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1、10申请公布号CN104117442A43申请公布日20141029CN104117442A21申请号201410313061322申请日20140703B05B7/08200601B05B12/02200601E02B8/04200601H02J7/0020060171申请人辽宁省水利水电科学研究院地址110003辽宁省沈阳市和平区十四纬路1号72发明人汪魁峰宋立元夏海江宗兆博李志祥胡庆华谭丽娥苏炜焕阴国旗王兴华李括张永先李远姜涛张玉东杨春旗宫旭高宽周旭74专利代理机构沈阳利泰专利商标代理有限公司21209代理人王东煜54发明名称一种采用水喷头的防冰冻装置57摘要一种采用水喷头的防冰冻装置，。
2、包括多个第一喷头和第二喷头。第一喷头和第二喷头均装设在干管上，第一喷头口和第二喷头口相对或者相背。潜水泵通过供水管与干管连接。干管上有浮筒。潜水泵由清洁能源和市电联合供电装置供电。当干管的轴线为水平设置，多个第一喷头和第二喷头入口处的水平面位于干管的轴线所在的水平面及干管的轴线所在的水平面以上。第一喷头的轴线位于第一喷头入口处的水平面下方45角至上方45角的区域内，第二喷头一侧相同。可以在北方地区闸门等水工建物的上游侧形成不结冰区，设备维护方便。51INTCL权利要求书2页说明书5页附图3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书5页附图3页10申请公布号CN104。
3、117442ACN104117442A1/2页21一种采用水喷头的防冰冻装置，包括多个第一喷头（1）、多个第二喷头（17）、干管（2）和潜水泵（3）；其特征在于多个第一喷头（1）和多个第二喷头（17）均装设在干管（2）上，每个第一喷头（1）通过对应的第一连接管（15）与干管（2）相连通，每个第二喷头（17）通过对应的第二连接管与干管（2）相连通，第一喷头口和第二喷头口相对设置，或者第一喷头口和第二喷头口相背设置；潜水泵（3）通过输水管（4）与干管（2）连接；干管（2）上固定有多个浮筒（6）；潜水泵（3）通过动力电缆（12）连接清洁能源和市电联合供电装置的输出端；多个第一喷头（1）和多个第二喷头。
4、（2）的数量相等，并且第一喷头（1）和第二喷头（2）结构相同；当干管（2）的轴线为水平设置，多个第一喷头（1）入口处的水平面位于干管（2）的轴线所在的水平面及干管（2）的轴线所在的水平面以上的区域；多个第二喷头（17）入口处的水平面位于干管（2）的轴线所在的水平面及干管（2）的轴线所在的水平面以上的区域；第一喷头（1）的轴线位于第一喷头入口处的水平面下方45角至上方45角的区域内，第二喷头（17）的轴线位于第二喷头入口处的水平面下方45角方至上方45角的区域内。2根据权利要求1所述的一种采用水喷头的防冰冻装置，其特征在于所述的清洁能源和市电联合供电装置为风电、太阳能和市电联合供电装置。3根据权。
5、利要求1所述的一种采用水喷头的防冰冻装置，其特征在于输水管（4）与干管（2）的管身连接，干管（2）的两端封闭，或者输水管（4）与干管（2）的一端连接，干管（2）的另一端封闭。4根据权利要求1所述的一种采用水喷头的防冰冻装置，其特征在于所述的干管（2）上固定有多个固定索缆（5）。5根据权利要求1所述的一种采用水喷头的防冰冻装置，其特征在于多个第一喷头（1）位于干管2一侧，第一喷头口均朝向干管（2）的中部；多个第二喷头（17）位于干管2另一侧，第二喷头口均朝向干管（2）的中部；多个第一喷头（1）的轴线和多个第二喷头（17）轴线均位于一条水平直线上，并位于干管（2）的轴线上方。6根据权利要求1所述的。
6、一种采用水喷头的防冰冻装置，其特征在于第一喷头（1）的轴线位于第一喷头入口处的水平面上方45角处，第二喷头（17）的轴线位于第二喷头入口处的水平面上方45角处；多个第一喷头（1）位于干管2一侧，第一喷头口均朝向干管（2）的中部；多个第二喷头（17）位于干管2另一侧，第二喷头口均朝向干管（2）的中部；第一喷头（1）的轴线、第二喷头（17）的轴线和干管（2）的轴线均位于一竖直面内。7根据权利要求1所述的一种采用水喷头的防冰冻装置，其特征在于第一喷头（1）的轴线位于第一喷头入口处的水平面下方45角处，第二喷头（17）的轴线位于第二喷头入口处的水平面下方45角处；多个第一喷头（1）位于干管2一侧，第一。
