專利名稱：軸流風機及其風閥、冷卻塔及空氣冷卻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風機技術(shù)，特別涉及一種軸流式風機用風閥，及具有該風閥的軸 流式風機，還涉及到一種具有該軸流式風機的冷卻塔及具有該軸流式風機的空氣冷卻器。
背景技術(shù)：
軸流式風機是當前應用普遍的風機之一。軸流式風機主要包括風機體和葉輪，機 殼一般具有圓筒結(jié)構(gòu)以形成出風口，葉輪安裝在出風口內(nèi)；葉輪能夠在適當動力機構(gòu)驅(qū)動 下在出風口內(nèi)旋轉(zhuǎn)，氣體從出風口前端進入后，能夠通過旋轉(zhuǎn)的葉輪獲得能量，壓力和流速 增加，然后從出風口后端排出，實現(xiàn)氣流的流動。當前，很多設(shè)備需要設(shè)置軸流式風機，并要求根據(jù)具體工況的需要對軸流式風機 的運行狀態(tài)進行調(diào)節(jié)。其中，機械通風式的冷卻塔通常采用軸流式風機進行強制通風。機械通風式的冷卻塔廣泛應用在暖通或/和制冷的空調(diào)系統(tǒng)中。在包括多個主機 的大負荷空調(diào)系統(tǒng)中，往往配置多臺冷卻塔對冷卻介質(zhì)進行冷卻。這類空調(diào)系統(tǒng)的冷卻塔 有兩種運行模式一種是獨立運行模式，另一種是連通運行模式。在獨立運行模式中，各主機分別通過各自的冷卻水管連接與其冷卻量相匹配的冷 卻塔；如果單個主機的冷卻量需求較大，也可將幾臺冷卻塔拼裝成冷卻塔組與同一主機匹 配，但與各主機相匹配的冷卻塔或冷卻塔組互不相關(guān)。在一個或多個主機停止工作時，停用 與其相對應的冷卻塔或冷卻塔組；此時，將無法充分利用冷卻塔或冷卻塔組內(nèi)的散熱填料， 因此，在獨立運行模式時，冷卻塔存在冷卻效率低的不足。在連通運行模式中，空調(diào)系統(tǒng)的所有冷卻塔拼裝成冷卻塔組，空調(diào)系統(tǒng)的所有主 機通過同一冷卻水管路，將冷卻水輸送到冷卻塔組中的所有冷卻塔進行冷卻。冷卻塔組的 拼裝形式有兩種一種是取消或者部分取消各冷卻塔結(jié)合面的隔板，使各冷卻塔之間的風 路相連通；另一種是保留結(jié)合面的隔板，各冷卻塔的風路相互獨立。該模式能夠充分利用各 冷卻塔中的散熱填料，具有運行效率高的優(yōu)點。由于獨立運行模式存在運行效率低的不足，當前，大負荷的空調(diào)系統(tǒng)的冷卻塔通 常以連通模式運行。在實際使用中，空調(diào)系統(tǒng)往往在部分負荷下運行。在以連通模式運行時，通常停用 部分冷卻塔的風機來調(diào)節(jié)冷卻塔的運行數(shù)量，以降低能耗。在各冷卻塔之間的結(jié)合面保留 隔板時，進入風機停用的冷卻塔的冷卻水無法得到有效冷卻，從而難以實現(xiàn)冷卻的目的；在 各冷卻塔的結(jié)合面無隔板時，由于各冷卻塔的風路之間互相連通，在其他冷卻塔的風機運 轉(zhuǎn)時，停用風機的冷卻塔的風路會形成負壓，進而外部氣流可能會通過該冷卻塔的出風口 進入冷卻塔組的風路中，進而發(fā)生氣流短路，導致冷卻塔組的有效功率降低。同時，從出風 口吸入的氣流還會使停用的風機反轉(zhuǎn)，進而影響該風機機械傳動系統(tǒng)的壽命；另外，在啟動 反轉(zhuǎn)風機時，很容易導致該風機啟動功率過大而造成超 載，損壞該風機的電機等動力機構(gòu)。同樣，在風冷式多風機模塊的空調(diào)系統(tǒng)及其他空氣冷卻裝置中，也存在氣流短路， 冷卻裝置有效功率降低，風機反轉(zhuǎn)等問題。
為解決上述技術(shù)問題，申請人另一項公開號為CN100504269C的專利申請公開的技術(shù)方案中，在風機的出風口還設(shè)置有風閥，該風閥能夠在其對應的風機停用時，自動將出 風口關(guān)閉，以避免氣流短路、保持冷卻塔組的有效功率，防止停用風機反轉(zhuǎn)。當前風閥為百葉式葉片閥門，包括閥體與葉片，閥體安裝在出風口外部，葉片分為 兩組，葉片兩端可旋轉(zhuǎn)地安裝在閥體上，多個葉片沿一條橫跨出風口的割線對稱排列。但該 風閥并不能與軸流式風機出風口的壓力分布相匹配，從而產(chǎn)生了很多問題。如圖1所示，該圖是軸流式風機出風口的壓力分布示意圖。