一種采用氣水噴頭的防冰凍裝置制造方法
【專利摘要】一種采用氣水噴頭的防冰凍裝置，包括多個第一氣水噴頭和多個第二氣水噴頭。第一氣水噴頭包括第一噴頭和第一吸水管。第一吸水管的出水端口與第一噴頭內(nèi)的流體通道相連通。第二氣水噴頭結(jié)構(gòu)相同。第一噴頭和第二噴頭均裝設(shè)在干管上，風(fēng)機通過供氣管與干管連接。干管上有浮筒。風(fēng)機通過動力電纜連接清潔能源和市電聯(lián)合供電裝置的輸出端。當(dāng)干管的軸線為水平設(shè)置，多個第一噴頭入口處的水平面位于干管的軸線所在的水平面及干管的軸線所在的水平面以上的區(qū)域。第一噴頭的軸線位于第一噴頭入口處的水平面下方45°角至上方45°角的區(qū)域內(nèi)，第二氣水噴頭一側(cè)相同?？梢栽诒狈降貐^(qū)閘門等水工建筑物的上游側(cè)形成不結(jié)冰區(qū)，設(shè)備維護方便。
【專利說明】一種采用氣水噴頭的防冰凍裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于水利工程防冰凍裝置領(lǐng)域，特別涉及一種采用氣水噴頭的防冰凍裝置，適用于水工建(構(gòu))筑物迎水側(cè)冬季防冰凍，尤其是適合閘門前防止水面結(jié)冰。

【背景技術(shù)】
[0002]在北方水工建(構(gòu))筑物迎水側(cè)，每年冬季都會承受冰凍作用，反復(fù)凍融循環(huán)將會導(dǎo)致?lián)跛娼?構(gòu))筑物發(fā)生混凝土凍融剝蝕、護砌塊石松動等破壞，降低了建(構(gòu))筑物的耐久性。對于閘門部位，由于冰蓋膨脹引起的靜冰壓力會使閘門產(chǎn)生變形、抬起，甚至產(chǎn)生結(jié)構(gòu)破壞，造成閘門無法正常啟閉、止水失效等后果。當(dāng)前常用的防冰凍措施，如壓縮空氣法、潛水泵法、熱管防凍法和人工開槽破冰法等，普遍存在著能耗大、作業(yè)危險和運行期維修困難等諸多問題。
[0003]為解決上述問題，本實用新型在目前射水流的潛水泵法和射氣流的壓縮空氣法的基礎(chǔ)上，提出了一種由普通風(fēng)機噴射水平氣流同時由吸水管將深層溫度較高的水(水溫高于o°c)吸到水平噴頭處，形成氣-水混合物從噴頭噴出，引起水面擾動，另外，利用作業(yè)區(qū)太陽能和風(fēng)能發(fā)電滿足裝置安全可靠運行的清潔能源的防冰凍裝置。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的是提供一種采用氣水噴頭的防冰凍裝置，噴頭和吸水管共同作用，噴出氣水流，在水面形成擾動，防止裝置周圍水面結(jié)冰。
[0005]采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種采用氣水噴頭的防冰凍裝置，包括多個第一氣水噴頭、多個第二氣水噴頭、干管和風(fēng)機。
[0007]其技術(shù)要點在于:
[0008]第一氣水噴頭包括第一噴頭和第一吸水管。第一吸水管的出水端口與第一噴頭內(nèi)的流體通道相連通。
[0009]第二氣水噴頭包括第二噴頭和第二吸水管。第二吸水管的出水端口與第二噴頭內(nèi)的流體通道相連通。
[0010]多個第一噴頭和多個第二噴頭均裝設(shè)在干管上，每個第一噴頭通過對應(yīng)的第一連接管與干管相連通，每個第二噴頭通過對應(yīng)的第二連接管與干管相連通，第一噴頭口和第二噴頭口相對設(shè)置，或者第一噴頭口和第二噴頭口相背設(shè)置。
[0011]風(fēng)機通過供氣管與干管連接。干管上固定有多個浮筒。
[0012]風(fēng)機通過動力電纜連接清潔能源和市電聯(lián)合供電裝置的輸出端。
[0013]多個第一氣水噴頭和多個第二氣水噴頭的數(shù)量相等，第一氣水噴頭和第二氣水噴頭結(jié)構(gòu)相同。
