專利名稱：軸流風(fēng)機及其風(fēng)閥、冷卻塔及空氣冷卻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種風(fēng)機技術(shù)，特別涉及一種軸流式風(fēng)機用風(fēng)閥，及具有該風(fēng)閥 的軸流式風(fēng)機，還涉及到一種具有該軸流式風(fēng)機的冷卻塔及具有該軸流式風(fēng)機的空氣冷卻
O
背景技術(shù)：
軸流式風(fēng)機是當(dāng)前應(yīng)用普遍的風(fēng)機之一。軸流式風(fēng)機主要包括風(fēng)機體和葉輪，機 殼一般具有圓筒結(jié)構(gòu)以形成出風(fēng)口，葉輪安裝在出風(fēng)口內(nèi)；葉輪能夠在適當(dāng)動力機構(gòu)驅(qū)動 下在出風(fēng)口內(nèi)旋轉(zhuǎn)，氣體從出風(fēng)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(fēng)口后端排出，實現(xiàn)氣流的流動。當(dāng)前，很多設(shè)備需要設(shè)置軸流式風(fēng)機，并要求根據(jù)具體工況的需要對軸流式風(fēng)機 的運行狀態(tài)進行調(diào)節(jié)。其中，機械通風(fēng)式的冷卻塔通常采用軸流式風(fēng)機進行強制通風(fēng)。機械通風(fēng)式的冷卻塔廣泛應(yīng)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(yīng)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(fēng) 路相連通；另一種是保留結(jié)合面的隔板，各冷卻塔的風(fēng)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(dāng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)路之間互相連通，在其他冷卻塔的風(fēng)機運 轉(zhuǎn)時，停用風(fēng)機的冷卻塔的風(fēng)路會形成負壓，進而外部氣流可能會通過該冷卻塔的出風(fēng)口 進入冷卻塔組的風(fēng)路中，進而發(fā)生氣流短路，導(dǎo)致冷卻塔組的有效功率降低。同時，從出風(fēng) 口吸入的氣流還會使停用的風(fēng)機反轉(zhuǎn)，進而影響該風(fēng)機機械傳動系統(tǒng)的壽命；另外，在啟動 反轉(zhuǎn)風(fēng)機時，很容易導(dǎo)致該風(fēng)機啟動功率過大而造成超載，損壞該風(fēng)機的電機等動力機構(gòu)。同樣，在風(fēng)冷式多風(fēng)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，
3冷卻裝置有效功率降低，風(fēng)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(fēng)機的出風(fēng)口還設(shè)置有風(fēng)閥，該風(fēng)閥能夠在其對應(yīng)的風(fēng)機停用時，自動將出 風(fēng)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(fēng)機反轉(zhuǎn)。當(dāng)前風(fēng)閥為百葉式葉片閥門，包括閥體與葉片，閥體安裝在出風(fēng)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(fēng)口的割線對稱排列。但該 風(fēng)閥并不能與軸流式風(fēng)機出風(fēng)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(fēng)機出風(fēng)口的壓力分布示意圖。圖中，橫軸為出風(fēng)口的 半徑R，豎軸為壓力值P，從圖中可看出，出風(fēng)口壓力呈波段式分布，即壓力從出風(fēng)口外沿先 增加，再減小，至軸心0減小到最小，甚至?xí)纬韶撝?，在壓力為正值的外周部分形成正?排風(fēng)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?xí)纬韶搲夯亓鲄^(qū)，在該區(qū) 域，出風(fēng)口外氣流可能會在負壓壓力作用下進入出風(fēng)口中。如圖2所示，該圖是軸流式風(fēng)機 出風(fēng)口處的壓力區(qū)域示意圖。在出風(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng) 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(fēng)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(fēng)區(qū)；負壓回流區(qū)與正壓排風(fēng)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(fēng)區(qū)排風(fēng)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(fēng)區(qū)形成很大的排風(fēng)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(fēng)阻力，降低了風(fēng)機的排風(fēng)效率，提高 風(fēng)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(fēng)口的排風(fēng)阻力。另外，由于每個葉片開啟時具有導(dǎo)風(fēng)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(fēng)口的排風(fēng)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(yù)定區(qū)域 氣流壓力相匹配，同樣存在出風(fēng)口排風(fēng)阻力較大的問題。由于出風(fēng)口排風(fēng)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(fēng)閥開啟壓力，進而在出風(fēng)口氣流壓力較小時，就無法保證風(fēng)閥隨風(fēng)機運轉(zhuǎn)而開啟，降低風(fēng) 機運行的可靠性。另外，當(dāng)前的葉片為平板狀葉片，在水平布置風(fēng)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(fēng)閥自動關(guān)閉的需要。

