本发明专利技术公开了一种水利水电领域，尤其是一种消能泄洪装置。本发明专利技术提供了一种消能过程更加平缓的消能泄洪装置，包括泄洪洞，还包括中心轴和螺旋流道，所述中心轴设置在泄洪洞的轴线处，所述螺旋流道以中心轴为轴线设置，所述螺旋流道的进口与所述泄洪洞的进口相连通，所述螺旋流道的出口与所述泄洪洞的出口相连通。当水流进入到本结构后，其沿螺旋流道螺旋运动，最终达到本结构底部，由于螺旋流道的流道较长，弯道多，使得水流受到长时间的摩擦力作用，并且水流会与螺旋流道碰撞，由此将重力势能大量转化为热能，从而达到消能的作用。
【技术实现步骤摘要】
消能泄洪装置
本专利技术涉及水利水电领域，尤其是一种消能泄洪装置。
技术介绍
在水利建设中，通常都会用到泄洪结构，在泄洪过程中，由于高度差的问题，水会冲击下层地面，在长期使用中使得下层的地面会受到严重的损坏。鉴于这种问题，目前设计了消能泄洪装置，使得水在下落过程中受摩擦和相互碰撞以消耗水的重力势能和动能，减少水对地面的冲击。如在专利号为200820029327.1，【公开日】为2009年4月I日的中国专利《水平旋流消能泄洪洞》中，其在过流竖井的底部设置有起旋洞，水流经过流竖井进入起旋室以使水流产生旋流，旋流水流进入到旋流洞段进行消能，然后再经过水垫塘段消能和调整后，水流进入退水洞，时水流比较平稳地排入下游原河床。上述泄洪洞虽然能够实现消能，但是在实际使用中，由于水在流竖井中下落时没有受到任何的消能，因此其将以较大的速度冲击到起旋洞中，长期使用将使起旋洞表面破坏，失去起旋的作用。而且上述泄洪洞需要较长的旋流洞段、水垫塘段和退水洞才能完全的实现消能，这必须要较长的距离才能实现。这使得施工成本增加。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种消能过程更加平缓的消能泄洪装置。本专利技术解决其技术问题所采用的消能泄洪装置，包括泄洪洞，还包括中心轴和螺旋流道，所述中心轴设置在泄洪洞的轴线处，所述螺旋流道以中心轴为轴线设置，所述螺旋流道的进口与所述泄洪洞的进口相连通，所述螺旋流道的出口与所述泄洪洞的出口相连通。进一步的是，所述螺旋流道的流道表面呈台阶状。进一步的是，所述螺旋流道的流道表面呈波浪形。进一步的是，所述螺旋流道的流道表面上设置有挡块，所述挡块沿螺旋流道的水流方向间隔设置。进一步的是，所述中心轴为空心管道，中心轴与大气相连通，在中心轴的壁上设置有使螺旋流道和大气相通的通气结构。进一步的是，所述通气结构为通气孔，该通气孔沿中心轴的壁按螺旋方式进行排列布设。进一步的是，所述螺旋流道两侧分别密封连接在中心轴和泄洪洞内壁上。本专利技术的有益效果是:当水流进入到本装置后，其沿螺旋流道螺旋运动，最终达到本装置底部，由于螺旋流道的流道较长，弯道多，使得水流受到长时间的摩擦力作用，并且水流会与螺旋流道碰撞，由此将重力势能大量转化消耗，从而达到消能的作用。在上述过程中，消能是持续不断的，从水流进入到本装置就会受到消能作用，这使得能量的转化较为平缓，使得整个装置受到的冲击较小，提高了使用寿命。同时，由于水流本身进过了较长的行程，因此在下游不必再设置较长的旋流洞段、水垫塘段和退水洞，直接就可以排入到原河道，这样极大的节约了施工成本。中心轴还可以设置为通气管，使得水流在流动中掺入空气，加大水流的紊流，从而使得水流自身的碰撞和摩擦增加，更好的进行消能。【附图说明】图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术的透视图；图中零部件、部位及编号:泄洪洞1、中心轴2、螺旋流道3、通气孔4。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术作进一步说明。如图1和图2所示，本专利技术包括泄洪洞1，还包括中心轴2和螺旋流道3，所述中心轴2设置在泄洪洞I的轴线处，所述螺旋流道3以中心轴2为轴线设置，所述螺旋流道3的进口与所述泄洪洞I的进口相连通，所述螺旋流道3的出口与所述泄洪洞I的出口相连通。螺旋流道3整体为螺旋形，螺旋流道3的流道表面可以设置为不同的形状，例如波浪形、平面和台阶状，也可以在流道表面上沿流向均匀设置挡块。上述结构可以根据不同的情况进行设置，例如在落差较小的情况下，直接采用平面即可。