[发明专利]一种采用气水喷头的防冰冻装置

说明书

技术领域

本发明属于水利工程防冰冻装置领域，特别涉及一种采用气水喷头的防冰冻装置，适用于水工建（构）筑物迎水侧冬季防冰冻，尤其是适合闸门前防止水面结冰。

背景技术

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。

为解决上述问题，本发明在目前射水流的潜水泵法和射气流的压缩空气法的基础上，提出了一种由普通风机喷射水平气流同时由吸水管将深层温度较高的水（水温高于0℃）吸到水平喷头处，形成气-水混合物从喷头喷出，引起水面扰动，另外，利用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。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用气水喷头的防冰冻装置，喷头和吸水管共同作用，喷出气水流，在水面形成扰动，防止装置周围水面结冰。

采用的技术方案是：

一种采用气水喷头的防冰冻装置，包括多个第一气水喷头、多个第二气水喷头、干管和风机。

其技术要点在于：

第一气水喷头包括第一喷头和第一吸水管。第一吸水管的出水端口与第一喷头内的流体通道相连通。

第二气水喷头包括第二喷头和第二吸水管。第二吸水管的出水端口与第二喷头内的流体通道相连通。

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。

风机通过供气管与干管连接。干管上固定有多个浮筒。

风机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。

多个第一气水喷头和多个第二气水喷头的数量相等，第一气水喷头和第二气水喷头结构相同。

当干管的轴线为水平设置，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。

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）。

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，定义为正角，位于以下的定义为负角（-45°角）。

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°角方至上方45°角的区域内，即-45°角至45°角。

多个浮筒固定在干管上，保证喷头口上边缘始终位于水面以下，距水面1cm-50cm。

本装置的干管、气水喷头布置在闸门等水工建（构）筑物迎水侧，并由浮筒托举，放置在水面以下一定深度处。由风力发电和光伏板产生的电能通过动力电缆供给风机，把气流送往供气管和干管，并在喷头处与吸水管吸入的深层水（水温高于0℃）混合形成气水流喷出。扰动的水面和深层高温水的作用，能够有效防止装置周围水面结冰。

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。起到了绿色环保、低碳节能的目的。

当前常用的空气压缩机破冰装置，其破冰面积为100m长×（0.5m~1m）宽，所需功率为20kW，而相同破冰面积所需本装置中的风机功率仅为1.0kW~2.0kW，节能效果显著。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明实施例2的结构示意图。

图3为本发明实施例3的结构示意图。

图4为本发明实施例4和实施例5的结构示意图。

图5为实施例4实线部分的侧视图。