圖中，橫軸為出風口的 半徑R，豎軸為壓力值P，從圖中可看出，出風口壓力呈波段式分布，即壓力從出風口外沿先 增加，再減小，至軸心0減小到最小，甚至會形成負值，在壓力為正值的外周部分形成正壓 排風區(qū)，氣流從該區(qū)域向外排出；在壓力為負值的軸心區(qū)域甚至會形成負壓回流區(qū)，在該區(qū) 域，出風口外氣流可能會在負壓壓力作用下進入出風口中。如圖2所示，該圖是軸流式風機 出風口處的壓力區(qū)域示意圖。在出風口處，根據(jù)其壓力不同，可以將壓力大于Pl的區(qū)域稱 為高壓區(qū)Z1，將壓力低于P1、且大于零的區(qū)域稱為低壓區(qū)Z2，正壓排風區(qū)分為高壓區(qū)Zl和 低壓區(qū)Z2 ；軸心區(qū)域形成的負壓回流區(qū)為Z3。根據(jù)上述軸流式風機壓力分布特點，可以確定在采用現(xiàn)有百葉式葉片閥門的風 閥時，每片葉片的兩端部分和中間部分承受的壓力并不相同，不同部位承受的力也不相同。 以位于出風口中間位置的葉片為例，該葉片的中間部位于負壓回流區(qū)，兩端部分位于正壓 排風區(qū)；負壓回流區(qū)與正壓排風區(qū)壓力的綜合作用使該葉片在一定的開啟角度達到平衡， 該開啟角度小于正壓排風區(qū)排風需要的角度，同時大于負壓回流區(qū)阻止回流所需要的角 度；這樣，在該開啟角度下，一方面會對正壓排風區(qū)形成很大的排風阻力，另一方面會使氣 流通過負壓回流區(qū)回流，兩方面綜合的結(jié)果是增加排風阻力，降低了風機的排風效率，提高 風機的能耗。同時，呈波段式分布氣流之間也會產(chǎn)生摩擦力，從而增加出風口的排風阻力。另外，由于每個葉片開啟時具有導風作用，通過每個葉片正面的氣流會對其前面 葉片的反面產(chǎn)生一定的壓力；這樣，每片葉片之間都存在一個正向和反向相反的壓力，這也 影響了氣流的排出，使出風口的排風阻力增加。在設(shè)置行程連桿機構(gòu)保證各葉片行程動作一致時，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)各葉片開啟角度 的基本一致，但同樣由于各葉片受力不相同，也會使得各葉片的開啟角度不能與預定區(qū)域 氣流壓力相匹配，同樣存在出風口排風阻力較大的問題。由于出風口排風阻力較大，不僅會使葉片產(chǎn)生振動，進而產(chǎn)生很大噪音；還會提高 風閥開啟壓力，進而在出風口氣流壓力較小時，就無法保證風閥隨風機運轉(zhuǎn)而開啟，降低風 機運行的可靠性。另外，當前的葉片為平板狀葉片，在水平布置風閥，開啟角度為90度的狀態(tài)下，葉 片的重力與其轉(zhuǎn)軸軸線之間無法形成力矩，很難滿足風閥自動關(guān)閉的需要。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的第一個目的在于，提供一種軸流式風機用風閥，以減小出風口的排 風阻力。本發(fā)明的第二個目的在于，提供一種軸流式風機，以減小風機排風阻力。本發(fā)明的第三個目的在于，提供一種具有上述軸流式風機的冷卻塔。
本發(fā)明的第四個目的在于，提供一種具有上述軸流式風機的空氣冷卻器。為了實現(xiàn)上述第一個目的，本發(fā)明提供的軸流式風機用風閥包括閥體和多個葉 片，所述葉片包括葉片軸和主葉，所述主葉內(nèi)邊與葉片軸固定，與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別在于，所 述閥體包括相對固定的外筒和中心座，所述中心座位于外筒內(nèi)，所述葉片軸的外端和內(nèi)端 分別可旋轉(zhuǎn)地安裝在外筒和中心座上，多個所述葉片呈輻射狀分布在中心座外周。優(yōu)選的，所述中心座將外筒的軸心區(qū)域封閉?？蛇x的，所述葉片還包括內(nèi)邊與葉片軸固定的副葉，所述副葉的延展方向與主葉 的延展方向相反，且所述主葉的延展面積大于所述副葉的延展面積?？蛇x的，所述主葉和副葉分別靠近所述葉片軸的外端和內(nèi)端?？蛇x的，在所述葉片軸延伸方向上，所述主葉與所述副葉至少部分重疊。優(yōu)選的，所述主葉的外邊，或/和，副葉的外邊向其反面方向偏斜延展。優(yōu)選的，在風閥全開狀態(tài)，通過所述葉片重心的豎向線與所述葉片軸的軸線之間 具有預定的距離。優(yōu)選的，所述風閥還包括聯(lián)動機構(gòu)，所述聯(lián)動機構(gòu)包括彈性機構(gòu)、壓力盤和多個驅(qū) 動搖柄；所述中心座包括中心筒和導桿，所述導桿位于中心筒中；多個所述葉片軸內(nèi)端分 別穿過中心筒筒壁，并分別與位于中心筒內(nèi)的驅(qū)動搖柄的外端相連，所述驅(qū)動搖柄的內(nèi)端 偏離葉片軸的軸線；所述壓力盤套在導桿外，所述彈性機構(gòu)兩端分別支撐在壓力盤與導桿 上，所述壓力盤壓抵所述驅(qū)動搖柄的內(nèi)端。