實用新型內(nèi)容因此，本實用新型的第一個目的在于，提供一種軸流式風(fēng)機用風(fēng)閥，以減小出風(fēng)口 的排風(fēng)阻力。本實用新型的第二個目的在于，提供一種軸流式風(fēng)機，以減小風(fēng)機排風(fēng)阻力。[0020]本實用新型的第三個目的在于，提供一種具有上述軸流式風(fēng)機的冷卻塔。本實用新型的第四個目的在于，提供一種具有上述軸流式風(fēng)機的空氣冷卻器。為了實現(xiàn)上述第一個目的，本實用新型提供的軸流式風(fēng)機用風(fēng)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。可選的，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(fēng)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(yù)定的距離。優(yōu)選的，所述風(fēng)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(dǎo)桿，所述導(dǎo)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(dǎo)桿外，所述彈性機構(gòu)兩端分別支撐在壓力盤與導(dǎo)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(dǎo)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?？蛇x的，所述風(fēng)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，本實用新型提供的軸流式風(fēng)機包括風(fēng)機體和葉輪，所 述風(fēng)機體形成出風(fēng)口，所述出風(fēng)口處設(shè)置有上述任一種所述的軸流式風(fēng)機用風(fēng)閥。為了實現(xiàn)上述第三個目的，本實用新型提供的冷卻塔包括冷卻塔體和風(fēng)機，所述 風(fēng)機為上述軸流式風(fēng)機。為了實現(xiàn)上述第四個目的，本實用新型提供的空氣冷卻器包括冷卻器本體和風(fēng) 機，所述風(fēng)機為上述軸流式風(fēng)機。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型提供的軸流式風(fēng)機用風(fēng)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(fēng)機出風(fēng)口的壓力分布相匹配，使葉片布置區(qū)域與出風(fēng)口的正壓排風(fēng) 區(qū)相對應(yīng)，進而能夠使葉片開啟角度與正壓排風(fēng)區(qū)氣流壓力相匹配，降低出風(fēng)口的排風(fēng)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(dǎo)流氣流對前葉片的壓力，進一步地減小出風(fēng)口的排風(fēng)阻力；另外，利用本實用新型 提供的軸流式風(fēng)機用風(fēng)閥，多個葉片將出風(fēng)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(fēng)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(fēng)口排風(fēng)阻力減小，一方面可以減小葉片振 動，降低噪音、減小風(fēng)閥的開啟壓力，提高風(fēng)閥的工作可靠性；另一方面可以增加風(fēng)機葉輪 前后的壓力差，進而能夠為增大軸流式風(fēng)機的總出風(fēng)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(fēng)閥的排風(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)口的低壓區(qū)，盡可能地減小副葉造成的排風(fēng)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(fēng)閥，主葉的外邊可以提高主葉的正面出風(fēng)導(dǎo)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(fēng)閥出風(fēng)流量；同時，該結(jié)構(gòu)還能夠與軸流 式風(fēng)機的出風(fēng)口形成的氣流旋流相適應(yīng)，使主葉的實際開啟角度大于90度，以進一步減小 風(fēng)閥的排風(fēng)阻力。在進一步的技術(shù)方案中，在風(fēng)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(yù)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(fēng)機停止運轉(zhuǎn)時，使葉片能夠提高自動關(guān)閉，提高風(fēng)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(fēng)閥產(chǎn)生的噪音，提高風(fēng)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(fēng)閥的開啟壓力，提高風(fēng)閥的工作可靠性。在進一步的技術(shù)方案中，導(dǎo)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(fēng)閥開啟壓力，提高風(fēng)閥的適應(yīng)性能。在提供上述軸流式風(fēng)機用風(fēng)閥的基礎(chǔ)上，本實用新型提供的包括該風(fēng)閥的軸流式 風(fēng)機及包括該軸流式風(fēng)機的冷卻塔也具有相應(yīng)的技術(shù)效果。

圖1是軸流式風(fēng)機出風(fēng)口的壓力分布示意圖；圖2是軸流式風(fēng)機出風(fēng)口處的壓力區(qū)域示意圖；圖3是本實用新型實施例一提供的軸流式風(fēng)機用風(fēng)閥的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中用雙點 劃線示出了軸流式風(fēng)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(fēng)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(fēng)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；[0052]圖10是實施例一中，軸流式風(fēng)機用風(fēng)閥的葉片受力原理示意力；圖11是本實用新型實施例二提供的軸流式風(fēng)機用風(fēng)閥的頂視結(jié)構(gòu)示意圖；圖12是圖11中III-III部分放大圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型進行詳細描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性， 不應(yīng)對本實用新型的保護范圍有任何的限制作用。請參考圖3和圖4，圖3是本實用新型實施例一提供的軸流式風(fēng)機用風(fēng)閥的結(jié)構(gòu)示 意圖，圖中用雙點劃線示出了軸流式風(fēng)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(fēng)機用風(fēng)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(fēng)閥的閥體。在本例中，外筒1為圓柱筒，其 下端與軸流式風(fēng)機10的風(fēng)機體固定；中心座2包括中心筒21和導(dǎo)桿22，中心筒21為下端 封閉的圓柱筒，導(dǎo)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(fēng)機的出風(fēng)口 相對應(yīng)；優(yōu)選的，外筒1、中心筒21及導(dǎo)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(fēng)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(fēng)機10出風(fēng)口的高 壓區(qū)Zl相對應(yīng)，多個副葉33與出風(fēng)口的低壓區(qū)Z2相對應(yīng)，中心筒21下端與負壓回流區(qū)Z3 相對應(yīng)。