在落差较大，或者水流总能量较大时，则推荐采用台阶状、波浪形或者设置挡块。下面将介绍这三种形式的特点:对于台阶状的螺旋流道3，如图1所示；水流从泄洪洞I的进口进入到螺旋流道3上，然后沿着各级台阶逐渐向下流动，水流在流向下一级台阶时，其下落撞击在下一级台阶上，从而将动能转化为了摩擦的热能，从而实现消能，如此，在经过所有的台阶后，这种消能得到累加，从而转化了绝大部分水流的能量，达到了良好的消能效果。同时，水流不停的螺旋转向，增加了其与泄洪洞I的接触摩擦，更好的实现了消能。对于波浪状的螺旋流道3 ;水流沿波浪形的表面向下流动,其水流随着波浪的表面起伏，延长了水流的路程，使得水流受到更长时间的摩擦力作用，从而有效的消耗水流能量。同时，表面的波谷处会汇集水，从波峰留下的水会与波谷处聚集的水碰撞，也能消耗一部分能量。同时，水流不停的螺旋转向，增加了其与泄洪洞I的接触摩擦，更好的实现了消倉泛。对于设置挡块的螺旋流道3 ;挡块沿螺旋流道3均匀布设，在水流经过时，挡块使水流汇集，形成多级台阶的水坑组，水流从上一级水坑流下时，会与下一级水坑碰撞，从而有效的消耗水流的能量。同时，水流不停的螺旋转向，增加了其与泄洪洞I的接触摩擦，更好的实现了消能。为了更好的消耗水流的能量，如图1所示，所述中心轴2为空心管道，中心轴2的一端与大气相连通，在中心轴2的壁上设置有使螺旋流道3和大气相通的通气结构。通气结构一般设置为通气孔4即可，该通气孔4沿中心轴2的壁按螺旋方式进行排列布设，通气孔4应高于螺旋流道3内的水面。中心轴2的上端与大气相连通，下端与泄洪洞I的出口相连通，这样设置的好处在于即使有少量水从通气孔4中进入到中心轴2，也能从下端排出。在水流的螺旋流动过程中，会使泄洪洞I的中心形成负压，此时便会有大量空气进入，使得水流中夹杂大量的气体，加大水流的紊流，增加了水流的相互碰撞和摩擦，有效的提高了消能的效果。通气结构使得中心轴2 —举两用，无需增加结构，在保证成本的基础上还能获得更好的消能作用。通气结构也可以采用连通管实现，连通管一端在中心轴2内，另一端在螺旋流道3内，在中心轴2的一端为进气端，在螺旋流道3的一端为出气端。连通管需设置多个，可以按照螺旋布设在中心轴2壁上。进气端可以设置为高于出气端，这样可以减少水从连通管中漏出。通气孔4也可以设置为斜孔，在中心轴2内壁的一端高于在外壁的一端。具体的，如图1所示，所述螺旋流道3两侧分别密封连接在中心轴2和泄洪洞I内壁上。此时，螺旋流道3的两个侧壁即是泄洪洞I内壁和中心轴2，这样使得三者更加紧凑，利用效率也更高。当然，也可将螺旋流道3做出单独的流道，即其自带两个侧壁，仅通过支架连接在中心轴2。上述结构均可以采用钢结构制成，其具有以下优势，并不需要太多的空间和距离就能实现消能，消能的过程较为平缓，使得消能泄洪装置本身的使用寿命得以提高。并且该消能泄洪装置可以直接在工厂进行加工，然后到现场进行安装，这减少了现场的施工量。本文档来自技高网...
【技术保护点】
消能泄洪装置，包括泄洪洞（1），其特征在于：还包括中心轴（2）和螺旋流道（3），所述中心轴（2）设置在泄洪洞（1）的轴线处，所述螺旋流道（3）以中心轴（2）为轴线设置，所述螺旋流道（3）的进口与所述泄洪洞（1）的进口相连通，所述螺旋流道（3）的出口与所述泄洪洞（1）的出口相连通。
【技术特征摘要】
1.消能泄洪装置，包括泄洪洞(1)，其特征在于:还包括中心轴(2)和螺旋流道(3)，所述中心轴(2)设置在泄洪洞(I)的轴线处，所述螺旋流道(3)以中心轴(2)为轴线设置，所述螺旋流道(3 )的进口与所述泄洪洞(I)的进口相连通，所述螺旋流道(3 )的出口与所述泄洪洞(I)的出口相连通。2.如权利要求1所述的消能泄洪装置，其特征在于:所述螺旋流道(3)的流道表面呈台阶状。3.如权利要求1所述的消能泄洪装置，其特征在于:所述螺旋流道(3)的流道表面呈波浪形。4.如权利要求1所述的消能泄洪装置，其特征在于:所述螺旋流道...
【专利技术属性】
技术研发人员：张胤，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：
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