優(yōu)選的，所述導桿包括通過螺紋配合相連的滑桿和彈簧壓墊，所述彈性機構(gòu)兩端 分別支撐在壓力盤與彈簧壓墊上。可選的，所述風閥還包括聯(lián)動機構(gòu)，所述聯(lián)動機構(gòu)包括齒圈和多個驅(qū)動輪；所述中 心座包括中心筒；多個所述葉片軸內(nèi)端分別穿過中心筒筒壁，并分別與位于中心筒內(nèi)的驅(qū) 動輪相連，所述驅(qū)動輪軸線與所述葉片軸的軸線重合；所述齒圈同時與所述多個驅(qū)動輪嚙
I=I O為了實現(xiàn)上述第二個目的，本發(fā)明提供的軸流式風機包括風機體和葉輪，所述風 機體形成出風口，所述出風口處設(shè)置有上述任一種所述的軸流式風機用風閥。為了實現(xiàn)上述第三個目的，本發(fā)明提供的冷卻塔包括冷卻塔體和風機，所述風機 為上述軸流式風機。為了實現(xiàn)上述第四個目的，本發(fā)明提供的空氣冷卻器包括冷卻器本體和風機，所 述風機為上述軸流式風機。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的軸流式風機用風閥中，多個葉片呈輻射狀分布在 中心座外周，且每個葉片的葉片軸分別可旋轉(zhuǎn)地安裝在閥體上。該技術(shù)方案中，葉片的布 置能夠與軸流式風機出風口的壓力分布相匹配，使葉片布置區(qū)域與出風口的正壓排風區(qū)相 對應，進而能夠使葉片開啟角度與正壓排風區(qū)氣流壓力相匹配，降低出風口的排風阻力；同 時，由于每個葉片的開啟角度能夠與該區(qū)域的壓力實現(xiàn)更佳匹配，這就可以大大減小后葉 片導流氣流對前葉片的壓力，進一步地減小出風口的排風阻力；另外，利用本發(fā)明提供的軸 流式風機用風閥，多個葉片將出風口的氣流分割成多個部分的氣流，并使多個部分的氣流 分別以直向射流的方式向外射出，進而可以減小出風口渦流間阻力，減小氣流之間的摩擦 力，提升氣流的直向射流效果。由于出風口排風阻力減小，一方面可以減小葉片振動，降低噪音、減小風閥的開啟壓力，提高風閥的工作可靠性；另一方面可以增加風機葉輪前后的壓 力差，進而能夠為增大軸流式風機的總出風流量和效能提供前提。在進一步的技術(shù)方案中，使中心座將閥體外筒的軸心區(qū)域封閉，這樣可以將至少 一部分的負壓回流區(qū)封閉，進而減少通過負壓回流區(qū)回流的氣流量，提高風閥的排風效率。在進一步的技術(shù)方案中，所述葉片還包括內(nèi)邊與葉片軸固定的副葉，所述副葉的 延展方向與主葉的延展方向相反，且所述主葉延展面積大于所述副葉延展面積。該技術(shù)方 案一方面可以保證開啟、排風及閉合的需要，另一方面，副葉能夠平衡主葉的重力，減小葉 片的開啟阻力，提高風閥的工作可靠性。在進一步的技術(shù)方案中，所述主葉和副葉分別靠近葉片軸的外端與內(nèi)端固定，可 以使副葉位于出風口的低壓區(qū)，盡可能地減小副葉造成的排風阻力。進一步的技術(shù)方案中，所述主葉的外邊，或/和，副葉的外邊向其反面方向偏斜延 展。利用該技術(shù)方案提供的風閥，主葉的外邊可以提高主葉的正面出風導流效果，反面形成 射流負壓區(qū)，增加主葉正面和反面壓力差，增加風閥出風流量；同時，該結(jié)構(gòu)還能夠與軸流 式風機的出風口形成的氣流旋流相適應，使主葉的實際開啟角度大于90度，以進一步減小 風閥的排風阻力。在進一步的技術(shù)方案中，在風閥全開狀態(tài)，使通過所述葉片重心的豎向線與所述 葉片軸的軸線之間具有預定的距離，這樣能夠使葉片的重力形成相對于葉片軸軸線的力 矩，在風機停止運轉(zhuǎn)時，使葉片能夠提高自動關(guān)閉，提高風閥的自動關(guān)閉性能。在進一步的技術(shù)方案中，還包括聯(lián)動機構(gòu)，該聯(lián)動機構(gòu)一方面能夠?qū)崿F(xiàn)各葉片動 作的一致性，實現(xiàn)整流，降低風閥產(chǎn)生的噪音，提高風閥工作的穩(wěn)定性；另一方面，使彈性機 構(gòu)兩端分別支撐在壓力盤與彈簧壓墊上，可以平衡葉片相對于葉片軸軸線形成的力矩，方 便地調(diào)整風閥的開啟壓力，提高風閥的工作可靠性。在進一步的技術(shù)方案中，導桿包括通過 螺紋配合相連的滑桿和彈簧壓墊，通過旋轉(zhuǎn)彈簧壓墊能夠調(diào)整彈性裝置的彈性力，這樣可 以方便地調(diào)整風閥開啟壓力，提高風閥的適應性能。在提供上述軸流式風機用風閥的基礎(chǔ)上，本發(fā)明提供的包括該風閥的軸流式風機 及包括該軸流式風機的冷卻塔也具有相應的技術(shù)效果。