上述風(fēng)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(fēng)閥處于打開狀態(tài)時的結(jié)構(gòu)示意圖。在風(fēng)機10工作時，風(fēng)機10的葉輪旋轉(zhuǎn)，使氣流通過出風(fēng)口向外流動。主葉32受 到出風(fēng)口高壓區(qū)Zl氣流壓力作用，副葉33受到出風(fēng)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)Zl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(fēng)口由封閉狀態(tài)變?yōu)榇蜷_狀態(tài)，使氣流順利地通過出風(fēng)口向外排出。根據(jù) 風(fēng)機10出風(fēng)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(yù)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(fēng)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(fēng)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 的軸線之間具有預(yù)定的距離L，即將葉片3設(shè)置為偏軸結(jié)構(gòu)。該預(yù)定距離與風(fēng)閥的工作環(huán) 境、葉片3重力、葉片軸31兩端摩擦力及對風(fēng)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(dāng)?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(fēng)閥的自動關(guān)閉性能。在風(fēng)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(fēng)口封閉。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型提供的風(fēng)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(fēng)機10的出風(fēng)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(fēng)口的正壓排風(fēng)區(qū)相對應(yīng)，還能夠使每個葉片3開啟角度與正壓排風(fēng)區(qū)氣流 壓力匹配，進而能夠降低出風(fēng)口排風(fēng)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(dǎo)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(fēng)口的排風(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)布局。由于出風(fēng)口排風(fēng)阻力減小，一 方面可以減小葉片3振動，降低風(fēng)閥噪音、減小風(fēng)閥的開啟壓力，提高風(fēng)閥的工作可靠性； 另一方面可以增加風(fēng)機葉輪前后的壓力差，進而能夠為增大軸流式風(fēng)機的總出風(fēng)流量和效 能提供前提。本例中，使主葉32與高壓區(qū)Zl相對應(yīng)，使副葉33與低壓區(qū)Z2相對應(yīng)。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(fēng)閥的開啟壓 力，滿足開啟、排風(fēng)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(fēng)阻力，保 證風(fēng)閥的整體排風(fēng)性能。為了提高風(fēng)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(yù)定的比例，預(yù)定比例的確定可以根據(jù)風(fēng)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(yīng)，為了減少或避免出風(fēng)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(dāng)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(dǎo)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(fēng)機10出風(fēng)口形成的氣流旋流相適應(yīng)，能夠提高主葉32的正面出風(fēng)導(dǎo)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(fēng)閥 的開啟壓力，提高風(fēng)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(fēng)閥的排風(fēng)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(dǎo)流效果，減小出風(fēng)口的排風(fēng)阻力。
8[0068]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(fēng)口排風(fēng)阻力，而設(shè)置在葉片3與風(fēng)機10之間則 明顯影響排風(fēng)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(fēng)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(dǎo)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(yīng)，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(yù)定作用力，使各驅(qū)動搖柄73內(nèi)端相對于其對應(yīng)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(dǎo)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(dǎo)桿22的相應(yīng)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(fēng)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(fēng)機用風(fēng)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 =GXLl ；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(yù)定風(fēng)壓時，向上翻轉(zhuǎn)，實現(xiàn)對風(fēng)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??