[0014]當(dāng)干管的軸線為水平設(shè)置，多個第一噴頭入口處的水平面位于干管的軸線所在的水平面及干管的軸線所在的水平面以上的區(qū)域。多個第二噴頭入口處的水平面位于干管的軸線所在的水平面及干管的軸線所在的水平面以上的區(qū)域。第一噴頭的軸線位于第一噴頭入口處的水平面下方45°角至上方45°角的區(qū)域內(nèi)，第二噴頭的軸線位于第二噴頭入口處的水平面下方45°角方至上方45°角的區(qū)域內(nèi)。
[0015]本技術(shù)方案中第一噴頭的軸線與第一噴頭入口處的水平面所成的夾角，位于第一噴頭入口處的水平面以上的45°角，定義為正角，以下的定義為負角(-45°角)。
[0016]本技術(shù)方案中第二噴頭的軸線與第二噴頭入口處的水平面所成的夾角，位于第二噴頭入口處的水平面以上的45°角，定義為正角，位于以下的定義為負角(-45°角)。
[0017]第一噴頭的軸線位于第一噴頭入口處的水平面下方45°角至上方45°角的區(qū)域內(nèi)，即-45°角至45°角。第二噴頭的軸線位于第二噴頭入口處的水平面下方45°角方至上方45°角的區(qū)域內(nèi)，即-45°角至45°角。
[0018]多個浮筒固定在干管上，保證噴頭口上邊緣始終位于水面以下，距水面lcm-50cm。
[0019]本裝置的干管、氣水噴頭布置在閘門等水工建(構(gòu))筑物迎水側(cè)，并由浮筒托舉，放置在水面以下一定深度處。由風(fēng)力發(fā)電和光伏板產(chǎn)生的電能通過動力電纜供給風(fēng)機，把氣流送往供氣管和干管，并在噴頭處與吸水管吸入的深層水(水溫高于0°c )混合形成氣水流噴出。擾動的水面和深層高溫水的作用，能夠有效防止裝置周圍水面結(jié)冰。
[0020]其優(yōu)點在于:
[0021]可以在北方地區(qū)閘門等水工建(構(gòu))筑物的上游側(cè)形成不結(jié)冰區(qū)，避免了冬季水面結(jié)冰對閘門等水工建(構(gòu))筑物的直接破壞作用，從而達到防冰凍的目的，破冰效果明顯，設(shè)備維護方便，并有效利用清潔能源可以滿足裝置正常運行。起到了綠色環(huán)保、低碳節(jié)能的目的。
[0022]當(dāng)前常用的空氣壓縮機破冰裝置，其破冰面積為10m長X (0.5nTlm)寬，所需功率為20kW，而相同破冰面積所需本裝置中的風(fēng)機功率僅為1.0kff^2.0kW，節(jié)能效果顯著。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖2為本實用新型實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖3為本實用新型實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖4為本實用新型實施例4和實施例5的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖5為實施例4實線部分的側(cè)視圖。

【具體實施方式】
[0028]實施例1
[0029]一種采用氣水噴頭的防冰凍裝置，包括五十個第一氣水噴頭、五十個第二氣水噴頭、干管2和風(fēng)機3。第一氣水噴頭I和第二氣水噴頭17的結(jié)構(gòu)相同。
[0030]第一氣水噴頭包括第一噴頭I和第一吸水管6。第一吸水管6的出水端口與第一噴頭I內(nèi)的流體通道相連通。
[0031]第二氣水噴頭包括第二噴頭16和第二吸水管。第二吸水管的出水端口與第二噴頭16內(nèi)的流體通道相連通。
[0032]五十個第一噴頭I和五十個第二噴頭16均裝設(shè)在干管2上，五十個第一噴頭I和五十個第二噴頭16的軸線均與干管2的軸線相互平行。每個第一噴頭I通過對應(yīng)的第一連接管18與干管2相連通，每個第二噴頭16通過對應(yīng)的第二連接管與干管2相連通。所述的第一噴頭I和第二噴頭16均為已知技術(shù)，故不重復(fù)敘述。