圖1是軸流式風機出風口的壓力分布示意圖；圖2是軸流式風機出風口處的壓力區(qū)域示意圖；圖3是本發(fā)明實施例一提供的軸流式風機用風閥的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中用雙點劃線 示出了軸流式風機的輪廓圖；圖4是圖3中的A向視圖；圖5是實施例一提供的風閥中，葉片的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為圖5的B向視圖，該圖中還用雙點劃線示出了葉片處于打開狀態(tài)時的位置；圖7是風閥處于打開狀態(tài)時的結(jié)構(gòu)示意圖圖8是圖3中I-I部分放大圖；圖9是圖7中II-II部分放大圖；圖10是實施例一中，軸流式風機用風閥的葉片受力原理示意力；
圖11是本發(fā)明實施例二提供的軸流式風機用風閥的頂視結(jié)構(gòu)示意圖；圖12是圖11中III-III部分放大圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應 對本發(fā)明的保護范圍有任何的限制作用。請參考圖3和圖4，圖3是本發(fā)明實施例一提供的軸流式風機用風閥的結(jié)構(gòu)示意 圖，圖中用雙點劃線示出了軸流式風機的輪廓圖；圖4是圖3中的A向視圖。實施例一提供的軸流式風機用風閥包括外筒1、中心座2和多個葉片3 ；葉片3的 數(shù)量可以根據(jù)實際需要確定，一般來講，葉片3數(shù)量與安裝條件相關(guān)，在葉片直徑相同的情 況下，葉片3越少，安裝空間要求越大，葉片3越多，安裝空間要求越小。中心座2位于外筒 1內(nèi)，并與外筒1通過支撐梁4相對固定，形成風閥的閥體。在本例中，外筒1為圓柱筒，其 下端與軸流式風機10的風機體固定；中心座2包括中心筒21和導桿22，中心筒21為下端 封閉的圓柱筒，導桿22位于筒狀的中心筒21的中心區(qū)域，外筒1內(nèi)的空間與風機的出風口 相對應；優(yōu)選的，外筒1、中心筒21及導桿22的中心線重合。如圖4所示，多個葉片3呈輻 射狀分布在中心座2的外周，本例中，多個葉片3在周向均勻布置在外筒1與中心座2之間 的環(huán)形空間內(nèi)。請參考圖5，該圖是實施例一提供的風閥中，葉片的結(jié)構(gòu)示意圖。葉片3包括葉片 軸31、主葉32和副葉33。結(jié)合圖3所示，葉片軸31內(nèi)端和外端分別通過軸承5和軸承6 可旋轉(zhuǎn)地安裝在外筒1和中心筒21上，為了防止葉片3沿葉片軸31軸線方向竄動，軸承5 為止推軸承；主葉32內(nèi)邊與葉片軸31固定，副葉33內(nèi)邊與葉片軸31固定，且副葉33的延 展方向與主葉32的延展方向相反。本例中，主葉32延展面積大于所述副葉33延展面積， 且二者分別靠近葉片軸31的外端和內(nèi)端固定，即多個主葉32與軸流式風機10出風口的高 壓區(qū)Z1相對應，多個副葉33與出風口的低壓區(qū)Z2相對應，中心筒21下端與負壓回流區(qū)Z3 相對應。上述風閥的工作原理如下請參考圖6和圖7，圖6為圖5的B向視圖，另外，該圖中還用雙點劃線示出了葉片 處于打開狀態(tài)時的位置；圖7是風閥處于打開狀態(tài)時的結(jié)構(gòu)示意圖。在風機10工作時，風機10的葉輪旋轉(zhuǎn)，使氣流通過出風口向外流動。主葉32受 到出風口高壓區(qū)Z1氣流壓力作用，副葉33受到出風口低壓區(qū)Z2氣流壓力作用，由于副葉 33的延展面積小于主葉32的延展面積，且低壓區(qū)Z3氣流壓力小于高壓區(qū)Z1氣流壓力，主 葉32與副葉33受到的作用力之差使葉片3的主葉32向外翻轉(zhuǎn)，使葉片3從閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)換 到打開狀態(tài)，使出風口由封閉狀態(tài)變?yōu)榇蜷_狀態(tài)，使氣流順利地通過出風口向外排出。根據(jù) 風機10出風口氣流壓力不同，葉片3可能具有不同的開啟角度，圖7為葉片3處于最大開 啟角度時，即處于全開狀態(tài)時位置。為了防止葉片3開啟角度過大，還可以在中心筒21上 設(shè)置角度限位機構(gòu)，在葉片3開啟角度達到預定角度時，通過角度限位機構(gòu)限制葉片3繼續(xù) 旋轉(zhuǎn)。本例中，風閥水平安裝，為了使葉片3能夠在其自重作用下自動關(guān)閉，如圖6所示， 葉片3處于最大開啟角度，即風閥處于全開狀態(tài)時，通過葉片3重心G的豎向線與葉片軸31