；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(yù)定范圍之內(nèi)，保持葉片3開啟過程的穩(wěn)定。當(dāng)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(dāng)?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(yīng) 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。[0073]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(yù)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(yù)定的作用的目的。當(dāng)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(dǎo)桿22之間。本實用新型實施例二還提供了包括另一種聯(lián)動機構(gòu)的風(fēng)閥。請參考圖11和圖12， 圖11是本實用新型實施例二提供的軸流式風(fēng)機用風(fēng)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(fēng)閥相比，實施例二提供的風(fēng)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(yù)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(fēng)閥，滿足將風(fēng)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(fēng)閥的基礎(chǔ)上，還提供一種軸流式風(fēng)機，該軸流式風(fēng)機包括風(fēng)機體，驅(qū) 動機構(gòu)和葉輪，所述風(fēng)機體形成出風(fēng)口，葉輪安裝在風(fēng)機體中，驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動葉輪旋轉(zhuǎn)，所 述出風(fēng)口處設(shè)置有上述任一種風(fēng)閥。由于風(fēng)閥具有上述技術(shù)效果，帶有該風(fēng)閥的軸流式風(fēng) 機也具有相對應(yīng)的技術(shù)效果。另外，本實用新型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(fēng)機，風(fēng)機為上述的軸流式風(fēng)機，提供的空氣冷卻器包括冷卻器本 體和上述軸流式風(fēng)機。由于軸流式風(fēng)機具有閉合時密封性能好的特點，具有該軸流式風(fēng)機 的冷卻塔能夠避免氣流回流和風(fēng)機反轉(zhuǎn)，提高冷卻塔和空氣冷卻器的冷卻效率。當(dāng)然，上述 軸流式風(fēng)機也可以應(yīng)用在其他冷卻裝置中，也能夠產(chǎn)生相應(yīng)的技術(shù)效果。以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，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(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求一種軸流式風(fēng)機用風(fēng)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(fēng)機用風(fēng)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(fēng)機用風(fēng)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(fēng)機用風(fēng)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(fēng)機用風(fēng)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(fēng)機用風(fēng)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(fēng)機用風(fēng)閥，其特征在于，在風(fēng)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(yù)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(fēng)機用風(fēng)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(dǎo)桿，所述 導(dǎo)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(dǎo)桿外，所 述彈性機構(gòu)兩端分別支撐在壓力盤與導(dǎo)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(fēng)機用風(fēng)閥，其特征在于，所述導(dǎo)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(fēng)機用風(fēng)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(fēng)機，包括風(fēng)機體和葉輪，所述風(fēng)機體形成出風(fēng)口，其特征在于，所述出 風(fēng)口處設(shè)置有權(quán)利要求1-10任一項所述的軸流式風(fēng)機用風(fēng)閥。
12.—種冷卻塔，包括冷卻塔體和風(fēng)機，其特征在于，所述風(fēng)機為權(quán)利要求11所述的軸 流式風(fēng)機。
13.—種空氣冷卻器，包括冷卻器本體和風(fēng)機，其特征在于，所述風(fēng)機為權(quán)利要求11所 述的軸流式風(fēng)機。
專利摘要本實用新型公開一種軸流式風(fēng)機用風(fēng)閥、具有該風(fēng)閥的軸流式風(fēng)機和具有該軸流式風(fēng)機的冷卻塔或空氣冷卻器。公開的軸流式風(fēng)機用風(fēng)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(fēng)機用風(fēng)閥中，葉片能夠與軸流式風(fēng)機出風(fēng)口的壓力分布相匹配，葉片布置區(qū)域與出風(fēng)口的正壓排風(fēng)區(qū)相對應(yīng)，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(fēng)口的排風(fēng)阻力，進而可以減小葉片振動，降低噪音、減小風(fēng)閥的開啟壓力，提高風(fēng)閥的工作可靠性。
文檔編號F04D29/32GK201753704SQ20102019855
公開日2011年3月2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(xué);上海易源節(jié)能科技有限公司