7、喷头口均朝向干管（2）的中部；多个第二喷头（17）位于干管2另一侧，第二喷头口均朝向干管（2）的中部；第一喷头（1）的轴线、第二喷头（17）的轴线和干管（2）的轴线均位于一竖直面内。8根据权利要求1所述的一种采用水喷头的防冰冻装置，其特征在于第一喷头（1）的权利要求书CN104117442A2/2页3轴线位于第一喷头入口处的水平面上方45角处，第二喷头（17）的轴线位于第二喷头入口处的水平面上方45角处；第一喷头（1）和第二喷头（17）间隔设置；第一喷头（1）的轴线和第二喷头（17）的轴线均位于一竖直面内；第一喷头入口处的水平面、第二喷头入口处的水平面和干管（2）轴线所在的水平面为同一水平面。。
8、9根据权利要求1所述的一种采用水喷头的防冰冻装置，其特征在于第一喷头（1）的轴线位于第一喷头入口处的水平面下方45角处，第二喷头（17）的轴线位于第二喷头入口处的水平面下方45角处；第一喷头（1）和第二喷头（17）间隔设置；第一喷头（1）的轴线和第二喷头（17）的轴线均位于一竖直面内；第一喷头入口处的水平面、第二喷头入口处的水平面和干管（2）轴线所在的水平面为同一水平面。权利要求书CN104117442A1/5页4一种采用水喷头的防冰冻装置技术领域0001本发明属于水利工程冬季防冰冻装置领域，特别涉及一种采用水喷头的防冰冻装置，适用在水工建（构）筑物迎水侧，尤其适合在闸门前防止水面结冰。背景技。
9、术0002在北方水工建（构）筑物迎水侧，每年冬季都会承受冰冻作用，反复冻融循环将会导致挡水面建（构）筑物发生混凝土冻融剥蚀、护砌块石松动等破坏，降低了建（构）筑物的耐久性。对于闸门部位，由于冰盖膨胀引起的静冰压力会使闸门产生变形、抬起，甚至产生结构破坏，造成闸门无法正常启闭、止水失效等后果。当前常用的防冰冻措施，如压缩空气法、潜水泵法、热管防冻法和人工开槽破冰法等，普遍存在着能耗大、作业危险和运行期维修困难等诸多问题。0003本发明是在目前国内常用的竖向射流的潜水泵法的基础上提出的一种新装置。发明内容0004本发明的目的是提供一种采用水喷头的防冰冻装置，本装置利用深层水温比表层水温高的特点，将。
10、温度高的深层水引到水面，同时形成水面扰动，从而达到防冰冻的效果。0005采用的技术方案是一种采用水喷头的防冰冻装置，包括多个第一喷头、多个第二喷头、干管和潜水泵。0006其技术要点在于多个第一喷头和多个第二喷头均装设在干管上，每个第一喷头通过对应的第一连接管与干管相连通，每个第二喷头通过对应的第二连接管与干管相连通，第一喷头口和第二喷头口相对设置，或者第一喷头口和第二喷头口相背设置。0007潜水泵通过输水管与干管连接。干管上固定有多个浮筒。0008潜水泵通过动力电缆连接清洁能源和市电联合供电装置的输出端。多个第一喷头和多个第二喷头的数量相等，并且第一喷头和第二喷头结构相同。0009当干管的轴线。
11、为水平设置，多个第一喷头入口处的水平面位于干管的轴线所在的水平面及干管的轴线所在的水平面以上的区域。多个第二喷头入口处的水平面位于干管的轴线所在的水平面及干管的轴线所在的水平面以上的区域。第一喷头的轴线位于第一喷头入口处的水平面下方45角至上方45角的区域内，第二喷头的轴线位于第二喷头入口处的水平面下方45角方至上方45角的区域内。0010本技术方案中第一喷头的轴线与第一喷头入口处的水平面所成的夹角，位于第一喷头入口处的水平面以上的45角，定义为正角，以下的定义为负角（45角）。0011本技术方案中第二喷头的轴线与第二喷头入口处的水平面所成的夹角，位于第二喷头入口处的水平面以上的45角，定义为。
12、正角，位于以下的定义为负角（45角）。0012第一喷头的轴线位于第一喷头入口处的水平面下方45角至上方45角的区域内，即45角至45角。第二喷头的轴线位于第二喷头入口处的水平面下方45角方至说明书CN104117442A2/5页5上方45角的区域内，即45角至45角。0013多个浮筒固定在干管上，保证所有喷头始终位于水面以下，所有喷头口上边缘距水面1CM50CM（如图2中所示线段MN）。0014清洁能源和市电联合供电装置为已知技术。0015其优点在于可以在北方地区闸门等水工建（构）筑物的上游侧形成不结冰区，避免了冬季水面结冰对闸门等水工建（构）筑物的直接破坏作用，从而达到防冰冻的目的，破冰效果。