7的軸線之間具有預定的距離L，即將葉片3設(shè)置為偏軸結(jié)構(gòu)。該預定距離與風閥的工作環(huán) 境、葉片3重力、葉片軸31兩端摩擦力及對風閥自動關(guān)閉性能的要求相關(guān)，本領(lǐng)域人員可以 根據(jù)實際需要選擇適當?shù)某叽?，以在全開狀態(tài)下，使葉片3的重力能夠形成足夠的力矩，使 葉片3在自重作用下自動關(guān)閉，提高風閥的自動關(guān)閉性能。在風機停止工作時，在葉片3重力作用下，葉片3從打開狀態(tài)返回到閉合狀態(tài)，將 出風口封閉。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的風閥中，多個葉片3呈輻射狀分布在中心座2外 周，葉片3的布置能夠與軸流式風機10的出風口的壓力分布相匹配，不僅能夠使葉片3布 置區(qū)域與出風口的正壓排風區(qū)相對應，還能夠使每個葉片3開啟角度與正壓排風區(qū)氣流壓 力匹配，進而能夠降低出風口排風阻力；同時，由于每個葉片3的開啟角度能夠與該區(qū)域的 壓力實現(xiàn)更佳匹配，將每個葉片3正面導流形成的氣流對其前方葉片3的影響減小到最少， 這也進一步地減小了出風口的排風阻力，并能夠使排出的氣流更加均勻、穩(wěn)定；使氣流壓力 均勻地分布在各葉片3上，多個葉片3將出風口的氣流分割成多個部分的氣流，并使多個部 分的氣流分別以直向射流的方式向外射出，進而可以減小出風口渦流間阻力，減小氣流之 間的摩擦力，提升氣流的直向射流效果，改善排風布局。由于出風口排風阻力減小，一方面 可以減小葉片3振動，降低風閥噪音、減小風閥的開啟壓力，提高風閥的工作可靠性；另一 方面可以增加風機葉輪前后的壓力差，進而能夠為增大軸流式風機的總出風流量和效能提 供前提。本例中，使主葉32與高壓區(qū)Z1相對應，使副葉33與低壓區(qū)Z2相對應。該結(jié)構(gòu)一 方面可以利用副葉33平衡主葉32的重力，提高葉片3的開啟靈敏性能，減小風閥的開啟壓 力，滿足開啟、排風及閉合的需要；另一方面能夠盡可能地減小副葉33造成的排風阻力，保 證風閥的整體排風性能。為了提高風閥的整體性能，還可以根據(jù)實際需要使主葉32的延展 面積與副葉33延展面積之間具有預定的比例，預定比例的確定可以根據(jù)風閥的環(huán)境、主葉 32的尺寸大小及葉片3重量等因素確定，在主葉32尺寸較小或重量較輕時，可以將副葉33 設(shè)置的比較小一些，在特定情況下，也可以不設(shè)置副葉33。另外，實驗證明，優(yōu)選的技術(shù)方案 中，在葉片軸31延伸方向上，使主葉32與副葉33至少部分重疊，有利于保持葉片3的工作 穩(wěn)定性和可靠性。本例中，中心筒21與負壓回流區(qū)Z3相對應，為了減少或避免出風口外的氣流通過 負壓回流區(qū)Z3回流，還可以將中心筒21的下端封閉，以將負壓回流區(qū)Z3封閉；當然，也可 以將中心筒21的上端封閉，同樣可以實現(xiàn)封閉負壓回流區(qū)Z3的目的。優(yōu)選的技術(shù)方案中， 可以將中心筒21的上端和下端封閉，以避免濕氣進入中心筒21內(nèi)。請再參考圖6，本例中，主葉32的外邊向其反面方向偏斜延展，所述反面為主葉32 導流面的相對面，使主葉32在整體上形成機翼型結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的益處在于該結(jié)構(gòu)的主葉 32能夠與軸流式風機10出風口形成的氣流旋流相適應，能夠提高主葉32的正面出風導流 效果；同時，使其反面形成射流負壓區(qū)同，使主葉32正面與反面之間產(chǎn)生壓力差，減小風閥 的開啟壓力，提高風閥的開啟靈敏性能；另外，如圖6所示，該結(jié)構(gòu)還能夠使主葉32的實際 開啟角度a大于90度，進而減小風閥的排風阻力。