流充满，通风井里的风速为O;随着闸门开度的增加，通风井中的风速表现为先增大后减小的趋势。当闸门相对开度为0.5左右时，通风井出现最大风速44.5m/s。当闸门全开时，通风井未进水，出现最小风速10.6m/s。在闸门全开(满负荷)运行时，测得中闸室后有压段射流出口中心线高程处两边墙的掺气浓度可达5%以上，水流空化数最小值为2.21，远大于规范中相应体型的初生空化数1.00。同时，在通风井与闸室洞顶的衔接处水流的掺气浓度可达10%以上，水流空化数最小值为3.52，满足规范要求。
[0033]实施例2
[0034]本实施例采用本发明所述第二种用于高水头泄洪洞中闸室的压坡式通风井，结构如图4?6所示，该通风井由弯井段5、扩口段3和压坡段4，所述弯井段设置在泄洪洞中闸室6闸门井I下游的泄洪洞顶部山体中且位于泄洪洞中闸室上方，弯井段由水平段5-1及与水平段一端衔接并相通的竖直段5-2构成，弯井段的水平段5-1与闸门井连通，且连接处的高度高于闸门井的闸门全开时闸门顶部的高度，所述弯井段的水平段5-1和竖直段5-2为直径相等的圆筒形，所述扩口段的下端大于上端，扩口段下端为出气口，位于泄洪洞中闸室内的泄洪洞顶壁上，扩口段下端为圆形，扩口段从下端至上端光滑渐变收缩，形成外形为下大上小的能与弯井段的竖直段下端衔接的圆锥台形漏斗式结构，通过它的上端与弯井段的竖直段5-2下端相接，所述压坡段4位于扩口段下端与闸门井之间的泄洪洞顶壁上，沿水流方向从高至低倾斜。
[0035]中闸室的上游为闸室前有压段7，闸室前有压段的下游端端部的过流孔与中闸室的过流孔尺寸相同。中闸室的长度L2 = 9.95m,过流孔尺寸为宽X高=4mX6m，闸门井高度为29m;所述压坡式通风井，压坡段的长度Ll = 1.5m，坡度为1:10，弯井段的水平段5-1和竖直段5-2直径均为0.62m，竖直段的高度为25m。中闸室的下游为闸室后有压段8，闸室后有压段的上游端端部的过流孔与中闸室的过流孔尺寸相同。试验时，控制消力池下游水深ht =17m。
[0036]试验结果:当闸门相对开度在0.1以下时，闸门后被水流充满，通风井里的风速为
O。随着闸门开度的增加，通风井中的风速也表现为先增大后减小的趋势。当闸门相对开度为0.5左右时，通风井出现最大风速41.3m/S。当闸门全开时，通风井未进水，出现最小风速
8.5m/s。在闸门全开(满负荷)运行时，测得闸室后有压段射流出口中心线高程处两边墙的掺气浓度可达5%以上，水流空化数最小值为2.42，远大于规范中相应体型的初生空化数
1.00。同时，在通风井与闸室顶部的衔接处水流的掺气浓度可达10%以上，水流空化数最小值为3.61,远满足规范要求，通风井处的噪音也明显减小。
[0037]对比例
[0038]采用常规泄洪洞垂直圆管型通风井，通风井仅由竖井段2构成，结构如图7所示。中闸室6的前面为闸室前有压段7，闸室前有压段下游端端部的过流孔与中闸室6的过流孔尺寸相同；中闸室6的长度L2 = 12.95m，过流孔尺寸为宽X高= 4mX6m，闸门井高度为29m。竖井段2直接安装在中闸室的顶部，无光滑渐变处理，竖井段的直径为0.62m，高度为29m。中闸室的后面为闸室后有压段8，闸室后有压段上游端端部的过流孔与中闸室的过流孔尺寸相同。试验时，控制消力池下游水深ht = 17m。
[0039]试验结果:当闸门相对开度在0.1以下时，中闸室闸门后被水流充满，通风井里的风速为O。随着闸门开度的增加，通风井中的风速表现为先增大后减小的趋势。当闸门相对开度为0.5左右时，通风井出现最大风速45.3m/s。当闸门相对开度为0.9时，通风井出现最小风速6.6m/s。在闸门全开(满负荷)运行时，由于泄洪洞为有压管道，这时通风井也被水流淹没，通风井的风速为Om/s，测得闸室后有压段射流出口中心线高程处两边墙的掺气浓度小于I %，水流空化数最小值为0.2，远小于规范中相应体型的初生空化数1.00。同时，在通风井与闸室洞顶顶面的衔接处水流的掺气浓度基本为O，水流空化数最小值为0.01，且在通风井与闸室衔接的部位有突变存在更加增大了由空化引起空蚀的风险。
