了，通過使其通過串聯(lián)設(shè)置的主要熱交換器148和次要熱交換器152，將液化氣體40 (現(xiàn)在是膨脹氣體)轉(zhuǎn)換為氣態(tài)。方法還包括將作為膨脹氣體的液化氣體40基本以液體形式引入主要熱交換器 148。此外，隨著液化氣體40穿過主要熱交換器148，其繼續(xù)相變，使其基本以冷氣體或冷氣體和液體的混合物的形式離開主要熱交換器。之后，作為冷氣體或冷氣體-液體混合物的液化氣體40被引入次要熱交換器152。由于經(jīng)過次要熱交換器152，液化氣體40通過氣化熱而被完全轉(zhuǎn)換為氣體，從而產(chǎn)生廢氣。在方法中的另一個(gè)步驟包括在主要和次要熱交換器148、152中對(duì)壓力進(jìn)行回調(diào)， 以保持液化氣體40適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)并且通過避開三相點(diǎn)或者其他導(dǎo)致固態(tài)轉(zhuǎn)換的條件來防止轉(zhuǎn)換為固相。在其中液化氣體40是CO2的實(shí)施例中，固相是干冰。干冰的形成是不利的， 因?yàn)樗鼘?huì)使得熱交換器146的運(yùn)轉(zhuǎn)凍結(jié)。結(jié)合主要和次要熱交換器148和152的使用來對(duì)壓力進(jìn)行回調(diào)的其他優(yōu)點(diǎn)是(1)增強(qiáng)了從氣化熱提取盡可能多的BTU來使得風(fēng)扇162運(yùn)轉(zhuǎn)的能力以及(2)增加了熱交換器146的停留時(shí)間，從而允許盡可能多地從空氣64移除熱量，以增加冷卻效率。一旦已經(jīng)產(chǎn)生了廢氣，那么經(jīng)由廢氣管道154將廢氣運(yùn)送到風(fēng)扇馬達(dá)160，并在此處為風(fēng)扇馬達(dá)160提供動(dòng)力，從而使得風(fēng)扇162轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)風(fēng)扇162開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其通過風(fēng)扇網(wǎng)163吹出空氣64，因?yàn)榭諝?4還沒有被冷卻。通過風(fēng)扇網(wǎng)163吹出空氣64在傳送單元 138中產(chǎn)生負(fù)壓，由此使得空氣64被從外界(例如，從室78)吸入到傳送單元138、經(jīng)過次要熱交換器152。在此時(shí)，空氣64是非常熱的，在32. 22°C (90 0F )以上。當(dāng)空氣64被吸引經(jīng)過次要熱交換器152時(shí)，次要熱交換器152的溫度低于空氣64的溫度，由此使得空氣 64的溫度降低，產(chǎn)生的部分冷卻的空氣164。負(fù)壓繼續(xù)工作，將部分冷卻的空氣吸引經(jīng)過主要熱交換器148。因?yàn)槿菁{有液化氣體-冷氣體混合物，所以主要熱交換器148較冷，在約負(fù)32. 22°C (負(fù)26 0F )到約25. 56°C (78 0F )的范圍內(nèi)。當(dāng)部分冷卻的空氣164被吸引經(jīng)過主要熱交換器148時(shí)，主要熱交換器148的溫度比部分冷卻的空氣164更低，由此使得部分冷卻的空氣164的溫度進(jìn)一步降低，產(chǎn)生經(jīng)冷卻的空氣264。通過風(fēng)扇162的運(yùn)轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的負(fù)壓繼續(xù)工作，將經(jīng)冷卻的空氣264吸引通過風(fēng)扇162和風(fēng)扇網(wǎng)163而進(jìn)入室78。允許空氣64通過主要和次要熱交換器148、152允許提供更大的冷卻效率。

工作繼續(xù)重復(fù)，從而將室78的溫度降低到約35°C (95 T )以下。在其中生命維持系統(tǒng)1安裝有與罐陣列閥178相通信的恒溫器的實(shí)施例中，自工作冷卻系統(tǒng)16可以間歇地運(yùn)轉(zhuǎn)，從而保持有恒溫器(未示出)所指示的期望溫度。本發(fā)明的方法也提供用于自工作冷卻系統(tǒng)16的故障部件的修理。方法包括維護(hù)用于自工作冷卻系統(tǒng)16的各種組件的替換部件(諸如風(fēng)扇馬達(dá)160、調(diào)節(jié)器150、膨脹閥 144和背壓調(diào)節(jié)器156)的儲(chǔ)藏物。方法包括判斷自工作冷卻系統(tǒng)16是否經(jīng)受到運(yùn)轉(zhuǎn)困難。 這種判斷是通過對(duì)測(cè)量?jī)x器174進(jìn)行監(jiān)視、從測(cè)量?jī)x器174收集讀數(shù)(例如壓力讀數(shù))并且將讀數(shù)與故障檢修指南或一覽表相比較而作出的。故障檢修一覽表列出了單獨(dú)的讀數(shù)或讀數(shù)的組合，其表明特定組件可能是故障的。一旦列在一覽表上的單獨(dú)的讀數(shù)或讀數(shù)的組合與在現(xiàn)場(chǎng)的讀數(shù)相匹配，那么可以使用快速連接式連接器和用于入口和出口連接的第一和第二標(biāo)準(zhǔn)孔來替換已識(shí)別的故障部件。因此，通過使用液化氣體40的蒸發(fā)和氣化熱來給風(fēng)扇馬達(dá)60、150以及風(fēng)扇62、 162提供動(dòng)力，冷卻回路34、134的組件彼此結(jié)合地工作，以有效地冷卻封閉或基本封閉區(qū)域(例如，室78)，而不需要電力、汽油或其它輔助動(dòng)力。