同樣，使副葉33外邊向其反面偏斜延展， 形成機翼型結(jié)構(gòu)，也能夠提高其正面的導流效果，減小出風口的排風阻力。請再參考圖7，本例中，連接外筒1與中心座2的支撐梁4位于葉片3外部，實驗證明，設(shè)置在葉片3外部將更有利于減小出風口排風阻力，而設(shè)置在葉片3與風機10之間則 明顯影響排風氣流，并影響氣流的流動穩(wěn)定性。因此，在外筒1與中心座2之間通過其他部 件相連時，優(yōu)選設(shè)置在葉片3外部。為了強化對排出氣流的整流作用，實施例一提供的風閥還設(shè)置了聯(lián)動機構(gòu)，以使 各葉片3具有相同的開啟角度，并有利于減小或避免葉片3的抖動。請參考圖8和圖9，圖8是圖3中I-I部分放大圖，圖9是圖7中II-II部分放大 圖。聯(lián)動機構(gòu)7包括螺旋彈簧71、壓力盤72和多個驅(qū)動搖柄73 ；導桿22包括通過螺紋配 合相連的彈簧壓墊221和滑桿222，彈簧壓墊221上還設(shè)置有手輪，優(yōu)選滑桿222的中心線， 彈簧壓墊221和滑桿222之間螺紋的中心線均與中心筒21的中心線重合。多個驅(qū)動搖柄 73與多個葉片3的葉片軸31 —一對應，多個葉片軸31內(nèi)端分別穿過中心筒21筒壁，每個 葉片軸31內(nèi)端分別與位于中心筒21內(nèi)的一個驅(qū)動搖柄73的外端相連，驅(qū)動搖柄73為一 彎桿，其內(nèi)端偏離葉片軸31的軸線。螺旋彈簧71套在滑桿222外，壓力盤72也套在滑桿 222外，并能夠沿滑桿222滑動。螺旋彈簧71兩端分別支撐壓力盤72上側(cè)和彈簧壓墊221 上，壓力盤72下側(cè)形成壓抵面壓抵在驅(qū)動搖柄73的內(nèi)端上。在螺旋彈簧71的作用下，壓 力盤72能夠?qū)Χ鄠€驅(qū)動搖柄73施加預定作用力，使各驅(qū)動搖柄73內(nèi)端相對于其對應的葉 片軸31具有相同的相位角，使各葉片3的主葉32具有基本相同的開啟角度，實現(xiàn)各葉片3 動作及開啟角度的一致性。彈簧壓墊221和滑桿222通過螺紋相連，這樣可以通過手輪旋 轉(zhuǎn)彈簧壓墊221，使彈簧壓墊221相對于滑桿222上下移動，進而調(diào)整螺旋彈簧71的壓縮 量，調(diào)整壓力盤72對驅(qū)動搖柄73施加的作用力。在不需要調(diào)整螺旋彈簧71壓縮量的情形 下，也可以將導桿22設(shè)置為一體結(jié)構(gòu)，并使螺旋彈簧71 一端支承在導桿22的相應位置，也 可以實現(xiàn)對使各葉片3聯(lián)動的目的。本例中，使螺旋彈簧71兩端分別支撐壓力盤72上側(cè)和彈簧壓墊221上還能夠方 便地調(diào)整風閥的開啟壓力。其原理如下參考圖10，該圖實施例一中，軸流式風機用風閥的 葉片受力原理示意力。在葉片3的開啟角度為a時，葉片3的重力相對于與葉片軸31的軸 線形成旋轉(zhuǎn)力矩Ml =GXL1 ；設(shè)壓力盤72對單個驅(qū)動搖柄73的外端施加的作用力為F，壓 力盤72對葉片3產(chǎn)生的力矩M2 = FXL2。從圖示中可以看出，在開啟角度a為零時，Ml最 大，此時螺旋彈簧71的壓縮量最大，F(xiàn)也最大。通過調(diào)整螺旋彈簧71的壓縮量，就可以改 變Ml和M2之間的差值，使葉片3在受到預定風壓時，向上翻轉(zhuǎn)，實現(xiàn)對風閥開啟壓力的調(diào) 整；同時，隨著開啟角度a的不斷增加，Ml減小；使驅(qū)動搖柄73內(nèi)端相對于葉片軸31合適 的相位角，在螺旋彈簧71的壓縮量逐漸減小，可以使M2不斷減小，保持Ml與M2之間的差 值在預定范圍之內(nèi)，保持葉片3開啟過程的穩(wěn)定。當然，還可以通過選擇合適彈性系統(tǒng)的螺 旋彈簧71或/和驅(qū)動搖柄73的相位角，以獲得適當?shù)拈_啟壓力和開啟性能。為了防止驅(qū)動搖柄73與壓力盤72分離，也可以在壓力盤72的壓抵面上設(shè)置相應 的結(jié)構(gòu)，使驅(qū)動搖柄73的內(nèi)端與壓力盤72保持連接，比如，可以使驅(qū)動搖柄73內(nèi)端與壓力 盤72鉸接，也可以在壓力盤72的壓抵面上設(shè)置與驅(qū)動搖柄73內(nèi)端相配合的槽溝，以鑲嵌 驅(qū)動搖柄73的內(nèi)端。本例中，壓力盤72下側(cè)形成的壓抵面為平面，因此，各驅(qū)動搖柄73內(nèi) 端相對于其主葉32具有相同的相位角；在壓力盤72與各驅(qū)動搖柄73內(nèi)端接觸位置高度不 相同時，也可以使各驅(qū)動搖柄73內(nèi)端相對于其主葉32具有不同的相位角。