13、明显，设备维护方便，并有效利用清洁能源可以满足装置正常运行。能耗低、靠作业区太阳能和风能发电满足装置安全可靠运行的清洁能源的防冰冻装置。附图说明0016图1为本发明的结构示意图。0017图2为本发明实施例2的结构示意图。0018图3为本发明实施例3的结构示意图。0019图4为本发明实施例4和实施例5的结构示意图。0020图5为实施例4实线部分的侧视图。具体实施方式0021实施例1一种采用水喷头的防冰冻装置，包括五十个第一喷头1、五十个第二喷头17、干管2和潜水泵3。第一喷头1和第二喷头17的结构相同。0022五十个第一喷头1和五十个第二喷头17均装设在干管2上，五十个第一喷头1和五十个第二喷头。
14、17的轴线均与干管2的轴线相互平行。每个第一喷头1通过对应的第一连接管15与干管2相连通，每个第二喷头17通过对应的第二连接管与干管2相连通。所述的第一喷头1和第二喷头17均为已知技术，故不重复叙述。0023五十个第一喷头1位于干管2的一侧，五十个第一喷头口均朝向干管2的中部。0024五十个第二喷头17位于干管2的另一侧，五十个第二喷头口均朝向干管2的中部。0025第一喷头1的喷水方向和第二喷头17的喷水方向相对，相互之间形成的后退力抵消，干管2可以在水面保持平衡。0026潜水泵3通过输水管4与干管2连接。干管2上固定有多个浮筒6。0027潜水泵3通过动力电缆12连接清洁能源和市电联合供电装置。
15、的输出端，清洁能源和市电联合供电装置为风电、太阳能和市电联合供电装置，此为已知技术。0028清洁能源和市电联合供电装置包括光伏板7、风力发电机8、充电控制器10和时间控制器13。0029光伏板7的输出端和充电控制器10的第一输入端通过第一电缆9连接，风力发电机8的输出端和充电控制器10的第二输入端通过第二电缆16连接。0030充电控制器10的输出端连接蓄电池11的输入端。蓄电池11的输出端和时间控制器13的输入端连接。蓄电池11的电压信号输出端连接充电控制器10的电压信号输入说明书CN104117442A3/5页6端。时间控制器13的输出端为清洁能源和市电联合供电装置的输出端。0031充电控制。
16、器10的第三输入端连接市电14（220V交流）。0032干管2上固定有多个固定索缆5，固定索缆5用于拴在水工建筑物的固定点上。0033所述的充电控制器10型号为LK50，时间控制器13型号为MQ7，蓄电池11型号为LMWH1000。0034干管2的轴线为水平设置。0035所述的五十个第一喷头1的轴线和五十个第二喷头17的轴线均位于一条水平直线上，所述的水平直线位于干管2的轴线上方，并与干管2的轴线位于一竖直面内。0036输水管4与干管2的中部连接。干管2的两端封闭，使得水从输水管4经干管2后从一百个喷头沿与水面相平行的方向，即水平方向喷出。0037多个浮筒6固定在干管2上，保证五十个第一喷头1。
17、和五十个第二喷头17始终位于水面以下，五十个第一喷头口上边缘和五十个第二喷头口上边缘均距离水面1CM。清洁能源和市电联合供电装置设置在水面上方。0038本实施例以破冰面积为100M长05M宽为例，潜水泵3功率仅为10KW，节能效果显著。0039其工作原理为光伏板7、风力发电机8和市电14通过充电控制器10给蓄电池11供电。充电控制器10的作用是控制光伏板7、风力发电机8和市电14给蓄电池11供电的顺序，只有当光伏板7和风力发电机8不供电，且蓄电池11电压低于115V时，才开启市电14供电。0040蓄电池11通过时间控制器13给潜水泵3供电。时间控制器13的作用是设置使潜水泵3开启和停止的交替工。
18、作时间，例如设置停止10分钟，工作5分钟，如此交替进行，达到节能的目的。0041潜水泵3工作时，温度高的深层水通过输水管4进入干管2，并经一百个喷头射出，这样使水面产生扰动区域从而达到防止水面结冰的目的。0042干管2的轴线、五十个第一喷头1的轴线和五十个第二喷头17的轴线均与坝轴线相平行。0043实施例2实施例2与实施例1基本相同，其不同之处在于输水管4与干管2的一端连接，干管2的另一端封闭。0044五十个第一喷头1的轴线与干管2的轴线所成锐角均为45。0045五十个第一喷头1的轴线与水面所成锐角均为45。0046五十个第一喷头1的轴线同时与各自对应的第一喷头入口处的水平面所成锐角均45，位。