[0033]五十個第一噴頭I位于干管2的一側(cè)，五十個第一噴頭口均朝向干管2的中部。
[0034]五十個第二噴頭16位于干管2的另一側(cè)，五十個第二噴頭口均朝向干管2的中部。
[0035]第一噴頭I的噴氣水方向和第二噴頭16的噴氣水方向相對，相互之間形成的后退力抵消，干管2可以在水面保持平衡。
[0036]風(fēng)機3通過供氣管4與干管2連接。干管2上固定有多個浮筒6。
[0037]風(fēng)機3通過動力電纜12連接清潔能源和市電聯(lián)合供電裝置的輸出端，清潔能源和市電聯(lián)合供電裝置為風(fēng)電、太陽能和市電聯(lián)合供電裝置，此已知技術(shù)。
[0038]風(fēng)電、太陽能和市電聯(lián)合供電裝置包括光伏板7、風(fēng)力發(fā)電機8、充電控制器10和時間控制器13。
[0039]光伏板7的輸出端和充電控制器10的第一輸入端通過第一電纜9連接,風(fēng)力發(fā)電機8的輸出端和充電控制器10的第二輸入端通過第二電纜17連接。
[0040]充電控制器10的輸出端連接蓄電池11的輸入端。蓄電池11的輸出端和時間控制器13的輸入端連接。蓄電池11的電壓信號輸出端連接充電控制器10的電壓信號輸入端。時間控制器13的輸出端為清潔能源和市電聯(lián)合供電裝置的輸出端。
[0041]充電控制器10的第三輸入端連接市電14 (220V交流)。
[0042]干管2上固定有多個固定索纜15，固定索纜15用于拴在水工建筑物的固定點上。
[0043]所述的充電控制器10型號為LK-50,時間控制器13型號為MQ-7,蓄電池11型號為 LMWH-1000。
[0044]干管2的軸線為水平設(shè)置。
[0045]第一吸水管6吸水口設(shè)置有第一濾網(wǎng)，第一吸水管6吸水口位于水面以下，距離水面3m處。
[0046]第二吸水管吸水口設(shè)置有第二濾網(wǎng)，第二吸水管吸水口位于水面以下，距離水面3m處。
[0047]所述的五十個第一噴頭I的軸線和五十個第二噴頭16的軸線均位于一條水平直線上，所述的水平直線位于干管2的軸線上方，并與干管2的軸線位于一豎直面內(nèi)。
[0048]供氣管4與干管2的一端連接。干管2的另一端封閉，使得氣從供氣管4經(jīng)干管2后從一百個噴頭沿與水面相平行的方向，即水平方向噴出。
[0049]多個浮筒6固定在干管2上，保證五十個第一噴頭I和五十個第二噴頭16始終位于水面以下，五十個第一噴頭口上邊緣和五十個第二噴上邊緣均距離水面lcm。清潔能源和市電聯(lián)合供電裝置設(shè)置在水面上方，風(fēng)機3也設(shè)置在水面上方。
[0050]本實施例以破冰面積為10m長X 0.5m寬為例，風(fēng)機3功率僅為1.0kff,節(jié)能效果顯著。
[0051]其工作原理為:
[0052]光伏板7、風(fēng)力發(fā)電機8和市電14通過充電控制器10給蓄電池11供電。充電控制器10的作用是控制光伏板7、風(fēng)力發(fā)電機8和市電14給蓄電池11供電的順序，只有當(dāng)光伏板7和風(fēng)力發(fā)電機8不供電,且蓄電池11電壓低于11.5V時,才開啟市電14供電。
[0053]蓄電池11通過時間控制器13給風(fēng)機3供電。時間控制器13的作用是設(shè)置使風(fēng)機3開啟和停止的交替工作時間，例如設(shè)置停止10分鐘，工作5分鐘，如此交替進行，達到節(jié)能的目的。
[0054]風(fēng)機3工作時，氣流通過供氣管4進入干管2，并經(jīng)一百個噴頭射出，這樣使水面產(chǎn)生擾動區(qū)域從而達到防止水面結(jié)冰的目的。