通過在沒有電力或汽油動(dòng)力的狀態(tài)下運(yùn)行，發(fā)生故障的可能性是有限的。此外，在緊急情況下，電力或汽油動(dòng)力可能是不能得到的，并且即使能夠得到它們，情況可能使得它們的使用變得危險(xiǎn)。冷卻回路34、134是最小尺寸的以使得自工作冷卻系統(tǒng)16在礦井避難所房屋2中邏輯上可行。此外，冷卻回路 34,134的組件可以基于有限體積的液化氣體40而運(yùn)轉(zhuǎn)。雖然生命維持系統(tǒng)1的實(shí)施例在這里被描述為用在地下采礦環(huán)境中，但是生命維持系統(tǒng)1和自工作冷卻系統(tǒng)16可以適合于在不能得到動(dòng)力的情況下提供避難所、冷卻和/ 或除濕。只需要想一想最近的自然災(zāi)害就可以預(yù)想到本發(fā)明的多種用途。這里描述的自工作冷卻系統(tǒng)16的實(shí)施例可以被用來在不能得到動(dòng)力或者動(dòng)力應(yīng)當(dāng)被保存的更小的區(qū)域中冷卻和/或除濕，例如，營(yíng)地、睡袋、帳篷等。在理解本發(fā)明的范圍的過程中，這里使用的術(shù)語“包括”及其衍生體被理解為開放式術(shù)語，其指定了所陳述的特征、元件、組件、組和/或步驟的存在，但是不排除其他未陳述的特征、元件、組件、組和/或步驟的存在。上述內(nèi)容也可以用到具有類似含義的詞，諸如 “包含”、“具有”以及它們的衍生體。這里使用的程度術(shù)語(諸如“基本”、“約”和“大約”)表示所修飾的術(shù)語的合理偏移量使得所得到的結(jié)果沒有顯著地變化。例如，如果該偏移將不會(huì)否定其修飾的詞語的含義的話，這些術(shù)語可以被理解為包括所修飾的術(shù)語的至少士5% 的偏移。雖然僅選擇了所選擇的實(shí)施例來示出本發(fā)明，通過本公開本領(lǐng)域技術(shù)人員可以明白可以在其中作出各種改變和修改，而不超出由權(quán)利要求所限定的發(fā)明的范圍。例如，各種組件的尺寸、形狀、位置或方位可以按照需要和/或按照期望變化。示出為直接彼此連接或接觸的組件可以具有設(shè)置在它們中間的中間結(jié)構(gòu)。一個(gè)元件的功能可以由兩個(gè)元件執(zhí)行，反之亦然。一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和功能可以應(yīng)用到另一個(gè)實(shí)施例中。沒有必要使得全部?jī)?yōu)點(diǎn)都出現(xiàn)在一個(gè)具體實(shí)施例中。因此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的前述描述僅是為了示意性的，并且不是為了限 制本發(fā)明的、由權(quán)利要求及其等價(jià)物所限定的范圍。
權(quán)利要求
1.一種生命維持系統(tǒng)，包括避難所房屋；以及冷卻系統(tǒng)，其可操作地與所述避難所房屋相關(guān)聯(lián)，所述冷卻系統(tǒng)具有液化氣體的供應(yīng)以及冷卻回路，所述液化氣體的供應(yīng)可操作地與所述冷卻回路相關(guān)聯(lián)，所述冷卻回路包括熱交換器、風(fēng)扇馬達(dá)和可操作地與所述風(fēng)扇馬達(dá)相關(guān)聯(lián)的風(fēng)扇，并且第一管道將所述熱交換器連接到所述風(fēng)扇馬達(dá)，所述風(fēng)扇馬達(dá)由通過所述液化氣體在所述熱交換器中的相變而產(chǎn)生的廢氣驅(qū)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生命維持系統(tǒng)，其中，所述熱交換器包括主要熱交換器和次要熱交換器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生命維持系統(tǒng)，其中，所述液化氣體是二氧化碳。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生命維持系統(tǒng)，其中，所述主要熱交換器和所述次要熱交換器串聯(lián)設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生命維持系統(tǒng)，還包括二氧化碳凈化系統(tǒng)，所述二氧化碳凈化系統(tǒng)包括用于移除空氣中的二氧化碳的多個(gè)化學(xué)盒體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生命維持系統(tǒng)，其中，所述二氧化碳凈化系統(tǒng)包括與送風(fēng)扇可操作地相關(guān)聯(lián)的凈化器馬達(dá)，第二管道將所述凈化器馬達(dá)連接到所述熱交換器，所述凈化器馬達(dá)由所述廢氣驅(qū)動(dòng)。