19、于第一喷头入口处的水平面上方。0047五十个第二喷头17的轴线与干管2的轴线所成锐角均为45。0048五十个第二喷头17的轴线与水面所成锐角均为45。0049五十个第二喷头17的轴线同时与各自对应的第二喷头入口处的水平面所成锐角均45，位于第二喷头入口处的水平面上方。0050五十个第一喷头1的轴线、五十个第二喷头17的轴线和干管2的轴线均位于一竖直面内。说明书CN104117442A4/5页70051五十个第一喷头1和五十个第二喷头17以喷头口朝向干管2中部设置，如图2所示。0052五十个第一喷头1和五十个第二喷头17始终位于水面以下，五十个第一喷头口上边缘和五十个第二喷头口上边缘均距离水面5。
20、0CM。0053本实施例以破冰面积为100M长08M宽为例，潜水泵功率仅为16KW，节能效果显著。0054实施例3实施例3与实施例2基本相同，其不同之处在于第一喷头1的轴线以实施例2中所述的第一喷头入口处的水平面对称设置。0055第一喷头1的轴线与所述的第一喷头入口处的水平面夹角A为45，位于第一喷头入口处的水平面下方。0056第二喷头17的轴线以实施例2中所述的第二喷头入口处的水平面对称设置。0057第二喷头17的轴线与所述的第二喷头入口处的水平面夹角C为45，位于第二喷头入口处的水平面下方。0058如图3所示。0059五十个第一喷头1的轴线、五十个第二喷头17的轴线和干管2的轴线均位于一竖。
21、直面内。0060五十个第一喷头口上边缘和五十个第二喷头口上边缘均距离水面10CM。0061本实施例以破冰面积为100M长1M宽为例，潜水泵3功率仅为20KW，节能效果显著。0062实施例4实施例4与实施例2基本相同，其不同之处在于五十个第一喷头1的轴线与干管2的轴线所成的异面直线的夹角为45。0063五十个第一喷头1的轴线与水面所成锐角均为45。0064五十个第一喷头1的轴线同时与各自对应的第一喷头入口处的水平面所成锐角均45，位于第一喷头入口处的水平面上方。0065五十个第二喷头17的轴线与干管2的轴线所成的异面直线的夹角均为45。0066五十个第二喷头17的轴线与水面所成锐角均为45。00。
22、67五十个第二喷头17的轴线同时与各自对应的第二喷头入口处的水平面所成锐角均45，位于第二喷头入口处的水平面上方。0068五十个第一喷头1的轴线和五十个第二喷头17的轴线均位于一竖直面内。0069五十个第一喷头1和五十个第二喷头17间隔设置。如图4中实线所示。0070五十个第一喷头入口处的水平面、五十个第二喷头入口处的水平面和干管2轴线所在的水平面为同一水平面。0071实施例5实施例5与实施例4基本相同，其不同之处在于第一喷头1的轴线以实施例4中所述的第一喷头入口处的水平面对称设置。0072第一喷头1的轴线与干管2轴线所在的水平面所成的夹角D为45，位于第一喷头入口处的水平面下方。说明书CN1。
23、04117442A5/5页80073第二喷头17的轴线以实施例4中所述的第二喷头入口处的水平面对称设置。0074第二喷头17的轴线与干管2轴线所在的水平面所成的夹角B为45。如图4中虚线所示。0075综上所述本装置的干管2、潜水泵3、输水管4及多个喷头均布置在水闸等水工建（构）筑物迎水侧，并由多个浮筒托举，放置在水面以下一定深度处。由风力发电机8和光伏板7产生的电能通过动力电缆12供给位于水下深处的潜水泵3，通过驱动潜水泵3将温度高的深层水（水温高于0）输送到射流干管中，并由多个喷头沿水平或与各自对应的喷头入口处的水平面成45至45的夹角方向喷出。0076当前竖向射流的潜水泵法破冰面积为100M长（05M1M）宽，所需功率为15KW30KW，而相同破冰面积所需本装置中的潜水泵3功率仅为1020KW，节能效果显著。说明书CN104117442A1/3页9图1图2说明书附图CN104117442A2/3页10图3图4说明书附图CN104117442A103/3页11图5说明书附图CN104117442A11。