[0040]由以上实施例和对比例的试验结果可以看出，本发明所述压坡式通风井与现有技术中的垂直圆管型通风井相比，在闸门全开，泄洪洞被水流充满的情况下，通风井内水位明显下降，降低了对通风井高度的要求，增大了高速水流的掺气量，减小了闸门后有压管道空化空蚀的风险，保证了泄洪建筑物运行中的安全性。
【主权项】
1.用于高水头泄洪洞中闸室的压坡式通风井，包括设置在泄洪洞中闸室(6)闸门井(I)的下游且位于泄洪洞中闸室上方的竖井段(2)，所述竖井段的主体部分位于泄洪洞顶部的山体中，竖井段的上端伸出泄洪洞顶部的山体并与大气相通，其特征在于还包括扩口段(3)和压坡段(4)，所述扩口段的下端大于上端，扩口段下端为出气口，位于泄洪洞中闸室内的泄洪洞顶壁上，扩口段从下端至上端光滑渐变收缩形成上端能与竖井段(2)下端衔接的漏斗式结构，通过它的上端与竖井段(2)下端相接，所述压坡段(4)位于扩口段下端与闸门井之间的泄洪洞顶壁上，沿水流方向从高至低倾斜。2.根据权利要求1所述用于高水头泄洪洞中闸室的压坡式通风井，其特征在于所述竖井段(2)为圆筒形，所述扩口段(3)的下端为矩形，扩口段从下端至上端由矩形截面光滑渐变收缩成圆形截面，形成漏斗式结构，或所述扩口段下端为圆形，扩口段从下端至上端光滑渐变收缩，形成漏斗式结构。3.根据权利要求2所述用于高水头泄洪洞中闸室的压坡式通风井，其特征在于所述压破段(4)的长度(LI)为3d?5d，d为通风井竖井段的直径。4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述用于高水头泄洪洞中闸室的压坡式通风井，其特征在于所述压坡段(4)的坡度为1: (5?10)。5.用于高水头泄洪洞中闸室的压坡式通风井，其特征在于包括弯井段(5)、扩口段(3)和压坡段(4)，所述弯井段设置在泄洪洞中闸室(6)闸门井(I)下游的泄洪洞顶部山体中，且位于泄洪洞中闸室上方，弯井段由水平段(5-1)及与水平段一端衔接并相通的竖直段(5-2)构成，弯井段的水平段(5-1)与闸门井连通，且连接处的高度高于闸门井的闸门全开时闸门顶部的高度，所述扩口段的下端大于上端，扩口段下端为出气口，位于泄洪洞中闸室内的泄洪洞顶壁上，扩口段从下端至上端光滑渐变收缩形成上端能与弯井段的竖直段下端衔接的漏斗式结构，通过它的上端与弯井段的竖直段(5-2)下端相接，所述压坡段(4)位于扩口段下端与闸门井之间的泄洪洞顶壁上，沿水流方向从高至低倾斜。6.根据权利要求5所述用于高水头泄洪洞中闸室的压坡式通风井，其特征在于所述弯井段(5)的水平段(5-1)和竖直段(5-2)为直径相等的圆筒形，所述扩口段(3)下端为矩形，扩口段从下端至上端由矩形截面光滑渐变收缩成圆形截面，形成漏斗式结构，或所述扩口段下端为圆形，扩口段从下端至上端光滑渐变收缩，形成漏斗式结构。7.根据权利要求6所述用于高水头泄洪洞中闸室的压坡式通风井，其特征在于所述压破段(4)的长度(LI)为3d?5d，d为通风井弯井段的直径。8.根据权利要求5至7中任一权利要求所述用于高水头泄洪洞中闸室的压坡式通风井，其特征在于所述压坡段(4)的坡度为1: (5?10)。
【专利摘要】本发明所述用于高水头泄洪洞中闸室的压坡式通风井，包括设置在泄洪洞中闸室闸门井的下游且位于泄洪洞中闸室上方的竖井段，所述竖井段的主体部分位于泄洪洞顶部的山体中，竖井段的上端伸出泄洪洞顶部的山体并与大气相通，还包括扩口段和压坡段，所述扩口段的下端大于上端，扩口段下端为出气口，位于泄洪洞中闸室内的泄洪洞顶壁上，扩口段从下端至上端光滑渐变收缩形成上端能与竖井段下端衔接的漏斗式结构，通过它的上端与竖井段下端相接，所述压坡段位于扩口段下端与闸门井之间的泄洪洞顶壁上，沿水流方向从高至低倾斜。本发明能降低通风井对高度的要求，进一步减小了空化空蚀的可能性，同时降低风速，减小中闸室结构振动和噪声。
【IPC分类】E02B8/06
【公开号】CN105714746
【申请号】CN201610107861
【发明人】张建民, 许唯临, 彭勇, 邓军, 李盼, 田忠, 张法星, 刘善均, 王韦, 曲景学, 周茂林
【申请人】四川大学
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2016年2月26日