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原文传递内凹式异型消力池

专利名称：	内凹式异型消力池
摘要：	本发明公开了一种内凹式异型消力池，属于水利水电工程中的泄洪消能技术领域，解决现有消力池消能不充分的问题，采用的技术方案是：内凹式异型消力池，消力池四侧的边墙分别为上游侧的上边墙、下游侧的下边墙、左岸侧的左边墙和右岸侧的右边墙，上边墙的顶部为差动式挑坎，上边墙、左边墙和右边墙均设置至少一级分别凸向上游方向、左岸方向和右岸方向的A型凹槽，下边墙的顶部设置沿水流方向倾斜向上的出水斜面，下边墙还设置至少一级凸向下游方向的B型凹槽，消力池的底板的落水区设置至少一级C型凹槽。本发明削弱了消力池内水流能量，降低了底板脉动压力和临底流速，减轻了水流的淘刷作用，消除了出池水流二次水跃及不均匀横向折冲水流等现象。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	四川;51
申请人：	中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司
发明人：	杨姣;袁琼;杨玉朋;何冰;王皓
专利状态：	有效
申请日期：	2023-09-20T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-07T00:00:00+0800
申请号：	CN202311221906.1
公开号：	CN117005373A
代理机构：	成都虹桥专利事务所(普通合伙)
代理人：	杨长青
分类号：	E02B8/06;E;E02;E02B;E02B8;E02B8/06
申请人地址：	610072 四川省成都市青羊区浣花北路1号
主权项：	1.内凹式异型消力池，消力池四侧的边墙分别为上游侧的上边墙、下游侧的下边墙、左岸侧的左边墙(1)和右岸侧的右边墙(2)，其特征在于：上边墙的顶部为挑坎(3)，挑坎(3)为差动式挑坎，挑坎(3)沿水流方向依次为水平段和弧线段，水平段与弧线段相切；上边墙、左边墙(1)和右边墙(2)均设置至少一级分别凸向上游方向、左岸方向和右岸方向的A型凹槽(4)，上边墙、左边墙(1)和右边墙(2)的A型凹槽(4)数量相等且一一对应，A型凹槽(4)的中心线水平，A型凹槽(4)的两端分别延伸至边墙的端部，A型凹槽(4)的三个面自上而下分别为上侧面、底面和下侧面，上侧面与底面形成的二面角为钝角，上侧面与底面的交线水平，底面竖直，下侧面水平，在垂直A型凹槽(4)的中心线的竖向截面上，上侧面在水平面的投影比下侧面在水平面的投影短；位置最高的A型凹槽(4)的上侧面与挑坎(3)末端之间通过竖直的过渡面衔接，位置最低的A型凹槽(4)的下侧面为消力池的底板(5)或C型凹槽(8)的底面，A型凹槽(4)为两级或更多级时，相邻两级A型凹槽(4)之间通过竖直的过渡面衔接；下边墙的顶部设置沿水流方向倾斜向上的出水斜面(6)，下边墙还设置至少一级凸向下游方向的B型凹槽(7)，B型凹槽(7)的中心线水平，B型凹槽(7)的两端分别伸至边墙的端部，B型凹槽(7)的三个面自上而下分别为上侧面、底面和下侧面，上侧面与底面形成的二面角为钝角，上侧面与底面的交线水平，底面竖直，底面与下侧面形成的二面角为钝角，底面与下侧面的交线水平，位置最高的B型凹槽(7)的上侧面与出水斜面(6)之间通过竖直的过渡面衔接，位置最低的B型凹槽(7)的下侧面与消力池的底板(5)形成的二面角为钝角，B型凹槽(7)为两级或更多级时，相邻两级B型凹槽(7)之间通过竖直的过渡面衔接；消力池的底板(5)的落水区设置至少一级C型凹槽(8)，C型凹槽(8)的中心线水平并且分别指向左岸方向和右岸方向，C型凹槽(8)的两端分别延伸至左边墙(1)和右边墙(2)，C型凹槽(8)的两个侧面均竖直，C型凹槽(8)的底面水平，C型凹槽(8)为两级或更多级时，各级C型凹槽(8)整体呈台阶状，并且各级C型凹槽(8)相对消力池的底板(5)的深度沿上游到下游方向的逐步增加。 2.如权利要求1所述的内凹式异型消力池，其特征在于：挑坎(3)的挑角α为30°～45°，弧线段的半径R≥Rmin，挑坎(3)的水平段沿水流方向的长度L1＝(0.3～0.4)R，其中：v1为进入挑坎(3)的水流的流速，/>q为进入挑坎(3)的水流的单宽流量，g为重力加速度。 3.如权利要求1所述的内凹式异型消力池，其特征在于：上边墙、左边墙(1)和右边墙(2)均设置至少两级A型凹槽(4)，位于上边墙、左边墙(1)和右边墙(2)的各个过渡面的高度相等，各级A型凹槽(4)的上侧面与底面形成的二面角相等，各级A型凹槽(4)的底面的高度相等。 4.如权利要求3所述的内凹式异型消力池，其特征在于：位于上边墙、左边墙(1)和右边墙(2)的过渡面的高度h1为A型凹槽(4)底面的高度h2的1/4～1/3，A型凹槽(4)的上侧面与底面形成的二面角β为115°～130°，位置最高的A型凹槽(4)的下侧面在垂直A型凹槽(4)的中心线的竖向截面上的距离d1为4/3Rsinα，R为挑坎(3)的弧线段的半径，α为挑坎(3)的挑角；位于上边墙且位置最低的A型凹槽(4)的下侧面在垂直A型凹槽(4)的中心线的竖向截面上的距离d2为消力池长度L的1/3，消力池长度L为消力池的底板(5)沿上游到下游方向的距离。 5.如权利要求1～4任一项所述的内凹式异型消力池，其特征在于：在垂直B型凹槽(7)的中心线的竖向截面上，同一级B型凹槽(7)的上侧面在水平面的投影比下侧面在水平面的投影短，位置最高的B型凹槽(7)的上侧面对应的线段与出水斜面(6)对应的线段轴对称布置，对称轴经过位于下边墙且位置最高的过渡面对应的线段的中点，并且对称轴水平。 6.如权利要求5所述的内凹式异型消力池，其特征在于：位于下边墙且位置最高的过渡面的高度h3与B型凹槽(7)的底面的高度h4相等，位置最低的B型凹槽(7)的下侧面与消力池的底板(5)形成的二面角γ为135°～180°。 7.如权利要求5所述的内凹式异型消力池，其特征在于：B型凹槽(7)为一级，B型凹槽(7)的下侧面的高度h5为消力池深度H的1/3，消力池深度H为消力池的底板(5)与挑坎(3)的水平段之间的高差。 8.如权利要求1～4任一项所述的内凹式异型消力池，其特征在于：C型凹槽(8)的至少两级，各级C型凹槽(8)呈台阶状，各级台阶的踏步高度相等，各级台阶的踏步宽度相等。 9.如权利要求8所述的内凹式异型消力池，其特征在于：各级台阶的踏步高度h6为消力池深度H的1/6～1/4，消力池深度H为消力池的底板(5)与挑坎(3)的水平段之间的高差。 10.如权利要求8所述的内凹式异型消力池，其特征在于：各级台阶的踏步宽度d3之和为消力池长度L的1/3。
所属类别：	发明专利