本實施例中，將螺旋彈簧71與驅(qū)動搖柄73分別設(shè)置在壓力盤72兩側(cè)，依賴于螺旋彈簧71的壓縮實現(xiàn)對驅(qū)動搖柄73施加預定的作用力；本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，也可以 將螺旋彈簧71與驅(qū)動搖柄73設(shè)置在壓力盤72同一側(cè)，依賴于螺旋彈簧71的伸長實現(xiàn)對 驅(qū)動搖柄73施加預定的作用的目的。當然，螺旋彈簧71可以由其他類彈簧，也可以由其他 種類的彈性機構(gòu)替代，并使彈性機構(gòu)連接在壓力盤72與導桿22之間。本發(fā)明實施例二還提供了包括另一種聯(lián)動機構(gòu)的風閥。請參考圖11和圖12，圖11 是本發(fā)明實施例二提供的軸流式風機用風閥的頂視結(jié)構(gòu)示意圖，圖12是圖11中III-III 部分放大圖。與實施例一提供的風閥相比，實施例二提供的風閥包括另一種聯(lián)動機構(gòu)，該聯(lián)動 機構(gòu)包括一個齒圈82和多個驅(qū)動輪81。多個葉片軸31內(nèi)端分別穿過中心筒21筒壁，并分 別與位于中心筒21內(nèi)的驅(qū)動輪81相連，驅(qū)動輪81軸線與葉片軸31的軸線重合；齒圈82 同時與所有驅(qū)動輪81嚙合，為了方便驅(qū)動輪81與齒圈82嚙合，優(yōu)選方案中，驅(qū)動齒輪81 和齒圈82輪齒均為錐齒；齒圈82可旋轉(zhuǎn)地安裝在中心筒21內(nèi)。利用該聯(lián)動機構(gòu)，在齒圈 82旋轉(zhuǎn)預定角度時，各驅(qū)動齒輪81旋轉(zhuǎn)相同的角度，各葉片3能夠保持同步動作，實現(xiàn)各葉 片3的聯(lián)動；另外，還可以在設(shè)置如電機或其他機構(gòu)作為驅(qū)動機構(gòu)，并使該驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動齒 圈82旋轉(zhuǎn)，這樣可以實現(xiàn)對葉片3開啟角度的調(diào)整，形成角度可調(diào)式風閥，滿足將風閥豎向 設(shè)置或其他更多方面的需求，同時還可以為葉片3開啟角度的遠程控制提供前提。在提供上述風閥的基礎(chǔ)上，還提供一種軸流式風機，該軸流式風機包括風機體，驅(qū) 動機構(gòu)和葉輪，所述風機體形成出風口，葉輪安裝在風機體中，驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動葉輪旋轉(zhuǎn)，所 述出風口處設(shè)置有上述任一種風閥。由于風閥具有上述技術(shù)效果，帶有該風閥的軸流式風 機也具有相對應的技術(shù)效果。另外，本發(fā)明還提供了一種冷卻塔和空氣冷卻器，提供的冷卻 塔包括冷卻塔體和風機，風機為上述的軸流式風機，提供的空氣冷卻器包括冷卻器本體和 上述軸流式風機。由于軸流式風機具有閉合時密封性能好的特點，具有該軸流式風機的冷 卻塔能夠避免氣流回流和風機反轉(zhuǎn)，提高冷卻塔和空氣冷卻器的冷卻效率。當然，上述軸流 式風機也可以應用在其他冷卻裝置中，也能夠產(chǎn)生相應的技術(shù)效果。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，比如說，在性能要求 不高的特定情形下，也可以將葉片3設(shè)置為非偏軸的結(jié)構(gòu)、等等；這些改進和潤飾也應視為 本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