[0055]第一噴頭I和第一吸水管6共同作用，第二噴頭16和第二吸水管共同作用，當(dāng)氣流通過噴頭時，產(chǎn)生負壓，將深層溫水由吸水管吸入噴頭并隨氣流一起沿水平方向噴出，氣水射流平行于水面，在擾動水面的同時，由于深層溫水和氣流的共同作用，達到防止水面結(jié)冰的目的。
[0056]干管2的軸線、五十個第一噴頭I的軸線和五十個第二噴頭16的軸線均與壩軸線相平行。
[0057]實施例2
[0058]實施例2與實施例1基本相同，其不同之處在于:
[0059]五十個第一噴頭I的軸線與干管2的軸線所成銳角均為45°。
[0060]五十個第一噴頭I的軸線與水面所成銳角均為45°。
[0061]五十個第一噴頭I的軸線同時與各自對應(yīng)的第一噴頭入口處的水平面所成銳角均45°，位于第一噴頭入口處的水平面水平面上方。
[0062]五十個第二噴頭16的軸線與干管2的軸線所成銳角均為45°。
[0063]五十個第二噴頭16的軸線與水面所成銳角均為45°。
[0064]五十個第二噴頭16的軸線同時與各自對應(yīng)的第二噴頭入口處的水平面所成銳角均45°，位于第二噴頭入口處的水平面水平面上方。
[0065]五十個第一噴頭I的軸線、五十個第二噴頭16的軸線和干管2的軸線均位于一豎直面內(nèi)。
[0066]五十個第一噴頭I和五十個第二噴頭16以噴頭口朝向干管2中部設(shè)置，如圖2所
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[0067]五十個第一噴頭I和五十個第二噴頭16始終位于水面以下，五十個第一噴頭口上邊緣和五十個第二噴頭口上邊緣均距離水面50cm。
[0068]本實施例以破冰面積為10m長X 0.8m寬為例，風(fēng)機3功率僅為1.6kff,節(jié)能效果顯著。兩個吸水管的吸水口位于水面以下，距離水面4m處。
[0069]實施例3
[0070]實施例3與實施例2基本相同，其不同之處在于:第一噴頭I的軸線以實施例2中所述的第一噴頭入口處的水平面對稱設(shè)置。
[0071]第一噴頭I的軸線與所述的第一噴頭入口處的水平面夾角A為-45°，位于第一噴頭入口處的水平面下方。
[0072]第二噴頭16的軸線以實施例2中所述的第二噴頭入口處的水平面對稱設(shè)置。
[0073]第二噴頭16的軸線與所述的第二噴頭入口處的水平面夾角C為-45°。如圖3所示，位于第二噴頭入口處的水平面下方。
[0074]五十個第一噴頭I的軸線、五十個第二噴頭16的軸線和干管2的軸線均位于一豎直面內(nèi)。
[0075]五十個第一噴頭口上邊緣和五十個第二噴頭口上邊緣均距離水面10cm。
[0076]本實施例以破冰面積為10m長X Im寬為例，風(fēng)機功率僅為2.0kW，節(jié)能效果顯著。第一吸水管6的吸水口位于水面以下，距離水面5m處。第二吸水管的吸水口位于水面以下，距離水面5m處。
[0077]實施例4
[0078]實施例4與實施例2基本相同，其不同之處在于:
[0079]五十個第一噴頭I的軸線與干管2的軸線所成的異面直線的夾角為45°。
[0080]五十個第一噴頭I的軸線與水面所成銳角均為45°。
[0081]五十個第一噴頭I的軸線同時與各自對應(yīng)的第一噴頭入口處的水平面所成銳角均45°，位于第一噴頭入口處的水平面上方。
[0082]五十個第二噴頭16的軸線與干管2的軸線所成的異面直線的夾角均為45°。
[0083]五十個第二噴頭16的軸線與水面所成銳角均為45°。
[0084]五十個第二噴頭16的軸線同時與各自對應(yīng)的第二噴頭入口處的水平面所成銳角均45°，位于第二噴頭入口處的水平面上方。
[0085]五十個第一噴頭I的軸線和五十個第二噴頭16的軸線均位于一豎直面內(nèi)。
[0086]五十個第一噴頭I和五十個第二噴頭16間隔設(shè)置。如圖4中實線所示。