7.一種冷卻系統(tǒng)，包括至少一個(gè)罐的液化氣體；冷卻回路，其通過供應(yīng)管道而連接到所述至少一個(gè)罐，所述供應(yīng)管道用于將所述液化氣體供應(yīng)到所述冷卻回路，所述冷卻回路包括熱交換器、風(fēng)扇和風(fēng)扇馬達(dá)，所述熱交換器構(gòu)造為將所述液化氣體轉(zhuǎn)換為廢氣，所述風(fēng)扇馬達(dá)由所述廢氣提供動(dòng)力以使得所述風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)；傳送單元，其具有風(fēng)扇端口和至少一個(gè)空氣端口，所述傳送單元容納所述熱交換器、所述風(fēng)扇和所述風(fēng)扇馬達(dá)；并且所述風(fēng)扇馬達(dá)和所述風(fēng)扇被構(gòu)造為將空氣吸引通過所述至少一個(gè)空氣端口和所述熱交換器，并且從所述風(fēng)扇端口吹出經(jīng)冷卻的空氣。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述熱交換器包括主要熱交換器和次要熱交換器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述主要熱交換器和所述次要熱交換器并行設(shè)置。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述主要熱交換器和所述次要熱交換器串聯(lián)設(shè)置。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的冷卻系統(tǒng)，還包括背壓調(diào)節(jié)器，所述背壓調(diào)節(jié)器被設(shè)置在所述熱交換器的出口端與所述風(fēng)扇馬達(dá)之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的冷卻系統(tǒng)，還包括膨脹閥，所述膨脹閥被設(shè)置在所述熱交換器的入口端與所述至少一個(gè)罐之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)罐包括罐陣列。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述風(fēng)扇馬達(dá)和所述風(fēng)扇不連接到傳統(tǒng)的動(dòng)力源。
15.根據(jù)權(quán)利要求7所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述液化氣體是二氧化碳。
16.一種在不使用傳統(tǒng)動(dòng)力源的狀態(tài)下對(duì)封閉區(qū)域進(jìn)行冷卻的方法，包括向冷卻回路提供來自以第一壓力設(shè)定的、至少一個(gè)罐的液化氣體，所述冷卻回路包括熱交換器；使得所述液化氣體膨脹，產(chǎn)生經(jīng)膨脹的液化氣體；允許所述經(jīng)膨脹的液化氣體在所述熱交換器中轉(zhuǎn)換為廢氣；使用廢氣來使得風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)，由此從所述封閉區(qū)域吸引空氣通過所述熱交換器，產(chǎn)生經(jīng)冷卻的空氣；以及使用所述風(fēng)扇將所述經(jīng)冷卻的空氣吹到所述封閉區(qū)域中。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括評(píng)估所述封閉區(qū)域的熱力學(xué)特性以計(jì)算結(jié)果；以及使用所述結(jié)果來設(shè)置用于所述至少一個(gè)罐的所述第一壓力。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，使用廢氣來使得風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)包括將廢氣供應(yīng)到與所述風(fēng)扇可操作地相關(guān)聯(lián)的風(fēng)扇馬達(dá)。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述熱交換器包括主要熱交換器和次要熱交換器；并且從所述封閉區(qū)域吸引空氣通過所述熱交換器包括從所述封閉區(qū)域吸引空氣通過所述次要熱交換器，從而產(chǎn)生部分冷卻的空氣，以及將所述部分冷卻的空氣吸引通過所述主要熱交換器，從而產(chǎn)生經(jīng)冷卻的空氣。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述冷卻回路包括壓力測(cè)量?jī)x器，并且所述方法還包括監(jiān)視所述壓力測(cè)量?jī)x器以獲得讀數(shù)；將所述讀數(shù)與用于所述冷卻系統(tǒng)的故障檢修指南進(jìn)行比較以進(jìn)行判斷；使用所述判斷來識(shí)別所述冷卻系統(tǒng)的故障部件；以及替換所述故障部件。
全文摘要
一種生命維持系統(tǒng)包括避難所房屋以及冷卻系統(tǒng)。具有液化氣體的供應(yīng)以及冷卻回路的冷卻系統(tǒng)可操作地與所述避難所房屋相關(guān)聯(lián)。液化氣體的供應(yīng)可操作地與冷卻回路相關(guān)聯(lián)，該冷卻回路包括熱交換器、風(fēng)扇馬達(dá)和可操作地與所述風(fēng)扇馬達(dá)相關(guān)聯(lián)的風(fēng)扇。管道將熱交換器連接到風(fēng)扇馬達(dá)，風(fēng)扇馬達(dá)由通過液化氣體在熱交換器中的相變而產(chǎn)生的廢氣驅(qū)動(dòng)。
文檔編號(hào)F17C9/04GK102159771SQ200980137025
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2009年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月19日
發(fā)明者蘭迪·斯科特·塔頓, 唐·艾倫·林德哈特 申請(qǐng)人:現(xiàn)代礦山安全供給有限責(zé)任公司