[發明專利]一種旋流豎井用的渦室導流坎

有效

• 申請號: 202010082886.4
• 申請日: 2020-02-07
• 公開（公告）號: CN111119138B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: 袁浩;劉文;王召兵;陳亮;張曉明;李霞;張緒進;彭永勤;何進朝;謝春航;刁偉;徐啟航
• 申請（專利權）人: 重慶交通大學;重慶西科水運工程咨詢中心
• 主分類號: E02B8/06
• 分類號: E02B8/06
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 萬霞

本發明公開了一種旋流豎井用的渦室導流坎，所述渦室導流坎設于上平段出口一側的渦室壁面上，渦室導流坎包括沿渦室內水流旋轉方向的導流弧面和位于水流進渦室方向的銜接面，并且在水流方向上導流弧面和銜接面相交；沿渦室內水流旋轉方向，所述導流弧面與渦室壁面平滑過渡銜接；沿水流進渦室方向，銜接平面與設于對應的上平段側壁位于同一平面，所述銜接面為弧面，從而形成銜接弧面，沿水流進渦室方向，銜接弧面與設于對應的上平段側壁平滑過渡銜接。采用上述渦室導流坎，縮小了銜接面和導流弧面兩者的夾角，實現了上平段進入渦室水流與繞渦室旋轉一圈的水流平順的銜接，避免出現上平段入渦位置封洞的不利現象，也避免了出現嗆水現象。

技術領域

本發明屬于水利水電工程中泄洪消能技術領域，具體涉及一種旋流豎井用的渦室導流坎。

背景技術

旋流豎井泄洪洞由于其修建難度較低、布置靈活以及消能效果突出等優勢，越來越受到水利水電工程界的關注。尤其是隨著當前我國正處于水電建設事業的井噴式發展階段，許多高水頭、大流量、深峽谷的高壩大庫正在建設或者處于規劃階段，在常規泄水建筑物無法良好地實現泄洪消能的情況下，旋流豎井作為一種新興發展的泄洪消能建筑物不失為一種良好的選擇。

現有旋流豎井泄洪系統如圖1所示，該旋流豎井泄洪系統由閘室1、上平段2、渦室4、收縮段5、豎井直段6、壓坡段7以及設于壓坡段7后的泄水段8組成，并在渦室4內設有渦室導流坎3，從上平段進入渦室內的流態圖如圖2所示，其渦室導流坎3的立體圖及其A-A剖面圖分別如圖3和圖4所示，所述渦室導流坎3設于渦室壁面33上，所述渦室導流坎包括沿渦室內水流旋轉方向的導流弧面31和水流進渦室方向的銜接面32，所述銜接面32為平面，并且在水流方向上導流弧面31和銜接面32相交成一直線，所述直線豎直設置，沿渦室內水流旋轉方向，所述導流弧面與渦室壁面33平滑過渡銜接；沿水流進渦室方向，銜接平面與對應的上平段側壁位于同一平面，渦室導流坎的銜接平面和導流弧面的豎直投影分別為一條直線和一條弧線。在渦室內設置渦室導流坎用于調整繞旋流豎井一圈后的水流的方向，從而避免其與上平段進入渦室的水流發生過強的碰撞。

然而，現有旋流豎井上平段末端與渦室通過渦室導流坎一小段銜接平面進行銜接，導流弧面與銜接平面二者交角依然相對較大，從而使上平段水流與繞渦室旋轉一周后的水流發生大交角的碰撞，使部分水流直接跌落井底，嚴重時甚至封堵渦腔，無法保證渦腔持續穩定貫通的通氣，嚴重時出現嗆水現象；并且導流弧面與銜接平面二者較大的交角還可能會使入渦處的洞頂被碰撞產生的水花封堵，無法保證上平段對渦腔的補氣。

發明內容

針對現有技術存在的上述不足，本發明的目的就在于提供一種旋流豎井用的渦室導流坎，該渦室導流坎能使上平段水流與繞渦室旋轉一圈的水流平順的銜接，避免出現上平段入渦位置封洞的不利現象，也避免出現渦腔嗆水現象。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種旋流豎井用的渦室導流坎，所述渦室導流坎設于上平段出口一側的渦室壁面上，所述渦室導流坎包括沿渦室內水流旋轉方向的導流弧面和位于水流進渦室方向的銜接面，并且在水流方向上導流弧面和銜接面相交；沿渦室內水流旋轉方向，所述導流弧面與渦室壁面平滑過渡銜接；所述銜接面為弧面，從而形成銜接弧面，沿水流進渦室方向，銜接弧面與設于對應的上平段側壁平滑過渡銜接。

進一步地，在豎直方向上，所述銜接弧面遠端距離對應上平段側壁的距離從上到下逐漸減小，所述導流弧面距離對應的渦室壁面的距離逐漸減小，從而形成從上到下逐漸變小的渦室導流坎。

進一步地，所述銜接弧面遠端距離對應上平段側壁的距離從上到下呈曲線型逐漸減小，從而在水流方向上導流弧面和銜接弧面相交成一曲線。

進一步地，位于銜接弧面底部的遠端距對應上平端側壁的距離為位于銜接弧面頂部的遠端距對應上平端側壁的距離的0~0.9倍。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：