[0087]五十個第一噴頭入口處的水平面、五十個第二噴頭入口處的水平面和干管2軸線所在的水平面為同一水平面。
[0088]實施例5
[0089]實施例5與實施例4基本相同,其不同之處在于:
[0090]第一噴頭I的軸線以實施例4中所述的第一噴頭入口處的水平面對稱設(shè)置。
[0091]第一噴頭I的軸線與干管2軸線所在的水平面所成的夾角D為-45°，位于干管2軸線所在的水平面下方。
[0092]第二噴頭16的軸線以實施例4中所述的第二噴頭入口處的水平面對稱設(shè)置。
[0093]第二噴頭16的軸線與干管2軸線所在的水平面所成的夾角B為-45°，位于干管2軸線所在的水平面下方。
[0094]如圖4中虛線所示。
[0095]綜上所述:
[0096]本裝置的干管2、供氣管4及多個氣水噴頭均布置在水閘等水工建(構(gòu))筑物迎水偵牝并由多個浮筒托舉，放置在水面以下一定深度處。由風(fēng)力發(fā)電機8和光伏板7產(chǎn)生的電能通過動力電纜12供給位于水下深處的風(fēng)機3，通過驅(qū)動風(fēng)機3將氣流輸送到射流干管中，
[0097]當(dāng)氣流通過噴頭時，產(chǎn)生負壓，將深層溫水由吸水管吸入噴頭并隨氣流一起噴出，氣水射流在擾動水面的同時，由于深層溫水和氣流的共同作用，達到防止水面結(jié)冰的目的，多個氣水噴頭沿水平或與各自對應(yīng)的噴頭入口處的水平面成-45°至45°的夾角方向噴出。
[0098]當(dāng)前常用的空氣壓縮機破冰裝置，其破冰面積為10m長X (0.5m_lm)寬，所需功率為20kW，而相同破冰面積所需本裝置中的風(fēng)機功率僅為1.0kff-2.0kW，節(jié)能效果顯著。
【權(quán)利要求】
1.一種采用氣水噴頭的防冰凍裝置，包括多個第一氣水噴頭、多個第二氣水噴頭、干管(2)和風(fēng)機(3);其特征在于: 第一氣水噴頭包括第一噴頭(I)和第一吸水管(6);第一吸水管(6)的出水端口與第一噴頭(I)內(nèi)的流體通道相連通； 第二氣水噴頭包括第二噴頭(16)和第二吸水管；第二吸水管的出水端口與第二噴頭(16)內(nèi)的流體通道相連通； 多個第一噴頭(I)和多個第二噴頭(16)均裝設(shè)在干管(2)上，每個第一噴頭(I)通過對應(yīng)的第一連接管(18)與干管(2)相連通，每個第二噴頭(16)通過對應(yīng)的第二連接管與干管(2)相連通，第一噴頭口和第二噴頭口相對設(shè)置，或者第一噴頭口和第二噴頭口相背設(shè)置； 風(fēng)機(3)通過供氣管(4)與干管(2)連接；干管(2)上固定有多個浮筒(6)； 風(fēng)機(3)通過動力電纜(12)連接清潔能源和市電聯(lián)合供電裝置的輸出端； 多個第一氣水噴頭和多個第二氣水噴頭的數(shù)量相等，第一氣水噴頭和第二氣水噴頭結(jié)構(gòu)相同； 當(dāng)干管(2)的軸線為水平設(shè)置，多個第一噴頭入口處的水平面位于干管(2)的軸線所在的水平面及干管(2)的軸線所在的水平面以上的區(qū)域；多個第二噴頭(2)入口處的水平面位于干管(2)的軸線所在的水平面及干管(2)的軸線所在的水平面以上的區(qū)域；第一噴頭(I)的軸線位于第一噴頭入口處的水平面下方45°角至上方45°角的區(qū)域內(nèi)，第二噴頭(16)的軸線位于第二噴頭入口處的水平面下方45°角方至上方45°角的區(qū)域內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用氣水噴頭的防冰凍裝置，其特征在于: 所述的清潔能源和市電聯(lián)合供電裝置為風(fēng)電、太陽能和市電聯(lián)合供電裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用氣水噴頭的防冰凍裝置，其特征在于: 