一種軸流式風機用風閥，包括閥體和多個葉片，所述葉片包括葉片軸和主葉，所述主葉內(nèi)邊與葉片軸固定，其特征在于，所述閥體包括相對固定的外筒和中心座，所述中心座位于外筒內(nèi)，所述葉片軸的外端和內(nèi)端分別可旋轉(zhuǎn)地安裝在外筒和中心座上，多個所述葉片呈輻射狀分布在中心座外周。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流式風機用風閥，其特征在于，所述中心座將外筒的軸心 區(qū)域封閉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流式風機用風閥，其特征在于，所述葉片還包括內(nèi)邊與葉 片軸固定的副葉，所述副葉的延展方向與主葉的延展方向相反，且所述主葉的延展面積大 于所述副葉的延展面積。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的軸流式風機用風閥，其特征在于，所述主葉和副葉分別靠近 所述葉片軸的外端和內(nèi)端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的軸流式風機用風閥，其特征在于，在所述葉片軸延伸方向上， 所述主葉與所述副葉至少部分重疊。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的軸流式風機用風閥，其特征在于，所述主葉的外邊，或/和，副 葉的外邊向其反面方向偏斜延展。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的軸流式風機用風閥，其特征在于，在風閥全開狀態(tài)，通過所述 葉片重心的豎向線與所述葉片軸的軸線之間具有預定的距離。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一種所述的軸流式風機用風閥，其特征在于，還包括聯(lián)動機構(gòu)， 所述聯(lián)動機構(gòu)包括彈性機構(gòu)、壓力盤和多個驅(qū)動搖柄；所述中心座包括中心筒和導桿，所述 導桿位于中心筒中；多個所述葉片軸內(nèi)端分別穿過中心筒筒壁，并分別與位于中心筒內(nèi)的 驅(qū)動搖柄的外端相連，所述驅(qū)動搖柄的內(nèi)端偏離葉片軸的軸線；所述壓力盤套在導桿外，所 述彈性機構(gòu)兩端分別支撐在壓力盤與導桿上，所述壓力盤壓抵所述驅(qū)動搖柄的內(nèi)端。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的軸流式風機用風閥，其特征在于，所述導桿包括通過螺紋配 合相連的滑桿和彈簧壓墊，所述彈性機構(gòu)兩端分別支撐在壓力盤與彈簧壓墊上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一種所述的軸流式風機用風閥，其特征在于，還包括聯(lián)動機 構(gòu)，所述聯(lián)動機構(gòu)包括齒圈和多個驅(qū)動輪；所述中心座包括中心筒；多個所述葉片軸內(nèi)端 分別穿過中心筒筒壁，并分別與位于中心筒內(nèi)的驅(qū)動輪相連，所述驅(qū)動輪軸線與所述葉片 軸的軸線重合；所述齒圈同時與所述多個驅(qū)動輪嚙合。
11.一種軸流式風機，包括風機體和葉輪，所述風機體形成出風口，其特征在于，所述出 風口處設(shè)置有權(quán)利要求1-10任一項所述的軸流式風機用風閥。
12.—種冷卻塔，包括冷卻塔體和風機，其特征在于，所述風機為權(quán)利要求11所述的軸 流式風機。
13.—種空氣冷卻器，包括冷卻器本體和風機，其特征在于，所述風機為權(quán)利要求11所 述的軸流式風機。
全文摘要
本發(fā)明公開一種軸流式風機用風閥、具有該風閥的軸流式風機和具有該軸流式風機的冷卻塔或空氣冷卻器。公開的軸流式風機用風閥包括閥體和多個葉片，所述葉片包括葉片軸和主葉，所述主葉內(nèi)邊與葉片軸固定，所述閥體包括相對固定的外筒和中心座，所述中心座位于外筒內(nèi)，所述葉片軸的外端和內(nèi)端分別可旋轉(zhuǎn)地安裝在外筒和中心座上，多個所述葉片呈輻射狀分布在中心座外周。公開的軸流式風機用風閥中，葉片能夠與軸流式風機出風口的壓力分布相匹配，葉片布置區(qū)域與出風口的正壓排風區(qū)相對應，且每個葉片的開啟角度能夠與該區(qū)域的壓力實現(xiàn)更佳匹配，減小出風口的排風阻力，進而可以減小葉片振動，降低噪音、減小風閥的開啟壓力，提高風閥的工作可靠性。
文檔編號F04D29/32GK101832297SQ20101017885
公開日2010年9月15日 申請日期2010年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月21日
發(fā)明者孫志遠, 孫曉達, 張聰, 暴凱, 楊節(jié)標, 沈艷, 章立新, 郝俊紅, 陳永勝, 馬紅玉, 黃陳師 申請人:上海理工大學;上海易源節(jié)能科技有限公司