供氣管(4)與干管(2)的一端連接，干管(2)的另一端封閉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用氣水噴頭的防冰凍裝置，其特征在于:所述的干管(2)上固定有多個固定索纜(5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用氣水噴頭的防冰凍裝置，其特征在于: 多個第一噴頭(I)位于干管(2) —側(cè)，第一噴頭口均朝向干管(2)的中部； 多個第二噴頭(16)位于干管(2)另一側(cè)，第二噴頭口均朝向干管(2)的中部； 多個第一噴頭(I)的軸線和多個第二噴頭(16)軸線均位于一條水平直線上，并位于干管(2)的軸線上方。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用氣水噴頭的防冰凍裝置，其特征在于: 第一噴頭(I)的軸線位于第一噴頭入口處的水平面上方45°角處，第二噴頭(16)的軸線位于第二噴頭入口處的水平面上方45°角處； 多個第一噴頭(I)位于干管(2) —側(cè)，第一噴頭口均朝向干管(2)的中部； 多個第二噴頭(16)位于干管(2)另一側(cè)，第二噴頭口均朝向干管(2)的中部；第一噴頭(I)的軸線、第二噴頭(16)的軸線和干管(2)的軸線均位于一豎直面內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用氣水噴頭的防冰凍裝置，其特征在于:第一噴頭(I)的軸線位于第一噴頭入口處的水平面下方45°角處，第二噴頭(16)的軸線位于第二噴頭入口處的水平面下方45°角處； 多個第一噴頭(I)位于干管(2) —側(cè)，第一噴頭口均朝向干管(2)的中部； 多個第二噴頭(16)位于干管(2)另一側(cè)，第二噴頭口均朝向干管(2)的中部；第一噴頭(I)的軸線、第二噴頭(16)的軸線和干管(2)的軸線均位于一豎直面內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用氣水噴頭的防冰凍裝置，其特征在于:第一噴頭(I)的軸線位于第一噴頭入口處的水平面上方45°角處，第二噴頭(16)的軸線位于第二噴頭入口處的水平面上方45°角處；第一噴頭(I)和第二噴頭(16)間隔設(shè)置； 第一噴頭(I)的軸線和第二噴頭(16)的軸線均位于一豎直面內(nèi)； 第一噴頭入口處的水平面、第二噴頭入口處的水平面和干管(2)軸線所在的水平面為同一水平面。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用氣水噴頭的防冰凍裝置，其特征在于:第一噴頭(I)的軸線位于第一噴頭入口處的水平面下方45°角處，第二噴頭(16)的軸線位于第二噴頭入口處的水平面下方45°角處；第一噴頭(I)和第二噴頭(16)間隔設(shè)置； 第一噴頭(I)的軸線和第二噴頭(16)的軸線均位于一豎直面內(nèi)； 第一噴頭入口處的水平面、第二噴頭入口處的水平面和干管(2)軸線所在的水平面為同一水平面。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的一種采用氣水噴頭的防冰凍裝置，其特征在于: 第一吸水管(6)的吸水口處設(shè)置有第一濾網(wǎng)，第二吸水管的吸水口處設(shè)置有第二濾網(wǎng)。
【文檔編號】E02B1/00GK204000741SQ201420363960
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月3日
【發(fā)明者】李志祥, 宋立元, 汪玉君, 夏海江, 汪魁峰, 宗兆博, 胡慶華, 蘇煒煥, 劉波, 艾新春, 王興華, 馬洪山, 臧志剛, 富天生, 周旭, 吳碩, 張欣, 楊毅, 劉柳 申請人:遼寧省水利水電科學(xué)研究院